CN110249133A - 旋转型压缩机 - Google Patents

Abstract

在本发明的旋转型压缩机中，曲轴的至少被配置于压缩机构部的内部的部分在与该曲轴的主轴部的中心轴垂直的剖面中，至少内部由碳纤维与树脂的混合体构成。

Description

旋转型压缩机

技术领域

本发明涉及对制冷剂进行压缩的旋转型压缩机，尤其涉及实现了小型化和高效率化的旋转型压缩机。

背景技术

以往的旋转型压缩机具备：电动机，其具有转子；曲轴，其与转子连接，传递该电动机的驱动力；以及旋转型的压缩机构部，其与曲轴连接，通过从曲轴传递来的驱动力对制冷剂进行压缩。电动机、曲轴以及压缩机构部例如被收纳于封闭容器(例如，参照专利文献1)。

详细而言，曲轴具有：主轴部，其与电动机的转子连接；副轴部，其中心轴配置在与该主轴部的中心轴同轴上；以及偏心轴部，其设置在主轴部与副轴部之间，中心轴相对于主轴部的中心轴和副轴部的中心轴偏心。通常情况下，曲轴由铸铁的铸件构成。

压缩机构部具有缸体，该缸体具有：缸室，其形成为圆筒状且配置有偏心轴部；以及叶片槽，该叶片槽的一方的端部与缸室连通。另外，压缩机构部具有：旋转活塞，其安装于偏心轴部的外周部，通过曲轴的旋转而在缸室内偏心旋转；以及叶片，其以往复运动自如的方式插入于叶片槽，前端部与旋转活塞的外周面抵接，从而将缸室分隔成2个工作室。另外，压缩机构部具有：第1轴承部，其将缸室的一方的端部封堵，并且将主轴部支承为旋转自如；以及第2轴承部，其将缸室的另一方的端部封堵，并且将副轴部支承为旋转自如。

第1轴承部的支承主轴部的部位、即轴承部分为滑动轴承。例如经由在曲轴形成的供油路向该轴承部分与主轴部之间供给制冷机油。由此，该轴承部分通过油膜的流体润滑而将主轴部支承为旋转自如。同样地，第2轴承部的支承副轴部的部位、即轴承部分为滑动轴承。例如经由在曲轴形成的供油路向该轴承部分与副轴部之间供给制冷机油。由此，该轴承部分通过油膜的流体润滑而将副轴部支承为旋转自如。

若电动机的转子旋转，则与该转子连接的曲轴也旋转。由此，在缸室内，曲轴的偏心轴部与安装于该偏心轴部的旋转活塞相对于缸室的中心轴进行偏心旋转运动。而且，通过偏心轴部和旋转活塞在缸室内的偏心旋转运动，使得在缸室内形成的2个工作室的容积发生变化。

用于将制冷剂向缸室吸入的吸入口与从缸室排出制冷剂的排出口与缸室连通。而且，在缸室形成的工作室在容积发生变化的过程中与吸入口或者排出口连通。即，工作室在与吸入口连通的期间作为吸入室发挥功能，向工作室内吸入制冷剂。另外，工作室若不与吸入口连通则作为压缩室发挥功能，在容积减少的期间，对工作室内的制冷剂进行压缩。该被压缩后的制冷剂从与作为压缩室发挥功能的工作室连通的排出口排出。像上述那样，在缸室形成有2个工作室，但在一方的工作室作为吸入室发挥功能的期间，另一方的工作室作为压缩室发挥功能。

旋转型压缩机像上述那样构成，因此在为了压缩制冷剂而使曲轴旋转时，在该曲轴的偏心轴部产生离心力。而且，若曲轴的挠曲由于该离心力变大，则在第1轴承部或者第2轴承部产生擦伤(划伤)，导致旋转型压缩机发生故障。因此，为了使偏心轴部所产生的离心力减少，专利文献1所记载的旋转型压缩机的偏心轴部的一部分由与金属相比而比重较小的材料构成。

专利文献1：日本特开2011－21584号公报

为了制作小型且高效率的旋转型压缩机，使产生旋转型压缩机的代表性的机械损失的曲轴的主轴部和副轴部尽可能地细、即减小主轴部和副轴部的直径是有效的。由此，能够减少机械损失，能够在维持旋转型压缩机的能力的状态下减少电动机的输入。然而，以往的旋转型压缩机像以下说明的那样，使曲轴的主轴部和副轴部的直径比现状小是很困难的。

