JP2017203404A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】機械損失を低減することの可能な圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機１が備えるシャフト２０は、ハウジング１０に固定される固定軸２１、２２、およびそれに対して偏心した偏心軸２３を有する。シリンダ３０は、固定軸２１、２２に回転可能に支持される。ロータ４０は、シリンダ３０の筒部３３の内側で偏心軸２３に回転可能に支持され、シリンダ３０と連動して回転する。この圧縮機１は、ロータ４０の外壁とシリンダ３０の内壁とが摺接するシール部６１が、固定軸２１、２２の第１軸心Ｏ１と偏心軸３３の第２軸心Ｏ２とを含む平面上に常に位置する。シール部６１の位置を０°とすると、偏心軸２３は、０°からロータの回転方向に１８０°までの範囲に変形部２４を有する。変形部２４は、偏心軸２３の第２軸心Ｏ２に対する垂直な断面の外縁が円に対して径方向内側に位置するように形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒ガスなどの流体を圧縮する圧縮機に関するものである。

従来、冷凍サイクルに用いられる冷媒ガスなどの流体を圧縮する圧縮機が知られている。

特許文献１に記載の圧縮機は、ハウジングの内側に固定されたシャフトに対し、シリンダとロータとが互いの回転軸が偏心した状態でシャフトの周りを回転するように構成されたものである。この圧縮機は、そのシリンダとロータとの回転により、シリンダの内壁とロータの外壁との間に形成された作動室に冷媒ガスを吸入し圧縮することが可能である。

特公平１−５４５６０号公報

ところで、特許文献１に記載の圧縮機は、シャフトに対しシリンダとロータとが滑り軸受により支持されている。一般に滑り軸受は、軸受に供給される潤滑油の油膜により部材同士の摩耗および凝着を防いでいる。しかし、滑り軸受は、シャフトとシリンダとの隙間、およびシャフトとロータとの隙間に供給される潤滑油のせん断力が回転方向に作用するので、機械損失が大きくなるおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、機械損失を低減することの可能な圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧縮機は、ハウジング（１０）、シャフト（２０）、シリンダ（３０）、ロータ（４０）および仕切部材（５０）を備える。ハウジングは、外殻を構成する。シャフトは、ハウジングに固定される固定軸（２１、２２）、および固定軸に対して偏心した偏心軸（２３）を有する。シリンダは、シャフトの固定軸に回転可能に支持される摺接部（３１、３２）、および摺接部に接続する筒状の筒部（３３）を有する。ロータは、シリンダの筒部の内側でシャフトの偏心軸に回転可能に支持され、シリンダと連動して回転する。仕切部材は、ロータの外壁とシリンダの内壁との間に形成されて流体を吸入および圧縮する作動室（６０）を周方向に仕切り、シリンダまたはロータと共に移動する。この圧縮機は、ロータの径方向の外壁の一部がシリンダの筒部の内壁に摺接するシール部（６１）が、固定軸の軸心（Ｏ１）と偏心軸の軸心（Ｏ２）とを含む平面上に常に位置する。ここで、シール部の位置を０°とすると、シャフトの偏心軸は、０°からロータの回転方向に１８０°までの範囲で、偏心軸の軸心に対する垂直な断面の外縁が円に対して径方向内側に位置するように形成された変形部（２４、２４１）を有する。

これによれば、ロータとシリンダとの連動回転により作動室で流体が圧縮されるとき、シャフトの偏心軸がロータから受ける荷重は、０°からロータの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲で大きいものとなる。即ち、シャフトの偏心軸がロータから受ける荷重は、０°からロータの回転方向に１８０°までの範囲で小さいものとなっている。そこで、０°からロータの回転方向に１８０°までの範囲で、シャフトの偏心軸に変形部を設けることで、その変形部が設けられた箇所のシャフトとロータとの隙間が大きくなる。そのため、変形部が設けられた箇所のシャフトとロータとの間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなる。したがって、圧縮機は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。その結果、圧縮機は、シリンダを回転駆動するエネルギに対する流体の圧縮効率を高めることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

本発明の第１実施形態にかかる圧縮機の断面構成を示す図である。 図１のＩＩ―ＩＩ断面図である。 図１のＩＩＩ―ＩＩＩ断面図である。 圧縮機の動作を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態にかかる圧縮機の一部断面構成を示す図である。 本発明の第３実施形態にかかる圧縮機の断面構成を示す図である。 図６のＶＩＩ―ＶＩＩ断面図である。 本発明の第４実施形態にかかる圧縮機の断面構成を示す図である。

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する複数の実施形態において、互いに同一もしくは均等である構成には、同一符号を付してその説明を省略する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。本実施形態の圧縮機１は、車両の車室内へ送風される空気を冷却するための蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用したものを例に説明する。

