(57)【要約】【課題】圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制する。【解決手段】膨張機一体型圧縮機２００Ａは、密閉容器１、圧縮機構２、膨張機構３、シャフト５およびオイルポンプ６を備えている。オイルポンプ６は、圧縮機構２と膨張機構３との間に配置されており、オイル貯まり２５に貯められたオイルを上方に吐出する。シャフト５の内部には給油路２９が形成されており、シャフト５の外周面には給油路２９の入口がオイルポンプ６よりも上方に形成されている。オイルポンプ６よりも上側には、オイルポンプ６の吐出口と給油路２９の入口とを連通する導入路が設けられている。【選択図】図１
2010053871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部がオイル貯まりとして利用されるとともに、圧縮後の高圧の作動流体で内部空間が満たされる密閉容器と、
前記密閉容器内の上部に配置され、作動流体を圧縮して前記密閉容器の内部空間へと吐出する圧縮機構と、
前記オイル貯まりに貯められたオイルで周囲が満たされるように前記密閉容器の下部に配置され、膨張する作動流体から動力を回収する膨張機構と、
前記膨張機構で回収した動力が前記圧縮機構に伝達されるように前記圧縮機構と前記膨張機構とを連結するシャフトと、
前記シャフトの軸方向における前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記オイル貯まりに貯められたオイルを吸入口から吸入して吐出口から上方に吐出することで前記圧縮機構に供給するオイルポンプと、
前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記圧縮機構に供給しうるように前記シャフトの内部に形成され、前記シャフトの外周面に形成された入口が前記オイルポンプよりも上方にある給油路と、
前記オイルポンプよりも上側で前記オイルポンプの吐出口と前記給油路の入口とを連通する導入路と、
を備えた、膨張機一体型圧縮機。
【請求項２】
前記シャフトは、前記オイルポンプに対応する位置に偏心部を有しており、
前記オイルポンプは、前記シャフトの偏心部に嵌合して偏心運動するピストンと、このピストンを収容するハウジングとを有しており、
前記導入路は、前記ピストンの上面に面しており、
前記ピストンが表面上を摺動するように前記オイルポンプの下側に前記ハウジングに隣接して配置された閉塞部材をさらに備える、請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項３】
前記シャフトの偏心部は、厚みが前記ピストンよりも薄く設定されていて、前記ピストン内の下側に寄った位置にある、請求項２に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項４】
前記ピストンの下面とこの下面が摺動する前記閉塞部材の上面のうち少なくとも一方には、摺動性を向上させるための処理が施されている、請求項２に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項５】
前記オイルポンプの上側には、前記シャフトに貫通された導入部材が前記ハウジングに隣接して配置されており、前記導入路は、前記導入部材に設けられている、請求項２に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項６】
前記導入部材の下面には、前記シャフトに臨む周回部分が上方に窪まされた環状の段差部とこの段差部から前記シャフトの径方向外側に延びる溝部とが設けられており、前記導入路は、前記段差部および前記溝部によって構成されており、前記給油路の入口は、前記段差部によってつくられる空間に開口している、請求項５に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項７】
前記閉塞部材は、前記オイルポンプと前記膨張機構との間に配置され、前記オイル貯まりを前記オイルポンプの吸入口が位置する上槽と前記膨張機構が位置する下槽とに隔てるとともにこれらの間のオイルの流通を制限する仕切部材である、請求項２に記載の膨張機一体型圧縮機。
【請求項８】
請求項１に記載の膨張機一体型圧縮機を含む、冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を圧縮する圧縮機構と流体を膨張させる膨張機構とを備えた膨張機一体型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機構と膨張機構とを備えた流体機械として、膨張機一体型圧縮機が知られている。図１５は、特許文献１に記載された膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。
【０００３】
膨張機一体型圧縮機１０３は、密閉容器１２０、圧縮機構１２１、電動機１２２および膨張機構１２３を備えている。電動機１２２、圧縮機構１２１および膨張機構１２３は、シャフト１２４により連結されている。膨張機構１２３は、膨張する作動流体（例えば冷媒）から動力を回収し、回収した動力をシャフト１２４に与える。これにより、圧縮機構１２１を駆動する電動機１２２の消費電力が低減し、膨張機一体型圧縮機１０３を用いたシステムの成績係数が向上する。
【０００４】
密閉容器１２０の底部１２５は、オイル貯まりとして利用されている。底部１２５に貯められたオイルを密閉容器１２０の上方へ汲み上げるために、シャフト１２４の下端にオイルポンプ１２６が設けられている。オイルポンプ１２６によって汲み上げられたオイルは、シャフト１２４内の給油路１２７を経由して、圧縮機構１２１および膨張機構１２３に供給される。これにより、圧縮機構１２１の摺動部分および膨張機構１２３の摺動部分における潤滑性とシール性を確保することができる。
【０００５】
膨張機構１２３の上部には、オイル戻し経路１２８が設けられている。オイル戻し経路１２８は、一端がシャフト１２４の給油路１２７に接続し、他端が膨張機構１２３の下方に向かって開口している。一般に、膨張機構１２３の信頼性確保のため、オイルは過剰に供給される。余剰のオイルはオイル戻し経路１２８を経由して、膨張機構１２３の下方に排出される。
【０００６】
作動流体に混入するオイルの量は、通常、圧縮機構１２１と膨張機構１２３とで相違する。したがって、圧縮機構１２１と膨張機構１２３とが別々の密閉容器内に収容されている場合には、オイル量の過不足が生じないように、２つの密閉容器内のオイル量を調整するための手段が不可欠となる。これに対し、圧縮機構１２１および膨張機構１２３が同一の密閉容器１２０内に収容されているため、図１１に示す膨張機一体型圧縮機１０３には、オイル量の過不足の問題が本質的に存在しない。
【０００７】
