JP2010112249A - Hermetic compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍冷蔵庫等の冷凍サイクル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 used in a refrigeration cycle such as a refrigerator-freezer.
近年、冷凍冷蔵庫等の冷凍装置に使用される密閉型圧縮機については、消費電力の低減のための高効率化や、低騒音化、並びに高信頼性化が望まれている。 In recent years, with regard to hermetic compressors used in refrigeration apparatuses such as refrigerators and refrigerators, high efficiency, low noise, and high reliability for reducing power consumption are desired.
従来、この種の密閉型圧縮機としては、スラストボールベアリングを採用して、効率を向上させたものがある（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, this type of hermetic compressor employs a thrust ball bearing to improve efficiency (for example, see Patent Document 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９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、図１０は、従来の密閉型圧縮機の分解斜視図である。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a conventional hermetic compressor described in Patent Document 1, and FIG. 10 is an exploded perspective view of the conventional hermetic compressor.
図９および図１０に示すように、密閉容器１内には、固定子２と回転子３からなる電動要素４と、電動要素４によって駆動される圧縮要素５を収容し、密閉容器１内に潤滑油６を貯溜する。シャフト１０は、回転子３を固定した主軸部１１および主軸部１１に対し偏心して形成された偏心軸部１２を有する。シリンダブロック１４は、略円筒形の圧縮室１５と主軸受２０を有する。 As shown in FIGS. 9 and 10, the hermetic container 1 accommodates an electric element 4 including a stator 2 and a rotor 3, and a compression element 5 driven by the electric element 4. The lubricating oil 6 is stored. The shaft 10 has a main shaft portion 11 to which the rotor 3 is fixed and an eccentric shaft portion 12 that is formed eccentric to the main shaft portion 11. The cylinder block 14 includes a substantially cylindrical compression chamber 15 and a main bearing 20.
ピストン２３は、シリンダブロック１４の圧縮室１５に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部１２との間を連結手段２４とピストンピン２５によって連結されている。 The piston 23 is inserted into the compression chamber 15 of the cylinder block 14 so as to be slidable back and forth, and is connected to the eccentric shaft portion 12 by a connecting means 24 and a piston pin 25.
シャフト１０の主軸部１１と偏心軸部１２の間の主軸部１１側には主軸部１１の軸心と略直角に環状の上レース着座面２７が形成され、主軸受２０の上端には主軸受２０の軸心と略直角に環状の下レース着座面２８が形成されている。これらの上レース着座面２７と下レース着座面２８の間には、シャフト１０を支持するため、ボール３０と上レース３１及び下レース３２とからなるスラストボールベアリング３５が装着される。上レース３１及び下レース３２は平板で形成されている。 An annular upper race seating surface 27 is formed on the side of the main shaft portion 11 between the main shaft portion 11 and the eccentric shaft portion 12 of the shaft 10 at a substantially right angle to the axis of the main shaft portion 11. An annular lower race seating surface 28 is formed substantially perpendicular to the 20 axis. Between the upper race seating surface 27 and the lower race seating surface 28, a thrust ball bearing 35 including a ball 30, an upper race 31, and a lower race 32 is mounted to support the shaft 10. The upper race 31 and the lower race 32 are formed of flat plates.
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.
電動要素４の回転子３はシャフト１０を回転させ、偏心軸部１２の回転運動が連結手段２４を介してピストン２３に伝えられることでピストン２３は圧縮室１５内を往復運動する。それにより、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から圧縮室１５内へ吸入、圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。 The rotor 3 of the electric element 4 rotates the shaft 10, and the rotational movement of the eccentric shaft portion 12 is transmitted to the piston 23 via the connecting means 24, so that the piston 23 reciprocates in the compression chamber 15. Thereby, the refrigerant gas is sucked into the compression chamber 15 from the cooling system (not shown), compressed, and then discharged to the cooling system again.
シャフト１０と回転子３の重量はスラストボールベアリング３５で支えられるとともに、シャフト１０の回転時はボール３０が上レース３１と下レース３２の間で転がるために回転が滑らかになる。 The weight of the shaft 10 and the rotor 3 is supported by a thrust ball bearing 35, and the rotation of the shaft 10 is smooth because the ball 30 rolls between the upper race 31 and the lower race 32 when the shaft 10 rotates.
回転時において、上レース３１は上レース着座面２７に密着して上レース着座面２７と同時に回転し、下レース３２は下レース着座面２８に密着して静止している。このスラストボールベアリング３５を用いることによって、シャフト１０を回転させるトルクはスラストすべり軸受に比べて小さくなるため、スラスト軸受での損失を小さくすることができる。従って、入力が低減して、高効率とすることができる。
しかしながら、上記従来の構成では、同じ設計仕様のものにおいて騒音や効率がばらつくことが有った。そこで、特に騒音の大きい密閉型圧縮機を解体して調査したところ、上レース３１や下レース３２の一部に剥離現象が発生する兆候が見られた。 However, with the above conventional configuration, noise and efficiency may vary with the same design specifications. Therefore, when the noisy hermetic compressor was disassembled and investigated, there was a sign that a peeling phenomenon occurred in a part of the upper race 31 and the lower race 32.
