WO2013021652A1 - 密閉型圧縮機 - Google Patents

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WO2013021652A1
WO2013021652A1 PCT/JP2012/005078 JP2012005078W WO2013021652A1 WO 2013021652 A1 WO2013021652 A1 WO 2013021652A1 JP 2012005078 W JP2012005078 W JP 2012005078W WO 2013021652 A1 WO2013021652 A1 WO 2013021652A1
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WO
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race
ball bearing
lower race
thrust
thrust ball
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/005078
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English (en)
French (fr)
Inventor
稲垣　耕
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a hermetic compressor (hereinafter referred to as a compressor) mainly used in a refrigeration cycle such as an electric refrigerator-freezer.
  • a hermetic compressor hereinafter referred to as a compressor
  • FIG. 6 is a view showing a longitudinal sectional view of a conventional compressor described in Patent Document 1.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a main part of a conventional thrust ball bearing.
  • FIG. 8 is a perspective view of the support member.
  • lubricating oil 4 is stored at the bottom of the sealed container 2, and the compressor body 6 is elastically supported with respect to the sealed container 2 by a suspension spring 8.
  • the compressor body 6 includes an electric element 10 and a compression element 12 disposed above the electric element 10.
  • the electric element 10 includes a stator 14 and a rotor 16.
  • the shaft 18 of the compression element 12 includes a main shaft portion 20 and an eccentric shaft portion 22.
  • the main shaft portion 20 is rotatably supported by a main bearing 26 of a cylinder block 24 and a rotor. 16 is fixed. And it has the structure of the cantilever bearing supported with the main axis
  • the shaft 18 includes an oil supply mechanism 28 including a spiral groove provided on the surface of the main shaft portion 20.
  • the piston 30 is reciprocally inserted into a cylinder 34 having a substantially cylindrical inner surface formed in the cylinder block 24.
  • the connecting means 36 has holes provided at both ends thereof fitted into a piston pin 38 and an eccentric shaft portion 22 attached to the piston 30, respectively, so that the eccentric shaft portion 22 and the piston 30 are connected to each other. Are connected.
  • the cylinder 34 and the piston 30 form a compression chamber 48 together with a valve plate 46 attached to the open end face of the cylinder 34. Further, a cylinder head 50 is fixed so as to cover the valve plate 46 and cover it.
  • the suction muffler 52 is molded of a resin such as PBT (Poly Butylene Terephthalate), forms a sound deadening space inside, and is attached to the cylinder head 50.
  • PBT Poly Butylene Terephthalate
  • the main bearing 26 has a thrust surface 60 that is a flat portion perpendicular to the shaft center, and a tubular extension 62 that extends further upward than the thrust surface 60 and has an inner surface facing the main shaft portion 20. ing.
  • An upper race 64 is disposed on the outer diameter side of the tubular extension portion 62, and a ball 66, a lower race 70, and a support member 72 held by the holder portion 68 are disposed on the lower side of the upper race 64.
  • the thrust ball bearing 76 is configured by these arrangements.
  • the upper race 64 and the lower race 70 are annular and metal flat plates, and the upper and lower surfaces are parallel.
  • the holder portion 68 has an annular shape, and accommodates the balls 66 in a plurality of holes provided in the circumferential direction so as to be freely rollable.
  • the support member 72 is formed by providing lower protrusions 72a and 72b and upper protrusions 72c and 72d on an annular metal plate. These protrusions are formed with curved surfaces having the same radius, and are arranged such that a line connecting the vertices of the lower protrusions 72a and 72b and a line connecting the vertices of the upper protrusions 72c and 72d are at right angles.
  • the support member 72, the lower race 70, the ball 66, and the upper race 64 are stacked in contact with each other in this order, and the flange portion 74 of the shaft 18 is seated on the upper surface of the upper race 64. .
  • the support member 72 is in contact with the thrust surface 60 when the lower protrusions 72a and 72b are in line contact, and is in contact with the lower race 70 while the upper protrusions 72c and 72d are in line contact.
  • the rotor 16 When the electric element 10 is energized, the rotor 16 rotates together with the main shaft portion 20 by the rotating magnetic field generated in the stator 14. Due to the rotation of the main shaft portion 20, the eccentric shaft portion 22 moves eccentrically, and the eccentric movement of the eccentric shaft portion 22 is transmitted to the piston 30 through the connecting means 36, and the piston 30 reciprocates in the cylinder 34.
  • the refrigerant returned from the refrigeration cycle (not shown) outside the sealed container 2 is introduced into the compression chamber 48 via the suction muffler 52. Then, the refrigerant compressed by the piston 30 in the compression chamber 48 is sent out from the sealed container 2 to a refrigeration cycle (not shown).
  • the lower end of the shaft 18 is immersed in the lubricating oil 4, and when the shaft 18 rotates, the lubricating oil 4 is supplied to each part of the compression element 12 by the oil supply mechanism 28 and lubricates the sliding part.
  • the thrust ball bearing 76 is a rolling bearing in which the ball 66 rolls in a point contact with the upper race 64 and the lower race 70 and can rotate while supporting a vertical load such as the weight of the shaft 18 and the rotor 16. is there.
  • Rolling bearings have less friction than commonly used sliding bearing type thrust bearings, and in recent years, they are increasingly used for the purpose of higher efficiency.
  • the ball 66 rolls between the upper race 64 and the lower race 70 on a certain radius by the holder portion 68 whose inner diameter portion is positioned by the outer diameter surface of the tubular extension portion 62. Since both the upper race 64 and the lower race 70 have a flat plate shape, there is no function of regulating the horizontal position. Therefore, even if the horizontal positions of both the upper race 64 and the lower race 70 are slightly deviated from each other, there is an excess in the horizontal direction. It does not produce an acting force.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional thrust ball bearing described in Patent Document 2.
  • the ball 166 is held by the holder portion 168 and disposed between the upper race 164 and the lower race 170, whereby a thrust ball bearing 176 is configured.
  • Contact grooves between the upper race 164 and the ball 166 of the lower race 170 are provided with track grooves 165 and 171, respectively, and the ball 166 rolls on the bottom of these track grooves 165 and 171.
  • the contact area of the contact point between the ball 166 and the raceway grooves 165 and 171 is substantially increased, and the surface pressure is lowered, so that durability when a large load is applied in the thrust direction is improved. Therefore, this type of thrust ball bearing is often used in applications where a much larger load is applied than a load of 10 to 20 N acting on a thrust bearing of a normal refrigerator compressor.
  • the conventional compressor configuration has a problem in refueling to ensure the reliability of the thrust ball bearing.
  • the lubricating oil 4 is supplied from the gap 78 between the tubular extension 62 at the upper end of the main bearing 26 and the upper race 64 to the sliding portion between the ball 66 below the upper race 64. It is.
  • the lubricating oil 4 slightly adhered to the lower surface of the upper race 64 hardly remains on the lower surface of the upper race 64 and is moved outward by centrifugal force. Scatter. Accordingly, less lubricating oil is supplied to the contact portion with the ball 66.
  • the second oil supply method is a method in which the lubricating oil 4 splashed from the upper end of the eccentric shaft portion 22 is bounced back to components such as the cylinder block 24 and is attached to the outer diameter side of the thrust ball bearing 76 for oil supply. .
