JP2020190266A - 軸受構造、その軸受構造を内蔵する圧縮機、及び、その圧縮機を備えた冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受の摺動損失を低減する。【解決手段】軸受構造４０は、外力が作用する外力作用部（クランクピン部７ａ）を有する回転自在な回転軸（クランクシャフト７）と、回転軸を軸支する円形状の孔ＯＰが形成された軸受（副軸受８）と、を備えている。軸受は、外力作用部に近い側の近接端面Ｓｎｅと、外力作用部から遠い側の離間端面Ｓｆａと、を有している。軸受の孔の内周面において、離間端面に近い側の縁部分には、湾曲面状又は平坦面状の孔側斜面（副軸受斜面８ａ）が設けられている。回転軸の外周面において、軸受の孔の内周面における近接端面に近い側に対向する部位には、湾曲面状又は平坦面状の軸側斜面（副軸斜面７ｆ）が設けられている。孔側斜面と軸側斜面は、それぞれ、外力作用部から離れる方向に向かうにつれて径方向外側に向かう形状を呈している。【選択図】図３

Description

本発明は、軸受構造、その軸受構造を内蔵する圧縮機、及び、その圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関する。

例えば、特許文献１には、回転軸を回転自在に支持する軸受構造として、シリンダブロックにすべり軸受けで構成された副軸受と主軸受とを設け、回転軸であるシャフトの副軸部を副軸受で軸支するとともに、シャフトの主軸部を主軸受で軸支する軸受構造を内蔵する密閉型圧縮機が開示されている。特許文献１に開示された密閉型圧縮機は、圧縮動作の反作用である荷重をシャフトの主軸部と副軸部の双方に分散して受けることができるため、高効率で高い信頼性を得ることができる。

特開２００７−２９２０１９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来の軸受構造は、以下に説明するように、軸受の摺動損失を低減することが望まれていた。

例えば、回転軸（シャフト）を滑らかに回転させるためには、副軸受の軸心と主軸受の軸心とが一致していることが重要である。しかしながら、特許文献１に開示された従来の軸受構造は、副軸受と主軸受とが分離構造であるため、組立時において副軸受と主軸受との間に芯ずれが発生する可能性がある。そして、従来の軸受構造は、副軸受と主軸受との間に芯ずれが発生した場合で、かつ、回転軸を軸受に押し付けるような外力が回転軸に作用しているときに、回転軸と軸受との間で片当たり（点接触）が発生する。このような従来の軸受構造は、回転軸と軸受とが片当たり（点接触）によって摩耗し易いため、回転軸と軸受の摩耗量が増大し、その結果、軸受の摺動損失が増大する可能性があった。そして、このような従来の軸受構造を備えた圧縮機は、回転軸と軸受の摩擦損失が高くなり、信頼性が低下する可能性があった。

本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、軸受の摺動損失を低減する軸受構造、その軸受構造を内蔵する圧縮機、及び、その圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を提供することを主な目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、軸受構造であって、外力が作用する外力作用部を有する回転自在な回転軸と、前記回転軸を軸支する円形状の孔が形成された軸受と、を備え、前記軸受は、前記外力作用部に近い側の近接端面と、前記外力作用部から遠い側の離間端面と、を有し、前記軸受の前記孔の内周面において、前記離間端面に近い側の縁部分には、湾曲面状又は平坦面状の孔側斜面が設けられており、前記回転軸の外周面において、前記軸受の前記孔の内周面における前記近接端面に近い側に対向する部位には、湾曲面状又は平坦面状の軸側斜面が設けられており、前記孔側斜面と前記軸側斜面は、それぞれ、前記外力作用部から離れる方向に向かうにつれて径方向外側に向かう形状を呈している構成とする。
その他の手段は、後記する。

本発明によれば、軸受の摺動損失を低減することができる。

実施形態１に係る軸受構造を内蔵する圧縮機の縦断面図である。 実施形態１に係る軸受構造に組み込まれたクランクシャフトの側面図である。 実施形態１に係る軸受構造の側断面の模式図である。 実施形態１に係る軸受構造の芯ずれ発生時における側断面の模式図（１）である。 実施形態１に係る軸受構造の芯ずれ発生時における側断面の模式図（２）である。 比較例の軸受構造の芯ずれ発生時における側断面の模式図（１）である。 比較例の軸受構造の芯ずれ発生時における側断面の模式図（２）である。 実施形態１に係る軸受構造を内蔵する圧縮機を備えた冷凍サイクル装置の一例を示す図である。 実施形態２に係る軸受構造の側断面の模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

