JP2014070620A - 回転圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダ室内の高圧側空間と低圧側空間との間のシール性が悪化することを防止しつつ、回転圧縮機の押しのけ容積を大きくすることが可能な回転圧縮機を提供する。
【解決手段】回転圧縮機１００は、クランク軸４の偏芯部４ｃに摺動自在に取り付けられたピストン２０、円筒状のシリンダ室が形成され、該シリンダ室に偏芯部４ｃ及びピストン２０が配置されたシリンダ７、及び、前記シリンダ室内を低圧空間と高圧空間とに仕切るベーン９を有する圧縮機構部を備えている。また、ピストン２０は、偏芯部４ｃの外周面に摺動自在に設けられた内周側ピストン２１と、内周側ピストン２１の外周面に設けられた外周側ピストン２２とで構成され、内周側ピストン２１は、偏芯部４ｃの中心軸に沿った断面で切断された複数の円弧状部材２１ａに分割されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機や冷蔵庫等の冷凍空調装置の冷凍サイクルに用いられる、冷媒ガスの圧縮を行う回転圧縮機に関するものである。

従来より、クランク軸の偏芯部に摺動自在に取り付けられたピストンと、円筒状のシリンダ室が形成され、該シリンダ室に前記ピストンが配置されたシリンダと、シリンダ室内を低圧空間と高圧空間とに仕切るベーンを備えた回転圧縮機（ロータリ圧縮機）が提案されている。このような回転圧縮機は、シリンダ室内周面、ピストン外周面及びベーンで仕切られた空間が圧縮室となり、シリンダ室内でピストンが偏芯回転運動することで、シリンダ室内に吸入された冷媒を圧縮する。このような従来の回転圧縮機には、ピストンを複数の部材に分割して構成したものも提案されている。

例えば、ピストンを複数の部材に分割して構成した従来の回転圧縮機には、ベーンとピストン外周面との摺動によって生じるピストン外周面の摩耗の防止を図ったものとして、「ロータリ圧縮機のピストンを外側の第１のローラ１６ａと内側の第２のローラ１６ｂの二重に構成し、前記第２のローラ１６ｂの内面と外面とが連通する穴２４を設ける。」（特許文献１参照）というものが提案されている。

特開平５−２５６２８２号公報（要約、図１，２）

特許文献１に記載の回転圧縮機は、偏芯部に摺動自在に取り付けられた内周側ピストン（特許文献１では第２のローラ１６ｂと記載）が円筒形状の一体物で成形されている。そして、この内周側ピストンは、偏芯部と隣接したクランク軸の主軸又は副軸を内周側ピストンに通した後、偏芯部に取り付けられる。このため、特許文献１に記載の回転圧縮機は、偏芯部の反偏芯側の外周面（偏芯部における偏芯方向と反対側の外周面）が主軸又は副軸の外周面よりも突出した構成にする必要があった。又は、偏芯部の反偏芯側の外周面と主軸又は副軸の外周面を同一面状に形成する必要があった。

つまり、図７（ａ）に示すように、偏芯部４ｃの半径をＲｅ、偏芯部４ｃの偏芯量（主軸４ａ及び副軸４ｂの中心軸と偏芯部４ｃの中心軸との距離）をｅとした場合、主軸４ａ及び副軸４ｂの中心軸から偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面までの距離は、Ｒｅ−ｅとなる。このため、特許文献１に記載の回転圧縮機は、内周側ピストン５０を主軸４ａ側から偏芯部４ｃに取り付ける場合には、主軸４ａの半径をＲｍとすると、Ｒｅ−ｅ≧Ｒｍとなるようにクランク軸４を形成する必要があった。また、特許文献１に記載の回転圧縮機は、内周側ピストン５０を副軸４ｂ側から偏芯部４ｃに取り付ける場合には、副軸４ｂの半径をＲａとすると、Ｒｅ−ｅ≧Ｒａとなるようにクランク軸４を形成する必要があった。
なぜならば、図７（ｂ）に示すように、偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面が主軸４ａ又は副軸４ｂの外周面よりも凹んだ構成になっていると（つまり、内周側ピストン５０を主軸４ａ側から偏芯部４ｃに取り付ける場合にＲｅ−ｅ＜Ｒｍとなっており、内周側ピストン５０を副軸４ｂ側から偏芯部４ｃに取り付ける場合にＲｅ−ｅ＜Ｒａとなっていると）、内周側ピストン５０を偏芯部４ｃに取り付けようとした際、偏芯部４ｃとピストン５０が干渉してしまい、内周側ピストン５０を偏芯部４ｃに取り付けることができないからである。

