JP2003286947A - レシプロ式圧縮機 - Google Patents
レシプロ式圧縮機Info
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- JP2003286947A JP2003286947A JP2002088174A JP2002088174A JP2003286947A JP 2003286947 A JP2003286947 A JP 2003286947A JP 2002088174 A JP2002088174 A JP 2002088174A JP 2002088174 A JP2002088174 A JP 2002088174A JP 2003286947 A JP2003286947 A JP 2003286947A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
- F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/1065—Grooves on a bearing surface for distributing or collecting the liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/42—Pumps with cylinders or pistons
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過酷な高圧縮比運転やHFC冷媒環境下にお
いても、ピストンピン軸受部の軸受焼付や異常摩耗を防
止できて、信頼性を高め得るようにする。 【解決手段】 小端側軸受筒部のハウジング6gに第4
の油通路6cと連通する周回の凹溝6fを設けるととも
に、この周回凹溝6fとハウジング6gで形成される第
5の油通路を設け、その第5の油通路とハウジング6g
の内面負荷側に設られた軸受長手方向に沿った複数の溝
11と連通させ、かつその複数溝11は、小端側軸受筒
部の筒中心軸線を中心としてコンロッド6Aの最大スイ
ング角θと同一角度ピッチ分ずらして設定され、かつ溝
長手両端が開口するとともに、一方の開口位置に対し、
他方の開口位置を最大スイング角θと同一ピッチ以上ず
らせて多条スパイラル状に形成する。
いても、ピストンピン軸受部の軸受焼付や異常摩耗を防
止できて、信頼性を高め得るようにする。 【解決手段】 小端側軸受筒部のハウジング6gに第4
の油通路6cと連通する周回の凹溝6fを設けるととも
に、この周回凹溝6fとハウジング6gで形成される第
5の油通路を設け、その第5の油通路とハウジング6g
の内面負荷側に設られた軸受長手方向に沿った複数の溝
11と連通させ、かつその複数溝11は、小端側軸受筒
部の筒中心軸線を中心としてコンロッド6Aの最大スイ
ング角θと同一角度ピッチ分ずらして設定され、かつ溝
長手両端が開口するとともに、一方の開口位置に対し、
他方の開口位置を最大スイング角θと同一ピッチ以上ず
らせて多条スパイラル状に形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば冷媒ガスや
空気等の気体を圧縮するレシプロ式圧縮機に係り、より
詳しくはピストンピン軸受部への給油機構の改良、軸受
信頼性の改善に関するものである。
空気等の気体を圧縮するレシプロ式圧縮機に係り、より
詳しくはピストンピン軸受部への給油機構の改良、軸受
信頼性の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図12は例えば特開平09−49489
号公報に記載されている従来のレシプロ式圧縮機の要部
を示す縦断面図、図13はそのコンロッドを中心軸線に
沿って筒軸方向に切断した状態で示す斜視図、図14は
図13のコンロッドの小端側軸受筒部を拡大しその部位
での潤滑油の流れを示す斜視図、図15はそのピストン
ピンとコンロッドとの動作時における位置関係を説明す
るための説明図で、(a)は圧縮時における位置関係を
示す図、(b)は吸入時における位置関係を示す図であ
る。なお、各図中に実線で示す矢印は潤滑油の流れを示
す。
号公報に記載されている従来のレシプロ式圧縮機の要部
を示す縦断面図、図13はそのコンロッドを中心軸線に
沿って筒軸方向に切断した状態で示す斜視図、図14は
図13のコンロッドの小端側軸受筒部を拡大しその部位
での潤滑油の流れを示す斜視図、図15はそのピストン
ピンとコンロッドとの動作時における位置関係を説明す
るための説明図で、(a)は圧縮時における位置関係を
示す図、(b)は吸入時における位置関係を示す図であ
る。なお、各図中に実線で示す矢印は潤滑油の流れを示
す。
【0003】各図において、1は底部に油だめ8を有す
るケース、2はケース1の上部に配設されたシリンダ、
3はケース1内に設置されてその軸受部1a,1bにて
回動自在に枢支されかつ図示しない電動機により駆動さ
れるクランクシャフト、4はシリンダ2内に摺動自在に
配設されたピストン、5はピストン4に挿入、支持され
たピストンピン、6はピストンピン5を回動自在に枢支
する小端側軸受筒部6aおよびクランクシャフト3を回
動自在に枢支する大端側軸受筒部6bを備えたコンロッ
ド、7は油だめ8の潤滑油を圧送するオイルポンプ、1
cは油だめ8とオイルポンプ7を連通させる第1の油通
路、3aはクランクシャフト3の軸心部に設けられた第
2の油通路、3bはクランクシャフト3に径方向に設け
られて第2の油通路3aとコンロッド6の大端側軸受筒
部6bとを連通させる第3の油通路、6cはコンロッド
6のロッド部に設けられて大端側軸受筒部6bと小端側
軸受筒部6aとを連通させる第4の油通路、6dは第3
の油通路3bの開口部と第4の油通路6cの開口部がエ
リア内に収まるように大端側軸受筒部6bの内周面に設
けた凹溝からなる第1の油溝であって、第3の油通路3
bと第4の油通路6cとを連通させる通路となる。9は
コンロッド6の小端側軸受筒部6a内周面の負荷側に、
コンロッド6の最大揺動角θと同一角度ピッチで周方向
に位置を異ならせて筒中心軸線方向に沿って設けた複数
の第2の油溝であり、これら第2の油溝9の両端はそれ
ぞれ開口している。6eは第4の油通路6cの開口部が
エリア内に収まるように小端側軸受筒部6aの内面周方
向に設けた第5の油通路であって、第4の油通路6cと
複数の第2の油溝9とを連通させる通路となる。なお、
ピストンピン5の外周面とコンロッド6の小端側軸受筒
部6aの内周面との間には、軸受クリアランスが設けら
れている。この軸受クリアランスは、通常、ピストンピ
ン5の直径に対し、0.2/1000〜1.5/100
0程度の比率に設定されている。
るケース、2はケース1の上部に配設されたシリンダ、
3はケース1内に設置されてその軸受部1a,1bにて
回動自在に枢支されかつ図示しない電動機により駆動さ
れるクランクシャフト、4はシリンダ2内に摺動自在に
配設されたピストン、5はピストン4に挿入、支持され
たピストンピン、6はピストンピン5を回動自在に枢支
する小端側軸受筒部6aおよびクランクシャフト3を回
動自在に枢支する大端側軸受筒部6bを備えたコンロッ
ド、7は油だめ8の潤滑油を圧送するオイルポンプ、1
cは油だめ8とオイルポンプ7を連通させる第1の油通
路、3aはクランクシャフト3の軸心部に設けられた第
2の油通路、3bはクランクシャフト3に径方向に設け
られて第2の油通路3aとコンロッド6の大端側軸受筒
部6bとを連通させる第3の油通路、6cはコンロッド
6のロッド部に設けられて大端側軸受筒部6bと小端側
軸受筒部6aとを連通させる第4の油通路、6dは第3
の油通路3bの開口部と第4の油通路6cの開口部がエ
リア内に収まるように大端側軸受筒部6bの内周面に設
けた凹溝からなる第1の油溝であって、第3の油通路3
bと第4の油通路6cとを連通させる通路となる。9は
コンロッド6の小端側軸受筒部6a内周面の負荷側に、
コンロッド6の最大揺動角θと同一角度ピッチで周方向
に位置を異ならせて筒中心軸線方向に沿って設けた複数
の第2の油溝であり、これら第2の油溝9の両端はそれ
ぞれ開口している。6eは第4の油通路6cの開口部が
エリア内に収まるように小端側軸受筒部6aの内面周方
向に設けた第5の油通路であって、第4の油通路6cと
複数の第2の油溝9とを連通させる通路となる。なお、
ピストンピン5の外周面とコンロッド6の小端側軸受筒
部6aの内周面との間には、軸受クリアランスが設けら
れている。この軸受クリアランスは、通常、ピストンピ
ン5の直径に対し、0.2/1000〜1.5/100
0程度の比率に設定されている。
【0004】次に、前記構成を有する従来のレシプロ式
圧縮機の動作について説明する。クランクシャフト3が
回転すると、コンロッド6に運動が伝達され、ピストン
