(57)【要約】【課題】軸方向隙間を十分に確保すると共に、軸受延出部と上レースの接触を回避し、摺動損失を低減することで、効率の向上を実現すると共に、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。【解決手段】フレーム１０８の主軸受１１１のフレームスラスト面１１５に設置され、複数のボール１２２を保持するホルダー部１２３と、ボール１２２の上下にそれぞれ配設された上レース１２４と下レース１２１とを有するスラストボールベアリング１２５と、を備え、ホルダー部１２３と下レース１２１の内周部に主軸受１１１が延出した軸受延出部１１６が配設されて、上レース１２４の内周部が軸受延出部１１６の上端と重ならないように、シャフトスラスト面１２８に固定部材１２６を介して固定する。【選択図】  図２
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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蔵すると共に電動要素と圧縮要素が収納され、前記電動要素によって回転力を伝える鉛直方向に延在した主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受と、円筒形の圧縮室であるシリンダを形成するフレームと、前記シリンダを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連結する連結手段であるコンロッドと、前記フレームの主軸受のフレームスラスト面に設置され、複数のボールを保持するホルダー部と、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有するスラストボールベアリングと、を備え、
前記ホルダー部と前記下レースの内周部に前記主軸受が延出した軸受延出部が配設されて、前記上レースの内周部が前記軸受延出部の上端と重ならないように、前記シャフトスラスト面に固定部材を介して固定されたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記上レースの内周部は、前記軸受延出部の上方にて前記軸受延出部の上端と重ならないように、前記シャフトスラスト面に上レース内周部と主軸部とが略同心になるように固定され、前記軸受延出部の上端と前記シャフトスラスト面との間に所定の軸方向隙間を設け、前記軸方向隙間を前記潤滑油の流路として形成したことを特徴とする、請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記上レースは、前記ボール及び前記ホルダー部よりも外側の位置に、前記固定部材を通す孔が形成されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記スラストボールベアリングを潤滑した後の前記潤滑油を、前記フレームスラスト面から前記密閉容器内の空間に排出する排出経路を備えたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
請求項１から５のいずれかに記載の密閉型圧縮機によって圧縮されたガス冷媒が、凝縮器、減圧機構、蒸発器を経て、再び前記密閉型圧縮機内へと戻される冷凍サイクルを備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型圧縮機及び冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用冷凍冷蔵庫や自動販売機、エアコン等の冷凍サイクル装置に使用される密閉型圧縮機は、省エネルギーの観点から高効率化への動きが加速されており、なおかつ高い信頼性や低騒音化が求められている。
【０００３】
このような状況下において高効率化を目的とした、スラスト軸受部の摺動損失低減が望まれている。
【０００４】
従来、この種の密閉型圧縮機は、スラストボールベアリングを採用して、スラスト軸受部の摺動損失を低減し、効率を向上させたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の密閉型圧縮機ではシャフトの主軸部を軸支する主軸受を有したフレームにおいて、軸心と直角な平面部であるスラスト面と、スラスト面よりさらに上方に延長され、主軸部に対向する内面を有する軸受延出部を有した構成となっている。
【０００６】
