JP2010025103A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンの端面の焼付き耐力を向上させ、ＣＯＰを向上させる。
【解決手段】ロータリ圧縮機１は、フロントヘッドとリアヘッドとの間に配置されたシリンダ３３を有している。シリンダ３３のシリンダ室Ｂ１には、環状のローラ３７と、ローラ３７の外周面から保持孔４１内を通過するように延在し且つローラ３７と共にシリンダ室Ｂ１内を高圧室と低圧室とに区画するブレード３８とを有するピストン３４が配置されている。ピストン３４の上面３４ａには凹部５０が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ローラとブレードとが一体に形成されたピストンを有するロータリ圧縮機に関する。

一般的なロータリ圧縮機は、２つの端板部材と、２つの端板部材の間に配置されるシリンダと、シリンダ室内に配置された環状のローラ及びその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。シリンダは、シリンダ室及びシリンダ室の外側に設けられた保持孔を有しており、ブレードは、その保持孔内を通過して、ローラと共にシリンダ室内を高圧室と低圧室とに区画している。このとき、シリンダとピストンとの段差すなわちＣＲ隙間を小さくすることができると、圧縮された冷媒がほとんど漏れなくなりＣＯＰが向上する（例えば、特許文献１参照）。しかし、ＣＲ隙間が小さい場合には、端板部材やシリンダ等の組み立て時の歪みや運転時の圧力差及び熱膨張による変更などによって、端板部材の面とピストンの端面とが運転中に接触し、ピストンの端面において焼付きが生じるという問題がある。

そこで、上記問題を解消するために、ピストンの端面の焼付き耐力を向上させる方法が種々提案されている。例えば、ピストンのブレードの厚みを小さくし、ピストンの端面と２つの端板部材との接触面積を減少させることで、ピストンの端面における発熱を抑制することができる。

特開２００４−１７６５８１号公報

しかしながら、ピストンのブレードは、高圧室と低圧室との差圧に耐える必要があるため、その厚みを小さくすることには限界がある。また、シリンダ室での圧縮工程が行われるときに、端板部材の面には、ピストンの端面と常に対向する領域（図５における領域５０ａ）が発生するため、上述の方法では、焼付き耐力を十分に向上させることは困難である。

そこで、本発明の目的は、ピストンの端面の焼付き耐力を向上させ、ＣＯＰを向上させることが可能なロータリ圧縮機を提供することである。

第１の発明に係るロータリ圧縮機は、２つの端板部材と、前記２つの端板部材の間に配置され、シリンダ室及び前記シリンダ室の外側に設けられた保持孔を有するシリンダと、前記シリンダ室内に配置された環状のローラ、及び、前記ローラの外周面から前記保持孔内を通過するように延在し且つ前記ローラと共に前記シリンダ室内を高圧室と低圧室とに区画するブレードを有するピストンとを備え、前記ピストンにおける前記２つの端板部材にそれぞれ対向した端面の少なくとも一方には凹部が形成されていることを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、ピストンの端面に凹部を形成することで、ピストンの端面と端板部材の面との接触面積を減少させることができる。これにより、ピストンの端面における発熱が抑制されるので焼付き耐力が向上する。そのため、端板部材の面とピストンの端面とが運転中に接触しても、ピストンの端面において焼付きが生じにくくなる。従って、ＣＲ隙間を小さくすることでＣＯＰを向上させることができる。

第２の発明に係るロータリ圧縮機は、第１の発明に係るロータリ圧縮機であって、前記凹部の少なくとも一部は前記ブレードの端面に形成されると共に、前記凹部は前記ローラの内周部と連通していることを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、ピストンの端面において最も焼付きが生じやすいブレードの端面に形成された凹部がローラの内周部と連通していることで、ローラの内周部から凹部内に油が供給される。これにより、ピストンの端面の冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

第３の発明に係るロータリ圧縮機は、第１または第２の発明に係るロータリ圧縮機であって、前記シリンダは、前記シリンダ室の外側に設けられ且つ前記保持孔を通過する前記ブレードの先端が進退可能な給油孔を有しており、前記凹部の少なくとも一部は前記ブレードの端面に形成されると共に、前記凹部は前記給油孔の内部と連通していることを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、ピストンの端面において最も焼付きが生じやすいブレードの端面に形成された凹部が給油孔の内部と連通していることで、給油孔の内部から凹部内に油が供給される。これにより、ピストンの端面の冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

