JP6704309B2 - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、密閉型圧縮機に関する。

近年、家庭用冷凍冷蔵庫や自動販売機、エアコン等の冷凍サイクル装置に使用される密閉型圧縮機は、省エネルギーの観点から高効率化への動きが加速されており、なおかつ高い信頼性や低騒音化が求められている。このような状況下において高効率化を目的とした、スラスト軸受部の摺動損失低減が望まれている。

従来、この種の密閉型圧縮機は、スラストボールベアリングを採用して、スラスト軸受部の摺動損失を低減し、効率を向上させたものが提案されている。しかし、シャフトの回転速度が高速になると、スラストボールベアリングのレース（上レース、下レース）が回転し、レースがシャフトと接触してシャフトが摩耗し、またレースと接しているボールが摩耗することによって、信頼性が低下する。そこで、特許文献１，２では、上レースに径方向に突出する凸設部を形成し、シャフトに凸設部が嵌合する凹設部を形成することでレースの回転を抑える技術が提案されている。また、特許文献３では、下レースに突起部を形成し、軸受端面に突起部を係止する切り欠き部を形成することでレースの回転を抑える技術が提案されている。

特開２０１３−１８１４７２号公報 特開２０１２−３６９０５号公報 特表２０１０−５１１１１４号公報

しかしながら、特許文献１ないし３に記載の密閉型圧縮機では、凸設部および凹設部を設ける前や突起部および切り欠き部を設ける前と同様な強い回転力が上レースや下レースに作用しているため、嵌合する部分や係止する部分が摩耗したり、破損したりして、信頼性が損なわれる虞がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、スラスト軸受の回転を抑えて信頼性を向上させることが可能な密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

本発明は、圧縮要素と、前記圧縮要素を駆動する電動要素と、前記圧縮要素および前記電動要素を収容する容器と、を備え、前記圧縮要素は、前記電動要素によって回転する主軸部および偏心軸部を有するシャフトと、前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受を有するフレームと、前記フレームに形成されたフレームスラスト面に配置されるスラスト軸受と、を備え、前記フレームは、前記フレームスラスト面から上方に延設され、前記主軸部に対向する内面を有する軸受延出部を備え、前記フレームスラスト面には、１本の溝部を周方向に沿って複数周に渡って巻回することで、インボリュート曲線からなる渦巻き状の溝が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、スラスト軸受の回転を抑えて信頼性を向上させることが可能な密閉型圧縮機を提供できる。

第１実施形態の密閉型圧縮機を示す縦断面図である。 第１実施形態の密閉型圧縮機のフレームを示す斜視図である。 第１実施形態の密閉型圧縮機のフレームを示す平面図である。 図３のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 支持部材を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ方向矢視図、（ｃ）は（ａ）のＹ方向矢視図である。 第１実施形態の作用効果を説明する図を示し、（ａ）は同心円状の溝と支持部材との関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 比較例の作用効果を説明する図を示し、（ａ）は放射状の溝と支持部材との関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。 第２実施形態の密閉型圧縮機のフレームを示す平面図である。 第３実施形態の密閉型圧縮機を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る密閉型圧縮機（以下、圧縮機と略記する）１Ａ，１Ｂ，１Ｃについて図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下に示す第１実施形態ないし第３実施形態に限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の密閉型圧縮機を示す縦断面図である。
図１に示すように、圧縮機１Ａは、いわゆるレシプロ圧縮機であり、圧縮要素２０と、電動要素３０と、これら圧縮要素２０と電動要素３０とを収容して密閉する密閉容器３（容器）と、を備えて構成されている。圧縮要素２０および電動要素３０は、密閉容器３内において複数のコイルバネ９（弾性部材）を介して弾性的に支持されている。

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、クランクシャフト２１（シャフト）、フレーム２４、スラストボールベアリング２５（スラスト軸受）、支持部材２６などを備えている。

クランクシャフト２１は、フレーム２４の下部から鉛直方向上方に向けて延び、電動要素３０のロータ３１が固定された主軸部２１ａと、この主軸部２１ａの上方に位置し、主軸部２１ａに対して偏心して形成された偏心軸部２１ｂと、を備えている。主軸部２１ａと偏心軸部２１ｂとの間には、主軸部２１ａに対して径方向外側に突出するフランジ部２１ｃが形成されている。