そして、軸受延出部の外側にスラスト面から上側に向かって、支持部材、下レース、複数のボールとボールを保持するホルダー部、上レースの順に配置されており、これら下レース、複数のボールとボールを保持するホルダー部、上レースにより、スラストボールベアリングが構成されている。
【０００７】
さらに、支持部材、下レース、複数のボールとボールを保持するホルダー部は全て軸受延出部の外側に半径方向隙間を確保して配置されている。
【０００８】
一方、上レースは軸上延出部の上端のさらに上側に配置されており、上レース内周が軸受延出部の上端と重なるように配置され、軸受延出部の上端と上レースとの間に所定の軸方向隙間を設け、スラストボールベアリングへの給油経路としている。
【０００９】
ここで、上レース内周が軸受延出部の上端と重なるように配置されることで、シャフトの主軸部と上レース内周との間の半径方向隙間を狭小とすることができ、上レースの触れ回りを低減し、主軸部と上レースとの接触による騒音や、信頼性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２５５５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の構成では、上レース内周が軸受延出部の上端と重なるように設置されているため、給油経路である軸方向隙間が狭小になり、ボールへの給油が不足する可能性がある。
【００１２】
さらに、軸方向隙間が狭小なことで、回転時、軸受延出部の上端と上レースとが接触し、騒音や効率、さらには信頼性が低下する可能性がある。
【００１３】
また、落下などによる鉛直方向の衝撃的な荷重が作用したときに、軸受延出部の上端と上レースとが当接し、上レースが変形を生じ、ボールが上レースと下レースとの間で滑らかに回転せず、騒音や効率、さらには信頼性が低下する可能性がある。
【００１４】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するために、軸方向隙間を十分に確保すると共に、軸受延出部と上レースの接触を回避し、摺動損失を低減することで、効率の向上を実現すると共に、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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明では、上述の課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の手段を採用する。一例として、密閉容器内に潤滑油を貯蔵すると共に電動要素と圧縮要素が収納され、前記電動要素によって回転力を伝える鉛直方向に延在した主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受と、円筒形の圧縮室であるシリンダを形成するフレームと、前記シリンダを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連結する連結手段であるコンロッドと、前記フレームの主軸受のフレームスラスト面に設置され、複数のボールを保持するホルダー部と、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有するスラストボールベアリングと、を備え、前記ホルダー部と前記下レースの内周部に前記主軸受が延出した軸受延出部が配設されて、前記上レースの内周部が前記軸受延出部の上端と重ならないように、前記シャフトスラスト面に固定部材を介して固定されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、軸方向隙間を十分に確保すると共に、軸受延出部と上レースの接触を回避し、摺動損失を低減することで、効率の向上を実現すると共に、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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スラストボールベアリングの要部拡大図。
【図３】同実施の形態におけるシャフト側面方向断面図。
【図４】同実施の形態における上レース固定概要図。
【図５】同実施の形態におけるフレームの斜視図。
【図６】同実施の形態における弾性支持部材側面図。
【図７】同実施の形態における剛性支持部材斜視図。
【図８】本発明の実施の形態における冷蔵庫の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施例について、図面を用いて説明する。なお、この実施例によってこの発明は限定されるものではない。
