(57)【要約】【課題】補強リング等の別部品を用いることなくリア軸の信頼性を向上させる。【解決手段】圧縮機１は、圧縮室１１を有するシリンダ本体８と、圧縮室１１の内部に収容された偏心軸部１４と、偏心軸部１４を挟むように配置された第１軸部５ｆ及び第２軸部５ｒとを有するクランク軸５と、シリンダ本体８の一端に配置され、第１軸部５ｆを支持可能な第１ヘッド部材９と、シリンダ本体８の他端に配置され、第２軸部５ｒを支持可能な第２ヘッド部材１０と、圧縮室１１の内部において、偏心軸部１４に外嵌された環状部材１５とを備え、側面視において、圧縮室１１の内部に配置された偏心軸部１４の軸方向についての中央位置Ｐ１は、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも第２軸部５ｒ側に配置される。【選択図】図４
2011052685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮室を有するシリンダ本体と、
前記圧縮室の内部に収容された偏心軸部と、前記偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部とを有するクランク軸と、
前記シリンダ本体の一端に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、
前記シリンダ本体の他端に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、
前記圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、
側面視において、前記圧縮室の内部に配置された前記偏心軸部の軸方向についての中央位置は、前記圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
圧縮室をそれぞれ有する複数のシリンダ本体と、
前記圧縮室のそれぞれの内部に収容された複数の偏心軸部と、前記複数の偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部と、前記複数の偏心軸部を接続する接続軸部と
を有するクランク軸と、
前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、
前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、
前記複数のシリンダ本体の間に配置された板状部材と、
前記複数の圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、
側面視において、前記複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置は、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
前記第１軸部の直径は、前記第２軸部の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記偏心軸部と前記第２軸部の直径比率が２．０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電用機器等で使用される圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、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が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この回転軸は、フロント軸と、ピン軸（偏心部）と、リア軸とで構成されている。このピン軸にはピストンが外嵌されるため、リア軸の外径は、フロント軸の外径より小さく設定されている。このため、リア軸の信頼性の低下を防ぐために、特許文献１のロータリ圧縮機では、リア軸に対して補強リングが挿入及び固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３２４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のロータリ圧縮機では、リア軸の信頼性を向上させるために別部品としての補強リングが必要となる。このため、ロータリ圧縮機の構造が複雑化すると共に、その組立工数が増加し、製造コストが増大するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、補強リング等の別部品を用いることなくリア軸の信頼性を向上可能な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】
【０００６】
第１の発明に係る圧縮機は、圧縮室を有するシリンダ本体と、圧縮室の内部に収容された偏心軸部と、偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部とを有するクランク軸と、シリンダ本体の一端に配置され、第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、シリンダ本体の他端に配置され、第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、圧縮室の内部において、偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、側面視において、圧縮室の内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置は、圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置される。
【０００７】
この圧縮機では、側面視において、偏心軸部の軸方向についての中央位置を圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当りさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
【０００８】
第２の発明に係る圧縮機は、圧縮室をそれぞれ有する複数のシリンダ本体と、圧縮室のそれぞれの内部に収容された複数の偏心軸部と、複数の偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部と、複数の偏心軸部を接続する接続軸部とを有するクランク軸と、複数のシリンダ本体の外側に配置され、第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、複数のシリンダ本体の外側に配置され、第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、複数のシリンダ本体の間に配置された板状部材と、複数の圧縮室の内部において、偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、側面視において、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置は、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置される。
【０００９】
この圧縮機では、側面視において、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置を、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部で環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当たりさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
【００１０】
第３の発明に係る圧縮機は、第１または第２の発明に係る圧縮機において、第１軸部の直径は、第２軸部の直径よりも大きい。
【００１１】
この圧縮機では、第１軸部の直径が第２軸部の直径よりも大きく第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００１２】
第４の発明に係る圧縮機は、第１または第２の発明に係る圧縮機において、偏心軸部と第２軸部の直径比率が２．０以下である。
【００１３】
この圧縮機では、偏心軸部と第２軸部の直径比率が２．０以下であって第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【００１５】
第１の発明では、側面視において、偏心軸部の軸方向についての中央位置を圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当りさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
【００１６】
