(57)【要約】【課題】摺動部へのオイル供給が回転運動による遠心力のみを利用しており、再起動後に摺動部においてオイル切れが発生する可能性があるという課題を有していた。【解決手段】一端が小端穴１１９摺動面に連通し、他端がアーム部１２１上面に連通するスリット溝１２４を形成するコンロッド１２２を備えたもので、スリット溝１２４を形成することにより、停止時においてもオイル１０２がスリット溝１２４に保持されているので、再起動直後にも小端穴１１９摺動面へのオイル供給が確実に行われるので、小端穴１１９摺動面とピストンピン１１２との間のオイル切れが生じにくく、信頼性が高い冷媒圧縮機を提供できる。【選択図】図１
2006226249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内にオイルを貯溜するとともに冷媒ガスを圧縮する圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は、略鉛直方向に配設され主軸部および偏心軸部を有するクランクシャフトと、シリンダを形成するブロックと、前記シリンダ内を往復運動するピストンと、前記ピストンに軸心が前記偏心軸部と平行になるよう配設されたピストンピンと、前記偏心軸部と前記ピストンピンを連結するコンロッドと、前記オイルを前記密閉容器内に飛散する給油手段とを備え、
前記コンロッドは前記偏心軸部に嵌挿された大端穴と、前記ピストンピンに嵌挿された小端穴と、前記大端穴を設けた大端部と前記小端穴を設けた小端部を連結するアーム部を備えるとともに、一端が前記小端穴摺動面に連通し、他端が前記アーム部上面に連通するスリット溝を形成した冷媒圧縮機。
【請求項２】
小端穴摺動面におけるスリット溝の開口部が、前記小端穴摺動面を縦断している請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項３】
小端穴摺動面におけるスリット溝の開口部を、上死点における反ピストントップ側の±２０°の範囲を避けた位置に配置した請求項１または請求項２に記載の冷媒圧縮機。
【請求項４】
アーム部上面にオイル溜りを形成するとともにスリット溝の他端を前記オイル溜りに連通させた請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項５】
スリット溝の溝幅は１ｍｍ以下である請求項１から４のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
【請求項６】
商用電源周波数以下の回転数で駆動する請求項１から５のいずれか一項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、冷蔵庫の冷凍サイクル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はコンロッド内部を大端穴摺動面から小端穴摺動面へ通油孔が貫通したもの（例えば、特許文献１参照）がある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷媒圧縮機を説明する。
【０００４】
図９は、特許文献１に記載された従来の冷媒圧縮機の組立断面図、図１０は、特許文献１に記載された従来の冷媒圧縮機におけるコンロッドの拡大図である。
【０００５】
図９、図１０において、密閉容器１には冷媒ガス（図示せず）およびオイル２が封入されるとともに、圧縮要素３と、圧縮要素３を駆動する電動要素４が収納されている。
【０００６】
圧縮要素３を構成するブロック５にはシリンダ６が形成され、ピストン７がシリンダ６内に往復自在に挿入されている。
【０００７】
クランクシャフト８は電動要素４に固定されている主軸部９およびコンロッド１０の大端穴１１に嵌挿されている偏心軸部１２から成る。クランクシャフト８の主軸部９内部にはオイルポンプを形成する傾斜孔１３を設けてあり、偏心軸部１２には傾斜孔１３と連通するオイル吐出孔１４を設けてある。
【０００８】
コンロッド１０は大端穴１１を配した大端部１５と小端穴１６を配した小端部１７と、大端部１５と小端部１７とを連結するアーム部１８を備えるとともに、小端穴摺動面１９と大端穴摺動面２０を連通する通油孔２１を設けている。
【０００９】
ピストン７に固定され、小端穴１６に嵌挿されるピストンピン２２は、通油孔２１が開口する位置全周にオイル溝２３を有する。
【００１０】
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１１】
電動要素４に電気が供給されることで電動要素４はクランクシャフト８を回転駆動し、偏心軸部１２の回転運動がコンロッド１０を介してピストン７を駆動しピストン７はシリンダ６内を往復運動することで冷媒ガス（図示せず）は連続して圧縮される。
【００１２】
