(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機外郭と、
前記圧縮機外郭内に設けられる固定子、当該固定子によって回転する永久磁石を持った回転子を有するモーターと、
冷媒を圧縮するピストン、及び当該ピストンを収容するシリンダを有する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を下側に接続し、前記回転子を上側に接続する回転軸と、
前記圧縮機構部に設けられ、前記回転軸の下側部分に前記回転軸を回転自在に支持する軸受と、
前記回転子の上端部側に接続され、前記回転軸を回転自在に支持する副軸受と、
を備え、
前記回転子は、
前記回転子の外径が当該回転子の下側に比べて当該回転子の上側が小さくなっており、
前記圧縮機外郭は、
前記固定子、及び前記圧縮機構部が固定される圧縮機外郭胴体部と、
前記圧縮機外郭胴体部の上側に取り付けられ、前記副軸受が固定される圧縮機外郭頭部とを有し、
前記圧縮機外郭頭部は、
前記圧縮機外郭胴体部の上端面に接触し、前記上端面に保持される接触部と、
前記接触部から鉛直下側に延設され、前記圧縮機外郭胴部の内側に配置され、前記圧縮機外郭胴体部の内周面と対向する対向部とが形成され、
前記対向部と前記圧縮機外郭胴体部の内周面との間には、隙間が形成されている
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記回転子は、
前記回転子の外径が当該回転子の上側に向かうにしたがって小さくなるテーパー状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記副軸受は、
前記軸受と調芯可能なすべり軸受で構成した
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記副軸受には、
当該副軸受の上面側であって回転軸の接続位置に、冷凍機油を貯留する凹部が形成された
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧縮機の製造方法であって、
回転軸を圧縮機外郭頭部に取り付けられた副軸受に挿入し、前記圧縮機外郭頭部を圧縮機外郭胴体部上に載置する第１の工程と、
前記回転軸を回転させて前記回転軸と前記副軸受との調芯をし、前記圧縮機外郭頭部の載置位置を前記第１の工程の載置位置から水平方向にずらす第２の工程と、
前記圧縮機外郭胴体部と、前記第２の工程で載置位置が水平方向にずれた前記圧縮機外郭頭部とを溶接する第３の工程とを備えた
ことを特徴とする圧縮機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機及び圧縮機の製造方法に関するものであり、特に、圧縮機に搭載されるモーターの回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の密閉型圧縮機には、回転子の上部を切削加工して形成される切り欠き部を設け、当該回転子の上部の径を下部及び中間部に比べて小さくしたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。回転子に接続される回転軸の下端部側が、圧縮機構部に支持される場合には、回転子の上部ほど回転子の振れ量が大きくなる。このため、特許文献１に記載の切り欠き部を設けることにより、回転子と固定子の空隙量が極端に小さくなり、回転子と固定子の接触、及び空隙量変動による電磁音の発生抑制を可能としているものである。
【０００３】
また、従来の密閉型圧縮機には、水平断面視した際に、回転子の外径形状が楕円形となるように回転子を形成した密閉圧縮機が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の技術は、回転子を水平断面視した際に、楕円形の短軸の方向が、ローラを圧縮室に対して偏心状態で支持するクランク部の最大偏心方向となるように回転子を設置することにより、回転子と固定子の接触、及び回転子と固定子との間隔変動による電磁音の発生抑制を可能としているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７４４８５号公報（たとえば、段落［００２０］及び図３参照）