第４の発明に係るロータリ圧縮機は、第３の発明に係るロータリ圧縮機であって、前記２つの端板部材及び前記シリンダを収容する密閉ケーシングを備え、前記給油孔の上端は閉塞されると共に、前記給油孔の下端は前記密閉ケーシングの底部に配置された油溜まり部と連通していることを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、常に、給油孔の内部が油溜まり部から供給される油で充填される。これにより、給油孔の内部から凹部内に油が確実に供給されるので、焼付き耐力が確実に向上する。

第５の発明に係るロータリ圧縮機は、第２〜４のいずれかの発明に係るロータリ圧縮機であって、前記凹部の少なくとも一部は前記ブレードの端面に形成されると共に、前記凹部の前記ブレードの端面に形成された部分は、平面視において前記ブレードの前記低圧室側の端部より前記高圧室側の端部に近接して配置されていることを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、凹部内の油が溢れ、ブレードの端面を伝って低圧室に侵入するのを抑制することができる。これにより、圧縮機の性能が低下するのを抑制できる。

第６の発明に係るロータリ圧縮機は、２つの端板部材と、前記２つの端板部材の間に配置され、シリンダ室と、前記シリンダ室の外側に設けられた保持孔と、前記保持孔の外側に設けられた給油孔とを有するシリンダと、前記シリンダ室内に配置された環状のローラ、及び、前記ローラの外周面から前記保持孔内を通過するように延在し且つ前記ローラと共に前記シリンダ室内を高圧室と低圧室とに区画するブレードを有するピストンとを備え、前記ピストンにおける前記２つの端板部材にそれぞれ対向した端面の少なくとも一方には凹部が形成されており、前記凹部の少なくとも一部は前記ブレードの端面に形成されると共に、前記凹部は、前記ローラの内周部及び前記給油孔の内部と連通せず且つ前記低圧室の内部と連通していることを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、ピストンの端面に凹部を形成することで、ピストンの端面と端板部材の面との接触面積を減少させることができる。これにより、ピストンの端面における発熱が抑制されるので焼付き耐力が向上する。そのため、端板部材の面とピストンの端面とが運転中に接触しても、ピストンの端面において焼付きが生じにくくなる。従って、ＣＲ隙間を小さくすることでＣＯＰを向上させることができる。
また、このロータリ圧縮機では、低圧室の内部から凹部内に比較的冷たい吸入ガスが供給されることで、ピストンの端面の冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

第７の発明に係るロータリ圧縮機は、第６の発明に係るロータリ圧縮機において、前記凹部の前記ブレードの端面に形成された部分は、平面視において前記ブレードの前記高圧室側の端部より前記低圧室側の端部に近接して配置されていることを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、高圧室内の冷媒が凹部内に侵入するのを抑制することができる。そのため、凹内部空間には低圧室の内部からの吸入ガスが維持されるために焼付き耐力がより向上し、且つ、高圧室から凹部空間を経由して低圧室に冷媒が侵入するのを抑制することができる。これにより、圧縮機の性能が低下するのを抑制できる。

第８の発明に係るロータリ圧縮機は、第１〜７のいずれかの発明に係るロータリ圧縮機であって、前記凹部は、前記シリンダ室での圧縮工程が行われるときに、前記端板部材における前記ピストンの凹部が形成された端面に対向した面において、前記ピストンの端面と常に対向する領域が発生しないように形成されていることを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、シリンダ室での圧縮工程が行われるときに、端板部材の面においてピストンの端面と常に対向する領域が発生しないので、焼付き耐力が向上する。

第９の発明に係るロータリ圧縮機は、第１〜８のいずれかの発明に係るロータリ圧縮機であって、前記ピストンは、焼結で成形されていることを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、ピストンを焼結で成形することでピストンの加工が容易となる。

第１０の発明に係るロータリ圧縮機は、第１〜９のいずれかの発明に係るロータリ圧縮機であって、ＣＯ_２冷媒を使用することを特徴としている。

このロータリ圧縮機では、非常に高圧となるＣＯ_２冷媒を使用した場合でも、焼付き耐力が向上する。

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、ピストンの端面に凹部を形成することで、ピストンの端面と端板部材の面との接触面積を減少させることができる。これより、ピストンの端面の発熱が抑制されるので焼付き耐力が向上する。そのため、端板部材の面とピストンの端面とが運転中に接触しても、ピストンの端面において焼付きが生じにくくなる。従って、ＣＲ隙間を小さくすることができるので、ＣＯＰを向上させることができる。

