(57)【要約】【課題】密閉型圧縮機に関し、摺動ロスを減少させる。【解決手段】主軸受１１５の主軸の半径方向に延出されたフランジ１１６に径が主軸受１１５と軸心を共有する第一の案内部１１７を設けると共に、シリンダブロック１１１に径が副軸受１１４と軸心を共有する第二の案内部１１８を設け、第一の案内部１１７を第二の案内部１１８に嵌合し自由度を制限するので、副軸受１１４の軸心が主軸受１１５の軸心と略一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスを減少させることができる。【選択図】　図１
2004137926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心軸部と前記偏心軸部を挟んで上下に同軸状に設けた副軸部および主軸部とを有したシャフトと、略円筒形の圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記シリンダブロックと一体に形成され、前記副軸部を軸支する副軸受と、前記シリンダブロックに固定され前記主軸部を軸支するアルミニウム材からなる主軸受とを備え、前記主軸受の主軸の半径方向に延出されたフランジに径が前記主軸受と軸心を共有する第一の案内部を設けると共に前記シリンダブロックに径が前記副軸受と軸心を共有する第二の案内部を設け、前記第一の案内部を前記第二の案内部に嵌合した密閉型圧縮機。
【請求項２】
第一の案内部の内径面と、第二の案内部の外径面とが隣接した請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
第一の案内部の外径面と、第二の案内部の内径面とが隣接した請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
主軸受における第一の案内部の内周側に設けられ前記主軸受と軸心を共有する溝を備えた請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
主軸受における第一の案内部の内周側に設けられ前記主軸受と軸心を共有する溝を備えた請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
第一の案内部が、第二の案内部に軽圧入されている請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
第一の案内部が、第二の案内部に軽圧入されている請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫、エアーコンディショナー、冷凍冷蔵装置等に用いられる密閉型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家庭用冷凍冷蔵庫等の冷凍装置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、潤滑油の低粘度化や、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、１２００ｒ／ｍｉｎ程度）が進んできている。
【０００３】
一方、オゾン破壊係数がゼロである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への対応が前提となってきている。
【０００４】
また、過去より採用されていたシャフトを２ヵ所以上で保持する両持ち軸受という方法は、摺動ロスを減らし、また運転時の振動、騒音を低減する要素技術として有効である。
【０００５】
従来の密閉型圧縮機としては、別体の副軸受を圧縮部上部にねじで固定したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
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。
【０００７】
図６は従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。図７は従来の密閉形圧縮機の上側容器を外した状態の要部上面図である。
【０００８】
図６、図７において、密閉容器１で囲まれた密閉容器内空間２には、巻線部３ａを保有する固定子３と回転子４からなる電動要素５と、電動要素５によって駆動される圧縮要素６を収容する。密閉容器１内に潤滑油８を貯溜する。
【０００９】
シャフト１０は、回転子５を圧入固定した主軸部１１および主軸部１１に対し偏心して形成された偏心部１２の他、主軸部１１と同軸に設けられた副軸部１３を有する。
【００１０】
シリンダブロック１５は、略円筒形の圧縮室１６を有すると共に主軸部１１を軸支する主軸受１７を有し、上方に副軸部１３を軸支する副軸受１９が３本のねじ２０で固定されており、ピストン１９はシリンダブロック１５の圧縮室１６に往復摺動自在に挿入され、偏心部１２との間を連結手段２１とピストンピン２２によって連結されている。
