(57)【要約】【課題】摺動によるピストンの損傷を抑制する。【解決手段】圧縮機１０は、第１シリンダ４１ａと、第１ピストン４２ａと、第２シリンダ４１ｂと、第２ピストン４２ｂと、ミドルプレート４４と、可動ピース４６と、を備える。第１シリンダ４１ａは、第１シリンダ室６１ａを有する。第１ピストン４２ａは、第１シリンダ室６１ａに設けられる。第２シリンダ４１ｂは、第２シリンダ室６１ｂを有する。第２ピストン４２ｂは、第２シリンダ室６１ｂに設けられる。ミドルプレート４４は、第１シリンダ４１ａ及び第２シリンダ４１ｂの間に設置され、第１シリンダ室６１ａと第２シリンダ室６１ｂを連通させる貫通孔４４ｈを有する。可動ピース４６は、貫通孔４４ｈに設けられ、第１シリンダ室６１ａの側又は第２シリンダ室６１ｂの側に移動できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シリンダ室（６１ａ）を有する第１シリンダ（４１ａ）と、
前記第１シリンダ室に設けられる第１ピストン（４２ａ）と、
第２シリンダ室（６１ｂ）を有する第２シリンダ（４１ｂ）と、
前記第２シリンダ室に設けられる第２ピストン（４２ｂ）と、
前記第１シリンダ及び前記第２シリンダの間に設置され、前記第１シリンダ室と前記第２シリンダ室を連通させる貫通孔（４４ｈ）を有するミドルプレート（４４）と、
前記貫通孔に設けられ、前記第１シリンダ室の側又は前記第２シリンダ室の側に移動できる可動ピース（４６）と、
を備える、ロータリー圧縮機（１０）。
【請求項２】
前記第１シリンダ及び前記第１ピストンによって圧縮された流体を前記第１シリンダ室の外部へ吐出するための第１吐出ポート（４３ｐ）と、
前記第２シリンダ及び前記第２ピストンによって圧縮された流体を前記第２シリンダ室の外部へ吐出するための第２吐出ポート（４５ｐ）と、
をさらに備え、
前記貫通孔は、平面視において、前記第１吐出ポート及び前記第２吐出ポートの近傍に設けられる、
請求項１に記載のロータリー圧縮機。
【請求項３】
前記可動ピースは、平面視において、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの公転周期にわたって常に少なくとも部分的に、前記第１シリンダ及び前記第１ピストンのいずれか、及び、前記第２シリンダ及び前記第２ピストンのいずれか、と重なる、
請求項１又は請求項２に記載のロータリー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
２つのシリンダを有するロータリー圧縮機。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２００７−３０３３２５号公報）には、ロータリー圧縮機が開示されている。ロータリー圧縮機はシリンダ部材とピストンを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
圧縮機の運転時の圧力又は熱膨張などにより、部材がわずかに変形することがある。このとき、ピストンを包囲する部材とピストンの隙間が減少し、両者が摺動することにより、ピストンが損傷するおそれがある。したがって、摺動によるピストンの損傷を抑制することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１観点のロータリー圧縮機は、第１シリンダと、第１ピストンと、第２シリンダと、第２ピストンと、ミドルプレートと、可動ピースと、を備える。第１シリンダは、第１シリンダ室を有する。第１ピストンは、第１シリンダ室に設けられる。第２シリンダは、第２シリンダ室を有する。第２ピストンは、第２シリンダ室に設けられる。ミドルプレートは、第１シリンダ及び第２シリンダの間に設置され、第１シリンダ室と第２シリンダ室を連通させる貫通孔を有する。可動ピースは、貫通孔に設けられ、第１シリンダ室の側又は第２シリンダ室の側に移動できる。
【０００５】
