WO2021214907A1

WO2021214907A1 - 圧縮機

Info

Publication number: WO2021214907A1
Application number: PCT/JP2020/017311
Authority: WO
Inventors: 友宏井柳
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2021-10-28

Abstract

圧縮機は、密閉容器と、電動機部と、クランクシャフトと、圧縮機構部と、を備えている。クランクシャフトは、主軸部と、偏心軸部と、を有している。偏心軸部は、偏心軸線方向に向かって肉抜きされた複数の肉抜き部が形成されている。偏心軸線方向と直交する方向における肉抜き部の断面積をＡｓとし、偏心軸線方向と直交する方向における偏心軸部の断面積をＢｓとし、「Ｒ３２よりもガス負荷が小さい冷媒のガス負荷」／「Ｒ３２のガス負荷」を、ガス負荷比Ｃとし、肉抜き部を有する場合のガス負荷方向に対する偏心軸部の断面二次モーメントＩとし、肉抜き部を有さない場合のガス負荷方向に対する偏心軸部の断面二次モーメントＩ'と定義したとき、式（１）及び式（２）を満たすように各部の寸法が決定される構成である。【数１】 0<As/(As+Bs)≦C..... (1) 【数２】 0< I / I' ≦C..... (2)

Description

圧縮機

　本開示は、Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒を圧縮する圧縮機構部を備えた圧縮機に関するものである。

　従来、ロータリー機構又はスイング機構を有する圧縮機が知られている。この圧縮機は、密閉容器内に、固定子及び回転子を有する電動機部と、電動機部の駆動力を伝達するクランクシャフトと、クランクシャフトから伝達される駆動力によって冷媒を圧縮する圧縮機構部と、を備えている。クランクシャフトは、回転子に接続された主軸部と、中心軸が主軸部の中心軸に対して偏心している偏心軸部と、を有している。このような圧縮機では、封入する冷媒量の削減及び使用する鉄等の材料の削減するために、密閉容器の容積を可能な限り小さくする開発が行われている。

　ところで、圧縮機に使用する冷媒として、Ｒ３２及びＲ４１０Ａが現在主流として使用されているが、世界的にＧＷＰ総量規制が進んでおり、Ｒ２９０、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃ等のＧＷＰの小さい冷媒の使用が期待されている。しかし、Ｒ２９０、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃは、Ｒ３２及びＲ４１０Ａに対して同一温度における飽和圧力が小さい。そのため、Ｒ２９０、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃを使用した圧縮機では、Ｒ３２及びＲ４１０Ａを使用した圧縮機と同等の冷凍能力を得るために、冷媒の排除容積を拡大させる必要がある。また、Ｒ２９０は、安全区分Ａ３（強燃性冷媒）であるため、封入冷媒量を極力少なくすることが望ましい。

　冷媒の排除容積を拡大させるための手段として、例えばシリンダーを厚くしたり、シリンダーの内径を大きくしたりすることが考えられるが、いずれも偏心軸部の質量が増加してしまう。この偏心質量は、アンバランスな振動を生じさせ、騒音の悪化及び振動の悪化を招く。そのため、圧縮機には、一般的にアンバランスな振動を抑制するために、電動機部の回転子にバランスウェイトが設けられており、偏心軸部の質量の増加と共に、バランスウェイトの質量も増加させる必要がある。バランスウェイトの質量を増加させるためには、バランスウェイトを大きくする必要がある。つまり、偏心質量の増加は、バランスウェイトのサイズアップを意味し、これに伴い圧縮機の密閉容器の容積増加に影響を及ぼしてしまい、封入する冷媒量を増加させてしまう。

　そこで、特許文献１には、偏心軸部の重心側に貫通孔を設けることにより、偏心軸部の重心をクランクシャフトの軸心に近づけることができると共に、バランスウェイトの重量を低減する圧縮機が開示されている。

特開平０９－１００７９０号公報

　しかしながら、特許文献１では、偏心軸部の重心側に貫通孔を設けるにあたり、偏心軸部の断面積とガス負荷比との関係が考慮されていないため、冷媒の種類に応じて、偏心軸部による偏心質量を効果的に低減させることができない。

