(57)【要約】【課題】いわゆるリア軸部の信頼性を向上する技術を提供する。【解決手段】ロータリ圧縮機１は、シリンダ本体８と、シリンダ本体８を挟むように設けられるフロント軸受１２及びリア軸受１３と、フロント軸受１２とリア軸受１３によって軸支され、偏心部１４を有するクランク軸５と、を備える。リア軸受１３は、フロント軸受１２に対して、クランク軸５の回転角θｃｒ＝０〜１８０［ｄｅｇ．］に相当する方向へ心ズレする。【選択図】図６
2010144680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体と、
前記シリンダ本体を挟むように設けられる第１の軸受及び第２の軸受と、
前記の第１の軸受と第２の軸受によって軸支され、前記シリンダ本体内に収容される偏心部を有し、この偏心部を前記シリンダ本体の内周面に沿って旋回可能に支持する、クランク軸と、
前記偏心部に外嵌するローラと、
前記シリンダ本体の上記内周面に凹設されるブレード収容部に対して進退し、前記シリンダ本体内に形成されるシリンダ室を圧縮室と吸入室とに区画するブレードと、
前記シリンダ本体と前記第１の軸受を挟んで反対側に設けられ、前記クランク軸を回転させる、原動機と、
を備え、
前記シリンダ本体の上記内周面の中心から前記ブレード収容部を見る向きに前記クランク軸の回転角の０［ｄｅｇ．］をとり、このクランク軸の回転方向に正をとると、前記第２の軸受は、前記第１の軸受に対して、前記クランク軸の回転角＝０〜１８０［ｄｅｇ．］に相当する方向へ心ズレする、
圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機において、
前記原動機から離れる方向へ前記偏心部から延びる前記クランク軸のリア軸部の直径は、前記原動機へ向かって前記偏心部から延びる前記クランク軸のフロント軸部の直径よりも小さい値に設定される、
圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧縮機において、
前記原動機から離れる方向へ前記偏心部から延びる前記クランク軸のリア軸部の直径をφＲとし、前記偏心部の直径をφＥとすると、下記式（１）を満足する、
圧縮機。
【数１】
2010144680.tif 000012
【請求項４】
前記冷媒として炭酸ガスを採用する、請求項１〜３の何れか一に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として特許文献１は、密閉容器内の上部に伝動要素部、下部に圧縮要素部を収納し、伝動要素部の回転力を回転軸にて圧縮要素部に伝達し駆動するロータリ圧縮機を開示する。上記の回転軸は、回転軸の長軸と、回転軸の偏心軸部と、回転軸の短軸と、から構成される。そして、ローリングピストンを偏心軸部へ外嵌するために、短軸の外径は、長軸の外径より小さく設定される。この際、短軸の信頼性が低下しないよう、特許文献１では、短軸にリングを挿入固定することとしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３２４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の構成は、構造が複雑である。
【０００５】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、いわゆるリア軸部（上記特許文献１における短軸に相当）の信頼性を、上記特許文献１の構成と比較して簡素な構成で、向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００７】
第１の発明にかかる圧縮機は、シリンダ本体と、前記シリンダ本体を挟むように設けられる第１の軸受及び第２の軸受と、前記の第１の軸受と第２の軸受によって軸支され、前記シリンダ本体内に収容される偏心部を有し、この偏心部を前記シリンダ本体の内周面に沿って旋回可能に支持する、クランク軸と、前記偏心部に外嵌するローラと、前記シリンダ本体の上記内周面に凹設されるブレード収容部に対して進退し、前記シリンダ本体内に形成されるシリンダ室を圧縮室と吸入室とに区画するブレードと、前記シリンダ本体と前記第１の軸受を挟んで反対側に設けられ、前記クランク軸を回転させる、原動機と、を備える。前記シリンダ本体の上記内周面の中心から前記ブレード収容部を見る向きに前記クランク軸の回転角の０［ｄｅｇ．］をとり、このクランク軸の回転方向に正をとると、前記第２の軸受は、前記第１の軸受に対して、前記クランク軸の回転角＝０〜１８０［ｄｅｇ．］に相当する方向へ心ズレする。以上の構成によれば、前記冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が最大となった際の、前記第２の軸受に対する前記クランク軸の傾きが小さくなるので、前記第２の軸受と前記クランク軸との片アタリが緩和され、もって、前記第２の軸受における前記クランク軸の信頼性が向上する。
