(57)【要約】【課題】ピストンとシリンダー間の摺動部における損失を低減し、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。【解決手段】密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに、電動要素によって駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素とを収容し、圧縮要素は、略鉛直方向に配設され主軸部および偏心部を有するクランクシャフトと、圧縮室を形成するブロックと、圧縮室内を往復動する円筒形状のピストンと、偏心部の回転運動をピストン１４０へ伝達するコンロッドとを備え、ピストン１４０は、その軸心１７０に対して鉛直方向上側または鉛直方向下側に重心が位置するように形成されていることを特徴とするもので、摺動損失を低減し高効率化が図れる。【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、電動要素によって駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、略鉛直方向に配設され主軸部および偏心部を有するクランクシャフトと、圧縮室を形成するブロックと、前記圧縮室内を往復動する円筒形状のピストンと、前記偏心部の回転運動を前記ピストンへ伝達するコンロッドとを備え、前記ピストンは、その軸心に対して鉛直方向上側または鉛直方向下側に重心が位置するように形成されていることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮要素は前記電動要素の上方に配置され、前記ピストンは、その軸心に対して鉛直方向下側に重心が位置するように形成されている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】
前記ピストンは、その軸心を通り前記クランクシャフトに対して垂直な平面を基準にして、鉛直方向上側と鉛直方向下側とでその体積が異なるように形成されてい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】
前記ピストンは、その外周面に径方向内側に落ち込む凹陥部を備え、前記凹陥部は鉛直方向上側の第１凹陥部と鉛直方向下側の第２凹陥部を有し、前記第１凹陥部と前記第２凹陥部の容積が異なるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記ピストンは、その軸心を通り前記クランクシャフトに対して垂直な平面を基準にして、鉛直方向上側と鉛直方向下側とでその重量が前記ピストンの総重量の０．５から５％の範囲内で異なるように形成されてい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】
前記凹陥部は、前記ピストンが下死点に位置するとき少なくとも一部が前記ブロックから露出するように形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
２３ｒｐｓ以下の回転数で運転される請求項１から６のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
冷媒は炭化水素系冷媒のＲ６００ａである請求項１から７のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機を搭載した冷凍冷蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に冷凍冷蔵庫等の冷凍冷蔵装置に用いられる密閉型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用冷凍冷蔵庫等の冷凍装置に使用される密閉型圧縮機については、より消費電力の低減効果の高いものが強く望まれている。
【０００３】
従来、この種の密閉型圧縮機は、ピストンの外形形状を改善することによりピストンとシリンダー間の摺動損失を低減して、高効率化したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。
【０００５】
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であり、図９は従来の密閉型圧縮機に用いるピストンの斜視図である。
【０００６】
図８、図９において、密閉容器１内には、固定子２と回転子３からなる電動要素４と、電動要素４によって駆動される圧縮要素５が複数のスプリング２５で内部懸架されて収容され、密閉容器１内の下部にはオイル６を貯留する。
【０００７】
