JP2008309058A - Hermetic compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に家庭用冷蔵庫に用いられる密閉型圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a hermetic compressor mainly used for a household refrigerator.
従来、効率向上を目的にスラストボールベアリングを採用した密閉型圧縮機において、ボールの上下に配設されるワッシャは、シャフトや軸受に対して自由に回転できるとしたものがある（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, in a hermetic compressor that employs a thrust ball bearing for the purpose of improving efficiency, a washer disposed above and below the ball can freely rotate with respect to a shaft and a bearing (for example, Patent Documents). 1).
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。 Hereinafter, the conventional hermetic compressor will be described with reference to the drawings.
図５は、従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図６は、従来の密閉型圧縮機における転がり軸受の要部を示す拡大図である。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a conventional hermetic compressor, and FIG. 6 is an enlarged view showing a main part of a rolling bearing in the conventional hermetic compressor.
図５、図６において、密閉容器１は、冷媒３が充填されており、電動要素５と圧縮要素７とを備えた電動圧縮要素９を収容するとともに、冷凍機油１１を貯留している。 5 and 6, the sealed container 1 is filled with the refrigerant 3, and stores the electric compression element 9 including the electric element 5 and the compression element 7 and stores the refrigerating machine oil 11.
電動要素５は固定子１３と回転子１５からなり、固定子１３は外部電源（図示せず）と繋がっている。 The electric element 5 includes a stator 13 and a rotor 15, and the stator 13 is connected to an external power source (not shown).
圧縮要素７は、回転子１５が固定されたシャフト１７と、シャフト１７の主軸部１９を軸支する主軸受２１と、シャフト１７の回転に伴い容積を変化させる圧縮室２３とを備えている。 The compression element 7 includes a shaft 17 to which the rotor 15 is fixed, a main bearing 21 that supports the main shaft portion 19 of the shaft 17, and a compression chamber 23 that changes in volume as the shaft 17 rotates.
主軸受２１と回転子１５の間には転がり軸受２５を備え、転がり軸受２５は複数のボール２７と、ボール２７の上下に各々配設される上ワッシャ２９および下ワッシャ３１を有している。 A rolling bearing 25 is provided between the main bearing 21 and the rotor 15, and the rolling bearing 25 has a plurality of balls 27, and an upper washer 29 and a lower washer 31 disposed above and below the balls 27.
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。 The operation of the compressor configured as described above will be described below.
固定子１３に外部電源より通電がされると、回転子１５はシャフト１７と共に回転する。これに伴い圧縮室２３で冷媒３が圧縮される。 When the stator 13 is energized from an external power source, the rotor 15 rotates with the shaft 17. Along with this, the refrigerant 3 is compressed in the compression chamber 23.
転がり軸受２５は、回転子１５とシャフト１７の自重による垂直方向の荷重を支持し、回転子１５と主軸受２１の間に生じる摩擦力を低減させることができるため、圧縮機の入力値を低減し、効率を向上させる。
しかしながら、上記従来の構成では、上ワッシャ２９は回転子１５とボール２７に挟まれて配設され、下ワッシャ３１はボール２７と主軸受２１に挟まれて配設されているだけであり、固定はされていない。そのため、組立時や輸送中の衝撃等で上ワッシャ２９や下ワッシャ３１がずれたり、圧縮機の運転中に上ワッシャ２９や下ワッシャ３１がずれたりして、上ワッシャ２９や下ワッシャ３１がシャフト１７の外周や回転子に接触する可能性があった。 However, in the above-described conventional configuration, the upper washer 29 is disposed between the rotor 15 and the ball 27, and the lower washer 31 is disposed between the ball 27 and the main bearing 21, and is fixed. Has not been. For this reason, the upper washer 29 and the lower washer 31 are displaced due to an impact during assembly or transportation, or the upper washer 29 and the lower washer 31 are displaced during operation of the compressor, so that the upper washer 29 and the lower washer 31 are There was a possibility of contact with the outer periphery of 17 or the rotor.
