(57)【要約】【課題】ローリングシリンダ式容積型圧縮機において、圧縮機効率及び信頼性を向上し、かつ、製造コストを低減する。【解決手段】シリンダ溝を有するローリングシリンダと、スライド溝を有する旋回ピストンと、ピン機構を有する静止シリンダと、を備えたローリングシリンダ式容積型圧縮機であって、ローリングシリンダ、旋回ピストン及び静止シリンダは、圧縮部を構成し、旋回ピストンは、シリンダ溝にて相対的に往復運動をするものであり、圧縮部には、往復運動により、吸込室、圧縮室及び吐出室が形成され、ローリングシリンダは、分割された構成要素である、１個のローリング主体及び２個のローリング端体を含み、これらの構成要素に取り囲まれた領域がシリンダ溝である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ溝を有するローリングシリンダと、
スライド溝を有する旋回ピストンと、
ピン機構を有する静止シリンダと、を備え、
前記ローリングシリンダ、前記旋回ピストン及び前記静止シリンダは、圧縮部を構成し、
前記旋回ピストンは、前記シリンダ溝にて相対的に往復運動をするものであり、
前記圧縮部には、前記往復運動により、吸込室、圧縮室及び吐出室が形成され、
前記ローリングシリンダは、分割された構成要素である、１個のローリング主体及び２個のローリング端体を含み、これらの構成要素に取り囲まれた領域が前記シリンダ溝である、ローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項２】
前記ローリング主体と前記ローリング端体との接触面は、側端境界通過平面と重なる部分を有し、
前記側端境界通過平面は、前記旋回ピストンが摺動するシリンダ溝側面と、前記シリンダ溝の端部壁の内面であるシリンダ溝端面との境界線である２本の側端境界線を通る平面である、請求項１記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項３】
前記ローリング主体は、主体水平分離面を有し、
前記主体水平分離面は、前記ローリング端体の底面と接触する、請求項２記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項４】
前記ローリング端体は、前記シリンダ溝の底面の一部を構成する、請求項２又は３に記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項５】
前記ローリング端体により構成される前記シリンダ溝の前記底面の深さは、前記ローリング主体により構成される前記シリンダ溝の前記底面の深さ以上である、請求項４記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項６】
前記旋回ピストンの下面の少なくとも一部は、前記ローリング端体により構成される前記シリンダ溝の前記底面に対向する、請求項５記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項７】
前記シリンダ溝端面は、前記側端境界通過平面と重なるように、平面であるシリンダ溝平坦端面で構成されている、請求項２又は３に記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項８】
前記ローリング端体は、焼結成形体である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項９】
前記ローリング端体の前記ローリング主体に接触する面の少なくとも一部は、仕上げ機械加工が施されたものである、請求項８記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項１０】
前記旋回ピストンは、前記往復運動において前記ローリング端体により構成される前記シリンダ溝の前記底面に常に重なる出っ張り部分を有する、請求項６記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローリングシリンダ式容積型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローリングシリンダ式容積型圧縮機は、幾何学的に独特の軌跡（ハイポサイクロイド）を利用する装置である。この装置を用いて冷媒等の作動流体を圧縮する場合、作動室が移動する。このため、運転圧力比に見合う容積比となる時点での作動室の位置に吐出口を設けることで、吐出弁を設置することなく、作動流体を吐出させることができる。すなわち、固有容積比を有する容積型圧縮機（以下「固有容積比圧縮機」という。）が構成可能となる。このため、固有容積比圧縮機は、吐出弁抵抗がなく、圧縮機効率は向上する。
【０００３】
しかし、その反面、固有容積比に対応する圧力比（以下「固有圧力比」という。）よりも小さい圧力比の運転では過圧縮が発生し、圧縮機効率が低下する。また、液圧縮の場合には、作動室内の圧力が非常に大きくなるため、各部に大きな荷重がかかり、信頼性低下という問題がある。
【０００４】
特許文献１には、静止シリンダの偏心シリンダ穴の底面にバイパス弁を設けて、過圧縮を抑制するローリングシリンダ式容積型圧縮機が開示されている。特許文献１に記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機は、作動室が吸込室の場合からバイパス弁を開口させる位置に設けているため、液圧縮を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０６７３５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機においては、バイパス弁の開口面積が小さいため、過圧縮が残り、圧縮機効率が低下するという点で改善の余地が残っている。また、同様に、液圧縮も完全に回避できず、信頼性に影響を及ぼすおそれがある点で改善の余地が残っている。
【０００７】
本発明は、ローリングシリンダ式容積型圧縮機において、圧縮機効率及び信頼性を向上し、かつ、製造コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、シリンダ溝を有するローリングシリンダと、スライド溝を有する旋回ピストンと、ピン機構を有する静止シリンダと、を備えたローリングシリンダ式容積型圧縮機であって、ローリングシリンダ、旋回ピストン及び静止シリンダは、圧縮部を構成し、旋回ピストンは、シリンダ溝にて相対的に往復運動をするものであり、圧縮部には、往復運動により、吸込室、圧縮室及び吐出室が形成され、ローリングシリンダは、分割された構成要素である、１個のローリング主体及び２個のローリング端体を含み、これらの構成要素に取り囲まれた領域がシリンダ溝である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ローリングシリンダ式容積型圧縮機において、圧縮機効率及び信頼性を向上し、かつ、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係るＲＣ圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】実施例１に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す斜視図である。
【図３】実施例１に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す分解斜視図である。
【図４】実施例１に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す平面図である。
