(57)【要約】【課題】低段側ピストン軸受部の摩耗を抑制することができる二段圧縮式冷媒圧縮機を得る。【解決手段】低段側シリンダ５ａのピストン９に設けられたピストンピン１１と、ピストンピン１１に回動自在に接続された連接桿１３と、連接桿１３を介してピストン９を駆動するクランク軸１４と、低段側シリンダ５ａ、連接桿１３及びクランク軸１４が収容されたクランク室６ａとを備え、クランク室６ａが低段側シリンダ５ａの吐出圧力となる二段圧縮式冷媒圧縮機１００において、低段側シリンダ５ａの低段側吐出口を開閉する吐出弁４と、吐出弁４を押圧して低段側吐出口を閉塞する低段側吐出口開閉手段（弁バネ２２及び弁押え２０）とを有し、低段側シリンダ５ａの圧縮室１１ａ側からピストン９にかかる荷重が連接桿１３からピストン９にかかる荷重よりも大きくなるように、低段側吐出口開閉手段は吐出弁４を押圧する。【選択図】図１
2010223191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低段側シリンダ及び高段側シリンダと、
前記低段側シリンダの低段側ピストンに設けられたピストンピンと、
該ピストンピンに回動自在に接続された連接桿と、
駆動モーターにより駆動され、前記連接桿を介して前記低段側ピストンを駆動するクランク軸と、
前記低段側シリンダ、前記連接桿及び前記クランク軸が収容されたクランク室と、
を備え、
前記クランク室が前記低段側シリンダの吐出圧力となる二段圧縮式圧縮機において、
前記低段側シリンダの低段側吐出口を開閉する低段側開閉弁と、
該低段側開閉弁を押圧して前記低段側吐出口を閉塞する低段側吐出口開閉手段と、
を有し、
前記低段側シリンダの圧縮室側から前記低段側ピストンにかかる荷重が、前記連接桿側から前記低段側ピストンにかかる荷重よりも大きくなるように、
前記低段側吐出口開閉手段は、前記低段側開閉弁を押圧することを特徴とする二段圧縮式圧縮機。
【請求項２】
前記高段側シリンダの高段側吐出口を開閉する高段側開閉弁と、
該高段側開閉弁を押圧して前記高段側吐出口を閉塞する高段側吐出口開閉手段と、
を備え、
該高段側吐出口開閉手段は、前記高段側開閉弁を押圧するバネを有し、
前記低段側吐出口開閉手段は、前記低段側開閉弁を押圧するバネを有し、
前記低段側吐出口開閉手段のバネは、
前記高段側吐出口開閉手段のバネよりも、バネ常数が大きいことを特徴とする請求項１に記載の二段圧縮式圧縮機。
【請求項３】
前記高段側シリンダの高段側吐出口を開閉する高段側開閉弁と、
前記高段側シリンダの圧縮室が第２の所定圧力以上になるまで、該高段側開閉弁を押圧して前記高段側吐出口を閉塞する高段側吐出口開閉手段と、
を備え、
該高段側吐出口開閉手段は、前記高段側開閉弁を押圧するバネを有し、
前記低段側吐出口開閉手段は、前記低段側開閉弁を押圧するバネを有し、
前記低段側吐出口開閉手段のバネの数は、
前記高段側吐出口開閉手段のバネの数よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二段圧縮式圧縮機。
【請求項４】
前記低段側吐出口から気体が流出する際、
前記低段側シリンダの圧縮室側から前記低段側ピストンにかかる圧力が、前記連接桿側から前記低段側ピストンにかかる圧力よりも大きくなるように、
前記低段側吐出口開閉手段は前記低段側開閉弁の開度を調整することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の二段圧縮式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二段圧縮式圧縮機に関し、特に低段側ピストン軸受部の摩耗低減技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高い圧縮比で気体を圧縮するため、二段式圧縮機というものが提案されている。