また、第２の発明では、側面視において、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置を、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部で環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当たりさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
【００１７】
また、第３の発明では、第１軸部の直径が第２軸部の直径よりも大きく第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００１８】
また、第４の発明では、偏心軸部と第２軸部の直径比率が２．０以下であって第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。
【図２】図１の２−２線矢視断面図である。
【図３】図１の３−３線矢視断面図である。
【図４】図１の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。
【図５】本実施例の比較例を示した説明図である。
【図６】φＥ／φＲの影響を説明するための第１説明図である。
【図７】φＥ／φＲの影響を説明するための第２説明図である。
【図８】φＥ／φＲの影響を説明するための第３説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。
【図１０】図９の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。
【図１１】本発明の変形例に係る圧縮機を示した説明図である。
【図１２】本発明の変形例に係る圧縮機を示した説明図である。
【図１３】本発明の変形例に係る圧縮機を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下では、本発明の第１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、本発明の第１実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。図１に示すロータリ圧縮機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。すなわち、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。
【００２１】
このロータリ圧縮機１は、１シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されており、上記空気調和機内のＣＯ２冷媒（以下では、冷媒と略記する）を吸入し、所定の圧力で吐出する。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、クランク軸５と、円形孔８ａを有するシリンダ本体８と、シリンダ本体８の一端及び他端にそれぞれ配置されたフロントヘッド９（第１ヘッド部材）及びリアヘッド１０（第２ヘッド部材）と、ローラ１５（環状部材）とを有しており、フロントヘッド９及びリアヘッド１０によって円形孔８ａが区画されることにより圧縮室１１が形成されている。クランク軸５は、この圧縮室１１の内部に収容された偏心軸部１４と、この偏心軸部１４を挟むように配置されたフロント軸部５ｆ（第１軸部）及びリア軸部５ｒ（第２軸部）とを有している。なお、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒは、一体で構成されており、偏心軸部１４は、円形孔８ａの内周面８ｂに沿って旋回可能に支持されている。また、図中の符号４０、５０は、偏心軸部１４を挟むように配置されたフロント側スラスト部４０及びリア側スラスト部５０をそれぞれ示している。
【００２３】
また、本図に示す直径φＦはフロント軸部５ｆの直径［ｍｍ］を、直径φＥは偏心軸部１４の直径［ｍｍ］を、直径φＲはリア軸部５ｒの直径［ｍｍ］をそれぞれ示しており、本実施形態では、直径φＦが直径φＲと比べて大きくなるように設計されている。また、フロントヘッド９及びリアヘッド１０は、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒをそれぞれ支持可能に設けられている。
【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の偏心軸部１４には、圧縮室１１の内部において、円筒状のローラ１５が外嵌されている。ローラ１５の内径は、偏心軸部１４の外径より僅かに大きい（図１、図２では図示省略）。また、ローラ１５の上下方向長さは、圧縮室１１の上下方向長さ（フロントヘッド９の板部９ｂの下端面とリアヘッド１０の板部１０ｂの上端面との離間距離）よりも僅かに小さい（図１では図示省略）。このローラ１５の外周面からは、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が延出している。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。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が形成されている。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、板状に形成されており、シリンダ本体８の円形孔８ａを閉塞すると共に、フロント軸部５ｆを貫通させるための貫通孔９ａが形成された板部９ｂを有している。この板部９ｂには、圧縮室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が付設されている。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が覆設されている。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。
【００２６】
ここで、図２を参照されたい。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２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。
【００２７】
なお、図１に示されるように、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。すなわち、リアヘッド１０は板状に形成されており、シリンダ本体８の円形孔８ａを閉塞すると共に、リア軸部５ｒを貫通させるための貫通孔１０ａが形成された板部１０ｂを有している。また、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貯留されている。
【００２８】
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。図２の状態では、圧縮室１１内には低圧の冷媒が供給ポート１９から供給口２１を介して供給されている。この状態で、偏心軸部１４（クランク軸５）が本図において時計回りに旋回し、偏心軸部１４が供給口２１を周方向に通り過ぎると、上記の冷媒の圧力が上昇し始め、この冷媒の圧力が図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、高圧の冷媒が吐出孔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冷媒は、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冷媒は、モータ部３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。
【００２９】
次に、図４を参照されたい。図４は、図１の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。図５は、本実施例の比較例を示している。なお、図４では、吐出孔２３や吐出制御機構２４についての図示を省略する。また、図４では、ローラ１５の内径と偏心軸部１４の外径との差、および、ローラ１５の上下方向長さと圧縮室１１の上下方向長さの差を誇張して表示している。また、図４に示す矢印Ｌは、ローラ１５に作用する分布荷重（圧縮ガス反力）を示しており、図４に示す中央位置Ｐ１は、側面視において、偏心軸部１４の上端面と下端面のいずれからも等距離にある位置を示している。また、図４に示す中央位置Ｐ２は、側面視において、フロントヘッド９の板部９ｂの下端面と、リアヘッド１０の板部１０ｂの上端面のいずれからも等距離にある位置を示している。
【００３０】
