(57)【要約】【課題】連結手段１２３ａ、１２３ｂの生産工数を削減し共用化を可能にした、生産性が高く、効率の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】連結手段１２３ａ、１２３ｂの大端部１２７ａ、１２７ｂに、クランクシャフト１０９の偏芯部１２１との摺動面積を変化させる段差１３３ａ、１３３ｂを有し、段差１３３ａ、１３３ｂを鉛直方向に対向し一対の連結手段１２３ａ、１２３ｂを配設させる。これにより、偏芯部１２１に対し連結手段１２３ａ、１２３ｂを対向させることとなり、大端部１２７ａ、１２７ｂの外周面加工が不要になるとともに、一対の連結手段１２３ａ、１２３ｂは共用化を可能にできるので、連結手段１２３ａ、１２３ｂ及び圧縮機に係る生産工数を削減し生産性が高く、かつ、高効率の密閉型圧縮機を提供できる。【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留するとともに、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は主軸部及び前記主軸部に偏芯して連設されたひとつの偏芯部を有するクランクシャフトと、前記クランクシャフトを挟んで一対の圧縮室を形成するシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動する一対のピストンと、前記偏芯部と前記一対のピストンとを連結する一対の連結手段を備え、前記連結手段は、小端部と、大端部と、前記小端部と前記大端部とを連結する連結部と、からなり、前記大端部には前記偏芯部との摺動面を変化させる段差を有し、前記段差を鉛直方向に対向させ一対の連結手段を配設する密閉型圧縮機。
【請求項２】
一対の連結手段は、形状が同一である請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記段差は、反連結部側に形成され、摺動面積は連結部側が反連結部側よりも大きい請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記連結手段は、アルミ材からなる請求項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】
前記連結手段は、焼結材からなる請求項１から３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、主に家庭用冷蔵庫等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、地球環境に対する要求はますます強まってきており、省エネルギーの観点から高効率化、エコロジーの観点から小型化と高生産性化が求められている。
【０００３】
従来この種の密閉型圧縮機としては、電動要素の鉛直方向上側に圧縮要素を備え、圧縮要素は一対の圧縮室を対向する位置に配設したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、図面を参照しながら特許文献１に示した従来の圧縮機について説明する。
【０００５】
図４は、特許文献１に記載された従来の圧縮機の縦断面図を示したものである。
【０００６】
図４において、密閉容器１内には、潤滑油２を貯留するとともに、例えばＲ６００ａなどの炭化水素系の冷媒ガス（図示せず）を充填している。
【０００７】
圧縮要素３は、シリンダブロック４やクランクシャフト５、二つのサクションマフラー６ａ、６ｂ、ピストン７ａ、７ｂなどから構成される。
【０００８】
シリンダブロック４は、軸が水平方向のシリンダ８ａ、８ｂを有し、往復自在にピストン７ａ、７ｂが挿入されることで、クランクシャフト５を挟んで１８０度対向する位置に一対の圧縮室９ａ、９ｂを形成する。
【０００９】
クランクシャフト５は、主軸部１０および偏芯部１１からなり、連結手段１２ａ、１２ｂにより、それぞれピストン７ａ、７ｂと連結されている。
【００１０】
連結手段１２ａ、１２ｂは、それぞれ偏芯部１１に対して二重に、かつ、回転自在に嵌め合う形になっており、内側大端１３と外側大端１４をおのおの構成している。
【００１１】
また、ピストン７ａ、７ｂとは、連結手段１２ａ、１２ｂの小端部１５ａ、１５ｂが、おのおのピストンピン１６ａ、１６ｂを介して連結されている。
【００１２】
電動要素１７は、固定子１８と回転子１９とからなり、固定子１８はシリンダブロック４の下方に固定されている。
【００１３】
以上のように構成された従来の圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１４】
電動要素１７に通電されると、回転子１９が回転し、これに伴ってクランクシャフト５が回転する。
【００１５】
主軸部１０の回転に伴い、偏芯部１１は偏芯回転し、この偏芯運動は連結手段１２ａ、１２ｂを介して往復運動に変換され、ピストンピン１６ａ、１６ｂを介してそれぞれピストン７ａ、７ｂをシリンダ８ａ、８ｂ内で往復運動させることで、密閉容器１内の冷媒ガスを圧縮室９ａ、９ｂ内に吸入し、圧縮する所定の圧縮動作を行う。
