JP6768553B2 - 回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ガス冷媒等の作動流体を圧縮する回転式圧縮機及びこの回転式圧縮機を用いた冷凍サイクル装置に関する。

従来、回転軸を介して連結した電動機と圧縮機構部とを密閉容器内に収容し、ガス冷媒を圧縮する回転式圧縮機、及び、この回転式圧縮機で圧縮されたガス冷媒を放熱器、膨張装置、吸熱器に循環させることにより冷房や暖房を行う冷凍サイクル装置が知られている。

このような回転式圧縮機では、回転軸は一対の軸受（主軸受と副軸受）により軸支されており、これらの軸受には、回転軸と軸受との接触圧の上昇を抑制し、回転軸と軸受との摩耗を抑制するために環状溝（主軸受側環状溝と副軸受側環状溝）と、その環状溝の内側に位置する弾性部（主軸受側弾性部と副軸受側弾性部）とを形成したものが知られている（下記特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された回転式圧縮機では、主軸受に形成された主軸受側環状溝は、底部の幅寸法と先端部の幅寸法とが同じであるストレート状に形成され、また、主軸受に形成された主軸受側弾性部も、付け根部の幅寸法と先端部の幅寸法とが同じになるように外周面がストレート状に形成されている。一方、副軸受に形成された副軸受側環状溝は、底部の幅寸法が先端部の幅寸法より小さいくなるように形成され、また、副軸受に形成された副軸受側弾性部も、付け根部の幅寸法が先端部の幅寸法より大きくなるように外周面がテーパ状に形成されている。さらに、副軸受側環状溝の深さ寸法が主軸受側環状溝の深さ寸法より深く形成されている。

特許５２６３３６０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された回転式圧縮機では、主軸受と副軸受とを比べると、回転軸の軸方向に沿った回転軸との接触長さ寸法は主軸受のほうが大きいため、主軸受側環状溝の深さ寸法を副軸受側環状溝の深さ寸法より大きくし、主軸受側弾性部と回転軸との接触範囲の接触面圧を均等にして局部的に高圧にならないようにすることが望ましい。

本発明の目的は、回転軸を軸支する主軸受と副軸受とに環状溝を形成した場合、その環状溝の深さ寸法や形状を考慮することにより、回転軸と軸受との接触範囲の接触面圧を均等にして部分的に高圧にならないようにし、その接触範囲の摩耗を低減して信頼性を向上させることである。

実施形態の回転式圧縮機は、回転軸と、この回転軸の一端側に連結された電動機部と、この回転軸の他端側に連結されて内部にシリンダ室を有する圧縮機構部とが密閉容器内に収容され、回転軸は前記シリンダ室の電動機部側に位置する主軸受とシリンダ室の電動機部とは反対側に位置する副軸受とにより軸支され、回転軸における主軸受と副軸受とに軸支される部分の直径が同じに形成され、回転軸の軸方向に沿った主軸受と回転軸との接触長さが前記副軸受と前記回転軸との接触長さより大きく設定された回転式圧縮機であって、主軸受のシリンダ室に対向する側の端部に、主軸受側環状溝とこの主軸受側環状溝の内周側に位置して回転軸に接触する部分となる主軸受側弾性部とが形成され、副軸受のシリンダ室に対向する側の端部に、副軸受側環状溝とこの副軸受側環状溝の内周側に位置して回転軸に接触する部分となる副軸受側弾性部とが形成され、主軸受側環状溝の溝深さが副軸受側環状溝の溝深さより深く形成され、主軸受側弾性部の外周面は、付け根部の肉厚と先端部の肉厚とが同じになるようにストレート状に形成され、副軸受側弾性部の外周面は、付け根部の肉厚が先端部の肉厚より厚くなるようにテーパ状に形成され、副軸受側弾性部の付け根部の肉厚は主軸受側弾性部の肉厚より厚く、副軸受側弾性部の先端部の肉厚は主軸受側弾性部の肉厚より薄く形成されている。

