JP2008180178A - 回転式圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、回転軸の偏心部の偏心量を大きくして、主軸部と副軸部の軸径を細くすることなく偏心部軸径を小さくでき、回転軸の強度信頼性を確保し、かつローラの偏心部に対する組み付けを円滑に行えて作業性の向上を図れる回転式圧縮機および、この回転式圧縮機を備えて冷凍効率の向上化を得る冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】主軸受９に枢支される主軸部４ａ、副軸受１０に枢支される副軸部４ｂ、主軸部と副軸部との間に偏心して設けられ偏心ローラ１５が係合する偏心部４ｃを備えた回転軸４と、偏心ローラが周面に接触しながら偏心移動するシリンダ室８を備えたシリンダ７とを具備する回転式圧縮機において、主軸部の軸径をφＤ１、副軸部の軸径をφＤ２、偏心部の軸径をφＤ３、偏心部の偏心量をＥとしたとき、φＤ３＜φＤ１＋２×Ｅ…（１）と、φＤ３＜φＤ２＋２×Ｅ…（２）の両式を満足するとともに、副軸部に、偏心ローラを偏心部に組み付ける際の逃げ部Ｌを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧縮機構部を改良した回転式圧縮機と、この回転式圧縮機を備えて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置に関する。

圧縮機と、凝縮器と、膨張装置および蒸発器とを冷媒管を介して連通し、冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置において、上記圧縮機として、いわゆる回転式圧縮機（「ロータリ式圧縮機」と呼ばれる）が多用されている。
この種の回転式圧縮機において、摩擦ロスを低減し圧縮効率を向上するために、回転軸の摺動部分で最も径の大きい偏心部（クランク部）の直径を極力、小径化することが望ましい。それとともに、シリンダの厚みを、より縮小化し、偏心部の偏心量を大きくとって回転軸の摺動損失の低減を得るとよい。

上記回転軸は、主軸受に枢支される主軸部と、副軸受に枢支される副軸部と、これら主軸部と副軸部との間に設けられ偏心ローラが嵌合する偏心部とを備えている。通常、主軸部の軸径φＤ１と副軸部の軸径φＤ２は互いに等しく設定されていて、偏心部の軸径をφＤ３とし、偏心部の主軸部と副軸部の軸芯に対する偏心量をＥとしたとき、
φＤ３ ＜ φＤ１（＝φＤ２） ＋ Ｅ
と設定することにより、偏心部とシリンダ室の直径が縮小化して、上述の有利な条件が得られる。

しかしながら、上記の設定で偏心部に偏心ローラを嵌合すべく、主軸部端面からローラを挿入すると、ローラの挿入側端面が偏心部端面に当接した状態で、ローラの反挿入側端部は未だ主軸部から抜け出ない。たとえローラを径方向のどの位置に移動しても、偏心部に嵌合することができない。また、副軸部端面からローラを挿入すると、副軸部軸径φＤ２と主軸部軸径φＤ１が同じであるので、ローラを偏心部に組み付けることができない。

そこで、［特許文献１］には、副軸部の直径を主軸部の直径よりも小さくして、偏心部における反偏心方向側の外周面を主軸部外周面よりもへこませ、二つの偏心部を連接する連接部に主軸部の外径よりも小径の部分を設けるとともに、その小径部分の軸方向長さを主軸部に嵌合されるローラの高さ以上にする技術が開示されている。
特開２００３−３２８９７２号公報

上記［特許文献１］のように構成すれば、ローラを副軸部端面から挿入して副軸部側の偏心部を通過させ、一旦、副軸部と主軸部との相互間（連接部）に位置できる。そして、ローラを主軸部側の偏心部に組み付けることが可能となり、そのあと、副軸部側の偏心部に別のローラを組み付ければ、容易に組み付け作業が完了する。

このように上記［特許文献１］の技術では、主軸部の軸径に偏心量の２倍をプラスした長さよりも偏心部の軸径を小（φＤ３＜φＤ１＋２×Ｅ）としながら、ローラを回転軸偏心部に容易に組み付けることが可能である。

しかしながら、［特許文献１］では副軸部の直径を小さくする（φＤ３＞φＤ２＋２×Ｅ）ことが前提である。そのため、回転軸の摺動損失の低減を得るべく、偏心部の軸径を極力小径化するとともに、偏心部の偏心量を大きくとることの設定をなすと、副軸部の軸径φＤ２がより細くなり過ぎてしまい、特に副軸部の強度の信頼性に問題を残す結果となる。

本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、回転軸の偏心部の偏心量を大として、主軸部と副軸部の軸径を細くすることなく偏心部軸径を小さくでき、回転軸の強度信頼性を確保し、かつローラの偏心部に対する組み付けを円滑に行えて作業性の向上を図れる回転式圧縮機および、この回転式圧縮機を備えて冷凍効率の向上化を得る冷凍サイクル装置を提供しようとするものである。

