(57)【要約】  【課題】密閉型電動往復圧縮機に関し、瞬時停電等によるシャフトの逆回転による軸受部や圧縮機構部摺動部の摩耗を無くし、正回転時においても信頼性に悪影響を及ぼすことが無いようにする。  【解決手段】シャフト１２７の主軸部１２３と軸受け部１２１との間に刻設され一端が遠心ポンプ１３３と連通し他端が軸受け部１２１の上端に設けた環状油溝１４１に連通する正リード溝１３７と、正リード溝１３７と反対方向のリードを有し一端が遠心ポンプ１３３と連通し他端が環状油溝１４１に直接開口した逆リード溝１３９と、副軸部１２５に穿設され一端が環状油溝１４１に連通し、他端が密閉容器内１０１に開口する縦穴１４３とを備える。【選択図】図２
2006009715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータとロータとから構成される単相誘導型の電動モータと、前記電動モータによって駆動される圧縮機構部と、前記電動モータと前記圧縮機構部とを収容するとともに潤滑油を貯留する密閉容器とを備え、前記圧縮機構部は主軸部および副軸部を備えたシャフトと、圧縮室を形成するシリンダと、前記主軸部を軸支する軸受け部とを有し、前記シャフトは前記潤滑油に開口する遠心ポンプを備え、前記主軸部と前記軸受け部との間に刻設され一端が前記遠心ポンプと連通し他端が前記軸受け部の上端に設けた環状油溝に連通する正リード溝と、前記正リード溝と反対方向のリードを有し一端が前記遠心ポンプと連通し他端が前記環状油溝に直接開口した逆リード溝と、前記副軸部に穿設され一端が前記環状油溝に連通し、他端が前記密閉容器内に開口する縦穴とを備えた電動圧縮機。
【請求項２】
逆リード溝は一端がシャフトの中部に形成された中抜き部を介して前記遠心ポンプと連通した請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
逆リード溝の断面積を正リード溝の断面積より小さくした請求項１又は請求項２に記載の電動圧縮機。
【請求項４】
逆リード溝のリードを正リード溝のリードより大きくした請求項１から３のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
【請求項５】
前記縦穴は主軸の軸中心に対し上部が外側へ傾斜した請求項１に記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に冷蔵庫等の冷凍装置に用いられる電動圧縮機の給油の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用冷凍冷蔵庫や自動販売機、エアコン等の冷凍サイクル装置に使用される電動圧縮機は高い信頼性が求められている。
【０００３】
従来の電動圧縮機としては、シャフトの中に給油装置を内蔵したものが一般的である（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技術の電動圧縮機について説明する。
【０００５】
図５は従来の電動圧縮機の断面図であり、図６は従来の電動圧縮機の電気配線図である。図５において、密閉容器１内に、ステータ１８とロータ８からなる電動モータ４と、その上部に圧縮機構部２を配置している。圧縮機構部２を構成するブロック３の軸受け部６内にはシャフト７が貫挿され、シャフト７の外径部にはロータ８が固着され、偏芯軸９を介してピストン１０のスライダー１１と係合している。シャフト７の内部には、下端で潤滑油１７に開口した遠心ポンプ１２が形成されている。
【０００６】
シャフト７の軸受け部６内に位置する部分には、シャフト７が正回転することにより潤滑油１７を上方へ導く方向にリードを有する螺旋溝１４を刻設してある。螺旋溝１４は下端が連通穴１３を介して遠心ポンプ１２に連通しており、上端はブロック３の軸受け部６上端に設けた面取りとシャフト７との隙間より形成される環状油溝１６に連通している。
【０００７】
偏芯軸９に設けた縦穴１５は下端が環状油溝１６に連通開口し上端は密閉容器１の内空間に開口している。
【０００８】
また、図６に示すように、ステータ１８には主コイル１９と始動コイル２０が並列に接続されており、始動装置としてＰＴＣリレー２１が前記始動コイル２０に直列に配線され、単相の抵抗始動型の誘導電動機を形成している。
【０００９】
以上のように構成された従来の電動圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１０】
