JP2018165502A - 回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バランサカバー内への潤滑油の進入を抑制し、バランサに作用する回転抵抗を軽減できる回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することである。【解決手段】実施形態の回転式圧縮機は、回転軸と、電動機部と、圧縮機構部と、第１バランサと、バランサカバーと、を持つ。回転軸の外周面と副軸受の内周面の一方には、軸方向の第２側から第１側に潤滑油を流通させる流通路が設けられている。回転軸には、軸方向の第２側端面で開口するとともに、流通路内に連通する供給路が形成されている。バランサカバーは、供給孔と、スラスト摺動部と、を持つ。供給孔は、供給路に連通する。スラスト摺動部は、回転軸の第２側端面における供給孔の周囲に位置する部分をシールする。回転軸の外周面と副軸受の内周面の、流通路よりも軸方向の第２側に位置する部分は、流通路とバランサカバー内とをシールする。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。

空気調和装置等の冷凍サイクル装置には、回転式圧縮機が利用されている。回転式圧縮機では、回転軸の上部（軸方向の第１側）に、回転軸を回転させる電動機部が設けられている。一方、回転軸の下部（軸方向の第２側）に、回転軸の偏心部が収容された圧縮機構部が設けられている。回転式圧縮機では、回転軸の回転により、圧縮機構部内で偏心部が偏心回転することで、冷媒が圧縮される。

上述した回転式圧縮機では、回転軸の偏心部で発生する遠心力により、回転軸には回転軸を傾けようとするモーメントが作用する。そのため、回転軸が振れ回って回転バランスが崩れることで、振動や騒音が発生するという課題がある。

そこで、例えば回転軸のうち、圧縮機構部よりも下方に位置する部分にバランサを設け、このバランサをバランサカバーにより覆う構成が知られている。
しかしながら、回転式圧縮機の内部には、潤滑油が収容されている。潤滑油がバランサカバー内に流入すると、潤滑油がバランサの回転抵抗（撹拌抵抗）になる。

特公昭６１−４５０７９号公報 実開昭６１−９４２９６号公報

本発明が解決しようとする課題は、バランサカバー内への潤滑油の進入を抑制し、バランサに作用する回転抵抗を軽減できる回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することである。

実施形態の回転式圧縮機は、回転軸と、電動機部と、圧縮機構部と、第１バランサと、バランサカバーと、を持つ。回転軸は、偏心部を有する。電動機部は、回転軸における軸方向の第１側に配置され、回転軸を回転させる。圧縮機構部は、回転軸における軸方向の第２側に配置され、シリンダと、主軸受と、副軸受と、を持つ。主軸受は、シリンダに対して電動機部側に設けられている。副軸受は、シリンダに対して電動機部の反対側に設けられている。第１バランサは、副軸受の軸方向の第２側で回転軸に設けられている。バランサカバーは、第１バランサを覆う。回転軸の外周面と副軸受の内周面の一方には、軸方向の第２側から第１側に潤滑油を流通させる流通路が設けられている。回転軸には、軸方向の第２側端面で開口するとともに、流通路内に連通する供給路が形成されている。バランサカバーは、供給孔と、スラスト摺動部と、を持つ。供給孔は、供給路に連通する。スラスト摺動部は、回転軸の第２側端面における供給孔の周囲に位置する部分をシールする。回転軸の外周面と副軸受の内周面の、流通路よりも軸方向の第２側に位置する部分は、流通路とバランサカバー内とをシールする。

第１の実施形態における回転式圧縮機の断面図を含む、冷凍サイクル装置の概略構成図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する圧縮機構部の断面図。 図１の要部拡大図。 第２の実施形態における回転式圧縮機の部分断面図。 第２の実施形態の他の構成に係る回転式圧縮機の部分断面図。

以下、実施形態の回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
始めに、冷凍サイクル装置１について簡単に説明する。図１は、第１の実施形態における回転式圧縮機２の断面図を含む、冷凍サイクル装置１の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、回転式圧縮機２と、回転式圧縮機２に接続された放熱器である凝縮器３と、凝縮器３に接続された膨張装置４と、膨張装置４と回転式圧縮機２との間に接続された吸熱器としての蒸発器５と、を備えている。

回転式圧縮機２は、いわゆるロータリ式の圧縮機である。回転式圧縮機２は、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒を圧縮して高温・高圧の気体冷媒とする。なお、回転式圧縮機２の具体的な構成については後述する。
凝縮器３は、回転式圧縮機２から送り込まれる高温・高圧の気体冷媒から熱を放熱させ、高圧の液体冷媒にする。

