JP2012087712A - 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装置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 apparatus such as a refrigerator-freezer.
従来の密閉型圧縮機には、運転時の騒音を低減するために、ピストンから冷媒ガスの一部を流出させるロックピンを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Some conventional hermetic compressors include a lock pin that allows a part of refrigerant gas to flow out from a piston in order to reduce noise during operation (see, for example, 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、上記特許文献1に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。図9は、同従来の密閉型圧縮機の横断面図である。図10は、同従来の密閉型圧縮機の要部拡大断面図である。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a conventional hermetic compressor described in Patent Document 1. FIG. 9 is a cross-sectional view of the conventional hermetic compressor. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the conventional hermetic compressor.
図8乃至図10において、密閉容器101は、冷却システム(図示せず)に連結される吐出管102と吸入管103を備えており、底部104に潤滑油105を貯溜すると共に固定子106と回転子107とからなる電動要素108、およびこれによって駆動される圧縮要素109を収容している。 8 to 10, the sealed container 101 includes a discharge pipe 102 and a suction pipe 103 connected to a cooling system (not shown), stores lubricating oil 105 in the bottom 104, and rotates with the stator 106. An electric element 108 composed of a child 107 and a compression element 109 driven thereby are accommodated.
圧縮要素109は、複数のコイルバネ111により密閉容器101内に弾性的に支持されており、圧縮室112を備えたシリンダ113と、圧縮室112の内部に往復自在に挿入されたピストン114と、主軸部115および偏心軸部116を有するシャフト118と、偏心軸部116側を軸支する軸受部117と、偏心軸部116とピストン114を連結するコンロッド120と、ピストン114とコンロッド120を連結するピストンピン121とを備え、主軸部115には回転子107が、シリンダ113には固定子106がそれぞれ固定されている。 The compression element 109 is elastically supported in the sealed container 101 by a plurality of coil springs 111, a cylinder 113 having a compression chamber 112, a piston 114 reciprocally inserted into the compression chamber 112, and a main shaft. Shaft 118 having a portion 115 and an eccentric shaft portion 116, a bearing portion 117 that supports the eccentric shaft portion 116 side, a connecting rod 120 that connects the eccentric shaft portion 116 and the piston 114, and a piston that connects the piston 114 and the connecting rod 120. The rotor 121 is fixed to the main shaft portion 115, and the stator 106 is fixed to the cylinder 113.
ピストン114は、図10に示すように、反圧縮室112側にピストンピン孔125を形成するとともに、ピストンピン孔125を貫通するピン孔126が設けられている。 As shown in FIG. 10, the piston 114 has a piston pin hole 125 on the side of the anti-compression chamber 112 and a pin hole 126 that penetrates the piston pin hole 125.
コンロッド20は、偏心軸部116と遊嵌された大端部130と、ピストン114のピストンピン孔125と略一致する小端部131を備えている。 The connecting rod 20 includes a large end portion 130 loosely fitted to the eccentric shaft portion 116 and a small end portion 131 that substantially coincides with the piston pin hole 125 of the piston 114.
略円筒形のピストンピン121は、空洞部132とロックピン孔133を備え、ピストン114のピストンピン孔125およびコンロッド120の小端部131に嵌合圧入され、ロックピン134により、ピストン114のピン孔126とピストンピン121のロックピン孔133が連結され、コンロッド120とピストン114が揺動可能に連結されている。 The substantially cylindrical piston pin 121 includes a hollow portion 132 and a lock pin hole 133, and is fitted and press-fitted into the piston pin hole 125 of the piston 114 and the small end portion 131 of the connecting rod 120. The hole 126 and the lock pin hole 133 of the piston pin 121 are connected, and the connecting rod 120 and the piston 114 are connected so as to be swingable.
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108に通電されると回転子107が回転し、これに伴ってシャフト118も回転駆動される。このとき、偏心軸部116の偏心回転運動がコンロッド120を介してピストン114に伝わることで、ピストン114は圧縮室112内を往復運動する。 When the electric element 108 is energized, the rotor 107 rotates, and the shaft 118 is also rotationally driven accordingly. At this time, the eccentric rotational motion of the eccentric shaft portion 116 is transmitted to the piston 114 via the connecting rod 120, so that the piston 114 reciprocates in the compression chamber 112.
ピストン114の往復運動に伴って密閉容器101内の冷媒は、吸入マフラー137から圧縮室112内へ吸入されるとともに、低圧の冷媒が冷却システム(図示しない)から
吸入管103を通って密閉容器101内に流入する。
As the piston 114 reciprocates, the refrigerant in the sealed container 101 is sucked into the compression chamber 112 from the suction muffler 137, and low-pressure refrigerant passes through the suction pipe 103 from the cooling system (not shown). Flows in.
圧縮室112内へ吸入された冷媒は、ピストン114の動きにより圧縮され、圧縮された冷媒ガスは冷却システムに流入する。 The refrigerant sucked into the compression chamber 112 is compressed by the movement of the piston 114, and the compressed refrigerant gas flows into the cooling system.
このとき、圧縮途中にある冷媒ガスの一部がピストン114とシリンダ113のクリアランスからリークし、その冷媒ガスが、ピストンピン121の空洞部132に入り、ロックピン134から低圧の密閉容器1内に漏出していた。 At this time, a part of the refrigerant gas in the middle of compression leaks from the clearance between the piston 114 and the cylinder 113, and the refrigerant gas enters the cavity 132 of the piston pin 121 and enters the low-pressure sealed container 1 from the lock pin 134. It was leaking.
