JP2009503310A - 圧縮機用クランク軸の支持フレーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、圧縮機用クランク軸の支持フレーム及びその製造方法に関し、その構造は、中央に結合孔が形成され縁に嵌合孔がそれぞれ形成されるフレーム本体と、該フレーム本体の結合孔に一体に締結されて圧縮機用クランク軸の端部が回転可能に設置されるベアリング部材と、前記フレーム本体の嵌合孔に結合手段を媒介にそれぞれ一体に結合されるボス部材とで構成されており、その製造方法は、プレート形状の母材をプレス金型内に装着させて縁に少なくとも一つの嵌合孔が形成され中央に結合孔が形成されるフレーム本体にプレス成形加工し、そのプレス成形されたフレーム本体の両側端の部位を下側に折曲するように曲げ加工して折曲部を形成し、フレーム本体の結合孔の内部にベアリング部材の上部が一部挿入されるように密着した後、その外側の縁をボルト部材で一体化するように締結し、該フレーム本体の嵌合孔にそれぞれ対応する形状のボス部材を結合した後、その結合部位を結合手段を媒介に一体化するように組み立てる過程を含む。これによれば、本発明は、プレス金型で支持フレームの本体を形成し、その本体に別に製造されたボス部材とベアリング部材を一体に結合する方式で製造することにより、鋳物で生産する方式に比べて強度および生産性が大きく向上し、フレーム製造にかかる作業時間を短縮することができるだけでなく、自体の重量が大幅に低減されるなどの効果を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、圧縮機用クランク軸の支持フレーム及びその製造方法に関し、特に、鋳物製造方式ではなく、プレス金型方式と主要部品の組立方法により製造できるようにすることで、強度および生産性を大きく向上させるとともに、重量が大幅に低減されるようにした圧縮機用クランク軸の支持フレーム及びその製造方法に関するものである。

一般に、冷蔵庫には低温低圧の冷媒を高温高圧の冷媒に圧縮するための圧縮機が機械室の内部に設置され、その圧縮機の構造は、密閉式の電動圧縮方式を採用している。

図１には、従来技術による密閉型の圧縮機の内部構成が示されている。その構造は、上部容器１ｔと下部容器１ｂとを含む密閉容器１が備えられ、その密閉容器１の内部には、クランク軸の支持フレーム２が設置されている。

該クランク軸の支持フレーム２には固定子３が固定されており、このようなクランク軸の支持フレーム２は、スプリング２Ｓにより密閉容器１の内部に支持されている。

そして、クランク軸の支持フレーム２の中央には、回転可能に貫通結合されるクランク軸５が設置されている。該クランク軸５には、回転子４が一体に設置され、固定子３との電磁気的相互作用により一緒に回転するようになる。

クランク軸５の上端には、偏心ピン５ｂが前記クランク軸５の回転中心に対して偏心するよう形成されている。さらに、偏心ピン５ｂが形成された反対側には、均衡錘５ｃが形成されている。

また、クランク軸５の内部には、オイル通路５ａが形成されており、このオイル通路５ａを介して密閉容器１の底面に備えられているオイルＬがガイドされ、クランク軸の支持フレーム２の上部に伝達されて飛散する。

さらに、クランク軸５の下端部には、オイルＬをポンピングして前記オイル通路５ａに伝達するポンピング機構５ｄが設置されている。

一方、内部に圧縮室６’が備えらたシリンダブロック６がクランク軸の支持フレーム２に一体に成形されている。その圧縮室６’にはクランク軸５の偏心ピン５ｂとコネクティングロッド８で連結されたピストン７が設置されている。

また、シリンダブロック６の先端には、圧縮室６’に流入し排出される冷媒を制御するバルブアセンブリ９が設置される。

この中でクランク軸の支持フレーム２は、通常の鋳物工程により製造されており、このため鋳物の冷却のための冷却時間が多くかかるだけでなく、完成された鋳物をさらに精密に研摩加工しなければならないという短所があった。

なお、鋳物工程時に注入される溶解した鉄の注入量によって不良が発生することがあり、その鋳物の製造方式により自体重量が重くなるという短所があるので、材料の浪費が発生し、作業性が低下するという問題点があった。

そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、鋳物工程を使用せずにプレス金型方式と各部品の組立方式により簡単かつ容易に製造することが可能なようにその構造を改良した圧縮機用クランク軸の支持フレーム及びその製造方法を提供することである。

上記目的を達成するためになされた本発明は、プレス加工により製造され、中央に圧縮機用クランク軸の端部が回転可能に貫通結合されるように結合孔が形成され、該結合孔の縁から離隔された位置に複数個の嵌合孔が形成されているフレーム本体と、一端部が前記フレーム本体の嵌合孔に挿入されるように結合手段によりそれぞれ結合される複数個のボス部材と、前記フレーム本体の結合孔の縁に嵌合結合されるベアリング部材とを有してなることを特徴とする。

