(57)【要約】密閉容器内に冷媒および冷凍機油を封入し、回転子および固定子からなる電動要素を密閉容器に収容するとともに、電動要素によって駆動される圧縮要素を密閉容器の上部に収容した。また、圧縮要素は、鉛直方向に配設され回転子を嵌着したシャフトと、シャフトを軸支する軸受とを備えている。さらに、シャフトの下部に設けられ、冷凍機油内に開口する第１オイルポンプと、第１オイルポンプの上方に設けられ、シャフト外周に設けられた螺旋溝と回転子の内壁面とで形成する第２オイルポンプと、第２オイルポンプの上方に設けられ、シャフト外周に設けられた螺旋溝と軸受の内周面とで形成する第３オイルポンプとを設けた。
2008501080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に冷媒および冷凍機油を封入し、回転子および固定子からなる電動要素を前記密閉容器に収容するとともに、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を前記密閉容器の上部に収容し、前記圧縮要素は、鉛直方向に配設され前記回転子を嵌着したシャフトと、前記シャフトを軸支する軸受とを備えるとともに、前記シャフトの下部に設けられ前記冷凍機油内に開口する第１オイルポンプと、前記第１オイルポンプの上方に設けられ、前記シャフト外周に設けられた螺旋溝と前記回転子の内壁面とで形成する第２オイルポンプと、前記第２オイルポンプの上方に設けられ、前記シャフト外周に設けられた螺旋溝と前記軸受の内周面とで形成する第３オイルポンプとを備えた密閉型圧縮機。
【請求項２】
第２オイルポンプの螺旋溝と第３オイルポンプの螺旋溝が連続して形成されている請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
第２オイルポンプの螺旋溝と第３オイルポンプの螺旋溝が回転子と軸受との間に形成される第１の隙間に開口する請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記第１の隙間は全周にわたって０．５ｍｍ以下である請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
回転子上端面側に軸受が延出するボア部を設け、前記ボア部の内周面と前記軸受の外周面との間に形成される第２の隙間を有する請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記第２の隙間は全周にわたって１．０ｍｍ以下である請求項５に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
前記ボア部の深さは５．０ｍｍ以上である請求項５または６に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
前記第１の隙間に軸方向に弾性変形することが出来るワッシャを介装した請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】
回転子の磁気中心を固定子の磁気中心より下方にずらして配置し、運転中に磁気吸引力により前記回転子が上昇することで前記第１の隙間が全周にわたってほとんどゼロとなる請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１０】
密閉容器内に冷凍機油を貯溜するとともに、回転子および固定子からなる電動要素と前記電動要素によって駆動される圧縮要素を前記密閉容器内に収容し、前記圧縮要素は偏心軸部と主軸部を有したシャフトと、前記主軸部を軸支する主軸受と、前記シャフトの下部に設けられ前記冷凍機油内に開口する第１オイルポンプと、前記第１オイルポンプの上方に設けられ、前記シャフト外周に設けられた螺旋溝と前記回転子の内壁面とで形成する第２オイルポンプと、前記第２オイルポンプの上方に設けられ、前記シャフト外周に設けられた螺旋溝と前記主軸受の内周面とで形成する第３オイルポンプとを備え、前記電動要素は前記回転子の回転子鉄心に永久磁石を内蔵した２極の永久磁石型電動機である密閉型圧縮機。
【請求項１１】
前記主軸受は、回転子鉄心の圧縮要素側端部を含み主軸部軸心と略直交する平面と交わらない請求項１０に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１２】
偏心軸部を挟んで主軸部と同軸上に設けた副軸部と、前記副軸部を軸支する副軸受を備えた請求項１０または１１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１３】
前記２極の永久磁石型電動機が、回転子鉄心の外周に始動用かご形導体の複数の導体バーを有し、その内側に複数個の永久磁石を埋設してなる回転子を備えた自己始動形永久磁石式同期電動機であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１４】
永久磁石を希土類磁石で形成したことを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍冷蔵庫等の冷凍サイクルに用いられる密閉型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用冷凍冷蔵庫に使用される密閉型圧縮機については、消費電力の低減や静音化が強く望まれている。こうした中、数々の試みがなされ、冷凍機油の低粘度化や、インバーター駆動による圧縮機の低回転化（例えば、家庭用冷蔵庫の場合、１２００ｒｐｍ程度）が進んできている。密閉型圧縮機は、軸受や、コンロッド、ピストン等の摺動部に、十分な冷凍機油を供給することが重要であり、低速回転時においても安定した給油を行えるオイルポンプが要素技術として有効である。
【０００３】
従来のこの種のオイルポンプとしては、強い遠心力が得られる回転子の回転半径の大きな位置に集油するものがあった。例えば、特表平９−５１２３１５号公報参照。
【０００４】
以下、図面を参照しながら、上述した従来の密閉型圧縮機について説明する。
図１５は、従来の密閉型圧縮機の縦断面図を示しており、図１６は、この従来の密閉型圧縮機の部分拡大図である。これらの図面を参照すると、従来の圧縮機は、冷媒２と冷凍機油３が充填された密閉容器１を備えている。
【０００５】
電動要素１１は、外部電源（図示せず）と電気的に接続された固定子１２と、固定子１２の内部に配置された回転子１３とにより構成されており、固定子１２と回転子１３との間には所定の間隙が設けられている。
【０００６】
圧縮要素２１は、回転子１３が嵌着された主軸部２２ａと偏芯軸部２２ｂを有したシャフト２２と、固定子１２の上方に固定され、圧縮室２３ａを形成するシリンダブロック２３と、シリンダブロック２３に設けられ、主軸部２２ａを軸支する軸受２４と、圧縮室２３ａ内で往復運動するピストン２５と、ピストン２５と偏芯軸部２２ｂとを連結する連結手段２６とを備え、レシプロ式の圧縮機構を形成している。
【０００７】
次に給油機構の構成について詳細に説明する。
シャフト２２の主軸部２２ａの下端には冷凍機油３に浸漬したオイルポンプ３１が形成されている。
【０００８】
回転子１３には主軸部２２ａに嵌着する内壁と回転子１３上面側の回転半径の大きな位置を繋ぐ導油穴３２を機械加工し、オイルポンプ３１上端から連通穴３３を介して導油穴３２に連通させている。
【０００９】
導油穴３２の回転子１３上面側開口部に導油管３４を挿入固定し、軸受２４に取り付けられ導油管３４から排出される冷凍機油３を受け取る集油手段３５と、集油手段３５に集められた冷凍機油３を主軸部２２ａと軸受２４とで形成される摺動部に供給する供給手段３６を備えている。
