JP2011058395A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数であっても、ピストンへ冷凍機油の給油効率を高めることができるようにする。
【解決手段】圧縮機構部のピストン１７のスカート側端面１７ｂから第２のオイル溝２４ｂまでの上面側に、水平面状のオイル受け面２７（または、円筒面状のオイル溝２７ａ）が形成されている。オイル受け面２７は、ピストン１７の中心軸Ｏを通る水平中心面ＨＳに平行であって、この中心軸Ｏを通る垂直中心面ＶＳに関して対称である。偏心回転する偏心部８（図１）から放出された冷凍機油２ａはオイル受け面２７に注がれ、オイル受け面２７で弾かれて摺動部２２側のオイル受け面２７の端部となる段部２８に向かって流れ、この段部２８で遮られてピストン１７の外周面１８に設けられた第２の（スカート側端面１７ｂ側）の第２のオイル溝２４ｂに流れ込む。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍冷蔵装置などの冷凍サイクルなどに用いられる密閉型圧縮機に関する。

近年の冷凍冷蔵装置などの冷凍サイクル備えた装置では、高効率化の要求が高く、かかる装置に搭載される密閉型圧縮機も、同様に、高効率化のために、商用電源周波数未満の低い運転周波数（例えば、商用電源周波数が５０Ｈｚである場合には、５０Ｈｚ×６０ｓｅｃ＝３０００ｒｐｍ未満の運転周波数）から商用電源周波数以上の高い運転周波数（例えば、商用電源周波数が５０Ｈｚである場合には、３０００ｒｐｍ以上の運転周波数）までの広い運転周波数領域で運転可能であることに加え、特に、高効率化に影響する商用電源周波数未満の低い運転周波数領域では、信頼性及び効率を満足するための給油の確保が厳しくなる傾向がある。

密閉型圧縮機では、電動機の軸受などの潤滑油や圧縮機構部（シリンダブロックやピストンなどで構成される）の潤滑・シール材として冷凍機油が用いられており、圧縮機構部でのピストンなどへの冷凍機油の給油方式としては、通常、遠心力を利用して冷凍機油を汲み上げ、圧縮機構部内のピストンなどの各部への給油を行なう遠心オイルポンプ構造が採用されている。ところで、かかる遠心オイルポンプ構造によると、商用電源周波数以上の高い運転周波数領域では、冷凍機油を汲み上げる遠心力などを大きくすることができるため、信頼性や効率を満足する程度に給油量を確保できるが、商用電源周波数未満の低い運転周波数領域では、冷凍機油の遠心力などを充分に確保できなくなるために、各部への給油量が減少し、信頼性や効率の低下を招いてしまう。

ここで、遠心オイルポンプ構造による一般的な給油方式を備えた密閉型圧縮機について説明する。

図８は従来のかかる密閉型圧縮機の一例を示す図であって、同図（ａ）はその縦断面図、同図（ｂ）はその内部の上面図であって、１は密閉容器、２は冷凍機油、３は回転子、４は固定子、５は電動機、６は主軸部、７はクランクシャフト、８は偏心部、９はバランサ、１０は軸受部、１１は遠心オイルポンプ、１２はオイル通路、１３は螺旋給油通路、１４は給油穴、１５は上端部、１６はシリンダブロック、１６ａは内周面、１７はピストン、１７ａはトップ側端面、１７ｂはスカート（反トップ）側端面、１８は外周面、１９はバルブプレート、２０は圧縮室、２１はコンロッドである。但し、図８（ｂ）において、圧縮機構部のシリンダブロック１６の部分では、その内部のピストン１７を示している。

図８（ａ），（ｂ）において、密閉容器１内には、垂直方向（Ｚ軸方向）の回転軸（図示せず）を中心に回転する回転子３とこの回転子３を囲むように配置された固定子４とからなり、図示しないインバータによって駆動される電動機５が設けられており、この回転子３にその回転軸を中心軸とするように、垂直方向（Ｚ軸方向）に伸延した主軸部６が設けられている。この主軸部６は軸受部１０によって回転可能に支持されている。この主軸部６の上端部は軸受部１０の上面に達しており、この上端部にクランクシャフト７が連結されている。そして、このクランクシャフト７の上面（主軸部６との連結面とは反対側の面）には、円筒状の偏心部８が設けられている。この偏心部８の垂直方向（Ｚ軸方向）の中心軸は、主軸部６の垂直方向の中心軸から水平方向（Ｘ，Ｙ軸方向）にずれており、電動機５が駆動されて回転子が回転し、主軸部６が回転すると、クランクシャフト７もクランクシャフト７の上面上で回転し、これに伴って、偏心部８が主軸部６の垂直方向の中心軸の周りを回転移動し、偏心回転する。