  • the lower race 70 does not rotate, when the splashes of the lubricant 4 adhere to the surface of the lower race 70, the centrifugal force does not act and the lubricant 4 remains on the surface. Since the ball 66 is disposed at a position having the same radius from the center of the main shaft portion 20 by the holder portion 68, the contact area between the lower race 70 and the ball 66 is limited to an annular very small width. Therefore, only a small amount of the lubricating oil 4 adhering to the part where the ball 66 of the lower race 70 rolls contributes to lubrication.
  • low-viscosity lubricants have been increasingly used to reduce the viscous friction of sliding parts such as main shafts, eccentric shafts, and pistons for the purpose of reducing the sliding loss of compressors.
  • low-viscosity lubricating oil it is difficult to maintain the oil film on the sliding part of the thrust ball bearing. Therefore, to ensure the reliability of the thrust ball bearing, supply the lubricating oil abundantly. Was an issue.
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and supplies more lubricating oil to the sliding portion of the ball and the race, thereby preventing the temperature rise of the sliding portion of the thrust ball bearing. It is an object of the present invention to realize a highly reliable compressor by preventing a decrease in viscosity of the lubricating oil in the part.
  • a thrust ball bearing of a hermetic compressor includes a plurality of balls held by a holder portion, and an upper race and a lower race respectively disposed above and below the balls. Provided, and a track groove is provided at a portion where the ball rolls in the lower race.
  • the lubricating oil adhering to the lower race surface by the raceway groove is collected at the contact portion between the ball and the lower race, and the lubricating oil can be supplied to the ball surface in abundant manner.
  • the temperature rise of the sliding portion of the thrust ball bearing can be prevented, the viscosity of the lubricating oil in the sliding portion can be prevented from being lowered, and wear of the ball bearing can be prevented.
  • the hermetic compressor of the present invention maintains the sliding of the thrust ball bearing in a good state by supplying a sufficient amount of lubricating oil to the ball surface by the raceway groove provided on the surface of the lower race.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 1 of the hermetic compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an external view of a support member of the hermetic compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a different configuration of the hermetic compressor in the first embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of part B of FIG. 4 of the hermetic compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor showing a conventional example.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the hermetic compressor.
  • FIG. 8 is an external view of a support member in the hermetic compressor.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a thrust ball bearing used in a hermetic compressor in a different conventional example
  • a sealed container for storing lubricating oil, an electric element housed in the sealed container, comprising a stator and a rotor, and housed in the sealed container and driven by the electric element.
  • a compression element wherein the compression element includes a shaft having a main shaft portion and an eccentric shaft portion to which the rotor is fixed, a cylinder block having a compression chamber, and a piston that reciprocates in the compression chamber;
  • the thrust ball bearing comprises a plurality of balls held by a holder portion, and an upper race and a lower race respectively disposed above and below the balls. Orbital grooves provided at a site definitive the ball rolls, a hermetic compressor.
  • a support member that allows the inclination of the lower race is disposed between the lower race and the thrust surface.
  • an inclined surface is provided around the thrust ball bearing to guide part of the lubricating oil scattered in the space in the sealed container to the lower race side. It is.
  • the lubricating oil adhering to the cylinder block is supplied to the lower race along the inclined surface. Therefore, the amount of oil supplied to the ball bearing is increased, so that the contact portion between the ball and the lower race is always new. Since the lubricant can be supplied abundantly, the reliability of the thrust ball bearing can be improved.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a main part of a thrust ball bearing which is a part A in FIG.
  • lubricating oil 204 is stored at the bottom inside the sealed container 202, and a compressor main body 206 is suspended by a suspension spring 208.
  • the sealed container 202 is filled with R600a (isobutane), which is a refrigerant with a low global warming potential.
  • the compressor body 206 includes an electric element 210 and a compression element 212 driven by the electric element 210, and a power supply terminal 213 for supplying power to the electric element 210 is attached to the sealed container 202.
  • the electric element 210 includes a stator 214 formed by winding a copper coil around an iron core in which thin plates are laminated, and a rotor 216 disposed on the inner diameter side of the stator 214. Is connected to a power supply (not shown) outside the compressor via a power supply terminal 213 by a conducting wire.
  • the compression element 212 is disposed above the electric element 210.
  • the shaft 218 constituting the compression element 212 includes a main shaft portion 220 and an eccentric shaft portion 222 parallel to the main shaft portion 220, and the upper end portion of the main shaft portion 220 and the lower end portion of the eccentric shaft portion 222 are flange portions. 274 is connected. Further, the rotor 216 is fixed to the main shaft portion 220 by appropriate means such as shrink fitting.
  • the compression element 212 includes a cylinder block 224.
  • the cylinder block 224 includes a main bearing 226 having a cylindrical inner surface, and the main shaft portion 220 is inserted into and supported by the main bearing 226 in a rotatable state.
  • the compression element 212 is configured as a cantilever bearing that supports the load acting on the eccentric shaft portion 222 with the main shaft portion 220 and the main bearing 226 that are disposed below the eccentric shaft portion 222.
  • the shaft 218 includes an oil supply mechanism 228 including a spiral groove provided on the surface of the main shaft portion 220.
  • the cylinder block 224 includes a cylinder 234 that forms a cylindrical shape and forms a cylindrical hole inside, and a piston 230 is reciprocally inserted into the hole of the cylinder 234.
  • the connecting means 236 connects the eccentric shaft portion 222 and the piston 230 by fitting the hole portions provided at both ends thereof into the piston pin 238 and the eccentric shaft portion 222 attached to the piston 230, respectively. ing.
  • a valve plate 246 is attached to the end face of the cylinder 234 and forms a compression chamber 248 together with the cylinder 234 and the piston 230. Further, the cylinder head 250 is fixed so as to cover the valve plate 246 and cover it.
  • the refrigerant in the sealed container 202 is supplied to the compression chamber 248 via the suction muffler 252.
  • the suction muffler 252 is molded from a resin such as PBT (Poly Butylene Terephthalate), forms a sound deadening space, and is attached to the cylinder head 250.
  • the main bearing 226 includes a thrust surface 260 that is a flat portion perpendicular to the shaft center, and a tubular extension 262 that extends further upward than the thrust surface 260 and has an inner surface that faces the main shaft 220.
  • the thrust surface 260 is formed so as to go around the tubular extension 262.
  • An upper race 264 is disposed on the upper side of the tubular extension 262, and a ball 266, a lower race 270, and a support member held by the holder portion 268 are provided on the outer diameter side of the tubular extension 262 and on the lower side of the upper race 264. 272 is arranged. As a result, a thrust ball bearing 276 is configured.
  • the upper race 264 is an annular metal flat plate, preferably formed of heat-treated spring steel or the like, and the upper and lower surfaces are parallel and the surface is finished smooth.
  • the inner diameter of the upper race 264 is smaller than the outer diameter of the tubular extension 262 and is approximately the same as the inner diameter of the tubular extension 262.
  • the lower race 270 is also an annular metal flat plate, and is externally fitted to the tubular extension 262.
  • An annular track is formed at a portion where the ball 266 rolls, that is, near the center in the width direction (radial direction).
  • a groove 271 is provided.
  • the track groove 271 has an arcuate cross section that is slightly larger than the radius of the ball 266.
