JP5372869B2 - 密閉型圧縮機及びこれを用いた冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、密閉型圧縮機及びこれを用いた冷蔵庫に関する。

従来の密閉型圧縮機として、特開２００６−３７７１６号公報（特許文献１），特開２００４−２７９６９号公報（特許文献２），特開２００４−１５６５１２号公報（特許文献３）に示されたものが知られている。

特許文献１には、主軸を軸支するベアリング部とシリンダ室を有するシリンダ部が一体になったフレームを有し、前記シリンダの側壁部にはロッドの組付け用の切欠きが設けられている。

また、特許文献２には、密閉容器内に潤滑油を貯留すると共に、電動要素および圧縮要素と、前記電動要素の回転力を圧縮要素に伝えるシャフトとが収納されている。前記電動要素は固定子と回転子から構成され、前記回転子は前記シャフトに挿着されている。前記シャフトの上端には副軸受が設置されており、前記副軸受上端にはピストン摺動面へ潤滑油を導く給油通路が設けられている。

また、特許文献３には、偏芯軸部を主軸部の上側に有し回転時に密閉容器内底部に貯溜された潤滑油を遠心力を利用してくみ上げて上端部から前記密閉容器内に飛散供給する給油通路を形成したシャフトと、略円筒形の圧縮室と、前記圧縮室の軸心と略直交するように形成され前記主軸部を軸支する主軸受とを形成し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芯軸部とを連結する連結手段とを備えており、前記シリンダブロックの主軸受の上面に潤滑油を貯溜するオイルプールを形成し、前記オイルプールに貯溜された潤滑油中に少なくとも一部が浸るように、前記主軸部の外周方向に突出した突出部を前記シャフトに設けた構造を有している。

特開２００６−３７７１６号公報 特開２００４−２７９６９号公報 特開２００４−１５６５１２号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載された構造を適用した場合、次のような課題があった。

特許文献１に記載された構造においては、ピストンの摺動部を潤滑するために、主軸の回転を利用して密閉容器内に貯留する潤滑油を上方に汲み上げ、偏心軸上端より飛散させている。そのため、主軸のベアリング部及びシリンダが一体に成形されたフレーム上には、運転中、偏心軸上端から飛散した油滴が降りかかることになる。

また、シリンダ側面にはロッドの組付け用の切欠きが設けられている。そのため、偏心軸上端からピストン上へ降り注ぎ、ピストンとシリンダ間を潤滑していた潤滑油の一部は切欠き部からフレーム上へと流出する恐れがある。

また、フレーム上へ飛散・流出した油の一部はフレーム外縁部から滴下することになる。フレームから滴下した潤滑油が冷媒と共に吸入マフラを通じてシリンダ内に吸入され、冷凍サイクル内へ混入した場合、オイルレートの増加によって圧縮機の冷凍能力が低下する恐れが生じる。

また、圧縮機の低速運転時においては、シャフト上端から飛散する潤滑油量の低下に伴い、ピストン摺動面へ供給される潤滑油量が減少し、ピストン摺動面における摩擦損失が増大する恐れが生じる。

次に、特許文献２に記載された構造においては、ピストンとシリンダ間の潤滑のために、シャフト上端から潤滑油を飛散させると同時に、飛散した潤滑油の一部を副軸受上端に設けられた給油通路を通じてピストン摺動面へと導いている。シャフト上端から飛散した潤滑油の一部や、ピストン摺動面へと導かれた油の一部は主軸受やシリンダを構成するシリンダブロック上に降り注ぐ。シリンダブロック上へと降り注いだ潤滑油の一部はシリンダブロック外縁より滴下することになり、滴下した潤滑油が冷媒と共に吸入マフラを通じてシリンダ内に吸入され、冷凍サイクル内へ混入した場合、オイルレートの増加によって圧縮機の冷凍能力が低下する恐れが生じる。

次に、特許文献３に記載された構造においては、シャフト上端から飛散した潤滑油の一部や、シリンダブロック上に設置されたオイルプールから、シャフトに設けられた突出部によって飛散した潤滑油の一部はシリンダブロック上へと降り注ぐ。シリンダブロック上へと降り注いだ潤滑油の一部はシリンダブロック外縁より滴下することになり、滴下した潤滑油が冷媒と共に吸入マフラを通じてシリンダ内に吸入され、冷凍サイクル内へ混入した場合、オイルレートの増加によって圧縮機の冷凍能力が低下する恐れが生じる。

