JP7195446B2 - 多段回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、多段回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。

従来、偏心部の回転により作動流体を段階的に圧縮する多段回転式圧縮機が知られている。例えば、多段回転式圧縮機は、低圧の作動流体を中間圧に圧縮する低段圧縮機構部と、低段圧縮機構部で圧縮した中間圧の作動流体を高圧に圧縮する高段圧縮機構部と、を備えている。多段回転式圧縮機は、圧縮要素および駆動要素を収容する密閉ケースを備えている。密閉ケース内には、高段圧縮機構部で圧縮された高圧の作動流体が吐出される。

多段回転式圧縮機において、低段側の吐出孔と吐出弁装置とを仕切板に設け、高段側の吐出孔と吐出弁装置とを高段側の軸受に設けたものがある。仕切板内部には中間圧空間が設けられる。低段圧縮機構部から吐出される中間圧の作動流体の脈動を抑えるために、中間圧空間は大きく確保したい。そのためには、仕切板の厚さを増すことが考えられる。しかし、単に仕切板の厚さを増すと、低段側および高段側の両軸受間の距離が増大し、回転軸の撓みが生じやすくなる。

また、仕切板における回転軸を挿通する貫通孔の内径を小さくする等により、ローラ端面と仕切板とのシール面積を増やすことが考えられる。前記シール面積の確保により、圧縮室の気密性を向上させることで、多段回転式圧縮機の効率の向上が図られる。しかし、前記シール面積を確保するためには、回転軸偏心部およびローラ等の寸法関係を見直す必要がある。

また、中間圧空間に吐出された作動流体が、マフラ空間を経由してケース内部に吐出される例もある。この場合、高温・高圧となった圧縮流体が、十分冷却されることなく、ケース内部に吐出されることがある。すると、電動モータの過熱を招き、モータ効率の低下や磁石の減磁等につながる虞がある。

特許第６１７６７８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、仕切板に形成される中間圧空間を確保し、ローラ端面のシール面積を確保し、吐出流体の冷却性を高めることができる多段回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することである。

実施形態の多段回転式圧縮機は、ケースの内部に回転軸と、回転軸の軸方向一端側に設けられる駆動要素と、回転軸の軸方向他端側に設けられる圧縮要素と、を持つ。圧縮要素は、低圧の作動流体を中間圧に圧縮する低段圧縮機構部と、中間圧の作動流体を高圧に圧縮する高段圧縮機構部と、両圧縮機構部間を仕切る仕切板と、を持つ。各圧縮機構部の仕切板と反対側には、それぞれ第一軸受および第二軸受を持つ。仕切板には、低段圧縮機構部にて圧縮された中間圧の作動流体が吐出される中間圧空間が設けられる。仕切板には、低段吐出孔および低段側吐出弁装置が設けられる。高段圧縮機構部側の第二軸受には、高段吐出孔および高段側吐出弁装置が設けられる。仕切板における低段弁座を形成する部位の厚みは、第二軸受における高段弁座を形成する部位の厚みよりも小さい。

実施形態の多段回転式圧縮機の断面図を含む、冷凍サイクル装置の概略構成図。 実施形態の多段回転式圧縮機の圧縮要素の断面図。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図。 実施形態の多段回転式圧縮機の回転軸に低段側ローラを組み付ける手順を（ａ）～（ｄ）の順に示す説明図。 図１の要部拡大図。

以下、実施形態の多段回転式圧縮機および冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
まず、冷凍サイクル装置について説明する。
図１は、実施形態の多段回転式圧縮機の断面図を含む、冷凍サイクル装置の概略構成図である。実施形態の冷凍サイクル装置１は、圧縮機本体１１とアキュムレータ（気液分離器）１２とを有して作動流体であるガス冷媒を圧縮する多段回転式圧縮機２と、圧縮機本体１１の吐出部１５に接続されて圧縮機本体１１から吐出された高温高圧のガス冷媒を冷却する放熱器３と、放熱器３の下流側に接続されて冷媒を減圧する膨張装置（膨張弁）４と、膨張装置４とアキュムレータ１２の導入部１２ａとの間に接続されて冷媒を蒸発させる蒸発器（吸熱器）５と、を有している。図中符号１３は、圧縮機本体１１の吐出部１５からアキュムレータ１２の導入部１２ａまで延びる導入通路を示す。

アキュムレータ１２の導出部１２ｂと圧縮機本体１１の吸込部１４とは、吸込管６により接続されている。アキュムレータ１２で気液分離されたガス冷媒は、吸込管６を介して圧縮機本体１１の後述する低段圧縮機構部３７へ導かれる。

図１に示す冷凍サイクル装置１は、圧縮機本体１１の低段圧縮機構部３７で圧縮した中間圧のガス冷媒をインタークーラー７ａに導く中間圧通路７を有している。中間圧通路７は、圧縮機本体１１の低段圧縮機構部３７で圧縮した中間圧のガス冷媒を、圧縮機本体１１の高段圧縮機構部３８に導く。中間圧通路７は、低段圧縮機構部３７に連通する第二吐出部１５ａから、高段圧縮機構部３８に連通する第二吸込部１４ａまで延びている。

冷凍サイクル装置１は、膨張装置４と蒸発器５との間に、第二アキュムレータ（気液分離器）８および第二膨張装置（膨張弁）９を有している。第二アキュムレータ８と圧縮機本体１１の高段圧縮機構部３８の第二吸込部１４ａとの間には、第二アキュムレータ８で気液分離されたガス冷媒を高段圧縮機構部３８に導くバイパス通路８ａが設けられている。なお、図１のバイパス通路８ａは、中間圧通路７の途中に合流している。

第二アキュムレータ８で気液分離されたガス冷媒の圧力は、圧縮機本体１１の低段圧縮機構部３７で圧縮したガス冷媒の中間圧と同等とされる。なお、中間圧通路７、バイパス通路８ａ、第二アキュムレータ８および第二膨張装置９を無くした構成としてもよい。

多段回転式圧縮機２は、いわゆるロータリ式の圧縮機である。多段回転式圧縮機２は、内部に取り込まれた低圧の気体冷媒を二段階で圧縮して高温・高圧の気体冷媒とする。多段回転式圧縮機２の具体的な構成については後述する。

作動流体である冷媒は、気体冷媒と液体冷媒とに相変化しながら冷凍サイクル装置１内を循環する。冷媒は、液体冷媒から気体冷媒に相変化する過程で吸熱する。この吸熱を利用して冷凍や冷蔵などが行われる。例えば、冷媒は、Ｒ４１０ＡやＲ３２等のＨＦＣ系冷媒、Ｒ１２３４ｙｆやＲ１２３４ｚｅ等のＨＦＯ系冷媒、ＣＯ２等の自然冷媒等、を用いることが可能である。

放熱器３は、多段回転式圧縮機２から送り込まれる高温・高圧の気体冷媒から熱を放熱させる。
膨張装置４は、放熱器３から送り込まれる高圧の冷媒の圧力を下げ、低温・低圧の液体冷媒にする。
蒸発器５は、膨張装置４から送り込まれる低温・低圧の液体冷媒を気化させ、低圧の気体冷媒にする。蒸発器５において、低圧の液体冷媒が気化する際に周囲から気化熱を奪い、周囲が冷却される。蒸発器５を通過した低圧の気体冷媒は、上述した多段回転式圧縮機２内に取り込まれる。

冷凍サイクル装置１では、第二アキュムレータ８で気液分離した中間圧のガス冷媒を、バイパス通路８ａを介して圧縮機本体１１の高段圧縮機構部３８内に導く。これにより、圧縮機本体１１の圧縮性能を高めている。

次に、多段回転式圧縮機２について説明する。
図１に示すように、実施形態の多段回転式圧縮機２は、圧縮機本体１１と、アキュムレータ１２と、を備えている。

アキュムレータ１２は、いわゆる気液分離器である。アキュムレータ１２は、上述した蒸発器５と圧縮機本体１１との間に設けられている。アキュムレータ１２は、吸込管６を通して圧縮機本体１１に接続されている。アキュムレータ１２は、蒸発器５で気化された気体冷媒、および蒸発器５で気化されなかった液体冷媒のうち、気体冷媒のみを圧縮機本体１１に供給する。

