JP5503501B2

JP5503501B2 - Hermetic compressor and refrigeration air conditioning system using the same

Info

Publication number: JP5503501B2
Application number: JP2010248005A
Authority: JP
Inventors: 弘勝香曽我部; 修平永田; 真一佐藤; 健裕秋澤
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-11-05
Also published as: JP2012097701A

Description

本発明は、密閉型圧縮機及びそれを用いた冷凍空調システムに関する。 The present invention relates to a hermetic compressor and a refrigeration air conditioning system using the same.

従来、家庭用冷蔵庫等に使用されている小容量の密閉型圧縮機では、軸受摺動部としては比較的安価で信頼性に優れた「すべり軸受」が一般に使用されてきた。そして、近年では、冷蔵庫の省エネルギ化の要求が高まり、冷蔵庫用密閉型圧縮機も一層の効率向上が求められている。そこで、密閉型圧縮機の効率向上を図るうえで基本的な損失原因の一つである機械損失の低減が課題となり、従来用いられていた「すべり軸受」に代えて、摩擦係数が「すべり軸受」に比べて小さい「転がり軸受」を用いることにより、効率向上を図り、以って省電力化を図っている。具体的には、例えば特許文献１及び２に、このような「転がり軸受」を用いた技術が記載されている。 Conventionally, in a small-capacity hermetic compressor used in a household refrigerator or the like, a “slide bearing” that is relatively inexpensive and excellent in reliability has been generally used as a bearing sliding portion. In recent years, the demand for energy saving in refrigerators has increased, and the refrigerator-type hermetic compressor has been required to further improve efficiency. In order to improve the efficiency of hermetic compressors, reduction of mechanical loss, which is one of the fundamental causes of loss, has become an issue. Instead of the conventional “slide bearing”, the friction coefficient is “slide bearing”. By using a “rolling bearing” that is smaller than “”, efficiency is improved and power saving is thereby achieved. Specifically, for example, Patent Documents 1 and 2 describe a technique using such a “rolling bearing”.

より具体的には、特許文献１には、回転軸を軸支するために転がり軸受を用い、転がり軸受にオイル（潤滑油）を供給するための通路をモータケース内に設けることにより、前記転がり軸受にオイルを供給して摺動ロスを減少させることが記載されている。 More specifically, in Patent Document 1, a rolling bearing is used to support the rotating shaft, and a passage for supplying oil (lubricating oil) to the rolling bearing is provided in the motor case. It is described that oil is supplied to a bearing to reduce sliding loss.

一方で、特許文献２には、上記特許文献１に記載の発明と同様にクランク軸を軸支するために転がり軸受を用いているものの、当該転がり軸受の上部に略円形の板を設け、転がり軸受へのオイルの供給を規制することが記載されている。 On the other hand, in Patent Document 2, although a rolling bearing is used to support the crankshaft in the same manner as the invention described in Patent Document 1, a substantially circular plate is provided on the upper portion of the rolling bearing, and the rolling is performed. It is described that the oil supply to the bearing is restricted.

特開平５−２４８３５４号公報JP-A-5-248354 特許第３０４５８６７号公報Japanese Patent No. 3045867

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の発明においては、以下のような課題がある。 However, the inventions described in Patent Documents 1 and 2 have the following problems.

特許文献１に記載の発明においては、転がり軸受へのオイルの供給通路がモータケース内に単に設けられているだけであり、オイルの供給量が過剰なものとなって、転がり軸受内部でのオイルの攪拌により抵抗が増加し、効率が低下することがある。また、モータケースの上部に溜まったオイルを単に転がり軸受に供給するため、例えば磨耗粉等の異物が転がり軸受に到達して摺動面に噛み込まれ、やはり効率が低下することがあるという課題がある。 In the invention described in Patent Document 1, the oil supply passage to the rolling bearing is simply provided in the motor case, and the oil supply amount becomes excessive, and the oil inside the rolling bearing Stirring may increase resistance and reduce efficiency. In addition, since oil accumulated in the upper part of the motor case is simply supplied to the rolling bearing, foreign matter such as wear powder reaches the rolling bearing and is caught in the sliding surface, which may also reduce the efficiency. There is.

また、特許文献２に記載の発明においては、転がり軸受に供給されるオイル量を規制するため過剰量の潤滑油が供給されることは防止できるものの、逆に必要最小限のオイルを確実に供給することが難しくなり、摺動面の摩擦が大きくなって転がり軸受の温度が高くなり、転がり軸受の信頼性が低下することがあるという課題がある。 Further, in the invention described in Patent Document 2, although it is possible to prevent an excessive amount of lubricating oil from being supplied to regulate the amount of oil supplied to the rolling bearing, on the contrary, the minimum necessary oil is reliably supplied. There is a problem that it becomes difficult to do so, the friction of the sliding surface increases, the temperature of the rolling bearing increases, and the reliability of the rolling bearing may decrease.

「転がり軸受」における機械損失低減（即ち効率向上）及び信頼性確保を両立させる場合、摺動面の油膜形成と温度上昇を防止するための適正油量の供給とが、「すべり軸受」の場合よりも特に重要である。また、従来の潤滑油供給構造は圧縮機回転速度（即ちクランク軸回転速度）が３０００ｍｉｎ^−１や３６００ｍｉｎ^−１等の密閉型圧縮機を対象としたものである。従って、より厳しいオイルの供給量の管理が要求される、約１０００ｍｉｎ^−１と低速化している近年の密閉型圧縮機においては、上記特許文献１及び２に記載の発明のように、単純にオイルの供給量を増加させたり減少させたりするだけでは、効率向上と信頼性確保とを両立させることは極めて難しい。 In the case of “sliding bearings”, when reducing the mechanical loss (that is, improving the efficiency) and ensuring reliability in the “rolling bearing”, the oil film formation on the sliding surface and the supply of the appropriate amount of oil to prevent the temperature from rising Is more important than. Further, the conventional lubricating oil supply structure in which the compressor rotational speed (i.e. the crankshaft rotational speed) is directed to a hermetic compressor, such as 3000 min ^-1 and 3600 min ^-1. Therefore, in a recent hermetic compressor that is required to control the supply amount of oil more severely and is slowed down to about 1000 min ⁻¹ , the oil is simply changed as in the inventions described in Patent Documents 1 and 2 above. It is extremely difficult to achieve both improvement in efficiency and ensuring reliability only by increasing or decreasing the supply amount.

