(57)【要約】【課題】信頼性を維持しつつ、冷凍能力と効率の高い密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置を提供する。【解決手段】ピストン１３６の外周面に、摺動面を形成する円筒状のシール部１３７と、シール部１３７の後方に位置し、シール部１３７と同じ半径を有し、ピストン１３６にかかる側圧を支持する摺動部１４０とを備え、摺動部１４０にディンプル状の複数の凹部１４２を備えた構成としてある。これにより、ピストンのシール部１３７以外の摺動部に設けた凹部１４２によって摺動面積が縮小されることから摺動損失の低減を図れ、密閉型圧縮機の効率を向上し、冷凍装置の冷凍能力を向上させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素の上方に配置された圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部と給油機構とを有するシャフトと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受とシリンダとを備えたシリンダブロックと、前記シリンダの内部に往復動可能に挿設されたピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段とで構成され、前記ピストンの外周面は、摺動面を形成する円筒状のシール部と、前記シール部の後方に位置し、前記シール部と同じ半径を有し、ピストンにかかる側圧を支持する摺動部とを備え、前記摺動部にディンプル状の複数の凹部を形成した密閉型圧縮機。
【請求項２】
ピストンが上死点に向かう際に、連結手段により前記ピストンが押圧される方向を負荷側とすると、前記ピストンの摺動部に形成したディンプル状の複数の凹部の反負荷側の面積率が負荷側の面積率に比べ１．２倍以上高いことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
ディンプル状の凹部の深さは、ピストンの先端側を最も深くして、前記ピストンの先端側から離れるに従って、順次、浅くなることを特徴とする請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
ピストンの表面に合成樹脂を成分に含む表面処理を施した請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
電動要素がインバータ回路により複数の回転数で駆動されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機を用いた冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピストンの摺動損失を低減した密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護に対する要求から、家庭用冷凍装置はますます省エネ化への動きが加速されており、これに用いる密閉型圧縮機もその効率を上げることが強く要望されている。
【０００３】
このような中にあって、従来の冷凍装置用密閉型圧縮機は、圧縮室を摺動するピストンの側面の一部に段落ちを形成して、摺動面積を減らし、摺動損失を低減して効率を向上させている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図８は特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図９は従来の密閉型圧縮機に用いているピストンの外観図、図１０は従来の密閉型圧縮機のシリンダ周辺の要部断面図である。
【０００５】
図８から図１０において、密閉容器２の底部には潤滑油４が貯留されており、圧縮機本体６はサスペンションスプリング８によって密閉容器２に対し弾性的に支持されている。
【０００６】
圧縮機本体６は、電動要素１０と、この電動要素１０の上方に配設された圧縮要素１２から構成されている。
【０００７】
電動要素１０は、固定子１４および回転子１６とから構成されている。圧縮要素１２のシャフト１８は、主軸部２０と、主軸部２０の上側に延出する偏心軸部２２を備えており、主軸部２０はシリンダブロック２４の主軸受２６に回転自在に軸支されるとともに、回転子１６が嵌装固定されている。また、シャフト１８は密閉容器２底部の潤滑油４を主軸部２０外表面のらせん溝２８などを経由して偏心軸部２２上端へと供給する給油機構３０を備えている。また、シリンダブロック２４は円筒状のシリンダ３４を備えており、ピストン３６が往復自在に挿入され、偏心軸部２２との間を連結手段２３によって連結されている。