なお、偏心部８の上側の部分には、バランサ９が設けられており、これにより、偏心部８が円滑に偏心回転する。

主軸部６の先端部は遠心オイルポンプ１１をなしており、この遠心オイルポンプ１１は主軸部６内のオイル通路１２に連通している。そして、このオイル通路１２の上面よりも上側の主軸部６の外側面に、上方に向かう螺旋状の溝、すなわち、螺旋給油溝１３が設けられており、この螺旋給油溝１３の下端は主軸部６内のオイル通路１２に連通し、その上端はクランクシャフト７を貫通して偏心部８の内部空間に至るオイル通路に連通している。ここで、螺旋給油溝１３は、軸受部１０の内面に開放している。

密閉容器１の内部の底の部分には、冷凍機油２が貯溜されており、主軸部６の遠心オイルポンプ１１がこの冷凍機油２内に突っ込まれている。この遠心オイルポンプ１１の先端に開口１１ａが設けられており、この開口１１ａから系統機油２が遠心オイルポンプ１１内に進入している。

電動機５が駆動されて回転子３が回転し、主軸部６が回転すると、遠心オイルポンプ１１内の冷凍機油２が渦状に回転して冷凍機油２に遠心力が生じ、この遠心力により、冷凍機油２は遠心オイルポンプ１１内からオイル通路１２内に上昇し、さらに、螺旋給油溝１３に沿って上昇していく。そして、この螺旋給油溝１３の上端開口から冷凍機油がクランクシャフト７に設けられたオイル通路を通って偏心部８の内部空間に供給される。ここで、偏心部８の側面に給油穴１４が設けられており、また、この偏心部８の上端部１５は上方に開放している。これにより、主軸部６の螺旋給油溝１３から偏心部８に供給された冷凍機油は、偏心部８の回転に伴う遠心力により、給油穴１４や開放した上端部１５から外部に放出される。

また、主軸部６の外側面に設けられた螺旋給油溝１３に沿って冷凍機油が上方に送り込まれることにより、主軸部６の外側面と軸受部１０の内側面との間にこの冷凍機油が、潤滑油として、給油される。

軸受部１０の上面には、冷媒ガスを圧縮するためのシリンダブロック１６やピストン１７などからなる圧縮機構部が、それらの中心軸が水平（Ｘ軸方向）となるように、設けられており、ピストン１７がシリンダブロック１６の内部をＸ軸方向に往復運動する。なお、クランクシャフト７の一部がシリンダブロック１６の一部を構成しており、シリンダブロック１６の内周面１６ａは円筒面状をなし、ピストン１７の外周面１８も円筒面状をなしている。ピストン１７がシリンダブロック１６の内周面１６ａによる内部空間内に嵌め込まれており、シリンダ１６の内周面１６ａとピストン１７の外周面１８との間に、ピストン１７がＸ軸方向に往復移動可能に、わずかな隙間が設けられている。

シリンダブロック１６の偏心部８側とは反対の側の端面には、冷媒ガスの出入りを行なうためのバルブプレート１９が設けられており、シリンダブロック１６内では、このバルブプレート１９とシリンダブロック１６の内周面１６ａとピストン１７のバルブプレート１９側の断面（トップ側端面１７ａ）とで冷媒ガスを圧縮するための圧縮室２０が形成されている。

ピストン１７のトップ側端面とは反対側の端面（スカート（反トップ）側端面１７ｂ）は、偏心部８に設けられたコンロッド２１に連結されており、偏心部８の偏心回転に応じて、ピストン１７がＸ軸方向に往復移動する。即ち、偏心部８は、その偏心回転により、Ｘ軸方向にも往復移動するが、この往復移動に伴って、コンロッド２１もＸ軸方向に往復移動し、ピストン１７もＸ軸方向に往復移動する。

ここで、ピストン１７のかかるＸ軸方向の往復移動において、ピストン１７のシリンダプロック１６の内部空間内に最も押し込まれた位置を上死点、ピストン１７のシリンダプロック１６内から最も引き出された位置を下死点というが、ピストン１７が下死点に移動するとともに、バルブプレート１９を介して圧縮室２０に冷媒ガスが供給され、ピストン１７が上死点に移動するとともに、圧縮室２０内の冷媒ガスが圧縮され、バルブプレート１９を介して排出される。

図８（ａ），（ｂ）はピストン１７が下死点にあるときの状態を示すものであって、このときには、ピストン１７のスカート側端面側１７ｂが一部シリンダブロック１６の内部空間から外部に突き出ており、このときに偏心部８の給油穴１４から放出された冷凍機油がこのピストン１７でのシリンダブロック１６の内部空間から外部に突き出た外周面の上部に注がれて給油されるように、偏心部８での給油穴１４の位置が設定されている。