圧縮機本体１１は、回転軸３１と、電動モータ（駆動要素）３２と、圧縮要素３３と、これら回転軸３１、電動モータ３２および圧縮要素３３を収納する密閉ケース３４と、を備えている。圧縮機本体１１は、回転軸３１および密閉ケース３４の軸方向を上下方向として配置されている。回転軸３１は、回転中心軸線Ｃを密閉ケース３４の中心軸線と一致させている。なお、以下の説明では、回転軸３１および密閉ケース３４の中心軸線Ｃに沿う方向を単に軸方向と称し、軸方向に直交する方向を径方向と称し、軸線Ｃ回りの方向を周方向と称する。

密閉ケース３４は、円筒体の軸方向の両端部が閉塞されて密閉容器を形成している。密閉ケース３４内には、上部側に電動モータ３２が収容され、下部側に圧縮要素３３が収容されている。これらの電動モータ３２と圧縮要素３３とは、回転軸３１を介して連結されている。密閉ケース３４内において、回転軸３１の一端側に電動モータ３２が設けられ、回転軸３１の他端側に圧縮要素３３が設けられている。密閉ケース３４内において、電動モータ３２と圧縮要素３３との間には、密閉ケース３４の内壁面に固定された環状のフレーム３４ａが設けられている。

密閉ケース３４の底部内には、圧縮要素３３を潤滑するための潤滑油Ｊが貯留されている。密閉ケース３４の底部は、潤滑油Ｊを貯留した潤滑油貯留部３４ｂを構成している。潤滑油Ｊ内には、圧縮要素３３の一部が浸漬されている。密閉ケース３４内において、高段圧縮機構部３８で圧縮された高圧のガス冷媒は、密閉ケース３４内の空間に吐出される。

電動モータ３２は、いわゆるインナーロータ型のＤＣブラシレスモータである。電動モータ３２は、固定子３５と回転子３６とを備えた電動機である。固定子３５は、密閉ケース３４の上部の内壁面に固定されている。回転子３６は、固定子３５の内側に径方向の間隔を空けた状態で配置され、回転軸３１の上部に固定されている。

図２は、多段回転式圧縮機２の圧縮要素３３の断面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。
図２、図３に示すように、圧縮要素３３は、複数のシリンダ３７ａ，３８ａを有する多気筒の圧縮要素である。例えば、圧縮要素３３は、軸方向に並ぶ一対（複数）のシリンダ３７ａ，３８ａを有する二気筒（多気筒）の圧縮要素である。実施形態の圧縮要素３３は、軸方向上側（電動モータ３２側）に位置する低段圧縮機構部３７と、軸方向下側（電動モータ３２と反対側）に位置する高段圧縮機構部３８と、これら低段圧縮機構部３７および高段圧縮機構部３８の間を上下方向（軸方向）で仕切る仕切板３９と、を備えている。低段圧縮機構部３７は、アキュムレータ１２から吸入した低圧の作動流体を中間圧に圧縮（昇圧）する。高段圧縮機構部３８は、低段圧縮機構部３７で圧縮した中間圧の作動流体を高圧に圧縮（昇圧）する。

低段圧縮機構部３７は、回転軸３１と軸方向を平行にして設けられて回転軸３１を上下方向で貫通させる低段側シリンダ３７ａを備えている。低段側シリンダ３７ａは、回転軸３１の回転中心軸線Ｃと中心軸線を一致させる円形の低段側シリンダ孔３７ｂを形成している。低段圧縮機構部３７は、低段側シリンダ３７ａの上側（軸方向で仕切板３９と反対側）に、低段側シリンダ孔３７ｂの上端開口を閉塞するとともに回転軸３１の上側の第一主軸３１ａを回転可能に支持する第一軸受４１を備えている。

高段圧縮機構部３８は、回転軸３１と軸方向を平行にして設けられて回転軸３１を上下方向で貫通させる高段側シリンダ３８ａを備えている。高段側シリンダ３８ａは、回転軸３１の回転中心軸線Ｃと中心軸線を一致させる円形の高段側シリンダ孔３８ｂを形成している。すなわち、高段側シリンダ孔３８ｂと低段側シリンダ孔３７ｂとは、互いに同軸に配置され、かつ回転軸３１と同軸に配置されている。高段圧縮機構部３８は、高段側シリンダ３８ａの下側（軸方向で仕切板３９と反対側）に、高段側シリンダ孔３８ｂの下端開口を閉塞するとともに回転軸３１の下側の第三主軸３１ｅを回転可能に支持する第二軸受４２を備えている。

低段側シリンダ３７ａの外周部は、フレーム３４ａの下面に当接した状態で、下方から挿通したボルトＢ１によりフレーム３４ａに締結固定されている。フレーム３４ａの内周側には、第一軸受４１が配置されている。第一軸受４１は、低段側シリンダ３７ａの上面に当接した状態で、上方から挿通したボルトＢ２により低段側シリンダ３７ａに締結固定されている。ボルトＢ２は、低段側シリンダ３７ａを貫通して下方に延び、さらに仕切板３９および高段側シリンダ３８ａを貫通した後、第二軸受４２のネジ孔に螺入されて締め込まれる。これにより、第一軸受４１、低段側シリンダ３７ａ、仕切板３９、高段側シリンダ３８ａおよび第二軸受４２が積層状態で一体的に締結されるとともに、これらの積層体がフレーム３４ａに固定される。フレーム３４ａひいては密閉ケース３４に固定した第一軸受４１および第二軸受４２によって、回転軸３１が回転可能に支持されている。

低段側シリンダ３７ａは、低段側シリンダ孔３７ｂの上端開口が第一軸受４１により閉塞され、低段側シリンダ孔３７ｂの下端開口が仕切板３９により閉塞されている。低段側シリンダ３７ａ、第一軸受４１および仕切板３９に区画された空間は、低段側シリンダ室３７ｃとされる。

高段側シリンダ３８ａは、高段側シリンダ孔３８ｂの下端開口が第二軸受４２により閉塞され、高段側シリンダ孔３８ｂの上端開口が仕切板３９により閉塞されている。高段側シリンダ３８ａ、第二軸受４２および仕切板３９に区画された空間は、高段側シリンダ室３８ｃとされる。
低段側シリンダ３７ａと高段側シリンダ３８ａとは、仕切板３９を間に挟んで軸方向で突き合わされている。仕切板３９の具体的な構成については後述する。

回転軸３１は、低段側シリンダ室３７ｃ内に位置する部位に、中心軸線Ｃに対して径方向一側に偏心した低段側偏心部３１ｂを備えている。回転軸３１は、高段側シリンダ室３８ｃ内に位置する部位に、中心軸線Ｃに対して径方向他側に偏心した高段側偏心部３１ｄを備えている。

回転軸３１は、中心軸線Ｃを中心に延びる主軸として、低段側偏心部３１ｂの上方に延びる第一主軸３１ａと、低段側偏心部３１ｂおよび高段側偏心部３１ｄの間を延びる第二主軸３１ｃと、高段側偏心部３１ｄの下方に延びる第三主軸３１ｅと、を備えている。第一主軸３１ａは、上方へ大きく延び、この第一主軸３１ａに電動モータ３２の回転子３６が固定されている。

各偏心部３１ｂ，３１ｄは、互いに同径の円柱形をなしている。各偏心部３１ｂ，３１ｄは、互いに周方向に１８０°の位相差をもって配置されている。各偏心部３１ｂ，３１ｄは、中心軸線Ｃに対する偏心量を互いに同一にしている。

低段側偏心部３１ｂには、円筒状の低段側ローラ４５が回転可能に外挿されている。低段側偏心部３１ｂおよび低段側ローラ４５は、偏心部３１ｂの中心軸線回りに回転する。
高段側偏心部３１ｄには、円筒状の高段側ローラ４６が回転可能に外挿されている。高段側偏心部３１ｄおよび高段側ローラ４６は、偏心部３１ｄの中心軸線回りに回転する。

