(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のラジアル軸受で回転支持される主軸を備え、主軸に固定されたロータとフロントハウジングとの間にスラスト軸受を備えた圧縮機において、反フロントハウジング側のラジアル軸受は、主軸自体の端面部に対向する位置まで延びかつ主軸の当該ラジアル軸受支持部外径よりも小さい開口径を有する鍔部を備え、前記主軸端面部と前記鍔部の該主軸端面部への対向面とにより、主軸の反フロントハウジング側への移動が規制されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
容量制御型圧縮機からなり、前記鍔部の開口径が、圧縮機の調圧室側と吸入圧領域側との間のオリフィスとして機能可能な径に設定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】
前記主軸の反フロントハウジング側への移動の規制が、主軸が前記ロータとフロントハウジングとの間のスラスト軸受側に突き当てられた状態で反フロントハウジング側の主軸端面部と前記鍔部の該主軸端面部への対向面とが当接または微小隙間になるように前記ラジアル軸受の位置決めがなされることにより、行われていることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
反フロントハウジング側の主軸端面部と前記鍔部の該主軸端面部への対向面との間に摩擦係数低減部材が介在されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項５】
前記摩擦係数低減部材が、前記主軸端面部または／および前記鍔部の該主軸端面部への対向面に付与された固体潤滑剤からなることを特徴とする、請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記主軸端面部と前記鍔部の該主軸端面部への対向面との間に、該主軸端面部側または該鍔部側に固定された円盤状部材が介装されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記円盤状部材と、前記鍔部の前記主軸端面部への対向面または前記主軸端面部との間に、摩擦係数低減部材が介在されていることを特徴とする、請求項６に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記摩擦係数低減部材が、前記円盤状部材または／および前記鍔部の前記主軸端面部への対向面、または、前記円盤状部材または／および前記主軸端面部に付与された固体潤滑剤からなることを特徴とする、請求項７に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記摩擦係数低減部材が、前記円盤状部材部材自体が自己潤滑性を有する材料で製作されることにより構成されている、請求項７に記載の圧縮機。
【請求項１０】
反フロントハウジング側の主軸端面部側または前記鍔部の該主軸端面部への対向面側には、両者が当接した状態であっても流体が流れるように溝が設けられていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記鍔部が、主軸の軸方向に主軸端面部に近づく方向に折り曲げられていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１２】
前記鍔部に、該鍔部自体の剛性を弱めるスリットが設けられていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関するもので、特に、主軸の軸方向の位置決め若しくは主軸の軸方向移動の規制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機の主軸支持構造として、主軸が複数のラジアル軸受（主軸延在方向両側に設けられるラジアル軸受）によって回転支持され、圧縮反力による一方側への押し付け力を、例えば主軸と一体に回転するロータとフロントハウジングとの間に設けられたスラスト軸受で受けるようにした構造が知られている。
【０００３】
しかし、このような主軸支持構造を有する圧縮機においては、圧縮機の起動時・低負荷運転時等の圧縮反力が十分に得られない場合は、主軸の軸方向位置が定まらず、騒音・振動の発生が危惧される。このような問題を解決するための先行技術として、例えば、特許文献１、２が開示されている（但し、これらは主軸の位置決めを目的とした技術ではない) 。
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、ボールベアリング（ラジアル軸受）の内輪を主軸の端部に突き当て、外輪は、スプリングを介してバルブプレートに突き当てて主軸の位置決め行う構成である。特許文献２に記載の技術は、ボールベアリングの代わりにスラスト軸受を用いた構成である。両文献ともに圧縮反力方向の主軸位置決めの基本構成は同一である。
【特許文献１】特開２００１−３２９９５２号公報