図９は図８におけるピストン１７を示す構造図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）でのスカート側端面１７ｂ側からみた側面図であり、２２は摺動部、２３は非摺動部、２４ａは第１のオイル溝、２４ｂは第２のオイル溝、２５は段差である。なお、図８に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図（ａ），（ｂ）において、ピストン１７はトップ側端面１７ａ側の摺動部２２とスカート側断面１７ｂ側の非摺動部２３とからなり、この摺動部２２が、図８で説明したように、ピストン１７がシリンダブロック１６内をＸ軸方向に往復移動するとき、このシリンダ１６の内面１６ａを摺動する。非摺動部２３は、摺動部２２と同軸であって、この摺動部２２よりもわずかに小径であり、シリンダ１６の内面１６ａを摺動しない。この摺動部２２の外周面１８には、その全周にわたる２つのオイル溝、即ち、トップ側端面１７ａ側から順に第１のオイル溝２２ａと第２のオイル溝２２ｂとが設けられている。摺動部２２と非摺動部２３との境界では、オイル溝２２ａ，２２ｂの深さと同程度の段差２５がある。

ピストン１７が上死点にあるときには、ピストン１７全体がシリンダブロック１６の内部空間に入り込んだ状態となるが、ピストン１７が下死点にあるときには、図８に示すように、ピストン１７のスカート側端面１７ｂからこれに近い方の第２のオイル溝２３ｂまでの領域Ａがシリンダブロック１６の内部空間から外部に突出した状態となる。

このように、ピストンに複数のオイル溝を設け、偏心部から放出されてピストンに注がれる冷凍機油をこのオイル溝に溜め、ピストンとシリンダブロックとの間に供給することは既に知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１０は図８におけるピストン１７への冷凍機油の給油状態の一例を示す図であって、同図（ａ）は横断面図、同図（ｂ）は縦断面図であり、２ａは偏心部８から放出された冷凍機油、２６は圧縮機部である。なお、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図（ａ），（ｂ）において、圧縮機構部２６は、シリンダブロック１６やピストン１７などから構成されており、ここでは、ピストン１７は下死点にあるものとし、この場合には、このピストン１７のスカート側端面１７ａから第２のオイル溝２４ｂまでの部分がシリンダブロック１６の内部空間から外部に突き出ている。

かかる状態にあるときに、矢印で示す方向に偏心回転する偏心部８の給油穴１４や上端部から放出される冷凍機油２ａがピストン１７の非摺動部２３や摺動部２２でのシリンダブロック１６の内部空間から突き出た外周面１８の上面に注がれるように、偏心部８での給油穴１４の位置が設定されている。

ここで、図１０（ｂ）に示すように、偏心部８の給油穴１４や上方に開口した上端部１５から放出された冷凍機油２ａは、ピストン１７の方向に飛んでいき、ピストン１７のシリンダブロック１６の内部空間から突き出た外周面１８の上面に注がれるが、このとき、注がれた冷凍機油２ａはこの外周面１８で跳ね返り、シリンダブロック１６の端面に突き当たって外周面１８から第２のオイル溝２４ｂに流れ込むことになる。

このようにして、偏心部８の給油穴１４や開口した上端部１５から放出された冷凍機油２ａは、ピストン１７のシリンダブロック１６の内部空間から突き出た外周面１８の上面に注がれて第２のオイル溝２４ｂに流れ込むことなり、ピストン１７が下死点に移動する（即ち、下死点の直前の位置から下死点に至り、下死点の直前の位置に戻るまでの動作）毎に、ピストン１７へのかかる給油動作が行なわれる。

かかる動作によって、ピストン１７のシリンダブロック１６の内部空間から突き出た外周面１８の上面に注がれた冷凍機油２ａは、ピストン１７の外周面１８の第２のオイル溝２４ｂに流れ込んで蓄えられる。そして、ピストン１７が上死点の方向に移動するとともに、第２のオイル溝２４ｂもシリンダブロック１６の内部空間に入り込み、これに蓄えられた冷凍機油２ａがこのシリンダブロック１６の内面１６ａに付着することになり、ピストン１７の外周面１８とシリンダブロック１６の内周面１６ａとの間の隙間に冷凍機油２ａが給油される。そして、ピストン１７が上死点に達すると、そのときの第２のオイル溝２４ｂまでのピストン１７の外周面１８とシリンダブロック１６の内周面１６ａとの間の隙間に冷凍機油２ａが給油されることになるが、次いで、ピストン１７が下死点の方向に移動すると、ピストン１７のトップ側端面１７ａ側の第１のオイル溝２４ａが第２のオイル溝２４ｂによって上記のように給油された冷凍機油２ａを取り込んで蓄積し、次に上記のようにピストン１７が上死点方向に移動するとき、この第１のオイル溝２４ａに蓄えられた冷凍機油２ａも、ピストン１７の外周面１８とシリンダブロック１６の内周面１６ａとの間の隙間に給油されることになる。

以上の給油動作がピストン１７の上記のＸ軸方向の往復移動に伴って繰り返され、これにより、ピストン１７の外周面１８とシリンダブロック１６の内周面１６ａとの間の隙間全体にわたって冷凍機油２ａが給油され、また、シールされることになる。このピストン１７の外周面１８とシリンダブロック１６の内周面１６ａとの間の隙間全体が冷凍機油によってシールされることにより、図８において、シリンダブロック１６内の圧縮室２０が充分密閉されることになって、ピストン１７のＸ軸方向の往復移動により、圧縮室２０の冷媒ガスがピストン１７の外周面１８とシリンダブロック１６の内周面１６ａとの間の隙間から漏れることなく、圧縮室２０での冷媒ガスの注入，圧縮排出が行なわれることになる。

