(57)【要約】【課題】スラスト面に設けられた面取り部の断面積が小さくなると、スラスト面に設けられたオイル溝からの潤滑油の排出量が低減し、潤滑油の循環量が低減され、潤滑油の冷却効果や各摺動部への潤滑が不足する。【解決手段】面取り部１２７において、圧縮室１１７側に近い側よりも圧縮室１１７から離れた圧縮荷重が作用する側の断面積が大きくなるように形成したことにより、圧縮荷重が掛かる側の摺動面積は確保し、圧縮荷重が掛からない側の摺動面積を低減して、密閉型圧縮機の高い信頼性と効率を維持する。【選択図】図２
2013019328.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、固定子と回転子とを備えた電動要素と、前記電動要素の下方に配置され、かつ前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、偏心軸部および前記回転子が固定される主軸部を備えたシャフトと、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機構と、前記シリンダブロックに設けられ、かつ前記シャフトの前記主軸部を軸支する軸受を具備する構成とし、さらに、前記軸受の上部に設けられたスラスト面と前記回転子との間にスラストワッシャを設け、前記スラスト面に、潤滑油を排出するオイル溝を設け、また、前記スラスト面の内径側に面取り部を設け、前記面取り部を、前記圧縮室側に近い側よりも前記圧縮室から離れた側の断面積が大きくなるように形成した密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記面取り部の形状を２段形状でかつ１段目より２段目の傾斜角度を大きく形成した請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記オイル溝の断面形状を、下底長に対し上底長を同等以上となるように形成した請求項１または２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、冷凍冷蔵装置等に用いられる密閉型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、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、消費電力の低減のために、高効率化並びに高信頼性化が望まれている。
【０００３】
一般に、この種の密閉型圧縮機は、密閉容器内に、支持枠体であるブロックと、このシリンダブロックの下部に圧縮要素を、また、シリンダブロックの上部に電動要素をそれぞれ配置した構成となっている。
【０００４】
そして、電動要素の回転子を固定したシャフトをシリンダブロックのほぼ中心に設けられた軸受にて回転可能に支持し、そのシャフトの回転により、電動要素の駆動力を圧縮要素に伝達している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機について説明する。
【０００６】
図６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、図７は、従来の密閉型圧縮機の要部拡大断面図、図８は、従来の密閉型圧縮における軸受の正面図である。
【０００７】
図６から図８において、密閉容器１内には、固定子５２と回転子５４とからなる電動要素２と、この電動要素２により回転駆動される圧縮要素４がそれぞれ収納され、底部に潤滑油６を貯留している。電動要素２と圧縮要素４は、一体に組み立てられて圧縮機構８を形成し、この圧縮機構８は、複数のコイルばね（図示せず）により、密閉容器１内に弾性的に支持されている。
【０００８】
圧縮要素４を構成するシリンダブロック２０には、円筒状の圧縮室２２が形成され、ピストン２４が圧縮室２２内に往復自在に嵌入されている。シリンダブロック２０の上部には軸受２６が固定され、軸受２６の上方のスラスト面５５には、オイルを排出するオイル溝５６を備え、スラスト面５５の内径側には面取り５７が形成されている。
【０００９】
シャフト３０は、軸受２６に鉛直方向に軸支され外周に螺旋状の給油溝３２を有する主軸部３４と、その下方に形成された偏心軸部３６を備えており、偏心軸部３６とピストン２４とは連結機構４４により連結されている。
【００１０】
また、偏心軸部３６の下端に形成された給油孔（図示せず）にパイプ状の給油管４２が圧入され、給油管４２は、一端が給油孔から螺旋状の給油溝３２に連通している。
【００１１】
電動要素２は、シリンダブロック２０の上方に固定された固定子５２と、シャフト３０の主軸部３４に焼嵌め等で固定された回転子５４とから構成されている。
【００１２】
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。
【００１３】
電動要素２に外部電源より通電がされると回転子５４が回転し、これに伴ってシャフト３０が回転し、偏心軸部３６の回転運動が連結機構４４を介してピストン２４に伝えられることで、ピストン２４は圧縮室２２内で往復運動を行い、圧縮要素４が所定の圧縮動作を行う。
