JP2005524793A - 気密往復圧縮機用オイルポンプ - Google Patents

Abstract

オイル内に浸された自由端１２と、圧縮機に結合された反対端１３とを有し、圧縮機によって往復する軸方向運動で駆動されるポンプ本体１１を備え、前記ポンプ本体１１が、その自由端１２に弁座１５を画定し、前記弁座１５上に着座された閉位置と前記弁座１５から離間された開位置との間で移動される封止手段２０をさらに収容し、前記各位置が、前記ポンプ本体１１の、その中の前記封止手段２０に対して近付く、および離れる移動の結果生じる、オイルポンプ。

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は、冷蔵庫、冷凍庫、冷水器などの小型の冷蔵器具で使用されるタイプの気密往復圧縮機用のオイルポンプ構造、特に従来型の往復圧縮機、またはリニアモータによって駆動されるタイプの圧縮機に関する。
【０００２】
発明の背景
工業用および家庭用の冷却のための気密圧縮機では、器具の正しい動作のために重要な要素は、互いに対して相対的に運動する構成部品の十分な潤滑である。このような潤滑を得ることの難点は、相対運動を伴う前記部品を潤滑するためにオイルを上向きに流さなければならないことに関連する。このような潤滑を得るための知られている解決策の中に、遠心力および機械的抗力の原理を使用するものがある。
【０００３】
リニア圧縮機と往復圧縮機の両方で使用されているこれらの解決策の１つでは、オイルをピストン／シリンダアセンブリに供給するために、圧縮機の吸込側で気体流を作り出すことが必要であり、このことがオイルパンに対する小さい圧力差を発生させ、前記オイルをキャピラリチューブを通って引き込んで、圧縮器によって引き込まれた気体と混合し、前記混合物を吸込バルブによってシリンダ内側に入れ、それによってオイルがピストンとシリンダの間の接触する部品を潤滑する。ある状況で圧縮機によって引き込まれる低い気体流に応じて、この構造は常に効率的であるとは限らない。
【０００４】
別の知られている構造（ＷＯ９７／０１０３３）では、ピストンの圧縮力および吸込力を使用して、潤滑オイルを、オイルパンからキャピラリチューブを通って、シリンダの周囲に形成された上部リザーバへ移動させ、前記リザーバは、シリンダの壁面に形成された複数のオリフィスによってシリンダの内側と接続され、ピストンが吸入運動を行うときオイルをピストンシリンダ間隙内へ受け入れるように、またピストンが反転運動を行うとき前記オイルを排出するように働く。オイルは、圧縮機のバルブプレート内に形成された複数のチャネル内へ排出され、吸込流をさらに増加させ、前記オイルがシリンダに再び入ることができるようにする。
【０００５】
他の知られている解決策（ＷＯ９７／０１０３２）は、シリンダの外部側面に形成された空洞の内側で往復運動する共振質量を使用しており、前記共振質量は、一方の方向に運動しながらオイルパンからオイルを引き込み、前記オイルはチューブを通って、オイルが前記空洞内に入ることのみを可能にする一方向バルブを通過する。前記空洞は、シリンダの壁面に形成された複数のオリフィスによってシリンダの内側と接続されている。共振質量が他方の方向に移動するとき、前記空洞内のオイルが放出され、オイルが前記空洞を離れることのみを可能にする一方向バルブを通過する。この解決策は、機能的ではあるが、作製するのが困難であり、その構造は多数の構成部品を有する。
【０００６】
発明の概要
したがって、知られている従来技術の解決策が呈する難点がなく、前記解決策の低効率性がない、相対運動を伴う圧縮機部品の十分な潤滑を行うことを可能にする、低コストであり製造が容易な気密往復圧縮機用のオイルポンプを提供することが、本発明の目的である。
【０００７】
この目的およびその他の目的は、オイルパンをその内部で画定し、内部でアクチュエータによって駆動されるピストンが往復運動するシリンダを収容しているシェルを提供する気密往復圧縮機用オイルポンプであって、オイル内に浸された自由端と、相対運動を有する圧縮機部品へ前記オイルを導く潤滑オイル誘導チューブと接続された反対端とを有する、管状のポンプ本体を備え、前記ポンプ本体が、その自由端に弁座を画定し、前記弁座上に着座された閉位置と前記弁座から離間された開位置との間で移動される封止手段をさらに収容し、往復運動が、前記ポンプ本体の、その中の封止手段に対して近付く、および離れる移動をそれぞれ引き起こすとき、前記開位置および閉位置が得られるオイルポンプによって達成される。
