JP7417138B2 - 圧縮機および冷凍装置 - Google Patents

Description

本開示は、圧縮機および冷凍装置に関する。

従来、圧縮機としては、内径孔を備えたシリンダと、回転軸を支持する軸受孔を有するボス部と、シリンダの内径孔を塞いで内部に圧縮室を形成する主軸受および副軸受とを有する圧縮機構部を備えたものがある(例えば、特開２０１１－１１１９７６号公報(特許文献１)参照)。

上記圧縮機では、主軸受および副軸受は、圧縮室側に向かって開口する環状溝を有している。この環状溝の内周面に圧縮室側から反圧縮室側へ向って内径が大きくなるテーパー状に形成することにより、主軸受および副軸受と回転軸との接触による局所的な摩耗を防いでいる。

特開２０１１－１１１９７６号公報

上記圧縮機では、環状溝の内周面と軸受部の内周面との径方向の厚さが圧縮室から離れるほど厚くなっている。このため、上記圧縮機では、主軸受および副軸受の環状溝が形成された部分において、圧縮室から離れるほど剛性が高くなっているので、主軸受および副軸受の内周面にかかる局所最大面圧が高くなり、軸受の信頼性が低下するという問題がある。

本開示では、軸受部の剛性を低くできる圧縮機およびその圧縮機を備えた冷凍装置を提案する。

本開示の圧縮機は、
圧縮機構部と、
上記圧縮機構部を駆動すると共に偏心部を有するクランク軸と
を備え、
上記クランク軸は、軸受部により回転可能に支持され、
上記軸受部の軸方向の端面から軸方向に延びる溝または穴が上記軸受部に形成され、
上記溝または上記穴と上記軸受部の内周面との間の径方向厚さは、上記端面側よりも上記溝または上記穴の底部側が小さい。

本開示によれば、軸受部に形成された溝(または穴)と軸受部の内周面との間において、軸受部の軸方向の端面側よりも溝(または穴)の底部側の径方向厚さを小さくすることで、軸受部の剛性を低くできる。

本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記軸受部は、第１軸受部と第２軸受部とを有し、
上記圧縮機構部は、
上記第１軸受部を有するフロントヘッドと、
上記第２軸受部を有するリアヘッドと、
上記フロントヘッドと上記リアヘッドとの間に配置されたシリンダと、
上記シリンダ内に配置され、上記クランク軸により駆動されるピストンと
を備え、
上記クランク軸は、上記フロントヘッドの上記第１軸受部と上記リアヘッドの上記第２軸受部とにより回転可能に支持されており、
上記フロントヘッドの上記第１軸受部または上記リアヘッドの上記第２軸受部に、上記ピストンと対向する端面から軸方向に延びる上記溝または上記穴が形成されている。

本開示によれば、フロントヘッドの軸受部またはリアヘッドの軸受部の少なくとも一方に形成された溝(または穴)と軸受部の内周面との間において、ピストン側よりもピストンと反対の側の方の径方向厚さを小さくすることで、軸受部の剛性を低くできる。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記圧縮機構部は、
上記クランク軸の上記偏心部に回転自在に連結され、上記軸受部を有する旋回スクロールと、
上記旋回スクロールと共に圧縮室を形成する固定スクロールと
を備え、
上記旋回スクロールの上記軸受部に、上記固定スクロールと反対の側の上記端面から軸方向に延びる上記溝または上記穴が形成されている。

本開示によれば、旋回スクロールの軸受部に形成された溝(または穴)と軸受部の内周面との間において、固定スクロールと反対の側よりも固定スクロール側の方の径方向厚さを小さくすることで、軸受部の剛性を低くできる。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記溝または上記穴は、開口部を有し、
上記溝または上記穴の上記開口部の径方向内縁と上記軸受部の内周面との距離よりも上記溝または上記穴の底部の径方向内縁と上記軸受部の内周面との距離が小さい。

本開示によれば、溝(または穴)の開口部の径方向内縁と軸受部の内周面との距離よりも溝(または穴)の底部の径方向内縁と軸受部の内周面との距離を小さくすることにより、溝(または穴)の断面形状に係わらず軸受部の剛性を低くできる。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記溝または上記穴は、開口部を有し、
上記溝または上記穴の上記開口部の径方向外縁と上記軸受部の内周面との距離よりも上記溝または上記穴の底部の径方向外縁と上記軸受部の内周面との距離が小さい。

本開示によれば、溝(または穴)の開口部の径方向外縁と軸受部の内周面との距離よりも溝(または穴)の底部の径方向外縁と軸受部の内周面との距離を小さくすることにより、加工刃具を用いた切削加工時に溝(または穴)の形成が容易になる。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記溝または上記穴は、開口部を有し、
上記溝または上記穴の上記開口部の径方向外縁と上記軸受部の内周面との距離よりも上記溝または上記穴の底部の径方向外縁と上記軸受部の内周面との距離が大きい。

本開示によれば、溝(または穴)の開口部の径方向外縁と軸受部の内周面との距離よりも溝(または穴)の底部の径方向外縁と軸受部の内周面との距離を大きくして、溝(または穴)の断面が開口部と反対の側に向かって末広がりとなっても、溝(または穴)と軸受部の内周面との間において、開口部側よりも開口部と反対の側の方の径方向厚さが薄ければよい。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記溝または上記穴の底部が凹面形状である。

本開示によれば、溝の底部を凹面形状にすることによって、溝の底部にかかる応力を分散させることができ、軸受部の強度が向上する。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記溝は、環状溝である。

本開示によれば、軸受部の軸方向の端面から軸方向に延びる環状溝を設けることによって、軸受部の内周面の局所最大面圧を低減できる。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記軸受部の内周面、かつ、上記溝または上記穴の底部に対向する位置に、周方向に沿って第２の溝が形成されている。

本開示によれば、軸受部の内周面かつ溝(または穴)の底部に対向する位置に、周方向に沿って第２の溝を形成することによって、溝(または穴)の内周面と軸受の内周面との間において径方向厚さをより薄くでき、軸受部の剛性をさらに低くできる。

また、本開示の冷凍装置は、
上記のいずれか１つの圧縮機を用いた冷媒回路を備える。

本開示によれば、上記圧縮機を用いた冷媒回路を備えることによって、信頼性の高い冷凍装置機を実現できる。

本開示の第１実施形態の圧縮機の縦断面図である。 上記フロントヘッドの要部の断面図である。 上記フロントヘッドの要部の断面図である。 上記フロントヘッドの要部の下面図である。 上記圧縮機においてガス荷重のないときのフロントヘッドとリアヘッドおよびクランク軸の応力分布を示す図である。 上記圧縮機においてガス荷重のあるときのフロントヘッドとリアヘッドおよびクランク軸の応力分布を示す図である。 上記圧縮機においてガス荷重のあるときのリアヘッドの応力分布を示す図である。 環状溝の深さと局所最大面圧との関係を示す図である。 上記圧縮機のリアヘッドの下面図である。 図９のＸ－Ｘ線から見た断面図である。 図９のＸ－Ｘ線から見た変形例の断面図である。 上記圧縮機の圧縮機構部の要部のシール距離を説明する図である。 本開示の第２実施形態の圧縮機の圧縮機構部の要部の縦断面図である。 本開示の第３実施形態の圧縮機の圧縮機構部の要部の縦断面図である。 本開示の第４実施形態の圧縮機を用いた冷媒回路を備えた冷凍装置の一例としての空気調和機の回路図である。 本開示の第５実施形態の圧縮機の圧縮機構部のフロントヘッドの要部の断面図である。 上記フロントヘッドの要部の下面図である。 変形例のフロントヘッドの要部の下面図である。 他の変形例のフロントヘッドの要部の下面図である。 本開示の第６実施形態の圧縮機の圧縮機構部を構成するフロントヘッドの要部の下面図である。 図２０のXXI－XXI線から見たフロントヘッドの要部の断面図である。 変形例のフロントヘッドの要部の下面図である。 他の変形例のフロントヘッドの要部の下面図である。 他の変形例のフロントヘッドの要部の下面図である。 他の変形例のフロントヘッドの要部の下面図である。 本開示の第７実施形態の圧縮機の縦断面図である。 上記圧縮機のクランク軸の上部を支持する軸受を含む要部の断面図である。 上記圧縮機のクランク軸の下部を支持する軸受を含む要部の断面図である。

