(57)【要約】【課題】冷凍サイクル等に使用される圧縮機に関し、給油特性向上を図る。【解決手段】傾斜ポンプ部１３０では粘性ポンプ部１３１の下端まで揚程が得られ、更に粘性ポンプ１３１で発生した上向きの油圧が副軸受１１９と連通する縦孔部１３２の揚程をまかなうことにより、十分な量の潤滑油を安定して搬送することができるという作用を有する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに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収容し、前記圧縮要素は偏芯軸部と前記偏芯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、略円筒形の圧縮室と前記圧縮室の軸心と略直交するように形成され前記主軸部の上半部を軸支する主軸受とを備えたシリンダブロックと、前記シリンダブロックに固定されるか又は一体に形成され前記副軸部を軸支する副軸受と、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、前記ピストンと前記偏芯軸部とを連結する連結手段とを備えており、前記シャフトには、前記主軸部の下半部に、前記潤滑油に連通する絞り部を下端に有するとともに前記主軸部の下端から外周に向かい軸心が傾斜した円筒空洞で形成した傾斜ポンプ部を設け、前記主軸部の上半部外周に、下端が前記傾斜ポンプ部の上端近傍と連通し、上方に向かって前記シャフトの反回転方向に傾斜しながら螺旋状に刻設した粘性ポンプ部を設け、前記偏芯軸部から前記副軸部にかけて、一端が前記粘性ポンプ部上端近傍と連通し、他端が前記副軸部の上端面近傍に連通開口した縦孔部とを設けた密閉型圧縮機。
【請求項２】
縦孔部は下から上に向けてシャフトの回転中心軸から遠ざかる方向へ傾斜した請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
縦孔部は下から上に向けてシャフトの回転方向と反対方向に傾斜した請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
絞り部は円板状の部材からなる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
傾斜通路内に平板状のデバイダーを挿入係止した請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
傾斜ポンプ部の円筒空洞部から縦孔部の上部開口に至る経路上に密閉容器内空間と連通する少なくとも１つ以上のガス抜き孔を設けた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
シャフトの副軸受部において、一端が縦孔部に開口し、他端が副軸受の上部または下部で密閉容器内空間と連通し、前記シャフトの回転に対して遠心力方向に潤滑油放出横孔を穿設した請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
一端が縦孔部に開口し、他端が副軸受内周に開口する副軸給油路を設けた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】
一端が縦孔部に開口し、他端が副軸受内周と密閉容器内空間との双方に開口した連通共用孔を設けた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１０】
一端がシャフト縦孔部上端と連通し、他端がシャフトの回転に対して遠心力方向に延出し、密閉容器内空間に開口する潤滑油吸引部を備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１１】
シャフト縦孔部の上端を封止する封止部と、一端がシャフト縦孔部上端と連通し、他端がシャフトの回転に対して遠心力方向に直線的に延出し密閉容器内空間に開口する潤滑油吸引部を備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１２】
シャフト副軸部外周において、一端が副軸給油路を介して縦孔部と連通し下方に向ってシャフトの反回転方向に傾斜しながら螺旋状に刻設するとともに下端が密閉容器内空間と連通した副軸リード溝を備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１３】
少なくとも電源周波数以下の運転周波数を含む複数の運転周波数でインバーター駆動される請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項１４】
電源周波数以下の運転周波数には少なくとも３０Ｈｚ以下の運転周波数を含む請求項１３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形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おり、冷凍機油の低粘度化や、インバータ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。一方、使用冷媒としては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の対応が前提となってきている。また、古くから採用されていたシャフトを主軸受けと副軸受けの２ヵ所で保持する両持ち軸受という方法は、摺動ロスを減らし、また運転時の振動を減らす要素技術として有効である。
【０００３】
両持ち軸受という方法を採用した従来の密閉型圧縮機としては、特開昭６１−１１８５７１号公報に記載されているものがある。
