JP2012087711A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】スラスト部の摺動損失を低減し、面圧増加を防止することで、高効率、高信頼性の密閉型圧縮機を提供する。
【解決手段】主軸部１１１を支持する主軸受１１７のスラスト面１２１を、軸孔１１７ａを中心に圧縮室１１６から離れる方向においてその面積が徐々に大きくなるように形成したことにより、ピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重の垂直荷重が作用する圧縮室１１６から離れた領域での局所的な面圧を低減し、スラスト摺動部の摺動損失および偏った摩耗を低減するとともに、スラスト面１２１の全体の面積を低減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍冷蔵庫等の冷凍サイクルに用いられる密閉型圧縮機に関するものである。

一般に、この種の密閉型圧縮機は、密閉容器内に、支持枠体であるブロックと、このブロックの上部に圧縮要素を、また、ブロックの下部に電動要素をそれぞれ配置した構成となっている。

そして、電動要素の回転子を固定したシャフトをブロックのほぼ中心に設けられたベアリング部にて回転可能に支持し、そのシャフトの回転により、電動要素の駆動力を圧縮要素に伝達している。

以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機について説明する。

図８は、従来の密閉型圧縮機の断面図、図９は、従来の密閉型圧縮機におけるブロックの正面図である。

図８、図９において、１は密閉容器であり、２はシャフト、３はロータ、４はステータであり、ロータ３とステータ４は、一対となって電動要素であるモータを構成している。シャフト２はロータ３に圧入されている。また、５はコンロッド、６はシリンダ、７はピストン、８はピストンピン、９はブロックである。

シャフト２の偏心部であるクランクピン１１に取り付けられたコンロッド５、およびコンロッド５の他端に取り付けられ、かつピストン７に固定されたピストンピン８によって、ピストン７とシリンダ６を主体とする圧縮要素が形成される。１０は冷凍機油であり、密閉容器１の下部に滞留している。

シャフト２の上部には、前述したように偏心回転して圧縮要素のピストン７を往復駆動させるクランクピン１１と釣合板１２が設けられている。また、ブロック９のベアリング部１５の上端面には、スラスト荷重を受けるスラスト面１４が設けられている。ブロック９のベアリング部１５の上端面に設けられたスラスト面１４と釣合板１２の下面が直接摺動することにより、密閉型圧縮機内にスラスト摺動部を構成している。

特開２０００−１２０５４０号公報

支持枠体であるブロック９の上部に圧縮要素、およびブロック９の下部に電動要素を設けた圧縮機においては、圧縮過程において、シャフト２のクランクピン１１の側面に、シリンダ６内圧力とボア径によって支配されるピストン荷重の反力が負荷として作用する。

また、シャフト２とブロック９に設けられたベアリング部１５には、１０〜３０μｍ程度のクリアランスがあることから、シャフト２は傾き、スラスト摺動部やジャーナル摺動部において接触する。スラスト摺動部には、このピストン荷重の影響を受け、シャフト２
とロータ３の自重以上の荷重が負荷となって作用する。

以上のことから、支持枠体であるブロック９の上部に圧縮要素、およびブロック９の下部に電動要素を設けた圧縮機は、スラスト荷重としてシャフト２とロータ３の自重以外にピストン荷重の影響が付加され、スラスト摺動部の面圧が局所的に増加する、いわゆる片当たりが生じ易い構造であった。

かかることから、従来のこの種密閉型圧縮機においては、局所的に増加するスラスト摺動部の面圧を低減させるために、スラスト部全体の摺動面積を確保して、スラスト部の局所的な面圧増加を防いでいる。

しかしながら、スラスト摺動部の摺動面積を増加させると、スラスト摺動部での摺動抵抗が増加するため、スラスト摺動部の摺動損失が増加し、効率を低下させてしまう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、高効率で信頼性の高い密閉型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、本発明の密閉型圧縮機は、シャフトの主軸部を軸支する主軸受の先端部に、シャフトのフランジ部が当接し、かつ前記回転子と前記シャフトの自重による垂直方向の荷重と、ピストンの圧縮作用に伴う反発荷重の垂直荷重を支持するスラスト受部を設け、前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面を、前記圧縮室に近い側よりも該圧縮室から離れた側の面積が大きくなるように形成したもので、前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面において、前記ピストン荷重の影響による垂直荷重が局所的にかかる荷重側の面圧を低減し、スラスト摺動部の摺動損失、および偏摩耗を低減することができる。

