(57)【要約】  本発明の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円柱状の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、静止シリンダと、ピン機構と、駆動源と、ローリングシリンダと駆動源とを繋ぐ駆動伝達部と、旋回ピストン、ローリングシリンダ、静止シリンダ、ピン機構、駆動源及び駆動伝達部を内蔵するケーシングと、を備え、旋回ピストン、ローリングシリンダ及び静止シリンダは、圧縮部を構成し、ピン機構は、スライド溝に嵌入され、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、その往復運動により、吸込室、圧縮室及び吐出室が形成され、駆動源は、駆動伝達部を介して、少なくともローリングシリンダを駆動するものである。これにより、ローリングシリンダ式容積型圧縮機において、可動圧縮要素同士の衝突を減らし、圧縮機としての性能の低下を抑制することができる。
2019167163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ溝を有する円柱状の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、
静止シリンダと、
ピン機構と、
駆動源と、
前記ローリングシリンダと前記駆動源とを繋ぐ駆動伝達部と、
前記旋回ピストン、前記ローリングシリンダ、前記静止シリンダ、前記ピン機構、前記駆動源及び前記駆動伝達部を内蔵するケーシングと、を備え、
前記旋回ピストン、前記ローリングシリンダ及び前記静止シリンダは、圧縮部を構成し、
前記ピン機構は、前記スライド溝に嵌入され、
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、
前記駆動源は、前記駆動伝達部を介して、少なくとも前記ローリングシリンダを駆動する、ローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項２】
前記ピン機構は、前記スライド溝に摺動可能に接するスライダ対偶面を有する、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】
前記スライダ対偶面は、前記ピン機構の中心軸の周りに回転可能に設置されている、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】
前記駆動伝達部は、偏心シャフトを有し、
前記偏心シャフトは、前記旋回ピストンに接続され、
前記旋回ピストンは、前記偏心シャフトを介して、前記駆動源により駆動される、請求項１乃至３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５】
前記旋回ピストンは、前記偏心シャフトの中心軸を回転軸として自転するとともに、前記駆動伝達部の中心軸を回転軸として公転する、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】
前記駆動伝達部は、クランク式のシャフトを含む、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】
前記シャフトには、シャフトつば部が設けられ、該シャフトつば部の一部が前記ローリングシリンダに付勢される構成を有する、請求項６記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項８】
前記駆動伝達部と前記ローリングシリンダとは、一体化された構成を有する、請求項１乃至６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。
【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】
固定ピン機構を有するローリングシリンダ式容積型圧縮機は、ピン機構の中心とローリングシリンダの回転中心を通る円上の任意の点から両中心へ引いた２本の弦は一定の角度になるという幾何学的関係（円周角一定の法則）を利用した独特の装置である。この装置において冷媒等の作動流体を圧縮する圧縮室を構成する圧縮要素としては、運動を行わない静止圧縮要素である静止シリンダと、運動を伴う可動圧縮要素とがある。可動圧縮要素には、回転運動するローリングシリンダと、ローリングシリンダとピン機構の中心を通る円上を中心が通る旋回運動とともにローリングシリンダの中心を向く姿勢をとる旋回ピストンとがある。【０００３】
これらの可動圧縮要素には、協働して圧縮室を形成するため、摺動等によって互いに力が働き合うとともに、作動流体の圧縮によって、作動流体や各圧縮要素の支持部から力が働く。旋回ピストンには、作動流体から旋回運動を妨げる向きの力が働くため、それに対抗する駆動力が必須となる。一方、ローリングシリンダには、作動流体から回転運動を妨げるトルクは働かないという特徴がある。【０００４】
特許文献１には、モータが回転駆動するシャフトで旋回ピストンに駆動力を与え、作動流体から旋回ピストンに働く力に対抗することにより、作動流体の圧縮を実現し、ローリングシリンダには駆動力を与えない構成が記載されている。
【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に記載されているように、ローリングシリンダに働くトルクは、支持部から働く摩擦トルクと、旋回ピストンから働くトルクとのみである。【０００７】
ところで、旋回ピストンとローリングシリンダとの摺動部には、必ず隙間があるため、旋回ピストンがある位置である姿勢をとっても、協働して圧縮室を形成するローリングシリンダの回転角度は一つに決まらず、必ず、組み込み可能な回転角度の範囲（ガタ）がある。【０００８】
このため、ローリングシリンダは、上記摩擦トルクにより、必ず回転速度が低下し、ガタの範囲のうちで回転角の小さい方へずれ、最後に、旋回ピストンと摺動部で衝突する。【０００９】
ローリングシリンダには、作動流体からの大きなトルクが働いていないため、この衝突によって、ガタの範囲で回転角の大きい方へ一気に進む。その後、同様な衝突を繰り返す。さらに、この衝突が極端に激しくなると、回転角の大きいところへ戻った時点でも旋回ピストンと衝突を起こすことになり、より一層激しい衝突が極めて短い周期で起きることになる。【００１０】
この結果、摺動部の振動騒音や磨耗による信頼性低下、摺動部における大きな衝撃荷重の発生による摺動損失増大や、摺動部シール隙間の不安定化による油膜形成不良で漏れ損失増大が生じ、圧縮機性能が低下するという問題があった。【００１１】
本発明は、ローリングシリンダ式容積型圧縮機において、可動圧縮要素同士の衝突を減らし、圧縮機としての性能の低下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】
【００１２】