【特許文献２】特開昭６１−２７２４９３号公報（たとえば、３頁の右下欄、及び図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、回転子上部の外周側の面に、切り欠き部（段違い形状）が形成されているため、回転子と固定子との接触を抑制することができる。しかし、段違い形状であると、回転子の切り欠き部は、回転子の上部が振れる分回転子と固定子との間隔が狭くなるが、回転子の切り欠き部の下側については、回転子と固定子との間隔が広くなってしまう。このように、回転子と固定子との間隔に不均一さが生じると、その分電磁音が発生しやすくなるという課題があった。
【０００６】
特許文献２に記載の技術は、水平断面視した際に、回転子の外径形状が楕円形であるために、回転子に作用する遠心力が回転軸に対して均一にならない可能性があった。これにより、回転軸を支持する軸受への負荷変動が大きくなってしまい、軸受に対する負担が所定の方向に集中するという課題があった。
また、回転子に作用する遠心力が回転軸に対して均一にならない分、回転子と固定子との間の間隔が、予測できない変動をし、電磁音が発生するという課題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、電磁音の発生及び軸受への負荷変動を抑制しながら、回転子と固定子との接触を抑制する圧縮機及び圧縮機の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る圧縮機は、圧縮機外郭と、圧縮機外郭内に設けられる固定子、当該固定子によって回転する永久磁石を持った回転子を有するモーターと、冷媒を圧縮するピストン、及び当該ピストンを収容するシリンダを有する圧縮機構部と、圧縮機構部を下側に接続し、回転子を上側に接続する回転軸と、圧縮機構部に設けられ、回転軸の下側部分に回転軸を回転自在に支持する軸受と、回転子の上端部側に接続され、回転軸を回転自在に支持する副軸受と、を備え、回転子は、回転子の外径が当該回転子の下側に比べて当該回転子の上側が小さくなっており、圧縮機外郭は、固定子、及び圧縮機構部が固定される圧縮機外郭胴体部と、圧縮機外郭胴体部の上側に取り付けられ、副軸受が固定される圧縮機外郭頭部とを有し、圧縮機外郭頭部は、圧縮機外郭胴体部の上端面に接触し、上端面に保持される接触部と、接触部から鉛直下側に延設され、圧縮機外郭胴部の内側に配置され、圧縮機外郭胴体部の内周面と対向する対向部とが形成され、対向部と圧縮機外郭胴体部の内周面との間には、隙間が形成されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る圧縮機によれば、回転子が、回転子の外径が当該回転子の下側に比べて当該回転子の上側が小さくなっているので、電磁音の発生及び軸受への負荷変動を抑制しながら、回転子と固定子との接触を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す回転子及び回転軸の縦断面図である。
【図３】図２に示す回転子の構成例である。
【図４】回転子の上部の振れ量が増大した状態の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２における圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
【図６】図５に示す点線Ｔにおける水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態１を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における圧縮機１００の全体構成を示す縦断面図である。図２は、図１に示す回転子３及び回転軸２の縦断面図である。図３は、図２に示す回転子３の構成例である。
本実施の形態１に係る圧縮機１００は、回転子が回転することで当該回転子の上部の振れ量が大きくなり、回転子と固定子とが接触してしまうことを防止すること、及び回転子と固定子との隙間量変動の増大に伴う電磁音の発生を抑制することを可能とする改良が加えられたものである。
【００１２】
［構成説明］
圧縮機１００は、外郭を構成する圧縮機外郭２００と、圧縮機外郭２００内に冷媒を供給するための第１吸入管１０３Ａ及び第２吸入管１０３Ｂと、第１吸入管１０３Ａ及び第２吸入管１０３Ｂに接続される吸入マフラー９０と、第１吸入管１０３Ａ及び第２吸入管１０３Ｂに接続され、冷媒を圧縮する圧縮機構部１と、回転軸２、回転子３及び固定子９により構成されるモーター１３９と、圧縮機外郭２００から圧縮された冷媒を吐出する吐出配管１０４とを有しており、ローリングピストン型の圧縮機である。
【００１３】
（圧縮機外郭２００）