在为了压缩制冷剂而使曲轴旋转时，除了对曲轴的偏心轴部施加上述的离心力，还作用有在压缩制冷剂时旋转活塞所受到的负载(反作用力)。在压缩制冷剂时旋转活塞所受到的负载作用于与偏心轴部的中心轴垂直的方向、换言之为与主轴部的中心轴和副轴部的中心轴垂直的方向。因此，曲轴由于以第1轴承部的轴承部分的偏心轴部侧端部以及第2轴承部的轴承部分的偏心轴部侧端部为支承点而在与偏心轴部的中心轴垂直的方向上作用于该偏心轴部的上述的力而产生挠曲。即，曲轴如对二点支承的梁的中央施加负载时那样产生挠曲。由此，在第1轴承部的轴承部分的内部，主轴部倾斜，在第2轴承部的轴承部分的内部，副轴部倾斜。

在主轴部的直径较小的情况下，主轴部的刚性降低，在第1轴承部的轴承部分的内部，主轴部的倾斜变大。其结果为，在第1轴承部的轴承部分与主轴部之间充满的制冷机油所产生的油膜反作用力降低。同样，在副轴部的直径较小的情况下，副轴部的刚性降低，在第2轴承部的轴承部分的内部，副轴部的倾斜变大。其结果为，在第2轴承部的轴承部分与副轴部之间充满的制冷机油所产生的油膜反作用力降低。

作为第1轴承部的油膜反作用力与第2轴承部的油膜反作用力的合计即油膜负荷容量需要比第1轴承部和第2轴承部所支承的负载、即作用于曲轴的偏心轴部的力大。这是因为，若油膜负荷容量比作用于曲轴的偏心轴部的力小，则在第1轴承部和第2轴承部的轴承部分，制冷机油的油膜局部性地消失，导致第1轴承部和第2轴承部与曲轴进行金属接触。即，导致在第1轴承部和第2轴承部的轴承部分会产生粘附磨损和擦伤(划伤)，旋转型压缩机发生故障。

因此，对于以往的旋转型压缩机，为了防止在第1轴承部和第2轴承部的轴承部分产生粘附磨损和擦伤(划伤)，使曲轴的主轴部和副轴部的直径比现状小是很困难的。

另外，为了防止在第1轴承部和第2轴承部的轴承部分产生粘附磨损和擦伤(划伤)而所需的主轴部和副轴部的直径根据偏心轴部所产生的离心力、在制冷剂压缩时作用于偏心轴部的负载、从第1轴承部的轴承部分的偏心轴部侧端部至第2轴承部的轴承部分的偏心轴部侧端部为止的长度、曲轴的纵弹性系数等而几乎唯一地确定。这里，专利文献1所记载的旋转型压缩机的曲轴的偏心轴部的一部分以外的结构与以往相同。因此，专利文献1所记载的旋转型压缩机的曲轴虽然能够使在偏心轴部产生的离心力减少，但在压缩制冷剂时相对于旋转活塞所受到的负载(反作用力)的挠曲量与以往的曲轴相同。因此，对于专利文献1所记载的旋转型压缩机，使曲轴的主轴部和副轴部的直径比现状小也是很困难的。

发明内容

本发明是为了解决上述的课题而完成的，目的在于提供一种旋转型压缩机，与以往相比能够减小曲轴的主轴部和副轴承的直径，且与以往相比能够小型且高效率。

本发明的旋转型压缩机具备：电动机，其具有转子；曲轴，其与上述转子连接，传递上述电动机的驱动力；以及压缩机构部，其与上述曲轴连接，利用从上述曲轴传递来的驱动力对制冷剂进行压缩，上述曲轴具有：主轴部，其与上述转子连接；副轴部，其中心轴与该主轴部的中心轴配置在同轴上；以及偏心轴部，其设置在上述主轴部与上述副轴部之间，中心轴相对于上述主轴部的中心轴和上述副轴部的中心轴偏心，上述压缩机构部具有：缸体，其具有压缩制冷剂的缸室，在该缸室配置有上述偏心轴部；第1轴承，其将上述主轴部支承为旋转自如；以及第2轴承，其将上述副轴部支承为旋转自如，上述曲轴的至少被配置于上述压缩机构部的内部的部分在与上述主轴部的中心轴垂直的剖面中，至少内部由碳纤维与树脂的混合体构成。

在本发明的旋转型压缩机中，曲轴的至少被配置于压缩机构部的内部的部分的至少内部由碳纤维与树脂的混合体构成。因此，在本发明的旋转型压缩机中，能够使曲轴的被配置于上述压缩机构部的内部的部分的纵弹性系数比由铸铁的铸件构成的以往的曲轴的纵弹性系数大。由此，在本发明的旋转型压缩机的曲轴中，由于以第1轴承的偏心轴部侧端部和第2轴承的偏心轴部侧端部为支承点而在与偏心轴部的中心轴垂直的方向上作用于该偏心轴部的力而挠曲的量与以往的曲轴相比减少。因此，本发明的旋转型压缩机即使与以往相比减小曲轴的主轴部和副轴承的直径，也能够防止在第1轴承和第2轴承产生粘附磨损和擦伤(划伤)，能够防止旋转型压缩机发生故障。

