JP2009264375A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により、圧縮効率の低下を抑えつつ、摺動部の焼付きや磨耗を防止できるロータリ圧縮機を提供する。
【解決手段】ロータリ圧縮機１は、ケーシング２と、シリンダ本体３と、二つのヘッド部材４と、潤滑油を濾過して当該潤滑油中の異物を除去するためのフィルタ５とを備える。ケーシング２内部において一つのシリンダ本体３及び二つのヘッド部材４の下方には、潤滑油が溜められる油溜まり部２３が形成されている。ケーシング２内部において一つのシリンダ本体３及び二つのヘッド部材４の上方には、圧縮ガス及び潤滑油が放出される放出空間２４が形成されている。ケーシング２内部においてシリンダ室３０の径方向外側に対応した領域には、油溜まり部２３と放出空間２４とを連絡する複数のオイル戻し通路６が形成されている。フィルタ５は、複数のオイル戻し通路６にわたるように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機外からの異物を捕捉するためのフィルタを備えるロータリ圧縮機に関する。

ロータリ式の圧縮機においては、圧縮機外からの異物が圧縮機内の摺動部へ入り込むと、摺動部において焼付きや磨耗が発生するため、異物が摺動部に到達しないようにするための対策が必要になる。

ロータリ式圧縮機の異物対策に関する技術の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１のロータリコンプレッサは、駆動要素と、第１・第２の回転圧縮要素からなる回転圧縮機構部と、回転軸を軸支する上部支部材と、下部支持部材とを密閉容器内に備えている。そして、上部支持部材と下部支持部材においては、吸込ポートにて上下シリンダの内部とそれぞれ連通する吸込通路と凹陥した吐出消音室とが設けられ、吸込通路の開口端部を囲繞するように凹陥形成されたフィルタ設置部に、フィルタが挿入設置されている。

このような構成によると、フィルタ設置部にはフィルタが設置されているので、冷媒導入管を介して導入されてシリンダの低圧室側に吸入される低圧の冷媒ガスは、フィルタによりろ過され、異物が除去される。そのため、第１・第２の回転圧縮要素の摺動部分における焼付きや磨耗などの発生が防止される。

特開２００６−１２５３７７号公報

特許文献１に開示されているロータリコンプレッサにおいては、冷媒の導入経路にフィルタを設置することで、圧縮機の入口部分で異物の侵入を防止している。しかし、特許文献１の技術を用いる場合には、フィルタ設置部を上部支持部材及び下部支持部材に凹陥形成してそこにフィルタを設定していることから分かるように、圧縮機内部の構成部材の形状が複雑になる。一方、ロータリ圧縮機の構成は簡易なものであることが望ましい。

また、上記の技術において、フィルタに目詰まりが生じると、フィルタの前後で圧力差が生じて圧縮効率が低下してしまう。一方、濾過面積を広げることで、異物によるフィルタの目詰まりを抑制できると考えられる。しかし、冷媒導入経路にフィルタを設置する場合には、フィルタにおける有効な濾過面積は、主に冷媒導入経路の径によって決定されるので、濾過面積を広げることには限界がある。

そこで、この発明は、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、簡易な構成により、圧縮効率の低下を抑えつつ、摺動部の焼付きや磨耗を防止できるロータリ圧縮機を提供することを目的とする。

第１の発明にかかるロータリ圧縮機は、筒状のケーシング（２）と、前記ケーシング内部に収められ且つシリンダ室（３０）が形成された一つのシリンダ本体（３）と、前記一つのシリンダ本体を挟むように配置された二つのヘッド部材（４）と、潤滑油を濾過して当該潤滑油中の異物を除去するためのフィルタ（５）とを備え、前記ケーシング内部において前記一つのシリンダ本体及び前記二つのヘッド部材の下方には、前記潤滑油が溜められる油溜まり部（２３）が形成されており、前記ケーシング内部において前記一つのシリンダ本体及び前記二つのヘッド部材の上方には、前記シリンダ室において圧縮された圧縮ガス及び前記潤滑油が放出される放出空間（２４）が形成されており、前記ケーシング内部において前記シリンダ室の径方向外側に対応した領域には、前記油溜まり部と前記放出空間とを連絡する一つ又は複数のオイル戻し通路（６）が形成されており、前記フィルタは、前記一つ又は複数のオイル戻し通路にわたるように配置されていることを特徴とする。

本発明の発明者は、異物の侵入経路に関して次のことを知得している。まず、異物が入り込んだときに最も影響が大きいのは、ピストンのローラとクランクピンとの摺動部分（これをローラ内部摺動部分とする）であり、ピストンのローラとシリンダ室の内周面との摺動部分（これをローラ外部摺動部分とする）における異物の影響は比較的小さい。

そして、導入された冷媒ガスに異物が混入している場合、異物は圧縮室（ローラ外部）に入り込むが、ローラ内部へ直接侵入することは少ない。これは、ピストンのローラ内部が、高圧の潤滑油及び潤滑油に溶け込んだ冷媒で満たされることにより高圧状態に保たれているため、シリンダ室の内部においてローラ内部の方がローラ外部よりも高圧状態になっており、ローラ内部からローラ外部へと潤滑油及び潤滑油に溶け込んだ冷媒の流れが生じているからである。

その結果、ローラ内部摺動部分へ異物が侵入する主な経路は、高圧の潤滑油の流路となる油溜まり部からのオイル供給路となる。通常、オイル供給路として複数の経路が存在するが、最終的には、異物は、ガス及び潤滑油と一体となって、ケーシング内部上方の放出空間へと放出される。そして、放出された潤滑油は、異物と共に、オイル戻し通路を通って下部の油溜まり部へ移動する。すなわち、ローラ内部摺動部分への侵入が問題になるのは、油溜まり部の潤滑油に混入する異物ということになる。従って、異物が、油溜まり部を経由してローラ内部に侵入しないようにすればよいことになり、異物を含む冷媒がシリンダ室に入り込むこと自体はある程度許容できる。そのため、冷媒の導入経路にフィルタを設置する必要はなく、油溜まり部に異物が到達する前に異物を濾過できればよい。