ところで、図１０は、電動機５（図８（ａ））が商用電源周波数以上の高い運転周波数で回転動作する場合であって、この場合には、遠心オイルポンプ１１（図８（ａ））で冷凍機油２（図８（ａ））が大きい遠心力で組み上げられ、偏心部８の給油穴１４から冷凍機油２ａが勢いよく（大きな放出力で）放出される。この結果、図１０に示すように、この給油穴１４から放出された冷凍機油２ａが、下始点にあるときのピストン１７の外周面１８の上部側のシリンダブロック１６から突き出た部分全体の上面に注がれることになり、充分な量の冷凍機油２ａがピストン１７の外面１８に設けられた第２のオイル溝２４ｂに供給され、充分な量の冷凍機油２ａがこの第２のオイル溝２４ｂに蓄積されて、ピストン１７の外周面１８とシリンダブロック１６の内周面１６ａとの間の隙間全体にシールと潤滑が充分に行なわれる量の冷凍機油２ａが給油されることになる。

これに対し、かかる密閉型圧縮機の冷凍サイクルを備えた装置の状況によっては、この密閉型圧縮機（電動機５）の運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数となる場合もある。

図１１はこのように密閉型圧縮機の運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数であるときのピストン１７への冷凍機油２ａの給油状態を示す図であって、同図（ａ）は横断面図、同図（ｂ）は縦断面図であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

密閉型圧縮機の運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数であるときには、図８（ａ）において、遠心オイルポンプ１１（図８（ａ））で汲み上げられる冷凍機油２の遠心力は小さく、汲み上げ量も少ない。このため、密閉型圧縮機が商用電源周波数以上の高い運転周波数で回転動作する場合に比べて、偏心部８の給油穴１４から放出される冷凍機油２ａの勢いも小さく（放出力が小さく）、また、放出量も少ない。この結果、図１１に示すように、この給油穴１４から放出された冷凍機油２ａが、下死点にあるときのピストン１７の外周面１８の上部側のシリンダブロック１６から突き出た非摺動部２３の部分やスカート側端面１７ｂに注がれることになり、シリンダ１７の外周面１８の第２のオイル溝２４ｂへの充分な給油が行なわれないことになる。

非摺動部２３は、このように、密閉型圧縮機の運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数であるときでも、偏心部８の給油穴１４からの放出力が小さい冷凍機油２ａをピストン１７で捕えることができるようにするために設けられているものである。

また、ピストン１７の中心軸がＸ軸方向から傾かず、シリンダブロック１６の内面１６ａを円滑に摺動し、かつ冷凍機油２ａでピストン１７，シリンダブロック１６間のシール効果が充分得られ、しかも、ピストン１７が下死点で第２のオイル溝２４ｂまでの部分がシリンダブロック１６の内部空間から外部に吐出し、偏心部８の給油穴１４からの冷凍機油２ａが注がれるように、摺動部２２の長さ（その中心軸方向の長さ）が設定されている。しかし、この長さをあまり長くすると、シリンダブロック１６内でのピストン１７のシール部分を長くすることができるが、ピストン１７，シリンダブロック１６間の摺動面積の増加に伴い、摺動摩擦による損失も増加してしまうため、より多くの冷凍機油２ａが必要となる。このために、かかる摺動部２２の長さを必要最小限度に制限し、摺動部２２よりも小径の非摺動部２３を設け、密閉型圧縮機の運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数であるときでも、偏心部８の給油穴１４からの放出力が小さい冷凍機油２ａを取得できるようにしているものである。

特開２００３−６５２３６号公報

ところで、図１１に示すように、ピストン１７の偏心部８側に摺動部２２よりも小径の非摺動部２３が設けられると、摺動部２２と非摺動部２３との間に段差２５が生じ、図１０に示すように、偏心部８の給油穴１４から大きな放出力で冷凍機油２ａが放出されるときには、大きな量の冷凍機油２ａがピストン１７に注がれるため、格別この段差２５が大きな問題となることはないが、密閉型圧縮機の運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数で偏心部８の給油穴１４からの冷凍機油２ａの放出量や放出力が小さい場合には、この冷凍機油２ａは、主として、非摺動部２３の上面に注がれることになる。この場合、非摺動部２３の上面に注がれる冷凍機油２ａは、この非摺動部２３の上面で第２のオイル溝２４ｂの方向に弾かれるが、この冷凍機油２ａに勢いがなく、また、非摺動部２３と摺動部２２との間に段差２５があることから、摺動部２２に達して第２のオイル溝２４ｂに流れ込む冷凍機油２ａの量が充分ではない。

