本发明涉及密闭型压缩机。
背景技术：
近年来，用于家庭用冷冻冷藏库、自动售卖机、空调等的冷冻循环装置的密闭型压缩机从节能的观点出发，要求加速向高效率化的动作，并且高可靠性、低噪音化。在这种状况下，以高效率化为目的，期望减少推力轴承部的滑动损失。
以往，这种密闭型压缩机提出了采用推力旋转球轴承，减少推力轴承部的滑动损失，提高效率的方案。但是，若轴的旋转速度为高速，则推力球轴承的轨道(上轨道、下轨道)旋转，轨道与轴接触而磨耗轴，并且与轨道接触的球磨耗，从而可靠性下降。因此，在专利文献1、2中，提出了通过在上轨道形成向径向突出的凸设部，在轴上形成供凸设部嵌合的凹设部，抑制轨道旋转的技术。另外，在专利文献3中，提出了通过在下轨道形成突起部，在轴承端面形成卡定突起部的切口部，抑制轨道旋转的技术。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2013-181472号公报
专利文献2：日本特开2012-36905号公报
专利文献3：日本特表2010-511114号公报
但是，在专利文献1至3所记载的密闭型压缩机中，与设置凸设部及凹设部之前、设置突起部以及切口部之前相同强度的旋转力作用于上轨道、下轨道，因此，有可能磨损嵌合的部分、卡定的部分而破损，有损可靠性。
技术实现要素：
本发明是解决上述现有的课题的方案，其目的在于提供能抑制推力轴承旋转且提高可靠性的密闭型压缩机。
本发明的特征在于，具备压缩元件、驱动上述压缩元件的电动元件、收纳上述压缩元件以及上述电动元件的容器，上述压缩元件具备具有通过上述电动元件而旋转的主轴部以及偏心轴部的轴、具有轴支撑上述轴的上述主轴部的主轴承的机架以及配置在形成于上述机架的机架推力面的推力轴承，在上述机架推力面上沿圆周方向形成有槽。
本发明的效果如下。
根据本发明，能提供能抑制推力轴承旋转且提高可靠性的密闭型压缩机。
附图说明
图1是表示第一实施方式的密闭型压缩机的纵剖视图。
图2是表示第一实施方式的密闭型压缩机的机架的立体图。
图3是表示第一实施方式的密闭型压缩机的机架的俯视图。
图4是图3的a-a线放大剖视图。
图5是图1的a部放大图。
图6表示支撑部件，(a)是立体图，(b)是(a)的x方向向视图，(c)是(a)的y方向向视图。
图7表示说明第一实施方式的作用效果的图，(a)是表示同心圆状的槽和支撑部件的关系的俯视图，(b)是(a)的b-b线剖视图，(c)是(a)的e-e线剖视图。
图8表示说明比较例的作用效果的图，(a)是表示放射状的槽和支撑部件的关系的俯视图，(b)是(a)的d-d线剖视图，(c)是(a)的e-e线剖视图。
图9是表示第二实施方式的密闭型压缩机的机架的俯视图。
图10是表示第三实施方式的密闭型压缩机的剖视图。
图中：1a、1b、1c—压缩机，3—密闭容器(容器)，20—压缩元件，21—曲柄轴(轴)，21a—主轴部，21b—偏心轴部，21c—凸缘部，23—活塞，24—机架，24b—气缸，24c—机架推力面，24d—轴承延伸部，24d1—内面，24e—同心圆状的槽，24e1—槽部，24e2—平坦部，24s—基体，25—推力轴承，25a—下轨道，25b—球，25c—支架部，25d—上轨道，26—支撑部件，26a—凸状部，29—连杆，30—电动元件，31—转子，32—定子，40—涡旋状的槽，41—槽部。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式的密闭型压缩机(以下简记为压缩机)1a、1b、1c。另外，本发明未限定于以下所示的第一实施方式至第三实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式的密闭型压缩机的纵剖视图。
