JP6008478B2 - 流体機械 - Google Patents

Description

本発明は、同一駆動軸上の両端位置に少なくとも２以上の流体吸排機構が設けられている圧縮機、膨張機、ポンプ等に適用して好適な流体機械に関するものである。

同一駆動軸上の両端位置に少なくとも２以上の流体吸排機構が設けられている流体機械としては、例えば同一駆動軸上の両端位置に異なる形式の圧縮機構を設けたもの、一端側に圧縮機構、他端側に膨張機構を設けたもの、一端側にポンプ機構、他端側に膨張機構を設けたもの、更には駆動軸の一端側に低段側圧縮機構、他端側に高段側圧縮機構を設けた２段圧縮機等、様々な構成の流体機械が提供されている。

このような流体機械の一例として、例えば特許文献１には、駆動軸の下端側に低段側のロータリ式圧縮機構、上端側に高段側のスクロール式圧縮機構を設けた２段圧縮機が開示されている。そして、この２段圧縮機では、ロータリ式圧縮機構を駆動するクランク軸の偏心部と、スクロール式圧縮機構を駆動するクランク軸の偏心ピンとを互いに１８０°対向方向もしくは同一方向に設けることにより、回転部の軸系バランス、すなわち偏心部と偏心ピンとを対向方向に設けることによって主に静バランスを取り、偏心部と偏心ピンとを同じ方向に設けることによって主に動バランスを取るようにしている。

一方、多気筒ロータリ式圧縮機のように、同一の圧縮機構を複数組備えているものにおいては、一般的に、特許文献２に示されるように、クランク軸の一端部に複数の偏心部を設け、この偏心部を互いに１８０°対向方向に設けた構成とすることによって、回転部の軸系バランスを取るようにしている。

特開２００８−１７５３４０号公報 特開２００８−６３９７３号公報

しかしながら、特許文献１，２に示されるように、同一駆動軸上の両端位置に２以上の流体吸排機構（例えば、圧縮機構）が設けられ、各流体吸排機構が往復動部品を備えている流体機械では、通常、回転部の軸系バランスは取っているが、スクロール式圧縮機構のオルダムリングやロータリ式圧縮機構のブレード等のような往復動部品について、バランスを取るようにしているものは見当たらなかった。これは、往復動部品単独でバランスを取るのが難しいためと思われ、これが駆動軸系のバランスを崩し、振動、騒音の原因になっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、同一駆動軸上の両端位置に設けられる少なくとも２以上の流体吸排機構の往復動部品について、動バランスを取ることにより、振動、騒音を低減することができる流体機械を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の流体機械は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる流体機械は、同一駆動軸上の両端位置に２以上の流体吸排機構が設けられ、各々の流体吸排機構が往復動部品を備えている流体機械であって、前記各流体吸排機構の前記往復動部品は、互いに同一方向に往復動可能に配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、同一駆動軸上の両端位置に２以上の流体吸排機構が設けられ、各々の流体吸排機構の往復動部品が、互いに同一方向に往復動可能に配設されているため、２つの往復動部品を互いに同一方向に往復動させることにより、該往復動部品の主に動バランスを取ることができる。従って、各流体吸排機構の往復動部品についてバランスを取ることにより、そのアンバランスモーメントで軸系バランスが崩れるのを防止し、振動、騒音の低減を図ることができる。

さらに、本発明の流体機械は、上記の流体機械において、前記各流体吸排機構の前記往復動部品が互いに往復動可能とされる前記同一方向には、同方向の直線上に対して±４５°以内の範囲が含まれることを特徴とする。

本発明によれば、各流体吸排機構の往復動部品が互いに往復動可能とされる同一方向には、その方向の直線上に対して±４５°以内の範囲が含まれるため、往復動部品が同一方向（０°方向）に往復動可能に配設されているものに限らず、該方向に対して±４５°以内に配設されておれば、その分力で動アンバランス量を十分に小さくすることができ、従って、往復動部品を同一方向（０°方向）に配設できない場合でも、その方向に対して±４５°以内の範囲に配設することにより、往復動部品によるアンバランスモーメントを可及的に小さくし、振動、騒音を低減することができる。