【００１９】
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スラストボールベアリングの要部拡大図である。
【００２０】
本実施例の密閉型圧縮機１００は、密閉容器１０１内に潤滑油１０２が貯溜され、固定子１０３及び回転子１０４からなる電動要素１０５と、電動要素によって駆動される圧縮要素１０６を有している。シャフト１０７はフレーム１０８下部から延伸し、回転子１０４を固定した主軸部１０９と、主軸部上部にある、主軸部１０９に対し偏心して形成された偏心軸部１１０を備えており、主軸部はフレームの主軸受１１１に回転自在に軸支されている。
【００２１】
ピストン１１２はフレーム１０８に形成された略円筒形の圧縮室であるシリンダ１１３に往復自在に挿入され、偏心軸部１１０との間を連結手段であるコンロッド１１４によって連結されている。
【００２２】
フレーム１０８の主軸受１１１は、主軸受１１１の軸心と略直角に環状に形成されたフレームスラスト面１１５と、フレームスラスト面１１５よりさらに上方に延設され、主軸部１０９に対向する内面を有する軸受延出部１１６とを備えており、フレームスラスト面１１５外周に鉛直下方向に連通する排出経路１１７を有している。
【００２３】
そして、シャフト１０７を支持するため、軸受延出部１１６の外側のフレームスラスト面１１５から上方に向かって、支持部材１１８である弾性支持部材１１９もしくは剛性支持部材１２０、下レース１２１、複数のボール１２２及びボールを支持するホルダー部１２３、上レース１２４の順に設置している。
【００２４】
これら、下レース１２１、複数のボール１２２及びボールを支持するホルダー部１２３、上レース１２４によりスラストボールベアリング１２５が構成されている。
【００２５】
さらに、支持部材１１８、下レース１２１、複数のボール１２２及びボールを支持するホルダー部１２３は全て軸受延出部１１６の外側に半径方向隙間を確保して設置されている。
【００２６】
一方、上レース１２４は、ボール１２２及びホルダー部１２３よりも外側の位置に、固定部材１２６を通す孔が形成されている。固定部材１２６は、軸受延出部上端１２７から上側に配設されており、固定部材１２６を介してシャフトスラスト面１２８に上レース内周部１２９と主軸部１０９とが略同心となるように固定されている。この構成により、固定部材１２６がボール１２２及びホルダー部１２３に接触することを防止している。さらに、軸受延出部上端１２７とシャフトスラスト面１２８との間を閉塞することなく、軸方向隙間αは確保して、潤滑油１０２の流通を阻害することがない。
【００２７】
ここで、上レース内径は軸受延出部１１６の外径より大きいため、軸受延出部の上端１２７と、上レースの内周部１２９が重なることはない。また、フレームスラスト面１１５からボール１２２の最上部までの高さが、フレームスラスト面１１５から軸受延出部の上端１２７までの高さより高いため、軸受延出部の上端１２７と、シャフトスラスト面１２８との間に所定の軸方向隙間αが形成されている。
【００２８】
さらに、上レース１２４はシャフトスラスト面１２８に固定されていることで、半径方向に振れ回ることもなく、軸方向隙間αは確保される。
【００２９】
次にシャフト１０７の給油経路について説明する。
【００３０】
シャフト１０７は潤滑油１０２を密閉容器１０１下方から上方に搬送する給油手段を有する。そして、給油手段は主軸部１０９の下部から上部にまで潤滑油１０２を搬送する給油経路１３０と主軸部１０９上方から偏心軸部１１０の上方に延設された給油経路１３１を有している。
【００３１】
ここで、給油経路１３０はシャフト１０７下部に設けた遠心ポンプ１３２とシャフト１０７の外周部で横穴１３３と連通し、上端がシャフト１０７上部に設けたシャフト１０７外周部から主軸半径方向に延設された横穴１３４に連通する螺旋給油溝１３５とから構成されている。
【００３２】
また、給油経路１３１はシャフト１０７上部に設けた横穴１３４の底部近傍から、偏心軸部１１０に連通している。
【００３３】
以上のように構成された密閉型圧縮機１００について、以下その動作を説明する。
【００３４】
電動要素１０５である回転子１０４はシャフト１０７を回転させ、偏心軸部１１０の回転運動がコンロッド１１４を介してピストン１１２に伝えられ、ピストン１１２がシリンダ１１３内を往復運動する。それにより、冷媒ガス（図示せず）が繰り返し圧縮される。
【００３５】
