KR930006498B1

KR930006498B1 - Crank shaft

Info

Publication number: KR930006498B1
Application number: KR1019890001850A
Authority: KR
Inventors: 히사노리 혼마; 요시꾸니 와따나베
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 아오이 죠이찌
Priority date: 1988-02-19
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1993-07-16
Also published as: KR890013368A; JP2835046B2; JPH01210610A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Crankshaft

제1a도는 주축부재를 도시한 종단면도.Figure 1a is a longitudinal sectional view showing the main shaft member.

제1b도는 크랭크 부재를 도시한 종단면도.1B is a longitudinal sectional view of the crank member.

제2도는 주축부재와 크랭크축 부재를 결합시킨후의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view after coupling the main shaft member and the crankshaft member.

제3도는 압축기구 및 지지 기구부가 있는 왕복형 압축기의 종단면도.3 is a longitudinal sectional view of a reciprocating compressor having a compression mechanism and a support mechanism.

제4도는 지지기구부를 확대해서 도시한 종단면도.4 is an enlarged longitudinal sectional view of the support mechanism.

제5도는 일반적인 왕복형 압축기를 도시한 종단면도.5 is a longitudinal sectional view of a typical reciprocating compressor.

제6도는 종래의 크랭크축의 종단면도이다.6 is a longitudinal sectional view of a conventional crankshaft.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 주축부재 12 : 주축 플랜지부11: spindle member 12: spindle flange

13 : 연통구멍 15 : 크랭크축 부재13: communication hole 15: crankshaft member

16 : 크랭크축 플랜지부 20 : 환상돌기16: crankshaft flange portion 20: annular projection

22 : 유체흐름 통로22: fluid flow passage

본 발명은 예를들어 왕복형 압축기등에 사용되는 크랭크 축에 관한 것이다.The present invention relates to a crankshaft for example used in a reciprocating compressor or the like.

일반적으로 제5도에 도시한바와 같은 왕복형 압축기(1)에는 전동요소(2)를 회전시켜 피스톤(3)을 왕복운동시키는 크랭크축(4)이 사용되고 있다.In general, a crank shaft 4 is used for the reciprocating compressor 1 as shown in FIG. 5 to rotate the electric element 2 to reciprocate the piston 3.

이 크랭크족은 전동요소(2)에 지지되는 주축부(5)와 이 주축부(5)의 축심에 대해 편십되어진 크랭크축부(6)를 일체로 성형 주조해 이루어지며 내부 및 외부에는 제6도에 도시된 바와같이 윤활유(7)의 흐름도(8)가 설치되어 있다.This crank group is formed by integrally molding and casting the main shaft portion 5 supported by the transmission element 2 and the crank shaft portion 6 eccentric with respect to the shaft center of the main shaft portion 5. As shown in the drawing, a flow chart 8 of the lubricating oil 7 is provided.

그리고 전술한 윤활유(7)는 크랭크축(4)의 회전에 의해 발생되는 원심력을 이용해서 이 흐름 유통로(8)를 통해 상승되어 베어링(90등에 있는 섭동개소의 윤활을 행한다.The lubricating oil 7 described above is lifted through this flow channel 8 using centrifugal force generated by the rotation of the crankshaft 4 to lubricate the perturbation points in the bearings 90 and the like.

그런데, 이와같은 종래의 크랭크축(4)에서는 피스톤(3)이 필요로 하는 매 행정마다 전술한 크랭크축부(6)의 편심량을 설정하고 있었으나 행정이 다른 다수개의 압축기를 생산하는 경우에는 각각의 압축기에 대응된 편심량이 각 크랭크축(4)을 성향해야만 했다.By the way, in the conventional crankshaft 4, although the above-mentioned eccentric amount of the crankshaft part 6 was set for every stroke | stroke which the piston 3 requires, each compressor produces a plurality of compressors from which a stroke differs. The amount of eccentricity corresponding to must have inclined each crankshaft 4.

따라서 종래의 크랭크축(4)은 다품종 소량생산을 할수밖에 없어 생산비용이 높았다.Therefore, the conventional crankshaft 4 has a high production cost because it can only produce small quantities of various kinds.