上ワッシャ２９や下ワッシャ３１がシャフト１７の外周や回転子１５に接触した際には、シャフト１７、上ワッシャ２９、下ワッシャ３１、回転子１５等から摩耗粉が発生し、この摩耗粉が摺動部に入り込み、入力が増加したり信頼性が低下したりする可能性があるといった課題を有していた。また、接触により騒音が増大する可能性があるという課題を有していた。 When the upper washer 29 and the lower washer 31 come into contact with the outer periphery of the shaft 17 and the rotor 15, wear powder is generated from the shaft 17, the upper washer 29, the lower washer 31, the rotor 15 and the like, and this wear powder is slid. There is a problem that the moving part may enter and input may increase or reliability may decrease. In addition, there is a problem that noise may increase due to contact.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、効率が高く信頼性が高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a hermetic compressor having high efficiency and high reliability.
本発明の密閉型圧縮機は、スラスト摺動部に複数のボールを配設し、ボールと当接する電動圧縮要素のスラスト摺動部は局所的に硬度が高いもので、スラスト摺動部に半径方向に移動可能なワッシャを使用しないために、ワッシャが電動圧縮要素と接触することを防止することができ、摩耗の発生や騒音の増大を防止することができるという作用を有する。 In the hermetic compressor of the present invention, a plurality of balls are arranged in the thrust sliding portion, and the thrust sliding portion of the electric compression element that comes into contact with the ball has a locally high hardness. Since a washer that is movable in the direction is not used, it is possible to prevent the washer from coming into contact with the electric compression element, and it is possible to prevent the occurrence of wear and increase in noise.
本発明の密閉型圧縮機は、スラスト摺動部に複数のボールを配設し、ボールと当接するスラスト摺動部は局所的に硬度が高いので、スラスト摺動部の信頼性を高めることができる。 In the hermetic compressor of the present invention, a plurality of balls are arranged in the thrust sliding portion, and the thrust sliding portion that comes into contact with the ball has locally high hardness, so that the reliability of the thrust sliding portion can be improved. it can.
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、電動要素と圧縮要素とを備えた電動圧縮要素を収容し、前記電動要素は固定子と回転子を備え、前記圧縮要素は、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を備え、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複数のボールを配設し、前記ボールと当接する前記電動圧縮要素の前記スラスト摺動部は局所的に硬度が高いもので、ボールと当接する電動圧縮要素のスラスト摺動部を局所的に高硬度にすることで、スラスト摺動部に半径方向に移動可能なワッシャを使用しないために、ワッシャが電動圧縮要素と接触することを防止することができ、摩耗の発生や騒音の増大を防止することができるため、効率が高く信頼性が高い密閉型圧縮機を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, an electric compression element including an electric element and a compression element is accommodated in an airtight container, the electric element includes a stator and a rotor, and the compression element includes a main shaft portion, A shaft having an eccentric shaft portion formed through a collar portion, to which the rotor is fixed, a main bearing that pivotally supports the main shaft portion of the shaft, and a compression that changes volume as the shaft rotates. A plurality of balls disposed on a thrust sliding portion that supports a load in the gravitational direction of the shaft and the rotor, and the thrust sliding portion of the electric compression element that contacts the balls is locally The thrust sliding part of the electric compression element that comes into contact with the ball has a high hardness locally, so that a washer that can move in the radial direction is not used for the thrust sliding part. In contact with the electric compression element Can be prevented, since it is possible to prevent an increase in generation and noise wear, it is possible to provide a high efficiency and reliable hermetic compressor.
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、ボールと当接する電動圧縮要素のスラスト摺動部はシャフトのツバ部と主軸受としたもので、ワッシャがシャフトや主軸受と接触することを防止することができるとともに、圧縮要素より振動の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に記載の発明の効果に加えて、さらに振動を低減することができる。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the thrust sliding portion of the electric compression element that contacts the ball is a shaft flange and a main bearing, and the washer is connected to the shaft or the main bearing. The electric element having a lower vibration than the compression element is elastically supported by the coil spring in the sealed container, and the vibration of the compression element is transmitted to the sealed container through the coil spring. Since it can prevent, in addition to the effect of the invention of claim 1, vibration can be further reduced.
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ボールと当接する電動圧縮要素のスラスト摺動部は回転子と主軸受としたもので、ワッシャが回転子や主軸受と接触することを防止することができるとともに、ボールが周囲を回転子に囲まれて回転子と主軸受を転動するため、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に記載の発明の効果に加えて、さらに騒音を低減することができる。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the thrust sliding portion of the electric compression element that contacts the ball is a rotor and a main bearing, and the washer contacts the rotor and the main bearing. And the ball is surrounded by the rotor and rolls between the rotor and the main bearing, so that noise generated when rolling is isolated by the rotor. In addition to the effects of the invention described in item 1, noise can be further reduced.
