(57)【要約】【課題】中間圧の冷媒のインジェクション量を確保しつつ、ローラの摺動状態を良好に保つことができるロータリー圧縮機を提供する。【解決手段】ロータリー圧縮機は、クランクシャフト２２と、シリンダ５０と、リアヘッド６０と、フロントヘッド４０と、ローラ８０およびブレード９０を含むピストン３１とを備える。リアヘッド６０には、外部からの中間圧冷媒を圧縮室Ｓ１に流すインジェクション流路６１ａが形成されている。ローラ８０の第１端面８１ａは、径方向の幅が部分的に大きくなっている第１幅広面８１ａ１を含む。インジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１は、ローラ８０の公転角度が所定範囲にあるときには、第１幅広面８１ａ１によって塞がれる。ローラ８０の第２端面８２ａは、第２幅広面８２ａ１を含んでいる。第２幅広面８２ａ１は、平面視において第１幅広面８１ａ１と同じ位置にある。【選択図】図２
2014040815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧の冷媒を吸入し、圧縮して冷媒の圧力を上げ、高圧の冷媒を吐出するロータリー圧縮機（１０）であって、
回転するシャフト（２２）と、
第１端および前記第１端の反対側の第２端が開口しているシリンダ（５０）と、
前記シリンダの前記第１端の開口を塞ぐ第１シリンダヘッド（６０）と、
前記シリンダの前記第２端の開口を塞ぐ第２シリンダヘッド（４０）と、
円環状の第１端面（８１ａ）が前記第１シリンダヘッドに接し、前記第１端面と反対側の円環状の第２端面（８２ａ）が前記第２シリンダヘッドに接するように、前記シリンダの内部空間に配置され、前記シャフトの回転によって公転するローラ（８０）と、
前記ローラの外周面（８０ａ）とともに前記シリンダの内部空間を仕切り、前記ローラの公転に応じて容積変化する圧縮室（Ｓ１）を形成するブレード（９０）と、
を備え、
前記第１シリンダヘッドには、外部から導入される中間圧の冷媒を前記圧縮室に流すためのインジェクション流路（６１ａ）が形成され、
前記ローラの円環状の前記第１端面（８１ａ）は、径方向の幅が部分的に大きくなっている第１幅広面（８１ａ１）を含み、
前記インジェクション流路の出口開口（６１ａ１）は、前記ローラの公転角度が所定範囲にあるときには、前記ローラの前記第１端面の前記第１幅広面（８１ａ１）によって塞がれ、
前記ローラの円環状の前記第２端面（８２ａ）は、前記シャフトの回転軸方向視において前記第１端面の前記第１幅広面（８１ａ１）と同じ位置に、径方向の幅が部分的に大きくなっている第２幅広面（８２ａ１）を含んでいる、
ロータリー圧縮機。
【請求項２】
前記ローラ（８０）は、前記第１端面（８１ａ）が形成されている第１端部（８１）と、前記第２端面（８２ａ）が形成されている第２端部（８２）と、前記第１端部と前記第２端部との間に位置する中央部（８３）とを有し、
前記中央部（８３）は、円筒形状であり、
前記第１端部（８１）および前記第２端部（８２）は、それぞれ、前記中央部と同じ外径（Ｄ１）である円筒形状の本体部（８１ｂ，８２ｂ）と、本体部から内側に突出する突出部（８１ｃ，８２ｃ）とを有し、
前記本体部の内径（Ｄ３）は、前記中央部の内径（Ｄ２）よりも大きく、
前記突出部の内面（８１ｃ１）は、前記シャフトの回転軸方向視において、前記中央部の内周面（８３ａ１）と重なる、あるいは、前記中央部の内周面よりも外側に位置し、
前記第１端部（８１）の、前記突出部（８１ｃ）および前記突出部の外方に位置する前記本体部（８１ｂ）の一部が、前記第１幅広面（８１ａ１）を形成しており、
前記第２端部（８２）の、前記突出部（８２ｃ）および前記突出部の外方に位置する前記本体部（８２ｂ）の一部が、前記第２幅広面（８２ａ１）を形成している、
請求項１に記載のロータリー圧縮機。
【請求項３】
前記シャフトの回転軸方向視において、前記インジェクション流路の出口開口（６１ａ１）が最も前記ローラの前記第１端面（８１ａ）の内縁（８１ｄ）に近づく前記ローラの公転角度のときに、前記インジェクション流路の出口開口（６１ａ１）と前記ローラの前記第１端面の内縁（８１ｄ）との間には所定シール寸法（ｔ０’）が確保されている、
請求項１又は２に記載のロータリー圧縮機。
【請求項４】
前記ローラ（８０）と前記ブレード（９０）とは、一体である、
請求項１から３のいずれか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】
