(57)【要約】  【課題】ボールジョイントを用いたレシプロ式圧縮機の安価な組立方法を提供する。  【解決手段】ピストン２３０と偏心軸部２２２とを連結するとともにピストン２３０との連結部２４４にボールジョイントを用いた連結手段２３６とを備え、連結手段２３６は、一端にボール部２４２を有し他端にリング部２４０を有したロッド部２３８を備え、ピストン２３０は内部に球面座２３２を有し、ピストン２３０を圧縮室２４８内に収納した状態で、ボール部２４２を球面座２３２に当接させて球面座２３２の側壁をかしめることで、連結部２４４を形成したので、簡単な組立方法により低コスト化かつ高効率化が実現できる。【選択図】図５
2009062864.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、主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、圧縮室を形成するシリンダと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する軸受部と、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とともに前記ピストンとの連結部にボールジョイントを用いた連結手段とを備え、前記連結手段は、一端にボール部を有し他端にリング部を有したロッド部を備え、前記ピストンは内部に球面座を有し、前記ピストンを前記圧縮室内に収納した状態で、前記ボール部を前記球面座に当接させて前記球面座の側壁をかしめることで、前記連結部を形成した密閉型圧縮機。
【請求項２】
シャフト軸心方向のボール部の高さは、圧縮室の直径の１／３以下である請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
２分割された金型でロッド部を挟み込むとともに、球面座の側壁に前記金型を押圧することでかしめを行う請求項１または請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
金型の分割方向がシャフトの軸心方向と一致するようにロッド部を挟み込んだ請求項３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
金型のボールに当接する面に凹部を設け、前記凹部に対向する球面座の側壁と前記ボールとの間に潤滑油供給通路を形成した請求項４に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
圧縮室の軸心が主軸部の軸心と交わらないようにシリンダをオフセットするとともに、ロッド部の軸心がリング部の中心と交わらないように前記ロッド部をオフセットし、前記シリンダと前記ロッド部のオフセット方向は同じである請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
連結手段のボール部は、反軸受部側に平坦部を形成した請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
シャフトに下端が潤滑油に連通し他端が偏心軸部の端面で密閉容器内に開口した給油通路と、前記偏心軸部の端面から反軸受部側に突設し、前記偏心軸部の端面に導かれた前記潤滑油を、前記シャフトの回転による遠心力を利用して、圧縮室の外周部に飛散させる給油突起部を備えた請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】
冷媒にＲ６００ａを用いた請求項１から請求項８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、主に電気冷凍冷蔵庫などの冷凍サイクルに使用される圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピストンと偏心軸部を連結する手段としてボールジョイントを用いた圧縮機としては、あらかじめ組み立てられたピストンと連結手段を圧縮要素に組み付けるため、シリンダと軸受が別部品で構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。また、連結手段を分割する方法を採用したものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら従来の圧縮機を説明する。
【０００４】
図１３は特許文献１に記載された従来の圧縮機の縦断面図、図１４は従来のピストンの上面図を示したものである。
【０００５】
図１３および図１４において、密閉容器２の底部には潤滑油４を貯留しており、圧縮機本体６はサスペンションスプリング８によって密閉容器２に対して弾性的に支持されている。
【０００６】
圧縮機本体６は、電動要素１０と、電動要素１０の上方に配設される圧縮要素１２から構成されている。電動要素１０は、固定子１４および回転子１６から構成されている。