如图1所示，压缩机1a是所谓的往复式压缩机，构成为具备压缩元件20、电动元件30、收纳这些压缩元件20和电动元件30并密闭的密闭容器3(容器)。压缩元件20及电动元件30在密闭容器3内经由多个螺旋弹簧9(弹性部件)被弹性地支撑。
密闭容器3通过焊接等接合构成大致上半部的外廓的上壳体3m和构成大致下半部的外廓的下壳体3n，具有在内部收纳压缩元件20以及电动元件30的空间。
压缩元件20具备曲柄轴21(轴)、机架24、推力球轴承25(推力轴承)以及支撑部件26等。
曲柄轴21具备从机架24的下部向铅垂方向上方延伸并固定电动元件30的转子31的主轴部21a和位于该主轴部21a的上方并相对于主轴部21a偏心地形成的偏心轴部21b。在主轴部21a与偏心轴部21b之间形成相对于主轴部21a向径向外侧突出的凸缘部21c。
机架24具有旋转自如地轴支撑曲柄轴21的主轴部21a的主轴承24a和构成压缩室的气缸24b。另外，机架24具有与该主轴承24a的轴心(中心轴o)大致直角地形成的环状的机架推力面24c和从机架推力面24c进一步向上方延伸设置并具有与主轴部21a对置的内面24d1的轴承延伸部24d。轴承延伸部24d形成为圆筒状且构成为轴支撑主轴部24a的主轴承24a的一部分。
主轴承24a构成为从机架24的基体24s的大致中心向下方突出为圆筒状。另外，主轴部21a从主轴承24a的下端向下方突出。在从主轴承24a突出的主轴部21a上固定转子31。
气缸24b形成于基体24s的上部，形成于比主轴部21a的中心轴o偏向径向外侧的位置。另外，气缸24b的轴向o1是与曲柄轴21的轴向(中心轴o)正交的方向。
另外，在气缸24b的轴向o1的外周侧的端部安装头罩27，从相反侧的端部插入活塞23。这样，通过气缸24b、活塞23和头罩27构成压缩室(气缸室)。另外，在气缸24b与头罩27之间设置阀开闭机构28，该阀开闭机构28具备在吸入制冷剂时打开的吸气阀和在排出压缩后的制冷剂时打开的排出阀。
活塞23往复运动自如地插入作为形成于机架24的大致圆筒形的压缩室的气缸24b，通过作为连结机构的连杆29连结活塞23和偏心轴部21b。活塞23通过偏心轴部21b相对于中心轴o偏心旋转而在气缸24b内往复运动。
在偏心轴部21b上设置平衡块11。平衡块11具有减小压缩元件20驱动时的振动的功能。
曲柄轴21的主轴部21a形成有从轴向的下端面向上方凹的形状的镗孔21d。另外，在曲柄轴21上形成从镗孔21d的上端向凸缘部21c的上面贯通的上部连通孔21e。另外，在曲柄轴21的外周面，形成直到主轴部21a的上部(机架推力面24c的高度位置)的螺旋形的槽(螺旋槽)21f。
在偏心轴部21b形成从轴向的上端面向下方凹的形状的镗孔21g。在镗孔21g的底面形成向下方延伸的连通孔21k。连通孔21k与螺旋槽21f的上端部通过横孔21h连通。螺旋槽21f的下端部通过横孔21i与镗孔21d连通。
在曲柄轴21的下端安装供油部件(油泵)21p。以浸渍在贮存于密闭容器3内的润滑油4的方式设置。若曲柄轴21旋转，则供油部件21p也旋转而将润滑油4吸引至供油部件21p内并上升。上升后的润滑油4利用离心力在设于曲柄轴21的下端侧的镗孔21d内上升，并被向与曲柄轴21的外表面连通的横孔21i输送。
到达了横孔21i的润滑油4被导入形成于曲柄轴21的外表面的螺旋槽21f，在由螺旋槽21f的壁面和主轴承24a的内壁面形成的润滑油通道中，伴随由曲柄轴21的旋转引起的壁面移动，润滑油4通过粘性的效果沿壁面被提起，在螺旋槽21f内上升。此时，同时润滑油4对主轴承24a进行润滑。
