KR100724669B1 - 밀폐형 압축기 및 그 제조 방법 및 냉장ㆍ냉동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 밀폐형 압축기에 있어서, 원가적으로도 유리한 구조이고, 효율이 좋고, 신뢰성이 우수한 것으로 하는 것이다.

밀폐형 압축기는, 모터로부터의 회전력을 전달하는 크랭크축(6)과, 크랭크축측에 구면부를 갖는 구형 시트(8a)를 구비한 피스톤(8)과, 일단부에 구형 시트(8a)에 접속하는 구체부(11)와 타단에 크랭크축(6)에 끼워 맞추는 링부(12)와 그 링부(12)와 구체부(11)를 연결하는 로드부(10)를 갖는 커넥팅 로드(9)와, 밀폐 용기 내에 저유되는 윤활유를 갖고 크랭크축(6)을 통해 윤활유를 공급하도록 구성되어 있다. 이 밀폐형 압축기는 크랭크축(6)에 제1 오일 공급 구멍(19)을 마련하고, 커넥팅 로드(9)에 제1 오일 공급 구멍(19)으로부터 나온 윤활유를 구형 시트(8a)로 공급하는 제2 오일 공급 구멍(18)을 마련하고, 구형 시트(8a)와 구체부(11) 사이에 제2 오일 공급 구멍(18)으로부터 나온 윤활유를 일시 모아두는 오일 포켓(20)을 설치하고 있다.

밀폐형 압축기, 피스톤, 구형 시트, 오일 포켓, 커넥팅 로드

Description

밀폐형 압축기 및 그 제조 방법 및 냉장ㆍ냉동 장치 {CLOSED TYPE COMPRESSOR AND ITS MANUFACTURING METHOD AND REFRIGERATOR-FREEZER}

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 밀폐형 압축기의 일 실시예를 나타내는 종단면도.

도2는 도1의 피스톤의 형상을 도시하는 종단면도.

도3은 도2의 피스톤을 화살표 방향에서 본 측면도.

도4는 도1의 커넥팅 로드와 크랭크 샤프트를 조합한 일예를 나타내는 측단면도.

도5는 도1의 피스톤과 커넥팅 로드의 조립 방법의 최초의 공정을 도시하는 도면.

도6은 도5의 A-A 단면도.

도7은 도5의 다음의 공정을 도시하는 도면.

도8은 도7의 B-B 단면도.

도9는 도1의 볼 조인트부로의 오일 공급 방법을 나타내는 종단면도.

도10은 도1의 볼 조인트부로의 오일 공급을 개시하기 직전을 도시하는 도면.

도11은 도1의 볼 조인트부로의 오일 공급 기구의 변천을 도시하는 도면.

도12는 도1의 볼 조인트부로의 오일 공급을 종료한 순간을 도시하는 도면.

도13은 도1의 커넥팅 로드의 구체부 외표면에 오일 공급 홈을 마련한 도면.

도14는 도13의 C-C 단면 확대도.

도15는 도1의 크랭크축에 마련한 제1 오일 공급 구멍을 포함하여 설치된 제2 오일 포켓부를 도시하는 도면.

도16은 도15의 D-D 확대 단면도.

도17은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 제1 실시예의 왕복식 밀폐형 압축기의 종단면도.

도18은 도17의 압축 기구부의 일부를 도시하는 단면 평면도.

도19는 도17의 압축 기구부에 이용되는 피스톤의 단면도.

도20은 도17의 압축 기구부에 이용되는 커넥팅 로드의 평면도.

도21은 도17의 볼 조인트부의 단면도.

도22는 도21의 A부 확대도.

도23은 도21의 볼 조인트부의 가공 방법을 나타내는 단면도.

도24는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 제2 실시예의 왕복식 밀폐형 압축기의 볼 조인트부의 종단면도.

도25는 도24에 이용되는 커넥팅 로드의 구체부의 단면도.

도26은 종래의 밀폐형 압축기의 종단면도.

도27은 도26에 사용되고 있는 커넥팅 로드와 피스톤의 결합 관계를 나타내는 도면.

도28은 도27에서 결합한 커넥팅 로드와 피스톤의 관계를 나타내는 도면.

도29는 피스톤측에 형성되는 구형 시트의 가공 방법을 나타내는 도면.

도30은 볼 조인트부의 확대도.

도31은 본 조인트부의 흡입 공정 시에 있어서의 단면 개략도.

도32은 볼 조인트부의 압축 공정 시에 있어서의 단면 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 밀폐 용기

2 : 전동기

3 : 압축 기구부

4 : 프레임

5 : 샤프트

6 : 크랭크축

6a : 구멍

7 : 실린더

8 : 피스톤

8a : 구형 시트

8b : 개구부

8c : 구멍

8d : 삽입 홈

8e : 바닥부

9 : 커넥팅 로드

10 : 로드부

11 : 구체부

11a : 평면 커트부

12 : 링부

12a : 단부면

13 : 볼 조인트부

14 : 공간

16 : 제2 오일 포켓

17 : 제3 오일 홈

18 : 제2 오일 공급 구멍

19 : 제1 오일 공급 구멍

20 : 오일 포켓

[문헌 1] 일본 특허 공개 2003-184751호 공보

본 발명은 밀폐형 압축기 및 그 제조 방법 및 냉장ㆍ냉동 장치에 관한 것으로, 특히 커넥팅 로드에 설치한 구체부(球體部)와 피스톤에 설치한 구형 시트를 연접한 밀폐형 압축기에 적합한 것이다. 또한, 본 발명의 냉장ㆍ냉동 장치는 냉장 고, 냉동고, 냉동 냉장고 및 쇼케이스 등을 포함하는 것이다.

이러한 종류의 종래예로서는, 일본 특허 공개 2003-184751호 공보(특허문헌 1)에 개시된 밀폐형 압축기가 있다. 이 밀폐형 압축기를 도26 내지 도28을 참조하면서 설명한다. 도26은 종래의 밀폐형 압축기의 종단면도, 도27은 도26에 사용되고 있는 커넥팅 로드와 피스톤의 결합 관계를 나타내는 도면, 도28은 도27에서 결합한 커넥팅 로드와 피스톤의 관계를 나타내는 도면이다.

일반적으로 냉동 사이클에 이용되는 밀폐형 압축기는 밀폐 용기(21) 내에 전동기(22)와 압축 기구부(23)를 수납하고 있다. 그리고, 이 압축 기구부(23)는 프레임(24)에 축지지된 샤프트(25)의 상단부에 편심 회전하는 크랭크축(26)을 갖고 있다. 또한, 실린더(27) 내를 왕복 미끄럼 이동하는 피스톤(28)은 커넥팅 로드(29)를 거쳐서 크랭크축(26)과 연접되어 있다. 이 피스톤(28)과 실린더(27)의 미끄럼 이동부 및 커넥팅 로드(29)와 피스톤(28)의 미끄럼 이동부의 윤활은 크랭크축(26)의 상부 개구로부터 화살표 P와 같이 비산하는 윤활유에 의해 윤활된다.

특히, 특허문헌 1에 있어서는 이 윤활유를 구형 시트(34)와 구체부(31) 사이로 유도하기 쉽게 하기 위해, 구체부(31)에 화살표 방향 P로부터 튀어나오는 윤활유를 받을 수 있도록 평면부(31a)를 형성하고 있다. 즉, 커넥팅 로드(29)는 링부(32)와 로드부(33), 구체부(31)로 구성되어 있고, 로드부(33)에서 받은 윤활유를 구체부(31)의 평면부(31a)로 유도하고, 이 평면부(31a)로부터 구형 시트(34)부로 유도하고 있다. 또한, 구형 시트(34)와 구체부(31)는 크랭크축(26)의 회전 운동을 왕복 운동으로 바꾸는 볼 조인트 접속 기구로 되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 2003-184751호 공보

특허문헌 1에서는 구형 시트(34)와 구체부(31)의 미끄럼 이동부로의 윤활유의 오일 공급은 샤프트(25)의 선단부로부터 비산하는 윤활유의 취입에 의지하고 있었으므로, 예를 들어 회전수가 떨어졌을 때 등에 윤활유가 볼 조인트부로 양호하게 취입되지 않을 우려가 있고, 그 경우에는 상기 미끄럼 이동부에 오일막 끊김이 일어나 구체부(31)가 눌러 붙는 등의 문제가 생긴다.

그런데, 피스톤(28)의 구형 시트(34)는 정밀 가공 장치에 의해 가공되지만, 그 가공 방법을 도29를 이용하여 설명한다.