そして、シリンダ室内から放出空間へ放出された潤滑油及び異物は、オイル戻し通路を通って油溜まり部に移動することになるため、オイル戻し通路にわたるようにフィルタを設置すれば、効率的に異物を捕捉できる。そして、本発明の構成によると、流路径が比較的小さい導入経路の代わりに、流路断面積が大きいオイル戻し通路にわたるようにフィルタを配置するので、フィルタの目詰まりが抑制され、圧縮効率の低下が少ない。また、本発明にかかるフィルタは、一つ又は複数のオイル戻し通路にわたるように配置すればよいものであり、フィルタを設置するために構成部材の形状を複雑なものにする必要がない。そのため、例えば、従来の圧縮機の構成部材をそのまま利用することができ、ロータリ圧縮機の構成を簡易なものとすることができる。以上のことから、本構成にかかるロータリ圧縮機では、簡易な構成により、圧縮効率の低下を抑えつつ摺動部の焼付きや磨耗を防止できる。

また、本構成によると、例えば、フィルタの形状をリング状にすることにより、一部材としてフィルタを構成でき、この観点においても、ロータリ圧縮機の構成を簡易なものとすることができる。

なお、フィルタがわたるように配置される一つ又は複数のオイル戻し通路とは、流路断面積が大きく、異物通過リスクの高い通路のことである。ケーシング内部に、流路断面積が小さく、異物通過リスクが低い通路が形成されている場合には、このような異物通過リスクの低いオイル戻し通路に対して、フィルタが配置されていてもよいし、配置されていなくてもよい。

第２の発明にかかるロータリ圧縮機においては、第１の発明にかかるロータリ圧縮機において、前記フィルタは、前記シリンダ室において圧縮された圧縮ガス及び前記潤滑油が前記ケーシング内部に放出される放出部と、前記油溜まり部において前記潤滑油が吸い込まれる吸込部との間に配置されることを特徴とする。これによると、異物が除去された潤滑油を油溜まり部に戻し、その潤滑油を圧縮機内の摺動部へ供給することができる。

第３の発明にかかるロータリ圧縮機においては、第１または第２の発明にかかるロータリ圧縮機において、前記フィルタは、前記シリンダ本体及び前記二つのヘッド部材のいずれかの端面に配置されていることを特徴とする。これによると、簡素な配置構成にすることができる。

第４の発明にかかるロータリ圧縮機においては、筒状のケーシング（２）と、前記ケーシング内部に収められ且つシリンダ室が形成された複数のシリンダ本体（１０３ａ、１０３ｂ）と、前記複数のシリンダ本体のそれぞれの間に配置された１又は複数の板状部材（１０４ｃ）と、前記シリンダ本体及び前記板状部材を挟むように配置された二つのヘッド部材（１０４）と、潤滑油を濾過して当該潤滑油中の異物を除去するためのフィルタ（５）とを備え、前記ケーシング内部において前記シリンダ本体、前記板状部材及び前記ヘッド部材の下方には、前記潤滑油が溜められる油溜まり部（１２３）が形成されており、前記ケーシング内部において前記シリンダ本体、前記板状部材及び前記ヘッド部材の上方には、前記シリンダ室において圧縮された圧縮ガス及び前記潤滑油が放出される放出空間（１２４）が形成されており、前記ケーシング内部において前記シリンダ室の径方向外側に対応した領域には、前記油溜まり部と前記放出空間とを連絡する一つ又は複数のオイル戻し通路（１０６）が形成されており、前記フィルタは、前記一つ又は複数のオイル戻し通路にわたるように配置されていることを特徴とする。

本構成によると、複数のシリンダ本体を備えた圧縮機においても、上記の一つのシリンダ本体を備えた圧縮機と同様に、簡易な構成により、圧縮効率の低下を抑えつつ、摺動部の焼付きや磨耗を防止できる。

第５の発明にかかるロータリ圧縮機においては、第４の発明にかかるロータリ圧縮機において、前記フィルタは、前記シリンダ室において圧縮された圧縮ガス及び前記潤滑油が前記ケーシング内部に放出される放出部と、前記油溜まり部において前記潤滑油が吸い込まれる吸込部との間に配置されることを特徴とする。これによると、異物が除去された潤滑油を油溜まり部に戻し、その潤滑油を圧縮機内の摺動部へ供給することができる。

第６の発明にかかるロータリ圧縮機においては、第４または第５の発明にかかるロータリ圧縮機において、前記フィルタは、前記シリンダ本体及び前記ヘッド部材のいずれかの端面に配置されていることを特徴とする。これによると、簡素な配置構成にすることができる。

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。

第１の発明では、簡易な構成により、圧縮効率の低下を抑えつつ摺動部の焼付きや磨耗を防止できる。

第２の発明では、異物が除去された潤滑油を油溜まり部に戻し、その潤滑油を圧縮機内の摺動部へ供給することができる。

第３の発明では、簡素な配置構成にすることができる。

第４の発明では、簡易な構成により、圧縮効率の低下を抑えつつ、摺動部の焼付きや磨耗を防止できる。

第５の発明では、異物が除去された潤滑油を油溜まり部に戻し、その潤滑油を圧縮機内の摺動部へ供給することができる。

第６の発明では、簡素な配置構成にすることができる。

本発明の第１実施形態に係るロータリ圧縮機を示す断面概略図である。 図１のロータリ圧縮機のシリンダ本体部分を拡大して示す断面概略図である。 図１のロータリ圧縮機のシリンダ本体の上部付近を拡大して示す断面概略図である。 本発明の第２実施形態にかかるロータリ圧縮機を示す拡大断面概略図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、発明の第１実施形態に係るロータリ圧縮機を示す断面概略図である。図２は、図１のロータリ圧縮機のシリンダ本体部分を拡大して示す断面概略図である。図３は、図１のロータリ圧縮機のシリンダ本体の上部付近を拡大して示す断面概略図である。なお、図２は、図１のＡ−Ａ’矢視断面図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ’矢視断面図である。また、図１は、図２及び図３のＧ−Ｇ’矢視断面の概略図に相当する。