このように、かかる構成の従来の密閉型圧縮機では、その運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数であるときには、圧縮機構部２６への冷凍機油の充分な給油を行なうことができないという問題がある。

本発明の目的は、かかる問題を解消し、圧縮機の運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数であっても、ピストンへ冷凍機油の給油効率を高めることができるようにした密閉型圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、電動機の回転に伴って偏心回転する偏心部にコンロッドを介して圧縮機構部のピストンが連結され、該偏心部の偏心回転よって該ピストンが該圧縮機構部のシリンダブロックの内部空間で往復移動を繰り返すとともに、該ピストンの下死点側への移動とともに、該ピストンのスカート側端部側の一部がシリンダブロックの内部空間から突出し、該電動機の回転に伴って汲み上げられた冷凍機油が該偏心部に設けられた給油穴から放出されて該ピストンの該シリンダブロックの内部空間から突出した該表面に注がれることにより、該圧縮機構部への給油を行なう密閉型圧縮機であって、ピストンの外周面には、その円周方向に伸延する複数のオイル溝が設けられ、ピストンのスカート側端面から該スカート側端面側の該オイル溝までの範囲での該ピストンの上面に、該偏心部から放出される該冷凍機油を受ける第１のオイル受け面を設け、第１のオイル受け面は、該ピストンの該第１のオイル受け面よりも該ピストンのトップ側端面側の該外周面との間で段差が設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、第１のオイル受け面が、ピストンの前記垂直中心面に関して対称であって、前記ピストンの前記垂直中心面に垂直な水平中心面に平行な平面状、もしくは前記ピストの前記外周面よりも大きい半径の円筒面状をなしていることを特徴とするものである。

また、本発明は、第１のオイル受け面とピストンのスカート側端面との角部に、ピストンの下面側に傾斜した第２のオイル受け面を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明は、第１のオイル受け面が、ピストンの前記垂直中心面に関して非対称であって、ピストンの前記垂直中心面に垂直な水平中心面に関して前記ピストンの加圧面側に傾斜した平面状、もしくは前記ピストの前記外周面よりも大きい半径の円筒面状をなしていることを特徴とするものである。

また、本発明は、第１のオイル受け面と前記ピストンのスカート側端面との角部に、ピストンの下面側に傾斜した第２のオイル受け面を設けたことを特徴とするものである。

本発明によると、遠心オイルポンプ構造を備えた密閉型圧縮機において、商用電源周波数未満の低い運転周波数での運転に際しても、限られた給油量の冷凍機油を効率良く圧縮機構部に給油することができ、圧縮機の高信頼性や高効率を確保することが可能となる。

本発明による密閉型圧縮機の第１の実施形態の構成を示す縦断面図である。 図１（ａ）に示す密閉型圧縮機の内部の上面図である。 図１におけるピストンの構造を示す図である。 図１でのシリンダブロックの内部空間内でのピストンの状態を示す図である。 図１でのピストンの外周面で設定される領域を示す図である。 本発明による密閉型圧縮機の第２の実施形態でのピストンの構造を示す図である。 本発明による密閉型圧縮機の第３の実施形態でのピストンの構造を示す図である。 本発明による密閉型圧縮機の第４の実施形態でのピストンの構造を示す図である。 従来の密閉型圧縮機の一例の縦断面図である。 図８（ａ）に示す密閉型圧縮機の内部の上面図である。 図８におけるピストンを示す構造図である。 図８におけるピストンへの冷凍機油の給油状態の一例を示す図である。 運転周波数が商用電源周波数未満の低い運転周波数であるときの図９におけるピストンへの冷凍機油の給油状態を示す図である。

次に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

図１は本発明による密閉型圧縮機の第１の実施形態を示す図であって、同図（ａ）はその縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示す密閉型圧縮機の内部の上面図であって、２７はオイル受け面であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。但し、図１（ｂ）において、圧縮機構部のシリンダブロック１６の部分では、その内部のピストン１７を示している。

図１（ａ），（ｂ）は、図８（ａ），（ｂ）と同様、ピストン１７が下死点にあるときの状態を示しているが、この第１の実施形態では、このピストン１７の外周面１８の上面側のスカート側端面１７ｂ側に、この外周面１８よりも凹んだオイル受け面２７が設けられており、このオイル受け面２７に偏心部８の給油穴１４や開口した上端部１５からの冷凍機油２ａが注がれるようにしている。

図２は図１におけるピストン１７の構造を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）はスカート側端面１７ｂ側から見た側面図であり、２７ａはオイル受け面、２８は段差である。なお、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

図２（ａ），（ｂ）において、ピストン１７の非摺動部２３側の端面であるスカート側端面１７ｂから摺動部２２に設けられた第２のオイル溝２４ａまでの領域での上面側に、オイル受け面２７が設けられている。このオイル受け面２７は、ピストン１７の中心軸Ｏに沿う垂直中心面ＶＳに関して対称であって、中心軸Ｏに沿う水平中心面ＨＳに平行で、Ｘ，Ｙ座標軸に平行な水平面状をなしている。このため、このオイル溝２７と外周面１８との境界で段差２８が形成されている。

