KR101306534B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

밀폐형 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR101306534B1
KR101306534B1 KR1020117009535A KR20117009535A KR101306534B1 KR 101306534 B1 KR101306534 B1 KR 101306534B1 KR 1020117009535 A KR1020117009535 A KR 1020117009535A KR 20117009535 A KR20117009535 A KR 20117009535A KR 101306534 B1 KR101306534 B1 KR 101306534B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thrust
race
bearing
hermetic compressor
lower race
Prior art date
Application number
KR1020117009535A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110055748A (ko
Inventor
고 이나가키
유 하라키
히데노리 고바야시
츠요시 마츠모토
야스시 하야시
Original Assignee
파나소닉 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2008275124A external-priority patent/JP5120200B2/ja
Priority claimed from JP2008285139A external-priority patent/JP5228812B2/ja
Application filed by 파나소닉 주식회사 filed Critical 파나소닉 주식회사
Publication of KR20110055748A publication Critical patent/KR20110055748A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101306534B1 publication Critical patent/KR101306534B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/02—Lubrication
    • F04B39/0223—Lubrication characterised by the compressor type
    • F04B39/023—Hermetic compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F04B39/0044—Pulsation and noise damping means with vibration damping supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F04B39/0088—Pulsation and noise damping means using mechanical tuned resonators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0094—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 crankshaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/10—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for axial load mainly
    • F16C19/12—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for axial load mainly for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06—Ball or roller bearings
    • F16C25/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/08—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement primarily for axial load, e.g. for vertically-arranged shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38—Ball cages
    • F16C33/44—Selection of substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2362/00—Apparatus for lighting or heating
    • F16C2362/52—Compressors of refrigerators, e.g. air-conditioners

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

주 베어링(126)의 스러스트면(160)에 배설된 스러스트 볼 베어링(176)은 홀더부(168)에 보지된 복수의 볼(166)과, 볼(166)의 상하에 각각 배설된 상부 레이스(164) 및 하부 레이스(170)와, 볼(166)의 하방에 배설되고 탄성력을 갖는 지지 부재(172)를 구비하는 것에 의해, 각 볼(166)에 불균일하게 하중이 걸리는 것이 방지되어, 고효율로 저소음, 고신뢰성의 밀폐형 압축기를 제공한다.

Description

밀폐형 압축기{SEALED COMPRESSOR}
본 발명은 주로 전기 냉동 냉장고 등의 냉동 사이클에 사용되는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.
종래에, 스러스트 볼 베어링을 이용한 압축기로서는, 주 베어링의 상부 관형상 연장부 주위에 구름 베어링을 배치한 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
이하, 도면을 참조하면서 특허문헌 1에 기재의 종래의 밀폐형 압축기를 설명한다. 도 16은 특허문헌 1에 기재된 종래의 밀폐형 압축기의 종단면도이다. 도 17은 종래의 밀폐형 압축기의 스러스트 볼 베어링의 주요부 확대도이다. 도 18은 종래의 밀폐형 압축기의 지지 부재의 사시도이다.
도 16에 있어서, 밀폐 용기(2)의 바닥부에는 윤활유(4)를 저류하고 있고, 압축기 본체(6)는 서스펜션 스프링(8)에 의해 밀폐 용기(2)에 대하여 탄성적으로 지지되어 있다.
압축기 본체(6)는 전동 요소(10)와, 전동 요소(10)의 상방에 배설되는 압축 요소(12)로 구성되어 있다. 전동 요소(10)는 고정자(14) 및 회전자(16)로 구성되어 있다.
압축 요소(12)의 샤프트(18)는 주축부(20)와 편심축부(22)를 구비하고 있고, 주축부(20)는 실린더 블록(24)의 주 베어링(26)에 회전 가능하게 축지지되는 동시에, 회전자(16)가 고정되어 있다. 하중이 작용하는 편심축부(22)에 대하여, 편심축부(22)의 하측에만 배치된 주축부(20)와 주 베어링(26)에서 지지하는 한쪽지지 베어링의 구성으로 되어 있다.
또한, 샤프트(18)는 주축부(20) 표면에 마련한 나선형상의 홈 등으로 이루어지는 급유 기구(28)를 구비하고 있다.
피스톤(30)은 실린더 블록(24)에 형성된 대략 원통형의 내면을 갖는 실린더(34)에 왕복 가능하게 삽입된다. 또한, 연결부(36)는 양단에 마련한 구멍부가 각각 피스톤(30)에 장착된 피스톤 핀(38)과 편심축부(22)에 끼워삽입되는 것에 의해, 편심축부(22)와 피스톤(30)을 연결하고 있다.
실린더(34) 및 피스톤(30)은 실린더(34)의 개구 단면에 장착되는 밸브 플레이트(46)와 함께 압축실(48)을 형성한다. 또한, 밸브 플레이트(46)를 덮어서 뚜껑을 이루도록 실린더 헤드(50)가 고정되어 있다.
흡입 머플러(52)는 PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트) 등의 수지로 성형되고, 내부에 소음 공간을 형성하고, 실린더 헤드(50)에 장착되어 있다.
다음에, 스러스트 볼 베어링에 대해서 설명한다. 도 17에 있어서, 주 베어링(26)은 축심과 직각인 평면부인 스러스트면(60)과, 스러스트면(60)보다 더욱 상방으로 연장되고, 주축부(20)에 대향하는 내면을 갖는 관형상 연장부(62)를 갖고 있다.
관형상 연장부(62)의 외경측에, 상부 레이스(64), 홀더부(68)에 보지된 볼(66), 하부 레이스(70), 및 지지 부재(72)로 이루어지는 스러스트 볼 베어링(76)이 배치되어 있다.
상부 레이스(64) 및 하부 레이스(70)는 환형상으로 금속제의 평판이며, 상하의 면이 평행하다. 또한, 홀더부(68)는 환형상의 형상을 이루고, 둘레 방향으로 마련한 복수의 구멍부에 볼(66)을 전동 가능하게 수납하고 있다.
지지 부재(72)는 도 18에 도시하는 바와 같이 환형상의 금속판에 하측 돌기(72a, 72b)와, 상측 돌기(72c, 72d)를 마련한 것이다. 이들의 돌기는 동일한 반경의 곡면으로 형성되고, 하측 돌기(72a, 72b)의 정점을 연결하는 선과, 상측 돌기(72c, 72d)의 정점을 연결하는 선이 직각이 되도록 배치되어 있다.
스러스트면(60) 위에, 지지 부재(72), 하부 레이스(70), 볼(66), 상부 레이스(64)의 순서로 서로 접한 상태로 적층되고, 상부 레이스(64)의 상면에 샤프트(18)의 플랜지부(74)가 착좌되어 있다. 지지 부재(72)는 하측 돌기(72a, 72b)가 선접촉의 상태로 스러스트면(60)과 접하고, 상측 돌기(72c, 72d)가 선접촉의 상태로 하부 레이스(70)로 접하고 있다.
이상과 같이 구성된 압축기에 대해서 이하에 그 동작을 설명한다. 전동 요소(10)에 통전되면, 고정자(14)에 발생하는 회전 자계에 의해, 회전자(16)는 주축부(20)와 함께 회전한다. 주축부(20)의 회전에 의해, 편심축부(22)가 편심 운동하고, 편심축부(22)의 편심 운동이 연결부(36)를 거쳐서 피스톤(30)에 전달되고, 피스톤(30)은 실린더(34)내에서 왕복 운동한다.
밀폐 용기(2) 외부의 냉동 사이클(도시하지 않음)로부터 복귀한 냉매는, 흡입 머플러(52)를 경유해서 압축실(48)내에 도입되고, 압축실(48)내에서 피스톤(30)에 의해 압축되고, 압축된 냉매는 밀폐 용기(2)로부터 냉동 사이클(도시하지 않음)에 송출된다.
또한, 샤프트(18)의 하단은 윤활유(4)에 침지되어 있고, 샤프트(18)가 회전하는 것에 의해, 윤활유(4)는 급유 기구(28)에 의해 압축 요소(12) 각부에 공급되어, 미끄럼운동부의 윤활을 행한다.
다음에, 스러스트 볼 베어링(76)에 대해서 설명한다. 스러스트 볼 베어링(76)은 볼(66)이 상부 레이스(64)와 하부 레이스(70)에 점접촉의 상태로 굴러가는 구름 베어링이며, 샤프트(18)나 회전자(16)의 자중 등의 수직 방향의 하중을 지지하면서 회전이 가능하다. 구름 베어링은 일반적으로 이용되고 있는 미끄럼 베어링의 형식의 스러스트 베어링보다 마찰이 적고, 최근 고효율화를 목적으로 이용되는 것이 증가되고 있다.
그렇지만, 특허문헌 1에 기재와 같은 한쪽지지 베어링의 구성에서는, 수송시의 진동 등 밀폐형 압축기 전체에 큰 외력이 작용했을 경우, 스러스트 볼 베어링(76) 전체에 큰 하중이 작용하고, 볼(66)과 상부 레이스(64) 및 하부 레이스(70)의 접촉부에서 함몰 등의 소성 변형이 생긴다. 그 결과, 이 변형이 원인으로 효율이나 소음, 신뢰성에 악영향을 끼친다.
그런데, 스러스트 볼 베어링(76)으로서, 도 19에 도시하는 것이 특허문헌 2에 개시되어 있다. 도 19는 특허문헌 2에 개시된 종래의 밀폐형 압축기의 스러스트 볼 베어링의 분해 사시도이다. 또한, 밀폐형 압축기의 전체 구성에 대해서는 편의상 도 16을 인용해서 설명한다.
도 16 및 도 19에 있어서, 샤프트(18)의 주축부(20)와 편심축부(22)의 사이의 주축부(20)측에는 주축부(20)의 축심과 대략 직각으로 환형상의 상부 레이스 착좌면(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 또한, 주 베어링(26)의 상단에는 주 베어링(26)의 축심과 거의 직각으로 환형상의 하부 레이스 착좌면(80)이 형성되어 있다. 이들 상부 레이스 착좌면과 하부 레이스 착좌면(80)의 사이에는, 샤프트(18)를 지지하기 위해서, 볼(66)과 상부 레이스(64) 및 하부 레이스(70)로 이루어지는 스러스트 볼 베어링(76)이 장착된다. 상부 레이스(64) 및 하부 레이스(70)는 평판으로 형성되어 있다.
이와 같은 구조의 스러스트 볼 베어링(76)도, 샤프트(18)와 회전자(16)의 중량은 스러스트 볼 베어링(76)으로 지지할 수 있다. 또한, 샤프트(18)의 회전시는 볼(66)이 상부 레이스(64)와 하부 레이스(70)의 사이에서 구르기 때문에 회전이 부드럽게 된다.
회전시에 있어서, 상부 레이스(64)는 상부 레이스 착좌면에 밀착해서 상부 레이스 착좌면과 동시에 회전하고, 하부 레이스(70)는 하부 레이스 착좌면(80)에 밀착해서 정지하고 있다. 이 스러스트 볼 베어링(76)을 이용하는 것에 의해, 샤프트(18)를 회전시키는 토크는 스러스트 미끄럼 베어링에 비해서 작아지기 때문에, 스러스트 베어링에서의 손실을 작게 할 수 있다. 따라서, 전동 요소(10)의 입력이 저감하고, 고효율의 밀폐형 압축기로 할 수 있다.
그렇지만, 특허문헌 2에 기재의 종래의 구성에서는, 동일 설계 사양의 것에 있어서 소음이나 효율이 격차가 있었다. 그래서, 특히 소음이 큰 밀폐형 압축기를 해체해서 조사한 바, 상부 레이스(64)나 하부 레이스(70)의 일부에 박리 현상이 발생하는 징후가 보였다.
이것은 압축 공정에 있어서 압축 하중을 피스톤(30)이 받으면, 연결부(36)와 피스톤 핀(38)에 의해 연결된 샤프트(18)의 편심축부(22)에도 압축 하중이 걸린다. 이것에 의해, 샤프트(18)는 주축부(20)와 실린더 블록(24)의 주 베어링(26)의 클리어런스내에서 경사진다.
그 때문에, 상부 레이스(64)와 하부 레이스(70)가 평행으로 되지 않고, 볼(66)이 들어가는 간극에 불균일이 생기기 때문에 각 볼(66)에 균등하게 하중이 걸리지 않고 간극의 좁은 부분을 통과하는 볼(66)에 하중이 집중한다. 그 결과, 볼(66), 상부 레이스(64) 및 하부 레이스(70)에 과도한 반복 응력이 걸려서 피로에 의한 박리 등의 손상이 생기고, 소음이나 효율, 게다가 신뢰성이 저하할 가능성이 있다고 하는 것이 밝혀졌다.
