JP2012082782A - Hermetic compressor - Google Patents

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耕 稲垣
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hermetic compressor that prevents a race or a rolling element from being worn or peeled off during the high rotation of an inverter compressor using a thrust rolling bearing, and is improved in performance and reliability.SOLUTION: The hermetic compressor includes an upper-side thrust bearing 148 at an upper end of a main bearing 126 and a lower-side thrust bearing 170 at a lower end of the main bearing 126. The main bearing 126, the upper-side thrust bearing 148, the lower-side thrust bearing 170, and an elastic member 162 having a spring property in a vertical direction are piled up to be sandwiched between a flange 121 of a shaft 118 and a rotator 116, and thereafter applied with a proper axial load. As a result, the race or the rolling element is prevented from being worn or peeled off, and the compressor is improved in the performance and reliability.

Description

本発明は、主に電気冷凍冷蔵庫などの冷凍サイクルに使用さ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 mainly in a refrigeration cycle such as an electric refrigerator-freezer.

近年、電気冷凍冷蔵庫に用いら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 electric refrigerator-freezers, high efficiency for reducing power consumption, low noise, and high reliability are desired.

従来、この種の密閉型圧縮機としては、スラストベアリングに転がり軸受を採用して、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 rolling bearing as a thrust 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8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9は、同密閉型圧縮機を構成する主軸受部の分解斜視図である。   FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a conventional hermetic compressor described in Patent Document 1, and FIG. 9 is an exploded perspective view of a main bearing portion constituting the hermetic compressor.

図7において、密閉容器2の底部には潤滑油4を貯留しており、圧縮機本体6はサスペンションスプリング(図示せず)によって密閉容器2に対して弾性的に支持されている。   In FIG. 7, lubricating oil 4 is stored at the bottom of the sealed container 2, and the compressor main body 6 is elastically supported with respect to the sealed container 2 by a suspension spring (not shown).

圧縮機本体6は、電動要素10と、電動要素10の上方に配設される圧縮要素12から構成されている。電動要素10は、固定子14および回転子16とから構成されている。   The compressor body 6 includes an electric element 10 and a compression element 12 disposed above the electric element 10. The electric element 10 includes a stator 14 and a rotor 16.

圧縮要素12のシャフト18は、主軸部20と、主軸部20の上端に設けたフランジ部21と、フランジ部21の上面より延出する偏心軸部22を備えており、主軸部20は、シリンダブロック24の主軸受26に回転自在に軸支されるとともに、回転子16が固定されている。そして、圧縮荷重を受ける偏心軸部22に対して、偏心軸部22の下側のみに配置された主軸部20と主軸受26で支持する片持ち軸受の構成となっている。   The shaft 18 of the compression element 12 includes a main shaft portion 20, a flange portion 21 provided at the upper end of the main shaft portion 20, and an eccentric shaft portion 22 extending from the upper surface of the flange portion 21. While being rotatably supported by the main bearing 26 of the block 24, the rotor 16 is fixed. And it is the structure of the cantilever bearing supported with the main shaft part 20 and the main bearing 26 which are arrange | positioned only to the lower side of the eccentric shaft part 22 with respect to the eccentric shaft part 22 which receives a compressive load.

また、シャフト18は、主軸部20内部に設けた傾斜穴などからなる給油機構28を備えている。   Further, the shaft 18 includes an oil supply mechanism 28 including an inclined hole provided in the main shaft portion 20.

ピストン30は、シリンダブロック24に形成された略円筒形の内面を有するシリンダ34に往復自在に挿入されている。また、連結手段36は、両端に設けた穴部がそれぞれピストン30に取り付けられたピストンピン38と偏心軸部22に嵌挿されることで、偏心軸部22とピストン30とを連結している。   The piston 30 is reciprocally inserted into a cylinder 34 having a substantially cylindrical inner surface formed in the cylinder block 24. Further, the connecting means 36 connects the eccentric shaft portion 22 and the piston 30 by fitting the hole portions provided at both ends into the piston pin 38 attached to the piston 30 and the eccentric shaft portion 22, respectively.

シリンダ34およびピストン30は、シリンダ34の開口端面に取り付けられるバルブプレート40とともに圧縮室42を形成する。さらに、バルブプレート40を覆って蓋をするようにシリンダヘッド44が固定されている。   The cylinder 34 and the piston 30 form a compression chamber 42 together with the valve plate 40 attached to the open end surface of the cylinder 34. Further, a cylinder head 44 is fixed so as to cover the valve plate 40 and cover it.

吸入マフラ46は、PBTなどの樹脂で成型され、内部に消音空間を形成し、シリンダヘッド44に取り付けられている。   The suction muffler 46 is molded from a resin such as PBT, forms a silencing space inside, and is attached to the cylinder head 44.

次に、スラストベアリング50について説明する。   Next, the thrust bearing 50 will be described.

主軸受26は、図9に示すように、上端面に軸心と直角な平面部であるスラスト面52を有している。   As shown in FIG. 9, the main bearing 26 has a thrust surface 52 that is a flat portion perpendicular to the axis on the upper end surface.

そして、スラスト面52の上部に、上レース54と、ホルダー部58に保持された鋼球である転動体56と、下レース60とからなるスラストベアリング50が配置されている。   A thrust bearing 50 including an upper race 54, a rolling element 56 that is a steel ball held by a holder portion 58, and a lower race 60 is disposed above the thrust surface 52.

上レース54および下レース60は、環状で金属製の平板であり、上下の面が平行である。また、ホルダー部58は、環状の形状をなし、周方向に設けた複数の穴部に転動体56を転動自在に収納している。   The upper race 54 and the lower race 60 are annular and metal flat plates, and the upper and lower surfaces are parallel. The holder portion 58 has an annular shape and accommodates the rolling elements 56 in a plurality of holes provided in the circumferential direction so as to be freely rollable.

そして、スラスト面52の上に、下レース60、転動体56、上レース54の順に互いに接した状態で積み重なり、上レース54の上面にシャフト18のフランジ部21が着座している。   The lower race 60, the rolling elements 56, and the upper race 54 are stacked on the thrust surface 52 in the order of contact with each other, and the flange portion 21 of the shaft 18 is seated on the upper surface of the upper race 54.

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下に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10に通電されると、固定子14に発生する回転磁界により、回転子16は、主軸部20とともに回転する。主軸部20の回転により、偏心軸部22が偏心運動し、偏心軸部22の偏心運動が連結手段36を介してピストン30に伝えられ、ピストン30は、シリンダ34内で往復動する。   When the electric element 10 is energized, the rotor 16 rotates together with the main shaft portion 20 due to the rotating magnetic field generated in the stator 14. Due to the rotation of the main shaft portion 20, the eccentric shaft portion 22 moves eccentrically, and the eccentric movement of the eccentric shaft portion 22 is transmitted to the piston 30 via the connecting means 36, and the piston 30 reciprocates in the cylinder 34.

密閉容器2外の冷凍サイクル(図示せず)より戻った冷媒は、吸入マフラ46を経由して圧縮室42内へ導入され、圧縮室42内でピストン30により圧縮され、圧縮された冷媒は、密閉容器2から冷凍サイクルへ送出される。   The refrigerant returned from the refrigeration cycle (not shown) outside the hermetic container 2 is introduced into the compression chamber 42 via the suction muffler 46, compressed by the piston 30 in the compression chamber 42, and the compressed refrigerant is It is sent from the sealed container 2 to the refrigeration cycle.

また、シャフト18の下端は、潤滑油4に浸漬しており、シャフト18が回転することにより、潤滑油4は、給油機構28により圧縮要素12各部に供給され、摺動部の潤滑を行う。   Further, the lower end of the shaft 18 is immersed in the lubricating oil 4, and when the shaft 18 rotates, the lubricating oil 4 is supplied to each part of the compression element 12 by the oil supply mechanism 28 to lubricate the sliding portion.

