圧縮機
【課題】駆動軸の軸方向変位による騒音や振動、および、径方向への撓みに起因する焼付き、並びに摺動による機械損失を抑制する。
【解決手段】圧縮機は、シャフト８の偏心部８ａに回転自在に嵌合されたローラ４１が配置された圧縮室３１を有するシリンダ３０と、シリンダ３０の軸方向両端に配置され、シャフト８が挿通される軸受け孔２１、５１をそれぞれ有するフロントヘッド２０およびリアヘッド５０とを備えている。フロントヘッド２０およびリアヘッド５０の軸受け孔２１、５１の周壁面であって且つ偏心部８ａに面した部分に凹部２７、５７を形成し、その凹部２７、５７に樹脂製のリング部材９１、９２を設ける。リング部材９１、９２は、フロントヘッド２０およびリアヘッド５０の端面に対して偏心部８ａ側に向かって突出する突出部分９１ａ、９２ａを有する。
【解決手段】圧縮機は、シャフト８の偏心部８ａに回転自在に嵌合されたローラ４１が配置された圧縮室３１を有するシリンダ３０と、シリンダ３０の軸方向両端に配置され、シャフト８が挿通される軸受け孔２１、５１をそれぞれ有するフロントヘッド２０およびリアヘッド５０とを備えている。フロントヘッド２０およびリアヘッド５０の軸受け孔２１、５１の周壁面であって且つ偏心部８ａに面した部分に凹部２７、５７を形成し、その凹部２７、５７に樹脂製のリング部材９１、９２を設ける。リング部材９１、９２は、フロントヘッド２０およびリアヘッド５０の端面に対して偏心部８ａ側に向かって突出する突出部分９１ａ、９２ａを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮するための圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機として、密閉されたケーシング内に、冷媒を圧縮する圧縮機構を設けたものが知られている。例えば、特許文献１に開示されている圧縮機においては、圧縮機構は、圧縮室を有するシリンダと、シリンダの軸方向両端に配置される端板部材と、圧縮室に配置される環状のローラおよびローラの外周面から延在するブレードを有するピストンとを備えている。ローラは、端板部材に形成された軸受け孔に挿通された駆動軸の偏心部に嵌合されている。そして、駆動軸の回転に伴って、ローラが圧縮室の周壁面に沿って移動し、圧縮室内で冷媒が圧縮される。端板部材には弁機構が設けられた吐出口が形成されており、冷媒が所定の圧力以上に圧縮された時点で弁機構が開弁して、圧縮された冷媒がケーシング内に吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５１０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような圧縮機においては、圧縮機構の吐出口から間欠的に冷媒が吐出されるので、圧力脈動が生じる。係る圧力脈動により駆動軸が軸方向に変位することで、駆動軸の偏心部がシリンダの軸方向両端に配置された端板部材と接触し、騒音や振動が生じるという問題がある。また、上述のような圧縮機においては、圧縮室内の圧力の高まりにより駆動軸に対して径方向の荷重が加わる。これにより、駆動軸の偏心部近傍が径方向に撓み、端板部材の軸受け孔の周壁面と駆動軸との接触面の面圧が高くなり、焼付きが生じる。さらに、駆動軸と端板部材とが接触する場合には、摺動による機械損失が生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、駆動軸の軸方向変位による騒音や振動、および、径方向への撓みに起因する焼付き、並びに摺動による機械損失を抑制できる圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る圧縮機は、駆動軸の偏心部が配置された圧縮室を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端にそれぞれ配置され、前記駆動軸が挿通される軸受け孔を有する２つの端板部材とを備え、前記２つの端板部材の少なくともいずれか一方において前記軸受け孔の周壁面であって且つ前記偏心部に面した部分には凹部が形成されており、前記凹部には、前記端板部材の端面に対して前記偏心部側に向かって突出する突出部分を有する樹脂製のリング部材が設けられている。
【０００７】
この圧縮機では、偏心部が軸方向へ移動した場合でも端板部材と接触する前にリング部材と接触するか、または、偏心部がリング部材と常に接触することにより軸方向へ移動しないように構成されているので、偏心部と端板部材との接触を防ぎ、騒音や振動を低減できる。また、駆動軸の偏心部近傍がその径方向に撓んだ場合は、比較的大きな弾性力を有する樹脂でできたリング部材が変形することで、駆動軸に加わる面圧を低減し、焼き付きを防止できる。また、リング部材は比較的摺動性の良い樹脂でできているので、リング部材と駆動軸とが接触した場合でも、機械損失を抑制できる。
【０００８】
第２の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、前記リング部材と前記偏心部との間には、隙間が形成されている。
【０００９】
この圧縮機では、リング部材と偏心部とが常時接触する場合に比べて、摺動による機械損失を低減できる。
【００１０】
第３の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、前記リング部材が、前記端板部材と前記偏心部との間に縮装されている。
【００１１】
この圧縮機では、偏心部を軸方向に移動しないように構成することにより、騒音や振動を確実に低減できる。
【００１２】
第４の発明に係る圧縮機は、第１〜第３のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記リング部材が、前記２つの端板部材の両方に設けられている。
【００１３】
この圧縮機では、２つの端板部材の両方で偏心部との接触を防ぐことができるので、確実に騒音や振動を低減できる。
【００１４】
第５の発明に係る圧縮機は、第１〜第４のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記リング部材の径方向の厚みは、前記偏心部に近付くにつれて厚くなる。
【００１５】
この圧縮機では、駆動軸の偏心部近傍が撓んだ場合に、リング部材の偏心部側の端部近傍の比較的厚みの厚い部分が、確実に弾性変形する。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
第１の発明では、偏心部が軸方向へ移動した場合でも端板部材と接触する前にリング部材と接触するか、または、偏心部がリング部材と常に接触することにより軸方向へ移動しないように構成されているので、偏心部と端板部材との接触を防ぎ、騒音や振動を低減できる。また、駆動軸の偏心部近傍がその径方向に撓んだ場合は、比較的大きな弾性力を有する樹脂でできたリング部材が変形することで、駆動軸に加わる面圧を低減し、焼き付きを防止できる。また、リング部材は比較的摺動性の良い樹脂でできているので、リング部材と駆動軸とが接触した場合でも、機械損失を抑制できる。
【００１８】
第２の発明では、リング部材と偏心部とが常時接触する場合に比べて、摺動による機械損失を低減できる。
【００１９】
第３の発明では、偏心部を軸方向に移動しないように構成することにより、騒音や振動を確実に低減できる。
【００２０】
第４の発明では、２つの端板部材の両方で偏心部との接触を防ぐことができるので、確実に騒音や振動を低減できる。
【００２１】
第５の発明では、駆動軸の偏心部近傍が撓んだ場合に、リング部材の偏心部側の端部近傍の比較的厚みの厚い部分が、確実に弾性変形する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、シリンダ内でのピストンの動作を示す図である。
【図３】図１に示した圧縮機のフロントヘッドを示す概略図であり、（ａ）は上方から見た図、（ｂ）は下方から見た図である。
【図４】図１に示した圧縮機のリアヘッドを上方から見た概略図である。
【図５】（ａ）は図１の部分拡大図を模式的に示した図であり、（ｂ）は（ａ）に示すシャフトが撓んだ状態を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る圧縮機における、シリンダ内でのローラおよびベーンの動作を示す図である。
【図７】第１実施形態の第１変形例に係る圧縮機の圧縮機構の部分拡大図を模式的に示した図である。
【図８】第１実施形態の第２変形例に係る圧縮機の圧縮機構の部分拡大図を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態は、１シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図１に示すように、本実施形態の圧縮機１は、密閉ケーシング２と、密閉ケーシング２内に配置される圧縮機構１０および駆動機構６を備えている。なお、図１は、駆動機構６の断面を示すハッチングを省略して表示している。この圧縮機１は、例えば、空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、後述する吸入管３から導入された冷媒（本実施形態では、ＣＯ２）を圧縮して排出管４から排出する。図１の上下方向を単に上下方向として、圧縮機１について以下説明する。
