JP3886186B2 - 往復ピストン圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用冷蔵庫等に用いられる比較的小型の往復ピストン圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、往復ピストン圧縮機は、小型化、組立の簡素化の観点から種々の改良がなされている。また、市場からは高効率化、低騒音化の要望も高い。
【０００３】
従来の往復ピストン圧縮機としては、特開平４−１６４１７４号公報や特公平５−８４８３７号公報に示されているものがある。
【０００４】
以下、図１６、図１７および図１８を参照にしながら、上記した特公平５−８４８３７号公報に示されている従来の往復ピストン圧縮機について説明する。
【０００５】
図１６は、従来の往復ピストン圧縮機の縦断面図、図１７は、図１６の拡大図であり、往復ピストン圧縮機を組み立てる前のコンロッドとピストンの分解図、図１８はコンロッドの大端部と小端部の分解組立平面図である。
【０００６】
図１６、図１７、図１８において、モータ・圧縮機ユニット１は、スプリング２によりハウジング３内に支持されている。クランクケース４は、モータの固定子５を据え付けるための支持台の役目をし、モータの回転子８を連結しているクランク軸７を支持するための軸受部６を備えている。また、クランクケース４はその内部でピストン１０が往復するシリンダ９を備えている。クランク軸７の上端には、偏芯軸１１が備えられている。シリンダ９にはシリンダ９の端部であってクランク軸７の反対側に、公知の方法で製造できるバルブプレート１７とシリンダヘッド１８が取り付けられている。コンロッド１９は小端部２０と大端部３０とからなり、ピストン１０とクランク軸７の偏芯軸１１とを連結している。
【０００７】
コンロッド１９の小端部２０は、小端孔部２１とここから半径方向にのびる長い第１突起部２２とからなり、この第１突起部２２は、コンロッド１９の腕部分を規定し、小端孔部２１は、ピストンピン１５によりピストン１０に連結されている。
【０００８】
コンロッド１９の大端部３０は、縦の溝３３を有する半径方向に伸びる短い第２突起部３２を備える大端孔部３１からなり、この大端孔部３１には、クランク軸７の偏芯軸１１が挿入されている。
【０００９】
大端孔部３１の溝３３は、第２突起部３２の内部に形成され、対抗し且つ平行である２個の面３４と、Ｖ字型に形成された内部の２個の第２端面３５とを備え、この第２端面３５の頂部には縦の窪み３６が備えられている。第１突起部２２の端部２７には、面２４とＶ字型の２個の第１端面２５が形成され、これらの第１端面２５は、溝３３の第２端面３５とそれぞれ完全に当接するように構成されている。
【００１０】
以上のように構成された従来の往復ピストン圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１１】
クランクケース４の軸受部６にクランク軸７が挿入された状態でコンロッド１９の大端部３０の大端孔部３１を偏芯軸１１に挿入し、小端孔部２１にピストンピン１５を挿入することで連結したピストン１０と小端部２０をシリンダ９の反クランク軸から挿入する。
【００１２】
その後、小端部２０の第１突起部２２の端部２７を大端部３０の第２突起部３２の溝３３に嵌め込み、第１突起部２２の面２４、第１端面２５と第１突起部３２の溝３３の面３４、第２端面３５をそれぞれ当接させ、溶接などの方法で固定される。大端部３０と、小端部２０が固定されたコンロッド１９は、クランク軸７の回転をピストン１０の往復動に変換して力を伝達することによりシリンダ９内の気体を圧縮する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の構成では、コンロッド１９の小端部２０と大端部３０の接合は、端部２７と溝３３の嵌め込みによって行われるので、端部２７の面２４、第１端面２５と溝３３の面３４、第２端面３５は、非常に高精度な面仕上げを行う必要があり、加工が困難である欠点があった。
【００１４】
また、上記従来の構成は、大端孔部３１の孔の軸心と溝３３の面３４、第２端面３５との平行、あるいは小端孔部２１の軸心と端部２７の面２４、第１端面２５との平行が少しでもずれるとコンロッド１９の大端孔部３１と小端孔部２１の軸がねじれたり、上下方向に力が加わった時には規定する端面がなく、上下方向の固定が非常に不安定となり、コンロッド１９のクランク軸７やピストンピン１５へのこじりが発生し、圧縮機の回転負荷を増大させ、騒音または振動の増大や効率低下を招く欠点があった。
【００１５】
本発明は、従来の課題を解決するもので、高精度で加工および組立が容易で、高効率で低騒音、低振動の往復ピストン圧縮機を提供することを目的とする。
【００１６】
また、上記従来の構成は、コンロッド１９の小端部２０と大端部３０の接合部への給油はハウジング３内のミスト状の油に頼っており、積極的な給油がなく、接合部の金属摩耗による信頼性の悪化を招く欠点があった。
【００１７】
本発明の他の目的は、コンロッド１９の接合部への積極的な給油を行い、信頼性を向上させることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、ピストンピンにより小端孔でピストンに連結された小端部と、大端孔でクランク軸の偏芯軸に連結された大端部を有するコンロッドを備える往復ピストン圧縮機であって、コンロッドの大端部は円筒形の円孔部とこれに連通する固定孔を有する突起部を有し、円孔部は底形状が半球形または略円錘形で、突起部の端面部から大端孔の中心方向へ大端孔に貫通しない深さで設けられており、小端部は半径方向に長い円筒形のロッド部を有し、ロッド部は端部に係止孔と先端が半球形または略円錘形の係止部を構成しておりこの係止部を突起部の円孔部に遊嵌または軽圧入すると共に、固定孔と係止孔を連通してロッキングピンを挿入することにより、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持するものである。
【００１９】
これにより、往復ピストン圧縮機の加工及び、組立が精度良く行われ、高効率で低騒音、低振動にすることができる。
【００２０】
また、ロッド部の円筒形の係止部と、突起部の円筒形の円孔部に平面部を設けるものである。
【００２１】
これにより、往復ピストン圧縮機の組立が容易に行えると共に、係止部の軸回りの挙動を規制でき、コンロッド挙動を安定させ、効率の低下や騒音、振動の増大を防止できる。
【００２２】
また、円孔部の頂部と大端孔を連通させる油孔を設け、この油孔とクランク軸の偏芯軸の油溝と連通させるものである。
【００２３】
これにより、コンロッドの小端部と大端部との接合部への積極的な給油が行え、金属摩耗を軽減し、往復ピストン圧縮機の信頼性を向上できる。
【００２４】
また、ロッド部の円筒形の係止部に係止溝と、突起部の平面部に固定溝を設け、ロッド部の係止部を突起部の円孔部に遊嵌又は軽圧入すると共に、固定溝から係止溝へ連通して固定板を嵌め込むことで、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持するものである。
【００２５】
これにより、コンロッドの小端部と大端部との固定を強固なものにすることができ、コンロッド挙動を安定させることができ、効率の低下や騒音、振動の増大を防止できる。
【００２６】
また、ロッド部と係止部との間に、円孔部との嵌合時に突起部の端面部と接合する補助平面部を有する保持部を設けるものである。
【００２７】
これにより、組立性が向上すると共に、補助平面部と端面部に働く荷重が軽減され、コンロッド挙動を安定させ、効率の低下や騒音、振動の低下を防止できる。
【００２８】
また、ロッド部と係止部との間に小端孔の円筒軸方向に平行な係止端面を有する第２係止突起部を設け、且つ大端部の突起部に大端孔の円筒軸方向に平行な固定端面を設け、小端部と大端部の連結時に係止端面と固定端面が接合し、小端部と大端部の嵌合位置を規定させるものである。
【００２９】
これにより、高精度で組立することができると共に、コンロッド挙動を安定させ、効率の低下や騒音、振動の増大を防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明は、ピストンピンにより小端孔でピストンに連結された小端部と、大端孔でクランク軸の偏芯軸に連結された大端部を有するコンロッドを備える往復ピストン圧縮機であって、コンロッドの大端部は円筒形の円孔部とこれに連通する固定孔を有する突起部を有し、円孔部は底形状が半球形または略円錘形で、突起部の端面部から大端孔の中心方向へ大端孔に貫通しない深さで設けられており、小端部は半径方向に長い円筒形のロッド部を有し、ロッド部は端部に係止孔と先端が半球形または略円錘形の係止部を構成しており、この係止部を突起部の円孔部に遊嵌または軽圧入すると共に、固定孔と係止孔を連通してロッキングピンを挿入することにより、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持するものである。
【００３１】
