(57)【要約】【課題】圧縮機の高さ寸法を低減する。【解決手段】回転可能な主軸部と、螺旋状のスパイラル溝及び螺旋状の凸部を有する固定ピースと、支持部材と、を備える密閉型圧縮機であって、固定ピースは、スパイラル溝又は凸部の設けられている領域に、支持部が取付けられた被取付部を有する。【選択図】図２ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な主軸部と、
螺旋状のスパイラル溝及び螺旋状の凸部を有する固定ピースを備え、
前記固定ピースは、前記スパイラル溝又は前記凸部の設けられている領域に、支持部が取付けられた被取付部を有する密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記固定ピースは、前記凸部の設けられている領域に前記被取付部を有する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】
前記被取付部は、孔であり、
該孔は、前記固定ピースの外側に向かうにつれて広がるテーパ形状を備える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】
前記主軸部及び固定ピースに対して径方向外側に位置する回転子と、
該回転子に対して径方向外側に位置する固定子と、を備え、
前記支持部材は、
線状であり、
前記被取付部にて前記固定ピースに取付けられる挿通部と、
径方向について前記回転子が設けられている領域に位置し、前記挿通部より上方に位置する上側部と、
径方向について前記固定子が設けられている領域に位置し、前記上側部より下方に位置する下側部と、を有することを特徴とする請求項１乃至３何れか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４何れか一項に記載の密閉型圧縮機を備えた機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、密閉型圧縮機及びこれを備える機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機を搭載した機器は、例えば、圧縮機をはじめとする熱サイクルの要素の一部又は全部を収納する空間を備えている。機器の一例として、冷蔵庫では、食品等を収納する貯蔵室容積を向上させる目的で、圧縮機、送風機、凝縮器等を収納する機械室が一般的に設けられている。機械室の高さ寸法は、収納される構成要素のうち、最も高背になりやすい圧縮機の高さ寸法に大きく依存する為、圧縮機の高さ寸法を低くすることが出来れば、冷蔵庫の貯蔵室容積を大きくし易くなり、収納効率の向上が期待される。
【０００３】
特許文献１は、クランクシャフト１２先端にスリーブ１９を設け、スリーブ１９内側にスパイラル溝２５をもった固定ピース２１を設け、固定ピース２１の下端に位置する突起部３４にワイヤー状の支持部材２２を挿通している（図２、００１９等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０９４２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、支持部材２２を突起部３４に挿通しているところ、突起部３４は粘性ポンプの構成要素ではないため、潤滑油を汲み上げることには寄与しにくい。このため、固定ピース２１の上下寸法は、粘性ポンプを構成する部材の寸法に加えて、支持部材２２を固定する例えば突起部３４の寸法が必要である。このため、圧縮機の上下寸法が長くなりやすくなり、圧縮機の高さ寸法を低減することについて改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記事情に鑑みてなされた本発明は、回転可能な主軸部と、螺旋状のスパイラル溝及び螺旋状の凸部を有する固定ピースと、支持部材と、を備える密閉型圧縮機であって、前記固定ピースは、前記スパイラル溝又は前記凸部の設けられている領域に、前記支持部が取付けられた被取付部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、圧縮機の高さ寸法を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の密閉型圧縮機の縦断面図
【図２ａ】図１の要部拡大図
【図２ｂ】図２ａから、さらに支持部材及び被取付部を拡大した図
【図３】（ａ）実施例１の固定ピース近傍の拡大図、（ｂ）比較例を示した図