圧縮機外郭２００は、圧縮機１００の外郭を構成するものである。圧縮機外郭２００内には、圧縮機構部１及びモーター１３９などが少なくとも設けられている。
圧縮機外郭２００は、圧縮機１００の上部の外郭を構成する圧縮機外郭頭部５と、圧縮機１００の下部の外郭を構成する底部油溜１３１と、上側が圧縮機外郭頭部５に取り付けられ、下側が底部油溜１３１に取り付けられる圧縮機外郭胴体部６とから構成されている。
【００１４】
圧縮機外郭頭部５は、圧縮機外郭２００の上部を構成するものであり、図１に示すように、たとえば略お椀形状をしているものである。圧縮機外郭頭部５は、圧縮機外郭２００の内外とを連通して設けられる吐出配管１０４が接続されている。
【００１５】
圧縮機外郭胴体部６は、圧縮機外郭２００の中間部分を構成するものであり、図１に示すように、たとえば略円筒形状をしているものである。圧縮機外郭胴体部６は、圧縮機外郭２００内に冷媒を供給するための第１吸入管１０３Ａ及び第２吸入管１０３Ｂが接続されている。
また、圧縮機外郭胴体部６の内周面には、モーター１３９の固定子９が取り付けられ、圧縮機外郭胴体部６の内周面であって固定子９の取り付けられる面の下側には、圧縮機構部１が取り付けられている。
【００１６】
底部油溜１３１は、圧縮機外郭２００の下部を構成するものであり、図１に示すように、たとえば略お椀形状をしているものである。底部油溜１３１には、圧縮機構部１における摺動摩擦を軽減することが可能な冷凍機油が貯留されるようになっている。
【００１７】
（第１吸入管１０３Ａ及び第２吸入管１０３Ｂ）
第１吸入管１０３Ａの一方は、後述する圧縮機構部１の第１シリンダ２１Ａと連通するように、圧縮機外郭２００の圧縮機外郭胴体部６に接続されているものである。第１吸入管１０３Ａの他方は、吸入マフラー９０に接続されている。
第２吸入管１０３Ｂの一方は、後述する圧縮機構部１の第２シリンダ２１Ｂと連通するように、圧縮機外郭２００の圧縮機外郭胴体部６に接続されているものである。第２吸入管１０３Ｂの他方は、吸入マフラー９０に接続されている。
【００１８】
（吸入マフラー９０）
吸入マフラー９０は、圧縮機１００に流入する冷媒音などを低減するマフラーとしての機能を有するものである。また、吸入マフラー９０は、液冷媒を貯留可能なアキュムレータとしての機能も有している。この吸入マフラー９０は、一方が第１吸入管１０３Ａ及び第２吸入管１０３Ｂに接続されている。
【００１９】
（圧縮機構部１）
圧縮機構部１は、吸入マフラー９０と、第１吸入管１０３Ａ及び第２吸入管１０３Ｂとを介して供給される冷媒を圧縮し、圧縮機外郭２００の内部に放出するものである。圧縮機構部１は、圧縮機外郭胴体部６の内側面に取り付けられている。
圧縮機構部１には、第１吸入管１０３Ａ、第２吸入管１０３Ｂから供給される冷媒を圧縮する第１シリンダ２１Ａ、第２シリンダ２１Ｂが設けられている。第１シリンダ２１Ａは、第１吸入管１０３Ａに連通して設けられ、第２シリンダ２１Ｂは、第２吸入管１０Ａに連通して設けられている。
【００２０】
第１シリンダ２１Ａには、第１シリンダ２１Ａ内を摺動自在に回転する第１ピストン２２Ａが設けられ、第２シリンダ２１Ｂには、第２シリンダ２１Ｂ内を摺動自在に回転する第２ピストン２２Ｂが設けられている。
なお、第１ピストン２２Ａと第２ピストン２２Ｂとは、第１シリンダ２１Ａと第２シリンダ２１Ｂ内を偏心運動が可能なように回転軸２に接続されている。すなわち、第１ピストン２２Ａは、第２ピストン２２Ｂが第２シリンダ２１Ｂ内を回転する際の回転位相に対して、１８０度位相がずれた状態で第１シリンダ２１Ｂ内を回転することが可能なように、回転軸２に接続されている。同様に、第２ピストン２２Ｂは、第１ピストン２２Ａが第１シリンダ２１Ａ内を回転する際の回転位相に対して、−１８０度位相がずれた状態で第２シリンダ２１Ｂ内を回転することが可能なように、回転軸２に接続されている。
【００２１】
第１シリンダ２１Ａの上側には、回転軸２を回転自在に支持する上軸受２４Ａが設けられており、第１シリンダ２１Ａの上側の端面（モーター１３９側の端面）を閉塞している。また、第１シリンダ２１Ａの下側には、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって形成される空間と第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって形成される空間とを仕切る仕切板５０が設けられており、第１シリンダ２１Ａの下側の端面を閉塞している。