しかしながら、上記従来の構成は、圧縮工程の中期以降、ピストン114とシリンダ113のクリアランスからリークした冷媒ガスが、ピストンピン121の空洞部132に流入し、その流入した冷媒ガスがロックピン34から流出する構成であるが、ピストンピン121の空洞部132に流入した冷媒ガスに対し、ロックピン134周囲に形成される通過断面積が十分でないため、冷媒ガスを排出する際に圧損抵抗が生じ、冷媒ガスが流出し難い構成であった。 However, in the conventional configuration, the refrigerant gas leaked from the clearance between the piston 114 and the cylinder 113 flows into the cavity 132 of the piston pin 121 after the middle stage of the compression process, and the refrigerant gas that flows in flows out of the lock pin 34. However, since the passage cross-sectional area formed around the lock pin 134 is not sufficient for the refrigerant gas flowing into the cavity 132 of the piston pin 121, pressure loss resistance is generated when the refrigerant gas is discharged, and the refrigerant The gas was difficult to flow out.
したがって、従来の構成は、ピストンピン121の空洞部132に残った冷媒ガスが、ピストンピン121の空洞部132と低圧の密閉容器101内とが連通したときに、密閉容器101内へ一気に噴出し、その結果、一気に流出する冷媒ガスが加振源となり、密閉容器101を共振させて騒音を増大させることがあった。 Therefore, in the conventional configuration, the refrigerant gas remaining in the cavity 132 of the piston pin 121 is blown into the sealed container 101 at a stroke when the cavity 132 of the piston pin 121 communicates with the low-pressure sealed container 101. As a result, the refrigerant gas that flows out at once becomes an excitation source, which may cause the closed container 101 to resonate and increase noise.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ピストンピンの空洞部内での冷媒ガスの封じ込みを抑制し、急激な冷媒ガスの噴出を抑制して、低振動化および低騒音化をはかることを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and suppresses the containment of the refrigerant gas in the cavity of the piston pin, suppresses a sudden jet of the refrigerant gas, and reduces vibration and noise. For the purpose.
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、シャフトに設けた偏心軸部と、ピストンに設けられ、かつ空洞部を有するピストンピンを、コンロッドを介して連結する構成において、前記ピストンと前記ピストンピンに、前記ピストンピンの空洞部と密閉容器内を常時連通する連通手段を設けたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a hermetic compressor according to the present invention has a configuration in which an eccentric shaft portion provided on a shaft and a piston pin provided on a piston and having a hollow portion are connected via a connecting rod. The piston and the piston pin are provided with communication means for always communicating the cavity of the piston pin and the inside of the sealed container.
これにより、圧縮室からリークした冷媒ガスが、ピストンピンの空洞部に流入しても、速やかに前記連通手段から密閉容器内に流出することができる。 Thereby, even if the refrigerant gas leaked from the compression chamber flows into the cavity of the piston pin, it can quickly flow out from the communicating means into the sealed container.
したがって、圧縮要素の動作に伴い、ピストンピンの空洞部に封じ込められた冷媒ガスが一気に噴射することがないため、冷媒ガスの噴射流出に伴う加振、および騒音を低減することができる。 Therefore, with the operation of the compression element, the refrigerant gas confined in the cavity of the piston pin is not injected all at once, so that the vibration and noise associated with the injection and discharge of the refrigerant gas can be reduced.
本発明の密閉型圧縮機は、圧縮室からピストンピンの空洞部内にリークした冷媒ガスをピストンピンの空洞部内に封じ込めないため、圧縮要素の動作に伴い、ピストンピンの空洞部に流入した冷媒ガスが一気に噴射されることがなく、冷媒ガスの噴射流出に伴う加振と騒音を低減し、低振動かつ低騒音の密閉型圧縮とすることができる。 In the hermetic compressor of the present invention, the refrigerant gas leaked from the compression chamber into the cavity of the piston pin cannot be contained in the cavity of the piston pin, so that the refrigerant gas that has flowed into the cavity of the piston pin along with the operation of the compression element Are not injected all at once, and vibration and noise associated with the injection and discharge of the refrigerant gas can be reduced, and a hermetic compression with low vibration and low noise can be achieved.
請求項1に記載の発明は、密閉容器内に、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設け、前記圧縮要素を、少なくとも主軸部および偏心軸部を有し、かつ前記電動要素によって駆動されるシャフトと、圧縮室を形成するシリンダと、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、一端が前記偏心軸部に連結され、他端が前記ピストンに連結されたコンロッドを具備する構成とし、さらに、前記ピストンに、該ピストンの直径方向に貫通したピストンピン孔と、前記ピストンピン孔に挿入され、かつ空洞部を有する円筒状のピストンピンを設け、前記ピストンと前記コンロッドの連結構成を、前記コンロッドの他端に設けた環状の小端部を前記ピストンピンが貫通する構成とし、さらに、前記ピストンピンと前記ピストンに、前記ピストンピンの空洞部を前記密閉容器内へ連通する連通手段を設けたものである。 According to the first aspect of the present invention, an electric element and a compression element driven by the electric element are provided in a sealed container, and the compression element has at least a main shaft portion and an eccentric shaft portion, and the electric element A shaft that is driven by the cylinder, a cylinder that forms a compression chamber, a piston that reciprocates in the compression chamber, and a connecting rod that has one end connected to the eccentric shaft portion and the other end connected to the piston. Furthermore, the piston is provided with a piston pin hole penetrating in the diametrical direction of the piston, and a cylindrical piston pin inserted into the piston pin hole and having a hollow portion, and the piston and the connecting rod are connected. The piston pin passes through an annular small end provided at the other end of the connecting rod, and the piston pin and the piston The cavity of Sutonpin is provided with a communicating means for communicating to said closed vessel.
かかる構成とすることにより、前記圧縮室からリークし、ピストンピンの空洞部に流入した冷媒ガスを、前記連通手段を介して密閉容器内へ排出することができる。その結果、圧縮要素の動作に伴い、ピストンピンの空洞部に封じ込められた冷媒ガスが一気に噴射することがなく、冷媒ガスの噴射流出に伴う加振、および騒音を低減することができる。 With this configuration, the refrigerant gas leaking from the compression chamber and flowing into the cavity of the piston pin can be discharged into the sealed container through the communication means. As a result, with the operation of the compression element, the refrigerant gas confined in the cavity of the piston pin is not injected at a stretch, and the vibration and noise associated with the injection and discharge of the refrigerant gas can be reduced.