【０００８】
本発明を、添付図面を参照にして以下で説明する。
【０００９】
図示した実施形態の説明
内部でピストン３が往復運動するシリンダ２を収容しているシェル１を有し、シェル１の内部にオイルパン４が画定され、そこから圧縮機部品の可動部品の潤滑オイルがオイルポンプ１０によって汲出される（たとえば冷却システムに適用されるタイプの）気密往復圧縮機に関して、本発明を説明する。
【００１０】
図示した構造オプション（図１および２）では、気密往復圧縮機はリニアモータによって駆動され、ピストン３はアクチュエータ５によって駆動される。
【００１１】
今後説明する他の製造オプションでは（図４〜４ｃに示す）、気密往復圧縮機は、ピストン３を運動させるクランクシャフト６によって駆動されるタイプのものである。
【００１２】
リニアモータを備える気密往復圧縮機では、ピストン３の往復運動は、アクチュエータ５によって行われ、リニアモータによって駆動される磁性構成部品をサポートする。ピストン３は、コネクティングロッドによって共振ばね７に接続され、前記共振ばねとともに、および磁性構成部品とともに、圧縮機の共振アセンブリを形成している。圧縮機の非共振アセンブリは、シリンダ２、吸込および排出システムおよびそのリニアモータを備える。
【００１３】
本発明によると、オイルポンプ１０は、オイル内に浸された自由端１２と、オイルパン４からオイルを案内する潤滑オイル誘導チューブ１４と接続された反対端１３とを有する管状のポンプ本体１１を備え、前記オイルが、ポンプ本体１１によって、相対運動を有する圧縮機部品、特にピストン３とシリンダ２の内部壁面の間まで汲出される。
【００１４】
ポンプ本体１１は圧縮機と結合され、圧縮機が、その中の振動質量に関係する共振力の相互反作用に応じて、ピストン（およびその総部品）の質量と圧縮機の質量との比の関数である振動振幅で振動するとき、前記圧縮機の動作により、軸方向の往復運動で駆動される。
【００１５】
ポンプ本体１１は、その自由端１２に弁座１５を画定し、封止手段３０もまた収容している。封止手段３０は、前記弁座１５上に着座した閉位置と前記弁座１５から離間された開位置で移動し、開位置および閉位置は、往復運動が、ポンプ本体１１がその中の封止手段２０に対して近付く、および離れる移動をそれぞれ引き起こすときに得られる。
【００１６】
図示した実施形態では、弁座１５は、ポンプ本体１１の自由端１２に隣接したポンプ本体１１のテーパ付き部分内に画定されている。
【００１７】
本発明によると、オイルポンプ１０は、そのポンプ本体１１が潤滑オイル誘導チューブ１４を用いて圧縮機に結合されている。
【００１８】
圧縮機による本発明のオイルポンプの動作は、たとえば共振アセンブリの反力から生じるものなど、前記圧縮機の振動運動の結果生じる。圧縮機が懸架ばねによって支持されているため、このような振動運動が可能である。
【００１９】
リニアモータを備える気密圧縮機の構造では、潤滑オイル誘導チューブ１４が、たとえば、その一方の固定端１４ａの、シリンダ２の本体内に設けられたチャネル２ａと干渉することによって圧縮機に固定され（図１および２）、これは通常実質上鉛直方向の伸展（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）を提供する（図１）。それにもかかわらず、前記チャネル２ａは、水平方向の軸を備えるリニアモータを有する構造で起こるように、実質上水平方向のその延長の部分を有することがある。
【００２０】
本発明の解決策では、汲出機構は、潤滑オイル誘導チューブ１４内に含まれるオイルの慣性効果に依存する。運動が下向きであるとき、このオイル柱が流れを発生させ、上向きの運動では、封止手段２０が、前記潤滑オイル誘導チューブ１４からオイルが流出するのを避ける。
【００２１】
リニアモータを備える圧縮機のための、図示された（図１および２）本発明の構造オプションによると、オイルポンプの動作および運動は、たとえばシェル１の内部の圧縮機の往復運動によって決定され、圧縮機を支持するばね８のアセンブリの振動運動によって（図１および２）、これらのばね８と同じ振動方向に振動する。この圧縮機の振動が、懸架ばねによるシェルへの取付けの結果生じることを強調すべきである。圧縮機が、ばねによってシェルの内側に取り付けられていない場合、このような振動は存在しないであろう。
【００２２】