【００１６】
各ピストン７ａ、７ｂの往復動に伴う吸入行程において、密閉容器１内の冷媒ガスは、
それぞれのサクションマフラー６ａ、６ｂを介して圧縮室９ａ、９ｂ内に吸入され、圧縮された後、吐出配管（図示せず）を経由して密閉容器１の既知の冷凍サイクル（図示せず）へ送られる。
【００１７】
また、潤滑油２２は、クランクシャフト５の下端部から吸い上げられ、クランクシャフト５の各摺動部とピストン７ａ、７ｂと圧縮室９ａ、９ｂの摺動部や連結手段１２ａ、１２ｂの摺動部を潤滑する。
【００１８】
圧縮室９ａのピストン７ａが上死点の時には、圧縮室９ｂのピストン７ｂは下死点となるように、片方のピストンが上死点にある時、もう片方のピストンは下死点となるように、交互に圧縮を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００５―１１３８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、前記従来の構成では、二つの連結手段は、偏芯部に対して大端部が二重に嵌め合う形になっているので、大端部の形状がおのおので異なり、同一形状の連結手段を使用することができないため、部品の共用化ができないといった課題を有していた。
【００２１】
また、二重に嵌め合わされた大端部は、内側に位置する大端部の外周面と、外側に位置する大端部の内周面とがお互い摺動し合うため、大端部の内周面加工に加え、外周面についても高精度な加工を必要とすることから、生産工数が掛かり、生産性が低いといった課題があった。
【００２２】
さらに、内側に位置する大端部は、外側に位置する大端部の摺動面も兼ねているため、内側の大端部は摺動面を十分確保する必要があり、その結果、偏芯部との摺動面積を低減させることが困難となってしまうため、圧縮機の消費電力を低減できず高効率化の妨げとなっていた。
【００２３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機の生産に係る工数を抑えることによって、生産性が高く、かつ、圧縮機の使用条件に対応した摺動面積へ容易に低減させることができる効率の高い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】
【００２４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、連結手段の大端部にクランクシャフトの偏芯部との摺動面積を変化させる段差を有し、段差を鉛直方向に対向し一対の連結手段を配設させるとしたものである。
【００２５】
これにより、偏芯部に対し連結手段を対向させることによって、大端部外周面の加工が不要にできるとともに、一対の連結手段は共用化を可能にできるので、連結手段の生産工数を抑え、圧縮機の組立生産性を向上できるという作用を有する。
【００２６】
また、圧縮機の使用条件に対応した摺動面積へ容易に低減させることができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の圧縮機は、連結手段の生産工数を削減し、共用化を可能にできるため、生産性
が高く、かつ、効率の高い圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の上面図
【図３】本発明の実施の形態１における連結手段の斜視図
【図４】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に潤滑油を貯留するとともに、電動要素と、電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、圧縮要素は主軸部及び主軸部に偏芯して連設されたひとつの偏芯部を有するクランクシャフトと、クランクシャフトを挟んで一対の圧縮室を形成するシリンダブロックと、圧縮室内で往復運動する一対のピストンと、偏芯部と一対のピストンとを連結する一対の連結手段を備え、連結手段は、小端部と、大端部と、それらを連結する連結部からなり、大端部には偏芯部との摺動面積を変化させる段差を有し、段差を鉛直方向に対向させ一対の連結手段を配設する。
【００３０】
これにより、連結手段の大端部の加工を外周面にする必要がなく、大端部の加工を内周面のみにすることができることとなり、生産コストを抑えた生産性の高い圧縮機を提供することができる。
【００３１】
また、効率の高い圧縮機を提供することができる。
【００３２】
また、段差がカギ状に噛み合うよう対向させ配設させることによって、連結手段の配設高さを必要最小限に抑えることで圧縮機の全高を小さくすることができ、圧縮機の小型化を図れる。
【００３３】