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、前記連通手段を、前記ピストンピンの周壁から前記空洞部に貫通した第一貫通孔と、前記ピストンの反圧縮室側壁面から前記ピストンピン孔に貫通して設けられ、かつ前記ピストンピンの装着時において前記第一貫通孔と連通する第二貫通孔より構成したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the communication means includes a first through hole penetrating from the peripheral wall of the piston pin to the cavity portion, and a side wall surface of the anti-compression chamber of the piston. The second through hole is provided through the piston pin hole and communicates with the first through hole when the piston pin is mounted.
かかる構成とすることにより、前記ピストンピンの空洞部に流入した冷媒ガスを、第一貫通孔および第二貫通孔より反圧縮室側へ排出するため、常に排出が可能な状態にあり、前記空洞部に流入した冷媒ガスを強制することなく排出することができる。その結果、前記空洞部内から排出される冷媒ガスは、必要以上に圧縮されたり噴射流出されたりすることがなく、加振、騒音の発生を抑制することができる。また、連通手段としての孔加工も容易となり、生産性を高めることができる。 By adopting such a configuration, the refrigerant gas that has flowed into the cavity of the piston pin is discharged from the first through hole and the second through hole toward the anti-compression chamber. The refrigerant gas flowing into the section can be discharged without forcing. As a result, the refrigerant gas discharged from the hollow portion is not compressed more than necessary or jetted out and can suppress the generation of vibration and noise. Moreover, the hole processing as a communication means becomes easy and productivity can be improved.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記ピストンとピストンピンに、前記第一貫通孔および第二貫通孔と同じ方向で、かつ同軸状態で延びるピン孔をそれぞれ設け、前記ピン孔に、ロックピンを嵌合したものである。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the piston and the piston pin are each provided with a pin hole extending in the same direction and coaxially with the first through hole and the second through hole. A lock pin is fitted into the pin hole.
かかる構成とすることにより、前記ピストンに設けたピストンピン孔内でピストンピンが回転することを防止することができる。その結果、前記第一貫通孔と第二貫通孔の連通状態を維持し、前記ピストンピンの空洞部を常時前記密閉容器内へ連通する通路が維持できる。したがって、加振および騒音の発生の抑制動作を安定させることができる。 With this configuration, it is possible to prevent the piston pin from rotating in the piston pin hole provided in the piston. As a result, the communication state of the first through hole and the second through hole can be maintained, and a passage that always communicates the cavity of the piston pin into the sealed container can be maintained. Therefore, it is possible to stabilize the vibration and noise suppression operation.
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、前記ピストンに設けた第二貫通孔の径、もしくは形状を、前記ピストンに設けたピン孔の径と異なる寸法、もしくは異なる形状としたものである。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the diameter or shape of the second through hole provided in the piston is different from or different from the diameter of the pin hole provided in the piston. It is what.
かかる構成とすることにより、前記ピストンの回転の向きを確認することができる。その結果、ピストンの圧縮室への挿入に際し、ピストンに方向性(定位置角度)が求められる場合、前記第二貫通孔もしくはピン孔を前記ピストンの方向確認手段(目印)とすることができ、誤った組立てを防止し、組立て作業性を向上することができる。 With this configuration, the direction of rotation of the piston can be confirmed. As a result, when inserting the piston into the compression chamber, when the directionality (fixed position angle) is required for the piston, the second through hole or the pin hole can be used as the direction confirmation means (marker) of the piston, Incorrect assembly can be prevented and the assembly workability can be improved.
請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の発明において、前記ピストンピンに設けた第一貫通孔およびピン孔を、前記ピストンピンの中心を軸にして対称となる位置に形成し、さらに、第一貫通孔とピン孔を同径としたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect of the present invention, the first through hole and the pin hole provided in the piston pin are formed at positions symmetrical with respect to the center of the piston pin. In addition, the first through hole and the pin hole have the same diameter.
かかる構成とすることにより、ロックピンの第一貫通孔への挿入が可能となり、その結果、前記ピストンピンのピストンピン孔への挿入に方向性がなく、組立て作業性を向上することができる。 With this configuration, the lock pin can be inserted into the first through hole, and as a result, there is no directionality in the insertion of the piston pin into the piston pin hole, and the assembly workability can be improved.
請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記連通手段を、前記ピストンに設けたピストンピン孔と、前記ピストンの外周縁に設けられ、かつ前記ピストンピン孔に亘って延びた切欠き部より構成したものである。 The invention according to claim 6 is the invention according to claim 1, wherein the communication means is provided in a piston pin hole provided in the piston and an outer peripheral edge of the piston, and extends over the piston pin hole. It is comprised from the extended notch part.
かかる構成とすることにより、ピストンピンの空洞部へ流入する冷媒ガスは、前記ピストンに設けたピストンピン孔からピストンの外周縁に設けられた切欠き部を介して密閉容器内へ排出することができる。その結果、圧縮要素の動作に伴い、ピストンピンの空洞部に封じ込められた冷媒ガスが一気に噴射することがないため、冷媒ガスの噴射流出に伴う加振、および騒音を低減することができる。また、ピストンピン孔を利用して連通手段を構成しているため、連通手段を形成するための加工工数を削減することができ、生産性を高めることができる。 With this configuration, the refrigerant gas flowing into the cavity of the piston pin can be discharged into the sealed container from the piston pin hole provided in the piston through the notch provided in the outer peripheral edge of the piston. it can. As a result, with the operation of the compression element, the refrigerant gas confined in the cavity of the piston pin does not inject at a stroke, so that the vibration and noise associated with the injection / outflow of the refrigerant gas can be reduced. Further, since the communication means is configured using the piston pin hole, the number of processing steps for forming the communication means can be reduced, and productivity can be 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1における密閉型圧縮機の横断面図、図3は同実施の形態1における密閉型圧縮機の圧縮要素部の拡大断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a transverse sectional view of the hermetic compressor according to the first embodiment, and FIG. 3 is a hermetic type according to the first embodiment. It is an expanded sectional view of the compression element part of a compressor.
