JP2014118979A

JP2014118979A - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JP2014118979A
Application number: JP2012271956A
Authority: JP
Inventors: Terumasa Ide; 照正井出
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-06-30

Abstract

【課題】スラスト転がり軸受の樹脂製の保持器の押出しピンのバリとレースとの摺動を回避し保持器の回転をスムーズに行い騒音増大や効率悪化を抑制する。
【解決手段】圧縮要素のシャフト１１８に設けたスラスト転がり軸受け１７６の保持器１６８に設置される円状の押出しピン跡が保持器上下面に接する上レース１６４，下レース１７０の溝付軌道輪１７９の溝幅内に位置する構成としてある。これにより、上下レースの端面にピン跡のバリが接することがなくなり、保持器の回転が円滑に行われ密閉型圧縮機の騒音増大や効率悪化を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍冷蔵庫などの冷凍サイクルシステムに用いられる密閉型圧縮機に関する。

従来、この種の密閉型圧縮機は、主軸受の上部管状延長部の周囲に転がり軸受を配置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特許文献１に記載の従来の密閉型圧縮機を説明する。

図４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５は従来の密閉型圧縮機のスラストボールベアリングの要部拡大図である。

図４〜図５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８によって密閉容器２に対して弾性的に支持されている。

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。

圧縮要素１２のシャフト１８は、主軸部２０と偏心軸部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。そして上記圧縮要素１２は、偏心軸部２２の下側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。さらに、上記シャフト１８は主軸部２０表面に設けた螺旋状の溝２８ａなどからなる給油機構２８を備えている。

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る。また、連結部３６は、両端に設けた穴部がそれぞれピストン３０に取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。

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４６とともに圧縮室４８を形成する。さらに、バルブプレート４６を覆って蓋をするようにシリンダヘッド５０が固定されている。

吸入マフラ５２は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）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５０に取り付けられている。

ここで、上記シャフト１８の主軸受２６にはスラストベアリング７６が組み込んであり、このスラストボールベアリング７６は図５に示すように、管状延長部６２の外径側に設置され、上から順に、上レース６４、樹脂製の保持器６８に保持されたボール６６、下レース７０からなり、管状延長部６２のスラスト面６０の上に配置されている。上レース６４、下レース７０は円環状で、その間にボール運動の一致した軌道輪の溝８６がそれぞれに設けられ、溝８６と溝側端面は研磨面で仕上げられており、ボール６６は軌道輪の溝８６上で転動させる。保持器６８はその軸心側片側端面に樹脂成型時の金型からの取出しに必要な押出しピン跡があり、量産品において金型精度ばらつきや多量のショット数から発生する金型の磨耗により微量なバリが軸心方向にまれに発生することがある。

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の偏心運動が連結部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。

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５２を経由して圧縮室４８内へ導入され、圧縮室４８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（図示せず）へ送出される。

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により主軸部２０の潤滑を行い、その後、軸方向隙間７４からスラストボールベアリング７６への給油と圧縮要素１２各部に供給され、各摺動部の潤滑を行う共にスラストボールベアリング７６への給油後の潤滑油４はスラスト面６０を潤沢にさせた後、シリンダブロック２４の潤滑油排出穴７７から下方に排出される。

次に、スラストボールベアリング７６の動作について説明する。スラストボールベアリング７６は、ボール６６が上レース６４と下レース７０に線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荷重を支持しながら回転する。保持器６８はシャフト１８の回転スピードの１／２で回転し、潤滑油４にて潤沢された状態で上レース６４および下レース７０の溝側端面の研磨面と微量に接しながら摺動する。

特表２００５−５００４７６号公報

しかしながら、上記従来の構成では、保持器６８に押出しピンのバリがあった場合、運転時において、保持器６８の押出しピンのバリが上レース６４および下レース７０の溝側端面と接しながら摺動することになり、保持器６８の回転が円滑に行われず、ボール６６と各レース６４，７０にすべりが発生し圧縮機の騒音増大や効率の悪化を発生する可能性がある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、保持器の成型製造上発生する押出しピンのバリの影響を受けず保持器のスムーズな回転を可能とした密閉型圧縮機の提供を目的とする。

