(57)【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、固定子と回転子を備えた電動要素と、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、鉛直方向に延展した主軸部に前記回転子が固定されたシャフトと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受と、前記シャフトの回転に伴い容積を変化させる圧縮室と、前記シャフトや前記回転子の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部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複数のボールと前記ボールを保持するホルダー部と前記ボールの上下に各々配設される上レースおよび下レースとを備え、前記固定子に対して前記回転子の軸心方向の位置をずらし、前記回転子に生じる磁気吸引力が、前記スラスト摺動部で前記スラストボールベアリングが挟み込まれる向きに作用する密閉型圧縮機。
【請求項２】
磁気吸引力は、スラストボールベアリングのボールが滑らず転動するためのスラスト摺動部で挟み込まれる最小荷重から、回転子とシャフトに作用する総重力を差し引いた荷重にほぼ等しい請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
電動要素は圧縮要素の上方に配設され、スラストボールベアリングは回転子と主軸受との間に配設された請求項１または請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
電動要素は圧縮要素の下方に配設され、シャフトは主軸部とツバ部を介して形成された偏心軸部とを有し、スラストボールベアリングは前記ツバ部と主軸受との間に配設された請求項１または請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
回転子は少なくとも電源周波数を超える運転周波数で駆動される請求項１から請求項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の高効率化や、低騒音化、並びに高信頼性化が望まれている。
【０００３】
従来、この種の密閉型圧縮機は、効率向上を目的にスラストボールベアリングを採用し、シャフトが主軸受に対して自由に回転できる構造にしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
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。
【０００５】
図５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６は図５の要部拡大図である。
【０００６】
図５、図６において、密閉容器２内には、固定子４と回転子６とからなる電動要素８と、この電動要素８により回転駆動される圧縮要素１０とがそれぞれ収納され、底部に潤滑油１２を貯留している。電動要素８と圧縮要素１０は一体に組み立てられて圧縮機構１４を形成し、この圧縮機構１４は、複数のコイルばね１６により密閉容器２内に弾性的に支持されている。
【０００７】
圧縮要素１０は、主軸部２０とツバ部２２を介して形成された偏心軸部２４を備えたシャフト２６と、圧縮室３０を形成するシリンダブロック３２と、シリンダブロック３２に設けられシャフト２６を支持する主軸受３４と、圧縮室３０内で往復運動するピストン３６と、ピストン３６と偏心軸部２４とを連結する連結機構３８と、シャフト２６のツバ部２２の下部に設けられ主軸部２０の軸心４０ａと略直角に設けられた上レース着座面４２と、主軸受３４の上部に主軸受３４の軸心４０ｂと略直角に設けられシャフト２６や回転子６の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部４４と、上レース着座面４２とスラスト摺動部４４の間に設けられたスラストボールベアリング４６を備え、レシプロ式密閉型圧縮機を形成している。
【０００８】
シャフト２６は、一端が密閉容器２内に貯留した潤滑油１２に連通した給油機構５０と、主軸部２０に給油機構５０によって汲み上げられた潤滑油１２の一部をスラスト摺動部４４に供給する給油溝５２を有している。
【０００９】
固定子４は、固定子４の上部端面５３がシリンダブロック３２の下端に形成された固定子取り付け面５４に固定される。また、回転子６は、回転子６の鉄心５６の軸心４０ｃ方向の上端５８が固定子４の上部端面５３と同じ高さ位置で、回転子６の下端７０が固定子４の下部端面７１と同じ高さ位置になるように、主軸部２０に焼嵌め等で固定されている。
