JP2012188947A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】連続運転時で保持器が摩耗し、運転停止及び起動時保持器の下面と下レースの上面が全面接触して保持器と下レースの摩擦抵抗が増加するのを防止し、入力の低い密閉型圧縮機を実現する。
【解決手段】保持器１５４の下面１６２と下レース１５８の上面１６６とが全面接触するのを防止する接触回避機構の凸部１６８を、保持器１５４の下面１６２に設け、起動時、保持器１５４と下レース１５８との全面接触を回避することにより、摩擦抵抗が増えるのを防ぎ、保持器の下面が摩耗して強度が劣化するのを防止できるので、入力の増加を抑え、信頼性を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍冷蔵装置等に用いられる密閉型圧縮機に関するものである。

従来、この種の密閉型圧縮機は、効率向上を目的にシャフトと軸受の間にスラストボールベアリングを採用し、摺動ロスを低減したものがある（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を説明する。

図１６は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の正面断面図、図１７は、従来の密閉型圧縮機の運転時の要部断面拡大図、図１８は、従来の密閉型圧縮機の長時間運転後運転停止時の要部断面拡大図を示すものである。

図１６乃至図１８において、密閉容器１内には、電動要素２と、この電動要素２により回転駆動される圧縮要素４がそれぞれ収納され、底部にオイル６を貯留している。電動要素２と圧縮要素４は、一体に組み立てられ、複数のコイルばね（図示せず）により密閉容器１内に弾性的に支持されている。

圧縮要素４は、主軸部１０とツバ部１２を介して形成された偏心軸部１４を備えたシャフト１６と、圧縮室２０を形成するシリンダブロック２２と、シリンダブロック２２に設けられシャフト１６を支持する軸受２６と、圧縮室２０内で往復運動するピストン２８と、ピストン２８と偏心軸部１４を連結するコンロッド３０と、ツバ部１２の下面３１と軸受２６の上端面３２との間に配設したスラストボールベアリング３４を備え、レシプロ式圧縮機を形成している。

シャフト１６は、一端が密閉容器１内に貯留したオイル６に浸漬した給油機構３６と、給油機構３６によって主軸部１０へ汲み上げられたオイル６の一部を、上端面３２に供給する給油溝３８を有している。

電動要素２は、シリンダブロック２２の下方に固定された固定子４０と、主軸部１０に焼嵌め等で固定された回転子４２から構成されている。

スラストボールベアリング３４は、ＳＵＪ２等の軸受鋼でできた複数のボール５２と、ボール５２を保持する樹脂製の保持器５４と、ボール５２の上下に各々配設された上レース５６および下レース５８を有している。ボール５２は、保持器５４に設けたボール収納部６０の中で保持され、ボール５２とボール収納部６０の間には、ボール５２がボール収納部６０の中で自由に転がれるように、微小隙間（図示せず）が設けてある。

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。

電動要素２に外部電源（図示せず）より通電がされると、回転子４２が回転し、これに伴ってシャフト１６が回転し、偏心軸部１４の運動がコンロッド３０を介してピストン２８に伝わる。これにより、ピストン２８は、圧縮室２０内で往復運動を行い、圧縮要素４が所定の圧縮動作を行う。この時、シャフト１６の給油機構３６は、オイル６を汲み上げ、各摺動部（図示せず）を潤滑し、その一部は、給油溝３８から上端面３２に供給され、スラストボールベアリング３４を潤滑する。

スラストボールベアリング３４は、回転子４２とシャフト１６の自重による鉛直下方の荷重を、ボール５２により点接触で支持し、ツバ部１２の下面３１と軸受２６の上端面３２の間に生じる摩擦力を低減する。これにより、密閉型圧縮機の入力を低減し、効率を向上する。

特開２００５−１２７３０５号公報

しかしながら、上記従来の構成では、ボール５２が保持器５４のボール収納部６０中で摺動しながら回転するため、運転時間が長くなると、ボール５２とボール収納部６０との間の摺動回数が過度に増え、ボール収納部６０が摩耗し、ボール収納部６０の直径が徐々に広がる。

ボール収納部６０の直径が広がっても運転時、保持器５４とボール５２は共にシャフト１６を中心に回転しているため、保持器５４より比重の大きなボール５２には大きな遠心力が発生し、ボール５２がボール収納部６０の外周壁面を外側に向かって遠心力で押さえながら回転する。そのため、保持器５４は下レース５８の上面を浮上して回転する。

しかし、保持器５４は、運転時間が長くなるとボール収納部６０の直径が広がっているため、運転停止時は、図１８に示すように、ボール５２の表面の一部に掛かり保持ができなくなって下レース５８の上面へずれ落ち、保持器５４の下面と下レース５８の上面全体が一様に亘って接触する。