一方、回転圧縮機の能力拡大（高出力化）のために押しのけ容積を拡大しようとすると、ピストンの外径の拡大を抑制しながら、ピストンの偏芯量（クランク軸の主軸及び副軸からの偏芯量）を大きくする必要がある。つまり、回転圧縮機の能力拡大のために押しのけ容積を拡大しようとすると、偏芯部の外径の拡大を抑制しながら、偏芯部の偏芯量（クランク軸の主軸及び副軸からの偏芯量）を大きくする必要がある。そして、偏芯部の外径の拡大を抑制しながら、偏芯部の偏芯量を大きくしていくと、偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面が主軸４ａ又は副軸４ｂの外周面よりも凹んだ状態（つまり、Ｒｅ−ｅ＜Ｒｍ、又は、Ｒｅ−ｅ＜Ｒａの状態）になっていく。
しかしながら、図７で説明したように、特許文献１に記載の回転圧縮機は、偏芯部の反偏芯側の外周面と主軸又は副軸の外周面との関係をＲｅ−ｅ≧Ｒｍ、又は、Ｒｅ−ｅ≧Ｒａにしなければ、ピストンを偏芯部に取り付けることができない。このため、特許文献１に記載の回転圧縮機は、偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面が主軸４ａ又は副軸４ｂの外周面よりも凹んだ状態にまで、偏芯部の外径の拡大を抑制しながら、偏芯部の偏芯量を大きくすることができず、回転式圧縮機の能力拡大に限界があるという課題があった。

ここで、回転圧縮機の押しのけ容積を大きくする方法として、偏芯部及びピストンの偏芯量をそのままにし、ピストン及びシリンダの高さを高くすることも考えられる。しかしながら、ピストンの偏芯側の外周面（偏芯部の偏芯方向側の外周面）とシリンダ室内周面との間は、シリンダ室内を低圧空間と高圧空間とに仕切るシール部となっている。このため、ピストン及びシリンダの高さを高くすると、当該シール部の長さが増大してしまう。したがって、ピストン及びシリンダの高さを高くして回転圧縮機の能力拡大を図ろうとした場合、高圧空間側の冷媒ガスが低圧空間側に漏れて、圧縮室内（シリンダ室内）に吸入する冷媒ガスの重量流量が低下してしまい、回転圧縮機の著しい効率の悪化を招くという課題があった。

本発明は、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、シリンダ室内の高圧側空間と低圧側空間との間のシール性が悪化することを防止しつつ、回転圧縮機の押しのけ容積を大きくすることが可能な回転圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に係る回転圧縮機は、固定子及び回転子を有する電動機と、前記回転子に固定された主軸、前記主軸の軸方向の反対側に設けられた副軸、及び前記主軸と前記副軸との間に形成された偏芯部を有し、前記電動機により駆動されるクランク軸と、前記偏芯部に摺動自在に取り付けられたピストン、円筒状のシリンダ室が形成され、該シリンダ室に前記偏芯部及び前記ピストンが配置されたシリンダ、及び、前記シリンダ室内を低圧空間と高圧空間とに仕切るベーンを有する圧縮機構部と、前記電動機、前記クランク軸及び前記圧縮機構部を収納する密閉容器と、を備えたロータリ圧縮機であって、前記ピストンは、前記偏芯部の外周面に摺動自在に設けられた内周側ピストンと、該内周側ピストンの外周面に設けられた外周側ピストンとで構成され、前記内周側ピストンは、前記偏芯部の中心軸に沿った断面で切断された複数の円弧状部材に分割されており、前記円弧状部材の少なくとも１つと前記外周側ピストンとは、固定構造によって固定されているものである。