【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。
【０００５】
図１３は従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図１４は従来の密閉形圧縮機の要部上面図である。図１５及び図１６は従来の密閉形圧縮機の要部断面図である。図１３、図１４において１は密閉容器で、２は密閉容器内空間である。密閉容器１内には、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。８は密閉容器１内に貯溜した潤滑油である。
【０００６】
１０はシャフトで、回転子４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に加え、主軸部と同軸に設けられた副軸部１３を有する。主軸部１１の内部には同芯ポンプ１４が設けられ一端が潤滑油８中に開口し他端が縦孔部１５と連通しており、縦孔部１５はシャフト１０の上端面へ連通開口している。１６はシリンダーブロックで、略円筒形の圧縮室１７を有するとともに主軸部１１を軸支する主軸受１８を有し、上方に副軸部１３を軸支する副軸受１９が固定されており、副軸受１９にはシャフト１０外周部に設けた窪み部１９ａを設けている。２０はピストンでシリンダーブロック１６の圧縮室１７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によって連結されている。
【０００７】
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。
【０００８】
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２０に伝えられることでピストン２０は圧縮室１７内を往復運動する。これにより、冷却システム（図示せず）からの冷媒ガスは圧縮室１７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といったサイクルを繰返す。
【０００９】
ここで、両持ち軸受けの摺動ロス減のメカニズムに関して説明する。
【００１０】
圧縮機運転中にピストン２０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で荷重を受けるため、軸受け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け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。
【００１１】
次に従来の両持ち軸受タイプの給油メカニズムに関して説明する。
【００１２】
図１５において、シャフト１０の回転により、同芯ポンプ１４内の潤滑油８は遠心力により放物線状Ａ１、Ａ２の自由表面をなしながら上方へと汲み上げられ、支流Ａ１の搬送力により縦孔部１５に流入され、主軸１１、偏心部１２、副軸部１３への各摺動部へと順に潤滑される。また、図１６において、縦孔部１５へ汲み上げられた潤滑油８の内、一方は副軸部１３に設けた連通孔１３ａ及び窪み部１９ａをガイドに密閉容器１への放散（方向Ｂ）され、一方は縦孔部１５上端から密閉容器１へと放散（方向Ｃ）を行なう。これによって各摺動部から受熱した潤滑油８が密閉容器１によって放熱・冷却できる仕組みとなっている。
【００１３】
【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、副軸部１３を持たない片持ち軸受タイプの密閉型圧縮機と比べて、副軸部１３を備える分の軸方向長さが必然的に必要となり、それに伴い給油通路も長くなる。その結果、潤滑油を上方向へ搬送する時の流路抵抗の増加と高い揚程による潤滑油自体の重量増加による影響から、副軸部１３の摺動部への給油量が不足し、摺動部での潤滑不良が生じやすかった。
【００１４】
また、圧縮機の起動初期等、潤滑油８と同時に冷媒ガスが給油経路内に混入し易い場合において、上記従来の副軸部１３を持つ給油経路の長い構成では、給油通路内でガス留まりが生じることで給油阻害が発生しやすかった。
【００１５】
また、潤滑油８内で冷媒の溶け込み量が多い場合においては、冷媒から気化するガス量も多くなるため、更にガス留まりによる給油阻害を起こしやすくなる。
【００１６】
また、上記従来の構成では、潤滑油が密閉容器へ放散される量が減ることで、放熱効果が減少し、またピストン２０への給油を副軸部１３から放出する潤滑油に依存しているために、ピストン２０とシリンダ１６間の潤滑油によるシール性が低下して体積効率が低下する他、ピストン２０とシリンダ１６の間での異常な摩耗が発生するといった信頼性低下の問題も発生しやすかった。
【００１７】
特に、電源周波数以下の運転周波数で駆動される密閉型電動機においては、同心ポンプ１４内の潤滑油８に働く遠心力が低下して更に給油阻害が発生し易くなる。
【００１８】
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、且つ信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【００１９】
