JP4058266B2 - 密閉形圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コネクティングロッド(連接棒)に設けた球体とピストンに設けた球座とを連接した密閉形圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術としては、例えば特公平2―36794号公報に示された密閉型圧縮機がある。
【0003】
図19にその従来技術を示したように、冷凍サイクルに用いられる密閉形圧縮機には、密閉容器21内に電動機22と圧縮機構部23が収納されている。
【0004】
この圧縮機構部23は、フレーム24に軸支されたシャフト25の上端に偏心回転するクランク軸26を有する。シリンダ27内を往復摺動するピストン28は、コネクティングロッド29を介してクランク軸26と連接する。
【0005】
そして、コネクティングロッド29とピストン28とは図20に示すように、ボールジョイント30によって連接されている。
【0006】
コネクティングロッド29は、球体部31と、クランク軸26と連接するリング部32とを、夫々その両端に固接する連接棒(ロッド部)33とからなる。
【0007】
ピストン28には、コネクティングロッド29の球体部31を嵌合する球座34が設けられている。球座34が球体部31と連接する前は、球座34に設けられた球体部31を包み込むための包み込み部分が、球体部31を挿入可能に広がっている。この包み込む部分が広がった状態で球体部31を球座34に嵌合した後、球座34の広がった包み込み部分をかしめる(広がっていた包み込み部分を狭め球体部31を包み込んだ状態とする)ことにより、球体部31に固接された連接棒33が球座34に対して揺動自在に連接される。
【0008】
したがって、球体部31と球座34とは密閉形圧縮機の作動時に摺動するため、球体部31と球座34との間に潤滑油を供給する必要がある。
【0009】
特公平2―36794号公報に記載された球体部31と球座34との間に潤滑油を供給する構造は、球体部31を包み込んだ球座34の包み込み部分にしわを設けて潤滑油供給通路を設けている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平2―36794号公報に記載された球体部31と球座34との間に潤滑油を供給する構造では、特殊なかしめ工具を用いる必要があり汎用性に問題がある。
【0011】
また、たとえ特殊な工具を用いたとしても、形成された潤滑油供給通路は、球座34の包み込み部分が広がった状態によっては所望の潤滑油供給通路が得られない場合がある。
【0012】
上記の問題を解決するために本発明の目的は、ピストン(球座)とコネクティングロッド(球体)の組立を容易ならしめ、球体と球座に潤滑油を容易に良好に供給する構造を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の密閉形圧縮機は、モータからの回転力を伝えるクランク軸と、そのクランク軸側に球面部を有する球座を備えたピストンと、前記球座に接続する球体を一端に、他端に前記クランク軸と嵌合するリング部、そのリング部と前記球体とをつなぐロッド部とを有するコネクティングロッドと、を有する密閉形圧縮機において、前記球体は、前記リング部の開口面と平行な二つの平面部を備え、前記球座は、前記球体に設けられた二つの平面部間の幅を有する挿入口を備え、前記球体の平面部と、前記挿入口と、前記球座の球面部とからなる空間を備え、前記空間に挿入部を有する、前記球体と前記ピストンとの回転を制限する制限部材を設け、前記制限部材は、前記球体の平面部の少なくとも一つに密着する平面部とこの平面部の先端に立ち上げ部を設けた挿入部と、この挿入部と接続し前記コネクティングロッドのロッド部と嵌合する固定部と、を備得る。