(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉型往復式圧縮機のローターが結合されるメーン軸部と、コネクティングロッドが連結する前記メーン軸部に対し一定量偏心した偏心軸を有するクランク部とを具備するクランクシャフトの製造方法において、
前記メーン軸部は中空のパイプで形成され、
前記クランク部は焼結成形品で形成されると共に前記偏心軸が中空で形成され、かつ、前記中空とされた偏心軸の中空からその裏面に貫通するようオイル流路を形成し、
前記クランク部のメーン軸部結合面にメーン軸部の端部が収容される環状溝を形成して、この環状溝にメーン軸部の端部を挿入した状態で二つの部材を接合させ、
このメーン軸部とクランク部をレーザー熔接して接合させることを特徴とする密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法。
【請求項２】
前記中空のパイプ及び焼結成形品の材質は、炭素(C)が0.5%以下含まれる鉄系合金であることを特徴とする請求項1に記載の密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法。
【請求項３】
前記中空パイプは、機械構造用炭素鋼管または自動車構造用炭素鋼管でなされることを特徴とする請求項1に記載の密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法。
【請求項４】
前記環状溝は、メーン軸部と中間嵌合の関係になるよう形成されることを特徴とする請求項３に記載の密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法。
【請求項５】
メーン軸部とこのメーン軸部から一定量偏心になったクランク部を具備する密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法において、
炭素鋼管をドローイング加工して、この炭素鋼管を一定長さで切断した後、この炭素鋼管の適所にオイル流路を加工して中空のパイプに構成されるメーン軸部を準備する段階と；鉄系合金粉末を焼結して中空の偏心軸及びウェートバランサーを有する成形品を形成した後、前記中空とされた偏心軸の中空からその裏面に貫通するよう形成されるオイル流路を含み前記成形品にオイル流路を加工すると共に成形品の一側に所定深さの環状溝を形成して鉄系合金の焼結品でなされるクランク部を準備する段階と；前記クランク部の環状溝に前記メーン軸部の端部を嵌め込んで仮組立した状態で前記メーン軸部とクランク部をレーザー溶接機を利用して接合させる段階と；接合されたクランクシャフトの表面に耐食性及び耐摩耗性増大のための酸化被膜を形成する段階；及び最終精削加工段階と；を含むことを特徴とする密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
よく知られているように、密閉型往復式圧縮機はケース内に電動機構部と圧縮機構部が設置されて構成される。前記電動機構部の回転運動は、クランクシャフトにより圧縮機構部の往復直線運動に変換され伝えられて、これにより圧縮機構部のピストンがシリンダーで往復直線運動することによって冷媒の圧縮作用がなされる。
【０００３】
このような密閉型往復式圧縮機の典型的な一例を図1に示す。次に、これを簡単に説明する。
【０００４】
図1に示されたように、一般的な密閉型往復式圧縮機は、上、下シェル1、2でなされるケース10の内部に電動機構部20と圧縮機構部30が設置されて、この電動機構部20と圧縮機構部30はクランクシャフト40により連結する。このクランクシャフト40により電動機構部20の回転運動が圧縮機構部30の往復直線運動に変換されて伝えられる。
【０００５】
クランクシャフト40は、電動機構部20の回転子21に圧入結合されるメーン軸部41と、圧縮機構部30のピストン31とコネクティングロッド32の介在で連結するクランク部42が一体で構成される。参照符号22は固定子、33はシリンダーブロック、そして、符号34はシリンダーヘッドである。
【０００６】
前記のような密閉型往復式圧縮機のクランクシャフトを製造する一般的な方法は、鋳物によりクランクシャフトを成形した後、この成形品を望みの寸法で加工して製造することである。すなわち、クランクシャフト鋳物成形品を作った後、この成形品を図に基づいて黄削及び旋削などのような切削加工で黒皮を除去して望みの寸法で作る。その次に、クランクシャフトの強度を増大させる為に熱処理などを実施して、熱処理された製品を再度精削及び仕上げ加工してクランクシャフトを完成する。
【０００７】
しかし、前記のような一般的なクランクシャフト製造方法は、鋳物品の加工精度がよくないために、黄削、旋削及び錬磨などのようないろいろな段階の後加工を必ずするべきため、加工工数の増加による生産性低下及び製造原価の上昇を招く問題がある。
【０００８】
それだけでなく、鋳物散布の増大で初期加工時、切削量が多くなることによってサイクルタイムが増加して生産性低下の原因になっているし、また、素材状態及び硬度散布が大きくて加工時負荷条件が相異でツールの摩耗が促進されるという問題もある。
【０００９】