上記の膨張機一体型圧縮機１０３では、底部１２５から汲み上げられたオイルが、高温の圧縮機構１２１を通過するため、圧縮機構１２１によって加熱される。圧縮機構１２１によって加熱されたオイルは、電動機１２２によってさらに加熱され、膨張機構１２３に到達する。膨張機構１２３に到達したオイルは、低温の膨張機構１２３において冷却されたのち、オイル戻し経路１２８を経由して、膨張機構１２３の下方に排出される。膨張機構１２３から排出されたオイルは、電動機１２２の側面を通過する際に加熱され、さらに圧縮機構１２１の側面を通過する際にも加熱されて密閉容器１２０の底部１２５に戻る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９９６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、オイルが圧縮機構と膨張機構を循環することにより、オイルを介して圧縮機構から膨張機構への熱移動が起こる。このような熱移動は、圧縮機構から吐出される作動流体の温度低下、膨張機構から吐出される作動流体の温度上昇を招来し、膨張機一体型圧縮機を用いたシステムの成績係数の向上を妨げる。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、膨張機一体型圧縮機において、圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本出願に先行する国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００７／０５８８７１（出願日２００７年４月２４日、優先日２００６年５月１７日）において、本発明者らは、
底部がオイル貯まりとして利用される密閉容器と、
オイル貯まりに貯留されたオイルの油面よりも上または下に位置するように密閉容器内に配置された圧縮機構と、
油面に対する位置関係が圧縮機構とは上下逆になるように密閉容器内に配置された膨張機構と、
圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトと、
圧縮機構と膨張機構との間に配置され、圧縮機構または膨張機構の周囲を満たすオイルを油面よりも上に位置する圧縮機構または膨張機構に供給するオイルポンプと、
を備えた膨張機一体型圧縮機を開示する。
【００１２】
上記の膨張機一体型圧縮機において、圧縮機構と膨張機構との上下関係は限定されないが、油面よりも上に圧縮機構が配置され、油面よりも下に膨張機構が配置されている場合に、オイルを介した熱移動を防止する効果をより多く享受できる。そして、以下の改良を加えることにより、熱移動を防止する効果をさらに高めることができることが判明した。
【００１３】
すなわち、本発明は、
底部がオイル貯まりとして利用されるとともに、圧縮後の高圧の作動流体で内部空間が満たされる密閉容器と、
密閉容器内の上部に配置され、作動流体を圧縮して密閉容器の内部空間へと吐出する圧縮機構と、
オイル貯まりに貯められたオイルで周囲が満たされるように密閉容器の下部に配置され、膨張する作動流体から動力を回収する膨張機構と、
膨張機構で回収した動力が圧縮機構に伝達されるように圧縮機構と膨張機構とを連結するシャフトと、
前記シャフトの軸方向における前記圧縮機構と前記膨張機構との間に配置され、前記オイル貯まりに貯められたオイルを吸入口から吸入して吐出口から上方に吐出することで前記圧縮機構に供給するオイルポンプと、
前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記圧縮機構に供給しうるように前記シャフトの内部に形成され、前記シャフトの外周面に形成された入口が前記オイルポンプよりも上方にある給油路と、
前記オイルポンプよりも上側で前記オイルポンプの吐出口と前記給油路の入口とを連通する導入路と、
を備えた、膨張機一体型圧縮機を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の膨張機一体型圧縮機は、密閉容器内に高温高圧の作動流体が充填される、いわゆる高圧シェル型を採用する。密閉容器内の上部には、動作時に高温となる圧縮機構が配置され、下部には、動作時に低温となる膨張機構が配置される。密閉容器の底部には、圧縮機構および膨張機構を潤滑するためのオイルが貯められる。オイルポンプが圧縮機構と膨張機構の間に配置されており、シャフトの内部に形成された給油路を通じてオイルポンプから圧縮機構へとオイルが供給される。オイルポンプに吸入されたオイルは、下部の膨張機構を経由することなく上部の圧縮機構へと供給される。言い換えれば、圧縮機構を潤滑するオイルの循環経路上に膨張機構が位置しないようにすることができる。これにより、オイルを介した圧縮機構から膨張機構への熱移動が抑制される。
【００１５】
さらに、本発明によれば、オイル貯まりに貯められたオイルがオイルポンプから上方に吐出された後にオイルポンプの上側にある導入路および入口を通ってシャフト内の給油路に導入されるようになっているので、オイルポンプから吐出されたオイルが膨張機構に近づくことなく圧縮機構に供給されるようになる。このため、オイルポンプから吐出されたオイルから膨張機構に熱がいっそう伝わり難くなり、オイルを介した熱移動を抑制する効果がさらに高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の縦断面図
【図２Ａ】図１に示す膨張機一体型圧縮機のIIＡ−IIＡ横断面図
【図２Ｂ】同じくIIＢ−IIＢ横断面図
【図３】図１の部分拡大図
【図４】オイルポンプの平面図
【図５】第２シャフトの外周面に形成された給油用の溝を示す模式図
【図６】給油路の別の形態を示す拡大断面図
【図７】給油路のさらに別の形態を示す拡大断面図
【図８】給油路のさらに別の形態を示す拡大断面図
【図９】給油路のさらに別の形態を示す拡大断面図
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の縦断面図
【図１１】図１０の部分拡大図
【図１２】図１１のXII−XII線に対応するオイルポンプの平面図
【図１３Ａ】下面にオイル保持溝が形成されたピストンの断面図
【図１３Ｂ】下面が傾斜させられたピストンの断面図
【図１４】膨張機一体型圧縮機を用いた冷凍サイクル装置の構成図
【図１５】従来の膨張機一体型圧縮機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。図２Ａは、図１に示す膨張機一体型圧縮機のIIＡ−IIＡ横断面図である。図２Ｂは、図１に示す膨張機一体型圧縮機のIIＢ−IIＢ横断面図である。図３は、図１の部分拡大図である。
【００１９】