また、本発明の密閉形圧縮機のボールジョイント方法は、クランク軸とピストンを連接するコネクティングロッドの一端に球体を設け、該球体を前記ピストンに設けた球座に摺動自在に連接する圧縮機のボールジョイント方法において、前記球体の外径の両側に平面カット部を前記コネクティングロッドの前記球体と反対側に形成した前記クランク軸と摺動するリング部の端面と平行に、且つカット面を相互に対向するように設け、前記ピストンの前記球座には前記平面カット部を有する前記球体を挿入しうる挿入溝を設け、該挿入溝を介して、前記球体を摺動自在に前記球座に挿入し、前記球体と前記ピストンを略直角に回転させ、前記ピストンの前記挿入溝と前記球体の前記平面カット部で、前記ピストンの上下方向に形成する空間部の片側に、任意空隙を持った弾性鋼鈑の障害物を挿入し、前記球体の前記平面カット部の片面に密着する平面部と、該平面部の先端に立ち上げ部を設け障害部とし、該障害部から前記平面部を経た反対側に円弧部を形成し、該円弧部を連接棒の外径の段差部と嵌合固定し、前記球体と前記ピストンの回転範囲を制限したことを特徴とする。また、前記ピストンの挿入溝の片側に穴を設け、前記球体と前記ピストンを嵌合した後、前記挿入溝に開口した該穴にスプリングピンを挿入し、前記球体と前記ピストンの回転範囲を制限したことを特徴とする。また、前記ピストンの内径側任意部分に円周溝を設け、該円周溝に挿入溝と前記球体の平面カット部で形成する空間部に挿入する突起を形成したピアノ線からなるリングを挿入し、前記球体と前記ピストンの回転範囲を制限したことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図1から図18によって説明する。
【0015】
図1は本発明の密閉形圧縮機の組立構造の一例を示す側断面図である。密閉容器1の内部に、電動機2、圧縮機構部3が設けられている。フレーム4は電動機2や圧縮機構部3を密閉容器1内で支持する。シャフト5は電動機2のロータが固定されフレーム4に支持されている。シャフト5の上端にはクランク軸6が設けられている。シリンダ7に対してピストン8を駆動させるため、クランク軸6とピストン8との間を結ぶボールジョイント部13は、ピストン8の球座8aとコネクティングロッド9の球体11とにより構成される。コネクティングロッド9は、連接棒10、連接棒10の一端に固接した球体11、連接棒の他端に固接したクランク軸6と摺動するリング12を備える。
【0016】
前述のように、冷凍サイクルに用いられる密閉形圧縮機は、密閉容器1内に電動機2と圧縮機構部3が収納されている。
【0017】
この圧縮機構部3は、フレーム4に軸支されたシャフト5の上端に構成されている。圧縮機構部3としては、偏心回転するクランク軸6と、シリンダ7内を往復摺動するピストン8と、クランク軸6と連接するリング12とピストン8と連接する球体11を連接棒10で一体に固接したコネクティングロッド9とから構成されている。
【0018】
そして、コネクティングロッド9とピストン8は、図1に示すように球体11とピストン8の球座8aとを組み合わせたボールジョイント部13によって連接されている。
【0019】
図2は、この発明に係るピストン8の形状の一例を示す側断面図。 図3は図2の矢印方向から見た側面図である。
【0020】
図4は、3部材からなるコネクティングロッド9の構成形状の一例を示す側断面図である。
【0021】
即ち、ピストン8にはコネクティングロッド9の球体11を収める球座8aが備えられている。また、球座8a内径より任意寸法小径の開口部8b(図3)から、ピストン端面側に傘状に拡大した穴8cがピストン8に設けられている。
【0022】
更に、球体11を挿入する挿入口となる挿入溝8dは、その底部8eが球座8aの球径中心の延長線上の位置まで延び、ピストン8の中心線Y−Yに対し対称に設けられている。
【0023】
コネクティングロッド9は、連接棒10を間にその一端には球体11、他一端にはリング12を溶接等で接合している。球体11は、破線に示す球形から上下方向のある範囲を除去された、平面カット部11aを有する。この平面カット部11aはリング12の端面12aと平行に、すなわち上下面平行に形成されている。これらの平面カット部11aは、必ずしも平行でなくても良いが、ピストン8の開口部8bの形成や、後述するようにボールジョイント部13の強度の面から、平行に形成することが好ましい。
【0024】