［実施形態１］
＜軸受構造を内蔵する圧縮機の構成＞
以下、図１及び図２を参照して、本実施形態１に係る軸受構造４０を内蔵する圧縮機５０の構成について説明する。図１は、本実施形態１に係る軸受構造４０を内蔵する圧縮機５０の縦断面図である。図２は、軸受構造４０に組み込まれたクランクシャフト７の側面図である。

図１に示すように、圧縮機５０は、密閉型の圧縮機であり、密閉容器３の内部に、圧縮機構部２０と、電動機部３０と、クランクシャフト７と、を備えている。圧縮機構部２０は、作動流体である冷媒を圧縮するための機構である。電動機部３０は、圧縮機構部２０を駆動するための機構である。クランクシャフト７は、電動機部３０の回転動力を圧縮機構部２０に伝達するための回転軸である。

本実施形態では、圧縮機構部２０は、電動機部３０の上方に配置されている。圧縮機構部２０は、シリンダ１と、ピストン４と、コネクティングロッド２と、を有している。ピストン４は、シリンダ１内に摺動可能に配置されている。ピストン４のピストンピン４３は、コネクティングロッド２を介してクランクシャフト７のクランクピン部７ａと接続されている。ピストン４は、クランクシャフト７が回転することにより、摺動してシリンダ１内を往復運動し、冷媒を圧縮する。

電動機部３０は、固定配置されたステータ５と、回転自在に配置されたロータ６と、を有している。電動機部３０は、ステータ５に通電されることにより、ロータ６を回転させる。クランクシャフト７は、ロータ６に固定されている。そのため、クランクシャフト７は、ロータ６の回転に伴って、軸周りに回転する。密閉容器３の底部には潤滑油９９が貯留されている。クランクシャフト７は、回転することにより、表面に形成された溝で潤滑油９９を吸い上げて、潤滑油９９を圧縮機構部２０に供給する。

クランクシャフト７は、上下方向を軸方向とし、軸周りに回転自在に設置されている。クランクシャフト７は、コネクティングロッド２と接続するクランクピン部７ａと、クランクピン部７ａの下側に設けられたクランク主軸部７ｂと、クランクピン部７ａの上側に設けられたクランク副軸部７ｃと、を有している。クランクピン部７ａは、クランクシャフト７の軸方向視において円形状の形状を呈している。なお、クランクピン部７ａの軸方向視の形状は、真円に限らず、多少偏倚した円形を含む形状（すなわち、略円形状）であってもよい。クランクピン部７ａは、クランクシャフト７の軸心ＣＴから偏心した位置に配置されている。クランク主軸部７ｂは、主軸受９に設けられた円形状の孔を貫通するように配置されており、主軸受９によって回転自在に支持されている。クランク副軸部７ｃは、副軸受８に設けられた円形状の孔を貫通するように配置されており、副軸受８によって回転自在に支持されている。

図２に示すように、クランクシャフト７は、真ん中付近に設けられたクランクピン部７ａと、クランクピン部７ａの上側に設けられた第１部位Ｒ１と、クランクピン部７ａの下側に設けられた第２部位Ｒ２と、を有している。第１部位Ｒ１には、クランク副軸部７ｃが設けられている。クランク副軸部７ｃは、クランクシャフト７の上端部側に設けられ、副軸受８によって回転自在に支持された軸部である。第２部位Ｒ２には、クランク主軸部７ｂが設けられている。クランク主軸部７ｂは、クランクシャフト７の下端部側に設けられ、主軸受９によって回転自在に支持された軸部である。

クランクシャフト７は、クランクピン部７ａが第１部位Ｒ１と第２部位Ｒ２に対して段差状に偏倚した形状を呈している。つまり、クランクシャフト７は、第１部位Ｒ１に設けられたクランク副軸部７ｃと第２部位Ｒ２に設けられたクランク主軸部７ｂとが同軸上に配置されており、クランクピン部７ａがクランク主軸部７ｂとクランク副軸部７ｃの軸心ＣＴから偏心した位置に配置された構成になっている。

クランク主軸部７ｂの下方の一部は、ロータ６と圧入等の手法によって機械的に結合しており、ロータ６が回転するとクランクシャフト７が回転し、クランクピン部７ａが偏心回転（旋回）する。クランクピン部７ａが偏心回転（旋回）すると、コネクティングロッド２が揺動運動し、ピストン４が摺動してシリンダ１内を往復運動する。圧縮機５０は、ピストン４をシリンダ１内で往復運動させることで、シリンダ１内の冷媒を圧縮する。

クランクシャフト７のクランクピン部７ａは、ピストン４がシリンダ１内の冷媒を圧縮する際に、コネクティングロッド２を介して圧縮動作の反動荷重を受ける。このとき、クランクピン部７ａは、矢印Ａ１１の方向に外力が作用する外力作用部として機能する。