【図５】実施例１に係るＲＣ圧縮機の旋回ピストンを示す斜視図である。
【図６】実施例２に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す斜視図である。
【図７】実施例２に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す分解斜視図である。
【図８】実施例３に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す平面図である。
【図９】実施例４に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す平面図である。
【図１０】実施例４に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す斜視図である。
【図１１】実施例４に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す分解斜視図である。
【図１２】実施例４に係るＲＣ圧縮機の旋回ピストンを示す斜視図である。
【図１３】ＲＣ圧縮機の一般的な圧縮動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、旋回する旋回ピストンと、これに連動して回転するローリングシリンダと、これらを組込む静止シリンダと、を３つの主な圧縮要素とする形式を代表的な構成とする圧縮機であって、これらの圧縮要素により作動流体である気体の圧縮を行うローリングシリンダ式容積型圧縮機（以下「ＲＣ圧縮機」ともいう。）に関する。
【００１２】
特に、本発明のローリングシリンダ式容積型圧縮機は、旋回ピストンの自転軸であるピストン自転軸とローリングシリンダの回転軸であるシリンダ回転軸が重なるタイミングにおいて極めて高い頻度で生じる機構停止を回避し、圧縮動作を滑らかに継続させるため、旋回ピストン及びローリングシリンダの自転速度を同期させる回転同期手段と、旋回ピストンの自転速度を旋回速度の半分に規定する自転半減手段による旋回ピストンの姿勢規制手段と、を備えたローリングシリンダ式容積型圧縮機に関する。
【００１３】
これらの手段により、旋回ピストンが如何なる旋回位相下であろうとも、常時、旋回ピストンのピストンカット面の中心軸であるカット軸がシリンダ回転軸を通るように、旋回ピストンの姿勢が制御される。よって、旋回ピストンは、旋回ピストンが嵌合されるシリンダ溝を直径部に有するローリングシリンダの受動的な回転を阻害することが無くなり、圧縮動作を停止させることがなくなる。
【００１４】
次に、本発明のローリングシリンダ式容積型圧縮機の大枠の仕様について述べる。
【００１５】
本発明のローリングシリンダ式容積型圧縮機は、旋回ピストンと、ローリングシリンダと、ピストン旋回駆動源と、駆動伝達手段と、ローリングシリンダ回転支持部と、回転同期手段と、自転半減手段と、静止シリンダと、ケーシングと、を備えている。
【００１６】
旋回ピストンは、ピストン自転軸を中心に自転運動し、ピストン自転軸と平行なピストン旋回軸を中心に旋回半径Ｅで旋回運動する。
【００１７】
ローリングシリンダは、シリンダ回転軸を中心に回転運動する円柱的な形状を有し、シリンダ回転軸と直交するシリンダ溝軸（シリンダ溝の中心軸線）を中心軸としシリンダ回転軸に平行な一定幅のシリンダ溝を有し、シリンダ溝の両側面がシリンダ溝軸に対して平行となる。
【００１８】
ピストン旋回駆動源は、旋回ピストンの旋回運動の駆動源である。
【００１９】
駆動伝達手段は、旋回ピストンとピストン旋回駆動源を繋ぐ。
【００２０】
ローリングシリンダ回転支持部は、シリンダ回転軸をピストン自転軸の旋回軌跡であるピストン旋回軌跡円上に固定配置するべく、シリンダ回転軸をピストン旋回軸に平行としかつピストン旋回軸に対する偏心量であるシリンダ偏心量を旋回半径と等しいＥとして配置させる。
【００２１】
回転同期手段は、旋回ピストンの自転角量であるピストン自転量をローリングシリンダの回転角量と同期させる。
【００２２】
自転半減手段は、ピストン自転量を旋回ピストンの旋回角量であるピストン旋回量の半分に制御する。
【００２３】
静止シリンダは、旋回ピストンをシリンダ溝へ隙間嵌合させてシリンダ溝を仕切ることにより隔成される２つの空間を概略密閉して２つの作動室を形成する圧縮部とするべく、旋回ピストンとローリングシリンダを内包する。
【００２４】
ケーシングは、圧縮部とともに貯油部を内蔵する。
【００２５】
静止シリンダには、吸込流路と吐出流路が接続している。
【００２６】
吸込流路は、２つの作動室のうち、旋回ピストンの旋回運動で容積が増大する一方の作動室を吸込系と繋いで吸込室とする。
【００２７】
吐出流路は、旋回ピストンの旋回運動で容積が減少するもう一方の作動室を吐出系と繋いで吐出室とする。
【００２８】
吸込流路及び吐出流路は、容積が増大を終了し減少を開始する直前まで吸込室であった作動室を、吐出室へ移行するまで、吸込系にも吐出系にも繋がらない期間を設けて圧縮室とすべく配置されている。
【００２９】
回転同期手段は、シリンダ溝の２側面と摺接する旋回ピストンの側面に、ピストン自転軸と直交するカット軸を中心軸としピストン自転軸に平行な一定間隔の二平面であるピストンカット面を設けることにより実現する。
【００３０】
自転半減手段は、旋回ピストンの側面のうちでピストン自転軸と直交する二つのピストン側端面の一つにピストン自転軸と直交するスライド軸を中心軸としピストン自転軸に平行な一定幅のスライド溝と、ピストン旋回軌跡円上に配置されてピストン旋回軸と平行なピン軸がスライド軸と常に直交するべく、ピン軸を中心軸としてスライド溝へ挿入するローリングシリンダ回転支持部に配されるピン機構からなるピンスライド機構で構成されている。そして、ピン軸を、ピストン旋回軌跡円上に配置するシリンダ回転軸に対して、ピストン旋回軸を中心として１８０度対向する位置からピン軸調整角δ度だけ回転したピストン旋回軌跡円上の位置に配置するとともに、スライド軸を、ピストン自転軸を中心として、カット軸の法線方向からピン軸調整角と同一回転方向にピン軸調整角の半分であるδ／２度だけ回転させて設置することにより実現する。なお、このピン軸調整角に関する説明は、先行技術文献に記されている。その説明から、ピン軸調整角δはピン軸機構の配置に不具合が起こらない限り、通常０度とするが、今回の実施例は、ピン軸機構の配置に不具合は無いため、ピン軸調整角δを０度とする。
【００３１】
以下、本発明のローリングシリンダ式容積型圧縮機について複数の実施例を用い、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施例において共通する部分には同一の図を用いて説明する。また、各実施例の図における同一符号は、同一物または相当物を示し、重複した説明を省略する。なお、模式的図示と記載される以外の箇所においては、図示する各要素の寸法比率は一実施形態を示している。よって、図示される形状における各寸法の大小関係や角度も一実施形態を示す。また、図中で括弧付の番号を付けた部分は、実際には無いが説明のために極細線で図示した部分、または、追加したり除去したりして、変形した実施例を示す。後者の場合、追加か除去は、本文中で述べる。また、具体的な寸法値についても、特に限定されるものではないが、ローリングシリンダ式容積型圧縮機の外径が１０ｍｍから２０００ｍｍまでの範囲であることが望ましい。
【００３２】
以下、本発明の実施形態に係るローリングシリンダ式容積型圧縮機について説明する。
【００３３】