図5、図6、図7及び図8は、ピストン8とコネクティングロッド9とのボールジョイント部13の組立方法を示している。図5は、リング12を実際に密閉型圧縮機の内部で使用する向きとは略直角分傾けた状態(リング12を縦に傾けた状態)でピストン8にコネクティングロッド9を挿入したときのボールジョイント部13を示す側断面図である。図6は、図5のA−A断面図を表す。
【0025】
最初に図6に示すように、ピストン8の挿入溝8dとコネクティングロッド9の平面カット部11aの位置を合わせ、球体11を挿入した後、図5に示すように球体11を球座8aに密着させる。
【0026】
更に、図7及び図8に示すように、ピストン8とコネクティングロッド9を略直角分、回転させることにより、球体11は、その直径より小さい開口部8bとの連接で抜けることなく、ボールジョイント部13が完成する。図7はシリンダ7とコネクティングロッド部9を図1の上方から見た図である。図8は、図7のB−B断面図である。ピストン8の挿入溝8dと球体11の平面カット部11aで空間14が形成され、球座8aの一部が露出している。
図9に示すように、密閉形圧縮機の組み込み状態において、クランク軸6の先端から飛散する潤滑油は矢印のように、球座8aに潤沢に供給され、ボールジョイント部13の摺動信頼性を確保できる。
すなわち、シャフト5を通りクランク軸6の内部に設けられた孔を通じて油溜りから引き上げられた潤滑油はクランク軸6の先端から飛散する。飛散した潤滑油の一部は、コネクティングロッド9の連接棒10に沿ってピストン8の内側に向かって流れる。ピストン8の内側に飛んできた潤滑油は、ピストン8の穴8cに沿い、挿入溝8dと球体11の平面カット部11aとで形成された空間14に流れ込む。更に本実施例では、空間14に通じる球座8aと平面カット部11aとからなる空間にまで飛散した潤滑油が到達することで、球座8aに潤滑油が潤沢に供給される。
【0027】
なお、本実施例のピストン8の挿入口を構成するに当たり、球座8a内径より任意寸法小径の開口部8bから、ピストン端面側に傘状に拡大した穴8cに相当するブロックを、内部に半球状の球座を形成したピストン8に挿入し固定してピストン8を構成するようにしてもよいし、後から挿入溝を形成するようにしてピストン8の挿入口を構成してもよい。
【0028】
しかし、以上述べた組立構造のボールジョイント部13は、運転中にピストン8が、球体11に対し自由に回転可能である。圧縮機を稼動させることによって何らかの力がピストン8に作用してピストン8がコネクティングロッド9に対して回転し、ピストン8の挿入溝8dと、球体11の平面カット部11aの位置が合うと(図5の状態)、球座8aから球体11が抜け、ボールジョイント13が解除されて、圧縮機としての正規の機能を発揮できなくなることが考えられる。
【0029】
そこで、球体11とピストン8の相対的な回転を規制し、ボールジョイント部13の機能を保持する必要がある。特にコネクティングロッド9の連接棒10に、リング部12と球体11とが固定されている場合、球体11に対してピストン8が回転することを防がねばならない。
【0030】
図10から図18は、球体11とピストン8の相対的な回転を規制する構造の例を示すもので、以下詳細に説明する。
【0031】
図10、図11(図10のC−C断面図)及び図12(後述するストッパ−15の斜視図)は、ピストン8と球体11との回転を規制するストッパー15を設けた一例を示す。図10は、ピストン8にコネクティングロッド9を組み合わせた構造体に対して、さらにストッパー15を取り付けた状態をクランク軸6の側方から見た側断面図である。図12には、弾性鋼鈑で成形したストッパー15の一例を示す。
【0032】
ストッパー15は、球体11の平面カット部11aに密着する平面部15aを有し、その先端に立上げ部15bを備えている。立上げ部15bの反対側には、適宜幅の開口部を有した円弧部15cが平面部15aに接続する。
図11に示すように、立上げ部15bはピストン8の挿入溝8dと球体11の平面カット部11aで形成する空間部14に適宜隙間をもって挿入される。円弧部15cは連接棒10に設けた段付き部10aに取付けられる(連接棒10に巻き付きかしめられる)。円弧部15cの取付は、前述のとおり平面部15aを、球体11の平面カット部11aに密着させることによってストッパー15を確実に取付けることが出来る。そして空間部14に挿入した立上げ部15bと挿入溝8dの干渉が、ピストン8の回転を規制する。
