(57)【要約】【課題】シリンダブロックのスラスト面の上部に設けられた主軸受延長部とスラスト面の上面で前記主軸受延長部の外周部に配設されたスラストボールベアリングを備えた密閉型圧縮機において、ボールと下レースの接触状態が不安定になることを防止し、信頼性を向上した密閉型圧縮機を提供する。【解決手段】スラスト面１１６とオイルフェンス１８０と主軸受延長部１５７との間でオイル貯留溝１８４を形成し、オイル貯留溝１８４の底部にオイル排出機構１８２を設けることにより下レース１６９に十分な潤滑油１０３を供給し、ボール１６５と下レース１６９接触状態を安定させ、またオイル排出機構１８２により、潤滑油１０３からの金属粉の除去によりボール１６５や下レース１６９の損傷を防止することにより信頼性を向上させることができる。【選択図】図２
2014025425.tif 000002
【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を有するシャフトと、圧縮室を形成するシリンダとを有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに設けられ前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受の上部に設けられたスラスト面と、前記スラスト面の上部に設けられた主軸受延長部と、前記スラスト面の上面で前記主軸受延長部の外周部に配設されたスラストボールベアリングとを備え、前記スラストボールベアリングは、ホルダー部に保持された複数のボールを有するボールベアリングと、前記ボールベアリングの上下にそれぞれ配設された上レースと下レースとを備え、前記シャフトは一端が前記潤滑油に連通し、他端が前記主軸部に設けた給油機構を通じて前記偏心軸部の上端に開口する給油経路を形成し、前記スラスト面は外周部に設けられたオイルフェンスと前記主軸受延長部との間でオイル貯留溝を形成し、前記オイル貯留溝の底部にオイル排出機構を設けた密閉型圧縮機。
【請求項２】
オイル排出機構が貫通孔で形成された請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
偏心軸部は先端開口部を封止した請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
電動要素はインバータ回路によって複数の運転周波数で駆動される請求項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、主に電気冷凍冷蔵庫などの冷凍サイクルに使用される密閉型圧縮機に関するものである。
【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観点から主軸受上端を延長し主軸受延長部を設け、その外周部にスラストボールベアリングを設けたものがある（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の密閉型圧縮機を説明する。
【０００４】
図４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５は、図４の要部の拡大図であり、図６は主軸受延長部付近の潤滑油の流れを示す模式図である。
【０００５】
図４〜図５において、密閉容器１内には底部に潤滑油３を貯留するとともに、圧縮機本体５がサスペンションスプリング７により密閉容器１内で弾性的に支持されている。また、密閉容器１には、温暖化係数の低い冷媒であるＲ６００ａ（イソブタン）が充填されている。
【０００６】
圧縮機本体５は、固定子１３と回転子１５を備える電動要素１１と、この電動要素１１の上方に配置される圧縮要素１７とから構成されている。密閉容器１は、ターミナル２６を備えており、リード線（図示せず）により、電動要素１１に接続されている。
【０００７】
圧縮要素１７を構成するシャフト１９は、主軸部２３と、主軸部２３に対して偏心して形成された偏心軸部２５を有している。また、主軸部２３は表面に設けた螺旋状の溝などからなる給油機構２８を備えている。シリンダブロック２９は、略円筒形のシリンダ３７と、主軸部２３を軸支する主軸受３１を有している。主軸受３１は、軸心と直角な平面部であるスラスト面１６と、スラスト面１６よりさらに上方に延長され、主軸部２３に対向する内面を有する主軸受延長部５７を有している。
【０００８】