これは、圧縮工程において圧縮荷重をピストン２３が受けると、連結手段２４とピストンピン２５によって連結されたシャフト１０の偏心軸部１２にも圧縮荷重がかかるため、シャフト１０は主軸部１１とシリンダブロック１４の主軸受２０とのクリアランス内で傾く。 This is because, when the piston 23 receives a compressive load in the compression process, the compressive load is also applied to the eccentric shaft portion 12 of the shaft 10 connected by the connecting means 24 and the piston pin 25. It tilts within the clearance with the 14 main bearings 20.
そのため、上レース３１と下レース３２とが平行にならず、ボール３０が入る隙間に不均一が生じるために各ボール３０に均等に荷重がかからず隙間の狭い部分を通過するボール３０に荷重が集中し、ボール３０、上レース３１及び下レース３２に過度な繰り返し応力がかかって疲労による剥離などの損傷が生じ、騒音や効率、さらには信頼性が低下する可能性があるということが判明したのである。 For this reason, the upper race 31 and the lower race 32 are not parallel to each other, and unevenness occurs in the gaps in which the balls 30 enter, so that no load is applied evenly to the balls 30 and the balls 30 passing through the narrow gaps are loaded. It has been found that excessive repetitive stress is applied to the ball 30, the upper race 31 and the lower race 32, causing damage such as peeling due to fatigue, which may reduce noise, efficiency, and reliability. It was.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ボールの片当たりを緩和して、低騒音、高効率で高信頼性の密閉型圧縮機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a hermetic compressor with low noise, high efficiency and high reliability by alleviating the contact of a ball.
上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、下レースが着座するスラスト面は、転走するボールの軌道よりも主軸受の軸心側にのみ配設されたことを特徴とするものであり、圧縮工程において圧縮荷重がピストンにかかり、シャフトが傾いた際、シャフトの傾きにならって下レースも傾くことで、ボールの軌道における上レースと下レースの隙間がほぼ均一に保たれるために特定のボールに荷重が集中することなく、各ボールに荷重が分散されてボールの片当たりを緩和する作用を有する。 In order to solve the above-described conventional problems, in the hermetic compressor according to the present invention, the thrust surface on which the lower race is seated is disposed only on the axial center side of the main bearing with respect to the raceway of the rolling ball. It is a characteristic, and when the compression load is applied to the piston in the compression process, when the shaft tilts, the lower race also tilts according to the tilt of the shaft, so the gap between the upper race and the lower race on the ball track is almost uniform Therefore, the load does not concentrate on a specific ball, so that the load is distributed to each ball and has a function of relaxing the contact of each ball.
本発明の密閉型圧縮機は、下レースが着座するスラスト面は、転走するボールの軌道よりも主軸受の軸心側にのみ配設させたことにより、各ボールに荷重が分散されてボールの片当たりが緩和されるので、低騒音、高効率で高信頼性の密閉型圧縮機を提供することができる。 According to the hermetic compressor of the present invention, the thrust surface on which the lower race is seated is arranged only on the axial center side of the main bearing with respect to the raceway of the rolling ball, so that the load is distributed to each ball. Therefore, the closed compressor can be provided with low noise, high efficiency and high reliability.
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段と、前記シリンダブロックに設けられ前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受に設けられ前記主軸受の軸心と略直角に設けられたスラスト面に配設されたスラストボールベアリングを備え、前記スラストボールベアリングは、ホルダー部に保持された複数のボールと、前記ボールの上下にそれぞれ配設された上レースと下レースとを備え、前記下レースが着座する前記スラスト面は、転走する前記ボールの軌道よりも前記主軸受の軸心側にのみ配設されたことを特徴とするもので、圧縮工程において圧縮荷重をピストンが受け、連結手段によって連結されたシャフトの偏心軸部にも圧縮荷重がかかり、シャフトが主軸部とシリンダブロックの主軸受とのクリアランス内で傾いた際、シャフトの傾きにならって下レースも傾くことで、ボールの軌道における上レースと下レースの隙間がほぼ均一に保たれるために特定のボールに荷重が集中することなく、各ボールに荷重が分散されてボールの片当たりを緩和するため、低騒音、高効率で高信頼性の密閉型圧縮機を提供することができる。 The invention according to claim 1 stores lubricating oil in an airtight container, accommodates an electric element including a stator and a rotor, and a compression element driven by the electric element. A shaft having a main shaft portion to which the rotor is fixed and an eccentric shaft portion, a cylinder block having a compression chamber, a piston reciprocating in the compression chamber, and a connection for connecting the piston and the eccentric shaft portion. Means, a main bearing provided on the cylinder block for supporting the main shaft portion, and a thrust ball bearing provided on the thrust surface provided on the main bearing and substantially perpendicular to the axis of the main bearing. The thrust ball bearing includes a plurality of balls held by a holder portion, an upper race and a lower race respectively disposed above and below the balls, and the lower race is seated The thrust surface is arranged only on the axial center side of the main bearing with respect to the raceway of the ball that rolls. The piston receives a compressive load in a compression process and is connected by a connecting means. When the shaft is tilted within the clearance between the main shaft and the main bearing of the cylinder block, the lower race also tilts in accordance with the tilt of the shaft. Since the gap between the race and the lower race is kept almost uniform, the load is not concentrated on a specific ball, but the load is distributed to each ball to ease the contact of each ball. A reliable hermetic compressor can be provided.