本発明は、ロータリー圧縮機、特に、外部から中間圧の冷媒が導入されるロータリー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、冷凍装置の冷媒回路において、中間圧の冷媒を圧縮機の圧縮室にインジェクションすることがある。例えば、特許文献１（特開平１１−１３６６４号公報）に示されている空気調和装置の冷媒回路では、室外熱交換器と室内熱交換器の間に位置する気液分離器から、圧縮機に向かってインジェクション管が延びている。そして、所定の運転状態においてインジェクション動作が行われ、圧縮機のシリンダの下端面に取り付けられたリアヘッドのインジェクション孔を介して、中間圧の冷媒が圧縮室にインジェクション（導入）される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の特許文献１に開示されているロータリー圧縮機では、インジェクション量を確保するために断面積を大きくしたインジェクション孔が、ローラの内側の高圧空間と連通してしまわないように、ローラ本体の下端部内面から内方に突出するシール板部を設けている。このシール板部の下面とローラ本体の下面とは連続しており、インジェクション孔の一部がローラ本体の内周面よりも内側に位置するときにも、インジェクション孔がローラ本体およびシール板部の両方の下面によって閉塞されるようになっている。
【０００４】
しかし、このようにローラ本体の一方の端部にシール板部を設けてしまうと、ローラ本体の他方の端部との重量バランスが崩れてしまう。シール板部の重量が小さいことから、それほど問題が生じないと考えることが普通であるが、本願発明者は、従来よりも使用温度が高くなる冷媒を採用した場合等には、ローラの両端部の小さな重量の違いが、ローラとフロントヘッドとの摺動状態を悪化させたりシャフト内部の給油経路からローラの各摺動面への潤滑油の供給状態を悪化させたりすることを見いだした。
【０００５】
本発明の課題は、中間圧の冷媒のインジェクション量を確保しつつ、ローラの摺動状態を良好に保つことができるロータリー圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係るロータリー圧縮機は、低圧の冷媒を吸入し、圧縮して冷媒の圧力を上げ、高圧の冷媒を吐出する圧縮機である。このロータリー圧縮機は、回転するシャフトと、シリンダと、第１シリンダヘッドと、第２シリンダヘッドと、シャフトの回転によって公転するローラと、ブレードとを備えている。シリンダは、第１端が開口しており、また、第１端の反対側の第２端も開口している。第１シリンダヘッドは、シリンダの第１端の開口を塞ぐ。第２シリンダヘッドは、シリンダの第２端の開口を塞ぐ。ローラは、シリンダの内部空間に配置され、その円環状の第１端面が、第１シリンダヘッドに接している。また、ローラの第１端面と反対側の円環状の第２端面は、第２シリンダヘッドに接する。ブレードは、ローラの外周面とともにシリンダの内部空間を仕切り、ローラの公転に応じて容積変化する圧縮室を形成する。また、第１シリンダヘッドには、外部から導入される中間圧の冷媒を圧縮室に流すためのインジェクション流路が形成されている。ローラの円環状の第１端面は、径方向の幅が部分的に大きくなっている第１幅広面を含む。インジェクション流路の出口開口は、ローラの公転角度が所定範囲にあるときには、ローラの第１端面の第１幅広面によって塞がれる。ローラの円環状の第２端面は、第２幅広面を含んでいる。第２幅広面は、第２端面のうち径方向の幅が部分的に大きくなっている部分であり、シャフトの回転軸方向視において第１端面の第１幅広面と同じ位置にある。
【０００７】
ここでは、ローラの第１端面が第１幅広面を含んでいるので、インジェクション流路の出口開口を大きくしたり比較的シャフトの回転軸側に出口開口を寄せたりした場合にも、第１幅広面が出口開口を塞ぎ、出口開口がローラの第１端面の内側の高圧空間と連通してしまうことが抑制される。また、シャフトの回転軸方向視において、ローラの円環状の第１端面の第１幅広面と同じ平面位置に、第２端面の第２幅広面を配置している。すなわち、ローラの第１端面に径方向の幅が部分的に大きい第１幅広面を形成するとともに、その第１端面と反対側のローラの第２端面にも、同様の第２幅広面を形成している。このため、ローラの第１端面側の部分と第２端面側の部分とのシャフトの回転軸に沿った重量バランスが良くなっている。これにより、圧縮機運転中の回転バランスが向上し、インジェクション流路による中間圧の冷媒のインジェクション量を確保しつつ、ローラの摺動状態を良好に保つことができる。
【０００８】