一方、第２シリンダ２１Ｂの下側には、回転軸２を回転自在に支持する下軸受２４Ｂが設けられており、第２シリンダ２１Ｂの下側の端面（底部油溜１３１側の端面）を閉塞している。また、第２シリンダ２１Ｂの上側には、仕切板５０が設けられており、第１シリンダ２１Ａの上側の端面を閉塞している。
なお、上軸受２４Ａには、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって圧縮された冷媒を放出する弁（図示省略）が設けられており、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって形成される空間と、後述の第１マフラー２３Ａとを連通させることが可能となっている。また、下軸受２４Ｂには、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって圧縮された冷媒を放出する弁（図示省略）が設けられており、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって形成される空間と、後述の第２マフラー２３Ｂとを連通させることが可能となっている。
【００２２】
上軸受２４Ａには、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって圧縮された冷媒が供給される第１マフラー２３Ａが設けられている。なお、第１マフラー２３Ａには、図示省略の冷媒吐出部が設けられている。これにより、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって圧縮された冷媒は、この第１マフラー２３Ａに供給された後に、冷媒吐出部から圧縮機外郭２００の内部に放出されるようになっている。
下軸受２４Ｂには、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって圧縮された冷媒が供給される第２マフラー２３Ｂが設けられている。なお、この第２マフラー２３Ｂは、図示省略の冷媒流路を介して第１マフラー２３Ａと連通している。これにより、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって圧縮された冷媒は、第２マフラー２３Ａ及び第１マフラー２３Ａを介して、第１マフラー２３Ａの冷媒吐出部から圧縮機外郭２００の内部に放出されるようになっている。
【００２３】
（モーター１３９）
モーター１３９は、下端側が圧縮機構部１に接続される回転軸２と、回転軸２が固定され自身の回転を回転軸２に伝達する回転子３と、積層鉄心に複数相の巻線を装着して構成される固定子９とを有している。
回転軸２は、圧縮機構部１の接続位置の上側に回転子３が固定され、回転子３の回転とともに自身が回転し、第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂを回転させるものである。
【００２４】
回転軸２は、下端側が圧縮機構部１に接続され、鉛直方向に平行な軸を中心として回転するものである。より詳細には、回転軸２の下端側は、圧縮機構部１の上軸受２４Ａ及び下軸受２４Ｂに回転自在に接続されるとともに、偏心運動可能なように第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂに接続されているものである。
さらに、回転軸２は、圧縮機構部１の接続位置の上側に回転子３が固定されている。これにより、回転子３の回転に伴って回転軸２も回転し、第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂを回転運動させることが可能となっている。
【００２５】
回転子３は、内部に図示省略の永久磁石を有し、回転軸２によって回転自在に支持されているものである。回転子３は、固定子９の内側に対して所定の間隔を空けて支持されている。
回転子３は、図２に示すように、上部に向かうほどに外径が小さくなるような略円筒形状をしている。すなわち、回転子３は、縦断面形状が略台形形状であり、水平断面形状が外径及び内径が円形のリング形状をしているものである。回転子３には、回転軸２が挿入されて固定されており、回転子３自身の回転が回転軸２を介して第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂに伝達されるようになっている。
【００２６】
次に、回転子３が、上部に向かうほどに外径が小さくなっている、すなわち外周面がテーパー状となっていることについて説明する。本実施の形態１に係る圧縮機１００の回転子３及び固定子９を縦断面視した際に、固定子の内側の辺と平行な方向Ｌ１と、回転子３の外側の辺Ｌ２とがなす角度ｉ（単位は、ｄｅｇｒｅｅ）は、以下の式を満たしている。