【０００８】
第２の発明にかかる圧縮機は、第１の発明にかかる圧縮機において、前記原動機から離れる方向へ前記偏心部から延びる前記クランク軸のリア軸部の直径は、前記原動機へ向かって前記偏心部から延びる前記クランク軸のフロント軸部の直径よりも小さい値に設定される。このように、前記リア軸部が前記フロント軸部に対して小径に設定されて前記リア軸部の信頼性に不利な条件となったとき、前述した片アタリを緩和する効果は一層有意義となる。
【０００９】
第３の発明にかかる圧縮機は、第１又は第２の発明にかかる圧縮機において、前記原動機から離れる方向へ前記偏心部から延びる前記クランク軸のリア軸部の直径をφＲとし、前記偏心部の直径をφＥとすると、下記式（１）を満足する。
【００１０】
【数１】
2010144680.tif 000003
【００１１】
このように、上記の式（１）を満足して前記リア軸部の信頼性に不利な条件となったとき、前述した片アタリを緩和する効果は一層有意義となる。
【００１２】
第４の発明にかかる圧縮機は、第１〜３の何れかの発明にかかる圧縮機において、前記冷媒として炭酸ガスを採用する。このように炭酸ガス向けの圧縮機では、前記冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が一際大きくなり、前記第２の軸受における前記クランク軸の信頼性に不利な条件となる。このような条件下、前述した片アタリを緩和する効果は一層有意義となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１４】
第１の発明では、前記冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が最大となった際の、前記第２の軸受に対する前記クランク軸の傾きが小さくなるので、前記第２の軸受と前記クランク軸との片アタリが緩和され、もって、前記第２の軸受における前記クランク軸の信頼性が向上する。
【００１５】
また、第２の発明では、このように、前記リア軸部が前記フロント軸部に対して小径に設定されて前記リア軸部の信頼性に不利な条件となったとき、前述した片アタリを緩和する効果は一層有意義となる。
【００１６】
また、第３の発明では、このように、上記の式（１）を満足して前記リア軸部の信頼性に不利な条件となったとき、前述した片アタリを緩和する効果は一層有意義となる。
【００１７】
また、第４の発明では、このように炭酸ガス向けの圧縮機では、前記冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が一際大きくなり、前記第２の軸受における前記クランク軸の信頼性に不利な条件となる。このような条件下、前述した片アタリを緩和する効果は一層有意義となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本願発明の第一実施形態を説明する。
【００１９】
先ず、図１に基づいて、本願発明の第一実施形態に係るロータリ圧縮機の構成を概説する。図１は、本願発明の第一実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。
【００２０】
図１に示されるロータリ圧縮機１は、例えば空気調和機などの冷凍システムの一部を構成するものとして利用される。即ち、空気調和機は、図示しない凝縮器や膨張機構、蒸発器と、上記のロータリ圧縮機１を主たる構成として備える。そして、ロータリ圧縮機１は、上記空気調和機内の冷媒（例えば炭酸ガスなど）を吸入し、所定の圧力で吐出する。
【００２１】
このロータリ圧縮機１は、本図に示されるように、密閉容器２と、この密閉容器２内に収容されるモータ部３及び圧縮部４と、を主たる構成として備える。モータ部３はクランク軸５を介して圧縮部４を駆動し、圧縮部４は略示のアキュームレータ６から低圧の冷媒を吸引して圧縮し、吐出する。密閉容器２内の高圧の冷媒は、吐出管７を介してロータリ圧縮機１の外部へ排出される。
【００２２】
圧縮部４は、円形孔８ａを有するシリンダ本体８と、このシリンダ本体８を挟むように設けられるフロントヘッド９及びリアヘッド１０と、を主たる構成として備え、シリンダ本体８に形成される上記の円形孔８ａがフロントヘッド９及びリアヘッド１０によって区画されることでシリンダ室１１が形成される。端的に言えば、シリンダ本体８内にシリンダ室１１が形成される。
【００２３】
前記のクランク軸５は、フロントヘッド９に形成されるフロント軸受１２（第１の軸受）と、リアヘッド１０に形成されるリア軸受１３（第２の軸受）と、によって軸支され、シリンダ本体８内に収容される偏心部１４を有し、この偏心部１４をシリンダ本体８の円形孔８ａの内周面８ｂに沿って旋回可能に支持する。上記の偏心部１４は、クランク軸５の回転に伴って上記の内周面８ｂに沿って旋回するように、クランク軸５と一体的に形成される。