電気がステータ１８に印加されるとステータ１８の始動コイル２０に直列に配線されたＰＴＣリレー２１の素子抵抗をもって正回転方向に始動トルクが発生し、ロータ８は回転を始める。その後、ＰＴＣリレー２１の素子は電流による自己発熱によって急激に抵抗を増加させ、始動コイル２０が実質的に遮断されることで、主コイル１９のみでロータ８が回転駆動され、それに伴いシャフト７が回転し、偏芯軸９とスライダー１１を介して係合しているピストン１０が往復運動することで、周知の圧縮動作が行われる。
【００１１】
この際、潤滑油１７はシャフト７の下端から遠心ポンプ１２内に作用する遠心力によって上昇し、連通穴１３から螺旋溝１４へと供給され、螺旋溝１４によって上方への搬送力が付勢される。このとき、潤滑油１７は軸受け部６とシャフト７の摺動面に油膜を形成し、金属接触を避けることにより摩耗を防いでいる。そしてさらに上方へと搬送された潤滑油１７は環状油溝１６に供給され、縦穴１５を経て一部の潤滑油１７は密閉容器１内の空間に放出され、一部の潤滑油１７は、圧縮機構部２へと導かれ、圧縮機構部２の各摺動部に油膜を形成し、金属接触を避けることにより、摩耗を防いでいる。
【特許文献１】特公昭６２−４４１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来のものにおいては、運転が停止し、再度正常に運転を開始するには、始動コイル２０に通電される必要があり、その為にはＰＴＣリレー２１の素子が抵抗を減じるための所定の冷却時間が必要になる。
【００１３】
従ってこの冷却時間が極端に短い場合（例えば瞬時停電）、ＰＴＣリレー２１の素子は抵抗が高いままであるため、始動コイル２０には通電されず、通常は始動しない。ところがここでピストン１０に圧縮ガスの反発力が逆回転方向の外力として加わるとこれが逆回転方向の始動トルクとなり、逆転運転が開始される。すると螺旋溝１４は正回転方向で運転することを前提にリードの巻方向が設定されているため、シャフト７の逆回転に伴い、螺旋溝１４内にはダウンフォースが働き、軸受け部６から上方への潤滑油１７の供給は行なわれないことになる。
【００１４】
この逆回転は、次に電動圧縮機が停止するまで続き、通常その後の再度の運転で正回転に戻る。しかしながら、この１サイクル（最大数時間）の逆回転において、圧縮機構部２の各摺動部に摩耗が発生し、電動圧縮機の信頼性に悪影響を及ぼすことがあった。
【００１５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、逆回転時でも圧縮機構部２の各摺動部に必要最小限の給油を行うことで、高い信頼性を確保できる電動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、本発明の請求項１に記載の発明は、主軸部と軸受け部との間に刻設され一端が遠心ポンプと連通し他端が前記軸受け部の上端に設けた環状油溝に連通する正リード溝と、前記正リード溝と反対方向のリードを有し一端が前記遠心ポンプと連通し他端が前記環状油溝に直接開口した逆リード溝と、副軸部に穿設され一端が前記環状油溝に連通し、他端が密閉容器内に開口する縦穴とを備えたもので、逆回転時においても、前記遠心ポンプから前記逆リード溝を介して前記環状溝へと導かれたオイルは遠心力により前記環状油溝の外周部へと導かれ、さらに環状油溝に連通した前記縦穴へと導かれるため、前記正リード溝によって生じるダウンフォースの影響を受けにくく、逆回転時においても給油を確保できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電動圧縮機は、逆回転時においても給油を確保できるので、高い信頼性を確保した電動圧縮機を提供できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の請求項１に記載の発明は、ステータとロータとから構成される単相誘導型の電動モータと、前記電動モータによって駆動される圧縮機構部と、前記電動モータと前記圧縮機構部とを収容するとともに潤滑油を貯留する密閉容器とを備え、前記圧縮機構部は主軸部および副軸部を備えたシャフトと、圧縮室を形成するシリンダと、前記主軸部を軸支する軸受け部とを有し、前記シャフトは前記潤滑油に開口する遠心ポンプを備え、前記主軸部と前記軸受け部との間に刻設され一端が前記遠心ポンプと連通し他