【００２７】
【数１】
0005972014.tif 000002
【００２８】
なお、以下の説明において、「外径」及び「軸径」とは、円の「直径」を指すものとすると、上記式における「Ｄ（単位は、ｍｍ）」は、回転子３の外径Ｒの平均値である。また、上記式の「Ｘ（単位は、ｍｍ）」は回転子３の高さであり、「ｄ（単位は、ｍｍ）」は回転軸２の外径（軸径）であり、「ｆ（単位は、ｒｐｓ）」は圧縮機１００のモーター１３９の最大運転回転数である。また、「α」とは、比例定数であり、たとえば１〜５０程度の値に設定される。
【００２９】
この「α」は、次のように決定される比例定数である。「圧縮機１００が構造的に成り立つ範囲」での「回転軸２のたわみ量の範囲」を網羅し、この「回転軸２のたわみ量の範囲」を包括できる角度範囲を導く係数として決定されるものである。
たとえば、回転軸２の下端部を基準点としたとき、基準点からＸ１だけ上側の位置をＰ１と定義し、基準点からＸ２だけ上側の位置をＰ２と定義し、基準点からＸ３上側の位置をＰ３と定義する（なお、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３）。そして、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における回転軸２のたわみ量を、それぞれＹ１、Ｙ２及びＹ３とする。
また、固定子９の内周面と、点Ｐ１の高さ位置における辺Ｌ２上の点Ｚ１との間隔をＤｍ１とする。同様に、固定子９の内周面と点Ｐ２の高さ位置における辺Ｌ２上の点Ｚ２との間隔をＤｍ２とし、固定子９の内周面と点Ｐ３の高さ位置における辺Ｌ２上の点Ｚ３との間隔をＤｍ３とする。
このとき、「α」は、Ｙ１＜Ｄｍ１、且つ、Ｙ２＜Ｄｍ２、且つ、Ｙ３＜Ｄｍ３を満たすように決定され、「回転軸２のたわみ量の範囲」を包括できるようになっている。
【００３０】
なお、本実施の形態１では、回転子３を縦断面視した際の回転子３の外側の辺Ｌが、直線である。そのため、外径Ｒの平均値Ｄは、回転子３の高さが半分の位置における外径に対応する値となる。
この角度ｉは、たとえば回転子３の外径Ｒの平均値Ｄが７７．９（ｍｍ）、回転子３の高さＸが８０（ｍｍ）、回転軸２の外径ｄが２２．４（ｍｍ）、圧縮機１００の最大運転回転数ｆが１２０（ｒｐｓ）である場合には、０．０３度〜１．３６度の範囲となる。
【００３１】
回転子３の外周面に角度ｉを形成する方法としては、回転子コア打ち抜き時において、順に外径を縮小させることで形成する方法を採用してもよい。より詳細には、図３に示すように、たとえば、外径の異なるリング形状の電磁鋼板３Ａ〜３Ｇを打ち抜き、これらを積層させて回転子３を構成するということである。なお、電磁鋼板３Ａ〜３Ｇの積層数は、図３に示す７層に限定されるものではない。
また、回転子３の外周面に角度ｉを形成する方法としては、外径が同一であるリング形状の電磁鋼板を打ち抜き、これらの外周面を切削加工した後に積層する、或いは、積層した後に切削加工を施す方法を採用してもよい。
さらに、回転子３が複数の電磁鋼板から構成されるのではなく、一体物である場合においては、外周を切削することで回転子３の外周面に角度ｉを形成すればよい。
【００３２】
固定子９は、回転子３を回転させるものであり、積層鉄心に複数相の巻線を装着して構成されるものである。固定子９は、その外周面が圧縮機外郭胴体部６の内周面に固定されて設けられている。
なお、回転子３に冷媒流路（図示省略）が形成されるとともに、圧縮機外郭胴体部６と回転子３との間に所定の間隔が形成されている。このため、第１マフラー２３Ａから放出された高温・高圧の冷媒は、この冷媒流路や所定の間隔を介して圧縮機外郭２００内の上側に供給される。
【００３３】
（吐出配管１０４）
吐出配管１０４は、圧縮機外郭２００内の高温・高圧冷媒を吐出する配管である。この吐出配管１０４は、一方が流路切替可能な図示省略の四方弁などに接続され、他方が圧縮機外郭２００の内外を連通するように圧縮機外郭頭部５に接続されている。
【００３４】
［モーター１３９の動作］
固定子９の積層鉄心に設けられた巻線に電源（図示省略）から電流（電圧）を供給し、固定子９に回転磁界を形成させる。これより、固定子９は、回転子３に設けられた永久磁石と相互作用し、回転子３を回転させる。回転子３の回転は、回転軸２を介して第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂに伝達され、第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂを偏心運動させる。