図４に示すように、側面視において、圧縮室１１の内部に配置された偏心軸部１４の軸方向についての中央位置Ｐ１は、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、軸方向に距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置されている。このような構成によれば、ローラ１５に分布荷重Ｌが作用した際に、ローラ１５に対して回転モーメントが発生し、ローラ１５が偏心軸部１４に対して傾く。そして、傾斜した状態にあるローラ１５が偏心軸部１４上端の荷重作用点Ａ１で片当りし、この荷重作用点Ａ１でローラ１５と偏心軸部１４とが局所的な金属接触を行う。なお、偏心軸部１４の中央位置Ｐ１が明確でない場合は、偏心軸部１４とローラとが実際に接触し且つ摺動する部分の中心位置を、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、リア軸部５ｒ側にずらした位置に配置することにより、同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、図４では、ローラ１５が傾斜した状態を実際より誇張して描いている。また、この荷重作用点Ａ１は、図４に示すように、側面視において、中央位置Ｐ１から見てリア軸部５ｒよりもフロント軸部５ｆに近い位置に配置されている。このことは、荷重作用点Ａ１が、後述する比較例の荷重作用点Ａ２よりもフロント軸部５ｆ側に移動したことを意味している。したがって、本実施形態のロータリ圧縮機１では、従来のロータリ圧縮機（図５参照）と比べて、フロント軸部５ｆ側への荷重の負担を増加させることができると共に、リア軸部５ｒ側への荷重の負担を減少させることができる。
【００３２】
これに対して、図５に示す比較例に係る従来のロータリ圧縮機では、側面視において、圧縮室の内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置Ｐ３は、圧縮室の軸方向についての中央位置Ｐ４と一致している。このような構成によれば、ローラに分布荷重Ｌが作用する際の荷重作用点Ａ２は、側面視において、中央位置Ｐ３と同じ位置に配置されており、中央位置Ｐ３から見てフロント軸部及びリア軸部のいずれからも等しい位置に配置されている。したがって、従来のロータリ圧縮機では、フロント軸部側に分配される荷重負担と、リア軸部側に分配される荷重負担とは等しい。
【００３３】
次に、リア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下で、本発明が特に有効となる点について説明する。より具体的には、下記式（１）を満足してリア軸部５ｒの信頼性に不利な条件となったとき、リア軸部５ｒへの荷重の負担を緩和する効果は一層有意義となる。
【００３４】
【数１】
2011052685.tif 000003
φＥ：偏心軸部１４の直径［ｍｍ］、φＲ：リア軸部５ｒの直径［ｍｍ］
【００３５】
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６〜図８を参照されたい。図６は、φＥ／φＲの影響を説明するための第１説明図である。図７は、φＥ／φＲの影響を説明するための第２説明図である。図８は、φＥ／φＲの影響を説明するための第３説明図である。
【００３６】
すなわち、ロータリ圧縮機１のフロントヘッド９及びリアヘッド１０の損傷パターンは、例えば以下の通りである。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。
【００３７】
すなわち、（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、荷重値及びＰＶ値を低減することで、軸受信頼性を向上させる。下記に示すパラメータ（図６を併せて参照）において、ロータリ圧縮機のフロントヘッド９及びリアヘッド１０の荷重とＰＶ値を算出した。結果をまとめると、図７（荷重）、図８（ＰＶ値）の領域となる。図７と図８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。すなわち、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。
【００３８】
・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
・リアヘッド１０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
【００３９】
[第１実施形態のロータリ圧縮機の特徴]
以上、第１実施形態のロータリ圧縮機１では、側面視において、偏心軸部１４の軸方向についての中央位置Ｐ１を、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりもリア軸部５ｒ側に配置することにより、ローラ１５を傾斜させて偏心軸部１４上端の荷重作用点Ａ１で片当りさせることで、リア軸部５ｒ側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなくリア軸部５ｒの信頼性を向上できるので、従来と比べてロータリ圧縮機１の製造コストを低減できる。
【００４０】
また、第１実施形態のロータリ圧縮機１では、フロント軸部５ｆの直径φＦをリア軸部５ｒの直径φＲよりも大きく設計した場合のようにリア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下であってもリア軸部５ｒ側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００４１】
また、第１実施形態のロータリ圧縮機１では、上記式（１）を満足する場合のようにリア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下であってもリア軸部５ｒ側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。ここでは、上記第１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省略する。第１実施形態に係るロータリ圧縮機１と、第２実施形態に係るロータリ圧縮機１０１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。
【００４３】
まず、第１実施形態に係るロータリ圧縮機１は１シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されていたが、第２実施形態に係るロータリ圧縮機１０１は２シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されている。また、第１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ている。そして、並設された二つのシリンダ本体８の間には、ミドルプレート２８（板状部材）が介装されている。
【００４４】
前記の偏心軸部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。すなわち、クランク軸５は、二つの偏心軸部１４を含む。この実施形態では、これら二つの偏心軸部１４を区別するため、二つの偏心軸部１４のうちモータ部３に近い方には符号３０を付し、モータ部３から遠い方には符号３１を付した。すなわち、クランク軸５は、フロント偏心軸部３０と、リア偏心軸部３１と、フロント偏心軸部３０とリア偏心軸部３１とを挟むように配置されたフロント軸部５ｆ（第１軸部）及びリア軸部５ｒ（第２軸部）と、ミドル軸部２９（接続軸部）とを有しており、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒは、一体で構成されると共に、これらのフロント偏心部３０とリア偏心部３１には、各圧縮室１１の内部において、円筒状のローラ１５（環状部材）がそれぞれ外嵌されている。また、図中の符号４０、５０は、フロント側スラスト部４０及びリア側スラスト部５０をそれぞれ示している。
【００４５】
また、本図に示す直径φＦはフロント軸部５ｆの直径［ｍｍ］を、直径φＥはフロント偏心軸部３０とリア偏心軸部３１の各直径［ｍｍ］を、直径φＲはリア軸部５ｒの直径［ｍｍ］をそれぞれ示しており、本実施形態では、直径φＦが直径φＲと比べて大きくなるように設計されている。また、上記第１実施形態では、マフラ２５はフロントヘッド９（第１ヘッド部材）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（第２ヘッド部材）にも付設されている。また、並設された二つの偏心軸部１４の間におけるクランク軸５の部分としてのミドル軸部２９は、ミドルプレート２８に対して遊挿される関係にある。
【００４６】
次に、図１０を参照されたい。図１０は、図９の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。図１０に示すように、本実施形態に係るロータリ圧縮機１０１では、側面視において、各圧縮室１１の内部に配置されたフロント偏心部３０及びリア偏心部３１の軸方向についての各中央位置Ｐ１は、各圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、軸方向に距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置されている。このような構成によれば、各ローラ１５に分布荷重Ｌが作用した際、図４と同様に、ローラ１５を傾斜させて偏心軸部１４上端の荷重作用点Ａ１で片当りさせることができる。したがって、本実施形態においても、従来と比べてリア軸部５ｒ側への荷重の負担を減少させることができる。