即，本发明的旋转型压缩机与以往相比能够减小曲轴的主轴部和副轴承的直径，因此能够减少旋转型压缩机的代表性的机械损失，能够使旋转型压缩机与以往相比小型且高效率。

附图说明

图1是示出本发明实施方式的旋转型压缩机的纵剖视图。

图2是示出本发明的实施方式的旋转型压缩机的压缩机构部的纵剖视图。

图3是示出本发明的实施方式的旋转型压缩机的取下了上轴承部的状态的压缩机构部的俯视图。

图4是示出使用了本发明的实施方式的旋转型压缩机的制冷循环回路的制冷剂回路图。

图5是示出本发明的旋转型压缩机的、配置于压缩机构部的内部的曲轴部分的纵弹性系数与主轴部和副轴部的直径之间的关系的图。

具体实施方式

以下，在实施方式中，对本发明的旋转型压缩机的一例进行说明。另外，在以下的实施方式中，以纵型且封闭型的旋转型压缩机为例，对本发明的旋转型压缩机的一例进行说明。

实施方式.

图1是示出本发明的实施方式的旋转型压缩机的纵剖视图。另外，在图1中，为了容易看出附图标记的引出线，而省略了阴影。

本实施方式的旋转型压缩机100具有：电动机2、压缩机构部3、以及连接电动机2和压缩机构部3的曲轴4。另外，本实施方式的旋转型压缩机100是封闭型的压缩机。因此，电动机2、压缩机构部3和曲轴4收容在封闭容器1的内部。另外，旋转型压缩机100像上述那样为纵置型的旋转型压缩机，电动机2在封闭容器1内配置在压缩机构部3的上方。

电动机2具备：定子21、以及通过定子21所产生的磁力而进行旋转的转子22。定子21具备卷绕导线而成的线圈，通过对该线圈通电而产生磁力。定子21的线圈与设置于旋转型压缩机100的端子23连接，经由端子23而从旋转型压缩机100的外部通电。转子22具备由铝棒等构成的二次导体或者永久磁铁等，与定子21的线圈所产生的磁力反应而进行旋转。

压缩机构部3通过从曲轴4传递来的电动机2的驱动力而对吸入到压缩机构部3的低压的制冷剂气体进行压缩，将高压的制冷剂气体排出到封闭容器1内。封闭容器1内被压缩后的高温高压的制冷剂气体充满。另一方面，在封闭容器1的下方即底部存积了用于润滑压缩机构部3的制冷机油。

曲轴4与电动机2的转子22以及压缩机构部3连接，传递电动机2的驱动力。曲轴4具备主轴部41、副轴部42、偏心轴部43。在本实施方式中，从上方朝向下方依次设置有主轴部41、偏心轴部43、副轴部42。即，在偏心轴部43的轴向的一侧设置有主轴部41，在偏心轴部43的轴向的另一侧设置有副轴部42。换言之，偏心轴部43设置在主轴部41与副轴部42之间。主轴部41、副轴部42以及偏心轴部43分别呈大致圆柱状的形状。另外，副轴部42的中心轴设置在与主轴部41的中心轴同轴上。另一方面，偏心轴部43的中心轴相对于主轴部41和副轴部42的中心轴偏心。即，若主轴部41和副轴部42以它们的中心轴为中心旋转，则偏心轴部43进行偏心旋转。在主轴部41上，例如通过烧嵌或者压入等而固定(连接)电动机2的转子22。圆筒状的形状的旋转活塞32滑动自如地安装于偏心轴部43的外周部。

图2是示出本发明的实施方式的旋转型压缩机的压缩机构部的纵剖视图。另外，图3是示出本发明的实施方式的旋转型压缩机的取下了上轴承部的状态下的压缩机构部的俯视图。即，图3是从图1所示的A－A方向观察取下了上轴承部33的状态下的压缩机构部3的图。另外，在图2中，与图1不同，曲轴4也用剖面示出。

压缩机构部3具备：缸体31、将曲轴4的主轴部41支承为旋转自如的轴承33b、以及将曲轴4的副轴部42支承为旋转自如的轴承34b。这里，轴承33b相当于本发明的第1轴承。另外，轴承34b相当于本发明的第2轴承。

缸体31具有压缩制冷剂的缸室36。该缸室36的中心轴配置在与曲轴4的主轴部41和副轴部42的中心轴同轴上。另外，在本实施方式中，缸室36为上下方向的两端开口的例如圆筒状，形成于缸体31。因此，缸室36的上方的开口部被平板状的封堵部件33a封堵。另外，缸室36的下方的开口被平板状的封堵部件34a封堵。另外，在本实施方式中，在缸体31的缸室36中除了配置有曲轴4的偏心轴部43之外，还配置有安装于偏心轴部43的外周部的旋转活塞32。因此，通过曲轴4旋转，在缸体31的缸室36内，偏心轴部43和旋转活塞32相对于缸室36的中心轴进行偏心旋转。