일본 공표 공보 제 2005-500476 호 공보 일본 공개 특허 제 2005-127305 호 공보
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 각 볼에 불균일하게 하중이 걸리는 것을 방지하고, 접촉 하중의 불균일이 원인으로 효율이나 소음, 신뢰성에 악영향을 끼치는 일이 없는 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명은, 밀폐 용기내에, 고정자와 회전자를 구비한 전동 요소와, 전동 요소에 의해 구동되는 압축 요소와, 압축 요소를 윤활하는 윤활유를 구비하고, 압축 요소는 회전자가 고정된 주축부와 편심축부를 갖는 샤프트와, 압축실을 구비한 실린더 블록과, 압축실내에서 왕복 운동하는 피스톤과, 피스톤과 편심축부를 연결하는 연결부와, 실린더 블록에 마련되어 주축부를 축지지하는 주 베어링과, 주 베어링의 스러스트면에 배설된 스러스트 구름 베어링을 구비하고, 스러스트 구름 베어링은 홀더부에 보지된 복수의 전동체와, 전동체의 상하에 각각 배설된 상부 레이스 및 하부 레이스와, 전동체의 아래쪽에 배설되고 탄성력을 갖는 지지 기구를 구비한 구성을 갖고 있다.
이러한 구성에 따르면, 전동체의 아래쪽에 배설되고 탄성력을 갖는 지지 기구를 구비함으로써, 각 전동체에 불균일하게 하중이 걸리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 밀폐형 압축기는 종래와 같이 접촉 하중의 불균일이 원인으로 효율이나 소음, 신뢰성에 악영향을 끼치는 일이 없다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도,
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 스러스트 볼 베어링의 주요부 확대도,
도 3a는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 지지 부재를 상면으로부터 본 외관도,
도 3b는 본 발명의 실시형태에 있어서의 밀폐형 압축기의 지지 부재를 측면에서 본 외관도,
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도,
도 5는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 밀폐형 압축기의 스러스트 볼 베어링의 주요부 확대도,
도 6은 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도,
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 밀폐형 압축기의 스러스트 볼 베어링의 주요부 확대도,
도 8은 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도,
도 9는 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 밀폐형 압축기의 주요부 단면도,
도 10은 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 밀폐형 압축기의 분해 사시도,
도 11은 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 밀폐형 압축기의 다른 구성의 분해 사시도,
도 12는 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도,
도 13은 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 밀폐형 압축기의 주요부 단면도,
도 14는 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 밀폐형 압축기의 분해 사시도,
도 15는 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 밀폐형 압축기의 다른 구성의 분해 사시도,
도 16은 종래의 밀폐형 압축기의 종단면도,
도 17은 종래의 밀폐형 압축기의 스러스트 볼 베어링의 주요부 확대도,
도 18은 종래의 밀폐형 압축기의 지지 부재의 사시도,
도 19는 종래의 다른 밀폐형 압축기의 분해 사시도.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.
(실시형태 1)
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 스러스트 볼 베어링의 주요부 확대도이다. 도 3a는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 지지 부재의 상면으로부터 본 외관도이다. 도 3b는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 밀폐형 압축기의 지지 부재의 측면에서 본 외관도이다.
도 1 및 도 2에 있어서, 본 발명의 실시형태 1의 밀폐형 압축기는, 밀폐 용기(102)의 내부 바닥부에 윤활유(104)를 저류하는 동시에, 압축기 본체(106)가 서스펜션 스프링(108)에 의해 밀폐 용기(102)내에서 내부 현가되어 있다. 또한, 밀폐 용기(102)에는, 온난화계수가 낮은 냉매인 R600a(이소부탄)가 충전되어 있다.
압축기 본체(106)는 전동 요소(110)와, 이것에 의해 구동되는 압축 요소(112)로 이루어지고, 밀폐 용기(102)에는 전동 요소(110)에 전원을 공급하기 위한 전원 단자(113)가 장착되어 있다.
우선, 전동 요소(110)에 대해서 설명한다. 전동 요소(110)는 박판을 적층한 철심에 동제의 코일이 감겨서 형성되는 고정자(114)와, 고정자(114)의 내경측에 배치되는 회전자(116)를 구비하고 있다. 고정자(114)의 코일은 전원 단자(113)를 경유해서 압축기 외부의 전원(도시하지 않음)과, 도선에 의해 접속되어 있다.
다음에, 압축 요소(112)에 대해서 설명한다. 압축 요소(112)는 전동 요소(110)의 상방에 배설되어 있다. 압축 요소(112)를 구성하는 샤프트(118)는 주축부(120)와, 주축부(120)와 평행한 편심축부(122)를 구비하고 있다. 또한, 주축부(120)에는 회전자(116)가 고정되어 있다.
실린더 블록(124)은 원통형의 내면을 갖는 주 베어링(126)을 구비하고, 주 베어링(126)에 주축부(120)가 회전 가능한 상태로 삽입되어, 지지되어 있다. 압축 요소(112)는 편심축부(122)에 작용한 하중을 편심축부(122)의 하측에 배치된 주축부(120)와 주 베어링(126)에서 지지하는 한쪽지지 베어링의 구성으로 되어 있다.
또한, 샤프트(118)는 주축부(120) 표면에 마련한 나선형상의 홈 등으로 이루어지는 급유 기구(128)를 구비하고 있다. 또한, 실린더 블록(124)은 원통형상의 구멍부인 실린더(134)를 구비하고 있고, 피스톤(130)이 실린더(134)에 왕복 가능하게 삽입되어 있다.
또한, 연결부(136)는 양단에 마련한 구멍부가, 각각 피스톤(130)에 장착된 피스톤 핀(138)과 편심축부(122)에 끼워삽입되는 것에 의해, 편심축부(122)와 피스톤(130)과 연결되어 있다.
실린더(134) 단면에는 밸브 플레이트(146)가 장착되고, 실린더(134) 및 피스톤(130)과 함께 압축실(148)을 형성한다. 또한, 밸브 플레이트(146)를 덮어서 뚜껑을 이루도록 실린더 헤드(150)가 고정되어 있다. 흡입 머플러(152)는 PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트) 등의 수지로 성형되어, 내부에 소음 공간을 형성하고, 실린더 헤드(150)에 장착되어 있다.
다음에, 스러스트 구름 베어링으로서의 스러스트 볼 베어링(176)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1 및 도 2에 있어서, 스러스트 볼 베어링(176)은 주 베어링(126)의 스러스트면(160)에 배설되어 있다. 주 베어링(126)은 축심과 직각인 평면부인 스러스트면(160)과, 스러스트면(160)보다 더욱 상방으로 연장되어, 주축부(120)에 대향하는 내면을 갖는 관형상 연장부(162)를 갖고 있다.
관형상 연장부(162)의 상측에 상부 레이스(164)가 배치되고, 관형상 연장부(162)의 외경측 또한 상부 레이스(164)의 하측에, 홀더부(168)에 보지된 복수의 전동체로서의 볼(166), 하부 레이스(170), 및 지지 부재(172)가 배치되어 있다. 상부 레이스(164), 볼(166), 홀더부(168), 하부 레이스(170), 및 지지 부재(172)에 의해, 스러스트 볼 베어링(176)이 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 지지 기구는 지지 부재(172)로 구성된다.
상부 레이스(164) 및 하부 레이스(170)는 환형상으로 금속제의 평판이며, 바람직하게는 열처리를 행한 스프링용 강 등으로 형성되고, 상하의 면이 평행하고, 또한 표면은 평활하게 마무리되어 있다. 홀더부(168)는 폴리아미드 등의 수지 재료로 형성되고, 환형상의 형상을 이루고, 볼(166)이 전동 가능하게 수납되는 복수의 구멍부를 갖고 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(172)는 스프링용 강의 얇은 평판을 성형해서 성형되는 환형상의 파형 와셔이다. 지지 부재(172)는 상측으로 돌출하는 3개소의 상부 볼록부(172a, 172b, 172c)와, 하측으로 돌출하는 3개소의 하부 볼록부(172d, 172e, 172f)를 구비하고 있다. 상부 볼록부(172a, 172b, 172c)와 하부 볼록부(172d, 172e, 172f)는 원주 방향으로 교대로 배설되어 있다. 상부 볼록부(172a, 172b, 172c)와 하부 볼록부(172d, 172e, 172f)의 사이는 매끈한 곡선으로 접속되어 있다.
스러스트면(160) 위에, 지지 부재(172), 하부 레이스(170), 볼(166), 상부 레이스(164)의 순서로 서로 접한 상태로 적층되고, 상부 레이스(164)의 상면에 샤프트(118)의 플랜지부(174)가 착좌되어 있다.
따라서, 지지 부재(172)는 스러스트면(160)과 하부 볼록부(172d, 172e, 172f)의 3개소에서 접하고, 하부 레이스(170)는 상부 볼록부(172a, 172b, 172c)의 3개소에서 접하도록 구성된다.
스러스트 볼 베어링(176)을 밀폐형 압축기에 조립하면, 지지 부재(172)에는 하부 레이스(170)를 거쳐서, 샤프트(118)나 회전자(116) 등의 하중이 작용한다. 또한, 운전시에는 전동 요소(110)의 축방향의 추력을 받는다. 그 때문에, 지지 부재(172)는 중력 방향으로 스프링성을 갖고 있으므로, 이 하중에 의해 자연 길이에 비하여, 높이가 낮아지지만, 이 상태에서 상부 레이스(164)와 관형상 연장부(162)의 선단(162a)에는 간극(d)이 발생하도록, 각 치수와 지지 부재(172)의 스프링 정수는 선택되어 있다.
그리고, 간극(d)을 거쳐서 대향하는 상부 레이스(164)와 관형상 연장부(162)의 선단(162a)에 의해, 이동 제한부(178)가 형성된다.
또한, 당초의 조립 상태로부터 간극(d)만큼 더 지지 부재(172)가 변형했을 경우의 스프링력을 스러스트 볼 베어링(176)의 내하중보다 작아지도록 간극(d)은 선택되어 있다.
또한, 지지 부재(172)에 치우친 하중이 작용하면, 하중의 큰 측에서는 하향의 변위가 크게 되고, 이외의 부분에서는 변위는 작아지므로, 지지 부재(172) 위에 배치된 하부 레이스(170)는 하중의 방향에 대응해서 경사 가능하다.
이상과 같이 구성된 밀폐형 압축기에 대해서, 이하 그 동작, 작용을 설명한다. 전원 단자(113)로부터 전동 요소(110)에 통전되면, 고정자(114)에 발생하는 자계에 의해 회전자(116)는 샤프트(118)와 함께 회전한다. 주축부(120)의 회전에 따르는 편심축부(122)의 편심 회전은 연결부(136)에 의해 변환되고, 피스톤(130)을 실린더(134)내에서 왕복 운동시킨다. 그리고, 압축실(148)이 용적 변화하는 것에 의해, 밀폐 용기(102)내의 냉매를 압축실(148)내에 흡입하고, 압축하는 압축 동작을 행한다.
압축 동작에 따르는 흡입 행정에 있어서, 밀폐 용기(102)내의 냉매는, 흡입 머플러(152)를 거쳐서 압축실(148)내에 간헐적으로 흡입되고, 압축실(148)내에서 압축된 후, 고온 고압의 냉매는 토출 배관 등을 경유해서 밀폐 용기(102)로부터의 냉동 사이클(도시하지 않음)로 보내진다.
또한, 샤프트(118) 하단은 윤활유(104)에 침지되어 있고, 샤프트(118)가 회전하는 것에 의해, 윤활유(104)는 급유 기구(128)에 의해 압축 요소(112) 각 부에 공급되어, 미끄럼운동부의 윤활을 행한다.
다음에, 스러스트 볼 베어링(176)의 동작, 작용에 대해서 설명한다. 스러스트 볼 베어링(176)은 동일 크기의 볼(166)을 평평한 상부 레이스(164)와 하부 레이스(170)의 사이에 복수 배치하고, 각각을 점접촉의 상태에서 구르도록 하는 것에 의해, 마찰을 대단히 작게 하는 것이다. 이것에 의해, 미끄럼운동 손실의 저감에 의해 압축기의 효율을 향상시킬 수 있다.
스러스트 볼 베어링(176)에 작용하는 하중은 샤프트(118)나 회전자(116)의 질량이나, 전동 요소(110)의 축방향의 추력이며, 그 크기는 일반적인 냉장고용의 밀폐형 압축기에서는 10~20N 정도로 작다.
일반적으로, 볼 베어링의 볼과 레이스의 접촉 하중에는 적정값이 존재한다. 이것은, 접촉 하중이 지나치게 작으면 볼과 레이스의 사이에 충분한 마찰력이 작용하지 않고, 미끄러짐이 생긴 결과, 표면에 손상을 준다. 반대로, 접촉 하중이 지나치게 커지면, 볼과 레이스의 접촉점에서의 응력이 높아져, 접촉부의 피로 파괴나, 극단적으로 하중이 클 경우에는 소성 변형을 발생하는 등의 문제가 발생하기 때문이다.