フレーム２４は、クランクシャフト２１の主軸部２１ａを回転自在に軸支する主軸受２４ａと、圧縮室を構成するシリンダ２４ｂと、を有している。また、フレーム２４は、この主軸受２４ａの軸心（中心軸Ｏ）と略直角に形成された環状のフレームスラスト面２４ｃと、フレームスラスト面２４ｃからさらに上方に延設され、主軸部２１ａに対向する内面２４ｄ１を有する軸受延出部２４ｄと、を有している。軸受延出部２４ｄは、円筒状に形成されるとともに、主軸部２４ａを軸支する主軸受２４ａの一部として構成されている。

主軸受２４ａは、フレーム２４のベース２４ｓの略中心から下方に向けて円筒状に突出して構成されている。また、主軸受２４ａの下端からは、主軸部２１ａが下方に向けて突出している。主軸受２４ａから突出した主軸部２１ａにロータ３１が固定されている。

シリンダ２４ｂは、ベース２４ｓの上部に形成され、主軸部２１ａの中心軸Ｏよりも径方向の外側の偏った位置に形成されている。また、シリンダ２４ｂの軸方向Ｏ１は、クランクシャフト２１の軸方向（中心軸Ｏ）に対して直交する向きである。

また、シリンダ２４ｂの軸方向Ｏ１の外周側の端部にはヘッドカバー２７が取り付けられ、反対側の端部からピストン２３が挿入されている。このように、シリンダ２４ｂとピストン２３とヘッドカバー２７とによって、圧縮室（シリンダ室）が構成されている。なお、シリンダ２４ｂとヘッドカバー２７との間には、冷媒を吸気する際に開く吸気弁、圧縮した冷媒を吐出する際に開く吐出弁を備えた弁開閉機構２８が設けられている。

ピストン２３は、フレーム２４に形成された略円筒形の圧縮室であるシリンダ２４ｂに往復運動自在に挿入され、ピストン２３と偏心軸部２１ｂとが連結手段であるコンロッド２９によって連結されている。ピストン２３は、偏心軸部２１ｂが中心軸Ｏに対して偏心回転することで、シリンダ２４ｂ内を往復運動するようになっている。

コンロッド２９の小端部２９ａは、ピストンピン２９ｂを介してピストン２３と回動自在に連結されている。また、コンロッド２９の大端部２９ｃは、偏心軸部２１ｂに回動自在に連結されている。

偏心軸部２１ｂには、バランスウエイト１１が設けられている。バランスウエイト１１は、圧縮要素２０が駆動したときの振動を低減する機能を有している。

クランクシャフト２１の主軸部２１ａは、軸方向の下端面から上方に向けて凹形状の中繰り穴２１ｄが形成されている。また、クランクシャフト２１には、中繰り穴２１ｄの上端からフランジ部２１ｃの上面に向けて貫通する上部連通孔２１ｅが形成されている。また、クランクシャフト２１の外周面には、スパイラル形状の溝（スパイラル溝）２１ｆが主軸部２１ａの上部（フレームスラスト面２４ｃの高さ位置）まで形成されている。

偏心軸部２１ｂには、軸方向の上端面から下方に向けて凹形状の中繰り穴２１ｇが形成されている。中繰り穴２１ｇの底面には、下方に向けて延びる連通孔２１ｋが形成されている。連通孔２１ｋは、スパイラル溝２１ｆの上端部と、横孔２１ｈを介して連通している。スパイラル溝２１ｆの下端部は、横孔２１ｉを介して中繰り穴２１ｄと連通している。

クランクシャフト２１の下端には、給油ピース（オイルポンプ）２１ｐが取り付けられ、密閉容器３内に貯留する潤滑油４に浸漬するように設置されている。クランクシャフト２１が回転すると、給油ピース２１ｐも回転して潤滑油４が給油ピース２１ｐ内に吸引されて上昇する。上昇した潤滑油４は遠心力によって、クランクシャフト２１の下端側に設けられた中繰り穴２１ｄ内を上昇し、更にはクランクシャフト２１の外表面と連通する横孔２１ｉへと運ばれる。

横孔２１ｉに到達した潤滑油４は、クランクシャフト２１の外表面に形成されているスパイラル溝２１ｆに導入され、スパイラル溝２１ｆの壁面と主軸受２４ａの内壁面とで形成される潤滑油通路において、クランクシャフト２１の回転による壁面移動に伴い、潤滑油４が粘性の効果により壁面に引きずられ、スパイラル溝２１ｆ内を上昇する。このとき、同時に潤滑油４は主軸受２４ａを潤滑することになる。