4が上下動し、ピストンピン5とコンロッド6との間に
相対的な揺動運動が生ずる。そして、オイルポンプ7に
より加圧された潤滑油は、油だめ8から吸上げられ、第
1の油通路1cを通り、第2の油通路3a、第3の油通
路3bを経て、大端側軸受筒部6bの第1の油溝6dを
通り、更に第4の油通路6cを経て、小端側軸受筒部6
aの摺動面に設けられている第5の油通路6eから複数
の第2の油溝9に導かれた後、ピストンピン5とコンロ
ッド6との相対的なスイング運動により小端側軸受筒部
6aとピストンピン5の摺動面に供給される。
圧縮機の動作について説明する。クランクシャフト3が
回転すると、コンロッド6に運動が伝達され、ピストン
4が上下動し、ピストンピン5とコンロッド6との間に
相対的な揺動運動が生ずる。そして、オイルポンプ7に
より加圧された潤滑油は、油だめ8から吸上げられ、第
1の油通路1cを通り、第2の油通路3a、第3の油通
路3bを経て、大端側軸受筒部6bの第1の油溝6dを
通り、更に第4の油通路6cを経て、小端側軸受筒部6
aの摺動面に設けられている第5の油通路6eから複数
の第2の油溝9に導かれた後、ピストンピン5とコンロ
ッド6との相対的なスイング運動により小端側軸受筒部
6aとピストンピン5の摺動面に供給される。
【0005】ピストンピン5とコンロッド6との動作時
における位置関係は、図15の(a)(b)のとおりで
ある。すなわち、圧縮時は図15(a)の位置関係にあ
り、吸入時は図15(b)の位置関係にある。図15
中、破線で示す矢印はピストンピン5に作用する力、実
線で示す矢印は潤滑油の動きを示している。すなわち、
圧縮過程においては、被圧縮ガスの圧力により、同図
(a)のようにピストンピン5に下向きの力が作用し、
軸受クリアランス内でピストンピン5は下方へ移動す
る。一方、吸入過程においては、シリンダ2内の負圧お
よびピストン4の慣性力により、同図(b)のようにピ
ストンピン5に上向きの力が作用し、軸受クリアランス
内でピストンピン5は上方へ移動する。このように、ピ
ストンピン5の上下運動により潤滑油が軸受クリアラン
ス内で流動し、小端側軸受筒部6aの内周面の負荷側
(内周面の底部)に潤滑油が供給されるようになってい
る。
における位置関係は、図15の(a)(b)のとおりで
ある。すなわち、圧縮時は図15(a)の位置関係にあ
り、吸入時は図15(b)の位置関係にある。図15
中、破線で示す矢印はピストンピン5に作用する力、実
線で示す矢印は潤滑油の動きを示している。すなわち、
圧縮過程においては、被圧縮ガスの圧力により、同図
(a)のようにピストンピン5に下向きの力が作用し、
軸受クリアランス内でピストンピン5は下方へ移動す
る。一方、吸入過程においては、シリンダ2内の負圧お
よびピストン4の慣性力により、同図(b)のようにピ
ストンピン5に上向きの力が作用し、軸受クリアランス
内でピストンピン5は上方へ移動する。このように、ピ
ストンピン5の上下運動により潤滑油が軸受クリアラン
ス内で流動し、小端側軸受筒部6aの内周面の負荷側
(内周面の底部)に潤滑油が供給されるようになってい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に、レシプロ式圧
縮機において、小端側軸受筒部6aはスイング運動であ
るため、油膜が形成されにくく、常に境界潤滑域以下で
運転されることが多い。また、小端側軸受筒部6aの軸
受クリアランスを流れる油量が限られるため、ピストン
ピン5の摺接部で油切れの状態になりやすい。特に高圧
縮比運転を行う場合には、再膨張ガスの作用により、吸
入過程においてもシリンダ2内の圧力が高く保たれるた
め、ピストンピン5に下向きのガス圧力が作用する。そ
のため、ピストンピン5が軸受クリアランス内で上下方
向交互に移動できず、潤滑油が流動せず、小端側軸受筒
部6aの摺動面負荷側で油切れを生じ、小端側軸受筒部
6aでの焼き付けや異常摩耗が発生するという問題があ
る。特に冷媒そのものの潤滑性が低いHFC (Hydro Fi
uoro Carbon)冷媒環境下で高圧縮比運転を行なう場合、
潤滑性の低下に加え、高圧縮比運転のため低循環量によ
る冷却不足で圧縮機内、特に油だめ内油温の上昇、軸受
内温度上昇によりピストンピン5および小端側軸受筒部
6aの異常摩耗、ひいては焼付きが発生し易い。
縮機において、小端側軸受筒部6aはスイング運動であ
るため、油膜が形成されにくく、常に境界潤滑域以下で
運転されることが多い。また、小端側軸受筒部6aの軸
受クリアランスを流れる油量が限られるため、ピストン
ピン5の摺接部で油切れの状態になりやすい。特に高圧
縮比運転を行う場合には、再膨張ガスの作用により、吸
入過程においてもシリンダ2内の圧力が高く保たれるた
め、ピストンピン5に下向きのガス圧力が作用する。そ
のため、ピストンピン5が軸受クリアランス内で上下方
向交互に移動できず、潤滑油が流動せず、小端側軸受筒
部6aの摺動面負荷側で油切れを生じ、小端側軸受筒部
6aでの焼き付けや異常摩耗が発生するという問題があ
る。特に冷媒そのものの潤滑性が低いHFC (Hydro Fi
uoro Carbon)冷媒環境下で高圧縮比運転を行なう場合、
潤滑性の低下に加え、高圧縮比運転のため低循環量によ
る冷却不足で圧縮機内、特に油だめ内油温の上昇、軸受
内温度上昇によりピストンピン5および小端側軸受筒部
6aの異常摩耗、ひいては焼付きが発生し易い。
【0007】そのため、前述の従来例では、小端側軸受
筒部6aに積極的に給油する手段として、油だめ8の油
を、大端側軸受筒部6bを経て小端側軸受筒部6aの第
5の油通路6eに導入し、第5の油通路6eから、小端
側軸受筒部の筒中心軸線方向に平行に延びる複数の第2
の油溝9に供給するようにしている。
筒部6aに積極的に給油する手段として、油だめ8の油
を、大端側軸受筒部6bを経て小端側軸受筒部6aの第
5の油通路6eに導入し、第5の油通路6eから、小端
側軸受筒部の筒中心軸線方向に平行に延びる複数の第2
の油溝9に供給するようにしている。
【0008】しかしながら、このように小端側軸受筒部
6aの筒中心軸線方向に平行に延びる両端開口の複数の
第2の油溝9に油を供給するようにしたものにあって
は、積極給油は可能であるが、小端側軸受筒部6aのス
イング運動中、第2の油溝部9では小端側軸受円筒長手
方向全域にわたって油圧が発生しない。したがって、ス
イング運動中、各第2の油溝9間に油膜が形成されない
位置が発生し、軸受全体の油膜分布が不安定になるとと
もに、トータル油圧も低下し、十分な軸受負荷容量が得
られない。
6aの筒中心軸線方向に平行に延びる両端開口の複数の
第2の油溝9に油を供給するようにしたものにあって
は、積極給油は可能であるが、小端側軸受筒部6aのス
イング運動中、第2の油溝部9では小端側軸受円筒長手
方向全域にわたって油圧が発生しない。したがって、ス
イング運動中、各第2の油溝9間に油膜が形成されない
位置が発生し、軸受全体の油膜分布が不安定になるとと
もに、トータル油圧も低下し、十分な軸受負荷容量が得
られない。
【0009】さらに、通常、ピストンピン5とピストン
4間の円周方向相対位置を規制していないため、クラン
クシャフト3の回転運動がコンロッド6を介してピスト
ン4に伝達される場合、そのスイング運動は、ピストン
4とピストンピン5間、およびピストンピン5と小端側
軸受筒部6a間を介して伝達される。言い換えれば、コ
ンロッド6のスイング運動による軸受摺動長さがピスト
ン4とピストンピン5間、ピストンピン5と小端側軸受
筒部6a間で分割されるので、ピストンピン5と小端側
軸受筒部6aの位置が安定せず、従来必要とするピスト
ンピン5と小端側軸受筒部6a間の摺動長さ(スイング
角度)が減ることで油膜、油圧が低下するだけでなく、
本来、不必要なピストン4とピストンピン5間が摺動す
ることになり、ピストン4とピストンピン5間で異常摩
耗が発生していた。
4間の円周方向相対位置を規制していないため、クラン
クシャフト3の回転運動がコンロッド6を介してピスト
ン4に伝達される場合、そのスイング運動は、ピストン
4とピストンピン5間、およびピストンピン5と小端側
軸受筒部6a間を介して伝達される。言い換えれば、コ
ンロッド6のスイング運動による軸受摺動長さがピスト
ン4とピストンピン5間、ピストンピン5と小端側軸受
筒部6a間で分割されるので、ピストンピン5と小端側
軸受筒部6aの位置が安定せず、従来必要とするピスト
ンピン5と小端側軸受筒部6a間の摺動長さ(スイング
角度)が減ることで油膜、油圧が低下するだけでなく、
本来、不必要なピストン4とピストンピン5間が摺動す
ることになり、ピストン4とピストンピン5間で異常摩
耗が発生していた。
【0010】本発明の技術的課題は、過酷な高圧縮比運
転やHFC冷媒環境下においても、ピストンピン軸受部