第一軸受４１は、回転軸３１の第一主軸３１ａを回転可能に支持する円筒状の筒部４１ａと、筒部４１ａの下端部の外周側に拡径形成されるフランジ部４１ｂと、を備えている。第一軸受４１には、上部側マフラ部材（第２のマフラ部材）４３が例えば前記ボルトＢ２により固定されている。

第二軸受４２は、回転軸３１の第三主軸３１ｅを回転可能に支持する円筒状の筒部４２ａと、筒部４２ａの上端部の外周側に拡径形成されるフランジ部４２ｂと、を備えている。第二軸受４２には、底部側マフラ部材（第１のマフラ部材）４４が固定されている。

第一軸受４１および第二軸受４２における回転軸３１との摺動部分の軸方向長さＬ１，Ｌ２の内、第一軸受４１の摺動部分長さＬ１は、第二軸受４２の摺動部分長さＬ２よりも長い。そのため、第一軸受４１側の回転軸３１の撓みを小さくすることができ、低段側偏心部３１ｂ及び低段側ローラ４５の傾きを小さくすることができる。

低段圧縮機構部３７の偏心部３１ｂは、低段側シリンダ室３７ｃ内において、軸方向で第一軸受４１側に片寄って配置されている。換言すれば、低段圧縮機構部３７の偏心摺動部（偏心部３１ｂとローラ４５との摺動部分）の軸方向中央位置ｃｐ１は、低段圧縮機構部３７の低段側シリンダ３７ａの軸方向中央位置ｃｐ２よりも、軸方向で第一軸受４１に近い位置にある。これによっても、第一軸受４１側の回転軸３１の撓みを小さくすることができる。

低段圧縮機構部３７は、低段側シリンダ室３７ｃを吸込室１６と圧縮室１７とに二分するブレード（低段側ブレード）１８を備えている。ブレード１８は、低段側シリンダ３７ａに形成されたブレード溝１８ｃに設けられ、シリンダ室３７ｃに対して進退移動可能である。ブレード１８は、ローラ４５側の先端面（ローラ当接面）１８ａをローラ４５の外周面に当接させた状態を維持する。このブレード１８とローラ４５とにより、シリンダ室３７ｃ内が吸込室１６と圧縮室１７とに区画される。

低段圧縮機構部３７のブレード１８は、例えば軸方向に重ねて設けられた複数（実施形態では上下一対）のブレード部材（低段側ブレード部材）１９ａ，１９ｂから構成されている。以下、上下ブレード部材１９ａ，１９ｂを単にブレード部材１９と称することがある。

ブレード１８（ブレード部材１９）は、シリンダ室３７ｃの径方向（進退方向）で先端面１８ａと反対側の背面１８ｂにケース内圧を受けることでのみ、ローラ４５に向けて付勢される。ブレード１８の背面１８ｂ側には、バネ等の付勢部材は設けられていない。ブレード１８の先端面１８ａは、軸方向から見て例えば円弧状をなしている。ブレード１８の先端面１８ａには、ＤＬＣコーティング等の表面硬化処理が施されている。ブレード１８の背面１８ｂは、軸方向から見て例えば進退方向と直交する平坦状をなしている。図中符号３４ｃは密閉ケース３４内に連通してケース内圧が作用するケース内連通部を示す。

ブレード溝１８ｃ内には、ブレード１８（一対のブレード部材１９ａ，１９ｂ）がスライド可能に保持されている。一対のブレード部材１９ａ，１９ｂは、ブレード溝１８ｃに対して、径方向に沿って個々にスライド移動（進退移動）可能である。

ブレード１８は、密閉ケース３４内の高圧のガス冷媒の圧力（ケース内圧）によって、径方向内側に向けて（ローラ４５に向けて）付勢される。これにより、ブレード１８は、偏心回転するローラ４５の外周面に当接した状態を維持する。
低段圧縮機構部３７は、ローラ４５の偏心回転動作およびブレード１８の進退動作により、低圧側シリンダ室３７ｃ内で圧縮動作を行う。

低段側シリンダ３７ａの周方向の一部には、低段側シリンダ３７ａを径方向に貫通する吸込孔１８ｄが形成されている。吸込孔１８ｄは、ローラ４５の偏心回転方向（図３中矢印Ｆ方向、回転軸３１の回転方向でもある）でブレード溝１８ｃよりも下流側（図３におけるブレード溝１８ｃよりも左側）に位置している。吸込孔１８ｄの径方向外側には、アキュムレータ１２から延びる吸込管６が接続されている。

なお、高段圧縮機構部３８について図３同様の図示は略すが、図２を参照し、高段圧縮機構部３８も低段圧縮機構部３７と同様に、シリンダ室３８ｃを吸込室１６と圧縮室１７とに二分するブレード（高段側ブレード）２１を備えている。高段圧縮機構部３８のブレード２１は、１個のブレード部材（高段側ブレード部材）２２で構成されている。図中符号２１ａはブレード２１の先端面、符号２１ｂはブレード２１の背面をそれぞれ示す。

ブレード部材２２は、背面２１ｂにケース内圧を受けることで、ローラ４６に向けて付勢されるとともに、背面２１ｂ側に縮設した付勢バネ２３（例えばコイルスプリング）によっても、ローラ４６に向けて付勢されている。高段圧縮機構部３８は、ブレード部材２２を付勢する付勢バネ２３を備えることで、多段回転式圧縮機２の起動時等でケース内圧が低い状態でも、ブレード部材２２をローラ４６に向けて付勢し、吸入した冷媒を圧縮、昇圧することが可能である。

各圧縮機構部３７，３８では、ローラ４５，４６の偏心回転によって、吸込室１６に気体冷媒を吸い込む吸込動作と、圧縮室１７で気体冷媒を圧縮する圧縮動作と、が行われる。
低段圧縮機構部３７では、吸込動作によりアキュムレータ１２から低圧のガス冷媒が吸い込まれる。低段圧縮機構部３７では、吸い込んだガス冷媒を圧縮動作により圧縮して中間圧に昇圧する。低段圧縮機構部３７で昇圧したガス冷媒は、仕切板３９に設けた吐出孔４７ａを通じて、仕切板３９の中間圧室３９ｃ内に吐出される。

高段圧縮機構部３８では、吸込動作により中間圧室３９ｃから中間圧のガス冷媒が吸い込まれる。高段圧縮機構部３８では、吸い込んだガス冷媒を圧縮動作によりさらに圧縮して高圧に昇圧する。高段圧縮機構部３８で昇圧したガス冷媒は、第二軸受４２のフランジ部４２ｂに設けた吐出孔４９ａを通じて、シリンダ室３８ｃの外部（底部側マフラ室４４ａ内）に吐出される。

仕切板３９は、軸線Ｃ中心の環状に形成されている。仕切板３９は、各偏心部３１ｂ，３１ｄを含む回転軸３１を挿通可能な内径を有している。仕切板３９の内径は、少なくとも回転軸３１の各偏心部３１ｂ，３１ｄのうちの一方の外径より大きくする必要がある。このため、仕切板３９内の中間圧空間３９ｃは内周側に拡大し難く、より外周側に拡大形成される。

仕切板３９は、軸方向で複数（実施形態では上下一対）の仕切板部材３９ａ，３９ｂに分割されている。各仕切板部材３９ａ，３９ｂは、他方側が凹んだ凹状の断面形状を有して環状に延びている。各仕切板部材３９ａ，３９ｂは、凹状の断面形状の開放側を他方側に向けた状態で、互いに連結されている。これにより、仕切板３９の内部には、中間圧空間（中間圧室）３９ｃが形成されている。仕切板３９を分割することで中間圧空間３９ｃを形成しやすく、かつ仕切板３９に低段側吐出弁装置４７を設置しやすくなる。各仕切板部材３９ａ，３９ｂの内、低段側に位置するものを低段側仕切板部材３９ａ、高段側に位置するものを高段側仕切板部材３９ｂ、ということがある。

