JPH0988816A

JPH0988816A - 振動式圧縮機

Info

Publication number: JPH0988816A
Application number: JP25271895A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Morita; 一郎森田; Makoto Katayama; 誠片山
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】冷凍サイクル等に使用する振動式圧縮機に関
し、特に信頼性の向上を図る。【構成】密閉ケーシング１内に収納されたシリンダ
４、軸受６と、固定子３ａと可動子３ｂとから構成され
るモーター３と、シリンダ４内と軸受６内に嵌められ、
モーター３の可動子３ｂが固定されたピストン５と、一
端がモーター３の可動子３ｂまたはピストン５のいずれ
かに固定され、他端がシリンダ４または軸受６のいずれ
かに固定された共振スプリング８と、一端がシリンダ４
に固定されたシリンダヘッド７の高圧室７ｂ下部または
密閉ケーシング１内に配設された油分離機構内に開口
し、他端がシリンダ内周部４ａに開口した連通路１２と
から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷凍サイクル等に使用す
る振動式圧縮機に関し、特に効率の向上に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の振動式圧縮機としては、特開昭５
１−５７００９号公報に示されているものがある。以
下、図面を参照しながら上記従来の振動式圧縮機の一例
を説明する。

【０００３】従来の構成を図８に示す。図８において、
１は密閉ケーシング、２は本体である。本体２は、モー
ター３、シリンダ４、ピストン５、軸受６、シリンダヘ
ッド７、共振スプリング８とから構成されており、サス
ペンションスプリング（図示せず）により、密閉ケーシ
ング１内に弾性支持されている。またモーター３は、固
定子３ａと可動子３ｂとから構成されており、可動子３
ｂはピストン５に固定されている。９は潤滑油であり、
密閉ケーシング１の下部に溜められている。

【０００４】シリンダ４と軸受６は、ピストン５が軸方
向に摺動可能なように支持している。共振スプリング８
は、一端がモーター３の可動子３ｂに固定され、他端が
軸受６固定されており、一部が密閉ケーシング１の下部
に溜められている潤滑油１２中に浸っている。

【０００５】共振スプリング８が自然長の状態で、ピス
トン５に固定されたモーター３の可動子３ｂは、固定子
３ａに対してシリンダ４側に配設されている。１０はシ
リンダ４とピストン５とから構成される圧縮室である。
１１は吐出管であり、シリンダヘッド７の高圧室７ｂに
連通している。

【０００６】次に、振動式圧縮機の機構について説明す
る。交流電源を半波整流し、コイル巻線等で形成された
固定子３ａに通電することにより、ピストン５に固定さ
れた可動子３ｂは固定子３ａの磁極の方向に磁気可変抵
抗原理により吸引される。そして吸引時に、可動子３ｂ
と軸受６間に配設した共振スプリング８に蓄えられた弾
性力により、逆方向に押され、この繰り返しによりピス
トン５は軸方向の往復運動を繰り返す。

【０００７】冷却システム（図示せず）からの冷媒ガス
は、吸入管（図示せず）を介して、密閉ケーシング１内
に導かれ、その後シリンダヘッド７の低圧室７ａを介し
てシリンダ４内の圧縮室１０に至る。圧縮室１０に至っ
た冷媒ガスは、上述したピストン５の往復運動により圧
縮される。

【０００８】圧縮された冷媒ガスは、シリンダヘッド７
内に配設されている吐出弁（図示せず）を介して一旦シ
リンダヘッド７内の高圧室７ｂに吐出された後、吐出管
１１を介して冷却システムに吐出される。

【０００９】また、密閉ケーシング１内の下部に溜まっ
た潤滑油９は、ピストン５の軸方向の往復運動に伴う共
振スプリング８の伸縮運動によりかく拌され、密閉ケー
シング１内に飛散し、シリンダ４とピストン５間の摺動
部や、軸受６とピストン５間の摺動部を潤滑、シールし
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のような構成では、圧縮機の運転圧力条件等が変化する
と、ピストン及び可動子の軸方向への移動量（以降スト
ローク）が変化する。そして、ストロークが小さくなる
と、共振スプリング８の伸縮運動に伴う密閉ケーシング
１内への潤滑油の飛散量が減少するため、ピストン５と
シリンダ４間、軸受６間の摺動部への給油量の減少、摺
動部の冷却の不足により、摺動部の異常摩耗が発生する
可能性や、シール性の低下や冷媒ガスの過熱による圧縮
機の能力及び効率が低下する可能性があった。

【００１１】また、運転圧力条件の変化等により冷媒循
環量が増加し、圧縮室１０に供給された潤滑油が多量に
密閉ケーシング１外に持ち出され、密閉ケーシング１の
下部に溜められた潤滑油の油面が低下すると、共振スプ
リング８が潤滑油９に浸らなくなる。

【００１２】そして、ピストン５とシリンダ４間の摺動
部及びピストン５と軸受６間の摺動部への給油不足や冷
却不足により、摺動部の摩耗、シール性の低下、冷媒ガ
スの過熱による体積効率の低下が引き起こされる可能性
があった。

【００１３】本発明は、従来の課題を解決するもので、
密閉ケーシング外への潤滑油の持ち出し量を低減すると
ともに、一旦摺動部に供給された潤滑油を繰り返し摺動
部に供給することにより、ストロークが小さくなり、密
閉ケーシング内の潤滑油の飛散量が減少しても、ピスト
ンとシリンダ間等の摺動部に十分な給油を行うとともに
冷却を行い、摺動部の摩耗やシール性の低下、冷媒ガス
の過熱を防止する。

【００１４】また、共振スプリング８に蓄えられた弾性
力を利用して、モータ３の往復運動により、ピストン５
を直接シリンダ４に対して軸方向に往復摺動させるた
め、部品の加工精度、組立精度等によりピストン５とシ
リンダ４間の摺動部において、局部的な摺動による摩耗
が発生する可能性があった。

