JP6049270B2 - ロータリー圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置に用いられるロータリー圧縮機に関する。

冷凍装置に用いられるロータリー圧縮機は、図１７に示すように、密閉された容器１内に、円筒状の内壁面を有したシリンダ２と、シリンダ２の中心に対して偏心して設けられたピストンロータ３と、を備えている。ピストンロータ３は、シリンダ２の中心軸に沿って設けられたシャフト４に設けられている。シャフト４は、シリンダ２に固定された軸受５Ａ、５Ｂを介してその軸線周りに回転自在に設けられている。シャフト４には、シャフト４を回転させるためのモータ６を構成するロータ６Ａが設けられている。ロータ６Ａの外周側には、容器１の内周面に固定されたステータ６Ｂが配置され、ステータ６Ｂに通電されることによって、シャフト４が回転駆動され、ピストンロータ３がシリンダ２内で旋回する。
そして、シリンダ２とピストンロータ３との間に形成された圧縮室に冷媒を吸い込み、ピストンロータ３の回転により圧縮室容積が減少して冷媒を圧縮して吐出する。

このようなロータリー圧縮機の作動時において、ゴトゴトといった騒音が生じることがあった。これは、ロータ６Ａの上と下で発生する圧力脈動により、ピストンロータ３およびシャフト４が、シャフト４を支持する軸受５Ａ、５Ｂのクリアランスの範囲内で振動し、その結果、ピストンロータ３が、シャフト４の軸線方向に振動して軸受５Ａ、５Ｂ（特に下側の軸受５Ｂ）と干渉し、騒音が生じるのである。

これに対し、シャフト４の軸線方向における軸受５Ａ、５Ｂとピストンロータ３のクリアランスを小さくすることで、騒音を抑えようとする提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。

実開昭６４−１５７９２号公報

しかしながら、上記のクリアランスを小さくするには、加工コストが上昇してしまうという問題がある。

これに対し、モータ６を構成するロータ６Ａの磁力中心Ｃ１と、ステータ６Ｂの磁力中心Ｃ２とを、シャフト４の軸線方向にオフセットさせる構成が考えられる。図１７に示したように、ロータ６Ａの磁力中心Ｃ１をステータ６Ｂの磁力中心Ｃ２の上方にオフセットさせた場合、ステータ６Ｂで発生する磁界によってロータ６Ａおよびシャフト４を下方に引き付けることで、ピストンロータ３を下側の軸受５Ｂに押し付け、これによって騒音の発生を抑制する。
しかし、このような構成では、ピストンロータ３と下側の軸受５Ｂとの摩擦が大きくなるので、シャフト４の回転駆動力のロスが増大し、冷媒の圧縮効率の低下を招く。

これに対し、ロータ６Ａの磁力中心Ｃ１と、ステータ６Ｂの磁力中心Ｃ２とを、上記とは逆方向にオフセットさせ、ステータ６Ｂで発生する磁界によってロータ６Ａおよびシャフト４を上方に浮き上がらせることで、ピストンロータ３が下側の軸受５Ｂに接触するのを低減し、これによって騒音の発生を抑制することも考えられる。
しかし、このような構成では、モータ６が高速回転になり弱め界磁制御がなされる場合には、モータ６で発生する磁界が弱くなり、ロータ６Ａおよびシャフト４を上方に浮き上がらせる力が弱まり、シャフト４が下降して下側の軸受５Ｂに接触してしまい、騒音が発生する。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、騒音の発生を有効に抑制することのできるロータリー圧縮機を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明のロータリー圧縮機は、外殻を形成するケース内に、内部に冷媒が供給されるシリンダと、シリンダの上下に設けられた軸受に回転自在に支持され、シリンダ内を貫通するシャフトと、シャフトの中心軸に対し直交する方向に偏心して設けられ、シリンダ内でシリンダの中心に対して偏心して回転駆動されるピストンロータと、シャフトをその中心軸周りに回転駆動させるステータおよびロータを有するモータと、を備え、ロータとシャフトとをシャフトの軸線方向に沿って相対移動可能とするとともに、シャフトの軸線周りの回転をロータに伝達するジョイント機構によりロータとシャフトとが連結され、ロータが回転している状態において、シャフトにはロータの自重が作用しないことを特徴とする。
本発明のロータリー圧縮機によれば、ロータとシャフトとが、ジョイント機構により、シャフトの軸線方向に沿って相対移動可能に設けられ、モータの作動中にロータがステータで発生する磁界により一定の位置に保持された状態、つまりロータがフローティングした状態では、シャフトにはロータの自重が作用しない。したがって、シャフトがその軸線方向に変位して振動等が生じたとしても、ロータとシャフトとが一体に振動する場合に比較し、その振動を低減することができる。