第２の発明では、ピストンの端面において最も焼付きが生じやすいブレードの端面に形成された凹部がローラの内周部と連通していることで、ローラの内周部から凹部内に油が供給される。これより、ピストンの端面の冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

第３の発明では、ピストンの端面において最も焼付きが生じやすいブレードの端面に形成された凹部が給油孔の内部と連通していることで、給油孔の内部から凹部内に油が供給される。これより、ピストンの端面の冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

第４の発明では、常に、給油孔の内部が油溜まり部から供給される油で充填される。これより、給油孔の内部から凹部内に油が確実に供給されるので、焼付き耐力が確実に向上する。

第５の発明では、凹部内の油が溢れ、ブレードの端面を伝って低圧室に侵入するのを抑制することができる。これにより、圧縮機の性能が低下するのを抑制できる。

第６の発明では、低圧室の内部から凹部内に比較的冷たい吸入ガスが供給されることで、ピストンの端面の冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

第７の発明では、高圧室内の冷媒が凹部内に侵入するのを抑制することができる。そのため、凹内部空間には低圧室の内部からの吸入ガスが維持されるために焼付き耐力がより向上し、且つ、高圧室から凹部空間を経由して低圧室に冷媒が侵入するのを抑制することができる。これにより、圧縮機の性能が低下するのを抑制できる。

第８の発明では、シリンダ室での圧縮工程が行われるときに、端板部材の面においてピストンの端面と常に対向する領域が発生しないので、焼付き耐力が向上する。

第９の発明では、ピストンを焼結で成形することで、ピストンの加工が容易となる。

第１０の発明では、非常に高圧となるＣＯ_２冷媒を使用した場合でも、焼付き耐力が向上する。

本発明の第１実施形態に係るロータリ圧縮機の概略構成図である。 図１のロータリ圧縮機のシリンダ内の構成を説明する平面図である。 ピストンの斜視図である。 圧縮工程を行うピストンのシリンダ内での動作を説明する図である。 従来のロータリ圧縮機のシリンダ内の構成を説明する平面図である。 本発明の第２実施形態に係るロータリ圧縮機のシリンダ内の構成を説明する平面図である。 図６のＢ−Ｂ線における断面図である。 第１実施形態の第１変形例に係るロータリ圧縮機のシリンダ内の構成を説明する平面図である。 第１実施形態の第２変形例に係るロータリ圧縮機のシリンダ内の構成を説明する平面図である。 図１０（ａ）は、第１実施形態の第３変形例に係るロータリ圧縮機におけるピストンの上面図であり、図１０（ｂ）は、シリンダ内の構成を説明する断面図である。 図１１（ａ）は、第２実施形態の第１変形例に係るロータリ圧縮機におけるピストンの上面図であり、図１１（ｂ）は、シリンダ内の構成を説明する断面図である。

（第１実施形態）
以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態に係るロータリ圧縮機について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るロータリ圧縮機の概略構成図である。

ロータリ圧縮機１は、アキュムレータ（図示せず）から導入される水分が除去された冷媒ガスを圧縮して、その上端部に配置された排出流路２５から圧縮した冷媒ガスを排出するものである。冷媒ガスとしては、例えば、ＣＯ_２冷媒などが用いられる。

ロータリ圧縮機１は、図１に示すように、密閉ケーシング１０と、密閉ケーシング１０内に配置される駆動機構２０と及び圧縮機構３０とを備えている。このロータリ圧縮機１は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であって、密閉ケーシング１０内において、圧縮機構３０が駆動機構２０の下側に配置される。また、密閉ケーシング１０の底部には、圧縮機構３０の各摺動部に供給される潤滑油が貯留された油溜まり部４０が配置されている。

駆動機構２０は、圧縮機構３０を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ２１と、モータ２１に取り付けられるシャフト２４とを備えている。

モータ２１は、ロータ２２と、このロータ２２の径方向外側にエアギャップを介して配置されるステータ２３とを有している。このロータ２２には、シャフト２４が取り付けられている。そして、ロータ２２は、積層された電磁鋼板からなるロータ本体（図示せず）と、このロータ本体に埋設された磁石（図示せず）とを有している。また、ステータ２３は、鉄からなるステータ本体２６と、このステータ本体に巻回されたコイル２７とを有している。モータ２１は、コイル２７に電流を流すことによってステータ２３に発生する電磁力により、ロータ２２をシャフト２４と共に回転させる。