圧縮機１は、冷凍サイクルの冷媒ガスを圧縮して吐出する機能を担っている。本実施形態では、冷凍サイクルの冷媒ガスが圧縮対象となる流体に相当している。なお、本実施形態の冷凍サイクルでは、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）が採用されている。また、冷媒には、圧縮機１の摺動部位を潤滑する潤滑油である冷凍機油が混入されている。潤滑油の一部は冷媒と共に冷凍サイクルを循環する。

＜圧縮機１の構成＞
図１〜図３に示すように、圧縮機１は、その外殻を形成するハウジング１０の内部に、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構と、その圧縮機構を駆動する電動モータとが収容された電動圧縮機として構成されている。

圧縮機１が備えるハウジング１０は、複数の金属製部材を組み合わせることによって構成されている。具体的には、ハウジング１０は、有底円筒状（すなわち、カップ状）の第１ハウジング１１、およびその第１ハウジング１１の開口部を閉塞する第２ハウジング１２を有している。ハウジング１０は、第１ハウジング１１および第２ハウジング１２が組み合わされることによって、内部に略円柱状の空間を形成する密閉容器構造となっている。なお、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２とが当接する箇所には、その当接箇所からの冷媒漏れを防止するために、図示していないＯリング等のシール部材が設けられている。

第２ハウジング１２の側面には、ハウジング１０の外部から圧縮機構にて圧縮する冷媒を吸入する吸入ポート１３が形成されている。この吸入ポート１３は、冷凍サイクルの蒸発器の冷媒流れ下流側に接続されている。また、第２ハウジング１２には、吸入ポート１３から吸入された冷媒をシャフト２０へ導くためのハウジング側吸入通路１４が形成されている。

第１ハウジング１１の側面には、圧縮機構にて圧縮された冷媒をハウジング１０の外部へ吐出する吐出ポート１５が形成されている。この吐出ポート１５は、図示していない冷凍サイクルの凝縮器の冷媒流れ上流側に接続されている。

また、第１ハウジング１１には、潤滑油を貯留するための貯留室１６が設けられている。なお、貯留室１６は、車両に圧縮機１を搭載したときに、重力方向下側となる位置に設けることが好ましい。第１ハウジング１１と第２ハウジング１２には、潤滑油を貯留室１６からシャフト２０の両端部へ導くためのハウジング側オイル通路１７が形成されている。

圧縮機構は、シャフト２０、シリンダ３０、ロータ４０および仕切部材５０等によって構成されている。

シャフト２０は、軸方向の一端が第１ハウジング１１に固定され、軸方向の他端が第２ハウジング２１に固定されている。そのため、シャフト２０は、ハウジング１０に対して回転することはない。シャフト２０のうち、第１ハウジング１１に固定される側の部位を第１固定軸２１といい、第２ハウジング１２に固定される側の部位を第２固定軸２２ということとする。第１固定軸２１と第２固定軸２２は、いずれも円柱状に形成されている。第１固定軸２１の外径は、第２固定軸２２の外径より小さい。また、第１固定軸２１と第２固定軸２２とは、同軸に形成されている。第１固定軸２１と第２固定軸２２の軸心を第１軸心Ｏ１ということとする。

シャフト２０は、第１固定軸２１と第２固定軸２２との間に偏心軸２３を有する。図２では説明のために、第１固定軸２１と偏心軸２３との境界を破線Ｍで示し、第２固定軸２２と偏心軸２３との境界を破線Ｎで示しているが、実際には第１固定軸２１、第２固定軸２２および偏心軸２３は、同一の連続した材料から一体に構成されている。そのため、第１固定軸２１および第２固定軸２２と同様に、偏心軸２３もハウジング１０に対して回転することはない。偏心軸２３は、その外壁の一部に形成された変形部２４を除き、ほぼ円柱状に形成されている。偏心軸２３の外径は、第１固定軸２１の外径の外径より大きく、第２固定軸２２の外径より小さい。偏心軸２３のうち変形部２４を除いた円柱状の部分に対する軸心を第２軸心Ｏ２ということとする。第２軸心Ｏ２は、第１軸心Ｏ１に対し、径方向にずれている。

変形部２４は、第２軸心Ｏ２に対する垂直な断面の外縁が、円に対して径方向内側に位置するように形成されている。また、本実施形態の変形部２４は、径方向外側に凸の曲面状であり、偏心軸２３の周方向の一部に連続して形成されている。また、変形部２４は、偏心軸２３の軸方向の全域に亘り設けられている。この変形部２４が偏心軸２３に形成される範囲については、後述する。