このような従来の二段式圧縮機としては、例えば「１ａは低段吸入口、１ｂは低段吸入室、１ｃは低段吐出室、１ｄは高段吸入室、１ｅは高段吐出室、１ｆは高段吐出口、１は１ａ〜１ｆを備えたシリンダカバー、２は弁板、３は吸入弁、４は吐出弁、５ａは鋳鉄製の低段側シリンダ、５ｂは鋳鉄製の高段側シリンダ、６は前記シリンダ５ａ、５ｂを備えかつ圧縮要素を収容したケーシング、６ａはクランク室、６ｂはモータ室、６ｃは均圧穴、６ｄは返油穴であり、これら６ａ〜６ｄは前記ケーシング６を構成している。７はケーシング６の底部に入れられた潤滑油、８は駆動モータであり、駆動モータ８はモータ室６ｂに収容されている。９はピストン、９ａはリング溝、１０はピストンリング、１０ａはピストンリングの合い口、１１はピストンピン、１２はアブラカキ、１３は連接桿、１４はクランク軸であり、これらは圧縮要素を構成している。アブラカキ１２は連接桿１３に取り付けられており、クランク軸１４はクランク室６ａに収容されている。１５は接続配管であり、接続配管１５は低段吐出室１ｃとモータ室６ｂとを接続している。かつモータ室６ｂは高段吸入室１ｄに連通している。クランク軸１４に直結された駆動モータ８が回転することにより、前記クランク軸１４が回転し、これにより連接桿１３が駆動される。かくしてリング溝９ａに挿入されたピストンリング１０を備えたピストン９がシリンダ５ａ、５ｂ内でピストンピン１１を介して往復運動をせしめられる。ピストンリング１０は気密保持のためにシリンダ５ａ，５ｂとピストン９との間に設けられているのみであるが、各摺動部分の潤滑は連接桿１３に取付けられたアブラカキ１２で潤滑油７をかきあげることによって行われる。冷媒ガスの流れは、低段吸入口１ａより低段吸入室１ｂに入り、吸入弁３を押し下げてシリンダ５ａ（２気筒）に入る。ここで圧縮された冷媒ガスが吐出弁４を押し上げて低段吐出室１ｃに入り、接続配管１５を通りモータ室６ｂを介して、高段吸入室１ｄに入る。高段吸入室１ｄ内の冷媒ガスはその吸入弁３を押し下げてシリンダ５ｂ（１気筒）内に入り、ここで再び圧縮されて吐出弁４を押し上げ、高段吐出室１ｅに入り、高段吐出口１ｆより吐き出される。」（例えば特許文献１参照）というものが提案されている。このような従来の二段圧縮式圧縮機の吐出弁４の上部には、例えば吐出弁４を押圧する弁バネとこの弁バネを収容する弁押えが設けられている。そして、従来の二段圧縮式圧縮機が動作中は、低段吐出室１ｃ、接続配管１５、クランク室６ａ、モータ室６ｂ及び高段吸入室１ｄが中圧（低段側シリンダ５ａの吐出圧力）となる。低段側シリンダ５ａの圧縮室は、低圧から中間圧になる。また、気体を吐出し始める前後の低段側シリンダ５ａの圧縮室は、弁バネにより押えられている吐出弁４を開けようとするため、中間圧より若干高い圧力になる。同様に、高段側シリンダ５ｂの圧縮室は中間圧から高圧になる。また、気体を吐出し始める前後の高段側シリンダ５ｂの圧縮室は、弁バネ１９により押えられている吐出弁４を開けようとするため、高圧より若干高い圧力になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平４−１７８２７号公報（第１，２頁、図１，２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来の二段圧縮式圧縮機は、低段側シリンダのピストンに連接桿が接続されている。この連接桿は、ピストンに設けられたピストンピンに回動自在に接続されている。そして、ピストン駆動時、連接桿はピストンピンを中心として揺動する。このとき、ピストンピンと連接桿の接続部（以下、低段側ピストン軸受け部という）の摩耗を抑制するため、低段側ピストン軸受部に潤滑油が供給される。
【０００５】
しかしながら、従来の二段圧縮式圧縮機は、低段側シリンダのピストンに働く圧力や慣性力を考慮していなかったため、低段側ピストン軸受部の特定範囲の摩耗が促進されてしまうという問題点があった。
【０００６】
