JP2012159073A

JP2012159073A - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JP2012159073A
Application number: JP2011021326A
Authority: JP
Inventors: Hironari Akashi; 浩業明石
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】ピストンの外径が変わった場合でも安定してピストンへの給油ができ、小型で高い効率と信頼性を備えた密閉型圧縮機を提供する。
【解決手段】一端が潤滑油放出孔１１４に連通し、他端がシリンダブロック１１６の切り欠き部１２６に相対する高さに開口する潤滑油放出管１４０を備えたので、潤滑油放出管１４０から飛散した潤滑油１０７が切り欠き部１２６に当たって、ピストン１１９の上面へ確実に給油ができ、ピストン１１９の外径が変わった場合でも密閉容器を大きくすることなく、ピストン１１９とシリンダブロック１１６間を確実に潤滑できるため、高い効率と信頼性を確保することができるとともに、クランクシャフト１０８の共用化が図れる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍冷蔵庫等の冷凍サイクルに用いられる密閉形圧縮機に関するものである。

近年、家庭用冷凍冷蔵庫や自動販売機、エアコン等の冷凍サイクル装置に使用される密閉型圧縮機は、高効率で、且つ、高い信頼性が求められている。

従来の密閉型圧縮機としては、給油通路を改善し、潤滑油をより確実にピストン上部に投射することで、効率と信頼性を改善したものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機の動作を説明する。

図３は、従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。図４は、従来の密閉型圧縮機の上部拡大縦断面図である。

図３、図４において、密閉容器１内部の密閉容器内空間２には、固定子３と永久磁石を内蔵した回転子４とで構成した電動要素５と、電動要素５によって駆動される圧縮要素６を配置し、密閉容器１内の下部には、潤滑油７を貯留している。

電動要素５は、インバーター（図示せず）によって商用電源周波数未満の回転数を含む複数の運転周波数で駆動される。

また、密閉容器内空間２の冷媒には、温暖化係数の低い自然冷媒として代表的な炭化水素系冷媒Ｒ６００ａを用いている。

シリンダブロック１６を有するブロック１５は、略円筒形の圧縮室１７を有するとともに、クランクシャフト８の主軸部９を軸支する主軸受１８を有している。

シリンダブロック１６には、クランクシャフト８の偏心軸部１０との間を連結手段２０によって、ピストンピン３０を介して連結されたピストン１９が往復摺動自在に挿入されている。

さらに、シリンダブロック１６には、圧縮室１７上壁にピストンピン３０を挿入するための半円弧状の切り欠き部２６を設けている。

クランクシャフト８の偏心軸部１０は、主軸部９に対し偏心して形成されており、主軸部９には、回転子４が圧入固定されている。

クランクシャフト８に形成された給油手段８ａは、一端が潤滑油７中に開口し、他端が粘性ポンプ１２と連通する傾斜ポンプ１１と、粘性ポンプ１２の他端で密閉容器内空間２へと上方に開口した連結孔１３と、連結孔１３から偏心軸部１０の外周に連通する潤滑油放出孔１４とから構成されている。

潤滑油放出孔１４は、偏心軸部１０が主軸部９に対して偏心している偏心方向に形成され、シリンダブロック１６に設けられた半円弧状の切り欠き部２６に相対する高さ位置に構成されている。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下にその動作を説明する。

電動要素５の回転子４は、クランクシャフト８を回転させ、偏心軸部１０の回転運動が連結手段２０とピストンピン３０を介してピストン１９に伝えられることで、ピストン１９は圧縮室１７内を往復運動する。

これにより、冷却システム（図示せず）からの冷媒ガスは、圧縮室１７内へ吸入され、ここで圧縮された後、再び冷却システムへ吐出されるといったサイクルを繰返す。

この際、クランクシャフト８の回転により、傾斜ポンプ１１内の潤滑油７は遠心力により上方へと汲み上げられ、粘性ポンプ１２を介し、各摺動部への給油を施した後、偏心軸部１０の内周に設けられた連結孔１３に汲み上げられる。

そして潤滑油７は、連結孔１３の上端および潤滑油放出孔１４から全周方向に放出される。

この際、連結孔１３内では、偏心軸部１０の回転に伴う遠心力により潤滑油７が偏心方向に偏在しており、ピストン１９が下死点近傍に位置した時には、ピストン１９は、シリンダブロック１６から露出した状態にある。したがって、潤滑油７は、半円弧状の切り欠き部２６に当たった後、ピストン１９の上面へと潤滑油７が散布される。

その結果、ピストン１９とシリンダブロック１６との間に十分な量の潤滑油７を給油することができ、シール性が高まることで体積効率が上がり、密閉型圧縮機の効率が向上する。

また、同時に十分な給油が得られることでピストン１９とシリンダブロック１６間での摩耗を減少させることができる。

特開２００３−０６５２３６号公報

しかしながら、上記従来の構成においては、炭化水素系冷媒Ｒ６００ａを用いた圧縮機の場合、気筒容積が大きくなる傾向があるため、ピストン１９の外径の大きさにあわせてクランクシャフト８に設けた潤滑油放出孔１４の位置を高くする必要がある。