【００１０】
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。
固定子１２に外部電源より通電がされると、回転子１３はシャフト２２と共に回転する。これに伴い偏芯軸部２２ｂの偏芯運動は連結手段２６を介してピストン２５を圧縮室２３ａ内で往復運動させ、吸入ガスを圧縮する所定の圧縮動作を行う。
【００１１】
シャフト２２の回転に伴い主軸部２２ａは回転し、オイルポンプ３１を上昇した冷凍機油３は、連通穴３３を通過し、遠心力により導油穴３２と導油管３４を上昇する。
【００１２】
導油管３４から排出された冷凍機油３は、集油手段３５に注がれる。
集油手段３５に集められた冷凍機油３は、供給手段３６により主軸部２２ａと軸受２４とで形成される摺動部の潤滑を行う。
【００１３】
また、消費電力の低減のための高効率化や、低振動化、低騒音化のために、電動要素を誘導電動機から回転子に永久磁石を内蔵した２極の永久磁石型電動機としたものや（例えば、特開２００１−７３９４８号公報参照）、機械部を上方に配置した構成の密閉型圧縮機がある（例えば、特開２０００−１１０７２３号公報参照）。
【００１４】
以下、図面を参照しながらこの従来の密閉型圧縮機を説明する。
図１７は、上述した特開２００１−７３９４８号公報参照に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図を示すものである。図１７に示すように、密閉容器５１内には、固定子５２と回転子５３からなる電動要素５４と、電動要素５４によって駆動される圧縮要素５５を収容し、密閉容器５１内に冷凍機油５６を貯溜する。シャフト６０は、回転子５３を固定した主軸部６１および主軸部６１に対し偏心して形成された偏心軸部６２を有する。シリンダブロック６４は、略円筒形の圧縮室６５を有するとともに、非磁性体材料であるアルミ系材料からなる主軸受６７が固定されている。ピストン６９は、シリンダブロック６４の圧縮室６５に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部６２との間を連結手段７０によって連結されている。
【００１５】
電動要素５４は、積層電磁鋼板よりなる固定子鉄心７５に巻線を巻装した固定子５２と、永久磁石７７を内蔵した回転子５３とから構成される２極の永久磁石型電動機である。また、永久磁石７７が脱落するのを防止する保護用の端板７８が回転子鉄心７６に固定されている。
【００１６】
また、回転子鉄心７６の圧縮要素５５に対向する側の端部には中空のボア部７９が設けられており、この中空のボア部７９の内側には主軸受６７が延在している。
【００１７】
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。
電動要素５４の回転子５３はシャフト６０を回転させ、偏心軸部６２の回転運動が連結手段７０を介してピストン６９に伝えられることでピストン６９は圧縮室６５内を往復運動する。それにより、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から圧縮室６５内へ吸入・圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【００１８】
次に、回転子５３が回転する際の磁束の流れや損失について説明する。主軸受６７を非磁性材料で形成しているため、ボア部７９の内周と主軸受６７との間には磁気吸引力が働かないのでロストルクが生じず、また、永久磁石７７からの磁束は主軸受６７が非磁性体であるため主軸受６７には吸引されず殆どが回転子鉄心７６の中だけを通ることになる。従って、主軸受６７内には鉄損（特に渦電流損）が殆ど発生せず、高効率とすることができる。
【００１９】
図１８は、上述した特開２０００−１１０７２３号公報に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図を示すものである。
【００２０】
図１８に示すように、密閉容器８１内には、固定子８２と回転子８３からなる電動要素８４と、電動要素８４によって駆動される圧縮要素８５を収容し、密閉容器８１内に冷凍機油８６を貯溜する。シャフト８７は、回転子８３を圧入固定した主軸部８８および主軸部８８に対し偏心して形成された偏心軸部８９を有する。
【００２１】
シリンダブロック９４は、略円筒形の圧縮室を有するとともに主軸部８８を回転自在に軸支する主軸受９６を有している。ピストン９７は、シリンダブロック９４の圧縮室に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部８９との間を連結手段９８によって連結されている。
【００２２】
シャフト８７の内部には給油通路９０，９１が設けられると共に、主軸部８８の外周には下端が給油通路９０の上端近傍と連通し、上方に向かってシャフト８７の反回転方向に傾斜しながら螺旋状に刻設した螺旋溝９２が形成されている。螺旋溝９２の上端は給油通路９１の下端近傍と連通している。主軸部８８の下端部には一端が冷凍機油８６中に開口し、他端が給油通路９０と連通したオイルコーン９３が固定されている。圧縮要素８５と電動要素８４は一体となって、電動要素８４の下部に設けられたスプリング９５によって密閉容器８１内に弾性支持されている。
【００２３】
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。
電動要素８４の回転子８３はシャフト８７を回転させ、偏心軸部９９の回転運動が連結手段９８を介してピストン９７に伝えられることでピストン９７は圧縮室内を往復運動する。それにより、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から圧縮室内へ吸入・圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【００２４】
一方、オイルコーン９３はシャフト８７の回転によりポンプ作用をするようになっている。オイルコーン９３のポンプ作用により、密閉容器８１底部の冷凍機油８６は給油通路９０を介して上方に上げられる。給油通路９０の上部に至った冷凍機油８６は、螺旋溝９２へと導入される。螺旋溝９２はシャフト８７回転方向と逆向きに働く慣性力と同方向に傾斜していることから、冷凍機油８６には新たに上方向への大きな搬送力が働く。
【００２５】
冷凍機油８６は、螺旋溝９２内を上方へ上げられると共にシャフト８７の摺動部へ供給される。螺旋溝９２上端に至った冷凍機油８６は給油通路９１へと導入され、偏心軸部８９等の摺動部に供給され潤滑を行う。
【００２６】
また、ピストン９７が往復運動するためにピストン９７付近の圧縮要素８５の振動は大きくなるが、ピストン９７から距離が離れた電動要素８４の下部の振動は小さくなる。その振動の小さい電動要素８４下部で、圧縮要素８５と電動要素８４を一体的にスプリング９５により弾性支持するために、スプリング９５を介して密閉容器８１に伝達する振動は小さく抑えられ、振動の小さい密閉型圧縮機とすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかしながら、上述した特表平９−５１２３１５号公報に記載の構成では、回転子内に複雑な給油経路を形成するため、密閉型圧縮機の製造コストが高くなるという課題を有していた。また、回転半径の大きな位置から回転半径の小さい位置への遠心力に逆らった冷凍機油の移動に導油管や集油手段や供給手段を必要とするため、密閉型圧縮機の給油が不安定になることが懸念されるという課題を有していた。