本発明の第２観点に係るロータリー圧縮機は、第１観点に係るロータリー圧縮機であって、ローラは、第１端面が形成されている第１端部と、第２端面が形成されている第２端部と、第１端部と第２端部との間に位置する中央部とを有している。中央部は、円筒形状である。第１端部および第２端部は、それぞれ、本体部と突出部とを有している。本体部は、円筒形状をしており、その外径は中央部の外径と同じである。突出部は、本体部から内側に突出している。また、第１端部および第２端部の本体部の内径は、中央部の内径よりも大きい。第１端部および第２端部の突出部の内面は、シャフトの回転軸方向視において、中央部の内周面と重なる、あるいは、中央部の内周面よりも外側に位置している。第１端部の突出部、および、その突出部の外方に位置する第１端部の本体部の一部が、第１幅広面を形成している。また、第２端部の突出部、および、突出部の外方に位置する第２端部の本体部の一部が、第２幅広面を形成している。
【０００９】
ここでは、ローラが、第１端部、第２端部および中央部を有し、第１端部および第２端部の本体部の内径が中央部の内径よりも大きくなるように形成されている。そして、第１端部および第２端部の突出部の内面は、中央部の内周面と重なるか、中央部の内周面よりも外側に位置している。すなわち、第１端部および第２端部は、中央部の内周面よりも内側に突出する部分を含んでおらず、シャフトをローラに通すことが容易である。このため、シャフトの回転によってローラが公転するロータリー圧縮機を組み立てる際の組み立て工数を削減し、製造コストを抑制することができる。
【００１０】
本発明の第３観点に係るロータリー圧縮機は、第１観点又は第２観点に係るロータリー圧縮機であって、シャフトの回転軸方向視において、インジェクション流路の出口開口が最もローラの第１端面の内縁に近づくローラの公転角度のときに、インジェクション流路の出口開口とローラの第１端面の内縁との間には、所定シール寸法が確保されている。
【００１１】
ここでは、インジェクション流路の出口開口が最もローラの第１端面の内縁に近づいたときにも、インジェクション流路の出口開口とローラの第１端面の内縁との間に所定シール寸法が確保されるため、インジェクション流路の出口開口とローラの第１端面の内側の高圧空間との連通が殆どなくなる。
【００１２】
本発明の第４観点に係るロータリー圧縮機は、第１観点〜第３観点のいずれかに係るロータリー圧縮機において、ローラとブレードとは一体である。
【００１３】
ここでは、ローラとブレードとを一体化しているため、別体の場合の両者の摩擦や隙間からのガス漏れがなくなり、運転効率や耐久性が向上する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１観点に係るロータリー圧縮機では、ローラの第１端面に第１幅広面を形成するとともに、その第１端面と反対側の第２端面にも、同様の第２幅広面を形成しているため、圧縮機運転中のローラの回転バランスが向上し、インジェクション流路による中間圧の冷媒のインジェクション量を確保しつつ、ローラの摺動状態を良好に保つことができる。
【００１５】
本発明の第２観点に係るロータリー圧縮機では、組み立て工数を削減し、製造コストを抑制することができる。
【００１６】
本発明の第３観点に係るロータリー圧縮機では、インジェクション流路の出口開口とローラの第１端面の内側の高圧空間との連通が殆どなくなる。
【００１７】
本発明の第４観点に係るロータリー圧縮機では、運転効率や耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るロータリー圧縮機の縦断面図。
【図２】圧縮機構の縦断面模式図。
【図３】シリンダおよびピストンを下方から見た図。
【図４】ローラおよびブレードから成るピストンを下方から見た図。
【図５】圧縮室からフロントヘッド吐出孔を介してマフラー室へと高圧冷媒を吐出しつつシリンダの吸入孔から圧縮室に低圧冷媒を吸入する公転角度に、ピストンのローラが位置するときの、インジェクション流路の出口開口とローラの第１端面の第１幅広面との相対位置を示す図。
【図６】シリンダの吸入孔から圧縮室への低圧冷媒の吸入が終わる直前の公転角度に、ピストンのローラが位置するときの、インジェクション流路の出口開口とローラの第１端面の第１幅広面との相対位置を示す図。
【図７】圧縮室の低圧冷媒を圧縮し始めインジェクション流路からの中間圧冷媒のインジェクションが始まる公転角度に、ピストンのローラが位置するときの、インジェクション流路の出口開口とローラの第１端面の第１幅広面との相対位置を示す図。
【図８】圧縮室における冷媒の圧縮が為され且つインジェクション流路から中間圧冷媒がインジェクションされる公転角度に、ピストンのローラが位置するときの、インジェクション流路の出口開口とローラの第１端面の第１幅広面との相対位置を示す図。
【図９】インジェクション流路からの中間圧冷媒のインジェクションが終わり、フロントヘッド吐出孔を介した圧縮室からマフラー室への高圧冷媒の吐出が始まる公転角度に、ピストンのローラが位置するときの、インジェクション流路の出口開口とローラの第１端面の第１幅広面との相対位置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（１）全体構成