따라서, 볼의 접촉 하중이 적정하게 되도록, 하중 조건에 따라서 볼의 직경이나 개수 등의 제원이 선택된다. 이 때문에, 접촉 하중이 설계로 상정한 하중 조건을 크게 일탈할 경우에는, 수명이 현저하게 저하하는 등의 문제가 발생한다. 볼(166)의 접촉 하중이 설계를 크게 일탈할 경우로서, 2가지의 이유가 생각된다.
제 1 경우에는, 상부 레이스(164)와 하부 레이스(170)의 평행이 유지되지 않을 경우이다. 즉, 한쪽지지 베어링의 구성에서는, 샤프트(118)는 압축에 의한 하중 등에 의해, 주축부(120)와 주 베어링(126)의 간극의 범위에서 조금 경사질 수 있는 구성이다. 이 약간의 경사에 의해도, 볼(166)과 상부 레이스(164) 및 하부 레이스(170)의 접촉이 불균일하게 될 수 있다.
그렇지만, 지지 부재(172)에 의해, 지지 부재(172)에 착좌하는 하부 레이스(170)는 스러스트면(160)에 대하여 임의의 방향으로 경사 가능하고, 상부 레이스(164)와 하부 레이스(170)는 평행한 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 각 볼(166)에 작용하는 하중을 균등하게 할 수 있고, 일부의 볼(166)에 큰 하중이 작용하거나, 반대로 하중이 작아지거나 하는 것에 의한 수명의 저하를 방지할 수 있다.
제 2 경우에는, 밀폐형 압축기에 외력이 가해질 경우이다. 이것은, 예를 들면 수송시 등의 진동에 의해 충격적인 하중이 스러스트 볼 베어링(176)에 작용했을 경우이다. 지지 부재(172)는 중력 방향으로 변형하는 탄성을 갖고 있으므로, 지지 부재(172)가 변형하는 것에 의해, 볼(166)과 상부 레이스(164) 및 하부 레이스(170)의 접촉부에서의 하중 증가를 완화한다. 그 결과, 접촉부가 함몰하는 등의 소성 변형의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 샤프트(118)의 하향의 변위가 크게 되고, 지지 부재(172)의 변형이 크게 되면 차제에 볼(166)과 상부 레이스(164) 및 하부 레이스(170)의 접촉부에서의 하중도 증가한다. 변위량이 상부 레이스(164)와 관형상 연장부(162)의 선단(162a)의 간극(d)과 동등하게 되면, 상부 레이스(164)와 관형상 연장부(162)의 선단(162a)이 접촉하는 것에 의해 형성되는 이동 제한부(178)를 구비하기 때문에, 더 이상 지지 부재(172)는 변형하는 일은 없다. 그 결과, 볼(166)과 상부 레이스(164) 및 하부 레이스(170)의 접촉부에서의 하중도 더 이상 증가하는 일은 없다.
또한, 간극(d)만큼 변형했을 때의 지지 부재(172)의 스프링력을 스러스트 볼 베어링(176)의 내하중보다 작게 하고 있으므로, 스러스트 볼 베어링(176)의 파손 방지를 보다 확실하게 할 수 있다.
이와 같이, 이동 제한부(178)는 내하중을 초과하는 하중이 스러스트 볼 베어링(176)에 작용하기 전에 기능한다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 지지 부재(172)를 이용하는 것에 의해, 샤프트(118)의 경사에 의한 하중의 치우침이나, 외력에 의한 스러스트 볼 베어링(176)에의 하중 증대가 생겨도, 볼(166)과 상부 레이스(164) 및 하부 레이스(170)의 접촉 하중을 적정한 범위로 유지할 수 있다. 따라서, 볼(166)의 접촉부에서의 마모나 소성 변형이 없고, 양호한 미끄럼운동 상태를 유지하고, 신뢰성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 스러스트 볼 베어링(176)의 미끄럼운동 상태가 양호하게 유지되는 것에 의해, 마찰의 증가가 적은 성능 향상 효과를 유지할 수 있다.
또한, 볼(166)과 상부 레이스(164) 및 하부 레이스(170)의 접촉부의 표면의 손상이나, 접촉 하중이 불안정하게 되는 것에 의한 소음 진동의 발생을 방지하고, 저소음을 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 상측으로 돌출하는 3개소의 상부 볼록부(172a, 172b, 172c)와, 하측으로 돌출하는 3개소 하부 볼록부(172d, 172e, 172f)를 구비한 예로 설명했지만, 상부 볼록부와 하부 볼록부를 각각 4개소 이상 구비해도 마찬가지로 실시 가능하다.
또한, 지지 부재에 1장의 평판으로 형성되는 파형 와셔를 사용했지만, 필요한 하중의 크기에 따라서는, 복수장의 파형 와셔 부재를 적층해서 형성되는 지지 부재를 이용할 수 있다. 이것에 의해, 스러스트 하중이 클 경우에, 상대적으로 강성의 큰 파형 와셔 부재를 복수 사용하는 것이라도, 비교적 작은 지지 부재로, 상부 레이스(164)와 하부 레이스(170)의 평행 상태를 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 스러스트면(60)의 스러스트 구름 베어링으로서 스러스트 볼 베어링(176)을 이용했지만, 이 이외의 롤러 등을 이용한 다른 구름 베어링을 이용해도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 압축 요소(112)를 전동 요소(110)의 상측에 배치했지만, 압축 요소(112)를 전동 요소(110)의 하측으로서도 좋다. 이 경우, 보통 스러스트 볼 베어링(176)은 회전자(116)와 주 베어링(126)의 상단의 사이에 배치되고, 지지 부재(172)는 하부 레이스(170)와 스러스트면(160)의 사이에 배설된다.
(실시형태 2)
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도이다. 도 5는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 밀폐형 압축기의 스러스트 볼 베어링의 주요부 확대도이다.
도 4 및 도 5에 있어서, 본 실시형태의 밀폐형 압축기는, 밀폐 용기(202)의 내부 바닥부에 윤활유(204)를 저류하는 동시에, 압축기 본체(206)가 서스펜션 스프링(208)에 의해 밀폐 용기(202)내에서 내부 현가되어 있다. 또한, 밀폐 용기(202)에는, 온난화계수가 낮은 냉매인 R600a(이소부탄)가 충전되어 있다.
압축기 본체(206)는 전동 요소(210)와, 이것에 의해 구동되는 압축 요소(212)로 이루어지고, 밀폐 용기(202)에는 전동 요소(210)에 전원을 공급하기 위한 전원 단자(213)가 장착되어 있다.
우선, 전동 요소(210)에 대해서 설명한다. 전동 요소(210)는 박판을 적층한 철심에 동제의 코일이 감겨서 형성되는 고정자(214)와, 고정자(214)의 내경측에 배치되는 회전자(216)를 구비하고 있다. 고정자(214)의 권선은 전원 단자(213)를 경유해서 압축기 외부의 전원(도시하지 않음)과, 도선에 의해 접속되어 있다.
다음에, 압축 요소(212)에 대해서 설명한다. 압축 요소(212)는 전동 요소(210)의 상방에 배설되어 있다. 압축 요소(212)를 구성하는 샤프트(218)는 주축부(220)와, 주축부(220)와 평행한 편심축부(222)를 구비하고 있다. 또한, 주축부(220)에는 회전자(216)가 고정되어 있다.
실린더 블록(224)은 원통형의 내면을 갖는 주 베어링(226)을 구비하고, 주 베어링(226)에 주축부(220)가 회전 가능한 상태로 삽입되어, 지지되어 있다. 압축 요소(212)는 편심축부(222)에 작용한 하중을 편심축부(222)의 하측에 배치된 주축부(220)와 주 베어링(226)에서 지지하는 한쪽지지 베어링의 구성으로 되어 있다.
샤프트(218)는 주축부(220) 표면에 마련한 나선형상의 홈 등으로 이루어지는 급유 기구(228)를 구비하고 있다. 실린더 블록(224)은 원통형상의 구멍부인 실린더(234)를 구비하고 있고, 피스톤(230)이 실린더(234)에 왕복 가능하게 삽입되어 있다. 연결부(236)는 양단에 마련한 구멍부가 각각 피스톤(230)에 장착된 피스톤 핀(238)과 편심축부(222)에 끼워삽입되는 것에 의해, 편심축부(222)와 피스톤(230)과 연결되어 있다.
실린더(234) 단면에는 밸브 플레이트(246)가 장착되고, 실린더(234) 및 피스톤(230)과 함께 압축실(248)을 형성한다. 또한, 밸브 플레이트(246)를 덮어서 뚜껑을 이루도록 실린더 헤드(250)가 고정되어 있다. 흡입 머플러(252)는 PBT 등의 수지로 성형되고, 내부에 소음 공간을 형성하고, 실린더 헤드(250)에 장착되어 있다.
다음에, 스러스트 볼 베어링(276)의 구성에 대해서 설명한다. 도 4 및 도 5에 있어서, 스러스트 볼 베어링(276)은 주 베어링(226)의 스러스트면(260)에 배설되어 있다. 주 베어링(226)은 축심과 직각인 평면부인 스러스트면(260)과, 스러스트면(260)보다 더 상방으로 연장되어, 주축부에 대향하는 내면을 갖는 관형상 연장부(262)를 갖고 있다. 관형상 연장부(262)의 상측에 상부 레이스(264)가 배치되고, 관형상 연장부(262)의 외경측 또한 상부 레이스(264)의 하측에, 홀더부(268)에 보지된 복수의 볼(266), 하부 레이스(270), 및 복수의 지지 부재(272)가 배치되어 있다. 상부 레이스(264), 볼(266), 홀더부(268), 하부 레이스(270), 및 지지 부재(272)에 의해, 스러스트 볼 베어링(276)이 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 지지 기구는 지지 부재(272)로 구성된다.
상부 레이스(264) 및 하부 레이스(270)는 환형상으로 금속제의 평판이며, 바람직하게는 열처리를 행한 스프링 강 등으로 형성되고, 상하의 면이 평행하고, 또한 표면은 평활하게 마무리되어 있다. 홀더부(268)는 폴리아미드 등의 수지 재료로 형성되고, 환형상의 형상을 이루고, 볼(266)이 전동 가능하게 수납되는 복수의 구멍부를 갖고 있다. 지지 부재(272)는 탄성체를 둘레 방향으로 복수 배치한 것으로, 구체적으로는 코일 스프링을 4개 90도 간격으로 배치한 것이다.
스러스트면(260) 위에, 지지 부재(272), 하부 레이스(270), 볼(266), 상부 레이스(264)의 순서로 서로 접한 상태에서 적층되고, 상부 레이스(264)의 상면에 샤프트(218)의 플랜지부(274)가 착좌되어 있다.
마지막 볼 베어링(276)을 압축기에 조립하면, 지지 부재(272)에는 하부 레이스(270)를 거쳐서, 샤프트(218)나 회전자(216) 등의 하중이 작용한다. 또한, 운전시에는 전동 요소(210)의 축방향의 추력을 받는다. 지지 부재(272)는 중력 방향으로 스프링성을 갖고 있고, 이 하중이 작용하고, 자연 길이에 비교해 높이가 낮은 상태로, 지지 부재(272)를 구성하는 각 코일 스프링은 각각 스러스트면(260)과 하부 레이스(270)에 접하고 있다. 이 상태로, 상부 레이스(264)와 관형상 연장부(262)의 선단(262a)에는 간극(d)이 생기도록, 각 치수와 지지 부재(272)의 스프링 정수는 선택되어 있다. 간극(d)을 거쳐서 대향하는 상부 레이스(264)와 관형상 연장부(262)의 선단(262a)에 의해, 이동 제한부(278)가 형성된다.
지지 부재(272)에 치우친 하중이 작용하면, 하중이 큰 측의 코일 스프링의 변형이 크게 되고, 이것과 반대측의 코일 스프링의 변형이 작게 되고, 자연 길이에 근접한다. 그 때문에, 지지 부재(272) 위에 배치된 하부 레이스(270)는 하중의 방향에 따라서 경사 가능하다.
이상과 같이 구성된 밀폐형 압축기에 대해서, 이하 그 동작, 작용을 설명한다. 전원 단자(213)로부터 전동 요소(210)에 통전되면, 고정자(214)에 발생하는 자계에 의해 회전자(216)는 샤프트(218)와 함께 회전한다. 주축부(220)의 회전에 따르는 편심축부(222)의 편심 회전은 연결부(236)에 의해 변환되어, 피스톤(230)을 실린더(234)내에서 왕복 운동시킨다. 그리고, 압축실(248)이 용적 변화하는 것에 의해, 밀폐 용기(202)내의 냉매를 압축실(248)내에 흡입하고, 압축하는 압축 동작을 행한다.