本発明は上記の課題を解決するべくなされたものであり、その目的は、低速回転速度においても効率向上と信頼性確保とを両立させた密閉型圧縮機及びそれを用いた冷凍空調システムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a hermetic compressor capable of improving efficiency and ensuring reliability even at a low rotational speed, and a refrigerating and air-conditioning system using the same. It is to be.

本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、所定の形状を有するカバープレートを転がり軸受の下部に設けることにより、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention by providing a cover plate having a predetermined shape at the lower part of the rolling bearing.

本発明によれば、低速回転速度においても効率向上と信頼性確保とを両立させた密閉型圧縮機及びそれを用いた冷凍空調システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a hermetic compressor that achieves both improvement in efficiency and ensuring reliability even at a low rotational speed, and a refrigeration air conditioning system using the same.

第一実施形態に係る密閉型圧縮機を模式的に示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view schematically showing a hermetic compressor according to a first embodiment. 第一実施形態に係る密閉型圧縮機を模式的に示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows typically the hermetic compressor which concerns on 1st embodiment. クランク軸の回転速度と給油量との関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the relationship between the rotational speed of a crankshaft, and the amount of oil supply. 第一実施形態に係る密閉型圧縮機におけるカバープレートを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the cover plate in the hermetic compressor which concerns on 1st embodiment. 図４のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 第一実施形態に係る密閉型圧縮機におけるカバープレートの変更例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the example of a change of the cover plate in the hermetic compressor which concerns on 1st embodiment. 第二実施形態に係る密閉型圧縮機を模式的に示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows typically the hermetic compressor which concerns on 2nd embodiment. 第三実施形態に係る密閉型圧縮機を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the hermetic compressor which concerns on 3rd embodiment. 第三実施形態に係る密閉型圧縮機を模式的に示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows typically the hermetic compressor which concerns on 3rd embodiment. 本実施形態に係る密閉型圧縮機が搭載された冷蔵庫を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the refrigerator in which the hermetic type compressor which concerns on this embodiment was mounted.

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present embodiment is not limited to the following contents, and can be arbitrarily changed within a scope not departing from the gist thereof. Can be implemented.

［１．第一実施形態］
（全体構成）
図１は、第一実施形態に係る密閉型圧縮機を模式的に示す縦断面図である。図１に示すように、第一実施形態に係る密閉型圧縮機５０は、ガスを圧縮する圧縮要素３と、圧縮要素３を駆動する電動要素２と、電動要素２に接続され、圧縮要素３を駆動するクランク軸８と、を密閉容器１内に備える。そして、クランク軸８の下端部に設けられたオイルポンプ１８により、密閉容器１内に貯留された潤滑油４を圧縮要素３に供給するようになっている。 [1. First embodiment]
(overall structure)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a hermetic compressor according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the hermetic compressor 50 according to the first embodiment is connected to the compression element 3 that compresses gas, the electric element 2 that drives the compression element 3, and the electric element 2. And a crankshaft 8 for driving the airtight container 1. The lubricating oil 4 stored in the sealed container 1 is supplied to the compression element 3 by an oil pump 18 provided at the lower end of the crankshaft 8.

密閉容器１は、密閉型圧縮機５０の外観を形成するものである。そして、この密閉容器１の底部には潤滑油４が貯溜されている。潤滑油４は、圧縮要素３及び転がり軸受１３に供給される。 The hermetic container 1 forms the appearance of the hermetic compressor 50. A lubricating oil 4 is stored at the bottom of the sealed container 1. The lubricating oil 4 is supplied to the compression element 3 and the rolling bearing 13.

電動要素２は、電動機で構成され、密閉容器１の底部にコイルスプリング２ｃを介して
弾性的に支持されるステータ２ａと、このステータ２ａの内部に隔離設置され、ステータ２ａとの電磁気的な相互作用によって回転するロータ２ｂとを備えてなる。そして、ステータ２ａは、後述する圧縮要素３に接続されるクランク軸８（図１に示すように、主軸８ａ及び偏心軸８ｂからなる。）の主軸８ａに対して同軸に取り付けられて、この主軸８ａを回転させるようになっている。主軸８ａを回転させることにより、偏心軸８ｂを介して接続された圧縮要素３（後述する。）を駆動させることができる。 The electric element 2 is composed of an electric motor, and a stator 2a that is elastically supported on the bottom of the hermetic container 1 via a coil spring 2c. The electric element 2 is installed separately from the stator 2a, and electromagnetically coupled to the stator 2a. And a rotor 2b that rotates by action. The stator 2a is attached coaxially to a main shaft 8a of a crankshaft 8 (comprising a main shaft 8a and an eccentric shaft 8b as shown in FIG. 1) connected to a compression element 3 described later. 8a is rotated. By rotating the main shaft 8a, the compression element 3 (described later) connected via the eccentric shaft 8b can be driven.

また、第一実施形態に係る密閉型圧縮機５０における電動要素２は、少なくとも電源周波数以下の運転周波数を含む複数の運転周波数でインバータ駆動されるようになっている。従って、このような電動要素２によれば、クランク軸８（より具体的には主軸８ａ）を、比較的に低速から高速の回転速度に亘って回転させることができる。 Moreover, the electric element 2 in the hermetic compressor 50 according to the first embodiment is inverter-driven at a plurality of operation frequencies including at least an operation frequency equal to or lower than the power supply frequency. Therefore, according to such an electric element 2, the crankshaft 8 (more specifically, the main shaft 8a) can be rotated over a relatively low speed to a high speed.