  • the holder portion 268 is formed of a resin material such as polyamide, has an annular shape, and is externally fitted to the tubular extension portion 262 between the upper race 264 and the lower race 270.
  • the holder portion 268 has a plurality of holes along the circumferential direction in which the ball 266 is accommodated so as to be able to roll.
  • the support member 272 is a ring-shaped metal plate provided with protrusions 272 a and 272 b protruding downward and protrusions 272 c and 272 d protruding upward.
  • These protrusions 272a, 272b, 272c, and 272d are formed with curved surfaces having the same radius in a side view (as viewed from the radial direction of the support member 272), and a line connecting the vertices of the lower protrusions 272a and 272b and the upper
  • the protrusions 272c and 272d are arranged so that the line connecting the vertices intersects at a right angle.
  • protrusions 272a and 272b are formed at both ends of a certain diameter of the annular support member 272, and protrusions 272c and 272d are formed at both ends of another diameter orthogonal thereto.
  • the posture of the lower race 270 is allowed to be inclined with the reciprocation of the piston 230.
  • the support member 272 is stacked on the thrust surface 260 in contact with each other in this order, and the shaft 218 is disposed on the upper surface of the upper race 264.
  • the flange portion 274 is seated.
  • the support member 272 is in contact with the thrust surface 260 when the lower protrusions 272a and 272b are in line contact, and is in contact with the lower surface of the lower race 270 when the upper protrusions 272c and 272d are in line contact.
  • the ball 266 is in contact with a curved raceway groove 271 formed on the upper surface of the lower race 270 in the lower part thereof, and in contact with the flat lower surface of the upper race 264 in the upper part thereof.
  • the cylinder block 224 has a mortar-shaped inclined surface 280 formed on the outer diameter side of the thrust surface 260 on which the thrust ball bearing 276 is disposed.
  • the inner peripheral portion 280 a of the inclined surface 280 is close to the outer peripheral portion of the upper surface of the lower race 270.
  • the inclined surface 280 is formed in an annular shape on the outer periphery so as to surround the thrust ball bearing 276.
  • the inclined surface 280 is linearly inclined so as to go downward from the outer portion toward the inner portion approaching the thrust ball bearing 276.
  • the outer peripheral portion of the inclined surface 280 is located outside the rotating region of the eccentric shaft portion 222 accompanying the rotation of the shaft 218.
  • the inclined surface 280 is formed so that the virtual extension line of the inclined surface 280 reaches between the upper surface of the lower race 270 and the lower surface of the holder portion 268.
  • the inner peripheral portion 280a of the inclined surface 280 and the outer peripheral portion of the thrust surface 260 are connected by a vertical planar wall surface. Accordingly, the outer circumferential surface of the tubular extension 262, the thrust surface 260, and the vertical wall surface form a recess that goes around the tubular extension 262. At least the support member 272 and the lower race 270 of the thrust ball bearing 276 It is in a state of being accommodated in the recess.
  • the inclined surface 280 is not limited to the linearly inclined configuration as described above, and may be configured to be inclined in an arc shape in the cross section shown in FIG. Further, the position of the inner peripheral portion 280a of the inclined surface 280 is not limited to the above, but is preferably set to be higher than the height position of the upper surface of the lower race 270, and lower than the height position of the lower surface of the upper race 264. It is preferable to set.
  • the rotor 216 rotates with the shaft 218 by the magnetic field generated in the stator 214.
  • the eccentric rotation of the eccentric shaft portion 222 accompanying the rotation of the main shaft portion 220 is converted into a reciprocating motion by the connecting means 236 and causes the piston 230 to reciprocate within the cylinder 234.
  • the compression chamber 248 changes in volume, the refrigerant in the hermetic container 202 is sucked into the compression chamber 248 and compressed.
  • the refrigerant in the sealed container 202 is intermittently sucked into the compression chamber 248 via the suction muffler 252 and compressed in the compression chamber 248, and then becomes a high-temperature and high-pressure refrigerant. It is sent to the refrigeration cycle (not shown) from the sealed container 202 via the discharge pipe 254 and the like.
  • the lower end of the shaft 218 is immersed in the lubricating oil 204. Therefore, the lubricating oil 204 is conveyed above the compression element 212 by the oil supply mechanism 228 as the shaft 218 rotates. A part of the conveyed lubricating oil 204 is discharged from the upper end of the eccentric shaft portion 222.
  • the thrust ball bearing 276 is configured to place a plurality of balls 266 of the same size between the flat upper race 264 and the lower race 270 so that each of them rolls in a point contact state. To make it smaller. Therefore, the efficiency of the compressor can be improved by reducing the sliding loss.
  • the lubricating oil 204 is supplied to the thrust ball bearing 276 mainly because the lubricating oil 204 splashed from the upper end of the eccentric shaft portion 222 bounces back to components such as the cylinder block 224 and the like. This is achieved by being supplied from the outer periphery side.
  • the lubricating oil 204 scattered in the space rebounds on the inclined surface 280 disposed near the upper surface of the lower race 270 and is easily supplied to the upper surface of the lower race 270.
  • the lubricating oil 204 supplied in a large amount to the upper surface of the lower race 270 may flow down from the outer diameter side of the lower race 270 to the lower side of the lower race 270, but a certain ratio is directed to the inner diameter side of the upper surface of the lower race 270.
  • the flow flows into the raceway groove 271 and gathers at the center of the raceway groove 271.
  • the lubricating oil 204 collected at the central portion of the raceway groove 271 adheres to the ball 266 or the like or is pushed out of the raceway groove 271 by the ball 266.
  • the raceway groove 271 is provided, the lubricating oil 204 stays in the raceway groove 271 even when the compressor is stopped. Therefore, when the compressor is operated again, the thrust ball bearing 276 of the thrust ball bearing 276 is started from the start. Ball 266 can be lubricated. Therefore, it is possible to avoid the operation in a non-lubricated state, and it is possible to prevent the sliding portion from being damaged and further improve the reliability of the thrust ball bearing 276.
  • the upper race 264 is not provided with the track groove 271 unlike the lower race 270. If a track groove is provided on the upper race 264 side, the groove is provided downward. Moreover, since the upper race 264 rotates together with the shaft 218, a centrifugal force acts on the lubricating oil 204 attached to the upper race 264, and the outer race 264 is splashed outward. Therefore, the configuration in which the raceway groove is provided in the upper race 264 does not contribute to lubrication of the thrust ball bearing 276 because the lubricating oil 204 does not accumulate.
  • the lubricant 204 can be supplied to the surface of the ball 266 abundantly, the sliding of the thrust ball bearing 276 is maintained in a good state, and the thrust The reliability of the ball bearing 276 can be improved.
  • the upper race 264 is not provided with the track groove 271 like the lower race 270, the horizontal relative positions of the upper race 264 and the lower race 270 can be given a degree of freedom.
  • the upper race 264 and the lower race 270 are assembled so as to be substantially concentric, there may be a positional shift in the center of each other due to the accuracy of each part or assembly error.
  • the lower race 270 is supported by the support member 272 so that the lower race 270 is parallel to the upper race 264 and contacts the ball 266 evenly. ing.
  • the lower race 270 is inclined so as to roll at a contact point between the curved surface provided on the upper and lower surfaces of the support member 272 and the lower race 270 and the thrust surface 260. For this reason, the center position of the lower race 270 deviates from the initial position.