【００１５】また、局部的な摺動による摩耗を回避する
ために、ピストン５とシリンダ４間の隙間量の増大によ
る圧縮機の能力及び効率低下が発生したり、部品加工精
度や組立精度の向上に伴うコストアップが発生する可能
性があった。

【００１６】本発明は、従来の課題を解決するもので、
ピストンが軸方向に往復運動することにより、ピストン
とシリンダの摺動部間に動圧を発生させ、ピストンとシ
リンダ間の金属接触を防止するとともに、ピストンとシ
リンダ間の隙間をほぼ全周に渡って均一化することによ
り、圧縮室からの冷媒ガスの漏れ量を低減し、圧縮機の
能力及び効率を向上させる。

【００１７】また、圧縮機の運転圧力条件等が変化し、
ピストン５及び可動子３ｂのストロークが大きくなる
と、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突し、ピストン
５やシリンダヘッド７が損傷したり、騒音が大きくなる
可能性があった。

【００１８】また、ストロークが小さくなると、ピスト
ン５が上死点まで到達しなくなる。その際には、圧縮室
１０に吸入された冷媒ガスを十分に昇圧できず、また再
膨張容積が増大するため、圧縮機の能力及び効率が低下
する可能性があった。

【００１９】本発明は、従来の課題を解決するもので、
圧縮機の運転圧力条件等が変化し、ピストンのストロー
クが大きくなっても、ピストンがシリンダヘッドに衝突
することを防止し、ピストンやシリンダヘッドが損傷し
たり、騒音が大きくなることを防止する。また、ストロ
ークが小さくなっても、常にピストンを上死点まで到達
させることにより、冷媒ガスの昇圧不足及び再膨張容積
の増大を防止する。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の振動式圧縮機は、密閉ケーシングと、密閉ケー
シング内に収納されたシリンダと、軸受と、固定子と可
動子とから構成されるモーターと、シリンダ内と軸受内
に嵌められ、モーターの可動子が固定されたピストン
と、一端がモーターの可動子またはピストンのいずれか
に固定され、他端がシリンダまたは軸受のいずれかに固
定された共振スプリングと、一端がシリンダに固定され
たシリンダヘッドの高圧室下部または密閉ケーシング内
に配設された油分離機構内に開口し、他端がシリンダ内
周部に開口した連通路とから構成されている。

【００２１】また、ピストンの外周部またはシリンダ内
周部の連通路開口部近傍のいずれかに設けられた給油溝
とから構成されている。

【００２２】また、密閉ケーシングと、密閉ケーシング
内に収納されたシリンダと、軸受と、固定子と可動子と
から構成されるモーターと、シリンダ内と軸受内に嵌め
られ、モーターの可動子が固定されたピストンと、一端
がモーターの可動子またはピストンのいずれかに固定さ
れ、他端がシリンダまたは軸受のいずれかに固定された
共振スプリングと、ピストンの外周部またはシリンダ内
周部に設けられたダイヤ状の溝とからなるものである。

【００２３】また、ピストンの外周部またはシリンダ内
周部に設けられ反モーター側に向かって断面積が減少す
る動圧溝を備えたものである。

【００２４】また、ピストンの外周部またはシリンダ内
周部に設けられモーター側に向かって断面積が減少する
動圧溝を設けてなるものである。

【００２５】また、密閉ケーシングと、密閉ケーシング
内に収納されたシリンダ、軸受と、固定子と可動子とか
ら構成されるモーターと、シリンダ内と軸受内に嵌めら
れ、モーターの可動子が固定されたピストンと、一端が
モーターの可動子またはピストンのいずれかに固定さ
れ、他端がシリンダまたは軸受のいずれかに固定された
共振スプリングと、共振スプリング、シリンダ、軸受、
モーターの固定子のいずれかで囲まれた背圧室とから構
成されている。

【００２６】

【作用】本発明の振動式圧縮機は、密閉ケーシング外へ
の潤滑油の持ち出し量を低減するとともに、一旦摺動部
に供給された潤滑油を繰り返し摺動部に供給することに
より、ストロークが小さくなり、密閉ケーシング内の潤
滑油の飛散量が減少しても、ピストンとシリンダ間等の
摺動部に十分な給油を行うとともに冷却を行い、摺動部
の摩耗やシール性の低下、冷媒ガスの過熱を防止する。

【００２７】また、ピストンが軸方向に往復運動するこ
とにより、ピストンとシリンダの摺動部間に動圧を発生
させ、ピストンとシリンダ間の金属接触を防止するとと
もに、ピストンとシリンダ間の隙間をほぼ全周に渡って
均一化することにより、圧縮室からの冷媒ガスの漏れ量
を低減し、圧縮機の能力及び効率を向上させる。

【００２８】また、圧縮機の運転圧力条件等が変化し、
ピストンのストロークが大きくなっても、ピストンがシ
リンダヘッドに衝突することを防止し、ピストンやシリ
ンダヘッドが損傷したり、騒音が大きくなることを防止
する。また、ストロークが小さくなっても、常にピスト
ンを上死点まで到達させることにより、冷媒ガスの昇圧
不足及び再膨張容積の増大を防止する。

【００２９】

【実施例】以下、本発明による振動式圧縮機の第１の実
施例について、図面を参照しながら説明する。尚、従来
と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を
省略する。

【００３０】図１は本発明の第１の実施例による振動式
圧縮機の縦断面図である。図１において、４ａはシリン
ダ４の内周部、７ｂはシリンダヘッド７の高圧室、１２
は一端がシリンダヘッド７の高圧室７ｂ下部に開口し、
他端がシリンダ４の内周部４ａに開口した連通路であ
る。連通路１８としては、オイルキャピラリーのように
比較的絞ったものが望ましい。