つまり、低段側シリンダのピストンは、圧縮室側の面（連接桿が突出している面の反対面）に、圧縮する気体による圧力がかかる。より詳しくは、ピストンが上昇中（気体圧縮行程）、この圧縮室側の面には、低圧（低段側シリンダ吸入圧力）から中圧（低段側シリンダ吐出圧力）に変化する圧力がかかる。ピストンが下降中（気体膨張行程）、この圧縮室側の面には、中圧から低圧に変化する圧力がかかる。
また、低段側シリンダのピストンには、連接桿が突出している面（圧縮室の反対面）に、クランク室の圧力である中圧がかかる。
また、低段側シリンダのピストンには、ピストン及びピストンピンが往復運動する際の慣性力が働く。例えばピストンが上下運動して上死点で最も気体を圧縮するとした場合、ピストンが上死点となるときのクランク軸の回転角度を０°とすると、クランク軸の回転角度が０°〜９０°及び２７０°〜３６０°（０°）のとき、低段側シリンダのピストンには、上方向となる慣性力が作用する。クランク軸の回転角度が９０°〜２７０°のとき、低段側シリンダのピストンには、下方向となる慣性力が作用する。
【０００７】
図９は、従来の二段圧縮式圧縮機におけるシリンダ圧力及びピストンに働く慣性力とクランク軸の回転角度との関係を示す特性図である。また、図１０は、従来の二段圧縮式圧縮機のピストンに働く荷重とクランク軸の回転角度との関係を示す特性図である。これら図９及び図１０は、低段側シリンダのピストン及び高段側シリンダのピストンに、同じピストンを用いた場合の特性図である。また、これら図９及び図１０は、使用冷媒Ｒ４０４Ａ、高段側シリンダ吐出圧力（高圧）２．５ＭＰａ（凝縮温度＝５５℃）、低段側シリンダ吸入圧力（低圧）−０．０７５ＭＰａ（蒸発温度＝−７０℃）、及び低段側シリンダ吐出圧力（中圧）０．１９ＭＰａの運転条件で二段圧縮式圧縮機を運転した場合の特性図である。なお、図９の慣性力及び図１０は、連接桿が突出している面から圧縮室側の面への方向（上方向）を正方向としている。
【０００８】
図９に示すように、クランク軸の回転角度が０°〜１８０°までは、気体膨張行程であり、高段側シリンダ及び低段側シリンダの圧縮室の圧力は減少している。クランク軸の回転角度が１８０°〜３６０°（０°）までは、気体圧縮行程であり、高段側シリンダの圧縮室及び低段側シリンダの圧縮室の圧力は増加している。また、クランク軸の回転角度が０°〜９０°及び２７０°〜３６０°（０°）のとき、低段側シリンダのピストンには、上方向となる慣性力が作用する。クランク軸の回転角度が９０°〜２７０°のとき、低段側シリンダのピストンには、下方向となる慣性力が作用する。
【０００９】
この図９に示す工程中、図１０に示すように、高段側シリンダのピストンにかかる荷重の方向が反転する範囲がある（図１０のＲ部）。一方、低段側シリンダのピストンは、ピストンにかかる荷重は、常に正方向となっており、荷重の方向が反転していない。つまり、低段側シリンダの吸入圧力が低い場合等では、ピストンの圧縮室側の面にかかる圧力が小さく、低段側シリンダのピストンにかかる荷重の方向が反転しない場合がある。このため、低段側ピストン軸受け部では、ピンシリンダの下側となる範囲が常に接触していることとなる。したがって、この範囲は、潤滑油が供給されず、摩耗が促進してしまう。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、低段側ピストン軸受部の摩耗を抑制することができる二段圧縮式冷媒圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る二段圧縮式圧縮機は、低段側シリンダ及び高段側シリンダと、前記低段側シリンダの低段側ピストンに設けられたピストンピンと、該ピストンピンに回動自在に接続された連接桿と、駆動モーターにより駆動され、前記連接桿を介して前記低段側ピストンを駆動するクランク軸と、前記低段側シリンダ、前記連接桿及び前記クランク軸が収容されたクランク室と、を備え、前記クランク室が前記低段側シリンダの吐出圧力となる二段圧縮