WO2020161965A1

WO2020161965A1 - 回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクル装置

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Publication number: WO2020161965A1
Application number: PCT/JP2019/041020
Authority: WO
Inventors: 平山　卓也; 大志長畑
Original assignee: 東芝キヤリア株式会社
Priority date: 2019-02-07
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2020-08-13
Also published as: CN113396285B; EP3922854A1; JPWO2020161965A1; EP3922854A4; JP7113091B2; CN113396285A

Abstract

実施形態の回転式圧縮機は、ケースと、回転軸と、圧縮機構部と、バランサと、バランサカバーと、を有する。バランサカバーのうち、回転軸と軸方向で対向する位置には、貫通孔が形成されている。回転軸は、スラスト摺動部と、突出部と、供給路と、を有する。スラスト摺動部は、バランサカバーの貫通孔の周囲に位置するシール部に回転軸の軸方向で当接する。突出部は、スラスト摺動部に対して内周側に位置し、貫通孔を通じて貫通孔の下端よりも下方に突出する。供給路は、突出部の下端面で開口するとともに、潤滑油を導く。

Description

回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクル装置

　本発明の実施形態は、回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法及び冷凍サイクル装置に関する。
　本願は、２０１９年２月７日に日本に出願された特願２０１９－０２０８７０号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　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、回転軸の偏心部が圧縮機構部で偏心回転することで、冷媒が圧縮される。

　この種の回転式圧縮機において、回転軸には、ケース内に貯留される潤滑油を回転軸と軸受との摺動部分に供給する供給路が形成されている。しかしながら、圧縮機構部で圧縮された冷媒が供給路内に進入すると、所望の潤滑性能を得られない可能性があった。

特開２０１８－１６５５０２号公報

　本発明が解決しようとする課題は、所望の潤滑性能を得ることができる回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法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、ケースと、回転軸と、圧縮機構部と、バランサと、バランサカバーと、を有する。ケースには、潤滑油が貯留される。回転軸は、ケース内に配置され、偏心部を有する。圧縮機構部は、シリンダ、主軸受及び副軸受を有する。シリンダは、偏心部が収容される。主軸受は、シリンダの上方で回転軸を回転可能に支持する。副軸受は、シリンダの下方で回転軸を回転可能に支持する。バランサカバーの回転軸と軸方向で対向する位置に貫通孔が形成されている。回転軸は、スラスト摺動部と、突出部と、供給路と、を有する。回転軸のスラスト摺動部は、バランサカバーの貫通孔の周囲に位置するシール部に軸方向で当接する。突出部は、スラスト摺動部の内周側に位置し、貫通孔を通じて貫通孔よりも下方に突出する。供給路は、突出部の下端面で開口し、潤滑油を導く。

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。組付工程を説明するための工程図。

　以下、実施形態の回転式圧縮機、回転式圧縮機の製造方法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を収納するケース３４と、を備えている。本実施形態の圧縮機本体１１は、回転軸３１の軸方向を上下方向として配置されている。
　ケース３４は筒状に形成されるとともに、軸方向の両端部が閉塞されている。ケース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、ケース３４の軸線Ｏと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、ケース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、ケース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側を上側、圧縮機構部３３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、ケース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（上下方向）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、ケース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。

　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を通してケース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、シール部８２が形成されている。シール部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。但し、シール部８２はバランサカバー８１の底部から、膨出していなくともよい。シール部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。シール部８２における中央部（軸線Ｏ上に位置する部分）には、シール部８２を軸方向に貫通する貫通孔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８５が形成されている。連絡孔８５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。

　図３は、図１の要部拡大図である。
　図３に示すように、本実施形態の回転軸３１は、スラスト摺動部９０と、スラスト摺動部９０の内周側に位置して下方に突出した突出部８７と、を有している。