仕切板３９に中間圧空間３９ｃを設けることで、中間圧空間３９ｃの容積が確保される。これにより、低段圧縮機構部３７からのガス冷媒の吐出脈動や高段圧縮機構部３８へのガス冷媒の吸込脈動が抑制される。
低段側仕切板部材３９ａには、低段圧縮機構部３７で圧縮された中間圧のガス冷媒を中間圧空間３９ｃ内に吐出させる低段側吐出弁装置４７が設けられている。

低段圧縮機構部３７から中間圧空間３９ｃ内に吐出された中間圧のガス冷媒は、中間圧通路７を介して高段圧縮機構部３８に連通する第二吸込部１４ａに導かれる。中間圧通路７を介して高段圧縮機構部３８に導かれる中間圧のガス冷媒は、途中でインタークーラー７ａにて冷却される。したがって、高段圧縮機構部３８には、冷却された中間圧のガス冷媒が導かれる。また、第二アキュムレータ８で気液分離された中間圧のガス冷媒が、中間圧通路７の途中に合流しているバイパス通路８ａを介して導かれる。第二吸込部１４ａに導かれた中間圧のガス冷媒は、高段圧縮機構部３８で圧縮される。

多段回転式圧縮機２では、低段圧縮機構部３７において圧縮したガス冷媒が所定の中間圧になると、低段側仕切板部材３９ａの低段側吐出弁装置４７が開弁する。仕切板３９の低段側吐出弁装置４７が開弁すると、中間圧のガス冷媒が中間圧空間３９ｃ内に吐出される。このガス冷媒は、高段圧縮機構部３８のシリンダ室３８ｃ内に導かれる。その後、高段圧縮機構部３８の圧縮動作により、中間圧のガス冷媒が高圧のガス冷媒に圧縮される。

第二軸受４２のフランジ部４２ｂには、高段圧縮機構部３８で圧縮された高圧のガス冷媒をシリンダ室３８ｃ外に吐出させる高段側吐出弁装置４９が設けられている。
多段回転式圧縮機２では、高段圧縮機構部３８において圧縮したガス冷媒が所定の高圧になると、第二軸受４２の高段側吐出弁装置４９が開弁する。高段側吐出弁装置４９が開弁すると、高圧のガス冷媒がシリンダ室３８ｃ外に吐出される。このガス冷媒は、底部側マフラ部材４４内の空間（底部側マフラ室４４ａ）内に吐出された後、密閉ケース３４内に適宜吐出される。

具体的に、底部側マフラ室４４ａ内に吐出された高圧のガス冷媒は、圧縮要素３３内の吐出通路３３ａを通過し、上部側マフラ部材４３内の空間（上部側マフラ室４３ａ）内に至る。例えば、吐出通路３３ａは、第二軸受４２、低段側シリンダ３７ａ、仕切板３９、高段側シリンダ３８ａおよび第一軸受４１の外周側を軸方向に貫通して形成されている。上部側マフラ室４３ａに至ったガス冷媒は、上部側マフラ部材４３に適宜設けた吐出孔より密閉ケース３４内に吐出される。

底部側マフラ部材４４は、第二軸受４２を下方から覆う容器形状をなしている。底部側マフラ部材４４の下壁には、中央部に回転軸３１の下端を下方（マフラ外）に露出させる下端連通孔が形成されている。下端連通孔を通じて、回転軸３１内のオイル供給路に潤滑油Ｊが吸入される。

上部側マフラ部材４３は、第一軸受４１を上方から覆う容器形状をなしている。上部側マフラ部材４３の上壁部には、中央部に回転軸３１を挿通する軸挿通孔が形成されるとともに、軸挿通孔の周囲に上部側マフラ部材４３の内外を連通する上端連通孔が形成されている。上部側マフラ室４３ａに流入する高温・高圧の気体冷媒は、上端連通孔を通して密閉ケース３４内に吐出される。

上部側マフラ室４３ａは、低段側の第一軸受４１の周囲に形成されている。上部側マフラ室４３ａの下端内壁面は、低段側シリンダ室３７ｃの上端を閉塞する第一軸受４１のフランジ部４１ｂが形成している。

底部側マフラ室４４ａは、高段側の第二軸受４２の周囲に形成されている。底部側マフラ部材４４が潤滑油貯留部３４ｂの潤滑油Ｊ内に浸漬される範囲において、底部側マフラ室４４ａの内壁面は、底部側マフラ部材４４が形成している。

実施形態では、底部側マフラ部材４４における底部側マフラ室４４ａ内と潤滑油貯留部３４ｂとを隔する部分の厚みが、第一軸受４１における上部側マフラ室４３ａ内と低段圧縮機構部３７の吸込室１６とを隔する部分（フランジ部４１ｂ）の厚みより小さい構成とした。

この構成では、底部側マフラ室４４ａの区画部分の厚みを、上部側マフラ室４３ａの区画部分の厚みより薄くした。これにより、底部側マフラ室４４ａから潤滑油Ｊへの放熱量をより大きくし、作動流体の冷却性を高めることができる。また、上部側マフラ室４３ａから低段圧縮機構部３７の吸込室１６への放熱量をより小さくし、吸込過熱による効率および信頼性への影響をより一層抑制することができる。したがって、高効率で信頼性の高い多段回転式圧縮機２を提供することができる。

実施形態では、底部側マフラ室４４ａ内と潤滑油貯留部３４ｂとを隔する部分（底部側マフラ部材４４）の外壁面の表面積が、上部側マフラ室４３ａ内と低段圧縮機構部３７の吸込室１６とを隔する部分（フランジ部４１ｂ）の外壁面の表面積より大きい構成としてもよい。これによっても、上記効果を得ることができる。

実施形態では、底部側マフラ室４４ａ内と潤滑油貯留部３４ｂとを隔する部分（底部側マフラ部材４４）の熱伝導率が、上部側マフラ室４３ａ内と低段圧縮機構部３７の吸込室１６とを隔する部分（フランジ部４１ｂ）の熱伝導率より大きい構成としてもよい。例えば、底部側マフラ部材４４は銅合金で形成され、第二軸受４２は鋳鉄で形成されている。これによっても、上記効果を得ることができる。

回転軸３１の下端部は、底部側マフラ部材４４とともに、密閉ケース３４の底部に貯留された潤滑油Ｊ内に浸漬されている。
回転軸３１には、圧縮要素３３における各摺動部分に潤滑油Ｊを供給するためのオイル供給路が形成されている。圧縮要素３３の摺動部分とは、各偏心部３１ｂ，３１ｄと各ローラ４５，４６との間や、回転軸３１と各軸受４１，４２との間、各ローラ４５，４６と各ブレード１８，２１との間、等である。

回転軸３１は、オイル供給路として、軸線Ｃと同軸に延びる軸方向流路９５と、軸方向流路９５から径方向に延びる第一径方向流路９６および第二径方向流路９７と、を備えている。
軸方向流路９５は、下端部が回転軸３１の下端で下方に開放している。軸方向流路９５は、上端部が低段側シリンダ３７ａよりも上方の第一主軸３１ａ内で終端している。軸方向流路９５には、密閉ケース３４内の潤滑油Ｊが流入可能である。

第一径方向流路９６は、回転軸３１における第一主軸３１ａと低段側偏心部３１ｂとの接続部分に形成されている。第一径方向流路９６における径方向の内側端部は、軸方向流路９５内に開放している。第一径方向流路９６における径方向の外側端部は、回転軸３１の外周面上（図では周方向に延びる油溝内）で径方向外側に開放している。

第二径方向流路９７は、回転軸３１における第三主軸３１ｅと高段側偏心部３１ｄとの接続部分に形成されている。第二径方向流路９７における径方向の内側端部は、軸方向流路９５内に開放している。第二径方向流路９７における径方向の外側端部は、回転軸３１の外周面上（図では周方向に延びる油溝内）で径方向外側に開放している。

圧縮要素３３の駆動によりケース内圧が上昇すると、回転軸３１の下端部から軸方向流路９５内に潤滑油Ｊが押し上げられる。この潤滑油Ｊは、回転軸３１の回転による遠心力により軸方向流路９５から各径方向流路９６，９７に分配される。各径方向流路９６，９７に至った潤滑油Ｊは、回転軸３１の外周面上で流出し、圧縮要素３３の摺動部分に適宜供給される。

