CN103375384B - 密闭型压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密闭型压缩机，即使在较低的运转频率区域运转，也能够确保形成油膜所必要的供油量和滑动面积。在曲轴（9）中，为了维持螺旋槽（96）的粘性油泵性能而不变更螺旋槽倾斜角度（θ1），并且，使下侧油泵孔（94）、上侧油泵孔（95）和螺旋槽（96）位于除最大负载区域（98）以外的区域。

Description

密闭型压缩机

技术领域

本发明涉及密闭型压缩机。

背景技术

近年来，对于冷冻冷藏装置等的高效化的市场要求较高。因此，对于冷冻冷藏装置等搭载的密闭型压缩机，也谋求进一步的高效化。密闭型压缩机能够在从不到商用电源频率的低的运转频率到商用电源频率以上的高的运转频率的大的区域运转。特别是在低的运转频率区域，会对高效化造成影响，因此为了满足可靠性的维持和效率的提高，确保供油和减少滑动损失是重要的（专利文献1）。

在利用离心力对规定的各部分供给润滑油的离心油泵结构中，在商用电源频率以上的高的运转频率区域中，能够获得较大的泵能力，易于确保供油量。但是，在离心油泵结构中，由于在不到商用电源频率的低的运转频率区域，泵能力降低，所以供油量也减少。

专利文献1：日本特开2011-185209号公报

发明内容

因而，本发明的目的在于提供一种密闭型压缩机，其在较低的运转频率区域中，也能够确保供油量和滑动面积，实现高可靠性和高效率。

为了解决上述课题，本发明的密闭型压缩机在具有润滑油的密闭容器中收容有电动机构和压缩机构，压缩机构与电动机构通过曲轴连结，通过电动机构的旋转力动作，压缩机构具备气缸体、和在该气缸体中设置的压缩室内滑动的活塞，活塞通过连杆与曲轴连结，电动机构具备在曲轴的外周侧隔开间隔设置的定子，和位于该定子的内周侧与曲轴的外周侧之间并固定在曲轴上、与曲轴一体旋转的转子，曲轴具备：轴主体，其上端一侧设置的偏心销部通过连杆与活塞连结，下端一侧设置有用于利用离心力抽吸润滑油的离心泵部；上轴颈部和下轴颈部，其以对于气缸体的下侧设置的轴承部上下隔开间隔分别滑动的方式设置在轴主体上；下侧油泵孔，其设置在下轴颈部上，从离心泵部被供给润滑油；上侧油泵孔，其设置在上轴颈部上，用于对偏心销部上设置的供油孔供给润滑油；和螺旋槽，其以连通上侧油泵孔和下侧油泵孔的方式在轴主体的外周面上螺旋状地形成，利用润滑油的粘性从下侧油泵孔向上侧油泵孔供给润滑油，上侧油泵孔以避开位于上轴颈部并产生规定值以上的负载的上侧规定区域的方式设置在上轴颈部，下侧油泵孔以避开位于下轴颈部并产生规定值以上的负载的下侧规定区域的方式设置在下轴颈部，螺旋槽的圈数设定为1圈以上。

螺旋槽可以是避开上侧规定区域和下侧规定区域地设置1圈以上的结构。

上侧规定区域可以形成为，将与偏心销部相对的位置的上轴颈部的上下两个端点、和曲轴旋转了规定角度的情况下上轴颈部的上端点分别连结的三角形的区域，下侧规定区域可以形成为，将与偏心销部相同方向的位置的下轴颈部的上下两个端点、和曲轴旋转了规定角度的情况下的下轴颈部的下端点分别连接的三角形的区域。

规定角度可以设定为能够使螺旋槽形成1圈以上的角度。

螺旋槽可以设置为1圈以上2圈以下的范围。

可以将上侧泵孔与下侧泵孔相对地设置。

在本发明中，能够使上侧油泵孔避开位于上轴颈部并产生最大负载的上侧规定区域地设置在上轴颈部，下侧油泵孔避开位于下轴颈部并产生最大负载的下侧规定区域地设置在下轴颈部，螺旋槽的圈数设定为1圈以上。从而，即使在低的运转频率区域驱动电动机构，泵性能降低的情况下，也能够维持或提高螺旋槽与上侧油泵孔和下层油泵孔产生的粘性油泵的功能。从而，本发明中，在低的运转频率区域运转时，能够确保形成油膜所需要的供油量和滑动面积，满足高可靠性和高效率。