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、電動圧縮要素のスラスト摺動部とボールとの硬度の差をＨＲＣ１０以下としたもので、スラスト摺動部やボールの摩耗を抑制することができるので、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらに摩耗を抑制し高い信頼性を得ることができる。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the hardness difference between the thrust sliding portion of the electric compression element and the ball is HRC10 or less. Since it is possible to suppress wear of the thrust sliding portion and the ball, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3, it is possible to further suppress wear and obtain high reliability. it can.
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、ボールと当接する電動圧縮要素のスラスト摺動部に焼入れまたは窒化処理の表面硬化処理を施したもので、高周波焼入れやレーザー焼入れ、マスキングによる窒化処理などにより局所的にスラスト摺動部のボールと当接する部分の硬度を高くすることができるので、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、複雑な形状でも局所的に硬度を高めることができ、摩耗を抑制し高い信頼性を得ることができる。 The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the thrust sliding portion of the electric compression element in contact with the ball is subjected to surface hardening treatment such as quenching or nitriding treatment. Accordingly, the hardness of the portion of the thrust sliding portion that comes into contact with the ball can be increased by induction hardening, laser hardening, nitriding treatment by masking, or the like. Therefore, any one of claims 1 to 4 can be used. In addition to the effects of the invention described in the item, the hardness can be locally increased even in a complicated shape, and wear can be suppressed and high reliability can be obtained.
請求項６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、ボールと当接する電動圧縮要素のスラスト摺動部に溶射を施したもので、溶射によりスラスト摺動部のボールと当接する部分の硬度を局所的に高くすることができるので、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、比較的安価な方法で摩耗を抑制し高い信頼性を得ることができる。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the thrust sliding portion of the electric compression element in contact with the ball is sprayed. Since the hardness of the portion of the sliding portion that comes into contact with the ball can be locally increased, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 4, a relatively inexpensive method is used. Abrasion can be suppressed and high reliability can be obtained.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
（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、同実施の形態の密閉型圧縮機におけるスラスト摺動部の要部拡大図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of a thrust sliding portion in the hermetic compressor of the same embodiment.
図１、図２において、密閉容器１０１は、冷媒１０３が充填されており、電動要素１０５と圧縮要素１０７とを備えた電動圧縮要素１０９を収容するとともに、底部に冷凍機油１１１を貯留している。 1 and 2, the sealed container 101 is filled with a refrigerant 103, and stores an electric compression element 109 including an electric element 105 and a compression element 107, and stores refrigerating machine oil 111 at the bottom. .
電動要素１０５は固定子１１３と回転子１１５とからなり、固定子１１３は外部電源（図示せず）と繋がっている。 The electric element 105 includes a stator 113 and a rotor 115, and the stator 113 is connected to an external power source (not shown).
圧縮要素１０７は、主軸部１１７とツバ部１１９を介して形成された偏心軸部１２１とを有するシャフト１２３と、シャフト１２３の主軸部１１７を軸支する主軸受１２５と、圧縮室１２７内を往復動するピストン１４０と、偏心軸部１２１とピストンを連結するコンロッド１４１を備えている。 The compression element 107 reciprocates in the compression chamber 127 with a shaft 123 having a main shaft portion 117 and an eccentric shaft portion 121 formed via a flange portion 119, a main bearing 125 that supports the main shaft portion 117 of the shaft 123, and the compression chamber 127. A piston 140 that moves, and a connecting rod 141 that connects the eccentric shaft 121 and the piston are provided.
また、シャフト１２３の主軸部１２５には、回転子１１５が固定されている。 A rotor 115 is fixed to the main shaft portion 125 of the shaft 123.
シャフト１２３や回転子１１５の自重による垂直方向の荷重を支持するスラスト摺動部１２９ａ，１２９ｂには転がり軸受１３１を備え、転がり軸受１３１は複数のボール１３３を有している。 The thrust sliding portions 129 a and 129 b that support the vertical load due to the weight of the shaft 123 and the rotor 115 are provided with rolling bearings 131, and the rolling bearings 131 have a plurality of balls 133.