膨張装置４は、凝縮器３から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、低温・低圧の液体冷媒にする。
蒸発器５は、膨張装置４から送り込まれる低温・低圧の液体冷媒を気化させ、低温・低圧の液体冷媒を低圧の気体冷媒にする。そして、蒸発器５において、低圧の液体冷媒が気化する際に周囲から気化熱を奪い、周囲が冷却される。なお、蒸発器５を通過した低圧の気体冷媒は、上述した回転式圧縮機２内に取り込まれる。

このように、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒が気体冷媒と液体冷媒とに相変化しながら循環する。なお、本実施形態の冷凍サイクル装置１において、冷媒はＲ４１０ＡやＲ３２等のＨＦＣ系冷媒、Ｒ１２３４ｙｆやＲ１２３４ｚｅ等のＨＦＯ系冷媒、ＣＯ_２等の自然冷媒等を用いることが可能である。

次に、上述した回転式圧縮機２について説明する。
本実施形態の回転式圧縮機２は、圧縮機本体１１と、アキュムレータ１２と、を備えている。
アキュムレータ１２は、いわゆる気液分離器である。アキュムレータ１２は、上述した蒸発器５と圧縮機本体１１との間に設けられている。アキュムレータ１２は、吸い込みパイプ２１を通して圧縮機本体１１に接続されている。アキュムレータ１２は、蒸発器５で気化された気体冷媒、及び蒸発器５で気化されなかった液体冷媒のうち、気体冷媒のみを圧縮機本体１１に供給する。

圧縮機本体１１は、回転軸３１と、電動機部３２と、圧縮機構部３３と、これら回転軸３１、電動機部３２及び圧縮機構部３３を収納する密閉容器３４と、を備えている。
密閉容器３４は筒状に形成されるとともに、その軸線Ｏ方向の両端部が閉塞されている。密閉容器３４内には、潤滑油Ｊが収容されている。潤滑油Ｊ内には、圧縮機構部３３の一部が浸漬されている。

回転軸３１は、密閉容器３４の軸線Ｏに沿って同軸上に配置されている。なお、以下の説明では、軸線Ｏに沿う方向を単に軸方向といい、軸方向に直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ周りの方向を周方向という。

電動機部３２は、密閉容器３４内における軸方向の第１側に配置されている。圧縮機構部３３は、密閉容器３４内における軸方向の第２側に配置されている。以下の説明では、軸方向に沿う電動機部３２側（第１側）を上側、圧縮機構部３３側（第２側）を下側とする。

電動機部３２は、いわゆるインナーロータ型のＤＣブラシレスモータである。具体的に、電動機部３２は、固定子３５と、回転子３６と、を備えている。
固定子３５は、密閉容器３４の内壁面に焼嵌め等により固定されている。
回転子３６は、固定子３５の内側に径方向に間隔をあけた状態で、回転軸３１の上部に固定されている。

回転子３６の下面における内周部分には、カウンタボア３７が形成されている。カウンタボア３７は、回転子３６の下面から上方に窪むとともに、回転子３６の全周に亘って形成された環状の凹部である。回転子３６の下面における外周部分には、バランサ（第２バランサ）３９が設けられている。バランサ３９は、軸方向から見た平面視で例えば円弧状に形成されている。バランサ３９は、回転子３６の下面において、周方向の一部に設けられている。

圧縮機構部３３は、回転軸３１が貫通する筒状のシリンダ４１と、シリンダ４１の両端開口部を各別に閉塞するとともに、回転軸３１を回転可能に支持する主軸受４２及び副軸受４３と、を備えている。シリンダ４１、主軸受４２、及び副軸受４３により形成された空間は、シリンダ室４６（図２参照）を構成している。

上述した回転軸３１のうち、シリンダ室４６内に位置する部分には、軸線Ｏに対して径方向に偏心する偏心部５１が形成されている。本実施形態において、偏心部５１の偏心方向は、軸線Ｏを間に挟んでバランサ３９と反対側に設定されている。
偏心部５１にはローラ５３が外挿されている。ローラ５３は、回転軸３１の回転に伴い、外周面がシリンダ４１の内周面に摺接しながら、軸線Ｏに対して偏心回転可能に構成されている。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する圧縮機構部３３の断面図である。
図２に示すように、シリンダ４１において、周方向の一部には、径方向の外側に向けて窪むブレード溝５４が形成されている。ブレード溝５４は、シリンダ４１の軸方向（高さ方向）の全体に亘って形成されている。ブレード溝５４は、径方向の外側端部において、密閉容器３４内に連通している。

ブレード溝５４内には、ブレード５５が設けられている。ブレード５５は、シリンダ４１に対して径方向にスライド移動可能に構成されている。ブレード５５は、付勢部材（不図示）によって径方向の内側に向けて付勢されている。ブレード５５における径方向の内側端面は、シリンダ室４６内においてローラ５３の外周面に当接している。これにより、ブレード５５は、ローラ５３の偏心回転に伴いシリンダ室４６内に進退する。