도29에 도시한 바와 같이, 구형 시트(34)에는 소경의 개구부(34a)가 형성되어 있다. 정밀 가공 장치의 주축(36)에는 유니버셜 조인트(universal joint)(37)를 거쳐서 가공 지그(38)의 축(38a)이 접속되고, 그 축(38a)의 선단부에는 구형상 절삭 공구(38b)가 설치되어 있다. 이 구형상 절삭 공구(38b)는 주축(36)의 회전을 기초로 하여 고속으로 회전하여 피가공물인 피스톤(28)의 구형 시트(34)를 소정의 치수로 가공한다.

이 구형상 절삭 공구(38b)의 외경은 구형 시트(34)의 내경보다 작지만, 어느 정도의 크기의 외경을 갖고 있다. 환언하면, 구형상 절삭 공구(38b)의 직경(D1)(최대부)의 원주 속도와 구형상 절삭 공구(38b)의 중심부 부근(A)부의 원주 속도에서는 다르고, 최대부(B부)에서 가공한 부분과 중심부 부근(A)에서 가공한 부분에서는 (B)부의 마무리 가공 정밀도가 높고, (A)부에서 가공되는 부분은 정밀도가 낮아 진다.

이는 구형상 절삭 공구(38b)에 의한 구형 시트(23)의 가공 시, 구형 시트(34)의 중심(34b)을 기준으로 하면, 구형상 절삭 공구(38b)의 (A)부에서 가공되는 부분은 플러스 공차의 치수가 되지만, (B)부에서 가공되는 부분은 원주 속도의 차로 지나치게 깎여 마이너스 공차가 되기 때문이다.

그리고, 개구부(34a)에 의한 언더컷부가 있는 구형 시트(34)를 가공할 때에는 유니버셜 조인트(37)를 이용하여 축(38a)을 파선과 같이 구부리거나 혹은 피가공물이 되는 피스톤측을 움직여 상기 언더컷부를 가공하는 것이다.

즉, 피스톤(28)의 구형 시트(34)의 가공 방법은 구형상 절삭 공구(38b)를 마무리 가공 장치의 회전 이동축(36)에 장착하여 상기 구형상 절삭 공구(38b)를 회전시킴으로써 구형 시트(34)를 만드는 것이다. 따라서, 회전축(36)과 구형상 절삭 공구(38b) 사이에 유니버셜 조인트를 개재시키고, 구형상 절삭 공구(38b)를 도29의 파선과 같이 경사지게 하여 구형 시트(34)를 마무리하여 행하거나, 혹은 피스톤측을 도면에 도시한 바와 같이 가공하고자 하는 형상을 따라서 움직임으로써 구형 시트가 가공된다.

이 구형상 절삭 공구(38b)는, 예를 들어 도29와 같이 정면에서 볼 때 타원형의 구형상을 이루고 있으므로, 구형상 절삭 공구(38b)의 중앙과 구형상 절삭 공구(38b)의 외주에서는 가공 시의 원주 속도가 직경의 차만큼 다르다. 따라서, 상기한 어떠한 가공 방법을 취해도 원주 속도가 빠른 곳에서 가공되는 부분은 마무리 가공 정밀도가 좋고, 원주 속도가 느린 곳에서 가공되는 부분은 가공 정밀도가 좋 지 않은 것에 변함이 없다. 환언하면, 구형 시트의 중심으로부터 이격된 위치의 마무리 정밀도는 좋지만 중심에 가까운 부분의 마무리 정밀도는 다른 것에 비교하여 좋지 않다는 것이다. 이 면마무리, 가공 정밀도가 좋지 않은 부분에서 커넥팅 로드측의 구체부(31)를 받으면, 마찰로 구체부(31) 혹은 구형 시트(34)가 손상되어 이상음 발생 등의 원인이 될 우려가 있었다.

또한, 밀폐형 압축기의 실제 운전에 있어서도 다음과 같은 과제가 있었다.

커넥팅 로드(29)는 구체부(31)와, 샤프트(25)의 편심부인 크랭크축(26)과 연접하는 링부(32)와, 양단부에 이들(31, 32)을 고정 접촉하는 로드부(연접 막대)(33)로 이루어진다. 피스톤(28)에는 커넥팅 로드(29)의 구체부(31)를 끼워 맞추는 구형 시트(34)가 설치되고, 구체부(31)에 고정 접촉된 로드부(33)가 구형 시트(34)에 대해 요동 가능해지도록 연접되어 있다. 구형 시트(34)의 깊이측에는 가공의 형편상 마련되는 오목부(35)를 갖고 있다.

그리고, 피스톤(28)의 왕복 운동에 수반하여 커넥팅 로드(29)를 요동 운동하기 위해, 피스톤(28)과 커넥팅 로드(29)를 연접하고 있는 볼 조인트부는, 도30에 도시한 바와 같이 약간의 간극(e)을 마련한 구성으로 되어 있다. 즉, 구형 시트(34)의 내경과 구체부(31)의 외경이 모두 같은 치수에서는 구형 시트(34)와 구체부(31)를 미끄럼 이동시킬 수 없으므로, 구형 시트(34)의 내면의 직경(D)과 구체부(31)의 외면의 직경(d)과 간극(e)과의 관계는 다음 식 (1)로 나타낸다.

D ＝ d ＋ 2ㆍe …(1)

편심부(26)의 상면에 개방된 오일 공급 구멍으로부터 윤활유를 비산시키고, 구체부(31)와 구형 시트(34) 사이의 입구측에 윤활유를 공급하여 간극(e)에 윤활막을 형성하도록 되어 있다.

종래의 밀폐형 압축기에 있어서, 압축 운전의 흡기 공정 시에 구체부(31)가 간극(e)의 입구측으로 이동되고(도31 참조), 압축 운전의 압축 공정 시에 구체부(31)가 간극(e)의 깊이측으로 이동된다(도32 참조). 이 압축 공정 시에 실린더(27) 내를 고압으로 압축하기 위해, 구체부(31)가 구형 시트(34)의 깊이측으로 강하게 압박하고, 이에 의해 구형 시트(34)의 깊이측에 형성된 오목부(35)의 모서리부와 구체부(31)의 외측 구면부가 접촉하게 되고, 그 접촉 부분에 매우 큰 접촉 응력이 가해진다. 이에 의해, 이 접촉 미끄럼 이동부에 있어서의 구형 시트(34) 및 구체부(31)가 이상 마모를 일으켜 압축기의 신뢰성이 현저하게 저하되는 문제가 있다고 판단하였다.

본 발명의 목적은 피스톤의 구형 시트와 커넥팅 로드의 구체부와의 접촉 응력을 저감시킬 수 있고, 신뢰성이 우수한 밀폐형 압축기 및 그 제조 방법 및 냉장ㆍ냉동 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 구형 시트의 오목부(35)와 오일 공급 기구의 관련성은 고려되어 있지 않고, 특허문헌 1에서는 구형 시트-구체부 사이의 미끄럼 이동부로의 윤활유의 공급과의 관계는 불명확했다.

본 발명의 다른 목적은 원가적으로도 유리한 구조이고, 효율이 좋고, 신뢰성이 우수한 밀폐형 압축기를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 그 밖의 목적과 유리점은 이하의 기술로부터 명백해진다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 모터로부터의 회전력을 전달하는 크랭크축과, 크랭크축측에 구면부를 갖는 구형 시트를 구비한 피스톤과, 일단부에 상기 구형 시트에 접속하는 구체부와 타단부에 상기 크랭크축에 끼워 맞추는 링부와 상기 링부와 상기 구체부를 연결하는 로드부를 갖는 커넥팅 로드와, 밀폐 용기 내에 저유되는 윤활유를 갖고 상기 크랭크축을 통해 상기 윤활유를 공급하도록 한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 크랭크축에 제1 오일 공급 구멍을 마련하고, 상기 커넥팅 로드에 상기 제1 오일 공급 구멍으로부터 나온 윤활유를 상기 구형 시트에 공급하는 제2 오일 공급 구멍을 마련하고, 상기 구형 시트와 상기 구체부 사이에 상기 제2 오일 공급 구멍으로부터 나온 윤활유를 일시 모아두는 오일 포켓을 설치하고, 상기 구형 시트에 마련한 오목부에 의해 상기 오일 포켓을 구성하고, 상기 오일 포켓의 개구를 상기 제2 오일 공급 구멍의 구멍 직경보다 크게 한 것에 있다.

이러한 본 발명의 보다 바람직한 구체적인 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 구형 시트에 마련한 오목부에 의해 상기 오일 포켓을 구성한 것.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 오일 포켓의 개구를 상기 제2 오일 공급 구멍의 구멍 직경보다 크게 한 것.