例えば、第一径方向流路９６から流出した潤滑油Ｊは、第一軸受４１や低段圧縮機構部３７等に供給される。第二径方向流路９７から流出した潤滑油Ｊは、高段圧縮機構部３８、第三主軸３１ｅおよび第二軸受４２等に供給される。各摺動部分に供給された潤滑油Ｊは、密閉ケース３４の底部に流下して戻り、圧縮要素３３の摺動部分へ再度供給される。

実施形態では、前記密閉ケース３４の内部に前記高段圧縮機構部３８から作動流体が吐出されるとともに、前記密閉ケース３４の底部に潤滑油Ｊが貯留される。密閉ケース３４内の潤滑油Ｊは、第一径方向流路９６から前記低段圧縮機構部３７の低段側ローラ４５内周側に導かれ、ローラ端面シール部４５ａを経由して前記低段側シリンダ室３７ｃ内に供給される。前記低段圧縮機構部３７における前記低段側シリンダ３７ａと前記低段側ローラ４５との軸方向の寸法差は、前記高段圧縮機構部３８における前記高段側シリンダ３８ａと前記高段側ローラ４６との軸方向の寸法差より小さい。

この構成では、差圧が大きい低段圧縮機構部３７のローラ端面シール部４５ａにおいて、ローラ４５の端面と仕切板３９及び第一軸受４１間の隙間が小さくなり、潤滑油Ｊが過剰に低段側シリンダ室３７ｃ内に流入することを防ぐことができる。
また、各シリンダ３７ａ，３８ａおよび各ローラ４５，４６間の軸方向の寸法差を上記設定とするので、差圧が大きい低段圧縮機構部３７のローラ端面シール部４５ａでのシール性を高める一方、差圧が小さい高段圧縮機構部３８のローラ端面シール部４６ａにおいては、高段側シリンダ室３８ｃ内への潤滑油Ｊの供給量が不足するリスクを軽減し、高段側の摺動損失の低減を図ることができる。

次に、多段回転式圧縮機２の作用について説明する。
多段回転式圧縮機２の起動時、電動モータ３２の固定子３５に電力が供給されると、回転子３６とともに回転軸３１が軸線Ｃ回りに回転する。回転軸３１が回転すると、両圧縮機構部３７，３８の各偏心部３１ｂ，３１ｄおよび各ローラ４５，４６が、各シリンダ室３７ｃ，３８ｃ内で偏心回転する。

このとき、両圧縮機構部３７，３８のローラ４５，４６は、シリンダ室３７ｃ，３８ｃの内周面に油膜を介して転接するが、ブレード１８，２１については以下の通りである。つまり、高段圧縮機構部３８のブレード２１においては、付勢バネ２３の付勢力によりローラ４６に摺接する。低段圧縮機構部３７のブレード１８においては、ケース内圧が低圧のままではブレード溝１８ｃ内に没入したままとなる。したがって、多段回転式圧縮機２の起動時には、高段圧縮機構部３８のシリンダ室３８ｃのみが吸込側と圧縮側とに区画されてガス冷媒の圧縮を行う。

やがて、高段圧縮機構部３８が吐出した高圧のガス冷媒で密閉ケース３４内が満たされると、ケース内圧によって低段圧縮機構部３７のブレード１８がローラ４５側に付勢されてローラ４５に摺接し始める。すると、低段圧縮機構部３７のシリンダ室３７ｃでも吸込側と圧縮側とに区画されてガス冷媒の圧縮を開始する。

以降、アキュムレータ１２において気液分離された低圧のガス冷媒は、吸込管６を経由して低段圧縮機構部３７のシリンダ室３７ｃ内に導かれる。シリンダ室３７ｃ内に導かれた低圧のガス冷媒は、低段圧縮機構部３７において圧縮されて所定の中間圧となる。ガス冷媒が所定の中間圧になると、仕切板３９の低段側吐出弁装置４７が開弁し、中間圧のガス冷媒を仕切板３９の中間圧空間３９ｃ内に吐出する。

中間圧空間３９ｃに吐出されたガス冷媒は、中間圧通路７及びバイパス通路８ａを介して高段圧縮機構部３８に吸入される。
高段圧縮機構部３８に吸入されたガス冷媒は、中間圧から所定の高圧に昇圧される。ガス冷媒が所定の高圧になると、第二軸受４２の高段側吐出弁装置４９が開弁し、高圧のガス冷媒を第二マフラ室４４ａ内に吐出する。第二マフラ室４４ａ内に吐出されたガス冷媒は、吐出通路３３ａから第一マフラ室４３ａ内に至った後、密閉ケース３４内に適宜吐出される。

密閉ケース３４内に吐出された高圧のガス冷媒は、放熱器３、膨張装置４、蒸発器５等を循環して、低圧のガス冷媒に戻る。低圧に戻ったガス冷媒は、再び低段圧縮機構部３７のシリンダ室３７ｃ内に導かれ、上述の行程を繰り返す。

回転軸３１の第一主軸３１ａと第三主軸３１ｅと、相互に同一径を有している。以下、第一主軸３１ａと第三主軸３１ｅを主軸３１ｊと総称することがある。回転軸３１に組み付けられる部品の内、第一軸受４１および回転子３６は、回転軸３１に上端側から組み付けられる。回転軸３１に組み付けられる部品の内、低段側ローラ４５、仕切板３９、高段側ローラ４６および第二軸受４２は、回転軸３１に下端側から組み付けられる。

ここで、回転軸３１に低段側ローラ４５を組み付ける手順について図４を参照して説明する。以下、回転軸３１の主軸３１ｊの半径をＲｊ、低段圧縮機構部３７の偏心部３１ｂの半径および偏心量をそれぞれＲ１およびＥ１、高段圧縮機構部３８の偏心部３１ｄの半径および偏心量をそれぞれＲ２およびＥ２で示す。

図４（ａ）を参照し、まず、低段側ローラ４５を回転軸３１の下端側から高段側偏心部３１ｄまで軸方向移動させる。このとき、低段側ローラ４５の内半径（低段側偏心部３１ｂの半径Ｒ１に相当）は、高段側偏心部３１ｄの半径Ｒ２以上である必要がある。すなわち、関係式「Ｒ１≧Ｒ２」を満たす必要がある。また、低段側ローラ４５が第三主軸３１ｅから高段側偏心部３１ｄに軸方向移動するためには、高段側偏心部３１ｄの半径Ｒ２は第三主軸３１ｅの半径ＲＪに偏心量Ｅ２を加えた値以上である必要がある。すなわち、関係式「Ｒ２≧Ｒｊ＋Ｅ２」を満たす必要がある。

図４（ｂ）、図４（ｃ）を参照し、低段側ローラ４５を高段側偏心部３１ｄまで軸方向移動させた後、さらに低段側ローラ４５を軸方向移動させて、第二主軸３１ｃと軸方向位置をラップさせる。この状態で、低段側ローラ４５を低段側偏心部３１ｂの偏心方向に移動させて（図４（ｃ））、低段側ローラ４５を低段側偏心部３１ｂと同軸に配置する。低段側ローラ４５を低段側偏心部３１ｂの偏心方向に移動させるために、第二主軸３１ｃの軸方向長さ（両偏心部３１ｂ，３１ｄ間の間隔）は、低段側ローラ４５の軸方向長さ以上である必要がある。

図４（ｄ）を参照し、低段側ローラ４５を低段側偏心部３１ｂと同軸に配置した後、低段側ローラ４５を軸方向移動させて、低段側偏心部３１ｂに外挿する。低段側偏心部３１ｂの偏心方向と反対側の外周部において、低段側偏心部３１ｂの外周面と第二主軸３１ｃの外周面とは概ね面一状に並ぶ。第二主軸３１ｃの外周面（外周縁）は、軸方向から見て低段側偏心部３１ｂの外周面（外周縁）の内側に収まる。低段側偏心部３１ｂの外径は、低段側ローラ４５の内径と実質同一である。これにより、低段側ローラ４５を軸方向移動させて低段側偏心部３１ｂに外挿可能である。

