(57)【要約】【課題】シャフトのたわみを低減できる圧縮機を提供すること。【解決手段】圧縮機は、ステータと、ステータの内側に配置されたロータ３０と、ロータ３０に固定されると共に、圧縮機構６を駆動する偏心部を有するシャフト７と、上端面３０Ｕ（第１端面）において、シャフト７の回転軸方向から見て回転軸Ｏに対して偏心部の中央部と同じ側に配置された上バランスウェイト４１と、下端面（第２端面）において、上バランスウェイト４１と１８０度位相が異なる位置に配置された下バランスウェイト４２とを備えており、上端面３０Ｌにおいて、シャフト７の回転軸方向から見て回転軸Ｏに対して偏心部の中央部と同じ側には、ロータ３０の回転に伴って回転軸Ｏに向かう方向の揚力を発生させる第１揚力発生部材（上バランスウェイト４１）が設けられている。【選択図】図２
2014020217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータの内側に配置されたロータと、
前記ロータに固定されると共に、圧縮機構を駆動する偏心部を有するシャフトと、
前記ロータにおける前記圧縮機構と反対側の第１端面において、前記シャフトの回転軸方向から見て前記回転軸に対して前記偏心部の中央部と同じ側に配置された第１バランスウェイトと、
前記ロータにおける前記圧縮機構側の第２端面において、前記第１バランスウェイトと１８０度位相が異なる位置に配置された第２バランスウェイトと、
を備え、
前記第１端面において、前記回転軸方向から見て前記回転軸に対して前記偏心部の中央部と同じ側には、
前記ロータの回転に伴って前記回転軸に向かう方向の揚力を発生させる第１揚力発生部材が設けられていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記第１揚力発生部材は、前記第１端面において前記回転軸と前記ロータの外周面との中間部よりも外側の領域に設けられている、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記第１揚力発生部材は、翼型である、請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記第１揚力発生部材と前記第１バランスウェイトとが同一の部材である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記第２端面において、前記回転軸方向から見て前記回転軸に対して前記偏心部の中央部と反対側には、
前記ロータの回転に伴って前記回転軸に向かう方向と反対方向の揚力を発生させる第２揚力発生部材が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記第２揚力発生部材は、前記第２端面において前記回転軸と前記ロータの外周面との中間部よりも外側の領域に設けられている、請求項５に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記第２揚力発生部材は、翼型である、請求項５又は６に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記第２揚力発生部材と前記第２バランスウェイトとが同一の部材である、請求項５〜７のいずれか１項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機構を駆動する偏心部を有するシャフトが固定されたロータと、ロータの軸方向端面に配置されたバランスウェイトとを備える圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機として、偏心部を有するシャフトを介して、モータの駆動力を、圧縮機構に伝達する構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。偏心部は、その中央部が回転軸に対して偏心しており、圧縮機構のローラが装着されている。ローラは、シリンダの圧縮室内に配置されている。シャフトが回転することにより、ローラによって仕切られる圧縮室内の空間の容積が変化して冷媒が圧縮される。モータは、シャフトが固定されるロータと、ロータの外周側に配置されるステータとを有する。
【０００３】