図1、図2、図3において、密閉容器1は、冷却システム(図示せず)と連結される吐出管3と吸入管4を備え、また、内部には、底部に潤滑油7を貯溜し、さらに、固定子9と回転子11とからなる電動要素13と、この電動要素13によって駆動される圧縮要素15と、圧縮要素15へ吸入される前の冷媒が通過する吸入マフラー55を収容している。 1, 2, and 3, the sealed container 1 includes a discharge pipe 3 and a suction pipe 4 that are connected to a cooling system (not shown), and a lubricating oil 7 is stored in the bottom inside. Furthermore, an electric element 13 composed of the stator 9 and the rotor 11, a compression element 15 driven by the electric element 13, and a suction muffler 55 through which the refrigerant before being sucked into the compression element 15 pass are accommodated. ing.
圧縮要素15は、複数のコイルバネ17により密閉容器1内に弾性的に支持されており、吐出ポート15aが形成されたバルブプレート15bおよびシリンダヘッド15cとともに圧縮室19を形成するシリンダ21と、圧縮室19の内部に往復自在に挿入されたピストン23と、主軸部25および偏心軸部27を備えたシャフト31と、シャフト31の偏心軸部27側を軸支する軸受部29と、偏心軸部27とピストン23を連結するコンロッド33と、ピストン23とコンロッド33を連結するピストンピン35を備えた構成となっている。 The compression element 15 is elastically supported in the hermetic container 1 by a plurality of coil springs 17, and includes a cylinder 21 that forms a compression chamber 19 together with a valve plate 15b in which a discharge port 15a is formed and a cylinder head 15c, and a compression chamber. 19, a reciprocatingly inserted piston 23, a shaft 31 including a main shaft portion 25 and an eccentric shaft portion 27, a bearing portion 29 that supports the eccentric shaft portion 27 side of the shaft 31, and an eccentric shaft portion 27. And a connecting rod 33 for connecting the piston 23 and a piston pin 35 for connecting the piston 23 and the connecting rod 33.
また、主軸部25には回転子11が、シリンダ21には固定子9がそれぞれ固定されている。 Further, the rotor 11 is fixed to the main shaft portion 25, and the stator 9 is fixed to the cylinder 21.
ピストン23には、図3に示すように、その圧縮室19の反対側において、直径方向に貫通したピストンピン孔37が形成され、さらに、コンロッド33が挿入される連結穴35aを挟んで軸心が対称となる位置に、円形の第二貫通孔39aと円形の第二ピン孔39bが設けられている。この第二貫通孔39aと第二ピン孔39bは、同径とすることも可能であるが、本実施の形態1においては、第二貫通孔39aの径が第二ピン孔39bの径よりも大きく設定されている。 As shown in FIG. 3, the piston 23 is formed with a piston pin hole 37 penetrating in the diametrical direction on the opposite side of the compression chamber 19, and is further axially sandwiched by a connecting hole 35a into which the connecting rod 33 is inserted. A circular second through hole 39a and a circular second pin hole 39b are provided at positions where are symmetrical. The second through hole 39a and the second pin hole 39b can have the same diameter. However, in the first embodiment, the diameter of the second through hole 39a is larger than the diameter of the second pin hole 39b. It is set large.
また、ピストン23の圧縮室側先端面には、ピストン23が上死点近傍にあるときに、吐出ポート15a内へ没入する突起43が設けられている。この突起43および吐出ポート15aは、断面円形のピストン23の軸心から偏って位置している。 Further, a protrusion 43 is provided on the front end surface of the piston 23 on the compression chamber side so as to be immersed into the discharge port 15a when the piston 23 is in the vicinity of the top dead center. The protrusion 43 and the discharge port 15a are located offset from the axis of the piston 23 having a circular cross section.
さらに、ピストン23の外周には、ピストンピン孔37の近傍に、該ピストンピン孔37と連通する段差部41が形成されている。 Further, on the outer periphery of the piston 23, a step portion 41 communicating with the piston pin hole 37 is formed in the vicinity of the piston pin hole 37.
また、ピストンピン35は、両端を開口した空洞部49を設けることによって円筒状に形成され、さらに、ピストン23への定位置への組み込み状態において、第二貫通孔39aおよび第二ピン孔39bと対向する円形の第一貫通孔51aおよび円形の第一ピン孔51bが設けられている。ここで、第一ピン孔51bと第二ピン孔39bは、略同径に形成されている。 Further, the piston pin 35 is formed in a cylindrical shape by providing a hollow portion 49 that is open at both ends. Further, in a state where the piston pin 35 is assembled into a fixed position in the piston 23, the second through hole 39a and the second pin hole 39b Opposing circular first through holes 51a and circular first pin holes 51b are provided. Here, the first pin hole 51b and the second pin hole 39b are formed to have substantially the same diameter.
コンロッド33は、偏心軸部27に遊嵌された大端部45と、ピストン23の連結穴35a内においてピストンピン35と遊嵌する小端部47を備えている。 The connecting rod 33 includes a large end 45 that is loosely fitted to the eccentric shaft portion 27, and a small end 47 that loosely fits to the piston pin 35 in the connection hole 35 a of the piston 23.
略円筒形のピストンピン35は、ピストン23に形成されたピストンピン孔37に挿入され、コンロッド33の小端部47を貫通している。そして、その状態において、棒状のロックピン53を、第一ピン孔51bと第二ピン孔39bに圧入嵌合することにより、ピストン23とピストンピン35とコンロッド33の連結と抜け止めが行われる。ロックピン53には、軸方向に延びる微小幅の凹溝53aが設けられ、ピストンピン35の空洞部49と密閉容器1内を連通している。このロックピン53は、棒状に限るものではなく、周知の構成からなる適宜形状のスプリングピンであってもよい。 The substantially cylindrical piston pin 35 is inserted into a piston pin hole 37 formed in the piston 23 and passes through the small end portion 47 of the connecting rod 33. In this state, the rod-like lock pin 53 is press-fitted into the first pin hole 51b and the second pin hole 39b, whereby the piston 23, the piston pin 35, and the connecting rod 33 are connected and disconnected. The lock pin 53 is provided with a minute groove 53a extending in the axial direction, and communicates with the cavity 49 of the piston pin 35 and the inside of the sealed container 1. The lock pin 53 is not limited to a rod shape, and may be a spring pin of an appropriate shape having a known configuration.
