(57)【要約】【課題】スラストボールベアリングの信頼性を確保すると共に、運転時の振動および騒音を低くする。【解決手段】シャフト１１２の下端に密閉容器１０１との衝突部１４１を備え、衝突部１４１下部と密閉容器１０１内面との距離を、スナブバー１３１下端とシェルスナブバー１３０の上端の距離より小さく形成したので、大きな外力が加わった場合にシャフト１１２と回転子１０３に鉛直方向上向の力を与え、スラストボールベアリング１２２の信頼性を確保すると共に、運転時の共振による振動および騒音を低くすることができる。【選択図】図１
2013133756.tif 000002
【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、電動要素と圧縮要素とで構成された電動圧縮要素を支持用コイルバネによって弾性的に支持し、前記電動要素は、回転子と固定子とで構成され、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、圧縮室を備えたシリンダブロックと、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心軸部とを連結する連結手段と、前記シリンダブロックに設けられ前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受のスラスト面に配設されたスラストボールベアリングとを備え、前記スラストボールベアリングは、ホルダー部に保持された複数のボールと、前記ボールの上下にそれぞれ配設された上レースと下レースとを備え、前記支持用コイルバネの前記密閉容器側には前記支持用コイルバネに圧入挿嵌されるシェルスナブバーと、前記支持用コイルバネの前記電動圧縮要素側には前記電動圧縮要素に固着され前記支持用コイルバネに遊嵌されるスナブバーとを備え、前記シャフトの下端に前記密閉容器との衝突部を備え、前記衝突部下部と前記密閉容器内面との距離が、前記スナブバー下端と前記シェルスナブバーの上端の距離より小さくなることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
衝突部は弾性部材である請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
弾性部材はコイルバネであり、前記コイルバネはシャフトに挿入固定された請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
コイルバネの線材の断面は、略四角形である請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
電動要素は複数の運転周波数で駆動される請求項１から４のいずれか一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、冷蔵庫、ショーケースなどの冷蔵、冷凍装置や空気調和装置に用いられる密閉型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の密閉型圧縮機は、信頼性を確保した上での消費電力の低減が求められている。その課題のひとつとしては、摺動損失の低減のために採用したスラストボールベアリングの輸送時等において大きな外力が作用した場合の信頼性の確保が挙げられる。この課題に対し、従来の密閉型圧縮機としては、下レースとシリンダブロックとの間に弾性力を備えた支持部材を備えることで信頼性を確保したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。
【０００４】
図４は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図であり、図５は、従来の密閉型圧縮機の要部断面図である。
【０００５】
図４および図５に示すように、密閉容器１内に潤滑油２を貯溜するとともに、電動要素３と圧縮要素４とで構成された電動圧縮要素５は、支持用コイルバネ６によって弾性的に支持されている。
【０００６】
電動要素３は、回転子１０と固定子１１とで構成されている。圧縮要素４は、回転子１０が固定された主軸部１２と偏心軸部１３とを有するシャフト１４と、圧縮室１５を備えたシリンダブロック１６と、圧縮室１５内で往復運動するピストン１７と、ピストン１７と偏心軸部１３とを連結する連結手段１８と、シリンダブロック１６に設けられ主軸部１２を軸支する主軸受１９と、主軸受１９のスラスト面２０に配設されたスラストボールベアリング２１とを備えている。
【０００７】
スラストボールベアリング２１は、ホルダー部３０に保持された複数のボール３１と、ボール３１の上下にそれぞれ配設された上レース３２と下レース３３とを備えている。下レース３３または上レース３２とシリンダブロック１６のスラスト面２０との間に、重力方向の弾性力を備えた支持部材３４を配設している。
【０００８】
支持用コイルバネ６の密閉容器１側には支持用コイルバネ６に圧入挿嵌されるシェルスナブバー４０と、支持用コイルバネ６の電動圧縮要素５側には電動圧縮要素５に固着され支持用コイルバネ６に遊嵌されるスナブバー４１とを備えている。
