JP2009257171A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉型圧縮機に関し、スラスト摺動部に十分な給油を行い、高い信頼性を備えた密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】給油機構１２２を有するシャフト１１４と、給油機構１２２は、潤滑油１１０中に開口する遠心ポンプ１２３と、主軸部１１２と軸受け部１２１との間に刻設された螺旋溝１２４と、主軸部１１２の上端に設けた環状油溝１２５と、軸受け部１２１の上部にスラスト摺動部１３１を備え、環状油溝１２５から潤滑油１１０をスラスト摺動部１３１に潤滑油１１０を導くスリット部１３２と、偏芯軸部１１３に穿設され、潤滑油１１０の搬送能力は螺旋溝１２４の搬送能力よりも低い縦穴１３０を備えたもので、軸受け部１２１やスラスト摺動部１３１に潤滑油１１０を十分に供給し、摺動部に油膜を形成して金属接触を抑制することで、摺動部の摩耗を防止し、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は密閉型圧縮機の給油機構に関するものである。

従来、一般の密閉型圧縮機の給油装置は、密閉容器内に貯留した潤滑油を上方に汲み上げる給油機構と、シャフトの回転により生じる遠心力を利用して潤滑油を各摺動部に供給する螺旋形状の給油溝とをシャフトに備え、給油機構によって汲み上げられた潤滑油は螺旋形状の給油溝を通りながら、主軸部の潤滑を行い、さらに偏芯部等の各摺動部の潤滑を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来技術の密閉型圧縮機について説明する。

図５は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。

図５において、密閉容器１内には潤滑油２が収納されるとともに、固定子３と回転子４からなる電動モータ５と、電動モータ５によって駆動される圧縮要素６が収容される。

圧縮要素６は、圧縮室７を形成するシリンダ８と、シリンダ８内を往復摺動自在に挿入されたピストン９を備えている。

主軸部１０と偏心部１１とを備えるシャフト１２は、回転子４が軸装されるとともに、すべり軸受け構造である軸受け部１３に回転自在に軸支される。

スラスト摺動部２０は軸受け部１３の上部にシャフト１２や電動モータ５の回転子４等の重力方向の荷重を支持する。

シャフト１２には、一端が潤滑油２に開口し、他端がシャフト１２の外周に刻設された螺旋溝２１と、螺旋溝２１の下端に連通している給油孔２２が設けられており、螺旋溝２１の上端は偏心部１１の潤滑油流路２３に連通している。

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。

電動モータ５に通電すると、電動モータ５が起動して回転子４が回転する。そして、この回転子４と一体に軸装されたシャフト１２が回転し、シャフト１２の偏心部１１の動きが圧縮要素６のピストン９の往復運動に変換され、ピストン９がシリンダ８内を往復運動し、圧縮室７に冷媒を吸入し圧縮する。

密閉容器１に貯留された潤滑油２は、シャフト１２の回転により生じる遠心力によりシャフト１２の下端に取り付けられた給油孔２２により上方に汲み上げられ、シャフト１２に設けられた螺旋溝２１を通り、軸受け部１３、スラスト摺動部２０、偏心部１１、及び圧縮要素６の各摺動部に供給され各摺動部の潤滑を行う。

さらに、螺旋溝２１の潤滑油２は、偏心部１１の潤滑油流路２３を通り、偏心部１１の先端から排出され、密閉容器１内の空間に放出される。
特公昭６２−４４１０８号公報

しかしながら、上記従来の構成では、給油孔２２から螺旋溝２１に汲み上げられた潤滑油２は、比較的スムーズに潤滑油流路２３に導かれるため、スラスト摺動部２０に十分な潤滑油２を供給することができず、スラスト摺動部２０に摩耗が発生し、密閉型圧縮機の信頼性が低下する可能性があった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、スラスト摺動部に十分な給油を行い、高い信頼性を備えた密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、主軸部と軸受け部との間に刻設され、主軸部の上部に連通する螺旋溝と、主軸部の上端に設けた環状油溝と、偏芯軸部に穿設され一端が環状油溝または螺旋溝に連通し、潤滑油の搬送能力は螺旋溝の搬送能力よりも低い縦穴を備えたもので、スラスト摺動部に十分な給油を行い、スラスト摺動部を潤滑するという作用を有する。