前記ローリングシリンダ式容積型圧縮機は、シリンダ溝を有するローリングシリンダと、シリンダ溝に挿入される旋回ピストンと、ローリングシリンダを挿入する偏心穴を有する静止シリンダと、旋回ピストンの旋回運動とローリングシリンダの回転運動によって生じるシリンダ溝内の旋回ピストンの往復運動により、作動流体を吐出圧まで昇圧する圧縮室を形成する。シリンダ溝の両端部には、ローリングシリンダの外周に沿った形状のシリンダ溝端部壁と、ローリングシリンダのシリンダ溝を有するローリング円筒部の外周を吐出圧とするローリング外周吐出圧化手段を設け、少なくともシリンダ溝端部壁の全域を、別体であるローリング端体として、残りのローリング主体から分離し、ローリング端体をローリング外周吐出圧化手段による吐出圧でローリング本体へ付勢する。
【００３４】
ローリング端体は、ローリング主体と、旋回ピストンと摺動するシリンダ溝側面とシリンダ溝端部壁の内面であるシリンダ溝端面との境界線である側端境界線を通り、かつ、シリンダ溝の中心軸線であるシリンダ溝軸と直交する、側端境界通過平面で分割されることが望ましい。
【００３５】
ローリング端体は、側端境界通過平面に加えて、ローリングシリンダでシリンダ溝の底面であるシリンダ溝底面より反シリンダ溝側のローリング端板部内に設定するシリンダ溝底面と平行なシリンダ底平行平面により、ローリング主体と分割することが望ましい。
【００３６】
ローリング端体は、シリンダ溝底面の一部であるローリング端体底面を備えるローリング端体底部を有することが望ましい。
【００３７】
ローリング端体底面は、ローリング主体のシリンダ溝底面以上の深さとすることが望ましい。
【００３８】
旋回ピストンの下面であるピストン下面の少なくとも一部は、ローリング端体底面に対向していることが望ましい。
【００３９】
シリンダ溝端面は、側端境界通過側平面と同一平面上にするべく、シリンダ溝平坦端面とすることが望ましい。
【００４０】
ローリング端体は、焼結で製作することが望ましい。
【００４１】
ローリング端体は、ローリング主体への付勢面の少なくとも一部を、焼結製造後に仕上げ機械加工を施すことが望ましい。
【実施例１】
【００４２】
図１は、実施例１のＲＣ圧縮機の全体構成を示したものである。なお、本図の説明においては、特許文献１に記載されている構成については簡略なものとしている。
【００４３】
本図に示すように、ＲＣ圧縮機は、大きく分けると、圧縮部と、駆動源であるモータ７と、貯油部１２５と、で構成されている。
【００４４】
以下、図１乃至図５及び図１３を用いて説明する。
【００４５】
図１は、ＲＣ圧縮機の縦断面図である。図２は、ローリングシリンダの斜視図、図３は、ローリングシリンダの分解斜視図、図４は、ローリングシリンダの平面図である。但し、括弧付の番号である１ｎ、１ｒ、１ｒ１、１ｒ３は採用しない。また、図５は、旋回ピストンの斜視図である。そして、図１３は、旋回ピストンのスライダ溝を横切る高さの水平断面を用いて模式的に一般的な圧縮動作を示したものである。ここで、図１３中には、断面よりも手前の偏心シリンダ穴２ｂの底面に設ける吸込穴２ｓ１、吸込溝２ｓ２、吐出穴２ｄ１、吐出溝２ｄ２、そして、２個のバイパス穴２ｅを点線で示す。
【００４６】
まず、ＲＣ圧縮機の全体構成を説明する。ここで詳細な説明を要する圧縮部に関しては、後半にまとめて説明する。次に、ＲＣ圧縮機内の作動流体の流れと油の流れを説明しつつ、発明の作用効果を解説する。
【００４７】
このＲＣ圧縮機は、ケーシング円筒部８ａ、ケーシング上フタ８ｂ及びケーシング下フタ８ｃで構成されているケーシング内の上部から、圧縮部、圧縮部の駆動源となるモータ７及び貯油部１２５が順に配置されている。両者を繋ぐ駆動伝達部の役割を担うクランクシャフト６が垂直方向に配置される。
【００４８】
圧縮部は、上部を静止シリンダ２、下部をフレーム４で覆った構成である。フレーム４には、上主軸受２４ａと下主軸受２４ｂとからなる主軸受２４が設けられている。この主軸受２４により、クランクシャフト６が回転可能な状態で支持されている。フレーム４は、つば受面４ｃでクランクシャフト６のシャフトつば部６ｃを支持する。クランクシャフト６は、下方へ突き出ている。なお、静止シリンダ２は、シリンダボルト９０によりフレーム４に固定されている。
【００４９】
圧縮部においては、ローリングシリンダ１と、クランクシャフト６によって駆動される旋回ピストン３と、静止シリンダ２と、で作動室が形成される。作動室は、吸込室９５、圧縮室１００又は吐出室１０５となる。旋回ピストン３及びローリングシリンダ１は、可動部を構成する。
【００５０】
静止シリンダ２には、シリンダ回転軸を中心軸とする円形の偏心シリンダ穴２ｂが設けられている。また、静止シリンダ２は、その外周側面にシリンダ外周溝２ｍを有する。静止シリンダ２の上面からは、偏心シリンダ穴２ｂへ貫通するバイパス穴２ｅが設けられている。偏心シリンダ穴２ｂの底面には、ピン機構５が設けられている。静止シリンダ２の上面側にはバイパス弁２２が設けられている。
【００５１】
なお、静止シリンダ２の上部には、吐出カバー２３０が固定配置されている。吐出カバー２３０は、吐出カバー板２３０ｂを有する。作動流体は、静止シリンダ２の上面と吐出カバー板２３０ｂとの間の空間である吐出カバー室１３０を通過し、吐出カバー口２３０ａから旋回流となって旋回室１４０へ噴き出るように構成されている。
【００５２】
旋回ピストン３のスライド溝３ｂには、ピン機構５が挿入されている。偏心シリンダ穴２ｂの底面には、固定ピン５ｓが固定配置されている。固定ピン５ｓには、スライダ５ａが回転自在に設置されている。固定ピン５ｓの下端には、スライダ５ａを軸方向に支持するスライダフランジ５ｂが付設されている。
【００５３】
旋回ピストン３に設けた旋回軸受穴３ａ（図２）には、旋回軸受２３が圧入されている。旋回軸受２３には、クランクシャフト６の偏心シャフト６ａが挿入されている。偏心シャフト６ａは、偏心シャフト挿入穴１ｄ（図３）を介して旋回ピストン３に接続されている。クランクシャフト６の上部には、大径部であるシャフトつば部６ｃが設けられている。シャフトつば部６ｃより上部には、偏心シャフト６ａと、偏心シャフト６ａよりも小径のシャフトネック６ｄとからなる偏心部が設けられている。
【００５４】
モータ７は、ケーシング円筒部８ａに固定配置されるステータ７ｂと、クランクシャフト６に固定配置されるロータ７ａと、で構成されている。ステータ７ｂには、ステータ巻線７ｂ２が設けられている。モータ７は、ピストン旋回駆動源であり、また、シャフト回転駆動源でもある。ロータ７ａには、上部に主バランス８０、下部にカウンタバランス８２が固定されている。これらは、圧縮動作で旋回運動する圧縮要素（旋回ピストン３）の不釣り合いを動的にバランスさせる役目を担う。
【００５５】
なお、圧縮動作を担う部材はいずれも、往復動をするものはなく、全ての部材が回転運動を行う。よって、完全に動バランスをとることができるため、振動騒音を低減できるという効果がある。
【００５６】
クランクシャフト６の下部は、副軸受２５により回転可能に支持されている。
【００５７】
副軸受２５は、ボール２５ａと、そのボール２５ａを全方位で回転可能に支持するボールホルダ２５ｂと、で構成されている。クランクシャフト６の下部は、ボール２５ａに挿入され、ボール２５ａは、ボールホルダ２５ｂに装着されている。ボールホルダ２５ｂは、副フレーム３５に固定されている。副フレーム３５は、ケーシング円筒部８ａに溶接されている。
【００５８】
貯油部１２５は、ケーシング円筒部８ａ、ケーシング下フタ８ｃ及び副フレーム３５で囲まれた領域である。
【００５９】
圧縮部は、ケーシング円筒部８ａへ溶接等によって固定配置されている。
【００６０】