式圧縮機において、前記低段側シリンダの低段側吐出口を開閉する低段側開閉弁と、該低段側開閉弁を押圧して前記低段側吐出口を閉塞する低段側吐出口開閉手段と、を有し、前記低段側シリンダの圧縮室側から前記低段側ピストンにかかる荷重が、前記連接桿側から前記低段側ピストンにかかる荷重よりも大きくなるように、前記低段側吐出口開閉手段は、前記低段側開閉弁を押圧するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、低段側吐出口開閉手段は、低段側シリンダの圧縮室側からピストンにかかる圧力が、連接桿側からピストンにかかる圧力よりも大きくなるように低段側吐出口を押圧するので、低段側シリンダのピストンにかかる荷重の方向を反転させることができる。したがって、低段側ピストン軸受部の摩耗を抑制することができる二段圧縮式冷媒圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る二段圧縮式冷媒圧縮機の縦断面模式図である。
【図２】実施の形態１に係る二段圧縮式冷媒圧縮機の低段側シリンダの上部を示す要部拡大図である。
【図３】実施の形態１に係る二段圧縮式圧縮機におけるシリンダ圧力及びピストンに働く慣性力とクランク軸の回転角度との関係を示す特性図である。
【図４】実施の形態１に係る二段圧縮式圧縮機のピストンに働く荷重とクランク軸の回転角度との関係を示す特性図である。
【図５】実施の形態２に係る二段圧縮式冷媒圧縮機の縦断面模式図である。
【図６】実施の形態２に係る二段圧縮式冷媒圧縮機の低段側シリンダの上部を示す要部拡大図である。
【図７】実施の形態３に係る二段圧縮式冷媒圧縮機の縦断面模式図である。
【図８】実施の形態３に係る二段圧縮式冷媒圧縮機の低段側シリンダの上部を示す要部拡大図である。
【図９】従来の二段圧縮式圧縮機におけるシリンダ圧力及びピストンに働く慣性力とクランク軸の回転角度との関係を示す特性図である。
【図１０】従来の二段圧縮式圧縮機のピストンに働く荷重とクランク軸の回転角度との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の実施の形態では、本発明の二段圧縮式圧縮機を冷媒圧縮機に用いた例について説明する。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る二段圧縮式冷媒圧縮機の縦断面模式図である。また、図２は、この二段圧縮式冷媒圧縮機の低段側シリンダの上部を示す要部拡大図である。
【００１６】
二段圧縮式冷媒圧縮機は、例えば２つの低段側シリンダ５ａ、高段側シリンダ５ｂ、及びクランク軸１４及び連接桿１３を介して低段側シリンダ５ａや高段側シリンダ５ｂのピストン９を駆動する駆動モーター８等から構成されている。これら二段圧縮式冷媒圧縮機１００の各要素は、ケーシング６内に設けられている。
【００１７】
ケーシング６は、クランク室６ａ及びモーター室６ｂ等から構成されている。クランク室６ａには、その上部に２つの低段側シリンダ５ａと高段側シリンダ５ｂとが収容され、略中央部にはクランク軸１４が略水平に配置されている。このクランク軸１４には、低段側シリンダ５ａや高段側シリンダ５ｂのピストン９に接続された連接桿１３が回動自在に接続されている。そして、クランク軸１４の一方の端部は、駆動モーター８に接続されている。また、クランク室６ａにはオイルポンプ１８が設けられている。オイルポンプ１８は、ケーシング６の下部に貯留されている潤滑油７を高圧化する。そして、クランク軸１４の給油孔（図示せず）及び連接桿１３の給油孔１３ａ（図２に示す）を介して、後述の低段側ピストン軸受へ潤滑油７を供給する。なお、ピストン９と連接桿１３との接続（ピストン軸受部）については後述する。
【００１８】
クランク室６ａの右側には、駆動モーター８が収容されたモーター室６ｂが設けられている。このモーター室６ｂとクランク室６ａとは、均圧穴６ｃで連通され、同一の圧力となっている。また、モーター室６ｂとクランク室６ａとは、返油穴６ｄで連通されている。