【０００８】
ピストン３６の外周面には、シリンダヘッド５０側よりシール部３７、摺動部４０及び段落ち３９の順で設けられている。シール部３７はシリンダ３４の内径面に対して小さなクリアランスとなるように円筒状に形成された摺動面であり、摺動部４０はシール部３７と同じ半径を有し、シール部３７より後方側に連続して設けた摺動面であり、段落ち３９は摺動部４０より半径が小さくなるように設けた欠除部分である。
【０００９】
以上のように構成された従来の密閉型圧縮機は、電動要素１０に通電されると、回転子１６の回転に伴ってシャフト１８も回転し、圧縮要素１２は所定の圧縮動作を行う。
【００１０】
ピストン３６は、下死点から上死点に向かう際、摺動部４０により案内されることにより、スムースにシリンダ３４内を動く。
【００１１】
ここで、ピストン３６は、段落ち３９が設けられているので摺動面積を縮小でき、ピストン３６とシリンダ３４との摺動抵抗が減り、摺動損失を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２００４−５０１３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では、更に摺動損失を低減するために、段落ち３９と摺動部４０との間の境界エッジ４１を図１０における圧縮機の縦方向に対してピストン３６の中心側に移動させて、段落ち３９の面積を拡大すると、ピストン３６の側面に形成される摺動部４０の幅が狭くなって以下のような課題が生じ、さらなる摺動損失の低減を図ることが困難であった。
【００１４】
すなわち、圧縮機は、下死点から上死点へ向かう圧縮行程において、冷媒ガスの圧縮荷重をピストン３６が受け、連結手段２３を介してシャフト１８がピストン３６の反対方向へ強く押され、シャフト１８がたわむ。その結果、ピストン３６を上下方向に大きく傾ける力が働くことになる。ピストン３６を上下方向に大きく傾ける力は、主に摺動部４０で受けるが、境界エッジ４１を圧縮機の縦方向に対してピストン３６の中心側に移動させて摺動部４０の幅を狭くすると、ピストン３６の傾きが大きくなり、ピストン３６のシール部３７とシリンダ３４の隙間が拡大する。その結果、ピストン３６のシール部３７とシリンダ３４の隙間を介して、ピストン３６の上死点側から下死点側へと漏れる冷媒ガスが増加し、冷凍能力が低下する。また、傾斜角度の増大に伴い、ピストン３６の境界エッジ４１付近における面圧が増大するため、局所的な摩耗を生じ、信頼性低下を引き起こす他、入力増化に伴う効率低下も生じる。
【００１５】
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、信頼性を維持しつつ、効率と冷凍能力を高めた密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するため、ピストンの外周面に、摺動面を形成する円筒状のシール部と、シール部の後方に位置し、シール部と同じ半径を有し、ピストンにかかる側圧を支持する摺動部とを備え、前記摺動部にはディンプル状の複数の凹部を設けた構成としてある。
【００１７】
これにより、摺動部の幅を狭め段落ちの面積を拡大するようなことなくピストンの摺動面積の縮小が図れるので、摺動損失を低減でき、高効率化が達せられると共に、ピストンがシリンダに対して上下方向に傾きにくくなるので、冷媒ガスの漏れを抑制でき、冷凍能力の低下を防止することができる。しかもピストンの傾斜時に摺動部に生じる面圧が低減されるので、局部的な摩耗を低減することができる。また、偏心軸部の上端より、飛散した潤滑油を摺動部に設けた凹部に貯留させ、凹部から摺動部やシール部へ供給することで、摺動面を潤滑し、シール作用をより確実にするとともに、荷重支持部の摩耗の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、上記した構成により、ピストンとシリンダ間の冷媒ガスの漏れを低減し、かつ摺動損失を低減して効率を向上させるとともに、ピストンのシール部や摺動部の摩耗の発生を防止して信頼性を向上させ、効率及び冷凍能力の高い密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態における密閉型圧縮機の上面断面図
【図３】同実施の形態における下死点でのシリンダ周辺の要部断面図
【図４】同実施の形態におけるピストンの側面図
【図５】同実施の形態におけるピストン側面に作用する荷重を示す特性図
