JP2015227632A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の圧縮機では、運転停止後に、潤滑油が圧縮機の上流側に逆流する問題がある。また、潤滑油の逆流を防止するために、吸入管に形状記憶合金の弁が設けられたものでは、圧縮機の製造コストが増大する問題がある。【解決手段】この圧縮機は、ローラ２５に対するクランクシャフト８の偏心部８ａの軸方向位置が、運転時と運転停止時とで変化するものである。ローラ２５は、ローラ２５の内周面と外周面とを連通する連通部４１を有する。連通部４１の内周面側の開口４１Ｉは、運転時に偏心部８ａによって塞がれるとともに、運転停止時に開かれる。【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機等に使用されるロータリ型の圧縮機に関する。

従来の圧縮機としては、圧縮機の外側にアキュームレータが取り付けられたものが一般的である。アキュームレータから吸入管を介して圧縮機に供給される冷媒は、圧縮機構で圧縮されて排出管から排出される。

この圧縮機構は、圧縮室を有するシリンダ本体と、シリンダ本体の両端面に配置される２つの端面部材と、圧縮室の内部に配置される環状のローラとを有している。ローラの内側には、圧縮機構を駆動するクランクシャフトの偏心部が配置されている。ローラの外側には、圧縮室を低圧室と高圧室とに仕切るための仕切部材（特許文献１では、例えばベーン）が配置されている。この仕切部材は、圧縮室に連通する仕切部材収容部の内部に配置されている。また、圧縮機の底部には、圧縮機構の各摺動部を潤滑するための潤滑油が溜められている。この潤滑油は、例えばクランクシャフトの内部に形成された給油路や、仕切部材収容部に連通する給油管（特許文献１では、例えばベーン給油管）を介して、圧縮機構の各摺動部に供給される。したがって、圧縮機構の各摺動部の隙間、例えばローラの端面と端面部材との間の隙間や仕切部材と仕切部材収容部との間の隙間が、潤滑油で潤滑される。

特開平７−２４７９８１号公報

上記の圧縮機では、運転停止後（直後）に、圧縮機内とその上流側（アキュームレータ内）との圧力差により、圧縮機内の冷媒が吸入管からアキュームレータ内に流入する。その際、圧縮機内の冷媒が圧縮機構の各摺動部の隙間、例えばローラの端面と端面部材との間の隙間や仕切部材収容部と仕切部材との間の隙間を通過するため、各摺動部の隙間を潤滑する潤滑油が冷媒に巻き込まれてアキュームレータ内に逆流する問題がある。その結果、圧縮機内の油量が低下して、圧縮機構の各摺動部を十分に潤滑できなくなり、圧縮機構の各摺動部に焼付きが生じるおそれがある。

その対策として、例えば特許文献１では、吸入管に形状記憶合金の弁が設けられた圧縮機が記載されている。この圧縮機では、吸入管を逆流する潤滑油がこの弁から圧縮機内に戻されるので、潤滑油が圧縮機の上流側に逆流することが防止される。しかし、この圧縮機では、形状記憶合金の弁が設けられるので、圧縮機の製造コストが増大する問題がある。

そこで、本発明の目的は、圧縮機の製造コストが増大するのを抑制しつつ、運転停止時に潤滑油が圧縮機の上流側に逆流するのを防止できる圧縮機を提供することである。

第１の発明にかかる圧縮機は、圧縮機構および当該圧縮機構を駆動するクランクシャフトを備えた圧縮機であって、前記圧縮機構は、圧縮室を有するシリンダ本体と、前記圧縮室の内部に配置され、前記クランクシャフトの偏心部が内側に配置された環状のローラとを有しており、前記ローラに対する前記偏心部の軸方向位置が運転時と運転停止時とで変化するものであり、前記ローラは、当該ローラの内周面と外周面とを連通する連通部を有し、前記連通部の内周面側の開口は、運転時に前記偏心部によって塞がれるとともに、運転停止時に開かれることを特徴とする。

この圧縮機では、運転停止後（直後）において、圧縮機内の冷媒が、圧縮機構の各摺動部の隙間よりもローラに設けられた連通部を通って圧縮機の上流側に流入するので、冷媒が圧縮機の上流側に流入する際に、圧縮機構の各摺動部の隙間を潤滑する潤滑油が冷媒に巻き込まれて、潤滑油が圧縮機の上流側に逆流するのを防止できる。また、ローラに連通部が設けられる構成を採用するだけで済むので、圧縮機の製造コストが増大するのを抑制できる。また、連通部の内周面側の開口が、運転時にクランクシャフトの偏心部によって塞がれるので、運転時に圧縮機内の冷媒が圧縮機の上流側に逆流するのを防止できる。

第２の発明にかかる圧縮機は、第１の発明にかかる圧縮機において、前記偏心部は、運転時の軸方向位置が、運転停止時に対して上方に移動するものであることを特徴とする。

この圧縮機では、運転時における偏心部の軸方向位置が運転停止時における偏心部の軸方向位置に対して上方に移動するものであるので、運転停止後に偏心部が重力で自然と下方に移動する。したがって、運転停止後に連通部の内周面側の開口を容易に開くことができる。

第３の発明にかかる圧縮機は、第１または第２の発明にかかる圧縮機において、前記ローラの外周面から径方向外側に突出し、前記圧縮室を低圧室と高圧室とに仕切るブレードと、前記シリンダ本体に形成され、前記圧縮室に連通するとともに前記ブレードを収容するブレード収容部と、前記ブレード収容部の近傍に配置され、前記圧縮室の低圧室に連通する吸入孔とを備え、前記連通部の外周面側の開口が、前記ブレード収容部の中心線を延長した線よりも前記吸入孔側にあることを特徴とする。