  • both the raceway grooves of the upper race 264 and the lower race 270 are parallel and in order for the ball 266 to roll in both raceway grooves. It must have a common central axis.
  • the contact load between the ball 266 of the thrust ball bearing 276 and the upper race 264 and the lower race 270 increases, or the upper race with respect to the lower race 270 is increased.
  • a load in the radial direction is applied to the shaft 218, which may cause friction and wear at each sliding portion.
  • the raceway 271 is provided in the lower race 270, and the ball 266 rolls in the raceway groove 271, so that the ball 266 rolls relative to the lower race 270.
  • the position does not change.
  • the ball 266 can roll at any position on the upper race 264. Accordingly, a vertical force acts between the upper race 264 and the ball 266, but a horizontal force does not act. As a result, the thrust ball bearing 276 as a whole has a degree of freedom to absorb horizontal errors.
  • the lower race 270 is supported in a state where the lower race 270 is in line contact with the support member 272 at two places.
  • the lower race 270 is formed of a simple thin plate and has low bending rigidity, the lower race 270 is supported by the support member 272. The part that is not deformed is greatly deformed, and the contact load between the ball 266 and the upper race 264 or the lower race 270 becomes non-uniform, so that a large load can act on some of the balls 266 and cause damage.
  • the portion other than the track groove 271 is thicker than the bottom portion of the track groove 271, and the lower race As for 270, the bending rigidity becomes high as a whole.
  • the inclination is absorbed while preventing the deflection of the lower race 270, and the ball 266 and the upper race 264 and the lower race 270 are uniformly contacted. Can be made. Therefore, the reliability of the thrust ball bearing 276 can be improved.
  • the thrust ball bearing 276 is disposed in the annular recess formed around the tubular extension 262 of the cylinder block 224, and the inclined surface 280 is formed around the thrust ball bearing 276.
  • a mortar-shaped guide member 300 having an inclined surface 280 may be disposed so as to surround the thrust ball bearing 276.
  • the lubricating oil can be guided to the thrust ball bearing 276 from the inclined surface 280, and the same effect as the above-described configuration can be expected for the lubrication.
  • 4 and 5 are suitable for the configuration of the cylinder block 224 in which the thrust surface 260 is widely secured.
  • it since it is a separate member from the cylinder block 224, it can be formed from a different material, can also be used for general purposes, and can be inexpensive and ensure the lubrication state of the thrust ball bearing 276 with lubricating oil, thereby improving the reliability. it can.
  • the hermetic compressor according to the present invention can improve performance and reliability by using a thrust ball bearing, it is not limited to an electric refrigerator-freezer for home use, an air conditioner, and an automatic sale. It can be widely applied to machines and other refrigeration equipment.

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Abstract

スラストボールベアリング（２７６）は、ホルダー部（２６８）に保持された複数のボール（２６６）と、ボール（２６６）の上下にそれぞれ配設された上レース（２６４）と下レース（２７０）を備え、下レース（２７０）におけるボール（２６６）が転動する部位に軌道溝（２７１）を備えたので、軌道溝（２７１）によりボール（２６６）表面に潤滑油を潤沢に供給することで、スラストボールベアリング（２７６）の摺動を良好な状態で維持し、信頼性が向上する。

Description

密閉型圧縮機
　本発明は、主に電気冷凍冷蔵庫などの冷凍サイクルに使用される密閉型圧縮機（以下、圧縮機と称す）に関するものである。
　従来、スラストボールベアリング（thrust ball bearing）を用いた圧縮機としては、主軸受の上部管状延長部の周囲に転がり軸受を配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。