【図６】本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機のピストンを示す側面図
【図７】本発明の実施の形態２における冷凍装置の概略断面図
【図８】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図９】従来の密閉型圧縮機のピストンを示す外観図
【図１０】従来の密閉型圧縮機のシリンダ周辺示す要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の発明の密閉型圧縮機は、密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素の上方に配置された圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部と給油機構とを有するシャフトと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受とシリンダとを備えたシリンダブロックと、前記シリンダの内部に往復動可能に挿設されたピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段とで構成され、前記ピストンの外周面は、摺動面を形成する円筒状のシール部と、前記シール部の後方に位置し、前記シール部と同じ半径を有し、ピストンにかかる側圧を支持する摺動部とからなり、かつ、前記摺動部にはディンプル状の複数の凹部を形成した構成としてある。
【００２１】
これにより、摺動部の幅を狭め段落ちの面積を拡大するようなことなくピストンの摺動面積の縮小が図れるので、摺動損失の低減を図ることができ、効率化を達することができる。また、ピストンがシリンダに対して上下方向に傾きにくくなることによって、冷媒ガスの漏れを抑制でき、体積効率の低下を防止することができる。しかもピストンの傾斜時に摺動部に生じる面圧が低減されるので、局部的な摩耗を低減することができる。また、偏心軸部の上端より、飛散した潤滑油を摺動部の凹部に貯留させ、凹部から摺動部やシール部へと供給することで、摺動面を潤滑し、シール作用をより確実にするとともに、荷重支持部の摩耗の発生を防止することができる。その結果、信頼性が高く、効率と冷凍能力の高い密閉型圧縮機とすることができる。
【００２２】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記ピストンが上死点に向かう際に、連結手段により前記ピストンが押圧される方向を負荷側とすると、前記ピストンの摺動部に形成したディンプル状の複数の凹部の反負荷側の面積率が負荷側の面積率に比べ１．２倍高い構成としてある。
【００２３】
これにより、圧縮作用に伴いピストンの側面方向に作用する荷重の大きさに応じた面積率を選択したことで、信頼性を確保しながら摺動面の面積を最小にして摺動損失を低減し、効率を向上することができる。
【００２４】
第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記ピストンにおけるディンプル状の複数の凹部の深さはピストンの先端側を最も深くして、前記ピストンの先端側から離れるに従って順次、浅くした構成としてある。
【００２５】
これにより偏心軸部の上端より飛散した潤滑油を凹部の最深部に多く貯留することができるとともに、ピストンが下死点から上死点に移動する際に、ピストンの先端側から離れるに従って順次、浅くする形状がくさび効果を発生させ、ピストン側面への潤滑作用を増大させることができ、ピストンの摺動部の摺動損失の低減を図ることができるとともに、摺動面の摩耗の発生を防止し、密閉型圧縮機の効率と信頼性をより効果的に向上させるこ
とができる。
【００２６】
第４の発明は、特に第１から第３のいずれかの発明において、前記ピストンの表面に合成樹脂を成分に含む表面処理を施した構成としてある。
【００２７】
これにより、合成樹脂を含む表面処理により耐久性が向上し、摺動面積を小さくして摺動損失を低減することができるとともに、高荷重条件でピストン側面の面圧が高くなっても損傷を防止することができ、密閉型圧縮機の信頼性を更に向上することができる。
【００２８】
第５の発明は、特に第１から第４のいずれかの発明において、前記電動要素はインバータ回路により複数の回転数で駆動する構成としてある。
【００２９】