このボール１３３の材料は軸受鋼を用いている。 The ball 133 is made of bearing steel.
回転子１１５は積層鋼板となっており、回転子１１５の一部でありボール１３３に当接するスラスト摺動部１２９ａは窒化処理された合金工具鋼の鋼板を用いている。 The rotor 115 is a laminated steel plate, and a thrust sliding portion 129a that is a part of the rotor 115 and abuts on the ball 133 is made of a nitrided alloy tool steel.
主軸受１２５にはアルミニウム合金が用いられており、主軸受１２５の一部でありボール１３３に当接するスラスト摺動部１２９ｂにはニッケル系合金を溶射している。 An aluminum alloy is used for the main bearing 125, and a nickel-based alloy is sprayed on a thrust sliding portion 129 b that is a part of the main bearing 125 and abuts against the ball 133.
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。 The operation of the hermetic compressor configured as described above will be described below.
固定子１１３に外部電源より通電がされると、回転子１１５はシャフト１２３とともに回転し、回転運動がコンロッド１４１によってピストン１４０の往復運動に変換され、ピストン１４０が圧縮室１２７内を往復動する。このピストン１４０の往復動に伴って、圧縮室１２７内に冷媒１０３が吸入され圧縮される。 When the stator 113 is energized from an external power source, the rotor 115 rotates together with the shaft 123, the rotational motion is converted into the reciprocating motion of the piston 140 by the connecting rod 141, and the piston 140 reciprocates within the compression chamber 127. As the piston 140 reciprocates, the refrigerant 103 is sucked into the compression chamber 127 and compressed.
このとき、転がり軸受１３１のボール１３３は、回転子１１５とシャフト１２３の自重による垂直荷重を支持し、回転子１１５と主軸受１２５の間に生じる摩擦力を低減させることができるため、圧縮機の入力値を低減し、効率を向上させることができる。 At this time, the ball 133 of the rolling bearing 131 supports the vertical load due to the weight of the rotor 115 and the shaft 123 and can reduce the frictional force generated between the rotor 115 and the main bearing 125. The input value can be reduced and the efficiency can be improved.
ボール１３３は、回転子１１５のスラスト摺動部１２９ａと主軸受１２５のスラスト摺動部１２９ｂの間を転動するため、回転子１１５の回転に追従せず遅れて回転する。そのため、スラスト摺動部１２９ａ，１２９ｂとボール１３３は繰返し接触応力を受ける。 Since the ball 133 rolls between the thrust sliding portion 129a of the rotor 115 and the thrust sliding portion 129b of the main bearing 125, the ball 133 rotates without following the rotation of the rotor 115. Therefore, the thrust sliding portions 129a and 129b and the ball 133 are repeatedly subjected to contact stress.
シャフト１２３や回転子１１５の自重による垂直方向の荷重を支持し、上記接触応力を受けるボール１３３とスラスト摺動部１２９ａ，１２９ｂには、高い信頼性が要求される。 High reliability is required for the ball 133 and the thrust sliding portions 129a and 129b that support the load in the vertical direction due to the weight of the shaft 123 and the rotor 115 and receive the contact stress.
その信頼性を確保するために、ボール１３３には焼入れ処理された軸受鋼を用い、ボール１３３の表面硬度はＨＲＣ６２となっている。ボール１３３は全体の表面がスラスト摺動部１２９ａ，１２９ｂとの接触応力を受けるため、硬度を高くしている。 In order to ensure the reliability, hardened bearing steel is used for the ball 133, and the surface hardness of the ball 133 is HRC62. Since the entire surface of the ball 133 receives contact stress with the thrust sliding portions 129a and 129b, the ball 133 has a high hardness.
また、回転子１１５のスラスト摺動部１２９ａについては、スラスト摺動部１２９ａの鋼板のみを窒化処理された合金工具鋼を用いることで高硬度化を図っている。回転子１１５は電動要素１０５の効率向上の観点から、電磁鋼板を使用することは不可欠であり、スラスト摺動部１２９ａの鋼板のみを合金工具鋼を用いることで、スラスト摺動部１２９ａの高硬度化と電動要素１０５の高効率化の両立を実現している。 Further, the thrust sliding portion 129a of the rotor 115 is made hard by using alloy tool steel obtained by nitriding only the steel plate of the thrust sliding portion 129a. From the viewpoint of improving the efficiency of the electric element 105, it is indispensable to use an electromagnetic steel plate for the rotor 115. By using only alloy tool steel for the steel plate of the thrust sliding portion 129a, the hardness of the thrust sliding portion 129a is high. And realizing high efficiency of the electric element 105 are realized.