这里，封堵部件33a相当于本发明的第1封堵部件。另外，封堵部件34a相当于本发明的第2封堵部件。

另外，在本实施方式中，缸体31具有沿着该缸室36的径向形成的叶片槽37。叶片槽37的一方的端部与缸室36连通，叶片槽37的另一方的端部与背压室38连通。在叶片槽37中插入形状几乎为长方体状的叶片35。叶片35在叶片槽37内往复运动自如，在叶片槽37内一边滑动一边往复运动。在背压室38中设置有未图示的弹簧，将叶片35从叶片槽37向缸体31的缸室36侧推出，使叶片35的前端与旋转活塞32的外周面抵接。

即，叶片35将缸室36，更详细地说，将由缸室36的内周面和旋转活塞32的外周面形成的空间分隔成2个工作室。这些工作室中的一方像后述那样为将制冷剂向该工作室吸入的吸入室36a。另外，这些的工作室中的另一方为压缩该工作室内的制冷剂的压缩室36b。即，叶片35将缸室36分隔成吸入室36a和压缩室36b。而且，缸室36在压缩室36b部分对制冷剂进行压缩。

在缸体31的上方设置有轴承33b。轴承33b为滑动轴承，具有上下方向的两端开口的圆筒状的空间。在该空间中，以从一方的开口部贯通到另一方的开口部的方式插入有主轴部41。而且，轴承33b将主轴部41支承为旋转自如。在本实施方式中，轴承33b作为上轴承部33，与封堵部件33a一体形成。换言之，上轴承部33具有封堵部件33a和轴承33b。详细而言，轴承33b从封堵部件33a向与缸体31相反的方向、即向转子22的方向伸长。上轴承部33通过例如螺栓而固定于缸体31的上表面。

这里，上轴承部33相当于本发明的第1轴承部。

向上轴承部33的轴承33b与主轴部41之间供给制冷机油。由此，上轴承部33的轴承33b借助油膜的流体润滑而将主轴部41支承为旋转自如。另外，在本实施方式中，存积于封闭容器1的底部的制冷机油通过形成于曲轴4的供油路51、52而向上轴承部33的轴承33b与主轴部41之间供给。

同样，在缸体31的下方设置有轴承34b。轴承34b为滑动轴承，具有上下方向的两端开口的圆筒状的空间。在该空间中，以从一方的开口部贯通到另一方的开口部的方式插入有副轴部42。而且，轴承34b将副轴部42支承为旋转自如。在本实施方式中，轴承34b作为下轴承部34，与封堵部件34a一体形成。换言之，下轴承部34具有封堵部件34a和轴承34b。详细而言，轴承34b从封堵部件34a向与缸体31相反的方向、即向封闭容器1的底部的方向伸长。下轴承部34通过例如螺栓而固定于缸体31的下表面。

这里，下轴承部34相当于本发明的第2轴承部。

向下轴承部34的轴承34b与副轴部42之间供给制冷机油。由此，下轴承部34的轴承34b借助油膜的流体润滑而将副轴部42支承为旋转自如。另外，在本实施方式中，存积于封闭容器1的底部的制冷机油通过形成于曲轴4的供油路51、53而向下轴承部34的轴承34b与副轴部42之间供给。

在缸体31形成有从封闭容器1的外部向缸室36中吸入制冷剂气体的吸入口39。吸入口39与被叶片35分隔出的2个工作室中的作为吸入室36a的工作室连通。另外，在上轴承部33设置有将压缩后的制冷剂气体排出到缸室36外的未图示的排出口。该排出口与被叶片35分隔出的2个工作室中的作为压缩室36b的工作室连通。

在上轴承部33的排出口设置有排出阀。排出阀进行封堵直到在压缩室36b内压缩的制冷剂气体成为规定的压力为止，若制冷剂气体成为规定的压力以上则排出阀开口而将高温高压的制冷剂气体排出到封闭容器1内。由此，对从压缩室36b排出的制冷剂气体的排出时机进行控制。

再次着眼于图1，排出到封闭容器1内的制冷剂气体朝向位于封闭容器1的上方的排出管11流动，从排出管11向封闭容器1的外部送出。此时，制冷剂气体通过电动机2的定子21与转子22的间隙、或者设置于转子22的风孔而向上方流动。

设置于封闭容器1的外部的吸入消声器101经由吸入管12与吸入口39连接。低压的制冷剂气体与液体制冷剂混合并从连接有旋转型压缩机100的外部的回路送至旋转型压缩机100。若液体制冷剂流入压缩机构部3并被压缩，则成为压缩机构部3的故障。因此，在吸入消声器101中，将液体制冷剂和制冷剂气体分离。而且，仅将制冷剂气体送至压缩机构部3。

