JP2001304124A - 密閉形圧縮機 - Google Patents
密閉形圧縮機Info
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- JP2001304124A JP2001304124A JP2000126329A JP2000126329A JP2001304124A JP 2001304124 A JP2001304124 A JP 2001304124A JP 2000126329 A JP2000126329 A JP 2000126329A JP 2000126329 A JP2000126329 A JP 2000126329A JP 2001304124 A JP2001304124 A JP 2001304124A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピストンに加わるガス圧縮荷重を低減し、摺
動損失を減らし高性能かつ信頼性の高い密閉形圧縮機を
提供する。 【解決手段】 密閉容器内に電動要素とピストン４およ
びシリンダ２で構成される圧縮要素とを備える密閉形圧
縮機において、前記ピストン４の重心が、シリンダ２の
中心線よりずれた位置にある。
動損失を減らし高性能かつ信頼性の高い密閉形圧縮機を
提供する。 【解決手段】 密閉容器内に電動要素とピストン４およ
びシリンダ２で構成される圧縮要素とを備える密閉形圧
縮機において、前記ピストン４の重心が、シリンダ２の
中心線よりずれた位置にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫、ルームエ
アコン等に用いられる密閉形圧縮機に関する。
アコン等に用いられる密閉形圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、密閉形圧縮機の圧縮過程におけ
るピストン４およびシリンダ２の上面図で、ヘッドプレ
ート９は、冷媒の吸い込み通路である吸い込みポート１
０と、吐出通路である吐出ポート１１とを有し、図示し
ない弁機構によって、吸い込みと吐出とを可能にしてい
る。
るピストン４およびシリンダ２の上面図で、ヘッドプレ
ート９は、冷媒の吸い込み通路である吸い込みポート１
０と、吐出通路である吐出ポート１１とを有し、図示し
ない弁機構によって、吸い込みと吐出とを可能にしてい
る。
【０００３】上記の、いわゆるスコッチヨーク式ピスト
ン往復機構は、ピストン４と、回転運動を往復運動に変
換するスライダ３が往復動するスライド管３ａとが一体
的に構成されているため、ピストン４の先端より受けた
ガス荷重Ｆｇがクランクシャフト７の回転中心８より偏
心した位置にあるクランクピン７ａに伝わり、その反力
によりピストン１を傾かせる作用が働く。
ン往復機構は、ピストン４と、回転運動を往復運動に変
換するスライダ３が往復動するスライド管３ａとが一体
的に構成されているため、ピストン４の先端より受けた
ガス荷重Ｆｇがクランクシャフト７の回転中心８より偏
心した位置にあるクランクピン７ａに伝わり、その反力
によりピストン１を傾かせる作用が働く。
【０００４】また、特開平４−１７５４７８号公報に記
載されるようなピストン構造もある。この構造は、クラ
ンクピンおよびびピストンの中心線に対して垂直方向に
中心軸を持つ円筒状の内径部を持ち、この内径部に遊合
されると同時にクランクピンの外径と遊合状態で連結さ
れた内径を有する円筒状の部材を取り付けることによ
り、ピストンの側面に作用する荷重をピストン全長で受
け、局部的な荷重を低減するようにするものである。
載されるようなピストン構造もある。この構造は、クラ
ンクピンおよびびピストンの中心線に対して垂直方向に
中心軸を持つ円筒状の内径部を持ち、この内径部に遊合
されると同時にクランクピンの外径と遊合状態で連結さ
れた内径を有する円筒状の部材を取り付けることによ
り、ピストンの側面に作用する荷重をピストン全長で受
け、局部的な荷重を低減するようにするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記スコッチヨーク式
ピストン往復機構では、ピストン４の先端側面４０１
と、シリンダ２の中心線２ａを介し反対側に位置するシ
リンダ２と接触するピストン４の腹部側面４０２とにお
いて、局部的に荷重が掛かる構造となっている。
ピストン往復機構では、ピストン４の先端側面４０１
と、シリンダ２の中心線２ａを介し反対側に位置するシ
リンダ２と接触するピストン４の腹部側面４０２とにお
いて、局部的に荷重が掛かる構造となっている。
【０００６】また、特開平４−１７５４７８号公報に記
載されるピストン構造では、スコッチヨーク式ピストン