【００１４】
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２２内へ吸入、圧縮された後、再び冷却システムへと吐出される。
【００１５】
このとき給油管４２は、遠心力により潤滑油６を汲み上げ、各摺動部（図示せず）を潤滑し、その一部は、螺旋状の給油溝３２を通ってスラスト面５５に設けられたオイル溝５６から排出され、排出された潤滑油６は、重力により密閉容器１の底部に戻る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開昭６２−２４７１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来の構成は、スラスト面に設けられた面取り部の断面積が、加工のバラツキによって小さくなることがある。面取り部の断面積が小さくなると、スラスト面に設けられたオイル溝からの潤滑油の排出量が低減するため、潤滑油の循環量が低減し、潤滑油の冷却効果や各摺動部への潤滑作用が不足する可能性があった。また、面取り部の断面積を最初から大きく設けると、軸受け内径部の摺動面積及びスラスト面積が低減されるため、面圧が上昇して信頼性が低下する可能性があった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、密閉型圧縮機において高い信頼性と高い効率が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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、軸受上部に設けられたスラスト面と回転子の間にスラストワッシャを設け、前記スラスト面に、オイルを排出するオイル溝を備え、前記スラスト面の内径側に面取り部を備えた構成とし、前記面取り部において、前記圧縮室側に近い側よりも前記圧縮室から離れた側の断面積が大きくなるように形成したもので、圧縮荷重が掛かる反対側の面取り部の断面積を大きくすることにより、断面積を確保しつつ圧縮荷重が掛かる側の摺動面積を確保することができる。したがって、圧縮荷重が掛からない側の摺動面積を低減し、信頼性と効率を向上するという作用を有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の密閉型圧縮機は、スラスト面の内径側に面取り部を備えた構成とし、面取り部において圧縮室側に近い側よりも圧縮室から離れた側の断面積が大きくなるように形成したもので、圧縮荷重が掛かる反対側の面取り部の断面積を大きくすることにより、面取り部の断面積の総計を確保しつつ、圧縮荷重が掛かる側の摺動面積を確保することができる。したがって、圧縮荷重が掛からない側の摺動面積を低減することができることから、高い信頼性と高い効率の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】
【００２１】
【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
【図２】同実施の形態１における密閉型圧縮機のスラスト部の要部拡大断面図
【図３】同実施の形態１における密閉型圧縮機の軸受の断面図
【図４】同実施の形態１における密閉型圧縮機の軸受の正面図
【図５】同実施の形態１における密閉型圧縮機の要部拡大断面図
【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要部拡大断面図
【図８】従来の密閉型圧縮機の軸受の正面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに、固定子と回転子とを備えた電動要素と、前記電動要素の下方に配置され、かつ前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、偏心軸部および前記回転子が固定される主軸部を備えたシャフトと、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機構と、前記シリンダブロックに設けられ、かつ前記シャフトの前記主軸部を軸支する軸受を具備する構成とし、さらに、前記軸受の上部に設けられたスラスト面と前記回転子との間にスラストワッシャを設け、前記スラスト面に、潤滑油を排出するオイル溝を設け、また、前記スラスト面の内径側に面取り部を設け、前記面取り部を、前記圧縮室側に近い側よりも前記圧縮室から離れた側の断面積が大きくなるように形成したものである。
【００２３】
このように、圧縮荷重が掛かる反対側の面取り部の断面積を大きくすることにより、面取り部の断面積の総計を確保しつつ圧縮荷重が掛かる側の摺動面積を確保し、圧縮荷重が掛からない側の摺動面積を低減することで、高い信頼性と効率を確保することができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記面取り部の形状を２段形状でかつ１段目より２段目の傾斜角度を大きく形成したものである。