また、下レース５８の上面にオイルが残っている場合、オイル６の表面張力によって保持器５４と下レース５８が吸着状態にある。この状態で密閉型圧縮機が起動すると、保持器５４は、ボール５２に遠心力が発生し、ボール５２がボール収納部６０の外周壁を外側に向かって遠心力で押し、その状態で保持器５４が下レース５８の上面６６を浮上するまで下レース５８と摺動しながら回転する。その結果、起動初期、保持器５４と下レース５８の摩擦抵抗が増え、入力が増加するという課題を有していた。

さらに、従来の構成は、起動毎に保持器５４と下レース５８が摺動するため、保持器５４の下面が摩耗し、保持器５４の強度が劣化するという課題も有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ボール収納部６０の径が広がり、運転停止時、保持器５４がボール５２の表面の一部に掛かり保持ができなくなって下レース５８の上面へずれ落ちても、保持器５４の下面と下レース５８の上面との全面接触を防止し、保持器５４と下レース５８の間の摩擦抵抗の増加を防ぎ、保持器５４の下面の摩耗の発生を抑制し、入力の増加を抑えた高効率で、高信頼性の密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

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、保持器に、保持器の下面と下レースの上面が全面接触するのを防止する接触回避機構を形成したもので、運転時間が長くなり、ボール収納部が摩耗し、ボール収納部の直径が広がっても、保持器に設けた接触回避機構により、運転停止時および起動時における保持器とレースの全面接触を防止することができる。その結果、保持器と下レースとの摩擦抵抗の増加を抑制し、また、保持器の下面の摩耗に起因した保持器の強度劣化を防止することができるという作用を有す
る。

本発明の密閉型圧縮機は、保持器に設けた接触回避機構により、起動時の保持器の下面とレースの上面との全面接触を防止することができる。そのため、保持器と下レースによる摩擦抵抗の増加を防ぎ、入力の増加を抑えることができる。

本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の正面断面図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時の断面拡大図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の保持器の平面図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後における運転停止時の断面拡大図 本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時の断面拡大図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の保持器の平面図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後における運転停止時の断面拡大図 本発明の実施の形態３における密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時の断面拡大図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の保持器の平面図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後における運転停止時の断面拡大図 本発明の実施の形態４における密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時の断面拡大図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の保持器の平面図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後における運転停止時の断面拡大図 本発明の実施の形態５における密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時時の断面拡大図 同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後における運転停止時の断面拡大図 従来の密閉型圧縮機の正面断面図 従来の密閉型圧縮機の運転時の要部断面拡大図 従来の密閉型圧縮機の長時間運転後の運転停止時の要部断面拡大図

第１の発明は、密閉容器内に、オイルと、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、主軸部と、前記主軸部の先端に形成されたツバ部と、前記ツバ部を介して形成され、かつ前記主軸部の軸心と平行する軸方向に延出した偏心軸部を備えるシャフトと、圧縮室を形成するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに設けられ、かつ前記シャフトを支持する軸受と、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結するコンロッドと、前記ツバ部と前記軸受の上端面との間に配設されたスラスト軸受を具備する構成とし、前記スラスト軸受を、複数のボールと、前記ボールをボール収納部で転動自在に保持する樹脂製の保持器と、前記ボールの上下に各々配設された上レースと下レースを備える構成とし、さらに、前記保持器に、前記保持器の下面と前記下レースの上面との全面接触を防止する接触回避機構を設けたものである。

かかる構成とすることにより、長期に亘る使用に伴い、前記ボール収納部が摩耗してボ
ール収納部の径が広がっても、前記保持器に設けた接触回避機構により、運転停止時、および起動時における保持器と下レースとの全面接触を防止することができる。その結果、前記保持器と下レースの接触に起因する摩擦抵抗の増加と、摩耗に起因する保持器の強度劣化を抑制することができ、さらに、保持器の下面の摩耗に起因する入力の増加を抑え、圧縮機の信頼性を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記接触回避機構を、前記保持器の下面より突出する凸部により構成し、前記凸部を、前記保持器の外周側に設けたものである。

かかる構成とすることにより、前記シャフトの給油機構によってオイルが前記保持器の内側から保持器と下レースの間に供給され、そのオイルが遠心力で保持器と下レースの外周側に飛散する時に、オイルを前記凸部に衝突させることができる。前記凸部に衝突したオイルは、滴下し、下レースの上面を転がるボールの潤滑に供されるため、スラスト軸受の潤滑性を向上させることができる。

第３の発明は、第１の発明において、前記接触回避機構を、前記保持器の下面より突出する凸部により構成し、前記凸部を、前記ボールが転走する下レースの転走面上の軌道と重なる位置に設けたものである。