さらに、前記結合手段は、前記ボス部材の外径が前記嵌合孔の内径と対応する大きさに形成されて互いに嵌合結合され、その結合されるボス部材の端部がかしめ結合される。

さらに、前記結合手段は、前記ボス部材と嵌合孔の結合部位が一体化するように溶接される。

そして、前記フレーム本体の縁のうちの少なくとも一部が下側に折曲形成される折曲部が形成されている。

本発明の他の特徴的な要素である圧縮機用クランク軸の支持フレームの製造方法は、プレート形状の母材をプレス金型内に装着させ、縁に少なくとも一つの嵌合孔が形成され中央に結合孔が形成されるフレーム本体にプレス成形加工する段階と、前記プレス成形されたフレーム本体の両側端部位を下側に折曲するように曲げ加工する段階と、前記フレーム本体の結合孔の内部にベアリング部材の上部が一部挿入されるよう密着した後、その外側の縁をボルト部材で一体化するように締結する段階と、前記フレーム本体の嵌合孔にそれぞれ対応する形状のボス部材を結合した後、その結合部位を結合手段を媒介に一体化するように組み立てる段階とを含んで構成される。

以上のように、本発明は、鋳物製作方法ではなくプレス金型及び各部品の組立工程により製造可能にしたもので、本発明によれば、プレス金型で支持フレームの本体を形成し、その本体に別に製造したボス部材とベアリング部材を一体に結合する方式で形成することにより、鋳物の冷却時間及び鋳物製作後の精密研摩加工が省略され、フレーム製造にかかる作業時間を短縮することができるとともに、自体の重量が大幅に低減されるという効果を有する。

さらに、鋳物で生産する方式に比べて強度および生産性を大きく向上させることができる効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図を参照して詳しく説明する。

本発明による圧縮機用クランク軸の支持フレームは、図２ないし図４を参照して説明すれば、中央に結合孔１１０が形成され、縁に少なくとも一つの嵌合孔１２０が形成されるフレーム本体１００と、該フレーム本体１００の結合孔１１０に一体に締結されて圧縮機用クランク軸の端部が回転可能に設置されるベアリング部材２００と、該フレーム本体１００の嵌合孔１２０に結合手段を媒介にそれぞれ一体に結合されるボス部材３００とで構成されることを特徴とする。

より詳しく説明すれば、前記フレーム本体１００は、プレート形状のスチール母材が上下対称構造の公知の上下プレス金型(図示せず)によりプレス加工されて成形され、中央と各縁側に結合孔１１０と嵌合孔１２０がそれぞれプレス成形により穿孔形成されたものである。

さらに、フレーム本体１００において、それぞれ穿孔形成される結合孔１１０と嵌合孔１２０などの孔を、プレス成形ではなく精密ホール加工のために別のパンチング機(図示せず)を使用してホール加工することも可能である。

さらに、前記結合孔１１０の縁の周囲にはボルト部材２５０が垂直に貫通してベアリング部材２００をフレーム本体１００へ締結するように通孔１１５が形成されている。

前記ベアリング部材２００は、中央に上下に連通するように中空２１０が形成され、上部の外周面にはフランジ２２０が外側に突出して形成される構造を有し、該フランジ２２０にフレームの本体１００との結合のための連結孔２２２が形成されている。

前記連結孔２２２は、ベアリング部材２００が結合孔１１０側に密着された後、フレーム本体１００の通孔１１５を介して下側に突出するボルト部材２５０の端部と締結するように内周面にねじ山が形成されている。

さらに、フレーム本体１００は、ベアリング部材２００との密着性のために、その中央に位置した結合孔１１０の縁側の表面が陥没した凹部１０５が形成された構造を有している。

一方、フレーム本体１００の両側端には、補強性を増大するために下側に折曲した折曲部１５０が形成されている。

また、ボス部材３００とフレーム本体１００とを一体化するための結合手段は、図５に示すように、ボス部材３００の端部がフレーム本体１００の嵌合孔１２０に挿入されてかしめ(calking)結合されるか、図６に示すように、該ボス部材３００の端部がフレーム本体１００の結合部位を溶接により一体化することも可能である。

さらに、このような結合手段の他の例としては、図７のように、ボス部材３００の外周面と嵌合孔１２０の内周面にねじ山がそれぞれ形成されて締結することもできる。

このような構成を有する本発明の圧縮機用クランク軸の支持フレームの製造方法は、図８を参照するとともに、再度図２を参照して説明すれば、プレート形状の母材をプレス金型内に装着して縁に少なくとも一つの嵌合孔１２０が形成され、中央に結合孔１１０が形成されるフレーム本体１００にプレス成形加工し（ステップＳ１）、このプレス成形されたフレーム本体１００の両側端部を下側に折曲するように曲げ（bending）加工して折曲部１５０を形成し（ステップＳ２）、フレーム本体１００の結合孔１１０の内部にベアリング部材２００の上部が一部挿入されるように密着した後、その外側縁をボルト部材２５０で一体化して締結し（ステップＳ３）、該フレーム本体１００の嵌合孔１２０にそれぞれ対応する形状のボス部材３００を結合した後、その結合部位を結合手段を媒介に一体化するように組み立てる（ステップＳ４）過程を含む。