シャフト２４には、後述するシリンダ３３のシリンダ室Ｂ１内に位置するように偏心部２２ａが設けられている。この偏心部２２ａには、ローラ３７が装着されている。これにより、シャフト２４の回転に伴って、偏心部２２ａに装着されるローラ３７がシリンダ室Ｂ１で回転する。

一方、圧縮機構３０は、アキュムレータから吸入した冷媒を圧縮して吐出するために設けられている。この圧縮機構３０により吐出された冷媒は、駆動機構２０のステータ２３とロータ２２との間のエアギャップを通過して、駆動機構２０を冷却した後、排出流路２５から吐出される。この圧縮機構３０は、駆動機構２０のシャフト２４の回転軸に沿って上から下に向かって、フロントマフラ３１と、フロントヘッド（端板部材）３２と、シリンダ３３及びピストン３４と、リアヘッド（端板部材）３５とを有している。

フロントマフラ３１は、フロントヘッド３２との間にマフラー空間Ａ１を形成するように取り付けられ、冷媒の吐出に伴う騒音の低減を図っている。このフロントマフラ３１には、フロントヘッド３２が嵌挿される開口３１ａが形成され、また、フロントヘッド３２の外周面とシールするための鍔部３１ｂが形成されている。そして、フロントマフラ３１には、マフラー空間Ａ１から圧縮された冷媒が密閉ケーシング１０内へ吐出するための吐出孔（図示せず）が形成されている。

フロントヘッド３２は、シリンダ３３の上側に配置され、シリンダ３３のシリンダ室Ｂ１の上方を閉塞する。このフロントヘッド３２は、シャフト２４が嵌挿される軸受け孔３２ａを有している。そして、フロントヘッド３２の上面には、凹状の弁収容室（図示せず）と、シリンダ３３のシリンダ室Ｂ１において圧縮された冷媒が吐出される吐出ポート（図示せず）とが設けられている。吐出ポートから吐出される冷媒は、上記したマフラー空間Ａ１を介して、フロントマフラ３１に形成される吐出孔から密閉ケーシング１０内へ吐出される。また、弁収容室内には、吐出ポートの出口を開閉する吐出弁（図示せず）と、その吐出弁の開放を規制する押え部材（図示せず）とが設けられている。

シリンダ３３には、シャフト２４の回転に伴って偏心運動するローラ３７が配置されるシリンダ室Ｂ１が設けられる。このシリンダ室Ｂ１とマフラー空間Ａ１とは、上記した図示しない吐出ポートを介して連通される。したがって、シャフト２４の偏心部２２ａに装着されるローラ３７の偏心運動によって圧縮された冷媒は、シリンダ室Ｂ１から上記した吐出ポートを介してマフラー空間Ａ１に導かれる。

リアヘッド３５は、シリンダ３３の下側に配置され、シリンダ３３のシリンダ室Ｂ１の下方を閉塞する。また、リアヘッド３５には、シャフト２４を支持するための軸受け孔３５ａが形成されている。

次に、圧縮機構におけるシリンダ室内の構成について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、図１のロータリ圧縮機のシリンダ室内の構成を説明する平面図である。図３は、ピストンの斜視図である。図４は、圧縮工程を行うピストンのシリンダ室内での動作を説明する図である。

シリンダ３３は、図２に示すように、その内側に配置されたシリンダ室Ｂ１と、シリンダ室Ｂ１の外側に設けられた保持孔４１及び給油孔４２とを有している。保持孔４１には、一対のブッシュ４５が配設されている。一対のブッシュ４５は、それぞれ、略円柱状の部材を２つ割りにした形状に形成されている。給油孔４２には、保持孔４１を通過するブレード３８の先端が進退可能になっている。また、シリンダ３３には、半径方向に延びる低圧ポート４３が貫通しており、この低圧ポート４３には、アキュムレータに接続された吸込パイプ１７が嵌挿されている。そして、低圧ポート４３は、吸込口４４においてシリンダ室Ｂ１に開口している。

また、シリンダ３３内に配置されたピストン３４は、図２及び図３に示すように、環状のローラ３７と、ローラ３７の外周面から延在する平板形状のブレード３８とを有している。ローラ３７は、上述したように、シリンダ室Ｂ１内において偏心部２２ａに装着されている。ブレード３８は、保持孔４１内に配設された一対のブッシュ４５間を通過する。また、ピストン３４は、焼結で成形されている。