また、一般的なクランクシャフト製造方法は、クランクシャフトを強度的に有利な中空で製造することが難しいために、従来技術により製造されたクランクシャフトは強度面で不利なだけでなく重量が重くて圧縮機の効率低下を招く問題もある。
【００１０】
また、一般的なクランクシャフト製造方法は、鋳物成形後成形された鋳物品に比較的深い構造のオイル流路を後加工で形成するべきため、オイル流路加工工程の難しさで生産性が顕著に落ちるという問題もある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような問題を勘案して案出されたもので、散布が一定で初期切削加工が必要ないだけでなく後加工がほとんど必要なく、またオイル流路加工が容易になされる等加工工数が大幅に減少されることによって、生産性向上及び製造原価低減を図ることができる密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法を提供することにその目的がある。
【００１２】
本発明の他の目的は、軽量ながらも高強度のクランクシャフトを製造できる密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明では、密閉型往復式圧縮機のローターが結合されるメーン軸部と、コネクティングロッドが連結する前記メーン軸部に対し一定量偏心した偏心軸を有するクランク部とを具備するクランクシャフトの製造方法において、前記メーン軸部は中空のパイプで形成され、前記クランク部は焼結成形品で形成されると共に前記偏心軸が中空で形成され、かつ、前記中空とされた偏心軸の中空からその裏面に貫通するようオイル流路を形成し、前記クランク部のメーン軸部結合面にメーン軸部の端部が収容される環状溝を形成して、この環状溝にメーン軸部の端部を挿入した状態で二つの部材を接合させ、このメーン軸部とクランク部をレーザー熔接して接合させることを特徴とするものである。
【００１４】
前記中空パイプ及び焼結成形品の材質は、炭素Cが0.5%以下で含まれていた鉄系合金でなされる。好ましくは、前記中空パイプは、機械構造用炭素鋼管または、自動車構造用炭素鋼管でなされる。
【００１５】
また、本発明は、メーン軸部とこのメーン軸部から一定量偏心になったクランク部を具備する密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法において、炭素鋼管をドローイング加工して、この炭素鋼管を一定長さで切断した後、この炭素鋼管の適所にオイル流路を加工して中空のパイプに構成されるメーン軸部を準備する段階と；鉄系合金粉末を焼結して中空の偏心軸及びウェートバランサーを有する成形品を形成した後、前記中空とされた偏心軸の中空からその裏面に貫通するよう形成されるオイル流路を含み前記成形品にオイル流路を加工すると共に成形品の一側に所定深さの環状溝を形成して鉄系合金の焼結品でなされるクランク部を準備する段階と；前記クランク部の環状溝に前記メーン軸部の端部を嵌め込んで仮組立した状態で前記メーン軸部とクランク部をレーザー溶接機を利用して接合させる段階と；接合されたクランクシャフトの表面に耐食性及び耐摩耗性増大のための酸化被膜を形成する段階；及び最終精削加工段階と；を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施例によれば、密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法は、炭素鋼管をドローイング加工し、この炭素鋼管を一定長さに切断した後この炭素鋼管の適所にオイル流路を加工して中空のパイプで構成されるメーン軸部を準備する段階と；鉄系合金粉末を焼結して偏心軸及びウェートバランサーを有する成形品を形成した後この成形品にオイル流路を加工すると共に成形品の一側に所定深さの環状溝を形成して鉄系合金の焼結品でなされるクランク部を準備する段階と；前記クランク部の環状溝にメーン軸部の端部を挿入させた状態でメーン軸部とクランク部をレーザー溶接機を利用して接合させる段階と；接合されたクランクシャフトの表面に耐食性及び耐摩耗性増大のための酸化被膜を形成する段階；及び最終精削加工段階と；を含むことを特徴とする。
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を具体的に説明する。
【００１８】
図2は、本発明の一実施例に係る密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法を説明するための図で、図3は、本発明により製造された密閉型往復式圧縮機のクランクシャフトを示した斜視図である。
【００１９】
図2及び図3に示されたように、本発明の製造方法によって製造されたクランクシャフト40は、メーン軸部41とこのメーン軸部41から一定量偏心になったクランク部42を具備して、このメーン軸部41とクランク部42がレーザー熔接により接合されて構成される。
【００２０】
メーン軸部41は、中空のパイプで構成され、本実施例ではドローイング加工された炭素鋼管を一定長さで切断して、切断された炭素鋼管の所定位置にオイル流路41aを加工して構成する。これと共に、メーン軸部41を中空のパイプで構成するようになれば、鋼棒に比べて重さを大きく軽減させることができて、また、直進度が向上される等散布が一定になって、初期加工がほとんど必要なくなる。一方、本実施例では、機械構造用炭素鋼管や自動車構造用炭素鋼管をメーン軸部41に利用する例を説明しているが、これに限定されず、炭素Cが0.5%以下で含まれていたあらゆる鉄系合金を利用して中空のパイプ形態を有するメーン軸部41を形成できる。