또한 주조 성형된 크랭크축(4)은 외경의 마무리 가공이나 기름구멍 가공등의 절삭가공 등소위 뒷가공을 할 필요가 있다. 그러나 이러한 뒷가공에는 적지않은 손질이필요했고 또 절삭으로 발생되느 칩은 바로 재료의 손실을 의미하는 것이었다.In addition, the cast-molded crankshaft 4 needs to perform so-called back processing, such as cutting of an outer diameter, cutting of oil holes, and the like. However, this post-processing required a lot of care, and the chips generated by cutting meant loss of material.

또한 칩을 제거하기 위해서는 완성품에 대한 세정을 해야하는 등의 잔손질이 많았다. 전술한 바와같이 종래의 크랭크축은 주조성형된 것이며 또한 용도에 따라 편심량을 설정할 필요가 있었다. 따라서 가공등에 요하는 수고가 많아 대량생산이 어려워 생산 비용이 높았다.In addition, in order to remove the chip, there was a lot of residual damage such as cleaning the finished product. As described above, the conventional crankshaft is cast molded and it is necessary to set the amount of eccentricity according to the use. Therefore, the labor required for processing was high, and mass production was difficult, resulting in high production costs.

본 발명의 목적은 가공에 요하는 수고를 덜고 또한 대량 생산이 가능하도록 해서 생산비용의 절약을 꾀하고 성형이 용이한 크랭크 축을 제공하는데에 있다.An object of the present invention is to provide a crankshaft that is easy to mold and saves production costs by reducing the labor required for processing and enabling mass production.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 또한 중앙이 비어있고 각각의 한쪽끝에 축심을 중심으로 하는 프랜지부가 설치되어 있으며 단조 성형에 의한 주축부재 및 크랭크 축 부재로 이루어지고 주축 프랜지부에 그 중심이 축심에 대해 편향함과 아울러 그 내경이 전술한 부재의 내경보다도 작게 주축부재의 내부에 연통하는 연통 구멍을 설치하며 또한 전술한 크랭크 축 프랜지부의 외부표면에 중심을 대략 일치시켜 링 모양의 환상 돌기를 설치해 전술한 주축부재와 크랭크축 부재를 전술한 링 모양의 환상 돌기를 통해 결합시키며 또한 전술한 연통 구멍을 통해 전술한 주축부재의 내부와 크랭크축부재의 내부가 연통해서 유체 흐름 통로를 형성하도록 구성되어 있다.In order to achieve the above object, the present invention also provides a flange part centered on the shaft center, each of which has an empty center and consists of a main shaft member and a crank shaft member by forging molding, and its center is centered on the main shaft flange portion. And a communication hole communicating with the inside of the main shaft member, the inner diameter of which is smaller than the inner diameter of the member described above, and the ring-shaped annular projection is provided by roughly centering the center on the outer surface of the crank shaft flange portion described above. The above-mentioned main shaft member and the crankshaft member are coupled to each other through the ring-shaped annular projection described above, and the inside of the above-mentioned main shaft member and the crankshaft member communicate with each other through the above-mentioned communication hole to form a fluid flow passage. have.

이렇게 함으로써 본 발명은 부품을 공통화 하고 또한 성형을 용이하게 하여 가공 수고를 덜고 나아가서 생산비용의 절감을 꾀할 수 있다. 이하 본 발명의 한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.In this way, the present invention can make the parts common and facilitate the molding, thereby reducing the processing effort and further reducing the production cost. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제1a, b도 및 제2도는 본 바령의 한실시예를 도시한 것으로서 제1a도에 도시한 것은 주축부재(11)이다. 이 주축 부재(11)는 냉간단조로 성형 가공된, 내부의 중앙이 빈 대롱 모양체이며 한쪽단부에는 도면중 일점 쇄선으로 나타낸 축심(c)를 중심으로 하는 원판형의 주축 플랜지부(12)가 설치되어 있다. 그리고 이 주축 플랜지부(12)는 주축부재(11)의 단부를 막도록 설치되어져 있다.1a, b and 2 show an embodiment of this command, and the main shaft member 11 is shown in FIG. 1a. The spindle member 11 is formed by cold forging, and has an empty center-shaped hollow body, and at one end thereof is provided a disk-shaped spindle shaft portion 12 centered on the shaft center c indicated by a dashed-dotted line in the figure. It is. And this spindle flange part 12 is provided so that the edge part of the spindle member 11 may be blocked.