【特許文献２】特開２００２−５０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のような、ボールベアリングやスラスト軸受とスプリングを用いて主軸を反圧縮反力側に位置決めする構成においては、スプリングの反力が常に主軸に作用することとなるため、動力損失が発生する。特に、空調装置等に使用されるクラッチレス圧縮機では、空調装置がオフ状態であっても、主軸は常に回転される構造であるので、動力損失の低減が課題として残されている。
【０００６】
そこで本発明の課題は、主軸の位置決めあるいは移動規制の構造を単純化すると共に、上記のような動力損失の低減が可能な、かつ騒音・振動の発生の抑制が可能な、安価な圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機は、複数のラジアル軸受で回転支持される主軸を備え、主軸に固定されたロータとフロントハウジングとの間にスラスト軸受を備えた圧縮機において、反フロントハウジング側のラジアル軸受は、主軸自体の端面部に対向する位置まで延びかつ主軸の当該ラジアル軸受支持部外径よりも小さい開口径を有する鍔部を備え、前記主軸端面部と前記鍔部の該主軸端面部への対向面とにより、主軸の反フロントハウジング側への移動が規制されていることを特徴とするものからなる。
【０００８】
すなわち、主軸を回転支持する反フロントハウジング側のラジアル軸受に、主軸端面部に対向する位置まで延びかつ主軸の当該ラジアル軸受支持部外径よりも小さい開口径を有する鍔部を設け、互いに対向するその鍔部と主軸端面部とを当接させるか、その間が微小隙間となるようにすることにより、主軸の反フロントハウジング側への移動を鍔部によって規制（制限）するようにしたものである。
【０００９】
この圧縮機が容量制御型圧縮機からなる場合には、上記鍔部の開口径が、圧縮機の調圧室側と吸入圧領域側との間のオリフィスとして機能可能な径に設定されていることが好ましい。このように構成すれば、別途同機能のオリフィスを設ける必要がなくなり、構造の簡素化をはかることができる。
【００１０】
上記主軸の反フロントハウジング側への移動の規制は、例えば、主軸が上記ロータとフロントハウジングとの間のスラスト軸受側に突き当てられた状態で反フロントハウジング側の主軸端面部と上記鍔部の該主軸端面部への対向面とが当接または微小隙間になるように上記ラジアル軸受を位置決めすることにより、行うことができる。すなわち、主軸が圧縮反力で上記スラスト軸受側に突き当てられた状態を主軸の移動規制のための基準位置と想定し、圧縮反力が無くなった時あるいは圧縮反力が十分に得られない時にその基準位置から主軸が反フロントハウジング側へ移動できる量（軸方向に移動できる量）を、上記鍔部と主軸端面部との当接またはその間の微小隙間により規制するのである。規制される移動可能量は、本発明の目的に照らして、主軸の軸方向移動に伴う騒音・振動の発生の抑制が可能な量であればよい。
【００１１】
本発明に係る圧縮機においては、反フロントハウジング側の主軸端面部と上記鍔部の該主軸端面部への対向面との間に摩擦係数低減部材が介在されていることが好ましい。これにより、主軸端面部とラジアル軸受の鍔部が接触するような運転状態にあっても、摩擦係数低減部材により動力損失を最小に抑えることが可能になる。この摩擦係数低減部材は、例えば、主軸端面部または／および鍔部の該主軸端面部への対向面に付与された（例えば、塗布された）固体潤滑剤から構成することができる。
【００１２】
また、本発明に係る圧縮機においては、上記主軸端面部と上記鍔部の該主軸端面部への対向面との間に、該主軸端面部側または該鍔部側に固定された円盤状部材が介装されている構成を採ることも可能である。このようにすれば、たとえラジアル軸受の鍔部に適切な固体潤滑剤の処理が困難な場合にあっても、適切な固体潤滑剤を軸受の鍔部の代わりに円盤状部材に処理することが可能になる。摩擦係数低減部材は、例えば、円盤状部材または／および鍔部の主軸端面部への対向面、または、円盤状部材または／および主軸端面部に付与された（例えば、塗布された）固体潤滑剤から構成することができる。また、摩擦係数低減部材を、円盤状部材部材自体を自己潤滑性を有する材料で製作することにより構成することも可能である。
【００１３】
また、本発明に係る圧縮機においては、反フロントハウジング側の主軸端面部側または上記鍔部の該主軸端面部への対向面側には、両者が当接した状態であっても流体が流れるように溝が設けられていることが好ましい。両者が密着して当接した状態では、この間に形成される通路が閉塞されるおそれがあり、前述のオリフィスの機能を持たせようとしても、または、ラジアル軸受より後方にオリフィスがあっても、正常に機能できないおそれがあるが、上記のような溝を設けておくことにより、このようなおそれも確実に除去される。
【００１４】
また、本発明に係る圧縮機においては、上記鍔部が、主軸の軸方向に主軸端面部に近づく方向に折り曲げられている構成とすることも可能である。このような構成を採用すれば、鍔部に、自身の弾性を利用したスプリング機能を持たせることが可能になり、該スプリング機能により、反フロントハウジング側に移動しようとする主軸をフロントハウジング側に押し戻すことができるので、主軸の軸方向移動量をより小さく抑えることが可能になる。