【００１０】
スラストボールベアリング４６は、複数のボール６０と、ボール６０を保持するホルダー部６２と、ボール６０の上下に各々配設された上レース６４と下レース６６とを備えており、上レース６４はツバ部２２の上レース着座面４２と接しており、下レース６６は主軸受３４のスラスト摺動部４４と接している。
【００１１】
複数のボール６０は、上レース６４と下レース６６にそれぞれ接触しながら転動している。
【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８に外部電源（図示せず）より通電がされると、回転子６が回転しこれに伴ってシャフト２６が回転し、偏心軸部２４の運動が連結機構３８を介してピストン３６に伝わることでピストン３６は圧縮室３０内で往復運動を行い、圧縮要素１０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３０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】
このときシャフト２６の給油機構５０は、潤滑油１２を汲み上げ、各摺動部（図示せず）を潤滑し、その一部は給油溝５２からスラスト摺動部４４へ供給されスラストボールベアリング４６を潤滑する。
【００１６】
シャフト２６と回転子６の重量は、スラストボールベアリング４６で支えられると共に、シャフト２６の回転時はボール６０が上レース６４と下レース６６の間で転がるため、シャフト２６を回転させるトルクはスラストすべり軸受けに比べて小さくなる。そのため、スラスト軸受けでの損失を小さくすることができ、入力が低減して、高効率とすることができる。
【特許文献１】特開２００５−１２７３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来の構成では、密閉型圧縮機を長く運転した場合に、スラストボールベアリング４６の上レース６４と下レース６６とがそれぞれ接しているシャフト２６の上レース着座面４２と主軸受３４のスラスト摺動部４４などが摩耗する可能性があった。
【００１８】
また、上レース着座面４２やスラスト摺動部４４の摩耗に起因して、圧縮機の入力が増加して効率が低下したり、摩耗粉が潤滑油１２とともに各摺動部に導かれて信頼性が低下したりする可能性があった。
【００１９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、スラストボールベアリング４６において、上レース６４と上レース着座面４２の接触部における摩耗、および下レース６６とスラスト摺動部４４の接触部における摩耗の発生を抑制し、入力の増加を抑えた高効率で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】
【００２０】
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、固定子に対して回転子の軸心方向の位置をずらし、回転子に生じる磁気吸引力が、スラスト摺動部でスラストボールベアリングが挟み込まれる向きに作用するもので、スラストボールベアリングにおいて、上レースと上レース着座面の接触部における摩耗、および下レースとスラスト摺動部の接触部における摩耗の発生を抑制し、入力の増加を抑えるとともに、高い信頼性を確保することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の密閉型圧縮機は、固定子に対して回転子の軸心方向の位置をずらし、回転子に生じる磁気吸引力が、スラスト摺動部でスラストボールベアリングが挟み込まれる向きに作用するもので、スラストボールベアリングにおいて、ボールが滑ることなく転動するとともに、上レースと上レース着座面の接触部における摩耗、および下レースとスラスト摺動部の接触部における摩耗の発生を抑制することができ、入力の増加を抑えた高効率で信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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、固定子と回転子を備えた電動要素と、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、鉛直方向に延展した主軸部に前記回転子が固定されたシャフトと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受と、前記シャフトの回