スパイラル溝２１ｆ内を上昇した潤滑油４は、横孔２１ｈに達すると、再びクランクシャフト２１の回転に伴う遠心力によって中繰り穴２１ｇへと送られる。なお、図示していないが、潤滑油４をコンロッド２９とピストン２３との摺動部に供給され潤滑する構造も有している。

スラストボールベアリング２５は、ベース２４の軸受延出部２４ｄの周囲に形成された環状の窪み２４ｔに配置されている。この窪み２４ｔの底面が、フレームスラスト面２４ｃとなっている。

支持部材２６は、フレームスラスト面２４ｃとスラストボールベアリング２５との間に設けられている。また、支持部材２６は、調芯ワッシャともいい、フレーム２４のシリンダ２４ｂと主軸受２４ａの直角度、主軸受２４ａと主軸部２１ａとの平行度、シリンダ２４ｂとピストン２３との平行度などの精度が低下して傾いたときに、圧縮機１Ａの動作が停止するのを防ぐ機能を有する。

中繰り穴２１ｄを上昇した潤滑油（冷凍機油）４は、上部連通孔２１ｅを通ってフランジ部２１ｃ上に吹き出して、スラストボールベアリング２５を潤滑する。また、クランクシャフト２１のスパイラル溝２１ｆを上昇した潤滑油４は、クランクシャフト２１（主軸部２１ａ）と主軸受２４ａとの間を潤滑するとともに、連通孔２１ｋを通って、偏心軸部２１ｂの中繰り穴２１ｇに向けて流れ込み、コンロッド２９の周辺を潤滑する。なお、スラストボールベアリング２５などを潤滑した潤滑油４は、フレーム２４に形成された戻し孔２４ｕ（図２参照）を介して、密閉容器３の底に戻るように構成されている。

電動要素３０は、フレーム２４の下側（ベース２４ｓ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。

ロータ３１は、電磁鋼板を積層したロータコアを備えて構成され、クランクシャフト２１（主軸部２１ａ）の下部に圧入などによって固定されている。ステータ３２は、ロータ３１の外周に配置され、円筒状のステータコアとこのステータコアの内周に形成された複数のスロットとからなる鉄心と、鉄心に絶縁体（図示せず）を介して巻回されたコイルとを備えて構成されている。

図２は、第１実施形態の密閉型圧縮機のフレームを示す斜視図である。
図２に示すように、フレーム２４は、水平方向に略四角状に延びるベース２４ｓを有している。ベース２４ｓの略中央には、下方に向けて突出する円筒形状の主軸受２４ａが突出して形成されている。また、ベース２４ｓの上面には、軸受延出部２４ｄの外周にフレームスラスト面２４ｃが形成されている。

フレームスラスト面２４ｃは、ベース２４ｓに形成された略円形の窪み２４ｔの底面に形成されている。また、フレームスラスト面２４ｃの鉛直方向（軸方向）の投影面から外れた位置にシリンダ２４ｂが位置している。

図３は、第１実施形態の密閉型圧縮機のフレームを示す平面図である。
図３に示すように、フレームスラスト面２４ｃには、同心円状の溝２４ｅが形成されている。フレームスラスト面２４ｃの外周には、主軸受２４ａの軸方向（鉛直方向）に沿って貫通して潤滑油４（図１参照）を容器３（図１参照）の底に戻す戻し孔２４ｕが複数箇所に形成されている。なお、本実施形態では、戻し孔２４ｕが４箇所に形成されているが（図３参照）、３箇所以下であっても、５箇所以上であってもよい。

同心円状の溝２４ｅは、環状に形成された複数の溝部２４ｅ１によって構成されている。各溝部２４ｅ１は、内径側から外径側に向けて径が大きくなるように形成され、各溝部２４ｅ１が離間して形成されている。また、径方向において隣り合う溝部２４ｅ１と溝部２４ｅ１との間は、環状の平坦面２４ｅ２として形成されている。このようにフレームスラスト面２４ｃは、複数の溝部２４ｅ１と複数の平坦面２４ｅ２とで構成されている。

図４は、図３のＡ−Ａ線拡大断面図である。
図４に示すように、同心円状の溝２４ｅは、フレームスラスト面２４ｃに形成されている。なお、本実施形態では、溝２４ｅがフレームスラスト面２４ｃのほぼ全面に形成された場合を例に挙げて説明したが、例えば、支持部材２６が接する領域のみに溝２４ｅを形成するようにしてもよい。これにより、溝２４ｅの加工時間を短縮できる。