【００１５】
さらに、本発明に係る圧縮機においては、上記鍔部に、該鍔部自体の剛性を弱めるスリットが設けられている構成を採用することもできる。このような構成を採用すれば、上記同様、鍔部に、自身の弾性を利用したスプリング機能を持たせることが可能になり、かつ、そのスプリング機能における弾性の強さを適切な強さに調節することが可能になるので、主軸をフロントハウジング側への押し戻し力を最適な力に設定できると同時に、主軸の軸方向移動量を小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明に係る圧縮機によれば、主軸端面部とラジアル軸受の鍔部との間が当接又は、微小隙間となるように設定されているので、主軸の軸方向移動量が小さく抑えられ、主軸の軸方向移動による騒音・振動の発生を抑制することができる。また、主軸端面部とラジアル軸受の鍔部は、基本的には接触しない構造であるから、この間での動力損失は生じない。仮に、主軸端面部とラジアル軸受の鍔部が接触したとしても、摩擦係数低減部材を介在させておくことで、動力損失を最小に抑えることができる。そして本発明は、ラジアル軸受に所定構造の鍔部を設けることで実施できるから、簡単な構造にて安価に実施可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る圧縮機の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明が適用可能な圧縮機の一例について、従来構成を参照しながら、具体的には前述の特許文献２に記載の圧縮機を参照しながら、図１を使用して説明する。図１は、容量制御型の斜板式圧縮機１を示しており、該圧縮機１は、複数のラジアル軸受２、３で回転支持される主軸４を備え、主軸４に固定されたロータ５とフロントハウジング６との間にスラスト軸受７を備えており、このスラスト軸受７で圧縮反力の大半を受けるようになっている。主軸４は、両側で、ラジアル軸受２、３で回転支持されているので、前述の如く、圧縮反力が十分でない場合には、軸方向に移動する可能性がある。この軸方向移動が、反フロントハウジング６側のラジアル軸受３近傍に設けられたスプリング８で防止、あるいは抑えられている。しかしこの構造では、前述の如く、常時スプリング力が作用するので、動力損失が大きい。なお、図１における９は斜板、１０はロータ側連結部、１１は斜板側腕、１２はシリンダーブロック１３に形成されたシリンダーボア１４内に往復動自在に挿入されたピストン、１５はピストン１２と斜板９を摺接係合させるシュー、１６はクランク室、１７はシリンダーヘッド１８内に形成された吸入室、１９は吐出室、２０は弁板、２１は吸入室１７とシリンダーボア１４とを連通可能な吸入孔、２２は吐出孔、２３は容量制御弁、をそれぞれ示している。
【００１８】
本発明においては、上記のような構造を有する圧縮機に対し、上記スプリング８を設けることなく、反フロントハウジング側のラジアル軸受部分が次のように構成される。
【００１９】
図２は、本発明における実施例１に係る構造を示している。図２において、３１は主軸を示しており、主軸３１の反フロントハウジング側端部部分は、シリンダーブロック３２内に嵌着されたラジアル軸受３３によって回転自在に支持されている。このラジアル軸受３３は、主軸自体の端面部３４に対向する位置まで延びかつ主軸３１のラジアル軸受支持部外径よりも小さい開口径（３５は開口部）を有する鍔部３６を備えている。主軸端面部３４と鍔部３６との間には、微小隙間３７が形成されており、主軸端面部３４と鍔部３６の該主軸端面部３４への対向面とにより、主軸３１の反フロントハウジング側への（図２の右側への）移動が規制されている。
【００２０】
例えば圧縮反力が十分でないときに、主軸３１が軸方向に（図２の右側へ）移動しようとする際、主軸端面部３４が鍔部３６に当接することにより、それ以上の移動が制限される。したがって、主軸３１の移動可能量が微小に抑えられ、主軸３１の移動に伴う騒音・振動の発生が抑えられる。
【００２１】
上記構造では、通常時は、基本的には主軸端面部３４と鍔部３６とは非接触状態に保たれるから、この部分での動力損失は発生しない。両者が当接する場合のことを考慮し、そのときの動力損失を最小に抑えるためには、例えば、主軸端面部３４と鍔部３６のいずれかの対向面に、摩擦係数低減部材としての固体潤滑剤を塗布しておけばよい。
【００２２】
図３は、本発明における実施例２に係る構造を示している。図３に示す構造では、主軸端面部３４とラジアル軸受４１の鍔部４２との間に円盤状部材４３が介装されており、本実施例では、円盤状部材４３は主軸端面部３４側に、ボス穴に圧入されることにより固定されている。この円盤状部材４３と鍔部４２との間に、微小隙間３７が形成されており、円盤状部材４３と鍔部４２の該円盤状部材４３への対向面とにより、主軸３１の反フロントハウジング側への（図３の右側への）移動が規制されている。また、両者が当接する場合のことを考慮し、そのときの動力損失を最小に抑えるために、例えば、円盤状部材４３と鍔部４２のいずれかの対向面に、固体潤滑剤を塗布しておくことが好ましい。
