JP2007024036A

JP2007024036A - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JP2007024036A
Application number: JP2006170079A
Authority: JP
Inventors: Kyu Shik Shin; 規植申
Original assignee: Samsung Gwangju Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2007-02-01
Also published as: KR100708551B1; BRPI0601944A; US20070020126A1; CN1900519A; KR20070010520A

Abstract

【課題】給油構造を改善した密閉型圧縮機を提供する。
【解決手段】密閉ケースと、前記密閉ケースに収容されるフレームと、前記フレームの上側及び下側にそれぞれ装着される電動機構部及び圧縮機構部と、前記電動機構部の回転力を前記圧縮機構部に伝達するように前記フレームに設置され、上部に圧縮機構部と連結される偏心部を備えた回転軸と、前記偏心部に締付けられるコンロッドと、を備え、前記コンロッドと接触する前記回転軸の偏心部の表面にオイルバンクを形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、密閉型圧縮機に係り、より詳細には、回転軸の偏心部とコンロッドとの間にオイルが十分に供給されるように給油構造を改善した密閉型圧縮機に関する。

従来、回転軸の回転遠心力を用いて圧縮機の各駆動部分への給油がなされる密閉型圧縮機が開示された（例えば、特許文献１）。従来技術による回転軸の偏心部を潤滑する構造は、回転軸の偏心部とコンロッド間の極めて微細な隙間によって潤滑がなされる構造であって、偏心部とコンロッド間の摩擦部に充分量のオイルが供給されず、部品の摩耗を招くという問題点があった。

特に、駆動モーターが停止すると、回転軸とコンロッド間の潤滑を担当していたオイルは自重によって下部に流れ、極少量のオイルのみが残存するため、圧縮機の初期作動時には、オイルが再供給されるまでオイルがほとんどない状態で回転するしかなく、つまるところ、摩耗が増加し、異常騒音が発生する。

なお、ピストンが上死点に到達して圧縮負荷がもっとも大きくなる時点で、上記のように回転軸の偏心部への潤滑が十分になされないと、回転軸の耐久性及び動作信頼性が劣化するという問題点があった。
日本公開特許昭６３−８５２７０号公報

本発明は上記問題点を解決するためのもので、その目的は、回転軸の偏心部とコンロッド間の摩擦部に充分な給油がなされる密閉型圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、密閉ケースと、前記密閉ケースに収容されるフレームと、前記フレームの上側及び下側にそれぞれ装着される電動機構部及び圧縮機構部と、前記電動機構部の回転力を前記圧縮機構部に伝達するように前記フレームに設置され、上部に圧縮機構部と連結される偏心部を備えた回転軸と、前記偏心部に締付けられるコンロッドと、を備えた密閉型圧縮機において、前記コンロッドと接触する前記回転軸の偏心部表面にオイルバンクが形成されたことを特徴とする密閉型圧縮機が提供される。

また、本発明の他の実施例によれば、ケースと、前記ケースに収容される駆動部と、前記ケースに収容される圧縮部と、前記駆動部の回転力を前記圧縮部に伝達し、少なくとも一つの偏心部を備えた回転軸と、前記少なくとも一つの偏心部に締付けられるコンロッドと、前記少なくとも一つの偏心部表面に形成されたオイルバンクと、を備えることを特徴とする密閉型圧縮機が提供される。

本発明によれば、連結流路の位置に該当する回転軸の偏心部の周りにオイルバンクを形成する改善した給油構造を提供しているため、より效果的に摩擦部を潤滑及び冷却でき、結果として圧縮機の信頼性を確保することが可能になる。

特に、オイルバンクに集まったオイルによって、圧縮機の初期駆動時にも偏心部とコンロッド間の接触面が円滑に潤滑されたため、接触面の摩耗を防止でき、圧縮機の性能を向上させる効果が得られる。

また、本発明によれば、偏心部の下側にもオイル流路を形成しこれを通って異物が排出されたため、偏心部とコンロッド間のロックを防止することが可能になる。

以下、本発明に係る密閉型圧縮機の好適な実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、密閉型圧縮機の回転軸を示す断面図である。図１に示すように、回転軸１０が回転する際に、密閉ケースの底部に集まっているオイルを上昇させるためのものとして、回転軸下部にオイルピックアップ部材（図示せず）が設置されており、このオイルピックアップ部材上部の回転軸には、回転軸の中心部に対して偏心している偏心流路（図示せず）が形成されており、回転軸の外周面には、偏心流路につながるように螺旋溝、すなわち、螺旋流路５０が形成されている。