【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、シャフトには、前記主軸部の下半部に、前記潤滑油に連通する絞り部を下端に有するとともに前記主軸部の下端から外周に向かい軸心が傾斜した円筒空洞で形成した傾斜ポンプ部を設け、前記主軸部の上半部外周に、下端が前記傾斜ポンプ部の上端近傍と連通し、上方に向かって前記シャフトの反回転方向に傾斜しながら螺旋状に刻設した粘性ポンプ部を設け、前記偏芯軸部から前記副軸部にかけて、一端が前記粘性ポンプ部上端近傍と連通し、他端が前記副軸部の上端面近傍に連通開口した縦孔部とを設けたことで、傾斜ポンプ部では粘性ポンプ部の下端まで揚程が得られ、更に粘性ポンプで発生した上向きの油圧が縦孔部の揚程をまかない、十分な量の潤滑油を安定して搬送することができるという作用を有する。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明に、更に、縦孔部が下から上に向けてシャフトの回転中心軸から遠ざかる方向へ傾斜したものであり、縦孔部においても上向き搬送力を発生させることができ、さらに十分な量の潤滑油の搬送が可能となるという作用を有する。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明に、更に、縦孔部が下から上に向けてシャフトの回転方向と反対方向に傾斜したものであり、縦孔部においても上向き搬送力を発生させることができ、さらに十分な量の潤滑油の搬送が可能となるという作用を有する。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、絞り部は傾斜ポンプ部内に円板状のキャップを挿入係止したことで、組立時の装着による絞り部が回転軸心に対して振れることを防止できるので安定した給油が確保できると共に、絞り部を設けた円筒部を長手方向に備えた構成と比べて安価な構成でシャフト主軸部の長さを短くできるという作用を有する。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、傾斜通路内に平板状のデバイダーを挿入係止されたことを特徴とするものであり、傾斜ポンプ部内で潤滑油の回転方向のすべりが抑制されることで、特に低速回転域における傾斜ポンプ部内で遠心力が潤滑油に有効に働き、より強い上向き搬送力が発生するという作用を有する。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、傾斜ポンプ部の円筒空洞部から縦孔部の上部開口に至る経路上に軸受部を介さずに密閉容器内空間とを連通する少なくとも１つ以上のガス抜き孔を設けたものであり、給油経路の長い給油機構において圧縮機起動時に混入した冷媒ガスや潤滑油内から気化するガス等を有効に密閉容器内空間へ逃がすことで、給油経路内での潤滑油に発生する上向き搬送力を途切れさせないという作用を有する。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項１記載から請求項３のいずれか１項に記載の発明に、更に、シャフトの副軸受部において、一端が縦孔部に開口し、他端が副軸受の上部または下部で密閉容器内空間とを連通し、前記シャフトの回転に対して遠心力方向に潤滑油放出横孔を穿設したものであり、潤滑油放出横孔内で潤滑油に遠心力が有効に発生するとともに整流されて放出されることで放出方向が一定となり、密閉容器への飛散が確実にされるといった作用を有する。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、一端が縦孔部に開口し、他端が副軸受内周に開口する副軸給油路を有したものであり、副軸部と副軸受との摺動部に確実に給油をすることで信頼性が向上するという作用を有する。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、一端が縦孔部に開口し、他端が副軸受内周と密閉容器内空間との双方に開口した連通共用孔を設けたものであり、加工工数を減らしたシャフトで副軸への給油とピストン及び密閉容器への放出を同じ孔で行うことが出来るといった作用を有する。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、一端がシャフト縦孔部上端と連通し、他端がシャフトの回転に対して遠心力方向に湾曲しながら延出し、密閉容器内空間に開口する潤滑油放出部を備えたものであり、縦孔部の潤滑油を吸引し引き上げることで、粘性ポンプ部の潤滑油にも吸引し引き上げることとなり、潤滑油放出部の開口端が遠心力方向へ潤滑油を放出するため、給油量が増加するといった作用を有する。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明に、更に、シャフト縦孔部の上端を封止する封止部と、一端がシャフト縦孔部と連通し、他端がシャフトの回転に対して遠心力方向に直線的に延出し密閉容器内空間に開口する潤滑油吸引部を備えたものであり、縦孔部の潤滑油を吸引し引き上げることで潤滑油放出部の開口端が遠心力方向へ延長しながら潤滑油を放出するため、給油経路内の潤滑油を吸引し引き上げることとなり、給油量を増加するといった作用を有する。
【００３０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明に、更に、シャフト副軸部外周で、一端が副軸給油路と連通し他端が密閉容器内空間に開口した螺旋状の副軸リード溝を設けたものであり、副軸摺動部への給油を確実に行うことができるとともに、シャフトの回転により潤滑油の粘性を利用して潤滑油が副軸リード溝から密閉容器内へ放出する際、ピストン及び密閉容器へ飛散することでピストンへの給油と密閉容器からの放熱を兼ねることができるといった作用を有する。
【００３１】
請求項１３に記載の発明は、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の発明に、更に、少なくとも電源周波数以下の運転周波数を含む複数の運転周波数でインバーター駆動されるものであり、低い運転周波数運転においてシャフトの回転数が低下した場合においても傾斜ポンプから粘性ポンプを経て縦孔部への給油経路を通して各摺動部の潤滑油を供給できるといった作用を有する。