低段圧縮機構部３７は、高段圧縮機構部３８に比べて吸込む作動流体の圧力が低いため、吸込み容積（排除容積）を大きくする必要がある。したがって両偏心部３１ｂ，３１ｄの偏心量Ｅ１，Ｅ２には、「Ｅ１＞Ｅ２」の関係がある。そして、低段側ローラ４５の内半径（低段側偏心部３１ｂの半径）Ｒ１は、主軸３１ｊの半径ＲＪに偏心量Ｅ１を加えた値未満である必要がある。すなわち、関係式「Ｒ１＜Ｒｊ＋Ｅ１」を満たす必要がある。

以上から、実施形態では、下記関係式（１）～（４）が全て成り立つ。
Ｅ１＞Ｅ２・・・（１）
Ｒ１＜Ｒｊ＋Ｅ１・・・（２）
Ｒ２≧Ｒｊ＋Ｅ２・・・（３）
Ｒ１≧Ｒ２・・・（４）

このように構成することで、回転軸３１の下端側の第三主軸３１ｅの軸径や両偏心部３１ｂ，３１ｄ間の第二主軸３１ｃの軸径を小さくすることなく、低段側ローラ４５の組み付けを可能とすることができる。

図１、図２を参照し、実施形態では、低段圧縮機構部３７は、圧縮要素３３において電動モータ３２側に配置されている。
この構成では、低段側偏心部３１ｂに低段側ローラ４５を組み付ける際、回転軸３１における電動モータ３２が連結されない側から低段側ローラ４５を組み付けることができる。回転軸３１の電動モータ３２側は第一主軸３１ａが長いことから、回転軸３１の電動モータ３２と反対側から低段側ローラ４５を組み付けることで、組立が容易で製造性の高い多段回転式圧縮機２を得ることができる。

低段側の分割仕切板（低段側仕切板部材３９ａ）には、低段圧縮機構部３７にて圧縮された中間圧の作動流体を中間圧空間３９ｃに吐出する低段吐出孔４７ａが設けられている。低段吐出孔４７ａは、低段側仕切板部材３９ａの上壁部を軸方向に貫通している。低段側仕切板部材３９ａには、低段吐出孔４７ａを開閉する低段側吐出弁装置４７が配設されている。

図５を併せて参照し、低段側吐出弁装置４７は、低段吐出孔４７ａの周囲に形成される低段弁座４７ｂと、低段吐出孔４７ａを開閉する低段弁材４７ｃと、低段弁材４７ｃの最大リフト量を規制する低段弁押さえ（リテーナ）４７ｄと、を備えている。低段弁材４７ｃは弾性板状のリード弁であり、軸方向で低段弁座４７ｂに向けて付勢されている。低段側吐出弁装置４７は、シリンダ室３７ｃ（圧縮室１７）内の圧力上昇前は低段吐出孔４７ａを閉塞する。低段側吐出弁装置４７は、シリンダ室３７ｃ（圧縮室１７）内の圧力上昇に伴い低段吐出孔４７ａを開放し、シリンダ室３７ｃ外に冷媒を吐出する。

高段側の第二軸受４２のフランジ部４２ｂには、高段圧縮機構部３８にて圧縮された作動流体を圧縮要素３３外（密閉ケース３４内）に吐出する高段吐出孔４９ａが設けられている。高段吐出孔４９ａは、フランジ部４２ｂを軸方向に貫通している。フランジ部４２ｂには、高段吐出孔４９ａを開閉する高段側吐出弁装置４９が配設されている。

高段側吐出弁装置４９は、高段吐出孔４９ａの周囲に形成される高段弁座４９ｂと、高段弁座４９ｂを開閉する高段弁材４９ｃと、高段弁材４９ｃの最大リフト量を規制する高段弁押さえ（リテーナ）４９ｄと、を備えている。高段弁材４９ｃは弾性板状のリード弁であり、軸方向で高段弁座４９ｂに向けて付勢されている。高段側吐出弁装置４９は、シリンダ室３８ｃ（圧縮室１７）内の圧力上昇前は高段吐出孔４９ａを閉塞する。高段側吐出弁装置４９は、シリンダ室３８ｃ（圧縮室１７）内の圧力上昇に伴い高段吐出孔４９ａを開放し、シリンダ室３８ｃ外に冷媒を吐出する。

ここで、実施形態では、低段吐出孔４７ａから吐出される中間圧の冷媒の脈動を抑えるために、中間圧空間３９ｃの拡大を図っている。中間圧空間３９ｃを大きくするために、実施形態では以下の構成を採用した。

すなわち、実施形態では、低段側仕切板部材３９ａにおける低段弁座４７ｂを形成する部位３９ｄの軸方向（付勢方向）の厚みＴ１を、第二軸受４２における高段弁座４９ｂを形成する部位４２ｄの軸方向（付勢方向）の厚みＴ２よりも小さくした。

このように、低段弁座４７ｂを形成する部位３９ｄの厚みＴ１を、高段弁座４９ｂを形成する部位４２ｄの厚みＴ２より小さくすることにより、仕切板３９内に形成される中間圧空間３９ｃの容量を拡大することが可能となる。このため、低段吐出孔４７ａから吐出される中間圧の冷媒の脈動を抑え、低段側の吐出流体の流路損失の低減を図ることができる。

一般に、低段側の吐出弁装置４７の弁座４７ｂに作用する圧力差は、高段側の吐出弁装置４９の弁座４９ｂに作用する圧力差より小さい。このため、低段側の弁座形成部位３９ｄの厚みＴ１を小さくしても、弁座４７ｂ近傍の変形リスクは小さい。一方、高段側の吐出弁装置４９の弁座４９ｂに作用する圧力差は比較的大きいため、高段側の弁座形成部位４２ｄの厚みＴ２は強度確保のため薄くすることが難しい。

また、低段圧縮機構部３７から吐出される低段側の作動流体の容積は、高段圧縮機構部３８から吐出される高段側の作動流体の容積より多い。このため、仕切板３９内に形成される中間圧空間３９ｃの容量は、できるだけ大きく確保することが好ましい。
実施形態の構成では、中間圧空間３９ｃの断面積を拡大しつつ、高段弁座４９ｂの周囲の変形を抑え、高性能で信頼性の高い多段回転式圧縮機２を提供することができる。

また、実施形態では、低段弁材４７ｃが、高段弁材４９ｃより小さい差圧で開弁する設定とした。
低段弁材４７ｃが高段弁材４９ｃより小さい圧力差で開弁することで、過圧縮損失の低減に有効な構成となり、多段回転式圧縮機２の更なる高効率化を図ることができる。

すなわち、作動流体の流量が多い低段側においては、吐出弁の開き遅れが過圧縮損失に及ぼす影響が大きい。しかも、吐出圧力が低い低段側では、吐出圧力に対し、開弁に要する差圧の比が大きいため、全体の損失に対する過圧縮損失の割合が大きくなりやすい。例えば、低段圧縮機構部３７が作動流体を１Ｍｐａから２Ｍｐａに圧縮し、高段圧縮機構部３８が作動流体を２Ｍｐａから４Ｍｐａに圧縮する構成において、各弁材４７ｃ，４９ｃが目標圧＋０．２Ｍｐａの差圧で開弁する場合、低段圧縮機構部３７の吐出圧力（２．２Ｍｐａ）に対し、開弁に要する差圧の割合は、高段圧縮機構部３８に比べて大きい。

例えば、各弁材４７ｃ，４９ｃの厚み、長さ、材質等を相互に異ならせることで、各弁材４７ｃ，４９ｃの開弁差圧を変化させる。例えば、低段弁材４７ｃの厚みを、高段弁材４９ｃの厚みより薄くする。低段弁材４７ｃの厚みを薄くすることにより、低段弁材４７ｃのバネ剛性を容易に小さくし、開弁差圧を変化させる。閉弁時にかかる差圧が大きい高段弁材４９ｃの厚みを確保することにより、弁割れリスクを低減し、信頼性の高い多段回転式圧縮機２とする。

