(57)【要約】【課題】密閉型圧縮機に関し、冷媒ガスの圧縮工程時における、シャフトの傾斜による軸受部のスラスト摺動部の偏摩耗を軽減することができる密閉型圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】軸受部１０７のスラスト摺動部１２１において、シャフト１回転中の最大荷重が作用する最大荷重領域１２４に対し、効果的に潤滑油を供給し、かつ、潤滑油供給部１２２を摩耗の原因となる最大荷重領域１２４を避けるように形成され、さらに潤滑油に対して、循環の悪化を防ぐために、潤滑油排出溝が形成し、高信頼性で高効率な密閉型圧縮機を提供することができる。【選択図】図２
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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によって駆動される圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、前記回転子を固定した主軸部と偏心軸部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ことによって片持ち軸受を形成する軸受部と、円筒形の圧縮室を形成するシリンダブロックと、前記圧縮室の内部に摺動自在に挿設されたピストンと、前記偏心軸部と前記ピストンとを連結するコンロッドとを備えるとともに、前記シャフトや前記回転子の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部が形成され、前記スラスト摺動部に潤滑油供給部を配設し、前記潤滑油供給部は、前記軸受部の内周部に連通し前記潤滑油を貯溜するように構成されることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
スラスト摺動部は軸受部の上端面に形成され、潤滑油供給部は、前記スラスト摺動部においてシャフト１回転中の最大荷重が作用する最大荷重領域から前記シャフトの反回転方向６０°以内の範囲に設けられている請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
潤滑油供給部は、シャフトの回転方向に向かって断面積が小さくなるように形成されている請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
潤滑油供給部は、シャフトの回転方向に向かって深さが浅くなるか、または前記シャフトの軸中心から半径方向に深さが浅くなるように形成されている請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
スラスト摺動部において、シャフト１回転中の最大荷重が作用する最大荷重領域から前記シャフトの回転方向に３０°以内の範囲に、軸受部の内周部と外周部を連通する潤滑油排出溝を形成した請求項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】
潤滑油供給部は、最大荷重領域内のスラスト摺動部の半径方向幅が軸受部の半径方向幅の少なくとも１０％以上確保できるような範囲で形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍冷蔵庫などの冷凍サイクルに用いられる密閉型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷凍冷蔵庫などの冷凍装置に使用される密閉型圧縮機については、消費電力を低減させるための高効率化の他に、低騒音化や、高信頼性化が望まれている。この種の従来の密閉型圧縮機として、軸受部のスラスト摺動部への給油方法を改善することにより、効率や信頼性を向上させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来技術の密閉型圧縮機について説明する。
【０００４】
図３は特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の圧縮部の縦断面図であり、図４は図３のスラスト摺動部の要部拡大図であり、図５は図４の要部の拡大図である。
【０００５】
圧縮機構にレシプロ式を採用した密閉型圧縮機では、シャフト２０９の主軸部２１０に電動要素２０１の回転子２０４が圧入等により固定され、回転子２０４の回転とともにシャフト２０９が回転し、その回転が、偏芯軸部２１１、コンロッド２１７、ピストンピン２１６を介してピストン２１５がシリンダブロック２１３内を往復運動する力に変換されることにより圧縮機構を構成するものが知られている。
【０００６】
また、電動要素２０１の回転子２０４を支持する軸受部２０７は、シリンダブロック２１３にボルトなどで結合され、給油管２１２は偏芯軸部２１１の先端に連結されている。そして、回転子２０４の回転により発生する遠心力によって、密閉容器（図示せず）の下部に貯蔵されている潤滑油（図示せず）を汲み上げて、シリンダブロック２１３や軸受部２０７などの摺動部に供給される。