【００１９】
クランク室６ａの上部には弁板２が設けられており、弁板２の上面部はシリンダカバー１で覆われている。
この弁板２には、低段側シリンダ５ａの圧縮室１１ａ及び高段側シリンダ５ｂの圧縮室１１ｂのそれぞれと対向する位置に、吸入口と吸入弁３が設けられている。また、この弁板２には、低段側シリンダ５ａの圧縮室１１ａのそれぞれと対向する位置に低段側吐出口と吐出弁４が設けられている。また、この弁板２には、高段側シリンダ５ｂの圧縮室１１ｂと対向する位置に高段側吐出口と吐出弁４が設けられている。ここで、低段側吐出口に設けられた吐出弁４が、低段側開閉弁に相当する。また、高段側吐出口に設けられた吐出弁４が、高段側開閉弁に相当する。本実施の形態１では、低段側開閉弁及び高段側開閉弁に同一の吐出弁４を用いている。
【００２０】
シリンダカバー１の内部は、複数の側壁により複数の空間に分割されている。これら空間のうち、低段側シリンダ５ａの吸入弁３と対向する空間が低段吸入室１ｂとなる。高段側シリンダ５ｂの吸入弁３と対向する空間が高段吸入室１ｄとなる。高段側シリンダ５ｂの吐出弁４と対向する空間が高段吐出室１ｅとなる。また、低段吸入室１ｂ内では、下面部が開口した箱体により低段側シリンダ５ａの吐出弁４が覆われている。この箱体が低段吐出室１ｃとなる。
【００２１】
低段吸入室１ｂには、例えば蒸発器から流出した低圧の冷媒ガスが低段吸入室１ｂへ流入する低段吸入口１ａが設けられている。低段吐出室１ｃと高段吸入室１ｄは、接続配管１５及びモーター室６ｂを介して連通している。また、高段吐出室１ｅには、高段側シリンダ５ｂ（二段圧縮式冷媒圧縮機１００）で圧縮された高圧の冷媒が吐出される高段吐出口１ｆが設けられている。
【００２２】
（低段側吐出口開閉手段、高段側吐出口開閉手段）
低段側吐出口に設けられた吐出弁４の上部には、例えばメッシュ等通気性のある部材で形成された弁押え２０が設けられている。この弁押え２０の内部には、例えば断面略円弧状の弁バネ２２が設けられている。そして、低段側吐出口に設けられた吐出弁４は、弁バネ２２によって押圧されている。
また、高段側吐出口に設けられた吐出弁４の上部には、例えばメッシュ等通気性のある部材で形成された弁押え２０が設けられている。この弁押え２０の内部には、例えば断面略円弧状の弁バネ１９が設けられている。そして、高段側吐出口に設けられた吐出弁４は、弁バネ１９によって押圧されている。
ここで、弁押え２０及び弁バネ２２が、低段側吐出口開閉手段に相当する。弁押え２０及び弁バネ１９が、高段側吐出口開閉手段に相当する。本実施の形態１では、弁バネ１９は、従来の弁バネと同程度のバネ定数の弁バネを使用している。また、弁バネ２２は、弁バネ１９のバネ定数よりも大きなバネ定数の弁バネを使用している。
【００２３】
（ピストン軸受部）
本実施の形態１に係るピストン軸受部は、図２に示すようになっている。なお、本実施の形態１では、低段側シリンダ５ａのピストン軸受部と高段側シリンダ５ｂのピストン軸受部とは同じ構成となっている。また、低段側シリンダ５ａのピストン及び高段側シリンダ５ｂのピストンに、同じピストン９を用いている。このため、以下では、低段側シリンダ５ａのピストン軸受部について説明する。
【００２４】
ピストン９には、略円柱形状のピストンピン１１が、その軸方向が左右方向となるように設けられている。また、連接桿１３の上端部には貫通孔が形成されており、この貫通孔には、軸受メタル２１が設けられている。この軸受メタル２１の例えば略中心部には、ピストンピン１１の外径よりもわずかに大きな直径の貫通孔が形成されている。この貫通孔にピストンピン１１が挿入されることにより、連接桿１３はピストンピン１１に回動自在に接続されている。なお、図２に示すピストン軸受部の構成はあくまでも一例である。例えば、ピストンピン１１と連接桿１３（または連接桿１３の上端部）のうち少なくとも一方の材質を摺動性の良い部材で形成してもよい。