また、低段吐出孔４７ａの直径をφＤ１、高段吐出孔４９ａの直径をφＤ２、低段弁材４７ｃの最大リフト量をＬ１、高段弁材４９ｃの最大リフト量をＬ２とすると、下記関係式（５），（６）が成り立つ。
φＤ１＞φＤ２・・・（５）
Ｌ１≦Ｌ２・・・（６）

弁材のリフト量を規制するためのリテーナが設けられるような場合、低段側吐出弁装置４７においては、吐出流体の流路損失低減のために最大リフト量を大きくすると、以下の課題がある。すなわち、中間圧空間３９ｃを確保するために仕切板３９の厚みを軸方向に拡大しなければならず、軸間距離の増大により回転軸３１の撓みが増加する等、信頼性に影響することが考えられる。

実施形態では、最大リフト量を大きくすることなく、低段吐出孔４７ａの径のみを大きくすることにより、以下の効果がある。すなわち、仕切板の厚みを大きくすることなく、低段側吐出流体の流路損失を抑制できるので、高性能で信頼性の高い多段回転式圧縮機２を提供することができる。

また、低段吐出孔４７ａの中心軸線ｃ１と回転軸３１の中心軸線Ｃとの距離をＳ１、高段吐出孔４９ａの中心軸線ｃ２と回転軸３１の中心軸線Ｃとの距離をＳ２とすると、下記関係式（７）が成り立つ。
Ｓ１＞Ｓ２・・・（７）

また、実施形態では、回転軸３１の回転中心軸線Ｃに対する径方向で、仕切板３９に形成される低段吐出孔４７ａの中心軸線ｃ１は、第二軸受４２に設けられる高段吐出孔４９ａの中心軸線ｃ２より外周側にある構成とした。
低段吐出孔４７ａの中心を高段吐出孔４９ａの中心より外周側に位置させることにより、低段側の吐出をより損失なく行うことができる。

すなわち、環状の仕切板３９において、外周側に拡大した中間圧空間３９ｃの中心（中心軸線Ｃ）に近付けるように低段吐出孔４７ａを配置可能となるので、低段側の吐出の損失が抑えられる。このため、多段回転式圧縮機２の更なる高効率化を図ることができる。

図５を参照し、各シリンダ室３７ｃ，３８ｃ内に臨む各吐出孔４７ａ，４９ａの内、低段吐出孔４７ａにのみ、開口部をシリンダ室３７ｃに連通する吐出切欠部４７ａ１が設けられている。
低段吐出孔４７ａは、高段吐出孔４９ａに比べて冷媒流量が大きく、加えて孔径が大きく、さらに孔位置もより外周側にある。このため、低段側シリンダ３７ａの内周部に吐出切欠部４７ａ１を設けることにより、低段吐出孔４７ａが低段側シリンダ３７ａの内周部に塞がれることを防ぎ、低段側の吐出をより損失なく行うことができる。

その一方、流量が少ない高段側においては、吐出切欠部４７ａ１による吐出流路損失の低減より、吐出切欠部４７ａ１が無効容積となることによる損失の方が上回ることがある。そのため、実施形態では、高段側には吐出切欠部４７ａ１を設けず、無効容積による損失増大を防ぎつつ、低段側では吐出流路損失を低減し、更なる高効率化を図っている。

また、実施形態では、第一軸受４１および第二軸受４２に支持される回転軸３１の軸部の半径をＲｊ、低段圧縮機構部３７における偏心部３１ｂの半径及び偏心量をそれぞれＲ１及びＥ１、高段圧縮機構部３８における偏心部３１ｄの半径及び偏心量をそれぞれＲ２及びＥ２とすると、少なくとも下記関係式（１）～（４）がすべて成り立つ構成とした。
Ｅ１＞Ｅ２・・・（１）
Ｒ１＜Ｒｊ＋Ｅ１・・・（２）
Ｒ２≧Ｒｊ＋Ｅ２・・・（３）
Ｒ１≧Ｒ２・・・（４）

この構成では、低段側偏心部３１ｂに装着するローラ４５を高段側から組み付け可能とした上で、回転軸３１の軸径を確保する等により、多段回転式圧縮機２の性能向上を図ることができる。
すなわち、低段側の圧縮室１７の容積を高段側の圧縮室１７の容積より大きくする場合、関係式（１）のＥ１＞Ｅ２とすることにより、シリンダ寸法の大きな変更を伴わずに容易に低段側および高段側の各圧縮室１７の容積差を得ることができる。

また、低段圧縮機構部３７においては、圧力が低いため軸負荷も小さく、低段側偏心部３１ｂの半径Ｒ１は大きくする必要はない。むしろ、低段圧縮機構部３７においては、ローラ４５および偏心部３１ｂ間の摺動摩擦の低減とローラ端面のシール面積の確保とを図るため、半径Ｒ１は小さいことが望まれる。このため、関係式（２）のＲ１＜Ｒｊ＋Ｅ１を満たすことが望ましい。

しかし、単に関係式（２）を満たす場合、低段側偏心部３１ｂにローラ４５を組み付けるためには、回転軸３１における第一軸受４１および第二軸受４２の各々に支持される軸部の一方の軸径を小さくするとともに、低段側および高段側の両偏心部３１ｂ，３１ｄ間の軸部の軸径も小さくする必要がある。この場合、回転軸３１がたわみやすくなり、信頼性や性能の低下を招くこととなる。

実施形態の構成では、関係式（１）のＥ１＞Ｅ２とし、かつ関係式（３）のＲ２≧Ｒｊ＋Ｅ２および関係式（４）のＲ１≧Ｒ２を満たすことにより、第一軸受４１および第二軸受４２の各々に支持される軸部の一方の軸径を小さくしたり、両偏心部３１ｂ，３１ｄ間の軸部の軸径を小さくすることなく、関係式（２）のＲ１＜Ｒｊ＋Ｅ１を満たすことが可能となる。このため、回転軸３１のたわみを抑制しつつ、低段側の摺動損失の低減を図り、かつローラ端面における気密性の向上を図ることができる。したがって、高性能で信頼性の高い多段回転式圧縮機２を得ることができる。

また、実施形態では、高段圧縮機構部３８から吐出される作動流体は、前記潤滑油貯留部３４ｂと接する第１の部品（底部側マフラ部材４４）が内壁面を形成する第１のマフラ室４４ａに流入後、前記低段圧縮機構部３７の吸込室１６と接する第二軸受４２のフランジ部４２ｂが内壁面を形成する第２のマフラ室４３ａを経由して、ケース内部に吐出される構成とした。

この構成では、高温となる高段圧縮機構部３８から吐出される作動流体は、まず第１のマフラ室４４ａにて内壁面を通じて潤滑油Ｊに放熱され冷却される。その後、作動流体は、第２のマフラ室４３ａにて内壁面を通じて最も低温である低段圧縮機構部３７の吸込室１６に放熱されて更に冷却される。その後、作動流体は、第２のマフラ室４３ａからケース内部に吐出される。従って、電動モータ３２の過熱による効率低下や磁石の減磁、さらにはインシュレータの溶解等のリスクを軽減することができる。また、作動流体が先に潤滑油Ｊに放熱することで、低段圧縮機構部３７の吸込室１６に放熱される熱量が低減され、吸込過熱による効率および信頼性の悪化も抑制することができる。従って、高効率で信頼性の高い多段回転式圧縮機２を提供することができる。