【００２８】
また、特開２００１−７３９４８号で高効率化のために用いた２極の永久磁石型電動機を特開２０００−１１０７２３号に示す振動の低い密閉型圧縮機に適用する場合、主軸部８８内に大きな断面積を持つ給油通路９０が形成されているために、回転子鉄心７６の内側に磁路が形成できない部分が存在することになり、部分的に狭い磁路しか形成できず磁気の抵抗が大きくなるため、回転子鉄心７６の永久磁石７７によって生じる磁束量は給油通路９０が無い場合に比べて少なくなり、損失が大きくなるという課題を有していた。
【００２９】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、低速回転時に安定した給油が行える、信頼性の高い密閉型圧縮機を安価に提供することを目的としている。
【００３０】
また、本発明の別の目的は、圧縮要素が上部に配置された密閉型圧縮機に２極の永久磁石型電動機を適用する場合において、永久磁石によって生じる磁束量を増大させて高効率化を図り、振動が低く、効率の高い密閉型圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するために、本発明は、密閉容器内に冷媒および冷凍機油を封入し、回転子および固定子からなる電動要素を前記密閉容器に収容するとともに、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を前記密閉容器の上部に収容し、前記圧縮要素は、鉛直方向に配設され前記回転子を嵌着したシャフトと、前記シャフトを軸支する軸受とを備えるとともに、前記シャフトの下部に設けられ前記冷凍機油内に開口する第１オイルポンプと、前記第１オイルポンプの上方に設けられ、前記シャフト外周に設けられた螺旋溝と前記回転子の内壁面とで形成する第２オイルポンプと、前記第２オイルポンプの上方に設けられ、前記シャフト外周に設けられた螺旋溝と前記軸受の内周面とで形成する第３オイルポンプとを備えたことを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、前記第１オイルポンプ内で遠心力により上昇した前記冷凍機油を、前記第２オイルポンプで揚程をかせぎ、低回転でも強い搬送力を持つ粘性ポンプを形成する前記第３オイルポンプに到達させることで低速回転時に安定した給油が行え、また部品点数が少なく、簡単な加工で構成することができるので、信頼性が高く安価な密閉型圧縮機を提供することが出来る。
【００３３】
また、前記第２オイルポンプの螺旋溝と前記第３オイルポンプの螺旋溝を連続して形成すると、シャフト外周に螺旋溝の加工を連続して行えるため、量産性を高めることが出来る。
【００３４】
さらに、前記第２オイルポンプの螺旋溝と前記第３オイルポンプの螺旋溝を前記回転子と前記軸受との間に形成される第１の隙間に開口させると、前記回転子と前記軸受の間に摺動が発生しないため、低騒音化および消費電力の低減を図ることが出来る。
【００３５】
また、前記第１の隙間を全周にわたって０．５ｍｍ以下に設定すると、前記第１の隙間から流出する冷凍機油が少なくなり摺動部への給油を多く出来るため、さらに信頼性を高めることが出来る。
【００３６】
また、前記回転子上端面側に前記軸受が延出するボア部を設け、前記ボア部の内周面と前記軸受の外周面との間に第２の隙間を形成すると、前記第２の隙間内に溜まった冷凍機油が抵抗になって、前記第２の隙間から冷凍機油が流出することを抑制することが出来る。
【００３７】
また、前記第２の隙間に全周にわたって１．０ｍｍ以下の部位を設けると、冷凍機油の粘性による抵抗により、前記第２の隙間から流出する冷凍機油が少なくなり摺動部への給油を多く出来る。
【００３８】
また、前記ボア部の深さを５．０ｍｍ以上に設定すると、前記第２の隙間内に溜まった冷凍機油が、前記第２の隙間から流出することを更に抑制出来る。
【００３９】
また、前記第１の隙間に軸方向に弾性変形することが出来るワッシャを介装すると、前記第１の隙間が全周にわたってほとんどゼロとなるので、前記第１の隙間から流出する前記冷凍機油を激減させ、摺動部への給油を多く出来る。
【００４０】
また、前記回転子の磁気中心を前記固定子の磁気中心より下方にずらして配置し、運転中に磁気吸引力により前記回転子が上昇するようにすると、前記第１の隙間が運転中全周にわたってほとんどゼロとなるので、前記第１の隙間から流出する冷凍機油を激減させ、摺動部への給油を多く出来る。
【００４１】
さらに、本発明の別の形態は、密閉容器内に冷凍機油を貯溜するとともに、回転子および固定子からなる電動要素と前記電動要素によって駆動される圧縮要素を前記密閉容器内に収容し、前記圧縮要素は偏心軸部と主軸部を有したシャフトと、前記主軸部を軸支する主軸受と、前記シャフトの下部に設けられ前記冷凍機油内に開口する第１オイルポンプと、前記第１オイルポンプの上方に設けられ、前記シャフト外周に設けられた螺旋溝と前記回転子の内壁面とで形成する第２オイルポンプと、前記第２オイルポンプの上方に設けられ、前記シャフト外周に設けられた螺旋溝と前記主軸受の内周面とで形成する第３オイルポンプとを備え、前記電動要素は前記回転子の回転子鉄心に永久磁石を内蔵した２極の永久磁石型電動機であることを特徴とする。
【００４２】
この形態の本発明によれば、従来の給油通路のような主軸部内部に大きな空間が存在せず、回転子鉄心の内側の磁路を妨げることが殆んど無く、磁路が広く形成できるため、回転子鉄心内部に生じる磁束量が増加し、損失が低減して電動要素の効率を向上することができる。
【００４３】
また、主軸受を、回転子鉄心の圧縮要素側端部を含み主軸部軸心と略直交する平面と交わらない構成にすると、主軸受を回転子鉄心内に挿入するために従来設けられていたボア部が無く、ボア部による磁路の狭小化が解消されるので、回転子鉄心内部の磁束量が更に増加し、さらに効率が向上する。
【００４４】
また、偏心軸部を挟んで主軸部と同軸上に設けた副軸部と、前記副軸部を軸支する副軸受を設けると、副軸受がシャフトの傾きを根本的に規制するために、主軸受の長さを短くして回転子鉄心内への主軸受の挿入を無くしても、シャフトの傾きは殆んど変わらず、シャフトと主軸受や副軸受がこじることが無いため、信頼性と効率を向上して、騒音を低くすることができる。
【００４５】
また、２極の永久磁石型電動機が、回転子鉄心の外周に始動用かご形導体の複数の導体バーを有し、その内側に複数個の永久磁石を埋設してなる回転子を備えた自己始動形永久磁石式同期電動機の場合、高い効率が得られる同期モータが採用できる。
【００４６】
また、永久磁石を希土類磁石で形成するのが好ましく、強い磁力を得ることができ、電動機の小型軽量化や密閉型圧縮機の小型軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図、図２は、同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大図である。
【００４８】
図１及び図２を参照すると、密閉容器１０１内には冷媒１０２を充填するとともに、冷凍機油１０３を貯留している。ここで冷媒１０２は炭化水素系冷媒であるＲ６００ａで、冷凍機油１０３は冷媒１０２と相溶性のある、例えば合成油や鉱油、ポリオールエステル油等である。
【００４９】
電動要素１１１は、外部電源（図示せず）と電気的に接続された固定子１１２と、固定子１１２の内側と所定の間隙を有して配置された回転子１１３から構成している。
【００５０】