上記目的を満足するため本発明の回転式圧縮機は、主軸受に枢支される主軸部、副軸受に枢支される副軸部、主軸部と副軸部との間に偏心して設けられローラが係合する偏心部を備えた回転軸と、ローラを収容し回転軸の回転にともなってローラが周面に接触しながら偏心移動するシリンダ室を備えたシリンダとを具備し、主軸部の軸径をφＤ１、副軸部の軸径をφＤ２、偏心部の軸径をφＤ３、偏心部の偏心量をＥとしたとき、
φＤ３ ＜ φＤ１ ＋ ２×Ｅ ……（１）
φＤ３ ＜ φＤ２ ＋ ２×Ｅ ……（２）
の（１）、（２）式を満足するように設定するとともに、回転軸の主軸部と副軸部、もしくはローラの少なくともいずれか１つに、ローラを主軸部もしくは副軸部を介して偏心部に組み付ける際の逃げ手段を備えた。

上記目的を満足するため本発明の冷凍サイクル装置は、上述の回転式圧縮機とともに、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器を備えて冷凍サイクルを構成する。

本発明の回転式圧縮機によれば、偏心部を極力小径化して回転軸にかかる荷重と摩擦力を低減し、回転軸の偏心部相互間距離を短縮化して、圧縮性能の向上化と高信頼性が図れる等の効果を奏する。
さらに、本発明の冷凍サイクル装置によれば、上記回転式圧縮機を備えて、冷凍サイクル効率の向上と、高信頼性を得られる効果を奏する。

以下、本発明における第１の実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
図１は、回転式圧縮機Ａの断面構造と、この回転式圧縮機Ａを備えた冷凍サイクル装置の概略の構成図である。（なお、図面上の煩雑さを避けるために、説明をしても符号を付していない一部の構成部品については、図示していない。もしくは、図示しているが図面上に符号を付していない。以下、同じ）
はじめに、冷凍サイクル装置の構成から説明すると、回転式圧縮機Ａと、凝縮器Ｂと、電子膨張弁等の膨張装置Ｃと、蒸発器Ｄおよび図示しない気液分離器を備えていて、これら構成部品は順次、冷媒管Ｐを介して連通される。後述するように、回転式圧縮機Ａで圧縮された冷媒ガスは冷媒管Ｐに導かれ、以上の構成部品の順に循環して冷凍サイクル作用をなし、再び回転式圧縮機Ａに吸込まれるようになっている。

上記回転式圧縮機Ａにおいて、図中１は、上端が開口する有底筒状のケース本体１ａと、このケース本体１ａの上端開口部を、溶接手段等を用いて塞ぐカップ状の蓋ケース１ｂとからなる密閉ケースである。
蓋ケース１ｂの軸芯位置に冷媒管Ｐが垂直に接続され、この開口端は蓋ケース１ｂを貫通して密閉ケース１内部に突出している。回転式圧縮機Ａで圧縮された冷媒ガスは、突出冷媒管Ｐから上記凝縮器Ｂに導かれるようになっている。一方、ケース本体１ａの下部には、冷媒管Ｐが水平状態で接続されている。冷媒ガスは気液分離器から上記水平冷媒管Ｐを介して回転式圧縮機Ａに吸込まれるようになっている。

上記密閉ケース１内の下部には圧縮機構部２が収容され、この圧縮機構部２の上部に電動機部３が収容される。これら圧縮機構部２と電動機部３は回転軸４を介して連結されていて、後述するように、電動機部３により回転軸４を介して圧縮機構部２が駆動されるようになっている。

上記電動機部３は、たとえばブラシレスＤＣ同期モータ（ＡＣモータもしくは商用モータでもよい）が用いられる。電動機部３は密閉ケース１内周面に焼きばめ等の工程を経て固定されるステータ５と、このステータ５の軸芯側に所定の間隙を存して配置されるロータ６とから構成される。上記回転軸４はロータ６の軸芯に沿って嵌着固定される。

ステータ５の外周面に軸方向に沿い、周方向に所定の間隙を存して複数の凹溝が設けられ、かつケース本体１ａ内周面との間に細条の間隙が形成される。上記凹溝および間隙は、圧縮機構部２で圧縮された冷媒ガスが流通する流通路である。

つぎに、上記圧縮機構部２について説明する。
図中７はケース本体１ａ内周面に圧入状態で嵌め込まれ、ケース本体１ａ外周面からスポット溶接等の手段で取付け固定されるシリンダである。このシリンダ７は軸芯に沿って孔部８が貫通して設けられ、略リング状をなしている。

上記シリンダ７の上面で孔部８を塞ぐ位置に、主軸受９が取付けボルトａを介して取付け固定される。さらに、シリンダ７の下面で孔部８を塞ぐ位置に、副軸受１０が取付けボルトｂを介して取付け固定される。シリンダ７の孔部８は、主軸受９と副軸受１０とに囲まれる空間室であり、シリンダ室８が形成される。

上記気液分離器から回転式圧縮機Ａに延出される冷媒管Ｐは、密閉ケース１壁を貫通してシリンダ７周面に接続される。シリンダ７の冷媒管Ｐが接続される部位とシリンダ室８との間に亘って吸込み通路が設けられる。したがって、上記冷媒管Ｐは密閉ケース１を貫通し、シリンダ７の吸込み通路を介してシリンダ室８に連通する。

上記主軸受９は、軸芯に沿って電動機部３側へ突出し、回転軸４一部を回転自在に枢支する軸受部９ａと、この軸受部９ａ下端に一体に形成され上記取付けボルトａによってシリンダ７上面に直接、取付け固定される鍔部９ｂからなる。上記軸受部９ａに枢支される回転軸４部位を、「主軸部４ａ」と呼ぶ。