このようなジョイント機構としては、例えば、シャフトの外周面に、シャフトの軸線方向に連続するガイド部が形成されるとともに、ロータにガイド部に沿ってスライド移動可能なスライド部が形成されたものを用いることができる。
ここで、ステータが発生する磁界によってロータがシャフトの軸線方向に変位するときに、スライド部がガイド部の一端に突き当たることで、ロータとともにシャフトを変位させる構成とすることもできる。これにより、ロータとともにシャフトをフローティングさせることができ、シャフトによる振動の発生も抑えることができる。

また、ジョイント機構としては、シャフトの端部に設けられたシャフト側カップリング部材と、ロータの端部に設けられてシャフト側カップリング部材に対向するロータ側カップリング部材とを備え、シャフト側カップリング部材およびロータ側カップリング部材とが、一方から他方に向けて突出する突起と、他方に形成され、突起が挿入される凹部とを備えて、突起が、凹部内でシャフト側カップリング部材とロータ側カップリング部材とを互いに接近・離間する方向にスライド可能とされたものを用いることができる。
この場合、さらに、ケースに固定され、ロータ側カップリング部材を回転自在に支持する軸受を備えることもできる。これにより、ロータ側カップリング部材およびロータの回転を安定して支持することができる。

さらに、シャフトに、ロータリー圧縮機で圧縮する冷媒に含まれる潤滑油をジョイント機構に供給する給油孔を形成しても良い。

本発明によれば、ロータとシャフトとが、シャフトの軸線方向に沿って相対移動可能に設けられることで、シャフトがその軸線方向に変位したときに生じる振動を低減することができる。

本実施の形態における圧縮機の断面図である。 圧縮機のシリンダおよびピストンロータを示す図であり、圧縮機の軸線に直交した面における断面図である。 第一の実施形態におけるロータとシャフトの構成を示す図である。 第一の実施形態の変形例を示す図である。 第一の実施形態のさらなる変形例を示す図である。 第二の実施形態におけるロータとシャフトの構成を示す図、およびカップリング機構を示す図である。 第二の実施形態の変形例を示す図である。 第二の実施形態のさらなる変形例を示す図である。 第二の実施形態で用いるカップリング機構の変形例を示す図である。 第一、第二の実施形態に組み合わせることのできる応用例を示す図である。 図１０に示した応用例の変形例を示す図である。 図１１に示した応用例の変形例を示す図である。 図１０に示した応用例のさらなる変形例を示す図である。 干渉板の他の例を示す図である。 ロータを支持する軸受と干渉板を組み合わせた例を示す図である。 ピストンロータのバランス調整例を示す図である。 従来のロータリー圧縮機の構成を示す断面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
［第一の実施形態］
図１は、本実施の形態におけるロータリー式の圧縮機１０の構成を示す図である。
この図１に示すように、圧縮機１０は、図１において上下方向に中心軸を有した円筒状の密閉型のケース１１内に、ディスク状のシリンダ２０Ａ、２０Ｂが上下２段に設けられた、いわゆる２気筒タイプである。シリンダ２０Ａ、２０Ｂの中央部には、それぞれ、上下方向に軸線を有した円筒状のシリンダ内壁面２０Ｓが形成されている。

シリンダ２０Ａ、２０Ｂの内方には、シリンダ内壁面２０Ｓの内径よりも小さな外径を有した円筒状のピストンロータ２１Ａ、２１Ｂが配置されている。ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂのそれぞれは、ケース１１の中心軸に沿ったシャフト２３の偏心軸部４０Ａ、４０Ｂに挿入固定されている。これにより、シリンダ２０Ａ、２０Ｂのシリンダ内壁面２０Ｓとピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの外周面との間には、それぞれ三日月状の断面を有した空間Ｒが形成されている。
ここで、上段側のピストンロータ２１Ａと、下段側のピストンロータ２１Ｂとは、その位相が互いに異なるように設けられている。
また、上下のシリンダ２０Ａ、２０Ｂの間には、ディスク状の仕切板２４が設けられている。仕切板２４により、上段側のシリンダ２０Ａ内の空間Ｒと、下段側のシリンダ２０Ｂの空間Ｒとが互いに連通せずに圧縮室Ｒ１と圧縮室Ｒ２とに仕切られている。