ロータリー圧縮機１０は、図１に示すように、１シリンダ型のロータリー圧縮機であって、ケーシング１１と、ケーシング１１内に配置される駆動機構２０および圧縮機構３０とを備えている。このロータリー圧縮機１０は、ケーシング１１内において、圧縮機構３０が、駆動機構２０の下側に配置される。
【００２０】
このロータリー圧縮機１０は、空気調和機やヒートポンプ式の給湯機などの冷凍装置においてＲ３２冷媒を圧縮するために用いられる機器であり、冷凍装置のアキュムレータ９５から冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧になった冷媒を吐出管２５から冷凍装置のガスクーラに向けて吐出する。
【００２１】
また、ロータリー圧縮機１０は、圧縮機構３０の圧縮室Ｓ１（後述）に、冷凍装置のインジェクション回路から供給される中間圧の冷媒を受け入れる機能を有している。
【００２２】
（２）詳細構成
（２−１）駆動機構
駆動機構２０は、ケーシング１１の内部空間の上部に収容されており、圧縮機構３０を駆動する。駆動機構２０は、駆動源となるモータ２１と、モータ２１に取り付けられる駆動軸であるクランクシャフト２２とを有する。
【００２３】
モータ２１は、クランクシャフト２２を回転駆動させるためのモータであり、主として、ロータ２３と、ステータ２４とを有している。ロータ２３は、その内部空間にクランクシャフト２２が挿嵌されており、クランクシャフト２２と共に回転する。ロータ２３は、積層された電磁鋼板と、ロータ本体に埋設された磁石とから成る。ステータ２４は、ロータ２３の径方向外側に所定の空間を介して配置される。ステータ２４は、積層された電磁鋼板と、ステータ本体に巻かれたコイルとから成る。モータ２１は、コイルに電流を流すことによってステータ２４に発生する電磁力により、ロータ２３をクランクシャフト２２と共に回転させる。
【００２４】
クランクシャフト２２は、ロータ２３に挿嵌され、図２に示す回転軸ＣＡを中心に回転する。また、クランクシャフト２２の偏芯部であるクランクピン２２ａは、図２および図３に示すように、圧縮機構３０のピストン３１のローラ８０（後述）に挿通しており、ロータ２３からの回転力を伝達可能な状態でローラ８０に嵌っている。クランクシャフト２２は、ロータ２３の回転に従って回転し、クランクピン２２ａを偏芯回転させ、圧縮機構３０のピストン３１のローラ８０を公転させる。すなわち、クランクシャフト２２は、モータ２１の駆動力を圧縮機構３０に伝達する機能を有している。
【００２５】
なお、図２において点線で示すように、クランクシャフト２２の内部には、ケーシング１１の内部空間の下部に溜まっている油を上方に導くための油流路が形成されている。
【００２６】
（２−２）圧縮機構
圧縮機構３０は、ケーシング１１内の下部側に収容されている。圧縮機構３０は、アキュムレータ９５から吸入管９６を介して吸入した冷媒を圧縮する。圧縮機構３０は、ロータリー型の圧縮機構であり、主として、フロントヘッド４０と、シリンダ５０と、ピストン３１と、リアヘッド６０とから成る。また、圧縮機構３０の圧縮室Ｓ１で圧縮された冷媒は、フロントヘッド４０に形成されているフロントヘッド吐出孔４１ａから、フロントヘッド４０およびマフラー７０に囲われたマフラー空間Ｓ２を経て、モータ２１が配置され吐出管２５の下端が位置する空間へ吐出される。
【００２７】
（２−２−１）シリンダ
シリンダ５０は、金属製の鋳造部材である。シリンダ５０は、円筒状の中央部５０ａと、中央部５０ａからアキュムレータ９５側に延びる第１外延部５０ｂと、中央部５０ａから第１外延部５０ｂとは反対側に延びる第２外延部５０ｃとを有している。第１外延部５０ｂには、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入する吸入孔５１が形成されている。中央部５０ａの内周面５０ａ１の内側の円柱状空間は、吸入孔５１から吸入される冷媒が流入するシリンダ室５２となる。吸入孔５１は、シリンダ室５２から第１外延部５０ｂの外周面に向かって延び、第１外延部５０ｂの外周面において開口している。この吸入孔５１には、アキュムレータ９５から延びる吸入管９６の先端部が挿入される。また、シリンダ室５２内には、シリンダ室５２内に流入した冷媒を圧縮するためのピストン３１等が収容される。
【００２８】
シリンダ５０の円筒状の中央部５０ａにより形成されるシリンダ室５２は、その下端である第１端が開口しており、また、その上端である第２端も開口している。中央部５０ａの下端である第１端は、後述するリアヘッド６０により塞がれる。また、中央部５０ａの上端である第２端は、後述するフロントヘッド４０により塞がれる。
【００２９】