　回転軸３１は、上述した偏心部５１と、主軸部８８と、副軸部８９と、をさらに有している。
　主軸部８８は、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である。主軸部８８は、接続部５１ａを介して偏心部５１の上方に連なっている。主軸部８８は、主軸受４２に支持されるとともに、回転子３６が固定されている。
　一方、副軸部８９は、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である。副軸部８９は、接続部５１ｂを介して偏心部５１の下方に連なっている。副軸部８９は、副軸受４３に支持されている。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よい。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よい。

　バランサカバー８１のシール部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のスラスト摺動部９０を摺動可能に支持する。スラスト摺動部９０及びシール部８２が軸方向で当接することで、貫通孔８４を通じたバランサカバー８１の内外の連通が遮断されている。本実施形態のスラスト摺動部９０は、副軸部８９の下端面である。スラスト摺動部９０は、軸方向に直交する平坦面とされている。スラスト摺動部９０は、回転軸３１や回転子３６の自重や、固定子３５と回転子３６との間に発生する磁力等によってシール部８２に押し付けられていることが好ましい。なお、本実施形態では、偏心部５１、主軸受８８及び副軸受８９によってベース軸部を構成している。

　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９１が取り付けられている。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取付け孔９２が形成されている。取付け孔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）

　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。

　突出部８７は、スラスト摺動部９０の内周部分から下方に突出している。突出部８７は、貫通孔８４を通じて貫通孔８４の下端開口縁よりも下方に突出している。具体的に、本実施形態の突出部８７は、バランサカバー８１の最下点（シール部８２の下面）よりも下方に突出している。回転軸３１は、シリンダ室４６の高さと、偏心部５１及び偏心部５１の上下に設けられる接続部５１ａ，５１ｂの軸方向長さの差により、圧縮機構部３３に対して軸方向に所定距離だけ変位可能（上下方向のがた）である。そのため、本実施形態において、突出部８７の貫通孔８４の下端開口縁からの突出量は、回転軸３１の変位量である所定距離よりも大きくなっている。すなわち、突出部８７は、回転軸３１が上下方向にがた分変位した場合であっても、常にバランサカバー８１の貫通孔８４の下端開口縁から下方に突出するように突出量が設定されている。

　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との間や、回転軸３１と軸受４２，４３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（突出部８７）の下端面で開口している。これにより、メイン流路９５には、ケース３４内の潤滑油Ｊが流入可能になっている。

　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よい。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よい。

　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（接続部５１ａ）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、副軸部８９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、下側流通路９９が形成されている。下側流通路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。下側流通路９９の下端部は、第２サブ流路９７内に連通している。一方、下側流通路９９の上端部は、副軸部８９の上端部に位置している。下側流通路９９は、回転軸３１が回転したときに、下方から上方に向かって潤滑油Ｊを導く。なお、下側流通路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よい。この場合、例えば筒部７１の内周面に溝を形成してもよい。下側流通路９９の形状やレイアウト等は、適宜変更が可能である。

　なお、主軸受４２において、筒部６１の内周面には、上側流通路（不図示）が形成されている。上側流通路は、螺旋状溝に形成されている。上側流通路の下端部は、第１サブ流路９６内に連通している。一方、上側流通路の上端部は、ケース３４内に連通している。上側流通路は、回転軸３１が回転したときに、下方から上方に向かって潤滑油Ｊを導く。なお、上側流通路は、主軸部８８の外周面に形成してもよい。

　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を通してケース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８５を通してマフラ６５内に流入した後、マフラ６５の連通孔６６を通してケース３４内に吐出される。なお、ケース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、ケース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、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、回転軸３１の回転に伴い上側流通路内を上昇して、主軸部８８と主軸受４２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の回転に伴い下側流通路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のスラスト摺動部９０とバランサカバー８１のシール部８２を当接させて、回転軸３１とバランサカバー８１との間を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との間がシール部８２により軸方向にシールされているため、ケース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。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。

　ところで、回転式圧縮機２では、回転軸３１が偏心回転に伴う振動等により、上方に変位した場合には、スラスト摺動部９０とシール部８２とが離間する場合がある。この場合には、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が、貫通孔８４を通じてバランサカバー８１の外部に漏れ出る可能性がある。