上記主軸受鍔部９ｂのシリンダ室８と対向する部位には、吐出弁機構が設けられる。この吐出弁機構は鍔部９ｂ上面において開口し、鍔部９ｂ上面と軸受部９ａ上端に亘って設けられるバルブカバー１２で覆われる。
上記副軸受１０は、軸芯に沿って密閉ケース１底部側へ突出し、回転軸４下端部を回転自在に枢支する軸受部１０ａと、この軸受部１０ａ下端に一体に形成され、上記取付けボルトｂによってシリンダ７下面に取付け固定される鍔部１０ｂからなる。上記軸受部１０ａに枢支される回転軸４部位を、「副軸部４ｂ」と呼ぶ。

後述する理由により、副軸受１０の鍔部１０ｂの厚みは、主軸受９の鍔部９ｂの厚みよりも大に形成されている。一方、副軸受１０の鍔部１０ｂに吐出弁機構が設けられ、下端開口部はバルブカバー１３で覆われる。
上記回転軸４において、主軸部４ａと副軸部４ｂとの間には、補助逃げ部ｆと、偏心部４ｃおよび連結部４ｄが、上部から下部側に順に連設される。これら補助逃げ部ｆ等については後述するが、ここでは偏心部４ｃだけ説明する。すなわち、偏心部４ｃは回転軸４の軸芯とは所定距離Ｅだけ偏心して設けられ、上記シリンダ室８内に収容される。

上記偏心部４ｃ周面には偏心ローラ１５が嵌合されている。偏心ローラ１５の高さ寸法（軸方向長さ）Ｈは、シリンダ室８の高さ寸法と同一、もしくは僅かに小に設定されている。また、偏心ローラ１５の高さ寸法Ｈと、上記偏心部４ｃの軸径φＤ３の割合は、０．８以下（Ｈ／φＤ３＜０．８）に設定されている。
後述するように、回転軸４の回転にともなって偏心部４ｃはシリンダ室８において偏心回転するが、それにともなって上記偏心ローラ１５の周面一部がシリンダ室８周面に接触しながら移動するようになっている。

上記シリンダ７にはブレード室１７が設けられ、このブレード室１７にはブレード１８とばね部材１９が収容される。ブレード１８の先端部は平面視で略半円状に形成され、この先端部が偏心ローラ１５周面に軸方向に沿って線接触するよう圧縮ばねである上記ばね部材１９によって弾性的に押圧される。

上記回転軸４が回転し、偏心部４ｃが偏心回転して偏心ローラ１５がシリンダ室８周面に沿って移動するとき、ブレード１８は偏心ローラ１５とばね部材１９の付勢力によりブレード室１７に沿って往復動する。したがって、偏心ローラ１５の回転角度にかかわらず、ブレード１８先端が偏心ローラ１５周面に接触してシリンダ室８を二室に仕切る。

ブレード１８先端がシリンダ室８内へ最も突出する部位にあるとき、ブレード１８後端はブレード室１７内に位置する。偏心ローラ１５がシリンダ室８とブレード１８先端に密接し、ブレード１８が最も後退したとき、ブレード１８後端とブレード室１７端面との間の距離は、ばね部材１９の最大圧縮長さよりも僅かに大になるよう設計されている。

このようにして構成される圧縮機構部２において、そのほとんど大部分が密閉ケース１内底部に形成される油溜り部２０の潤滑油中に浸漬状態にある。副軸部４ｂの下端面は副軸受１０とバルブカバー１３から露出し、ここに給油ポンプが設けられる。回転軸４には給油ポンプと連通する給油通路が圧縮機構部２の各摺接部に対し分岐して設けられる。

上記摺接部として、たとえば回転軸主軸部４ａと主軸受９との間、回転軸副軸部４ｂと副軸受１０との間、回転軸偏心部４ｃと偏心ローラ１５との間、偏心ローラ１５とシリンダ室８周面との間などがある。油溜り部２０の潤滑油は回転軸４の回転にともなう給油ポンプにより汲み上げられ、給油通路を介して各摺接部へ導かれるようになっている。

上記偏心部４ｃの軸方向長さは偏心ローラ１５の高さ寸法よりも小であり、その分、偏心部４ｃの上下端面と偏心ローラ１５の上下端面とはある程度の寸法差を有している。そして、偏心ローラ１５の内径部で上下端角部は斜めに切削され、いわゆる面取り加工が施された面取り部Ｍａとなっている。

偏心部４ｃ上端と偏心ローラ１５上端に寸法差があり、補助逃げ部ｆ下端が偏心ローラ１５の内径部に挿入するので、偏心部４ｃが偏心する側とは反対側において、上記補助逃げ部ｆは主軸部４ａから偏心部４ｃに亘って斜めに形成される。偏心ローラ１５の内径部に面取り部Ｍａが設けられることも相俟って、補助逃げ部ｆが偏心ローラ１５内径部上端に接触することはない。

一方、上記連結部４ｄの軸芯と副軸部４ｂの軸芯は一致し、連結部４ｄの軸径は副軸部４ｂの軸径よりも小に設定されている。すなわち、連結部４ｄの周面は副軸部４ｂの周面と段差があり、全周に亘って後述する逃げ部（逃げ手段）Ｌが形成される。逃げ部Ｌの下端である、副軸部４ｂと連結部４ｄとの連設角部は、いわゆる面取り加工が施され、面取り部Ｍｂとなっている。