本発明の密閉型圧縮機は、ピストン荷重の影響による垂直荷重が局所的にかかる位置の摺動面積を確保することにより、スラスト摺動部の摺動損失と偏摩耗を低減し、高効率で信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

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 同実施の形態１におけるシリンダブロックの上方からの正面図 同実施の形態１における密閉型圧縮機の要部断面図 同実施の形態１における密閉型圧縮機の電動要素の要部拡大断面図 同実施の形態１における密閉型圧縮機の圧縮作用に伴う反発荷重の変化図 本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の圧縮要素部の縦断面図 同実施の形態２における密閉型圧縮機の圧縮要素部における要部の分解斜視図 従来の密閉型圧縮機の縦断面図 従来の密閉型圧縮機のブロックの正面図

請求項１に記載の発明は、密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、主軸部とフランジ部を介して形成された偏心軸部を有し、かつ前記回転子が固定されたシャフトと、円筒形の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を連結する連結機構と、前記シリンダブロックと連続し、かつ前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受を具備した構成とし、前記主軸受において前記シャフトのフランジ部が当接する先端部に、前記回転子と前記シャフトの自重による垂直方向の荷重と、前記ピストンの圧縮作用に伴う反発荷重の垂直荷重を支持するスラスト受部を設け、前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面を、前記圧縮室に近い側よりも該圧縮室から離れた側の面積が大きくなるように形成したものである。

かかる構成とすることにより、ピストンの圧縮作用に伴う反発荷重における垂直方向の荷重を受ける側の面圧増加を抑制することができる。

換言すると、局所的に作用する偏荷重を受けるスラスト面の面積を大きくすることにより、該スラスト面の反対側に位置するスラスト面の面積を小さくし、その結果、スラスト面の全体の面積を、偏荷重を受けるスラスト面と該スラスト面の反対側に位置するスラスト面の面積が略一様に形成された構成よりも小さくすることもできる。

したがって、前記フランジ部下面と前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面で形成されるスラスト摺動部の摺動損失を低減し、さらに前記ピストンの圧縮作用に伴う荷重を局所的に受ける面の面積を大きく確保して局所的な摩耗を防止することにより、スラスト受部の偏摩耗を抑制することができ、その結果、高効率で信頼性の高い密閉型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、前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面に、前記主軸部が貫通する軸孔と前記軸受の外周部を連通する油溝を設けたものである。

かかる構成とすることにより、前記ピストンの圧縮作用に伴う荷重を局所的に受ける面の面積を確保することができ、局所的な面圧の増加を抑制するとともに、より多くの潤滑油を、前記フランジ部下面と前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面で形成されるスラスト摺動部へ供給することができ、該スラスト摺動部の摩耗を低減することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面を、前記圧縮室側から離れるにつれて徐々に低くなるように傾斜させたものである。

かかる構成とすることにより、前記スラスト摺動部の片当たりを回避することができ、さらに局所的な面圧増加を防止することができる。その結果、密閉型圧縮機においてさらに高い信頼性を得ることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面の表面に、窒化処理、ＣｒＮ、ＴｉＮ等のセラミックコーティングを施したものである。

かかる構成とすることにより、前記スラスト摺動部の低摩擦係数および硬度を向上することができる。その結果、さらに前記スラスト摺動部の摺動損失を低減し、密閉型圧縮機の高効率化をはかり、高い信頼性を確保することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記スラスト受部を、前記主軸受と別の部品より構成したものである。

かかる構成とすることにより、スラスト受部の異なるシリンダブロック、あるいは主軸受への組み込みが可能となり、汎用性を高めることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記電動要素を、前記固定子の磁気中心に対し、回転子の磁気中心の位置が下方となるように構成したものである。