【００３１】以上のように構成された振動式圧縮機にお
いて、以下その動作を説明する。圧縮機の運転中におい
て、密閉ケーシング１内に飛散し、ピストン５とシリン
ダ４間の摺動部に供給された一部の潤滑油や、冷却シス
テムから圧縮機に吸入された潤滑油は、圧縮室１０内に
至り、ピストン５により圧縮された冷媒ガスとともにシ
リンダヘッド７の高圧室７ｂ内に吐出される。

【００３２】その際、高圧室７ｂは一定以上の容積を備
えているため、吐出された潤滑油を含む冷媒ガスの流速
は低下し、潤滑油の一部は高圧室７ｂ内で分離され高圧
室７ｂの下部に溜まる。また、高圧室７ｂ内に吐出され
た潤滑油を含む冷媒ガスは高圧室７ｂの壁面に衝突し、
潤滑油の一部は高圧室７ｂ内で分離され高圧室７ｂの下
部に溜まる。

【００３３】そのため、密閉ケーシング１外に持ち出さ
れる潤滑油量を低減することができ、密閉ケーシング１
内の潤滑油不足による摺動部の摩耗や、効率の低下を防
止することができる。

【００３４】また、ピストン５とシリンダ４間の摺動部
は、圧縮室１０内の圧力と密閉ケーシング１内圧力の中
間圧力であるため、高圧室７ｂの下部に溜まった潤滑油
は、高圧室７ｂ内の高圧圧力とピストン５とシリンダ４
間の摺動部の中間圧力との圧力差により、連通路１２を
介してピストン５とシリンダ４間の摺動部に導かれる。

【００３５】そのため、圧縮機の運転圧力条件等が変化
し、ストロークが小さくなり、密閉ケーシング１内への
潤滑油の飛散量の減少に伴うピストン５とシリンダ４間
等の摺動部への給油量が減少しても、一旦圧縮室１０に
供給された潤滑油の一部を再びピストン５とシリンダ４
間の摺動部に導くことにより、少量の潤滑油で摺動部を
潤滑、シールすることができ、摺動部の摩耗を防止する
ことができる。

【００３６】また、油戻りの悪い冷却システムに使用さ
れた時などにおいて、密閉ケーシング１の下部に溜めら
れた潤滑油９の油面が低下し、共振スプリング８による
密閉ケーシング１内の潤滑油の飛散量が減少しても、一
旦圧縮室１０に供給された潤滑油の一部を、再びピスト
ン５とシリンダ４間の摺動部に導くことにより、少量の
潤滑油でピストン５とシリンダ４間の摺動部を潤滑、シ
ールすることができ、摺動部の摩耗を防止することがで
きる。

【００３７】さらに、ピストン５とシリンダ４間等の摺
動部に十分な給油を行うとともに冷却を行うことがで
き、摺動部の摩耗やシール性の低下、冷媒ガスの過熱を
防止することができる。

【００３８】また、連通路１８がオイルキャピラリーの
ように通路抵抗の大きいものであれば、圧縮室１０内の
圧力や、ピストン５とシリンダ４間の摺動部にほとんど
影響を及ぼすことはない。

【００３９】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
密閉ケーシング１と、密閉ケーシング１内に収納された
シリンダ４、軸受６と、固定子３ａと可動子３ｂとから
構成されるモーター３と、シリンダ４内と軸受６内に嵌
められ、モーター３の可動子３ｂが固定されたピストン
５と、一端がモーター３の可動子３ｂに固定され、他端
が軸受６に固定された共振スプリング８と、一端がシリ
ンダ４に固定されたシリンダヘッド７の高圧室７ｂ下部
に開口し、他端がシリンダ４の内周部４ａに開口した連
通路１２を備えたものであるから、圧縮機の運転圧力条
件等の変化によりストロークが小さくなり、密閉ケーシ
ング１内の飛散した潤滑油によるピストン５とシリンダ
４間等の摺動部への給油量が減少しても、一旦圧縮室１
０に供給された潤滑油の一部を再びピストン５とシリン
ダ４間の摺動部に導くことにより、少量の潤滑油で潤
滑、シールすることができ、摺動部の摩耗も防止でき
る。

【００４０】また、油戻りの悪い冷却システムに使用さ
れた時などにおいて、密閉ケーシング１の下部に溜めら
れた潤滑油９の油面が低下し、共振スプリング８による
密閉ケーシング１内の潤滑油の飛散量が減少しても、一
旦圧縮室１０に供給された潤滑油の一部を、再びピスト
ン５とシリンダ４間の摺動部に導くことにより、少量の
潤滑油量でピストン５とシリンダ４間の摺動部を潤滑、
シールすることができ、摺動部の摩耗も防止できる。

【００４１】さらに、ピストン５とシリンダ４間等の摺
動部に十分な給油を行うとともに冷却を行うことがで
き、摺動部の摩耗やシール性の低下、冷媒ガスの過熱を
防止することができる。

【００４２】尚、本実施例では、連通路１２は一端がシ
リンダヘッド７の高圧室７ｂ下部に連通しているが、圧
縮された冷媒ガス中に含まれる潤滑油を分離できる油分
離機構内に連通しても同様の効果が得られることは言う
までもない。

【００４３】また、本実施例では、密閉ケーシング１内
の潤滑油９を共振スプリング８にて飛散させているが、
ピストン５、可動子３ｂ等の密閉ケーシング１内で可動
するものであれば同様の効果が得られることは言うまで
もなく、また他の給油方式であっても同様の効果が得ら
れることは言うまでもない。

【００４４】また、本実施例では、共振スプリング８が
モーター３の可動子３ｂと軸受６に固定されているが、
ピストン５やシリンダ４に固定されたものであっても同
様の効果が得られることは言うまでもない。