【００１１】
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。
【００１２】
電動要素５の回転子４はシャフト１０を回転させ、偏心部１２の回転運動が連結手段２１を介してピストン１９に伝えられることでピストン１９は圧縮室１６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１６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。
【００１３】
ここで、両持ち軸受の摺動ロス減のメカニズムに関して説明する。
【００１４】
圧縮機運転中にピストン１９の圧縮荷重が連結手段２１を介して偏心部１２へと伝達される。ここで、両持ち軸受タイプはピストン１９からの圧縮荷重のかかる偏心部１２（作用点）を中心にして上下両方の軸受で荷重を受けるため、軸受には上下でほぼ均等な荷重が配分され、また、内周でこじりが生ずる片持ち軸受タイプと異なり面当たりとなるため、シャフト１０摺動部の荷重分布が均等となることで面圧が下がり、片持ちタイプよりも摺動長を短くすることができる。その結果、摺動ロスが減少し、圧縮機の効率向上が図れるといった長所を備える。
【００１５】
【特許文献１】
特開昭６１−１１８５７１号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、主軸受１７とシリンダブロック１５が一体の構造となっているため、主軸受１７にシリンダブロック１５と異なる材料を用いることができず、更なる高エネルギー効率を得るために摩擦係数を下げ、摺動ロスを減らすことができないという可能性があった。
【００１７】
また、上記従来の構成では、シリンダブロック１５の材質と線膨張係数の異なる材質からなる副軸受１８とした場合、運転時の温度上昇により、副軸受１８の軸心が主軸受１７の軸心からずれるため、均等に荷重が配分されず、摺動ロスが減少せず、金属接触による摺動ロスが発生する可能性があった。
【００１８】
また、上記従来の構成では、３本のねじ２０のみで固定するため、副軸受１８の軸心が主軸受１７の軸心と一致せず均等に荷重が配分されず、摺動ロスが減少しない可能性があった。
【００１９】
また、上記従来の構成では、圧縮要素６を組み立てる際に副軸受１８をシリンダブロック１５に固定する際に、シャフト１０を回転させながら組み立てるといった方法で、略軸心を出さなければならず、組み立ての効率が悪かった。
【００２０】
また、上記従来の構成では、副軸受１８をシリンダブロック１５に固定する際に、組み立て時のばらつきからくるエネルギー効率のばらつきが発生する可能性があった。
【００２１】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、エネルギー効率が高くて、組み立て性がよい密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、偏心軸部と前記偏心軸部を挟んで上下に同軸状に設けた副軸部および主軸部とを有したシャフトと、略円筒形の圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記シリンダブロックと一体に形成され、前記副軸部を軸支する副軸受と、前記シリンダブロックに固定され前記主軸部を軸支するアルミニウム材からなる主軸受とを備え、前記主軸受の主軸の半径方向に延出されたフランジに径が前記主軸受と軸心を共有する第一の案内部を設けると共に前記シリンダブロックに径が前記副軸受と軸心を共有する第二の案内部を設け、前記第一の案内部を前記第二の案内部に嵌合したものである。
【００２３】
上記構成により請求項１に記載の発明では、第一の案内部と第二の案内部とが嵌合し自由度を制限するので、副軸受の軸心が主軸受の軸心と略一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスが減少するという作用を有する。また、摩擦係数の低くなるアルミニウム材を主軸受に用い、主軸受をシリンダブロックと別体構造としたので主軸受にシリンダブロックと異なる材料を用いることができ、更なる高エネルギー効率を得るために摩擦係数を下げ、摺動ロスを減らすことができるという作用を有する。また、運転時に温度上昇したとき主軸受が軸心を中心として半径方向に均等に膨張するため、運転時温度上昇により、副軸受の軸心が主軸受の軸心からずれることを防ぎ、均等に荷重が配分し、摺動ロスが減少し、金属接触による摺動ロスを発生させないという作用を有する。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明に、更に、第一の案内部の内径面と、第二の案内部の外径面とが隣接したものであり、請求項１記載の発明の作用に加えて、シャフトを回転させながら軸心を出す作業が必要なくなるので、組み立ての効率が良くなるという作用を有する。