圧縮要素５を構成するクランクシャフト１０は、回転子３を圧入固定した主軸部１１および主軸部１１に対し偏心して形成された偏心部１２を有するとともに、主軸部１１の内部にはオイルポンプ（図示せず）がオイル６中に開口するよう設けてある。
【０００８】
ブロック２０は、略円筒形のシリンダー２１を有するとともに主軸部１１を軸支する軸受部２２を有し、電動要素４の上方に形成されている。ピストン３０はブロック２０のシリンダー２１内に往復摺動自在に挿入され、偏心部１２との間を連結手段４１によって連結されている。
【０００９】
ピストン３０は、トップ側面３１とスカート側面３２と外周面３３とから構成され、主軸部１１と平行にピストンピン孔３８を備え、ピストンピン孔３８にピストンピン３６を挿入して連結手段４１と連結している。
【００１０】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１１】
電動要素４に電気が供給されると回転子３が回転し、クランクシャフト１０は回転駆動される。このとき、偏心部１２の偏心回転運動が連結手段４１を介してピストン３０に伝わることで、ピストン３０はシリンダー２１内を往復運動する。
【００１２】
ピストン３０の往復運動に伴って、密閉容器１内の冷媒ガス４０は吸入マフラー４５からシリンダー２１内へ吸入されるとともに、低圧の冷媒ガス４０が冷却システム（図示せず）から密閉容器１内に流入する。
【００１３】
シリンダー２１内へ吸入された冷媒ガス４０は圧縮され、再び冷却システムへと吐出される。
【００１４】
密閉型圧縮機の運転中は、ピストン３０がシリンダー２１内を往復運動し、オイルポンプによって上方に搬送されたオイル６がシリンダー２１とピストン３０の外周面３３の摺動部に供給され、摺動部を潤滑するとともにシールしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００４−１６９６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来の構成では、圧縮行程において下死点から上死点へ向かう際、ピストン３０のトップ側面３１は冷媒の圧縮荷重を受け、連結手段４１を介してクランクシャフト１０が反ピストン方向へ強く押されることで、クランクシャフト１０がたわむ。
【００１７】
その結果、ピストン３０を上下方向に大きく傾きピストン３０の姿勢が安定しないことになる。
【００１８】
しかしながら上記従来の構成では、ピストン３０のシリンダー２１に対する上下方向の傾きに対しては、ピストン３０のトップ側面３１の縁からスカート側面３２の縁までの区間と、ピストン３０の外周面３３とシリンダー２１の隙間とで規制されるに過ぎない。
【００１９】
その結果ピストン３０は大きく傾き、ピストン３０の上死点側から下死点側へと漏れる冷媒の量は、ピストン３０の傾斜角度の増大によって拡大した隙間を介して多くなり、冷凍能力が低下する。
【００２０】
こういった課題は、特に２３ｒｐｓといった低速回転では冷凍能力の低下に伴い、摺動ロスの割合が大きくなり、密閉型圧縮機の効率が悪化し冷凍サイクルの消費電力が増大する。
【００２１】
また、こういった課題は特に冷媒にＲ６００ａを用いた場合、ピストン３０の外径は大きくなり、冷媒の漏れが生じやすくなるとともに、より上下方向のピストン３０の傾斜振れが増大するので振動や衝突による摺動ロスといった効率の低下が顕著であった。
【００２２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、信頼性が高く、冷凍能力と効率の高い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】
【００２３】
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、ピストンが軸心よりも鉛直方向下方または上方に重心が位置するように形成されていることを特徴とするもので、ピストンとシリンダーの摺動損失を低減するとともに圧縮室からの冷媒の漏れを低減でき、高い効率を備えた密閉型圧縮機を提供することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の密閉型圧縮機は、ピストンの不安定挙動を抑制するので局所的な摺動による摺動ロスや摩耗を低減することができ、さらには体積効率の低下を防止できるので信頼性が高く、効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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に用いるピストン周りの要素拡大図