転に伴い容積を変化させる圧縮室と、前記シャフトや前記回転子の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部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複数のボールと前記ボールを保持するホルダー部と前記ボールの上下に各々配設される上レースおよび下レースとを備え、前記固定子に対して前記回転子の軸方向の位置をずらし、前記回転子に生じる磁気吸引力が、前記スラスト摺動部で前記スラストボールベアリングを挟み込む向きとなるもので、ボールが上レースと下レースを滑ることなく転動するため摩擦抵抗が減るとともに、上レースと下レースがボールに引っ張られて回転するのを防止し、上レースと上レース着座面との接触部の摩耗、および下レースとスラスト摺動部との接触部の摩耗を抑制することができ、入力の増加を抑えた高効率で信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００２３】
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、磁気吸引力は、スラストボールベアリングのボールが滑らず転動するためのスラスト摺動部で挟み込まれる最小荷重から、回転子とシャフトに作用する総重力を差し引いた荷重にほぼ等しくしたもので、磁気吸引力を計算で容易に求めることができるとともに、過大な磁気吸引力がスラストボールベアリングに作用することを防止できるため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに入力の増加を抑え、スラストボールベアリングでの摩耗を抑制することができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、電動要素は圧縮要素の上方に配設され、スラストボールベアリングは回転子と主軸受との間に配設されたもので、スラストボールベアリングが周囲を回転子に囲まれて、ボールが上レースと下レースを転動する際に発生する騒音が回転子で遮音されるため、請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、騒音を低減することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、電動要素は圧縮要素の下方に配設され、シャフトは主軸部とツバ部を介して形成された偏心軸部とを有し、スラストボールベアリングは前記ツバ部と主軸受との間に配設されたもので、圧縮要素より振動低い電動要素がコイルばねで密閉容器内に弾性支持されており、圧縮要素の振動がコイルばねを介して密閉容器へ伝達することを防止することができるので、請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、振動を低減することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、回転子は少なくとも電源周波数を超える運転周波数で駆動されるもので、高能力運転である高速回転においても、ボールは上レースと下レースを滑ることなく転動するため摩擦抵抗が減るとともに、上レースと上レース着座面の接触部における摩耗、および下レースとスラスト摺動部の接触部における摩耗の発生を抑制することができ、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の効果に加えて、高能力運転時においても入力の増加を抑え、高い効率と高い信頼性を確保することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
（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は図１の要部拡大図である。
【００２９】
図１、図２において、密閉容器１０２内には、固定子１０４と回転子１０６とからなりインバータ電源装置（図示せず）によって駆動される電動要素１０８と、この電動要素１０８により回転駆動される圧縮要素１１０とがそれぞれ収納され、底部に潤滑油１１２を貯留している。電動要素１０８と圧縮要素１１０は一体に組み立てられて圧縮機構１１４を形成し、この圧縮機構１１４は、複数のコイルばね１１６により密閉容器１０２内に弾性的に支持されている。
【００３０】
次に圧縮要素１１０の主な構成について説明する。
【００３１】
圧縮要素１１０を構成するシリンダブロック１２０には、円筒形状の圧縮室１２２が形成され、ピストン１２４が圧縮室１２２内に往復自在に嵌入されている。シリンダブロック１２０の下部には主軸受１２６が形成され、主軸受１２６の上部には、主軸受１２６の軸心１２８ａと略直角に設けられたスラスト摺動部１３０が形成されている。