シリンダ室４６は、ローラ５３及びブレード５５によって吸込室４６ａと圧縮室４６ｂとに分割されている。そして、圧縮機構部３３では、ローラ５３の回転動作及びブレード５５の進退動作により、シリンダ室４６内で圧縮動作が行われる。

シリンダ４１において、ローラ５３の回転方向（図２中の矢印参照）に沿うブレード溝５４の奥側（図２中、ブレード溝５４の左側）に位置する部分には、シリンダ４１を径方向に貫通する吸込孔５６が形成されている。吸込孔５６には、径方向の外側端部から上述した吸い込みパイプ２１（図１参照）が接続される。一方、吸込孔５６の径方向の内側端部は、シリンダ室４６（吸込室４６ａ）内に開口している。

図３は、図１の要部拡大図である。
図３に示すように、主軸受４２は、シリンダ４１の上端開口部を閉塞している。主軸受４２は、回転軸３１のうち、シリンダ４１よりも上方に位置する部分を回転可能に支持している。具体的に、主軸受４２は、回転軸３１が挿通された筒部６１と、筒部６１の下端部から径方向の外側に向けて突設されたフランジ部６２と、を備えている。

筒部６１の上端部は、上述したカウンタボア３７内に収容されている。これにより、回転式圧縮機２（圧縮機本体１１）の軸方向での小型化が図られている。
フランジ部６２の周方向の一部には、フランジ部６２を軸方向に貫通する主軸受吐出孔６４が形成されている。主軸受吐出孔６４は、シリンダ室４６（圧縮室４６ｂ）内に連通している。なお、フランジ部６２には、吐出弁機構６７が配設されている。吐出弁機構６７は、シリンダ室４６（圧縮室４６ｂ）内の圧力上昇に伴い主軸受吐出孔６４を開放し、シリンダ室４６外に冷媒を吐出する。

主軸受４２には、主軸受４２を上方から覆うマフラ６５が設けられている。マフラ６５における径方向の中央部には、マフラ６５の内外を連通する連通孔６６が形成されている。上述した吐出孔６４を通して吐出される高温・高圧の気体冷媒は、連通孔６６を通して密閉容器３４内に吐出される。

副軸受４３は、シリンダ４１の下端開口部を閉塞している。副軸受４３は、回転軸３１のうち、シリンダ４１よりも下方に位置する部分を回転可能に支持している。具体的に、副軸受４３は、回転軸３１が挿通される筒部７１と、筒部７１の上端部から径方向の外側に向けて突設されたフランジ部７２と、を備えている。

フランジ部７２の周方向の一部には、フランジ部７２を軸方向に貫通する副軸受吐出孔７３が形成されている。副軸受吐出孔７３は、シリンダ室４６（圧縮室４６ｂ）内に連通している。なお、フランジ部７２には、吐出弁機構７５が配設されている。吐出弁機構７５は、シリンダ室４６（圧縮室４６ｂ）内の圧力上昇に伴い副軸受吐出孔７３を開放し、シリンダ室４６外に冷媒を吐出する。

副軸受４３には、副軸受４３を下方から覆うバランサカバー８１が設けられている。バランサカバー８１は、上方に開口する有底筒状に形成されている。バランサカバー８１の底部において、径方向の中央部には、スラスト摺動部８２が形成されている。スラスト摺動部８２は、バランサカバー８１の底部のうち、外周部分に対して上方に膨出して形成されている。スラスト摺動部８２における上面は、軸線Ｏに直交する平坦面に形成されている。スラスト摺動部８２における中央部（軸線Ｏ上に位置する部分）には、スラスト摺動部８２を軸方向に貫通する給油孔８４が形成されている。

主軸受４２、シリンダ４１及び副軸受４３には、マフラ６５内とバランサカバー８１内とを連通させる連絡孔８７が形成されている。連絡孔８７は、上述した吐出孔６４，７３に対して軸線Ｏを間に挟んで径方向で対向する位置において、主軸受４２、シリンダ４１及び副軸受４３を軸方向で貫通している。

上述した回転軸３１において、偏心部５１に対して上方に位置する部分は、主軸受４２に支持されるとともに、回転子３６に固定された主軸部８８を構成している。
一方、回転軸３１において、偏心部５１に対して下方に位置する部分は、副軸受４３に支持された副軸部８９を構成している。本実施形態において、副軸部８９の外径φＤｓは、主軸部８８の外径φＤｍよりも小さくなっている。但し、副軸部８９は、少なくとも副軸受４３よりも下方に突出した部分が主軸部８８よりも小径であれば構わない。すなわち、副軸部８９のうち副軸受４３内に位置する部分は、主軸部８８と同等の外径であっても構わない。