　そこで、本実施形態では、突出部８７がバランサカバー８１の貫通孔８４の下端開口縁よりも、回転軸３１の変位量である所定距離よりも大きく下方に突出する構成とした。
　この構成によれば、バランサカバー８１内に吐出された気体冷媒が、貫通孔８４を通じてバランサカバー８１の外部に漏れ出た場合に、突出部８７を回り込んでメイン流路９５内に流入するのを抑制できる。これにより、供給路９４内に気体冷媒が流入して、摺動部分に潤滑油Ｊが行き渡らなくなるのを抑制できる。すなわち、本実施形態の回転式圧縮機２では、摺動部分に潤滑油Ｊを効果的に供給することができ、所望の潤滑性能を得ることができる。

　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。
　本実施形態の回転式圧縮機２００は、複数（例えば、３つ）のシリンダ（上側シリンダ２０１、中間シリンダ２０２及び下側シリンダ２０３）が軸方向に並んで配設されている点で、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、上側シリンダ２０１と中間シリンダ２０２とは、上側仕切部２１０を間に挟んで軸方向で突き合わされている。中間シリンダ２０２と下側シリンダ２０３とは、下側仕切部２１１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２０１～２０３の構成は、上述した実施形態と同様である。上側シリンダ２０１、下側シリンダ２０３、主軸受４２、副軸受４３及び仕切部２１０，２１１は、本実施形態の圧縮機構部２１２を構成している。

　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及び上側仕切部２１０によって画成された空間は、上側シリンダ室２２１を形成している。
　中間シリンダ２０２、仕切部２１０，２１１によって画成された空間は、中間シリンダ室２２２を形成している。
　下側シリンダ２０３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２０３、副軸受４３及び下側仕切部２１１によって画成された空間は、下側シリンダ室２２３を形成している。

　回転軸２２５は、スラスト摺動部９０が設けられたベース軸部２２６と、ベース軸部２２６に固定され、突出部２２７を構成する補助軸部２２８と、を備えている。
　ベース軸部２２６は、各シリンダ室２２１～２２３に収容される複数の偏心部２３１～２３３を備えている。具体的に、ベース軸部２２６のうち、上側シリンダ室２２１内に位置する部分には、上側偏心部２３１が形成されている。ベース軸部２２６のうち、中間シリンダ室２２２内に位置する部分には、中間偏心部２３２が形成されている。ベース軸部２２６のうち、下側シリンダ室２２３内に位置する部分には、下側偏心部２３３が形成されている。各偏心部２３１～２３３は、軸方向から見た外形が同形同大とされている。各偏心部２３１～２３３は、周方向に１２０°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２３１～２３３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、各偏心部２３１～２３３には、それぞれローラ５３が嵌合されている。ベース軸部２２６の下端面はスラスト摺動部９０とされている。

　ベース軸部２２６には、ベース流路２３５が形成されている。ベース流路２３５は、軸線Ｏと同軸で延在している。ベース流路２３５の下端部は、ベース軸部２２６の下端面（スラスト摺動部９０）で開口している。ベース流路２３５は、サブ流路９６，９７にそれぞれ連通している。なお、ベース軸部２２６において、各仕切部２１０，２１１に対応する位置にもサブ流路が設けられていてもよい。

　補助軸部２２８からなる突出部２２７は、軸線Ｏと同軸で延びる筒状に形成されている。すなわち、突出部２２７の内側は、突出部２２７を軸方向に貫通する突出部流路２３６を構成している。突出部２２７の上端部は、ベース流路２３５内に圧入等により固定されている。すなわち、突出部２２７は、スラスト摺動部９０よりも下方に突出し、かつベース流路２３５及び突出部流路２３６が連通した状態で、ベース軸部２２６に固定されている。なお、ベース流路２３５及び突出部流路２３６によって、本実施形態のメイン流路２３７を構成している。突出部２２７のベース軸部２２６の固定方法は、圧入以外の方法であってもよい。

