JPH10141271A - ロータリー圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２シリンダのロータリー圧縮機において、ピ
ストンの上下両端面にかかる荷重を相殺させてピストン
の挙動を安定化すると共に、ピストンの端面での流体の
漏れを低減する。 【解決手段】 圧縮手段(4)の上下の両端面に、シリン
ダ(11),(31)と接触する軸受け(40),(50)を設ける。この
軸受け(40),(50)の中央部には、クランク軸(5)と同心円
上の段差部(41),(51)を設ける。カム(14),(34)と段差部
(41),(51)との間には偏心したスラスト軸受け(15),(35)
を設ける。シリンダ(11),(31)と段差部(41),(51)とスラ
スト軸受け(15),(35)とで区画される空間に高圧冷媒が
導入され、ピストン(12),(32)にはミドルプレート(20)
の貫通孔(21)付近の空間の高圧冷媒による押圧力と大き
さが等しく逆向きの押圧力が作用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリー圧縮機
に係り、特に、複数の圧縮機本体を備えた圧縮機の高効
率化に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷凍機等に使用されるロータ
リー圧縮機として、例えば、図８に示すように、特開平
４−１４３４８３号公報に開示されているような２シリ
ンダタイプの圧縮機が知られている。この圧縮機は、ケ
ーシング(a)内に、電動モータ(b)に連繋された２つの圧
縮機本体(c)及び(d)が収納されて構成されている。そし
て、圧縮機本体(c)及び(d)は、ケーシング(a)の内周面
に固着されたミドルプレート(e)の上下両側に配設され
ている。この圧縮機本体(c)及び(d)では、シリンダ(f)
内にローリングピストン(g)が偏心して設けられ、上側
の圧縮機本体(c)のシリンダ(f)の上端面には上部軸受け
(h)が、下側の圧縮機本体(d)のシリンダ(f)の下端面に
は下部軸受け(i)がそれぞれ取り付けられている。その
結果、シリンダ(f)の内周面とローリングピストン(g)の
外周面との間には、圧縮室(j),(k)が形成されている。
シリンダ(f)には、その内部に出没自在な図示しないブ
レードが設けられる一方、ローリングピストン(g)の軸
孔には電動モータ(b)から延びる駆動軸(l)が挿通されて
いる。各圧縮室(j),(k)には流体の吸入路(m)及び図示し
ない吐出路が接続されている。

【０００３】この圧縮機の駆動時には、流体は、吸入路
(m)よりシリンダ(f)内に流入する。そして、ローリング
ピストン(g)の回転により圧縮室(j)，(k)の容積が変化
する。この容積変化によって、流体は圧縮される。流体
は、圧縮された後、吐出路からケーシング(a)の内部空
間(n)に吐出される。

【０００４】上記の圧縮動作の際、ミドルプレート(e)
の貫通孔付近は、ケーシング(a)の内部空間(n)に吐出さ
れた高圧の流体が侵入しているため高圧状態となる。一
方、上部及び下部の軸受け(h),(i)には、駆動軸(l)が貫
通する貫通孔の周りに円環状の高圧溝(o)が形成され、
この高圧溝(o)内も高圧状態となる。そのため、この高
圧溝(o)内の高圧が押圧力として作用するので、ローリ
ングピストン(g)には不釣り合いな荷重がかからないよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな圧縮機にあっては、軸受け(h),(i)の高圧溝(o)が、
断面Ｕ字状の周回溝で形成されているので、ミドルプレ
ート(e)の貫通孔によって生じるピストン(g)の上面又は
下面の受圧面積と、高圧溝(o)によって生じるピストン
(g)の片側の受圧面積とが一致しない。従って、ピスト
ン(g)が軸受け(h),(i)側に片寄ることになり、流体の漏
れを十分に防止することができないという課題があっ
た。

【０００６】また、高圧溝(o)と貫通孔との間の部分の
強度が弱いため、ローリングピストン(g)の回転に伴
い、この部分が変形しやすく、その結果、ローリングピ
ストン(g)の端面での流体の漏れが発生することがあっ
た。特に、下部の軸受け(i)は駆動軸(l)の軸方向荷重を
受けるため、上記の問題が顕著であった。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ピストンの上下両端
面にかかる荷重を相殺させ、ピストンの挙動を安定化し
て機械損失を低減すると共に、ピストンの端面での流体
の漏れを低減することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、軸受け(40,50)に段差部(41,51)を設け、
ピストン(12,32,112,32)の上面の受圧面積と下面の受圧
面積とを等しくした。また、スラスト力を段差部(51)で
受けることとした。

