特許 7267119 クランクシャフト、及びロータリ圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-21

(45)【発行日】2023-05-01

(54)【発明の名称】クランクシャフト、及びロータリ圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/356 20060101AFI20230424BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20230424BHJP

   F04C 23/00 20060101ALI20230424BHJP

【ＦＩ】

F04C18/356 E

F04C29/00 D

F04C23/00 F

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019110262

(22)【出願日】2019-06-13

(65)【公開番号】P2020200818

(43)【公開日】2020-12-17

【審査請求日】2022-02-18

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】小川 真

(72)【発明者】

【氏名】木全 央幸

(72)【発明者】

【氏名】江崎 郁男

(72)【発明者】

【氏名】宇野 将成

(72)【発明者】

【氏名】島谷 紘史

(72)【発明者】

【氏名】藤原 拓朗

(72)【発明者】

【氏名】笹川 千賀子

(72)【発明者】

【氏名】山下 拓馬

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６３－０９３４８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１２－０７７７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４９５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８９６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４５５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０１５６８３０４（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ １８／３５６

Ｆ０４Ｃ ２９／００

Ｆ０４Ｃ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータリ圧縮機に設けられ、軸線回りに回転するクランクシャフトであって、
前記軸線に沿って延びるとともに、該軸線を中心とする円柱状のシャフト本体と、
該シャフト本体に一体に設けられ、前記軸線の径方向に偏心しているとともに、前記シャフト本体よりも大きな径寸法を有する第一クランク軸と、
前記第一クランク軸の前記軸線方向他方側を向く面から突出し、前記軸線方向から見て該第一クランク軸よりも小さな面積を有する上部接触部と、
前記第一クランク軸の前記軸線方向一方側を向く面から突出し、前記軸線方向から見て該第一クランク軸よりも小さな面積を有するとともに、前記上部接触部よりも大きな面積を有する下部接触部と、
を備え、
前記上部接触部は、前記軸線方向から見て、前記第一クランク軸の外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第一端面と、前記第一クランク軸の外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第一外周面とによって画成され、かつ、前記シャフト本体の外周面と前記第一外周面とは一部で互いに接しており、
前記下部接触部は、前記軸線方向から見て、前記第一クランク軸の外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第二端面と、前記第一クランク軸の外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第二外周面とによって画成され、かつ、前記シャフト本体の外周面と前記第二外周面とは一部で互いに接しており、
前記第二端面と軸線との間の距離は、第一端面と軸線との間の距離よりも大きく設定されている
クランクシャフト。

【請求項2】

前記上部接触部は、前記軸線方向から見て前記シャフト本体と重複し、前記下部接触部は、前記軸線方向から見て前記シャフト本体と重複している請求項１に記載のクランクシャフト。

【請求項3】

前記上部接触部における前記第一クランク軸の偏心方向を向く第一端面は、前記軸線方向から見て前記第一クランク軸の外周面よりも大きな径寸法を有する円弧状をなしている請求項１又は２に記載のクランクシャフト。

【請求項4】

前記軸線を含む断面視において、前記第一端面は前記軸線から離間するに従って、前記第一クランク軸側に向かって延びている請求項３に記載のクランクシャフト。

【請求項5】

前記下部接触部における前記第一クランク軸の偏心方向を向く第二端面は、前記軸線方向から見て前記第一クランク軸の外周面よりも大きく、かつ前記第一端面よりも大きな径寸法を有する円弧状をなしている請求項３又は４に記載のクランクシャフト。

