(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、前記固定子に対して回転する回転子と、を含む電動要素と、
前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、
前記電動要素および前記圧縮要素を収容し、かつ、潤滑油を貯留している密閉容器と、を備え、
前記圧縮要素は、
前記回転子が固定された主軸、および、前記主軸に対して偏心した偏心軸を含むシャフトと、
前記主軸を回転可能に支持している軸受、および、内部空間を有するシリンダを含むシリンダブロックと、
前記内部空間で往復運動するピストンと、
前記ピストンおよび前記偏心軸を連結する連結部と、を備え、
前記ピストンは、
前記シリンダの内周面に摺接する円柱形状のシール部と、
前記シール部に等しい半径の円弧面を有し、かつ、周方向に間隔を開けて前記シール部から軸方向の下死点側に延びる２つの延長部と、
前記延長部よりも下死点側に延び、かつ、前記シール部より半径が小さい円柱形状の捕集部と、を有している、密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記ピストンが下死点にあるとき、前記捕集部の少なくとも一部が前記シリンダの外に露出している、請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記捕集部は、前記延長部よりも下死点側において、前記ピストンの全周に亘って形成されている、請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
軸方向の前記延長部の長さは、周方向の前記延長部の幅の１／３以上３以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記延長部の長さは、前記延長部の幅と等しい、請求項４に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記連結部と前記ピストンとを接続するピンをさらに備え、
前記延長部の長さは、前記ピンの直径の１／２以上３／２以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
前記延長部の長さは、前記シール部の長さより長く、
前記延長部の円弧の中心角が、４０度以上９０度以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
前記ピストンが上死点に向かう際に、前記連結部により前記ピストンが前記シリンダの内周面側へ押される方向を負荷側とし、前記負荷側の反対方向を反負荷側とすると、
２つの前記延長部のうち、前記負荷側にある一方の延長部の幅が、前記反負荷側にある他方の延長部の幅の１．２倍以上である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】
前記ピストンは、前記延長部と前記捕集部との間に傾斜面で形成される潤滑油引込部をさらに有している、請求項１〜８のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１０】
前記延長部の周方向の縁部と前記シール部の下死点側の縁部とを接続する隅部が、弧状に湾曲するアール部である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１１】
前記アール部の半径が前記延長部の幅の２５％以上５０％以下である、請求項１０に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１２】
前記シール部に環状溝が設けられている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１３】
前記ピストンの外周面が合成樹脂により覆われている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１４】
前記シリンダの内周面の軸方向の長さは、前記延長部に対向する部分の方が他の部分よりも長い、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１５】
前記シリンダの内周面の少なくとも一部は、上死点側よりも下死点側の半径が大きいテーパー形状である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１６】
前記電動要素がインバータ回路により複数の回転数で駆動される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機を備えている、冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンがシリンダの内部空間で往復運動する、密閉型圧縮機および冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギー対策として、たとえば、特許文献１に示す密閉型圧縮機が提案されている。この密閉型圧縮機では、シリンダ内に円柱形状のシリンダ室が備えられている。このシリンダの上壁に給油孔が設けられ、給油孔によってシリンダ室の内外が連通されている。また、円柱形状のピストンの外周面に環状溝が形成されている。【０００３】
このような密閉型圧縮機において、ピストンがシリンダ室内を往復運動している。ピストンが下死点に位置しているときは、給油孔が環状溝に連通する。一方、ピストンが上死点に位置しているときは、給油孔がシリンダ室内に連通する。これにより、潤滑油が、給油孔を通り、ピストンの外周面とシリンダ室の内周面との間の隙間を満たしている。この潤滑油により、ピストンとシリンダ室との間の潤滑、および、シリンダ室の密閉が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９７６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に示す密閉型圧縮機では、潤滑性および圧縮効率の向上が図られているが、摺動損失に未だ改善の余地があった。【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、潤滑性および圧縮効率の向上、ならびに、摺動損失の低減を図った密閉型圧縮機および冷蔵庫を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様に係る密閉型圧縮機は、固定子と、前記固定子に対して回転する回転子と、を含む電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、前記電動要素および前記圧縮要素を収容し、かつ、潤滑油を貯留している密閉容器と、を備え、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸、および、前記主軸に対して偏心した偏心軸を含むシャフトと、前記主軸を回転可能に支持している軸受、および、内部空間を有するシリンダを含むシリンダブロックと、前記内部空間で往復運動するピストンと、前記ピストンおよび前記偏心軸を連結する連結部と、を備え、前記ピストンは、前記シリンダの内周面に摺接する円柱形状のシール部と、前記シール部に等しい半径の円弧面を有し、かつ、周方向に間隔を開けて前記シール部から軸方向の下死点側に延びる２つの延長部と、前記延長部よりも下死点側に延び、かつ、前記シール部より半径が小さい円柱形状の捕集部と、を有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、潤滑性および圧縮効率の向上、ならびに、摺動損失の低減を図った密閉型圧縮機および冷蔵庫の実現が可能であるという効果を奏する。【０００９】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、および利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る密閉型圧縮機を示す断面図である。