そして、ピストン３４の上面３４ａ（フロントヘッド３２の下面と対向する端面３４ａ）には、凹部５０が形成されている。凹部５０は、略直方体形状であって、ローラ３７の上面３７ａの一部及びブレード３８の上面３８ａの一部をそれぞれ含むように、ローラ３７とブレード３８との境界に跨って形成されている。

ここで、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、０°（上死点）の状態にあるローラ３７が、駆動機構２０の駆動により時計回りに９０°、１８０°（下死点）、２７０°と順に回転する。そして、ピストン３４の上面３４ａに凹部が形成されていない場合には、図５に示すように、シリンダ室Ｂ１での圧縮工程が行われるときに、フロントヘッド３２の下面においてピストン３４の上面３４ａと常に対向する領域５０ａ（黒色の部分）が発生する。

そのため、本実施形態では、凹部５０は、シリンダ室Ｂ１での圧縮工程が行われるときに、フロントヘッド３２の下面においてピストン３４の上面３４ａと常に対向する領域が発生しないように形成されている。つまり、凹部５０は、図５で示した領域５０ａを含むように形成されている。従って、本実施形態では、シリンダ室Ｂ１で圧縮工程が行われるときに、フロントヘッド３２の下面においてピストン３４の上面３４ａと常に対向する領域が発生しない。

［第１実施形態のロータリ圧縮機の特徴］
第１実施形態のロータリ圧縮機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では、ピストン３４の端面３４ａに凹部５０を形成することで、ピストン３４の上面３４ａとフロントヘッド３２の下面との接触面積を減少させることができる。これより、ピストン３４の上面３４ａの発熱が抑制され、焼付き耐力が向上する。そのため、フロントヘッド３２の下面とピストン３４の上面３４ａとが運転中に接触しても、ピストン３４の上面３４ａにおいて焼付きが生じにくくなる。従って、ＣＲ隙間を小さくすることでＣＯＰを向上させることができる

また、凹部５０が、シリンダ室Ｂ１での圧縮工程が行われるときに、フロントヘッド３２の下面においてピストン３４の上面３４ａと常に対向する領域（図５では領域５０ａ）が発生しないので、焼付き耐力が向上する。

また、ピストン３４を焼結で成形することでピストン３４の加工が容易となる。 また、冷媒ガスとして、非常に高圧となるＣＯ_２冷媒を使用した場合、圧力差が大きいためにブレード肉厚を大きくする必要があり、しかも運転中の圧力変形も大きくなることから焼付き易くなるが、本形状により焼付き耐力が向上する。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態のロータリ圧縮機について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るロータリ圧縮機のシリンダ内の構成を説明する平面図である。図７は、図６のＢ−Ｂ線における断面図である。

この第２実施形態では、給油孔の上端が閉塞されると共に給油孔が油溜まり部と連通している点で、第１実施形態と主に異なる。なお、第２実施形態では、その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同一の番号を付し、その説明を省略する。

シリンダ３３は、図６に示すように、その内側にシリンダ室Ｂ１と、シリンダ室Ｂ１の外側に設けられた保持孔４１及び給油孔１４２とを有している。本実施の形態では、給油孔１４２の上端は、図７に示すように、シリンダ３３の上側に配置されたフロントヘッド１３２の下面によって閉塞されている。また、給油孔１４２の下端は、シリンダ３３の下側に配置されたリアヘッド１３５の貫通孔１３５ａを介して、密閉ケーシングの底部に配置された油溜まり部４０（図１参照）と連通している。

そして、シリンダ室Ｂ１内に配置されたピストン１３４は、図６及び図７に示すように、環状のローラ１３７と、ローラ１３７の外周面から延在する平板形状のブレード１３８とを有している。

そして、ピストン１３４の上面１３４ａ（フロントヘッド１３２の下面と対向する端面１３４ａ）には、凹部５１が形成されている。凹部５１は、略直方体形状であって、ローラ１３７の上面１３７ａの一部及びブレード１３８の上面１３８ａの一部をそれぞれ含むように、ローラ１３７とブレード１３８との境界に跨って形成されている。

本実施形態では、凹部５１は、ブレード１３８の上面１３８ａの全長にわたって形成されている。つまり、凹部５１は、その一端がブレード１３８の先端まで形成されており、給油孔１４２の内部と連通している。そして、給油孔１４２の内部には、図７に示すように、リアヘッド１３５の貫通孔１３５ａを介して油溜まり部４０から油が供給されることによって、常に油が充填された状態に保たれている。