【請求項6】

前記軸線を含む断面視において、前記第二端面は前記軸線から離間するに従って、前記第一クランク軸側に向かって延びている請求項５に記載のクランクシャフト。

【請求項7】

ロータリ圧縮機に設けられ、軸線回りに回転するクランクシャフトであって、
前記軸線に沿って延びるとともに、該軸線を中心とする円柱状のシャフト本体と、
該シャフト本体に一体に設けられ、前記軸線の径方向に偏心しているとともに、前記シャフト本体よりも大きな径寸法を有する第一クランク軸と、
前記第一クランク軸の前記軸線方向他方側を向く面から突出し、前記軸線方向から見て該第一クランク軸よりも小さな面積を有する上部接触部と、
前記シャフト本体上で、前記第一クランク軸と前記軸線方向に間隔をあけて設けられるとともに、該第一クランク軸とは異なる方向に偏心し、前記シャフト本体よりも大きな径寸法を有する第二クランク軸と、
前記第二クランク軸の前記軸線方向一方側を向く面から突出し、前記軸線方向から見て該第二クランク軸よりも小さな面積を有するとともに、前記上部接触部よりも大きな面積を有する下部接触部と、
を備え、
前記上部接触部は、前記軸線方向から見て、前記第一クランク軸の外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第一端面と、前記第一クランク軸の外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第一外周面とによって画成され、かつ、前記シャフト本体の外周面と前記第一外周面とは一部で互いに接しており、
前記下部接触部は、前記軸線方向から見て、前記第二クランク軸の外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第二端面と、前記第二クランク軸の外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第二外周面とによって画成され、かつ、前記シャフト本体の外周面と前記第二外周面とは一部で互いに接しており、
前記第二端面と軸線との間の距離は、第一端面と軸線との間の距離よりも大きく設定されている
クランクシャフト。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載のクランクシャフトと、
前記クランクシャフトの回転に伴って冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記クランクシャフトを回転可能に支持する上部軸受部、及び下部軸受部と、
を備え、
前記上部軸受部は前記上部接触部に接触し、前記下部軸受部は前記下部接触部に接触しているロータリ圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クランクシャフト、及びロータリ圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば空調装置における冷媒の圧縮に用いられる装置として、ロータリ圧縮機が知られている。この種の圧縮機の具体例として、下記特許文献１に記載されたものが挙げられる。特許文献１に記載された圧縮機は、シャフトと、シャフトの偏心部に装着されたローラと、ローラを収容するシリンダ室を有するシリンダと、シリンダの端面に配置される上部軸受、及び下部軸受と、これらを収容するハウジングと、を備えている。シャフトは軸受によって両端で支持されている。また、圧縮機の運転中、シャフトの偏心部と上部軸受、及び下部軸受とは、潤滑油膜を介して互いに摺接している。

【0003】

ここで、上記のような圧縮機では、圧縮された冷媒がハウジング内の下方から上方に向かって上昇する。これにより、シャフトには上方に向かう力が加えられる。この力に起因して、ローラは偏心部に対して摺動することでその場に留まる一方で、偏心部はシャフトの軸線方向に変位する。その結果、上部軸受や下部軸受に対して偏心部が断続的に接触することで、騒音や振動を生じる場合がある。そこで、上記のように偏心部と上部軸受、及び下部軸受との間に潤滑油膜を介在させて、上部軸受、及び下部軸受に対する偏心部の変位を減衰させる必要がある。潤滑油膜が形成される面積が大きいほど、より大きな減衰効果が得られる。つまり、偏心部の断面積が大きいほど、この減衰効果は大きくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－２２３０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、偏心部の断面積を大きくするほど、シャフト、及びローラに働く遠心力も大きくなってしまう。その結果、圧縮機の運転効率が低下してしまう可能性がある。

【0006】

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、振動がより一層低減されるとともに、効率がより一層向上したクランクシャフト、及びロータリ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】

【0007】

本発明の一態様によれば、クランクシャフトは、ロータリ圧縮機に設けられ、軸線回りに回転するクランクシャフトであって、前記軸線に沿って延びるとともに、該軸線を中心とする円柱状のシャフト本体と、該シャフト本体に一体に設けられ、前記軸線の径方向に偏心しているとともに、前記シャフト本体よりも大きな径寸法を有する第一クランク軸と、前記第一クランク軸の前記軸線方向他方側を向く面から突出し、前記軸線方向から見て該第一クランク軸よりも小さな面積を有する上部接触部と、前記第一クランク軸の前記軸線方向一方側を向く面から突出し、前記軸線方向から見て該第一クランク軸よりも小さな面積を有するとともに、前記上部接触部よりも大きな面積を有する下部接触部と、を備え、前記上部接触部は、前記軸線方向から見て、前記第一クランク軸の外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第一端面と、前記第一クランク軸の外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第一外周面とによって画成され、かつ、前記シャフト本体の外周面と前記第一外周面とは一部で互いに接しており、前記下部接触部は、前記軸線方向から見て、前記第一クランク軸の外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第二端面と、前記第一クランク軸の外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第二外周面とによって画成され、かつ、前記シャフト本体の外周面と前記第二外周面とは一部で互いに接しており、前記第二端面と軸線との間の距離は、第一端面と軸線との間の距離よりも大きく設定されている。

【0008】

上記構成によれば、第一クランク軸の軸線方向他方側を向く面、及び一方側を向く面にそれぞれ上部接触部、及び下部接触部が設けられている。これら上部接触部、及び下部接触部は、軸線方向から見て第一クランク軸よりも小さな面積を有している。したがって、例えばこれら上部接触部、及び下部接触部が第一クランク軸と同等の面積を有している構成に比べて、シャフト本体に働く遠心力を低減することができる。さらに、これら上部接触部、及び下部接触部は、軸線方向から見てシャフト本体よりも大きな径寸法を有していることから、例えば当該上部接触部、及び下部接触部と他の部材との間に介在する潤滑油膜の面積をより大きく確保することができる。加えて、下部接触部は上部接触部よりも大きな面積を有することから、軸線方向一方側に向かうクランクシャフト自体の荷重をより安定的に受け止めることができる。

【0009】

上記クランクシャフトでは、前記上部接触部は、前記軸線方向から見て前記シャフト本体と重複し、前記下部接触部は、前記軸線方向から見て前記シャフト本体と重複していてもよい。