　また、大きな接触荷重や無潤滑といった厳しい潤滑状態で用いられるスラストボールベアリングとしては、上下の軌道輪それぞれに軌道溝を設けたものがある（例えば、特許文献２参照）。
　以下、図面を参照しながら上記従来の圧縮機を説明する。
　図６は、特許文献１に記載された従来の圧縮機の縦断面図を示した図である。図７は、従来のスラストボールベアリングの要部拡大図を示した図である。図８は、支持部材の斜視図を示した図である。
　図６において、密閉容器２の底部には潤滑油４を貯留しており、圧縮機本体６は、サスペンションスプリング(suspension spring)８によって密閉容器２に対して弾性的に支持されている。
　圧縮機本体６は、電動要素１０と、電動要素１０の上方に配設される圧縮要素１２とから構成されている。電動要素１０は、固定子１４および回転子１６から構成されている。
　圧縮要素１２のシャフト１８は、主軸部２０と偏心軸部２２とを備えており、主軸部２０は、シリンダブロック(cylinder block)２４の主軸受２６に回転自在に軸支されるとともに、回転子１６が固定されている。そして、荷重が作用する偏心軸部２２に対して、偏心軸部２２の下側のみに配置された主軸部２０と主軸受２６とにより支持する片持ち軸受の構成となっている。
　また、シャフト１８は、主軸部２０の表面に設けた螺旋状の溝などからなる給油機構２８を備えている。
　ピストン３０は、シリンダブロック２４に形成された略円筒形の内面を有するシリンダ３４に往復自在に挿入される。また、連結手段３６は、その両端に設けた穴部がそれぞれピストン３０に取付けられたピストンピン(piston pin)３８と偏心軸部２２とに嵌挿されることで、偏心軸部２２とピストン３０とを連結している。
　シリンダ３４およびピストン３０は、シリンダ３４の開口端面に取り付けられるバルブプレート(valve plate)４６とともに圧縮室４８を形成する。さらに、バルブプレート４６を覆って蓋をするようにシリンダヘッド(cylinder head)５０が固定されている。
　吸入マフラ５２は、ＰＢＴ(Poly Butylene Terephthalate)などの樹脂で成型され、内部に消音空間を形成し、シリンダヘッド５０に取り付けられている。
　次に、スラストボールベアリングについて説明する。
　図７において、主軸受２６は、軸心と直角な平面部であるスラスト面６０と、スラスト面６０よりさらに上方に延長され、主軸部２０に対向する内面を有する管状延長部６２とを有している。
　そして、管状延長部６２の外径側に、上レース６４が配置され、上レース６４の下側に、ホルダー部６８に保持されたボール６６、下レース７０、および支持部材７２が配置されている。これらの配置により、スラストボールベアリング７６が構成されている。
　上レース６４および下レース７０は、環状で金属製の平板であり、上下の面が平行である。また、ホルダー部６８は環状の形状をなし、周方向に設けた複数の穴部にボール６６を転動自在に収納している。
　支持部材７２は、図８に示すとおり、環状の金属板に、下側の突起７２ａ、７２ｂと、上側の突起７２ｃ、７２ｄとを設けたものである。これらの突起は、同じ半径の曲面で形成され、下側の突起７２ａ、７２ｂの頂点を結ぶ線と、上側の突起７２ｃ、７２ｄの頂点を結ぶ線とが直角になるように配置されている。
　そして、スラスト面６０の上に、支持部材７２、下レース７０、ボール６６、および上レース６４の順に互いに接した状態で積み重なり、上レース６４の上面にシャフト１８のフランジ部７４が着座している。そして、支持部材７２は、下側の突起７２ａ、７２ｂが線接触の状態でスラスト面６０と接し、上側の突起７２ｃ、７２ｄが線接触の状態で下レース７０と接している。
　以上のように構成された圧縮機について、以下にその動作を説明する。
　電動要素１０に通電されると、固定子１４に発生する回転磁界により、回転子１６は主軸部２０とともに回転する。主軸部２０の回転により、偏心軸部２２が偏心運動し、偏心軸部２２の偏心運動が連結手段３６を介してピストン３０に伝えられ、ピストン３０はシリンダ３４内で往復動する。
　密閉容器２外の冷凍サイクル（図示せず）より戻った冷媒は、吸入マフラ５２を経由して圧縮室４８内へ導入される。そして、圧縮室４８内でピストン３０により圧縮され、圧縮された冷媒は、密閉容器２から冷凍サイクル（図示せず）へ送出される。
　また、シャフト１８下端は潤滑油４に浸漬しており、シャフト１８が回転することにより、潤滑油４が給油機構２８により圧縮要素１２の各部に供給され、摺動部の潤滑を行う。
　次に、スラストボールベアリング７６について説明する。
　スラストボールベアリング７６は、ボール６６が上レース６４および下レース７０と点接触の状態で転がる転がり軸受であり、シャフト１８や回転子１６の自重などの垂直方向の荷重を支持しながら回転が可能である。転がり軸受は、一般的に用いられている滑り軸受の形式のスラストベアリングより摩擦が少なく、近年高効率化を目的に採用されることが増えてきている。
　管状延長部６２の外径面により内径部が位置決めされたホルダー部６８により、ボール６６は、一定の半径上にて上レース６４と下レース７０との間を転動する。上レース６４と下レース７０とは、ともに平板状なので水平方向の位置を規制する機能はないため、上レース６４と下レース７０双方の水平方向の位置が若干ずれても、水平方向に余分な作用力を生じることはない。
　また、片持ち軸受の構成では、シャフト１８は圧縮による荷重などにより、主軸部２０と主軸受２６との隙間の範囲でわずかに傾斜することが避けられない。そのため、支持部材７２により上レース６４と下レース７０とは平行な状態を維持して、各ボール６６へ作用する荷重を均等にし、スラストボールベアリング７６の寿命の低下を防止している。
　図９は、特許文献２に記載された従来のスラストボールベアリングの断面図である。
　図９において、ボール１６６がホルダー部１６８により保持され、上レース１６４と下レース１７０との間に配置されることで、スラストボールベアリング１７６が構成されている。上レース１６４と下レース１７０のボール１６６との接触部には、それぞれ軌道溝１６５、１７１が設けられており、ボール１６６はこれらの軌道溝１６５、１７１の底部を転動する。その結果、ボール１６６と軌道溝１６５、１７１の接触点の接触面積が実質的に大きくなり、面圧が低い状態になることから、スラスト方向に大きな荷重が作用した際の耐久性が向上する。したがって、この種のスラストボールベアリングは、通常の冷蔵庫用圧縮機のスラスト軸受に作用する荷重１０～２０Ｎに比べ、遥かに大きな荷重が作用する用途に用いられる場合が多い。
特開２００５－５００４７６号公報 特開２００４－３４０２９０号公報
　しかしながら、上記従来の圧縮機の構成では、スラストボールベアリングの信頼性を確保するための給油に課題があった。
　図７に示すスラストボールベアリング７６への給油方法とその課題について、以下に説明する。
　第１の給油方法は、潤滑油４を、主軸受２６の上端の管状延長部６２と上レース６４との隙間７８から、上レース６４の下側のボール６６との摺動部へ供給する方法である。
　ところが、潤滑油４をスラストボールベアリング７６より上方の偏心軸部２２へ確実に、しかも潤沢に供給するため、隙間７８を小さく設定する必要がある。しかし、このようにすると、隙間７８からスラストボールベアリング７６へ供給される潤滑油４の量は少ないものになる。
　さらに、上レース６４がシャフト１８とともに高速で回転しているため、上レース６４の下面にわずかに付着した潤滑油４は、上レース６４の下側表面にほとんど留まることなく、遠心力で外側へ飛散する。したがって、ボール６６との接触部に供給される潤滑油は少なくなる。
　第２の給油方法は、偏心軸部２２の上端などから飛散した潤滑油４を、シリンダブロック２４などの部品に跳ね返らせ、スラストボールベアリング７６の外径側に付着させて給油する方法である。
　ところが、偏心軸部２２上端からの潤滑油４の飛散の方向には、ある程度のバラツキが生じる上に、スラストボールベアリング７６のうち、上レース６４とホルダー部６８とが回転しているため、これらの外径側に潤滑油４が付着しても、遠心力で外側へ飛散してしまう。