クランクシャフト８の回転運動に伴って、傾斜孔１３は遠心力によってオイルポンプとして働き、オイル２は傾斜孔１３から偏心軸部１２まで上昇し、遠心力によって偏心軸部１２に設けられたオイル吐出孔１４から大端穴１１を経てコンロッド１０に形成された通油孔２１を通過し、小端穴１６に供給される。小端穴１６に供給されたオイル２は小端穴摺動面１９とピストンピン２２を潤滑する。
【特許文献１】実開昭６１−１４４２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では、給油は傾斜孔１３の遠心ポンプ機構によってなされるため、クランクシャフトの回転運動による遠心力に依存しており、冷媒圧縮機の再起動後にオイルが給油経路を流れ、小端穴摺動面１９とピストンピン２２との摺動部へ到達するまでの時間がかかる。その間、前記摺動部へはオイルが供給されないため、オイル切れが生ずる可能性があるという課題を有していた。
【００１４】
特に商用電源定格周波数以下で運転される冷媒圧縮機においては、遠心力の作用が小さくなるため、オイルが摺動部に到達する時間がさらに長くなり、オイル切れが生じる可能性が高かった。
【００１５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、小端穴摺動面とピストンピンとの間のオイル切れを防ぎ、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】
【００１６】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷媒圧縮機は、一端が前記小端穴摺動面に連通し、他端が前記アーム部上面に連通するスリット溝を形成するコンロッドを備えたもので、スリット溝を形成することにより、停止時においてもオイルがスリット溝部に保持されているので、再起動直後にも小端穴摺動面へのオイル供給が確実に行われるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の冷媒圧縮機は、再起動直後にも小端穴摺動面へのオイル供給が確実に行われるので、小端穴摺動面とピストンピンとの間のオイル切れが生じにくく、信頼性が高い冷媒圧縮機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内にオイルを貯溜するとともに冷媒ガスを圧縮する圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は、略鉛直方向に配設され主軸部および偏心軸部から成るクランクシャフトと、シリンダを形成するブロックと、前記シリンダ内を往復運動するピストンと、前記ピストンに軸心が前記偏心軸部と平行になるよう配設されたピストンピンと、前記偏心軸部と前記ピストンピンを連結するコンロッドと、前記オイルを前記容器内に散布する給油手段とを備え、前記コンロッドは前記偏心軸部に嵌挿された大端穴を配した大端部と、前記ピストンピンに嵌挿された小端穴を配した小端部と、前記大端部と前記小端部を連結するアーム部を備えるとともに、一端が前記小端穴摺動面に連通し、他端が前記アーム部上面に連通するスリット溝を形成したことで、停止時にオイルがスリット溝部に表面張力効果で保持され、再起動時に毛細管現象により小端穴摺動面へオイルが供給されるため、小端穴摺動面とピストンピンとの間のオイル切れが生じにくく、信頼性が高い冷媒圧縮機を提供できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、小端穴摺動面におけるスリット溝の開口部が、小端穴摺動面を縦断しているもので、摺動面に帯状にオイルを塗布するため、確実に広範囲にオイル供給することができ、更に信頼性の高い冷媒圧縮機を提供できる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１および２に記載の発明に、小端穴摺動面におけるスリット溝の開口部を、上死点における反ピストントップ側の±２０°の範囲を避けた位置に配設したもので、更にスリット溝部での圧縮時の摺動面の油膜圧力低下による摩耗への影響を低減することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、アーム部上面にオイル溜りを形成するとともにスリット溝の他端を前記オイル溜りに連通させたもので、オイル溜りによりオイルを保持する量が増加し、更に安定してオイルを供給することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４に記載の発明に、スリット溝の溝幅は１ｍｍ以下であるとするもので、より表面張力効果を高め、停止時に確実にオイルがスリット溝に保持され、更に小端穴への給油機構である毛細管現象による効果も高めることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５に記載の発明に、商用電源周波数以下の回転数で駆動する、例えばインバータコンプレッサーのような冷媒圧縮機においても、低速回転による遠心ポンプ能力低下の影響を受けることなく、再起動時に小端穴摺動面へのオイル供給が時間的な遅れなく行うことができ低回転運転であっても信頼性が高い冷媒圧縮機を提供できる。