【００３２】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載された発明に、更に、電源周波数以下の運転周波数には少なくとも３０Ｈｚ以下の運転周波数を含むものであり、３０Ｈｚ以下の低い運転周波数運転においても摺動部への給油を確保することができるといった作用を有する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による密閉型圧縮機の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、従来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。
【００３４】
（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、図２は、同実施の形態の密閉型圧縮機のシャフト断面図である。図３は同実施の形態の密閉型圧縮機のシャフト下端部拡大図、図４は同実施の形態の密閉型圧縮機のシャフトの回転数と副軸上端から吐出される給油量の関係を示すグラフである。
【００３５】
図１ないし図３において、１０１は密閉容器で、巻線部１０３ａを保有する固定子１０３と回転子１０４からなる電動要素１０５と、電動要素１０５によって駆動される圧縮要素１０６を収容する。１０８は密閉容器１０１内に貯溜した潤滑油である。電動要素５はインバーター（図示せず）によって３０Ｈｚ以下の運転周波数および６０Ｈｚ以上の運転周波数を含む複数の運転周波数で駆動される。
【００３６】
１１０はシャフトで、主軸部１１１と、主軸部１１１と偏心して設けた偏心部１１２と、偏心部１１２を挟んで主軸部１１１と同軸状に設けた副軸部１１３とから形成される。主軸部１１１は上半部１１１ａと下半部１１１ｂとからなり、下半部１１１ｂには回転子１０４を圧入固定してある。１１６はシリンダーブロックで、略円筒形の圧縮室１１７を有するとともに主軸部１１１の上半部１１１ａを軸支する主軸受１１８を有し、上方に副軸部１１３を軸支する副軸受１１９が固定されている。なお、圧縮室１１７は主軸受１１８と副軸受１１９に対して略直角となるように配置されている。
【００３７】
１２０はピストンでシリンダーブロック１１６の圧縮室１１７に往復摺動自在に挿入され、偏心部１１２との間を連結手段であるコンロッド１２１によって連結されている。
【００３８】
シャフト主軸部１１１の下半部１１１ｂ内には、下端から軸心ＰＣに対して上方に向かい外側にθ１傾斜した円筒空洞で形成した傾斜ポンプ部１３０が設けられている。傾斜ポンプ部１３０の内部には平板状のデバイダー１３３が圧入固定されている。油中開口端にはシャフト１１０の回転軸心ＲＣに導入孔１３４ａを備えた平板状のキャップからなる絞り部１３４が圧入固定されている。
【００３９】
絞り部１３４はばね性を有する材料からなり、ばね性を利用してシャフト１１０内に埋設し、容易に組み込むことができるとともに、他の部品と干渉してずれたりすることのない構成となっている。
【００４０】
シャフト主軸部１１１の上半部１１１ａには、外周に、下端が傾斜ポンプ部１３０の上端近傍と連通し、上方に向かってシャフト１１０の反回転方向に傾斜しながら螺旋状に刻設した粘性ポンプ部１３１が形成されている。
【００４１】
さらにシャフト１１０の偏芯部１１２から副軸部１１３にかけて、一端が前記粘性ポンプ部１３０上端近傍と連通し、他端が副軸部１１３の上端面近傍に連通開口した縦孔部１３２を設けてある。
【００４２】
縦孔部１３２には、偏心部１１２摺動部への連通孔１１２ａと副軸受１１９内周に開口する副軸給油路１１３ａをそれぞれ備えている。
【００４３】
１３７ａは傾斜ポンプ部１３０上端と密閉容器１０１内の空間１０２とを連通するガス抜き孔、１３７ｂは傾斜ポンプ部１３０中間と密閉容器１０１内の空間１０２とを連通するガス抜き孔、１３７ｃは縦孔部１３２と密閉容器１内の空間１０２とを連通するガス抜き孔である。
【００４４】
尚、本圧縮機に使用される冷媒は、例えば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であり、それぞれ相溶性のある潤滑油と組み合わせてある。
【００４５】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下にその動作を説明する。
【００４６】
電動要素１０５の回転子１０４はシャフト１１０を回転させ、偏心部１１２の回転運動が連結手段１２１を介してピストン１２０に伝えられることでピストン１２０は圧縮室１１７内を往復運動する。この時、シャフト１１０の回転により傾斜ポンプ部１３０内の潤滑油１０８もシャフト１１０と共に回転し、潤滑油１０８には遠心力が作用する。この際、デバイダー１３３は傾斜ポンプ部１３０内での潤滑油１０８の回転方向の滑りを防ぐため、潤滑油はシャフト１１０の回転速度と同じ速さで回転するため、遠心力が有効に発生、作用する。導入孔１３４ａより流入する潤滑油１０８は傾斜ポンプ部１３０内で遠心力方向へ作用力を受け、傾斜ポンプ部１３０の中で上方向Ａと下方向Ｂへ分流するが、下方向Ｂへと押圧された潤滑油１０８は、絞り部１３４によって移動できず、上方向Ｃへの潤滑油の搬送力が主体に発生する。また、傾斜ポンプ部１３０は上方に向かって遠心力方向へ角度θ１傾斜していることから、遠心力が作用する潤滑油１０８は揚力を得て傾斜ポンプ部１３０内を斜め方向に這い上がり、上方向への搬送がなされる。従って、従来例に示した同芯ポンプのように潤滑油１０８が遠心力方向に対して直角上向に搬送するだけの形式と比べて遥かに高い揚程が得られる。
【００４７】