【図２】図１の主軸に対して垂直な方向に切断した密閉型圧縮機を示す断面図である。
【図３Ａ】図１のシリンダに挿入されたピストンを上方から視た図である。
【図３Ｂ】図１のシリンダに挿入されたピストンを右側から視た図である。
【図４】図１のピストンを示す図である。
【図５】図１のピストンおよびシリンダの一部を拡大した断面図である。
【図６Ａ】アール部を設けていないピストンを示す図である。
【図６Ｂ】アール部を設けた、図１のピストンを示す図である。
【図７Ａ】図１のシリンダに挿入されたピストンを右側から視た図である。
【図７Ｂ】図７Ａの直線Ｌ２で切断したシリンダおよびピストンを示す断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａの直線Ｌ３で切断したシリンダおよびピストンを示す断面図である。
【図８】図７Ａのピストンの傾斜角度と延長部の中心角αとの関係を示すグラフである。
【図９】図７Ａの延長部の長さＧと延長部の幅Ａとの関係を示すグラフである。
【図１０】図７Ａの延長部の長さＧと損失との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る密閉型圧縮機を示す断面図である。
【図１２】図１１の主軸に対して垂直な方向に切断した密閉型圧縮機を示す断面図である。
【図１３Ａ】図１１のシリンダに挿入されたピストンを上方から視た図である。
【図１３Ｂ】図１１のシリンダに挿入されたピストンを右側から視た図である。
【図１４】図１１のピストンを示す図である。
【図１５】図１１の主軸が１回転する際にピストンに加わる荷重を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る冷蔵庫を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者らは、ピストンおよびシリンダに関して、潤滑性および圧縮効率の向上、ならびに、摺動損失の低減について検討した。ピストンが往復運動する際の摺動損失は、ピストンの摺動面積が広いほど大きくなる。特許文献１の密閉型圧縮機では、円柱形状のピストンの外周面の全体が摺動面となるため、ピストンの摺動損失が大きくなってしまう。
【００１２】
一方、ピストンの外周面の面積を狭くするため、ピストンの軸方向の長さを単に短くすることも考えられる。この場合、シリンダ室におけるピストンの傾きが大きくなり、ピストンとシリンダ室との接触摩擦が増え、潤滑性が低下してしまう。また、ピストンの外周面とシリンダ室の内周面との間の隙間の長さが短くなる。このため、潤滑油が切れて、シリンダ室の密閉性が維持できず、圧縮効率が低下するおそれがある。
【００１３】
そこで、本発明者等は、後述するシール部、延長部および捕集部を有するピストンを用いることにより、潤滑性および圧縮効率の向上、ならびに、摺動損失の低減を実現することができることを見出した。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。
【００１４】
第１の本発明に係る密閉型圧縮機は、固定子と、前記固定子に対して回転する回転子と、を含む電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、前記電動要素および前記圧縮要素を収容し、かつ、潤滑油を貯留している密閉容器と、を備え、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸、および、前記主軸に対して偏心した偏心軸を含むシャフトと、前記主軸を回転可能に支持している軸受、および、内部空間を有するシリンダを含むシリンダブロックと、前記内部空間で往復運動するピストンと、前記ピストンおよび前記偏心軸を連結する連結部と、を備え、前記ピストンは、前記シリンダの内周面に摺接する円柱形状のシール部と、前記シール部に等しい半径の円弧面を有し、かつ、周方向に間隔を開けて前記シール部から軸方向の下死点側に延びる２つの延長部と、前記延長部よりも下死点側に延び、かつ、前記シール部より半径が小さい円柱形状の捕集部と、を有している。
【００１５】
第２の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１の発明において、前記ピストンが下死点にあるとき、前記捕集部の少なくとも一部が前記シリンダの外に露出していてもよい。
【００１６】
第３の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１または第２の発明において、前記捕集部は、前記延長部よりも下死点側において、前記ピストンの全周に亘って形成されていてもよい。
【００１７】
第４の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜３のいずれか１つの発明において、軸方向の前記延長部の長さは、周方向の前記延長部の幅の１／３以上３以下であってもよい。
【００１８】
第５の本発明に係る密閉型圧縮機は、第４の発明において、前記延長部の長さは、前記延長部の幅と等しくてもよい。
【００１９】
第６の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜５のいずれか１つの発明において、前記連結部と前記ピストンとを接続するピンをさらに備え、前記延長部の長さは、前記ピンの直径の１／２以上３／２以下であってもよい。
【００２０】
第７の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜６のいずれか１つの発明において、前記延長部の長さは、前記シール部の長さより長く、前記延長部の円弧の中心角が、４０度以上９０度以下であってもよい。
【００２１】
第８の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜７のいずれか１つの発明において、前記ピストンが上死点に向かう際に、前記連結部により前記ピストンが前記シリンダの内周面側へ押される方向を負荷側とし、前記負荷側の反対方向を反負荷側とすると、２つの前記延長部のうち、前記負荷側にある一方の延長部の幅が、前記反負荷側にある他方の延長部の幅の１．２倍以上であってもよい。
【００２２】
第９の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜８のいずれか１つの発明において、前記ピストンは、前記延長部と前記捕集部との間に傾斜面で形成される潤滑油引込部をさらに有していてもよい。
【００２３】
第１０の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜９のいずれか１つの発明において、前記延長部の周方向の縁部と前記シール部の下死点側の縁部とを接続する隅部が、弧状に湾曲するアール部であってもよい。
【００２４】
第１１の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１０の発明において、前記アール部の半径が前記延長部の幅の２５％以上５０％以下であってもよい。
【００２５】
第１２の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜１１のいずれか１つの発明において、前記シール部に環状溝が設けられていてもよい。
【００２６】
第１３の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜１２のいずれか１つの発明において、前記ピストンに合成樹脂を含む表面処理が施されていてもよい。
【００２７】
第１４の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜１３のいずれか１つの発明において、前記シリンダの内周面の軸方向の長さは、前記延長部に対向する部分の方が他の部分よりも長くてもよい。
【００２８】
第１５の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜１４のいずれか１つの発明において、前記シリンダの内周面の少なくとも一部は、上死点側よりも下死点側の半径が大きいテーパー形状であってもよい。
【００２９】
第１６の本発明に係る密閉型圧縮機は、第１〜１５のいずれか１つの発明において、前記電動要素がインバータ回路により複数の回転数で駆動されていてもよい。
【００３０】
第１７の本発明に係る冷蔵庫は、第１〜１６のいずれか１つの密閉型圧縮機を備えている。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。なお、シャフトの主軸に平行な方向を上下方向と称し、シリンダの内部空間の中心軸に平行な方向を前後方向と称し、上下方向および前後方向に垂直な方向を左右方向と称する。また、前後方向において、ピストンの上死点側を前側と称し、ピストンの下死点側を後側と称する。
【００３２】
（実施の形態１）
＜密閉型圧縮機の構成＞
図１は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００を示す断面図である。図２は、図１の主軸１２０に対して垂直な方向に切断した密閉型圧縮機１００を示す断面図である。図１および図２に示すように、密閉型圧縮機１００は、圧縮機本体１０６およびこれを収容する密閉容器１０２を備え、圧縮機本体１０６によって冷媒ガスを高温高圧状態にして密閉容器１０２から吐出する装置である。
【００３３】
密閉容器１０２には潤滑油１０４および冷媒ガスが封入されている。潤滑油１０４は、圧縮要素１１２における作動の潤滑に用いられ、密閉容器１０２の底部に貯留されている。冷媒ガスとしては、たとえば、地球温暖化係数の低い炭化水素系のＲ６００ａ（イソブタン）などが用いられる。密閉容器１０２には、圧縮機本体１０６の電動要素１１０に接続された電源端子１１３が設けられている。電源端子１１３にインバータ電源（図示せず）が接続されている。
【００３４】
圧縮機本体１０６は、電動要素１１０と、これにより駆動される圧縮要素１１２とで構成されている。圧縮機本体１０６は、たとえば、サスペンションスプリング１０８によって弾性的に支持されている。
【００３５】
電動要素１１０は、固定子１１４および回転子１１６を有し、たとえば、突極集中巻方式のＤＣブラシレスモータが用いられる。回転子１１６は、円柱形状であって、内部に円柱状空間を有している。回転子１１６は、固定子１１４の内側に配置され、永久磁石（図示せず）を内蔵している。固定子１１４は、複数の構成部分が略円筒形状に並べられて形成されている。各構成部分は、薄い鋼板を積層した鉄心を有し、鉄心に設けられた複数の磁極歯に絶縁材を介して銅製の巻線が巻かれている。この巻き線は全ての構成部分において連続し、その端部は電源端子１１３を経由して密閉型圧縮機１００外のインバータ回路（図示せず）と導線により接続されている。インバータ回路によって、回転子１１６は、固定子１１４に対して複数の回転数で駆動される。
【００３６】
圧縮要素１１２は、電動要素１１０の上方に配設されている。圧縮要素１１２は、シャフト１１８、シリンダブロック１２４、ピストン１３６、連結部１４４および給油機構１３０を備えている。シャフト１１８は、主軸１２０および偏心軸１２２により構成されている。
【００３７】
主軸１２０は、その下部が電動要素１１０の回転子１１６の円柱状空間に挿入されて固定されている。さらに、主軸１２０の下端部は、回転子１１６から下方へ突き出し、密閉容器１０２の底部の潤滑油１０４に浸漬している。また、偏心軸１２２は、主軸１２０の上端から延び、その軸が主軸１２０の軸と一致せずに平行に設けられている。
【００３８】
給油機構１３０は、主軸１２０に設けられ、潤滑油１０４を圧縮要素１１２の摺動部に供給する機構である。給油機構１３０として、たとえば、遠心ポンプ（図示せず）および螺旋溝１２８が挙げられる。遠心ポンプは、主軸１２０の内部に設けた傾斜穴などからなり、主軸１２０の回転に伴って傾斜穴の下端開口から潤滑油１０４を汲み上げる。螺旋溝１２８は、主軸１２０の外周面と主軸受１２６の内周面との間において主軸１２０の外周面上で螺旋状に上方に延びている。螺旋溝１２８は、その下端が遠心ポンプの傾斜穴の上端開口と連通し、上端が偏心軸１２２の摺動部の近傍へ通じている。
【００３９】
シリンダブロック１２４は、上下方向に延びる主軸受１２６および前後方向に延びるシリンダ１３４を有している。主軸受１２６は、その内部に上下方向に延びる円柱状の貫通孔を含む。この貫通孔に主軸１２０が回転可能な状態で挿入されている。主軸受１２６はその内周面で主軸１２０を径方向に支持している。また、主軸受１２６は主軸１２０と共に偏心軸１２２に作用した荷重を支えている。
【００４０】
シリンダ１３４は、円柱形状の内部空間（円柱状内部空間）を有している。円柱状内部空間は、前後方向に延び、シリンダ１３４の内周面で囲まれている。シリンダ１３４の前端面にバルブプレート１４６が取り付けられている。円柱状内部空間の前側部分は、バルブプレート１４６により塞がれている。また、バルブプレート１４６を覆うように、シリンダヘッド１５０がシリンダ１３４の前端面に固定されている。このバルブプレート１４６とシリンダヘッド１５０との間に吸入マフラ１５２が取り付けられている。吸入マフラ１５２は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂で成型され、内部の消音空間により吸入管１５３から流入する冷媒ガスの流入音を低減している。
【００４１】
図２に示すように、シリンダ１３４の上部にスロット部１７２が設けられている。スロット部１７２は、シリンダ１３４の上部においてその後端１７０からシリンダ１３４の中心軸に沿った方向（軸方向）に切込まれた切欠きである。
【００４２】
ピストン１３６は、その前部がシリンダ１３４の円柱状内部空間に往復可能に挿入されている。これにより、円柱状内部空間に、シリンダ１３４の内周面、ピストン１３６およびバルブプレート１４６によって囲まれた圧縮室１４８が形成される。
【００４３】
ピストン１３６の後部が連結部１４４に接続されている。連結部１４４は、その両端部のそれぞれに穴部が設けられている。一方端部の穴部に、ピストン１３６に取り付けられたピストンピン１４３が嵌められている。また、他方端部の穴部に偏心軸１２２が嵌められている。これにより、連結部１４４は、偏心軸１２２とピストン１３６とを連結している。
【００４４】
＜ピストンの構成＞
図３Ａは、シリンダ１３４に挿入されたピストン１３６を上方から視た図である。図３Ｂは、シリンダ１３４に挿入されたピストン１３６を右側から視た図である。図３Ａおよび図３Ｂでは、シリンダ１３４とピストン１３６との位置関係が分かりやすいように、シリンダ１３４がその中心軸を通るように切断されている。図４は、ピストン１３６を示す図である。図４の右図は、右側から視たピストン１３６の図である。図４の左図は、図４の右図の直線Ｌ１において切断されたピストン１３６を示す断面図である。
【００４５】