の軸受焼付や異常摩耗を防止できて、信頼性を高め得る
ようにすることにある。
転やHFC冷媒環境下においても、ピストンピン軸受部
の軸受焼付や異常摩耗を防止できて、信頼性を高め得る
ようにすることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
レシプロ式圧縮機は、下記の構成からなるものである。
すなわち、底部に油だめを有するケースと、ケースに配
設されたシリンダと、ケース内に回動自在に枢支された
クランクシャフトと、シリンダ内に摺動自在に配設され
たピストンと、ピストンに挿入、支持されたピストンピ
ンと、ピストンピンを所定のスイング角度で回動自在に
枢支する小端側軸受筒部およびクランクシャフトを回動
自在に枢支する大端側軸受筒部を備えたコンロッドと、
油だめの潤滑油を圧送するオイルポンプと、油だめとオ
イルポンプを連通させる第1の油通路と、クランクシャ
フトの軸心部に設けられてオイルポンプの吐出側に連通
する第2の油通路と、クランクシャフトに設けられた第
2の油通路と大端側軸受部を連通する第3の油通路と、
コンロッド内部に設けられ、かつ大端側軸受部と小端側
軸受部を連通する第4の油通路と、を有するレシプロ式
圧縮機において、小端側軸受筒部のハウジングに第4の
油通路と連通する周回の凹溝を設け、かつこの周回凹溝
と前記ハウジングで形成される第5の油通路を設け、そ
の第5の油通路と前記ハウジングの内面負荷側に設られ
た軸受長手方向に沿った複数の溝と連通させ、かつその
複数溝は、小端側軸受筒部の筒中心軸線を中心としてコ
ンロッドの最大スイング角θと同一角度ピッチ分ずらし
て設定され、かつ溝長手両端が開口するとともに、一方
の開口位置に対し、他方の開口位置を最大スイング角θ
と同一ピッチ以上ずらせて多条スパイラル状に形成され
てなるものである。
レシプロ式圧縮機は、下記の構成からなるものである。
すなわち、底部に油だめを有するケースと、ケースに配
設されたシリンダと、ケース内に回動自在に枢支された
クランクシャフトと、シリンダ内に摺動自在に配設され
たピストンと、ピストンに挿入、支持されたピストンピ
ンと、ピストンピンを所定のスイング角度で回動自在に
枢支する小端側軸受筒部およびクランクシャフトを回動
自在に枢支する大端側軸受筒部を備えたコンロッドと、
油だめの潤滑油を圧送するオイルポンプと、油だめとオ
イルポンプを連通させる第1の油通路と、クランクシャ
フトの軸心部に設けられてオイルポンプの吐出側に連通
する第2の油通路と、クランクシャフトに設けられた第
2の油通路と大端側軸受部を連通する第3の油通路と、
コンロッド内部に設けられ、かつ大端側軸受部と小端側
軸受部を連通する第4の油通路と、を有するレシプロ式
圧縮機において、小端側軸受筒部のハウジングに第4の
油通路と連通する周回の凹溝を設け、かつこの周回凹溝
と前記ハウジングで形成される第5の油通路を設け、そ
の第5の油通路と前記ハウジングの内面負荷側に設られ
た軸受長手方向に沿った複数の溝と連通させ、かつその
複数溝は、小端側軸受筒部の筒中心軸線を中心としてコ
ンロッドの最大スイング角θと同一角度ピッチ分ずらし
て設定され、かつ溝長手両端が開口するとともに、一方
の開口位置に対し、他方の開口位置を最大スイング角θ
と同一ピッチ以上ずらせて多条スパイラル状に形成され
てなるものである。
【0012】また、請求項2に係るレシプロ式圧縮機
は、請求項1のピストンピンの表面硬度をHv>1000に
したものである。
は、請求項1のピストンピンの表面硬度をHv>1000に
したものである。
【0013】また、請求項3に係るレシプロ式圧縮機
は、請求項1又は請求項2のピストンとピストンピンを
固定したものである。
は、請求項1又は請求項2のピストンとピストンピンを
固定したものである。
【0014】また、本発明の請求項4に係るレシプロ式
圧縮機は、下記の構成からなるものである。すなわち、
底部に油だめを有するケースと、ケースに配設されたシ
リンダと、ケース内に回動自在に枢支されたクランクシ
ャフトと、シリンダ内に摺動自在に配設されたピストン
と、ピストンに挿入、支持されたピストンピンと、ピス
トンピンを所定のスイング角度で回動自在に枢支する小
端側軸受筒部およびクランクシャフトを回動自在に枢支
する大端側軸受筒部を備えたコンロッドと、を有するレ
シプロ式圧縮機において、ピストンピンの表面硬度をH
v>1000に設定したものである。
圧縮機は、下記の構成からなるものである。すなわち、
底部に油だめを有するケースと、ケースに配設されたシ
リンダと、ケース内に回動自在に枢支されたクランクシ
ャフトと、シリンダ内に摺動自在に配設されたピストン
と、ピストンに挿入、支持されたピストンピンと、ピス
トンピンを所定のスイング角度で回動自在に枢支する小
端側軸受筒部およびクランクシャフトを回動自在に枢支
する大端側軸受筒部を備えたコンロッドと、を有するレ
シプロ式圧縮機において、ピストンピンの表面硬度をH
v>1000に設定したものである。
【0015】また、請求項5に係るレシプロ式圧縮機
は、請求項4のピストンとピストンピンを固定したもの
である。
は、請求項4のピストンとピストンピンを固定したもの
である。
【0016】
【発明の実施の形態】実施形態1.以下、図示実施形態
により本発明を説明する。図1は本発明の請求項1に係
るレシプロ式圧縮機の要部を示す縦断面図、図2はその
コンロッドを中心軸線に沿って筒軸方向に切断した状態
で示す斜視図で、(a)は小端側軸受筒部に軸受メタル
を圧入する前の状態の図、(b)は小端側軸受筒部に軸
受メタルを圧入した後の状態の図、図3は図2のコンロ
ッド小端側軸受筒部を拡大して示す斜視図で、(a)は
小端側軸受筒部に潤滑油を供給する前の状態の図、
(b)は小端側軸受筒部での潤滑油の流れを示す図、図
4は軸受メタルに形成した溝の形状を説明するためのコ
ンロッド小端側軸受筒部の部分断面図、図5はそのピス
トンピンとコンロッドとの動作時における位置関係を説
明するための説明図で、(a)は圧縮時における位置関
係を示す図、(b)は吸入時における位置関係を示す
図、図6は本実施形態による効果を従来例と比較して示
す説明図であり、各図中に実線で示す矢印は潤滑油の流
れを示す。なお、各図中、従来に相当する部分には同一
符号を付してある。
により本発明を説明する。図1は本発明の請求項1に係
るレシプロ式圧縮機の要部を示す縦断面図、図2はその
コンロッドを中心軸線に沿って筒軸方向に切断した状態
で示す斜視図で、(a)は小端側軸受筒部に軸受メタル
を圧入する前の状態の図、(b)は小端側軸受筒部に軸
受メタルを圧入した後の状態の図、図3は図2のコンロ
ッド小端側軸受筒部を拡大して示す斜視図で、(a)は
小端側軸受筒部に潤滑油を供給する前の状態の図、
(b)は小端側軸受筒部での潤滑油の流れを示す図、図
4は軸受メタルに形成した溝の形状を説明するためのコ
ンロッド小端側軸受筒部の部分断面図、図5はそのピス
トンピンとコンロッドとの動作時における位置関係を説
明するための説明図で、(a)は圧縮時における位置関
係を示す図、(b)は吸入時における位置関係を示す
図、図6は本実施形態による効果を従来例と比較して示
す説明図であり、各図中に実線で示す矢印は潤滑油の流
れを示す。なお、各図中、従来に相当する部分には同一
符号を付してある。
【0017】図1乃至図5において、1はケース、2は
シリンダ、3はクランクシャフト、4はピストン、5は
ピストンピン、6Aはコンロッド、6gは小端側軸受筒
部からなる小端軸受ハウジング、6bは大端側軸受筒
部、7はオイルポンプ、8は油だめである。また、1c
は油だめ8とオイルポンプ7を連通する第1の油通路、
3aはクランクシャフト3の軸心部に設けられた第2の
油通路、3bはクランクシャフト3に径方向に設けられ
て第2の油通路3aとコンロッド6Aの大端側軸受筒部
6bとを連通させる第3の油通路、6cはコンロッド6
Aのロッド部に設けられ大端側軸受筒部6bと小端軸受
ハウジング6gとを連通させる第4の油通路、6dは第
3の油通路3bの開口部と第4の油通路6cの開口部が
エリア内に収まるように大端側軸受筒部6bの内周面に
設けた凹溝からなる第1の油溝であって、第3の油通路
3bと第4の油通路6cとを連通させる通路となる。6
fは第4の油通路6cの開口部がエリア内に収まるよう
に小端軸受ハウジング6gの内面周方向に設けた周回凹
溝、10はコンロッド6Aの小端軸受ハウジング6gに
圧入等により挿入、固定された軸受メタルであり、その
外周面と小端軸受ハウジング内周面の周回凹溝6fとで
第5の油通路を形成している。11は軸受メタル10の
内面負荷側に形成された複数溝で、小端軸受ハウジング
6gの筒中心軸線を中心としてコンロッド6Aの最大ス
イング角θと同一角度ピッチで設けられ、かつその長手