往復機構の場合、ピストンを傾けるモーメントを低減す
ることに配慮されておらず、また、複雑な構造となるた
め組立行程、加工工程が増加する。さらに、円筒状部材
が摺動することにより電動機の入力も増加する。
載されるピストン構造では、スコッチヨーク式ピストン
往復機構の場合、ピストンを傾けるモーメントを低減す
ることに配慮されておらず、また、複雑な構造となるた
め組立行程、加工工程が増加する。さらに、円筒状部材
が摺動することにより電動機の入力も増加する。
【０００７】このため、特にスコッチヨーク式ピストン
往復機構のレシプロ圧縮機において、たとえばＨＦＣ１
３４ａのようなハイドロフロロカーボン系冷媒をイソブ
タン等の炭化水素系冷媒に転換する際の大容量化に必要
なシリンダボア径の拡大やストローク長の拡大に制約を
受ける。
往復機構のレシプロ圧縮機において、たとえばＨＦＣ１
３４ａのようなハイドロフロロカーボン系冷媒をイソブ
タン等の炭化水素系冷媒に転換する際の大容量化に必要
なシリンダボア径の拡大やストローク長の拡大に制約を
受ける。
【０００８】本発明の目的は、ピストンに加わるガス圧
縮荷重を低減し、摺動損失を減らし高性能かつ信頼性の
高い密閉形圧縮機を提供することにある。
縮荷重を低減し、摺動損失を減らし高性能かつ信頼性の
高い密閉形圧縮機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る密閉形圧縮機の発明の構成は、密閉容
器内に電動要素と、ピストンおよびシリンダで構成され
る圧縮要素とを備える密閉形圧縮機において、前記ピス
トンの重心が、シリンダの中心線よりずれた位置にある
ものである。
め、本発明に係る密閉形圧縮機の発明の構成は、密閉容
器内に電動要素と、ピストンおよびシリンダで構成され
る圧縮要素とを備える密閉形圧縮機において、前記ピス
トンの重心が、シリンダの中心線よりずれた位置にある
ものである。
【００１０】上記目的を達成するため、本発明に係る密
閉形圧縮機の他の発明の構成は、前記ピストンにスライ
ド管を接合し、このスライド管内を往復動可能に挿入さ
れたスライダに前記クランクシャフトのクランクピンを
回転自在に取り付け、前記ピストンの重心が、シリンダ
の中心線よりずれた位置にあるものである。
閉形圧縮機の他の発明の構成は、前記ピストンにスライ
ド管を接合し、このスライド管内を往復動可能に挿入さ
れたスライダに前記クランクシャフトのクランクピンを
回転自在に取り付け、前記ピストンの重心が、シリンダ
の中心線よりずれた位置にあるものである。
【００１１】上記目的を達成するため、本発明に係る密
閉形圧縮機のさらに他の発明の構成は、前記ピストンに
スライド管を接合し、このスライド管内を往復動可能に
挿入されたスライダに前記クランク部を回転自在に取り
付け、前記シリンダの内径中心線を境に、圧縮工程にお
けるクランクシャフトのクランクピン軸中心と反対側に
ピストンの重心があるものである。
閉形圧縮機のさらに他の発明の構成は、前記ピストンに
スライド管を接合し、このスライド管内を往復動可能に
挿入されたスライダに前記クランク部を回転自在に取り
付け、前記シリンダの内径中心線を境に、圧縮工程にお
けるクランクシャフトのクランクピン軸中心と反対側に
ピストンの重心があるものである。
【００１２】詳しくは、前記ピストンに、ピストンの外
径の中心線に対して非対称となる位置に中空部を形成す
るものである。
径の中心線に対して非対称となる位置に中空部を形成す
るものである。
【００１３】また、前記ピストンを、その中心線方向に
比重の異なる部材で構成し、ピストンの重心を中心線か
らずらすものである。
比重の異なる部材で構成し、ピストンの重心を中心線か
らずらすものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本実施例に係る密閉形圧
縮機の断面図である。同図において、フレーム１の上部
に圧縮要素を構成するシリンダ２を取り付け、このシリ
ンダ２内を端部にスライド管３ａを接合したピストン４
が往復動して圧縮要素を構成している。フレーム１の下
部には、電動機を構成するステータ４およびロータ５が
取り付けられている。クランクシャフト７の回転中心８
より偏心した位置に、クランクピン７ａがある。このク
ランクシャフト７は、フレーム１の軸受け部に貫通して
取り付けられている。このクランクシャフト７にはロー
タ６が直結されており、クランクシャフト７の回転（時
計回りに回転するものとする）によって、ピストン４の
端部に接合されたスライド管３ａ内を摺動するスライダ
３を介し、ピストン４を往復動させる。
を参照して説明する。図１は、本実施例に係る密閉形圧
縮機の断面図である。同図において、フレーム１の上部
に圧縮要素を構成するシリンダ２を取り付け、このシリ