本発明の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円柱状の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、静止シリンダと、ピン機構と、駆動源と、ローリングシリンダと駆動源とを繋ぐ駆動伝達部と、旋回ピストン、ローリングシリンダ、静止シリンダ、ピン機構、駆動源及び駆動伝達部を内蔵するケーシングと、を備え、旋回ピストン、ローリングシリンダ及び静止シリンダは、圧縮部を構成し、ピン機構は、スライド溝に嵌入され、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、その往復運動により、吸込室、圧縮室及び吐出室が形成され、駆動源は、駆動伝達部を介して、少なくともローリングシリンダを駆動するものである。
【発明の効果】
【００１３】
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、可動圧縮要素同士の衝突を減らし、圧縮機としての性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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圧縮機の旋回ピストンを示す斜視図である。
【図４Ａ】実施例１に係るＲＣ圧縮機のピン機構を示す斜視図である。
【図４Ｂ】実施例１の係るＲＣ圧縮機の他のピン機構を示す斜視図である。
【図５】実施例１に係るＲＣ圧縮機の圧縮行程を示すフロー図である。
【図６】実施例１に係るＲＣ圧縮機の給油ポンプを示す分解斜視図である。
【図７】実施例２に係るＲＣ圧縮機を示す縦断面図である。
【図８】図７のＬ部拡大図である。
【図９】実施例２に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダの上方から見た斜視図である。
【図１０】実施例２に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダの下方から見た斜視図である。
【図１１】実施例２に係るＲＣ圧縮機の旋回ピストンを示す斜視図である。
【図１２】実施例２に係るＲＣ圧縮機のピン機構を示す斜視図である。
【図１３】実施例２に係るＲＣ圧縮機のシャフトつば部及びローリングシリンダ接触部をシャフトの下側から見た模式図である。
【図１４】実施例３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１５】実施例１に係るＲＣ圧縮機の給油ポンプを示す横断面図である。
【図１６】実施例４に係るＲＣ圧縮機の給油ポンプを示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、旋回ピストンの姿勢を規定する固定ピン機構を有するローリングシリンダ式容積型圧縮機に関する。
【００１６】
以下、本発明の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、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、図中で括弧付の符号を付けた部分は、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。
【実施例１】
【００１７】
実施例１に係るＲＣ圧縮機については、図１乃至図６及び図１５を用いて説明する。【００１８】
ローリングシリンダを回転駆動する本実施例は、旋回ピストンの支持部であるピン機構にスライダを設け、旋回ピストンの駆動源であるピストン駆動源は設けないタイプのＲＣ圧縮機である。【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
本図においては、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には、圧縮部と、その下方に圧縮部の駆動源となるモータ７と、圧縮部とモータ７とを繋ぐ駆動伝達部であるシャフト６と、が配置されている。シャフト６は、垂直方向に配置されている。【００２２】
圧縮部は、圧縮される作動流体に直接作用する構成要素として、ローリングシリンダ１と、旋回ピストン３と、静止シリンダ２と、を含む。ローリングシリンダ１及び旋回ピストン３は、可動圧縮要素である。また、静止シリンダ２は、静止圧縮要素である。可動圧縮要素と静止圧縮要素とは、作動室を形成する。作動室は、ＲＣ圧縮機の運転中、吸込室９５、圧縮室１００及び吐出室１０５に繰り返し切り替わる。【００２３】
これらの材質に関しては、旋回ピストン３、ローリングシリンダ１及び静止シリンダ２をすべて鋳鉄で作製すれば、コストを低く抑えることができる。また、ローリングシリンダ１をアルミニウム合金で作製し、旋回ピストン３及び静止シリンダ２を鋳鉄で作製してもよい。このようにすれば、受動的に回転するローリングシリンダ１を軽量化することができるため、動作不良を起こしにくくすることができ、かつ、運転を滑らかにすることができる。さらに、旋回ピストン３、ローリングシリンダ１及び静止シリンダ２をすべてアルミニウム合金で作製すれば、ＲＣ圧縮機全体を軽量化することができる。【００２４】
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。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。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、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、シャフト６を支持する。シャフト６は、フレーム４の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。【００２５】
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、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。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。【００２６】
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。【００２７】
旋回ピストン３には、スライド溝３ｂが設けられている。スライド溝３ｂには、ピン機構５が挿入されている。また、旋回ピストン３には、ピストン下面穴３ｇが設けられている。ピン機構５は、旋回ピストン３のスライド溝３ｂへ嵌合され、旋回ピストン３の位置と姿勢を規制する支持部となる。【００２８】
モータ７は、シャフト６に固定配置されるロータ７ａと、ケーシング円筒部８ａに固定配置されるステータ７ｂと、で構成されている。ここで、モータ７を形成するステータ７ｂに対してシャフト６に取り付けるロータ７ａをわずかに下げて取り付ける。これによりシャフト６に上向きの軸推力を与える。【００２９】
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。【００３０】