【００２４】
密閉ケーシング２は、両端が塞がれた円筒状の容器であり、その上部には、圧縮された冷媒を排出するための排出管４と、駆動機構６の後述する固定子７ｂのコイルに電流を供給するためのターミナル端子５が設けられている。なお、図１では、コイルとターミナル端子５とを接続する配線は省略して表示している。また。密閉ケーシング２の側部には、圧縮機１に冷媒を導入するための吸入管３が設けられている。また、密閉ケーシング２内の下部には、圧縮機構１０の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Ｌが貯留されている。密閉ケーシング２の内部には、駆動機構６と、圧縮機構１０とが上下に並んで配置されている。
【００２５】
駆動機構６は、圧縮機構１０を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ７と、このモータ７に取り付けられたシャフト８とから構成されている。
【００２６】
モータ７は、密閉ケーシング２の内周面に固定されている略円環状の固定子７ｂと、この固定子７ｂの径方向内側にエアギャップを介して配置される回転子７ａとを備えている。回転子７ａは磁石（図示省略）を有し、固定子７ｂはコイルを有している。モータ７は、コイルに電流を流すことによって発生する電磁力によって、回転子７ａを回転させる。また、固定子７ｂの外周面は、全周にわたって密閉ケーシング２の内周面に密着しているわけではなく、固定子７ｂの外周面には、上下方向に延び且つモータ７の上下の空間を連通させる複数の凹部（図示省略）が、周方向に並んで形成されている。
【００２７】
シャフト８は、モータ７の駆動力を圧縮機構１０に伝達するために設けられており、回転子７ａの内周面に固定されて、回転子７ａと一体的に回転する。また、シャフト８は、後述する圧縮室３１内となる位置に、偏心部８ａを有している。偏心部８ａは、円柱状に形成されており、その軸心がシャフト８の回転中心から偏心している。この偏心部８ａには、圧縮機構１０の後述するローラ４１が装着されている。シャフト８は、金属材料で形成されている。
【００２８】
また、シャフト８の下側略半分の内部には、上下方向に延在する給油路８ｂが形成されている。この給油路８ｂの下端部には、シャフト８の回転に伴って潤滑油Ｌを給油路８ｂ内に吸い上げるための螺旋羽根形状のポンプ部材（図示省略）が挿入されている。さらに、シャフト８には、給油路８ｂ内の潤滑油Ｌをシャフト８の外側に排出するための複数の排出孔８ｃが形成されている。
【００２９】
圧縮機構１０は、密閉ケーシング２の内周面に固定されるフロントヘッド（端板部材）２０と、フロントヘッド２０の上側に配置されるマフラー１１と、フロントヘッド２０の下側に配置されるシリンダ３０と、シリンダ３０の内部に配置されるピストン４０と、シリンダ３０の下側に配置されるリアヘッド（端板部材）５０とを備えている。詳細は後述するが、図２に示すように、シリンダ３０は、略円環状の部材であって、その中央部に圧縮室３１が形成されている。シリンダ３０は、リアヘッド５０と共に、フロントヘッド２０の下側にボルトにより固定されている。なお、図２〜図４においては、かかるボルト孔は省略して表示している。
【００３０】
図１および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、フロントヘッド２０は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト８が回転可能に挿通される軸受け孔２１が形成されている。フロントヘッド２０の外周面は、密閉ケーシング２の内周面にスポット溶接などによって固定されている。フロントヘッド２０の下面は、シリンダ３０の圧縮室３１の上端を閉塞している。フロントヘッド２０のシリンダ３０よりも径方向外側の部分には、複数の油戻し孔２３が周方向に並んで形成されている。フロントヘッド２０は、金属材料で形成されている。
【００３１】
また、図３（ａ）に示すように、フロントヘッド２０の上面には、凹部２５が形成されている。この凹部２５は、平面視が扇状の扇状凹部２５ａと、扇状凹部２５ａの径方向の一辺から延在する弁収容凹部２５ｂとから構成されている。扇状凹部２５ａの底面には、シリンダ３０の圧縮室３１と連通し、圧縮室３１において圧縮された冷媒が吐出される吐出孔２２が形成されている。
【００３２】
また、凹部２５内には、吐出孔２２の出口を開閉する吐出弁２４と、この吐出弁２４の上面に配置され、吐出弁２４の開放を規制する押さえ部材（図示省略）とが配置されている。この吐出弁２４と押さえ部材との基端部は、弁収容凹部２５ｂの底面に形成されたピン嵌合孔２６に嵌め込まれたピン（図示省略）によって固定されている。圧縮室３１内の冷媒の圧力が所定以上になると、吐出弁２４の先端部（図３中右上端部）が上方に押し上げられて、吐出孔２２から冷媒が吐出される。
【００３３】
さらに、図３（ｂ）および図５（ａ）に示すように、フロントヘッド２０の下面には、環状の凹部２７が形成されている。より詳細には、凹部２７は、軸受け孔２１の周壁面であって且つ圧縮室３１内に配置される偏心部８ａに面した部分に形成されている。なお、図３（ｂ）においては、フロントヘッド２０の下面におけるシリンダ３０およびピストン４０との位置関係を示すために、シリンダ３０およびピストン４０を上方から見た図を破線で示している。図５（ａ）に示すように、凹部２７の幅（径方向の長さ）は、上下方向に関してほぼ均一である。この凹部２７には、樹脂製のリング部材９１が嵌め込まれている。
【００３４】
リアヘッド５０は、略円環状の部材であって、その中央部にシャフト８が回転可能に挿通される軸受け孔５１が形成されている。リアヘッド５０は、シリンダ３０の圧縮室３１の下端を閉塞している。リアヘッド５０は、金属材料で形成されている。
【００３５】
図４および図５（ａ）に示すように、リアヘッド５０の上面には、環状の凹部５７が形成されている。より詳細には、凹部５７は、軸受け孔５１の周壁面であって且つ圧縮室３１内に配置される偏心部８ａに面した部分に形成されている。なお、図４においては、リアヘッド５０の上面におけるシリンダ３０およびピストン４０との位置関係を示すために、シリンダ３０およびピストン４０を下方から見た図を破線で示している。図５（ａ）に示すように、凹部５７の幅（径方向の長さ）は、上下方向に関してほぼ均一である。この凹部５７には、樹脂製のリング部材９２が嵌め込まれている。
【００３６】
マフラー１１は、フロントヘッド２０の吐出孔２２から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。マフラー１１は、フロントヘッド２０の上面にボルトによって取り付けられ、フロントヘッド２０との間にマフラー空間Ｍを形成している。なお、図３（ａ）においては、かかるボルト孔は省略して表示している。また、図示は省略するが、マフラー１１には、マフラー空間Ｍ内の冷媒を排出するためのマフラー吐出孔が形成されている。
【００３７】
図１および図２に示すように、シリンダ３０には、上述した圧縮室３１と、圧縮室３１内に冷媒を導入するための吸入孔３２と、ブレード収容部３３が形成されている。なお、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図であって、フロントヘッド２０の吐出孔２２は本来表れないが、説明の便宜上表示している。シリンダ３０は、金属材料で形成されている。
【００３８】
吸入孔３２は、シリンダ３０の径方向に延在して形成されている。また、吸入孔３２の圧縮室３１側とは反対側の端部には、吸入管３の先端が内嵌されている。
【００３９】
ブレード収容部３３は、シリンダ３０を上下方向に貫通しており、圧縮室３１と連通している。ブレード収容部３３は、圧縮室３１の径方向に延在している。ブレード収容部３３は、上下方向から視て、吸入孔３２とフロントヘッド２０の吐出孔２２との間の位置に形成されている。このブレード収容部３３内には、一対のブッシュ３４が配置されている。一対のブッシュ３４は、略円柱状の部材を半分割した形状に形成されている。この一対のブッシュ３４の間にブレード４２が配置されている。一対のブッシュ３４は、その間にブレード４２が配置された状態で、ブレード収容部３３内において周方向に揺動可能となっている。
【００４０】
ピストン４０は、円環状のローラ４１と、このローラ４１の外周面から径方向外側に延在するブレード４２とから構成されている。図２に示すように、ローラ４１は、偏心部８ａの外周面に相対回転可能に嵌合されて、圧縮室３１内に配置されている。ブレード４２は、ブレード収容部３３に配置された一対のブッシュ３４の間に進退可能に配置されている。
【００４１】
ここで、図５（ａ）に示すように、圧縮室３１の上下方向長さＨ１は、シャフト８の偏心部８ａの上下方向長さＨ２よりも大きい。したがって、偏心部８ａの上面とフロントヘッド２０の下面との間、および、偏心部８ａの下面とリアヘッド５０の上面との間には、隙間Ｄ１、Ｄ２がそれぞれ形成される。
【００４２】