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。ここで、本実施の形態1において、密閉型圧縮機に使用される冷媒は、温暖化係数の低い自然冷媒であり、その一例として炭化水素系冷媒のR600aを使用している。 The operation and action of the hermetic compressor configured as described above will be described below. Here, in the first embodiment, the refrigerant used in the hermetic compressor is a natural refrigerant having a low global warming coefficient. As an example, R600a which is a hydrocarbon refrigerant is used.
電動要素13に通電されると回転子11が回転し、シャフト31が回転駆動される。このとき、コンロッド33が偏心軸部27の偏心回転運動を往復運動に変換することにより、ピストン23は圧縮室19内を往復運動する。 When the electric element 13 is energized, the rotor 11 rotates and the shaft 31 is driven to rotate. At this time, the connecting rod 33 converts the eccentric rotational motion of the eccentric shaft portion 27 into a reciprocating motion, whereby the piston 23 reciprocates in the compression chamber 19.
ピストン23の往復運動に伴って密閉容器1内の冷媒は、吸入マフラー55から圧縮室19内へ吸入され、また、冷却システムからの冷媒が吸入管4を通って密閉容器1内に流入する。 As the piston 23 reciprocates, the refrigerant in the sealed container 1 is sucked into the compression chamber 19 from the suction muffler 55, and the refrigerant from the cooling system flows into the sealed container 1 through the suction pipe 4.
圧縮室19内へ吸入された冷媒は、ピストン23の動きによって圧縮され、吐出ポート15aから吐出された後、吐出管3から冷却システムへ吐出される。 The refrigerant sucked into the compression chamber 19 is compressed by the movement of the piston 23, discharged from the discharge port 15a, and then discharged from the discharge pipe 3 to the cooling system.
ここで、ピストン23の圧縮動作に伴い、ピストン23に設けた突起43は、ピストン23が上死点近傍に到達した時に吐出ポート15a内へ没入し、吐出ポート15aの内容積を小さくして該吐出ポート15a内に残留する冷媒ガスを少なくし、密閉型圧縮機の効率を高めるように作用する。 Here, along with the compression operation of the piston 23, the protrusion 43 provided on the piston 23 immerses into the discharge port 15a when the piston 23 reaches the vicinity of the top dead center, and reduces the internal volume of the discharge port 15a. It acts to reduce the refrigerant gas remaining in the discharge port 15a and increase the efficiency of the hermetic compressor.
また、上述の冷媒吸入、圧縮、吐出動作において、圧縮要素15では、圧縮行程の中期以降に、ピストン23とシリンダ21のクリアランスから圧縮冷媒の一部がリークし、その冷媒ガスがピストン23の外周に設けた段差部41からピストンピン35の空洞部49に流入する。 In the refrigerant suction, compression, and discharge operations described above, in the compression element 15, part of the compressed refrigerant leaks from the clearance between the piston 23 and the cylinder 21 after the middle stage of the compression stroke, and the refrigerant gas flows to the outer periphery of the piston 23. Flows into the cavity 49 of the piston pin 35 from the stepped portion 41 provided on the piston pin 35.
空洞部49に流入した冷媒ガスは、その一部がロックピン53に設けた凹溝53aから低圧の密閉容器1内に流出しようとするが、凹溝53aは、冷媒ガスの通過断面積が小さいため、冷媒ガスを円滑かつ大量に排出する構成となっていない。 A part of the refrigerant gas flowing into the cavity 49 tries to flow into the low-pressure sealed container 1 from the recessed groove 53a provided in the lock pin 53, but the recessed groove 53a has a small passage cross-sectional area of the refrigerant gas. Therefore, the refrigerant gas is not configured to be discharged smoothly and in large quantities.
しかしながら、本実施の形態1においては、ロックピン53を嵌入した第一ピン孔51bと第二ピン孔39bとは別に、ピストンピン35に第一貫通孔51aを設け、また、ピストン23に、第一貫通孔51aと連通する第二貫通孔39aを設けているため、空洞部49に流入した冷媒ガスは、図3の矢印で示すように、この第一貫通孔51aと第二貫通孔39aから密閉容器1内へ円滑に流出することができる。 However, in the first embodiment, the first through hole 51a is provided in the piston pin 35 separately from the first pin hole 51b and the second pin hole 39b in which the lock pin 53 is fitted, and the piston 23 is provided with the first pin hole 51b. Since the second through hole 39a that communicates with the one through hole 51a is provided, the refrigerant gas that has flowed into the cavity 49 passes through the first through hole 51a and the second through hole 39a as shown by the arrows in FIG. It can flow out smoothly into the sealed container 1.
したがって、圧縮行程途中においてピストンピン35の空洞部49にリークした冷媒ガスが流入しても、ピストンピン35の空洞部49に冷媒ガスを封じ込めることがなく、常に密閉容器1内に冷媒ガスを流出することができる。 Therefore, even if the refrigerant gas leaked into the cavity 49 of the piston pin 35 flows in the middle of the compression stroke, the refrigerant gas is not contained in the cavity 49 of the piston pin 35 and always flows out into the sealed container 1. can do.
その結果、従来のようにピストンピン121の空洞部132内に冷媒ガスを封じ込め、ピストンピン121の空洞部132が密閉容器101内と連通した瞬間に噴出させることがない。 As a result, the refrigerant gas is confined in the cavity 132 of the piston pin 121 as in the prior art, and is not ejected at the moment when the cavity 132 of the piston pin 121 communicates with the inside of the sealed container 101.