この構成によれば、可動ピースが、第１シリンダ室と第２シリンダ室の差圧に応じて移動する。したがって、一方のシリンダ室においてピストンが可動ピースに接近するとき、そのシリンダ室において高圧が生じ、可動ピースをもう一方のシリンダ室へ追いやる。その結果、ピストンが可動ピースと擦れる事態を抑制できる。
【０００６】
第２観点のロータリー圧縮機は、第１観点のロータリー圧縮機であって、第１吐出ポートと、第２吐出ポートと、をさらに備える。第１吐出ポートは、第１シリンダ及び第１ピストンによって圧縮された流体を第１シリンダ室の外部へ吐出するためのものである。第２吐出ポートは、第２シリンダ及び第２ピストンによって圧縮された流体を第２シリンダ室の外部へ吐出するためのものである。貫通孔は、平面視において、第１吐出ポート及び第２吐出ポートの近傍に設けられる。
【０００７】
この構成によれば、貫通孔は吐出ポートの近傍に設けられる。吐出ポートの近傍には高温の冷媒が位置するので、ピストンの熱膨張が起こりやすい。その結果、熱膨張に起因するピストンの損傷を、可動ピースの退避によってより抑制できる。
【０００８】
第３観点のロータリー圧縮機は、第１観点又は第２観点のロータリー圧縮機であって、  可動ピースは、平面視において、第１ピストン及び第２ピストンの公転周期にわたって常に少なくとも部分的に、第１シリンダ及び第１ピストンのいずれか、及び、第２シリンダ及び第２ピストンのいずれか、と重なる。
【０００９】
この構成によれば、可動ピースの上下が、いずれかの部材と重なる。したがって、可動ピースが貫通孔から外れることが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】圧縮機１０の断面図を示す。
【図２】第１シリンダ４１ａの断面図である。
【図３】第２シリンダ４１ｂの断面図である。
【図４Ａ】クランク軸３５の回転角が０°の場合の第１ピストン４２ａの位置を示す図である。
【図４Ｂ】クランク軸３５の回転角が９０°の場合の第１ピストン４２ａの位置を示す図である。
【図４Ｃ】クランク軸３５の回転角が１８０°の場合の第１ピストン４２ａの位置を示す図である。
【図４Ｄ】クランク軸３５の回転角が２７０°の場合の第１ピストン４２ａの位置を示す図である。
【図５】圧力変化を表すグラフである。
【図６】可動ピース４６の動きを示す概略図である。
【図７】可動ピース４６の動きを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（１）全体構成
図１は一実施形態に係る圧縮機１０を示す。圧縮機１０は、流体である冷媒を圧縮するのに用いられる。圧縮機１０は、２シリンダ型のロータリー圧縮機である。圧縮機１０は、ケーシング２０、モータ３０、クランク軸３５、圧縮機構４０を有する。
【００１２】
（２）詳細構成
（２−１）ケーシング２０
ケーシング２０は、胴部２１、上蓋部２２、下蓋部２３を有する。胴部２１は、例えば円筒形である。上蓋部２２及び下蓋部２３は、胴部２１に接合されている。胴部２１には第１吸入管１１ａ及び第２吸入管１１ｂが取り付けられている。上蓋部２２には吐出管１２が取り付けられている。ケーシング２０の下部には、潤滑油を貯留するための油貯留部１９が設けられている。
【００１３】
（２−２）モータ３０
モータ３０は、クランク軸３５を回転させる動力を発生する。モータ３０は、ステータ３１及びロータ３２を有する。ステータ３１は、胴部２１に固定されている。ロータ３２は、ステータ３１と磁気的に相互作用することによって回転する。
【００１４】
（２−３）クランク軸３５
クランク軸３５は、モータ３０の動力を圧縮機構４０へ伝達する。クランク軸３５は、主軸部３６、第１偏心部３７ａ、第２偏心部３７ｂを有する。
【００１５】
主軸部３６は、回転軸ＲＡと同心である部位である。主軸部３６は、ロータ３２に固定されている。
【００１６】
第１偏心部３７ａ及び第２偏心部３７ｂは、回転軸ＲＡに対して偏心している。第１偏心部３７ａの形状及び第２偏心部３７ｂの形状は、回転軸ＲＡを基準として互いに対称である。
【００１７】