以下、実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。

〔第１実施形態〕
図１は、本開示の第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１の縦断面図である。

この第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、図１に示すように、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮機構部２と、密閉容器１内に配置され、クランク軸１２を介して圧縮機構部２を駆動するモータ３とを備えている。

この圧縮機ＣＭＰ１は、１シリンダ構成の揺動ピストン型のロータリー圧縮機である。圧縮機ＣＭＰ１は、密閉容器１内の下側に、圧縮機構部２を配置し、その圧縮機構部２の上側にモータ３を配置している。このモータ３は、密閉容器１の内側に固定された環状のステータ４と、そのステータ４の内側に配置され、クランク軸１２に固定されたロータ５とを有する。このロータ５の回転によって、クランク軸１２を介して、圧縮機構部２を駆動するようにしている。

圧縮機構部２は、アキュムレータ１０から吸入管１１を介して冷媒ガスを吸入する。この冷媒ガスは、圧縮機ＣＭＰ１とともに、冷凍装置の一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。

上記圧縮機ＣＭＰ１は、圧縮した高温高圧の冷媒ガス(吐出ガス)を、圧縮機構部２から吐出して密閉容器１の内部に満たすと共に、モータ３のステータ４とロータ５との間の隙間を通して、モータ３を冷却した後、モータ３の上側に設けられた吐出管１３から外部に吐出するようにしている。

密閉容器１内の高圧領域の下部には、潤滑油が溜められた油溜まり部９が形成されている。この潤滑油は、油溜まり部９から、クランク軸１２に設けられた油通路８０を通って、圧縮機構部２の摺動部に移動して、この摺動部を潤滑する。

圧縮機構部２は、密閉容器１の内面に取り付けられたフロントヘッド３０と、そのフロントヘッド３０の下側に取り付けられたシリンダ２０と、このシリンダ２０の下側に取り付けられたリアヘッド４０とを備える。シリンダ２０とフロントヘッド３０とリアヘッド４０とによって、シリンダ室２１を形成する。

この圧縮機ＣＭＰ１は、ローラとブレードとが一体に形成されたピストン２２を備えている。フロントヘッド３０とリアヘッド４０に挟まれたシリンダ室２１内において、クランク軸１２によりピストン２２が駆動される。ピストン２２のブレード(図示せず)によってシリンダ室２１内を仕切って高圧側と低圧側とに夫々区画している。

フロントヘッド３０は、円板状の本体部３１と、この本体部３１の中央に上方へ設けられたボス部３２とを有する。本体部３１およびボス部３２は、クランク軸１２が挿通されている。

本体部３１の上側には、吐出弁(図示せず)を覆うようにカップ型のマフラカバー５０が取り付けられている。このマフラカバー５０は、ボルトなどによって本体部３１に固定されている。マフラカバー５０は、ボス部３２が挿通されている。マフラカバー５０およびフロントヘッド３０によってマフラ室を形成する。

また、リアヘッド４０は、円板状の本体部４１と、この本体部４１の中央に下方へ設けられたボス部４２とを有する。本体部４１およびボス部４２は、クランク軸１２が挿通されている。

クランク軸１２の一端部は、フロントヘッド３０の第１軸受部３３(図２に示す)およびリアヘッド４０の第２軸受部４３(図９に示す)により回転可能に支持されている。クランク軸１２の一端部(支持端側)は、シリンダ室２１の内部に挿入されている。

クランク軸１２の支持端側には、圧縮機構部２側のシリンダ室２１内に位置するように、偏心部１２ａを設けている。偏心部１２ａは、ピストン２２のローラに嵌合している。このピストン２２は、シリンダ室２１内で公転可能に配置され、ピストン２２の公転運動で圧縮作用を行う。

圧縮機構部２は、フロントヘッド３０と、シリンダ２０と、リアヘッド４０が順に積層され、偏心部１２ａを有するクランク軸１２の回転動作により、シリンダ２０内に形成されたシリンダ室２１の内周面に沿ってピストン２２が旋回運動する。このピストン２２の旋回運動によって、シリンダ２０に設けられた吸入ポート(図示せず)からシリンダ室２１に吸い込まれた冷媒ガスは、シリンダ室２１で圧縮された後、吐出ポート４１ａ(図９に示す)から密閉容器１内に吐出される。

図２,図３は、フロントヘッド３０の要部の断面図であり、図４は、フロントヘッド３０の要部の下面図である。

図２に示すように、フロントヘッド３０に、ピストン２２(図１に示す)と対向する端面から軸方向に延びる環状溝３４が第１軸受部３３を囲むように形成されている。環状溝３４は、ピストン２２側に向かって開口する開口部３４ａを有する。環状溝３４と第１軸受部３３の内周面との間の径方向厚さが、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側が小さくなっている。環状溝３４は、底部３４ｂが開口部３４ａよりも第１軸受部３３の内周面に近くなるように、第１軸受部３３の軸方向に対して傾いている。環状溝３４の径方向の幅Ｗは、開口部３４ａから底部３４ｂまで一定である。

図２に示すように、環状溝３４において、ピストン２２に対向する開口部３４ａの内径Ｄ２ａよりもピストン２２と反対の側の端部の内径Ｄ２ｂが小さくなっている。環状溝３４において、開口部３４ａの外径Ｄ１ａよりもピストン２２と反対の側の端部の外径Ｄ１ｂが小さくなっている。

また、図３に示すように、フロントヘッド３０の環状溝３４において、ピストン２２に対向する開口部３４ａの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ａよりもピストン２２と反対の側の底部３４ｂの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ｂが小さくなっている。環状溝３４において、環状溝３４の開口部３４ａの径方向内縁と軸受部３３の内周面との距離Ｘ２ａよりも環状溝３４の底部３４ｂの径方向内縁と軸受部３３の内周面との距離Ｘ２ｂが小さくなっている。

図４に示すように、フロントヘッド３０に設けられた環状溝３４の開口部３４ａは、第１軸受部３３の軸中心Ｏ１と中心が同じ円環状をしている。

なお、フロントヘッド３０と同様に、リアヘッド４０の第２軸受部４３(図１０に示す)に、ピストン２２と対向する端面から軸方向に延びる環状溝４４が形成されている。環状溝４４は、ピストン２２側に向かって開口する開口部４４ａを有する。環状溝４４と第２軸受部４３の内周面との間の径方向厚さが、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側が小さくなっている。

クランク軸１２の軸方向に対して直交する平面で、かつ、フロントヘッド３０の端面とリアヘッド４０の端面との間の中間点を通る平面に対して、フロントヘッド３０の環状溝３４とリアヘッド４０の環状溝４４とは面対称である。この環状溝３４により第１軸受部３３が弾性軸受として機能すると共に、環状溝４４により第２軸受部４３が弾性軸受として機能する。