往復圧縮機がクランクシャフト６を有する構造では（図４ａ〜４ｃ）、本発明のオイルポンプの運動および動作は、たとえば、前記クランクシャフト６（図４〜４ｂ）の運動によって決定される。この場合、潤滑オイル誘導チューブ１４は、クランクシャフト６の偏心輪に、その軸方向軸と垂直に偏心固定され、それによって、圧縮機の動作中、クランクシャフト６の回転の結果、本発明のオイルポンプの、オイルパン４から離れる、およびオイルパンに近付く軸方向移動が生じる。
【００２３】
図示した構造では、潤滑オイル誘導チューブ１４は、管状の延長部を備え、管状の延長部は、受け端部１４ｂによって、その固定端１４ａが圧縮機と結合された潤滑オイル内に浸された端部に対向する、ポンプ本体１１の隣接する端部に固定される。
【００２４】
図３ａ〜３ｃに示した本発明の構造形態によると、封止手段２０は、たとえば実質上球状の輪郭を有する浮遊要素であり、ポンプ本体１１の内側に設けられ、封止手段２０の移動を駆動する圧縮機要素の運動の結果、弁座１５と前記弁座１５から離間されたポンプ本体１１内側の位置との間に浮遊している。
【００２５】
図示した構造オプションでは、弁座１５に対して封止手段２０の離れる移動は、前記弁座１５から離間されたポンプ本体１１の内側に画定された止め手段２０によって制限される。
【００２６】
図示した構造では（３ａ〜３ｃ）、止め手段は、たとえば、半径方向突起１６によって、ポンプ本体１１の内部に画定され、その弁座１５から所定の距離に位置決めされ、最小でも、前記ポンプ本体１１の内側での封止手段２０の制限されない自由な移動を防ぐのに十分な、前記ポンプ本体１１の長手方向軸に対して横方向の、ある長さを占める。
【００２７】
弁座１５とポンプ本体１１内側の止め手段との間の所定の距離は、圧縮機内のオイル汲出を最適化するように画定される。
【００２８】
図５ａ〜５ｃに示した本発明の別の実施形態では、止め手段は、ポンプ本体１１の反対端１３に取り付けられた端部部分と、封止手段２０と結合された別の端部部分とを有するばね要素３６の形態であり、前記ばね要素３６は、第１の動作位置で封止手段２０の開位置を画定し、第２の動作位置で前記封止手段２０の閉位置を画定する。
【００２９】
図５ａ〜５ｃに示した本発明の別の実施形態によると、封止手段２０は、その開位置にあるとき、前記封止手段２０の開き限界を定義する最大値までばね要素３６を押圧する。
【００３０】
構造オプションでは、ばね要素３６は、第１および第２動作位置の中間の動作しない休止位置（図５ｂ）をさらに有し、そこでは、封止手段２０は、ばね要素３６の他の端部部分に固定されたとき、弁座１５から離間されたままであり、ばね要素３６上に着座することが妨げられる。この非動作位置は、圧縮機が動作していないとき得られる。
【００３１】
ポンプ本体１１内に取り付けられたばね要素３６の形態の止め手段を備える実施形態が示されてきたが、たとえば、半径方向突起１６などのポンプ本体１１のいかなる内部部分にも前記取付けを行うことができることを理解されたい。止め手段が浮遊するばね要素３６によって画定されるとき、封止手段２０は、ポンプ本体１１の内側に設けることができ、封止手段がばね要素３６上に圧力を及ぼすことによって、圧縮機の動作の結果、封止手段２０の開位置が得られることを、さらに理解されたい。
【００３２】
図５ａ〜５ｃは、本発明のオイルポンプが水平方向である構造を示しているが、この実施形態はオイルポンプ１０が鉛直方向である構造に適用することもできることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態によって製造された、鉛直方向軸を備え、オイルポンプを有するピストンを提供する、リニアモータを備える気密往復圧縮機の一部分の長手方向直径方向断面概略図である。
【図２】
図１に示した本発明の実施形態によって製造された、水平方向軸を備えるピストンを提供する、リニアモータを備える気密往復圧縮機の一部分の長手方向直径方向断面概略図である。
【図３ａ】
図１に示した本発明のオイルポンプの動作の概略図である。
【図３ｂ】
図１に示した本発明のオイルポンプの動作の概略図である。
【図３ｃ】
図１に示した本発明のオイルポンプの動作の概略図である。
【図４ａ】
互いに９０°偏移し、気密往復圧縮機のクランクシャフトの偏心輪に固定された、本発明の２つのオイルポンプの概略図である。
【図４ｂ】
互いに９０°偏移し、気密往復圧縮機のクランクシャフトの偏心輪に固定された、本発明の２つのオイルポンプの概略図である。
【図５ａ】