【０００９】具体的に、請求項１に記載の発明が講じた
手段は、ケーシング(2)内が高圧雰囲気に構成されると
共に、該ケーシング(2)内に圧縮手段(4,104)が収容さ
れ、該圧縮手段(4,104)は、駆動軸(5)を嵌入したピスト
ン(12,32,112,132)がシリンダ(11,31)内に駆動軸(5)の
軸心より偏心して収納されて成る複数の圧縮機本体(10,
30,110,130)を備え、該圧縮機本体(10,30,110,130)が駆
動軸(5)の軸方向にミドルプレート(20)を挟んで並設さ
れ、上記ミドルプレート(20)の中央部には、駆動軸(5)
が貫通する貫通孔(21)が形成されているロータリー圧縮
機において、上記圧縮手段(4,104)の両端面に設けられ
てシリンダ(11,31)の端面を閉塞するサイドプレート(4
0,50)には、ピストン(12,32,112,132)の対向面に、駆動
軸(5)を支持する軸孔(42,52)の縁部を周回状に切り欠い
て高圧流体が導入する円盤状の段差部(41,51)が形成さ
れ、該段差部(41,51)の外径がミドルプレート(20)の貫
通孔(21)の外径と同径に形成されている構成としたもの
である。

【００１０】上記の発明特定事項により、軸受け(40,5
0)の段差部(41,51)と、ピストン(12,32,112,132)とによ
って区画された空間に高圧ガス冷媒が導入されるので、
ミドルプレート(20)の貫通孔(21)付近の空間の高圧ガス
によってピストン(12,32,112,132)に作用する押圧力に
対向する押圧力がピストン(12,32,112,132)に作用す
る。そのため、ピストン(12,32,112,132)の片当たり状
態は解消され、ピストン(12,32,112,132)の挙動が安定
する。そして、ピストン(12,32,112,132)の端面での流
体の漏れは低減する。

【００１１】請求項２に記載の発明が講じた手段は、請
求項１に記載のロータリー圧縮機において、各圧縮機本
体(110,130)のピストン(112,132)にはブレード(112a)が
一体形成され、該ブレード(112a)は、シリンダ(11,31)
に形成された支持孔(121)に揺動自在に且つ進退自在に
揺動ブッシュ(120)を介して支持され、駆動軸(5)の回転
によりピストン(112,132)がシリンダ(11,31)内を公転し
て流体を圧縮する構成としたものである。

【００１２】上記の発明特定事項により、ブレード(112
a)がピストン(112,132)と一体となっているため、ブレ
ード(112a)は軸受け(40,50)とミドルプレート(20)との
間の中間位置に保持される。そのため、ブレード(112a)
の端面における流体漏れが著しく減少する。また、ブレ
ード(112a)と揺動ブッシュ(120)との間の摺動損失が低
減され、ピストン挙動の安定化及びピストン(112,132)
の端面での流体の漏れ損失の低減の効果と相俟って、圧
縮機の効率向上が図られる。

【００１３】請求項３に記載の発明が講じた手段は、請
求項１に記載のロータリー圧縮機において、圧縮手段
(4,104)は、縦置きに構成され、少なくとも駆動軸(5)の
下部には、下部の段差部(51)に接するスラスト軸受け(3
5)が設けられている構成としたものである。

【００１４】上記の発明特定事項により、スラスト軸受
け(35)を介して下部の段差部(51)が軸方向荷重を支える
ので、下部のピストン(32,132)と下部軸受け(50)との間
でのスラスト力による大きな摩擦は発生しない。

【００１５】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１６】実施形態１のロータリー圧縮機(1)は、い
わゆるローリングピストン型圧縮機(1)である。図１に
示すように、実施形態１のロータリー圧縮機(1)は、密
閉型のケーシング(2)内に駆動手段(3)と圧縮手段として
の圧縮機本体(4)とが収納されて構成されている。

【００１７】駆動手段(3)は、電動モータ(3a)と駆動軸
としてのクランク軸(5)とから成り立っている。電動モ
ータ(3a)は、ケーシング(2)の内部空間(2a)の上部に配
設され、ケーシング(2)の内周面に固着されたステータ
(3c)と、ステータ(3c)の中央部に配設されたロータ(3d)
とによって構成されている。クランク軸(5)は上下に延
び、その上端部がロータ(3d)の中央部に接続され、その
下端部は下方へ延長されて圧縮機本体(4)に連繋されて
いる。