ピストン１７が下死点１７ｂ側（図１）にあるときに、このオイル受け面２７に偏心部８の給油穴１４（図１）から放出される冷凍機油２ａが注がれる。このオイル受け面２７が水平面状をなし、このオイル受け面２７で、図９（ａ）に示す従来の密閉型圧縮機でのピストン１７のように、摺動部２２と非摺動部２３との間に設けられた段差２５が存在しないから、冷凍機油２ａが注がれてこのオイル受け面２７では、たとえ圧縮機の運転周波数が商用電源周波数の運転周波数よりも低く、偏心部８の給油穴１４（図１）から放出される冷凍機油２ａが少量で放出力が小さく、非摺動部２３の部分に注がれるものであっても、注がれた冷凍機油２ａが第２のオイル溝２４ｂの方向に跳ね返り、この第２のオイル溝２４ｂに向かって流れ、段差２８によって堰き止められて第２のオイル溝２４ｂに流れ込むことになる。従って、オイル受け面２７に注がれた冷凍機油２ａが、効率良く第２のオイル溝２４ｂに流れ込むことになり、ピストン１７に効率良く給油されることになる。

ここで、オイル受け面２７の幅（Ｙ軸方向の長さ）としては、図３及び図４で詳述するように、ピストン１７の垂直中心面ＶＳを中心として中心軸Ｏから見て９０°の範囲の領域内で、ピストン１７が下死点側にあるときに冷凍機油２ａが充分に注がれるように、適宜設定することができる。

また、ここでは、オイル受け面２７を平面状としたが、これに限るものではなく、図２（ｂ）で破線で示すように、摺動部２２や非摺動部２３の外周面１８よりも大きな半径の円筒面状のオイル受け面２７ａとしてもよい。

図３は図１でのシリンダブロック１６の内部空間内でのピストン１７の状態を示す図であって、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、図１での偏心部８の偏心回転により、コンロッド２１により、ピストン１７はシリンダブロック１６の内部空間内でＸ軸方向に往復移動するが、これとともに、ピストン１７が上死点側に移動し、さらに、上死点から下死点側に移動している摺動部２２（図２）がシリンダブロック１６の内部空間内にあるときには、コンロッド２１が偏心部８の偏心回転とともに一方の方向に振らされることにより、図３に示すように、ピストン１７にコンロッド２１が振らされる方向、即ち、ほぼ水平方向（Ｙ軸方向）の付勢力Ｆが加えられることになる。この結果、ピストン１７の外周面１８の垂直中心面ＶＳに対して左右いずれかの部分、ここでは、右側の部分がシリンダブロック１６の内周面１６ａに押し付けられた状態となり、かかる状態でピストン１７がシリンダブロック１６の内部空間内をＸ軸方向に往復移動する。

また、ピストン１７が下死点に近づくにつれて、偏心部８の偏心回転によってピストン１７に加わるＹ軸方向の付勢力Ｆは上記とは逆方向となり、図３において、ピストン１７の外周面１８の垂直中心面ＶＳに対して左側の部分がシリンダブロック１６の内周面１６ａに押し付けられた状態となる。

このことからして、ピストン１７の外周面１８の垂直中心面ＶＳに対して左右両側の部分に冷凍機油２ａを給油することが必要であり、これにより、オイル受け面２７の幅（即ち、Ｙ軸方向の長さ）が決められる。

図４はピストン１７の外周面１８で設定される領域を示す図であって、１８ａは上面、１８ｂは加圧面、１８ｃは下面、１８ｄは反加圧面であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

同図において、外周面１８は、その上側の垂直中心面ＶＳを中心として中心軸Ｏからみて９０゜の範囲の上面１８ａと、その下側の垂直中心面ＶＳを中心として中心軸Ｏからみて９０゜の範囲の下面１８ｃと、その右側の上面１８ａと下面１８ｃとの間の中心軸Ｏからみて９０゜の範囲の加圧面１８ｂと、その左側の上面１８ａと下面１８ｃとの間の中心軸Ｏからみて９０゜の範囲の反加圧面１８ｂとに区分され、これら加圧面１８ｂと反加圧面１８ｄとに冷凍機油２ａを供給する必要があることから、オイル受け面２７を、加圧面１８ｂや反加圧面１８ｄに掛らないように、上面１８ａ内で形成する。

このように、この第１の実施形態では、圧縮機の運転周波数が商用電源周波数の運転周波数よりも低く、偏心部８の給油穴１４（図１）から放出される冷凍機油２ａが少量で放出力が小さく、非摺動部２３の部分に注がれるものであっても、注がれる冷凍機油２ａを効率良く第２のオイル溝２４ｂに送り込むことができ、ピストン１７への冷凍機油２ａへの給油量を高めることができる。

図５は本発明による密閉型圧縮機の第２の実施形態でのピストン１７の構造を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）はスカート側端面１７ｂ側から見た側面図であり、２９はオイル受け面である。なお、図２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

