JP2000291551A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は密閉型電動圧縮機における給油シス
テムに関し、摺動ロスを低減できる比較的小径で遠心力
の小さな回転軸を採用しても十分な給油量を確保するこ
とを目的としている。 【解決手段】 回転軸の下端に円筒ボアを設け、このボ
ア内に給油ポンプを装着し、円筒ボアの上端には中心を
含むように下端が開口し、上端が軸受下方に達する傾斜
通路と円筒通路を併せて設けたもので、給油ポンプ内の
全内周壁にある油を円滑に傾斜通路に集合させ油量の増
大を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍・冷蔵装置に
使用されるコンプレッサに関し、更に詳しくは、コンプ
レッサ内の回転摺動部にケーシング内に貯溜したオイル
を回転軸を利用して供給する給油・潤滑システムに関す
る。本発明は多量のオイルを比較的小径の回転軸で効率
良く、汲み上げることのできるコンプレッサを如何に作
るかということに関連するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンプレッサの潤滑オイルのポンプシス
テムは、これまでに多くの構成が提案されているが、省
エネルギー化に対し、回転軸の軸径を小さく設定し、摺
動ロスを低減すると、オイルを汲み上げるための遠心力
が低下するため、オイルの必要な揚程、並びに油量が低
下する問題が発生する。この問題は、低入力を得るため
に低粘度のオイルを採用するときは、回転摺動部の発
熱、及びオイル自体の冷却の観点から一層問題となる。

【０００３】以下、従来の技術を説明する。

【０００４】従来、かかる冷媒圧縮機の構成として、図
８に示す特公昭６２−４４１０８号公報がある。以下、
図８を参照しながら、説明する。圧縮機本体ａは密閉容
器ｂ内に収納されており、フレームｃを中核に、下部に
電動機ｄ、上部に圧縮機後部ｅを配置している。ｆは回
転軸でありフレームｃの軸受部ｇ内に貫挿され、外径部
は電動機ｄの回転子ｈに固着される一方、圧縮機構部ｅ
とは偏芯軸ｉを介してピストンｊのスライダーｋと係合
し、周知の圧縮動作を行う。

【０００５】回転軸の内部には、その下端より比較的小
径の傾斜した傾斜孔１が軸受部ｇの下端近傍まで延びて
おり、横孔ｍにより回転軸ｆの外周に開口している。回
転軸ｆの軸受部ｇ内に位置する部分には、スパイラル溝
ｎが形成され、その下端は横孔ｍと連通し、上端は、偏
芯軸ｉに設けた縦孔ｏの下端がスラスト軸受摺動面ｐに
開口し、かつ同時に横孔ｑに交わるように、換言すれ
ば、回転軸表面に孔の一部が直接開口する構成を呈して
いる。

【０００６】また、他の従来例として、図９に示すよう
に特公平１−４７６３２号公報には、回転軸ｒと同芯の
比較的大径の円筒孔ｓが形成され、円筒孔の上端近傍に
軸受部内に位置する螺旋溝ｔに横孔ｕで連通し、回転軸
の下方にはコーン形状のポンプ部材ｖが固定してあるポ
ンプシステムが開示されている。

【０００７】さらにまた、他の従来例として、図１０に
示すように実公昭５１−１９２０４号公報には、回転軸
の下端にコーン形状のポンプ部材ｗを配置し、このポン
プ部材を挿入するボアｘの上端周縁より小径の傾斜孔ｙ
を連接し、軸受部内に位置する螺旋溝（図示せず）に前
記傾斜孔ｙを連続的に接続したものが示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例においては、給油ポンプの油量の観点から見る
と、下端から直接斜め上方に延びた傾斜孔１内のオイル
は、オイル溜めの油面よりわずかに上方の位置におい
て、直ちに傾斜孔１内面の外周側のみにオイルが遠心力
により、偏きされるため、オイルの上昇力の点では良好
であるが、油量の点から劣勢である。

【０００９】また、第２の先行例においては、遠心ポン
プの揚程を上げるためには、円筒孔ｓの直径を増加する
必要があり、必然的に回転軸ｒの径が大きくなり、回転
摺動損失が増加するので、低摺動損失の回転軸、即ち、
より小径の回転軸を採用する上では不利となる。

【００１０】更にまた、第３の先行例においては、円筒
コーン状のポンプ部材ｗと小径の傾斜孔ｙを組み合わせ
たものであるが、ポンプ部材ｗから傾斜孔ｙにオイルが
流れ込む時、傾斜孔の開口する範囲が円筒孔の中心より
片側のみに存在するため、円筒ポンプ能力を十分に傾斜
孔に伝達することにならず、油量面で十分とはいえない
ものであった。