本発明のオイルポンプのための他の構造形態の動作の概略図であり、前記オイルポンプが水平位置にある図である。
【図５ｂ】
本発明のオイルポンプのための他の構造形態の動作の概略図であり、前記オイルポンプが水平位置にある図である。
【図５ｃ】
本発明のオイルポンプのための他の構造形態の動作の概略図であり、前記オイルポンプが水平位置にある図である。

Claims (14)

1. オイルパン（４）をその内部で画定し、内部でピストン（３）が往復運動するシリンダ（２）を収容しているシェル（１）を提供する気密往復圧縮機用オイルポンプであって、オイル内に浸された自由端（１２）と、相対運動を伴う圧縮機部品へ前記オイルを導く潤滑オイル誘導チューブ（１４）に接続された反対端（１３）とを有する管状のポンプ本体（１１）を備え、前記ポンプ本体（１１）が、往復する軸方向運動で始動されるように前記圧縮機に結合され、前記ポンプ本体（１１）が、その自由端（１２）に弁座（１５）を画定し、前記弁座（１５）上に着座された閉位置と前記弁座（１５）から離間された開位置との間で移動される封止手段（２０）をさらに収容し、前記往復運動が、前記ポンプ本体（１１）の、その中の前記封止手段（２０）に対して近付く、および離れる移動をそれぞれ引き起こすとき、前記開位置および閉位置が得られることを特徴とするオイルポンプ。
2. 前記ポンプ本体（１１）の前記圧縮機への固定が、前記潤滑オイル誘導チューブ（１４）によって行われることを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
3. 前記潤滑オイル誘導チューブ（１４）が、前記シリンダ（２）に固定されることを特徴とする請求項２に記載のオイルポンプ。
4. 前記圧縮機が、前記ピストン（３）を駆動するためのクランクシャフト（６）を有する往復タイプのものである請求項３に記載のオイルポンプであって、前記潤滑オイル誘導チューブ（１４）が、前記クランクシャフト（６）に、その軸方向軸に垂直に偏心固定されていることを特徴とするオイルポンプ。
5. 前記圧縮機が、リニアモータによって駆動される請求項３に記載のオイルポンプであって、前記ポンプ本体（１１）の運動が、前記圧縮機の振動によって得られることを特徴とするオイルポンプ。
6. 前記ポンプ本体（１１）の内部でその弁座（１５）から離間されて設けられ、前記ポンプ本体（１１）の、その中の封止手段（２０）に対して近付く、および離れる移動を制限する止め手段（１６、３６）を備えることを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
7. 前記止め手段が、前記ポンプ本体（１１）内部の半径方向突起（１６）によって画定され、その弁座（１５）から所定の距離で位置決めされることを特徴とする請求項６に記載のオイルポンプ。
8. 前記止め手段が、前記ポンプ本体（１１）に取り付けられた端部部分と前記封止手段（２０）に結合された別の端部部分とを有するばね要素（３６）によって画定され、前記ばね要素（３６）が、第１の動作位置で前記封止手段（２０）の開位置を、また第２の動作位置で前記封止手段（２０）の閉位置を画定することを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
9. 前記第１の動作位置で、前記封止手段（２０）が前記ばね要素（３６）上に圧力を及ぼすことを特徴とする請求項８に記載のオイルポンプ。
10. 前記ばね要素（３６）が、前記第１および第２の動作位置の中間の非動作位置を提供することを特徴とする請求項９に記載のオイルポンプ。
11. 前記ばね要素（３６）は、その端部部分が前記ポンプ本体（１１）の反対端に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のオイルポンプ。
12. 前記ばね要素（３６）は、そのもう一方の端部部分が前記封止手段（２０）に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のオイルポンプ。
13. 前記封止手段（２０）が、前記ポンプ本体（１１）の内側に設けられた浮遊要素であることを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
14. 前記封止手段（２０）が、実質上球体であることを特徴とする請求項１３に記載のオイルポンプ。

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