図５（ａ），（ｂ）において、この第２の実施形態のピストン１７では、水平面状のオイル受け面２７とスカート側端面１７ｂとの角部に、傾斜したオイル受け面２９を設けたものである。これ以外の構成は、図２に示すピストン１７と同様である。

図１に示す偏心部８の給油穴１４から放出される冷凍機油２ａは、特に、圧縮機の運転周波数が商用電源周波数の運転周波数よりも低く、放出力が小さい場合には、オイル受け面２７のスカート側端面１７ｂ側の部分やこのスカート側端面１７ｂの上部に注がれる。従来では、スカート側端面１７ｂの上部に注がれる冷凍機油２ａはピストン１７に給油されず、その分無駄なものとなっている。

この第２の実施形態では、上記の傾斜したオイル受け面２９を設けたものであって、これにより、ピストン１７のスカート側端面１７ｂの上部に注がれていた冷凍機油２ａをこのオイル受け面２９で捕らえ、オイル受け面２７から第２のオイル溝２４ｂに送り込むことができ、圧縮機の運転周波数が商用電源周波数の運転周波数よりも低い場合での冷凍機油２ａの利用効率を高めることができる。

なお、この第２の実施形態においても、オイル受け面２７を、図２に示すオイル受け面２７ａと同様、円筒状の面とすることもできる。

ところで、図３及び図４で説明したように、コンロッド２１（図１（ａ））からの付勢力Ｆにより、ピストン１７の加圧面１８ｂ側がシリンダブロック１６の内周面１６ａに押し付けられるため、これら加圧面１８ｂとこれが接触するシリンダブロック１６の内周面１６ａとの間への冷凍機油２ａの給油量が不足し、これら間での油膜形成が困難となり、ピストン１７の外周面１８とシリンダブロック１６の内周面１６ａとの金属接触による異常摩擦が発生し、また、これら間のシール効果が低減して冷媒ガスの漏れが生じ、冷媒力が低下する。

図６はかかる問題を解消するようにした本発明による密閉型圧縮機の第３の実施形態でのピストン１７の構造を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）はスカート側端面１７ｂ側から見た側面図であり、３０はオイル受け面である。なお、前出図面に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

図６（ａ），（ｂ）において、この第３の実施形態では、ピストン１７の非摺動部２３側の端面であるスカート側端面１７ｂから摺動部２２に設けられた第２のオイル溝２４ａまでの領域での上面側に、オイル受け面３０が設けられている。このオイル受け面３０は、ここでは、Ｘ軸に平行な平面状をなしているものとするが、垂直中心面ＶＳに関して非対称をなし、その幅方向が、図４で説明した反加圧面１８ｄ側を高く、図４で説明した加圧面１８ｂ側を低くして、水平中心面ＨＳに関して加圧面１８ｂ側に傾斜している。

かかるオイル受け面３０も、図４で説明した上面１８ａの範囲内に形成されているものであって、オイル受け面３０の加圧面１８ｂ側の辺は加圧面１８ｂとの境界に近く設定され、オイル受け面３０の反加圧面１８ｄ側の辺は反加圧面１８ｄとの境界から離れて設定される。これにより、オイル受け面３０は加圧面１８ｂ側に傾いた面となる。

図１に示す偏心部８からの冷凍機油２ａがこのオイル受け面３０に注がれると、先の実施形態と同様、この冷凍機油２ａはオイル受け面３０で弾かれて第２のオイル溝２４ｂの方向に進むが、このオイル受け面３０が加圧面１８ｂ側に傾斜しているので、冷凍機油２ａは、摺動部２２との境界の段差２８に突き当たると、その多くが加圧面１８ｂ側の第２のオイル溝２４ｂに流れ込み、残りが反加圧面１８ｄ側の第２のオイル溝２４ｂに流れ込むことになる。

ここで、オイル受け面３０の反加圧面１８ｄ側の辺は、垂直中心面ＶＳよりも反加圧面１８ｄ側にあるようにし（オイル受け面３０の反加圧面１８ｄ側の辺が垂直中心面ＶＳよりも反加圧面１８ｄ側にあり、例えば、上面１８ａと反加圧面１８ｄとの境界と垂直中心面ＶＳとの中間位置の当り）、オイル受け面３０の傾斜があまり急峻とならないようにする。これにより、オイル受け面３０に注がれた冷凍機油２ａの一部が反加圧面１８ｄ側の第２のオイル溝２４ｂにも流れ込むようにする。

このようにして、この第３の実施形態では、偏心部８の偏心回転に伴って外周面１８がシリンダブロック１６の内周面１６ａに押し付けられる側の加圧面１８ｂの第２のオイル溝２４ｂに、冷凍機油２ａが充分に給油されることになり、加圧面１８ｂ側でも冷凍機油２ａが充分供給されて、金属接触による異常摩擦やシール効果の低減による冷媒ガスの漏れを防止することができる。

