(57)【要約】【課題】  従来の製造方法では球面座への潤滑油の進入の妨げとなる加工痕となるため、摺動部位への潤滑油の供給が不安定となり、摺動部の信頼性が低い。本発明は、レシプロ圧縮機のピストン１とコネクティングロッドの球面座の加工面を綾目状の加工痕とすることにより、摺動面の耐摩耗性を向上し圧縮機の信頼性を向上させる。【解決手段】  摺動面に綾目状の加工痕を付与することにより、球面座部位への潤滑油の吸い込みを促進させ、摺動面の耐摩耗性を向上させる。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫用レシプロ型圧縮機において、ピストンとクランクシャフトとの連結に球面座を有するコネクティングロッドを用いたレシプロ型圧縮機の球面座の摺動部に、綾目状の加工痕を付与したことを特徴とするレシプロ圧縮機。
【請求項２】
請求項１のレシプロ型圧縮機を用いたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
冷蔵庫用レシプロ型圧縮機において、ピストンとクランクシャフトとの連結に球面座を有するコネクティングロッドを用いたレシプロ型圧縮機のピストン内球面の表面に綾目状の加工痕を付与したことを特徴とするレシプロ圧縮機とその圧縮機を用いた冷蔵庫。
【請求項４】
冷蔵庫用レシプロ型圧縮機において、ピストンとクランクシャフトとの連結に球面座を有するコネクティングロッドを用いたレシプロ型圧縮機のコネクティングロッド外球面の表面に綾目状の加工痕を付与したことを特徴とするレシプロ圧縮機とその圧縮機を用いた冷蔵庫。
【請求項５】
ピストンとクランクシャフトとの連結に球面座を有するコネクティングロッドを用いたレシプロ型圧縮機において、コネクティングロッドの外球面に回転する工具の端部をコネクティングロッドの回転と同期して回転、かつ工具をコネクティングロッド球面に沿って揺動するように押圧し、該コネクティングロッド球面に綾目状の加工痕を付与することを特徴とするレシプロ型圧縮機用コネクティングロッドの製造方法。
【請求項６】
ピストンとクランクシャフトとの連結に球面座を有するピストンを用いたレシプロ型圧縮機において、該ピストンを適当な角度θに傾け回転させ、かつピストンの内球面に回転する工具をピストンの回転と同期して回転させながらピストン内球面に沿って移動するようにし、該ピストン内球面に綾目状の加工痕を付与することを特徴とするレシプロ型圧縮機用ピストンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は家庭用冷蔵庫、ショーケース等の冷蔵・冷凍装置に用いられるレシプロ圧縮機及びそれを用いた冷蔵庫及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷蔵庫用に代表される圧縮機には冷凍・冷蔵性能向上のため圧縮機の高性能化、容積効率の向上のための小型化、並びに低騒音・低コスト化・高信頼性化等が要求されている。従来のレシプロ圧縮機は各家電メーカ等から製品化されているが、その中でピストンとコネクティングロッドに連結部位に球面座を利用したレシプロ圧縮機について図１，２，３を用いて説明する。図１は一般的なレシプロ圧縮機の断面図、図２はピストン及びコネクティングロッドの分解図、図３はピストンの動作を示すモデル図である。
【０００３】
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。冷凍サイクルに用いられる密閉形圧縮機には、密閉容器内に電動機と圧縮機構部が収納されている。この圧縮機構部は、フレームに軸支されたクランクシャフトの上端に偏心回転する偏芯部を有する。シリンダ内を往復摺動するピストン１は、コネクティングロッド２を介して偏芯部と連接する。そして、コネクティングロッド２とピストン１とは図３に示すように、ボールジョイントによって連接されている。コネクティングロッド２は、球体部と、クランクシャフトと連接するリング部とを、夫々その両端に固接するコネクティングロッド２（ロッド部）とからなる。ピストン１には、コネクティングロッド２の球体部を嵌合する球座が設けられている。球座が球体部３連接する前は、球座に設けられた球体部を包み込むための包み込み部分が、球体部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を球座に嵌合した後、球座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を包み込んだ状態とする）ことにより、球体部に固接されたコネクティングロッド２が球座に対して揺動自在に連接される。したがって、球体部と球座とは密閉形圧縮機の作動時に摺動するため、球体部と球座との間に潤滑油を供給する必要がある。
【０００４】
特公平２―３６７９４号公報に記載された球体部と球座との間に潤滑油を供給する構造は、球体部を包み込んだ球座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。
【０００５】