【００２３】
このような構成においても、圧縮反力が十分でないときに、主軸３１が軸方向に（図３の右側へ）移動しようとする際、主軸端面部３４に固定された円盤状部材４３が鍔部４２に当接することにより、それ以上の移動が制限される。したがって、主軸３１の移動可能量が微小に抑えられ、主軸３１の移動に伴う騒音・振動の発生が抑えられる。また、対向面同士の当接による摩耗可能部位を、圧縮機の機能とは基本的に無関係な円盤状部材４３に担わせることができるので、対向面同士が当接しても何ら問題は生じない。
【００２４】
図４は、本発明における実施例３に係る構造を示している。図４に示す構造では、図３に示した構造に比べ、ラジアル軸受４１の鍔部５１が、主軸端面部３４側に固定された円盤状部材４３側に向けて折り曲げられている。折り曲げられた鍔部５１の先端部は円盤状部材４３に当接されており、前述の微小隙間３７は形成されていない。最初から微小隙間は形成されないので、主軸３１の軸方向移動はより小さく抑えられる。また、鍔部５１の折り曲げ構造により、鍔部５１自身の弾性を発揮させることが可能になり、軸方向に移動使用とする主軸３１に対し押し戻そうとする力を作用させることが可能になる。
【００２５】
図５は、本発明における実施例４に係る構造を示している。図５に示す構造では、図４に示した構造に比べ、円盤状部材６１が、ラジアル軸受４１の鍔部５１側に固定されている。この場合にも、図４に示した実施例３と同様の作用、効果が得られる。ただし、固体潤滑剤を塗布する場合には、主軸端面部３４と円盤状部材６１のいずれかの対向面への塗布となる。
【００２６】
図６は、例えば上記実施例３または実施例４の鍔部５１にラジアル方向に延びる複数のスリット７１を設けた場合を示している。このようなスリット７１を設けることにより、鍔部５１自体の剛性を適度に弱めることができ、鍔部５１の弾性をより適切に発揮させることが可能になる。
【００２７】
図７は、例えば上記実施例１または実施例４の主軸端面部３４にラジアル方向に延びる溝８１を設けた場合を示している。このような溝８１を設けることにより、主軸端面部３４と鍔部が当接した状態にあっても、常時流体の通路を確保できるようになる。したがって、鍔部の開口径が、圧縮機の調圧室側と吸入圧領域側との間のオリフィスとして機能可能な径に設定されている場合、そのオリフィスの機能を常時安定して確保できるようになる。
【００２８】
このように、実施例１、２の構造では、主軸端面部とラジアル軸受の鍔部との間の隙間設定により、主軸の軸方向移動に伴う騒音・振動の発生が適切に抑制される。また、実施例３、４の構造では、微小隙間を設定する必要がないので、組立が容易である上、主軸の軸方向移動がより微小に抑制される。反面、主軸の端面部側とラジアル軸受の鍔部側との接触による動力損失が懸念されるが、摩擦係数低減部材に介在、図６に示したようなスリット形成による押し付け力低減効果により、動力損失は許容レベルに抑制可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、主軸を複数のラジアル軸受で回転支持しているあらゆる圧縮機に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の圧縮機の一例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る圧縮機の主軸端面部およびラジアル軸受部の構造を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る圧縮機の主軸端面部およびラジアル軸受部の構造を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施例３に係る圧縮機の主軸端面部およびラジアル軸受部の組み立て前（Ａ）および組み立て後（Ｂ）の構造を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施例４に係る圧縮機の主軸端面部およびラジアル軸受部の組み立て前（Ａ）および組み立て後（Ｂ）の構造を示す概略断面図である。
【図６】スリット形成例を示す鍔部の正面図である。
【図７】溝形成例を示す主軸端面部の正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  圧縮機
２、３  ラジアル軸受
４  主軸
５  ロータ
６  フロントハウジング
７  スラスト軸受
３１  主軸
３２  シリンダーブロック
３３  ラジアル軸受
３４  主軸端面部
３５  開口部
３６  鍔部
３７  微小隙間
４１  ラジアル軸受
４２  鍔部
４３  円盤状部材
５１  折り曲げられた鍔部
６１  円盤状部材
７１  スリット
８１  溝
【図１】
0004531710.tif 000002
【図２】
0004531710.tif 000003
【図３】
0004531710.tif 000004
【図４】
0004531710.tif 000005
【図５】
0004531710.tif 000006
【図６】
0004531710.tif 000007
【図７】
0004531710.tif 000008