図２に示すように、上下のシリンダ２０Ａ、２０Ｂには、圧縮室Ｒ１、Ｒ２を、それぞれ２つに区切るブレード２５が設けられている。ブレード２５は、シリンダ２０Ａ、２０Ｂのそれぞれにおいて、シリンダ２０Ａ、２０Ｂの径方向に延在して形成された挿入溝２６に、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂに対して接近・離間する方向に進退自在に保持されている。そして、ブレード２５は、その後端部２５ａが、コイルバネ２８によって押圧されており、先端部２５ｂがピストンロータ２１Ａ、２１Ｂに常に押し付けられている。

図１に示したように、シャフト２３は、上下のシリンダ２０Ａ、２０Ｂにボルトによって固定された上下の軸受２９Ａ、２９Ｂにより、その軸線周りに回動自在に支持されている。
そして、シャフト２３には、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの内側に、シャフト２３の中心軸から直交する方向にオフセットした偏心軸部４０Ａ、４０Ｂが形成されている。偏心軸部４０Ａ、４０Ｂは、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの内径よりもわずかに小さな外径を有している。これにより、シャフト２３が回転すると、偏心軸部４０Ａ、４０Ｂがシャフト２３の中心軸周りに旋回し、上下のピストンロータ２１Ａ、２１Ｂがシリンダ２０Ａ、２０Ｂ内で、偏心転動する。このとき、ブレード２５は、コイルバネ２８により押圧されているため、先端部２５ｂがピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの動きに追従して進退し、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂに常に押し付けられる。

シャフト２３は、軸受２９Ａから上方に突出して延びており、その突出部には、シャフト２３を回転させるためのモータ３６のロータ３７が設けられている。ロータ３７の外周部に対向して、ステータ３８が、ケース１１の内周面に固定して設けられている。

ケース１１の側方には、シリンダ２０Ａ、２０Ｂの外周面に対向する位置に、開口部１２Ａ、１２Ｂが形成されている。シリンダ２０Ａ、２０Ｂには、開口部１２Ａ、１２Ｂに対向した位置に、シリンダ内壁面２０Ｓの所定位置まで連通する吸入ポート３０Ａ、３０Ｂが形成されている。

ケース１１の外部に、圧縮機１０に供給するに先立ち冷媒を気液分離するためのアキュムレータ１４が、ステー１５を介してケース１１に固定されている。
アキュムレータ１４には、アキュムレータ１４内の冷媒を圧縮機１０に吸入させるための吸入管１６Ａ、１６Ｂが設けられている。吸入管１６Ａ、１６Ｂの先端部は、開口部１２Ａ、１２Ｂを通して、吸入ポート３０Ａ、３０Ｂに接続されている。

このような圧縮機１０においては、アキュムレータ１４の吸入口１４ａからアキュムレータ１４内に冷媒を取り込み、アキュムレータ１４内で冷媒を気液分離して、その気相を吸入管１６Ａ、１６Ｂからシリンダ２０Ａ、２０Ｂの吸入ポート３０Ａ、３０Ｂを介し、シリンダ２０Ａ，２０Ｂの内部空間である圧縮室Ｒ１、Ｒ２に供給する。
そして、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂの偏心転動により、圧縮室Ｒ１、Ｒ２の容積が徐々に減少して冷媒が圧縮される。シリンダ２０Ａ、２０Ｂの所定の位置には、冷媒を吐出する吐出穴（図示無し）が形成されており、この吐出穴にはリード弁（図示無し）が備えられている。これにより、圧縮された冷媒の圧力が高まると、リード弁を押し開き、冷媒をシリンダ２０Ａ、２０Ｂの外部に吐出する。吐出された冷媒は、ケース１１の上部に設けられた吐出管４２から外部の図示しない配管に排出される。