また、運転時は第一の案内部の内径面と、第二の案内部の外径面とが離れるため、運転時の主軸受における摺動部の熱変形を減少させるという作用を有する。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明に、更に、第一の案内部の外径面と、第二の案内部の内径面とが隣接したものであり、請求項１記載の発明の作用に加えて、シャフトを回転させながら軸心を出す作業が必要なくなるので、組み立ての効率が良くなるという作用を有する。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明に、更に、主軸受における第一の案内部の内周側に設けられ前記主軸受と軸心を共有する溝を備えたものであり、請求項２記載の発明の作用に加えて、主軸受における溝の付近、特に固定される付近で変形を吸収するので、運転時の主軸受における摺動部の熱変形を更に減少させるという作用を有する。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明に、更に、主軸受における第一の案内部の内周側に設けられ前記主軸受と軸心を共有する溝を備えたものであり、請求項３記載の発明の作用に加えて、主軸受における溝の付近全周で、変形を吸収するので、運転時の主軸受における摺動部の熱変形を減少させるという作用を有する。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明に、更に、第一の案内部が、第二の案内部に軽圧入されているものであり、請求項２記載の発明の作用に加えて、軽圧入で第一の案内部にかかる外向き半径方向の力によりわずかに起こる変形をフランジで吸収し、第一の案内部と第二の案内部との加工精度で軸心が決まるので、副軸受の軸心が主軸受の軸心と精度よく一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスが減少するという作用を有する。また、ばらつき要因となる第一の案内部と第二の案内部の隙間をなくしたので、組み立て時のばらつきからくるエネルギー効率のばらつきの発生を抑えるという作用を有する。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の発明に、更に、第一の案内部が、第二の案内部に軽圧入されているものであり、請求項３記載の発明の作用に加えて、軽圧入で第一の案内部にかかる内向き半径方向の力によりわずかに起こる変形をフランジで吸収し、第一の案内部と第二の案内部との加工精度で軸心が決まるので、副軸受の軸心が主軸受の軸心と精度よく一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスが減少するという作用を有する。また、ばらつき要因となる第一の案内部と第二の案内部の隙間をなくしたので、組み立て時のばらつきからくるエネルギー効率のばらつきの発生を抑えるという作用を有する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
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。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による密閉型圧縮機の縦断面図である。
【００３２】
図１に示すように、密閉容器１０１は、巻線部１０２ａを保有する固定子１０２と回転子１０３からなる電動要素１０４と、電動要素１０４によって駆動される圧縮要素１０５を収容する。
【００３３】
圧縮要素１０５は、偏心軸部１０６を挟んで上下に同軸状に設けた副軸部１０７および主軸部１０８とを有したシャフト１０９と、略円筒形の圧縮室１１０を備えた例えば鉄系の鋳物材からなるシリンダブロック１１１と、圧縮室内１１０で往復運動するピストン１１２と、ピストン１１２と偏心軸部１０６とを連結する連結手段１１３として機能するコンロッドと、シリンダブロック１１１と一体に形成され、副軸部１０７を軸支する副軸受１１４と、シリンダブロック１１１に固定され主軸部１０８を軸支するアルミニウム材からなる主軸受１１５とを備えている。
【００３４】
主軸受１１５のシリンダブロック１１１への固定には、例えば、ねじ、リベット等が使用できる。そして主軸受１１５のフランジ１１６に径が主軸受１１５と軸心を共有する第一の案内部１１７を設けると共に、シリンダブロック１１１に径が副軸受１１４と軸心を共有する第二の案内部１１８を設け、第一の案内部１１７を第二の案内部１１８に嵌合したものである。
【００３５】
例えば第一の案内部１１７は円形状等であり、主軸受１１５の回転機による機械加工と同時に加工することにより、容易に主軸受１１５と軸心を共有することができる。
【００３６】
例えば第二の案内部１１８は円形状等であり、副軸部１０７の回転機による機械加工と同時に加工することにより、容易に副軸部１０７と軸心を共有することができる。
【００３７】