【００２４】
次に、図２を参照されたい。図２は、図１の２−２線矢視断面図である。本図に示されるように、クランク軸５の偏心部１４には円筒状に形成されるローラ１５が外嵌され、このローラ１５の外周面１５ａからクランク軸５の軸方向に対して垂直な方向へブレード１６が延出し、このブレード１６は、シリンダ本体８の内周面８ｂに凹設されるブレード収容部１７内へ一対のブッシュ１８を介して収容される。このブレード１６は、上記のシリンダ室１１を圧縮室２７ａと吸入室２７ｂとに区画する（図４も併せて参照）。そして、上記のブレード収容部１７の近傍には、前記のアキュームレータ６から冷媒の供給を受けるための供給ポート１９が形成され、この供給ポート１９にはアキュームレータ６に接続される供給管２０（図１併せて参照）が挿嵌されると共に、供給ポート１９はシリンダ本体８の円形孔８ａの内周面８ｂに供給口２１を有する。
【００２５】
次に、図１と図３を併せて参照されたい。図３は、図１の３−３線矢視断面図である。図１及び図３に示されるように、上記のフロントヘッド９は、板状に形成され、シリンダ本体８の円形孔８ａを閉塞すると共に、クランク軸５が貫通する貫通孔９ａを有する板部９ｂと、この板部９ｂの貫通孔９ａの縁からモータ部３へ向かって円筒状に延出して形成される前述のフロント軸受１２（第１の軸受）と、から構成される。フロントヘッド９の板部９ｂには、シリンダ室１１内で圧縮された冷媒を吐出するための吐出孔２３が穿孔されると共に、この吐出孔２３を介した冷媒の吐出を適宜に制御するための吐出制御機構２４が付設される。更に、フロントヘッド９には、冷媒の脈動に起因する騒音を低減するマフラ２５が覆設される。このマフラ２５は、吐出孔２３から吐出された冷媒をマフラ２５の外部へ放出するためのマフラ吐出孔２６を有する。ここで、図４を参照されたい。図４は、図２に類似する図であって、ロータリ圧縮機の動作説明図である。本図において二点鎖線で略示するように、上記の吐出孔２３は、供給口２１とブレード１６を挟んで反対側に位置する。換言すれば、図４のようなシリンダ本体８の平面視において、供給口２１と吐出孔２３とがブレード１６を挟む関係となるように、フロントヘッド９はシリンダ本体８に対して回転位置決めされる。この構成で、本図に示されるように、ローラ１５がシリンダ本体８の円形孔８ａの内周面８ｂに対する当接状態を維持したまま旋回すると、ブレード１６がブレード収容部１７に対して進退移動すると共に、シリンダ本体８内に供給された冷媒の圧縮が行われる。なお、本図における太線矢印は、ローラ１５の旋回方向（クランク軸５の回転方向）を示す。
【００２６】
以下、説明の便宜上、図１においてモータ部３を構成するモータ２２（原動機）へ向かって偏心部１４から延びるクランク軸５の部分をフロント軸部５ｆと称する。一方、モータ２２から離れる方向へ偏心部１４から延びるクランク軸５の部分をリア軸部５ｒと称する。
【００２７】
前述したリアヘッド１０の形状は、フロントヘッド９の主たる形状と類似する。即ち、リアヘッド１０は、図１に示されるように、板状に形成され、シリンダ本体８の円形孔８ａを閉塞すると共に、クランク軸５が貫通する貫通孔１０ａを有する板部１０ｂと、この板部１０ｂの貫通孔１０ａの縁から、モータ部３から離れる方向へ円筒状に延出して形成される前述のリア軸受１３（第２の軸受）と、から構成される。このリアヘッド１０と密閉容器２との間には図示しない潤滑油が充填される。
【００２８】
次に、図５に基づいて、クランク軸５の回転角θｃｒを定義する。図５は、図２に類似する図であって、クランク軸の回転角の定義に供される説明図である。このクランク軸５の回転角θｃｒは、前記のクランク軸５のフロント軸部５ｆ（又はリア軸部５ｒ）と偏心部１４との相対的な位置関係によって特定されるものであって、シリンダ本体８の上記内周面８ｂの中心からブレード収容部１７を見る向きにクランク軸５の回転角θｃｒの０［ｄｅｇ．］をとる。詳しくは、シリンダ本体８の上記内周面８ｂの中心からブレード収容部１７の周方向における中心を見る向きにクランク軸５の回転角θｃｒの０［ｄｅｇ．］をとる。更に換言すれば、クランク軸５の回転角θｃｒの始点を、図５に示される状態、即ち、ブレード１６がブレード収容部１７に最も収容された状態、ブレード１６がブレード収容部１７へ最も進入した状態に設定する。そして、このクランク軸５の回転方向（本図における時計回り）に、クランク軸５の回転角θｃｒの正をとる。
【００２９】
以上の構成で、本実施形態に係るロータリ圧縮機１では、リア軸受１３は、フロント軸受１２に対して、クランク軸５の回転角θｃｒ＝０〜１８０［ｄｅｇ．］に相当する方向へ心ズレする。換言すれば、リア軸受１３がフロント軸受１２に対して上記の通りに心ズレするように、リア軸受１３はフロント軸受１２に対して位置決めされる。