そこで本発明は、シリンダ内に吸入される潤滑油量を低減するとともにピストン摺動面の潤滑性を向上することができる密閉型圧縮機及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上
記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、密閉容器内に電動要素及び圧縮要素を収納し、シリンダ内を往復動するピストンと、該ピストンに連結し、前記シリンダの開口と対向するクランクシャフトと、該クランクシャフトを軸支する軸受を有するフレームと、を備えた密閉型圧縮機において、前記クランクシャフトは、潤滑油を飛散させる開放端を有し、前記フレームの前記シリンダ脇に該シリンダ内径下端よりも高い位置で、且つ該シリンダ内径上端よりも低い位置に溝を有し、前記溝の一部は前記フレーム側から前記シリンダ側へ延伸し、前記シリンダの内面と連通し、前記溝の上方に前記シリンダに連通する吸入サイレンサを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、シリンダ内に吸入される潤滑油量を低減するとともにピストン摺動面の潤滑性を向上することができる密閉型圧縮機及びこれを備えた冷蔵庫を提供することができる。

実施例１の密閉型圧縮機の縦断面図。 図１の密閉型圧縮機の組立斜視図。 図１の密閉型圧縮機が搭載された冷蔵庫の縦断面図。 クランクシャフトの側面図。 図４のクランクシャフトにバランスウェイト、給油ピースを組付けた状態の断面図。 フレームの斜視図。 フレームを横方向から見た図。 クランクシャフト上端から潤滑油が飛散する状況を模式的に示した図。 フレームの斜視図。 油溝及び油孔を通るフレームの断面図。

以下、本発明の実施形態について図１〜図１０を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。

本発明の第１の実施例について図１〜図８を用いて説明する。

まず、本実施形態の密閉型圧縮機５０について図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態の密閉型圧縮機５０の縦断面図である。

本実施形態の密閉型圧縮機５０は、圧縮要素２０と電動要素３０とを密閉容器３内に上下に配置すると共にクランクシャフト７で連結したレシプロ圧縮機である。圧縮要素２０及び電動要素３０は密閉容器３内に弾性的に支持されている。

電動要素３０は、フレーム１ｂの下方に配置され、ステータ５及びロータ６を備えている。ロータ６は電磁鋼板が積層したロータコア６ａからなる構造をとっている。ステータ５はフレーム１ｂに固定され、ロータ６はクランクシャフト７に固定されている。クランクシャフト７の上端部には回転中心から偏心したクランクピン７ａが設けられている。

クランクシャフト７は軸受部１ａを貫通してフレーム１ｂの下方から上方へ延伸しており、クランクピン７ａがフレーム１ｂの上方側に位置するように設けられている。クランクシャフト７の下部はロータ６と結合しており、電動要素３０の動力によりクランクシャフト７が回転する。クランクシャフト７が回転するとクランクピン７ａが偏心回転し、ピストン４が往復動する構成となっている。

圧縮要素２０はシリンダ室を形成するシリンダ１とシリンダ室内を往復動するピストン４と、このピストン４を駆動するコネクティングロッド２と、シリンダ１端面に組立てられる吐出弁装置４０と、吐出室空間を形成するヘッドカバー１７と、を備えている。シリンダ１は軸受部１ａ及びフレーム１ｂを一体に成形している。ピストン４は、コネクティングロッド２を介してクランクピン７ａに連結され、クランクピン７ａの偏心回転によりシリンダ室内を往復運動する。シリンダ１側壁には、切欠き１ｄが設けられており、コネクティングロッド２をピストン４に組付ける際には切欠き１ｄを通じてコネクティングロッド２を挿入する。

シリンダ１内に供給された冷媒はピストン４の往復動によって圧縮され、圧縮されたガス冷媒は、圧縮機外部に連通する吐出管へと送られる。

図２はシリンダ１の端面に取付けられる各部品の斜視図である。シリンダ１の端面にはトップパッキン２２，吸入弁板９，バルブプレート１０，パッキン１６，ヘッドカバー１７，吸入サイレンサパッキン２３ａ，吸入サイレンサ２３，吸入サイレンサ固定部材２３ｂの順に配置される。

次に、密閉型圧縮機５０を搭載した冷蔵庫６０について図３を参照しながら説明する。図３は本実施形態の密閉型圧縮機５０が搭載された冷蔵庫６０の縦断面図である。冷蔵庫６０は冷蔵室６２，上段冷凍室６３，下段冷凍室６４，野菜室６５により構成される。なお、冷蔵室６２，上段冷凍室６３，下段冷凍室６４，野菜室６５の位置関係は図３の限りではない。

密閉型圧縮機５０から吐出された冷媒は、冷蔵庫６０内に設けられた凝縮器，減圧機構を通過し、冷却器６６で冷蔵庫内の熱を吸収して、再び圧縮機内へと戻される。この密閉型圧縮機５０，凝縮器，減圧機構及び冷却器６６からなる冷凍サイクルには、プロパンやイソブタンなどの炭化水素系の冷媒が使用されている。