図３Ａ〜図４に示すように、ピストン１３６は、略円柱形状であって、たとえば、その直径が２０〜２６ｍｍであって、長さが直径の６５〜１０５％である。ピストン１３６は、その表面に、前側（上死点側）にある前面、後側（下死点側）にある後面、および、前面と後面との間にある外周面を有している。また、ピストン１３６には、シール部１６０、延長部１６２および捕集部１６４が設けられている。さらに、ピストン１３６は、その内部に、縦穴部１３６ａおよび横穴部１３６ｂを有している。
【００４６】
シール部１６０は、円柱形状であって、ピストン１３６の前側に設けられている。ピストン１３６の中心軸に沿った方向（軸方向）におけるシール部１６０の長さＦは、たとえば、ピストン１３６の直径の２０〜４０％である。シール部１６０の半径は、シリンダ１３４の内周面の半径より少し小さく設定されている。このため、シール部１６０の外周面は、シリンダ１３４の内周面との間に隙間を形成する。この隙間に潤滑油１０４が満たされて、潤滑油１０４により圧縮室１４８が密閉される。また、シール部１６０は、潤滑油１０４を介してシリンダ１３４の内周面にスライド自在に接している（摺接している）。よって、シール部１６０は、潤滑油１０４を介してシリンダ１３４の内周面に接しながら摺動する摺動部である。
【００４７】
環状溝１３８がシール部１６０に設けられている。この実施の形態では、２本の環状溝１３８が間隔を開けて平行に配されている。環状溝１３８は、ピストン１３６の軸に対して垂直な方向に、シール部１６０の全周に亘って延びている。環状溝１３８の幅寸法および深さ寸法は、たとえば、０．５ｍｍである。図２および図３Ｂに示すように、ピストン１３６が下死点に位置する際、環状溝１３８の一部がスロット部１７２からシリンダ１３４の外へ露出する。なお、環状溝１３８は、１本であってもよいし、設けられていなくてもよい。
【００４８】
延長部１６２は、図３Ａ〜図４に示すように、シール部１６０より後側に設けられ、ピストン１３６の軸方向に延びている。延長部１６２の前端がシール部１６０の後端に接続し、延長部１６２は、シール部１６０から連続している。延長部１６２の後端は、ピストン１３６の中心軸に対して垂直に形成されている。延長部１６２の周方向の両縁部は互いに平行である。したがって、左右方向から視た延長部１６２の形状は、長方形または正方形になる。
【００４９】
延長部１６２は、シール部１６０に等しい半径の円弧面を有している。すなわち、延長部１６２およびシール部１６０は、互いの周面が面一に接続されている。このため、延長部１６２は、シール部１６０と共に、シリンダ１３４の内周面との間に潤滑油１０４が満たされる隙間を形成する。よって、延長部１６２は、潤滑油１０４を介してシリンダ１３４の内周面に接しながら摺動する摺動部である。
【００５０】
延長部１６２は、ピストン１３６の周方向に間隔を開けて、２つ設けられる。２つの延長部１６２は、ピストン１３６の中心軸に対して対称に設けられ、円柱状内部空間において左側および右側にそれぞれ配置されている。延長部１６２の円弧の中心角、つまり、ピストン１３６の中心軸に対する角度αは、たとえば、４０度以上９０度以下であり、好ましくは、４０度以上６０度以下である。この実施の形態では、角度αは４２度に設定されている。
【００５１】
ピストン１３６の軸方向における延長部１６２の長さＧは、適宜設定することができる。具体的には次のように設定できる。すなわち、延長部１６２の長さＧは、ピストン１３６の周方向における延長部１６２の幅Ａの１／３以上３以下である。好ましくは、延長部１６２の長さＧは、延長部１６２の幅Ａの１／２以上２以下である。さらに、延長部１６２が正方形または略正方形になる、延長部１６２の長さＧが延長部１６２の幅Ａの０．７以上１．３以下であることが好ましく、延長部１６２の長さＧが延長部１６２の幅Ａと等しいことがさらに好ましい。また、延長部１６２の長さＧは、ピストンピン１４３の直径の１／２以上３／２以下である。さらに、延長部１６２の長さＧは、シール部１６０の長さＦより長い。延長部１６２の長さＧは、たとえば、ピストン１３６の直径の３０〜５０％である。
【００５２】
延長部１６２の周方向の縁部とシール部１６０の下死点側の端部（後端）との接続部分である隅部が、弧状に湾曲するアール部１６１で形成されている。このアール部１６１の半径Ｒは、延長部１６２の幅Ａの２５％以上５０％以下である。好ましくは、半径Ｒは、幅Ａの３０％以上３５％以下である。
【００５３】
捕集部１６４は、シール部１６０よりも後側に設けられ、ピストン１３６の軸方向に延長部１６２よりも後側へ延びている。捕集部１６４は、シール部１６０および延長部１６２より窪んだ部分（縮径された部分）である。つまり、捕集部１６４は、延長部１６２より後側にある略円柱形状の部分と、２つの延長部１６２との間にある略半円柱形状の部分とを有している。前者の捕集部１６４は、ピストン１３６の全周に亘って形成されている。また、両者の半径は、シール部１６０より小さい。このため、捕集部１６４とシリンダ１３４の内周面との間の隙間の間隔は、シール部１６０および延長部１６２とシリンダ１３４の内周面との間の隙間の間隔よりも広い。よって、捕集部１６４は、摺動部でなく、非摺動部である。
【００５４】
捕集部１６４の後端に、円柱形状の段差部１６４ａが形成されている。段差部１６４ａの半径は捕集部１６４の他の部分より小さく、段差部１６４ａと他の部分との間に段差が設けられている。したがって、この段差部１６４ａとシリンダ１３４の内周面との間の隙間の間隔は、他の部分よりさらに広くなっている。
【００５５】
図５は、ピストン１３６およびシリンダ１３４の一部を拡大した断面図である。図５に示すように、延長部１６２と捕集部１６４との間に潤滑油引込部１６３が設けられている。潤滑油引込部１６３は、傾斜面で形成されており、その傾きは緩やかであって、その角度γは、たとえば、４５度以下である。また、図４の右図に示すように、シール部１６０と捕集部１６４との間に、傾斜部が設けられている。この傾斜部は、緩やかな傾斜面であり、その角度は、たとえば、４５度以下である。
【００５６】
縦穴部１３６ａは、図４に示すように、シール部１６０の後側の捕集部１６４に設けられており、２つの延長部１６２の間に配されている。縦穴部１３６ａは、ピストン１３６軸方向に垂直な方向に延び、ピストン１３６を上下方向に貫通している。横穴部１３６ｂは、上下方向に偏平な空間であって、ピストン１３６の軸方向に延び、ピストン１３６の後面にて開口している。
【００５７】
ピストンピン１４３は、図３Ａおよび図４に示すように、円柱形状であって、縦穴部１３６ａに挿入されている。このため、延長部１６２は、ピストンピン１４３の中心より後方まで延びている。ピストン１３６は、たとえば、鉄系の焼結材で形成され、燐酸マンガン皮膜で覆われている。ピストンピン１４３の直径は、たとえば、ピストン１３６の直径の２５〜４５％である。
【００５８】
連結部１４４とピストン１３６とを連結する際、横穴部１３６ｂに連結部１４４の一方端部を挿入する。これにより、一方端部の穴部が縦穴部１３６ａに一致する。このため、縦穴部１３６ａにピストンピン１４３を挿入すると、ピストンピン１４３は連結部１４４の穴部を通る。よって、連結部１４４とピストン１３６とが接続される。
【００５９】
＜密閉型圧縮機の動作＞
図１に示すように、密閉容器１０２の電源端子１１３に、密閉容器１０２の外部に設けられた商用電源などの電源（図示せず）が接続される。これにより、外部電源から電動要素１１０に交流電力が供給され、電動要素１１０において固定子１１４に発生する磁界によって回転子１１６が回転する。これと共に、回転子１１６に固定されている主軸１２０が回転し、主軸１２０に連結されている偏心軸１２２が図２の矢印に示す方向に偏心回転する。
【００６０】