［第２実施形態のロータリ圧縮機の特徴］
第２実施形態のロータリ圧縮機には、以下のような特徴がある。

本実施形態のロータリ圧縮機では、ピストン１３４の上面において最も焼付きが生じやすいブレード１３８の上面１３８ａに形成された凹部５１が給油孔１４２の内部と連通していることで、給油孔１４２の内部から凹部５１内に油が供給される。これにより、ピストン１３４の上面１３４ａの冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

また、給油孔１４２の上端が閉塞されると共に、給油孔１４２の下端が油溜まり部４０と連通していることで、給油孔１４２が油溜まり部４０からの油で常に充填される。これにより、給油孔１４２の内部から凹部５１内に油が確実に供給されるので、焼付き耐力が確実に向上する。

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、上述の第１実施形態において、ピストン３４の上面３４ａに形成された凹部５２は、図８に示すように、その少なくとも一部がブレード３８の上面３８ａに形成されると共に、ローラ３７の上面３７ａにおいてローラ３７の内周部まで延在するように形成されてもよい（第１実施形態の第１変形例）。すなわち、凹部５２は、ローラ３７の内周部と連通して形成されてもよい。ここで、凹部５２は、ローラ３７の内周部と連通していることから、高圧の油が凹部５２内に供給される。この場合には、ローラ３７の内周部から凹部５２内に油が供給されることで、ピストン３４の上面３４ａの冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

また、図８では、凹部５２は、ブレード３８の上面３８ａにおいて、平面視においてブレード３８の低圧室側の端部３９ｂより高圧室側の端部３９ａに近接して配置されている。つまり、凹部５２は、平面視において、ブレード３８の伸延方向に沿って形成された略長方形状であって、凹部５２とブレード３８の高圧室側の端部３９ａとの距離ｘ１は、凹部５２とブレード３８の低圧室側の端部３９ｂとの距離ｙ１より小さくなっている。この場合には、凹部５２内の油が溢れ、ブレード３８の上面３８ａを伝って低圧室に侵入するのを抑制することができる。これにより、圧縮機の性能が低下するのを抑制できる。

ここで、図８では、凹部５２は、ブレード３８の端面に形成されると共にローラ３７の端面に形成されており、ローラ３７の内周部と連通しているが、凹部は、ブレード３８の端面だけに形成されており、給油孔４２の内部と連通していてもよい。この場合には、ブレードの端面に形成された凹部が、平面視においてブレードの低圧室側の端部３９ｂより高圧室側の端部３９ａに近接して配置されていればよい。また、凹部のブレードの端面に形成された部分が、平面視においてブレードの低圧室側の端部より高圧室側の端部に近接して配置されているとは、平面視において、ブレードの端面に形成された凹部の少なくとも一部が、ブレードの低圧室側の端部より高圧室側の端部に近接して配置されていればよい。つまり、平面視において、ブレードの端面に形成された凹部の少なくとも一部において、凹部と高圧室側の端部との距離が、凹部と低圧室側の端部との距離より小さくなっていればよい。また、凹部は、平面視において、ブレードの端面の幅方向中心位置（図８の２点鎖線）より高圧室側（高圧室側の端部３９ａ側）だけに配置されたものでもよい。

また、上述の第１実施形態において、ピストン３４の上面３４ａに形成された凹部５３は、図９に示すように、その少なくとも一部がブレード３８の上面３８ａに形成されると共に、ローラ３７の内周部及び給油孔４２の内部と連通せず且つシリンダ室Ｂ１における低圧室の内部と連通して形成されてもよい（第１実施形態の第２変形例）。ここで、凹部５３は、ローラ３７の内周部及び給油孔４２の内部と連通していないことから、高圧の油は凹部５３内にほとんど供給されない。この場合には、低圧室の内部から凹部５３内に比較的冷たい吸入ガスが供給されることで、ピストン３４の端面３４ａの冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。また、図９では、凹部５３は、平面視において、ブレード３８の伸延方向に沿って形成された略長方形状であって、凹部５３とブレード３８の高圧室側の端部３９ａとの距離ｘ１は、凹部５３（低圧室の内部と連通していない部分）とブレード３８の低圧室側の端部３９ｂとの距離ｙ１より大きくなっている。この場合には、高圧室内の冷媒が凹部５３内に侵入するのを抑制することができる。そのため、凹内部空間には低圧室の内部からの吸入ガスが維持されるために焼付き耐力がより向上し、且つ、高圧室から凹部空間を経由して低圧室に冷媒が侵入するのを抑制することができる。これにより、圧縮機の性能が低下するのを抑制できる。