そして、リング部材９１、９２の凹部２７、５７に嵌め込まれる前における上下方向の長さの合計は、上記隙間Ｄ１、Ｄ２および凹部２７、５７の深さ（上下方向長さ）Ｌ１、Ｌ２の合計よりも若干大きい。すなわち、リング部材９１は、フロントヘッド２０と偏心部８ａとの間に縮装されており、リング部材９２は、リアヘッド５０と偏心部８ａとの間に縮装されている。リング部材９１の下端部は、フロントヘッド２０の下面に対して偏心部８ａ側に向かって突出した突出部分９１ａとなっており、リング部材９２の上端部は、リアヘッド５０の上面に対して偏心部８ａ側に向かって突出した突出部分９２ａとなっている。
【００４３】
上述のような構成により、偏心部８ａは、リング部材９１によって下方に押圧されると共に、リング部材９２によって上方に押圧される。したがって、偏心部８ａが軸方向（上下方向）に移動することがない。
【００４４】
また、リング部材９１の凹部２７に嵌め込まれる前における外径は凹部２７の径よりも若干大きく、リング部材９２の凹部５７に嵌め込まれる前における外径は凹部５７の径よりも若干大きい。すなわち、リング部材９１、９２は、径方向に縮装された状態で凹部２７、５７にそれぞれ嵌め込まれている。
【００４５】
さらに、リング部材９１の径方向の厚みは上下方向に関してほぼ均一である。そして、凹部２７の幅（径方向の長さ）とリング部材９１の径方向の厚みとはほぼ同じである。したがって、リング部材９１の内周面は、軸受け孔２１の周壁面とほぼ面一となっている。また、リング部材９２の径方向の厚みは上下方向に関してほぼ均一である。そして、凹部５７の幅（径方向の長さ）とリング部材９２の径方向の厚みとはほぼ同じである。したがって、リング部材９２の内周面は、軸受け孔２１の周壁面とほぼ面一となっている。
【００４６】
次に、圧縮機構１０の動作について、図２（ａ）〜図２（ｄ）を参照して説明する。
図２（ａ）は、ピストン４０が上死点にある状態を示しており、図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、図２（ａ）の状態から、それぞれ、シャフト８が、９０°、１８０°（下死点）、２７０°回転した状態を示している。
【００４７】
吸入管３から吸入孔３２を介して圧縮室３１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト８を回転させると、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、偏心部８ａに装着されたローラ４１は、圧縮室３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室３１内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
【００４８】
図２（ａ）の状態から偏心部８ａが図中の矢印方向に回転すると、図２（ｂ）に示すように、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面とによって形成される空間が、低圧室３１ａと高圧室３１ｂに区画される。さらに偏心部８ａが回転すると、図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、低圧室３１ａの容積が大きくなるため、吸入管３から吸入孔３２を介して低圧室３１ａ内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室３１ｂの容積が小さくなるため、高圧室３１ｂにおいて冷媒が圧縮される。
【００４９】
そして、高圧室３１ｂ内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド２０に設けられた吐出弁２４が開弁して、高圧室３１ｂ内の冷媒が吐出孔２２を介してマフラー空間Ｍに吐出される。その後、図２（ａ）の状態に戻り、高圧室３１ｂからの冷媒の吐出が完了する。この工程を繰り返すことにより、吸入管３から圧縮室３１に供給された冷媒が連続的に圧縮されて排出される。マフラー空間Ｍに吐出された冷媒は、マフラー１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１０の外に吐出される。
【００５０】
上述のような圧縮機構１０から吐出された冷媒は、固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップなどを通過した後、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。このとき、シャフト８の排出孔８ｃから圧縮室３１内に供給された潤滑油Ｌの一部は、冷媒と共に吐出孔２２からマフラー空間Ｍに吐出された後、マフラー１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１０の外に吐出される。圧縮機構１０の外に吐出された潤滑油Ｌの一部は、フロントヘッド２０の油戻し孔２３を通って密閉ケーシング２の下部の貯留部に戻される。また、圧縮機構１０の外に吐出された潤滑油Ｌの他の一部は、冷媒と共に固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップを通過した後、固定子７ｂの外周面に形成された凹部（図示省略）と密閉ケーシング２の内周面との間と、フロントヘッド２０の油戻し孔２３とを通って、密閉ケーシング２の下部の貯留部に戻される。
【００５１】
ここで、図５（ｂ）に示すように、高圧室３１ｂ内の圧力の高まりにより、シャフト８に対して高圧室３１ｂ側から低圧室３１ａ側に向かう径方向の荷重が加わり、偏心部８ａ近傍が径方向に撓んだ場合について考える。このとき、シャフト８の偏心部８ａ近傍が、リング部材９１、９２に押し付けられ、リング部材９１、９２は弾性変形する。
【００５２】
以上のように、本実施形態の圧縮機１は、フロントヘッド２０において、軸受け孔２１の周壁面であって且つ偏心部８ａに面した部分に形成された凹部２７、および、リアヘッド５０において、軸受け孔５１の周壁面であって且つ偏心部８ａに面した部分に形成された凹部５７に、樹脂製のリング部材９１、９２がそれぞれ設けられている。リング部材９１は、フロントヘッド２０の下面に対して偏心部８ａ側に突出する突出部分９１ａを有しており、リング部材９２は、リアヘッド５０の上面に対して偏心部８ａ側に突出する突出部分９２ａを有している。したがって、リング部材９１、９２によって偏心部８ａの軸方向への変位を規制することで、偏心部８ａとフロントヘッド２０やリアヘッド５０との接触を防ぎ、騒音や振動を低減できる。また、シャフト８の偏心部８ａ近傍がその径方向に撓んだ場合は、比較的大きな弾性力を有する樹脂でできたリング部材９１、９２が変形することで、シャフト８に加わる面圧を低減して焼き付きを防止できる。また、リング部材９１、９２は比較的摺動性の良い樹脂でできているので、リング部材９１、９２とシャフト８とが接触した場合でも、機械損失を抑制できる。
【００５３】
また、本実施形態の圧縮機１では、リング部材９１は、フロントヘッド２０と偏心部８ａとの間に縮装されており、リング部材９２は、リアヘッド５０と偏心部８ａとの間に縮装されている。したがって、偏心部８ａがシャフト８の軸方向に関して移動しないようにできるので、騒音や振動を確実に低減できる。
【００５４】
また、本実施形態の圧縮機１では、リング部材９１、９２が、フロントヘッド２０およびリアヘッド５０の両方に設けられている。したがって、シリンダ３０の軸方向両端に配置されたフロントヘッド２０およびリアヘッド５０の両方で偏心部８ａとの接触を防ぐことができるので、確実に騒音や振動を低減できる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の圧縮機は、圧縮機構２１０の構成が上記第１実施形態と異なっている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【００５６】
図６に示すように、圧縮機構２１０は、シリンダ２３０とシリンダ２３０の内部に配置される部材の構成が異なっており、その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００５７】
シリンダ２３０は、圧縮室２３１と、圧縮室２３１内に冷媒を導入するための吸入孔２３２とを備えている。また、シリンダ２３０は、第１実施形態のブレード収容部３３に代えて、ベーン収容部２３３を有しており、その他の構成は、上記第１実施形態のシリンダ３０と同様である。ベーン収容部２３３は、シリンダ２３０を上下方向に貫通しており、圧縮室２３１に連通している。また、ベーン収容部２３３は、圧縮室２３１の径方向に延在している。
【００５８】
圧縮室２３１の内側には、円環状のローラ２４１が配置されている。ローラ２４１は、偏心部８ａの外周面に相対回転可能に嵌合された状態で、圧縮室２３１内に配置されている。
【００５９】