スラスト面１６の上部には主軸受延長部５７を囲むように、支持部材７１、下レース６９、ホルダー６７とボール６５からなるボールベアリング６３、上レース６１の順で互いに接した状態で積み重なりスラストボールベアリング５９が配置されている。
【０００９】
上レース６１および下レース６９は環状で金属製の平板で、上下の面が平行である。
【００１０】
ホルダー６７は、ポリアミドなどの樹脂材料で形成され、環状の形状をなし、ボール６５が転動自在に収納される複数の孔部を有している。
【００１１】
スラストボールベアリング５９は、ボール６５が上レース６１と下レース６９に点接触の状態で転がる軸受であり、シャフト１９や回転子１３の自重などの垂直方向の荷重を支持しながら回転が可能である。
【００１２】
ピストン３３は、シリンダ３７に往復自在に挿入される。また、連結手段４３は、両端に設けた孔部がそれぞれピストン３３に取り付けられたピストンピン３５と偏心軸部２５に嵌挿されることで、偏心軸部２５とピストン３３とを連結している。
【００１３】
シリンダ３７およびピストン３３は、シリンダ３７の開口端面に取り付けられたバルブプレート３９とともに圧縮室４１を形成する。さらに、バルブプレート３９を覆って蓋をするようにシリンダヘッド５３が固定されている。
【００１４】
吸入マフラ５５は、ＰＢＴなどの樹脂で成型され、内部に消音空間５６を形成し、シリンダヘッド５３とバルブプレート３９の間に挟まれている。
【００１５】
以上のように構成された密閉型圧縮機において以下その動作を説明する。
【００１６】
電動要素１１に通電されると、固定子１３に発生する磁界により回転子１５はシャフト１９とともに回転する。また、上レース６１もシャフト１９とともに回転する。主軸部２３の回転に伴い、偏心軸部２５は偏心回転し、この偏心運動は連結手段４３を介して往復運動に変換され、ピストン３３をシリンダ３７内で往復運動させることで密閉容器１内の冷媒を圧縮室４１内に吸入し、圧縮する圧縮動作を行う。
【００１７】
また、シャフト１９の一端は潤滑油３に浸漬しており、潤滑油３はシャフト１９が回転することにより、給油機構２８で圧縮要素１７の各部に供給され、摺動部の潤滑を行う。
【００１８】
また図６に示すように主軸受延長部５７の上端から流れ出た潤滑油３は、主軸受延長部５７とスラストボールベアリング５９の各部の隙間を流れ、ボール６５、上レース６１、下レース６９の潤滑を行う。
【００１９】
スラストボールベアリング５９は、一般的に用いられている滑り軸受のスラストベアリングと比べ摩擦が少なく、近年高効率化を目的に採用されることが増えてきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特表２００５−５００４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、前記従来の構成では主軸部２３より供給された潤滑油３は上レース６１がシャフト１９と共に回転するため、遠心力により上レース６１とボール６５の隙間から外周側へ飛散し、下レース６９への十分な給油ができなくなり、ボール６５や下レース６９に損傷が生じるという信頼性面での課題を有していた。
【００２２】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、下レースへの十分な給油を行うことにより、ボールと下レースの接触状態を安定させ、ボールや下レースに損傷が生じることを防止し、信頼性を向上した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】
前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主軸受延長部とスラスト面の上面で主軸受延長部の外周部に配設されたスラストボールベアリングとを備え、シャフトは一端が密閉容器内に貯溜された潤滑油に連通し、他部が主軸部に設けた給油機構を通じて偏心軸部の上端に開口する給油経路を形成し、スラスト面は外周部に設けられたオイルフェンスと主軸受延長部との間でオイル貯留溝を形成し、オイル貯留溝の底部にオイル排出機構を設けたもので、主軸部より供給され遠心力により上レースとボールの隙間から外周側へ飛散した潤滑油はスラスト面外周に設けられたオイルフェンスで回収され、オイル貯留溝に貯留され、下レースに十分な潤滑油を供給できるので、ボールと下レースの接触状態を安定させ、ボールや下レースの損傷を防止できるという作用を有する。さらに、オ