この偏心軸１２２の回転運動は連結部１４４により往復運動に変換されて、ピストン１３６がシリンダ１３４の円柱状内部空間で往復運動する。ピストン１３６の動きに応じてピストン１３６で塞がれた圧縮室１４８の容積が変化する。この容積が増加する方向にピストン１３６が移動すると、冷媒ガスは吸入管１５３から密閉容器１０２内に流入し、吸入マフラ１５２を介して圧縮室１４８内に吸入される。一方、容積が減少する方向にピストン１３６が移動すると、冷媒ガスは、圧縮室１４８内で圧縮された後、高温高圧となって吐出管１５４を経由して冷凍サイクル（図示せず）へ送られる。
【００６１】
また、主軸１２０が回転することにより、潤滑油１０４は、主軸１２０の下部のポンプ部により汲み上げられ、遠心力および粘性力で給油機構１３０を通って、圧縮要素１１２の各摺動部へ供給される。このとき、潤滑油１０４の一部は、偏心軸１２２の上部から振り撒かれる。これにより、各摺動部の摩擦や摩耗が低減されている。
【００６２】
＜作用および効果＞
連結部１４４は、偏心軸１２２の回転運動を変換して、ピストン１３６を往復運動させている。この際、圧縮室１４８の圧力およびピストン１３６の慣性力に抗して連結部１４４はピストン１３６を運動させる。このため、シリンダ１３４の軸方向に対して斜めの荷重がピストン１３６に作用する。この荷重の左右方向の分力によってピストン１３６がシリンダ１３４の内周面に押さえ付けられる。これに対して、シール部１６０および延長部１６２がピストン１３６の右側部分および左側部分に設けられている。このため、シール部１６０および延長部１６２においてピストン１３６に対する左右方向の荷重が支えられる。この結果、シール部１６０および延長部１６２以外の部分、つまり、シール作用や荷重支持に寄与しない部分のピストン１３６の摺動面積を削減することができる。よって、ピストン１３６の摺動損失の低減が図られる。
【００６３】
また、ピストン１３６が下死点に位置する際、環状溝１３８の一部がスロット部１７２からシリンダ１３４の外部へ露出している。この際、偏心軸１２２（図１）の上部から散布された潤滑油１０４は、スロット部１７２を介して環状溝１３８に供給される。また、シリンダ１３４の上部に付着した潤滑油１０４も、スロット部１７２を介して環状溝１３８に供給される。この環状溝１３８の潤滑油１０４は、ピストン１３６の往復運動に伴ってシール部１６０の全体に与えられる。これにより、シリンダ１３４の内周面とシール部１６０との間に潤滑油１０４が充填される。よって、圧縮室１４８が密閉されるため、冷媒ガスが圧縮室１４８から漏れることが防がれ、密閉型圧縮機１００の圧縮効率の向上が図られる。また、シール部１６０の潤滑性の向上が図られる。
【００６４】
さらに、図３Ａに示すように、ピストン１３６が下死点にある際、捕集部１６４の少なくとも一部がシリンダ１３４の外に露出する。このため、偏心軸１２２（図１）の上部から散布された潤滑油１０４が捕集部１６４に付着する。この潤滑油１０４は、ピストン１３６がシリンダ１３４の円柱状内部空間に挿入される際に、捕集部１６４から延長部１６２およびシール部１６０に供給される。よって、これらの潤滑性の向上および圧縮効率の向上がさらに図られる。
【００６５】
また、捕集部１６４がピストン１３６の全周に亘って形成されている。よって、散布された潤滑油１０４を捕集部１６４が受ける面積は広く、かつ、広い範囲の方向からの潤滑油１０４を受けることができる。このため、捕集部１６４は潤滑油１０４をより効率的に受けることができる。
【００６６】
さらに、捕集部１６４の段差部１６４ａとシリンダ１３４の内周面との間の隙間の間隔が、捕集部１６４の他の部分より広くなっている。これにより、隙間の入口が広くなるため、捕集部１６４に付着した潤滑油１０４を隙間へ円滑に供給することができる。
【００６７】
さらに、ピストン１３６の往復運動に伴い、図５に示すように、捕集部１６４の潤滑油１０４は、潤滑油引込部１６３においてシリンダ１３４の内周面との隙間が狭い方へ移動する。これにより、潤滑油１０４は、潤滑油引込部１６３を介して延長部１６２へ移動する。この際、潤滑油引込部１６３の傾きが小さいため、潤滑油１０４は潤滑油引込部１６３を速やかに進むことができる。この結果、潤滑油１０４が延長部１６２に円滑に供給される。
【００６８】
また、図４の右図に示すように、延長部１６２とシール部１６０との隅部が、弧状に湾曲するアール部１６１で形成されている。このため、研磨加工によるピストン１３６の形状が安定する。しかも、密閉型圧縮機１００の組み立て時に、ピストン１３６をシリンダ１３４の円柱状内部空間にスムーズに挿入することができる。したがって、密閉型圧縮機１００の生産性が向上する。
【００６９】
このアール部１６１の半径Ｒは、延長部１６２の幅Ａの２５〜５０％に設定されている。このため、２つの延長部１６２の間を進む潤滑油１０４は、シール部１６０のみでなく、延長部１６２にも供給される。
【００７０】
すなわち、図６Ａに示すアール部１６１の半径Ｒは、幅Ａの２５％未満である。この場合、潤滑油１０４は、破線の矢印に示すように、延長部１６２に平行に進む。このため、２つの延長部１６２の間の潤滑油１０４はほとんどシール部１６０に供給される。また、アール部１６１の半径Ｒが幅Ａの５０％より大きくなれば、捕集部１６４と延長部１６２の中心との距離が長くなる。よって、どちらの場合においても、大きな荷重が作用する延長部１６２の中心に捕集部１６４から潤滑油１０４が十分に供給されなくなり、潤滑性が低下してしまうおそれがある。
【００７１】
一方、図６Ｂに示すアール部１６１の半径Ｒは、幅Ａの２５％以上５０％以下である。この場合、潤滑油１０４の進行方向が、破線の矢印に示すように、アール部１６１により曲げられる。このため、２つの延長部１６２の間にある潤滑油１０４は、シール部１６０および延長部１６２に移動する。これにより、シール部１６０および延長部１６２とシリンダ１３４（図３Ａ）の内周面との間に潤滑油１０４が十分に供給される。よって、これらの間の潤滑性が維持され、摩擦および摩耗を抑制することができる。
【００７２】
図４に示すように、延長部１６２の長さＧがシール部１６０の長さＦより長く、かつ、延長部１６２の円弧の中心角αが４０度以上に設定されている。これにより、ピストン１３６がシリンダ１３４の円柱状内部空間を往復運動する際、ピストン１３６とシリンダ１３４の内周面との接触角度を小さくすることができる。よって、ピストン１３６とシリンダ１３４の内周面との間の摩擦を抑え、ピストン１３６の摺動損失を低減することができる。
【００７３】
具体的には、図７Ａは、シリンダ１３４の円柱状内部空間に挿入されたピストン１３６を右側から視た図である。図７Ａでは、シリンダ１３４とピストン１３６との位置関係が分かりやすいように、シリンダ１３４はその軸を通るように切断されている。図７Ｂは、図７Ａの直線Ｌ２で切断したシリンダ１３４およびピストン１３６を示す断面図である。図７Ｃは、図７Ａの直線Ｌ３で切断したシリンダ１３４およびピストン１３６を示す断面図である。なお、説明の便宜上、図７Ａ〜図７Ｃでは、ピスト１３６とシリンダ１３４の内周面との隙間を実際より大きく表現している。
【００７４】
図７Ａに示すように、ピストン１３６とシリンダ１３４の内周面との間に隙間があるため、ピストン１３６はシリンダ１３４の円柱状内部空間でわずかに傾くことができる。また、図７Ｂに示すように、ピストン１３６のシール部１６０より後ろ側の部分は、上下方向の長さ（捕集部１６４の直径）が左右方向の長さ（延長部１６２の直径）より小さい。よって、ピストン１３６は左右方向に比べて上下方向に傾き易い。
【００７５】
ピストン１３６が上下方向に最大角度で傾くと、図７Ｃに示すシール部１６０の前端の上部Ｉがシリンダ１３４の内周面に当たり、図７Ｂに示す延長部１６２の後端の下部ＪおよびＫがシリンダ１３４の内周面に当たる。