【０００９】
シャフト１４は、潤滑油２を上方に搬送する給油機構５０を備えており、給油機構５０は、一端が潤滑油２中に開口部５１を備えた遠心ポンプ５２と、開口部５１には遠心ポンプ５２よりも断面積の小さい吸い込み孔５３が穿孔された絞り板５４とを備えている。
【００１０】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下にその動作を説明する。
【００１１】
電動要素３の回転子１０はシャフト１４を回転させ、偏心軸部１３の回転運動が、連結手段１８を介して、ピストン１７に伝えられ、これによって、ピストン１７は圧縮室１５内を往復運動する。ピストン１７の往復運動により、冷却システム（図示せず）から冷媒ガスが圧縮室１５内へ吸入され、圧縮された後、再び冷却システムに吐き出される。
【００１２】
その際、密閉容器１内に封入された潤滑油２中でシャフト１４が回転することで、遠心ポンプ作用により、遠心ポンプ５２内側で油圧が発生し、潤滑油２は吸い込み孔５３から吸い上げられ、各摺動部へ供給される。
【００１３】
次に、スラストボールベアリング２１について説明する。スラストボールベアリング２１は、ボール３１が上レース３２と下レース３３に点接触の状態で転がる転がり軸受であり、シャフト１４や回転子１０の自重などの垂直方向の荷重を支持しながら回転が可能である。転がり軸受は、一般的に用いられている滑り軸受の形式のスラストベアリングより摩擦が少なく、近年高効率化を目的に採用されることが増えてきている。
【００１４】
輸送時の振動など密閉型圧縮機全体に大きな外力が作用した場合には、支持用コイルバネ６が外力により圧縮されると共にシェルスナブバー４０の上端とスナブバー４１の下端が衝突する。その結果としてスラストボールベアリング２１全体に大きな荷重が作用するが、下レース３３または上レース３２とスラスト面２０との間に、重力方向の弾性力を備えた支持部材３４を配設することで、支持部材３４が変形し、ボール３１と上レース３２および下レース３３の接触荷重が大きくなることを抑制し、スラストボールベアリング２１の塑性変形することを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−１０１２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来の構成では、大きな外力が作用した場合にスラストボールベアリングと上レースおよび下レースの信頼性を確保することはできるが、運転時に支持部材の弾性力と、回転子とシャフトの自重により構成される系が運転周波数で共振することで、振動および騒音が発生する可能性があるという課題があった。
【００１７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、輸送時の振動など密閉型圧縮機全体に大きな外力が作用した場合でもスラストボールと上レースおよび下レースの信頼性を確保することに加えて、運転時に支持部材の弾性力と、回転子とシャフトの自重により構成される系が運転周波数で共振することを防止し、振動および騒音の低い密閉型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】
【００１８】
上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、スラストボールベアリングは、ホルダー部に保持された複数のボールと、ボールの上下にそれぞれ配設された上レースと下レースとを備え、支持用コイルバネの密閉容器側には支持用コイルバネに圧入挿嵌されるシェルスナブバーと、支持用コイルバネの電動圧縮要素側には電動圧縮要素に固着され支持用コイルバネに遊嵌されるスナブバーとを備え、シャフトの下端に密閉容器との衝突部を備え、衝突部下部と密閉容器内面との距離を、スナブバー下端とシェルスナブバーの上端の距離より小さく形成したものである。
【００１９】
これによって密閉型圧縮機全体に大きな外力が作用した場合にスナブバー下端とシェルスナブバーの上端が接触する前に、シャフトの下端の衝突部が密閉容器内面と接触することで、シャフトと回転子に鉛直方向上向の力を与え、ボールと上レースおよび下レースの接触荷重が大きくなることを防止すると共に、運転時にスラストボールベアリング近傍での共振をなくすことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の密閉型圧縮機は、信頼性を高くすると共に、振動および騒音を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大断面図
【図３】同実施の形態における密閉型圧縮機の衝突部近傍のシャフトの斜視断面図