图4是示出使用了本发明的实施方式的旋转型压缩机的制冷循环回路的制冷剂回路图。

如图4所示，在旋转型压缩机100的外部设置有冷凝器102、膨胀阀103和蒸发器104，从而构成制冷循环回路。即，制冷循环回路是通过配管将旋转型压缩机100的排出管11、冷凝器102、膨胀阀103、蒸发器104和吸入消声器101连接起来的圆环状的回路。通过制冷剂在制冷循环回路内循环，从而在冷凝器102和蒸发器104中空气或者水等与制冷剂进行热交换，输送热能。这样的制冷循环回路被用于空调装置等热泵装置。

另外，在图4所示的制冷循环回路设置有四通阀105。四通阀105以使制冷剂循环的顺路反转的方式进行切换。详细而言，四通阀105将按照旋转型压缩机100、冷凝器102、膨胀阀103、蒸发器104以及吸入消声器101的顺序流动的制冷剂的顺路切换为使制冷剂按照旋转型压缩机100、蒸发器104、膨胀阀103、冷凝器102以及吸入消声器101的顺序流动。由此，能够使热能的输送反转。即，在将该制冷循环回路作为空调装置而使用的情况下，能够对制冷运转和制热运转进行切换。在使顺路反转的情况下，冷凝器102作为蒸发器发挥功能，蒸发器104作为冷凝器发挥功能。

接下来，对压缩机构部3的动作进行说明。

若电动机2的转子22旋转，则与该转子22连接的曲轴4也旋转。由此，在缸室36内，曲轴4的偏心轴部43与安装于该偏心轴部43的旋转活塞32相对于缸室36的中心轴进行偏心旋转运动。而且，通过偏心轴部43和旋转活塞32在缸室36内的偏心旋转运动，与吸入口39连通的工作室作为吸入室36a发挥功能，吸入低压的制冷剂气体。

从吸入口39吸入低压的制冷剂气体的工作室通过偏心轴部43和旋转活塞32的偏心旋转运动而在缸室36内移动，从而切断与吸入口39的连通。这之后，该工作室作为压缩室36b发挥功能。并且，通过偏心轴部43和旋转活塞32进行偏心旋转运动，从而工作室的容积缩小，对所吸入的制冷剂气体进行压缩。随着偏心轴部43和旋转活塞32的偏心旋转运动推进，工作室与排出口连通。

在工作室与排出口连通，封堵排出口的排出阀将排出口开口时，工作室内的高压的制冷剂气体经由排出口而排出到封闭容器1内。并且，若偏心轴部43和旋转活塞32继续进行偏心旋转运动，则工作室与排出口的连通被切断，再次与吸入口39连通。这之后，该工作室作为吸入室36a发挥功能。

上述的一系列的动作是在偏心轴部43和旋转活塞32在缸室36内旋转一次的期间进行的。另外，成为在2个工作室中的一方的工作室吸入制冷剂气体时，另一方的工作室排出制冷剂气体这样的动作。由此，隔着叶片35，与吸入口39连通且吸入低压制冷剂气体的工作室成为低压空间的吸入室36a，不与吸入口39连通而压缩制冷剂的工作室成为高压空间的压缩室36b。

旋转型压缩机100像上述那样构成，因此在为了压缩制冷剂而使曲轴4旋转时，在该曲轴4的偏心轴部43产生离心力。另外，在为了压缩制冷剂而使曲轴4旋转时，对曲轴4的偏心轴部43除了作用有上述的离心力之外，还作用有在压缩制冷剂时旋转活塞32所受到的负载(反作用力)。在压缩制冷剂时旋转活塞32所受到的负载作用于与偏心轴部43的中心轴垂直的方向、换言之与主轴部41的中心轴和副轴部42的中心轴垂直的方向。

因此，曲轴4由于作用于偏心轴部43的这些力而以上轴承部33的轴承33b的偏心轴部43侧端部、以及下轴承部34的轴承34b的偏心轴部43侧端部为支承点产生挠曲。即，曲轴像对二点支承的梁的中央施加负载时那样挠曲。由此，在上轴承部33的轴承33b的内部，主轴部41倾斜，在下轴承部34的轴承34b的内部，副轴部42倾斜。

在主轴部41的直径较小的情况下，主轴部41的刚性降低，在上轴承部33的轴承33b的内部，主轴部41的倾斜较大。其结果为，在上轴承部33的轴承33b与主轴部41之间充满的制冷机油所产生的油膜反作用力降低。同样，在副轴部42的直径较小的情况下，副轴部42的刚性降低，在下轴承部34的轴承34b的内部，副轴部42的倾斜较大。其结果为，在下轴承部34的轴承34b与副轴部42之间充满的制冷机油所产生的油膜反作用力降低。