クランクシャフト７は、主軸受９及び副軸受８によって軸支されている。具体的には、クランク主軸部７ｂは、主軸部接触領域７ｄを介して主軸受９によって軸支されている。主軸部接触領域７ｄは、クランクシャフト７（回転軸）のクランク主軸部７ｂと主軸受９とが線接触する線接触部である。また、クランク副軸部７ｃは、副軸部接触領域７ｅを介して副軸受８によって軸支されている。副軸部接触領域７ｅは、クランクシャフト７（回転軸）のクランク副軸部７ｃと副軸受８とが線接触する線接触部である。主軸受９及び副軸受８は、すべり軸受となっている。すなわち、主軸受９及び副軸受８は、軸と軸受との間に間隙があるように設計されており、間隙内に潤滑油膜が形成される構造となっている。

副軸受８は、シリンダ１及び主軸受９と一体成形されたフレーム１０とボルト等の締結手段によって固定されている。副軸受８と主軸受９は、同芯となるように（つまり、副軸受８の軸心と主軸受９の軸心とが一致するように）設計されている。しかしながら、副軸受８と主軸受９は、組立誤差や加工公差等によって完全に同芯とならずに、多少の芯ずれが発生する。

＜軸受構造の構成＞
本実施形態に係る軸受構造４０は、以下に説明するように、回転軸（クランクシャフト７）と軸受との間で片当たり（点接触）が発生することを抑制するために、クランクシャフト７の前記した第１部位Ｒ１（図２参照）と副軸受８とに斜面（後記する副軸斜面７ｆ及び副軸受斜面８ａ（図３参照））を設けている。これにより、軸受構造４０は、回転軸（クランクシャフト７）と軸受とを線接触させ易くしている。このような軸受構造４０は、回転軸と軸受を摩耗し難くすることができ、その結果、回転軸と軸受の摩耗量を低減して、軸受の摺動損失を低減することができる。

以下、図３を参照して、軸受構造４０の構成について説明する。図３は、軸受構造４０の側断面の模式図である。図３は、軸受構造４０の副軸受８と主軸受９（図１参照）とが芯ずれすることなく同芯に設置された場合における、クランク副軸部７ｃと副軸受８の配置関係を示している。なお、図３は、説明の都合により、コネクティングロッド２を省略して示している。また、図３は、説明の都合により、軸と軸受の隙間形状を誇張して示している。

以下の説明において、「斜面」とは、回転軸（クランクシャフト７）の外周面又は軸受の孔の内周面に対して斜め方向に形成された面を意味している。本実施形態では、「斜面」は、湾曲面状（Ｒ形状）に形成されているものとして説明する。ただし、「斜面」は、平坦面状に形成することも可能である。

前記した通り、クランクシャフト７のクランクピン部７ａは、ピストン４がシリンダ１内の冷媒を圧縮する際に、コネクティングロッド２を介して圧縮動作の反動荷重を受ける外力作用部として機能する。

図３に示すように、副軸受８の上端部には、副軸受斜面８ａが設けられている。副軸受斜面８ａは、副軸受８の孔ＯＰの内周面Ｓｉｎにおいて、離間端面Ｓｆａに近い側の縁部分に設けられた孔側斜面である。離間端面Ｓｆａは、副軸受８のクランクピン部７ａから遠い側の端面である。図示例では、副軸受斜面８ａは、湾曲面状の形状を呈している。ただし、副軸受斜面８ａは、平坦面状の形状に変更することも可能である。副軸受斜面８ａは、クランクピン部７ａから離れるにしたがって孔径が拡大する構造となっている。すなわち、副軸受斜面８ａは、外力作用部であるクランクピン部７ａから離れる方向に向かうにつれて径方向外側に向かう形状を呈している。

また、クランク副軸部７ｃの下端部には、副軸斜面７ｆが設けられている。副軸斜面７ｆは、回転軸であるクランクシャフト７の外周面Ｓｏｕｔにおいて、副軸受８の孔ＯＰの内周面Ｓｉｎにおける近接端面Ｓｎｅに近い側に対向する部位に設けられた軸側斜面である。近接端面Ｓｎｅは、副軸受８のクランクピン部７ａに近い側の端面である。図示例では、副軸斜面７ｆは、湾曲面状の形状を呈している。ただし、副軸斜面７ｆは、平坦面状の形状に変更することも可能である。副軸斜面７ｆは、クランクピン部７ａに近づくにつれて軸径が縮小する構造となっている。すなわち、副軸斜面７ｆは、外力作用部であるクランクピン部７ａから離れる方向に向かうにつれて径方向外側に向かう形状を呈している。