冷凍サイクル装置の構成図である。 圧縮機構部の一部を示す水平断面図である。 圧縮機構部の一部を拡大して示す縦断面図である。 主軸受の主軸受側環状溝と主軸受側弾性部とを示す縦断面図である。 副軸受の副軸受側環状溝と副軸受側弾性部とを示す縦断面図である。 環状溝の深さ寸法と、回転軸の撓みと、回転軸と軸受との接触面圧との関係を示すグラフである。

以下、実施形態の回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置について図面に基づいて説明する。まず、冷凍サイクル装置について説明する。図１は、本実施形態の冷凍サイクル装置１を示す概略構成図である。図１に示すように、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３（例えば凝縮器）と、放熱器３に接続された膨張装置４（例えば膨張弁）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５（例えば蒸発器）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、例えば、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒（作動流体）を圧縮して高温・高圧の気体冷媒にする。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。

放熱器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、高温・高圧の気体冷媒を高圧の液体冷媒にする。

膨張装置４は、放熱器３から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、高圧の液体冷媒を低温・低圧の液体冷媒にする。

吸熱器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、低圧の気体冷媒にする。そして、吸熱器５において、低温・低圧の液体冷媒が気化する際に周囲から気化熱を奪うことで周囲が冷却される。なお、吸熱器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の内部に取り込まれる。

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の間で相変化しながら循環し、気体冷媒から液体冷媒に相変化する過程で放熱され、液体冷媒から気体冷媒に相変化する過程で吸熱される。そして、これらの放熱や吸熱を利用して暖房や冷房などが行われる。

次に、上述した回転式圧縮機２の具体的な構成について図１に基づいて説明する。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、上述した吸熱器５と圧縮機本体１１との間に設けられ、吸込管２１を通じて圧縮機本体１１に接続され、吸熱器５で気化された気体冷媒を吸込管２１を通じて圧縮機本体１１に供給する。

圧縮機本体１１は、回転軸３１と、回転軸３１の一端側に連結されて回転軸３１を回転させる電動機部３２と、回転軸３１の他端側に連結されて回転軸３１の回転により気体冷媒を圧縮する圧縮機構部３３と、これらの回転軸３１、電動機部３２および圧縮機構部３３を収容した円筒状の密閉容器３４とを備えている。

回転軸３１及び密閉容器３４は、回転軸３１の軸心Ｏ（軸線）に対して同軸状に配置されている。なお、回転軸３１の軸心Ｏとは、回転軸３１の中心（回転中心）を意味する。電動機部３２は、密閉容器３４の中で、軸心Ｏに沿う方向の一端側（図１における上側）に配置されている。圧縮機構部３３は。密閉容器３４の中で、軸心Ｏに沿う方向の他端側（図１における下側）に配置されている。なお、以下の説明では、軸心Ｏに沿う方向を回転軸３１の軸方向Ｚ、軸心Ｏに直交するとともに軸心Ｏから放射状に離れる方向を回転軸３１の径方向Ｒ、軸心Ｏに対して一定の距離を保ちながら軸心Ｏの周りを回転する方向を回転軸３１の周方向θ（図２参照）と称する。

回転軸３１は、軸方向Ｚに沿って、電動機部３２を貫通するとともに圧縮機構部３３の内部に延びている。回転軸３１には、第１偏心部４１と、第２偏心部４２とが軸方向Ｚに並んで設けられている。第１偏心部４１は、回転軸３１のなかで、圧縮機構部３３の第１シリンダ５１（後述）に対応する位置に設けられている。同様に、第２偏心部４２は、回転軸３１のなかで、圧縮機構部３３の第２シリンダ５２（後述）に対応する位置に設けられている。第１偏心部４１及び第２偏心部４２の各々は、例えば軸方向Ｚに沿う円柱状である。第１偏心部４１及び第２偏心部４２は、軸心Ｏに対して径方向Ｒに同一量ずつ偏心している。第１偏心部４１及び第２偏心部４２は、軸方向Ｚから見た平面視で例えば同形同大に形成されるとともに、例えば、周方向θに１８０°の位相差をもって配置されている。