次に、傾斜ポンプ部１３０の上部に至った潤滑油１０８は、粘性ポンプ部１３１へと導入される。粘性ポンプ部１３１のリード溝はシャフト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、潤滑油には新たに上方向への搬送力が働くことになる。これは、従来例で示した上方向の推進力を持たない主軸部１１内の縦孔部１５に較べて遥かに大きな上方向の推進力を得ることができる。粘性ポンプ部１３１上端に至った潤滑油１０８は縦孔部１３２へと導入される。縦孔部１３２内の潤滑油１０８は粘性ポンプ部１３１の上方向の推進力により押上げられ、シャフト１１０上端での開口から潤滑油１０８は放出される。その結果シャフト１１０の各摺動部で最も高い位置に有る副軸部１１３へ給油される。
【００４８】
ところで両持ち軸受タイプの密閉形圧縮機は副軸部１１３を持つ分、シャフト１１０の下部ポンプ部からシャフト１１０上端までの給油経路が片持ちタイプと比べて構造的に延長される。そこで、圧縮機の起動時直後にけるシャフトの給油経路を通過する潤滑油１０８の挙動は、シャフトの回転による攪拌と密閉容器１０１内の減圧により潤滑油中に溶解した冷媒の発泡、気化により傾斜ポンプ部１３０内や粘性ポンプ１３１内にガスが押し留められ易くなり、いわゆるガス噛みによる給油阻害が生じる可能性が高くなる。
【００４９】
しかしながら、この時、傾斜ポンプ部１３０内の発泡等による冷媒ガスにおいてはガス抜き孔１３７ａと１３７ｂからガス抜きを促し、更に粘性ポンプ部１３１や縦孔部１３２で生じた冷媒ガスに関してはガス抜き孔１３７ｃによってそれぞれガス抜きを促すことから、ガス噛みを回避し給油経路が潤滑油で満たされるので、粘性ポンプでの潤滑油の揚力を得ることができ給油不良を防ぐことができる。
【００５０】
本実施の形態によれば、図４に示すように、従来の同芯ポンプ１４を組み合せたタイプではほとんど給油できない、２０ｒ／ｓといった低速域での運転においても確実に、しかも十分な給油量を得ることができることが判明した。また、潤滑油内への冷媒の溶け込み量が多い為、ガス留まりによる給油阻害を起こしやすいＲ６００ａやＲ２９０と鉱油の組み合せ、またＲ１３４ａとエステル油の組み合わせにおいても確実に、しかも十分な給油量を得ることができた。また、上記のような潤滑油内への冷媒の溶け込み量が多い潤滑油と冷媒の組み合わせに加えて潤滑性の低下する粘度８〜１０［ｃｔｓ］といった低粘度の潤滑油を使用した運転においても確実に、しかも十分な給油量を得ることができた。したがって従来の同芯ポンプ１４を組み合せたタイプでは困難な、潤滑油に溶け込みやすい冷媒で低粘度の潤滑油を用いたものや、より低速域における運転が可能となる低い周端数運転における給油もより安定するため、冷凍システムの飛躍的な消費電力低減を図ることができるのである。
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２による密閉型圧縮機のシャフト断面図である。図６は同実施の形態における密閉型圧縮機のシャフト上面図である。なお、本実施の形態における密閉型圧縮機の基本構成は図１と同じである。
【００５１】
図５、６において、シャフト１１０は主軸部１１１、偏心部１１２を挟んだ副軸部１１３からなり、主軸部１１１は上半部１１１ａと下半部１１１ｂを有し、下半部１１１ｂ内にはデバイダー１３３、絞り部１３４を備えた傾斜ポンプ部１３０が設けられ、上半部には粘性ポンプ１３１が形成されている。縦孔部１３５は粘性ポンプ部１３０上端近傍と下部１３５ａで連通し、上部１３５ｂでシャフト１１０上端より密閉容器１０１内へ通じている。また、縦孔部１３５には偏心部１１２の摺動部への連通孔１１２ａと副軸部１１３の摺動部への副軸給油路１１３ａをそれぞれ備えている。さらに、縦孔部１３５はシャフト上端に向って遠心力方向へθ２傾斜している。シャフト１１０は下端より傾斜ポンプ部１３０、粘性ポンプ１３１、縦孔部１３５とにより上端につながる給油経路が形成されている。
【００５２】
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。したがって、シャフト１１０の回転によって縦孔部１３５の潤滑油は遠心力による上方向推進力を得る事ができ、遠心力に対して直角に立ち上がった縦孔部１３２に較べ、さらに大きな上方向の推進力を得ることができる。その結果、密閉容器への潤滑油の放散量が増加し、放熱性が向上し、また、潤滑油に溶け込みやすい冷媒で低粘度の潤滑油を用いたものや、より低速域における運転が可能となる低い周端数運転における給油もより安定するため、密閉型圧縮機の信頼性が向上する。
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３による密閉型圧縮機のシャフト上面図である。なお、本実施の形態における密閉型圧縮機の基本構成は図１と同じであり、シャフトの基本構成は図２又は図５と同じである。
【００５３】
図７において、縦孔部１３６は粘性ポンプ部１３０上端近傍と下部１３６ａで連通し、上部１３６ｂでシャフト１１０上端より密閉容器１０１内へ通じている。さらに、縦孔部１３６はシャフト１１０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。
【００５４】
以上のような構成による密閉型圧縮機の動作について説明する。シャフト１１０の回転によって粘性ポンプ上端まで汲み上げられた潤滑油１０８は縦孔部１３６の傾斜により上方向への搬送力が働く。その結果、密閉容器への潤滑油の放散量が増加し、放熱性が向上し、また、潤滑油に溶け込みやすい冷媒で低粘度の潤滑油を用いたものや、より低速域における運転が可能となる低い周端数運転における給油もより安定するため、冷凍システムの飛躍的な消費電力低減を図ることができ、また密閉型圧縮機の信頼性が向上する。