압축 동작에 따르는 흡입 행정에 있어서, 밀폐 용기(202)내의 냉매는 흡입 머플러(252)를 거쳐서 압축실(248)내에 간헐적으로 흡입되고, 압축실(248)내에서 압축된 후, 고온 고압의 냉매는 토출 배관 등을 경유해서 밀폐 용기(202)로부터의 냉동 사이클(도시하지 않음)로 보내진다.
또한, 샤프트(218) 하단은 윤활유(204)에 침지하고 있고, 샤프트(218)가 회전하는 것에 의해, 윤활유(204)는 급유 기구(228)에 의해 압축 요소(212) 각 부에 공급되어, 미끄럼운동부의 윤활을 행한다.
다음에, 스러스트 볼 베어링(276)의 동작, 작용에 대해서 설명한다. 스러스트 볼 베어링(276)은 동일 크기의 볼(266)을 평평한 상부 레이스(264)와 하부 레이스(270)의 사이에 복수 배치하고, 각각을 점접촉의 상태로 구르도록 하고 있다. 이것에 의해, 마찰을 대단히 작게 하는 것이며, 미끄럼운동 손실의 저감에 의해 밀폐형 압축기의 효율을 향상시킬 수 있다.
스러스트 볼 베어링(276)에 작용하는 하중은 샤프트(218)나 회전자(216)의 질량이나, 전동 요소(210)의 축방향의 추력이며, 그 크기는 일반적인 냉장고용의 밀폐형 압축기에서는 10~20N 정도로 작다.
일반적으로, 볼 베어링의 볼과 레이스의 접촉 하중에는 적정값이 존재한다. 이것은, 접촉 하중이 지나치게 작으면 볼과 레이스의 사이에 충분한 마찰력이 작용하지 않고, 미끄러짐이 생긴 결과, 표면에 손상을 준다. 반대로, 접촉 하중이 지나치게 커지면, 볼과 레이스의 접촉점에서의 응력이 높아져, 접촉부의 피로 파괴나, 극단적으로 하중이 클 경우에는 소성 변형을 발생하는 등의 문제가 발생하기 때문이다.
따라서, 볼의 접촉 하중이 적정하게 되도록, 하중 조건에 따라서 볼의 직경이나 개수 등의 제원이 선택된다. 이 때문에, 접촉 하중이 설계로 상정한 하중 조건을 크게 일탈할 경우에는, 수명이 현저하게 저하하는 등의 문제가 발생한다. 볼(266)의 접촉 하중이 설계를 크게 일탈할 경우로서, 2가지의 이유가 생각된다.
제 1 경우에는, 상부 레이스(264)와 하부 레이스(270)의 평행이 유지되지 않을 경우이다. 한쪽지지 베어링의 구성은, 샤프트(218)는 압축에 의한 하중 등에 의해, 주축부(220)와 주 베어링(226)의 간극의 범위에서 조금 경사질 수 있는 구성이다. 약간의 경사에 의해도, 볼(266)과 상부 레이스(264) 및 하부 레이스(270)의 접촉이 불균일하게 될 수 있다.
그렇지만, 지지 부재(272)에 의해, 지지 부재(272)에 착좌하는 하부 레이스(270)는 스러스트면(260)에 대하여 임의의 방향으로 경사 가능하고, 상부 레이스(264)와 하부 레이스(270)는 평행한 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 각 볼(266)에 작용하는 하중을 균등하게 할 수 있다. 따라서, 일부의 볼(266)에 큰 하중이 작용하거나, 반대로 하중이 작아지거나 하는 것에 의한 수명의 저하를 방지할 수 있다.
제 2 경우에는, 밀폐형 압축기에 외력이 가해질 경우이다. 이것은, 예를 들면 수송시 등의 진동에 의해 충격적인 하중이 스러스트 볼 베어링(276)에 작용했을 경우이다. 이 경우, 지지 부재(272)는 중력 방향으로 변형하는 탄성을 갖고 있으므로, 지지 부재(272)가 변형한다. 이것으로, 볼(266)과 상부 레이스(264) 및 하부 레이스(270)의 접촉부에서의 하중 증가를 완화하고, 접촉부가 함몰하는 등의 소성 변형의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 샤프트(218)의 하향의 변위가 크게 되고, 지지 부재(272)의 변형이 커지면 차제에 볼(266)과 상부 레이스(264) 및 하부 레이스(270)의 접촉부에서의 하중도 증가한다. 변위량이 상부 레이스(264)와 관형상 연장부(262)의 선단(262a)의 간극(d)과 동등하게 되면, 상부 레이스(264)와 관형상 연장부(262)의 선단(262a)이 접촉하는 것에 의해 형성되는 이동 제한부(278)를 구비하기 때문에, 이 이상 지지 부재(272)는 변형하는 일은 없다. 그 결과, 볼(266)과 상부 레이스(264) 및 하부 레이스(270)의 접촉부에서의 하중도 더 이상 증가하는 일은 없다.
또한, 간극(d)만큼 변형했을 때의 지지 부재(272)의 스프링력을 스러스트 볼 베어링(276)의 내하중보다 작게 하는 것에 의해, 스러스트 볼 베어링(276)의 파손 방지를 보다 확실하게 할 수 있다.
이와 같이, 이동 제한부(278)는 내하중을 초과하는 하중이 스러스트 볼 베어링(276)에 작용하기 전에 기능한다.
또한, 지지 부재(272)를 구성하는 탄성체로서 복수의 코일 스프링을 이용하는 것에 의해, 반복의 변형에 대하여도, 발생하는 응력에 비교적 치우침이 적고, 피로 파괴가 일어나기 어려우므로, 내구성을 높이는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 지지 부재(272)를 이용하는 것에 의해, 샤프트(218)의 경사에 의한 하중의 치우침이나, 외력에 의한 스러스트 볼 베어링(276)에의 하중 증대가 생겨도, 볼(266)과 상부 레이스(264) 및 하부 레이스(270)의 접촉 하중을 적정한 범위로 유지할 수 있다. 따라서, 볼(266)의 접촉부에서의 마모나 소성 변형이 없고, 양호한 미끄럼운동 상태를 유지하고, 신뢰성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 스러스트 볼 베어링(276)의 미끄럼운동 상태가 양호하게 유지되는 것에 의해, 마찰의 증가가 적게 성능 향상 효과를 유지할 수 있다.
또한, 볼(266)과 상부 레이스(264) 및 하부 레이스(270)의 접촉부의 표면의 손상이나, 접촉 하중이 불안정하게 되는 것에 의한 소음 진동의 발생을 방지하고, 저소음을 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 지지 부재(272)로서 코일 스프링을 4개 90도 간격으로 배치한 예로 설명했지만, 코일 스프링을 5개 이상 배치해도 동일하게 실시 가능하다. 또한, 지지 부재(272)를 등간격으로 배치하지 않고, 작용하는 하중의 치우침에 따라서 지지 부재(272)를 배치해도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 지지 부재(272)로서 코일 스프링을 채용한 예로 설명했지만, 스러스트 볼 베어링(276)에 작용하는 하중에 대하여 탄성력을 갖는 탄성체로서 다른 구조이라도 마찬가지로 실시 가능하다.
또한, 본 실시형태에서는, 압축 요소(212)를 전동 요소(210)의 상측에 배치했지만, 압축 요소(212)를 전동 요소(210)의 하측으로서도 좋다. 이 경우, 보통 스러스트 볼 베어링(276)은 회전자(216)와 주 베어링(226)의 상단의 사이에 배치되고, 지지 부재(272)는 하부 레이스(270)와 스러스트면(260)의 사이에 배설된다.
또한, 본 실시형태에서는, 스러스트면(260)의 스러스트 구름 베어링으로서 스러스트 볼 베어링(276)을 이용했지만, 이 이외의 롤러 등을 이용한 다른 구름 베어링을 이용해도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
(실시형태 3)
도 6은 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도이다. 도 7은 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 밀폐형 압축기의 스러스트 볼 베어링의 주요부 확대도이다.
도 6 및 도 7에 있어서, 본 실시형태의 밀폐형 압축기는, 밀폐 용기(302)의 내부 바닥부에 윤활유(304)를 저류하는 동시에, 압축기 본체(306)가 서스펜션 스프링(308)에 의해 밀폐 용기(302)내에서 내부 현가되어 있다. 또한, 밀폐 용기(302)에는, 온난화계수가 낮은 냉매인 R600a(이소부탄)가 충전되어 있다.
압축기 본체(306)는 전동 요소(310)와, 이것에 의해 구동되는 압축 요소(312)로 이루어지고, 밀폐 용기(302)에는 전동 요소(310)에 전원을 공급하기 위한 전원 단자(313)가 장착되어 있다.
우선, 전동 요소(310)에 대해서 설명한다. 전동 요소(310)는 박판을 적층한 철심에 동제의 권선이 감겨서 형성되는 고정자(314)와, 고정자(314)의 내경측에 배치되는 회전자(316)를 구비하고 있다. 고정자(314)의 권선은 전원 단자(313)를 경유해서 압축기 외부의 전원(도시하지 않음)과, 도선에 의해 접속되어 있다.
다음에, 압축 요소(312)에 대해서 설명한다. 압축 요소(312)는 전동 요소(310)의 상방에 배설되어 있다. 압축 요소(312)를 구성하는 샤프트(318)는 주축부(320)와, 주축부(320)와 평행한 편심축부(322)를 구비하고 있다. 또한, 주축부(320)에는 회전자(316)가 고정되어 있다.
실린더 블록(324)은 원통형의 내면을 갖는 주 베어링(326)을 구비하고, 주 베어링(326)에 주축부(320)가 회전 가능한 상태로 삽입되어, 지지되어 있다. 압축 요소(312)는 편심축부(322)에 작용한 하중을 편심축부(322)의 하측에 배치된 주축부(320)와 주 베어링(326)에서 지지하는 한쪽지지 베어링의 구성으로 되어 있다.
샤프트(318)는 주축부(320) 표면에 마련한 나선형상의 홈 등으로 이루어지는 급유 기구(328)를 구비하고 있다. 실린더 블록(324)은 원통형상의 구멍부인 실린더(334)를 구비하고 있고, 피스톤(330)이 실린더(334)에 왕복 가능하게 삽입되어 있다. 연결부(336)는, 양단에 마련한 구멍부가, 각각 피스톤(330)에 장착된 피스톤 핀(338)과 편심축부(322)에 끼워삽입되는 것에 의해, 편심축부(322)와 피스톤(330)과 연결되어 있다.
실린더(334) 단면에는 밸브 플레이트(346)가 장착되고, 실린더(334) 및 피스톤(330)과 함께 압축실(348)을 형성한다. 또한, 밸브 플레이트(346)를 덮어서 뚜껑을 이루도록 실린더 헤드(350)가 고정되어 있다. 흡입 머플러(352)는 PBT 등의 수지로 성형되고, 내부에 소음 공간을 형성하고, 실린더 헤드(350)에 장착되어 있다.
다음에, 스러스트 볼 베어링(376)의 구성에 대해서 설명한다. 도 6 및 도 7에 있어서, 스러스트 볼 베어링(376)은 주 베어링(326)의 스러스트면(360)에 배설되어 있다. 주 베어링(326)은 축심과 직각인 평면부인 스러스트면(360)과, 스러스트면(360)보다 더 상방으로 연장되어, 주축부(320)에 대향하는 내면을 갖는 관형상 연장부(362)를 갖고 있다.
관형상 연장부(362)의 상측에 상부 레이스(364)가 배치되고, 관형상 연장부(362)의 외경측 또한 상부 레이스(364)의 하측에, 홀더부(368)에 보지된 복수의 볼(366), 하부 레이스(370), 및 지지 부재(372)가 배치되어 있다. 상부 레이스(364), 볼(366), 홀더부(368), 하부 레이스(370), 및 지지 부재(372)에 의해 스러스트 볼 베어링(376)이 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 지지 기구는 지지 부재(372)로 구성된다.
상부 레이스(364) 및 하부 레이스(370)는 환형상으로 금속제의 평판이며, 바람직하게는 열처리를 행한 스프링 강 등으로 형성되고, 상하의 면이 평행하고, 또한 표면은 평활하게 마무리되어 있다. 홀더부(368)는 폴리아미드 등의 수지 재료로 형성되고, 환형상의 형상을 이루고, 볼(366)이 전동 가능하게 수납되는 복수의 구멍부를 갖고 있다.
지지 부재(372)는 유연성을 갖는 환형상의 튜브에 액체를 충전해서 형성한 것으로, 구체적으로는 고무 등의 유연성이 있는 소재로 형성된 튜브에 오일을 봉입한 것이다.