【図３】同実施の形態における密閉型圧縮機に用いるピストンの上面図
【図４】図３におけるＡ方向の矢視図
【図５】同実施の形態における特性図
【図６】同実施の形態における密閉型圧縮機に用いる他のピストンの上面図
【図７】図６におけるＢ方向の矢視図
【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に用いるピストンの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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、電動要素によって駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、略鉛直方向に配設され主軸部および偏心部を有するクランクシャフトと、圧縮室を形成するブロックと、前記圧縮室内を往復動する円筒形状のピストンと、前記偏心部の回転運動を前記ピストンへ伝達するコンロッドとを備え、前記ピストンは、その軸心に対して鉛直方向上側または鉛直方向下側に重心が位置するように形成されていることを特徴とするもので、摺動損失を低減し、密閉型圧縮機の高効率化が図れる。
【００２７】
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、前記圧縮要素は前記電動要素の上方に配置され、前記ピストンは、その軸心に対して鉛直方向下側に重心が位置するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【００２８】
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、前記ピストンは、その軸心を通り前記クランクシャフトに対して垂直な平面を基準にして、鉛直方向上側と鉛直方向下側とでその体積が異なるように形成されていることを特徴とするもので、異種金属を使用した際に生じるような温度変化時の熱膨張によるピストンとシリンダー間とのクリアランス変化がない。
【００２９】
これにより、クリアランスが極端に小さくなり摺動損失を増大したり、あるいはクリアランスが多くなってピストンとシリンダー間からのガス漏れが増大して体積効率が低下したりすることがない。
【００３０】
さらには、予め組立時に熱時の膨張を考慮して寸法管理するといった生産上極めて不高率な管理も不必要となり、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、生産性の向上も図れる。
【００３１】
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、前記ピストンは、その外周面に径方向内側に落ち込む凹陥部を備え、前記凹陥部は鉛直方向上側の第１凹陥部と鉛直方向下側の第２凹陥部を有し、前記第１凹陥部と前記第２凹陥部の容積が異なるように形成されていることを特徴とするもので、ピストン外周面に設けた凹陥部によって摺動面積が低減されることから摺動損失の低減が図れ、さらにはシリンダーとピストンとの間により多くの潤滑油が供給され、その潤滑油が良好に保持され潤滑特性向上によってシール性が向上し、請求項３に記載の発明の効果に加えてさらに、冷凍能力アップを図ることができる。
【００３２】
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、前記ピストンは、その軸心を通り前記クランクシャフトに対して垂直な平面を基準にして、鉛直方向上側と鉛直方向下側とでその重量が前記ピストンの総重量の０．５から５％の範囲内で異なるように形成されていることを特徴とするものであり、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、請求項１から３の効果が最大に引き出せる効果が図れる。
【００３３】
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おいて、前記凹陥部は、前記ピストンが下死点に位置するとき少なくとも一部が前記ブロックから露出するように形成されていることを特徴とするもので、シリンダーとピストンとの間により多くの潤滑油が供給されるとともに、その潤滑油が良好に保持されるので、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、ピストンが上死点位置に近接した状態での摺動抵抗を軽減することができる。
【００３４】
また、圧縮時に凹陥に流入した冷媒ガスが吸入時に圧縮室側に逆流して再膨張損失を増大させることを防止することができる。