イル貯留溝の底部に留まる金属粉をオイル排出機構により排出できるので下レースに供給される潤滑油の中から金属粉を取り除くことができるので下レースやボールの損傷を防止できるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の密閉型圧縮機は、オイル貯留溝からの下レースへの十分な潤滑油の供給とオイル排出機構による潤滑油からの金属粉の除去により、下レースの損傷を防止することにより信頼性を向上させることができる。
【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要部拡大図
【図３】同実施の形態におけるオイル貯留溝付近の潤滑油の流れを示す模式図
【図４】特許文献１に記載の密閉型圧縮機の縦断面図
【図５】特許文献１に記載の要部拡大図
【図６】特許文献１に記載の主軸受延長部付近の潤滑油の流れを示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
第１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を有するシャフトと、圧縮室を形成するシリンダとを有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに設けられ前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受の上部に設けられたスラスト面と前記スラスト面の上部に設けられた主軸受延長部と前記スラスト面の上面で前記主軸受延長部の外周部に配設されたスラストボールベアリングとを備え、前記スラストボールベアリングは、ホルダー部に保持された複数のボールを有するボールベアリングと、前記ボールベアリングの上下にそれぞれ配設された上レースと下レースとを備え、前記シャフトは一端が前記潤滑油に連通し、他端が前記主軸部に設けた給油機構を通じて前記偏心軸部の上端に開口する給油経路を形成し、前記スラスト面は外周部に設けられたオイルフェンスと前記主軸受延長部との間でオイル貯留溝を形成し、前記オイル貯留溝の底部にオイル排出機構を設けたもので、主軸部より供給され遠心力により上レースとボールの隙間から外周側へ飛散した潤滑油がスラスト面外周に設けられたオイルフェンスで回収され、オイル貯留溝に貯留され、下レースに十分な潤滑油を供給できるので、ボールと下レースの接触状態を安定させ、ボールや下レースの損傷を防止できるので信頼性を向上させることができる。さらに、オイル排出機構によりオイル貯留溝の底部に留まる金属粉を排出できるので下レースに供給される潤滑油の中から金属粉を取り除くことができるので、下レースの損傷を防止することによりさらに信頼性を向上させることができる。
【００２７】
第２の発明は第１の発明の密閉型圧縮機のオイル排出機構が貫通孔で形成されることにより、安価な加工設備で容易にオイル排出機構が形成できるので、生産性を向上させることができる。
【００２８】
第３の発明は第１または第２の発明の密閉型圧縮機の偏心軸部は先端開口部を封止したことにより、先端開口部からの潤滑油の排出がなくなり、主軸受延長部から流れ出る潤滑油の量が増加するため、下レースに十分な潤滑油を供給できるので、ボールと下レースの接触状態を更に安定させ、ボールや下レースの損傷を防止することにより信頼性を向上させることができる。
【００２９】
第４の発明は第１から３のいずれか１つの発明の密閉型圧縮機の電動要素はインバータによって複数の運転周波数で駆動されることにより、特に低速回転で主軸部からの給油量
が少ない場合でもオイル貯留溝に潤滑油を貯留させることにより、下レースに十分な潤滑油の供給ができるので、ボールと下レースの接触状態を安定させ、ボールや下レースの損傷を防止することにより信頼性を向上させることができる。
【００３０】
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。
【００３１】
（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である。図２は同実施の形態における要部拡大図である。図３は同実施の形態におけるオイル貯留溝付近の潤滑油の流れを示す模式図である。
【００３２】
図１〜３において、密閉容器１０１内には、底部に潤滑油１０３を貯留するとともに、圧縮機本体１０５がサスペンションスプリング１０７により弾性的に支持されている。また、密閉容器１０１には、温暖化係数の低い冷媒であるＲ６００ａ（イソブタン）が充填されている。
【００３３】
