JP2021124082A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダ側に部品が密集した密閉型圧縮機でモータの過熱を抑制する。
【解決手段】回転するクランクシャフトによって潤滑油を吹出す油吹出部と、油吹出部より下方に位置して潤滑油を受けるスラスト軸受周囲に配された凹部２４ｃを有し、凹部２４ｃはクランクシャフトよりもシリンダ２１側に１個又は２個のみ設けられ、かつ、クランクシャフトよりも反シリンダ側に１個又は０個のみ設けられた油戻し孔２４ｓを有し、油戻し孔２４ｓの下方にはモータ上面が設けられる。
【選択図】図４

Description

本発明は、密閉型圧縮機に関する。

密閉型圧縮機は、モータに連結されたクランクシャフトの回転運動により密閉容器内の底部の冷凍機油を汲み上げる。汲み上げられた冷凍機油は、摺動部を潤滑した後、重力により密閉容器の底面に戻される。

特許文献１は、固定子１１１の導電部１１３より外周側に排出される連通路１８２によって潤滑油１０２の温度上昇による粘度低下が抑えられる排油経路（００６１，００６２）と、シリンダブロック２５のスラスト部４０に滞留する潤滑油２を、固定子１１と回転子１４と熱交換する経路を通過するように排油する排油穴４６（００１６−００１９、図８）とを開示している。排油穴４６は主軸部２３に対称に配されている。

特開２０１３−４４２７６号公報

密閉型圧縮機は、モータが密閉容器の水平方向略中央に配置され、その他のコンロッド、ピストン、シリンダ、吐出タンク、ヘッドカバー、吸込みマフラ（吸込みサイレンサ）等が、密閉容器の中心からシリンダ側に偏って集中配置されるレイアウトが多く、モータの発熱が篭りやすい。このためモータコイルの抵抗値が大きくなり、モータ損失が増加する。また、吸込みマフラとモータが近接した配置になることが多く、吸込みマフラをモータが加熱してしまい、圧縮機の冷凍能力を低下させる問題があった。

特許文献１は、固定子１１と回転子１４と熱交換することを意図する排油穴４６も対称配置されており、モータの水平方向中心に対してシリンダ側の熱のこもり易い部分を積極的に冷却するものではない。

なお、モータ高温部と吸込みサイレンサが近接している為、吸込みマフラの吸込み口からヘッドカバー内まで冷媒が吸込まれる過程においてモータの発熱を受けて、冷媒ガスの温度が上昇して圧縮機の冷凍能力が低下してしまう問題があった。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、
シリンダと、
吸込みサイレンサと、
シャフトと、
該シャフトを回転させるモータと、
前記シャフトのスラスト軸受と、
回転する前記シャフトによって潤滑油を吹出す油吹出部と、
該油吹出部より下方に位置して潤滑油を受け、前記スラスト軸受周囲に配された凹部と、を有し、
前記凹部は、
前記シャフトよりもシリンダ側に１個又は２個のみ設けられ、かつ、
前記シャフトよりも反シリンダ側に１個又は０個のみ設けられた油戻し孔を有し、
それぞれの前記油戻し孔の下方には、略面一のモータ上面が設けられた圧縮機。

第１実施形態の圧縮機の縦方向断面図 圧縮機の圧縮要素、電動要素斜視図 図２の圧縮要素の吸込みサイレンサの吸込み口と密閉容器の吸込みパイプの位置関係図。（ａ）は密閉容器内部、（ｂ）は密閉容器のうち下ケース及び下ケースに取付けられた吸込みパイプ等を描いた図、（ｃ）はさらに上ケースも描いた図 第１実施形態の密閉型圧縮機のフレームの（ａ）上面図及び（ｂ）斜視図 第２実施形態の密閉型圧縮機のフレームの（ａ）上面図及び（ｂ）斜視図 第３実施形態の密閉型圧縮機のフレームの（ａ）上面図及び（ｂ）斜視図 第４実施形態の密閉型圧縮機のフレームの（ａ）上面図及び（ｂ）斜視図 密閉型圧縮機を組み込んだ冷蔵庫