さらに、本発明の流体機械は、上述のいずれかの流体機械において、前記各流体吸排機構が、圧縮機構、膨張機構、ポンプ機構のいずれか、もしくはその組み合せにより構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、各流体吸排機構が、圧縮機構、膨張機構、ポンプ機構のいずれか、もしくはその組み合せにより構成されているため、同一駆動軸上の両端位置に設けられる流体吸排機構を各々圧縮機構同士、膨張機構同士、ポンプ機構同士、あるいは圧縮機構と膨張機構、ポンプ機構と膨張機構の組み合せ等々とすることにより、様々な構成の流体機械を提供し、各々の流体吸排機構における往復動部品の動バランスを取ることができる。従って、様々な流体吸排機構の往復動部品について動バランスを取ることにより、そのアンバランスモーメントで軸系バランスが崩れるのを防止し、振動、騒音を低減することができる。

さらに、本発明の流体機械は、上述のいずれかの流体機械において、前記流体吸排機構の１つが低段側圧縮機構、前記流体吸排機構の他の１つが高段側圧縮機構とされることにより、２段圧縮機が構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、流体吸排機構の１つが低段側圧縮機構、流体吸排機構の他の１つが高段側圧縮機構とされることにより、２段圧縮機が構成されているため、２段圧縮機における低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の往復動部品を、互いに同一方向に往復動可能に配設することにより、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の往復動部品の動バランスを取ることができる。従って、各圧縮機構の往復動部品についての動バランスを取ることにより、そのアンバランスモーメントで軸系バランスが崩れるのを防止し、振動、騒音を低減することができる。

さらに、本発明の流体機械は、上述のいずれかの流体機械において、前記流体吸排機構の１つが前記往復動部品としてオルダムリングを備えているスクロール式流体吸排機構とされ、前記流体吸排機構の他の１つが前記往復動部品としてブレードを備えているロータリ式流体吸排機構とされていることを特徴とする。

本発明によれば、流体吸排機構の１つが往復動部品としてオルダムリングを備えているスクロール式流体吸排機構とされ、流体吸排機構の他の１つが往復動部品としてブレードを備えているロータリ式流体吸排機構とされているため、流体吸排機構の構成が異なり、一方が往復動部品としてオルダムリングを備えたスクロール式流体吸排機構、他方が往復動部品としてブレードを備えたロータリ式流体吸排機構であっても、オルダムリングとブレードとを互いに同一方向に往復動可能に配設することによって、スクロール式流体吸排機構およびロータリ式流体吸排機構の往復動部品の動バランスを取ることができる。従って、構成が異なる流体吸排機構の往復動部品によるアンバランスモーメントで軸系バランスが崩れるのを防止し、振動、騒音を低減することができる。なお、オルダムリングとブレードを比較すると、部品の大きさは異なるが、ストロークが異なり、更に材質を変えて質量を異にすることによって、動バランスを十分バランスさせることができる。

さらに、本発明の流体機械は、上記の流体機械において、前記ロータリ式流体吸排機構が、２気筒ロータリ式流体吸排機構とされ、その２つのブレードが互いに対向方向に往復動可能に配設されているとともに、前記スクロール式流体吸排機構に近い側の前記ブレードが、前記スクロール式流体吸排機構の前記オルダムリングと対向方向に、遠い側のブレードが、前記スクロール式流体吸排機構の前記オルダムリングと同一方向に往復動可能に配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、ロータリ式流体吸排機構が、２気筒ロータリ式流体吸排機構とされ、その２つのブレードが互いに対向方向に往復動可能に配設されているとともに、スクロール式流体吸排機構に近い側のブレードが、スクロール式流体吸排機構のオルダムリングと対向方向に、遠い側のブレードが、前記スクロール式流体吸排機構の前記オルダムリングと同一方向に往復動可能に配設されているため、ロータリ式流体吸排機構の容量やトルク変動等に対応する都合上、ロータリ式流体吸排機構を２気筒ロータリ式流体吸排機構とした場合であっても、その２つのブレードを互いに対向方向に往復動可能に配設することによって、静バランスを取ることができる。この場合、スクロール式流体吸排機構側のオルダムリングによる静アンバランスが残るが、このオルダムリングとスクロール式流体吸排機構から遠い側のブレードの往復動方向の位相を合わせることにより、動アンバランス量を小さくすることができる。従って、往復動部品による動アンバランス量を減少し、軸系バランスを確保することができる。