そのため、転がり軸受１３１において、回転子１１５のスラスト摺動部１２９ａとボール１３３とはどちらも高硬度化されているため、圧縮機の運転中において転がり軸受１３１における摩耗の発生といった信頼性上の問題を解決することができる。 For this reason, in the rolling bearing 131, the thrust sliding portion 129a of the rotor 115 and the ball 133 are both hardened, and thus there is a problem in reliability such as generation of wear in the rolling bearing 131 during the operation of the compressor. Can be solved.
さらに、スラスト摺動部１２９ａに半径方向に移動可能なワッシャを使用しないために、ワッシャが電動圧縮要素１０９と接触することが無く、摩耗の発生や騒音の増大を防止することができる。 In addition, since a washer that is movable in the radial direction is not used for the thrust sliding portion 129a, the washer does not come into contact with the electric compression element 109, and it is possible to prevent occurrence of wear and increase in noise.
また、主軸受１２５のスラスト摺動部１２９ｂについては、アルミニウム合金でできた主軸受１２５のうち、スラスト摺動部１２９ｂのみを高硬度のニッケル系合金を溶射により接着することで、シャフト１２３の主軸部１１７との摺動部の硬度をあげることなく、スラスト摺動部１２９ｂの局所的な高硬度化を図っている。 Further, with respect to the thrust sliding portion 129b of the main bearing 125, only the thrust sliding portion 129b of the main bearing 125 made of an aluminum alloy is bonded to the main shaft 125 of the shaft 123 by spraying a high hardness nickel-based alloy. Without increasing the hardness of the sliding portion with the portion 117, the thrust sliding portion 129b is locally increased in hardness.
主軸受１２５はシャフト１２３の主軸部１１７と摺動するため、その材料選定の観点からも、単純に主軸受１２５全体を高硬度にすることはできないが、主軸受１２５のスラスト摺動部１２９ｂのみを高硬度にすることで、スラスト摺動部１２９ｂの高硬度化と主軸部１１７と摺動を考慮した主軸受１２５の材料選定、硬度選定の両立を実現している。 Since the main bearing 125 slides with the main shaft portion 117 of the shaft 123, the entire main bearing 125 cannot be simply made high in terms of material selection. However, only the thrust sliding portion 129b of the main bearing 125 is provided. By making the hardness high, it is possible to achieve both high hardness of the thrust sliding portion 129b, material selection of the main bearing 125 considering the sliding with the main shaft portion 117, and hardness selection.
そのため、転がり軸受１３１において、主軸受１２５のスラスト摺動部１２９ｂとボール１３３とはどちらも高硬度化されているため、圧縮機の運転中において転がり軸受１３１における摩耗の発生といった信頼性上の問題を解決することができる。 Therefore, in the rolling bearing 131, the thrust sliding portion 129b of the main bearing 125 and the ball 133 are both hardened, and thus there is a problem in reliability such as generation of wear in the rolling bearing 131 during the operation of the compressor. Can be solved.
さらに、スラスト摺動部１２９ｂに半径方向に移動可能なワッシャを使用しないために、ワッシャが電動圧縮要素１０９と接触することが無く、摩耗の発生や騒音の増大を防止することができる。 Furthermore, since a washer that is movable in the radial direction is not used for the thrust sliding portion 129b, the washer does not come into contact with the electric compression element 109, and it is possible to prevent the occurrence of wear and increase in noise.
また、回転子１１５のスラスト摺動部１２９ａと主軸受１２５のスラスト摺動部１２９ｂの硬度はＨＲＣ６０としており、ボール１３３との硬度差がＨＲＣで２となっているため、ボール１３３との接触応力に十分耐えることができ、ボール１３３とスラスト摺動部１２９ａ，１２９ｂ間での摩耗を抑制することができる。 Further, since the hardness of the thrust sliding portion 129a of the rotor 115 and the thrust sliding portion 129b of the main bearing 125 is HRC60 and the hardness difference with the ball 133 is 2 in HRC, the contact stress with the ball 133 is The wear between the ball 133 and the thrust sliding portions 129a and 129b can be suppressed.