かかる構成は、偏心軸部１０が大きくなり、その結果、密閉容器１を大きくする必要があった。また、ピストン１９の外径に合わせてクランクシャフト８の潤滑油放出孔１４の位置を調整する必要があるため、クランクシャフト８の共用化ができないという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ピストンの外径が変わった場合でも、密閉容器を大きくすることなく、潤滑油を確実にピストンの上面へ給油して効率と信頼性を向上するとともに、クランクシャフトを共用化できる密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、シリンダブロックの圧縮室上壁に、ピストンピンを挿入するための半円弧状の切り欠き部を設けると共に、クランクシャフトの偏心軸部上部に潤滑油放出孔を設け、さらに、一端が前記潤滑油放出孔に連通し、他端が前記シリンダブロックの前記切り欠き部に相対する高さに開口した潤滑油放出管を備えたものである。

これによって、潤滑油放出管から飛散した潤滑油を、シリンダブロックの切り欠き部に当て、ピストンの上面へ確実に給油することができる。その結果、シリンダブロックとピストンのシール性を向上するとともに、ピストンを冷却することができる。

本発明の密閉型圧縮機は、ピストンの外径が変わった場合でも、密閉容器を大きくすることなく、ピストンとシリンダブロック間を確実に潤滑することができるため、小型で高い効率と信頼性を確保することができるとともに、クランクシャフトの共用化を図ることができる。

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同実施の形態１における密閉型圧縮機の要部拡大縦断面図従来の密閉型圧縮機の縦断面図従来の密閉型圧縮機の上部拡大縦断面図

本発明の請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、潤滑油と、商用電源が通電される電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、主軸部及び偏心軸部から構成され、連結孔を介して前記偏心軸部に連通する給油手段を内蔵したクランクシャフトと、前記主軸部を回転自在に軸支すると共に圧縮室を有するシリンダブロックと、前記圧縮室内を往復するピストンと、前記偏心軸部の回転運動を、ピストンピンを介して前記ピストンへ伝達する連結手段を具備する構成とし、前記シリンダブロックの前記圧縮室上壁に、半円弧状の切り欠き部を設けると共に、前記クランクシャフトの偏心軸部上部に、潤滑油放出孔を設け、さらに、一端が前記潤滑油放出孔に連通し、他端が前記シリンダブロックの前記切り欠き部に相対する高さに開口した潤滑油放出管を備えたものである。

これによって、潤滑油放出管から飛散した潤滑油を、シリンダブロックの切り欠き部に当て、ピストンの上面へ確実に給油することができ、シリンダブロックとピストンのシール性を向上するとともにピストンを冷却することができる。したがって、密閉容器を大きくすることなく、高い効率と信頼性を確保することができるとともに、クランクシャフトの共用化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、潤滑油放出管の潤滑油が放出される側の端部を、水平方向に延出させたものである。

これによって、潤滑油放出管からの潤滑油の放出直前に、水平方向の助走区間があるため、潤滑油を水平方向に放出することができ、電圧変動などに伴って電動要素の回転数が変わった場合でも、安定してシリンダブロックの切り欠き部に潤滑油を当てることができ、請求項１に記載の発明の効果を安定して得ることができる。

以下、本発明による密閉型圧縮機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図である。図２は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の要部拡大縦断面図である。

図１、図２において、密閉容器１０１内部の密閉容器内空間１０２には、固定子１０３と永久磁石を内蔵した回転子１０４を具備する電動要素１０５と、電動要素１０５によって駆動される圧縮要素１０６を配置し、密閉容器１０１内の下部には、潤滑油１０７を貯留している。

電動要素１０５は、インバーター（図示せず）によって商用電源周波数未満の回転数を含む複数の運転周波数で駆動される。

また、密閉容器内空間１０２の冷媒には、温暖化係数の低い自然冷媒として代表的な炭化水素系冷媒Ｒ６００ａを用いている。

シリンダブロック１１６を有するブロック１１５は、略円筒形の圧縮室１１７を有するとともに、クランクシャフト１０８の主軸部１０９を軸支する主軸受１１８を有している。

シリンダブロック１１６には、ピストン１１９が往復摺動自在に挿入されている。ピストン１１９は、ピストンピン１３０を介して連結手段１２０の一端に連結されている。連結手段１２０の他端は、クランクシャフト１０８の偏心軸部１１０に連結されている。したがって、クランクシャフト１０８の回転に伴い、連結手段１２０によって回転運動が往復運動に変換され、ピストン１１９は、往復運動を行う。

さらに、シリンダブロック１１６には、圧縮室１１７の上壁の一部に、ピストンピン１３０を挿入するための半円弧状の切り欠き部１２６を設けている。

クランクシャフト１０８の偏心軸部１１０は、主軸部１０９に対して偏心して形成されており、主軸部１０９には回転子１０４が圧入固定されている。

クランクシャフト１０８に形成された給油手段は、一端が潤滑油１０７中に開口し、他端が粘性ポンプ１１２と連通する傾斜ポンプ１１１と、粘性ポンプ１１２の他端に連通し、上方に開口した連結孔１１３と、連結孔１１３の途中から偏心軸部１１０の外周に連通する潤滑油放出孔１１４と、潤滑油放出管１４０から構成されている。