さらに、本発明の流体機械は、上述のいずれかの流体機械において、前記２気筒ロータリ式流体吸排機構の前記スクロール式流体吸排機構に近い側の前記ブレードが、前記スクロール式流体吸排機構から遠い側の前記ブレードよりも質量が重くされているか、もしくはストロークが長くされていることを特徴とする。

本発明によれば、２気筒ロータリ式流体吸排機構のスクロール式流体吸排機構に近い側のブレードが、スクロール式流体吸排機構から遠い側のブレードよりも質量が重くされているか、もしくはストロークが長くされているため、２気筒ロータリ式流体吸排機構の２つのブレード間の静バランスが取れず、静アンバランスが残るが、これをスクロール式流体吸排機構側のオルダムリングによる静バランスと対向させることにより、動アンバランス量を最小化することができる。これによって、往復動部品による動アンバランス量を可及的に小さくし、軸系バランスを確保することができる。

本発明によると、同一駆動軸上の両端位置に設けられる２以上の流体吸排機構の往復動部品を互いに同一方向に往復動させることにより、該往復動部品の主に動バランスを取ることができるため、各流体吸排機構の往復動部品についてバランスを取ることにより、そのアンバランスモーメントで軸系バランスが崩れるのを防止し、振動、騒音の低減を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る流体機械（２段圧縮機）の縦断面図である。 図１中のＡ−Ａ断面相当図である。 図１中のＢ−Ｂ断面相当図である。 本発明の第２実施形態に係る流体機械（２段圧縮機）の模式図である。 図４の第２実施形態に対する比較例の模式図である。 本発明の参考例のオルダムリング運動方向に対するブレード運動方向の位相と静アンバランス量との関係を示すグラフである。 図４の第２実施形態に係る流体機械のオルダムリング運動方向に対する上側ブレード運動方向の位相と動アンバランス量との関係を示すグラフである。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図３および図６を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る流体機械の縦断面図が示され、図２には、そのＡ−Ａ断面相当図、図３には、そのＢ−Ｂ断面相当図が示されている。なお、本実施形態では、便宜的に、同一駆動軸上の両端位置に少なくとも２以上の流体吸排機構が連結されている流体機械の一例として、１つの流体吸排機構である低段側圧縮機構にロータリ式圧縮機構２、他の１つの流体吸排機構である高段側圧縮機構にスクロール式圧縮機構３を用いた２段圧縮機１の例について説明するが、本発明の流体機械は、このような２段圧縮機１に限定されるものでないことはもちろんである。

本実施形態の２段圧縮機（流体機械）１は、密閉ハウジング１０を備えている。密閉ハウジング１０内の略中央部には、ステータ５とロータ６とから構成されるモータ４が固定設置され、そのロータ６には、駆動軸（クランク軸）７が一体に結合されている。駆動軸７の一端部側であるモータ４の下方位置には、１つの流体吸排機構である低段側ロータリ式圧縮機構２が設けられている。

低段側ロータリ式圧縮機構２は、シリンダ室２０を備え、密閉ハウジング１０に複数箇所で栓溶接等によって固定設置されたシリンダ本体２１と、シリンダ本体２１の上下に固定設置され、シリンダ室２０の上部および下部を密閉する上部軸受２２および下部軸受２３と、駆動軸７のクランク部７Ａに嵌合され、シリンダ室２０の内周面を回動するロータ２４と、シリンダ室２０内を吸入側と吐出側とに仕切るブレード２５および該ブレード２５を押圧するブレード押えバネ２６（図３参照）等を備えている。

この低段側ロータリ式圧縮機構２自体は、公知のものでよく、吸入管２７を介してシリンダ室２０内に低圧の冷媒ガス（作動ガス）を吸入し、該冷媒ガスをロータ２４の回動によって中間圧まで圧縮した後、吐出チャンバ２８Ａ，２８Ｂ内に吐き出し、吐出チャンバ２８Ａ内で合流した後、密閉ハウジング１０内に吐出するように構成されている。この中間圧冷媒ガスは、モータ４のロータ６に設けられているガス通路孔６Ａ等を流通してモータ４の上方空間に流動し、流体吸排機構である高段側スクロール式圧縮機構３へと吸入されて２段圧縮されるようになっている。