【００３０】
また、リア軸部５ｒの直径φＲは、フロント軸部５ｆの直径φＦよりも小さい値に設定される（図７を併せて参照）。更に、リア軸部５ｒの直径φＲと、偏心部１４の直径φＥと、は下記式（１）を満足する。
【００３１】
【数１】
2010144680.tif 000004
【００３２】
次に、本実施形態に係るロータリ圧縮機１の作動を概説する。
【００３３】
クランク軸５の回転角θｃｒがゼロである図５の状態では、シリンダ室１１内には低圧の炭酸ガスが供給ポート１９から供給口２１を介して供給されている。この状態で、偏心部１４（クランク軸５）が本図において太線矢印で示される方向へ旋回し、偏心部１４が供給口２１を周方向に通り過ぎると、上記の炭酸ガスの圧力が上昇し始め、この炭酸ガスの圧力が図１に示される吐出制御機構２４を用いて設定された設定圧を超えた時点で、吐出制御機構２４が開弁し、高圧の炭酸ガスが吐出孔２３を介してマフラ２５内へ吐出される。マフラ２５内へ吐出された高圧の炭酸ガスは、マフラ２５内で消音された後、マフラ吐出孔２６を介して圧縮部４から排出される。圧縮部４において圧縮された高圧の炭酸ガスは、モータ部３を構成するモータ２２内を通過し、やがて、密閉容器２に設けられる吐出管７を介してロータリ圧縮機１の外部へ排出される。
【００３４】
次に、前述したフロント軸受１２とリア軸受１３との間の心ズレの技術的意義について図６を参照しつつ詳細に説明する。図６は、ロータリ圧縮機の特徴部分を誇張して描いた部分図である。
【００３５】
図６（ａ）は従来例を示し、図６（ｂ）は実施例を示す。各図において、最大差圧荷重を白抜き矢印でイメージしている。図６（ａ）に示されるように従来例では原則として、フロント軸受１２とリア軸受１３とは、所定の同軸度が満たされるようにシリンダ本体８に対して位置決めされていた。従って、上記の最大差圧荷重を受けてクランク軸５が本図において二点鎖線で略示するように弓形に撓むと、符号θＡで傾きを示すように、リア軸受１３に対してリア軸部５ｒが傾斜して、リア軸受１３とリア軸部５ｒは片アタリし、この片アタリに起因する偏摩耗によりリア軸部５ｒの信頼性が悪化してしまう。なお、厳密に言えば、「リア軸受１３に対してリア軸部５ｒが傾斜」するとは、「リア軸受１３の内周面によって特定される軸受中心線に対してリア軸部５ｒの軸心が傾斜」することを意味するので、必要に応じて適宜このように解釈されたい。
【００３６】
さて、一方で、図６（ｂ）に示されるように、実施例では、フロント軸受１２がリア軸受１３に対して最大差圧荷重の荷重方向へ心ズレしている。そして、この意図的な心ズレの存在により、差圧のない状態においては、符号θＢで傾きを示すように、リア軸受１３に対してリア軸部５ｒが僅かに傾斜している。そして、上記の最大差圧荷重を受けてクランク軸５が撓むと、上記の符号θＢで示される傾きが減少し或いは消失する。換言すれば、傾きθＡと傾きθＢとは打ち消しあう関係にある。従って、冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が最大となった際の、リア軸受１３に対するリア軸部５ｒの傾きが小さくなり、リア軸受１３とリア軸部５ｒとの片アタリが緩和され、もって、リア軸受１３におけるリア軸部５ｒの信頼性が向上することとなる。
【００３７】
次に、上述した心ズレの心ズレ量を図７に基づいて、同じく心ズレの心ズレ方向を図８に基づいて詳細に説明する。
【００３８】
先ず、図７を参照されたい。図７は、好適な心ズレ量を算出するための説明図である。ここでは、フロント軸受１２に対してリア軸受１３をどの程度心ズレさせれば、冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が最大となった際の、リア軸受１３に対するリア軸部５ｒの傾きが消失するか、その導出方法を説明する。なお、以下の説明においては、上記心ズレの心ズレ方向が最大差圧荷重の荷重方向と一致しているものと仮定して話を進める。先ず、この導出に供される数式を下記の通り列記する。
【００３９】
【数２】
2010144680.tif 000005
【００４０】
【数３】
2010144680.tif 000006
【００４１】
【数４】
2010144680.tif 000007
【００４２】
【数５】
2010144680.tif 000008
【００４３】
そして、結論から先に説明すると、上記式（３）の変数θＡと、上記式（５）の変数θＢと、が極力一致するように上記の変数Δｔ［ｍｍ］を設定すれば、冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が最大となった際のリア軸受１３とリア軸部５ｒとの片アタリが緩和されて、リア軸受１３におけるリア軸部５ｒの信頼性が向上する。