本発明に係る回転圧縮機においては、ピストンは、偏芯部の外周面に摺動自在に設けられた内周側ピストンと、該内周側ピストンの外周面に設けられた外周側ピストンとで構成されている。また、内周側ピストンは、偏芯部の中心軸に沿った断面で切断された複数の円弧状部材に分割されている。このため、本発明に係る回転圧縮機は、複数の円弧状部材で偏芯部を挟み込むように（偏芯部の中心軸と垂直な方向から）、各円弧状部材つまり内周側ピストンを取り付けることができる。このため、偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面が主軸４ａ又は副軸４ｂの外周面よりも凹んだ構成にクランク軸がなっていたとしても、内周側ピストンを偏芯部に取り付けることができる。したがって、本発明に係る回転圧縮機は、ピストン及びシリンダの高さを高くすることなく、押しのけ容積を大きくすることができる。
すなわち、本発明に係る回転圧縮機は、ピストンとシリンダ室内周面との間のシール部における冷媒漏れによって発生する著しい効率の悪化を招くことなく、押しのけ容積を大きくすることができる。換言すると、本発明に係る回転圧縮機は、押しのけ容積を変更しない場合、従来の回転圧縮機よりもピストン及びシリンダの高さを低くすることができ、ピストンとシリンダ室内周面との間のシール部における冷媒漏れを従来よりも抑制することができる。
したがって、本発明は、従来よりも高出力化及び高効率化が可能な回転圧縮機を提供することができる。

ここで、本発明に係る回転圧縮機は、ピストンが内周側ピストンと外周側ピストンとに分割された構成になっている。このため、本発明に接した者は、内周側ピストンの外周面と外周側ピストンの内周面との間で発生する摺動損失によって、回転圧縮機の効率が低下することを懸念するかもしれない。しかしながら、本発明に係る回転圧縮機は、内周側ピストンを構成する円弧状部材の少なくとも１つと外周側ピストンとを固定構造によって固定している。このため、本発明に係る回転圧縮機は、内周側ピストンと外周側ピストンの相対的な動きが規制される。したがって、本発明に係る回転圧縮機は、内周側ピストンの外周面と外周側ピストンの内周面との間で発生する摺動損失によって回転圧縮機の効率が低下することも防止できる。

本発明の実施の形態に係る回転圧縮機を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る回転圧縮機の圧縮機構部を示す横断面図である。 本発明の実施の形態に係る回転圧縮機の内周側ピストンを説明するための説明図であり、（ａ）がクランク軸及び内周側ピストンを示す縦断面図、（ｂ）が内周側ピストンを示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る回転圧縮機における偏芯部へのピストン取り付け方法を説明するための図であり、クランク軸の偏芯部へ内周側ピストンを組み付ける前の状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る回転圧縮機における偏芯部へのピストン取り付け方法を説明するための図であり、クランク軸の偏芯部に内周側ピストンが取り付けられた後、該内周側ピストンに外周側ピストンを取り付ける前の状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係る回転圧縮機における偏芯部へのピストン取り付け方法を説明するための図であり、クランク軸の偏芯部に内周側ピストンが取り付けられた後、さらに該内周側ピストンに外周側ピストンを取り付けた状態を示す図である。 従来の回転圧縮機の偏芯部近傍を示す詳細図である。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る回転圧縮機を示す縦断面図である。図２は、この回転圧縮機の圧縮機構部を示す横断面図である。また、図３は、この回転圧縮機の内周側ピストンを説明するための説明図であり、（ａ）がクランク軸及び内周側ピストンを示す縦断面図、（ｂ）が内周側ピストンを示す平面図である。
以下、これら図１〜図３を用いて、本実施の形態に係る回転圧縮機の構成を説明する。

回転圧縮機１００は、密閉容器１内に、固定子２ａと回転子２ｂとからなる電動機２と、電動機２により駆動される圧縮機構部３とを収納している。電動機２の回転力は、クランク軸４を介して圧縮機構部３に伝達される。また、密閉容器１内には、圧縮機構部３の潤滑する潤滑油（冷凍機油）が貯留されている。