スラストベアリング50は、転動体56と上レース54と下レース60に点接触の状態で転がる転がり軸受であり、シャフト18や回転子16の自重などの垂直方向のアキシアル荷重を支持しながら回転が可能である。転がり軸受は、一般的に用いられている滑り軸受の形式のスラストベアリングより摩擦が少なく、入力を低減して効率を向上することができる。   The thrust bearing 50 is a rolling bearing that rolls in contact with the rolling elements 56, the upper race 54, and the lower race 60, and can rotate while supporting a vertical axial load such as the weight of the shaft 18 and the rotor 16. It is. Rolling bearings have less friction than commonly used thrust bearings in the form of sliding bearings, and can reduce input and improve efficiency.

特開2005−127305号公報JP 2005-127305 A

しかしながら、上記従来の構成では、電源周波数を超える周波数で回転するインバータ圧縮機に、同様のスラストベアリング50を採用する際において、電源周波数を超える高速回転時に上レース54や下レース60に剥離や摩耗の兆候が見られた。   However, in the conventional configuration described above, when the same thrust bearing 50 is employed in an inverter compressor that rotates at a frequency exceeding the power frequency, the upper race 54 and the lower race 60 are peeled or worn during high-speed rotation exceeding the power frequency. Signs were seen.

この兆候は、回転数が高くなるほど顕著に現れ、また、近年インバータ圧縮機用の電動要素の主流となりつつあり、小型で回転子が非常に軽量な集中巻き型の電動要素の方が分布巻き型より顕著であることが分かった。   This sign becomes more noticeable as the number of revolutions increases, and in recent years it has become the mainstream of electric elements for inverter compressors. It turned out to be more prominent.

一般にベアリングを使用する際には、転動体56と、上レース54および下レース60が転がり状態を維持し、滑りが生じないような接触荷重を与えることが必要となっている
。この接触荷重は、転動体の直径などのベアリングの諸元や使用回転数によって定まり、ベアリングの回転数の2乗に比例すると考えるのが一般的である。この考え方に基づくと、商用電源周波数で駆動される場合と比較して、回転数80r/sでは60r/sの1.7倍、50r/sの2.6倍のアキシアル荷重が必要となることになる。
In general, when a bearing is used, it is necessary to apply a contact load so that the rolling elements 56, the upper race 54, and the lower race 60 maintain a rolling state and no slipping occurs. This contact load is generally determined by the bearing specifications such as the diameter of the rolling elements and the rotational speed used, and is generally considered to be proportional to the square of the rotational speed of the bearing. Based on this concept, an axial load that is 1.7 times that of 60 r / s and 2.6 times that of 50 r / s is required at a rotational speed of 80 r / s, as compared with the case of driving at a commercial power supply frequency. become.

ところが、集中巻き型の電動要素を用いたインバータ圧縮機では、インダクションモータを用いた一定速の圧縮機よりも、回転子やシャフトの重量が軽く、アキシアル荷重が逆に小さくなる傾向にあり、上記のインバータ圧縮機の高回転時の上レース54や下レース60に発生する剥離や摩耗の原因は、アキシアル荷重の不足が原因と予測される。   However, in an inverter compressor using concentrated winding type electric elements, the weight of the rotor and shaft is lighter and the axial load tends to be smaller than the constant speed compressor using an induction motor. The cause of peeling and wear occurring in the upper race 54 and the lower race 60 at the time of high rotation of the inverter compressor is predicted to be due to a shortage of the axial load.

したがって、上記従来の構成では、インバータ圧縮機でスラストベアリング50を採用した場合、高速運転時にアキシアル荷重の不足により、スラストベアリングの剥離や摩耗が発生するという課題を有していた。   Therefore, in the conventional configuration, when the thrust bearing 50 is employed in the inverter compressor, there is a problem in that the thrust bearing is peeled off or worn due to insufficient axial load during high-speed operation.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、軽量な回転子を使用し、高速運転を行う場合でも、スラストベアリングに適正なアキシアル荷重を与えることで、転動体が上レースと下レースとの間で転動する際の滑りを防止し、スラストベアリングの剥離や摩耗の発生を抑制した密閉型圧縮機を実現することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and even when a lightweight rotor is used and a high speed operation is performed, the rolling element can be divided into an upper race and a lower race by applying an appropriate axial load to the thrust bearing. An object of the present invention is to realize a hermetic compressor that prevents slippage during rolling and suppresses thrust bearing separation and wear.

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、スラスト面とフランジ部の間に配設された転がり軸受である上側スラストベアリングと、主軸受の下端と回転子の間に配設された転がり軸受である下側スラストベアリングと、フランジ部と上側スラストベアリングの間、上側スラストベアリングとスラスト面の間、主軸受の下端と下側スラストベアリングの間、下側スラストベアリングと回転子の間の少なくとも一箇所に配置され、かつ上下方向にバネ性を有する弾性部材が、上下方向に積み重なり、シャフトのフランジ部と回転子の間に挟持されたもので、回転子などが軽量化し、また高速運転を行う場合でも、回転子の自重に加えて弾性部材のばね力により、スラストベアリングに適正なアキシアル荷重を与えることで、上レースと下レースとの間で転動体が滑ることなく転がる状態を維持できるので、スラストベアリングの剥離や摩耗の発生を防止するという作用を有する。   In order to solve the above conventional problems, a hermetic compressor according to the present invention includes an upper thrust bearing, which is a rolling bearing disposed between a thrust surface and a flange portion, and a lower end of a main bearing and a rotor. Lower thrust bearing, which is an installed rolling bearing, between the flange and upper thrust bearing, between upper thrust bearing and thrust surface, between lower end of main bearing and lower thrust bearing, and lower thrust bearing and rotation Elastic members that are arranged in at least one place between the rotors and have spring properties in the vertical direction are stacked in the vertical direction and are sandwiched between the flange portion of the shaft and the rotor, reducing the weight of the rotor, etc. Even when high-speed operation is performed, by applying an appropriate axial load to the thrust bearing by the spring force of the elastic member in addition to the weight of the rotor, Since it remain rolling without rolling elements slipping between the over scan and lower race, has the effect of preventing occurrence of peeling and wear of the thrust bearing.

本発明の密閉型圧縮機は、軽量な回転子を使用し、高速運転を行う場合でも転動体が上レースと下レースとの間で確実に転動し、滑りの発生を防止するので、スラストベアリングの剥離や摩耗の発生を防止し、信頼性を向上することができる。   The hermetic compressor of the present invention uses a lightweight rotor, and even when high speed operation is performed, the rolling element reliably rolls between the upper race and the lower race and prevents the occurrence of slipping. It is possible to prevent occurrence of bearing peeling and wear and improve reliability.

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1 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention. 同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された上側スラストベアリングの要部拡大図The principal part enlarged view of the upper side thrust bearing employ | adopted for the hermetic compression in Embodiment 1 同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された下側スラストベアリングの要部拡大図The principal part enlarged view of the lower side thrust bearing employ | adopted for the hermetic type compression in Embodiment 1 同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された上側スラストベアリングのホルダー部の上面図The top view of the holder part of the upper side thrust bearing employ | adopted for the hermetic compression in Embodiment 1 同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された下側スラストベアリングのホルダー部の上面図The top view of the holder part of the lower side thrust bearing employ | adopted for the hermetic compression in Embodiment 1 (a)は同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された弾性部材の上面図、(b)は同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された弾性部材の側面図(A) is a top view of the elastic member adopted in the closed compression in the first embodiment, (b) is a side view of the elastic member adopted in the closed compression in the first embodiment. 同実施の形態1における密閉型圧縮に採用可能な調心ワッシャーの斜視図The perspective view of the aligning washer employable for the hermetic compression in the first embodiment 従来の密閉型圧縮機の縦断面図Vertical section of a conventional hermetic compressor 従来の密閉型圧縮機を構成するシリンダブロック部の分解斜視図An exploded perspective view of a cylinder block part constituting a conventional hermetic compressor