【０００７】
圧縮要素１２のシャフト１８は主軸部２０及び偏心軸部２２から構成されており、主軸部２０はブロック２４の軸受部２６に回転自在に軸支されるとともに、回転子１６が固定されている。さらに、シャフト１８は主軸部２０表面に設けたらせん状の溝などからなる給油通路２８を備えている。
【０００８】
ピストン３０は、内部に略半球状の内面を有する球面座３２を有し、ブロック２４の上面にボルト（図示せず）を用いて取り付けられた円筒形の内面を有するシリンダ３４に往復自在に挿入される。
【０００９】
連結手段３６は、ロッド部３８の両端にリング部４０と鋼球で形成されるボール部４２が、ロッド部３８と軸心が一致するように溶接により接合されている。また、リング部４０は偏心軸部２２に嵌挿されるとともに、ピストン３０の球面座３２にボール部４２でボールジョイント方式の連結部４４を形成することで、ピストン３０とロッド部３８は互いに揺動可能な状態で連結される。
【００１０】
シリンダ３４およびピストン３０は、シリンダ３４の開口端面に取り付けられるバルブプレート４６とともに圧縮室４８を形成する。さらに、バルブプレート４６を覆って蓋をするようにシリンダヘッド５０が固定されている。
【００１１】
吸入マフラ５２は、ＰＢＴなどの樹脂で成型され、内部に消音空間を形成し、シリンダヘッド５０に取り付けられている。
【００１２】
以上のように構成された圧縮機について、以下にその動作を説明する。
【００１３】
電動要素１０に通電されると、固定子１４に発生する回転磁界により、回転子１６はシャフト１８とともに回転する。主軸部２０の回転により、偏心軸部２２の偏心運動が連結手段３６を介してピストン３０に伝えられ、ピストン３０はシリンダ３４内で往復動する。
【００１４】
密閉容器２外の冷凍サイクル（図示せず）より戻った冷媒は、吸入マフラ５２を経由して圧縮室４８内へ導入され、圧縮室４８内でピストン３０により圧縮され、圧縮された冷媒は密閉容器２外の冷凍サイクル（図示せず）へ送出される。
【００１５】
次に、圧縮要素１２の組立手順について、連結手段３６を中心に説明する。
【００１６】
まず、あらかじめピストン３０と連結手段３６のボール部４２の組立を行う。具体的には、ピストン３０の球面座３２にボール部４２を収納した状態で球面座３２の側壁をかしめることでボールジョイント方式の連結部４４を形成する。
【００１７】
次に、ブロック２４の軸受部２６にシャフト１８の主軸部２０を挿入し、偏心軸部２２に連結手段３６のリング部４０を挿入する。
【００１８】
最後に、ピストン３０をシリンダ３４内部に挿入した状態でシリンダ３４をブロック２４に固定する。
【００１９】
次に、図面を参照しながら他の従来の圧縮機を説明する。
【００２０】
図１５は特許文献２に記載された従来の圧縮機の連結手段近傍の要部拡大図である。
【００２１】
図１５において、ブロック１２４とシリンダ１３４は一体に形成されている。連結手段１３６のロッド部１３８の一端にはボール部１４２が取付けられ、他端に接続突部１３８ａを形成している。また、リング部１４０の外周面には接続穴部１４０ａを設けている。
【００２２】
以上のように構成された圧縮機の組立方法について、連結手段１３６を中心に説明する。
【００２３】
まず、ピストン３０とボール部１４２があらかじめ連結され、ボールジョイント方式の接続部１４４を形成している。
【００２４】
そして、ブロック１２４の軸受部１２６に挿入されたシャフト１８の偏心軸部２２にリング部１４０が挿入されるとともに、ピストン３０がシリンダ１３４に挿入される。
【００２５】
最後に、ロッド部１３８の接続突部１３８ａとリング部１４０の接続穴部１４０ａが連結されることでピストン３０と偏心軸部２２が連結され、シャフト１８の回転運動がピストン３０の往復運動に変換可能となる。
【特許文献１】特開昭５９−０４００６３号公報
【特許文献２】特開昭６２−２９４７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、上記従来の構成ではボールジョイント方式の連結手段３６，１３６を使用するためには、ブロック２４とシリンダ３４を別部品としたり、あるいは連結手段１３６のロッド部１３８とリング部１４０を別部品としたりして、組立のためにはいずれかの部品を分割する必要がある。従って、分割した部品を組み立てるために、取付け面を形成するために重量が増加したり、固定するための取付け面やネジ穴などの加工や、部品を固定するためのネジなどの部品も追加で必要となったりするため、コストが高くなるという課題を有していた。
【００２７】
また、部品が分割されることで組立後の寸法精度が低下し、例えば上死点でのクリアランスの容積の増加などにより、性能が低下する課題を有していた。
【００２８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、圧縮要素を簡単な方法で組み立てることで、低コストでかつ高効率の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】