レシプロ圧縮機のピストン１はフレーム４上に設置されているシリンダ５の中に往復自在に設置されており、ピストン１内球面１−ａにコネクティングロッド２の小端面の外球面２−ａを介し揺動自在に取り付けられている。コネクティングロッド２の大端部２−ｂはクランクシャフト８の偏芯部３に軸受けを介し回転自在に取り付けられている。圧力チャンバ１２内にスプリング１０を介して取り付けられているステータ１１とロータ９からなるモータの回転力はクランクシャフト８に伝えられ、その偏芯部８によってコネクティングロッド２を介しピストン１をシリンダ５内で往復運動させる。シリンダ５にはバルブプレート６を介しシリンダヘッド７が取り付けられており、ピストン１の往復動作に同期しバルブ（図示せず）が開閉することにより、圧力チャンバ１２外から導かれた流体を圧縮する。ピストン１とシリンダ５との間やコネクティングロッド２と偏芯部３との間、クランクシャフト８とフレーム４の軸受け部との間などの摺動部位は、圧縮機の運転時には圧力チャンバ１２内に溜められている潤滑油（図示せず）によって潤滑されている。潤滑油の循環にはクランクシャフト８の内部に軸全長に亘り連通する油供給穴を設け、圧力チャンバ１２の下部から汲み上げ摺動部位に給油する方法が採られている。潤滑油の汲み上げには強制的にトロコイドポンプを追加する方法や、クランクシャフト８の回転力を遠心ポンプとして作用させ給油する方法等がある。何れの給油方法でもピストン１とコネクティングロッド２との摺動部位の球面座には給油が困難であり、コネクティングロッド２を伝わらせて自然に給油させる方法が一般的である。
【０００６】
【特許文献１】特公平２−３６７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の圧縮機ではピストン１とコネクティングロッド２との連接部位の摺動に対して、摺動信頼性が乏しい課題があった。すなわち低コスト化のため強制的な給油を行わずに、クランクシャフトから供給される潤滑油をコネクティングロッド２を伝わらせて給油する構成のため摺動部に十分な潤滑油が供給できない課題がある。特に球面座を用いた連接部位は摺動部の相対運動が狭い範囲の往復運動となるため境界部分への潤滑油の供給が信頼性高く行うことができない。潤滑油の供給のための強制給油ポンプを取り付け、コネクティングロッド２に油溝等を付与し供給する方法もあるが製造コストが高くなる課題がある。
【０００８】
また、コネクティングロッド２の小端側２−ａの球面の製造方法としては図４に示すようにコネクティングロッド２の素材を旋盤等で回転させ、規定の寸法に合わせてバイト１３を移動させるように運動させ球面部を形作る。または図５のように予め規定の寸法に成形させた砥石１４を回転させ、規定の寸法まで送り込んで製造する方法もある。しかしながら、何れの方法もコネクティングロッド２の表面に付与出来るのは図１０の従来例に示すような製造時の回転方向に対して平行な加工痕である。この方向の加工痕は潤滑油の進入を妨げるものである。
【０００９】
またピストン１内球面の製造方法においてもほぼ同様に図７に示したように回転するピストン素材に内径加工用バイト１６を規定寸法通りに運動させ製造するため、表面に付与出来る加工痕は図１０の従来例のようにピストン１の往復方向に対し直行する平行な加工痕となるため、上述したような潤滑油の進入を阻害するものである。
【００１０】
このため、従来の球面座を用いたレシプロ圧縮機では球面座の摺動信頼性が乏しく、潤滑油が摺動部に供給されず球面座が異常摩耗を起こして性能の劣化が起こったり、最悪は圧縮機のモータが停止してしまうような不具合を生じることがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題はレシプロ圧縮機の球面座の摺動部に潤滑油を導く手段を付与することにより解決できる。トロコイドポンプのような強制給油の手段もあるが、部品点数が増えるためコスト高になる。この問題は連接部位の表面に綾目状の加工痕を付与することにより、潤滑油の供給を促進し解決することができる。本発明はこれを具現化するためになされたものである。
【００１２】
また本発明の方法によると連接部位の製造方法を変更するだけで、簡単に製造可能であるため低コストに摺動部位の信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
ピストンとコネクティングロッドの接続部位に球面座を用いたレシプロ圧縮機の球面座の摺動部に簡便に潤滑油を供給できるため、対摩耗性の高い信頼性の高い圧縮機を得ることができる。また、潤滑油用ポンプ等の強制潤滑のための機構も不要となるため、低コストな圧縮機を得ることが出来る。さらには規定の凹凸に成形することにより、万が一潤滑油の供給が途絶えたときにも、表面の凸部分のみで軸受けに加わる荷重を受けることが出来るため、摺動部の金属接触を最低限に抑えることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
低コスト化のため追加部品なしで潤滑油を安定供給できる構造とすることにより本課題は解決できる。その方法を図面を参照して説明する。図１はレシプロ圧縮機の断面図、図２はピストン１及びコネクティングロッド２の分解図、図３はピストン１の動作を示すモデル図である。図４、図５はコネクティングロッド２の製造方法の模式図。図６は本発明によるコネクティングロッド２の製造方法の説明図である。また、図７はピストン１内球面部の製造方法の説明図、図８、９は本発明によるピストン１内球面の製造方法の説明図、図１０は加工部表面状態を従来の製造方法と本発明の方法とで比較した図である。