【００１８】ケーシング(2)内の底部は油溜め部(6)とな
っており、この油溜め部(6)には潤滑油(O)が貯留されて
いる。そして、クランク軸(5)の下端及び圧縮機本体(4)
の下部は、この潤滑油(6)に浸漬されている。クランク
軸(5)の下端部には図示しない遠心式の油ポンプが設け
られ、この油ポンプはクランク軸(5)の回転に応じて油
溜め部(6)の潤滑油(O)をクランク軸(5)内に形成された
給油路(7)に吸い上げる。給油路(7)を通過した潤滑油
(O)は、圧縮機本体(4)の摺動箇所に供給されるようにな
っている。

【００１９】圧縮機本体(4)は、電動モータ(3a)の下方
に、第１圧縮機本体(10)及び第２圧縮機本体(30)が上下
に並置されて構成されている。第１圧縮機本体(10)と第
２圧縮機本体(30)との間には、ケーシング(2)の内周面
に固着されたミドルプレート(20)が配設されている。

【００２０】第１圧縮機本体(10)は、図１及び図２に示
すように、ミドルプレート(20)の上面に固着された円環
状のシリンダ(11)内に、円環状のローリングピストン(1
2)が収納されると共に、シリンダ(11)の上端面に上部軸
受け(40)が取り付けられて構成されている。そして、ミ
ドルプレート(20)の上面、上部軸受け(40)の下面、シリ
ンダ(11)の内周面及びローリングピストン(12)の外周面
との間には、第１圧縮室(16)が形成されている。シリン
ダ(11)には第１圧縮室(16)に開口する冷媒吸入路(17)が
形成され、この冷媒吸入路(17)には、図示しないアキュ
ムレータから延びる吸入管(60)が連結されている。

【００２１】一方、ローリングピストン(12)の中央部に
は軸孔(13)が形成され、この軸孔(13)には、クランク軸
(5)と一体形成された偏心部たるカム(14)が嵌入されて
いる。これにより、ローリングピストン(12)はシリンダ
(11)に対して偏心し、ローリングピストン(12)の外周面
の一部がシリンダ(11)の内周面に接している。また、図
２に示すように、シリンダ(11)における上記冷媒吸入路
(17)の配設位置近傍には、シリンダ(11)の半径方向に延
びるブレード溝(18)が形成され、このブレード溝(18)に
は、ブレード(19)がシリンダ(11)内に出没自在に配設さ
れている。ブレード(19)は、スプリング及び冷媒ガスの
圧力等により、その先端がローリングピストン(12)の外
周面に押圧され、上記第１圧縮室(16)が低圧室(16L)と
高圧室(16H)とに分割されている。更に、ブレード(19)
の配設位置近傍の高圧室(16H)側には吐出路(19a)が設け
られている。この吐出路(19a)は、一端がシリンダ(11)
の内周面に開口している。この開口部分には、高圧室(1
6H)内の圧力上昇に伴って開放可能なリード弁(19b)が設
けられている。この吐出路(19a)の他端は、上記ケーシ
ング(2)の内部空間(2a)に開口している。

【００２２】ミドルプレート(20)には、クランク軸(5)
の軸径よりも大径に形成され、クランク軸(5)が挿通さ
れる貫通孔(21)が形成されている。なお、この貫通孔(2
1)はローリングピストン(12),(32)の外径よりも小径に
形成されている。

【００２３】一方、第２圧縮機本体(30)の構成は、上述
した第１圧縮機本体(10)の構成と同様であって、ミドル
プレート(20)の下面に固着されたシリンダ(31)内に、ロ
ーリングピストン(32)が収納されると共に、シリンダ(3
1)の下端面に下部軸受け(50)が取り付けられている。こ
れによって、ローリングピストン(32)の外周面とシリン
ダ(31)の内周面との間には第２圧縮室(36)が形成されて
いる。また、シリンダ(31)には第２圧縮室(36)に開口す
る冷媒吸入路(37)が形成され、この冷媒吸入路(37)には
吸入管(61)が連結されている。一方、ローリングピスト
ン(32)の軸孔(33)には、クランク軸(5)に一体形成され
た偏心したカム(34)が嵌入され、これにより、ローリン
グピストン(32)はシリンダ(31)に対して偏心し、ローリ
ングピストン(32)の外周面の一部がシリンダ(31)の内周
面に接するようになっている。また、このローリングピ
ストン(32)と第１圧縮機本体(10)のローリングピストン
(12)とは、クランク軸(5)の軸心に対する偏心方向が相
反する方向位置になるように設定され、これによって、
各ローリングピストン(12),(32)の回転時における動的
バランスが保たれるようになっている。また、この第２
圧縮機本体(30)のシリンダ(31)にもシリンダ(31)内に出
没自在な図示しないブレードが配設されていると共に、
第２圧縮室(36)とケーシング(2)の内部空間(2a)とを通
過する図示しない吐出路が設けられている。