第1の発明は、潤滑油を貯留した密閉容器内に、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素の上方に配置された圧縮要素を収容し、さらに、前記圧縮要素を、前記回転子が固定された主軸部とフランジ部を介して形成された偏心軸部を有するシャフトと、シリンダを備えたシリンダブロックと、前記シリンダの内部に往復動可能に挿設されたピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部を連結する連結手段と、前記シリンダブロックに形成され、かつ前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受の上部に設けられたスラスト面を備えた構成とし、さらに、前記スラスト面と前記フランジ部の間に配設され、かつ転動体が上レースと下レースで挟持された転がり軸受で構成される上側スラストベアリングと、前記主軸受の下端と前記回転子の間に配設され、かつ転動体が上レースと下レースで挟持された転がり軸受で構成される下側スラストベアリングと、上下方向にバネ性を有し、かつ前記主軸部が貫通する円環状の弾性部材を設け、前記弾性部材を、前記フランジ部と前記上側スラストベアリングの間、および/または前記上側スラストベアリングと前記スラスト面の間、および/または前記主軸受の下端と前記下側スラストベアリングの間、および/または前記下側スラストベアリングと前記回転子の間の少なくとも一箇所に配置した密閉型圧縮機である。   1st invention accommodates the electric element provided with the stator and the rotor, and the compression element arrange | positioned above the said electric element in the airtight container which stored lubricating oil, Furthermore, the said compression element, A shaft having an eccentric shaft portion formed through a main shaft portion and a flange portion to which the rotor is fixed, a cylinder block having a cylinder, and a piston inserted in the cylinder so as to be able to reciprocate; A connecting means for connecting the piston and the eccentric shaft portion; a main bearing formed on the cylinder block and supporting the main shaft portion of the shaft; and a thrust surface provided on an upper portion of the main bearing. An upper thrust bearing configured by a rolling bearing disposed between the thrust surface and the flange portion and having rolling elements sandwiched between an upper race and a lower race, and the main bearing. A lower thrust bearing comprising a rolling bearing disposed between an end and the rotor and having rolling elements sandwiched between an upper race and a lower race, and having a spring property in the vertical direction, and the main shaft portion Is provided between the flange portion and the upper thrust bearing, and / or between the upper thrust bearing and the thrust surface, and / or the lower end of the main bearing. It is a hermetic compressor disposed at least at one location between the lower thrust bearing and / or between the lower thrust bearing and the rotor.

かかる構成とすることにより、前記上側スラストベアリングと前記下側スラストベアリングと前記弾性部材が、上下方向に積み重なり、前記フランジ部と前記回転子との間に挟持された構成が得られる。したがって、軽量な回転子を使用して高速運転を行う場合でも、スラストベアリングに適正なアキシアル荷重を与えることができ、転動体が上レースと下レースとの間で転動する際の滑りを防止することができる。その結果、スラストベアリングの剥離や摩耗の発生を抑制し、信頼性を向上することができる。   With this configuration, the upper thrust bearing, the lower thrust bearing, and the elastic member are stacked in the vertical direction, and a configuration in which the flange portion and the rotor are sandwiched is obtained. Therefore, even when a high-speed operation is performed using a lightweight rotor, an appropriate axial load can be applied to the thrust bearing, preventing slippage when the rolling element rolls between the upper race and the lower race. can do. As a result, it is possible to improve the reliability by suppressing the separation and wear of the thrust bearing.

第2の発明は、第1の発明の電動要素を、商用周波数以上の周波数を含む複数の周波数で駆動するようにしたものである。   In the second invention, the electric element of the first invention is driven at a plurality of frequencies including a frequency equal to or higher than a commercial frequency.

かかる構成とすることにより、特に回転子が軽量である突極集中巻き方式DCブラシレスモータを使用して高速運転を行う場合、回転子の軽量化に伴ってスラストベアリングにかかるアキシアル荷重は小さくなる一方、回転速度が高いため、転動体とレースが非常に滑りやすい状態になるが、前記弾性部材のバネ力により適正なアキシアル荷重がスラストベアリングに作用する。その結果、第1の発明に記載の効果に加えてさらに、転動体とレースの滑りを防止し、スラストベアリングの剥離や摩耗の発生を抑制することができ、密閉型圧縮機の信頼性を向上することができる。   With this configuration, particularly when a high-speed operation is performed using a salient pole concentrated winding DC brushless motor having a lightweight rotor, the axial load applied to the thrust bearing decreases as the weight of the rotor decreases. Since the rotational speed is high, the rolling elements and the race are very slippery, but an appropriate axial load acts on the thrust bearing by the spring force of the elastic member. As a result, in addition to the effects described in the first invention, the rolling element and the race can be prevented from slipping, the thrust bearing can be prevented from being peeled off and the wear can be suppressed, and the reliability of the hermetic compressor is improved. can do.

第3の発明は、第1または第2の発明において、前記電動要素の回転子に、前記主軸部を中心とする所定の径の凹部で形成され、かつ前記主軸受の下部を収納するカウンターボアを設け、さらに、前記下側スラストベアリングの転動体の径を、前記上側スラストベアリングの転動体の径より小さくしたものである。   A third invention is the counterbore according to the first or second invention, wherein the rotor of the electric element is formed with a concave portion having a predetermined diameter centered on the main shaft portion and houses the lower portion of the main bearing. Further, the diameter of the rolling element of the lower thrust bearing is made smaller than the diameter of the rolling element of the upper thrust bearing.

かかる構成とすることにより、前記上側スラストベアリングに比べてアキシアル荷重の小さい下側スラストベアリングにおいて、転動体が上レースと下レースの間で転動する際の滑りを防止することができる。その結果、スラストベアリングの剥離や摩耗の発生を抑制し、信頼性を向上することができるとともに、前記回転子に設けたカウンターボアの内径や深さを小さくすることができ、電動要素の効率が必要以上に低下することを防止することができる。   By adopting such a configuration, it is possible to prevent slipping when the rolling element rolls between the upper race and the lower race in the lower thrust bearing having a smaller axial load than the upper thrust bearing. As a result, separation of the thrust bearing and wear can be suppressed, reliability can be improved, and the inner diameter and depth of the counterbore provided in the rotor can be reduced, and the efficiency of the electric element can be reduced. It can prevent that it falls more than necessary.

第4の発明は、第1から第3のいずれか一つの発明において、前記下側スラストベアリングの転動体の個数を、前記上側スラストベアリングの転動体の個数より少なくしたものである。   According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the number of rolling elements of the lower thrust bearing is smaller than the number of rolling elements of the upper thrust bearing.

かかる構成とすることにより、前記上側スラストベアリングに比べてアキシアル荷重の小さい下側スラストベアリングにおいて、転動体が上レースと下レースとの間で転動する際の滑りを防止することができ、スラストベアリングの剥離や摩耗の発生を抑制して摺動部の信頼性を向上することができる。これに加えて、前記転動体の個数を少なくすることで、ホルダー部に設ける穴部の個数を減らすことができ、ホルダー部の剛性を向上することができる。その結果、前記下側スラストベアリングが、前記シャフトへの固定時に高温になる回転子の近傍に配置されても、熱によるホルダー部の変形を抑制することができ、かかる変形による不具合の発生を防止することができる。   By adopting such a configuration, in the lower thrust bearing having a smaller axial load than the upper thrust bearing, it is possible to prevent the rolling element from slipping when rolling between the upper race and the lower race. The reliability of the sliding part can be improved by suppressing the peeling of the bearing and the occurrence of wear. In addition, by reducing the number of rolling elements, the number of holes provided in the holder part can be reduced, and the rigidity of the holder part can be improved. As a result, even when the lower thrust bearing is disposed in the vicinity of the rotor that becomes high temperature when fixed to the shaft, it is possible to suppress the deformation of the holder portion due to heat, and to prevent the occurrence of problems due to such deformation. can do.