そして、圧縮機の運転中にあらゆる方向からコンロッドへ荷重が働く時に、小端部の半球形または略円錘形の係止部の先端は、大端部の円孔部の半球形または略円錘形の底面で面接触し、荷重が分散されエッジ部等での集中荷重を受けることがなくなる。また、大端部を小端部へ連結するときに、大端部の係止部の先端が半球形または略円錘形をしており、エッジ部がなく容易に小端部の円孔部へ嵌め込むことができる。さらに、ロッキングピンを小端部の係止孔と大端部の固定孔へ挿入して、両者を連結するときに、ロッキングピンは、自己の柔軟性により小端部の小端孔と大端部の大端孔のわずかな軸の振れを吸収して小端孔と大端孔の軸が一致するように自己補正して安定する作用がある。また、小端部のロッド部及び、大端部の円孔部は円筒形であることから、容易に高精度な加工ができる。
【００３２】
これにより、圧縮機の組立時や運転時にねじれやこじりによる回転負荷の増大が防止されることとなる。
【００３３】
また、ロッド部の円筒形の係止部と、突起部の円筒形の円孔部に平面部を設けるものである。
【００３４】
そして、小端部の係止部を大端部の円孔部へ嵌め込むときに、係止部の平面部と円孔部の平面部が嵌合位置決めとなり、係止部の係止孔と円孔部の固定孔がほぼ一致し、ロッキングピンの挿入時に孔の位置あわせをすることなく、容易に組み立ることが可能になると共に、係止部の軸回りの挙動が防止され、コンロッドの挙動が安定することとなる。
【００３５】
また、円孔部の頂部と大端孔を連通させる油孔を設け、この油孔とクランク軸の偏芯軸の油溝と連通させるものである。
【００３６】
そして、圧縮機の運転中に小端部の係止部と大端部の円孔部への積極的な給油が行われ、金属接触による摩耗が軽減されることとなる。
【００３７】
また、ロッド部の円筒形の係止部に係止溝と、突起部の平面部に固定溝を設け、ロッド部の係止部を突起部の円孔部に遊嵌又は軽圧入すると共に、固定溝から係止溝へ連通して固定板を嵌め込むことで、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持するものである。
【００３８】
そして、大端部と小端部が固定板で強固に固定されることで、コンロッド挙動が安定することとなる。
【００３９】
また、ロッド部と係止部との間に、円孔部との嵌合時に突起部の端面部と接合する補助平面部を有する保持部を設けたものである。
【００４０】
そして、係止部の円孔部への嵌め込み代が規定され、組立性が向上すると共に、端面部と補助平面部との接合面へ受ける荷重の分散が図れ、コンロッド挙動が安定することとなる。
【００４１】
また、ロッド部と係止部との間に小端孔の円筒軸方向に平行な係止端面を有する第２係止突起部を設け、且つ大端部の突起部に大端孔の円筒軸方向に平行な固定端面を設け、小端部と大端部の連結時に係止端面と固定端面が接合し、小端部と大端部の嵌合位置を規定させるものである。
【００４２】
そして、係止部を円孔部へ嵌め込む時に、係止端面と固定端面の接合により、係止部円筒形の軸回り位置と、嵌め込み代が規定され、係止孔と固定孔へロッキングピンを挿入する時に微妙な孔位置調整をする必要がなく、容易に組立が可能となると共に、係止端面と固定端面のため、コンロッドの係止部の軸回りや左右方向が固定され、コンロッド挙動が安定することとなる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明による往復ピストン圧縮機の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４４】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１による往復ピストン圧縮機の縦断面図である。図２は図１の拡大図であり、往復ピストン圧縮機を組み立てる前のコンロッドとピストンの分解図、図３は、図１のコンロッドの組立前の平面図、図４は、図１のコンロッドの組立時の部分縦断面図である。
【００４５】
図１において、１９はコンロッドで、一端を小端部５０の小端孔５１に遊嵌されたピストン１５でピストン１０と連結され、他端を大端部５２の大端孔５３で、クランク軸７の偏芯軸１１に遊嵌して連結されている。
【００４６】
図２において、ピストン１０と、ピストンピン１５と小端部５０は、シリンダ９の反クランク軸７側から挿入され、コンロッド１９の大端部５２は、クランク軸７の偏芯軸１１に鉛直上方から挿入される。
【００４７】
コンロッド１９の大端部５２は、円周方向に円孔部５４を有すると共に、円孔部５４と貫通する固定孔５５を有する突起部５６を備える。円孔部５４は、大端孔５３と直角を成し、突起部５６の端面部５７から大端孔５３に貫通しない深さで加工されている。小端部５０は、小端孔５１と直角を成すロッド部５８が円周方向に伸びており、その先端には係止孔５９を有した係止部６０がある。
【００４８】
図３、図４において、６１は係止部６０の先端で、半球形または、略円錘形に加工された係止突起部である。６２は係止突起部６１の係止頂部であり、丸く加工されている。６３は円孔部５４の半球形または略円錘形に加工された固定溝部であり、６４は固定溝部の溝頂部である。
【００４９】
係止部６０を円孔部５４に挿入した後、大端部５２の突起部５６の固定孔５５からロッキングピン６５を小端部５０の係止部６０の係止孔５９へ挿入することで、コンロッド１９の小端部５０と大端部５２は連結固定される。
【００５０】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
円孔部５４は小端部５０の連結部である係止部６０は、いずれも円筒形であるので加工が簡単でしかも寸法精度が出やすい。
【００５１】
係止部６０を円孔部５４へ遊嵌または軽圧入するときに、係止部６０の先端である係止突起部６２は半球形または略円錘形であるので円孔部５４へスムーズに嵌め込まれる。
【００５２】
また、係止部６０と円孔部５４はいずれも円筒形であるので、円筒軸回りに若干振らせることができ、小端孔５１と大端孔５３の円筒軸が組立時にねじれて入りにくいこともなくなる。
【００５３】
そして、係止部６０を円孔部６０を円孔部５４へ嵌め込み後、係止頂部６２は丸く加工されていることから、溝頂部６４とのクリアランスをわずかに残して嵌め込まれる。このとき、わずかなアッセンブルオイルがこのクリアランスに保持されている。
【００５４】
次に、ロッキングピン６５を係止孔５９と固定孔５５へ挿入すると、ロッキングピン６５は、自己の変形で嵌め込み時にわずかにねじれている小端孔５１と大端孔５３の円筒軸のねじれを同一軸方向に補正して係止部６０を円孔部５４へ固定する。
【００５５】
さらに、圧縮機が運転中に圧縮負荷等の要因で小端孔５１と大端孔５３の円筒軸のねじれが発生したとき、ロッキングピン６５はこの負荷によりわずかに変形して圧縮機メカのバランスが良好なところで安定する。
【００５６】
また、コンロッド１９は回転挙動を並進挙動に変換していることから、圧縮機の運転中に、大端部５２は係止部６０を介して小端部５０へ、図３に示す前後、左右方向及び、わずかであるが図４に示す上下方向等のあらゆる方向の力が係止部６０と円孔部５４へ働くこととなる。この時に、係止部６０の先端が半球形または略円錘形に加工されていることから、あらゆる方向に対面する面が形成される。このため、小端部５０と大端部５２の円筒軸は圧縮機の運転中において、同一方向に安定し、クランク軸７の回転力を係止部６０での損失をほとんどなしに、ピストンピン１５へ力を伝達することができる。
【００５７】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、コンロッド１９の大端部５２は円筒形の円孔部５４とこれに連通する固定孔５５を有する突起部５６を有し、円孔部５４は底形状が半球形または略円錘形で、突起部５６の端面部５７から大端孔５３の中心方向へ大端孔５３に貫通しない深さで設けられており、小端部５０は半径方向に長い円筒形のロッド部５８を有し、ロッド部５８は端部に係止孔５９と先端が半球形または略円錘形の係止部６０を構成しており、この係止部６０を突起部５６の円孔部５４に遊嵌または軽圧入すると共に、固定孔５５と係止孔５９を連通してロッキングピン６５を挿入することにより、係止部６０と円孔部５４を係止し、コンロッド１９の小端部５０の小端孔５１と大端部５２の大端孔５３の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持したもので、高精度で加工、組立が容易で、小端孔５１と大端孔５３の円筒軸のねじれに起因する回転負荷の増大による効率の低下や、小端孔５１とピストンピン１５や、大端孔５３と偏芯軸１１、係止部６０と円孔部５４等の異常なこじりによる騒音、振動の増大を防止することができる。
【００５８】
（実施例２）
図５は、本発明の実施例２による往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図、図６は図５のＡ矢視からの組立前の大端部Ａ矢視図。図７はコンロッドの組立時の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５９】
図５、図６、図７において、７０は、大端部５２の円筒形の円孔部５４の円筒軸方向に設けられた固定平面部である。固定溝部６３は固定平面部７０のため、円孔部５４の円筒径より１段径を小さくして加工されている。７１は、小端部５０の円筒形の係止部６０の円筒軸方向に設けられた係止平面部である。固定溝部６３と同様に、係止突起部６１は係止平面部７１のため、係止部６０の円筒径より１段径を小さくして加工されている。