圧縮要素３は、上記のように電動要素２により駆動され、冷媒ガスを圧縮するものである。圧縮要素３は、図１に示すように、シリンダブロック５（シリンダ５ａ、フレーム部５ｂ及び軸受部５ｃからなる。）と、コンロッド６と、ピストン７と、シリンダヘッド１０と、ヘッドカバー１１とからなり、これらによって圧縮作動室１２が形成されている。そして、圧縮要素３には、上記のようにクランク軸８の偏心軸８ｂが接続されている。また、圧縮要素３は、フレーム部５ｂの下部に固定された電動要素２のステータ２ａを介して、コイルスプリング２ｃにより密閉容器１の底部に弾性的に支持されている。 The compression element 3 is driven by the electric element 2 as described above, and compresses the refrigerant gas. As shown in FIG. 1, the compression element 3 includes a cylinder block 5 (consisting of a cylinder 5 a, a frame portion 5 b, and a bearing portion 5 c), a connecting rod 6, a piston 7, a cylinder head 10, and a head cover 11. Thus, the compression working chamber 12 is formed. The eccentric shaft 8b of the crankshaft 8 is connected to the compression element 3 as described above. The compression element 3 is elastically supported on the bottom of the hermetic container 1 by a coil spring 2c via a stator 2a of the electric element 2 fixed to the lower part of the frame part 5b.

潤滑油４は、後述する、例えばクランク軸８の主軸８ａと軸受部５ｃとの摺動面や、ピストン７とシリンダ５ａとの摺動面等を潤滑させるものである。第一実施形態に係る密閉型圧縮機５０における潤滑油４としては、公知の密閉型圧縮機で用いられる任意の潤滑油を用いることができる。 The lubricating oil 4 lubricates a sliding surface between the main shaft 8a of the crankshaft 8 and the bearing portion 5c, a sliding surface between the piston 7 and the cylinder 5a, and the like, which will be described later. As the lubricating oil 4 in the hermetic compressor 50 according to the first embodiment, any lubricating oil used in a known hermetic compressor can be used.

クランク軸８の主軸８ａは密閉容器内の略中央で上下に延設され、その上部を転がり軸受１３により、またその下部をすべり軸受（軸受部）５ｃにより軸支されている。従って、主軸８ａは、上記のようにロータ２ｂと一体となって回転するように、軸受部５ｃに回転自在に嵌められている。 The main shaft 8a of the crankshaft 8 extends vertically at the approximate center in the sealed container, and the upper portion thereof is pivotally supported by the rolling bearing 13 and the lower portion thereof is supported by the slide bearing (bearing portion) 5c. Therefore, the main shaft 8a is rotatably fitted to the bearing portion 5c so as to rotate integrally with the rotor 2b as described above.

クランク軸８の偏心軸８ｂは、主軸８ａに対して偏心するように設けられているものである。また、偏心軸８ｂには、安定した偏心回転を行うために、その上端にバランスウエイト９が固定されている。従って、電動要素２のロータ２ｂが回転することでクランク軸８の主軸８ａが回転し、主軸８ａと一体となって形成されている偏心軸８ｂが偏心回転する。このように駆動することで、偏心軸８ｂに接続されたコンロッド６を介して、ピストン７がシリンダ５ａのボア内を往復運動するようになっている。 The eccentric shaft 8b of the crankshaft 8 is provided so as to be eccentric with respect to the main shaft 8a. In addition, a balance weight 9 is fixed to the upper end of the eccentric shaft 8b in order to perform stable eccentric rotation. Therefore, when the rotor 2b of the electric element 2 rotates, the main shaft 8a of the crankshaft 8 rotates, and the eccentric shaft 8b formed integrally with the main shaft 8a rotates eccentrically. By driving in this way, the piston 7 reciprocates in the bore of the cylinder 5a via the connecting rod 6 connected to the eccentric shaft 8b.

また、クランク軸８の主軸８ａには、その外周面にスパイラル溝８ｅが設けられている。このスパイラル溝８ｅには、主軸８ａの下端に設けられたオイルポンプ１８を介して密閉容器１の底部に貯溜された潤滑油４が導入されるようになっている。より具体的な潤滑油４の流れとしては、以下のようになる。 Further, the main shaft 8a of the crankshaft 8 is provided with a spiral groove 8e on the outer peripheral surface thereof. Lubricating oil 4 stored at the bottom of the sealed container 1 is introduced into the spiral groove 8e via an oil pump 18 provided at the lower end of the main shaft 8a. A more specific flow of the lubricating oil 4 is as follows.

即ち、密閉容器１内の底部に貯溜された潤滑油４は、クランク軸８が回転することにより、クランク軸８（主軸８ａ）の下部の中繰り穴８ｃに嵌合して取り付けられたオイルポンプ１８の遠心ポンプ作用により引き上げられる。そして、引き上げられた潤滑油４は下部連通穴８ｄを通じて、主軸８ａの外周面に形成されたスパイラル溝８ｅに導入される。なお、このようにスパイラル溝８ｅに導入された潤滑油４により、主軸８ａと軸受部５ｃとの摺動面の潤滑及びシールが行われるようになっている。 That is, the lubricating oil 4 stored at the bottom of the sealed container 1 is fitted and attached to the center hole 8c at the bottom of the crankshaft 8 (main shaft 8a) as the crankshaft 8 rotates. Pulled up by 18 centrifugal pump action. The pulled lubricating oil 4 is introduced into the spiral groove 8e formed on the outer peripheral surface of the main shaft 8a through the lower communication hole 8d. The lubricating oil 4 thus introduced into the spiral groove 8e lubricates and seals the sliding surfaces of the main shaft 8a and the bearing portion 5c.