このような軸受構造４０は、副軸受斜面８ａと副軸斜面７ｆにより、クランクシャフト７と副軸受８を摩耗し難くすることができる。その結果、軸受構造４０は、クランクシャフト７と副軸受８の摩耗量を低減して、副軸受８の摺動損失を低減することができる。

副軸斜面７ｆと副軸受斜面８ａの軸長方向長さは、副軸部接触領域７ｅの軸長方向長さの半分よりも短くなっている。そのため、副軸斜面７ｆと副軸受斜面８ａは、クランクシャフト７が副軸受８に軸支された状態において、軸方向にオーバーラップしない関係になっている。

孔ＯＰは、副軸受斜面８ａの下端部位Ｒｏｐを、副軸受８の軸方向高さの中心位置Ｐｃｔよりも離間端面Ｓｆａに近い側に有している。

また、クランクシャフト７は、副軸斜面７ｆの上端部位Ｒｂｅを、副軸受８の軸方向高さの中心位置Ｐｃｔよりもクランクピン部７ａに近い側に有している。

なお、図示例では、クランクシャフト７の線接触部Ｒｔｏの上端位置に副軸受斜面８ａの下端部位Ｒｏｐが配置され、クランクシャフト７の線接触部Ｒｔｏの下端位置に副軸斜面７ｆの上端部位Ｒｂｅが配置されている。

このような軸受構造４０は、クランクシャフト７と副軸受８とが線接触する線接触部Ｒｔｏをクランクシャフト７の軸方向に比較的長く形成することができる。そのため、軸受構造４０は、クランクシャフト７と副軸受８を摩耗し難くすることができる。その結果、軸受構造４０は、クランクシャフト７と副軸受８の摩耗量を低減して、副軸受８の摺動損失を低減することができる。

＜軸受構造の作用効果＞
軸受構造４０は、クランクシャフト７の前記した第１部位Ｒ１（図２参照）と副軸受８とに斜面（副軸斜面７ｆ及び副軸受斜面８ａ）を有することにより、以下のような作用効果を得ることができる。以下、図３、図４、及び図５を参照して、軸受構造４０の作用効果について説明する。図４及び図５は、それぞれ、軸受構造４０の芯ずれ発生時における側断面の模式図である。なお、図４及び図５は、シリンダ１（図１参照）内においてピストン４（図１参照）が下死点に位置しているとき（すなわち、シリンダ１内の容積が最大になるとき）の構成を示している。

ここでは、本実施形態１に係る軸受構造４０の作用効果を分かり易く説明するために、後記する比較例の軸受構造１４０（図６及び図７参照）と対比して説明するものとする。図６及び図７は、それぞれ、比較例の軸受構造１４０の芯ずれ発生時における側断面の模式図である。なお、図６及び図７は、図４及び図５と同様に、シリンダ１（図１参照）内においてピストン４（図１参照）が下死点に位置しているとき（すなわち、シリンダ１内の容積が最大になるとき）の構成を示している。

図６及び図７に示すように、比較例の軸受構造１４０は、本実施形態１に係る軸受構造４０（図４及び図５参照）と比べて、クランク副軸部７ｃの下端部に副軸斜面７ｆが設けられていないとともに、副軸受８の孔ＯＰに副軸受斜面８ａが設けられていない点で相違している。つまり、比較例の軸受構造１４０は、クランク副軸部７ｃが円柱状の形状を呈するとともに、副軸受８の孔ＯＰが上下方向に真っ直ぐな円形状の形状を呈する構成になっている。

図４と図５は、本実施形態に係る軸受構造４０の副軸受８と主軸受９（図１参照）とが芯ずれした状態で設置された場合における、クランク副軸部７ｃと副軸受８の配置関係を示している。また、図６と図７は、比較例の軸受構造１４０の副軸受８と主軸受９（図１参照）とが芯ずれした状態で設置された場合における、クランク副軸部７ｃと副軸受８の配置関係を示している。

副軸受８と主軸受９（図１参照）とが芯ずれした状態で設置された場合に、クランク副軸部７ｃと副軸受８との間で片当たり（点接触）が発生し易くなる。クランク副軸部７ｃと副軸受８との間で発生する片当たり（点接触）の位置は、副軸受８と主軸受９（図１参照）との間で発生した芯ずれの方向やクランクシャフト７に加わる外力の方向等によって変化する。