上轴承部33的轴承33b的油膜反作用力与下轴承部34的轴承34b的油膜反作用力的合计即油膜负荷容量需要比上轴承部33的轴承33b和下轴承部34的轴承34b所支承的负载、即比作用于偏心轴部43的上述力大。这是因为，若油膜负荷容量比作用于偏心轴部43的上述力小，则在上轴承部33的轴承33b和下轴承部34的轴承34b，制冷机油的油膜局部性地消失，上轴承部33的轴承33b和下轴承部34的轴承34b与曲轴进行金属接触。也就是说，这是因为，在上轴承部33的轴承33b和下轴承部34的轴承34b中会产生粘附磨损和擦伤(划伤)，旋转型压缩机100会发生故障。

因此，需要根据偏心轴部43所产生的离心力、在制冷剂压缩时作用于偏心轴部43的负载、从上轴承部33的轴承33b的偏心轴部43侧端部到下轴承部34的轴承34b的偏心轴部43侧端部为止的长度等，来决定主轴部41和副轴部42的直径。

这里，为了制作小型且高效率的旋转型压缩机100，使产生了旋转型压缩机100的代表性的机械损失的曲轴4的主轴部41和副轴部42尽可能地细、即减小主轴部41和副轴部42的直径是有效的。这是因为，由此能够减少机械损失，能够在维持旋转型压缩机100的能力的状态下减少电动机2的输入。然而，在与以往同样地利用铸铁的铸件制成曲轴4的情况下，与以往相比减小主轴部41和副轴部42的直径是很困难的。

因此，在本实施方式的旋转型压缩机100中，在与主轴部41的中心轴垂直的剖面中，曲轴4的至少配置于压缩机构部3的内部的部分的至少内部由碳纤维与树脂的混合体45构成。另外，只要与以往的曲轴所使用的铸铁相比，增大混合体45的纵弹性系数，则构成混合体45的碳纤维和树脂没有特别限定。当前的旋转型压缩机的曲轴通常使用的球墨铸铁的纵弹性系数为150GPa。例如，通过使以下的碳纤维和树脂以适当的比例混合，构成混合体45，则能够使纵弹性系数为640GPa～900GPa。

(1)碳纤维：纤维长度50μm～500μm、超高弹性率(ultra highmodulus)类型的沥青基碳纤维。

(2)树脂：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或者聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等通用热塑性树脂。

例如，如图2所示，曲轴4的至少配置于压缩机构部3的内部的部分在与主轴部41的中心轴垂直的剖面中，外周部由金属构成，内部由碳纤维与树脂的混合体45构成。换言之，在曲轴4的至少配置于压缩机构部3的内部的部分的内部，沿着主轴部41的中心轴向设置有碳纤维与树脂的混合体。这样的结构的曲轴4例如是通过将碳纤维与树脂的混合体45作为芯棒插入于由铸铁的铸件构成的曲轴4的内部而制造的。在这样构成的曲轴4中，相对于轴承33b、34b的滑动部位与以往同样为铸铁。因此，在使相对于轴承33b、34b的滑动特性与以往相同的状态下，能够增大曲轴4的纵弹性系数。这里，在本实施方式中，在与主轴部41的中心轴垂直的剖面中，曲轴4的至少配置于压缩机构部3的内部的部分的内部由直径小于副轴部42的直径的90％的混合体45构成。通过像这样构成曲轴4，能够抑制铸铁部分的变形，因此能够防止铸铁与混合体45剥离。

另外，例如曲轴4也可以构成为：曲轴4的配置于压缩机构部3的内部的部分全部由碳纤维与树脂的混合体45构成。这样的结构的曲轴4例如是在通过射出成型的模具而形成大致形状之后、对插入到上轴承部33的轴承33b和下轴承部34的轴承34b的外周部分等进行研磨而制造的。在这样构成的曲轴4中，与在混合体45的外周部存在铸铁的情况相比较，能够使曲轴4的纵弹性系数更大。

像上述那样，曲轴4的至少配置于压缩机构部3的内部的部分的至少一部分由碳纤维与树脂的混合体45构成，由此能够使曲轴4的配置于压缩机构部3的内部的部分的纵弹性系数比由铸铁的铸件构成的以往的曲轴的纵弹性系数大。由此，在本实施方式的旋转型压缩机100的曲轴4中，由于以上轴承部33的轴承33b的偏心轴部43侧端部和下轴承部34的轴承34b的偏心轴部43侧端部为支承点而在与偏心轴部43的中心轴垂直的方向上作用于该偏心轴部43的力而挠曲的量与以往的曲轴相比减少。因此，本实施方式的旋转型压缩机100即使与以往相比减小曲轴4的主轴部41和副轴部42的直径，也能够防止在上轴承部33的轴承33b和下轴承部34的轴承34b产生粘附磨损和擦伤(划伤)的情况，能够防止旋转型压缩机100发生故障。