附图说明

图1是本实施例的压缩机的截面图。

图2是将曲轴的侧面图和螺旋槽的展开图并列表示的说明图。

图3是将第二实施例的曲轴的侧面图和螺旋槽的展开图并列表示的说明图。

图4是将第三实施例的曲轴的侧面图和螺旋槽的展开图并列表示的说明图。

图5是作为比较例的压缩机的截面图。

图6是将作为比较例的曲轴的侧面图和螺旋槽的展开图并列表示的说明图。

符号说明

1：密闭型压缩机

9、9A、9B：曲轴

90：轴主体

92：下轴颈部

93：上轴颈部

94：下油泵孔

95：上油泵孔

96、96A、96B：螺旋槽

98、99：规定区域

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式。在本实施方式中，如以下的详细叙述，在使往复型的压缩机密封在容器内的结构中，上侧油泵孔避开位于上轴颈部并产生最大负载的上侧规定区域，且设置在上轴颈部，下层油泵孔避开位于下轴颈部并产生最大负载的下侧规定区域，且设置在下轴颈部，进而，螺旋槽的圈数设定为1圈以上。由此，本实施方式中，例如即使是供油量容易减少的不到商用电源频率的低的运转频率区域，也能够对滑动部高效地供油，实现高可靠性和高效率。

说明本发明的实施例之前，参照图5和图6说明作为比较例的离心油泵结构的供油方式。

参照图5的密闭型压缩机1P的截面图，说明压缩机构和供油路径。在密闭的容器2中，设置有压缩机构3和电动机构4。压缩机构3和电动机构4被弹簧等弹性支撑部件支撑。在密闭容器2的底部，贮存有用于供油的冷冻机油5。

压缩机构3具备气缸体31、在气缸体31内的压缩室32内可滑动地设置的活塞33、对压缩室32的开口面加盖的顶盖34、固定在顶盖34与气缸体31之间的阀板35。在气缸体31与阀板35之间设置有吸入阀和喷出阀（未图示）。

活塞33的基端一侧经由连杆6与曲轴9P的偏心销部91连结。曲轴9P被在气缸体31的下侧一体设置的轴承部7可旋转地支撑。曲轴9P与构成电动机构4的一部分的转子42连结，通过转子42的旋转力而旋转。

定子41在曲轴9P的外周侧隔开间隔设置，在曲轴9P的外周侧与定子41的内周侧之间，筒状的转子42被固定在曲轴9P上。曲轴9P与转子42一起旋转时，偏心销部91旋转，其旋转时的旋转力被连杆6变换为直线运动，使活塞33在压缩室32内往复运动。活塞33在压缩室32内往复运动，从而压缩气体（制冷剂）。

参照图6说明曲轴9P的结构。曲轴9P具备偏心销部91经由连杆6与活塞33连结、下端一侧设置有用于利用离心力抽吸润滑油的离心泵部8的轴主体90；以相对轴承部7上下隔开间隔并各自滑动的方式设置在轴主体90上的上轴颈部93和下轴颈部92；在下轴颈部92上设置的、从离心泵部8供给润滑油的下侧油泵孔94；和在上轴颈部93上设置的、用于对偏心销部91上设置的供油孔912供给冷冻机油5的上侧油泵孔95。

进而，螺旋槽96P以使上侧油泵孔95和下侧油泵孔94连通的方式，在轴主体90的外周面螺旋状地形成。螺旋槽96P利用润滑油的粘性从下侧油泵孔94向上侧油泵孔95供给润滑油。

对供油方法进行说明。进行压缩工序时，如气缸体31与活塞33之间、活塞33与连杆6之间、连杆6与曲轴9P之间、曲轴9P与轴承部7之间那样，在部件之间接触的滑动面形成油膜。这是为了通过油膜防止滑动面上的金属接触，维持可靠性。

对供油路径进行说明。曲轴9P因转子42的旋转力而旋转时，曲轴9P的下侧设置的离心泵部8利用离心力吸入贮存在容器2底部的冷冻机油5，经由形成在曲轴9P的下侧外周面的离心油泵通路97抽吸。

被抽吸的冷冻机油5经过下侧油泵孔94，通过作为粘性油泵的螺旋槽96P，到达上侧油泵孔95。如图6中所示，上侧油泵孔95位于与下侧油泵孔94相同的方向，在上轴颈部93上形成。

从上侧油泵孔95流出的冷冻机油5，从偏心销部91的上端911和销部供油孔912向周围放射线状地飞散。由此，对作为与气缸体31的滑动面的活塞33的外径上表面33A供油。进而，在上述路径的途中，也对路径周边的其他滑动面供油。

但是，因为离心油泵结构在不到商用电源频率的低的运转频率区域离心力变小，所以离心油泵通路97抽吸冷冻机油5的力降低，供油量减少。此处，考虑通过缩短冷冻机油5的油面高度与曲轴9P的下侧油泵孔94之间的距离（以下称为扬程），来确保必要的供油量。