【００２４】そして、圧縮機本体(4)は、図示しない複
数本のボルトにより一体的に締結されている。つまり、
上部軸受け(40)、シリンダ(11)、ミドルプレート(20)、
シリンダ(31)、及び下部軸受け(50)は、上下に延びる複
数本のボルトによって固定されている。

【００２５】ケーシング(2)の上面には、図示しない凝
縮器へ繋がる吐出管(62)が接続されており、圧縮機本体
(4)から吐出された高温高圧の冷媒は、この吐出管(62)
から凝縮器に流入するようになっている。

【００２６】−上部軸受け(40)及び下部軸受け(50)− 次に、本発明の特徴部分である上部軸受け(40)及び下部
軸受け(50)について説明する。まず、上部軸受け(40)に
ついて説明する。

【００２７】図３に示すように、上部軸受け(40)は、軸
受け部(43)とプレート部(44)とを備えている。

【００２８】軸受け部(43)は、クランク軸(5)の周囲を
覆うようにして上下方向に延びて形成されている。つま
り、軸受け部(43)には、クランク軸(5)の軸径よりもや
や大径で上下方向に延びる軸孔(42)が形成され、この軸
孔(42)にクランク軸(5)が回転自在に支持されている。

【００２９】一方、プレート部(44)は、シリンダ(11)の
半径方向に延び、クランク軸(5)と同心円状に形成され
ている。このプレート部(44)は、第１圧縮機本体(10)の
シリンダ(11)及びローリングピストン(12)と接触し、第
１圧縮室(16)の区画壁の一つを形成している。そして、
プレート部(44)の中央部には、ミドルプレート(20)の貫
通孔(21)の直径(D)と同径の円盤状の段差部(41)が設け
られている。言い換えると、段差部(41)は、軸孔(21)の
縁部を周回状に切り欠いたような円盤形状に形成されて
いる。段差部(41)の底面(41a)は軸孔(42)と連続してい
る。つまり、段差部(41)の底面(41a)の中央部には、軸
孔(42)の一方の開口部が形成されている。この段差部(4
1)の側面(41b)はクランク軸(5)と平行に、段差部(41)の
底面(41a)はクランク軸(5)と直交するように形成されて
いる。

【００３０】カム(14)と段差部(41)との間には、クラン
ク軸(5)を嵌入したスラスト軸受け(15)が設けられてい
る。このスラスト軸受け(15)は偏心した円環状に形成さ
れており、クランク軸(5)の軸心(P)から端面までの最長
の距離(OL)は、段差部(41)の底面(41a)の半径と等しく
設定され、最短の距離(OS)は、クランク軸(5)の軸径と
等しく設定されている。スラスト軸受け(15)の上下両面
は、上部軸受け(40)の底面(41a)とカム(14)にそれぞれ
密着するように、平面に形成されている。クランク軸受
け(15)の厚み、つまり上下方向の長さは、上部軸受け(4
0)とローリングピストン(12)とが接触している状態にお
ける段差部(41)の底面(41a)とカム(14)の上面との間の
距離に等しい。つまり、スラスト軸受け(15)は、圧縮機
(1)の運転中に、ローリングピストン(12)と上部軸受け
(40)との間、及びカム(14)と上部軸受け(40)の底面(41
a)との間に隙間が生じないように形成され、ローリング
ピストン(12)と上部軸受け(40)との間での流体の漏れを
抑制している。

【００３１】下部軸受け(50)は、基本的には、上部軸受
け(40)の上下方向を逆にしたものであり、軸受け部(53)
が上部軸受け(40)の軸受け部(43)よりも短く形成されて
いること以外は上部軸受け(40)と同じである。従って、
下部軸受け(50)の底面(51a)も平面に形成され、スラス
ト軸受け(35)を介してクランク軸(5)の軸方向荷重を支
えている。

【００３２】−ローリングピストン型圧縮機(1)の動作
− 次に、このローリングピストン型圧縮機(1)の動作につ
いて説明する。

【００３３】まず、電動モータ(3a)を駆動すると、この
駆動力がクランク軸(5)を介して各圧縮機本体(10),(30)
のローリングピストン(12),(32)に伝達され、ローリン
グピストン(12),(32)がシリンダ(11),(31)内で回転す
る。これにより、冷媒ガスが各吸入管(60),(61)から各
冷媒吸入路(17),(37)を経て、第１及び第２圧縮機本体
(10),(30)の低圧室(16L)に流入する。その後、ローリン
グピストン(12),(32)の回転に伴い、低圧室(16L)が高圧
室(16H)となるに従って、冷媒ガスは圧縮される。この
冷媒ガスの圧力が所定値に達すると、この圧力によって
リード弁(19b)が開放し、高圧状態の冷媒ガスが吐出路
(19a)からケーシング(2)の内部空間(2a)へ吐出され、そ
の後、吐出管(62)を通じて凝縮器に流入する。

