JP2006138210A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】インバーター駆動式の密閉型電動圧縮機に関し、摺動部の潤滑状態が悪化した場合に発生する摺動部の摩耗を防止すること。
【解決手段】インバーター装置１５０を搭載した密閉型電動圧縮機において、回転子１０４の重力荷重を受ける軸受部１０７のスラスト面１０７ａにスラストボールベアリング１１４を配設することにより、潤滑状態が悪化した状態においても、スラスト方向にかかる荷重を全てスラストボールベアリング１１４で受けるために回転方向の摩擦係数が小さくなり、摩耗を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍冷蔵装置等に使用される密閉型電動圧縮機に関するものである。

従来、この種の密閉型電動圧縮機はオイルによって流体潤滑を形成するスラストワッシャを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型電動圧縮機を説明する。

図７は、特許文献１に記載された従来の密閉型電動圧縮機の側断面図、図８は従来の密閉型電動圧縮機の要部拡大図である。

図７、図８において、密閉容器１内には固定子３と永久磁石（図示せず）を内蔵する回転子４からなる電動要素２と、電動要素２により駆動される圧縮要素５とを収納し、下部にはオイル６が貯蔵されている。

圧縮要素５は軸受部７を有しシリンダー８を形成するシリンダーブロック９と、偏芯部１０ａと主軸部１０ｂを有したクランクシャフト１０と、シリンダー８内を往復運動するピストン１１と、クランクシャフト１０の偏芯部１０ａとピストン１１とを連結するコンロッド１２とを備えている。また、クランクシャフト１０の偏芯部１０ａの下端部には遠心ポンプを構成する給油管１３が取付けられている。

クランクシャフト１０の段差部１０ｃと回転子４との間には焼入鋼製のスラストワッシャ１４ａ及び１４ｂが挟持されており、軸受部７の上端に形成されたスラスト面７ａとの間で摺動する。軸受部７は鋳鉄又はアルミ製で上端のスラスト面７ａには給油管１３から吸い上げられたオイル６が流出する油流出構７ｂを備えている。

インバーター装置５０は固定子３と結線される。制御回路５１はインバーター装置５０をコントロールするものであり、商用電源５２は制御回路５１、及びインバーター装置５０に結線されている。

以上のように構成された密閉型電動圧縮機について以下にその動作を説明する。

商用電源５２から供給される電力は制御回路５１、インバーター装置５０を介して電動要素２に供給され、電動要素２の回転子４を任意の回転数で回転させる。

回転子４の回転に伴ってクランクシャフト１０が回転し、クランクシャフト１０の偏芯部１０ａに連結されたコンロッド１２を介してピストン１１がシリンダー８内を往復運動して冷媒ガスを圧縮する。

この際、給油管１３は密閉容器１内に貯蔵したオイル６を吸い上げて摺動部へ供給することで各摺動部を潤滑し、油流出構７ｂから流出する。この際、油流出構７ｂから流出するオイル６は、軸受部７の上端に形成されたスラスト面７ａとの間に形成される摺動部を潤滑する。
特開平１０−５４３６１号公報

しかしながら上記従来の構成では、インバーター装置５０を搭載した電動機は誘導電動機とは異なり、商用電源周波数未満の周波数での運転が発生する。この商用電源周波数未満の周波数での運転状態では、給油管１３より摺動部へ供給されるオイル６の量が少なくなり、潤滑状態が悪化する。

また起動直後の時点では、給油管１３より供給されるオイル６はまだスラスト面７ａとスラストワッシャ１４ａとが形成する摺動面やクランクシャフト１０の主軸部１０ｂと軸受部７とが形成する摺動面に到達しておらず、これら摺動部へはまだ供給されない。従ってこの時点での上記摺動部の潤滑は残留した付着オイルによって行われることになり、潤滑状態が悪化する。

さらに、インバーター装置５０によって、例えば２５Ｈｚ以下といったような極めて低い運転周波数で運転した場合、スラスト面７ａとスラストワッシャ１４ａとが形成する摺動面で発生する油圧が低く、さらに金属接触を起こしやすい状態となる。