また、シリンダ５０には、後述するブッシュ３５およびブレード９０が配置されるブレード揺動空間５３が形成されている。ブレード揺動空間５３は、中央部５０ａと第１外延部５０ｂとにまたがって形成されており、ブッシュ３５を介してピストン３１のブレード９０がシリンダ５０に揺動可能に支持される。ブレード揺動空間５３は、平面的には、吸入孔５１の近傍を、シリンダ室５２から外周側に向かって延びるように形成されている。
【００３０】
（２−２−２）フロントヘッド
フロントヘッド４０は、図１および図２に示すように、シリンダ５０の上端である第２端の開口を閉塞するフロントヘッド円板部４１と、フロントヘッド円板部４１の中央のフロントヘッド開口の周縁から上方向に延びるフロントヘッドボス部４２とを有する。フロントヘッドボス部４２は、円筒状であり、クランクシャフト２２の軸受として機能する。
【００３１】
フロントヘッド円板部４１には、図３に示す平面位置に、フロントヘッド吐出孔４１ａが形成されている。フロントヘッド吐出孔４１ａからは、シリンダ５０のシリンダ室５２において容積が変化する圧縮室Ｓ１で圧縮された冷媒が、断続的に吐出される。フロントヘッド円板部４１には、フロントヘッド吐出孔４１ａの出口を開閉する吐出弁が設けられている。この吐出弁は、圧縮室Ｓ１の圧力がマフラー空間Ｓ２の圧力よりも高くなったときに圧力差によって開き、フロントヘッド吐出孔４１ａからマフラー空間Ｓ２へと冷媒を吐出させる。
【００３２】
（２−２−３）マフラー
マフラー７０は、図１に示すように、フロントヘッド４０のフロントヘッド円板部４１の周縁部の上面に取り付けられている。マフラー７０は、フロントヘッド円板部４１の上面およびフロントヘッドボス部４２の外周面と共にマフラー空間Ｓ２を形成して、冷媒の吐出に伴う騒音の低減を図っている。マフラー空間Ｓ２と圧縮室Ｓ１とは、上述のように、吐出弁が開いているときにはフロントヘッド吐出孔４１ａを介して連通する。
【００３３】
また、マフラー７０には、フロントヘッドボス部４２を貫通させる中央マフラー開口と、マフラー空間Ｓ２から上方のモータ２１の収容空間へと冷媒を流すマフラー吐出孔とが形成されている。
【００３４】
なお、マフラー空間Ｓ２、モータ２１の収容空間、吐出管２５が位置するモータ２１の上方の空間、圧縮機構３０の下方に潤滑油が溜まっている空間などは、全てつながっており、圧力が等しい高圧空間を形成している。
【００３５】
（２−２−４）リアヘッド
リアヘッド６０は、シリンダ５０の下端である第１端の開口を閉塞するリアヘッド円板部６１と、リアヘッド円板部６１の中央開口の周縁部から下方に延びる軸受としてのリアヘッドボス部６２とを有する。フロントヘッド円板部４１、リアヘッド円板部６１、およびシリンダ５０の中央部５０ａは、図３に示すように、シリンダ室５２を形成する。フロントヘッドボス部４２およびリアヘッドボス部６２は、円筒形状のボス部であり、クランクシャフト２２を軸支する。
【００３６】
リアヘッド円板部６１には、インジェクション流路６１ａが形成されている。インジェクション流路６１ａは、ケーシング１１に開けられたインジェクション用の穴（図示せず）とつながっており、冷凍装置のインジェクション回路の冷媒配管と結ばれる。インジェクション流路６１ａは、ケーシング１１のインジェクション用の穴からクランクシャフト２２の回転軸ＣＡに向かって水平に延び、途中で上に向いて折れ曲がり、リアヘッド円板部６１の上面に開口している。このインジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１は、図３において二点鎖線で示す平面位置に開口している。すなわち、インジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１は、シリンダ５０の中央部５０ａの内周面５０ａ１の内側のシリンダ室５２に開口している。このインジェクション流路６１ａは、ロータリー圧縮機１０の外部から導入される中間圧の冷媒を、ピストン３１のローラ８０の公転角度が一定範囲にあるときに、シリンダ室５２において容積変化する圧縮室Ｓ１に流す役割を果たす。したがって、ピストン３１のローラ８０の公転角度が上述の一定範囲以外の所定範囲にあるときには、ローラ８０の第１幅広面８１ａ１（後述）によって塞がれる。
【００３７】
（２−２−５）ピストン
ピストン３１は、シリンダ室５２に配置され、クランクシャフト２２の偏芯部であるクランクピン２２ａに装着されている。ピストン３１は、図２〜図４に示すように、ローラ８０とブレード９０とが一体化された部材である。ピストン３１のブレード９０は、シリンダ５０に形成されているブレード揺動空間５３に配置され、上述のように、ブッシュ３５を介してシリンダ５０に揺動可能に支持される。また、ブレード９０は、ブッシュ３５と摺動可能になっており、運転中には、揺動するとともに、クランクシャフト２２から離れたりクランクシャフト２２に近づいたりする動きを繰り返す。