シャフト１０７と回転子１０４及び偏心軸部１１０上部に取り付けられたバランスウェイト１３６の重量はスラストボールベアリング１２５で支えられると共に、ボール１２２が下レース１２１、上レース１２４の間で転がることで、シャフト１０７の回転が滑らかになる。
【００３６】
これにより、運転時のシャフトスラスト面１２８と、フレームスラスト面１１５との間で生じる摺動損失は、スラストボールベアリング１２５を用いないスラストすべり軸受けに比べ小さくなるため、入力が低減し、スラストボールベアリング１２５を用いない従来の密閉型圧縮機１００と比べ高効率とすることができる。
【００３７】
次にスラストボールベアリング１２５への給油方法について説明する。
【００３８】
密閉容器１０１内に貯溜された潤滑油１０２は、シャフト１０７の回転により生じた遠心力により、給油経路１３０を通ってシャフト１０７下部から上部へと汲み上げられる。
【００３９】
シャフト１０７上部まで汲み上げられた潤滑油１０２は、シャフト１０７上部に設けた横穴１３４から、給油経路１３１を通って、偏心軸部１１０上部へ搬送される。その際、シャフト１０７上部まで汲み上げられた潤滑油１０２の一部が、主軸部１０９と、軸受延出部１１６の間から溢れ、軸受延出部の上端１２７とシャフトスラスト面１２８の間に設けた軸方向隙間αを介してスラストボールベアリング１２５へと供給される。
【００４０】
ここで、上レース１２４を、上レース内周部１２９が軸受延出部１１６と重ならないようにシャフトスラスト面１２８に固定しているため、軸方向隙間αを十分に確保でき、潤滑油１０２を抵抗なくスラストボールベアリング１２５に供給することができる。
【００４１】
この流れがボール１２２と上レース１２４、下レース１２１との転動箇所に向かう直接的な流れとなり、スラストボールベアリング１２５の損失を低減するとともに、給油不足による、ボール１２２及び上レース１２４、下レース１２１の摩耗を防止し、高い信頼性を得ることができる。
【００４２】
次に、スラストボールベアリング１２５へ供給された潤滑油１０２はスラストボールベアリング１２５を潤滑した後、フレームスラスト面１１５の外周に設けた排出経路１１７を介して密閉容器１０１内の空間に排出される。
【００４３】
そのため、スラストボールベアリング１２５には、常に新しい潤滑油１０２が循環して供給されるので、スラストボールベアリング１２５周辺に摩耗粉等の堆積を防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
【００４４】
次に、運転時のスラストボールベアリング１２５の挙動について説明する。
【００４５】
運転時のボール１２２と上レース１２４及び下レース１２１の片あたりを防止し、スラストボールベアリング１２５が滑らかに転がるために、フレームスラスト面１１５と下レース１２１との間に調心作用を目的とした支持部材１１８が設置されている。支持部材１１８には弾性支持部材１１９と凸上突出部１３７を有した剛性支持部材１２０とがあり、弾性支持部材１１９は、弾性力によりシャフト１０７を調心させ、剛性支持部材１２０は凸上突出部１３７を有した形状により、下レース１２１に対して傾くことでシャフトを調心させる。
【００４６】
ここで、弾性支持部材１１９はその弾性力のため、剛性支持部材１２０は傾きの大きさによりシャフト１０７は軸方向に振動する。この時、軸方向隙間αが狭小だと、軸受延出部の上端１２７と接触し、騒音や効率、信頼性の悪化につながるが、上レース内周部１２９が軸受延出部１１６と重ならないようにシャフトスラスト面１２８に固定しているため、軸方向隙間αを十分に確保でき軸受延出部の上端１２７との接触を回避できるため、高い信頼性を得ることができる。
【００４７】
次に、密閉型圧縮機１００の運搬時などにおいて、落下などの鉛直方向の衝撃的な荷重が作用することがある。このような時においても、軸受延出部の上端１２７と、上レースの内周部１２９が重ならないように配置されているため、軸受延出部の上端１２７と上レース１２４との接触は起こらず、接触の衝撃による上レース１２４の変形を回避できるので、騒音や効率、さらには信頼性の悪化を回避できる。
【００４８】