【００３５】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、２３ｒｐｓ以下の回転周波数で運転されるもので、固定損失が受け易く消費電力の低減高価の高い低速域において摺動ロスや低振動化が図れるので、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、密閉型圧縮機の効率をより向上できる。
【００３６】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明において、冷媒は炭化水素系冷媒のＲ６００ａであるので、従来のＲ１３４ａ冷媒を使用した密閉型圧縮機と比べて気筒容積の拡大に伴うピストンの径大化により、冷媒の漏れが生じやすくなるが、ピストンがシリンダーに対して上下方向に傾きにくくして冷媒の漏れを抑制するので、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに、体積効率の低減を防止し高効率化を図ることができる。
【００３７】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機を搭載したもので、効率の良い密閉型圧縮機を用いるので、消費電力を低減できるとともに低騒音化が図れる冷凍装置を提供することができる。
【００３８】
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。
【００３９】
（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に用いるピストン周りの要素拡大図、図３は、同実施の形態における密閉型圧縮機に用いるピストンの上面図、図４は、図３におけるＡ方向の矢視図である。
【００４０】
また、図５は、同実施の形態における特性図であり、横軸は密閉型圧縮機を運転する回転数とほぼ同じ電源周波数を示し、縦軸は効率を示す成績係数Ｃ．Ｏ．Ｐ（ＣＯＥＦＦＩＣＩＥＮＴ  ＯＦ  ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ）を示したものである。
【００４１】
図１から図４において、密閉容器１０１内に、固定子１０２と回転子１０３からなり、電源周波数以下の運転周波数を含む複数の運転周波数でインバーター駆動される電動要素１０４および、電動要素１０４によって駆動される圧縮要素１６１を電動要素１０４の上方に配置して収容し、密閉容器１０１内には潤滑油であるオイル１０６を貯溜している。
【００４２】
本実施の形態において、密閉型圧縮機１６４に使用される冷媒１６０として、温暖化係数の低い炭化水素系冷媒であるＲ６００ａを使用している。
【００４３】
クランクシャフト１１０は、回転子１０３を圧入固定した主軸部１１１と、主軸部１１１に対し偏心して形成された偏心部１１２を備え、略鉛直方向に配設されている。
【００４４】
給油手段１２０は、オイル１０６中に開口した遠心ポンプ１２２と、下端が遠心ポンプ１２２に連通する粘性ポンプ１２１と、粘性ポンプ１２１の上方に配置され上端で密閉容器１０１内の空間と開口する縦孔部１２３と、横孔部１２４とから構成されている。
【００４５】
ブロック１３０は、圧縮室１６２を形成するシリンダー１３１を備えるとともに、主軸部１１１を軸支する主軸受１３２を備える。シリンダー１３１の上部には湾曲した当り部１３４を有する。
【００４６】
ピストン１４０は、ブロック１３０のシリンダー１３１に往復摺動自在に挿入され、偏心部１１２の回転運動をピストン１４０に伝達する連結機構であるコンロッド１４６は、一端は偏心部１１２に連結され、他端はピストンピン孔１４１内に挿入固定されたピストンピン１４２を介して、ピストン１４０に連結されている。
【００４７】
なお、ピストン１４０はスカート端面１５２に開口する空洞部１９８を備え、コンロッド１４６の一端が挿入されてピストンピン１４２で連結されている。
【００４８】
シリンダー１３１と、シリンダー１３１内に往復摺動自在に挿入されたピストン１４０と、シリンダー１３１の端面に配置されたバルブプレート１６６により、略円筒形の圧縮室１６２が形成されている。
【００４９】
ピストン１４０の外周面１５０には、径方向内側に落ち込む凹陥部１６３を形成し、凹陥部１６３は鉛直方向上側の第１凹陥部１５４と鉛直方向下側の第２凹陥部１５５を備え、第１凹陥部１５４と第２凹陥部１５５の容積が同じに形成されている。
【００５０】
この凹陥部１６３は、ピストン１４０のトップ端面１５１とスカート端面１５２のどちらにも連通しないように形成され、凹陥部１６３を平面展開したときの形状を表す輪郭線は、ピストン１４０の軸芯と一切平行線を形成しない形状となっている。
【００５１】