【００２４】
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。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、同実施の形態における冷媒圧縮機の組立断面図、図２は、本発明の実施の形態１における冷媒圧縮機のコンロッドの拡大図、図３は、同実施の形態における冷媒圧縮機のコンロッドのアーム部断面図、図４は、同実施の形態における冷媒圧縮機のコンロッドの小端部断面図である。
【００２６】
以下、図１から図４に基づいて本実施の形態について説明する。
【００２７】
密閉容器１０１には冷媒ガスであるＲ６００ａ（図示せず）およびオイル１０２が封入されるとともに、圧縮要素１０３と、圧縮要素１０３を駆動する電動要素１０４が例えばスプリングのような弾性部材１０５を介して弾性的に収納されている。
【００２８】
圧縮要素１０３を構成するクランクシャフト１０６は主軸部１０７および偏心軸部１０８から成る。
【００２９】
ブロック１０９には円筒状のシリンダ１１０が形成され、ピストン１１１がシリンダ１１０内に往復自在に挿入されている。ピストン１１１には略円柱状のピストンピン１１２が、クランクシャフト１０６の偏心軸部１０８との軸心と各々平行となるように設けてある。
【００３０】
電動要素１０４を形成する固定子１１３はブロック１０９に固定される。回転子１１４は固定子１１３と同軸上に配置され、主軸部１０７に固定される。
【００３１】
クランクシャフト１０６の主軸部１０７内部には遠心ポンプを形成する円筒状の傾斜孔１１５が、主軸部軸心から軸心が傾斜して形成されている。また、クランクシャフト１０６の偏心軸部１０８には一端が傾斜孔１１５と連通し、他端がクランクシャフト１０６上面に開口しているオイル放出孔１１６を設けてある。
【００３２】
大端穴１１７を設けた大端部１１８と小端穴１１９を設けた小端部１２０と大端部１１８と小端部１２０とを連結するアーム部１２１を備えたコンロッド１２２は、大端穴１１７を偏心軸部１０８に、小端穴１１９をピストンピン１１２に嵌入することで偏心軸部１０８とピストン１１１とを連結している。
【００３３】
またコンロッド１２２には一端が小端穴摺動面１２３に連通し、他端が前記アーム部１２１上面に連通するスリット溝１２４を設けている。
【００３４】
スリット溝１２４の小端穴摺動面１２３における開口部１２４ａは、小端穴摺動面１２３を完全に縦断するように設けてあり、その位置はピストン１１１が上死点に有るときに最大荷重を受ける反ピストントップ側の位置を基準として±２０°の範囲を避けた位置に配置されている。
【００３５】
スリット溝１２４は放電加工により形成されており、本実施の形態においては溝幅を０．４ｍｍ、アーム部１２１における溝の深さを５．０ｍｍとしている。
【００３６】
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００３７】
電動要素１０４に電気が供給されると回転子１１４が回転駆動する。同時に、回転子１１４に主軸部１０７で一体固定されたクランクシャフト１０６を回転駆動する。
【００３８】
クランクシャフト１０６の回転運動が偏心軸部１０８にて大端穴１１７に嵌挿されているコンロッド１２２により往復運動に変換され、小端穴１１９に嵌挿されているピストンピン１１２を介し遊挿されているピストン１１１が円筒状のシリンダ１１０内で往復運動することで冷媒の圧縮を繰り返す。
【００３９】
傾斜孔１１５はクランクシャフト１０６の回転運動により遠心ポンプとして機能し、オイル１０２を偏心軸部１０８まで上昇させ、オイル１０２をクランクシャフト１０６の上部に設けられたオイル放出孔１１６からクランクシャフト１０６の回転運動による遠心力により密閉容器１０１内に飛散する。
【００４０】
密閉容器１０１内に飛散したオイル１０２はコンロッド１２２のアーム部１２１上面に降りかかり、オイル１０２はスリット溝１２４内部に表面張力により進入し、保持される。
【００４１】
保持されたスリット溝１２４内部のオイル１０２は、毛細管現象により小端穴１１９に移動し、開口部１２４ａから小端穴摺動面１２３に給油される。
【００４２】
また、スリット溝１２４の開口部１２４ａは、小端穴摺動面１２３を縦断しているためピストンピン摺動面１２５に帯状に均一に塗布される。
【００４３】
さらに、小端穴摺動面１２３に開口した開口部１２４ａは、圧縮時の最大負荷位置である上死点における反ピストントップ側の±２０°の範囲を避けた位置にあることで圧縮時の最大負荷がかかる摺動面における面圧の低下を生じないため、小端穴摺動面１２３とピストンピン１１２との間の良好な潤滑性が得られる。
【００４４】