このような圧縮機では、偏心部とロータとの偏心回転による回転バランスの不均衡を防止するために、ロータの軸方向両端面に１８０°位相をずらしてバランスウェイトが取り付けられている。そして、バランスウェイトに生じる遠心力と回転モーメントによって、偏心部とロータとに作用する遠心力と回転モーメントを打ち消すことで、回転バランスをとっている。
【０００４】
また、例えば特許文献２に記載の圧縮機では、偏心部を有するシャフトのうちロータに固定される側とは反対側にバランスウェイトが取り付けられている。このバランスウェイトは、シャフトに直交する断面の形状が翼型形状とされており、シャフトの回転に伴ってバランスウェイトに生じる遠心力の作用方向と同じ方向の揚力を発生させている。その結果、発生した揚力が遠心力を助長し、バランスウェイトを小型・軽量化できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２００９８６号公報
【特許文献２】特開２００２−３３９８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の圧縮機においては、ロータの回転時に、偏心部から遠い方の端面に取り付けられたバランスウェイトに生じる遠心力によりシャフトがたわむ問題がある。特に、ロータが高速回転するなどして、シャフトのたわみが大きくなると、シャフトが軸受け部と接触したり、ロータとステータとが接触して、音振動が発生するおそれがある。
【０００７】
また、特許文献２に記載の圧縮機においては、バランスウェイトで発生する揚力の方向が、このバランスウェイトによって生じる遠心力の作用方向と同じ方向であるので、遠心力によってシャフトがたわむ場合、発生した揚力がシャフトのたわみを助長してしまう。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、シャフトのたわみを低減できる圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、第１の発明に係る圧縮機は、ステータと、前記ステータの内側に配置されたロータと、前記ロータに固定されると共に、圧縮機構を駆動する偏心部を有するシャフトと、前記ロータにおける前記圧縮機構と反対側の第１端面において、前記シャフトの回転軸方向から見て前記回転軸に対して前記偏心部の中央部と同じ側に配置された第１バランスウェイトと、前記ロータにおける前記圧縮機構側の第２端面において、前記第１バランスウェイトと１８０度位相が異なる位置に配置された第２バランスウェイトとを備え、前記第１端面において、前記回転軸方向から見て前記回転軸に対して前記偏心部の中央部と同じ側には、前記ロータの回転に伴って前記回転軸に向かう方向の揚力を発生させる第１揚力発生部材が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この圧縮機では、第１端面において、シャフトの回転軸に向かう方向の揚力を発生させることができるので、発生した揚力と第１バランスウェイトによって生じる遠心力とが打ち消しあい、この遠心力によるシャフトのたわみを低減できる。その結果、シャフトが軸受け部と接触したり、ロータとステータとが接触することを抑制でき、これら接触等によって発生する音振動を低減できる。
【００１１】
第２の発明に係る圧縮機は、第１の発明において、前記第１揚力発生部材は、前記第１端面において前記回転軸と前記ロータの外周面との中間部よりも外側の領域に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この圧縮機では、第１揚力発生部材が回転軸とロータの外周面との中間部よりも外側の領域に設けられている。第１端面において、ロータの内周面から外周面に向かうにつれて回転速度は大きくなるため、第１揚力発生部材が当該中間部よりも外側の領域に設けられることによって、より多くの揚力の発生させることができる。その結果、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００１３】
第３の発明に係る圧縮機は、第１又は第２の発明において、前記第１揚力発生部材は、翼型であることを特徴とする。
【００１４】
この圧縮機では、第１揚力発生部材が翼型とされているので、第１揚力発生部材に発生する抗力を小さくでき、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００１５】