なお、この第３の実施形態においても、オイル受け面３０を、図２（ｂ）に示すオイル受け面２７ａのように、摺動部２２や非摺動部２３の外周面１８よりも大きな半径の円筒面状の面としてもよく、同様の効果が得られる。

図７は本発明による密閉型圧縮機の第４の実施形態でのピストン１７の構造を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）はスカート側端面１７ｂ側から見た側面図であり、３１はオイル受け面である。なお、図６に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

図７（ａ），（ｂ）において、この第４の実施形態でのピストン１７では、平面状のオイル受け面３０とスカート側端面１７ｂとの角部に、傾斜したオイル受け面３１を設けたものである。これ以外の構成は、図６に示すピストン１７と同様である。

図１に示す偏心部８の給油穴１４から放出される冷凍機油２ａは、特に、圧縮機の運転周波数が商用電源周波数の運転周波数よりも低く、放出力が小さい場合には、オイル受け面３０のスカート側端面１７ｂ側の部分やこのスカート側端面１７ｂの上部に注がれる。従来では、スカート側端面１７ｂの上部に注がれる冷凍機油２ａはピストン１７に給油されず、その分無駄なものとなっている。

この第４の実施形態では、上記の傾斜したオイル受け面３１を設けることにより、図５に示す第２の実施形態のピストン１７でのオイル受け面２９と同様、ピストン１７のスカート側端面１７ｂの上部に注がれていた冷凍機油２ａをこのオイル受け面３１で捕らえ、オイル受け面３０から第２のオイル溝２４ｂに送り込むことができ、図６に示す第３の実施形態と同様の効果が得られるとともに、圧縮機の運転周波数が商用電源周波数の運転周波数よりも低い場合での冷凍機油２ａの利用効率をさらに高めることができる。

なお、この第４の実施形態においても、オイル受け面３０を、図２に示すオイル受け面２７ａと同様、円筒状の面とすることもでき、同様の効果が得られる。

１ 密閉容器
２，２ａ 冷凍機油
５ 電動機
６ 主軸部
７ クランクシャフト
８ 偏心部
１１ 遠心オイルポンプ
１２ オイル通路
１３ 螺旋給油通路
１４ 給油穴
１５ 上端部
１６ シリンダブロック
１６ａ 内周面
１７ ピストン
１７ａ トップ側端面
１７ｂ スカート（反トップ）側端面
１８ 外周面
１８ａ 上面
１８ｂ 加圧面
１８ｃ 下面
１８ｄ 反加圧面
２０ 圧縮室
２１ コンロッド
２２ 摺動部
２３ 非摺動部
２４ａ 第１のオイル溝
２４ｂ 第２のオイル溝
２５ 段差
２６ 圧縮機構部
２７ オイル受け面
２８ 段差
２９〜３１ オイル受け面

Claims (5)

1. 電動機の回転に伴って偏心回転する偏心部にコンロッドを介して圧縮機構部のピストンが連結され、該偏心部の偏心回転よって該ピストンが該圧縮機構部のシリンダブロックの内部空間で往復移動を繰り返すとともに、該ピストンの下死点側への移動とともに、該ピストンのスカート側端部側の一部がシリンダブロックの内部空間から突出し、該電動機の回転に伴って汲み上げられた冷凍機油が該偏心部に設けられた給油穴から放出されて該ピストンの該シリンダブロックの内部空間から突出した該表面に注がれることにより、該圧縮機構部への給油を行なう密閉型圧縮機であって、
   該ピストンの外周面には、その円周方向に伸延する複数のオイル溝が設けられ、
   該ピストンのスカート側端面から該スカート側端面側の該オイル溝までの範囲での該ピストンの上面に、該偏心部から放出される該冷凍機油を受ける第１のオイル受け面を設け、
   該第１のオイル受け面は、該ピストンの該第１のオイル受け面よりも該ピストンのトップ側端面側の該外周面との間で段差が設けられている
   ことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 請求項１において、
   前記第１のオイル受け面は、前記ピストンの前記垂直中心面に関して対称であって、前記ピストンの前記垂直中心面に垂直な水平中心面に平行な平面状、もしくは前記ピストの前記外周面よりも大きい半径の円筒面状をなしていることを特徴とする密閉型圧縮機。
3. 請求項２において、
   前記第１のオイル受け面と前記ピストンのスカート側端面との角部に、前記ピストンの下面側に傾斜した第２のオイル受け面を設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
4. 請求項１において、
   前記第１のオイル受け面は、前記ピストンの前記垂直中心面に関して非対称であって、前記ピストンの前記垂直中心面に垂直な水平中心面に関して前記ピストンの加圧面側に傾斜した平面状、もしくは前記ピストの前記外周面よりも大きい半径の円筒面状をなしていることを特徴とする密閉型圧縮機。
5. 請求項４において、
   前記第１のオイル受け面と前記ピストンのスカート側端面との角部に、前記ピストンの下面側に傾斜した第２のオイル受け面を設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。

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