電動機部３２は。例えば、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。具体的には、電動機部３２は。固定子３６と回転子３７とを備える。固定子３６は、筒状に形成され、密閉容器３４の内周壁に焼嵌めなどによって固定されている。回転子３７は、固定子３６の内側に配置されている。回転子３７には、回転軸３１の上部が連結されている。回転子３７は、固定子３６に設けられたコイルに電流が供給されることで、回転軸３１を回転駆動する。

次に、圧縮機構部３３について説明する。圧縮機構部３３は、複数のシリンダ（第１シリンダ５１及び第２シリンダ５２）と、仕切板５３と、主軸受５４と、副軸受５５と、複数のローラ（第１ローラ５６及び第２ローラ５７）とを備えている。

第１シリンダ５１及び第２シリンダ５２は、互いの間に距離を空けて軸方向Ｚに並べられている。第１シリンダ５１及び第２シリンダ５２の各々は、軸方向Ｚに開口した筒状に形成されている。これにより、第１シリンダ５１には。第１シリンダ室５１ａとなる内部空間が形成されている。第１シリンダ室５１ａには、回転軸３１の第１偏心部４１が配置されている。同様に、第２シリンダ５２には、第２シリンダ室５２ａとなる内部空間が形成されている。第２シリンダ室５２ａには、回転軸３１の第２偏心部４２が配置されている。なお、第１シリンダ室５１ａ及び第２シリンダ室５２ａに対する気体冷媒の供給構造については後述する。

仕切板５３は、軸方向Ｚで第１シリンダ５１と第２シリンダ５２との間に配置され、第１シリンダ５１と第２シリンダ５２との間に挟まれている。仕切板５３は、軸方向Ｚで第１シリンダ室５１ａに面して、第１シリンダ室５１ａの一面を規制している。同様に、仕切板５３は、軸方向Ｚで第２シリンダ室５２ａに面して、第２シリンダ室５２ａの一面を規制している。また、仕切板５３には、軸方向Ｚに回転軸３１が挿通される開口部分が設けられている。

主軸受５４は、圧縮機構部３３における電動機部３２側に位置するとともに、第１シリンダ５１に対して仕切板５３とは反対側に位置している。主軸受５４は、仕切板５３とは反対側から第１シリンダ室５１ａに面して、第１シリンダ室５１ａの一面を規制している。一方で、副軸受５５は、圧縮機構部３３における電動機部３２の反対側に位置するとともに、第２シリンダ５２に対して仕切板５３とは反対側に位置している。副軸受５５は、仕切板５３とは反対側から第２シリンダ室５２ａに面して、第２シリンダ室５２ａの一面を規制している。上述した回転軸３１は、第１シリンダ５１、第２シリンダ５２、及び仕切板５３を貫通するとともに、主軸受５４と副軸受５５とによって回転可能に軸支されている。

回転軸３１は、主軸受５４により軸支される部分である主軸部の直径と、副軸受５５により軸支される部分である副軸部の直径とが同じに形成されている。また、主軸受５４と回転軸３１とのこの回転軸３１の軸方向Ｚに沿った接触長さは、副軸受５５と回転軸３１とのこの回転軸３１の軸方向Ｚに沿った接触長さより大きく設定されている。さらに、主軸受５４の内周面と回転軸３１の主軸部外周面との間の隙間寸法は、副軸受５５の内周面と回転軸３１の副軸部外周面との間の隙間寸法より大きく設定されている。

主軸受５４には、図１及び図４に示すように、第１シリンダ室５１ａに対向する側の端部に、主軸受側環状溝６１とこの主軸受側環状溝６１の内周側に位置して回転軸３１に接触する部分となる主軸受側弾性部６２とが形成されている。また、副軸受５５には、図１及び図５に示すように、第２シリンダ室５２ａに対向する側の端部に、副軸受側環状溝６３とこの副軸受側環状溝６３の内周側に位置して回転軸３１に接触する部分となる副軸受側弾性部６４とが形成されている。