次に図１，図４，図５を用いて密閉型圧縮機５０の給油構造について説明する。図４はクランクシャフト７の側面図、図５はクランクシャフト７にバランスウェイト２５，給油ピース２１を取付けた時の断面図である。ロータ６の回転に伴いクランクシャフト７が回転すると、中繰り穴７ｂ内の潤滑油３５には遠心力が加わり、潤滑油３５はクランクシャフト７の下端に設けられた中繰り穴７ｂ内を上昇し、さらには下部連通穴７ｃへと運ばれる。

下部連通穴７ｃへと到達した潤滑油３５は図４に示されるスパイラル溝７ｄへと導入される。スパイラル溝７ｄの壁面と、フレーム軸受部１ａの壁面とで形成される潤滑油通路においては、クランクシャフト７の回転による壁面移動に伴い、潤滑油３５が粘性の効果で壁面に引きずられスパイラル溝７ｄ内を上昇する。この時、同時に潤滑油３５は軸受部１ａを潤滑することになる。

スパイラル溝７ｄ内を上昇した潤滑油３５は上部連通穴７ｅに達すると、再びクランクシャフト７の回転に伴う遠心力によって図５に示すピン部中繰り７ｆへと搬送される。ピン部中繰り７ｆにはピン部下連通穴７ｇが設けられており、ピン部下連通穴７ｇに達した潤滑油３５は図１に示すように、コネクティングロッド連通穴２ａを通じてコネクティングロッド２とピストン４との摺動部を潤滑する構造になっている。

また、ピン部中繰り７ｆに到達した潤滑油３５の一部はさらに遠心力によって上昇し、クランクシャフト７上端のピン部中繰り７ｆ開放端から飛散する。飛散した潤滑油３５の一部はピストン摺動面へと降りかかることでピストンとシリンダ間を潤滑する。また、シリンダ上面へ飛散した潤滑油３５は、シリンダ上面に設けられた傾斜に従いピストン４側へ滴下し、ピストンとシリンダ間の潤滑に用いられる。

次に、図６はフレーム１ｂを斜め上方から見た図、図７はフレーム１ｂを横方向から見た図である。フレーム１ｂ上のシリンダ１脇には、油溝１ｃが設けられている。フレーム１ｂを横方向から見た場合、油溝１ｃはシリンダ内径下端よりも高く、シリンダ内径上端よりも低い位置に配置している。

図８はピン部中繰り７ｆ開放端から飛散する潤滑油３５ａの状況を模式的に示した図である。ピン部中繰り７ｆ開放端から飛散した潤滑油３５ａの一部はフレーム１ｂ上に着油する。吸入サイレンサ２３からシリンダ１側壁にかけての方向に飛散した潤滑油３５は、その下方に位置する油溝１ｃに集められる。

油溝１ｃはシリンダ１側へと延伸しており、切欠き１ｄと連通する形をとっている。油溝１ｃはシリンダ内径下端よりも高い位置にあるため、油溝１ｃ内に集められた潤滑油３５は、切欠き１ｄを通じてシリンダ１内面へと導かれる。そのため、本構造においては吸入サイレンサ２３からシリンダ１側壁にかけての方向に飛散した潤滑油３５および切欠き１ｄから流出した潤滑油３５が、フレーム１ｂ外縁から滴下し、シリンダ１内に吸入されることを防ぐことができると共に、潤滑油３５を再びシリンダとピストンの間の潤滑に用いることができる。よって本実施例によれば密閉型圧縮機５０の効率を向上し、冷蔵庫６０の消費電力を低減することが可能である。

次に本発明の第２の実施例について図９，図１０を用いて説明する。ただし、基本構成は実施例１と同様であり、異なる点のみ記述する。図９は本実施形態のフレームを斜め上方から見た図である。図１０は本実施形態のフレームを油溝１ｃ及び油孔１ｅを通る平面で切った断面図である。

フレーム１ｂ上のシリンダ１脇には、油溝１ｃが設けられている。フレーム１ｂを横方向から見た場合、油溝１ｃはシリンダ内径下端よりも高く、シリンダ内径上端よりも低い位置に配置している。また、シリンダ１側壁には油孔１ｅが設けられており、油溝１ｃとシリンダ１内を連通する構造になっている。