両端が開口するとともに、一方の開口位置に対し、他方
の開口位置を最大スイング角θと同一ピッチ分ずらして
多条スパイラル状に設定されている。すなわち、図4の
A−A断面において、複数溝11の一方の開口11a
は、隣接する互いの位置をスイング角度θピッチ間隔で
円周方向にずらせて設定されており、また逆側のC−C
断面側において、複数溝11の開口11cも、隣接する
互いの位置をスイング角度θピッチ間隔で円周方向にず
らせて設定されている。さらに各溝11は、断面A−A
側開口位置と断面C−C側開口位置で軸受回転方向にス
イング角度θ分ねじれて形成されている。図3中の符号
11bは軸受メタル10に設けられて、第5の油通路を
形成する周回凹溝6fと複数溝11を連通する連通孔で
ある。
シリンダ、3はクランクシャフト、4はピストン、5は
ピストンピン、6Aはコンロッド、6gは小端側軸受筒
部からなる小端軸受ハウジング、6bは大端側軸受筒
部、7はオイルポンプ、8は油だめである。また、1c
は油だめ8とオイルポンプ7を連通する第1の油通路、
3aはクランクシャフト3の軸心部に設けられた第2の
油通路、3bはクランクシャフト3に径方向に設けられ
て第2の油通路3aとコンロッド6Aの大端側軸受筒部
6bとを連通させる第3の油通路、6cはコンロッド6
Aのロッド部に設けられ大端側軸受筒部6bと小端軸受
ハウジング6gとを連通させる第4の油通路、6dは第
3の油通路3bの開口部と第4の油通路6cの開口部が
エリア内に収まるように大端側軸受筒部6bの内周面に
設けた凹溝からなる第1の油溝であって、第3の油通路
3bと第4の油通路6cとを連通させる通路となる。6
fは第4の油通路6cの開口部がエリア内に収まるよう
に小端軸受ハウジング6gの内面周方向に設けた周回凹
溝、10はコンロッド6Aの小端軸受ハウジング6gに
圧入等により挿入、固定された軸受メタルであり、その
外周面と小端軸受ハウジング内周面の周回凹溝6fとで
第5の油通路を形成している。11は軸受メタル10の
内面負荷側に形成された複数溝で、小端軸受ハウジング
6gの筒中心軸線を中心としてコンロッド6Aの最大ス
イング角θと同一角度ピッチで設けられ、かつその長手
両端が開口するとともに、一方の開口位置に対し、他方
の開口位置を最大スイング角θと同一ピッチ分ずらして
多条スパイラル状に設定されている。すなわち、図4の
A−A断面において、複数溝11の一方の開口11a
は、隣接する互いの位置をスイング角度θピッチ間隔で
円周方向にずらせて設定されており、また逆側のC−C
断面側において、複数溝11の開口11cも、隣接する
互いの位置をスイング角度θピッチ間隔で円周方向にず
らせて設定されている。さらに各溝11は、断面A−A
側開口位置と断面C−C側開口位置で軸受回転方向にス
イング角度θ分ねじれて形成されている。図3中の符号
11bは軸受メタル10に設けられて、第5の油通路を
形成する周回凹溝6fと複数溝11を連通する連通孔で
ある。
【0018】次に、本実施形態のレシプロ式圧縮機の動
作について図1乃至図5に基づき説明する。なお、各図
中に実線で示した矢印はそれぞれ潤滑油の流れを示す。
まず、クランクシャフト3が回転すると、コンロッド6
Aに運動が伝達され、ピストン4が上下動するとともに
ピストンピン5とコンロッド6Aとの間に相対的な揺動
運動が生ずる。そして、オイルポンプ7により加圧され
た潤滑油は、油だめ8から吸上げられ、第1の油通路1
cを通り第2の油通路3a、第3の油通路3bから、大
端側軸受筒部6bの第1の凹溝6dを通り、更に第4の
油通路6cを経て、小端軸受ハウジング6g部に形成さ
れた周回凹溝6f、軸受メタル10の連通孔11bを通
って軸受メタル内周側の多条スパイラル状の複数溝11
に供給され、軸受メタル10の内周面の負荷側を潤滑す
る。潤滑後、潤滑油は複数溝11、および軸受メタル1
0とピストンピン5で形成される軸受クリアランスより
流出し、油だめ8に戻る。
作について図1乃至図5に基づき説明する。なお、各図
中に実線で示した矢印はそれぞれ潤滑油の流れを示す。
まず、クランクシャフト3が回転すると、コンロッド6
Aに運動が伝達され、ピストン4が上下動するとともに
ピストンピン5とコンロッド6Aとの間に相対的な揺動
運動が生ずる。そして、オイルポンプ7により加圧され
た潤滑油は、油だめ8から吸上げられ、第1の油通路1
cを通り第2の油通路3a、第3の油通路3bから、大
端側軸受筒部6bの第1の凹溝6dを通り、更に第4の
油通路6cを経て、小端軸受ハウジング6g部に形成さ
れた周回凹溝6f、軸受メタル10の連通孔11bを通
って軸受メタル内周側の多条スパイラル状の複数溝11
に供給され、軸受メタル10の内周面の負荷側を潤滑す
る。潤滑後、潤滑油は複数溝11、および軸受メタル1
0とピストンピン5で形成される軸受クリアランスより
流出し、油だめ8に戻る。
【0019】このように、本実施形態のレシプロ式圧縮
機においては、軸受メタル10の負荷側内面にスパイラ
ル状の溝11が、小端軸受ハウジング6gの筒中心軸線
を中心としてコンロッド6Aの最大揺動角θと同一角度
ピッチで周方向に複数設けられているので、コンロッド
6Aのスイング運動によって、ピストンピン5の摺動面
の負荷側全体にわたり途切れることなく給油することが
できる。
機においては、軸受メタル10の負荷側内面にスパイラ
ル状の溝11が、小端軸受ハウジング6gの筒中心軸線
を中心としてコンロッド6Aの最大揺動角θと同一角度
ピッチで周方向に複数設けられているので、コンロッド
6Aのスイング運動によって、ピストンピン5の摺動面
の負荷側全体にわたり途切れることなく給油することが
できる。
【0020】また、軸受メタル10の負荷側内面に設け
た複数溝11は、長手両端が開口するとともに、一方の
開口位置に対し、他方の開口位置を最大スイング角θ分
ねじれて形成されているため、図6に示す効果を有す
る。図6において、下段は小端軸受ハウジングの展開
図、中段は図4のB−B断面における運転中に発生する
油圧分布、上段は小端軸受ハウジングの筒中心軸線方向
トータルの油圧分布であり、各段の左側に比較例(従来
例)、右側に本実施形態を示してある。図6から明らか
なように、ある円周方向断面で発生する油圧(例えば中
段のB−B断面)は、溝部で0になり、溝と溝の間で最
大油圧が発生する。この点だけからみた各断面での油圧
形成は、比較例および本実施形態共に大きな差はない。
しかし、実際の軸受負荷容量(油圧分布により形成され
る油膜厚さ)は、軸受部の筒中心軸線方向のトータル
(積分値)油圧で決まるため、比較例の溝仕様(ストレ
ート溝)では、溝部で油圧が0になるのに対し、本実施
形態の溝仕様(多条スパイラル状溝)では、小端軸受ハ
ウジングすなわち軸受メタル10の筒中心軸線方向に必
ず軸受部(溝のない接触面部)が存在する。そのため、
スイング運動中、軸受面が遮断されることなく常に存在
し、油圧が途切れることなく安定した油膜が形成され
る。このため、トータル油圧がUPし、軸受負荷容量が
増え、軸受特性が改善される。
た複数溝11は、長手両端が開口するとともに、一方の
開口位置に対し、他方の開口位置を最大スイング角θ分
ねじれて形成されているため、図6に示す効果を有す
る。図6において、下段は小端軸受ハウジングの展開
図、中段は図4のB−B断面における運転中に発生する
油圧分布、上段は小端軸受ハウジングの筒中心軸線方向
トータルの油圧分布であり、各段の左側に比較例(従来
例)、右側に本実施形態を示してある。図6から明らか
なように、ある円周方向断面で発生する油圧(例えば中
段のB−B断面)は、溝部で0になり、溝と溝の間で最
大油圧が発生する。この点だけからみた各断面での油圧
形成は、比較例および本実施形態共に大きな差はない。
しかし、実際の軸受負荷容量(油圧分布により形成され
る油膜厚さ)は、軸受部の筒中心軸線方向のトータル
(積分値)油圧で決まるため、比較例の溝仕様(ストレ
ート溝)では、溝部で油圧が0になるのに対し、本実施
形態の溝仕様(多条スパイラル状溝)では、小端軸受ハ
ウジングすなわち軸受メタル10の筒中心軸線方向に必
ず軸受部(溝のない接触面部)が存在する。そのため、
スイング運動中、軸受面が遮断されることなく常に存在
し、油圧が途切れることなく安定した油膜が形成され
る。このため、トータル油圧がUPし、軸受負荷容量が
増え、軸受特性が改善される。
【0021】さらに、スパイラル状の溝11は、長手両
端が開口しているので、軸受クリアランス内に給油さ
れ、摺動による摩擦熱で温度上昇した潤滑油は、すぐに
軸受外へ流出され、軸受内温度が上昇せず、常に潤滑油
で冷却される。したがって、ピストンピン5が上下方向
に動きにくい高圧縮比運転や、自己潤滑性の悪いHFC
冷媒雰囲気中であっても、油切れを生ずることがなく安
定した油膜、油圧を得ることができ、スイング運動によ