第４の発明に係る圧縮機は、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記第１揚力発生部材と前記第１バランスウェイトとが同一の部材であることを特徴とする。
【００１６】
この圧縮機では、第１揚力発生部材と第１バランスウェイトとが同一の部材であるので、第１揚力発生部材を第１バランスウェイトと別の部材とする場合に比べて、第１揚力発生部材を配置することによるコストアップを抑制できる。また、設置スペースに限りがある場合でも、第１揚力発生部材を配置できる。
【００１７】
第５の発明に係る圧縮機は、第１〜第４の発明のいずれかにおいて、前記第２端面において、前記回転軸方向から見て前記回転軸に対して前記偏心部の中央部と反対側には、前記ロータの回転に伴って前記回転軸に向かう方向と反対方向の揚力を発生させる第２揚力発生部材が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
この圧縮機では、第２端面において、第２揚力発生部材によってシャフトの回転軸に向かう方向と反対方向の揚力を発生させることができるので、発生した揚力と第１バランスウェイトによって生じる遠心力とが打ち消しあい、この遠心力によるシャフトのたわみをより低減することが可能となる。
【００１９】
第６の発明に係る圧縮機は、第５の発明において、前記第２揚力発生部材は、前記第２端面において前記回転軸と前記ロータの外周面との中間部よりも外側の領域に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
この圧縮機では、第２揚力発生部材が回転軸とロータの外周面との中間部よりも外側の領域に設けられている。第２端面において、ロータの内周面から外周面に向かうにつれて回転速度は大きくなるため、第２揚力発生部材が当該中間部よりも外側の領域に設けられることによって、より多くの揚力の発生させることができる。その結果、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００２１】
第７の発明に係る圧縮機は、第５又は第６の発明において、前記第２揚力発生部材は、翼型であることを特徴とする。
【００２２】
この圧縮機では、第２揚力発生部材が翼型であるので、第２揚力発生部材に発生する抗力を小さくでき、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００２３】
第８の発明に係る圧縮機は、前記第２揚力発生部材と前記第２バランスウェイトとが同一の部材であることを特徴とする。
【００２４】
この圧縮機では、第２揚力発生部材と第２バランスウェイトとが同一の部材であるので、第２揚力発生部材を第２バランスウェイトと別の部材とする場合に比べて、第２揚力発生部材を配置することによるコストアップを抑制できる。また、設置スペースに限りがある場合でも、第２揚力発生部材を配置できる。
【発明の効果】
【００２５】
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。
【００２６】
第１の発明では、第１端面において、シャフトの回転軸に向かう方向の揚力を発生させることができるので、発生した揚力と第１バランスウェイトによって生じる遠心力とが打ち消しあい、この遠心力によるシャフトのたわみを低減できる。その結果、シャフトが軸受け部と接触したり、ロータとステータとが接触することを抑制でき、これら接触等によって発生する音振動を低減できる。
【００２７】
第２の発明では、第１揚力発生部材が回転軸とロータの外周面との中間部よりも外側の領域に設けられている。第１端面において、ロータの内周面から外周面に向かうにつれて回転速度は大きくなるため、第１揚力発生部材が当該中間部よりも外側の領域に設けられることによって、より多くの揚力の発生させることができる。その結果、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００２８】
第３の発明では、第１揚力発生部材が翼型とされているので、第１揚力発生部材に発生する抗力を小さくでき、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００２９】
第４の発明では、第１揚力発生部材と第１バランスウェイトとが同一の部材であるので、第１揚力発生部材を第１バランスウェイトと別の部材とする場合に比べて、第１揚力発生部材を配置することによるコストアップを抑制できる。また、設置スペースに限りがある場合でも、第１揚力発生部材を配置できる。