【００４４】
さて、上記各式（２）〜（５）で用いられる各変数を図７に基づいて説明する。
【００４５】
上記式（２）及び（３）の変数ｂ［ｍｍ］と変数ｃ［ｍｍ］は以下の通りである。即ち、クランク軸５が差圧荷重を受けて弓形に撓むと、クランク軸５は、フロント軸受１２及びリア軸受１３によって３箇所で単純支持される状態となる。説明の都合上、この単純支持の箇所を前述のモータ部側から順に支持点Ａ、支持点Ｂ、支持点Ｃとして図示した。上記の変数ｂ［ｍｍ］は、クランク軸５の軸方向に沿って特定する距離であって、この支持点Ｂと、偏心部１４の軸方向中心と、の間の距離である。同様に、上記の変数ｃ［ｍｍ］は、クランク軸５の軸方向に沿って特定する距離であって、この支持点Ｃと、偏心部１４の軸方向中心と、の間の距離である。上記式（２）の変数Ｒｃ［ｋｇｆ］は、冷媒の圧縮により生じる最大差圧荷重の反力の一部であって、上記の支持点Ｃにおけるものである。上記式（２）及び（３）の変数Ｗ［ｋｇｆ］は、冷媒の圧縮により生じる最大差圧荷重によって偏心部１４の軸方向中心に作用する荷重である。上記式（３）の変数Ｅ［ｋｇｆ／ｍｍ２］は、クランク軸５のヤング率である。上記式（３）の変数θＡは、冷媒の圧縮により生じる差圧荷重が最大となった際の、リア軸受１３に対するリア軸部５ｒの傾斜角である（図６の符号θＡを併せて参照。）。上記式（４）の変数Ｄ［ｍｍ］はフロント軸部５ｆの直径φＦ［ｍｍ］とリア軸部５ｒの直径φＲ［ｍｍ］との平均であり、変数ｄ［ｍｍ］はクランク軸５内に形成される図示しない円柱状の孔の内径である。上記式（５）の変数θＢ［ｄｅｇ．］は、差圧荷重がゼロのときのリア軸受１３に対するリア軸部５ｒの傾斜角である。上記式（５）の変数Ｌｆ［ｍｍ］は、いわゆるＦ／Ｈ長さ、即ち、Lfはフロントヘッド9内部にあるフロント軸受けの厚さである。フロントヘッドの軸受けには圧縮室内にて冷媒を圧縮する反力を支持することと、モータからの径方向力（吸引力および慣性力からなる)を支持する機能がある。Lfは圧縮反力を支持する軸受け長さを表している。例えば、軸受けを軸方向上下に分断し、主に圧縮反力を支持する軸受けを下側(圧縮室側)と見た場合、Lfは下側軸受け長さとなる。分割部を設けない軸受け構造とする場合は，1つのつながった軸受け長さをLFとする。上記式（５）の変数Ｈｃ［ｍｍ］は、クランク軸５の軸方向におけるシリンダ本体８の厚みである。上記式（５）の変数Ｈｒ［ｍｍ］は、クランク軸５の軸方向における、リア軸受１３を含むリアヘッド１０の厚みである。上記式（５）の変数Δｔ［ｍｍ］は、フロント軸受１２の軸心と、リア軸受１３の軸心と、の心ズレ量である。
【００４６】
以下、上記心ズレの心ズレ量の具体的な算出例を紹介する。
・Ｄ［ｍｍ］＝１６
・ｄ［ｍｍ］＝９
・ｂ［ｍｍ］＝１５
・ｃ［ｍｍ］＝１５
・Ｗ［ｋｇｆ］＝２５０
・Ｅ［ｋｇｆ／ｍｍ２］＝１００００
・Ｌｆ［ｍｍ］＝４０
・Ｈｒ［ｍｍ］＝１５
・Ｈｃ［ｍｍ］＝１６
上記の条件では、Δｔ［ｍｍ］＝１１×１０−３とすると上記式（３）の変数θＡと、上記式（５）の変数θＢと、が略一致した。
【００４７】
次に、図８を参照されたい。図８は、好適な心ズレ方向を算出するための説明図である。図８に示されるグラフにおいて、横軸はクランク軸５の回転角θｃｒ［ｄｅｇ．］であり、縦軸は冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重ｗ［ｋｇｆ］である。ここでは、フロント軸受１２に対してリア軸受１３をどの方向に心ズレさせれば、冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が最大となった際の、リア軸受１３に対するリア軸部５ｒの傾きが消失する方向へ向かうか、その導出方法を説明する。先ず、この導出に供される数式を下記の通り示す。なお、差圧荷重ｗ［ｋｇｆ］は、容積変化を伴う圧縮工程を等エントロピー変化下で行われるものと仮定し、シリンダ室１１内の圧力変化を汎用アプリケーションを用いて数値計算し、求められた圧力変化と圧力が作用する面積とを乗算することで求めた。
【００４８】
【数６】
2010144680.tif 000009
【００４９】
上記式（６）の変数θｃｒ１［ｄｅｇ．］は、最大差圧荷重の荷重方向である。同様に、変数θｃｒ２［ｄｅｇ．］は、最大差圧荷重時におけるクランク軸５の回転角θｃｒである。
【００５０】