る摩擦熱を、潤滑油によって常に除去することができ
て、軸受内温度上昇を防止することができる。その結
果、小端軸受ハウジング6g部での焼き付けや異常摩耗
を防止でき、信頼性の高いレシプロ式圧縮機を得ること
ができる。
端が開口しているので、軸受クリアランス内に給油さ
れ、摺動による摩擦熱で温度上昇した潤滑油は、すぐに
軸受外へ流出され、軸受内温度が上昇せず、常に潤滑油
で冷却される。したがって、ピストンピン5が上下方向
に動きにくい高圧縮比運転や、自己潤滑性の悪いHFC
冷媒雰囲気中であっても、油切れを生ずることがなく安
定した油膜、油圧を得ることができ、スイング運動によ
る摩擦熱を、潤滑油によって常に除去することができ
て、軸受内温度上昇を防止することができる。その結
果、小端軸受ハウジング6g部での焼き付けや異常摩耗
を防止でき、信頼性の高いレシプロ式圧縮機を得ること
ができる。
【0022】実施形態2.図7は本発明の請求項1,2
に係るレシプロ式圧縮機の要部である小端側軸受筒部を
示す縦断面図、図8は本実施形態による効果を確認する
ために行ったHFC冷媒による高圧縮比条件下での圧縮
機耐久試験の結果を示すグラフであり、図7中、前述の
第1実施形態のものに相当する部分には同一符号を付し
てある。
に係るレシプロ式圧縮機の要部である小端側軸受筒部を
示す縦断面図、図8は本実施形態による効果を確認する
ために行ったHFC冷媒による高圧縮比条件下での圧縮
機耐久試験の結果を示すグラフであり、図7中、前述の
第1実施形態のものに相当する部分には同一符号を付し
てある。
【0023】本実施形態のレシプロ式圧縮機は、ピスト
ンピン12をSKD61鋼製から構成している点に特徴
を有しており、窒化処理によって表面硬度(ビッカース
硬さ)をHv>1000に設定したものである。
ンピン12をSKD61鋼製から構成している点に特徴
を有しており、窒化処理によって表面硬度(ビッカース
硬さ)をHv>1000に設定したものである。
【0024】既述したように、小端側の軸受部はスイン
グ運動(揺動運動)であり、高圧縮比条件等の厳しい条
件下では流体潤滑で運転することは難しく、境界潤滑境
域以下で運転されている。したがって、小端側の軸受部
の異常摩耗防止のため、軸受部そのものの耐力UPは必
要である。その手段として、ピストンピン12の硬度を
高める。図8から明らかなように、ピストンピン12の
硬度をHv>1000に設定することで、小端側の軸受部の
磨耗量を大きく低減させ得ることがわかる。したがっ
て、ここではピストンピン12の硬度をHv>1000に設
定し、異常摩耗を防止する。これにより、小端側の軸受
部での焼き付けや異常摩耗を防止でき、信頼性の高いレ
シプロ式圧縮機が得られる。
グ運動(揺動運動)であり、高圧縮比条件等の厳しい条
件下では流体潤滑で運転することは難しく、境界潤滑境
域以下で運転されている。したがって、小端側の軸受部
の異常摩耗防止のため、軸受部そのものの耐力UPは必
要である。その手段として、ピストンピン12の硬度を
高める。図8から明らかなように、ピストンピン12の
硬度をHv>1000に設定することで、小端側の軸受部の
磨耗量を大きく低減させ得ることがわかる。したがっ
て、ここではピストンピン12の硬度をHv>1000に設
定し、異常摩耗を防止する。これにより、小端側の軸受
部での焼き付けや異常摩耗を防止でき、信頼性の高いレ
シプロ式圧縮機が得られる。
【0025】実施形態3.図9は本発明の請求項1,
2,3に係るレシプロ式圧縮機の要部である小端側軸受
筒部の部分断面図であり、図中、前述の第1及び第2の
実施形態のものと同一部分には同一符号を付してある。
2,3に係るレシプロ式圧縮機の要部である小端側軸受
筒部の部分断面図であり、図中、前述の第1及び第2の
実施形態のものと同一部分には同一符号を付してある。
【0026】図9において、11は軸受メタル10の内
向面負荷側に形成された複数溝で、小端側軸受筒部から
なる小端軸受ハウジング6gの筒中心軸線を中心として
コンロッド6Aの最大スイング角θと同一角度ピッチで
設けられ、かつその長手両端が開口するとともに、一方
の開口位置に対し、他方の開口位置を最大スイング角θ
と同一ピッチ分ずらして多条スパイラル状に設定されて
いる。すなわち、図9のA−A断面において、複数溝1
1の一方の開口11aは、隣接する互いの位置をスイン
グ角度θピッチ間隔で円周方向にずらせて設定されてお
り、また逆側のC−C断面側において、複数溝11の開
口11cも、隣接する互いの位置をスイング角度θピッ
チ間隔で円周方向にずらせて設定されている。さらに各
溝11は断面A−A側開口位置と断面C−C側開口位置
で軸受回転方向にスイング角度θ分ねじれて形成されて
いる。図9中の符号11bは軸受メタル10に設けられ
て、第5の油通路を形成する周回凹溝6fと複数溝11
を連通する連通孔、12はSKD61鋼製のピストンピ
ンであり、窒化処理により表面硬度(ビッカース硬さ)
をHv>1000に設定している。それ以外の構成は全て前
述の第1実施形態のものと同一である。
向面負荷側に形成された複数溝で、小端側軸受筒部から
なる小端軸受ハウジング6gの筒中心軸線を中心として
コンロッド6Aの最大スイング角θと同一角度ピッチで
設けられ、かつその長手両端が開口するとともに、一方
の開口位置に対し、他方の開口位置を最大スイング角θ
と同一ピッチ分ずらして多条スパイラル状に設定されて
いる。すなわち、図9のA−A断面において、複数溝1
1の一方の開口11aは、隣接する互いの位置をスイン
グ角度θピッチ間隔で円周方向にずらせて設定されてお
り、また逆側のC−C断面側において、複数溝11の開
口11cも、隣接する互いの位置をスイング角度θピッ
チ間隔で円周方向にずらせて設定されている。さらに各
溝11は断面A−A側開口位置と断面C−C側開口位置
で軸受回転方向にスイング角度θ分ねじれて形成されて
いる。図9中の符号11bは軸受メタル10に設けられ
て、第5の油通路を形成する周回凹溝6fと複数溝11
を連通する連通孔、12はSKD61鋼製のピストンピ
ンであり、窒化処理により表面硬度(ビッカース硬さ)
をHv>1000に設定している。それ以外の構成は全て前
述の第1実施形態のものと同一である。
【0027】このように、本実施形態のレシプロ式圧縮
機は、前述の第1実施形態のものと同様に、軸受メタル
10の負荷側内面にスパイラル状の溝11が、小端軸受
ハウジング6gの筒中心軸線を中心としてコンロッド6
Aの最大揺動角θと同一角度ピッチで周方向に複数設け
られているので、コンロッド6Aのスイング運動によっ
て、ピストンピン12の摺動面の負荷側全体にわたり途
切れることなく給油することができる。このため、軸受
メタル10の筒中心軸線方向に必ず軸受部(溝のない接
触面部)が存在する。そのため、スイング運動中、軸受
面が遮断されることなく常に存在し、油圧が途切れるこ
となく安定した油膜が形成される。このため、トータル
油圧がUPし、軸受負荷容量が増え、軸受特性が改善さ
れる。
機は、前述の第1実施形態のものと同様に、軸受メタル
10の負荷側内面にスパイラル状の溝11が、小端軸受
ハウジング6gの筒中心軸線を中心としてコンロッド6
Aの最大揺動角θと同一角度ピッチで周方向に複数設け
られているので、コンロッド6Aのスイング運動によっ
て、ピストンピン12の摺動面の負荷側全体にわたり途
切れることなく給油することができる。このため、軸受
メタル10の筒中心軸線方向に必ず軸受部(溝のない接
触面部)が存在する。そのため、スイング運動中、軸受
面が遮断されることなく常に存在し、油圧が途切れるこ
となく安定した油膜が形成される。このため、トータル
油圧がUPし、軸受負荷容量が増え、軸受特性が改善さ
れる。
【0028】さらに、多条スパイラル状の溝11は、長
手両端が開口しているので、軸受クリアランス内に給油
され、摺動による摩擦熱で温度上昇した潤滑油は、すぐ
に軸受外へ流出され、軸受内温度が上昇せず、常に潤滑
油で冷却される。さらにまた、ピストンピン12の表面
硬度をHv>1000に設定しているため、異常摩耗が防止
される。したがって、ピストンピン12が上下方向に動
きにくい高圧縮比運転や、自己潤滑性の悪いHFC冷媒
雰囲気中であっても、油切れを生ずることがなく安定し
た油膜、油圧を得ることができ、スイング運動による摩
擦熱を、潤滑油によって常に除去することができて、軸
受内温度上昇を防止することができる。その結果、小端
軸受ハウジング6g部での焼き付けや異常摩耗を防止で
き、信頼性の高いレシプロ式圧縮機を得ることができ
る。
手両端が開口しているので、軸受クリアランス内に給油
され、摺動による摩擦熱で温度上昇した潤滑油は、すぐ
に軸受外へ流出され、軸受内温度が上昇せず、常に潤滑
油で冷却される。さらにまた、ピストンピン12の表面
硬度をHv>1000に設定しているため、異常摩耗が防止