　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、偏心軸部による偏心質量を効果的に低減させることにより、容器の容積増加を抑制することができると共に、Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒を使用しても、該Ｒ３２冷媒と同等の冷凍能力を得ることができる、圧縮機を提供することを目的とする。

　本開示に係る圧縮機は、外郭を形成する密閉容器と、固定子及び回転子を有する電動機部と、前記回転子に接続され、前記電動機部の駆動力を伝達するクランクシャフトと、前記クランクシャフトに接続され、前記クランクシャフトから伝達される駆動力によってＲ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒を圧縮する圧縮機構部と、を備え、前記クランクシャフトは、前記回転子に接続された主軸部と、中心軸が前記主軸部の中心軸に対して偏心している偏心軸部と、を有し、前記偏心軸部は、偏心軸線方向に向かって肉抜きされた複数の肉抜き部が形成されており、偏心軸線方向と直交する方向における前記肉抜き部の断面積をＡｓとし、偏心軸線方向と直交する方向における前記偏心軸部の断面積をＢｓとし、「Ｒ３２よりもガス負荷が小さい冷媒のガス負荷」／「Ｒ３２のガス負荷」を、ガス負荷比Ｃとし、前記肉抜き部を有する場合のガス負荷方向に対する前記偏心軸部の断面二次モーメントＩとし、前記肉抜き部を有さない場合のガス負荷方向に対する前記偏心軸部の断面二次モーメントＩ’と定義したとき、式（１）及び式（２）を満たすように各部の寸法が決定される構成である。

　本開示の圧縮機は、偏心軸線方向と直交する方向における偏心軸部の断面積とガス負荷比との関係に基づいて肉抜き部を設ける構成なので、シリンダーを厚くしたり、シリンダーの内径を大きくしたりしても、偏心軸部の偏心質量を効果的に低減させることができる。よって、バランスウェイトを小さくして容器の容積増加を抑制できると共に、Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒を使用しても、該Ｒ３２冷媒と同等の冷凍能力を得ることができる。

本実施の形態に係る圧縮機の全体構造を概略的に示した縦断面図である。本実施の形態に係る圧縮機の偏心軸部の横断面図である。本実施の形態に係る圧縮機の圧縮機構部の要部を示した横断面図である。本実施の形態に係る圧縮機の圧縮機構部の要部であって、クランク角を示した横断面図である。

　以下、図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、適宜変更することができる。

　実施の形態１．
　図１は、本実施の形態に係る圧縮機の全体構造を概略的に示した縦断面図である。図２は、本実施の形態に係る圧縮機の偏心軸部の横断面図である。図３は、本実施の形態に係る圧縮機の圧縮機構部の要部を示した横断面図である。

　図１～図３に示す本実施の形態に係る圧縮機１００は、シングルロータリー圧縮機である。図１に示すように、本実施の形態に係る圧縮機１００は、外郭を形成する密閉容器１と、固定子２０及び回転子２１を有する電動機部２と、電動機部２の駆動力を伝達するクランクシャフト４と、クランクシャフト４から伝達される駆動力によってＲ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒を圧縮する圧縮機構部３と、を備えている。電動機部２と圧縮機構部３は、クランクシャフト４を介して連結されている。冷媒は、例えばＲ２９０、Ｒ４５４Ａ又はＲ４５４Ｃである。

　密閉容器１は、図１に示すように、吸入管１０を介してアキュムレータ１２と接続されており、アキュムレータ１２から冷媒ガスが取り込まれる。アキュムレータ１２は、冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離し、液冷媒がなるべく圧縮機構部３の内部に吸入されないようにするために設けられている。密閉容器１の上部には、圧縮された冷媒が排出される吐出管１１が接続されている。また、密閉容器１内の底部には、冷凍機油１３が貯留されている。冷凍機油１３は、主に圧縮機構部３の摺動部を潤滑するものである。

　電動機部２は、図１に示すように、密閉容器１の内壁面に焼き嵌め等によって固定された円環状の固定子２０と、固定子２０の内側面に対向して回転可能に設けられた回転子２１と、を有している。回転子２１には、クランクシャフト４が嵌入されている。電動機部２は、外部から図示省略の気密端子を介して電力が供給されて駆動する。