以上のような状態が生じると、スラスト面７ａやクランクシャフト１０の主軸部１０ｂ及び軸受部７の摩耗が進行しやすいという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、インバーター装置を搭載し、かつ信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供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、本発明の密閉型電動圧縮機は、インバーター駆動式の密閉型電動圧縮機において、回転子の重力荷重を受ける軸受部のスラスト面にスラストボールベアリングを配設したものであり、潤滑状態が悪化した状態においても、スラスト方向にかかる荷重を全てボールベアリングで受けるために回転方向の摩擦係数が小さくなり、摩耗を防止できるという作用を有する。

また上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型電動圧縮機は、インバーター駆動式の密閉型電動圧縮機において、クランクシャフトと軸受部との間に２つ以上のラジアルボールベアリングを配設したものであり、潤滑状態が悪化した状態においても、ラジアル方向の荷重を全てボールベアリングで受けるために回転方向の摩擦係数が小さくなり、摩耗を防止できるという作用を有する。

また上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型電動圧縮機は、インバーター駆動式の密閉型電動圧縮機において、回転子の重力荷重を受ける軸受部のスラスト面に固体潤滑コーティングを施したスラストワッシャを配設したものであり、潤滑状態が悪化した状態においても、固体潤滑コーティングの自己潤滑作用によって摩擦係数が小さくなり、摩耗を防止できるという作用を有する。

本発明の密閉型電動圧縮機は、インバーター駆動式の密閉型電動圧縮機において摺動部の摺動状態を向上させることで、密閉型電動圧縮機の信頼性を向上することができる。

請求項１に記載の発明は、密閉容器内に冷媒を圧縮する圧縮要素と前記圧縮要素を駆動する電動機を収納し、前記電動機は固定子と回転子を備えインバーター装置により２種類以上の特定の周波数で駆動され、前記圧縮要素は前記回転子を固定したクランクシャフトと、前記クランクシャフトを支える軸受部を備えるとともに前記回転子の重力荷重を受ける前記軸受部のスラスト面にスラストボールベアリングを配設した密閉型電動圧縮機としたもので、インバーター駆動式の密閉型電動圧縮機において、商用電源周波数未満の周波数での運転で、給油されるオイルの量が少なくなった場合や、起動直後、摺動部へのオイルが供給されていない場合に、スラスト面の潤滑状態が悪化しても、スラスト面にスラストボールベアリングを配設しているので、スラストに係る荷重を全てボールベアリングで受けるため回転方向の摺動面積が減り摩擦係数が小さくなるので、スラスト面の摩耗が防止でき信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、スラストボールベアリングを２枚以上のスラストプレートで挟み込んだものであり、２枚以上のスラストプレートで挟み込むことにより、面粗度の良くないスラスト部にもボールベアリングを採用することができ、信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、スラストボールベアリングまたはスラストワッシャの少なくとも一方を非磁性体の材料で形成したものであり、非磁性体の材料で形成することで密閉型電動圧縮機の固定子に内蔵した希土類の永久磁石によって材料が磁化されないので、スラスト面に鉄粉などのゴミを呼び込みにくくなり、信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができると共に鉄損が減り効率の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。

請求項４に記載の発明は、密閉容器内に冷媒を圧縮する圧縮要素と前記圧縮要素を駆動する電動機を収納し、前記電動機は固定子と回転子を備えインバーター装置により２種類以上の特定の周波数で駆動され、前記圧縮要素は前記回転子を固定したクランクシャフトと、前記クランクシャフトを支える軸受部を備えるとともに前記クランクシャフトと前記軸受部との間に２つ以上のラジアルボールベアリングを配設し前記ラジアルボールベアリングで前記クランクシャフトを保持した密閉型電動圧縮機としたもので、インバーター駆動式の密閉型電動圧縮機において、商用電源周波数未満の周波数での運転で、給油されるオイルの量が少なくなった場合や、起動直後、摺動部へのオイルが供給されていない場合に、クランクシャフトと軸受部の潤滑状態が悪化しても、クランクシャフトと軸受部との間に２つ以上のラジアルボールベアリングを配設しているので、ラジアル方向の荷重を全てボールベアリングで受けるため回転方向の摩擦係数が小さくなるので、クランクシャフト及び軸受部の摩耗が防止でき信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、ラジアルボールベアリングの少なくとも１つを非磁性体の材料で形成したものであり、非磁性体の材料で形成することで密閉型電動圧縮機の固定子に内蔵した希土類の永久磁石によって材料が磁化されないので、クランクシャフトと軸受部の摺動面に鉄粉などのゴミを呼び込みにくくなり、信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができると共に鉄損が減り効率の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。