縦孔部がシャフト上端に向って遠心力方向へ傾斜し、かつシャフト１１０の反回転方向に傾斜した組み合わせにおいては、相乗効果で更に潤滑油には上方向への搬送力が強く働くこととなる。
【００５５】
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４による密閉型圧縮機のシャフト要部断面図である。なお、本実施の形態における密閉型圧縮機の基本構成は図１と同じであり、シャフトの基本構成は図２又は図５と同じである。
【００５６】
図８において、１３８は、縦孔部１３２と密閉容器１０１内とを連通する潤滑油放出横孔であり、副軸部１１３の上方に設けられている。
【００５７】
以上のような構成による密閉型圧縮機の動作について説明する。まずシャフト１１０の回転によって縦孔部１３２まで搬送された潤滑油１０８は、副軸部１１３の摺動部へと副軸給油路１１３ａを介して給油した後、そこで余った潤滑油が潤滑油放出横孔１３８から密閉容器１０１へと放出される。
【００５８】
この時、従来例で示した構成では、副軸受１９の壁面を伝って密閉容器１への潤滑油放散を行う事を特徴としているために、副軸部１９を持つ給油経路の長い構成においては、縦孔部１５からの給油量も減少することから、シャフト１０上端から潤滑油を放散する勢いが減少し、副軸受１９壁面の表面張力によって密閉容器まで放散できないといった状態が生じる可能性がある。
【００５９】
しかしながら、このような給油経路の長い場合でも、潤滑油放出横孔１３８が放出される潤滑油を整流する効果を発揮し、一ヵ所から分散されないように遠心力方向へと放散（支流Ｄ）できるので、副軸受１１９部壁面への表面張力によって放出潤滑油が分散される事もなく、確実に潤滑油を密閉容器へと放散することができる。従って、潤滑油の冷却が促されて信頼性向上を図る事ができ、また、低周波数運転時のような遠心力が小さく潤滑油の振り出し力が低下している場合においても、潤滑油を密閉容器１０１へと放散できる。
【００６０】
次に、図９は同実施の形態による密閉型圧縮機の他の例によるシャフトの要部断面図である。
【００６１】
図９において、１３９は連通共用孔でシャフトの回転に対して遠心力方向に穿設しており、一端が縦孔部１３２と連通し、他端が副軸受１１９内周と密閉容器１０１内空間との双方に開口している。
【００６２】
シャフト１１０の回転によって縦孔部まで搬送された潤滑油１０８は、連通共用孔１３９を通り、一部は副軸受１１９内周に給油され副軸受１１９と副軸部１１３との摺動部を潤滑し、一部が支流Ｅとして密閉容器１０１内雰囲気に開放されることで潤滑油冷却を行うと共に、ピストン１２０への潤滑によるピストン１２０、シリンダ１１６間との潤滑油シール性の向上による体積効率の向上が図れる。従って、一つの孔で副軸部の潤滑と潤滑油の潤滑油冷却及びピストン１２０摺動部への潤滑油跳ね掛けの共用化が図れるため、加工点数増によるコストアップも回避できるといった、低コストを達成しつつ高効率・高信頼性の圧縮機を提供する事ができる。
【００６３】
（実施の形態５）
図１０は本発明の実施の形態５による密閉型圧縮機のシャフトの要部断面図である。なお、本実施の形態における密閉型圧縮機の基本構成は図１と同じであり、シャフトの基本構成は図２又は図５と同じである。
【００６４】
図１０において、１４０は潤滑油吸引部で湾曲させたチューブで形成され、一端が縦孔部１３２上端に圧入開口し、他端はシャフト１１０の回転による遠心力方向に密閉容器１０１内へ延出開口している。
【００６５】
以上のような構成による密閉型圧縮機の動作について説明する。シャフト１１０の回転によって傾斜ポンプ部１３０から縦孔部まで搬送された潤滑油１０８は、潤滑油吸引部１４０の遠心力方向へ延出した部分で遠心力が働き、潤滑油を吸引する作用が働く。
【００６６】
この作用によって縦孔部１３２の潤滑油が潤滑油吸引部１４０に吸引され、上方向へ引き上げられることで滞溜していた粘性ポンプ部１３２のガスも同時に引き出されるといった効果を持つ。従って、両持ち軸受タイプといった給油経路の長い物でもガス噛みを防止することができ、片持ちタイプと同等の安定した給油特性を確保できる。また、潤滑油に溶け込みやすい冷媒で低粘度の潤滑油を用いたものや、より低速域における運転が可能となる低い周端数運転における給油もより安定するため、冷凍システムの飛躍的な消費電力低減を図ることができ、また密閉型圧縮機の信頼性が向上する。
【００６７】
（実施の形態６）
図１１は実施の形態６による密閉型圧縮機のシャフトの断面図である。なお、本実施の形態における密閉型圧縮機の基本構成は図１と同じであり、シャフトの基本構成は図２又は図５と同じである。
【００６８】
図１１において、１４１は潤滑油吸引部で潤滑油放出横孔に圧入し、シャフト１１０の回転による遠心力方向に密閉容器１０１内へ延出開口している。１４１ａは縦孔部１３２上端の封止部でキャップ状の金属プレス部品で形成される。
【００６９】
以上のような構成において、シャフト１１０の回転によって縦孔部まで搬送された潤滑油１０８は、潤滑油吸引部１４１へと搬送される。搬送された潤滑油１０８には、潤滑油吸引部１４１が遠心力方向へ延出しているため、遠心力が働き潤滑油を吸引する。
【００７０】
この作用によって縦孔部１３２の潤滑油が潤滑油吸引部１４１に吸引され、上方向へ引き上げられることで滞溜していた粘性ポンプ部１３２のガスも同時に引き出されるといった効果を持つ。従って、両持ち軸受タイプといった給油経路の長い物でもガス噛みを防止することができ、片持ちタイプと同等の安定した給油特性を確保できる。また、潤滑油に溶け込みやすい冷媒で低粘度の潤滑油を用いたものや、より低速域における運転が可能となる低い周端数運転における給油もより安定するため、冷凍システムの飛躍的な消費電力低減を図ることができ、また密閉型圧縮機の信頼性が向上する。