上記圧縮機ＣＭＰ１では、シリンダ室２１内の高圧側と低圧側との圧力差によって生じたガス荷重がピストン２２を介してクランク軸１２に作用する。

図５は、上記圧縮機ＣＭＰ１においてガス荷重のないときのフロントヘッド３０とリアヘッド４０およびクランク軸１２の応力分布を示し、図６は、上記圧縮機ＣＭＰ１においてガス荷重のあるときのフロントヘッド３０とリアヘッド４０およびクランク軸１２の応力分布を示し、図７は、圧縮機ＣＭＰ１においてガス荷重のあるときのリアヘッドの応力分布を示している。

図５～図７の応力分布は、次のシミュレーション条件を用いた応力解析シミュレーションにより求めた。
フロントヘッド３０のヤング率 ： １２５{ＧＰａ]
フロントヘッド３０の密度 ： ６．８[ｇ／ｃｍ^２]
フロントヘッド３０の材料 ： 焼結金属
リアヘッド４０のヤング率 ： １２５[ＧＰａ]
リアヘッド４０の密度 ： ６．８[ｇ／ｃｍ^２]
リアヘッド４０の材料 ： 焼結金属
クランク軸１２のヤング率 ： １２５{ＧＰａ]
クランク軸１２の密度 ： ７．３[ｇ／ｃｍ^２]
クランク軸１２の材料 ： 鋳鉄(ＦＣ２８０)
荷重条件ＨＰ ： ５．０１[ＭＰａ(Ｇ)]
荷重条件ＬＰ ： ０．９４[ＭＰａ(Ｇ)]
軸荷重 ： ２８７４[Ｎ]
解析ツール ： Femap with NX Nastran V2019.1
拘束条件 ： フロントヘッド３０の外周上端エッジ完全固定
リアヘッド４０の外周上端エッジ完全固定
モデル形状 ： １／２対象簡略化モデル(周方向同一断面)

図６に示すように、図６の右方向から左方向に作用するガス荷重によって、クランク軸１２が弾性変形して撓む。このとき、フロントヘッド３０の環状溝３４とリアヘッド４０の環状溝４４とによって、フロントヘッド３０の第１軸受部３３とリアヘッド４０の第２軸受部４３とが弾性変形して、第１軸受部３３,第２軸受部４３にかかる局所最大面圧を低減する。

例えば、図７は、ガス荷重がかかるリアヘッド４０の応力分布を示しており、図７に示すように、右方向から左方向に働くガス荷重によってリアヘッド４０の環状溝４４の右側部分は弾性変形せず、環状溝４４の左側部分は弾性変形して開口部４４ａが狭くなっている。

図８は、環状溝３４,４４の深さと局所最大面圧との関係を示しており、図８において、横軸は、環状溝３４,４４の深さ[ｍｍ]を表し、縦軸は第１軸受部３３,第２軸受部４３にかかる局所最大面圧[ＭＰａ]を表している。ここで、環状溝３４,４４の深さ[ｍｍ]は、環状溝３４,４４の軸方向寸法である。

図８に示す点線の曲線は、比較例の圧縮機の環状溝の深さと局所最大面圧との関係を表し、図９に示す実線の曲線は、この第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１の環状溝３４,４４の深さと局所最大面圧との関係を表している。比較例の圧縮機は、環状溝を除いて第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１と同一の構成をしており、環状溝がクランク軸１２の軸方向に沿って形成されており、環状溝と軸受部の内周面との間の径方向厚さが、環状溝の開口部側から底部側に渡って同じである。

この第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１では、比較例の圧縮機と環状溝の深さを同じとした場合、比較例の圧縮機に比べて第１軸受部３３,第２軸受部４３の局所最大面圧を低減できる。

また、この第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１では、局所最大面圧を同一とした場合、比較例の圧縮機に比べて環状溝３４,４４の深さを浅くできるので、環状溝３４,４４を加工するときに加工刃具にかかる負荷を低減でき、加工刃具の寿命を延ばすことができる。

図９は、上記圧縮機ＣＭＰ１のリアヘッド４０の下面図であり、図１０は、図９のＸ－Ｘ線から見た断面図である。図９において、４１ａはリアヘッド４０の本体部４１に設けられた吐出ポートである。

図９に示すように、リアヘッド４０の第２軸受部４３の上端に設けられた環状溝４４の開口部４４ａは、第２軸受部４３の軸中心と中心が同じ円環状をしている。

図１０に示すように、リアヘッド４０の第２軸受部４３の上端に設けられた環状溝４４は、ピストン２２側(図１０の上方)に向かって開口する開口部４４ａを有する。環状溝４４と第２軸受部４３の内周面との間の径方向厚さが、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側が小さくなっている。環状溝４４は、底部４４ｂが開口部４４ａよりも第２軸受部４３の内周面に近くなるように、第２軸受部４３の軸方向に対して傾いている。環状溝４４の径方向の幅は、開口部４４ａから底部４４ｂまで一定である。

なお、図１１に示すように、リアヘッド４０の第２軸受部４３の下端に環状溝４５を設けてもよい。環状溝４５の開口部４５ａは、第２軸受部４３の軸中心と中心が同じ円環状をしている。

図１１では、リアヘッド４０の第２軸受部４３の下端に設けられた環状溝４５は、ピストン２２と反対の側(図１０の下方)に向かって開口する開口部４５ａを有する。環状溝４５と第２軸受部４３の内周面との間の径方向厚さが、ピストン２２と反対の側よりもピストン２２側が小さくなっている。環状溝４５は、底部４５ｂが開口部４５ａよりも第２軸受部４３の内周面に近くなるように、第２軸受部４３の軸方向に対して傾いている。環状溝４５の径方向の幅は、開口部４５ａから底部４５ｂまで一定である。

上記構成の圧縮機ＣＭＰ１によれば、環状溝３４と第１軸受部３３の内周面との間および環状溝４４と第２軸受部４３の内周面との間において、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側の方の径方向厚さを薄くすることで、環状溝３４,４４の剛性を低くできる。これにより、第１軸受部３３,第２軸受部４３の内周面にかかる局所最大面圧を低減でき、第１軸受部３３,第２軸受部４３の信頼性を向上できる。

また、環状溝３４,４４において、図２に示すように、ピストン２２に対向する開口部３４ａ,４４ａの内径Ｄ２ａよりもピストン２２と反対の側の端部の内径Ｄ２ｂを小さくすることにより、環状溝３４,４４の断面形状に係わらず第１軸受部３３,第２軸受部４３の剛性を低くできる。

言い換えると、図３に示すように、環状溝３４において、開口部３４ａの径方向内縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ２ａよりも環状溝３４の底部３４ｂの径方向内縁と第１,軸受部３３の内周面との距離Ｘ２ｂを小さくすると共に、環状溝４４において、開口部４４ａの径方向内縁と第２軸受部４３の内周面との距離Ｘ２ａよりも環状溝４４の底部４４ｂの径方向内縁と第２軸受部４３の内周面との距離Ｘ２ｂを小さくする。これにより、環状溝３４,４４の断面形状に係わらず第１軸受部３３,第２軸受部４３の剛性を低くできる。

また、環状溝３４,４４において、図２に示すように、ピストン２２に対向する開口部３４ａ,４４ａの外径Ｄ１ａよりもピストン２２と反対の側の端部の外径Ｄ１ｂを小さくすることにより、加工刃具を用いた切削加工時に環状溝３４,４４の形成が容易になる。