【０００７】
軸受部２０７と回転子２０４との間には、回転子２０４の荷重を直接に支えながら、回転子２０４とともに回転するスラストワッシャ２０８が挿入されている。このスラストワッシャ２０８と接触する軸受部２０７のスラスト摺動部２２０には、図４および図５に示すように複数の潤滑油供給溝２３１が形成されている。
【０００８】
したがって、給油管２１２より吸上げられた潤滑油は、軸受部２０７のスラスト摺動部２２０まで到達して潤滑した後に、潤滑油供給溝２３１を介して、軸受部２０７の外側へ流れ出るようになる。
【０００９】
そして、軸受部２０７によって上昇した潤滑油が軸受部２０７のスラスト摺動部２２０とスラストワッシャ２０５の接触面との間に十分に到達する前に軸受部２０７の外側へ流れ出てしまうことを防止するために、軸受部２０７のスラスト摺動部２２０に形成される潤滑油供給溝２３１の出口２３１ｂと入口２３１ａの位置が、軸受部２０７の回転中心を基準として互いに所定の角度をなすように配置され、また、出口２３１ｂの断面積を入口２３１ａの断面積より小さくなるように形成している。
【００１０】
これにより、潤滑油が潤滑油供給溝２３１内に停滞させて、軸受部２０７のスラスト摺動部２２０に十分に供給することで、軸受部２０７のスラスト摺動部２２０とスラストワッシャ２０８との間に潤滑油を供給することが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２０８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した従来の密閉型圧縮機においては、冷媒ガスの圧縮荷重によってシャフトが傾斜し、軸受部のスラスト摺動部へ与えられる荷重が偏ることに起因する摺動部の一部が摩耗する偏摩耗が発生するといった課題を有していた。
【００１２】
本発明は上記の課題を解決するもので、シャフト１０９の傾斜時において、軸受部１０７のスラスト摺動部の偏摩耗を軽減させ、さらに摺動損失を軽減し、より一層の高信頼性化と高効率化を達成することができる密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、シャフトや回転子の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部が形成され、スラスト摺動部に潤滑油供給部を配設し、潤滑油供給部は、軸受部の内周部に連通し潤滑油を貯溜するように構成されたもので、スラストワッシャと軸受部のスラスト摺動部の摺動損失を低減し摩耗を抑制することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の密閉型圧縮機は、シャフトや回転子の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部が形成され、スラスト摺動部に潤滑油供給部を配設し、潤滑油供給部は、軸受部の内周部に連通し潤滑油を貯溜するように構成されたもので、スラストワッシャと軸受部のスラスト摺動部の摺動損失を低減し摩耗を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の発明は、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によって駆動される圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、前記回転子を固定した主軸部と偏芯軸部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ことによって片持ち軸受を形成する軸受部と、円筒形の圧縮室を形成するシリンダブロックと、前記圧縮室の内部に摺動自在に挿設されたピストンと、前記偏芯軸部と前記ピストンとを連結するコンロッドとを備えるとともに、前記シャフトや前記回転子の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部が形成され、前記スラスト摺動部に潤滑油供給部を配設し、前記潤滑油供給部は、前記軸受部の内周部に連通し前記潤滑油を貯溜するように構成されることを特徴とするもので、スラスト摺動部に潤滑油を貯溜することができるため、安定して潤滑油を供給することができ、摺動損失を軽減し、より一層の高信頼性化と高効率化を達成した密閉型圧縮機を提供することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、スラスト摺動部は軸受部の上端面に形成され、潤滑油供給部は、前記スラスト摺動部においてシャフト１回転中の最大荷重が作用する最大荷重領域から前記シャフトの反回転方向に６０°以内の範囲に設けられていることを特徴とするもので、最大荷重部に対し、効果的に潤滑油を供給することができ、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、高信頼性化と高効率化を実現することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、潤滑油供給部は、シャフトの回転方向に向かって断面積が小さくなるように形成されていることを特徴とするもので、潤滑油の流れ方向に潤滑油供部の断面積が小さくなるため、潤滑油に圧力が発生し、その圧力により潤滑油供部からスラスト摺動部へとより効果的に潤滑油を供給することができ、請求項１または２に記載の発明の効果に加えてさらに、高信頼性化と高効率化を実現することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、潤滑油供給部は、シャフトの回転方向に向かって深さが浅くなるか、または前記シャフトの軸中心から半径方向に深さが浅くなるように形成されていることを特徴とするもので、潤滑油供給部とスラスト摺動部の境界をなだらかにすることで、より効果的に潤滑油を供給することができ、請求項３に記載の発明の効果に加えてさらに、高信頼性化と高効率化を実現することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、スラスト摺動部において、シャフト１回転中の最大荷重が作用する最大荷重領域から前記シャフトの回転方向に３０°以内の範囲に、軸受部の内周部と外周部を連通する潤滑油排出溝を形成されていることを特徴とするもので、潤滑油を循環させることができるため、油温が上昇し、電動要素などの温度の上昇による効率の低下を防止することができ、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明に加えてさらに、高信頼性化と高効率化を実現することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、潤滑油供給部は、最大荷重領域内のスラスト摺動部の半径方向幅が軸受部の半径方向幅の少なくとも１０％以上確保できるような範囲で形成されているもので、シャフト１回転中の最大荷重が作用する最大荷重領域において、摺動面を確保することにより、スラスト摺動部の摩耗を抑制することができ、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明に加えてさらに、高信頼性化と高効率化を実現することができる。
【００２１】
以下、本発明による密閉型圧縮機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。
【００２２】
（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スラスト摺動部の要部拡大図である。
【００２３】
図１において、密閉容器１０１内には、回転子１０４と固定子１０３とを備えた電動要素１０２と、電動要素１０２によって駆動される圧縮要素１０５とが収容され、さらに、密閉容器１０１内の底部に潤滑油１０６が貯溜されている。
【００２４】
シャフト１０９は、主軸部１１０と、この主軸部１１０と一体運動するようにその一端に偏芯して形成された偏芯軸部１１１とを有し、主軸部１１０に回転子１０４が固定されている。
【００２５】
軸受部１０７は、シリンダブロック１１３にボルトなどで結合されており、回転子１０４の端部を軸支することによって片持ち軸受を形成している。
【００２６】
回転子１０４の回転とともにシャフト１０９が回転し、その回転が、偏芯軸部１１１、コンロッド１１７、ピストンピン１１６を介してピストン１１５がシリンダブロック１１３内を往復運動する力に変換され、圧縮室１１８で冷媒の吸引と圧縮を繰り返す圧縮要素を構成している。
【００２７】
偏芯軸部１１１には、給油管１１２が連結されており、回転子１０４の回転により発生する遠心力によって、密閉容器１０１に貯蔵されている潤滑油１０６がシリンダブロック１１３や軸受部１０７などの各摺動部へと供給される。
【００２８】
軸受部１０７と回転子１０４との間には、シャフト１０９や回転子１０４の荷重を直接に支えながら、回転子１０４とともに回転するスラストワッシャ１０８が挿入されている
。回転子１０４の回転により発生する遠心力によって軸受部１０７へ到達した潤滑油１０６は、主軸部１１０の給油溝１１９を経由して軸受部１０７のスラスト摺動部１２１へと供給される。
【００２９】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００３０】
片持ち軸受の構成では、軸受部１０７とシャフト１０９とは半径方向の隙間を有しており、軸受部１０７の軸心１２５に対してシャフト１０９の軸心１２６は傾斜し、シャフト１０９の軸心１２６の傾斜はピストン１１５が上死点位置近傍に位置するときに最大になると一般的に考えられている。
【００３１】