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。シャフト６には、中心軸方向に中央を貫通するシャフト給油縦穴６ｂ（給油路）が設けられている。さらに、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（シャフト給油副横穴６ｇ、シャフト給油下主軸受穴６ｆ、シャフト給油上主軸受穴６ｅ）が設けられている。上主軸受２４ａは、シャフト給油上主軸受穴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。【００３１】
給油ポンプ２００から吐出される油の一部は、ポンプ連結部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。【００３２】
ローリングシリンダ１の主として下方には、背面空間である背面室１１０が設けられている。【００３３】
圧縮部の外周部には、シリンダ外周溝２ｍやフレーム外周溝４ｍが設けられている。これらは、吐出圧の作動流体の流路となる。さらに、静止シリンダ２を取り付ける上面部には、背面室１１０の油を抜くための油排出路４ｘが設けられている。【００３４】
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。【００３５】
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。【００３６】
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５も参照して説明する。【００３７】
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。【００３８】
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。【００３９】
副軸受２５は、ボール２５ａと、そのボール２５ａを全方位で回転支持するボールホルダ２５ｂと、で構成されている。シャフト６の下部をボール２５ａへ挿入し、そのボール２５ａをボールホルダ２５ｂへ装着した後、ボールホルダ２５ｂをケーシング円筒部８ａに溶接された副フレーム３５に固定配置する。これにより、副軸受２５はシャフト６の下部を回転支持するようになっている。【００４０】
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。【００４１】
副フレーム３５には、副フレーム周囲穴３５ａ及び副フレーム中央穴３５ｂが設けられている。油は、これらの穴を通って貯油部１２５へ戻す。シャフト６の最下端には、ポンプ連結部６ｚを介して給油ポンプ２００が設けられ、各軸受や圧縮部へ通じるシャフト給油縦穴６ｂへ油を送り込む。【００４２】
また、ＲＣ圧縮機組立ての適当な段階でケーシング内に油を封入し、最下部となるケーシング下フタ８ｃ付近に油を溜める貯油部１２５を形成する。【００４３】
なお、本実施例においては、シリンダ溝外周壁１ｗを採用しているが、シリンダ溝外周壁１ｗを採用しない場合も、本発明は成立する。この意味で、１ｗは括弧付の符号として示している。シリンダ溝外周壁１ｗの詳細は、後段において図２を用いて説明する。【００４４】
また、本実施例においては、括弧付の符号２１０、２００’は採用しない。【００４５】
本実施例においては、シャフト６が圧縮部のローリングシリンダ１に直結した構成を有する。よって、ローリングシリンダ１は、モータ７によって直接回転駆動する。すなわち、モータ７は、シリンダ駆動源となる。【００４６】
図１においては、Ｍ部として表示した部分のように、シャフト６とローリングシリンダ１とが一体化された構成を有する。言い換えると、シャフト６は、ローリングシリンダ１の下面に固定されている。この一体化は、一つの素材から加工してもいいし、別々で加工したものを溶接や拡散接合等で一体化してもよい。また、加工後の一体化において変形が生じる場合は、一体化した後に仕上げ加工を行ってもよい。さらに、図１のＭ部に継ぎ手を設けて、トルクの伝達を行う形式としてもよい。継ぎ手としては、偏心ずれを許容できるオルダム継ぎ手や設定角度ずれを許容できる自在継ぎ手やスプライン継ぎ手などが考えられる。【００４７】
シャフト６と一体化したローリングシリンダ１の回転体は、回転中心においてバランスが取れているため、通常設けられるバランス取りのためのアンバランスの設置は不要となる。【００４８】
次に、各要素を個別に説明する。【００４９】
図２は、図１のローリングシリンダ１の詳細を示したものである。【００５０】
図２に示すように、ローリングシリンダ１は、円柱形状のローリング円柱１ｂと、ローリング端板１ａと、を含む構成を有する。ローリングシリンダ１の下面には、シャフト６が直結され、固定されている。【００５１】
ローリング円柱１ｂは、シリンダ溝１ｃを有する。ローリング端板１ａは、シリンダ溝１ｃの底面部（シリンダ溝底面部１ｃ３）を構成している。そして、シリンダ溝１ｃの外周側両端部には、ローリング円柱１ｂの一部を成すシリンダ溝外周壁１ｗが設けられている。シリンダ溝１ｃの底面中央には、ローリング底給油穴１ｋが設けられている。よって、シリンダ溝１ｃは、シリンダ溝曲面部１ｃ１、シリンダ溝平面部１ｃ２及びシリンダ溝底面部１ｃ３により形成されている。【００５２】
本実施例のローリング端板１ａは、シリンダ溝１ｃの底面よりも一段下がった箇所からローリング円柱１ｂの外周側へ張り出したローリング鏡板部１ａ１を有する形状とする。ローリング鏡板部１ａ１が静止シリンダ２の下面に付勢して、作動室のシール性を向上させる構成となっている。【００５３】
ローリング円柱１ｂの外周面には、ローリング外周カット部１ｇが設けられている。そして、そのローリング外周カット部１ｇとシリンダ溝１ｃの側面とを繋ぐローリング外周穴１ｆが設けられている。さらに、ローリング外周カット部１ｇとローリング鏡板部１ａ１の上面とが最も近づいている部分には、ローリング鏡板凹み１ｉが設けられている。これにより、ローリング鏡板部１ａ１の上面の潤滑を行う。このローリング鏡板凹み１ｉは、ローリング鏡板部１ａ１の外周部に直接接しない程度（ローリング鏡板部１ａ１の外周部に達しない程度）に設けてある。これにより、吐出ガスがローリングシリンダ１の背面空間である背面室１１０から吸込側へ逆流しないようにしている。【００５４】
ローリング外周カット部１ｇの上部には、ローリング外周カット部つば１ｇ１が設けられている。これにより、ローリング円柱上面１ｂ１と対向する静止シリンダ２のシリンダ穴２ｂの底面上に設ける吸込流路を構成する吸込溝（図示せず）との連通による内部漏洩を防止し、圧縮性能を向上させることができる。【００５５】
なお、本実施例においては、括弧付の符号である１ｈは採用しない。【００５６】
図３は、図１の旋回ピストン３の詳細を示したものである。まず、括弧付の符号３ｂ１、３ｂ２を採用しない場合について説明する。【００５７】