【００３５】
［冷媒の流れ］
第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂが偏心運動をすることにより、圧縮機１００内に冷媒が引き込まれる。すなわち、圧縮機１００に供給される冷媒は、吸入マフラー９０と、第１吸入管１０３Ａ及び第２吸入管１０３Ｂとを介して圧縮機構部１に流入する。圧縮機構部１に流入した冷媒の一部は、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって圧縮されて高温・高圧冷媒となる。この高温・高圧冷媒は、上軸受２４Ａの弁を介して第１マフラー２３Ａに流入する。第１マフラー２３Ａに流入した冷媒は、第１マフラー２３Ａに設けられた図示省略の冷媒吐出部から圧縮機外郭２００内の空間に放出される。そして、この圧縮機外郭２００内の空間に放出された冷媒は、モーター１３９などの隙間などを介して圧縮機外郭２００内の空間上部に移動し、吐出配管１０４より吐出される。
【００３６】
圧縮機構部１に流入した冷媒の残りは、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって圧縮されて高温・高圧冷媒となる。この高温・高圧冷媒は、下軸受２４Ｂの弁を介して第２マフラー２３Ｂに流入する。第２マフラー２３Ｂに流入した冷媒は、第２マフラー２３Ｂから図示省略の冷媒流路を通って第１マフラー２３Ａに送り込まれる。そして、この第１マフラーに送り込まれた冷媒は、第１マフラー２３Ａに設けられた図示省略の冷媒吐出部から圧縮機外郭２００内の空間に放出される。そして、この圧縮機外郭２００内の空間に放出された冷媒は、モーター１３９などの隙間などを介して圧縮機外郭２００内の空間上部に移動し、吐出配管１０４より吐出される。
【００３７】
［回転子３と固定子９との間隔の均一性］
図４は、回転子３の上部の振れ量が増大した状態の説明図である。図４を参照して、回転子３と固定子９との間隔について説明する。なお、図４では、副軸受４が設けられておらず、回転軸２が回転子３の上面から突出していない場合を例に説明している。
回転子３は、固定子９が発生する回転磁界からの回転力を受けて回転する。なお、「回転軸２が片持ち接続」、すなわち「回転軸２の下端部側が圧縮機構部１に接続」されているため、回転子３が回転すると、回転子３の上側ほど振れ量が大きくなる。
ここで、回転子３がある方向に振れた状態において、回転子３の外周面と、当該外周面に対向する固定子９の面との間隔は、回転子３及び固定子９の上から下にかけて略同一となっている。たとえば、図４の回転子３及び固定子９の上部に対応する間隔ｒ１と、中間部分に対応する間隔ｒ２と、下部に対応する間隔ｒ３とは略同一となっている。すなわち、回転子３と固定子９との間隔が、上下にかけて均一となっている。
このように、圧縮機１００は、たとえば、回転子３及び固定子９の下部では間隔が狭く、回転子３及び固定子９の上部では間隔が広いといった不均一さが生じておらず、回転子３と固定子９との間隔が上から下にかけて均一であるため、電磁音の発生を抑制することができる。
【００３８】
［実施の形態１に係る圧縮機１００の有する効果］
本実施の形態１に係る圧縮機１００は、上記の式を満たすように、回転子３の外径が上部に向かうにしたがって小さくなる。これにより、「回転軸２が片持ち接続」であることによって回転子３の上部の振れ量が大きくなっても、回転子３が固定子９に接触してしまうことを抑制することができる。
【００３９】
本実施の形態１に係る圧縮機１００は、段違い形状ではなく、なめらかなテーパー形状である、すなわち回転子３を縦断面視した際の外側の辺が直線的となっている。段違い形状である場合には、段違い形状が形成された箇所では回転子３と固定子９との間隔が狭く、段違い形状が形成されていない箇所では回転子３と固定子９との間隔が広いといった不均一さが生じ、その分電磁音が発生しやすくなってしまう。しかし、本実施の形態１に係る圧縮機１００は、回転子３を縦断面視した際の外側の辺が直線的である分、回転子３と固定子９との間隔が均一化される分、電磁音の発生を抑制することができる。
【００４０】
本実施の形態１に係る圧縮機１００は、回転子３の水平断面形状が楕円状のリング形状ではなく、円形を保ったリング形状であるために、回転子３に作用する遠心力は回転方向に均一となる。このため、圧縮機構部１の上軸受２４Ａ及び下軸受２４Ｂへの無用な負荷変動、及び回転子３と固定子９との間の間隔の予測できない変動を抑制することができる。