【００４５】次に、本発明の振動式圧縮機の第２の実施
例について、図面を参照しながら説明する。尚、第１の
実施例と同一構成については、同一符号を付して詳細な
説明は省略する。

【００４６】図２は本発明の第２の実施例による振動式
圧縮機の縦断面図である。図２において、１３はピスト
ン５の外周部５ａに設けられた給油溝である。給油溝１
３としては、環状溝のようなものが望ましい。

【００４７】以上のように構成された振動式圧縮機にお
いて、以下その動作を説明する。ピストン５とシリンダ
４間の摺動部は、圧縮室１０内の圧力と密閉ケーシング
１内圧力の中間圧力であるため、高圧室７ｂの下部に溜
まった潤滑油は、高圧室７ｂ内の高圧圧力とピストン５
とシリンダ４間の摺動部の中間圧力との圧力差により、
連通路１２を介してピストン５とシリンダ４間の摺動部
に導かれる。

【００４８】そして、ピストン５とシリンダ４間の摺動
部に導かれた潤滑油は、給油溝１３を介して、ピストン
５の外周部５ａ全周に供給されるため、ピストン５とシ
リンダ４間の摺動部全域にわたって潤滑、シールするこ
とができる。

【００４９】そのため、運転圧力条件等の変化によりス
トロークが小さくなり、密閉ケーシング１内の飛散した
潤滑油によるピストン５とシリンダ４間等の摺動部への
給油量が減少しても、一旦圧縮室１０に供給された潤滑
油の一部を再びピストン５とシリンダ４間の摺動部に導
き、給油溝１３により摺動部全域にわたって供給するこ
とができるため、少量の潤滑油で確実に潤滑、シールす
ることができるとともに、局部的な摺動部の摩耗を防止
することができる。

【００５０】また、油戻りの悪い冷却システムに使用さ
れた時などにおいて、密閉ケーシング１の下部に溜めら
れた潤滑油９の油面が低下し、共振スプリング８による
密閉ケーシング１内の潤滑油の飛散量が減少しても、一
旦圧縮室１０に供給された潤滑油の一部を再びピストン
５とシリンダ４間の摺動部に導き、給油溝１３により摺
動部全域にわたって供給することができるため、少量の
潤滑油で確実に潤滑、シールすることができるととも
に、局部的な摺動部の摩耗を防止することができる。

【００５１】さらに、ピストン５とシリンダ４間等の摺
動部全域にわたって十分な給油を行うとともに冷却を行
うことができ、摺動部の摩耗やシール性の低下、冷媒ガ
スの過熱を防止することができる。

【００５２】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
ピストン５の外周部５ａに設けられた給油溝１３を備え
たものであるから、運転圧力条件等の変化によりストロ
ークが小さくなり、密閉ケーシング１内の飛散した潤滑
油によるピストン５とシリンダ４間等の摺動部への給油
量が減少しても、一旦圧縮室１０に供給された潤滑油の
一部を再びピストン５とシリンダ４間の摺動部に導き、
給油溝１３により摺動部全域にわたって供給することが
できるため、少量の潤滑油で潤滑、シールすることがで
きるとともに、局部的な摺動部の摩耗を防止することが
できる。

【００５３】また、油戻りの悪い冷却システムに使用さ
れた時などにおいて、密閉ケーシング１の下部に溜めら
れた潤滑油９の油面が低下し、共振スプリング８による
密閉ケーシング１内の潤滑油の飛散量が減少しても、一
旦圧縮室１０に供給された潤滑油の一部を再びピストン
５とシリンダ４間の摺動部に導き、給油溝１３により摺
動部全域にわたって供給することができるため、少量の
潤滑油で潤滑、シールすることができるとともに、局部
的な摺動部の摩耗を防止することができる。

【００５４】さらに、ピストン５とシリンダ４間等の摺
動部全域にわたって十分な給油を行うとともに冷却を行
うことができ、摺動部の摩耗やシール性の低下、冷媒ガ
スの過熱を防止することができる。

【００５５】尚、本実施例では、給油溝１３はピストン
５の外周部５ａに設けているが、シリンダ４の内周部４
ａ（特に連通路１２の開口部近傍）に設けても同様の効
果が得られることは言うまでもない。

【００５６】次に、本発明による振動式圧縮機の第３の
実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、従
来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明
を省略する。

【００５７】図３は本発明の第３の実施例による振動式
圧縮機の縦断面図であり、図４、図５は要部矢視図であ
る。図６は他の実施例による振動式圧縮機の要部矢視図
である。

【００５８】まず、図４、図５を参照しながら説明す
る。図４、図５において、１４、１５、１６、１７、１
８、１９、２０、２１はピストン５の外周部５ａに設け
られたダイヤ状の溝である。

【００５９】以上のように構成された振動式圧縮機にお
いて、以下その動作を説明する。圧縮機が運転され、ピ
ストン５が軸方向に往復運動すると、シリンダ４の内周
部４ａとピストン５の外周部５ａ間の摺動部に相対速度
が発生する。この摺動部には、常に潤滑油が供給されて
潤滑、シールしており、ダイヤ状の溝１４、１５、１
６、１７、１８、１９、２０、２１内にも潤滑油が存在
している。

【００６０】ピストン５がシリンダヘッド７側、即ち端
面５ｂ側に動く時には、ダイヤ状の溝１４、１５、１６
内の潤滑油は封止部１４ｂ、１５ｂ、１６ｂに導かれ、
クサビ効果により潤滑油の圧力が上昇する。同様に、ダ
イヤ状の溝１７、１８、１９、２０、２１においても、
潤滑油の圧力が上昇する。