　また、回転子２１の上部及び下部には、バランスウェイト２２及び２３が設けられている。バランスウェイト２２及び２３は、クランクシャフト４の軸中心からのモーメントによって生じる振幅と、クランクシャフト４自体の振れ回り及びねじれから生じる振幅とを打ち消して、圧縮機１００の運転中に生じる振動を抑制するために設けられている。

　クランクシャフト４は、電動機部２の回転子２１に固定された主軸部４０と、圧縮機構部３を挟んで主軸部４０の反対側に設けられた副軸部４１と、主軸部４０と副軸部４１との間に設けられた偏心軸部４２と、を有している。偏心軸部４２は、中心軸が主軸部４０及び副軸部４１の中心軸に対して偏心している。クランクシャフト４の軸心部には、油吸込み穴が形成されている。クランクシャフト４は、油吸込み穴内に螺旋状の遠心ポンプが設けられており、密閉容器１の底に貯留されている冷凍機油１３をくみ上げ、圧縮機構部３の摺動部に供給できるようになっている。

　圧縮機構部３は、図１～図３に示すように、圧縮室５０を有するシリンダー５と、圧縮室５０を閉塞する軸受として上軸受５１及び下軸受５２と、ローリングピストン６と、ベーン７（図３を参照）と、を備えている。

　シリンダー５は、外周部がボルト等により密閉容器１に固定されている。シリンダー５は、図３に示すように、外周が円形状に形成され、内部に円形状の空間である圧縮室５０が１つ形成されている。この圧縮室５０は、駆動時に冷媒を圧縮する空間である。圧縮室５０は、図１に示すように、クランクシャフト４の軸方向の両端が開口しており、シリンダー５の上面に設けられた上軸受５１と、シリンダー５の下面に設けられた下軸受５２とによって閉塞されている。なお、図示することは省略したが、シリンダー５には、吸入管１０からの冷媒ガスが通る吸入ポートが、外周面から圧縮室５０に貫通して設けられている。また、図示することは省略したが、シリンダー５には、圧縮室５０から圧縮された冷媒が吐出される吐出ポートが、シリンダー５の上端面を切り欠いて形成されている。

　図１に示すように、上軸受５１は、クランクシャフト４の主軸部４０に摺動自在に嵌合し、シリンダー５の圧縮室５０の電動機部２側の端面を閉塞する。一方、下軸受５２は、クランクシャフト４の副軸部４１に摺動自在に嵌合し、圧縮室５０の冷凍機油１３側の端面を閉塞する。図示することは省略したが、上軸受５１には、圧縮室５０で圧縮された冷媒が吐出される吐出孔が形成されている。吐出孔には、吐出弁が取り付けられている。吐出弁は、圧縮室５０の内部の圧力が密閉容器１の内部の圧力より低い時に、吐出孔を閉塞する。また、吐出弁は、圧縮室５０の内部の圧力が密閉容器１の内部の圧力より高くなった時に、圧縮室５０の内部の圧力により上方向へ押し上げられる。

　また、上軸受５１には、吐出孔を覆うように吐出マフラー５３が取り付けられている。図示することは省略したが、吐出マフラー５３には、吐出マフラー５３の内部と密閉容器１の内部とを連通させる吐出穴が形成されている。

　ローリングピストン６は、図１～図３に示すように、リング状で構成され、クランクシャフト４の偏心軸部４２に摺動自在に嵌合されている。ローリングピストン６は、偏心軸部４２と共に圧縮室５０に設けられており、圧縮室５０内で偏心軸部４２と共に偏心回転して冷媒を圧縮するものである。

　シリンダー５には、図３に示すように、圧縮室５０に連通し径方向に延びるベーン溝７０が形成されている。ベーン溝７０には、圧縮室５０を低圧空間部と高圧空間部とに仕切るベーン７が、摺動自在に嵌入させて設けられている。ベーン７は、圧縮工程中に、先端部がローリングピストン６の外周部に当接したまま、ローリングピストン６の偏心回転に追従してベーン溝７０内を往復摺動する。圧縮室５０は、ベーン７の先端部がローリングピストン６の外周部に当接することにより、低圧空間部と高圧空間部とに仕切られる。ベーン７は、例えば非磁性材料で形成されている。