クランク軸４は、電動機２の回転子２ｂに固定される主軸４ａと、主軸４ａの反対側に設けられる副軸４ｂと、主軸４ａと副軸４ｂとの間に形成される偏芯部４ｃとを有する。

また、本実施の形態では、クランク軸４の形状を以下のように形成している。つまり、本実施の形態では、回転圧縮機１００の押しのけ容積を拡大するため、偏芯部４ｃの外径の拡大を抑制しながら、偏芯部４ｃの偏芯量（主軸４ａ及び副軸４ｂからの偏芯量）を大きくしている。このため、クランク軸４は、偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面（偏芯部４ｃにおける偏芯方向と反対側の外周面）が主軸４ａ及び副軸４ｂの外周部よりも凹んだ形状となっている。換言すると、偏芯部４ｃの半径をＲｅ、偏芯部４ｃの偏芯量（主軸４ａ及び副軸４ｂの中心軸と偏芯部４ｃの中心軸との距離）をｅとした場合、主軸４ａ及び副軸４ｂの中心軸から偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面までの距離は、Ｒｅ−ｅとなる。このため、主軸４ａの半径をＲｍとし、副軸４ｂの半径をＲａとすると、回転圧縮機１００のクランク軸４は、Ｒｅ−ｅ＜Ｒｍとなっており、Ｒｅ−ｅ＜Ｒａとなっている。

このように構成されたクランク軸４は、主軸受５及び副軸受６によって回転自在に支持されている。詳しくは、主軸受５は、圧縮機構部３の上部に設けられており、クランク軸４の主軸４ａを回転自在に支持する。また、副軸受６は、圧縮機構部３の下部に設けられており、クランク軸４の副軸４ｂを回転自在に支持する。

圧縮機構部３は、シリンダ７、ピストン２０、及びベーン９等を備える。

シリンダ７は、密閉容器１の内周部に固定されており、その中心部に円筒状のシリンダ室を有している。そして、このシリンダ室には、クランク軸４の偏芯部４ｃに摺動自在に嵌合するピストン２０が設けられている。また、シリンダ７のシリンダ室の軸方向両端面は、主軸受５と副軸受６とで閉塞されている。さらに、シリンダ７には、偏芯部４ｃの回転に従って往復運動するベーン９が設けられる。つまり、ピストン２０の外周面、シリンダ室の内周面及びベーン９によって仕切られた空間が圧縮室となる。また、ベーン９によって、この圧縮室内（シリンダ室内）は高圧側空間と低圧側とに仕切られている。

ここで、本実施の形態では、ピストン２０を図２及び図３のように構成している。
つまり、ピストン２０は、偏芯部４ｃの外周面に摺動自在に設けられた内周側ピストン２１と、該内周側ピストン２１の外周面に設けられた外周側ピストン２２とで構成されている。また、内周側ピストン２１は、偏芯部４ｃの中心軸に沿った断面で分割された複数の円弧状部材２１ａで構成されている。なお、本実施の形態では、２つの円弧状部材２１ａによって、内周側ピストン２１が構成されている。

さらに、本実施の形態では、内周側ピストン２１を構成する円弧状部材２１ａと外周側ピストン２２との間に、円弧状部材２１ａと外周側ピストン２２とが相対的に動かないように固定するための固定構造２５が設けられている。この固定構造２５は、円弧状部材２１ａの外周面に形成された溝２１ｂと、外周側ピストン２２の内周面に形成された溝２２ｂと、固定ピン２３とで構成されている。円弧状部材２１ａの溝２１ｂ及び外周側ピストン２２の溝２２ｂは、偏芯部４ｃの中心軸方向に沿って形成されているものである。また、固定ピン２３は、円弧状部材２１ａの溝２１ｂと外周側ピストン２２の溝２２ｂとの間に挿入されるものである。円弧状部材２１ａの溝２１ｂと外周側ピストン２２の溝２２ｂとの間に固定ピンを挿入することにより、溝２１ｂが形成された円弧状部材２１ａと外周側ピストン２２とが固定され、両者が相対的な動きが規制される。

なお、１つの円弧状部材２１ａと外周側ピストン２２とを固定することにより、溝２１ｂが形成されていない円弧状部材２１ａも、外周側ピストン２２との相対的な動きが規制される。このため、少なくとも１つの円弧状部材２１ａと外周側ピストン２２とを固定構造２５で固定することにより、内周側ピストン２１と外周側ピストン２２の相対的な動作を規制することができる。