ンダ２内を端部にスライド管３ａを接合したピストン４
が往復動して圧縮要素を構成している。フレーム１の下
部には、電動機を構成するステータ４およびロータ５が
取り付けられている。クランクシャフト７の回転中心８
より偏心した位置に、クランクピン７ａがある。このク
ランクシャフト７は、フレーム１の軸受け部に貫通して
取り付けられている。このクランクシャフト７にはロー
タ６が直結されており、クランクシャフト７の回転（時
計回りに回転するものとする）によって、ピストン４の
端部に接合されたスライド管３ａ内を摺動するスライダ
３を介し、ピストン４を往復動させる。
【００１５】まず、本発明の基本的な考え方について説
明する。図２のスコッチヨーク式ピストン往復機構にお
いて、ピストン４はシリンダ２の中心線に対して左右対
称で、ピストン４の円筒部の重心Ｇがシリンダ２の中心
線上に存在する場合を例にとって説明する。同図は、圧
縮過程におけるピストン４の側面に働く力を示したもの
で、実際にはクランクピン７ａよりのガス荷重の反力に
より、ピストン４は傾くが微小であるので傾きは省略し
ている。
明する。図２のスコッチヨーク式ピストン往復機構にお
いて、ピストン４はシリンダ２の中心線に対して左右対
称で、ピストン４の円筒部の重心Ｇがシリンダ２の中心
線上に存在する場合を例にとって説明する。同図は、圧
縮過程におけるピストン４の側面に働く力を示したもの
で、実際にはクランクピン７ａよりのガス荷重の反力に
より、ピストン４は傾くが微小であるので傾きは省略し
ている。
【００１６】スコッチヨーク式ピストン往復機構は、ピ
ストン４先端に掛かるガス荷重Ｆｇがスライダ３を介し
てクランクピン７ａに働くと、その反力によりピストン
４を傾けるモーメントが作用し、そのモーメントを、ピ
ストン４の先端側面４０１に対して働く荷重Ｆｐ１とピ
ストン４の腹部側面４０２に対して働く荷重Ｆｐ２とに
より受けとめる構造である。また、ピストン４の慣性力
Ｆｗも同様にクランクピン７ａに作用するが、圧縮過程
の後期においてはピストン４が減速することから慣性力
Ｆｗはガス荷重Ｆｇに対し逆向きに作用する。
ストン４先端に掛かるガス荷重Ｆｇがスライダ３を介し
てクランクピン７ａに働くと、その反力によりピストン
４を傾けるモーメントが作用し、そのモーメントを、ピ
ストン４の先端側面４０１に対して働く荷重Ｆｐ１とピ
ストン４の腹部側面４０２に対して働く荷重Ｆｐ２とに
より受けとめる構造である。また、ピストン４の慣性力
Ｆｗも同様にクランクピン７ａに作用するが、圧縮過程
の後期においてはピストン４が減速することから慣性力
Ｆｗはガス荷重Ｆｇに対し逆向きに作用する。
【００１７】ピストン４の先端側面４０１に働く荷重Ｆ
ｐ１とピストン４の腹部側面４０２とに働く荷重Ｆｐ２
との間には、数１の関係がある。
ｐ１とピストン４の腹部側面４０２とに働く荷重Ｆｐ２
との間には、数１の関係がある。
【００１８】Ｆｐ２−Ｆｐ１＝０……… (数1) またピストン４は、ピストン４からスライダ３を介して
掛かるガス荷重Ｆｇを受けるクランクピン７ａの点Ｐを
中心として傾き、点Ｐを中心とするモーメントの関係よ
り、数２のようになる。
掛かるガス荷重Ｆｇを受けるクランクピン７ａの点Ｐを
中心として傾き、点Ｐを中心とするモーメントの関係よ
り、数２のようになる。
【００１９】 Ｆｐ２・Ｌ２−Ｆｐ１・Ｌ１＋Ｆｇ・α−Ｆｗ・β＝０…（数２） 数１と数２とから、数３が求まる。
【００２０】 Ｆｐ１＝Ｆｐ２ ＝（Ｆｇ・α−Ｆｗ・β）／（Ｌ１−Ｌ２）…（３） ただし、 Ｆｐ１：ピストン先端側面に働く荷重 Ｆｐ２：ピストン腹部側面に働く荷重 Ｆｇ：ガス荷重 Ｆｗ：ピストンの慣性力 α：点Ｐからピストン４の先端のガス荷重点４０３を通
るシリンダ２の中心線２ａに平行な線までの最短距離 β：点Ｐからピストン４の円筒部の重心Ｇを通るシリン
ダ２の中心線２ａに平行な線までの最短距離 Ｌ１：Ｆｇ１から点Ｐを通りピストン４の往復方向に垂
直な線までの最短距離 Ｌ２：Ｆｇ２から点Ｐを通りピストン４の往復方向に垂
直な線までの最短距離 数３に示すように、従来構造のスコッチヨーク式ピスト
ン往復機構においては、ピストン４の円筒部の重心Ｇが
シリンダ２の中心線２ａ上（もしくはほぼ中心線上）に
あるためＦｗ・βの項のβの値が小さい。このため、ピ
ストン４に働く荷重Ｆｐ１およびＦｐ２は大きくなり、
その摺動損失により電力を多く消費する。また、ピスト
ン４とシリンダ２との間の摺動部分においては、潤滑油
の油膜の厚さが薄く信頼性が低い。
るシリンダ２の中心線２ａに平行な線までの最短距離 β：点Ｐからピストン４の円筒部の重心Ｇを通るシリン
ダ２の中心線２ａに平行な線までの最短距離 Ｌ１：Ｆｇ１から点Ｐを通りピストン４の往復方向に垂