クランクシャフト６の下端には、昇圧能力を有する給油ポンプ２００が設けられている。クランクシャフト６には、中心軸方向に中央を貫通する給油縦穴６ｂ（給油路）が設けられている。さらに、クランクシャフト６には、副軸受２５や下主軸受２４ｂや上主軸受２４ａへ繋がる給油横穴（給油副横穴６ｇ、給油下主軸受穴６ｆ、給油上主軸受穴６ｅ）が設けられている。上主軸受２４ａは、給油上主軸受穴６ｅ及び給油主軸溝６ｋにより給油されるようになっている。
【００６１】
給油ポンプ２００から吐出される油の一部は、ポンプ連結管６ｚの周囲の隙間を通って、副軸受２５に供給されるようになっている。
【００６２】
クランクシャフト６と旋回軸受２３と旋回ピストン３とで囲まれた領域は、シャフト偏心端部空間１１５である。旋回軸受２３は、シャフト偏心端部空間１１５及び給油偏心溝６ｈから給油されるようになっている。
【００６３】
旋回軸受２３等を通過した油は、背面室１１０等に流入し、フレーム底流路４ｘからフレーム４の下方に排出されるようになっている。
【００６４】
圧縮部の外周には、シリンダ外周溝２ｍやフレーム外周溝４ｍがあり、これらが吐出圧の作動流体の流路となる。
【００６５】
吸込パイプ５０は、ケーシング８の内部に設けられている圧縮部へ外部から作動流体を導入するものである。吐出パイプ５５は、圧縮部で昇圧された作動流体を外部へ吐出するものである。吸込パイプ５０及び吐出パイプ５５は、ケーシング上フタ８ｂに設けられている。このほか、ケーシング上フタ８ｂには、ハーメチック端子２２０が設けられている。このハーメチック端子２２０にモータ線７ｂ３が接続され、外部の電源（図示せず）からモータ７のステータ巻線７ｂ２に電力を供給できるようになっている。
【００６６】
吸込パイプ５０から導入された作動流体は、圧縮部で昇圧され、吐出パイプ５５から外部に吐出されるようになっている。
【００６７】
ここで、作動流体の流れについて説明する。ここでは、後述する図８も参照して説明する。
【００６８】
吸込パイプ５０から導入された作動流体は、圧縮部において圧縮され、吐出穴２ｄ１やバイパス穴２ｅ等から上方へ吹き出す。そして、作動流体は、一旦、吐出カバー２３０に衝突する。このとき、作動流体に含まれる油は、吐出カバー２３０に付着し、分離される。油の量が少なくなった作動流体は、吐出カバー口２３０ａから吹き出し、ケーシング円筒部８ａの内壁に衝突する。これにより、油が更に分離される。その後、作動流体は、ケーシング上部室１２０へ入り、ケーシング上フタ８ｂに設けられた吐出パイプ５５から圧縮機の外部に吐出される。なお、ケーシング上部室１２０においては、作動流体の流速が低下するため、わずかに残った油ミストが沈降しやすくなり、作動流体に含まれる油の量はきわめて少なくなる。
【００６９】
一方、圧縮部の下方には、作動流体の主流は無いが、圧縮部の外周溝であるシリンダ外周溝２ｍやフレーム外周溝４ｍを通って、吐出圧の作動流体が流入するようになっている。これにより、圧縮部の下方を含むケーシング空間全域が吐出圧となる。すなわち、高圧チャンバ方式を実現する。
【００７０】
つぎに、圧縮部の下方に流れる一部の油の流れについて説明する。
【００７１】
フレーム底流路４ｘからフレーム４の下方へ流出する油は、ロータ７ａの周囲を覆ってフレーム４の下面に密着固定されているロータカップ２１０の外側に出る。そして、ロータカップ２１０の外周を伝って、ステータ７ｂへ落下し、さらにステータ巻線７ｂ２が通る穴や外周のステータカット面７ｂ１を通って、モータ７の下の空間へ至る。その後、少量が副フレーム中央穴３５ｂを通って副軸受２５のボール２５ａの内外周に給油する以外は、副フレーム周囲穴３５ａを通って、貯油部１２５へ戻る。
【００７２】
なお、ＲＣ圧縮機は、円筒形状のケーシングの中心軸を水平方向（横）に向けて設置することもできる。この場合に、円筒の中心軸が斜めになっていても問題はない。ただし、この場合は、貯油部１２５の仕切りである副フレーム３５の副フレーム周囲穴３５ａ及び副フレーム中央穴３５ｂの配置を調整して、適量の潤滑油が貯油部１２５の滞留するようにする必要がある。
【００７３】
図５は、本実施例のＲＣ圧縮機の旋回ピストンを示す斜視図である。
【００７４】
本図において、旋回ピストン３は、中央の旋回軸受穴３ａに旋回軸受２３を固定した構成を有する。ＲＣ圧縮機を組み立てる際、旋回軸受２３にクランクシャフト６の偏心シャフト６ａを挿入する（図１）。また、旋回ピストン３の側面には、互いに平行な２つのピストンカット面３ｃ（平面部）と、ピストン先端面３ｅ（曲面部）が設けられている。さらに、旋回ピストン３の上下面には、ピストン上面３ｄとピストン下面３ｆとが設けられている。そして、ピストン上面３ｄには、スライド溝３ｂが設けられている。このスライド溝３ｂは、旋回軸受穴３ａと通じる深さに設定してある。これにより、旋回軸受２３への給油に併せてスライド溝３ｂに給油することができるようになっている。
【００７５】
さらに、スライド溝３ｂは、ピストンカット面３ｃまで達している。また、ピストンカット面３ｃへの給油路とする。これにより、ピストンカット面３ｃと対向する後述のシリンダ溝側面１ｃ２との間のシール性が向上し、漏れが抑制されて圧縮機効率が向上するという効果がある。
【００７６】
ここで、旋回軸受２３は、旋回軸受穴３ａの奥から離して、スライド溝３ｂにかからない位置に配置してある。これにより、スライド溝３ｂの加工時に旋回軸受２３が割れることが無くなり、製造上の課題が無くなる。また、通常、旋回軸受２３は、旋回軸受穴３ａへ固定配置後、内周面を仕上げ加工するが、その際に研磨機を使用することが可能となる。なぜならば、砥石の端部は形状が安定しないために、研磨の際砥石を旋回軸受２３よりも奥まで入れる逃げが必要となるためである。
【００７７】
次に、図２乃至図４に示すローリングシリンダ１を説明する。
【００７８】
図２に示すように、ローリングシリンダ１は、全体としては外形が円柱形状であってシリンダ溝１ｃを有する部材である。
【００７９】
図３に示すように、ローリングシリンダ１は、１個のローリング主体１αと、２個の底付アーチ状ローリング端体１βと、に分割されている。なお、底付アーチ状ローリング端体１βは、単に「ローリング端体」とも呼ぶ。
【００８０】
図４においては、シリンダ溝１ｃの内部構造、及びローリング主体１αと底付アーチ状ローリング端体１βとの接触面の位置が明瞭に示されている。すなわち、当該接触面は、側端境界通過平面と重なる部分を有する。
【００８１】
図３に示すように、ローリング主体１αは、２つのシリンダ溝側面１ｃ２と、１つのシリンダ溝底面１ｃ３と、を有する。シリンダ溝側面１ｃ２には、ローリング外周穴１ｆが設けられている。シリンダ溝底面１ｃ３には、偏心シャフト挿入穴１ｄが設けられている。
【００８２】
底付アーチ状ローリング端体１βは、アーチ状シリンダ溝外周壁１ｗと、アーチ端体底面１βｚと、を有する。アーチ状シリンダ溝外周壁１ｗの内面は、シリンダ溝端面１ｃ１である。シリンダ溝端面１ｃ１は、外周に沿いつつ内面が窪んだ曲面である。
【００８３】
図２及び図４に示すように、シリンダ溝１ｃは、２つのシリンダ溝端面１ｃ１と、２つのシリンダ溝側面１ｃ２と、１つのシリンダ溝底面１ｃ３と、アーチ端体底面１βｚと、で囲まれた領域として形成されている。すなわち、底付アーチ状ローリング端体１β（ローリング端体）は、シリンダ溝１ｃの底面の一部を構成する。
【００８４】
図２に示すように、シリンダ溝端面１ｃ１とシリンダ溝側面１ｃ２との交差部に直線の側端境界線が形成される。側端境界線は、旋回ピストン３（図５）が摺動するシリンダ溝側面１ｃ２とシリンダ溝１ｃの端部壁の内面であるシリンダ溝端面１ｃ１との境界線である。側端境界線は２本あり、側端境界通過平面は、２本の側端境界線を通る平面である。