ベーン収容部２３３の内側には、平板状の部材であるベーン２４４が配置されている。ベーン２４４の圧縮室２３１の中心側の先端部（図６中の下側の先端部）は、上方から視て先細り状に形成されている。また、ベーン２４４は、ベーン収容部２３３内に設けられた付勢バネ２４７によって付勢されており、圧縮室２３１側の先端部が、ローラ２４１の外周面に押し付けられている。そのため、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、シャフト８の回転に伴ってローラ２４１が圧縮室２３１の周壁面に沿って移動すると、ベーン２４４は、ベーン収容部２３３内で、圧縮室２３１の径方向に沿って進退移動する。また、図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すように、ベーン２４４が、ベーン収容部２３３から圧縮室２３１側に出ている状態では、ローラ２４１の外周面と圧縮室２３１の周壁面との間に形成される空間は、ベーン２４４によって低圧室２３１ａと高圧室２３１ｂとに区画される。
【００６０】
次に、本実施形態の圧縮機の動作について説明する。
図６（ａ）は、ローラ２４１が上死点にある状態を示しており、図６（ｂ）〜図６（ｄ）は、図６（ａ）の状態から、それぞれ、シャフト８が、９０°、１８０°（下死点）、２７０°回転した状態を示している。
【００６１】
吸入管３から吸入孔２３２を介して圧縮室２３１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト８を回転させると、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、偏心部８ａに装着されたローラ２４１は、圧縮室２３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室２３１内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
【００６２】
図６（ａ）の状態から偏心部８ａが図中の矢印方向に回転すると、図６（ｂ）に示すように、ローラ２４１の外周面と圧縮室２３１の周壁面とによって形成される空間が、低圧室２３１ａと高圧室２３１ｂに区画される。さらに偏心部８ａが回転すると、図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すように、低圧室２３１ａの容積が大きくなるため、吸入管３から吸入孔２３２を介して低圧室２３１ａ内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室２３１ｂの容積が小さくなるため、高圧室２３１ｂにおいて冷媒が圧縮される。
【００６３】
そして、高圧室２３１ｂ内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド２０に設けられた吐出弁２４が開弁して、高圧室２３１ｂ内の冷媒が吐出孔２２を介してマフラー空間Ｍに吐出される。マフラー空間Ｍに吐出された冷媒は、第１実施形態の圧縮機１と同様の経路を通り、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。
【００６４】
本実施形態においても、フロントヘッド２０に形成された凹部２７、および、リアヘッド５０に形成された凹部５７に、樹脂製のリング部材９１、９２がそれぞれ嵌め込まれており、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６６】
例えば、上述の第１実施形態では、リング部材９１、９２が、フロントヘッド２０と偏心部８ａとの間、および、リアヘッド５０と偏心部８ａとの間にそれぞれ縮装されている場合について説明したが、これには限定されない。図７に示すように、第１実施形態の第１変形例においては、フロントヘッド２０の凹部２７に嵌め込まれるリング部材３９１の上下方向長さは、凹部２７の深さＬ１よりも長く、且つ、偏心部８ａとフロントヘッド２０との間の隙間Ｄ１に凹部２７の深さＬ１を加えた長さより短い。したがって、リング部材３９１のフロントヘッド２０の下面に対して偏心部８ａ側に突出した突出部分３９１ａと、偏心部８ａとの間には、隙間が形成されている。同様に、リアヘッド５０の凹部５７に嵌め込まれるリング部材３９２についても、リアヘッド５０の上面に対して偏心部８ａ側に突出した突出部分３９２ａと偏心部８ａとの間に隙間が形成されている。
本変形例においては、偏心部８ａが軸方向へ移動した場合でも、フロントヘッド２０やリアヘッド５０と接触する前にリング部材３９１、３９２の突出部３９１ａ、３９２ａと接触するように構成されている。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、リング部材３９１、３９２と偏心部８ａとが常時接触する場合に比べて、摺動による機械損失を低減できる。
なお、上述の第２実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【００６７】
また、上述の第１実施形態では、凹部２７、５７の径方向の長さ、および、リング部材９１の径方向の厚みは、いずれも上下方向に関してほぼ均一である場合について説明したが、これには限定されない。図８に示すように、第１実施形態の第２変形例においては、リング部材４９１、４９２が嵌め込まれる凹部４２７、４５７のシャフト８と対向する壁面が、偏心部８ａ側に近づくにつれて径方向に広がったテーパ状になっている。すなわち、凹部４２７、４５７の径方向の長さは、偏心部８ａに近づくにつれて大きくなっている。また、リング部材４９１、４９２の外周面もテーパ状になっており、リング部材４９１、４９２の径方向の厚みは、偏心部８ａに近づくにつれて厚くなっている。つまり、リング部材４９１、４９２の偏心部８ａとは反対側の端部における径方向の厚みＷ１は、偏心部８ａ側の端部における径方向の厚みＷ２に比べて小さい。
本変形例においては、フロントヘッド２０に形成された凹部４２７、および、リアヘッド５０に形成された凹部４５７にそれぞれ嵌め込まれたリング部材４９１、４９２により、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、シャフト８の偏心部８ａ近傍が撓んだ場合に、リング部材４９１、４９２の偏心部８ａ側の端部近傍の比較的厚みの厚い部分が、確実に弾性変形する。
なお、上述の第２実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【００６８】
さらに、上述の第１および第２実施形態では、シリンダ３０（２３０）の軸方向両端に配置されたフロントヘッド２０およびリアヘッド５０にそれぞれ形成された凹部２７、５７に、リング部材９１、９２が設けられている場合について説明したが、リング部材９１、９２は、フロントヘッド２０およびリアヘッド５０のいずれか一方のみに設けられていてもよい。例えば、フロントヘッド２０にのみリング部材９１が設けられている場合には、偏心部８ａはリング部材９１によって下方に押圧され、リアヘッド５０に上面に押し付けられる。一方、リアヘッド５０にのみリング部材９２が設けられている場合には、偏心部８ａはリング部材９２によって上方に押圧され、フロントヘッド２０の下面に押し付けられる。
【００６９】
また、上述の第１および第２実施形態では、圧縮機構は、フロントヘッド２０の外周部が密閉ケーシング２の内周面に固定されることで支持されているが、シリンダ３０またはリアヘッド５０の外周部が密閉ケーシング２の内周面に固定されることで支持される構成であってもよい。
【００７０】
さらに、上述の第２実施形態では、ローラ２４１とベーン２４４とを備える圧縮機構を、１シリンダ型のロータリ圧縮機に適用しているが、２シリンダ型のロータリ圧縮機に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明を利用すれば、駆動軸の軸方向変位による騒音や振動、および、径方向への撓みに起因する焼付き、並びに摺動による機械損失を抑制できる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 圧縮機
８ シャフト（駆動軸）
８ａ 偏心部
２０ フロントヘッド（端板部材）
２７、５７、４２７、４５７ 凹部
２１、５１ 軸受け孔
３０、２３０ シリンダ
３１、２３１ 圧縮室
５０ リアヘッド（端板部材）
９１、９２、３９１、３９２、４９１、４９２ リング部材