図１は、本実施形態の密閉型圧縮機を示す縦断面図である。図２は、本実施形態の密閉型圧縮機の電動要素および圧縮機要素の斜視図ある。図３は、図２の圧縮要素の吸込みサイレンサの吸込み口４１ａと密閉容器３の吸込みパイプ３ａの位置関係を示した図である。図３（ａ）〜（ｃ）はいずれも同一視点からの図であるが、（ａ）は密閉容器３内部、（ｂ）は密閉容器３のうち下ケース３ｎ及び下ケース３ｎに取付けられた吸込みパイプ３ａ等を描いた図、（ｃ）はさらに上ケース３ｍも描いた図である。
図４は密閉型圧縮機のフレーム２４の（ａ）上面図及び（ｂ）斜視図である。

図４中、クランクシャフト２３の回転軸Ｏを原点として、原点に対しシリンダ２１側に向かう方向をＹ軸とし、それと直交する方向をＸ軸と定義する。圧縮要素の部品はシリンダ２１近傍、Ｙ軸方向に集中配置されているため、Ｙ軸方向でモータの熱がこもりやすくなる。また、本実施形態では吸込みサイレンサ４２のボディは、Ｘ＜０、Ｙ＞０の第二象限上に配置されている。

密閉型圧縮機１００の密閉容器３は、略上半分の外郭を構成する上ケース３ｍと略下半分の外郭を構成する下ケース３ｎとが溶接などで接合され、内部に圧縮要素２０および電動要素３０を収容する空間を有している。

圧縮要素２０は、シリンダ２１と、シリンダ２１内を往復動するピストン２２、クランクシャフト２３、ピストン２２とクランクシャフト２３を繋ぐコネクティングロッド２２ａ、クランクシャフト２３周方向を軸支するすべり軸受としてのラジアル軸受２５を備えている。ラジアル軸受２５（軸受）、シリンダ２１およびフレーム２４は一体形成されている。クランクシャフト２３は、スラスト軸受２６を介してフレーム２４に回転自在に支持されている。

電動要素３０は、フレーム２４の下側（ベース２４ａの下方）に配置され、ロータ３１およびステータ３２を含んで構成されている。ステータ３２は、ロータ３１の外周に配置されている。

フレーム２４は、シリンダ２１下方に位置し略水平方向に延びるベース２４ａ、フレーム２４の略中央部の貫通孔２４ｂの内周面によって構成されているラジアル軸受２５、貫通孔２４ｂ上端の周囲に円形溝状に形成された凹部２４ｃとしてのスラスト軸受２６を有している。

シリンダ２１の密閉容器外周側の端部にはヘッドカバー２７が取り付けられている。シリンダ２１、ヘッドカバー２７、ピストン２２によって圧縮室（シリンダ室）Ｑ１が構成されている。

クランクシャフト２３は、貫通孔２４ｂの上方において、回転中心軸Ｏに対して直交する方向（水平方向）に延びてバランスウエイトとしても機能するフランジ部２３ｂを有している。クランクシャフト２３には軸方向の下端から上方に向けて凹形状の中繰り穴２３ｃが形成され、クランクシャフト２３内に中空部を有するように構成されていて回転によって周知のように下方の潤滑油を汲み上げるポンプとして機能する。

Ｙ軸正方向をシリンダ２１中心軸とすると、図２に例示するように、Ｙ軸の一方側（ここでは−Ｘ側）に吸込みサイレンサ４１、他方側に吐出サイレンサ４２が配置されている。
吸込みパイプ３ａは密閉容器３内外を貫通して配置され、密閉容器外部側の一端は、冷凍サイクルの冷却器から延びている配管と接続される。吸込みパイプ３ａの他端は、密閉容器内部側の開放端（図示せず）となり構成されている。圧縮機内に吸込まれた低温冷媒ガスは、吸込みパイプ３ａ他端で密閉容器内に開放される。

クランクシャフト２３で汲み上げられた潤滑油は、フランジ部２３ｂ上に吹き出して、スラスト軸受２６、クランクシャフト２３とラジアル軸受２５との間、コネクティングロッド２２ａの周辺を潤滑する。

スラスト軸受２６などを潤滑した潤滑油４０は、吹き出したところより下方に在る凹部２４ｃに向かって、例えばシリンダブロックなどを伝って落下し、集まっていく。凹部２４ｃには孔２４ｓが設けられており、ここから密閉容器３の底に戻るように構成されている。