【００４１】
本実施の形態１に係る圧縮機１００は、回転子３の角度ｉが、回転子３の外径Ｒの平均値Ｄ、回転子３の高さＸ、回転軸２の外径ｄ、及び圧縮機１００の最大運転回転数ｆから算出される。たとえば、回転子３の外径Ｒの平均値Ｄが７７．９（ｍｍ）、回転子３の高さＸが８０（ｍｍ）、回転軸２の外径ｄが２２．４（ｍｍ）、圧縮機１００の最大運転回転数ｆが１２０（ｒｐｓ）である場合には、０．０３度〜１．３６度という小さい角度範囲に収めることが可能である。したがって、回転子３の角度ｉとしたとしても、回転子３内部に具備されている永久磁石の配置の自由度を損ねてしまうことを抑制することができる。
【００４２】
回転軸２の外径を細くすると、第１ピストン２２Ａ、第２ピストン２２Ｂ、及び副軸受４に対する接触面積が減少する分、摺動損失を低減することができるが、外径が細いと回転軸２がしなりやすくなる分、振れ量が大きくなり回転子３と固定子９とが接触しやすくなる。逆に、回転軸２の外径を大きくすると、第１ピストン２２Ａ、第２ピストン２２Ｂ、及び副軸受４に対する接触面積が増加する分、摺動損失が増大してしまうが、外径が大きいとしなりにくくなる分、振れ量が小さくなり回転子３と固定子９とが接触しにくくなる。
また、圧縮機運転回転数許容範囲を拡大すると、それに対応して回転子３の振れ量も大きくなり、回転子３と固定子９とが接触しやすくなる。
さらに、ユーザーの用途として、モーター１３９のトルクを増加させたい等の理由により、回転子３の外径（巾）を大きくしたい場合もあるが、回転子３の外径を大きくすると、その分回転子３の振れ量が大きくなり回転子３と固定子９とが接触しやすくなる。
【００４３】
しかし、本実施の形態１に係る圧縮機１００は、回転子３の長さを長くしたり、圧縮機運転回転数許容範囲を拡大させたり、回転子３の外径を大きくしたとしても、上記の式を満たすように、回転子３の外径が上部に向かうにしたがって小さくすることで、摺動損失を低減と、回転子３が固定子９に接触防止とを両立することができる。
そして、回転子３の長さを従来より長くすることができれば、価格の高騰している希土類磁石を使用せずに従来と同じトルクを発生させるモーターを圧縮機に搭載することができる。
また、圧縮機運転回転数許容範囲を拡大や回転子３の外径を大きくすることができれば、従来より小径な圧縮機で所望の出力が得られることになる。したがって、圧縮機１００が空気調和機に搭載された場合においては、室外機本体の大きさを変えずに熱交換器の大きさを拡大することができ、低コスト、且つ省エネルギーである空気調和機を製作することが可能となる。
【００４４】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２における圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。図６は、図５に示す点線Ｔにおける水平断面図である。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付している。
実施の形態２は、実施の形態１の圧縮機外郭頭部５及び圧縮機外郭胴体部６とは異なる構成を有する圧縮機外郭頭部５Ｔ及び圧縮機外郭胴体部６Ｔが設けられ、回転軸２の上端側を支持する副軸受４が設けられている。以下に、図５及び図６を参照して、圧縮機外郭頭部５Ｔ、圧縮機外郭胴体部６Ｔ及び副軸受４について説明する。
【００４５】
（圧縮機外郭頭部５Ｔ）
圧縮機外郭頭部５Ｔの内周面には、副軸受４が固定されている。また、圧縮機外郭頭部５Ｔのうち、圧縮機外郭胴体部６Ｔの上部に固定される部分の外周面は、圧縮機外郭２００の外側から内側に向かう方向に削れるように形成された固定部５Ａが形成されている。この固定部５Ａの外周面と、圧縮機外郭胴体部６Ｔの内周面との間には、隙間７が形成されている。
また、圧縮機外郭頭部５Ｔには、固定部５Ａに対して略垂直な接触部５Ｂが形成されている。圧縮機外郭頭部５Ｔは、この接触部５Ｂが圧縮機外郭胴体部６Ｔの上端側と接触しているため、圧縮機外郭頭部５Ｔ自身が圧縮機外郭胴体部６Ｔ上に保持されるようになっている。
【００４６】
（圧縮機外郭胴体部６Ｔ）
圧縮機外郭胴体部６Ｔの上端側は、圧縮機外郭頭部５Ｔの接触部５Ｂと接触して設けられている。また、圧縮機外郭胴体部６Ｔの上端側であって圧縮機外郭胴体部６Ｔの内周面側は、隙間７を介して固定部５Ａの外周面と対向して設けられている。
【００４７】
（副軸受４）