【図４】支持部材の正面図
【図５】密閉型圧縮機を搭載した冷蔵庫の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。
【実施例１】
【００１０】
（密閉型圧縮機１００）
図１は圧縮機の一例として示す本実施例の密閉型圧縮機１００の縦断面図である。密閉型圧縮機１００は、密閉容器１５内に潤滑油２０を貯留すると共に、主に気相の冷媒が充填されている。密閉型圧縮機１００は、圧縮要素としてシリンダ１６を備えるフレーム１４、シリンダ１６内を往復自在に嵌入されたピストン１３、及びフレーム１４の主軸受に軸支されて回転するクランクシャフト１８を密閉容器１５（上側容器１５ａ、下側容器１５ｂ）内に有している。
【００１１】
クランクシャフト１８は、主軸受内で回転する主軸部１８ｂと、主軸部１８ｂと一体で、主軸部１８ｂの回転軸周りを公転する偏心部１８ａとを有している。クランクシャフト１８の主軸受はフレーム１４に固設、或いはフレーム１４と一体に形成されている。偏心部１８ａの公転運動は、コネクティングロッド２８を介してピストン１３の往復運動に変換される。コネクティングロッド２８は、一端がピストン１３に連結し、他端が偏心部１８ａに連結している。
【００１２】
密閉型圧縮機１００はフレーム１４の下方に電動要素を有している。電動要素はクランクシャフト１８に回転力を付与する機構であり、インバータ駆動回路（不図示）の指令に応じて電流が流れるコイルが設けられた固定子１１と、永久磁石を内蔵し主軸部１８ｂに取付られた回転子２５とから構成される。固定子１１のコイルに電流が流れることで発生する磁束が回転子２５を回転させ、これに伴い主軸部１８ｂが回転する。
【００１３】
主軸部１８ｂを起点として、主軸部１８ｂの回転軸に直交する方向（径方向）には、順に、回転子２５、固定子１１、防振バネ３０が設けられている。防振バネ３０の一端は、固定子１１のコイル１１０よりも径方向外側でフレーム１４に接続している。また、防振バネ３０の他端は、潤滑油２０の液面より上方に位置している。ここで、防振バネ３０は、フレームに代えて固定子１１に一端が接続していてもよい。
【００１４】
このように防振バネ３０を設置することで、例えば防振バネ３０を固定子１１より下方に設置する場合に比して密閉型圧縮機１００の高さを低減できる。
【００１５】
（粘性ポンプ）
図２（ａ）、図２（ｂ）はそれぞれ図１の要部拡大図、図３（ａ）は本実施例の粘性ポンプ、図３（ｂ）は比較例の粘性ポンプ、を示す図である。クランクシャフト１８の回転に伴い潤滑油２０を上方に汲み上げる構成を粘性ポンプと呼称する。
主軸部１８ｂは、少なくとも下端側かつ内側に略円筒形状の中空部１８ｄを備えている。中空部１８ｄ内には、主軸部１８ｂの下端側に接続された中空円筒形状のスリーブ１９と、主軸部１８ｂの回転軸と略同軸に略円筒形状の固定ピース２１とが設けられている。スリーブ１９は、径方向について固定ピース２１及び主軸部１８ｂの間に位置している。
【００１６】
スリーブ１９の下端は、主軸部１８ｂの下端より下側に位置しており、また、潤滑油２０の油面より下側に位置している。一方、主軸部１８ｂの下端は潤滑油２０の油面より上側に位置している。このため、主軸部１８ｂが潤滑油２０をかき回すことを抑制できる。
【００１７】
固定ピース２１の下端は、潤滑油２０の油面より下側に位置しており、上端は主軸部１８ｂ及びスリーブ１９の接続箇所より上方に位置している。なお、固定ピース２１は中空構造にできる。
【００１８】
固定ピース２１は、線状の支持部材２２によって回転が抑制されている。支持部材２２は固定ピース２１の回転方向に加えて、好ましくは上下方向の遊動を拘束可能とする部材である。支持部材２２の詳細は後述する。
【００１９】
固定ピース２１の外周面には、スリーブ１９から離れるように径方向に凹んだ螺旋状の溝であるスパイラル溝２９が設けられている。また、固定ピース２１の外周面には、スパイラル溝２９に比してスリーブ１９に近づくように径方向に突出した螺旋凸状の凸部２９０も設けられている。凸部２９０は、スリーブ１９の内面に略接触できる。
【００２０】
主軸部１８ｂに接続しているスリーブ１９が主軸部１８ｂの回転に伴い、主軸部１８ｂとともに回転すると、スリーブ１９はスパイラル溝２９及び凸部２９０に対して回転する。スパイラル溝２９の各部分は上下方向両側を凸部２９０に囲まれており、潤滑油２０は或る程度の粘性を備えているため、潤滑油２０はスパイラル溝２９を通って上昇する。このようにして、スリーブ１９、固定ピース２１、クランクシャフト１８等が合わさって粘性ポンプとして機能する。これにより、潤滑油２０の油面から上方に潤滑油２０を汲み上げることができる。