同心円状の溝２４ｅを構成する各溝部２４ｅ１は、断面形状はいずれも同じ形状であり、円弧状に湾曲して形成されている。このように、各溝部２４ｅ１の断面形状を同じにすることにより、加工時間や加工コストを低減できる。なお、溝部２４ｅ１のピッチＰｔは、例えば、０．７３〜１．３３ｍｍに設定される。径方向に隣り合う溝部２４ｅ１間の距離Ｓは、例えば、０．１〜０．７ｍｍに設定される。なお、それぞれのピッチＰｔは、必ずしも同じ寸法である必要はない。

また、溝部２４ｅ１と溝部２４ｅ１との間の領域は、平坦面２４ｅ２となっている。このように平坦面２４ｅ２にすることにより、支持部材２６を安定して支持することができる。なお、支持部材２６を受ける面を平坦面２４ｅ２ではなく、尖った形状（例えば、鋭角状）にすると、加工が非常に難しくなり、また支持部材２６が接する高さを一定にできなくなる虞があり、支持部材２６を安定して支持できなくなるとともに摩耗し易くなる。

図５は、図１のＡ部拡大図である。
図５に示すように、スラストボールベアリング２５は、下レース（軌道板）２５ａ、周方向に沿って配置される複数のボール２５ｂ（転動体）、複数のボール２５ｂを回転自在に保持するホルダ部（保持器）２５ｃ、上レース（軌道板）２５ｄによって構成されている。なお、本実施形態では、転動体がボール２５ｂの場合を例に挙げて説明したが、転動体が円柱形状のコロを用いたスラストコロ軸受であってもよい。

下レース２５ａは、円環状に形成され、軸受延出部２４ｄの外側に径方向に隙間ｓ１を空けて設置されている。ホルダ部２５ｃは、略円環状に形成され、軸受延出部２４ｄの外側に径方向に隙間ｓ２を空けて設置されている。

上レース２５ｄは、円環状に形成され、クランクシャフト２１の主軸部２１ａの外側に径方向に隙間ｓ３を空けて設置されている。また、上レース２５ｄは、軸受延出部２４ｄの上端面２４ｄ２に対向する位置まで径方向の内側に延びている。

また、ホルダ部２５ｃの上端面２５ｃ１は、軸受延出部２４ｄの上端面２４ｄ２とほぼ同じ高さ位置になるように構成されている。

支持部材２６は、フレームスラスト面２４ｃと下レース２５ａとの間に挟まるようにして設けられている。また、支持部材２６は、軸受延出部２４ｄの外側に径方向に隙間ｓ４を空けて設置されている。隙間ｓ４は、前記した隙間ｓ１，ｓ２と同じ寸法で形成されている。

また、下レース２５ａの外径寸法は、支持部材２６の外径寸法よりも大きく形成されている。また、上レース２５ｄの上面は、クランクシャフト２１のフランジ部２１ｃの下面２１ｃ１と接している。

図６は、支持部材を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ方向矢視図、（ｃ）は（ａ）のＹ方向矢視図である。
図６（ａ）に示すように、支持部材２６は、円環状に形成された剛体であり、周方向に向けて波打つように湾曲して形成されている。本実施形態では、支持部材２６の対向する位置において下向きに凸となる凸状部２６ａ，２６ａが形成され、凸状部２６ａから９０度回転した対向する位置において前記とは逆向きに凸となる凹状部２６ｂ，２６ｂが形成されている。

図６（ｂ）に示すように、支持部材２６は、Ｘ方向の側面から見たときに、中央部が下方に向けて凸となる凸状部２６ａを有している。凸状部２６ａは、所定の角度範囲で平らに形成され、フレームスラスト面２４ｃ（図５参照）に面で接するようになっている。

図６（ｃ）に示すように、支持部材２６は、Ｘ方向に対して９０度回転したＹ方向から見たときに、中央部の凹状部２６ｂとは反対側の面（上面）が所定の角度範囲で平らに形成され、下レース２５ａ（図５参照）の下面に面で接するようになっている。