【００６１】また、ピストン５が反シリンダヘッド７側
に動く時には、ダイヤ状の溝１４、１５、１６内の潤滑
油は封止部１４ａ、１５ａ、１６ａに導かれ、同様にク
サビ効果により潤滑油の圧力が上昇する。ダイヤ状の溝
１７、１８、１９、２０、２１においても同様である。

【００６２】従って、ピストン５が軸方向に往復運動し
ている間、その方向を問わず常にピストン外周部５ａの
ダイヤ状の溝１４、１５、１６、１７、１８、１９、２
０、２１において、潤滑油の圧力が上昇する。

【００６３】そして、例えばピストン外周部５ａのダイ
ヤ状の溝１８とシリンダ４の内周部４ａ間の隙間（Ａ）
が何らかの要因で小さくなり、円周方向の反対側のダイ
ヤ状の溝１４の隙間（Ｂ）が大きくなると、隙間が小さ
いほど潤滑油の圧力上昇は大きいため、ダイヤ状の溝１
８での潤滑油の圧力よりもダイヤ状の溝１４での潤滑油
の圧力が高くなる。

【００６４】その圧力差のために、ピストン５はダイヤ
状の溝１４部がシリンダ内周部４ａ側に動かされ、ダイ
ヤ状の溝１８での潤滑油の圧力とダイヤ状の溝１４での
潤滑油の圧力がバランスする位置、即ち隙間Ａと隙間Ｂ
が等しい位置に保持される。その他のダイヤ状の溝につ
いても同様であるため、ピストン５の外周部５ａとシリ
ンダ４の内周部４ａ間の隙間を、円周方向全周にわたっ
てほぼ均一に保つことができる。

【００６５】さらに、上述したピストン５とシリンダ４
の摺動部間の隙間を全周にわたってほぼ均一に自動保持
する機能により、ピストン５とシリンダ４の摺動部間の
隙間を、部品加工精度を考慮した最小限にとどめること
ができる。

【００６６】従って、ピストン５とシリンダ４間の局部
的な摺動による、機械損失の増大や局部的な摩耗を防止
することができ信頼性が向上すると共に、ピストン５と
シリンダ４間の摺動部における漏れを低減でき、圧縮機
の体積効率の向上を図ることができる。

【００６７】次にその他の実施例について、図６を参照
しながら説明する。図６において、２２、２３はピスト
ン５の外周部５ａに設けられ、反モーター３側に向かっ
て断面積が減少する動圧溝である。２４、２５はピスト
ン５の外周部５ａに設けられ、モーター３側に向かって
断面積が減少する動圧溝である。

【００６８】ピストン５がシリンダヘッド７側、即ち端
面５ｂ側に動く時には動圧溝２４、２５内の潤滑油は封
止部２４ｂ、２５ｂに導かれ、クサビ効果により潤滑油
の圧力が上昇する。また、ピストン５が反シリンダヘッ
ド７側に動く時には動圧溝２２、２３内の潤滑油は封止
部２２ａ、２３ａに導かれ、同様にクサビ効果により潤
滑油の圧力が上昇する。

【００６９】従って、ピストン５が軸方向に往復運動し
ている間、その方向を問わず常にピストン外周部５ａの
動圧溝２２、２３、２４、２５において、潤滑油の圧力
が上昇している。

【００７０】その潤滑油の圧力バランスにより、図４、
図５の実施例と同様に、ピストン５の外周部５ａとシリ
ンダ４の内周部４ａ間の隙間を、円周方向全周にわたっ
てほぼ均一に保つことができ、ピストン５とシリンダ４
の摺動部間の隙間を、部品加工精度を考慮した最小限に
とどめることができる。

【００７１】従って、ピストン５とシリンダ４間の局部
的な摺動による、機械損失の増大や局部的な摩耗を防止
することができ信頼性が向上すると共に、ピストン５と
シリンダ４間の摺動部における漏れを低減でき、圧縮機
の体積効率の向上を図ることができる。

【００７２】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
密閉ケーシング１と、密閉ケーシング１内に収納された
シリンダ４、軸受６と、固定子３ａと可動子３ｂとから
構成されるモーター３と、シリンダ４内と軸受６内に嵌
められ、モーター３の可動子３ｂが固定されたピストン
５と、一端がモーター３の可動子３ｂに固定され、他端
が軸受６に固定された共振スプリング８と、ピストン５
の外周部５ａに設けられたダイヤ状の溝１４〜２１、ピ
ストン外周部５ａに設けられ反モーター３側に向かって
断面積が減少する動圧溝２２、２３、ピストン外周部に
設けられモーター３側に向かって断面積が減少する動圧
溝２４、２５の少なくともいずれかを備えたものである
から、ピストン５の外周部５ａとシリンダ４の内周部４
ａ間の隙間を、円周方向全周にわたってほぼ均一に保つ
ことができるため、ピストン５とシリンダ４間の局部的
な摺動による、機械損失の増大や局部的な摩耗を防止す
ることができ、信頼性が向上する。

【００７３】さらにピストン５とシリンダ４の摺動部間
の隙間を全周にわたってほぼ均一に自動保持する機能を
備えているため、ピストン５とシリンダ４の摺動部間の
隙間を、部品加工精度を考慮した最小限にとどめること
ができるため、ピストン５とシリンダ４間の摺動部にお
ける漏れを低減でき、圧縮機の体積効率の向上を図るこ
とができる。

【００７４】尚、本実施例では、ダイヤ状の溝１４、１
５、１６、１７、１８、１９、２０２１及び動圧溝２
２、２３、２４、２５はピストン５の外周部５ａに設け
ているが、シリンダ４の内周部４ａに設けても同様の効
果が得られることは言うまでもない。

【００７５】また、本実施例では、動圧溝２２〜２５は
軸方向の深さは一定で、軸方向に溝幅を変えることによ
り溝の断面積を変えているが、軸方向の溝幅が一定で、
軸方向に溝深さを変えたものであっても同様の効果が得
られることは言うまでもない。