第5の発明は、第1から第4のいずれか一つの発明において、前記下側スラストベアリングの転動体の軌道径を、前記上側スラストベアリングの転動体の軌道径より小さくしたものである。   According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the raceway diameter of the rolling element of the lower thrust bearing is made smaller than the raceway diameter of the rolling element of the upper thrust bearing.

かかる構成とすることにより、前記上側スラストベアリングに比べてアキシアル荷重の小さい下側スラストベアリングにおいて、転動体が上レースと下レースとの間で転動する際の滑りを防止することができ、スラストベアリングの剥離や摩耗の発生を抑制して摺動部の信頼性を向上することができる。これに加えて、前記下側スラストベアリングの軌道径が小さくなることで転動体の転動する距離が短くなり、下側スラストベアリングの耐久性を向上することができる。   By adopting such a configuration, in the lower thrust bearing having a smaller axial load than the upper thrust bearing, it is possible to prevent the rolling element from slipping when rolling between the upper race and the lower race. The reliability of the sliding part can be improved by suppressing the peeling of the bearing and the occurrence of wear. In addition, since the track diameter of the lower thrust bearing is reduced, the rolling distance of the rolling elements is shortened, and the durability of the lower thrust bearing can be improved.

第6の発明は、第1から第5のいずれか一つの発明において、前記上側スラストベアリングを、前記主軸受の上部に設けた軸受延長部の外径側に配置したものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the upper thrust bearing is disposed on the outer diameter side of a bearing extension provided at an upper portion of the main bearing.

かかる構成とすることにより、前記主軸受の長さを長くすることができる。その結果、前記圧縮機構の近傍で主軸受が圧縮荷重を受けることとなり、主軸受が受ける荷重を軽減することができる。その結果、主軸受に作用する摩擦を軽減し、耐久性を向上することができる。   By setting it as this structure, the length of the said main bearing can be lengthened. As a result, the main bearing receives a compressive load in the vicinity of the compression mechanism, and the load received by the main bearing can be reduced. As a result, the friction acting on the main bearing can be reduced and the durability can be improved.

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、本発明の第1の実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図である。図2は、同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された上側スラストベアリングの要部拡大図である。図3は、同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された下側スラストベアリングの要部拡大図である。図4は、同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された上側スラストベアリングのホルダー部の上面図である。図5は、同実施の形態1における密閉型圧縮に採用された下側スラストベアリングのホルダー部の上面図である。図6(a)は、同実施の形態1における密閉型圧縮機に採用された弾性部材の上面図、図6(b)は、同実施の形態1における密閉型圧縮機に採用された弾性部材の側面図である。図7は、同実施の形態1における密閉型圧縮に採用可能な調心ワッシャーの斜視図
図1、図2、図3において、密閉容器102の内部には、底部に潤滑油104が貯留され、また、圧縮機本体106がサスペンションスプリング108を介して密閉容器102内に懸架されている。また、密閉容器102内には、温暖化係数の低い冷媒であるR600a(イソブタン)が充填されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of an upper thrust bearing employed for hermetic compression in the first embodiment. FIG. 3 is an enlarged view of a main part of a lower thrust bearing employed for hermetic compression in the first embodiment. FIG. 4 is a top view of the holder portion of the upper thrust bearing employed for hermetic compression in the first embodiment. FIG. 5 is a top view of the holder portion of the lower thrust bearing employed for hermetic compression in the first embodiment. 6A is a top view of the elastic member employed in the hermetic compressor in the first embodiment, and FIG. 6B is an elastic member employed in the hermetic compressor in the first embodiment. FIG. FIG. 7 is a perspective view of a centering washer that can be used for hermetic compression in the first embodiment. In FIGS. 1, 2, and 3, lubricating oil 104 is stored at the bottom inside the hermetic container 102. Further, the compressor main body 106 is suspended in the hermetic container 102 via a suspension spring 108. The sealed container 102 is filled with R600a (isobutane), which is a refrigerant with a low warming potential.

圧縮機本体106は、電動要素110と、これによって駆動される圧縮要素112で構成され、密閉容器102には、電動要素110に電源を供給するための電源端子113が取り付けられている。   The compressor body 106 includes an electric element 110 and a compression element 112 driven by the electric element 110, and a power supply terminal 113 for supplying power to the electric element 110 is attached to the sealed container 102.

まず、電動要素110について説明する。   First, the electric element 110 will be described.

電動要素110は、鋼板を積層した鉄心の複数の磁極歯に絶縁材を介して巻線を直接巻回した固定子114と、固定子114の内径側に配置された永久磁石を内蔵する回転子116を備えた突極集中巻方式のDCブラシレスモータであり、固定子114の巻線が電源端子113を経由して密閉型圧縮機外の電源(図示せず)と導線により接続されている。   The electric element 110 includes a stator 114 in which a winding is directly wound around a plurality of magnetic pole teeth of an iron core in which steel plates are laminated via an insulating material, and a rotor incorporating a permanent magnet disposed on the inner diameter side of the stator 114. A DC brushless motor of a salient pole concentrated winding type provided with 116, and the winding of the stator 114 is connected to a power supply (not shown) outside the hermetic compressor via a power supply terminal 113 by a conductive wire.

次に圧縮要素112について説明する。   Next, the compression element 112 will be described.

圧縮要素112は、電動要素110の上方に配設されている。そして、圧縮要素112を構成するシャフト118は、主軸部120と、主軸部120の上端のフランジ部121と、フランジ部121の上面から延出し、主軸部120と平行な偏心軸部122を備えている。また、主軸部120には回転子116が固定されている。   The compression element 112 is disposed above the electric element 110. The shaft 118 constituting the compression element 112 includes a main shaft portion 120, a flange portion 121 at the upper end of the main shaft portion 120, and an eccentric shaft portion 122 extending from the upper surface of the flange portion 121 and parallel to the main shaft portion 120. Yes. A rotor 116 is fixed to the main shaft portion 120.

シリンダブロック124は、円筒形の内面を有する主軸受126を備え、主軸受126に主軸部120が回転自在な状態で挿入され、支持されている。そして、圧縮要素112は、偏心軸部122に作用した荷重を、偏心軸部122の下側に配置された主軸部120と主軸受126で支持する片持ち軸受の構成になっている。   The cylinder block 124 includes a main bearing 126 having a cylindrical inner surface, and the main shaft portion 120 is inserted into and supported by the main bearing 126 in a rotatable state. The compression element 112 has a configuration of a cantilever bearing that supports the load acting on the eccentric shaft portion 122 by the main shaft portion 120 and the main bearing 126 arranged below the eccentric shaft portion 122.

また、シャフト118は、主軸部120表面に設けた螺旋状の溝などからなる給油機構128を備えている。   Further, the shaft 118 includes an oil supply mechanism 128 including a spiral groove provided on the surface of the main shaft portion 120.

さらに、シリンダブロック124は、円筒状の穴部であるシリンダ134を備えており、ピストン130がシリンダ134に往復自在に挿入されている。   Furthermore, the cylinder block 124 includes a cylinder 134 that is a cylindrical hole, and a piston 130 is reciprocally inserted into the cylinder 134.

また、連結手段136は、両端に設けた穴部(図示せず)がそれぞれピストン130に取り付けられたピストンピン138と偏心軸部122に嵌挿されることで、偏心軸部122とピストン130と連結している。   Further, the connecting means 136 is connected to the eccentric shaft portion 122 and the piston 130 by inserting holes (not shown) provided at both ends into the piston pin 138 and the eccentric shaft portion 122 attached to the piston 130, respectively. is doing.

したがって、シャフト118の回転に伴う偏心軸部122の回転運動が連結手段136によって往復運動に変換され、ピストン130は往復運動を行う。   Therefore, the rotational movement of the eccentric shaft portion 122 accompanying the rotation of the shaft 118 is converted into the reciprocating movement by the connecting means 136, and the piston 130 performs the reciprocating movement.