또한 이 주축 플랜지부(2)에는 두께 방향으로 관통하는 연통구멍(13)이 설치되어 있다. 이 연통 구멍(13)의 내경(d)은 주축 부재(11)의 내경(D)보다 작고 또한 연통 구멍(13)은 주축 플랜지부(12)의 외부표면(14)과 주축 부재(11)의 내부쪽으로 개방되어 있다.In addition, the spindle flange 2 is provided with a communication hole 13 penetrating in the thickness direction. The inner diameter d of the communication hole 13 is smaller than the inner diameter D of the spindle member 11, and the communication hole 13 is formed of the outer surface 14 of the spindle flange portion 12 and the spindle member 11. It is open to the inside.

그리고 이 연통 구멍(13)은 전술한 축심(C)에 대해 그 중심선에 도면이 "e"로 표시된 만큼 편심 되어있다. 또한 제1b도에 도시한 것은 전술한 주축 부재(11)와 같이 냉간단조에 의해 성형 가공된 속이빈 대롱 모양체로 이루어진 크랭크축 부재(15)이며 이 크랭크축 부재(15)의 한쪽단부에는 크랭크 축 플랜지부(16)가 부착되어 있다.And this communication hole 13 is eccentrically with respect to the above-mentioned axial center C as much as the figure shows "e" in the center line. Also shown in FIG. 1B is a crankshaft member 15 which is formed of a hollow ball-shaped body formed by cold forging like the aforementioned main shaft member 11, and one crank shaft member 15 has a crank shaft. The flange portion 16 is attached.

이 크랭크축 플랜지부(16)는 크랭크축 부재(15)의 내부와 연통되어 개방되어 있으며 또한 개방부(17)가 설치된 외부표면(18)에는 그 중심선을 전술한 크랭크축 플랜지부(16)의 중심(19)과 일치시켜 링모양의 환상돌기(20)가 설치되어 있다.The crankshaft flange portion 16 is open in communication with the inside of the crankshaft member 15, and the center surface of the crankshaft flange portion 16 described above on the outer surface 18 on which the opening portion 17 is provided. A ring-shaped annular projection 20 is provided in line with the center 19.

여기서 전술한 개방부(17)는 이 링형상의 환상 돌기(20)내에 대략 동심에 설치되어 있다. 그리고 이들 주축 부재(11)와 크랭크축 부재(15)는 제2도에 도시된 바와같이 양 플랜지부(12)(16)의 외부표면(14)(18)을 밀착시킴과 함께 전술한 연통구멍(13)의 외부표면(14)쪽의 개방부(13a)를 크랭크축 부재(15)의 전술한 개방부(17)의 원내에 위치시킨 형태로 전술한 링형상의 환상돌기(20)에 저항 용접되어 있다.The opening part 17 mentioned above is provided in this ring-shaped annular projection 20 substantially concentrically. These spindle members 11 and the crankshaft member 15 are in close contact with the outer surfaces 14 and 18 of both flange portions 12 and 16 as shown in FIG. The ring-shaped annular projection 20 described above is formed in such a manner that the opening portion 13a on the outer surface 14 side of the (13) is positioned in the circle of the opening portion 17 described above of the crankshaft member 15. Welded

이처럼 주축부재(11)와 크랭크축 부재(15)를 결합해서 크랭크축(21)을 형성한다. 그리고 주축 부재(11)의 내부와 연통구멍(13) 및 크랭크출부재(15)의 내부가 연통되어 크랭크축(21)의 내부를 관통하는 유체 흐름통로(22)가 형성된다. 이 유체 흐름 통로(22)는 크랭크축(21)의 회전시에 주로 윤활유가 상승되어 유통하는 곳이다.As such, the crankshaft 21 is formed by combining the main shaft member 11 and the crankshaft member 15. In addition, the inside of the main shaft member 11 and the communication hole 13 and the inside of the crank output member 15 communicate with each other to form a fluid flow passage 22 penetrating the inside of the crank shaft 21. This fluid flow passage 22 is a place where the lubricating oil is raised and circulated mainly at the time of rotation of the crankshaft 21.