【００６０】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むとき、係止平面部７１と固定平面部７０が一種の位置決めガイダーの役目をはたし、嵌め込みと同時に微妙にずれていた係止孔５９と固定孔５５は精度良く一致し、ロッキングピン６５を簡単に挿入できる。
【００６１】
また、係止部６０の軸回り挙動が、係止平面７０と固定平面７１の接合により、規制されコンロッド１９の挙動が安定する。
【００６２】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、ロッド部５８の円筒形の係止部６０に係止端面部７１を設け、突起部５６の円筒形の円孔部５４に固定平面部７０を設けた構成としているので、コンロッド１９の組立時、係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むと同時に係止孔５９と固定孔５５の位置が精度良く一致し、ロッキングピン６５の挿入が簡単に行え、組立を容易にできる。
【００６３】
また、係止部６０の軸回り挙動が規制され、コンロッド挙動を安定させることができる。
【００６４】
なお、本実施例において、係止平面部７１から係止孔５９が設けられ、固定平面部７０は固定孔５５から設けられているが、これらの平面部が円筒形の周辺のどの位置にあろうとも同様の効果が得られるものである。
【００６５】
（実施例３）
図８は、本発明の実施例３による往復ピストン圧縮機の吸入行程時のコンロッドと偏心軸の部分縦断面図、図９は圧縮行程時のコンロッドと偏芯軸の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６６】
図８、図９において、７５はクランク軸７内に設けられた第１給油孔で、偏芯軸１１内に設けられた第２給油孔７６と連通している。第２給油孔７６は偏芯軸１１の上方端面に開放し、且つ第２給油孔７６の途中から半径方向へ、偏芯軸１１の外周の油溝７８に連通する横油孔７７が設けられている。横油孔７７と油溝７８はクランク軸７の軸心方向側に向けられている。７９は固定溝部６３の溝頂部６４から大端孔５３へ連通している連通油孔である。
【００６７】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
図８、図９に示している点は油粒を表し、矢印は油の流れを示している。
【００６８】
圧縮機の吸入行程時において、ハウジング３の底部に溜まっている潤滑油（図示せず）は、圧縮機の回転に伴い、クランク軸７の第１給油孔７５の遠心ポンプ作用により、第２給油孔７６へ押し上げられる。そして、偏芯軸１１の回転による遠心力により、油粒は第２給油孔７６から横油孔７７を介して偏芯軸１１の外周に設けられている油溝７８へ導かれる。また、一部の油粒は偏芯軸１１の上方からハウジング３内へ放出される。
【００６９】
そこで、図８のように圧縮機の吸入行程時においては、油溝７８がクランク軸７の軸心方向に位置しているため、油溝７８とコンロッド１９の大端部５２に設けられた連通油孔７９とが連通する。さらに、小端部５０は反クランク軸７側へ引っ張られ、大端部５２はクランク軸７側へ引っ張られる。これにより、係止突起部６１と固定溝部６３との間にわずかな隙間が生じることとなり、遠心力により油溝７８へ到達した油粒はその慣性力を失うことなく連通油孔７９をとおり、係止突起部６１と固定溝部６３のわずかな隙間へ導かれる。
【００７０】
また、図９のような圧縮行程時においては、油溝７８と連通油孔７９は連通せず、且つ小端部５０から圧縮荷重を受け、係止突起部６１と固定溝部６３は互いに押し付け合うこととなる。これにより、吸入行程時に隙間に導かれた油粒は押し付けられ、わずかな隙間からロッキングピン６５、または、連通油孔７９を逆流し、偏芯軸１１の上下部からハウジング３内へ放出される。また、横油孔７７を介して油溝７８へ導かれた油粒は、大端孔５３と偏芯軸１１の潤滑油として給油されることとなる。
【００７１】
このことから、潤滑油はコンロッド１９の連結部である係止突起部６１と固定溝部６３へまんべんなく給油されると共に、潤滑油が循環することで、連結部周辺の冷却効果としても働き、摺動損失を軽減し、金属接触による摩耗を防止することができる。
【００７２】
以上のように本実施例の往復のピストン圧縮機は、大端孔５３と固定溝部６３の溝頂部６４と連通した連通油孔７９を設け、且つ偏芯軸１１の油溝７８と連通油孔７９を連通させることから構成されているので、潤滑油をコンロッド１９の連結部である係止突起部６１と固定溝部６３へ積極的な給油を行うことができる。これにより、摺動損失の増大と金属接触による摩耗を防止することができる。
【００７３】
なお、本実施例において、油溝７８と連通油孔７９は吸入行程時に連通するとしたが、その外の行程時または常時連通しても良く、同様の効果が得られるものである。
【００７４】
（実施例４）
図１０は、本発明の実施例４による往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図、図１１は、図１０のコンロッドの組立時の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
図１０、図１１において、８０は小端部５０の円筒形の係止部６０の外周に設けられた係止溝８０であり、８１は大端部５２の突起部５６に設けられた固定溝である。固定溝８１は円孔部５４に一部連通している。８２は係止部６０を円孔部５４へ固定するための固定板で、固定板８２の先端は鍵条の突起を構成するカギ部を有している。
【００７６】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むと、係止溝８０と固定溝８１の溝が重なる。その後、固定板８２を固定溝８１から係止溝８０へ連通して挿入され、且つ固定板８２の先端であるカギ部８３が突起部５６の端面へ嵌め込まれる。これにより、係止部６０は円孔部５４の底部へ押し付けられ固定される。
【００７７】
このことから、係止突起部６１と固定溝部６３で受けていた荷重を殆ど固定板８２で受けることとなり、コンロッド１９の連結を強固にすることができ、コンロッド挙動が安定する。
【００７８】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、小端部５０の係止部６０の外周に係止溝８０と、大端部５２の突起部５６に円孔部５４に連通する固定溝８１を設け、係止部６０を円孔部５４へ嵌め込んだ後、先端にカギ部８３を有する固定板８２を固定溝８１から係止溝８０へ連通して嵌め込み、小端部５０と大端部５２を連結固定する構成とすることで、係止部６０は円孔部５４へ強固に固定され、圧縮機運転中にコンロッド１９へ働く荷重の殆どを固定板８２で支え、コンロッド挙動を安定させることができる。
【００７９】
（実施例５）
図１２は、本発明の実施例５による往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図、図１３は、図１２のコンロッドの組立時の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８０】
図１２、図１３において、８５は大端部５２の突起部５６の端面部５７の平面と相対する平面を有する補助平面部８６を有する小端部５０のロッド部５８と係止部６０との間に設けられた保持部である。
【００８１】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むときに、補助平面部８６が端面部５７と接合する。これにより、係止部６０の円孔部５４へ嵌め込み代が規定でき、ロッキングピン６５を簡単に係止孔５９と固定孔５５へ挿入し、コンロッド１９を組み立てることができる。
【００８２】
また、圧縮機の圧縮行程時に受ける荷重を補助平面部８６で受けることができ、コンロッド１９の挙動を安定させることができる。
【００８３】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、係止部６０とロッド部５８との間に、突起部５６の端面部５７に相対する補助平面部８６を有した保持部８５を設ける構成とすることで、係止部６０の円孔部５４への嵌め込み代が規定でき、簡単に、コンロッド１９を組み立てることができると共に、圧縮行程時の荷重を補助平面部で受けることで、コンロッド１９の挙動を安定させることができる。
【００８４】
なお、本実施例には、係止突起部６１と固定溝部６３を設けているが、無くても同様の効果が得られる。
【００８５】
（実施例６）
図１４は、本発明の実施例６に依る往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図、図１５は、図１４のコンロッドの組立時の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８６】
図１４、図１５において、９０は小端孔５１の円筒軸と平行に設けられた係止端面９１を有するロッド部５８と係止部６０との間に設けられた第２係止突起部であり、９２は係止端面９１と相対する大端孔５３の円筒軸と平行に設けられた突起部５６の固定端面である。