シリンダ３０は、シャフト２０の第１軸心Ｏ１の周りに回転するとともに、内部に圧縮機構の作動室６０を形成する円筒状の部材である。

シリンダ３０は、円筒状の筒部３３、その筒部３３の軸方向の一端側を閉塞する第１サイドプレート３１、および、筒部３３の軸方向の他端側を閉塞する第２サイドプレート３２を有している。第１サイドプレート３１と第２サイドプレート３２と筒部３３とは、図示していないボルト等により固定されている。本実施形態の第１サイドプレート３１と第２サイドプレート３２は、特許請求の範囲に記載の「摺接部」の一例に相当する。

第１サイドプレート３１は、第１軸心Ｏ１に対して直交する方向へ延びる第１円盤部３１１、およびその第１円盤部３１１の中央部に配置されて軸方向に突出する第１ボス部３１２を有している。第１ボス部３１２の内側にはシャフト２０の第１固定軸２１が挿入されている。また、第２サイドプレート３２は、第１軸心Ｏ１に対して直交する方向へ延びる第２円盤部３２１、およびその第２円盤部３２１の中央部に配置されて軸方向に突出する第２ボス部３２２を有している。第２ボス部３２２の内側にはシャフト２０の第２固定軸２２が挿入されている。これにより、第１サイドプレート３１は第１固定軸２１に回転可能に支持され、第２サイドプレート３２は第２固定軸２２に回転可能に支持される。そのため、シリンダ３０は、シャフト２０の第１軸心Ｏ１の周りに回転可能である。

上述したように第１ハウジング１１には、潤滑油を貯留室１６から、シャフト２０の第１固定軸２１および第２固定軸２２に導くためのハウジング側オイル通路１７が形成されている。また、シャフト２０には、潤滑油をハウジング側オイル通路１７から、第１ボス部３１２と第１固定軸２１との摺動箇所、および第２ボス部３２２と第２固定軸２２との摺動箇所へ導くためのシャフト側オイル通路２５が形成されている。これにより、第１ボス部３１２と第１固定軸２１との摺動箇所、および第２ボス部３２２と第２固定軸２２との摺動箇所に潤滑油が供給される。なお、そこに供給された潤滑油は、ロータ４０とシャフト２０の偏心軸２３との間の隙間にも供給される。

ロータ４０は、シリンダ３０の筒部３３の内側に配置され、第２軸心Ｏ２の方向に円筒状に延びる部材である。ロータ４０は、シャフト２０の偏心軸２３に回転可能に支持されている。そのため、ロータ４０は、第２軸心Ｏ２の周りに回転可能である。図１では、ロータの回転方向を矢印Ｒにて示し、シリンダの回転方向を矢印Ｓで示している。

ロータ４０の軸方向長さは、シリンダ３０の第１円盤部３１１と第２円盤部３２１との間の距離よりも僅かに小さい。また、ロータ４０の外径は、シリンダ３０の筒部３３の内径より十分に小さい。ロータ４０の外周面とシリンダ３０の内周面とは、径方向の一箇所に設けられたシール部６１にて摺接または近接する。シール部６１は、第１軸心Ｏ１と第２軸心Ｏ２とを含む平面上に位置する。第１軸心Ｏ１と第２軸心Ｏ２との位置ずれ量は、ロータ４０の外周面とシリンダ３０の内周面とがシール部６１にて摺接または近接するように設定されている。なお、本実施形態では、シャフト２０がハウジング１０に固定されているので、このシール部６１の位置はハウジング１０に対して常に固定された位置である。

シール部６１を除く周方向において、ロータ４０の外周面とシリンダ３０の内周面との間には、所定の距離があけられている。そのため、ロータ４０の外壁とシリンダ３０の内壁との間には、冷媒を吸入および圧縮するための作動室６０が形成される。

以下の説明において、シール部６１の位置を０°として説明する。

上述した変形部２４は、シール部６１の位置である０°からロータ４０の回転方向に１８０°までの範囲内でシャフト２０の偏心軸２３に設けられる。そのため、０°からロータ４０の回転方向に１８０°までの範囲の少なくとも一部におけるシャフト２０とロータ４０との隙間αは、０°からロータ４０の回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲におけるシャフト２０とロータ４０との隙間βよりも大きいものとなっている。このシャフト２０とロータ４０との隙間α、βには、潤滑油が供給される。

図２および図３に示すように、ロータ４０と第１サイドプレート３１との間、およびロータ４０と第２サイドプレート３２との間には、動力伝達機構が設けられている。動力伝達機構は、ロータ４０がシリンダ３０と同期して連動回転するように、シリンダ３０からロータ４０へ回転駆動力を伝達するものである。