【００７６】また、本実施例では、共振スプリング８
が、モーター３の可動子３ｂと軸受６に固定されている
が、ピストン５やシリンダ４に固定されたものであって
も同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００７７】次に、本発明による振動式圧縮機の第４の
実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、従
来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明
を省略する。

【００７８】図７は本発明の第４の実施例による振動式
圧縮機の縦断面図である。図７において、２６はシリン
ダ、２７は軸受であり、ピストン５が軸方向に可動可能
なように嵌められている。２８はモーターであり、２８
ａはモーター２８の固定子である。３０は背圧室であ
り、シリンダ２６、軸受２７、モーター２８の固定子２
８ａとから形成され、下部に潤滑油３１が溜められてい
る。

【００７９】以上のように構成された振動式圧縮機にお
いて、以下その動作を説明する。ピストン５が軸方向の
往復運動を繰り返し、冷却システム（図示せず）から一
旦密閉ケーシング１内に導かれた後、圧縮室１０内に至
った冷媒ガスを圧縮する。圧縮された冷媒ガス（高圧圧
力）は、シリンダヘッド７内に配設されている吐出弁
（図示せず）を介して一旦シリンダヘッド７内の高圧室
７ｂに吐出された後、吐出管１１を介して冷却システム
に吐出される。

【００８０】この圧縮室１０における冷媒ガスの圧縮時
において、ピストン５とシリンダ２６間の摺動部の隙間
を介して、圧縮された冷媒ガスの一部が背圧室３０内に
漏れ、背圧室３０内の圧力は圧縮室１０内の圧力より低
いものの、密閉ケーシング１内の圧力（低圧圧力）より
は高くなる。

【００８１】従って、背圧室３０内の圧力は高圧圧力と
低圧圧力の中間圧力となる。この背圧室３０内の基本的
な中間圧力は、ピストン５とシリンダ２６間の隙間量の
設計により変えることが可能である。

【００８２】まず、圧縮機の運転圧力条件等が変化し、
高圧圧力が上昇した際について説明する。高圧圧力が上
昇すると、ピストン５の端部５ａに作用するモーター２
８側へのガス圧荷重が増大し、ピストン５のストローク
の中心が反圧縮室１０側へ移動する。そのため、ストロ
ークが一定のままでは、ピストン５は上死点まで到達せ
ず、冷媒ガスの昇圧不足及び再膨張容積の増大が発生す
る。

【００８３】しかし、高圧圧力の上昇に伴って、より高
い圧力の冷媒がより多く背圧室３０内に漏れ込むため、
背圧室３０内の中間圧力も上昇する。そのため、背圧室
３０内の圧力上昇により、ピストン５の端部５ｂに作用
する圧縮室１０側へのガス圧荷重が増大し、ピストン５
のストローク中心が圧縮室１０側へ移動する。

【００８４】従って、圧縮機の運転条件が変化し高圧圧
力が上昇しても、ピストン５は常に上死点に到達し、冷
媒ガスの昇圧不足及び再膨張容積の増大を防止すること
ができる。この時、ピストン５のストローク量はあまり
変化しない。

【００８５】尚、高圧圧力が上昇し、ピストン５のスト
ロークの中心が反圧縮室１０側へ移動した際に、電気的
操作、例えばモーター電圧の増大等により、ストローク
量をアップさせ、ピストン５の端部５ａを上死点まで到
達させることも可能であるが、モータ電圧の制御等のた
めの制御回路によるコストアップはもとより、モータ電
圧増大等に伴う圧縮機入力の増大により、圧縮機の効率
は低下してしまう。

【００８６】次に、圧縮機の運転圧力条件等が変化し、
高圧圧力が低下した際について説明する。高圧圧力が低
下すると、ピストン５の端部５ａに作用するモーター２
８側へのガス圧荷重が減少し、ピストン５のストローク
の中心が圧縮室１０側へ移動する。そのため、ストロー
クが一定のままでは、ピストン５はシリンダヘッド７に
衝突しそうになる。

【００８７】しかし、高圧圧力の低下に伴って背圧室３
０内の中間圧力も低下するため、ピストン５の端部５ｂ
に作用する圧縮室１０側へのガス圧荷重が減少し、ピス
トン５のストローク中心が反圧縮室１０側へ移動する。

【００８８】従って、圧縮機の運転条件が変化し高圧圧
力が低下しても、ピストン５がシリンダヘッド７に衝突
することを防止し、ピストン５やシリンダヘッド７の損
傷を防止できると共に、衝突による騒音の発生も防止す
ることができる。この時、ピストン５のストローク量は
あまり変化しない。

【００８９】尚、高圧圧力が低下し、ピストン５のスト
ロークの中心が圧縮室１０側へ移動した際に、電気的操
作、例えばモーター電圧の低下等により、ストローク量
を減少させ、ピストン５の端部５ａがシリンダヘッド７
に衝突することを防止することも可能であるが、制御回
路等を必要とするコストの高いものとなってしまう。

【００９０】次に、摺動部の給油について述べる。背圧
室３０内に潤滑油３１を溜め、共振スプリング８の下部
を潤滑油３１中に浸すことにより、ピストン５の軸方向
の往復運動とともに伸縮した際に潤滑油３１をかく拌
し、背圧室３０内に潤滑油３１が飛散する。

【００９１】この飛散した潤滑油により、シリンダ２６
とピストン５間の摺動部や、軸受２７とピストン５間の
摺動部に十分な給油を行うとともに冷却を行うことがで
き、摺動部の摩耗やシール性の低下、冷媒ガスの過熱を
防止することができる。

【００９２】また、潤滑油を用いない圧縮機であれば、
上述したような給油機構は一切不要であり、単にピスト
ン５の端部５ｂ側に背圧室３０を形成すれば、同様の効
果が得られることは言うまでもない。