図１に示すように、第１実施形態の膨張機一体型圧縮機２００Ａは、密閉容器１と、密閉容器１内の上部に配置されたスクロール型の圧縮機構２と、密閉容器１内の下部に配置された２段ロータリ型の膨張機構３と、圧縮機構２と膨張機構３との間に配置された電動機４と、圧縮機構２、膨張機構３および電動機４を連結するシャフト５と、電動機４と膨張機構３との間に配置されたオイルポンプ６と、膨張機構３とオイルポンプ６との間に配置された断熱構造３０とを備えている。電動機４がシャフト５を駆動することにより、圧縮機構２が作動する。膨張機構３は、膨張する作動流体から動力を回収してシャフト５に与え、電動機４によるシャフト５の駆動をアシストする。作動流体は、例えば、二酸化炭素やハイドロフルオロカーボンなどの冷媒である。
【００２０】
本明細書中では、シャフト５の軸方向を上下方向と定義し、圧縮機構２が配置されている側を上側、膨張機構３が配置されている側を下側と定義する。さらに、本実施形態では、スクロール型の圧縮機構２とロータリ型の膨張機構３を採用しているが、圧縮機構２および膨張機構３の型式はこれらに限定されず、他の容積型であってもよい。例えば、圧縮機構と膨張機構の双方をロータリ型またはスクロール型にすることが可能である。
【００２１】
図１に示すように、密閉容器１の底部はオイル貯まり２５として利用され、その上側の内部空間２４は作動流体で満たされる。オイルは、圧縮機構２および膨張機構３の摺動部分における潤滑性とシール性を確保するために使用される。オイル貯まり２５に貯留されたオイルの量は、密閉容器１を立てた状態、つまりシャフト５の軸方向が鉛直方向に平行となるように密閉容器１の姿勢を定めた状態で、オイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑよりも上、かつ電動機４よりも下に油面ＳＬ（図３参照）が位置するように調整されている。言い換えれば、オイルの油面がオイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑと電動機４との間に位置するように、オイルポンプ６および電動機４の位置、ならびにそれらの要素を収容するための密閉容器１の形状および大きさが定められている。
【００２２】
オイル貯まり２５は、オイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑが位置する上槽２５ａと、膨張機構３が位置する下槽２５ｂとを含む。上槽２５ａと下槽２５ｂとは、断熱構造３０を構成する部材（具体的には後述する仕切板３１）によって隔てられている。オイルポンプ６の周囲が上槽２５ａのオイルで満たされ、膨張機構３の周囲が下槽２５ｂのオイルで満たされている。上槽２５ａのオイルは主に圧縮機構２のために使用され、下槽２５ｂのオイルは主に膨張機構３のために使用される。
【００２３】
オイルポンプ６は、上槽２５ａに貯まっているオイルの油面がオイル吸入口６２ｑよりも上方に位置するように、シャフト５の軸方向における圧縮機構２と膨張機構３との間に配置されている。電動機４とオイルポンプ６との間には、支持フレーム７５が配置されている。支持フレーム７５は密閉容器１に固定されており、この支持フレーム７５を介して、オイルポンプ６、断熱構造３０および膨張機構３が密閉容器１に固定されている。支持フレーム７５の外周部には、圧縮機構２を潤滑し終えたオイル、および密閉容器１の内部空間２４に吐出された作動流体から分離したオイルが上槽２５ａに戻れるように、複数の貫通孔７５ａが形成されている。貫通孔７５ａの数は、１つであってもよい。
【００２４】
オイルポンプ６は、上槽２５ａのオイルを吸入し、圧縮機構２の摺動部分に供給する。圧縮機構２を潤滑後、支持フレーム７５の貫通孔７５ａを通じて上槽２５ａに戻るオイルは、圧縮機構２および電動機４から加熱作用を受けているので、相対的に高温である。上槽２５ａに戻ったオイルは、再びオイルポンプ６に吸入される。一方、膨張機構３の摺動部分には、下槽２５ｂのオイルが供給される。膨張機構３の摺動部分を潤滑したオイルは、直接下槽２５ｂに戻される。下槽２５ｂに貯められたオイルは、膨張機構３から冷却作用を受けるので、相対的に低温となる。圧縮機構２と膨張機構３との間にオイルポンプ６を配置し、そのオイルポンプ６を用いて圧縮機構２への給油を行うことにより、圧縮機構２を潤滑する高温のオイルの循環経路を膨張機構３から遠ざけることができる。言い換えれば、圧縮機構２を潤滑する高温のオイルの循環経路と、膨張機構３を潤滑する低温のオイルの循環経路とを分けることができる。これにより、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動が抑制される。
【００２５】
熱移動を抑制する効果は、圧縮機構２と膨張機構３との間にあるオイルポンプ６のみによっても得ることができるが、断熱構造３０を追加することにより、その効果を大幅に高めることが可能である。
【００２６】
膨張機一体型圧縮機２００Ａの動作時において、オイル貯まり２５に貯められたオイルは、上槽２５ａでは相対的に高温となり、下槽２５ｂの膨張機構３の周囲では相対的に低温となる。断熱構造３０は、上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通を制限することにより、上槽２５ａに高温のオイルが貯まり、下槽２５ｂに低温のオイルが貯まった状態を維持しようとする。さらに、断熱構造３０の存在により、オイルポンプ６と膨張機構３との軸方向の距離が長くなるため、このことによっても、オイルポンプ６の周囲を満たすオイルから膨張機構３への熱移動量を低減することができる。上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通は、断熱構造３０によって制限されているが、禁止されているわけではない。上槽２５ａから下槽２５ｂ、またはその逆方向へのオイルの流通は、オイル量をバランスさせるように起こりうる。
【００２７】
以下、各構成要素についてさらに詳しく説明する。
【００２８】
<<圧縮機構２>>
スクロール型の圧縮機構２は、旋回スクロール７と、固定スクロール８と、オルダムリング１１と、軸受部材１０と、マフラー１６と、吸入管１３と、吐出管１５とを備えている。シャフト５の偏心軸５ａに嵌合され、かつ、オルダムリング１１により自転運動を拘束された旋回スクロール７は、渦巻き形状のラップ７ａが、固定スクロール８のラップ８ａと噛み合いながら、シャフト５の回転に伴って旋回運動を行い、ラップ７ａ，８ａの間に形成される三日月形状の作動室１２が外側から内側に移動しながら容積を縮小することにより、吸入管１３から吸入された作動流体を圧縮する。圧縮された作動流体は、固定スクロール８の中央部に形成された吐出孔８ｂ、マフラー１６の内部空間１６ａ、ならびに固定スクロール８および軸受部材１０を貫通する流路１７をこの順に経由して、密閉容器１の内部空間２４に吐出される。シャフト５の給油路２９を通ってこの圧縮機構２に到達したオイルは、旋回スクロール７と偏心軸５ａとの摺動面や、旋回スクロール７と固定スクロール８との摺動面を潤滑する。密閉容器１の内部空間２４に吐出された作動流体は、内部空間２４に滞留する間に、重力や遠心力によってオイルと分離され、その後、吐出管１５からガスクーラに向けて吐出される。
【００２９】
<<電動機４>>