【００８７】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むときに、係止端面９１と固定端面９２が接合し、係止部６０の嵌め込み代と、左右方向の位置を規定することから、係止孔５９と固定孔５５の位置が精度良く一致する。これにより、ロッキングピン６５を簡単に係止孔５９と固定孔５５へ挿入することができ、コンロッド１９の組立を容易に行うことができる。
【００８８】
また、第２係止突起部９１のため、圧縮機の運転中に、小端部５０と大端部５２が係止部６０の軸回りや左右方向にずれることを規制し、コンロッド１９の連結を強固にでき、コンロッド１９の挙動を安定させることができる。
【００８９】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、係止部６０とロッド部５８との間に小端孔５１の円筒軸と平行な係止端面９１を有する第２係止突起部を設け、それに相対する大端孔５３の円筒軸と平行な固定端面９２を突起部５６に設けた構成とすることで、係止部６０と円孔部５４との嵌め込み時に係止端面９１と固定端面９２とが接合し、係止孔５９と固定孔５５を精度良く一致させることができ、組み立てを容易に行うことができる。また、小端部５０と大端部５２との係止部６０の軸回りや左右方向の固定を強固にすることができ、コンロッド１９の挙動を安定させることができる。
【００９０】
なお、本実施例には、係止突起部６１と固定溝部６３を設けているが、無くても同様の効果が得られる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ピストンピンにより小端孔でピストンに連結された小端部と、大端孔でクランク軸の偏芯軸に連結された大端部を有するコンロッドを備える往復ピストン圧縮機であって、コンロッドの大端部は円筒形の円孔部とこれに連通する固定孔を有する突起部を有し、円孔部は底形状が半球形または略円錘形で、突起部の端面部から大端孔の中心方向へ大端孔に貫通しない深さで設けられており、小端部は半径方向に長い円筒形のロッド部を有し、ロッド部は端部に係止孔と先端が半球形または略円錘形の係止部を構成しており、この係止部を突起部の円孔部に遊嵌または軽圧入すると共に、固定孔と係止孔を連通してロッキングピンを挿入することにより、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持することで、高精度に加工、組立が容易にでき、且つ小端孔と大端孔のねじれや嵌合物とのこじりを防止することができ、回転負荷の増大による効率低下と、騒音、振動の増大を防止することができる。
【００９２】
また、ロッド部の円筒形の係止部と、突起部の円筒形の円孔部に平面部を設けたことで、係止部を円孔部へ嵌め込む時の位置決めができ、コンロッドの組立を精度良く行うことができると共に、係止部の軸回りが固定され、回転負荷の増大による効率低下や騒音、振動の増大を防止できる。
【００９３】
また、円孔部の頂部と大端孔を連通させる油孔を設け、この油孔とクランク軸の偏芯軸の油溝と連通させることで、係止部と円孔部へ積極的な給油が行え、金属接触による摩耗を防止でき、信頼性を向上させることができる。
【００９４】
また、ロッド部の円筒形の係止部に係止溝と、突起部の平面部に固定溝を設け、ロッド部の係止部を突起部の円孔部に遊嵌又は軽圧入すると共に、固定溝から係止溝へ連通して固定板を嵌め込むことで、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持することで、係止部と円孔部との連結を固定板で強固に行うことができ、コンロッドの挙動を安定させることができる。これにより、連結のゆる等に起因する圧縮機の回転負荷の増大による効率の低下や騒音、振動の増大を低減することができる。
【００９５】
また、ロッド部と係止部との間に、円孔部との嵌合時に突起部の端面部と接合する補助平面部を有する保持部を設けたことで、係止部と円孔部の連結が効率良く行われると共に、補助平面部と端面部で圧縮時に働く荷重を分散させることができ、コンロッドの挙動を安定させることができる。これにより、圧縮機の回転負荷の増大による効率の低下や騒音、振動の増大を防止できる。
【００９６】
また、ロッド部と係止部との間に小端孔の円筒軸方向に平行な係止端面を有する第２係止突起部を設け、且つ大端部の突起部に大端孔の円筒軸方向に平行な固定端面を設け、小端部と大端部の連結時に係止端面と固定端面が接合し、小端部と大端部の嵌合位置を規定させることで、精度良く係止部と円孔部を連結することができ、組立性が向上すると共に、コンロッドの係止部の軸回りや、左右方向のずれが防止され、コンロッドの挙動が安定する。これにより、回転負荷の増大による効率の低下や騒音、振動の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による往復ピストン圧縮機の実施例１の縦断面図
【図２】同実施例の往復ピストン圧縮機の往復ピストンの往復ピストン圧縮機を組み立てる前のコンロッドとピストンの分解図
【図３】同実施例の往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図
【図４】同実施例の往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図５】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例２のコンロッド組立前の平面図
【図６】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例２のコンロッドの組立前の大端部Ａ矢視図
【図７】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例２のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図８】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例３の吸入行程時のコンロッドと偏芯軸の部分縦断面図
【図９】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例３の圧縮行程時のコンロッドと偏芯軸の部分縦断面図
【図１０】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例４のコンロッドの組立前の平面図
【図１１】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例４のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図１２】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例５のコンロッドの組立前の平面図
【図１３】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例５のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図１４】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例６のコンロッドの組立前の平面図
【図１５】本発明の往復ピストン圧縮機の時実施例６のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図１６】従来の往復ピストン圧縮機の縦断面図
【図１７】従来の往復ピストン圧縮機の組み立てる前のコンロッドとピストンの分解図
【図１８】従来の往復ピストン圧縮機のコンロッドの大端部と小端部の分解組立平面図
【符号の説明】
３ ハウジング
７ クランク軸
１０ ピストン
１１ 偏芯軸
１５ ピストンピン
１９ コンロッド
５０ 小端部
５１ 小端孔
５２ 大端部
５３ 大端孔
５４ 円孔部
５５ 固定孔
５６ 突起部
５７ 端面部
５８ ロッド部
５９ 係止孔
６０ 係止部
６１ 係止突起部
６３ 固定溝部
６５ ロッキングピン
７０ 固定平面部
７１ 係止平面部
７５ 第１給油孔
７６ 第２給油孔
７７ 横油孔
７８ 油溝
７９ 連通油孔
８０ 係止溝
８１ 固定溝
８２ 固定板
８３ カギ部
８５ 保持部
８６ 補助平面部
９０ 第２係止突起部
９１ 係止端面
９２ 固定端面
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用冷蔵庫等に用いられる比較的小型の往復ピストン圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、往復ピストン圧縮機は、小型化、組立の簡素化の観点から種々の改良がなされている。また、市場からは高効率化、低騒音化の要望も高い。
【０００３】
従来の往復ピストン圧縮機としては、特開平４−１６４１７４号公報や特公平５−８４８３７号公報に示されているものがある。
【０００４】
以下、図１６、図１７および図１８を参照にしながら、上記した特公平５−８４８３７号公報に示されている従来の往復ピストン圧縮機について説明する。
【０００５】
図１６は、従来の往復ピストン圧縮機の縦断面図、図１７は、図１６の拡大図であり、往復ピストン圧縮機を組み立てる前のコンロッドとピストンの分解図、図１８はコンロッドの大端部と小端部の分解組立平面図である。