このようにして、回転軸４に主軸部４ａ等が設けられ、上記副軸受１０の軸芯に沿うとともに連結部４ｄに対向する部位に凹陥部ｇが設けられる。副軸受１０の鍔部１０ｂの厚みが主軸受９の鍔部９ｂの厚みよりも大であるのは、上記連結部４ｄを収容する凹陥部ｇを備えるためである。

つぎに、圧縮機構部２における主要部の構成について説明する。
回転軸４に設けられる主軸部４ａの軸径をφＤ１、副軸部４ｂの軸径をφＤ２、偏心部４ｃの軸径をφＤ３とし、偏心部４ｃの偏心量をＥとしたとき、下記（１）式および（２）式を満足するように設定されている。
φＤ３ ＜ φＤ１ ＋ ２×Ｅ ……（１）
φＤ３ ＜ φＤ２ ＋ ２×Ｅ ……（２）
そして、連結部４ｄの全周に亘って逃げ部Ｌが形成されるうえに、逃げ部Ｌである連結部４ｂの軸長をＺ、偏心ローラ１５の高さ寸法（軸長）をＨ、偏心ローラ１５内径部に設けられる面取り部Ｍａの軸方向長さをＣｒ、逃げ部Ｌ下端の面取り部Ｍｂにおける軸方向長さをＣｆとしたとき、下記（３）式が満足するように設定されている。
Ｚ ≧ Ｈ − Ｃｒ − Ｃｆ ……（３）
なお、上記面取り部Ｍａ，Ｍｂの大きさはゼロを含むものであって、したがって面取り部Ｍａ，Ｍｂが全く存在していない場合にも適用される。

つぎに、このようにして構成される回転式圧縮機と冷凍サイクル装置の作用を説明する。
回転式圧縮機Ａにおける電動機部３に通電すると回転軸４が回転駆動され、圧縮機構部２を構成するシリンダ室８内において偏心ローラ１５が偏心移動する。シリンダ室８ではブレード１８で仕切られ、かつ冷媒管Ｐと連通する一方室に、蒸発器Ｄで蒸発し気液分離器で分離された冷媒ガスが冷媒管Ｐを介して吸込まれる。

偏心ローラ１５が偏心移動を継続すると、冷媒ガスが吸込まれた側の室の容積が減少し、圧力が上昇する。その室の容積が所定の容積になったとき、圧縮された冷媒ガスは所定圧力まで上昇する。同時に主軸受９と副軸受１０に設けられる吐出弁機構が開放され、圧縮されて高温高圧化した冷媒ガスはバルブカバー１２，１３内へ吐出される。

圧縮された冷媒ガスは各バルブカバー１２，１３から直接的、もしくは間接的に密閉ケース１内の圧縮機構部２と電動機部３との間の空間部へ導出される。そして、圧縮された冷媒ガスは電動機部３に設けられる冷媒ガス流通路を流通し、電動機部３の上部側における密閉ケース１内に充満する。

冷媒ガスは回転式圧縮機Ａ上端に接続される冷媒管Ｐへ吐出され、凝縮器Ｂに導かれて凝縮液化し、膨張装置Ｃに導かれて断熱膨張し、蒸発器Ｄに導かれて蒸発し、周囲から蒸発潜熱を奪って冷凍作用をなす。蒸発した冷媒は気液分離器に導かれて気液分離され、ガス分のみが気液分離器から冷媒管Ｐを介して回転式圧縮機Ａに導かれる。

そして冷媒ガスは、回転式圧縮機Ａの圧縮機構部２を構成するシリンダ７の吸込み通路を介してシリンダ室８に導かれる。上記偏心ローラ１５の偏心移動にともなって再び圧縮され、所定圧まで上昇したところで吐出弁機構から吐出される。以下、上述の作用を繰り返す。

その一方で、回転軸４の回転にともなって給油ポンプは油溜り部２０の潤滑油を吸上げ、給油通路を介して回転軸４と主軸受９との間などの各摺接部へ給油する。各摺接部においては、油溜り部２０から充分な量の潤滑油が導かれ、潤滑性を保持する。各摺接部に給油された潤滑油は、再び元の油溜り部２０に集溜される。

なお、回転式圧縮機Ａとして、摩擦ロスを低減し効率を向上するために、回転軸４の摺動部分で最も径の大きい偏心部４ｃの直径を極力小径化することが望ましい。それにともない、シリンダ７の厚みを、より縮小化して、偏心部４ｃの偏心量を大きくとり、回転軸４の摺動損失の低減を得るとよい。

上述したように、主軸部４ａの軸径φＤ１、副軸部４ｂの軸径φＤ２、偏心部４ｃの軸径φＤ３、偏心部４ｃの偏心量Ｅとしたとき、下記（１）式および（２）式を満足するように設定されている。
φＤ３ ＜ φＤ１ ＋ ２×Ｅ ……（１）
φＤ３ ＜ φＤ２ ＋ ２×Ｅ ……（２）
このことにより、偏心部４ｃの偏心量を大きくとっても、主軸受９に回転自在に嵌合する主軸部４ａの軸径φＤ１と、副軸受１０に回転自在に嵌合する副軸部４ｂの軸径φＤ２を細くすることなく、偏心部４ｃの直径を小さくできる。