【００２９】
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、内部に球面座を有したピストンを圧縮室内に収納した状態で、連結手段を球面座に当接させて球面座の側壁をかしめることで連結部を形成したので、部品の分割を最小限に抑えることでコストを安く抑えるとともに、各部品の組立精度の低下を抑制し性能の低下を防止するという作用を有する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の密閉型圧縮機は、ピストンを圧縮室内に収納した状態で連結部を形成したので、部品の分割を最小限に抑えてコストを安く抑えるとともに、各部品の組立精度の低下を抑制し性能の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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、主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、圧縮室を形成するシリンダと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する軸受部と、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とともに前記ピストンとの連結部にボールジョイントを用いた連結手段とを備え、前記連結手段は、一端にボール部を有し他端にリング部を有したロッド部を備え、前記ピストンは内部に球面座を有し、前記ピストンを前記圧縮室内に収納した状態で、前記ボール部を前記球面座に当接させて前記球面座の側壁をかしめることで、前記連結部を形成したもので、各部品の組立精度の低下を抑制し性能の低下を防止することができるとともに、部品の分割を最小限に抑えることでコストを安く抑えることができる。
【００３２】
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、シャフト軸心方向のボール部の高さは圧縮室の直径の１／３以下としたもので、シリンダ内でボールジョイントの組立を行った後に、ボール部をピストンの中心に配置することができるので、圧縮室の圧力による荷重がボール部に対して対称に作用し、ピストンを回転させるようなモーメントが発生しないので、ピストンがシリンダに対して傾くことを防止することができるので、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらにピストンの端部が強くシリンダに対して押付けられることが防止でき、この端部の摩擦による損失を低減するとともに、摩耗の発生を防止することができ、効率が高く信頼性が向上する。
【００３３】
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、２分割された金型でロッド部を挟み込むとともに、球面座の側壁に金型を押圧することでかしめを行うもので、ロッド部に沿って金型をピストンの背面に挿入することで、金型を真直ぐに挿入することができ、シリンダ内で接合部のかしめを確実に行うことができるので、請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、さらに金型が斜めに挿入されることによるかしめ不良を防止することで、接合部にガタツキが生じることによる騒音振動の発生や摩耗の発生を防止でき、信頼性が向上する。
【００３４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、金型の分割方向がシャフトの軸心方向と一致するようにロッド部を挟み込んだもので、金型の挿入時にロッド部周りに金型を回転させるような複雑な動きをさせなくても、ブロックやシャフトと干渉することなく金型をピストンの背面に挿入することができ、単純な構造で金型を押すことができ、シリンダ内で接合部のかしめを確実に行うことができるので、請求項３に記載の発明の効果に加えて、さらに接合部にガタツキが生じることによる騒音振動の発生や摩耗の発生を防止でき、信頼性が向上する。
【００３５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、金型のボールに当接する面に凹部を設け、前記凹部に対向する球面座の側壁と前記ボールとの間に潤滑油供給通路を形成したもので、偏心軸部から飛散した潤滑油が潤滑油供給通路より流入し、ボール部と球面座の摺動部に給油を行うことができ、請求項４に記載の発明の効果に加えて、さらに摺動部に油膜が形成されることで、摩耗の発生を防止できるので、信頼性が向上する。