クランク軸３５の下端にはオイルチューブ３９が設けられている。オイルチューブ３９は、油貯留部１９から潤滑油を汲み上げる。汲み上げられた潤滑油は、クランク軸３５の内部の油通路３５ｐを上昇し、圧縮機構４０の摺動箇所に供給される。
【００１８】
（２−４）圧縮機構４０
圧縮機構４０は、２シリンダ型の圧縮機構である。圧縮機構４０は、第１シリンダ４１ａ、第１ピストン４２ａ、第２シリンダ４１ｂ、第２ピストン４２ｂ、フロントヘッド４３、ミドルプレート４４、リアヘッド４５を有する。
【００１９】
第１シリンダ４１ａは、第１シリンダ室６１ａを有する。第１ピストン４２ａは、第１シリンダ室６１ａに収容される。第２シリンダ４１ｂは、第２シリンダ室６１ｂを有する。第２ピストン４２ｂは、第２シリンダ室６１ｂに収容される。第１ピストン４２ａには、第１偏心部３７ａが嵌め込まれている。第２ピストン４２ｂには、第２偏心部３７ｂが嵌め込まれている。
【００２０】
第１シリンダ４１ａ、第１ピストン４２ａ、フロントヘッド４３、ミドルプレート４４は、第１圧縮室４９ａを画定する。
【００２１】
第２シリンダ４１ｂ、第２ピストン４２ｂ、ミドルプレート４４、リアヘッド４５は、第２圧縮室４９ｂを画定する。
【００２２】
フロントヘッド４３は、ケーシング２０に固定されている。フロントヘッド４３は、クランク軸３５の主軸部３６を回転可能に支える。フロントヘッド４３は、第１シリンダ４１ａの上側を閉塞する。フロントヘッド４３には、第１吐出ポート４３ｐが設けられている。第１吐出ポート４３ｐは、第１シリンダ４１ａ及び第１ピストン４２ａによって圧縮された冷媒を第１シリンダ室６１ａの外部へ吐出する。
【００２３】
ミドルプレート４４は、第１シリンダ４１ａ及び第２シリンダ４１ｂの間に設置される。ミドルプレート４４は、第１シリンダ４１ａの下側及び第２シリンダ４１ｂの上側を閉塞する。ミドルプレート４４には貫通孔４４ｈが形成されている。貫通孔４４ｈには、可動ピース４６が設けられている。可動ピース４６は、第１圧縮室４９ａと第２圧縮室４９ｂの差圧によって上下に移動できる。
【００２４】
リアヘッド４５は、クランク軸３５の主軸部３６を回転可能に支える。リアヘッド４５は、第２シリンダ４１ｂの下側を閉塞する。リアヘッド４５には、第２吐出ポート４５ｐが設けられている。第２吐出ポート４５ｐは、第２シリンダ４１ｂ及び第２ピストン４２ｂによって圧縮された冷媒を第２シリンダ室６１ｂの外部へ吐出する。第２吐出ポート４５ｐは、平面視において第１吐出ポート４３ｐと実質的に同じ位置にある。
【００２５】
（３）全体動作
モータ３０が外部から電力を受け取ると、ロータ３２が回転する。これにより、クランク軸３５が回転する。第１偏心部３７ａは第１ピストン４２ａを公転させる。第２偏心部３７ｂは第２ピストン４２ｂを公転させる。
【００２６】
第１ピストン４２ａの公転により、冷媒は第１吸入管１１ａから第１圧縮室４９ａへ吸い込まれる。次いで、第１圧縮室４９ａの容積は減少し、冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、ケーシング２０の内部空間へ吐出される。
【００２７】
第２ピストン４２ｂの公転により、冷媒は第２吸入管１１ｂから第２圧縮室４９ｂへ吸い込まれる。次いで、第２圧縮室４９ｂの容積は減少し、冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、ケーシング２０の内部空間へ吐出される。
【００２８】
最後に、圧縮された冷媒は、吐出管１２からケーシング２０の外部へ吐出される。
【００２９】
（４）圧縮機構４０の詳細構造
（４−１）第１シリンダ４１ａ
図２は、圧縮機構４０の第１シリンダ４１ａの高さにおける断面図である。第１シリンダ４１ａには、第１シリンダ室６１ａ、吸入孔６２ａ、吐出凹部６３ａ、ブッシュ収容穴６４ａ、ブレード移動穴６５ａが設けられている。第１シリンダ室６１ａは、クランク軸３５及び第１ピストン４２ａを収容する。吸入孔６２ａは、第１シリンダ室６１ａと第１吸入管１１ａとを連通させる。吐出凹部６３ａは、第１吐出ポート４３ｐの下に配置される。ブッシュ収容穴６４ａには、１対のブッシュ４８ａが収容される。