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、スラスト面は、転走するボールのピッチ円の直径よりも外径が小さいスラストレースで形成されたものであり、スラスト面の高い面粗度が容易に得られるので、シリンダブロックの加工時間が短縮できるなど、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに生産性が高い。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the thrust surface is formed by a thrust race having an outer diameter smaller than the diameter of the pitch circle of the rolling ball. Since high surface roughness can be easily obtained, the productivity can be further increased in addition to the effects of the invention according to claim 1 such that the machining time of the cylinder block can be shortened.
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、スラスト面に下レースの回転を規制する回転規制手段を設けたもので、下レースがボールの転走に伴って回転するのを防ぐことで、ボールが回転せずにすべることを抑止するので、ボールや上レースや下レースが損傷することを防止できるため、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、さらに信頼性を向上させることができる。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein a rotation restricting means for restricting the rotation of the lower race is provided on the thrust surface, and the lower race rotates as the ball rolls. By preventing the ball from sliding without rotating, it is possible to prevent the ball, the upper race and the lower race from being damaged. Further, the reliability can be improved.
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、回転規制手段は、下レースの外周部に設けられた半径方向に突出した下レース突起部と、スラスト面に設けられ前記下レース突起部を係止する軸受切り欠き部を備えたもので、ボールが回転せずにすべることを抑止するので、請求項３に記載の発明の効果を、さらに安定して得ることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the rotation restricting means includes a lower race protrusion protruding in the radial direction provided on the outer peripheral portion of the lower race, and a lower surface protrusion provided on the thrust surface. Since the bearing notch for locking the race protrusion is provided and the ball is prevented from slipping without rotating, the effect of the invention of claim 3 can be obtained more stably.
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、回転規制手段は、スラスト面の外周部に設けられた軸受突起部と、下レースの外周部に設けられ前記軸受突起部に係止される下レース切り欠き部を備えたもので、ボールが回転せずにすべることを抑止するので、請求項３に記載の発明の効果を、さらに安定して得ることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the rotation restricting means includes a bearing protrusion provided on the outer peripheral portion of the thrust surface and an outer peripheral portion of the lower race. Since the lower race cutout portion to be locked is provided and the ball is prevented from slipping without rotating, the effect of the invention of claim 3 can be obtained more stably.
請求項６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、スラストボールベアリングのボールの表面硬度は、上レースおよび下レースの表面硬度よりも高くしたもので、ボールが上レースおよび下レースの軌道面より先に摩耗することを防止することができるので、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、さらに信頼性を向上させることができる。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface hardness of the ball of the thrust ball bearing is higher than the surface hardness of the upper race and the lower race. Since it is possible to prevent the balls from being worn before the race surfaces of the upper race and the lower race, the reliability is further improved in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3. be able to.
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、潤滑油の粘度がＶＧ３〜ＶＧ８であるもので、摺動部での損失を低減できるため、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、さらに高効率にすることができる。 The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the viscosity of the lubricating oil is VG3 to VG8, and the loss at the sliding portion can be reduced. In addition to the effect of the invention according to any one of Items 1 to 6, the efficiency can be further increased.
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、同実施の形態における密閉型圧縮機の要部断面図、図３は同実施の形態における密閉型圧縮機の分解斜視図、図４は同実施の形態における密閉型圧縮機の分解斜視図である。
(Embodiment 1)
1 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the hermetic compressor according to the same embodiment, and FIG. 3 is a hermetic type according to the same embodiment. FIG. 4 is an exploded perspective view of the hermetic compressor according to the embodiment.
図１から図４において、密閉容器１０１内には潤滑油１０２が貯溜され、固定子１０３と回転子１０４からなる電動要素１０５と、電動要素１０５によって駆動される圧縮要素１０６が収容される。シャフト１１０は、回転子１０４を固定した主軸部１１１と、主軸部１１１の上部に配設され主軸部１１１に対し偏心して形成された偏心軸部１１２とを有する。 1 to 4, lubricating oil 102 is stored in a sealed container 101, and an electric element 105 including a stator 103 and a rotor 104 and a compression element 106 driven by the electric element 105 are accommodated. The shaft 110 has a main shaft portion 111 to which the rotor 104 is fixed, and an eccentric shaft portion 112 that is disposed on the upper portion of the main shaft portion 111 and formed eccentric to the main shaft portion 111.