【００３０】
第５の発明では、第２端面において、第２揚力発生部材によってシャフトの回転軸に向かう方向と反対方向の揚力を発生させることができるので、発生した揚力と第１バランスウェイトによって生じる遠心力とが打ち消しあい、この遠心力によるシャフトのたわみをより低減することが可能となる。
【００３１】
第６の発明では、第２揚力発生部材が回転軸とロータの外周面との中間部よりも外側の領域に設けられている。第２端面において、ロータの内周面から外周面に向かうにつれて回転速度は大きくなるため、第２揚力発生部材が当該中間部よりも外側の領域に設けられることによって、より多くの揚力の発生させることができる。その結果、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００３２】
第７の発明では、第２揚力発生部材が翼型であるので、第２揚力発生部材に発生する抗力を小さくでき、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００３３】
第８の発明では、第２揚力発生部材と第２バランスウェイトとが同一の部材であるので、第２揚力発生部材を第２バランスウェイトと別の部材とする場合に比べて、第２揚力発生部材を配置することによるコストアップを抑制できる。また、設置スペースに限りがある場合でも、第２揚力発生部材を配置できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１に示す駆動機構を上方から見た図である。
【図３】図１に示す駆動機構及びシャフトの力の釣り合いを示した図である。
【図４】図２に示すバランスウェイトの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図１〜図３を参照しつつ本発明を実施するための形態について説明する。
【００３６】
［圧縮機１］
圧縮機１は、図１に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機構６と、圧縮機構６の上方に配置され、シャフト７を介して圧縮機構６を駆動する駆動機構８と、これらを収容するケーシング２とを備えている。この圧縮機１は、吸入管３から導入された冷媒（例えばＣＯ２）を圧縮して排出管４から排出する。また、この圧縮機１は、例えば空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、図１に示す向き、即ち、シャフト７の向きが上下方向となる向きに設置される。
【００３７】
ケーシング２の上部には、圧縮機構６で圧縮された冷媒を排出するための排出管４と、駆動機構８の後述するステータ２０のコイル２３に電流を供給するためのターミナル端子５とが設けられている。なお、図１では、このコイル２３とターミナル端子５とを接続する配線を省略している。また、ケーシング２の側部には、圧縮機１に冷媒を導入するための吸入管３が設けられている。ケーシング２内の底部には、圧縮機構６の摺動部の動作を滑らかにすると共に、圧縮機構６の隙間をシールするための潤滑油Ｌが貯留されている。
【００３８】
［圧縮機構６］
圧縮機構６は、シリンダ１１と、シリンダ１１の内部に配置されるピストン１２と、シリンダ１１の上側に配置されるフロントヘッド１３と、フロントヘッド１３の上側に配置されるマフラ部材１４と、シリンダ１１の下側に配置されるリアヘッド１５とを備えている。
【００３９】
シリンダ１１の中央部には、円形孔である圧縮室１１ａが形成されている。また、シリンダ１１には、吸入管３から供給される冷媒を圧縮室１１ａ内に導入するための吸入路１１ｂが形成されている。シャフト７は、圧縮室１１ａ内の位置に偏心部７ａを有している。偏心部７ａは、略円柱状であって、その中央部（偏心部７ａの中心軸）がシャフト７の回転中心、即ち、シャフト７の回転軸Ｏに対して偏心している。
【００４０】
ピストン１２は、シャフト７の偏心部７ａに装着された円環状のローラ１２ａと、ローラ１２ａの外周面から径方向外側に突出し、シリンダ１１に揺動可能に支持されたブレード（図示省略）とによって構成される。シャフト７を回転させると、ピストン１２のローラ１２ａは、その外周部を圧縮室１１ａの内周面に接触させながら、シャフト７の回転軸回りを回転移動する。これにより、ピストン１２によって仕切られた圧縮室１１ａ内の２つの空間の容積が変化するため、圧縮室１１ａ内で冷媒が圧縮される。