【００３０】
第１ピストン４２ａは、円環部７１ａとブレード７２ａを有する。円環部７１ａにはクランク軸３５の第１偏心部３７ａが嵌め込まれる。ブレード７２ａは、１対のブッシュ４８ａに挟まれている。第１ピストン４２ａは、第１シリンダ室６１ａを２つの第１圧縮室４９ａに分割する。１つは、吸入孔６２ａに連通する低圧室６８ａである。もう１つは、吐出凹部６３ａに連通する高圧室６９ａである。図２において、円環部７１ａは時計回りに公転し、高圧室６９ａの容積は小さくなり、高圧室６９ａの冷媒は圧縮される。円環部７１ａの公転に際し、ブレード７２ａは、ブレード移動穴６５ａの側と第１シリンダ室６１ａの側を往復する。
【００３１】
（４−２）第２シリンダ４１ｂ
図３は、圧縮機構４０の第２シリンダ４１ｂの高さにおける断面図である。第２シリンダ４１ｂには、第２シリンダ室６１ｂ、吸入孔６２ｂ、吐出凹部６３ｂ、ブッシュ収容穴６４ｂ、ブレード移動穴６５ｂが設けられている。第２シリンダ室６１ｂは、クランク軸３５及び第２ピストン４２ｂを収容する。吸入孔６２ｂは、第２シリンダ室６１ｂと第２吸入管１１ｂとを連通させる。吐出凹部６３ｂは、第２吐出ポート４５ｐの上に配置される。ブッシュ収容穴６４ｂには、１対のブッシュ４８ｂが収容される。
【００３２】
第２ピストン４２ｂは、円環部７１ｂとブレード７２ｂを有する。円環部７１ｂにはクランク軸３５の第２偏心部３７ｂが嵌め込まれる。ブレード７２ｂは、１対のブッシュ４８ｂに挟まれている。図３における第２ピストン４２ｂは、上死点の位置にある。そのため、第１シリンダ室６１ａの全体は、１つの第２圧縮室４９ｂを構成しており、それは、吐出凹部６３ａに連通する高圧室６９ａでもある。円環部７１ｂは時計回りに公転する。ブレード７２ｂは、ブレード移動穴６５ｂの側と第２シリンダ室６１ｂの側を往復する。
【００３３】
（４−３）ミドルプレート４４
図１に示すように、ミドルプレート４４に形成された貫通孔４４ｈは、第１シリンダ室６１ａと前記第２シリンダ室６１ｂを連通させる。
【００３４】
（４−４）可動ピース４６
可動ピース４６の高さ寸法は、ミドルプレート４４の厚みに比べて小さい。可動ピース４６は、第１シリンダ室６１ａの側又は前記第２シリンダ室６１ｂの側に移動できる。しかし、可動ピース４６が貫通孔４４ｈから外れることはない。
【００３５】
図４Ａ〜図４Ｄは、第１ピストン４２ａの公転周期の各時点における第１ピストン４２ａの位置を示す。図４Ａはクランク軸３５の回転角が０°の場合であり、第１ピストン４２ａは上死点の位置にある。図４Ｂでは回転角が９０°である。図４Ｃでは回転角が１８０°であり、第１ピストン４２ａは下死点の位置にある。図４Ｂでは回転角が２７０°である。図４Ａ〜図４Ｄから理解されるように、第１ピストン４２ａの公転周期のいずれの時点においても、可動ピース４６は部分的に、第１シリンダ４１ａ及び第１ピストン４２ａの少なくとも一方と平面視で重なっている。したがって、可動ピース４６は、貫通孔４４ｈの上開口から外に出ることはない。
【００３６】
同様に、第２ピストン４２ｂの公転周期のいずれの時点においても、可動ピース４６は部分的に、第２シリンダ４１ｂ及び第２ピストン４２ｂの少なくとも一方と平面視で重なっている。したがって、可動ピース４６は、貫通孔４４ｈの下開口から外に出ることはない。
【００３７】
（４−５）圧力変化
図５は、第１圧縮室４９ａの圧力Ｐ１、第２圧縮室４９ｂの圧力Ｐ２、両者の差圧Ｐｄ＝Ｐ１−Ｐ２を示すグラフである。横軸は、クランク軸３５の回転角θである。前述のとおり、第１偏心部３７ａの形状及び第２偏心部３７ｂの形状は、回転軸ＲＡを基準として互いに対称である。したがって、圧力Ｐ１の波形と圧力Ｐ２の波形の位相は１８０°ずれる。その結果、差圧Ｐｄの値はθの１８０°ごとに正負が反転する。
【００３８】
図６は、差圧Ｐｄが正の値の時の可動ピース４６の位置である。上側の第１圧縮室４９ａが高圧になるので、可動ピース４６は下方へ押される。可動ピース４６の上面は、ミドルプレート４４の上面に対して凹む。
【００３９】