直な線までの最短距離 Ｌ２：Ｆｇ２から点Ｐを通りピストン４の往復方向に垂
直な線までの最短距離 数３に示すように、従来構造のスコッチヨーク式ピスト
ン往復機構においては、ピストン４の円筒部の重心Ｇが
シリンダ２の中心線２ａ上（もしくはほぼ中心線上）に
あるためＦｗ・βの項のβの値が小さい。このため、ピ
ストン４に働く荷重Ｆｐ１およびＦｐ２は大きくなり、
その摺動損失により電力を多く消費する。また、ピスト
ン４とシリンダ２との間の摺動部分においては、潤滑油
の油膜の厚さが薄く信頼性が低い。
【００２１】したがって、ピストン４にかかる荷重Ｆｐ
１およびＦｐ２を低減には、数３のαの値を小さく、β
の値を大きくすればよい。そのためには、シリンダ４内
のガスの圧力分布を強制的に変化させるため、ピストン
４の円筒部の重心Ｇの位置をずらすことが有効であるこ
とがわかった。
１およびＦｐ２を低減には、数３のαの値を小さく、β
の値を大きくすればよい。そのためには、シリンダ４内
のガスの圧力分布を強制的に変化させるため、ピストン
４の円筒部の重心Ｇの位置をずらすことが有効であるこ
とがわかった。
【００２２】具体的には、数３のβを大きくする手段と
して、ピストン先端の形状やピストン内部の空洞を左右
非対称とする。すなわち、ピストン円筒部の重心位置を
ずらすことにより、ピストン先端のガス荷重Ｆｇによる
モーメントに対抗するモーメントを大きくする。
して、ピストン先端の形状やピストン内部の空洞を左右
非対称とする。すなわち、ピストン円筒部の重心位置を
ずらすことにより、ピストン先端のガス荷重Ｆｇによる
モーメントに対抗するモーメントを大きくする。
【００２３】ピストン円筒部の重心をずらす方向は電動
機要素、圧縮要素で構成される圧縮機構を取り出したと
き、図面上、ピストン、シリンダの圧縮要素側から電動
機要素側を見て、回転中心を下、シリンダを上としたと
き、クランクシャフト７の回転方向が時計回りとすれ
ば、シリンダ２の中心線２ａよりも右側に配置する。ま
たクランクシャフト７の回転方向が反時計回りのときは
左側に配置する。
機要素、圧縮要素で構成される圧縮機構を取り出したと
き、図面上、ピストン、シリンダの圧縮要素側から電動
機要素側を見て、回転中心を下、シリンダを上としたと
き、クランクシャフト７の回転方向が時計回りとすれ
ば、シリンダ２の中心線２ａよりも右側に配置する。ま
たクランクシャフト７の回転方向が反時計回りのときは
左側に配置する。
【００２４】上記により、ピストン側面の摩擦力が低減
され機械的損失が減り、入力を節約すること及び信頼性
を向上させることができる。
され機械的損失が減り、入力を節約すること及び信頼性
を向上させることができる。
【００２５】以下、具体的実施例について説明する。
【００２６】（実施例１）図３、図４は、本発明に係る
実施例１の縦断面図もしくは一部縦断面図である。
実施例１の縦断面図もしくは一部縦断面図である。
【００２７】同図は、ピストン１２は右側面の壁が厚
く、左側面の壁が薄くなるように、すなわちピストン１
２の内部の円筒状空洞を左右非対称になるようにして、
円筒部の重心Ｇをシリンダ２の中心線２ａより右側へず
らしたものである。これにより、ピストン４の先端のガ
ス荷重Ｆｇによるモーメントに対抗するモーメントＦｐ
１を大きくすることができる。
く、左側面の壁が薄くなるように、すなわちピストン１
２の内部の円筒状空洞を左右非対称になるようにして、
円筒部の重心Ｇをシリンダ２の中心線２ａより右側へず
らしたものである。これにより、ピストン４の先端のガ
ス荷重Ｆｇによるモーメントに対抗するモーメントＦｐ
１を大きくすることができる。
【００２８】ピストン４の円筒部の重心Ｇをずらす方向
は、上記したように、電動機要素、圧縮要素で構成され
る圧縮機構を取り出したとき、ピストン４、シリンダ２
の圧縮要素側から電動機要素側を見て、クランクシャフ
ト７の回転中心８が下、シリンダ２が上となるようにし
たとき、クランクシャフト７の回転方向が時計回りとす
れば、重心Ｇはシリンダ２の中心線２ａよりも右側に位
置するようにするので、本実施例においてもこれに従っ
て重心Ｇが中心線２ａよりも右側になるようにピストン
１２の円筒状空洞を形成している。
は、上記したように、電動機要素、圧縮要素で構成され
る圧縮機構を取り出したとき、ピストン４、シリンダ２
の圧縮要素側から電動機要素側を見て、クランクシャフ
ト７の回転中心８が下、シリンダ２が上となるようにし
たとき、クランクシャフト７の回転方向が時計回りとす
れば、重心Ｇはシリンダ２の中心線２ａよりも右側に位
置するようにするので、本実施例においてもこれに従っ
て重心Ｇが中心線２ａよりも右側になるようにピストン
１２の円筒状空洞を形成している。
【００２９】スコッチヨーク式ピストン往復機構の場