스러스트면(360) 위에, 지지 부재(372), 하부 레이스(370), 볼(366), 상부 레이스(364)의 순서로 서로 접한 상태로 적층되고, 상부 레이스(364)의 상면에 샤프트(318)의 플랜지부(374)가 착좌되어 있다.
스러스트 볼 베어링(376)을 밀폐형 압축기에 조립하면, 지지 부재(372)에는 하부 레이스(370)를 거쳐서, 샤프트(318)나 회전자(316) 등의 하중이 작용한다. 또한, 운전시에는 전동 요소(310)의 축방향의 추력을 받는다. 지지 부재(372)는 중력 방향으로 스프링성을 갖고 있고, 하중이 작용한 상태로, 상부 레이스(364)와 관형상 연장부(362)의 선단(362a)에는 간극(d)이 생기도록, 각 치수와 지지 부재(372)의 스프링성은 선택되어 있다. 간극(d)을 거쳐서 대향하는 상부 레이스(364)와 관형상 연장부(362)의 선단(362a)에 의해 이동 제한부(378)가 형성된다.
지지 부재(372)에 치우친 하중이 작용하면, 하중이 큰 측의 변형이 크게 되고, 이것과 반대측의 변형이 적어진다. 이것으로, 지지 부재(372) 위에 배치된 하부 레이스(370)는 하중의 방향에 따라서 경사 가능하다.
이상과 같이 구성된 밀폐형 압축기에 대해서, 이하 그 동작, 작용을 설명한다. 전원 단자(313)로부터 전동 요소(310)에 통전되면, 고정자(314)에 발생하는 자계에 의해 회전자(316)는 샤프트(318)와 함께 회전한다. 주축부(320)의 회전에 따르는 편심축부(322)의 편심 회전은 연결부(336)에 의해 변환되고, 피스톤(330)을 실린더(334)내에서 왕복 운동시킨다. 압축실(348)이 용적 변화하는 것에 의해, 밀폐 용기(302)내의 냉매를 압축실(348)내에 흡입하고, 압축하는 압축 동작을 행한다. 압축 동작에 따르는 흡입 행정에 있어서, 밀폐 용기(302)내의 냉매는 흡입 머플러(352)를 거쳐서 압축실(348)내에 간헐적으로 흡입되고, 압축실(348)내에서 압축된 후, 고온 고압의 냉매는 토출 배관 등을 경유해서 밀폐 용기(302)로부터의 냉동 사이클(도시하지 않음)로 보내진다.
또한, 샤프트(318) 하단은 윤활유(304)에 침지되어 있고, 샤프트(318)가 회전하는 것에 의해, 윤활유(304)는 급유 기구(328)에 의해 압축 요소(312) 각 부에 공급되어, 미끄럼운동부의 윤활을 행한다.
다음에, 스러스트 볼 베어링(376)의 동작, 작용에 대해서 설명한다. 스러스트 볼 베어링(376)은 동일한 크기의 볼(366)을 평평한 상부 레이스(364)와 하부 레이스(370)의 사이에 복수 배치하고, 각각을 점접촉의 상태로 구르도록 하고 있다. 이것에 의해, 마찰을 대단히 작게 하는 것이며, 미끄럼운동 손실의 저감에 의해 밀폐형 압축기의 효율을 향상할 수 있다.
스러스트 볼 베어링(376)에 작용하는 하중은 샤프트(318)나 회전자(316)의 질량이나, 전동 요소(310)의 축방향의 추력이며, 그 크기는 일반적인 냉장고용의 밀폐형 압축기에서는 10~20N 정도로 작다.
일반적으로, 볼 베어링 볼과 레이스의 접촉 하중에는 적정값이 존재한다. 이것은, 접촉 하중이 지나치게 작으면 볼과 레이스의 사이에 충분한 마찰력이 작용하지 않고, 미끄러짐이 생긴 결과, 표면에 손상을 준다. 반대로, 접촉 하중이 지나치게 커지면, 볼과 레이스의 접촉점에서의 응력이 높아져, 접촉부의 피로 파괴나, 극단적으로 하중이 클 경우에는 소성 변형을 보이는 등의 문제가 발생하기 때문이다.
따라서, 볼의 접촉 하중이 적정하게 되도록, 하중 조건에 따라서 볼의 직경이나 개수 등의 제원이 선택된다. 이 때문에, 접촉 하중이 설계로 상정한 하중 조건을 크게 일탈할 경우에는, 수명이 현저하게 저하하는 등의 문제가 발생한다. 볼(166)의 접촉 하중이 설계를 크게 일탈할 경우로서, 2가지의 이유가 생각된다.
제 1 경우에는, 상부 레이스(364)와 하부 레이스(370)의 평행이 유지되지 않을 경우이다. 한쪽지지 베어링의 구성에서는, 샤프트(318)는 압축에 의한 하중 등에 의해, 주축부(320)와 주 베어링(326)의 간극의 범위에서 조금 경사질 수 있다. 약간의 경사에 의해도, 볼(366)과 상부 레이스(364) 및 하부 레이스(370)의 접촉이 불균일하게 될 수 있다.
그렇지만, 지지 부재(372)에 의해, 지지 부재(372)에 착좌하는 하부 레이스(370)는 스러스트면(360)에 대하여 임의의 방향으로 경사 가능하다. 따라서, 상부 레이스(364)와 하부 레이스(370)는 평행한 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 각 볼(366)에 작용하는 하중을 균등하게 할 수 있고, 일부의 볼(366)에 큰 하중이 작용하거나, 반대로 하중이 작아지거나 하는 것에 의한 수명의 저하를 방지할 수 있다.
제 2 경우에는, 밀폐형 압축기에 외력이 가해질 경우이다. 이것은, 예를 들면 수송시 등의 진동에 의해 충격적인 하중이 스러스트 볼 베어링(376)에 작용했을 경우이다. 이 경우, 지지 부재(372)는 중력 방향으로 변형하는 탄성을 갖고 있으므로, 지지 부재(372)가 변형하는 것에 의해, 볼(366)과 상부 레이스(364) 및 하부 레이스(370)의 접촉부에서의 하중 증가를 완화하고, 접촉부가 함몰하는 등의 소성 변형의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 샤프트(318)의 하향의 변위가 커지고, 지지 부재(372)의 변형이 커지면 차제에 볼(366)과 상부 레이스(364) 및 하부 레이스(370)의 접촉부에서의 하중도 증가한다. 변위량이 상부 레이스(364)와 관형상 연장부(362)의 선단(362a)의 간극(d)과 동등하게 되면, 상부 레이스(364)와 관형상 연장부(362)의 선단(362a)이 접촉하는 것으로 형성되는 이동 제한부(378)를 구비하기 때문에, 이 이상 지지 부재(372)는 변형할 일은 없다. 따라서, 볼(366)과 상부 레이스(364) 및 하부 레이스(370)의 접촉부에서의 하중도 이 이상 증가하는 일은 없다.
이와 같이, 이동 제한부(378)는 내하중을 초과하는 하중이 스러스트 볼 베어링(376)에 작용하기 전에 기능한다.
또한, 지지 부재(372)는 유연성을 갖는 환형상의 튜브에 액체를 충전해서 형성한 것으로 감쇠가 크다. 그 때문에, 지지 부재(372)의 변형에 따르는 마찰음 등의 소음 발생이 일어나기 어렵다. 또한, 스러스트 볼 베어링(376)에서 발생한 미끄럼운동 소리도 감쇠되기 쉽기 때문에, 압축기의 소음을 낮게 할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 지지 부재(372)를 이용하는 것에 의해, 샤프트(318)의 경사에 의한 하중의 치우침이나, 외력에 의한 스러스트 볼 베어링(376)에의 하중 증대가 발생해도, 볼(366)과 상부 레이스(364) 및 하부 레이스(370)의 접촉 하중을 적정한 범위로 유지할 수 있다. 따라서, 볼(366)의 접촉부에서의 마모나 소성 변형이 없고, 양호한 미끄럼운동 상태를 유지하고, 신뢰성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 스러스트 볼 베어링(376)의 미끄럼운동 상태가 양호로 유지되는 것에 의해, 마찰의 증가가 적고 성능 향상 효과를 유지할 수 있다.
또한, 볼(366)과 상부 레이스(364) 및 하부 레이스(370)의 접촉부의 표면의 손상이나, 접촉 하중이 불안정하게 되는 것에 의한 소음 진동의 발생을 방지하고, 저소음을 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 압축 요소(312)를 전동 요소(310)의 상측에 배치했지만, 압축 요소(312)를 전동 요소(310)의 하측으로 해도 좋다. 이 경우, 보통 스러스트 볼 베어링(376)은 회전자(316)와 주 베어링(326)의 상단의 사이에 배치되고, 지지 부재(372)는 하부 레이스(370)와 스러스트면(360)의 사이에 배설된다.
또한, 본 실시형태에서는, 스러스트면(360)의 스러스트 구름 베어링으로서 스러스트 볼 베어링(376)을 이용했지만, 이 이외의 롤러 등을 이용한 다른 구름 베어링을 이용해도 동일의 효과를 기대할 수 있다.
(실시형태 4)
도 8은 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도이다. 도 9는 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 밀폐형 압축기의 주요부 단면도이다. 도 10은 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 밀폐형 압축기의 분해 사시도이다. 도 11은 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 밀폐형 압축기의 다른 구성의 분해 사시도이다.
도 8 내지 도 11에 있어서, 밀폐 용기(401)내에는 윤활유(402)가 저류되고, 고정자(403)와 회전자(404)로 이뤄지는 전동 요소(405)와, 전동 요소(405)에 의해 구동되는 압축 요소(406)가 수용된다. 샤프트(410)는 회전자(404)를 고정한 주축부(411)와, 주축부(411)의 상부에 배설되어 주축부(411)에 대하여 편심해서 형성된 편심축부(412)를 갖는다.
실린더 블록(414)은 대략 원통형의 압축실(416)을 갖고, 주축부(411)를 축지지하는 주 베어링(420)이 고정되어 있다. 피스톤(426)은 실린더 블록(414)의 실린더(도시하지 않음)와 함께 압축실(416)을 형성하고, 이 압축실(416)내에 왕복 미끄럼운동 가능하게 삽입되고, 편심축부(412)와의 사이가 연결부(428)에 의해 연결되어 있다.
실린더 블록(414)의 주 베어링(420)의 상단에는 주 베어링(420)의 축심과 대략 직각으로 스러스트면(430)이 환형상으로 형성되어 있다. 이 스러스트면(430)에, 샤프트(410)를 지지하기 위해서, 복수의 볼(434)과, 볼(434)을 보지하는 홀더부(433)와, 볼(434)의 상하에 각각 배설되는 상부 레이스(435) 및 하부 레이스(436)가 장착되어 있다. 상부 레이스(435), 볼(434), 홀더부(433), 및 하부 레이스(436)에 의해 스러스트 볼 베어링(432)이 구성되어 있다. 이와 같이, 스러스트 볼 베어링(432)은 주 베어링(420)의 스러스트면(430)에 배설되어 있다. 본 실시형태에서는, 지지 기구는 전동하는 볼(434)의 궤도보다도 주 베어링(420)의 축심측에만 배설된 스러스트면(430)과 하부 레이스(436)로 구성된다.
하부 레이스(436)가 착좌하는 스러스트면(430)은 전동하는 볼(434)의 피치원(446)보다도 실린더 블록(414)의 주 베어링(420)의 축심측에만 배치되어 있다. 피치원(446)은 볼(434)의 중심의 전동하는 궤적이며, 그 직경은 도 9에 있어서 φD1이다. 즉, 전동하는 볼(434)의 중심 위치의 수직 방향 하방에는 스러스트면(430)이 존재하지 않는 구성이다. 따라서, 하부 레이스(436)는 중심 위치의 수직 방향에 대하여 탄력성을 갖는 구성으로 된다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 하부 레이스(436)는 외주부에 반경 방향으로 돌출한 하부 레이스 돌기부(450)를 구비하고 있다. 실린더 블록(414)의 스러스트면(430) 주위에는, 하부 레이스(436)의 하부 레이스 돌기부(450)가 끼워맞춤되는 베어링 절결부(451)를 구비하고 있다. 하부 레이스(436)의 하부 레이스 돌기부(450)와 실린더 블록(414)의 스러스트면(430) 주위의 베어링 절결부(451)는 끼워맞춤되어서 조립되어, 회전 규제부(445)를 구성하고 있다.
