专利名称：往复式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及压缩空气等气体的往复式压缩机。
背景技术：
众所周知，一般的往复式压缩机包括曲轴箱；轴，其设置在该曲轴箱内能旋转并由驱动源驱动旋转；气缸，其设置在所述曲轴箱上并安装有气缸盖；活塞，其可滑动地安装在上述气缸内；连杆，其使上述活塞在气缸内往复运动，其小端部与所述活塞连接，大端部通过轴承可旋转地连接在所述轴上，由连接所述小端部和大端部的臂部构成。而现有的连杆根据尽量缩小气缸径等的观点，构成其从小端部向大端部扩展臂部摇动方向(与轴向垂直的方向)的宽度。由于臂部的轴向宽度从小端部向大端部是一定的，所以连杆上下方向的截面积在小端部附近最小，向大端部慢慢变大。
用这种现有技术制成的往复式压缩机当通过驱动源驱动轴旋转时，则该旋转通过连杆传递给活塞，该活塞则在气缸内往复运动、压缩空气等流体。具有这种结构的往复式压缩机在因长期使用、轴承的润滑不足等而发生连杆损坏时，连杆是在臂部中截面积最小的小端部附近损坏。其大端部的损坏部有可能通过碰到气缸和曲轴箱而引起气缸和曲轴箱破损的二次损害。作为防止其的对策，例如可采用如下面专利文献1所示通过规定连杆摇动方向的尺寸和曲轴箱上部开口的尺寸来防止气缸破损的方法。
在下面所示的专利文献2中公开了在连杆上形成凹部和凸部，使应力集中，控制在该应力集中部产生损坏的部分的技术。
专利文献1实开昭64-15784号公报专利文献2特开2000-45941号公报但专利文献1所示的结构是从小端部向大端部扩展臂部摇动方向宽度的结构，所以在连杆发生损坏时臂部中截面积最小的小端部附近(活塞附近)成为损坏部，即使规定了曲轴箱上部开口的尺寸，也不能避免损坏部与气缸以外的部件接触造成损伤，存在引起二次损伤的可能性大的问题。
专利文献2也是臂部的截面积最小部在小端部附近(活塞附近)，因此在此容易损坏，所以必须使应力集中部相当脆弱，这样就存在必须使连杆耐久性作出一些牺牲的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的问题而开发的，其目的在于提供一种在连杆损坏后能避免由其另一端损坏部使气缸和曲轴箱损伤等二次损害的往复式压缩机。
为了解决所述课题，本发明的往复式压缩机由下述部件构成曲轴箱；轴，其可旋转地设置在所述曲轴箱内并由驱动源驱动旋转；气缸，其设置在所述曲轴箱上并装有气缸盖；活塞，其可滑动地安装在所述气缸内；连杆，其使所述活塞能在气缸内往复运动，其一端与所述活塞连接，另一端通过轴承可旋转地与所述轴连接，由连接所述一端和另一端的臂部构成；其中，在所述臂部上设置截面积最小的损坏部，以使在所述连杆损坏时，该连杆在规定位置处损坏；把所述损坏部设置在所述连杆处于损坏状态的所述损坏部中另一端的损坏部不接触气缸和曲轴箱的位置上。
本发明的第二方面是所述损坏部通过使所述臂部的非摇动方向的宽度不同而形成。
本发明的第三方面是所述臂部具有空腔部，所述损坏部通过使所述空腔部的形状不同而使臂部的截面积最小而形成。
本发明的第四方面是在本发明的第一、第二或第三方面的连杆的另一端设置散热装置。
在本发明的第一方面，由于不损害连杆的耐久性，在发生损坏时其另一端的损坏部也不会与曲轴箱等碰撞，所以能防止二次损害的发生。
在本发明的第二方面，由于通过仅使连杆的往复运动的非摇动方向的宽度不同而形成最小截面积，所以在连杆一端的截面积变大时不变更气缸径也能应对。
在本发明的第三方面，由所述臂部具有空腔部，通过使所述空腔部的形状不同且使臂部的截面积最小而形成所述损坏部，即使在连杆一端的截面积变大时也能不变更气缸径地应对。