動力伝達機構は、いわゆるピン−ホール式の自転防止機構と同等の機構で構成されている。すなわち、動力伝達機構は、ロータ４０の第１サイドプレート３１側の面に形成された複数の円形状の穴部７０と、第１サイドプレート３１からロータ４０側に向かって突出する複数のピン７１とで構成されている。各ピン７１は、穴部７０よりも小径に形成されており、それぞれ対応する穴部７０に嵌め込まれている。このことは、ロータ４０と第２サイドプレート３２との間に設けられる動力伝達機構についても同様である。

動力伝達機構では、シリンダ３０が第１軸心Ｏ１の周りに回転すると、各ピン７１と第２軸心Ｏ２との位置および距離が変化する。この位置および距離の変化と共に、ピン７１は、ロータ４０の穴部７０の内壁に沿って移動しつつ、ロータ４０の穴部７０の内壁に対して回転方向の力を与える。これにより、ロータ４０は、シリンダ３０の回転に連動して第２軸心Ｏ２の周りに回転する。

図１に示すように、ロータ４０の径方向外壁の１箇所には、径方向内側に凹む嵌合溝４１が設けられている。嵌合溝４１は、ロータ４０の軸方向の全域に亘って設けられている。その嵌合溝４１には、板状の仕切部材５０が嵌め込まれている。仕切部材５０の軸方向長さは、ロータ４０の軸方向長さと略同等の寸法である。仕切部材５０は、嵌合溝４１をロータ４０の径方向に往復移動可能である。また、仕切部材５０の先端部は、シリンダ３０の筒部３３の内周面に対して摺動可能である。

仕切部材５０は、ロータ４０の外周面とシリンダ３０の内周面との間に形成される作動室６０を、冷媒を吸入する吸入空間６２と、冷媒を圧縮する圧縮空間６３とに仕切っている。吸入空間６２は、仕切部材５０の回転方向後方からシール部６１までの範囲に形成される。一方、圧縮空間６３は、仕切部材５０の回転方向前方からシール部６１までの範囲に形成される。

図２に示すように、上述したシャフト２０には、シャフト側吸入通路２６が形成されている。シャフト側吸入通路２６は、ハウジング側吸入通路１４に連通し、外部から流入した冷媒を作動室６０側へ導く通路である。シャフト２０の外周面には、径方向内側に凹む凹部２７が設けられている。シャフト側吸入通路２６は、その凹部２７に開口している。

ロータ４０には、その外周面と内周面とを連通するロータ側吸入通路４２が設けられている。ロータ側吸入通路４２は、ロータ４０の内周面側の開口が、シャフト２０の凹部２７に連通している。一方、図１および図２に示すように、ロータ側吸入通路４２は、ロータ４０の外周面の開口が、嵌合溝４１の回転方向直後に位置にしている。これにより、外部からハウジング側吸入通路１４に流入した冷媒は、シャフト側吸入通路２６とロータ側吸入通路４２とを経由して作動室６０に導かれる。

また、図２に示すように、第１サイドプレート３１および第２サイドプレート３２には、作動室６０で圧縮された冷媒をハウジング１０の内部空間へ吐出させる吐出穴３４が形成されている。また、吐出穴３４には、吐出弁３５が設けられている。吐出弁３５は、例えばリード弁で構成されている。吐出弁３５は、作動室６０の圧縮空間６３の冷媒圧力が所定の吐出圧力を超えた際に、吐出穴３４を開放する。また、吐出弁３５は、ハウジング１０の内部空間の冷媒が吐出穴３４を介して作動室６０へ逆流することを抑制する。

電動モータは、固定子としてのステータ８０、および回転子としてのシリンダ３０等によって構成されている。

ステータ８０は、磁性材料で形成された円筒状のステータコア８１、およびそのステータコア８１のティースに巻き付けられたステータコイル８２を有する。ステータ８０は、第１ハウジング１１の内周面に圧入、焼嵌め又はボルト止め等の手段によって固定されている。ステータ８０は、シリンダ３０の外周側に配置されている。

シリンダ３０は、磁性材料で形成されている。シリンダ３０の筒部３３には、周方向に複数の永久磁石３７が固定されている。これにより、シリンダ３０は、電動モータの回転子としての機能を兼ね備える。

ステータ８０は、ステータコイル８２に電力が供給されると、ステータ８０の内周側に配置されたシリンダ３０を回転させる回転磁界を発生させる。これにより、シリンダ３０は、その回転磁界によって第１軸心Ｏ１の周りに回転する。シリンダ３０の回転に連動して、ロータ４０は第２軸心Ｏ２の周りに回転する。

このように、本実施形態の圧縮機１では、電動モータの回転子と圧縮機構のシリンダ３０が一体成形物として構成されている。なお、電動モータの回転子と圧縮機構のシリンダ３０とは、別部材で構成し、圧入等の手段によって一体化させてもよい。