シャフト５を介して圧縮機構２を駆動する電動機４は、密閉容器１に固定された固定子２１と、シャフト５に固定された回転子２２とを含む。密閉容器１の上部に配置されたターミナル（図示省略）から電動機４に電力が供給される。電動機４は、同期機および誘導
機のいずれであってもよく、圧縮機構２から吐出された作動流体に混入しているオイルによって冷却される。
【００３０】
<<シャフト５>>
シャフト５の内部には、圧縮機構２の摺動部分に通ずる給油路２９が軸方向に延びるように形成されており、この給油路２９にオイルポンプ６から吐出されたオイルが送り込まれる。給油路２９に送られたオイルは、膨張機構３を経由することなく、圧縮機構２の各摺動部分に供給される。このようにすれば、圧縮機構２に向かうオイルが膨張機構３で冷却されることがないので、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を効果的に抑制することができる。また、シャフト５の内部に給油路２９を形成すれば、部品点数の増加やレイアウトの問題が新たに生じないので好適である。
【００３１】
さらに、本実施形態においてシャフト５は、圧縮機構２側に位置する第１シャフト５ｓと、第１シャフト５ｓに連結された、膨張機構３側に位置する第２シャフト５ｔとを含む。第１シャフト５ｓおよび第２シャフト５ｔの内部には、圧縮機構２の摺動部分に通ずる給油路２９が軸方向に延びるように形成されている。第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとは、膨張機構３によって回収された動力が圧縮機構２に伝達されるように連結器６３によって連結されている。ただし、連結器６３を使用せず、第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとを直接嵌め合わせるようにしてもよい。さらに、単一の部品からなるシャフトを用いることも可能である。
【００３２】
<<膨張機構３>>
膨張機構３は、第１シリンダ４２と、第１シリンダ４２よりも厚みのある第２シリンダ４４と、これらのシリンダ４２，４４を仕切る中板４３とを備えている。第１シリンダ４２と第２シリンダ４４とは、互いに同心状の配置である。膨張機構３は、さらに、シャフト５の偏心部５ｃと嵌合し、第１シリンダ４２の中で偏心回転運動する第１ピストン４６と、第１シリンダ４２のベーン溝４２ａ（図２Ａ参照）に往復動自在に保持され、一方の端部が第１ピストン４６に接する第１ベーン４８と、第１ベーン４８の他方の端部に接し、第１ベーン４８を第１ピストン４６へと付勢する第１ばね５０と、シャフト５の偏心部５ｄと嵌合し、第２シリンダ４４の中で偏心回転運動する第２ピストン４７と、第２シリンダ４４のベーン溝４４ａ（図２Ｂ参照）に往復動自在に保持され、一方の端部が第２ピストン４７に接する第２ベーン４９と、第２ベーン４９の他方の端部に接し、第２ベーン４９を第２ピストン４７へと付勢する第２ばね５１と、を備えている。
【００３３】
膨張機構３は、さらに、第１シリンダ４２、第２シリンダ４４および中板４３を狭持するように配置された上軸受部材４５および下軸受部材４１を備えている。下軸受部材４１および中板４３は第１シリンダ４２を上下から狭持し、中板４３および上軸受部材４５は第２シリンダ４４を上下から狭持する。上軸受部材４５、中板４３および下軸受部材４１による狭持により、第１シリンダ４２および第２シリンダ４４内には、ピストン４６，４７の回転に応じて容積が変化する作動室が形成される。膨張機構３も、圧縮機構２と同様、吸入管５２と、吐出管５３とを備えている。
【００３４】
図２Ａに示すように、第１シリンダ４２の内側には、第１ピストン４６および第１ベーン４８により区画された、吸入側の作動室５５ａ（第１吸入側空間）および吐出側の作動室５５ｂ（第１吐出側空間）が形成される。図２Ｂに示すように、第２シリンダ４４の内側には、第２ピストン４７および第２ベーン４９により区画された、吸入側の作動室５６ａ（第２吸入側空間）および吐出側の作動室５６ｂ（第２吐出側空間）が形成される。第２シリンダ４４における２つの作動室５６ａ，５６ｂの合計容積は、第１シリンダ４２における２つの作動室５５ａ，５５ｂの合計容積よりも大きい。第１シリンダ４２の吐出側の作動室５５ｂと、第２シリンダ４４の吸入側の作動室５６ａとは、中板４３に形成され
た貫通孔４３ａにより接続されており、一つの作動室（膨張室）として機能する。高圧の作動流体は、吸入管５２および吸入経路５４を経たのち、下軸受部材４１に形成された吸入孔４１ａから第１シリンダ４２の作動室５５ａに流入する。第１シリンダ４２の作動室５５ａに流入した作動流体は、作動室５５ｂと作動室５６ａからなる膨張室においてシャフト５を回転させながら膨張して低圧になり、吐出孔４５ａおよび吐出管５３を経て外部に導かれる。
【００３５】
このように、膨張機構３は、シリンダ４２，４４と、シャフト５の偏心部５ｃ，５ｄに嵌合するようにシリンダ４２，４４内に配置されたピストン４６，４７と、シリンダ４２，４４を閉塞しシリンダ４２，４４およびピストン４６，４７とともに膨張室を形成する軸受部材４１，４５（閉塞部材）を含むロータリ型である。ロータリ型の流体機構は、その構造上、シリンダ内の空間を２つに仕切るベーンの潤滑が不可欠となる。機構全体がオイルに浸かっている場合には、ベーンが配置されているベーン溝の後端を密閉容器１内に露出させるという極めて単純な方法により、ベーンを潤滑することができる。本実施形態においても、そのような方法でベーン４８，４９の潤滑を行っている。
【００３６】
その他の部分（例えば軸受部材４１，４５）への給油は、図５に示すように、例えば、第２シャフト５ｔの下端から膨張機構３のシリンダ４２，４４に向かって延びるように、第２シャフト５ｔの外周面に溝５ｋを形成することによって行うことができる。オイル貯まり２５に貯められているオイルに懸かる圧力は、シリンダ４２，４４とピストン４６，４７とを潤滑中のオイルに懸かる圧力よりも大きい。したがって、オイルポンプの助けを借りなくても、オイルは、第２シャフト５ｔの外周面の溝５ｋを伝って膨張機構３の摺動部分に供給されうる。
【００３７】
<<オイルポンプ６>>
図３に示すように、オイルポンプ６は、シャフト５の回転に伴う作動室の容積の増減によりオイルを圧送するように構成された容積式ポンプである。オイルポンプ６に隣接して、連結器６３を収容する中空の中継部材７１が設けられている。オイルポンプ６および中継部材７１の中央部を貫通するように、シャフト５が通されている。
【００３８】