圧縮要素１２１は、回転子１１３が嵌着された主軸部１２２ａと偏芯軸部１２２ｂを有したシャフト１２２と、固定子１１２の上方に固定され、圧縮室１２３ａを形成するシリンダブロック１２３と、シリンダブロック１２３に設けられ、主軸部１２２ａを回転自在に軸支する軸受１２４と、圧縮室１２３ａ内で往復運動するピストン１２５と、ピストン１２５と偏芯軸部１２２ｂとを連結する連結手段１２６とを備え、レシプロ式の圧縮機構を形成している。
【００５１】
軸受１２４の下端面と回転子１１３の上端面との間には第１の隙間１３１が形成されている。この第１の隙間１３１は全周にわたって０．５ｍｍ以下になるように形成されている。
【００５２】
次に給油機構の構成について詳細に説明する。
第１オイルポンプ１４１は、冷凍機油１０３内に浸漬し主軸部１２２ａの下端面より内部に上方に向かって傾斜した傾斜穴１４２と、傾斜穴１４２に圧入された攪拌板１４３と、中央に貫通した貫通穴１４４ａを有し傾斜穴１４２の開口部に係止された端板１４４で構成され、遠心ポンプを形成している。
【００５３】
第２オイルポンプ１５１は、第１オイルポンプ１４１の上方に設けられ、主軸部１２２ａ外周に設けられた螺旋溝１５２と回転子１１３の内壁面で構成され、慣性ポンプを形成している。第１オイルポンプ１４１と第２オイルポンプ１５１は、貫通穴１５３を介して連通している。
【００５４】
第３オイルポンプ１６１は、第２オイルポンプ１５１の上方に設けられ、主軸部１２２ａ外周に設けられた螺旋溝１５２と連続で形成された螺旋溝１６２と、軸受１２４の内周面で構成され、粘性ポンプを形成している。
【００５５】
螺旋溝１５２および螺旋溝１６２は、同一ピッチ角度の螺旋溝として、第１の隙間１３１にまたがって連続した溝として形成されている。
【００５６】
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、作用を説明する。
固定子１１２に外部電源より通電がされると、回転子１１３はシャフト１２２と共に回転する。これに伴い偏芯軸部１２２ｂの偏芯運動は連結手段１２６を介してピストン１２５を圧縮室１２３ａ内で往復運動させ、吸入ガスを圧縮する所定の圧縮動作を行う。
【００５７】
次に給油の動作について説明する。
第１オイルポンプ１４１では、主軸部１２２ａの回転に伴って、冷凍機油１０３中に浸漬した攪拌板１４３によって冷凍機油１０３が傾斜穴１４２内で回転し、ここで発生する遠心力によって冷凍機油１０３は傾斜穴１４２の内壁面に沿って上昇する。
【００５８】
ここで、貫通穴１５３の位置は、主軸部１２２ａの回転子１１３が嵌着された範囲にあればよく、遠心力による給油を行う第１オイルポンプ１４１の傾斜穴１４２の直径を大きくして給油能力を高めることでき、さらに第１オイルポンプ１４１は第２オイルポンプ１５１までのわずかな揚程をかせげばよく、例えば２０Ｈｚといった低回転でも冷凍機油１０３は確実に貫通穴１５３に到達する。
【００５９】
第１オイルポンプ１４１から貫通穴１５３を通過し第２オイルポンプ１５１に導かれた冷凍機油１０３は、螺旋溝１５２内の傾斜によって上方向に生ずる慣性力によって、第２オイルポンプ１５１の螺旋溝１５２内を上昇する。
【００６０】
第１の隙間１３１を通過し、第３オイルポンプ１６１に到達した冷凍機油１０３は、固定された軸受１２４と回転する主軸部１２２ａの相対的な回転差により生じる粘性力によって螺旋溝１６２内を上昇する。
【００６１】
ここで、第３オイルポンプ１６１は上述したとおり、軸受１２４と回転する主軸部１２２ａの相対的な回転差により生じる粘性力を利用する粘性ポンプを形成する。一般に、粘性ポンプは粘性力を利用するため、強い搬送力を発生するため、例えば２０Ｈｚといった低回転でも確実に冷凍機油１０３を押し上げる。
【００６２】
そして第３オイルポンプ１６１まで到達した冷凍機油１０３は、主軸部１２２ａ外周面と軸受１２４内周面で形成される摺動面の潤滑を行うとともに、更に偏芯軸部１２２ｂへと送られる。
【００６３】
従って、本実施の形態によれば低回転運転でも確実に冷凍機油１０３を各摺動部へ送り込むことができ、高い信頼性を備えた密閉型圧縮機を実現できた。
【００６４】
また、オイルポンプを形成するに新たに必要な部品は、本実施の形態においては、鉄板のプレス材等から安価に形成できる攪拌板１４３と端板１４４だけである。さらに第２オイルポンプ１５１を構成する螺旋溝１５２と第３オイルポンプ１６１を構成する螺旋溝１６２をピッチ角度を、連続した同一ピッチ角度の螺旋溝で形成しているので、主軸部１２２ａ外周に螺旋溝の加工を送り速度一定で連続して行えることになり、量産性を高めることができる。
【００６５】
また、軸受１２４の下端面と回転子１１３の上端面との間に第１の隙間１３１を設けてあるので、軸受１２４と回転子１１３の間に摺動が発生しないため、摺動音および摺動損失が発生せず、低騒音化および消費電力の低減の効果を得られる。
【００６６】
冷凍機油１０３が第１の隙間１３１を通過する際、冷凍機油１０３の一部は遠心力および油圧によって、第１の隙間１３１から放射状に流出してしまう。しかしながら、本実施の形態においては、第１の隙間１３１を全周にわたって０．５ｍｍ以下としており、この程度の隙間であれば給油量の大きな低下がないことを確認している。
【００６７】
なお、本実施の形態において、傾斜穴１４２の直径を大きくすると例示して説明したが、穴１４２の傾斜角度を大きくするとしても同様の作用と効果が得られることは言うまでもない。
【００６８】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の縦断面図、図４は、同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大図である。
【００６９】
なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７０】
図３及び図４を参照すると、電動要素１８０は、外部電源（図示せず）と電気的に接続された固定子１１２と、固定子１１２の内側と所定の間隙を有して配置された回転子１７１から構成している。
【００７１】
圧縮要素１８５は、回転子１７１が嵌着された主軸部１２２ａと偏芯軸部１２２ｂを有したシャフト１２２と、固定子１１２の上方に固定され、圧縮室１８３ａを形成するシリンダブロック１８３と、シリンダブロック１８３に設けられ、主軸部１２２ａを回転自在に軸支する軸受１８４と、圧縮室１８３ａ内で往復運動するピストン１２５と、ピストン１２５と偏芯軸部１２２ｂとを連結する連結手段１２６とを備え、レシプロ式の圧縮機構を形成している。
【００７２】
回転子１７１は、回転子１７１上面側に軸受１８４が延出するボア部１７２を有し、ボア部１７２の内周面と軸受１８４の外周面との間に第２の隙間１７３が形成されている。
【００７３】
次に給油機構の構成について詳細に説明する。
第１オイルポンプ１４１は、冷凍機油１０３内に浸漬し主軸部１２２ａの下端面より内部に上方に向かって傾斜した傾斜穴１４２と、傾斜穴１４２に圧入された攪拌板１４３と、中央に貫通した貫通穴１４４ａを有し、傾斜穴１４２の開口部に係止された端板１４４で構成され、遠心ポンプを形成している。
【００７４】
第２オイルポンプ１５１は、第１オイルポンプ１４１の上方に設けられ、主軸部１２２ａ外周に設けられた螺旋溝１５２と回転子１７１の内壁面で構成され、慣性ポンプを形成している。第１オイルポンプ１４１と第２オイルポンプ１５１は、貫通穴１５３を介して連通している。
【００７５】
第３オイルポンプ１６１は、第２オイルポンプ１５１の上方に設けられ、主軸部１２２ａ外周に設けられた螺旋溝１５２と連続で形成された螺旋溝１６２と、軸受１８４の内周面で構成され、粘性ポンプを形成している。