（全体構成）
まず、本実施形態に係るロータリ圧縮機１の全体構成について説明する。ロータリ圧縮機１は、筒状のケーシング２と、シリンダ本体３と、二つのヘッド部材４と、フィルタ５と、を含んで構成されている（図１、図２参照）。また、シリンダ本体３に形成されたシリンダ室３０には、ブレード８２及びローラ８１からなるピストン８が収容されている（図２参照）。そして、ロータリ圧縮機１は、吸入管２２から吸入されるＣＯ_２冷媒ガス（以下、冷媒ガスと略記する）を、圧縮室であるシリンダ室３０で圧縮して、その後、圧縮後の冷媒ガスをマフラー部材３６の二つの吐出孔３６ｂからケーシング２の放出空間２４に吐出し、さらに吐出管２１からケーシング２の外部へと送り出すように構成されている。なお、ロータリ圧縮機１は、図１に示すように、駆動軸７の軸方向（図１の矢印Ｄ方向参照）が上下方向に沿うように配置されているものとする。

ケーシング２の内部には、モータ９、シリンダ本体３等が配置されている。本実施形態において、ロータリ圧縮機１は単段型であり、シリンダ本体の数は一つとなっている。また、ケーシング２の内部において、シリンダ本体３及び二つのヘッド部材４の下方（すなわちケーシング２の底部）には、潤滑油が溜められる油溜まり部２３が形成されている。なお、図１のドットで示した部分は、油溜まり部２３に貯留されている油を示している。

モータ９は、ステータと、ステータの内部に配置されたロータとからなる。そして、モータ９の下方には、シリンダ室３０が形成されたシリンダ本体３、二つのヘッド部材４等が配置されており、モータ９に取り付けられた駆動軸７の回転に伴い、ピストン８のローラ８１がシリンダ室３０内で回転するようになっている。

また、ケーシング２内部において、シリンダ本体３及び二つのヘッド部材４の上方には、シリンダ室３０において圧縮された圧縮ガス及び潤滑油が放出される空間である放出空間２４が形成されている（図１参照）。従って、シリンダ室３０において圧縮された圧縮ガス及び潤滑油は、マフラー部材３６の二つの吐出孔３６ｂ（吐出部）からケーシング２の放出空間２４に吐出される。なお、シリンダ室３０において圧縮された圧縮ガス及び潤滑油が吐き出される吐出部は、一次空間である放出空間２４、この放出空間２４に対してモータ９の反対側にある二次空間、シリンダ本体３の側部の空間、シリンダ本体３の下方の空間、ヘッド部材４ａの下方の空間等のいずれに配置されてもよい。

また、ケーシング２内部において、シリンダ室３０の径方向（図１の矢印Ｃ方向参照）外側に対応した領域には、油溜まり部２３と放出空間２４とを連絡する複数のオイル戻し通路６が形成されている。また、フィルタ５は、複数のオイル戻し通路６の全てにわたるように配置されている。フィルタ５の詳細については後述する。

（シリンダ本体、シリンダ室）
次に、シリンダ本体３及びシリンダ室３０について説明する。シリンダ本体３は、ケーシング２内部に収められている（図１、図２参照）。シリンダ本体３は円筒状に形成されており、シリンダ本体３の内側には、シリンダ室３０が形成されている。そして、シリンダ本体３は、シリンダ室３０を区画する内周面の径方向に関する断面形状が円形となるように形成されている（図２参照）。

シリンダ本体３には、シリンダ室３０へと連通する吸入孔３４が形成されている（図１、２参照）。吸入孔３４は、吸入される吸入ガス（冷媒ガス）の流路となるものであり、シリンダ本体３の径方向（図１のＣ方向参照）に関してシリンダ本体３を貫通するように形成されている。また、シリンダ本体３には、吸入用開口部が形成され、吸入孔３４は、吸入用開口部においてシリンダ室３０に開口している。そして、吸入孔３４には、ケーシング２の外部に配置されたアキュムレータ（図示せず）から伸びる吸入管２２が接続されている（図１、図２参照）。以上のようにして、シリンダ室３０とアキュムレータとが接続されている。

また、シリンダ本体３には、吸入孔３４の他に、シリンダ室３０に開口する孔状部３８が形成されている（図２参照）。孔状部３８は、ブッシュ用潤滑油流路３７及び二つの受け入れ用凹部３３を含むように形成されている。二つの受け入れ用凹部３３は、後述する二つのブッシュ３５を受け入れるための凹部であり、二つのブッシュ３５に沿った形状を有している。ブッシュ用潤滑油流路３７は、駆動軸７の軸方向に沿って形成された潤滑油のための流路であり、油溜まり部２３に接続されている。本実施形態においては、油溜まり部２３の潤滑油が、サイフォン方式により、ブッシュ用潤滑油流路３７へと汲み上げられる。なお、ブッシュ用潤滑油流路に対して、油溜まり部２３の潤滑油がポンプ機構によって汲み上げられてもよい。また、本実施形態のロータリ圧縮機１は単段型のものであり、シリンダ本体３の数は一つであるが、シリンダ本体の数は複数であってもよい（後述する第２実施形態参照）。

（吸入室及び吐出室について）
シリンダ室３０は、ピストン８により吸入室３０ｋと吐出室３０ｓとに区画される（図２参照）。そして、吸入孔３４及び吐出孔４１は、それぞれ、吸入室３０ｋ及び吐出室３０ｓに連続している（図２参照）。また、ピストン８のブレード８２は、吸入用開口部と吐出孔４１とに挟まれる位置に配置されている（図２参照）。

吐出室３０ｓは、吐出孔４１に通じる高圧室であり、吸入室３０ｋは、吸入用開口部に通じる低圧室である。具体的に図を参照して説明すると、図２において、ブレード８２及びローラ８１の右下側が吸入室３０ｋとなり、ブレード８２及びローラ８１の左上側が吐出室３０ｓとなる。すなわち、吸入室３０ｋ及び吐出室３０ｓは、ピストン８の回転に伴い、その体積が変化する（例として、図２に示す状態においては、一時的に、吸入室３０ｋの体積と吐出室３０ｓの体積とが一致している）。