ピストン１４０が下死点に位置する状態を示す図１からわかるように、ピストン１４０が下死点付近に位置するときに、ピストン１４０のスカート端面１５２側の一部がブロック１３０のシリンダー１３１から密閉容器１０１内の空間に露出する構成となっている。
【００５２】
さらに同様に、ピストン１４０が下死点に位置する状態を示す図１からわかるように、ピストン１４０が下死点付近に位置するときに、凹陥部１６３の第１凹陥部１５４と第２凹陥部１５５はともに一部がブロック１３０のシリンダー１３１から密閉容器１０１内の空間に露出する構成となっている。
【００５３】
さらに、凹陥部１６３の第１凹陥部１５４と第２凹陥部１５５の形状については、ピストン１４０のスカート端面１５２側に張り出す部分１５７の曲率は、ピストン１４０のトップ端面１５１側の略直線の縁部１５８とのつなぎＲ形状１５６の曲率より小さく形成されている。
【００５４】
ピストン１４０は、その軸心１７０を通りクランクシャフト１１０に対して垂直な平面１９５を基準にして、鉛直方向上側１９２と鉛直方向下側１９３に分けられる。
【００５５】
この鉛直方向上側１９２において、スカート端面１５２からトップ端面１５１に向かって陥没した抜き部１９４が左右対称に形成されている。
【００５６】
この抜き部１９４を鉛直方向上側１９２に設けることにより、ピストン１４０の鉛直方
向上側１９２の重量は、鉛直方向下側１９３の重量よりも、ピストン１４０の総重量の０．５から５％の範囲内で軽くなり、同一材料で形成されているピストン１４０は、その軸心に対して鉛直方向下側１９３内に重心が位置している。
【００５７】
以上のように構成された密閉型圧縮機１６４について、以下その動作、作用を説明する。
【００５８】
電動要素１０４の回転子１０３は、クランクシャフト１１０を回転させ、偏心部１１２の回転運動がコンロッド１４６とピストンピン１４２を介してピストン１４０に伝えられることでピストン１４０はシリンダー１３１内を往復運動する。
【００５９】
これにより、冷媒１６０は冷却システム（図示せず）から圧縮室１６２内へ吸入、圧縮された後、再び冷却システムへと吐出される。
【００６０】
図５に示す通り、上記構成における密閉型圧縮機の効率を測定した結果、本実施の形態における密閉型圧縮機の効率は、従来の密閉型圧縮機の効率よりも、運転される回転数に係わらず向上するとの結果が得られた。
【００６１】
この効率が向上する効果は、ピストン１４０の鉛直方向上側１９２の重量が、鉛直方向下側１９３の重量よりも、ピストン１４０の総重量の０．５から５％の範囲内で軽くなるように形成することにより、特に顕著であることを確認している。
【００６２】
この効率向上の理由について、以下に推察する。
【００６３】
ピストン１４０が圧縮室１６２内を往復運動する際に、重心位置が鉛直方向下方にずれることによって、ピストン１４０の鉛直方向上側１９２と鉛直方向下側１９３のそれぞれに作用する慣性力が異なりアンバランスとなるため、ピストン１４０のスカート端面１５２側がシリンダー１３１内で鉛直方向下方に位置しトップ端面１５１側が鉛直方向上方に位置するとか、逆に、ピストン１４０のスカート端面１５２側がシリンダー１３１内で鉛直方向上方に位置しトップ端面１５１側が鉛直方向下方に位置するといったように、鉛直方向上下方向に傾いて摺動している、または傾いて摺動しやすくなっているのではないかと推測する。
【００６４】
この、ピストン１４０が傾いて摺動することによって、オイル１０６による潤滑のくさび効果としぼり効果が促進され、ピストン１４０とシリンダー１３１の圧縮室１６２を形成する内壁面との摺動において、油膜圧力が上昇し、ピストン１４０の往復運動する際に安定した潤滑状態を形成できるために、摺動損失を低減することができたのではないかと推察する。
【００６５】
また、本構成によれば、同一材料を用いてピストン１４０を形成するため、ピストン１４０を異種金属で形成し、ピストン１４０の重心を鉛直方向上側または鉛直方向下側に位置させるときに引き起こされる課題も解決することができる。
【００６６】
すなわち、ピストン１４０を異種金属で形成すると、運転時に温度変化によりピストン１４０とシリンダー１３１の熱膨張が異なり、ピストン１４０とシリンダー１３１間とのクリアランスが極端に小さくなって摺動損失を増大したり、あるいはクリアランスが大きくなってピストン１４０とシリンダー１３１間からの冷媒の漏れが増大して体積効率が低下したりする課題を有している。
【００６７】
本発明の実施の形態においては、ピストン１４０の重心位置を変化させるとともに、ピ