【００２５】
かかることにより、スラスト面及び軸受の内径部の摺動面積を確保しつつ、面取り部の断面積を大きくできることから、安定してオイル溝から潤滑油を排出することができ、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに高い信頼性を確保することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記オイル溝の断面形状を、下底長に対し上底長を同等以上となるように形成したものである。
【００２７】
かかることにより、加工のバラツキによりスラスト面の取り代が大きくなった場合でもオイル溝の断面積を確保することができることから、安定してオイル溝から潤滑油を排出することができ、さらに高い信頼性を確保することができる。
【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１における密閉型圧縮機のスラスト部の要部拡大断面図、図３は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の軸受の断面図、図４は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の軸受の正面図、図５は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の要部拡大断面図である。
【００３０】
図１から図５において、密閉容器１０１内には、固定子１０３と回転子１０５とからなる電動要素１０７と、この電動要素１０７により回転駆動される圧縮要素１０９とがそれぞれ収納され、底部に潤滑油１１１を貯留している。電動要素１０７と圧縮要素１０９は、一体に組み立てられて圧縮機構１１３を形成し、この圧縮機構１１３は、複数のコイルばね（図示せず）により密閉容器１０１内に弾性的に支持されている。
【００３１】
圧縮要素１０９を構成するシリンダブロック１１５には、円筒状の圧縮室１１７が形成され、ピストン１１９が圧縮室１１７内に往復自在に嵌入されている。シリンダブロック１１５の上部には、軸受１２１が固定され、軸受１２１の上方のスラスト面１２３の一部
には、オイル溝１２５が設けられ、スラスト面１２３の内径側には、面取り部１２７が設けられている。
【００３２】
シャフト１２９は、軸受１２１に鉛直方向に軸支され、かつ外周に螺旋状の給油溝１３１を有する主軸部１３３と、その下方に形成された偏心軸部１３５を備えており、偏心軸部１３５とピストン１１９とは連結機構１３７によって連結されている。
【００３３】
また、偏心軸部１３５の下端に形成された給油孔（図示せず）にパイプ状の給油管１３９が圧入され、給油管１３９は、一端が潤滑油１１１中に開口し、一端は給油孔から螺旋状の給油溝１３１に連通している。
【００３４】
電動要素１０７は、シリンダブロック１１５の上方に固定された固定子１０３と、シャフト１２９の主軸部１３３に焼嵌め等で固定された回転子１０５とから構成されている。
【００３５】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作と作用を説明する。
【００３６】
電動要素１０７に外部電源（図示せず）より通電がされると、回転子１０５が回転し、これに伴ってシャフト１２９が回転し、偏心軸部１３５の回転運動が連結機構１３７を介してピストン１１９に伝えられる。その結果、ピストン１１９は、圧縮室１１７内で往復運動を行い、圧縮要素１０９が所定の圧縮動作を行う。
【００３７】
これにより、冷媒ガスは、冷却システム（図示せず）から圧縮室１１７内へ吸入、圧縮された後、再び冷却システムへと吐出される。
【００３８】
次に、密閉容器１０１の底部に貯留された潤滑油１１１の給油経路について説明する。
【００３９】
密閉容器１０１の底部に貯留された潤滑油１１１に浸漬している給油管１３９は、遠心力により潤滑油１１１を上方に汲み上げ、各摺動部を潤滑し、その一部は螺旋状の給油溝１３１によってさらに上部に搬送される。搬送された潤滑油１１１は、軸受１２１の上部に設けられた面取り部１２７に貯留され、スラスト面１２３に供給されるとともに、スラスト面１２３に設けられたオイル溝１２５を通じて排出される。
【００４０】
その後、軸受１２１の外部に排出された潤滑油１１１は、自重によって密閉容器１０１の底部に再度貯留される。
【００４１】
したがって、軸受１２１の上部に配設されたスラスト面１２３の加工の削り代のバラツキにより、軸受１２１の上部に設けられ面取り部１２７の断面積およびオイル溝１２５の断面積が小さくなると、面取り部１２７に貯留できる潤滑油１１１の量が低下し、オイル溝１２５に送られる潤滑油１１１の量も低下する。さらに、オイル溝１２５の断面積が小さいために、オイル溝１２５を通過できる潤滑油１１１の量も低下してしまう。また、オイル溝１２５からの潤滑油１１１の排出量が低下してしまうため、給油経路全体の給油量が低下してしまう。