かかる構成とすることにより、起動時、前記凸部は、前記ボールが転走する下レースの転走面上の軌道（面）をすべって回り、停止する時は、軌道（面）上に残った摩耗粉や微小なごみを取り除く作用を行う。したがって、前記ボールと下レースの信頼性を向上させることができる。

第４の発明は、第１の発明において、前記接触回避機構を、前記保持器の下面より突出する凸部により構成し、前記凸部を、前記保持器の内周側に設けたものである。

かかる構成とすることにより、スラスト軸受の外周側は、ボールの保持器からの露出が確保された状態にある。そのため、前記シャフトの給油機構によって前記ピストンやコンロッドに供給され、跳ね返ったオイルが、スラスト軸受の外周側からボール側へ流入し易くなる。したがって、オイルが前記保持器の外周側から保持器と下レースの間に供給され易くなり、下レースの上面を転がるボールの潤滑を良化し、ボールと下レースの信頼性を向上させることができる。

第５の発明は、第１の発明において、前記接触回避機構を、前記保持器の外周側壁から突出するホルダーと、前記ホルダーの下面より突出する凸部により構成したものである。

かかる構成とすることにより、前記保持器の強度アップがはかれ、長期における保持器の耐久性を確保することができる。また、保持器が高温状態にさらされても、ホルダーが冷却フィンの役目を果たし、保持器の温度上昇を抑制して保持器の熱歪を小さく抑えることができ、前記スラスト軸受の耐久性と信頼性を向上させることができる。

第６の発明は、第１の発明において、前記接触回避機構を、前記保持器の下面において、内周側から外周側に向かって該保持器の軸方向の肉厚が厚くなる傾斜面で形成したものである。

かかる構成とすることにより、長期使用に伴い、前記ボール収納部が摩耗してボール各収納部の径が広がり、運転停止時に前記保持器が下レースの上面にずれ落ちることになっても、前記保持器の外周側のみが下レースと線接触するため、起動時における保持器と下レースとの全面接触を防止することができる。したがって、起動時における前記保持器と
下レースとの摩擦抵抗の増加を抑制し、また、摩擦に伴う保持器の下面の摩耗によって保持器の強度が劣化することを防止することもでき、圧縮機の入力の増加を抑え、信頼性を向上させることができる。

さらに、前記保持器の下面が傾斜面となるように、軸方向の肉厚を変化させているため、保持器から露出するボールの表面は、内側ほど多く露出している。その結果、前記シャフトの給油機構により、保持器の内側から供給されたオイルがボールに付着しやすくなり、ボールの潤滑を良好な状態にして、信頼性をさらに向上させることができる。

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。

（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正面断面図、図２は、同実施の形態１における密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時の断面拡大図、図３は、同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の保持器の平面図、図４は、同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後の運転停止時の断面拡大図である。

図１乃至図４において、密閉容器１０１内には、電動要素１０２と、この電動要素１０２により回転駆動される圧縮要素１０４がそれぞれ収納配置され、さらに内底部に、オイル１０６を貯留している。電動要素１０２と圧縮要素１０４は、一体に組み立てられ、複数のコイルばね１０８により、密閉容器１０１内に弾性的に支持されている。

次に、圧縮要素１０４の主な構成について説明する。

シャフト１１０は、主軸部１１２の先端にツバ部１１４が形成され、そのツバ部１１４に、主軸部１１２の軸心と平行する軸方向に延出した偏心軸部１１６が形成されている。

シリンダブロック１２０は、鋳物で鋳造され、円筒上の圧縮室１２２と、シャフト１１０の主軸部１１２を鉛直方向に支持する軸受１２４が形成されている。ピストン１２６は、圧縮室１２２内に往復自在に嵌入されている。ピストン１２６と偏心軸部１１６は、コンロッド１２８で連結されている。

スラスト軸受１３０は、ツバ部１１４の下面１３２と軸受１２４の上端面１３４の間に配設され、シャフト１１０に作用する主にスラスト方向（鉛直下方方向）の荷重を受ける。

シャフト１１０は、下端１３６に、密閉容器１０１内に貯留したオイル１０６に浸漬する給油機構１３８を有し、主軸部１１２には、給油機構１３８によって汲み上げられたオイル１０６の一部を、上端面１３４に導く給油溝１４０を有している。

電動要素１０２は、シリンダブロック１２０の下方に固定された固定子１４２と、主軸部１１２に焼嵌め等で固定された回転子１４４から構成されている。

スラスト軸受１３０は、一般にスラストボールベアリングと称されもので、ＳＵＪ２等の軸受鋼でできた複数のボール１５２と、ボール１５２を保持するナイロン等の樹脂で成型された保持器１５４と、ボール１５２の上下に各々配設された上レース１５６および下レース１５８を有している。ボール１５２は、保持器１５４に設けたボール収納部１６０の中で保持され、ボール１５２とボール収納部１６０の間には、ボール１５２が、ボール収納部１６０の中で自由に転がれるように微小隙間（図示ぜず）が設けられている。