この圧縮機では、連通部の外周面側の開口がブレード収容部の中心線を延長した線よりも吸入孔側にあるので、当該開口がブレード収容部の中心線を延長した線に対して吸入孔と反対側にある場合に比べて、当該開口が圧縮室の高圧室よりも低圧室に開口しやすい。よって、運転停止後に、圧縮機内の冷媒が連通部から低圧室に流入する際に、ローラの外周面と圧縮室の内周面との間の隙間（低圧室と高圧室との間の隙間）を通過する可能性が低くなる。したがって、潤滑油が圧縮機の上流側に逆流するのをより防止しやすい。

第４の発明にかかる圧縮機は、第３の発明にかかる圧縮機において、前記ローラの外周面が前記圧縮室の内周面に沿って回転する際に、周方向について、前記連通部の外周面側の開口が、常に前記ブレード収容部と前記吸入孔との間にあることを特徴とする。

この圧縮機では、連通部の外周面側の開口が常に圧縮室の低圧室に開口するので、運転停止後に、圧縮機内の冷媒が連通部から低圧室に流入する際に、ローラの外周面と圧縮室の内周面との間の隙間（低圧室と高圧室との間の隙間）を通過することがない。したがって、潤滑油が圧縮機の上流側に逆流するのをより防止しやすい。

第５の発明にかかる圧縮機は、第１−第４のいずれかに記載の圧縮機において、前記クランクシャフトは、運転時において前記圧縮機構に潤滑油を供給するための給油路を内部に有しており、前記偏心部の外周面は、前記給油路から排出された潤滑油を受ける給油溝を有していないとともに、前記ローラの内周面は、平面視において前記連通部の内周面側の開口と離れた位置に前記給油溝を有することを特徴とする。

この圧縮機では、偏心部の外周面に給油溝がないので、偏心部の外周面に給油溝がある場合のように、運転時に給油溝と連通部とが対向することにより、連通部の内周面側の開口が開かれてしまうことがない。したがって、運転時に圧縮機内の冷媒が連通部から上流側に逆流するのを防止できる。また、ローラの内周面に給油溝があるので、この給油溝と偏心部の外周面とにより形成される空間に潤滑油が供給され、この潤滑油によって偏心部の外周面とローラの内周面との間の隙間が潤滑される。したがって、偏心部の外周面とローラの内周面との間において焼付きが生じるのを防止できる。

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、運転停止後（直後）において、圧縮機内の冷媒が、圧縮機構の各摺動部の隙間よりもローラに設けられた連通部を通って圧縮機の上流側に流入するので、冷媒が圧縮機の上流側に流入する際に、圧縮機構の各摺動部の隙間を潤滑する潤滑油が冷媒に巻き込まれて、潤滑油が圧縮機の上流側に逆流するのを防止できる。また、ローラに連通部が設けられる構成を採用するだけで済むので、圧縮機の製造コストが増大するのを抑制できる。また、連通部の内周面側の開口が、運転時にクランクシャフトの偏心部によって塞がれるので、運転時に圧縮機内の冷媒が圧縮機の上流側に逆流するのを防止できる。

第２の発明では、運転時における偏心部の軸方向位置が運転停止時における偏心部の軸方向位置に対して上方に移動するものであるので、運転停止後に偏心部が重力で自然と下方に移動する。したがって、運転停止後に連通部の内周面側の開口を容易に開くことができる。

第３の発明では、連通部の外周面側の開口がブレード収容部の中心線を延長した線よりも吸入孔側にあるので、当該開口がブレード収容部の中心線を延長した線に対して吸入孔と反対側にある場合に比べて、当該開口が圧縮室の高圧室よりも低圧室に開口しやすい。よって、運転停止後に、圧縮機内の冷媒が連通部から低圧室に流入する際に、ローラの外周面と圧縮室の内周面との間の隙間（低圧室と高圧室との間の隙間）を通過する可能性が低くなる。したがって、潤滑油が圧縮機の上流側に逆流するのをより防止しやすい。

第４の発明では、連通部の外周面側の開口が常に圧縮室の低圧室に開口するので、運転停止後に、圧縮機内の冷媒が連通部から低圧室に流入する際に、ローラの外周面と圧縮室の内周面との間の隙間（低圧室と高圧室との間の隙間）を通過することがない。したがって、潤滑油が圧縮機の上流側に逆流するのをより防止しやすい。

第５の発明では、偏心部の外周面に給油溝がないので、偏心部の外周面に給油溝がある場合のように、運転時に給油溝と連通部とが対向することにより、連通部の内周面側の開口が開かれてしまうことがない。したがって、運転時に圧縮機内の冷媒が連通部から上流側に逆流するのを防止できる。また、ローラの内周面に給油溝があるので、この給油溝と偏心部の外周面とにより形成される空間に潤滑油が供給され、この潤滑油によって偏心部の外周面とローラの内周面との間の隙間が潤滑される。したがって、偏心部の外周面とローラの内周面との間において焼付きが生じるのを防止できる。

本発明の実施形態にかかる圧縮機の縦断面図である。 クランクシャフトの偏心部の軸方向位置の変化を示す図であり、（ａ）は、運転開始前の偏心部の軸方向位置、（ｂ）は、運転時の偏心部の軸方向位置、（ｃ）は、運転停止後の偏心部の軸方向位置を示す。 フロントシリンダの平面図である。 フロントシリンダの圧縮室に配置されるピストンの動作を示す図であり、（ａ）は、ピストンが上死点（０°）にあるとき、（ｂ）は、ピストンが９０°にあるとき、（ｃ）は、ピストンが下死点（１８０°）にあるとき、（ｄ）は、ピストンが２７０°にあるときを示す。 フロントシリンダの圧縮室に配置されるピストンの斜視図である。 （ａ）は、フロントシリンダの圧縮室に配置されるピストンおよび偏心部の平面図であり、（ｂ）は、リアシリンダの圧縮室に配置されるピストンおよび偏心部の平面図である。 本発明の変形例にかかる圧縮機におけるフロントシリンダの平面図である。