【0010】

上記構成によれば、上部接触部、及び下部接触部が、軸線方向から見てシャフト本体と重複している。したがって、例えば上部接触部、及び下部接触部が、軸線方向から見てシャフト本体と離れた位置に設けられている構成に比べて、シャフト本体に働く遠心力の大きさをより小さく抑えることができる。

【0011】

上記クランクシャフトでは、前記上部接触部における前記第一クランク軸の偏心方向を向く第一端面は、前記軸線方向から見て前記第一クランク軸の外周面よりも大きな径寸法を有する円弧状をなしていてもよい。

【0012】

上記構成によれば、上部接触部の第一端面が第一クランク軸の外周面よりも大きな径寸法を有する円弧状をなしている。これにより、例えば当該第一端面が軸線方向から見て直線状をなしている場合に比べて、シャフト本体に働く遠心力の影響をより小さく抑えることができる。

【0013】

上記クランクシャフトでは、前記軸線を含む断面視において、前記第一端面は前記軸線から離間するに従って、前記第一クランク軸側に向かって延びていてもよい。

【0014】

上記構成によれば、軸線を含む断面視において、第一端面は軸線から離間するに従って、第一クランク軸側に向かって斜めに延びている。これにより、例えば潤滑油を供給する場合、潤滑油は当該第一端面に案内されることで、上部接触部と他の部材との間に行き渡りやすくなる。

【0015】

上記クランクシャフトでは、前記下部接触部における前記第一クランク軸の偏心方向を向く第二端面は、前記軸線方向から見て前記第一クランク軸の外周面よりも大きく、かつ前記第一端面よりも大きな径寸法を有する円弧状をなしていてもよい。

【0016】

上記構成によれば、下部接触部の第二端面が第一クランク軸の外周面よりも大きな径寸法を有する円弧状をなしている。これにより、例えば当該第二端面が軸線方向から見て直線状をなしている場合に比べて、シャフト本体に働く遠心力の影響をより小さく抑えることができる。

【0017】

上記クランクシャフトでは、前記軸線を含む断面視において、前記第二端面は前記軸線から離間するに従って、前記下部接触部側に向かって延びていてもよい。

【0018】

上記構成によれば、軸線を含む断面視において、第二端面は軸線から離間するに従って、第一クランク軸側に向かって斜めに延びている。これにより、例えば潤滑油を供給する場合、潤滑油は当該第二端面に案内されることで、下部接触部と他の部材との間に行き渡りやすくなる。

【0019】

本発明の一態様に係るクランクシャフトは、ロータリ圧縮機に設けられ、軸線回りに回転するクランクシャフトであって、前記軸線に沿って延びるとともに、該軸線を中心とする円柱状のシャフト本体と、該シャフト本体に一体に設けられ、前記軸線の径方向に偏心しているとともに、前記シャフト本体よりも大きな径寸法を有する第一クランク軸と、前記第一クランク軸の前記軸線方向他方側を向く面から突出し、前記軸線方向から見て該第一クランク軸よりも小さな面積を有する上部接触部と、前記シャフト本体上で、前記第一クランク軸と前記軸線方向に間隔をあけて設けられるとともに、該第一クランク軸とは異なる方向に偏心し、前記シャフト本体よりも大きな径寸法を有する第二クランク軸と、前記第二クランク軸の前記軸線方向一方側を向く面から突出し、前記軸線方向から見て該第二クランク軸よりも小さな面積を有するとともに、前記上部接触部よりも大きな面積を有する下部接触部と、を備え、前記上部接触部は、前記軸線方向から見て、前記第一クランク軸の外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第一端面と、前記第一クランク軸の外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第一外周面とによって画成され、かつ、前記シャフト本体の外周面と前記第一外周面とは一部で互いに接しており、前記下部接触部は、前記軸線方向から見て、前記第二クランク軸の外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第二端面と、前記第二クランク軸の外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第二外周面とによって画成され、かつ、前記シャフト本体の外周面と前記第二外周面とは一部で互いに接しており、前記第二端面と軸線との間の距離は、第一端面と軸線との間の距離よりも大きく設定されている。

【0020】

上記構成によれば、第一クランク軸の軸線方向他方側を向く面、及び一方側を向く面にそれぞれ上部接触部、及び下部接触部が設けられている。これら上部接触部、及び下部接触部は、軸線方向から見て第一クランク軸よりも小さな面積を有している。したがって、例えばこれら上部接触部、及び下部接触部が第一クランク軸と同等の面積を有している構成に比べて、シャフト本体に働く遠心力を低減することができる。さらに、これら上部接触部、及び下部接触部は、軸線方向から見てシャフト本体よりも大きな径寸法を有していることから、例えば当該上部接触部、及び下部接触部と他の部材との間に介在する潤滑油膜の面積をより大きく確保することができる。加えて、下部接触部は上部接触部よりも大きな面積を有することから、軸線方向一方側に向かうクランクシャフト自体の荷重をより安定的に受け止めることができる。
さらに、上記構成によれば、第二クランク軸をさらに備える二気筒のロータリ圧縮機に対して、上記のクランクシャフトを適用することができる。特に、上部接触部は軸線方向一方側の第一クランク軸側に設けられ、下部接触部は軸線方向他方側の第二クランク軸側に設けられる。これにより、上部接触部は第一クランク軸と他の部材との間で生じる振動を潤滑油膜の作用によって減衰させる。下部接触部は第二クランク軸と他の部材との間で生じる振動を潤滑油膜の作用によって減衰させるとともに、軸線方向一方側に向かうクランクシャフト自体の荷重を安定的に受け止めることができる。