ストン１４０とシリンダー１３１の熱膨張を同等にすることで、ピストン１４０とシリンダー１３１間とのクリアランスを熱膨張にかかわらず略均一に維持することができ、上記課題を解決することができる。さらに、組立工程において、熱膨張を考慮して寸法管理するといった生産上極めて非効率な管理も不必要となり、生産性の向上も図ることができる。
【００６８】
次に、抜き部１９４の重量について説明する。
【００６９】
上記ピストン１９４の構成おいて説明した通り、ピストン１４０の鉛直方向上側１９２の重量は、鉛直方向下側１９３の重量よりも、ピストン１４０の総重量の０．５から５％の範囲内で軽くなるように形成され、効率向上効果が特に顕著であることを確認している。
【００７０】
ピストン１９４の鉛直方向上側１９２と鉛直方向下側１９３の重量差が、ピストン１４０の総重量の０．５％未満の場合、効率向上効果が小さくなるのは、オイル１０６による潤滑のくさび効果としぼり効果があまり促進されず、摺動損失の低減効果が小さいのではないかと推察する。
【００７１】
また、ピストン１９４の鉛直方向上側１９２と鉛直方向下側１９３の重量差が、ピストン１４０の総重量の５％超の場合、効率向上効果が小さくなるのは、ピストン１４０が傾いて摺動することで、ピストン１４０とシリンダー１３１間との摺動において局所的に摩擦係数が大きくなり、オイル１０６による潤滑のくさび効果やしぼり効果を相殺してしまうのではないかと推察する。
【００７２】
一方、給油手段１２０は、クランクシャフト１１０の回転に伴って遠心ポンプ１２２が回転することで発生する遠心力によって、オイル１０６を遠心ポンプ１２２内で上昇させ、さらに粘性ポンプ１２１に到達したオイル１０６を粘性ポンプ１２１内で上昇させ、縦孔部１２３と横孔部１２４から密閉容器１０１内に散布する。
【００７３】
散布されたオイル１０６は当り部１３４に当り、切り欠き部１３５を介して、上方からピストン１４０の外周面１５０に滴下し付着する。
【００７４】
このとき、ピストン１４０が下死点に位置する状態で、このピストン１４０の凹陥部１６３を含む一部がブロック１３０から露出するように形成されているので、散布されたオイル１０６は切り欠き部１３５を介して、上方から直接ピストン１４０の凹陥部１６３に多めに供給されて保持される。
【００７５】
また、ピストン１４０の外周面１５０に滴下し付着したオイル１０６はピストン１４０の往復動に伴って、凹陥部１６３以外のピストン１４０の外周面１５０、環状溝１９１などに供給され、ピストン１４０の外周面１５０とシリンダー１３１との間を潤滑する。
【００７６】
特に、ピストン１４０が下死点から上死点に向かうときに、ピストン１４０の動きに伴いシリンダー１３１とピストン１４０の外周面１５０との間にオイル１０６が効果的に引き込まれる。
【００７７】
ここで、凹陥部１６３を平面展開したときの形状がピストン１４０の軸芯との平行線を一切形成しないように、ピストン１４０のスカート方向に摺動幅が増大するような曲線形状を成すので、凹陥部１６３に入り込んだオイル１０６は、凹陥部１６３のトップ端面１５１側の略直線の縁部１５８付近に容易に運ばれて貯溜され、さらに環状溝１９１にも凹陥部１６３からオイルが供給されて貯溜される。
【００７８】
そのため、シリンダー１３１とピストン１４０の摺動部に多くのオイル１０６が供給されるとともに、その潤滑油１０６が良好な状態で保持される。
【００７９】
この作用によって、シリンダー１３１とピストン１４０の外周面１５０との間には十分な油膜が維持されるため、極めて高いシール性を得ることができ、体積効率の向上による冷凍能力の向上が得られる。
【００８０】
さらに、凹陥部１６３を平面展開したときの形状がピストン１４０の軸芯との平行線を一切形成しないことによって、ピストン１４０の軸芯との平行線を形成したときに生ずる、往復動方向の摩耗といった局所的な摩耗を防ぐことができ、潤滑性が高まることと相まって極めて高い信頼性を得ることができる。
【００８１】
上記のピストン１４０の潤滑性の向上技術と、ピストン１４０の重心を軸心に対して鉛直方向の上側または下側に位置させる効率向上技術とは、それぞれが効率向上に寄与するものであるが、ピストン１４０の潤滑性の向上技術により、ピストン１４０重心による効率向上技術がさらに高められ、従来技術を基本とする標準的な密閉型圧縮機と比較して、効率向上の割合が顕著であると結論付けられる。
【００８２】
さらに、２３ｒｐｓ以下の回転数で運転する際には、密閉型圧縮機１６４の全損失に対する固定損失の比率が大きいものの、そういった消費電力の低減効果が高い低回転数の運転において、摺動損失の低減や低振動化を実現することができ、その効果は低回転数運転で特に顕著なものとなる。
【００８３】
また、冷媒Ｒ６００ａの密度は、従来から冷蔵庫などに用いられている冷媒Ｒ１３４ａと比較して小さいため、冷媒Ｒ１３４ａの密閉型圧縮機１６４と同じ冷凍能力を得るためには、冷媒Ｒ６００ａを用いる場合、気筒容積が大きくなり、ピストン１４０の外径が大きくなる。