또한 주축 부재(11)의 크랭크축 부재(15)는 전술한 링 형상의 환상돌기(20)가 주축 플랜지부(12)의 외부표면(14)의 전 둘레에 걸쳐 접하는 범위에서 임의로 편심량(f)을 설정할 수 있다.In addition, the crankshaft member 15 of the spindle member 11 is arbitrarily eccentric (f) in the range where the above-mentioned ring-shaped annular projection 20 abuts over the entire circumference of the outer surface 14 of the spindle flange 12. Can be set.

그리고 이 크랭크축(21)은 예를들면 제3도에 도시된 바와같이 왕복 압축기(31)에 조립부착될 수 있다. 즉 이 왕복 압축기(31)는 압축 기구부와 이 압축 기구부를 케이스 내에서 지지하는 지지기구부(32)를 케이스내에 가지고 있으며 본 실시예에 따른 크랭크 축(21)은 압축 기구부를 구성한 것이다.And this crankshaft 21 can be assembled to the reciprocating compressor 31, for example, as shown in FIG. That is, this reciprocating compressor 31 has a compression mechanism part and the support mechanism part 32 which supports this compression mechanism part in a case, and the crankshaft 21 which concerns on this embodiment comprises a compression mechanism part.

그리고 크랭크축(21) 회전자(33)와 고정자(34)로 구성되는 전동요소에 의해 회전된다. 또한 크랭크축(21)의 크랭크 축부재(15)에는 로드를 통해 피스톤(34')이 연결되어 있으며 크랭크축(21)이 회전함에 다라 피스톤(34')이 실린더 (35)내를 섭동한다.And it is rotated by the transmission element consisting of the crankshaft 21, the rotor 33 and the stator 34. Further, a piston 34 'is connected to the crankshaft member 15 of the crankshaft 21 through a rod, and the piston 34' perturbs the inside of the cylinder 35 as the crankshaft 21 rotates.

그리고 이들 크랭크축(21), 실린더(35), 전동요소(회전자,고정자)(33)(34)는 프레임(36)에 의해 케이스 내에 조립부착 되어져 있다. 또한 크랭크축(21)은 베어링(37)을 통해 프레임(36)에 부착되어져 있다. 이와 같이 해서 압축 기구부가 구성되어져 있다.The crankshaft 21, the cylinder 35, and the transmission elements (rotor and stator) 33 and 34 are assembled into the case by the frame 36. As shown in FIG. In addition, the crankshaft 21 is attached to the frame 36 via the bearing 37. Thus, the compression mechanism part is comprised.

그리고 전술한 베어링(37)등의 섭동 장소는 케이스내의 바닥부의 윤활유(22a)에 의해 윤활된다. 즉 크랭크축(21)의 회전에 의해 전술한 윤활유(22a)가 유체 흐름 통로(22)를 통해 상승되어 베어링(37)등의 섭동장소를 윤활한뒤 크랭크축(21)의 상단으로부터 케이스 내로 분출된다.And the perturbation place of the bearing 37 mentioned above is lubricated by the lubricating oil 22a of the bottom part in a case. That is, the above-mentioned lubricating oil 22a is raised through the fluid flow passage 22 by the rotation of the crankshaft 21 to lubricate a perturbation place such as a bearing 37 and ejected into the case from the top of the crankshaft 21. do.

또한 전술한 지지기구부(32)는 제4도와 같이 구성되어 있다. 즉 제4도에서 "38"은 고정자(34)를 프레임(36)에 연결하는 볼트이며, 이 볼트(38)의 머리부에는 한쪽단에 플랜지(39)를 가지며 이 플랜지(39)에서 돌출되어 다른쪽 단을 수평으로 자른 형상의 압축 기구부쪽의 스프링서포트(40)가 설치되어 있다.In addition, the above-mentioned support mechanism part 32 is comprised as FIG. That is, in FIG. 4, "38" is a bolt connecting the stator 34 to the frame 36, and the head of the bolt 38 has a flange 39 at one end and protrudes from the flange 39. The spring support 40 of the compression mechanism part side which cut | disconnected the other end horizontally is provided.