（ヘッド部材、マフラー部材）
次に、ヘッド部材４及びマフラー部材３６について説明する。二つのヘッド部材４は、シリンダ本体３に対し、軸方向Ｄに関してシリンダ本体３を挟むように取り付けられている（図１参照）。二つのヘッド部材４は、具体的には、上方の第１ヘッド部材４ａ及び下方の第２ヘッド部材４ｂからなる。上記のようにシリンダ本体３は円筒状に形成されているため、二つのヘッド部材４は、シリンダ本体３に取り付けられた状態においてシリンダ室３０に面し、シリンダ室３０の両開放部を遮断する（図１参照）。また、二つのヘッド部材４のそれぞれにおける中央部には、軸受け孔４ｈ，４ｊが貫通形成されており、この軸受け孔４ｈ，４ｊによって、駆動軸７が軸受け支持されている（図１参照）。

また、二つのヘッド部材４のうち、一方の第１ヘッド部材４ａには、マフラー部材３６がボルト３６ｖによって取り付けられている。また、第１ヘッド部材４ａには、シリンダ室３０へと連通する吐出孔４１が形成されている（図１、図２参照）。そして、吐出孔４１は、マフラー部材３６の内部とシリンダ室３０とを連絡する。

吐出孔４１には、シリンダ室３０内の圧力が所定値以上（本実施形態においては、マフラー部材３６の内部空間の圧力値よりも少し高い値）になったときに開く吐出弁４０ｖと、弁押さえ部材４０ｔとが設けられている（図１参照）。弁押さえ部材４０ｔは、吐出弁４０ｖの最大開き角度を制限するための部材である。

（ピストン）
次に、ピストン８について説明する。ピストン８は、ローラ８１及びブレード８２を有して構成される。ローラ８１は、シリンダ室３０の内部に配置されるものであり、シリンダ室３０内で回転移動することにより吸入された冷媒ガスを圧縮する。また、ローラ８１は、シリンダ室３０に入るような大きさで円筒状に形成されている。ブレード８２は、ローラ８１に設けられているものであり、ローラ８１の外周面から半径方向に突出する板状部材である。ブレード８２とローラ８１とは一体形成されている。なお、ブレードとローラとは別部材であってもよく、両者が溶接により連結して構成されていてもよい。また、ブレードとローラとは、凹凸嵌合構造や、接着剤により連結されていてもよい。

ローラ８１の内側には、クランクピン７２が、ローラ８１の内部で回転可能となるように嵌め込まれている。そして、駆動軸７及びクランクピン７２の回転中心となる潤滑油流路７１は、クランクピン７２の円中心に対して偏心した位置に形成されており、駆動軸７は、クランクピン７２と一体に形成されており（図１、図２参照）、クランクピン７２と駆動軸７とは一体として回転するようになっている。

一方、クランクピン７２とローラ８１とは互いに固定されていない。このため、駆動軸７の回転に伴ってクランクピン７２は回転（一体として自転）するが、ローラ８１は、駆動軸７の回転に伴い、クランクピン７２と一体として自転するわけではなく、その外周面の一部においてシリンダ本体３の内周面に接触（又は近接）しつつ、シリンダ本体３の内周面に沿って駆動軸７の周囲を公転する。シリンダ室３０においては、この公転毎に、吸入孔３４から吸入した冷媒ガスが圧縮されて吐出孔４１から吐出される。なお、本実施形態において、駆動軸７とクランクピン７２とは一体に形成されているが、駆動軸は、クランクピンとは別体であって且つクランクピンに形成された軸孔に対して挿入されていてもよく、この場合において、クランクピン７２は、駆動軸７に対して、これらが一体として回転するように接着等によって取り付けられていてもよい。

また、駆動軸７の中央部には、油溜まり部２３に連通している潤滑油流路７１が形成されている（図１参照）。この潤滑油流路７１の入口側にはポンプ部７３が設けられており、潤滑油は、ポンプ部７３によって潤滑油流路７１内部へ汲み上げられる。また、潤滑油流路７１からは、第１油路７１ａ、第２油路７１ｂ、第３油路７１ｃ及び第４油路７１ｄが分岐して形成されている。第１油路７１ａは、ローラ８１の上部と第１ヘッド部材４ａの底面との摺動部への油路となる。第２油路７１ｂは、クランクピン７２とローラ８１との接触面（これをローラ内部摺動部分とする）に開口している。すなわち、第２油路７１ｂは、軸受け部（ピストン内部）への油路となる。第３油路７１ｃは、ローラ８１の下部と、第２ヘッド部材４ｂの上面との摺動部への油路となる。また、第４油路７１ｄは、ガス抜き穴であり、潤滑油流路７１内に溜まったガス及び余剰油の排出路となる。

（ブッシュ）
次に、ブッシュについて説明する。シリンダ本体３に形成された二つの受け入れ用凹部３３には、二つのブッシュ３５が配置される（図２参照）。二つのブッシュ３５は、それぞれが半円柱形状となっている。ピストン８におけるブレード８２は、孔状部３８内に挿入されており、二つのブッシュ３５は、ブレード８２の両側面を両側から挟むように配置される。また、二つのブッシュ３５は、シリンダ本体３の周方向（図２の矢印方向Ｆ参照）に関してブレード８２を挟みつつ、二つの受け入れ用凹部３３に配置される。また、二つのブッシュ３５は、ローラ８１の動作（クランクピン７２の周囲における公転動作）に応じて、二つの受け入れ用凹部３３の壁面に沿って回転移動する。この二つのブッシュ３５の回転移動は、一方向に回転し続けるものではなく、右回り、左回りの回転移動を交互に行なうもの（揺動）である。