他の流体吸排機構である高段側スクロール式圧縮機構３は、駆動軸７の他端部側であってモータ４の上方位置に設けられており、駆動軸７を支持する軸受３０が設けられ、密閉ハウジング１０内に固定設置されている支持部材３１（フレーム部材または軸受部材とも呼ばれている。）上に組み込まれている。支持部材３１は、密閉ハウジング１０に対して円周上の複数箇所で栓溶接等により固定設置されており、その外周面には、密閉ハウジング１０の内周面との間で冷媒ガスの吸込み流路を構成する切欠き部３１Ａ（図２参照）が形成されている。

この高段側スクロール式圧縮機構３は、各々端板３２Ａ，３３Ａ上に立設された渦巻き状ラップ３２Ｂ，３３Ｂを備え、渦巻き状ラップ３２Ｂ，３３Ｂを互いに噛み合わせて支持部材３１上に組み付けることにより一対の圧縮室３４を構成する固定スクロール部材３２および旋回スクロール部材３３と、旋回スクロール部材３３と駆動軸７の軸端に設けられた偏心ピン７Ｂとを結合し、旋回スクロール部材３３を公転旋回駆動させる旋回ボス部３５と、旋回スクロール部材３３と支持部材３１間に設けられ、旋回スクロール部材３３の自転を防止しつつ公転旋回させる自転防止機構としてのオルダムリング３６と、固定スクロール部材３２の背面に設けられた吐出弁４０と、固定スクロール部材３２の背面に固定設置され、固定スクロール部材３２との間に吐出チャンバ４１を形成する吐出カバー４２等を備えている。

高段側スクロール式圧縮機構３自体は、公知のものでよく、低段側ロータリ式圧縮機構２により圧縮され、密閉ハウジング１０内に吐き出された中間圧の冷媒ガスを圧縮室３４内に吸込み、それを旋回スクロール部材３３の公転旋回駆動により吐出圧（高圧）まで圧縮した後、吐出弁４０を経て吐出チャンバ４１に吐き出すように構成されている。この高圧冷媒ガスは、吐出チャンバ４１から吐出管４３を経て圧縮機外部、すなわち冷凍サイクル側に吐出されるようになっている。

上記駆動軸７の最下端部位と低段側ロータリ式圧縮機構２の下部軸受２３との間には、公知の容積形給油ポンプ１１が組み込まれている。この給油ポンプ１１は、密閉ハウジング１０の底部に形成される油溜まり１２に充填されている潤滑油（以下、単に油と称する場合もある。）１３を汲み上げ、駆動軸７内に設けられている給油孔１４を介して低段側ロータリ式圧縮機構２および高段側スクロール式圧縮機構３の軸受部等の所要潤滑部位に潤滑油１３を強制給油するためのものである。

また、高段側スクロール式圧縮機構３には、軸受部等の所要潤滑部位を潤滑した潤滑油を密閉ハウジング１０底部の油溜まり１２に戻す排油経路が設けられている。この排油経路は、旋回スクロール部材３３の旋回ボス部３５が収容されるとともに、所要潤滑部位を潤滑した油が集められる支持部材３１の空間部４４と支持部材３１の外周部間に穿設された排油孔４５と、該排油孔４５と交差する下向きのパイプ挿入孔４６に挿入設置された排油パイプ４７とから構成されている。排油パイプ４７は、支持部材３１の下面から下方に延長され、その下端がモータ４のステータコイルエンド５Ａよりも下方位置で、ステータ５の外周に設けられているステータカット５Ｂの１つに向って開口されている。

上記の２段圧縮機１において、第１流体吸排機構である低段側ロータリ式圧縮機構２を駆動する駆動軸７の偏心部７Ａと、第２流体吸排機構である高段側スクロール式圧縮機構３を駆動する駆動軸７の偏心ピン７Ｂとは、互いに対向方向もしくは同一方向に設けられている。これによって、各圧縮機構２，３の回転部の軸系バランス、すなわち偏心部７Ａと偏心ピン７Ｂとを対向方向に設けることで主に静バランスを取り、偏心部７Ａと偏心ピン７Ｂとを同一方向に設けることで主に動バランスを取るように構成されている。

さらに、高段側スクロール式圧縮機構（第２流体吸排機構）３において、旋回スクロール部材３３の自転を防止するオルダムリング３６は、図２に示されるように、楕円形状をしたリング部３６Ａに対して十字方向に一対のキー３６Ｂ，３６Ｃが表面側および裏面側に設けられた構成とされており、表面側のキー３６Ｂが旋回スクロール部材３３の端板３３Ａの背面に設けられているキー溝（図示省略）内に摺動可能に嵌合され、裏面側のキー３６Ｃが支持部材３１のスラスト軸受面に設けられているキー溝３１Ｂ内に摺動可能に嵌合されている。このオルダムリング（第２往復動部品）３６は、キー溝３１Ｂの中心を通る図２中に示す直線Ｓ上を往復動可能に配設されている。