볼(434)은 내마모성이 높은 침탄담금질된 베어링강으로 형성되고, 표면 경도는 HRC(록웰 경도의 C 스케일에서의 수치) 60~70의 범위내이다. 상부 레이스(435) 및 하부 레이스(436)는 내마모성이 높은 열처리된 탄소강으로 형성되고, 표면 경도는 HRC가 58~68의 범위내이다. 볼(434)의 표면 경도는 상부 레이스(435) 및 하부 레이스(436)의 표면 경도보다도 약간 높게 설정되어 있다.
또한, 본 밀폐형 압축기에 사용되는 냉매는 오존 파괴 계수가 제로의 R134a나 R600a로 대표되는 온난화계수가 낮은 자연 냉매인 탄화수소계 냉매 등이다. 이들의 냉매는 각각 상용성이 높은 윤활유(402)와 조합되어 있다.
이상과 같이 구성된 밀폐형 압축기에 대해서, 이하 그 동작을 설명한다. 전동 요소(405)의 회전자(404)는 샤프트(410)를 회전시켜, 편심축부(412)의 회전 운동이 연결부(428)를 거쳐서 피스톤(426)에 전해지는 것에 의해 피스톤(426)은 압축실(416)내를 왕복 운동한다. 이것에 의해, 냉매 가스는 냉각 시스템(도시하지 않음)으로부터 압축실(416)내에 흡입, 압축된 후, 다시 냉각 시스템으로 토출된다.
샤프트(410)와 회전자(404)의 중량은 스러스트 볼 베어링(432)으로 지지될 수 있다. 이와 함께, 샤프트(410)의 회전시는 볼(434)이 상부 레이스(435)와 하부 레이스(436)의 사이에서 구르기 때문에 회전이 원활하게 된다. 이 스러스트 볼 베어링(432)을 이용하는 것에 의해, 샤프트(410)를 회전시키는 토크는 스러스트 미끄럼 베어링에 비교해서 작아지기 때문에, 스러스트 베어링에서의 손실을 작게 할 수 있다. 따라서, 입력이 저감하고 고효율화를 실현할 수 있다.
다음에, 압축 공정에 있어서 압축 하중을 피스톤(426)이 받으면, 연결부(428)에 의해 연결된 샤프트(410)의 편심축부(412)에도 압축 하중이 걸린다. 이 때, 샤프트(410)의 주축부(411)와 실린더 블록(414)의 주 베어링(420)의 클리어런스의 치수로 샤프트(410)는 자유도가 있으므로, 편심축부(412)가 반압축(反壓縮) 방향으로 기울어진다.
편심축부(412)가 반압축 방향으로 기울었을 때, 상부 레이스(435), 볼(434), 하부 레이스(436)에 하중이 작용한다. 그러나, 하부 레이스(436)가 착좌하는 스러스트면(430)은 구름이동하는 볼(434)의 피치원(446)보다도 실린더 블록(414)의 주 베어링(420)의 축심측에만 배치되어 있으므로, 샤프트(410)의 경사에 따라서, 하부 레이스(436)도 경사진다. 즉, 전동하는 볼(434)의 궤도보다도 주 베어링(420)의 축심측에만 배설된 스러스트면(430)과 하부 레이스(436)로 구성되는 탄력성을 갖는 지지 기구에 의해, 샤프트(410)의 경사에 따라서, 하부 레이스(436)도 경사진다. 이것에 의해, 스러스트 볼 베어링(432) 전체가 비교적 용이하게 경사질 수 있다.
이것에 의해, 볼(434)의 궤도에 있어서 상부 레이스(435)와 하부 레이스(436)의 간극은 거의 일정하게 되기 때문에, 샤프트(410)와 회전자(404)의 중량은 볼(434)에 거의 균등하게 걸린다. 그 때문에, 볼(434)의 치우침이 없고, 원활하게 회전한다. 따라서, 볼(434), 상부 레이스(435) 및 하부 레이스(436)에 과도한 반복 응력이 걸려서 피로에 의한 박리 등의 손상이 생기는 것을 방지한다. 그 결과, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.
다음에, 도 10에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 하부 레이스(436)의 하부 레이스 돌기부(450)와 실린더 블록(414)의 스러스트면(430) 주위의 베어링 절결부(451)는 끼워맞춤해서 조립되어, 회전 규제부(445)를 구성하고 있다. 이 구성에 의해, 하부 레이스(436)의 회전이 방지된다. 이것에 의해, 하부 레이스(436)와 실린더 블록(414)의 스러스트면(430)이 미끄럼운동해서 마찰되는 일이 없고, 접촉부에 마모가 발생하는 일이 없다. 특히, 비교적 경도가 낮게 마모가 발생하기 쉬운 스러스트면(430)에 있어서 마모를 방지할 수 있다.
또한, 윤활유의 점도 그레이드 VG는 VG3~VG8로 저점도이기 때문에, 미끄럼운동부에서의 손실을 저감할 수 있고, 또한 고효율로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 상기한 바와 같이, 하부 레이스(436)의 하부 레이스 돌기부(450)와 실린더 블록(414)의 스러스트면(430) 주위의 베어링 절결부(451)는 끼워맞춰져서 조립되어, 회전 규제부(445)를 마련하고 있다.
또한, 다른 회전 규제부로서, 도 11에 도시하는 바와 같이, 하부 레이스(436)의 하부 레이스 절결부(456)와, 실린더 블록(414)의 스러스트면(430) 주위의 베어링 돌기부(455)를 끼워맞춰서 조립되어, 회전 규제부(470)를 구성해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 스러스트면(430)의 스러스트 구름 베어링으로서 스러스트 볼 베어링(432)을 이용했지만, 이 이외의 롤러 등을 이용한 다른 구름 베어링을 이용해도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
(실시형태 5)
도 12는 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 밀폐형 압축기의 종단면도이다. 도 13은 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 밀폐형 압축기의 주요부 단면도이다. 도 14는 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 밀폐형 압축기의 분해 사시도이다. 도 15는 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 밀폐형 압축기의 다른 구성의 분해 사시도이다.
도 12 내지 도 15에 있어서, 밀폐 용기(501)내에는 윤활유(502)가 저류되고, 고정자(503)와 회전자(504)로 이뤄지는 전동 요소(505)와, 전동 요소(505)에 의해 구동되는 압축 요소(506)가 수용된다. 샤프트(510)는 회전자(504)를 고정한 주축부(511)와, 주축부(511)의 상부에 배설되어 주축부(511)에 대하여 편심해서 형성된 편심축부(512)를 갖는다.
실린더 블록(514)은 대략 원통형의 압축실(516)을 갖고, 주축부(511)를 축지지하는 주 베어링(520)이 고정되어 있다. 피스톤(526)은 실린더 블록(514)의 압축실(516)에 왕복 미끄럼운동 가능하게 삽입되고, 편심축부(512)와의 사이가 연결부(528)에 의해 연결되어 있다.
실린더 블록(514)의 주 베어링(520)의 상단에는 주 베어링(520)의 축심과 대략 직각으로 스러스트 레이스(540)로 이뤄지는 스러스트면(530)이 환형상으로 형성되어 있다. 스러스트면(530)에 샤프트(510)를 지지하기 위해서, 복수의 볼(534)과, 볼(534)을 보지하는 홀더부(533)와, 볼(534)의 상하에 각각 배설되는 상부 레이스(535) 및 하부 레이스(536)가 장착되어 있다. 상부 레이스(535), 볼(534), 홀더부(533), 및 하부 레이스(536)에 의해 스러스트 볼 베어링(532)이 구성되어 있다. 이와 같이, 스러스트 볼 베어링(532)은 주 베어링(520)의 스러스트면(530)에 배설되어 있다. 본 실시형태에서는, 지지 기구는 전동하는 볼(534)의 피치원(546)보다도 주 베어링(520)의 축심측에만 배설된 스러스트면(530)과 하부 레이스(536)로 구성된다.
하부 레이스(536)가 착좌하는 스러스트 레이스(540)의 외경(φD)은 구름이동하는 볼(534)의 피치원(546)의 직경보다도 작게 구성되어 있다. 피치원(546)은 볼(534)의 중심의 전송하는 궤적이며, 그 직경은 도 13에 있어서 φD2이다. 즉, 전동하는 볼(534)의 중심 위치의 수직 방향 하방에는, 스러스트면(530)이 존재하지 않는 구성이다. 따라서, 하부 레이스(536)는 중심 위치의 수직 방향에 대하여 탄력성을 갖는 구성으로 된다.
하부 레이스(536)는 외주부에 반경 방향으로 돌출한 하부 레이스 돌기부(550)를 구비하고, 실린더 블록(514)의 스러스트면(530)은 하부 레이스(536)의 하부 레이스 돌기부(550)가 끼워맞춰지는 베어링 절결부(551)를 구비하고 있다. 하부 레이스(536)의 하부 레이스 돌기부(550)와 실린더 블록(514)의 스러스트면(530)의 베어링 절결부(551)는 끼워맞춰져서 조립되어, 회전 규제부(545)를 구성하고 있다.
볼(534)은 내마모성이 높은 침탄담금질된 베어링강으로 형성되고, 표면 경도는 HRC60~70의 범위내이다. 또한, 상부 레이스(535) 및 하부 레이스(536)는 내마모성이 높은 열처리된 탄소강으로 형성되고, 표면 경도는 HRC58~68의 범위내이다. 볼(534)의 표면 경도는 상부 레이스(535) 및 하부 레이스(536)의 표면 경도보다도 약간 높게 설정되어 있다.
또한, 본 밀폐형 압축기에 사용되는 냉매는 오존 파괴 계수가 제로의 R134a나 R600a로 대표되는 온난화계수가 낮은 자연 냉매인 탄화수소계 냉매 등이다. 이들의 냉매는 각각 상용성이 높은 윤활유(502)와 조합되어 있다.
이상과 같이 구성된 밀폐형 압축기에 대해서, 이하 그 동작을 설명한다. 전동 요소(505)의 회전자(504)는 샤프트(510)를 회전시켜, 편심축부(512)의 회전 운동이 연결부(528)를 거쳐서 피스톤(526)에 전해지는 것에 의해 피스톤(526)은 압축실(516)내를 왕복 운동한다. 이것에 의하여, 냉매 가스는 냉각 시스템(도시하지 않음)으로부터 압축실(516)내에 흡입, 압축된 후, 다시 냉각 시스템으로 토출된다.
샤프트(510)와 회전자(504)의 중량은 스러스트 볼 베어링(532)으로 지지된다. 이와 함께, 샤프트(510)의 회전시는 볼(534)이 상부 레이스(535)와 하부 레이스(536)의 사이에서 구르기 때문에 회전이 원활하게 된다. 이 스러스트 볼 베어링(532)을 이용하는 것에 의해, 샤프트(510)를 회전시키는 토크는 스러스트 미끄럼 베어링에 비교해서 작아지기 때문에, 스러스트 베어링에서의 손실을 작게 할 수 있다. 따라서, 입력이 저감하고, 고효율을 실현할 수 있다.
다음에, 압축 공정에 있어서 압축 하중을 피스톤(526)이 받으면, 연결부(528)에 의해 연결된 샤프트(510)의 편심축부(512)에도 압축 하중이 걸린다. 이 때, 샤프트(510)의 주축부(511)와 실린더 블록(514)의 주 베어링(520)의 클리어런스의 치수로 샤프트(510)는 자유도가 있어서, 편심축부(512)가 반압축 방향으로 경사진다.
편심축부(512)가 반압축 방향으로 경사졌을 때, 상부 레이스(535), 볼(534), 하부 레이스(536)에 하중이 작용한다. 그러나, 하부 레이스(536)가 착좌하는 스러스트 레이스(540)로 이루어지는 스러스트면(530)은 구름이동하는 볼(534)의 피치원(546)보다도 실린더 블록(514)의 주 베어링(520)의 축심측에만 배치되어 있으므로, 샤프트(510)의 경사에 따라서, 하부 레이스(536)도 경사진다. 즉, 전동하는 볼(534)의 궤도보다도 주 베어링(520)의 축심측에만 배설된 스러스트면(530)과 하부 레이스(536)로 구성되는 탄력성을 갖는 지지 기구에 의해, 샤프트(510)의 경사에 따라서, 하부 레이스(536)도 경사진다. 이에 의해, 스러스트 볼 베어링(532) 전체가 비교적 용이하게 경사질 수 있다.
이에 의해, 볼(534)의 궤도에 있어서 상부 레이스(535)와 하부 레이스(536)의 간극은 대략 일정하게 되기 때문에, 샤프트(510)와 회전자(504)의 중량은 볼(534)에 대략 균등하게 걸린다. 그 때문에, 볼(534)의 치우침이 없고, 원활하게 회전한다. 따라서, 볼(534), 상부 레이스(535) 및 하부 레이스(536)에 과도한 반복 응력이 걸려서 피로에 의한 박리 등의 손상이 발생하는 것을 방지한다. 그 결과, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.