【図４】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図５】従来の密閉型圧縮機の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の発明は、密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに、電動要素と圧縮要素とで構成された電動圧縮要素を支持用コイルバネによって弾性的に支持し、前記電動要素は、回転子と固定子とで構成され、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、圧縮室を備えたシリンダブロックと、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心軸部とを連結する連結手段と、前記シリンダブロックに設けられ前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受のスラスト面に配設されたスラストボールベアリングとを備え、前記スラストボールベアリングは、ホルダー部に保持された複数のボールと、前記ボールの上下にそれぞれ配設された上レースと下レースとを備え、前記支持用コイルバネの前記密閉容器側には前記支持用コイルバネに圧入挿嵌されるシェルスナブバーと、前記支持用コイルバネの前記電動圧縮要素側には前記電動圧縮要素に固着され前記支持用コイルバネに遊嵌されるスナブバーとを備え、前記シャフトの下端に前記密閉容器との衝突部を備え、前記衝突部下部と前記密閉容器内面との距離が、前記スナブバー下端と前記シェルスナブバーの上端の距離より小さく形成したものである。
【００２３】
これによって、輸送時等で密閉型圧縮機全体に大きな外力が作用した場合にスナブバー下端とシェルスナブバーの上端が接触する前に、シャフトの下端の衝突部が密閉容器の内面と接触することで、シャフトと回転子に鉛直方向における上向きの力を与え、ボールと上レースおよび下レースの接触荷重が大きくなることを防止することで輸送時の信頼性を向上させると共に、運転時にスラストボールベアリング近傍での共振をなくすことができ、振動および騒音を低くすることができことができる。
【００２４】
第２の発明は、衝突部は弾性部材であるとしたもので、弾性部材でシャフトと回転子に加える鉛直方向における上向きの力を緩和し、調整することができ、大きな衝撃力が加わった場合にも更に信頼性を確保することができる。
【００２５】
第３の発明は、弾性部材はコイルバネであり、前記コイルバネはシャフトに挿入固定されたとしたもので、さらに、コイルバネで給油機構を構成することができ、更に生産性を高くすることができる。
【００２６】
第４の発明は、コイルバネの線材の断面は、略四角形であるとしたもので、さらに、給油機構による各摺動部への供給油量を増加させることができ、更に信頼性を高くすることができる。
【００２７】
第５の発明は、電動要素は複数の運転周波数で駆動されるとしたもので、さらに、複数の運転周波数での運転でもスラストボールベアリング近傍での共振がないので、複数の運転周波数で振動および騒音を低くすることができる。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態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断面図、図３は、同実施の形態における密閉型圧縮機の衝突部近傍のシャフトの斜視断面図である。
【００３０】
図１から３において、密閉容器１０１内には、固定子１０２と回転子１０３からなり、複数の運転周波数で制御回路等を用いることでインバーター駆動できる電動要素１０４を収容し、電動要素１０４によって駆動される圧縮要素１０５を収容し、電動要素１０４と圧縮要素１０５とで構成された電動圧縮要素１０６を支持用コイルバネ１０７によって弾性的に支持し、潤滑油１０８を貯溜している。
【００３１】
本圧縮機に使用される冷媒は温暖化係数の低い自然冷媒である炭化水素系冷媒のＲ６００ａであり、潤滑油１０８は相溶性があり、粘度グレードは低粘度油であるＶＧ１０からＶＧ５と組み合わせてある。
【００３２】
圧縮要素１０５は、回転子１０３が固定された主軸部１１０と偏心軸部１１１とを有するシャフト１１２と、圧縮室１１３を備えたシリンダブロック１１４と、圧縮室１１３内で往復運動するピストン１１５と、ピストン１１５と偏心軸部１１１とを連結する連結手段１１６とを備えている。
【００３３】
シリンダブロック１１４には、主軸部１１０を軸支する主軸受１２０と、主軸受１２０のスラスト面１２１に配設されたスラストボールベアリング１２２とを備え、スラストボールベアリング１２２は、ホルダー部１２３に保持された複数のボール１２４と、ボール１２４の上下にそれぞれ配設された上レース１２５と下レース１２６とを備えている。
【００３４】
支持用コイルバネ１０７の密閉容器１０１側には支持用コイルバネ１０７に圧入挿嵌されるシェルスナブバー１３０と、支持用コイルバネ１０７の電動圧縮要素１０６側には電動圧縮要素１０６に固着され支持用コイルバネ１０７に遊嵌されるスナブバー１３１とを備えている。
【００３５】
シャフト１１２の下端１４０に密閉容器１０１との衝突部１４１を備え、衝突部１４１下部と密閉容器１０１内面との距離（図２中の記号Ａ）が、スナブバー１３１下端とシェルスナブバー１３０の上端の距離（図２中の記号Ｂ）より小さく形成している。