回転軸３１（副軸部８９）の下端面は、上述したスラスト摺動部８２の上面に軸方向で当接している。すなわち、スラスト摺動部８２は、回転軸３１に作用する軸方向の荷重を受け止め、回転軸３１の下端面を摺動可能に支持する。

回転軸３１の副軸部８９のうち、副軸受４３よりも下方に突出する部分には、バランサ（第１バランサ）９１が設けられている。バランサ９１は、例えば円板形状に形成されている。バランサ９１の中心に対して偏心した位置には、バランサ９１を軸方向に貫通する貫通孔９２が形成されている。貫通孔９２内には、回転軸３１の副軸部８９が圧入等により固定されている。この場合、バランサ９１の中心は、軸線Ｏに対して偏心部５１の偏心方向と逆方向（バランサ３９と同方向）に偏心している。すなわち、バランサ９１及び偏心部５１は、周方向に１８０°の位相差をもって配置されている。なお、バランサ９１の形状は、円板状に限られない。

このように、本実施形態では、副軸部８９にバランサ９１が設けられているため、例えば回転子３６の上面にバランサを設ける場合に比べて、バランサ９１と軸受（本実施形態では、副軸受４３）との距離を短縮できる。これにより、回転子３６の撓み等を抑制することができる。

ここで、圧縮機本体１１では、回転軸３１の回転に伴い、偏心部５１と各バランサ３９，９１には遠心力が生じる。この場合、回転軸３１の回転バランスを安定させるためには、以下の２式（（１），（２））を満たすことが好ましい。

具体的に、偏心部５１に作用する遠心力をＦ０、バランサ９１に作用する遠心力をＦ１、バランサ３９に作用する遠心力をＦ２とする。この場合、各遠心力Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２の合力が０になることが好ましい（次式（１）参照）。なお、各遠心力Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２は、ｍｒω^２（ｍ：質量、ｒ：軸線Ｏからの径方向の距離、ω：角速度）で算出することができる。
Ｆ０−Ｆ１−Ｆ２＝０…（１）

また、遠心力Ｆ０の作用中心を基準点とし、基準点から遠心力Ｆ１の作用中心までの軸方向での距離をＬ１、基準点から遠心力Ｆ２の作用中心までの軸方向での距離をＬ２とする。この場合、遠心力Ｆ１，Ｆ２に起因して回転軸３１に作用するモーメントの和が０になることが好ましい（次式（２）参照）。
Ｆ１・Ｌ１−Ｆ２・Ｌ２＝０…（２）

本実施形態において、基準点から遠心力Ｆ１の作用中心までの軸方向での距離Ｌ１は、基準点から遠心力Ｆ２の作用中心までの軸方向での距離Ｌ２以上になっていることが好ましい（Ｌ１≧Ｌ２）。これにより、バランサ９１の小型化や偏心量の軽減を図ることができる。その結果、特に軸線Ｏに対するバランサ９１の径方向での突出量を抑えることができ、圧縮機本体１１の径方向での小型化を図ることができる。

ここで、回転軸３１には、圧縮機構部３３における各摺動部分（例えば偏心部５１とローラ５３との間等）に潤滑油Ｊを供給するための供給路９４が形成されている。供給路９４は、軸線Ｏと同軸で延在するメイン流路９５と、メイン流路９５から径方向に延在するサブ流路９６，９７と、を有している。

メイン流路９５の下端部は、回転軸３１の下端面で開口している。すなわち、メイン流路９５の下端開口部は、上述した給油孔８４を通して密閉容器３４内に連通している。これにより、メイン流路９５には、密閉容器３４内の潤滑油Ｊが流入可能になっている。
一方、回転軸３１の下端面における外周部分は、スラスト摺動部８２に軸方向で当接して、バランサカバー８１内と密閉容器３４内との間がシールされている。なお、図１の例において、メイン流路９５と給油孔８４との内径が同等に形成されているが、この構成のみに限られない。メイン流路９５と給油孔８４との内径は、回転軸３１とスラスト摺動部８２との間のシール性を確保できる範囲で適宜変更が可能である。また、副軸部８９の下端面は、スラスト摺動部８２との間を通したバランサカバー８１内への潤滑油Ｊの流入が抑制される構成であれば、スラスト摺動部８２に対して僅かに離間していても構わない。