　一方、下レース７０は回転しないので、潤滑油４の飛沫が下レース７０の表面に付着した場合、遠心力は作用せず、表面に潤滑油４が留まることになる。ボール６６は、ホルダー部６８によって、主軸部２０の中心から同じ半径の位置に配置されるので、下レース７０とボール６６との接触領域は、環状の非常に小さい幅に限られる。したがって、下レース７０のボール６６が転動する部位に付着した少ない潤滑油４のみが潤滑に寄与することになる。
　以上のように、冷蔵庫用の圧縮機に用いたスラストボールベアリングは、長期間に亘ってメンテナンス無しで使用されるため、高い耐久性が要求されるにもかかわらず、少量の潤滑油４にて潤滑される構成になっていた。
　しかも、近年、圧縮機の摺動損失低減を目的に、主軸部や偏心軸部、ピストンなどの摺動部の粘性摩擦を低減するため、低粘度の潤滑油の採用が進んでいる。このような低粘度の潤滑油を用いた場合、スラストボールベアリングの摺動部の油膜維持が困難になることから、スラストボールベアリングの信頼性確保のためには、潤沢に潤滑油を供給することが課題となっていた。
　また、特許文献２に記載のスラストボールベアリング１７６のように、上レース１６４と下レース１７０とにそれぞれ軌道溝１６５、１７１を設けたものでは、ボール１６６が軌道溝１６５、１７１の底を転動するため、上レース１６４と下レース１７０の取付け位置や軌道溝１６５、１７１の位置にずれが生じると、半径方向に作用力が生じることになる。かかる場合は、スラストボールベアリングの耐久性に悪影響を与えるばかりではなく、他の摺動部での摩擦や摩耗の原因となるという課題があった。
　本発明は、上記従来の課題を解決するもので、より多くの潤滑油をボールとレースとの摺動部に供給し、スラストボールベアリングの摺動部の温度上昇を防止することで、摺動部の潤滑油の粘度低下を防止し、信頼性の高い圧縮機を実現することを目的とする。
　また、水平方向の位置ずれよる作用力の発生を防止し、摩擦や摩耗の発生を低減することを目的とする。
　上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機のスラストボールベアリングは、ホルダー部に保持された複数のボールと、ボールの上下にそれぞれ配設された上レースと下レースとを備え、ボールが下レースを転動する部位に軌道溝を設けたものである。
　したがって、軌道溝によって下レース表面に付着した潤滑油がボールと下レースの接触部へ集められ、ボール表面へ潤沢に潤滑油を供給することができる。その結果、スラストボールベアリングの摺動部の温度上昇を防止し、摺動部の潤滑油の粘度低下を防止してボールベアリングの摩耗を防止することができる。
　本発明の密閉型圧縮機は、下レース表面に設けた軌道溝により、ボール表面に潤滑油を潤沢に供給することで、スラストボールベアリングの摺動を良好な状態で維持し、また、スラストボールベアリングの水平方向の位置ずれによる作用力の発生を防止することで、摩耗の発生を防止し、信頼性の高い圧縮機を実現することができる。
図１は本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図である。 図２は同実施の形態１における密閉型圧縮機の図１のＡ部拡大断面図である。 図３は同実施の形態１における密閉型圧縮機の支持部材の外観図である。 図４は同実施の形態１における密閉型圧縮機の異なる構成を示す縦断面図である。 図５は同実施の形態１における密閉型圧縮機の図４のＢ部拡大断面図である。 図６は従来例を示す密閉型圧縮機の縦断面図である。 図７は同密閉型圧縮機の要部拡大断面図である。 図８は同密閉型圧縮機における支持部材の外観図である。 図９は異なる従来例における密閉型圧縮機に用いられるスラストボールベアリングの断面図である。
　第１の発明は、潤滑油を貯溜する密閉容器と、前記密閉容器内に収容され、固定子と回転子とを備えた電動要素と、前記密閉容器内に収容され、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを備え、前記圧縮要素は、前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動するピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段と、前記シリンダブロックに設けられ、かつ前記主軸部を軸支する主軸受と、前記主軸受のスラスト面に配設されたスラストボールベアリングとを備え、前記スラストボールベアリングはを、ホルダー部に保持された複数のボールと、前記ボールの上下にそれぞれ配設された上レースおよびと下レースと、を備え前記下レースにおける前記ボールが転動する部位に軌道溝が設けられる、密閉型圧縮機である。
　かかる構成とすることにより、下レース表面に設けた軌道溝によってボール表面に潤滑油を潤沢に供給することができ、スラストボールベアリングの摺動を良好な状態で維持することができる。また、スラストボールベアリングの水平方向の精度不良に起因する作用力の発生を防止し、摩耗の発生を防止して信頼性の高い圧縮機を実現することができる。
　第２の発明は、第１の発明において、前記下レースとスラスト面との間に、前記下レースの傾斜を許容する支持部材が配設されるものである。
　かかる構成とすることにより、請求項１に記載の発明の効果に加えて、下レースの軌道溝以外の部分の板厚が大きいことから曲げ剛性が高く、支持部材により下レースが一部分しか支持されない状態となった場合でも、下レースのたわみを軽減し、ボールと上レースおよび下レースを均一に接触させることができるので、スラストボールベアリングの信頼性を向上することができる。
　第３の発明は、第１または第２の発明において、前記スラストボールベアリングの周囲に、前記密閉容器内の空間に飛散した潤滑油の一部を前記下レース側へ導く傾斜面が設けられるものである。
　かかる構成とすることにより、シリンダブロックに付着した潤滑油が傾斜面に沿って下レースに供給されるので、ボールベアリングへの給油量が増加することで、ボールと下レースの接触部に常に新しい潤滑油を潤沢に供給できるので、スラストボールベアリングの信頼性を向上することができる。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図である。図２は、図１のＡ部であるスラストボールベアリングの要部拡大図である。
　図１および図２において、密閉容器２０２の内部には、底部に潤滑油２０４を貯留し、さらに、圧縮機本体２０６が、サスペンションスプリング２０８によって懸架されている。また、密閉容器２０２には、温暖化係数の低い冷媒であるＲ６００ａ（イソブタン）が充填されている。
　圧縮機本体２０６は、電動要素２１０と、これによって駆動される圧縮要素２１２とからなり、密閉容器２０２には、電動要素２１０に電源を供給するための電源端子２１３が取り付けられている。
　まず、電動要素２１０について説明する。
　電動要素２１０は、薄板を積層した鉄心に銅製の巻線が巻かれて形成される固定子２１４と、固定子２１４の内径側に配置される回転子２１６とを備え、固定子２１４の巻線が電源端子２１３を経由して圧縮機外の電源（図示せず）と導線によって接続されている。
　次に、圧縮要素２１２について説明する。
　圧縮要素２１２は、電動要素２１０の上方に配設されている。
　圧縮要素２１２を構成するシャフト２１８は、主軸部２２０と、主軸部２２０に対して平行な偏心軸部２２２とを備え、主軸部２２０の上端部と偏心軸部２２２の下端部とが、フランジ部２７４を介して接続されている。また、主軸部２２０には、回転子２１６が焼き嵌めなどの適宜手段によって固定されている。
　また、圧縮要素２１２はシリンダブロック２２４を備えている。該シリンダブロック２２４は、円筒形の内面を有する主軸受２２６を備え、その主軸受２２６に、主軸部２２０が回転自在な状態で挿入され、支持されている。そして、圧縮要素２１２は、偏心軸部２２２に作用した荷重を、偏心軸部２２２の下側に配置された主軸部２２０と主軸受２２６とによりで支持する片持ち軸受の構成になっている。
　また、シャフト２１８は、主軸部２２０の表面に設けた螺旋状の溝などからなる給油機構２２８を備えている。
　また、シリンダブロック２２４は、円筒状を成して内部に円柱状の穴部を形成するシリンダ２３４を備えており、ピストン２３０がシリンダ２３４の穴部に往復自在に挿入されている。