【００７６】
螺旋溝１５２および螺旋溝１６２は、同一ピッチ角度の螺旋溝として、第１の隙間１３１にまたがって連続した溝として形成されている。
【００７７】
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、作用を説明する。
固定子１１２に外部電源より通電がされると、回転子１７１はシャフト１２２と共に回転する。これに伴い偏芯軸部１２２ｂの偏芯運動は連結手段１２６を介してピストン１２５を圧縮室１８３ａ内で往復運動させ、吸入ガスを圧縮する所定の圧縮動作を行う。
【００７８】
次に給油の動作について説明する。
第１オイルポンプ１４１では、主軸部１２２ａの回転に伴って、冷凍機油１０３中に浸漬した攪拌板１４３によって冷凍機油１０３が傾斜穴１４２内で回転し、ここで発生する遠心力によって冷凍機油１０３は傾斜穴１４２の内壁面に沿って上昇する。
【００７９】
ここで、貫通穴１５３の位置は、主軸部１２２ａの回転子１７１が嵌着された範囲にあればよく、遠心力による給油を行う第１オイルポンプ１４１の傾斜穴１４２の直径を大きくして給油能力を高めることでき、さらに第１オイルポンプ１４１は第２オイルポンプ１５１までのわずかな揚程をかせげばよく、例えば２０Ｈｚといった低回転冷凍機油１０３はでも確実に貫通穴１５３に到達する。
【００８０】
第１オイルポンプ１４１から貫通穴１５３を通過し第２オイルポンプ１５１に導かれた冷凍機油１０３は、螺旋溝１５２内の傾斜によって上方向に生ずる慣性力によって、第２オイルポンプ１５１の螺旋溝１５２内を上昇する。
【００８１】
第１の隙間１３１を通過し、第３オイルポンプ１６１に到達した冷凍機油１０３は、固定された軸受１８４と回転する主軸部１２２ａの相対的な回転差により生じる粘性力によって螺旋溝１６２内を上昇する。
【００８２】
ここで、第３オイルポンプ１６１は上述したとおり、軸受１８４と回転する主軸部１２２ａの相対的な回転差により生じる粘性力を利用する粘性ポンプを形成する。一般に粘性ポンプは粘性力を利用するため、強い搬送力を発生するため、例えば２０Ｈｚといった低回転でも確実に冷凍機油１０３を押し上げる。
【００８３】
そして、第３オイルポンプ１６１まで到達した冷凍機油１０３は、主軸部１２２ａ外周面と軸受１８４内周面で形成される摺動面の潤滑を行うとともに、更に偏芯軸部１２２ｂへと送られる。
【００８４】
従って、本実施の形態によれば低回転運転でも確実に冷凍機油１０３を各摺動部へ送り込むことができ、高い信頼性を備えた密閉型圧縮機を実現できた。
【００８５】
また、オイルポンプを形成するに新たに必要な部品は、本実施の形態においては、鉄板のプレス材等から安価に形成できる攪拌板１４３と端板１４４だけである。さらに第２オイルポンプ１５１を構成する螺旋溝１５２と第３オイルポンプ１６１を構成する螺旋溝１６２をピッチ角度を、連続した同一ピッチ角度の螺旋溝で形成しているので、主軸部１２２ａ外周に螺旋溝の加工を送り速度一定で連続して行えることになり、量産性を高めることができる。
【００８６】
また、軸受１８４の下端面と回転子１７１の上端面との間に第１の隙間１３１を設けてあるので、軸受１８４と回転子１７１の間に摺動が発生しないため、摺動音および摺動損失が発生せず、低騒音化および消費電力の低減の効果を得られる。
【００８７】
冷凍機油１０３が第１の隙間１３１を通過する際、冷凍機油１０３の一部は遠心力および油圧によって、第１の隙間１３１から放射状に流出してしまう。しかしながら、本実施の形態においては、第２の隙間１７３内に溜まった冷凍機油１０３の重力が抵抗になって、第２の隙間１７３から流出する冷凍機油１０３を減少させることが出来、その結果、さらに信頼性を高めることが出来る。
【００８８】
また、ボア部１７２の内周面と軸受１８４の外周面との間の第２の隙間１７３が大きいと、その隙間から流出する冷凍機油１０３が増え、給油量が減少してしまうが、第２の隙間１７３に全周にわたって１．０ｍｍ以下の部位を設けると、給油量の低下が急に少なくなることを確認している。
【００８９】
また同様に、ボア部１７２の深さを全周にわたって５．０ｍｍ以上とすれば、第２の隙間１７３内に溜まった冷凍機油１０３が重力により、冷凍機油１０３が流出することを防ぐことが出来、給油量の低下がほとんどないことを確認している。
【００９０】
なお、本実施の形態において、傾斜穴１４２の直径を大きくすると例示して説明したが、穴１４２の傾斜角度を大きくするとしても同様の作用と効果が得られることは言うまでもない。
【００９１】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３における密閉型圧縮機の縦断面図、図６は、同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大図である。
【００９２】
なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９３】
図５及び図６を参照すると、第１オイルポンプ１４１は、冷凍機油１０３内に浸漬し主軸部１２２ａの下端面より内部に上方に向かって傾斜した傾斜穴１４２と、傾斜穴１４２に圧入された攪拌板１４３と、中央に貫通した穴１４４ａを有し、傾斜穴１４２の開口部に係止された端板１４４で構成され、遠心ポンプを形成している。
【００９４】
第２オイルポンプ１５１は、第１オイルポンプ１４１の上方に設けられ、主軸部１２２ａ外周に設けられた螺旋溝１５２と回転子１１３の内壁面で構成され、慣性ポンプを形成している。第１オイルポンプ１４１と第２オイルポンプ１５１は、貫通穴１５３を介して連通している。
【００９５】
第３オイルポンプ１６１は、第２オイルポンプ１５１の上方に設けられ、主軸部１２２ａ外周に設けられた螺旋溝１５２と連続で形成された螺旋溝１６２と、軸受１２４の内周面で構成され、粘性ポンプを形成している。
【００９６】
螺旋溝１５２および螺旋溝１６２は、同一ピッチ角度の螺旋溝として、第１の隙間１３１にまたがって連続した溝として形成されている。
【００９７】
軸受１２４の下端面と回転子１１３の上端面との間に形成された第１の隙間１３１には、軸方向に弾性変形することが出来るワッシャ１８１を介装している。
【００９８】
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、作用を説明する。
固定子１１２に外部電源より通電がされると、回転子１１３はシャフト１２２と共に回転する。これに伴い偏芯軸部１２２ｂの偏芯運動は連結手段１２６を介してピストン１２５を圧縮室１２３ａ内で往復運動させ、吸入ガスを圧縮する所定の圧縮動作を行う。
【００９９】
次に給油の動作について説明する。
第１オイルポンプ１４１では、主軸部１２２ａの回転に伴って、冷凍機油１０３中に浸漬した攪拌板１４３によって冷凍機油１０３が傾斜穴１４２内で回転し、ここで発生する遠心力によって冷凍機油１０３は傾斜穴１４２の内壁面に沿って上昇する。
【０１００】
ここで、貫通穴１５３の位置は、主軸部１２２ａの回転子１１３が嵌着された範囲にあればよく、遠心力による給油を行う第１オイルポンプ１４１の傾斜穴１４２の直径を大きくして給油能力を高めることでき、さらに第１オイルポンプ１４１は第２オイルポンプ１５１までのわずかな揚程をかせげばよく、例えば２０Ｈｚといった低回転でも冷凍機油１０３は確実に貫通穴１５３に到達する。
【０１０１】
第１オイルポンプ１４１から貫通穴１５３を通過し第２オイルポンプ１５１に導かれた冷凍機油１０３は、螺旋溝１５２内の傾斜によって上方向に生ずる慣性力によって、第２オイルポンプ１５１の螺旋溝１５２内を上昇する。