したがって、主軸受９と副軸受１０に対する回転軸４の主軸部４ａと副軸部４ｂの軸信頼性を保ちつつ、偏心部４ｃの摺動径を小さくでき、摺動損失を低減できるので、信頼性が高く、高性能である回転式圧縮機Ａを得る。そして、この回転式圧縮機Ａを備えて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置は、冷凍効率の向上化を得られる。

さらに、偏心ローラ１５の高さ寸法Ｈと、上記偏心部４ｃの軸径φＤ３の割合を０．８以下（Ｈ／φＤ３＜０．８）に設定したので、偏心ローラ１５の高さ寸法Ｈを小さくして、主軸部４ａと副軸部４ｂとの距離を短縮でき、回転軸４の撓み量低減による信頼性の向上と、騒音・振動の低減が得られ、回転式圧縮機Ａの小型化が可能となる。

上記偏心ローラ１５を回転軸４の偏心部４ｃに組み付ける際に、副軸部４ｂ側に全周を逃げ部Ｌとした連結部４ｄを備え、逃げ部Ｌの軸長Ｚ、偏心ローラ１５の高さ寸法Ｈ、面取り部Ｍａの軸方向長さＣｒ、面取り部Ｍｂの軸方向長さＣｆとしたとき、（３）式が満足するように設定されている。
Ｚ ≧ Ｈ − Ｃｒ − Ｃｆ ……（３）
以上の設定から、偏心ローラ１５を副軸部４ｂ端面側から挿入し、連結部４ｄを介して偏心部４ｃに組み付け易くなり、偏心部４ｃに対する偏心ローラ１５の組立て作業性の向上を図ることができる。
なお説明すると、主軸部４ａ端面から偏心ローラ１５の内径部を挿入することは可能であるが、偏心ローラ１５の挿入側端面が偏心部４ｃ端面に当接しても、偏心ローラ１５のほとんど大部分は主軸部４ａに挿入したままであるので、その位置から偏心ローラ１５を径方向に移動することができない。

一方、この実施の形態では、副軸部４ｂと偏心部４ｃとの間に、全周に逃げ部Ｌを備え、かつ（３）式で設定される連結部４ｄを設けている。そこで、偏心ローラ１５を副軸部４ｂ端面側から挿入し、副軸部４ｂを挿通して連結部４ｄに至り、偏心ローラ１５と連結部４ｄが正しく対向した位置で、偏心ローラ１５を偏心部４ｃの偏心方向へ移動する。

すなわち、偏心ローラ１５内径部を逃げ部Ｌに接触させ、偏心ローラ１５内径部を偏心部４ｃ周面に正しく対向してから、偏心ローラ１５を軸方向に沿って移動し、この内径部を偏心部４ｃに嵌入する。

上記条件と、偏心ローラ１５に面取り部Ｍａを設けるとともに、副軸部４ｂに面取り部Ｍｂを設けているから、偏心ローラ１５内径部の上下端が連結部４ｄの上下端および偏心部４ｃの下端に引っ掛ることがなく、偏心ローラ１５を偏心部４ｃに円滑に嵌入することができる。

副軸部４ｂを偏心部４ｃにより近づけた形態にして、主軸部４ａと副軸部４ｂとの距離が小さくなる。そのため、実際の圧縮運転時において回転軸４の撓み量の低減を図れることとなり、信頼性の向上と、振動・騒音の低減化を得られ、回転式圧縮機自体Ａの小型化に結び付けられる。

なお、回転式圧縮機Ａを構成する圧縮機構部２の基本構成は上述のごとくであり、変更しないことを前提とし、偏心部４ｃに偏心ローラ１５を組み付ける際の作業性向上を考慮すると、他の実施の形態が考えられる。すなわち、Ｈ／φＤ３＜０．８の関係および上記（１）式と（２）式を前提とし、上記逃げ部Ｌの構造と、上記（３）式に代って、以下に述べるような設定であってもよい。

図２（Ａ）は、第２の実施の形態での回転式圧縮機Ａの一部断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＳ−Ｓ線に沿う横断面図である。（図１と同一構成部品については、同番号を付して新たな説明を省略する）
図２（Ａ）に示すように、副軸部４ｂと偏心部４ｃとの間に設けられる連結部４ｄ１の軸長は極く短く、かつ軸径は副軸部軸径φＤ２よりも僅かに小さく形成される。上記連結部４ｄ１の偏心部４ｃ側端面から副軸部４ｂ端面側に亘って、長さＺａの範囲で逃げ部（逃げ手段）２２が設けられる。

図２（Ｂ）に示すように、上記逃げ部２２は偏心部４ｃの中心位置Ｏａを中心とし、偏心部４ｃの偏心方向とは反対側の周面一部を、偏心部４ｃ周面と同一面になる曲率半径で切削加工してなるものである。上記逃げ部２２が設けられる範囲（角度θ）は、副軸部４ｂの中心Ｏｂから１２０°以下とする。

なお、上記逃げ部２２周面は、偏心部４ｃの周面よりも内側に位置するような加工であってもよいが、少なくとも偏心部４ｃ周面よりも外側に突出するような逃げ部周面であってはならない。

再び図２（Ａ）に示すように、逃げ部２２の下端（副軸部４ｂの下端側）角部は面取り加工が施された面取り部Ｍｃとなっている。連結部４ｄ１と連設される副軸部４ｂの上端角部に面取り部Ｍｂが設けられ、偏心ローラ１５の内径部上下端にも面取り部Ｍａが設けられることは変りがない。