在本发明的第四方面，在本发明的第一、第二或第三方面的连杆的另一端设置散热装置，所以能使一端部的热向往复式压缩机中温度最低的另一端部移动并散热，能提高可靠性和耐久性。
图1是表示根据本发明实施例的往复式压缩机的纵剖面图；图2是图1中连杆的剖面图；图3是图2中连杆的A-A剖面图；图4是根据本发明第二实施例连杆的剖面图；图5是图4中连杆的A-A剖面图；图6是根据本发明第三实施例连杆的剖面图；图7是图6中连杆的A-A剖面图；图8是根据本发明第四实施例连杆的剖面图；图9是图8中连杆的A-A剖面图；图10是表示作为本发明的大端部散热装置的另一实施例的图。
符号说明1曲轴箱；4曲轴(轴)；5汽缸；6汽缸盖；7活塞；12、20、30、40连杆；13大端部(另一端)；15小端部(一端)；17、21、31、41臂部。
具体实施例方式
下面把本发明实施例的无供油式往复式压缩机表示在图1到图10中进行说明。
图1、图2表示本发明第一实施例。图中1表示由铸铁等金属材料形成箱状的曲轴箱，在该曲轴箱1内通过轴承2、3可旋转地配置有曲轴4。作为本发明的轴的曲轴4由下列部件构成一侧端的突出轴部4A，其通过轴承2向曲轴箱1的外面突出；支承轴部4B，其位于另一端，通过轴承3可旋转地支承在曲轴箱1上；配重部4C；圆柱状的销部4D，其与大端部13连接。
5表示设置在曲轴箱1上的气缸，该气缸5的外周上整体形成多个冷却散热片5A、5A、…，气缸盖6安装在气缸5的上面。活塞7可滑动地安装在气缸5内，在该活塞7的上面与气缸盖6之间形成位于气缸5内的压缩室A。在活塞7上打通用于插入后述活塞销9的销孔8。
9表示安装在活塞7的销孔8内的活塞销，该活塞销9由金属材料形成，具有隔热性的筒状树脂环25嵌合在其两端。在此，由于活塞销9是通过各树脂环25嵌装在活塞7的销孔8内，所以树脂环25限制来自所述活塞7的热向活塞销9传导，使下述的轴承16保持在隔热状态。所述活塞销9通过后述的连杆12与曲轴4连接。在所述活塞7的外周面上安装有活塞环10和点火环11，用于提高所述活塞7与气缸5间的气密性和滑动性。
12表示连杆，该连杆12的大端部13(另一端部)通过轴承14连接在曲轴4上，小端部15(一端部)插嵌在活塞销9上，该活塞销9与小端部15间安装有封入润滑油型轴承16。连杆12由大端部13、小端部15和设置在它们中间并把曲轴的动力传递给活塞7的臂部17构成，在臂部17的摇动方向上设置有为减轻重量用的凹进部18(空腔部)。
连杆12的大端部13通过挡圈26轴向定位在曲轴4的销部4D上。在此连杆12把曲轴4的旋转变换成直线运动并传递给活塞7，使该活塞7在气缸5内往复运动。
大端部13在其外周具有作为散热装置的散热片13A、13A、…。
如图2、图3所示，连杆12的形状是小端部15非摇动方向C的宽度L1比大端部13非摇动方向的宽度L2宽，该臂部17上截面积最小的损坏部12A在大端部13处形成。本实施例所示的损坏部12A是在用与图2中的A-A线垂直的面切割臂部17的截面积最小处，但并不限定于此，用任意平面切割的断面只要是最小的，则其面的部分就是本发明的损坏部。19表示固定在曲轴4的突出轴部4A前端的大径的皮带轮，该皮带轮19通过皮带连接在成为外部驱动源的电机等(都未图示)上，驱动曲轴4旋转。该皮带轮19上整体形成叶片19A，该叶片19A在皮带轮19旋转时向曲轴箱1和气缸5产生箭头B所示方向的冷却风。
根据本发明实施例的往复式压缩机具有如上的结构，下面对其动作进行说明。
首先，当由电机等驱动源从外部驱动固定在皮带轮19上的曲轴4旋转时，则连杆12一边以活塞销9为中心反复进行摇动运动，一边把曲轴4的旋转变换成活塞7的往复运动。然后，通过该活塞7在气缸5内反复进行往复运动，使压缩空气从压缩室A排出。