【００２１】
なお、スパイラル溝２９及び凸部２９０は、スリーブ１９に設けられても良い。この場合、後述する貫通孔３５は、固定ピース２１の下端近傍、例えばスリーブ１９の下端より下側に設けることができる。
【００２２】
スリーブ１９の上下面は開口しており、材料は比較的高い精度が出易い金属材料を採用している。固定ピース２１は耐冷媒、耐油性を有する熱伝導性の低いプラスチック材料、例えば、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＥＥＫ等から形成されている。
【００２３】
主軸部１８ｂの表面にはスパイラル溝１８ｃが設けられている。すなわち、主軸部１８ｂ及びフレーム１４の間が第二の粘性ポンプとして機能し、スパイラル溝２９を辿って上昇した潤滑油２０が汲み上げられる。
【００２４】
スパイラル溝１８ｃを通って軸受部を潤滑した潤滑油２０は、偏心部１８ａへと導かれる。偏心部１８ａに供給された潤滑油２０は供給穴１８０を通り、コネクティングロッド２８の他端と偏心部１８ａの間に供給されるとともに、コネクティングロッド２８の内部に設けられている供給穴（不図示）を通り、ピストン１３とコネクティングロッド２８との間の潤滑を行う。また、偏心部１８ａの上端は開口しているため、潤滑油２０は偏心部１８ａの上端からクランクシャフト１８の回転に伴い遠心力で飛散し、ピストン１３の外径部に降り掛けられ、ピストン１３とシリンダ１６との間の潤滑を行う。
【００２５】
（支持部材２２）
図４は本実施例の支持部材２２の正面図である。支持部材２２は細線状の金属製であり、例えばワイヤーを折り曲げ成形したものである。支持部材２２は、中央側に貫通孔３５に挿通される挿通部２２ｂ、フレーム１４、固定子２９又は密閉容器１５に取付けられる折り曲げ片２２ａを両端に有している。また、支持部材２２は、挿通部２２ｂが貫通孔３５に挿通された際に、挿通部２２ｂよりも上方に位置する上側部２２ｄ、上側部２２ｄよりも下方に位置する下側部２２ｃを有している。
このように支持部材２２は、両端を含む折り曲げ片２２ａが固定子１１、フレーム１４又は密閉容器１５に取り付けられ、中央側を含む挿通部２２ｂが固定ピース２１に設けられた被取付部としての貫通孔３５に挿通している部材である。
【００２６】
図３に例示するように、下側容器１５ｂの底には潤滑油２０が貯留されている。下側容器１５ｂの底及び固定ピース２１の間には、これらの衝突を抑制すべく或る程度の空隙寸法（図３中で寸法Ｄとして例示している。）が求められる。
【００２７】
図２（ｂ）や図３（ａ）に例示する本実施例では、被取付部として、固定ピース２１の外周面のうち、下端部近傍、例えば潤滑油２０の油面下側やスリーブ１９の下端より下側、に設けられて固定ピース２１を貫通している貫通孔３５が設けられている。貫通孔３５は、固定ピース２１のうち、凸部２９０又はスパイラル溝２９の一方又は両方を通る孔である。本実施例の貫通孔３５は、凸部２９０及びスパイラル溝２９それぞれ１箇所ずつを通過するように設けられているが、凸部２９０２箇所を通過するように設けられた方が好ましい。貫通孔３５がスパイラル溝２９に設けられると、スパイラル溝２９を流通する潤滑油２０が貫通孔３５を介して流れてしまい、粘性ポンプによる潤滑油２０の引き上げ効果が低下するおそれがあるためである。このため、固定ピース２１の表面に、貫通孔３５のように２箇所に孔を設ける場合は、その２箇所とも凸部２９０に設けられることが最も好ましく、１箇所が凸部２９０で１箇所がスパイラル溝２９に設けられることが次に好ましい。なお、貫通孔３５が凸部２９０に設けられる場合は、凸部２９０内に収まること、すなわち、スパイラル溝２９との境界をまたがないこと、が好ましい。
【００２８】
また、スリーブ１９の下端より下側には、スパイラル溝２９の一部が設けられていること、さらに、このスパイラル溝２９の一部より下方に凸部２９０の一部が設けられていることが好ましい。これにより、スリーブ１９の下端より下側の領域からも効果的に潤滑油２０を汲み上げることができる。
【００２９】