【００３６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、圧縮室の軸心が主軸部の軸心と交わらないようにシリンダをオフセットするとともに、ロッド部の軸心がリング部の中心と交わらないように前記ロッド部をオフセットし、前記シリンダと前記ロッド部のオフセット方向は同じであるもので、圧縮室と主軸部の軸心をオフセットすることで、圧縮時にピストンがシリンダ内壁に押付けられる荷重を軽減することで損失を低減することができるので、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらにピストンとシリンダ内壁の摩擦を低減することより効率が向上する。
【００３７】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、連結手段のボール部は、反軸受部側に平坦部を形成したもので、ボール部の直径を大きくすることが可能となり、ボール部と球面座の接触部の面圧を低減できるので、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらにボール部と球面座の接触部の摩耗をより確実に防止し、信頼性が向上する。
【００３８】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発明において、冷媒にＲ６００ａを用いたもので、他の冷媒に比べ、能力に比して気筒容積が大きくピストンが大きくなるＲ６００ａ冷媒を用いた圧縮機において、ボールジョイントを用いた単純な構造とすることで特に可動部品の小型軽量化が可能であるとともに、気筒容積が大きくとも運転圧力が低いためピストンに作用する荷重はＲ６００ａでも同等であり、シリンダ内径に対して１／３以下のボールを用いても、ピストン径が大きい分だけ同じ荷重に対して大きな径のボールが使用でき、ボール部と球面座の接触部の面圧を低減することができるので、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらに可動部品の小型軽量化により振動を低減することができると共に、ボール部と球面座の接触部での摩耗を防止して信頼性の確保が可能である。
【００３９】
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。
【００４０】
（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はピストンの背面図、図３は図２のＡ−Ａ線における断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線における断面図、図５は圧縮要素の要部断面図、図６は圧縮要素の組立方法を示す模式図、図７は金型の斜視図、図８は金型の押込み状態を示す平面図、図９は潤滑油の飛散の様子を示す模式図であり、図１０は接触部の詳細を示す模式図である。
【００４１】
図１から図５、および図８において、密閉容器２０２内底部に潤滑油２０４を貯留するとともに、電動要素２１０と、これによって駆動される圧縮要素２１２とからなる圧縮機本体２０６を収容し、冷媒として温暖化係数の低いＲ６００ａ（イソブタン）を充填している。圧縮機本体２０６は、サスペンションスプリング２０８により密閉容器２０２内で内部懸架されている。また密閉容器２０２には電動要素２１０に電源を供給するための電源端子２０３が取り付けられている。
【００４２】
まず、電動要素２１０について説明する。
【００４３】
電動要素２１０は、薄板を積層した鉄心に銅製の巻線が巻かれて形成される固定子２１４と、固定子２１４の内径側に配置される回転子２１６とを備え、固定子２１４の巻線が電源端子２０３を経由して圧縮機外の電源（図示せず）と導線により接続されている。
【００４４】
次に圧縮要素２１２について説明する。
【００４５】
圧縮要素２１２は電動要素２１０の上方に配設されている。
【００４６】
圧縮要素２１２を構成するシャフト２１８は、主軸部２２０及び主軸部２２０から偏心量Ｅだけ偏心した偏心軸部２２２を備えている。
【００４７】
また、シャフト２１８は、主軸部２２０表面に設けたらせん状の溝などからなる給油通路２２８を備えている。給油通路２２８は、シャフト２１８下端で潤滑油２０４に開口する導入部２２８ａから、主軸部２２０のらせん状の溝などを経由して、偏心軸部２２２の上端の密閉容器２０２内の空間への開口部２２８ｂまで連通している。
【００４８】
偏心軸部２２２の上端面の給油経路２２８の開口部２２８ｂに隣接して、偏心軸部２２２の上端面、すなわち軸受部２２６と反対方向に設けた突起部である給油突起部２５８を設けている。給油突起部２５８において、偏心軸部２２２の軸心側は、開口部２２８ｂより主軸部２２０の回転中心から離れる方向に傾斜している。また、給油突起部２５８の頂点部の水平面に対する高さは、圧縮室２４８の上端部とほぼ一致する。さらに、給油突起部２５８の外周部は偏心軸部２２２の外周部と同一面を形成する。
【００４９】