但是，长期进行压缩运转后，由于各部分的磨损有时活塞不能平稳地移动，连杆12损坏。下面表示直到该损坏的一例。由于压缩热等活塞7和活塞销9有时处于高温状态，在小端部15内的轴承16中封入其内部的润滑油成熔化状态，从未图示的油密封漏出。其结果是有时轴承16在连杆12的小端部15与活塞销9间被烧接固定，这时活塞销9相对活塞7被强制旋转。
在该状态下，仍然连续进行压缩运转时，嵌合在活塞销9两端的各树脂环25被固定活塞销9的各螺钉削落，活塞销9在活塞7的销孔8内松动。而且销孔8由活塞销9与活塞7的金属磨损而孔径变大，当活塞销9在销孔8内有松动地进行旋转时，连杆12的小端部15以活塞销9为中心旋转，并反复做不规则的偏心运动。由不规则的偏心运动产生的过大负载作用在连杆12上时，则在连杆12臂部17中截面积最小的损坏部12A处损坏。
由于本实施例所示的连杆12把损坏部12A设置在大端部13附近，所以由上述那样不规则的偏心运动产生的过大负载作用在连杆12上时，能使损坏在大端部13附近产生。因此，由于能从接近曲轴4的靠大端部13根部分损坏，所以在损坏发生后，即使曲轴4被驱动旋转，也能防止其另一端的损坏部与曲轴箱1的上端部和气缸5的内壁或曲轴箱1的下端部接触损伤。
这样，在本实施例，臂部17的断面形状是大致相同的形状，逐渐缩小截面积，在损坏部12A把截面积制成最小，所以只要在最小面积的损坏部12A确保连杆12的强度，就能保持连杆12的耐久性。而且万一损坏时，是在该损坏部12A处损坏，所以即使连杆12损坏也不会对周围的部件带来影响，因此修理作业通过更换连杆12和其周围的活塞销9和轴承16等就可完成，这样，就缩短了修理时间，并且修理费用也便宜。
本实施例所示的连杆12作成从大端部13向小端部15截面积变大的臂形状。这样构成，连杆12由于能增加温度最高的小端部15附近的截面积，所以能提高小端部15附近的热传导率，结果是能把小端部15的温度降得比现有的低。这样能减轻小端部15形成高温状态，能避免连杆12的损坏。
在本实施例，构成不使连杆12摇动方向B的长度，而使非摇动方向C的长度在小端部与大端部不同。连杆12在进行往复运动时是一边在与轴向垂直的方向上摇动一边上下移动。因此气缸5的径需要在臂部17摇动方向宽度上加上摇动成分作为其尺寸。与此相对，连杆12相对非摇动方向不动。从而，在增加臂部17截面积时，对应通过不增加臂部17摇动方向的宽度B，而增加非摇动方向C的宽度的，可以不增大气缸径增加截面积，能够防止往复式压缩机的大型化。
进而，在本实施例的大端部13上设置了作为散热装置的散热片13A、13A、…，所以通过臂部17从小端部15向大端部13传导的热能在往复式压缩机内部温度最低的曲轴箱1内高效散热。由于在曲轴箱1内设有未作图示的呼吸塞，所以能保持与外部空气大致相同的温度。
下面用图4、图5表示说明第二实施例。本实施例对与所述第一实施例相同的结构要素赋予相同的符号并省略其说明。
该第二实施例的连杆20是把臂部21摇动方向的宽度制成小端部15侧比大端部13侧大的结构，而且为了提高小端部15的突起部15A外周一周的热传导率，有时制成比第一实施例的壁厚。
本实施例的损坏部20A作成靠近大端部13。这种结构的情况也能收到与第一实施例的效果大致相同的效果。特别是第二实施例与第一实施例的连杆12相比进一步增大了小端部15附近的截面积，所以可以使小端部15的温度进一步降低。
下面用图6、图7表示、说明第三实施例。本实施例对与所述第一实施例相同的结构要素赋予相同的符号并省略其说明。
该第三实施例的连杆30是把在臂部31摇动方向的中心部设置的减轻重量用的凹进部32(空腔部)设置成开孔成在小端部15侧细、在大端部13侧粗的三角形的结构。利用该凹进部32(空腔部)的形状使截面积最小的损坏部30A在大端部13一侧形成。