(3) 상기 구형 시트와 상기 구체부 사이에 설치한 오일 포켓을 제1 오일 포켓으로 하고, 상기 크랭크축 혹은 상기 링부 중 어느 하나를 이용하여 제2 오일 포켓을 상기 제1 오일 공급 구멍을 포함하도록 형성한 것.

(4) 상기 (3)에 있어서, 상기 제2 오일 포켓을 상기 크랭크축의 두께 내에서 형성한 것.

(5) 상기 구형 시트 내를 미끄럼 이동하는 상기 구체부의 외표면에 상기 오일 포켓에 연통하는 오일 공급 홈을 마련한 것.

(6) 상기 (5)에 있어서, 상기 피스톤 및 상기 커넥팅 로드의 운동에 수반하여 상기 오일 공급 홈이 상기 오일 포켓과 상기 구형 시트 외부를 간헐적으로 연통되도록 구성한 것.

(7) 상기 (5) 또는 (6)에 있어서, 상기 오일 공급 홈과 상기 오일 포켓을 상기 피스톤의 가스 흡입 공정에서 연통하고, 가스 압축 공정에서 그 연통이 해제되는 위치 관계로 한 것.

(8) 구체 절삭 공구의 중심부에 의해 가공되는 피스톤측 구형 시트의 구면부에 커넥팅 로드의 구체부가 미끄럼 이동할 때, 접촉하지 않도록 구형 시트에 오목형 오일 포켓을 형성한 것.

또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 형태는 전동기의 회전력을 전달하는 크랭크 샤프트와, 실린더 내를 왕복 운동하도록 배치되는 동시에, 크랭크 샤프트측에 내측 구면부를 갖는 구형 시트를 구비한 피스톤과, 상기 구형 시트의 내측 구면부의 직경보다 작은 직경의 외측 구면부를 갖고 상기 구형 시트에 접속되는 구체부를 일단부에 구비하는 동시에, 상기 크랭크 샤프트에 끼워 맞추어지는 링부를 타단부에 구비하는 커넥팅 로드를 갖는 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 구형 시트의 깊이측 부분에 상기 내측 구면부보다 확대되는 확대면부를 형성한 것이다.

이러한 본 발명의 제2 형태에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음 과 같다.

(1) 상기 구형 시트의 깊이측 중심부에 내측 구면부 가공구를 이스케이프하기 위한 오목부를 구비하고, 상기 확대면부를 상기 오목부의 외측에 전체 둘레에 걸쳐서 형성한 것.

(2) 상기 확대면부에 상기 내측 구면부의 원호면으로부터 접선 방향으로 확대되는 테이퍼면을 갖는 것.

또한, 본 발명의 제3 형태는 전동기의 회전력을 전달하는 크랭크 샤프트와, 실린더 내를 왕복 운동하도록 배치되어 크랭크 샤프트측에 내측 구면부를 갖는 구형 시트를 구비한 피스톤과, 상기 구형 시트의 내측 구면부의 직경보다 작은 직경의 외측 구면부를 갖고 상기 구형 시트에 접속되는 구체부를 일단부에 구비하는 동시에, 상기 크랭크 샤프트에 끼워 맞추어지는 링부를 타단부에 구비하는 커넥팅 로드를 갖는 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 구체부의 선단부측 부분에 상기 외측 구면부보다 축소되는 축소면부를 형성한 것이다.

이러한 본 발명의 제3 형태에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 구형 시트의 깊이측 중심부에 내측 구면부 가공구를 이스케이프하기 위한 오목부를 구비하고, 상기 축소면부를 상기 오목부 및 그 외측의 부분에 대면하는 위치에 형성한 것,

(2) 상기 축소면부를 상기 외측 구면부의 곡률보다 작은 곡률의 구면을 거쳐서 형성한 것.

또한, 본 발명의 제4 형태는 상기한 형태 및 그 바람직한 구성예 중 어느 하나의 밀폐형 압축기를 이용한 냉장ㆍ냉동 장치이다.

또한, 본 발명의 제5 형태는 전동기의 회전력을 전달하는 크랭크 샤프트와, 크랭크 샤프트측에 내측 구면부를 갖는 구형 시트를 구비한 피스톤과, 상기 구형 시트의 내측 구면부의 직경보다 작은 직경의 외측 구면부를 구비하는 커넥팅 로드를 갖는 밀폐형 압축기의 제조 방법에 있어서, 상기 피스톤에 상기 내측 구면부와 그 내측 구면부의 깊이측의 오목부를 가공한 후에 상기 피스톤 및 가공구를 함께 회전시킨 상태에서 상기 가공구의 상기 내측 구면부의 깊이측으로 압박하여 상기 구형 시트의 깊이측 부분에 상기 내측 구면부보다 확대되는 확대면부를 형성하도록 한 것이다.

[제1 실시 형태]

본 발명의 상세를 도면에 나타내는 일 실시예로 설명한다.

우선, 도1 내지 도4에 있어서 설명한다. 도1은 본 발명에 관한 밀폐형 압축기의 일 실시예를 나타내는 종단면도, 도2는 도1의 피스톤의 형상을 도시하는 종단면도, 도3은 도2의 피스톤을 화살표 방향에서 본 측면도, 도4는 도1의 커넥팅 로드와 크랭크축을 조합한 일예를 나타내는 측단면도이다.

도1에 도시한 바와 같이, 밀폐형 압축기는 밀폐 용기(1)의 내부에 전동기(2), 압축 기구부(3)가 설치되어 있다. 프레임(4)은 전동기(2)나 압축 기구부(3)를 밀폐 용기(1) 내에서 지지한다. 샤프트(5)는 전동기(2)의 회전자가 고정되어 프레임(4)에 지지되어 있다. 샤프트(5)의 상단부에는 크랭크축(6)이 설치되어 있 다. 실린더(7)에 대해 피스톤(8)을 구동시키기 위해, 크랭크축(6)과 피스톤(8) 사이에는 커넥팅 로드(9)가 설치되어 있다.

이렇게 하여 이 피스톤(8)과 커넥팅 로드(9) 사이의 접속은 일반적으로 볼 조인트 방식이라는 형태의 접속으로 되어 있다. 즉, 커넥팅 로드(9)의 구체부(11)가 피스톤(8)측의 구형 시트(8a)에 미끄럼 이동 가능하게 끼워 맞추어져 있는 것이다. 또한, 이 커넥팅 로드(9)는 로드부(10), 로드부(10)의 일단부에 고정 접촉한 구체부(11), 로드부(10)의 타단부에 고정 접촉한 크랭크축(6)과 미끄럼 이동하는 링(12)을 구비한다.

전술한 바와 같이, 냉동 사이클에 이용되는 밀폐형 압축기는 밀폐 용기(1) 내에 전동기(2)와 압축 기구부(3)가 수납되어 있다.

이 압축 기구부(3)는 프레임(4)에 축지지된 샤프트(5)의 상단부에 구성되어 있다. 압축 기구부(3)로서는 편심 회전하는 크랭크축(6)과, 실린더(7) 내를 왕복 미끄럼 이동하는 피스톤(8)과, 크랭크축(6)과 연접하는 링(12)과 피스톤(8)과 연접하는 구체부(11)를 로드부(10)에서 일체로 고정한 커넥팅 로드(9)로 구성되어 있다.

그리고, 커넥팅 로드(9)와 피스톤(8)은, 도1에 도시한 바와 같이 구체부(11)와 피스톤(8)의 구형 시트(8a)를 조합한 볼 조인트 방식에 의해 연접되어 있다.

도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 피스톤(8)에는 커넥팅 로드(9)의 구체부(11)를 수납하는 구형 시트(8a)가 설치되어 있다. 또한, 구형 시트(8a) 내경보다 임의 치수 소경의 개구부(8b)(도3)로부터 피스톤 단부면측으로 우산 형상으로 확대 된 구멍(8c)이 피스톤(8)에 마련되어 있다. 또한, 구체부(11)를 삽입하는 삽입구가 되는 삽입 홈(8d)은 그 바닥부(8e)가 구형 시트(8a)의 구 직경 중심의 연장선 상의 위치까지 연장되어 피스톤(8)의 중심선 Y-Y에 대해 대칭으로 마련되어 있다.

도4에 도시한 바와 같이, 커넥팅 로드(9)는 로드부(10)의 일단부에 구체부(11)를, 로드부(10)의 타단부에 링(12)을 용접 등으로 접합하고 있다. 구체부(11)는 도4의 파선으로 나타내는 구형으로부터 상하 방향의 임의의 범위를 제거한 평면 커트부(11a)를 갖고 있다. 이 평면 커트부(11a)는 링(12)의 단부면(12a)과 평행하게, 즉 상하면 평행하게 형성되어 있다. 이들 평면 커트부(11a)는 반드시 평행이 아니라도 좋지만, 피스톤(8)의 개구부(8b)의 형성이나, 커넥팅 로드(9)의 강도의 면으로부터 평행하게 형성하는 것이 바람직하다.