【００３６】
衝突部１４１は弾性部材１５０としてのコイルバネ１５１であり、コイルバネ１５１はシャフト１１２の遠心ポンプ１５２に挿入固定されており、コイルバネ１５１の線材の断面は、略四角形としている。
【００３７】
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。
【００３８】
電動要素１０４の回転子１０３はシャフト１１２を回転させ、偏心軸部１１１の回転運動が、連結手段１１６を介して、ピストン１１５に伝えられ、これによって、ピストン１１５は圧縮室１１３内を往復運動する。ピストン１１５の往復運動により、冷却システム（図示せず）から冷媒ガスが圧縮室１１３内へ吸入され、圧縮された後、再び冷却システムに吐き出される。
【００３９】
その際、密閉容器１０１内に封入された潤滑油１０８中でシャフト１１２が回転するこ
とで、遠心ポンプ作用により、遠心ポンプ１５２内側で油圧が発生し、潤滑油１０８はコイルバネ１５１を伝う様に吸い上げられ、各摺動部へ供給される。
【００４０】
次に、スラストボールベアリング１２２について説明する。スラストボールベアリング１２２は、ボール１２４が上レース１２５と下レース１２６に点接触の状態で転がる転がり軸受であり、シャフト１１２や回転子１０３の自重などの垂直方向の荷重を支持しながら回転が可能である。
【００４１】
ここで輸送時の振動など密閉型圧縮機全体に大きな外力が作用した場合にスラストボールベアリング１２２の信頼性が低下するメカニズムについて説明する。大きな外力が作用した場合に密閉型圧縮機内部の電動圧縮要素１０６は、支持用コイルバネ１０７を圧縮し鉛直方向下向きに動く運動をする。従来品では支持用コイルバネ１０７が全圧縮により損傷することを防止するため、スナブバー１３１下端とシェルスナブバー１３０の上端が接触する様に構成されている。スナブバー１３１下端とシェルスナブバー１３０の上端が接触衝突すると、シリンダブロック１１４には鉛直方向上向きの大きな反力が発生する。一方でシャフト１１２とシャフト１１２に固定された回転子１０３には鉛直方向下向きの慣性力が発生している。そのため、ボール１２４が上レース１２５と下レース１２６に点接触の状態で挟みこむ様に大きな荷重がかかり、転がり軌道上に複数の打痕が発生することでスラストボールベアリング１２２の信頼性が低下してしまう。
【００４２】
一方、本発明品は、スナブバー１３１下端とシェルスナブバー１３０の上端が接触する前に、シャフト１１２の下端の衝突部１４１が密閉容器１０１内面と接触することで、シャフト１１２と回転子１０３に鉛直方向上向の力を与える。その後スナブバー１３１下端とシェルスナブバー１３０の上端が接触し、シリンダブロック１１４に鉛直方向上向きの大きな反力が発生するため、ボール１２４と上レース１２５および下レース１２６の接触荷重が大きくなることを避けることができる。また運転時にスラストボールベアリング１２２近傍で弾性力のある支持部材を用いていないので運転周波数との共振をなくすことができ、振動および騒音を低くすることができことができる。
【００４３】
また、衝突部１４１は、弾性部材１５０としているのでシャフト１１２と回転子１０３に加える鉛直方向上向の力を調整することができ、大きな衝撃力が加わった場合にも更に信頼性を確保することができる。
【００４４】
また、弾性部材１５０はコイルバネ１５１としているので、コイルバネ１５１で給油機構を構成することができ、更に生産性を高くすることができる。
【００４５】
また、コイルバネ１５１の線材の断面は、略四角形としているので、潤滑油１０８を持上げる面積を大きくすることができるので給油機構による各摺動部への供給油量を増加させることができ、更に信頼性を高くすることができる。
【００４６】
なお、吸入し圧縮する冷媒ガスは炭化水素系冷媒としてのＲ６００ａとしたが、フロンＲ１３４ａとしても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
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。
【符号の説明】
【００４８】
１０１  密閉容器
１０２  固定子
１０３  回転子
１０４  電動要素
１０５  圧縮要素
１０６  電動圧縮要素
１０７  支持用コイルバネ
１０８  潤滑油
１１０  主軸部
１１１  偏心軸部
１１２  シャフト
１１３  圧縮室
１１４  シリンダブロック
１１５  ピストン
１１６  連結手段
１２０  主軸受
１２１  スラスト面
１２２  スラストボールベアリング
１２３  ホルダー部
１２４  ボール
１２５  上レース
１２６  下レース
１３０  シェルスナブバー
１３１  スナブバー
１４０  下端
１４１  衝突部
１５０  弾性部材
１５１  コイルバネ
【図１】
2013133756.tif 000003
【図２】
2013133756.tif 000004
【図３】
2013133756.tif 000005
【図４】
2013133756.tif 000006
【図５】
2013133756.tif 000007