【００４１】
フロントヘッド１３は、ケーシング２の内周面に固定されている。フロントヘッド１３には、圧縮室１１ａで圧縮された冷媒を吐出するための吐出孔（図示省略）が形成されており、フロントヘッド１３の上面には吐出孔の出口を開閉する弁機構（図示省略）が取り付けられている。また、フロントヘッド１３の外周部には、冷媒および潤滑油を通過させるための油戻し孔（図示省略）が上下方向に貫通して形成されている。
【００４２】
マフラ部材１４は、弁機構を覆うようにフロントヘッド１３の上面に取り付けられている。マフラ部材１４とフロントヘッド１３との間に形成されるマフラ空間によって、冷媒の吐出に伴う騒音が低減される。マフラ部材１４には、マフラ空間内の冷媒を吐出する吐出口（図示省略）が形成されている。
【００４３】
圧縮室１１ａの冷媒圧力が所定の圧力以上になると、フロントヘッド１３に設けられた弁機構が開弁して、圧縮室１１ａ内の冷媒と潤滑油が、マフラ空間に吐出される。そして、マフラ空間から吐出された冷媒は、ロータ３０とステータ２０との間のエアギャップ８ａ等を通って、駆動機構８の上方に移動する。
【００４４】
［駆動機構８］
駆動機構８は、ケーシング２の内周面に固定された略円筒状のステータ２０と、このステータ２０の径方向内側にエアギャップ８ａを介して配置された円筒状のロータ３０と、ロータ３０の上端面３０Ｕ（第１端面）に配置された上バランスウェイト４１（第１バランスウェイト、第１揚力発生部材）と、ロータ３０の下端面３０Ｌ（第２端面）に配置された下バランスウェイト４２（第２バランスウェイト、第２揚力発生部材）とを備えている。
【００４５】
ステータ２０は、ケーシング２の内周面に固定された略円筒状のステータコア２１と、ステータコア２１の上下両端部に取り付けられたインシュレータ２２と、ステータコア２１およびインシュレータ２２の内周部に巻回されたコイル２３とを有する。ステータコア２１の外周部には、上下方向に延びる複数の溝部（図示省略）が形成されており、この溝部とケーシング２との間を冷媒および潤滑油が通過する。インシュレータ２２は、ステータコア２１とコイル２３とを絶縁するために設けられている。
【００４６】
ロータ３０は、シャフト７の外周面を固定する円筒状のロータコア３１と、このロータコア３１に埋設された複数の永久磁石（図示省略）と、このロータコア３１の上下両端部に一体的に取り付けられた環状の端板３２、３２とを有する。コイル２３を流れる電流と、ロータコア３１に生じる磁束とによって発生した電磁力によって、ロータ３０はシャフト７と共に回転する。
【００４７】
上および下バランスウェイト４１、４２は、共に非磁性体材料で形成されており、偏心部７ａとローラ１２ａの偏心回転による回転バランスの不均衡を防止するために設けられている。ロータ３０の上端面３０Ｕに配置された上バランスウェイト４１は、シャフト７の回転軸方向から見て、回転軸Ｏに対して偏心部７ａの中央部（偏心部７ａの中心軸）と同じ側に配置されている。一方、ロータ３０の下端面３０Ｌに配置された下バランスウェイト４２は、シャフト７の回転軸方向から見て、回転軸Ｏに対して偏心部７ａの中央部と反対側（即ち、上バランスウェイト４１と１８０度位相が異なる位置）に配置されている。そして、上および下バランスウェイト４１、４２に生じる遠心力と回転モーメントによって、シャフト７とロータ３０とに作用する遠心力と回転モーメントを打ち消すことで、回転バランスをとっている。なお、下バランスウェイト４２は、上バランスウェイト４１よりも板厚が厚く、上バランスウェイト４１よりも重くされている。
【００４８】
また、上および下バランスウェイト４１、４２は、図２に示すように、シャフト７の回転軸方向から見て翼型形状とされている。その結果、上および下バランスウェイト４１、４２は、ロータ３０の回転に伴って生じる流体の流れＶ（主に冷媒による）を受けて揚力を発生させている。
【００４９】
上バランスウェイト４１は、ロータ３０の回転方向（図２中の矢印Ｒ方向）前方に位置する前縁４１Ｆと、回転方向後方に位置する後縁４１Ｂとを結ぶ２本の流線形の翼弦４１Ｉ、４１Ｏによって流線形の翼型形状とされている。ロータ３０の内周側に位置する翼弦４１Ｉは、前縁４１Ｆ側がロータ３０の内周側に向かう方向に膨らむように湾曲している。また、翼弦４１Ｉの後縁４１Ｂ側は、流体の流れの向きがロータ３０の外周側を向くようロータ３０の外周側に湾曲している。一方、ロータ３０の外周側に位置する翼弦４１Ｏは、翼弦４１Ｉと同様、前縁４１Ｆ側でロータ３０の内周側に向かう方向に湾曲し、後縁４１Ｂ側でロータ３０の外周側に湾曲しているが、湾曲の大きさは翼弦４１Ｉと比べて小さい。