【００８５】
全体として、シリンダ溝１ｃを囲む外周が円周面であるローリング外周面１ｓとなるローリング円柱１ｂと、中央に偏心シャフト挿入穴１ｄを設けたシリンダ溝底面１ｃ３を含むローリング底端板１ａと、が形成される。ローリング外周穴１ｆは、ローリング外周面１ｓとシリンダ溝側面１ｃ２とを繋ぐものである。
【００８６】
図３は、側端境界線（図２）を含みつつシリンダ溝軸と直交する側端境界通過平面によって、アーチ状シリンダ溝外周壁１ｗ全体を含む２個の底付アーチ状ローリング端体１β（ローリング端体）と、シリンダ溝側面１ｃ２全体を含む残りの部分である１個のローリング主体１αと、に分割した状態を示したものである。この分割によって、ローリング端体にはシリンダ溝底面１ｃ３の一部であるアーチ端体底面１βｚが付随することになる。言い換えると、ローリングシリンダ１は、分割された構成要素である、１個のローリング主体１α及び２個のローリング端体を含み、これらの構成要素に取り囲まれた領域がシリンダ溝１ｃとなっている。
【００８７】
以上のように、ローリングシリンダ１を底付アーチ状ローリング端体とローリング主体１αとに分割したことにより、シリンダ溝１ｃを端部が解放された状態で加工できるため、従来は、掘り込み穴として加工して形成していたシリンダ溝１ｃの形状の精度を高めることができる。
【００８８】
掘り込み穴を形成する際には、一端エンドミルをワーク（ローリングシリンダ１に加工する素材）に垂直に挿入してから溝加工を行う必要があったため、溝深さの精度を上げることが困難であった。これに対して、本実施例のように、端部が解放された溝である場合、エンドミルをワークの側面から入れることができるため、溝深さの精度を容易に向上できる。これにより、圧縮機効率に大きな影響を与えるシリンダ溝１ｃの加工精度を容易に向上することができ、製造コストが低減できるという効果がある。また、製造コストを同一とすれば、加工精度を一段上げることが可能となり、圧縮機効率を一段向上させることができるという効果がある。
【００８９】
この側端境界通過平面での分割により、図３に示すように、アーチ端体垂直分離面１βｖ及び主体垂直分離面１αｖが形成される。
【００９０】
ここで、図１３を用いて、ＲＣ圧縮機の圧縮動作について説明する。
【００９１】
図１３に示すように、一般に、偏心シリンダ穴２ｂ（図１）の底面に設けた吸込溝２ｓ２と、静止シリンダ２の上面から吸込溝２ｓ２に繋がる吸込穴２ｓ１とにより、吸込路２ｓが構成されている。さらに、偏心シリンダ穴２ｂの底面に設けた吐出溝２ｄ２と、静止シリンダ２の上面から偏心シリンダ穴２ｂの底面及び側面並びに吐出溝２ｄ２に繋がる吐出穴２ｄ１とにより、吐出路２ｄが設けられている。また、静止シリンダ２の上面から偏心シリンダ穴２ｂへ貫通する２個のバイパス穴２ｅが設けられている。そして、各バイパス穴２ｅの上面側には、バイパス弁２２が設けられている。
【００９２】
これらのバイパス穴２ｅのうちの１個（図１３の各段階における右側のバイパス穴）は、作動室が吸込室９５となる時から圧縮室１００を経て吐出室１０５に至るまで、常時開口する位置に設ける。そして、他の１個（図１３の各段階における左側のバイパス穴）は、主として、吐出路２ｄの流路抵抗を低減するために、圧縮行程の後半から作動室へ開口し、吐出行程時に大きく開口する位置に設ける。これにより、吐出抵抗を低減し、圧縮機効率を向上させるという効果がある。
【００９３】
図１３から分かるように、ローリング外周穴１ｆのシリンダ溝１ｃ側開口位置は、シリンダ溝１ｃに挿入される旋回ピストン３のスライド溝３ｂだけに臨む位置となっている。前記のとおり、スライド溝３ｂ内には油が供給されている。また、後述するが、その油は、吐出圧となっているため、ローリング外周穴１ｆの他方の開口端であるローリング外周面１ｓへ吐出圧の流体が供給される。さらに、ローリングシリンダ１背面の背面室１１０は、後述するように、吐出圧となる。
【００９４】
これにより、ローリング外周面１ｓ全域を吐出圧とすることができる。つまり、スライド溝３ｂに吐出圧の油を供給する手段とローリング外周穴１ｆと背面室１１０を吐出圧にする手段とによって、ローリング外周吐出圧化手段を構成する。また、ローリング外周穴１ｆによって、ローリング外周面１ｓに供給される油は、ローリングシリンダ１を挿入する静止シリンダ２の偏心シリンダ穴２ｂとの潤滑を改善し、摩擦損失を低減して、圧縮機効率を向上させるという効果がある。
【００９５】
以上より、図３に示す２個の底付アーチ状ローリング端体１βと１個のローリング主体１αとは、前記のローリング外周吐出圧化手段によってローリング外周面１ｓに付加される吐出圧により、分割面（主体垂直分離面１αｖ及びアーチ端体垂直分離面１βｖ）が互いに付勢される。このようにして、ローリングシリンダ１は一体化する。
【００９６】
また、本実施例においては、図３に示すように、底付アーチ状ローリング端体１βの底面であるアーチ端体底面１βｚの深さＨβをローリング主体１αのシリンダ溝底面１ｃ３の深さＨα以上の深さとする。つまり、Ｈβ≧Ｈαとする。すなわち、底付アーチ状ローリング端体１βにより構成されるシリンダ溝１ｃの底面の深さ（Ｈβ）は、ローリング主体１αにより構成されるシリンダ溝１ｃの底面の深さ（Ｈα）以上である。
【００９７】
これにより、シリンダ溝１ｃ側にアーチ端体垂直分離面１βｖは臨まなくなる。よって、シリンダ溝底面１ｃ３と常時摺動しながらシリンダ溝１ｃ内を往復運動する旋回ピストン３が、アーチ端体底面１βｚに差し掛かり始めても、両者は衝突することがない。よって、圧縮動作が滑らかに行われるため、振動騒音が低減するという効果がある。さらに、衝突が回避されるために、摩耗の危険性も低減し、信頼性を向上できるという効果がある。さらに、モータ７の効率が向上して圧縮機効率が向上するという効果もある。
【００９８】
次に、静止シリンダ２及びこれに固定配置されるピン機構５について、図１及び図１３を用いて説明する。
【００９９】
静止シリンダ２は、外周側面にシリンダ外周溝２ｍ、そして下面にシリンダ回転軸を中心軸とする円形の偏心シリンダ穴２ｂを開ける。ここで、シリンダ外周溝２ｍは、フレーム４を静止シリンダ２へ取り付ける際に、フレーム外周溝４ｍと連通する位置に設ける。そして、偏心シリンダ穴２ｂの底面にピン軸を中心軸とする固定ピン５ｓを固定配置し、それを中心として回転自由な形態でスライダ５ａを設置する。固定ピン５ｓの下端には、スライダフランジ５ｂを設けて、スライダ５ａを軸方向に支持する。また、このスライダ５ａの側面に設ける２つの平面部は、旋回ピストン３のスライド溝３ｂに挿入され、前記したピンスライド機構を構成する。
【０１００】
スライダ５ａは、スライダフランジ５ｂと摺動する面を限定し、摩擦損失を抑制する効果がある。また、スライダ５ａの上部は、静止シリンダ２の偏心シリンダ穴２ｂ底面との間に隙間を設定する。これにより、摺動を回避して摩擦損失を低減させるという効果がある。
【０１０１】
次に、上記した圧縮部の構成要素の組立てや圧縮動作に伴う作動流体や油の流れを説明し、本発明の作用効果を解説する。
【０１０２】
ローリングシリンダ１の偏心シャフト挿入穴１ｄへ偏心シャフト６ａを挿入させるようにしてローリングシリンダ１を組み込み、ピストンカット面３ｃをシリンダ溝１ｃの側面へ隙間嵌合させつつ旋回軸受２３へ偏心シャフト６ａを挿入させる。
【０１０３】