【0021】

本発明の一態様に係るロータリ圧縮機は、上記いずれか一の態様に係るクランクシャフトと、前記クランクシャフトの回転に伴って冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記クランクシャフトを回転可能に支持する上部軸受部、及び下部軸受部と、を備え、前記上部軸受部は前記上部接触部に接触し、前記下部軸受部は前記下部接触部に接触している。

【0022】

上記構成によれば、振動や騒音が低減されるとともに、効率が向上したロータリ圧縮機を提供することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、振動がより一層低減されるとともに、効率がより一層向上したクランクシャフト、及びロータリ圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第一実施形態に係る圧縮機の構成を示す断面図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係るクランクシャフトの構成を示す側面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ線における矢視図である。

【図4】図２のＢ－Ｂ線における矢視図である。

【図5】本発明の第二実施形態に係るクランクシャフトの構成を示す側面図である。

【図6】本発明の第三実施形態に係るクランクシャフトの構成を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［第一実施形態］
本発明の第一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。なお、以降の説明における「同一」、「同等」との表現は、寸法や形状が実質的に同一、又は同等であることを示し、設計上の公差や製造上の誤差は許容される。図１に示すように、本実施形態に係る圧縮機１００（ロータリ圧縮機）は、アキュムレータ２４と、吸入管２６Ａ、２６Ｂと、圧縮機本体１０と、を備えている。圧縮機本体１０は、軸線Ｏに沿って延びるクランクシャフト１６と、クランクシャフト１６を回転させるモータ１８と、クランクシャフト１６の回転に伴って冷媒を圧縮する圧縮機構部１０Ａと、クランクシャフト１６、モータ１８、及び圧縮機構部１０Ａを覆うハウジング１１と、を備えている。

【0026】

圧縮機構部１０Ａは、モータ１８によって回転されるクランクシャフト１６と、クランクシャフト１６の回転に伴って偏心回転するピストンロータ１３Ａ、１３Ｂ（第一ピストンロータ１３Ａ、第二ピストンロータ１３Ｂ）を収容する圧縮室Ｒが内部に形成されたシリンダ１２Ａ、１２Ｂと、を備えている。

【0027】

圧縮機構部１０Ａは、円筒形状のハウジング１１内に、ディスク状のシリンダ１２Ａ、１２Ｂが上下２段に設けられた、いわゆる２気筒タイプのロータリ圧縮機である。ハウジング１１は、シリンダ１２Ａ、１２Ｂを囲うことで、圧縮された冷媒が排出される吐出空間Ｖを形成する。シリンダ１２Ａ、１２Ｂの内部には、各々、シリンダ内壁面の内側よりも小さな外形を有する円筒状の第一ピストンロータ１３Ａ、第二ピストンロータ１３Ｂが配置されている。第一ピストンロータ１３Ａ、第二ピストンロータ１３Ｂは、各々、クランクシャフト１６におけるクランク軸１４Ａ、１４Ｂ（第一クランク軸１４Ａ、第二クランク軸１４Ｂ）に挿入固定されている。

【0028】

上段側のシリンダ１２Ａの第一ピストンロータ１３Ａと、下段側の第二ピストンロータ１３Ｂとは、その位相が互いに１８０°だけ異なるように設けられている。即ち、第一ピストンロータ１３Ａは、第二ピストンロータ１３Ｂの偏心方向とは反対の方向に偏心している。また、上下のシリンダ１２Ａ、１２Ｂの間には、ディスク状の仕切板１５が設けられている。仕切板１５により、上段側のシリンダ１２Ａ内の空間Ｒと、下段側の空間Ｒとが互いに区画されて、それぞれ圧縮室Ｒ１とＲ２とされている。

【0029】

シリンダ１２Ａ、１２Ｂ（圧縮機構部１０Ａ）は、上部軸受部１７Ａ、及び下部軸受部１７Ｂによってハウジング１１に固定されている。より具体的には、上部軸受部１７Ａは圧縮機構部１０Ａの上部に固定された円盤状をなしており、その外周面はハウジング１１の内周面に固定されている。下部軸受部１７Ｂは圧縮機構部１０Ａの下部に固定された円盤状をなしており、その外周面はハウジング１１の内周面に固定されている。即ち、圧縮機構部１０Ａは、ハウジング１１に直接的に固定されておらず、上部軸受部１７Ａ、及び下部軸受部１７Ｂを介してハウジング１１に固定されている。