また、スパイラル溝８ｅに導入された潤滑油４はクランク軸８の回転に伴って上方までさらに引き上げられ、上部連通口８ｆ（図２参照。）を通って偏心軸中繰り穴８ｇ（図２参照。）まで搬送される。そして、偏心軸中繰り穴８ｇに搬送された潤滑油４は、さらに偏心軸横穴８ｈ（図２参照。）を通じて、偏心軸８ｂに回転自在に嵌合されたコンロッド６の大端軸受部及びピストン７と接続しているボールジョイント部の潤滑を行うようになっている。 Further, the lubricating oil 4 introduced into the spiral groove 8e is further lifted upward as the crankshaft 8 rotates, and passes through the upper communication port 8f (see FIG. 2) to pass through the eccentric shaft center hole 8g (see FIG. 2). )). The lubricating oil 4 conveyed to the eccentric shaft center hole 8g further passes through the eccentric shaft lateral hole 8h (see FIG. 2), and the large-end bearing portion and piston of the connecting rod 6 rotatably fitted to the eccentric shaft 8b. The ball joint connected to 7 is lubricated.

一方で、偏心軸中繰り穴８ｇに搬送された潤滑油４は、偏心軸８ｂの上端に取り付けられたバランスウエイト９を一部貫通するように設けられた潤滑油放射穴８ｉから噴射されるとともに、偏心軸８ｂの上端部から周囲に噴射される。このように、主にこの噴射された潤滑油４によって、ピストン７とシリンダ５ａとの摺動面の潤滑及びシールが行われるようになっている。 On the other hand, the lubricating oil 4 conveyed to the eccentric shaft center hole 8g is injected from a lubricating oil radiation hole 8i provided so as to partially penetrate the balance weight 9 attached to the upper end of the eccentric shaft 8b. , And sprayed around from the upper end of the eccentric shaft 8b. Thus, the lubrication and sealing of the sliding surface between the piston 7 and the cylinder 5a is performed mainly by the injected lubricating oil 4.

シリンダヘッド１０は、シリンダ５ａの前側、つまりピストン７の上死点側に配置され、シリンダ５ａ、ピストン７及びシリンダヘッド１０により圧縮作動室１２が形成されている。なお、シリンダヘッド１０には、図示しないが、シリンダ５内に連通するガスの吸入弁及び吐出弁が形成されている。 The cylinder head 10 is disposed on the front side of the cylinder 5 a, that is, on the top dead center side of the piston 7, and the compression working chamber 12 is formed by the cylinder 5 a, the piston 7, and the cylinder head 10. Although not shown, the cylinder head 10 is formed with a gas intake valve and a discharge valve communicating with the cylinder 5.

ヘッドカバー１１は、シリンダヘッド１０の前側に配置することで上記の弁座を覆っており、このヘッドカバー１１には、図示しないが、上記の吐出弁に連通する吐出室と、上記の吸入弁に連通する開口とが形成されている。 The head cover 11 is disposed on the front side of the cylinder head 10 to cover the valve seat, and the head cover 11 communicates with a discharge chamber that is in communication with the discharge valve and the intake valve (not shown). The opening to be formed is formed.

転がり軸受１３等については、図２を参照しながら後述する。 The rolling bearing 13 and the like will be described later with reference to FIG.

吐出パイプ２０は、圧縮作動室１２にて圧縮された冷媒ガスを、外部の冷凍サイクルに流出させるものである。具体的には、外部から密閉容器１内に接続された吸込パイプ（図示せず。）を通じて密閉容器１内に流入した冷媒ガスは、プラスチック製の吸込サイレンサ（図示せず。）を通って圧縮作動室１２に流入される。圧縮作動室１２に流入し、ピストン７により圧縮された冷媒ガスは、シリンダヘッド１０からヘッドカバー１１内の吐出室（図示せず。）に入り、ここからシリンダブロック５に一体で成形された吐出サイレンサ（図示せず。）を通り、吐出管１９を通って吐出パイプ２０から外部の冷凍サイクルに流出するようになっている。 The discharge pipe 20 causes the refrigerant gas compressed in the compression working chamber 12 to flow out to the external refrigeration cycle. Specifically, the refrigerant gas flowing into the sealed container 1 from the outside through a suction pipe (not shown) connected to the sealed container 1 is compressed through a plastic suction silencer (not shown). It flows into the working chamber 12. The refrigerant gas flowing into the compression working chamber 12 and compressed by the piston 7 enters the discharge chamber (not shown) in the head cover 11 from the cylinder head 10, and from here the discharge silencer molded integrally with the cylinder block 5. (Not shown) through the discharge pipe 19 and out of the discharge pipe 20 to the external refrigeration cycle.

次に、図２を参照しながら、転がり軸受１３、円筒部材１４、カバープレート１５及び空間部１６等を説明する。図２は、第一実施形態に係る密閉型圧縮機５０を模式的に示す要部拡大断面図である。なお、図２においては、図示の簡略化のために、図１に示した部材の一部を省略して記載している。 Next, the rolling bearing 13, the cylindrical member 14, the cover plate 15, the space portion 16, and the like will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an essential part enlarged cross-sectional view schematically showing the hermetic compressor 50 according to the first embodiment. In FIG. 2, for simplicity of illustration, a part of the members shown in FIG. 1 is omitted.

図２に示すように、第一実施形態に係る密閉型圧縮機５０は、外輪１３ａと内輪１３ｂと外輪１３ａ及び内輪１３ｂの間に設けられた転がり体１３ｃとにより構成され、クランク軸８（具体的には主軸８ａ）を軸支する転がり軸受１３を備えている。転がり軸受１３を構成する外輪１３ａは、シリンダブロック５のフレーム部５ｂに形成された転がり軸受け装着穴５ｂａに圧入等によって固定されている。 As shown in FIG. 2, the hermetic compressor 50 according to the first embodiment includes an outer ring 13a, an inner ring 13b, a rolling body 13c provided between the outer ring 13a and the inner ring 13b, and a crankshaft 8 (specifically Specifically, a rolling bearing 13 that pivotally supports the main shaft 8a) is provided. The outer ring 13a constituting the rolling bearing 13 is fixed to the rolling bearing mounting hole 5ba formed in the frame portion 5b of the cylinder block 5 by press fitting or the like.