なお、本実施形態では、２つの凸状部２６ａと２つの凹状部２６ｂとを有する支持部材２６を例に挙げて説明したが、周方向に波形状に形成されるものであれば、実施形態の形状に限定されるものではない。例えば、単一の凸状部と単一の凹状部とを有する支持部材であってもよく、３つ以上の凸状部と３つ以上の凹状部とを有する支持部材であってもよい。

ところで、クランクシャフト２１が高速（例えば、３４００ｍｉｎ^-1以上）で回転すると、支持部材２６が回転を始め、下レース２５ａも同様に回転し始める。これにより、下レース２５ａ、支持部材２６が回転しながら軸受延出部２４ｄに接触することで、軸受延出部２４ｄが摩耗する。また、支持部材２６が回転することで、下レース２５ａが摩耗する。また、下レース２５ａが回転することで、下レース２５ａに接しているボール２５ｂが摩耗する。これらによって、圧縮機１Ａの信頼性が低下することになる。

そこで、第１実施形態では、フレームスラスト面２４ｃに、周方向に沿って溝２４ｅを形成したことで、フレームスラスト面２４ｃと支持部材２６との接触面積が減り、フレームスラスト面２４ｃと支持部材２６との間における面圧を高めることができる。面圧が高まることで、支持部材２６自体の回転を抑えることができ、下レース２５ａや軸受延出部２４ｄ、ボール２５ｂの摩耗を抑えて、圧縮機１Ａの信頼性を高めることが可能になる。

また、第１実施形態では、フレームスラスト面２４ｃに同心円状の溝２４ｅが形成されている。これにより、周方向のどの位置においても、フレームスラスト面２４ｃと支持部材２６との接触面積を同じにして、同じ面圧を発生させることができ、支持部材２６の回転を安定して抑えることができる。

また、第１実施形態では、フレームスラスト面２４ｃとスラストボールベアリング２５との間に、周方向に沿って軸方向Ｇ（図６参照）に波状に湾曲した支持部材２６が設けられている。なお、軸方向Ｇは、図１に示す中心軸Ｏと同じ方向である。これによれば、フレーム２４の製造誤差や、フレーム２４と、ピストン２３およびクランクシャフト２１との組立誤差などによって圧縮機１Ａが動作しなくなるのを防止できる。

また、第１実施形態では、同心円状の溝２４ｅが少なくとも支持部材２６が載置される領域の全体に形成されている。これによれば、支持部材２６より溝２４ｅの領域が狭いと、支持部材２６とフレームスラスト面２４ｃとの間における接触面積が増えて、十分な面圧を得ることができなくなるが、少なくとも支持部材２６が載置される領域の全体に溝２４ｅを形成することで、支持部材２６とフレームスラスト面２４ｃとの接触面積が増えて、十分な面圧を得ることができるようになる。

次に、溝２４ｅを周方向に沿って形成した場合（第１実施形態、図７参照）と、溝１１０を径方向に沿って形成した場合（比較例、図８参照）とを比較して説明する。図７は、第１実施形態の作用効果を説明する図を示し、（ａ）は同心円状の溝と支持部材との関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。なお、図７（ａ）において、一点鎖線で囲む領域Ｒ１，Ｒ２は、支持部材２６の凸状部２６ａ（図６参照）がフレームスラスト面２４ｃに接触している領域を仮想的に示している。図８は、比較例の作用効果を説明する図を示し、（ａ）は放射状の溝と支持部材との関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。また、図８の比較例についても、一点鎖線で囲む領域Ｒ１０，Ｒ２０として、凸状部２６ａがフレームスラスト面１００に接触している領域を仮想的に示している。

図７（ａ）に示すように、領域Ｒ１では、支持部材２６の凸状部２６ａ（溝２４ｅに向かって凸となる面）が径方向に沿ってフレームスラスト面２４ｃに接している。この位置での支持部材２６とフレームスラスト面２４ｃとの関係は、図７（ｂ）に示すように、支持部材２６の凸状部２６ａが溝部２４ｅ１と溝部２４ｅ１との間の平坦面２４ｅ２のそれぞれに接している。また、支持部材２６が図７（ｂ）の状態から若干回転した領域Ｒ２の位置であっても、図７（ｃ）に示すように、フレームスラスト面２４ｃと支持部材２６との関係は、図７（ｂ）と同じように、支持部材２６の凸状部２６ａが溝部２４ｅ１と溝部２４ｅ１との間の平坦面２４ｅ２のそれぞれに接している。つまり、周方向に沿って溝２４ｅが形成されたものでは、支持部材２６の凸状部２６ａがフレームスラスト面２４ｃのどの位置であっても、支持部材２６とフレームスラスト面２４ｃとの間における接触面積は同じであり、同じ面圧を得ることができる。