【0030】

圧縮機本体１０には、圧縮機本体１０への供給に先立って冷媒を気液分離するアキュムレータ２４がステー２５を介してハウジング１１に固定されている。アキュムレータ２４と圧縮機本体１０との間には、アキュムレータ２４内の冷媒を圧縮機本体１０に吸入させるための吸入管２６Ａ、２６Ｂが設けられている。吸入管２６Ａ、２６Ｂの一端はアキュムレータ２４の下部に接続され、他端は開口２２Ａ、２２Ｂを通して、シリンダ１２Ａ、１２Ｂにそれぞれ形成された吸入ポート２３Ａ、２３Ｂに連通している。

【0031】

次に、クランクシャフト１６の構成について詳述する。図１に示すように、クランクシャフト１６は、シリンダ１２Ａに固定された上部軸受部１７Ａ、及びシリンダ１２Ｂに固定された下部軸受部１７Ｂにより、軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。図２に示すように、クランクシャフト１６は、シャフト本体１６Ｈと、第一ピストンロータ１３Ａがはめ込まれる第一クランク軸１４Ａと、第二ピストンロータ１３Ｂがはめ込まれる第二クランク軸１４Ｂと、上部シャフト１６Ａと、中間シャフト１６Ｂと、下部シャフト１６Ｃと、上部接触部３０と、下部接触部４０と、を有している。

【0032】

上部シャフト１６Ａは、軸線Ｏに沿って延びている。第一クランク軸１４Ａは、軸線Ｏ方向における上部シャフト１６Ａの一方側の端部に一体に設けられている。第一クランク軸１４Ａは、上述のように軸線Ｏに対する径方向に偏心するとともに、上部シャフト１６Ａよりも大きな径寸法を有する円盤状をなしている。第一クランク軸１４Ａは、上述の圧縮室Ｒ１内に収容される。中間シャフト１６Ｂは、軸線Ｏに沿って延びるとともに、軸線Ｏ方向における第一クランク軸１４Ａの一方側に取り付けられている。中間シャフト１６Ｂは、上記の上部シャフト１６Ａと同等の径寸法を有している。第一クランク軸１４Ａには第一ピストンロータ１３Ａが取り付けられている。第一ピストンロータ１３Ａは、第一クランク軸１４Ａを外周側から覆う円環状をなしている。軸線Ｏ方向における第一ピストンロータ１３Ａの寸法は、軸線Ｏ方向における第一クランク軸１４Ａの寸法よりも大きい。即ち、第一ピストンロータ１３Ａの軸線Ｏ方向他方側の端部は、第一クランク軸１４Ａの他方側の端面から軸線Ｏ方向に突出している。

【0033】

第二クランク軸１４Ｂは、軸線Ｏ方向における中間シャフト１６Ｂの一方側に設けられている。第二クランク軸１４Ｂは、中間シャフト１６Ｂよりも大きな径寸法を有するとともに、第一クランク軸１４Ａと同等の径寸法を有する円盤状をなしている。第二クランク軸１４Ｂの外周面には、第二クランク軸１４Ｂを外周側から覆う円環状の第二ピストンロータ１３Ｂが取り付けられている。軸線Ｏ方向における第二ピストンロータ１３Ｂの寸法は、軸線Ｏ方向における第二クランク軸１４Ｂの寸法よりも大きい。即ち、第二ピストンロータ１３Ｂの軸線Ｏ方向一方側の端部は、第二クランク軸１４Ｂの一方側の端面から軸線Ｏ方向に突出している。下部シャフト１６Ｃは、軸線Ｏに沿って延びるとともに、当該軸線Ｏ方向における第二クランク軸１４Ｂの一方側に取り付けられている。下部シャフト１６Ｃは、上記の上部シャフト１６Ａ、及び中間シャフト１６Ｂと同一の径寸法を有している。

【0034】

上部シャフト１６Ａは、上部軸受部１７Ａから上方（すなわち、圧縮機構部１０Ａから見てモータ１８が位置する方向）に突出している。上部シャフト１６Ａには、当該クランクシャフト１６を回転駆動させるためのモータ１８のロータ１９Ａが一体に設けられている。ロータ１９Ａの外周部に対向して、ステータ１９Ｂが、ハウジング１１の内周面に固定して設けられている。