【００９３】以上のように本実施例の振動式圧縮機は、
密閉ケーシング１と、密閉ケーシング１内に収納された
シリンダ２６、軸受２７と、固定子２８ａと可動子２８
ｂとから構成されるモーター２８と、シリンダ２６内と
軸受２７内に嵌められ、モーター２８の可動子２８ｂが
固定されたピストン５と、一端がモーター２８の可動子
２８ｂに固定され、他端が軸受２７に固定された共振ス
プリング８と、シリンダ２６、軸受２７、モーター２８
の固定子２８ａで囲まれた背圧室３０を備えたものであ
るから、圧縮機の運転圧力条件等が変化し高圧圧力が上
昇すると、それに伴って背圧室３０内の圧力も上昇する
ため、ピストン５は常に上死点に到達し、冷媒ガスの昇
圧不足及び再膨張容積の増大を防止することができる。
この時、ピストン５のストローク量はあまり変化しな
い。

【００９４】また、圧縮機の運転圧力条件等が変化し高
圧圧力が低下すると、それに伴って背圧室３０内の中間
圧力も低下するため、ピストン５がシリンダヘッド７に
衝突することを防止し、ピストン５やシリンダヘッド７
の損傷を防止できると共に、衝突による騒音の発生も防
止することができる。

【００９５】尚、本実施例では、背圧室３０がシリンダ
２６、軸受２７、モーター２８の固定子２８ａで形成さ
れているが、例えば板バネの様な共振スプリング８、シ
リンダ２６、軸受２７、モーター２８の固定子２８ａの
いずれかにより形成されていれば同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。

【００９６】また本実施例では、背圧室３０内の潤滑油
３１を共振スプリング８にて飛散させているが、ピスト
ン５、可動子２８ｂ等の背圧室３０内で可動するもので
あれば同様の効果が得られることは言うまでもなく、他
の給油方式であっても同様の効果が得られることは言う
までもない。また、潤滑油を用いない圧縮機であれば、
給油機構は一切不要である。

【００９７】また、本実施例では、共振スプリング８
が、モーター２８の可動子２８ｂと軸受２７に固定され
ているが、ピストン５やシリンダ２６に固定されたもの
であっても同様の効果が得られることは言うまでもな
い。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、密閉ケー
シングと、密閉ケーシング内に収納されたシリンダ、軸
受と、固定子と可動子とから構成されるモーターと、シ
リンダ内と軸受内に嵌められ、モーターの可動子が固定
されたピストンと、一端がモーターの可動子またはピス
トンのいずれかに固定され、他端がシリンダまたは軸受
のいずれかに固定された共振スプリングと、一端がシリ
ンダに固定されたシリンダヘッドの高圧室下部または密
閉ケーシング内に配設された油分離機構内に開口し、他
端がシリンダ内周部に開口した連通路を備えたものであ
るから、圧縮機の運転圧力条件等の変化によりストロー
クが小さくなり、密閉ケーシング内の飛散した潤滑油に
よるピストンとシリンダ間等の摺動部への給油量が減少
しても、一旦圧縮室に供給された潤滑油の一部を再びピ
ストンとシリンダ間の摺動部に導くことにより、少量の
潤滑油で潤滑、シールすることができ、摺動部の摩耗も
防止できる。

【００９９】また、油戻りの悪い冷却システムに使用さ
れた時などにおいて、密閉ケーシングの下部に溜められ
た潤滑油の油面が低下し、共振スプリングによる密閉ケ
ーシング内の潤滑油の飛散量が減少しても、一旦圧縮室
に供給された潤滑油の一部を、再びピストンとシリンダ
間の摺動部に導くことにより、少量の潤滑油量でピスト
ンとシリンダ間の摺動部を潤滑、シールすることがで
き、摺動部の摩耗も防止できる。

【０１００】さらに、ピストンとシリンダ間等の摺動部
に十分な給油を行うとともに冷却を行うことができ、摺
動部の摩耗やシール性の低下、冷媒ガスの過熱を防止す
ることができる。

【０１０１】また、ピストンの外周部またはシリンダ内
周部の連通路開口部近傍のいずれかに設けられた給油溝
を備えたものであるから、運転圧力条件等の変化により
ストロークが小さくなり、密閉ケーシング内の飛散した
潤滑油によるピストンとシリンダ間等の摺動部への給油
量が減少しても、一旦圧縮室に供給された潤滑油の一部
を再びピストンとシリンダ間の摺動部に導き、給油溝に
より摺動部全域にわたって供給することができるため、
少量の潤滑油で確実に潤滑、シールすることができると
ともに、局部的な摺動部の摩耗を防止することができ
る。

【０１０２】また、油戻りの悪い冷却システムに使用さ
れた時などにおいて、潤滑油の油面が低下し、共振スプ
リングによる密閉ケーシング内の潤滑油の飛散量が減少
しても、ピストンとシリンダ間の摺動部全域にわたっ
て、給油溝により給油することができるため、少量の潤
滑油で確実に潤滑、シールすることができるとともに、
局部的な摺動部の摩耗を防止することができる。

【０１０３】また、密閉ケーシングと、密閉ケーシング
内に収納されたシリンダ、軸受と、固定子と可動子とか
ら構成されるモーターと、シリンダ内と軸受内に嵌めら
れ、モーターの可動子が固定されたピストンと、一端が
モーターの可動子またはピストンのいずれかに固定さ
れ、他端がシリンダまたは軸受のいずれかに固定された
共振スプリングと、ピストンの外周部またはシリンダ内
周部に設けられたダイヤ状の溝、ピストンの外周部また
はシリンダ内周部に設けられ反モーター側に向かって断
面積が減少する動圧溝、ピストンの外周部またはシリン
ダ内周部に設けられモーター側に向かって断面積が減少
する動圧溝の少なくともいずれかを備えたものであるか
ら、ピストン外周部とシリンダ内周部間の隙間を、円周
方向全周にわたってほぼ均一に保つことができるため、
ピストンとシリンダ間の局部的な摺動による、機械損失
の増大や局部的な摩耗を防止することができ信頼性が向
上する。