スリット溝１２４内部に保持されたオイル１０２は冷媒圧縮機が運転を停止した後も保持され続けている。よって冷媒圧縮機が再起動し、遠心ポンプ機構からオイル１０２が安定的に供給されるまでの間もスリット溝１２４に保持されたオイル１０２が小端穴摺動面１２３に供給されるため、小端穴摺動面１２３とピストンピン１１２との間でオイル切れを防ぐことができ、信頼性が高い冷媒圧縮機を提供することができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては溝幅を０．４ｍｍとしたが、溝幅が１ｍｍ以下であれば、オイル１０２はスリット溝１２４内部に表面張力により進入し、保持されることを実験的に確認している。
【００４６】
なお、本実施の形態においてスリット溝１２４は放電加工により形成したが、研削や放電加工で形成してもよい。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、信頼性が高い冷媒圧縮機を提供することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
図５は、同実施の形態における冷媒圧縮機の組立断面図、図６は、本発明の実施の形態２における冷媒圧縮機のコンロッドの拡大図、図７は、同実施の形態における冷媒圧縮機のコンロッドの横断面図、図８は、同実施の形態における冷媒圧縮機のコンロッドのアーム部断面図である。
【００４９】
以下、図５から図８に基づいて本実施の形態について説明する。
【００５０】
密閉容器２０１には冷媒ガスであるＲ６００ａ（図示せず）およびオイル２０２が封入されるとともに、圧縮要素２０３と、圧縮要素２０３を駆動する電動要素２０４が例えばスプリングのような弾性部材２０５を介して弾性的に収納されている。
【００５１】
圧縮要素２０３を構成するクランクシャフト２０６は主軸部２０７および偏心軸部２０８から成る。
【００５２】
ブロック２０９には円筒状のシリンダ２１０が形成され、ピストン２１１がシリンダ２１０内に往復自在に挿入されている。ピストン２１１には略円柱状のピストンピン２１２が、クランクシャフト２０６の偏心軸部２０８との軸心と各々平行となるように設けてある。
【００５３】
電動要素２０４を形成する固定子２１３はブロック２０９に固定され、回転子２１４は主軸部２０７に固定され、固定子２１３と同軸上に配置される。
【００５４】
クランクシャフト２０６の主軸部２０７内部には遠心ポンプを形成する円筒状の傾斜孔２１５が、主軸部軸心から軸心が傾斜して形成されている。また、クランクシャフト２０６の偏心軸部２０８には一端が傾斜孔２１５と連通し、他端がクランクシャフト２０６上面に開口しているオイル放出孔２１６を設けてある。
【００５５】
大端穴２１７を設けた大端部２１８と小端穴２１９を設けた小端部２２０と大端部２１８と小端部２２０とを連結するアーム部２２１を備えたコンロッド２２２は、大端穴２１７を偏心軸部２０８に、小端穴２１９をピストンピン２１２に嵌入することで偏心軸部２０８とピストン２１１とを連結している。
【００５６】
またコンロッド２２２には一端が小端穴摺動面２２３に連通し、他端が前記アーム部２２１上面に連通するスリット溝２２４を設けている。
【００５７】
スリット溝２２４の小端穴摺動面２２３における開口部２２４ａは、小端穴摺動面２２３を完全に縦断するように設けてあり、その位置はピストン２１１が上死点に有るときに最大荷重を受ける反ピストントップ側の位置を基準として±２０°の範囲を避けた位置に配置されている。
【００５８】
スリット溝２２４は放電加工により形成されており、本実施の形態においては溝幅を０．４ｍｍ、アーム部２２１における溝の深さを５．０ｍｍとしている。
【００５９】
アーム部２２１上面には深さ３．０ｍｍのオイル溜り２２６を形成し、スリット溝２２４の他端が連通している。
【００６０】
電動要素２０４は、インバーター回路等によって商用電源周波数より低い運転周波数含む複数の回転数にて駆動される。
【００６１】
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。
電動要素２０４に電気が供給されると回転子２１４が電源周波数以下の回転数、例えば1秒間に２０回転で回転駆動する。同時に、回転子２１４に主軸部２０７で一体固定されたクランクシャフト２０６を回転駆動する。
【００６２】
クランクシャフト２０６の回転運動が偏心軸部２０８にて大端穴２１７に嵌挿されているコンロッド２２２により往復運動に変換され、小端穴２１９に嵌挿されているピストンピン２１２を介し遊挿されているピストン２１１が円筒状のシリンダ２１０内で往復運動することで冷媒の圧縮を繰り返す。
【００６３】
傾斜孔２１５はクランクシャフト２０６の回転運動により遠心ポンプとして機能し、オイル２０２を偏心軸部２０８まで上昇させ、オイル２０２をクランクシャフト２０６の上部に設けられたオイル放出孔２１６からクランクシャフト２０６の回転運動による遠心力により密閉容器２０１内に飛散する。
【００６４】
密閉容器２０１内に飛散したオイル２０２はコンロッド２２２のアーム部２２１上面に降りかかり、オイル２０２はスリット溝２２４内部に表面張力により進入し、保持される。
