(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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３】
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４】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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、
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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