또한 "41"은 케이스에 돌출되게 설치되어 선단을 수평으로 자른 형상의 케이스측의 스피링서포트이다, 그리고, 양 스프링 서포트(40)(41)는 서로의 절단면(42)(43)이 대향하도록 배치되어 있으며, 양 스프링 서포트(40)(41)는 종단에서 나타낸 코일 스프링(44)의 양단에 삽입되어져 있다.In addition, "41" is the spring support of the case side of the shape which protruded in the case and cut | disconnected the front-end | tip horizontally, and both the spring support 40 and 41 are so that the cutting surface 42 and 43 mutually oppose each other. It is arrange | positioned, and the both spring support 40 and 41 are inserted in the both ends of the coil spring 44 shown by the terminal.

즉 이 코일스프링(44)은 그 양단을 압축 기구부쪽의 스프링 스포트(40)의 플랜지(39)와 케이스쪽의 스프링 서포트(40)의 플랜지(39)와 케이스쪽의 스프링 서포트(41)의 고정부 주변의 케이스내벽에 부착시켜 전술한 볼트(38) 및 압축 기구부를 케이스쪽의 스프링 서포트(41)로 부터 멀어지는 방향으로 힘을 가하고 있다.That is, the coil spring 44 has both ends of the flange 39 of the spring spot 40 on the compression mechanism side and the flange 39 of the spring support 40 on the case side and the spring support 41 on the case side. The bolt 38 and the compression mechanism part are attached to the inner wall of the case around the government, and a force is applied in a direction away from the spring support 41 on the case side.

그리고 이 코일 스프링의 안쪽에는 원통형의 완충재(45)가 케이스쪽의 스프링 서포트(41)의 절단면(43)상에 적재된 형태이며 또한 압축기구부쪽의 스프링 서포트(40)의 절단면(42)과의 사이에서 도면중에 "H"로 나타내는 만크므이 간격을 형성하여 배치되어져 있다.Inside the coil spring, a cylindrical shock absorbing material 45 is mounted on the cut surface 43 of the spring support 41 on the case side, and also with the cut surface 42 of the spring support 40 on the compression mechanism side. In the figure, Mankmei which is represented by "H" is arrange | positioned at intervals.

이 완 충재(45)는 프래스틱등이 비금속등으로 이루어진 것이다. 그리고 이같은 압축기(31)에 상하 진동이나 낙하등의 충격이 가해진 경우, 통상은 케이스 내벽에 부착된 스토퍼(6)나 프레임(36a)(36b) 및 전술한 지지기구부(32)에 의해 압축기구부가 케이스 내벽에 간섭되는 것을 방지하고 있다.This buffer 45 is made of a non-metallic plastic lamp. In the case where an impact such as vertical vibration or drop is applied to the compressor 31, the compression mechanism is usually formed by the stopper 6, the frame 36a, 36b and the support mechanism 32 described above attached to the inner wall of the case. It prevents interference with the inner wall of the case.

즉 전술한 스토퍼(46)는 압축기구부의 상하방향의 변위를 일정량이하로 누르는 것이며 한편 압축기구부의 수평방향으로 변위는 프레임(36a)에 의해 억제되어 지고 있다.That is, the above-mentioned stopper 46 presses the displacement of the compression mechanism portion in the up and down direction by a certain amount, while the displacement in the horizontal direction of the compression mechanism portion is suppressed by the frame 36a.

그리고 압축기931)에 가해지는 충격이 커서 전술한 스토퍼(46)가 변형된 경우에는 전술한 지지기구부(32)에 의해 압축기구부의 상하 방향의 번위에 대응하지만 완충제(45)의 존재에 의해 압축기구부(31)의 상하 변위량은 최대량(H)으로 규제된다.When the above-mentioned stopper 46 is deformed because the impact applied to the compressor 931 is large, the support mechanism 32 corresponds to the up and down position of the compression mechanism, but the compression mechanism 45 is caused by the presence of the buffer 45. The amount of vertical displacement of 31 is regulated by the maximum amount H.