一方、転がり軸受１３を構成する内輪１３ｂは、クランク軸８の主軸８ａの外周面に形成されたスパイラル溝８ｅの上端部に、円筒部材１４を介して焼き嵌め等で固定されている。従って、内輪１３ｂはクランク軸８と一体となって回転するようになっている。 On the other hand, the inner ring 13 b constituting the rolling bearing 13 is fixed to the upper end portion of the spiral groove 8 e formed on the outer peripheral surface of the main shaft 8 a of the crankshaft 8 by shrink fitting or the like via the cylindrical member 14. Therefore, the inner ring 13b rotates integrally with the crankshaft 8.

また、転がり軸受１３の下端面開口部を閉塞する位置には、給油通路１５ａ（後述する。）が形成されたカバープレート１５が設けられている。そして、カバープレート１５と軸受部５ｃとの間には、空間部１６が設けられている。 In addition, a cover plate 15 in which an oil supply passage 15a (described later) is formed is provided at a position where the lower end surface opening of the rolling bearing 13 is closed. A space 16 is provided between the cover plate 15 and the bearing 5c.

上記のように、転がり軸受１３を構成する外輪１３ａは圧入等によって固定されるものであるが、この外輪１３ａを固定する際に、転がり軸受装着穴５ｂａの底部に、例えば薄い鋼板等からなるカバープレート１５を配置しておき、外輪１３ａが転がり軸受け装着穴５ｂａに挿入固定されると同時にカバープレート１５も転がり軸受け装着穴５ｂａ（即ちフレーム部５ｂ）と転がり軸受１３の外輪１３ａとの間に挟み込まれて固定される。このように外輪１３ａ及びカバープレート１５を固定することで、転がり軸受１３の下端面開口部を閉塞する位置にカバープレート１５が設けられ、さらに、カバープレート１５の下方には転がり軸受１３の組立ての際の逃げによる空間部１６が形成されるようになる。そして、このような空間部１６が形成されることにより、空間部１６が潤滑油４に含まれる異物を捕捉し、転がり軸受１３の摺動面への異物の侵入を防止することができる。 As described above, the outer ring 13a constituting the rolling bearing 13 is fixed by press fitting or the like. When the outer ring 13a is fixed, a cover made of, for example, a thin steel plate is provided at the bottom of the rolling bearing mounting hole 5ba. The plate 15 is arranged, and the outer ring 13a is inserted and fixed in the rolling bearing mounting hole 5ba. At the same time, the cover plate 15 is also sandwiched between the rolling bearing mounting hole 5ba (that is, the frame portion 5b) and the outer ring 13a of the rolling bearing 13. Fixed. By fixing the outer ring 13 a and the cover plate 15 in this way, the cover plate 15 is provided at a position where the lower end surface opening of the rolling bearing 13 is closed, and further, the rolling bearing 13 is assembled below the cover plate 15. A space 16 is formed by the escape. By forming such a space portion 16, the space portion 16 can capture foreign matter contained in the lubricating oil 4 and prevent foreign matter from entering the sliding surface of the rolling bearing 13.

（カバープレート１５の構成）
密閉型圧縮機では、本発明者らの検討によると、転がり軸受（本実施形態における転がり軸受け１３に相当。）とコンロッド及び偏心軸（それぞれ、本実施形態におけるコンロッド６及び偏心軸８ｂに相当。）の摺動面（即ちすべり軸受）との潤滑油配分が重要である。図３は、クランク軸（本実施形態におけるクランク軸８に相当。）の回転速度とすべり軸受への給油量との関係を模式的に示す図である。図３に示すように、給油量ｑは、遠心ポンプ作用を利用したオイルポンプによって、クランク軸の回転速度Ｎが増加するほどすべり軸受への給油量ｑも増加する。しかしながら、転がり軸受への給油量が多過ぎる場合には、すべり軸受への給油量が減少する（図３の破線で示されるグラフ。）。従って、クランク軸の回転速度を最低回転速度Ｎｍｉｎに設定した場合（即ち、回転速度をより遅いものとした場合）、転がり軸受に対して適正に給油されていれば最低給油量ｑｍｉｎを確保できるものの（図３の実線で示されるグラフ。）、転がり軸受への給油量が多すぎる場合すべり軸受への最低限の給油量ｑｍｉｎを確保できず、すべり軸受においては潤滑油不足となり、効率低下となったり信頼性が低下したりする。 (Configuration of cover plate 15)
In the hermetic compressor, according to the study by the present inventors, a rolling bearing (corresponding to the rolling bearing 13 in the present embodiment), a connecting rod and an eccentric shaft (corresponding to the connecting rod 6 and the eccentric shaft 8b in the present embodiment, respectively). Lubricating oil distribution with the sliding surface (that is, the sliding bearing) is important. FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the rotational speed of the crankshaft (corresponding to the crankshaft 8 in the present embodiment) and the amount of oil supplied to the slide bearing. As shown in FIG. 3, the oil supply amount q is increased by the oil pump using the centrifugal pump action as the rotational speed N of the crankshaft increases. However, when the amount of oil supplied to the rolling bearing is excessive, the amount of oil supplied to the slide bearing decreases (a graph indicated by a broken line in FIG. 3). Accordingly, when the rotation speed of the crankshaft is set to the minimum rotation speed Nmin (that is, when the rotation speed is made slower), the minimum oil supply amount qmin can be ensured if the oil is properly supplied to the rolling bearing. (The graph shown by the solid line in FIG. 3). If the amount of oil supplied to the rolling bearing is too large, the minimum amount of oil qmin for the sliding bearing cannot be secured, and the sliding bearing has insufficient lubricating oil, resulting in a reduction in efficiency. Or the reliability is reduced.