また、回転軸１０の偏心部２０の中心には、ピストン（図示せず）側への給油が可能なように螺旋溝５０の上端と連結され、上部が開放された中空流路３０が形成され、中空流路３０の高さ方向の中央部には、偏心部２０とコンロッド（図示せず）が接触する部分への給油が可能なように、中空流路３０と連通して偏心部２０の半径方向に連結流路４０が形成されている。

このような密閉型圧縮機の運転時に、回転軸は、一定の方向性を持って回転し、この回転軸の回転につれてオイルはオイルピックアップチューブに乗って上昇し、続いて、回転軸の回転遠心力によって回転軸に形成されたそれぞれのオイル流路を通って上昇しそれぞれの摩擦部と発熱部に伝達される。

このように上昇するオイルの一部は、偏心部２０内の中空流路３０を通って上部に飛散し落下しながら摩擦部と発熱部に伝達されて潤滑と冷却作用を行う。また、偏心部２０内の中空流路３０に伝達されたオイルの一部は、連結流路４０に導かれて偏心部とコンロッド間の摩擦部を潤滑及び冷却させる役割を担う。

以下、本発明の実施例によって改善された回転軸が適用された密閉型圧縮機の全体的な構造を、図２を参照して詳細に説明する。図２に示すように、密閉ケース１００の内部に複数の緩衝装置１１０を介して設置されるフレーム１２０と、このフレーム１２０の上側に設置される圧縮機構部２００と、圧縮機構部２００の駆動のためにフレーム１２０の下側に設置される電動機構部３００と、を備える。

また、この圧縮機は、電動機構部３００の回転力を圧縮機構部２００に伝達するものとして、上下方向に配置され、フレーム１２０の軸支持部に回転可能に支持される回転軸４００をさらに備える。回転軸４００は、上部に圧縮機構部２００との連結のためのものとして、回転軸４００の中心に対して偏心するように形成された偏心部４１０を備え、偏心部４１０の下端部分に、フレーム１２０の上部に支持されるように回転軸の外径よりも大きく形成されたベアリング支持部４２０を備える。そして、ベアリング支持部４２０の下面とフレーム１２０の上面との間には、回転軸４００の軸方向荷重を支持すると同時に、回転軸４００の容易な回転のためにスラストベアリング４３０が挟み込まれる。

電動機構部３００は、回転軸４００の外面に取り付けられて回転軸４００と共に回転する回転子３１０と、回転子３１０の外周に固定した状態で設置される固定子３２０とからなる。そして、圧縮機構部２００は、冷媒の圧縮空間を形成するシリンダー２１０及びシリンダーヘッド２２０と、シリンダー２１０の内部を進退しながら冷媒の圧縮を行うピストン２３０、及び一端がピストン２３０のピン２４０と連結され、他端が回転軸の偏心部４１０に連結されるコンロッド２５０を備える。このような構成によれば、電動機構部３００の動作によって回転軸４００が回転する際に、回転軸４００の偏心部４１０とコンロッド２５０によって回転運動が直線往復運動に切り替え、これによってピストン２３０が進退しつつ冷媒を圧縮する。

また、このように構成される密閉型圧縮機は、各駆動部分の潤滑及び冷却のために、密閉ケース１００の底部に所定量のオイルＬが集まる。そして、回転軸４００の下部には、回転軸の回転遠心力を用いて密閉ケース１００の底部に集まっているオイルＬを上昇させて各駆動部分に供給するためのオイルピックアップ部材５１０が設置され、オイルピックアップ部材５１０上部の回転軸４００内には、回転軸４００の中心から一定距離離れた偏心穴５２０が形成され、この偏心穴５２０を通ってオイルが上昇する。また、偏心穴５２０上部の回転軸４００の外周面には、偏心穴５２０と連通する螺旋溝５３０が形成される。

図３は、本発明の第２実施例による給油構造を示す断面図である。図３に示すように、螺旋溝５３０は、所定の深さで回転軸４００の外周面に形成される。したがって、回転軸４００の回転時に、螺旋溝５３０によってオイルの上昇が導かれ、上昇したオイルによって、回転軸４００外面と軸支持部の内面間の潤滑及び冷却が行われる。

また、回転軸４００の上部外面には螺旋溝５３０を通って上昇したオイルが、偏心部４１０に導かれるように回転軸の半径方向に連通穴５４０が形成される。偏心部４１０には、ピストン側への給油が可能なように、下端が連通穴５４０と連結され、上端が開放された中空流路５５０が形成され、この中空流路５５０の高さ方向の中央部には、偏心部４１０とコンロッド（図示せず）が接触する部分への給油が可能なように、中空流路５５０と連通して偏心部４１０の半径方向に連結流路５６０が形成される。