端が前記軸受け部の上端に設けた環状油溝に連通する正リード溝と、前記正リード溝と反対方向のリードを有し一端が前記遠心ポンプと連通し他端が前記環状油溝に直接開口した逆リード溝と、前記副軸部に穿設され一端が前記環状油溝に連通し、他端が前記密閉容器内に開口する縦穴とを備えたもので、逆回転時においても前記遠心ポンプから前記逆リード溝を介して前記環状油溝へと導かれたオイルは遠心力により前記環状油溝の外周部へと導かれ、さらに前記環状油溝に連通した前記縦穴へと導かれるため給油を確保でき、高い信頼性を確保した電動圧縮機を提供できるという効果が得られる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は請求項１発明に、逆リード溝の一端がシャフトの中部に形成された中抜き部を介して前記遠心ポンプと連通したもので、正回転時には前記逆リードと直接交わることがない上に、前記逆リード溝長さを短くすることで正回転時のダウンフォースを小さく抑えることができ、正回転時の給油をより安定的に維持できる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は請求項１又は請求項２に記載の発明に、逆リード溝の断面積を正リード溝の断面積より小さくしたものであり、正回転時のダウンフォースを小さく抑えることができ、正回転時の給油をより安定的に維持できる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は請求項１から３のいずれか一項記載の発明に、逆リード溝のリードを正リード溝のリードより大きくしたものであり、正回転時のダウンフォースを小さく抑えることができ、正回転時の給油をより安定的に維持できる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は請求項１に記載の発明に、縦穴は主軸の軸中心に対し上部が外側へ傾斜したものであり、環状油溝から前記縦穴に導かれたオイルは、前記縦穴の中で遠心力をうけ、傾斜によりさらに上方への力を受けるため、前記圧縮機構部への給油を更に向上させ、逆回転時でも前記圧縮機構部の各摺動部の摩耗をなくし、さらに高い信頼性を確保した電動圧縮機を提供できるという効果が得られる。
【００２３】
以下、本発明による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。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による電動圧縮機の断面図、図２は同実施の形態の電動圧縮機のシャフトの拡大断面図、図３は同実施の形態の電動圧縮機のシャフトの拡大断面図、図４は同実施の形態の電動圧縮機の電気配線図である。
【００２５】
図１、図２、図３において、密閉容器１０１内には、潤滑油１０３を貯留している。ステータ１０５とロータ１０７からなる単相誘導型の電動モータ１０９の上部には、電動モータ１０９によって駆動される圧縮機構部１１１が配設され、圧縮機構部１１１は密閉容器１０１内にステータ１０５を介してスプリング１１５によって弾性的に支持され、収納されている。
【００２６】
次に圧縮機構部１１１について説明する。
【００２７】
シリンダ１１７を備えたブロック１１９には軸受け部１２１が形成されている。主軸部１２３と副軸部１２５とを有するシャフト１２７は軸受け部１２１に貫挿され、主軸部１２３の外径部にはロータ１０７が固着されている。シリンダ１１７にはピストン１２９が往復可動に挿入され、副軸部１２５とピストン１２９は連結手段であるコンロッド１３１にて連結されている。
【００２８】
シャフト１２７の主軸部１２３下端には潤滑油１０３に開口する遠心ポンプ１３３が形成されている。またシャフト１２７の主軸部１２３外周には外径を減じた中抜き部１３５が形成され、さらに正リード溝１３７と、正リード溝１３７と反対方向のリードを有した逆リード溝１３９が刻設されている。軸受け部１２１の上端には全周に渡ってＣ面取りがなされ、前記Ｃ面取りと主軸部１２３とで環状油溝１４１を形成する。
【００２９】
正リード溝１３７は中抜き部１３５にまたがって、一端が遠心ポンプ１３３と連通し、他端は環状油溝１４１に直接開口している。逆リード溝１３９は一端が中抜き部１３５を介して遠心ポンプ１３３と連通し、他端は環状油溝１４１に直接開口している。逆リード溝１３９の断面積は正リード溝１３７の断面積より小さくかつ逆リード溝１３９のリードは正リード溝１３７のリードより大きくしている。