これにより信頼性が高く効率の良い運転を広範囲において行うことができる。すなわち、低回転数の運転でピストンへの潤滑油の供給が低下しても凹部に潤滑油を貯留でき、その凹部から摺動部やシール部へ供給することで、摺動面を潤滑し、シール作用を確実にするとともに、荷重支持部の摩耗の発生を防止することができ、低回転から高回転に至る全域において信頼性及び効率の高い運転が可能となる。
【００３０】
第６の発明は冷凍装置であり、この冷凍装置は前記第１から第５のいずれかの発明の密閉型圧縮機を用いた構成としてある。
【００３１】
これにより、密閉型圧縮機の効率及び信頼性が高いので、冷凍装置の消費電力を低減することができるとともに、信頼性も高いものとすることができる。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図、図２は同実施の形態における密閉型圧縮機の上面断面図、図３は同実施の形態における下死点でのシリンダ周辺の要部断面図、図４は同実施の形態におけるピストンの側面図、図５は同実施の形態におけるピストン側面に作用する荷重を示す特性図である。
【００３４】
図１〜図４において、この密閉型圧縮機は密閉容器１０２の内部に潤滑油１０４を貯留するとともに、温暖化係数の低い冷媒ガスであるＲ６００ａ（イソブタン）が充填されている。そして、密閉容器１０２内には圧縮機本体１０６がサスペンションスプリング１０８により懸架されている。
【００３５】
圧縮機本体１０６は、電動要素１１０と、これによって駆動される圧縮要素１１２とからなり、密閉容器１０２には電動要素１１０に電源を供給するための電源端子１１３が取り付けられている。
【００３６】
電動要素１１０の上方に配設された圧縮要素１１２は、シャフト１１８とシリンダブロック１２４とピストン１３６と連結手段１２３等で構成されている。
【００３７】
シャフト１１８は、主軸部１２０と、主軸部１２０上端から延出し、主軸部１２０と平行な偏心軸部１２２とからなり、密閉容器１０２内の底部に貯留された潤滑油１０４を主軸部１２０の下端から偏心軸部１２２の上端まで供給する給油機構１３０を備えている。
【００３８】
給油機構１３０は、主軸部１２０の外表面に形成された、らせん溝１２８などによって
構成されている。
【００３９】
シリンダブロック１２４は主軸受１２６を備え、この主軸受１２６にシャフト１１８の主軸部１２０を回転自在な状態で挿入して支持している。
【００４０】
また、シリンダブロック１２４は円筒状の孔部であるシリンダ１３４を備えており、このシリンダ１３４にピストン１３６が往復自在に挿入されている。
【００４１】
連結手段１２３は、両端に設けた孔部がそれぞれピストン１３６に取り付けられたピストンピン１４３（図２参照）と、偏心軸部１２２に嵌挿されることで、偏心軸部１２２とピストン１３６とを連結している。
【００４２】
また、シリンダ１３４の端面には、バルブプレート１４６が取り付けられ、シリンダ１３４およびピストン１３６とともに圧縮室１４８を形成している。ここで、圧縮要素１１２は、冷媒ガスを圧縮する際にピストン１３６にかかる荷重が連結手段１２３を介して、偏心軸部１２２に作用し、この偏心軸部１２２に作用した荷重を偏心軸部１２２の下側に配置された主軸部１２０と主軸受１２６で支持する片持ち軸受の構造になっている。
【００４３】
またシリンダ１３４は、バルブプレート１４６を覆って蓋をするようにシリンダヘッド１５０が固定されている。
【００４４】
さらに、ＰＢＴなどの樹脂で成形され、内部に消音空間を形成した吸入マフラ１５２がシリンダヘッド１５０の下に取り付けられている。
【００４５】
電動要素１１０はシリンダブロック１２４の下方に固定された固定子１１４と、固定子１１４の内径側に配設され、かつ主軸部１２０に焼嵌めなどの方法で固定された回転子１１６とで構成されたＤＣブラシレスモータである。なお、固定子１１４は鋼板を積層した鉄心の複数の磁極歯に絶縁材を介して巻線（図示せず）を直接、巻回して構成されており、回転子１１６は永久磁石（図示せず）を内蔵している。
【００４６】
また、固定子１１４の巻線が電源端子１１３を経由して密閉型圧縮機外のインバータ回路（図示せず）と導線により接続されることによって、本実施の形態の密閉型圧縮機は複数の回転数で駆動される。
【００４７】
次に図３を用いてピストン１３６の構成について詳述する。
【００４８】
ピストン１３６は、その外周面に、シリンダヘッド１５０側よりシール部１３７、摺動部１４０及び段落ち１３９が設けられている。シール部１３７はシリンダ１３４内周面に対して小さなクリアランスとなるように円筒状に形成された摺動面であり、摺動部１４０はシール部１３７と同じ半径を有し、シール部１３７より後方側に連続して設けた摺動面であり、段落ち１３９は摺動部１４０より半径が小さくなるように設けた欠除部分である。