【００４７】
以上、第２実施形態のロータリ圧縮機１０１では、第１実施形態のロータリ圧縮機１と同様に、補強リング等の別部品を用いることなくリア軸部５ｒの信頼性を向上できるので、従来と比べてロータリ圧縮機１０１の製造コストを低減できる。
【００４８】
また、第２実施形態のロータリ圧縮機１０１では、第１実施形態のロータリ圧縮機１と同様に、フロント軸部５ｆの直径φＦをリア軸部５ｒの直径φＲよりも大きく設計した場合のようにリア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下であってもリア軸部５ｒ側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００４９】
また、第２実施形態のロータリ圧縮機１０１では、第１実施形態のロータリ圧縮機１と同様に、上記式（１）を満足する場合のようにリア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下であってもリア軸部５ｒ側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの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、上記した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及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５１】
なお、上述した第１及び第２実施形態では、ＣＯ２冷媒を利用する圧縮機について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＯ２冷媒以外の冷媒を利用する圧縮機にも適用可能である。特に、Ｒ４１０Ａよりも低い圧力で使用される冷媒（低ＧＷＰ冷媒）を利用した場合では、冷媒が低圧であるため偏心軸部への負荷を小さくでき、偏心軸部の摺動長を短くできる点で有効である。
【００５２】
なお、上述した第１及び第２実施形態では、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒを一体で構成する例について述べたが、本発明はこれに限らず、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒをそれぞれ別体で構成してもよい。
【００５３】
なお、上述した第１実施形態では、ブレード１６はローラ１５と一体的に形成されるとしたが、これに代えて、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の外周面に対して押圧されると考えられる。
【００５４】
なお、上述した第２実施形態では、本発明を２シリンダ型のＣＯ２冷媒用ロータリ圧縮機に適用する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、３シリンダ以上の圧縮機にも適用可能である。
【００５５】
なお、上述した第２実施形態では、フロント偏心部３０とリア偏心部３１の軸方向についての各中央位置Ｐ１を、各圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置する例について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。図１１に示すように、フロント偏心部３０の軸方向についての中央位置Ｐ１のみを、各圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置してもよい。
【００５６】
さらに、図１２に示すように、リア偏心部３１の軸方向についての中央位置Ｐ１のみを、各圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置してもよい。これらの構成によっても、側面視において、ローラ１５を傾斜させてフロント偏心部３０またはリア偏心部３１上端の荷重作用点Ａ１で片当りさせることで、リア軸部５ｒ側への荷重負担を減少させることができる。
【００５７】
なお、上述した第１実施形態では、図４に示すように、側面視において、偏心軸部１４の軸方向についての中央位置Ｐ１を、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、軸方向に距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。図１３に示すように、リア軸部５ｒ（第１軸部）の直径φＲ［ｍｍ］を、フロント軸部５ｆ（第２軸部）の直径φＦ［ｍｍ］と比べて大きくなるように設計した場合、側面視において、偏心軸部１４の軸方向についての中央位置Ｐ１を、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、軸方向に距離ΔＰだけフロント軸部５ｆ側にずれた位置に配置してもよい。このような配置によれば、ローラ１５を傾斜させて偏心軸部１４下端の荷重作用点Ａ１で片当りさせることで、リア軸部５ｒ側への荷重の負担を増加させることができると共に、フロント軸部５ｆ側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなくフロント軸部５ｆの信頼性を向上できる。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０１  ロータリ圧縮機（圧縮機）
５  クランク軸
５ｆ  フロント軸部（第１軸部）
５ｒ  リア軸部（第２軸部）
８  シリンダ本体
９  フロントヘッド（第１ヘッド部材）
１０  リアヘッド（第２ヘッド部材）
１１  圧縮室
１４、３０、３１  偏心軸部
１５  ローラ（環状部材）
２８  ミドルプレート（板状部材）
２９  ミドル軸部（接続軸部）
４０  フロント側スラスト部
５０  リア側スラスト部
【図１】
2011052685.tif 000004
【図２】
2011052685.tif 000005
【図３】
2011052685.tif 000006
【図４】
2011052685.tif 000007
【図５】
2011052685.tif 000008
【図６】
2011052685.tif 000009
【図７】
2011052685.tif 000010
【図８】
2011052685.tif 000011
【図９】
2011052685.tif 000012
【図１０】
2011052685.tif 000013
【図１１】
2011052685.tif 000014
【図１２】
2011052685.tif 000015
【図１３】
2011052685.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月5日(2010.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮室を有するシリンダ本体と、
前記圧縮室の内部に収容された偏心軸部と、前記偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部とを有するクランク軸と、
前記シリンダ本体の一端に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、
前記シリンダ本体の他端に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、
前記圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、
側面視において、前記圧縮室の内部に配置された前記偏心軸部の軸方向についての中央位置は、前記圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されており、
前記第１軸部の直径は、前記第２軸部の直径よりも大きいことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
圧縮室を有するシリンダ本体と、
前記圧縮室の内部に収容された偏心軸部と、前記偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部とを有するクランク軸と、
前記シリンダ本体の一端に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、
前記シリンダ本体の他端に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、
前記圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、
側面視において、前記圧縮室の内部に配置された前記偏心軸部の軸方向についての中央位置は、前記圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されており、
前記偏心軸部と前記第２軸部の直径比率が２．０以下であることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
圧縮室をそれぞれ有する複数のシリンダ本体と、