【００１１】本発明は従来の問題点をなくすために、省
エネルギーのために低損失の比較的小径の軸で、かつ低
粘度のオイルを採用しても、十分な揚程、並びに油量を
得られ、また作業性が良く、組立バラツキの出にくいポ
ンプシステムを得ることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、密閉容器内
に、圧縮機構部を備えたブロックと、このブロックの下
部に配置した電動モータと、前記ブロックの軸受に回転
自在に設けた比較的小径の回転軸を有し、この回転軸の
軸受上方にはシリンダ内のピストンを動作さすコンロッ
ドが係合する偏芯軸を備えており、前記回転軸より小径
の給油ポンプが前記回転軸の下端に形成した円筒ボア内
に支持されている。この円筒ボアの上端には中心を含む
ように下端が開口し、上端が前記軸受の下方に達するよ
うに、下方から上方へかけて外側に傾斜した傾斜通路と
前記回転軸の軸芯に平行な円筒通路が併せて設けられて
おり、更に、前記軸受内面に位置する前記回転軸の外周
面にはスパイラル溝が形成され、このスパイラル溝の上
端は偏芯軸に設けた偏芯通路で直接、あるいは上部横通
路にて連結し、かつ、前記円筒ボア内に連接する給油ポ
ンプを備えてなるものである。

【００１３】また、給油ポンプ内にはディバイダーが挿
入係止され、給油ポンプが挿入嵌合する円筒ボアの上端
と前記ディバイダーの下端間にディバイダーの存在しな
い空間を設けたものである。

【００１４】また、ディバイダーは上下対称形状をな
し、端部の略中央に略半月状の切欠を有する。また、長
手方向のやはり中央付近の幅をわずかに大きくなし圧入
部を形成し、給油ポンプ内に圧入固定してなるものであ
る。

【００１５】また、円筒ボアの直径と傾斜通路の直径の
比を１：０．６〜０．８に設定してなるものである。

【００１６】かかる構成において、給油ポンプ及び円筒
ボア内のオイルは遠心力により周知の放物線状の自由表
面をなし、オイルは円筒ボア全周に及んでいる。円筒ボ
アの上端から上方にかけて、傾斜通路と円筒通路の併用
通路の断面積は徐々に、かつ連続的に大きくなる。即
ち、前記併用通路の断面積の形状としては、円筒ボアの
上端と併用通路の接合部は円形状であるが、それより上
方にかけて、円形状の一端に連続的に断面積が増加する
曲面からなる溝形状が付与されることになる。そして、
円筒ボアの上端から前記併用通路にかけて、オイルは傾
斜通路軸芯から見て、回転軸の外表面に近い外周側に流
れ込む。このとき同時に円筒ポンプ内のオイルにおい
て、反傾斜側、即ち、軸芯に平行な円筒外周面のオイル
は、回転による遠心力により、前記溝形状部分に流入す
る。

【００１７】また、ディバイダーの上方に空間を形成す
ることにより、ディバイダーの挿入角度と傾斜通路の相
対的な角度依存性が緩和される。

【００１８】また、ディバイダーの両端部に設けた略半
月状の切欠により、ディバイダーの特に下端が給油ポン
プ入口孔の中心とずれても、前記給油ポンプ入口孔の分
割された２個の流入口の開口比が変わることがない。

【００１９】また、長手方向の中央付近の幅を大きくす
ることにより、ディバイダーの挿入圧力方向がなく、か
つディバイダーの湾曲が極めて少なく組立ができる。

【００２０】また、円筒ボアの直径と傾斜通路の直径の
比を１：０．６〜０．８にすることにより、傾斜通路に
よるオイルの上方への持ち上げ能力を最大限に発揮させ
ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施の形態を示す
図面を参照しながら説明する。

【００２２】１は上下密閉容器２内に電動モータ３と圧
縮機構４をブロック５にて一体化したコンプレッサユニ
ット６を収納した密閉型電動圧縮機である。７はブロッ
ク５の軸受部８に枢止した回転軸で比較的小径（例えば
直径１６〜１８ｍｍ程度）であり、上端の偏芯軸９には
コンロッド１０の大端部が連結され、小端部にはピスト
ンピン１１によりシリンダ１２内で摺動するピストン１
３が連結してある。１４は吸入孔，吸入バルブ，吐出
孔，吐出バルブ（いずれも図示せず）を備えたバルブプ
レート、１５は内部に吸入室，吐出室（いずれも図示せ
ず）を区分けしたシリンダヘッドで、１６は吸入マフラ
ーである。