上記逃げ部２２の軸方向長さをＺａ、偏心ローラ１５の高さをＨ、偏心ローラ１５内径部の面取り部Ｍａにおける軸方向長さをＣｒ、逃げ部２２の面取り部Ｍｃにおける軸方向長さをＣｇとしたとき、下記（４）式が満足するように設定されている。
Ｚａ ≧ Ｈ − Ｃｒ − Ｃｇ ……（４）
偏心ローラ１５の組み付け時は、副軸部４ｂ端面側から偏心ローラ１５内径部を挿入し、偏心ローラ１５を逃げ部２２に正しく対向させる。そして偏心ローラ１５を偏心部４ｃの偏心方向へ平行移動し、偏心ローラ１５の内径部一部を逃げ部２２周面に接触させる。その状態のまま、偏心ローラ１５を軸方向に沿って移動し偏心部４ｃに嵌入する。

このとき、上記（４）式を設定しているとともに偏心ローラ１５に面取り部Ｍａ、逃げ部２２に面取り部Ｍｃをそれぞれ設けているので、偏心ローラ１５内径部の上下端部が逃げ部２２の上下端部と偏心部４ｃの端部に引っ掛ることがなく、偏心ローラ１５を偏心部４ｃに円滑に対向し、嵌入することができる。

先に第１の実施の形態で説明したものよりも、副軸部４ｂがさらに偏心部４ｃに近づき、主軸部４ａと副軸部４ｂとの距離がさらに短くなる。そのため、回転軸４の撓み量のより低減を図り、信頼性のより向上と、振動・騒音のより低減化を得られ、回転式圧縮機自体Ａのより小型化に結び付けられる。

上記逃げ部２２の中心を偏心部４ｃの中心Ｏａ位置と略同一としたから、逃げ部２２を偏心部４ｃと同軸で加工でき、製造性が向上する。逃げ部２２を中心Ｏｂから１２０°以下の範囲に設けたから、軸負荷力を受ける副軸部４ｂおよび連結部４ｄ１の軸面積を充分に確保でき、軸信頼性を損なうことがない。

つぎに、第２の実施の形態における前提条件を同一（以下の実施の形態についても同じ）として、第３の実施の形態について説明する。
図３（Ａ）は、第３の実施の形態での回転式圧縮機Ａの一部断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＴ−Ｔ線に沿う横断面図である。
図３（Ａ）に示すように、副軸部４ｂと偏心部４ｃとの間に設けられる連結部４ｄ２の軸長Ｚｂは極く短く、かつ軸径は副軸部４ｂ軸径φＤ２よりも僅かに小さく形成される。さらに、連結部４ｄ２における偏心部４ｃの偏心方向とは反対側の周面に、ローラ逃げ部２４が設けられている。

このローラ逃げ部２４は、連結部４ｄ２の軸方向長さの全長に亘って設けられていて、したがってローラ逃げ部２４の軸長はＺｂである。特に図３（Ｂ）に示すように、ローラ逃げ部２４の中心位置Ｏａは連結部４ｄ２の中心位置Ｏｂとは異なり、上記偏心部４ｃの中心Ｏａと一致した位置にある。

上記ローラ逃げ部２４は、偏心部４ｃ周面一部と同一曲面を形成することとなり、互いに連設状態となる。なお、ローラ逃げ部２４が設けられる範囲（角度：θ）は、ここでも約１２０°以下とする。

一方、上記偏心ローラ１５の内径部で、この下端面から所定の長さＢに亘って、副軸逃げ部２５が設けられる。この副軸逃げ部２５は、上記副軸部４ｂの周面と同一の曲率半径で凹陥形成される。あるいは、より大なる曲率半径であってもよく、少なくとも同一の曲率半径よりも小なる曲率半径であってはならない。

結果的に、上記副軸逃げ部２５は副軸部４ｂの周面と同一面を形成し、もしくは副軸部４周面よりも外側に位置する面に構成される。なお、副軸逃げ部２５が設けられる範囲（角度：θ）を約１２０°以下とすることは、同様である。特に、副軸逃げ部２５における上端側の角部は面取り加工される面取り部Ｍｄとなっている。

上記連結部４ｄ２の軸方向長さをＺｂ、偏心ローラ１５の高さ寸法をＨ、副軸逃げ部２５の軸方向長さをＢ、副軸逃げ部２５の面取り部Ｍｄにおける軸方向長さをＣｈ、ローラ逃げ部２４の面取り部Ｍｂにおける軸方向長さＣｆとしたとき、下記（５）式が満足するように設定されている。
Ｚｂ ≧ （Ｈ−Ｂ） Ｃｈ − Ｃｆ ……（５）
以上の設定から、副軸部４ｂ端面側から偏心ローラ１５の内径部を挿入し、偏心ローラ１５上端部が連結部４ｄ２に対向したところで、連結部４ｄ２のローラ逃げ部２４と偏心ローラ１５の副軸逃げ部２５とが対向するよう、偏心ローラ１５を周方向に回動調整する。

そして、偏心ローラ１５を偏心部４ｃの偏心方向へ移動して、偏心ローラ１５の副軸逃げ部２５を副軸部４ｂ周面一部に密接し、かつ副軸逃げ部２５から上部を連結部４ｄ２のローラ逃げ部２４に密接する。この状態のまま偏心ローラ１５を偏心部４ｃの軸方向に沿って移動し、偏心部４ｃに嵌入する。