図４に例示する第１実施形態では、凹部２４ｃに油戻し孔２４ｓを２ヶ所設けており、２ヶ所ともシリンダ２１側に配置している。孔２４ｓそれぞれの直下には、モータ部品の上面が位置しており、孔２４ｓから滴下した潤滑油はモータ部品に到達する。モータ部品のうちシリンダ２１、吸込みサイレンサ４１、吐出サイレンサ４２が在る側は熱がこもりやすい。つまり、モータの中で温度が上昇しやすいＹ軸側（Ｙ＞０）の冷却が特に必要となるが、本実施形態によればより多くの油をモータの発熱がこもり易いＹ軸方向（Ｙ＞０）に滴下することができ、モータの温度集中部の冷却を効果的に行うことができる。

図５に例示する第２実施形態では、凹部２４ｃのうち反シリンダ側に潤滑油が残留しないよう、反シリンダ側に３つめの油戻し孔２４ｓを有している。反シリンダ側の孔２４ｓの数はシリンダ側より少ない。そのため、本実施形態でもモータのＹ軸方向（Ｙ＞０）の箇所への油滴下量を多く確保することが可能となりモータの温度集中部の冷却を効果的に行うことができる。

図６に例示する第３実施形態では、凹部２４ｃのうちシリンダ側に孔２４ｓを１つだけ設け、吸込みサイレンサ４１のボディ部側（第２象限）に配置している。これによりモータの温度が上昇しやすいＹ軸側（Ｙ＞０）の部分で、特に吸込みサイレンサ４１のボディ部側の冷却を効果的に行うことができるので冷媒密度に影響する吸込みサイレンサの温度の上昇を効果的に抑制できる。

図７に例示する第４実施形態では、第３実施形態に対し、凹部２４ｃのうち反シリンダ側に潤滑油が残留しないよう、反シリンダ側に２つめの油戻し孔を設けてもよい。この場合は２番目の孔（反シリンダ側の孔）は１つめの孔と点対称の象限に設けるのが好ましい。本実施形態では、孔２４ｓはシリンダ側と反シリンダ側とで同数であり孔の大きさも同一としているが、シリンダ側の冷却を効果的に行うためにシリンダ側の油戻し孔を反シリンダ側の油戻し孔よりも大きくするとよい。

また本実施例の場合、孔２４ｓはシリンダ側と反シリンダ側、いずれも１つずつのみである。孔２４ｓを、フレームの型時点で設けておくのではなく例えばドリル加工などで設ける場合には、孔数が少ない方が好ましい。すなわち、３つ以下または２つ以下でシリンダ側への油戻しを考慮した態様とするのが好ましい。

図８は各実施形態の圧縮機を搭載した機器の一例としての冷蔵庫である。

密閉型圧縮機１００
密閉容器３
コイルバネ９
上ケース３ｍ
下ケース３ｎ
圧縮要素２０
シリンダ２１
ピストン２２
コネクティングロッド２２ａ
大径側の端部２２ｂ
小径側の端部２２ｃ
ピン２２ｄ
クランクシャフト２３
クランクピン２３ａ
フランジ部２３ｂ
軸方向の下端の中繰り穴２３ｃ
上部連通孔２３ｄ
らせん溝２３ｅ
ピン部中繰り穴２３ｆ
ピン部連通孔２３ｇ
フレーム２４
貫通孔２４ｂ
ベース２４ａ
凹部２４ｃ
ラジアル軸受２５
スラスト軸受２６
ヘッドカバー２７
固定軸部材２８
固定軸らせん溝２８ａ
電動要素３０
ロータ３１
ステータ３２
鉄心３２ａ
コイル３２ｂ
圧縮室（シリンダ室）Ｑ１
潤滑油４０
吐出サイレンサ４２ａ，４２ｂ

Claims (2)

1. シリンダと、
   吸込みサイレンサと、
   シャフトと、
   該シャフトを回転させるモータと、
   前記シャフトのスラスト軸受と、
   回転する前記シャフトによって潤滑油を吹出す油吹出部と、
   該油吹出部より下方に位置して潤滑油を受け、前記スラスト軸受周囲に配された凹部と、を有し、
   前記凹部は、
   前記シャフトよりもシリンダ側に１個又は２個のみ設けられ、かつ、
   前記シャフトよりも反シリンダ側に１個又は０個のみ設けられた油戻し孔を有し、
   それぞれの前記油戻し孔の下方には、略面一のモータ上面が設けられた圧縮機。
2. 前記吸込みサイレンサは、前記シャフトよりもシリンダ側に位置し、
   前記油戻し孔は、
   前記シャフトよりもシリンダ側に１個又は２個のみ設けられ、かつ、シリンダ側の個数よりも少ない個数（０を含む。）を反シリンダ側に有する請求項１に記載の圧縮機。

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