また、偏心部とコンロッドとの接触面に連結流路５６０が形成された偏心部４１０の外周面には、連結流路５６０と同じ位置に、連結流路５６０から流れ出たオイルが残留するように所定の広さと深さで溝状のオイルバンク６００が形成される。

以下、本発明の第２実施例によってオイルが回転軸４００の偏心部４１０に供給される過程について説明する。

まず、圧縮機が駆動されると、回転軸の回転遠心力によって圧縮機の底部に充填されたオイルがうず巻きながらオイルピックアップ部材、偏心穴及び螺旋溝に上昇する。螺旋溝に上昇したオイルは、連通穴を経て偏心部内の中空流路から上部に飛散して摩擦部と発熱部に伝達される。また、上昇するオイルの一部は、連結流路に導かれてオイルバンクに到達し、偏心部とコンロッドとの摩擦部への潤滑及び冷却を行う。

特に、圧縮機の初期駆動時に回転軸が再度回転開始されても、オイルが本格的に供給されるまでの過渡期的な期間に、オイルバンクに残留するオイルが遠心力によってオイルバンクから流れ出て回転軸の偏心部を適度に潤滑するので、接触面の摩耗防止及びそれによる圧縮機性能の向上を図ることができる。

図４Ａ乃至図４Ｃは、本発明の第３実施例による給油構造を示す断面図である。本実施例では、偏心部の上部または下部にオイル流路を形成している。

図４Ａに示すように、偏心部４１０の外周面には、オイルバンク６００の上端から偏心部４１０の上端に所定の広さと深さで上部直線溝７００が凹設され、よって、偏心部４１０の連結流路５６０を通ってオイルバンク６００に供給されるオイルが、回転軸４００の遠心力によって偏心部４１０の上部に流れ、偏心部４１０とコンロッドとの摩擦部を潤滑し、これで、オイルの流動経路が拡大される。

また、図４Ｂに示すように、偏心部４１０の外周面には、図４Ａに示す上部直線溝７００に加えて、オイルバンク６００の下端から偏心部４１０の下端まで所定の広さと深さで下部直線溝７１０が凹設され、よって、連結流路５６０からオイルバンク６００に供給されるオイルが偏心部４１０下部に流れ、偏心部とコンロッドとの接触部を潤滑するオイルの流動経路を拡大させると同時に、微細粒子などの異物をより効果的に排出させることが可能になる。

一方、偏心部の外周面に形成されてオイルが流動する溝を、単一の螺旋溝にすることもできる。しかし、螺旋溝は、自分の幾何学的特性の上、回転軸のいずれか一回転方向に対してのみオイルを流動させる。すなわち、回転軸上に回転軸と反対方向に形成される場合に限ってその内部のオイルが上昇する。このような螺旋溝とは違い、直線溝は、幾何学的な特性に影響を受けないため、その回転方向にかかわらず、回転軸の回転時に発生する遠心力によってオイルを流動させることができる。

これを鑑みて、図４Ｃに示すように、回転軸４００の遠心力によってオイルバンク６００に流れ出たオイルを、偏心部４１０の上下部へより效果的に流動させるよう、オイルバンク６００の上下部には、オイル流路の役割を担う上部及び下部傾斜溝７２０，７３０がそれぞれ形成される。このとき、上部傾斜溝７２０は、回転軸４００の回転方向（矢印方向）と反対方向に傾斜して形成され、下部傾斜溝７３０は、回転軸４００の回転方向と同じ方向に傾斜して形成される。

この場合、傾斜した溝に沿ってオイルが流動する際、傾斜は一つの流路抵抗として働くので、傾斜が大きいほど回転軸の回転による遠心力は前記傾斜による流路抵抗を克服するのに使われ、漸次オイル移動速度が落ちてしまう。したがって、上記傾斜溝の傾斜角は、オイルの量、オイルの移動速度及び摩擦部にかかる応力を考慮して適度にすることが好ましい。

図５Ａ乃至図５Ｃは、本発明の第４実施例による給油構造を示す断面図で、オイルバンクへのオイル給油が偏心部の連結流路によって行われる上記の第３実施例とは違い、中空部から飛散して落下するオイルによる給油構造を示す。

図５Ａに示すように、上昇するオイルが偏心部４１０の上端に流れるように、偏心部４１０内には、上端が開放された中空流路５５０が形成され、また偏心部４１０の外周面には、オイルが流動するように円周方向に沿って溝状にオイルバンク６００が形成される。