かかる構成とすることにより、前記電動要素の運転時において、磁気吸引力により回転子に固定されたシャフトを上方に引き上げる力が作用するため、前記回転子とシャフトの自重による垂直方向の荷重（スラスト荷重）が低減されることから、さらに高い信頼性を有する密閉型圧縮機を得ることができる。

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、同実施の形態１における密閉型圧縮機を構成するシリンダブロックの上方からの正面図である。図３は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の要部断面図である。図４は、同実施の形態１における密閉型圧縮機を構成する電動要素の要部拡大断面図である。図５は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の圧縮作用に伴う反発荷重の変化図である。

図１乃至図５において、密閉型圧縮機を構成する密閉容器１０１の内部には、潤滑油１０２を貯溜するとともに、固定子１０３と回転子１０４とを備えた電動要素１０５と、電動要素１０５の上方に配設され、かつ電動要素１０５によって駆動される圧縮要素１０６が配置されている。

圧縮要素１０６を構成するシャフト１１０は、回転子１０４が焼嵌め固定された主軸部１１１と、主軸部１１１に形成されたフランジ部１１２と、このフランジ部１１２に、主軸部１１１に対して偏心した位置に形成された偏心軸部１１３を具備している。また、シャフト１１０の内部には、給油機構１１４が設けられ、シャフト１１０の表面には、一端が給油機構１１４に連通し、他端がフランジ部１１２の下面に延びる給油溝１１４ａが螺旋状に設けられている。

圧縮要素１０６を構成するシリンダブロック１１５には、図中水平方向に延びる略円筒形の圧縮室１１６が形成され、また、圧縮室１１６とは略直角で、図中下方に延びる主軸受１１７が設けられている。この主軸受１１７には、シャフト１１０の主軸部１１１が貫通する軸孔１１７ａ（図２）が設けられている。

さらに、シリンダブロック１１５の圧縮室１１６には、ピストン１１８が往復摺動自在に挿入されている。このピストン１１８は、一端をこのピストン１１８に設けられたピストンピン１２０が回動可能に貫通し、他端を偏心軸部１１３が回動可能に貫通した連結機構１１９によってシャフト１１０と連結されている。

シリンダブロック１１５における主軸受１１７の上端面には、シャフト１１０が軸孔１１７ａを貫通した状態において、回転子１０４とシャフト１１０の自重による垂直方向の荷重と、後述するピストン１１８の圧縮作用に伴う荷重の影響による垂直方向の荷重を支持するスラスト面（本発明のスラスト受部に相当）１２１を備えている。このスラスト面１２１は、フランジ部１１２の下面と直接摺動することにより、スラスト摺動部を構成し
ている。

スラスト面１２１は、平面から見ると図２に示すように略真円に形成され、その中心Ｃは、軸孔１１７ａの中心ｃに対して規制した方向（圧縮室１１６と反対方向）に所定寸法ずらし、偏心した位置となっている。

すなわち、スラスト面１２１は、圧縮室１１６から離れる方向においてスラスト幅１２４が大きく形成されていることに伴い、その面積が圧縮室１１６から離れる方向において徐々に大きくなるように形成されている。

さらに、スラスト面１２１は、ピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２が作用する側の領域、すなわち、圧縮室１１６に遠い側の領域を、圧縮室１１６に近い側の領域よりも低くなるように傾斜した表面に形成されている。

また、スラスト面１２１における圧縮室１１６に最も近い位置には、圧縮室１１６の軸線方向（軸孔１１７ａの直径方向）に延びる油溝１２７が設けられている。この油溝１２７の形成により、給油機構１１４によって汲み上げられ、給油溝１１４ａを通過した潤滑油が、スラスト面１２１とフランジ部１１２で形成されるスラスト摺動部を主体に潤滑する。

さらに、油溝１２７を圧縮室１１６に最も近い位置に設けることにより、スラスト面１２１における圧縮室１１６に遠い側の領域において、シャフト１１０のフランジ部１１２と摺動する面積を確保している。