本実施例のように、支持部材２２を取付け可能な構成である貫通孔３５等の被取付部を、固定ピース２１の外周部下端近傍に設けることで、スパイラル溝２９や凸部２９０を固定ピース２１の下端又は下端近傍にまで設けることができる。すなわち、固定ピース２１の下端又は下端近傍を、支持部材２２の取付に用いるとともに、粘性ポンプとして潤滑油２０の汲み上げにも用いることができる。すると、下側容器１５ｂの底及び固定ピース２１の下端の寸法に余裕が生じるため、例えば防振バネ３０の下側が接触している脚を低くすることができる。これにより、電動要素や圧縮要素全体が下方に移動できるため、上側容器１５ａの上面高さを低くできる。したがって、圧縮機１００の高さを低減できる。
【００３０】
一方、比較例として図３（ｂ）に示す固定ピース２１は、下端に支持部材２２が挿通する通し孔２６ａを持つ保持片２６を有している。保持片２６は、スパイラル溝２９や凸部２９０を有さず、また、スリーブ１９の下端より下側に位置しているため、粘性ポンプの一部として機能することが困難である。このため、下側容器１５ｂの底と固定ピース２１との衝突を抑制するために、図３（ａ）に実施例として例示する構成に比して固定ピース２１のスパイラル溝２９や凸部２９０が実質的に短くなる。このため、潤滑油２０の汲み上げ効率が低くなり易い。例えば、比較例において本実施例同様の汲み上げ効率を実現しようとすると、実施例に比して保持片２６が固定ピース２１から突き出ることとなり、Ｄ寸法が十分に確保出来ない。すなわち、保持片２６が下側容器１５ｂの底に接触しやすくなる。
【００３１】
なお、本実施例の被取付部は、必ずしも貫通孔でなくともよい。固定ピース２１を固定子１１、フレーム１４や密閉容器１５等に接続する支持部材２２によって固定ピース２１の回転等を抑制できれば、支持部材２２に固定ピース２１が取付けられる被取付部は、非貫通孔、貫通孔、その他公知の係止部、嵌合部等にすることができる。
【００３２】
（支持部材２２の電動要素に対する位置）
電動要素と支持部材２２との接触を回避しつつ、支持部材２２がより強固に固定ピース２１を支持可能になるように、支持部材２２は剛性が高い方が好ましい。ここで一般的には、回転子２５よりも固定子２９の方が上下方向に長いため、径方向について、回転子２５に相当する領域では上側部２２ｄが位置するようにし、固定子２９に相当する領域では下側部２２ｃが位置するように支持部材２２を曲げた形状としておくことで、これらの接触抑制と剛性向上とを両立することができる。
【００３３】
また、支持部材２２の貫通孔３５への挿通作業を容易にする為に、貫通孔３５の入口及び／又は出口には図２（ｂ）に例示するように、支持部材２２の挿入を容易にするテーパ形状の拡大部３５ａが設けることができる。
【００３４】
そして、固定ピース２１に設けられたスパイラル溝２９は潤滑油２０中に浸されている。スパイラル溝２９に接触している潤滑油２０はスパイラル溝２９に保持され、圧縮機１００の運転で、上方の圧縮要素等に供給される。
【００３５】
（冷蔵庫）
図５は、密閉型圧縮機１００を搭載した機器の一例である冷蔵庫の縦断面図である。冷蔵庫は、冷蔵温度帯の温度に制御される冷蔵室２、冷凍温度帯の温度に制御される冷凍室３，４，５、冷蔵温度帯の温度よりも高温に制御され、好ましくは高湿に制御される野菜室６を有するとともに、密閉型圧縮機１００を収納する機械室７を備えている。機械室７は、冷蔵庫の後側下方に設けても良いし、後側上方に設けても良い。
【００３６】
本実施例の密閉型圧縮機１００を収納した機械室７を冷蔵庫の後側下方に設けると野菜室６の容積を向上させやすく、後側上方に設けると冷蔵室の容積を向上させやすい。
【符号の説明】
【００３７】
２  冷蔵室
３，４，５  冷凍室
６      野菜室
７      機械室
１１    固定子
１３    ピストン
１４    フレーム
１５    密閉容器
１６    シリンダ
１８    クランクシャフト
１８ａ  偏心部
１８ｂ  主軸部
１８ｃ  スパイラル溝
１８ｄ    中空部
１９    スリーブ
２０    潤滑油
２１    固定ピース
２２    支持部材
２２ａ  折り曲げ片
２２ｂ   挿通部
２２ｃ  下側部
２２ｄ  上側部
２５    回転子
２６    固定子
２７    粘性ポンプ
２８    コンロッド
２９    スパイラル溝
２９０  凸部
３０    防振バネ
３５    貫通孔
３５ａ  拡大部（テーパ）
１００  密閉型圧縮機
【図１】
2017141724.tif 000003
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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