(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、粘度がＶＧ３〜ＶＧ１０のエステル油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれか一つ、またはこれらの混合物とした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、Ｒ１３４ａ、Ｒ１３４ａを主成分とする混合物、あるいはＲ１２３４ｙｆまたはＲ１２３４ｙｆを主成分とする混合物とした冷媒を圧縮する圧縮要素を収容し、前記電動要素ならびに前記圧縮要素を構成する少なくとも一つの部材が高分子材料であり、前記高分子に含まれる２量体〜５量体の環状オリゴマーの総量を５００ｍｇ以下とした冷媒圧縮機。
【請求項２】
前記高分子材料を、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）ならびにポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）とした請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮要素を、回転子と該回転子に連結されたシャフトの自重を支えるスラスト軸受部を有する構成とし、前記スラスト軸受部を、スラストボールベアリングを具備する構成とした請求項１または２に記載の冷媒圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫、エアーコンディショナー等に使用される冷媒圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷媒圧縮機としては、地球環境保護の観点から化石燃料の使用を少なくする高効率の冷媒圧縮機の開発が進められており、その中で特に潤滑剤の粘度を低下させて摺動損失の低減を図るとともに、多くの高分子材料を使用した冷媒圧縮機が知られている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷媒圧縮機について説明する。
【０００４】
図４は、従来技術の密閉型電動冷媒圧縮機の断面図である。図５は、同圧縮機における図４のＢ部の拡大図である。
【０００５】
密閉容器２内には、巻線５と絶縁紙７とからなる固定子４と回転子６とで形成する電動要素８と、この電動要素８により回転駆動される圧縮要素１０がそれぞれ収納され、また、底部には、粘度がＶＧ３〜ＶＧ１０の潤滑油１２を貯留している。
【０００６】
電動要素８と圧縮要素１０とは、一体に組み立てられて圧縮機構１４を構成しており、この圧縮機構１４は、複数のコイルばね１６により、密閉容器２内に弾性的に支持されている。
【０００７】
圧縮要素１０は、主軸部２０とツバ部２２を介して形成された偏心軸部２４を備えたシャフト２６と、圧縮室３０を形成するシリンダーブロック３２と、シリンダーブロック３２に設けられシャフト２６を支持する主軸受３４とを備えている。さらに、圧縮要素１０は、圧縮室３０内で往復運動するピストン３６と、ピストン３６と偏心軸部２４を連結する連結機構３８を備えている。
【０００８】
また、圧縮要素１０は、シャフト２６のツバ部２２の下部３９に設けられ、主軸部２０の軸心４０ａと略直角に設けられた上レース着座面４２と、主軸受３４の上部に主軸受３４の軸心４０ｂと略直角に設けられ、かつシャフト２６や回転子６の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部４４と、上レース着座面４２とスラスト摺動部４４との間に設けられたスラストボールベアリング４６を備え、レシプロ式密閉型圧縮機を形成している。
【０００９】
サクションチューブ２１は、密閉容器２に固定され、かつ冷凍サイクルの低圧側（図示せず）に接続されており、冷媒ガス（図示せず）を密閉容器２内に導く。サクションマフラー２３は、バルブプレート２５とヘッド２７に挟持されている。
【００１０】
シャフト２６は、一端が密閉容器２内に貯留した潤滑油１２に連通する給油機構５０と、主軸部２０に、給油機構５０によって汲み上げられた潤滑油１２の一部をスラスト摺動部４４に供給する給油溝５２を有している。
【００１１】
電動要素８は、シリンダーブロック３２の下方に固定された固定子４と主軸部２０に焼嵌めなどで固定された回転子６とから構成されている。
【００１２】
スラストボールベアリング４６は、複数のボール６０と、ボール６０を保持するホルダ
ー部６２と、ボール６０の上下に各々配設された上レース６４と下レース６６とを備えている。そして、上レース６４はツバ部２２の上レース着座面４２と接しており、下レース６６は、スラスト摺動部４４と接している。
【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８に外部電源（図示せず）より通電がされると、回転子６が回転し、これに伴ってシャフト２６が回転する。そして、偏心軸部２４の旋回運動が連結機構３８を介して往復運動に変換され、ピストン３６に伝えられる。その結果、ピストン３６は圧縮室３０内で往復運動を行い、圧縮要素１０が所定の圧縮動作を行う。
【００１５】
この動作により、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から圧縮室３０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。