合、図５に示すように、圧縮過程の後期(吸い込み過程
のクランクシャフト７の角度を０〜１８０°、圧縮過程
の角度を１８０〜３６０°としたとき２７０〜３６０
°）においてピストン４の先端より受けるガス荷重Ｆｇ
は、クランクシャフト７の回転中心８より偏心した位置
に設けられたクランクピン７ａにピストン４、スライダ
２を介して伝わり、ピストン４はその反力を受け、クラ
ンクピン７ａ上の荷重点Ｐを支点として傾く。その際、
ピストン４の慣性力Ｆｗは、ガス荷重Ｆｇに対して対抗
する向きに働き、ピストン４の側面の荷重の関係は図２
に示すようになる。
合、図５に示すように、圧縮過程の後期(吸い込み過程
のクランクシャフト７の角度を０〜１８０°、圧縮過程
の角度を１８０〜３６０°としたとき２７０〜３６０
°）においてピストン４の先端より受けるガス荷重Ｆｇ
は、クランクシャフト７の回転中心８より偏心した位置
に設けられたクランクピン７ａにピストン４、スライダ
２を介して伝わり、ピストン４はその反力を受け、クラ
ンクピン７ａ上の荷重点Ｐを支点として傾く。その際、
ピストン４の慣性力Ｆｗは、ガス荷重Ｆｇに対して対抗
する向きに働き、ピストン４の側面の荷重の関係は図２
に示すようになる。
【００３０】ピストン４の重心Ｇがシリンダ２の中心線
２ａ上（もしくはほぼ中心線上）に存在する従来のもの
では、クランクピン７ａ上の荷重点Ｐを中心としてピス
トン４を傾かせるガス荷重Ｆｇによるモーメントで数３
のＦｇ・αに対抗するモーメントＦｇ・βのβの値は小
さく、結果的にピストン４の先端側面に働く荷重Ｆｐ
１、ピストン腹部側面に働く荷重Ｆｐ２の値は大きもの
であった。
２ａ上（もしくはほぼ中心線上）に存在する従来のもの
では、クランクピン７ａ上の荷重点Ｐを中心としてピス
トン４を傾かせるガス荷重Ｆｇによるモーメントで数３
のＦｇ・αに対抗するモーメントＦｇ・βのβの値は小
さく、結果的にピストン４の先端側面に働く荷重Ｆｐ
１、ピストン腹部側面に働く荷重Ｆｐ２の値は大きもの
であった。
【００３１】図４は、本実施例１のピストン側面の荷重
を示す。
を示す。
【００３２】クランクシャフト７の回転中心８の回転方
向は、シリンダ２およびピストン４側より電動機を見た
とき時計回り方向であることから、ピストン１２にクラ
ンクピンａ上の荷重点Ｐを中心として時計回り方向に傾
かせるモーメントに対して、ピストン１２の重心Ｇがシ
リンダ２の中心線２ａの右側にある。このため、圧縮過
程の後期において、ガス荷重Ｆｇに対して対抗する向き
に働く慣性力Ｆｗはシリンダ２の中心線２ａの右側より
作用する。したがって、点Ｐからピストン１２の重心Ｇ
の位置までの垂直方向の距離（図４のβ）が長くなり、
従来のものに比べ、点Ｐを中心とする数３のガス荷重Ｆ
ｇによるモーメントＦｇ・αに対抗するピストン慣性力
ＦｗによるモーメントＦｗ・βが大きくなり、ピストン
４の先端側面に働く荷重Ｆｐ１、ピストン４の腹部側面
に働く荷重Ｆｐ２の値を小さくすることができる。
向は、シリンダ２およびピストン４側より電動機を見た
とき時計回り方向であることから、ピストン１２にクラ
ンクピンａ上の荷重点Ｐを中心として時計回り方向に傾
かせるモーメントに対して、ピストン１２の重心Ｇがシ
リンダ２の中心線２ａの右側にある。このため、圧縮過
程の後期において、ガス荷重Ｆｇに対して対抗する向き
に働く慣性力Ｆｗはシリンダ２の中心線２ａの右側より
作用する。したがって、点Ｐからピストン１２の重心Ｇ
の位置までの垂直方向の距離（図４のβ）が長くなり、
従来のものに比べ、点Ｐを中心とする数３のガス荷重Ｆ
ｇによるモーメントＦｇ・αに対抗するピストン慣性力
ＦｗによるモーメントＦｗ・βが大きくなり、ピストン
４の先端側面に働く荷重Ｆｐ１、ピストン４の腹部側面
に働く荷重Ｆｐ２の値を小さくすることができる。
【００３３】たとえば、ピストン１２の直径が２３ｍｍ
の場合、壁の厚さを左右非対称とすることにより、重心
Ｇはシリンダ２の中心線２ａから右側に１ｍｍの位置に
存在する。
の場合、壁の厚さを左右非対称とすることにより、重心
Ｇはシリンダ２の中心線２ａから右側に１ｍｍの位置に
存在する。
【００３４】図５は、本実施例の密閉形圧縮機を冷蔵庫
に組み込み、５０Ｈｚで運転したときのピストン１２の
先端側面荷重Ｆｐ１の１回転中の変動を示す。横軸はク
ランクシャフト角（ｄｅｇ）を示し、０〜１８０°は吸
い込み行程、１８０〜３６０°は圧縮行程である。図中
の曲線ｃは従来構造の荷重特性、曲線ｄは実施例１の荷
重特性を示す。図に示すように、圧縮行程後期のシリン
ダ内の圧力がピークに達するとき、実施例１によると最
大荷重が１０％低減しており、１回転中にかかる荷重を
積算しピストン４とシリンダ２間の摺動損失を評価する