潤滑油放出管１４０は、一端が潤滑油放出孔１１４に連通し、他端は、シリンダブロック１１６の切り欠き部１２６に相対して開口するように、適宜曲げ加工されている。また、潤滑油放出管１４０の潤滑油が放出される側の端部は、水平方向に伸びている。

さらに、潤滑油放出管１４０の連結孔１１３側の端部は、内径部がテーパ状に広がっている。潤滑油放出孔１１４は、偏心軸部１１０が主軸部１０９に対して偏心している偏心方向、すなわち、ピストン１１９が下死点に位置したとき、潤滑油放出孔１１４がシリンダブロック１１６と反対の位置で開口するように形成されている。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下にその動作、作用を説明する。

電動要素１０５への通電に伴い、電動要素１０５の回転子１０４は、クランクシャフト１０８を回転させ、偏心軸部１１０の回転運動が連結手段１２０とピストンピン１３０を
介してピストン１１９に伝えられることで、ピストン１１９は、圧縮室１１７内を往復運動する。

これにより、冷却システム（図示せず）からの冷媒ガスは、圧縮室１１７内へ吸入され、ここで圧縮された後、再び冷却システムへ吐出されるといったサイクルを繰返す。

この際、クランクシャフト１０８の回転により、傾斜ポンプ１１１内の潤滑油１０７は遠心力によって上方へと汲み上げられ、粘性ポンプ１１２を介して各摺動部への給油を施した後、偏心軸部１１０内周に設けられた連結孔１１３に汲み上げられる。

そして潤滑油１０７は、連結孔１１３を経由して偏心軸部１１０の上端部及び潤滑油放出管１４０から遠心力により全周方向に放出される。

ここで、潤滑油１０７は、従来のように潤滑油放出管１４０が無い場合、潤滑油放出孔１１４から放出される潤滑油１０７の高さは図２の線Ａで示す高さとなり、シリンダブロック１１６の切り欠き部１２６には当り難い高さにある。

しかし、本実施の形態では、潤滑油放出管１４０の開口端が、線Ｂで示す切り欠き部１２６に相対する高さにあるため、潤滑油１０７は、切り欠き部１２６に当たってピストン１１９の上面へ確実に給油ができ、シリンダブロック１１６とピストン１１９のシール性を向上するとともに、ピストン１１９の冷却をすることができる。したがって、高い効率と信頼性を確保することができる。

また、潤滑油放出管１４０の潤滑油１０７が放出される側の端部が水平方向に延出させることにより、潤滑油放出管１４０から潤滑油１０７が放出される直前に水平方向の助走区間を確保することができ、潤滑油１０７は、水平方向に放出され、回転数が変わった場合でも安定して切り欠き部１２６に当てることができる。

また、潤滑油放出管１４０の連結孔１１３側の端部は、内径部がテーパ状に広がっているため、連結孔１１３からの潤滑油１０７の流入がスムーズになり、潤滑油放出管１４０への給油量の低下を防止することができる。

気筒容積の変更等により、ピストン１１９の外径が変わる場合には、潤滑油放出管１４０の曲げ加工を変更し、開口部の高さを調整することで同様の効果を得ることができる。したがって、ピストン１１９の外径によらず潤滑油放出孔１１４の位置を固定できるので、密閉容器を大きくする必要がなく、クランクシャフト１０８の共用化や潤滑油放出孔１１４の加工工程の共用化が図れる。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、小型で高い効率と信頼性を確保することができるとともに、クランクシャフトの共用化を図ることができるので、冷蔵庫以外にも自販機や空調機器などの用途にも適用できる。

１０１密閉容器
１０５電動要素
１０６圧縮要素
１０７潤滑油
１０８クランクシャフト
１０９主軸部
１１０偏心軸部
１１３連結孔
１１４潤滑油放出孔
１１６シリンダブロック
１１７圧縮室
１１９ピストン
１２０連結手段
１２６切り欠き部
１３０ピストンピン
１４０潤滑油放出管

Claims

密閉容器内に、潤滑油と、商用電源が通電される電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、主軸部及び偏心軸部から構成され、連結孔を介して前記偏心軸部に連通する給油手段を内蔵したクランクシャフトと、前記主軸部を回転自在に軸支すると共に圧縮室を有するシリンダブロックと、前記圧縮室内を往復するピストンと、前記偏心軸部の回転運動を、ピストンピンを介して前記ピストンへ伝達する連結手段を具備する構成とし、前記シリンダブロックの前記圧縮室上壁に、半円弧状の切り欠き部を設けると共に、前記クランクシャフトの偏心軸部上部に、潤滑油放出孔を設け、さらに、一端が前記潤滑油放出孔に連通し、他端が前記シリンダブロックの前記切り欠き部に相対する高さに開口した潤滑油放出管を備えた密閉型圧縮機。
潤滑油放出管の潤滑油が放出される側の端部を、水平方向に延出させた請求項１に記載の密閉型圧縮機。