【００１６】
このときに、シャフト２６の給油機構５０は、潤滑油１２を汲み上げ、各摺動部（図示せず）を潤滑する。そして、潤滑油１２の一部は、給油溝５２からスラスト摺動部４４へ供給されてスラストボールベアリング４６を潤滑する。
【００１７】
シャフト２６と回転子６の重量は、スラストボールベアリング４６で支えられると共に、シャフト２６の回転時は、ボール６０が上レース６４と下レース６６との間で転がる。このことにより、シャフト２６を回転させるトルクは、スラストすべり軸受けに比べて小さくなる。そのために、スラスト軸受けでの損失を小さくすることができ、入力を低減することができるので、圧縮動作を高効率で行うことができる。
【００１８】
また、絶縁紙７の材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であり、サクションマフラー２３の材料は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であり、ホルダー部６２はポリアミド（ＰＡ）である。さらに、インバーターモーターにおける絶縁部材には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ならびにポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平１０−３３９２８９号公報
【特許文献２】特開２００３−１０５０９９号公報
【特許文献３】特開２００７−２９２０１８号公報
【特許文献４】特開２００９−２２１８７２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、従来のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）ならびにポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）においては、各高分子材料に含まれるオリゴマー量の含有率を規制しているが、上記高分子材料に含まれるオリゴマーが全て抽出された場合、冷却システムを構成するキャピラリーが閉塞するという問題があった。
【００２１】
特に、近年、潤滑油の低粘度化が進むにつれて高分子材料からオリゴマー抽出する速度が速くなり、さらに、高効率化のためにボールの保持器としてポリアミド（ＰＡ）材料を用いたスラストボールベアリングを使用していることから、コンプレッサー内のオリゴマーの総量が増加することで、キャピラリーが閉塞する可能性が高くなる課題があった。
【００２２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、圧縮機に使用する高分子材料に含まれる２量体〜５量体の環状オリゴマーの総量を５００ｍｇ以下とすることで、潤滑油の粘度を低下させても、さらに高分子材料の部品が増加しても、高効率で信頼性が高い冷媒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】
本発明の冷媒圧縮機は、密閉容器内に、粘度がＶＧ３〜ＶＧ１０のエステル油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれか一つ、またはこれらの混合物とした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、Ｒ１３４ａ、Ｒ１３４ａを主成分とする混合物、あるいはＲ１２３４ｙｆまたはＲ１２３４ｙｆを主成分とする混合物とした冷媒を圧縮する圧縮要素を収容し、前記電動要素ならびに前記圧縮要素を構成する少なくとも一つの部材が高分子材料であり、前記高分子に含まれる２量体〜５量体の環状オリゴマーの総量を５００ｍｇ以下としたものである。
【００２４】
かかることにより、潤滑油の粘度を低下させても、また、高分子材料の部品が増加しても、システムのキャピラリーが閉塞することを防止し、冷媒圧縮機における効率の向上、並びに信頼性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の冷媒圧縮機は、粘度がＶＧ３〜ＶＧ１０のエステル油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれか一つ、またはこれらの混合物とした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、Ｒ１３４ａ、Ｒ１３４ａを主成分とする混合物、あるいはＲ１２３４ｙｆまたはＲ１２３４ｙｆを主成分とする混合物とした冷媒を圧縮する圧縮要素を収容し、電動要素ならびに圧縮要素を構成する少なくともひとつの部材が高分子材料からなるものとし、前記高分子に含まれる２量体〜５量体の環状オリゴマーの総量を５００ｍｇ以下とすることにより、潤滑油の粘度を低下させても、また、高分子材料の部品が増加しても、システムのキャピラリーが閉塞することを防止し、高効率で信頼性が高い冷媒圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１における冷媒圧縮機の断面図
【図２】同冷媒圧縮機における図１のＡ部の拡大図
【図３】オリゴマー量とキャピラリー閉塞の関係を示した説明図
【図４】従来例を示す冷媒圧縮機の断面図