シリンダ134の端面には、バルブプレート140が取り付けられ、シリンダ134およびピストン130とともに圧縮室142を形成する。さらに、バルブプレート140を覆って蓋をするようにシリンダヘッド144が固定されている。吸入マフラ146は、PBTなどの樹脂で成型され、内部に消音空間を形成し、シリンダヘッド144に取り付けられている。   A valve plate 140 is attached to the end face of the cylinder 134 and forms a compression chamber 142 together with the cylinder 134 and the piston 130. Further, a cylinder head 144 is fixed so as to cover the valve plate 140 and cover it. The suction muffler 146 is molded from a resin such as PBT, forms a silencing space inside, and is attached to the cylinder head 144.

次に、上側スラストベアリング148の構成について図2を参照しながら説明する。   Next, the configuration of the upper thrust bearing 148 will be described with reference to FIG.

主軸受126は、軸心と直角な平面部であるスラスト面152と、スラスト面152よりさらに上方に延長され、主軸部120に対向する内面を有する軸受延長部153を有している。   The main bearing 126 has a thrust surface 152 that is a flat portion perpendicular to the shaft center, and a bearing extension 153 that extends further upward than the thrust surface 152 and has an inner surface facing the main shaft portion 120.

そして、軸受延長部153の上側に上レース154が配置され、軸受延長部153の外径側で、かつ上レース154の下側に、ホルダー部158に保持された玉軸受用鋼球であ
る転動体156と下レース160が配置され、上側スラストベアリング148が構成されている。
An upper race 154 is disposed above the bearing extension 153, and is a ball bearing steel ball held by a holder 158 on the outer diameter side of the bearing extension 153 and below the upper race 154. A moving body 156 and a lower race 160 are disposed, and an upper thrust bearing 148 is configured.

また、下レース160の下側とスラスト面152との間に、上下方向に弾性変形可能な弾性部材162が配置されている。   An elastic member 162 that is elastically deformable in the vertical direction is disposed between the lower side of the lower race 160 and the thrust surface 152.

弾性部材162の形状は、具体的には図6に示すように、環状の薄板に凹凸をつけた形状であり、162a、162b、162cの3箇所が上方に凸、162d、162e、162fの3箇所が下方に凸の形状をなしている。   Specifically, as shown in FIG. 6, the shape of the elastic member 162 is a shape in which an annular thin plate is provided with projections and depressions, and three locations 162a, 162b, and 162c are convex upward, and 162d, 162e, and 162f are three. The portion has a downwardly convex shape.

次に、下側スラストベアリング170の構成について説明する。   Next, the configuration of the lower thrust bearing 170 will be described.

下側スラストベアリング170は、主軸受126の下側に、上レース172、ホルダー部176に保持された玉軸受用鋼球である転動体174、下レース178の順で配置された構成となっている。そして、下レース178が回転子116の内部に設けたスラスト部180(図3)に接している。   The lower thrust bearing 170 is arranged below the main bearing 126 in the order of an upper race 172, a rolling element 174 which is a ball bearing steel ball held by a holder portion 176, and a lower race 178. Yes. The lower race 178 is in contact with a thrust portion 180 (FIG. 3) provided inside the rotor 116.

そして、上側スラストベアリング148、弾性部材162、主軸受126、下側スラストベアリング170の一連の部品が上下方向に積み重なり、かつ弾性部材162が自然長より圧縮された状態で、シャフト118を構成するフランジ部121のスラスト面121aと、シャフト118に固定された回転子116のスラスト部180とで挟持された状態で組み立てられている。   A series of components of the upper thrust bearing 148, the elastic member 162, the main bearing 126, and the lower thrust bearing 170 are stacked in the vertical direction, and the flange constituting the shaft 118 is in a state where the elastic member 162 is compressed from its natural length. The thrust surface 121a of the portion 121 and the thrust portion 180 of the rotor 116 fixed to the shaft 118 are assembled.

また、上側スラストベアリング148と下側スラストベアリング170において、上レース154、上レース172および下レース160、下レース178は環状で金属製の平板であり、望ましくは熱処理を行ったバネ鋼などで形成され、上下の面が平行で、且つ表面は平滑に仕上げられている。   Further, in the upper thrust bearing 148 and the lower thrust bearing 170, the upper race 154, the upper race 172, the lower race 160, and the lower race 178 are annular metal plates, preferably formed of heat-treated spring steel or the like. The upper and lower surfaces are parallel and the surface is smooth.

ホルダー部158、ホルダー部176は、ポリアミドなどの樹脂材料で形成され、環状の形状をなし、それぞれに転動体156、転動体174が転動自在に収納される複数の穴部(図示せず)を有している。   The holder portion 158 and the holder portion 176 are formed of a resin material such as polyamide and have an annular shape, and a plurality of holes (not shown) in which the rolling element 156 and the rolling element 174 are respectively housed so as to be freely rollable. have.

図4に示すように、上側スラストベアリング148のホルダー部158の周方向に配置された12個の穴部(図示せず)には、それぞれ転動体156が配置されている。また、図5に示すように、下側スラストベアリング170のホルダー部176の周方向に配置された6個の穴部(図示せず)には、それぞれ転動体174が配置されている。また、それぞれの転動体156、174が上下レースと転動する際の接触点の軌跡を一点鎖線で示しており、各軌跡の直径である軌道径は、上側スラストベアリング148ではduであり、下側スラストベアリング170ではdlである。   As shown in FIG. 4, rolling elements 156 are arranged in 12 holes (not shown) arranged in the circumferential direction of the holder portion 158 of the upper thrust bearing 148. In addition, as shown in FIG. 5, rolling elements 174 are arranged in six holes (not shown) arranged in the circumferential direction of the holder portion 176 of the lower thrust bearing 170. Further, the locus of the contact point when each rolling element 156, 174 rolls with the upper and lower races is indicated by a one-dot chain line, and the diameter of each locus, which is the diameter of the locus, is du at the upper thrust bearing 148, and In the side thrust bearing 170, dl.

図4に示す通り、上側スラストベアリング148の転動体156の軌道径duは、下側スラストベアリング170の転動体174の軌道径dlより大きい。また、上側スラストベアリング148の転動体156の個数は12個と、下側スラストベアリング170の転動体174の個数よりも多い。さらには、上側スラストベアリング148の転動体156の直径tuは、下側スラストベアリング170の転動体174の直径tlよりも大きい。   As shown in FIG. 4, the track diameter du of the rolling element 156 of the upper thrust bearing 148 is larger than the track diameter dl of the rolling element 174 of the lower thrust bearing 170. Further, the number of rolling elements 156 of the upper thrust bearing 148 is twelve, which is larger than the number of rolling elements 174 of the lower thrust bearing 170. Furthermore, the diameter tu of the rolling element 156 of the upper thrust bearing 148 is larger than the diameter tl of the rolling element 174 of the lower thrust bearing 170.

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。   The operation and action of the hermetic compressor configured as described above will be described below.

電源端子113より電動要素110に通電されると、固定子114に発生する磁界により、回転子116は、シャフト118とともに回転する。主軸部120の回転に伴う偏心
軸部122の偏心回転は、連結手段136により往復運動に変換され、ピストン130をシリンダ134内で往復運動させる。そして、圧縮室142が容積変化することで、密閉容器102内の冷媒を圧縮室142内に吸入し、圧縮する圧縮動作を行う。
When the electric element 110 is energized from the power supply terminal 113, the rotor 116 rotates together with the shaft 118 due to the magnetic field generated in the stator 114. The eccentric rotation of the eccentric shaft portion 122 accompanying the rotation of the main shaft portion 120 is converted into a reciprocating motion by the connecting means 136, and the piston 130 is reciprocated in the cylinder 134. Then, when the volume of the compression chamber 142 changes, a compression operation is performed in which the refrigerant in the sealed container 102 is sucked into the compression chamber 142 and compressed.