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、主軸受のスラスト面に配設されたスラスト転がり軸受を備え、スラスト転がり軸受は、保持器に保持された複数の転動体と、転動体の上下にそれぞれ配設された溝付軌道輪を有する上レースおよび下レースを備え、保持器の軸心方向端面に設置される押出しピン跡が上レースおよび下レースそれぞれの溝付軌道輪の溝幅内に位置する構成としたものである。

これにより、保持器の押出しピン跡にバリが発生していてもこのバリがレースに接することが無く、保持器がスムーズに回転するようになり、密閉型圧縮機の騒音や効率の悪化を防止できる。

本発明の密閉型圧縮機は、保持器の成型製造上発生する押出しピンのバリが発生した場合においても、スラスト転がり軸受の保持器の回転をスムーズに維持でき、密閉型圧縮機の騒音や効率の悪化のない密閉型圧縮機を実現することができる。

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スラストベアリングの要部拡大図同実施の形態１における密閉型圧縮機のスラストベアリングの分解斜視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スラストベアリングの要部拡大図

第１の発明は、密閉容器内に、固定子と回転子を備える電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、前記圧縮要素を潤滑する潤滑油とを備え、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、圧縮室を備えたシリンダブロックと、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連結部と、前記シリンダブロックに設けられ前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受のスラスト面に配設されたスラスト転がり軸受とを備え、前記スラスト転がり軸受は、保持器に保持された複数の転動体と、前記転動体の上下にそれぞれ配設された溝付の軌道輪を有する上レースおよび下レースを備え、保持器の軸心方向端面に設置される押出しピン跡が上レースおよび下レースそれぞれの溝付軌道輪の溝幅内に位置する構成としたものである。

これにより、保持器成形時に押出しピン跡にバリが発生していてもこのバリは上下レースの軌道輪の溝内に位置することになって上レースおよび下レースの端面に接することがなくなり、保持器がスムーズに回転するようになって、密閉型圧縮機の騒音増大や効率悪化を防止できる。

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縦断面図である。図２は、同実施の形態における密閉型圧縮機のスラストボールベアリングの要部拡大図である。図３はスラスト転がり軸受であるスラストボールベアリングの分解斜視図である。

図１〜図３において、同実施の形態の密閉型圧縮機は、密閉容器１０２の内底部に潤滑油１０４を貯留するとともに、圧縮機本体１０６がサスペンションスプリング１０８により密閉容器１０２内で内部懸架されている。

また、密閉容器１０２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。

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とからなり、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。

まず、電動要素１１０について説明する。電動要素１１０は、薄板を積層した鉄心に銅製の巻線が巻かれて形成される固定子１１４と、固定子１１４の内径側に配置される回転
子１１６とを備えている。固定子１１４の巻線は、電源端子１１３を経由して圧縮機外の電源（図示せず）と、導線により接続されている。

次に圧縮要素１１２について説明する。圧縮要素１１２は電動要素１１０の上方に配設されている。圧縮要素１１２を構成するシャフト１１８は、軸径ｄなる主軸部１２０と、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が固定されており、シャフトアッシー１１８ａを構成している。

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。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。また、シャフト１１８は主軸部１２０表面に設けた螺旋状の溝１２８ａなどからなる給油機構１２８を備えている。また、シリンダブロック１２４は円筒状の穴部であるシリンダー１３４を備えており、ピストン１３０がシリンダー１３４に往復自在に挿入されている。

また、連結部１３６は、両端に設けた穴部が、それぞれピストン１３０に取付けられたピストンピン１３８と偏心軸部１２２と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。

シリンダー１３４端面にはバルブプレート１４６が取り付けられ、シリンダー１３４およびピストン１３０とともに圧縮室１４８を形成する。さらに、バルブプレート１４６を覆って蓋をするようにシリンダヘッド１５０が固定されている。吸入マフラー１５２は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）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１５０に取り付けられている。

次に、スラスト転がり軸受としてのスラストボールベアリング１７６の構成について説明する。図２において、スラストボールベアリング１７６は、主軸受１２６のスラスト面１６０に配設されている。主軸受１２６は、軸心と直角な平面部であるスラスト面１６０と、スラスト面１６０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管状延長部１６２とを有している。