９１ａ、９２ａ、３９１ａ、３９２ａ、４９１ａ、４９２ａ 突出部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮するための圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機として、密閉されたケーシング内に、冷媒を圧縮する圧縮機構を設けたものが知られている。例えば、特許文献１に開示されている圧縮機においては、圧縮機構は、圧縮室を有するシリンダと、シリンダの軸方向両端に配置される端板部材と、圧縮室に配置される環状のローラおよびローラの外周面から延在するブレードを有するピストンとを備えている。ローラは、端板部材に形成された軸受け孔に挿通された駆動軸の偏心部に嵌合されている。そして、駆動軸の回転に伴って、ローラが圧縮室の周壁面に沿って移動し、圧縮室内で冷媒が圧縮される。端板部材には弁機構が設けられた吐出口が形成されており、冷媒が所定の圧力以上に圧縮された時点で弁機構が開弁して、圧縮された冷媒がケーシング内に吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５１０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような圧縮機においては、圧縮機構の吐出口から間欠的に冷媒が吐出されるので、圧力脈動が生じる。係る圧力脈動により駆動軸が軸方向に変位することで、駆動軸の偏心部がシリンダの軸方向両端に配置された端板部材と接触し、騒音や振動が生じるという問題がある。また、上述のような圧縮機においては、圧縮室内の圧力の高まりにより駆動軸に対して径方向の荷重が加わる。これにより、駆動軸の偏心部近傍が径方向に撓み、端板部材の軸受け孔の周壁面と駆動軸との接触面の面圧が高くなり、焼付きが生じる。さらに、駆動軸と端板部材とが接触する場合には、摺動による機械損失が生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、駆動軸の軸方向変位による騒音や振動、および、径方向への撓みに起因する焼付き、並びに摺動による機械損失を抑制できる圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る圧縮機は、駆動軸の偏心部が配置された圧縮室を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端にそれぞれ配置され、前記駆動軸が挿通される軸受け孔を有する２つの端板部材とを備え、前記２つの端板部材の少なくともいずれか一方において前記軸受け孔の周壁面であって且つ前記偏心部に面した部分には凹部が形成されており、前記凹部には、前記端板部材の端面に対して前記偏心部側に向かって突出する突出部分を有する樹脂製のリング部材が設けられている。
【０００７】
この圧縮機では、偏心部が軸方向へ移動した場合でも端板部材と接触する前にリング部材と接触するか、または、偏心部がリング部材と常に接触することにより軸方向へ移動しないように構成されているので、偏心部と端板部材との接触を防ぎ、騒音や振動を低減できる。また、駆動軸の偏心部近傍がその径方向に撓んだ場合は、比較的大きな弾性力を有する樹脂でできたリング部材が変形することで、駆動軸に加わる面圧を低減し、焼き付きを防止できる。また、リング部材は比較的摺動性の良い樹脂でできているので、リング部材と駆動軸とが接触した場合でも、機械損失を抑制できる。
【０００８】
第２の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、前記リング部材と前記偏心部との間には、隙間が形成されている。
【０００９】
この圧縮機では、リング部材と偏心部とが常時接触する場合に比べて、摺動による機械損失を低減できる。
【００１０】
第３の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、前記リング部材が、前記端板部材と前記偏心部との間に縮装されている。
【００１１】
この圧縮機では、偏心部を軸方向に移動しないように構成することにより、騒音や振動を確実に低減できる。
【００１２】
第４の発明に係る圧縮機は、第１〜第３のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記リング部材が、前記２つの端板部材の両方に設けられている。
【００１３】
この圧縮機では、２つの端板部材の両方で偏心部との接触を防ぐことができるので、確実に騒音や振動を低減できる。
【００１４】
第５の発明に係る圧縮機は、第１〜第４のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記リング部材の径方向の厚みは、前記偏心部に近付くにつれて厚くなる。
【００１５】
この圧縮機では、駆動軸の偏心部近傍が撓んだ場合に、リング部材の偏心部側の端部近傍の比較的厚みの厚い部分が、確実に弾性変形する。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
第１の発明では、偏心部が軸方向へ移動した場合でも端板部材と接触する前にリング部材と接触するか、または、偏心部がリング部材と常に接触することにより軸方向へ移動しないように構成されているので、偏心部と端板部材との接触を防ぎ、騒音や振動を低減できる。また、駆動軸の偏心部近傍がその径方向に撓んだ場合は、比較的大きな弾性力を有する樹脂でできたリング部材が変形することで、駆動軸に加わる面圧を低減し、焼き付きを防止できる。また、リング部材は比較的摺動性の良い樹脂でできているので、リング部材と駆動軸とが接触した場合でも、機械損失を抑制できる。
【００１８】
第２の発明では、リング部材と偏心部とが常時接触する場合に比べて、摺動による機械損失を低減できる。
【００１９】
第３の発明では、偏心部を軸方向に移動しないように構成することにより、騒音や振動を確実に低減できる。
【００２０】
第４の発明では、２つの端板部材の両方で偏心部との接触を防ぐことができるので、確実に騒音や振動を低減できる。
【００２１】
第５の発明では、駆動軸の偏心部近傍が撓んだ場合に、リング部材の偏心部側の端部近傍の比較的厚みの厚い部分が、確実に弾性変形する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、シリンダ内でのピストンの動作を示す図である。
【図３】図１に示した圧縮機のフロントヘッドを示す概略図であり、（ａ）は上方から見た図、（ｂ）は下方から見た図である。
【図４】図１に示した圧縮機のリアヘッドを上方から見た概略図である。
【図５】（ａ）は図１の部分拡大図を模式的に示した図であり、（ｂ）は（ａ）に示すシャフトが撓んだ状態を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る圧縮機における、シリンダ内でのローラおよびベーンの動作を示す図である。
【図７】第１実施形態の第１変形例に係る圧縮機の圧縮機構の部分拡大図を模式的に示した図である。
【図８】第１実施形態の第２変形例に係る圧縮機の圧縮機構の部分拡大図を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態は、１シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図１に示すように、本実施形態の圧縮機１は、密閉ケーシング２と、密閉ケーシング２内に配置される圧縮機構１０および駆動機構６を備えている。なお、図１は、駆動機構６の断面を示すハッチングを省略して表示している。この圧縮機１は、例えば、空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、後述する吸入管３から導入された冷媒（本実施形態では、ＣＯ２）を圧縮して排出管４から排出する。図１の上下方向を単に上下方向として、圧縮機１について以下説明する。
【００２４】
密閉ケーシング２は、両端が塞がれた円筒状の容器であり、その上部には、圧縮された冷媒を排出するための排出管４と、駆動機構６の後述する固定子７ｂのコイルに電流を供給するためのターミナル端子５が設けられている。なお、図１では、コイルとターミナル端子５とを接続する配線は省略して表示している。また。密閉ケーシング２の側部には、圧縮機１に冷媒を導入するための吸入管３が設けられている。また、密閉ケーシング２内の下部には、圧縮機構１０の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Ｌが貯留されている。密閉ケーシング２の内部には、駆動機構６と、圧縮機構１０とが上下に並んで配置されている。
【００２５】
駆動機構６は、圧縮機構１０を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ７と、このモータ７に取り付けられたシャフト８とから構成されている。
【００２６】
モータ７は、密閉ケーシング２の内周面に固定されている略円環状の固定子７ｂと、この固定子７ｂの径方向内側にエアギャップを介して配置される回転子７ａとを備えている。回転子７ａは磁石（図示省略）を有し、固定子７ｂはコイルを有している。モータ７は、コイルに電流を流すことによって発生する電磁力によって、回転子７ａを回転させる。また、固定子７ｂの外周面は、全周にわたって密閉ケーシング２の内周面に密着しているわけではなく、固定子７ｂの外周面には、上下方向に延び且つモータ７の上下の空間を連通させる複数の凹部（図示省略）が、周方向に並んで形成されている。
【００２７】
シャフト８は、モータ７の駆動力を圧縮機構１０に伝達するために設けられており、回転子７ａの内周面に固定されて、回転子７ａと一体的に回転する。また、シャフト８は、後述する圧縮室３１内となる位置に、偏心部８ａを有している。偏心部８ａは、円柱状に形成されており、その軸心がシャフト８の回転中心から偏心している。この偏心部８ａには、圧縮機構１０の後述するローラ４１が装着されている。シャフト８は、金属材料で形成されている。
【００２８】