言い換えると、フロントヘッド３０の環状溝３４において、図３に示すように、ピストン２２に対向する開口部３４ａの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ａよりもピストン２２と反対の側の底部３４ｂの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ｂを小さくすることにより、加工刃具を用いた切削加工時に環状溝３４の形成が容易になる(リアヘッド４０の環状溝４４も同様)。

なお、環状溝３４において、開口部３４ａの外径Ｄ１ａよりもピストン２２と反対の側の端部の外径Ｄ１ｂを大きくしてもよい(環状溝４４も同様)。このように、環状溝３４の断面がピストン２２と反対の側に向かって末広がりとなっても、環状溝３４と第１軸受部３３の内周面との間において、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側の方の径方向厚さが薄ければよい。環状溝３４の開口部３４ａの径方向寸法を端部よりも狭くすることにより、フロントヘッド３０のピストン２２に対向する端面とピストン２２の端面との間、および、リアヘッド４０のピストン２２に対向する端面とピストン２２の端面との間のシール距離を十分に確保することができる。

言い換えると、環状溝３４において、開口部３４ａの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ａよりも底部３４ｂの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ｂを大きくしてもよい(環状溝４４も同様)。このように、環状溝３４の断面がピストン２２と反対の側に向かって末広がりとなっても、環状溝３４と第１軸受部３３の内周面との間において、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側の方の径方向厚さが薄ければよい。環状溝３４の開口部３４ａの径方向寸法を端部よりも狭くすることにより、フロントヘッド３０のピストン２２に対向する端面とピストン２２の端面との間、および、リアヘッド４０のピストン２２に対向する端面とピストン２２の端面との間のシール距離を十分に確保することができる。

図１２に示すように、環状溝３４が設けられたフロントヘッド３０のピストン２２に対向する端面とピストン２２の端面との間の最小シール距離はＡとなる。また、環状溝４４が設けられたリアヘッド４０のピストン２２に対向する端面とピストン２２の端面との間の最小シール距離はＢとなる。図１２では、旋回運動するピストン２２の中心が最も右方向に位置している。

上記第１実施形態では、フロントヘッド３０の環状溝３４の軸方向深さとリアヘッド４０の環状溝４４の軸方向深さを同じにしたが、フロントヘッド３０の環状溝３４またはリアヘッド４０の環状溝４４の一方を他方よりも長くしたり短くしたりしてもよい。

また、上記第１実施形態では、環状溝３４,４４の断面形状を矩形としたが、環状溝はこれに限らず、屈曲したり湾曲したりした断面形状や、段差が設けられた断面形状であってもよく、環状溝と軸受部の内周面との間において、ピストン側よりもピストンと反対の側の方の径方向厚さが薄ければよい。

〔第２実施形態〕
図１３は、本開示の第２実施形態の圧縮機ＣＭＰ１の圧縮機構部の要部の縦断面図である。この第２実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、環状溝３４の底部３４ｂの形状を除いて第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１と同一の構成をしている。

第２実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、図１３に示すように、フロントヘッド３０の環状溝３４の底部３４ｂが凹面形状である。なお、フロントヘッド３０と同様に、リアヘッド４０の環状溝４４の底部３４ｂが凹面形状である。

上記第２実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１と同様の効果を有する。

また、圧縮機ＣＭＰ１では、環状溝３４,４４の底部３４ｂを凹面形状にすることによって、環状溝３４,４４の底部３４ｂにかかる応力を分散させることができ、第１軸受部３３,第２軸受部４３の強度が向上する。

〔第３実施形態〕
図１４は、本開示の第３実施形態の圧縮機ＣＭＰ１の圧縮機構部の要部の縦断面図である。この第３実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、第２の環状溝３６を除いて第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１と同一の構成をしている。

第３実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、図１４に示すように、フロントヘッド３０の第１軸受部３３の内周面かつ環状溝３４の底部３４ｂに対向する位置に、周方向に沿って第２の環状溝３６が形成されている。この環状溝３６は、第２の溝である。なお、フロントヘッド３０と同様に、リアヘッド４０の第２軸受部４３の内周面かつ環状溝４４の底部に対向する位置に、周方向に沿って第２の環状溝(図示せず)が形成されている。

上記第３実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１と同様の効果を有する。

また、環状溝３４,４４の内周面と第１軸受部３３,第２軸受部４３の内周面との間において径方向厚さをより薄くでき、第１軸受部３３,第２軸受部４３の剛性をさらに低くできる。これにより、第１軸受部３３,第２軸受部４３の内周面にかかる局所最大面圧をさらに低減でき、第１軸受部３３,第２軸受部４３の信頼性を向上できる。

なお、環状溝を傾けずにクランク軸１２の軸方向に沿って形成し、軸受部の内周面かつ環状溝の底部に対向する位置に、周方向に沿って第２の環状溝を形成してもよい。これにより、環状溝と軸受部の内周面との間において、ピストン側よりもピストンと反対の側の方の径方向厚さが薄い構成を実現できる。

また、フロントヘッド３０の第１軸受部３３またはリアヘッド４０の第２軸受部４３の一方のみに第２の環状溝(図示せず)を形成してもよい。

〔第４実施形態〕
図１５は、本開示の第４実施形態の圧縮機ＣＭＰ１を用いた冷媒回路を備えた冷凍装置の一例としての空気調和機の回路図である。この空気調和機では、第１～第３実施形態の圧縮機ＣＭＰ１のいずれかを用いている。

この第４実施形態の空気調和機は、図１５に示すように、空調対象である室内に設置される室内ユニットＵ１と、室外に設置される室外ユニットＵ２とを備える。

＜室内ユニットＵ１の構成＞
上記空気調和機の室内ユニットＵ１は、冷媒配管Ｌ４(連絡配管)が一端に接続され、冷媒配管Ｌ５(連絡配管)が他端に接続された室内熱交換器９４と、この室内熱交換器９４に空気を供給する室内ファン９６とを有する。室内ファン９６は、室内熱交換器９４で温度などが調整された空気を室内に向けて吹き出す。

＜室外ユニットＵ２の構成＞
上記空気調和機の室外ユニットＵ２は、圧縮機ＣＭＰ１と、四路切換弁９１と、室外熱交換器９２と、膨張機構の一例としての膨張弁９３と、アキュムレータ１０と、室外熱交換器９２に空気を送る室外ファン９５とを有する。

上記圧縮機ＣＭＰ１の吐出側が冷媒配管Ｌ１を介して四路切換弁９１の第１ポートａに接続されている。四路切換弁９１の第２ポートｂが冷媒配管Ｌ２を介して室外熱交換器９２の一端に接続されている。室外熱交換器９２の他端が冷媒配管Ｌ３を介して膨張弁９３の一端に接続され、膨張弁９３の他端が冷媒配管Ｌ４(連絡配管)の一端に接続されている。冷媒配管Ｌ５(連絡配管)の一端が四路切換弁９１の第３ポートｃに接続されている。四路切換弁９１の第４ポートｄが、冷媒配管Ｌ６,アキュムレータ１０,吸入管１１を介して圧縮機ＣＭＰ１の吸入側に接続されている。

室外熱交換器９２内を流れる冷媒は、室外ファン９５により吸い込まれる空気と熱交換する。

膨張弁９３は、開度を調整可能な例えば電動弁であって、制御装置(図示せず)からの信号に応じて開度が変化する。

＜冷媒回路ＲＣの構成＞
また、上記空気調和機の冷媒回路ＲＣは、室内熱交換器９４、圧縮機ＣＭＰ１、四路切換弁９１、室外熱交換器９２、膨張弁９３、アキュムレータ１０、冷媒配管Ｌ１～Ｌ６および吸入管１１から成っている。これにより、環状の冷媒回路ＲＣが構成されている。