【００３２】
シャフト１４０は、主軸部１４２とツバ部１４４を介して偏心軸部１４６が形成されている。主軸部１４２は、主軸受１２６に鉛直方向に軸支され、一端が密閉容器１０２内に貯留した潤滑油１１２に連通した給油機構１５０と、主軸部１４２に給油機構１５０によって汲み上げられた潤滑油１１２の一部をスラスト摺動部１３０に供給する給油溝１５２を有し、偏心軸部１４６とピストン１２４は連結機構１５４で連結されている。
【００３３】
シャフト１４０のツバ部１４４の下部１６２には、主軸部１４２の軸心１２８ｂと略直角に設けられた上レース着座面１６４が形成され、上レース着座面１６４とスラスト摺動部１３０と間には、シャフト１４０と回転子１０６の重力方向の荷重を支持するため、スラストボールベアリング１６６が配設されている。
【００３４】
スラストボールベアリング１６６は、複数のボール１６８と、ボール１６８を保持する樹脂製のホルダー部１７０と、ボール１６８の上下に各々配設された上レース１７２と下レース１７４とを備えている。上レース１７２はツバ部１４４の上レース着座面１６４と接しており、下レース１７４はスラスト摺動部１３０と接している。複数のボール１６８は、上レース１７２と下レース１７４にそれぞれ接触しながら転動している。
【００３５】
固定子１０４は、固定子１０４の上部端面１５３がシリンダブロック１２０の下端に形成された固定子取り付け面１８２に当接しボルト（図示せず）で固定されている。
【００３６】
回転子１０６は、回転子１０６の鉄心１７８の軸心１２８ｃ方向の上端１８６が固定子１０４の上部端面１５３より高い位置で、かつ回転子１０６の下端１７６が固定子１０４の下部端面１７７より高い位置になるように、主軸部１４２に焼嵌め等で固定されている。
【００３７】
回転子１０６は、回転子１０６の鉄心１７８内にフェライトや希土類でできた永久磁石１８０が組み込まれている。
【００３８】
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。
【００３９】
電動要素１０８にインバータ電源装置（図示せず）より通電がされると、回転子１０６が回転し、これに伴ってシャフト１４０が回転し、偏心軸部１４６の回転運動が連結機構１５４を介してピストン１２４に伝えられることでピストン１２４は、圧縮室１２２内で往復運動を行い、圧縮要素１１０が所定の圧縮動作を行う。
【００４０】
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１２２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。
【００４１】
このときシャフト１４０は、主軸部１４２の給油機構１５０により潤滑油１１２を汲み上げ各摺動部（図示せず）を潤滑し、その一部は給油溝１５２からスラスト摺動部１３０に供給されスラストボールベアリング１６６を潤滑する。
【００４２】
シャフト１４０と回転子１０６の重量は、スラストボールベアリング１６６で支えられるとともに、シャフト１４０が回転する際には、ボール１６８が上レース１７２と下レース１７４の間で転動するため、シャフト１４０を回転させるトルクはスラストすべり軸受けに比べて小さくなる。そのため、スラスト軸受けでの損失を小さくすることができ、入力が低減して、高効率とすることができる。
【００４３】
次に、圧縮機の運転時における、回転子１０６に生じる磁気吸引力のメカニズムと上レース１７２や下レース１７４の挙動について説明する。
【００４４】
回転子１０６は、鉄心１７８の上端１８６が固定子１０４の上部端面１５３より高い位置で、回転子１０６の下端１７６が固定子１０４の下部端面１７７より高い位置になるように配置されている。
【００４５】
そのため、回転子１０６に生じる磁気吸引力、すなわち固定子１０４に対して回転子１０６の磁気中心が上方にずれているために、磁気中心が一致するように回転子１０６を下方に引き戻す力が作用する。
【００４６】
そして、その磁気吸引力により、回転子１０６に固定されたシャフト１４０は下方に引き戻される力が常に作用し、シャフト１４０の下部１６２の上レース着座面１６４とスラスト摺動部１３０との間で、スラストボールベアリング１６６が強く挟み込まれる。
【００４７】
この磁気吸引力が作用しない場合は、単に回転子１０６とシャフト１４０の自重によりスラストボールベアリング１６６が挟み込まれるが、磁気吸引力が加わることで、さらに強く挟み込まれる。
【００４８】
