专利名称：冷冻用压缩机以及其连杆的制造方法
技术领域：
本发明涉及冷冻用压缩机以及其连杆的制造方法，特别是适合于具有通过点焊将杆部件接合在球体部件和环部件上成为一体的连杆的冷冻用压缩机以及其连杆的制造方法。
背景技术：
作为以往的用于冷冻循环的密闭型压缩机，有日本特开昭59-40063号公报(现有技术1)所公开的制品。即，该密闭型压缩机在密闭容器内收纳电动机部和压缩机部而构成，该电动机部具有转子、定子及旋转轴，该压缩机部具有汽缸、活塞、曲轴及连杆。而且，连杆由可摆动地安装在活塞的球座部的球体部件、将曲轴可旋转地嵌合的环部件、及设置于两者之间的杆部件构成。再有，为了使向球座部与球体部件之间的润滑油的供给良好地进行，在通过铆接工具铆接球座部时在球座部的一部分形成皱折，通过该皱折形成润滑油供给通路。
另外，作为以往的冷冻用压缩机的连杆制造方法，有日本特开昭62-3887号公报(现有技术2)所公开的方法。即，现有技术2的连杆制造方法公开了下述方法在杆部件一方的轴端上接合用于形成球头的钢球，在另一方的轴端上接合用于形成大端部的环部件，在制造冷冻用压缩机的连杆时，对于杆部件使用软钢在其轴端施行倒角，在将该杆部件的轴端和上述钢球或环部件以规定的焊接电流值点焊的同时，在该点焊的通电终期给予比规定的焊接电流值大的电流值，将接合部及其周围退火使接合部的焊接强度提高的方法。而且，公开了使用市售的轴承用高铬钢制的钢球及进行了淬火等的热处理的环部件通过点焊焊接在杆部件上的方法。
但是，在现有技术1中，虽然公开了使向球座部与球体部件之间的润滑油的供给良好地进行，没有公开在将形成连杆的各部件通过点焊接合的同时，如何使相对于球座部的球体部件的滑动部表面的耐磨损性提高，以及如何使相对于曲轴的环部件的滑动部表面的耐磨损性提高。
另外，在现有技术2中，根据在点焊球体部件及环部件和杆部件时，各自的部件所具有的碳或合金凝缩在焊接界面妨碍相互的熔融，由于碳或合金的影响、由于焊接后的空气冷却的急剧的淬火效果熔融面收缩等的理由，有可能在焊接部产生裂纹，有关上述事情并未公开。在现有技术2中所公开的市售的轴承用高铬钢制的球体部件及进行了淬火等的热处理的环部件可以想到是高含碳量，这种情况下，在球体部件及环部件中含有的碳大量地凝缩在焊接部，有可能产生微细的毛细裂纹。如果产生了毛细裂纹，在运转冷冻用压缩机在连杆上施加连续的应力负荷的情况下，会引起疲劳破坏有可能导致折断破损，存在可靠性低下的课题。
另外，作为现有技术2的现有例中的连杆制造方法，公开了使用软钢材制作构成连杆的球体部件、杆部件及环部件，将这些通过点焊接合组装成连杆后实施热处理的方法。在该连杆制造方法中，由于未公开有关各部件的含碳量，在使用含碳量多的球体部件及环部件的情况下，有可能在点焊部产生裂纹。还有，在现有技术2的现有例中，如果借鉴由于进行了热处理环部件的内径的珩磨加工明显变得困难的记载，该热处理可以想到是淬火，在淬火的情况下，由于球体部件及环部件的表面为金属面，球体部件及环部件与球座部及曲轴成为金属彼此之间的滑动，存在可靠性低下的课题。
本发明的目的在于在能够使连杆表面的耐磨损性提高的同时，能够防止由于在构成连杆的各部件之间的焊接部的裂纹产生的疲劳破坏，提供高信赖性的冷冻用压缩机以及其连杆的制造方法。
发明内容
为了达成上述目的，本发明在具有电动机部和压缩机部，该电动机部具有转子、定子及旋转轴，该压缩机部具有汽缸、活塞、曲轴及连杆，使用通过点焊将杆部件接合在球体部件和环部件上成为一体的连杆，该球体部件可摆动地安装在前述活塞的球座部，该环部件可旋转地嵌合前述曲轴，将电动机部的旋转运动变换成往复直线运动传导给活塞的冷冻用压缩机中，前述连杆作为前述球体部件、前述杆部件及环部件在使用含碳量在0.15％以下的低含碳量的软钢的同时，通过窒化处理形成表面硬化处理层。
图1是本发明的一个实施例的冷冻用压缩机的纵剖面图。
图2是图1的冷冻用压缩机使用的构成连杆的部件接合前的侧视图。
图3是同连杆的各部件接合后的侧视图。
图4是同连杆的窒化处理后的完成状态的剖面图。
具体实施例方式
下面，使用
本发明的各实施例。
首先，参照图1说明本发明的一个实施例的冷冻用压缩机的全体构成。图1是本发明的一个实施例的冷冻用压缩机的纵剖面图。