したがって、冷媒ガスの噴出に伴う加振の発生を抑制し、密閉容器1の共振を抑え、低振動、低騒音の密閉型圧縮機を構成することができる。 Therefore, it is possible to suppress the occurrence of vibration associated with the ejection of the refrigerant gas, suppress the resonance of the hermetic container 1, and configure a hermetic compressor with low vibration and low noise.
また、ピストン23の外周に設けた段差部41は、シリンダ21と接触することがないため、ピストン23とシリンダ21の摺動面積を小さくし、摺動損失を少なくすることできる。しかも、段差部41は、圧縮工程の中期以降にピストンピン35の空洞部49にリークした冷媒ガスを溜め込み易く、騒音の増大を招く要因であるが、本実施の形態1では、第一貫通孔51aと第二貫通孔39aによってピストンピン35の空洞部49と密閉容器1内との冷媒ガス流路が十分確保されているため、ピストンピン35の空洞部49に加えて段差部41にも冷媒ガスを溜め込むことがなく、常に密閉容器1内に冷媒ガスを流出する。 Further, since the step portion 41 provided on the outer periphery of the piston 23 does not come into contact with the cylinder 21, the sliding area between the piston 23 and the cylinder 21 can be reduced and the sliding loss can be reduced. In addition, the step portion 41 is a factor that easily accumulates the refrigerant gas leaked into the cavity portion 49 of the piston pin 35 after the middle stage of the compression process, and causes an increase in noise. Since the refrigerant gas flow path between the cavity 49 of the piston pin 35 and the inside of the sealed container 1 is sufficiently secured by the 51a and the second through hole 39a, the refrigerant is also provided in the step portion 41 in addition to the cavity 49 of the piston pin 35. The refrigerant gas always flows out into the sealed container 1 without accumulating gas.
したがって、段差部41を設けたにもかかわらず、密閉型圧縮機の仕事量を軽減することができることに加え、冷媒ガス流出に伴う加振を抑制することができる。 Therefore, in spite of the provision of the step portion 41, it is possible to reduce the work amount of the hermetic compressor and to suppress the vibration associated with the refrigerant gas outflow.
また、本実施の形態1においては、ピストン23の圧縮室19側先端面に突起43を設けていることから、ピストン23にはシリンダ21への挿入方向が必然的に決定されてしまい、誤った方向とした場合は、突起43がバルブプレート15b等に衝突し、破損することになる。 Further, in the first embodiment, since the protrusion 43 is provided on the front end surface of the piston 23 on the compression chamber 19 side, the direction in which the piston 23 is inserted into the cylinder 21 is inevitably determined. When the direction is set, the projection 43 collides with the valve plate 15b or the like and is damaged.
かかることを防止するために、本実施の形態1においては、ピストン23に設けた第二貫通孔39aの径を第二ピン孔39bの径よりも大きく設定している。 In order to prevent this, in the first embodiment, the diameter of the second through hole 39a provided in the piston 23 is set larger than the diameter of the second pin hole 39b.
したがって、ピストン23の方向を回転方向において180°回転させ、誤ってシリンダ21内に挿入した場合、第二貫通孔39aが図3において上方に位置した状態となり、その状態でロックピン53を第二貫通孔39aより圧入嵌合しようとした場合、ロックピン53との遊びが大きく、作業者への注意喚起を効果的に促すことができ、誤った組立てに伴う品質不良を抑制することができる。 Therefore, when the direction of the piston 23 is rotated 180 ° in the rotational direction and is erroneously inserted into the cylinder 21, the second through hole 39a is positioned upward in FIG. When trying to press-fit through the through-hole 39a, play with the lock pin 53 is large, and it is possible to effectively urge the operator to be alerted, and to suppress quality defects associated with incorrect assembly.
かかる誤った組立ての防止策としては、第二貫通孔39aを角孔にする等、孔の形状を第二ピン孔39bの形状と異なる形状とすることによっても可能であり、同様の作用効果が期待できる。 As a measure for preventing such erroneous assembly, it is possible to make the shape of the hole different from the shape of the second pin hole 39b, such as making the second through hole 39a a square hole. I can expect.
また、ピストン23に形成した第二貫通孔39aとピストンピン35に形成した第一貫通孔51bを円形にしているが、同一断面積の圧縮ガス流路の場合、多角形に比べて円形の方が圧損抵抗を小さくすることができ、より円滑に圧縮ガスを密閉容器1内に排出することができる上に、加工性もよい。 In addition, the second through hole 39a formed in the piston 23 and the first through hole 51b formed in the piston pin 35 are circular. However, in the case of a compressed gas flow path having the same cross-sectional area, the circular one is larger than the polygon. However, the pressure loss resistance can be reduced, the compressed gas can be discharged into the sealed container 1 more smoothly, and the workability is also good.
また、R600a冷媒は、従来から冷蔵庫等に用いられているR134a冷媒と比較するとその密度が小さいため、R134a冷媒の圧縮機と同じ冷凍能力を得るためには、シリンダ21の気筒容積を大きく必要とする。 In addition, since the density of the R600a refrigerant is smaller than that of the R134a refrigerant conventionally used in refrigerators or the like, it is necessary to increase the cylinder volume of the cylinder 21 in order to obtain the same refrigeration capacity as the compressor of the R134a refrigerant. To do.
その結果、ピストン23は、外径が大きくなり、これに伴ってピストンピン35の全長も長くなる。したがって、ピストンピン35の空洞部49の容積も増大し、冷媒ガスを封じ込める容積を増加することになるが、本実施の形態1では、ロックピン53の挿入されていない第一貫通孔51aと第二貫通孔39aによって空洞部49内の冷媒ガスを常に密閉容器1内に流出することができる。 As a result, the piston 23 has an increased outer diameter, and the entire length of the piston pin 35 is increased accordingly. Accordingly, the volume of the cavity 49 of the piston pin 35 is also increased, and the volume for containing the refrigerant gas is increased. In the first embodiment, the first through hole 51a in which the lock pin 53 is not inserted and the first through hole 51a are inserted. The refrigerant gas in the cavity 49 can always flow out into the sealed container 1 by the two through holes 39a.
