(57)【要約】【課題】ピストン及びコンロッド間の潤滑油の供給性を向上させた圧縮機及び機器を提供する。【解決手段】シリンダと、シリンダに摺動する外周面を有するピストンと、小端部を有するコンロッドと、ピストンピンと、を有し、ピストンの内側にピストンピンによって小端部が取り付けられている圧縮機であって、ピストンは、上面側に上端が位置し、小端部の上端面側に下端が位置する給油孔を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、該シリンダに摺動する外周面を有するピストンと、小端部を有するコンロッドと、ピストンピンと、を有し、前記ピストンの内側にピストンピンによって前記小端部が取り付けられている圧縮機であって、
前記ピストンは、上面側に上端が位置し、前記小端部の上端面側に下端が位置する給油孔を有することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記ピストンは、前記外表面よりも径方向内側に位置する上面溝を上面側に有し、
該上面溝の領域内に、前記給油孔が位置し、
前記給油孔は、重力方向に略平行に延びる直線状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記上面溝の領域内に、前記ピストンピンが嵌合した貫通孔が位置し、
前記貫通孔及び前記給油孔は、互いに独立した孔であり、
前記給油孔は、前記ピストンが下死点に位置する場合、前記シリンダから露出することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記ピストンは、前記小端部の下端面側に上端が位置し、下面側に下端が位置する排油孔を有することを特徴とする請求項１乃至３何れか一項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記給油孔の断面積は、前記排油孔の断面積以上又は超であることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
請求項１乃至５何れか一項に記載の圧縮機を備える機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機及びこれを備えた機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏心回転運動するクランクピンをピストンにコンロッドで連結し、回転運動を往復運動に変えることでピストンを往復動させる密閉型圧縮機が知られている。ピストンをコンロッドに取り付ける方式として、ピストンにピストンピンを挿入するピストンピン構造が知られている。
【０００３】
特許文献１は、凹部３４１Ｃの一部がピストンピン穴３２３Ａと連通している構成を開示している（００８９、図１０）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ１１／０５２１９５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、ピストンの上面側にも位置する凹部３４１Ｃに潤滑油が供給されるが、ピストン内側に位置するコンロッドの小端部及びピストン内側の接触領域に効果的に供給することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記事情に鑑みてなされた本発明は、シリンダと、該シリンダに摺動する外周面を有するピストンと、小端部を有するコンロッドと、ピストンピンと、を有し、前記ピストンの内側にピストンピンによって前記小端部が取り付けられている圧縮機であって、
前記ピストンは、上面側に上端が位置し、前記小端部の上端面側に下端が位置する給油孔を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の密閉型圧縮機の縦断面図
【図２】実施例１の密閉容器の上面を透視した密閉型圧縮機の上面図
【図３】実施例１のピストン及びコンロッドの（ａ）上面図、（ｂ）側面図
【図４】図３（ａ）のＢ−Ｂ線による軸方向視の断面図
【図５】実施例１のピストンが下死点のときの要部拡大断面図
【図６】圧縮機を搭載した機器の一例である冷蔵庫の断面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
【実施例１】
【０００９】
図１は密閉型圧縮機１００の縦断面図、図２は密閉容器１の上面を透視した密閉型圧縮機１００の上面図である。密閉型圧縮機１００は、電動要素２と圧縮要素３を密閉容器１内に格納しており、シリンダブロック５に形成されたシリンダ５a内をピストン７が往復運動する。
【００１０】
電動要素２のロータ２ｂが回転することによってクランク軸８が回転する。クランク軸８の上端側には、クランク軸８の回転に伴って偏心回転するクランクピン８ｂが設けられている。クランクピン８ｂにはコンロッド６の大端部６ａが取り付けられており、ピストン７にはコンロッド６の小端部６ｂが取り付けられている。これにより、クランクピン８ｂの偏心回転運動をピストン７の往復運動に変換することができる。ピストン７の往復運動方向は、ピストン７の軸方向に略平行である。