圧縮機本体１０５は、固定子１１３と回転子１１５から構成されている電動要素１１１と、この電動要素１１１の上方に配置される圧縮要素１１７とから構成されている。密閉容器１０１は、ターミナル１２６を備えており、リード線（図示せず）により、電動要素１１１と接続されている。また、圧縮機本体１０５は複数の運転周波数で駆動するためのインバータ回路（図示せず）に取り付けられている。
【００３４】
圧縮要素１１７を構成するシャフト１１９は、主軸部１２３と、主軸部１２３の上端に設けたフランジ部１２１とフランジ部１２１の上面より延出する偏心軸部１２５を備えている。また、偏心軸部１２５の上端には先端開口部１２７があり、主軸部１２３はシリンダブロック１２９の主軸受１３１に回転自在に軸支されるとともに、回転子１１５が焼嵌め等で固定されている。
【００３５】
そして、圧縮荷重を受ける偏心軸部１２５に対して、偏心軸部１２５の下側に配置された主軸部１２３と主軸受１３１で支持する片持ち軸受の構成となっている。
【００３６】
また、シャフト１１９は主軸部１２３表面に設けた螺旋状の溝などからなる給油機構１２８を備えている。
【００３７】
また、本実施の形態では、偏心軸部１２５の先端開口部１２７が封止蓋１８６により封止されている。
【００３８】
ピストン１３３は、シリンダブロック１２９に形成された略円筒形の内面を有するシリンダ１３７に往復自在に挿入される。また、連結手段１４３は、両端に設けた孔部がそれぞれピストン１３３に取り付けられたピストンピン１３５と偏心軸部１２５に嵌挿されることで、偏心軸部１２５とピストン１３３とを連結している。
【００３９】
シリンダ１３７およびピストン１３３は、シリンダ１３７の開口端面に取り付けられるバルブプレート１３９とともに圧縮室１４１を形成する。さらに、バルブプレート１３９を覆って蓋をするようにシリンダヘッド１５３が固定されている。
【００４０】
吸入マフラ１５５は、ＰＢＴなどの樹脂で成型され、内部に消音空間１５６を形成し、シリンダヘッド１５３とバルブプレート１３９の間に挟まれている。
【００４１】
次に、スラストボールベアリング１５９について説明する。
【００４２】
主軸受１３１は、軸心と直角な平面部であるスラスト面１１６と、スラスト面１１６よりさらに上方に延長され、主軸部１２３に対向する内面を有する主軸受延長部１５７とを有している。
【００４３】
スラスト面１１６の上部には主軸受延長部１５７を囲むように、下レース１６９、ホルダー１６７とボール１６５からなるボールベアリング１６３、上レース１６１の順で互いに接した状態で積み重なりスラストボールベアリング１５９が配置されている。
【００４４】
上レース１６１および下レース１６９は環状で金属製の平板で、上下の面が平行である。
【００４５】
ホルダー１６７は、ポリアミドなどの樹脂材料で形成され、環状の形状をなし、ボール１６５が転動自在に収納される複数の孔部を有している。
【００４６】
次にオイル貯留溝１８４について説明する。
【００４７】
オイル貯留溝１８４はシリンダブロック１２９の主軸受延長部１５７、スラスト面１１６、スラスト面１１６の外周部に配置されたオイルフェンス１８０で形成されている。オイルフェンス１８０は上レース１６１の高さまで形成されている。また、オイル貯留溝１８４の底部にはオイル貯留溝１８４の底部に溜まった金属粉を排出可能な貫通孔で形成されたオイル排出機構１８２が配設されている。
【００４８】
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。
【００４９】
電源端子１０９より電動要素１１１に通電されると、固定子１１３に発生する磁界により回転子１１５はシャフト１１９とともに回転する。電動要素１１１はインバータ回路（図示せず）により複数の運転周波数で駆動される。主軸部１２３の回転に伴い偏心軸部１２５は偏心回転し、連結手段１４３により、ピストン１３３のシリンダ１３７内での往復運動に変換させる。シリンダ１３７内でのピストン１３３の往復運動により、圧縮室１４１が容積変化することで、密閉容器１０１の冷媒を圧縮室１４１内に吸入し、圧縮する。
【００５０】
この圧縮動作に伴う吸入行程において、密閉容器１０１内の冷媒は、吸入マフラ１５５を介して圧縮室１４１内に間欠的に吸入され、圧縮室１４１内で圧縮された後、高温高圧の冷媒は密閉容器１０１からの冷凍サイクル（図示せず）へ送られる。
【００５１】
次に、スラストボールベアリング１５９について説明する。
【００５２】