즉 압출기구부쪽의 스프링 서포트(40)의 절단면(42)와 완충재(45)와의 간격(H)분 만큼밖에 압축기구부(31)는 변위되지 않는다.That is, the compression mechanism part 31 is displaced only by the distance H between the cut surface 42 and the shock absorbing material 45 of the spring support 40 of the extrusion mechanism part side.

따라서 이 간격(H)의 설정에 의해 크랭크축(21)을 포함하는 압축기구부가 케이스 내에 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 때문에 크랭크축(21)의 케이스에 간섭해서 파손되는 일은 없다.Therefore, by setting this space | interval H, the compression mechanism part containing the crankshaft 21 can be prevented from interfering in a case. Therefore, it does not interfere with the case of the crankshaft 21 and be damaged.

그리고 전술한 크랭크축(21)은 일정형상으로 성형가공된 복수개의 축부재(11)(15)를 결합시킴으로써 원하는 만큼의 편심량을 얻게 되는 것이다. 따라서 부품이 공통화 되어 있으므로 미리 각 축부재(11)(15)를 대량 생산해 두는 것이 가능해져 생산비용이 줄어든다.In addition, the above-described crankshaft 21 is to obtain a desired amount of eccentricity by combining a plurality of shaft members (11, 15) molded in a predetermined shape. Therefore, since the parts are common, it is possible to mass produce each shaft member 11 and 15 in advance, thereby reducing the production cost.

그리고 주축 플랜지부(12)는 주축의 편심(c)을 중심으로 한 원판형상이며 또 크랭크축 플랜지(16) 및 링모양의 환상돌기(20)는 크랭크 축부재(15)의 축심(19)을 중심으로 한 형상이므로 냉간 단조로 용이하게 성형할 수 있다.The main shaft flange portion 12 has a disk shape centering on the eccentric c of the main shaft, and the crank shaft flange 16 and the ring-shaped annular protrusion 20 form an axis 19 of the crank shaft member 15. Since it is a shape centered, it can be easily formed by cold forging.

그리고 본 발명은 주축부재(11)와 크랭크 축부재(15)를 따로 가공할 수 있고 또한 편심량(f)은 용접시에 임의로 설정할 수 있으므로 작업성이 좋다. 또 본 실시예에서는 주축부재(11)와 크랭크축 부재(15)의 결합을 저항용접으로 행하기 때문에 범용 용접기구로 용이하게 실시할 수 있다.In the present invention, since the main shaft member 11 and the crank shaft member 15 can be processed separately, and the eccentricity f can be set arbitrarily at the time of welding, workability is good. In this embodiment, since the coupling between the main shaft member 11 and the crankshaft member 15 is performed by resistance welding, it can be easily performed by the general-purpose welding mechanism.

그리고 본 발명은 왕복형 압축기에 그 용도를 한정한 것을 아니다.In addition, this invention does not limit the use to the reciprocating compressor.

이상에서 설명했듯이 본 발명은 일정형상으로 단조 성형 가공된 복수개의 부재를 접촉해서 소망하는 편심량을 얻는 것이므로 부품이 공통화됨과 아울러 가공에 필요한 수고가 줄어들어 생산비용이 줄어드는 효과가 있다.As described above, the present invention is to obtain a desired amount of eccentricity by contacting a plurality of forged-molded members in a certain shape, so that the parts are common and the labor required for processing is reduced, thereby reducing the production cost.

Claims

In the crankshaft composed of the main shaft member 11 and the crankshaft member 15, the aforementioned main shaft member 11 is forged and formed with a main shaft flange portion 12 centered on the shaft center at one end thereof as being empty. And the center of the flange portion is eccentric with respect to the shaft center, and the inner diameter thereof is smaller than the inner diameter of the main shaft portion, and a communication hole 13 is formed in communication with the inner diameter of the main shaft portion. Is hollow and has a crankshaft flange portion 16 centered on the shaft core at one end thereof, and is forged. Also, the ring-shaped annular projection 20 is formed by roughly coinciding the center with the shaft center on the outer surface of the flange portion. And a fluid flow passage 22 which is installed and coupled by welding through the above-mentioned annular projection and communicates with the inside of the crankshaft member and the inside of the crankshaft member through the aforementioned communication hole. Crankshaft characterized in that.