ここで、図９では、凹部５３は、ブレード３８の端面だけに形成されているが、凹部はブレード３８の端面に形成されると共にローラ３７の端面に形成されていてもよく、この場合には、凹部のブレードの端面に形成された部分が、平面視においてブレードの高圧室側の端部３９ａより低圧室側の端部３９ｂに近接して配置されていればよい。また、凹部のブレードの端面に形成された部分が、平面視においてブレードの高圧室側の端部より低圧室側の端部に近接して配置されているとは、平面視において、ブレードの端面に形成された凹部（低圧室の内部と連通していない部分）の少なくとも一部が、ブレードの高圧室側の端部より低圧室側の端部に近接して配置されていればよい。つまり、平面視において、ブレードの端面に形成された凹部（低圧室の内部と連通していない部分）の少なくとも一部において、凹部と低圧室側の端部との距離が、凹部と高圧室側の端部との距離より小さくなっていればよい。また、凹部は、平面視において、ブレードの端面の幅方向中心位置（図９の２点鎖線）より低圧室側（低圧室側の端部３９ｂ側）だけに配置されたものでもよい。

また、上述の第１実施形態において、ピストン３４は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、ブレード３８の上面３８ａに形成された凹部５４を有すると共に、ブレード３８の下面（リアヘッド３５に対向する端面）に形成された凹部５５を有するものでもよい。凹部５４及び凹部５５は、平面視において同一の位置になるように、ブレード３８の端面にそれぞれ形成されている。そして、ピストン３４は、凹部５４、５５を連通させるために上下方向に延びる接続流路６１と、接続流路６１とローラ３７の内周部とを連通させるために水平方向に延びる連通流路６２とを有している（第１実施形態の第３変形例）。つまり、凹部５４、５５は、接続流路６１及び連通流路６２を介して、ローラ３７の内周部と連通している。この場合には、ローラ３７の内周部から凹部５４、５５内に油が供給されることで、ピストン３４の上面３４ａ及び下面３４ｂの冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

ここで、ピストン３４は、凹部５４、５５、接続流路６１及び連通流路６２を有するものに限らず、凹部５４、接続流路６１の上方部分及び連通流路６２を有するものでもよいし、凹部５５、接続流路６１の下方部分及び連通流路６２を有するものでもよい。つまり、凹部は、ブレードの上面だけに形成されており、ピストンの内部に形成された流路によってローラの内周部と連通してもよいし、凹部は、ブレードの下面だけに形成されており、ピストンの内部に形成された流路によってローラの内周部と連通してもよい。

また、上述の第２実施形態において、ピストン１３４は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、ブレード１３８の上面に形成された凹部５６を有すると共に、ブレード１３８の下面（リアヘッド１３５に対向する端面）に形成された凹部５７を有するものでもよい。凹部５６及び凹部５７は、平面視において同一の位置になるように、ブレード１３８の端面にそれぞれ形成されている。そして、ピストン１３４は、凹部５６、５７を連通させるために上下方向に延びる接続流路６３と、接続流路６３とローラ１３７の内周部とを連通させるために水平方向に延びる連通流路６４とを有している（第２実施形態の第１変形例）。つまり、凹部５６、５７は、接続流路６３及び連通流路６４を介して、ローラ１３７の内周部と連通している。この場合には、給油孔１４２の内部から凹部５６、５７内に油が供給されることで、ピストン１３４の上面１３４ａ及び下面１３４ｂの冷却が促進されるので、焼付き耐力が向上する。

ここで、ピストン１３４は、凹部５６、５７、接続流路６３及び連通流路６４を有するものに限らず、凹部５６、接続流路６３の上方部分及び連通流路６４を有するものでもよいし、凹部５７、接続流路６３の下方部分及び連通流路６４を有するものでもよい。つまり、凹部は、ブレードの上面だけに形成されており、ピストンの内部に形成された流路によって給油孔１４２の内部と連通してもよいし、凹部は、ブレードの下面だけに形成されており、ピストンの内部に形成された流路によって給油孔１４２の内部と連通してもよい。

また、上述の第１及び第２実施形態では、凹部５０、５１は、ローラ３７、１３７の上面３７ａ、１３７ａの一部及びブレード３８、１３８の上面３８ａ、１３８ａの一部をそれぞれ含むように形成されていたが、本発明はこれに限らず、凹部５０、５１は、ローラ３７、１３７の上面３７ａ、１３７ａ及びブレード３８、１３８の上面３８ａ、１３８ａのどちらかだけに形成されていてもよい。