そこで、第一実施形態に係る密閉型圧縮機５０においては、転がり軸受１３の下端面開口部を閉塞する位置にカバープレート１５を設け、カバープレート１５には、外輪１３ａ及び内輪１３ｂと転がり体１３ｃとの間の摺動面に潤滑油４を供給可能な給油通路（例えばレーザ加工等により形成することが可能である。）が設けられる構成としている。従って、このような給油通路を介させることにより、上記のスパイラル溝８ｅを上昇してきた潤滑油を、外輪１３ａ及び内輪１３ｂと転がり体１３ｃとの間の摺動面（即ち転がり軸受１３）に適正量の潤滑油を確実に供給することができる。付言すれば、より遅い回転速度であっても最低限の給油量を確保することができ、効率低下の防止、及び信頼性の向上を図ることができる。 Therefore, in the hermetic compressor 50 according to the first embodiment, the cover plate 15 is provided at a position where the lower end surface opening of the rolling bearing 13 is closed, and the outer ring 13a, the inner ring 13b, and the rolling body 13c are provided on the cover plate 15. The oil supply passage (for example, it can be formed by laser processing or the like) capable of supplying the lubricating oil 4 is provided on the sliding surface between the two. Accordingly, the lubricating oil that has risen in the spiral groove 8e is properly applied to the sliding surface (that is, the rolling bearing 13) between the outer ring 13a and the inner ring 13b and the rolling body 13c by passing through such an oil supply passage. An amount of lubricating oil can be reliably supplied. In other words, the minimum amount of oil supply can be ensured even at a lower rotational speed, and efficiency can be prevented from decreasing and reliability can be improved.

図４は、第一実施形態に係る密閉型圧縮機におけるカバープレートを模式的に示す平面図である。図４において、二点鎖線で示される符号Ｌｉは転がり軸受１３の内輪１３ｂの外縁部、符号Ｌｏは外輪１３ａの内縁部を表す。また、太矢印は、クランク軸８の回転方向を表す。即ち、外輪１３ａと内輪１３ｂとで挟まれる空間部１７（転がり体１３ｃが設けられる空間）は、給油通路１５ａを介して、外部と連通したものとなっている。従って、主軸８ａに設けられたスパイラル溝８ｅを流れる潤滑油４が空間部１７に導入され、適正量の潤滑油を転がり軸受１３に供給することができる。 FIG. 4 is a plan view schematically showing a cover plate in the hermetic compressor according to the first embodiment. In FIG. 4, the symbol Li indicated by a two-dot chain line represents the outer edge portion of the inner ring 13b of the rolling bearing 13, and the symbol Lo represents the inner edge portion of the outer ring 13a. A thick arrow represents the rotation direction of the crankshaft 8. That is, the space 17 (the space in which the rolling body 13c is provided) sandwiched between the outer ring 13a and the inner ring 13b is in communication with the outside via the oil supply passage 15a. Therefore, the lubricating oil 4 flowing through the spiral groove 8e provided in the main shaft 8a is introduced into the space portion 17, and an appropriate amount of lubricating oil can be supplied to the rolling bearing 13.

図５は、図４のＡ−Ａ線断面図であり、図２におけるカバープレート１５の断面図である。図５に示すように、カバープレート１５において、テーパ部１５ａａ（後述する。）を有する給油通路１５ａの深さをｔ、カバープレート１５の厚さをＴとした場合、これらは特に制限されるものではないが、深さｔとしては約２０〜３０μｍが好ましく、また、厚さＴとしては約０．２〜０．３ｍｍが好ましい。このように、給油経路１５ａの断面積を規定することにより転がり軸受１３に供給される潤滑油量を適正化し、転がり軸受の機械損失低減と信頼性確保とを両立させることができる。特に、回転数制御仕様圧縮機を搭載した冷蔵庫における、使用頻度の高い低速運転時の圧縮機効率を向上させることができるとともに、高い信頼性を確保した密閉型圧縮機を提供することができる。
なお、上記の好適な断面積は転がり軸受１３の構造（例えば転がり体１３ｃの大きさ等）によって決定されるものであるが、一般的な密閉型圧縮機に用いられる転がり軸受においては、上記の範囲を好ましく適用できる。従って、密閉型圧縮機用途に通常は用いられない転がり軸受を用いる場合には、上記の断面積を種々の実験を行うことにより規定すればよい。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4, and is a cross-sectional view of the cover plate 15 in FIG. As shown in FIG. 5, in the cover plate 15, when the depth of an oil supply passage 15a having a tapered portion 15aa (described later) is t and the thickness of the cover plate 15 is T, these are particularly limited. However, the depth t is preferably about 20 to 30 μm, and the thickness T is preferably about 0.2 to 0.3 mm. Thus, by defining the cross-sectional area of the oil supply path 15a, the amount of lubricating oil supplied to the rolling bearing 13 can be optimized, and both reduction of the mechanical loss of the rolling bearing and securing of reliability can be achieved. In particular, in a refrigerator equipped with a rotation speed control specification compressor, it is possible to improve the compressor efficiency during low-speed operation that is frequently used, and to provide a hermetic compressor that ensures high reliability.
The above preferred cross-sectional area is determined by the structure of the rolling bearing 13 (for example, the size of the rolling body 13c, etc.). However, in the rolling bearing used in a general hermetic compressor, the above-described cross-sectional area is as follows. Ranges are preferably applicable. Therefore, when a rolling bearing that is not normally used for a hermetic compressor application is used, the cross-sectional area may be defined by performing various experiments.

なお、図５に示すように、第一実施形態に係る密閉型圧縮機５０におけるカバープレート１５に形成された給油通路１５ａは、クランク軸８の回転方向に向かって深さ寸法が徐々に浅くなる、所謂テーパ形状を有するテーパ部１５ａａを有する。カバープレート１５がこのような形状を有することにより、くさび形状の油膜が形成され、クランク軸８の回転とともに動圧が発生してクランク軸８に働くスラスト荷重を支えることができる。このため、転がり軸受１３の負荷が軽減され、転がり軸受１３の長寿命化に寄与することができる。 As shown in FIG. 5, the oil supply passage 15 a formed in the cover plate 15 in the hermetic compressor 50 according to the first embodiment gradually decreases in depth in the rotational direction of the crankshaft 8. The tapered portion 15aa has a so-called tapered shape. When the cover plate 15 has such a shape, a wedge-shaped oil film is formed, and a dynamic pressure is generated with the rotation of the crankshaft 8 to support a thrust load acting on the crankshaft 8. For this reason, the load of the rolling bearing 13 is reduced, which can contribute to the extension of the life of the rolling bearing 13.