請求項６に記載の発明は、密閉容器内に冷媒を圧縮する圧縮要素と前記圧縮要素を駆動する電動機を収納し、前記電動機は固定子と回転子を備えインバーター装置により２種類以上の特定の周波数で駆動され、前記圧縮要素は前記回転子を固定したクランクシャフトと、前記クランクシャフトを支える軸受部を備えるとともに前記回転子の重力荷重を受ける前記軸受部のスラスト面に固体潤滑コーティングを施したスラストワッシャを配設した密閉型電動圧縮機としたもので、インバーター駆動式の密閉型電動圧縮機において、商用電源周波数未満の周波数での運転で、給油されるオイルの量が少なくなった場合や、起動直後、摺動部へのオイルが供給されていない場合に、スラスト面の潤滑状態が悪化しても、スラスト面に固体潤滑コーティングを施したスラストワッシャを配設しているので、固体潤滑コーティングの自己潤滑作用によって摩擦係数が小さくなるので、スラスト摩耗が防止でき信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、塩素及びフッ素を含まない炭化水素系冷媒を使用したものであり、炭化水素系冷媒は冷媒がオイルに溶け込む量が多いため始動時に発泡しガスを吸って給油阻害を起こしやすくなるとともにインバーター駆動式の密閉型電動圧縮機において、商用電源周波数未満の周波数での運転で、給油されるオイルの量が少なくなった場合や、起動直後、摺動部へのオイルが供給されていない場合に、スラスト面及びクランクシャフトと軸受部の潤滑状態が悪化しても、請求項１〜６の対策によりスラストに係る荷重を全てボールベアリングで受けるため回転方向の摺動面積が減り摩擦係数が小さくなるとともにラジアル方向の荷重を全てボールベアリングで受けるため回転方向の摩擦係数が小さくなるので、また、固体潤滑コーティングの自己潤滑作用によって摩擦係数が小さくなるので、スラスト面及びクランクシャフト及び軸受部の摩耗が防止でき信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することできる。

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における密閉型電動圧縮機の側断面図、図２は同実施の形態における密閉型電動圧縮機の要部拡大図である。

図１、図２において、密閉容器１０１内には固定子１０３と永久磁石（図示せず）を内蔵する回転子１０４から成る電動要素１０２と、電動要素１０２により駆動される圧縮要素１０５が収納され、下部には鉱油からなるオイル１０６が貯蔵されている。また冷媒には塩素及びフッ素を含まない炭化水素系冷媒を使用している。

圧縮要素１０５は軸受部１０７を有しシリンダー１０８を形成するシリンダーブロック１０９と、偏芯部１１０ａと主軸部１１０ｂを有したクランクシャフト１１０と、シリンダー１０８内を往復運動するピストン１１１と、クランクシャフト１１０の偏芯部１１０ａとピストン１１１とを連結するコンロッド１１２とを備えている。また、クランクシャフト１１０の偏芯部１１０ａの下端部には遠心ポンプを構成する給油管１１３が取付けられている。

軸受部１０７はアルミ製で上端のスラスト面１０７ａには給油管１１３から供給されたオイル１０６が流出する油流出構１０７ｂを備えており、スラスト面１０７ａと回転子１０４との間にはスラストボールベアリング１１４が挟持されている。

スラストボールベアリング１１４はスラストボール１１５を回転自在に拘束する複数のガイド孔１１６を設けたガイドプレート１１７と、スラストボール１１５の上下にそれぞれ配設され、スラストボール１１５と転がり接触するスラストプレート１１８ａ、１１８ｂから構成されている。

インバーター装置１５０は固定子１０３と結線される。制御回路１５１はインバーター装置１５０をコントロールするものであり、商用電源１５２は制御回路１５１、及びインバーター装置１５０に結線されている。

以上のように構成された密閉型電動圧縮機について以下その動作、作用を説明する。

商用電源１５２から供給される電力は制御回路１５１、インバーター装置１５０を介して電動要素１０２に供給され、電動要素１０２の回転子１０４を任意の回転数で回転させる。