このように構成された回転圧縮機１００は、回転子２ｂが回転することで回転子２ｂに嵌入されたクランク軸４が回転する。これにより、クランク軸４の偏芯部４ｃに摺動自在に取り付けられたピストン２０が、シリンダ７のシリンダ室内で偏芯回転運動する。そして、ピストン２０の偏芯回転運動に伴って、シリンダ７の高圧側空間の容積が徐々に減少し、高圧側空間内の冷媒ガスが圧縮される。この圧縮された冷媒ガスは、密閉容器１内に吐出された後、吐出管１１から外部へ送り出される。なお、密閉容器１に隣接してアキュムレータ１２が設けられており、このアキュムレータ１２は、吸入連結管１０を介して、シリンダ７のシリンダ室と連通している。つまり、アキュムレータ１２及び吸入連結管１０を介して、シリンダ７のシリンダ室に冷媒ガスが送られる。

続いて、図４〜図６を用いて、クランク軸４の偏芯部４ｃへピストン２０を取り付ける方法について説明する。

図４は、本発明の実施の形態に係る回転圧縮機における偏芯部へのピストン取り付け方法を説明するための図であり、クランク軸の偏芯部へ内周側ピストンを組み付ける前の状態を示す斜視図である。図５は、この回転圧縮機における偏芯部へのピストン取り付け方法を説明するための図であり、クランク軸の偏芯部に内周側ピストンが取り付けられた後、該内周側ピストンに外周側ピストンを取り付ける前の状態を示す図である。また、図６は、この回転圧縮機における偏芯部へのピストン取り付け方法を説明するための図であり、クランク軸の偏芯部に内周側ピストンが取り付けられた後、さらに該内周側ピストンに外周側ピストンを取り付けた状態を示す図である。なお、図５（ａ）は、外周側ピストンに内周側ピストンを挿入する前の状態を示す斜視図である。図５（ｂ）は、外周側ピストンに内周側ピストンを挿入している途中を示す斜視図である。図６（ａ）は、内周側ピストンに外周側ピストンを組み付けた状態を示す縦断面図である。図６（ｂ）は、内周側ピストンに外周側ピストンを組み付けた状態を示す斜視図である。図６（ｃ）は、内周側ピストンに外周側ピストンを組み付けた状態を示す平面図である。なお、図６（ｃ）では、クランク軸の図示を省略している。

クランク軸４の偏芯部４ｃにピストン２０を取り付ける場合、まず、図４に示すように、偏芯部４ｃに内周側ピストン２１を取り付ける。詳しくは、内周側ピストン２１を構成する２つの円弧状部材２１ａで偏芯部４ｃを挟み込むように、偏芯部４ｃに２つの円弧状部材２１ａ（つまり、内周側ピストン２１）を取り付ける。換言すると、内周側ピストン２１を構成する２つの円弧状部材２１ａを、偏芯部４ｃの中心軸と垂直な方向から偏芯部４ｃに取り付ける。

上述のように、従来の回転圧縮機の内周側ピストンは一体物で形成されていた。このため、従来の回転圧縮機は、内周側ピストンをクランク軸の偏芯部に取り付けるためには、偏芯部の反偏芯側の外周面が主軸又は副軸の外周面よりも突出した構成にする必要があった。又は、偏芯部の反偏芯側の外周面と主軸又は副軸の外周面を同一面状に形成する必要があった。換言すると、従来の回転式圧縮機は、本実施の形態のような形状のクランク軸４（偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面が主軸４ａ及び副軸４ｂの外周部よりも凹んだ形状のクランク軸）には、内周側ピストンを取り付けることができなかった。しかしながら、本実施の形態のように２つの円弧状部材２１ａで内周側ピストン２１を構成することにより、偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面が主軸４ａ及び副軸４ｂの外周部よりも凹んだ形状のクランク軸４にも、内周側ピストン２１を取り付けることができる。