在螺旋槽24f内上升后的润滑油4若到达横孔21h，则再次通过伴随曲柄轴21的旋转的离心力被向镗孔21g输送。另外，未图示，还具有将润滑油4向连杆29和活塞23的滑动部供给并润滑的结构。
推力球轴承25配置在形成于机架24的轴承延伸部24d的周围的环状的凹部24t。该凹部24t的底面为机架推力面24c。
支撑部件26设于机架推力面24c与推力球轴承25之间。另外，支撑部件26也称为调芯垫片，具有在机架24的气缸24b与主轴承24a的直角度、主轴承24a与主轴部21a的平行度以及气缸24b与活塞23的平行度等的精度下降时，防止压缩机1a的动作停止的功能。
在镗孔21d上升后的润滑油(冷冻机油)4通过上部连通孔21e向凸缘部21c上吹出，对推力球轴承25进行润滑。另外，在曲柄轴21的螺旋槽21f上升后的润滑油4对曲柄轴21(主轴部21a)与主轴承24a之间进行润滑，并且通过连通孔21k向偏心轴部21b的镗孔21g流入，对连杆29的周边进行润滑。另外，润滑了推力球轴承25等后的润滑油4通过形成于机架24的返回孔24u(参照图2)返回密闭容器3的底部。
电动元件30配置于机架24的下侧(基体24s的下方)，构成为包括转子31以及定子32。
转子31构成为具备层叠电磁钢板而成的转子铁芯，通过压入等固定于曲柄轴21(主轴部21a)的下部。定子32构成为具备配置于转子31的外周且由圆筒状的定子铁芯和形成于该定子铁芯的内周的多个插口构成的铁芯和通过绝缘体(未图示)卷绕在铁芯上的线圈。
图2是表示第一实施方式的密闭型压缩机的机架的立体图。
如图2所示，机架24具有沿水平方向以大致四角状延伸的基体24s。在基体24s的大致中央突出形成向下方突出的圆筒形状的主轴承24a。另外，在基体24s的上面，在轴承延伸部24d的外周形成机架推力面24c。
机架推力面24c形成于在基体24s上形成的大致圆形的凹部24t的底面。另外，气缸24b位于机架推力面24c的从铅垂方向(轴向)的投影面偏离的位置。
图3是表示第一实施方式的密闭型压缩机的机架的俯视图。
如图3所示，在机架推力面24c形成同心圆状的槽24e。在机架推力面24c的外周，在多处形成沿主轴承24a的轴向(铅垂方向)贯通并使润滑油4(参照图1)返回容器3(参照图1)的底部的返回孔24u。另外，在本实施方式中，返回孔24u形成在四处(参照图3)，但可以是三处以下，也可以是五处以上。
同心圆状的槽24e由形成为环状的多个槽部24e1构成。各槽部24e1形成为直径从内径侧向外径侧变大，各槽部24e1离开地形成。另外，在径向相邻的槽部24e1和槽部24e1之间形成为环状的平坦面24e2。这样，机架推力面24c由多个槽部24e1和多个平坦面24e2构成。
图4是图3的a-a线放大剖视图。
如图4所示，同心圆状的槽24e形成于机架推力面24c。另外，在本实施方式中，以槽24e形成于机架推力面24c的大致整个面的情况为例进行说明，但例如可以只在支撑部件26接触的区域形成槽24e。由此，能缩短槽24e的加工时间。
构成同心圆状的槽24e的各槽部24e1的剖面形状均为相同的形状，弯曲为圆弧状而形成。这样，通过使各槽部24e1的剖面形状相同，能减少加工时间、加工成本。另外，槽部24e1的间距pt例如设定为0.73～1.33mm。在径向相离的槽部24e1间的距离s例如设定为0.1～0.7mm。另外，各自的间距pt未必需要是相同的尺寸。