【0035】

上部接触部３０は、上述の上部軸受部１７Ａと潤滑油膜を介して摺接している。上部接触部３０は、第一クランク軸１４Ａの軸線Ｏ方向他方側を向く面から、軸線Ｏ方向他方側に向かって突出している。上部接触部３０の突出寸法（即ち、軸線Ｏ方向における寸法）は、上述の第一ピストンロータ１３Ａの第一クランク軸１４Ａに対する軸線Ｏ方向の突出寸法と同一である。上部接触部３０は、軸線Ｏ方向から見て、第一クランク軸１４Ａよりも小さな面積を有している。さらに、図３に示すように、上部接触部３０は、軸線Ｏ方向から見て、シャフト本体１６Ｈと重複する扇形状をなしている。より具体的には、上部接触部３０の軸線Ｏ方向他方側を向く面（上面３０ｓ）は、第一クランク軸１４Ａの外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第一端面３０ａと、第一クランク軸１４Ａの外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第一外周面３０ｂとによって画成されている。第一端面３０ａは、第一クランク軸１４Ａの中心付近を通るとともに、シャフト本体１６Ｈから離間する方向に凸となる曲面状をなしている。シャフト本体１６Ｈの外周面と上部接触部３０の第一外周面３０ｂとは一部で互いに接している。また、本実施形態では、第一端面３０ａは、軸線Ｏを含む断面視において、当該軸線Ｏと同一の方向に延びている（図２参照）。

【0036】

下部接触部４０は、上述の下部軸受部１７Ｂと潤滑油膜を介して摺接している。下部接触部４０は、第二クランク軸１４Ｂの軸線Ｏ方向一方側を向く面から、軸線Ｏ方向一方側に向かって突出している。下部接触部４０の突出寸法（即ち、軸線Ｏ方向における寸法）は、上述の第二ピストンロータ１３Ｂの第二クランク軸１４Ｂに対する軸線Ｏ方向の突出寸法と同一である。下部接触部４０は、軸線Ｏ方向から見て、第二クランク軸１４Ｂよりも小さく、かつ上記の上部接触部３０よりも大きな面積を有している。さらに、図３に示すように、下部接触部４０は、軸線Ｏ方向から見て、シャフト本体１６Ｈと重複する扇形状をなしている。より具体的には、下部接触部４０の軸線Ｏ方向一方側を向く面（下面４０ｓ）は、第二クランク軸１４Ｂの外周面よりも径寸法の大きな円弧状の第二端面４０ａと、第二クランク軸１４Ｂの外周面と同軸かつ同一の径寸法を有する第二外周面４０ｂとによって画成されている。第二端面４０ａは、第二クランク軸１４Ｂの中心付近を通るとともに、シャフト本体１６Ｈから離間する方向に凸となる曲面状をなしている。シャフト本体１６Ｈの外周面と下部接触部４０の第二外周面４０ｂとは一部で互いに接している。また、本実施形態では、第二端面４０ａは、軸線Ｏを含む断面視において、当該軸線Ｏと同一の方向に延びている（図２参照）。さらに、軸線Ｏ方向から見て、下部接触部４０の下面４０ｓの面積は、上部接触部３０の上面３０ｓの面積よりも大きい。この構成により、軸線Ｏを中心として上部接触部３０に働く遠心力が過度に増大することを防ぎつつ、下面４０ｓの面積を可能な限り大きく確保されるため、振動や騒音に対するダンピング効果が高められる。また、第二端面４０ａと軸線Ｏとの間の距離は、第一端面３０ａと軸線Ｏとの間の距離よりも大きい。なお、第一外周面３０ｂと第二外周面４０ｂとは互いに同一の径寸法を有している。さらに、第一端面３０ａと第二端面３０ａはともに、第一外周面３０ｂ、及び第二外周面４０ｂよりも曲率半径が大きい。即ち、上部接触部３０、及び下部接触部４０は、軸線Ｏ方向から見て、曲率半径の異なる２つの円弧によって形成された形状をなしている。また、第二端面４０ａの曲率半径は、第一端面３０ａの曲率半径よりも大きいため、上述のように、軸線Ｏ方向から見て、下部接触部４０の下面４０ｓの面積は、上部接触部３０の上面３０ｓの面積よりも大きくなっている。

【0037】

続いて、本実施形態に係る圧縮機１００の動作について説明する。圧縮機１００を運転するに当たっては、外部からの電力供給によってまずモータ１８を駆動する。モータ１８の駆動に伴って、クランクシャフト１６が軸線Ｏ回りに回転する。クランクシャフト１６の回転に伴って第一クランク軸１４Ａ、第二クランク軸１４Ｂがクランクシャフト１６の中心軸線（軸線Ｏ）回りに旋回する。この旋回に追従するようにして、第一ピストンロータ１３Ａ、及び第二ピストンロータ１３Ｂが圧縮室Ｒ１、Ｒ２内で偏心回転する。このとき、上部接触部３０は上部軸受部１７Ａに対して潤滑油膜を介して摺接する。また、下部接触部４０は下部軸受部１７Ｂに対して潤滑油膜を介して摺接する。第一ピストンロータ１３Ａ、及び第二ピストンロータ１３Ｂの偏心回転によって、圧縮室Ｒ１、Ｒ２の容積が変化し、当該圧縮室Ｒ１、Ｒ２内に取り込まれた冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、ハウジング１１内の吐出空間Ｖを経て外部に取り出される。