【００４２】
次に、ピストン１１９に作用する反発荷重Ｆ１の影響による水平方向の荷重Ｆ２、及び荷重Ｆ３について説明する。
【００４３】
ピストン１１９に作用する反発荷重Ｆ１は、圧縮室１１７内の圧力と圧縮室１１７の内径によって支配され、圧縮行程後半付近において最大となり、連結機構１３７を介してシャフト１２９に大きく作用する。
【００４４】
最大反発荷重Ｆ１が発生する圧縮行程後半において、偏心軸部１３５は、圧縮室１１７側に位置し、ピストン１１９に作用する反発荷重Ｆ１は、連結機構１３７を介して、偏心軸部１３５に作用する。
【００４５】
また、シャフト１２９の主軸部１３３の直径と軸受１２１の軸孔内径には、１０〜３０μｍ程度のクリアランスが設定されていることから、シャフト１２９には傾きが生じる。この傾きに伴い、偏心軸部１３５に作用した反発荷重Ｆ１により、軸受１２１の下部には、軸受１２１の圧縮室１１７から遠い側に押し付け荷重Ｆ２が作用する。これに伴って、軸受１２１の上部には軸受１２１の圧縮室１１７に近い側に押し付け荷重Ｆ３が作用し、スラスト面１２３には、圧縮室１１７に近い側に垂直方向の荷重Ｆ４が作用する。また、軸受１２１の上部に配設されたスラスト面１２３には、回転子１０５とシャフト１２９の自重の荷重Ｆ４が垂直方向に作用する。
【００４６】
よって、軸受１２１の下部には、圧縮室１１７から遠い側に水平方向の荷重Ｆ２が作用し、軸受１２１の上部には、圧縮室１１７に近い側に水平方向の荷重Ｆ３が作用する。さらにスラスト面１２３には、圧縮室１１７に近い側に垂直方向の荷重Ｆ４が作用する。
【００４７】
したがって、軸受１２１の上部に設けられた面取り部１２７を大きくすることにより加工のバラツキによって面取り部１２７が小さくなることを避けることができ、安定した給油量を確保することができるが、面取り部１２７を大きくすると軸受１２１上部の水平方向の荷重Ｆ３が掛かる摺動面積が低減されと共に、垂直方向の荷重Ｆ４が掛かるスラスト面１２３の摺動面積も低減されることから、面圧が上昇し信頼性を低下させてしまう可能性があった。
【００４８】
そこで、面取り部１２７において、ピストン１１９に作用する圧縮荷重の影響を受けて発生する荷重Ｆ３および荷重Ｆ４が作用する、圧縮室１１７に近い側よりも荷重Ｆ３および荷重Ｆ４が作用しない圧縮室１１７から離れた側の断面積が大きくなるように形成することにより、面取り部１２７の断面積の総計を確保しつつ、圧縮荷重の影響による荷重を受ける側の摺動面積は確保し、圧縮荷重の影響を受けない側の摺動面積を低減させることができることから、安定して給油量が確保でき、摺動損失を低減させて、密閉型圧縮機の信頼性向上と効率向上をはかることができる。
【００４９】
また、面取り部１２７の形状を２段形状で、かつ１段目１４１より２断目１４３の水平に対する傾斜角度を大きく形成することにより、軸受１２１の上部の摺動面積及びスラスト面１２３の摺動面積を確保しつつ、さらに面取り部１２７の断面積を大きくすることができる。このことから、さらに密閉型圧縮機の信頼性向上をはかることができる。
【００５０】
また、オイル溝１２５の断面形状を、下底長に対し上底長を同等以上となるように形成したことにより、スラスト面１２３の加工による削り代のバラツキに対し、オイル溝１２５の断面積の変化率を小さくすることができる。このことから、安定してオイル溝１２５の断面積を確保することができ、さらに安定して給油量を確保し、密閉型圧縮機の信頼性をはかることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態１においては、圧縮要素１０９が電動要素１０７の下部に配設された構成について説明したが、圧縮要素１０９が電動要素１０７の上部に配設された構成の密閉型圧縮機についても同様に実施することができ、同様の作用効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、安定して給油量を確保しつつ摺動損失を低減し、高い信頼性と効率向上が得られることから、エアーコンディショナーや冷凍冷
蔵装置等の冷凍機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  密閉容器
１０３  固定子
１０５  回転子
１０７  電動要素
１０９  圧縮要素
１１１  潤滑油
１１５  シリンダブロック
１１７  圧縮室
１１９  ピストン
１２１  軸受
１２３  スラスト面
１２５  オイル溝
１２７  面取り部
１２９  シャフト
１３３  主軸部
１３５  偏心軸部
１３７  連結機構
【図１】
2013019328.tif 000003
【図２】
2013019328.tif 000004
【図３】
2013019328.tif 000005
【図４】
2013019328.tif 000006
【図５】
2013019328.tif 000007
【図６】
2013019328.tif 000008
【図７】
2013019328.tif 000009
【図８】
2013019328.tif 000010