と１３％減少する。
に組み込み、５０Ｈｚで運転したときのピストン１２の
先端側面荷重Ｆｐ１の１回転中の変動を示す。横軸はク
ランクシャフト角（ｄｅｇ）を示し、０〜１８０°は吸
い込み行程、１８０〜３６０°は圧縮行程である。図中
の曲線ｃは従来構造の荷重特性、曲線ｄは実施例１の荷
重特性を示す。図に示すように、圧縮行程後期のシリン
ダ内の圧力がピークに達するとき、実施例１によると最
大荷重が１０％低減しており、１回転中にかかる荷重を
積算しピストン４とシリンダ２間の摺動損失を評価する
と１３％減少する。
【００３５】また、密閉形圧縮機の運転中、ピストン４
の側面は潤滑油により油膜が形成されて保護されている
が、潤滑油の劣化や温度の上昇によって粘度が下がり、
また摺動速度の低下によって油膜が薄くなり、表面粗さ
の粗い表面では金属摩耗が起こる。スコッチヨーク式ピ
ストン往復機構をもつ密閉形圧縮機では、機構の特性
上、ピストン４にクランクピン７からのガス荷重Ｆｇの
反力による回転方向のモーメントが発生し、ピストン側
面先端や側面腹部において、シリンダ２との局部的な接
触により荷重が集中し、油膜が薄くなる。
の側面は潤滑油により油膜が形成されて保護されている
が、潤滑油の劣化や温度の上昇によって粘度が下がり、
また摺動速度の低下によって油膜が薄くなり、表面粗さ
の粗い表面では金属摩耗が起こる。スコッチヨーク式ピ
ストン往復機構をもつ密閉形圧縮機では、機構の特性
上、ピストン４にクランクピン７からのガス荷重Ｆｇの
反力による回転方向のモーメントが発生し、ピストン側
面先端や側面腹部において、シリンダ２との局部的な接
触により荷重が集中し、油膜が薄くなる。
【００３６】図６の曲線ｄに示すように、ピストン１２
の先端側面の荷重Ｆｇは従来のものに比べ、最大荷重が
減少しており、局部的な接触の強さが低減されることで
潤滑油の油膜厚さが厚くなって信頼性が向上する。また
荷重低減によりピストン１２による摺動損失が低減した
ことにより、消費電力を節約することができる。
の先端側面の荷重Ｆｇは従来のものに比べ、最大荷重が
減少しており、局部的な接触の強さが低減されることで
潤滑油の油膜厚さが厚くなって信頼性が向上する。また
荷重低減によりピストン１２による摺動損失が低減した
ことにより、消費電力を節約することができる。
【００３７】（実施例２）図６は、本発明に係る実施例
２で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は分解斜視図である。
２で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は分解斜視図である。
【００３８】同図のピストン１３は、円筒部の肉厚は均
等であるが、図示左側のピストン本体１３ａと右側のピ
ストン部品１３ｂとの２つの部品で構成されている。右
側のピストン部品１３ｂは左側のピストン本体１３ａよ
りも比重の高い材料で作られ、たとえばピストン本体１
３ａをアルミダイカストで作る場合、ピストン部品１３
ｂを鋳鉄で作る。このように、比重の異なる部材で作る
ことによって、ピストン１３の円筒部の重心をシリンダ
２の中心線２ａの右側へずらすことができる。
等であるが、図示左側のピストン本体１３ａと右側のピ
ストン部品１３ｂとの２つの部品で構成されている。右
側のピストン部品１３ｂは左側のピストン本体１３ａよ
りも比重の高い材料で作られ、たとえばピストン本体１
３ａをアルミダイカストで作る場合、ピストン部品１３
ｂを鋳鉄で作る。このように、比重の異なる部材で作る
ことによって、ピストン１３の円筒部の重心をシリンダ
２の中心線２ａの右側へずらすことができる。
【００３９】ピストン部品１３ｂはピストン根元側をキ
ー溝によりピストン本体１３ａと固定され、先端部はボ
ルト１７によりプレート１６が押さえ付けられて両部品
を結合している。
ー溝によりピストン本体１３ａと固定され、先端部はボ
ルト１７によりプレート１６が押さえ付けられて両部品
を結合している。
【００４０】実施例２によれば、実施例１と同様な効果
が得られるが、材料の選定によって重心Ｇの位置を種
々、コントロールできる。また、実施例１，２を組み合
わせると重心Ｇの位置をさらに顕著にずらすことができ
る。
が得られるが、材料の選定によって重心Ｇの位置を種
々、コントロールできる。また、実施例１，２を組み合
わせると重心Ｇの位置をさらに顕著にずらすことができ
る。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、圧縮過程の後期におい
てピストン先端に掛かるガス荷重がスライダを介しクラ
ンクピンに伝わった際、その反力により、ピストンを傾
かせる作用をするモーメントに対抗するピストンの慣性