される。したがって、ピストンピン12が上下方向に動
きにくい高圧縮比運転や、自己潤滑性の悪いHFC冷媒
雰囲気中であっても、油切れを生ずることがなく安定し
た油膜、油圧を得ることができ、スイング運動による摩
擦熱を、潤滑油によって常に除去することができて、軸
受内温度上昇を防止することができる。その結果、小端
軸受ハウジング6g部での焼き付けや異常摩耗を防止で
き、信頼性の高いレシプロ式圧縮機を得ることができ
る。
【0029】実施形態4.図10は本発明の請求項4に
係るレシプロ式圧縮機の要部である小端側軸受筒部を示
す縦断面図であり、図中、前述の第1実施形態のものと
同一部分には同一符号を付してある。
係るレシプロ式圧縮機の要部である小端側軸受筒部を示
す縦断面図であり、図中、前述の第1実施形態のものと
同一部分には同一符号を付してある。
【0030】図10において、13はピストン、14は
ピストンピン、15は六角穴付き止ねじであり、ピスト
ンピン14に設けた穴14aに挿入し、かつピストン1
3に設けた雌ねじ部13aに止着することで、ピストン
13にピストンピン14を固定(特に回転方向を固定)
している。それ以外の構成は全て前述の第1実施形態の
ものと同一である。
ピストンピン、15は六角穴付き止ねじであり、ピスト
ンピン14に設けた穴14aに挿入し、かつピストン1
3に設けた雌ねじ部13aに止着することで、ピストン
13にピストンピン14を固定(特に回転方向を固定)
している。それ以外の構成は全て前述の第1実施形態の
ものと同一である。
【0031】本実施形態のレシプロ式圧縮機において
は、ピストン13にピストンピン14を固定しているの
で、スイング運動中、小端側の軸受部内の軸受メタル1
0とピストンピン14の摺動位置を常に一定にすること
ができる。言い換えれば、ピストン13にピストンピン
14を固定しない場合、ピストンピン14とピストン1
3、ピストンピン14と軸受メタル10の位置が安定せ
ず、コンロッド6Aのスイング運動による小端側の軸受
部の摺動長さがピストン13とピストンピン14間、ピ
ストンピン14と軸受メタル10間で分割され、必要と
するピストンピン14と軸受メタル10間の摺動長さが
減り、油膜、油圧が低下するだけでなく、本来、発生し
てはいけないピストン13とピストンピン14間の摺動
により、異常摩耗が発生する。したがって、本実施形態
のようにピストン13とピストンピン14を特に回転方
向で固定することで、コンロッド6Aがスイング運動す
る際の小端側の軸受部の摺動長さが、常にピストンピン
14と軸受メタル10で形成される摺動長さと等しくな
り、スイング運動の最大摺動長さがピストンピン14に
伝達される。これにより、安定した油圧、油膜形成が可
能になって、異常摩耗のない信頼性の高い軸受部を得る
ことができる。
は、ピストン13にピストンピン14を固定しているの
で、スイング運動中、小端側の軸受部内の軸受メタル1
0とピストンピン14の摺動位置を常に一定にすること
ができる。言い換えれば、ピストン13にピストンピン
14を固定しない場合、ピストンピン14とピストン1
3、ピストンピン14と軸受メタル10の位置が安定せ
ず、コンロッド6Aのスイング運動による小端側の軸受
部の摺動長さがピストン13とピストンピン14間、ピ
ストンピン14と軸受メタル10間で分割され、必要と
するピストンピン14と軸受メタル10間の摺動長さが
減り、油膜、油圧が低下するだけでなく、本来、発生し
てはいけないピストン13とピストンピン14間の摺動
により、異常摩耗が発生する。したがって、本実施形態
のようにピストン13とピストンピン14を特に回転方
向で固定することで、コンロッド6Aがスイング運動す
る際の小端側の軸受部の摺動長さが、常にピストンピン
14と軸受メタル10で形成される摺動長さと等しくな
り、スイング運動の最大摺動長さがピストンピン14に
伝達される。これにより、安定した油圧、油膜形成が可
能になって、異常摩耗のない信頼性の高い軸受部を得る
ことができる。
【0032】なお、ここではピストンピン14とピスト
ン13間を六角穴付き止ねじで固定するようにしたもの
を例に挙げて説明したが、ピストンピン14とピストン
13の相対回動を規制できればよく、例えばねじ固定の
代わりにピンの圧入による固定や、ピストン13にピス
トンピン14を圧入する等、他の固定手法を採用しても
よく、このような場合でも本実施形態のものと同等の作
用、効果が得られる。
ン13間を六角穴付き止ねじで固定するようにしたもの
を例に挙げて説明したが、ピストンピン14とピストン
13の相対回動を規制できればよく、例えばねじ固定の
代わりにピンの圧入による固定や、ピストン13にピス
トンピン14を圧入する等、他の固定手法を採用しても
よく、このような場合でも本実施形態のものと同等の作
用、効果が得られる。
【0033】実施形態5.図11は本発明の請求項4,
5に係るレシプロ式圧縮機の要部である小端側軸受筒部
を示す縦断面図であり、図中、前述の第1及び第4実施
形態のものと同一部分には同一符号を付してある。
5に係るレシプロ式圧縮機の要部である小端側軸受筒部
を示す縦断面図であり、図中、前述の第1及び第4実施
形態のものと同一部分には同一符号を付してある。
【0034】図11において、13はピストン、16は
SKD61鋼製のピストンピンであり、窒化処理により
表面硬度(ビッカース硬さ)をHv>1000に設定してい
る。15は六角穴付き止ねじであり、ピストンピン16
に設けた穴16aに挿入し、かつピストン13の設けた
雌ねじ部13aに止着することで、ピストン13にピス
トンピン16を固定(特に回転方向を固定)している。
それ以外の構成は前述の第1実施形態のものと全て同一
である。
SKD61鋼製のピストンピンであり、窒化処理により
表面硬度(ビッカース硬さ)をHv>1000に設定してい
る。15は六角穴付き止ねじであり、ピストンピン16
に設けた穴16aに挿入し、かつピストン13の設けた
雌ねじ部13aに止着することで、ピストン13にピス
トンピン16を固定(特に回転方向を固定)している。
それ以外の構成は前述の第1実施形態のものと全て同一
である。
【0035】本実施形態のレシプロ式圧縮機において
も、軸受メタル10の内向面負荷側に形成された溝が、
小端側軸受筒部からなる小端軸受ハウジング6gの筒中
心軸線を中心としてコンロッド6Aの最大揺動角θと同
一角度ピッチで周方向に複数設けられ、かつその長手両
端が開口するとともに、一方の開口位置に対し、他方の
開口位置を最大スイング角θと同一ピッチ分ずらして多
条スパイラル状に設定されている。したがって、前述の
第1実施形態のものと同様にコンロッド6Aのスイング
運動によって、ピストンピン16の摺動面の負荷側全体
にわたり途切れることなく給油することができ、スイン
グ運動中、筒中心軸線方向に油圧が途切れることなく安
定した油膜が形成される。
も、軸受メタル10の内向面負荷側に形成された溝が、
小端側軸受筒部からなる小端軸受ハウジング6gの筒中
心軸線を中心としてコンロッド6Aの最大揺動角θと同
一角度ピッチで周方向に複数設けられ、かつその長手両
端が開口するとともに、一方の開口位置に対し、他方の
開口位置を最大スイング角θと同一ピッチ分ずらして多
条スパイラル状に設定されている。したがって、前述の
第1実施形態のものと同様にコンロッド6Aのスイング
運動によって、ピストンピン16の摺動面の負荷側全体
にわたり途切れることなく給油することができ、スイン
グ運動中、筒中心軸線方向に油圧が途切れることなく安
定した油膜が形成される。
【0036】さらに、軸受メタル10の内向面負荷側に
形成した多条スパイラル状の溝は、長手両端が開口して
いるので、軸受クリアランス内に給油され、摺動による
摩擦熱で温度上昇した潤滑油は、すぐに軸受外へ流出さ
れ、軸受内温度が上昇せず、常に潤滑油で冷却される。
さらにまた、ピストンピン16の表面硬度をHv>1000
に設定しているため、異常摩耗が防止される。
形成した多条スパイラル状の溝は、長手両端が開口して
いるので、軸受クリアランス内に給油され、摺動による
摩擦熱で温度上昇した潤滑油は、すぐに軸受外へ流出さ
れ、軸受内温度が上昇せず、常に潤滑油で冷却される。
さらにまた、ピストンピン16の表面硬度をHv>1000
に設定しているため、異常摩耗が防止される。
【0037】また、ピストン13にピストンピン16を
固定しているので、スイング運動中、小端側の軸受部内
の軸受メタル10とピストンピン16の摺動位置を常に
一定にすることができる。したがって、ピストンピン1
6が上下方向に動きにくい高圧縮比運転や、自己潤滑性
の悪いHFC冷媒雰囲気中であっても、油切れを生ずる
ことがなく安定した油膜、油圧を得ることができ、スイ
ング運動による摩擦熱を、潤滑油によって常に除去する