以下、本発明の実施形態にかかる圧縮機１について説明する。なお、以下においては、圧縮機１が垂直方向に配置される縦置き型の圧縮機である場合について記載し、図１の上下方向、すなわち駆動機構６のクランクシャフト８の軸方向を上下方向として説明する。

［圧縮機の全体構成］
図１に示すように、圧縮機１は、２シリンダ型のロータリ圧縮機であって、密閉容器２と、密閉容器２内に収容された駆動機構６および圧縮機構９とを有している。圧縮機１は、例えば空気調和機などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、アキュームレータ３の吸入管３ａ、３ｂから圧縮機構９に供給される冷媒（例えば、Ｒ３２冷媒）を圧縮して排出管４から排出する。

密閉容器２は、上下両端が塞がれた円筒状の容器である。密閉容器２の側部には、上述した２本の吸入管３ａ、３ｂが設けられている。密閉容器２の上部には、圧縮機構９で圧縮された冷媒を排出するための排出管４と、駆動機構６の後述する固定子７ｂのコイルに電流を供給するためのターミナル端子（不図示）が設けられている。また、密閉容器２内の底部には、潤滑油Ｌが溜められている。潤滑油Ｌは、圧縮機構９の各摺動部の動作を滑らかにするためのものである。この潤滑油Ｌの液面高さは、クランクシャフト８の下端よりも高く、運転時は後述するリアシリンダ１４よりも高くなる場合がある。

［駆動機構］
駆動機構６は、圧縮機構９を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ７と、このモータ７に取り付けられたクランクシャフト８とを有している。なお、図１では、モータ７の断面を示すハッチングを省略している。

＜モータ＞
モータ７は、密閉容器２の内周面に固定される略円環状の固定子７ｂと、この固定子７ｂの径方向内側にエアギャップを介して配置される略円環状の回転子７ａとを有している。回転子７ａは磁石を有し、固定子７ｂはコイルを有している。固定子７ｂのコイルに電流を流すことで生じる電磁力によって、回転子７ａは回転する。

このモータ７の回転子７ａは、運転時と運転停止時とで軸方向位置が変化する。図２（ａ）に示すように、運転開始前（運転停止時）は、モータ７の回転子７ａは、回転子７ａの軸方向中心位置Ｃ１が固定子７ｂの軸方向中心位置Ｃ２に対して下方にずれるように配置されている。一方、図２（ｂ）に示すように、運転時は、モータ７の回転子７ａは、上下方向において回転子７ａの軸方向中心位置Ｃ１が固定子７ｂの軸方向中心位置Ｃ２に略一致するように上方に移動する。モータの回転子は、磁気中心（マグネットセンタ）で回転する性質があるからである。また、図２（ｃ）に示すように、運転停止後（運転停止時）は、モータ７の回転子７ａは、重力によって自然と下方に移動し、運転開始前の位置に戻る。

＜クランクシャフト＞
クランクシャフト８は、回転子７ａの内周面に固定されており、回転子７ａと一体的に回転して圧縮機構９を駆動する。クランクシャフト８は、後述する圧縮室２１、３１内に、偏心部８ａ、８ｂをそれぞれ有している。この偏心部８ａ、８ｂは、いずれも円柱状に形成されており、その中心軸がクランクシャフト８の回転中心に対して偏心している。この偏心部８ａ、８ｂは、圧縮機構９のピストン２４、３４（ローラ２５、３５）の内側に配置されている。

また、クランクシャフト８の下側略半分の内部には、上下方向に沿って延びた給油路１０ａと、給油路１０ａからクランクシャフト８の径方向に枝分かれした複数の排出孔１０ｂ−１０ｅとを有している。クランクシャフト８の下端には、クランクシャフト８の回転に伴って潤滑油Ｌを給油路１０ａ内に吸い上げる螺旋羽根形状の図示しないポンプ部材（油供給機構）が取り付けられている。このポンプ部材によってクランクシャフト８の下端から給油路１０ａに吸い上げられた潤滑油Ｌは、排出孔１０ｂ−１０ｅからクランクシャフト８の側面に排出されて、圧縮機構９の各摺動部に供給される。このポンプ部材は、クランクシャフト８の下端から圧入されるオイルチューブ２０によって、クランクシャフト８の内部に保持されている。

排出孔１０ｂは、給油路１０ａの最も上端側に形成され、圧縮された高圧の冷媒で満たされる吐出空間２ｂに開口している。排出孔１０ｃは、排出孔１０ｂと偏心部８ａとの間に形成され、運転停止時において、ローラ２５の内側の空間２５Ａ（図２（ａ）参照）に開口している。排出孔１０ｂ、１０ｃは、運転停止後（直後）において、吐出空間２ｂ内の高圧の冷媒（ガス）をアキュームレータ３内に流入させるためのガス抜き穴として機能する。また、排出孔１０ｄ、１０ｅは、それぞれ偏心部８ａ、８ｂに形成されている。排出孔１０ｄ、１０ｅは、それぞれローラ２５の内側の空間２５Ａ、およびローラ３５の内側の空間３５Ａ（図２（ａ）参照）に開口している。

［圧縮機構］
図１に示すように、圧縮機構９は、フロントヘッド１１と、フロントシリンダ１２（シリンダ本体）と、ミドルプレート１３と、リアシリンダ１４と、リアヘッド１５とを有している。これらは、圧縮機１の上から下の順に配置されている。

＜フロントシリンダ＞
図３に示すように、フロントシリンダ１２（シリンダ本体）は、略円形板状の部材であって、その中央部に円形孔である圧縮室２１が形成されている。また、フロントシリンダ１２には、圧縮室２１に冷媒を導入するための吸入孔２２と、圧縮室２１の内周面２１Ｉから径方向外側に凹んだ形状であって、ピストン２４のブレード２６を収容するブレード収容部２３が形成されている。この吸入孔２２は、ブレード収容部２３の近傍に配置される。具体的には、ブレード収容部２３の中心線Ｌ１からクランクシャフト８の回転方向（図３の矢印方向）に０°〜９０°離れた範囲内に配置される。また、吸入孔２２には、吸入管３ａの先端が内嵌されている。