【００４９】
ここで、上記摺動部１４０にはディンプル状の複数の凹部１４２が設けられている。凹部１４２の深さは平均で０．２ｍｍ程度となっている。また凹部１４２は千鳥状に配置され、この例では楕円形状となっている。また、摺動部１４０に設けたディンプル状の複数の凹部１４２の面積率は圧縮機上部から見て左右で異なる。具体的にはピストン１３６が下死点から上死点に向かって移動し冷媒ガスを圧縮する際に、ピストン１３６が連結手段１２３によりシリンダ１３４内壁に押圧されて、摺動面に負荷がかかる方向（図３における下向き方向、以下、負荷側という）の凹部１４２の面積率Ａは、反対側（図３における
上向き方向、以下、反負荷側という）の凹部１４２の面積率Ｂより低い。具体的には、面積率Ｂは面積率Ａの約１．６倍となっている。また、凹部１４２の深さはピストン１３６の先端側を最も深くして、ピストン１３６の先端側から離れるに従い、順次浅くしてある。
【００５０】
さらに、ピストン１３６の外周面は、合成樹脂を成分に含む表面処理を施している。これは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や、黒鉛やニ硫化モリブデンなどの固体潤滑材を配合したポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのいわゆるエンジニアリングプラスチックが、耐熱、耐薬品性、摺動時の耐力の観点から優れている。
【００５１】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００５２】
電源端子１１３より電動要素１１０に通電されると、固定子１１４に発生する磁界により回転子１１６はシャフト１１８とともに図２の矢印の方向に回転する。主軸部１２０の回転に伴う偏心軸部１２２の偏心回転は、連結手段１２３により変換され、ピストン１３６をシリンダ１３４内で往復運動させる。そして、圧縮室１４８が容積変化することで、密閉容器１０２内の冷媒ガスを圧縮室１４８内に吸入した後、圧縮する圧縮動作を行う。
【００５３】
ここで、この圧縮行程においてピストン１３６が下死点から上死点へ向かう際、冷媒ガスの圧縮荷重をピストン１３６が受け、連結手段１２３を介してシャフト１１８がピストン１３６の反対方向へ強く押されることで、シャフト１１８がたわむ。その結果、ピストン１３６を上下方向に大きく傾ける力が働くことになる。
【００５４】
上記ピストン１３６に働く上下方向に大きく傾ける力は、主に摺動部１４０で受けるが、摺動部１４０は複数の凹部１４２を設けて摺動面積を減らしているため、摺動部１４０に発生する摺動損失を低減することができる。
【００５５】
また、境界エッジ１４１を圧縮機の縦方向に対してピストン１３６の中心側に移動、換言すると摺動部１４０の幅を狭くするようなことをしていないので、ピストン１３６が傾斜する角度の増大を抑制することができる。したがって、ピストン１３６のシール部１３７とシリンダ１３４の隙間が大きくならないので、ピストン１３６の上死点側から下死点側へと漏れる冷媒ガスの量の増加を防ぎ、冷凍能力の低下を抑制できる。
【００５６】
更にまた、前記ピストン１３６の傾斜角度が増大しないので、ピストン１３６の境界エッジ１４１付近における面圧が増大せず、局所的な摩耗を抑制でき、信頼性低下を防ぎつつ、入力を低減して効率を向上することができる。
【００５７】
また、圧縮動作を行う際、偏心軸部１２２とピストンピン１４３とを連結する連結手段１２３を介してピストン１３６に作用力が働き、シリンダ１３４の側面にピストン１３６が押し付けられる。すなわち、ピストン１３６は圧縮室１４８の圧力やピストン１３６の慣性力に抗して往復動するため、前記ピストン１３６に働く作用力はシリンダ１３４の軸方向に対して斜め方向に働き、この分力によりピストン１３６はシリンダ１３４の側面に押し付けられることになる。
【００５８】
図５は、主軸部１２０の一回転中にピストン１３６がシリンダ１３４側面へ押し付けられる荷重の状況を示す特性図であり、図中上方向が負荷側荷重、下方向が反負荷側荷重を示す。また、破線で示した特性は、通常の運転圧力条件における低回転数で駆動された場合の荷重であり、実線は高い運転圧力条件における高回転数で駆動された場合の条件での荷重を示している。
【００５９】
このピストン１３６にかかる側圧荷重は、運転圧力条件や回転数、ピストン１３６など部品の質量、シリンダ１３４と主軸受１２６の軸のオフセット量などによって変化するが、一般的には負荷側の荷重が反負荷側より大きい場合が多い。図５の実線で示した高圧力高回転数条件の場合、負荷側と反負荷側それぞれの荷重の最大値の比率はおよそ１．６：１である。