一方、比較例では、図８（ａ）に示すように、フレームスラスト面１００に、放射状の溝１１０が形成されている。この放射状の溝１１０は、複数の溝部１１１で構成され、各溝部１１１が半径方向に延び且つ周方向に間隔を空けて配置されることで構成されている。領域Ｒ１０では、支持部材２６の凸状部２６ａが溝部１１１の位置において径方向に沿ってフレームスラスト面１００に対向している。この位置での支持部材２６の凸状部２６ａとフレームスラスト面１００との関係は、図８（ｂ）に示すように、支持部材２６の凸状部２６ａがフレームスラスト面２４ｃに接触していない状態である。また、支持部材２６が図８（ｂ）の状態から若干回転して領域Ｒ２０の位置となった場合には、図８（ｃ）に示すように、支持部材２６とフレームスラスト面１００との関係は、支持部材２６の凸状部２６ａの径方向の全体がフレームスラスト面１００に接触している状態である。つまり、比較例として放射状の溝１１０が設けられたものでは、支持部材２６とフレームスラスト面１００との位置関係が変化することによって、支持部材２６とフレームスラスト面１００との間における接触面積が大きく変化し、その結果面圧が変化することになる。

このように、支持部材２６との接触面積を減らす手段として、放射状の溝１１０にする場合（比較例）よりも、同心円状の溝２４ｅ（第１実施形態）にすることで、支持部材２６がフレームスラスト面２４ｃに対してどの位置であっても接触面積を一定にでき、面圧を一定にできる。これにより、クランクシャフト２１の高速回転時における支持部材２６の回転動作を抑えることができ、軸受延出部２４ｄの摩耗や、下レース２５ａの摩耗を防止することができ、圧縮機１Ａとしての信頼性を向上させることができる。

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態の密閉型圧縮機のフレームを示す平面図である。
図９に示すように、第２実施形態の圧縮機１Ｂ（図１参照）は、第１実施形態の同心円状の溝２４ｅに替えて、渦巻き状の溝４０（インボリュート曲線状の溝ともいう）を備えたものである。その他の構成は、第１実施形態と同様であり、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、渦巻き状の溝４０は、必ずしも、正確なインボリュート曲線状の溝でなくてもよい。

フレームスラスト面２４ｃには、渦巻き状の溝４０が形成されている。この渦巻き状の溝４０は、１本の溝部４１を径方向の内側から外側に向けて、軸受延出部２４ｄの外面２４ｄ３の近傍から複数周に渡って巻回することで構成されている。なお、図９では、渦巻き形状が視覚的に認識できるように、溝の間隔を広げて図示したものであり、図９に示す形状に限定されるものではない。

第２実施形態によれば、渦巻き状の溝４０が形成されたフレームスラスト面２４ｃと下レース２５ａとの間に支持部材２６を設けることにより、図７で説明した同心円状の溝２４ｅとフレームスラスト面２４ｃとの組み合わせと同様に、フレームスラスト面２４ｃと支持部材２６との接触面積を一定にでき、面圧を一定にできる。これにより、クランクシャフト２１の高速回転時における支持部材２６の回転動作を抑えることができ、軸受延出部２４ｄの摩耗や、下レース２５ａの摩耗を防止することができ、圧縮機１Ｂとしての信頼性を向上させることができる。

また、第２実施形態では、フレームスラスト面２４ｃに渦巻き状の溝４０が設けられている。これにより、フレームスラスト面２４ｃに工具（エンドミルなど）を当てて溝を形成する際に、工具をフレームスラスト面２４ｃに一度当てるだけで（工具を何度も上下させることなく）全体の溝（渦巻き状の溝４０）を形成することができる。このように、渦巻き状の溝４０は、同心円状の溝２４ｅよりも加工が容易になる。

（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態の密閉型圧縮機を示す断面図である。なお、第３実施形態の圧縮機１Ｃは、第１実施形態の圧縮機１Ａから支持部材２６を除いた構成である。なお、図１０では、一部しか図示していないが、その他の構成については、第１実施形態と同様に構成されているものとする。また、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１０に示すように、第３実施形態の圧縮機１Ｃでは、フレームスラスト面２４ｃにスラストボールベアリング２５が設置されている。圧縮機１Ｃでは、軸受延出部２４ｆが、第１実施形態の軸受延出部２４ｄよりも軸方向の長さが短く形成されている。また、軸受延出部２４ｆの上端面２４ｆ１は、ホルダ部２５ｃの上端面２５ｃ１とほぼ同じ高さ位置である。