図３に示すように、ピストン２４は、円環状のローラ２５と、このローラ２５の外周面２５Ｏから径方向外側に突出するブレード２６とを有している。ローラ２５は、偏心部８ａの外側に配置されており、図４（ａ）−（ｄ）に示すように、ローラ２５の外周面２５Ｏが圧縮室２１の内周面２１Ｉに沿うように回転する。ブレード２６は、ブレード収容部２３に配置された一対のブッシュ２７の間に進退可能に配置されている。図３に示すように、圧縮室２１は、ブレード２６によって低圧室２１ａと高圧室２１ｂとに分断されている。上述した吸入孔２２は、圧縮室２１の低圧室２１ａに連通している。

図示は省略するが、ブレード収容部２３には、サイフォン給油管（図示省略）に連通する流路が形成されている。サイフォン給油管は、下端が潤滑油Ｌに向かって開口しており、圧縮機１の運転時において、潤滑油Ｌを吸い上げてブレード収容部２３に供給する役割を果たしている。したがって、ブレード２６とブッシュ２７との間の隙間や、ブッシュ２７とブレード収容部２３との間の隙間は、潤滑油Ｌで潤滑・シールされている。

＜フロントヘッド＞
図１に示すように、フロントヘッド１１は、フロントシリンダ１２の上端面に配置されており、圧縮室２１の上端を閉塞している。このフロントヘッド１１は、図１に示すように、クランクシャフト８が回転可能に挿通される挿通孔１１ａが形成されたボス部１１ｂと、ボス部１１ｂの下部側の外周面から径方向外側に突出した本体部１１ｃとを有している。この本体部１１ｃは、密閉容器２の内周面に例えば溶接により固定されている。この本体部１１ｃには、フロントシリンダ１２の圧縮室２１で圧縮された冷媒を吐出するための吐出ポート１１ｄ（図３参照）が形成されている。この吐出ポート１１ｄは、圧縮室２１の高圧室２１ｂに連通している。また、本体部１１ｃの上面には、圧縮室２１内の圧力に応じて上述の吐出ポート１１ｄの出口を開閉する弁機構（図示省略）が取り付けられている。

また、フロントヘッド１１の上側には、フロントマフラ１６が取り付けられている。フロントヘッド１１とフロントマフラ１６との間には、第１マフラ空間１７が形成されている。第１マフラ空間１７は、フロントシリンダ１２の吐出ポート１１ｄを介して圧縮室２１の高圧室２１ｂに連通している。この第１マフラ空間１７は、冷媒の吐出に伴う騒音を低減するために設けられている。フロントシリンダ１２の圧縮室２１で圧縮され、第１マフラ空間１７に吐出された冷媒は、フロントマフラ１６の上端に形成された吐出孔から吐出空間２ｂに吐出される。

＜ミドルプレート＞
ミドルプレート１３は、円形板状の部材であって、フロントシリンダ１２の下端面かつリアシリンダ１４の上端面に配置されている。このミドルプレート１３は、フロントシリンダ１２の圧縮室２１の下端を閉塞するとともに、リアシリンダ１４の圧縮室３１の上端を閉塞している。

＜リアシリンダ＞
リアシリンダ１４は、フロントシリンダ１２と略同様の構成を有するものである。このリアシリンダ１４は、略円形板状の部材であって、その中央部に円形孔である圧縮室３１が形成されている。また、リアシリンダ１４には、圧縮室３１に冷媒を導入するための吸入孔３２と、圧縮室３１の内周面から径方向外側に凹んだ形状であって、ブレード３６（図６（ｂ）参照）を収容するブレード収容部（図示省略）が形成されている。この吸入孔３２は、ブレード収容部の近傍に配置される。具体的には、ブレード収容部の中心線からクランクシャフト８の回転方向に０°〜９０°離れた範囲内に配置される。また、吸入孔３２には、吸入管３ｂの先端が内嵌されている。

図６（ｂ）に示すように、ピストン３４は、円環状のローラ３５と、このローラ３５の外周面から径方向外側に突出するブレード３６とを有している。ローラ３５は、偏心部８ｂの外側に配置されており、外周面が圧縮室３１の内周面に沿うように回転する。ブレード３６は、ブレード収容部に配置された一対のブッシュ（図示省略）の間に進退可能に配置されている。圧縮室３１は、ブレード３６によって低圧室と高圧室とに分断される。上述した吸入孔３２は、圧縮室３１の低圧室に連通している。

＜リアヘッド＞
リアヘッド１５は、リアシリンダ１４の下端面に配置されており、リアシリンダ１４の圧縮室３１の下端を閉塞している。このリアヘッド１５は、クランクシャフト８が回転可能に挿通される挿通孔が形成されたボス部と、ボス部の上部側の外周面から径方向外側に突出した本体部とを有している。この本体部には、リアシリンダ１４の圧縮室３１で圧縮された冷媒を吐出するための吐出ポート（図示省略）が形成されている。この吐出ポートは、圧縮室３１の高圧室に連通している。また、本体部の下面には、圧縮室３１内の圧力に応じて上述の吐出ポートの出口を開閉する弁機構（図示省略）が取り付けられている。