メイン流路９５の上端部は、主軸部８８の下端部で終端している。但し、メイン流路９５の軸方向での長さは、少なくともシリンダ４１に到達している構成であれば、適宜変更が可能である。例えば、メイン流路９５は、回転軸３１を軸方向に貫通していても構わない。また、メイン流路９５の内周面には、回転軸３１の回転に伴い、潤滑油Ｊの上昇を促すねじり板等を設けても構わない。

第１サブ流路９６は、回転軸３１のうち主軸部８８と偏心部５１との接続部分に形成されている。第１サブ流路９６における径方向の内側端部は、上述したメイン流路９５内に連通している。一方、第１サブ流路９６における径方向の外側端部は、回転軸３１の外周面上で径方向の外側に向けて開口している。
第２サブ流路９７は、回転軸３１のうち副軸受４３内に位置する部分に形成されている。第２サブ流路９７における径方向の内側端部は、上述したメイン流路９５内に連通している。一方、第２サブ流路９７における径方向の外側端部は、回転軸３１の外周面上で径方向の外側に向けて開口している。

回転軸３１（副軸部８９）の外周面には、流通路９９が形成されている。流通路９９は、回転軸３１の外周面に形成された螺旋状溝により形成されている。流通路９９の下端部は、第２サブ流路９７内に連通している。一方、流通路９９の上端部は、副軸部８９の上端部に位置している。螺旋状溝（流通路９９）は、回転軸３１が回転したときに、下方である第２サブ流路９７側から上方である副軸部８９の上端部側に向かって潤滑油Jを導く。なお、流通路９９は、副軸部８９の外周面と副軸受４３（筒部７１）の内周面との間に、潤滑油Ｊが供給可能であれば構わない。この場合、例えば筒部７１の内周面に溝を形成してもよい。また、流通路９９の形状やレイアウト等は、適宜変更が可能である。

回転軸３１の副軸部８９の外周面及び副軸受４３（筒部７１）の内周面の第２サブ流路９７及び流通路９９よりも下方に位置する部分であって、副軸受４３の下端面よりも上方に位置する部分は、流通路９９とバランサカバー８１内の空間との間のシール部１００として機能する。なお、シール部１００の軸方向における長さ（シール長）や、径方向での荷重（シール荷重）等は適宜変更が可能である。このシール部１００により、流通路９９の潤滑油Jが、バランサカバー８１内の空間に流入するのを抑制することができる。

次に、上述した回転式圧縮機２の作用について説明する。
図１に示すように電動機部３２の固定子３５に電力が供給されると、回転軸３１が回転子３６とともに軸線Ｏ周りに回転する。そして、回転軸３１の回転に伴い、偏心部５１及びローラ５３がシリンダ室４６内で偏心回転する。このとき、ローラ５３がシリンダ４１の内周面にそれぞれ摺接する。これにより、吸込みパイプ２１を通してシリンダ室４６内に気体冷媒が取り込まれるとともに、シリンダ室４６内に取り込まれた気体冷媒が圧縮される。

具体的には、シリンダ室４６のうち、吸込室４６ａ内に吸込孔５６を通して気体冷媒が吸い込まれるとともに、圧縮室４６ｂにて先に吸込孔５６から吸い込まれた気体冷媒が圧縮される。圧縮された気体冷媒のうち、主軸受吐出孔６４を通してマフラ６５内に吐出された気体冷媒は、マフラ６５の連通孔６６を通して密閉容器３４内に吐出される。一方、圧縮された気体冷媒のうち、副軸受吐出孔７３を通してバランサカバー８１内に吐出された気体冷媒は、連絡孔８７を通してマフラ６５内に流入した後、マフラ６５の連通孔６６を通して密閉容器３４内に吐出される。なお、密閉容器３４内に吐出された気体冷媒は、上述したように凝縮器３に送り込まれる。

ところで、潤滑油Ｊには、密閉容器３４内において気体冷媒の吐出圧力と同等の圧力が作用している。そのため、潤滑油Ｊは、給油孔８４を通してメイン流路９５内に流入するとともに、回転軸３１の回転に伴い、メイン流路９５内を上昇する。メイン流路９５内を上昇する潤滑油Ｊは、回転軸３１の回転に伴う遠心力によって、各サブ流路９６，９７に分配される。

各サブ流路９６，９７に分配された潤滑油Ｊは、回転軸３１の外周面上で排出され、各摺動部分に供給される。例えば、第１サブ流路９６から排出された潤滑油Ｊは、主軸部８８と主軸受４２との間や、偏心部５１とローラ５３との間等に供給される。一方、第２サブ流路９７から排出された潤滑油Ｊは、回転軸３１の回転に伴い流通路９９内を上昇して、副軸部８９と副軸受４３との間や、偏心部５１とローラ５３との間等に供給される。なお、各摺動部分に供給された潤滑油Ｊは、主軸部８８と主軸受４２との間や、シリンダ室４６等を通して圧縮機構部３３から排出される。