主軸受側環状溝６１と副軸受側環状溝６３との溝深さについては、主軸受側環状溝６１の溝深さは、副軸受側環状溝６３の溝深さより深く形成されている。

主軸受側環状溝６１の溝形状は、溝の底部の幅寸法と溝の先端部の幅寸法とが同じであるストレート状に形成されている。また、主軸受側弾性部６２は、主軸受側環状溝６１の底部に位置する付け根部の肉厚ｔ１と先端部の肉厚ｔ１とが同じであるようにその外周面がストレート状に形成されている。

副軸受側環状溝６３の溝形状は、溝の底部の幅寸法が溝の先端部の幅寸法より狭いテーパ状に形成されている。また、副軸受側弾性部６４の形状は、副軸受側環状溝６３の底部に位置する付け根部の肉厚ｔ３が先端部の肉厚ｔ２より厚くなるようにその外周面がテーパ状に形成されている。

主軸受側弾性部６２と副軸受側弾性部６４とを比較した場合、副軸受側弾性部６４の根元部の肉厚ｔ３は主軸受側弾性部６２の肉厚ｔ１より厚く、副軸受側弾性部６４の先端部の肉厚ｔ２は主軸受側弾性部６２の肉厚ｔ１より薄く形成されている。

第１ローラ５６及び第２ローラ５７の各々は、軸方向Ｚに沿う筒状に形成されている。第１ローラ５６は、第１偏心部４１に嵌められて、第１シリンダ室５１ａ内に配置されている。同様に、第２ローラ５７は、第２偏心部４２に嵌められて、第２シリンダ室５２ａ内に配置されている。これらのローラ５６、５７の内周面と偏心部４１、４２の外周面との間には、偏心部４１、４２に対するローラ５６、５７の相対回転を許容する隙間が設けられている。すなわち、本願でいう「嵌められる」とは、２つの部材が固定された場合のみならず、２つの部材の間に相互の回転を許容する隙間が存在する場合も含まれる。第１ローラ５６及び第２ローラ５７は、回転軸３１の回転に伴い、各ローラ５６、５７の外周面を各シリンダ５１、５２の内周面に摺接させながらシリンダ室５１ａ、５２ａ内で偏心回転する（図２参照）。

次に、シリンダ５１、５２の内部構成について図２に基づいて説明する。ここで、第１シリンダ５１の内部構成と第２シリンダ５２の内部構成とは、偏心部４１、４２及びローラ５６、５７の位相差に応じて異なる部分、及び後述する吸込通路７１、７２に関する部分以外は略同じである。このため、ここでは第１シリンダ５１の内部構成を代表して説明する。

図２は、図１中に示された圧縮機構部３３のＦ２−Ｆ２線に沿う断面図である。この図２に示すように、第１シリンダ５１には、径方向Ｒの外側に向けて延びたベーン溝５８が設けられている。このベーン溝５８には、径方向Ｒに沿ってスライド移動可能なベーン５９が挿入されている。ベーン５９は、図示しない付勢手段により径方向Ｒの内側に向けて付勢され、その先端部が第１シリンダ室５１ａ内で第１ローラ５６の外周面に当接している。これにより、ベーン５９は、周方向θにおいて、第１シリンダ室５１ａの内部を吸込室１０１と圧縮室１０２とに仕切っている。ベーン５９は、第１ローラ５６の偏心回転に伴って第１シリンダ室５１ａ内を進退する。このため、第１シリンダ室５１ａ内で第１ローラ５６が偏心回転すると、第１ローラ５６の偏心回転及びそれに伴いベーン５９の進退動作によって、第１シリンダ室５１ａ内で気体冷媒を圧縮する圧縮動作が行われる。そして、第１シリンダ室５１ａ内で圧縮された気体冷媒は、第１シリンダ５１の吐出溝（図示せず）などを通って密閉容器３４内に排出され、密閉容器３４内が圧縮された気体冷媒で満たされる。