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、一対の連結手段は、形状が同一であるとしたことにより、連結手段の共用化を可能とし同一部品を使用することとなり、生産に係る工数を削減できるため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに生産性の高い圧縮機を提供することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明は、請求項１から請求項２に記載の発明において、段差は、反連結部側に形成され、摺動面積は連結部側が反連結部側よりも大きいとしたことにより、
連結部側の摺動面積を大きくすることにより、圧縮行程時に圧縮負荷を受ける連結部側の面圧増大を抑制するとともに、ほとんど負荷を受けない反連結部側の摺動面積を小さくすることで、偏芯部回転による摺動ロスを軽減させることとなり、請求項１から請求項２のいずれかに記載の発明の効果に加えて、さらに信頼性に優れ、効率の高い圧縮機を提供することができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記連結手段は、アルミ材からなるとしたことにより、段差を金型で一体成形することができるため、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、さらに生産性の高い圧縮機を提供することができる。
【００３６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記連結手段は、焼結材からなるとしたことにより、
段差を金型で一体成形することができるため、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、さらに生産性の高い圧縮機を提供することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における圧縮機の縦断面図、図２は、同実施の形態における圧縮機の上面図、図３は、同実施の形態における連結手段の斜視図である。
【００３９】
図１から図３において、密閉容器１０１内には、潤滑油１０３を貯留するとともに、例えばＲ６００ａなどの炭化水素系の冷媒ガス（図示せず）を充填している。
【００４０】
圧縮要素１０５は、シリンダブロック１０７やクランクシャフト１０９、２つのサクションチューブ１１１ａ、１１１ｂ、ピストン１１３ａ、１１３ｂなどから構成される。
【００４１】
シリンダブロック１０７は、軸が水平方向のシリンダ１１５ａ、１１５ｂを有し、往復自在にピストン１１３ａ，１１３ｂが挿入されることで、クランクシャフト１０９を挟んで１８０度対向する位置に一対の圧縮室１１７ａ、１１７ｂを形成する。
【００４２】
クランクシャフト１０９は、主軸部１１９及び偏芯部１２１からなり、連結手段１２３ａ、１２３ｂにより、それぞれピストン１１３ａ、１１３ｂと連結されている。
【００４３】
連結手段１２３ａ、１２３ｂは、アルミニウム合金（例えばＡＤＣ１４）からなり、大端部１２７ａ、１２７ｂ、小端部１２９ａ、１２９ｂ、及びそれらを連結する連結部１３１ａ、１３１ｂを備えており、大端部１２７ａ、１２７ｂには、クランクシャフト１０９の偏芯部１２１との摺動面積を変化させる段差１３３ａ、１３３ｂを形成している。
【００４４】
段差１３３ａ、１３３ｂは、反連結部側に形成され、偏芯部１２１との摺動面積は、連結部側が反連結部側よりも大きい。
【００４５】
なお、反連結部側に形成された段差は、以下の理由により、２１６度以上２４０度以下の範囲が好ましい。
【００４６】
２１６度より小さくなると、コンロッドをクランクシャフトの偏芯軸に上下カギ状に噛み合わせた際に形成される上下コンロッド段差部同士の隙間が狭く十分確保できなくなり、偏芯軸の回転時にコンロッドの段差部同士が接触するため、回転阻害によりクランクシャフトが回転できなくなる。
【００４７】
２４０度より大きくなると、圧縮機運転時ピストンの圧縮負荷を受けるコンロッド大端の摺動面積が小さくなり、摺動面の面圧が増大するため摩耗を引き起こす可能性が高くなる。
【００４８】
連結手段１２３ａ、１２３ｂは、同一形状の部品を使用し、段差１３３ａ、１３３ｂが偏芯部１２１に対し鉛直方向に向かい合わせて、一対の連結手段１２３ａ、１２３ｂを構成するよう配設している。
【００４９】
ピストン１１３ａ、１１３ｂとは、連結手段１２３ａ、１２３ｂの小端部１２９ａ、１２９ｂがおのおのピストンピン１３５ａ、１３５ｂを介して連結されている。
【００５０】
電動要素１３７は、固定子１３９と回転子１４１とからなり、固定子１３９は、シリンダブロック１０７の下方に固定され、同一外周形状の珪素鋼板を積層してなるコアに巻線が旋巻されている。
【００５１】
回転子１４１は、珪素鋼板を積層して形成され、クランクシャフト１０９の主軸部１１９に焼嵌め等で固定されている。
【００５２】
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。
【００５３】
商用電源によって電動要素１３７に通電されると、回転子１４１が回転し、これに伴ってクランクシャフト１０９が回転する。
【００５４】
