JP7076332B2 - 圧縮機及びこれを備える機器 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機及びこれを備える機器に関する。

ピストンとシリンダ間の摩擦を低減させるため、油膜による流体潤滑を行う圧縮機が広く知られている。流体潤滑のためにはピストンとシリンダ間に十分な潤滑油が入り込む必要がある。特許文献１では、シリンダ５ａの端面に面取り５ａａが設けられている（図４）。

特開２０１２－４１８７９号公報

ピストン下部は上部と比べ潤滑油に触れる機会が少なく、油膜の形成が不完全になる場合がある。しかし、特許文献１の面取り５ａａは、シリンダの下死点側の端部が開放されており、潤滑油が下死点側に流れ出す構造である。このため、潤滑油をピストン下側に貯留することが困難である。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、
ピストンと、
該ピストンが摺動するシリンダと、を有し、
前記シリンダの内周下側にポケット状の凹部を有する圧縮機である。

ピストン部の鉛直方向断面図 ピストン部とシリンダの鉛直方向断面図 ピストン部とシリンダの鉛直方向断面拡大図 ピストン部とシリンダを下死点側から見た図 ピストン部とシリンダを下死点側から見た図 ピストン部とシリンダの鉛直方向断面拡大図

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、また、同様の説明は繰り返さない。

本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、或る構成要素が他の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。

図１は本実施例のピストン部の鉛直方向断面図である。ピストン部１００は、ピストンピン１０２を嵌装させることが可能な孔を有するピストン１０１と、鉛直方向に貫通した油路穴１０２１を持つピストンピン１０２と、ピストンピン１０２が嵌装されたコネクティングロッド１０３と、を備える。

図２は本実施例のピストン部１００とシリンダ２００の鉛直方向断面図である。シリンダ２００は、内周をピストン１０１が摺動可能な壁を有しており、上側壁２１０と下側壁２２０とを含む周壁と、上死点側端部に位置しピストン１０３の頂面と対向する閉塞壁２３０とを有する。

シリンダ２００の下側内周には、潤滑油を貯留可能にポケット状に形成された凹部２０１を有し、凹部２０１の真上より上死点側には、上側壁２１０の下死点側端面が位置する。そして、ピストン１０１の下死点位置では、油路穴１０２１の下方に凹部２０１が位置する。

ここで、潤滑油（不図示）は、オイルポンプ（不図示）によって噴射され、シリンダ２００やピストン１００の上面に付着したり滴下したりする。潤滑油は、ここからピストン１０１の側周や油路穴１０２１を伝っていき、一部は凹部２０１に滴下して溜められる。ピストン１０１が上死点に向かって運動すると、凹部２０１内の潤滑油がこの運動に伴って移動して、ピストン１０１とシリンダ２００との隙間に運ばれる。

凹部２０１は、底部２０１３と、底部２０１３から上死点側に向かうにつれてピストン１０１に近付く上死点側傾斜２０１１と、底部２０１３から下死点側に向かうにつれてピストン１０１に近付く下死点側傾斜２０１２とを有する。鉛直方向断面視で、凹部２０１は三角形でも矩形型でもよい。凹部２０１は、例えばシリンダ２００の下側壁２２０をドリルで穿つことで形成できる。

図３は図２の鉛直方向断面図のピストン部１００と凹部２０１に着目した断面拡大図である。本実施例では、上死点側傾斜２０１１は、底部２０１３に向かって角度θでピストン１０１から離れる方向に傾斜している。このことにより、ピストン部１００に付着した潤滑油が往復運動によりピストン部１００とシリンダ２００の隙間に運ばれやすくなる。凹部２０１とシリンダの上死点側の境界のすべてがこの傾斜を持ってもよいし、一部でもよい。

ピストン１０１がシリンダ２００内を往復運動することで、シリンダ２００内の流体の圧縮と膨張を行う。シリンダ２００の内側とピストン部１００の外側で圧力差が生じる。図３では凹部２０１の形状は底部を角とした逆三角形になっている。このような凹部２０１とシリンダの下死点側の境界に傾斜があることで、圧縮工程にて差圧が発生する場合、シリンダ２００の内側の圧力がピストン部１００の外側の圧力より大きくなるため、上死点側から下死点方向へ、凹部２０１の底部に沿って潤滑油の流れが生じ、潤滑油がピストン部１００に付着しやすくなる。その後、ピストン部１００に付着した潤滑油が往復運動によりピストン部１００とシリンダ２００の隙間に運ばれやすくなる。また吸入工程にて差圧が発生する場合、シリンダ２００の内側の圧力がピストン部１００の外側の圧力より小さくなるため、下死点方向から上死点側へ、凹部２０１の底部に沿って潤滑油の流れが生じ、圧力差によりピストン部１００とシリンダ２００の隙間に運ばれやすくなる。