【００７１】
本構成は、さらに潤滑油吸引部が直管といった比較的加工の少ない安価な部品で構成できるため、コスト低減が図れる。
【００７２】
（実施の形態７）
図１２は実施の形態７による密閉型圧縮機のシャフト副軸部の詳細図である。なお、本実施の形態における密閉型圧縮機の基本構成は図１と同じであり、シャフトの基本構成は図２又は図５と同じである。
【００７３】
図１２において、１４２は副軸リード溝で副軸部１１３の外周に刻設され、副軸給油路１１３ａと連通し、副軸部１１３下部に副軸部密閉容器１０１内空間へ開口する開口端１４２ａを有する。リード溝１４２は副軸給油路１１３ａを起点に下方に向かってシャフト１１０の反回転方向に傾斜し、螺旋形状を持つ。
【００７４】
以上のような構成において、シャフト１１０の回転によって縦孔部１３２まで搬送された潤滑油１０８は、まず副軸部１１３の給油路１１３ａへと搬送され、次にリード溝１４２へと送り込まれる。この時リード溝部１４２がシャフト１１０回転方向に対して上向きの角度を持つことから、潤滑油１０８はリード溝１４２を伝って下方向へと押し出され、密閉容器１０１との連通端１４２ａから支流Ｇに示した如く、密閉容器１０１内へ放出され、放熱とともにピストン１２０への給油を司る。したがってリード溝部１４２の回転に伴い副軸部１１３摺動部全周に亘って潤滑することができ、より副軸部１１３の摺動部の信頼性が向上するとともに低速回転運転時においても、良好な放熱が得られ、またピストン１２０摺動部の潤滑がより確実に行われることで信頼性の高い密閉型圧縮機を得ることができる。また、潤滑油に溶け込みやすい冷媒で低粘度の潤滑油を用いたものや、より低速域における運転が可能となる低い周端数運転における給油もより安定するため、冷凍システムの飛躍的な消費電力低減を図ることができ、また密閉型圧縮機の信頼性が向上する。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の発明は、シャフトには、前記主軸部の下半部に、前記潤滑油に連通する絞り部を下端に有するとともに前記主軸部の下端から外周に向かい軸心が傾斜した円筒空洞で形成した傾斜ポンプ部を設け、前記主軸部の上半部外周に、下端が前記傾斜ポンプ部の上端近傍と連通し、上方に向かって前記シャフトの反回転方向に傾斜しながら螺旋状に刻設した粘性ポンプ部を設け、前記偏芯軸部から前記副軸部にかけて、一端が前記粘性ポンプ部上端近傍と連通し、他端が前記副軸部の上端面近傍に連通開口した縦孔部とを設けたことで、傾斜ポンプ部では粘性ポンプ部の下端まで揚程が得られ、更に粘性ポンプで発生した上向きの油圧が縦孔部の揚程をまかない、十分な量の潤滑油を安定して搬送することができる。
【００７６】
また請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明に、更に、縦孔部が下から上に向けてシャフトの回転中心軸から遠ざかる方向へ傾斜したものであり、縦孔部においても上向き搬送力を発生させることができ、さらに十分な量の潤滑油の搬送が可能となる。
【００７７】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明に、更に、縦孔部が下から上に向けてシャフトの回転方向と反対方向に傾斜したものであり、縦孔部においても上向き搬送力を発生させることができ、さらに十分な量の潤滑油の搬送が可能となる。
【００７８】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、絞り部は傾斜ポンプ部内に円板状のキャップを挿入係止したことで、組立時の装着による絞り部が回転軸心に対して振れることを防止できるので安定した給油が確保できると共に、絞り部を設けた円筒部を長手方向に加えなくた構成と比べて安価な構成でシャフト主軸部の長さを短くできる。
【００７９】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、傾斜通路内に平板状のデバイダーを挿入係止されたことを特徴とするものであり、傾斜ポンプ部内で潤滑油の回転方向のすべりが抑制されることで、特に低速回転域における傾斜ポンプ部内で遠心力が潤滑油に有効に働き、より強い上向き搬送力が発生する。
【００８０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、傾斜ポンプ部の円筒空洞部から縦孔部の上部開口に至る経路上に軸受部を介さずに密閉容器内空間とを連通する少なくとも１つ以上のガス抜き孔を設けたものであり、給油経路の長い給油機構において圧縮機起動時に混入した冷媒ガスや潤滑油内から気化するガス等を有効に密閉容器内空間へ逃がすことで、給油経路内での潤滑油に発生する上向き搬送力を途切れさせない。
【００８１】
請求項７に記載の発明は、請求項１記載から請求項３のいずれか１項に記載の発明に、更に、シャフトの副軸受部において、一端が縦孔部に開口し、他端が副軸受の上部または下部で密閉容器内空間とを連通し、前記シャフトの回転に対して遠心力方向に潤滑油放出横孔を穿設したものであり、潤滑油放出横孔内で潤滑油に遠心力が有効に発生するとともに整流されて放出されることで放出方向が一定となり、密閉容器への飛散が確実にされる。
【００８２】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、一端が縦孔部に開口し、他端が副軸受内周に開口する副軸給油路を有したものであり、副軸部と副軸受との摺動部に確実に給油をすることで信頼性が向上する。