【０１０２】
ワッシャ１８１の内壁面を通過し、第３オイルポンプ１６１に到達した冷凍機油１０３は、固定された軸受１２４と回転する主軸部１２２ａの相対的な回転差により生じる粘性力によって螺旋溝１６２内を上昇する。
【０１０３】
ここで、第３オイルポンプ１６１は上述したとおり、軸受１２４と回転する主軸部１２２ａの相対的な回転差により生じる粘性力を利用する粘性ポンプを形成する。一般に粘性ポンプは粘性力を利用するため、強い搬送力を発生するため、例えば２０Ｈｚといった低回転でも確実に冷凍機油１０３を押し上げる。
【０１０４】
そして第３オイルポンプ１６１まで到達した冷凍機油１０３は、主軸部１２２ａ外周面と軸受１２４内周面で形成される摺動面の潤滑を行うとともに、更に偏芯軸部１２２ｂへと送られる。
【０１０５】
軸受１２４の下端面と回転子１１３の上端面との間に形成された第１の隙間１３１には軸方向に弾性変形することが出来るワッシャ１８１を介装しているので、この第１の隙間１３１からは冷凍機油１０３はほとんど流出しない。
【０１０６】
従って、本実施の形態によれば低回転運転でも確実に冷凍機油１０３を各摺動部へ送り込むことができ、高い信頼性を備えた密閉型圧縮機を実現できた。
【０１０７】
また、オイルポンプを形成するに新たに必要な部品は、本実施の形態においては、鉄板のプレス材等から安価に形成できる攪拌板１４３と端板１４４だけである。さらに第２オイルポンプ１５１を構成する螺旋溝１５２と第３オイルポンプ１６１を構成する螺旋溝１６２をピッチ角度を、連続した同一ピッチ角度の螺旋溝で形成しているので、主軸部１２２ａ外周に螺旋溝の加工を送り速度一定で連続して行えることになり、量産性を高めることができる。
【０１０８】
なお、本実施の形態において、傾斜穴１４２の直径を大きくすると例示して説明したが、穴１４２の傾斜角度を大きくするとしても同様の作用と効果が得られることは言うまでもない。
【０１０９】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４における密閉型圧縮機の停止時の縦断面図、図８は、同実施の形態における密閉型圧縮機の停止時の要部拡大図、図９は、同実施の形態における密閉型圧縮機の運転時の要部拡大図である。
【０１１０】
なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１１１】
図７及び図８を参照すると、回転子１１３は、回転子１１３の磁気中心を固定子１１２の磁気中心より下方にずらして配置する。このずらし代は軸受１２４の下端面と回転子１１３の上端面との間に形成される第１の隙間より大きくしてある。
【０１１２】
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、作用を説明する。
固定子１１２に外部電源より通電がされると、回転子１１３はシャフト１２２と共に回転する。これに伴い偏芯軸部１２２ｂの偏芯運動は連結手段１２６を介してピストン１２５を圧縮室１２３ａ内で往復運動させ、吸入ガスを圧縮する所定の圧縮動作を行う。
【０１１３】
次に給油の動作について説明する。
第１オイルポンプ１４１では、主軸部１２２ａの回転に伴って、冷凍機油１０３中に浸漬した攪拌板１４３によって冷凍機油１０３が傾斜穴１４２内で回転し、ここで発生する遠心力によって冷凍機油１０３は傾斜穴１４２の内壁面に沿って上昇する。
【０１１４】
ここで、貫通穴１５３の位置は、主軸部１２２ａの回転子１１３が嵌着された範囲にあればよく、遠心力による給油を行う第１オイルポンプ１４１の傾斜穴１４２の直径を大きくして給油能力を高めることでき、さらに第１オイルポンプ１４１は第２オイルポンプ１５１までのわずかな揚程をかせげばよく、例えば２０Ｈｚといった低回転でも冷凍機油１０３は確実に貫通穴１５３に到達する。
【０１１５】
第１オイルポンプ１４１から貫通穴１５３を通過し第２オイルポンプ１５１に導かれた冷凍機油１０３は、螺旋溝１５２内の傾斜によって上方向に生ずる慣性力によって、第２オイルポンプ１５１の螺旋溝１５２内を上昇する。
【０１１６】
第１の隙間１３１を通過し、第３オイルポンプ１６１に到達した冷凍機油１０３は、固定された軸受１２４と回転する主軸部１２２ａの相対的な回転差により生じる粘性力によって螺旋溝１６２内を上昇する。
【０１１７】
ここで、第３オイルポンプ１６１は上述したとおり、軸受１２４と回転する主軸部１２２ａの相対的な回転差により生じる粘性力を利用する粘性ポンプを形成する。一般に粘性ポンプは粘性力を利用するため、強い搬送力を発生するため、例えば２０Ｈｚといった低回転でも確実に冷凍機油１０３を押し上げる。
【０１１８】
そして、第３オイルポンプ１６１まで到達した冷凍機油１０３は、主軸部１２２ａ外周面と軸受１２４内周面で形成される摺動面の潤滑を行うとともに、更に偏芯軸部１２２ｂへと送られる。
【０１１９】
一方、磁気中心を固定子１１２の磁気中心より下方にずらして配置した回転子１１３は、運転中、図９に示すように、磁気吸引力により上方に持ち上げられ、第１の隙間１３１は全周にわたってほとんどゼロとなる。したがって、第１の隙間１３１から流出する冷凍機油１０３を激減させることが出来るため、各摺動部へ十分な冷凍機油１０３の供給が出来る。その結果、低速回転時に安定した給油が行え、高い信頼性の効果が得ることが出来るものである。
【０１２０】
なお、実施の形態１から４において、レシプロ式の圧縮機構を例示して説明したが、スクロール式やロータリー式の圧縮機構においても同様の作用、効果が得られることは言うまでもない。
【０１２１】
またこれらの作用、効果は冷媒や冷凍機油の種類にかかわらず、普遍的である。
【０１２２】
実施の形態５．
図１０は、本発明の実施の形態５における密閉型圧縮機の縦断面図、図１１は、図１０の線Ａ−Ａに沿った回転子の断面図であり、回転子を示している。図１２は、主軸部に給油通路がある場合を想定した回転子の断面図である。
【０１２３】
図１０及び図１１を参照すると、密閉容器２０１内に冷凍機油２０２を貯溜するとともに、電動要素２０３と電動要素２０３によって駆動される圧縮要素２０５を収容し、圧縮要素２０５は偏心軸部２０６と主軸部２０７を有したシャフト２１０と、主軸部２０７を軸支する主軸受２１１を備える。
【０１２４】
シリンダブロック２１２は、略円筒形の圧縮室２１３を有するとともに、主軸受２１１が固定されている。ピストン２１４は、シリンダブロック２１２の圧縮室２１３に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部２０６との間を連結手段２１５によって連結されている。
【０１２５】
第１オイルポンプ２１８は、冷凍機油２０２内に浸漬し主軸部２０７の下端部に固定された中空のオイルコーン２１９と、シャフト２１０下部に中空に設けられた給油穴２２０とから構成され、遠心ポンプを形成している。
【０１２６】
第２オイルポンプ２２４は、第１オイルポンプ２１８の上方に設けられ、主軸部２０７外周に設けられた螺旋溝２２５と回転子２２６の内壁面で構成され、慣性ポンプを形成している。第１オイルポンプ２１８の上部と第２オイルポンプ２２４の下部は、貫通穴２２７を介して連通している。
【０１２７】
第３オイルポンプ２２８は、第２オイルポンプ２２４の上方に設けられ、主軸部２０７外周に設けられた螺旋溝２２５と、主軸受２１１の内周面で構成され、粘性ポンプを形成している。
【０１２８】
電動要素２０３は固定子２３１と回転子２２６からなり、回転子鉄心２３２に永久磁石２３４を内蔵した回転子２２６とからなる２極の自己始動形永久磁石式同期電動機である。また、永久磁石２３４が脱落するのを防止する保護用の端板２３５が回転子鉄心２３２に固定されている。