（オイル戻し通路）
次に、オイル戻し通路６について説明する。複数のオイル戻し通路６は、ケーシング２内部において、シリンダ室３０の径方向外側に対応した領域に形成されており、油溜まり部２３と放出空間２４とを連絡するものである（図１の矢印Ｅ参照）。複数のオイル戻し通路６は、具体的には、四つのオイル戻し通路６ａ〜６ｄからなる。本実施形態では、複数のオイル戻し通路６は、シリンダ本体３において、軸方向Ｄに沿って形成された貫通孔からなる（図１、２参照）。また、複数のオイル戻し通路６の最小径は、二つのヘッド部材４の外径にほぼ等しく、軸方向Ｄに関して、複数のオイル戻し通路６は、二つのヘッド部材４によって遮断されない。なお、複数のオイル戻し通路６は、流路断面積が大きく、異物通過リスクの高い通路であるが、このようなオイル戻し通路の他にも、流路断面積が小さく、異物通過リスクが低いオイル戻し通路が形成されていてもよい。

（フィルタ）
次に、フィルタ５について説明する。図３において、フィルタ５として示す網掛け部分は、フィルタ５の断面ではなく、上方から見たフィルタ５を表わしている。フィルタ５は、潤滑油を濾過して当該潤滑油中の異物を除去するためのものであり、板状で且つリング状に形成されており、複数のオイル戻し通路６にわたるように配置されている（図３参照）。フィルタ５の材料としては、例えば鉄系材料、銅系材料等を用いる。なお、“複数のオイル戻し通路６にわたるように配置”とは、複数のオイル戻し通路６のいずれかを通る潤滑油が、フィルタ５を必ず通るように、フィルタ５が配置されていることを意味する。

フィルタ５は、シリンダ本体３の上側の端面に配置されている。フィルタは、側面視において、シリンダ室３０において圧縮された圧縮ガス及び潤滑油がケーシング２の内部に放出される放出部であるマフラー部材３６の吐出孔３６ｂと、油溜まり部２３から潤滑油が吸い込まれる吸込部である駆動軸７に形成した潤滑油流路７１の入口（より具体的には、駆動軸７の下端に設けたデバイダーチューブの開口端部）との間に対応した設置範囲Ｓに配置されている。なお、圧縮機１の側面視において、「放出部」は、図１中の符号ＵＬ（Upper Limit）で示す位置であり、「吸込部」は、図１中の符号ＬＬ（lower Limit）で示す位置である。なお、フィルタ５の配置は変更可能であって、フィルタは、例えばシリンダ本体３の下側の端面に配置されていてもよい。また、ヘッド部材にオイル戻し通路として貫通孔が形成されており、フィルタが、二つのヘッド部材のいずれかの端面に配置されていてもよい。また、フィルタの形状はリング状には限られず、例えばＣ字状等であってもよい。また、部品点数減少の観点から、本実施形態のようにフィルタが一部材から構成されていることが望ましいが、フィルタは一部材でなく複数の部材から構成されていてもよい。また、フィルタの形状は、板状のものには限られない。

また、フィルタ５は、シリンダ本体３に対して、接着により固定されている。なお、フィルタ５の固定方法としては、接着には限られず、ボルト止め、リベット止め、溶接などであってもよい。また、フィルタ５は、シリンダ本体３ではなく、マフラー部材３６や、ヘッド部材に対して固定されていてもよい。また、フィルタは、シリンダ本体とマフラー部材の外周端部との間に挟まれることで固定されてもよい。

また、ロータリ圧縮機１において、冷媒ガスの導入経路である吸入管２２及び吸入孔３４には、フィルタは配置されていない。

（冷媒ガス及び潤滑油の流通経路について）
次に、ロータリ圧縮機１における冷媒ガス及び潤滑油の流通経路について説明する。まず、冷媒ガスが、アキュムレータから、吸入管２２から、吸入孔３４を通って、シリンダ室３０へと吸入される。ここでは、吸入される冷媒ガスに異物が含まれているものとして説明する。

また、ポンプ部７３の作用により、油溜まり部２３より汲み上げられた潤滑油は、潤滑油流路７１の内部に高圧状態で充填される。そして、潤滑油流路７１内の潤滑油は、第１油路７１ａ、第２油路７１ｂ、第３油路７１ｃを通って、ローラ８１の上下の摺動部分及びローラ内部摺動部分へと供給される。また、潤滑油流路７１中の余剰油は、第４油路７１ｄを通って放出空間２４へと排出される。ここで、潤滑油流路７１からの潤滑油は、ローラ８１と二つのヘッド部材４との間の隙間を通ってローラ８１の外部へと送られる。この潤滑油は、ローラ８１とシリンダ室３０の内周面との摺動部分（これをローラ外部摺動部分とする）に供給される。ローラ８１の内部は、潤滑油及び潤滑油に溶け込んだ冷媒の圧力によって高圧状態に保たれており、シリンダ室３０においては、ローラ８１の内部から外部に向かう方向に流体の漏れ流れが生じている。そのため、ローラ８１の外部から内部へと異物が侵入することは少ない。

また、サイフォン方式により油溜まり部２３より汲み上げられた潤滑油は、ブッシュ用潤滑油流路３７内部に充填され、二つのブッシュ３５とブレード８２との間、及び、二つのブッシュ３５と二つの受け入れ用凹部３３の壁面との間を通ってシリンダ室３０へと送られる。

そして、異物を含む冷媒ガスは、シリンダ室３０に吸入されて、ピストン８の回転動作によって圧縮される。そして、圧縮ガスは、シリンダ室３０の潤滑油の一部と共に、吐出孔４１から吐出される。そして、吐出孔４１から吐出された圧縮ガス及び潤滑油の混合体は、まずマフラー部材３６の内部空間へ入り、その後、二つの吐出孔３６ｂを通って減音作用を受けつつ放出空間２４へと放出される。

以上のようにして、異物を含む圧縮ガス及び潤滑油は、第４油路７１ｄ及び二つの吐出孔３６ｂから、放出空間２４に放出される。そして、放出空間２４に放出された冷媒ガスは、モータ９の領域におけるエアギャップ（ステータとロータとの間の隙間及びステータとケーシング２との間の隙間）を通って上昇し、吐出管２１からケーシング２の外部へと送り出される。また、放出空間２４に放出された潤滑油の一部は、圧縮ガスと共にエアギャップを通って上昇する間に、圧縮ガスから分離され、油滴となって下降する。