冷房運転では、図１５に示すように、四路切換弁９１を実線の切換え位置に切り換え、暖房運転では、四路切換弁９１を点線の切換え位置に切り換えて、圧縮機ＣＭＰ１を駆動することにより冷媒が冷媒回路ＲＣを循環する。

上記構成の空気調和機によれば、軸受部の信頼性を向上できる圧縮機ＣＭＰ１を用いた冷媒回路ＲＣを備えることによって、信頼性の高い空気調和機を実現できる。

上記第４実施形態では、冷凍装置として空気調和機を説明したが、圧縮機ＣＭＰ１を用いた冷媒回路ＲＣを備える冷凍装置は、空気調和機に限らず、他の構成の冷凍装置でもよい。

〔第５実施形態〕
図１６は、本開示の第５実施形態の圧縮機ＣＭＰ１の圧縮機構部２のフロントヘッド３０の要部の断面図であり、図１７は、フロントヘッド３０の要部の下面図である。この第５実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、環状溝３４を除いて第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１と同一の構成をしている。

第５実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、図１６,図１７に示すように、フロントヘッド３０の第１軸受部３３に、ピストン２２(図１に示す)と対向する端面から軸方向に延びる環状溝３４が形成されている。環状溝３４は、ピストン２２側に向かって開口する開口部３４ａを有する。環状溝３４と第１軸受部３３の内周面との間の径方向厚さが、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側が小さくなっている。環状溝３４は、底部３４ｂが開口部３４ａよりも第１軸受部３３の内周面に近くなるように、第１軸受部３３の軸方向に対して傾いている。環状溝３４の径方向の幅Ｗは、開口部３４ａから底部３４ｂまで一定である。

また、図１６の左側では、第１軸受部３３の内周面から最も離れている環状溝３４の部分の断面において、ピストン２２に対向する開口部３４ａの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１Ａよりもピストン２２と反対の側の底部３４ｂの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１Ｂが小さくなっている。当該環状溝３４の部分の断面において、環状溝３４の開口部３４ａの径方向内縁と軸受部３３の内周面との距離Ｘ２Ａよりも環状溝３４の底部３４ｂの径方向内縁と軸受部３３の内周面との距離Ｘ２Ｂが小さくなっている。

一方、図１６の右側では、第１軸受部３３の内周面から最も近い環状溝３４の部分の断面において、ピストン２２に対向する開口部３４ａの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ａ(＜Ｘ１Ａ)よりもピストン２２と反対の側の底部３４ｂの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ｂ(＜Ｘ１Ｂ)が小さくなっている。環状溝３４において、環状溝３４の開口部３４ａの径方向内縁と軸受部３３の内周面との距離Ｘ２ａ(＜Ｘ２Ａ)よりも環状溝３４の底部３４ｂの径方向内縁と軸受部３３の内周面との距離Ｘ２ｂ(＜Ｘ２Ｂ)が小さくなっている。

環状溝３４は、環状溝３４の中心Ｏ２が第１軸受部３３の軸中心Ｏ１から径方向(図１６,図１７の左方向)にずれてフロントヘッド３０に設けられている。これにより、図１６,図１７においてフロントヘッド３０の第１軸受部３３の左側よりも右側の方が弾性変形しやすくなるので、例えば、第１軸受部３３の内周面にかかる局所最大面圧が図１６,図１７の右側で高いような応力分布の場合、局所最大面圧を効果的に低減できる。

なお、図１８に示すように、周方向に底部３４ｂの深さが左側から右側に向かって徐々に深くなる環状溝３４をフロントヘッド３０に設けてもよい。これにより、図１８においてフロントヘッド３０の第１軸受部３３の左側よりも右側の方が弾性変形しやすくなるので、例えば、第１軸受部３３の内周面にかかる局所最大面圧が図１８の右側で高いような応力分布の場合、局所最大面圧を効果的に低減できる。

また、フロントヘッド３０の第１軸受部３３の回りに全周に渡って環状溝を設けるのではなく、図１９に示すように、フロントヘッド３０の第１軸受部３３の回りに下方から見て円弧形状の溝１３４を形成してもよい。溝１３４は、ピストン２２側に向かって開口する開口部１３４ａを有する。溝１３４と第１軸受部３３の内周面との間の径方向厚さが、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側が小さくなっている。円弧形状の溝１３４は、底部３４ｂが開口部３４ａよりも第１軸受部３３の内周面に近くなるように、第１軸受部３３の軸方向に対して傾いている。溝１３４の径方向の幅は、開口部１３４ａから底部１３４ｂまで一定である。

これにより、図１９において、フロントヘッド３０の第１軸受部３３の左側よりも右側の方が弾性変形しやすくなるので、例えば、第１軸受部３３の内周面にかかる局所最大面圧が図１９の右側で高いような応力分布の場合、局所最大面圧を効果的に低減できる。

〔第６実施形態〕
図２０は、本開示の第６実施形態の圧縮機ＣＭＰ１の圧縮機構部２を構成するフロントヘッド３０の要部の下面図である。この第５実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、穴２３４を除いて第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１と同一の構成をしている。

第６実施形態の圧縮機ＣＭＰ１では、図２０に示すように、ピストン２２(図１に示す)と対向するフロントヘッド３０の端面から軸方向に延びる穴２３４が、フロントヘッド３０に周方向に間隔をあけて複数形成されている。穴２３４は、ピストン２２側に向かって開口する開口部２３４ａを有する。穴２３４と第１軸受部３３の内周面との間の径方向厚さが、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側が小さくなっている。穴２３４は、底部２３４ｂが開口部２３４ａよりも第１軸受部３３の内周面に近くなるように、第１軸受部３３の軸方向に対して傾いている。穴２３４の径は、開口部２３４ａから底部２３４ｂまで一定である。

図２０に示すように、フロントヘッド３０に設けられた穴２３４は、第１軸受部３３の軸中心Ｏ１と中心が同じ円環状に配置されている。

図２１は、図２０のXXI－XXI線から見たフロントヘッド３０の要部の断面図である。図２１に示すように、フロントヘッド３０の穴２３４において、ピストン２２に対向する開口部２３４ａの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ａよりもピストン２２と反対の側の底部２３４ｂの径方向外縁と第１軸受部３３の内周面との距離Ｘ１ｂが小さくなっている。穴２３４において、開口部２３４ａの径方向内縁と軸受部３３の内周面との距離Ｘ２ａよりも穴２３４の底部２３４ｂの径方向内縁と軸受部３３の内周面との距離Ｘ２ｂが小さくなっている。

上記第６実施形態の圧縮機ＣＭＰ１は、第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１と同様の効果を有する。

なお、図２２に示すように、互いに隣接する穴２３４の間隔を、第１軸受部３３の内周面にかかる応力の分布に応じて設定してもよい。図２２では、穴２３４は、左側よりも右側の周方向の間隔が狭くなるように配置されている。これにより、図２２においてフロントヘッド３０の第１軸受部３３の左側よりも右側の方が弾性変形しやすくなるので、例えば、第１軸受部３３の内周面にかかる局所最大面圧が図２２の右側で高いような応力分布の場合、局所最大面圧を効果的に低減できる。

また、図２３に示すように、穴２３４の径を第１軸受部３３の内周面にかかる応力の分布に応じて設定してもよい。図２３では、図２０の穴２３４と比べて、左側よりも右側の方が穴２３４の径を大きくしている。これにより、図２３においてフロントヘッド３０の第１軸受部３３の左側よりも右側の方が弾性変形しやすくなる。