力によるモーメントを大きくし、ピストンの先端側面、
その逆側の側面腹部にかかる荷重を低減できる。これに
よりピストンを保護する潤滑油の油膜が厚くなり信頼性
が向上し、また摺動損失の減少により消費電力が低減
し、高い信頼性を確保し、かつ高効率の密閉形圧縮機を
提供することができる。また、スコッチヨーク方式レシ
プロ圧縮機の大容量化も可能となる。
てピストン先端に掛かるガス荷重がスライダを介しクラ
ンクピンに伝わった際、その反力により、ピストンを傾
かせる作用をするモーメントに対抗するピストンの慣性
力によるモーメントを大きくし、ピストンの先端側面、
その逆側の側面腹部にかかる荷重を低減できる。これに
よりピストンを保護する潤滑油の油膜が厚くなり信頼性
が向上し、また摺動損失の減少により消費電力が低減
し、高い信頼性を確保し、かつ高効率の密閉形圧縮機を
提供することができる。また、スコッチヨーク方式レシ
プロ圧縮機の大容量化も可能となる。
【図１】本発明に係る密閉形圧縮機の実施例の断面図で
ある。
ある。
【図２】スコッチヨーク式ピストン往復機構の説明図で
ある。
ある。
【図３】図１の密閉形圧縮機のスコッチヨーク式ピスト
ン往復機構の断面図である。
ン往復機構の断面図である。
【図４】図３のスコッチヨーク式ピストン往復機構の説
明図である。
明図である。
【図５】クランクシャフト角とピストン側面荷重との関
係説明図である。
係説明図である。
【図６】スコッチヨーク式ピストン往復機構の他の実施
例で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は分解斜視図である。
例で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図７】従来のスコッチヨーク式ピストン往復機構の説
明図である。
明図である。
１：フレーム ２：シリンダ ２ａ：シリンダの中心線 ３：スライダ ３ａ：スライド管 ４、１２、１３：ピストン ５：ステータ ６：ロータ ７：クランクシャフト ７ａ：クランクピン ８：クランクシャフトの回転中心 ９：ヘッドプレート １０：吸込みポート １１：吐出ポート １３ａ：ピストン本体 １３ｂ：ピストン部品 １６：プレート １７：ボルト ４０１：ピストン先端側面 ４０２：ピストン腹部側面 ４０３：ピストン先端のガス荷重点 Ｇ：ピストンの重心
フロントページの続き (72)発明者 矢沢 秀樹 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 紺野 元 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 3H003 AA02 AB03 AC03 CB03 CD03 3H076 AA02 BB01 BB17 BB21 BB26 BB43 CC07 CC25 CC40
Claims (5)
- 【請求項１】 密閉容器内に電動要素と、ピストンおよ
びシリンダで構成される圧縮要素とを備える密閉形圧縮
機において、 前記ピストンの重心が、シリンダの中心線よりずれた位
置にあることを特徴とする密閉形圧縮機。 - 【請求項２】 密閉容器内に電動要素と、ピストンおよ
びシリンダで構成される圧縮要素とを収納し、前記電動
要素の駆動力を圧縮要素に伝達するクランクシャフトを
備える密閉形圧縮機において、 前記ピストンにスライド管を接合し、このスライド管内
を往復動可能に挿入されたスライダに前記クランクシャ
フトのクランクピンを回転自在に取り付け、 前記ピストンの重心が、シリンダの中心線よりずれた位
置にあることを特徴とする密閉形圧縮機。 - 【請求項３】 密閉容器内に電動要素と、ピストンおよ
びシリンダで構成される圧縮要素とを収納し、前記電動
要素の駆動力を圧縮要素に伝達するクランクシャフトを
備える密閉形圧縮機において、 前記ピストンにスライド管を接合し、このスライド管内
を往復動可能に挿入されたスライダに前記クランク部を
回転自在に取り付け、 前記シリンダの内径中心線を境に、圧縮工程におけるク
ランクシャフトのクランクピン軸中心と反対側にピスト
ンの重心があることを特徴とする密閉形圧縮機。 - 【請求項４】 前記ピストンに、ピストンの外径の中心
線に対して非対称となる位置に中空部を形成することを
特徴とする請求項１ないし３記載のいずれかの密閉形圧
縮機。 - 【請求項５】 前記ピストンを、その中心線方向に比重
の異なる部材で構成し、ピストンの重心を中心線からず
らすことを特徴とする請求項１ないし３記載のいずれか