図４は、本実施形態に係る軸受構造４０において、紙面の右側で、クランク副軸部７ｃと副軸受８との間で片当たり（点接触）が発生したときの例を示している。一方、図５は、本実施形態に係る軸受構造４０において、図４とは逆側（紙面の左側）で、クランク副軸部７ｃと副軸受８との間で片当たり（点接触）が発生したときの例を示している。

また、図６は、比較例の軸受構造１４０において、紙面の右側で、クランク副軸部７ｃと副軸受８との間で片当たり（点接触）が発生したときの例を示している。一方、図７は、比較例の軸受構造１４０において、図６とは逆側（紙面の左側）で、クランク副軸部７ｃと副軸受８との間で片当たり（点接触）が発生したときの例を示している。

本実施形態に係る軸受構造４０と比較例の軸受構造１４０は、副軸受８と主軸受９（図１参照）とが同芯に設置されている場合で、かつ、外力がクランクシャフト７のクランクピン部７ａに作用しているときに、図３に示す状態になる。すなわち、このとき、クランクシャフト７のクランク副軸部７ｃは、線接触部Ｒｔｏで副軸受８と軸方向に平行に線接触した状態になる。このとき、線接触部Ｒｔｏ（図３参照）には、薄い潤滑油膜が形成される。そのため、クランクシャフト７のクランク副軸部７ｃと副軸受８は、摩擦損失が低い状態になっている。なお、図示していないが、このとき、クランクシャフト７のクランク主軸部７ｂ（図１参照）は、主軸受９（図１参照）と軸方向に平行に線接触した状態になる。

ここで、本実施形態に係る軸受構造４０と比較例の軸受構造１４０において、副軸受８と主軸受９（図１参照）とが同芯とならずに芯ずれした状態で設置されていたとする。この場合に、副軸受８の軸心ＣＴと主軸受９の軸心ＣＴとが一致しない（つまり、同一線上に配置されていない）ため、クランクシャフト７が軸受に対して傾いた状態となる。その結果、クランクシャフト７のクランク副軸部７ｃ（図１参照）と副軸受８（図１参照）との間で片当たり（点接触）が発生する。また、クランクシャフト７のクランク主軸部７ｂ（図１参照）と主軸受９（図１参照）との間で片当たり（点接触）が発生する。

比較例の軸受構造１４０は、本実施形態に係る軸受構造４０と異なり、副軸受８の上端に副軸受斜面８ａが設けられておらず、また、クランク副軸部７ｃの下端部に副軸斜面７ｆが設けられていない。このような比較例の軸受構造１４０は、副軸受８と主軸受９（図１参照）とが同芯とならずに芯ずれした状態で設置された場合に、クランクシャフト７が傾いた方向によって、図６に示す状態又は図７に示す状態になる。

すなわち、例えば、図６に示すように、副軸受８の端部のエッジがクランク副軸部７ｃの腹部分に片当たり（点接触）した状態になる。又は、例えば、図７に示すように、クランク副軸部７ｃの端部のエッジが副軸受８の腹部分に片当たり（点接触）した状態になる。このような比較例の軸受構造１４０において、片当たり（点接触）した部分は、本実施形態に係る軸受構造４０の線接触部Ｒｔｏ（図３参照）よりも潤滑油膜が形成され難い。また、比較例の軸受構造１４０において、片当たり（点接触）した部分に形成された潤滑油膜は、膜厚が比較的薄いため、破断し易い。そのため、このような比較例の軸受構造１４０を内蔵した圧縮機は、回転軸と軸受（ここでは、クランクシャフト７のクランク副軸部７ｃと副軸受８）の摩擦損失が高くなり、信頼性が低下する可能性がある。

これに対して、本実施形態に係る軸受構造４０は、副軸受８の上端に副軸受斜面８ａが設けられているとともに、クランク副軸部７ｃの下端部に副軸斜面７ｆが設けられている。このような本実施形態に係る軸受構造４０は、線接触部Ｒｔｏにおいて、クランクシャフト７のクランク副軸部７ｃと副軸受８が線接触し易い構成になっている。そのため、本実施形態に係る軸受構造４０は、副軸受８と主軸受９（図１参照）とが同芯とならずに芯ずれした状態で設置された場合に、クランクシャフト７が傾いた方向によって、図４に示す状態又は図５に示す状態になる。