제2 오일 공급 구멍(18)은 커넥팅 로드(9)의 축심에 마련되고, 제1 오일 공급 구멍(19)은 크랭크축(6)에 마련되어 있다. 이 제1 오일 공급 구멍(19)과 제2 오일 공급 구멍(8)은 크랭크축(6)의 회전 시에 양 구멍이 일치한 부분에서 연통하고, 크랭크축(6) 내를 상승해 온 윤활유가 커넥팅 로드(9)측에 오일 공급된다. 그리고, 제1 오일 공급 구멍(19)으로부터 커넥팅 로드(9)로 오일 공급된 윤활유는 제1 오일 공급 구멍(18)을 통해 오일 포켓(20) 내에 오일 공급된다. 이렇게 함으로써, 윤활유는 거의 강제적으로 오일 포켓(20)에 다음으로부터 다음으로 공급되기 때문에 새로운 윤활유가 오일 포켓(20)을 경유하여 구체부(11)와 구형 시트(8a) 사이로 송출되어 가는 것이다.

물론, 구체부(11)와 구형 시트(8a) 사이의 간극은 2 내지 5 미크론으로 매우 작으므로, 송출되는 윤활유의 양은 적지만, 양자의 미끄럼 이동 시에 필요로 하는 양은 만족시킬 수 있는 것이다. 즉, 상기 간극은 오일막이 끊기지 않고 항상 오일막으로 보호되어 있다는 것이다.

또한, 이 오일 포켓(20)으로의 윤활유의 공급은 회전수를 가변시키는 최근의 밀폐형 압축기의 저속 회전 시에 있어서도 만족되는 것이다.

또한, 크랭크축(6)의 상부 개구로부터 불어내어지는 윤활유에 의해서도 압축 기구부(3) 및 구체부(11)와 구형 시트(8a) 사이에는 종래와 마찬가지로 윤활되는 것이다. 이에 의해 압축 기구부(3) 및 볼 조인트부(13)부는 확실하게 윤활 냉각되는 것이다.

다음에, 도5 내지 도8에 있어서 설명한다. 도5는 도1의 피스톤과 커넥팅 로드의 조립 방법의 최초의 공정을 도시하는 단면도이고, 도6은 도5의 A-A단면도, 도7은 도5의 다음 공정을 도시하는 단면도, 도8은 도7의 B-B 단면도이다. 이들 도면은 피스톤(8)과 커넥팅 로드(9)의 볼 조인트부(13)의 조립 방법을 나타내고 있다. 또한, 도5 및 도7은 링(12)을 실제로 밀폐형 압축기의 내부에서 사용하는 방향과는 대략 직각만큼 기울인 상태[링(12)을 세로로 기울인 상태]에서 피스톤(8)에 커넥팅 로드(9)를 삽입할 때의 볼 조인트부(13)를 도시하는 단면도이다.

우선, 도6에 도시한 바와 같이, 피스톤(8)의 삽입 홈(8d)과 커넥팅 로드(9)의 평면 커트부(11a)와의 위치를 맞추고, 구체부(11)를 삽입 홈(8d) 내에 삽입한 후, 도5에 도시한 바와 같이 구체부(11)를 구형 시트(8a)에 밀착시킨다. 즉, 구체부(11)는 구형 시트(8a)의 언더컷부 내[우산 형상 구멍(8c)]로 인입시킨다.

또한, 도7 및 도8에 도시한 바와 같이, 피스톤(8)과 커넥팅 로드(9)를 대략 직각만큼 회전시킴으로써 구체부(11)는 그 직경보다 작은 개구부(8b)와의 연접으로(언더컷부의 이용으로), 빠지지 않고, 볼 조인트부(13)가 완성된다. 피스톤(8)의 삽입 홈(8d)과 구체부(11)의 평면 커트부(11a)에서 공간(14)이 형성되어 구형 시트(8a)의 일부가 노출되어 있다.

다음에, 도9 내지 도15에 있어서 설명한다. 도9는 도1의 볼 조인트부로의 오일 공급 방법을 나타내는 종단면도, 도10은 도1의 볼 조인트부로의 오일 공급을 개시하기 직전을 도시하는 도면, 도11은 도1의 볼 조인트부로의 오일 공급 기구의 변천을 도시하는 도면, 도12는 도1의 볼 조인트부로의 오일 공급을 종료한 순간을 도시하는 도면, 도13은 도1의 커넥팅 로드의 구체부 외표면에 오일 공급 홈을 마련한 도면, 도14는 도13의 C-C 단면 확대도, 도15는 도1의 크랭크축에 마련한 제1 오일 공급 구멍을 포함하여 설치된 제2 오일 포켓부를 도시하는 도면, 도16은 도15의 D-D 확대 단면도이다.

도9에 도시하는 밀폐형 압축기의 조립 상태에 있어서, 크랭크축(6)의 선단부로부터 비산하는 윤활유는 화살표 P와 같이 구형 시트(8a)의 윤활에 공급되어 볼 조인트부(13)의 미끄럼 이동 신뢰성을 확보할 수 있다. 즉, 샤프트(5)를 통해 크랭크축(6)의 내부에 마련된 구멍(6a)을 통과하여 고인 오일로부터 인상된 윤활유는 크랭크축(6)의 선단부로부터 비산한다. 비산한 윤활유의 일부는 커넥팅 로드(9)의 로드부(10)를 따라서 피스톤(8)의 내측을 향해 흐른다. 피스톤(8)의 내측으로 날아온 윤활유는 피스톤(8)의 구멍(8c)을 따라서 삽입 홈(8d)과 구체부(11)의 평면 커트부(11a)로 형성된 공간(14)으로 유입된다. 또한, 본 실시예에서는 공간(14)에 통과하는 구형 시트(8a)와 평면 커트부(11a)로 이루어지는 공간까지 비산한 윤활유가 도달함으로써 구형 시트(8a)에 윤활유가 공급된다.

볼 조인트부(13)로의 오일 공급은, 본 실시예에 있어서는 상술한 크랭크축(6)의 상단부로부터의 비산에 의한 것 외에, 직접 볼 조인트부(13)에 강제적으로 윤활유를 공급하는 다음 3개의 수단이 있다.

우선, 첫번째는 샤프트(5) 내의 나선 형상 홈 등에 의해 크랭크축(6)에 걸린 윤활유를 볼 조인트부(13)에 공급하는 수단이다.

이는 도9에 도시한 바와 같이, 크랭크축(6)에 제1 오일 공급 구멍(19)을 마련하는 동시에 커넥팅 로드(9)에 제2 오일 공급 구멍(18)을 마련하여 크랭크축(6)이 회전하는 과정에서 커넥팅 로드(9)측의 제2 오일 공급 구멍(18)과 제1 오일 공급 구멍(19)이 일치하였을 때 크랭크축(6)측으로부터 커넥팅 로드(9)측으로 오일 공급되고, 이 오일 공급된 윤활유가 커넥팅 로드(9) 선단부의 구체부(11)에 연결되는 제2 오일 공급 구멍(18)으로부터 구형 시트(8a)와 구체부(11)가 미끄럼 이동하는 볼 조인트부(13)로 오일 공급하는 수단이다.

이 제1 수단을 채용함으로써 볼 조인트부(13)로의 윤활유 오일 공급은 충분히 행해지는 것이지만, 볼 조인트부(13) 전체에 오일막을 형성시킨다는 점에서는 불충분한 점도 있었다. 왜냐하면, 볼 조인트부(13)를 형성하는 구체부(11)와 구형 시트(8a) 사이의 간극은 2 내지 5 미크론으로 매우 작기 때문에, 여기에 제2 오일 공급 구멍(18)으로부터 나온 윤활유를 송출하여 전체에 널리 퍼지게 한다는 것으로 서는, 제2 오일 공급 구멍(18)의 직경 3 ㎜ 정도에서는 지나치게 작은 것이었다. 원래 냉장고 등에 사용되는 밀폐형 압축기의 커넥팅 로드(9)의 직경은 6 ㎜ 전후이기 때문에, 강도상의 이유로 제2 오일 공급 구멍(18)은 당연히 3 ㎜ 정도가 된다. 이 3 ㎜ 정도에서 10 ㎜ 이상 있는 구체부(11)를 포함하는 볼 조인트부(13) 전체에 윤활유를 널리 퍼지게 하는 것은 어렵다.