なお、ボール１３３とスラスト摺動部１２９ａ，１２９ｂとの高度差がＨＲＣで１０以下であれば信頼性を確保でき、１０を超えると極端に摩耗が増加することを確認している。 It has been confirmed that if the height difference between the ball 133 and the thrust sliding portions 129a and 129b is 10 or less in HRC, the reliability can be ensured, and if it exceeds 10, the wear increases extremely.
また、ボール１３３は周囲を回転子１１５に囲まれるように配置されており、ボール１３３が転動する際に発生する騒音を回転子１１５により遮音されるため、騒音を低減することができる。 Further, since the ball 133 is arranged so as to be surrounded by the rotor 115 and noise generated when the ball 133 rolls is insulated by the rotor 115, the noise can be reduced.
従って本実施の形態によれば、スラスト摺動部１２９ａ，１２９ｂがシャフト１２３の主軸部１１７に接触することがなく、ボール１３３とスラスト摺動部１２９ａ，１２９ｂ間の摩耗を抑制することができるので、効率が高く低騒音で信頼性が高い密閉型圧縮機を実現できる。 Therefore, according to the present embodiment, the thrust sliding portions 129a and 129b do not contact the main shaft portion 117 of the shaft 123, and wear between the ball 133 and the thrust sliding portions 129a and 129b can be suppressed. It is possible to realize a hermetic compressor with high efficiency, low noise and high reliability.
（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、同実施の形態の密閉型圧縮機におけるスラスト摺動部の要部拡大図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the hermetic compressor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of a main part of a thrust sliding portion in the hermetic compressor of the same embodiment.
図３、図４において、密閉容器２０１は、冷媒２０３が充填されており、電動要素２０５と圧縮要素２０７とを備えた電動圧縮要素２０９を収容するとともに、底部に冷凍機油２１１を貯留している。 3 and 4, the sealed container 201 is filled with a refrigerant 203, and stores an electric compression element 209 including an electric element 205 and a compression element 207, and stores refrigerating machine oil 211 at the bottom. .
電動圧縮要素２０９は複数のコイルばね２１２により密閉容器２０１内に弾性的に支持されている。 The electric compression element 209 is elastically supported in the sealed container 201 by a plurality of coil springs 212.
電動要素２０５は固定子２１３と回転子２１５とからなり、固定子２１３は外部電源（図示せず）と繋がっている。 The electric element 205 includes a stator 213 and a rotor 215, and the stator 213 is connected to an external power source (not shown).
圧縮要素２０７は、主軸部２１７とツバ部２１９を介して形成された偏心軸部２２１とを有するシャフト２２３と、シャフト２２３の主軸部２１７を軸支する主軸受２２５と、圧縮室２２７内を往復動するピストン２４０と、偏心軸部２２１とピストンを連結するコンロッド２４１を備えている。 The compression element 207 reciprocates in the compression chamber 227 with a shaft 223 having a main shaft portion 217 and an eccentric shaft portion 221 formed via a flange portion 219, a main bearing 225 that supports the main shaft portion 217 of the shaft 223, and the compression chamber 227. A piston 240 that moves, a connecting rod 241 that connects the eccentric shaft portion 221 and the piston are provided.
また、シャフト２２３の主軸部２１７には、回転子２１５が固定されている。 A rotor 215 is fixed to the main shaft portion 217 of the shaft 223.
シャフト２２３や回転子２１５の自重による垂直方向の荷重を支持するスラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂには転がり軸受２３１を備え、転がり軸受２３１は複数のボール２３３を有している。 The thrust sliding portions 229a and 229b that support the load in the vertical direction due to the weight of the shaft 223 and the rotor 215 are provided with a rolling bearing 231, and the rolling bearing 231 has a plurality of balls 233.
このボール２３３の材料は軸受鋼を用いている。 The ball 233 is made of bearing steel.