次に、そのアセンブリの上部から、静止シリンダ２を、スライダ５ａがスライド溝３ｂへ挿入させられ、ローリングシリンダ１が偏心シリンダ穴２ｂへ挿入させられるように、被せる。そして、ローリングシリンダ１とフレーム４の位置決めを、両者に設ける位置決めのためのノックピン穴へのノックピン挿入や組立治具の使用により行う。そして、クランクシャフト６の回転が滑らかに行われることを確認しながら、静止シリンダ２をシリンダボルト９０でフレーム４へ取付ける。
【０１０４】
これにより、クランクシャフト６がモータ７によって回されると、旋回ピストン３が旋回運動し、図１３で示すような圧縮動作が生じる。
【０１０５】
次に、作動流体の流れを説明する。
【０１０６】
作動流体は、ＲＣ圧縮機外部の吸込系から吸込パイプ５０と吸込路２ｓからなる吸込流路を通って圧縮部へ入り、図１３で示す圧縮動作によって昇圧する。このように昇圧した作動流体は、吐出路２ｄから静止シリンダ２の上部へ噴き出る。ここで、静止シリンダ２の上部には吐出カバー２３０が固定配置されているため、その内部空間である吐出カバー室１３０に噴き出たことになる。その後、作動流体は、吐出カバー板２３０ｂに衝突し、作動流体内に含まれる油の多くを分離した後、径方向からずれて吐出カバー室１３０の内壁に概略沿った角度で設ける吐出カバー口２３０ａから旋回流となって旋回室１４０へ噴き出る。そこでは、作動流体中に残る油が遠心力でケーシング円筒部８ａの内壁に付着して分離される。
【０１０７】
ここで、運転圧力比がＲＣ圧縮機の固有容積比に対応した圧力比よりも低い過圧縮条件では、圧縮室１００が吐出路２ｄへ至る前に、圧縮室１００内の作動流体は、吐出圧に達してしまう。この時点で、吐出路２ｄの開口よりも前にバイパス弁２２が開口し、バイパス穴２ｅから吐出を開始できるため、過圧縮が抑制され、圧縮機効率が向上するという効果がある。
【０１０８】
さらに、本実施例では、図３で明示する通り、作動室が吐出圧となる側の底付アーチ状ローリング端体１βとローリング主体１αの間に作用する付勢力が無くなる。これは、前記したローリング外周吐出圧化手段によって吐出圧となっている底付アーチ状ローリング端体１βの外側圧力が内側圧力以下となるためである。これにより、両者（底付アーチ状ローリング端体１βとローリング主体１α）は離間する。この結果、アーチ端体垂直分離面１βｖと主体垂直分離面１αｖとの隙間によって、圧縮室１００と背面室１１０を繋ぐ流路が形成され、これを通って作動流体が圧縮室１００から背面室１１０へ吐出する。
【０１０９】
つまり、本実施例では、ローリングシリンダ１をローリング主体１αと底付アーチ状ローリング端体１βとに分割し、それらをローリング外周吐出圧化手段によって付勢させることで、過圧縮が一層抑制される。これにより、圧縮機効率が向上するという効果がある。
【０１１０】
背面室１１０へ吐出した作動流体は、フレーム底流路４ｘ、フレーム外周溝４ｍ、シリンダ外周溝２ｍを通って、旋回室１４０へ入り、作動流体の主流と合流する。
【０１１１】
最後に、吐出カバー板２３０ｂの外周隙間からケーシング上フタ８ｂの下端面で流れを変えられながらケーシング上部室１２０へ入り、それまでに分離しきれなかった油を沈降作用によって分離する。そして、その後、作動流体は、吐出パイプ５５からＲＣ圧縮機外部の吐出系へ出る。
【０１１２】
これにより、圧縮部の下部に流れ込む作動流体の主流は無いが、シリンダ外周溝２ｍやフレーム外周溝４ｍがあるために、吐出圧の作動流体が流入するため、圧縮部の下部も含むケーシング空間全域が吐出圧となる。
【０１１３】
特に、次の油の流れの説明に記載するように、ローリングシリンダ１の背面の背面室１１０も吐出圧となることから、ローリングシリンダ１は旋回ピストン３を挟み込みながら静止シリンダ２へ付勢し、作動室のシール部を形成する軸方向隙間を縮小させる。この軸方向隙間としては、ピストン上面３ｄと偏心シリンダ穴２ｂの底面との隙間、ピストン下面３ｆとシリンダ溝底面１ｃ３との隙間、さらに、ローリングシリンダ１の上面と偏心シリンダ穴２ｂの底面との隙間がある。
【０１１４】
これにより、シール性が向上し、圧縮機効率が向上するという効果がある。さらに、これらの面上に、馴染み性の被膜を設けると、隙間が一層狭まり、シール性が一層向上し、圧縮機効率が一層向上する。そのような皮膜としては、例えば、材質が鋳鉄の場合、リン酸マンガン化合物がある。
【０１１５】
つぎに、油の流れを説明する。
【０１１６】
貯油部１２５の油は、給油ポンプ２００によって、ポンプ連結管６ｚを介して給油縦穴６ｂへ送り込まれる。そして、その油は、前記した通り、３か所の給油横穴を介して各軸受部（副軸受２５、下主軸受２４ｂ、上主軸受２４ａ）へ供給される。これらのうち上主軸受２４ａは、給油上主軸受穴６ｅから直接供給される流路と一旦給油主軸溝６ｋに入ってから供給される流路があるため、給油量は多くなる。その後は、下主軸受２４ｂへ供給された油とともに、給油主軸溝６ｋのシャフトつば部６ｃの下面箇所を通って、背面室１１０へ入る。
【０１１７】
また、給油縦穴６ｂの最上部の開口部から、クランクシャフト６と旋回軸受２３と旋回ピストン３で囲まれたシャフト偏心端部空間１１５へ油が流入し、そこから、給油偏心溝６ｈによって旋回軸受２３へ供給されるとともに、スライド溝３ｂへ供給される。また、旋回軸受２３に入った油は、旋回軸受２３を潤滑した後、旋回軸受２３の下端から背面室１１０へ流入する。一方、スライド溝３ｂへ入った油は、その後、スライド溝内に構成されるピンスライド機構を潤滑するとともに、ごく一部は、互いに付勢されるピストン上面３ｄと偏心シリンダ穴２ｂ底面の隙間に供給される。さらに、スライド溝３ｂがピストンカット面３ｃまで突き抜けているため、シリンダ溝１ｃ側面とピストンカット面３ｃの隙間へも一部が給油される、さらに、前記した通り、ローリング外周穴１ｆによってローリング外周面１ｓに給油し、背面室１１０へ流れ出る。
【０１１８】
このようなシャフト偏心端部空間１１５からの給油路により、互いに付勢しているピストン上面３ｄやローリングシリンダ１上面と偏心シリンダ穴２ｂ底面における隙間及びピストン下面３ｆとシリンダ溝底面１ｃ３における隙間の更なるシール性向上と摩擦損失低減を実現する。また、シリンダ溝側面１ｃ２とピストンカット面３ｃにおける隙間のシール性向上と旋回ピストン３がローリングシリンダ１を回すためのトルクを発生させるピストンカット面３ｃの端線部の摩擦損失低減も実現できる。また、上主軸受２４ａ、下主軸受２４ｂ、旋回軸受２３及びピンスライド機構を潤滑するため、摩擦損失の低減を実現する。
【０１１９】
ところで、前記した各シール隙間へ入った油は、再び作動室へ入り、作動流体と混ざる。そして、作動流体と混ざり合った油は、作動室から低圧の作動室へ漏れ出る際（吐出室１０５から圧縮室１００や吸込室９５へ漏れ出る場合や圧縮室１００から吸込室９５へ漏れ出る場合）に、隙間を埋めてシール性を向上させるという効果がある。
【０１２０】
以上より、ＲＣ圧縮機の圧縮機効率の向上を実現できる。
【０１２１】
背面室１１０へ入った油は、その後、フレーム底流路４ｘによって、フレーム４の下面側から圧縮部の下部空間にあるステータ７ｂの上面へ排出される。この結果、前記の通り、背面室１１０の圧力である背圧は吐出圧となる。これにより、ローリングシリンダ１と旋回ピストン３からなる可動部は、背面全域（ローリング底端板１ａの反作動室側全域及びピストン下面３ｆの偏心シャフト挿入穴１ｄからの露出部）が吐出圧となる。一方、可動部の上面側には、吐出圧以下の領域である吸込室９５や圧縮室１００が常に形成されるため、平均圧力は吐出圧よりも低くなる。よって、前記の通り、可動部は常に静止シリンダ２へ付勢される。この結果、前記した通り、旋回ピストン３のピストン上面３ｄとピストン下面３ｆ及びローリングシリンダ１の上面の軸方向隙間が縮小し、シール性が向上して、圧縮機効率向上が実現する。
【０１２２】