シリンダブロック１１４は、略円筒形の圧縮室１１６を有し、主軸部１１１を軸支する主軸受１２０が固定されている。ピストン１２６は、シリンダブロック１１４の圧縮室１１６に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部１１２との間を連結手段１２８によって連結されている。 The cylinder block 114 has a substantially cylindrical compression chamber 116, and a main bearing 120 that supports the main shaft portion 111 is fixed thereto. The piston 126 is inserted into the compression chamber 116 of the cylinder block 114 so as to be slidable back and forth, and is connected to the eccentric shaft portion 112 by a connecting means 128.
シリンダブロック１１４の主軸受１２０の上端には主軸受１２０の軸心と略直角にスラスト面１３０が環状に形成されている。このスラスト面１３０に、シャフト１１０を支持するため、複数のボール１３４と、ボール１３４を保持するホルダー部１３３と、ボール１３４の上下に各々配設される上レース１３５及び下レース１３６とからなるスラストボールベアリング１３２が装着されている。 At the upper end of the main bearing 120 of the cylinder block 114, a thrust surface 130 is formed in an annular shape substantially perpendicular to the axis of the main bearing 120. In order to support the shaft 110 on this thrust surface 130, a thrust comprising a plurality of balls 134, a holder portion 133 that holds the balls 134, and an upper race 135 and a lower race 136 that are respectively disposed above and below the balls 134. A ball bearing 132 is mounted.
下レース１３６が着座するスラスト面１３０は、転走するボール１３４のピッチ円１４６よりもシリンダブロック１１４の主軸受１２０の軸心側にのみ配置されている。ピッチ円１４６とは、ボール１３４の重心の転送する軌跡であり、その直径は図２においてφＤ１である。 The thrust surface 130 on which the lower race 136 is seated is disposed only on the axial center side of the main bearing 120 of the cylinder block 114 with respect to the pitch circle 146 of the rolling ball 134. The pitch circle 146 is a locus of transfer of the center of gravity of the ball 134, and its diameter is φD1 in FIG.
すなわち、転走するボール１３４の重心位置の垂直方向下方には、スラスト面１３０が存在していない構成である。 That is, the thrust surface 130 does not exist below the center of gravity of the rolling ball 134 in the vertical direction.
下レース１３６は外周部に半径方向に突出した下レース突起部１５０を備え、シリンダブロック１１４のスラスト面１３０は、下レース１３６の下レース突起部１５０が嵌合する軸受切り欠き部１５１を備えている。 The lower race 136 includes a lower race protrusion 150 that protrudes in the radial direction on the outer periphery, and the thrust surface 130 of the cylinder block 114 includes a bearing notch 151 that the lower race protrusion 150 of the lower race 136 fits. Yes.
下レース１３６の下レース突起部１５０とシリンダブロック１１４のスラスト面１３０の軸受切り欠き部１５１は嵌合して組み立てられ、回転規制手段１４５を構成している。 The lower race protrusion 150 of the lower race 136 and the bearing notch 151 of the thrust surface 130 of the cylinder block 114 are assembled and assembled to constitute a rotation restricting means 145.
ボール１３４は、耐摩耗性の高い浸炭焼き入れされた軸受鋼で形成され、表面硬度はＨＲＣ６０〜７０の範囲内である。 The ball 134 is formed of a carburized and quenched bearing steel with high wear resistance, and the surface hardness is in the range of HRC 60-70.
また、上レース１３５および下レース１３６は耐摩耗性の高い熱処理された炭素鋼で形成され、表面硬度はＨＲＣ５８〜６８の範囲内である。ボール１３４の表面硬度は上レース１３５および下レース１３６の表面硬度よりもわずかに高く設定されている。 Further, the upper race 135 and the lower race 136 are made of heat-treated carbon steel having high wear resistance, and the surface hardness is in the range of HRC58-68. The surface hardness of the ball 134 is set slightly higher than the surface hardness of the upper race 135 and the lower race 136.
また、本密閉型圧縮機に使用される冷媒は、オゾン破壊係数がゼロのＲ１３４ａやＲ６００ａに代表される温暖化係数の低い自然冷媒である炭化水素系冷媒等であり、それぞれ相溶性の高い潤滑油１０２と組み合わせてある。 The refrigerant used in the hermetic compressor is a hydrocarbon refrigerant or the like, which is a natural refrigerant having a low global warming coefficient represented by R134a or R600a having an ozone depletion coefficient of zero. Combined with oil 102.
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.
電動要素１０５の回転子１０４はシャフト１１０を回転させ、偏心軸部１１２の回転運動が連結手段１２８を介してピストン１２６に伝えられることでピストン１２６は圧縮室１１６内を往復運動する。それにより、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から圧縮室１１６内へ吸入、圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。 The rotor 104 of the electric element 105 rotates the shaft 110, and the rotational movement of the eccentric shaft portion 112 is transmitted to the piston 126 via the connecting means 128, so that the piston 126 reciprocates in the compression chamber 116. Thereby, the refrigerant gas is sucked into the compression chamber 116 from the cooling system (not shown), compressed, and then discharged to the cooling system again.