【００３８】
ローラ８０は、ローラ下端面である第１端面８１ａが形成されている第１端部８１と、ローラ上端面である第２端面８２ａが形成されている第２端部８２と、それら第１端部８１と第２端部８２との間に位置する中央部８３とから構成されている。中央部８３は、図４に示すように、内径Ｄ２、外径Ｄ１である円筒形状の部分である。第１端部８１は、内径Ｄ３、外径Ｄ１である円筒形状の第１本体部８１ｂと、その第１本体部８１ｂから内側に突出する第１突出部８１ｃとから構成される。第１本体部８１ｂの外径Ｄ１は、中央部８３の外径Ｄ１と同じ寸法である。また、第１本体部８１ｂの内径Ｄ３は、中央部８３の内径Ｄ２よりも大きい。第２端部８２は、内径Ｄ３、外径Ｄ１である円筒形状の第２本体部８２ｂと、その第２本体部８２ｂから内側に突出する第２突出部８２ｃとから構成される。第２本体部８２ｂの外径Ｄ１は、第１本体部８１ｂの外径Ｄ１と同様に、中央部８３の外径Ｄ１と同じ寸法である。また、第２本体部８２ｂの内径Ｄ３は、第１本体部８１ｂの内径Ｄ３と同じ寸法であり、中央部８３の内径Ｄ２よりも大きい。第１突出部８１ｃの内面８１ｃ１および第２突出部８２ｃの内面８２ｃ１は、クランクシャフト２２の回転軸方向視において、中央部８３の内周面８３ａ１とほぼ重なる。詳細には、第１突出部８１ｃの内面８１ｃ１および第２突出部８２ｃの内面８２ｃ１は、平面視において、中央部８３の内周面８３ａ１よりも少しだけ外側に位置している。このように、第１突出部８１ｃおよび第２突出部８２ｃを除くと、第１本体部８１ｂおよび第２本体部８２ｂの内径Ｄ３が中央部８３の内径Ｄ２よりも大きくなっているため、第１端部８１と中央部８３との境界の高さ位置には第１段差面８３ａ２が形成され、第２端部８２と中央部８３との境界の高さ位置には第２段差面８３ａ３が形成される（図２および図４参照）。
【００３９】
ローラ８０の第１端部８１の環状の第１端面８１ａは、リアヘッド円板部６１の上面と接しており、リアヘッド円板部６１の上面と摺動する。ローラ８０の第１端面８１ａは、径方向の幅が部分的に大きくなっている第１幅広面８１ａ１を含んでいる。第１端部８１の第１突出部８１ｃ、および、その外方に位置する第１端部８１の第１本体部８１ｂの一部が、第１幅広面８１ａ１を形成している（図４参照）。
【００４０】
ローラ８０の第２端部８２の環状の第２端面８２ａは、フロントヘッド円板部４１の下面と接しており、フロントヘッド円板部４１の下面と摺動する。ローラ８０の第２端面８２ａは、径方向の幅が部分的に大きくなっている第２幅広面８２ａ１を含んでいる。第２幅広面８２ａ１は、クランクシャフト２２の回転軸方向視において、第１幅広面８１ａ１と同じ位置にある。第２端部８２の第２突出部８２ｃ、および、その外方に位置する第２端部８２の第２本体部８２ｂの一部が、第２幅広面８２ａ１を形成している。
【００４１】
ピストン３１のローラ８０およびブレード９０は、図２および図３に示すように、シリンダ室５２を仕切る形で、ピストン３１の公転によって容積が変化する圧縮室Ｓ１を形成している。圧縮室Ｓ１は、シリンダ５０の中央部５０ａの内周面５０ａ１、リアヘッド円板部６１の上面、フロントヘッド円板部４１の下面およびピストン３１によって囲まれる空間である。図３および図５〜図９に示すように、ピストン３１の公転にしたがって圧縮室Ｓ１の容積が変化し、吸入孔５１から吸い込まれた低圧の冷媒が圧縮され高圧の冷媒となり、フロントヘッド吐出孔４１ａからマフラー空間Ｓ２へと吐出される。
【００４２】
クランクシャフト２２の回転軸方向視において、図３および図４に示すピストン３１の公転角度のときに、上述のリアヘッド円板部６１の上面に開口しているインジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１は、ローラ８０の下端面である第１端面８１ａの内縁８１ｄに最も近づく。この公転角度のときに、インジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１とローラ８０の第１端面８１ａの内縁８１ｄとの間には、所定シール寸法ｔ０’が確保されている。この公転角度のときには、インジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１の中心がローラ８０の第１端面８１ａの外縁から寸法ｌだけ内側に入った位置にあり、第１端面８１ａの第１突出部８１ｃの径方向の幅ｔは、
式：ｔ＝ｌ＋（Ｄ／２）＋ｔ０’
で表される寸法となる。Ｄは、出口開口６１ａ１の直径である。また、第１幅広面８１ａ１を除く第１端面８１ａの径方向の幅ｔ０は、
式：ｔ０＝（Ｄ１−Ｄ３）／２
で表される寸法である。
【００４３】
（３）動作