また、スラスト面１２１は、周知の工法によって窒化処理、ＣｒＮ、ＴｉＮ等のセラミックコーティングが施され、低摩擦と高硬度の表面に加工されている。

電動要素１０５は、固定子１０３のコアに設けたティース部（図示せず）に巻き線を集中巻きした集中巻き型の電動要素１０５である。そして、図４に示すように、電動要素１０５を構成する固定子１０３の固定子の磁気中心１２５に対し、回転子１０４の回転子の磁気中心１２６が所定寸法ｔ下方にずれるように固定子１０３と回転子１０４を配置している。

さらに、電動要素１０５は、周知の如くインバータ制御により異なる回転数で運転することができ、最高回転数は８０Ｈｚ（通常は６０Ｈｚ）に設定されている。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。

電動要素１０５への通電により、回転子１０４はシャフト１１０を回転させ、これに伴って偏心軸部１１３の回転運動が、連結機構１１９を介してピストン１１８に伝えられる。その結果、ピストン１１８は、圧縮室１１６内を往復運動する。

このピストン１１８の運動により、冷媒ガスは冷却システム（図示せず）から圧縮室１１６内へ吸入され、圧縮された後に再び冷却システムへと吐出される。

上述のシャフト１１０の回転に伴い、シリンダブロック１１５の上端面に形成されたスラスト面１２１には、図４に示すように、回転子１０４とシャフト１１０の自重による垂直方向の荷重Ｆ３が全面に作用するとともに、ピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重（分力）Ｆ２が局所的に作用する。したがって、この荷重Ｆ２は、シャフト１１０に設けられたフランジ部１１２の下面とスラスト面１２１の直
接摺動において、フランジ部１１２の下面とスラスト面１２１との接触面積の大きさにより、摺動損失および面圧に影響を及ぼすこととなる。

次に、図４、図５を参照しながら、スラスト面１２１において局所的にかかるピストン１１８の反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２について説明する。

ピストン１１８に作用する反発荷重Ｆ１は、圧縮室１１６内の圧力と圧縮室１１６の内径によって支配され、図５に示すように、圧縮行程後半の３３０ｄｅｇ付近において最大となり、連結機構１１９を介してシャフト１１０に大きく作用する。

最大反発荷重Ｆ１が発生する圧縮行程後半において、偏心軸部１１３は圧縮室１１６側に位置し、ピストン１１８に作用する反発荷重Ｆ１は、連結機構１１９を介して、偏心軸部１１３に作用する。

また、シャフト１１０の主軸部１１１の直径と主軸受１１７の軸孔１１７ａの直径には、１０〜３０μｍ程度のクリアランスが設定されていることから、シャフト１１０には傾きが生じる。この傾きに伴い、偏心軸部１１３に作用した反発荷重Ｆ１により、スラスト面１２１における圧縮室１１６と略反対側の領域に反発荷重Ｆ１の垂直方向の荷重Ｆ２が分力として作用する。

したがって、スラスト面１２１全体には、回転子１０４とシャフト１１０との自重による垂直方向の荷重Ｆ３が作用し、さらに圧縮室１１６と略反対側の領域には、反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２が作用する。

ここで、軸孔１１７ａの中心ｃの位置とスラスト面１２１の中心Ｃの位置を所定寸法ずらすことにより、スラスト面１２１を形成するスラスト幅１２４が全体に亘って不均一となる。

すなわち、局所的にピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２を受ける側（圧縮室１１６から遠く離れた側）の領域のスラスト幅１２４を大きく確保し、反対側（圧縮室１１６に近い側）のスラスト幅１２４を小さくすることにより、局所的にかかるピストン１１８に作用する反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２に起因した面圧増加を抑制することができる。

その結果、フランジ部１１２の下面とスラスト面１２１が形成するスラスト摺動部の摺動損失を低減することができる。また、局所的にピストン１１８に作用する反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２を受ける側の面圧増加を防止することにより、スラスト面１２１の偏摩耗を低減することで、密閉型圧縮機の効率向上と信頼性の向上をはかることができる。