以上より、本実施例の密閉型圧縮機は、密閉容器１０１内に潤滑油１０２を貯蔵すると共に電動要素１０５と圧縮要素１０６が収納され、電動要素１０５によって回転力を伝える鉛直方向に延在した主軸部１０９と偏心軸部１１０とを有するシャフト１０７と、シャフト１０７の主軸部１０９を軸支する主軸受１１１と、円筒形の圧縮室であるシリンダ１１３を形成するフレーム１０８と、シリンダ１１３を往復運動するピストン１１２と、ピストン１１２と偏心軸部１１０と連結する連結手段であるコンロッド１１４と、フレーム１０８の主軸受１１１のフレームスラスト面１１５に設置され、複数のボール１２２を保持するホルダー部１２３と、ボール１２２の上下にそれぞれ配設された上レース１２４と下レース１２１とを有するスラストボールベアリング１２５と、を備え、ホルダー部１２３と下レース１２１の内周部に主軸受１１１が延出した軸受延出部１１６が配設されて、上レース１２４の内周部が軸受延出部１１６の上端と重ならないように、シャフトスラスト面１２８に固定部材１２６を介して固定する。これにより、上レース１２４の半径方向の振れ回りを抑制することができる。
【００４９】
また、上レース１２４の内周部は、軸受延出部１１６の上方にて軸受延出部１１６の上端と重ならないように、シャフトスラスト面１２８に上レース１２４内周部と主軸部１０９とが略同心になるように固定され、軸受延出部１１６の上端とシャフトスラスト面１２８との間に所定の軸方向隙間αを設け、軸方向隙間αを潤滑油１０２の流路として形成する。これにより、上レース１２４と軸受延出部１１６の上端との接触を回避し、スラストボールベアリング１２５への給油を潤沢に行うことができる。
【００５０】
また、上レース１２４は、ボール１２２及びホルダー部１２３よりも外側の位置に、固定部材１２６を通す孔が形成されている。これにより、軸受延出部１１６の上端とシャフトスラスト面１２８との間に所定の軸方向隙間αを確保することができ、スラストボールベアリング１２５のみでシャフト１０７やシャフト１０７上端に取り付けられているバランスウェイト１３６、回転子１０４の自重などの垂直方向の荷重を支持し、摺動損失を低減することができる。
【００５１】
また、スラストボールベアリング１２５を潤滑した後の潤滑油１０２を、フレームスラスト面１１５から密閉容器１０１内の空間に排出する排出経路を備える。これにより、スラストボールベアリング１２５には、常に新しい潤滑油１０２が循環して供給されるので、スラストボールベアリング１２５周辺に摩耗粉等の堆積を防止することができ、高い信頼性を得ることができる。
【００５２】
以上のように、本実施形態では、効率が向上して、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００５３】
また、シリンダ１１３内に供給されたガス冷媒は、ピストン１１２の往復運動によって圧縮される。圧縮されたガス冷媒は、凝縮器、減圧機構、蒸発器を経て、再び圧縮機内へと戻される。圧縮機、凝縮器、減圧機構及び蒸発器により冷凍サイクルを形成している。この冷凍サイクルには、イソブタン（Ｒ６００ａ）などの炭化水素系の冷媒（ＨＣ冷媒）が使用されている。また、図８に示すように、上記の密閉型圧縮機１００を冷蔵庫２００に設置することで、冷蔵庫２００内の冷却効率を向上させることができるだけでなく、高い信頼性を確保することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態において、密閉型圧縮機１００の一例としてコンロッド方式の密閉型圧縮機を示したが、スコッチヨーク方式の密閉型圧縮機においても同じ効果が得られる。
【符号の説明】
【００５５】
１００  密閉型圧縮機
１０１  密閉容器
１０２  潤滑油
１０５  電動要素
１０６  圧縮要素
１０７  シャフト
１０８  フレーム
１０９  主軸部
１１０  偏心軸部
１１１  主軸受
１１２  ピストン
１１３  シリンダ
１１４  コンロッド
１１５  フレームスラスト面
１１６  軸受延出部
１１７  排出経路
１１８  支持部材
１１９  弾性支持部材
１２０  剛性支持部材
１２１  下レース
１２２  ボール
１２３  ホルダー部
１２４  上レース
１２５  スラストボールベアリング
１２６  固定部材
１２７  軸受延出部上端
１２８  シャフトスラスト面
１２９  上レース内周部
１３０、１３１  給油経路
１３７  凸上突出部
２００  冷蔵庫
【図１】
2013245667.tif 000003
【図２】
2013245667.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013245667.tif 000006
【図５】
2013245667.tif 000007
【図６】
2013245667.tif 000008
【図７】
2013245667.tif 000009
【図８】
2013245667.tif 000010