　また、シリンダー５には、図３に示すように、ベーン溝７０の背面側に背圧室８が形成されている。図示することは省略したが、背圧室８には、ベーン７と直列に配置されたベーンスプリングが収納されている。ベーンスプリングは、ベーン７の先端部をローリングピストン６の外周面に押し付けるように付勢するものである。因みに、圧縮機１００は、運転を開始するとベーン７の背面において、高圧である密閉容器１内の圧力と、圧縮室５０の圧力との差圧による力が作用する。そのため、ベーンスプリングは、主に圧縮機１００の起動時であって、密閉容器１内の圧力と圧縮室５０の圧力とに差が無い状態において、ベーン７をローリングピストン６に押付ける目的で使用される。

　ここで、圧縮機１００の動作について簡潔に説明する。圧縮機１００では、アキュムレータ１２の冷媒が、吸入管１０及び吸入ポートを介して圧縮室５０に導入される。そして、電動機部２の駆動で偏心回転するローリングピストン６によって、圧縮室５０内の冷媒が圧縮される。圧縮室５０で圧縮された冷媒は、上軸受５１の吐出孔から吐出マフラー５３の空間内に吐出された後、吐出マフラー５３の吐出穴を介して密閉容器１の内部に吐出される。吐出された冷媒は、電動機部２の隙間を通過した後、吐出管１１から排出される。

　ところで、圧縮機１００に使用する冷媒として、Ｒ３２及びＲ４１０Ａが現在主流として使用されているが、世界的にＧＷＰ総量規制が進んでおり、Ｒ２９０、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃ等のＧＷＰの小さい冷媒の使用が期待されている。しかし、Ｒ２９０、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃは、Ｒ３２及びＲ４１０Ａに対して同一温度における飽和圧力が小さい。そのため、Ｒ２９０、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃを使用した圧縮機１００では、Ｒ３２及びＲ４１０Ａを使用した圧縮機と同等の冷凍能力を得るために、冷媒の排除容積を拡大させる必要がある。また、Ｒ２９０は、安全区分Ａ３（強燃性冷媒）であるため、封入冷媒量を極力少なくすることが望ましい。

　冷媒の排除容積を拡大させるための手段として、例えばシリンダー５を厚くしたり、シリンダー５の内径を大きくしたりすることが考えられるが、いずれも偏心軸部４２の質量が増加してしまう。この偏心質量は、アンバランスな振動を生じさせ、騒音の悪化及び振動の悪化を招く。そのため、圧縮機１００には、一般的にアンバランスな振動を抑制するために、電動機部２の回転子２１にバランスウェイト２２及び２３が設けられており、偏心軸部４２の質量の増加と共に、バランスウェイト２２及び２３の質量も増加させる必要がある。バランスウェイト２２及び２３の質量を増加させるためには、バランスウェイト２２及び２３を大きくする必要がある。つまり、偏心質量の増加は、バランスウェイト２２及び２３のサイズアップを意味し、これに伴い圧縮機１００の密閉容器１の容積増加に影響を及ぼしてしまい、封入する冷媒量を増加させてしまう。

　一方、偏心軸部４２に必要な断面積を決めるパラメータとして、偏心軸部４２の下端のスラスト面積がある。偏心軸部４２は、下端で電動機部２の質量を支えている。そのため、スラスト面積は、電動機部２の質量によって決定される。この電動機部２の質量は、冷媒を圧縮するために必要なガス負荷によって決まり、現在主流であるＲ３２冷媒に代わって低圧冷媒を使用することになった際には、ガス負荷比程度まで下がる。そのため、必要な断面積も低下する。

　そこで、本実施の形態に係る圧縮機１００の偏心軸部４２には、図２に示すように、偏心軸線方向に向かって肉抜きされた複数の肉抜き部（９ａ～９ｆ）が形成されている。なお、肉抜き部（９ａ～９ｆ）の個数は、図示した６つに限定されず、１つ以上あればよい。

　ここで、偏心軸線方向と直交する方向における肉抜き部（９ａ～９ｆ）の断面積をＡｓとする。偏心軸線方向と直交する方向における偏心軸部４２の断面積をＢｓとする。「Ｒ３２よりもガス負荷が小さい冷媒のガス負荷」／「Ｒ３２のガス負荷」をガス負荷比Ｃとする。本実施の形態に係る圧縮機１００では、下記の式（１）を満たすように構成されている。