ロータリー圧縮機１０では、クランクピン２２ａの偏芯回転によって公転する圧縮機構３０のピストン３１の動きによって容積変化する圧縮室Ｓ１で圧縮された冷媒が、圧縮室Ｓ１からフロントヘッド吐出孔４１ａを介してマフラー空間Ｓ２に導かれる。マフラー空間Ｓ２に導入された冷媒は、マフラー７０のマフラー吐出孔からマフラー空間Ｓ２の上方の空間へ排出される。マフラー空間Ｓ２の外部へ排出された冷媒は、モータ２１のロータ２３とステータ２４との間の空間を通過して、モータ２１を冷却した後に、吐出管２５から冷凍装置の高圧冷媒配管へと吐出される。
【００４４】
次に、圧縮室Ｓ１での冷媒の圧縮について詳述する。
【００４５】
図８に示す公転角度から図９，図３，図５に示す公転角度に段々とピストン３１が動いていく間に、吸入孔５１から低圧の冷媒が圧縮室Ｓ１に吸入される。吸入孔５１に面した圧縮室Ｓ１は、冷媒を吸入しているときには、その容積が段々と大きくなる。図６に示す公転角度から図７に示す公転角度にピストン３１が動くと、圧縮室Ｓ１と吸入孔５１との連通状態が解消され、圧縮室Ｓ１での冷媒圧縮が始まる。ピストン３１が図８に示す公転角度のときには、インジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１から圧縮室Ｓ１に中間圧の冷媒がインジェクションされる。その後、ピストン３１が図９に示す公転角度になると、フロントヘッド吐出孔４１ａと連通状態となる圧縮室Ｓ１は、その容積がかなり小さくなり、冷媒の圧力も高くなってくる。この図９に示す公転角度においては、ピストン３１のローラ８０の第１端面８１ａの第１幅広面８１ａ１が、リアヘッド円板部６１のインジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１を塞いでおり、中間圧の冷媒の圧縮室Ｓ１へのインジェクションは為されていない。その後、ピストン３１が図３，図５に示す公転角度のときに、高圧となった冷媒が、フロントヘッド吐出孔４１ａから吐出弁を押し開いて、マフラー空間Ｓ２へと吐出される。
【００４６】
（４）特徴
（４−１）
本実施形態に係るロータリー圧縮機１０では、ピストン３１のローラ８０の内側の空間が、図２に示すように、ローラ８０の内周面８３ａ１とクランクピン２２ａとの摺動部分など圧縮機構３０の各摺動部へクランクシャフト２２内の油流路から潤滑油が供給される高圧空間となっている。そして、この高圧空間がインジェクション流路６１ａと連通してしまうと、中間圧インジェクションが阻害されたり、高圧の油が逆流して冷凍装置の冷媒配管へと流れたりする恐れがある。
【００４７】
しかし、ロータリー圧縮機１０では、ピストン３１のローラ８０の第１端面８１ａが第１幅広面８１ａ１を含んでいるので、インジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１の直径Ｄを大きくし且つ出口開口６１ａ１をクランクシャフト２２側に寄せている構成であるにもかかわらず、出口開口６１ａ１が第１幅広面８１ａ１によって確実に塞がれる（図３〜図６参照）。
【００４８】
これにより、冷凍装置の中間圧冷媒が流れるインジェクション回路と連通しているリアヘッド６０のインジェクション流路６１ａが、ピストン３１のローラ８０の内側の高圧空間と連通してしまうことが抑制される。
【００４９】
また、クランクシャフト２２の回転軸方向視において、ローラ８０の円環状の第１端面８１ａの第１幅広面８１ａ１と同じ位置に、第２端面８２ａの第２幅広面８２ａ１を配置している。すなわち、ローラ８０の第１端面８１ａに径方向の幅が部分的に大きい第１幅広面８１ａ１を形成するとともに、その第１端面８１ａと反対側のローラ８０の第２端面８２ａにも、同様の第２幅広面８２ａ１を形成している。このため、ローラ８０の第１端面８１ａ側の第１端部８１と第２端面８２ａ側の第２端部８２との重量バランスが良くなっている。これにより、ロータリー圧縮機１０の運転中の回転バランスが向上し、インジェクション流路６１ａによる中間圧の冷媒のインジェクション量を確保しつつ、ピストン３１のローラ８０の摺動状態を良好に保つことができている。
【００５０】
（４−２）
ロータリー圧縮機１０では、ピストン３１のローラ８０が、第１端部８１、第２端部８２および中央部８３を有し、第１端部８１および第２端部８２の本体部８１ｂ、８２ｂの内径Ｄ３が中央部８３の内径Ｄ２よりも大きくなるようにローラ８０が形成されている。そして、第１端部８１および第２端部８２の突出部８１ｃ，８２ｃの内面８１ｃ１，８２ｃ１は、クランクシャフト２２の回転軸方向視において、中央部８３の内周面８３ａ１とほぼ重なる。詳細には、第１突出部８１ｃの内面８１ｃ１および第２突出部８２ｃの内面８２ｃ１は、平面視において、中央部８３の内周面８３ａ１よりも少しだけ外側に位置している。
【００５１】