主軸部１１９の回転に伴い、偏芯部１２１は偏芯回転し、この偏芯運動は連結手段１２３ａ、１２３ｂを介して往復運動に変換され、ピストンピン１３５ａ、１３５ｂを介してそれぞれピストン１１３ａ、１１３ｂをシリンダ１１５ａ、１１５ｂ内で往復運動させることで、密閉容器１０１内の冷媒ガスを圧縮室１１７ａ、１１７ｂ内に吸入し、圧縮する所定の圧縮動作を行う。
【００５５】
ピストン１１３ａ、１１３ｂの往復動に伴う吸入行程において、密閉容器１０１内の冷媒ガスは、それぞれのサクションチューブ１１１ａ、１１１ｂを介して圧縮室１１７ａ、１１７ｂ内に吸入され、圧縮された後、吐出配管（図示せず）を経由して密閉容器１０１の既知の冷凍サイクル（図示せず）へ送られる。
【００５６】
また潤滑油１０３は、クランクシャフト１０９の下端部から吸い上げられ、クランクシャフト１０９の各摺動部とピストン１１３ａ、１１３ｂと圧縮室１１７ａ、１１７ｂの摺動部や連結手段１２３ａ、１２３ｂの摺動部を潤滑する。
【００５７】
圧縮室１１７ａのピストン１１３ａが上死点の時には、圧縮室１１７ｂのピストン１１３ｂは下死点となるように、片方のピストンが上死点にある時、もう片方のピストンは下死点となるように、交互に圧縮を行っている。
【００５８】
ここで、連結手段１２３ａ、１２３ｂの配設を鉛直方向としたことで、摺動面に必要な高精度な加工を、大端部１２７ａ、１２７ｂの内周面のみとすることができる。
【００５９】
これにより、連結手段の大端部の加工を外周面にする必要がなく、大端部の加工を内周面のみにすることができることとなり、生産コストを抑えた生産性の高い圧縮機を提供することができる。
【００６０】
また、一対の連結手段１２３ａ、１２３ｂには、同一部品を使用している。
【００６１】
これにより、部品点数を削減し共用化を図ることで、部品の管理、組立性等、生産に係る工数を大幅に削減できるため、生産性を大幅に改善することができる。
【００６２】
また、大端部１２７ａ、１２７ｂの段差１３３ａ、１３３ｂは、反連結部側に形成し、連結部側の摺動面積が反連結部側よりも大きくなるようにしている。
【００６３】
これにより、圧縮行程時に圧縮負荷を受ける連結部側の面圧増大を抑制するとともに、ほとんど負荷を受けない反連結部側の摺動面積を小さくすることができ、偏芯部回転による摺動ロスを軽減させることができるため、高い信頼性を確保しながら効率の高い密閉型圧縮機の提供を実現することができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、連結手段１２３ａ、１２３ｂの材料は、アルミニウム合金を使用している。
【００６５】
これにより、段差１３３ａ、１３３ｂを金型で一体成形することが可能となり、機械加工で形成する必要がなく、加工時間を短縮することができるため、生産リードタイムを向上させることができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、連結手段１２３ａ，１２３ｂの材料をアルミニウム合金としたが、アルミニウム合金の代わりに焼結合金を用いても、金型により段差を一体成形できるため、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６７】
また、本実施の形態によれば、一対の連結手段１２３ａ、１２３ｂを、段差１３３ａ、１３３ｂがカギ状に噛み合うよう対向させ配設させたことにより、連結手段１２３ａ、１２３ｂの配設高さを必要最小限に抑えることが可能となり、その結果、圧縮機の全高を小さくすることができるため、小型化が実現でき、生産コストを抑えた安価な圧縮機を提供することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、二つのシリンダを構成する圧縮機に連結手段を適用することを説明した。しかしながら、一つのシリンダを構成する圧縮機に連結手段を適用しても、連結部側の摺動面積を大きくすることにより、圧縮行程時に圧縮負荷を受ける連結部側の面圧増大を抑制するとともに、ほとんど負荷を受けない反連結部側の摺動面積を小さくすることで、偏芯部回転による摺動ロスを軽減させることとなり、効率の高い圧縮機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、高生産性化、高効率化が可能となるので、家庭用冷蔵庫、業務用冷蔵庫、冷凍ショーケース、除湿機、エアーコンディショナーや自動販売機、ヒートポンプ給湯機などに用いられる密閉型圧縮機等に適用できる。
【符号の説明】
【００７０】
１０１  密閉容器
１０３  潤滑油
１０５  圧縮要素
１０７  シリンダブロック
１０９  クランクシャフト
１１３ａ、１１３ｂ  ピストン
１１７ａ、１１７ｂ  圧縮室
１１９  主軸部
１２１  偏芯部
１２３ａ、１２３ｂ  連結手段
１２７ａ、１２７ｂ  大端部
１２９ａ、１２９ｂ  小端部
１３１ａ、１３１ｂ  連結部
１３３ａ、１３３ｂ  段差
１３７  電動要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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