この状態において、放出空間２４に放出された潤滑油は異物を含んでいる。そして、その後、放出空間２４の潤滑油は、オイル戻し通路６を通って、油溜まり部２３へと移行する（図１の矢印Ｅ参照）。このときに、潤滑油はフィルタ５を必ず通過するため、フィルタ５において、潤滑油に含まれていた異物が捕捉される。そのため、油溜まり部２３に異物が混入することが抑制される。

そして、上記と同様に、異物を含んだ冷媒ガスが、吸入管２２から吸入され、シリンダ室３０において圧縮される。また、潤滑油が潤滑油流路７１及びブッシュ用潤滑油流路３７に充填され、潤滑油として機能しつつ、シリンダ室３０へ向かって移動する。ここで、上記のように、油溜まり部２３への異物の混入が抑制されているために、潤滑油流路７１を通って移動する潤滑油からは異物が取り除かれており、ローラ内部摺動部分に異物が侵入することが防止される。そして、その後、圧縮ガスは、潤滑油の一部と共に吐出孔４１から吐出され、二つの吐出孔３６ｂを通って放出空間２４へと放出される。ロータリ圧縮機１において、冷媒ガス及び潤滑油は、このような経路を通って流通する。

［本発明の特徴］
本実施形態にかかるロータリ圧縮機１には、以下のような特徴がある。

本実施形態のロータリ圧縮機１は、筒状のケーシング２と、ケーシング２内部に収められ且つシリンダ室３０が形成された一つのシリンダ本体３と、一つのシリンダ本体３を挟むように配置された二つのヘッド部材４と、潤滑油を濾過して当該潤滑油中の異物を除去するためのフィルタ５とを備え、ケーシング２内部において一つのシリンダ本体３及び二つのヘッド部材４の下方には、潤滑油が溜められる油溜まり部２３が形成されており、ケーシング２内部において一つのシリンダ本体３及び二つのヘッド部材４の上方には、シリンダ室３０において圧縮された圧縮ガス及び潤滑油が放出される放出空間２４が形成されており、ケーシング２内部においてシリンダ室３０の径方向外側に対応した領域には、油溜まり部２３と放出空間２４とを連絡する複数のオイル戻し通路６が形成されており、フィルタ５は、複数のオイル戻し通路６にわたるように配置されている。

異物が入り込んだときに最も影響が大きいのは、ピストン８のローラ８１とクランクピン７２との摺動部分（ローラ内部摺動部分）であり、ピストン８のローラ８１とシリンダ室３０の内周面との摺動部分（ローラ外部摺動部分）における異物の影響は比較的小さい。そして、導入された冷媒ガスに異物が混入している場合、異物は圧縮室（ローラ８１外部）に入り込むが、ローラ８１内部へ直接侵入することは少ない。これは、ピストン８のローラ８１内部が、高圧の潤滑油及び潤滑油に溶け込んだ冷媒で満たされることにより高圧状態に保たれているため、シリンダ室３０の内部において、ローラ８１内部の方がローラ８１外部よりも高圧状態になっており、ローラ８１内部からローラ８１外部へと、潤滑油及び潤滑油に溶け込んだ冷媒の流れが生じているからである。

その結果、ローラ内部摺動部分へ異物が侵入する主な経路は、高圧の潤滑油の流路となる油溜まり部２３からのオイル供給路となる。オイル供給路としては複数の経路（潤滑油流路７１、ブッシュ用潤滑油流路３７）が存在するが、最終的には、異物は、ガス及び潤滑油と一体となって、ケーシング内部上方の放出空間２４へと放出される。そして、放出された潤滑油は、異物と共に、オイル戻し通路６を通って下部の油溜まり部２３へ移動する。すなわち、ローラ内部摺動部分への侵入が問題になるのは、油溜まり部２３の潤滑油に混入する異物ということになる。従って、異物が、油溜まり部２３を経由してローラ８１内部に侵入しないようにすればよいことになり、異物を含む冷媒がシリンダ室３０に入り込むこと自体はある程度許容できる。そのため、冷媒の導入経路にフィルタを設置する必要はなく、油溜まり部２３に異物が到達する前に異物を濾過できればよい。

そして、シリンダ室３０内から放出空間２４へ放出された潤滑油及び異物は、複数のオイル戻し通路６を通って油溜まり部２３に移動することになるため、複数のオイル戻し通路６にフィルタ５を設置すれば、効率的に異物を捕捉できる。そして、上記の構成では、流路径が比較的小さい導入経路（吸入管２２又は吸入孔３４）の代わりに、流路断面積が大きいオイル戻し通路６にフィルタ５を配置するので、フィルタの目詰まりが抑制され、圧縮効率の低下が少ない。また、本実施形態にかかるフィルタ５は、複数のオイル戻し通路６にわたるように配置すればよいものであり、フィルタを設置するために構成部材の形状を複雑なものにする必要がない。そのため、例えば、従来の圧縮機の構成部材をそのまま利用することができ、ロータリ圧縮機の構成を簡易なものとすることができる。以上のことから、本構成にかかるロータリ圧縮機１では、簡易な構成により、圧縮効率の低下を抑えつつ摺動部の焼付きや磨耗を防止できる。

また、本構成によると、フィルタ５の形状をリング状にすることにより、一部材としてフィルタを構成でき、この観点においても、ロータリ圧縮機の構成を簡易なものとすることができる。また、本実施形態のように、潤滑油流路７１及びブッシュ用潤滑油流路３７の二つのオイル供給路がある場合に、これらの二つのオイル供給路に対してフィルタを配置することも考えられるが、その場合には、少なくとも二つのフィルタが必要になる。一方、本実施形態にかかるロータリ圧縮機１においては、一つのフィルタ５によって異物を濾過できる。