【０１０４】さらに、ピストンとシリンダの摺動部間の
隙間を全周にわたってほぼ均一に自動保持する機能によ
り、ピストンとシリンダの摺動部間の隙間を、部品加工
精度を考慮した最小限にとどめることができるため、ピ
ストンとシリンダ間の摺動部における漏れを低減でき、
圧縮機の体積効率の向上を図ることができる。

【０１０５】また、密閉ケーシングと、密閉ケーシング
内に収納されたシリンダ、軸受と、固定子と可動子とか
ら構成されるモーターと、シリンダ内と軸受内に嵌めら
れ、モーターの可動子が固定されたピストンと、一端が
モーターの可動子またはピストンのいずれかに固定さ
れ、他端がシリンダまたは軸受のいずれかに固定された
共振スプリングと、共振スプリング、シリンダ、軸受、
モーターの固定子のいずれかで囲まれた背圧室を備えた
ものであるから、圧縮機の運転圧力条件等が変化し高圧
圧力が上昇すると、それに伴って背圧室内の圧力が上昇
するため、ピストンは常に上死点に到達し、冷媒ガスの
昇圧不足及び再膨張容積の増大を防止することができ
る。

【０１０６】また、圧縮機の運転圧力条件等が変化し高
圧圧力が低下すると、それに伴って背圧室内の中間圧力
も低下するため、ピストンがシリンダヘッドに衝突する
ことを防止し、ピストンやシリンダヘッドの損傷を防止
できると共に、衝突による騒音の発生も防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施例を示す振動式式圧縮
機の縦断面図

【図２】本発明による第２の実施例を示す振動式式圧縮
機の縦断面図

【図３】本発明による第３の実施例を示す振動式式圧縮
機の縦断面図

【図４】同実施例の要部矢視図

【図５】同実施例の要部断面図

【図６】他の実施例の要部矢視図

【図７】本発明による第４の実施例を示す振動式式圧縮
機の縦断面図

【図８】従来の振動式圧縮機の縦断面図

【符号の説明】

１密閉ケーシング３モーター３ａ固定子３ｂ可動子４シリンダ４ａシリンダ内周部５ピストン５ａピストン外周部６軸受７シリンダヘッド７ｂ高圧室８共振スプリング１２連通路１３給油溝１４〜２１ダイヤ状の溝２２〜２５動圧溝２６シリンダ２７軸受２８モーター２８ａ固定子２８ｂ可動子３０背圧室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング
内に収納されたシリンダと、軸受と、固定子と可動子と
から構成されるモーターと、前記シリンダ内と前記軸受
内に嵌められ、前記モーターの可動子が固定されたピス
トンと、一端が前記モーターの可動子または前記ピスト
ンのいずれかに固定され、他端が前記シリンダまたは前
記軸受のいずれかに固定された共振スプリングと、一端
が前記シリンダに固定されたシリンダヘッドの高圧室下
部または前記密閉ケーシング内に配設された油分離機構
内に開口し、他端が前記シリンダ内周部に開口した連通
路とからなる振動式圧縮機。
【請求項２】ピストンの外周部またはシリンダ内周部
の連通路開口部近傍のいずれかに給油溝を設けてなる請
求項１記載の振動式圧縮機。
【請求項３】密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング
内に収納されたシリンダ、軸受と、固定子と可動子とか
ら構成されるモーターと、前記シリンダ内と前記軸受内
に嵌められ、前記モーターの可動子が固定されたピスト
ンと、一端が前記モーターの可動子または前記ピストン
のいずれかに固定され、他端が前記シリンダまたは前記
軸受のいずれかに固定された共振スプリングと、前記ピ
ストンの外周部または前記シリンダ内周部に設けられた
ダイヤ状の溝とからなる振動式圧縮機。
【請求項４】密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング
内に収納されたシリンダ、軸受と、固定子と可動子とか
ら構成されるモーターと、前記シリンダ内と前記軸受内
に嵌められ、前記モーターの可動子が固定されたピスト
ンと、一端が前記モーターの可動子または前記ピストン
のいずれかに固定され、他端が前記シリンダまたは前記
軸受のいずれかに固定された共振スプリングと、前記ピ
ストンの外周部または前記シリンダ内周部に設けられ、
反モーター側に向かって断面積が減少する動圧溝とから
なる振動式圧縮機。
【請求項５】密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング
内に収納されたシリンダ、軸受と、固定子と可動子とか
ら構成されるモーターと、前記シリンダ内と前記軸受内
に嵌められ、前記モーターの可動子が固定されたピスト
ンと、一端が前記モーターの可動子または前記ピストン
のいずれかに固定され、他端が前記シリンダまたは前記
軸受のいずれかに固定された共振スプリングと、モータ
ー側に向かって断面積が減少する動圧溝とからなる振動
式圧縮機。
【請求項６】密閉ケーシングと、前記密閉ケーシング
内に収納されたシリンダと、軸受と、固定子と可動子と
から構成されるモーターと、前記シリンダ内と前記軸受
内に嵌められ、前記モーターの可動子が固定されたピス
トンと、一端が前記モーターの可動子または前記ピスト
ンのいずれかに固定され、他端が前記シリンダまたは前
記軸受のいずれかに固定された共振スプリングと、前記
共振スプリング、前記シリンダ、前記軸受、前記モータ
ーの固定子のいずれかで囲まれた背圧室とからなる振動
式圧縮機。