次に、第１シリンダ５１及び第２シリンダ５２に対する気体冷媒（作動流体）の供給構造について説明する。図１に示すように、本実施形態の回転式圧縮機２は、軸方向に並べられた２のシリンダ５１、５２のうち一方のシリンダ５１にのみ吸込管２１が接続されるとともに、吸込管２１からシリンダ５１に供給される気体冷媒の一部を他方のシリンダ５２に導く分岐流路が圧縮機構部３３の内部に設けられている。以下、この内容について詳しく説明する。

本実施形態では、アキュムレータ１２から気体冷媒が流れる吸込管２１は、第１シリンダ５１に接続されている。第１シリンダ５１には、吸込管２１と第１シリンダ室５１ａとを連通させる第１吸込通路７１が径方向Ｒに設けられている。なお、本願でいう「径方向に設けられる」とは、「径方向に沿って設けられる」又は「径方向に開口する」などと読み替えてもよい。

第１吸込通路７1は、例えば、径方向Ｒに沿って第１シリンダ５１に設けられた穴である。第１吸込通路７１は、例えば、第１シリンダ５１の外周面から、第１シリンダ室５１ａを規定する第１シリンダ５１の内周面に貫通している。第１吸込通路７１には、吸込管２１から供給された気体冷媒の一部を第１シリンダ室５１ａの吸込室１０１に導く。

また、圧縮機構部３３には、第１吸込通路７１から分岐した第２吸込通路７２が設けられている。第２吸込通路７２は、第１シリンダ５１、仕切板５３、第２シリンダ５２に亘って設けられ、第１吸込通路７１と第２シリンダ室５２ａとを連通させる。第２吸込通路７２は、第１吸込通路７１を流れる気体冷媒の一部を第２シリンダ室５２ａに導く。

次に、第２吸込通路７２について説明する。図３は、本実施形態の圧縮機構部３３の一部を拡大して示す縦断面図である。図３に示すように、第２吸込通路７２は、例えば、第１シリンダ５１に設けられた第１吸込孔８１と、仕切板５３に設けられた第２吸込孔８２と、第２シリンダ５２に設けられた冷媒流路８３とにより形成されている。

第１吸込孔８１は、第１シリンダ５１において、軸方向Ｚに設けられている。なお、本願でいう、「軸方向に設けられる」とは、例えば、軸方向Ｚに沿って孔が開けられていることを意味する。このため、「軸方向に設けられる」とは、「軸方向に沿って設けられる」、又は「軸方向に開口する」などと読み替えてもよい。第１吸込孔８１は、例えば、軸方向Ｚに開口した断面形状が円の丸孔である。第１吸込孔８１は、第１吸込通路７１から、仕切板５３に面する第１シリンダ５１の表面（例えば下面）に軸方向Ｚに貫通している。第１吸込孔８１は、第１吸込通路７１と仕切板５３に設けられた第２吸込孔８２とを連通させる。

仕切板５３に隣り合う第１吸込孔８１の開口縁８１ａには、第１面取り部９１が設けられている。第１面取り部９１は、例えば、開口縁８１ａの全周に亘って設けられている。これにより、開口縁８１ａは軸方向Ｚに対して傾斜した傾斜面（拡径部）を有する。これにより、第１吸込孔８１の断面積（開口面積）は、第１面取り部９１で拡大されている。