保持器１５４の下面１６２の外周側１６４には、保持器１５４の下面１６２と下レース１５８の上面１６６との間の全面接触を防止する凸部１６８が、均等に４箇所形成され、接触回避機構を形成している。凸部１６８の高さＨは、ボール１５２の直径をＤ、保持器１５４の肉厚をＴとすると（Ｈ＜Ｄ／２−Ｔ／２）の式で計算される値で定義され、運転時において、凸部１６８が下レース１５８の上面１６６に接触して回転しないように規定されている。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作と作用を説明する。

外部電源（図示せず）から電動要素１０２に通電がされると、回転子１４４が回転し、これに伴ってシャフト１１０が回転し、偏心軸部１１６の運動がコンロッド１２８を介してピストン１２６に伝わる。これに伴い、ピストン１２６は、圧縮室１２２内で往復運動を行い、圧縮要素１０４が所定の圧縮動作を行う。

このとき、シャフト１１０の給油機構１３８は、オイル１０６を汲み上げ、各摺動部（図示せず）を潤滑し、その一部は、給油溝１４０から上端面１３４に供給され、スラスト軸受１３０を潤滑する。

スラスト軸受１３０は、回転子１４４とクランクシャフト１１０の自重による鉛直下方の荷重をボール１５２によって点接触で支持し、ツバ部１１４の下面１３２と軸受１２４の上端面１３４の間に生じる摩擦力を低減させる。そのため、密閉型圧縮機の入力を低減し、効率の向上に作用する。

密閉型圧縮機の連続運転時間が長くなると、ボール１５２とボール収納部１６０との間の摺動回数が過度に増えて、ボール収納部１６０が摩耗し、ボール収納部１６０の直径が徐々に広がる。

運転時は、ボール収納部１６０の直径が広がっても、保持器１５４とボール１５２は、共にシャフト１１０を中心に回転しているため、保持器１５４より比重の大きなボール１５２には大きな遠心力が発生している。そのため、ボール１５２は、ボール収納部６０の外周壁面を外側に向かって遠心力で押さえながら回転する。この状態では、保持器１５４は、下レース１５８の上面１６６を浮上して回転している。

運転が停止すると、図４に示すように保持器１５４は、ボール収納部１６０の直径が広がっていることに起因し、ボール１５２の表面の一部に掛かり保持ができなくなり、下レース１５８の上面１６６へすべり落ちる。

しかし、本実施の形態１においては、保持器１５４の下面１６２に、保持器１５４の下面１６２と下レース１５８の上面１６６との全面接触を防止するための接触回避機構を形成する凸部１６８が、外周側１６４において均等に４箇所形成されているため、保持器１５４は、下レース１５８に全面接触することなく、下レース１５８の上面１６６において凸部１６８によって部分接触状態で支持される。

そのため、圧縮機の起動時において、保持器１５４が下レース１５８の上面１６６で回転しても、保持器１５４と下レース１５８とは全面接触していないので、摩擦抵抗を小さく抑えることができる。その結果、保持器１５４の下面１６２が摩耗し、保持器１５４の強度が劣化するのを防止することができ、入力の増加を抑えた高効率で、高信頼性の密閉型圧縮機を実現することができる。

また、凸部１６８が、保持器１５４の下面１６２の外周側１６４に形成されているので、シャフト１１０の給油機構１３８によって、保持器１５４の内側から保持器１５４と下レース１５８の間へ遠心力で飛散しながら供給されたオイル１０６は、凸部１６８に当たり、滴下する。そのため、下レース１５８の上面を転がるボール１５２は、潤滑が良化され、さらに信頼性を向上させることができる。

なお、本実施の形態１において保持器１５４の下面に凸部が均等に４箇所形成されている構成としたが、３箇所以上であれば同じ効果得ることができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時の断面拡大図、図６は、同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の保持器の平面図、図７は、同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後における運転停止時の断面拡大図である。

本実施の形態２においては、スラスト軸受部を除く圧縮機の構成を、実施の形態１の圧縮機の構成と同じとするため、圧縮機の全体に関わる構成については、先の実施の形態１で用いた図１とその説明を援用し、ここでの説明を省略する。

また、スラスト軸受において、先の実施の形態１と同じ構成要件については、同一の符号を付して説明する。

図５乃至図７において、スラスト軸受１３０ａは、一般にスラストボールベアリングと称されるもので、ＳＵＪ２等の軸受鋼でできた複数のボール１５２と、ボール１５２を保持するナイロン等の樹脂で成型された保持器１５４ａと、ボール１５２の上下に各々配設された上レース１５６および下レース１５８を有している。ボール１５２は、保持器１５４ａに設けたボール収納部１６０ａの中で保持され、ボール１５２とボール収納部１６０ａの間には、ボール１５２が、ボール収納部１６０ａの中で自由に転がれるように微小隙間（図示ぜず）が設けられている。