回転子１０４の回転に伴ってクランクシャフト１１０が回転し、クランクシャフト１１０の偏芯部１１０ａに連結されたコンロッド１１２を介してピストン１１１がシリンダー１０８内を往復運動してガスを圧縮する。

この際、給油管１１３は密閉容器１０１内に貯蔵したオイル１０６を吸い上げ、摺動部へ供給することで各摺動部を潤滑し、油流出構１０７ｂから流出する。この際、油流出構１０７ｂから流出するオイル１０６は、スラスト面１０７ａとスラストボールベアリング１１４とスラストプレート１１８ａ、１１８ｂを潤滑する。

ここで、インバーター装置１５０を搭載した電動機は誘導電動機とは異なり、例えば２５Ｈｚ以下といったような商用電源周波数未満の周波数での運転が発生する。この商用電源周波数未満の周波数での運転状態では、給油管１１３より摺動部へ供給されるオイル１０６の量が少なくなり、潤滑状態が悪化する。また起動直後の時点では、給油管１１３より供給されるオイル１０６はまだスラスト面１０７ａとスラストボールベアリング１１４とスラストプレート１１８ａ、１１８ｂとが形成する摺動面に到達しておらず、摺動部へはまだ供給されない。

従ってスラスト面１０７ａとスラストボールベアリング１４１とスラストプレート１１８ａ、１１８ｂとが形成する摺動面の潤滑は給油されるオイル１０６の量が少ない状態や、残留した付着オイルによって行われることになる。

しかしながら、スラストボールベアリング１１４はスラストボール１１５とスラストプレート１１８ａ、１１８ｂとがころがり接触をすることで回転方向の摩擦係数が小さくなり、給油されるオイル１０６の量が少ない状態や僅かな付着オイルでも凝着を防ぐことができ、スラストボール１１５とスラストプレート１１８ａ、１１８ｂとの摩耗はほとんど発生せず、高い信頼性を得ることができる。

さらに回転方向の摩擦係数が小さくなることで摺動損失が小さくなり、その結果、効率が良化する。

一方、スラストボールベアリング１１４やスラストプレート１１８ａ、１１８ｂを非磁性体材料、例えばセラミクスにて形成することにより、回転子１０４に内蔵された永久磁石（図示せず）によって、スラストボールベアリング１１４やスラストプレート１１８ａ、１１８ｂが磁化されることが無く、鉄粉などのゴミを吸着しなくなり信頼性は更に向上する。

尚、本実施の形態では冷媒に塩素及びフッ素を含まない炭化水素系冷媒を使用しているが、炭化水素系冷媒は鉱油からなるオイル１０６との相溶性が非常に高く、その結果始動時にオイル１０６から冷媒ガスが蒸発し給油管１１３を冷媒ガスで塞いでしまい、さらにスラスト面１０７ａとスラストボールベアリング１１４とスラストプレート１１８ａ、１１８ｂとが形成する摺動面への給油状態は悪化するが、そういった場合でも前述したようにスラストボールベアリング１１４はスラストボール１１５とスラストプレート１１８ａ、１１８ｂとがころがり接触をすることで回転方向の摩擦係数が小さくなり、僅かな付着オイルでも凝着を防ぐことができるため、スラストボール１１５とスラストプレート１１８ａ、１１８ｂとの摩耗はほとんど発生せず、高い信頼性を備えた圧縮機を得ることができる。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における密閉型電動圧縮機の側断面図、図４は同実施の形態における密閉型電動圧縮機の要部拡大断面図である。

図３、図４において、密閉容器２０１内には固定子２０３と永久磁石（図示せず）を内蔵する回転子２０４から成る電動要素２０２と、電動要素２０２により駆動される圧縮要素２０５が収納され、下部には鉱油からなるオイル２０６が貯蔵されている。また冷媒には塩素及びフッ素を含まない炭化水素系冷媒を使用している。

圧縮要素２０５は軸受部２０７を有しシリンダー２０８を形成するシリンダーブロック２０９と、偏芯部２１０ａと主軸部２１０ｂを有したクランクシャフト２１０と、シリンダー２０８内を往復運動するピストン２１１と、クランクシャフト２１０の偏芯部２１０ａとピストン２１１とを連結するコンロッド２１２とを備えている。また、クランクシャフト２１０の偏芯部２１０ａの下端部には遠心ポンプを構成する給油管２１３が取付けられている。