また、リアヘッド１５の下側には、リアマフラ１８が取り付けられている。リアヘッド１５とリアマフラ１８との間には、第２マフラ空間１９が形成されている。第２マフラ空間１９は、リアシリンダ１４の吐出ポート（図示省略）を介して圧縮室３１の高圧室に連通している。この第２マフラ空間１９は、冷媒の吐出に伴う騒音を低減するために設けられている。なお、第１マフラ空間１７と第２マフラ空間１９とは、図示しない貫通孔によって連通している。したがって、リアシリンダ１４の圧縮室３１で圧縮され、第２マフラ空間１９に吐出された冷媒は、上記貫通孔を通って第１マフラ空間１７に吐出される。そして、フロントシリンダ１２の圧縮室２１で圧縮された冷媒と合流して、フロントマフラ１６の上端に形成された吐出孔から吐出空間２ｂに吐出される。

［偏心部、ローラの詳細］
図２（ａ）−（ｃ）に示すように、偏心部８ａの上下方向長さは、ローラ２５の上下方向長さよりも僅かに小さくされている（例えば３ｍｍ程度小さい）。そして、この圧縮機１では、運転時において、モータ７の回転子７ａが磁気中心（マグネットセンタ）で回転することにより、ローラ２５に対する偏心部８ａの軸方向位置が圧縮機１の運転時と運転停止時とで変化する。具体的には、図２（ａ）に示すように、運転開始前（運転停止時）は、偏心部８ａは、ミドルプレート１３に載置される。したがって、ローラ２５の内側の上方に空間２５Ａが形成される。一方、図２（ｂ）に示すように、運転時は、偏心部８ａは上方に移動し、フロントヘッド１１の下端面に接触する。すなわち、フロントヘッド１１の下端面がスラスト面となる。したがって、ローラ２５の内側の下方に空間２５Ａが形成される。また、図２（ｃ）に示すように、運転停止後（運転停止時）は、偏心部８ａが重力によって自然に下方に移動し、図２（ａ）の状態に戻る。

図２、図５及び図６に示すように、ローラ２５は、ローラ２５の内周面２５Ｉと外周面２５Ｏとを連通する連通部４１を有している。この連通部４１は、径方向に沿った貫通孔であり、ローラ２５の上方側に設けられている。連通部４１は、例えば直径２ｍｍの円形孔であり、その断面積は、圧縮機構９の各摺動部の隙間、例えば、ローラ２５の上端面とフロントヘッド１１との間の隙間や、ローラ２５の下端面とミドルプレート１３との間の隙間や、ブレード２６とブッシュ２７との間の隙間などよりも大きくされている（すなわち、連通部４１は圧縮機構９の各摺動部の隙間よりも圧力損失が小さい）。

図２（ｂ）に示すように、圧縮機１の運転時において、連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉは、偏心部８ａが上方に移動することによって塞がれる。また、図２（ｃ）に示すように、圧縮機１の運転停止後において、連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉは、偏心部８ａが下方に移動することによって開かれる。なお、開口４１Ｉが塞がれるとは、開口４１Ｉの略全域が塞がれることを意味する。一方、開口４１Ｉが開かれるとは、開口４１Ｉの少なくとも一部が開かれることを意味する。ただし、本実施形態では、圧縮機１の運転時において、開口４１Ｉの略全域が開かれている。

図４（ａ）−（ｄ）に示すように、連通部４１の外周面２５Ｏ側の開口４１Ｏは、ローラ２５の外周面２５Ｏが圧縮室２１の内周面２１Ｉに沿って回転する際に、常に、ブレード収容部２３の中心線を延長した線Ｌ１’よりも吸入孔２２側にある。

より詳しくは、ローラ２５の外周面２５Ｏが圧縮室２１の内周面２１Ｉに沿って回転する際に、連通部４１の外周面２５Ｏの開口４１Ｏの少なくとも一部が、周方向について、常に、ブレード収容部２３と吸入孔２２との間にある。ブレード収容部２３と吸入孔２２との間は、常に低圧室２１ａが形成される部分であるので、開口４１Ｏは、常に低圧室２１ａに開口する。

なお、ブレード収容部２３と吸入孔２２との間とは、具体的には、図４（ａ）−（ｄ）に示すように、平面視において、ブレード収容部２３の中心線を圧縮室２１の中心まで延長した線Ｌ２と、圧縮室２１の中心から径方向に沿って延び且つ吸入孔２２の一端２２ａを通る線Ｌ３との間の範囲Ｒ（ハッチング部分）を指す。なお、この一端２２ａは、平面視において、吸入孔２２の両側端のうちブレード収容部２３から離れた側の端部であって、且つ最も圧縮室２１に近い部分である。

偏心部８ｂの上下方向長さは、偏心部８ａの上下方向長さと同様に、ローラ３５の上下方向長さよりも僅かに小さくされている（例えば３ｍｍ程度小さい）。そして、この圧縮機１では、運転時において、モータ７の回転子７ａが磁気中心（マグネットセンタ）で回転することにより、ローラ３５に対する偏心部８ｂの軸方向位置が圧縮機１の運転時と運転停止時とで変化する。具体的には、図２（ａ）に示すように、運転開始前は、偏心部８ｂは、リアヘッド１５に載置される。したがって、ローラ３５の内側の上方に空間３５Ａが形成される。一方、図２（ｂ）に示すように、運転時は、偏心部８ｂは上方に移動し、ミドルプレート１３の下端面に接触する。すなわち、ミドルプレート１３の下端面がスラスト面となる。したがって、ローラ３５の内側の下方に空間３５Ａが形成される。また、図２（ｃ）に示すように、運転停止後は、偏心部８ｂが重力によって自然に下方に移動し、図２（ａ）の状態に戻る。