　また、連結手段２３６は、その両端に設けた穴部が、それぞれピストン２３０に取付けられたピストンピン２３８と偏心軸部２２２とに嵌挿されることで、偏心軸部２２２とピストン２３０とを連結している。
　シリンダ２３４の端面には、バルブプレート２４６が取り付けられ、シリンダ２３４およびピストン２３０とともに圧縮室２４８を形成する。さらに、バルブプレート２４６を覆って蓋をするようにシリンダヘッド２５０が固定されている。圧縮室２４８へは、密閉容器２０２内の冷媒が吸入マフラ２５２を介して供給される。該吸入マフラ２５２は、ＰＢＴ(Poly Butylene Terephthalate)などの樹脂で成型され、内部に消音空間を形成し、シリンダヘッド２５０に取り付けられている。
　次に、スラストボールベアリングについて説明する。
　主軸受２２６は、軸心と直角な平面部であるスラスト面２６０と、スラスト面２６０よりさらに上方に延長され、主軸部２２０に対向する内面を有する管状延長部２６２とを有している。スラスト面２６０は、管状延長部２６２を周回するように形成されている。
　そして、管状延長部２６２の上側に上レース２６４が配置され、管状延長部２６２の外径側かつ上レース２６４の下側に、ホルダー部２６８に保持されたボール２６６、下レース２７０、および支持部材２７２が配置される。この結果として、スラストボールベアリング２７６が構成されている。
　上レース２６４は、環状で金属製の平板であり、望ましくは熱処理を行ったバネ鋼などで形成され、上下の面が平行で、かつ表面は平滑に仕上げられている。上レース２６４の内径は管状延長部２６２の外径より小さく、ほぼ管状延長部２６２の内径と同じ寸法となっている。
　下レース２７０も同じく環状の金属製の平板であり、管状延長部２６２に外嵌しており、ボール２６６が転動する部位に、即ち、幅方向（径方向）の中央付近に、環状の軌道溝２７１が設けられている。軌道溝２７１は、ボール２６６の半径よりわずかに大きい円弧状の断面を有している。
　ホルダー部２６８は、ポリアミドなどの樹脂材料で形成され、環状の形状をなし、上レース２６４と下レース２７０との間で管状延長部２６２に外嵌している。ホルダー部２６８は、ボール２６６が転動自在に収納される複数の穴部を、周方向に沿って有している。
　支持部材２７２は、図３に示すとおり、環状の金属板に、下側へ突出する突起２７２ａ、２７２ｂと、上側へ突出する突起２７２ｃ、２７２ｄとを設けたものである。これらの突起２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、２７２ｄは、側面視で（支持部材２７２の径方向から見て）同じ半径の曲面で形成され、下側の突起２７２ａ、２７２ｂの頂点を結ぶ線と、上側の突起２７２ｃ、２７２ｄの頂点を結ぶ線とが直角に交わるように配置されている。本実施の形態では、環状の支持部材２７２のある直径の両端に突起２７２ａ，２７２ｂが形成され、これに直交する別の直径の両端に突起２７２ｃ，２７２ｄが形成されている。このような支持部材２７２により、ピストン２３０の往復動に伴って下レース２７０の姿勢が傾斜するのが許容される。
　そして、スラスト面２６０の上に、支持部材２７２、下レース２７０、ホルダー部２６８に支持されたボール２６６、および上レース２６４が、この順に互いに接した状態で積み重なり、上レース２６４の上面にシャフト２１８のフランジ部２７４が着座している。そして、支持部材２７２は、下側の突起２７２ａ、２７２ｂが線接触の状態でスラスト面２６０と接し、上側の突起２７２ｃ、２７２ｄが線接触の状態で下レース２７０の下面と接している。また、ボール２６６は、その下方においては下レース２７０の上面に形成された曲面状の軌道溝２７１に接触し、その上方においては上レース２６４の平坦な下面に接触している。
　シリンダブロック２２４は、スラストボールベアリング２７６が配置されるスラスト面２６０の外径側に、すり鉢状の傾斜面２８０を形成している。傾斜面２８０の内周部２８０ａは、下レース２７０の上面外周部に近接している。
　より詳説すると、傾斜面２８０はスラストボールベアリング２７６を取り囲むように、その外周囲に環状に形成されている。傾斜面２８０は、外側部分からスラストボールベアリング２７６に近づく内側部分へ向かうに従って下方へ向かうように、直線的に傾斜している。また、図１に示すように、傾斜面２８０の外周部は、シャフト２１８の回転に伴う偏心軸部２２２の周回領域よりも外側に位置している。一方、傾斜面２８０の内周部２８０ａについて見ると、傾斜面２８０の仮想延長線が下レース２７０の上面とホルダー部２６８の下面との間に至るように、傾斜面２８０は形成されている。
　また、傾斜面２８０の内周部２８０ａとスラスト面２６０の外周部とは、鉛直面状の壁面によって接続されている。従って、管状延長部２６２の外周面とスラスト面２６０と上記鉛直面状の壁面とによって、管状延長部２６２を周回する凹部が形成され、スラストボールベアリング２７６のうち少なくとも支持部材２７２及び下レース２７０は、この凹部に収容された状態となっている。
　なお、傾斜面２８０は、上記のように直線的に傾斜した構成に限られず、例えば図２に示す断面において円弧状に傾斜した構成としてもよい。また、傾斜面２８０の内周部２８０ａの位置も上記に限られないが、下レース２７０の上面の高さ位置以上に設定するのが好ましく、また、上レース２６４の下面の高さ位置以下に設定するのが好ましい。
　以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
　電源端子２１３より電動要素２１０に通電されると、固定子２１４に発生する磁界により、回転子２１６がシャフト２１８とともに回転する。主軸部２２０の回転に伴う偏心軸部２２２の偏心回転は、連結手段２３６によって往復運動に変換され、ピストン２３０をシリンダ２３４内で往復運動させる。そして、圧縮室２４８が容積変化することで、密閉容器２０２内の冷媒を圧縮室２４８内に吸入し、圧縮する圧縮動作を行う。
　この圧縮動作に伴う吸入行程において、密閉容器２０２内の冷媒は、吸入マフラ２５２を介して圧縮室２４８内に間欠的に吸入され、圧縮室２４８内で圧縮された後、高温高圧の冷媒となり、吐出配管２５４などを経由して密閉容器２０２からの冷凍サイクル（図示せず）へ送られる。
　また、シャフト２１８の下端は、潤滑油２０４に浸漬している。したがって、潤滑油２０４は、シャフト２１８が回転することにより、給油機構２２８によって圧縮要素２１２の上方に搬送される。そして、その搬送された潤滑油２０４の一部が偏心軸部２２２の上端から放出される。
　次に、スラストボールベアリング２７６について説明する。
　スラストボールベアリング２７６は、同じ大きさのボール２６６を、平らな上レース２６４と下レース２７０との間に複数個配置して、それぞれを点接触の状態で転がるようにすることで、摩擦を非常に小さくするものである。したがって、摺動損失の低減により圧縮機の効率が向上できる。
　スラストボールベアリング２７６への潤滑油２０４の供給は、主に偏心軸部２２２の上端などから飛散した潤滑油２０４が、シリンダブロック２２４などの部品に跳ね返るなどして、スラストボールベアリング２７６の外径（外周）側より供給されることで達成される。
　次に、スラストボールベアリング２７６への潤滑油２０４の供給について説明する。
　シリンダブロック２２４にすり鉢状の傾斜面２８０を形成することで、偏心軸部２２２の上端から飛散し、シリンダブロック２２４に付着した潤滑油２０４は、シリンダブロック２２４表面より傾斜面２８０を流れ落ち、最終的に傾斜面２８０の内周部２８０ａより下レース２７０の上面に供給される。また、空間を飛散した潤滑油２０４も、下レース２７０の上面近くに配置された傾斜面２８０に跳ね返り、下レース２７０の上面に供給されやすくなっている。
　下レース２７０の上面に多量に供給された潤滑油２０４は、下レース２７０の外径側から下レース２７０の下側へ流れ落ちるものもあるが、一定の割合は下レース２７０の上面の内径側へ流れ、軌道溝２７１へ流入し、軌道溝２７１の中央部へ集まる。
　軌道溝２７１内は、ボール２６６が常に転動しているので、軌道溝２７１の中央部分に集められた潤滑油２０４はボール２６６などに付着したり、ボール２６６により軌道溝２７１の外に押し出されたりする。