第２吸込孔８２は、仕切板５３において、軸方向Ｚに設けられている。第２吸込孔８２は、例えば軸方向Ｚに沿って延び、軸方向Ｚに開口した断面形状が円の丸孔である。第２吸込孔８２は、第１シリンダ５１に面する仕切板５３の表面（例えば上面）から、第２シリンダ５２に面する仕切板５３の表面（例えば下面）に軸方向Ｚに貫通している。第２吸込孔８２は、第１シリンダ５１の第１吸込孔８１と第２シリンダ５２の冷媒流路８３とを連通させる。第２吸込孔８２の内径は、例えば、第１吸込孔８１の内径と略同じである。ただし、第２吸込孔８２の内径は、第１吸込孔８１の内径と比べて大きくてもよく、小さくてもよい。

第１シリンダ５１に隣り合う第２吸込孔８２の開口縁８２ａには、第２面取り部９２が設けられている。第２面取り部９２は、例えば開口縁８２ａの全周に亘って設けられている。また、第２シリンダ５２に面する第２吸込孔８２の開口縁８２ｂには、第３面取り部９３が設けられている。第３面取り部９３は、例えば開口縁８２ｂの全周に亘って設けられている。これにより、開口縁８２ａ、８２ｂは、軸方向Ｚに対して傾斜した傾斜部（拡径部）を有する。これにより、第２吸込孔８２の断面積（開口面積）は、第２面取り部９２及び第３面取り部９３の各々で拡大されている。

冷媒流路８３は、例えば、第２シリンダ５２に設けられた溝である。冷媒流路８３は。例えば、仕切板５３に面する第２シリンダ５２の表面（例えば上面）から、第２シリンダ室５２ａを規定する第２シリンダ５２の内周面に貫通している。冷媒流路８３は、仕切板５３の第２吸込孔８２と第２シリンダ室５２ａとを連通させる。冷媒流路８３は、例えば、軸方向Ｚに対して傾斜する方向に沿って設けられている。また、冷媒流路８３は軸方向Ｚに対して傾斜した傾斜面８３ａを有する。

以上のような構成により、第１吸込通路７１を流れる気体冷媒の一部は、第１シリンダ５１に設けられた第１吸込孔８１、仕切板５３に設けられた第２吸込孔８２、および第２シリンダ５２に設けられた冷媒流路８３を通り、第２シリンダ室５２ａの吸込室１０１に導かれる。

次に、第２吸込孔８２の配置位置について説明する。図３に示すように、本実施形態では、第１吸込孔８１と第２吸込孔８２とは、回転軸３１の径方向Ｒにおいて、互いにずれた位置に配置されている。本実施形態では、第１吸込孔８１の中心８１ｃは、第２吸込孔８２の中心８２ｃと比べて、径方向Ｒの外側に位置する。なお、第１吸込孔８１の中心８１ｃとは、例えば、回転軸３１の径方向Ｒにおける第１吸込孔８１の中心である。第２吸込孔８２の中心８２ｃとは、例えば、回転軸３１の径方向Ｒにおける第２吸込孔８２の中心である。

このような構成において、本実施形態の回転式圧縮機２の作用について説明する。回転式圧縮機２が駆動され、回転軸３１が回転されると、第１ローラ５６及び第２ローラ５７が第１シリンダ室５１ａ及び第２シリンダ室５２ａ内で偏心回転する。これにより、第１シリンダ室５１ａ及び第２シリンダ室５２ａ内の気体冷媒は、圧縮されて第１シリンダ５１及び第２シリンダ５２の吐出溝等を通じて密閉容器３４内に排出される。

また、第１ローラ５６及び第２ローラ５７の偏心回転により、第１シリンダ室５１ａ及び第２シリンダ室５２ａの吸込室１０１の圧力が低くなると、吸込管２１を通じてアキュムレータ１２から気体冷媒が供給される。吸込管２１から供給された気体冷媒の一部は、第１シリンダ５１に設けられた第１吸込通路７１を通じて第１シリンダ室５１ａに供給される。また、吸込管２１を流れる気体冷媒の別の一部は、第１吸込通路７１に入った後、第２吸込通路７２に流入することで、第２シリンダ室５２ａに供給される。ここで、本実施形態では、第２吸込通路７２の入口となる第１吸込孔８１の中心８１ｃが第２吸込孔８２の中心８２ｃに対して径方向Ｒの外側にずれて位置する。このため、第１吸込孔８１と第２吸込孔８２とを合わせて見た場合、第２吸込通路７２は、第２シリンダ室５２ａに向かうように軸方向Ｚに対して傾斜した傾斜孔と類似した構成となる。このため、気体冷媒は、第１吸込通路７１から第２シリンダ室５２ａに向けて軸方向Ｚに対して傾斜して流れることができる。これにより、第１吸込通路７１内の気体冷媒は、比較的スムーズに第２シリンダ室５２ａに流入することができる。