管状延長部１６２の上側に上レース１６４が配置され、管状延長部１６２の外径側かつ上レース１６４の下側に、樹脂製の保持器１６８に保持された複数の転動体としてのボール１６６、下レース１７０が配置されている。上レース１６４、ボール１６６、保持器１６８、下レース１７０、により、スラストボールベアリング１７６が構成されている。保持器１６８の軸心側片側端面には図３に示すように樹脂成型時の金型からの取出しに必要な円状の押出しピン跡１９０がボール１６６のピッチ円直径上にボール１６６と隣のボール１６６との間に配置されている。上レース１６４と下レース１７０にはボール１６６の転動輪に一致した溝付軌道輪１７９が設けられており、保持器１６８の押出しピン跡１９０の円状の径は溝付軌道輪１７９の幅より小さい。すなわち保持器１６８の押出しピン跡１９０は上レース１６４および下レース１７０それぞれの溝付軌道輪１７９の溝幅内に位置する構成としてある。

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、作用を説明する。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、連結部１３６により変換され、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１４８が容積変化することで、密閉容器１０２内の冷媒を圧縮室１４８内に吸入し、圧縮する圧縮動作を行う。

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１５２を介して圧縮室１４８内に間欠的に吸入され、圧縮室１４８内で圧縮された後、高温高圧の冷媒は吐出配管などを経由して密閉容器１０２からの冷凍サイクル（図示せず）へ送られる。

また、シャフト１１８下端は潤滑油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により主軸部１２０の潤滑を行い、その後、軸方向隙間１７８からスラストボールベアリング１７６への給油と圧縮要素１１２各部に供給され、各摺動部の潤滑を行う共にスラストボールベアリング１７６への給油後の潤滑油１０４はスラスト面１６０を潤沢にさせた後、シリンダブロック１２４の潤滑油排出穴１７７から下方に排出される。

次に、スラストボールベアリング１７６の動作、作用について説明する。

スラストボールベアリング１７６は、同じ大きさのボール１６６を、上レース１６４と下レース１７０の溝付軌道輪１７９に複数配置して、シャフト１１８や回転子１１６の自重などの垂直方向の荷重を支持しながらそれぞれを線接触の状態で転がるようにすることにより、摩擦を非常に小さくするものである。これにより、摺動損失の低減により圧縮機の効率が向上できる。保持器１６８はシャフト１１８の回転スピードの１／２で回転し、潤滑油１０４にて潤沢された状態で上レース１６４および下レース１７０の溝側端面の研磨面と微量に接しながら摺動する。

ここで、保持器１６８の押出しピン跡１９０は金型精度ばらつきや多量のショット数から発生する金型の磨耗により微量なバリが軸心方向にまれに発生することがある。しかしながらこの実施の形態では上記バリが発生する押出しピン跡１９０はボール１６６のピッチ円直径上に設置され溝付軌道輪１７９幅より小さくなるように設定してあるので、このバリは上下レースの溝付軌道輪１７９の溝内に位置することになって上レース１６４および下レース１７０に接することはない。

したがって、保持器１６８のスムーズの回転が阻害されることがなく、密閉型圧縮機の騒音増大や効率悪化を防止できる。

本発明によれば、保持器の押出しピンの跡に金型精度ばらつき、金型磨耗よりバリが発生しても保持器のスムーズの回転が阻害されることがなく、密閉型圧縮機の騒音増大や効率悪化を抑制可能であり、エアーコンディショナーや自動販売機等の冷凍サイクルを用いた機器の密閉型圧縮機として幅広く適用することができる。

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
１０４潤滑油
１１８シャフト
１２０主軸部
１２２偏心軸部
１２４シリンダブロック
１２６主軸受
１３０ピストン
１３６連結部
１４８圧縮室
１６８保持器
１６６転動体（ボール）
１６４上レース
１７０下レース
１７６スラスト転がり軸受け（スラストボールベアリング）
１７９溝付軌道輪
１９０押出しピン跡

Claims

密閉容器内に、固定子と回転子を備える電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、前記圧縮要素を潤滑する潤滑油とを備え、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、圧縮室を備えたシリンダブロックと、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連結部と、前記シリンダブロックに設けられ前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受のスラスト面に配設されたスラスト転がり軸受とを備え、前記スラスト転がり軸受は、樹脂製の保持器に保持された複数の転動体と、前記転動体の上下にそれぞれ配設された溝付軌道輪を有する上レースおよび下レースを備え、保持器の軸心方向端面に設置される押出しピン跡が上レースおよび下レースそれぞれの溝付軌道輪の溝幅内に位置していることを特徴とする密閉型圧縮機。