図４にオイルポンプ６の平面図を示す。オイルポンプ６は、シャフト５（第２シャフト５ｔ）の偏心部に取り付けられたピストン６１と、ピストン６１を収容するハウジング６２（シリンダ）とを含む。ピストン６１とハウジング６２との間には、三日月状の作動室６４が形成されている。すなわち、オイルポンプ６には、ロータリ型の流体機構が採用されている。ハウジング６２には、オイル貯まり２５（具体的には上槽２５ａ）と作動室６４とを接続するオイル吸入路６２ａと、作動室６４と給油路２９とを接続するオイル吐出路６２ｂおよび中継通路６２ｃ（図３参照）とが形成されている。第２シャフト５ｔの回転に伴ってハウジング６２内をピストン６１が偏心回転運動する。これにより、作動室６４の容積が増減し、オイルの吸入および吐出が行われる。このような機構は、第２シャフト５ｔの回転運動をカム機構等で他の運動に変換することなく、オイルを圧送する運動に直接利用するので、機械ロスが小さいという利点がある。また、比較的単純な構造によるので、信頼性も高い。
【００３９】
オイルポンプ６と中継部材７１は、オイルポンプ６のハウジング６２の上面と中継部材７１の下面とが接するように、軸方向の上下に隣接して配置されている。ハウジング６２の上面によって、中継部材７１が閉じられている。さらに、中継部材７１は、シャフト５（第１シャフト５ｓ）を支持する軸受部７６を有している。言い換えれば、中継部材７１はシャフト５を支持する軸受の機能も有している。軸受部７６の潤滑を行えるように、シャフト５の給油路２９が、軸受部７６に対応する区間で分岐している。なお、軸受部７６に相当する部分を、支持フレーム７５が有していてもよい。さらには、支持フレーム７５
と中継部材７１とが単一の部品からなっていてもよい。
【００４０】
第１シャフト５ｓと第２シャフト５ｔとが連結器６３によって連結されており、この連結器６３が中継部材７１の内部空間７０ｈに配置されている。第１シャフト５ｓと連結器６３とは、例えば、第１シャフト５ｓの外周面に形成された溝と、連結器６３の内周面に形成された溝とが係合することにより、同期回転するように連結される。第２シャフト５ｔと連結器６３も、同様の方法で固定できる。連結器６３は、中継部材７１内において第１シャフト５ｓおよび第２シャフト５ｔと同期回転する。膨張機構３によって第２シャフト５ｔに与えられるトルクは、連結器６３を介して第１シャフト５ｓに伝達される。
【００４１】
給油路２９は、第１シャフト５ｓおよび第２シャフト５ｔにまたがって形成されている。シャフト５の連結部と、給油路２９の入口２９ｐと、オイルポンプ６の本体部分とが、圧縮機構２に近い側からこの順番で並んでいる。給油路２９の入口２９ｐは、第２シャフト５ｔの上端部とピストン６１が嵌め合わされた部分（偏心部）との間における、第２シャフト５ｔの外周面に形成されている。中継通路６２ｃは、第２シャフト５ｔを周方向に取り囲む環状の空間であり、この環状の空間に給油路２９の入口２９ｐが面している。
【００４２】
オイルポンプ６から吐出されたオイルは、オイル吐出路６２ｂおよび中継通路６２ｃを通じて給油路２９に導かれる。中継部材７１は、連結器６３を収容するハウジングとしての役割、および、シャフト５の軸受としての役割を担う。ただし、中継部材７１の内部空間７０ｈは、オイルで満たされていてもよい。
【００４３】
<<断熱構造３０>>
図１に示すように、断熱構造３０は、膨張機構３の上軸受部材４５（閉塞部材）とは別部材によって構成されている。これにより、オイルポンプ６から第２シリンダ４４までの距離を十分に稼ぐことができ、より高い断熱効果を得ることが可能となる。
【００４４】
具体的に、断熱構造３０は、上槽２５ａと下槽２５ｂとを仕切る仕切板３１と、仕切板３１と膨張機構３との間に配置されたスペーサ３２，３３とを含む。スペーサ３２，３３は、仕切板３１と膨張機構３との間に下槽２５ｂのオイルで満たされる空間を形成する。スペーサ３２，３３によって確保された空間を満たすオイルは、それ自体が断熱材として働き、軸方向に温度成層を形成する。
【００４５】
仕切板３１は、その上面が、オイルポンプ６のハウジング６２の下面に接している。つまり、仕切板３１の上面によってハウジング６２内の作動室６４が閉じられている。仕切板３１には、シャフト５を通すための貫通孔が中央部に形成されている。仕切板３１の構成材料は、炭素鋼、鋳鉄、合金鋼のような金属でありうる。仕切板３１の厚さは特に限定されず、本実施形態のように、仕切板３１の厚さが均一である必要もない。
【００４６】
仕切板３１の形状は、密閉容器１の横断面形状（図２参照）に沿っていることが好ましい。本実施形態では、円形の外形を有する仕切板３１が採用されている。仕切板３１の大きさは、上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通を十分に制限できる大きさであればよい。具体的には、仕切板３１の外径が、密閉容器１の内径と概ね一致するか、やや小さいくらいが適切である。
【００４７】
図１に示すように、密閉容器１の内面と仕切板３１の外周面との間には隙間７７が形成されている。隙間７７の広さは、上槽２５ａと下槽２５ｂとの間をオイルが流通できる必要最小限でよく、例えば、シャフト５の径方向の長さで、０．５ｍｍ〜１ｍｍとすることができる。このようにすれば、上槽２５ａと下槽２５ｂとの間のオイルの流通を必要最小限に留めることができる。
【００４８】
なお、このような隙間７７は、仕切板３１の全周囲に渡って形成されていてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、仕切板３１の外周部の１箇所または複数箇所に、隙間７７としての切り欠きがあってもよい。さらに、隙間７７の代わりに、または隙間７７とともに、オイルの流通を許容する貫通孔（微孔）が仕切板３１に形成されていてもよい。そのような貫通孔は、上下方向に直交する横方向に関して、オイルポンプ６のオイル吸入口６２ｑおよび支持フレーム７５の貫通孔７５ａから離れていること（上下方向で重なり合わないこと）が望ましい。そのような位置関係によれば、オイルポンプ６に高温のオイルが優先的に吸入され、高温のオイルが仕切板３１の貫通孔を通じて下槽２５ｂに移動しにくくなるからである。
【００４９】
スペーサ３２，３３は、シャフト５の周囲に配置された第１スペーサ３２と、第１スペーサ３２よりも径方向の外側に配置された第２スペーサ３３とを含む。本実施形態において、第１スペーサ３２は円筒状であり、第２シャフト５ｔを覆うカバーとして機能する。さらに、第１スペーサ３２は、第２シャフト５ｔを支持する軸受として機能するものであってもよい。第２スペーサ３３は、膨張機構３を支持フレーム７５に固定するためのボルトやネジであってもよいし、そのようなボルトやネジを通す孔を有する部材であってもよいし、単に空間を確保するための部材であってもよい。さらに、これらのスペーサ３２，３３が仕切板３１と一体化されていてもよい。言い換えれば、スペーサ３２，３３と仕切板３１とが溶接やロウ付けされていてもよいし、一体成形された部材であってもよい。
【００５０】