【００２５】
（動作）
次に、二段圧縮式冷媒圧縮機１００の動作について説明する。
駆動モーター８が回転することにより、クランク軸１４が回転し、連接桿１３が駆動される。これにより、低段側シリンダ５ａ内のピストン９及び高段側シリンダ５ｂ内のピストン９が、各シリンダ内で上下駆動する。このとき、ピストンピン１１と軸受メタル２１との間には、オイルポンプ１８によって潤滑油７が供給されている。
【００２６】
このように動作する二段圧縮式冷媒圧縮機１００は、以下のように冷媒を圧縮していく。
例えば蒸発器から流出した低圧の冷媒ガスは、低段吸入口１ａより低段吸入室１ｂに流入する。低段吸入室１ｂに流入した低圧の冷媒ガスは、低段側シリンダ５ａの吸入弁３を押し下げて、低段側シリンダ５ａの圧縮室１１ａに流入する。そして、圧縮室１１ａで圧縮された中圧の冷媒ガスは、弁バネ２２に押圧されている吐出弁４を押し上げて低段吐出室１ｃに流入する。そして、この中圧の冷媒ガスは、接続配管１５及びモーター室６ｂを介して高段吸入室１ｄに流入する。高段吸入室１ｄに流入した中圧の冷媒ガスは、高段側シリンダ５ｂの吸入弁３を押し下げて、高段側シリンダ５ｂの圧縮室１１ｂに流入する。そして、圧縮室１１ｂで再び圧縮された高圧の冷媒ガスは、弁バネ１９に押圧されている吐出弁４を押し上げ高段吐出室１ｅに流入する。そして、この高圧の冷媒ガスは、高段吐出口１ｆより吐出される。
【００２７】
（ピストン９に働く荷重及び慣性力）
上記の動作中の二段圧縮式冷媒圧縮機１００では、低段側シリンダ５ａのピストン９や高段側シリンダ５ｂのピストン９に、図５及び図６に示すような荷重や慣性力が働く。
【００２８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る二段圧縮式冷媒圧縮機におけるシリンダ圧力及びピストンに働く慣性力とクランク軸の回転角度との関係を示す特性図である。また、図４は、この二段圧縮式冷媒圧縮機のピストンに働く荷重とクランク軸の回転角度との関係を示す特性図である。これら図３及び図４は、使用冷媒Ｒ４０４Ａ、高段側シリンダ５ｂ吐出圧力（高圧）２．５ＭＰａ（凝縮温度＝５５℃）、低段側シリンダ５ａ吸入圧力（低圧）−０．０７５ＭＰａ（蒸発温度＝−７０℃）、及び低段側シリンダ５ａ吐出圧力（中圧）０．１９ＭＰａの運転条件で二段圧縮式圧縮機を運転した場合の特性図である。なお、図３の慣性力及び図４は、連接桿が突出している面から圧縮室側の面への方向（図１及び図２における上方向）を正方向としている。
【００２９】
図３に示すように、クランク軸の回転角度が０°〜１８０°までは、冷媒膨張行程であり、高段側シリンダ５ｂ及び低段側シリンダ５ａの圧縮室の圧力は減少している。クランク軸の回転角度が１８０°〜３６０°（０°）までは、冷媒圧縮行程であり、高段側シリンダ５ｂの圧縮室及び低段側シリンダ５ａの圧縮室の圧力は増加している。また、クランク軸の回転角度が０°〜９０°及び２７０°〜３６０°（０°）のとき、低段側シリンダ５ａのピストンには、上方向となる慣性力が作用する。クランク軸の回転角度が９０°〜２７０°のとき、低段側シリンダ５ａのピストンには、下方向となる慣性力が作用する。
【００３０】
本実施の形態１の弁バネ２２は、従来の二段圧縮式圧縮機の低段側シリンダに設けられている弁バネよりもバネ常数の高いものを使用している。このため、低段側シリンダ５ａで圧縮された冷媒が弁バネ２２に押圧されている吐出弁４を押し上げて圧縮室１１ａから流出する際、低段側シリンダ５ａの圧縮室１１ａには、従来の二段圧縮式圧縮機における低段側シリンダの圧縮室内よりも大きな圧力がかかる（図３のＰ部）。
【００３１】