本発明の密閉型圧縮機は、シャフト等の摺動部に潤滑油を供給すると共に、スラスト摺動部に潤滑油を十分供給できるので、高い信頼性を備えた密閉型圧縮機を提供することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、ステータとロータとから構成される単相誘導型の電動モータと、前記電動モータによって駆動される圧縮機構部と、前記電動モータと前記圧縮機構部とを収容するとともに潤滑油を貯留する密閉容器とを備え、前記圧縮機構部は主軸部および偏芯軸部を備えたシャフトと、圧縮室を形成するシリンダと、前記シリンダ内を往復運動するピストンと、前記主軸部を軸支する軸受け部とを有し、前記シャフトは前記潤滑油を上方に搬送する給油機構を備え、前記給油機構は、前記潤滑油中に開口する遠心ポンプと、前記主軸部と前記軸受け部との間に刻設され、一端が前記遠心ポンプと連通し、他端が前記主軸部の上部に連通する螺旋溝と、前記主軸部の上端に設けた環状油溝と、前記偏芯軸部に穿設され一端が前記環状油溝または前記螺旋溝に連通し、他端が密閉容器内に開口する縦穴とを有し、前記縦穴における前記潤滑油の搬送能力は前記螺旋溝の搬送能力よりも低いことを特徴としたもので、偏心部の先端の縦穴から排出される潤滑油の量は螺旋溝を搬送される潤滑油の量より少なくなるため、螺旋溝を搬送された潤滑油は、環状油溝と螺旋溝内を十分に満たすことができるため、軸受け部に潤滑油を十分に供給し、軸受け部とシャフトの摺動部の油膜を形成して金属接触を抑制し、摺動部の摩耗や傷付きを防止し、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

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、縦穴の少なくとも一部の断面積が小さいことで、前記縦穴における潤滑油の搬送能力が螺旋溝の搬送能力よりも低くしたもので、縦穴の小さな断面積を通過し偏心部の先端に導かれた潤滑油は、その後偏心部の先端から抵抗なく密閉容器内の空間に勢いよく放出されて、密閉容器に飛着し、密閉容器で冷却され、密閉容器内に貯留する潤滑油の粘度低下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、さらに潤滑油の粘度低下を防止して摺動部の油膜を形成し易くして金属接触を抑制し、摺動部の摩耗を防止することで、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、縦穴は、主軸部の上部に連通した螺旋溝の端部に対して重力方向上方に穿設したもので、螺旋溝から潤滑油と共に上げられた摺動部の摩耗粉等の異物は、縦穴は螺旋溝の上方の端部と直線的に連通しているため、摩耗粉等の異物は直接流れ抵抗の小さい縦穴から螺旋溝のポンプ能力によって密閉容器内に排出することができるので、潤滑油流路内に摩耗粉等の異物が滞留することを防止でき、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、さらに摩耗粉による摺動部の傷付きを防止し、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、縦穴は偏芯軸部の軸中心と略平行としたもので、縦穴内に潤滑油が滞留する部分がなくなり、潤滑油と共に汲み上げられた摺動部の摩耗粉等の異物が滞留することなく、縦穴から排出することができるとともに、加工が容易で生産性が高まるので、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらに摩耗粉の滞留による摺動部の傷付きを防止し、生産性が高く信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、軸受け部の上部にシャフトや前記電動モータのロータ等の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部を備え、環状油溝から潤滑油をスラスト摺動部に潤滑油を導くスリット部を設けたもので、環状溝に十分に供給された潤滑油をスリット部を介してスラスト摺動部に確実に供給するとともに、スラスト摺動部で発生した摩耗粉等をスラスト摺動部から潤滑油とともに排出することができるため、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらにスラスト摺動部の油膜を形成し金属接触を抑制し、摩耗粉による摺動部の傷付きを防止し、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、シャフトの主軸部に、螺旋溝と反対方向のリードを有する逆螺旋溝を有したもので、シャフトが正規の回転方向に対して逆方向に回転し運転された際にも、逆螺旋溝により潤滑油を摺動部に供給することができるため、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらにシャフトの逆回転時においても摺動部の油膜を形成し金属接触を抑制し、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明に螺旋溝に対する逆螺旋溝のリードの比率を、０．５以上１以下の範囲としたもので、螺旋溝のリードに対して逆螺旋溝のリードの比率を小さくすることで、正規の回転方向である正転時に螺旋溝から上げられた潤滑油が逆螺旋溝を介して容易に遠心ポンプに向かって逆流することを防ぐことができるため、請求項６に記載の発明の効果に加えて、さらに潤滑油の摺動部への供給不足を低減し、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