そのため、ボール１６８は、上レース１７２と下レース１７４を滑ることなく転動して摩擦抵抗を低減することができる。
【００４９】
さらに、上レース１７２と下レース１７４がボール１６８に引っ張られて回転するのを防止することができ、上レース１７２と上レース着座面１６４の接触部における摩耗、および下レース１７４とスラスト摺動部１３０の接触部における摩耗の発生を抑制することができた。
【００５０】
これは、磁気吸引力が作用していない場合は、上レース１７２はシャフト１４０と同期して回らずに滑りが発生し、下レース１７４はシャフト１４０の回転に遅れながらゆっくりと回転していたために、上レース１７２は上レース着座面１６４と摺動し、下レース１７４はスラスト摺動部１３０と摺動していた従来の欠点を解決することが出来たためである。
【００５１】
また、上レース１７２と上レース着座面１６４との摺動や、下レース１７４とスラスト摺動部１３０と摺動に伴う摩耗を解決することが出来たためである。
【００５２】
もちろん、回転子１０６に作用する磁気吸引力の方向が本実施例と反対で、スラストボールベアリング１６６が挟み込まれない方向に作用している場合はさらに上記欠点が顕著なものとなっていたが、これを解決できることを確認している。
【００５３】
また、磁気吸引力には最適値があり、スラストボールベアリング１６６のボール１６８が滑らず転動するための上レース着座面１６４とスラスト摺動部１３０で挟み込まれる最小荷重から、回転子１０６とシャフト１４０に作用する総重力を差し引いた荷重にほぼ等しく設定することで、上記効果が得られるとともに、過剰な磁気吸引力が作用した場合に生じる入力の増加やスラストボールベアリング１６６での摩耗を抑制することができる。
【００５４】
さらに、上述した磁気吸引力の最適値は計算で容易に求めることができる。
【００５５】
また、電動要素１０８は圧縮要素１１０の下方に配設され、圧縮要素１１０より振動の低い電動要素１０８が複数のコイルばね１１６により密閉容器１０２内に弾性的に支持されている。そのため圧縮機構１１４の振動がコイルばね１１６を介して密閉容器１０２へ伝達することを防止できるので振動を低減することができる。
【００５６】
また、高い冷凍能力を得るために電源周波数を超える６８Ｈｚといった高速回転で駆動した際においても、ボール１６８は上レース１７２と下レース１７４を滑ることなく転動するため摩擦抵抗が減るとともに上レース１７２と上レース着座面１６４の接触部における摩耗、および下レース１７４とスラスト摺動部１３０の接触部における摩耗の発生を抑制することができる。その結果、高能力運転時においても入力の増加を抑えた高効率で信頼性を向上することができる。
【００５７】
尚、電動要素１０８が永久磁石１８０を用いないインダクションモータであっても、永久磁石１８０を用いた本実施の形態と同様の作用、効果が得られることは言うまでもない。
【００５８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の縦断面図、図４は図３の要部拡大図である。
【００５９】
図３、図４において、密閉容器２０２内には、固定子２０４と回転子２０６とからなりインバータ電源装置（図示せず）によって駆動される電動要素２０８と、この電動要素２０８により回転駆動される圧縮要素２１０とがそれぞれ収納され、底部に潤滑油２１２を貯留している。電動要素２０８と圧縮要素２１０は一体に組み立てられて圧縮機構２１４を形成し、この圧縮機構２１４は、複数のコイルばね（図示せず）により密閉容器２０２内に弾性的に支持されている。
【００６０】
次に圧縮要素２１０の主な構成について説明する。
【００６１】
圧縮要素２１０を構成するシリンダブロック２２０には、円筒形状の圧縮室２２２が形成され、ピストン２２４が圧縮室２２２内に往復自在に嵌入されている。シリンダブロック２２０の上部には主軸受２２６が固定され、主軸受２２６の上部には、主軸受２２６の軸心２２８ａと略直角に設けられたスラスト摺動部２３０が形成されている。
【００６２】
シャフト２３２は、主軸受２２６に鉛直方向に軸支され外周に螺旋溝２３４を有する主軸部２３６と、その下方に形成された偏心軸部２３８を備えており、偏心軸部２３８の下端２４０に形成された給油孔（図示せず）に鋼管で成形された給油管２４２が圧入され、偏心軸部２３８とピストン２２４は連結機構２４４で連結されている。
【００６３】
給油管２４２は、一端が偏心軸部２３８の下端２４０から螺旋溝２３４に連通し、給油管２４２の下端開口部２４６が主軸部２３６の軸心２２８ｂの延長線上に湾曲し潤滑油２１２中に開口している。
【００６４】
固定子２０４は、固定子２０４の下部端面２６４がシリンダブロック２２０の上端２８６に形成された固定子取り付け面２８２に当接しボルト（図示せず）で固定されている。
【００６５】
回転子２０６は、回転子２０６の鉄心２５２の軸心２２８ｃ方向の上端２８６が固定子２０４の上部端面２５３より高い位置で、回転子２０６の下端２６８が固定子２０４の下部端面２６４より高い位置になるように、主軸部２３６に焼嵌め等で固定されている。
【００６６】
回転子２０６は、回転子２０６の鉄心２５２内にフェライトや希土類でできた永久磁石２５４が組み込まれ、回転子２０６の下部２６０に凹部であるカウンターボア２６２を設けている。
【００６７】
回転子２０６の下部２６０の凹部であるカウンターボア２６２内には、軸心２２８ｃと略直角に設けられた環状のボア平面２６６が形成されている。これらカウンターボア２６２内のボア平面２６６とスラスト摺動部２３０との間には、シャフト２３２と回転子２０６の重力方向の荷重を支持するため、スラストボールベアリング２７０が配設されている。
【００６８】
スラストボールベアリング２７０は、複数のボール２７２と、ボール２７２を保持する樹脂製のホルダー部２７４と、ボール２７２の上下に各々配設された上レース２７６と下レース２７８とを備えている。上レース２７６は回転子２０６のカウンターボア２６２内のボア平面２６６と接しており、下レース２７８は主軸受２２６のスラスト摺動部２３０と接している。複数のボール２７２は、上レース２７６と下レース２７８にそれぞれ接触しながら転動している。
【００６９】
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。
【００７０】
電動要素２０８にインバータ電源装置（図示せず）より通電がされると、回転子２０６が回転し、これに伴ってシャフト２３２が回転し、偏心軸部２３８の回転運動が連結機構２４４を介してピストン２２４に伝えられることでピストン２２４は、圧縮室２２２内で往復運動を行い、圧縮要素２１０が所定の圧縮動作を行う。
【００７１】
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２２２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。
【００７２】
このとき給油管２４２は、一端が偏心軸部２３８の下端２４０に圧入され、下端開口部２４６が主軸部２３６の軸心２４８の延長線上に湾曲しているため、シャフト２３２の回転とともに遠心力により潤滑油２１２を汲み上げ、各摺動部（図示せず）を潤滑し、その一部は螺旋溝２３４からスラスト摺動部２３０に供給されスラストボールベアリング２７０を潤滑する。
【００７３】
シャフト２３２と回転子２０６の重量はスラストボールベアリング２７０で支えられるとともに、シャフト２３２が回転する際にはボール２７２が上レース２７６と下レース２７８の間で転動するため、シャフト２３２を回転させるトルクはスラストすべり軸受けに比べて小さくなる。そのため、スラスト軸受けでの損失を小さくすることができ、入力が低減して、高効率とすることができる。
【００７４】
次に、圧縮機の運転時における、回転子２０６に生じる磁気吸引力のメカニズムと上レース２７６や下レース２７８の挙動について説明する。
【００７５】
回転子２０６は、鉄心２５２の上端２８６が固定子２０４の上部端面２５３より高い位置で、回転子２０６の下端２６８が固定子２０４の下部端面２６４より高い位置になるように配置されている。
【００７６】
そのため、回転子２０６に生じる磁気吸引力、すなわち固定子２０４に対して回転子２０６の磁気中心が上方にずれているために、磁気中心が一致するように回転子２０６を下方に引き戻す力が作用する。
【００７７】
そして、その磁気吸引力により、回転子２０６は固定されたシャフト２３２とともに下方に引き戻される力が常に作用し、カウンターボア２６２内のボア平面２６６とスラスト摺動部２３０との間で、スラストボールベアリング２７０が強く挟み込まれる。
【００７８】
この磁気吸引力が作用しない場合は、単に回転子２０６とシャフト２３２の自重によりスラストボールベアリング２７０が挟み込まれるが、磁気吸引力が加わることで、さらに強く挟み込まれる。
【００７９】
そのため、ボール２７２は、上レース２７６と下レース２７８を滑ることなく転動して摩擦抵抗を低減することができる。
【００８０】
さらに、上レース２７６と下レース２７８がボール２７２に引っ張られて回転するのを防止することができ、上レース２７６とボア平面２６６の接触部における摩耗、および下レース２７８とスラスト摺動部２３０の接触部における摩耗の発生を抑制することができた。
【００８１】