【０１２９】
２極の永久磁石型電動機は、自己始動形永久磁石式同期電動機である。すなわち、回転子鉄心２３２に設けた多数の導体バー２４１と、回転子鉄心２３２の軸方向の両端に位置する短絡環２４２とをアルミダイカストで一体に成型して始動用かご形導体を形成し、その内側に複数個の永久磁石２３４を埋設してなる回転子２２６を備えた構成となっている。
【０１３０】
永久磁石２３４は平板形の希土類磁石であるネオジウム・鉄・ボロン系の強磁性体からなり、図１１に示すように、同極性の永久磁石２３４を山形状に突き合わせるように挿入配置して回転子鉄心２３２の軸方向に埋設している。２個の永久磁石２３４で１極の回転子磁極を形成し、回転子２２６全体で２極の回転子磁極を形成している。また、隣り合う永久磁石２３４間の磁束短絡を防止するために磁石短絡防止用のバリア２４３形成され、バリア２４３孔内にアルミダイカストが充填されて構成されている。
【０１３１】
尚、本圧縮機に使用される冷媒は、オゾン破壊係数がゼロのＲ１３４ａやＲ６００ａに代表される温暖化係数の低い自然冷媒である炭化水素系冷媒等であり、それぞれ相溶性の高い冷凍機油と組み合わせてある。
【０１３２】
図１０乃至図１２を参照して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、作用を説明する。
電動要素２０３の回転子２２６がシャフト２１０を回転させ、偏心軸部２０６の回転運動が連結手段２１５を介してピストン２１４に伝えられることで、ピストン２１４は圧縮室２１３内を往復運動する。それにより、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から圧縮室２１３内へ吸入・圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【０１３３】
次に給油の動作について説明する。
第１オイルポンプ２１８では、主軸部２０７の回転に伴って、冷凍機油２０２中に浸漬したオイルコーン２１９内で冷凍機油２０２が回転し、ここで発生する遠心力によって冷凍機油はオイルコーン２１９と給油穴２２０の内壁面に沿って上昇する。ここで、貫通穴２２７の位置は、主軸部２０７の回転子２２６が嵌着された範囲で、できるだけ下方にすることにより、主軸部２０７の中空となる給油穴２２０の容積を小さくすることができ、後述する磁束量を増やす効果を高めることができる。
【０１３４】
第１オイルポンプ２１８から貫通穴２２７を通過し第２オイルポンプ２２４に導かれた冷凍機油２０２は、螺旋溝２２５内の傾斜によって上方向に生ずる慣性力によって、第２オイルポンプ２２４の螺旋溝２２５内を上昇する。
【０１３５】
第３オイルポンプ２２８に到達した冷凍機油２０２は、固定された主軸受２１１と回転する主軸部２０７の相対的な回転差により生じる粘性力によって螺旋溝２２５内を上昇する。第３オイルポンプ２２８まで到達した冷凍機油２０２は、主軸部２０７外周面と主軸受２１１内周面で形成される摺動面の潤滑を行うとともに、更に偏心軸部２０６へと送られる。
【０１３６】
従って、従来に比べて主軸部２０７の中空部の容積を大幅に小さくすることができるため、主軸部２０７内の磁路が形成しやすい構成とした上で、冷凍機油２０２を上方に確実に供給できる。
【０１３７】
次に、図１１、図１２で永久磁石の磁束の流れを矢印の線で概念的に説明する。
回転子鉄心２３２のＡ−Ａ断面における磁束の流れは、図１１に示すように、図の上部２個の永久磁石２３４から出る磁束は回転子鉄心２３２の中央部を通り、図の下部２個の永久磁石２３４に吸い込まれる。一方、従来のように主軸部に大きな中空部となる給油通路がある場合を想定した回転子鉄心における磁束の流れは、図１２に示すように、図の上部２個の永久磁石から出る磁束は中空の給油通路内は通らず、中空部の外周付近に回り込むため、この部分の磁路が狭く不足しがちになる。
【０１３８】
しかしながら、本実施の形態では、図１１に示すように主軸部２０７内に中空部が無いために、主軸部２０７内部に磁路が広く形成できるため、回転子鉄心２３２の内側の磁束量が増加し、損失が低減する。
【０１３９】
また、永久磁石２３４を希土類磁石で形成したもので、希土類磁石は強い磁力を得ることができるので、電動機の小型軽量化や密閉型圧縮機の小型軽量化を図ることができる。
【０１４０】
従って、圧縮要素２０５が上部に配置された密閉型圧縮機に２極の永久磁石型電動機を適用する場合でも、永久磁石によって生じる磁束量を増大させて、小型軽量かつ高効率にすることができる。
【０１４１】
実施の形態６．
図１３は、本発明の実施の形態６における密閉型圧縮機の縦断面図である。図１４は、図１３の線Ｂ−Ｂに沿った回転子の断面図である。
【０１４２】
図１３及び図１４を参照すると、密閉容器３０１内に冷凍機油３０２を貯溜するとともに、電動要素３０３と電動要素３０３によって駆動される圧縮要素３０５を収容している。圧縮要素３０５は偏心軸部３０６と主軸部３０７と副軸部３０８を有したシャフト３０９を備え、副軸部３０８は偏心軸部３０６を挟んで主軸部３０７と同軸上に設けられている。主軸部３０７は主軸受３１０により軸支され、副軸部３０８は副軸受３１１により軸支されている。
【０１４３】
主軸受３１０は、回転子鉄心３１２の圧縮要素３０５側端部を含み主軸部３０７軸心と略直交する仮想の平面と交わらない構成となっている。すなわち、主軸受３１０の軸方向長さをやや短くして、主軸受３１０が回転子鉄心３１２の内側に入り込まない構成としており、回転子鉄心３１２の圧縮要素３０５側の端部に中空部を設けていない。
【０１４４】
シリンダブロック３１３は、副軸受３１１と略円筒形の圧縮室３１４を有するとともに、主軸受３１０が固定されている。ピストン３１５は、シリンダブロック３１３の圧縮室３１４に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部３０６との間を連結手段３１６よって連結されている。
【０１４５】
第１オイルポンプ３１８は、冷凍機油３０２内に浸漬し主軸部３０７の下端部に固定された中空のオイルコーン３１９と、シャフト３０９下部に中空に設けられた給油穴３２０とから構成され、遠心ポンプを形成している。
【０１４６】
第２オイルポンプ３２４は、第１オイルポンプ３１８の上方に設けられ、主軸部３０７外周に設けられた螺旋溝３２５と回転子３２６の内壁面で構成され、慣性ポンプを形成している。第１オイルポンプ３１８の上部と第２オイルポンプ３２４の下部は、貫通穴３２７を介して連通している。
【０１４７】
第３オイルポンプ３２８は、第２オイルポンプ３２４の上方に設けられ、主軸部３０７外周に設けられた螺旋溝３２５と、主軸受３１０の内周面で構成され、粘性ポンプを形成している。
【０１４８】
電動要素３０３は固定子３３１と回転子３２６からなり、回転子鉄心３１２に永久磁石３３４を内蔵した回転子３２６とからなる２極の自己始動形永久磁石式同期電動機である。また、永久磁石３３４が脱落するのを防止する保護用の端板３３５が回転子鉄心３１２に固定されている。
【０１４９】
２極の永久磁石型電動機は、自己始動形永久磁石式同期電動機である。すなわち、回転子鉄心３１２に設けた複数の導体バー３４１と、回転子鉄心３１２の軸方向の両端に位置する短絡環３４２とをアルミダイカストで一体に成型して始動用かご形導体を形成し、その内側に複数個の永久磁石３３４を埋設してなる回転子３２６を備えた構成となっている。
【０１５０】