前記圧縮室のそれぞれの内部に収容された複数の偏心軸部と、前記複数の偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部と、前記複数の偏心軸部を接続する接続軸部とを有するクランク軸と、
前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、
前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、
前記複数のシリンダ本体の間に配置された板状部材と、
前記複数の圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、
側面視において、前記複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置は、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されており、
前記第１軸部の直径は、前記第２軸部の直径よりも大きいことを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
圧縮室をそれぞれ有する複数のシリンダ本体と、
前記圧縮室のそれぞれの内部に収容された複数の偏心軸部と、前記複数の偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部と、前記複数の偏心軸部を接続する接続軸部とを有するクランク軸と、
前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、
前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、
前記複数のシリンダ本体の間に配置された板状部材と、
前記複数の圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、
側面視において、前記複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置は、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されており、
前記偏心軸部と前記第２軸部の直径比率が２．０以下であることを特徴とする圧縮機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電用機器等で使用される圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、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が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この回転軸は、フロント軸と、ピン軸（偏心部）と、リア軸とで構成されている。このピン軸にはピストンが外嵌されるため、リア軸の外径は、フロント軸の外径より小さく設定されている。このため、リア軸の信頼性の低下を防ぐために、特許文献１のロータリ圧縮機では、リア軸に対して補強リングが挿入及び固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３２４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のロータリ圧縮機では、リア軸の信頼性を向上させるために別部品としての補強リングが必要となる。このため、ロータリ圧縮機の構造が複雑化すると共に、その組立工数が増加し、製造コストが増大するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、補強リング等の別部品を用いることなくリア軸の信頼性を向上可能な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】
【０００６】
第１の発明に係る圧縮機は、圧縮室を有するシリンダ本体と、前記圧縮室の内部に収容された偏心軸部と、前記偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部とを有するクランク軸と、前記シリンダ本体の一端に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、前記シリンダ本体の他端に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、前記圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、側面視において、前記圧縮室の内部に配置された前記偏心軸部の軸方向についての中央位置は、前記圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されており、前記第１軸部の直径は、前記第２軸部の直径よりも大きい。
【０００７】
この圧縮機では、側面視において、偏心軸部の軸方向についての中央位置を圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当りさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
また、第１軸部の直径が第２軸部の直径よりも大きく第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【０００８】
第２の発明に係る圧縮機は、圧縮室を有するシリンダ本体と、前記圧縮室の内部に収容された偏心軸部と、前記偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部とを有するクランク軸と、前記シリンダ本体の一端に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、前記シリンダ本体の他端に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、前記圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、側面視において、前記圧縮室の内部に配置された前記偏心軸部の軸方向についての中央位置は、前記圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されており、前記偏心軸部と前記第２軸部の直径比率が２．０以下である。
【０００９】
この圧縮機では、側面視において、偏心軸部の軸方向についての中央位置を圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当りさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
また、偏心軸部と第２軸部の直径比率が２．０以下であって第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００１０】
第３の発明に係る圧縮機は、圧縮室をそれぞれ有する複数のシリンダ本体と、前記圧縮室のそれぞれの内部に収容された複数の偏心軸部と、前記複数の偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部と、前記複数の偏心軸部を接続する接続軸部とを有するクランク軸と、前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、前記複数のシリンダ本体の間に配置された板状部材と、前記複数の圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、側面視において、前記複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置は、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されており、前記第１軸部の直径は、前記第２軸部の直径よりも大きい。
【００１１】
この圧縮機では、側面視において、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置を、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部で環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当たりさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
また、第１軸部の直径が第２軸部の直径よりも大きく第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００１２】