一方、いろいろなシール隙間を経由して作動室へ流入した油は、作動室内の作動流体と混ざり、吸込や圧縮や吐出行程中に作動流体が漏れ流路に入ったときに、漏れ流路内に油膜を形成し、内部漏れを抑制する。さらに、大多数の漏れ流路は圧縮要素間の相対運動箇所であるため、流入した油は摩擦を低減して潤滑性を向上させる。このようにして、圧縮機効率を向上させるという効果がある。
【０１２３】
このように作動流体に混ざった油は、作動室での内部循環を伴いながら、作動流体の流れの説明で記したとおり、最終的に、吐出カバー室１３０へ作動流体とともに噴き出し、段階的に作動流体から分離する。このようにして分離した油は、圧縮部の外周にあるシリンダ外周溝２ｍ及びフレーム外周溝４ｍを通って、圧縮部の下部空間にあるステータ７ｂの上面へ排出される。
【０１２４】
この結果、給油縦穴６ｂを通って圧縮部へ上がった油は、全て、ステータ７ｂの上面に集まる。その後、外周のステータカット面７ｂ１やステータ巻線７ｂ２が通る穴を通って、モータ７の下の空間へ至る。その後、少量が副フレーム中央穴３５ｂを通って副軸受２５のボール２５ａの内外周に給油する以外は、副フレーム周囲穴３５ａを通って、貯油部１２５へ戻る。
【０１２５】
また、ローリング端体である底付アーチ状ローリング端体１βを焼結で製造することが考えられる。すなわち、ローリング端体を焼結成形体をとする。
【０１２６】
一般に、焼結による成形は、機械加工と比較して寸法精度が低くなるため、高精度が要求される部分には不向きである。ローリングシリンダ１は、高い寸法精度が要求される要素であるが、高精度要求箇所は限定されている。具体的には、相対的に往復運動する旋回ピストン３との摺動面であるシリンダ溝側面１ｃ２及びシリンダ溝底面１ｃ３、並びにシリンダ溝１ｃの回転中心を規定するローリング外周面１ｓである。これらは、一部の箇所を除いて大部分がローリング主体１αにあるため、ローリング主体１αの形状精度を保つために、これまでと同様に機械加工を行う。そして、一部の箇所を除いて形状精度を高くする必要が無い箇所が多いローリング端体である底付アーチ状ローリング端体１βを、中レベルの形状精度であるが、製造コストが非常に低い焼結で製作するものである。
【０１２７】
これにより、必要な高い形状精度を確保しつつ、製造コストを低減できるため、圧縮機効率が高い圧縮機を低コストで実現できるという効果がある。
【０１２８】
ところで、底付アーチ状ローリング端体１βには、シリンダ溝底面１ｃ３の一部であるアーチ端体底面１βｚがあるが、Ｈβ≧Ｈα（図３参照）として、アーチ端体底面１βｚがピストン下面３ｆと接触しないようにする。また、底付アーチ状ローリング端体１βには、ローリング外周面１ｓの一部があるが、対向面である偏心シリンダ穴２ｂの内周面と接触しないように、アーチ端体垂直分離面１βｖが主体垂直分離面１αｖに付勢されたとき、ローリング主体１α側のローリング外周面１ｓよりも内側となるようにする。すなわち、偏心シリンダ穴２ｂの内周面との隙間がローリング主体１αの箇所よりも拡大させる。
【０１２９】
これにより、過圧縮や液圧縮時に底付アーチ状ローリング端体１βがローリング主体１αから離間した際、アーチ端体垂直分離面１βｖと主体垂直分離面１αｖとの間隔が増大するため、そこを作動流体が流れる際の流路抵抗が低下する。このため、より一層過圧縮を抑制し、圧縮機効率をより一層向上できるという効果がある。また、液圧縮もより一層抑制できるため、圧縮機の信頼性をより一層向上できるという効果がある。
【０１３０】
ここで、アーチ端体垂直分離面１βｖを焼結製造後に仕上げ機械加工してもよい。この結果、アーチ端体垂直分離面１βｖと主体垂直分離面１αｖが付勢する際のシール性が向上するため、作動室が吸込室９５や圧縮室１００となる時に、背面室１１０から吐出圧の作動流体が漏れ込むことを抑制できる。これにより、圧縮機効率が向上するという効果が生じる。
【０１３１】
次に、本実施例の変形例として、図２及び図３において符号１ｎで示すローリング外周環状溝を追加した構成について説明する。
【０１３２】
ローリング外周環状溝１ｎは、ローリング外周穴１ｆにかかる位置に設けるため、ローリング外周穴１ｆから流入する油で満たされる。よって、ローリング外周面１ｓと対向する偏心シリンダ穴２ｂの内周面との間の潤滑性が向上するとともに、摺動面積が低減するため、摩擦損失が低減し、圧縮機効率が向上するという効果がある。
【０１３３】
また、ローリング外周環状溝１ｎに加え、摺動する外周面に、上段外周面給油カット面１ｒ１及び下段外周面給油カット面１ｒ３で構成される外周面給油カット面１ｒ（図４参照）を追加してもよい（別の変形例）。
【０１３４】
これにより、摺動面に油を容易に流入できるため、摩擦損失が低減し、更に圧縮機効率が向上するという効果がある。
【０１３５】
また、外周面給油カット面１ｒは、ローリングシリンダ１が偏心シリンダ穴２ｂの内周に押し付けられるアーチ状シリンダ溝外周壁１ｗよりも回転で先行する位置に設けるため、油を負荷面の直前で入れることができる。よって、低温のために粘度が高い油を負荷面に入れることができ、油膜切れによる固体接触が起こらない。したがって、摩擦損失が一層低減し、圧縮機効率が一層向上するという効果がある。
【０１３６】
さらに、下段外周面給油カット面１ｒ３の設置によって、ローリング外周環状溝１ｎの油を、常時、背面室１１０へ大量に流し出すことができるようになるため、ローリング外周環状溝１ｎに至る油給油経路内に滞留する油が少なくなる。この結果、各部へ供給する油の温度上昇を抑制できるため、それらの油を供給する各摺動部における油膜切れを抑制でき、それら各部の摩擦損失が低減するため、圧縮機効率を一層向上できるという効果がある。
【実施例２】
【０１３７】
図６は、実施例２のローリングシリンダを示す斜視図である。
【０１３８】
図７は、本実施例のローリングシリンダを分解した状態を示したものである。
【０１３９】
本実施例のローリングシリンダは、実施例１と同様の部分も多いため、実施例１及びその複数の変形例と同様の構成に関する説明は省略する。
【０１４０】
図６及び７において実施例１及びその複数の変形例と異なる部分は、次のとおりである。
【０１４１】
図７には、ローリング主体１αと底付アーチ状ローリング端体１βとを分離した状態が明瞭に示されている。図７に示すローリング主体１αは、主体水平分離面１αｈを有する。一方、底付アーチ状ローリング端体１βは、アーチ端体水平分離面１βｈを有する。
【０１４２】
ローリング主体１αは、主体水平分離面１αｈ及び主体垂直分離面１αｖで構成された折れ曲がった分離面を有する。一方、底付アーチ状ローリング端体１βは、アーチ端体水平分離面１βｈ及びアーチ端体垂直分離面１βｖで構成された折れ曲がった分離面を有する。すなわち、主体水平分離面１αｈは、底付アーチ状ローリング端体１βの底面（アーチ端体水平分離面１βｈ）と接触する。
【０１４３】
なお、図６に示すローリング底端板１ａは、主体水平分離面１αｈを含む部位及びアーチ端体水平分離面１βｈを含む部位で構成されている。
【０１４４】
このような構成により、起動時に、背面室１１０（図１）の圧力が十分に上昇しない場合でも、主体水平分離面１αｈによって、スムースに、底付アーチ状ローリング端体１βを偏心シリンダ穴２ｂの底面へ付勢することができる。よって、起動不良を防止し、確実な圧縮運転ができるという効果がある。
【０１４５】
さらに、分離面間の極めて微小な隙間による漏れ流路が、途中で折れ曲がっている上に、一般に長くなるため、流路抵抗が増大する。よって、作動室のシール性が向上するため、圧縮機効率が向上するという効果もある。
【実施例３】
【０１４６】
図８は、実施例３のローリングシリンダを平面図で示したものである。