副軸受４は、回転軸２の上端側を回転自在に支持するものである。副軸受４は、「すべり軸受」で構成されている。このため、副軸受４と回転軸２との間に油膜が形成され、回転軸２の振れ回りに対し油膜反力が発生する。したがって、副軸受４は、この油膜反力により、回転軸２の振れ回りを抑制することができ、転がり軸受よりも騒音の発生を抑えることができるようになっている。副軸受４は、その軸径が摺動損失を極小化するために細径化されている。
副軸受４の上面側であって回転軸２が接続される位置には、冷凍機油を貯留可能な凹部４Ａが形成されており、副軸受４の「すべり軸受」としての機能を維持しやすくなっている。なお、副軸受４が冷凍機油を貯留する方法としては、凹部４Ａに限定されるものではなく、たとえば、回転軸２に向かって傾斜するように形成された面取り形状を形成してもよい。
【００４８】
副軸受４は、副軸受４を圧縮機外郭頭部５Ｔに固定する腕部８が３つ形成されている。腕部８は、副軸受４を圧縮機外郭頭部５Ｔに固定するものである。腕部８は、回転軸２を中心としたときに、隣接する腕部８同士が１２０度の角度をなすように副軸受４に設けられている。
腕部８は、冷凍機油を捕捉して副軸受４に冷凍機油を流すことができるように副軸受４の外周縁に接続されている。すなわち、圧縮機外郭２００の内部に対流する冷媒に含まれる冷凍機油であってモーター１３９の上部の空間で遠心分離された冷凍機油は、腕部８で捕捉された後に、腕部８を伝って副軸受４に流れる。
【００４９】
副軸受４は、圧縮機外郭頭部５Ｔに、腕部８を介して一体となって固定されている。ここで、組み立て作業者は、隙間７を利用して副軸受４と、副軸受４に接続される回転軸２の上端部側との位置を調整することができるようになっている。これは、隙間７が形成されているため、圧縮機外郭頭部５Ｔが圧縮機外郭胴体部６Ｔに対して水平方向に移動することができるからである。これにより、圧縮機外郭頭部５Ｔと圧縮機外郭胴体部６Ｔとの組み立て時において、回転軸２と副軸受４の調芯（同心度の保証）と、圧縮機外郭頭部５Ｔと圧縮機外郭胴体部６Ｔとの接続（溶接）とを連続的に実施することができる。
より詳細には、組み立て作業者は、圧縮機外郭２００内に設けられる圧縮機構部１から連なる回転軸２を回転させながら回転軸２を副軸受４に接続する。これにより、回転軸２と副軸受４との接続における「同心からずれ」が小さくなるように副軸受４が移動し、副軸受４に固定されている圧縮機外郭頭部５Ｔも副軸受４と共に移動して位置がならされる。すなわち、圧縮機外郭頭部５Ｔは、圧縮機外郭胴体部６Ｔに対して、回転軸２と副軸受４との接続における「同心からずれ」の分だけ水平方向に移動する。
このように、圧縮機構部１に接続されている回転軸２と、回転子３の上方に設けられる副軸受４との同心度を保証する作業と、圧縮機外郭頭部５Ｔと圧縮機外郭胴体部６Ｔを溶接する作業とを連続的に実施することができ、圧縮機１０１の組立時間を低減することが可能となっている。
【００５０】
［実施の形態２に係る圧縮機１０１の有する効果］
本実施の形態２に係る圧縮機１０１は、実施の形態１に係る圧縮機１００の有する効果に加えて以下の効果を奏する。本実施の形態２に係る圧縮機１０１は、回転軸２が圧縮機構部１に接続されるだけでなく、副軸受４に接続されて回転するため、回転子３の振れ量が低減し、上述の「回転子３が固定子９に接触」することを抑制する効果と、「電磁音の発生」を抑制する効果と、「摺動損失を低減と、回転子３が固定子９に接触防止とを両立」する効果とをさらに大きくすることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  圧縮機構部、２  回転軸、３  回転子、３Ａ〜３Ｇ  電磁鋼板、４  副軸受、４Ａ  凹部、５、５Ｔ  圧縮機外郭頭部、５Ａ  固定部、５Ｂ  接触部、６、６Ｔ  圧縮機外郭胴体部、７  隙間、８  腕部、９  固定子、１０Ａ  第１吸入管、１０Ｂ  第２吸入管、２１Ａ  第１シリンダ、２１Ｂ  第２シリンダ、２２Ａ  第１ピストン、２２Ｂ  第２ピストン、２３Ａ  第１マフラー、２３Ｂ  第２マフラー、２４Ａ  上軸受、２４Ｂ  下軸受、５０  仕切板、９０  吸入マフラー、１００、１０１  圧縮機、１０３Ａ  第１吸入管、１０３Ｂ  第２吸入管、１０４  吐出配管、１０９  固定子、１３１  底部油溜、１３９  モーター、２００  圧縮機外郭。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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