図３に示すように、ピストン下面３ｆ中央には、ピストン下面穴３ｇが設けられている。また、ピストン上面３ｄには、スライド溝３ｂが設けられている。スライド溝３ｂの深さは、ピストン下面穴３ｇと連通する深さとする。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と、それらをつなぐピストン先端面３ｅとが設けられている。さらに、スライド溝３ｂは、ピストンカット面３ｃに達する構造としてあり、これにより、ピストンカット面３ｃへの給油路の機能も担うものとしている。【００５８】
次に、２種類のピン機構５について説明する。【００５９】
図１に示すとおり、ピン機構５は、シリンダ穴２ｂの底面に固定されるとともに、旋回ピストン３のスライド溝３ｂに挿入され、ピンスライド機構を構成している。【００６０】
図４Ａは、スライダ５ａと固定ピン５ｓとで構成されたピン機構５の一例を示したものである。【００６１】
本図においては、ピン機構５がスライダ５ａと固定ピン５ｓとに分解された状態を示している。【００６２】
スライダ５ａは、略直方体形状をなし、旋回ピストン３のスライド溝３ｂ（図３）と摺動するスライダ対偶面５ａ１を有する。言い換えると、スライダ５ａは、スライド溝３ｂ（図３）に摺動可能に接するスライダ対偶面５ａ１を有する。また、スライダ５ａは、スライダ軸穴５ａ１０及びスライダ溝５ａ２を有する。スライダ溝５ａ２は、潤滑のためにスライダ対偶面５ａ１に設けられている。【００６３】
一方、固定ピン５ｓは、略円柱形状であり、その下端に固定ピンフランジ５ｓ３が設けられている。また、固定ピン５ｓには、固定ピン給油縦穴５ｓ１及び固定ピン給油横穴５ｓ２が設けられている。固定ピン給油縦穴５ｓ１は、固定ピンフランジ５ｓ３の下面に開口部を有する。固定ピン給油横穴５ｓ２は、固定ピン５ｓの側面部に開口部を有し、固定ピン５ｓの内部で固定ピン給油縦穴５ｓ１に繋がっている。【００６４】
固定ピン５ｓは、スライダ５ａのスライダ軸穴５ａ１０に挿入され、固定される。スライダ５ａは、ピン機構５の中心軸を回転軸とする状態（固定ピン５ｓを軸として回転可能な状態）で設置される。固定ピンフランジ５ｓ３は、スライダ５ａを軸方向支持する。固定ピン給油縦穴５ｓ１及び固定ピン給油横穴５ｓ２は、スライダ５ａと固定ピン５ｓとの摺動部への給油路となる。【００６５】
図４Ｂは、他の例である、スライダ５ａとピン軸受５ｃとで構成されたピン機構５を示したものである。【００６６】
本図においては、ピン機構５がスライダ５ａとピン軸受５ｃとに分解された状態を示している。【００６７】
スライダ５ａは、略直方体形状の部分と略円柱形状のスライダ回転ピン５ａ３とが結合した形状を有し、旋回ピストン３のスライド溝３ｂ（図３）と摺動するスライダ対偶面５ａ１を有する。また、スライダ５ａは、スライダ溝５ａ２を有する。スライダ溝５ａ２は、潤滑のためにスライダ対偶面５ａ１に設けられている。スライダ回転ピン５ａ３は、スライダ５ａの軸部である。スライダ５ａの内部には、スライダ給油縦穴５ａ４及びスライダ給油横穴５ａ５が設けられている。スライダ給油縦穴５ａ４は、スライダ５ａの略直方体形状の部分の下面に開口部を有する。スライダ給油横穴５ａ５は、スライダ回転ピン５ａ３の側面部に開口部を有し、スライダ５ａの内部でスライダ給油縦穴５ａ４に繋がっている。【００６８】
一方、ピン軸受５ｃは、円環形状を有し、スライダ５ａとこれを挿入する静止シリンダ２（図１）との間に挟み込まれる。【００６９】
スライダ給油縦穴５ａ４及びスライダ給油横穴５ａ５は、スライダ５ａとピン軸受５ｃとの摺動部への給油路となり、軸受部を潤滑する。【００７０】
なお、ピン軸受５ｃは、すべり軸受を構成する軸受ブッシュとしてもよく、玉軸受やローラ軸受等の転がり軸受としてもよい。図４Ｂの構成は、図４Ａの構成と比較して、軸部の径や長さを大きく設定できるため、大容量の圧縮機に適する。【００７１】
また、図４Ａ及び図４Ｂに共通する構成として、スライド溝３ｂと摺動して対偶を形成するスライダ対偶面５ａ１がある。スライダ対偶面５ａ１は、後述のとおり、作動流体から大きな力を受ける箇所であるため、極めて高い耐荷重性が求められる。本実施例においては、スライダ対偶面５ａ１及びスライド溝３ｂの側面は、ともに平面とするため、面対偶を構成する。これにより、耐荷重性能が向上し、圧縮機の信頼性を向上できるという効果がある。さらに、本実施例においては、スライダ対偶面５ａ１にスライダ溝５ａ２を設けているため、面対偶へ油が入って潤滑する。このため、耐荷重性能が一層向上する。【００７２】
次に、図１を用いてシャフト６を説明する。【００７３】
本図においては、シャフト６には、その中心軸に沿ってシャフト給油縦穴６ｂが貫通している。そして、シャフト６には、副軸受２５への給油路であるシャフト給油副横穴６ｇと、主軸受２４への給油路であるシャフト給油下主軸受穴６ｆ及びシャフト給油上主軸受穴６ｅとが設けられている。また、シャフト６の側面部には、シャフト給油上主軸受穴６ｅから背面室１１０へ至る給油主軸溝６ｋが設けられている。【００７４】
ところで、シャフト給油縦穴６ｂの上開口部は、図２に示すように、ローリング底給油穴１ｋと漏れ流路が発生しないように繋がれている。また、シャフト６の下端部には、給油ポンプ２００へ挿入するためのポンプ連結部６ｚが突き出している。そして、その中心には、シャフト給油縦穴６ｂが開口している。【００７５】
次に、図６を用いて給油ポンプ２００について説明する。【００７６】
図６は、給油ポンプ２００を示す分解斜視図である。なお、図６においては、括弧付の符号２０４’、２００’は採用していない。【００７７】
給油ポンプ２００は、上述の圧縮部と同様に、ローリングシリンダ式容積型流体機械の原理を用いている。給油ポンプ２００は、作動流体として蒸気圧が低い油を用いているため、圧縮動作を起こさないポンプとして機能する構成としている。つまり、給油旋回ピストン２０３を旋回駆動させるタイプではなく、給油ローリングシリンダ２０１をシャフト６と同軸として回転駆動させるタイプである。これにより、給油旋回ピストン２０３を駆動させるために必要な給油ポンプ用偏心軸は不要となり、構成が簡略化して製造コストが低減するという効果がある。【００７８】
まず、図６を用いて給油ポンプ２００の構成について説明する。【００７９】
給油ポンプ２００は、給油静止シリンダ２０２と、給油ローリングシリンダ２０１と、給油旋回ピストン２０３と、給油フタ２０４と、を含む。【００８０】
給油静止シリンダ２０２は、給油シャフト貫通穴２０２ａ及び給油シリンダ穴２０２ｂを有する。【００８１】
給油ローリングシリンダ２０１は、給油シリンダ溝２０１ｃ及び給油シャフト連結穴２０１ｄを有する。【００８２】
給油旋回ピストン２０３は、給油ピン溝２０３ｂ及び給油背面穴２０３ｇを有する。【００８３】
給油フタ２０４には、その中心から外れた位置に給油ピン２０５が設けられている。言い換えると、給油ピン２０５は、給油フタ２０４の中心とは異なる偏心した位置に設けられている。このほか、給油フタ２０４は、給油吐出溝２０４ｄ、給油連通溝２０４ｅ、給油吸込溝２０４ｓ及び給油吸込穴２０４ｈを有する。給油連通溝２０４ｅは、給油吐出溝２０４ｄに接続され、かつ、給油ピン２０５の周囲を囲んで給油フタ２０４の中央部にまで広がった形状を有している。【００８４】