スラストボールベアリング１５９は、同じ大きさのボール１６５を、平らな上レース１６１と下レース１６９の間に複数個配置して、それぞれを点接触の状態で転がるようにすることで、摩擦を非常に小さくするものであり、摺動損失の低減により密閉型圧縮機の効率が向上できる。
【００５３】
次に潤滑油１０３の流れについて説明する。
【００５４】
シャフト１１９の一端は潤滑油１０３に浸漬しており、シャフト１１９が回転することにより、潤滑油１０３は給油機構１２８により圧縮要素１１７各部に供給され、摺動部の潤滑を行う。図３に示すように主軸受延長部１５７の上端から流れ出た潤滑油１０３は、主軸受延長部１５７とスラストボールベアリング１５９の各部の隙間を流れ、潤滑を行う
。
【００５５】
本実施の形態では主軸部１２３より供給され遠心力により上レース１６１とボール１６５の隙間から外周側へ飛散した潤滑油１０３がスラスト面１１６外周に設けられたオイルフェンス１８０で回収され、オイル貯留溝１８４に貯留され、下レース１６９に十分な潤滑油１０３を供給できる。そのため、ボール１６５と下レース１６９の接触状態を安定させ、ボール１６５や下レース１６９の損傷を防止できるという作用を有する。さらに、オイル排出機構１８２によりオイル貯留溝１８４の底部に留まる金属粉を排出できるので下レース１６９に供給される潤滑油１０３の中から金属粉を取り除くことができるので下レース１６９やボール１６５の損傷を防止できる。
【００５６】
また、本実施の形態ではオイル排出機構１８２がオイル貯留溝１８４の底部に貫通孔で形成されている。貫通孔にすることによりボール盤等の簡単な加工設備で、容易にオイル排出機構１８２が形成できるので、生産性を向上することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では偏心軸部１２５は先端開口部１２７を封止したことにより、先端開口部１２７からの潤滑油１０３の排出がなくなり、主軸受延長部１５７から流れ出る潤滑油１０３の量が増加する。そのため、下レース１６９に十分な潤滑油１０３が供給できるので、ボール１６５と下レース１６９の接触状態を更に安定させ、ボール１６５や下レース１６９の損傷を防止することにより信頼性を向上させることができる。
【００５８】
また、本実施の形態では電動要素１１１はインバータ回路によって複数の運転周波数で駆動される。特に、低い運転周波数で運転する場合、主軸部１２３からの潤滑油１０３の供給が少なくなるが、オイル貯留溝１８４に潤滑油１０３を貯留させることにより、下レース１６９に十分な潤滑油１０３を供給できる。その結果、ボール１６５と下レース１６９の接触状態を安定させ、ボール１６５や下レース１６９の損傷を防止することにより信頼性を向上させることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では電動要素１１１はインバータ回路によって複数の運転周波数で駆動されているが、電源周波数と同じ運転周波数でのみ駆動される方式であっても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、オイル貯留溝から下レースへの十分な潤滑油の供給とオイル排出機構による潤滑油からの金属粉の除去により下レースの損傷を防止することにより信頼性を向上させることができるので、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に広く適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０１  密閉容器
１０３  潤滑油
１１１  電動要素
１１３  固定子
１１５  回転子
１１６  スラスト面
１１７  圧縮要素
１１９  シャフト
１２３  主軸部
１２５  偏心軸部
１２８  給油機構
１２７  先端開口部
１２９  シリンダブロック
１３１  主軸受
１３３  ピストン
１４１  圧縮室
１４３  連結手段
１５７  主軸受延長部
１５９  スラストボールベアリング
１６１  上レース
１６３  ボールベアリング
１６５  ボール
１６７  ホルダー
１６９  下レース
１８０  オイルフェンス
１８２  オイル排出機構
１８４  オイル貯留溝
【図１】
2014025425.tif 000003
【図２】
2014025425.tif 000004
【図３】
2014025425.tif 000005
【図４】
2014025425.tif 000006
【図５】
2014025425.tif 000007
【図６】
2014025425.tif 000008