这种结构的情况也能收到与第一实施例的效果大致相同的效果。
下面用图8、图9表示说明第四实施例。本实施例对与所述第一实施例相同的结构要素赋予相同的符号并省略其说明。
该第四实施例的连杆40是使臂部41的凹进部42(空腔部)的深度从大端部13侧向小端部15侧变小的结构，损坏部40A在大端部13附近。
这种结构的情况也能收到与第一实施例的效果大致相同的效果。
本发明实施例对作为往复式压缩机在臂部的一端形成小端部15，小端部15可旋转地与活塞销9连接，在驱动曲轴4旋转时，连杆12一边以活塞销9为中心反复摇动运动，一边把曲轴4的旋转变换成活塞7的往复运动而使活塞7在气缸5内往复运动的通常的活塞型为例进行说明。但本发明不限于此，其也可以用于在臂部的一端上整体形成活塞，通过曲轴的旋转使活塞一边在气缸内摇动一边上下运动而产生压缩空气类型的往复式压缩机。
另外，在本发明实施例，为把轴的旋转运动转换成直线运动，以使用曲轴为例进行了说明，但不限于此，例如其也可以用于在大端部内部安装偏心环，在该偏心环内设置直轴使连杆进行往复运动类型的往复式压缩机。
另外，作为设置在大端部13外周上的散热装置的散热片13A表示从其周面向外侧沿大端部13轴向延伸的散热片，但不限于此，其也可以如图10所示，沿大端部13的周围设置散热片13B。另外，作为散热装置，本发明的实施例说明使用散热片，但不限于此，也可以是把例如散热管等散热装置安装在大端部上进行冷却的结构。
本发明实施例表示了从小端部15向大端部13臂部17的截面积逐渐变小的结构，但不限于此，只要是另一端的损坏部在不接触气缸和曲轴箱的位置上，也可以把截面积最小的损坏部设置在靠近臂部17的中央部。
进而，本发明的实施例以无供油的往复式压缩机为例进行了说明，但不限于此，例如也适用于供油式的往复式压缩机。
权利要求
1.一种往复式压缩机，其由下述部件构成曲轴箱；轴，其可旋转地设置在所述曲轴箱内并由驱动源驱动旋转；气缸，其设置在所述曲轴箱上并装有气缸盖；活塞，其可滑动地安装在所述气缸内；连杆，其使所述活塞能在气缸内往复运动，其一端与所述活塞连接，另一端通过轴承可旋转地与所述轴连接，由连接所述一端和另一端的臂部构成，其特征在于，在所述臂部上设置截面积最小的损坏部，以使在所述连杆损坏时，该连杆在规定位置处损坏；把所述损坏部设置成在所述连杆处于损坏状态所述损坏部中另一端的损坏部不接触气缸和曲轴箱的位置上。
2.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述损坏部通过使所述臂部的非摇动方向的宽度不同而形成。
3.如权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述臂部具有空腔部，所述损坏部通过使所述空腔部的形状不同且使臂部的截面积最小而形成。
4.如权利要求1、2或3所述的往复式压缩机，其特征在于，在所述连杆的所述另一端设置散热装置。
全文摘要
本发明是一种往复式压缩机，其解决减轻由驱动活塞的连杆损坏时的损伤。在连接小端部(15)与大端部(13)的臂部上设置截面积最小的损坏部(12A)，使连杆(12)损坏时该连杆(12)在规定位置处损坏；该损坏部(12A)设置在连杆(12)处于损坏状态时不接触气缸(5)和曲轴箱(1)的位置上。这样，即使连杆发生损坏时，损坏部(12A)也不会与曲轴箱(1)等碰撞，所以能防止二次损害的发生。
文档编号F16C7/02GK1590762SQ20041006182
公开日2005年3月9日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年9月4日
发明者杉本正则 申请人:东机工株式会社