ここで、具体的な計算例を挙げる。即ち、例えば、冷媒としてＨＦＣ（Ｒ４１０Ａ）を採用し、いわゆる運転圧力（ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅ／ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅ）を５／１［ＭＰａ］とすると、ある型式のロータリ圧縮機においては図８に示されるように、θｃｒ２［ｄｅｇ．］は２３０となった。この値を上記式（６）に代入すると、最大差圧荷重の荷重方向θｃｒ１［ｄｅｇ．］は１１５となる。従って、リア軸受１３は、フロント軸受１２に対して、クランク軸５の回転角θｃｒ＝１１５［ｄｅｇ．］に相当する方向へ心ズレするのが最も好ましいこととなる。なお、この心ズレの心ズレ方向は、生産性の観点から、若干の幅を持たせることが好ましく、例えば、±６０［ｄｅｇ．］程度の公差を持たせることが考えられる。この場合、リア軸受１３が、フロント軸受１２に対して、クランク軸５の回転角θｃｒ＝５５〜１７５［ｄｅｇ．］に相当する方向へ心ズレするように、フロント軸受１２とリア軸受１３とを相対位置決めすることとなる。更に好ましくは、リア軸受１３が、フロント軸受１２に対して、クランク軸５の回転角θｃｒ＝９０〜１８０［ｄｅｇ．］に相当する方向へ心ズレするように、フロント軸受１２とリア軸受１３とを相対位置決めするとよい。圧縮機の運転される可能性のある圧縮比（Hp/Lp）エリアについて最大荷重点を確認した（机上試算）。最大圧縮機荷重はクランク軸回転角度180〜360度にて、発現した。よって、芯ずれ角度は90〜180°が適する（数6より)。
【００５１】
付言するならば、採用する冷媒の種別に応じて、図８に表れる最大差圧荷重時のクランク軸５の回転角θｃｒ２は変動する。即ち、例えば、比熱比が上記のフロンガスよりも大きい炭酸ガスを採用すると、最大差圧荷重時のクランク軸５の回転角θｃｒ２は、図８の場合よりも若干低くなる。このように採用する冷媒の種別に応じて図８に表れる最大差圧荷重時のクランク軸５の回転角θｃｒ２は変動するので、本願発明の発明者らは、種々の計算を行った結果、以下のような結論に至った。即ち、採用され得る冷媒のすべての種別を総合的に考慮すると、リア軸受１３は、フロント軸受１２に対して、クランク軸５の回転角θｃｒ＝０〜１８０［ｄｅｇ．］に相当する方向に心ズレさせることが好ましい。＜芯ずれ角度=0〜180°が有効な理由補足＞芯ずれ角度90〜180°は最大荷重点とR４１０Aに着目した場合である。0051のように、炭酸冷媒のような低比熱比や冷凍回路の使用環境により、冷凍回路中の運転圧縮比が低くなる特性がある場合、最大荷重点だけではなく、クランク軸角度180deg以前の高荷重（圧縮比1.7等)に対しても着目し、軸受け耐力を向上させる必要がある。こういった際は、芯ずれ設定角度90°以下および90〜180°共に有効である。よって、芯ずれ角度を0〜180°が適する。
【００５２】
（まとめ）
（請求項１）
以上説明したように上記実施形態において、ロータリ圧縮機１は、以下のように構成される。即ち、ロータリ圧縮機１は、シリンダ本体８と、前記シリンダ本体８を挟むように設けられるフロント軸受１２（第１の軸受）及びリア軸受１３（第２の軸受）と、前記のフロント軸受１２とリア軸受１３によって軸支され、前記シリンダ本体８内に収容される偏心部１４を有し、この偏心部１４を前記シリンダ本体８の内周面８ｂに沿って旋回可能に支持する、クランク軸５と、前記偏心部１４に外嵌するローラ１５と、前記シリンダ本体８の上記内周面８ｂに凹設されるブレード収容部１７に対して進退し、前記シリンダ本体８内に形成されるシリンダ室１１を圧縮室２７ａと吸入室２７ｂとに区画する、ブレード１６と、前記シリンダ本体８とフロント軸受１２を挟んで反対側に設けられ、前記クランク軸５を回転させる、モータ２２（原動機）と、を備える。リア軸受１３は、フロント軸受１２に対して、前記クランク軸５の回転角θｃｒ＝０〜１８０［ｄｅｇ．］に相当する方向へ心ズレする。以上の構成によれば、前記冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が最大となった際の、リア軸受１３に対する前記クランク軸５の傾きが小さくなるので、リア軸受１３と前記クランク軸５との片アタリが緩和され、もって、リア軸受１３における前記クランク軸５の信頼性が向上する。
【００５３】
付言するならば、機械的損失を低減する観点からは、偏心部１４の直径φＥは小さい方が好ましい。しかし、偏心部１４はクランク軸５に対して偏心する必要があり、更に、偏心部１４には上記実施形態のようにローラ１５を外嵌する必要がある。従って、機械的損失を低減するためには、リア軸部５ｒの直径φＲを小さくする必要がある。しかし、リア軸部５ｒの直径φＲを小さくすると、リア軸部５ｒの信頼性が低下する。即ち、機械的損失と、リア軸部５ｒの信頼性と、は技術面でのトレードオフの関係にある。そこで、上述した片アタリを緩和する技術は、このようなトレードオフを解決する一つの手段として有益であろう。
【００５４】