なお、第２シャフト５ｔの仕切板３１よりも上の部分は、オイルポンプ６を通り、中継部材７１内に突出しているので、高温となる。したがって、第２シャフト５ｔが断熱構造３０によって形成された空間に露出し、下槽２５ｂのオイルに接触している場合には、第２シャフト５ｔを介して上槽２５ａから下槽２５ｂへの熱移動が起こりやすくなる。本実施形態のように、第１スペーサ３２によって第２シャフト５ｔを覆えば、断熱構造３０によって形成された空間を満たすオイルが、第２シャフト５ｔに直接触れて加熱されることを防止できる。つまり、第１スペーサ３２により、第２シャフト５ｔを介した熱移動を抑制できる。併せて、第２シャフト５ｔによって下槽２５ｂに貯められたオイルが撹拌されることも防止できる。
【００５１】
第２シャフト５ｔを介した熱移動を抑制する効果は、第１スペーサ３２の熱伝導率が、仕切板３１や第２シャフト５ｔの熱伝導率よりも小さい場合に一層高くなる。例えば、仕切板３１や第２シャフト５ｔを鋳鉄製とし、第１スペーサ３２をＳＵＳ３０４のようなステンレス製とすることができる。同様の理由から、第２スペーサ３３も熱伝導率の小さい金属製であることが望ましい。もちろん、仕切板３１および第２シャフト５ｔが、熱伝導率の小さいステンレスで構成されていてもよい。なお、熱伝導率の大小は、膨張機一体型圧縮機２００Ａの動作時におけるオイルの通常の温度域（例えば０℃〜１００℃）での大小をいうものとする。
【００５２】
<<給油路２９>>
給油路２９は、本来的には給油を行うためのものであるが、本発明では給油路２９自身にも熱移動を抑制する機能を持たせている。具体的には、図１および図３に示すように、給油路２９の下端２９ｅがシャフト５の外周面に形成された入口２９ｐよりも下方に位置している。給油路２９は、下端２９ｅで行き止まりになっているので、入口２９ｐよりも下側の部分にオイルが滞留する。オイルの熱伝導率はシャフト５の熱伝導率よりも低いので、オイルが滞留することによって断熱効果が得られる。
【００５３】
給油路２９の径は特に限定されないが、シャフト５の強度を十分に確保できる範囲内であれば、ある程度太くしても問題ない。そのようにすれば、オイルが滞留しやすくなり、
断熱効果が高まる。例えば、給油路２９の半径がシャフト５（５ｔ）の径方向の肉厚よりも大きくなるように給油路２９が形成されていてもよい。また、給油路２９の入口２９ｐは１つに限定されず、シャフト５の周方向の複数箇所に入口２９ｐがあってもよい。入口２９ｐが複数あると、給油路２９に流入するオイルの流速が落ちるので、入口２９ｐよりも下の部分にオイルを安定して滞留させやすくなる。
【００５４】
本実施形態において、給油路２９の入口２９ｐは、オイルポンプ６の本体部よりも上方に位置し、給油路２９が軸方向に関してオイルポンプ６の本体部と重なっている部分を含む。オイルポンプ６の本体部とは、ピストン６１および作動室６４がある部分をいう。先に説明したように、オイルポンプ６には比較的高温のオイルが吸入され、そのオイルが給油路２９に導かれる。したがって、膨張機一体型圧縮機２００Ａの動作時において、オイルポンプ６自身も比較的高温となる。給油路２９の入口２９ｐがオイルポンプ６の本体部よりも上にあり、尚かつオイルの滞留する部分がオイルポンプ６と軸方向で重なっていると、オイルポンプ６からシャフト５（５ｔ）への伝熱を抑制することができる。具体的に、本実施形態では、仕切板３１が設けられている高さに下端２９ｅが位置するように給油路２９が形成されている。
【００５５】
なお、給油路２９は、通常、ドリルを用いた掘削加工によってシャフト５の内部に形成される。加工上の要請から、給油路２９の下端２９ｅは、入口２９ｐよりも必ず２〜３ｍｍ程度下方に位置することになる。加工上の要請から生ずるこのような微差では、オイルを滞留させることができないので、給油路２９の下端２９ｅが入口２９ｐよりも下方に位置することにならない。オイルを滞留させて断熱効果を得るには、例えば、入口２９ｐよりも下方の部分が１０ｍｍ程度確保されるとよい。
【００５６】
また、図６に示すように、給油路２９は、軸方向に関して断熱構造３０と重なっている部分を含んでいてもよい。このようにすれば、オイルポンプ６からシャフト５（５ｔ）への伝熱を抑制する効果がいっそう高まる。具体的には、軸方向に関して給油路２９の下端２９ｅがスペーサ３２，３３と重なっているとよい。
【００５７】
一方、図７に示すように、本実施形態の膨張機構３は、シャフト５（５ｔ）を支持する上軸受部材４５を圧縮機構２側に有する。そのため、給油路２９の下端２９ｅは、その上軸受部材４５よりも上方に位置していることが望ましい。つまり、給油路２９を上軸受部材４５よりも上で留めておく。このようにすれば、上軸受部材４５によって支持される部分が中空になるのを回避でき、シャフト５（５ｔ）の強度確保およびシャフト５（５ｔ）の撓み抑制の観点で好ましい。
【００５８】
また、図８に示すように、給油路２９には、入口２９ｐよりも下方にオイルの流動を抑制するトラップ８０が設けられていてもよい。トラップ８０が設けられていると、オイルが滞留しやすくなる。トラップ８０は、給油路２９の下端２９ｅに接して設けられていてもよいし、離れて設けられていてもよい。図８に示す例では、入口２９ｐと下端２９ｅとの間にトラップ８０が設けられている。トラップ８０はオイルを滞留させる作用を高めるものであればよく、その形態は特に限定されない。例えば、金属製または樹脂製のメッシュをトラップ８０として用いることができる。なお、給油路２９は、トラップ８０が着座して位置決めされるように、トラップ８０よりも下の部分２９ｓが縮径されているとよい。
【００５９】
また、図９に示すように、給油路２９の下端２９ｅよりも膨張機構３側において、シャフト５（５ｔ）の内部に断熱材料８２が充填されていてもよい。この場合、断熱材料８２の上端が給油路２９の下端２９ｅに一致することとなる。断熱材料８２を充填することにより、シャフト５（５ｔ）の熱抵抗が増し、シャフト５（５ｔ）を伝熱経路とする熱移動
がいっそう起こりにくくなる。このような断熱材料８２は、例えば樹脂、セラミック、ガラスなど、シャフト５を構成する金属よりも熱伝導率が低い材料からなっているとよい。断熱材料８２は、図８を参照して説明したトラップ８０に代えて、またはトラップ８０とともに給油路２９の内部に設けられるものであってもよい。
【００６０】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態にかかる膨張機一体型圧縮機の縦断面図である。図１１は、図１０の部分拡大図である。なお、図１０に示す膨張機一体型圧縮機のIIＡ−IIＡ横断面図は図２Ａと同じであり、IIＢ−IIＢ横断面図は図２Ｂと同じである。
【００６１】
第２実施形態の膨張機一体型圧縮機２００Ｂは、第１実施形態の膨張機一体型圧縮機２００Ａと比べ、オイルポンプ６自体の構成およびその周囲の構成が異なっている。なお、第２実施形態の膨張機一体型圧縮機２００Ｂのその他の構成は、第１実施形態の膨張機一体型圧縮機２００Ａと基本的に同じであるため、これらの部分には第１実施形態と同一符号を付してその説明は省略する。また、第２実施形態では、第１実施形態の仕切板３１を仕切部材３１という。
【００６２】