ここで、本実施形態では、回転軸３１とバランサカバー８１との間をスラスト摺動部８２により径方向にシールするとともに、回転軸３１と副軸受４３との間をシール部１００により軸方向にシールする構成とした。
この構成によれば、回転軸３１とバランサカバー８１との間がスラスト摺動部８２により軸方向にシールされているため、密閉容器３４内に収容された潤滑油Ｊがバランサカバー８１内に進入するのを抑制できる。また、回転軸３１と副軸受４３との間がシール部１００により径方向にシールされているため、圧縮機構部３３の各摺動部分に供給された潤滑油Ｊが回転軸３１と副軸受４３との間を通ってバランサカバー８１内に進入するのを抑制できる。特に、本実施形態では、流通路９９が螺旋状に形成されているため、回転軸３１の回転に伴い、流通路９９内の潤滑油Ｊが上昇し易くなる。そのため、潤滑油Ｊがシール部１００を通過して、バランサカバー８１内に流入するのを確実に抑制できる。
そして、バランサカバー８１内への潤滑油Ｊの進入を抑制することで、副軸部８９にバランサ９１を設けた場合であっても、回転軸３１の回転時においてバランサ９１の偏心回転が潤滑油Ｊに阻害されるのを抑制できる。これにより、回転軸３１の回転時にバランサ９１に作用する回転抵抗を軽減できる。その結果、回転軸３１を効率的に回転させることができ、圧縮性能を向上させることができる。

しかも、本実施形態では、副軸受４３に副軸受吐出孔７３が形成されている。そのため、仮にバランサカバー８１内に潤滑油Ｊが進入した場合、潤滑油Ｊは副軸受吐出孔７３からバランサカバー８１内に吐出された気体冷媒とともに、連絡孔８７等を通ってバランサカバー８１から排出される。これにより、バランサカバー８１内を長期に亘って気体冷媒の雰囲気に維持できる。

本実施形態では、副軸部８９の外径φＤｓは、主軸部８８の外径φＤｍよりも小さくなっている構成とした。
この構成によれば、バランサ９１の外径を維持した上で、バランサ９１の偏心量を大きくすることができる。これにより、バランサ９１の質量増加を抑制した上で、バランサ９１に作用する遠心力Ｆ１を大きくすることができる。その結果、バランサ９１の小型化や低コスト化を図ることができる。
一方、主軸部８８の外径φＤｍを大きくすることで、主軸部８８と主軸受４２との間に作用する面圧を低減できる。また、回転軸３１の上部での剛性を確保できるので、回転軸３１の回転に伴う撓み等を抑制できる。その結果、動作信頼性を確保できる。

そして、本実施形態の冷凍サイクル装置１においては、上述した回転式圧縮機２を備えているため、長期に亘って動作信頼性及び圧縮性能の向上を図ることができる冷凍サイクル装置１を提供できる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る回転式圧縮機２００の部分断面図である。以下の説明では、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、一対のシリンダ（上側シリンダ２０１及び下側シリンダ２０２）が軸方向に並んで配設された、いわゆるツインロータリ式の回転式圧縮機２００である点で、上述した第１の実施形態と相違している。

図４に示す回転式圧縮機２００において、各シリンダ２０１，２０２は、仕切板２０３を間に挟んで軸方向で突き合わされている。なお、各シリンダ２０１，２０２の構成は、上述した実施形態と同様である。また、上側シリンダ２０１、下側シリンダ２０２、主軸受４２、副軸受４３及び仕切板２０３は、本実施形態の圧縮機構部を構成している。ツインロータリ式の回転式圧縮機２００において、圧縮機構部における軸方向の長さは、電動機部３２における軸方向の長さよりも長くなっている。

上側シリンダ２０１の上端開口部は、主軸受４２によって閉塞されている。上側シリンダ２０１、主軸受４２及び仕切板２０３によって画成された空間は、上側シリンダ室２１０を形成している。
一方、下側シリンダ２０２の下端開口部は、副軸受４３によって閉塞されている。下側シリンダ２０２、副軸受４３及び仕切板２０３によって画成された空間は、下側シリンダ室２１１を形成している。

回転軸２２０のうち、上側シリンダ室２１０内に位置する部分には、上側偏心部２２１が形成されている。回転軸２２０のうち、下側シリンダ室２１１内に位置する部分には、下側偏心部２２２が形成されている。各偏心部２２１，２２２は、軸方向から見た平面視で同形同大とされている。各偏心部２２１，２２２は、周方向に１８０°の位相差をもって、軸線Ｏに対して径方向に同一量ずつ偏心している。すなわち、各偏心部２２１，２２２の偏心方向は、周方向で互いに等配に設定されている。なお、上側偏心部２２１及び下側偏心部２２２には、それぞれローラ５３が嵌合されている。