【００５０】
上バランスウェイト４１が上記のように形成されることにより、上バランスウェイト４１でロータ３０の径方向内側を向く揚力Ｌ１が発生する。この揚力Ｌ１は、翼弦４１Ｉ、４１Ｏの内外を通過する流体の圧力差によって生じる作用力のうち流体の流れと垂直な成分として得られるものである。この揚力Ｌ１は、上バランスウェイト４１によって生じる遠心力Ｆ１の作用方向と反対方向（遠心力Ｆ１と打ち消し合う方向）を向いている。なお、流体の流れと平行方向には抗力が発生する。
【００５１】
一方、下バランスウェイト４２は、ロータ３０の回転方向（図２中の矢印Ｒ方向）前方に位置する前縁４２Ｆと、回転方向後方に位置する後縁４２Ｂとを結ぶ２本の流線形の翼弦４２Ｉ、４２Ｏによって流線形の翼型形状とされている。下バランスウェイト４２は、平面視の形状が上バランスウェイト４１と同じとされている。但し、下バランスウェイト４２は、その取り付け向きが上バランスウェイト４１とは異なっている。ロータ３０の外周側に位置する翼弦４２Ｏは、ロータ３０の外周に沿って湾曲している。また、ロータ３０の内周側に位置する翼弦４２Ｉは、翼弦４２Ｏと同様、ロータ３０の外周に沿って湾曲しているが、湾曲の大きさは翼弦４２Ｉと比べて小さい。
【００５２】
下バランスウェイト４２が上記のように形成されることにより、下バランスウェイト４２でロータ３０の径方向外側を向く揚力Ｌ２が発生する。この揚力Ｌ２は、翼弦４２Ｉ、４２Ｏの内外を通過する流体の圧力差によって生じる作用力のうち流体の流れと垂直な成分として得られるものである。この揚力Ｌ２は、上バランスウェイト４１によって生じる遠心力Ｆ１の作用方向と反対方向（遠心力Ｆ１と打ち消し合う方向）を向いている。なお、流体の流れと平行方向には抗力が発生する。
【００５３】
このようにして発生した揚力Ｌ１、Ｌ２は、上バランスウェイト４１によって生じる遠心力Ｆ１と打ち消しあっている。その結果、遠心力Ｆ１によるシャフト７のたわみを低減することができる。
【００５４】
ここで、図３を参照しつつ、揚力Ｌ１、Ｌ２を遠心力Ｆ１の作用方向と反対方向に発生させることによって、シャフト７のたわみが低減される原理について簡単に説明する。
【００５５】
上および下バランスウェイト４１、４２は、例えば所定のモータ回転数に合わせてその大きさ等が設計される。この所定のモータ回転数（ロータ３０の所定の回転速度）においては、シャフト７の偏心部７ａとピストン１２とロータ３０とに生じる遠心力および回転モーメントと、上および下バランスウェイト４１、４２に生じる遠心力および回転モーメントとが釣り合うようにされている。
【００５６】
そのため、ロータ３０の回転速度が通常の回転速度（上記所定の回転速度に近い速度）である場合においては、シャフト７の偏心部７ａとピストン１２とロータ３０とに生じる遠心力と回転モーメントと、上および下バランスウェイト４１、４２に生じる遠心力と回転モーメントとが釣り合い、シャフト７のたわみはほとんど生じない。なお、通常の回転速度においては、上および下バランスウェイト４１、４２で発生する揚力Ｌ１、Ｌ２は小さく、この釣り合いへの寄与は小さい。
【００５７】
一方、ロータ３０が高速回転（所定の回転速度を超えて回転）する場合においては、上および下バランスウェイト４１、４２に生じる遠心力Ｆ１、Ｆ２は大きくなり、その回転モーメントも大きくなる。特に、圧縮機構６から遠い上バランスウェイト４１側での回転モーメントは、非常に大きくなる。その結果、シャフト７の偏心部７ａとピストン１２とロータ３０とに生じる遠心力と回転モーメントと、上および下バランスウェイト４１、４２に生じる遠心力と回転モーメントとが釣り合わなくなり、図３に示すように、シャフト７が遠心力Ｆ１によって、軸方向Ｏに対して上バランスウェイト４１側に大きくたわむ。
【００５８】
そこで、本願においては、上および下バランスウェイト４１、４２で遠心力Ｆ１と反対方向の揚力Ｌ１、Ｌ２を発生させて、このシャフト７のたわみを抑制している。揚力Ｌ１、Ｌ２は、速度の２乗に比例するため、ロータ３０の高速回転時には、大きな揚力を得ることができる。なお、下バランスウェイト４２で発生する揚力Ｌ２は、揚力Ｌ１を補助する力であり、例えば、揚力Ｌ１により、シャフト７のたわみを十分抑制できるのであれば、揚力Ｌ２を発生させる必要はない。