図７は、差圧Ｐｄが負の値の時の可動ピース４６の位置である。下側の第２圧縮室４９ｂが高圧になるので、可動ピース４６は上方へ押される。可動ピース４６の下面は、ミドルプレート４４の下面に対して凹む。
【００４０】
（４−６）可動ピース４６の位置
図２に戻り、可動ピース４６は、高圧室６９ａの側に設けられている。より具体的には、貫通孔４４ｈ及び可動ピース４６は、平面視において、第１吐出ポート４３ｐ及び第２吐出ポート４５ｐの近傍に設けられる。
【００４１】
高圧室６９ａの側は、低圧室６８ａの側に比べて冷媒が高温かつ高圧になる傾向にある。したがって、第１ピストン４２ａ及び第２ピストン４２ｂにおける高圧室６９ａ、６９ｂの側は、熱膨張しやすく、それによって他の部品と摺動しやすいと考えられる。
【００４２】
（５）特徴
（５−１）
可動ピース４６が、第１シリンダ室６１ａと第２シリンダ室６１ｂの差圧Ｐｄに応じて移動する。したがって、一方のシリンダ室においてピストンが可動ピース４６に接近するとき、そのシリンダ室において高圧が生じ、可動ピース４６をもう一方のシリンダ室へ追いやる。その結果、ピストンが可動ピース４６と擦れる事態を抑制できる。
【００４３】
（５−２）
貫通孔４４ｈは第１吐出ポート４３ｐ及び第２吐出ポート４５ｐの近傍に設けられる。吐出ポートの近傍には高温かつ高圧の冷媒が位置するので、ピストンの熱膨張が起こりやすい。その結果、熱膨張に起因するピストンの損傷を、可動ピース４６の退避によってより抑制できる。
【００４４】
（５−３）
可動ピース４６の上下が、圧縮機構４０のいずれかの部材と重なる。したがって、可動ピース４６が貫通孔４４ｈから外れることが抑制される。
【００４５】
（６）変形例
上述の実施形態では、可動ピース４６は、高圧室６９ａの側に設けられている。より具体的には、貫通孔４４ｈ及び可動ピース４６は、平面視において、第１吐出ポート４３ｐ及び第２吐出ポート４５ｐの近傍に設けられる。
【００４６】
これに代えて、可動ピース４６は低圧室６８ａの側に設けられても良い。例えば、可動ピース４６は吸入孔６２ａ、６２ｂの近傍に設けられてもよい。この構成によれば、フロントヘッド４３、ミドルプレート４４、リアヘッド４５、第１ピストン４２ａ、第２ピストン４２ｂにおける、吸入孔６２ａの付近の箇所が何らかの原因により受ける損傷を、抑制できる場合がある。
【００４７】
＜むすび＞
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【符号の説明】
【００４８】
１０    ：圧縮機
２０    ：ケーシング
３０    ：モータ
４０    ：圧縮機構
４１ａ  ：第１シリンダ
４１ｂ  ：第２シリンダ
４２ａ  ：第１ピストン
４２ｂ  ：第２ピストン
４３    ：フロントヘッド
４３ｐ  ：第１吐出ポート
４４    ：ミドルプレート
４４ｈ  ：貫通孔
４５    ：リアヘッド
４５ｐ  ：第２吐出ポート
４６    ：可動ピース
４９ａ  ：第１圧縮室
４９ｂ  ：第２圧縮室
６１ａ  ：第１シリンダ室
６１ｂ  ：第２シリンダ室
６８ａ  ：低圧室
６９ａ  ：高圧室
６９ｂ  ：高圧室
Ｐ１    ：圧力
Ｐ２    ：圧力
Ｐｄ    ：差圧
ＲＡ    ：回転軸
θ      ：回転角
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特開２００７−３０３３２５号公報
【図１】
2020007998.tif 000003
【図２】
2020007998.tif 000004
【図３】
2020007998.tif 000005
【図４Ａ】
2020007998.tif 000006
【図４Ｂ】
2020007998.tif 000007
【図４Ｃ】
2020007998.tif 000008
【図４Ｄ】
2020007998.tif 000009
【図５】
2020007998.tif 000010
【図６】
2020007998.tif 000011
【図７】
2020007998.tif 000012