これは、ピストン１１５が上死点位置近傍に位置するときには、圧縮室１１８内の圧力が高く、その反力でピストン１１５、コンロッド１１７、偏芯軸部１１１が押されること起因すると考えられ、このシャフト１０９の傾斜に起因して、スラスト摺動部１２１に不均一な荷重が作用し、局所的に大きな荷重が作用する。
【００３２】
本実施の形態１では、スラスト摺動部１２１において、図２に示すように、シャフト１０９の軸心１２６が傾斜しスラスト摺動部１２１のうち最大荷重が作用する最大荷重領域１２４は概ね圧縮室１１８の方向１２７からシャフト１０９の回転方向に９０°の範囲内であり、潤滑油供給部１２２は、圧縮室１１８の方向１２７からシャフト１０９の反回転方向６０°以内の範囲に設けられている。
【００３３】
また、潤滑油排出溝１２３は、最大荷重が作用する最大荷重領域１２４からシャフト１０９の回転方向３０°以内の範囲に形成されている。
【００３４】
以上のように、スラスト摺動部１２１に潤滑油供給部１２２と潤滑油排出溝１２３を形成することにより、シャフト１０９の回転に伴って潤滑油排出溝１２３よりもシャフト１０９回転方向のスラスト摺動部１２１に到達した潤滑油１０６は、スラスト摺動部１２１を潤滑するとともに、軸受部１０７とシャフト１０９の隙間にも蓄積されながら、潤滑油供給部１２２へと導かれる。
【００３５】
潤滑油供給部１２２へ導かれた潤滑油１０６は、潤滑油供給部１２２が軸受部１０７の内周部に連通し外周部に連通していないために、潤滑油１０６が貯溜される。
【００３６】
そして、潤滑油供給部１２２に貯溜された潤滑油は、潤滑油供給部１２２がシャフト１０９の回転方向に向かって断面積が小さくなるように形成されている。具体的には、シャフト１０９の回転方向に向かって深さが浅くなるか、またはシャフト１０９の軸中心から半径方向に深さが浅くなるか、またはその両者の組み合わせなどで形成される。
【００３７】
そのため、潤滑油供給部１２２のシャフト１０９回転方向の端部近傍など、断面積が小さい箇所において、くさび効果により油圧が発生し、スラスト摺動部１２１に作用する最大荷重に対する反力として作用する。
【００３８】
そのため、スラスト摺動部１２１に作用する荷重を低減することができ、スラスト摺動部１２１における摺動損失を低減することができるとともに、スラスト摺動部１２１の摩耗を抑制し高い信頼性を得ることができる。
【００３９】
なお、潤滑油供給部１２２は、最大荷重が作用する最大荷重領域１２４内のスラスト摺動部１２１の半径方向の幅が、軸受部１０７の半径方向幅の少なくとも１０％以上確保できるような範囲で形成することで、スラスト摺動部１２１の信頼性が確保できることを確
認している。
【００４０】
また、潤滑油供給部１２２が回転方向およびシャフトの軸中心から半径方向に深さが浅くなるように形成することで、より効果的に潤滑油１０６をスラスト摺動部１２１へ供給することができる。
【００４１】
また、スラスト摺動部１２１に供給された潤滑油１０６の多くは、上記効果を果たした後に、最大荷重が作用する最大荷重領域１２４からシャフト１０９の回転方向３０°以内の範囲に形成されている潤滑油排出溝１２３から、軸受部１０７の外に排出される。
【００４２】
そのため、スラスト摺動部１２１に長く潤滑油１０６が滞溜することを抑制することで、潤滑油１０６の油温上昇を抑制することができるため、潤滑油１０６の粘度低下による摺動損失の低下や摺動部の信頼性低下を防止することができる。
【００４３】
さらに、電動要素１０２や圧縮要素１０５などの潤滑油１０６による冷却不足に起因する効率の低下なども防止することができ、スラスト摺動部１２１において、効果的な潤滑油１０６の循環を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、軸受部のスラスト摺動部の摺動損失を低減して高い効率を得るとともに、高信頼性化を実現することができるので、家庭用冷蔵庫および、除湿機やショーケース、自販機等、冷凍サイクルを用いた他の用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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スラスト摺動部の要部拡大図
【図３】従来の密閉型圧縮機の圧縮部の縦断面図
【図４】図３のスラスト摺動部の要部拡大図
【図５】図４の要部の拡大図
【符号の説明】
【００４６】
１０１  密閉容器
１０２  電動要素
１０３  固定子
１０４  回転子
１０５  圧縮要素
１０６  潤滑油
１０７  軸受部
１０９  シャフト
１１０  主軸部
１１１  偏芯軸部
１１３  シリンダブロック
１２１  スラスト摺動部
１２２  潤滑油供給部
１２３  潤滑油排出溝
【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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