【0038】

ここで、上記のような圧縮機１００では、圧縮された冷媒がハウジング１１内を下方から上方に向かって上昇する。これにより、クランクシャフト１６には上方に向かう力が加えられる。この力に起因して、第一ピストンロータ１３Ａ、及び第二ピストンロータ１３Ｂは第一クランク軸１４Ａ、及び第二クランク軸１４Ｂにそれぞれ摺動することでその場に留まる一方で、第一クランク軸１４Ａ、及び第二クランク軸１４Ｂは軸線Ｏ方向に変位する。その結果、上部軸受部１７Ａ、及び下部軸受部１７Ｂに対して第一クランク軸１４Ａ、及び第二クランク軸１４Ｂが断続的に接触することで、騒音や振動を生じる場合がある。そこで、上記のように第一クランク軸１４Ａと上部軸受部１７Ａとの間、及び第二クランク軸１４Ｂと下部軸受部１７Ｂとの間に潤滑油幕を介在させて、上部軸受部１７Ａに対する第一クランク軸１４Ａの変位、及び下部軸受部１７Ｂに対する第二クランク軸１４Ｂを減衰させる必要がある。潤滑油膜が形成される面積が大きいほど、より大きな減衰効果が得られる。つまり、第一クランク軸１４Ａ、及び第二クランク軸１４Ｂの断面積が大きいほど、この減衰効果は大きくなる。しかしながら、断面積を大きくするほど、当該第一クランク軸１４Ａ、及び第二クランク軸１４Ｂに働く遠心力も大きくなってしまう。その結果、損失が増大して圧縮機１００の運転効率が低下してしまう可能性がある。

【0039】

そこで、本実施形態では、第一クランク軸１４Ａの軸線Ｏ方向他方側を向く面、及び第二クランク軸１４Ｂの軸線Ｏ方向一方側を向く面にそれぞれ上部接触部３０、及び下部接触部４０が設けられている。これら上部接触部３０、及び下部接触部４０は、軸線Ｏ方向から見て第一クランク軸１４Ａ、又は第二クランク軸１４Ｂよりも小さな面積を有している。したがって、例えばこれら上部接触部３０、及び下部接触部４０が第一クランク軸１４Ａ、又は第二クランク軸１４Ｂと同等の面積を有している構成に比べて、シャフト本体１６Ｈに働く遠心力を低減することができる。さらに、これら上部接触部３０、及び下部接触部４０は、軸線Ｏ方向から見てシャフト本体１６Ｈよりも大きな径寸法を有していることから、例えば当該上部接触部３０と上部軸受部１７Ａとの間、及び下部接触部４０と下部軸受部１７Ｂとの間に介在する潤滑油膜の面積をより大きく確保することができる。加えて、軸線Ｏ方向から見て、下部接触部４０は上部接触部３０よりも大きな面積を有することから、軸線Ｏ方向一方側に向かうクランクシャフト１６自体の荷重をより安定的に受け止めることができる。その結果、クランクシャフト１６の振動を低減できるとともに、遠心力による損失を低減し、圧縮機１００の効率を向上させることができる。

【0040】

さらに、上記構成によれば、上部接触部３０、及び下部接触部４０が、軸線Ｏ方向から見てシャフト本体１６Ｈと重複している。したがって、例えば上部接触部３０、及び下部接触部４０が、軸線Ｏ方向から見てシャフト本体１６Ｈと離れた位置に設けられている構成に比べて、シャフト本体１６Ｈに働く遠心力の大きさをより小さく抑えることができる。

【0041】

加えて、上記構成によれば、上部接触部３０の第一端面３０ａが第一クランク軸１４Ａの外周面よりも大きな径寸法を有する円弧状をなしている。これにより、例えば当該第一端面３０ａが軸線Ｏ方向から見て直線状をなしている場合に比べて、シャフト本体１６Ｈに働く遠心力の影響をより小さく抑えることができる。

【0042】

また、上記構成によれば、下部接触部４０の第二端面４０ａが第一クランク軸１４Ａ、又は第二クランク軸１４Ｂの外周面よりも大きな径寸法を有する円弧状をなしている。これにより、例えば当該第二端面４０ａが軸線Ｏ方向から見て直線状をなしている場合に比べて、シャフト本体１６Ｈに働く遠心力の影響をより小さく抑えることができる。

【0043】

さらに、上記構成によれば、第一クランク軸１４Ａと第二クランク軸１４Ｂとを備える二気筒の圧縮機１００に対して、上記のクランクシャフト１６を適用することができる。特に、上部接触部３０は軸線Ｏ方向一方側の第一クランク軸１４Ａの上面３０ｓに設けられ、下部接触部４０は軸線Ｏ方向他方側の第二クランク軸の下面４０ｓに設けられる。これにより、上部接触部３０は第一クランク軸１４Ａと他の部材（上部軸受部１７Ａ）との間で生じる振動を潤滑油膜の作用によって減衰させる。下部接触部４０は第二クランク軸１４Ｂと他の部材（下部軸受部１７Ｂ）との間で生じる振動を潤滑油膜の作用によって減衰させるとともに、軸線Ｏ方向一方側に向かうクランクシャフト自体の荷重を安定的に受け止めることができる。