また、カバープレート１５は、例えば図６に示すような形状であってもよい。図６は、第一実施形態に係る密閉型圧縮機におけるカバープレートの変更例を模式的に示す平面図である。図６に示すカバープレート１５における給油通路１５ａは、転がり軸受１３の回転によってクランク軸８表面（即ちカバープレート１５の内周縁部）から、クランク軸８（主軸８ａ）の外周に平行となる方向に向かうように放射状に形成されている。給油経路８ａがこのように形成されていることにより、スパイラル形状の粘性ポンプ作用によって転がり軸受１３への潤滑油供給をより確実にすることができる。 Further, the cover plate 15 may have a shape as shown in FIG. 6, for example. FIG. 6 is a plan view schematically showing a modified example of the cover plate in the hermetic compressor according to the first embodiment. The oil supply passage 15a in the cover plate 15 shown in FIG. 6 is parallel to the outer periphery of the crankshaft 8 (main shaft 8a) from the surface of the crankshaft 8 (that is, the inner peripheral edge of the cover plate 15) by the rotation of the rolling bearing 13. It is formed radially so as to face. By forming the oil supply path 8a in this way, it is possible to more reliably supply the lubricating oil to the rolling bearing 13 by the spiral-shaped viscous pump action.

なお、給油通路１５ａの実施形態として図５及び図６を挙げて２つの例を示したが、給油経路１５ａの形状はこれに限定されるものではなく、より単純な矩形断面形状や半円弧断面形状の給油通路にしてもよい。 In addition, although two examples were shown by giving FIG.5 and FIG.6 as embodiment of the oil supply path | route 15a, the shape of the oil supply path | route 15a is not limited to this, A simpler rectangular cross-sectional shape and semicircular arc cross section You may make it the oil supply path of a shape.

［２．第二実施形態］
図７は、第二実施形態に係る密閉型圧縮機５１を模式的に示す要部拡大断面図である。図７に示す第二実施形態においては、図２に示す第一実施形態から円筒部材１４を除いたこと（備えていないこと）以外は同様の構成を有している。このような構成とすることで密閉型圧縮機５１の構成を簡略化することができ、転がり軸受１３の組立性をより向上させることができる。 [2. Second embodiment]
FIG. 7 is an essential part enlarged cross-sectional view schematically showing a hermetic compressor 51 according to the second embodiment. The second embodiment shown in FIG. 7 has the same configuration except that the cylindrical member 14 is omitted (not provided) from the first embodiment shown in FIG. With such a configuration, the configuration of the hermetic compressor 51 can be simplified, and the assemblability of the rolling bearing 13 can be further improved.

［３．第三実施形態］
図８は、第三実施形態に係る密閉型圧縮機５２を模式的に示す縦断面図、図９は第三実施形態に係る密閉型圧縮機５２を模式的に示す要部拡大断面図である。図８及び図９に示すように、スパイラル溝８ｅの上端位置を転がり軸受１３よりも下部としたこと以外は第一実施形態と同様の構成を有している。第三実施形態に係る密閉型圧縮機５２がこのような構成を有することにより、クランク軸８における転がり軸受１３（より具体的には内輪１３ｂ）の取り付け部位の外径形状が単純な円筒形状になるため、クランク軸８の加工が容易になり、また、内輪１３ｂの固定時の組立性を向上することができる。 [3. Third embodiment]
FIG. 8 is a longitudinal sectional view schematically showing a hermetic compressor 52 according to the third embodiment, and FIG. 9 is an enlarged sectional view of a main part schematically showing the hermetic compressor 52 according to the third embodiment. . As shown in FIGS. 8 and 9, the configuration is the same as that of the first embodiment except that the upper end position of the spiral groove 8 e is set lower than the rolling bearing 13. Since the hermetic compressor 52 according to the third embodiment has such a configuration, the outer diameter shape of the mounting portion of the rolling bearing 13 (more specifically, the inner ring 13b) on the crankshaft 8 is a simple cylindrical shape. Therefore, the processing of the crankshaft 8 is facilitated, and the assemblability when the inner ring 13b is fixed can be improved.

［４．まとめ］
以上、３つの実施形態を挙げて本実施形態に係る密閉型圧縮機を説明したが、本実施形態に係る密閉型圧縮機によれば、転がり軸受の機械損失低減と信頼性確保とを両立させることができる。例えば、また、本実施形態に係る密閉型圧縮機が適用されるシステムとしては、冷蔵庫や、冷凍空調用途ではルームエアコンや冷凍機等のシステムに適用することも可能であり、これらの機器のシステム効率を大幅に改善することができる。特に、冷蔵庫で好適に用いられるインバータによる回転数制御圧縮機における低速運転時の圧縮機の効率を向上させることができ、さらには、信頼性が向上した密閉型圧縮機を提供することができる。 [4. Summary]
As described above, the hermetic compressor according to this embodiment has been described with reference to the three embodiments. However, according to the hermetic compressor according to this embodiment, both reduction in mechanical loss of the rolling bearing and securing of reliability are achieved. be able to. For example, as a system to which the hermetic compressor according to the present embodiment is applied, it can also be applied to a system such as a refrigerator or a room air conditioner or a refrigerator for refrigeration and air conditioning applications. Efficiency can be greatly improved. In particular, it is possible to improve the efficiency of the compressor at the time of low-speed operation in a rotation speed control compressor using an inverter suitably used in a refrigerator, and it is possible to provide a hermetic compressor with improved reliability.

本実施形態に係る密閉型圧縮機を用いた冷凍空調システムとして、図１０に具体例を示す。図１０は、本実施形態に係る密閉型圧縮機が搭載された冷蔵庫を模式的に示す縦断面図である。図１０に示す本実施形態に係る冷蔵庫６０は、冷媒ガスとしてＲ６００ａ（イソブタン）を用いる冷凍サイクルに本実施形態に係る密閉型圧縮機を搭載したものである。 A specific example of the refrigeration and air conditioning system using the hermetic compressor according to the present embodiment is shown in FIG. FIG. 10 is a longitudinal sectional view schematically showing a refrigerator in which the hermetic compressor according to the present embodiment is mounted. A refrigerator 60 according to this embodiment shown in FIG. 10 is obtained by mounting the hermetic compressor according to this embodiment on a refrigeration cycle using R600a (isobutane) as a refrigerant gas.