すなわち、例えば、図４と図５に示すように、クランクシャフト７がどの方向に傾いていたとしても、クランクシャフト７のクランク副軸部７ｃと副軸受８との間で片当たり（点接触）が発生していない状態になる。具体的には、クランクシャフト７のクランク副軸部７ｃと副軸受８が、線接触部Ｒｔｏにおいて、軸方向に滑らかに連続した曲線と直線とで線接触した状態になる。このような本実施形態に係る軸受構造４０において、線接触部Ｒｔｏは、比較例の軸受構造１４０において片当たり（点接触）した部分よりも潤滑油膜が形成され易い。また、本実施形態に係る軸受構造４０において、線接触部Ｒｔｏに形成された潤滑油膜は、膜厚が比較的厚いため、破断し難い。そのため、このような本実施形態に係る軸受構造４０を内蔵した圧縮機５０は、回転軸と軸受（ここでは、クランクシャフト７のクランク副軸部７ｃと副軸受８）の摩擦損失を低減することができ、信頼性を向上させることができる。

このような本実施形態に係る軸受構造４０を内蔵した圧縮機５０は、例えば、図８に示す冷凍サイクル装置１００に用いることができる。図８は、本実施形態１に係る軸受構造４０を内蔵する圧縮機５０を備えた冷凍サイクル装置１００の一例を示す図である。図８は、冷凍サイクル装置１００の一例として、圧縮機５０を機械室１０１の中に備えている冷蔵庫の構成を示している。冷凍サイクル装置１００は、圧縮機５０と、図示せぬ減圧装置と、図示せぬ熱交換器と、を備えている。圧縮機５０は、作動流体とである冷媒を圧縮して循環させる手段として機能する。図示せぬ減圧装置は、冷媒を減圧膨張させて循環させる手段として機能する。図示せぬ熱交換器は、減圧膨張された冷媒と庫内の空気との間で熱交換を行う手段として機能する。

ただし、冷蔵庫は一例に過ぎず、冷凍サイクル装置１００は例えば冷凍庫や冷凍冷蔵庫、冷蔵ショーケース、冷凍ショーケース等の冷蔵、冷凍装置、エアコンディショナ等の空調装置の形態であってもよい。

＜軸受構造の主な特徴＞
（１）図３に示すように、本実施形態１に係る軸受構造４０は、外力が作用する外力作用部であるクランクピン部７ａを有する回転自在なクランクシャフト７（回転軸）と、クランクシャフト７を軸支する円形状の孔ＯＰが形成された軸受（副軸受８）と、を備えている。軸受（副軸受８）は、外力作用部（クランクピン部７ａ）に近い側の近接端面Ｓｎｅと、外力作用部（クランクピン部７ａ）から遠い側の離間端面Ｓｆａと、を有している。軸受（副軸受８）の孔ＯＰの内周面Ｓｉｎにおいて、離間端面Ｓｆａに近い側の縁部分には、湾曲面状又は平坦面状の孔側斜面（副軸受斜面８ａ）が設けられている。クランクシャフト７の外周面Ｓｏｕｔにおいて、軸受（副軸受８）の孔ＯＰの内周面Ｓｉｎにおける近接端面Ｓｎｅに近い側に対向する部位には、湾曲面状又は平坦面状の軸側斜面（副軸斜面７ｆ）が設けられている。孔側斜面（副軸受斜面８ａ）と軸側斜面（副軸斜面７ｆ）は、それぞれ、外力作用部（クランクピン部７ａ）から離れる方向に向かうにつれて径方向外側に向かう形状を呈している。

このような軸受構造４０は、孔側斜面（副軸受斜面８ａ）と軸側斜面（副軸斜面７ｆ）により、回転軸（クランクシャフト７）と軸受（副軸受８）を摩耗し難くすることができる。その結果、軸受構造４０は、回転軸（クランクシャフト７）と軸受（副軸受８）の摩耗量を低減して、軸受（副軸受８）の摺動損失を低減することができる。

（２）図３に示すように、孔ＯＰは、副軸受斜面８ａの下端部位Ｒｏｐを、副軸受８の軸方向高さの中心位置Ｐｃｔよりも離間端面Ｓｆａに近い側に有している。また、図３に示すように、クランクシャフト７は、副軸斜面７ｆの上端部位Ｒｂｅを、副軸受８の軸方向高さの中心位置Ｐｃｔよりもクランクピン部７ａに近い側に有している。

このような軸受構造４０は、回転軸（クランクシャフト７）と軸受（副軸受８）とが線接触する線接触部Ｒｔｏをクランクシャフト７の軸方向に比較的長く形成することができる。そのため、軸受構造４０は、回転軸（クランクシャフト７）と軸受（副軸受８）を摩耗し難くすることができる。その結果、軸受構造４０は、回転軸（クランクシャフト７）と軸受（副軸受８）の摩耗量を低減して、軸受（副軸受８）の摺動損失を低減することができる。