【００３４】このような運転状態において、ケーシング
(2)の内部空間(2a)は高圧の冷媒ガスで充填され、高圧
雰囲気となる。このとき、高圧冷媒ガスは各ローリング
ピストン(12),(32)の軸孔(13),(33)及びミドルプレート
(20)の貫通孔(21)へ導入される。そして、ミドルプレー
ト(20)の貫通孔(21)に導入された高圧冷媒ガスは、図３
に矢印(FD)で示すように、この貫通孔(21)に臨む第１圧
縮機本体(10)のローリングピストン(12)の下端面の一部
分を上方へ押圧する。そのため、ローリングピストン(1
2)の上端面の一部は上部軸受け(40)に押圧される。

【００３５】ところが、実施形態１のローリングピスト
ン型圧縮機(1)では、上部軸受け(40)の段差部(41)、ス
ラスト軸受け(15)及びローリングピストン(12)で区画さ
れた高圧空間(45)に高圧冷媒ガスが導入されているの
で、ローリングピストン(12)の上端面の一部には矢印(F
1)で示す力が作用する。つまり、第１圧縮機本体(10)の
ローリングピストン(12)においては、上記圧力(FD)が作
用している下端面の上方に位置する上端面が高圧空間(4
5)内の高圧冷媒ガス(F1)によって下方へ押圧される。そ
して、本実施形態１では上部軸受け(40)の段差部(41)は
ミドルプレート(20)の貫通孔(21)と同径に形成されてい
るので、圧力(FD)が作用するローリングピストン(12)の
下端面の面積と圧力(F1)が作用するローリングピストン
(12)の上端面の面積とは等しくなる。その結果、ローリ
ングピストン(12)を上向きに押圧する圧力(FD)は下向き
に押圧する圧力(F1)によって相殺される。

【００３６】また、第２圧縮機本体(30)についても同様
にして、下部軸受け(50)の段差部(51)、スラスト軸受け
(35)及びローリングピストン(32)で区画された高圧空間
(55)に高圧冷媒ガスが導入されているので、ローリング
ピストン(32)に上向きの押圧力(F2)が作用する。その結
果、上記と同様の理由により、ローリングピストン(32)
を下向きに押圧する圧力(FE)は、上向きに押圧する圧力
(F2)によって相殺される。

【００３７】また、このローリングピストン型圧縮機
(1)では、クランク軸(5)のスラスト力は、主にスラスト
軸受け(35)を介して下部軸受け(50)の段差部(51)の底面
(51a)にかかっている。

【００３８】−ローリングピストン型圧縮機(1)の効果
− 上述したように、各ローリングピストン(12),(32)の端
面に作用する押圧力は相殺されているので、各ローリン
グピストン(12),(32)には不釣り合いな荷重が作用せ
ず、片当たりによる動的バランスの乱れは生じない。そ
のため、各ローリングピストン(12),(32)の挙動は安定
する。

【００３９】また、各端面とミドルプレート(20)又は各
軸受け(40),(50)との摩擦力が減少する。その結果、機
械損失が低減し、圧縮機の効率は向上する。

【００４０】更に、各端面とミドルプレート(20)又は各
軸受け(40),(50)との間での流体の漏れが著しく低減す
るので、体積効率は増加する。従って、圧縮機の効率が
向上する。

【００４１】また、クランク軸(5)のスラスト力は主に
下部軸受け(50)の段差部(51)の底面(51a)に作用するの
で、第２圧縮機本体(30)のローリングピストン(32)と下
部軸受け(50)との間にスラスト力による大きな摩擦は発
生しない。従って、スラスト力による機械効率の低下を
抑制することができ、圧縮機効率の更なる向上を図るこ
とができる。

【００４２】また、軸受け(40),(50)は変形しにくいの
で、軸受け(40),(50)の変形によるローリングピストン
(12),(32)の端面での流体の漏れは発生しにくい。