以下、本発明による密閉型圧縮機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。

（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は同実施の形態における密閉型圧縮機のシャフトの側面要部断面図、図３は同実施の形態における密閉型圧縮機のシャフトの正面要部断面図、図４は同実施の形態における密閉型圧縮機のスラスト摺動部の正面図である。

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。

図１から図４において、ステータ１０１とロータ１０２とから構成される単相誘導型の電動モータ１０３と、電動モータ１０３によって駆動される圧縮機構部１０４と、電動モータ１０３と圧縮機構部１０４とを収容するとともに潤滑油１１０を貯留する密閉容器１１１とを備えている。

圧縮機構部１０４は、主軸部１１２および偏芯軸部１１３を備えたシャフト１１４と、圧縮室１１５を形成するシリンダ１１９と、シリンダ１１９内を往復運動するピストン１２０と、主軸部１１２を軸支する軸受け部１２１とを有し、シャフト１１４は潤滑油１１０を上方に搬送する給油機構１２２を備えている。

本実施の形態では、シリンダ１１９と軸受け部１２１は一体に鋳造された鋳物で形成されている。

また、給油機構１２２は、潤滑油１１０中に開口する遠心ポンプ１２３を備えるとともに、主軸部１１２と軸受け部１２１との間に刻設され、一端が遠心ポンプ１２３と連通し、他端が主軸部１１２の上部に連通する螺旋溝１２４と、主軸部１１２の上端に設けた環状油溝１２５とを備えており、螺旋溝１２４と環状油溝１２５とは一部が連通している。

ここで、螺旋溝１２４は下端でのみ遠心ポンプ１２３と連通しており、上方の端部１２４ａでは遠心ポンプ１２３と連通していない。

さらに偏芯軸部１１３には、一端が環状油溝１２５を介して螺旋溝１２４に連通し、他端が密閉容器１１１内に開口するとともに、少なくとも一部の断面積が小さい縦穴１３０が穿設されている。

縦穴１３０は、偏芯軸部１１３の軸中心と略平行で、主軸部１１２の上部に連通した螺旋溝１２４の端部１２４ａに対して重力方向上方に穿設されている。

また、軸受け部１２１の上部にシャフト１１４や電動モータ１０３のロータ１０２等の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部１３１を備え、環状油溝１２５に導かれた潤滑油１１０をスラスト摺動部１３１に導いた後に、密閉容器１１１に導くスリット部１３２を有している。

さらに、シャフト１１４の主軸部１１２には、螺旋溝１２４と反対方向のリードを有する逆螺旋溝１３３を有し、螺旋溝１２４に対する逆螺旋溝１３３のリードの比率は０．５以上１以下の範囲である０．７としている。

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、作用を説明する。

ステータ１０１に通電すると、電動モータ１０３が起動してロータ１０２が回転する。

このロータ１０２の回転に伴いシャフト１１４が回転し、シャフト１１４の偏心軸部１１３の動きが圧縮機構部１０４のピストン１２０の往復運動に変換され、ピストン１２０がシリンダ１１９内を往復運動し、圧縮室１１５に冷媒を吸入し圧縮する。

まず、シャフト１１４が正規の回転方向である正回転方向で運転する時の潤滑油１１０の供給について説明する。

密閉容器１１１に貯留された潤滑油１１０は、シャフト１１４の回転により生じる遠心力によりシャフト１１４の下端に取り付けられた給油機構１２２により上方に汲み上げられ、シャフト１１４に設けられた螺旋溝１２４を通り、軸受け部１２１、偏心軸部１１３、及び圧縮機構部１０４の各摺動部に供給される。