ブロック２２４は、円筒状の内面を有する軸受部２２６を備え、軸受部２２６に主軸部２２０が回転自在な状態で挿入され、支持されている。
【００５０】
また、ブロック２２４は円筒状の穴部であるシリンダ２３４を備えており、シリンダ２３４はピストン２３０などと共に圧縮室２４８を形成する。シリンダ２３４は、圧縮室２４８の軸心が主軸部２２０の軸心と交わらないようにオフセット量Ｃだけオフセットした状態で配置されている。このシリンダ２３４のオフセットの方向は、圧縮行程時の偏心軸部２２２の主軸部２２０の中心に対する方向と同じである。
【００５１】
ピストン２３０は、背面が開口したカップ状形状をなし、背面の内径側に半球状の球面座２３２を有している。ピストン２３０は炭素量０．１０〜０．２０％程度の炭素鋼で形成され、鍛造により製造されている。
【００５２】
シリンダ２３４の端面には、バルブプレート２４６とシリンダヘッド２５０が固定されており、吸入マフラ２５２は、ＰＢＴなどの樹脂で成型され、内部に消音空間を形成し、シリンダヘッド２５０に取り付けられている。
【００５３】
連結手段２３６のロッド部２３８の両端には、リング部２４０とボール部２４２が溶接により接合されている。ボール部２４２は、ＪＩＳ  Ｂ１５０１などで示される玉軸受用鋼球を用いると強度や精度の点で良好であり、また入手が容易であり安価である。
【００５４】
また、ボール部２４２の高さＤＢおよびリング部２４０の高さＨは、シリンダ２３４の内径Ｄに対して、ともに１／３以下である。
【００５５】
また、ロッド部２３８の軸心はリング部２４０の軸心に対してオフセットされており、この方向はシリンダ２３４が主軸部２２０の軸心に対してオフセットする方向と同じであり、またオフセット量についても同じＣとなっている。
【００５６】
この結果、偏心軸部２２２が主軸部２２０に対して圧縮室２４８の軸心方向で反シリンダヘッド２５０方向に位置するとき、すなわちピストン２３０が下死点位置の時に、ロッド部２３８と圧縮室２４８の軸心が一致する。
【００５７】
次に、図６から図８を参照しながら、圧縮要素２１２の組立方法について説明する。
【００５８】
まず、シャフト２１８の主軸部２２０が軸受部２２６に挿入されるとともに、ピストン２３０がシリンダ２３４に挿入される。なお、四フッ化エチレン樹脂製リング２５６はあらかじめピストン２３０の球面座２３２の側壁内面に取付けられている。
【００５９】
次に、連結手段２３６を傾けながら、ボール部２４２をシリンダ２３４内に挿入したのち、リング部２４０に偏心軸部２２２先端の給油突起部２５８を挿入する（図６の（１））。この時に、ピストン２３０の圧縮室２４８側の端面に、ピストン２３０の外径と同等以下の外径を備えた押さえ部材２６２を当接させておく。
【００６０】
リング部２４０を偏心軸部２２２に挿入する直前の状態では、偏心軸部２２２とリング部２４０の軸心を平行にする必要があるが、ボール部２４２の高さＤＢおよびリング部２４０の高さＨはシリンダ２３４の内径Ｄに対してともに１／３以下であるため、ボール部２４２がシリンダ２３４内面に干渉することがなく組立が可能である（図６の（２））。
【００６１】
次に、連結手段２３６をボール部２４２の高さＤＢだけ下方に移動することで、ボール部２４２の中心位置と圧縮室２４８の軸心とが一致する（図６（３））。
【００６２】
なお、給油突起部２５８にリング部２４０に内面を沿わせて偏心軸部２２２に挿入することで、リング部２４０内面の摺動部の傷付きを防止しながら組立することが可能である。
【００６３】
次に、押さえ部材２６２を軸受部２２６方向に移動させることで、ボール部２４２がピストン２３０の背面に設けた球面座２３２に収納されるようにピストン２３０を移動させ、ボール部２４２と球面座２３２を当接させる（図６（４））。
【００６４】
なお、球面座２３２の内面は厳密には球面ではなく、ボール部２４２より１０〜２０％大きい半径の曲面となっており、球面座２３２とボール部２４２は環状の接触部２３３で線接触した状態になっている。
【００６５】
次に、２つの金型２６０のテーパ部２６０ｄをピストン２３０に対向させてロッド部２３８を挟んで配置し、金型２６０の分割面２６０ａを互いに押し当てた後、金型２６０を組み合わせた状態でロッド部２３８に沿って反軸受部２２６方向へ移動させ、ピストン２３０の背面に金型２６０を挿入する（図６（４）、図８））。
【００６６】
次に、金型２６０と押さえ部材２６２でピストン２３０およびボール部２４２を挟み込むようにして、荷重をかける。この結果、球面座２３２の側壁が内側へ曲げるようにして塑性変形することで、ボール部２４２とピストン２３０をかしめて連結することができる（図６（５））。
【００６７】
その後、金型２６０をピストン２３０後方のリング部２４０側にロッド部２３８に沿って移動させた後、金型２６０を分割面２０６ａで分割して、ロッド部２３８から取り外すとともに、押さえ部材２６２も取り外す（図６（６））。
【００６８】