このため、図４に示すように、本実施の形態１に係る低段側シリンダ５ａのピストンは、低段側シリンダ５ａの吸入圧力が低い場合等（ピストン９の圧縮室１１ａ側の面にかかる圧力が小さい場合）でも、ピストン９にかかる荷重の方向が反転する範囲ができる（図４のＱ部）。この荷重が反転する範囲では、ピストン９が下方に押され、ピストンピン１１の下部に接触していた軸受メタル２１がピンシリンダの上部と接触することになる。つまり、ピストンピン１１の下部と軸受メタル２１との間に空隙を形成することができ、この空隙に潤滑油を供給することができる。したがって、低段側ピストン軸受部の摩耗を抑制することができる。
【００３２】
また、本実施の形態１に係る二段圧縮式冷媒圧縮機１００では、高段側シリンダ５ｂの弁バネ２２は、従来の二段圧縮式圧縮機の高段側シリンダに設けられている弁バネと同程度のバネ定数の弁バネを使用している。このため、高段側シリンダ５ｂが冷媒を吐出する際に高段側シリンダ５ｂのピストン９にかかる荷重は、従来と同等となっている。したがって、高段側シリンダ５ｂでは、弁バネに起因する余分な圧力上昇を抑制しているので、二段圧縮式冷媒圧縮機１００の入力の増加等を抑制できる。
【００３３】
なお、本実施の形態１では低段側吐出口開閉手段の構成要素として弁バネ２２を設けたが、例えば圧縮バネや他の弾性部材等を用いてもよい。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態１では、低段側シリンダ５ａの弁バネ２２に高段側シリンダ５ｂの弁バネ１９よりもバネ定数の大きいものを用い、低段側シリンダ５ａのピストン９にかかる荷重の方向を反転させた。これに限らず、以下の方法でも、低段側シリンダ５ａのピストン９にかかる荷重の方向を反転させることが可能である。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態２に係る二段圧縮式冷媒圧縮機の縦断面模式図である。また、図６は、この二段圧縮式冷媒圧縮機の低段側シリンダの上部を示す要部拡大図である。本実施の形態２（図５）に示す二段圧縮式冷媒圧縮機１００の基本的な構成は、実施の形態１に示す二段圧縮式冷媒圧縮機１００の構成と同じである。しかしながら、本実施の形態２では、低段側吐出口の吐出弁４の上部に設けられた弁押え２０の内部（低段側吐出口開閉手段）には、例えば複数の弁バネ１９が設けられている。つまり、低段側吐出口開閉手段の弁バネ１９の枚数により、吐出弁４への押圧力を調整している。
【００３６】
このように構成された二段圧縮式冷媒圧縮機１００においても、低段側シリンダ５ａで圧縮された冷媒が複数の弁バネ１９に押圧されている吐出弁４を押し上げて圧縮室１１ａから流出する際、低段側シリンダ５ａの圧縮室１１ａには、従来の二段圧縮式圧縮機における低段側シリンダの圧縮室内よりも大きな圧力がかかる。このため、低段側シリンダ５ａの吸入圧力が低い場合等（ピストン９の圧縮室１１ａ側の面にかかる圧力が小さい場合）でも、ピストン９にかかる荷重の方向が反転する範囲ができる（図４のＱ部）。この荷重が反転する範囲では、ピストン９が下方に押され、ピストンピン１１の下部に接触していた軸受メタル２１がピンシリンダの上部と接触することになる。つまり、ピストンピン１１の下部と軸受メタル２１との間に空隙を形成することができ、この空隙に潤滑油を供給することができる。したがって、低段側ピストン軸受部の摩耗を抑制することができる。
【００３７】
また、低段側吐出口開閉手段及び高段側吐出口開閉手段には同じ弁バネ１９を用いているので、部品点数の削減を図ることが可能である。
なお、低段側吐出口開閉手段及び高段側吐出口開閉手段には異なるバネ定数の弁バネを用いてももちろんよい。例えば、弁バネ１９よりもバネ定数の小さい複数の弁バネを低段側吐出口開閉手段に設けてもよい。例えば、弁バネ１９よりもバネ定数の大きい複数の弁バネを低段側吐出口開閉手段に設けてもよい。本実施の形態２では、部品点数の削減を図るため、低段側吐出口開閉手段及び高段側吐出口開閉手段で同じ弁バネ１９を用いている。
【００３８】
実施の形態３．