なお、上記実施形態において、シリンダ本体８の上記内周面８ｂに凹設されるブレード収容部１７に対して進退し、シリンダ本体８内に形成されるシリンダ室１１を圧縮室２７ａと吸入室２７ｂとに区画する、ブレード１６は、図４に示されるようにローラ１５と一体的に形成されるとした。しかし、これに代えて、このブレード１６はローラ１５と別体で形成される構成が考えられる。かかる場合、ブレード１６は、例えば、圧縮コイルバネなどの適宜の付勢手段によってローラ１５の外周面１５ａに対して押圧されると考えられる。
【００５５】
（請求項２）
上記のロータリ圧縮機１は、更に、以下のように構成される。即ち、リア軸部５ｒの直径φＲは、フロント軸部５ｆの直径φＦよりも小さい値に設定される。このように、前記リア軸部５ｒが前記フロント軸部５ｆに対して小径に設定されて前記リア軸部５ｒの信頼性に不利な条件となったとき、前述した片アタリを緩和する効果は一層有意義となる。
【００５６】
（請求項３）
上記のロータリ圧縮機１は、更に、以下のように構成される。即ち、前記リア軸部５ｒの直径をφＲとし、前記偏心部１４の直径をφＥとすると、下記式（１）を満足する。このように、上記の式（１）を満足して前記リア軸部５ｒの信頼性に不利な条件となったとき、前述した片アタリを緩和する効果は一層有意義となる。
【００５７】
【数１】
2010144680.tif 000010
【００５８】
以下、上記式（１）を満足すると、リア軸部５ｒの信頼性に不利な条件となることを説明する。図９〜１１を参照されたい。図９は、φＥ／φＲの影響を説明するための第一説明図である。図１０は、φＥ／φＲの影響を説明するための第二説明図である。図１１は、φＥ／φＲの影響を説明するための第三説明図である。
【００５９】
即ち、ロータリ圧縮機１のリア軸受１３の損傷パターンは、例えば以下の通りである。
【００６０】
高差圧運転時において、軸が運転差圧によりたわむことで、軸受と軸に傾きが生じる。傾きが生じると、軸と軸受間の油膜が薄くなり、金属接触が発生し易くなる。金属接触のし易さは、傾き量と運転差圧により発生する荷重によって決まる。金属接触が生じると摩擦係数が増加し、軸受部での発熱量が増加する。発熱量は回転速度が増すことで、増加する。発熱量の大小を知る目安として、ＰＶ値（面圧×速度）がある。ＰＶ値と軸受部周辺のオイルによる冷却の関係において、軸受に損傷が発生するかが決まる。ＰＶ値が大きく、オイルによる冷却量が少ない場合、軸受損傷が発生する確率が増加する。即ち、（１）荷重値が高い領域、（２）ＰＶ値が高い領域、である。本願の技術は、軸受と軸の傾きを低減することで、軸受信頼性を向上させる。下記に示すパラメータ（図９を併せて参照）において、ロータリ圧縮機のリア軸受の荷重とＰＶ値を算出した。結果をまとめると図１０（荷重）、図１１（ＰＶ値）の領域となる。図１０と図１１より、φＥ／φＲが２以下の領域において、荷重及びＰＶ値が増加することがわかる。即ち、φＥ／φＲが２以下の領域において、リア軸部５ｒの信頼性に不利な条件となる。
【００６１】
・リア軸部５ｒの直径ｄ［ｍｍ］＝８．０〜２８．０
・ローラ１５の肉厚ｔ［ｍｍ］＝２．０〜８．０
・段差β［ｍｍ］＝０．０〜０．４
・シリンダ本体８の厚みＨｃ［ｍｍ］＝６．０〜１６．０
・リア軸受１３の軸受有効長さＬ［ｍｍ］＝６．０〜２５．０
・運転差圧ΔＰ［ＭＰａ］＝３．０
・運転回転数Ｎ［Ｈｚ］＝９０．０
【００６２】
（請求項４）
上記のロータリ圧縮機１は、前記冷媒として炭酸ガスを採用するものである。このように炭酸ガス向けのロータリ圧縮機１では、前記冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が一際大きくなり、リア軸受１３におけるクランク軸５の信頼性に不利な条件となる。このような条件下、前述した片アタリを緩和する効果は一層有意義となる。
【００６３】
次に、図１２を参照しつつ、本願発明の第二実施形態を説明する。図１２は、図１に類似する図であって、本願発明の第二実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。
【００６４】
ここでは、上記第一実施形態と相違する点を中心に説明し、重複する点についてはその説明を割愛する。第一実施形態に係るロータリ圧縮機１と、第二実施形態に係るロータリ圧縮機１と、で共通する部材については同じ符号を付すものとする。
【００６５】
先ず、上記第一実施形態ではシリンダ本体８は一つのみ設けられているが、本実施形態ではシリンダ本体８はクランク軸５の軸方向に二つ、並設される。並設される二つのシリンダ本体８の間には、ミドルプレート２８が介装される。前記の偏心部１４は、並設される二つのシリンダ本体８の夫々に収容される。即ち、クランク軸５は、二つの偏心部１４を含む。
【００６６】
上記第一実施形態ではマフラ２５はフロントヘッド９にのみ付設されているが、本実施形態では、更にリアヘッド１０にも付設される。