【００２１】
クランク部42は、偏心軸42aとウェートバランサー42bを有して、鉄系合金粉末を焼結して望みの製品を成形する粉末冶金法により形成される。ここで、鉄系合金としては、炭素Cが0.5%以下に含まれている全ての合金が利用できる。これと共に、クランク部42を粉末冶金による焼結品で製造するために、加工精度が良くて後加工での切削加工などをなくすことができ、したがって、加工工数の減少を図ることができる。そして、クランク部42は、偏心軸42aが中空で形成されて、この中空からその裏面に貫通するように形成された多数のオイル流路42cを具備する。
【００２２】
また、クランク部42は、その一側面、より具体的には、前記メーン軸部結合面にメーン軸部41の端部が収容できる環状溝42dが形成されて、したがって、メーン軸部41とクランク部42のレーザー熔接時メーン軸部41の端部がクランク部42の環状溝42dに挿入された状態で安定的に接合できる。環状溝42dは、概略メーン軸部と中間嵌合の関係になるよう形成される。
【００２３】
前記のように、メーン軸部41とクランク部42を各々中空のパイプ形態と焼結成形品で分離形成した後には、このメーン軸部41とクランク部42をレーザー溶接機を利用して接合するが、次にこれを具体的に説明する。
【００２４】
加工が完了した2個の部品、すなわちメーン軸部41とクランク部42を別の精密な治具にセッティングした次に、二つの部材の接合部をレーザー熔接で接合する。この時、クランク部42の環状溝42dにメーン軸部41の端部が挿入された状態でレーザー熔接がなされる。ここで、レーザー熔接の継ぎ手の引張強度が最大になる熔接条件は、レーザー出力；3〜10Kw、移送速度；0.51〜1.78m/min、焦点の位置；20〜70゜である。
【００２５】
前記のような熔接条件で、メーン軸部41とクランク部42をレーザー熔接した次には熔接された部材の表面に耐食性及び耐摩耗性増大のための酸化被膜を形成して、最終的に精削加工をしてクランクシャフトを製造する。
【００２６】
以上のような本発明によれば、同芯度を合せるために従来不必要に行なわれた黄削及び旋削加工を削除したり最小切削量に対応が可能で、なによりも生産性が高くてエネルギー密度が高いレーザーを利用するために、短い時間内に熔接がなされるので熱変形が少なく、非接触式でより自由な設計が可能になる。
【００２７】
以上、本発明を本発明の原理を例示するための好ましい実施例に関し図示して説明したが、本発明はこのように図示され説明されたそのままの構成及び作用に限定されることはない。むしろ、添付された特許請求範囲の思想及び範疇を逸脱することがなく本発明に関する多数の変形及び修正が可能なことを当業者はよく理解できる。したがって、そうしたあらゆる適切な変形及び修正と均等物も本発明の範囲に属することで見なされるべきである。
【００２８】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明によれば、クランクシャフトのメーン軸部が引張加工された鋼管でなされるために、重さを軽減させることができるだけでなく散布が一定で初期加工が必要なくて、クランク部が焼結成形されるために、後加工がほとんど必要でなくて加工工数を大幅に減少させることができる。
【００２９】
また、本発明によれば、クランク部に形成された環状溝にメーン軸部が端部が挿入された状態でレーザー熔接により二つの部材が接合されるために、熔接時発生されるビードが環状溝を詰めて接合されるので熔接部分の気孔が発生しなくて強度を増大できて、熔接ビードが外部に突出されないので熔接ビードを除去するための後工程をなくすことができる。
【００３０】
また、本発明によれば、メーン軸部がパイプ形態でなされるために、オイル流路を形成するにあってメーン軸部の半径方向に簡単な油溝だけを形成すればいいので、従来深いオイル流路を形成していたことに比べて工程を大幅に簡素化できる。
【００３１】
また、クランク部を焼結して形成するために、加工精度が優秀で後加工がほとんど必要ないので加工工数を減少できる。
【００３２】
結論的に、本発明によれば低費用で、高強度のクランクシャフトを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な密閉型往復式圧縮機を示した分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係る密閉型往復式圧縮機のクランクシャフト製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明により製造された密閉型往復式圧縮機のクランクシャフトを示した斜視図である。
【符号の説明】
４０    クランクシャフト
４１    メーン軸部
４１ａ、４２ｃ  オイル流路
４２    クランク部
４２ａ  偏心軸
４２ｂ  ウェートバランサー
４２ｄ  環状溝
【図１】
0003754002.tif 000002
【図２】
0003754002.tif 000003
【図３】
0003754002.tif 000004