【０００６】
図１６、図１７、図１８において、モータ・圧縮機ユニット１は、スプリング２によりハウジング３内に支持されている。クランクケース４は、モータの固定子５を据え付けるための支持台の役目をし、モータの回転子８を連結しているクランク軸７を支持するための軸受部６を備えている。また、クランクケース４はその内部でピストン１０が往復するシリンダ９を備えている。クランク軸７の上端には、偏芯軸１１が備えられている。シリンダ９にはシリンダ９の端部であってクランク軸７の反対側に、公知の方法で製造できるバルブプレート１７とシリンダヘッド１８が取り付けられている。コンロッド１９は小端部２０と大端部３０とからなり、ピストン１０とクランク軸７の偏芯軸１１とを連結している。
【０００７】
コンロッド１９の小端部２０は、小端孔部２１とここから半径方向にのびる長い第１突起部２２とからなり、この第１突起部２２は、コンロッド１９の腕部分を規定し、小端孔部２１は、ピストンピン１５によりピストン１０に連結されている。
【０００８】
コンロッド１９の大端部３０は、縦の溝３３を有する半径方向に伸びる短い第２突起部３２を備える大端孔部３１からなり、この大端孔部３１には、クランク軸７の偏芯軸１１が挿入されている。
【０００９】
大端孔部３１の溝３３は、第２突起部３２の内部に形成され、対抗し且つ平行である２個の面３４と、Ｖ字型に形成された内部の２個の第２端面３５とを備え、この第２端面３５の頂部には縦の窪み３６が備えられている。第１突起部２２の端部２７には、面２４とＶ字型の２個の第１端面２５が形成され、これらの第１端面２５は、溝３３の第２端面３５とそれぞれ完全に当接するように構成されている。
【００１０】
以上のように構成された従来の往復ピストン圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１１】
クランクケース４の軸受部６にクランク軸７が挿入された状態でコンロッド１９の大端部３０の大端孔部３１を偏芯軸１１に挿入し、小端孔部２１にピストンピン１５を挿入することで連結したピストン１０と小端部２０をシリンダ９の反クランク軸から挿入する。
【００１２】
その後、小端部２０の第１突起部２２の端部２７を大端部３０の第２突起部３２の溝３３に嵌め込み、第１突起部２２の面２４、第１端面２５と第１突起部３２の溝３３の面３４、第２端面３５をそれぞれ当接させ、溶接などの方法で固定される。大端部３０と、小端部２０が固定されたコンロッド１９は、クランク軸７の回転をピストン１０の往復動に変換して力を伝達することによりシリンダ９内の気体を圧縮する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の構成では、コンロッド１９の小端部２０と大端部３０の接合は、端部２７と溝３３の嵌め込みによって行われるので、端部２７の面２４、第１端面２５と溝３３の面３４、第２端面３５は、非常に高精度な面仕上げを行う必要があり、加工が困難である欠点があった。
【００１４】
また、上記従来の構成は、大端孔部３１の孔の軸心と溝３３の面３４、第２端面３５との平行、あるいは小端孔部２１の軸心と端部２７の面２４、第１端面２５との平行が少しでもずれるとコンロッド１９の大端孔部３１と小端孔部２１の軸がねじれたり、上下方向に力が加わった時には規定する端面がなく、上下方向の固定が非常に不安定となり、コンロッド１９のクランク軸７やピストンピン１５へのこじりが発生し、圧縮機の回転負荷を増大させ、騒音または振動の増大や効率低下を招く欠点があった。
【００１５】
本発明は、従来の課題を解決するもので、高精度で加工および組立が容易で、高効率で低騒音、低振動の往復ピストン圧縮機を提供することを目的とする。
【００１６】
また、上記従来の構成は、コンロッド１９の小端部２０と大端部３０の接合部への給油はハウジング３内のミスト状の油に頼っており、積極的な給油がなく、接合部の金属摩耗による信頼性の悪化を招く欠点があった。
【００１７】
本発明の他の目的は、コンロッド１９の接合部への積極的な給油を行い、信頼性を向上させることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、ピストンピンにより小端孔でピストンに連結された小端部と、大端孔でクランク軸の偏芯軸に連結された大端部を有するコンロッドを備える往復ピストン圧縮機であって、コンロッドの大端部は円筒形の円孔部とこれに連通する固定孔を有する突起部を有し、円孔部は底形状が半球形または略円錘形で、突起部の端面部から大端孔の中心方向へ大端孔に貫通しない深さで設けられており、小端部は半径方向に長い円筒形のロッド部を有し、ロッド部は端部に係止孔と先端が半球形または略円錘形の係止部を構成しておりこの係止部を突起部の円孔部に遊嵌または軽圧入すると共に、固定孔と係止孔を連通してロッキングピンを挿入することにより、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持するものである。
【００１９】
これにより、往復ピストン圧縮機の加工及び、組立が精度良く行われ、高効率で低騒音、低振動にすることができる。
【００２０】
また、ロッド部の円筒形の係止部と、突起部の円筒形の円孔部に平面部を設けるものである。
【００２１】
これにより、往復ピストン圧縮機の組立が容易に行えると共に、係止部の軸回りの挙動を規制でき、コンロッド挙動を安定させ、効率の低下や騒音、振動の増大を防止できる。
【００２２】
また、円孔部の頂部と大端孔を連通させる油孔を設け、この油孔とクランク軸の偏芯軸の油溝と連通させるものである。
【００２３】
これにより、コンロッドの小端部と大端部との接合部への積極的な給油が行え、金属摩耗を軽減し、往復ピストン圧縮機の信頼性を向上できる。
【００２４】
また、ロッド部の円筒形の係止部に係止溝と、突起部の平面部に固定溝を設け、ロッド部の係止部を突起部の円孔部に遊嵌又は軽圧入すると共に、固定溝から係止溝へ連通して固定板を嵌め込むことで、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持するものである。
【００２５】
これにより、コンロッドの小端部と大端部との固定を強固なものにすることができ、コンロッド挙動を安定させることができ、効率の低下や騒音、振動の増大を防止できる。
【００２６】
また、ロッド部と係止部との間に、円孔部との嵌合時に突起部の端面部と接合する補助平面部を有する保持部を設けるものである。
【００２７】
これにより、組立性が向上すると共に、補助平面部と端面部に働く荷重が軽減され、コンロッド挙動を安定させ、効率の低下や騒音、振動の低下を防止できる。
【００２８】
また、ロッド部と係止部との間に小端孔の円筒軸方向に平行な係止端面を有する第２係止突起部を設け、且つ大端部の突起部に大端孔の円筒軸方向に平行な固定端面を設け、小端部と大端部の連結時に係止端面と固定端面が接合し、小端部と大端部の嵌合位置を規定させるものである。
【００２９】
これにより、高精度で組立することができると共に、コンロッド挙動を安定させ、効率の低下や騒音、振動の増大を防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明は、ピストンピンにより小端孔でピストンに連結された小端部と、大端孔でクランク軸の偏芯軸に連結された大端部を有するコンロッドを備える往復ピストン圧縮機であって、コンロッドの大端部は円筒形の円孔部とこれに連通する固定孔を有する突起部を有し、円孔部は底形状が半球形または略円錘形で、突起部の端面部から大端孔の中心方向へ大端孔に貫通しない深さで設けられており、小端部は半径方向に長い円筒形のロッド部を有し、ロッド部は端部に係止孔と先端が半球形または略円錘形の係止部を構成しており、この係止部を突起部の円孔部に遊嵌または軽圧入すると共に、固定孔と係止孔を連通してロッキングピンを挿入することにより、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持するものである。
【００３１】
そして、圧縮機の運転中にあらゆる方向からコンロッドへ荷重が働く時に、小端部の半球形または略円錘形の係止部の先端は、大端部の円孔部の半球形または略円錘形の底面で面接触し、荷重が分散されエッジ部等での集中荷重を受けることがなくなる。また、大端部を小端部へ連結するときに、大端部の係止部の先端が半球形または略円錘形をしており、エッジ部がなく容易に小端部の円孔部へ嵌め込むことができる。さらに、ロッキングピンを小端部の係止孔と大端部の固定孔へ挿入して、両者を連結するときに、ロッキングピンは、自己の柔軟性により小端部の小端孔と大端部の大端孔のわずかな軸の振れを吸収して小端孔と大端孔の軸が一致するように自己補正して安定する作用がある。また、小端部のロッド部及び、大端部の円孔部は円筒形であることから、容易に高精度な加工ができる。
【００３２】
これにより、圧縮機の組立時や運転時にねじれやこじりによる回転負荷の増大が防止されることとなる。
【００３３】
また、ロッド部の円筒形の係止部と、突起部の円筒形の円孔部に平面部を設けるものである。
【００３４】