一方、螺旋溝１２４によって汲み上げられた潤滑油１１０は、環状油溝１２５を介して縦穴１３０に導かれるが、縦穴１３０の一部の断面積が小さいために、潤滑油１１０の搬送能力が螺旋溝１２４より低く、偏心軸部１１３の先端の縦穴１３０から排出される潤滑油１１０の量は螺旋溝１２４を搬送される潤滑油１１０の量より少なくなる。

そのため、螺旋溝１２４を搬送された潤滑油１１０は、偏心軸部１１３の先端の縦穴１３０から排出される量が減少し、その分環状油溝１２５に導かれて環状油溝１２５を満たすとともに、螺旋溝１２４を満たすことになる。

環状油溝１２５を満たした潤滑油１１０は、スリット部１３２によりスラスト摺動部１３１に供給され、スラスト摺動部１３１における摺動損失を低減するとともに、スラスト摺動部１３１の油膜を形成し金属接触を抑制し、摺動部の摩耗を防止することができる。

そして、スラスト摺動部１３１で発生したり導かれたりした摩耗粉などの異物は、スリット部１３２を介して潤滑油１１０によりスラスト摺動部１３１から密閉容器１１１内に排出され、高い信頼性を確保することができる。

さらに、螺旋溝１２４の潤滑油１１０は、螺旋溝１２４の上方の端部１２４ａに対して重力方向上方に直線的に連通している偏心軸部１１３の縦穴１３０の小さな断面積を通過し、その後、流れ抵抗の小さい偏心軸部１１３の大きな断面積の縦穴１３０内に導かれるために抵抗なく流れ、偏心軸部１１３の先端から、螺旋溝１２４のポンプ能力によって密閉容器１１１内の空間に勢いよく放出される。

そのため、螺旋溝１２４や縦穴１３０などの潤滑油流路内に摩耗粉等の異物が滞留することを防止することができる。

密閉容器１１１内の空間に放出された潤滑油１１０は、密閉容器１１１の内壁面に飛着して冷却されて密閉容器１１１の貯留する潤滑油１１０へと戻ってくるため、密閉容器１１１内に貯留する潤滑油１１０の上昇を抑制することで粘度の低下を防止することができ、潤滑油１１０の粘度を高く保ち摺動部の油膜を形成し易くして、さらに金属接触を抑制し、摺動部の摩耗を防止しすることができる。

また、螺旋溝１２４から潤滑油１１０と共に上げられた摺動部の摩耗粉等の異物は、縦穴１３０は螺旋溝１２４の上方の端部１２４ａと直線的に連通し、かつ偏芯軸部１１３の軸中心と略平行に設けられているため、環状油溝１２５等に滞留することなく、直接流れ抵抗の小さい縦穴１３０から排出できるので、摩耗粉等の異物による摺動部の傷付きを防止しすることができる。

また、逆螺旋溝１３３のリード比率は螺旋溝１２４より小さいため、環状油溝１２５内の潤滑油１１０が逆螺旋溝１３３へ流入することはほとんどなく、環状油溝１２５内の潤滑油１１０がシャフト１１４の下方に逆流することはないので、摺動部の給油不足を低減することができる。

次に、シャフト１１４が正回転方向と反対方向に回転する逆回転方向で運転する際の潤滑油１１０の供給について説明する。

遠心ポンプ１２３は、遠心力を利用するポンプであるために回転方向とは無関係にポンプ作用を発揮する。これにより潤滑油１１０は正回転時と同様、遠心ポンプ１２３から下側の螺旋溝１２４を介して、逆螺旋溝１３３の下端部周辺まで導かれる。

逆螺旋溝まで導かれた潤滑油１１０は、逆螺旋溝１３３のポンプ力によってさらに上方に導かれて環状油溝１２５へと搬送される。

環状油溝１２５に導かれた潤滑油１１０の一部は、潤滑油１１０を上方に搬送するポンプ能力のない螺旋溝１２４の端部１２４ａから遠心ポンプ１２３に向かい重力により正回転時と逆に流れようとするが、遠心ポンプ１２３からは常に潤滑油１１０が押し上げられているため、環状油溝１２５に導かれた潤滑油１１０は重力により密閉容器１１１内に逆流することはない。