【００１１】
クランク軸８の主軸８ａは、軸受部５ｃに回転自在に嵌められていて、電動要素２のロータ２bに固定される。圧縮要素３は、フレーム部５ｂの下部に固定された電動要素２のステータ２aを介して、密閉容器１の底部にコイルスプリングにより弾性的に支持されている。
【００１２】
密閉容器１内の底部に貯留された潤滑油４は、クランク軸８の回転によってクランク軸８の下端に取り付けられたオイルポンプ８ｃの粘性ポンプ作用で引き上げられる。そして主軸８aの外周に形成されたスパイラル溝８ｄを介して上方に導かれ、大端部６ａから小端部６ｂを通じて、ピストン７に嵌合されているピストンピン９の潤滑を行い、クランクピン８ｂの上端に取り付けられたバランスウェイト１０を一部貫通する形で設けられた潤滑油放射孔８ｂｂから噴射され、最後にクランクピン８ｂの上端部から周囲に放射される。放射された潤滑油４は油受け部１１に当たり、切り欠き部１２を伝ってピストン７の外周面２０に供給される。図２はピストン７が下死点に位置する状態を示しており、この状態では切り欠き部１２からは、後述する給油孔４０ａ，４０ｂが露出する。
【００１３】
図３（ａ）はピストン７及びコンロッド６の上面図、図３（ｂ）は側面図である。ピストン７は、シリンダ５ａに摺動する外周面２０と、外周面２０に比較して径方向内側に位置する２つの環状溝２１、２つの油溜め溝２２、及び段付き溝２３と、ピストン７の上面側に設けた給油孔４０ａ，４０ｂと、ピストン８の下面側に設けた排油孔４１ａ，４１ｂとを有する。ピストン７は、ピストンピン９によってコンロッド６の小端部６ｂに取付けられている。
【００１４】
外周面２０は、ピストンの側周のうち最も外径側に位置する面であり、シリンダ５ａに摺動する領域である。
【００１５】
環状溝２１は、外周面２０のうち上死点側の領域に、周方向１周に亘って設けられた溝である。本実施例では環状溝２１を２つ設けているが、１つでも３つ以上でも良い。また、段付き溝２３は、ピストン７の下死点側に位置している。
【００１６】
油溜め溝２２は、ピストンの上側面に設けられた上面溝２２ａと、下側面に設けられた下面溝２２ｂとを有する。上面溝２２ａ及び下面溝２２ｂの形状は互いに同一にできるので、下面溝２２ｂとしての説明は繰り返さない。
【００１７】
油溜め溝２２は、ピストン７の軸方向について、環状溝２１及び段付き溝２３の間に位置している。ピストン７には、上面側及び下面側を貫通する貫通孔９０が設けられており、貫通孔９０には筒状、例えば円筒状のピストンピン９が嵌合して固定されている。本実施例では、油溜め溝２２の領域内には貫通孔９０が位置し、貫通孔９０にピストンピン９が嵌合している。
【００１８】
ピストン７の軸方向について、油溜め溝２２の寸法は、ピストンピン９の寸法よりも大きくすることができる。また、ピストン７の周方向について、油溜め溝２２の寸法は、ピストンピン９の寸法よりも大きくすることができる。
上面溝２２ａ及び下面溝２２ｂは、外周面２０の一部を介して周方向に互いに離間している。
【００１９】
貫通孔９０のうち、上面溝２２ａの近傍、本実施例では上面溝２２ａの周方向近傍には、給油孔４０ａ，４０ｂが設けられている。貫通孔９０及び給油孔４０ａ，４０ｂそれぞれは、上面溝２２ａの一部分が位置している、すなわち、貫通孔９０及び給油孔４０ａ，４０ｂそれぞれは一の孔として設けられているのではなく互いに離間していることが好ましい。給油孔４０ａ，４０ｂを独立した孔として設ける場合、加工が比較的容易であるためである。なお、給油孔４０ａと給油孔４０ｂとは、貫通孔９０に対して互いに反対側に位置している。
【００２０】
貫通孔９０のうち、下面溝２２ｂの近傍、本実施例では下面溝２２ｂの周方向近傍には、排油孔４１ａ，４１ｂが設けられている。貫通孔９０及び排油孔４１ａ，４１ｂそれぞれは、下面溝２２ｂの一部分が位置している、すなわち、貫通孔９０及び排油孔４１ａ，４１ｂそれぞれは一の孔として設けられているのではなく互いに離間していることが好ましい。なお、排油孔４１ａと排油孔４１ｂとは、貫通孔９０に対して互いに反対側に位置している。
【００２１】
図４は図３の（ａ）のＢ−Ｂ線断面による軸方向視図（ピストン７の下死点側から観察した図）である。
給油孔４０a，４０ｂは、上面溝２２ａから小端部６ｂの上端面６ｃへ向かって貫通している。本実施例のようにピストンピン９によってピストン７とコンロッド６を固定する方式だと、ピストン７の周方向回転を規制できるため、給油溝４０の方向を略一定に維持できる。すなわち、本実施例のように給油溝４０を重力方向に沿って配することで、上面溝２２ａに貯留された潤滑油４は、重力によって給油溝４０に進入し、上端面６ｃに向かって流れることができる。給油溝４０の下端と上端面６ｃとの間には或る程度の隙間が存在し、ここに潤滑油４が供給されることで、上端面６ｃとピストン７の内側、すなわちコンロッド６とピストン７との摩擦によるエネルギーロスを低減できる。
【００２２】