シャフト１１０と回転子１０４の重量はスラストボールベアリング１３２で支えられるとともに、シャフト１１０の回転時はボール１３４が上レース１３５と下レース１３６の間で転がるために回転が滑らかになる。 The weight of the shaft 110 and the rotor 104 is supported by a thrust ball bearing 132, and when the shaft 110 rotates, the ball 134 rolls between the upper race 135 and the lower race 136, so that the rotation becomes smooth.
このスラストボールベアリング１３２を用いることによって、シャフト１１０を回転させるトルクはスラストすべり軸受に比べて小さくなるため、スラスト軸受での損失を小さくすることができる。従って、入力が低減し高効率化を実現することができる。 By using this thrust ball bearing 132, the torque for rotating the shaft 110 is smaller than that of the thrust slide bearing, so that the loss in the thrust bearing can be reduced. Therefore, input can be reduced and high efficiency can be realized.
次に、圧縮工程において圧縮荷重をピストン１２６が受けると、連結手段１２８によって連結されたシャフト１１０の偏心軸部１１２にも圧縮荷重がかかる。その際、シャフト１１０の主軸部１１１とシリンダブロック１１４の主軸受１２０とのクリアランスの寸法でシャフト１１０は自由度があるので、偏心軸部１１２が反圧縮方向に傾き得る。 Next, when the piston 126 receives a compressive load in the compression process, the compressive load is also applied to the eccentric shaft portion 112 of the shaft 110 connected by the connecting means 128. At this time, since the shaft 110 has a degree of freedom according to the clearance dimension between the main shaft portion 111 of the shaft 110 and the main bearing 120 of the cylinder block 114, the eccentric shaft portion 112 can be inclined in the anti-compression direction.
偏心軸部１１２が反圧縮方向に傾いた際、上レース１３５、ボール１３４、下レース１３６と荷重が作用するが、下レース１３６が着座するスラスト面１３０は、転走するボール１３４のピッチ円１４６よりもシリンダブロック１１４の主軸受１２０の軸心側にのみ配置されているので、シャフト１１０の傾きにならって、下レース１３６も傾くことで、スラストボールベアリング１３２全体が比較的容易に傾くことができる。 When the eccentric shaft 112 is tilted in the anti-compression direction, a load acts on the upper race 135, the ball 134, and the lower race 136, but the thrust surface 130 on which the lower race 136 is seated is a pitch circle 146 of the rolling ball 134. Since the cylinder block 114 is disposed only on the axial center side of the main bearing 120, the lower ball race 136 also tilts in accordance with the tilt of the shaft 110, so that the entire thrust ball bearing 132 can tilt relatively easily. it can.
それにより、ボール１３４の軌道において上レース１３５と下レース１３６の隙間はほぼ一定となるため、シャフト１１０と回転子１０４の重量はボール１３４にほぼ均等にかかり、ボール１３４の片当たりが無く、滑らかに回転するので、ボール１３４、上レース１３５及び下レース１３６に過度な繰り返し応力がかかって疲労による剥離などの損傷が生じるのを防止するので、高い信頼性を得ることができる。 As a result, the clearance between the upper race 135 and the lower race 136 in the track of the ball 134 is substantially constant, so that the weight of the shaft 110 and the rotor 104 is almost evenly applied to the ball 134, and the ball 134 does not come into contact with each other smoothly. Therefore, it is possible to prevent the ball 134, the upper race 135, and the lower race 136 from being subjected to excessive repetitive stress and causing damage such as peeling due to fatigue, so that high reliability can be obtained.
次に、図３に示すように、下レース１３６の下レース突起部１５０とシリンダブロック１１４のスラスト面１３０の軸受切り欠き部１５１は嵌合して組み立てられ、回転規制手段１４５を構成することにより、下レース１３６の回転を防ぐことで、下レース１３６とシリンダブロック１１４のスラスト面１３０とが摺動し擦れることが無くなり、接触部に摩耗が発生することがない。 Next, as shown in FIG. 3, the lower race protrusion 150 of the lower race 136 and the bearing notch 151 of the thrust surface 130 of the cylinder block 114 are assembled and assembled to form a rotation restricting means 145. By preventing the lower race 136 from rotating, the lower race 136 and the thrust surface 130 of the cylinder block 114 do not slide and rub against each other, and wear does not occur at the contact portion.
特に、比較的硬度が低く摩耗が発生しやすいスラスト面１３０において、摩耗を防止することができる。 In particular, it is possible to prevent wear on the thrust surface 130 that has relatively low hardness and is likely to be worn.
また、潤滑油の粘度はＶＧ３〜ＶＧ８と低粘度であるため、摺動部での損失を低減でき、さらに高効率にすることができる。 Moreover, since the viscosity of lubricating oil is VG3-VG8 and low viscosity, the loss in a sliding part can be reduced and it can be made still more efficient.
なお、本実施の形態において、図３に示すように、下レース１３６の下レース突起部１５０とシリンダブロック１１４のスラスト面１３０の軸受切り欠き部１５１は嵌合して組み立てられ、回転規制手段１４５を設けている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the lower race protrusion 150 of the lower race 136 and the bearing notch 151 of the thrust surface 130 of the cylinder block 114 are assembled and assembled, and the rotation restricting means 145 is assembled. Is provided.