給油ポンプ２００を組み立てる際には、給油静止シリンダ２０２の給油シリンダ穴２０２ｂに給油ローリングシリンダ２０１を入れ、ポンプ連結部６ｚを給油シャフト貫通穴２０２ａに通し、その上で、ポンプ連結部６ｚを給油シャフト連結穴２０１ｄへ挿入する。そして、給油旋回ピストン２０３を給油シリンダ溝２０１ｃへ隙間嵌合させた上で、下方から、給油ピン２０５が偏心して設けられた給油フタ２０４を被せる。ここで、給油ピン２０５は、給油旋回ピストン２０３の給油ピン溝２０３ｂへ挿入する。そして、最後に、３本の給油ボルト２０９で副フレーム３５（図１）に固定する。【００８５】
本実施例においては、給油ボルト２０９を用いて、給油ポンプ２００のアセンブリと副フレーム３５への取り付けとを同時に行ったが、まず、給油ポンプ２００のアセンブリを行った後で、副フレーム３５への取り付けを行うような２段階工程としてもよい。これにより、アセンブリの組立精度が向上し、給油ポンプ２００の高性能を実現できるという効果がある。【００８６】
次に、図１５を用いて給油ポンプ２００の動作について説明する。【００８７】
図１５は、図６の給油ポンプ２００を組み立てた状態で、給油ピン２０５が給油ピン溝２０３ｂへ挿入されている高さの断面を上から見た図であり、矢印が給油ローリングシリンダ２０１（シャフト６）の回転方向である。【００８８】
図１５においては、給油旋回ピストン２０３の左側の作動室が吐出行程を終え、給油吐出室２１２から給油吸込室２１１へ変わるタイミングを示している。この際、右側の作動室が吸込行程を終え、給油吸込室２１１から給油吐出室２１２へ変わる。【００８９】
給油吐出溝２０４ｄを右側の作動室の真下まで拡大した三日月状にすることで、ローリングシリンダ式容積型圧縮機には生じる圧縮行程が生じない。シャフト６が図１５の矢印の向きに回転すると、ポンプ連結部６ｚ（図６）に繋がれた給油ローリングシリンダ２０１が回転し、給油シリンダ溝２０１ｃ（図６）内の給油旋回ピストン２０３も回転する。【００９０】
しかし、給油旋回ピストン２０３は、給油ピン２０５によって給油ピン溝２０３ｂの位置及び姿勢に制約がかけられる結果、給油ピン２０５の中心と給油ローリングシリンダ２０１の中心との結ぶ線分の中点を旋回中心とし、給油ピン２０５の中心と給油ローリングシリンダ２０１の中心との間の距離を旋回直径とする旋回運動を行う。それに伴って、給油旋回ピストン２０３は、給油シリンダ溝２０１ｃ内を給油ピン２０５の中心と給油ローリングシリンダ２０１の中心との間の距離の２倍のストロークで相対的に往復運動する。【００９１】
これにより、貯油部１２５の油が給油吸込穴２０４ｈから吸い上げられ、給油連通溝２０４ｅに送り出される。そして、油は、給油ピン溝２０３ｂ及び給油背面穴２０３ｇ（図６）を経由して、最終的にシャフト給油縦穴６ｂ（図６）へ送り込まれる。【００９２】
次に、給油ポンプ２００の特徴及び効果について説明する。【００９３】
給油ローリングシリンダ２０１を回転駆動し、給油旋回ピストン２０３を給油ピン２０５による運動制約とするフリーピストン的な方式では、組立が極めて容易となる。ローリングシリンダ方式のもう一つの方式である、給油旋回ピストン２０３を旋回運動させる方式では、給油ピンの中心軸と給油ローリングシリンダの中心軸が給油旋回ピストンの旋回軌跡上にあって、さらに１８０度対向で配置しないと、ポンプ動作できずにロックする。【００９４】
しかし、本方式では、旋回ピストンが給油シリンダ溝内を相対的に往復運動する点を考慮し、給油ピンの中心軸を給油ローリングシリンダ中心軸から一定値以内とする管理だけで組立が可能となる。これにより、製造コストが低減できるという効果がある。【００９５】
また、トロコイド給油ポンプなどの歯車ポンプに比べても、構成要素の形状が単純であるため、低コストで高精度を実現でき、給油ポンプの性能向上による圧縮機効率の向上や、製造コストの低減を実現できるという効果がある。また、シャフト６（図６）が１回転する間に、２回の給油吐出量のピークが出るため、軸受部における負荷のピークに給油吐出量ピークを合わせることで、軸受の信頼性を向上できるという効果がある。【００９６】
次に、作動流体（冷媒等）の流れを説明する。【００９７】
作動流体は、ＲＣ圧縮機の外部の吸込系から吸込パイプ５０（図１）を通って圧縮部へ入り、特許文献１と同様の圧縮動作によって昇圧する。昇圧した作動流体は、吐出路（図５の符号２ｄ）から静止シリンダ２の上部へ噴き出る。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、作動流体は、バイパス弁２２（図１）を介してバイパス穴２ｅからも噴き出る。【００９８】
そして、図１に示すように、静止シリンダ２の上部に固定配置されている吐出カバー２３０の吐出カバー板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。そして、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の下端面で流れの向きを変えられながらケーシング上部室１２０へ入り、分離しきれなかった油を沈降作用によって分離した後、吐出パイプ５５からＲＣ圧縮機外部の吐出系へ出る。【００９９】
これにより、圧縮部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を通って、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。【０１００】
次の油の流れの説明で述べるが、特に、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１ｃの底面との隙間、また、ローリング円柱上面１ｂ１とシリンダ穴２ｂの底面との隙間、さらに、ローリング鏡板部１ａ１の上面と静止シリンダ２の下面（シリンダ穴２ｂの周囲）との隙間がある。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。【０１０１】
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て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。特に、ローリング円柱上面１ｂ１とシリンダ穴２ｂの底面との隙間、さらに、ローリング鏡板部１ａ１の上面と静止シリンダ２の下面（シリンダ穴２ｂの周囲）との隙間をともに縮小するため、背面室１１０から吐出圧の作動流体が圧縮室１００や吸込室９５への漏れは大幅に低減し、体積効率向上や圧縮機効率向上という効果がある。【０１０２】
次に、油の流れを説明する。【０１０３】
図１に示すように、貯油部１２５の油は、上記の給油ポンプ２００の動作により、ポンプ連結部６ｚを介してシャフト給油縦穴６ｂへ送り込まれる。そして、上述のとおり、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。これらのうちで上主軸受２４ａと下主軸受２４ｂへ供給された油は、給油主軸溝６ｋを経由して背面室１１０へ入る。背面室１１０へ入った油は、その後、油排出路４ｘを通って、フレーム外周溝４ｍを経由し、ステータ７ｂの上面へ排出される。この結果、背面室１１０の圧力である背圧は吐出圧となる。【０１０４】