また、シャフト８の下側略半分の内部には、上下方向に延在する給油路８ｂが形成されている。この給油路８ｂの下端部には、シャフト８の回転に伴って潤滑油Ｌを給油路８ｂ内に吸い上げるための螺旋羽根形状のポンプ部材（図示省略）が挿入されている。さらに、シャフト８には、給油路８ｂ内の潤滑油Ｌをシャフト８の外側に排出するための複数の排出孔８ｃが形成されている。
【００２９】
圧縮機構１０は、密閉ケーシング２の内周面に固定されるフロントヘッド（端板部材）２０と、フロントヘッド２０の上側に配置されるマフラー１１と、フロントヘッド２０の下側に配置されるシリンダ３０と、シリンダ３０の内部に配置されるピストン４０と、シリンダ３０の下側に配置されるリアヘッド（端板部材）５０とを備えている。詳細は後述するが、図２に示すように、シリンダ３０は、略円環状の部材であって、その中央部に圧縮室３１が形成されている。シリンダ３０は、リアヘッド５０と共に、フロントヘッド２０の下側にボルトにより固定されている。なお、図２〜図４においては、かかるボルト孔は省略して表示している。
【００３０】
図１および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、フロントヘッド２０は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト８が回転可能に挿通される軸受け孔２１が形成されている。フロントヘッド２０の外周面は、密閉ケーシング２の内周面にスポット溶接などによって固定されている。フロントヘッド２０の下面は、シリンダ３０の圧縮室３１の上端を閉塞している。フロントヘッド２０のシリンダ３０よりも径方向外側の部分には、複数の油戻し孔２３が周方向に並んで形成されている。フロントヘッド２０は、金属材料で形成されている。
【００３１】
また、図３（ａ）に示すように、フロントヘッド２０の上面には、凹部２５が形成されている。この凹部２５は、平面視が扇状の扇状凹部２５ａと、扇状凹部２５ａの径方向の一辺から延在する弁収容凹部２５ｂとから構成されている。扇状凹部２５ａの底面には、シリンダ３０の圧縮室３１と連通し、圧縮室３１において圧縮された冷媒が吐出される吐出孔２２が形成されている。
【００３２】
また、凹部２５内には、吐出孔２２の出口を開閉する吐出弁２４と、この吐出弁２４の上面に配置され、吐出弁２４の開放を規制する押さえ部材（図示省略）とが配置されている。この吐出弁２４と押さえ部材との基端部は、弁収容凹部２５ｂの底面に形成されたピン嵌合孔２６に嵌め込まれたピン（図示省略）によって固定されている。圧縮室３１内の冷媒の圧力が所定以上になると、吐出弁２４の先端部（図３中右上端部）が上方に押し上げられて、吐出孔２２から冷媒が吐出される。
【００３３】
さらに、図３（ｂ）および図５（ａ）に示すように、フロントヘッド２０の下面には、環状の凹部２７が形成されている。より詳細には、凹部２７は、軸受け孔２１の周壁面であって且つ圧縮室３１内に配置される偏心部８ａに面した部分に形成されている。なお、図３（ｂ）においては、フロントヘッド２０の下面におけるシリンダ３０およびピストン４０との位置関係を示すために、シリンダ３０およびピストン４０を上方から見た図を破線で示している。図５（ａ）に示すように、凹部２７の幅（径方向の長さ）は、上下方向に関してほぼ均一である。この凹部２７には、樹脂製のリング部材９１が嵌め込まれている。
【００３４】
リアヘッド５０は、略円環状の部材であって、その中央部にシャフト８が回転可能に挿通される軸受け孔５１が形成されている。リアヘッド５０は、シリンダ３０の圧縮室３１の下端を閉塞している。リアヘッド５０は、金属材料で形成されている。
【００３５】
図４および図５（ａ）に示すように、リアヘッド５０の上面には、環状の凹部５７が形成されている。より詳細には、凹部５７は、軸受け孔５１の周壁面であって且つ圧縮室３１内に配置される偏心部８ａに面した部分に形成されている。なお、図４においては、リアヘッド５０の上面におけるシリンダ３０およびピストン４０との位置関係を示すために、シリンダ３０およびピストン４０を下方から見た図を破線で示している。図５（ａ）に示すように、凹部５７の幅（径方向の長さ）は、上下方向に関してほぼ均一である。この凹部５７には、樹脂製のリング部材９２が嵌め込まれている。
【００３６】
マフラー１１は、フロントヘッド２０の吐出孔２２から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。マフラー１１は、フロントヘッド２０の上面にボルトによって取り付けられ、フロントヘッド２０との間にマフラー空間Ｍを形成している。なお、図３（ａ）においては、かかるボルト孔は省略して表示している。また、図示は省略するが、マフラー１１には、マフラー空間Ｍ内の冷媒を排出するためのマフラー吐出孔が形成されている。
【００３７】
図１および図２に示すように、シリンダ３０には、上述した圧縮室３１と、圧縮室３１内に冷媒を導入するための吸入孔３２と、ブレード収容部３３が形成されている。なお、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図であって、フロントヘッド２０の吐出孔２２は本来表れないが、説明の便宜上表示している。シリンダ３０は、金属材料で形成されている。
【００３８】
吸入孔３２は、シリンダ３０の径方向に延在して形成されている。また、吸入孔３２の圧縮室３１側とは反対側の端部には、吸入管３の先端が内嵌されている。
【００３９】
ブレード収容部３３は、シリンダ３０を上下方向に貫通しており、圧縮室３１と連通している。ブレード収容部３３は、圧縮室３１の径方向に延在している。ブレード収容部３３は、上下方向から視て、吸入孔３２とフロントヘッド２０の吐出孔２２との間の位置に形成されている。このブレード収容部３３内には、一対のブッシュ３４が配置されている。一対のブッシュ３４は、略円柱状の部材を半分割した形状に形成されている。この一対のブッシュ３４の間にブレード４２が配置されている。一対のブッシュ３４は、その間にブレード４２が配置された状態で、ブレード収容部３３内において周方向に揺動可能となっている。
【００４０】
ピストン４０は、円環状のローラ４１と、このローラ４１の外周面から径方向外側に延在するブレード４２とから構成されている。図２に示すように、ローラ４１は、偏心部８ａの外周面に相対回転可能に嵌合されて、圧縮室３１内に配置されている。ブレード４２は、ブレード収容部３３に配置された一対のブッシュ３４の間に進退可能に配置されている。
【００４１】
ここで、図５（ａ）に示すように、圧縮室３１の上下方向長さＨ１は、シャフト８の偏心部８ａの上下方向長さＨ２よりも大きい。したがって、偏心部８ａの上面とフロントヘッド２０の下面との間、および、偏心部８ａの下面とリアヘッド５０の上面との間には、隙間Ｄ１、Ｄ２がそれぞれ形成される。
【００４２】
そして、リング部材９１、９２の凹部２７、５７に嵌め込まれる前における上下方向の長さの合計は、上記隙間Ｄ１、Ｄ２および凹部２７、５７の深さ（上下方向長さ）Ｌ１、Ｌ２の合計よりも若干大きい。すなわち、リング部材９１は、フロントヘッド２０と偏心部８ａとの間に縮装されており、リング部材９２は、リアヘッド５０と偏心部８ａとの間に縮装されている。リング部材９１の下端部は、フロントヘッド２０の下面に対して偏心部８ａ側に向かって突出した突出部分９１ａとなっており、リング部材９２の上端部は、リアヘッド５０の上面に対して偏心部８ａ側に向かって突出した突出部分９２ａとなっている。
【００４３】
上述のような構成により、偏心部８ａは、リング部材９１によって下方に押圧されると共に、リング部材９２によって上方に押圧される。したがって、偏心部８ａが軸方向（上下方向）に移動することがない。
【００４４】
また、リング部材９１の凹部２７に嵌め込まれる前における外径は凹部２７の径よりも若干大きく、リング部材９２の凹部５７に嵌め込まれる前における外径は凹部５７の径よりも若干大きい。すなわち、リング部材９１、９２は、径方向に縮装された状態で凹部２７、５７にそれぞれ嵌め込まれている。
【００４５】
さらに、リング部材９１の径方向の厚みは上下方向に関してほぼ均一である。そして、凹部２７の幅（径方向の長さ）とリング部材９１の径方向の厚みとはほぼ同じである。したがって、リング部材９１の内周面は、軸受け孔２１の周壁面とほぼ面一となっている。また、リング部材９２の径方向の厚みは上下方向に関してほぼ均一である。そして、凹部５７の幅（径方向の長さ）とリング部材９２の径方向の厚みとはほぼ同じである。したがって、リング部材９２の内周面は、軸受け孔２１の周壁面とほぼ面一となっている。
【００４６】
次に、圧縮機構１０の動作について、図２（ａ）〜図２（ｄ）を参照して説明する。
図２（ａ）は、ピストン４０が上死点にある状態を示しており、図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、図２（ａ）の状態から、それぞれ、シャフト８が、９０°、１８０°（下死点）、２７０°回転した状態を示している。
【００４７】