第４の発明に係る圧縮機は、圧縮室をそれぞれ有する複数のシリンダ本体と、前記圧縮室のそれぞれの内部に収容された複数の偏心軸部と、前記複数の偏心軸部を挟むように配置された第１軸部及び第２軸部と、前記複数の偏心軸部を接続する接続軸部とを有するクランク軸と、前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第１軸部を支持可能な第１ヘッド部材と、前記複数のシリンダ本体の外側に配置され、前記第２軸部を支持可能な第２ヘッド部材と、前記複数のシリンダ本体の間に配置された板状部材と、前記複数の圧縮室の内部において、前記偏心軸部に外嵌された環状部材とを備え、側面視において、前記複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置は、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも前記第２軸部側に配置されており、前記偏心軸部と前記第２軸部の直径比率が２．０以下である。
【００１３】
この圧縮機では、側面視において、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置を、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部で環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当たりさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
また、偏心軸部と第２軸部の直径比率が２．０以下であって第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【００１５】
第１の発明では、側面視において、偏心軸部の軸方向についての中央位置を圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当りさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
また、第１軸部の直径が第２軸部の直径よりも大きく第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００１６】
また、第２の発明では、側面視において、偏心軸部の軸方向についての中央位置を圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当りさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
また、偏心軸部と第２軸部の直径比率が２．０以下であって第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００１７】
また、第３の発明では、側面視において、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置を、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部で環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当たりさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
また、第１軸部の直径が第２軸部の直径よりも大きく第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００１８】
また、第４の発明では、側面視において、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置を、当該圧縮室の軸方向についての中央位置よりも第２軸部側に配置することにより、複数の圧縮室の少なくとも１つの内部で環状部材を傾斜させて偏心軸部上端の荷重作用点に片当たりさせることで、環状部材に分布荷重が作用した際に、第１軸部側への荷重負担を増加させることができると共に、第２軸部側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなく第２軸部の信頼性を向上できるので、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。
また、偏心軸部と第２軸部の直径比率が２．０以下であって第２軸部の信頼性の維持に不利な条件下であっても第２軸部側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。
【図２】図１の２−２線矢視断面図である。
【図３】図１の３−３線矢視断面図である。
【図４】図１の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。
【図５】本実施例の比較例を示した説明図である。
【図６】φＥ／φＲの影響を説明するための第１説明図である。
【図７】φＥ／φＲの影響を説明するための第２説明図である。
【図８】φＥ／φＲの影響を説明するための第３説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。
【図１０】図９の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。
【図１１】本発明の変形例に係る圧縮機を示した説明図である。
【図１２】本発明の変形例に係る圧縮機を示した説明図である。
【図１３】本発明の変形例に係る圧縮機を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下では、本発明の第１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、本発明の第１実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。図１に示すロータリ圧縮機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。すなわち、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。
【００２１】
このロータリ圧縮機１は、１シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されており、上記空気調和機内のＣＯ２冷媒（以下では、冷媒と略記する）を吸入し、所定の圧力で吐出する。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、クランク軸５と、円形孔８ａを有するシリンダ本体８と、シリンダ本体８の一端及び他端にそれぞれ配置されたフロントヘッド９（第１ヘッド部材）及びリアヘッド１０（第２ヘッド部材）と、ローラ１５（環状部材）とを有しており、フロントヘッド９及びリアヘッド１０によって円形孔８ａが区画されることにより圧縮室１１が形成されている。クランク軸５は、この圧縮室１１の内部に収容された偏心軸部１４と、この偏心軸部１４を挟むように配置されたフロント軸部５ｆ（第１軸部）及びリア軸部５ｒ（第２軸部）とを有している。なお、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒは、一体で構成されており、偏心軸部１４は、円形孔８ａの内周面８ｂに沿って旋回可能に支持されている。また、図中の符号４０、５０は、偏心軸部１４を挟むように配置されたフロント側スラスト部４０及びリア側スラスト部５０をそれぞれ示している。
【００２３】
また、本図に示す直径φＦはフロント軸部５ｆの直径［ｍｍ］を、直径φＥは偏心軸部１４の直径［ｍｍ］を、直径φＲはリア軸部５ｒの直径［ｍｍ］をそれぞれ示しており、本実施形態では、直径φＦが直径φＲと比べて大きくなるように設計されている。また、フロントヘッド９及びリアヘッド１０は、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒをそれぞれ支持可能に設けられている。
【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の偏心軸部１４には、圧縮室１１の内部において、円筒状のローラ１５が外嵌されている。ローラ１５の内径は、偏心軸部１４の外径より僅かに大きい（図１、図２では図示省略）。また、ローラ１５の上下方向長さは、圧縮室１１の上下方向長さ（フロントヘッド９の板部９ｂの下端面とリアヘッド１０の板部１０ｂの上端面との離間距離）よりも僅かに小さい（図１では図示省略）。このローラ１５の外周面からは、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が延出している。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。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が形成されている。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、板状に形成されており、シリンダ本体８の円形孔８ａを閉塞すると共に、フロント軸部５ｆを貫通させるための貫通孔９ａが形成された板部９ｂを有している。この板部９ｂには、圧縮室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が付設されている。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が覆設されている。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。