【図５】同圧縮機における図４のＢ部の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、粘度がＶＧ３〜ＶＧ１０のエステル油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれか一つ、またはこれらの混合物とした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、Ｒ１３４ａ、Ｒ１３４ａを主成分とする混合物、あるいはＲ１２３４ｙｆまたはＲ１２３４ｙｆを主成分とする混合物とした冷媒を圧縮する圧縮要素を収容し、前記電動要素ならびに前記圧縮要素を構成する少なくとも一つの部材が高分子材料であり、前記高分子に含まれる２量体〜５量体の環状オリゴマーの総量を５００ｍｇ以下としたものである。
【００２８】
かかることにより、潤滑油の粘度を、ＶＧ３〜ＶＧ１０の範囲としても、システムのキャピラリーが閉塞することを防止し、システムおよび圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００２９】
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、前記高分子材料を、少なくともポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）ならびにポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）のいずれか一つとしたものである。
【００３０】
かかることにより、個々の高分子材料から全てのオリゴマーが抽出しても、システムのキャピラリーが閉塞することを防止し、信頼性が向上する。
【００３５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の発明において、前記圧縮要素を、回転子と該回転子に連結されたシャフトの自重を支えるスラスト軸受部を有する構成とし、前記スラスト軸受部を、スラストボールベアリングを具備する構成としたもので、スラストボールベアリングの軸受機能を維持することができ、圧縮機の信頼性を維持することができる。
【００３６】
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、この実施の形態よってこの発明が限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷媒圧縮機の断面図である。図２は、同冷媒圧縮機における図１のＡ部の拡大図である。図３はオリゴマー量とキャピラリー閉塞の関係を示した説明図である。
【００３８】
図１、図２において、密閉容器１０２内には、固定子１０４と回転子１０６とからなる電動要素１０８と、この電動要素１０８により回転駆動される圧縮要素１１０がそれぞれ収納され、また、底部には、潤滑油１１２として粘度がＶＧ３〜ＶＧ１０の鉱油を貯留している。電動要素１０８と圧縮要素１１０は、一体に組み立てられて圧縮機構１１４を構成している。この圧縮機構１１４は、複数のコイルばね１１６により、密閉容器１０２内に弾性的に支持されている。
【００３９】
圧縮要素１１０は、主軸部１２０とツバ部１２２を介して形成された偏心軸部１２４を備えるシャフト１２６と、圧縮室１３０を形成するシリンダーブロック１３２と、シリンダーブロック１３２に設けられ、かつシャフト１２６を支持する主軸受１３４とを備えている。さらに、圧縮要素１１０は、圧縮室１３０内で往復運動するピストン１３６と、ピストン１３６と偏心軸部１２４とを連結する連結機構１３８を備えている。また、圧縮要素１１０は、シャフト１２６のツバ部１２２の下部１３９に設けられ、主軸部１２０の軸心１４０ａと略直角に設けられた上レース着座面１４２と、主軸受１３４の上部に、主軸受１３４の軸心１４０ｂと略直角に設けられ、かつシャフト１２６や回転子１０６の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部１４４と、上レース着座面１４２とスラスト摺動部１４４の間に設けられたスラストボールベアリング１４６を備え、レシプロ式密閉型圧縮機を形成している。
【００４０】
サクションチューブ１２１は、密閉容器１０２に固定されるとともに、冷却システムの低圧側（図示せず）に接続され、冷媒ガス（図示せず）を密閉容器１０２内に導く。サク
ションマフラー１２３は、バルブプレート１２５とヘッド１２７に挟持されている。
【００４１】
シャフト１２６は、一端が密閉容器１０２内に貯留した潤滑油１１２に浸漬し、潤滑油１１２を汲み上げ可能とした給油機構１５０と、給油機構１５０によって汲み上げられた潤滑油１１２の一部を、主軸部１２０のスラスト摺動部１４４に供給する給油溝１５２を有している。
【００４２】
電動要素１０８は、シリンダーブロック１３２の下方に固定された固定子１０４と、主軸部１２０に焼嵌めなどで固定された回転子１０６とから構成されている。
【００４３】
スラストボールベアリング１４６は、複数のボール１６０と、ボール１６０を保持するホルダー部１６２と、ボール１６０の上下に各々配設された上レース１６４と下レース１６６とを備えている。そして、上レース１６４は、ツバ部１２２の上レース着座面１４２と接しており、下レース１６６は、スラスト摺動部１４４と接している。
【００４４】
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。
【００４５】