このような構成によれば、回転式圧縮機２の高性能化を図りつつ、製造性の向上を図ることができる。すなわち、例えば二酸化炭素などを気体冷媒として用いる回転式圧縮機は、気体冷媒が比較的高圧になるため、２のシリンダのうち一方のシリンダに吸込管が接続されるとともに、気体冷媒を他方のシリンダに導く分岐流路が設けられることがある。この場合、回転軸の軸方向に沿う吸込孔によって上記分岐流路が形成されると、気体冷媒の吸込流路損失が大きく、回転式圧縮機の性能低下を招くことがある。そこで、軸方向に対して傾斜した傾斜孔によって上記分岐流路を形成することで、吸込流路損失を低減することが考えられる。しかしながら、傾斜孔が設けられた回転式圧縮機は、製造性が低く、製造コストの増大やバリの発生による品質低下を招く場合がある。

そこで、本実施形態では、第１吸込孔８１の中心８１ｃは、第２吸込孔８２の中心８２ｃと比べて、径方向Ｒの外側に位置させている。このような構成によれば、第１吸込孔８４及び第２吸込孔８２が軸方向Ｚに設けられた吸込孔であっても、第１吸込通路７１に対する第２吸込通路７２の分岐角度を軸方向Ｚに対して傾斜させることができる。これにより、傾斜孔が設けられた場合と類似した構成を実現することができ、吸込流路損失の低減を図ることができる。また、第１吸込孔８１及び第２吸込孔８２は、軸方向Ｚに設けられた吸込孔であるため、傾斜孔に比べて製造性が良好であり、またバリの発生による品質低下も抑制することができる。このため、高性能、高品質、低コストの回転式圧縮機２を提供することができる。

つぎに、主軸受５４に形成された主軸受側環状溝６１と主軸受側弾性部６２、及び、副軸受５５に形成された副軸受側環状溝６３と副軸受側弾性部６４の作用について説明する。回転式圧縮機２の駆動時において、回転軸３１は主軸受５４と副軸受５５とに軸支されて回転する。この回転時には、吸込室１０１と圧縮室１０２との圧力差により回転軸３１には径方向Ｒの力が作用し、回転軸３１が圧縮機構部３３を中心として「略くの字状」に撓んだ状態となる。ここで、回転軸３１が「くの字状」に撓んだ場合、主軸受５４と回転軸３１との接触長さが、副軸受５５と回転軸３１の接触長さよりも大きいので、主軸受５４における回転軸３１の傾斜角度が小さく、また、主軸受５４と回転軸３１との接触面圧が、副軸受５５と回転軸３１との接触面圧よりも小さくなる。したがって、主軸受側弾性部６２の肉厚を、その付け根部から先端部まで同一にするとともに、主軸受側環状溝６１の軸方向Ｚの溝深さを、副軸受側環状溝６３の軸方向Ｚの溝深さより深くすることにより、主軸受側弾性部６２を長く形成して主軸受側弾性部６２と回転軸３１とを小さな接触面圧で長く接触させることにより、潤滑性を良好にして、摩耗を低減させることができる。

図６は、回転軸３１の回転時における回転軸３１の撓みと、主軸受５４との接触面圧と、主軸受側環状溝６１の溝深さとの関係を示すグラフである。このグラフから、主軸受側環状溝６１の溝深さが深くなると、回転軸３１の撓みが大きくなるととともに、接触面圧が小さくなることが分かる。