＜圧縮機１の作動＞
次に、本実施形態の圧縮機１の作動について図４を参照して説明する。図４は、圧縮機１の作動状態を説明するために、シリンダ３０の回転に伴う作動室６０の変化を連続的に示した説明図である。図４では、仕切部材５０の先端部がシール部６１に位置している状態におけるロータ４０およびシリンダ３０の回転角度θ（以下、単にθという）を０°としている。なお、図４では、各構成を見やすくするため、θ＝０°に対応する断面図に各構成の符号を主に付し、他の回転角度における各構成の符号を省略している。

θ＝０°の状態では、仕切部材５０の回転方向前方側に最大容積の圧縮空間６３が形成される。θ＝０°の状態で、吸入空間は形成されていない。以下、吸入空間６２、圧縮空間６３の順に説明する。

θ＝０°からθ＝４５°に向けてシリンダ３０の回転角度θが増加すると、仕切部材５０の回転方向後方側に最小容積の吸入空間６２が形成される。吸入空間６２は、作動室６０における容積を拡大する行程を行うための空間である。θ＝４５°からθ＝３１５°に示すように、シリンダ３０の回転角度θが増加すると、シリンダ３０、ロータ４０および仕切部材５０が変位し、吸入空間６２の容積が増加する。これにより、吸入ポート１３から吸入された冷媒は、ハウジング側吸入通路１４→シャフト側吸入通路２６→ロータ側吸入通路４２を経由して吸入空間６２へ流入する。

シリンダ３０とロータ４０が回転する際、仕切部材５０には、ロータ４０の回転に伴う遠心力が作用する。そのため、仕切部材５０は、その端部がシリンダ３０の内周面に押しつけられて当接する。これにより、作動室６０は、仕切部材５０により、吸入空間６２と圧縮空間６３とに区画された状態が維持される。

そして再びθ＝３６０°に達すると（すなわち、θ＝０°に戻ると）、吸入空間６２が最大容積となる。さらに、θ＝３６０°から回転角度が増加すると、吸入空間６２とロータ側吸入通路４２との連通が遮断される。これにより、仕切部材５０の回転方向前方側に、圧縮空間６３が形成される。圧縮空間６３は、作動室６０における容積を縮小する行程を行うための空間である
さらに、θ＝３６０°から回転角度が増加すると、θ＝４５°（４０５°）からθ＝３１５°（６７５°）に点ハッチングで示すように、仕切部材５０の回転方向前方側に形成された圧縮空間６３の容積が縮小する。これにより、圧縮空間６３の冷媒圧力が上昇する。そして、圧縮空間６３の冷媒圧力が、ハウジング１０の内部空間の冷媒圧力と吐出弁３５の閉弁力とを合わせた力より大きい圧力に達すると、吐出弁３５が開弁する。これにより、圧縮空間６３の冷媒が吐出穴３４を経由してハウジング１０の内部空間へ吐出される。

なお、上記の作動説明では、圧縮機構部の作動態様の明確化のため、回転角度θが０°から７２０°まで変化する間の作動室６０の変化を説明した。実際には、回転角度θが０°から３６０°まで変化する際に説明した冷媒の吸入行程と、回転角度θが３６０°から７２０°まで変化する際に説明した冷媒の圧縮行程とが、シリンダ３０が１回転する際に同時に行われる。

図４において、冷媒の圧縮行程の際に圧縮空間６３の冷媒圧力がロータ４０の内壁をシャフト２０の偏心軸２３の外壁に押圧する力の向きを矢印Ｐに示している。その力は、この矢印Ｐに示すように、仕切部材５０の先端とシール部６１とを結ぶ線分に対し垂直な方向に作用する。

図４の矢印Ｐで示されたとおり、冷媒の圧縮行程の際、シャフト２０の偏心軸２３の外壁がロータ４０の内壁から受ける荷重は、ロータ４０の回転方向に１８０°から３６０°までの範囲（ロータ４０の回転方向とは逆方向に０°から１８０°までの範囲）で大きいものとなる。即ち、シャフト２０の偏心軸２３がロータ４０から受ける荷重は、シール部６１が位置する０°からロータ４０の回転方向に１８０°までの範囲で小さいものとなる。そのため、本実施形態では、シャフト２０の偏心軸２３には、シール部６１が位置する０°からロータ４０の回転方向に１８０°までの範囲に変形部２４が設けられている。すなわち、シャフト２０の偏心軸２３には、ロータ４０から受ける荷重が小さい部位に変形部２４が設けられる。これにより、その変形部２４が設けられた箇所のシャフト２０とロータ４０との隙間αが大きくなる。そのため、変形部２４が設けられた箇所のシャフト２０とロータ４０との間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなる。したがって、圧縮機１は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。その結果、圧縮機１は、シリンダ３０を回転駆動するためのエネルギに対する冷媒ガスの圧縮効率を高めることができる。