さて、上記のような圧縮機１０においては、シャフト２３が、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂと上下の軸受２９Ａ、２９Ｂとの間に形成された所定寸法のクリアランスの範囲内で、シャフト２３の軸線方向に沿ってスライド可能とされている。
図３に示すように、シャフト２３には、その外周面に、その軸線方向に沿って連続するガイド溝５０が形成されている。
一方、ロータ３７は、円筒状で、その中心部に形成された孔５１にシャフト２３が挿通されている。孔５１の内周面には、シャフト２３の軸線方向に沿って連続するガイド突起５２が形成されている。ガイド突起５２は、ガイド溝５０内に挿入された状態で、ガイド溝５０が連続する方向に相対的にスライド移動可能とされている。これにより、ロータ３７は、シャフト２３の軸線方向に沿ってスライド移動可能となっている。

また、図１に示したように、ロータ３７は、永久磁石を内蔵しており、ロータ３７が回転していない状態では、その磁力中心Ｃ１０が、ステータ３８の磁力中心Ｃ２０に対し、シャフト２３の軸方向に沿って下方にオフセットして配置されている。

このような構成においては、ステータ３８に通電されると、ステータ３８とロータ３７との間に生じる磁界により、ステータ３８に対し、ロータ３７が上方に浮き上がる（フローティング）。このとき、ロータ３７が浮上すると、ガイド突起５２がガイド溝５０の上端部５０ａを下方から突き上げ、これによって、ロータ３７とともにシャフト２３がフローティングするようになっている。
これによって、ピストンロータ２１Ｂが下方の軸受２９Ｂに接触するのを抑え、騒音の発生を抑制することができる。

ここで、モータ３６が高速回転になると、ステータ３８に供給する電流の位相を誘起電圧に対し進み位相にする弱め界磁制御を行うことにより、回転数の上昇を確保することができる。この場合、ステータ３８で生じる磁界が弱くなるため、ロータ３７は、ガイド突起５２がガイド溝５０の上端部５０ａに突き当たる高さよりも低い位置に留まる。この状態で、ロータ３７のガイド突起５２は、永久磁石の磁界作用により、ガイド溝５０の下端部５０ｂには突き当たらない位置で浮上している。一方、シャフト２３は下降し、ピストンロータ２１Ｂが下方の軸受２９に接触した状態となるが、ロータ３７は浮上しているので、ロータ３７の荷重はシャフト２３に作用しない。これにより、圧縮機１０が定常運転状態にあるときには、ピストンロータ２１Ｂが下方の軸受２９Ｂに接触するにしても、作用するのはシャフト２３の自重のみであるので、ピストンロータ２１Ｂと軸受２９Ｂとの衝突時における騒音の発生を抑制することができる。

加えて、上記のようにしてピストンロータ２１Ｂと軸受２９Ｂとの接触荷重が減るため、フリクションロスが低減され、圧縮機１０の作動効率が高められる。
この他、従来はロータとシャフトとが焼き嵌めされて一体化されていたが、その焼き嵌め精度により、ロータとシャフトの軸線方向位置にばらつきが生じていたが、上記のようにシャフト２３の軸線方向にロータ３７をスライド移動可能に設けることによって、シャフト２３とロータ３７の軸線方向位置のばらつきの問題からは解放される。

（第一の実施形態の複数の変形例）
なお、上記第一の実施形態で示した構成に、以下に示すような構成を組み合わせることもできる。
例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、シャフト２３の中心部に、その軸線方向に連続する潤滑油孔５５が形成され、この潤滑油孔５５に連続して、ガイド溝５０の底部５０cに開口する給油孔５６が、ガイド溝５０の長さ方向に沿って複数形成されている。
このような構成によれば、シャフト２３の回転に伴って、遠心ポンプと同様の原理で、圧縮室内の、潤滑油を含んだ冷媒が、潤滑油孔５５の下端部から吸い上げられ、給油孔５６からガイド溝５０内に吐出される。これにより、ガイド溝５０とガイド突起５２との間が潤滑され、その摺動抵抗が低減され、シャフト２３とロータ３７との動きを、それぞれ独立して滑らかに行うことができる。したがって、磁界が弱まってロータ３７が下降したときにも、シャフト２３がこれに追従しにくくなり、騒音の発生を抑制することができる。