【0033】
図13及び図14(図13のD−D断面図)はストッパー15と同様に、ピストン8の回転を規制する構造の他の例を示す。図13は、ピストン8をシリンダ7に取り付けた状態の側断面図である。
コネクティングロット9をピストン8に取り付けた状態で、空間14に通じる球座8aの面に穿孔された穴8fに、スプリングピン16を圧入する。このスプリングピン16は、ピストン8が回転したときにコネクティングロッド9の球体11と干渉することでピストン8の回転を規制する。
【0034】
更に図15、図16(図15のE−E断面図)、図17(ストッパー17の斜視図)はストッパー17をピアノ線で製作した場合の一例を示す。図15は、ピストン8にコネクティングロッド9を組み合わせた構造体に対して、さらにストッパー17を取り付けた状態をクランク軸方向から見た側断面図である。
この図15のE−E断面図である図16を用いてストッパー17の取付構造を説明する。ピストン8の開口部である傘状穴8cの斜面部の任意位置に、円周溝8gを設ける(その斜面部に溝を刻み付けても良い。)。この円周溝8gにストッパー17の円周部17aを嵌め合わせる。
ストッパー17は、円周部17aを少なくとも一つ有しており、図17で開示する実施例では円周部17aを二つ備える。それらの円周部17aの間には突起部17bを設ける。突起部17bの幅はピストン8の挿入溝8dの幅、すなわち球体11の平面カット部11a間の幅に対してほぼ同じか若干狭い幅を持つ。
円周部17aを円周溝8gに嵌めることにより、その突起部17bが、ピストン8の挿入溝8dと、球体11の平面カット部11aとで構成する空間部14に収納された状態でストッパー17は固定される。ストッパー17は、図17に示したように、突起部17bに対して円周部17aが広がった状態で形成されていることで、円周溝8gに対してバネ力をもって嵌め合わされる。
空間14に挿入された突起部17bにより、この突起部17bがピストン8の回転を規制する。
【0035】
以上の3つのストッパの実施例について、クランク軸6の端部から潤滑油を供給するタイプの密閉型圧縮機においては、ピストン8中心から下側、すなわちクランク軸6の端部側ではなくシャフト5側の空間部14にストッパの回転規制部分を配置するのが望ましい。
上側の空間部14を空間として開放することで、図18に示す様に、密閉形圧縮機として稼動したとき、クランク軸先端等から供給される潤滑油が矢印のように直接、球体11の平面カット部11aまで届く。平面カット部11aは球座8aと対向しており、平面カット部11aの上方にまで達した潤滑油が直接球座8aに到達することになり、ボールジョイント部13全体に適切な給油を行うことが可能となる。
【0036】
尚、潤滑油の供給方式がクランク軸6の端部からではなく、例えばシャフト5の頂部からも供給するタイプでは、下側の空間14を開放して潤滑油が球座8aに供給されるようにすればよいことは言うまでもない。
【0037】
【発明の効果】
以上の発明により、ボールジョイントの摺動面への潤滑油の給油を潤沢になり、密閉型圧縮機が円滑な運転状態と高信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る密閉形圧縮機のボールジョイント方法の一例を示す側断面図。
【図2】本発明に係るピストンの形状の一例を示す側断面図。
【図3】図2ピストンの矢印方向から見た側面図。
【図4】本発明に係るコネクティングロッドの一例を示す側断面図。
【図5】本発明に係るピストンとコネクティングロッドの組立方法の一例を示す側断面図。
【図6】図5のA−A断面図。
【図7】本発明に係るピストンとコネクティングロッドの組立方法の一例を示す側断面図。
【図8】図7のB−B断面図。
【図9】本発明に係る密閉形圧縮機のボールジョイント部への給油方法の一例を示す側断面図。
【図10】ピストンの回転を規制するストッパーを弾性鋼鈑で製作した一例を示す側断面図。