【００３０】
シャフト１２７の副軸部１２５には一端が環状油溝１４１に連通し、他端が密閉容器１０１内に開口している縦穴１４３が穿設され、縦穴１４３はシャフト１２７の軸中心に対し上部が外側へ傾斜した斜め穴になっている。
【００３１】
また、図４において、ステータ１０５には主コイル１４５と始動コイル１４７が並列に接続されており、始動装置としてＰＴＣリレー１４９が始動コイル１４７に直列に配線されている。
【００３２】
以上のように構成された電動圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３３】
通常に電気がステータ１０５に印加されるとステータ１０５の始動コイル１４７に直列に配線されたＰＴＣリレー１４９の素子抵抗をもって所定の正回転に始動トルクが発生して運転が開始される。その後、ＰＴＣリレー１４９の素子の急激な抵抗増加により始動コイル１４７への通電は遮断され、主コイル１４５のみの通電でロータ１０７が正回転をする。ロータ１０７の回転に伴いシャフト１２７が回転し、副軸部１２５の偏芯運動がコンロッド１３１を介してピストン１２９をシリンダ１１７内で往復運動させ、周知の圧縮動作が行われる。
【００３４】
潤滑油１０３はシャフト１２７の回転により遠心ポンプ１３３内で発生する遠心力により遠心ポンプ１３３内を上昇し、正リード溝１３７の下部へと搬送される。潤滑油１０３は正リード溝１３７のポンプ力により環状油溝１４１へと導かれる。
【００３５】
環状油溝１４１内のオイルは遠心力により環状油溝１４１の外周部へと導かれ、環状油溝１４１に連通した縦穴１４３の下端よりさらに押し上げられて縦穴１４３から、一部はコンロッド１３１やピストン１２９に供給され油膜を形成し、残りのオイルは上端より密閉容器１０１内の空間に放出される。また、縦穴１４３はシャフト１２７の軸中心に対し上部が外側へ傾斜した斜め穴になっているため、さらに遠心力がオイルに付加されることで給油量が増加する。
【００３６】
この際、オイルが逆リード溝１３９に導かれると逆リード溝１３９にはオイルを押し下げようとするダウンフォースが発生する。従って正リード溝１３７と逆リード溝１３９が直接連通しているとこのダウンフォースが正リード溝１３７のポンプ力を相殺してしまい、給油量は激減してしまう。しかしながら本実施の形態においては正リード溝１３７と逆リード溝１３９はそれぞれに直接環状油溝１４１に開口しており、逆リード溝１３９の環状油溝１４１への開口位置は、環状油溝１４１の内側にあるため環状油溝１４１内のオイルは遠心力により環状油溝１４１の外側へと導かれ、逆リード溝１３９への流入はほとんど阻止される。
【００３７】
その結果、オイルは逆リード溝１３９のダウンフォースの影響をほとんど受けず、環状油溝１４１に連通した縦穴１４３からさらに押し上げられて縦穴１４３の上端に達することができる。縦穴１４３は主軸の軸中心に対し上部が外側へ傾斜しており、環状油溝から前記縦穴に導かれたオイルは、前記縦穴の中で遠心力をうけ、傾斜によりさらに上方への力を受けるため、前記圧縮機構部への給油を更に向上させる。
【００３８】
ここで逆リード溝１３９の一端は環状油溝１４１に直接開口し、もう一端がシャフト１２７の中部に形成された中抜き部１３５を介して遠心ポンプ１３３と連通しているため、逆リード溝１３９が正リード溝１３７と直接交わることがなく、逆リード溝１３９にオイルが進入し、押し下げられることで逆向きの流れが形成され給油を阻害するということはほとんど無い。
【００３９】
さらに逆リード溝１３９の断面積は正リード溝１３７の断面積より小さくし、かつ逆リード溝１３９のリードは正リード溝１３７のリードより大きくしていることにより逆リード溝１３９によって生じるダウンフォースは小さくなる。その結果、正回転時においては従来技術同等の給油特性を維持することができた。
【００４０】
次に逆転運転時について説明する。
【００４１】
運転が一旦停止し、再度正常に運転を開始するには、始動コイル１４７に通電される必要があり、その為にはＰＴＣリレー１４９の素子が抵抗を減じるために必要な所定の冷却時間が必要になる。従ってこの冷却時間が極端に短いまま再通電された場合（例えば瞬時停電後）、ＰＴＣリレー１４９の素子は抵抗が高いままであるため、始動コイル１４７に通電されず、通常は起動しない。
【００４２】