しかし、他の回転規制手段として、図４に示すように、下レース１３６の下レース切り欠き部１５６と、シリンダブロック１１４のスラスト面１３０の軸受突起部１５５とを嵌合して組み立て、回転規制手段１７０を構成しても同様の効果が得られる。 However, as another rotation restricting means, as shown in FIG. 4, the lower race notch 156 of the lower race 136 and the bearing projection 155 of the thrust surface 130 of the cylinder block 114 are fitted and assembled, and the rotation restricting means is performed. The same effect can be obtained even if the means 170 is configured.
（実施の形態２）
図５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６は、同実施の形態における密閉型圧縮機の要部断面図、図７は同実施の形態における密閉型圧縮機の分解斜視図、図８は同実施の形態における密閉型圧縮機の分解斜視図である。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part of the hermetic compressor according to the same embodiment, and FIG. 7 is a hermetic type according to the same embodiment. FIG. 8 is an exploded perspective view of the hermetic compressor in the same embodiment.
図５から図８において、密閉容器２０１内には潤滑油２０２が貯溜され、固定子２０３と回転子２０４からなる電動要素２０５と、電動要素２０５によって駆動される圧縮要素２０６が収容される。シャフト２１０は、回転子２０４を固定した主軸部２１１と、主軸部２１１の上部に配設され主軸部２１１に対し偏心して形成された偏心軸部２１２とを有する。 5 to 8, lubricating oil 202 is stored in a sealed container 201, and an electric element 205 including a stator 203 and a rotor 204 and a compression element 206 driven by the electric element 205 are accommodated. The shaft 210 includes a main shaft portion 211 to which the rotor 204 is fixed, and an eccentric shaft portion 212 that is disposed on the upper portion of the main shaft portion 211 and formed eccentric to the main shaft portion 211.
シリンダブロック２１４は、略円筒形の圧縮室２１６を有し、主軸部２１１を軸支する主軸受２２０が固定されている。ピストン２２６は、シリンダブロック２１４の圧縮室２１６に往復摺動自在に挿入され、偏心軸部２１２との間を連結手段２２８によって連結されている。 The cylinder block 214 has a substantially cylindrical compression chamber 216, and a main bearing 220 that supports the main shaft portion 211 is fixed thereto. The piston 226 is inserted into the compression chamber 216 of the cylinder block 214 so as to be slidable back and forth, and is connected to the eccentric shaft portion 212 by a connecting means 228.
シリンダブロック２１４の主軸受２２０の上端には主軸受２２０の軸心と略直角にスラストレース２４０からなるスラスト面２３０が環状に形成されている。このスラスト面２３０に、シャフト２１０を支持するため、複数のボール２３４と、ボール２３４を保持するホルダー部２３３と、ボール２３４の上下に各々配設される上レース２３５及び下レース２３６とからなるスラストボールベアリング２３２が装着されている。 At the upper end of the main bearing 220 of the cylinder block 214, a thrust surface 230 made of a thrust trace 240 is formed in an annular shape substantially perpendicular to the axis of the main bearing 220. The thrust surface 230 includes a plurality of balls 234, a holder portion 233 for holding the balls 234, and an upper race 235 and a lower race 236 respectively disposed above and below the balls 234 to support the shaft 210. A ball bearing 232 is mounted.
下レース２３６が着座するスラストレース２４０の外径（φＤ）は、転走するボール２３４のピッチ円２４６の直径よりも小さく構成されている。ピッチ円２４６とは、ボール２３４の重心の転送する軌跡であり、その直径は図６においてφＤ２である。 The outer diameter (φD) of the thrust race 240 on which the lower race 236 is seated is configured to be smaller than the diameter of the pitch circle 246 of the ball 234 that rolls. The pitch circle 246 is a trajectory for transferring the center of gravity of the ball 234, and its diameter is φD2 in FIG.
下レース２３６は外周部に半径方向に突出した下レース突起部２５０を備え、シリンダブロック２１４のスラスト面２３０は、下レース２３６の下レース突起部２５０が嵌合する軸受切り欠き部２５１を備えている。 The lower race 236 includes a lower race protrusion 250 protruding radially on the outer periphery, and the thrust surface 230 of the cylinder block 214 includes a bearing notch 251 into which the lower race protrusion 250 of the lower race 236 is fitted. Yes.
下レース２３６の下レース突起部２５０とシリンダブロック２１４のスラスト面２３０の軸受切り欠き部２５１は嵌合して組み立てられ、回転規制手段２４５を構成している。 The lower race protrusion 250 of the lower race 236 and the bearing notch 251 of the thrust surface 230 of the cylinder block 214 are assembled and assembled to constitute a rotation restricting means 245.