　本実施形態のバランサカバー２４０は、副軸受４３を下方から覆うカバー本体２４１と、カバー本体２４１に取り付けられたスラストプレート２４２と、を備えている。なお、本実施形態においても、バランサカバー２４０内は、連絡孔（不図示）を通して、マフラ６５内に連通している。

　カバー本体２４１は、有底筒状に形成されている。カバー本体２４１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２４１の底部には、収容孔２４３が形成されている。収容孔２４３は、カバー本体２４１の底部を軸方向に貫通している。収容孔２４３内には、ベース軸部２２６の下端部が収容されている。なお、図示の例において、スラスト摺動部９０とカバー本体２４１の底部（下面）とは面一に配置されていることが好ましい。

　スラストプレート２４２は、上述した収容孔２４３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２４２は、外周部分がビス２４４によってカバー本体２４１の底部に固定された状態で、収容孔２４３を下方から閉塞している。スラストプレート２４２において、回転軸２２５のメイン流路２３７に軸方向から見て重なり合う部分には、貫通孔２４５が形成されている。貫通孔２４５の内径は、収容孔２４３の内径よりも小さく、突出部２２７の外径よりも大きい。貫通孔２４５内には、上述した突出部２２７が貫通している。これにより、メイン流路９５の下端開口部は、バランサカバー８１（スラストプレート２４２の下面）よりも下方においてケース３４内に連通している。

　上述したスラスト摺動部９０は、スラストプレート２４２の上面において、貫通孔２４５の周囲に位置する部分（シール部２４２ａ）に軸方向で当接している。これにより、バランサカバー８１内とケース３４内との間の連通が遮断されている。

　本実施形態において、収容孔２４３の内周面とベース軸部２２６の外周面との径方向での隙間Ｓ１は、貫通孔２４５の内周面と突出部２２７の外周面との径方向での隙間Ｓ２に比べて大きい。なお、隙間Ｓ１，Ｓ２は、寸法ばらつき等によって周方向の全体で一様でなくてもよい。隙間Ｓ１は、隙間Ｓ２以下であってもよい。

　次に、本実施形態の回転式圧縮機２００の製造方法について説明する。以下の説明では、回転軸２２５やカバー本体２４１が組み付けられた状態で、スラストプレート２４２をカバー本体２４１に組み付ける組付工程について説明する。

　図５は、組付工程を説明するための工程図である。
　図５に示すように、本実施形態のスラストプレート２４２の組付工程は、位置決め工程と、固定工程と、を有している。
　位置決め工程では、治具２５０を用いて、突出部２２７に対してスラストプレート２４２を位置決めする。具体的に、治具２５０は、軸線Ｏと同軸で配置される筒状に形成されている。治具２５０は、下部に位置する操作部２５１と、上部に位置するプレート保持部２５２と、を有している。

　操作部２５１の外径は、貫通孔２４５の内径よりも大きくなっている。
　プレート保持部２５２は、操作部２５１の上方に連なっている。プレート保持部２５２は、上方に向かうに従い外径が漸次縮小するテーパ状に形成されている。プレート保持部２５２の最小外径は、貫通孔２４５の内径よりも小さくなっている。

　治具２５０の内側は、突出部２２７が挿入可能な挿入孔２５３を構成している。なお、治具２５０は、貫通孔２４５の内周面を保持するプレート保持部、及び突出部２２７が収容可能な収容部を有する構成であれば筒状に限られない。

　位置決め工程では、プレート保持部２５２をスラストプレート２４２の貫通孔２４５内に挿入する。すると、貫通孔２４５の下端開口縁が、プレート保持部２５２の外周面によって保持される。なお、プレート保持部２５２は、貫通孔２４５から上方に突出しない状態で、スラストプレート２４２を保持していることが好ましい。