図４のようにクランク軸４の偏芯部４ｃに内周側ピストン２１を取り付けた後、図５及び図６に示すように、当該内周側ピストン２１の外周面に外周側ピストン２２を取り付ける。詳しくは、略円筒形状の一体物に形成された外周側ピストン２２に、主軸４ａ又は副軸４ｂを通す。その後、この外周側ピストン２２に内周側ピストン２１を挿入する。また、外周側ピストン２２に内周側ピストン２１を挿入する途中で、外周側ピストン２２の溝２２ｂと内周側ピストン２１を構成する円弧状部材２１ａの溝２１ｂとの位置を合わせ、両溝の間に固定ピン２３を挿入する。最後に、外周側ピストン２２に内周側ピストン２１を挿入し、外周側ピストン２２の溝２２ｂと内周側ピストン２１を構成する円弧状部材２１ａの溝２１ｂとの間に固定ピン２３を完全に挿入することにより、偏芯部４ｃへのピストン２０の取り付けが終了する。

なお、本実施の形態では、図３に示すように、内周側ピストン２１の半径Ｒｐとした場合、Ｒｐ−ｅは主軸４ａの半径Ｒｍよりも大きい値となっている。このため、内周側ピストン２１が偏芯部４ｃに取り付けられた状態においては、内周側ピストン２１の反偏芯側の外周面が主軸４ａの外周面よりも突出した構成となる。このため、外周側ピストン２２を主軸４ａ側から偏芯部４ｃに取り付けることができる。また、本実施の形態では、図３に示すように、内周側ピストン２１の半径Ｒｐとした場合、Ｒｐ−ｅは副軸４ｂの半径Ｒａよりも大きい値となっている。このため、内周側ピストン２１が偏芯部４ｃに取り付けられた状態においては、内周側ピストン２１の反偏芯側の外周面が副軸４ｂの外周面よりも突出した構成となる。このため、外周側ピストン２２を副軸４ｂ側から偏芯部４ｃに取り付けることもできる。

また、本実施の形態では、外周側ピストン２２に内周側ピストン２１を挿入する途中で、外周側ピストン２２の溝２２ｂと内周側ピストン２１を構成する円弧状部材２１ａの溝２１ｂとの間に固定ピン２３を完全に挿入した。これに限らず、外周側ピストン２２に内周側ピストン２１を完全に挿入した後、外周側ピストン２２の溝２２ｂと内周側ピストン２１を構成する円弧状部材２１ａの溝２１ｂとの位置を合わせ、両溝の間に固定ピン２３を挿入してもよい。

以上、本実施の形態のように構成された回転圧縮機１００は、以下のような効果を得ることができる。
つまり、上述のように、従来の回転圧縮機の内周側ピストンは一体物で形成されていた。このため、従来の回転圧縮機は、内周側ピストンをクランク軸の偏芯部に取り付けるためには、偏芯部の反偏芯側の外周面が主軸又は副軸の外周面よりも突出した構成にする必要があった。又は、偏芯部の反偏芯側の外周面と主軸又は副軸の外周面を同一面状に形成する必要があった。このため、従来の回転圧縮機は、当該構成が押しのけ容積の拡大の制約となっていた。しかしながら、本実施の形態に係る回転圧縮機は、このような制約がなく、偏芯部４ｃの反偏芯側の外周面が主軸４ａ及び副軸４ｂの外周部よりも凹んだ形状のクランク軸４にも、内周側ピストン２１と取り付けることができる。したがって、本実施の形態に係る回転圧縮機は、上記のような制約にとらわれることなく、押しのけ容積の拡大が可能となる（つまり、高出力化が可能となる）。

ここで、回転圧縮機の押しのけ容積を大きくする方法として、偏芯部及びピストンの偏芯量をそのままにし、ピストン及びシリンダの高さを高くすることも考えられる。しかしながら、ピストンの偏芯側の外周面（偏芯部の偏芯方向側の外周面）とシリンダ室内周面との間は、シリンダ室内を低圧空間と高圧空間とに仕切るシール部となっている。このため、ピストン及びシリンダの高さを高くすると、当該シール部の長さが増大してしまう。したがって、ピストン及びシリンダの高さを高くして回転圧縮機の能力拡大を図ろうとした場合、高圧空間側の冷媒ガスが低圧空間側に漏れて、圧縮室内（シリンダ室内）に吸入する冷媒ガスの重量流量が低下してしまい、回転圧縮機の著しい効率の悪化を招いてしまう。しかしながら、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、上述のように、ピストン２０及びシリンダ７の高さを高くすることなく、押しのけ容積を拡大することができる。すなわち、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、ピストン２０とシリンダ室内周面との間のシール部における冷媒漏れによって発生する著しい効率の悪化を招くことなく、押しのけ容積を大きくすることができる。