なお、ピストンピン35において、上下が逆に組み込まれた場合は、第一貫通孔51aが第一ピン孔51bとなり、第一ピン孔51bが第一貫通孔51aとなるため、同様にピストンピン35の空洞部49に冷媒ガスが流入しても封じ込めることなく、円滑に密閉容器1内へ流出させることができる。 When the piston pin 35 is installed upside down, the first through hole 51a becomes the first pin hole 51b and the first pin hole 51b becomes the first through hole 51a. Even if the refrigerant gas flows into the hollow portion 49, it can be smoothly discharged into the sealed container 1 without being contained.
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2における密閉型圧縮機のピストン部の断面図である。図5は、同実施の形態2における密閉型圧縮機のピストンの反圧縮室側から見た背面図である。なお、密閉型圧縮機の全体構成については、実施の形態1と同様であるため、説明を省略し、ここでは、実施の形態1と相違する構成、作用効果について説明する。また、先の実施の形態1と同一の構成要件については同一の符号を付して説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view of the piston portion of the hermetic compressor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a rear view of the piston of the hermetic compressor according to the second embodiment when viewed from the side opposite to the compression chamber. Since the overall configuration of the hermetic compressor is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted, and here, the configuration and operational effects different from those of the first embodiment will be described. Further, the same constituent elements as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals.
先の実施の形態1においては、ピストンピン35の空洞部49に封じ込められた冷媒ガスを流出させる構成として、コンロッド33が挿入される連結穴35aを挟んで軸心が対称となる位置に、ピストン23には、第二貫通孔39aと第二ピン孔39bを設け、さらに、ピストンピン35に、第一貫通孔51aと第一ピン孔51bを設けた構成としたが、本実施の形態2においては、図4、図5に示すように、ピストン23に一つの貫通孔59を設け、ピストンピン35には、連結穴35aを挟んで軸心が対称となる位置にピン孔60をそれぞれ設けた構成としている。 In the first embodiment, the refrigerant gas confined in the cavity 49 of the piston pin 35 is allowed to flow out, and the piston is located at a position where the axis is symmetric with respect to the connecting hole 35a into which the connecting rod 33 is inserted. 23 is provided with a second through hole 39a and a second pin hole 39b, and the piston pin 35 is further provided with a first through hole 51a and a first pin hole 51b. As shown in FIGS. 4 and 5, the piston 23 is provided with one through hole 59, and the piston pin 35 is provided with a pin hole 60 at a position where the axial center is symmetric with respect to the coupling hole 35a. It is configured.
また、貫通孔59およびピン孔60は、それぞれ小円部59a、60aと大円部59b、60bが重なっただるま型に形成され、また、それぞれの小円部59a、60aは同じ径に、また、それぞれの大円部59b、60bも同じ径に形成されている。 Further, the through hole 59 and the pin hole 60 are formed in a daruma shape in which the small circle portions 59a and 60a and the large circle portions 59b and 60b are overlapped, respectively, and the small circle portions 59a and 60a have the same diameter, The large circular portions 59b and 60b are also formed with the same diameter.
そして、ピストン23、コンロッド33、およびピストンピン35の組立て状態において、それぞれの小円部59a、60aにロックピン53が圧入嵌合され、大円部59b、60bが連通した状態となる。また、ピストンピン35に設けたピン孔60の一つは、ピストンピン孔37の内壁によって塞がれている。 In the assembled state of the piston 23, the connecting rod 33, and the piston pin 35, the lock pin 53 is press-fitted into the small circle portions 59a and 60a, and the large circle portions 59b and 60b are in communication with each other. Further, one of the pin holes 60 provided in the piston pin 35 is closed by the inner wall of the piston pin hole 37.
上記構成において、ピストン23は、シリンダ21内に挿入され、圧縮要素15を構成する。 In the above configuration, the piston 23 is inserted into the cylinder 21 and constitutes the compression element 15.
そして、圧縮行程において、ピストン23とシリンダ21のクリアランスから圧縮冷媒ガスの一部がリークし、ピストンピン35の空洞部49に流入するが、この空洞部49に流入した冷媒ガスは、図4の矢印で示すように、貫通孔59およびピン孔60の大円部59b、60bから密閉容器1の内部へ流出する。 In the compression stroke, a part of the compressed refrigerant gas leaks from the clearance between the piston 23 and the cylinder 21 and flows into the cavity 49 of the piston pin 35. The refrigerant gas that has flowed into the cavity 49 is shown in FIG. As indicated by the arrows, the gas flows out of the through holes 59 and the large circular portions 59b and 60b of the pin hole 60 into the sealed container 1.
したがって、先の実施の形態1と同様に、ピストンピン35の空洞部49に冷媒ガスを封じ込めることなく、常に密閉容器1内に冷媒ガスを流出することができ、冷媒ガスの噴出に伴う加振の発生を抑制し、密閉容器1の共振を抑え、低振動、低騒音の密閉型圧縮機を構成することができる。 Therefore, as in the first embodiment, the refrigerant gas can always flow out into the sealed container 1 without confining the refrigerant gas in the cavity 49 of the piston pin 35, and the vibration accompanying the ejection of the refrigerant gas Can be suppressed, the resonance of the sealed container 1 can be suppressed, and a hermetic compressor with low vibration and low noise can be configured.
また、ピストンピン35は、上下を反転して組み込むことができるため、方向を気に留める必要もなく、さらに、ピストン23についても、貫通孔59が一箇所であることからピストン23の向きを知る目印となり、シリンダ21内への挿入において180°回転させた状態(図4において、上下が逆となる状態)で組み込むことも抑制することができる。したがって、組立て品質の安定化をはかることができる。 Further, since the piston pin 35 can be incorporated upside down, it is not necessary to keep in mind the direction. Further, the piston 23 has a single through hole 59 so that the direction of the piston 23 is known. It becomes a mark, and it can also be suppressed that it is incorporated in a state where it is rotated 180 ° during insertion into the cylinder 21 (a state in which the top and bottom are reversed in FIG. 4). Therefore, the assembly quality can be stabilized.