그래서, 본 실시예에서는 제2 수단으로서, 구형 시트(8a)와 구체부(11) 사이에 제2 오일 공급 구멍(18)으로부터 나온 윤활유를 일시 모아두는 오일 포켓을 설치한 것이다. 구체적으로는 제2 오일 공급 구멍(18)의 개구에 대응하는 구형 시트(8a)에 개구 치수를 제2 오일 공급 구멍(18)의 직경 3 ㎜의 2배 이상에 상당하는 6 ㎜의 오목부가 되는 오일 포켓(20)을 형성한 것이다. 이 오일 포켓(20)의 형성에 의해 볼 조인트부(13)로의 윤활유의 공급은 거의 달성되고, 상기 간극부 전체에 오일막이 형성되는 것이다.

또한, 이 오일 포켓(20)을 설치함으로써 구형 시트(8a)의 형성이 용이해지는 것은 앞서 설명한 바와 같다.

이 제2 수단을 더 보강함으로써 한층 효율 향상을 도모할 수 있는 수단도 있다. 이것이 제3 수단이다. 즉, 구체부(11)의 외표면에 오일 공급 홈(17)을 형성하는 수단이다. 이 오일 공급 홈(17)은, 도13, 도14에 도시한 바와 같이 폭 1.5 ㎜ 정도이고 깊이 1 ㎜ 정도인 홈을 구체부(11)의 외표면에 형성한 것이다.

이 오일 공급 홈(17)과 오일 포켓(20)의 관계는, 도9 내지 도14에 도시한 바와 같이 볼 조인트부(13)를 구석구석까지 오일 공급하는 것이다. 즉, 이 오일 공 급 홈(17)은 피스톤(8)과 실린더(7)의 관계를 흡입 공정과 압축 공정으로 나누었을 때, 흡입 공정에서 오일 공급 홈(17)이 오일 포켓(20)의 개구 내로 들어가고 압축 공정으로 들어가면 오일 포켓(20)으로부터 어긋나는 위치에 마련함으로써 오일 포켓(20) 내의 윤활유를 압축 공정의 부하가 가해졌을 때에 볼 조인트부(13)에 오일 공급하여 오일막 끊김을 일으키지 않도록 한 것이다.

이를 도10 내지 도12에 있어서 설명한다. 도10은 볼 조인트부(13)로의 오일 공급을 개시하기 직전을 도시하는 도면이고, 도11은 볼 조인트부(13)로의 오일 공급을 행하고 있는 상태를 도시하는 도면, 도12는 볼 조인트부(13)로의 오일 공급을 종료한 순간을 도시하는 도면이다. 물론, 피스톤(8)은 커넥팅 로드(9)를 거쳐서 크랭크축(6)에 접속되어 있는 것이므로, 커넥팅 로드(9) 및 크랭크축(6)은 도10 내지 도12와 같이 가변된다. 도면에서는 압축 공정 중인 0 내지 197도 및 343도 내지 360도까지를 생략하고, 오일 포켓(20)으로부터 오일 공급 홈(17)으로 어떻게 오일 공급하는 것인지를 중심으로 설명한다.

우선, 도10의 흡입 개시 전에는, 오일 공급 홈(17)은 오일 포켓(20)으로부터 제거되고 있다. 또한, 이 때에는 크랭크축(6)에 마련한 제1 오일 공급 구멍(19)과 커넥팅 로드(9)에 마련된 제2 오일 공급 구멍(18)은 도면에 도시한 바와 같이 불일치의 상태에 있다. 따라서, 오일 포켓(20)에는, 이 단계에서는 새로운 윤활유는 공급되어 있지 않은 상태에 있다.

이것이 도11과 같이 크랭크축(6)의 회전 각도가 198도가 되면, 오일 공급 홈(17)은 오일 포켓(20) 내로 들어온다. 이 단계에서는, 아직 제1 오일 공급 구멍 (19)과 제2 오일 공급 구멍(18)이 연통하고 있지 않으므로 오일 포켓(20) 내에는 충분한 윤활유는 존재하고 있지 않지만, 크랭크축(6)의 회전 각도 235도 내지 315도가 되면, 오일 포켓(20)에 크랭크축(6)측으로부터 윤활유가 공급된다. 이 공급된 윤활유가 오일 포켓(20) 내에 가득차면 윤활유는 오일 공급 홈(17) 속으로 인입하여 다음의 움직임에 대비한다.

그리고, 도12와 같이, 제1 오일 공급 구멍(19) 및 제2 오일 공급 구멍(18)과 오일 공급 홈(17)과 오일 포켓(20)의 연통이 해제되는 압축 공정으로 들어가면, 오일 공급 홈(17) 속의 윤활유만이 볼 조인트부(13)를 오일 공급하게 된다. 그리고, 압축 공정이 종료되면 다시 흡입 공정으로 들어간다는 움직임을 반복하는 것이다.

크랭크축(6)에 마련하는 제1 오일 공급 구멍(19)의 주위에 도10에 도시한 바와 같은 제2 오일 포켓(16)을 설치해 둠으로써 제2 오일 공급 구멍(18)과의 연통시간을 늘려 오일 공급량을 더 확보할 수 있는 것이다.

본 실시예는 이상 설명한 바와 같은 구성을 갖는 것이므로, 다음과 같은 효과를 갖는 것이다.

즉, 모터로부터의 회전력을 전달하는 크랭크축과, 크랭크축측에 구면부를 갖는 구형 시트를 구비한 피스톤과, 일단부에 상기 구형 시트에 접속하는 구체부와 타단부에 상기 크랭크축에 끼워 맞추는 링부와 상기 링부와 상기 구체부를 연결하는 로드부를 갖는 커넥팅 로드와, 밀폐 용기 내에 저유되는 윤활유를 갖고, 상기 크랭크축을 통해 상기 윤활유를 공급하도록 한 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 크랭크축에 제1 오일 공급 구멍을 마련하고, 상기 커넥팅 로드에 상기 제1 오일 공급 구멍으로부터 나온 윤활유를 상기 구형 시트에 공급하는 제2 오일 공급 구멍을 마련하고, 상기 구형 시트와 상기 구체부 사이에 상기 제2 오일 공급 구멍으로부터 나온 윤활유를 일시 모아두는 오일 포켓을 설치한 것이므로, 윤활유를 오일 공급 구멍을 통해 오일 포켓에 직접 공급하여 커넥팅 로드측의 구체부와 피스톤측의 구형 시트 사이의 미끄럼 이동부를 오일 포켓 내의 윤활유로 윤활할 수 있고, 미끄럼 이동부가 오일막 끊김에 의해 소결되는 것을 방지할 수 있으므로, 신뢰성이 우수한 밀폐형 압축기를 얻을 수 있는 것이다. 또한, 이러한 미끄럼 이동부로의 윤활유의 공급에 특별한 부재를 필요로 하지 않으므로, 원가적으로도 유리한 구조이고, 효율이 좋은 밀폐형 압축기를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 구형 시트에 마련한 오목부에 의해 오일 포켓을 구성한 것이므로, 오일 포켓을 간단하게 형성할 수 있다.

또한, 오일 포켓의 개구를 제2 오일 공급 구멍의 구멍 직경보다 크게 한 것이므로, 피스톤측의 구형 시트 내를 커넥팅 로드측의 구체부가 미끄럼 이동할 때, 오일 포켓 내의 윤활유와 접촉하는 면이 확대되게 되고, 미끄럼 이동부로의 윤활유 주위가 한층 향상되는 것이다.

또한, 구형 시트와 구체부 사이에 설치한 오일 포켓을 제1 오일 포켓으로 하고, 크랭크축 혹은 링부 중 어느 하나를 이용하여 제2 오일 포켓을, 제1 오일 공급 구멍을 포함하도록 형성한 것이므로, 크랭크축 1회전에 1회 연통하는 제2 오일 공급 구멍으로의 윤활유의 공급이 행해질 때에 제2 오일 포켓으로부터 제2 오일 공급 구멍을 통해 제1 오일 포켓에 충분한 윤활유를 공급할 수 있는 것이다.

또한, 제2 오일 포켓을 크랭크축의 두께 내에서 형성한 것이므로, 크랭크축에 마련하는 제1 오일 공급 구멍 가공 시에 제2 오일 포켓도 동시 가공 등을 할 수 있으므로, 생산성이 좋고, 또한 특별한 부품을 이용하지 않으므로, 원가적으로도 유리한 것으로 할 수 있다.