電動要素１０８へ外部電源（図示せず）が通電されると、回転子１０６が回転し、これに伴ってシャフト１２６が回転する。そして、偏心軸部１２４の旋回運動が連結機構１３８を介して往復運動に変換され、ピストン１３６に伝えられる。このことにより、ピストン１３６は圧縮室１３０内で往復運動を行い、圧縮要素１１０が所定の圧縮動作を行う。それにより、冷媒ガスならびに潤滑油１１２は、冷却システム（図示せず）から圧縮室１３０内へ吸入され、圧縮された後、再び冷却システムへと吐出される。
【００４６】
シャフト１２６の回転に伴い、シャフト１２６の給油機構１５０は、潤滑油１１２を汲み上げ、各摺動部（図示せず）を潤滑する。そして、潤滑油１１２の一部は、給油溝１５２からスラスト摺動部１４４へ供給され、スラストボールベアリング１４６を潤滑する。
【００４７】
このとき、潤滑油１１２内には高分子材料から抽出されたオリゴマーが含まれているが、使用する高分子材料に含まれる２量体〜５量体の環状オリゴマーの総量を５００ｍｇ以下としていることから、当然、潤滑油１１２内に含まれるオリゴマー量は５００ｍｇ以下となっている。したがって、オリゴマーによるシステムのキャピラリーの詰りが防止でき、システムにおける信頼性の向上を図ることができる。
【００４８】
ここで、図３を用いて、オリゴマー量とキャピラリー閉塞の関係について説明する。
【００４９】
図３は、Ｒ６００ａ冷媒を使用する冷蔵庫システムに搭載したコンプレッサーの潤滑油に、あらかじめ約２００ｍｇ〜６００ｍｇのＰＥＴオリゴマーを入れたＶＧ８の鉱油を採用し、その冷蔵庫システムを稼動させた際のキャピラリー閉塞率を示した図である。なお、使用したＰＥＴオリゴマーは、ＰＥＴフィルムからクロロフォルムを用いたソックスレイ抽出法により抽出したものである。
【００５０】
図３に示した結果から、ＰＥＴオリゴマー量が３００ｍｇ以上になると、キャピラリーが目詰まりを生じる閉塞率が２〜３％に微増し、ＰＥＴオリゴマー量が６００ｍｇ近傍になると、その閉塞率が約５０％に急増していることが分かる。このことは、油中に存在するＰＥＴオリゴマーが増加することにより、冷却システム内に吐出される油を媒体として、冷却システム内のＰＥＴオリゴマー量も増加し、その量が一定値を超えることにより、減圧機構であるキャピラリー部を通過できずに堆積することを示している。
【００５１】
その結果、閉塞率が増加していると考えられる。したがって、冷却システム内へのＰＥ
Ｔオリゴマーの吐出量（吐き出し量）を制限するために、媒体である油中に抽出するオリゴマー量を６００ｍｇ以下に制限することは有効な手段である。さらに、３００ｍｇ以下にすることで、さらなる効果が得られることは、本実施の形態における検討結果より明白である。
【００５２】
また、近年、システム技術においては、高効率化を図るために潤滑油の粘度を低くする傾向にある。しかしながら、潤滑油の低粘度化にともない、当然、分子量の低い成分が多くなることは言うまでもない。この低分子量成分が、コンプレッサーに使用している高分子材料の分子間に入り込み、２量体〜５量体の環状オリゴマーを抽出させる。
【００５３】
したがって、油の分子量の低い成分が多くなることで、オリゴマーの抽出速度が速くなる可能性があり、短期間でオリゴマーを多量に抽出させる可能性がある。しかし、油中にオリゴマーを封入して行った図３に示す検討は、オリゴマーの抽出速度が速くなる傾向を最大限に加速したものであり、このことから考え、油の低粘度化によりオリゴマーの抽出速度が速くなっても、２量体〜５量体の環状オリゴマーを５００ｍｇ以下にすることにより、キャピラリーの閉塞が防止できる。
【００５４】
また、本実施の形態においては、Ｒ６００ａの冷媒と、潤滑油に粘度がＶＧ８の鉱油を挙げて説明したが、使用する油の粘度がＶＧ３〜ＶＧ１０であれば、抽出速度の観点から同様の効果が得られる。さらに使用する冷媒がＲ６００ａを主成分とする混合物とし、油をエステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれか一つ、または、これらを鉱油の混合物としても同様の効果が得られる。
【００５５】
また、使用する冷媒を、Ｒ１３４ａ、Ｒ１３４ａを主成分とする混合物、Ｒ１２３４ｙｆ、またはＲ１２３４ｙｆを主成分とする混合物とし、油を、エステル油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれか一つ、またはこれらの混合物としても、オリゴマーの抽出並びにキャピラリー閉塞の関係から考えて、同様の効果が期待できる。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、往復動式の冷媒圧縮機を例示して説明したが、回転式やスクロール式、振動式等、摺動部や吐出弁を有する他の圧縮機においても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明にかかる冷媒圧縮機は、低粘度潤滑剤を用いながら信頼性が高い圧縮機を提供することが可能となるので、冷凍サイクルを用いた機器に幅広く適用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０２  密閉容器
１０６  回転子
１０８  電動要素
１１０  圧縮要素
１１２  潤滑油
１２６  シャフト
１４４  スラスト摺動部
１４６  スラストボールベアリング
【図１】
0005990765.tif 000002
【図２】
0005990765.tif 000003
【図３】
0005990765.tif 000004
【図４】
0005990765.tif 000005
【図５】
0005990765.tif 000006