これにより、ローリングシリンダ１と旋回ピストン３とで構成される可動部は、常に静止シリンダ２へ付勢される。この結果、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のローリング円柱１ｂ上面とローリング鏡板部１ａ１上面の軸方向隙間が縮小し、シール性が向上して、圧縮機効率が向上する。ここで、油排出路４ｘは、静止シリンダ２下面とローリング鏡板部１ａ１上面の摺動部と同じ高さであるため、背面室１１０の油面がその摺動部まで上昇し、潤滑とシール性の向上を実現するという効果がある。【０１０５】
また、シャフト給油縦穴６ｂの油は、ローリング底給油穴１ｋを経由して旋回ピストン３のピストン下面穴３ｇへ入る。そして、そこからスライド溝３ｂへ入る。スライド溝３ｂへ入った油は、ピン機構５とスライド溝３ｂの摺動部を潤滑するとともに、旋回ピストン３と静止シリンダ２やローリングシリンダ１との摺動する隙間へ入り、潤滑とシールを行う。各隙間へ入った油は、再び作動室へ入り、作動流体と混ざる。そして、吐出路２ｄから吐出カバー室１３０へ作動流体に混ざって吐出される。【０１０６】
さらに、油の一部は、ローリング外周穴１ｆを通ってローリング外周カット部１ｇへ流入する。そこに入った油は、ローリング円柱１ｂ外周とシリンダ穴２ｂ内周の隙間を潤滑する。また、ローリング外周カット部１ｇの下方に設けるローリング鏡板凹み１ｉへ入り、ローリング鏡板部１ａ１の上面と静止シリンダ２の下面との間を潤滑する。【０１０７】
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。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述べたとおり、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とフレーム外周溝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。【０１０８】
この結果、シャフト給油縦穴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。【０１０９】
次に、図５を用いて、圧縮部における圧縮動作を説明し、発明の作用効果を解説する。【０１１０】
図５は、実施例１に係るＲＣ圧縮機の圧縮行程を示すフロー図である。【０１１１】
本図に示す１圧縮行程において、シャフト６（ローリングシリンダ１）は１８０度回転する。つまり、シャフトが１回転すると、２回の圧縮行程が実行される。【０１１２】
図５中の左上シャフト回転角０度からシャフト６が回転していくと、各段階の上寄りの作動室が静止シリンダ２のシリンダ穴２ｂ（図１）の底部に設けられている吸込溝２ｓ２や吸込穴２ｓ１の吸込路２ｓにかかるため、吸込室９５となる。一方、反対側の作動室は、圧縮室１００または吐出室１０５となる。このため、作動流体から旋回ピストン３には、両作動室の圧力差による力がかかる。【０１１３】
図５において、この力ベクトルは、各段階の圧縮室１００から旋回ピストン３に向かって記載した白抜きの矢印で示す。また、この力に対抗する、支持部であるピン機構５のスライダ５ａが旋回ピストン３に及ぼす力ベクトルは、各段階の回転中心付近に記載した黒矢印で示す。【０１１４】
図５から明らかなように、２つの力の作用線は、シャフト回転角０度のみを除いて、常にずれている。このため、２つの力は偶力となり、旋回ピストン３は回転しようとする。実際の要素部品には必ず隙間があるため、実際においても微小な回転が発生する。その回転の向きは、図５から、常に反時計回りとなることがわかる。【０１１５】
よって、旋回ピストン３は黒丸の箇所（図３におけるピストンカット面３ｃとピストン先端面３ｅとの境界角部）でローリングシリンダ１と接触する。そして、その接触箇所は、図５に示すように、常に同一箇所であるから、接触が無くなる時が皆無であることがわかる。なお、シャフト回転角が０度となる一瞬だけ、完全に力が釣り合うから接触は不要となるが、その場合は、慣性により接触を保持したまま回転し続ける。【０１１６】
この接触により、ローリングシリンダ１は、反時計回りに回るトルクを受けることになるが、ローリングシリンダ１のシリンダ駆動源であるモータ７がそれに対抗するトルクをかけるため、反時計回りに回ることなく、圧縮動作が継続する。【０１１７】
この結果、ローリングシリンダ１と旋回ピストン３は常時接触するため、両者間で回転ガタが発生しない。これにより、旋回ピストン３がローリングシリンダ１のシリンダ溝１ｃの側面と衝突することがなくなるため、振動や騒音が低減するという効果がある。また、シリンダ溝１ｃ（図２）の側面部、及びその相手である旋回ピストン３のピストンカット面３ｃとピストン先端面３ｅとの境界角部には、衝撃力が作用しなくなるため、摺動損失や磨耗が低減し、圧縮機性能や信頼性が向上するという効果がある。さらに、旋回ピストン３の支持部であるピン機構５にかかる力も、衝突による衝撃的な力では無くなるため、ピン機構５の信頼性が向上するという効果がある。さらに、シリンダ溝１ｃの側面部とピストンカット面３ｃとは、シール部を構成するが、両面の接触状況が安定していることから、安定した油膜が形成されて高いシール性が実現でき、漏れが抑制されて圧縮機性能が向上するという効果もある。【０１１８】
また、本実施例の他の変形例として、図３の符号３ｂ１で示すスライド溝壁を採用してもよい。これは、スライド溝３ｂの両端を繋ぐものであり、旋回ピストン３の剛性を高める効果がある。特に、本実施例のように、ローリングシリンダ１だけに駆動力を与えるタイプのローリングシリンダ式容積型圧縮機では、作動流体の圧縮荷重がかかる旋回ピストン３は、ピン機構５に支持される。このため、大きな荷重がスライド溝３ｂの側面にかかる。そこで、面圧を低減するためにスライド溝３ｂを深くする必要が生じるが、スライド溝壁３ｂ１を設けることで、旋回ピストン３の剛性を下げずに、ピン機構５から受ける面圧を下げることが可能になる。なお、この変形例においては、スライド溝壁３ｂ１に、ピストンカット面３ｃやローリング外周穴１ｆへ給油するための穴を設けてあり、油の流れを阻害しない形状とする。【０１１９】
さらに、他の変形例として、図３の符号３ｂ２で示すスライド溝掘り込みを設けてもよい。これにより、相対的にスライド溝３ｂ内をスライダ５ａが動く際に、スライド溝３ｂ内の油の抵抗を低減する効果と、ローリング外周穴１ｆへの給油量を適量に調節する効果が得られる。
【実施例２】
【０１２０】
実施例２に係るＲＣ圧縮機については、図７乃至図１３を用いて説明する。【０１２１】
図７は、本実施例のＲＣ圧縮機を示す縦断面図である。括弧付の符号である１ｗは採用し、２１０、２００’は採用しない。【０１２２】
以下では、実施例１と同様の構成については、説明を省略する。【０１２３】
本実施例においては、ローリングシリンダ１を回転駆動させるシリンダ駆動源とともに、旋回ピストン３をクランク式のシャフトによって旋回駆動させるピストン回転源を設けている。さらに、ピストンの支持部であるピン機構にスライダを設けている。【０１２４】