一方、上記低段側ロータリ式圧縮機構（第１流体吸排機構）２において、シリンダ室２０内を吸入側と吐出側とに仕切っているブレード２５は、図３に示されるように、シリンダ本体２１に半径方向に設けられているブレード溝２１Ａ内に、先端部がシリンダ室２０内に突出されるようにブレード押えバネ２６を介して摺動可能に嵌合されている。このブレード（第１往復動部品）２５は、本実施形態において、オルダムリング３６が往復動する直線Ｓ上に対して２０°傾いた直線Ｒ上に往復動可能に配設されている。

この２つの往復動部品であるブレード２５およびオルダムリング３６について、主に動バランスを取るには、ブレード２５とオルダムリング３６とを互いに同一方向（０°方向およびその方向に対して±４５°以内の範囲を含む）に往復動可能に配設することが必要である。つまり、ブレード２５とオルダムリング３６とは、動バランスを取るため、互いに同一方向（０°方向）に往復動可能に配設することが望ましいが、必ずしも同一方向に限定されるものではなく、ここでは、その分力の大きさを考慮して同一方向の直線Ｓ上に対して±４５°以内の範囲を含むものとし、許容される最大範囲を、±４５°以内、好ましくは±３０°以内、より好ましくは±２０°以内の範囲としている。

なお、参考までに、ブレード２５およびオルダムリング３６について、主に静バランスを取る場合、ブレード（第１往復動部品）２５を上記オルダムリング３６と１８０°対向方向に往復動可能に配設するのが最も望ましいが、必ずしも１８０°対向する方向に限定されるものではなく、その分力の大きさを考慮して、上記と同様、１８０°対向する方向の直線Ｓ上に対して±４５°以内の範囲を含むようにすればよい。

また、静バランスを取る場合、上記低段側ロータリ式圧縮機構（第１流体吸排機構）２のブレード（第１往復動部品）２５および上記高段側スクロール式圧縮機構（第２流体吸排機構）３のオルダムリング（第２往復動部品）３６は、ブレード（第１往復動部品）２５の質量をｍ１、往復動時のストロークをｌ１、オルダムリング（第２往復動部品）３６の質量をｍ２、往復動時のストロークをｌ２、としたとき、下記（１）式を満たすように構成される。
ｍ1×ｌ１≒ｍ２×ｌ２・・・（１）

一般的には、上記２部品の大きさや材料等により、各々の質量ｍ1、ｍ２が、ｍ1＞ｍ２の場合、ストロークｌ１、ｌ２を、ｌ１＜ｌ２として上記（１）式を満たし、一方、質量ｍ1、ｍ２が、ｍ1＜ｍ２の場合、そのストロークｌ１、ｌ２を、ｌ１＞ｌ２とすることによって上記（１）式を満たすようにすればよい。通常は、オルダムリング（第２往復動部品）３６の方がブレード（第１往復動部品）２５よりかなり大きく、ｍ２＞ｍ１であり、一方、往復動時のストロークは、ｌ２＜ｌ１となっているが、大きさが大分違うことから同じ材料製にすると、（１）式を満たすことが困難なため、オルダムリング（第１往復動部品）３６を軽量なアルミ合金材製とすることで、上記（１）式を満たす構成とされる。

図６のグラフに、オルダムリング３６の運動方向に対するブレード２５の運動方向の位相［ｄｅｇ］と、静アンバランス量［ｇ ^＊ ｍｍ］との関係が示されている。このグラフからも、オルダムリング３６とブレード２５とを互いに１８０°対向方向に往復動可能に配設することにより、静アンバランス量が最小化されることが明らかである。なお、図６のグラフ中の曲線ｘ，ｙは、駆動軸７の中心を通るｘ方向、ｙ方向の静アンバランス量の変化を表す線、曲線Ｒは、そのトータル線であり、位相が１８０［ｄｅｇ］の時、静アンバランス量［ｇ ^＊ ｍｍ］がミニマムとなっていることが解る。