軸受部２０７はアルミ製で２つのラジアルボールベアリング２１４ａ、２１４ｂを電動要素側と圧縮要素側にそれぞれ圧入しており、スラスト荷重は上側に圧入したラジアルボールベアリング２１４ａで受けている。

２つのラジアルボールベアリング２１４ａ、２１４ｂはおのおの、内周ガイド２１５ａ、２１５ｂと、外周ガイド２１６ａ、２１６ｂとの間に回転自在に挟持されるラジアルボール２１７ａ、２１７ｂとから構成されている。

そして２つのラジアルボールベアリング２１４ａ、２１４ｂはおのおの内径がクランクシャフト２１０の主軸部２１０ｂに圧入されている。主軸部２１０ｂ外周には給油管２１３に連通するリード溝２１８がラジアルボールベアリング２１４ａに届くまで刻設されている。

インバーター装置２５０は固定子２０３と結線される。制御回路２５１はインバーター装置２５０をコントロールするものであり、商用電源２５２は制御回路２５１、及びインバーター装置２５０に結線されている。

以上のように構成された密閉型電動圧縮機について以下その動作、作用を説明する。

商用電源２５２から供給される電力は制御回路２５１、インバーター装置２５０を介して電動要素２０２に供給され、電動要素２０２の回転子２０４を任意の回転数で回転させる。

回転子２０４の回転に伴ってクランクシャフト２１０が回転し、クランクシャフト２１０の偏芯部２１０ａに連結されたコンロッド２１２を介してピストン２１１がシリンダー２０８内を往復運動してガスを圧縮する。

この際、給油管２１３は密閉容器２０１内に貯蔵したオイル２０６を吸い上げ、摺動部へ供給することで各摺動部を潤滑し、油流出構２０７ｂから流出する。

ここで、インバーター装置２５０を搭載した電動機は誘導電動機とは異なり、例えば２５Ｈｚ以下といったような商用電源周波数未満の周波数での運転が発生する。この商用電源周波数未満の周波数での運転状態では、給油管２１３より摺動部へ供給されるオイル２０６の量が少なくなり、潤滑状態が悪化する。また起動直後の時点では、給油管２１３より供給されるオイル２０６はまだクランクシャフト２１０と軸受部２０７とが形成する摺動面に到達しておらず、摺動部へはまだ供給されない。

従ってクランクシャフト２１０と軸受部２０７の潤滑は給油されるオイル２０６の量が少ない状態や、残留した付着オイルによって行われることになる。

しかしながら、ラジアルボールベアリング２１４ａ、２１４ｂは、クランクシャフトを圧入した内周ガイド２１５ａ、２１５ｂと軸受部２０７に圧入された外周ガイド２１６ａ、２１６ｂとの間をラジアルボール２１７ａ、２１７ｂが回転自在に転がり接触するので回転方向の摩擦係数は小さくなり、給油されるオイル２０６の量が少ない状態や僅かな付着オイルでも凝着を防ぐことができ、ラジアルボール２１７ａ、２１７ｂと内周ガイド２１５ａ、２１５ｂと外周ガイド２１６ａ、２１６ｂとの摩耗はほとんど発生せず、高い信頼性を得ることができる。

さらに回転方向の摩擦係数が小さくなることで摺動損失が小さくなり、その結果、効率が良化する。

一方、ラジアルボールベアリング２１４ａ、２１４ｂを非磁性体材料、例えばセラミクスにて形成することにより、回転子２０４に内蔵された永久磁石（図示せず）によって、ラジアルボールベアリング２１４ａ、２１４ｂが磁化されることが無く、鉄粉などのゴミを吸着しなくなり信頼性は更に向上する。

尚、本実施の形態では冷媒に塩素及びフッ素を含まない炭化水素系冷媒を使用しているが、炭化水素系冷媒は鉱油からなるオイル２０６との相溶性が非常に高く、その結果始動時にオイル２０６から冷媒ガスが蒸発し給油管２１３を冷媒ガスで塞いでしまい、さらにクランクシャフト２１０と軸受部２０７とが形成する摺動面への給油状態は悪化するが、そういった場合でも前述したようにラジアルボール２１７ａ、２１７ｂと内周ガイド２１５ａ、２１５ｂと外周ガイド２１６ａ、２１６ｂとがころがり接触をすることで回転方向の摩擦係数が小さくなり、僅かな付着オイルでも凝着を防ぐことができるため、ラジアルボール２１７ａ、２１７ｂと内周ガイド２１５ａ、２１５ｂと外周ガイド２１６ａ、２１６ｂとの摩耗はほとんど発生せず、高い信頼性を得ることができる。