換言すると、押しのけ容積を変更せずに回転圧縮機の効率を改善するためには、ピストン２０及びシリンダ７の高さを低くし、両者の間に形成されるシール部において高圧空間側から低圧空間側へ漏れる冷媒ガスの量を削減することが重要である。この際、押しのけ容積を変更せずにピストン及びシリンダの高さを低くするためには、クランク軸の偏芯部の偏芯量を大きくする必要がある。しかしながら、従来の回転圧縮機は、上記のような制約により、偏芯部の偏芯量をあまり大きくすることができなかった。このため、従来の回転圧縮機は、効率改善幅がわずかであった。これに対して、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、上記のような制約にとらわれないので、偏芯部４ｃの偏芯量を従来よりも大きくすることができる。このため、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、従来よりも十分に効率を改善することが可能となる。

また、押しのけ容積を変更せずに回転圧縮機の効率を改善するためには、偏芯部の外周面とピストンの内周面の摺動速度を低減させるために、偏芯部の半径（換言すると直径）を小さくすることも重要である。しかしながら、従来の回転圧縮機は、上記のような制約により、偏芯部の偏芯量を拡大しようとした際、偏芯部の半径をあまり小さくすることができない。偏芯部の半径を小さくすると、偏芯部の反偏芯側の外周面が主軸又は副軸の外周面よりも凹んでしまうからである。このため、従来の回転圧縮機は、偏芯部の半径を小さくすることによる効率改善幅がわずかであった。これに対して、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、上記のような制約にとらわれないので、偏芯部４ｃの偏芯量を従来と同等にした際、偏芯部４ｃの半径を従来よりも小さくすることができる。このため、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、さらに効率を改善することが可能となる。

また、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、ピストン２０が内周側ピストン２１と外周側ピストン２２とに分割された構成になっている。このため、内周側ピストン２１の外周面と外周側ピストン２２の内周面との間で発生する摺動損失によって、回転圧縮機１００の効率が低下することが懸念される場合がある。しかしながら、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、内周側ピストン２１を構成する円弧状部材２１ａの少なくとも１つと外周側ピストン２２とを固定構造２５によって固定している。このため、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、内周側ピストン２１と外周側ピストン２２の相対的な動きが規制される。したがって、本実施の形態に係る回転圧縮機１００は、内周側ピストン２１の外周面と外周側ピストン２２の内周面との間で発生する摺動損失によって回転圧縮機１００の効率が低下することも防止できる。

なお、本実施の形態では、内周側ピストン２１を２つの円弧状部材２１ａに分割した例を説明したが、内周側ピストン２１を３つ以上の円弧状部材２１ａに分割しても勿論よい。内周側ピストン２１を構成する円弧状部材２１ａの数を多くすることにより、内周側ピストン２１を製造する際に使用する素材の寸法を小さくすることができるので、材料の歩留まりが向上し、更に素材の輸送における積載効率も向上する。つまり、内周側ピストン２１を構成する円弧状部材２１ａの数を多くすることにより、製造コストが安価でありながら効率の高い回転圧縮機１００を提供できるという効果を奏することができる。

また、本実施の形態では１つの圧縮機構部３を有する回転圧縮機１００について説明したが、複数の圧縮機構部３を有する多気筒回転圧縮機として回転圧縮機１００を構成してもよい。この場合、主軸４ａと副軸４ｂとの間には複数の偏芯部４ｃが形成され、これら偏芯部４ｃは中間軸で接続される。また、各偏芯部４ｃに対応して複数のシリンダ７が設けられ、各シリンダ７間に開口するシリンダ室の端面は、シリンダ７間に設けられた仕切板で閉塞される。なお、多気筒回転圧縮機として回転圧縮機１００を構成する場合、各偏芯部４ｃを、主軸４ａ及び副軸４ｂの中心軸に対して軸対象に配置することが好ましい。例えば２気筒回転圧縮機として回転圧縮機１００を構成する場合、２つの偏芯部４ｃを、主軸４ａ及び副軸４ｂの中心軸に対して１８０°の位相差で形成することが好ましい。このように各偏芯部４ｃを形成することにより、クランク軸４の回転に起因して発生する振動等を抑制することができる。