【０１４７】
本実施例は、次の点以外は、実施例１及びその複数の変形例や実施例２と同様である。
【０１４８】
本実施例において実施例１等と異なる点は、シリンダ溝の形状をシリンダ溝出っ張り端面１ｃ１’に変更し、それに対応する旋回ピストン３（図１）の形状をピストン出っ張り先端面３ｅ’（図８で二点鎖線で表示）とした点である。他の部分については、説明を省略する。
【０１４９】
本実施例の場合、図８に示すように、旋回ピストン３がシリンダ溝１ｃの端に寄った状態で、ピストン出っ張り先端面３ｅ’（二点鎖線で描画）の一部（クロスハッチングで示す部分）が側端境界通過平面より右方に出っ張るため、旋回ピストン３がアーチ端体底面１βｚから完全に外れることが無くなる。アーチ端体底面１βｚの深さ（図３や図７に示すＨβ）がローリング主体１αのシリンダ溝底面１ｃ３の深さ（図３や図７に示すＨα）に極めて近い値である場合、デッドボリュームが小さくなり、高い圧縮機効率を実現できる。
【０１５０】
なお、ローリング主体１αが底付アーチ状ローリング端体１βよりも偏心シリンダ穴２ｂの底面への付勢が不完全になると、状況によっては、アーチ端体底面１βｚの方がローリング主体１αのシリンダ溝底面１ｃ３よりも高くなる傾向が生じる。このような場合であっても、本実施例のように、ピストン出っ張り先端面３ｅ’によって出っ張ったピストン下面３ｆが、シリンダ溝底面１ｃ３よりもアーチ端体底面１βｚが浮上することを常時阻止する。言い換えると、旋回ピストン３は、往復運動において底付アーチ状ローリング端体１βにより構成されるシリンダ溝１ｃの底面（アーチ端体底面１βｚ）に常に重なる出っ張り部分を有する。このため、旋回ピストン３が分離面であるアーチ端体垂直分離面１βｖに衝突して、騒音や振動が発生したりすることを回避できる。
【０１５１】
また、極端な場合には、旋回ピストン３の停止による圧縮機の停止が生じる可能性もあるが、それも回避できるため、安定した圧縮運転を行うことができるという点で、信頼性を向上できるという効果がある。
【実施例４】
【０１５２】
本実施例は、図９〜１２を用いて説明する。
【０１５３】
図９は、実施例４のＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す平面図である。
【０１５４】
図１０は、図９のローリングシリンダの斜視図である。
【０１５５】
図１１は、図１０のローリングシリンダを分解した状態を示したものである。
【０１５６】
図１２は、本実施例の旋回ピストンを示したものである。
【０１５７】
本実施例の基本的な構造は、実施例２と同様である。よって、同様な箇所に関する説明は省略する。
【０１５８】
本実施例においては、図９に示すように、シリンダ溝１ｃの上面形状を長方形とし、シリンダ溝１ｃの端面を側端境界通過平面と同一平面にしている。ローリング端体としては、ローリング端体平面が無いカット円柱状ローリング端体１γを用いている。カット円柱状ローリング端体１γは、シリンダ溝平坦端面１ｃ４を有する。
【０１５９】
旋回ピストン３の外形は、図１２に示すように、直方体形状としている。旋回ピストン３の先端面は、シリンダ溝平坦端面１ｃ４に対応して、平坦なピストン先端平坦面３ｈとしている。
【０１６０】
シリンダ溝１ｃの外周壁は、カット円柱状シリンダ溝外周壁１ｘである。さらに、垂直分離面は、シリンダ溝平坦端面１ｃ４と同一面の円柱端体垂直分離面１γｖであり、水平分離面は、カット円柱状シリンダ溝外周壁１ｘの水平断面と同じ形状の円柱端体水平分離面１γｈである。
【０１６１】
以上のように、ローリング端体であるカット円柱状ローリング端体１γは、円柱をカットしてできる極めて単純な形状となるため、加工コストを大幅に低減できるという効果がある。また、焼結によって製造した場合、製造法の容易さによる一層の加工コスト低減を図ることができる。さらに、形状の単純さのため、焼結で製造してさえも形状精度の向上が容易に実現できるため、圧縮機効率が向上するという効果もある。
【０１６２】
本実施例においては、水平な分離面（円柱端体水平分離面１γｈ）がある場合のみを示したが、それが無い場合ももちろん考えられる。この場合には、ローリング端体の高さの管理は不要となり、更に製造コストを低減できるという効果がある。
【０１６３】
最後に、本発明の効果をまとめて示す。
【０１６４】
（１）過圧縮の抑制により、圧縮機効率を向上することができる。
【０１６５】
（２）液圧縮の抑制により、信頼性を向上することができる。
【０１６６】
（３）加工精度の向上により、シール部の隙間を小さくし、漏れを抑制することにより、圧縮機効率を向上することができる。
【０１６７】
（４）部品の加工を容易にすることにより、製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【０１６８】
１：ローリングシリンダ、１ａ：ローリング底端板、１ｂ：ローリング円柱、１ｃ：シリンダ溝、１ｃ１：シリンダ溝端面、１ｃ１’：シリンダ溝出っ張り端面、１ｃ２：シリンダ溝側面、１ｃ３：シリンダ溝底面、１ｃ４：シリンダ溝平坦端面、１ｄ：偏心シャフト挿入穴、１ｆ：ローリング外周穴、１ｎ：ローリング外周環状溝、１ｒ：外周面給油カット面、１ｒ１：上段外周面給油カット面、１ｒ３：下段外周面給油カット面、１ｓ：ローリング外周面、１ｗ：アーチ状シリンダ溝外周壁、１ｘ：カット円柱状シリンダ溝外周壁、１α：ローリング主体、１αｈ：主体水平分離面、１αｖ：主体垂直分離面、１β：底付アーチ状ローリング端体、１βｈ：アーチ端体水平分離面、１βｖ：アーチ端体垂直分離面、１βｚ：アーチ端体底面、１γ：カット円柱状ローリング端体、１γｈ：円柱端体水平分離面、１γｖ：円柱端体垂直分離面、２：静止シリンダ、２ｂ：偏心シリンダ穴、２ｄ：吐出路、２ｄ１：吐出穴、２ｄ２：吐出溝、２ｅ：バイパス穴、２ｍ：シリンダ外周溝、２ｓ：吸込路、２ｓ１：吸込穴、２ｓ２：吸込溝、３：旋回ピストン、３ａ：旋回軸受穴、３ｂ：スライド溝、３ｃ：ピストンカット面、３ｄ：ピストン上面、３ｅ：ピストン先端面、３ｅ’：ピストン出っ張り先端面、３ｆ：ピストン下面、３ｈ：ピストン先端平坦面、４：フレーム、４ｃ：つば受面、４ｍ：フレーム外周溝、４ｘ：フレーム底流路、５：ピン機構、５ａ：スライダ、５ｂ：スライダフランジ、５ｓ：固定ピン、６：クランクシャフト、６ａ：偏心シャフト、６ｂ：給油縦穴、６ｃ：シャフトつば部、６ｄ：シャフトネック、６ｅ：給油上主軸受穴、６ｆ：給油下主軸受穴、６ｇ：給油副横穴、６ｈ：給油偏心溝、６ｋ：給油主軸溝、６ｚ：ポンプ連結管、７：モータ、７ａ：ロータ、７ｂ：ステータ、７ｂ１：ステータカット面、７ｂ３：モータ線、８ａ：ケーシング円筒部、８ｂ：ケーシング上フタ、８ｃ：ケーシング下フタ、２２：バイパス弁、２３：旋回軸受、２４：主軸受、２４ａ：上主軸受、２４ｂ：下主軸受、２５：副軸受、２５ａ：ボール、２５ｂ：ボールホルダ、３５：副フレーム、３５ａ：副フレーム周囲穴、３５ｂ：副フレーム中央穴、５０：吸込パイプ、５５：吐出パイプ、８０：主バランス、８２：カウンタバランス、９０：シリンダボルト、９５：吸込室、１００：圧縮室、１０５：吐出室、１１０：背面室、１１５：シャフト偏心端部空間、１２０：ケーシング上部室、１２５：貯油部、１３０：吐出カバー室、１４０：旋回室、２００：給油ポンプ、２２０：ハーメチック端子、２３０：吐出カバー、２３０ａ：吐出カバー口、２３０ｂ：吐出カバー板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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