圧縮部におけるシャフト６の形状が異なる。これに伴って、ロータ７ａの上部に主バランス８０を、ロータ７ａの下部にカウンタバランス８２を設置している。このほか、ローリングシリンダ１、旋回ピストン３及びピン機構５の形状が実施例１とは部分的に異なっている。【０１２５】
図８は、図７のＬ部拡大図である。【０１２６】
図９は、図８のローリングシリンダ１の上方からの斜視図である。図１０は、図８のローリングシリンダ１の下方からの斜視図である。括弧付の符号である１ｈは採用しない。【０１２７】
図８で示すように、シャフト６は、その上部に大径のシャフトつば部６ｃを有している。シャフトつば部６ｃの上面は、シリンダ接触面６ｍと呼ぶ。そして、シリンダ接触面６ｍには、ピン機構５の中心軸であるピン中心軸とシリンダ軸の軸間距離の半分を偏心量とする偏心シャフト６ａを設置している。すなわち、本実施例においては、偏心シャフト６ａを突出させたクランク式のシャフトとしている。【０１２８】
さらに、偏心シャフト６ａの上端部にはシャフト給油縦穴６ｂの開口部を、偏心シャフト６ａの外周面にはシャフト給油偏心溝６ｈを設けている。【０１２９】
また、ローリングシリンダ１は、シリンダ溝１ｃの下面中央部に、図９に示す偏心シャフト挿入穴１ｄを有している。偏心シャフト６ａは、偏心シャフト挿入穴１ｄに挿入されるようになっている。偏心シャフト挿入穴１ｄの背面周縁部には、図１０に示すシャフトつば接触面１ｅを設けている。【０１３０】
旋回ピストン３は、偏心シャフト６ａの中心軸を回転軸として自転するとともに、シャフト６（駆動伝達部）の中心軸を回転軸として公転する。【０１３１】
図１１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。【０１３２】
本図に示すとおり、旋回ピストン３は、旋回軸受穴３ａを有し、そこに旋回軸受２３を固定配置したものである。【０１３３】
図１２は、本実施例のＲＣ圧縮機のピン機構を示す斜視図である。【０１３４】
本図に示すとおり、ピン機構５は、実施例１の図４Ａと同様に、固定ピン５ｓを用いる構成であるが、スライダ対偶面５ａ１は、荷重が小さいことから、面積を小さく設定している。【０１３５】
次に、以上のような実施例１からの変更点を有する要素を用いた圧縮部の構成について説明する。【０１３６】
図８においては、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を挿入し、それを旋回ピストン３の旋回軸受２３へ挿入する。【０１３７】
この構成を有する本実施例においては、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、圧縮動作が生じる。この場合、モータ７は、クランク式のシャフト６を用いたピストン回転源となる。シャフト６は、実施例１と同様に、モータ７で発生する軸推力によって、上方へ押し上げられる。この結果、図８に明示されるとおり、シャフトつば部６ｃの上面であるシリンダ接触面６ｍがローリングシリンダ１の背面にあるシャフトつば接触面１ｅに付勢される。【０１３８】
図１３は、この接触部をシャフト６の下側から見た概略図である。【０１３９】
本図においては、シャフト６は、ローリングシリンダ１の回転方向と同じ方向に回転するため、旋回ピストン３を介さずに、ローリングシリンダ１を回転駆動する。すなわち、モータ７は、シリンダ駆動源でもある。つまり、本実施例のＲＣ圧縮機は、１つのモータ７により、ローリングシリンダ１の回転駆動と旋回ピストン３の旋回駆動とを同時に行うものである。【０１４０】
次に、圧縮動作を説明し、発明の作用効果を解説する。【０１４１】
力のかかり方は異なるが、ＲＣ圧縮機の運転中における作動室の変遷は、図５に示す実施例１の場合と同様であるため、図５を用いて説明する。【０１４２】
図５に示すように、ローリングシリンダ１の回転速度は、旋回ピストン３の旋回速度の半分である。本実施例のシャフト６の回転速度は、構成的に旋回ピストン３の旋回速度と一致するため、ローリングシリンダ１の回転速度とずれが生じる。しかし、シャフト６からローリングシリンダ１への回転トルク伝達は、平板同士の付勢で行うため、回転速度や回転中心の相違があっても可能な形式である。さらに、ローリングシリンダ１に必要なトルクは、作動流体の圧力によるトルクが無いために極めて小さく、平板同士の付勢で伝達できるトルクで十分足りる。このため、ローリングシリンダ１の回転が旋回ピストン３の動きを早回り、図５の黒丸の箇所が常時接触して、旋回ピストン３の旋回運動をわずかではあるが、助ける。そして、その接触箇所は、図５から明らかなように、常に同一箇所であるから、接触が無くなる時が皆無であることがわかる。なお、本実施例においては、実施例１と異なり、シャフト回転角が０度となる場合でも、同じ箇所で接触し続ける。【０１４３】
この結果、ローリングシリンダ１と旋回ピストン３とは常時接触するため、両者間で回転ガタが発生せず、実施例１と同様の効果がある。【０１４４】
本実施例だけの効果としては、旋回ピストン３の主要な支持部が偏心シャフト６ａとなるため、もう一つの支持部であるピン機構５にかかる力が極めて小さくなり、ピン機構５の信頼性が大幅に向上するという効果がある。そのため、図１２に示すように、スライダ対偶面５ａ１を小さくして、軸受部を大きくすることができ、信頼性を向上できるという効果がある。【０１４５】
なお、図８に示すシリンダ接触面６ｍとシャフトつば接触面１ｅとのトルク伝達効率を高めるためには、表面粗さを増大させてもよい。たとえば、ローリングシリンダ１の材質を鋳鉄とする場合、シャフトつば接触面１ｅを鋳肌を少し残した面にすることが考えられる。また、放電加工等による梨地面としてもよい。また、旋盤でレコード溝状の溝加工を行ってもよい。【０１４６】
ところで、実施例１及び２のローリングシリンダ１は、シリンダ溝外周壁１ｗを有するものである。このタイプは、作動室間のシール性が高い反面、作動流体から受ける力により（図５の黒矢印と向きが逆の力）、ローリング円柱１ｂの外周面がシリンダ穴２ｂの内周面へ押し付けられ、摺動損失が増大するという問題がある。【０１４７】
そこで、図２や図９、１０に示すとおり、シリンダ溝外周壁１ｗのほぼ中央にローリングバランス穴１ｈを開けることが考えられる。ローリングバランス穴１ｈは、ローリング円柱１ｂの外周面とシリンダ穴２ｂの内周面の縦方向断面（長方形隙間断面）と同等の断面積を有する。これにより、シリンダ溝外周壁１ｗの両側の圧力差が小さくなり、ローリング円柱１ｂの外周面がシリンダ穴２ｂの内周面へ押し付けられる力が低減する。これにより、摺動損失を低減することができ、圧縮機効率が向上するという効果がある。ここで、ローリング円柱１ｂの外周面の下部には、上述のとおり、ローリング鏡板部１ａ１の上面によって吐出圧の背面室１１０とシールされているため、漏れによる圧縮機効率低下の弊害も無い。
【実施例３】
【０１４８】
実施例３に係るＲＣ圧縮機については、図１４を用いて説明する。【０１４９】
図１４は、実施例３のＲＣ圧縮機のローリングシリンダを示す斜視図である。【０１５０】
以下、本図に示すローリングシリンダ１’が括弧付の符号１ｋ又は１ｄで示すいずれかの穴を有する例について説明する。【０１５１】
