JP2008528868A - 圧縮機連接棒用軸受 - Google Patents

Abstract

圧縮機用の連接棒における潤滑供給溝の改良により軸受上半体の表面積を増加できる。軸受上半体は駆動軸から連接棒へ力を伝達する。連接棒下半体には潤滑油の供給溝があり、偏心部に接触する軸受面の下半分の円周部の大部分に亘っている。一方、上半体の内部表面には大きな潤滑油の供給溝をつくらず、上半体と偏心部との間の表面積を最大化することができる。

Description

本発明は、「小端部」軸受即ちリストピン軸受への加圧潤滑を可能とするとともに、ピストンに作動力を伝達するための「大端部」軸受の表面積を最大化するための圧縮機連接棒の改良に関する。

圧縮機は種々の流体を圧縮する多くの用途に利用されている。圧縮機の一例として往復ピストン型圧縮機がある。往復ピストン型圧縮機では、駆動軸が少なくとも一つの偏心部を回転させる。回転する各偏心部は、リストピンでピストンに連結されている連接棒を動かす。連接棒には通常偏心部に支持されている「大端部」軸受がある。連接棒の反対の端には「小端部」軸受があり、通常はピストンに連結されているリストピンに支持されている。

これらの連接棒軸受において、ピストンの作動力を伝達する際に大きな摩擦力が生じる。従って、ピストン及び連接棒の動きを助けるために圧縮機のさまざまな可動面に対して潤滑油を施すことが当技術分野で知られている。通常、潤滑油は駆動軸内部の潤滑油流路に流され、そこから偏心部や主軸受の供給孔へ分配される。この潤滑油は連接棒を通じて「小端部」軸受まで流れ、リストピンやピストン中の対応する軸受に潤滑を施すことができる。

連接棒の一般的な構造は、上半体と下半体とからなり、これらを合わせてねじ止めあるいは他の手段で偏心部に固定され、大端部軸受を形成する。従来技術では、この大端部軸受の形状に２つの大きなタイプがある。第１のタイプでは、軸受面に油溝がない。第２のタイプでは、軸受の内周面の３６０°に亘って油溝がある。これらの軸受の設計と共に、一般に、連接棒の内部に小端部軸受まで繋がった潤滑油通路を形成する。第１のタイプの大端部軸受では、この従来技術によると小端部軸受表面へ適度な潤滑油を供給することができないことがある。第２のタイプの大端部軸受の方が、小端部軸受へ適度な潤滑油が供給される。

これらの大端部軸受形状は、「シェルベアリング」が大端部の内側に挿入されている連接棒でよく利用される。第２の大端部形状の方が適切な潤滑油の流れを実現しやすいが、一方でそれ自体の欠点を有している。特に軸受の上半体部分の内周面は、偏心部から連接棒への力の伝達における動力伝達面である。その表面に油溝があれば、潤滑膜を支持する面積が減少し、潤滑膜が薄くなりすぎて軸受面と偏心部表面との分離を維持できなくなってしまう。

上記の従来技術における欠点に対処することが望まれる。

ここで開示する本発明の実施例では、連接棒は、大端部の下半体の少なくとも大部分に亘って潤滑油供給用の溝を備え、かつ上半体には潤滑油供給溝がほとんどないか全くない大端部を有している。こうすることで、動力伝達のための大端部軸受表面を最大に保持しつつ、連接棒を経由して小端部軸受表面へ潤滑油を適度に供給する。

シェルベアリングを使用しない一実施例では、大端部軸受の下半体の円周全体に溝が形成されている。この溝は上半体を貫通している通路へと潤滑油を連通させる。この通路は、大端部軸受上半体の内周面とは連通していない。こうして、上半体の軸受面積が最大化されている。

シェルベアリングを使用する他の実施例では、シェルの円周上の両最端部に通路があり、シェルの径方向側に形成された溝へ、潤滑油が流入できる。この溝は連接棒内部を貫通して小端部軸受へと延在している通路と連通している。

本発明のこれら及び他の特徴は以下の記述と図面でもっともよく理解され得る。

図１は従来技術による圧縮機２０を示し、この圧縮機はステータ２４を含むモータ２２を有する。ステータ２４はロータ２３を回転させ、駆動軸２５を駆動する。図に示すように、駆動軸２５の端２６は軸受に組み込まれている。駆動軸上にある偏心部２８は連接棒３０を駆動させる。連接棒３０には、偏心部２８に支持されている「大端部」と、ピストン３２に支持されている「小端部」とがある。ピストン３２は、弁板３４に対して往復運動し、冷媒を圧縮する。油溜め３６は、通路１００を通してオイルポンプ１０１へと潤滑油を運び、シャフト２５を貫いて延在している通路１０２へ供給する。

図２Ａに示すように、従来技術の一例では、潤滑油の幾らかが通路３８に吸い上げられて連接棒３０の中を流れる。連接棒３０は下半体３７と上半体３９とで形成されている。下半体３７と上半体３９は、周知のように、偏心部２８上でボルト止めされている。下半体３７及び上半体３９ともに、軸受の内周面４０に油溝を持たない。通路１０２を出た潤滑油は、移動して通路３８へ入り、上方にある小端部軸受３５へ向かって流れ、今度はリストピンの軸受面を潤滑する。