また、スラスト面１２１に油溝１２７を設けているため、油溝１２７からスラスト面１２１への給油量を増加することができ、より多くの潤滑油１０２がスラスト面１２１の摺動部を潤滑する。また油溝１２７を、スラスト面１２１において、局所的にかかるピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２が作用する側と反対側に、すなわち、スラスト幅１２４の小さい領域に設けることで、面圧が大きく作用する側の摺動面積（摺動に供する面積）を確保することができ、面圧増加を防止することができる。その結果、スラスト面１２１の摺動部の潤滑状態を良好とし、密閉型圧縮機の信頼性をさらに高めることができる。

さらに、スラスト面１２１は、窒化処理、ＣｒＮ、ＴｉＮ等のセラミックコーティング
を施しているため、低摩擦と高硬度の表面であり、フランジ部１１２の下面とスラスト面１２１との接触面の摺動抵抗をより低減することができる。したがって、スラスト摺動部の摺動損失をより低減して効率の向上をはかり、また、スラスト面１２１の表面硬度を高めることによってスラスト摺動部の耐摩耗性を向上することができる。

そして、このスラスト面１２１の低摩擦、高硬度加工により、スラスト面１２１全体の摺動に作用する面積をより小さくし、さらに低摩擦化をはかることができる。

また、スラスト面１２１において、ピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２が作用する側の領域を、圧縮室１１６に近い側の領域よりも低くなるように傾斜させることにより、フランジ部１１２の下面を全体的にスラスト面１２１の全面に当接させることができる。その結果、スラスト摺動部の片当たりをさらに回避することができ、局所的な面圧増加を防止してスラスト摺動部の偏摩耗を抑制することができる。

一方、電動要素１０５は、固定子の磁気中心１２５に対して回転子の磁気中心１２６の相対位置を下方にずらすように回転子１０４を配設しているため、磁気吸引力により回転子１０４に固定されたシャフト１１０を上方に引き上げる力が作用する。その結果、回転時において回転子１０４とシャフト１１０の自重による垂直方向の荷重が低減され、スラスト面１２１の面圧が低減されることから、さらに高い信頼性を得ることができる。

なお、本実施の形態１においては、圧縮要素１０６が電動要素１０５の上部に配設された構成について説明したが、圧縮要素１０６が電動要素１０５の下部に配設された構成の密閉型圧縮機についても同様に実施することができ、同様の作用効果が期待できる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の圧縮要素部の縦断面図である。図７は、同密閉型圧縮機の圧縮要素部における要部の分解斜視図である。なお、密閉型圧縮機の全体構成は、図１と実施の形態１の説明を援用し、ここでは、実施の形態１と相違する構成と動作を主体に説明する。したがって、実施の形態１と同様の構成要件については、同一の符号を付して説明する。

図６、図７において、実施の形態１と大きく相違する構成は、実施の形態１で説明したスラスト面１２１に相当する部分である。

すなわち、本実施の形態２は、シリンダブロック１１５を構成する主軸受１１７の上部（圧縮要素１０６側）で、かつ軸孔１１７ａを囲うように所定深さの凹部２００を設け、この凹部２００に環状のスラスト軸受（本発明のスラスト受部に相当）２１０を嵌入した構成が、先の実施の形態１と大きく相違する。

凹部２００は、略真円に形成され、軸孔１１７ａの周辺部をスラスト軸受２１０の支持面２０１とし、その支持面２０１の面積は、圧縮室１１６と反対方向の領域が徐々に大きくなるように形成されている。また、凹部２００の周縁の一部には、外方に延出する小凹部２０２が設けられている。

スラスト軸受２１０は、外形が略真円に形成され、凹部２００への嵌入状態において、その軸受面２１３が凹部２００から軸孔１１７ａの軸方向へ若干突出する厚さに設定され、中央部の貫通孔２１１は、その軸心が軸孔１１７ａの軸心ｃ１と一致するように形成されている。また、スラスト軸受２１０の外周の一部には、凹部２００に設けた小凹部２０２に嵌合する凸部２１２が設けられている。