【００８４】
そのため、シリンダー１３１とピストン１４０との隙間を介して密閉容器１０１内に冷媒１６０が漏れる流路断面積が大きくなり、冷媒１６０が漏れやすくなる。しかしながら本実施の形態におけるピストン１４０の潤滑性の向上技術により、ピストン１４０とシリンダー１３１との摺動部の潤滑性を向上させることができ、シリンダー１３１とピストン１４０との隙間のシールが向上する。
【００８５】
従って、冷媒Ｒ６００ａを用いピストン１４０の外径が大きくなっても、効果的に冷媒１６０の漏れを低減することができる。
【００８６】
また、以上のような効率の高い密閉型圧縮機１６４を搭載した冷凍装置では、より消費電力を低減することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態においては、ピストン１４０の鉛直方向上側１９２において、スカート端面１５２からトップ端面１５１に向かって陥没した抜き部１９４が左右対称に形成されているが、このピストン１４０を逆に組立てて、抜き部１９４が鉛直方向の下方に位置するようにしても、同様に効率が向上することを実験で確認している。
【００８８】
また、ピストン１４０の鉛直方向上側１９２において、スカート端面１５２からトップ端面１５１に向かって陥没した抜き部１９４を設け、ピストン１４０の重心を、その軸心に対して鉛直方向下側１９３内に位置するようにしているが、抜き部１９４を設けず、第１凹陥部１５４を第２凹陥部１５５よりも大きい容積とすることで、ピストン１４０の重
心を、その軸心に対して鉛直方向下側１９３内に位置するようにしても、同様に実施可能である。
【００８９】
また、抜き部１９４、第１凹陥部１５４、第２凹陥部１５５をいずれも設けず、ピストン１４０の鉛直方向上側１９２と鉛直方向下側１９３とで、他の構成により両者の体積が異なるように形成しても、同様に実施可能である。例えば、運転中に、ピストン１４０とシリンダー１３１の圧縮室１６２を形成する内壁面とのクリアランス変化に殆ど影響しない程度に部分的に異なる金属を使用するといった構成などが考えられる。
【００９０】
以上のように、いずれにしても、ピストン１４０は、その軸心に対して鉛直方向上側１９２または鉛直方向下側１９３に重心が位置するように形成されていれば、運転時の効率が向上することを確認しており、その構成を実現するための詳細な構成は多数存在するものである。
【００９１】
例えば、抜き部１９４として、図３および図４に示した以外の構成を図６および図７に示す。
【００９２】
図６および図７において、抜き部１９４は、ピストン１４０のスカート端面１５２からトップ端面１５１に向かって設けられた穴であり、鉛直方向上側１９２でかつ軸心を通る垂直な平面１９９に対して対称位置に設けられている。もちろん、抜き部１９４が鉛直方向の下方に位置するようにしても、同様に実施可能である。
【００９３】
また、本実施の形態においては、圧縮要素１６１を電動要素１０４の上方に配置しているが、圧縮要素１６１を電動要素１０４の下方に配置しても同様に実施可能であるが、振動の観点からは、圧縮要素１６１を電動要素１０４の上方に配置し、加振源である圧縮要素１６１からスプリング１９６を介して密閉容器１０１への振動伝達を抑制することが好ましい。
【００９４】
また、上記密閉型圧縮機１６４を搭載した家庭用電気冷蔵庫のような冷凍冷蔵装置（図示せず）とすることで、消費電力を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、ピストン外周の摺動損失を低減しつつ保油性が高められるので高効率化が図れるとともに、ピストン摺動時の傾斜を抑制して摺動部の信頼性を向上することができるので、エアーコンディショナーや自動販売機等の密閉型圧縮機の用途にも広く適用でき、これを搭載した冷凍冷蔵庫の消費電力を低減することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０１  密閉容器
１０４  電動要素
１０６  オイル（潤滑油）
１１０  クランクシャフト
１１１  主軸部
１１２  偏心部
１３０  ブロック
１４０  ピストン
１４６  コンロッド
１５０  外周面
１５４  第１凹陥部
１５５  第２凹陥部
１６０  冷媒
１６１  圧縮要素
１６２  圧縮室
１６３  凹陥部
１６４  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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