以上に説明の構成により、本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
吸入管２７を介して低段側ロータリ式圧縮機構２のシリンダ室２０に吸入された低圧冷媒ガスは、ロータ２４の回動により中間圧まで圧縮された後、吐出チャンバ２８Ａ，２８Ｂに吐き出される。この中間圧冷媒ガスは、吐出チャンバ２８Ａで合流され、電動モータ４の下部空間内に吐き出された後、モータ４のロータ６に設けられているガス通路孔６Ａ等を流通してモータ４の上部空間に流動される。

モータ４の上部空間に流動された中間圧冷媒ガスは、高段側スクロール式圧縮機構３を構成する支持部材３１の外周面に設けられている切欠き部３１Ａを経て高段側スクロール式圧縮機構３の吸入口に導かれ、圧縮室３４に吸込まれる。この中間圧冷媒ガスは、高段側スクロール式圧縮機構３によって高圧に２段圧縮された後、吐出弁４０から吐出チャンバ４１内に吐き出され、吐出管４３を介して圧縮機の外部、すなわち冷凍サイクル側へと送り出される。

この２段圧縮過程中に、給油ポンプ１１により駆動軸７内の給油孔１４を介して低段側ロータリ式圧縮機構２の潤滑部位に給油された油１３は、所要の部位を潤滑後、密閉ハウジング１０底部の油溜まり１２に流下される。また、高段側スクロール式圧縮機構３の潤滑部位に給油された油１３は、所要の部位を潤滑後、一部は冷媒ガス中に溶け込み、吐出ガスと共に冷凍サイクル側へと送り出されるが、大部分は空間部４４に集められ、排油孔４５および排油パイプ４７を経て、排油パイプ４８の下端開口よりモータ４のステータカット５Ｂ内へと導かれ、該ステータカット５Ｂを介して密閉ハウジング１０底部の油溜まり１２に流下されることになる。

また、上記駆動軸７の両端位置に連結され、該駆動軸７の回転によって駆動される低段側ロータリ式圧縮機構２の回転部分と高段側スクロール式圧縮機構３の回転部分は、各低段側ロータリ式圧縮機構２および高段側スクロール式圧縮機構３と結合されている駆動軸７の偏心部７Ａと偏心ピン７Ｂとが互いに対向方向もしくは同一方向に設けられることによって、静アンバランス量もしくは動アンバランス量が減少され、駆動軸７の軸系バランスが取られることで、振動および騒音の低減が図られている。

同様に、本実施形態においては、第１流体吸排機構である低段側ロータリ式圧縮機構２の往復動部品であるブレード２５と第２流体吸排機構である高段側スクロール式圧縮機構３の往復動部品であるオルダムリング３６とが互いに同一方向に往復動可能に配設されており、このため、２個の往復動部品であるブレード２５およびオルダムリング３６についても、動アンバランス量を可及的に小さくすることができる。

斯くして、本実施形態によれば、第１流体吸排機構である低段側ロータリ式圧縮機構２および第２流体吸排機構である高段側スクロール式圧縮機構３の回転部の軸系バランスだけでなく、それぞれの圧縮機構２，３に設けられているブレード２５およびオルダムリング３６等の往復動部品についての動バランスをも取ることができ、従って、当該往復動部品２５，３６によるアンバランスモーメントで上記軸系バランスが崩れるのを防止し、確実に振動、騒音の低減を図ることができる。

また、ブレード２５およびオルダムリング３６の往復動部品が互いに往復動可能とされる同一方向には、その方向の直線上に対して±４５°以内の範囲が含まれる。このため、ブレード２５およびオルダムリング３６が互いに同一方向（０°方向）に往復動可能に配設されているものに限定されず、その方向に対して±４５°以内に配設されておれば、その分力により動アンバランス量を十分に小さくすることができ、従って、ブレード２５およびオルダムリング３６を同一方向（０°方向）に配設できない場合であっても、各々の方向に対して±４５°以内の範囲に配設することで、当該往復動部品によるアンバランスモーメントを可及的に小さくし、振動、騒音を低減することができる。

また、本実施形態では、流体吸排機構の１つが低段側ロータリ式圧縮機構２、流体吸排機構の他の１つが高段側スクロール式圧縮機構３とされ、各々が往復動部品であるブレード２５およびオルダムリング３６を備え、２段圧縮機１を構成している。そして、その往復動部品であるブレード２５とオルダムリング３６とを互いに同一方向に往復動可能に配設することにより、低段側ロータリ式流体吸排機構２と高段側スクロール式圧縮機構３の往復動部品であるブレード２５およびオルダムリング３６の動バランスを取っている。