【００６０】
従って、凹部の面積率Ｂは面積率Ａの少なくとも１．２倍から２倍の間で大きくするのがよい。１．２倍以下だと摺動損失低減効果が少なく、２倍以上だと反負荷側の面圧が上がりすぎる。より好ましくは、上記凹部の面積率Ｂは面積率Ａの約１．６倍±１０％とするのが良く、この場合最大荷重が作用した場合の面圧を同等とすることができるので、耐久性を確保しながら摺動面積を最小にすることができる。
【００６１】
なお、圧縮動作に伴う吸入行程において、密閉容器１０２内の冷媒ガスは、吸入マフラ１５２を介して圧縮室１４８内に間欠的に吸入され、圧縮室１４８内で圧縮された後、高温高圧の冷媒ガスは吐出配管１４９などを経由して密閉容器１０２からの冷凍サイクル（図示せず）へ送られる。
【００６２】
また、シャフト１１８の回転に伴う給油機構１３０の作用により、密閉容器１０２底部に貯留された潤滑油１０４は、シャフト１１８下端より上方へ搬送され、偏心軸部１２２先端より飛散する。
【００６３】
ここで、上記飛散した潤滑油１０４の一部は、下死点付近でシリンダ１３４の外部へ露出したピストン１３６の凹部１４２に付着する。その後、ピストン１３６の往復運動に伴い、凹部１４２がシリンダ１３４内へ引き戻されることで、潤滑油１０４はピストン１３６とシリンダ１３４の摺動面をより確実に潤滑することになる。その結果、シール部１３７にて圧縮室１４８の気密性を良好に維持するとともに、特に荷重が大きく作用する摺動部１４０の潤滑状態を良好なものとすることができるので、摩耗の発生を防止し、信頼性を向上することができる。
【００６４】
また、凹部１４２の深さはピストン１３６の先端側を最も深くして、ピストン１３６の先端側から離れるに従って、順次浅くしてあるので、ピストン１３６が下死点付近で凹部１４２に付着した潤滑油１０４は、その後、ピストン１３６の往復運動に伴い、ピストン１３６が上死点に移動する際に、くさび効果が発生して摺動部１４０をより確実に潤滑することができる。したがって、特に荷重が大きく作用する摺動部１４０の潤滑状態を良好なものとして摩耗の発生を防止し、信頼性を向上することができる。
【００６５】
尚、本実施例の形態では凹部の形状を楕円形状としたが真円、長方形状や三角形状でも同様の効果が得られる。
【００６６】
また、ピストン１３６の表面に合成樹脂を成分に含む表面処理を施しているので、摺動面積が小さくてもさらに摺動損失を低減することができ、その結果、入力を低減することができて、効率を向上することができる。さらに、運転圧力が高い条件などで摺動面の面圧が高くなっても表面処理により損傷を防止することができるので、信頼性を向上することもできる。
【００６７】
（実施の形態２）
図６は実施の形態２における密閉型圧縮機のピストンを示す側面図である。
【００６８】
この実施の形態におけるピストン１６０は、その上側面および下側面に、少なくとも下
死点付近で密閉容器内の空間と連通するように段落ち１６２が形成されるとともに、上側面および下側面の段落ち１６２の間に摺動部１６６が形成されている。
【００６９】
このような形状においても摺動部１６６に凹部１６８を形成することで、上記実施の形態１と同様の効果を得ることが出来る。
【００７０】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態２における冷凍装置の概略断面図である。
【００７１】
図７において、断熱箱体１８０はＡＢＳなどの樹脂体を真空成型した内箱１８２とプリコート鋼板などの金属材料を用いた外箱１８４とで構成された空間に発泡充填する断熱体１８６を注入してなる断熱壁を備えている。断熱体１８６は例えば硬質ウレタンフォームやフェノールフォームやスチレンフォームなどが用いられる。発泡材としてはハイドロカーボン系のシクロペンタンを用いると、温暖化防止の観点でさらによい。
【００７２】
断熱箱体１８０は複数の断熱区画に区分されており、上部を回転扉式、下部を引出し式とする構成をとっている。上から冷蔵室１８８、並べて設けた引出し式の切替室１９０および製氷室１９２と、引出し式の野菜室１９４と、引出し式の冷凍室１９６となっている。各断熱区画にはそれぞれ断熱扉がガスケットを介して設けられている。上から冷蔵室回転扉１９８、切替室引出し扉２００、製氷室引出し扉２０２、野菜室引出し扉２０４、冷凍室引出し扉２０６である。また、断熱箱体１８０の外箱１８４は、天面後方を窪ませた凹み部２０８を備えている。
【００７３】