さらには、図４に示した構成に加え、図５（ａ）に示すように、ガイド溝５０の側面に、シャフト２３の中心部から外周部に向かう方向に連続する潤滑油溝５７を形成しても良い。このようにすると、給油孔５６からガイド溝５０内に吐出された潤滑油が、シャフト２３の遠心力によって潤滑油溝５７を外周側に向かって流れ、ガイド溝５０とガイド突起５２との間の潤滑性がさらに高まる。

また、図５（ｂ）に示すように、シャフト２３の中心からオフセットした位置に、シャフト２３の軸線方向に連続する潤滑油孔５８を形成し、この潤滑油孔５８に連続して、ガイド溝５０の側面５０ｄに開口する給油孔５９を形成しても良い。
このような構成においても、潤滑油孔５８で吸い上げた潤滑油を給油孔５９からガイド溝５０とガイド突起５２との間に供給することができ、それらの潤滑性を高めることができる。

［第二の実施形態］
次に、本発明にかかるロータリー圧縮機の第二の実施形態を示す。以下に示す第二の実施形態においては、上記第一の実施形態との差異は一部の構成のみであり、それ以外の圧縮機１０の全体的な構成は上記第一の実施形態と同様である。したがって、以下においては、上記第一の実施形態と異なる構成を中心に説明を行い、上記第一の実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
上記第一の実施形態では、シャフト２３が円筒状のロータ３７の中心部を貫通する構成としたが、図６（ａ）を示すように、本実施形態における圧縮機１０においては、シャフト６１は、ロータ６２を貫通せず、シャフト６１の上端部が、カップリング機構６３を介してロータ６２に接続された構成を有している。

カップリング機構６３は、シャフト６１の軸線方向に沿って互いに対向する下部カップリング部材６４と上部カップリング部材６５とからなる。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、下部カップリング部材６４、上部カップリング部材６５は、それぞれ、円盤状のベース６４ａ，６５ａと、ベース６４ａ、６５ａ上に突出した突起６４ｂ、６５ｂとからなる。下部カップリング部材６４と上部カップリング部材６５は、ベース６４ａ、６５ａどうしを対向させた状態で、突起６４ｂ、６５ｂを、相手側の突起６４ｂ、６４ｂ間、６５ｂ、６５ｂ間に形成された凹部６４ｃ、６５ｃに噛み合わせることによって、双方が、周方向への変位が拘束され、かつ互いに接近・離間する方向の変位が許容された状態で連結される。

これにより、シャフト６１に対し、ロータ６２が、周方向への変位が拘束されつつ、上下方向に変位可能とされている。このような構成においては、圧縮機１０の作動時には、ステータ３８で生じる磁界によって、ロータ６２のみが上下動する。このため、ピストンロータ２１Ａ、２１Ｂと上下の軸受２９Ａ、２９Ｂとの間に、シャフト６１を上下動させるためのクリアランスを形成する必要がなく、当然、シャフト６１が上下にガタつくことがなく、騒音の発生を抑制することができる。
ロータ６２は、圧縮機１０が起動してしまえば、ステータ３８で生じる磁界とロータ６２が備える永久磁石による磁界により、浮上した状態を維持するため、運転中に騒音が発生するのを抑制できる。
圧縮機１０の起動時、停止時において、ステータ３８で生じる磁界がＯＮ・ＯＦＦするときにおける、ロータ６２とともに下降する上部カップリング部材６５と下部カップリング部材６４との衝突音を抑制するのであれば、図６（ｂ）に示すように、上部カップリング部材６５と下部カップリング部材６４との間に、ゴム系材料や樹脂系材料等からなる緩衝部材６６を挟み込むのが好ましい。

また、上記のような構成によれば、ロータ６２にシャフト６１を貫通させる必要がないことから、ロータ６２を中実構造にすることもできる。これにより、ロータ６２を小径化して、その自重を減らすことができ、シャフト６１側への上下方向の振動伝播を一層抑えることができる。加えて、ロータ６２が小径化すれば、モータ３６の効率向上、小型化による、圧縮機１０の性能向上および小型化を図ることもできる。