したがって、スラスト軸受２１０は、その軸受面２１３を、凹部２００と同様に、圧縮室１１６と反対方向の領域の面積（スラスト幅２１５）が徐々に大きくなるように形成され、また、小凹部２０２と凸部２１２の嵌合によって回り止めされている。

また、スラスト軸受２１０の少なくとも軸受面２１３には、実施の形態１と同様に、周知の工法によって窒化処理、ＣｒＮ、ＴｉＮ等のセラミックコーティングが施され、低摩擦と高硬度の表面に加工されている。

さらに、軸受面２１３は、スラスト軸受２１０の厚さ寸法を調整する、あるいは凹部２００の支持面２０１を加工することにより、圧縮室１１６に遠い側の領域が、圧縮室１１６に近い側の領域よりも低くなるように傾斜している。

また、スラスト軸受２１０の軸受面２１３の一部には、実施の形態１の油溝１２７と同様の機能を有する油溝２１４が貫通孔２１１の直径方向に設けられている。本実施の形態２において、油溝２１４は、軸受面２１３における圧縮室１１６に最も近い位置に設けられている。

この油溝２１４の形成により、給油機構１１４によって汲み上げられ、給油溝１１４ａを通過した潤滑油が、軸受面２１３とフランジ部１１２で形成されるスラスト摺動部を主体に潤滑する。

上記構成において、電動要素１０５への通電により、回転子１０４が回転し、これに伴って圧縮要素１０６が動作する。

その結果、実施の形態１で説明したように、冷媒ガスが冷却システム（図示せず）から圧縮室１１６内へ吸入され、圧縮された後に再び冷却システムへと吐出される。

本実施の形態２においても、シャフト１１０の回転に伴い、主軸受１１７のスラスト軸受２１には、図６に示すように、回転子１０４とシャフト１１０の自重による垂直方向の荷重Ｆ３が全面に作用するとともに、ピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２（分力）が局所的に作用する。

したがって、この荷重Ｆ２は、シャフト１１０に設けられたフランジ部１１２の下面とスラスト軸受２１０の軸受面２１３の直接摺動において、フランジ部１１２の下面と軸受面２１３との接触面積の大きさにより、摺動損失および面圧に影響を及ぼすこととなるが、実施の形態１で説明したように、局所的にピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２を受ける側（圧縮室１１６から遠く離れた側）の領域の面積（スラスト幅２１５）を大きく確保し、反対側（圧縮室１１６に近い側）の領域の面積（スラスト幅２１５）を小さくすることにより、局所的にかかるピストン１１８に作用する反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２に起因した面圧増加を抑制することができる。

その結果、実施の形態１と同様に、フランジ部１１２の下面とスラスト軸受２１０の軸受面２１３が形成するスラスト摺動部の摺動損失を低減することができる。また、局所的にピストン１１８に作用する反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２を受ける側の面圧増加を防止することにより、軸受面２１３の偏摩耗を低減し、密閉型圧縮機の効率向上と信頼性の向上をはかることができる。

また、スラスト軸受２１０の軸受面２１３に油溝２１４を設けているため、油溝２１４
から軸受面２１３への給油量を増加することができ、より多くの潤滑油１０２が軸受面２１３の摺動部を潤滑する。また油溝２１４を、軸受面２１３において、局所的にかかるピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２が作用する側と反対側に、すなわち、スラスト幅２１５の小さい領域に設けることで、面圧が大きく作用する側の摺動面積（摺動に供する面積）を確保することができ、面圧増加を防止することができる。その結果、スラスト軸受２１０の軸受面２１３の摺動部の潤滑状態を良好とし、密閉型圧縮機の信頼性をさらに高めることができる。