【００２３】１７は回転軸７の下端に設けた回転軸７よ
り小径（例えば８〜１４ｍｍ程度）の円筒ボア１８に圧
入した給油ポンプである。１９は円筒ボア１８の上端よ
り斜めに、かつ上方に延びた傾斜通路であり、その直径
は円筒ボア１８よりやや小径（例えば５〜１２ｍｍ程
度）で、その内径内に円筒ボア１８の中心を含むよう
に、かつ外周面の下端の一部が円筒ボア１８に内接する
が如く近接して位置している。３１は円筒ボア１８の上
端より、上方に延びた前記円筒ボア１８の軸芯に平行な
円筒通路であり、その直径は円筒ボアよりもやや小径
（例えば円筒ボア肉厚分を差し引いた径、８〜１４ｍｍ
程度）で、外周面の下端が円筒ボア１８に内接するが如
く位置している。

【００２４】さらに、その傾斜通路と円筒通路の併用通
路の上端は軸受８下方に達するように、かつ回転軸７の
外周面に接近するように配列してある。２０はスパイラ
ル溝であり、下部横孔２１にて傾斜通路１９と円筒通路
３１の併用通路と連通する。スパイラル溝２０の上端は
偏芯軸９内の偏芯通路２３に上部横孔２４に連通してあ
る。

【００２５】２６は給油ポンプ１７内に圧入固定した薄
板からなるディバイダーで、上下端には略半月状の切欠
２７を有し、上下の方向性がなくなるように上下対称に
形成してある。２８は略中間位置をわずかに幅広に形成
した圧入部である。また２９は給油ポンプ１７の底部中
央に設けた入口孔である。

【００２６】次に、図４，図５を参照しながら油の挙動
について説明する。

【００２７】回転軸７の回転により、給油ポンプ１７内
にはオイル３０の上昇が、その内周壁全域にわたって形
成される。そして、傾斜通路１９には、Ａ部のオイルが
直接流入すると共に、円筒道路３１外周面側のＢ部のオ
イルは、円筒通路の壁面を上方へ吸い上げられ、回転軸
の回転により図中矢印で示すような流れＣを作りだし、
傾斜通路の１９の外周壁側流れＤへ合流する。即ち、本
発明品は、従来のものに比べ、給油ポンプ１７内の全域
から傾斜通路１９と円筒通路３１からなる併用通路への
流れを作り出す作用をなす。

【００２８】また、図７は本発明者らが行った同一の直
径をもつ回転軸を利用して、従来と本発明品の回転軸の
回転数と給油量の相関を計測して得たデータである。図
８に示す従来例１と、図９に示す従来例２と本発明品で
は、いずれも本発明品が優れている。

【００２９】ここで、本発明品は、円筒ボアの直径と傾
斜通路の比を１：０．６〜０．８としている。円筒ボア
の直径を１としたときの傾斜通路の直径比が０．６より
も小さい場合、傾斜通路の直径が円筒ボアの中心を含ま
ず、十分なオイル持ち上げ能力を発揮することができな
い。

【００３０】従って、図１０のモデルは傾斜通路の下端
が一片寄りにしか開口していないため、給油ポンプ内周
の一部のオイルしか傾斜通路に導かれず、本発明品より
特性が劣化するものと思われる。

【００３１】一方、直径比が０．８よりも大きい場合、
傾斜通路の上端面と回転軸外表面からなる肉厚が極端に
小さくなり、生産加工の際、食い破れが生じ、量産性が
悪化する。この量産性の悪化を防止するために、傾斜通
路の傾き角度をより小さくすると、傾斜通路のもつオイ
ル持ち上げ能力を十分に発揮することができなくなる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上記した構成により、比較的小
径の回転軸を利用しても、給油ポンプのもつ給油能力を
傾斜通路と円筒通路の併用通路に少ない損失で導くこと
が可能で、高効率の圧縮機を得ることができる。

【００３３】また、ディバイダーの上方にディバイダー
の存在しない空間を設けることにより、ディバイダーの
挿入角度と傾斜通路の相対角度の影響を除去し、組立作
業性を向上できる。

【００３４】また、ディバイダーの略半月状の切欠及び
圧入部によりディバイダーと給油ポンプの入口孔の不均
等分割による給油量のバラツキが防止でき、作業性の向
上、ひいては安価な圧縮機の提供が可能となる。

【００３５】また、円筒ボアの直径と傾斜通路の比を
１：０．６〜０．８に設定することにより、傾斜通路と
円筒通路の併用通路によるオイル持ち上げ能力を最大限
に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す密閉型電動圧縮機
の断面図