これにより、第一の案内部１１７と第二の案内部１１８とが嵌合し自由度を制限するので、副軸受１１４の軸心が主軸受１１５の軸心と略一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスを減少させることができる。また、摩擦係数の低くなるアルミニウム材を主軸受１１５に用い、主軸受１１５をシリンダブロック１１１と別体構造としたので主軸受１１５にシリンダブロック１１１と異なる材料を用いることができ、更なる高エネルギー効率を得るために摩擦係数を下げ、摺動ロスを減らすことができる。また、運転時に温度上昇したとき主軸受１１５が軸心を中心として半径方向に均等に膨張するため、運転時の温度上昇により、副軸受１１４の軸心が主軸受１１５の軸心からずれることを防ぎ、均等に荷重が配分し、摺動ロスが減少し、金属接触による摺動ロスを発生させないことができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２による密閉型圧縮機におけるシリンダブロックと主軸受の嵌合部付近の要部断面図である。
【００３９】
図２に示すように、本実施の形態は、実施の形態１による密閉型圧縮機に、更に、第一の案内部１１７の内径面１１９と、第二の案内部１１８の外径面１２０とが隣接したものである。第一の案内部１１７は、例えばフランジ１１６の外周にシリンダブロック１１１の方向へ突出するように形成されたリング形状である。第二の案内部１１８は、例えばシリンダブロック１１１から主軸受１１５の方向へ円筒形状で延出されている。
【００４０】
これにより、シャフト１０８を回転させながら軸心を出す作業が必要なくなるので、組み立ての効率が良くすることができる。また、運転時は第一の案内部１１７の内径面１１９と、第二の案内部１１８の外径面１２０とが離れるため、運転時の主軸受１１５における摺動部の熱変形を減少させることができる。
【００４１】
なお、本実施の形態において第一の案内部１１７を第二の案内部１１８に嵌合したが、第一の案内部１１７が、第二の案内部１１８に軽圧入されているとしてもよい。
【００４２】
第一の案内部１１７が、第二の案内部１１８に軽圧入されていることにより、軽圧入で第一の案内部１１７にかかる外向き半径方向の力によりわずかに起こる変形をフランジ１１６で吸収し、第一の案内部１１７と第二の案内部１１８との加工精度で軸心が決まるので、副軸受１１４の軸心が主軸受１１５の軸心と精度よく一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスが減少するという効果が得られる。また、ばらつき要因となる第一の案内部１１７と第二の案内部１１８の隙間をなくしたので、組み立て時のばらつきからくるエネルギー効率のばらつきの発生を抑えるという効果が得られる。
【００４３】
（実施の形態３）
図３は実施の形態３による密閉型圧縮機におけるシリンダブロックと主軸受の嵌合部付近の要部断面図である。
【００４４】
図３に示すように、本実施の形態は、実施の形態１による密閉型圧縮機に、更に、第一の案内部１１７の外径面１２１と、第二の案内部１１８の内径面１２２とが隣接した構成としたものである。
【００４５】
第一の案内部１１７は、例えばフランジ１１６の外周を研磨により加工したものであり、第二の案内部１１８は、例えばシリンダブロック１１１から主軸受１１５方向へリング状に延出したものである。
【００４６】
これにより、シャフト１０８を回転させながら軸心を出す作業が必要なくなるので、組み立ての効率が良くなるという効果が得られる。
【００４７】
なお、本実施の形態において第一の案内部１１７が、第二の案内部１１８に軽圧入されているとした場合は、軽圧入で第一の案内部１１７にかかる内向き半径方向の力によりわずかに起こる変形をフランジ１１６で吸収し、第一の案内部１１７と第二の案内部１１８との加工精度で軸心が決まるので、副軸受１１４の軸心が主軸受１１５の軸心と精度よく一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスが減少するという効果が得られる。
【００４８】
また、ばらつき要因となる第一の案内部１１７と第二の案内部１１８の隙間をなくしたので、組み立て時のばらつきからくるエネルギー効率のばらつきの発生を抑えるという効果が得られる。
【００４９】
（実施の形態４）
図４は実施の形態４による密閉型圧縮機におけるシリンダブロックと主軸受の嵌合部付近の要部断面図である。
【００５０】
図４に示すように、本実施の形態は、実施の形態２による密閉型圧縮機に、主軸受１１５における第一の案内部１１７の内周側に設けられ前記主軸受５１１と軸心を共有する溝１２３を備えたものである。
【００５１】
例えば溝１２３は、主軸受１１５におけるフランジ１１６にリング状に削り出して加工したものである。
【００５２】
これにより、主軸受１１５における溝１２３の付近、特にねじ、リベット等で固定される付近で変形を吸収するので、運転時の主軸受１１５における摺動部の熱変形を更に減少させるという効果がえられる。