또한, 구형 시트 내를 미끄럼 이동하는 구체부의 외표면에 오일 포켓에 연통하는 오일 공급 홈을 마련한 것이므로, 구형 시트와 구체부의 미끄럼 이동부에 오일 공급 홈을 거쳐서 윤활유가 공급되므로, 오일막 끊김을 한층 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 피스톤 및 커넥팅 로드의 운동에 수반하여 오일 공급 홈이 오일 포켓과 구형 시트 외부를 간헐적으로 연통되도록 구성한 것이므로, 오일 포켓에 저유된 윤활유를 조금씩 외부로 배출하여 신선한 윤활유와 교체할 수 있고, 이 점으로부터도 미끄럼 이동 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 오일 공급 홈과 오일 포켓을 피스톤의 가스 흡입 공정에서 연통하고, 가스 압축 공정에서 그 연통이 해제되는 위치 관계로 한 것이므로, 부하가 걸리는 압축 공정 시에 구형 시트와 구체부의 미끄럼 이동부에 윤활유를 공급할 수 있으므로, 볼 조인트부의 윤활유가 교체되기 쉽고 빠지기 어려운 구조로 할 수 있어, 신뢰성을 대폭으로 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 구체 절삭 공구의 중심부에 의해 가공되는 피스톤측 구형 시트의 구면부에 커넥팅 로드의 구체부가 미끄럼 이동할 때, 접촉하지 않도록 구형 시트에 오목 형상 오일 포켓을 형성한 것이므로, 구형 시트와 구체부의 미끄럼 이동에 의해 구형 시트 혹은 구체부가 손상되는 일이 없는 것이다.

또한, 오목형의 오일 포켓(20)을 구형 시트(8a) 깊이측의 중앙 부분에 설치하고 있으므로, 커넥팅 로드(9)의 볼 조인트부(13)가 구형 시트(8a) 속에서도 가공 정밀도가 떨어지는 부분과 미끄럼 이동함으로써 생기는 마모를 저감시킬 수 있다. 또한, 볼 조인트부(구체부)(13)의 선단부에 제2 오일 공급 구멍(18)이 마련되고, 미끄럼 이동에 의한 마모가 가장 생기기 쉬운 구체부의 선단부가 진구(眞球) 형상보다도 미리 오목해진 형상으로 되어 있으므로, 구형 시트(8a) 내의 가공 정밀도가 떨어지는 부분과 구체부의 미끄럼 이동을 피할 수 있고, 마찰에 의한 볼 조인트부(13)의 열화를 저감시킬 수 있다.

[제2 실시 형태]

이하, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 복수의 실시예에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 상기한 제1 실시 형태 및 이하의 각 실시예의 도면에 있어서의 동일 부호는 동일물 또는 상당물을 나타내고, 특히 설명한 부분을 제외하고 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

(제1 실시예)

우선, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 제1 실시예를 도17 내지 도22를 이용하여 설명한다.

본 실시예의 왕복식 밀폐형 압축기의 전체 구성에 대해 도17 및 도18을 참조하면서 설명한다. 도17은 본 발명의 제1 실시예의 왕복식 밀폐형 압축기의 종단면도, 도18은 도17의 압축 기구부의 일부를 도시하는 단면 평면도이다. 본 실시예의 왕복식 밀폐형 압축기는 냉동 냉장고에 이용되는 것이지만, 전술한 바와 같이 냉장ㆍ냉동 장치에 적용할 수 있다.

밀폐 용기(1)의 내부에 회전자(2a) 및 고정자(2b)를 구비한 전동기(2), 압축 기구부(3)가 설치되어 있다. 프레임(4)은 전동기(2)나 압축 기구부(3)를 밀폐 용기(1) 내에서 지지하는 것이다. 크랭크 샤프트(5)는 전동기(2)의 회전자(2a)를 고정하여 프레임(4)에 지지되어 있다. 크랭크 샤프트(5)의 상단부에는 편심부가 되는 크랭크축(6)이 설치되어 있다. 크랭크축(6)과 피스톤(8) 사이를 연결하는 볼 조인트부(13)는 실린더(7)에 따라서 피스톤(8)을 왕복 구동시키기 위해 설치되고, 피스톤(8)의 구형 시트(8a)와 커넥팅 로드(9)의 구체부(11)에 의해 구성된다. 구형 시트(8a)는 크랭크 샤프트측으로 개방되는 구면부에서 형성되어 있다. 커넥팅 로드(9)는 연접 막대인 로드부(10)와, 로드부(10)의 일단부에 고정 접촉한 구체부(11)와, 로드부(10)의 타단부에 고정 접촉한 링부(12)를 구비한다. 링부(12)는 크랭크축(6)에 미끄럼 이동 가능하게 끼워 맞추어져 있다. 또한, 커넥팅 로드(9)에는 오일 공급 구멍(18)이 형성되어 있다. 이 오일 공급 구멍(18)은 구체부(11), 로드부(10) 및 링부(12)를 관통하여 형성되고, 크랭크축(6)에 형성된 오일 공급 구멍(6a)에 연통되어 있다.

전술한 바와 같이, 냉동 사이클에 이용되는 밀폐형 압축기는 밀폐 용기(1) 내에 전동기(2)와 압축 기구부(3)가 수납되어 있다. 이 압축 기구부(3)는 프레임(4)에 축지지된 크랭크 샤프트(5)의 상단부측에 배치되어 편심 회전하는 크랭크축(6)과, 실린더(7) 내를 왕복 미끄럼 이동하는 피스톤(8)과, 크랭크축(6)에 연접하 는 링(12)과 피스톤(8)에 연접하는 구체부(11)를 로드부(10)에서 일체로 고정 접촉한 커넥팅 로드(9)로 구성되어 있다. 그리고, 커넥팅 로드(9)와 피스톤(8)은 구체부(11)와 피스톤(8)의 구형 시트(8a)를 조합한 볼 조인트부(13)에 의해 연접되어 있다.

피스톤(8)은 프레임(4) 상에 설치된 실린더(7) 속에 왕복 가능하게 설치되어 있다. 피스톤(8)의 구형 시트(8a)에는 구체부(11)를 거쳐서 커넥팅 로드(9)가 요동 가능하게 부착되어 있다. 커넥팅 로드(9)의 링부(12)는 크랭크 샤프트(5)의 크랭크축(6)에 베어링을 거쳐서 회전 가능하게 부착되어 있다. 밀폐 용기(1) 내에 스프링(2c)을 거쳐서 부착되어 있는 고정자(2b)와 회전자(2a)로 이루어지는 전동기(2)의 회전력은 크랭크 샤프트(5)에 전해지고, 그 크랭크축(6)에 의해 커넥팅 로드(9)를 거쳐서 피스톤(8)을 실린더(7) 내에서 왕복 운동시킨다. 실린더(7)에는 밸브 플레이트(3a)를 거쳐서 실린더 헤드(3b)가 부착되어 있고, 피스톤(8)의 왕복 동작에 동기하여 밸브(도시하지 않음)가 개폐됨으로써 밀폐 용기(1) 외부로부터 유도된 유체를 압축한다.

피스톤(8)과 실린더(7) 사이나, 커넥팅 로드(9)와 크랭크축(6)과의 사이나, 크랭크 샤프트(5)와 프레임(4)의 베어링부와의 사이나, 구형 시트(8a)와 구체부(11) 사이 등의 미끄럼 이동 부위는, 압축기의 운전 시에는 밀폐 용기(1) 내에 고여 있는 윤활유(도시하지 않음)에 의해 윤활된다. 윤활유는 크랭크 샤프트(5)의 내부에 축 전체 길이에 걸쳐서 연통하도록 형성된 오일 공급 구멍(6a)을 거쳐서 밀폐 용기(1)의 하부로부터 퍼 올려지고, 미끄럼 이동 부위에 공급되는 방법이 채용 되고 있다. 윤활유의 퍼 올리기에는 강제적으로 트로코이드 펌프를 추가하는 방법이나, 크랭크 샤프트(5)의 회전력을 원심 펌프로서 작용시켜 오일 공급하는 방법 등이 있다. 본 실시예에서는 원심 펌프가 이용되고 있다.

다음에, 본 실시예의 볼 조인트부(13)를 구성하는 피스톤(8) 및 커넥팅 로드(9)의 구체적 구조에 대해 관해서 도19 및 도20을 참조하면서 설명한다. 도19는 도18에 이용되는 피스톤(8)의 중앙 단면도, 도20은 도18에 이용되는 커넥팅 로드(9)의 평면도이다.

도19에 도시한 바와 같이, 피스톤(8)의 구형 시트(8a)의 깊이측의 중앙부에는 구형 시트(8a)를 가공할 때에 필요한 오목부(20')가 마련되어 있다. 이 오목부(20')는 구형 시트(8a)를 가공하는 공구의 이스케이프부를 구성하는 것이다. 구형 시트(8a)의 입구측에는 개구부(8b)가 제공되어 있다. 또한, 구형 시트(8a)의 입구측에는 구체부(11)를 삽입하는 삽입구가 되는 삽입 홈(8d)이 마련되어 있다. 삽입 홈(8d)은 그 바닥부가 구형 시트(8a)의 최대 외경의 위치까지 연장되고, 피스톤(8)의 중심선에 대해 좌우 대칭으로 마련되어 있다. 도20에 도시한 바와 같이, 커넥팅 로드(9)의 구체부(11)는 구형으로부터 상하 방향의 임의의 범위가 제거된 평면 커트부(11a)를 갖는다. 이 평면 커트부(11a)는 링부(12)의 단부면 상하와 평행하게, 즉 상하면 평행하게 형성되어 있다.