保持器１５４ａの下面１６２ａには、保持器１５４ａの横幅の中心を結ぶ中心円周１７２上において、保持器１５４ａの下面１６２ａと下レース１５８の上面１６６の全面接触を防止する凸部１６８ａが、均等に４箇所形成され、接触回避機構を形成している。中心円周１７２は、換言すると、ボール１５２が転走する下レース１５８の転走面上の軌道と重なる位置関係にある。

ここで、凸部１６８ａの高さＨは、ボール１５２の直径をＤ、保持器１５４ａの肉厚をＴとすると、先の実施の形態１と同様に、（Ｈ＜Ｄ／２−Ｔ／２）の式で定義され、運転時において、凸部１６８ａが下レース１５８の上面１６６に接触しないように規定されている。

以上のように構成されたスラスト軸受１３０ａについて、以下その動作と作用を説明する。

密閉型圧縮機の連続運転時間が長くなると、ボール１５２とボール収納部１６０ａとの間の摺動回数が過度に増えて、ボール収納部１６０ａが摩耗し、ボール収納部１６０ａの直径が徐々に広がる。

運転時は、ボール収納部１６０ａの直径が広がっても、保持器１５４ａとボール１５２は、共にシャフト１１０を中心に回転しているため、保持器１５４ａより比重の大きなボ
ール１５２には大きな遠心力が発生している。そのため、ボール１５２は、ボール収納部１６０ａの外周壁面を外側に向かって遠心力で押さえながら回転する。この状態では、保持器１５４ａは、下レース１５８の上面１６６を浮上して回転している。

運転が停止すると、図７に示すように保持器１５４ａは、ボール収納部１６０ａの直径が広がっていることに起因し、ボール１５２の表面の一部に掛かり保持ができなくなり、下レース１５８の上面１６６へすべり落ちる。

しかし、本実施の形態２においては、保持器１５４ａの下面１６２ａに、保持器１５４ａの横幅の中心を結ぶ中心円周１７２（ボール１５２が転走する下レース１５８の転走面上の軌道）上に、凸部１６８ａが均等に４箇所形成されているため、保持器１５４ａは、下レース１５８に全面接触することなく、下レース１５８の上面１６６において凸部１６８ａによって部分接触状態で支持される。

そのため、圧縮機の起動時において、保持器１５４ａが下レース１５８の上面１６６で回転しても、保持器１５４ａと下レース１５８とは全面接触していないので、摩擦抵抗を小さく抑えることができる。その結果、保持器１５４ａの下面１６２が摩耗し、保持器１５４の強度が劣化するのを防止することができ、入力の増加を抑えた高効率で、高信頼性の密閉型圧縮機を実現することができる。

また、圧縮機の起動初期は、凸部１６８ａが、保持器１５４ａの下面１６２ａにおいて、保持器１５４ａの横幅の中心を結ぶ中心円周１７２上に形成されているので、ボール１５２が転走する下レース１５８の転走面上の軌道をすべって回る。その結果、起動時に転走面上に残った摩耗粉や微小なごみを取り除き、ボール１５２と下レース１５８の傷つきや摩耗を防止することができ、信頼性を向上させることができる。

なお、本実施の形態２において保持器１５４ａの下面に凸部が均等に４箇所形成されている構成としたが、３箇所以上であれば同じ効果得ることができる。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時の断面拡大図、図９は、同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の保持器の平面図、図１０は、同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後における運転停止時の断面拡大図である。

本実施の形態３においても、スラスト軸受部を除く圧縮機の構成を、実施の形態１の圧縮機の構成と同じとするため、圧縮機の全体に関わる構成については、先の実施の形態１で用いた図１とその説明を援用し、ここでの説明を省略する。

また、スラスト軸受において、先の実施の形態１と同じ構成要件については、同一の符号を付して説明する。

図８乃至図１０において、スラスト軸受１３０ｂは、一般にスラストボールベアリングと称されるもので、ＳＵＪ２等の軸受鋼でできた複数のボール１５２と、ボール１５２を保持するナイロン等の樹脂で成型された保持器１５４ｂと、ボール１５２の上下に各々配設された上レース１５６および下レース１５８を有している。ボール１５２は、保持器１５４ｂに設けたボール収納部１６０ｂの中で保持され、ボール１５２とボール収納部１６０ｂとの間には、ボール１５２が、ボール収納部１６０ｂの中で自由に転がれるように微小隙間（図示ぜず）が設けられている。