本実施形態では、シャフト２０の偏心軸２３に変形部２４を設けたことにより、シール部６１が位置する０°からロータ４０の回転方向に１８０°までの範囲におけるシャフト２０とロータ４０との隙間αの少なくとも一部が、シール部６１が位置する０°からロータ４０の回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲におけるシャフト２０とロータ４０との隙間βよりも大きい構成である。

これによれば、シール部６１が位置する０°からロータ４０の回転方向に１８０°までの範囲の少なくとも一部におけるシャフト２０とロータ４０との間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなる。したがって、圧縮機１は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

本実施形態では、シャフト２０の偏心軸２３に設けられた変形部２４は、径方向外側に凸の曲面状であり、周方向に連続して形成された構成である。

これによれば、シャフト２０の変形部２４とロータ４０との隙間αを潤滑油が流れ易くなる。したがって、圧縮機１は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対してシャフト２０の変形部の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、図５では、圧縮機１のハウジング１０およびステータ８０を省略している。

第２実施形態では、シャフト２０の偏心軸２３に設けられる変形部は、外周面から径方向内側に凹む複数の溝部２４１である。溝部２４１は、偏心軸２３の周方向に断続して例えば３箇所設けられている。また、複数の溝部２４１は、偏心軸２３の軸方向の全域に亘り設けられている。

複数の溝部２４１は、シール部６１が位置する０°からロータ４０の回転方向に１８０°までの範囲内に設けられる。シャフト２０とロータ４０との隙間には、潤滑油が供給される。したがって、複数の溝部２４１にも、潤滑油が供給される。

第２実施形態でも、溝部２４１が設けられた箇所のシャフト２０とロータ４０との間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなる。したがって、圧縮機１は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。

図６および図７に示すように、第３実施形態では、シャフト２０の第１固定軸２１に第１固定軸側変形部２８が設けられ、第２固定軸２２に第２固定軸側変形部２９が設けられている。第１固定軸側変形部２８と第２固定軸側変形部２９とは実質的に同一の構成であるので、ここでは第１固定軸側変形部２８について説明する。

第１固定軸側変形部２８は、第１軸心Ｏ１に対する垂直な断面の外縁が、円に対して径方向内側に位置するように形成されている。また、本実施形態の第１固定軸側変形部２８は、径方向外側に凸の曲面状であり、第１固定軸２１の周方向の一部に連続して形成されている。すなわち、第１固定軸側変形部２８は、シール部６１の位置である０°からシリンダ３０の回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲内に設けられている。そのため、０°からシリンダ３０の回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲の少なくとも一部における第１固定軸２１と第１ボス部３１２との隙間γは、０°からシリンダ３０の回転方向に１８０°までの範囲における第１固定軸２１と第１ボス部３１２との隙間δよりも大きいものとなっている。この第１固定軸２１と第１ボス部３１２との隙間γ、δには、貯留室１６からハウジング側オイル通路１７およびシャフト側オイル通路２５を経由して潤滑油が供給される。

また、第１固定軸側変形部２８は、第１固定軸２１の軸方向の一部に設けられている。すなわち、第１固定軸側変形部２８は、第１ボス部３１２の先端部から離れた位置に設けられている。これにより、第１ボス部３１２の先端部の内壁と第１固定軸２１の外壁によりシール面３９が形成される。そのため、第１ボス部３１２の先端部の内壁と第１固定軸２１の外壁との隙間からの潤滑油の漏出が抑制される。また、このシール面３９により、ハウジング１０の内部空間の冷媒ガスが、第１ボス部３１２の先端部の内壁と第１固定軸２１の外壁との隙間を経由して第１固定軸側変形部２８側へ浸入することが抑制される。

なお、第２固定軸側変形部２９は、上述した第１固定軸側変形部２８と実質的に同一の構成である。

第３実施形態では、冷媒の圧縮行程が行われる際、圧縮空間６３の冷媒圧力によりシャフト２０の第１、第２固定軸２１、２２がシリンダ３０の第１、第２ボス部３１２、３２２から荷重を受ける荷重は、シール部６１の位置である０°からシリンダ３０の回転方向に１８０°までの範囲で大きいものとなる。即ち、第１、第２固定軸２１、２２が第１、第２ボス部３１２、３２２から荷重を受ける荷重は、シール部６１の位置である０°からシリンダ３０の回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲で小さいものとなっている。そこで、シール部６１の位置である０°からシリンダ３０の回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲で第１、第２固定軸２１、２２にそれぞれ第１、第２固定軸側変形部２８、２９を設けることで、その第１、第２固定軸側変形部２８、２９が設けられた箇所の第１、第２固定軸２１、２２と第１、第２ボス部３１２、３２２との隙間γが大きくなる。そのため、第１、第２固定軸側変形部２８、２９が設けられた箇所の第１、第２固定軸２１、２２と第１、第２ボス部３１２、３２２との間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなる。したがって、圧縮機１は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