冷凍サイクルは前記凹み部２０８に弾性支持して配設した密閉型圧縮機２１０と、断熱箱体１８０側面などに設けた凝縮器（図示せず）と、減圧器であるキャピラリ２１２と、水分除去を行うドライヤ（図示せず）と、野菜室１９４と冷凍室１９６の背面で冷却ファン２１４を近傍に配置して設けた蒸発器２１６と、吸入配管２１８とを環状に接続して構成されている。そして、上記密閉型圧縮機２１０は実施の形態１で説明した密閉型圧縮機で構成されている。
【００７４】
以上のように構成された冷凍装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００７５】
まず各断熱区画の温度設定と冷却方式について説明する。冷蔵室１８８は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。
【００７６】
切替室１９０はユーザーの設定により温度設定を変更可能であり、冷凍室温度帯から冷蔵、野菜室温度帯まで所定の温度設定にすることができる。
【００７７】
また、製氷室１９２は独立の氷保存室であり、図示しない自動製氷装置を備えて、氷を自動的に作製、貯留するものである。氷を保存するために冷凍温度帯であるが、氷の保存が目的であるために冷凍温度帯よりも比較的高い−１８℃〜−１０℃の冷凍温度で設定されることも可能である。
【００７８】
野菜室１９４は冷蔵室１８８と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃とすることが多い。凍らない程度で低温にするほど葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。
【００７９】
冷凍室１９６は冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば−３０や−２５℃の低温で設定されることもある。
【００８０】
各室は異なる温度設定を効率的に維持するために断熱壁によって区分されているが、低コストでかつ断熱性能を向上させる方法として断熱体１８６で一体に発泡充填することが可能である。発泡スチロールのような断熱部材を用いるのに比べて約２倍の断熱性能とすることができ、仕切りの薄型化による収納容積の拡大などができる。
【００８１】
次に冷凍サイクルの動作について説明する。
【００８２】
庫内の設定された温度に応じて温度センサ（図示せず）および制御基板からの信号により冷却運転が開始および停止される。冷却運転の指示により密閉型圧縮機２１０が所定の圧縮動作を行い、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器（図示せず）にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ２１２で減圧されて低温低圧の液冷媒となり蒸発器２１６に至る。
【００８３】
冷却ファン２１４の動作により、庫内の空気と熱交換されて蒸発器２１６内の冷媒ガスは蒸発気化され、熱交換された低温の冷気をダンパ（図示せず）などで分配することで各室の冷却が行われる。
【００８４】
以上のような動作を行う冷凍装置に、摺動損失が低減し効率が向上した実施の形態１で示す密閉型圧縮機を搭載することにより、冷凍装置の消費電力を低減することができる。
【００８５】
また、密閉型圧縮機の信頼性が向上しているので、冷凍装置の信頼性も向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明は、ピストンの摺動面積を縮小しながら、摺動面の給油を確実に行うことで、信頼性を向上させつつ、効率及び冷凍能力の高い密閉型圧縮機およびそれを用いた冷凍装置を提供することができる。したがって、家庭用電気冷凍冷蔵庫に限らず、エアーコンディショナー、自動販売機やその他の冷凍装置等やその密閉型圧縮機に広く適用できる。
【符号の説明】
【００８７】
１０２  密閉容器
１０４  潤滑油
１１０  電動要素
１１２  圧縮要素
１１４  固定子
１１６  回転子
１１８  シャフト
１２０  主軸部
１２２  偏心軸部
１２３  連結手段
１２４  シリンダブロック
１２６  主軸受
１３０  給油機構
１３４  シリンダ
１３６、１６０  ピストン
１３７  シール部
１３９、１６２  段落ち
１４０、１６６  摺動部
１４２、１６８  凹部
２１０  密閉型圧縮機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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