ボール２３４は、耐摩耗性の高い浸炭焼き入れされた軸受鋼で形成され、表面硬度はＨＲＣ６０〜７０の範囲内である。また、上レース２３５および下レース２３６は耐摩耗性の高い熱処理された炭素鋼で形成され、表面硬度はＨＲＣ５８〜６８の範囲内である。ボール２３４の表面硬度は上レース２３５および下レース２３６の表面硬度よりもわずかに高く設定されている。 The balls 234 are made of carburized and quenched bearing steel with high wear resistance, and the surface hardness is in the range of HRC 60-70. Further, the upper race 235 and the lower race 236 are made of heat-treated carbon steel having high wear resistance, and the surface hardness is in the range of HRC58-68. The surface hardness of the ball 234 is set slightly higher than the surface hardness of the upper race 235 and the lower race 236.
また、本密閉型圧縮機に使用される冷媒は、オゾン破壊係数がゼロのＲ１３４ａやＲ６００ａに代表される温暖化係数の低い自然冷媒である炭化水素系冷媒等であり、それぞれ相溶性の高い潤滑油２０２と組み合わせてある。 The refrigerant used in the hermetic compressor is a hydrocarbon refrigerant or the like, which is a natural refrigerant having a low global warming coefficient represented by R134a or R600a having an ozone depletion coefficient of zero. Combined with oil 202.
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.
電動要素２０５の回転子２０４はシャフト２１０を回転させ、偏心軸部２１２の回転運動が連結手段２２８を介してピストン２２６に伝えられることでピストン２２６は圧縮室２１６内を往復運動する。それにより、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から圧縮室２１６内へ吸入、圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。 The rotor 204 of the electric element 205 rotates the shaft 210, and the rotational movement of the eccentric shaft portion 212 is transmitted to the piston 226 via the connecting means 228, so that the piston 226 reciprocates in the compression chamber 216. Thereby, the refrigerant gas is sucked into the compression chamber 216 from the cooling system (not shown) and compressed, and then discharged to the cooling system again.
シャフト２１０と回転子２０４の重量はスラストボールベアリング２３２で支えられるとともに、シャフト２１０の回転時はボール２３４が上レース２３５と下レース２３６の間で転がるために回転が滑らかになる。このスラストボールベアリング２３２を用いることによって、シャフト２１０を回転させるトルクはスラストすべり軸受に比べて小さくなるため、スラスト軸受での損失を小さくすることができる。従って、入力が低減して、高効率を実現することができる。 The weight of the shaft 210 and the rotor 204 is supported by a thrust ball bearing 232, and when the shaft 210 rotates, the ball 234 rolls between the upper race 235 and the lower race 236, so that the rotation becomes smooth. By using the thrust ball bearing 232, the torque for rotating the shaft 210 is smaller than that of the thrust slide bearing, so that the loss in the thrust bearing can be reduced. Therefore, input can be reduced and high efficiency can be realized.
次に、圧縮工程において圧縮荷重をピストン２２６が受けると、連結手段２２８によって連結されたシャフト２１０の偏心軸部２１２にも圧縮荷重がかかる。その際、シャフト２１０の主軸部２１１とシリンダブロック２１４の主軸受２２０とのクリアランスの寸法でシャフト２１０は自由度があるので、偏心軸部２１２が反圧縮方向に傾き得る。 Next, when the piston 226 receives a compressive load in the compressing step, the compressive load is also applied to the eccentric shaft portion 212 of the shaft 210 connected by the connecting means 228. At this time, since the shaft 210 has a degree of freedom according to the clearance dimension between the main shaft portion 211 of the shaft 210 and the main bearing 220 of the cylinder block 214, the eccentric shaft portion 212 can be inclined in the anti-compression direction.
偏心軸部２１２が反圧縮方向に傾いた際、上レース２３５、ボール２３４、下レース２３６と荷重が作用するが、下レース２３６が着座するスラストレース２４０からなるスラスト面２３０は、転走するボール２３４のピッチ円２４６よりもシリンダブロック２１４の主軸受２２０の軸心側にのみ配置されているので、シャフト２１０の傾きにならって、下レース２３６も傾くことで、スラストボールベアリング２３２全体が比較的容易に傾くことができる。 When the eccentric shaft portion 212 is tilted in the anti-compression direction, a load acts on the upper race 235, the ball 234, and the lower race 236, but the thrust surface 230 including the thrust race 240 on which the lower race 236 is seated is a ball that rolls. 234 is arranged only on the axial center side of the main bearing 220 of the cylinder block 214 with respect to the pitch circle 246 of the cylinder 234, so that the lower race 236 is also inclined following the inclination of the shaft 210, so that the entire thrust ball bearing 232 is relatively Can tilt easily.
それにより、ボール２３４の軌道において上レース２３５と下レース２３６の隙間はほぼ一定となるため、シャフト２１０と回転子２０４の重量はボール２３４にほぼ均等にかかり、ボール２３４の片当たりが無く、滑らかに回転するので、ボール２３４、上レース２３５及び下レース２３６に過度な繰り返し応力がかかって疲労による剥離などの損傷が生じるのを防止するので、高い信頼性を得ることができる。 As a result, the clearance between the upper race 235 and the lower race 236 is substantially constant on the track of the ball 234, so that the weight of the shaft 210 and the rotor 204 is almost evenly applied to the ball 234, and the ball 234 does not come into contact with each other and is smooth. Therefore, it is possible to prevent the ball 234, the upper race 235, and the lower race 236 from being subjected to excessive repetitive stress to cause damage such as peeling due to fatigue, so that high reliability can be obtained.