そして、小端部の係止部を大端部の円孔部へ嵌め込むときに、係止部の平面部と円孔部の平面部が嵌合位置決めとなり、係止部の係止孔と円孔部の固定孔がほぼ一致し、ロッキングピンの挿入時に孔の位置あわせをすることなく、容易に組み立ることが可能になると共に、係止部の軸回りの挙動が防止され、コンロッドの挙動が安定することとなる。
【００３５】
また、円孔部の頂部と大端孔を連通させる油孔を設け、この油孔とクランク軸の偏芯軸の油溝と連通させるものである。
【００３６】
そして、圧縮機の運転中に小端部の係止部と大端部の円孔部への積極的な給油が行われ、金属接触による摩耗が軽減されることとなる。
【００３７】
また、ロッド部の円筒形の係止部に係止溝と、突起部の平面部に固定溝を設け、ロッド部の係止部を突起部の円孔部に遊嵌又は軽圧入すると共に、固定溝から係止溝へ連通して固定板を嵌め込むことで、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持するものである。
【００３８】
そして、大端部と小端部が固定板で強固に固定されることで、コンロッド挙動が安定することとなる。
【００３９】
また、ロッド部と係止部との間に、円孔部との嵌合時に突起部の端面部と接合する補助平面部を有する保持部を設けたものである。
【００４０】
そして、係止部の円孔部への嵌め込み代が規定され、組立性が向上すると共に、端面部と補助平面部との接合面へ受ける荷重の分散が図れ、コンロッド挙動が安定することとなる。
【００４１】
また、ロッド部と係止部との間に小端孔の円筒軸方向に平行な係止端面を有する第２係止突起部を設け、且つ大端部の突起部に大端孔の円筒軸方向に平行な固定端面を設け、小端部と大端部の連結時に係止端面と固定端面が接合し、小端部と大端部の嵌合位置を規定させるものである。
【００４２】
そして、係止部を円孔部へ嵌め込む時に、係止端面と固定端面の接合により、係止部円筒形の軸回り位置と、嵌め込み代が規定され、係止孔と固定孔へロッキングピンを挿入する時に微妙な孔位置調整をする必要がなく、容易に組立が可能となると共に、係止端面と固定端面のため、コンロッドの係止部の軸回りや左右方向が固定され、コンロッド挙動が安定することとなる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明による往復ピストン圧縮機の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４４】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１による往復ピストン圧縮機の縦断面図である。図２は図１の拡大図であり、往復ピストン圧縮機を組み立てる前のコンロッドとピストンの分解図、図３は、図１のコンロッドの組立前の平面図、図４は、図１のコンロッドの組立時の部分縦断面図である。
【００４５】
図１において、１９はコンロッドで、一端を小端部５０の小端孔５１に遊嵌されたピストン１５でピストン１０と連結され、他端を大端部５２の大端孔５３で、クランク軸７の偏芯軸１１に遊嵌して連結されている。
【００４６】
図２において、ピストン１０と、ピストンピン１５と小端部５０は、シリンダ９の反クランク軸７側から挿入され、コンロッド１９の大端部５２は、クランク軸７の偏芯軸１１に鉛直上方から挿入される。
【００４７】
コンロッド１９の大端部５２は、円周方向に円孔部５４を有すると共に、円孔部５４と貫通する固定孔５５を有する突起部５６を備える。円孔部５４は、大端孔５３と直角を成し、突起部５６の端面部５７から大端孔５３に貫通しない深さで加工されている。小端部５０は、小端孔５１と直角を成すロッド部５８が円周方向に伸びており、その先端には係止孔５９を有した係止部６０がある。
【００４８】
図３、図４において、６１は係止部６０の先端で、半球形または、略円錘形に加工された係止突起部である。６２は係止突起部６１の係止頂部であり、丸く加工されている。６３は円孔部５４の半球形または略円錘形に加工された固定溝部であり、６４は固定溝部の溝頂部である。
【００４９】
係止部６０を円孔部５４に挿入した後、大端部５２の突起部５６の固定孔５５からロッキングピン６５を小端部５０の係止部６０の係止孔５９へ挿入することで、コンロッド１９の小端部５０と大端部５２は連結固定される。
【００５０】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
円孔部５４は小端部５０の連結部である係止部６０は、いずれも円筒形であるので加工が簡単でしかも寸法精度が出やすい。
【００５１】
係止部６０を円孔部５４へ遊嵌または軽圧入するときに、係止部６０の先端である係止突起部６２は半球形または略円錘形であるので円孔部５４へスムーズに嵌め込まれる。
【００５２】
また、係止部６０と円孔部５４はいずれも円筒形であるので、円筒軸回りに若干振らせることができ、小端孔５１と大端孔５３の円筒軸が組立時にねじれて入りにくいこともなくなる。
【００５３】
そして、係止部６０を円孔部６０を円孔部５４へ嵌め込み後、係止頂部６２は丸く加工されていることから、溝頂部６４とのクリアランスをわずかに残して嵌め込まれる。このとき、わずかなアッセンブルオイルがこのクリアランスに保持されている。
【００５４】
次に、ロッキングピン６５を係止孔５９と固定孔５５へ挿入すると、ロッキングピン６５は、自己の変形で嵌め込み時にわずかにねじれている小端孔５１と大端孔５３の円筒軸のねじれを同一軸方向に補正して係止部６０を円孔部５４へ固定する。
【００５５】
さらに、圧縮機が運転中に圧縮負荷等の要因で小端孔５１と大端孔５３の円筒軸のねじれが発生したとき、ロッキングピン６５はこの負荷によりわずかに変形して圧縮機メカのバランスが良好なところで安定する。
【００５６】
また、コンロッド１９は回転挙動を並進挙動に変換していることから、圧縮機の運転中に、大端部５２は係止部６０を介して小端部５０へ、図３に示す前後、左右方向及び、わずかであるが図４に示す上下方向等のあらゆる方向の力が係止部６０と円孔部５４へ働くこととなる。この時に、係止部６０の先端が半球形または略円錘形に加工されていることから、あらゆる方向に対面する面が形成される。このため、小端部５０と大端部５２の円筒軸は圧縮機の運転中において、同一方向に安定し、クランク軸７の回転力を係止部６０での損失をほとんどなしに、ピストンピン１５へ力を伝達することができる。
【００５７】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、コンロッド１９の大端部５２は円筒形の円孔部５４とこれに連通する固定孔５５を有する突起部５６を有し、円孔部５４は底形状が半球形または略円錘形で、突起部５６の端面部５７から大端孔５３の中心方向へ大端孔５３に貫通しない深さで設けられており、小端部５０は半径方向に長い円筒形のロッド部５８を有し、ロッド部５８は端部に係止孔５９と先端が半球形または略円錘形の係止部６０を構成しており、この係止部６０を突起部５６の円孔部５４に遊嵌または軽圧入すると共に、固定孔５５と係止孔５９を連通してロッキングピン６５を挿入することにより、係止部６０と円孔部５４を係止し、コンロッド１９の小端部５０の小端孔５１と大端部５２の大端孔５３の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持したもので、高精度で加工、組立が容易で、小端孔５１と大端孔５３の円筒軸のねじれに起因する回転負荷の増大による効率の低下や、小端孔５１とピストンピン１５や、大端孔５３と偏芯軸１１、係止部６０と円孔部５４等の異常なこじりによる騒音、振動の増大を防止することができる。
【００５８】
（実施例２）
図５は、本発明の実施例２による往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図、図６は図５のＡ矢視からの組立前の大端部Ａ矢視図。図７はコンロッドの組立時の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５９】
図５、図６、図７において、７０は、大端部５２の円筒形の円孔部５４の円筒軸方向に設けられた固定平面部である。固定溝部６３は固定平面部７０のため、円孔部５４の円筒径より１段径を小さくして加工されている。７１は、小端部５０の円筒形の係止部６０の円筒軸方向に設けられた係止平面部である。固定溝部６３と同様に、係止突起部６１は係止平面部７１のため、係止部６０の円筒径より１段径を小さくして加工されている。
【００６０】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むとき、係止平面部７１と固定平面部７０が一種の位置決めガイダーの役目をはたし、嵌め込みと同時に微妙にずれていた係止孔５９と固定孔５５は精度良く一致し、ロッキングピン６５を簡単に挿入できる。
【００６１】
また、係止部６０の軸回り挙動が、係止平面７０と固定平面７１の接合により、規制されコンロッド１９の挙動が安定する。
【００６２】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、ロッド部５８の円筒形の係止部６０に係止端面部７１を設け、突起部５６の円筒形の円孔部５４に固定平面部７０を設けた構成としているので、コンロッド１９の組立時、係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むと同時に係止孔５９と固定孔５５の位置が精度良く一致し、ロッキングピン６５の挿入が簡単に行え、組立を容易にできる。