另外，槽部24e1与槽部24e1之间的区域为平坦面24e2。这样，通过为平坦面24e2，能稳定地对支撑部件26进行支撑。另外，若使对支撑部件26进行支撑的面不为平坦面24e2，而为尖的形状(例如锐角状)，则加工非常困难，另外，存在无法使支撑部件26接触的高度恒定的可能性，无法稳定地对支撑部件26进行支撑并且容易磨耗。
图5是图1的放大图。
如图5所示，推力球轴承25由下轨道(轨道板)25a、沿圆周方向配置的多个球25b(转动体)、旋转自如地支撑多个球25b的支架部(保持器)25c以及上轨道(轨道板)25d构成。另外，在本实施方式中，以转动体为球25b的情况为例进行说明，但可以是转动体使用了圆柱形状的滚子的推力滚子轴承。
下轨道25a形成为圆环状，在轴承延伸部24d的外侧沿径向空着间隔s1进行设置。支架部25c大致形成为圆环状，在轴承延伸部24d的外侧沿径向空着间隙s2设置。
上轨道25d形成为圆环状，在曲柄轴21的主轴部21a的外侧沿径向空着间隙s3设置。另外，上轨道25d沿径向的内侧延伸至与轴承延伸部24d的上端面24d2对置的位置。
另外，支架部25c的上端面25c1位于与轴承延伸部24d的上端面24d2大致相同的高度位置。
支撑部件26夹在机架推力面24c与下轨道25a之间地设置。另外，支撑部件26在轴承延伸部24d的外侧沿径向空着间隙s4地设置。间隙s4以与上述的间隙s1、s2相同的尺寸形成。
另外，下轨道25a的外径尺寸形成为比支撑部件26的外径尺寸大。另外，上轨道25d的上面与曲柄轴21的凸缘部21c的下面21c1接触。
图6表示支撑部件，(a)是立体图，(b)是(a)的x方向向视图，(c)是(a)的y方向向视图。
如图6(a)所示，支撑部件26是形成为圆环状的刚体，以朝向圆周方向起波浪的方式弯曲地形成。在本实施方式中，在支撑部件26的对置的位置，形成向下凸的凸状部26a、26a，在从凸状部26a旋转90度的对置的位置形成与上述逆向地凸的凹状部26b、26b。
如图6(b)所示，支撑部件26在从x方向的侧面观察时，具有中央部向下方凸的凸状部26a。凸状部26a在预定的角度范围平坦地形成，与机架推力面24c(参照图5)以面接触。
如图6(c)所示，支撑部件26在从相对于x方向旋转90度的y方向观察时，与中央部的凹状部26b相反侧的面(上面)在预定的角度范围内平坦地形成，与下轨道25a(参照图5)的下面以面接触。
另外，在本实施方式中，以具有两个凸状部26a和两个凹状部26b的支撑部件26为例进行说明，但只要在圆周方向形成为波形状，则未限定于实施方式的形状。例如，可以是具有单一的凸状部和单一的凹状部的支撑部件，也可以是具有三个以上的凸状部和三个以上的凹状部的支撑部件。
若曲柄轴21以高速(例如3400min-1以上)旋转，则支撑部件26开始旋转，下轨道25a也同样开始旋转。由此，由于下轨道25a、支撑部件26一边旋转一边与轴承延伸部24d接触，致使轴承延伸部24d磨耗。另外，由于支撑部件26旋转，致使下轨道25a磨耗。另外，由于下轨道25a旋转，致使与下轨道25a接触的球25b磨耗。由此，压缩机1a的可靠性下降。
因此，在第一实施方式中，通过在机架推力面24c沿圆周方向形成槽24e，机架推力面24c与支撑部件26的接触面积减小，能提高机架推力面24c与支撑部件26之间的面压力。通过提高面压力，能抑制支撑部件26自身的旋转，抑制下轨道25a、轴承延伸部24d、球25b的磨耗，能提高压缩机1a的可靠性。
另外，在第一实施方式中，在机架推力面24c形成同心圆状的槽24e。由此，即使在圆周方向的某位置，也能使机架推力面24c与支撑部件26的接触面积相同，能产生相同的面压力，能稳定地抑制支撑部件26的旋转。