作为缩短扬程的方法，存在通过增加冷冻机油5的封入量而提升油面高度的情况和降低下侧油泵孔94的位置的情况。但是，对油面高度过度提升时，油面与转子42下端之间的距离变窄，产生转子42的旋转引起的起泡。因此，可靠性降低，或因输入的增加导致效率降低。

另一方面，降低下侧油泵孔94的位置时，由于螺旋槽96P的倾斜角度θ1增大，所以包括螺旋槽96P而构成的粘性油泵的性能降低，供油量反而减少。

为了不变更倾斜角θ1而维持粘性油泵的性能，能够通过增加螺旋槽96P的圈数来对应。螺旋槽的圈数也可以指形成螺旋槽的角度，也能够称为卷绕角度。例如，使螺旋槽正好仅形成一圈的情况下，其卷绕角度是360度。例如，使螺旋槽正好仅形成1.5圈的情况下，其卷绕角度是540度。

但是，仅单纯地增加螺旋槽96P的卷绕数，上侧油泵孔95或下侧油泵孔94的位置接近最大负载面，滑动面减少。滑动面减少时，难以形成油膜，关系到可靠性降低和效率降低。于是，为了解决上述技术上的矛盾，提出了以下的解决方法。

【实施例1】

图1是本实施例的组装有曲轴96的压缩机1的截面图。图2是将本实施例的曲轴96的侧面图和螺旋槽96的展开图并列表示的说明图。

图1所示的密闭型压缩机1与图5所示的压缩机1P的基本结构是共通的。

在图1和图5中，离心油泵结构的供油路径相同，从离心油泵通路97抽吸的冷冻机油5通过下侧油泵孔94流入作为粘性油泵的螺旋槽96，通过与下侧油泵孔94位于相同方向的上侧油泵孔95，从偏心销部91的上端911和销部供油孔912向周围放射线状地飞散。由此，对活塞33的外径上表面33A供油。进而，在冷冻机油5的路径的途中，也对活塞33的外径上表面33A以外的其他滑动面供油。

此处，在图6所示的曲轴9P中，由于下侧油泵孔94位于压缩工序时的最大负载区域98，所以滑动面积减少。伴随滑动面积的减少，接触面压增加，因此油膜形成容易变得困难。

对此，在图2所示的本实施例的曲轴9中，为了维持螺旋槽96的粘性油泵性能而不变更螺旋槽倾斜角度θ1，并且，使下侧油泵孔94、上侧油泵孔95和螺旋槽96位于除最大负载区域98以外的区域。

作为“上侧规定区域”的上轴颈部93上的最大负载区域98，是到从上止点旋转了规定角度（例如30～60度）的范围为止的区域。作为“下侧规定区域”的下轴颈部92上的最大负载区域98，在上轴颈部93上的最大负载区域98的相反一侧（错开180度的位置）形成。以下，存在将上轴颈部93上的最大负载区域98称为上侧最大负载区域，将下轴颈部92上的最大负载区域98称为下侧最大负载区域的情况。

图2所示的本实施例中，与图6所示的比较例同样，将螺旋槽的圈数设定为1圈。但是，本发明不限于1圈，如后述其他实施例所示，在设定为1圈以上的情况下，也能够使下侧油泵孔94、上侧油泵孔95和螺旋槽96位于除最大负载区域98以外的区域。其中，在将螺旋槽96的圈数设定为比1圈更大的值的情况下，倾斜角度θ1减小，因此螺旋槽96的粘性油泵性能不减低。

观察图2时，上侧油泵孔95接近上侧最大负载区域98的上止点的相反一侧的位置而形成。下侧油泵孔94在距离上侧油泵孔95的位置360度的位置形成。从而，螺旋槽96的圈数是1，卷绕角度是360度。

根据这样构成的本实施例，即使在低的运转频率区域驱动电动机构4，离心泵部8的性能降低的情况下，也能够维持或提高螺旋槽96、上侧油泵孔95以及下侧油泵孔94产生的粘性油泵的功能。从而，根据本实施例，在低的运转频率区域运转时，能够确保形成油膜所需要的供油量和滑动面积，满足高可靠性和高效率。

【实施例2】

参照图3说明第二实施例。由于第二实施例具备与第一实施例共通的结构，因此以与第一实施例不同的点为中心说明。

在第一实施例中，将上侧油泵孔95、下侧油泵孔94以及螺旋槽96应该避开的最大负载区域98设定为矩形。与此相对，在本实施例中，将最大负载区域99设定为三角形。这是因为根据曲轴9A的旋转，负载逐渐增大。