【図２】同実施の形態の要部拡大断面図

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図

【図４】同実施の形態の動作状況を示す図２相当の断面
図

【図５】同実施の形態の動作状況を示す模式的斜視図

【図６】同実施の形態のディバイダーの斜視図

【図７】同実施の形態及び従来例の回転数と油量を示す
特性図

【図８】従来例１を示す断面図

【図９】従来例２を示す断面図

【図１０】従来例３を示す断面図

【符号の説明】 ２ 密閉容器 ３ 電動モータ ４ 圧縮機構部 ５ ブロック ７ 回転軸 ９ 偏芯軸 １０ コンロッド １２ シリンダ １３ ピストン １７ 給油ポンプ １８ 円筒ボア １９ 傾斜通路 ２０ スパイラル溝 ３１ 円筒通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 泰彦 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H003 AA02 AB03 AC03 BD07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に、圧縮機構部を備えたブロ
   ックと、このブロックの下部に配置した電動モータと、
   前記ブロックの軸受に回転自在に設けた比較的小径の回
   転軸を有し、この回転軸の軸受上方にはシリンダ内のピ
   ストンを動作さすコンロッドが係合する偏芯軸を備えて
   おり、前記回転軸より小径の給油ポンプが前記回転軸の
   下端に形成した円筒ボア内に支持され、この円筒ボアの
   上端には中心を含むように下端が開口し、上端が前記軸
   受の下方に達するように、下方から上方へかけて外側に
   傾斜した傾斜通路と前記回転軸の軸芯に平行な円筒通路
   が併せて設けられており、更に、前記軸受内面に位置す
   る前記回転軸の外周面にはスパイラル溝が形成され、こ
   のスパイラル溝の下端は前記傾斜通路と交差する下部横
   孔路で連通し、スパイラル溝の上端は偏芯軸に設けた偏
   芯通路で直接、あるいは上部横通路にて連結してなる密
   閉型電動圧縮機。
2. 【請求項２】 密閉容器内に、圧縮機構部を備えたブロ
   ックと、このブロックの下部に配置した電動モータと、
   前記ブロックの軸受に回転自在に設けた比較的小径の回
   転軸を有し、この回転軸の上方にはシリンダ内のピスト
   ンを動作さすコンロッドが係合する偏芯軸を備えてお
   り、前記回転軸より小径の給油ポンプが前記回転軸の下
   端に形成した円筒ボア内に支持され、この円筒ボアの上
   端に下端が開口し、上端が前記軸受の下方に達するよう
   に、下方から上方へかけて外側に傾斜した傾斜通路と前
   記回転軸の軸芯に平行な円筒通路が併せて設けられてお
   り、更に、前記軸受内面に位置する前記回転軸の外周面
   にはスパイラル溝が形成され、このスパイラル溝の下端
   は前記傾斜通路と交差する下部横孔路で連通し、スパイ
   ラル溝の上端は偏芯軸に設けた偏芯通路で直接、あるい
   は上部横通路にて連結し、前記給油ポンプ内にはディバ
   イダーが挿入係止され、前記円筒ボアの上端と前記ディ
   バイダーの下端間にディバイダーの存在しない空間を設
   けた密閉型電動圧縮機。
3. 【請求項３】 前記ディバイダーは上下対称形状をな
   し、端部の略中央に略半月状の切欠を有し、また長手方
   向のやはり中央付近の幅を端部に比べわずかに大きくな
   し圧入部を形成し、給油ポンプ内に圧入してなる請求項
   ２記載の密閉型電動圧縮機。
4. 【請求項４】 密閉容器内に、圧縮機構部を備えたブロ
   ックと、このブロックの下部に配置した電動モータと、
   前記ブロックの軸受に回転自在に設けた比較的小径の回
   転軸を有し、この回転軸の上方にはシリンダ内のピスト
   ンを動作さすコンロッドが係合する偏芯軸を備えてお
   り、前記回転軸より小径の給油ポンプが前記回転軸の下
   端に形成した円筒ボア内に支持され、この円筒ボアの上
   端に下端が開口し、上端が前記軸受の下方に達するよう
   に、下方から上方へかけて外側に傾斜した傾斜通路と前
   記回転軸の軸芯に平行な円筒通路が併せて設けられてお
   り、更に、前記軸受内面に位置する前記回転軸の外周面
   にはスパイラル溝が形成され、このスパイラル溝の下端
   は前記傾斜通路と交差する下部横孔路で連通し、スパイ
   ラル溝の上端は偏芯軸に設けた偏芯通路で直接、あるい
   は上部横通路にて連結し、前記給油ポンプ内にはディバ
   イダーが挿入係止され、前記円筒ボアの上端と前記ディ
   バイダーの下端間にディバイダーの存在しない空間を設
   け、前記ディバイダーは上下対称形状をなし、端部の略
   中央に略半月状の切欠を有し、また長手方向のやはり中
   央付近の幅を端部に比べわずかに大きくなし圧入部を形
   成し、給油ポンプ内に圧入固定してなるとともに、前記
   円筒ボアの直径と傾斜通路の直径の比を１：０．６〜
   ０．８に設定した密閉型電動圧縮機。