このとき、上記（５）式を設定しているので、偏心ローラ１５内径部が偏心部４ｃに引っ掛ることがなく、偏心ローラ１５を偏心部４ｃに対して円滑に対向させることができる。しかも、偏心ローラ１５内径部の上下端部を面取り加工した面取り部Ｍａとしたので、より円滑に偏心ローラ１５内径部を偏心部４ｃに対向させることができる。

したがって、先に説明した構成のものと同様、副軸部４ｂがさらに偏心部４ｃに近づいた形態になって、主軸部４ａと副軸部４ｂとの距離がさらに短縮する。そのため、回転軸４の撓み量のより低減を図り、信頼性のより向上と、振動・騒音のより低減化を得られ、回転式圧縮機Ａ自体のより小型化に結び付けられる。

ローラ逃げ部２４の中心を偏心部４ｃ中心Ｏａ位置と略同一としたから、ローラ逃げ部２４を偏心部４ｃと同軸で加工でき、製造性が向上する。副軸逃げ部２５を偏心部４ｃ中心Ｏａから１２０°以下の範囲に設けたから、偏心ローラ１５を介して偏心部４ｃが軸負荷力を受けても、軸面積を充分に確保でき、軸信頼性を損なうことがない。

図４（Ａ）（Ｂ）は、第４の実施の形態を説明する回転式圧縮機Ａの、互いに異なる一部平面図である。
図４（Ａ）は、偏心ローラ１５とブレード１８ａとが一体構造化される、いわゆるスイングタイプの圧縮機構部２Ａを備えている。この種の構造を備えることにより、偏心ローラ１５の自転を確実に規制して、偏心運動だけを行わせ、圧縮効率の向上を図ることができる。

この場合にも、先に図３（Ａ）（Ｂ）にて説明したように、副軸部４ｂと偏心部４ｃとの間に連結部４ｄ２を備え、この連結部４ｄ２にローラ逃げ部２４を設ける。ブレード１８ａが一体に連設される偏心ローラ１５には、副軸逃げ部２５を設ける。
偏心ローラ１５を副軸部４ｂ端面側から挿入し、偏心ローラ１５内径部の副軸逃げ部２４から上の部分が連結部４ｄ２に対向したところで、連結部４ｄ２のローラ逃げ部２４と偏心ローラ１５の副軸逃げ部２５とが直状に対向するよう、偏心ローラ１５を周方向に回動調整する。

さらに、偏心ローラ１５を偏心部４ｃの偏心方向へ移動して、偏心ローラ１５の副軸逃げ部２４を副軸部４ｂ周面一部に密接させ、副軸逃げ部２５から上端面に亘る内径部をローラ逃げ部２４に密接する。そのうえで、偏心ローラ１５を軸方向に沿って移動し、偏心部４ｃに嵌入する。

すなわち、ブレード１８ａが一体化した偏心ローラ１５の偏心部４ｃに対する組立ては変りがないが、上記偏心ローラ１５の副軸逃げ部２５と連結部４ｄ２のローラ逃げ部２４は、図に示すようにシリンダ７に設けられるガス吸込み通路２８側に設ける。なお、２９は上記吐出弁機構に対向して設けられる吐出ポートである。

したがって、実際の圧縮作用時に、シリンダ室８がブレード１８ａによって吸込み室ｍと圧縮室ｎとに仕切られる状態で、吸込み室ｍに副軸逃げ部を２５設けたので、偏心ローラ１５を介して偏心部４ｃに軸負荷力がほとんどかからずにすみ、偏心部４ｃの軸信頼性を損なうことはない。

図４（Ｂ）は、偏心ローラ１５のブレード１８が接する周面に沿って凹状に形成した凹部１５ａを設け、この凹部１５ａに先端を円弧状に形成したブレード１８を当接させる、いわゆるヒンジドブレードタイプと呼ばれる圧縮機構部２Ｂを備えている。図４（Ａ）のスイングタイプのものと同様、偏心ローラ１５自転を規制して偏心運動だけ行わせ、圧縮効率の向上を図ることができる。

この場合も、連結部４ｄ２のローラ逃げ部２４と偏心ローラ１５の副軸逃げ部２５を吸込み室ｍ側に設けることとする。したがって、偏心ローラ１５を介して偏心部４ｃに軸負荷力がほとんどかからずにすみ、偏心部４ｃの軸信頼性を損なうことはない。

図５は、第５の実施の形態を説明する回転式圧縮機Ａの一部断面図である。副軸部４ｂの一部と連結部４ｄ２全体とに亘って、ローラ逃げ部２４ａが設けられる。また、偏心ローラ１５内径部の下端から上端側中途部に亘って副軸逃げ部２５ａが設けられる。

先に図３（Ａ）で説明したローラ逃げ部２４を連結部４ｄ２のみに設けるのではなく、ローラ逃げ部２４ａを副軸部４ｂ側へ延長し、その分、偏心ローラ１５に設けられる副軸逃げ部２５ａの長さを短縮化した構成であり、基本的には第２の実施の形態とほとんど同様であり、したがって同様の効果を得られる。