冷冻用压缩机20是用于电冰箱、空调机等的冷冻装置的冷冻循环的制品，在密闭容器1内收纳电动机部2和压缩机部3构成。该电动机部2具有转子2a、定子2b及固定在转子2a上的旋转轴5构成。定子2b被固定在构架4上。旋转轴5可旋转地轴支在构架4上。
压缩机部3具有被固定于旋转轴5的上端偏心旋转的曲轴6、汽缸7、在汽缸7内往复运动的活塞8、及连接该活塞8与曲轴6连杆9构成。该连杆9是通过点焊将球体部件10和环部件12接合在杆部件11的两端上一体地构成的构造。汽缸7被固定在构架4上。球体部件10可摆动地安装在活塞8的球座部8a上，形成球头。环部件将曲轴6可旋转地嵌合。另外，曲轴6与旋转轴5成为完全的一体部件也可以。
构架4通过多个线圈弹簧14弹性地支撑在密闭容器1中。据此，电动机部2及压缩机部3也成为弹性地支撑在密闭容器1中。在密闭容器1的底部贮存着润滑油13，旋转轴5的下端部浸泡在其中。
如果给电动机部2通电使旋转轴5旋转，曲轴6相对于旋转轴5的中心轴偏心旋转，与此相伴环部件12偏心运动，球体部件10在球座部8a内一边摆动一边使活塞8在汽缸7内往复运动，压缩汽缸7内的致冷剂。这样，连杆9连接曲轴6和活塞8，将电动机部2的旋转运动变换成往复直线运动传导给压缩机部3活塞8。还有，通过旋转轴5的旋转，润滑油13通过与旋转轴5偏心形成的供油孔(未图示)及与此连通形成于曲轴6的供油孔(未图示)供应，向各滑动部供给。该润滑油直接地从旋转轴5的供油孔供给旋转轴5与构架4的滑动部，而通过从曲轴6的供油孔的上端喷出供给曲轴6与环部件12的滑动部、球体部件10与球座部8a的滑动部、及活塞8与汽缸7的滑动部。
下面，参照图2至图4说明连杆9的制造方法及详细的构成。图2是图1的冷冻用压缩机使用的构成连杆的部件接合前的侧视图。图3是同连杆的各部件接合后的侧视图。图4是同连杆的窒化处理后的完成状态的剖面图。
图2所示的球体部件10、杆部件11及环部件12的各原材料使用含碳量在0.15％以下的低含碳量的软钢。
球体部件10的原材料使用钢球的成品，处于形成浸流窒化处理层的状态的外径与球座部8a的内径保持一致地将处于原材料状态的外径设定为比球座部8a的内径小。另外，球体部件10与后加工对应也可以使用半成品，或者根据需要也可以使用将钢球切削一部分状态的形状。
杆部件11原材料使用冷间锻造品或者切削加工品，在园柱状的部件的两端部2a、2b施行倒角。该倒角是为了去毛刺的目的而进行的，不是为了焊接范围的需要。
环部件12的原材料使用从钢管等的切削品或者钢板的塑性加工品等，处于形成浸流窒化处理层的状态的内径比曲轴6的外径略微小地设定处于原材料状态的内径。
杆部件11的原材料的一侧端部2a与球体部件10的原材料的外面对接，杆部件11的原材料的另一侧端部2b与环部件12的原材料的外面对接，在各自的部件之间接通焊接电流进行点焊接合，作成将这些一体化如图3所示的连杆9。在该点焊中，由于作为球体部件10、杆部件11及环部件12的各原材料使用含碳量在0.15％以下的低含碳量的软钢，基本上不会在焊接界面上凝缩碳，在各原材料相互的熔融确实地进行的同时，也不会发生由于碳的影响焊接后由于空气冷却急剧的淬火效果的熔融面的收缩。据此，能够容易地防止在焊接部产生裂纹。因此，即使在运转冷冻用压缩机20在连杆9上施加连续的应力负荷的情况下，也不会引起疲劳破坏而导致折断破损，能够成为信赖性高的冷冻用压缩机。
接着，进行连杆9的消除应变退火。由于该消除应变退火在后述的窒化处理前及环部件12的内径加工前进行，在可以抑制由于窒化处理的变形的同时，环部件12的内径加工也容易，能够制成高精度的连杆9，可以提高冷冻用压缩机的信赖性。
接着，对图3所示的连杆9进行窒化处理，如图4所示在连杆9的表面全体形成作为窒化物层的表面硬化处理层。作为该窒化处理有扩散渗氮处理或浸流窒化处理等。本事实例中通过使用浸流窒化处理，在表面硬化处理层15的最外面生成作为非金属化合物层的硫化物层。
形成了所述表面硬化处理层15状态的球体部件10的外径设定为与球座部8a的内径一致。据此，不再需要球体部件10的后加工，能够廉价地制作连杆9。另外，为了精细加工也可以将形成了表面硬化处理层15状态的球体部件10的外径作成比球座部8a的内径仅仅大一点，这种情况下，只要通过简单的精细加工就可以得到精度更高的球体部件10。