ここで、給油溝４０の上端の位置は、給油溝４０の上端よりも下端の方が下方に位置する関係であれば特に制限されない。すなわち、潤滑油４が給油溝４０の上端（上面溝２２ａ側）から下端（上端面６ｃ側）に向かって流れることができれば特に制限されないが、本実施例のように上端及び下端を結ぶ直線が重力方向に略平行になるようにすると好ましい。なお、給油溝４０の下端は、少なくともその一部が上端面６ｃの真上に位置することが好ましい。
なお、給油孔４０の個数は２つに限られず、１つでも３つ以上でも良い。
【００２３】
排油孔４１は、給油孔４０よりも下方に上端が位置し、給油孔４１自身の上端よりも下方に下端が位置している。好ましくは、本実施例のように、小端部６ｂの下端面６ｄよりも下方に上端が位置し、下面溝２２ｂの領域内に下端が位置している。
給油孔４０を介してピストン７内側に供給された潤滑油４が、排油孔４１によってピストン７の下面側に排出されることで、ピストン７の下面側に潤滑油４を供給することができる。好ましくは本実施例のように、下端面６ｄの真下に排油孔４１の上端の少なくとも一部が位置するように設けることで、潤滑油４が排出される前に下端面６ｄを潤滑することができる。また、上端よりも下方に下端を設けることで、ピストン７の下面側に向けて、重力によって効果的に潤滑油４を送ることができる。
なお、給油孔４０及び排油孔４１はそれぞれ、略直線状に設けられている。また、排油孔４１は、設けなくてもよい。この場合、ピストン７内側に向かってコンロッド６が進入する際に用いられるピストン７の後面（下死点側）の開口から潤滑油４が排出される。
【００２４】
給油孔４０ａの断面積は、この下側に位置する排油孔４１ａの断面積以上又は超であることが好ましく、給油孔４０ｂの断面積は、この下側に位置する排油孔４１ｂの断面積以上又は超であることが好ましい。これにより、ピストン７内側に供給された潤滑油が過剰に排出されてしまうことを抑制できる。尤も、給油孔４０が複数ある場合は、それらの断面積の総和を以て比較することができ、また、排油孔４１が複数ある場合は、それらの断面積の総和を以て比較することができる。
【００２５】
図５は、ピストン７が下死点に位置するときの要部拡大断面図である。外周面２０の一部は、上面溝２２ａ及び下側溝２２ｂの間、すなわちピストン７の左右側２か所に存在する。外周面２０のこの部分は、ピストン７が上死点に向かって運動するとき、ピストン７を案内する役割を果たす。
段付き溝２３はピストン７の下死点側、好ましくは最下死点側に、ピストン７の周方向１周に亘って設けられている。
【００２６】
ピストン７より上方には、上述のように切欠き部１２が設けられている。図２、図５に例示するように、下死点において環状溝２１と、上面溝２２ａと、給油孔４０とが切欠き部１２を介してシリンダ５ａから露出するため、切欠き部１２を伝ってピストン７の外周面２０に供給された潤滑油４は、ピストン７が下死点に来た際に環状溝２１と上面溝２２ａへ供給される。
【００２７】
また、上述したように、上面溝２２ａと下面溝２２ｂとは、貫通孔９０により連通している。貫通孔９０を伝って、上面溝２２ａに供給された潤滑油４は下面溝２２ｂにも供給される。供給された潤滑油４はピストン７の往復運動によりピストン７とシリンダ５ａとの間に供給され、潤滑およびシールが主に行われる。上面溝２２ａ及び下面溝２２ｂは外周面２０で囲まれているため、供給された潤滑油４を必要以上に外周面２０側に流出することなく保持することができる。
【００２８】
図６は、密閉型圧縮機１００を搭載した機器の一例である冷蔵庫２００の断面図である。冷蔵庫２００は、密閉型圧縮機１００、凝縮器（不図示）、減圧部（不図示）及び蒸発器２０１を含む冷凍サイクルを有している。冷媒を密閉型圧縮機１００で圧縮して高温高圧にし、凝縮器で放熱させ、さらに減圧部で圧力を低下させて蒸発器２０１で蒸発させることで冷気を得ることができる。
密閉型圧縮機１００を搭載する機器は、冷蔵庫２００に限られず、空調機等種々の機器に適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１…密閉容器、２…電動要素、２ａ…ステータ、２ｂ…ロータ、３…圧縮要素、４…潤滑油、５…シリンダブロック、５ａ…シリンダ、５ｂ…フレーム部、５ｃ…軸受部、６…コンロッド、６ａ…大端部、６ｂ…小端部、６c…上端面、６ｄ…下端面、６ｅ…外周部、７…ピストン、８…クランク軸、８ａ…主軸、８ｂ…クランクピン、８c…オイルポンプ、８ｂａ…給油溝、８ｂｂ…潤滑油放射孔、８ｃ…オイルポンプ、８ｄ…スパイラル溝、９…ピストンピン、１０…バランスウエイト、１１…油受け部、１２…切欠き部、１２ａ…切欠き円弧端面、２０…外周面、２１…環状溝、２２ａ…上面溝、２２ｂ…下面溝、４０a（４０ｂ）…給油孔、９０…孔、２３…段付き溝、２４…横側面、２５…トップ側面、２６…スカート側面、２７…トップ面、２８…スカート面、４０…給油孔、４１…排油孔、９０…貫通孔、１００…密閉型圧縮機、２００…冷蔵庫
【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】
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【図６】
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