以上の組み立て方法にて、連結手段２３６とピストン２３０の連結が完了する。
【００６９】
上述した組み立て方法のうち、かしめ作業について、以下に補足説明する。
【００７０】
金型２６０は図７に示すように、円筒を分割面２０６ａで２分割した形状であり、分割面２０６ａ側にはロッド部２３８が挟み込まれる円筒部２６０ｂと、ボール部２４２より大きい半径の球面部２６０ｃと、金型２６０の上端へ広がるテーパ部２６０ｄを設けている。
【００７１】
また、金型２６０の球面部２６０ｃには凹部２６０ｅを設けている。凹部２６０ｅは分割面２０６ａと球面部２６０ｃの間の稜線部に位置するので、金型２６０のエッジ部分の加工が容易となり、生産時の精度や品質が向上する。
【００７２】
このような金型２６０を、まずロッド部２３８のリング部２４０側に、ロッド部２３８を挟むように配置する。金型２６０は中心軸を含む平面で２分割されているので、ブロック２２４に連結手段２３６を組み付けた状態でも容易に所定の場所に配置できる。
【００７３】
また、金型２６０がシャフト２１８の軸方向に分割されていることで、ロッド部２３８を側面から挟むことで、金型２６０の挿入時にロッド部２３８周りに金型２６０を回転させるような複雑な動きをさせる必要がなく、金型２６０の配置がより容易に直線的な移動のみで行える。
【００７４】
さらに、金型２６０が直線的に挿入されることから、かしめを行う装置の構造も単純になるため、金型２６０に荷重を確実に作用させることができ、かしめが不十分となることがなく、連結部２４４にガタツキが生じることがなく、騒音振動の発生や摩耗の発生を防止することができる。
【００７５】
また、かしめを行う際の動作が単純であるため生産性が向上する。
【００７６】
以上のように、ピストン２３０とロッド部２３８が互いに揺動可能な状態で連結されるボールジョイント方式の連結部２４４を、ピストン２３０をシリンダ２３４内に挿入した状態で組み立てることが可能となる。
【００７７】
さらに、圧縮室２４８は主軸部２２０軸心に対してオフセットしているが、ロッド部２３８もリング部２４０の軸心に対して同様にオフセットしているため、ロッド部２３８と圧縮室２４８を確実に同軸にすることが可能となり、ロッド部２３８に沿って押込まれる金型２６０が傾くことによるかしめ不良を防止でき、接合部にガタツキが生じることによる騒音振動の発生や摩耗の発生を防止でき、信頼性が向上できる。
【００７８】
また、金型２６０の球面座２３２の側壁に当接する面に凹部２６０ｅを設けているので、凹部２６０ｅに対向する球面座２３２の側壁とボール部２４２との間に隙間ができ、潤滑油供給通路２５４が形成される。
【００７９】
図４に示すように、潤滑油供給通路２５４以外の部分では、ボール部２４２とかしめられた球面座２３２側壁の部分との間には四フッ化エチレン樹脂製リング２５６が介在し、互いに密着しているため隙間はほとんどない。
【００８０】
ところが、図３に示すように、潤滑油供給通路２５４においては、球面座２３２側壁とボール部２４２の間に隙間が形成されている。
【００８１】
そして、凹部２６０ｅは金型２６０の分割面２０６ａに形成されており、金型２６０はシャフト２１８の軸方向に分割されるので、潤滑油供給通路２５４は連結部２４４の上下に形成される。
【００８２】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００８３】
電源端子２０３より電動要素２１０に通電されると、固定子２１４に発生する磁界により回転子２１６はシャフト２１８とともに回転する。主軸部２２０の回転に伴い、偏心軸部２２２は偏心した状態で回転し、この偏心運動は連結手段２３６を介して往復運動に変換され、ピストン２３０をシリンダ２３４内で往復運動させる。このピストン２３０往復運動により圧縮室２４８の容積が変化することで圧縮動作を行う。
【００８４】
この圧縮動作では、密閉容器２０２内の冷媒を、吸入マフラ２５２を介して圧縮室２４８内に吸入し、次に圧縮室２４８内の冷媒を圧縮し、最後に圧縮された高温高圧の冷媒を吐き出す動作が交互に繰り返される。
【００８５】
圧縮室２４８で冷媒を圧縮する際には、ピストン２３０は偏心軸部２２２により連結手段２３６を介して上死点方向に押し出されるが、偏心軸部２２２は偏心量Ｅにて旋回運動しているため、ピストン２３０は軸心に対して斜め方向に押されることになり、シリンダ２３４側壁に押付けられる力が作用する。
【００８６】
しかし本実施の形態では、主軸部２２０の中心に対して圧縮時の偏心軸部２２２と同じ方向に圧縮室２４８をずらして配置（オフセット）しているので、ピストン２３０への荷重が最も大きくなる圧縮時にピストン２３０を真直ぐに近い状態で上死点方向に押すことができる。従って、ピストン２３０がシリンダ２３４に押し当てられる荷重が小さくすることができ、摺動部で発生する摩擦も小さくなるので、損失が低減できるため、効率が向上する。
【００８７】