　Ｒ３２よりもガス負荷が小さい冷媒のガス負荷がＲ２９０である場合、ガス負荷比Ｃは、ＡＳＨＲＡＥ－Ｔ条件においてＲ２９０／Ｒ３２である。ＡＳＨＲＡＥ－Ｔ条件のガス負荷比Ｃとは、対象となる冷媒で空調用圧縮機を用いて、ＡＳＨＲＡＥ－Ｔ条件：ＣＴ／ＥＴ＝５４．４℃／７．２℃に相当する運転条件とした場合のガス負荷である。ＣＴとは、飽和凝縮温度（Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）の意味である。ＥＴとは、飽和蒸発温度(Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ)の意味である。

　ＡＳＨＲＡＥ－Ｔ条件のＲ２９０冷媒のガス負荷は、１．２９５Ｎである。ＡＳＨＲＡＥ－Ｔ条件のＲ３２冷媒のガス負荷は、２．４５５Ｎである。ここでは、Ｃ＝Ｒ２９０／Ｒ３２であるため、Ｃ＝０．５３となる。本試算では、計算を簡便化するためガス負荷の受圧面積を１ｍｍ^２と仮定する。本実施の形態では、偏心軸部４２に複数の肉抜き部（９ａ～９ｆ）が形成されている。そのため、断面積Ａｓは、すべての肉抜き部（９ａ～９ｆ）の断面積の合計となる。

　もう一点、偏心軸部４２に必要な断面積を決定するパラメータとして、断面二次モーメントがある。偏心軸部４２は、ガス負荷を受けるため、該ガス負荷による座屈に耐え得る断面二次モーメントとする必要がある。そこで、肉抜き部（９ａ～９ｆ）を有する場合のガス負荷方向Ｘに対する偏心軸部４２の断面二次モーメントをＩとする。肉抜き部（９ａ～９ｆ）を有さない場合のガス負荷方向Ｘに対する偏心軸部４２の断面二次モーメントをＩ’とする。本実施の形態に係る圧縮機１００では、下記の式（２）を満たすように構成されている。

　なお、ガス負荷方向Ｘとは、ベーン７の先端とローリングピストン６とが接触している点と、ローリングピストン６とシリンダー５とが最小隙間となる点を結んだ直線Ｙと直交する方向である。そのため、ガス負荷方向Ｘは、クランク角に応じて方向がそれぞれ異なる。

　図４は、本実施の形態に係る圧縮機の圧縮機構部の要部であって、クランク角を示した横断面図である。図４に示すように、クランク角が０°とは、ローリングピストン６とシリンダー５との最小隙間が、図面上において、シリンダー５の内周面の最上方に位置している状態である。クランク角が９０°とは、ローリングピストン６とシリンダー５との最小隙間が、図面上において、シリンダー５の内周面の最右方に位置している状態である。クランク角が１８０°とは、ローリングピストン６とシリンダー５との最小隙間が、図面上において、シリンダー５の内周面の最下方に位置している状態である。クランク角が２７０°とは、ローリングピストン６とシリンダー５との最小隙間がシリンダー５の内周面の最左方に位置している状態である。

　上記式（２）において、ガス負荷方向Ｘに対する偏心軸部４２における断面二次モーメントＩと、ガス負荷方向Ｘに対する肉抜き部（９ａ～９ｆ）を有さない偏心軸部４２における断面二次モーメントI’と、は同じクランク角の際の値を用いている。

　なお、ガス負荷方向Ｘを規定する場合には、本来であれば、スラスト方向と、ラジアル方向とに分けて考えなければならない。本実施の形態では、クランクシャフト４に対するガス負荷のみを考慮すればよいため、スラスト方向のガス負荷は考慮する必要はなく、ラジアル方向のガス負荷のみを考慮している。

　肉抜き部（９ａ～９ｆ）を有さない場合のガス負荷方向Ｘに対する偏心軸部４２の断面二次モーメントＩ’は、下記式（３）のように、一般的な円の断面二次モーメントで示すことができる。なお、Ｄは、偏心軸部４２の直径である。