【００４３】−変形例− 上記のローリングピストン型圧縮機(1)は、第１圧縮機
本体(10)と第２圧縮機本体(30)とが上下に配置されたい
わゆる縦置きの圧縮機であるが、実施形態１の圧縮機は
縦置きの圧縮機に限定されず、図４に示すように、いわ
ゆる横置きの圧縮機であってもよい。つまり、長手方向
が横方向のケーシング(2)内に、駆動手段(3)と圧縮手段
(4)とを左右方向に配置し、第１圧縮機本体(10)と第２
圧縮機本体(30)とを左右に配設してもよい。

【００４４】

【発明の実施の形態２】実施形態２のロータリー圧縮機
(101)は、実施形態１のローリングピストン型圧縮機(1)
の圧縮手段(4)を、ブレード(112a)とピストン(112)とが
一体的に形成され、ピストン(112)がシリンダ(11)内で
公転することにより流体を圧縮する圧縮手段(104)に置
き換えたものである。つまり、実施形態２のロータリー
圧縮機(2)は、いわゆるスイング圧縮機(101)である。

【００４５】そこで、以下の説明においては、実施形態
１のローリングピストン型圧縮機(1)と同様の要素につ
いては、実施形態１と同じ符号を付し、その説明を省略
する。

【００４６】−スイング圧縮機(101)の構成− 図５に示すように、スイング圧縮機(101)の圧縮要素(10
4)は、ミドルプレート(20)の上部に位置する第１圧縮機
本体(110)及び下部に位置する第２圧縮機本体(130)を備
えて構成されている。

【００４７】図６に示すように、第１圧縮機本体(110)
は、断面が円環状のシリンダ(11)内に、略環状のピスト
ン(112)が収納されて構成されている。

【００４８】シリンダ(11)には吸入管(60)に接続された
冷媒吸入路(17)が形成されると共に、冷媒吸入路(17)の
近傍に揺動ブッシュを(120)を嵌入するための円形の支
持孔たるブッシュ孔(121)が設けられている。このブッ
シュ孔(121)は、シリンダ室(106)に臨んで開口する開口
部(107)を有している。シリンダ(11)の内周壁には、図
示しない吐出口が高圧室(116H)に連通するように形成さ
れている。そして、この吐出口には実施形態１と同様の
吐出弁（図示せず）が設けられている。

【００４９】ピストン(112)の内部にはカム(14)が回転
自在に嵌合されており、カム(14)の軸心はクランク軸
(5)の中心点よりも所定量オフセットされている。

【００５０】ピストン(112)には、その外周面から半径
方向に突出して延びるブレード(112a)が一体的に形成さ
れている。このブレード(112a)は、ピストン(112)と一
体形成されるか、あるいはピストン(112)と別部材で形
成され、ピストン(112)と凹凸の嵌合構造により連結さ
れるか、又は接着剤等により連結されて構成されてい
る。

【００５１】ブッシュ孔(121)内には、断面が略半円形
状の一対の揺動ブッシュ(120)が揺動自在に配置されて
いる。ブレード(112a)の先端側は、この揺動ブッシュ(1
20)間に挿入されている。つまり、この両揺動ブッシュ
(120)は、ブレード(112a)の先端側を挟んだ状態に配置
されると共に、ブレード(112a)がブッシュ孔(121)内を
進退移動するのを許容し、且つ、ブレード(112a)と一体
的にブッシュ孔(121)内で揺動するように設けられてい
る。

【００５２】このような構成により、上記ブレード(112
a)は、シリンダ(11)の内周面とピストン(112)の外周面
との間のシリンダ室(106)を、冷媒吸入路(17)に通じる
低圧室(116L)と、吐出口（図示せず）に通じる高圧室(1
16H)とに区画している。

【００５３】第２圧縮機本体(130)の構成も、上記第１
圧縮機本体(110)と同様なので、説明を省略する。

【００５４】−スイング圧縮機(101)の動作− 実施形態１と同様にして、電動モータ(3a)を駆動する
と、その駆動力がクランク軸(5)を介して各圧縮機本体
(110),(130)のピストン(112),(132)に伝達され、ピスト
ン(112),(132)がシリンダ(11),(31)内で実質的に自転す
ることなく公転する。そして、各冷媒吸入路(17),(37)
から吸入された冷媒ガスが圧縮される。圧縮された冷媒
ガスの圧力が所定値に達すると、この冷媒ガスは吐出口
（図示せず）からケーシング(2)の内部空間(2a)へ吐出
され、その後、吐出管(62)を通じて凝縮器（図示せず）
に流入する。