シャフト２２３および主軸受２２５には鋳鉄が用いられており、各々のボール２３３が当接するスラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂはレーザー焼入れにより表面硬化処理が施されている。 Cast iron is used for the shaft 223 and the main bearing 225, and the thrust sliding portions 229a and 229b with which the balls 233 abut are subjected to surface hardening treatment by laser hardening.
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。 The operation of the hermetic compressor configured as described above will be described below.
固定子２１３に外部電源より通電がされると、回転子２１５はシャフト２２３とともに回転し、回転運動がコンロッド２４１によってピストン２４０の往復運動に変換され、ピストン２４０が圧縮室２２７内を往復動する。このピストン２４０の往復動に伴って、圧縮室２２７内に冷媒２０３が吸入され圧縮される。 When the stator 213 is energized from an external power source, the rotor 215 rotates with the shaft 223, and the rotational motion is converted into the reciprocating motion of the piston 240 by the connecting rod 241, and the piston 240 reciprocates within the compression chamber 227. As the piston 240 reciprocates, the refrigerant 203 is sucked into the compression chamber 227 and compressed.
このとき、転がり軸受２３１のボール２３３は、回転子２１５とシャフト２２３の自重による垂直荷重を支持し、シャフト２２３のツバ部２１９と主軸受２２５の間に生じる摩擦力を低減させることができるため、圧縮機の入力値を低減し、効率を向上させることができる。 At this time, the ball 233 of the rolling bearing 231 supports the vertical load due to the weight of the rotor 215 and the shaft 223, and the frictional force generated between the flange 219 of the shaft 223 and the main bearing 225 can be reduced. The input value of the compressor can be reduced and the efficiency can be improved.
ボール２３３は、ツバ部２１９のスラスト摺動部２２９ａと主軸受２２５のスラスト摺動部２２９ｂの間を転動するため、回転子２１５の回転に追従せず遅れて回転する。そのため、スラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂとボール２３３は繰返し接触応力を受ける。 Since the ball 233 rolls between the thrust sliding portion 229a of the flange portion 219 and the thrust sliding portion 229b of the main bearing 225, the ball 233 rotates with a delay without following the rotation of the rotor 215. Therefore, the thrust sliding portions 229a and 229b and the ball 233 are repeatedly subjected to contact stress.
シャフト１２３や回転子１１５の自重による垂直方向の荷重を支持し、上記接触応力を受けるボール２３３とスラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂには、高い信頼性が要求される。 High reliability is required for the ball 233 and the thrust sliding portions 229a and 229b that support the vertical load due to the weight of the shaft 123 and the rotor 115 and receive the contact stress.
その信頼性を確保するために、ボール２３３には焼入れ処理された軸受鋼を用い、ボール２３３の表面硬度はＨＲＣ６２となっている。ボール２３３は全体の表面がスラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂとの接触応力を受ける可能性があるため、硬度を高くしている。 In order to ensure the reliability, a hardened bearing steel is used for the ball 233, and the surface hardness of the ball 233 is HRC62. Since the entire surface of the ball 233 may be subjected to contact stress with the thrust sliding portions 229a and 229b, the ball 233 has a high hardness.
また、シャフト２２３および主軸受２２５のスラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂについては、レーザー焼入れ処理を行うことで高硬度化を図っている。シャフト２２３および主軸受２２５は鋳鉄が用いられており、シャフト２２３および主軸受２２５全体を焼入れしてしまうと、脆くなり割れが発生してしまうが、レーザー焼入れ処理により、スラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂの表面を局所的に高硬度にすることで、スラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂの高硬度化とシャフト２２３や主軸受２２５の割れ防止の両立を実現している。 Further, the thrust sliding portions 229a and 229b of the shaft 223 and the main bearing 225 are increased in hardness by performing a laser hardening process. The shaft 223 and the main bearing 225 are made of cast iron. If the shaft 223 and the main bearing 225 are entirely quenched, they become brittle and cracks are generated. However, the thrust sliding portions 229a and 229b are formed by laser quenching. By making the surface of the surface locally hard, both the high hardness of the thrust sliding portions 229a and 229b and the prevention of cracking of the shaft 223 and the main bearing 225 are realized.