【００６３】
また、係止部６０の軸回り挙動が規制され、コンロッド挙動を安定させることができる。
【００６４】
なお、本実施例において、係止平面部７１から係止孔５９が設けられ、固定平面部７０は固定孔５５から設けられているが、これらの平面部が円筒形の周辺のどの位置にあろうとも同様の効果が得られるものである。
【００６５】
（実施例３）
図８は、本発明の実施例３による往復ピストン圧縮機の吸入行程時のコンロッドと偏心軸の部分縦断面図、図９は圧縮行程時のコンロッドと偏芯軸の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６６】
図８、図９において、７５はクランク軸７内に設けられた第１給油孔で、偏芯軸１１内に設けられた第２給油孔７６と連通している。第２給油孔７６は偏芯軸１１の上方端面に開放し、且つ第２給油孔７６の途中から半径方向へ、偏芯軸１１の外周の油溝７８に連通する横油孔７７が設けられている。横油孔７７と油溝７８はクランク軸７の軸心方向側に向けられている。７９は固定溝部６３の溝頂部６４から大端孔５３へ連通している連通油孔である。
【００６７】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
図８、図９に示している点は油粒を表し、矢印は油の流れを示している。
【００６８】
圧縮機の吸入行程時において、ハウジング３の底部に溜まっている潤滑油（図示せず）は、圧縮機の回転に伴い、クランク軸７の第１給油孔７５の遠心ポンプ作用により、第２給油孔７６へ押し上げられる。そして、偏芯軸１１の回転による遠心力により、油粒は第２給油孔７６から横油孔７７を介して偏芯軸１１の外周に設けられている油溝７８へ導かれる。また、一部の油粒は偏芯軸１１の上方からハウジング３内へ放出される。
【００６９】
そこで、図８のように圧縮機の吸入行程時においては、油溝７８がクランク軸７の軸心方向に位置しているため、油溝７８とコンロッド１９の大端部５２に設けられた連通油孔７９とが連通する。さらに、小端部５０は反クランク軸７側へ引っ張られ、大端部５２はクランク軸７側へ引っ張られる。これにより、係止突起部６１と固定溝部６３との間にわずかな隙間が生じることとなり、遠心力により油溝７８へ到達した油粒はその慣性力を失うことなく連通油孔７９をとおり、係止突起部６１と固定溝部６３のわずかな隙間へ導かれる。
【００７０】
また、図９のような圧縮行程時においては、油溝７８と連通油孔７９は連通せず、且つ小端部５０から圧縮荷重を受け、係止突起部６１と固定溝部６３は互いに押し付け合うこととなる。これにより、吸入行程時に隙間に導かれた油粒は押し付けられ、わずかな隙間からロッキングピン６５、または、連通油孔７９を逆流し、偏芯軸１１の上下部からハウジング３内へ放出される。また、横油孔７７を介して油溝７８へ導かれた油粒は、大端孔５３と偏芯軸１１の潤滑油として給油されることとなる。
【００７１】
このことから、潤滑油はコンロッド１９の連結部である係止突起部６１と固定溝部６３へまんべんなく給油されると共に、潤滑油が循環することで、連結部周辺の冷却効果としても働き、摺動損失を軽減し、金属接触による摩耗を防止することができる。
【００７２】
以上のように本実施例の往復のピストン圧縮機は、大端孔５３と固定溝部６３の溝頂部６４と連通した連通油孔７９を設け、且つ偏芯軸１１の油溝７８と連通油孔７９を連通させることから構成されているので、潤滑油をコンロッド１９の連結部である係止突起部６１と固定溝部６３へ積極的な給油を行うことができる。これにより、摺動損失の増大と金属接触による摩耗を防止することができる。
【００７３】
なお、本実施例において、油溝７８と連通油孔７９は吸入行程時に連通するとしたが、その外の行程時または常時連通しても良く、同様の効果が得られるものである。
【００７４】
（実施例４）
図１０は、本発明の実施例４による往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図、図１１は、図１０のコンロッドの組立時の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
図１０、図１１において、８０は小端部５０の円筒形の係止部６０の外周に設けられた係止溝８０であり、８１は大端部５２の突起部５６に設けられた固定溝である。固定溝８１は円孔部５４に一部連通している。８２は係止部６０を円孔部５４へ固定するための固定板で、固定板８２の先端は鍵条の突起を構成するカギ部を有している。
【００７６】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むと、係止溝８０と固定溝８１の溝が重なる。その後、固定板８２を固定溝８１から係止溝８０へ連通して挿入され、且つ固定板８２の先端であるカギ部８３が突起部５６の端面へ嵌め込まれる。これにより、係止部６０は円孔部５４の底部へ押し付けられ固定される。
【００７７】
このことから、係止突起部６１と固定溝部６３で受けていた荷重を殆ど固定板８２で受けることとなり、コンロッド１９の連結を強固にすることができ、コンロッド挙動が安定する。
【００７８】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、小端部５０の係止部６０の外周に係止溝８０と、大端部５２の突起部５６に円孔部５４に連通する固定溝８１を設け、係止部６０を円孔部５４へ嵌め込んだ後、先端にカギ部８３を有する固定板８２を固定溝８１から係止溝８０へ連通して嵌め込み、小端部５０と大端部５２を連結固定する構成とすることで、係止部６０は円孔部５４へ強固に固定され、圧縮機運転中にコンロッド１９へ働く荷重の殆どを固定板８２で支え、コンロッド挙動を安定させることができる。
【００７９】
（実施例５）
図１２は、本発明の実施例５による往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図、図１３は、図１２のコンロッドの組立時の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８０】
図１２、図１３において、８５は大端部５２の突起部５６の端面部５７の平面と相対する平面を有する補助平面部８６を有する小端部５０のロッド部５８と係止部６０との間に設けられた保持部である。
【００８１】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むときに、補助平面部８６が端面部５７と接合する。これにより、係止部６０の円孔部５４へ嵌め込み代が規定でき、ロッキングピン６５を簡単に係止孔５９と固定孔５５へ挿入し、コンロッド１９を組み立てることができる。
【００８２】
また、圧縮機の圧縮行程時に受ける荷重を補助平面部８６で受けることができ、コンロッド１９の挙動を安定させることができる。
【００８３】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、係止部６０とロッド部５８との間に、突起部５６の端面部５７に相対する補助平面部８６を有した保持部８５を設ける構成とすることで、係止部６０の円孔部５４への嵌め込み代が規定でき、簡単に、コンロッド１９を組み立てることができると共に、圧縮行程時の荷重を補助平面部で受けることで、コンロッド１９の挙動を安定させることができる。
【００８４】
なお、本実施例には、係止突起部６１と固定溝部６３を設けているが、無くても同様の効果が得られる。
【００８５】
（実施例６）
図１４は、本発明の実施例６に依る往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図、図１５は、図１４のコンロッドの組立時の部分縦断面図である。実施例１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８６】
図１４、図１５において、９０は小端孔５１の円筒軸と平行に設けられた係止端面９１を有するロッド部５８と係止部６０との間に設けられた第２係止突起部であり、９２は係止端面９１と相対する大端孔５３の円筒軸と平行に設けられた突起部５６の固定端面である。
【００８７】
以上のような構成において、以下その動作を説明する。
係止部６０を円孔部５４へ嵌め込むときに、係止端面９１と固定端面９２が接合し、係止部６０の嵌め込み代と、左右方向の位置を規定することから、係止孔５９と固定孔５５の位置が精度良く一致する。これにより、ロッキングピン６５を簡単に係止孔５９と固定孔５５へ挿入することができ、コンロッド１９の組立を容易に行うことができる。
【００８８】
また、第２係止突起部９１のため、圧縮機の運転中に、小端部５０と大端部５２が係止部６０の軸回りや左右方向にずれることを規制し、コンロッド１９の連結を強固にでき、コンロッド１９の挙動を安定させることができる。
【００８９】
以上のように本実施例の往復ピストン圧縮機は、係止部６０とロッド部５８との間に小端孔５１の円筒軸と平行な係止端面９１を有する第２係止突起部を設け、それに相対する大端孔５３の円筒軸と平行な固定端面９２を突起部５６に設けた構成とすることで、係止部６０と円孔部５４との嵌め込み時に係止端面９１と固定端面９２とが接合し、係止孔５９と固定孔５５を精度良く一致させることができ、組み立てを容易に行うことができる。また、小端部５０と大端部５２との係止部６０の軸回りや左右方向の固定を強固にすることができ、コンロッド１９の挙動を安定させることができる。