ことができて、軸受内温度上昇を防止することができ
る。
固定しているので、スイング運動中、小端側の軸受部内
の軸受メタル10とピストンピン16の摺動位置を常に
一定にすることができる。したがって、ピストンピン1
6が上下方向に動きにくい高圧縮比運転や、自己潤滑性
の悪いHFC冷媒雰囲気中であっても、油切れを生ずる
ことがなく安定した油膜、油圧を得ることができ、スイ
ング運動による摩擦熱を、潤滑油によって常に除去する
ことができて、軸受内温度上昇を防止することができ
る。
【0038】このように、本実施形態のレシプロ式圧縮
機においては、前述の第3及び第4実施形態の両方の機
能を持たせているので、小端側軸受筒部6gでの焼き付
けや異常摩耗を確実に防止でき、一層信頼性の高いレシ
プロ式圧縮機が得られる。
機においては、前述の第3及び第4実施形態の両方の機
能を持たせているので、小端側軸受筒部6gでの焼き付
けや異常摩耗を確実に防止でき、一層信頼性の高いレシ
プロ式圧縮機が得られる。
【0039】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1の発明によ
れば、小端側軸受筒部のハウジングに第4の油通路と連
通する周回の凹溝を設けるとともに、この周回凹溝と前
記ハウジングで形成される第5の油通路を設け、その第
5の油通路と前記ハウジングの内面負荷側に設られた軸
受長手方向に沿った複数の溝と連通させ、かつその複数
溝は、小端側軸受筒部の筒中心軸線を中心としてコンロ
ッドの最大スイング角θと同一角度ピッチ分ずらして設
定され、かつ溝長手両端が開口するとともに、一方の開
口位置に対し、他方の開口位置を最大スイング角θと同
一ピッチ以上ずらせて多条スパイラル状に形成したの
で、ピストンピンの上下方向の運動が得られにくい高圧
縮比運転であっても油切れを生じることがなく、かつス
イング運動中の油膜アンバランスを低減でき、平均油圧
(油膜)も増加させることができた。このため、焼き付
けや異常摩耗を防止でき、信頼性を高めることができ
た。
れば、小端側軸受筒部のハウジングに第4の油通路と連
通する周回の凹溝を設けるとともに、この周回凹溝と前
記ハウジングで形成される第5の油通路を設け、その第
5の油通路と前記ハウジングの内面負荷側に設られた軸
受長手方向に沿った複数の溝と連通させ、かつその複数
溝は、小端側軸受筒部の筒中心軸線を中心としてコンロ
ッドの最大スイング角θと同一角度ピッチ分ずらして設
定され、かつ溝長手両端が開口するとともに、一方の開
口位置に対し、他方の開口位置を最大スイング角θと同
一ピッチ以上ずらせて多条スパイラル状に形成したの
で、ピストンピンの上下方向の運動が得られにくい高圧
縮比運転であっても油切れを生じることがなく、かつス
イング運動中の油膜アンバランスを低減でき、平均油圧
(油膜)も増加させることができた。このため、焼き付
けや異常摩耗を防止でき、信頼性を高めることができ
た。
【0040】また、請求項2の発明によれば、請求項1
のピストンピンの表面硬度をHv>1000にしたので、ピ
ストンピンの上下方向の運動が得られにくい高圧縮比運
転であっても油切れを生じることがなくなり、スイング
運動中の油膜アンバランスを低減できて、平均油圧(油
膜)も増加させることができた。このため、焼き付けや
異常摩耗を防止でき、信頼性を高めることができた。
のピストンピンの表面硬度をHv>1000にしたので、ピ
ストンピンの上下方向の運動が得られにくい高圧縮比運
転であっても油切れを生じることがなくなり、スイング
運動中の油膜アンバランスを低減できて、平均油圧(油
膜)も増加させることができた。このため、焼き付けや
異常摩耗を防止でき、信頼性を高めることができた。
【0041】また、請求項3の発明によれば、請求項1
又は請求項2のピストンとピストンピンを固定して、こ
れらの間の相対回動を規制したので、コンロッドがスイ
ング運動する摺動長さが、常にピストンピンと軸受メタ
ルで形成される小端側軸受筒部の摺動長さに等しくな
り、スイング運動の最大摺動長さがピストンピンに伝達
され、安定した油圧、油膜形成が可能になった、このた
め、異常摩耗のない信頼性の高い軸受部を得ることがで
きた。
又は請求項2のピストンとピストンピンを固定して、こ
れらの間の相対回動を規制したので、コンロッドがスイ
ング運動する摺動長さが、常にピストンピンと軸受メタ
ルで形成される小端側軸受筒部の摺動長さに等しくな
り、スイング運動の最大摺動長さがピストンピンに伝達
され、安定した油圧、油膜形成が可能になった、このた
め、異常摩耗のない信頼性の高い軸受部を得ることがで
きた。
【0042】また、請求項4の発明によれば、底部に油
だめを有するケースと、ケースに配設されたシリンダ
と、ケース内に回動自在に枢支されたクランクシャフト
と、シリンダ内に摺動自在に配設されたピストンと、ピ
ストンに挿入、支持されたピストンピンと、ピストンピ
ンを所定のスイング角度で回動自在に枢支する小端側軸
受筒部およびクランクシャフトを回動自在に枢支する大
端側軸受筒部を備えたコンロッドと、を有するものにお
いて、ピストンピンの表面硬度をHv>1000に設定した
ので、軸受耐力、限界がUPし、信頼性をより高めるこ
とができた。
だめを有するケースと、ケースに配設されたシリンダ
と、ケース内に回動自在に枢支されたクランクシャフト
と、シリンダ内に摺動自在に配設されたピストンと、ピ
ストンに挿入、支持されたピストンピンと、ピストンピ
ンを所定のスイング角度で回動自在に枢支する小端側軸
受筒部およびクランクシャフトを回動自在に枢支する大
端側軸受筒部を備えたコンロッドと、を有するものにお
いて、ピストンピンの表面硬度をHv>1000に設定した
ので、軸受耐力、限界がUPし、信頼性をより高めるこ
とができた。
【0043】また、請求項5の発明によれば、請求項4
のピストンピンの表面硬度をHv>1000にしたので、ピ
ストンピンの上下方向の運動が得られにくい高圧縮比運
転であっても油切れを生じることがなくなり、スイング
運動中の油膜アンバランスを低減できて、平均油圧(油
膜)も増加させることができた。さらに、コンロッドが
スイング運動する摺動長さが、常にピストンピンと軸受
メタルで形成される小端側軸受筒部の摺動長さに等しく
なり、スイング運動の最大摺動長さがピストンピンに伝
達され、安定した油圧、油膜形成が可能になった。この
ため、焼付きや異常摩耗のない信頼性の高い軸受部を得
ることができた。
のピストンピンの表面硬度をHv>1000にしたので、ピ
ストンピンの上下方向の運動が得られにくい高圧縮比運
転であっても油切れを生じることがなくなり、スイング
運動中の油膜アンバランスを低減できて、平均油圧(油
膜)も増加させることができた。さらに、コンロッドが
スイング運動する摺動長さが、常にピストンピンと軸受
メタルで形成される小端側軸受筒部の摺動長さに等しく
なり、スイング運動の最大摺動長さがピストンピンに伝
達され、安定した油圧、油膜形成が可能になった。この
ため、焼付きや異常摩耗のない信頼性の高い軸受部を得
ることができた。
【図1】 本発明の第1実施形態に係るレシプロ式圧縮
機の要部を示す縦断面図である。
機の要部を示す縦断面図である。
【図2】 第1実施形態に係るレシプロ式圧縮機のコン
ロッドを中心軸線に沿って筒軸方向に切断した状態で示
す斜視図である。
ロッドを中心軸線に沿って筒軸方向に切断した状態で示
す斜視図である。
【図3】 図2のコンロッド小端側軸受筒部を拡大して
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図4】 第1実施形態に係るレシプロ式圧縮機の軸受
メタルに形成した溝の形状を説明するためのコンロッド
小端側軸受筒部の部分断面図である。
メタルに形成した溝の形状を説明するためのコンロッド
小端側軸受筒部の部分断面図である。
【図5】 第1実施形態に係るレシプロ式圧縮機のピス
トンピンとコンロッドとの動作時における位置関係を説
明するための説明図である。
トンピンとコンロッドとの動作時における位置関係を説
明するための説明図である。
【図6】 第1実施形態に係るレシプロ式圧縮機の効果
を従来例と比較して示す説明図である。
を従来例と比較して示す説明図である。
【図7】 本発明の第2実施形態に係るレシプロ式圧縮
機の要部である小端側軸受筒部を示す縦断面図である。
機の要部である小端側軸受筒部を示す縦断面図である。
【図8】 第2実施形態に係るレシプロ式圧縮機の効果
を確認するために行ったHFC冷媒による高圧縮比条件
下での圧縮機耐久試験の結果を示すグラフである。
を確認するために行ったHFC冷媒による高圧縮比条件
下での圧縮機耐久試験の結果を示すグラフである。
【図9】 本発明の第3実施形態に係るレシプロ式圧縮
機の要部である小端側軸受筒部の部分断面図である。