これは、磁気吸引力が作用していない場合は、上レース２７６はシャフト２３２と同期して回らずに滑りが発生し、下レース２７８はシャフト２３２の回転に遅れながらゆっくりと回転していたために、上レース２７６はボア平面２６６と摺動し、下レース２７８はスラスト摺動部２３０と摺動していた従来の欠点を解決することが出来たためである。
【００８２】
また、上レース２７６とボア平面２６６との摺動や、下レース２７８とスラスト摺動部２３０と摺動に伴う摩耗を解決することが出来たためである。
【００８３】
もちろん、回転子２０６に作用する磁気吸引力の方向が本実施例と反対で、スラストボールベアリング２７０が挟み込まれない方向に作用している場合はさらに上記欠点が顕著なものとなっていたが、これを解決できることを確認している。
【００８４】
また、磁気吸引力には最適値があり、スラストボールベアリング２７０のボール２７２が滑らず転動するためのボア平面２６６とスラスト摺動部２３０で挟み込まれる最小荷重から、回転子２０６とシャフト２３２に作用する総重力を差し引いた荷重にほぼ等しく設定することで、上記効果が得られるとともに、過剰な磁気吸引力が作用した場合に生じる入力の増加やスラストボールベアリング２７０での摩耗を抑制することができる。
【００８５】
さらに、上述した磁気吸引力の最適値は計算で容易に求めることができる。
【００８６】
また、電動要素２０８は圧縮要素２１０の上方に配設され、スラストボールベアリング２７０は回転子２０６と主軸受２２６との間に配設されたもので、スラストボールベアリング２７０が回転子２０６のカウンターボア２６２内に囲まれており、ボール２７２が上レース２７６と下レース２７８を滑ることなく転動する時に発生する騒音が回転子２０６のカウンターボア２６２内で遮音されるので、騒音を低減することができる。
【００８７】
また、高い冷凍能力を得るために電源周波数を超える６８Ｈｚといった高速回転で駆動した際においても、ボール２７２は上レース２７６と下レース２７８を滑ることなく転動するため摩擦抵抗が減るとともに、上レース２７６とボア平面２６６の接触部における摩耗、および下レース２７８とスラスト摺動部２３０の接触部における摩耗の発生を抑制することができる。その結果、高能力運転時においても入力の増加を抑えた高効率で信頼性を向上することができる。
【００８８】
尚、電動要素２０８が永久磁石２５４を用いないインダクションモータであっても、永久磁石２５４を用いた本実施の形態と同様の作用、効果が得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、固定子に対して回転子の軸方向の位置をずらし、回転子に生じる磁気吸引力が、スラスト摺動部でスラストボールベアリングを挟み込む向きとなるように固定子と回転子を配置したことで、入力の増加を抑えた高効率で信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができるので、自販機、冷凍ショーケース、除湿機などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【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】同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大図
【図３】本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の縦断面図
【図４】同実施の形態における密閉型圧縮機の要部拡大図
【図５】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図６】従来の密閉型圧縮機の要部拡大図
【符号の説明】
【００９１】
１０２，２０２  密閉容器
１０４，２０４  固定子
１０６，２０６  回転子
１０８，２０８  電動要素
１１０，２１０  圧縮要素
１１２，２１２  潤滑油
１２２，２２２  圧縮室
１２６，２２６  主軸受
１２８ｃ，２２８ｃ  軸心
１３０，２３０  スラスト摺動部
１４０，２３２  シャフト
１４２，２３６  主軸部
１４４  ツバ部
１４６，２３８  偏心軸部
１６６，２７０  スラストボールベアリング
１６８，２７２  ボール
１７０，２７４  ホルダー部
１７２，２７６  上レース
１７４，２７８  下レース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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