図２Ｂは従来技術の他の例であり、下半体３７及び上半体３９の双方にシェルベアリングの半体４１がそれぞれ配置されている。シェルベアリングの半体４１の双方に溝４２が形成されており、上半体３９のシェルベアリング４１にある少なくとも１個の開口部を通じて通路３８と連通している。

一般的には、図２Ａの実施例では必ずしも潤滑油の供給が十分ではなく、図２Ｂの実施例では、上半体３９の軸受面４０で利用できる表面積が減るという問題を持っている。偏心部２８から伝達力を受けて、連接棒３０及びピストン３２を弁板３４へ向けて駆動させるのはこの軸受面である。溝４２のために表面積が減少することは望ましくはなく、軸受表面４０を偏心部２８から分離するのに必要とする潤滑膜の厚さを薄くしてしまう。

図３に本発明による連接棒の実施例５０を示す。上半体５２は、軸受内周面５６に油溝を持たないように形成されている。下半体５３はその円周全体に溝５４が形成されている。

図４に示すように、連接棒５０の上半体５２の下端にある開口部５８は、溝５４の端から潤滑油を受ける。端５８は、連接棒５０の小端部３５へ向かって延在する通路５７と潤滑油を連通する。
上記したとおり、下半体５３の内周部５５は、溝５４を含む。図５にも示されているように、下半体５３にある連通用開口部５９が、開口部５８へと潤滑油を連通させている。このように、第１の実施例においては、連接棒５０の小端部３５へ適度な潤滑流を与えつつ、上半体５２の内周５６における表面積を最大化している。
図６は他の実施例７０を示しており、上記の実施例と同様に、連接棒７０の上半体７２が下半体７４にしっかり固定されている。下半体７４のシェルベアリング８０に溝７６が形成されている。また、上半体７２に装着されているシェルベアリング８２の両最端部に開口部７８が形成されている。
図７に示すように、小開口部７８は上半体７２のシェルベアリング８２を貫通し、上半体７２の本体に形成された溝７９と通じている。溝７９は開口部８６と通じており、この開口部８６は、連接棒７０の小端部３５へ延在する通路８４と通じている。開口部７８のために僅かの表面積が失われるが、この開口部は、上半体７２の円周上で、望ましい両最端部に形成されているので、力が直接伝達される方向からは外れている。しかも、開口部７８があっても従来技術と比べて力を伝達する表面積を増やすことができる。
本発明を様々な流体を圧縮する圧縮機に利用することができるが、特に冷媒の圧縮機、特にＣＯ₂を冷媒として圧縮する圧縮機に適する。
本発明の好適な実施例を開示したが、当業者であれば特定の修正も本発明の範囲に含まれることを理解されるであろう。よって、本発明の真の範囲と内容の判断のために、請求項の詳細な検討がなされるべきである。

従来技術の圧縮機を示す図。 従来技術の実施例を示す図。 別の従来技術の実施例を示す図。 本発明の第１の実施例を示す図。 図３の実施例の部分断面図。 第１の実施例の軸受の下半体を示す図。 本発明の第２の実施例を示す図。 図６の実施例の断面図。

Claims (11)

1. 少なくとも１個の偏心部の駆動にあたる回転軸を駆動することができるモータと、
   第１の軸受面にて前記偏心部を囲んで連結した連接棒であって、前記第１の軸受面は連接棒下半体と連接棒上半体とを備え、前記連接棒上半体はリストピンを囲む第２の軸受面まで延在し、前記リストピンはピストンに連結されている連接棒と、
   流体を圧縮するためにシリンダ内で可動な前記ピストンと、
   前記回転軸を通して前記連接棒へ潤滑油を供給するための潤滑油供給系と、
   前記偏心部を取り囲む前記連接棒下半体の内表面円周部の少なくとも大部分において形成されている油溝と、
   を備え、
   前記偏心部を取り囲む前記連接棒上半体の内表面円周部の大部分においては油溝が形成されておらず、かつ前記ピストンに連結された前記リストピンを取り囲む前記第２の軸受面へ潤滑油を供給するための通路が前記連接棒上半体を貫通していることを特徴とする圧縮機。
2. 前記回転軸で駆動される複数の前記偏心部、複数の前記連接棒、複数の前記リストピンおよび複数の前記ピストンがあることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記連接棒上半体と前記連接棒下半体とが、相互にボルト締めされていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
4. 前記連接棒下半体の内周にある前記油溝が潤滑油を開口部へと連通し、前記開口部は前記連接棒上半体を貫く前記通路へ潤滑油を供給することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
5. 前記連接棒上半体を貫く前記通路が、前記連接棒上半体の内部表面の一方の側に形成され、前記通路が前記内部表面内までは延在しないことを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
6. 前記連接棒上半体が、軸受インサートを受容することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
7. 前記連接棒下半体も前記内部表面を画定する軸受インサートを受容し、前記軸受インサートが円周方向に延在する油溝を含むことを特徴とする請求項６に記載の圧縮機。
8. 前記連接棒上半体内に、前記軸受インサートの径方向外側となる油溝が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の圧縮機。
9. 前記連接棒上半体の前記軸受インサートに、周方向に僅かに間隔をおいて、潤滑油供給用の複数の開口部が貫通形成されていることを特徴とする請求項８に記載の圧縮機。
10. 前記開口部が、前記軸受インサートの円周の両最端部に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の圧縮機。
11. 前記作動流体が、ＣＯ₂であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。

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