　また、肉抜き部（９ａ～９ｆ）を有する場合のガス負荷方向Ｘに対する偏心軸部４２の断面二次モーメントＩは、断面二次モーメントＩ’から、肉抜き部（９ａ～９ｆ）の断面積における断面二次モーメントを引いたもので示すことができる。

　なお、Ｄは、偏心軸部４２の直径である。Ｄ１は、肉抜き部９ａの直径である。Ｄ２は、肉抜き部９ｂの直径である。Ｄ３は、肉抜き部９ｃの直径である。Ｄ４は、肉抜き部９ｄの直径である。Ｄ５は、肉抜き部９ｅの直径である。Ｄ６は、肉抜き部９ｆの直径である。また、Ｌ１は、肉抜き部９ａの中心と偏心軸部４２の偏心軸との距離である。Ｌ２は、肉抜き部９ｂの中心と偏心軸部４２の偏心軸との距離である。Ｌ３は、肉抜き部９ｃの中心と偏心軸部４２の偏心軸との距離である。Ｌ４は、肉抜き部９ｄの中心と偏心軸部４２の偏心軸との距離である。Ｌ５は、肉抜き部９ｅの中心と偏心軸部４２の偏心軸との距離である。Ｌ６は、肉抜き部９ｆの中心と偏心軸部４２の偏心軸との距離である。

　したがって、式（３）、式（４）及びＣ＝０．５３を式（２）に代入すると、下記式（５）のようになる。

　なお、Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒としてＲ４５４Ａを使用した場合、ＡＳＨＲＡＥ－Ｔ条件のＲ４５４Ａ冷媒のガス負荷は、１．８１７Ｎである。ＡＳＨＲＡＥ－Ｔ条件のＲ３２冷媒のガス負荷は、２．４５５Ｎである。本実施の形態では、Ｃ＝Ｒ４５４Ａ／Ｒ３２であるため、Ｃ＝０．７４となる。本試算では、計算を簡便化するためガス負荷の受圧面積を１ｍｍ^２と仮定する。そして、Ｃ＝０．７４に基づいて、上記式（１）及び（２）を算出する。

　また、Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒としてＲ４５４Ｃを使用した場合、ＡＳＨＲＡＥ－Ｔ条件のＲ４５４Ｃ冷媒のガス負荷は、１．５７０Ｎである。ＡＳＨＲＡＥ－Ｔ条件のＲ３２冷媒のガス負荷は、２．４５５Ｎである。本実施の形態では、Ｃ＝Ｒ４５４Ｃ／Ｒ３２であるため、Ｃ＝０．６４となる。本試算では、計算を簡便化するためガス負荷の受圧面積を１ｍｍ^２と仮定する。そして、Ｃ＝０．６４に基づいて、上記式（１）及び（２）を算出する。

　なお、Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒は、上記したＲ２９０、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃに限定されない。Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒は、例えばＲ１２３４ｙｆ冷媒、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）冷媒等でもよい。要するに、使用される冷媒は、Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒であればよい。

　以上のように、本実施の形態に係る圧縮機１００は、外郭を形成する密閉容器１と、固定子２０及び回転子２１を有する電動機部２と、回転子２１に接続され、電動機部２の駆動力を伝達するクランクシャフト４と、クランクシャフト４に接続され、クランクシャフト４から伝達される駆動力によってＲ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒を圧縮する圧縮機構部３と、を備えている。クランクシャフト４は、回転子２１に接続された主軸部４０と、中心軸が主軸部４０の中心軸に対して偏心している偏心軸部４２と、を有している。偏心軸部４２は、偏心軸線方向に向かって肉抜きされた複数の肉抜き部（９ａ～９ｆ）が形成されている。偏心軸線方向と直交する方向における肉抜き部（９ａ～９ｆ）の断面積をＡｓとし、偏心軸線方向と直交する方向における偏心軸部４２の断面積をＢｓとし、「Ｒ３２よりもガス負荷が小さい冷媒のガス負荷」／「Ｒ３２のガス負荷」を、ガス負荷比Ｃとし、肉抜き部（９ａ～９ｆ）を有する場合のガス負荷方向Ｘに対する偏心軸部４２の断面二次モーメントＩとし、肉抜き部（９ａ～９ｆ）を有さない場合のガス負荷方向Ｘに対する偏心軸部４２の断面二次モーメントＩ’と定義したとき、上記式（１）及び式（２）を満たすように各部の寸法が決定される構成である。