この圧縮動作に伴う吸入行程において、密閉容器102内の冷媒は、吸入マフラ146を介して圧縮室142内に間欠的に吸入され、圧縮室142内で圧縮された後、高温高圧の冷媒は吐出配管(図示せず)などを経由して密閉容器102から冷凍サイクル(図示せず)へ送られる。   In the suction stroke accompanying this compression operation, the refrigerant in the sealed container 102 is intermittently sucked into the compression chamber 142 via the suction muffler 146 and compressed in the compression chamber 142, and then the high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged. It is sent from the sealed container 102 to a refrigeration cycle (not shown) via a pipe (not shown).

また、シャフト118の下端が潤滑油104に浸漬しており、シャフト118が回転することにより、潤滑油104は、給油機構128によって主軸部120と主軸受126を給油したのち、フランジ部121、偏心軸部122を経由してピストン130などの各摺動部へ供給されるが、この過程で上側スラストベアリング148、および下側スラストベアリング170へも潤滑油104が供給される。   Further, the lower end of the shaft 118 is immersed in the lubricating oil 104. When the shaft 118 rotates, the lubricating oil 104 supplies the main shaft portion 120 and the main bearing 126 by the oil supply mechanism 128, and then the flange portion 121 and the eccentricity. The lubricating oil 104 is also supplied to the upper thrust bearing 148 and the lower thrust bearing 170 in this process.

上側スラストベアリング148は、それぞれ同じ直径tuの転動体156を、平らな上レース154と下レース160の間に12個配置し、また、下側スラストベアリング170も同様に、直径tlの転動体174を上レース172と下レース178の間に6個配置して、それぞれを点接触の状態で転がるようにしている。その結果、摩擦を非常に小さくすることができ、摺動損失の低減に伴って電動要素110の入力を低減し、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。   In the upper thrust bearing 148, twelve rolling elements 156 having the same diameter tu are arranged between the flat upper race 154 and the lower race 160. Similarly, the lower thrust bearing 170 is also a rolling element 174 having a diameter tl. Are arranged between the upper race 172 and the lower race 178 so that each rolls in a point contact state. As a result, the friction can be made extremely small, the input of the electric element 110 can be reduced along with the reduction of the sliding loss, and the efficiency of the hermetic compressor can be improved.

上側スラストベアリング148において、転動体156と上レース154および下レース160に作用する垂直方向のアキシアル荷重は、シャフト118と回転子116の質量に伴った重力による荷重に加え、弾性部材162のバネ力が加わるため、シャフト118や回転子116の質量にかかわらず最適な荷重を選択することができ、転動体156と上レース154、下レース160との滑りを防止し、転がり状態を維持できるので、摩耗や剥離等の発生を防止し、信頼性を確保(向上)することができる。   In the upper thrust bearing 148, the vertical axial load acting on the rolling elements 156, the upper race 154, and the lower race 160 is in addition to the load due to gravity accompanying the mass of the shaft 118 and the rotor 116, and the spring force of the elastic member 162. Therefore, the optimum load can be selected regardless of the mass of the shaft 118 and the rotor 116, and the sliding between the rolling element 156 and the upper race 154 and the lower race 160 can be prevented, and the rolling state can be maintained. It is possible to prevent the occurrence of abrasion and peeling, and to ensure (improve) reliability.

しかも、各転動体156が滑りを起こさないために必要なアキシアル荷重を確保するために、転動体156の個数を極端に減らす必要がないため、圧縮荷重がシャフト118に作用し、上側スラストベアリング148に偏荷重が作用した場合でも、一部の転動体156に荷重が集中することによる損傷の発生を防止し、信頼性を維持することができる。   Moreover, since it is not necessary to extremely reduce the number of the rolling elements 156 in order to ensure the axial load necessary for preventing the rolling elements 156 from slipping, the compression load acts on the shaft 118, and the upper thrust bearing 148. Even when an unbalanced load is applied, the occurrence of damage due to the concentration of the load on some of the rolling elements 156 can be prevented, and the reliability can be maintained.

さらに、密閉型圧縮機を輸送する際などにおいて、落下などが起きると、圧縮機が床面と衝突した際に回転子116などの質量に伴う慣性力を受け止めるために、上側スラストベアリング148には一時的に非常に大きなアキシアル荷重が加わることになる。その結果、上レース154および下レース160と転動体156との接触点で陥没などの塑性変形が発生し、信頼性に悪影響を与える場合がある。   Further, when the closed compressor is transported, for example, when the compressor collides with the floor surface, the upper thrust bearing 148 includes an upper thrust bearing 148 in order to receive the inertial force accompanying the mass of the rotor 116 and the like. A very large axial load is temporarily applied. As a result, plastic deformation such as depression occurs at the contact point between the upper race 154 and the lower race 160 and the rolling element 156, which may adversely affect reliability.

ところが、本実施の形態1の場合は軽量な回転子116を用いながら、弾性部材162のバネ力により適切なアキシアル荷重を確保しているので、落下時に発生するアキシアル荷重が軽減され、輸送などの際にも損傷が起こりにくく、信頼性を維持した密閉型圧縮機とすることができる。   However, in the case of the first embodiment, an appropriate axial load is secured by the spring force of the elastic member 162 while using the lightweight rotor 116, so that the axial load generated at the time of dropping is reduced, and transportation, etc. In this case, it is possible to provide a hermetic compressor that is less likely to be damaged and maintains reliability.

また、本実施の形態1は、電動要素110として突極集中巻方式のDCブラシレスモータを用いた、インバータ駆動の密閉型圧縮機であり、商用周波数以上の周波数を含む複数の周波数で駆動されるものである。   The first embodiment is an inverter-driven hermetic compressor using a salient pole concentrated winding type DC brushless motor as the electric element 110, and is driven at a plurality of frequencies including frequencies higher than the commercial frequency. Is.

一般に、スラストベアリングを使用する際には、転動体156が、上レース154と下
レース160の間で転がり状態を維持し、滑りが生じないような接触荷重を与えることが必要であり、この接触荷重は、転動体の直径などのスラストベアリングの諸元や使用回転数によって定まり、ベアリングの回転数の2乗に比例すると考えるのが一般的である。
In general, when a thrust bearing is used, it is necessary for the rolling elements 156 to maintain a rolling state between the upper race 154 and the lower race 160 and to apply a contact load that does not cause slippage. The load is generally determined by the specifications of the thrust bearing such as the diameter of the rolling element and the number of rotations used, and is generally considered to be proportional to the square of the number of rotations of the bearing.

すなわち、商用電源周波数で駆動される場合と比較して、回転数80r/sでは60r/sの1.7倍、50r/sの2.6倍のアキシアル荷重が必要になることとなる。   That is, as compared with the case of driving at a commercial power supply frequency, an axial load that is 1.7 times that of 60 r / s and 2.6 times that of 50 r / s is required at a rotational speed of 80 r / s.

したがって、回転子116の重量が軽いDCブラシレスモータを用い、80r/sといった高速運転を行う場合は、回転子116の自重によるアキシアル荷重が小さく、転動体156が上レース154と下レース160との間で転動する際に非常に滑りが生じやすい状態にあり、信頼性の観点から厳しい状態になっていると考えられる。   Therefore, when a DC brushless motor having a light weight of the rotor 116 is used and a high speed operation of 80 r / s is performed, the axial load due to the weight of the rotor 116 is small, and the rolling elements 156 are formed between the upper race 154 and the lower race 160. It is considered that it is in a harsh state from the viewpoint of reliability.

ところが本実施の形態1では、自重によるアキシアル荷重に加えて、弾性部材162によるバネ力を併用することで、転動体156に適正なアキシアル荷重を与えることができる。   However, in the first embodiment, an appropriate axial load can be applied to the rolling element 156 by using the spring force by the elastic member 162 in addition to the axial load due to its own weight.