また、穴２３４の配置パターンを、第１軸受部３３の内周面にかかる応力の分布に応じて設定してもよく、例えば図２４に示すように右側のみに穴２３４を設ける。

また、図２５に示すように、フロントヘッド３０に、長方形の溝３３４を、第１軸受部３３を囲むように形成してもよい。溝３３４は、ピストン２２側に向かって開口する開口部３３４ａを有する。溝３３４と第１軸受部３３の内周面との間の径方向厚さが、ピストン２２側よりもピストン２２と反対の側が小さくなっている。溝３３４は、底部３４ｂが開口部３３４ａよりも第１軸受部３３の内周面に近くなるように、第１軸受部３３の軸方向に対して傾いている。溝３３４の幅は、開口部３４ａから底部３４ｂまで一定である。

なお、軸受部の局所最大面圧は、軸受部の軸方向の端面に設けられた溝(または穴)の配置や形状により発生位置が変化する。

上記第１～第６実施形態では、フロントヘッド３０の第１軸受部３３およびリアヘッド４０の第２軸受部４３の両方に、ピストン２２と対向する端面から軸方向に延びる溝３４,４４が形成された圧縮機ＣＭＰ１について説明したが、フロントヘッドの軸受部またはリアヘッドの軸受部の一方に、ピストンと対向する端面から軸方向に延びる溝または穴が形成された圧縮機でもよい。

上記第１～第６実施形態では、１シリンダ構成のロータリー圧縮機について説明したが、２シリンダ構成のロータリー圧縮機や揺動型圧縮機などの他の構成の圧縮機に本開示を適用してもよい。

上記第１～第６実施形態の圧縮機ＣＭＰ１では、第１,第２軸受部３３,４３に軸受メタルを用いていないが、軸受メタルを有する軸受部を備えた圧縮機にこの開示を適用してもよい。

〔第７実施形態〕
図２６は、本開示の第７実施形態の圧縮機ＣＭＰ２の縦断面図である。

この第７実施形態の圧縮機ＣＭＰ２は、図２６に示すように、密閉容器１００１と、この密閉容器１００１内に配置された圧縮機構部１００２と、密閉容器１００１内に配置され、クランク軸１０１２を介して圧縮機構部１００２を駆動するモータ１００３とを備えている。

この圧縮機ＣＭＰ２は、スクロール圧縮機である。圧縮機ＣＭＰ２は、密閉容器１００１内の上側に、圧縮機構部１００２を配置し、その圧縮機構部１００２の下側にモータ３を配置している。このモータ１００３は、密閉容器１００１の内側に固定された環状のステータ１００４と、そのステータ１００４の内側に配置され、クランク軸１０１２に固定されたロータ１００５とを有する。このロータ１００５の回転によって、クランク軸１０１２を介して、圧縮機構部１００２を駆動するようにしている。

圧縮機構部１００２は、固定スクロール１０２３と、固定スクロール１０２３と組み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロール１０２２とを有する。圧縮機構部１００２は、吸入管１０１１を介して冷媒ガスを吸入して、圧縮室で冷媒を圧縮し、圧縮された高温高圧の冷媒ガス(吐出ガス)を、密閉容器１００１の上側に設けられた吐出管１０１３から外部に吐出するようにしている。この冷媒ガスは、圧縮機ＣＭＰ２とともに、冷凍装置の一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。

旋回スクロール１０２２のボス部１０２２ａ内に配置された軸受メタル１１００によって、クランク軸１０１２の偏心部１０１２ａを回動可能に支持している。旋回スクロール１０２２は、クランク軸１０１２の偏心部１０１２ａに軸受部１０３３を介して回転自在に連結されている。

密閉容器１００１内の圧縮機構部１００２とモータ１００３との間に、ハウジング１０３０が配置されている。ハウジング１０３０は、上部軸受ハウジング１０３０ａを有する。上部軸受ハウジング１０３０ａ内に、クランク軸１０１２を回転可能に支持する筒状の軸受メタル１２００が配置されている。

ハウジング１０３０は、密閉容器１００１に気密状に圧入固定されている。ハウジング１０３０は、密閉容器１００１の内部を、圧縮機構部１００２が収納される上部空間とモータ１００３が収納される下部空間とに区画している。

密閉容器１００１内のモータ１００３の下側に、下部軸受ハウジング１０４０が配置されている。下部軸受ハウジング１０４０は、円板状の本体部１０４１と、この本体部１０４１の中央に設けられたボス部１０４２とを有する。本体部１０４１およびボス部１０４２は、クランク軸１０１２の下部が挿通されている。下部軸受ハウジング１０４０内に、クランク軸１０１２を回転可能に支持する筒状の軸受メタル１３００が配置されている。

上記圧縮機ＣＭＰ２は、圧縮した高温高圧の冷媒ガス(吐出ガス)を、圧縮機構部１００２から吐出して密閉容器１００１の内部に満たすと共に、モータ１００３の上側に設けられた吐出管１０１３から外部に吐出するようにしている。

密閉容器１００１内の高圧領域の下部には、潤滑油が溜められた油溜まり部１００９が形成されている。この潤滑油は、油溜まり部１００９から圧縮機構部１００２の摺動部に移動して、この摺動部を潤滑する。

図２７は、圧縮機ＣＭＰ２のクランク軸１０１２の上部を支持する軸受メタル１１００,１２００を含む要部の断面図である。

軸受メタル１１００は、図２７に示すように、旋回スクロール１０２２のボス部１０２２ａ内に配置され、クランク軸１０１２の偏心部１０１２ａを回動可能に支持している。軸受メタル１１００とボス部１０２２ａで軸受部１０３３を構成している。

軸受メタル１２００は、上部軸受ハウジング１０３０ａ内に配置され、クランク軸１０１２を回動可能に支持している。軸受メタル１２００と上部軸受ハウジング１０３０ａで軸受部１０３３を構成している。

旋回スクロール１０２２のボス部１０２２ａに、下端面から上方に向かって延びる環状溝１０３４が軸受メタル１１００を囲むように形成されている。環状溝１０３４は、下方に向かって開口する開口部１０３４ａを有する。環状溝１０３４と軸受部１０３３の内周面との間の径方向厚さが、下側よりも上側が小さくなっている。環状溝１０３４は、底部１０３４ｂが開口部１０３４ａよりも軸受部１０３３の内周面に近くなるように、軸受部１０３３の軸方向に対して傾いている。環状溝１０３４の径方向の幅は、開口部１０３４ａから底部１０３４ｂまで一定である。

また、ハウジング１０３０の上部軸受ハウジング１０３０ａに、上端面から下方に向かって延びる環状溝１０４４が軸受メタル１２００を囲むように形成されている。環状溝１０４４は、上方に向かって開口する開口部１０４４ａを有する。環状溝１０４４と軸受部１０４３の内周面との間の径方向厚さが、上側よりも下側が小さくなっている。環状溝１０４４は、底部１０４４ｂが開口部１０４４ａよりも軸受部１０４３の内周面に近くなるように、軸受部１０４３の軸方向に対して傾いている。環状溝１０４４の径方向の幅は、開口部１０４４ａから底部１０４４ｂまで一定である。

また、ハウジング１０３０の上部軸受ハウジング１０３０ａに、下端面から上方に向かって延びる環状溝１０４５が軸受メタル１２００を囲むように形成されている。環状溝１０４５は、下方に向かって開口する開口部１０４５ａを有する。環状溝１０４５と軸受部１０４３の内周面との間の径方向厚さが、下側よりも上側が小さくなっている。環状溝１０４５は、底部１０４５ｂが開口部１０５４ａよりも軸受部１０４３の内周面に近くなるように、軸受部１０４３の軸方向に対して傾いている。環状溝１０４５の径方向の幅は、開口部１０４５ａから底部１０４５ｂまで一定である。