또한, 스러스트 레이스(540)를 이용하는 것에 의해, 실린더 블록(514)의 가공 정밀도를 높일 필요가 없으므로, 가공 효율이 상승해 높은 생산성을 얻을 수 있다.
다음에, 본 실시형태는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 하부 레이스(536)의 하부 레이스 돌기부(550)와 실린더 블록(514)의 스러스트면(530) 주위의 베어링 절결부(551)는 끼워맞춰져서 조립되어, 회전 규제부(545)를 구성하고 있다. 이 구성에 의해, 하부 레이스(536)의 회전을 방지하는 것에 의해, 하부 레이스(536)와 실린더 블록(514)의 스러스트면(530)이 미끄럼운동해서 마찰되는 일이 없고, 접촉부에 마모가 발생하는 일이 없다. 또한, 윤활유의 점도는 VG3~VG8과 저점도이기 때문에, 미끄럼운동부에서의 손실을 저감할 수 있고, 더욱 고효율로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 하부 레이스(536)의 하부 레이스 돌기부(550)와 실린더 블록(514)의 스러스트면(530) 주위의 베어링 절결부(551)는 끼워맞춰져서 조립되어, 회전 규제부(545)를 마련하고 있다.
그러나, 다른 회전 규제부로서, 도 15에 도시하는 바와 같이, 하부 레이스(536)의 하부 레이스 절결부(556)와, 실린더 블록(514)의 스러스트면(530) 주위의 베어링 돌기부(555)를 끼워맞춰서 조립하여, 회전 규제부(570)를 구성해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 스러스트면(530)의 스러스트 구름 베어링으로서 스러스트 볼 베어링(532)을 이용했지만, 이 이외의 롤러 등을 이용한 다른 구름 베어링을 이용해도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 밀폐 용기내에, 고정자와 회전자를 구비한 전동 요소와, 전동 요소에 의해 구동되는 압축 요소와, 압축 요소를 윤활하는 윤활유를 구비하고, 압축 요소는 회전자가 고정된 주축부와 편심축부를 갖는 샤프트와, 압축실을 구비한 실린더 블록과, 압축실내에서 왕복 운동하는 피스톤과, 피스톤과 편심축부를 연결하는 연결부와, 실린더 블록에 마련되어 주축부를 축지지하는 주 베어링과, 주 베어링의 스러스트면에 배설된 스러스트 구름 베어링을 구비하고, 상기 스러스트 구름 베어링은 홀더부에 보지된 복수의 전동체와, 상기 전동체의 상하에 각각 배설된 상부 레이스 및 하부 레이스와, 상기 전동체의 하방에 배설되고 탄성력을 갖는 지지 기구를 구비하고 있다.
이러한 구성에 의해, 각 전동체에 불균일한 하중이 걸리는 것을 방지하고, 접촉 하중의 불균일이 원인으로 효율이나 소음, 신뢰성에 악영향을 끼치는 일이 없는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 스러스트 구름 베어링이 스러스트 볼 베어링으로 구성되고, 스러스트 볼 베어링은 홀더부에 보지된 복수의 볼과, 볼의 상하에 각각 배설된 상부 레이스 및 하부 레이스와, 볼의 하방에 배설되고 탄성력을 갖는 지지 기구를 구비한 구성을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 보다 마찰이 적고, 고효율로 높은 신뢰성의 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 지지 기구는 하부 레이스 또는 상부 레이스와 스러스트면의 사이에 배설된, 중력 방향과는 반대 방향의 탄성력을 갖는 지지 부재인 구성을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 큰 외력이 작용한 경우라도 지지 부재가 변형하는 것에 의해, 볼과 상부 레이스 및 하부 레이스의 접촉 하중이 크게 되는 것을 억제한다. 그 때문에, 스러스트 구름 베어링의 소성 변형을 방지하고, 스러스트 구름 베어링의 미끄럼운동을 양호한 상태로 유지할 수 있다. 그 결과, 효율 향상과 소음 저감, 신뢰성 향상을 달성할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 지지 부재는, 일부의 탄성 변형이 크게 되면, 다른 일부의 탄성 변형이 작아지는 것에 의해, 스러스트면에 대하여 스러스트 구름 베어링이 경사지는 구성을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 샤프트가 주 베어링에 대하여 경사진 경우라도, 상부 레이스와 하부 레이스의 평행을 보다 확실하게 유지할 수 있다. 따라서, 일부의 전동체에 작용하는 하중이 크게 되는 것에 의한 스러스트 구름 베어링의 손상을 방지하므로, 높은 신뢰성의 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 샤프트의 중력 방향 하방의 이동을 제한하는 이동 제한부를 구비한 구성을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 큰 외력이 작용한 경우라도, 이동 제한부에서 하중을 지지하고, 전동체와 상부 레이스 및 하부 레이스의 접촉 하중이 극단으로 증대하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 스러스트 구름 베어링의 소성 변형을 방지하고, 스러스트 구름 베어링의 미끄럼운동을 양호한 상태로 유지하는 것에 의해, 효율 향상과 소음 저감, 신뢰성 향상을 달성할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 이동 제한부는 내하중을 초과하는 하중이 스러스트 구름 베어링에 작용하기 전에 기능하는 구성을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 내하중을 초과하는 하중이 스러스트 구름 베어링에 작용하는 일이 없다. 그 때문에, 더욱 확실하게 스러스트 구름 베어링의 소성 변형을 방지하고, 스러스트 구름 베어링의 미끄럼운동을 양호한 상태로 유지하는 것에 의해, 효율 향상과 소음 저감, 신뢰성 향상을 달성할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 지지 부재는 환형상의 파형 와셔로 구성되고, 파형 와셔는 하부 레이스측으로 돌출해 하부 레이스와 접촉하는 복수 상부 볼록부와, 스러스트면측으로 돌출해 스러스트면과 접촉하는 복수 하부 볼록부를 구비하고, 상부 볼록부와 하부 볼록부는 원주 방향으로 교대로 배설된 구성을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 파형 와셔 상하의 면과 스러스트면 및 하부 레이스가 확실하게 접하는 것에 의해, 상부 레이스와 하부 레이스의 평행을 유지하고, 일부의 전동체에 작용하는 하중이 크게 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 더욱 신뢰성이 향상하는 동시에, 큰 외력이 작용한 경우라도 파형 와셔가 변형하는 것에 의해, 전동체와 상부 레이스 및 하부 레이스의 접촉 하중이 크게 되는 것을 억제한다. 그 결과, 스러스트 구름 베어링의 소성 변형을 방지하고, 신뢰성을 향상하고, 더욱 구조가 간단해서 소형화가 용이한 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 와셔는 동일 형상의 파형 와셔 부재를 복수 중첩해서 형성되는 구성을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 지지 부재를 소형화로 구성하는 것이 가능한 동시에, 접촉 하중의 크기에 따라서 최적으로 구성하고, 높은 신뢰성의 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 지지 부재는 탄성체를 둘레 방향으로 복수 배치해서 형성되는 구성을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 복수의 탄성체를 이용하는 것으로 변형에 의한 국소적인 응력 집중을 회피한 설계가 용이하게 된다. 따라서, 반복의 변형에 대한 내구성을 높일 수 있는 동시에, 복수의 탄성체의 변형에 의해, 상부 레이스와 하부 레이스의 평행을 유지하고, 일부의 전동체에 작용하는 하중이 크게 되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 더욱 높은 신뢰성의 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 지지 부재는 유체를 충전해 유연성을 갖는 환형상의 튜브로 형성되는 구성을 갖는다.
이러한 구성에 의해, 마찰 등에 의한 소음의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 튜브의 변형에 의한 국소적인 응력 집중을 회피한 설계가 용이해진다. 따라서, 반복의 변형에 대한 내구성을 높일 수 있는 동시에, 튜브의 변형에 의해, 상부 레이스와 하부 레이스의 평행을 유지할 수 있다. 그 결과, 일부의 전동체에 작용하는 하중이 크게 되는 것을 방지할 수 있고, 더욱 높은 신뢰성의 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전동하는 전동체의 궤도보다도 주 베어링의 축심측에만 배설된 스러스트면과, 스러스트면에 착좌하는 하부 레이스로 구성된다.
이러한 구성에 의해, 압축 공정에 있어서 압축 하중을 피스톤이 받고, 연결부에 의해 연결된 샤프트의 편심축부에도 압축 하중이 걸리고, 샤프트가 주축부와 실린더 블록의 주 베어링의 클리어런스내에서 경사졌을 때, 샤프트의 경사에 따라서 하부 레이스도 경사진다. 이것에 의해, 전동체의 궤도에 있어서 상부 레이스와 하부 레이스의 간극이 대략 균일하게 유지된다. 그 때문에, 특정한 전동체에 하중이 집중하는 일이 없고, 각 전동체에 하중이 분산되어서 전동체의 치우침을 완화한다. 그 결과, 저소음, 고효율로 고신뢰성의 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 스러스트면은 전동하는 상기 전동체의 피치원의 직경보다도 외경이 작은 스러스트 레이스로 형성된 구성을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 스러스트면의 높은 면 거칠기도가 용이하게 얻을 수 있으므로, 실린더 블록의 가공 시간을 단축할 수 있는 등 더욱 생산성이 높은 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 스러스트면 주위에 하부 레이스의 회전을 규제하는 회전 규제부를 마련한 구성을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 하부 레이스가 전동체의 전동에 따라서 회전하는 것을 방지하는 것에 의해, 전동체가 회전하지 않고 미끄러지는 것을 방지하므로, 전동체나 상부 레이스나 하부 레이스가 손상하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 더욱 신뢰성을 향상시킬 수 있는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 회전 규제부는 하부 레이스의 외주부에 마련된 반경 방향으로 돌출한 하부 레이스 돌기부와, 스러스트면 주위에 마련된 하부 레이스 돌기부를 걸림고정하는 베어링 절결부를 구비한 구성을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 전동체가 회전하지 않고 미끄러지는 것을 방지한다. 그 때문에, 더욱 안정되고 신뢰성을 얻을 수 있는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 회전 규제부는 스러스트면 주위에 마련된 베어링 돌기부와, 하부 레이스의 외주부에 마련된 베어링 돌기부에 걸림고정되는 하부 레이스 절결부를 구비한 구성을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 전동체가 회전하지 않고 미끄러지는 것을 방지한다. 그 때문에, 더욱 안정되고 신뢰성을 얻을 수 있는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 스러스트 구름 베어링의 전동체의 표면 경도는 상부 레이스 및 하부 레이스의 표면 경도보다도 높은 구성을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 전동체가 상부 레이스 및 하부 레이스의 궤도면에서 먼저 마모하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 더욱 신뢰성을 향상시킬 수 있는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 윤활유의 점도가 VG3~VG8인 구성을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 미끄럼운동부에서의 손실을 저감할 수 있기 때문에, 더욱 고효율로 할 수 있는 밀폐형 압축기를 제공할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 밀폐형 압축기는, 스러스트 볼 베어링을 이용해서 저소음, 고효율, 고신뢰성이 가능하게 되므로, 가정용 전기 냉동 냉장고에 한정되지 않고, 에어콘, 자동판매기나 그 밖의 냉동 장치 등에 널리 적용할 수 있다.