その結果、電源周波数以上の周波数で駆動される高速運転時でも転動体156と上レース154、下レース160との滑りを防止し、転がり状態を維持できるので、摩耗や剥離等の発生を防止し、信頼性の低下を抑制する効果が顕著である。   As a result, slipping between the rolling elements 156 and the upper race 154 and the lower race 160 can be prevented even during high-speed driving driven at a frequency higher than the power supply frequency, and the rolling state can be maintained. The effect of suppressing the decrease in reliability is remarkable.

一方、図3において、下側スラストベアリング170(上レース172および下レース178の間)に作用するアキシアル荷重は、弾性部材162のバネ力のみが作用するため、上側スラストベアリング148に比べて小さい。そのため、上側スラストベアリング148と同じ諸元のスラストベアリングを使用すると、アキシアル荷重が不足して滑りが起こりやすくなるが、本実施の形態1においては、下側スラストベアリング170の転動体174の直径を、上側スラストベアリング148の転動体156より小さくしている。   On the other hand, in FIG. 3, the axial load acting on the lower thrust bearing 170 (between the upper race 172 and the lower race 178) is smaller than that of the upper thrust bearing 148 because only the spring force of the elastic member 162 acts. Therefore, when a thrust bearing having the same specifications as the upper thrust bearing 148 is used, the axial load is insufficient and slipping easily occurs. However, in the first embodiment, the diameter of the rolling element 174 of the lower thrust bearing 170 is increased. The rolling element 156 of the upper thrust bearing 148 is made smaller.

以下、転動体の直径とアキシアル荷重の関係について説明する。   Hereinafter, the relationship between the diameter of the rolling elements and the axial load will be described.

鋼球である転動体と平板であるレースは、点接触しており、微視的には接触点で弾性変形が起きている。そして、その面積は、転動体の半径の1/3乗に比例する。また、この接触点での平均面圧は球の半径の−2/3乗に比例する。   The rolling element that is a steel ball and the race that is a flat plate are in point contact, and microscopically, elastic deformation occurs at the contact point. And the area is proportional to the 1/3 power of the radius of a rolling element. In addition, the average surface pressure at this contact point is proportional to the -2/3 power of the radius of the sphere.

滑りが生じないためには、接触点での面圧を一定値以上とする必要があり、球の半径を小さくするほど接触面圧は大きくなることから、同じアキシアル荷重の場合は転動体の径が小さいほど滑りが生じにくくなる。   In order to prevent slipping, the contact pressure at the contact point must be a certain value or more, and the contact surface pressure increases as the radius of the sphere decreases, so for the same axial load, the diameter of the rolling element The smaller the is, the less likely it is to slip.

したがって、下側スラストベアリング170の転動体174の直径を上側スラストベアリング148の転動体156より小さくすることで、アキシアル荷重が小さくても、転動体174の転動する際の滑りを生じにくくすることができ、転がり状態が維持できるので、摩耗や剥離等の発生を防止することができる。   Therefore, by making the diameter of the rolling element 174 of the lower thrust bearing 170 smaller than that of the rolling element 156 of the upper thrust bearing 148, even when the axial load is small, the rolling element 174 is less likely to slip when rolling. Since the rolling state can be maintained, it is possible to prevent wear and peeling.

しかも、転動体174の直径を小さくすることで、下側スラストベアリング170を、上下方向の高さ寸法、および径方向の幅寸法を小さくすることができ、下側スラストベアリング170を小型化できる。そのため、回転子116内に、主軸受126の下端を収納するために設けた凹部であるカウンターボア116aの内径dmや深さhmを小さくすることができ、電動要素110の効率低下を防止することができる。   In addition, by reducing the diameter of the rolling element 174, the lower thrust bearing 170 can be reduced in height in the vertical direction and width in the radial direction, and the lower thrust bearing 170 can be reduced in size. Therefore, the inner diameter dm and the depth hm of the counterbore 116a, which is a recess provided in the rotor 116 for accommodating the lower end of the main bearing 126, can be reduced, and the efficiency of the electric element 110 can be prevented from being lowered. Can do.

また本実施の形態1では、上側スラストベアリング148の転動体156が12個に対して、下側スラストベアリング170の転動体174を6個と少なくすることで、転動体
174一個当りの接触荷重を増やし、転動時の滑りを防止するようにしている。したがって、下側スラストベアリング170の信頼性を向上することができる。
In Embodiment 1, the contact load per rolling element 174 is reduced by reducing the number of rolling elements 174 of the lower thrust bearing 170 to six compared to twelve rolling elements 156 of the upper thrust bearing 148. Increased to prevent slipping during rolling. Therefore, the reliability of the lower thrust bearing 170 can be improved.

しかも、回転子116は、シャフト118へ焼嵌めで固定されるので、焼嵌めの際には高温になり、回転子116の近傍に配置されている下側スラストベアリング170も温度が上昇する。ところが、下側スラストベアリング170のホルダー部176は、転動体174を収納するための穴部の数が少なく、剛性が高いので、熱によるホルダー部176自身の変形を軽減することができる。その結果、ホルダー部176の変形に伴い、ホルダー部176が他部品と接触するなどして生じる欠け・割れなどの発生を防止することができる。   Moreover, since the rotor 116 is fixed to the shaft 118 by shrink fitting, the temperature becomes high during shrink fitting, and the temperature of the lower thrust bearing 170 disposed in the vicinity of the rotor 116 also rises. However, since the holder portion 176 of the lower thrust bearing 170 has a small number of holes for accommodating the rolling elements 174 and has high rigidity, deformation of the holder portion 176 itself due to heat can be reduced. As a result, with the deformation of the holder portion 176, it is possible to prevent the occurrence of chipping and cracking caused by the holder portion 176 coming into contact with other components.

また、下側スラストベアリング170の転動体174の軌道径dlを、上側スラストベアリング148の転動体156の軌道径duより小さくすることで、転動体の転がり速度を小さくして滑りの発生を防止することができ、下側スラストベアリング170の信頼性を向上することができるとともに、下側スラストベアリング170を径方向に小型化できるため、回転子116内に設けたカウンターボア116aの内径dmを小さくできるので、電動要素110の効率低下を防止することができる。   Further, by making the raceway diameter dl of the rolling element 174 of the lower thrust bearing 170 smaller than the raceway diameter du of the rolling element 156 of the upper thrust bearing 148, the rolling speed of the rolling element is reduced to prevent the occurrence of slipping. Thus, the reliability of the lower thrust bearing 170 can be improved, and the lower thrust bearing 170 can be reduced in the radial direction, so that the inner diameter dm of the counter bore 116a provided in the rotor 116 can be reduced. Therefore, a reduction in efficiency of the electric element 110 can be prevented.

また、上側スラストベアリング148を、軸受延長部153の外側に配置することで、主軸受126の長さが短くなることはなく、ピストン130等の圧縮機構の近くでシャフト118に作用する荷重を支持できるので、主軸受126が支持する荷重を軽減し、摺動損失を低減することができる。   In addition, by arranging the upper thrust bearing 148 outside the bearing extension 153, the length of the main bearing 126 is not shortened, and the load acting on the shaft 118 near the compression mechanism such as the piston 130 is supported. Therefore, the load supported by the main bearing 126 can be reduced, and the sliding loss can be reduced.

なお、本発明の実施の形態1においては、弾性部材162を、上側スラストベアリング148の下側と主軸受126に形成されたスラスト面152の間に設けたが、フランジ部121と上側スラストベアリング148の間、あるいは、主軸受126の下端先端と下側スラストベアリング170の間、さらには、下側スラストベアリング170と回転子116に設けたカウンターボア116aの水平面部(下レース178が載置されている面)の間のいずれかに設けても同じ効果が得られる。   In the first embodiment of the present invention, the elastic member 162 is provided between the lower side of the upper thrust bearing 148 and the thrust surface 152 formed on the main bearing 126. However, the flange 121 and the upper thrust bearing 148 are provided. Or between the lower end tip of the main bearing 126 and the lower thrust bearing 170, and further, the horizontal surface portion of the counter bore 116a provided on the lower thrust bearing 170 and the rotor 116 (the lower race 178 is placed). The same effect can be obtained even if it is provided anywhere between the two surfaces.