保持器１５４ｂの下面１６２ｂの内周側１７４には、保持器１５４ｂの下面１６２ｂと下レース１５８の上面１６６との間の全面接触を防止する凸部１６８ｂが、均等に４箇所形成され、接触回避機構を形成している。凸部１６８ｂの高さＨは、ボール１５２の直径をＤ、保持器１５４ｂの肉厚をＴとすると、先の実施の形態１と同様に、（Ｈ＜Ｄ／２−Ｔ／２）の式で定義され、運転時において、凸部１６８ｂが下レース１５８の上面１６６に接触しないように規定されている。

以上のように構成されたスラスト軸受１３０ｂについて、以下その動作と作用を説明する。

密閉型圧縮機の連続運転時間が長くなると、ボール１５２とボール収納部１６０ｂとの間の摺動回数が過度に増えて、ボール収納部１６０ｂが摩耗し、ボール収納部１６０ｂの直径が徐々に広がる。

運転時は、ボール収納部１６０ｂの直径が広がっても、ボール１５２と保持器１５４ｂは、共にシャフト１１０を中心に回転しているため、保持器１５４ｂより比重の大きなボール１５２には大きな遠心力が発生している。そのため、ボール１５２は、ボール収納部１６０ｂの外周壁面を外側に向かって遠心力で押さえながら回転する。この状態では、保持器１５４ｂは、下レース１５８の上面１６６を浮上して回転している。

運転が停止すると、図１０に示すように保持器１５４ｂは、ボール収納部１６０ｂの直径が広がっていることに起因し、ボール１５２の表面の一部に掛かり保持ができなくなり、下レース１５８の上面１６６へすべり落ちる。

しかし、本実施の形態３においては、保持器１５４ｂの下面１６２ｂの内周側１７４に、凸部１６８ｂが均等に４箇所形成されているため、保持器１５４ｂは、下レース１５８に全面接触することなく、下レース１５８の上面１６６において凸部１６８ｂによって部分接触状態で支持される。

そのため、圧縮機の起動時において、保持器１５４ｂが下レース１５８の上面１６６で回転しても、保持器１５４ｂと下レース１５８とは全面接触していないので、摩擦抵抗を小さく抑えることができる。その結果、保持器１５４ｂの下面１６２が摩耗し、保持器１５４の強度が劣化するのを防止することができ、入力の増加を抑えた高効率で、高信頼性の密閉型圧縮機を実現することができる。

また、接触回避機構を形成する凸部１６８ｂは、保持器１５４ｂの下面１６２ｂの内周側１７４に均等に４箇所形成されているため、保持器１５４ｂと下レース１５８の間の外周側１６４ｂには遮蔽物がない構成となっている。そのため、シャフト１１０の給油機構１３８により供給されたオイル１０６は、ピストン１２６やコンロッド１２８に供給された後に跳ね返り、その跳ね返ったオイル１０６が、保持器１５４ｂの外周側から保持器１５４ｂと下レース１５８の間に供給され易くなっている。その結果、下レース１５８の上面を転がるボール１５２の潤滑が良化し、ボール１５２と下レース１５８の信頼性をさらに向上させることができる。

なお、本実施の形態３において保持器１５４ｂの下面に凸部が均等に４箇所形成されている構成としたが、３箇所以上であれば同じ効果得ることができる。

（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４における密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時の断面拡大図、図１２は、同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の保持器の平面
図、図１３は、同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後における運転停止時の断面拡大図である。

本実施の形態４においても、スラスト軸受部を除く圧縮機の構成を、実施の形態１の圧縮機の構成と同じとするため、圧縮機の全体に関わる構成については、先の実施の形態１で用いた図１とその説明を援用し、ここでの説明を省略する。

また、スラスト軸受において、先の実施の形態１と同じ構成要件については、同一の符号を付して説明する。

図１１乃至図１３において、スラスト軸受２３０は、一般にスラストボールベアリングと称されるもので、ＳＵＪ２等の軸受鋼でできた複数のボール１５２と、ボール１５２を保持するナイロン等の樹脂で成型された保持器２５４と、ボール１５２の上下に各々配設された上レース１５６および下レース１５８を有している。ボール１５２は、保持器２５４に設けたボール収納部２６０の中で保持され、ボール１５２とボール収納部２６０との間には、ボール１５２が、ボール収納部２６０の中で自由に転がれるように微小隙間（図示ぜず）が設けられている。

保持器２５４の外周壁には、均等に４箇所のホルダー２８０が設けてあり、ホルダー２８０の下面２８２は、保持器２５４の下面２６２と同一面となるように形成されている。

そして、ホルダー２８０の下面２８２には、保持器２５４の下面２６２と下レース１５８の上面１６６との間の全面接触を防止する凸部２６８が各々形成され、接触回避機構を形成している。凸部２６８の高さＨは、ボール１５２の直径をＤ、保持器２５４の肉厚をＴとすると、先の実施の形態１と同様に、（Ｈ＜Ｄ／２−Ｔ／２）の式で定義され、運転時において、凸部２６８が下レース１５８の上面１６６に接触しないように規定されている。