【００１５】
一般にコネクティングロッド２の小端側の球面の製造方法としては図４に示すようにコネクティングロッド２の素材を旋盤等で回転させ、規定の寸法に合わせてバイト１３を移動させるように運動させ球面部を形作る。または図５のように予め規定の寸法に成形させた砥石１４を回転させ、規定の寸法まで送り込んで製造する方法もある。しかしながら、何れの方法もコネクティングロッド２の表面に付与出来るのは図１０の従来例に示すような製造時の回転方向に対して平行な加工痕である。この方向の加工痕は潤滑油の進入を妨げるものである。
【００１６】
またピストン１内球面の製造方法においてもほぼ同様に図７に示したように回転するピストン素材に内径加工用バイト１６を規定寸法通りに運動させ製造するため、表面に付与出来る加工痕は図１０の従来例のようにピストン１の往復方向に対し直行する平行な加工痕となるため、上述したような潤滑油の進入を阻害するものである。
【００１７】
ピストンの内球面１−ａとコネクティングロッド２の小端部の球面２−aとは圧縮機の運転中に相対的に揺動運動する。その摺動面には冷媒の圧縮時の反力が全て集中してしまうので、潤滑のための油膜が安定して形成されなければならない。
【００１８】
しかし、このレシプロ圧縮機の球面座部分は、回転軸の軸受けの場合とは異なり、ピストン１の内球面とコネクティングロッド２の外球面との間の相対速度が非常に遅いため、潤滑油膜が形成されにくい。そこで以下の実施例に述べるように摺動面に綾目状の加工痕を付与することにより潤滑油の吸い込みを促進し、潤滑油の供給を安定させ得ることが出来る。加工面に綾目状の加工痕を付与することで万が一潤滑油の供給が切れ、金属部の直接接触になってしまった際も微小な凹凸を有するため、表面の凸部のみで摺動し、金属接触を最低限に抑えることができるため、摺動部の大きな損耗を防ぐ効果もある。この表面に綾目状の加工痕を付与する方法を以下の実施例で述べる。
【実施例１】
【００１９】
図６に実施例１の製造方法のモデル図を示す。コネクティングロッド２の小端部２−ａはコネクティングロッド２の中心軸まわりに回転させている。その小端部の球面に規定の形状に形成されている砥石１５を回転させながら押圧し、同時にコネクティングロッド２の回転に同期して揺動運動させる。このような製造方法を採ることによって、コネクティングロッド２の小端側球面２−ａには図１０の例に示すような、綾目状の加工痕を付与することができる。
【００２０】
このようにして製造されたコネクティングロッド２を用いたレシプロ圧縮機は、球面座部の摺動面の耐摩耗性が良く、信頼性が高い圧縮機を提供できる。
【実施例２】
【００２１】
図８、図９に実施例２の製造方法のモデル図を示す。ピストン１は任意に設定した角度θで回転させている。そのピストン１の内球面１−ａに図示の如く、ラクビーボール状に成形されたエンドミル１７を内球面の曲率に合わせて回転させながら移動させる。このエンドミル１７の形状はピストン１の内球面１−ａの曲率より小さな曲率で成形させるだけでよい。また、同様に角度θで傾け回転させたピストン１の内球面に予め成形させた回転する砥石１８を同様に移動させて加工することもできる。また、砥石の曲率も同様にピストン１内球面の曲率より小さければ良いが、ピストン１の内球面の曲率と同じ曲率に成形しておけば砥石をピストン１の回転軸と直行方向に送り込むだけで製造することもできる。このようにして製造されたピストン１を用いたレシプロ圧縮機は連接部の耐摩耗性が高いので、性能劣化が無く信頼性の高い圧縮機を提供することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は球面座の摺動信頼性を安価に向上させうる技術であり、類似の球面座を用いた製品先般に対して利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】レシプロ圧縮機の断面図。
【図２】ピストン及びコネクティングロッドの分解図。
【図３】ピストンの動作を示すモデル図。
【図４】コネクティングロッドの従来例１の製造方法の説明図。
【図５】コネクティングロッドの従来例２の製造方法の説明図。
【図６】本発明による実施例１のコネクティングロッドの製造方法の説明図。
【図７】ピストン内球面部の従来例３の製造方法の説明図。
【図８】本発明による実施例２のピストン内球面の製造方法の説明図。
【図９】本発明による実施例２のピストン内球面の製造方法の説明図。
【図１０】加工部表面状態の従来の製造方法と本発明の方法との比較した図。
【符号の説明】
【００２４】
１…ピストン、２…コネクティングロッド、３…偏芯部、４…フレーム、５…シリンダ、６…バルブプレート、７…シリンダヘッド、８…クランクシャフト、９…ロータ、１０…スプリング、１１…ステータ、１２…圧力チャンバ、１３…外径バイト、１４…砥石、１５…砥石、１６…内径バイト、１７…球面エンドミル、１８…軸付き砥石。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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