このとき、それぞれの過程は、必要に応じて上記の手順とは異なる手順で行うようにしてもよい。

なお、プレス金型は、互いに対応する形状の上下部金型に区分された公知のものを採用する。

前記ベアリング部材２００の製造方式は、図９に示すように、円筒形状を有する源資材の上下中央部位をホール加工し、外周面をフランジ加工した後、その上下ホールが連通する中空２１０が形成されるように穿孔（boring）加工を行い、該フランジ２２０部位にボルトが締結されるようにホール加工により連結孔２２２を加工してから、その内周面をタブ（tab）加工してねじ山を有するように形成する工程を有する。

次いで、前記穿孔加工された中空２１０の内周面をクランク軸の端部が収容され回転可能になるように精密にホーニング（honing）加工することができる。このホーニング加工の際には、石綿粉を高圧エアーで吹付けて中空２１０の内周面を精密に研磨することが好ましい。

一方、ボス部材３００も上記のベアリングの製造方式とほぼ類似の方式で製造可能であり、ただしフランジ加工時にタブ加工を省略することが異なる点である。

上記のように、本発明の圧縮機用クランク軸の支持フレームは、プレス成形されたフレーム本体１００にベアリング部材２００とボス部材３００がそれぞれ組み立てられる方式で製造される。次いで、製造された支持フレームは、ベアリング部材２００の中空２１０内部に圧縮機のクランク軸の上端部が収容されるように結合した後、ボス部材３００が支持フレームを圧縮機フレームに固定されるように支持する。一方、該支持フレームの上側面には偏心ピンと均衡錘が設けられ、冷媒の圧縮のための圧縮室が設けられることは既存の構成と同一である。

一般の冷蔵庫用の圧縮機の構造を示す断面図。 本発明による圧縮機用クランク軸の支持フレームを示す分解斜視図。 本発明による圧縮機用クランク軸の支持フレーム（結合状態）を示す斜視図。 図３のＡ−Ａ’線に沿った断面図。 本発明の結合手段の一例を概略的に示す断面図。 本発明の結合手段の他の例を示す断面図。 本発明の結合手段のまた他の例を示す断面図。 本発明の圧縮機用クランク軸の支持フレームの製造方法を順次に示すフローチャート。 本発明のベアリング部材の製造過程を概略的に示した例示図。

符号の説明

１００…フレーム本
１１０…結合孔
１２０…嵌合孔
１５０…折曲部
２００…ベアリング部材
２１０…(ベアリング部材の)中空
２２０…(ベアリング部材の)フランジ
２５０…ボルト部材
３００…ボス部材

Claims (6)

1. プレス加工により製造され、中央に圧縮機用クランク軸の端部が回転可能に貫通結合されるように結合孔１１０が形成され、該結合孔１１０の縁から離隔された位置に複数個の嵌合孔１２０が形成されているフレーム本体１００と、
   一端部が前記フレーム本体１００の嵌合孔１２０に挿入されるよう結合手段によりそれぞれ結合される複数個のボス部材３００と、
   前記フレーム本体１００の結合孔１１０の縁に嵌合結合されるベアリング部材２００とを有してなることを特徴とする圧縮機用クランク軸の支持フレーム。
   
2. 前記結合手段は、前記ボス部材３００の外径が前記嵌合孔１２０の内径と対応する大きさに形成されて互いに嵌合結合され、その結合されるボス部材３００の端部がかしめ結合される請求項１に記載の圧縮機用クランク軸の支持フレーム。
   
3. 前記結合手段は、前記ボス部材３００と嵌合孔１２０の結合部位が一体化するように溶接される請求項１に記載の圧縮機用クランク軸の支持フレーム。
   
4. 前記フレーム本体１００の縁のうちの少なくとも一部が下側に折曲形成される折曲部１５０が形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機用クランク軸の支持フレーム。
   
5. プレート形状の母材をプレス金型内に装着させ、縁に少なくとも一つの嵌合孔１２０が形成され中央に結合孔１１０が形成されるフレーム本体１００にプレス成形加工する段階と、
   前記フレーム本体１００の結合孔１１０の内部にベアリング部材２００の上部が一部挿入されるよう密着した後、その外側の縁をボルト部材２５０で一体化するように締結する段階と、
   前記フレーム本体１００の嵌合孔１２０にそれぞれ対応する形状のボス部材３００を結合した後、その結合部位を結合手段を媒介に一体化するように組み立てる段階とを含んで構成されることを特徴とする圧縮機用クランク軸の支持フレームの製造方法。
   
6. 前記プレス成形されたフレーム本体１００の両側端部位を下側に折曲するように曲げ加工する段階をさらに含む請求項５に記載の圧縮機用クランク軸の支持フレームの製造方法。

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