(57)【要約】【課題】上レースが微振動して、シャフトのフランジ部と上レースの上面がこすれ、効率が低下してしまう可能性があった。【解決手段】圧縮要素１０６は、回転子が固定された主軸部１２１と偏心軸部１２２とフランジ部１２３とを有するシャフトと、主軸受１２１とフランジ部１２３との間に配設されたスラストボールベアリング１５０を備え、シャフト１２０のフランジ部１２３の下に押圧部１６１を構成し、上レース１５４には受圧部１６２を備え、押圧部１６１の硬度は受圧部１６２の硬度の０．７倍以上としたもので、こすれによる損失を低くすることができ、生産性の良い密閉型圧縮機を提供することができる。【選択図】図１
2014181600.tif 000002
【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、固定子と回転子と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が収容され、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フランジ部とを有するシャフトと、圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段と、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、前記主軸受と前記フランジ部との間に配設されたスラストボールベアリングを備え、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と、前記ボールの上下に上レースと下レースとがそれぞれ配設され、前記シャフトの前記フランジ部の下に押圧部を構成し、前記上レースには受圧部を備え、前記押圧部の硬度は前記受圧部の硬度の０．７倍以上とした密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記フランジ部と前記受圧部との間に薄板を備え、前記薄板の前記上レース側に前記押圧部を構成し、前記薄板は止め部を備え、前記止め部は前記シャフトに付設した請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記シャフトの材料が炭素鋼または合金鋼である請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記薄板の重心が内径孔の中心と一致しないように形成する請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍冷蔵装置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、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、消費電力の低減のための高効率化や、低騒音化、並びに高信頼性化が望まれている。また同時に低コスト化が要求されている。
【０００３】
従来、この種の密閉型圧縮機は、スラストボールベアリングを採用して、効率を向上させたものがある（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５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６は特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機のスラストボールベアリングの要部断面図である。
【０００６】
図５および図６において、密閉容器１内に潤滑油２を貯留するとともに、固定子３と回転子４とを備えた電動要素５と電動要素５によって駆動される圧縮要素６とが収容されている。
【０００７】
圧縮要素６は、回転子４が固定された主軸部１０と偏心軸部１１とを有するシャフト１２と、圧縮室１３を備えたシリンダブロック１４と、圧縮室１３内で往復運動するピストン１５と、ピストン１５と偏心軸部１１とを連結する連結手段１６と、シリンダブロック１４に設けられ主軸部１０を軸支する主軸受１７と、主軸受１７のスラスト面１８に配設されたスラストボールベアリング１９を備えている。
【０００８】
主軸受１７は、軸心と略直角な平面部であるスラスト面１８とスラスト面１８よりさらに上方に延長され、主軸部１０に対向する内面を有する軸受け延出部３０とを有している。
【０００９】
スラストボールベアリング１９は、ホルダー部２０に保持された複数のボール２１と、ボール２１の上下に配設された上レース２２と下レース２３とで構成されている。
【００１０】
上レース２２および下レース２３は環状で金属製の平板であり上下の面が平行である。また、ホルダー部２０は環状の形状をなし、周方向に設けた複数の穴部（図示せず）にボール２１を転動自在に収納している。
【００１１】
スラスト面１８の上に支持部材２９、下レース２３、ボール２１、上レース２２の順に互いに接した状態で積み重なり、上レース２２の上面にシャフト１２のフランジ部３１が着座し、軸受け延出部３０の上端とシャフト１２のフランジ部３１との間に所定の軸方向隙間３２を設けている。
【００１２】
上レース２２の内径部３３は主軸部１０外径に近接させ、上レース２２の内径は下レース２３およびホルダー部２０の内径より小さく構成されている。
【００１３】
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。
【００１４】
電動要素５に通電されると、固定子３に発生する回転磁界により、回転子４とともにシャフト１２が回転する。シャフト１２の偏心軸部１１の回転運動が連結手段１６を介してピストン１５に伝えられることでピストン１５は圧縮室１３内を往復運動する。これにより、冷却システム（図示せず）からの冷媒ガスは圧縮室１３内へ吸入及び圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出されるといったサイクルを繰返する。
【００１５】