また、弾性部材162を、上側スラストベアリング148と下側スラストベアリング170のそれぞれに隣接して複数個配置してもよい。この場合、既に説明したアキシアル荷重を付加する効果に加え、シャフト118がわずかに傾斜した場合でも、上下のスラストベアリング148、170の各転動体156、174に均等に荷重を付与することができる、所謂調心の効果を得ることができ、転動体156、174や上下のレース154、160、172、178の損傷の発生を防止することができる。   Further, a plurality of elastic members 162 may be disposed adjacent to the upper thrust bearing 148 and the lower thrust bearing 170, respectively. In this case, in addition to the effect of adding the axial load described above, even when the shaft 118 is slightly inclined, the load can be evenly applied to the rolling elements 156 and 174 of the upper and lower thrust bearings 148 and 170. A so-called alignment effect can be obtained, and damage to the rolling elements 156, 174 and the upper and lower races 154, 160, 172, 178 can be prevented.

また、弾性部材162を上側スラストベアリング148に隣接して設けた上で、傾きを吸収する部材を下側スラストベアリング170に隣接して設けてもよい。その傾きを吸収する部材の具体例としては、図7に示すように、上下面に各2箇所の凸部201、202が形成され、直交する2軸X、Yの方向に転動が可能な調心ワッシャー200などが使用できる。この場合も、シャフト118がわずかに傾斜した場合でも、上下のスラストベアリング148、170の各転動体156、174へ均等にアキシアル荷重を付与することができ、損傷の発生を防止することができる。   In addition, the elastic member 162 may be provided adjacent to the upper thrust bearing 148 and a member that absorbs inclination may be provided adjacent to the lower thrust bearing 170. As a specific example of the member that absorbs the inclination, as shown in FIG. 7, two convex portions 201 and 202 are formed on the upper and lower surfaces, respectively, and can roll in the directions of two orthogonal axes X and Y. A centering washer 200 or the like can be used. Also in this case, even when the shaft 118 is slightly inclined, the axial load can be equally applied to the rolling elements 156 and 174 of the upper and lower thrust bearings 148 and 170, and the occurrence of damage can be prevented.

また、本発明の実施の形態1では転がり軸受の転動体として鋼球を使用したが、代わりに略円筒形状のコロを用いても同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment of the present invention, the steel ball is used as the rolling element of the rolling bearing, but the same effect can be obtained by using a substantially cylindrical roller instead.

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、スラストベアリングを用いて、長期に
亘り性能と信頼性の低下を抑制できるので、家庭用電気冷凍冷蔵庫に限らず、エアーコンディショナー、自動販売機やその他の冷凍装置等に広く適用できる。
As described above, since the hermetic compressor according to the present invention can suppress deterioration in performance and reliability over a long period using a thrust bearing, it is not limited to an electric refrigerator-freezer for home use, an air conditioner, and a vending machine. And widely applicable to other refrigeration apparatuses.

102 密閉容器
104 潤滑油
110 電動要素
112 圧縮要素
114 固定子
116 回転子
118 シャフト
120 主軸部
121 フランジ部
122 偏心軸部
124 シリンダブロック
126 主軸受
130 ピストン
134 シリンダ
136 連結手段
148 上側スラストベアリング
152 スラスト面
153 軸受延長部
156 転動体
162 弾性部材
170 下側スラストベアリング
174 転動体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Sealing container 104 Lubricating oil 110 Electric element 112 Compression element 114 Stator 116 Rotor 118 Shaft 120 Main shaft part 121 Flange part 122 Eccentric shaft part 124 Cylinder block 126 Main bearing 130 Piston 134 Cylinder 136 Connecting means 148 Upper thrust bearing 152 Thrust surface 153 Bearing extension 156 Rolling element 162 Elastic member 170 Lower thrust bearing 174 Rolling element

Claims (6)

潤滑油を貯留した密閉容器内に、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素の上方に配置された圧縮要素を収容し、さらに、前記圧縮要素を、前記回転子が固定された主軸部とフランジ部を介して形成された偏心軸部を有するシャフトと、シリンダを備えたシリンダブロックと、前記シリンダの内部に往復動可能に挿設されたピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部を連結する連結手段と、前記シリンダブロックに形成され、かつ前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受の上部に設けられたスラスト面を備えた構成とし、さらに、前記スラスト面と前記フランジ部の間に配設され、かつ転動体が上レースと下レースで挟持された転がり軸受で構成される上側スラストベアリングと、前記主軸受の下端と前記回転子の間に配設され、かつ転動体が上レースと下レースで挟持された転がり軸受で構成される下側スラストベアリングと、上下方向にバネ性を有し、かつ前記主軸部が貫通する円環状の弾性部材を設け、前記弾性部材を、前記フランジ部と前記上側スラストベアリングの間、および/または前記上側スラストベアリングと前記スラスト面の間、および/または前記主軸受の下端と前記下側スラストベアリングの間、および/または前記下側スラストベアリングと前記回転子の間の少なくとも一箇所に配置した密閉型圧縮機。 An electric element having a stator and a rotor and a compression element disposed above the electric element are accommodated in a sealed container storing lubricating oil, and the rotor is fixed to the compression element. A shaft having an eccentric shaft portion formed through the main shaft portion and the flange portion, a cylinder block having a cylinder, a piston inserted in the cylinder so as to be able to reciprocate, the piston and the eccentric shaft A connecting means for connecting portions, a main bearing formed on the cylinder block and supporting the main shaft portion of the shaft, and a thrust surface provided on an upper portion of the main bearing, An upper thrust bearing comprising a rolling bearing disposed between a thrust surface and the flange portion, and a rolling element sandwiched between an upper race and a lower race; and a lower end of the main bearing and the rotation A lower thrust bearing composed of a rolling bearing in which a rolling element is sandwiched between an upper race and a lower race, and an annular shape having springiness in the vertical direction and through which the main shaft portion passes. The elastic member is provided between the flange portion and the upper thrust bearing and / or between the upper thrust bearing and the thrust surface and / or the lower end of the main bearing and the lower thrust bearing. And / or at least one location between the lower thrust bearing and the rotor. 前記電動要素を、商用周波数以上の周波数を含む複数の周波数で駆動するようにした請求項1に記載の密閉型圧縮機。 The hermetic compressor according to claim 1, wherein the electric element is driven at a plurality of frequencies including a frequency equal to or higher than a commercial frequency. 前記電動要素の回転子に、前記主軸部を中心とする所定の径の凹部で形成され、かつ前記主軸受の下部を収納するカウンターボアを設け、さらに、前記下側スラストベアリングの転動体の径を、前記上側スラストベアリングの転動体の径より小さくした請求項1または2に記載の密閉型圧縮機。 The rotor of the electric element is provided with a counter bore that is formed of a concave portion having a predetermined diameter centered on the main shaft portion and accommodates the lower portion of the main bearing, and further, the diameter of the rolling element of the lower thrust bearing The hermetic compressor according to claim 1, wherein is smaller than a diameter of a rolling element of the upper thrust bearing. 前記下側スラストベアリングの転動体の個数を、前記上側スラストベアリングの転動体の個数より少なくした請求項1から3のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。 The hermetic compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of rolling elements of the lower thrust bearing is smaller than the number of rolling elements of the upper thrust bearing. 前記下側スラストベアリングの転動体の軌道径を、前記上側スラストベアリングの転動体の軌道径より小さくした請求項1から4のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。 The hermetic compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein a raceway diameter of the rolling element of the lower thrust bearing is smaller than a raceway diameter of the rolling element of the upper thrust bearing. 前記上側スラストベアリングを、前記主軸受の上部に設けた軸受延長部の外径側に配置した請求項1から5のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。 The hermetic compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein the upper thrust bearing is disposed on an outer diameter side of a bearing extension provided at an upper portion of the main bearing.
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