その結果、構成が異なる２つの流体吸排機構（低段側ロータリ式圧縮機構２と高段側スクロール式圧縮機構３）の往復動部品２５，３６によるアンバランスモーメントで軸系バランスが崩れるのを防止し、振動、騒音を低減することができる。なお、ブレード２５とオルダムリング３６とを比較すると、部品の大きさとしては、オルダムリング３６の方が相当大きく、往復動時のストロークｌ１、ｌ２は、ブレード２５の方が若干大きく、それぞれ異なるものの、材質を変えて質量ｍ1、ｍ２を異にすることによって、動バランスを十分バランスさせ、振動、騒音を低減することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図４，図５および図７を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、低段側ロータリ式圧縮機構が２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａとされている点が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、低段側ロータリ式圧縮機構が、ロータリ式圧縮機構の容量やトルク変動等に対応するため、２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａとされ、駆動軸７の下端部に対して偏心部７Ａが上下２箇所に設けられ、これに対応してシリンダ本体２１内にシリンダ室２０が２個形成され、各シリンダ室２０内にそれぞれロータ２４が駆動軸７の偏心部７Ａにより回動可能に設けられた構成とされている。

この２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａにおいては、図４に示されるように、各シリンダ室２０に対応して上下に２枚のブレード２５Ａ，２５Ｂが半径方向に往復動可能に配設されている。そして、この上下２枚のブレード２５Ａ，２５Ｂおよび上下２箇所の偏心部７Ａは、互いに１８０°対向方向に配設され、２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａ内において、それぞれ回転部および往復動部品であるブレード２５Ａ，２５Ｂ同士の静バランスが取られるように構成されている。

ここで、一方の流体吸排機構である低段側ロータリ式圧縮機構を２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａとし、この２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａ内において、それぞれ回転部および往復動部品であるブレード２５Ａ，２５Ｂ同士の静バランスを取るようにした場合、他方の流体吸排機構である高段側スクロール式圧縮機構３のオルダムリング３６の静バランスが残ってしまう。そこで、図４に示されるように、オルダムリング３６と２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａの下側のブレード２５Ｂ、すなわち高段側スクロール式圧縮機構３から遠い側のブレード２５Ｂとの往復動方向を同一方向に位相を合わせて配設し、上側のブレード２５Ａをオルダムリング３６と対向方向に往復動可能に配設した構成としている。

つまり、一方の流体吸排機構を２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａとした場合、高段側スクロール式圧縮機構３のオルダムリング３６に対して、図５に示されるように、２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａの上側のブレード２５Ａ、すなわち高段側スクロール式圧縮機構３に近い側のブレード２５Ａの往復動方向を同一方向に位相を合わせて配設した構成とする場合と、図４に示されるように、上側のブレード２５Ａ、すなわち高段側スクロール式圧縮機構３に近い側のブレード２５Ａの往復動方向を対向方向として配設した構成とする場合とが考えられるが、本実施形態においては、後者の構成を採用している。

斯くして、一方の流体吸排機構を２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａとした場合でも、その往復動部品である上下２枚のブレード２５Ａ，２５Ｂを互いに対向方向に往復動可能に配設することによって、２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａ内での静バランスを取ることができる。そして、この場合、高段側スクロール式圧縮機構３側の往復動部品であるオルダムリング３６による静アンバランスが残るが、このオルダムリング３６と高段側スクロール式圧縮機構３から遠い側のブレード２５Ｂの往復動方向の位相を合わせることにより、駆動軸７の軸方向中心に作用する往復動部品によるアンバランスモーメントを相殺し、動アンバランス量を最小化することができる。これによって、往復動部品による動アンバランス量を減少し、軸系バランスを確保することができる。

図７のグラフには、オルダムリング３６の運動方向に対する２枚のブレード２５Ａ，２５Ｂの運動方向の位相［ｄｅｇ］と動アンバランス量［ｇ^＊ｍｍ２］との関係が図示されている。このグラフからも、オルダムリング３６と上側ブレード２５Ａとを互いに１８０°対向方向（オルダムリング３６と下側ブレード２５Ｂとが同位相方向）に往復動可能に配設することにより、動アンバランス量が最小化されることが明らかである。なお、図７のグラフ中の曲線ｘ，ｙは、駆動軸７の中心を通るｘ方向、ｙ方向の動アンバランス量の変化を表す線、曲線Ｒは、そのトータル線であり、位相が１８０［ｄｅｇ］の時、動アンバランス量［ｇ^＊ｍｍ２］がミニマムとなっていることが解る。