また、図９に示すように、潤滑油２０４は、シャフト２１８の回転に伴い、密閉容器２０２の底部より、圧縮要素２１２へ搬送される。偏心軸部２２２上端の開口部２２８ｂまで運ばれた潤滑油２０４は、遠心力により給油突起部２５８の傾斜面２５８ａに沿って上方に上がり、給油突起部２５８先端２５８ｂから飛散する。
【００８８】
給油突起部２５８の高さは圧縮室２４８の上端と一致しているので、図９の２０４ａに示すように、遠心力により略水平方向に飛散した潤滑油２０４はシリンダ２３４内壁の上端に付着する。そして、シリンダ２３４上部に付着した潤滑油２０４は、重力により下側へ流れることで、ピストン２３０の外表面やシリンダ２３４内壁の全体を十分に潤滑することができるので、潤滑不足による摩耗を防止し、信頼性を向上することができる。
【００８９】
さらに、リング部２４０の摺動部からあふれた潤滑油２０４が同様に、図９の２０４ｂ、２０４ｃにように飛散し、ピストン２３０背面に付着する。このとき、連結部２４４の上下には潤滑油供給経路２５４が設けられているので、潤滑油２０４がボール部２４２と球面座２３２の摺動部に供給され潤滑を行うので、潤滑不足による摩耗を防止し、信頼性を向上することができる。
【００９０】
また、例えば軸受部２２６とシリンダ２３４の直角度などの加工精度が低く、シャフト２１８が軸受部２２６に対して傾斜したとしても、ボールジョイント部でその傾斜を吸収することができるので、ピストン２３０がシリンダ２３４内で傾くことを防止でき、ピストン２３０の端部がシリンダ２３４に強く押し当てられる片当たりを防止することができる。従って、片当たりによる摩耗を防止でき、製造が容易かつ安価にできる。
【００９１】
また、シリンダ２３４内でボールジョイントの連結部２４４を組み立てることで、例えばブロックと別部品のシリンダを取付ける従来の構造では必要であったネジなどの追加の部品や、ブロックとシリンダの取付けのために設けた平滑な加工面やネジ穴などの加工を必要としないため、軽量かつ安価な密閉型圧縮機が製造可能となる。
【００９２】
さらに、組立のために連結手段２３６などの部品を分割する必要がないため、部品点数が増えることで組み合わせの精度が低下することがなく、例えば上死点におけるクリアランス容積の増加などによる性能低下を防止することができる。
【００９３】
また、ボール部２４２の直径を圧縮室２４８の直径の１／３以下としたので、組立後にボール部２４２をピストン２３０の中心に配置することができる。このため、ボール部２４２に対して、ピストン２３０端面に作用する圧縮室２４８の圧力は対称に作用し、ピストン２３０をシリンダ２３４内で回転させるようなモーメントが発生しない。従って、ピストン２３０の端部が強くシリンダ２３４の内壁に押付けられることが防止でき、この端部の摩擦による損失を低減し、摩耗の発生を防止するので、性能と信頼性を向上することができる。
【００９４】
さらに、Ｒ６００ａ冷媒は他のＨＦＣ１３４ａなどの冷媒に比べ、圧力は低いものの能力に比して気筒容積が大きいので、ピストン２３０やシリンダ２３４が大きくなり、往復運動部分の重量が増加して振動増加の原因となったり、圧縮要素２１２が大きくなることでコストが上昇したりする課題があった。ところが本発明によれば、ボールジョイントを用いた単純な構造とすることで小型軽量化が可能であり低コスト化が図れるとともに、特に可動部品の軽量化により振動を低くすることができる。
【００９５】
また、ボール部２４２の直径を小さくすると、ボール部２４２と球面座２３２の接触部２３３の面積が小さくなるので、面圧が大きくなり摩耗が生じやすくなるが、Ｒ６００ａは運転圧力が低いためボール部２４２の直径が小さくとも信頼性の確保が可能である。
【００９６】
以下、図１０を用いて、ボール部２４２と球面座２３２の接触部２３３について詳細に説明する。
【００９７】
球面座２３２はボール部２４２の半径Ｒに対して１０％程度大きな半径を有し、接触部２３３で互いに線接触している。ピストン２３０の軸心方向に対する接触部２３３の方向をθとすると、接触部２３３はピストン２３０の軸心を中心とする円を形成し、その円周の長さＬは（数１）で表される。
【００９８】
【数１】
2009062864.tif 000003
【００９９】
ここで、ピストン２３０への作用力をＷ、接触部２３３の単位幅当たりの接触荷重をＦとすると、ピストン２３０の軸方向の荷重のつりあいから、接触荷重Ｆは（数２）で表される。
【０１００】
【数２】
2009062864.tif 000004
【０１０１】
従って、ボール部２４２の大きさに関わらず、θは４５度程度とすることで、接触荷重Ｆが最も小さくなることがわかる。
【０１０２】
また、ボール部２４２の半径Ｒが大きいほど、接触部２３３の接触荷重Ｆが小さくなる。
【０１０３】
Ｒ６００ａを冷媒として用いると、気筒容積が大きくとも運転圧力が低いためピストン２３０に作用する荷重Ｗは他の冷媒と同等であるが、ボール部２４２の直径（２Ｒ）はシリンダ２３４の内径Ｄに対して最大でＤ／３としているので、Ｒ６００ａでは他の冷媒に比べボール部２４２の半径Ｒを大きくできる。従って、Ｒ６００ａでは接触部２３３の単位幅当たりの接触荷重Ｆを小さくすることができる。