図６（ｂ）に示すように、偏心部８ｂの外周面５１は、クランクシャフト８の排出孔１０ｅから排出された潤滑油Ｌを受ける給油溝５２を有する。この給油溝５２は、上下方向において偏心部８ｂの全域に形成された貫通溝である。図６（ｂ）に示すように、ローラ３５の内周面３５Ｉは、平面視において円環状である。この給油溝５２によって、偏心部８ｂの外周面５１とローラ３５の内周面３５Ｉとの間に潤滑油Ｌを受ける空間Ｓ２が形成される。その結果、密閉容器２の底部から給油路１０ａに引き上げられた潤滑油Ｌが排出孔１０ｅから空間Ｓ２に排出される。空間Ｓ２に排出された潤滑油Ｌは、クランクシャフト８の回転によって偏心部８ｂの外周面５１とローラ３５の内周面３５Ｉとの間全体に延ばされ、偏心部８ｂの外周面５１とローラ３５の内周面３５Ｉとの間の隙間が潤滑油Ｌで潤滑・シールされる。したがって、偏心部８ｂの外周面５１とローラ３５の内周面３５Ｉとの間において焼付きが生じるのが防止される。

一方、図６（ａ）に示すように、偏心部８ａの外周面６１は、偏心部８ｂのような給油溝を有しておらず、平面視において円環状である。一方で、図６（ａ）に示すように、ローラ２５の内周面２５Ｉは、クランクシャフト８の排出孔１０ｃ、１０ｄから排出された潤滑油Ｌを受ける給油溝６２を有する。この給油溝６２は、平面視において、連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉと離れた位置に配置されている。詳しくは、この給油溝６２は、平面視においてブレード収容部２３の中心線を延長した線Ｌ１’よりも吸入側に設けられている。さらに具体的には、この給油溝６２は、ブレード収容部２３の中心線からクランクシャフト８の回転方向に約９０°離れた位置に形成されている。また、給油溝６２は、上下方向においてローラ３５の全域に形成された貫通溝である。この給油溝６２によって、偏心部８ａの外周面６１とローラ２５の内周面２５Ｉとの間に潤滑油Ｌを受ける空間Ｓ１が形成される。その結果、密閉容器２の底部から給油路１０ａに引き上げられた潤滑油Ｌが排出孔１０ｃ、１０ｄから空間Ｓ１に排出される。空間Ｓ１に排出された潤滑油Ｌは、クランクシャフト８の回転によって偏心部８ａの外周面６１とローラ２５の内周面との間全体に延ばされ、偏心部８ａの外周面５１とローラ２５の内周面２５Ｉとの間の隙間が潤滑油Ｌで潤滑・シールされる。したがって、偏心部８ａの外周面６１とローラ２５の内周面２５Ｉとの間において焼付きが生じるのが防止される。

［圧縮機の動作］
次に、本実施形態の圧縮機１の動作について説明する。圧縮機１の運転が開始されると、吸入管３ａ、３ｂからフロントシリンダ１２およびリアシリンダ１４の圧縮室２１、３１内に冷媒が供給される。また、モータ７の駆動によりクランクシャフト８が回転する。図４（ａ）−（ｄ）に示すように、フロントシリンダ１２の圧縮室２１では、クランクシャフト８の偏心部８ａが回転することによって、偏心部８ａの外側に配置されたローラ２５の外周面２５Ｏが圧縮室２１の内周面２１Ｉに沿って回転する。これにより、高圧室２１ｂと低圧室２１ａの容積が変化して、高圧室２１ｂで冷媒が圧縮される。そして、圧縮室２１の高圧室２１ｂ内の圧力が所定圧力以上になると、フロントヘッド１１に設けられた弁機構（図示省略）が開弁して、圧縮室２１内の冷媒が第１マフラ空間１７に吐出される。第１マフラ空間１７に吐出された高圧の冷媒は、図示しないフロントマフラ１６の吐出孔から吐出空間２ｂに吐出される。吐出空間２ｂに吐出された冷媒は、固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップなどを通過して、最終的に、排出管４から密閉容器２の外に排出される。

また、リアシリンダ１４においても、フロントシリンダ１２と同様に、圧縮室３１で冷媒が圧縮されて、圧縮室３１の高圧室内の圧力が所定圧力以上になると、リアヘッド１５に設けられた弁機構（図示省略）が開弁して、圧縮室３１内の冷媒が第２マフラ空間１９に吐出される。第２マフラ空間１９に吐出された冷媒は、図示しない貫通孔を通って、第１マフラ空間１７に吐出されたあと、図示しないフロントマフラ１６の吐出孔から吐出空間２ｂに吐出される。

モータ７の駆動によりクランクシャフト８が回転すると、クランクシャフト８の下端に取り付けられた図示しないポンプ部材によって潤滑油Ｌが給油路１０ａ内に吸い上げられる。給油路１０ａに吸い上げられた潤滑油Ｌは、排出孔１０ｂ−１０ｅから圧縮機構９の各摺動部に供給される。したがって、例えばフロントシリンダ１２を例にとると、運転時において、ローラ２５の上端面とフロントヘッド１１との間の隙間や、ローラ２５の下端面とミドルプレート１３との間の隙間や、ローラ２５の外周面２５Ｏと圧縮室２１の内周面２１Ｉとの間の隙間は、潤滑油Ｌで潤滑・シールされている。また、同様に、リアシリンダ１４でも、運転時において、ローラ３５の上端面とミドルプレート１３との間の隙間や、ローラ３５の下端面とリアヘッド１５との間の隙間や、ローラ３５の外周面３５Ｏと圧縮室３１の内周面３１Ｉとの間の隙間は、潤滑油Ｌで潤滑・シールされている。

また、サイフォン給油管では、潤滑油Ｌが吸い上げられ、潤滑油Ｌがブレード収容部２３に供給される。したがって、運転時において、ブレード２６とブッシュ２７との間の隙間や、ブッシュ２７とブレード収容部２３との間の隙間は、潤滑油Ｌで潤滑・シールされている。