【００５５】実施形態２のスイング圧縮機(101)の上記
運転状態においても、ケーシング(2)の内部空間(2a)は
高圧冷媒ガスによって充填され、高圧雰囲気となる。こ
の高圧冷媒ガスは各ピストン(112),(132)の軸孔(13),(3
3)及びミドルプレート(20)の貫通孔(21)へ導入される。
そして、ミドルプレート(20)の貫通孔(21)に導入された
高圧冷媒ガスは、図５に矢印(FD)で示すように、貫通孔
(21)に臨む第１圧縮機本体(10)のピストン(112)の下端
面の一部分を上方へ押圧して、ピストン(112)の上端面
の一部を上部軸受け(40)へ押圧する。

【００５６】しかし、実施形態２のスイング圧縮機(10
1)においても、上部軸受け(40)の段差部(41)、スラスト
軸受け(15)及びピストン(112)で区画された高圧空間(4
5)に高圧冷媒ガスが導入されているので、ピストン(11
2)の上端面の一部には矢印(F1)で示す力が作用する。そ
の結果、ピストン(112)を上向きに押圧する圧力(FD)は
下向きに押圧する圧力(F1)によって相殺される。第２圧
縮機本体(30)についても同様である。

【００５７】−スイング圧縮機(101)の効果− 従って、実施形態２のスイング圧縮機(101)において
も、実施形態１のローリングピストン型圧縮機(1)と同
様の効果が発揮される。そして更に、以下のような効果
が得られる。

【００５８】つまり、ピストン(112),(132)をミドルプ
レート(20)と軸受け(40),(50)との間の上下の中間位置
に保持することができ、特に、ブレード(112a)をも中間
位置に保持することができるので、流体の端面漏れを十
分に抑制することができる。

【００５９】具体的に、流体の漏れは、隙間面積Ａの３
乗に比例することが知られている。従って、例えば、図
７（ａ）に示すようにブレード(112a)がミドルプレート
(20)と下部軸受け(50)との中間位置に保持されている場
合は、図７（ｂ）に示すようにブレード(39)が下部軸受
け(50)と接している場合に比べて、下記の理由により、
流体漏れが少なくなる。

【００６０】図７（ａ）において、ミドルプレート(20)
とブレード(112a)との隙間の高さをｔ、半径方向長さを
ｓとすると、隙間面積はｓ×ｔ（＝Ａ）となる。また、
軸受け(50)とブレード(112a)との隙間面積もｓ×ｔ（＝
Ａ）となる。この結果、上部の流体漏れ及び下部の流体
漏れはいずれもＡ³に比例するので、全体の漏れは２×
Ａ³＝２Ａ³に比例する。

【００６１】これに対し、ローリングピストン型圧縮機
の場合、ピストン(32)とブレード(39)とが別物であるこ
とから、ピストン(32)が段差部(51)の高圧によって上下
の中間位置に保持されていても、ブレード(39)は中間位
置に保持されるとは限らず、運転状態に委ねられてい
る。従って、例えば、ブレード(39)が下方に位置してい
る場合がある。この場合、図７（ｂ）に示すように、ミ
ドルプレート(20)とブレード(39)との隙間の高さは２ｔ
となり、ブレード(39)の上部に大きな隙間ができる。こ
の隙間の面積はｓ×２ｔ（＝２Ａ）である。この結果、
流体の漏れは（２Ａ）³＝８Ａ³に比例し、図７（ａ）の
スイング圧縮機の場合に比べて、４倍の値になる。

【００６２】なお、上記説明の理解を容易にするため
に、図７では隙間を誇張して描いている。

【００６３】以上のことから、スイング圧縮機の場合、
ピストン(112),(132)を段差部(41),(51)によって中間位
置に保持することによって、ブレード(112a)も中間位置
に保持することができる。その結果、流体漏れを大幅に
低減することができる。

【００６４】また、従来のスイング圧縮機では、ピスト
ンとブレードとが一体なので、ピストンの片当たりによ
る動的バランスの乱れが増幅されてブレードに伝わると
いう悪影響があったが、実施形態２のスイング圧縮機(1
01)では、そのような悪影響がない。そのため、ピスト
ン(112)の挙動が安定するので、ブレード(112a)と揺動
ブッシュ(120)との間の摺動損失が低減し、機械効率が
向上する。その結果、実施形態１で述べた効果と相俟っ
て圧縮機効率が向上する。

【００６５】また、ブレード(112a)のこじが抑制される
ので、ブレード(112a)の耐久性が向上する。

【００６６】−変形例− なお、実施形態２のスイング圧縮機(101)も実施形態１
と同様、縦置きの圧縮機に限定されず、横置きの圧縮機
であってもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、下記の
ような効果が発揮される。