以上の通り、本実施形態１に係る軸受構造４０によれば、軸受の摺動損失を低減することができる。このような軸受構造４０は、回転軸と軸受の摩擦損失が低くかつ信頼性が高い密閉型の圧縮機５０を提供すること、また、その圧縮機５０を備えた冷凍サイクル装置１００を提供することができる。

［実施形態２］
実施形態１に係る軸受構造４０（図３参照）は、クランクシャフト７の第１部位Ｒ１（図２参照）のクランク副軸部７ｃと副軸受８とに、軸側斜面（副軸斜面７ｆ）と孔側斜面（副軸受斜面８ａ）とを設けた構成になっている。

これに対し、本実施形態２では、クランクシャフト７の第１部位Ｒ１（図２参照）のクランク副軸部７ｃと副軸受８とだけでなく、クランクシャフト７の第２部位Ｒ２（図２参照）のクランク主軸部７ｂと主軸受９とにも、軸側斜面と孔側斜面とを設けた構成の軸受構造４０Ａ（図９参照）を提供する。

以下、図９を参照して、本実施形態２に係る軸受構造４０Ａの構成について説明する。図９は、本実施形態２に係る軸受構造４０Ａの側断面の模式図である。ここでは実施形態１に係る軸受構造４０（図３参照）と異なる点のみ説明する。

図９に示すように、本実施形態２に係る軸受構造４０Ａは、実施形態１に係る軸受構造４０（図３参照）と比較すると、クランクシャフト７のクランク副軸部７ｃと副軸受８だけでなく、クランクシャフト７のクランク主軸部７ｂと主軸受９にも、軸側斜面（主軸斜面７ｇ）と孔側斜面（主軸受斜面９ａ）とを設けている点で相違している。

主軸受９の下端部には、主軸受斜面９ａが設けられている。主軸受斜面９ａは、主軸受９の孔ＯＰの内周面Ｓｉｎにおいて、離間端面Ｓｆａに近い側の縁部分に設けられた孔側斜面である。図示例では、主軸受斜面９ａは、湾曲面状の形状を呈している。ただし、主軸受斜面９ａは、平坦面状の形状に変更することも可能である。主軸受斜面９ａは、クランクピン部７ａから離れるにしたがって孔径が拡大する構造となっている。すなわち、主軸受斜面９ａは、外力作用部であるクランクピン部７ａから離れる方向に向かうにつれて径方向外側に向かう形状を呈している。

また、クランク主軸部７ｂの上端部には、主軸斜面７ｇが設けられている。主軸斜面７ｇは、回転軸であるクランクシャフト７の外周面Ｓｏｕｔにおいて、主軸受９の孔ＯＰの内周面Ｓｉｎにおける近接端面Ｓｎｅに近い側に対向する部位に設けられた軸側斜面である。図示例では、主軸斜面７ｇは、湾曲面状の形状を呈している。ただし、主軸斜面７ｇは、平坦面状の形状に変更することも可能である。主軸斜面７ｇは、クランクピン部７ａに近づくにつれて軸径が縮小する構造となっている。すなわち、主軸斜面７ｇは、外力作用部であるクランクピン部７ａから離れる方向に向かうにつれて径方向外側に向かう形状を呈している。

前記した実施形態１に係る軸受構造４０は、クランク副軸部７ｃと副軸受８とにそれぞれ副軸斜面７ｆと副軸受斜面８ａとを設けている。これにより、前記した実施形態１に係る軸受構造４０は、クランク副軸部７ｃと副軸受８との間で片当たり（点接触）が発生することを防止している。

これに対して、本実施形態２に係る軸受構造４０Ａは、クランク副軸部７ｃと副軸受８とにそれぞれ副軸斜面７ｆと副軸受斜面８ａとを設けるとともに、クランク主軸部７ｂと主軸受９とにそれぞれ主軸斜面７ｇと主軸受斜面９ａとを設けている。これにより、本実施形態２に係る軸受構造４０Ａは、クランク副軸部７ｃと副軸受８との間で片当たり（点接触）が発生することを防止するとともに、クランク主軸部７ｂと主軸受９との間で片当たり（点接触）が発生することを防止することができる。

このような本実施形態２に係る軸受構造４０Ａは、クランク副軸部７ｃと副軸受８と摩耗し難くするとともに、クランク主軸部７ｂと主軸受９とを摩耗し難くすることができる。その結果、軸受構造４０Ａは、クランクシャフト７と軸受（副軸受８及び主軸受９）の摩耗量を低減して、軸受（副軸受８及び主軸受９）の摺動損失を低減することができる。