以上のように構成されたスラスト軸受２３０について、以下その動作と作用を説明する。

密閉型圧縮機の連続運転時間が長くなると、ボール１５２とボール収納部２６０との間の摺動回数が過度に増えて、ボール収納部２６０が摩耗し、ボール収納部２６０の直径が徐々に広がる。

運転時は、ボール収納部２６０の直径が広がっても、保持器２５４とボール１５２は、共にシャフト１１０を中心に回転しているため、保持器２５４より比重の大きなボール１５２には大きな遠心力が発生している。そのため、ボール１５２は、ボール収納部２６０の外周壁面を外側に向かって遠心力で押さえながら回転する。この状態では、保持器２５４は、下レース１５８の上面を浮上して回転している。

運転が停止すると、図１３に示すように保持器２５４は、ボール収納部２６０の直径が広がっていることに起因し、ボール１５２の表面の一部に掛かり保持ができなくなり、下レース１５８の上面１６６へずれ落ちる。

しかし、本実施の形態４においては、保持器２５４の外周壁に設けた４つのホルダー２８０の各下面２８２に、凸部２６８を形成しているため、保持器２５４の下面２６２と下レース１５８の上面１６６との全面接触が防止されている。したがって、保持器２５４は、下レース１５８に全面接触することなく、下レース１５８の上面１６６において凸部２６８によって部分接触状態で支持される。

そのため、圧縮機の起動時において、保持器２５４が下レース１５８の上面１６６で回転しても、保持器２５４と下レース１５８とは全面接触していないので、摩擦抵抗を小さく抑えることができる。その結果、保持器２５４の下面２６２が摩耗し、保持器２５４の強度が劣化するのを防止することができ、入力の増加を抑えた高効率で、高信頼性の密閉型圧縮機を実現することができる。

また保持器２５４の外周壁に、複数のホルダー２８０を設けることにより、保持器２５４の強度を高めることができるため、運転時間が長くなり、ボール収納部２６０が摩耗しても、保持器２５４の強度劣化を抑制することができる。

さらに、保持器２５４が高温状態にさらされても、ホルダー２８０が冷却フィンの役目を果たし、保持器２５４の温度上昇を抑制するため、保持器２５４の熱歪を小さく抑え、さらに保持器２５４の耐久性を向上させることができる。

なお、本実施の形態４において保持器２５４に、下面に凸部を有するホルダー２８０が均等に４箇所形成されている構成としたが、３箇所以上であれば同じ効果得ることができる。

（実施の形態５）
図１４は、本発明の実施の形態５における密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の運転時の断面拡大図、図１５は、同密閉型圧縮機を構成するスラスト軸受部の長時間運転後における運転停止時の断面拡大図である。

本実施の形態５においても、スラスト軸受部を除く圧縮機の構成を、実施の形態１の圧縮機の構成と同じとするため、圧縮機の全体に関わる構成については、先の実施の形態１で用いた図１とその説明を援用し、ここでの説明を省略する。

また、スラスト軸受において、先の実施の形態１と同じ構成要件については、同一の符号を付して説明する。

図１４および図１５において、スラスト軸受３３０は、一般にスラストボールベアリングと称されるもので、ＳＵＪ２等の軸受鋼でできた複数のボール１５２と、ボール１５２を保持するナイロン等の樹脂で成型された保持器３５４と、ボール１５２の上下に各々配設された上レース１５６および下レース１５８を有している。ボール１５２は、保持器３５４に設けたボール収納部（図示せず）の中で保持され、ボール１５２とボール収納部との間には、先の実施の形態１と同様に、ボール１５２がボール収納部の中で自由に転がれるように微小隙間（図示ぜず）が設けてある。

保持器３５４は、その下面３６２が、内周側３７４から外周側３６４に向かって保持器３５４の鉛直方向（軸方向）の肉厚が厚くなるように、傾斜した面に形成されている。したがって、保持器３５４における下面３６２の外周側３６４の縁が、下レース１５８の上面１６６と線接触することにより、全面接触を防止するための接触回避機構を形成している。

以上のように構成されたスラスト軸受３３０について、以下その動作と作用を説明する。

密閉型圧縮機の連続運転時間が長くなると、ボール１５２とボール収納部との間の摺動回数が過度に増えて、ボール収納部が摩耗し、ボール収納部の直径が徐々に広がる。

運転時は、ボール収納部の直径が広がっても、保持器３５４とボール１５２は、共にシャフト１１０を中心に回転しているため、保持器３５４より比重の大きなボール１５２には大きな遠心力が発生している。そのため、ボール１５２は、ボール収納部の外周壁面を外側に向かって遠心力で押さえながら回転する。この状態では、保持器３５４は、下レース１５８の上面を浮上して回転している。