【0044】

以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

【0045】

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図５を参照して説明する。なお、上記の第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図５に示すように、本実施形態では、上部接触部３０Ａ、及び下部接触部４０Ａの構成が上記第一実施形態とは異なっている。

【0046】

具体的には、軸線Ｏを含む断面視において、上部接触部３０Ａの第一端面３０ａ´は、軸線Ｏから離間するに従って、第一クランク軸１４Ａ側に向かって斜めに延びている。第一端面３０ａ´は、上部接触部３０Ａにおける第一クランク軸１４Ａの偏心方向を向く面である。この第一端面３０ａ´は、上部接触部３０Ａの上面３０ｓに対して傾斜している。したがって、上述の上部軸受部１７Ａと第一端面３０ａ´との間には、断面視においてくさび形の空間が形成される。

【0047】

また、軸線Ｏを含む断面視において、下部接触部４０Ａの第二端面４０ａ´は、軸線Ｏから離間するに従って、第二クランク軸１４Ｂ側に向かって斜めに延びている。第二端面４０ａ´は、下部接触部４０Ａにおける第二クランク軸１４Ｂの偏心方向を向く面である。この第二端面４０ａ´は、下部接触部４０Ａの下面４０ｓに対して傾斜している。したがって、上述の下部軸受部１７Ｂと第二端面４０ａ´との間には、断面視においてくさび形の空間が形成される。

【0048】

上記構成によれば、例えば第一端面３０ａ´上に潤滑油を供給する場合、潤滑油は当該第一端面３０ａ´に案内されることで、上部接触部３０Ａと上部軸受部１７Ａとの間に行き渡りやすくなる。また、第二端面４０ａ´上に潤滑油を供給する場合、潤滑油は当該第二端面４０ａ´に案内されることで、下部接触部４０Ａと下部軸受部１７Ｂとの間に行き渡りやすくなる。その結果、上部接触部３０Ａと上部軸受部１７Ａとの間、及び下部接触部４０Ａと下部軸受部１７Ｂとの間に潤滑油を十分に供給することができるため、当該潤滑油による上述の減衰効果をより効果的に発揮させることができる。これにより、圧縮機１００の振動や騒音をより一層低減することができる。

【0049】

以上、本発明の第二実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。

【0050】

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図６を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施形態では、クランクシャフト１６が、上記の第二クランク軸１４Ｂを備えず、一つの第一クランク軸１４Ａのみを備えている。つまり、このクランクシャフト１６は、単気筒の圧縮機１００に適用される。第一クランク軸１４Ａの軸線Ｏ方向他方側に上記と同様の上部接触部３０Ｂが設けられ、軸線Ｏ方向一方側に上記と同様の下部接触部４０Ｂが設けられている。上記の各実施形態と同様に、軸線Ｏ方向から見た場合の下部接触部４０Ｂの面積は、上部接触部３０Ｂの面積よりも大きい。この構成によれば、上記の第一実施形態で説明したものと同様の作用効果を、単気筒の圧縮機１００においても得ることができる。

【0051】

以上、本発明の第三実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、第二実施形態で説明した第一端面３０ａ´、及び第二端面４０ａ´の構成を、第三実施形態における単気筒用のクランクシャフト１６に適用することも可能である。

【符号の説明】

【0052】

１００・・・圧縮機
１０・・・圧縮機本体
１０Ａ・・・圧縮機構部
１１・・・ハウジング
１２Ａ、１２Ｂ・・・シリンダ
１３Ａ・・・第一ピストンロータ
１３Ｂ・・・第二ピストンロータ
１４Ａ・・・第一クランク軸
１４Ｂ・・・第二クランク軸
１６・・・クランクシャフト
１６Ａ・・・上部シャフト
１６Ｂ・・・中間シャフト
１６Ｃ・・・下部シャフト
１７Ａ・・・上部軸受部
１７Ｂ・・・下部軸受部
１８・・・モータ
１９Ａ・・・ロータ
１９Ｂ・・・ステータ
２２Ａ、２２Ｂ・・・開口
２３Ａ、２３Ｂ・・・吸入ポート
２４・・・アキュムレータ
２５・・・ステー
２６Ａ、２６Ｂ・・・吸入管
３０，３０Ａ，３０Ｂ・・・上部接触部
３０ａ，３０ａ´・・・第一端面
３０ｂ・・・第一外周面
３０ｓ・・・上面
４０，４０Ａ，４０Ｂ・・・下部接触部
４０ａ，４０ａ´・・・第二端面
４０ｂ・・・第二外周面
４０ｓ・・・下面
Ｏ・・・軸線
Ｖ・・・吐出空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】