　続いて、回転軸２２５（カバー本体２４１）の下方において、治具２５０を軸線Ｏと同軸に配置し、スラストプレート２４２及び治具２５０を上昇させる。すると、突出部２２７が治具２５０の挿入孔２５３内に挿入されながら、スラストプレート２４２がカバー本体２４１に接近する。スラストプレート２４２がカバー本体２４１の下面に突き当たるまで、スラストプレート２４２を上昇させる。これにより、スラストプレート２４２の貫通孔２４５と突出部２２７の外周面間の隙間の大きさが、周方向において略均一になり、スラストプレート２４２が、突出部２２７に対して径方向で位置決めされる。なお、スラストプレート２４２とカバー本体２４１との固定部分を位置合わせするために、スラストプレート２４２をカバー本体２４１に対して周方向に回転等させてもよい。

　次に、固定工程において、スラストプレート２４２をビス２４４（図４参照）によってカバー本体２４１に固定する。その後、治具２５０を退避させることで、スラストプレート２４２の組付工程が完了する。

　本実施形態では、上述した第１の実施形態と同様の作用効果を奏することに加え、以下の作用効果を奏する。
　すなわち、本実施形態では、ベース軸部２２６と突出部２２７（補助軸部２２８）とを別体で形成することで、ベース軸部及び突出部を一体で形成する場合のように回転軸を段付き形状に加工する必要がない。そのため、高精度なスラスト摺動部９０を容易に製造することができ、製造効率が高く低コストな回転式圧縮機２００を提供できる。ベース軸部２２６と突出部２２７とを別体で形成することで、各部品に最適な材料等を選択できる。そのため、設計自由度の向上を図ることができる。
　ベース軸部２２６及び突出部２２７を別体とすることで、各部品の軸長を短縮することができ、各部品を高精度、かつ容易に形成できる。

　本実施形態では、収容孔２４３の内周面とベース軸部２２６の外周面との径方向での隙間Ｓ１が、貫通孔２４５の内周面と突出部２２７の外周面との径方向での隙間Ｓ２に比べて大きい構成とした。
　この構成によれば、隙間Ｓ１を大きくすることで、バランサカバー２４０内に存在する潤滑油Ｊを隙間Ｓ１内に収容し易くなる。これにより、ベース軸部２２６の外周面と収容孔２４３の内周面との間や、スラスト摺動部９０やシール部２４２ａとの間に潤滑油Ｊが介在し易くなり、潤滑性能を向上させることができる。
　一方、隙間Ｓ２を小さくすることで、スラスト摺動部９０とシール部２４２ａとの接触面積（シール面積）を増加させ易くなる。これにより、シール性を向上させることができるとともに、スラスト摺動部９０とシール部２４２ａとの間に作用する面圧を軽減できる。
　そのため、省電力で長期に亘って動作信頼性に優れた高品質な回転式圧縮機２００を提供できる。回転軸２２５の位置が上方に変位した際に、バランサカバー２４０内に吐出された気体冷媒が、貫通孔２４５を通じてバランサカバー２４０の外部に漏れる量を抑制することができる。

　本実施形態では、貫通孔２４５の内周面を保持するプレート保持部２５２、及び突出部２２７が挿入される挿入孔２５３を有する治具２５０を用いて、スラストプレート２４２を突出部２２７に対して位置決めする構成とした。
　この構成によれば、突出部２２７とスラストプレート２４２との接触を抑制できるので、動作時における摩擦を抑制できる。
　上述したように隙間Ｓ１を大きくすることで、回転軸２２５のうち回転半径の大きいベース軸部２２６とカバー本体２４１との接触を回避し易くなる。これによっても動作時における摩擦を抑制できる。
　その結果、省電力で長期に亘って動作信頼性に優れた高品質な回転式圧縮機２００を提供できる。

　なお、第２の実施形態では、シリンダを３つ有する構成について説明したが、シリンダを３つ以外の複数有する構成であってもよい。
　第２の実施形態では、回転軸２２５及びバランサカバー２４０がそれぞれ別体で形成された構成について説明したが、回転軸２２５及びバランサカバー２４０のうち、何れか一方が別体で形成されていてもよい。
　第２の実施形態では、回転軸２２５及びカバー本体２４１が組み付けられた状態でスラストプレート２４２を組み付け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、カバー本体２４１とスラストプレート２４２とを事前に組み付けた状態で、カバー本体２４１を副軸受４３に組み付けてもよい。