【００６７】
上記第一実施形態ではフロント軸部５ｆがフロント軸受１２と当接し、リア軸部５ｒがリア軸受１３と当接しているが、この点は、第二実施形態でも同様である。並設される二つの偏心部１４の間におけるクランク軸５のミドル軸部２９は、ミドルプレート２８に対して遊挿される関係にある。
【００６８】
以上の構成で、クランク軸５の回転角θｃｒは、並設される二つの偏心部１４のうち、リア軸部５ｒに近い側の偏心部１４としてのリア偏心部３１にのみ着目して改めて定義される。
【００６９】
本実施形態においても上記実施形態と同様、リア軸受１３は、フロント軸受１２に対してクランク軸５の回転角θｃｒ＝０〜１８０［ｄｅｇ．］に相当する方向へ心ズレする。
【００７０】
以下、本実施形態における上述した心ズレの好適な心ズレ量を図１３に基づいて詳細に説明する。
【００７１】
本実施形態における上記の心ズレの好適な心ズレ量を算出するには、上記式（２）〜（５）のうち、式（５）を下記式（７）に置き換えればよい。
【００７２】
【数７】
2010144680.tif 000011
【００７３】
前述の式（２）及び（３）の変数ｂ［ｍｍ］と変数ｃ［ｍｍ］は以下の通りである。即ち、クランク軸５が差圧荷重を受けて弓形に撓むと、クランク軸５は、フロント軸受１２及びリア軸受１３によって３箇所で単純支持される状態となる。説明の都合上、この単純支持の箇所を、図７と同様、前述のモータ部側から順に支持点Ａ、支持点Ｂ、支持点Ｃとして図示した。変数ｂ［ｍｍ］と変数ｃ［ｍｍ］は、上記第一実施形態と同様に、支持点Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて特定される。上記式（７）の変数Ｈｍ［ｍｍ］は、ミドルプレート２８の厚みである。
【００７４】
そして、上記式（３）の変数θＡと、上記式（５）の変数θＢと、が極力一致するように、上記の変数Δｔ［ｍｍ］を設定すれば、冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が最大となった際のリア軸受１３とリア軸部５ｒとの片アタリが緩和されて、リア軸受１３におけるリア軸部５ｒの信頼性が向上する。
【００７５】
なお、本実施形態における、心ズレの心ズレ方向については、リア偏心部３１にのみ着目して、図８に基づいて説明したように求めればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明を利用すれば、前記冷媒の圧縮によって生じる差圧荷重が最大となった際の、前記第２の軸受に対する前記クランク軸の傾きが小さくなるので、前記第２の軸受と前記クランク軸との片アタリが緩和され、もって、前記第２の軸受における前記クランク軸の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本願発明の第一実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図
【図２】図１の２−２線矢視断面図
【図３】図１の３−３線矢視断面図
【図４】図２に類似する図であって、ロータリ圧縮機の動作説明図
【図５】図２に類似する図であって、クランク軸の回転角の定義に供される説明図
【図６】ロータリ圧縮機の特徴部分を誇張して描いた部分図
【図７】好適な心ズレ量を算出するための説明図
【図８】好適な心ズレ方向を算出するための説明図
【図９】φＥ／φＲの影響を説明するための第一説明図
【図１０】φＥ／φＲの影響を説明するための第二説明図
【図１１】φＥ／φＲの影響を説明するための第三説明図
【図１２】図１に類似する図であって、本願発明の第二実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図
【図１３】図７に類似する図であって、好適な心ズレ量を算出するための説明図
【符号の説明】
【００７８】
１  ロータリ圧縮機
３  モータ部
４  圧縮部
５  クランク軸
８  シリンダ本体
【図１】
2010144680.tif 000013
【図２】
2010144680.tif 000014
【図３】
2010144680.tif 000015
【図４】
2010144680.tif 000016
【図５】
2010144680.tif 000017
【図６】
2010144680.tif 000018
【図７】
2010144680.tif 000019
【図８】
2010144680.tif 000020
【図９】
2010144680.tif 000021
【図１０】
2010144680.tif 000022
【図１１】
2010144680.tif 000023
【図１２】
2010144680.tif 000024
【図１３】
2010144680.tif 000025