即，本实施方式的旋转型压缩机100与以往相比，能够减小曲轴4的主轴部41和副轴部42的直径，因此能够减少旋转型压缩机的代表性的机械损失，能够使旋转型压缩机100与以往相比小型且高效率。

图5是示出本发明的旋转型压缩机的在压缩机构部的内部配置的曲轴部分的纵弹性系数、与主轴部和副轴部的直径之前的关系的图。

这里，图5的横轴示出曲轴4的配置于压缩机构部3的内部的部分的纵弹性系数。另外，图5的纵轴示出在图5的横轴所示的纵弹性系数的情况下所需的主轴部41和副轴部42的直径。必要的主轴部41和副轴部42的直径是指能够防止在上轴承部33的轴承33b和下轴承部34的轴承34b产生粘附磨损和擦伤(划伤)的、主轴部41和副轴部42的最小直径。另外，关于图5的纵轴所示的主轴部41和副轴部42的直径，将当前的旋转型压缩机通常使用的球墨铸铁制的曲轴的主轴部和副轴部的直径表示为“1”。

另外，在图5中，像以下那样计算出必要的主轴部和副轴部的直径。详细地说，假定了在2点处简单地支承(旋转自如地支承)圆柱状的梁、并使规定的大小的集中负载作用于该梁的支承点间的中央位置的模型。而且，一边变更梁的纵弹性系数一边计算挠曲角成为规定角度的梁的直径。另外，挠曲角的规定的角度是基于在旋转型压缩机100中允许的、上轴承部33的轴承33b内部的主轴部41的倾斜以及下轴承部34的轴承34b内部的副轴部42的倾斜而决定的。

当前的旋转型压缩机的曲轴通常使用的球墨铸铁的纵弹性系数为150GPa。如图5所示，在本实施方式的曲轴4中，如果使配置于压缩机构部3的内部的部分的纵弹性系数为300GPa，则相对于球墨铸铁制的曲轴，能够使主轴部41和副轴部42的直径减小15.9％。例如，在以使外周部为纵弹性系数150GPa的球墨铸铁、内部为纵弹性系数800GPa的混合体45的方式构成曲轴4的配置于压缩机构部3的内部的部分的情况下，通过使主轴部41和副轴部42的剖面积与混合体45的剖面积的面积比为3：10，能够使曲轴4的配置于压缩机构部3的内部的部分的纵弹性系数为300GPa。例如，通过在使主轴部41和副轴部42的直径为21mm的情况下，使纵弹性系数800GPa的混合体45的直径为13.7mm，能够使曲轴4的配置于压缩机构部3的内部的部分的纵弹性系数为300GPa。

另外，如图5所示，在本实施方式的曲轴4中，如果使配置于压缩机构部3的内部的部分的纵弹性系数为600GPa，则相对于球墨铸铁制的曲轴，能够使主轴部41和副轴部42的直径减小29.3％。例如，通过使配置于压缩机构部3的内部的部分全部由混合体45构成，能够使曲轴4的配置于压缩机构部3的内部的部分的纵弹性系数为600GPa。

曲轴的滑动损失相对于旋转型压缩机所产生的损失整体约占10％。因此，像本实施方式那样减小主轴部41和副轴部42的直径能够较大地贡献于旋转型压缩机100的小型化和高效率化。

以上，本实施方式的旋转型压缩机100具备：电动机2，其具有转子22；曲轴4，其与转子22连接，传递电动机2的驱动力；以及压缩机构部3，其与曲轴4连接，通过从曲轴4传递来的驱动力对制冷剂进行压缩。另外，曲轴4具有：主轴部41，其与转子22连接；副轴部42，其中心轴与主轴部41的中心轴配置在同轴上；以及偏心轴部43，其设置在主轴部41与副轴部42之间，中心轴相对于主轴部41的中心轴和副轴部42的中心轴偏心。另外，压缩机构部3具有：缸体31，其具有压缩制冷剂的缸室36，在该缸室36配置有偏心轴部43；轴承33b，其将主轴部41支承为旋转自如；以及轴承34b，其将副轴部42支承为旋转自如。而且，曲轴4的至少配置于压缩机构部3的内部的部分在与主轴部41的中心轴垂直的剖面中，至少内部由碳纤维与树脂的混合体45构成。