圧縮機１の運転が開始されると、図２（ｂ）に示すように、偏心部８ａが上方に移動し、偏心部８ａによって連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉが塞がれる。したがって、圧縮機１の運転時に、圧縮室２１、３１から吐出空間２ｂに吐出された高圧の冷媒が、連通部４１から上流側（アキュームレータ３側）に逆流するのが防止される。一方、図２（ｃ）に示すように、圧縮機１の運転が停止されると、偏心部８ａが下方に移動し、開口４１Ｉが開かれる。したがって、運転停止後（直後）において、吐出空間２ｂ内の高圧の冷媒が、図２（ｃ）中の細矢印で示すように、圧縮機構９の各摺動部の隙間、例えば、ローラ２５の上端面とフロントヘッド１１との間の隙間や、ローラ２５の下端面とミドルプレート１３との間の隙間や、ブレード２６とブッシュ２７との間の隙間よりも圧力損失が小さい連通部４１を通って、アキュームレータ３内に流入する。その結果、高圧の圧縮機１内と圧縮機１内よりも圧力が低い圧縮機１の上流側（アキュームレータ３内）とで均圧が行われる。

［本実施形態にかかる圧縮機の特徴］
本実施形態の圧縮機１では、図２（ｃ）に示すように、圧縮機１の運転停止後（直後）において、圧縮機１内の冷媒が、圧縮機構９の各摺動部の隙間よりもローラ２５に設けられた連通部４１を通って圧縮機１の上流側に流入するので、冷媒が圧縮機１の上流側に流入する際に、圧縮機構９の各摺動部、例えばローラ２５の端面とフロントヘッド１１およびミドルプレート１３との間の隙間や、ブレード２６とブッシュ２７との間の隙間を通過することが防止される。したがって、冷媒が圧縮機１の上流側に流入する際に、圧縮機構９の各摺動部を潤滑する潤滑油Ｌが冷媒に巻き込まれて圧縮機１の上流側（アキュームレータ３内）に逆流するのを防止できる。また、ローラ２５に連通部４１が設けられる構成を採用するだけで済むので、圧縮機１の製造コストが増大するのを抑制できる。また、図２（ｂ）に示すように、連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉが、運転時にクランクシャフト８の偏心部８ａによって塞がれるので、運転時に圧縮機１内の冷媒が圧縮機１の上流側に逆流するのを防止できる。

また、本実施形態の圧縮機１では、圧縮機１の運転時における偏心部８ａの軸方向位置が運転停止時における偏心部８ａの軸方向位置に対して上方に移動するものであるので、運転停止後（直後）に偏心部８ａが重力で自然と下方に移動する。したがって、運転停止後（直後）に連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉを容易に開くことができる。

また、本実施形態の圧縮機１では、図４（ａ）−（ｄ）に示すように、連通部４１の外周面２５Ｏ側の開口４１Ｏがブレード収容部２３の中心線を延長した線Ｌ１’よりも吸入孔２２側にあるので、当該開口４１Ｏがブレード収容部２３の中心線を延長した線Ｌ１’に対して吸入孔２２と反対側にある場合に比べて、当該開口４１Ｏが圧縮室２１の高圧室２１ｂよりも低圧室２１ａに開口しやすい。よって、運転停止後（直後）に、圧縮機１内の冷媒が連通部４１から低圧室２１ａに流入する際に、ローラ２５の外周面２５Ｏと圧縮室２１の内周面２１Ｉとの間の隙間（低圧室２１ａと高圧室２１ｂの間の隙間）を通過する可能性が低くなる。したがって、潤滑油Ｌが圧縮機１の上流側に逆流するのをより防止しやすい。

また、本実施形態の圧縮機１では、図４（ａ）−（ｄ）に示すように、連通部４１の外周面２５Ｏ側の開口４１Ｏが常に圧縮室２１の低圧室２１ａに開口するので、運転停止後（直後）に、圧縮機１内の冷媒が連通部４１から低圧室２１ａに流入する際に、ローラ２５の外周面２５Ｏと圧縮室２１の内周面２１Ｉとの間の隙間（低圧室２１ａと高圧室２１ｂの間の隙間）を通過することがない。したがって、潤滑油Ｌが圧縮機１の上流側に逆流するのをより防止しやすい。

また、本実施形態の圧縮機１では、図６（ａ）に示すように、偏心部８ａの外周面６１に給油溝がないので、偏心部の外周面に給油溝がある場合のように、運転時に給油溝と連通部４１とが対向することにより、運転時に連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉが開かれてしまうことがない。したがって、運転時に圧縮機１内の冷媒が連通部４１から上流側に逆流するのを防止できる。また、ローラ２５の内周面２５Ｉに給油溝６２があるので、この給油溝６２と偏心部８ａの外周面６１とにより形成される空間Ｓ１に潤滑油が供給され、この潤滑油Ｌによって偏心部８ａの外周面６１とローラ２５の内周面２５Ｉとの間の隙間が潤滑される。したがって、偏心部８ａの外周面６１とローラ２５の内周面２５Ｉとの間において焼付きが生じるのを防止できる。

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。

［変形例］
上述の実施形態では、圧縮室２１内にローラ２５とブレード２６とからなるピストン２４が配置される場合について説明したが、例えば図７に示すように、圧縮室２１内に、ローラ１２５とベーン１２６とが配置されていてもよい。この場合、フロントシリンダ１２には、ベーン１２６を収容するベーン収容部１２３が形成される。ローラ１２５の内側には偏心部８ａが配置される。また、ローラ１２５は、ローラ２５と同様に連通部４１、給油溝６２を有する。また、ベーン１２６は、ローラ１２５と別体であり、ベーン収容部１２３内に設けられた付勢バネ１２７によって付勢され、先端がローラ１２５の外周面に押し付けられている。このベーン１２６によって、圧縮室２１は低圧室２１ａと高圧室２１ｂとに分断される。

また、上述の実施形態では、圧縮室３１内にローラ３５とブレード３６とからなるピストン３４が配置される場合について説明したが、上記と同様、圧縮室３１内に、ローラとベーンとが配置されていてもよい。

また、上述の実施形態では、ローラ２５に形成された連通部４１が貫通孔である場合について説明したが、ローラに形成された連通部は、ローラの端面に形成され且つローラの内周面と外周面とを連通する貫通溝であってもよい。