【００７６】
図８は、延長部１６２の中心角αとピストン１３６の傾斜角度との関係を示すグラフである。横軸は延長部１６２の円弧の中心角α（度）を表している。縦軸は、シール部１６０の前端の上部Ｉおよび延長部１６２の後端の下部Ｊ、Ｋがシリンダ１３４の内周面に接触したときのピストン１３６の傾きを表している。傾斜角度ＩＭは、シール部１６０の前端の上部Ｉおよびシール部１６０の後端の下部Ｍがシリンダ１３４の内周面に当たるときのピストン１３６の傾きである。
【００７７】
図８に示すように、シール部１６０の長さＦに対する延長部１６２の長さＧ（Ｇ／Ｆ）が１以上であって、かつ、中心角αが４０度以上である場合、ピストン１３６の傾きは傾斜角度ＩＭより小さくなる。つまり、下部Ｍがシリンダ１３４の内周面に当たるときに比べて、ピストン１３６とシリンダ１３４の内周面との接触角度が小さくなる。これより、ピストン１３６とシリンダ１３４の内周面との間の摩擦および摩耗を抑制することができる。この結果、ピストン１３６の往復運動における摺動損失を低減することができる。
【００７８】
延長部１６２の長さＧは、ピストンピン１４３の直径の１／２以上３／２以下に設定される。これにより、ピストン１３６の摺動損失を抑えながら、潤滑性を維持することができる。
【００７９】
つまり、図３Ａに示すようにピストン１３６と連結部１４４はピストンピン１４３により接続されている。このため、連結部１４４からピストン１３６に対する左右方向の荷重はピストンピン１４３に作用する。このピストンピン１４３の位置は、シール部１６０から離れるほど、ピストン１３６が長くなって重くなるため、通常、シール部１６０のすぐ後ろに配される。よって、延長部１６２の長さＧがピストンピン１４３の直径の１／２以上であれば、延長部１６２は、ピストンピン１４３の中心を左右方向から挟むピストン１３６の部分に設けられる。これにより、延長部１６２は、荷重の作用点であるピストンピン１４３を左右方向から支持することができる。このため、ピストン１３６の摺動面積を狭くしても、ピストン１３６が左右方向へ傾斜し難く、ピストン１３６が安定して往復運動することができる。この結果、ピストン１３６の摺動損失を低減することができる。
【００８０】
また、延長部１６２の長さＧはピストンピン１４３の直径の３／２以下であるため、延長部１６２は、ピストン１３６の左右方向の荷重をさらに確実に受けることができる。
【００８１】
延長部１６２の長さＧは、延長部１６２の幅Ａの１／３以上３以下であって、好ましくは、１／２以上２以下であって、さらに好ましくは、０．７以上１．３以下であって、さらに好ましくは、延長部１６２の幅Ａと等しい。このように、延長部１６２の長さＧが延長部１６２の幅Ａに対して定められることにより、ピストン１３６の摺動損失を抑えることができる。
【００８２】
具体的には、図９は、シール部１６０の前端の上部Ｉおよび延長部１６２の後端の下部ＪおよびＫがシリンダ１３４の内周面に当たるときの、延長部１６２の長さＧと幅Ａとの関係を示すグラフである。横軸は、ピストン１３６の直径に対する延長部１６２の長さＧを表している。縦軸は、ピストン１３６の直径に対する延長部１６２の幅Ａを表している。図１０は、延長部１６２の長さＧと損失との関係を示すグラフである。横軸は、ピストン１３６の直径に対する延長部１６２の長さＧを表す。縦軸は、ピストン１３６の往復運動に伴う粘性摩擦（粘性抵抗）や固体接触によるエネルギー損失（摺動損失）を表している。
【００８３】
図９に示すように、上部Ｉおよび下部Ｊ、Ｋがシリンダ１３４の内周面に当たる場合、延長部１６２の長さＧが長くなるほど延長部１６２の幅Ａが狭くなる。これにより、ピストン１３６に作用する荷重を延長部１６２が十分に支えることができず、図１０に示すように、延長部１６２の長さＧが長くなるほど粘性摩擦によるエネルギー損失が大きくなる。
【００８４】
一方、延長部１６２の長さＧが短くなると、荷重の作用点であるピストンピン１４３を右側および左側から挟むピストン１３６の部分に延長部１６２が配されない。これにより、延長部１６２が左右方向の荷重を十分に支えることができず、ピストン１３６がシリンダ１３４の内周面に潤滑油１０４を介さずに直接に接触する。この結果、図１０に示すように、ピストン１３６とシリンダ１３４の内周面との固体接触が増え、これによるエネルギー損失が大きくなる。
【００８５】
これに対して、上記の通り延長部１６２の長さＧを延長部１６２の幅Ａに対して定めることにより（（１／３）≦（Ｇ／Ａ）≦３）、粘性摩擦によるエネルギー損失および固体接触によるエネルギー損失の増加を抑制することができる。したがって、ピストン１３６の摺動損失の低減を図ることができる。
【００８６】
電動要素１１０がインバータ回路により複数の回転数で駆動される。これにより、低速回転数で電動要素１１０が駆動される場合における振動、および、高速回転数で電動要素１１０が駆動される場合における慣性力によってピストン１３６に加わる荷重の増加が懸念される。これに対して、ピストン１３６にシール部１６０、延長部１６２および捕集部１６４を設けることにより、ピストン１３６の軽量化が図られている。このため、振動を低減し、かつ、荷重を軽減することができる。
【００８７】
（実施の形態２）
図１１は、実施の形態２に係る密閉型圧縮機１００を示す断面図である。図１２は、図１１の主軸１２０に対して垂直な方向に切断した密閉型圧縮機１００を示す断面図である。図１３Ａは、シリンダ１３４に挿入されたピストン１３６を上方から視た図である。図１３Ｂは、シリンダ１３４に挿入されたピストン１３６を右側から視た図である。図１３Ａおよび図１３Ｂでは、シリンダ１３４とピストン１３６との位置関係が分かりやすいように、シリンダ１３４がその中心軸を通るように切断されている。
【００８８】
シリンダ１３４は、図１２および図１３Ａに示すように、その後端１７０が主軸受１２６（図１１）の軸心を中心として湾曲する円弧で形成されている。このように後端１７０は前方に引っ込んでいるため、シャフト１１８および連結部１４４がシリンダ１３４に衝突することが防止されている。
【００８９】
シリンダ１３４は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、ストレート部１６６およびテーパー部１６８を有している。このため、シリンダ１３４の内周面の少なくとも一部は、ピストン１３６の上死点側（シリンダ１３４の前側の内周面）よりピストン１３６の下死点側（シリンダ１３４の後側の内周面）の半径が大きいテーパー形状になっている。ストレート部１６６は、シリンダ１３４の前側に設けられ、シリンダ１３４の内周面の直径が軸方向に変化せずに一定である。テーパー部１６８は、ストレート部１６６の後方に設けられ、シリンダ１３４の内周面の直径が後側に向かって拡大する。たとえば、テーパー部１６８の後端の直径は、ストレート部１６６の直径より２０〜３０μｍ程度大きくなっている。
【００９０】
このように、ストレート部１６６の内周面とピストン１３６との間の隙間を狭いため、圧縮室１４８の密閉性を保持することができる。一方、テーパー部１６８の内周面とピストン１３６との間の隙間が広いため、粘性摩擦を小さく抑え、ピストン１３６の摺動損失を低減することができる。
【００９１】
軸方向のシリンダ１３４の内周面の長さは、延長部１６２に対向する部分の方が他の部分より長い。すなわち、シリンダ１３４の内周面は、その右側の長さＤおよび左側の長さＥが、下側の長さＣより長く形成されている。この右側の長さＤおよび左側の長さＥは、ピストン１３６が下死点にあるときに、延長部１６２がシリンダ１３４の円柱状内部空間に位置するように設定される。
【００９２】