このように、第３実施形態では、フレームスラスト面２４ｃに同心円状の溝２４ｅを設けることにより、下レース２５ａとフレームスラスト面２４ｃとの接触面積を減らすことができ、下レース２５ａとフレームスラスト面２４ｃとの間における面圧を高めることができる。これにより、クランクシャフト２１の高速回転時における下レース２５ａの回転動作を抑制することができ、軸受延出部２４ｄの摩耗や、ボール２５ｂの摩耗を防止することができ、圧縮機１Ｃの信頼性を高めることができる。

なお、第３実施形態では、フレームスラスト面２４ｃに同心円状の溝２４ｅを設けた場合を例に挙げて説明したが、第２実施形態のような渦巻き状の溝４０を設けてもよい。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、第１実施形態および第３実施形態では、同心円状の溝２４ｅを設けた場合を例に挙げて説明し、第２実施形態では、渦巻き状の溝４０を設けた場合を例に挙げて説明したが、周方向に沿って形成され、接触面積を減らして面圧を高めることができる溝であれば、これらの形状に限定されるものではない。例えば、第１実施形態のように、各溝部２４ｅ１が３６０度に渡って連続して形成されるものではなく、溝部が不連続に形成されていてもよい。

また、本実施形態では、鉛直方向の上側に圧縮要素２０、下側に電動要素３０を設けた場合を例に挙げて説明したが、このような配置に限定されるものではなく、本実施形態とは上下を逆にして、鉛直方向の上側に電動要素、下側に圧縮要素を設ける構成であってもよい。この場合、偏心軸部２１ｂに潤滑油を吸い上げるポンプ機構を設け、主軸受２４ａの上端面とロータ３１との間にスラストボールベアリング２５を配置し、スラストボールベアリング２５の下レースと接触する主軸受２４ａの上端面に周方向に沿って溝が形成されている。また、主軸受２４ａの上端面と下レースとの間に支持部材２６を設けてもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 圧縮機
３ 密閉容器（容器）
２０ 圧縮要素
２１ クランクシャフト（シャフト）
２１ａ 主軸部
２１ｂ 偏心軸部
２１ｃ フランジ部
２３ ピストン
２４ フレーム
２４ａ 主軸受
２４ｂ シリンダ
２４ｃ フレームスラスト面
２４ｄ 軸受延出部
２４ｄ１ 内面
２４ｅ 同心円状の溝
２４ｅ１ 溝部
２４ｅ２ 平坦部
２４ｓ ベース
２５ スラスト軸受
２５ａ 下レース
２５ｂ ボール
２５ｃ ホルダ部
２５ｄ 上レース
２６ 支持部材
２６ａ 凸状部
２９ コンロッド
３０ 電動要素
３１ ロータ
３２ ステータ
４０ 渦巻き状の溝
４１ 溝部

Claims (5)

1. 圧縮要素と、
   前記圧縮要素を駆動する電動要素と、
   前記圧縮要素および前記電動要素を収容する容器と、を備え、
   前記圧縮要素は、
   前記電動要素によって回転する主軸部および偏心軸部を有するシャフトと、
   前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受を有するフレームと、
   前記フレームに形成されたフレームスラスト面に配置されるスラスト軸受と、を備え、
   前記フレームは、前記フレームスラスト面から上方に延設され、前記主軸部に対向する内面を有する軸受延出部を備え、
   前記フレームスラスト面には、１本の溝部を周方向に沿って複数周に渡って巻回することで、インボリュート曲線からなる渦巻き状の溝が形成されていることを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 前記フレームスラスト面と前記スラスト軸受との間には、周方向に沿って前記主軸部の軸方向に波状に湾曲した支持部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記溝は、少なくとも前記支持部材が載置される領域の全体に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記支持部材は、下向きに凸となる凸状部を有し、
   前記凸状部が前記フレームスラスト面に面で接することを特徴とする請求項３に記載の密閉型圧縮機。
5. 前記スラスト軸受の下レースおよび保持器は、前記軸受延出部の径方向の外側に隙間を空けて設置されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。

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