　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タイプであってもよい。

　以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、所望の潤滑性能を得ることができる。

　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…回転式圧縮機、３…凝縮器、４…膨張装置、５…蒸発器、３３…圧縮機構部、３１…回転軸、３３…圧縮機構部、３４…ケース、４１…シリンダ、４２…主軸受、４３…副軸受、５１…偏心部、８１…バランサカバー、８２…シール部、８４…貫通孔、８７…突出部、９０…スラスト摺動部、９１…バランサ、９４…供給路、２００…回転式圧縮機、２０１…上側シリンダ（シリンダ）、２０２…中間シリンダ（シリンダ）、２０３…下側シリンダ（シリンダ）、２２５…回転軸、２２６…ベース軸部、２２７…突出部、２２８…補助軸部、２３０…バランサカバー、２３１…上側偏心部（偏心部）、２３２…中間偏心部（偏心部）、２３３…下側偏心部（偏心部）、２４０…バランサカバー、２４１…カバー本体、２４２…スラストプレート、２４２ａ…シール部、２４３…収容孔、２４５…貫通孔、２５０…治具

Claims

　潤滑油が貯留されるケースと、
　前記ケース内に配置され、偏心部を有する回転軸と、
　前記偏心部が収容されたシリンダ、前記シリンダの上方で前記回転軸を回転可能に支持する主軸受、及び前記シリンダの下方で前記回転軸を回転可能に支持する副軸受を有する圧縮機構部と、
　前記副軸受よりも下方の位置において前記回転軸に取り付けられたバランサと、
　前記バランサを下方から覆うバランサカバーと、を備え、
　前記バランサカバーの前記回転軸と軸方向で対向する位置に貫通孔が形成され、
　前記回転軸は、前記バランサカバーの前記貫通孔の周囲に位置するシール部に軸方向で当接するスラスト摺動部と、
　前記スラスト摺動部の内周側に位置し、前記貫通孔を通じて前記貫通孔の下端よりも下方に突出する突出部と、
　前記突出部の下端面で開口し、潤滑油を導く供給路と、を備えている、
　回転式圧縮機。
　請求項１に記載の回転式圧縮機において、
　前記回転軸は、前記圧縮機構部に対して軸方向に所定距離変位可能であり、
　前記突出部は前記貫通孔の下端から前記所定距離よりも長く突出する、
　回転式圧縮機。
　請求項１又は請求項２に記載の回転式圧縮機において、
　前記回転軸は前記スラスト摺動部が設けられたベース軸部と、
　前記ベース軸部に固定され前記突出部を構成する補助軸部と、を備えている、
　回転式圧縮機。
　請求項１から請求項３の何れか１項に記載の回転式圧縮機において、
　前記回転軸は前記スラスト摺動部が設けられたベース軸部を有し、
　前記バランサカバーは、
　　前記副軸受に取り付けられるとともに、前記ベース軸部が収容される収容孔を有するカバー本体と、
　　前記貫通孔が形成されるとともに、前記スラスト摺動部が当接するスラストプレートと、を備え、
　前記ベース軸部の外周面と前記収容孔の内周面との間における前記回転軸の径方向での隙間が、前記突出部の外周面と前記貫通孔の内周面との間における前記径方向の隙間に比べて広くなっている、
　回転式圧縮機。
　請求項４に記載の回転式圧縮機の製造方法であって、
　前記副軸受に固定された前記カバー本体の前記収容孔内に前記ベース軸部が収容された状態で、前記スラストプレートを前記カバー本体に組み付ける組付工程を有し、
　前記組付工程は、
　　前記スラストプレートを前記突出部に対して位置決めする位置決め工程と、
　　位置決めされた前記スラストプレートを前記カバー本体に固定する固定工程と、を有している、
　回転式圧縮機の製造方法。
　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。