本実施形態では、上槽２５ａと下槽２５ｂとを隔てるとともにこれらの間のオイルの流通を制限する仕切部材３１は、密閉容器１の内部空間２４の横断面よりも一回り小さな円盤状をなしており、仕切部材３１の端面と密閉容器１の内周面との間に形成された隙間３１ａ（図３参照）を通じてオイルの流通が僅かに許容されている。また、仕切部材３１の中央部には、シャフト５を通すための貫通孔３１ｂ（図１１参照）が設けられている。貫通孔３１ｂの直径は、本実施形態ではシャフト５の直径よりも一回り大きく設定されているが、シャフト５の直径と同程度に設定されていてもよい。
【００６３】
なお、仕切部材３１としては、上槽２５ａと下槽２５ｂとを隔てるとともにこれらの間のオイルの流通を制限するものであればよく、その形状および構成は適宜選定可能である。例えば、仕切部材３１の直径が密閉容器１の内径と一致していて、仕切部材３１にオイルの流通を許容する貫通孔または端面からの切り込みが設けられていてもよい。あるいは、仕切部材３１が複数の部品によって中空状(例えば、リール状)に形成されていて、その中にオイルが一旦保持されるようになっていてもよい。
【００６４】
本実施形態では、シャフト５におけるオイルポンプ６よりも僅かに上方の位置に、給油路２９にオイルを導入する入口（導入口）２９ｐ（図１１参照）が設けられている。そして、給油路２９には、オイルポンプ６から上方に吐出されたオイルが後述する導入路７４および入口２９ｐを通じて送り込まれる。給油路２９に送られたオイルは、膨張機構３を経由することなく、圧縮機構２の各摺動部分に供給される。このようにすれば、圧縮機構２に向かうオイルが膨張機構３で冷却されることがないので、オイルを介した圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を効果的に抑制することができる。また、シャフト５の内部に給油路２９を形成すれば、部品点数の増加やレイアウトの問題が新たに生じないので好適である。なお、給油路２９の下端２９ｅは、第１実施形態と同様に、シャフト５の外周面に形成された入口２９ｐよりも下方に位置している。この給油路２９における入口２９ｐから下側部分の構成としては、第１実施形態で図３および図６〜図９を参照して説明した構成のいずれも採用可能である。
【００６５】
図１１に示すように、オイルポンプ６は、シャフト５の回転に伴う作動室の容積の増減によりオイルを圧送するように構成された容積式ポンプである。オイルポンプ６の上側にはその中央部をシャフト５に貫通された導入部材７３および中継部材７１が順に配置されていて、オイルポンプ６はこれらの部材７３，７１を介して支持フレーム７５に固定されている。
【００６６】
中継部材７１は、連結器６３を収容する内部空間７０ｈと、シャフト５（第１シャフト５ｓ）を支持する軸受部７６とを有している。言い換えれば、中継部材７１は、連結器６３のハウジングとしての役割とシャフト５の軸受としての役割を担う。なお、軸受部７６に相当する部分を、支持フレーム７５が有していてもよい。さらには、支持フレーム７５と中継部材７１とが単一の部品からなっていてもよい。導入部材７３は、上下方向に扁平な板状の形状をなしている。
【００６７】
図１２にオイルポンプ６の平面図を示す。シャフト５（第２シャフト５ｔ）には、オイルポンプ６に対応する位置に、偏心部５ｅが設けられている。オイルポンプ６は、シャフト５の偏心部５ｅに嵌合して偏心運動するピストン６１と、このピストン６１を収容するハウジング６２（シリンダ）とを有している。ピストン６１とハウジング６２との間には、三日月状の作動室６４が形成されている。すなわち、オイルポンプ６には、ロータリ型の流体機構が採用されている。なお、本実施形態では、図１２に示すようにピストン６１が自転不能な構造のオイルポンプ６となっているが、オイルポンプ６としては容積式ポンプであればよく、スライドベーンを有しピストン６１が自転可能とされた他のロータリ型のものや、トロコイドポンプのようなギア型のものであってもよい。
【００６８】
ハウジング６２には、オイル貯まり２５の上槽２５ａと作動室６４とを接続する吸入路６２ａと、作動室６４からオイルを逃がす吐出路６２ｂとが形成されている。吸入路６２ａは、ハウジング６２の上面に沿って直線上に延びており、吐出路６２ｂは、ハウジング６２の内周面から径方向外側に後退する溝状をなしている。そして、吸入路６２ａの外側の開口によって吸入口６２ｑが構成され、吐出路６２ｂの上側の開口によって吐出口が構成されている。なお、吐出路６２ｂの下側の開口は、仕切部材３１で閉じられている。第２シャフト５ｔの回転に伴ってハウジング６２内をピストン６１が偏心運動すると、これにより作動室６４の容積が増減し、吸入口６２ｑからのオイルの吸入および吐出口からの上方へのオイルの吐出が行われる。このような機構は、第２シャフト５ｔの回転運動をカム機構等で他の運動に変換することなく、オイルを圧送する運動に直接利用するので、機械ロスが小さいという利点がある。また、比較的単純な構造によるので、信頼性も高い。
【００６９】
図１１に示すように、導入部材７３は、当該導入部材７３の下面がハウジング６２の上面に接するようにハウジング６２に隣接して配置されており、仕切部材３１は、当該仕切部材３１の上面がハウジング６２の下面に接するようにハウジング６２に隣接して配置されている。このため、作動室６４が上方から導入部材７３に閉塞されるとともに下方から仕切部材３１に閉塞されており、ピストン６１が仕切部材３１上を摺動するようになっている。すなわち、導入部材７３および仕切部材３１は作動室６４を閉塞する閉塞部材を兼ねている。なお、ハウジング６２は、仕切部材３１と一体になっていてもよい。また、オイルポンプ６と仕切部材３１との間に、ハウジング６２に隣接して作動室６４を下方から閉塞する閉塞部材を別途配置してもよい。この場合、閉塞部材を例えばハウジング６２と同程度の大きさとしてもよい。
【００７０】
導入部材７３には、オイルポンプ６の吐出口と給油路２９の入口２９ｐを連通する導入路７４が設けられている。具体的には、導入部材７３の下面には、シャフト５に臨む周回部分が上方に窪まされた円形環状の段差部７３ａと、この段差部７３ａからオイルポンプ６の吐出口に対応する位置までシャフト５の径方向外側に延びる溝部７３ｂとが設けられており、この段差部７３ａおよび溝部７３ｂによって導入路７４が構成されている。そして、給油路２９の入口２９ｐは、シャフト５における段差部７３ａでつくられる空間に面する部分に設けられていて、当該空間に横向きに開口している。オイルポンプ６の吐出口から上方に吐出されたオイルは、溝部７３ｂ内を通って段差部７３ａ内に送り込まれ、ここからシャフト５と共に回転する入口２９ｐを通じて給油路２９に導入される。段差部７
３ａの外径は、偏心運動するピストン６１によって描かれる軌跡円のうちの最小の直径よりも小さく設定されている。このため、段差部７３ａ内の空間は下方からピストン６１およびシャフト５の段差部５ｅで塞がれ、導入路７４がピストン６１の上面に常に面するようになっている。なお、段差部７３ａは円形環状である必要はなく、その形状は適宜選定可能である。また、入口２９ｐの数量も１つである必要はなく、段差部７３ａの形状に応じて複数としてもよい。