また、実施形態の冷凍サイクル装置１は、上記した多段回転式圧縮機２と、多段回転式圧縮機２の吐出部１５に接続される放熱器３と、放熱器３の下流側に接続される膨張装置４と、膨張装置４の下流側と多段回転式圧縮機２の導入部１２ａとの間に接続される蒸発器５と、を備えている。
この構成では、冷凍サイクル装置１が上述した多段回転式圧縮機２を備えることで、以下の効果を奏する。すなわち、長期に渡って動作信頼性および圧縮性能の向上を図ることができる冷凍サイクル装置１を提供することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、多段回転式圧縮機２が、低段圧縮機構部３７および高段圧縮機構部３８間を仕切る仕切板３９に、低段圧縮機構部３７にて圧縮された中間圧の作動流体が吐出される中間圧空間３９ｃを形成し、仕切板３９には、低段吐出孔４７ａおよび低段側吐出弁装置４７を設け、高段圧縮機構部３８側の第二軸受４２には、高段吐出孔４９ａおよび高段側吐出弁装置４９を設け、仕切板３９における低段弁座４７ｂを形成する部位の厚みＴ１を、第二軸受４２における高段弁座４９ｂを形成する部位の厚みＴ２よりも小さくすることにより、仕切板３９内に形成される中間圧空間３９ｃの容量を拡大して中間圧の作動流体の脈動を抑えることが可能な多段回転式圧縮機２および冷凍サイクル装置１を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…冷凍サイクル装置、２…多段回転式圧縮機、３…放熱器、４…膨張装置、５…吸熱器、１６…吸込室、１７…圧縮室、３１…回転軸、Ｃ…中心軸線（回転中心）、Ｒｊ…主軸半径（半径）、Ｒ１，Ｒ２…偏心部半径（半径）、Ｅ１，Ｅ２…偏心量、３２…電動モータ（駆動要素）、３３…圧縮要素、３４…密閉ケース（ケース）、３４ｂ…潤滑油貯留部、３７…低段圧縮機構部、３７ａ…低段側シリンダ（シリンダ）、３７ｃ…低段側シリンダ室（シリンダ室）、３８…高段圧縮機構部、３８ａ…高段側シリンダ（シリンダ）、３８ｃ…高段側シリンダ室（シリンダ室）、３９…仕切板、３９ａ…低段側仕切板部材（仕切板部材）、３９ｂ…高段側仕切板部材（仕切板部材）、３９ｃ…中間圧空間、４１…第一軸受（第１の部品）、４２…第二軸受、４４…底部側マフラ部材（第１のマフラ部材）、４４ａ…底部側マフラ室（第１のマフラ室）、４５…低段側ローラ（ローラ）、４５ａ…ローラ端面シール部、４６…高段側ローラ（ローラ）、４６ａ…ローラ端面シール部、４７…低段側吐出弁装置、４７ａ…低段吐出孔、ｃ１…中心軸線（中心）、４７ｂ…低段弁座、４７ｃ…低段弁材、４７ｄ…底段弁座を形成する部位、Ｔ１…厚み、４９…高段側吐出弁装置、４９ａ…高段吐出孔、ｃ２…中心軸線（中心）、４９ｂ…高段弁座、４９ｃ…高段弁材、４９ｄ…高段弁座を形成する部位、Ｔ２…厚み、潤滑油Ｊ

Claims (10)

1. ケースの内部に、回転軸と、前記回転軸の軸方向一端側に設けられる駆動要素と、前記回転軸の軸方向他端側に設けられる圧縮要素と、が収容され、
   前記圧縮要素は、低圧の作動流体を中間圧に圧縮する低段圧縮機構部と、前記低段圧縮機構部で圧縮した中間圧の作動流体を高圧に圧縮する高段圧縮機構部と、前記低段圧縮機構部および高段圧縮機構部の間を仕切る仕切板と、を備え、
   前記低段圧縮機構部および高段圧縮機構部の前記仕切板と反対側には、それぞれ前記回転軸を軸支する第一軸受および第二軸受を備え、
   前記仕切板は、前記回転軸の軸方向で複数の仕切板部材を連結して形成され、
   前記複数の仕切板部材の間には、前記低段圧縮機構部にて圧縮された中間圧の作動流体が吐出される中間圧空間が設けられ、
   前記複数の仕切板部材の内、前記低段圧縮機構部側に位置する低段側仕切板部材には、前記低段圧縮機構部にて圧縮された中間圧の作動流体を前記中間圧空間に吐出させる低段吐出孔が形成されるとともに、前記低段吐出孔を開閉する低段側吐出弁装置が設けられ、
   前記高段圧縮機構部側に位置する第二軸受には、前記高段圧縮機構部にて圧縮された作動流体を吐出させる高段吐出孔が形成されるとともに、前記高段吐出孔を開閉する高段側吐出弁装置が設けられる多段圧縮機において、
   前記低段側吐出弁装置は、前記低段吐出孔の周囲に形成される低段弁座と、前記低段弁座に付勢力を伴い当接する低段弁材と、を備え、
   前記高段側吐出弁装置は、前記高段吐出孔の周囲に形成される高段弁座と、前記高段弁座に付勢力を伴い当接する高段弁材と、を備え、
   前記低段側仕切板部材における前記低段弁座を形成する部位の厚みは、前記第二軸受における前記高段弁座を形成する部位の厚みよりも小さい、多段回転式圧縮機。
2. 前記回転軸の回転中心に対する径方向で、前記低段側仕切板部材に形成される前記低段吐出孔の中心は、前記第二軸受に設けられる前記高段吐出孔の中心より外周側にある、請求項１に記載の多段回転式圧縮機。
3. 前記低段側吐出弁装置の低段弁材は、前記高段側吐出弁装置の高段弁材より小さい圧力差で開弁する、請求項１又は２に記載の多段回転式圧縮機。
4. 前記低段圧縮機構部および高段圧縮機構部の各々は、シリンダ室を形成するシリンダと、前記回転軸に有する偏心部に装着され、前記シリンダ室内において偏心回転可能なローラと、を備え、
   前記第一軸受および第二軸受に支持される前記回転軸の軸部の半径をＲｊ、前記低段圧縮機構部における前記偏心部の半径及び偏心量をそれぞれＲ１及びＥ１、前記高段圧縮機構部における前記偏心部の半径及び偏心量をそれぞれＲ２及びＥ２とすると、下記関係式（１）～（４）がすべて成り立つ、請求項１に記載の多段回転式圧縮機。
   Ｅ１＞Ｅ２・・・（１）
   Ｒ１＜Ｒｊ＋Ｅ１・・・（２）
   Ｒ２≧Ｒｊ＋Ｅ２・・・（３）
   Ｒ１≧Ｒ２・・・（４）
5. 前記ケースの内部に前記高段圧縮機構部で圧縮された作動流体が吐出されるとともに、前記ケースの底部に潤滑油が貯留され、
   前記ケース内の潤滑油は、前記低段圧縮機構部においてローラ端面シール部を経由して前記シリンダ室内に供給され、
   前記低段圧縮機構部における前記シリンダと前記ローラとの軸方向の寸法差は、前記高段圧縮機構部における前記シリンダと前記ローラとの軸方向の寸法差より小さい、請求項４に記載の多段回転式圧縮機。
6. 前記低段圧縮機構部は、前記圧縮要素において前記駆動要素側に配置される、請求項４に記載の多段回転式圧縮機。
7. 前記ケースの底部には、前記圧縮要素を潤滑する潤滑油が貯留される潤滑油貯留部を備え、
   前記高段圧縮機構部から吐出される作動流体は、前記潤滑油貯留部と接する第１のマフラ室に流入後、前記低段圧縮機構部の吸込室と接する第２のマフラ室を経由して、ケース内部に吐出される、請求項１に記載の多段回転式圧縮機。
8. 前記第１のマフラ室を形成する第１のマフラ部材の厚みは、前記第２のマフラ室を形成する第２のマフラ部材の厚みより小さい、請求項７に記載の多段回転式圧縮機。
9. 前記第１のマフラ室を形成する第１のマフラ部材の熱伝導率は、前記第２のマフラ室を形成する第２のマフラ部材の熱伝導率より大きい、請求項７に記載の多段回転式圧縮機。
10. 請求項１から９の何れか一項に記載の多段回転式圧縮機と、前記多段回転式圧縮機の吐出部に接続される放熱器と、前記放熱器の下流側に接続される膨張装置と、前記膨張装置の下流側と前記多段回転式圧縮機の導入部との間に接続される吸熱器と、を備えている、冷凍サイクル装置。

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