副軸受５５においては、回転軸３１との接触幅が小さいとともに回転軸３１の撓み角度が大きくなるため、この副軸受５５に形成する環状溝を主軸受５４に形成した溝と同じようなストレート状にすると、回転軸３１と副軸受５５とが接触幅の全体で均等に当たらず、回転軸３１と副軸受５５の接触面圧が急上昇する部分が生じ易くなる。そこで、副軸受５５に形成する副軸受側弾性部６４の外周面をテーパ状に形成することにより副軸受側弾性部６４の剛性を、副軸受側環状溝６３の溝深さ方向に向けて次第に高め、回転軸３１との接触範囲の全体で接触面圧を均等にしている。

一方、この副軸受側環状溝６３の溝深さを深くすると、副軸受５５の剛性が低下し、回転軸３１を垂直に保持するための保持力が低下するので、この保持力を高めるため副軸受側環状溝６３の溝深さを主軸受側環状溝６１の溝深さより浅くしている。

また、主軸受側弾性部６２と副軸受側弾性部６４とを比較した場合、副軸受側弾性部６４の根元部の肉厚ｔ３は主軸受側弾性部６２の肉厚ｔ１より厚く、副軸受側弾性部６４の先端部の肉厚ｔ２は主軸受側弾性部６２の肉厚ｔ１より薄く形成されている。これにより、主軸受５４及び副軸受５５の厚み寸法の薄型化を図りつつ副軸受５５の剛性を高めることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この実施形態は、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。この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…回転式圧縮機、３…放熱器、４…膨張装置、５…吸熱器、３１…回転軸、３２…電動機部、３３…圧縮機構部、３４…密閉容器、５１ａ、５２ａ…シリンダ室、８４…主軸受、５５…副軸受、６１…主軸受側環状溝、６５…主軸受側弾性部、６３…副軸受側環状溝、６４…副軸受側弾性部

Claims (2)

1. 回転軸と、この回転軸の一端側に連結された電動機部と、この回転軸の他端側に連結されて内部にシリンダ室を有する圧縮機構部とが密閉容器内に収容され、前記回転軸は前記シリンダ室の前記電動機部側に位置する主軸受と前記シリンダ室の前記電動機部とは反対側に位置する副軸受とにより軸支され、前記回転軸における前記主軸受と前記副軸受とに軸支される部分の直径が同じに形成され、前記回転軸の軸方向に沿った前記主軸受と前記回転軸との接触長さが前記副軸受と前記回転軸との接触長さより大きく設定された回転式圧縮機であって、
   前記主軸受の前記シリンダ室に対向する側の端部に、主軸受側環状溝とこの主軸受側環状溝の内周側に位置して前記回転軸に接触する部分となる主軸受側弾性部とが形成され、
   前記副軸受の前記シリンダ室に対向する側の端部に、副軸受側環状溝とこの副軸受側環状溝の内周側に位置して前記回転軸に接触する部分となる副軸受側弾性部とが形成され、
   前記主軸受側環状溝の溝深さが前記副軸受側環状溝の溝深さより深く形成され、
   前記主軸受側弾性部の外周面は、付け根部の肉厚と先端部の肉厚とが同じになるようにストレート状に形成され、
   前記副軸受側弾性部の外周面は、付け根部の肉厚が先端部の肉厚より厚くなるようにテーパ状に形成され、
   前記副軸受側弾性部の前記付け根部の肉厚は前記主軸受側弾性部の肉厚より厚く、前記副軸受側弾性部の前記先端部の肉厚は前記主軸受側弾性部の肉厚より薄く形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
2. 請求項１に記載の回転式圧縮機と、前記回転式圧縮機に接続される放熱器と、前記放熱器に接続される膨張装置と、前記膨張装置と前記回転式圧縮機との間に接続される吸熱器とを備えた冷凍サイクル装置。

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