また、上述の第１及び第２実施形態、並びに第１実施形態の第１、第２変形例では、凹部５０、５１、５２、５３が、ピストン３４、１３４の上面３４ａ、１３４ａ（フロントヘッド３２、１３２に対向する端面）に形成されている場合について説明した。さらに、上述の第１実施形態の第３変形例及び第２実施形態の第１変形例では、凹部５４、５６が、ピストン３４、１３４の上面３４ａ、１３４ａに形成されていると共に、凹部５５、５７が、ピストン３４、１３４の下面３４ｂ、１３４ｂ（リアヘッド３５、１３５に対向する端面）に形成されている場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、凹部は、ピストン３４、１３４の下面のみに形成されてもよい。

本発明を利用すれば、ピストンの端面の焼付き耐力を向上させ、ＣＯＰを向上させることができる。

１ ロータリ圧縮機
１０ 密閉ケーシング
３２、１３２ フロントヘッド（端板部材）
３３ シリンダ
３４、１３４ ピストン
３５、１３５ リアヘッド（端板部材）
３７、１３７ ローラ
３８、１３８ ブレード
４０ 油溜まり部
４１ 保持孔
４２、１４２ 給油孔
５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７ 凹部
Ｂ１ シリンダ室

Claims (10)

1. ２つの端板部材と、
   前記２つの端板部材の間に配置され、シリンダ室及び前記シリンダ室の外側に設けられた保持孔を有するシリンダと、
   前記シリンダ室内に配置された環状のローラ、及び、前記ローラの外周面から前記保持孔内を通過するように延在し且つ前記ローラと共に前記シリンダ室内を高圧室と低圧室とに区画するブレードを有するピストンとを備え、
   前記ピストンにおける前記２つの端板部材にそれぞれ対向した端面の少なくとも一方には凹部が形成されていることを特徴とするロータリ圧縮機。
2. 前記凹部の少なくとも一部は前記ブレードの端面に形成されると共に、
   前記凹部は前記ローラの内周部と連通してい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. 前記シリンダは、前記シリンダ室の外側に設けられ且つ前記保持孔を通過する前記ブレードの先端が進退可能な給油孔を有しており、
   前記凹部の少なくとも一部は前記ブレードの端面に形成されると共に、
   前記凹部は前記給油孔の内部と連通し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. 前記２つの端板部材及び前記シリンダを収容する密閉ケーシングを備え、
   前記給油孔の上端は閉塞されると共に、
   前記給油孔の下端は前記密閉ケーシングの底部に配置された油溜まり部と連通していることを特徴とする請求項３に記載のロータリ圧縮機。
5. 前記凹部の少なくとも一部は前記ブレードの端面に形成されると共に、
   前記凹部の前記ブレードの端面に形成された部分は、平面視において前記ブレードの前記低圧室側の端部より前記高圧室側の端部に近接して配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
6. ２つの端板部材と、
   前記２つの端板部材の間に配置され、シリンダ室と、前記シリンダ室の外側に設けられた保持孔と、前記保持孔の外側に設けられた給油孔とを有するシリンダと、
   前記シリンダ室内に配置された環状のローラ、及び、前記ローラの外周面から前記保持孔内を通過するように延在し且つ前記ローラと共に前記シリンダ室内を高圧室と低圧室とに区画するブレードを有するピストンとを備え、
   前記ピストンにおける前記２つの端板部材にそれぞれ対向した端面の少なくとも一方には凹部が形成されており、
   前記凹部の少なくとも一部は前記ブレードの端面に形成されると共に、
   前記凹部は、前記ローラの内周部及び前記給油孔の内部と連通せず且つ前記低圧室の内部と連通していることを特徴とするロータリ圧縮機。
7. 前記凹部の前記ブレードの端面に形成された部分は、平面視において前記ブレードの前記高圧室側の端部より前記低圧室側の端部に近接して配置されていることを特徴とする請求項６に記載のロータリ圧縮機。
8. 前記凹部は、前記シリンダ室での圧縮工程が行われるときに、前記端板部材における前記ピストンの凹部が形成された端面に対向した面において、前記ピストンの端面と常に対向する領域が発生しないように形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
9. 前記ピストンは、焼結で成形されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
10. ＣＯ_２冷媒を使用することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。

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