因此，本实施方式的旋转型压缩机100能够使曲轴4的配置于压缩机构部3的内部的部分的纵弹性系数比由铸铁的铸件构成的以往的曲轴的纵弹性系数大。由此，在本实施方式的旋转型压缩机100的曲轴4中，由于以轴承33b的偏心轴部43侧端部和轴承34b的偏心轴部43侧端部为支承点而在与偏心轴部43的中心轴垂直的方向上作用于该偏心轴部43的力而挠曲的量与以往的曲轴相比减少。因此，本实施方式的旋转型压缩机100能够与以往相比减小曲轴4的主轴部41和副轴部42的直径，因此能够减少旋转型压缩机的代表性的机械损失，能够使旋转型压缩机100成为与以往相比小型且高效率的旋转型压缩机。

例如，曲轴4的至少配置于压缩机构部3的内部的部分在与主轴部41的中心轴垂直的剖面中，外周部由金属构成，内部由混合体45构成。在这样构成的曲轴4中，在使相对于轴承33b、34b的滑动特性与以往相同的状态下，能够增大曲轴4的纵弹性系数。此时，例如，曲轴4的至少配置于压缩机构部3的内部的部分的内部由直径小于副轴部42的直径的90％的混合体45构成。通过像这样构成曲轴4，能够防止金属与混合体45剥离。

另外，例如，曲轴4的配置于压缩机构部3的内部的部分全部由混合体45构成。在这样构成的曲轴4中，与在混合体45的外周部存在金属的情况相比较，能够进一步增大曲轴4的纵弹性系数。

另外，例如，在曲轴4的至少配置于压缩机构部3的内部的部分的纵弹性系数为300GPa以上。

附图标记的说明

1…封闭容器；11…排出管；12…吸入管；2…电动机；21…定子；22…转子；23…端子；3…压缩机构部；31…缸体；32…旋转活塞；33…上轴承部；33a…封堵部件；33b…轴承；34…下轴承部；34a…封堵部件；34b…轴承；35…叶片；36…缸室；36a…吸入室；36b…压缩室；37…叶片槽；38…背压室；39…吸入口；4…曲轴；41…主轴部；42…副轴部；43…偏心轴部；45…混合体；51…供油路；52…供油路；53…供油路；100…旋转型压缩机；101…吸入消声器；102…冷凝器；103…膨胀阀；104…蒸发器；105…四通阀。

Claims (7)

1.一种旋转型压缩机，其特征在于，具备：

电动机，其具有转子；

曲轴，其与所述转子连接，传递所述电动机的驱动力；以及

压缩机构部，其与所述曲轴连接，利用从所述曲轴传递来的驱动力对制冷剂进行压缩，

所述曲轴具有：主轴部，其与所述转子连接；副轴部，其中心轴与该主轴部的中心轴配置在同轴上；以及偏心轴部，其设置在所述主轴部与所述副轴部之间，中心轴相对于所述主轴部的中心轴和所述副轴部的中心轴偏心，

所述压缩机构部具有：

缸体，其具有压缩制冷剂的缸室，在该缸室配置有所述偏心轴部；

第1轴承，其将所述主轴部支承为旋转自如；以及

第2轴承，其将所述副轴部支承为旋转自如，

所述曲轴的至少被配置于所述压缩机构部的内部的部分在与所述主轴部的中心轴垂直的剖面中，至少内部由碳纤维与树脂的混合体构成。

2.根据权利要求1所述的旋转型压缩机，其特征在于，

所述曲轴的至少被配置于所述压缩机构部的内部的部分在与所述主轴部的中心轴垂直的剖面中，外周部由金属构成，内部由所述混合体构成。

3.根据权利要求2所述的旋转型压缩机，其特征在于，

所述曲轴的至少被配置于所述压缩机构部的内部的部分的内部由直径小于所述副轴部的直径的90％的所述混合体构成。

4.根据权利要求1所述的旋转型压缩机，其特征在于，

所述曲轴的被配置于所述压缩机构部的内部的部分全部由所述混合体构成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转型压缩机，其特征在于，

所述曲轴的至少被配置于所述压缩机构部的内部的部分的纵弹性系数为300GPa以上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转型压缩机，其特征在于，

所述缸室以两端开口的形状形成于所述缸体，

所述压缩机构部具备：

第1轴承部，其具有所述第1轴承、和将所述缸室的一方的开口部封堵的第1封堵部件；以及

第2轴承部，其具有所述第2轴承、和将所述缸室的另一方的开口部封堵的第2封堵部件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转型压缩机，其特征在于，

所述缸体具有一方的端部与所述缸室连通的叶片槽，

所述压缩机构部具备：

旋转活塞，其安装于所述偏心轴部的外周部，通过所述曲轴的旋转而在所述缸室内进行偏心旋转；以及

叶片，其以往复运动自如的方式插入所述叶片槽，前端部与所述旋转活塞的外周面抵接，从而将所述缸室分隔成吸入制冷剂的吸入室和压缩制冷剂的压缩室。