図１０に示すように、本実施形態に係る冷蔵庫６０は、冷蔵庫本体（筐体）６１内に、第一実施形態に係る密閉型圧縮機５０、冷蔵室６２、上段冷凍室６３、下段冷凍室６４、野菜室６５及び冷却器６６が収納されたものである。そして、密閉型圧縮機５０が駆動することにより、冷媒ガスとしてＲ６００ａを用いた冷凍サイクル（図示せず。）を動作させ、冷凍空調システムとしての冷蔵庫６０内を冷却することができる。 As shown in FIG. 10, a refrigerator 60 according to this embodiment includes a hermetic compressor 50 according to the first embodiment, a refrigerator compartment 62, an upper freezer compartment 63, and a lower freezer compartment in a refrigerator body (housing) 61. 64, the vegetable compartment 65, and the cooler 66 are accommodated. When the hermetic compressor 50 is driven, a refrigeration cycle (not shown) using R600a as a refrigerant gas can be operated to cool the inside of the refrigerator 60 as a refrigeration air conditioning system.

なお、本実施形態に係る冷蔵庫６０において収納された密閉型圧縮機は、第一実施形態に係る密閉型圧縮機５０であるが、本実施形態に係る冷蔵庫６０に収納しうる密閉型圧縮機は本実施形態に係る密閉型圧縮機であれば特に制限されないことは言うまでもない。 In addition, although the hermetic compressor accommodated in the refrigerator 60 which concerns on this embodiment is the hermetic compressor 50 which concerns on 1st embodiment, the hermetic compressor which can be accommodated in the refrigerator 60 which concerns on this embodiment is Needless to say, the hermetic compressor according to the present embodiment is not particularly limited.

１密閉容器
２電動要素
２ａステータ
２ｂロータ
３圧縮要素
４潤滑油
５シリンダブロック
５ａシリンダ
５ｂフレーム部
５ｂａ転がり軸受装着穴
５ｃ軸受部
６コンロッド
７ピストン
８クランク軸
８ａ主軸
８ｂ偏心軸
８ｃ中繰り穴
８ｄ下部連通穴
８ｅスパイラル溝
８ｆ上部連通穴
８ｇ偏心軸中繰り穴
８ｈ偏心軸横穴
８ｉ潤滑油放射穴
９バランスウエイト
１０シリンダヘッド
１１ヘッドカバー
１２圧縮作動室
１３転がり軸受
１３ａ外輪
１３ｂ内輪
１３ｃ転がり体
１４円筒部材
１５カバープレート
１５ａ給油通路
１５ａａテーパ部
１６空間部
１７空間部
１８オイルポンプ
１９吐出管
２０吐出パイプ
３０給油孔
５０密閉型圧縮機
５１密閉型圧縮機
５２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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Airtight container 2 Electric element 2a Stator 2b Rotor 3 Compression element 4 Lubricating oil 5 Cylinder block 5a Cylinder 5b Frame part 5ba Rolling bearing mounting hole 5c Bearing part 6 Connecting rod 7 Piston 8 Crankshaft 8a Main shaft 8b Eccentric shaft 8c Middle feed hole 8d Lower part Communication hole 8e Spiral groove 8f Upper communication hole 8g Eccentric shaft center hole 8h Eccentric shaft side hole 8i Lubricating oil radiation hole 9 Balance weight 10 Cylinder head 11 Head cover 12 Compression working chamber 13 Rolling bearing 13a Outer ring 13b Inner ring 13c Rolling body 14 Cylindrical member 15 Cover plate 15a Oil supply passage 15aa Tapered portion 16 Space portion 17 Space portion 18 Oil pump 19 Discharge pipe 20 Discharge pipe 30 Oil supply hole 50 Sealed compressor 51 Sealed compressor 52 Sealed compressor 60 Refrigerator 61 Refrigerator body 62 Refrigeration chamber 63 Upper freezer compartment 6 Lower freezer compartment 65 vegetable compartment 66 cooler

Claims

A compression element that compresses the refrigerant gas, an electric element that drives the compression element, and a crankshaft that is connected to the electric element and that drives the compression element are provided in a sealed container, and is provided at a lower end portion of the crankshaft. In the hermetic compressor for supplying the compression element with the lubricating oil stored in the hermetic container by the provided oil pump,
A spiral groove is provided on the outer peripheral surface of the crankshaft,
A rolling bearing comprising an outer ring, an inner ring, a rolling body provided between the outer ring and the inner ring, and supporting the crankshaft;
A cover plate at a position to close the lower end surface opening of the rolling bearing;
A space part at the bottom of the cover plate,
The cover plate is provided with an oil supply passage capable of supplying the lubricating oil to a sliding surface between the outer ring and the inner ring and the rolling element, and the lubricating oil is supplied to the sliding surface through the oil supply passage. A hermetic compressor characterized by being supplied.

2. The hermetic compressor according to claim 1, wherein the oil supply passage includes a tapered portion having a tapered shape whose depth gradually decreases in a rotation direction of the crankshaft.

2. The hermetic compressor according to claim 1, wherein the oil supply passage is formed radially from an inner peripheral edge of the cover plate in a direction parallel to the outer periphery of the crankshaft. .

The cover plate is fixed by being sandwiched between the outer ring and the frame part when the outer ring is fixed to the frame part with respect to the frame part to which the outer ring is fixed. The hermetic compressor according to any one of claims 1 to 3 , wherein:

The hermetic compressor according to any one of claims 1 to 4 , wherein the electric element is inverter-driven at a plurality of operation frequencies including an operation frequency that is at least equal to or lower than a power supply frequency.

A refrigerating and air conditioning system, wherein the hermetic compressor according to any one of claims 1 to 5 is mounted in a refrigerating cycle using R600a as a refrigerant gas.