피스톤(8)의 삽입 홈(8d)과 구체부(11)의 평면 커트부(11a)의 위치를 맞추어 구체부(11)를 삽입 홈(8d)을 통해 삽입한 후, 피스톤(8)과 커넥팅 로드(9)를 대략 직각만큼 회전시킨다. 이에 의해, 구체부(11)는 그 직경보다 작은 개구부(8b)와의 연접으로 빠지지 않고 볼 조인트부(13)가 완성된다.

또한, 제2 실시 형태로서 나타낸 상술한 각 구성에 대해서는 제1 실시 형태에 있어서의 상당 부분의 구성과 마찬가지라도 좋다. 또한, 제1 실시 형태의 구성도 상술한 제1 실시 형태로서 도시한 구성으로 한정되는 것은 아니고, 제2 실시 형태로서 나타낸 상술한 각 구성[특히 피스톤(8) 형상 등]을 이용해도 전혀 문제없다.

다음에, 본 실시예의 볼 조인트부(13)의 미끄럼 이동 부위의 접촉 응력을 작게 할 수 있는 구조 및 제조 방법에 관해서 도21 내지 도23을 참조하면서 설명한다. 도21은 도18에 이용되는 볼 조인트부(13)의 단면 평면도, 도22는 도21의 A부 확대도, 도23은 도21의 확대면부(8a2)의 제작 방법을 도시하는 도면이다.

구형 시트(8a)는, 도21에 도시한 바와 같이 깊이측의 오목부(20')와 입구측의 개구부(8b) 사이에 배치되어 내측 구면부(8a1)와 확대면부(8a2)로 구성되어 있다. 내측 구면부(8a1)는 구형 시트(8a)의 주요한 수압면을 형성하는 부분으로, 도22에 도시한 바와 같이 직경(D)의 구면으로 구성되어 있다. 확대면부(8a2)는 구형 시트(8a)의 깊이측 부분에 내측 구면부(8a1)보다 약간 확대되도록 형성되어 있다. 이 확대면부(8a2)는 내측 구면부(8a1)의 원호면으로부터 접선 방향에 오목부(20')측으로(중심부측으로) 연장되는 테이퍼면을 갖고 있다. 본 실시예에서는 이 테이퍼면이 확대면부(8a2)의 전체를 이루고 있다. 따라서, 오목부(20')의 외측에 전체 둘레에 걸쳐서 확대면이 형성되게 된다. 한편, 구체부(11)의 외측 구면부(11b)는 직경(d)의 구면으로 구성되어 있다. 구체부(11)의 외측 구면부(11b)는 구형 시트 (8a)의 내측 구면부(8a1)와의 사이에 종래와 마찬가지로 간극(e)이 형성되는 동시에, 구형 시트(8a)의 확대면부(8a2)와의 사이에 걸리는 간극(e)으로부터 서서히 커지는 간극이 형성된다.

깊이측의 오목부(20')와 입구측의 개구부(8b) 사이에 내측 구면부(8a1)를 가공한 후에, 도23에 도시한 바와 같이, 가공구(40)의 회전 축심을 피스톤(8)의 축심에 대해 경사시켜 피스톤(8) 및 가공구(40)를 다른 속도로 함께 회전시킨 상태에서 가공구(40)를 내측 구면부(8a1)의 깊이측으로 압박하여 구형 시트(8a)의 깊이측 부분에 내측 구면부(8a1)보다 확대되는 확대면부(8a2)를 형성한다. 가공구(40)의 외형면은 구형 시트(8a)의 최종 형상과 동일한 형상을 이루고 있다. 이렇게 하여 간단하게 피스톤(8)의 구형 시트(8a)를 제작할 수 있다. 또한, 도23에 있어서의 점선은 내측 구면부(8a1)의 가상 원호부를 나타내는 것이다.

본 실시예에서는 구형 시트(8a)의 내측 구면부(8a1)와 구체부(11)의 외측 구면부(11b) 사이에 간극(e)을 갖고 있으므로, 이 간극(e)에 윤활유를 공급하여 구형 시트(8a)와 구체부(11)를 원활하게 미끄럼 이동시킬 수 있다. 또한, 압축 운전의 압축 공정 시에 구체부(11)가 간극(e)의 깊이측으로 이동되어 구형 시트(8a)의 깊이측으로 강하게 압박되어도 구형 시트(8a)의 깊이측 부분에 내측 구면부(8a1)보다 확대되는 확대면부(8a2)를 형성하고 있으므로, 오목부(20')의 모서리부에 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 구형 시트(8a)와 구체부(11)의 접촉 응력을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 미끄럼 이동면의 내마모성을 향상시킬 수 있어, 신뢰성이 우수한 왕복식 밀폐형 압축기를 얻을 수 있다. 또는, 확대면부(8a2)에 내측 구면부(8a1) 의 원호면으로부터 접선 방향으로 확대되는 테이퍼면을 설치하고 있으므로, 확대면부(8a2)에 있어서의 접촉 방향의 집중을 구체부(11)가 요동 운동해도 보다 확실하게 방지할 수 있고, 한층 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.

(제2 실시예)

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 제2 실시예에 대해 도24 및 도25를 이용하여 설명한다. 도24는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 제2 실시예의 왕복식 밀폐형 압축기의 볼 조인트부(14)의 단면도, 도25는 도24의 커넥팅 로드(9)의 구체부(11)의 단면도이다. 본 제2 실시예는 다음에 서술하는 점에서 제1 실시예와 다른 것이고, 그 밖의 점에 대해서는 제1 실시예와 기본적으로는 동일하다.

본 제2 실시예에서는, 커넥팅 로드(9)의 구체부(11)는 그 선단부측 부분에 외측 구면부(11b)보다 축소되는 축소면부(11b1)를 형성하는 동시에, 피스톤(8)의 구형 시트(8a)는 확대면부를 갖지 않는 내측 구면부(8a1)로 형성하고 있다. 본 제2 실시예에 있어서도 압축 운전의 압축 공정 시에 구체부(11)가 간극(e)의 깊이측으로 이동되어 구형 시트(8a)의 깊이측으로 강하게 압박되어도 오목부(20')의 모서리부에 선접촉하는 것을 방지할 수 있고, 구형 시트(8a)와 구체부(11)의 접촉 응력을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 제2 실시예의 축소면부(11b1)는 전체가 외측 구면부(11b)보다 큰 곡률로 형성되는 동시에, 외측 구면부(11b)로의 연속부가 외측 구면부(11b)보다 작은 곡률로 형성되어 있다. 이 연속부는 외측 구면부(11b)의 원호면에 접선이 되도록 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 확대면부(8a2)에 있어서의 접촉 응력의 집중을 구체부(11)가 요동 운동해도 보다 확실하게 방지할 수 있어, 한층 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.

본 발명에 따르면, 윤활유를 오일 공급 구멍을 통해 오일 포켓에 직접 공급하여 커넥팅 로드측의 구체부와 피스톤측의 구형 시트 사이의 미끄럼 이동부를 오일 포켓 내의 윤활유로 윤활시킬 수 있고, 미끄럼 이동부가 오일막 끊김에 의해 소결되는 것을 방지할 수 있으므로, 신뢰성이 우수한 밀폐형 압축기를 얻을 수 있는 것이다. 또한, 이러한 미끄럼 이동부로의 윤활유의 공급에 특별한 부재를 필요로 하지 않으므로, 원가적으로도 유리한 구조이고, 효율이 좋은 밀폐형 압축기를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 제1 구성예에 따르면, 구형 시트에 마련한 오목부에 의해 오일 포켓을 구성한 것이므로, 오일 포켓을 간단하게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 제2 구성예에 따르면, 오일 포켓의 개구를 제2 오일 공급 구멍의 구멍 직경보다 크게 한 것이므로, 피스톤측의 구형 시트 내를 커넥팅 로드측의 구체부가 미끄럼 이동할 때, 오일 포켓 내의 윤활유와 접촉하는 면이 확대되게 되고, 미끄럼 이동부로의 윤활유 주위가 한층 향상되는 것이다.