これにより、ピストン１３６が下死点に位置していても、延長部１６２がシリンダ１３４の外部に露出しない。このため、ピストン１３６の延長部１６２がシリンダ１３４から出ないように、延長部１６２の長さＧを極端に短くする必要がない。よって、延長部１６２は、ピストン１３６に対する左右方向の荷重を常に支持することができる。また、延長部１６２がシリンダ１３４の後端を通過しないため、通過による延長部１６２の損傷、摩擦や摩耗の増大、衝突に起因する騒音の発生、および、ピストン１３６の表面処理の剥離を防止することができる。
【００９３】
一方、延長部１６２を長くしても、延長部１６２がシリンダ１３４から出ないように、シリンダ１３４全体を長くする必要がない。この結果、シリンダブロック１２４の大型化を抑えつつ、延長部１６２の必要な長さを十分に確保することができる。
【００９４】
ピストン１３６の外周面には、合成樹脂を含む表面処理が施されている。合成樹脂には、耐熱、耐薬品性および摺動時の耐力の観点から優れた樹脂、たとえば、いわゆるエンジニアリングプラスチックが用いられる。エンジニアプラスチックとしては、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、黒鉛やニ硫化モリブデンなどの固体潤滑材を配合したポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が挙げられる。この表面処理により、ピストン１３６の耐久性が向上するため、摺動面積を小さくしても摺動損失を低減することができる。また、高荷重条件でピストン１３６の側面の面圧が高くなっても、ピストン１３６の損傷を防止することができる。
【００９５】
図１４は、ピストン１３６を示す図である。図１４の右図は、右側から視たピストン１３６の図である。図１４の左図は、左側から視たピストン１３６の図である。図１４の中央図は、ピストン１３６を示す断面図である。
【００９６】
図１４に示すように、２つの延長部１６２の幅が互いに異なる。具体的には、図１２の矢印に示す方向に偏心軸１２２が回転する場合、ピストン１３６は連結部１４４によりシリンダ１３４の内周面に押し付けられる力（荷重）が作用する。この荷重は、ピストン１３６が下死点から上死点に向かって移動する際に、ピストン１３６の右側に加わる。この荷重によってピストン１３６がシリンダ１３４の内周面側へ押される方向を負荷側と称し、負荷側の反対方向を反負荷側と称する。
【００９７】
図１４に示すように、負荷側に位置する延長部１６２を第１延長部１６２Ａと称し、反負荷側に位置する延長部１６２を第２延長部１６２Ｂと称する。第１延長部１６２Ａの中心角αは、第２延長部１６２Ｂの中心角βより大きい。たとえば、第１延長部１６２Ａの中心角αは４２度であり、第２延長部１６２Ｂの中心角βは２６度である。また、第１延長部１６２Ａの幅Ａは、第２延長部１６２Ｂの幅Ｂより広い。たとえば、幅Ａは、幅Ｂの１．２倍以上２．０倍以下であって、好ましくは、幅Ｂの１．６倍である。
【００９８】
図１５は、主軸１２０が１回転する際にピストン１３６に作用する荷重を示すグラフである。横軸は、主軸１２０の回転角度を表している。縦軸は、ピストン１３６の負荷側部分および反負荷側部分に加わる荷重を示している。実線は、高い運転圧力・高速回転数の条件における荷重を示している。破線は、通常の運転圧力・低速回転数の条件における荷重を示している。
【００９９】
ピストン１３６の負荷側部分および反負荷側部分に加わる荷重は、運転圧力条件や回転速度、ピストン１３６など部品の質量、シリンダ１３４と主軸受１２６の軸のオフセット量などによって変化する。ただし、図１５に示すように、一般的に、負荷側部分の荷重が反負荷側部分より大きくなる。実線で示す場合、負荷側部分の最大荷重と反負荷側部分の最大荷重との比は、およそ１．６：１である。
【０１００】
これに対して、第１延長部１６２Ａの幅Ａを、第２延長部１６２Ｂの幅Ｂより広く設定している。このため、負荷側部分の荷重が反負荷側部分より大きくても、第１延長部１６２Ａの面圧と第２延長部１６２Ｂの面圧とを同等にすることができる。これにより、各延長部１６２Ａ、１６２Ｂの面積をできる限り小さく抑えながら、各延長部１６２Ａ、１６２Ｂでピストン１３６を十分に支えることができる。この結果、摺動損失を低減することができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
図１６は、冷蔵庫１７８を示す断面図である。なお、この実施の形態では、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００が密閉型圧縮機２１０として冷蔵庫１７８に備えられている。ただし、実施の形態２に係る密閉型圧縮機１００を密閉型圧縮機２１０として冷蔵庫１７８に備えることもできる。この場合、実施の形態２と同様の作用効果を奏する。
【０１０２】
図１６に示すように、冷蔵庫１７８は、内部に断熱空間を有する断熱箱体１８０と、断熱空間を開閉可能に断熱箱体１８０に取り付けられた扉とにより構成されている。なお、扉が取り付けられた断熱箱体１８０の面を正面とし、その対向する面を背面と称する。
【０１０３】
断熱箱体１８０は、縦長の略直方体形状であって、内部に断熱空間を形成する断熱壁と、断熱空間を複数（この実施の形態では５つ）の断熱空間部分１８８、１９０、１９２、１９４、１９６に区切る仕切り板とを含んでいる。５つの断熱空間部分１８８、１９０、１９２、１９４、１９６は、上下方向に４段に分けられており、上から２段目の断熱空間部分は左右方向にさらに２つに分けられている。たとえば、上から１段目の断熱空間部分は冷蔵室１８８として、上から２段目の２つの断熱空間部分は切替室１９０および製氷室１９２として、３段目の断熱空間部分は野菜室１９４として、４段目の断熱空間部分は冷凍室１９６として用いられている。これらの断熱空間部分１８８、１９０、１９２、１９４、１９６は、ダクト（図示せず）により互いに接続されており、このダクト内にはダンパ（図示せず）が設けられている。このダクトによって各断熱空間部分の空気は互いに移動可能であって、この空気の風量はダンパにより調整されている。また、断熱空間部分１８８、１９０、１９２、１９４、１９６の全てまたは一部に温度センサ（図示せず）が配置されている。
【０１０４】
断熱箱体１８０は、内箱１８２と、内箱１８２の外側に設けられた外箱１８４とにより構成されている。内箱１８２は、ＡＢＳなどの樹脂体を真空成型により成形される。内箱１８２は、断熱空間を画定する断熱壁の内面と、仕切り板とを成す。外箱１８４は、プリコート鋼板などの金属材料により形成され、断熱壁の外面を成す。この内箱１８２と外箱１８４との間の空間に断熱体１８６が一体的に発泡充填されて、断熱箱体１８０が作られる。これにより、断熱壁と仕切り板とが同時かつ一体的に形成される。なお、断熱体１８６には、たとえば硬質ウレタンフォーム、フェノールフォームまたはスチレンフォームなどの発泡プラスチックが用いられている。この発泡材には、温暖化防止の観点から、たとえば、ハイドロカーボン系のシクロペンタンが用いられる。
【０１０５】
断熱箱体１８０には、その背面および上面の各一部を窪ませた凹み部２０８が設けられ、凹み部２０８に密閉型圧縮機２１０が弾性的に支持されている。また、断熱箱体１８０の側面などに、凝縮器（図示せず）や水分除去を行うドライヤ（図示せず）が配置されている。さらに、断熱箱体１８０の背面に、減圧器であるキャピラリ２１２や、蒸発器２１６が配置されている。断熱箱体１８０内の野菜室１９４および冷凍室１９６の背面に冷却ファン２１４および蒸発器２１６が配置されている。これらの、密閉型圧縮機２１０、凝縮器、キャピラリ２１２および蒸発器２１６が配管２１８により環状に接続されて、冷凍サイクルが構成されている。また、断熱箱体１８０には制御装置（図示せず）が設けられており、この制御装置には各断熱空間部分に配置された温度センサが接続されている。さらに、制御装置には、密閉型圧縮機２１０、凝縮器、ドライヤ、キャピラリ２１２、蒸発器２１６、冷却ファン２１４および蒸発器２１６が接続されている。そして、制御装置は温度センサにより検出値に基づいてこれらを制御する。