第３実施形態では、シャフト２０の第１、第２ボス部３１２、３２２に設けられた第１、第２固定軸側変形部２８、２９は、径方向外側に凸の曲面状であり、周方向に連続している構成である。

これによれば、第１、第２固定軸側変形部２８、２９と第１、第２ボス部３１２、３２２との隙間γを潤滑油が流れ易くなる。したがって、圧縮機１は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。

図８に示すように、第４実施形態では、シャフト２０の第１、第２固定軸２１、２２に設けられる固定軸側変形部は、外周面から径方向内側に凹む複数の固定軸側溝部２８１である。固定軸側溝部２８１は、偏心軸２３の周方向に断続して例えば３箇所設けられている。

複数の溝部は、シール部６１が位置する０°からシリンダ３０の回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲内に設けられる。第１、第２固定軸２１、２２と第１、第２ボス部３１２、３２２との隙間には、潤滑油が供給される。したがって、複数の固定軸側溝部２８１にも、潤滑油が供給される。

第４実施形態でも、固定軸側溝部２８１が設けられた箇所のシャフト２０とシリンダ３０との間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなる。したがって、圧縮機１は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

例えば、上記各実施形態では、車両の冷凍サイクルに適用される冷媒を圧縮する圧縮機１について説明した。これに対し、他の実施形態では、圧縮機１は、車両の冷凍サイクルに適用されるものに限らず、種々の流体を吸入し、圧縮するものとしてもよい。

また例えば、上記各実施形態では、変形部２４および固定軸側変形部２８、２９を径方向外側に凸の曲面状に形成したが、他の実施形態では、変形部２４および固定軸側変形部２８、２９は平面状に形成してもよい。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、圧縮機は、ハウジング、シャフト、シリンダ、ロータおよび仕切部材を備える。ハウジングは、外殻を構成する。シャフトは、ハウジングに固定される固定軸、およびその固定軸に対して偏心した偏心軸を有する。シリンダは、シャフトの固定軸に回転可能に支持される摺接部、およびその摺接部に接続する筒状の筒部を有する。ロータは、シリンダの筒部の内側でシャフトの偏心軸に回転可能に支持され、シリンダと連動して回転する。仕切部材は、ロータの外壁とシリンダの内壁との間に形成されて流体を吸入および圧縮する作動室を周方向に仕切り、シリンダまたはロータと共に移動する。この圧縮機は、ロータの径方向の外壁の一部がシリンダの筒部の内壁に摺接するシール部が、固定軸の軸心と偏心軸の軸心とを含む平面上に常に位置する。ここで、シール部の位置を０°とすると、シャフトの偏心軸は、０°からロータの回転方向に１８０°までの範囲で、偏心軸の軸心に対する垂直な断面の外縁が円に対して径方向内側に位置するように形成された変形部を有する。

第２の観点によれば、シール部の位置である０°からロータの回転方向に１８０°までの範囲において変形部を有する箇所の偏心軸とロータとの隙間は、０°からロータの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲において変形部を有していない箇所の偏心軸とロータとの隙間よりも大きい。

これによれば、シール部の位置である０°からロータの回転方向に１８０°までの範囲の少なくとも一部におけるシャフトとロータとの間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなる。したがって、圧縮機は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

第３の観点によれば、変形部は、周方向に連続して設けられ、径方向外側に凸の曲面状である。

これによれば、シャフトの変形部とロータとの隙間を潤滑油が流れ易くなる。したがって、圧縮機は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

第４の観点によれば、変形部は、周方向に断続して複数箇所に設けられ、軸方向に延びる溝部である。

これによれば、溝部に潤滑油を貯留することが可能になる。したがって、圧縮機は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

第５の観点によれば、シャフトの固定軸は、シール部の位置である０°からシリンダの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲で、固定軸の軸心に対する垂直な断面の外縁が円に対して径方向内側に位置するように形成された固定軸側変形部を有する。