そのため、転がり軸受において、主軸受２２５のスラスト摺動部２２９ｂとボール２３３とはどちらも高硬度化されているため、圧縮機の運転中において転がり軸受２３１における摩耗の発生といった信頼性上の問題を解決することができる。 Therefore, in the rolling bearing, since both the thrust sliding portion 229b and the ball 233 of the main bearing 225 are hardened, there is a problem in reliability such as generation of wear in the rolling bearing 231 during the operation of the compressor. Can be solved.
さらに、スラスト摺動部２２９ｂに半径方向に移動可能なワッシャを使用しないために、ワッシャが電動圧縮要素２０９と接触することが無く、摩耗の発生や騒音の増大を防止することができる。 Further, since a washer that is movable in the radial direction is not used for the thrust sliding portion 229b, the washer does not come into contact with the electric compression element 209, and it is possible to prevent occurrence of wear and increase in noise.
また、シャフト２２３のツバ部２１９および主軸受２２５のスラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂの硬度はＨＲＣ５７としており、ボール２３３との硬度差がＨＲＣで５となっているため、ボール２３３との接触応力に十分耐えることができ、ボール２３３とスラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂ間での摩耗を抑制することができる。 Further, the hardness of the flange portion 219 of the shaft 223 and the thrust sliding portions 229a and 229b of the main bearing 225 is HRC57, and the hardness difference with the ball 233 is 5 in HRC. It can withstand sufficiently, and wear between the ball 233 and the thrust sliding portions 229a and 229b can be suppressed.
なお、ボール２３３とスラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂとの高度差がＨＲＣで１０以下であれば信頼性を確保でき、１０を超えると極端に摩耗が増加することを確認している。 It has been confirmed that if the altitude difference between the ball 233 and the thrust sliding portions 229a and 229b is 10 or less in HRC, the reliability can be secured, and if it exceeds 10, the wear increases extremely.
また、圧縮室２２７内で冷媒が圧縮されるために振動が高い圧縮要素２０７ではなく電動要素２０５がコイルばね２１２に弾性支持されており、圧縮要素２０７の振動が密閉容器２０１に伝達することを防止することができるため、密閉容器２０１の振動を低減することができる。 Further, since the refrigerant is compressed in the compression chamber 227, the electric element 205 is elastically supported by the coil spring 212 instead of the compression element 207 having high vibration, and the vibration of the compression element 207 is transmitted to the sealed container 201. Since it can prevent, the vibration of the airtight container 201 can be reduced.
従って本実施の形態によれば、スラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂがシャフト２２３の主軸部２１７に接触することがなく、ボール２３３とスラスト摺動部２２９ａ，２２９ｂ間の摩耗を抑制することができるので、効率が高く低騒音、低振動で信頼性が高い密閉型圧縮機を実現できる。 Therefore, according to the present embodiment, the thrust sliding portions 229a and 229b do not contact the main shaft portion 217 of the shaft 223, and wear between the ball 233 and the thrust sliding portions 229a and 229b can be suppressed. It is possible to realize a hermetic compressor with high efficiency, low noise, low vibration and high reliability.
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、高い効率および信頼性を備えることが可能となるので、エアーコンディショナー、冷凍冷蔵装置等に用いられる密閉型圧縮機にも適用できる。 As described above, since the hermetic compressor according to the present invention can be provided with high efficiency and reliability, it can be applied to a hermetic compressor used in an air conditioner, a refrigerator-freezer, and the like.
１０１，２０１ 密閉容器
１０５，２０５ 電動要素
１０７，２０７ 圧縮要素
１０９，２０９ 電動圧縮要素
１１３，２１３ 固定子
１１５，２１５ 回転子
１１７，２１７ 主軸部
１１９，２１９ ツバ部
１２１，２２１ 偏心軸部
１２３，２２３ シャフト
１２５，２２５ 主軸受
１２７，２２７ 圧縮室
１２９ａ，１２９ｂ，２２９ａ，２２９ｂ スラスト摺動部
１３３，２３３ ボール
101, 201 Airtight container 105, 205 Electric element 107, 207 Compression element 109, 209 Electric compression element 113, 213 Stator 115, 215 Rotor 117, 217 Main shaft part 119, 219 Head part 121, 221 Eccentric shaft part 123, 223 Shaft 125, 225 Main bearing 127, 227 Compression chamber 129a, 129b, 229a, 229b Thrust sliding part 133, 233 Ball
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