（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における密閉型電動圧縮機の側断面図、図６は同実施の形態における密閉型電動圧縮機の要部拡大図である。

図５、図６において、密閉容器３０１内には固定子３０３と永久磁石（図示せず）を内蔵する回転子３０４から成る電動要素３０２と、電動要素３０２により駆動される圧縮要素３０５が収納され、下部には鉱油からなるオイル３０６が貯蔵されている。また冷媒には塩素及びフッ素を含まない炭化水素系冷媒を使用している。

圧縮要素３０５は軸受部３０７を有しシリンダー３０８を形成するシリンダーブロック３０９と、偏芯部３１０ａと主軸部３１０ｂを有したクランクシャフト３１０と、シリンダー３０８内を往復運動するピストン３１１と、クランクシャフト３１０の偏芯部３１０ａとピストン３１１とを連結するコンロッド３１２とを備えている。また、クランクシャフト３１０の偏芯部３１０ａの下端部には遠心ポンプを構成する給油管３１３が取付けられている。

軸受部３０７はアルミ製で上端のスラスト面３０７ａには給油管３１３から供給されたオイル３０６が流出する油流出構３０７ｂを備えており、スラスト面３０７ａと回転子３０４との間には固体潤滑コーティング３１４ｃを施したスラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂが挟持されている。

インバーター装置３５０は固定子３０３と結線される。制御回路３５１はインバーター装置３５０をコントロールするものであり、商用電源３５２は制御回路３５１、及びインバーター装置３５０に結線されている。

以上のように構成された密閉型電動圧縮機について以下その動作、作用を説明する。

商用電源３５２から供給される電力は制御回路３５１、インバーター装置３５０を介して電動要素３０２に供給され、電動要素３０２の回転子３０４を任意の回転数で回転させる。

回転子３０４の回転に伴ってクランクシャフト３１０が回転し、クランクシャフト３１０の偏芯部３１０ａに連結されたコンロッド３１２を介してピストン３１１がシリンダー３０８内を往復運動してガスを圧縮する。

この際、給油管３１３は密閉容器３０１内に貯蔵したオイル３０６を吸い上げ、摺動部へ供給することで各摺動部を潤滑し、油流出構３０７ｂから流出する。この際、油流出構３０７ｂから流出するオイル３０６は、スラスト面３０７ａとスラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂを潤滑する。

ここで、インバーター装置２５０を搭載した電動機は誘導電動機とは異なり、例えば２５Ｈｚ以下といったような商用電源周波数未満の周波数での運転が発生する。この商用電源周波数未満の周波数での運転状態では、給油管３１３より摺動部へ供給されるオイル３０６の量が少なくなり、潤滑状態が悪化する。また起動直後の時点では、給油管３１３より供給されるオイル３０６はまだスラスト面３０７ａとスラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂとが形成する摺動面に到達しておらず、摺動部へはまだ供給されない。

従ってスラスト面３０７ａとスラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂとが形成する摺動面の潤滑は給油されるオイル３０６の量が少ない状態や、残留した付着オイルによって行われることになる。

しかしながら、スラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂに固体潤滑コーティング３１４ｃを施しているので、回転方向の摩擦係数は小さくなり、給油されるオイル３０６の量が少ない状態や僅かな付着オイルでも凝着を防ぐことができ、スラスト面３０７ａとスラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂとの摩耗はほとんど発生せず、高い信頼性を得ることができる。

さらに回転方向の摩擦係数が小さくなることで摺動損失が小さくなり、その結果、効率が良化する。

尚、本実施の形態では冷媒に塩素及びフッ素を含まない炭化水素系冷媒を使用しているが、炭化水素系冷媒は鉱油からなるオイル３０６との相溶性が非常に高く、その結果始動時にオイル３０６から冷媒ガスが蒸発し給油管３１３を冷媒ガスで塞いでしまい、さらにスラスト面３０７ａとスラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂとが形成する摺動面への給油状態は悪化するが、そういった場合でも前述したようにスラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂに固体潤滑コーティング３１４ｃを施しているので回転方向の摩擦係数は小さくなり、僅かな付着オイルでも凝着を防ぐことができるため、スラスト面３０７ａとスラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂとの摩耗はほとんど発生せず、高い信頼性を備えた圧縮機を得ることができる。