さらに、圧縮機内部で発生した異物（シリンダ室３０における研磨屑など）については、上記の特許文献１の技術では捕捉が不可能であるが、本構成にかかるフィルタ５によって捕捉することができる。

また、本実施形態にかかるロータリ圧縮機１において、フィルタ５は、一つのシリンダ本体３の上端面に配置されている。そのため、簡素な配置構成にすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明にかかるロータリ圧縮機の第２実施形態について、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図４は、本発明の第２実施形態にかかるロータリ圧縮機を示す拡大断面概略図である。

なお、上記の実施形態と同様の部分については図に同一の符号を付してその説明を省略する。また、本実施形態において、符号１０１、１０２、１２２、１２３、１２４、１０７、１７１を付した部分は、それぞれ、上記の実施形態において、符号１、２、２２、２３、２４、７、７１を付した部分に対応し、これらと同様の機能を有するので、これらの説明については適宜省略する。

また、本実施形態にかかるロータリ圧縮機１０１は、二段型の圧縮機であることが上記の実施形態とは異なる。そして、本実施形態において、符号（１０３ａ、１０３ｂ）、（１３０ａ、１３０ｂ）、（１３６ａ、１３６ｂ）、（１７２ａ、１７２ｂ）、（１０８ａ、１０８ｂ）、（１８１ａ、１８１ｂ）を付した部分は、それぞれ、上記の実施形態において、符号３、３０、３６、７２、８、８１を付した部分を二段にしたものに対応し、各段において、これらとほぼ同様の機能を有する。また、符号７１ｆ、７１ｇを付した部分は、上記の実施形態において、７１ｂ、７１ｃを付した部分に対応し、これらと同様の機能を有する。

また、本実施形態にかかるロータリ圧縮機１０１は二段型であって、二つのシリンダ本体１０３ａ、１０３ｂを備えている。また、本実施形態において、ヘッド部材１０４には、上下二つの第１ヘッド部材１０４ａが含まれる。また、二つのシリンダ本体１０３ａ、１０３ｂの間には、ミドルプレート（板状部材）１０４ｃが配置されている。

本実施形態において、油溜まり部１２３と放出空間１２４とを連絡するオイル戻し通路１０６は、シリンダ本体１０３ａ及びシリンダ本体１０３ｂに形成された貫通孔、及び、ミドルプレート１０４ｃとケーシング１０２との間の空間として形成されている。

二つのシリンダ本体１０３ａ、１０３ｂは、軸方向Ｄに関して、二つのヘッド部材１０４（二つの第１ヘッド部材１０４ａ）に挟まれており、また、二つのシリンダ本体１０３ａ、１０３ｂは、ミドルプレート１０４ｃによって仕切られている。その結果、シリンダ本体１０３ａは、軸方向Ｄに関して、上側の第１ヘッド部材１０４ａ及びミドルプレート１０４ｃによって挟まれ、シリンダ本体１０３ｂは、軸方向Ｄに関して、ミドルプレート１０４ｃ及び下側の第１ヘッド部材１０４ａによって挟まれている。また、本実施形態において、フィルタ５は、上側のシリンダ本体１０３ａの上面に配置されている。また、本実施形態において、下側の第１ヘッド部材１０４ａに形成された吐出孔４１から吐出された圧縮ガス及び潤滑油の混合体は、まずマフラー部材１３６ｂの内部空間へ入り、その後、図示しない放出経路を通って減音作用を受けつつ放出空間１２４へと放出される。

本実施形態のロータリ圧縮機１０１は、筒状のケーシング１０２と、ケーシング１０２内部に収められ且つシリンダ室１３０ａ、１３０ｂが形成された二つのシリンダ本体１０３ａ、１０３ｂと、二つのシリンダ本体１０３ａ、１０３ｂの間に配置されたミドルプレート（板状部材）１０４ｃと、二つのシリンダ本体１０３ａ、１０３ｂ及びミドルプレート１０４ｃを挟むように配置された二つの第１ヘッド部材１０４ａと、潤滑油を濾過して当該潤滑油中の異物を除去するためのフィルタ５とを備え、ケーシング１０２内部において二つのシリンダ本体１０３ａ、１０３ｂ、二つの第１ヘッド部材１０４ａ及びミドルプレート１０４ｃの下方には、潤滑油が溜められる油溜まり部１２３が形成されており、ケーシング１０２内部において二つのシリンダ本体１０３ａ、１０３ｂ、二つの第１ヘッド部材１０４ａ及びミドルプレート１０４ｃの上方には、シリンダ室１３０ａ、１３０ｂにおいて圧縮された圧縮ガス及び潤滑油が放出される放出空間１２４が形成されており、ケーシング１０２内部においてシリンダ室１３０ａ、１３０ｂの径方向外側に対応した領域には、油溜まり部１２３と放出空間１２４とを連絡する複数のオイル戻し通路１０６が形成されており、フィルタ５は、複数のオイル戻し通路１０６にわたるように配置されている。この構成により、二段型のものにおいても、簡易な構成により、圧縮効率の低下を抑えつつ、摺動部の焼付きや磨耗を防止できる。

また、本実施形態にかかるロータリ圧縮機１０１において、フィルタ５は、シリンダ本体１０３ａの上端面に配置されている。フィルタは、側面視において、シリンダ室１３０ａ、１３０ｂにおいて圧縮された圧縮ガス及び潤滑油がケーシング２の内部に放出される放出部であるマフラー部材３６の吐出孔３６ｂと、油溜まり部２３から潤滑油が吸い込まれる吸込部である駆動軸７に形成した潤滑油流路１７１の入口（より具体的には、駆動軸１０７の下端に設けたデバイダーチューブの開口端部）との間に対応した設置範囲Ｓに配置されている。なお、圧縮機１０１の側面視において、「放出部」は、図４中の符号ＵＬ（Upper Limit）で示す位置であり、「吸込部」は、図４中の符号ＬＬ（lower Limit）で示す位置である。なお、フィルタ５の配置は変更可能であって、フィルタ５は、例えば、上側のシリンダ本体１０３ａ及び下側のシリンダ本体１０３ｂの間に配置されていてもよいし、下側のシリンダ本体１０３ｂの底面に配置されていてもよい。また、フィルタ５は、二つの第１ヘッド部材１０４ａ及びミドルプレート１０４ｃのいずれかの端面に配置されていてもよい。