【００５９】
図２に戻って、上および下バランスウェイト４１、４２は、共に、回転軸Ｏとロータ３０の外周面３０ｂとの中間部Ｍ（図２中に一点鎖線で示す部分）よりも外側の領域Ｓに設けられている。回転軸Ｏと中間部Ｍとの距離と、中間部Ｍとロータ３０の外周面３０ｂとの距離は同じとされている。
【００６０】
また、上および下バランスウェイト４１、４２は、上および下バランスウェイト４１、４２と、端板３２、３２と、ロータコア３１とに形成されたリベット挿通孔（図示省略）にリベット（図示省略）が挿通されることにより、ロータ３０に固定されている。但し、固定方法は、特に限定されるものではなく、ネジを用いて上および下バランスウェイト４１、４２をロータ３０に固定してもよい。また、ロータコア３１および端板３２、３２には、冷媒および潤滑油を通過させるための複数の通風孔（図示省略）がシャフト７の回転軸方向に貫通して形成されている。
【００６１】
［本実施形態の圧縮機の特徴］
本実施形態の圧縮機には、以下の特徴がある。本実施形態の圧縮機１では、ロータ３０の上端面３０Ｕにおいて、シャフト７の回転軸Ｏに対して第１バランスウェイト（上バランスウェイト４１）と同じ側に、ロータ３０の回転に伴ってシャフト７の回転軸Ｏに向かう方向の揚力を発生させる第１揚力発生部材（上バランスウェイト４１）が設けられている。そのため、上端面３０Ｕで発生した揚力の方向が第１バランスウェイトによって生じる遠心力の作用方向と反対方向となり、この揚力とこの遠心力とが打ち消しあうことで、遠心力によりシャフト７のたわみを低減できる。その結果、シャフトが軸受け部と接触したり、ロータとステータとが接触することが抑制され、これら接触等によって発生する音振動を抑制できる。
【００６２】
また、本実施形態の圧縮機１では、ロータ３０の上端面３０Ｕにおいて、第１揚力発生部材（上バランスウェイト４１）が、シャフト７の回転軸Ｏとロータ３０の外周との中間部Ｍよりも外側の領域Ｓに設けられている。上端面３０Ｕにおいて、ロータ３０の内周面３０ａから外周面３０ｂに向かうにつれて回転速度は大きくなるため、第１揚力発生部材が、中間部Ｍよりも外側の領域Ｓに設けられていることによって、より多くの揚力の発生させることができる。その結果、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態の圧縮機１では、第１揚力発生部材（上バランスウェイト４１）は、翼型とされている。よって、第１揚力発生部材に発生する抗力を小さくでき、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態の圧縮機１では、第１揚力発生部材と第１バランスウェイトとが同一の部材（上バランスウェイト４１）とされている。よって、第１揚力発生部材を第１バランスウェイトとは別部材として配置する場合に比べて、第１揚力発生部材を配置することによるコストアップを抑制できる。また、ロータ３０の上端面３０Ｕのスペースに限りがある場合でも、第１揚力発生部材を配置できる。
【００６５】
また、本実施形態の圧縮機１では、ロータ３０の下端面３０Ｌにおいて、シャフト７の回転軸Ｏに対して第２バランスウェイト（下バランスウェイト４２）と同じ側に、ロータ３０の回転に伴ってシャフト７の回転軸Ｏに向かう方向とは反対方向の揚力を発生させる第２揚力発生部材（下バランスウェイト４２）が設けられている。そのため、下端面３０Ｌで発生した揚力の方向が第１バランスウェイトによって生じる遠心力の作用方向と反対方向となり、この揚力とこの遠心力とが打ち消しあうことで、遠心力によるシャフト７のたわみをより低減することが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態の圧縮機１では、ロータ３０の下端面３０Ｌにおいて、第２揚力発生部材（下バランスウェイト４２）が、シャフト７の回転軸Ｏとロータ３０の外周との中間部Ｍよりも外側の領域Ｓに設けられている。下端面３０Ｌにおいて、ロータ３０の内周面３０ａから外周面３０ｂに向かうにつれて回転速度は大きくなるため、第２揚力発生部材が、中間部Ｍよりも外側の領域Ｓに設けられていることによって、より多くの揚力の発生させることができる。