【００２６】
ここで、図２を参照されたい。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２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。
【００２７】
なお、図１に示されるように、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。すなわち、リアヘッド１０は板状に形成されており、シリンダ本体８の円形孔８ａを閉塞すると共に、リア軸部５ｒを貫通させるための貫通孔１０ａが形成された板部１０ｂを有している。また、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貯留されている。
【００２８】
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。図２の状態では、圧縮室１１内には低圧の冷媒が供給ポート１９から供給口２１を介して供給されている。この状態で、偏心軸部１４（クランク軸５）が本図において時計回りに旋回し、偏心軸部１４が供給口２１を周方向に通り過ぎると、上記の冷媒の圧力が上昇し始め、この冷媒の圧力が図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、高圧の冷媒が吐出孔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冷媒は、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冷媒は、モータ部３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。
【００２９】
次に、図４を参照されたい。図４は、図１の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。図５は、本実施例の比較例を示している。なお、図４では、吐出孔２３や吐出制御機構２４についての図示を省略する。また、図４では、ローラ１５の内径と偏心軸部１４の外径との差、および、ローラ１５の上下方向長さと圧縮室１１の上下方向長さの差を誇張して表示している。また、図４に示す矢印Ｌは、ローラ１５に作用する分布荷重（圧縮ガス反力）を示しており、図４に示す中央位置Ｐ１は、側面視において、偏心軸部１４の上端面と下端面のいずれからも等距離にある位置を示している。また、図４に示す中央位置Ｐ２は、側面視において、フロントヘッド９の板部９ｂの下端面と、リアヘッド１０の板部１０ｂの上端面のいずれからも等距離にある位置を示している。
【００３０】
図４に示すように、側面視において、圧縮室１１の内部に配置された偏心軸部１４の軸方向についての中央位置Ｐ１は、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、軸方向に距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置されている。このような構成によれば、ローラ１５に分布荷重Ｌが作用した際に、ローラ１５に対して回転モーメントが発生し、ローラ１５が偏心軸部１４に対して傾く。そして、傾斜した状態にあるローラ１５が偏心軸部１４上端の荷重作用点Ａ１で片当りし、この荷重作用点Ａ１でローラ１５と偏心軸部１４とが局所的な金属接触を行う。なお、偏心軸部１４の中央位置Ｐ１が明確でない場合は、偏心軸部１４とローラとが実際に接触し且つ摺動する部分の中心位置を、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、リア軸部５ｒ側にずらした位置に配置することにより、同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、図４では、ローラ１５が傾斜した状態を実際より誇張して描いている。また、この荷重作用点Ａ１は、図４に示すように、側面視において、中央位置Ｐ１から見てリア軸部５ｒよりもフロント軸部５ｆに近い位置に配置されている。このことは、荷重作用点Ａ１が、後述する比較例の荷重作用点Ａ２よりもフロント軸部５ｆ側に移動したことを意味している。したがって、本実施形態のロータリ圧縮機１では、従来のロータリ圧縮機（図５参照）と比べて、フロント軸部５ｆ側への荷重の負担を増加させることができると共に、リア軸部５ｒ側への荷重の負担を減少させることができる。
【００３２】
これに対して、図５に示す比較例に係る従来のロータリ圧縮機では、側面視において、圧縮室の内部に配置された偏心軸部の軸方向についての中央位置Ｐ３は、圧縮室の軸方向についての中央位置Ｐ４と一致している。このような構成によれば、ローラに分布荷重Ｌが作用する際の荷重作用点Ａ２は、側面視において、中央位置Ｐ３と同じ位置に配置されており、中央位置Ｐ３から見てフロント軸部及びリア軸部のいずれからも等しい位置に配置されている。したがって、従来のロータリ圧縮機では、フロント軸部側に分配される荷重負担と、リア軸部側に分配される荷重負担とは等しい。
【００３３】
次に、リア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下で、本発明が特に有効となる点について説明する。より具体的には、下記式（１）を満足してリア軸部５ｒの信頼性に不利な条件となったとき、リア軸部５ｒへの荷重の負担を緩和する効果は一層有意義となる。
【００３４】
【数１】
2011052685.tif 000017
φＥ：偏心軸部１４の直径［ｍｍ］、φＲ：リア軸部５ｒの直径［ｍｍ］
【００３５】
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６〜図８を参照されたい。図６は、φＥ／φＲの影響を説明するための第１説明図である。図７は、φＥ／φＲの影響を説明するための第２説明図である。図８は、φＥ／φＲの影響を説明するための第３説明図である。
【００３６】
すなわち、ロータリ圧縮機１のフロントヘッド９及びリアヘッド１０の損傷パターンは、例えば以下の通りである。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。
【００３７】
すなわち、（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、荷重値及びＰＶ値を低減することで、軸受信頼性を向上させる。下記に示すパラメータ（図６を併せて参照）において、ロータリ圧縮機のフロントヘッド９及びリアヘッド１０の荷重とＰＶ値を算出した。結果をまとめると、図７（荷重）、図８（ＰＶ値）の領域となる。図７と図８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。すなわち、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。
【００３８】
・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
・リアヘッド１０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
【００３９】
[第１実施形態のロータリ圧縮機の特徴]
以上、第１実施形態のロータリ圧縮機１では、側面視において、偏心軸部１４の軸方向についての中央位置Ｐ１を、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりもリア軸部５ｒ側に配置することにより、ローラ１５を傾斜させて偏心軸部１４上端の荷重作用点Ａ１で片当りさせることで、リア軸部５ｒ側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなくリア軸部５ｒの信頼性を向上できるので、従来と比べてロータリ圧縮機１の製造コストを低減できる。
【００４０】
また、第１実施形態のロータリ圧縮機１では、フロント軸部５ｆの直径φＦをリア軸部５ｒの直径φＲよりも大きく設計した場合のようにリア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下であってもリア軸部５ｒ側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００４１】
また、第１実施形態のロータリ圧縮機１では、上記式（１）を満足する場合のようにリア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下であってもリア軸部５ｒ側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係るロータリ圧縮機の立面視断面図である。ここでは、上記第１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省略する。第１実施形態に係るロータリ圧縮機１と、第２実施形態に係るロータリ圧縮機１０１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。