機の要部である小端側軸受筒部の部分断面図である。
【図10】 本発明の第4実施形態に係るレシプロ式圧
縮機の要部である小端側軸受筒部を示す縦断面図であ
る。
縮機の要部である小端側軸受筒部を示す縦断面図であ
る。
【図11】 本発明の第5実施形態に係るレシプロ式圧
縮機の要部である小端側軸受筒部を示す縦断面図であ
る。
縮機の要部である小端側軸受筒部を示す縦断面図であ
る。
【図12】 従来のレシプロ式圧縮機の要部を示す縦断
面図である。
面図である。
【図13】 従来のレシプロ式圧縮機のコンロッドを中
心軸線に沿って筒軸方向に切断した状態で示す斜視図グ
ラフである。
心軸線に沿って筒軸方向に切断した状態で示す斜視図グ
ラフである。
【図14】 図13のコンロッドの小端側軸受筒部を拡
大しその部位での潤滑油の流れを示す斜視図である。
大しその部位での潤滑油の流れを示す斜視図である。
【図15】 従来のレシプロ式圧縮機のピストンピンと
コンロッドとの動作時における位置関係を説明するため
の説明図である。
コンロッドとの動作時における位置関係を説明するため
の説明図である。
1 ケース、1c 第1の油通路、2 シリンダ、3
クランクシャフト、3a 第2の油通路、3b 第3の
油通路、4,13 ピストン、5,12,14,16
ピストンピン、6A コンロッド、6b 大端側軸受筒
部、6c 第4の油通路、6f 周回凹溝、6g 小端
軸受ハウジング(小端側軸受筒部)、7オイルポンプ、
8 油だめ、11 複数溝、11a 一方の開口、11
c 他方の開口、15 止ねじ。
クランクシャフト、3a 第2の油通路、3b 第3の
油通路、4,13 ピストン、5,12,14,16
ピストンピン、6A コンロッド、6b 大端側軸受筒
部、6c 第4の油通路、6f 周回凹溝、6g 小端
軸受ハウジング(小端側軸受筒部)、7オイルポンプ、
8 油だめ、11 複数溝、11a 一方の開口、11
c 他方の開口、15 止ねじ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 木村 正
東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三
菱電機株式会社内
Fターム(参考) 3H003 AA02 AB00 AC01 AD01 BD07
BD10 CB02 CB06 CD04
Claims (5)
- 【請求項1】 底部に油だめを有するケースと、 前記ケースに配設されたシリンダと、 前記ケース内に回動自在に枢支されたクランクシャフト
と、 前記シリンダ内に摺動自在に配設されたピストンと、 前記ピストンに挿入、支持されたピストンピンと、 前記ピストンピンを所定のスイング角度で回動自在に枢
支する小端側軸受筒部および前記クランクシャフトを回
動自在に枢支する大端側軸受筒部を備えたコンロッド
と、 前記油だめの潤滑油を圧送するオイルポンプと、 前記油だめと前記オイルポンプを連通させる第1の油通
路と、 前記クランクシャフトの軸心部に設けられて前記オイル
ポンプの吐出側に連通する第2の油通路と、 前記クランクシャフトに設けられた前記第2の油通路と
前記大端側軸受部を連通する第3の油通路と、 前記コンロッド内部に設けられ、かつ前記大端側軸受部
と前記小端側軸受部を連通する第4の油通路と、を有す
るレシプロ式圧縮機において、 前記小端側軸受筒部のハウジングに前記第4の油通路と
連通する周回の凹溝を設け、かつ該周回凹溝と前記ハウ
ジングで形成される第5の油通路を設け、その第5の油
通路と前記ハウジングの内面負荷側に設られた軸受長手
方向に沿った複数の溝と連通させ、かつその複数溝は、
小端側軸受筒部の筒中心軸線を中心としてコンロッドの
最大スイング角θと同一角度ピッチ分ずらして設定さ
れ、かつ溝長手両端が開口するとともに、一方の開口位
置に対し、他方の開口位置を最大スイング角θと同一ピ
ッチ以上ずらせて多条スパイラル状に形成されてなるこ
とを特徴とするレシプロ式圧縮機。 - 【請求項2】 ピストンピンの表面硬度をHv>1000に
したことを特徴とする請求項1記載のレシプロ式圧縮
機。 - 【請求項3】 ピストンとピストンピンを固定したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2記載レシプロ式圧縮
機。 - 【請求項4】 底部に油だめを有するケースと、 前記ケースに配設されたシリンダと、 前記ケース内に回動自在に枢支されたクランクシャフト
と、 前記シリンダ内に摺動自在に配設されたピストンと、 前記ピストンに挿入、支持されたピストンピンと、 前記ピストンピンを所定のスイング角度で回動自在に枢
支する小端側軸受筒部および前記クランクシャフトを回
動自在に枢支する大端側軸受筒部を備えたコンロッド
と、を有するレシプロ式圧縮機において、 前記ピストンピンの表面硬度をHv>1000に設定したこ
とを特徴とするレシプロ式圧縮機。 - 【請求項5】 ピストンとピストンピンを固定したこと
を特徴とする請求項4記載のレシプロ式圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002088174A JP2003286947A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | レシプロ式圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002088174A JP2003286947A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | レシプロ式圧縮機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003286947A true JP2003286947A (ja) | 2003-10-10 |
Family
ID=29234119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002088174A Pending JP2003286947A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | レシプロ式圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003286947A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005015020A1 (de) * | 2003-08-08 | 2005-02-17 | Verdichter Oe Ges.M.B.H. | Kolbenbolzenlager |
JP2008038690A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷媒圧縮機 |
JP2011226406A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Hitachi Koki Co Ltd | 空気圧縮機 |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002088174A patent/JP2003286947A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005015020A1 (de) * | 2003-08-08 | 2005-02-17 | Verdichter Oe Ges.M.B.H. | Kolbenbolzenlager |
JP2008038690A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷媒圧縮機 |
JP2011226406A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Hitachi Koki Co Ltd | 空気圧縮機 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
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|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061205 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070205 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070313 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |