JP2014025408A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンの両端面での機械ロスの低減を図りつつ、シリンダ室にオイルが漏れ込むことを抑制する技術を提供する。
【解決手段】ロータリ圧縮機１００は、密閉容器１、シリンダ１５、ピストン２８、下軸受部材７、ベーン３３、吸入口２０及び溝部７ｄを有する。下軸受部材７は、第１平面Ｈ１と第２平面Ｈ２とで分けることによって得られた４つの領域のうち、吸入口２０に隣接している第１領域Ｓ１と、残りの３つの領域を含む第２領域Ｓ２とを有し、溝部７ｄは、軸受孔７ａの周囲に沿う形状を有し、その全部が第２領域Ｓ２に設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ロータリ圧縮機に関する。

特許文献１に記載された２ピストンロータリ圧縮機４００は、図１０に示すように、シャフト４０４、ピストン４０８、ピストン４２８、シリンダ４０５、シリンダ４１５、中板４３８、軸受部材４０６及び４０７を備えている。軸受部材４０６及び４０７には、中板４３８と対向する端面において、中板４３８の貫通孔４３８ａの径と一致する開口径となるように環状に凹んだ軸受荷重調整部４０６ａ及び４０７ａが形成されている。

特許文献２に記載された１ピストンロータリ圧縮機５００は、図１１に示すように、シャフト５０４、ピストン５２８、シリンダ５１５、軸受部材５０６及び５０７を備えている。軸受部材５０６及び５０７には、シリンダ５１５の両端面と対向する端面において、テーパ状の環状溝５０６ａ及び５０７ａが形成されている。

特許文献１には、軸受荷重調整部４０６ａ及び４０７ａを設けることによって、ピストン４０８及び４２８の両端面での機械ロスを抑える技術が記載されている。特許文献２の環状溝５０６ａ及び５０７ａも同じ効果をもたらす。

特開２００９−４１５４６号公報 特開２０１１−１１１９７６号公報

しかし、上記の構成では、摺動面積が減少し、圧縮機の信頼性の低下を招くことがある。また、圧縮室に漏れ込むオイルの量が増加し、吸入冷媒がオイルから受熱したり、体積効率が低下したりすることによって、圧縮機の性能が低下する可能性がある。

本発明は、ピストンの両端面での機械ロスの低減を図りつつ、シリンダ室にオイルが漏れ込むことを抑制する技術を提供することを目的とする。

すなわち、本開示は、
オイル溜まりを有し、圧縮された冷媒が内部に吐出される密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置されたシリンダと、
前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
前記ピストンが取り付けられたシャフトと、
前記シャフトを支持する軸受孔を中央部に有し、前記シリンダと前記ピストンとの間にシリンダ室を形成するように、前記シリンダに取り付けられた軸受部材と、
前記シリンダ室を吸入室と吐出室とに仕切るベーンと、
圧縮されるべき冷媒を前記吸入室に導く吸入口と、
前記軸受部材に設けられ、前記シリンダの内部に向かって開口し、前記オイル溜まりに溜められたオイルが浸入可能な溝部と、を備え、
前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面との接線を通り、かつ前記シリンダの前記中心軸を含む平面を第１平面と定義し、
前記シリンダの前記中心軸と平行かつ前記吸入口の前記ベーンと反対側の開口端を通る直線と、前記シリンダの前記中心軸とを含む平面を第２平面と定義したとき、
前記軸受部材は、当該軸受部材を前記第１平面及び前記第２平面で分けることによって得られた４つの領域のうち、前記吸入口に隣接している第１領域と、残りの３つの領域を含む第２領域と、を有しており、
前記溝部は、前記軸受孔の周囲に沿う形状を有し、その全部が前記第２領域に設けられている、ロータリ圧縮機を提供する。

上記のロータリ圧縮機によれば、溝部は、軸受孔の周囲に沿う形状を有し、その全部が第２領域に設けられている。このような溝部が設けられていると、ピストンの上面に作用する荷重と下面に作用する荷重とのバランスを取ることができるので、ピストンの両端面での機械ロスを低減できる。また、溝部の全部が第２領域に設けられているので、シリンダ室にオイルが漏れ込むことを抑制できる。

本発明の一実施形態に係るロータリ圧縮機の縦断面図 図１に示すロータリ圧縮機のIIA-IIA線に沿った横断面図 図１に示すロータリ圧縮機のIIB-IIB線に沿った横断面図 第２偏心部、下軸受部材、第２シリンダ、第２ピストン及び中板の位置関係を表す横断面図 圧縮機構の詳細な構成を示す拡大断面図 第２偏心部、下軸受部材、溝部、第２シリンダ、第２ピストン及び中板の位置関係を表す横断面図 下軸受部材の斜視図 変形例１に係るロータリ圧縮機における、第２偏心部、下軸受部材、溝部、第２シリンダ、第２ピストン及び中板の位置関係を表す横断面図 変形例２に係るロータリ圧縮機の縦断面図 変形例３に係るロータリ圧縮機の縦断面図 従来の２ピストンロータリ圧縮機の拡大断面図 従来の１ピストンロータリ圧縮機の拡大断面図

本開示の第１の態様は、
オイル溜まりを有し、圧縮された冷媒が内部に吐出される密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置されたシリンダと、
前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
前記ピストンが取り付けられたシャフトと、
前記シャフトを支持する軸受孔を中央部に有し、前記シリンダと前記ピストンとの間にシリンダ室を形成するように、前記シリンダに取り付けられた軸受部材と、
前記シリンダ室を吸入室と吐出室とに仕切るベーンと、
圧縮されるべき冷媒を前記吸入室に導く吸入口と、
前記軸受部材に設けられ、前記シリンダの内部に向かって開口し、前記オイル溜まりに溜められたオイルが浸入可能な溝部と、を備え、
前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面との接線を通り、かつ前記シリンダの前記中心軸を含む平面を第１平面と定義し、
前記シリンダの前記中心軸と平行かつ前記吸入口の前記ベーンと反対側の開口端を通る直線と、前記シリンダの前記中心軸とを含む平面を第２平面と定義したとき、
前記軸受部材は、当該軸受部材を前記第１平面及び前記第２平面で分けることによって得られた４つの領域のうち、前記吸入口に隣接している第１領域と、残りの３つの領域を含む第２領域と、を有しており、
前記溝部は、前記軸受孔の周囲に沿う形状を有し、その全部が前記第２領域に設けられている、ロータリ圧縮機を提供する。

第２の態様は、第１の態様に加え、前記シリンダを第１シリンダ、前記ピストンを第１ピストン、前記ベーンを第１ベーン、前記軸受部材を第１軸受部材と定義したとき、前記ロータリ圧縮機は、第２シリンダ、第２ピストン、第２ベーン及び第２軸受部材を有し、かつ、前記第１シリンダと前記第２シリンダとの間に配置され前記シャフトが貫通している貫通孔を中央部に有する中板をさらに備え、前記溝部、前記中板の前記貫通孔及び前記第１軸受部材の前記軸受孔を前記第１シリンダの前記中心軸に垂直な平面に正射影したとき、前記溝部の投影図の全部は、前記貫通孔の投影図の外縁と、前記軸受孔の投影図の外縁とで囲まれた環状領域内に位置している、ロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、第１ピストンの上面に作用する荷重と下面に作用する荷重とのバランスを取ることができるので、機械ロスを低減できる。

第３の態様は、第２の態様に加え、前記第１ピストンを一回転させたときの前記第１ピストンの端面の軌跡を前記第１シリンダの前記中心軸に垂直な平面に正射影したとき、前記溝部の投影図の全部は、前記環状領域と、前記第１ピストンの端面の前記軌跡の投影図とが重なる重畳領域内に位置している、ロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、第１ピストンの上端面及び下端面に作用する荷重を確実にバランスさせることができるので、機械ロスを低減できる。

第４の態様は、第１〜第３の態様のいずれか１つに加え、前記溝部の一部は、前記ピストンが任意又は所定の回転位置を占有しているときに、前記ピストンの端面の内縁よりも内側に位置している、ロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、高圧オイルが溝部に導入されやすい。

第５の態様では、第１〜第４の態様のいずれか１つに加え、前記溝部の開口の内縁及び外縁は、それぞれ、平面視で前記軸受孔の中心軸を中心とした円弧の形状を有する、ロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、同心の切削加工によって、溝部の形成が容易になる。

第６の態様は、第１〜第４の態様のいずれか１つに加え、前記溝部の開口の内縁及び外縁は、それぞれ、平面視で互いに曲率が異なる円弧の形状を有する、ロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、溝部を三日月形状に形成できるので、三日月形状の重畳領域内に溝部の投影図の全部を確実に配置できる。

第７の態様は、第１〜第６の態様のいずれか１つに加え、前記中板の前記貫通孔の中心軸は、前記シリンダの前記中心軸から径方向にオフセットしており、前記シリンダの前記中心軸と、前記貫通孔の前記中心軸とを含む平面を第３平面と定義したとき、前記溝部は、前記第３平面の一方側に第１部分を有し、前記第３平面の他方側に第２部分を有しており、前記第１部分及び前記第２部分は、前記第３平面に対して対称である、ロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、溝部をバランスよく配置できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。

図１に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機１００は、密閉容器１、モータ２、圧縮機構１０２及びシャフト４を備えている。圧縮機構１０２は、密閉容器１の下部に配置されている。モータ２は、密閉容器１の内部において、圧縮機構１０２の上に配置されている。シャフト４によって、圧縮機構１０２とモータ２とが連結されている。密閉容器１の上部には、モータ２に電力を供給するための端子２１が設けられている。密閉容器１の底部には、潤滑用のオイルを保持するためのオイル溜まり２２が形成されている。

モータ２は、ステータ１７及びロータ１８で構成されている。ステータ１７は、密閉容器１の内壁に固定されている。ロータ１８は、シャフト４に固定されており、かつシャフト４とともに回転する。

密閉容器１の上部には、吐出管１１が設けられている。吐出管１１は、密閉容器１の上部を貫通しているとともに、密閉容器１の内部空間１３に向かって開口している。吐出管１１は、圧縮機構１０２で圧縮された冷媒を密閉容器１の外部に導く吐出流路としての役割を担う。ロータリ圧縮機１００の動作時において、密閉容器１の内部空間１３は、圧縮された冷媒で満たされる。すなわち、本実施形態のロータリ圧縮機１００は、いわゆる高圧シェル型の圧縮機である。ただし、圧縮機構１０２が冷媒を２段階で圧縮するように構成されていてもよい。この場合、密閉容器１の内部空間１３は、中間圧の冷媒で満たされる。

圧縮機構１０２は、冷媒を圧縮するようにモータ２によって動かされる。具体的に、圧縮機構１０２は、第１圧縮ブロック３０、第２圧縮ブロック３、下軸受部材７（第１軸受部材の一例）、上軸受部材６（第２軸受部材の一例）、中板３８及び溝部７ｂを有する。溝部７ｂは、下軸受部材７の上面に設けられている。冷媒は、第１圧縮ブロック３０又は第２圧縮ブロック３で圧縮される。第１圧縮ブロック３０及び第２圧縮ブロック３は、オイル溜まり２２に溜められたオイルに浸漬されている。本実施形態において、第１圧縮ブロック３０は、第２圧縮ブロック３を構成する部品と共通の部品で構成されている。従って、第１圧縮ブロック３０は、第２圧縮ブロック３の吸入容積に等しい吸入容積を有する。

図２Ｂに示すように、第１圧縮ブロック３０は、第１シリンダ１５、第１ピストン２８、第１ベーン３３、第１吸入口２０、第１吐出口４１及び第１ばね３７で構成されている。図２Ａに示すように、第２圧縮ブロック３は、第２シリンダ５、第２ピストン８、第２ベーン３２、第２吸入口１９、第２吐出口４０及び第２ばね３６で構成されている。第２シリンダ５及び第１シリンダ１５は、互いに上下方向に同心状に配置されている。

シャフト４は、第１偏心部４ｂ及び第２偏心部４ａを有する。第１偏心部４ｂ及び第２偏心部４ａは、それぞれ、半径方向の外向きに突出している。第１ピストン２８及び第２ピストン８は、それぞれ、第１シリンダ１５及び第２シリンダ５の内部に配置されている。第１シリンダ１５の内部において、第１偏心部４ｂに第１ピストン２８が取り付けられている。第２シリンダ５の内部において、第２偏心部４ａに第２ピストン８が取り付けられている。第１シリンダ１５及び第２シリンダ５には、それぞれ、第１ベーン溝３５及び第２ベーン溝３４が形成されている。シャフト４の回転方向において、第１ベーン溝３５の位置は、第２ベーン溝３４の位置に一致している。第１偏心部４ｂは、第２偏心部４ａの突出方向と１８０度反対の方向に突出している。つまり、第１ピストン２８と第２ピストン８との間の位相差が１８０度である。この構成は、振動及び騒音を低減する効果を奏する。

図４に示すように、第１ピストン２８及び第２ピストン８の両端面の内縁部には、それぞれ、テーパ状に凹んだ第１テーパ部２８ａ及び第２テーパ部８ａが形成されている。第１テーパ部２８ａ及び第２テーパ部８ａによって形成された環状の隙間には、オイルが保持されている。

下軸受部材７は、第１シリンダ１５の内周面と第１ピストン２８の外周面との間に第１シリンダ室２６を形成するように第１シリンダ１５に取り付けられている。上軸受部材６は、第２シリンダ５の内周面と第２ピストン８の外周面との間に第２シリンダ室２５を形成するように第２シリンダ５に取り付けられている。詳細には、下軸受部材７は、第１シリンダ１５の下部に取り付けられている。上軸受部材６は、第２シリンダ５の上部に取り付けられている。第１シリンダ１５と第２シリンダ５との間には、中板３８が配置されている。

下軸受部材７の中央部には、シャフト４を回転可能に支持する軸受孔７ａが形成されている。上軸受部材６の中央部には、シャフト４を回転可能に支持する軸受孔６ａが形成されている。軸受孔７ａの中心は、軸受孔６ａの中心に一致している。

中板３８の中央部には、シャフト４が貫通する貫通孔３８ａが形成されている。貫通孔３８ａは、第１偏心部４ｂ及び第２偏心部４ａを通すことができる貫通孔である。このため、貫通孔３８ａの径は、軸受孔７ａ及び軸受孔６ａの径より大きい。貫通孔３８ａの中心は、軸受孔７ａ及び軸受孔６ａの中心に一致している。

上軸受部材６の軸受孔６ａの周囲には、第２シリンダ５の内部に向かって開口し、オイル溜まり２２に溜められたオイルが浸入可能な環状の溝部６ｂが形成されている。環状の溝部６ｂは、第２ピストン８の上端面の内縁部に形成された第２テーパ部８ａに向かって開口している。

図４から図６に示すように、下軸受部材７には、第１シリンダ１５の内部に向かって開口し、オイル溜まり２２に溜められたオイルが浸入可能な溝部７ｂが設けられている。溝部７ｂは、軸受孔７ａの周囲に沿う形状を有している。溝部７ｂの一部は、図４には表れていないが、第１ピストン２８の下端面の内縁部に形成された第１テーパ部２８ａに向かって開口している。

図１に示すように、下軸受部材７の下部には、第１区画部材１０が取り付けられている。上軸受部材６の上部には、吐出口９ａを有する第２区画部材９が取り付けられている。シャフト４は、第１区画部材１０の中央部及び第２区画部材９の中央部を貫通している。

図４に示すように、シャフト４の内部には、軸方向に沿う管状の給油路４ｃが形成されている。シャフト４の下端部は、オイル溜まり２２のオイルに露出しており、シャフト４が回転することに応じて、給油路４ｃにオイルが吸い込まれる。シャフト４の内部には、給油路４ｃと連通し、給油路４ｃから径方向に延び、第１シリンダ１５及び第２シリンダ５の内部に連通する第１連通路４ｅ及び第２連通路４ｄが形成されている。第１連通路４ｅ及び第２連通路４ｄは、第１偏心部４ｂ及び第２偏心部４ａの内部に形成されている。給油路４ｃ、第１連通路４ｅ及び第２連通路４ｄを通じて、第１シリンダ１５及び第２シリンダ５の内部に、オイル溜まり２２に溜められた高圧のオイルが導かれる。また、中板３８の貫通孔３８ａも、高圧のオイルで満たされるため、良好な潤滑性が保たれる。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１吸入口２０及び第２吸入口１９は、それぞれ、第１シリンダ１５及び第２シリンダ５に形成されている。第１吸入口２０及び第２吸入口１９は、それぞれ、第１シリンダ室２６及び第２シリンダ室２５に向かって開口している。第１吸入口２０及び第２吸入口１９には、それぞれ、第１吸入管１６及び第２吸入管１４が接続されている。

第１吐出口４１及び第２吐出口４０は、それぞれ、下軸受部材７及び上軸受部材６に形成されている。第１吐出口４１及び第２吐出口４０は、それぞれ、第１シリンダ室２６及び第２シリンダ室２５向かって開口している。第１吐出口４１を開閉するように、第１吐出口４１に第１吐出弁４４が設けられている。第２吐出口４０を開閉するように、第２吐出口４０に第２吐出弁４３が設けられている。

第１ベーン溝３５には、第１ベーン３３（ブレード）がスライドできるように配置されている。第１ベーン３３は、第１シリンダ室２６を第１ピストン２８の周方向に沿って仕切っている。つまり、第１シリンダ室２６が第１吸入室２６ａと第１吐出室２６ｂとに仕切られている。第２ベーン溝３４には、第２ベーン３２（ブレード）がスライドできるように配置されている。第２ベーン３２は、第２シリンダ室２５を第２ピストン８の周方向に沿って仕切っている。つまり、第２シリンダ室２５が第２吸入室２５ａと第２吐出室２５ｂとに仕切られている。第１吐出口４１及び第１吸入口２０は、それぞれ、第１ベーン３３の左右に位置している。第２吐出口４０及び第２吸入口１９は、それぞれ、第２ベーン３２の左右に位置している。第１吸入口２０を通じて、圧縮されるべき冷媒が第１シリンダ室２６（第１吸入室２６ａ）に供給される。第２吸入口１９を通じて、圧縮されるべき冷媒が第２シリンダ室２５（第２吸入室２５ａ）に供給される。第１シリンダ室２６で圧縮された冷媒は、第１吐出弁４４を押し開き、第１吐出口４１を通じて第１吐出室２６ｂから吐出される。第２シリンダ室２５で圧縮された冷媒は、第２吐出弁４３を押し開き、第２吐出口４０を通じて第２吐出室２５ｂから吐出される。

第１ピストン２８と第１ベーン３３とが単一の部品、すなわち、スイングピストンで構成されていてもよい。第２ピストン８と第２ベーン３２とが単一の部品、すなわち、スイングピストンで構成されていてもよい。第１ベーン３３及び第２ベーン３２は、それぞれ、第１ピストン２８及び第２ピストン８に結合していてもよい。ロータリ圧縮機の詳細な型式は特に限定されず、ローリングピストン型、スイングピストン型などの型式を広く採用できる。

第１ベーン３３及び第２ベーン３２の背後の背後には、それぞれ、第１ばね３７及び第２ばね３６が配置されている。第１ばね３７及び第２ばね３６は、それぞれ、第１ベーン３３及び第２ベーン３２をシャフト４の中心に向かって押している。第１ベーン溝３５の後部及び第２ベーン溝３４の後部は、それぞれ、密閉容器１の内部空間１３に連通している。従って、密閉容器１の内部空間１３の圧力が第１ベーン３３の背面及び第２ベーン３２の背面に加えられる。また、第１ベーン溝３５及び第２ベーン溝３４には、オイル溜まり２２に溜められたオイルが供給される。

図２Ｂ及び図５に示すように、本明細書において、第１平面Ｈ１及び第２平面Ｈ２を以下のように定義する。

第１平面Ｈ１は、第１ベーン３３が第１シリンダ１５の中心軸Ｏに向かって最も突出したときの第１シリンダ１５の内周面と第１ピストン２８の外周面との接線Ｐを通り、かつ第１シリンダ１５の中心軸Ｏを含む平面である。第１平面Ｈ１は、第１ベーン溝３５の中心を通っている。

なお、第１シリンダ１５の内周面と第１ピストン２８の外周面との間には、僅かな隙間が生成され、数μｍ程度の油膜が形成されている。この場合には、この油膜を無視して、第１ベーン３３が第１シリンダ１５の中心軸Ｏに向かって最も突出したとき、第１シリンダ１５の内周面が第１ピストン２８の外周面に接しているものとみなし、接線Ｐを定義する。

第２平面Ｈ２は、第１シリンダ１５の中心軸Ｏと平行かつ第１吸入口２０の第１ベーン３３と反対側の開口端を通る直線Ｑと、第１シリンダ１５の中心軸Ｏとを含む平面である。なお、第１シリンダ１５の中心軸Ｏは、詳細には、第１シリンダ１５の円筒状の内周面の中心軸を意味する。また、第１シリンダ１５の中心軸Ｏは、中板３８の貫通孔３８ａの中心軸Ｒ、シャフト４の回転軸及び第２シリンダ５の中心軸に一致している。

図５に示すように、下軸受部材７は、下軸受部材７を第１平面Ｈ１及び第２平面Ｈ２で分けることによって得られた４つの領域のうち、第１吸入口２０に隣接している第１領域Ｓ１と、残りの３つの領域を含む第２領域Ｓ２とを有している。第１領域Ｓ１は、図５の左上部分にハッチングされた扇形の領域である。第２領域Ｓ２は、円形の領域から第１領域Ｓ１の扇形の領域を除いた部分である。なお、図５には下軸受部材７が図示されていないが、下軸受部材７が存在すると仮定したときの仮想的な軸受孔７ａ、溝部７ｂ、第１領域Ｓ１及び第２領域Ｓ２を図５に示す。

次に、第１シリンダ１５内における、中板３８、第１ピストン２８及び下軸受部材７の配置を図３に模式的に示す。第１シリンダ１５の中心軸Ｏは、中板３８の貫通孔３８ａの中心軸Ｒ、下軸受部材７の軸受孔７ａの中心軸に一致している。第１ピストン２８の中心軸及び第１偏心部４ｂの中心軸は、シャフト４の回転軸からオフセットしている。軸受孔７ａの径は、シャフト４の外径とほぼ同一である。貫通孔３８ａの径は、軸受孔７ａ及びシャフト４の径より大きい。第１偏心部４ｂの外径は、第１ピストン２８の内径とほぼ同一である。貫通孔３８ａの径は、第１偏心部４ｂの外径及び第１ピストン２８の内径よりやや大きい。なお、第１ピストン２８の内径は、第１ピストン２８の第１テーパ部２８ａ（図４参照）のうち最も小径となる部分の径と同径である。

図３に示すように、本明細書において、環状領域Ａ及び重畳領域Ｂを以下のように定義する。

中板３８の貫通孔３８ａ、第１ピストン２８及び下軸受部材７の軸受孔７ａを、第１シリンダ１５の中心軸Ｏに垂直な平面に正射影したとき、貫通孔３８ａの投影図の外縁と、軸受孔７ａの投影図の外縁とで囲まれた領域が環状領域Ａである。

第１ピストン２８を一回転させたときの第１ピストン２８の端面の軌跡を第１シリンダ１５の中心軸Ｏに垂直な平面に正射影したとき、環状領域Ａと、第１ピストン２８の端面の軌跡の投影図とが重なる領域が重畳領域Ｂである。なお、図３では、第１ピストン２８を一回転させたときの第１ピストン２８の端面の軌跡ではなく、便宜的に、第１ピストン２８が第１シリンダ１５の左位置に位置したときの第１ピストン２８の端面の位置を示す。第１ピストン２８が図３の位置を占有しているとき、ハッチングされた三日月形の領域が重畳領域Ｂである。第１ピストン２８を一回転させたときには、重畳領域Ｂは、環状の領域になる。

図５に示すように、下軸受部材７の溝部７ｂは、軸受孔７ａの周囲に沿う形状を有し、その全部が第２領域Ｓ２に設けられている。溝部７ｂは、第２領域Ｓ２のみに設けられており、第１領域Ｓ１に設けられていない。すなわち、溝部７ｂは、従来のように第１領域Ｓ１及び第２領域Ｓ２の全周にわたって形成された環状溝ではない。ここでは、溝部７ｂは、第１吐出口４１を含む第２領域Ｓ２のみに設けられ、第１吸入口２０に隣接している第１領域Ｓ１に設けられていない。第１領域Ｓ１において、下軸受部材７の表面は平坦面である。

このような構成によれば、第１ピストン２８が第１吸入口２０から最も遠ざかったときにおいても、第１吸入室２６ａから溝部７ｂまでの距離を十分に確保できる。すなわち、第１ピストン２８によるシール長さを十分に確保できる。従って、第１吸入室２６ａに存在する低圧冷媒と、第１ピストン２８内周部に存在する高圧オイルとの差圧によって、第１ピストン２８の端面と下軸受部材７の表面との間の隙間を通って、第１吸入室２６ａへ高圧オイルが漏れることを抑制できる。

また、溝部７ｂが第１吐出口４１側に形成されていたとしても、溝部７ｂに高圧のオイルが溜められており、第１吐出室２６ｂが高圧の圧縮冷媒で満たされている。従って、第１吐出室２６ｂから溝部７ｂまでの距離が近い、つまり、第１ピストン２８によるシール長さが短かったとしても、オイルが溝部７ｂから第１吐出室２６ｂに移動しにくい。

また、下軸受部材７に対向する第１ピストン２８の下端面に作用する圧力は、第１ピストン２８の内周側の圧力（吐出圧）と、第１ピストン２８の外周側の圧力（第１シリンダ室２６内の圧力、すなわち、吸入圧と吐出圧との間の範囲の圧力）との平均であると考えられる。つまり、下軸受部材７に対向する第１ピストン２８の下端面に作用する圧力は、（吸入圧＋吐出圧）／２と、（吐出圧＋吐出圧）／２＝吐出圧との間の範囲の圧力であると考えられる。従って、中板３８、第１ピストン２８及び下軸受部材７が重なる部分においては、中板３８に対向する第１ピストン２８の上端面に作用する圧力は、下軸受部材７に対向する第１ピストン２８の下端面に作用する圧力より高い。本実施形態では、下軸受部材７に溝部７ｂを設けることによって、第１ピストン２８の下端面に作用する圧力が増加する。従って、下軸受部材７の信頼性を損なうことなく、第１ピストン２８の上下方向に作用する荷重をバランスさせることができる。その結果、第１ピストン２８の摺動損失を低減できる。さらに、第１ピストン２８と下軸受部材７との間の隙間の広さと、第１ピストン２８と中板３８との間の隙間の広さとが均一化する。これにより、それらの隙間を通って冷媒が第１吐出室２６ｂから第２吸入室２５ａへ漏れたり、第１吐出室２６ｂからから第１ピストン２８の内側に漏れたりすることを抑制できる。

図３及び図５に示すように、溝部７ｂを第１シリンダ１５の中心軸Ｏに垂直な平面に正射影したとき、溝部７ｂの投影図の全部は、貫通孔３８ａの投影図の外縁と、軸受孔７ａの投影図の外縁とで囲まれた環状領域Ａ（図３参照）内に位置している。第１ピストン２８の両端面に作用する荷重をバランスさせることができるので、機械ロスを低減できる。

図３及び図５に示すように、溝部７ｂの投影図の全部は、環状領域Ａと、第１ピストン２８の端面の軌跡の投影図とが重なる重畳領域Ｂ（図３参照）内に位置している。重畳領域Ｂは、中板３８と第１ピストン２８の端面とが重なる領域であり、中板３８に対向する第１ピストン２８の上端面に高圧が加わる領域である。下軸受部材７の重畳領域Ｂ内に溝部７ｂの投影図の全部が位置し、溝部７ｂに高圧オイルを供給することにより、下軸受部材７に対向する第１ピストン２８の下端面を高圧にすることができる。従って、第１ピストン２８に作用する上下方向の荷重をバランスさせることができるので、機械ロスを低減できる。

図３及び図５に示すように、溝部７ｂの一部は、第１ピストン２８の任意の回転位置において、第１ピストン２８の端面の内縁より内側に向かって開口している。具体的には、図５に示すように、溝部７ｂの一端部７ｃは、第１ピストン２８の任意の回転位置において、第１ピストン２８の端面の内縁よりも内側に位置している。第１ピストン２８の端面の内縁より内側の部分は、高圧オイルが満たされる領域である。このような構成によれば、高圧オイルを第１ピストン２８の内周部から溝部７ｂに導入しやすい。なお、溝部７ｂの一部は、第１ピストン２８の所定の回転位置において、第１ピストン２８の端面の内縁より内側に向かって開口してもよい。

図５に示すように、溝部７ｂの開口の内縁及び開口の外縁は、それぞれ、平面視で軸受孔７ａの中心軸を中心とした円弧形状に形成されている。溝部７ｂは、第１吐出口４１に近接する位置が端部となる一端部７ｃを有している。溝部７ｂは、図６に示すように、一端部７ｃから時計回りに１８０度延びる平面視で円弧形状に形成されている。溝部７ｂは、例えば、エンドミルを用いた切削加工により形成されている。ここでは、同心の切削加工によって、溝部７ｂの形成が容易になる。

溝部７ｂの開口外縁の径Ｒｏｕｔが適切に形成されていると、第１シリンダ室２６内の溝部７ｂの開口部が第１ピストン２８の端面で覆われている場合であっても、溝部７ｂの開口外縁と第１ピストン２８の端面の外縁との間の距離を十分に確保できるので、良好な圧縮効率が得られる。一方、溝部７ｂの開口内縁の径Ｒｉｎが適切に形成されていると、第１ピストン２８の摺動面積が十分に確保され、ひいては高い信頼性を有する圧縮機を実現できる。

（変形例１）
図７に示すように、変形例１に係るロータリ圧縮機の構造は、中板３８及び下軸受部材７を除いて、図１に示すロータリ圧縮機１００の構造と共通している。

変形例１に係る中板３８は、貫通孔３８ａの中心軸Ｒが第１シリンダ１５の中心軸Ｏから第１吐出室２６ｂ方向（例えば、図７右下方向）にオフセットするように配置されている。このように中板３８を第１吐出室２６ｂ側にオフセットさせているのは、第１吸入室２６ａ側の第１ピストン２８の端面のシール長を増加させるためである。中板３８は、第２シリンダ１５を第１平面Ｈ１で分けることによって得られた２つの領域のうち、第１吐出口４１を含む領域（図７右側の半円部分）に貫通孔３８ａの中心軸Ｒが位置するようにオフセットしている。すなわち、貫通孔３８ａの中心軸Ｒは、第１ベーン溝３５開口部の中心位置と第１シリンダ１５の中心軸Ｏとを結ぶ直線（第１平面Ｈ１を通る直線）を基準とし、第１ベーン溝３５開口部の中心位置を０度と定義したとき、時計回りに、０度から１８０度の間のいずれかの方向にオフセットしている。

図７に示すように、溝部７ｄの開口内縁及び開口外縁は、それぞれ、平面視で互いに曲率が異なる円弧形状に形成されている。具体的には、溝部７ｄの開口内縁の曲率は、溝部７ｄの開口外縁の曲率より大きい。すなわち、溝部７ｄの開口内縁の曲率半径は、溝部７ｄの開口外縁の曲率半径より小さい。従って、溝部７ｄは、開口内縁及び開口外縁の両端部が重なる、平面視で三日月形状に形成される。溝部７ｄは、平面視で三日月形状に形成されているので、平面視で三日月形状の重畳領域Ｂ（図３参照）内に溝部７ｄの投影図の全部を確実に位置させることができる。

図７に示すように、第１シリンダ１５の中心軸Ｏと、貫通孔３８ａの中心軸Ｒと、を含む平面を第３平面Ｈ３と定義する。溝部７ｄは、第３平面Ｈ３の一方側に第１部分７ｅ（図７上側）を有し、第３平面Ｈ３の他方側に第２部分７ｆ（図７下側）を有している。第１部分７ｅ及び第２部分７ｆは、それぞれ第３平面Ｈ３に対して対称となる形状に形成されている。ここでは、溝部７ｄをバランスよく配置できる。

また、溝部７ｂの第１端部７ｇ（図７上側）及び第２端部７ｈ（図７下側）は、第１ピストン２８の任意の回転位置において、第１ピストン２８の端面の内縁より内側に向かって開口している。このため、第１ピストン２８の内周部から第１端部７ｇ及び第２端部７ｈに高圧オイルを導入しやすい。なお、溝部７ｄの第１端部７ｇ及び第２端部７ｈは、第１ピストン２８の所定の回転位置において、第１ピストン２８の端面の内縁より内側に向かって開口してもよい。また、溝部７ｄの第１端部７ｇ及び第２端部７ｈの一方が、第１ピストン２８の端面の内縁より内側に向かって開口してもよい。

（変形例２）
図８に示すように、変形例２に係るロータリ圧縮機２００は、上軸受部材６を除いて、図１に示すロータリ圧縮機１００とで共通している。変形例２に係る上軸受部材６は、図１に示す環状溝６ｂに代えて、溝部６ｃを備えている。溝部６ｃは、下軸受部材７の溝部７ｂと同様の構造である。なお、第１シリンダ１５、第１ピストン２８、第１ベーン３３、第１吸入口２０及び軸受孔７ａを、それぞれ、第２シリンダ５、第２ピストン８、第２ベーン３２、第２吸入口１９及び軸受孔６ａに置き換えることにより、図２Ａに示す第１平面Ｈ１及び第２平面Ｈ２を定義している。

ここでは、上軸受部材６に溝部６ｃを設けることによって、上軸受部材６の信頼性を損なうことなく、第２ピストン８の上下方向に作用する荷重をバランスさせることができる。

（変形例３）
図９に示すように、変形例３に係るロータリ圧縮機３００は、図１に示すロータリ圧縮機１００から第２圧縮ブロック３を省略した構造を有する。つまり、ロータリ圧縮機３００は、シリンダを１つのみ備えた１ピストンロータリ圧縮機である。このように、１ピストンロータリ圧縮機３００にも本発明を適用することができる。

本発明は、空調機、冷凍機、暖房機、給湯機等に利用できる冷凍サイクル装置の圧縮機に有用である。

１ 密閉容器
２ モータ
３ 第２圧縮ブロック
４ シャフト
４ａ 第２偏心部
４ｂ 第１偏心部
４ｃ 給油路
４ｄ 第２連通路
４ｅ 第１連通路
５ 第２シリンダ
６ 上軸受部材
６ａ 軸受孔
６ｂ 環状溝
６ｃ 溝部
７ 下軸受部材
７ａ 軸受孔
７ｂ 溝部
７ｃ 一端部
７ｄ，７ｉ 溝部
７ｅ 第１部分
７ｆ 第２部分
７ｇ 第１端部
７ｈ 第２端部
８ 第２ピストン
８ａ 第２テーパ部
９ 第２区画部材
１０ 第１区画部材
１１ 吐出管
１３ 内部空間
１４ 第２吸入管
１５ 第１シリンダ
１６ 第１吸入管
１７ ステータ
１８ ロータ
１９ 第２吸入口
２０ 第１吸入口
２１ 端子
２２ オイル溜まり
２５ 第２シリンダ室
２５ａ 第２吸入室
２５ｂ 第２吐出室
２６ 第１シリンダ室
２６ａ 第１吸入室
２６ｂ 第１吐出室
２８ 第１ピストン
２８ａ 第２テーパ部
３０ 第１圧縮ブロック
３２ 第２ベーン
３３ 第１ベーン
３４ 第２ベーン溝
３５ 第１ベーン溝
３６ 第２ばね
３７ 第１ばね
３８ 中板
３８ａ 貫通孔
４０ 第２吐出口
４１ 第１吐出口
４３ 第２吐出弁
４４ 第１吐出弁
１００，２００，３００ ロータリ圧縮機
１０２ 圧縮機構
４００ ２ピストンロータリ圧縮機
４０４ シャフト
４０５，４１５ シリンダ
４０６，４０７ 軸受部材
４０６ａ，４０７ａ 軸受荷重調整部
４０８，４２８ ピストン
４３８ 中板
４３８ａ 貫通孔
５００ １ピストンロータリ圧縮機
５０４ シャフト
５０６，５０７ 軸受部材
５０６ａ，５０７ａ 環状溝
５１５ シリンダ
５２８ ピストン
Ａ 環状領域
Ｂ 重畳領域
Ｈ１ 第１平面
Ｈ２ 第２平面
Ｈ３ 第３平面
Ｏ 第１シリンダの中心軸
Ｐ 第１ピストンの外周面と第１シリンダの内周面との接線
Ｑ 第１吸入口の第１ベーンと反対側の開口端の外周面と第１シリンダの内周面との接線
Ｒ 貫通孔の中心軸
Ｓ１ 第１領域
Ｓ２ 第２領域

Claims (7)

1. オイル溜まりを有し、圧縮された冷媒が内部に吐出される密閉容器と、
   前記密閉容器の内部に配置されたシリンダと、
   前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
   前記ピストンが取り付けられたシャフトと、
   前記シャフトを支持する軸受孔を中央部に有し、前記シリンダと前記ピストンとの間にシリンダ室を形成するように、前記シリンダに取り付けられた軸受部材と、
   前記シリンダ室を吸入室と吐出室とに仕切るベーンと、
   圧縮されるべき冷媒を前記吸入室に導く吸入口と、
   前記軸受部材に設けられ、前記シリンダの内部に向かって開口し、前記オイル溜まりに溜められたオイルが浸入可能な溝部と、を備え、
   前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面との接線を通り、かつ前記シリンダの前記中心軸を含む平面を第１平面と定義し、
   前記シリンダの前記中心軸と平行かつ前記吸入口の前記ベーンと反対側の開口端を通る直線と、前記シリンダの前記中心軸とを含む平面を第２平面と定義したとき、
   前記軸受部材は、当該軸受部材を前記第１平面及び前記第２平面で分けることによって得られた４つの領域のうち、前記吸入口に隣接している第１領域と、残りの３つの領域を含む第２領域と、を有しており、
   前記溝部は、前記軸受孔の周囲に沿う形状を有し、その全部が前記第２領域に設けられている、ロータリ圧縮機。
2. 前記シリンダを第１シリンダ、前記ピストンを第１ピストン、前記ベーンを第１ベーン、前記軸受部材を第１軸受部材と定義したとき、
   前記ロータリ圧縮機は、第２シリンダ、第２ピストン、第２ベーンと及び第２軸受部材を有し、かつ、前記第１シリンダと前記第２シリンダとの間に配置され前記シャフトが貫通している貫通孔を中央部に有する中板をさらに備え、
   前記溝部、前記中板の前記貫通孔及び前記第１軸受部材の前記軸受孔を前記第１シリンダの前記中心軸に垂直な平面に正射影したとき、
   前記溝部の投影図の全部は、前記貫通孔の投影図の外縁と、前記軸受孔の投影図の外縁とで囲まれた環状領域内に位置している、請求項１に記載のロータリ圧縮機。
3. 前記第１ピストンを一回転させたときの前記第１ピストンの端面の軌跡を前記第１シリンダの前記中心軸に垂直な平面に正射影したとき、
   前記溝部の投影図の全部は、前記環状領域と、前記第１ピストンの端面の前記軌跡の投影図とが重なる重畳領域内に位置している、請求項２に記載のロータリ圧縮機。
4. 前記溝部の一部は、前記ピストンが任意又は所定の回転位置を占有しているときに、前記ピストンの端面の内縁よりも内側に位置している、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
5. 前記溝部の開口の内縁及び外縁は、それぞれ、平面視で前記軸受孔の中心軸を中心とした円弧の形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
6. 前記溝部の開口の内縁及び外縁は、それぞれ、平面視で互いに曲率が異なる円弧の形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
7. 前記中板の前記貫通孔の中心軸は、前記シリンダの前記中心軸から径方向にオフセットしており、
   前記シリンダの前記中心軸と、前記貫通孔の前記中心軸とを含む平面を第３平面と定義したとき、
   前記溝部は、前記第３平面の一方側に第１部分を有し、前記第３平面の他方側に第２部分を有しており、
   前記第１部分及び前記第２部分は、前記第３平面に対して対称である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。

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