以上の通り、本実施形態２に係る軸受構造４０Ａによれば、クランクシャフト７の第１部位Ｒ１と副軸受８とだけでなく、クランクシャフト７の第２部位Ｒ２と主軸受９とにも斜面（主軸斜面７ｇ及び主軸受斜面９ａ）を有している。そのため、実施形態１に係る軸受構造４０よりもさらに軸受の摺動損失を低減することができる。このような軸受構造４０Ａは、実施形態１に係る軸受構造４０よりもさらに回転軸と軸受の摩擦損失が低くかつ信頼性が高い密閉型の圧縮機５０を提供すること、また、その圧縮機５０を備えた冷凍サイクル装置１００を提供することができる。

本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成を加えることも可能である。また、各構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

前記した軸受構造４０を構成する各構成要素は必ずしも個々に独立した存在でなくてもよい。例えば、軸受構造４０は、一つの構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一つの部材から成ること、ある構成要素が別の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、等を許容する構成であってもよい。

１ シリンダ
２ コネクティングロッド
３ 密閉容器
４ ピストン
５ ステータ
６ ロータ
７ クランクシャフト（回転軸）
７ａ クランクピン部（外力作用部）
７ｂ クランク主軸部
７ｃ クランク副軸部
７ｄ 主軸部接触領域
７ｅ 副軸部接触領域
７ｆ 副軸斜面（軸側斜面）
７ｇ 主軸斜面（軸側斜面）
８ 副軸受（軸受）
８ａ 副軸受斜面（孔側斜面）
９ 主軸受（軸受）
９ａ 主軸受斜面（孔側斜面）
１０ フレーム
２０ 圧縮機構部
３０ 電動機部
４０，４０Ａ 軸受構造
４３ ピストンピン
５０ 圧縮機
９９ 潤滑油
１００ 冷凍サイクル装置
１０１ 機械室
ＣＴ 軸心
ＯＰ 孔
Ｐｃｔ 中心位置
Ｒ１ 第１部位
Ｒ２ 第２部位
Ｒｂｅ 上端部位
Ｒｏｐ 下端部位
Ｒｔｏ 線接触部
Ｓｆａ 離間端面
Ｓｉｎ 内周面
Ｓｏｕｔ 外周面
Ｓｎｅ 近接端面

Claims (8)

1. 外力が作用する外力作用部を有する回転自在な回転軸と、
   前記回転軸を軸支する円形状の孔が形成された軸受と、を備え、
   前記軸受は、前記外力作用部に近い側の近接端面と、前記外力作用部から遠い側の離間端面と、を有し、
   前記軸受の前記孔の内周面において、前記離間端面に近い側の縁部分には、湾曲面状又は平坦面状の孔側斜面が設けられており、
   前記回転軸の外周面において、前記軸受の前記孔の内周面における前記近接端面に近い側に対向する部位には、湾曲面状又は平坦面状の軸側斜面が設けられており、
   前記孔側斜面と前記軸側斜面は、それぞれ、前記外力作用部から離れる方向に向かうにつれて径方向外側に向かう形状を呈している
   ことを特徴とする軸受構造。
2. 請求項１に記載の軸受構造において、
   前記孔は、前記孔側斜面の下端部位を、前記軸受の軸方向高さの中心位置よりも前記離間端面に近い側に有する
   ことを特徴とする軸受構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の軸受構造において、
   前記回転軸は、前記軸側斜面の上端部位を、前記軸受の軸方向高さの中心位置よりも前記外力作用部に近い側に有する
   ことを特徴とする軸受構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の軸受構造において、
   前記外力作用部は、前記回転軸の軸心から偏心した位置に配置されており、前記回転軸の軸方向視において円形状の形状を呈している
   ことを特徴とする軸受構造。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の軸受構造において、
   前記軸受は、前記外力作用部を間に挟むように配置された前記回転軸の第１部位と第２部位とに対して設けられており、
   前記第１部位と前記第２部位とに対してそれぞれ設けられた前記軸受は、軸心が一致するように配置されている
   ことを特徴とする軸受構造。
6. 請求項５に記載の軸受構造において、
   前記第１部位と前記第２部位とに対してそれぞれ設けられた前記軸受は、いずれも、前記外力作用部から離れる方向に向かうにつれて径方向外側に向かう斜面を有する
   ことを特徴とする軸受構造。
7. 作動流体を圧縮するための圧縮機構部と、
   前記圧縮機構部を駆動するための電動機部と、
   前記電動機部の回転動力を前記圧縮機構部に伝達する回転軸と、を備え、
   前記回転軸を軸支する手段として、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の軸受構造を備える
   ことを特徴とする圧縮機。
8. 作動流体である冷媒を圧縮して循環させる手段として、請求項７に記載の圧縮機を備える
   ことを特徴とする冷凍サイクル装置。

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