【００７１】
さらに、本実施形態では、シャフト５の偏心部５ｅの厚みがピストン６１よりも薄く設定されているとともに、偏心部５ｅがピストン６１内で下側に寄った位置に配置されている。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態の膨張機一体型圧縮機２００Ｂでは、給油路２９の下端２９ｅが入口２９ｐよりも下方に位置しているので、第１実施形態と同様に、入口２９ｐよりも下側にオイルが対流することによって断熱効果が得られる。
【００７３】
さらに、本実施形態では、オイル貯まり２５に貯められたオイルがオイルポンプ６から上方に吐出された後にオイルポンプ６の上側にある導入路７４および入口２９ｐを通ってシャフト５内の給油路２９に導入されるようになっているので、オイルポンプ６から吐出されたオイルが膨張機構３に近づくことなく圧縮機構２に供給されるようになる。このため、オイルポンプ６から吐出されたオイルから膨張機構３に熱がいっそう伝わり難くなり、オイルを介した熱移動を抑制する効果がさらに高められる。
【００７４】
また、本実施形態では、仕切部材３１が配置されていてその上方にオイルポンプ６の吸入口６２ｑが位置しているので、圧縮機構２を潤滑するオイルの潤滑経路が仕切部材３１の上側で形成されるようになり、オイルポンプ６に吸入されるオイルからも膨張機構３に熱が伝わり難くなる。
【００７５】
さらには、オイルポンプ６のピストン６１は仕切部材３１上を摺動し、導入路７４はピストン６の上面に面しているので、導入路７４を流れるオイルによってピストン６１が仕切部材３１に押し付けられる。このため、ピストン６１の下面６１ａと仕切部材３１の上面との間のシール性が向上し、この間から高温のオイルが仕切部材３１の下方に（より詳しくは、仕切部材３１の貫通孔３１ｂを通じて）漏れることを防止することができる。なお、この効果は、内歯がシャフト５に沿って移動可能なギア型のオイルポンプを用いた場合でも同様に得ることができる。
【００７６】
また、シャフト５の偏心部５ｅがピストン６２内の下側に寄った位置にあるので、入口２９ｐの直前のバッファ空間を大きく確保することができ、給油路２９へのオイルの供給を安定して行うことができる。
【００７７】
ここで、ピストン６１の下面６１ａには、摺動性を向上させるための処理が施されていることが好ましい。本実施形態によれば、ピストン６１の下面６１ａが仕切部材３１の上面に押し付けられるので、ピストン６１をスムーズに移動させるためである。例えば、ピストン６１の下面６１ａを、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜や窒化物でコーティングしたり、下面６１ａにショットピーニングして微細な凹凸を形成したりすることが考えられる。あるいは、図１３Ａに示すように、ピストン６１の下面６１ａに複数の環状の溝６１ｂを同心円を描くように形成し、この溝６１ｂにオイルを保持させるようにしてもよいし、図１３Ｂに示すように、ピストン６１の下面６１ａを径方向外側に向って上向きに僅かに傾斜させて、ピストン６１が移動することによって下面６１ａと仕切部材３１の上面との間にオイルが自動的に噛み込まされるようにしてもよい。
【００７８】
または、摺動性を向上させるための処理（例えば、コーティングやピーニング）を、ピストン６１の下面６１ａが摺動する仕切部材３１の上面（ハウジング６２で囲まれる部分）のみに施してもよいし、あるいはピストン６１の下面６１ａと仕切部材３１の上面の双方に施してもよい。
【００７９】
なお、本実施形態では、ハウジング６２に吐出路６２ｂが設けられたオイルポンプ６を用いているが、吐出路６２ｂは省略することも可能である。この場合には、作動室６４のうち導入部材７３の溝部７３ｂ内に開放される部分、換言すれば平面視で溝部７３ｂと作動室６４とが重なり合う領域がオイルポンプ６の吐出口となる。
【００８０】
また、第２実施形態では、給油路２９の下端２９ｅが入口２９ｐよりも下方に位置しているが、給油路２９の下端２９ｅが入口２９ｐと同じ高さ位置に位置していても、オイルを介した圧縮機構から膨張機構への熱移動を抑制する効果は得られる。
【００８１】
すなわち、第２実施形態の構成では、圧縮機構と膨張機構との間にオイルポンプが配置され、このオイルポンプから吐出されたオイルがシャフト内の給油路を通って圧縮機構に供給されるようになっているので、オイルポンプに吸入されたオイルは、下部の膨張機構を経由することなく上部の圧縮機構へと供給され、その後、オイル貯まりに戻る。このように、圧縮機構と膨張機構との間にオイルポンプを配置し、そのオイルポンプを用いて圧縮機構への給油を行うことにより、圧縮機構を潤滑するオイルの循環経路を膨張機構から遠ざけることができる。言い換えれば、圧縮機構を潤滑するオイルの循環経路上に膨張機構が位置しないようにすることができる。これにより、オイルを介した圧縮機構から膨張機構への熱移動が抑制される。
【００８２】
さらに第２実施形態の構成では、オイル貯まりに貯められたオイルがオイルポンプから上方に吐出された後にオイルポンプの上側にある導入路および入口を通ってシャフト内の給油路に導入されるようになっているので、オイルポンプから吐出されたオイルが膨張機構に近づくことなく圧縮機構に供給されるようになる。このため、オイルポンプから吐出されたオイルから膨張機構に熱がいっそう伝わり難くなり、オイルを介した熱移動を抑制する効果がさらに高められる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の膨張機一体型圧縮機は、例えば、空気調和装置、給湯装置、乾燥機または冷凍冷蔵庫のための冷凍サイクル装置（ヒートポンプ）に好適に採用できる。図１４に示すように、冷凍サイクル装置１１０は、膨張機一体型圧縮機２００Ａ（または２００Ｂ）と、圧縮機構２で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器１１２と、膨張機構３で膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器１１４とを備えている。圧縮機構２、放熱器１１２、膨張機構３および蒸発器１１４が配管によって接続され、冷媒回路が形成されている。
【００８４】
例えば、冷凍サイクル装置１１０が空気調和装置に適用される場合、圧縮機構２から膨張機構３への熱移動を抑制することにより、暖房運転時における圧縮機構２の吐出温度の低下による暖房能力の低下、冷房運転時における膨張機構３の吐出温度の上昇による冷房能力の低下を防ぐことができる。結果として、空気調和装置の成績係数が向上する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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