　そのため、軌道溝２７１では潤滑油２０４の流入と排出とを繰り返すので、軌道溝２７１には常に新しい潤滑油２０４が供給されることになる。したがって、ボール２６６と下レース２７０および上レース２６４の摺動部の温度を低く維持でき、摺動部の潤滑油２０４の粘度低下を防止できるので、油膜の破断が起こりにくくなり、スラストボールベアリング２７６の摩耗の発生を防止し、信頼性を向上することができる。
　さらに、軌道溝２７１を設けることで、圧縮機が停止中であっても潤滑油２０４が軌道溝２７１内に留まっているため、再び圧縮機が運転する際に、起動初期からスラストボールベアリング２７６のボール２６６を潤滑することができる。したがって、無潤滑状態での運転を回避することができ、摺動部の損傷を防止してスラストボールベアリング２７６の信頼性をさらに高めることができる。
　一方、上レース２６４には、下レース２７０のような軌道溝２７１を設けていない。仮に、上レース２６４側に軌道溝を設けた場合、溝を下向きに設けることになる。しかも、上レース２６４は、シャフト２１８と共に回転しているため、上レース２６４に付着した潤滑油２０４には遠心力が作用し、外側に跳ね飛ばされる。したがって、上レース２６４に軌道溝を設けた構成は、潤滑油２０４が溜まらないことから、スラストボールベアリング２７６の潤滑には寄与しないことになる。
　以上のように、下レース２７０に軌道溝２７１を設けることで、ボール２６６の表面に潤滑油２０４を潤沢に供給することができ、スラストボールベアリング２７６の摺動を良好な状態で維持し、スラストボールベアリング２７６の信頼性を向上することができる。
　また、上レース２６４に、下レース２７０のような軌道溝２７１を設けないことで、上レース２６４と下レース２７０の水平方向の相対位置に自由度を持たせることができる。
　すなわち、上レース２６４と下レース２７０とは、概ね同心になるように組み立てられているが、各部品の精度や組み付けの誤差により、互いの中心に位置ずれが生じる場合がある。
　また、圧縮荷重が作用してシャフト２１８が傾斜した場合に、上レース２６４に対して下レース２７０が平行になり、ボール２６６と均等に接触するように、下レース２７０は支持部材２７２により支持されている。ところが、下レース２７０が傾斜する場合には、支持部材２７２の上下面に設けた曲面と下レース２７０およびスラスト面２６０との接点において互い転がるように傾斜する。このため、下レース２７０の中心位置が、当初の位置からずれてしまうことになる。
　上レース２６４と下レース２７０との双方に軌道溝を設けた場合、ボール２６６が両方の軌道溝内で転動するためには、上レース２６４と下レース２７０との双方の軌道溝が平行かつ共通の中心軸を有している必要がある。ところが、上述のように軌道溝同士の中心がずれた場合、スラストボールベアリング２７６のボール２６６と上レース２６４、および下レース２７０の間の接触荷重が増大したり、下レース２７０に対して上レース２６４が、互いの軌道溝が同心になるように移動しようとして、シャフト２１８に半径方向の荷重を作用させたりすることで、各摺動部における摩擦や磨耗の原因になる可能性があった。
　ところが、本実施の形態１の構成であれば、下レース２７０に軌道溝２７１を設けており、ボール２６６は軌道溝２７１内を転動するので、下レース２７０に対してボール２６６の転動する位置は変化しない。
　一方、上レース２６４には軌道溝がないため、ボール２６６は上レース２６４上の任意の位置を転動可能である。したがって、上レース２６４とボール２６６との間には鉛直方向の力は作用するが、水平方向の力は作用しない。その結果、スラストボールベアリング２７６全体としては、水平方向の誤差を吸収できる自由度を有することになる。
　このように、スラストボールベアリング２７６における水平方向の位置ずれによる作用力の発生を防止することで、摩耗の発生を防止し、信頼性の高い圧縮機を実現することができる。
　また、下レース２７０は、支持部材２７２と２箇所で線接触した状態で支持されているが、下レース２７０が仮に単純な薄板で形成され、曲げ剛性が低い場合には、支持部材２７２によって支持されない部分が大きく変形し、ボール２６６と上レース２６４や下レース２７０の接触荷重が不均一になることで、一部のボール２６６に大きな荷重が作用して損傷の原因になり得る。
　ところが、本実施の形態１の構成によれば、下レース２７０の軌道溝２７１を設けているので、軌道溝２７１の底の部分に比べ、軌道溝２７１以外の部分は板厚が大きく、下レース２７０は全体として曲げ剛性が高くなる。その結果、支持部材２７２によって下レース２７０が一部分しか支持されない状態となった場合でも、下レース２７０のたわみを防止しながら傾きを吸収し、ボール２６６と上レース２６４および下レース２７０を均一に接触させることができる。したがって、スラストボールベアリング２７６の信頼性を向上することができる。
　なお、上述の構成においては、シリンダブロック２２４の管状延長部２６２の周囲に形成した環状の凹部内にスラストボールベアリング２７６を配置し、その周囲に傾斜面２８０を形成する構成としたが、図４、図５に示すように、傾斜面２８０を形成したすり鉢状のガイド部材３００を、スラストボールベアリング２７６を囲むように配置してもよい。
　ここで、図１乃至図３と同じ構成要件については、同一の符号を付して説明を省略する。
　かかる構成の場合は、傾斜面２８０より潤滑油をスラストボールベアリング２７６へ導くことができ、潤滑については、上述の構成と同様の作用効果が期待できる。
　また、図４、図５の構成は、スラスト面２６０が、広く確保されているシリンダブロック２２４の構成に適している。しかも、シリンダブロック２２４と別部材であるため、異なる材料から形成することができ、汎用性も得られ、安価にして潤滑油によるスラストボールベアリング２７６の潤滑状態を確保し、信頼性を高めることができる。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、スラストボールベアリングを用いて、性能と信頼性とを向上できるので、家庭用電気冷凍冷蔵庫に限らず、エアーコンディショナー(air conditioner)、自動販売機やその他の冷凍装置等に広く適用できる。
　２０２　密閉容器
　２０４　潤滑油
　２１０　電動要素
　２１２　圧縮要素
　２１４　固定子
　２１６　回転子
　２１８　シャフト
　２２０　主軸部
　２２２　偏心軸部
　２２４　シリンダブロック
　２２６　主軸受
　２３０　ピストン
　２３６　連結手段
　２４８　圧縮室
　２６０　スラスト面
　２６４　上レース
　２６６　ボール
　２６８　ホルダー部
　２７０　下レース
　２７１　軌道溝
　２７２　支持部材
　２７６　スラストボールベアリング
　２８０　傾斜面

Claims (3)

  1. 　潤滑油を貯溜する密閉容器と、
    　前記密閉容器内に収容され、固定子と回転子とを備えた電動要素と、
    　前記密閉容器内に収容され、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを備え、
    　前記圧縮要素は、
    　前記回転子が固定された主軸部と偏心軸部とを有するシャフトと、
    　圧縮室を備えたシリンダブロックと、
    　前記圧縮室内で往復運動するピストンと、
    　前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段と、
    　前記シリンダブロックに設けられ、かつ前記主軸部を軸支する主軸受と、
    　前記主軸受のスラスト面に配設されたスラストボールベアリングと、
    　を備え、
    　前記スラストボールベアリングは、
    　ホルダー部に保持された複数のボールと、
    　前記ボールの上下にそれぞれ配設された上レースおよび下レースと、
    　を備え、
    　前記下レースにおける前記ボールが転動する部位に軌道溝が設けられる、
    密閉型圧縮機。
  2. 　前記下レースとスラスト面との間に、前記下レースの傾斜を許容する支持部材が配設される、請求項１に記載の密閉型圧縮機。
  3. 　前記スラストボールベアリングの周囲に、前記密閉容器内の空間に飛散した潤滑油の一部を前記下レース側へ導く傾斜面が設けられる、請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
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