また、図６に示すように、ピストン２３０が上死点に到達して圧縮負荷がもっとも大きくなると、この最大圧縮負荷によって偏心部４１０の“Ａ”地点に最大応力が発生し、したがって、“Ａ”地点には摩耗が最も大きく発生するので、オイルを十分に供給する必要がある。また、“Ａ”地点は回転軸の回転遠心力が最大に作用する地点であるので、中空流路５５０から飛散して落下するオイルが最大量集まる。

このため、本実施例では、“Ａ”地点に対応する偏心部４１０の上端からオイルバンク６００の上端まで螺旋形の溝８１０を形成し、この溝８１０を通って、偏心部４１０の中空部５５０から飛散して落下するオイルが“Ａ”地点に流れることによって、偏心部とコンロッド間の摩擦部を十分に潤滑及び冷却することができる。

ここで、螺旋形の溝８１０は、オイルが回転軸４００の回転遠心力に影響を受けることなく下方に円滑に流れるように、回転軸の回転方向と同じ方向に傾斜して形成することが好ましい。

また、図５Ｂに示すように、“Ａ”地点の下部にも、オイルバンク６００の下端から偏心部４１０の下端まで螺旋形の下部溝８２０を形成し、オイルバンク６００中のオイルが偏心部４１０の下部に流れ、偏心部とコンロッド間の接触部を潤滑するようにしても良い。なお、この下部の螺旋形の下部溝８２０は、オイルの流動経路を拡大させると同時に、微細粒子などの異物の排出口としても働く。

この螺旋形の下部溝８２０もまた、回転軸４００の回転による遠心力に影響を受けることなく円滑にオイルが流れるように、回転軸の回転方向と同じ方向に傾斜して形成されることが好ましい。

また、図５Ｃに示すように、オイルバンク６００の下部には、偏心部とコンロッド間の摩擦部、より具体的には“Ａ”地点に発生する応力を效果的に分散すべく、“Ａ”地点と一定距離離れた地点のオイルバンク６００の下端から偏心部４１０の下端まで下部溝８３０を形成する。

したがって、この下部溝８３０は、オイルの流動経路面積の拡大と異物排出という役割のほか、偏心部にかかる応力を效果的に分散させることによって回転軸の耐久性を向上させる役割も果たすことができる。

図７Ａ乃至図７Ｃは、本発明の第５実施例による給油構造を示す断面図である。本実施例は、図５Ａ乃至図５Ｃに示す構成に加えて、オイルバンクに、偏心部の中空流路と連通する連結流路を形成する。

図７Ａ乃至図７Ｃに示すように、本実施例では、回転軸の遠心力によって偏心部４１０の中空流路５５０から飛散して落下するオイルは、上記の螺旋形の溝に沿って下方に流れ、残りのオイルは、連結流路５６０からオイルバンク６００に流れ、よって、偏心部４１０とコンロッド間の摩擦部に充分量のオイルが供給されるため、摩擦による部品の摩耗を低減させることができる。

図８Ａ乃至図８Ｃは、本発明の第６実施例を示す断面図で、本実施例は上述した実施例のいずれにも適用可能である。特に、本実施例は、第３実施例ないし第５実施例に記載された構成を有するオイルバンクを二つまたは三つ含むことができ、これによって連結流路の個数も増加する。

図８Ａ乃至図８Ｃに示すように、第３乃至第５実施例に開示された偏心部４１０に第２オイルバンク６１０がさらに形成される。この第２オイルバンク６１０は、オイルバンク６００の上部に、偏心部４１０の外周面に円周方向に沿って溝状に形成される。

このようなオイルバンク数の増加に伴い、第２オイルバンク６１０には偏心部４１０内の中空流路５５０と連通する第２連結流路５６０ａがさらに形成される。

これにより、偏心部と４１０とコンロッド間の摩擦部に対してオイルの流動経路が複数個形成され、充分な潤滑がなされるため、圧縮機の摩擦を低減可能になる。

回転軸の偏心部におけるオイルの給油構造を示す断面図である。回転軸の偏心部を備えた密閉型圧縮機の内部構成を示す断面図である。本発明の第２実施例による、回転軸の偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第３実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第３実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第３実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第４実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第４実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第４実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。図５に示すピストンが上死点に到達した時点における回転軸、コンロッド、ピストン間の連結関係を示す断面図である。本発明の第５実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第５実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第５実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第６実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第６実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。本発明の第６実施例による、回転軸偏心部にオイルバンクが形成された給油構造を示す断面図である。