の密閉形圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126329A JP2001304124A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 密閉形圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126329A JP2001304124A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 密閉形圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001304124A true JP2001304124A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18636127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000126329A Pending JP2001304124A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 密閉形圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001304124A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102418A1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-11 | Lg Electronics Inc. | Yoke mechanism for compressor |
| WO2003102416A1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-11 | Lg Electronics Inc. | Multi-stage compressor |
| JP2014531569A (ja) * | 2011-09-22 | 2014-11-27 | グレゴリー エス サンダイム | ポータブル式冷媒回収装置 |
| CN110095883A (zh) * | 2018-01-29 | 2019-08-06 | 日本电产三协株式会社 | 具备重心位置调节部件的带抖动修正功能的光学单元及该重心位置调节部件的固定方法 |
| CN117167237A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-12-05 | 广州万宝集团压缩机有限公司 | 一种运动机构、压缩机和制冷设备 |
-
2000
- 2000-04-21 JP JP2000126329A patent/JP2001304124A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102418A1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-11 | Lg Electronics Inc. | Yoke mechanism for compressor |
| WO2003102416A1 (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-11 | Lg Electronics Inc. | Multi-stage compressor |
| US7287458B2 (en) | 2002-05-31 | 2007-10-30 | Lg Electronics Inc. | Yoke mechanism for compressor |
| US7393186B2 (en) | 2002-05-31 | 2008-07-01 | Lg Electronics Inc. | Multi-stage compressor |
| JP2014531569A (ja) * | 2011-09-22 | 2014-11-27 | グレゴリー エス サンダイム | ポータブル式冷媒回収装置 |
| CN110095883A (zh) * | 2018-01-29 | 2019-08-06 | 日本电产三协株式会社 | 具备重心位置调节部件的带抖动修正功能的光学单元及该重心位置调节部件的固定方法 |
| CN117167237A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-12-05 | 广州万宝集团压缩机有限公司 | 一种运动机构、压缩机和制冷设备 |
| CN117167237B (zh) * | 2023-09-20 | 2024-04-16 | 广州万宝集团压缩机有限公司 | 一种运动机构、压缩机和制冷设备 |
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