(実施の形態3)
図6は、本発明の実施の形態2における密閉型圧縮機のピストン部の断面図である。図7は、同実施の形態2における密閉型圧縮機のピストンの反圧縮室側から見た背面図である。なお、密閉型圧縮機の全体構成については、実施の形態1と同様であるため、説明を省略し、ここでは、実施の形態1および2と相違する構成、作用効果について説明する。また、先の実施の形態1と同一の構成要件については同一の符号を付して説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the piston portion of the hermetic compressor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a rear view of the piston of the hermetic compressor according to the second embodiment as viewed from the side opposite to the compression chamber. Since the overall configuration of the hermetic compressor is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted, and here, the configuration and the operational effects different from those of the first and second embodiments will be described. Further, the same constituent elements as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals.
先の実施の形態1および2においては、ピストンピン35の空洞部49に封じ込められた冷媒ガスを流出させる構成として、第一貫通孔51aおよび第二貫通孔39aを連通した構成、あるいは貫通孔59およびピン孔60の大円部59b、60bを連通した構成としたが、本実施の形態3においては、図6、図7に示すように、ピストンピン孔37の両端に形成された面取り部71を利用し、ピストン23の外周縁に設けられた切欠き部72を、ピストンピン孔37の面取り部71に亘って形成した構成である。 In the first and second embodiments, the configuration in which the first through-hole 51a and the second through-hole 39a are in communication with each other, or the through-hole 59 is used as the configuration for allowing the refrigerant gas confined in the cavity 49 of the piston pin 35 to flow out. In the third embodiment, the chamfered portions 71 formed at both ends of the piston pin hole 37 are used as shown in FIGS. 6 and 7. , And a notch 72 provided on the outer peripheral edge of the piston 23 is formed across the chamfered portion 71 of the piston pin hole 37.
上記構成において、ピストン23は、シリンダ21内に挿入され、圧縮要素15を構成する。 In the above configuration, the piston 23 is inserted into the cylinder 21 and constitutes the compression element 15.
そして、圧縮行程において、ピストン23とシリンダ21のクリアランスから圧縮冷媒ガスの一部がリークし、ピストンピン35の空洞部49に流入するが、ピストンピン孔37の面取り部71が切欠き部72を介して密閉容器1の内部に連通しているため、空洞部49に流入した冷媒ガスは、図6の矢印で示すように、面取り部71、切欠き部72を通過して密閉容器1の内部へ流出する。 In the compression stroke, part of the compressed refrigerant gas leaks from the clearance between the piston 23 and the cylinder 21 and flows into the cavity 49 of the piston pin 35, but the chamfered portion 71 of the piston pin hole 37 passes through the notch 72. Since the refrigerant gas that has flowed into the cavity 49 passes through the chamfered portion 71 and the cutout portion 72 as shown by the arrows in FIG. Spill to
したがって、先の実施の形態1および2と同様に、ピストンピン35の空洞部49に冷媒ガスを封じ込めることなく、常に密閉容器1内に冷媒ガスを流出することができ、冷媒ガスの噴出に伴う加振の発生を抑制し、密閉容器1の共振を抑え、低振動、低騒音の密閉
型圧縮機を構成することができる。
Therefore, as in the first and second embodiments, the refrigerant gas can always flow out into the sealed container 1 without confining the refrigerant gas in the cavity 49 of the piston pin 35, and the refrigerant gas is ejected. Generation of vibration can be suppressed, resonance of the sealed container 1 can be suppressed, and a hermetic compressor with low vibration and low noise can be configured.
また、ピストンピン35は、上下を反転して組み込むことができるため、方向を気に留める必要もなく、さらに、ピストン23についても、切欠き部72が一箇所であることからピストン23の向きを知る目印となり、シリンダ21内への挿入において180°回転させた状態(図6において、上下が逆となる状態)で組み込むことも抑制することができる。したがって、組立て品質の安定化をはかることができる。 Also, since the piston pin 35 can be incorporated upside down, it is not necessary to keep in mind the direction, and the piston 23 is also oriented in the direction of the piston 23 because the notch 72 is one place. It becomes a mark to know, and it is also possible to suppress the incorporation in a state where it is rotated 180 ° in the insertion into the cylinder 21 (a state in which the top and bottom are reversed in FIG. 6). Therefore, the assembly quality can be stabilized.
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、ピストンピンの空洞部に冷媒ガス封じ込むことがない密閉型圧縮機を提供するもので、家庭用エアーコンディショナー、家庭用冷凍冷蔵装置の他に、自動販売機等のような業務用の冷凍サイクルシステムにも適用することができる。 As described above, the hermetic compressor according to the present invention provides a hermetic compressor that does not contain refrigerant gas in the cavity of the piston pin. In addition to a home air conditioner and a home refrigerator / freezer, In addition, it can also be applied to commercial refrigeration cycle systems such as vending machines.
1 密閉容器
13 電動要素
15 圧縮要素
19 圧縮室
21 シリンダ
23 ピストン
31 シャフト
33 コンロッド
35 ピストンピン
37 ピストンピン孔
39a 第二貫通孔
39b 第二ピン孔
47 小端部
49 空洞部
51a 第一貫通孔
51b 第一ピン孔
53 ロックピン
59 貫通孔
60 ピン孔
71 面取り部
72 切欠き部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Airtight container 13 Electric element 15 Compression element 19 Compression chamber 21 Cylinder 23 Piston 31 Shaft 33 Connecting rod 35 Piston pin 37 Piston pin hole 39a Second through hole 39b Second pin hole 47 Small end part 49 Cavity part 51a First through hole 51b First pin hole 53 Lock pin 59 Through hole 60 Pin hole 71 Chamfered portion 72 Notch
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WO2017022716A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | サンデン・エンバイロメントプロダクツ株式会社 | Piston assembly and reciprocating compressor provided with same |
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