回転軸２２０の副軸部８９において、第２サブ流路９７と軸方向で対応する位置には、周溝２２５が形成されている。周溝２２５は、副軸部８９の外周面に対して径方向に窪むとともに、副軸部８９の全周に亘って形成されている。第２サブ流路９７における径方向の外側開口部は、周溝２２５内に連通している。
一方、副軸受４３（筒部７１）の内周面には、流通路２２６が形成されている。流通路２２６は、筒部７１の内周面において、下端部（第２サブ流路９７よりも下方に位置する部分）を除く部分に形成された螺旋状溝により形成されている。流通路２２６の下端部は、周溝２２５内に連通している。

そして、回転軸３１の副軸部８９の外周面及び副軸受４３の内周面のうち、第２サブ流路９７及び流通路２２６よりも下方に位置する部分であって、副軸受４３の下端面よりも上方に位置する部分は、流通路２２６とバランサカバー２３０内の空間との間のシール部１００として機能する。

本実施形態のバランサカバー２３０は、副軸受４３を下方から覆うカバー本体部２３１と、カバー本体部２３１に取り付けられたスラストプレート（スラスト摺動部）２３２と、を備えている。
カバー本体部２３１は、有底筒状に形成されている。カバー本体部２３１の上端部は、副軸受４３のフランジ部７２に取り付けられている。カバー本体部２３１の底部には、挿通孔２３３が形成されている。挿通孔２３３は、カバー本体部２３１の底部を軸方向に貫通している。挿通孔２３３内には、副軸部８９の下端部が配置されている。なお、図示の例において、回転軸２２０の下端面とカバー本体部２３１の底部（下面）とは面一に配置されている。但し、回転軸２２０の下端面は、カバー本体部２３１の底部に対して上方、若しくは下方に位置していても構わない。

スラストプレート２３２は、上述した挿通孔２３３よりも大径の円板状に形成されている。スラストプレート２３２は、外周部分がカバー本体部２３１の底部に固定された状態で、挿通孔２３３を下方から閉塞している。回転軸２２０の下端面における外周部分（メイン流路９５の周囲の部分）は、スラストプレート２３２の上面に軸方向で当接している。これにより、バランサカバー８１内と密閉容器３４内との間の連通が遮断されている。

スラストプレート２３２において、回転軸２２０のメイン流路９５に軸方向から見て重なり合う部分には、スラストプレート２３２を軸方向に貫通する給油孔２３５が形成されている。これにより、メイン流路９５の下端開口部は、給油孔２３５を通して密閉容器３４内に連通している。なお、本実施形態においても、バランサカバー２３０内は、連絡孔（不図示）を通して、マフラ６５内に連通している。

本実施形態では、ツインロータリ式の回転式圧縮機２００において、副軸部８９と回転子３６の下面にそれぞれバランサ３９，９１が配置されている。そのため、例えば回転子３６の上下面にそれぞれバランサを設ける場合に比べて、軸方向におけるバランサ３９，９１間の距離を確保できる。これにより、バランサ３９，９１の質量増加を抑制した上で、各バランサ３９，９１に作用する遠心力Ｆ１，Ｆ２を大きくすることができる。
また、例えば回転子３６の上面にバランサを設ける場合に比べて回転子３６の撓み等を抑制できるとともに、主軸受４２と主軸部８８との間に作用する面圧を低減できる。

しかも、本実施形態では、バランサカバー２３０が、カバー本体部２３１と、カバー本体部２３１の挿通孔２３３を閉塞するスラストプレート２３２と、に分割されている。そのため、組付性を向上できる。また、回転軸２２０とスラストプレート２３２との間に作用する面圧を、スラストプレート２３２の形状等を変更することで、容易に調整できる。

なお、上述した第２の実施形態では、副軸部８９と回転子３６の下面にそれぞれバランサ３９，９１が配置されている構成について説明したが、この構成のみに限られない。すなわち、副軸部８９に少なくともバランサ９１が設けられていれば、残りのバランサのレイアウトは適宜変更可能である。この場合、例えば図５に示すように、回転子３６の上面にバランサ２５０を配置しても構わない。この構成によれば、軸方向におけるバランサ９１，２５０間の距離を確保できる。これにより、バランサ９１，２５０の質量増加を抑制した上で、各バランサ９１，２５０に作用する遠心力Ｆ２，Ｆ４を大きくすることができる。