低段側吐出口に設けられた吐出弁４の開度を調整することにより、本発明を実施することも可能である。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００３９】
図７は、本発明の実施の形態３に係る二段圧縮式冷媒圧縮機の縦断面模式図である。また、図８は、この二段圧縮式冷媒圧縮機の低段側シリンダの上部を示す要部拡大図である。本実施の形態３（図７）に示す二段圧縮式冷媒圧縮機１００の基本的な構成は、実施の形態１及び実施の形態２に示す二段圧縮式冷媒圧縮機１００の構成と同じである。しかしながら、本実施の形態３では、低段側吐出口の吐出弁４の上部に、弁押え２０よりも高さの低い弁押え２３が設けられている。また、この弁押え２３の内部には、弁バネ１９が設けられている。そして、低段側吐出口に設けられた吐出弁４は、弁バネ１９によって押圧されている。これにより、低段側吐出口に設けられた吐出弁４のシフト量（開度）を調整している。
【００４０】
このように構成された二段圧縮式冷媒圧縮機１００においては、低段側シリンダ５ａで圧縮された冷媒が弁バネ１９に押圧されている吐出弁４を押し上げて圧縮室１１ａから流出する際、冷媒ガス通路抵抗が大きくなる。これにより、低段側シリンダ５ａの圧縮室１１ａには、従来の二段圧縮式圧縮機における低段側シリンダの圧縮室内よりも大きな圧力がかかる。このため、低段側シリンダ５ａの吸入圧力が低い場合等（ピストン９の圧縮室１１ａ側の面にかかる圧力が小さい場合）でも、ピストン９にかかる荷重の方向が反転する範囲ができる（図４のＱ部）。この荷重が反転する範囲では、ピストン９が下方に押され、ピストンピン１１の下部に接触していた軸受メタル２１がピンシリンダの上部と接触することになる。つまり、ピストンピン１１の下部と軸受メタル２１との間に空隙を形成することができ、この空隙に潤滑油を供給することができる。したがって、低段側ピストン軸受部の摩耗を抑制することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態３では弁押え２３の内部に一枚の弁バネ１９を設けたが、実施の形態１のようにバネ定数の大きい弁バネ２２を弁押え２３内に設けてもよい。また、例えば実施の形態２のように複数枚の弁バネを弁押え２３の内部に設けてもよい。
【００４２】
以上、実施の形態１〜実施の形態３では、弁バネ及び弁押えで構成される低段側吐出口開閉手段により、本発明を実施した。しかしながら、これらは本発明の一実施の形態である。低段側シリンダ５ａが冷媒ガスを吐出する際、低段側シリンダ５ａの圧縮室１１ａにかかる圧力が従来の二段圧縮式圧縮機よりも大きくなるような低段側吐出口開閉手段であれば、その他の構造の低段側吐出口開閉手段を用いてもよい。
【００４３】
また、実施の形態１〜実施の形態３では冷媒圧縮機に本発明を用いたが、その他の気体を圧縮する圧縮機に本発明を用いることももちろん可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  シリンダカバー、１ａ  低段吸入口、１ｂ  低段吸入室、１ｃ  低段吐出室、１ｄ  高段吸入室、１ｅ  高段吐出室、１ｆ  高段吐出口、２  弁板、３  吸入弁、４  吐出弁、５ａ  低段側シリンダ、５ｂ  高段側シリンダ、６  ケーシング、６ａ  クランク室、６ｂ  モーター室、６ｃ  均圧穴、６ｄ  返油穴、７  潤滑油、８  駆動モーター、９  ピストン、１１  ピストンピン、１１ａ  圧縮室（低段側）、１１ｂ  圧縮室（高段側）、１３  連接桿、１３ａ  給油孔、１４  クランク軸、１５  接続配管、１８  オイルポンプ、１９  弁バネ、２０  弁押え、２１  軸受メタル、２２  弁バネ、２３  弁押え、１００  二段圧縮式冷媒圧縮機。
【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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