また、本実施形態においては、２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａ内の高段側スクロール式圧縮機構３に近い上側のブレード２５Ａを、高段側スクロール式圧縮機構３から遠い下側のブレード２５Ｂよりも質量を重くするか、もしくはストロークを長くした構成とすることができる。この構成により、２気筒ロータリ式圧縮機構２Ａ内において上下２枚のブレード２５Ａ，２５Ｂ間の静バランスが取れず、静アンバランスが残ったとしても、それを高段側スクロール式圧縮機構３側のオルダムリング３６による静バランスと対向させることで、動アンバランス量を最小化することができる。従って、これによっても、往復動部品の動アンバランス量を可及的に小さくし、軸系バランスを確保することができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、各流体吸排機構を圧縮機構とした２段圧縮機１に適用した例について説明したが、圧縮機構以外にも膨張機構、ポンプ機構、あるいはそれらの組み合せ構成とし、駆動軸７の両端位置に設けられる流体吸排機構を圧縮機構同士、膨張機構同士、ポンプ機構同士、あるいは圧縮機構と膨張機構、ポンプ機構と膨張機構の組み合せ等々とすることにより、様々な構成の流体機械を提供することができ、各々の流体吸排機構における往復動部品の静バランスあるいは動バランスを取ることで、そのアンバランスモーメントで軸系バランスが崩れるのを防止し、振動、騒音を低減することができる。

１ ２段圧縮機（流体機械）
２ 低段側ロータリ式圧縮機構（第１流体吸排機構）
２Ａ ２気筒ロータリ式圧縮機構（第１流体吸排機構）
３ 高段側スクロール式圧縮機構（第２流体吸排機構）
７ 駆動軸
２５，２５Ａ，２５Ｂ ブレード（第１往復動部品）
３６ オルダムリング（第２往復動部品）

Claims (6)

1. 同一駆動軸上の両端位置に２以上の流体吸排機構が設けられ、各々の流体吸排機構が往復動部品を備えている流体機械であって、
   前記各流体吸排機構の前記往復動部品は、互いに同一方向に往復動可能に配設され、
   前記流体吸排機構の１つが低段側圧縮機構、前記流体吸排機構の他の１つが高段側圧縮機構とされることにより、２段圧縮機が構成されていることを特徴とする流体機械。
2. 同一駆動軸上の両端位置に２以上の流体吸排機構が設けられ、各々の流体吸排機構が往復動部品を備えている流体機械であって、
   前記各流体吸排機構の前記往復動部品は、互いに同一方向に往復動可能に配設され、
   前記流体吸排機構の１つが前記往復動部品としてオルダムリングを備えているスクロール式流体吸排機構とされ、前記流体吸排機構の他の１つが前記往復動部品としてブレードを備えているロータリ式流体吸排機構とされていることを特徴とする流体機械。
3. 前記流体吸排機構の１つが低段側圧縮機構、前記流体吸排機構の他の１つが高段側圧縮機構とされることにより、２段圧縮機が構成されていることを特徴とする請求項２に記載の流体機械。
4. 前記ロータリ式流体吸排機構が、２気筒ロータリ式流体吸排機構とされ、その２つのブレードが互いに対向方向に往復動可能に配設されているとともに、前記スクロール式流体吸排機構に近い側のブレードが、前記スクロール式流体吸排機構の前記オルダムリングと対向方向に、遠い側のブレードが、前記スクロール式流体吸排機構の前記オルダムリングと同一方向に往復動可能に配設されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の流体機械。
5. 前記２気筒ロータリ式流体吸排機構の前記スクロール式流体吸排機構に近い側の前記ブレードが、前記スクロール式流体吸排機構から遠い側の前記ブレードよりも質量が重くされているか、もしくはストロークが長くされていることを特徴とする請求項４に記載の流体機械。
6. 前記各流体吸排機構の前記往復動部品が互いに往復動可能とされる前記同一方向には、その方向の直線上に対して±４５°以内の範囲が含まれることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の流体機械。

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