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だけ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。

例えば、上記の実施形態では、フィルタは一つのみ配置されているが、同様のフィルタが二つ以上あってもよい。

また、上記の第１実施形態においては、オイル戻し通路はシリンダ本体に形成された貫通孔であり、第２実施形態においては、オイル戻し通路は、シリンダ本体に形成された貫通孔及びケーシングとミドルプレートとの間の空間であるが、オイル戻し通路は、油溜まり部と放出空間とを連絡するものであればよく、このようなものには限られない。例えば、ヘッド部材の径の大きさがシリンダ本体の径の大きさとほぼ同じであって、ヘッド部材にもシリンダ本体と同様に貫通孔が形成されており、オイル戻し通路は、シリンダ本体及びヘッド部材に形成された貫通孔を含むものであってもよい。また、オイル戻し通路は、シリンダ本体又はヘッド部材に形成された貫通孔には限られず、例えば、シリンダ本体の外径が、その周方向における少なくとも一部においてケーシングの内径に対して小さくなっており、オイル戻し通路がシリンダ本体とケーシングとの間に形成されていてもよい。

なお、上述した第１実施形態では、本発明を１シリンダ型のロータリ圧縮機に適用する例について、第２実施形態では、本発明を２シリンダ型のロータリ圧縮機に適用する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。本発明は、３シリンダ以上の圧縮機にも適用可能である。

なお、上述した第１及び第２実施形態では、ＣＯ_２冷媒を利用する圧縮機について説明したが、本発明はこれに限らず、ＣＯ_２冷媒以外の冷媒を利用する圧縮機にも本発明を適用することができる。

１ ロータリ圧縮機
２ ケーシング
２１ 吐出管
２２ 吸入管
２３ 油溜まり部
２４ 放出空間
３ シリンダ本体
３０ シリンダ室
３０ｋ 吸入室
３０ｓ 吐出室
３３ 受け入れ用凹部
３４ 吸入孔
３５ ブッシュ
３６ マフラー部材
３６ｂ 吐出孔
３６ｖ ボルト
３７ ブッシュ用潤滑油流路
３８ 孔状部
４，４ａ，４ｂ ヘッド部材
４０ｔ 弁押さえ部材
４０ｖ 吐出弁
４１ 吐出孔
５ フィルタ
６ オイル戻し通路
７ 駆動軸
７１ 潤滑油流路
７１ａ 第１油路
７１ｂ 第２油路
７１ｃ 第３油路
７１ｄ 第４油路
７２ クランクピン
７３ ポンプ部
８ ピストン
８１ ローラ
８２ ブレード
９ モータ

Claims (6)

1. 筒状のケーシング（２）と、
   前記ケーシング内部に収められ且つシリンダ室（３０）が形成された一つのシリンダ本体（３）と、
   前記一つのシリンダ本体を挟むように配置された二つのヘッド部材（４）と、
   潤滑油を濾過して当該潤滑油中の異物を除去するためのフィルタ（５）とを備え、
   前記ケーシング内部において前記一つのシリンダ本体及び前記二つのヘッド部材の下方には、前記潤滑油が溜められる油溜まり部（２３）が形成されており、
   前記ケーシング内部において前記一つのシリンダ本体及び前記二つのヘッド部材の上方には、前記シリンダ室において圧縮された圧縮ガス及び前記潤滑油が放出される放出空間（２４）が形成されており、
   前記ケーシング内部において前記シリンダ室の径方向外側に対応した領域には、前記油溜まり部と前記放出空間とを連絡する一つ又は複数のオイル戻し通路（６）が形成されており、
   前記フィルタは、前記一つ又は複数のオイル戻し通路にわたるように配置されていることを特徴とするロータリ圧縮機（１）。
2. 前記フィルタは、前記シリンダ室において圧縮された圧縮ガス及び前記潤滑油が前記ケーシング内部に放出される放出部と、前記油溜まり部において前記潤滑油が吸い込まれる吸込部との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のロータリ圧縮機。
3. 前記フィルタは、前記シリンダ本体及び前記二つのヘッド部材のいずれかの端面に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリ圧縮機。
4. 筒状のケーシング（２）と、
   前記ケーシング内部に収められ且つシリンダ室が形成された複数のシリンダ本体（１０３ａ、１０３ｂ）と、
   前記複数のシリンダ本体のそれぞれの間に配置された１又は複数の板状部材（１０４ｃ）と、
   前記シリンダ本体及び前記板状部材を挟むように配置された二つのヘッド部材（１０４）と、
   潤滑油を濾過して当該潤滑油中の異物を除去するためのフィルタ（５）とを備え、
   前記ケーシング内部において前記シリンダ本体、前記板状部材及び前記ヘッド部材の下方には、前記潤滑油が溜められる油溜まり部（１２３）が形成されており、
   前記ケーシング内部において前記シリンダ本体、前記板状部材及び前記ヘッド部材の上方には、前記シリンダ室において圧縮された圧縮ガス及び前記潤滑油が放出される放出空間（１２４）が形成されており、
   前記ケーシング内部において前記シリンダ室の径方向外側に対応した領域には、前記油溜まり部と前記放出空間とを連絡する一つ又は複数のオイル戻し通路（１０６）が形成されており、
   前記フィルタは、前記一つ又は複数のオイル戻し通路にわたるように配置されていることを特徴とするロータリ圧縮機（１０１）。
5. 前記フィルタは、前記シリンダ室において圧縮された圧縮ガス及び前記潤滑油が前記ケーシング内部に放出される放出部と、前記油溜まり部において前記潤滑油が吸い込まれる吸込部との間に配置されることを特徴とする請求項４に記載のロータリ圧縮機。
6. 前記フィルタは、前記シリンダ本体及び前記ヘッド部材のいずれかの端面に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載のロータリ圧縮機。

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