　したがって、本実施の形態に係る圧縮機１００は、偏心軸線方向と直交する方向における偏心軸部４２の断面積とガス負荷比Ｃとの関係に基づいて肉抜き部（９ａ～９ｆ）を設ける構成なので、シリンダー５を厚くしたり、シリンダー５の内径を大きくしたりしても、偏心軸部４２の偏心質量を効果的に低減させることができる。よって、バランスウェイト２２及び２３を小さくして密閉容器１の容積増加を抑制できると共に、Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さいＲ２９０、Ｒ４５４Ａ又はＲ４５４Ｃを使用しても、該Ｒ３２冷媒と同等の冷凍能力を得ることができる。

　また、圧縮機構部３は、冷媒を圧縮する圧縮室５０が１つで構成されている。例えば、圧縮室５０が２つあると、互いの偏心軸部４２が偏心質量を打ち消してしまい、バランスウェイト２２及び２３が小さくなる。つまり、本実施の形態に係る圧縮機１００は、冷媒を圧縮する圧縮室５０が１つであるシングルロータリー圧縮機に適用することで、大きな効果を発揮することができる。

　以上に、圧縮機１００を実施の形態に基づいて説明したが、圧縮機１００は上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。圧縮機１００は、上述した構成要素に限定されるものではなく、他の構成要素を含んでもよい。例えば圧縮機１００は、シリンダー５を単シリンダーで構成した形態を示したが、多シリンダーで構成してもよい。また、圧縮機１００は、図示したロータリー式とした構成に限定されず、図示することは省略したが、スイング式の構成でもよい。スイング式では、ベーン７がローリングピストン６と一体に設けられる。要するに、圧縮機１００は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。

　１　密閉容器、２　電動機部、３　圧縮機構部、４　クランクシャフト、５　シリンダー、６　ローリングピストン、７　ベーン、８　背圧室、９ａ～９ｆ　肉抜き部、１０　吸入管、１１　吐出管、１２　アキュムレータ、１３　冷凍機油、２０　固定子、２１　回転子、２２、２３　バランスウェイト、４０　主軸部、４１　副軸部、４２　偏心軸部、５０　圧縮室、５１　上軸受、５２　下軸受、５３　吐出マフラー、７０　ベーン溝、１００　圧縮機。

Claims

　外郭を形成する密閉容器と、
　固定子及び回転子を有する電動機部と、
　前記回転子に接続され、前記電動機部の駆動力を伝達するクランクシャフトと、
　前記クランクシャフトに接続され、前記クランクシャフトから伝達される駆動力によってＲ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒を圧縮する圧縮機構部と、を備え、
　前記クランクシャフトは、
　前記回転子に接続された主軸部と、
　中心軸が前記主軸部の中心軸に対して偏心している偏心軸部と、を有し、
　前記偏心軸部は、偏心軸線方向に向かって肉抜きされた複数の肉抜き部が形成されており、
　偏心軸線方向と直交する方向における前記肉抜き部の断面積をＡｓとし、
　偏心軸線方向と直交する方向における前記偏心軸部の断面積をＢｓとし、
　「Ｒ３２よりもガス負荷が小さい冷媒のガス負荷」／「Ｒ３２のガス負荷」を、ガス負荷比Ｃとし、
　前記肉抜き部を有する場合のガス負荷方向に対する前記偏心軸部の断面二次モーメントＩとし、
　前記肉抜き部を有さない場合のガス負荷方向に対する前記偏心軸部の断面二次モーメントＩ’と定義したとき、式（１）及び式（２）を満たすように各部の寸法が決定される構成である、圧縮機。
　Ｒ３２冷媒よりもガス負荷が小さい冷媒は、Ｒ２９０、Ｒ４５４Ａ及びＲ４５４Ｃである、請求項１に記載の圧縮機。
　前記圧縮機構部は、冷媒を圧縮する圧縮室が１つで構成されている、請求項１又は２に記載の圧縮機。