吸入管３から吸入孔３２を介して圧縮室３１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト８を回転させると、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、偏心部８ａに装着されたローラ４１は、圧縮室３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室３１内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
【００４８】
図２（ａ）の状態から偏心部８ａが図中の矢印方向に回転すると、図２（ｂ）に示すように、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面とによって形成される空間が、低圧室３１ａと高圧室３１ｂに区画される。さらに偏心部８ａが回転すると、図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、低圧室３１ａの容積が大きくなるため、吸入管３から吸入孔３２を介して低圧室３１ａ内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室３１ｂの容積が小さくなるため、高圧室３１ｂにおいて冷媒が圧縮される。
【００４９】
そして、高圧室３１ｂ内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド２０に設けられた吐出弁２４が開弁して、高圧室３１ｂ内の冷媒が吐出孔２２を介してマフラー空間Ｍに吐出される。その後、図２（ａ）の状態に戻り、高圧室３１ｂからの冷媒の吐出が完了する。この工程を繰り返すことにより、吸入管３から圧縮室３１に供給された冷媒が連続的に圧縮されて排出される。マフラー空間Ｍに吐出された冷媒は、マフラー１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１０の外に吐出される。
【００５０】
上述のような圧縮機構１０から吐出された冷媒は、固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップなどを通過した後、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。このとき、シャフト８の排出孔８ｃから圧縮室３１内に供給された潤滑油Ｌの一部は、冷媒と共に吐出孔２２からマフラー空間Ｍに吐出された後、マフラー１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１０の外に吐出される。圧縮機構１０の外に吐出された潤滑油Ｌの一部は、フロントヘッド２０の油戻し孔２３を通って密閉ケーシング２の下部の貯留部に戻される。また、圧縮機構１０の外に吐出された潤滑油Ｌの他の一部は、冷媒と共に固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップを通過した後、固定子７ｂの外周面に形成された凹部（図示省略）と密閉ケーシング２の内周面との間と、フロントヘッド２０の油戻し孔２３とを通って、密閉ケーシング２の下部の貯留部に戻される。
【００５１】
ここで、図５（ｂ）に示すように、高圧室３１ｂ内の圧力の高まりにより、シャフト８に対して高圧室３１ｂ側から低圧室３１ａ側に向かう径方向の荷重が加わり、偏心部８ａ近傍が径方向に撓んだ場合について考える。このとき、シャフト８の偏心部８ａ近傍が、リング部材９１、９２に押し付けられ、リング部材９１、９２は弾性変形する。
【００５２】
以上のように、本実施形態の圧縮機１は、フロントヘッド２０において、軸受け孔２１の周壁面であって且つ偏心部８ａに面した部分に形成された凹部２７、および、リアヘッド５０において、軸受け孔５１の周壁面であって且つ偏心部８ａに面した部分に形成された凹部５７に、樹脂製のリング部材９１、９２がそれぞれ設けられている。リング部材９１は、フロントヘッド２０の下面に対して偏心部８ａ側に突出する突出部分９１ａを有しており、リング部材９２は、リアヘッド５０の上面に対して偏心部８ａ側に突出する突出部分９２ａを有している。したがって、リング部材９１、９２によって偏心部８ａの軸方向への変位を規制することで、偏心部８ａとフロントヘッド２０やリアヘッド５０との接触を防ぎ、騒音や振動を低減できる。また、シャフト８の偏心部８ａ近傍がその径方向に撓んだ場合は、比較的大きな弾性力を有する樹脂でできたリング部材９１、９２が変形することで、シャフト８に加わる面圧を低減して焼き付きを防止できる。また、リング部材９１、９２は比較的摺動性の良い樹脂でできているので、リング部材９１、９２とシャフト８とが接触した場合でも、機械損失を抑制できる。
【００５３】
また、本実施形態の圧縮機１では、リング部材９１は、フロントヘッド２０と偏心部８ａとの間に縮装されており、リング部材９２は、リアヘッド５０と偏心部８ａとの間に縮装されている。したがって、偏心部８ａがシャフト８の軸方向に関して移動しないようにできるので、騒音や振動を確実に低減できる。
【００５４】
また、本実施形態の圧縮機１では、リング部材９１、９２が、フロントヘッド２０およびリアヘッド５０の両方に設けられている。したがって、シリンダ３０の軸方向両端に配置されたフロントヘッド２０およびリアヘッド５０の両方で偏心部８ａとの接触を防ぐことができるので、確実に騒音や振動を低減できる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の圧縮機は、圧縮機構２１０の構成が上記第１実施形態と異なっている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【００５６】
図６に示すように、圧縮機構２１０は、シリンダ２３０とシリンダ２３０の内部に配置される部材の構成が異なっており、その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００５７】
シリンダ２３０は、圧縮室２３１と、圧縮室２３１内に冷媒を導入するための吸入孔２３２とを備えている。また、シリンダ２３０は、第１実施形態のブレード収容部３３に代えて、ベーン収容部２３３を有しており、その他の構成は、上記第１実施形態のシリンダ３０と同様である。ベーン収容部２３３は、シリンダ２３０を上下方向に貫通しており、圧縮室２３１に連通している。また、ベーン収容部２３３は、圧縮室２３１の径方向に延在している。
【００５８】
圧縮室２３１の内側には、円環状のローラ２４１が配置されている。ローラ２４１は、偏心部８ａの外周面に相対回転可能に嵌合された状態で、圧縮室２３１内に配置されている。
【００５９】
ベーン収容部２３３の内側には、平板状の部材であるベーン２４４が配置されている。ベーン２４４の圧縮室２３１の中心側の先端部（図６中の下側の先端部）は、上方から視て先細り状に形成されている。また、ベーン２４４は、ベーン収容部２３３内に設けられた付勢バネ２４７によって付勢されており、圧縮室２３１側の先端部が、ローラ２４１の外周面に押し付けられている。そのため、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、シャフト８の回転に伴ってローラ２４１が圧縮室２３１の周壁面に沿って移動すると、ベーン２４４は、ベーン収容部２３３内で、圧縮室２３１の径方向に沿って進退移動する。また、図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すように、ベーン２４４が、ベーン収容部２３３から圧縮室２３１側に出ている状態では、ローラ２４１の外周面と圧縮室２３１の周壁面との間に形成される空間は、ベーン２４４によって低圧室２３１ａと高圧室２３１ｂとに区画される。
【００６０】
次に、本実施形態の圧縮機の動作について説明する。
図６（ａ）は、ローラ２４１が上死点にある状態を示しており、図６（ｂ）〜図６（ｄ）は、図６（ａ）の状態から、それぞれ、シャフト８が、９０°、１８０°（下死点）、２７０°回転した状態を示している。
【００６１】
吸入管３から吸入孔２３２を介して圧縮室２３１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト８を回転させると、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、偏心部８ａに装着されたローラ２４１は、圧縮室２３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室２３１内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
【００６２】
図６（ａ）の状態から偏心部８ａが図中の矢印方向に回転すると、図６（ｂ）に示すように、ローラ２４１の外周面と圧縮室２３１の周壁面とによって形成される空間が、低圧室２３１ａと高圧室２３１ｂに区画される。さらに偏心部８ａが回転すると、図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すように、低圧室２３１ａの容積が大きくなるため、吸入管３から吸入孔２３２を介して低圧室２３１ａ内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室２３１ｂの容積が小さくなるため、高圧室２３１ｂにおいて冷媒が圧縮される。