図４Ａ、図４Ｂはピストン部１００とシリンダ２００を下死点側から見た図である。凹部２０１は、底部２０１３から左右方向それぞれに向かうにつれてピストン１０１に近付く左側傾斜２０１４、右側傾斜２０１５を有し、これらはそれぞれ角度φの傾斜を有する。傾斜は左側と右側夫々で異なる角度でもよい。本実施例では、不等式θ＜φが成立する。

凹部２０１の形状は図４Ａのように、底部２０１３が略一点で与えられる円錐形でもよいし、図４Ｂのように面状の底部２０１３となる形状でもよい（図４Ｂでは、左右方向を軸方向とする三角柱である）。その他、凹部２０１はシリンダ周方向を例えば一周する円環溝でもよい（底部２０１３が一点、かつφ＝１８０°の凹部２０１が集合したものに相当すると考えることができる）。
本実施例の圧縮機は、冷蔵庫、空気調和機等種々の機器に適用できる。

本実施例の構成は次の点を除き実施例１と同様にできる。図５は、本実施例の鉛直方向断面図のピストン部１００と凹部２０１に着目した断面拡大図である。上死点側傾斜２０１１１は、ピストン１０１に近い側で傾斜が緩く、底部２０１３に近付くにつれて傾斜が急峻になる。例えば、上死点側から底部２０１３にかけて一定の曲率となるようにすることができる。

１００…ピストン部
１０１…ピストン
１０２…ピストンピン
１０２１…油路穴
１０３…コネクティングロッド
２００…シリンダ
２０１…凹部
２０１１…上死点側傾斜
２０１２…下死点側傾斜
２０１３…底部
２０１４…左側傾斜
２０１５…右側傾斜

Claims (7)

1. ピストン部と、
   該ピストン部が摺動するシリンダと、を有し、
   前記シリンダの内周下側にポケット状の凹部を有し、
   前記ピストン部は、鉛直方向に貫通した油路穴を有し、
   前記ピストン部の下死点で、前記油路穴と前記凹部とが鉛直方向に重なる、圧縮機。
2. 前記ピストン部は、
   ピストンピンと、
   前記ピストンピンを嵌装させることが可能な孔を有するピストンと、
   前記ピストンピンが嵌装されたコネクティングロッドと、を有し、
   前記油路穴は、前記ピストンピンに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記シリンダは、前記ピストン部が摺動可能な周壁として上側壁と下側壁とを有し、
   前記下側壁に前記凹部が位置し、
   前記凹部の鉛直上方より上死点側に、前記上側壁の下死点側の端面が位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
4. 前記ポケット状の凹部として、
   底部と、
   該底部から上死点側に向かうにつれて前記ピストン部に近付く方向に傾斜した上死点側傾斜、及び／又は
   該底部から下死点側に向かうにつれて前記ピストン部に近付く方向に傾斜した下死点側傾斜を有することを特徴とする請求項１乃至３何れか一項に記載の圧縮機。
5. 前記ポケット状の凹部として、さらに、
   該底部から左側に向かうにつれて前記ピストン部に近付く方向に傾斜した左側傾斜、及び／又は
   該底部から右側に向かうにつれて前記ピストン部に近付く方向に傾斜した右側傾斜を有し、
   前記左側は、前記下死点側から前記シリンダを見た際に水平方向において左側となる一方側であり、前記右側は、前記左側とは反対の他方側であり、
   前記上死点側傾斜の角度θと、前記左側傾斜又は前記右側傾斜の角度φとが、不等式θ＜φの関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
6. 前記上死点側傾斜の角度は、前記ピストン部側から前記底部に向かうにつれて急峻になることを特徴とする請求項４又は５に記載の圧縮機。
7. 請求項１乃至６何れか一項に記載の圧縮機を備える機器。

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