図２８は、圧縮機ＣＭＰ２のクランク軸１０１２の下部を支持する軸受部１０４７を含む要部の断面図である。

軸受メタル１３００は、図２８に示すように、下部軸受ハウジング１０４０内に配置され、クランク軸１０１２の下部を回動可能に支持している。軸受メタル１３００とボス部１０４２で軸受部１０４７を構成している。

下部軸受ハウジング１０４０のボス部１０４２に、上端面から下方に向かって延びる環状溝１０４６が軸受メタル１３００を囲むように形成されている。環状溝１０４６は、上方に向かって開口する開口部１０４６ａを有する。環状溝１０４６と軸受部１０４７の内周面との間の径方向厚さが、上側よりも下側が小さくなっている。環状溝１０４６は、底部１０４６ｂが開口部１０４６ａよりも軸受部１０４７の内周面に近くなるように、軸受部１０４７の軸方向に対して傾いている。環状溝１０４６の径方向の幅は、開口部１０４６ａから底部１０４６ｂまで一定である。

上記構成の圧縮機ＣＭＰ２によれば、環状溝１０３４と軸受部１０３３の内周面との間において、下側よりも上側の方の径方向厚さを薄くすることで、環状溝１０３４の剛性を低くできる。また、環状溝１０４４と軸受部１０４３の内周面との間において、上側よりも下側の方の径方向厚さを薄くすることで、環状溝１０４４の剛性を低くできる。また、環状溝１０４５と軸受部１０４３の内周面との間において、下側よりも上側の方の径方向厚さを薄くすることで、環状溝１０４５の剛性を低くできる。また、環状溝１０４６と軸受部１０４７の内周面との間において、上側よりも下側の方の径方向厚さを薄くすることで、環状溝１０４６の剛性を低くできる。

これにより、軸受部１０３３,１０４３,１０４７の内周面にかかる局所最大面圧を低減でき、軸受部１０３３,１０４３,１０４７の信頼性を向上できる。

上記第７実施形態の圧縮機ＣＭＰ２は、第１実施形態の圧縮機ＣＭＰ１と同様の効果を有する。上記圧縮機ＣＭＰ２を第４実施形態の冷媒回路の圧縮機として用いてもよい。

上記第７実施形態の圧縮機ＣＭＰ２では、軸受部１０３３,１０４３,１０４７に軸受メタル１１００,１２００,１３００を用いたが、軸受メタルを用いない軸受部を備えた圧縮機にこの開示を適用してもよい。

上記圧縮機ＣＭＰ２では、軸受部１０３３,１０４３,１０４７に環状溝１０３４,１０４４,１０４５,１０４６を設けたが、環状溝１０３４,１０４４,１０４５,１０４６のうちのいずれか１つを設けてもよいし、２以上の環状溝を適宜組み合わせて設けてもよい。

上記第７実施形態の圧縮機ＣＭＰ２では、環状溝１０３４,１０４４,１０４５,１０４６を設けたが、環状溝に限らず、図１９,図２０,図２５に示すような溝または穴を設けてもよい。

本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記第１～第７実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１～第７実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、本開示の一実施形態としてもよい。

また、本開示の具体的な実施の形態は、圧縮機構部とモータとの配置関係が上下の関係となる構造の圧縮機であるが、圧縮機構部とモータとが横方向に配置された構造の圧縮機にも適用できる。なお、上記横方向に記載された構造の圧縮機の場合の説明は、本開示の形態について説明した「上方」、「下方」の記載は、「右方」、「左方」の記載となる。

本開示の圧縮機は、
軸受部を有するフロントヘッドと、
軸受部を有するリアヘッドと、
上記フロントヘッドと上記リアヘッドとの間に配置されたシリンダと、
上記フロントヘッドの上記軸受部と上記リアヘッドの上記軸受部とにより回転可能に支持されたクランク軸と、
上記シリンダ内に配置され、上記クランク軸により駆動されるピストンと
を備え、
上記フロントヘッドの上記軸受部または上記リアヘッドの上記軸受部の少なくとも一方に、上記ピストンと対向する端面から軸方向に延びる環状溝が形成され、
上記環状溝と上記軸受部の内周面との間の径方向厚さが、上記ピストン側よりも上記ピストンと反対の側が小さい。

本開示によれば、フロントヘッドの軸受部またはリアヘッドの軸受部の少なくとも一方に形成された環状溝と軸受部の内周面との間において、ピストン側よりもピストンと反対の側の方の径方向厚さを薄くすることで、例えば環状溝の深さ方向に渡ってすべて径方向厚さが同じ場合よりも、軸受部の剛性を低くできる。これにより、軸受部の内周面にかかる局所最大面圧を低減でき、軸受部の信頼性を向上できる。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記環状溝は、上記ピストンに対向する開口部を有し、
上記環状溝において、上記開口部の内径よりも上記ピストンと反対の側の端部の内径が小さい。

本開示によれば、環状溝において、ピストンに対向する開口部の内径よりもピストンと反対の側の端部の内径を小さくすることにより、環状溝の断面形状に係わらず軸受部の剛性を低くできる。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記環状溝は、上記ピストンに対向する開口部を有し、
上記環状溝において、上記開口部の外径よりも上記ピストンと反対の側の端部の外径が小さい。

本開示によれば、環状溝において、ピストンに対向する開口部の外径よりもピストンと反対の側の端部の外径を小さくすることにより、加工刃具を用いた切削加工時に環状溝の形成が容易になる。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記環状溝は、上記ピストンに対向する開口部を有し、
上記環状溝において、上記開口部の外径よりも上記ピストンと反対の側の端部の外径が大きい。

本開示によれば、環状溝において、開口部の外径よりもピストンと反対の側の端部の外径を大きくして、環状溝の断面がピストンと反対の側に向かって末広がりとなっても、環状溝と軸受部の内周面との間において、ピストン側よりもピストンと反対の側の方の径方向厚さが薄ければよい。環状溝の開口部の径方向寸法を端部よりも狭くすることにより、フロントヘッドのピストンに対向する端面とピストンの端面との間のシール距離を十分に確保することができる。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記環状溝の底部が凹面形状である。

本開示によれば、環状溝の底部を凹面形状にすることによって、環状溝の底部にかかる応力を分散させることができ、軸受部の強度が向上する。

また、本開示の１つの態様に係る圧縮機では、
上記軸受部の内周面かつ上記環状溝の底部に対向する位置に、周方向に沿って第２の環状溝が形成されている。

本開示によれば、軸受部の内周面かつ環状溝の底部に対向する位置に、周方向に沿って第２の環状溝を形成することによって、環状溝の内周面と軸受の内周面との間において径方向厚さをより薄くでき、軸受部の剛性をさらに低くできる。これにより、軸受部の内周面にかかる局所最大面圧をさらに低減でき、軸受部の信頼性を向上できる。