【００６５】
保持されたスリット溝２２４内部のオイル２０２は、毛細管現象により小端穴２１９に移動し、開口部２２４ａから小端穴摺動面２２３に給油される。
【００６６】
また、スリット溝２２４の開口部２２４ａは、小端穴摺動面２２３を縦断しているためピストンピン摺動面２２５に帯状に均一に塗布される。
【００６７】
さらに、小端穴摺動面２２３に開口した開口部２２４ａは、圧縮時の最大負荷位置である上死点における反ピストントップ側の±２０°の範囲を避けた位置にあることで圧縮時の最大負荷がかかる摺動面における面圧の低下を生じないため、小端穴摺動面２２３とピストンピン２１２との間の良好な潤滑性が得られる。
【００６８】
さらに、アーム部２２１上面にオイル溜り２２６を配設することで、アーム部２２１上面に飛散したオイル２０２はオイル溜り２２６に蓄えられるため、オイル溜り２２６からスリット溝２２４へ供給されるので、より安定して開口部２２４ａからピストンピン摺動面２２５へと給油される。
【００６９】
スリット溝２２４内部に保持されたオイル２０２は冷媒圧縮機が運転を停止した後も保持され続けている。よって冷媒圧縮機が再起動し、遠心ポンプ機構からオイル２０２が安定的に供給されるまでの間もスリット溝２２４に保持されたオイル２０２が小端穴摺動面２２３に供給されるため、小端穴摺動面２２３とピストンピン２１２との間でオイル切れを防ぐことができ、信頼性が高い冷媒圧縮機を提供することができる。
【００７０】
一方、冷媒圧縮機が運転を停止した後もオイル溜り２２６にはオイル２０２が蓄えられるため、冷媒圧縮機が再起動した際に、遠心ポンプ機構からオイル２０２が安定的に供給されるのを待つことなくスリット溝２２４へオイル２０２を供給することができる。
【００７１】
従って、商用電源周波数より低い運転周波数であって遠心ポンプ機構からオイル２０２が安定的に供給されるまでの時間が長くても、再起動の際にオイル溜り２２６に蓄えられるオイル２０２がスリット溝２２４を介して小端穴摺動面２２３とピストンピン２１２との間に供給されるため、オイル切れを防ぐことができる。
【００７２】
また、本実施の形態においては溝幅を０．４ｍｍとしたが、溝幅が１ｍｍ以下であれば、オイル２０２はスリット溝２２４内部に表面張力により進入し、保持されることを実験的に確認している。
【００７３】
なお、本実施の形態においてスリット溝２２４は放電加工により形成したが、研削や放電加工で形成してもよい。
【００７４】
以上のように本実施の形態によれば、信頼性が高い冷媒圧縮機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかる冷媒圧縮機は、信頼性が高い冷媒圧縮機を提供できるので、自販機等の冷凍サイクルに使用される冷媒圧縮機等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１における冷媒圧縮機の組立断面図
【図２】同実施の形態おける冷媒圧縮機のコンロッドの拡大図
【図３】同実施の形態における冷媒圧縮機のコンロッドのアーム部断面図
【図４】同実施の形態における冷媒圧縮機のコンロッドの小端部断面図
【図５】本発明の実施の形態２における冷媒圧縮機の組立断面図
【図６】同実施の形態における冷媒圧縮機のコンロッドの拡大図
【図７】同実施の形態における冷媒圧縮機のコンロッドの横断面図
【図８】同実施の形態における冷媒圧縮機のコンロッドのアーム部断面図
【図９】従来の冷媒圧縮機の組立断面図
【図１０】従来の冷媒圧縮機のコンロッド拡大図
【符号の説明】
【００７７】
１０１，２０１    密閉容器
１０２，２０２    オイル
１０３，２０３    圧縮要素
１０６，２０６    クランクシャフト
１０７，２０７    主軸部
１０８，２０８    偏心軸部
１０９，２０９    ブロック
１１０，２１０    シリンダ
１１１，２１１    ピストン
１１２，２１２    ピストンピン
１１７，２１７    大端穴
１１８，２１８    大端部
１１９，２１９    小端穴
１２０，２２０    小端部
１２１，２２１    アーム部
１２２，２２２    コンロッド
１２３，２２３    小端穴摺動面
１２４，２２４    スリット溝
１２４ａ，２２４ａ    開口部
２２６    オイル溜り
【図１】
2006226249.tif 000003
【図２】
2006226249.tif 000004
【図３】
2006226249.tif 000005
【図４】
2006226249.tif 000006
【図５】
2006226249.tif 000007
【図６】
2006226249.tif 000008
【図７】
2006226249.tif 000009
【図８】
2006226249.tif 000010
【図９】
2006226249.tif 000011
【図１０】
2006226249.tif 000012