尚、スラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂに固体潤滑コーティング３１４ｃを施すとしたが、二硫化モリブデンをショットピーニングしたり、スラストワッシャ３１４ａ、３１４ｂの材料に４フッ化エチレンを使用しても同様に摩耗を防止する効果が得られる。

以上のように、本発明にかかるインバーター駆動式の密閉型電動圧縮機は摺動部の潤滑状態が悪化しても自己潤滑が可能となるので、冷凍冷蔵装置に加えて空調や自販機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における密閉型電動圧縮機の側断面図 本発明の実施の形態１における密閉型電動圧縮機の要部拡大図 本発明の実施の形態２における密閉型電動圧縮機の側断面図 本発明の実施の形態２における密閉型電動圧縮機の要部拡大断面図 本発明の実施の形態３における密閉型電動圧縮機の側断面図 本発明の実施の形態３における密閉型電動圧縮機の要部拡大図 従来の密閉型電動圧縮機の側断面図 従来の密閉型電動圧縮機の要部拡大図

符号の説明

１０１，２０１，３０１ 密閉容器
１０２，２０２，３０２ 電動要素
１０３，２０３，３０３ 固定子
１０４，２０４，３０４ 回転子
１０５，２０５，３０５ 圧縮要素
１０７，２０７，３０７ 軸受部
１０７ａ，３０７ａ スラスト面
１１０，２１０，３１０ クランクシャフト
１１４ スラストボールベアリング
１１８ａ，１１８ｂ スラストプレート
１５０，２５０，３５０ インバーター装置
２１４ａ，２１４ｂ ラジアルボールベアリング
３１４ａ，３１４ｂ スラストワッシャ
３１４ｃ 固体潤滑コーティング

Claims (7)

1. 密閉容器内に冷媒を圧縮する圧縮要素と前記圧縮要素を駆動する電動要素を収納し、前記電動要素は固定子と回転子を備えインバーター装置により２種類以上の特定の周波数で駆動され、前記圧縮要素は前記回転子を固定したクランクシャフトと、前記クランクシャフトを支える軸受部を備えるとともに前記回転子の重力荷重を受ける前記軸受部のスラスト面にスラストボールベアリングを配設した密閉型電動圧縮機。
2. 前記スラストボールベアリングを２枚以上のスラストプレートで挟み込んだ請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
3. 前記スラストボールベアリングまたはスラストワッシャの少なくとも一方を非磁性体の材料で形成した請求項２に記載の密閉型電動圧縮機。
4. 密閉容器内に冷媒を圧縮する圧縮要素と前記圧縮要素を駆動する電動要素を収納し、前記電動要素は固定子と回転子を備えインバーター装置により２種類以上の特定の周波数で駆動され、前記圧縮要素は前記回転子を固定したクランクシャフトと、前記クランクシャフトを支える軸受部を備えるとともに前記クランクシャフトと前記軸受部との間に２つ以上のラジアルボールベアリングを配設し前記ラジアルボールベアリングで前記クランクシャフトを保持した密閉型電動圧縮機。
5. 前記ラジアルボールベアリングの少なくとも１つを非磁性体の材料で形成した請求項４に記載の密閉型電動圧縮機。
6. 密閉容器内に冷媒を圧縮する圧縮要素と前記圧縮要素を駆動する電動要素を収納し、前記電動要素は固定子と回転子を備えインバーター装置により２種類以上の特定の周波数で駆動され、前記圧縮要素は前記回転子を固定したクランクシャフトと、前記クランクシャフトを支える軸受部を備えるとともに前記回転子の重力荷重を受ける前記軸受部のスラスト面に固体潤滑コーティングを施したスラストワッシャを配設した密閉型電動圧縮機。
7. 塩素及びフッ素を含まない炭化水素系冷媒を使用した請求項１から６のいずれか一項に記載の密閉型電動圧縮機。

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