また、本実施の形態では、円弧状部材２１ａの外周面に形成された溝２１ｂ、外周側ピストン２２の内周面に形成された溝２２ｂ、及び固定ピン２３で固定構造２５を構成したが、固定構造２５の構成はこれに限定されるものではない。
例えば、固定構造２５は、円弧状部材２１ａの外周面及び外周側ピストン２２の内周面にキー溝を形成し、これらキー溝にキーを挿入する構成にしてもよい。
また例えば、固定構造２５は、円弧状部材２１ａの外周面及び外周側ピストン２２の内周面を多角形状に形成する等、円弧状部材２１ａの外周面及び外周側ピストン２２の内周面に凹凸を形成し、円弧状部材２１ａの凹凸と外周側ピストン２２凹凸を噛み合わせる構成にしてもよい。つまり、セレーション構造の固定構造２５としてもよい。
また例えば、固定構造２５は、焼き嵌め、冷やし嵌め、圧入等の恒久的な固定構成としてもよい。
また例えば、固定構造２５は、接着剤等の化学物質を使用した固定構成としてもよい。

１ 密閉容器、２ 電動機、２ａ 固定子、２ｂ 回転子、３ 圧縮機構部、４ クランク軸、４ａ 主軸、４ｂ 副軸、４ｃ 偏芯部、５ 主軸受、６ 副軸受、７ シリンダ、９ ベーン、１０ 吸入連結管、１１ 吐出管、１２ アキュムレータ、２０ ピストン、２１ 内周側ピストン、２１ａ 円弧状部材、２１ｂ 溝、２２ 外周側ピストン、２２ｂ 溝、２３ 固定ピン、２５ 固定構造、５０ 内周側ピストン（従来）、１００ 回転圧縮機。

Claims (5)

1. 固定子及び回転子を有する電動機と、
   前記回転子に固定された主軸、前記主軸の軸方向の反対側に設けられた副軸、及び前記主軸と前記副軸との間に形成された偏芯部を有し、前記電動機により駆動されるクランク軸と、
   前記偏芯部に摺動自在に取り付けられたピストン、円筒状のシリンダ室が形成され、該シリンダ室に前記偏芯部及び前記ピストンが配置されたシリンダ、及び、前記シリンダ室内を低圧空間と高圧空間とに仕切るベーンを有する圧縮機構部と、
   前記電動機、前記クランク軸及び前記圧縮機構部を収納する密閉容器と、
   を備えたロータリ圧縮機であって、
   前記ピストンは、前記偏芯部の外周面に摺動自在に設けられた内周側ピストンと、該内周側ピストンの外周面に設けられた外周側ピストンとで構成され、
   前記内周側ピストンは、前記偏芯部の中心軸に沿った断面で切断された複数の円弧状部材に分割されており、
   前記円弧状部材の少なくとも１つと前記外周側ピストンとは、固定構造によって固定されていることを特徴とする回転圧縮機。
2. 前記内周側ピストンは、３つ以上の前記円弧状部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転圧縮機。
3. 前記主軸の半径をＲｍ、前記偏芯部の半径をＲｅ、前記内周側ピストンの半径をＲｐ、及び、前記偏芯部の偏芯量をｅとするとき、
   Ｒｅ−ｅ＜Ｒｍ＜Ｒｐ−ｅ
   なる関係を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転圧縮機。
4. 前記副軸の半径をＲａ、前記偏芯部の半径をＲｅ、前記内周側ピストンの半径をＲｐ、及び、前記偏芯部の偏芯量をｅとするとき、
   Ｒｅ−ｅ＜Ｒａ＜Ｒｐ−ｅ
   なる関係を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回転圧縮機。
5. 前記クランク軸の前記偏芯部、及び、前記圧縮機構部が複数設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転圧縮機。

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