ところがここでピストン１２９が圧縮ガスの反発力によって押し戻され、シャフトを逆回転方向に回すとこれが逆回転方向の始動トルクとなり、逆回転運転が開始されてしまう。
【００４３】
この際、遠心ポンプ１３３は遠心ポンプであるために回転方向とは無関係にポンプ作用を発揮するため、潤滑油１０３は正回転時と同様、遠心ポンプ１３３から正リード溝１３７を介し中抜き部１３５から逆リード溝１３９まで導かれる。逆リード溝１３９まで導かれたオイルは逆リード溝１３９のポンプ力によって環状油溝１４１へと搬送される。
【００４４】
環状油溝１４１内のオイルは遠心力により環状油溝１４１の外周部へと導かれ、環状油溝１４１に連通した縦穴１４３の下端よりさらに押し上げられて縦穴１４３から、一部はコンロッド１３１やピストン１２９に供給され油膜を形成し、残りのオイルは上端より密閉容器１０１内の空間に放出される。
【００４５】
この際、オイルが正リード溝１３７に導かれると正リード溝１３７にはオイルを押し下げようとするダウンフォースが発生する。従って正リード溝１３７と逆リード溝１３９が直接連通しているとこのダウンフォースが逆リード溝１３９のポンプ力を相殺してしまい、給油はほとんどされなくなってしまう。
【００４６】
しかしながら本実施の形態においては正リード溝１３７と逆リード溝１３９はそれぞれに直接環状油溝１４１に開口しており、正リード溝１３７の環状油溝１４１への開口位置は、環状油溝１４１の内側にあるため環状油溝１４１内のオイルは遠心力により環状油溝１４１の外側へと導かれ、正リード溝１３７への流入はほとんど阻止される。
【００４７】
その結果、オイルは環状油溝１４１に連通した縦穴１４３からさらに押し上げられて縦穴１４３の上端に達することができる。
【００４８】
さらに逆リード溝１３９の一端が環状油溝１４１に直接開口し、もう一端がシャフト１２７の中部に形成された中抜き部１３５を介して遠心ポンプ１３３と連通しているため、逆リード溝１３９が正リード溝１３７と直接交わることがなく、正リード溝１３７によってオイルを押し下げられることがほとんど無い。
【００４９】
逆リード溝１３９の断面積は正リード溝１３７の断面積より小さくし、かつ逆リード溝１３９のリードは正リード溝１３７のリードより大きくしていることにより逆リード溝１３９によって生じるポンプ力は小さくなる。その結果、逆回転時においては正回転時より給油量は減ってしまい、正回転時並みの給油特性を維持することはできない。
【００５０】
実験によれば本実施の形態における正回転時の給油量は従来品同等であり、逆回転時の給油量は正回転時の５分の１程度の量であったが数時間の運転を保護するには十分な量であった。
【００５１】
以上のように本実施の形態によれば正回転時の給油量は従来品同等であり、逆回転時にも数時間の運転を保護するには充分な量の給油が得られることで、高い信頼性を確保した電動圧縮機を実現することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の圧縮機によれば、逆回転時においても給油を確保できるので、高い信頼性を確保した電動圧縮機を提供でき、冷蔵庫以外にも自販機や空調機器の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１による電動圧縮機の断面図
【図２】同実施の形態による電動圧縮機のシャフトの拡大断面図
【図３】同実施の形態による電動圧縮機のシャフトの拡大断面図
【図４】同実施の形態による電動圧縮機の電気配線図
【図５】従来の電動圧縮機の断面図
【図６】従来の電動圧縮機の電気配線図
【符号の説明】
【００５４】
１０１  密閉容器
１０３  潤滑油
１０５  ステータ
１０７  ロータ
１０９  電動モータ
１１１  圧縮機構部
１１７  シリンダ
１２１  軸受け部
１２３  主軸部
１２５  副軸部
１２７  シャフト
１３３  遠心ポンプ
１３５  中抜き部
１３７  正リード溝
１３９  逆リード溝
１４１  環状油溝
１４３  縦穴
【図１】
2006009715.tif 000003
【図２】
2006009715.tif 000004
【図３】
2006009715.tif 000005
【図４】
2006009715.tif 000006
【図５】
2006009715.tif 000007
【図６】
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