油溝１ｃ内に集められた潤滑油３５は、油孔１ｅを通じてシリンダ１内面へと導かれる。そのため、本構造においては吸入サイレンサ２３からシリンダ１側壁にかけての方向に飛散した潤滑油３５および切欠き１ｄから流出した潤滑油３５が、フレーム１ｂ外縁から滴下し、シリンダ１内に吸入されることを防ぐことができると共に、潤滑油３５を再びシリンダとピストンの間の潤滑に用いることができる。よって本実施例によれば密閉型圧縮機５０の効率を向上し、冷蔵庫６０の消費電力を低減することが可能である。
本発明は、以下の態様を包含する。
第一に、密閉容器内に電動要素及び圧縮要素を収納し、シリンダ内を往復動するピストンと、該ピストンに連結したクランクシャフトと、該クランクシャフトを軸支する軸受を有するフレームと、を備えた密閉型圧縮機において、前記フレームの前記シリンダ脇に該シリンダ内径下端よりも高い位置で、且つ該シリンダ内径上端よりも低い位置に溝を有することを特徴とする密閉型圧縮機。
第二に、第一の構成に、更に、前記溝の一部は前記フレーム側から前記シリンダ側へ延伸し、前記シリンダ内面と連通していることを特徴とする密閉型圧縮機。
第三に、第一の構成に、更に、前記溝と前記シリンダ内面は、前記シリンダを貫通する孔によって連通していることを特徴とする密閉型圧縮機。
第四に、第二又は第三の構成に、更に、前記シリンダ側壁に切欠きを有することを特徴とする密閉型圧縮機。
第五に、第四の構成に、更に、前記溝の上方に、前記シリンダに連通し消音空間を形成するサイレンサを配置したことを特徴とする密閉型圧縮機。
第六に、密閉型圧縮機と、凝縮器と、減圧機構と冷却器が接続された冷凍サイクルを備えた冷蔵庫において、前記密閉型圧縮機は、密閉容器内に電動要素及び圧縮要素を収納し、シリンダ内を往復動するピストンと、該ピストンに連結したクランクシャフトと、該クランクシャフトを軸支する軸受を有するフレームと、を備え、前記フレームの前記シリンダ脇に該シリンダ内径下端よりも高い位置で、且つ該シリンダ内径上端よりも低い位置に溝を有することを特徴とする冷蔵庫。

１ シリンダ
１ａ 軸受部
１ｂ フレーム
１ｃ 油溝
１ｄ 切欠き
１ｅ 油孔
２ コネクティングロッド
２ａ コネクティングロッド連通穴
３ 密閉容器
４ ピストン
５ ステータ
６ ロータ
６ａ ロータコア
７ クランクシャフト
７ａ クランクピン
７ｂ 中繰り穴
７ｃ 下部連通穴
７ｄ スパイラル溝
７ｅ 上部連通穴
７ｆ ピン部中繰り
７ｇ ピン部下連通穴
９ 吸入弁板
１０ バルブプレート
１６ パッキン
１７ ヘッドカバー
２０ 圧縮要素
２１ 給油ピース
２１ａ 給油ピース先端穴
２２ トップパッキン
２３ 吸入サイレンサ
２３ａ 吸入サイレンサパッキン
２３ｂ 吸入サイレンサ固定部材
２５ バランスウェイト
３０ 電動要素
３５，３５ａ 潤滑油
４０ 吐出弁装置
５０ 密閉型圧縮機
６０ 冷蔵庫
６１ 冷蔵庫本体
６２ 冷蔵室
６３ 上段冷凍室
６４ 下段冷凍室
６５ 野菜室
６６ 冷却器

Claims (5)

1. 密閉容器内に電動要素及び圧縮要素を収納し、シリンダ内を往復動するピストンと、該ピストンに連結し、前記シリンダの開口と対向するクランクシャフトと、該クランクシャフトを軸支する軸受を有するフレームと、を備えた密閉型圧縮機において、
   前記クランクシャフトは、潤滑油を飛散させる開放端を有し、
   前記フレームの前記シリンダ脇に該シリンダ内径下端よりも高い位置で、且つ該シリンダ内径上端よりも低い位置に溝を有し、
   前記溝の一部は前記フレーム側から前記シリンダ側へ延伸し、前記シリンダの内面と連通し、
   前記溝の上方に前記シリンダに連通する吸入サイレンサを設けたことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 前記吸入サイレンサから前記シリンダ側壁にかけての方向に飛散した前記潤滑油が、前記吸込サイレンサに着油して前記溝に集まるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記溝と前記シリンダ内面は、前記シリンダを貫通する孔によって連通していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記シリンダ側壁に切欠きを有することを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の密閉型圧縮機。
5. 密閉型圧縮機と、凝縮器と、減圧機構と冷却器が接続された冷凍サイクルを備えた冷蔵庫において、
   前記密閉型圧縮機は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の構成であることを特徴とする冷蔵庫。

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