另外，在第一实施方式中，在机架推力面24c与推力球轴承25之间设置沿圆周方向在轴向g(参照图6)弯曲为波状的支持部件26。另外，轴向g是与图1所示的中心轴o相同的方向。据此，能防止压缩机1a由于机架24的制造误差、机架24、活塞23及曲柄轴21的组装误差等而无法进行动作的情况。
另外，在第一实施方式中，同心圆状的槽24e至少形成于载置支撑部件26的区域的整体。据此，若槽24e的区域比支撑部件26窄，则支撑部件26与机架推力面24c之间的接触面积无法增加而得到充分的面压力，但通过至少在载置支撑部件26的区域的整体形成槽24e，支撑部件26与机架推力面24c的接触面积增加，能够得到充分的面压力。
接着，对沿圆周方向形成槽24e的情况(第一实施方式、参照图7)和沿径向形成槽110的情况(比较例、参照图8)进行比较来进行说明。图7表示说明第一实施方式的作用效果的图，(a)是表示同心圆状的槽与支撑部件的关系的俯视图，(b)是(a)的b-b线剖视图，(c)是(a)的c-c线剖视图。另外，在图7(a)中，由单点划线包围的区域r1、r2假想地表示支撑部件26的凸状部26a(参照图6)与机架推力面24c接触的区域。图8表示说明比较例的作用效果的图，(a)是表示放射状的槽与支撑部件的关系的俯视图，(b)是(a)的d-d线剖视图，(c)是(a)的e-e线剖视图。另外，即使关于图8的比较例，作为由单点划线包围的区域r10、r20，也假想地表示凸状部26a与机架推力面100接触的区域。
如图7(a)所示，在区域r1，支撑部件26的凸状部26a(朝向槽24e为凸的面)沿径向与机架推力面24c接触。该位置下的支撑部件26与机架推力面24c的关系如图7(b)所示，支撑部件26的凸状部26a与槽部24e1和槽部24e1之间的平坦面24e2分别接触。另外，即使支撑部件26是从图7(b)的状态稍微旋转的区域r2的位置，也如图7(c)所示，机架推力面24c与支撑部件26的关系与图7(b)相同，支撑部件26的凸状部26a与槽部24e1和槽部24e1之间的平坦面24e2分别接触。即，在沿圆周方向形成槽24e的结构中，无论支撑部件26的凸状部26a是机架推力面24c的哪个位置，支撑部件26与机架推力面24c之间的接触面积均相同，能得到相同的面压力。
另一方面，在比较例中，如图8(a)所示，在机架推力面100形成放射状的槽110。该放射状的槽110由多个槽部111构成，通过各槽部111沿半径方向延伸且在圆周方向上隔着间隙地配置而构成。在区域r10中，支撑部件26的凸状部26a在槽部111的位置沿径向与机架推力面100对置。该位置的支撑部件26的凸状部26a与机架推力面100的关系如图8(b)所示，为支撑部件26的凸状部26a不与机架推力面24c接触的状态。另外，在支撑部件26从图8(b)的状态稍微旋转而成为区域r20的位置的情况下，如图8(c)所示，支撑部件26与机架推力面100的关系为支撑部件26的凸状部26a的径向的整体与机架推力面100接触的状态。即，在作为比较例设置放射状的槽110的结构中，由于支撑部件26与机架推力面100的位置关系变化，导致支撑部件26与机架推力面100之间的接触面积较大地变化，其结果，面压力变化。
这样，作为减小与支撑部件26的接触面积的方法，与成为放射状的槽110的情况相比(比较例)，能通过成为同心圆状的槽24e(第一实施方式)，无论支撑部件26相对于机架推力面24c为哪个位置，均能使接触面积恒定，使面压力恒定。由此，能抑制曲柄轴21高速旋转时的支撑部件26的旋转动作，能防止轴承延伸部24d的磨耗、下轨道25a的磨耗，能提高作为压缩机1a的可靠性。