永久磁石３３４は平板形の希土類磁石であるネオジウム・鉄・ボロン系の強磁性体からなり、図１４に示すように、同極性の永久磁石３３４を山形状に突き合わせるように挿入配置して回転子鉄心３１２の軸方向に埋設している。２個の永久磁石３３４で１極の回転子磁極を形成し、回転子３２６全体で２極の回転子磁極を形成している。また、隣り合う永久磁石３３４間の磁束短絡を防止するために磁石短絡防止用のバリア３４３が形成され、バリア３４３は孔内にアルミダイカストが充填されて構成されている。
【０１５１】
尚、本圧縮機に使用される冷媒は、オゾン破壊係数がゼロのＲ１３４ａやＲ６００ａに代表される温暖化係数の低い自然冷媒である炭化水素系冷媒等であり、それぞれ相溶性のある冷凍機油と組み合わせてある。
【０１５２】
図１３及び図１４を参照して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。
電動要素３０３の回転子３２６はシャフト３０９を回転させ、偏心軸部３０６の回転運動が連結手段３１６を介してピストン３１５に伝えられることで、ピストン３１５は圧縮室３１４内を往復運動する。それにより、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から圧縮室３１４内へ吸入・圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【０１５３】
次に給油の動作について説明する。
第１オイルポンプ３１８では、主軸部３０７の回転に伴って、冷凍機油３０２中に浸漬したオイルコーン３１９内で冷凍機油３０２が回転し、ここで発生する遠心力によって冷凍機油はオイルコーン３１９と給油穴３２０の内壁面に沿って上昇する。ここで、貫通穴３２７の位置は、主軸部３０７の回転子３２６が嵌着された範囲で、できるだけ下方にすることにより、主軸部３０７の中空となる給油穴３２０の容積を小さくすることができ、後述する磁束量を増やす効果を高めることができる。
【０１５４】
第１オイルポンプ３１８から貫通穴３２７を通過し第２オイルポンプ３２４に導かれた冷凍機油３０２は、螺旋溝３２５内の傾斜によって上方向に生ずる慣性力によって、第２オイルポンプ３２４の螺旋溝３２５内を上昇する。
【０１５５】
第３オイルポンプ３２８に到達した冷凍機油３０２は、固定された主軸受３１０と回転する主軸部３０７の相対的な回転差により生じる粘性力によって螺旋溝３２５内を上昇する。第３オイルポンプ３２８まで到達した冷凍機油３０２は、主軸部３０７外周面と主軸受３１０内周面で形成される摺動面の潤滑を行うとともに、更に偏心軸部３０６や副軸部３０８へと送られる。
【０１５６】
従って、従来に比べて主軸部３０７の中空部の容積を大幅に小さくすることができるため、主軸部３０７内の磁路が形成しやすい構成とした上で、冷凍機油３０２を上方に確実に供給できる。
【０１５７】
次に、図１４で永久磁石の磁束の流れを矢印の線で概念的に説明する。回転子鉄心３１２におけるＢ−Ｂ断面における磁束の流れは、図１４に示すように、図の上部２個の永久磁石３３４から出る磁束は回転子鉄心３１２の中央部を通り、図の下部２個の永久磁石３３４に吸い込まれる。
【０１５８】
一方、従来のように主軸部に大きな中空部となる給油通路がある場合を想定した回転子鉄心における磁束の流れは、図１２に示すように、図の上部２個の永久磁石から出る磁束は中空の給油通路内は通らず、中空部の外周付近に回り込むため、この部分の磁路が狭く不足しがちになる。しかし本実施の形態では、図１４に示すように主軸部３０７内に中空部が無いために、主軸部３０７内部に磁路が広く形成できるため、回転子鉄心３１２の内側の磁束量が増加し、損失が低減する。
【０１５９】
さらに、主軸受３１０は、回転子鉄心３１２の圧縮要素３０５側端部を含み主軸部３０７軸心と略直交する仮想の平面と交わらない構成としているので、主軸受３１０を回転子鉄心３１２内に挿入するために従来設けられていた中空のボア部が無い。その結果、中空のボア部による磁路の狭小化が解消されるために、回転子鉄心３１２内部の磁束量が更に増加し、さらに効率が向上する。
【０１６０】
さらに、偏心軸部３０６と主軸部３０７と副軸部３０８を有したシャフト３０９を備え、副軸部３０８は偏心軸部３０６を挟んで主軸部３０７と同軸上に設けられており、主軸部３０７は主軸受３１０により軸支され、副軸部３０８は副軸受３１１により軸支されている。
【０１６１】
よって、シャフト３０９の傾きを根本的に規制するために、主軸受３１０の長さを短くして回転子鉄心３１２内への主軸受３１０の挿入を無くしても、シャフト３０９の傾きは極めて小さく、シャフト３０９と主軸受３１０や副軸受３１１がこじることがほとんど無いため、信頼性と効率を高く、騒音を低くすることができる。
【０１６２】
また、永久磁石３３４を希土類磁石で形成したもので、希土類磁石は強い磁力を得ることができるので、電動機の小型軽量化や密閉型圧縮機の小型軽量化を図ることができる。
【０１６３】
従って、圧縮要素３０５が上部に配置された密閉型圧縮機に２極の永久磁石型電動機を適用する場合でも、永久磁石によって生じる磁束量を増大させて、小型軽量かつ高効率、低騒音、高信頼性にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明にかかる密閉型圧縮機は、低速回転時に安定した給油を行うことができるとともに、回転子鉄心の内側の磁束量が増加して損失が低減し、小型軽量でかつ効率を高くすることができるので、家庭用電気冷蔵庫をはじめ、除湿機やショーケース、自動販売機、空気調和機等の冷凍冷蔵装置等の密閉型圧縮機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図２】実施の形態１における密閉型圧縮機の要部拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図４】実施の形態２における密閉型圧縮機の要部拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態３における密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図６】実施の形態３における密閉型圧縮機の要部拡大図である。
【図７】本発明の実施の形態４における密閉型圧縮機の停止時の縦断面図である。
【図８】実施の形態４における密閉型圧縮機の停止時の要部拡大図である。
【図９】実施の形態４における密閉型圧縮機の運転時の要部拡大図である。
【図１０】本発明の実施の形態５における密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図１１】実施の形態５における回転子の断面図である。
【図１２】主軸部内に給油通路がある場合の回転子の断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態６における密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図１４】実施の形態６における回転子の断面図である。
【図１５】従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図１６】図１５の密閉型圧縮機の要部拡大図である。
【図１７】別の従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図１８】さらに別の従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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