その結果、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態の圧縮機１では、第２揚力発生部材（下バランスウェイト４２）は、翼型とされている。よって、第２揚力発生部材に発生する抗力を小さくでき、揚力を効率よく発生させることが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態の圧縮機１では、第２揚力発生部材と第２バランスウェイトとが同一の部材（下バランスウェイト４２）とされている。よって、第２揚力発生部材を第２バランスウェイトとは別部材として配置する場合に比べて、第２揚力発生部材を配置することによるコストアップを抑制できる。また、ロータ３０の下端面３０Ｌのスペースに限りがある場合でも、第２揚力発生部材を配置できる。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成は、上記実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７０】
［変形例］
本実施形態では、上バランスウェイト４１が、第１バランスウェイトと第１揚力発生部材とを兼ねるものとし、下バランスウェイト４２が、第２バランスウェイトと第２揚力発生部材とを兼ねるものとした。しかし、第１バランスウェイトと第１揚力発生部材とが別の部材であってもよいし、第２バランスウェイトと第２揚力発生部材とが別の部材であってもよい。
【００７１】
但し、かかる場合、第１揚力発生部材は、遠心力Ｆ１を打ち消す方向に揚力Ｌ１を発生させる観点から、シャフト７の回転軸方向から見て、第１バランスウェイトと同じ側（回転軸Ｏに対して偏心部７ａの中央部と同じ側）に配置されていることを要する。また、第２揚力発生部材は、シャフト７の回転軸方向から見て、第２バランスウェイトと同じ側（回転軸Ｏに対して偏心部７ａの中央部と反対側）に配置されていることを要する。
【００７２】
また、第２揚力発生部材はなくてもよい。即ち、下バランスウェイトが、通常のバランスウェイト（揚力を発生させないもの、或いは、揚力が発生しても小さいもの）であって、かつ揚力発生部材が別部材として存在しないことを指す。
【００７３】
また、本実施形態では、上および下バランスウェイト４１、４２を翼型とし、上および下バランスウェイト４１、４２の形状を同一形状とした。但し、上および下バランスウェイト４１、４２の形状等は異なっていてもよい。また、上および下バランスウェイト４１、４２の形状は、翼型に限られず、上述した向きに揚力を発生させることができる範囲内において、様々な形状とすることができる。
【００７４】
例えば、図４に示すように、上および下バランスウェイトは、平面視において矩形状の板状部材であって、流体の流れＶの方向に対して、所定の角度θ１、θ２傾けて配置されるものであってもよい（θ１、θ２を仰角とも称する）。この場合、上バランスウェイト４１’は、回転方向（図４中の矢印Ｒ方向）前方から回転方向後方に向かうにつれてシャフト７から離れるように傾けて配置されている。また、下バランスウェイト４２’は、回転方向（図４中の矢印Ｒ方向）前方から回転方向後方に向かうにつれてシャフト７に近づくように傾けて配置されている。仰角θ１、θ２の大きさは、特に限定されるものではないが、抗力低減の観点、渦流の発生を抑制する観点から、少なくとも４５°以下とされ、例えば５°〜１０°とされる。
【００７５】
また、本実施形態では、上および下バランスウェイト４１、４２が、回転軸Ｏとロータ３０の外周面３０ｂとの中間部Ｍよりも外側の領域Ｓに設けられているが、配置位置は、領域Ｓに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明を利用すれば、圧縮機のシャフトのたわみを低減することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  圧縮機
６  圧縮機構
７  シャフト
７ａ  偏心部
２０  ステータ
３０  ロータ
３０Ｕ  上端面（第１端面）
３０Ｌ  下端面（第２端面）
４１  上バランスウェイト（第１バランスウェイト、第１揚力発生部材）
４２  下バランスウェイト（第２バランスウェイト、第２揚力発生部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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