なお、第２の実施形態では、ツインロータリ式の回転式圧縮機２００について説明したが、３つ以上のシリンダを有する構成であっても構わない。

上述した実施形態では、ローラ５３とブレード５５とが別体である構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば、例えば、ブレードとローラとが一体となったスイングタイプであっても構わない。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、回転軸とバランサカバーとの間をスラスト摺動部により径方向にシールするとともに、回転軸と副軸受との間をシール部により軸方向にシールする構成とした。
この構成によれば、回転軸とバランサカバーとの間がスラスト摺動部により軸方向にシールされているため、密閉容器内に収容された潤滑油がバランサカバー内に進入するのを抑制できる。また、回転軸と副軸受との間がシール部により径方向にシールされているため、圧縮機構部の各摺動部分に供給された潤滑油が回転軸と副軸受との間を通ってバランサカバー内に進入するのを抑制できる。
そして、バランサカバー内への潤滑油の進入を抑制することで、副軸部にバランサを設けた場合であっても、回転軸の回転時においてバランサの偏心回転が潤滑油に阻害されるのを抑制できる。これにより、回転軸の回転時にバランサに作用する回転抵抗を軽減できる。その結果、回転軸を効率的に回転させることができ、圧縮性能を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…冷凍サイクル装置、２，２００…回転式圧縮機、３…凝縮器、４…膨張装置、５…蒸発器、３２…電動機部、３３…圧縮機構部、４１…シリンダ、４２…主軸受、４３…副軸受、５１…偏心部、８１，２３０…バランサカバー、８２…スラスト摺動部、８４，２３５…給油孔、９１…バランサ（第１バランサ）、９４…供給路、９９，２２６…流通路、１００…シール部、２０１…上側シリンダ（シリンダ）、２０２…下側シリンダ（シリンダ）、２３２…スラストプレート（スラスト摺動部）

Claims (6)

1. 偏心部を有する回転軸と、
   前記回転軸における軸方向の第１側に配置され、前記回転軸を回転させる電動機部と、
   前記回転軸における前記軸方向の第２側に配置され、シリンダと、前記シリンダに対して前記電動機部側に設けられた主軸受と、前記シリンダに対して前記電動機部の反対側に設けられた副軸受と、を有する圧縮機構部と、
   前記副軸受の前記軸方向の第２側で前記回転軸に設けられた第１バランサと、
   前記第１バランサを覆うバランサカバーと、を備え、
   前記回転軸の外周面と前記副軸受の内周面の一方には、前記軸方向の第２側から第１側に潤滑油を流通させる流通路が設けられ、
   前記回転軸には、前記軸方向の第２側端面で開口するとともに、前記流通路内に連通する供給路が形成され、
   前記バランサカバーは、
   前記供給路に連通する供給孔と、
   前記回転軸の前記第２側端面における前記供給孔の周囲に位置する部分をシールするスラスト摺動部と、を有し、
   前記回転軸の外周面と前記副軸受の内周面の、前記流通路よりも前記軸方向の第２側に位置する部分は、前記流通路とバランサカバー内とをシールするシール部を形成している、
   回転式圧縮機。
2. 前記第１バランサは、前記回転軸に外嵌固定され、
   前記回転軸の前記第１バランサが嵌合された部分の外径が前記主軸受に支持された部分の外径よりも小さい、
   請求項１に記載の回転式圧縮機。
3. 前記電動機部を構成する回転子の前記軸方向の第２側には、第２バランサが設けられ、
   前記軸方向において、前記回転軸の回転に伴い前記偏心部で発生する遠心力の作用中心を基準点とし、前記基準点から前記第１バランサで発生する遠心力の中心までの距離をＬ１とし、前記基準点から前記第２バランサの中心までの距離をＬ２とすると、
   Ｌ１≧Ｌ２に設定されている、
   請求項１又は請求項２に記載の回転式圧縮機。
4. 前記偏心部は、前記回転軸の軸方向に沿って複数設けられ、
   複数の前記偏心部の偏心方向は、前記回転軸回りの周方向で互いに等配に設定され、
   前記電動機部を構成する回転子の前記軸方向の第２側には、第２バランサが配置されている、
   請求項１又は請求項２に記載の回転式圧縮機。
5. 前記偏心部は、前記回転軸の前記軸方向に沿って複数設けられ、
   複数の前記偏心部の偏心方向は、前記回転軸回りの周方向で互いに等配に設定され、
   前記電動機部を構成する回転子の前記軸方向の第１側には、第２バランサが配置されている、
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の回転式圧縮機。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の回転式圧縮機と、
   前記回転式圧縮機に接続された放熱器と、
   前記放熱器に接続された膨張装置と、
   前記膨張装置と前記回転式圧縮機との間に接続された蒸発器と、を備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

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