【００５３】
（実施の形態５）
図５は実施の形態５による密閉型圧縮機におけるシリンダブロックと主軸受の嵌合部付近の要部断面図である。
【００５４】
図５に示すように、本実施の形態は、実施の形態２による密閉型圧縮機に、主軸受１１５における第一の案内部１１７の内周側に設けられ前記主軸受１１５と軸心を共有する溝１２４を備えたものである。
【００５５】
例えば溝１２４は、主軸受１１５におけるフランジ１１６にリング状に削り出して加工したものである。
【００５６】
これにより、主軸受１１５における溝１２４の付近全周で変形を吸収するので、運転時の主軸受１１５における摺動部の熱変形を減少させるという効果がえられる。
【００５７】
以上、実施の形態１から５においてアルミニウム材からなる主軸受について説明してきたが、主軸受をシリンダブロックの材質と線膨張係数の等しい材質、例えば同じ鋳鉄同士の組み合わせとした場合においても、摺動部の熱変形を減少させる以外の効果が同様に得られることは言うまでもない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、副軸受の軸心が主軸受の軸心と略一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスが減少するという効果がある。また、主軸受にシリンダブロックと異なる材料を用いることができ、更なる高エネルギー効率をえるための摩擦係数を下げ、摺動ロスを減らすという効果がある。また、運転時の温度上昇により、副軸受の軸心が主軸受の軸心からずれることを防ぎ、均等に荷重が配分し、摺動ロスが減少し、金属接触による摺動ロスを発生させないという効果がある。
【００５９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、更に、組み立ての効率が良くなるという効果がある。また、運転時の主軸受における摺動部の熱変形を減少させるという効果がある。
【００６０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、更に、組み立ての効率が良くなるという効果がある。
【００６１】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明の効果に加えて、更に、運転時の主軸受における摺動部の熱変形を更に減少させるという効果がある。
【００６２】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明の効果に加えて、更に、運転時の主軸受における摺動部の熱変形を減少させるという効果がある。
【００６３】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の発明の効果に加えて、更に、副軸受の軸心が主軸受の軸心と精度よく一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスが減少するという効果がある。また、組み立て時のばらつきからくるエネルギー効率のばらつきの発生を抑えるという効果がある。
【００６４】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の発明の効果に加えて、更に、副軸受の軸心が主軸受の軸心と精度よく一致し、均等に荷重が配分され、摺動ロスが減少するという効果がある。また、組み立て時のばらつきからくるエネルギー効率のばらつきの発生を抑えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態１による密閉型圧縮機の縦断面図
【図２】本発明による実施の形態２による密閉型圧縮機の要部断面図
【図３】本発明による実施の形態３による密閉型圧縮機の要部断面図
【図４】本発明による実施の形態４による密閉型圧縮機の要部断面図
【図５】本発明による実施の形態５による密閉型圧縮機の要部断面図
【図６】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図７】従来の密閉型圧縮機の上面図
【符号の説明】
１０６　偏心軸部
１０７　副軸部
１０８　主軸部
１０９　シャフト
１１０　圧縮室
１１１　シリンダブロック
１１４　副軸受
１１５　主軸受
１１６　フランジ
１１７　第一の案内部
１１８　第二の案内部
１１９，１２２　内径面
１２０，１２１　外径面
１２３，１２４　溝
【図１】
2004137926.tif 000003
【図２】
2004137926.tif 000004
【図３】
2004137926.tif 000005
【図４】
2004137926.tif 000006
【図５】
2004137926.tif 000007
【図６】
2004137926.tif 000008
【図７】
2004137926.tif 000009