すなわち、第１端部８１および第２端部８２は、中央部８３の内周面８３ａ１よりも内側に突出する部分を含んでおらず、クランクシャフト２２のクランクピン２２ａをローラ８０に通すことが容易である。このため、クランクピン２２ａの偏芯回転によってピストン３１が公転するロータリー圧縮機１０を組み立てる際の組み立て工数が削減され、製造コストも小さく抑えられている。
【００５２】
（４−３）
図４に示すように、ロータリー圧縮機１０では、インジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１がローラ８０の第１端面８１ａの内縁８１ｄに最も近づいたときにも、出口開口６１ａ１とローラ８０の内縁８１ｄとの間に所定シール寸法ｔ０’が確保されるため、インジェクション流路６１ａの出口開口６１ａ１とローラ８０の内側の高圧空間との連通が殆どない。
【００５３】
なお、所定シール寸法ｔ０’は、インジェクション流路６１ａに供給される冷凍装置の冷媒圧力、ローラ８０の内側の空間の圧力などの設定値に基づいて決められる寸法である。
【００５４】
（４−４）
ロータリー圧縮機１０では、ローラ８０とブレード９０とを別部材として組み合わせるのではなく、これらを一体化したピストン３１を用いている。このため、別部材とした場合の両者の摩擦や隙間からのガス漏れがなくなり、運転効率や耐久性が向上している。
【００５５】
（４−５）
ロータリー圧縮機１０では、ピストン３１のローラ８０を、第１端部８１、第２端部８２および中央部８３から構成し、第１突出部８１ｃおよび第２突出部８２ｃの部分を除いて第１端部８１、第２端部８２の内周部分を削り取る加工を行って成形している。このように、上下の両端部８１，８２の一部を削り取っているため、ピストン３１のローラ８０とリアヘッド６０およびフロントヘッド４０との摺動損失が小さくなっている。また、上下の両端部８１，８２の一部の切削によって、その空間にクランクシャフト２２の油流路からの潤滑油が入り込み、圧縮機構３０で必要な潤滑油が確実に確保されるようになっている。
【００５６】
（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、フロントヘッド４０ではなくリアヘッド６０のリアヘッド円板部６１にインジェクション流路６１ａを形成しているが、これに代えて、フロントヘッド４０のフロントヘッド円板部４１に中間圧の冷媒を供給するインジェクション流路を形成することもできる。
【００５７】
（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態では、１シリンダ型のロータリー圧縮機１０に本発明を適用しているが、２シリンダ型のロータリー圧縮機に対しても本発明を適用することができる。その場合、フロントヘッドおよびリアヘッドに加えてミドルヘッドが配備されるが、インジェクション流路はいずれのヘッドに形成してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０    ロータリー圧縮機
２２    クランクシャフト
３０    圧縮機構
３１    ピストン
４０    フロントヘッド（第２シリンダヘッド）
５０    シリンダ
６０    リアヘッド（第１シリンダヘッド）
６１ａ    インジェクション流路
６１ａ１    インジェクション流路の出口開口
８０    ローラ
８１    第１端部
８１ａ    第１端面
８１ａ１    第１幅広面
８１ｂ    第１本体部
８１ｃ    第１突出部
８１ｃ１    第１突出部の内面
８１ｄ    第１端面の内縁
８２    第２端部
８２ａ    第２端面
８２ａ１    第２幅広面
８２ｂ    第２本体部
８２ｃ    第２突出部
８２ｃ１    第２突出部の内面
８３    中央部
８３ａ１    中央部の内周面
９０    ブレード
Ｓ１    圧縮室
Ｄ      インジェクション流路の出口開口の直径
Ｄ１    第１本体部、第２本体部および中央部の外径
Ｄ２    中央部の内径
Ｄ３    第１本体部および第２本体部の内径
ｔ０’    所定シール寸法
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開平１１−１３６６４号公報
【図１】
2014040815.tif 000003
【図２】
2014040815.tif 000004
【図３】
2014040815.tif 000005
【図４】
2014040815.tif 000006
【図５】
2014040815.tif 000007
【図６】
2014040815.tif 000008
【図７】
2014040815.tif 000009
【図８】
2014040815.tif 000010
【図９】
2014040815.tif 000011