また、カップリング機構６３は、市販のものを用いることもできるし、製作するにしても、ガイド溝５０を有したシャフト２３に比較し、構造がシンプルで製作を容易に行える。

また、従来、シャフトとロータを焼き嵌めする構造においては、これらを一体化したもので回転バランスをとっており、加工・製作難易度が高かったが、本実施形態の構成によれば、カップリング機構６３によって、シャフト６１とロータ６２とが回転体としてそれぞれ独立したものとなるため、シャフト６１単体でバランス設計を行うことが可能となる。
図１に示した、二組のシリンダ２０Ａ、２０Ｂとピストンロータ２１Ａ、２１Ｂとを備える２気筒の圧縮機１０においては、シャフト６１に一体に設けられた一方のピストンロータ２１Ａと他方のピストンロータ２１Ｂとでバランスを相殺できるが、一組のシリンダとピストンロータ２１Ａを備える１気筒の圧縮機に本実施形態の構成を適用した場合、図１６に示すように、ピストンロータ２１Ａに抜き穴９０を形成したり、後述のようにシャフト６１に形成する給油孔６７をオフセットさせることで、シャフト６１のバランスを取ることができる。

なお、上記第二の実施形態においては、シャフト６１と下部カップリング部材６４、ロータ６２と上部カップリング部材６５を、一体化する構成とすることもできる。

また、図７に示すように、シャフト６１および下部カップリング部材６４を貫通する給油孔６７を形成し、この給油孔６７を通して、下部カップリング部材６４と上部カップリング部材６５との間の潤滑を図ることもできる。これにより、上部カップリング部材６５およびロータ６２の作動性を向上させることができ、上記効果を一層顕著なものとすることができる。

（第二の実施形態の変形例）
図８（ａ）に示すように、上部カップリング部材６５を、外周部を圧縮機１０のケース１１に溶接または圧入等によって固定したラジアル軸受６８によって回転自在に支持する構成とすることもできる。
このような構成によれば、下部カップリング部材６４と上部カップリング部材６５との間のクリアランスによって、上部カップリング部材６５およびロータ６２の回転動作が不安定になることもなく、これらを安定させて動作させることができる。これによって、上部カップリング部材６５およびロータ６２の半径方向の振動が抑制され、モータ３６の電磁音が低減できる。
加えて、ロータ６２が不意に落下した場合にも、ロータ６２をラジアル軸受６８の上面で受けることができ、ロータ６２の下方への変位を規制することができる。

また、図８（ｂ）に示すように、上部カップリング部材６５を、外周部を圧縮機１０のケース１１に溶接または圧入等によって固定したスラスト軸受６９によって回転自在に支持する構成とすることもできる。
このような構成によれば、上部カップリング部材６５およびロータ６２を、スラスト軸受６９上で安定して回転させることができる。これによって、ロータ６２の回転時の摺動摩擦を著しく低減することができ、モータ３６および圧縮機１０の性能が向上する。
なお、下部カップリング部材６４と上部カップリング部材６５との間にクリアランス（逃がし）が設けられているので、この逃がし部分で上部カップリング６５と一体になっているロータ６２が上下方向に動ける余裕がある。したがって、先に説明したように、ロータ６２とステータ３８の間にオフセットを設けておけば、ロータ６２をフローティングさせることができる。このとき，上部カップリング６５は，スラスト軸受に固定しない。したがってこの場合のスラスト軸受６９は，上部カップリング６５が落下してきたときの受け皿になるのみであるから、平滑な軸受面があれば足りる。
一方、上部カップリング６５をスラスト軸受６９に固定した方が安定する。ただし、この形態を採用すると、ロータ６２はフローティングできないことになる。このとき、スラスト軸受６９は、できるだけ摩擦が少なくなるよう、ころなどの転動体を備える軸受を用いることが好ましい。

また、カップリング機構６３として、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、上部ハブ７０と下部ハブ７１との間に、スライダー７２を挟み込み、上部ハブ７０とスライダー７２、スライダー７２と下部ハブ７１とを、それぞれシャフト６１の径方向に延び、互いに直交する方向に延びる突条７３、７４および溝７５、７６によって噛み合わせる、いわゆるオルダム形状とすることもできる。
このようなカップリング機構６３においても、シャフト６１とロータ６２とを、回転方向には拘束しつつ、シャフト６１の軸線に沿った上下方向には移動自在に連結することができる。このようなカップリング機構６３は製作が容易であり、より低コストで上記効果を得ることができる。