(第二实施方式)
图9是表示第二实施方式的密闭型压缩机的机架的俯视图。
如图9所示，第二实施方式的压缩机1b(参照图1)代替第一实施方式的同心圆状的槽24e，具备涡旋状的槽40(称为渐开曲线状的槽)。其他结构与第一实施方式相同，省略重复的说明。另外，涡旋状的槽40未必是正确的渐开曲线状的槽。
在机架推力面24c上形成涡旋状的槽40。该涡旋状的槽40通过使一个槽部41从径向的内侧向外侧并从轴承延伸部24d的外面24d3的附近遍及多周地卷绕而构成。另外，在图9中，以能够在视觉上识别涡旋形状的方式扩大槽的间隔地图示，未限定于图9所示的形状。
根据第二实施方式，通过在形成了涡旋状的槽40的机架推力面24c与下轨道25a之间设置支撑部件26，与在图7中说明的同心圆状的槽24e和机架推力面24c的组合相同，能使机架推力面24c与支撑部件26的接触面积恒定，能使面压力恒定。由此，能抑制曲柄轴21高速旋转时的支撑部件26的旋转动作，能防止轴承延伸部24d的磨耗、下轨道25a的磨耗，能提高作为压缩机1b的可靠性。
另外，在第二实施方式中，在机架推力面24c设置涡旋状的槽40。由此，在使工具(立铣刀等)与机架推力面24c接触并形成槽时，能只使工具与机架推力面24c接触一次(不使工具多次上下)而形成整体的槽(涡旋状的槽40)。这样，涡旋状的槽40的加工比同心圆状的槽24e容易。
(第三实施方式)
图10是表示第三实施方式的密闭型压缩机的剖视图。另外，第三实施方式的压缩机1c是从第一实施方式的压缩机1a除去了支撑部件26的结构。另外，在图10中，只图示一部分，关于其他结构，构成为与第一实施方式相同。另外，关于与第一实施方式相同的结构，标注相同的符号并省略重复的说明。
如图10所示，在第三实施方式的压缩机1c中，在机架推力面24c设置推力球轴承25。在压缩机1c中，轴承延伸部24f形成为轴向的长度比第一实施方式的轴承延伸部24d短。另外，轴承延伸部24f的上端面24f1是与支架部25c的上端面25c1大致相同的高度位置。
这样，在第三实施方式中，通过在机架推力面24c设置同心圆状的槽24e，能减小下轨道25a与机架推力面24c的接触面积，能提高下轨道25a与机架推力面24c之间的面压力。由此，能抑制曲柄轴21高速旋转时的下轨道25a的旋转动作，能防止轴承延伸部24d的磨耗、球25b的磨耗，能提高压缩机1c的可靠性。
另外，在第三实施方式中，以在机架推力面24c设有同心圆状的槽24e的情况为例进行说明，但可以设置第二实施方式那样的涡旋状的槽40。
另外，本发明未限定于上述实施方式，包括多种变形例。例如，在第一实施方式及第三实施方式中，以设有同心圆状的槽24e的情况为例进行说明，在第二实施方式中，以设有涡旋状的槽40的情况为例进行说明，但只要是沿圆周方向形成，能减小接触面积而提高面压力的槽，则未限定于这些形状。例如，可以如第一实施方式那样，各槽部24e1不是遍布360连续地形成，而是不连续地形成槽。
另外，在本实施方式中，以在铅垂方向的上侧设置压缩元件20、在下侧设置电动元件30的情况为例进行说明，但未限定于这种配置，也可以与本实施方式上下颠倒，是在铅垂方向的上侧设置电动元件、在下侧设置压缩元件的结构。在该情况下，在偏心轴部21b设置吸起润滑油的泵机构，在主轴承24a的上端面与转子31之间配置推力球轴承25，在与推力球轴承25的下轨道接触的主轴承24a的上端面沿圆周方向形成槽。另外，可以在主轴承24a的上端面与下轨道之间设置支撑部件26。