【００６３】
そして、高圧室２３１ｂ内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド２０に設けられた吐出弁２４が開弁して、高圧室２３１ｂ内の冷媒が吐出孔２２を介してマフラー空間Ｍに吐出される。マフラー空間Ｍに吐出された冷媒は、第１実施形態の圧縮機１と同様の経路を通り、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。
【００６４】
本実施形態においても、フロントヘッド２０に形成された凹部２７、および、リアヘッド５０に形成された凹部５７に、樹脂製のリング部材９１、９２がそれぞれ嵌め込まれており、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６６】
例えば、上述の第１実施形態では、リング部材９１、９２が、フロントヘッド２０と偏心部８ａとの間、および、リアヘッド５０と偏心部８ａとの間にそれぞれ縮装されている場合について説明したが、これには限定されない。図７に示すように、第１実施形態の第１変形例においては、フロントヘッド２０の凹部２７に嵌め込まれるリング部材３９１の上下方向長さは、凹部２７の深さＬ１よりも長く、且つ、偏心部８ａとフロントヘッド２０との間の隙間Ｄ１に凹部２７の深さＬ１を加えた長さより短い。したがって、リング部材３９１のフロントヘッド２０の下面に対して偏心部８ａ側に突出した突出部分３９１ａと、偏心部８ａとの間には、隙間が形成されている。同様に、リアヘッド５０の凹部５７に嵌め込まれるリング部材３９２についても、リアヘッド５０の上面に対して偏心部８ａ側に突出した突出部分３９２ａと偏心部８ａとの間に隙間が形成されている。
本変形例においては、偏心部８ａが軸方向へ移動した場合でも、フロントヘッド２０やリアヘッド５０と接触する前にリング部材３９１、３９２の突出部３９１ａ、３９２ａと接触するように構成されている。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、リング部材３９１、３９２と偏心部８ａとが常時接触する場合に比べて、摺動による機械損失を低減できる。
なお、上述の第２実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【００６７】
また、上述の第１実施形態では、凹部２７、５７の径方向の長さ、および、リング部材９１の径方向の厚みは、いずれも上下方向に関してほぼ均一である場合について説明したが、これには限定されない。図８に示すように、第１実施形態の第２変形例においては、リング部材４９１、４９２が嵌め込まれる凹部４２７、４５７のシャフト８と対向する壁面が、偏心部８ａ側に近づくにつれて径方向に広がったテーパ状になっている。すなわち、凹部４２７、４５７の径方向の長さは、偏心部８ａに近づくにつれて大きくなっている。また、リング部材４９１、４９２の外周面もテーパ状になっており、リング部材４９１、４９２の径方向の厚みは、偏心部８ａに近づくにつれて厚くなっている。つまり、リング部材４９１、４９２の偏心部８ａとは反対側の端部における径方向の厚みＷ１は、偏心部８ａ側の端部における径方向の厚みＷ２に比べて小さい。
本変形例においては、フロントヘッド２０に形成された凹部４２７、および、リアヘッド５０に形成された凹部４５７にそれぞれ嵌め込まれたリング部材４９１、４９２により、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、シャフト８の偏心部８ａ近傍が撓んだ場合に、リング部材４９１、４９２の偏心部８ａ側の端部近傍の比較的厚みの厚い部分が、確実に弾性変形する。
なお、上述の第２実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【００６８】
さらに、上述の第１および第２実施形態では、シリンダ３０（２３０）の軸方向両端に配置されたフロントヘッド２０およびリアヘッド５０にそれぞれ形成された凹部２７、５７に、リング部材９１、９２が設けられている場合について説明したが、リング部材９１、９２は、フロントヘッド２０およびリアヘッド５０のいずれか一方のみに設けられていてもよい。例えば、フロントヘッド２０にのみリング部材９１が設けられている場合には、偏心部８ａはリング部材９１によって下方に押圧され、リアヘッド５０に上面に押し付けられる。一方、リアヘッド５０にのみリング部材９２が設けられている場合には、偏心部８ａはリング部材９２によって上方に押圧され、フロントヘッド２０の下面に押し付けられる。
【００６９】
また、上述の第１および第２実施形態では、圧縮機構は、フロントヘッド２０の外周部が密閉ケーシング２の内周面に固定されることで支持されているが、シリンダ３０またはリアヘッド５０の外周部が密閉ケーシング２の内周面に固定されることで支持される構成であってもよい。
【００７０】
さらに、上述の第２実施形態では、ローラ２４１とベーン２４４とを備える圧縮機構を、１シリンダ型のロータリ圧縮機に適用しているが、２シリンダ型のロータリ圧縮機に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明を利用すれば、駆動軸の軸方向変位による騒音や振動、および、径方向への撓みに起因する焼付き、並びに摺動による機械損失を抑制できる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 圧縮機
８ シャフト（駆動軸）
８ａ 偏心部
２０ フロントヘッド（端板部材）
２７、５７、４２７、４５７ 凹部
２１、５１ 軸受け孔
３０、２３０ シリンダ
３１、２３１ 圧縮室
５０ リアヘッド（端板部材）
９１、９２、３９１、３９２、４９１、４９２ リング部材
９１ａ、９２ａ、３９１ａ、３９２ａ、４９１ａ、４９２ａ 突出部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の偏心部が配置された圧縮室を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端にそれぞれ配置され、前記駆動軸が挿通される軸受け孔を有する２つの端板部材とを備え、
前記２つの端板部材の少なくともいずれか一方において前記軸受け孔の周壁面であって且つ前記偏心部に面した部分には凹部が形成されており、
前記凹部には、前記端板部材の端面に対して前記偏心部側に向かって突出する突出部分を有する樹脂製のリング部材が設けられていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記リング部材と前記偏心部との間には、隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記リング部材が、前記端板部材と前記偏心部との間に縮装されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記リング部材が、前記２つの端板部材の両方に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記リング部材の径方向の厚みは、前記偏心部に近付くにつれて厚くなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１】
駆動軸の偏心部が配置された圧縮室を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端にそれぞれ配置され、前記駆動軸が挿通される軸受け孔を有する２つの端板部材とを備え、
前記２つの端板部材の少なくともいずれか一方において前記軸受け孔の周壁面であって且つ前記偏心部に面した部分には凹部が形成されており、
前記凹部には、前記端板部材の端面に対して前記偏心部側に向かって突出する突出部分を有する樹脂製のリング部材が設けられていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記リング部材と前記偏心部との間には、隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記リング部材が、前記端板部材と前記偏心部との間に縮装されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記リング部材が、前記２つの端板部材の両方に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記リング部材の径方向の厚みは、前記偏心部に近付くにつれて厚くなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−７７６３６（Ｐ２０１２−７７６３６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２１７００（Ｐ２０１０−２２１７００）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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