还有，形成了表面硬化处理层15状态的环部件12的内径设定为比曲轴6的外径略微小一些。
如上所述，通过在连杆9上形成表面硬化处理层15，能够进一步提高相对于球座部8a及曲轴6的球体部件10及环部件12的滑动部的耐磨损性，从这一点也可以提高冷冻用压缩机20的信赖性。
特别是由于通过浸流窒化处理，在表面硬化处理层15的最外面生成硫化物层，亲密的润滑性格外地提高，能够防止在低速时施加高载荷的球座部8a与球体部件10的球头中的凝固，可以谋求冷冻用压缩机20的信赖性的显著提高。
接着，将形成环部件12的内径的表面硬化处理层15的最外面的硫化物层切削做成与曲轴6的外径一致。这种情况下，由于将最外面的硫化物层切削，其加工明显地很容易，从这一点也可以廉价地制作。
如以上所说明的那样，根据本发明，在能够使连杆表面的耐磨损性提高的同时，能够防止由于在构成连杆的各部件之间的焊接部的裂纹产生的疲劳破坏，可以得到高信赖性的冷冻用压缩机以及其连杆的制造方法。
权利要求
1.一种冷冻用压缩机，具有电动机部和压缩机部，该电动机部具有转子、定子及旋转轴，该压缩机部具有汽缸、活塞、曲轴及连杆，使用通过点焊将杆部件接合在球体部件和环部件上成为一体的连杆，该球体部件可摆地安装在前述活塞的球座部，该环部件可旋转地嵌合前述曲轴，将电动机部的旋转运动变换成往复直线运动传导给活塞，其特征在于，前述连杆作为前述球体部件、前述杆部件及环部件在使用含碳量在0.15％以下的低含碳量的软钢的同时，通过窒化处理形成表面硬化处理层。
2.如权利要求1所述的冷冻用压缩机，其特征在于，连杆通过浸流窒化处理在最外面形成具有硫化物层的表面硬化处理层。
3.一种冷冻用压缩机的连杆制造方法，该连杆制造方法用于具有电动机部和压缩机部的冷冻用压缩机，该电动机部具有转子、定子及旋转轴，该压缩机部具有汽缸、活塞、曲轴及连杆，其特征在于，可摆动地安装在前述活塞的球座部的球体部件和将前述曲轴可旋转地嵌合的环部件及连接该两者的杆部件用含碳量在0.15％以下的低含碳量的软钢构成，将前述杆部件的两端部点焊在前述球体部件及前述环部件上使这些形成为一体的连杆后，将前述连杆的表面窒化处理形成表面硬化处理层。
4.如权利要求3所述的冷冻用压缩机的连杆制造方法，其特征在于，前述窒化处理为浸流窒化处理，前述连杆在最外面形成具有硫化物层的表面硬化处理层。
5.如权利要求4所述的冷冻用压缩机的连杆制造方法，其特征在于，前述球体部件的外面形状使用比前述球座部的内面形状小的部件，使将前述球体部件进行浸流窒化处理形成表面硬化处理层后的外面形状与前述球座部的内面形状一致。
6.一种冷冻用压缩机的连杆制造方法，该连杆制造方法用于具有电动机部和压缩机部的冷冻用压缩机，该电动机部具有转子、定子及旋转轴，该压缩机部具有汽缸、活塞、曲轴及连杆，其特征在于，可摆动地安装在前述活塞的球座部的球体部件和将前述曲轴可旋转地嵌合的环部件及连接该两者的杆部件用含碳量在0.15％以下的低含碳量的软钢构成，将前述杆部件的两端部点焊在前述球体部件及前述环部件上使这些形成为一体的连杆后，对前述连杆实施消除应变退火，之后将前述连杆的表面窒化处理形成表面硬化处理层。
7.如权利要求6所述的冷冻用压缩机的连杆制造方法，其特征在于，将形成表面硬化处理层的前述环部件的内径作成比前述曲轴的外径略大，将形成前述环部件的内径的表面硬化处理层的最外面的硫化物层切削做成与前述曲轴的外径一致。
全文摘要
本发明的冷冻用压缩机，使用通过点焊将杆部件11接合在球体部件10和环部件12上成为一体的连杆9，该球体部件10可摆动地安装在活塞8的球座部8a，该环部件12将曲轴6可旋转地嵌合，将电动机部2的旋转运动变换成往复直线运动传导给活塞8的冷冻用压缩机，作为球体部件10、杆部件11及环部件12在使用含碳量在0.15％以下的低含碳量的软钢的同时，通过窒化处理在连杆9上形成表面硬化处理层15，在使连杆表面的耐磨损性提高的同时，防止由于在各部件之间的焊接部的裂纹产生的疲劳破坏，提高信赖性。
文档编号F04B35/04GK1410684SQ02142188
公开日2003年4月16日 申请日期2002年8月29日 优先权日2001年10月5日
发明者阿部信雄, 绀野元 申请人:株式会社日立制作所