さらに、スラストレース２４０を用いることで、シリンダブロック２１４の加工精度を高める必要がないので、加工効率が上昇し高い生産性が得られる。 Furthermore, since it is not necessary to increase the machining accuracy of the cylinder block 214 by using the thrust trace 240, the machining efficiency is increased and high productivity is obtained.
次に、図７に示すように、下レース２３６の下レース突起部２５０とシリンダブロック２１４のスラスト面２３０の軸受切り欠き部２５１は嵌合して組み立てられ、回転規制手段２４５を構成することにより、下レース２３６の回転を防ぐことで、下レース２３６とシリンダブロック２１４のスラスト面２３０とが摺動し擦れることが無くなり、接触部に摩耗が発生することがない。 Next, as shown in FIG. 7, the lower race protrusion 250 of the lower race 236 and the bearing notch 251 of the thrust surface 230 of the cylinder block 214 are assembled and assembled to form the rotation restricting means 245. By preventing the lower race 236 from rotating, the lower race 236 and the thrust surface 230 of the cylinder block 214 are not slid and rubbed, and wear does not occur at the contact portion.
また、潤滑油の粘度はＶＧ３〜ＶＧ８と低粘度であるため、摺動部での損失を低減でき、さらに高効率にすることができる。 Moreover, since the viscosity of lubricating oil is VG3-VG8 and low viscosity, the loss in a sliding part can be reduced and it can be made still more efficient.
なお、本実施の形態において、図７に示すように、下レース２３６の下レース突起部２５０とシリンダブロック２１４のスラスト面２３０の軸受切り欠き部２５１は嵌合して組み立てられ、回転規制手段２４５を設けている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the lower race protrusion 250 of the lower race 236 and the bearing notch 251 of the thrust surface 230 of the cylinder block 214 are assembled and assembled, and the rotation restricting means 245 is assembled. Is provided.
しかし、他の回転規制手段として、図８に示すように、下レース２３６の下レース切り欠き部２５６と、シリンダブロック２１４のスラスト面２３０の軸受突起部２５５とを嵌合して組み立て、回転規制手段２７０を構成しても同様の効果が得られる。 However, as another rotation restricting means, as shown in FIG. 8, the lower race notch 256 of the lower race 236 and the bearing protrusion 255 of the thrust surface 230 of the cylinder block 214 are fitted and assembled, and the rotation is restricted. Even if the means 270 is configured, the same effect can be obtained.
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、ボールの片当たりが緩和されて低騒音、高効率、高信頼性が可能となるので、エアーコンディショナーや冷凍冷蔵装置の密閉型圧縮機の用途にも適用できる。 As described above, the hermetic compressor according to the present invention can reduce the contact of a ball and achieve low noise, high efficiency, and high reliability. It can also be applied to applications.
１０１，２０１ 密閉容器
１０２，２０２ 潤滑油
１０３，２０３ 固定子
１０４，２０４ 回転子
１０５，２０５ 電動要素
１０６，２０６ 圧縮要素
１１０，２１０ シャフト
１１１，２１１ 主軸部
１１２，２１２ 偏心軸部
１１４，２１４ シリンダブロック
１１６，２１６ 圧縮室
１２０，２２０ 主軸受
１２６，２２６ ピストン
１２８，２２８ 連結手段
１３０，２３０ スラスト面
１３２，２３２ スラストボールベアリング
１３３，２３３ ホルダー部
１３４，２３４ ボール
１３５，２３５ 上レース
１３６，２３６ 下レース
１４５，１７０，２４５，２７０ 回転規制手段
１４６，２４６ ピッチ円
１５０，２５０ 下レース突起部
１５１，２５１ 軸受切り欠き部
１５５，２５５ 軸受突起部
１５６、２５６ 下レース切り欠き部
２４０ スラストレース
101, 201 Sealed container 102, 202 Lubricating oil 103, 203 Stator 104, 204 Rotor 105, 205 Electric element 106, 206 Compression element 110, 210 Shaft 111, 211 Main shaft part 112, 212 Eccentric shaft part 114, 214 Cylinder block 116, 216 Compression chamber 120, 220 Main bearing 126, 226 Piston 128, 228 Connecting means 130, 230 Thrust surface 132, 232 Thrust ball bearing 133, 233 Holder part 134, 234 Ball 135, 235 Upper race 136, 236 Lower race 145 , 170, 245, 270 Rotation restricting means 146, 246 Pitch circle 150, 250 Lower race protrusion 151, 251 Bearing notch 155, 255 Bearing protrusion 156, 256 Lower race notch 2 40 Thrust Trace
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