【００６８】請求項１に記載の発明によれば、軸受けの
段差部とピストンとによって区画された空間に高圧流体
が導入されるので、ミドルプレートの貫通孔付近の空間
の高圧流体によりピストンに作用する押圧力に対向する
押圧力がピストンに作用する。しかも、高圧が作用する
ピストンの端面の面積は上下の両端面において同一とな
るので、ピストンに作用する押圧力は釣り合う。そのた
め、ピストンに不釣り合いな荷重が作用することがな
く、ピストンの片当たり状態は解消される。従って、ピ
ストンの挙動は安定し、また、ピストンの端面での摩擦
は低減する。更に、ピストンの端面での流体の漏れが低
減する。その結果、圧縮機の効率は向上する。

【００６９】請求項２に記載の発明によれば、ブレード
が軸受けとミドルプレートとの間の中間位置に保持され
るので、ブレードの端面における流体漏れが著しく減少
する。また、ピストンの挙動が安定するので、ブレード
と揺動ブッシュとの間の摺動損失は低減する。更に、ブ
レードのこじが抑制されるので、ブレードの耐久性が向
上する。従って、ピストン挙動の安定化による機械効率
の向上と、ピストン端面での流体の漏れが低減すること
による体積効率の向上と相俟って、圧縮機の効率が向上
する。

【００７０】請求項３に記載の発明によれば、スラスト
軸受けを介して下部軸受けの段差部が軸方向荷重を支え
るので、下部のピストンと下部軸受けとの間でのスラス
ト力による大きな摩擦は発生しない。その結果、圧縮機
効率の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ローリングピストン型圧縮機の縦断面図であ
る。

【図２】ローリングピストン型圧縮機の第１圧縮手段の
横断面図である。

【図３】圧縮手段の部分縦断面図である。

【図４】横置きのローリングピストン型圧縮機の縦断面
図である。

【図５】スイング圧縮機の圧縮手段の縦断面図である。

【図６】スイング圧縮機の第１圧縮機本体の横断面図で
ある。

【図７】流体漏れを説明する図であって、（ａ）はスイ
ング圧縮機の場合、（ｂ）はローリングピストン型圧縮
機の場合を示す。

【図８】従来のロータリー圧縮機の縦断面図である。

【符号の説明】

(2) ケーシング (3) 駆動手段 (4) 圧縮手段 (5) クランク軸 (7) 給油路 (10) 第１圧縮機本体 (11) シリンダ (12) ローリングピストン (13) 軸孔 (14) カム (15) スラスト軸受け (16) 第１圧縮室 (16H) 高圧室 (16L) 低圧室 (20) ミドルプレート (30) 第２圧縮機本体 (40) 上部軸受け (41) 段差部 (45) 高圧空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング(2)内が高圧雰囲気に構成さ
   れると共に、該ケーシング(2)内に圧縮手段(4,104)が収
   容され、 該圧縮手段(4,104)は、駆動軸(5)を嵌入したピストン(1
   2,32,112,132)がシリンダ(11,31)内に駆動軸(5)の軸心
   より偏心して収納されて成る複数の圧縮機本体(10,30,1
   10,130)を備え、該圧縮機本体(10,30,110,130)が駆動軸
   (5)の軸方向にミドルプレート(20)を挟んで並設され、 上記ミドルプレート(20)の中央部には、駆動軸(5)が貫
   通する貫通孔(21)が形成されているロータリー圧縮機に
   おいて、 上記圧縮手段(4,104)の両端面に設けられてシリンダ(1
   1,31)の端面を閉塞するサイドプレート(40,50)には、ピ
   ストン(12,32,112,132)の対向面に、駆動軸(5)を支持す
   る軸孔(42,52)の縁部を周回状に切り欠いて高圧流体が
   導入する円盤状の段差部(41,51)が形成され、 該段差部(41,51)の外径がミドルプレート(20)の貫通孔
   (21)の外径と同径に形成されていることを特徴とするロ
   ータリー圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のロータリー圧縮機にお
   いて、 各圧縮機本体(110,130)のピストン(112,132)にはブレー
   ド(112a)が一体形成され、 該ブレード(112a)は、シリンダ(11,31)に形成された支
   持孔(121)に揺動自在に且つ進退自在に揺動ブッシュ(12
   0)を介して支持され、 駆動軸(5)の回転によりピストン(112,132)がシリンダ(1
   1,31)内を公転して流体を圧縮することを特徴とするロ
   ータリー圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のロータリー圧縮機にお
   いて、 圧縮手段(4,104)は、縦置きに構成され、少なくとも駆
   動軸(5)の下部には、下部の段差部(51)に接するスラス
   ト軸受け(35)が設けられていることを特徴とするロータ
   リー圧縮機。