【００８３】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、一端が縦孔部に開口し、他端が副軸受内周と密閉容器内空間との双方に開口した連通共用孔を設けたものであり、加工工数を減らしたシャフトで副軸への給油とピストン及び密閉容器への放出を同じ孔で行うことが出来る。
【００８４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項３記載のいずれか１項に記載の発明に、更に、一端がシャフト縦孔部上端と連通し、他端がシャフトの回転に対して遠心力方向に湾曲しながら延出し、密閉容器内空間に開口する潤滑油放出部を備えたものであり、縦孔部の潤滑油を吸引し引き上げることで、粘性ポンプ部の潤滑油にも吸引し引き上げることとなり、潤滑油放出部の開口端が遠心力方向へ潤滑油を放出するため、給油量が増加する。
【００８５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明に、更に、シャフト縦孔部の上端を封止する封止部と、一端がシャフト縦孔部と連通し、他端がシャフトの回転に対して遠心力方向に直線的に延出し密閉容器内空間に開口する潤滑油吸引部を備えたものであり、縦孔部の潤滑油を吸引し引き上げることで潤滑油放出部の開口端が遠心力方向へ延長しながら潤滑油を放出するため、給油経路内の潤滑油を吸引し引き上げることとなり、給油量を増加する。
【００８６】
請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明に、更に、シャフト副軸部外周で、一端が副軸給油路と連通し他端が密閉容器内空間に開口した螺旋状の副軸リード溝を設けたものであり、副軸摺動部への給油を確実に行うことができるとともに、シャフトの回転により潤滑油の粘性を利用して潤滑油が副軸リード溝から密閉容器内へ放出する際、ピストン及び密閉容器へ飛散することでピストンへの給油と密閉容器からの放熱を兼ねることができる。
【００８７】
請求項１３に記載の発明は、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の発明に、更に、少なくとも電源周波数以下の運転周波数を含む複数の運転周波数でインバーター駆動されるものであり、低い運転周波数運転においてシャフトの回転数が低下した場合においても傾斜ポンプから粘性ポンプを経て縦孔部への給油経路を通して各摺動部の潤滑油を供給できる。
【００８８】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載された発明に、更に、電源周波数以下の運転周波数には少なくとも３０Ｈｚ以下の運転周波数を含むものであり、３０Ｈｚ以下の低い運転周波数運転においても摺動部への給油を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態１の密閉型圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態の密閉型圧縮機のシャフト側面図
【図３】同実施の形態の密閉型圧縮機のシャフト下端部拡大図
【図４】同実施の形態の密閉型圧縮機の給油特性を示す特性図
【図５】本発明による実施の形態２の密閉型圧縮機のシャフト断面図
【図６】同実施の形態の密閉型圧縮機のシャフト上面図
【図７】本発明による実施の形態３の密閉型圧縮機のシャフト上面図
【図８】本発明による実施の形態４の密閉型圧縮機のシャフト要部断面図
【図９】同実施の形態による密閉型圧縮機のシャフト要部断面図
【図１０】本発明による実施の形態５の密閉型圧縮機のシャフト要部断面図
【図１１】本発明による実施の形態６の密閉型圧縮機のシャフト要部断面図
【図１２】本発明による実施の形態７の密閉型圧縮機のシャフト副軸部詳細図
【図１３】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図１４】従来の密閉型圧縮機の上面図
【図１５】従来の密閉型圧縮機のシャフト下部断面図
【図１６】従来の密閉型圧縮機のシャフト副軸要部断面図
【符号の説明】
１０１　密閉容器
１０５　電動要素
１０６　圧縮要素
１０８　潤滑油
１１０　シャフト
１１１　主軸部
１１２　偏芯軸部
１１３　副軸部
１１６　シリンダブロック
１１７　圧縮機
１１８　主軸受
１１９　副軸受
１２０　ピストン
１２１　連結手段
１３０　傾斜ポンプ部
１３１　粘性ポンプ部
１３２　縦孔部
１３５　縦孔部
１３６　縦孔部
１３７ａ　ガス抜き孔
１３７ｂ　ガス抜き孔
１３７ｃ　ガス抜き孔
１３８　潤滑油放出横孔
１３９　連通共用孔
１４０　潤滑油吸引部
１４１　潤滑油吸引部
１４１ａ　封止部
１４２　副軸リード溝
【図１】
2004036562.tif 000003
【図２】
2004036562.tif 000004
【図３】
2004036562.tif 000005
【図４】
2004036562.tif 000006
【図５】
2004036562.tif 000007
【図６】
2004036562.tif 000008
【図７】
2004036562.tif 000009
【図８】
2004036562.tif 000010
【図９】
2004036562.tif 000011
【図１０】
2004036562.tif 000012
【図１１】
2004036562.tif 000013
【図１２】
2004036562.tif 000014
【図１３】
2004036562.tif 000015
【図１４】
2004036562.tif 000016
【図１５】
2004036562.tif 000017
【図１６】
2004036562.tif 000018