【図11】図10のC−C断面図。
【図12】図10に用いるストッパーの形状の一例を示す斜視図。
【図13】ピストンの回転を規制するストッパーをスプリングピンで製作した一例を示す側断面図。
【図14】図13のD−D断面図。
【図15】ピストンの回転を規制するストッパーをピアノ線で製作した一例を示す側断面図。
【図16】図15のE−E断面図。
【図17】図15に用いるストッパーの形状の一例を示す斜視図。
【図18】本発明に係るボールジョイント方法の球面部への潤滑油供給方法の一例を示す側断面図。
【図19】従来公知密閉形圧縮機のボールジョイント方法の一例を示す側断面図。
【図20】従来のボールジョイントの一例をを示す側断面図。
【符号の説明】
1…密閉容器、2…電動機、3…圧縮機構部、4…フレーム、5…シャフト、6…クランク軸、7…シリンダ、8…ピストン、8a…球座、8b…球座8aの開口部、8c…傘状穴、8d…挿入溝、8e…挿入溝の底面、8f…スプリングピン穴、8g…円周溝、9…コネクティングロッド、10…連接棒、10a…段付き部、11…球体、11a…平面カット部、12…リング、12a…リング12の端面、13…ボールジョイント、14…空間、15…弾性鋼鈑のストッパー、15a…平面部、15b…立上げ部、15c…円弧部、16…スプリングピン、17…ピアノ線で製作したストッパー、17a…円周部、17b…突起部、
Claims (4)
- モータからの回転力を伝えるクランク軸と、そのクランク軸側に球面部を有する球座を備えたピストンと、前記球座に接続する球体を一端に、他端に前記クランク軸と嵌合するリング部、そのリング部と前記球体とをつなぐロッド部とを有するコネクティングロッドと、を有する密閉形圧縮機において、前記球体は、前記リング部の開口面と平行な二つの平面部を備え、前記球座は、前記球体に設けられた二つの平面部間の幅を有する挿入口を備え、前記球体の平面部と、前記挿入口と、前記球座の球面部とからなる空間を備え、前記空間に挿入部を有する、前記球体と前記ピストンとの回転を制限する制限部材を設け、前記制限部材は、前記球体の平面部の少なくとも一つに密着する平面部とこの平面部の先端に立ち上げ部を設けた挿入部と、この挿入部と接続し前記コネクティングロッドのロッド部と嵌合する固定部と、を備えた密閉形圧縮機。
- クランク軸とピストンを連接するコネクティングロッドの一端に球体を設け、該球体を前記ピストンに設けた球座に摺動自在に連接する圧縮機のボールジョイント方法において、前記球体の外径の両側に平面カット部を前記コネクティングロッドの前記球体と反対側に形成した前記クランク軸と摺動するリング部の端面と平行に、且つカット面を相互に対向するように設け、前記ピストンの前記球座には前記平面カット部を有する前記球体を挿入しうる挿入溝を設け、該挿入溝を介して、前記球体を摺動自在に前記球座に挿入し、前記球体と前記ピストンを略直角に回転させ、前記ピストンの前記挿入溝と前記球体の前記平面カット部で、前記ピストンの上下方向に形成する空間部の片側に、任意空隙を持った弾性鋼鈑の障害物を挿入し、前記球体の前記平面カット部の片面に密着する平面部と、該平面部の先端に立ち上げ部を設け障害部とし、該障害部から前記平面部を経た反対側に円弧部を形成し、該円弧部を連接棒の外径の段差部と嵌合固定し、前記球体と前記ピストンの回転範囲を制限したことを特徴とする圧縮機のボールジョイント方法。
- 請求項2に記載の密閉形圧縮機のボールジョイント方法において、前記ピストンの挿入溝の片側に穴を設け、前記球体と前記ピストンを嵌合した後、前記挿入溝に開口した該穴にスプリングピンを挿入し、前記球体と前記ピストンの回転範囲を制限したことを特徴とする電動圧縮機のボールジョイント方法。
- 請求項2に記載の密閉形圧縮機のボールジョイント方法において、前記ピストンの内径側任意部分に円周溝を設け、該円周溝に挿入溝と前記球体の平面カット部で形成する空間部に挿入する突起を形成したピアノ線からなるリングを挿入し、前記球体と前記ピストンの回転範囲を制限したことを特徴とする電動圧縮機のボールジョイント方法。
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