【０１０４】
さらに、接触部２３３について詳細に説明すると、ボール部２４２と球面座２３２は線接触しているが、ボール部２４２の半径Ｒに対して、球面座２３２の曲率半径をこれより１０％大きい１．１Ｒとすると、単位幅当たりの接触荷重Ｆに対して、ヘルツの接触理論に基づく接触幅ｂは、（数３）であらわされる。
【０１０５】
【数３】
2009062864.tif 000005
【０１０６】
即ち、接触幅ｂは接触荷重Ｆおよび半径Ｒの平方根に比例することになり、ボール部２４２の半径Ｒが大きいと、接触荷重Ｆが小さくなるだけではなく、接触幅ｂが大きくなる。
【０１０７】
従って、Ｒ６００ａを用いるとボール部２４２の半径Ｒが大きくなるので、線接触している接触部２３３の単位幅あたりの接触荷重Ｆが小さくなる一方、半径Ｒが大きくなることで接触幅ｂが大きくなり、面圧が小さくなるので、摺動部の摩耗を防止でき、信頼性が向上する。
【０１０８】
また、ボール部２４２の上下端に平坦部２６４を設けることで、ボール部２４２の高さＤＢはシリンダ２３４の内径Ｄの１／３以下を維持しながら、ボール部２４２の曲率半径Ｒを大きくすることができる。
【０１０９】
その具体的な実施例を、図１１および図１２に示す。
【０１１０】
図１１は、他の圧縮機の縦断面図、図１２は図１１のピストンの断面図である。
【０１１１】
図１１および図１２に示すように構成することで、ボール部２４２と球面座２３２の接触部２３３の面積が大きくすることができるので、接触部２３３の面圧を低くして摩耗の発生を防止することができ、信頼性が向上する。
【０１１２】
さらに、ピストン２３０に対して連結手段２３６は水平方向には揺動するが、上下方向にはほとんど動かないので、平坦部２６４によって揺動の動きが阻害されたり、接触部２３３の位置に平坦部２６４が移動することもないため、摺動面積が小さくなったり、摩耗が発生したりするといった問題が生じることはない。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、構造が簡単であり安価に製造が可能となるので、家庭用電気冷凍冷蔵庫に限らず、エアーコンディショナー、自動販売機やその他の冷凍装置等に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【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ピストンの背面図
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図
【図４】図２のＢ−Ｂ線における断面図
【図５】同実施の形態における圧縮要素の要部断面図
【図６】同実施の形態における圧縮要素の組立方法を示す模式図
【図７】同実施の形態における金型の斜視図
【図８】同実施の形態における金型の押込み状態を示す平面図
【図９】同実施の形態における潤滑油の飛散の様子を示す模式図
【図１０】接触部の詳細を示す模式図
【図１１】同実施の形態における他の圧縮機の縦断面図
【図１２】図１１のピストンの断面図
【図１３】従来の圧縮機の縦断面図
【図１４】従来のピストンの上面図
【図１５】従来の圧縮機の連結手段近傍の要部拡大図
【符号の説明】
【０１１５】
２０２  密閉容器
２０４  潤滑油
２１０  電動要素
２１２  圧縮要素
２１４  固定子
２１６  回転子
２１８  シャフト
２２０  主軸部
２２２  偏心軸部
２２６  軸受部
２２８  給油通路
２３０  ピストン
２３２  球面座
２３４  シリンダ
２３６  連結手段
２３８  ロッド部
２４０  リング部
２４２  ボール部
２４４  連結部
２４８  圧縮室
２５４  潤滑油供給通路
２５８  給油突起部
２６０  金型
２６０ｅ  凹部
２６４  平坦部
【図７】
2009062864.tif 000006
【図８】
2009062864.tif 000007
【図９】
2009062864.tif 000008
【図１０】
2009062864.tif 000009
【図１１】
2009062864.tif 000010
【図１２】
2009062864.tif 000011
【図１３】
2009062864.tif 000012
【図１５】
2009062864.tif 000013
【図１】
2009062864.tif 000014
【図２】
2009062864.tif 000015
【図３】
2009062864.tif 000016
【図４】
2009062864.tif 000017
【図５】
2009062864.tif 000018
【図６】
2009062864.tif 000019
【図１４】
2009062864.tif 000020