シャフト１２が回転する際、回転子４とシャフト１２の自重による鉛直方向下向きのスラスト荷重を受けてシャフト１２のフランジ部３１と上レース２２は、密着し摩擦により一体となって回転する。ボール２１は上レース２２と接触することでホルダー部２０に案内されながら公転および自転運動を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１０−２５５５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら上記従来の構成では、上レース２２の内径部３３と主軸部１０外径との間の隙間を大きくすると上レース２２が微振動して、シャフト１２のフランジ部３１と上レース２２の上面がこすれることで損失が発生し、効率が低下してしまう可能性があった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、上レースとフランジ部との硬度差を小さくすることで損失を低くすることができるので、上レースの内径部と主軸部外径との間の隙間を大きく設定することができるので生産性の良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】
【００１９】
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、シャフトのフランジ部の下に押圧部を構成し、上レースには受圧部を備え、押圧部の硬度は受圧部の硬度の０．７倍以上としたものである。
【００２０】
これによって、上レースの受圧部と押圧部との間での摩擦係数を低く抑えることができるので、こすれによる損失を低くするという作用を有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の密閉型圧縮機は、上レースの内径部と主軸部外径との間の隙間を大きく設定することができるので生産性の良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】
【００２２】
【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要部断面図
【図３】同実施の形態におけるスラストボールベアリング周辺の分解斜視図
【図４】同実施の形態における薄板の斜視図
【図５】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図６】従来の密閉型圧縮機の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
第１の発明は、密閉容器内に潤滑油を貯留するとともに、固定子と回転子と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が収容され、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フランジ部とを有するシャフトと、圧縮室を備え
たシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段と、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、前記主軸受と前記フランジ部との間に配設されたスラストボールベアリングを備え、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と、前記ボールの上下に上レースと下レースとがそれぞれ配設され、前記シャフトの前記フランジ部の下に押圧部を構成し、前記上レースには受圧部を備え、前記押圧部の硬度は前記受圧部の硬度の０．７倍以上としたものである。
【００２４】
これにより、上レースの受圧部と押圧部との間での摩擦係数を低く抑えることができるので、こすれによる損失を低くすることができ、上レースの内径と主軸部の外径との間の隙間を大きく設定することができるので生産性の良い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００２５】
第２の発明は、第１の発明において、前記フランジ部と前記受圧部との間に薄板を備え、前記薄板の前記上レース側に前記押圧部を構成し、前記薄板は止め部を備え、前記止め部は前記シャフトに付設したもので、薄板の硬度を焼入れ処理等で容易に高めることできるので更に生産性の良くすることができる。
【００２６】
第３の発明は、第１の発明において、前記シャフトの材料が炭素鋼または合金鋼であるとしたもので、押圧部の表面粗さを小さくした上で浸炭処理や窒化処理により硬度を高めることができるので、こすれによる損失を更に低くでき、効率の良くすることができる。
【００２７】
第４の発明は、第２の発明において、前記薄板の重心が内径孔の中心と一致しないとしたもので、シャフトが回転すると遠心力で薄板が重心方向に寄せられ内径孔と主軸部外径とが接することと止め部で薄板が安定固定されるので、容易に組み立てることができ、更に生産性を良くすることができる。
【００２８】
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。
【００２９】
（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要部断面図、図３は同実施の形態におけるスラストボールベアリング周辺の分解斜視図である。図４は同実施の形態における薄板の斜視図である。
【００３０】
図１から図４において密閉容器１０１内には潤滑油１０２が貯留され冷媒（図示せず）が封入されており、固定子１０３と回転子１０４からなる電動要素１０５と、電動要素１０５によって駆動される圧縮要素１０６が収容される。
【００３１】
電動要素１０５と圧縮要素１０６はともに密閉容器１０１に収容されスプリング１１０で支持されている。
【００３２】
密閉容器１０１に固定したターミナル１１１は電気（図示せず）を供給するものでリード線１１２を通して電動要素１０５に電気を供給する。
【００３３】
ターミナル１１１にはインバータ制御回路１１３が結線され、インバータ制御回路１１３には商用電源１１４が供給されている。