符号の説明

４００回転軸
４１０偏心部
５５０中空流路
５６０連結流路
６００オイルバンク
７００上部直線溝
７２０上部傾斜溝
７３０下部傾斜溝

Claims

密閉ケースと、
前記密閉ケースに収容されるフレームと、
前記フレームの上側及び下側にそれぞれ装着される電動機構部及び圧縮機構部と、
前記電動機構部の回転力を前記圧縮機構部に伝達するように前記フレームに設置され、上部に圧縮機構部と連結される偏心部を備えた回転軸と、
前記偏心部に締付けられるコンロッドと、を備えた密閉型圧縮機であって、
前記コンロッドと接触する前記回転軸の偏心部表面にオイルバンクが形成されたことを特徴とする密閉型圧縮機。
前記オイルバンクは、前記偏心部の外周面に円周方向に沿って溝状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
前記回転軸の偏心部は、
オイルが飛散するように上端が開放された中空流路と、
偏心部とコンロッド間の少なくとも一つの接触部分への給油がなされるように、前記中空流路と連通して偏心部の半径方向に形成された連結流路と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
前記連結流路は、供給されたオイルが前記オイルバンクに效果的に残留するように前記オイルバンクに形成されたことを特徴とする請求項３に記載の密閉型圧縮機。
前記偏心部の外周面には、前記連結流路から流れ出るオイルが偏心部上側に流れるように、オイルバンクの上端から偏心部の上端まで直線溝が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の密閉型圧縮機。
前記偏心部の外周面には、前記連結流路から流れ出るオイルが偏心部下側に流れるように、オイルバンクの下端から偏心部の下端まで直線溝が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の密閉型圧縮機。
前記オイルバンクの上部には、回転軸の回転方向と反対方向に上部傾斜溝が形成され、
前記オイルバンクの下部には、回転軸の回転方向と同じ方向に下部傾斜溝が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の密閉型圧縮機。
前記偏心部は、
オイルが飛散するように上端が開放された中空流路と、
ピストンがシリンダー内の上死点に到達したときに最大遠心力が発生する前記偏心部の地点に前記中空部の上端から飛散したオイルが流れるように、前記偏心部の外周面に前記偏心部の上端から前記オイルバンクの上端まで回転軸の回転方向と同じ方向に形成された傾斜溝と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
前記偏心部は、
ピストンがシリンダー内の上死点に到達したときに最大の遠心力が発生する偏心部の地点に前記オイルバンクに残留するオイルが流れるように、前記偏心部の外周面に前記オイルバンクの下端から前記偏心部の下端まで回転軸の回転方向と同じ方向に形成された傾斜溝をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の密閉型圧縮機。
前記偏心部は、
ピストンがシリンダー内の上死点に到達したときに最大遠心力が発生する地点と一定距離離れた部分に、前記オイルバンクに残留するオイルが流れるように、前記偏心部の外周面に前記オイルバンクの下端から前記偏心部の下端まで回転方向と同じ方向に形成された傾斜溝をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の密閉型圧縮機。
偏心部とコンロッド間の少なくとも一つの接触部分への給油がなされるように、前記中空流路とオイルバンクとを連通させながら偏心部の半径方向に形成された連結流路が形成されたことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
前記偏心部は、前記オイルバンクの上部において偏心部の外周面に円周方向に沿って溝状に形成された第２オイルバンクをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の密閉型圧縮機。
前記偏心部は、前記中空部を流れるオイルを前記第２オイルバンクに導くように、前記中空流路と第２オイルバンクとを連通させながら前記偏心部の半径方向に形成された第２連結流路をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の密閉型圧縮機。
前記偏心部は、前記オイルバンクの上部において偏心部の外周面に円周方向に沿って溝状に形成された第２オイルバンクをさらに備えることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
前記偏心部は、前記中空部を流れるオイルを前記第２オイルバンクに導くように、前記中空流路と第２オイルバンクとを連通させながら前記偏心部の半径方向に形成された第２連結流路をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の密閉型圧縮機。
ケースと、
前記ケースに収容される駆動部と、
前記ケースに収容される圧縮部と、
前記駆動部の回転力を前記圧縮部に伝達し、少なくとも一つの偏心部を備えた回転軸と、
前記少なくとも一つの偏心部に締付けられるコンロッドと、
前記少なくとも一つの偏心部表面に形成されたオイルバンクと、を備えることを特徴とする密閉型圧縮機。
前記オイルバンクは、前記コンロッドと接触する前記少なくとも一つの偏心部表面に形成されることを特徴とする、請求項１６に記載の密閉型圧縮機。
オイルを前記少なくとも一つの偏心部及びコンロッド間の少なくとも一つの接触部分に供給するように、前記少なくとも一つの偏心部に形成された連結流路をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の密閉型圧縮機。