運転が停止すると、図１５に示すように保持器３５４は、ボール収納部の直径が広がっていることに起因し、ボール１５２の表面の一部に掛かり保持ができなくなり、下レース１５８の上面１６６へずれ落ちる。

しかし、本実施の形態５においては、保持器３５４の下面３６２が、内周側３７４から外周側３６４に向かって、保持器３５４の鉛直方向（軸方向）の肉厚が厚くなるように傾斜させることで、下面３６２と下レース１５８の上面１６６との距離を、外周側３６４が内周側３７４よりも短くなるため、保持器３５４は、下レース１５８に全面接触することなく、保持器３５４の外周側３６４のみが下レース１５８の上面１６６で線接触し、支持される。

そのため、圧縮機の起動時において、保持器３５４が下レース１５８の上面１６６で回転しても、保持器３５４と下レース１５８とは全面接触していないので、摩擦抵抗を小さく抑えることができる。その結果、保持器３５４の下面３６２が摩耗し、保持器３５４の強度が劣化するのを防止することができ、入力の増加を抑えた高効率で、高信頼性の密閉型圧縮機を実現することができる。

また保持器３５４の鉛直方向（軸方向）の肉厚は、内周側３７４が外周側３６４より薄いため、ボール１５２の表面は、内周側３７４ほど保持器３５４から多く露出している。そのため、シャフト１１０の給油機構１３８から保持器３５４の内側へ供給されたオイル１０６は、ボール１５２に付着し易い。その結果、下レース１５８の上面１６６を転がるボール１５２の潤滑が良化し、信頼性を向上させることができる。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、保持器に接触回避機構を形成したことで、入力の増加を抑え、信頼性を向上させることができるので、自販機、冷凍ショーケース、除湿機などの用途にも適用できる。

１０１ 密閉容器
１０２ 電動要素
１０４ 圧縮要素
１０６ オイル
１１０ シャフト
１１２ 主軸部
１１４ ツバ部
１１６ 偏心軸部
１２０ シリンダブロック
１２２ 圧縮室
１２４ 軸受
１２６ ピストン
１２８ コンロッド
１３０ スラスト軸受
１３０ａ スラスト軸受
１３０ｂ スラスト軸受
１３４ 上端面
１４２ 固定子
１４４ 回転子
１５２ ボール
１５４ 保持器
１５４ａ 保持器
１５４ｂ 保持器
１５６ 上レース
１５８ 下レース
１６２ 下面
１６２ａ 下面
１６２ｂ 下面
１６４ 外周側
１６４ｂ 外周側
１６６ 上面
１６８ 凸部
１６８ａ 凸部
１６８ｂ 凸部
１７２ 中心円周上
１７４ 内周側
２３０ スラスト軸受
２５４ 保持器
２６８ 凸部
２８０ ホルダー
２８２ 下面
３３０ スラスト軸受
３５４ 保持器
３６２ 下面
３６４ 外周側
３７４ 内周側

Claims (6)

1. 密閉容器内に、オイルと、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、主軸部と、前記主軸部の先端に形成されたツバ部と、前記ツバ部を介して形成され、かつ前記主軸部の軸心と平行する軸方向に延出した偏心軸部を備えるシャフトと、圧縮室を形成するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに設けられ、かつ前記シャフトを支持する軸受と、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結するコンロッドと、前記ツバ部と前記軸受の上端面との間に配設されたスラスト軸受を具備する構成とし、前記スラスト軸受を、複数のボールと、前記ボールをボール収納部で転動自在に保持する樹脂製の保持器と、前記ボールの上下に各々配設された上レースと下レースを備える構成とし、さらに、前記保持器に、前記保持器の下面と前記下レースの上面との全面接触を防止する接触回避機構を設けた密閉型圧縮機。
2. 前記接触回避機構を、前記保持器の下面より突出する凸部により構成し、前記凸部を、前記保持器の外周側に設けた請求項１記載の密閉型圧縮機。
3. 前記接触回避機構を、前記保持器の下面より突出する凸部により構成し、前記凸部を、前記ボールが転走する下レースの転走面上の軌道と重なる位置に設けた請求項１記載の密閉型圧縮機。
4. 前記接触回避機構を、前記保持器の下面より突出する凸部により構成し、前記凸部を、前記保持器の内周側に設けた請求項１記載の密閉型圧縮機。
5. 前記接触回避機構を、前記保持器の外周側壁から突出するホルダーと、前記ホルダーの下面より突出する凸部により構成した請求項１記載の密閉型圧縮機。
6. 前記接触回避機構を、前記保持器の下面において、内周側から外周側に向かって該保持器の軸方向の肉厚が厚くなる傾斜面で形成した請求項１記載の密閉型圧縮機。