さらに、軸受面２１３は、窒化処理、ＣｒＮ、ＴｉＮ等のセラミックコーティングを施していることに伴い、低摩擦と高硬度の表面となっており、フランジ部１１２の下面と軸受面２１３との接触面の摺動抵抗をより低減することができる。したがって、スラスト摺動部の摺動損失をより低減して効率の向上をはかり、また、軸受面２１３の表面硬度を高めることによってスラスト摺動部の耐摩耗性を向上することができる。

そして、このスラスト軸受２１０の軸受面２１３の低摩擦、高硬度加工により、スラスト軸受２１０における軸受面２１３全体の摺動に作用する面積をより小さくし、さらに低摩擦化をはかることができる。

また、スラスト軸受２１０の軸受面２１３において、ピストン１１８の圧縮作用に伴う反発荷重Ｆ１の影響による垂直方向の荷重Ｆ２が作用する側の領域、すなわち、圧縮室１１６に遠い側の領域を、圧縮室１１６に近い側の領域よりも低くなるように軸受面２１３を傾斜させることにより、実施の形態１と同様に、スラスト摺動部の片当たりをさらに回避することができ、局所的な面圧増加を防止してスラスト摺動部の偏摩耗を抑制することができる。

さらに、スラスト軸受２１０は、主軸受１１７と別部品であるため、主軸受１１７とは別加工となる。したがって、軸受面２１３に施す窒化処理、ＣｒＮ、ＴｉＮ等のセラミックコーティング加工、あるいは、圧縮室１１６側から遠ざかるにつれて徐々に低くなるように傾斜させる面加工等が容易となる。

その結果、セラミックコーティング加工の度合いを安価かつ容易に調整・設定することができ、また軸受面２１３の傾斜加工が容易であることから、能力違いの圧縮機へも適応が可能となり、軸受部品としての汎用性を高めることができる。

なお、本実施の形態２においても、圧縮要素１０６が電動要素１０５の下部に配設された構成の密閉型圧縮機へ同様に実施することができ、同様の作用効果が期待できる。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、スラスト部の摺動損失を低減し、高い信頼性が得られることから、エアーコンディショナーや冷凍冷蔵装置等の冷凍機器に適用することができる。

１０１ 密閉容器
１０２ 潤滑油
１０３ 固定子
１０４ 回転子
１０５ 電動要素
１０６ 圧縮要素
１１０ シャフト
１１１ 主軸部
１１２ フランジ部
１１３ 偏心軸部
１１５ シリンダブロック
１１６ 圧縮室
１１７ 主軸受
１１７ａ 軸孔
１１８ ピストン
１１９ 連結機構
１２１ スラスト面（スラスト受部）
１２５ 固定子の磁気中心
１２６ 回転子の磁気中心
１２７ 油溝
２１０ スラスト軸受（スラスト受部）
２１４ 油溝

Claims (6)

1. 密閉容器内に潤滑油を貯溜するとともに、固定子と回転子を備えた電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、主軸部とフランジ部を介して形成された偏心軸部を有し、かつ前記回転子が固定されたシャフトと、円筒形の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を連結する連結機構と、前記シリンダブロックと連続し、かつ前記シャフトの前記主軸部を軸支する主軸受を具備した構成とし、前記主軸受において前記シャフトのフランジ部が当接する先端部に、前記回転子と前記シャフトの自重による垂直方向の荷重と、前記ピストンの圧縮作用に伴う反発荷重の垂直荷重を支持するスラスト受部を設け、前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面を、前記圧縮室に近い側よりも該圧縮室から離れた側の面積が大きくなるように形成した密閉型圧縮機。
2. 前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面に、前記主軸部が貫通する軸孔と前記軸受の外周部を連通する油溝を設けた請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面を、前記圧縮室側から離れるにつれて徐々に低くなるように傾斜させた請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記スラスト受部における前記シャフトのフランジ部が当接する面の表面に、窒化処理、ＣｒＮ、ＴｉＮ等のセラミックコーティングを施した請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
5. 前記スラスト受部を、前記主軸受と別の部品より構成した請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
6. 前記電動要素を、前記固定子の磁気中心に対し、回転子の磁気中心の位置が下方となるように構成した請求項１から５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。