また、本開示の冷凍装置は、
上記のいずれか１つの圧縮機を用いた冷媒回路を備える。

本開示によれば、上記圧縮機を用いた冷媒回路を備えることによって、信頼性の高い冷凍装置機を実現できる。

１…密閉容器
２…圧縮機構部
３…モータ
４…ステータ
５…ロータ
９…油溜まり部
１０…アキュムレータ
１１…吸入管
１２…クランク軸
１３…吐出管
２０…シリンダ
２１…シリンダ室
２２…ピストン
３０…フロントヘッド
３１…本体部
３２…ボス部
３３…第１軸受部
３４…環状溝
３４ａ…開口部
３４ｂ…底部
４０…リアヘッド
４１…本体部
４１ａ…吐出ポート
４２…ボス部
４３…第２軸受部
４４,４５…環状溝
４４ａ,４５ａ…開口部
４４ｂ,４５ｂ…底部
５０…マフラカバー
８０…油通路
１３４…溝
１３４ａ…開口部
１３４ｂ…底部
２３４…穴
２３４ａ…開口部
２３４ｂ…底部
３３４…溝
３３４ａ…開口部
３３４ｂ…底部
１００１…密閉容器
１００２…圧縮機構部
１００３…モータ
１００４…ステータ
１００５…ロータ
１００９…油溜まり部
１０１１…吸入管
１０１２…クランク軸
１０１２ａ…偏心部
１０１３…吐出管
１００２…圧縮機構部
１０２２…旋回スクロール
１０２３…固定スクロール
１０３０…ハウジング
１０３０ａ…上部軸受ハウジング
１０３３,１０４３,１０４７…軸受部
１０３４,１０４４,１０４５,１０４６…環状溝
１０３４ａ,１０４４ａ,１０４５ａ,１０４６ａ…開口部
１０３４ｂ,１０４４ｂ,１０４５ｂ,１０４６ｂ…底部
１０４０…下部軸受ハウジング
１０４１…円板状の本体部
１０４２…ボス部
１１００,１２００,１３００…軸受メタル
ＣＭＰ１,ＣＭＰ２…圧縮機
ＲＣ…冷媒回路

Claims (10)

1. 圧縮機構部(２,１００２)と、
   上記圧縮機構部(２,１００２)を駆動すると共に偏心部(１２ａ,１０１２ａ)を有するクランク軸(１２,１０１２)と
   を備え、
   上記クランク軸(１２,１０１２)は、軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)により回転可能に支持され、
   上記軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)の軸方向の端面から軸方向に延びる溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または穴(２３４)が上記軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)に形成され、
   上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)と上記軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)の内周面との間の径方向厚さは、上記端面側よりも上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)の底部(３４ｂ,４４ｂ,４５ｂ,１３４ｂ,１０３４ｂ,１０４４ｂ,１０４５ｂ,１０４６ｂ)側が小さい、圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)。
2. 請求項１に記載の圧縮機(ＣＭＰ１)において、
   上記軸受部(３３,４３)は、第１軸受部(３３)と第２軸受部(４３)とを有し、
   上記圧縮機構部(２)は、
   上記第１軸受部(３３)を有するフロントヘッド(３０)と、
   上記第２軸受部(４３)を有するリアヘッド(４０)と、
   上記フロントヘッド(３０)と上記リアヘッド(４０)との間に配置されたシリンダ(２０)と、
   上記シリンダ(２０)内に配置され、上記クランク軸(１２)により駆動されるピストン(２２)と
   を備え、
   上記クランク軸(１２)は、上記フロントヘッド(３０)の上記第１軸受部(３３)と上記リアヘッド(４０)の上記第２軸受部(４３)とにより回転可能に支持されており、
   上記フロントヘッド(３０)の上記第１軸受部(３３)または上記リアヘッド(４０)の上記第２軸受部(４３)に、上記ピストン(２２)と対向する端面から軸方向に延びる上記溝(３４,４４)または上記穴(２３４)が形成されている、圧縮機(ＣＭＰ１)。
3. 請求項１に記載の圧縮機(ＣＭＰ２)において、
   上記圧縮機構部(１００２)は、
   上記クランク軸(１０１２)の上記偏心部(１０１２ａ)に回転自在に連結され、上記軸受部(１０３３)を有する旋回スクロール(１０２２)と、
   上記旋回スクロール(１０２２)と共に圧縮室を形成する固定スクロール(１０２３)と
   を備え、
   上記旋回スクロール(１０２２)の上記軸受部(１０３３)に、上記固定スクロール(１０２３)と反対の側の上記端面から軸方向に延びる上記溝(１０３４)または上記穴が形成されている、圧縮機(ＣＭＰ２)。
4. 請求項２または３に記載の圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)において、
   上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)は、開口部(３４ａ,４４ａ,４５ａ,１３４ａ,３３４ａ,１０３４ａ,１０４４ａ,１０４５ａ,１０４６ａ)を有し、
   上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)の上記開口部(３４ａ,４４ａ,４５ａ,１３４ａ,３３４ａ,１０３４ａ,１０４４ａ,１０４５ａ,１０４６ａ)の径方向内縁と上記軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)の内周面との距離(Ｘ２ａ)よりも上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)の底部(３４ｂ,４４ｂ,４５ｂ,１３４ｂ,１０３４ｂ,１０４４ｂ,１０４５ｂ,１０４６ｂ)の径方向内縁と上記軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)の内周面との距離(Ｘ２ｂ)が小さい、圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)。
5. 請求項２または３に記載の圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)において、
   上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)は、開口部(３４ａ,４４ａ,４５ａ,１３４ａ,３３４ａ,１０３４ａ,１０４４ａ,１０４５ａ,１０４６ａ)を有し、
   上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)の上記開口部(３４ａ,４４ａ,４５ａ,１３４ａ,３３４ａ１０３４ａ,１０４４ａ,１０４５ａ,１０４６ａ)の径方向外縁と上記軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)の内周面との距離(Ｘ１ａ)よりも上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)の底部(３４ｂ,４４ｂ,４５ｂ,１３４ｂ,３３４ｂ,１０３４ｂ,１０４４ｂ,１０４５ｂ,１０４６ｂ)の径方向外縁と上記軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)の内周面との距離(Ｘ１ｂ)が小さい、圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)。
6. 請求項２または３に記載の圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)において、
   上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)は、開口部(３４ａ,４４ａ,４５ａ,１３４ａ,３３４ａ,１０３４ａ,１０４４ａ,１０４５ａ,１０４６ａ)を有し、
   上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)の上記開口部(３４ａ,４４ａ,４５ａ,１３４ａ,３３４ａ,１０３４ａ,１０４４ａ,１０４５ａ,１０４６ａ)の径方向外縁と上記軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)の内周面との距離(Ｘ１ａ)よりも上記溝(３４,４４,４５,１３４,３３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)または上記穴(２３４)の底部(３４ｂ,４４ｂ,４５ｂ,１３４ｂ,３３４ｂ,１０３４ｂ,１０４４ｂ,１０４５ｂ,１０４６ｂ)の径方向外縁と上記軸受部(３３,４３,１０３３,１０４３,１０４７)の内周面との距離(Ｘ１ｂ)が大きい、圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)。
7. 請求項１から６までのいずれか１つに記載された圧縮機(ＣＭＰ１)において、
   上記溝(３４)または上記穴の底部(３４ｂ)が凹面形状である、圧縮機(ＣＭＰ１)。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載された圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)において、
   上記溝(３４,４４,４５,１３４,１０３４,１０４４,１０４５,１０４６)は、環状溝である、圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)。
9. 請求項１から７のいずれか１つに記載された圧縮機(ＣＭＰ１)において、
   上記軸受部(３３)の内周面、かつ、上記溝(３４)または上記穴の底部(３４ｂ)に対向する位置に、周方向に沿って第２の溝(３６)が形成されている、圧縮機(ＣＭＰ１)。
10. 請求項１から９のいずれか１つに記載された圧縮機(ＣＭＰ１,ＣＭＰ２)を用いた冷媒回路(ＲＣ)を備える、冷凍装置。

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