또한, 본 발명의 바람직한 제3 구성예에 따르면, 구형 시트와 구체부 사이에 설치한 오일 포켓을 제1 오일 포켓으로 하고, 크랭크축 혹은 링부 중 어느 하나를 이용하여 제2 오일 포켓을, 제1 오일 공급 구멍을 포함하도록 형성한 것이므로, 크랭크축 1회전에 1회 연통하는 제2 오일 공급 구멍으로의 윤활유의 공급이 행해질 때에 제2 오일 포켓으로부터 제2 오일 공급 구멍을 통해 제1 오일 포켓으로 충분한 윤활유를 공급할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 바람직한 제4 구성예에 따르면, 제2 오일 포켓을 크랭크축의 두께 내에서 형성한 것이므로, 크랭크축에 마련하는 제1 오일 공급 구멍 가공 시에 제2 오일 포켓도 동시 가공 등을 할 수 있으므로 생산성이 좋고, 또한 특별한 부품을 이용하지 않으므로 원가적으로도 유리한 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 제5 구성예에 따르면, 구형 시트 내를 미끄럼 이동하는 구체부의 외표면에 오일 포켓에 연통하는 오일 공급 홈을 마련한 것이므로, 구형 시트와 구체부의 미끄럼 이동부에 오일 공급 홈을 거쳐서 윤활유가 공급되기 때문에, 오일막 끊김을 한층 확실하게 방지할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 바람직한 제6 구성예에 따르면, 피스톤 및 커넥팅 로드의 운동에 수반하여 오일 공급 홈이 오일 포켓과 구형 시트 외부를 간헐적으로 연통되도록 구성한 것이므로, 오일 포켓에 저유된 윤활유를 조금씩 외부로 배출하여 신선한 윤활유와 교체할 수 있고, 이 점으로부터도 미끄럼 이동 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 바람직한 제7 구성예에 따르면, 오일 공급 홈과 오일 포켓을 피스톤의 가스 흡입 공정에서 연통하고, 가스 압축 공정에서 그 연통이 해제되는 위치 관계로 한 것이므로, 부하가 걸리는 압축 공정 시에 구형 시트와 구체부의 미끄럼 이동부에 윤활유를 공급할 수 있으므로, 볼 조인트부의 윤활유를 교체하기 쉽고 빠지기 어려운 구조로 할 수 있어, 신뢰성을 대폭으로 향상시킬 수 있는 것이 다.

또한, 본 발명의 바람직한 제8 구성예에 따르면, 구체 절삭 공구의 중심부에 의해 가공되는 피스톤측 구형 시트의 구면부에 커넥팅 로드의 구체부가 미끄럼 이동할 때, 접촉하지 않도록 구형 시트에 오목형 오일 포켓을 형성한 것이므로, 구형 시트와 구체부의 미끄럼 이동에 의해 구형 시트 혹은 구체부가 손상되지 않은 것이다.

또한, 본 발명의 제2 내지 제4 형태에 나타내는 구성에 따르면, 피스톤의 구형 시트와 커넥팅 로드의 구체부와의 접촉 응력을 저감시킬 수 있고, 신뢰성이 우수한 밀폐형 압축기 및 그 제조 방법 및 냉장ㆍ냉동 장치를 제공할 수 있다.

Claims (17)

1. 모터로부터의 회전력을 전달하는 크랭크축과,

   크랭크축측에 구면부를 갖는 구형 시트를 구비한 피스톤과,

   일단부에 상기 구형 시트에 접속하는 구체부와 타단부에 상기 크랭크축에 끼워 맞추는 링부와 상기 링부와 상기 구체부를 연결하는 로드부를 갖는 커넥팅 로드와,

   밀폐 용기 내에 저유되는 윤활유를 갖고,

   상기 크랭크축을 통해 상기 윤활유를 공급하도록 한 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 크랭크축에 제1 오일 공급 구멍을 마련하고,

   상기 커넥팅 로드에 상기 제1 오일 공급 구멍으로부터 나온 윤활유를 상기 구형 시트에 공급하는 제2 오일 공급 구멍을 마련하고,

   상기 구형 시트와 상기 구체부 사이에 상기 제2 오일 공급 구멍으로부터 나온 윤활유를 일시 모아두는 오일 포켓을 설치하고,

   상기 구형 시트에 마련한 오목부에 의해 상기 오일 포켓을 구성하고,

   상기 오일 포켓의 개구를 상기 제2 오일 공급 구멍의 구멍 직경보다 크게 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 구형 시트와 상기 구체부 사이에 설치한 오일 포켓을 제1 오일 포켓으로 하고, 상기 크랭크축 혹은 상기 링부 중 어느 하나를 이용하여 제2 오일 포켓을 상기 제1 오일 공급 구멍을 포함하도록 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 오일 포켓을 상기 크랭크축의 두께 내에서 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
6. 제1항에 있어서, 상기 구형 시트 내를 미끄럼 이동하는 상기 구체부의 외표면에 상기 오일 포켓에 연통하는 오일 공급 홈을 마련한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
7. 제6항에 있어서, 상기 피스톤 및 상기 커넥팅 로드의 운동에 수반하여 상기 오일 공급 홈이 상기 오일 포켓과 상기 구형 시트 외부를 간헐적으로 연통되도록 구성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 오일 공급 홈과 상기 오일 포켓을 상기 피 스톤의 가스 흡입 공정에서 연통하고, 가스 압축 공정에서 그 연통이 해제되는 위치 관계로 한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
9. 제1항에 있어서, 구체 절삭 공구의 중심부에 의해 가공되는 피스톤측 구형 시트의 구면부에 커넥팅 로드의 구체부가 미끄럼 이동할 때, 접촉하지 않도록 구형 시트에 오목 형상 오일 포켓을 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
10. 전동기의 회전력을 전달하는 크랭크 샤프트와,

    실린더 내를 왕복 운동하도록 배치되는 동시에, 크랭크 샤프트측에 내측 구면부를 갖는 구형 시트를 구비한 피스톤과,

    상기 구형 시트의 내측 구면부의 직경보다 작은 직경의 외측 구면부를 갖고 상기 구형 시트에 접속되는 구체부를 일단부에 구비하는 동시에, 상기 크랭크 샤프트에 끼워 맞추어지는 링부를 타단부에 구비하는 커넥팅 로드를 갖는 밀폐형 압축기에 있어서,

    상기 구형 시트의 깊이측 부분에 상기 내측 구면부보다 확대되는 확대면부를 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
11. 제10항에 있어서, 상기 구형 시트의 깊이측 중심부에 내측 구면부 가공구를 이스케이프하기 위한 오목부를 구비하고, 상기 확대면부를 상기 오목부의 외측에 전체 둘레에 걸쳐서 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 확대면부에 상기 내측 구면부의 원호면보다 접선 방향으로 확대되는 테이퍼면을 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
13. 전동기의 회전력을 전달하는 크랭크 샤프트와,

    실린더 내를 왕복 운동하도록 배치되어 크랭크 샤프트측에 내측 구면부를 갖는 구형 시트를 구비한 피스톤과,

    상기 구형 시트의 내측 구면부의 직경보다 작은 직경의 외측 구면부를 갖고 상기 구형 시트에 접속되는 구체부를 일단부에 구비하는 동시에, 상기 크랭크 샤프트에 끼워 맞추어지는 링부를 타단부에 구비하는 커넥팅 로드를 갖는 밀폐형 압축기에 있어서,

    상기 구체부의 선단부측 부분에 상기 외측 구면부보다 축소되는 축소면부를 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
14. 제13항에 있어서, 상기 구형 시트의 깊이측 중심부에 내측 구면부 가공구를 이스케이프하기 위한 오목부를 구비하고, 상기 축소면부를 상기 오목부 및 그 외측의 부분에 대면하는 위치에 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 축소면부를 상기 외측 구면부의 곡률보다 작은 곡률의 구면을 거쳐서 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 밀폐형 압축기를 이용한 것을 특징으로 하는 냉장ㆍ냉동 장치.
17. 전동기의 회전력을 전달하는 크랭크 샤프트와, 크랭크 샤프트측에 내측 구면부를 갖는 구형 시트를 구비한 피스톤과, 상기 구형 시트의 내측 구면부의 직경보다 작은 직경의 외측 구면부를 구비하는 커넥팅 로드를 갖는 밀폐형 압축기의 제조 방법에 있어서,

    상기 피스톤에 상기 내측 구면부와 그 내측 구면부의 깊이측의 오목부를 가공한 후에 상기 피스톤 및 가공구를 함께 회전시킨 상태에서 상기 가공구의 상기 내측 구면부의 깊이측으로 압박하여 상기 구형 시트의 깊이측 부분에 상기 내측 구면부보다 확대되는 확대면부를 형성하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 제조 방법.

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