JP7079174B2 - 圧縮機およびこれを用いた機器 - Google Patents
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Description
シリンダと、
該シリンダ内を前後方向に往復動するピストンと、を有し、
前記ピストンは、
前記シリンダ内周と摺動可能なピストン摺動面を上死点側に有し、
前記ピストン摺動面より径寸法が小さいピストン小径部を下死点側に有し、
前記シリンダの内周の下死点側に凹部を有する圧縮機である。
圧縮機50は、ステータ5およびロータ6からなる電動要素30と、シリンダ1、ピストン4、ピストン4に下死点側で接続するコネクティングロッド2、クランクシャフト7からなる圧縮要素20とが密閉容器3内に収納された形をとる。圧縮要素20は電動要素30の上方に位置するよう構成されている。密閉容器3底部には潤滑油35が貯留されている。
図2は本実施例におけるピストン4の概略側面図である。ピストン4は、ピストンピン9が挿入されたピストンピン型であり、ピストンピン9の挿入穴としてのピストンピン穴4aと、ピストンピン穴4aの一部又は全部より上死点側に位置しシリンダ1壁面と摺動可能なピストン摺動面4dと、ピストンピン穴4aの一部より下死点側に位置しピストン摺動面4dより径寸法が小さいピストン小径部4cとを有する。ピストン摺動面4dの例えば前後方向中央側には、周方向に好ましくは1周分に亘るピストン油溝4bを設けている。
図3は本実施例のシリンダ1の縦断面略図であり、図1にて示すA-A断面である。シリンダ1は、ピストン4の外径よりやや大きい径寸法で、ピストン4の前後寸法より長い前後長さの筒状空間を、下死点側を除き囲んでいる。この下死点側からピストンが挿入されて往復動可能である。シリンダ1の下死点側の端部には、ピストン摺動面4dと非接触(非摺動)となる上側凹部8aと下側凹部8bが、相対する向きで形成されている。本実施例の上側凹部8aはシリンダ1上壁面を貫通しており、下側凹部8bはシリンダ1下壁面を貫通しない凹部である。凹部8a,8bはそれぞれ、これらとシリンダ内周面との境界としての縁を凹部8a,8bに含む構成要素である。
図4は本実施例におけるピストン4とシリンダ1の下死点における前後方向断面の図3におけるB-B位置の側面概略図であり、図5は図4の状態での後方図である。
ピストン4の前後方向視の径はシリンダ1内周面の外径に比してやや小さく、潤滑油が供給される隙間を介してシリンダ1内周面に対向する。この隙間に起因してピストン4は揺動し得るが、往復動に伴い発生する油膜圧力で支持されている。しかし本実施例のピストン4は下死点側の径寸法が小さいため、上死点側と下死点側とで油膜による支持を均等にし難い。したがって、本実施例では、ピストン4が側面視で時計回り又は反時計回りに回転しやすく、ピストン4の上面や下面がシリンダ1内周面に点接触する虞がある。
ピストン4が上死点近傍に位置する時は、シリンダ室内外の圧力差が大きいために、ピストン4はシリンダ1壁面に強く押されて拘束状態にある。このとき、ピストン4の軸とシリンダ1の軸は略平行となっている。一方、ピストン4が下死点近傍に位置する時は、シリンダ室内外の圧力差が小さく、ピストン4の拘束力が小さい。このため、ピストン4が下死点近傍に位置する時は、わずかな外力のアンバランスによってピストン4の軸とシリンダ1の軸は略平行状態から崩れ、ピストン4とシリンダ1とが点接触を起こしやすい状態にあるといえる。さらに、下死点近傍ではシリンダ1とピストン4とのかかり代が小さいため、力学的に不安定である。力学的不安定な状態下では、ピストン4はシリンダ1壁面に何度も衝突する虞があり、摩擦損失や信頼性の観点から好ましくない。
本実施例の圧縮機は、冷蔵庫その他の機器に適用可能である。
図8は、ピストン4のピストン小径部4cと、シリンダ1の下側凹部8bとが設けられていない比較例1のピストン4とシリンダ1の下死点における縦断面概略図を示す。図9は下死点方向から見た比較例1の下死点における概略図である。なお、図8および図9ではシリンダ1とピストン4以外の部品は非表示としている。
図10は、ピストン小径部4cが前後方向中央側のみに設けられ、下側凹部8bがない比較例2の縦断面概略図である。下死点側にもピストン摺動面4dが形成されることとなるので、シリンダ壁面端部と下死点側のピストン摺動面4dとが1点接触となりやすい。したがって、ピストン小径部4cは、実施例1のように、下死点においてピストン4がシリンダ1から露出する範囲全体を含むことが好ましい。
2 ・・・コネクティングロッド
3 ・・・密閉容器
4 ・・・ピストン
5 ・・・ステータ
6 ・・・ロータ
7 ・・・クランクシャフト
9 ・・・ピストンピン
1a・・・ラジアル軸受部
4a・・・ピストンピン穴
4b・・・ピストン油溝
4c・・・ピストン小径部
4d・・・ピストン摺動部
4e・・・コネクティングロッド挿入穴
7a・・・クランクピン
8a・・・上側凹部
8b・・・下側凹部
20・・・圧縮要素
30・・・電動要素
35・・・潤滑油
50・・・圧縮機
Claims (9)
- シリンダと、
該シリンダ内を前後方向に往復動するピストンと、を有し、
前記ピストンは、
前記シリンダ内周と摺動可能なピストン摺動面を上死点側に有し、
前記ピストン摺動面より径寸法が小さいピストン小径部を下死点側に有し、
前記シリンダの内周の下死点側に凹部を有し、
前記ピストンの側面視で前記ピストンに時計回り又は反時計回りの回転モーメントが作用した場合、
前記ピストンの前後方向視で、
前記ピストンの上側又は下側の一方が、少なくとも1箇所で前記シリンダに接触し、
前記ピストンの上側又は下側の他方が、該1箇所に対する左側及び右側のそれぞれ少なくとも1箇所ずつで前記凹部の縁に接触する圧縮機。 - 前記ピストンの側面視で、前記ピストンに時計回り又は反時計回りの回転モーメントが作用した場合、
前記ピストンの前後方向視で、
前記ピストン摺動面の上側又は下側の一方の上死点側が少なくとも1箇所で前記シリンダと接触し、
該接触する点の個数よりも多い箇所で、上側又は下側の他方の下死点側が、前記凹部の縁と接触することを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。 - 前記凹部の左右方向の最大幅は、前記ピストンの半径超であることを特徴とする請求項1乃至2何れか一項に記載の圧縮機。
- 前記凹部の左右方向の最大幅は、前記ピストンの半径の1.8倍未満であ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。
- 前記ピストンの上面視において、前記凹部の縁の形状は、左右方向いずれかに凸であることを特徴とする請求項1乃至4何れか一項に記載の圧縮機。
- 前記ピストンの上面視において、前記凹部の縁の形状は、前方向に凸であることを特徴とする請求項1乃至4何れか一項に記載の圧縮機。
- 前記凹部は、前記シリンダの下死点側端部に位置し、前後方向に直交する端面を切り欠く領域に位置することを特徴とする請求項1乃至6何れか一項に記載の圧縮機。
- 前記凹部に対向する凹部を有し、前記ピストンの上面視において、該2つの凹部それぞれを円状又は弧状である場合、該2つの凹部の曲率半径は略同一であることを特徴とする請求項1乃至7何れか一項に記載の圧縮機。
- 請求項1乃至8何れか一項に記載の圧縮機を備える機器。
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- 2019-03-01 CN CN201910157674.5A patent/CN110873037B/zh active Active
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