そのため、環状油溝１２５に導かれた潤滑油１１０は、正回転方向と同様に、遠心ポンプ１２３と逆螺旋溝１３３のポンプ力によって、環状油溝１２５に連通した縦穴１３０に導くことができる。

その後は、シャフト１１４の正回転時と同様の効果を得ることができる。

なお、螺旋溝１２４に対する逆螺旋溝１３３のリードの比率は０．５以上１以下の範囲であれば同様に実施可能である。

また、縦穴１３０は、環状油溝１２５を介することなく螺旋溝１２４に連通するように設けても、同様に実施可能である。

以上のように本実施の形態によれば、シャフト等の摺動部に潤滑油を供給すると共に、スラスト摺動部に潤滑油を十分供給することができ、摩耗粉など異物を摺動部から排出することができるので、高い信頼性を備えた密閉型圧縮機を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、圧力差を利用した給油機構により、安定して十分なオイルを供給することが可能となるので、家庭用冷蔵庫を初めとして、除湿機やショーケース、自販機等、冷凍サイクルを用いたあらゆる用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の側面の縦断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機のシャフトにおける側面要部断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機のシャフトにおける正面要部断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機のスラスト摺動部の正面図 従来の密閉型圧縮機の縦断面図

符号の説明

１０１ ステータ
１０２ ロータ
１０３ 電動モータ
１０４ 圧縮機構部
１１０ 潤滑油
１１１ 密閉容器
１１２ 主軸部
１１３ 偏芯軸部
１１４ シャフト
１１５ 圧縮室
１１９ シリンダ
１２０ ピストン
１２１ 軸受け部
１２２ 給油機構
１２３ 遠心ポンプ
１２４ 螺旋溝
１２４ａ 端部
１２５ 環状油溝
１３０ 縦穴
１３１ スラスト摺動部
１３２ スリット部
１３３ 逆螺旋溝

Claims (7)

1. ステータとロータとから構成される単相誘導型の電動モータと、前記電動モータによって駆動される圧縮機構部と、前記電動モータと前記圧縮機構部とを収容するとともに潤滑油を貯留する密閉容器とを備え、前記圧縮機構部は主軸部および偏芯軸部を備えたシャフトと、圧縮室を形成するシリンダと、前記シリンダ内を往復運動するピストンと、前記主軸部を軸支する軸受け部とを有し、前記シャフトは前記潤滑油を上方に搬送する給油機構を備え、前記給油機構は、前記潤滑油中に開口する遠心ポンプと、前記主軸部と前記軸受け部との間に刻設され、一端が前記遠心ポンプと連通し、他端が前記主軸部の上部に連通する螺旋溝と、前記主軸部の上端に設けた環状油溝と、前記偏芯軸部に穿設され一端が前記環状油溝または前記螺旋溝に連通し、他端が密閉容器内に開口する縦穴とを有し、前記縦穴における前記潤滑油の搬送能力は前記螺旋溝の搬送能力よりも低いことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 縦穴の少なくとも一部の断面積が小さいことで、前記縦穴における潤滑油の搬送能力が螺旋溝の搬送能力よりも低くなる請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 縦穴は、主軸部の上部に連通した螺旋溝の端部に対して重力方向上方に穿設された請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
4. 縦穴は偏芯軸部の軸中心と略平行である請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
5. 軸受け部の上部にシャフトや前記電動モータのロータ等の重力方向の荷重を支持するスラスト摺動部を備え、環状油溝から潤滑油をスラスト摺動部に潤滑油を導くスリット部を設けた請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
6. シャフトの主軸部に、螺旋溝と反対方向のリードを有する逆螺旋溝を有した請求項１から５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
7. 螺旋溝に対する逆螺旋溝のリードの比率を、０．５以上１以下の範囲とした請求項６に記載の密閉型圧縮機。

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