【００４３】
まず、第１実施形態に係るロータリ圧縮機１は１シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されていたが、第２実施形態に係るロータリ圧縮機１０１は２シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されている。また、第１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ている。そして、並設された二つのシリンダ本体８の間には、ミドルプレート２８（板状部材）が介装されている。
【００４４】
前記の偏心軸部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。すなわち、クランク軸５は、二つの偏心軸部１４を含む。この実施形態では、これら二つの偏心軸部１４を区別するため、二つの偏心軸部１４のうちモータ部３に近い方には符号３０を付し、モータ部３から遠い方には符号３１を付した。すなわち、クランク軸５は、フロント偏心軸部３０と、リア偏心軸部３１と、フロント偏心軸部３０とリア偏心軸部３１とを挟むように配置されたフロント軸部５ｆ（第１軸部）及びリア軸部５ｒ（第２軸部）と、ミドル軸部２９（接続軸部）とを有しており、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒは、一体で構成されると共に、これらのフロント偏心部３０とリア偏心部３１には、各圧縮室１１の内部において、円筒状のローラ１５（環状部材）がそれぞれ外嵌されている。また、図中の符号４０、５０は、フロント側スラスト部４０及びリア側スラスト部５０をそれぞれ示している。
【００４５】
また、本図に示す直径φＦはフロント軸部５ｆの直径［ｍｍ］を、直径φＥはフロント偏心軸部３０とリア偏心軸部３１の各直径［ｍｍ］を、直径φＲはリア軸部５ｒの直径［ｍｍ］をそれぞれ示しており、本実施形態では、直径φＦが直径φＲと比べて大きくなるように設計されている。また、上記第１実施形態では、マフラ２５はフロントヘッド９（第１ヘッド部材）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（第２ヘッド部材）にも付設されている。また、並設された二つの偏心軸部１４の間におけるクランク軸５の部分としてのミドル軸部２９は、ミドルプレート２８に対して遊挿される関係にある。
【００４６】
次に、図１０を参照されたい。図１０は、図９の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。図１０に示すように、本実施形態に係るロータリ圧縮機１０１では、側面視において、各圧縮室１１の内部に配置されたフロント偏心部３０及びリア偏心部３１の軸方向についての各中央位置Ｐ１は、各圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、軸方向に距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置されている。このような構成によれば、各ローラ１５に分布荷重Ｌが作用した際、図４と同様に、ローラ１５を傾斜させて偏心軸部１４上端の荷重作用点Ａ１で片当りさせることができる。したがって、本実施形態においても、従来と比べてリア軸部５ｒ側への荷重の負担を減少させることができる。
【００４７】
以上、第２実施形態のロータリ圧縮機１０１では、第１実施形態のロータリ圧縮機１と同様に、補強リング等の別部品を用いることなくリア軸部５ｒの信頼性を向上できるので、従来と比べてロータリ圧縮機１０１の製造コストを低減できる。
【００４８】
また、第２実施形態のロータリ圧縮機１０１では、第１実施形態のロータリ圧縮機１と同様に、フロント軸部５ｆの直径φＦをリア軸部５ｒの直径φＲよりも大きく設計した場合のようにリア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下であってもリア軸部５ｒ側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００４９】
また、第２実施形態のロータリ圧縮機１０１では、第１実施形態のロータリ圧縮機１と同様に、上記式（１）を満足する場合のようにリア軸部５ｒの信頼性維持に不利な条件下であってもリア軸部５ｒ側への荷重負担を緩和できるので一層有意義である。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの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、上記した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及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５１】
なお、上述した第１及び第２実施形態では、ＣＯ２冷媒を利用する圧縮機について述べたが、本発明はこれに限らず、ＣＯ２冷媒以外の冷媒を利用する圧縮機にも適用可能である。特に、Ｒ４１０Ａよりも低い圧力で使用される冷媒（低ＧＷＰ冷媒）を利用した場合では、冷媒が低圧であるため偏心軸部への負荷を小さくでき、偏心軸部の摺動長を短くできる点で有効である。
【００５２】
なお、上述した第１及び第２実施形態では、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒを一体で構成する例について述べたが、本発明はこれに限らず、フロント軸部５ｆ及びリア軸部５ｒをそれぞれ別体で構成してもよい。
【００５３】
なお、上述した第１実施形態では、ブレード１６はローラ１５と一体的に形成されるとしたが、これに代えて、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の外周面に対して押圧されると考えられる。
【００５４】
なお、上述した第２実施形態では、本発明を２シリンダ型のＣＯ２冷媒用ロータリ圧縮機に適用する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、３シリンダ以上の圧縮機にも適用可能である。
【００５５】
なお、上述した第２実施形態では、フロント偏心部３０とリア偏心部３１の軸方向についての各中央位置Ｐ１を、各圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置する例について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。図１１に示すように、フロント偏心部３０の軸方向についての中央位置Ｐ１のみを、各圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置してもよい。
【００５６】
さらに、図１２に示すように、リア偏心部３１の軸方向についての中央位置Ｐ１のみを、各圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置してもよい。これらの構成によっても、側面視において、ローラ１５を傾斜させてフロント偏心部３０またはリア偏心部３１上端の荷重作用点Ａ１で片当りさせることで、リア軸部５ｒ側への荷重負担を減少させることができる。
【００５７】
なお、上述した第１実施形態では、図４に示すように、側面視において、偏心軸部１４の軸方向についての中央位置Ｐ１を、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、軸方向に距離ΔＰだけリア軸部５ｒ側にずれた位置に配置する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。図１３に示すように、リア軸部５ｒ（第１軸部）の直径φＲ［ｍｍ］を、フロント軸部５ｆ（第２軸部）の直径φＦ［ｍｍ］と比べて大きくなるように設計した場合、側面視において、偏心軸部１４の軸方向についての中央位置Ｐ１を、圧縮室１１の軸方向についての中央位置Ｐ２よりも、軸方向に距離ΔＰだけフロント軸部５ｆ側にずれた位置に配置してもよい。このような配置によれば、ローラ１５を傾斜させて偏心軸部１４下端の荷重作用点Ａ１で片当りさせることで、リア軸部５ｒ側への荷重の負担を増加させることができると共に、フロント軸部５ｆ側への荷重負担を減少させることができる。したがって、補強リング等の別部品を用いることなくフロント軸部５ｆの信頼性を向上できる。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０１  ロータリ圧縮機（圧縮機）
５  クランク軸
５ｆ  フロント軸部（第１軸部）
５ｒ  リア軸部（第２軸部）
８  シリンダ本体
９  フロントヘッド（第１ヘッド部材）
１０  リアヘッド（第２ヘッド部材）
１１  圧縮室
１４、３０、３１  偏心軸部
１５  ローラ（環状部材）
２８  ミドルプレート（板状部材）
２９  ミドル軸部（接続軸部）
４０  フロント側スラスト部
５０  リア側スラスト部