102,202, 302, 401, 501 : 밀폐 용기
104, 204, 304, 402, 502 : 윤활유
106, 206, 306 : 압축기 본체
108, 208, 308 : 서스펜션 스프링
110, 210, 310, 405, 505 : 전동 요소
112, 212, 312, 406, 506 : 압축 요소
113, 213, 313 : 전원 단자
114, 214, 314, 403, 503 : 고정자
116, 216, 316, 404, 504 : 회전자
118, 218, 318, 410, 510 : 샤프트
120, 220, 320, 411, 511 : 주축부
122, 222, 322, 412, 512 : 편심축부
124, 224, 324, 414, 514 : 실린더 블록
126, 226, 326, 420, 520 : 주 베어링
128, 228, 328 : 급유 기구
130, 230, 330, 426, 526 : 피스톤
134, 234, 334 : 실린더
136, 236, 336, 428, 528 : 연결부
138, 238, 338 : 피스톤 핀
146, 246, 346 : 밸브 플레이트
148, 248, 348, 416, 516 : 압축실
150, 250, 350 : 실린더 헤드
152, 252, 352 : 흡입 머플러
160, 260, 360, 430, 530 : 스러스트면
162, 262, 362 : 관형상 연장부
162a, 262a, 362a : 선단
164, 264, 364, 435, 535 : 상부 레이스
166, 266, 366, 434, 534 : 볼
168, 268, 368, 433, 533 : 홀더부
170, 270, 370, 436, 536 : 하부 레이스
172, 272, 372 : 지지 부재
172a, 172b, 172c : 상부 볼록부
172d, 172e, 172f : 하부 볼록부
174, 274, 374 : 플랜지부
176, 276, 376, 432, 532 : 스러스트 볼 베어링
178, 278, 378 : 이동 규제부
445, 470, 545, 570 : 회전 규제부
446, 546 : 피치원
450, 550 : 하부 레이스 돌기부
451, 551 : 베어링 절결부
455, 555 : 베어링 돌기부
456, 556 : 하부 레이스 절결부
540 : 스러스트 레이스

Claims (17)

  1. 밀폐 용기내에, 고정자와 회전자를 구비한 전동 요소와, 상기 전동 요소에 의해 구동되는 압축 요소와, 상기 압축 요소를 윤활하는 윤활유를 구비하며,
    상기 압축 요소는,
    상기 회전자가 고정된 주축부와 편심축부를 갖는 샤프트와,
    압축실을 구비한 실린더 블록과,
    상기 압축실내에서 왕복 운동하는 피스톤과,
    상기 피스톤과 상기 편심축부를 연결하는 연결부와,
    상기 실린더 블록에 마련되어 상기 주축부를 축지지하는 주 베어링과,
    상기 주 베어링의 스러스트면에 배설된 스러스트 구름 베어링을 구비하고,
    상기 스러스트 구름 베어링은,
    홀더부에 보지된 복수의 전동체와,
    상기 전동체의 상하에 각각 배설된 상부 레이스 및 하부 레이스와,
    상기 하부 레이스의 아래에 배설되고 탄성력을 갖는 지지 기구를 구비하고,
    상기 스러스트면 위에, 상기 지지 기구, 상기 하부 레이스, 상기 복수의 전동체, 상기 상부 레이스의 순서로 서로 접한 상태로 적층되어 있는
    밀폐형 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스러스트 구름 베어링이 스러스트 볼 베어링으로 구성되고, 상기 스러스트 볼 베어링은 상기 홀더부에 보지된 상기 복수의 전동체인 복수의 볼과, 상기 볼의 상하에 각각 배설된 상기 상부 레이스 및 상기 하부 레이스와, 상기 지지 기구를 구비하는
    밀폐형 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 기구의 상기 탄성력은 중력 방향과는 반대 방향의 탄성력인
    밀폐형 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 기구는, 일부의 탄성 변형이 크게 되면, 다른 일부의 상기 탄성 변형이 작아지는 것에 의해, 상기 스러스트면에 대하여 상기 스러스트 구름 베어링이 경사지는
    밀폐형 압축기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 샤프트의 중력 방향 하방의 이동을 제한하는 이동 제한부를 더 구비하는
    밀폐형 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이동 제한부는 내하중을 초과하는 하중이 상기 스러스트 구름 베어링에 작용하기 전에 기능하는
    밀폐형 압축기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 기구는 환형상의 파형 와셔로 구성되고, 상기 파형 와셔는 상기 하부 레이스측으로 돌출해서 상기 하부 레이스와 접촉하는 복수의 상부 볼록부와, 상기 스러스트면측으로 돌출해서 상기 스러스트면과 접촉하는 복수의 하부 볼록부를 구비하고, 상기 상부 볼록부와 상기 하부 볼록부는 원주 방향으로 교대로 배설된
    밀폐형 압축기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 파형 와셔는 동일 형상의 파형 와셔 부재를 복수 중첩해서 형성되는
    밀폐형 압축기.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 기구는 탄성체를 둘레 방향으로 복수 배치해서 형성되는
    밀폐형 압축기.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 기구는 유체를 충전하여 유연성을 갖는 환형상의 튜브로 형성되는
    밀폐형 압축기.
  11. 밀폐 용기내에, 고정자와 회전자를 구비한 전동 요소와, 상기 전동 요소에 의해 구동되는 압축 요소와, 상기 압축 요소를 윤활하는 윤활유를 구비하며,
    상기 압축 요소는,
    상기 회전자가 고정된 주축부와 편심축부를 갖는 샤프트와,
    압축실을 구비한 실린더 블록과,
    상기 압축실내에서 왕복 운동하는 피스톤과,
    상기 피스톤과 상기 편심축부를 연결하는 연결부와,
    상기 실린더 블록에 마련되어 상기 주축부를 축지지하는 주 베어링과,
    상기 주 베어링의 스러스트면에 배설된 스러스트 구름 베어링을 구비하고,
    상기 스러스트 구름 베어링은,
    홀더부에 보지된 복수의 전동체와,
    상기 전동체 위에 배설된 상부 레이스와,
    상기 스러스트면에 착좌되고 또한 상기 복수의 전동체 아래에 배설된 하부 레이스를 구비하고,
    상기 전동체의 중심 위치의 하방에 상기 스러스트면이 존재하지 않는
    밀폐형 압축기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스러스트면은 전동하는 상기 전동체의 피치원의 직경보다도 외경이 작은 스러스트 레이스로 형성된
    밀폐형 압축기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 스러스트면 주위에 상기 하부 레이스의 회전을 규제하는 회전 규제부를 더 마련한
    밀폐형 압축기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 회전 규제부는 상기 하부 레이스의 외주부에 마련되어 반경 방향으로 돌출하는 하부 레이스 돌기부와, 상기 스러스트면 주위에 마련되어 상기 하부 레이스 돌기부를 걸림고정하는 베어링 절결부로 구성되는
    밀폐형 압축기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 회전 규제부는 상기 스러스트면 주위에 마련된 베어링 돌기부와, 상기 하부 레이스의 외주부에 마련되어 상기 베어링 돌기부에 걸림고정되는 하부 레이스 절결부로 구성되는
    밀폐형 압축기.
  16. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스러스트 구름 베어링의 상기 전동체의 표면 경도는 상기 상부 레이스 및 상기 하부 레이스의 표면 경도보다도 높은
    밀폐형 압축기.
  17. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윤활유의 점도 그레이드 VG가 VG3 내지 VG8인
    밀폐형 압축기.
KR1020117009535A 2008-10-27 2009-10-23 밀폐형 압축기 KR101306534B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008275124A JP5120200B2 (ja) 2008-10-27 2008-10-27 密閉型圧縮機
JPJP-P-2008-275124 2008-10-27
JPJP-P-2008-285139 2008-11-06
JP2008285139A JP5228812B2 (ja) 2008-11-06 2008-11-06 密閉型圧縮機
PCT/JP2009/005586 WO2010050163A1 (ja) 2008-10-27 2009-10-23 密閉型圧縮機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110055748A KR20110055748A (ko) 2011-05-25
KR101306534B1 true KR101306534B1 (ko) 2013-09-09

Family

ID=42128533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117009535A KR101306534B1 (ko) 2008-10-27 2009-10-23 밀폐형 압축기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8721304B2 (ko)
EP (1) EP2325489B1 (ko)
KR (1) KR101306534B1 (ko)
CN (1) CN101960142B (ko)
WO (1) WO2010050163A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102364100B (zh) * 2011-11-11 2015-01-07 黄石东贝电器股份有限公司 一种制冷压缩机曲轴轴向止推轴承支承结构
JP6010762B2 (ja) * 2011-12-27 2016-10-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 密閉型圧縮機およびそれを備える冷蔵庫
DE102012203815A1 (de) * 2012-03-12 2013-09-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Abstützanordnung für Axiallager von Kolbenverdichtern
CN102536743B (zh) * 2012-03-12 2014-07-30 江苏锡压石化装备有限公司 一种工业用立式往复压缩机双向密封结构
EP2851563B1 (en) * 2012-04-12 2021-03-10 Panasonic Appliances Refrigeration Devices Singapore Hermetic compressor and refrigeration device comprising same
US9482212B1 (en) * 2012-12-10 2016-11-01 Hartmann Controls, Inc. Holddown system for an axial piston pump
KR101948566B1 (ko) * 2012-12-26 2019-02-15 엘지전자 주식회사 압축기
WO2015033536A1 (ja) * 2013-09-03 2015-03-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 密閉型圧縮機およびそれを搭載した冷蔵庫または冷凍装置
FR3055678B1 (fr) * 2016-09-02 2020-09-18 Danfoss Silicon Power Gmbh Agencement de palier axial pour un arbre d'entrainement d'un compresseur centrifuge
CN111287942B (zh) * 2018-12-10 2022-05-03 安徽美芝制冷设备有限公司 压缩机
KR102696268B1 (ko) * 2022-06-15 2024-08-20 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01211670A (ja) * 1988-02-19 1989-08-24 Sanyo Electric Co Ltd 圧縮機のスラスト受装置
JP2004332711A (ja) 2003-05-09 2004-11-25 Samsung Kwangju Electronics Co Ltd 密閉型往復動圧縮機
JP2008002371A (ja) 2006-06-23 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型圧縮機

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4828403A (en) * 1987-04-03 1989-05-09 Schwartzman Everett H Resiliently mounted fluid bearing assembly
CH673135A5 (ko) 1987-07-10 1990-02-15 Bbc Brown Boveri & Cie
JP2937040B2 (ja) * 1994-11-18 1999-08-23 株式会社豊田自動織機製作所 両頭斜板式圧縮機
JPH08319942A (ja) * 1995-03-17 1996-12-03 Toyota Autom Loom Works Ltd 両頭斜板式圧縮機
US5967674A (en) * 1998-07-15 1999-10-19 Torrington Co Selective washer and thrust bearing assembly
JP2000304055A (ja) * 1999-04-16 2000-10-31 Koyo Seiko Co Ltd 転がり軸受
JP2000303951A (ja) * 1999-04-20 2000-10-31 Toyota Autom Loom Works Ltd ピストン式圧縮機
JP2002195274A (ja) * 2000-12-27 2002-07-10 Nsk Ltd 転がり軸受
DE10134106A1 (de) * 2001-07-13 2003-01-23 Audi Ag Kugelzapfgelenk
BR0105159B1 (pt) 2001-08-31 2010-02-09 arranjo de mancal axial para compressor hermÉtico.
WO2003029654A1 (fr) * 2001-09-28 2003-04-10 Zexel Valeo Climate Control Corporation Compresseur
KR100538522B1 (ko) * 2003-10-27 2005-12-23 삼성광주전자 주식회사 밀폐형 압축기
US7497627B2 (en) * 2004-06-07 2009-03-03 Honeywell International Inc. Thrust bearing
US20070058895A1 (en) * 2005-09-13 2007-03-15 Paschoalino Marcelo R Anti-friction thrust bearing centering device for hermetic refrigeration compressors
JP2007132260A (ja) 2005-11-10 2007-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型圧縮機
DE602006006410D1 (de) * 2005-11-22 2009-06-04 Panasonic Corp Hermetischer verdichter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01211670A (ja) * 1988-02-19 1989-08-24 Sanyo Electric Co Ltd 圧縮機のスラスト受装置
JP2004332711A (ja) 2003-05-09 2004-11-25 Samsung Kwangju Electronics Co Ltd 密閉型往復動圧縮機
JP2008002371A (ja) 2006-06-23 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉型圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
US8721304B2 (en) 2014-05-13
EP2325489A4 (en) 2015-01-14
CN101960142A (zh) 2011-01-26
CN101960142B (zh) 2013-08-21
EP2325489B1 (en) 2016-11-30
EP2325489A1 (en) 2011-05-25
KR20110055748A (ko) 2011-05-25
WO2010050163A1 (ja) 2010-05-06
US20110200462A1 (en) 2011-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101306534B1 (ko) 밀폐형 압축기
US20090136369A1 (en) Hermetic compressor
CN107435622B (zh) 压缩机构、压缩机和制冷设备
US9897143B2 (en) Bush bearing and a scroll compressor including a bush bearing
KR100697914B1 (ko) 풀리 지지용 복열 볼 베어링
US20100221129A1 (en) Hermetic compressor
US20090116982A1 (en) Hermetic reciprocating compressor with thrust ball bearing
US8348638B2 (en) Compressor
JP5228812B2 (ja) 密閉型圧縮機
JP5120200B2 (ja) 密閉型圧縮機
JP4924596B2 (ja) 密閉型圧縮機
JP5257502B2 (ja) 密閉型圧縮機
JP4760910B2 (ja) 密閉型圧縮機およびその製造方法
JP2009019543A (ja) 密閉型圧縮機
JP2012145053A (ja) 密閉型圧縮機
JP2013194536A (ja) 密閉型圧縮機および冷凍装置
JP5338967B1 (ja) 密閉型圧縮機および冷凍装置
JP2012082782A (ja) 密閉型圧縮機
JP2012122333A (ja) 密閉型圧縮機
JP2013124640A (ja) 密閉型圧縮機
JP2013224593A (ja) 密閉型圧縮機
JP2013011217A (ja) 密閉型圧縮機
JP2013234575A (ja) 密閉型圧縮機
JP2015038326A (ja) 密閉型圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160818

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170825

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180823

Year of fee payment: 6