さらに、カップリング機構６３として、図９（ｃ）に示すように、上部ハブ７７と下部ハブ７８とを、蛇腹状の金属性のベローズ７９によって連結したものを用いることもできる。このような構成によれば、ベローズ７９が伸縮することで、上部ハブ７７と下部ハブ７８とが互いに接近・離間自在となる一方、上部ハブ７７と下部ハブ７８は回転方向に拘束される。
このようなカップリング機構６３においても、シャフト６１とロータ６２とを、回転方向には拘束しつつ、シャフト６１の軸線に沿った上下方向には移動自在に連結することができる。特に、上部ハブ７７と下部ハブ７８との間に、回転方向のガタが生じないため、シャフト６１とロータ６２との回転力伝達がスムーズに行える。

（その他の応用例）
上記した第１および第２の実施形態に示した構成には、以下に示すような構成を組み合わせることができる。
すなわち、図１０（ａ）に示すように、圧縮機１０のモータ３６の上下の空間Ａ１、Ａ２においては、その寸法によって、モータ３６の回転時に生じる振動の一次成分が、空間Ａ１、Ａ２の音響固有周波数と共鳴する場合がある。共鳴が生じると、モータ３６の振動による圧力変動が増幅され、その結果、ロータ３７、６２が上下に強く加振されることがある。
これを防ぐために、モータ３６の上方の空間Ａ１、あるいは下方の空間Ａ２（図１０（ａ）の例では上方の空間Ａ１）に、円板状の干渉板８０を設けることができる。これにより、空間Ａ１あるいはＡ２の音響固有周波数を、モータ３６の最高回転数における振動の一次成分よりも高めるのである（１気筒の圧縮機の場合）。なお、二組のシリンダ２０Ａ、２０Ｂとピストンロータ２１Ａ、２１Ｂとを備える２気筒の圧縮機１０においては、空間Ａ１あるいはＡ２の音響固有周波数を、モータ３６の最高回転数における振動の二次成分よりも高める。

このような干渉板８０は、ステータ３８のボビン（巻き線端）３８ａに固定することができる。
また、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、干渉板８０には、冷媒を通すための貫通孔８１を形成する。この貫通孔８１は、冷媒の吐出管４２から離間した位置に形成するのが好ましい。

上述した干渉板８０を備えることにより、モータ３６の振動をより一層有効に低減させることができる。
また、干渉板８０により、冷媒に含まれる潤滑油が捕捉されるため、冷媒中の油量百分率であるＯＣ％を低減させることができ、ＯＣ％低減のために設けられている吐出管４２のケース１１への挿入長さを短くすることができ、コストダウンを図ることができる。

図１１に示すように、干渉板８０を、中央部８０ａに対して外周部８０ｂが低くなるよう、傘状に形成することもできる。これにより、干渉板８０の下面８０ｃによって捕捉された潤滑油が、干渉板８０の外周側に流れ、これをケース１１の内周面を伝って圧縮機１０の下部に戻しやすい構成となる。

また、図１２に示すように、干渉板８０に形成した貫通孔８１にフード８３を設け、貫通孔８１を通る冷媒に含まれる潤滑油をさらに捕捉することもできる。

さらには、図１３に示すように、干渉板８０に形成した貫通孔８１に、ロータ３７、６２の回転方向に沿った方向に開口するよう、フード８４を設けることもできる。このようなフード８４は、貫通孔８１を通る冷媒に含まれる潤滑油をさらに捕捉するのに加え、通過した冷媒を、ケース１１の内周面に向けて吹き付ける。すると、冷媒中に含まれる油は、比重が大きいため、遠心力によってケース１１の内周面に吹き付けられ、冷媒と油の分離をより効率良く行うことができる。

上述したような干渉板８０は、図１４に示すように、モータ３６のロータ３７、６２に固定する構成とすることもできる。
このような構成とすれば、ロータ３７、６２の回転時の慣性が増大し、これによってロータ３７、６２の回転を安定させてトルク変動を抑制することができる。

また、図１５に示すように、これらの干渉板８０を、図６に示した、上部カップリング部材６５を、その上方において回転自在に支持する、ラジアル軸受８８によって構成することもできる。このラジアル軸受８８は、その外周部が、溶接や圧入等によってケース１１の内周面に固定されている。
このような構成によれば、上部カップリング部材６５およびロータ６２を安定させて動作させることができる。これによって、上部カップリング部材６５およびロータ６２の半径方向の振動が抑制され、モータ３６の電磁音が低減できる。
しかも、このラジアル軸受８８が干渉板８０としても機能するため、冷媒と潤滑油の分離効率を高めることが可能となる。