図６は、第６の実施の形態を説明する多筒型回転式圧縮機Ａａの一部断面図である。電動機部３に回転軸４を介して連結される圧縮機構部２Ｃは、主軸受部を一体に設けたフレーム９Ａに、それぞれシリンダ室８を備えた２つのシリンダ７Ａ，７Ｂが中間仕切り板３０を介して取付けられる。

この場合においても、偏心ローラ１５の高さ寸法Ｈ／偏心部４ｃの軸径φＤ３＜０．８の関係および、先に説明した（１）式および（２）式を満足することを前提として、先に第２の実施の形態（図２）で説明したように、副軸部４ｂと連結部４ｄに亘って逃げ部２２が設けられる。特に図示していないが、偏心ローラ１５内径部と逃げ部２２に面取り部を設けておくことにより、上記した（４）式が成立する。

先に副軸部４ｂ端面側から挿入した偏心ローラ１５を逃げ部２２を利用して下部側の偏心部４ｃに嵌入でき、さらに中間連結部３１を介して上部側の偏心部４ｃに嵌入する。後から副軸部４ｂに挿入した偏心ローラ１５は、下部側の偏心部４ｃに嵌入できる。

したがって、多筒型回転式圧縮機Ａａにおいても、単気筒型の回転式圧縮機Ａと何ら変ることなく、各偏心ローラ１５をそれぞれ偏心部４ｃに嵌入でき、先に説明したものと同様の作用効果を得られることとなる。

なお、上記第１の実施の形態から第６の実施の形態では、偏心ローラ１５を副軸部４ｂ端面側から挿入して偏心部４ｃに嵌入するようにしたが、これに限定されることはなく、主軸部４ａ側端面から偏心ローラ１５を挿入して偏心部４ｃに嵌入するようにしてもよい。この場合は、上記逃げ部と関連事項は全て副軸部４ｂ側から主軸部４ａ側へ変更することとなる。

また、２の実施の形態から第６の実施の形態においては、偏心ローラ１５の高さ寸法Ｈと、偏心部４ｃの軸径φＤ３の割合を０．８以下（Ｈ／φＤ３＜０．８）に設定してあり、偏心ローラ１５の高さ寸法Ｈを小さくして、主軸部４ａと副軸部４ｂとの距離を短縮でき、回転軸４の撓み量低減による信頼性の向上と、騒音・振動の低減が得られ、回転式圧縮機Ａ（多気筒型回転式圧縮機Ａａ）の小型化が可能となる。

さらに、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。

本発明における第１の実施の形態に係る、回転式圧縮機の縦断面図と、空気調和機の冷凍サイクル構成図。 同第２の実施の形態に係る、回転式圧縮機の一部縦断面図と、Ｓ−Ｓ線に沿う横断面図。 同第３の実施の形態に係る、回転式圧縮機の一部縦断面図と、Ｔ−Ｔ線に沿う横断面図。 同第４の実施の形態に係る、互いに異なる構成の一部平面図。 同第５の実施の形態に係る、回転式圧縮機の一部縦断面図。 同第６の実施の形態に係る、多筒型回転式圧縮機の一部縦断面図。

符号の説明

９…主軸受、４ａ…主軸部、１０…副軸受、４ｂ…副軸部、１５…偏心ローラ、４ｃ…偏心部、４…回転軸、８…シリンダ室、７…シリンダ、Ｌ…逃げ部、２２…逃げ部、２４…ローラ逃げ部、２５…副軸逃げ部、Ａ…回転式圧縮機、Ｂ…凝縮器、Ｃ…膨張装置、Ｄ…蒸発器。

Claims (4)

1. 主軸受に枢支される主軸部と、副軸受に枢支される副軸部および、これら主軸部と副軸部との間に偏心して設けられローラが係合する偏心部を備えた回転軸と、
   この回転軸の上記偏心部に係合する上記ローラを収容し、回転軸の回転にともなってローラが周面に接触しながら偏心移動するシリンダ室を備えたシリンダとを具備する回転式圧縮機において、
   上記回転軸における上記主軸部の軸径をφＤ１、上記副軸部の軸径をφＤ２、上記偏心部の軸径をφＤ３、上記偏心部の偏心量をＥとしたとき、
   φＤ３ ＜ φＤ１ ＋ ２×Ｅ ……（１）
   φＤ３ ＜ φＤ２ ＋ ２×Ｅ ……（２）
   の（１）、（２）式を満足するように設定するとともに、
   上記回転軸の主軸部と副軸部、もしくは上記ローラの少なくともいずれか１つに、上記ローラを上記主軸部もしくは副軸部を介して上記偏心部に組み付ける際の逃げ手段を備えたことを特徴とする回転式圧縮機。
2. 上記逃げ手段は、上記回転軸における主軸部と副軸部のいずれか一方で、上記偏心部の偏心方向とは反対側である反偏心側に、上記偏心部周面と同一、もしくは偏心部周面よりも内側に位置するよう設けられることを特徴とする請求項１記載の回転式圧縮機。
3. 上記逃げ手段は、上記ローラの内径部で、上記主軸部および副軸部のいずれか一方の軸部の周面と同一、もしくは軸部の周面よりも外側に位置するよう設けられることを特徴とする請求項１記載の回転式圧縮機。
4. 上記請求項１もしくは請求項３に記載の回転式圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器を備えて冷凍サイクルを構成することを特徴とする冷凍サイクル装置。

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