これによれば、ロータとシリンダとの連動回転により作動室で流体が圧縮されるとき、シャフトの固定軸がシリンダの摺接部から荷重を受ける荷重は、シール部の位置である０°からシリンダの回転方向に１８０°までの範囲で大きいものとなる。即ち、シャフトの固定軸が摺接部から荷重を受ける荷重は、シール部の位置である０°からシリンダの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲で小さいものとなっている。そこで、シール部の位置である０°からシリンダの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲でシャフトの固定軸に固定軸側変形部を設けることで、その固定軸側変形部が設けられた箇所のシャフトと摺接部との隙間が大きくなる。そのため、固定軸側変形部が設けられた箇所のシャフトと摺接部との間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなる。したがって、圧縮機は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

第６の観点によれば、シール部の位置である０°からシリンダの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲において固定軸側変形部を有する箇所の固定軸と摺接部との隙間は、０°からロータの回転方向に１８０°までの範囲において固定軸側変形部を有していない箇所の固定軸と摺接部との隙間よりも大きい。

これによれば、シール部の位置である０°からロータの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲の少なくとも一部におけるシャフトとシリンダの摺接部との間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなる。したがって、圧縮機は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

第７の観点によれば、固定軸側変形部は、周方向に連続して設けられ、径方向外側に凸の曲面状である。

これによれば、シャフトとシリンダの摺接部との隙間を潤滑油が流れ易くなる。したがって、圧縮機は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

第８の観点によれば、固定軸側変形部は、周方向に断続して複数箇所に設けられ、軸方向に延びる固定軸側溝部である。

これによれば、固定軸側溝部に潤滑油を貯留することが可能になる。したがって、圧縮機は、潤滑油のせん断抵抗による機械損失を低減できる。

１ 圧縮機
１０ ハウジング
２０ シャフト
２１ 第１固定軸
２２ 第２固定軸
２３ 偏心軸
２４ 変形部
３０ シリンダ
４０ ロータ
６１ シール部

Claims (8)

1. 外殻を構成するハウジング（１０）と、
   前記ハウジングに固定される固定軸（２１、２２）、および前記固定軸に対して偏心した偏心軸（２３）を有するシャフト（２０）と、
   前記シャフトの前記固定軸に回転可能に支持される摺接部（３１、３２）、および前記摺接部に接続する筒状の筒部（３３）を有するシリンダ（３０）と、
   前記シリンダの前記筒部の内側で前記シャフトの前記偏心軸に回転可能に支持され、前記シリンダと連動して回転するロータ（４０）と、
   前記ロータの外壁と前記シリンダの内壁との間に形成されて流体を吸入および圧縮する作動室（６０）を周方向に仕切り、前記シリンダまたは前記ロータと共に移動する仕切部材（５０）と、を備え、
   前記ロータの径方向の外壁の一部が前記シリンダの前記筒部の内壁に摺接するシール部（６１）が、前記固定軸の軸心（Ｏ１）と前記偏心軸の軸心（Ｏ２）とを含む平面上に常に位置する圧縮機において、
   前記シール部の位置を０°とすると、
   前記シャフトの前記偏心軸は、０°から前記ロータの回転方向に１８０°までの範囲で、前記偏心軸の軸心に対する垂直な断面の外縁が円に対して径方向内側に位置するように形成された変形部（２４、２４１）を有する圧縮機。
2. 前記シール部の位置である０°から前記ロータの回転方向に１８０°までの範囲において前記変形部を有する箇所の前記偏心軸と前記ロータとの隙間（α）は、０°から前記ロータの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲において前記変形部を有していない箇所の前記偏心軸と前記ロータとの隙間（β）よりも大きい請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記変形部（２４）は、周方向に連続して設けられ、径方向外側に凸の曲面状である請求項１または２に記載の圧縮機。
4. 前記変形部は、周方向に断続して複数箇所に設けられ、軸方向に延びる溝部（２４１）である請求項１または２に記載の圧縮機。
5. 前記シャフトの前記固定軸は、前記シール部の位置である０°から前記シリンダの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲で、前記固定軸の軸心に対する垂直な断面の外縁が円に対して径方向内側に位置するように形成された固定軸側変形部（２８、２９、２８１）を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧縮機。
6. 前記シール部の位置である０°から前記シリンダの回転方向とは逆方向に１８０°までの範囲において前記固定軸側変形部を有する箇所の前記固定軸と前記摺接部との隙間（γ）は、０°から前記ロータの回転方向に１８０°までの範囲において前記固定軸側変形部を有していない箇所の前記固定軸と前記摺接部との隙間（δ）よりも大きい請求項５に記載の圧縮機。
7. 前記固定軸側変形部（２８、２９）は、周方向に連続して設けられ、径方向外側に凸の曲面状である請求項５または６に記載の圧縮機。
8. 前記固定軸側変形部は、周方向に断続して複数箇所に設けられ、軸方向に延びる固定軸側溝部（２８１）である請求項５または６に記載の圧縮機。
   

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