なお、上記実施の形態では、圧縮機１０の構成について説明したが、本願発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、各部の構成は適宜変更などを加えることが可能である。
また、上記では、二組のシリンダ２０Ａ、２０Ｂとピストンロータ２１Ａ、２１Ｂとを備える２気筒の圧縮機１０を例に挙げたが、１気筒、または３気筒以上の圧縮機にも本発明は適用できる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したり、適宜組み合わせることが可能である。

１０ 圧縮機
１１ ケース
２０Ａ，２０Ｂ シリンダ
２１Ａ、２１Ｂ ピストンロータ
２３、６１ シャフト
２９Ａ、２９Ｂ 軸受
３６ モータ
３７、６２ ロータ
３８ ステータ
５０ ガイド溝（ガイド部、ジョイント機構）
５０ａ 上端部
５０ｂ 下端部
５２ ガイド突起（スライド部、ジョイント機構）
６３ カップリング機構（ジョイント機構）
６４ 下部カップリング部材（シャフト側カップリング部材）
６５ 上部カップリング部材（ロータ側カップリング部材）
６４ｂ、６５ｂ 突起
６４ｃ、６５ｃ 凹部
６６ 緩衝部材
６８、８８ ラジアル軸受
６９ スラスト軸受
８０ 干渉板

Claims (8)

1. 外殻を形成するケース内に、
   内部に冷媒が供給されるシリンダと、
   前記シリンダの上下に設けられた軸受に回転自在に支持され、前記シリンダ内を貫通するシャフトと、
   前記シャフトの中心軸に対し直交する方向に偏心して設けられ、前記シリンダ内で前記シリンダの中心に対して偏心して回転駆動されるピストンロータと、
   前記シャフトをその中心軸周りに回転駆動させるステータおよびロータを有するモータと、を備え、
   前記ロータと前記シャフトとを前記シャフトの軸線方向に沿って相対移動可能とするとともに、前記シャフトの軸線周りの回転を前記ロータに伝達するジョイント機構により前記ロータと前記シャフトとが連結され、
   前記ロータが回転している状態において、前記シャフトには前記ロータの自重が作用しないことを特徴とするロータリー圧縮機。
2. 前記ジョイント機構として、前記シャフトの外周面に、前記シャフトの軸線方向に連続するガイド部が形成されるとともに、前記ロータに前記ガイド部に沿ってスライド移動可能なスライド部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリー圧縮機。
3. 前記ステータが発生する磁界によって前記ロータが前記シャフトの軸線方向に変位するときに、前記スライド部が前記ガイド部の一端に突き当たることで、前記ロータとともに前記シャフトを変位させることを特徴とする請求項２に記載のロータリー圧縮機。
4. 前記ジョイント機構として、前記シャフトの端部に設けられたシャフト側カップリング部材と、前記ロータの端部に設けられて前記シャフト側カップリング部材に対向するロータ側カップリング部材とを備え、
   前記シャフト側カップリング部材および前記ロータ側カップリング部材とが、一方から他方に向けて突出する突起と、他方に形成され、前記突起が挿入される凹部とを備えて、前記突起が、前記凹部内で前記シャフト側カップリング部材と前記ロータ側カップリング部材とを互いに接近・離間する方向にスライド可能とされていることを特徴とする請求項１に記載のロータリー圧縮機。
5. 前記ケースに固定され、前記ロータ側カップリング部材を回転自在に支持する軸受をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のロータリー圧縮機。
6. 前記シャフトに、前記ロータリー圧縮機で圧縮する冷媒に含まれる潤滑油を前記ジョイント機構に供給する給油孔が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のロータリー圧縮機。
7. 前記ロータは、
   回転していなければ、その磁力中心が、前記ステータの磁力中心に対し、前記シャフトの軸方向に沿って下方にオフセットして配置されており、
   回転すれば、前記ステータに対し、所定位置まで前記ロータが上方に浮上するとともに前記シャフトも浮上することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のロータリー圧縮機。
8. 弱め界磁制御が前記モータになされると、
   前記ロータは、浮上の状態を維持したままで、前記所定位置より降下し、
   前記シャフトは、下降して浮上の状態が解かれることを特徴とする請求項７に記載のロータリー圧縮機。

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