また、上述の実施形態では、連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉと外周面２５Ｏ側の開口４１Ｏとが、上下方向において同一位置に配置される場合について説明したが、連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉが圧縮機１の運転時に塞がれ、圧縮機１の運転停止時に開かれるのであれば、連通部４１の内周面２５Ｉ側の開口４１Ｉと外周面２５Ｏ側の開口４１Ｏとが、上下方向において異なる位置に配置されてもよい。

また、上述の実施形態では、図４（ａ）−（ｄ）に示すように、連通部４１の外周面２５Ｏ側の開口４１Ｏが、ローラ２５の外周面２５Ｏが圧縮室２１の内周面２１Ｉに沿って回転する際に、周方向について、常にブレード収容部２３と吸入孔２２との間にある場合について説明したが、それに限られない。例えば、連通部４１は、ブレード収容部２３の中心線を延長した線Ｌ１’よりも吸入孔２２側であればどこにあってもよい。また、例えば、連通部４１は、ブレード収容部２３の中心線を延長した線Ｌ１’に対して吸入孔２２と反対側（吐出ポート１１ｄ側）にあってもよい。

また、上述の実施形態では、図６（ａ）に示すように、ローラ２５の外周面６１が給油路１０ａから排出された潤滑油Ｌを受ける給油溝を有しないとともに、ローラ２５の内周面２５Ｉが給油路１０ａから排出された潤滑油Ｌを受ける給油溝６２を有する場合について説明したが、ローラの内周面が給油路から排出された潤滑油を受ける給油溝を有していなくてもよい。

また、上述の実施形態では、給油溝６２が上下方向についてローラ２５の全域に配置される貫通溝である場合について説明したが、給油溝は上下方向について貫通してなくてもよい。

また、上述の実施形態では、給油溝６２が平面視においてブレード収容部２３の中心線を延長した線Ｌ１’よりも吸入孔２２側に配置される場合、より詳しくは、ブレード収容部２３の中心線からクランクシャフト８の回転方向におよそ９０°離れた位置に配置される場合について説明したが、給油溝６２は、平面視において連通部４１の内周面２５Ｉの開口４１Ｉと離れた位置であれば、ローラ２５の内周面２５Ｉのどこに配置されてもよい。

また、上述の実施形態では、偏心部８ａは、圧縮機１の運転時の軸方向位置が、運転停止時に対して上方に移動するものである場合について説明したが、下方に移動するものであってもよい。例えば、圧縮機１の運転停止時にモータ７の回転子７ａの軸方向中心位置Ｃ１が固定子７ｂの軸方向中心位置Ｃ２よりも上方に配置され、且つ偏心部８ａの下端面とミドルプレート１３の上端面との間にバネが設けられていることによって、圧縮機１の運転時の軸方向位置が運転停止時に対して下方に移動してもよい。

また、上述の実施形態では、２つのローラ２５、３５のうちローラ２５のみが連通部４１を有する場合について説明したが、ローラ２５、３５がともに連通部を有していてもよいし、ローラ３５のみが連通部を有していてもよい。

また、上述の実施形態では、２シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した場合について説明したが、１シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用しても同様の効果が得られる。

本発明を利用すれば、圧縮機の製造コストが増大するのを抑制しつつ、運転停止時に潤滑油が圧縮機の上流側に逆流するのを防止できる。

１ 圧縮機
８ クランクシャフト
８ａ 偏心部
９ 圧縮機構
１０ａ 給油路
１２ フロントシリンダ（シリンダ本体）
２１ 圧縮室
２１Ｉ 内周面
２１ａ 低圧室
２１ｂ 高圧室
２２ 吸入孔
２３ ブレード収容部
２５、１２５ ローラ
２５Ｉ 内周面
２５Ｏ 外周面
２６ ブレード
４１ 連通部
４１Ｉ 連通部の内周面側の開口
４１Ｏ 連通部の外周面側の開口
６１ 外周面
６２ 給油溝

Claims (5)

1. 圧縮機構および当該圧縮機構を駆動するクランクシャフトを備えた圧縮機であって、
   前記圧縮機構は、
   圧縮室を有するシリンダ本体と、
   前記圧縮室の内部に配置され、前記クランクシャフトの偏心部が内側に配置された環状のローラとを有しており、
   前記ローラに対する前記偏心部の軸方向位置が運転時と運転停止時とで変化するものであり、
   前記ローラは、当該ローラの内周面と外周面とを連通する連通部を有し、
   前記連通部の内周面側の開口は、
   運転時に前記偏心部によって塞がれるとともに、運転停止時に開かれることを特徴とする圧縮機。
2. 前記偏心部は、
   運転時の軸方向位置が、運転停止時に対して上方に移動するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記ローラの外周面から径方向外側に突出し、前記圧縮室を低圧室と高圧室とに仕切るブレードと、
   前記シリンダ本体に形成され、前記圧縮室に連通するとともに前記ブレードを収容するブレード収容部と、
   前記ブレード収容部の近傍に配置され、前記圧縮室の低圧室に連通する吸入孔とを備え、
   前記連通部の外周面側の開口が、前記ブレード収容部の中心線を延長した線よりも前記吸入孔側にあることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
4. 前記ローラの外周面が前記圧縮室の内周面に沿って回転する際に、
   周方向について、前記連通部の外周面側の開口が、常に前記ブレード収容部と前記吸入孔との間にあることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
5. 前記クランクシャフトは、運転時において前記圧縮機構に潤滑油を供給するための給油路を内部に有しており、
   前記偏心部の外周面は、前記給油路から排出された潤滑油を受ける給油溝を有していないとともに、
   前記ローラの内周面は、平面視において前記連通部の内周面側の開口と離れた位置に前記給油溝を有することを特徴とする請求項１−４のいずれかに記載の圧縮機。

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