【００９０】
なお、本実施例には、係止突起部６１と固定溝部６３を設けているが、無くても同様の効果が得られる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ピストンピンにより小端孔でピストンに連結された小端部と、大端孔でクランク軸の偏芯軸に連結された大端部を有するコンロッドを備える往復ピストン圧縮機であって、コンロッドの大端部は円筒形の円孔部とこれに連通する固定孔を有する突起部を有し、円孔部は底形状が半球形または略円錘形で、突起部の端面部から大端孔の中心方向へ大端孔に貫通しない深さで設けられており、小端部は半径方向に長い円筒形のロッド部を有し、ロッド部は端部に係止孔と先端が半球形または略円錘形の係止部を構成しており、この係止部を突起部の円孔部に遊嵌または軽圧入すると共に、固定孔と係止孔を連通してロッキングピンを挿入することにより、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持することで、高精度に加工、組立が容易にでき、且つ小端孔と大端孔のねじれや嵌合物とのこじりを防止することができ、回転負荷の増大による効率低下と、騒音、振動の増大を防止することができる。
【００９２】
また、ロッド部の円筒形の係止部と、突起部の円筒形の円孔部に平面部を設けたことで、係止部を円孔部へ嵌め込む時の位置決めができ、コンロッドの組立を精度良く行うことができると共に、係止部の軸回りが固定され、回転負荷の増大による効率低下や騒音、振動の増大を防止できる。
【００９３】
また、円孔部の頂部と大端孔を連通させる油孔を設け、この油孔とクランク軸の偏芯軸の油溝と連通させることで、係止部と円孔部へ積極的な給油が行え、金属接触による摩耗を防止でき、信頼性を向上させることができる。
【００９４】
また、ロッド部の円筒形の係止部に係止溝と、突起部の平面部に固定溝を設け、ロッド部の係止部を突起部の円孔部に遊嵌又は軽圧入すると共に、固定溝から係止溝へ連通して固定板を嵌め込むことで、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持することで、係止部と円孔部との連結を固定板で強固に行うことができ、コンロッドの挙動を安定させることができる。これにより、連結のゆる等に起因する圧縮機の回転負荷の増大による効率の低下や騒音、振動の増大を低減することができる。
【００９５】
また、ロッド部と係止部との間に、円孔部との嵌合時に突起部の端面部と接合する補助平面部を有する保持部を設けたことで、係止部と円孔部の連結が効率良く行われると共に、補助平面部と端面部で圧縮時に働く荷重を分散させることができ、コンロッドの挙動を安定させることができる。これにより、圧縮機の回転負荷の増大による効率の低下や騒音、振動の増大を防止できる。
【００９６】
また、ロッド部と係止部との間に小端孔の円筒軸方向に平行な係止端面を有する第２係止突起部を設け、且つ大端部の突起部に大端孔の円筒軸方向に平行な固定端面を設け、小端部と大端部の連結時に係止端面と固定端面が接合し、小端部と大端部の嵌合位置を規定させることで、精度良く係止部と円孔部を連結することができ、組立性が向上すると共に、コンロッドの係止部の軸回りや、左右方向のずれが防止され、コンロッドの挙動が安定する。これにより、回転負荷の増大による効率の低下や騒音、振動の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による往復ピストン圧縮機の実施例１の縦断面図
【図２】同実施例の往復ピストン圧縮機の往復ピストンの往復ピストン圧縮機を組み立てる前のコンロッドとピストンの分解図
【図３】同実施例の往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立前の平面図
【図４】同実施例の往復ピストン圧縮機のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図５】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例２のコンロッド組立前の平面図
【図６】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例２のコンロッドの組立前の大端部Ａ矢視図
【図７】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例２のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図８】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例３の吸入行程時のコンロッドと偏芯軸の部分縦断面図
【図９】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例３の圧縮行程時のコンロッドと偏芯軸の部分縦断面図
【図１０】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例４のコンロッドの組立前の平面図
【図１１】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例４のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図１２】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例５のコンロッドの組立前の平面図
【図１３】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例５のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図１４】本発明の往復ピストン圧縮機の実施例６のコンロッドの組立前の平面図
【図１５】本発明の往復ピストン圧縮機の時実施例６のコンロッドの組立時の部分縦断面図
【図１６】従来の往復ピストン圧縮機の縦断面図
【図１７】従来の往復ピストン圧縮機の組み立てる前のコンロッドとピストンの分解図
【図１８】従来の往復ピストン圧縮機のコンロッドの大端部と小端部の分解組立平面図
【符号の説明】
３ ハウジング
７ クランク軸
１０ ピストン
１１ 偏芯軸
１５ ピストンピン
１９ コンロッド
５０ 小端部
５１ 小端孔
５２ 大端部
５３ 大端孔
５４ 円孔部
５５ 固定孔
５６ 突起部
５７ 端面部
５８ ロッド部
５９ 係止孔
６０ 係止部
６１ 係止突起部
６３ 固定溝部
６５ ロッキングピン
７０ 固定平面部
７１ 係止平面部
７５ 第１給油孔
７６ 第２給油孔
７７ 横油孔
７８ 油溝
７９ 連通油孔
８０ 係止溝
８１ 固定溝
８２ 固定板
８３ カギ部
８５ 保持部
８６ 補助平面部
９０ 第２係止突起部
９１ 係止端面
９２ 固定端面
Claims (6)
- ピストンピンにより小端孔でピストンに連結された小端部と、大端孔でクランク軸の偏芯軸に連結された大端部を有するコンロッドを備える往復ピストン圧縮機であって、コンロッドの大端部は円筒形の円孔部とこれに連通する固定孔を有する突起部を有し、円孔部は底形状が半球形または略円錘形で、突起部の端面部から大端孔の中心方向へ大端孔に貫通しない深さで設けられており、小端部は半径方向に長い円筒形のロッド部を有し、ロッド部は端部に係止孔と先端が半球形または略円錘形の係止部を構成しており、この係止部を突起部の円孔部に遊嵌または軽圧入すると共に、固定孔と係止孔を連通してロッキングピンを挿入することにより、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持することを特徴とする往復ピストン圧縮機。
- ロッド部の円筒形の係止部と、突起部の円筒形の円孔部に平面部を設けたことを特徴とする請求項１記載の往復ピストン圧縮機。
- 円孔部の頂部と大端孔を連通させる油孔を設け、この油孔とクランク軸の偏芯軸の油溝と連通させることを特徴とする請求項１記載の往復ピストン圧縮機。
- ロッド部の円筒形の係止部に係止溝と、突起部の平面部に固定溝を設け、ロッド部の係止部を突起部の円孔部に遊嵌又は軽圧入すと共に、固定溝から係止溝へ連通して固定板を嵌め込むことで、係止部と円孔部を係止し、コンロッドの小端部の小端孔と大端部の大端孔の幾何学的軸の配置を同一平面上に維持することを特徴とする請求項１記載の往復ピストン圧縮機。
- ロッド部と係止部との間に、円孔部との嵌合時に突起部の端面部と接合する補助平面部を有する保持部を設けたことを特徴とする請求項１記載の往復ピストン圧縮機。
- ロッド部と係止部との間に小端孔の円筒軸方向に平行な係止端面を有する第２係止突起部を設け、且つ大端部の突起部に大端孔の円筒軸方向に平行な固定端面を設け、小端部と大端部の連結時に係止端面と固定端面が接合し、小端部と大端部の嵌合位置を規定させたことを特徴とする請求項１記載の往復ピストン圧縮機。
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