【０１０６】
断熱箱体１８０内の各断熱空間部分１８８、１９０、１９２、１９４、１９６の正面を開閉可能に覆うように、この実施の形態では、５つの扉１９８、２００、２０２、２０４、２０６が断熱箱体１８０に取り付けられている。冷蔵室１８８には回転扉１９８が設けられ、残る切替室１９０、製氷室１９２、野菜室１９４および冷凍室１９６には引出し扉２００、２０２、２０４、２０６がそれぞれ設けられている。これらの回転扉１９８および引出し扉２００、２０２、２０４、２０６は、発泡スチロールなどの断熱材に化粧板が貼り付けられて形成されている。各扉１９８、２００、２０２、２０４、２０６と断熱箱体１８０との間にはガスケットが配置され、これにより各断熱空間部分１８８、１９０、１９２、１９４、１９６の気密性が保持されている。
【０１０７】
次に、上述した冷蔵庫１７８における冷凍サイクルの動作について説明する。制御装置は、各温度センサからの検出信号に基づいて冷却運転を開始および停止する。冷却運転が開始されると、密閉型圧縮機２１０においてピストン１３６（図１）の往復運動により作動流体が圧縮され、高温高圧となって吐出管１５４から配管２１８により冷凍サイクルへ送られる。この高温高圧の気体状の作動流体は、凝縮器にて放熱すると凝縮し液化する。この液体状になった作動流体は、キャピラリ２１２で減圧されて低温低圧となって、蒸発器２１６に至る。ここで、冷却ファン２１４により、各野菜室１９４および冷凍室１９６の空気が移動し、この空気と蒸発器２１６内の低温の作動流体とが熱交換する。これにより、高温になった作動流体は蒸発気化して、配管２１８を通り密閉型圧縮機２１０に戻る。一方、冷却された空気はダクトにより各断熱空間部分１８８、１９０、１９２に分配される。この際、ダンパにより各断熱空間部分１８８、１９０、１９２に分配される流量が調節されるため、各断熱空間部分１８８、１９０、１９２、１９４、１９６は適温に調節される。
【０１０８】
たとえば、冷蔵室１８８は、冷蔵保存のために凍らない温度、たとえば１℃〜５℃になる。切替室１９０は、ユーザーより変更可能な温度に設定されており、この設定温度になる。この設定温度は、たとえば、冷凍室１９６の温度帯から冷蔵や野菜室１９４の温度帯まで所定の温度に設定され得る。製氷室１９２は、自動製氷装置（図示せず）を備え、氷を自動的に作製および貯留する。この氷の保存が目的であるため、冷凍温度帯よりも比較的高い、たとえば、−１８℃〜―１０℃に製氷室１９２の温度が調節される。野菜室１９４は、冷蔵室１８８と同等もしくは若干高い温度、たとえば、２℃〜７℃に調節される。この温度が凍らない程度で低いほど、野菜室１９４内の葉野菜の鮮度が長期間維持され得る。冷凍室１９６は、冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃に調節されている。ただし、冷凍保存状態の向上のため、たとえば−３０℃や−２５℃の低温に調節されてもよい。
【０１０９】
この冷凍サイクルの動作において、密閉型圧縮機２１０では、シール部１６０、延長部１６２および捕集部１６４を有するピストン１３６がシリンダ１３４の円柱状内部空間を往復運動する。これにより、ピストン１３６の潤滑性および圧縮効率の向上、ならびに、摺動損失の低減が図られている。この結果、冷蔵庫１７８の消費電力の低減、および、信頼性の向上を実現することができる。
【０１１０】
また、断熱箱体１８０において仕切り板が断熱壁と一体に発泡充填されていることにより、低コスト化および断熱性能の向上が図られる。このようにして作成された仕切り板は発泡スチロールの断熱部材に比べて約２倍の断熱性能を有することから、仕切り板の薄型化ができ、これに伴い断熱空間を拡大することができる。
【０１１１】
（その他の実施例）
実施の形態１において、ピストン１３６に実施の形態２に係る表面処理が施されてもよい。また、実施の形態１において、シリンダ１３４の内周面が実施の形態２に係るテーパー形状に形成されていてもよい。さらに、実施の形態１において、実施の形態２と同様に、負荷側の延長部１６２の幅が反負荷側より広く形成されていてもよい。実施の形態１において、実施の形態２と同様に、延長部１６２に対向する部分のシリンダ１３４の内周面の長さが、他の部分より長く形成されていてもよい。
【０１１２】
実施の形態２において、延長部１６２とシール部１６０との隅部が、実施の形態１に係るアール部１６１で形成されていてもよい。また、実施の形態２において、延長部１６２と捕集部１６４との間に、実施の形態１に係る潤滑油引込部１６３が設けられていてもよい。さらに、実施の形態２において、捕集部１６４の後端部に、実施の形態１に係る段差部１６４ａが設けられていてもよい。
【０１１３】
実施の形態３では、断熱箱体１８０において仕切り板および断熱壁が一体的に形成されていたが、仕切り板および断熱壁が別々に設けられていてもよい。また、実施の形態３では、密閉型圧縮機１００は冷蔵庫１７８に設けられたが、エアーコンディショナーや自動販売機等の冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を用いた機器に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の密閉型圧縮機および冷蔵庫は、潤滑性および圧縮効率の向上、ならびに、摺動損失の低減を図った密閉型圧縮機および冷蔵庫等として有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００  密閉型圧縮機
１０２  密閉容器
１０４  潤滑油
１１０  電動要素
１１２  圧縮要素
１１４  固定子
１１６  回転子
１２０  主軸
１２２  偏心軸
１１８  シャフト
１２４  シリンダブロック
１２６  主軸受
１３０  給油機構
１３４  シリンダ
１３６  ピストン
１３８  環状溝
１４４  連結部
１４８  圧縮室
１６０  シール部
１６２  延長部
１６４  捕集部
１７０  端面
２１０  密閉型圧縮機
【図１】
0006048849.tif 000002
【図２】
0006048849.tif 000003
【図３Ａ】
0006048849.tif 000004
【図３Ｂ】
0006048849.tif 000005
【図４】
0006048849.tif 000006
【図５】
0006048849.tif 000007
【図６Ａ】
0006048849.tif 000008
【図６Ｂ】
0006048849.tif 000009
【図７Ａ】
0006048849.tif 000010
【図７Ｂ】
0006048849.tif 000011
【図７Ｃ】
0006048849.tif 000012
【図８】
0006048849.tif 000013
【図９】
0006048849.tif 000014
【図１０】
0006048849.tif 000015
【図１１】
0006048849.tif 000016
【図１２】
0006048849.tif 000017
【図１３Ａ】
0006048849.tif 000018
【図１３Ｂ】
0006048849.tif 000019
【図１４】
0006048849.tif 000020
【図１５】
0006048849.tif 000021
【図１６】
0006048849.tif 000022