【００３４】
圧縮要素１０６の構成について次に説明する。
【００３５】
シャフト１２０は、回転子１０４を固定した主軸部１２１と、主軸部１２１の上部に配設され主軸部１２１に対し偏心して形成された偏心軸部１２２と主軸部１２１と偏心軸部１２２とを連結するフランジ部１２３とを有する。
【００３６】
シリンダブロック１３０は、略円筒形の圧縮室１３１を有し、主軸部１２１を軸支する主軸受１３２が一体に加工されている。ピストン１３３は、シリンダブロック１３０の圧縮室１３１に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部１２２との間を連結手段１３４によって連結されている。
【００３７】
シリンダブロック１３０の主軸受１３２の上端近傍には主軸受１３２の軸心と略直角に環状に形成されたスラスト面１４０と、スラスト面１４０よりさらに上方に延長され、主軸部１２１に対向する内面を有する軸受け延出部１４１とを備えている。
【００３８】
スラストボールベアリング１５０は、スラスト面１４０の上に配設され、下レース１５１、ホルダー部１５２に保持された複数のボール１５３と、上レース１５４が順に互いに接した状態で積み重なり、軸受け延出部１４１の上端と上レース１５４との間に所定の軸方向隙間１５５を設けており、スラストボールベアリング１５０への給油経路を構成している。上レース１５４の内径１５６は主軸部１２１の外径１５７に０．１ｍｍ以上の隙間で遊嵌している。
【００３９】
フランジ部１２３の下に工具鋼板ＳＫ８５材で形成し焼入れし構成した薄板１６０を備え、薄板１６０の上レース１５４側に押圧部１６１を構成し、軸受鋼ＳＵＪ２材で形成した上レース１５４には受圧部１６２を備え、押圧部１６１の硬度はビッカース硬さ４８０で、受圧部１６２の硬度はビッカース硬さ６５０とし、０．７倍以上としている。薄板１６０は止め部１６３を備え、止め部１６３はシャフト１２０に付設しており、シャフト１２０のフランジ部１２３と接することで、回転方向に動くことを規制されている。薄板１６０の重心（図４中の記号Ａ）が内径孔１６５の中心（図４中の記号Ｂ）と一致しない様に設定している。
【００４０】
上記のように、本実施の形態では、密閉容器１０１内部が低圧型の圧縮機において、シャフト１２０を軸支する軸受は、圧縮室１３１の下側に備えられた主軸受１３２の一つのみであり、圧縮室１３１の上下方向に対して片持ちで軸支する構成である。
【００４１】
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。
【００４２】
電動要素１０５の回転子１０４はシャフト１２０を回転させ、偏心軸部１２２の回転運動が連結手段１３４を介してピストン１３３に伝えられることでピストン１３３は圧縮室１３１内を往復運動する。それにより、冷媒は冷却システム（図示せず）から圧縮室１３１内へ吸入、圧縮された後、再び冷却システムへ吐き出される。
【００４３】
通常、シャフト１２０が回転する際、回転子１０４とシャフト１２０の自重による鉛直方向下向きのスラスト荷重を受けてシャフト１２０のフランジ部１２３と薄板１６０と上レース１５４の上面は、密着し摩擦により一体となって回転する。
【００４４】
圧縮負荷が大きく変動する圧力差で運転するとシャフト１２０の主軸受１３２に対するラジアル方向の振動運動が大きくなる。そのため、上レース１５４の内径１５６と主軸部１２１の外径１５７との間の隙間を振幅とするラジアル方向の振動をおこし易くなり、押圧部１６１と上レース１５４の受圧部１６２とがこすれる。押圧部１６１の硬度は受圧部１６２の硬度の０．７倍以上としているので、上レース１５４の受圧部１６２と押圧部１６１との間での摩擦係数を低く抑えることができるので、こすれによる損失を低くするこ
とができ、上レース１５４の内径１５６と主軸部１２１の外径１５７との間の隙間を大きく設定することができるので生産性の良い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００４５】
更に薄板１６０のみを焼入れ処理することで硬度を容易に高めることできるので生産性の良くすることができる。
【００４６】
また、シャフト１２０が回転すると遠心力で薄板１６０は重心方向に寄せられ内径孔１６５と主軸部１２１の外径１５７に接することと止め部１６３で薄板１６０が安定固定されるので、容易に組み立てることができるため、更に生産性を良くすることができる。
【００４７】
なお、フランジ部１２３の下で上レース１５４との間に薄板１６０を備え、薄板１６０の上レース１５４側に押圧部１６１を構成しとしたが、フランジ部１２３の下に押圧部１６１を一体に構成し、シャフト１２０の材料が炭素鋼または合金鋼であるとした場合にでも、押圧部１６１の表面粗さを小さくした上で浸炭処理や窒化処理により硬度を高めることができるので、こすれによる損失を更に低くでき、効率の良くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、生産性を高くすることができるので、冷蔵庫に加えてエアーコンディショナーや自販機の密閉型圧縮機の用途にも好適である。
【符号の説明】
【００４９】
１０１  密閉容器
１０２  潤滑油
１０３  固定子
１０４  回転子
１０５  電動要素
１０６  圧縮要素
１２０  シャフト
１２１  主軸部
１２２  偏心軸部
１２３  フランジ部
１３０  シリンダブロック
１３１  圧縮室
１３２  主軸受
１３３  ピストン
１３４  連結手段
１５０  スラストボールベアリング
１５１  下レース
１５２  ホルダー部
１５３  ボール
１５４  上レース
１６０  薄板
１６１  押圧部
１６２  受圧部
１６３  止め部
１６５  内径孔
【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】
2014181600.tif 000007
【図６】
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