在本实施例中，将从因压缩工序而使负载开始增加至成为最大值为止的基准位置（P1-P2、P4-P5）起，到曲轴旋转角度成为规定角度（例如120度）前的位置（P3，P6）为止的较广的三角形区域设定为最大负载区域99。

详细而言，在上轴颈部93，以因压缩工序而使负载成为最大的位置的、上轴颈部93的上端点P1和下端点P2作为基准位置，以从该基准位置起120度前的位置P3作为负载增大位置，将连结基准位置P1-P2与负载增大位置P3的三角形的区域99设定为上侧最大负载区域99。

在下轴颈部92同样地，以负载成为最大的位置的、下轴颈部92的上端点P4和下端点P5作为基准位置，以从该基准位置120度前的位置P6作为负载增大位置，将连结基准位置P4-P5与负载增大位置P6的三角形的区域99设定为下侧最大负载区域99。

这样构成的本实施例也能够实现与第一实施例同样的作用效果。进而，在本实施例中，由于避开负载开始增大的位置形成上侧油泵孔95、下侧油泵孔94以及螺旋槽96A，由此与第一实施例相比，形成油膜更加容易。

【实施例3】

参照图4说明第三实施例。本实施例是第二实施例的变形例，在本实施例的曲轴9B中，将螺旋槽96B的圈数设定为1.5（卷绕角度是540度）。

在本实施例中，使下侧油泵孔94与上侧油泵孔95相对地位于与上下轴颈部93、92的最大负载面99相对的最小负载面上。结果，在本实施例中，螺旋槽96B的圈数被设定为1.5。

这样构成的本实施例也能够实现与第二实施例同样的作用效果。进而，本实施例中，由于使上侧油泵孔95和下侧油泵孔94位于最小负载面上，由此与第二实施例相比，能够更流畅地对滑动部供油。从而，在本实施例中，能够获得因滑动损失降低而带来高效率、并且高可靠性的密闭型往复运动压缩机。

其中，本发明不限于上述实施例。只要是本行业的技术人员，即能够在本发明的范围内进行各种追加或变更。例如，本发明的密闭型压缩机能够适合用作以低速驱动的冰箱用的压缩机，但本发明并不排除对冰箱以外的应用。

Claims (4)

1.一种密闭型压缩机，其在具有润滑油的密闭容器中收容有电动机构和压缩机构，所述压缩机构与所述电动机构通过曲轴连结，通过所述电动机构的旋转力动作，其特征在于：

所述压缩机构具备气缸体、和在该气缸体中设置的压缩室内滑动的活塞，所述活塞通过连杆与所述曲轴连结，

所述电动机构具备在所述曲轴的外周侧隔开间隔设置的定子，和位于该定子的内周侧与所述曲轴的外周侧之间并固定在所述曲轴上、与所述曲轴一体旋转的转子，

所述曲轴具备：

轴主体，其上端一侧设置的偏心销部通过所述连杆与所述活塞连结，下端一侧设置有用于利用离心力抽吸润滑油的离心泵部；

上轴颈部和下轴颈部，以相对于所述气缸体的下侧设置的轴承部分别滑动的方式，上下隔开间隔地设置在所述轴主体上；

下侧油泵孔，其设置在所述下轴颈部上，润滑油从所述离心泵部供给到该下侧油泵孔；

上侧油泵孔，其设置在所述上轴颈部上，用于对所述偏心销部上设置的供油孔供给润滑油；和

螺旋槽，其以连通所述上侧油泵孔和所述下侧油泵孔的方式在所述轴主体的外周面上螺旋状地形成，利用润滑油的粘性从所述下侧油泵孔向所述上侧油泵孔供给润滑油，

所述上侧油泵孔以避开位于所述上轴颈部并产生规定值以上的负载的上侧规定区域的方式设置在所述上轴颈部，

所述下侧油泵孔以避开位于所述下轴颈部并产生规定值以上的负载的下侧规定区域的方式设置在所述下轴颈部，

所述螺旋槽避开所述上侧规定区域和所述下侧规定区域地设置1圈以上，

所述上侧规定区域形成为，将与所述偏心销部相对的位置的所述上轴颈部的上下两个端点、和所述曲轴旋转了规定角度的情况下所述上轴颈部的上端点分别连结的三角形的区域，

所述下侧规定区域形成为，将与所述偏心销部相同方向的位置的所述下轴颈部的上下两个端点、和所述曲轴旋转了所述规定角度的情况下所述下轴颈部的下端点分别连接的三角形的区域。

2.如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述规定角度设定为能够使所述螺旋槽形成1圈以上的角度。

3.如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述螺旋槽设置为1圈以上2圈以下的范围。

4.如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述上侧泵孔与所述下侧泵孔相对地设置。