ローリング底給油穴１ｋを有する場合は、実施例１と同様である。【０１５２】
一方、偏心シャフト挿入穴１ｄを有する場合は、実施例２と同様である。【０１５３】
実施例１又は２と異なる点以外の説明は省略する。【０１５４】
本実施例においては、いずれの場合も、シリンダ溝１ｃの両端が抜けているため、加工が容易となり、製造コストが低減するという効果がある。また、ローリング外周カット部１ｇの回転方向後方にローリング外周カット溝部１ｇ２を設ける場合、ローリング外周穴１ｆから流入した油が、その中に保持され、旋回ピストン３の両側に形成される作動室間の漏れを抑制し、圧縮機効率を向上させるという効果がある。
【実施例４】
【０１５５】
実施例４に係るＲＣ圧縮機の給油ポンプについては、図１６を用いて説明する。【０１５６】
図１６においては、図６のＦで示す給油フタ２０４を可変給油フタ２０４’に変更して可変容量給油ポンプ２００’としている。これ以外は、実施例１〜３と同様であるため、重複部分の説明は省略し、主として、異なる部分について説明する。【０１５７】
図６の給油ポンプ２００においては、給油ピン２０５は、給油フタ２０４に固定されている。【０１５８】
これに対して、本実施例においては、図６の給油フタ２０４の代わりに、図１６に示す可変給油フタ２０４’を用い、給油ピン２０５を移動させることができる機構を組み込むことにより、可変容量を実現している。【０１５９】
ローリングシリンダ式の給油ポンプの場合、図６に示すように、給油旋回ピストン２０３は、給油ピン溝２０３ｂが給油ピン２０５によって位置および姿勢の制約がかけられる結果、給油ピン２０５の中心と給油ローリングシリンダ２０１の中心の中点を旋回中心とし、給油ピン２０５の中心と給油ローリングシリンダ２０１の中心間距離を旋回直径とする旋回運動を行う。それに伴って、給油旋回ピストン２０３は給油シリンダ溝２０１ｃ内を給油ピン２０５の中心と給油ローリングシリンダ２０１の中心間距離の２倍のストロークで相対的に往復運動する。このことから、給油ローリングシリンダ２０１の中心軸であるシャフト回転軸に対して給油ピン２０５の中心をずらすと、給油ポンプの容量を変化させることができる。【０１６０】
本実施例は、次のように給油ピン２０５の移動により、給油ポンプの容量を変化させる。【０１６１】
本実施例においては、図１６に示すように、可変給油フタ２０４’は、給油路板２０４ａと給油ピンベース２０４ｂと給油ピンベース押さえ２０４ｃとから構成されている。給油路板２０４ａには、給油吸込溝２０４ｓ、給油吐出溝２０４ｄ及びネジ穴が開口している。給油ピンベース２０４ｂには、給油ピン２０５が設置され、横先端面に給油ピン駆動ネジ穴２０４ｂ１が設けられている。また、給油ピンベース押さえ２０４ｃには、給油ピンベース２０４ｂがスライドする給油ピンスライド穴２０４ｃ１、給油吸込穴２０４ｈ及びネジ穴が開口している。給油路板２０４ａと給油ピンベース２０４ｂと給油ピンベース押さえ２０４ｃとを重ね合わせ、さらに、給油ピン駆動ネジ穴２０４ｂ１へ給油ピンスライド用モータ２１０で回転駆動される給油ピンスライドネジ２１０ａを螺合させる。このようにして作製した可変給油フタ２０４’を、図６と同様にして、可変容量給油ポンプ２００’とする。【０１６２】
可変容量給油ポンプ２００’を稼働する際は、外部から電力を供給する給油ピンスライド用電力供給線（図示せず）により給油ピンスライド用モータ２１０を駆動させて、給油ピンベース２０４ｂをスライドさせる。これにより、給油ピン２０５を移動させて、給油ポンプの容量を自在に変化させることができる。これにより、回転数が高いときに給油過多となる給油ポンプの欠点を、給油ポンプの容量を低下させることにより解決することができる等、いろいろな運転条件における給油量の最適化を図ることができる。これにより、いろいろな運転条件における圧縮機効率を向上できるという効果がある。【０１６３】
以下、本発明の効果について、まとめて説明する。【０１６４】
本発明によれば、協働して圧縮室を形成する可動圧縮要素のうち、作動流体からトルクが働かないローリングシリンダに回転駆動トルクを与えることにより、作動流体から大きな力が働く旋回ピストンが、ローリングシリンダとのガタの範囲の最も旋回角度が小さい方へずれる。そして、最終的にローリングシリンダと摺動部とで衝突することになる。しかし、旋回ピストンには、作動流体から旋回角を小さくする方向に大きな力が働いているため、旋回ピストンは、この衝突によっても旋回角が一気に進むことはなく、ローリングシリンダに常時接触して、作動流体からの力に対抗し、旋回運動を継続する。【０１６５】
この結果、摺動部における衝突が回避され、振動騒音や磨耗が抑制され、信頼性が向上する。さらに、摺動部の衝撃荷重が抑制され、摺動荷重の低下による摺動損失低減や、摺動部シール隙間の安定化による油膜形成の改善で漏れ損失低減を実現でき、圧縮機性能の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【０１６６】
１：ローリングシリンダ、１ａ：ローリング端板、１ａ１：ローリング鏡板部、１ｂ：ローリング円柱、１ｂ１：ローリング円柱上面、１ｃ：シリンダ溝、１ｄ：偏心シャフト挿入穴、１ｅ：シャフトつば接触面、１ｆ：ローリング外周穴、１ｇ：ローリング外周カット部、１ｇ１：ローリング外周カット部つば、１ｇ２：ローリング外周カット溝部、１ｈ：ローリングバランス穴、１ｉ：ローリング鏡板凹み、１ｋ：ローリング底給油穴、１ｗ：シリンダ溝外周壁、２：静止シリンダ、２ｂ：シリンダ穴、２ｄ：吐出路、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、３ｂ１：スライド溝壁、３ｂ２：スライド溝掘り込み、３ｃ：ピストンカット面、３ｄ：ピストン上面、３ｅ：ピストン先端面、３ｆ：ピストン下面、３ｇ：ピストン下面穴、４：フレーム、４ｍ：フレーム外周溝、４ｘ：油排出路、５：ピン機構、５ａ：スライダ、５ａ１：スライダ対偶面、５ａ２：スライダ溝、５ａ３：スライダ回転ピン、５ａ４：スライダ給油縦穴、５ａ５：スライダ給油横穴、５ａ１０：スライダ軸穴、５ｓ：固定ピン、５ｓ１：固定ピン給油縦穴、５ｓ２：固定ピン給油横穴、５ｓ３：固定ピンフランジ、５ｃ：ピン軸受、６：シャフト、６ａ：偏心シャフト、６ｂ：シャフト給油縦穴、６ｃ：シャフトつば部、６ｅ：シャフト給油上主軸受穴、６ｆ：シャフト給油下主軸受穴、６ｇ：シャフト給油副横穴、６ｈ：シャフト給油偏心溝、６ｋ：給油主軸溝、６ｍ：シリンダ接触面、６ｚ：ポンプ連結部、７：モータ、７ａ：ロータ、７ｂ：ステータ、７ｂ１：ステータカット面、７ｂ２：ステータ巻線、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、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、２００’：可変容量給油ポンプ、２０１：給油ローリングシリンダ、２０１ｃ：給油シリンダ溝、２０１ｄ：給油シャフト連結穴、２０２：給油静止シリンダ、２０２ａ：給油シャフト貫通穴、２０２ｂ：給油シリンダ穴、２０３：給油旋回ピストン、２０３ｂ：給油ピン溝、２０３ｇ：給油背面穴、２０４：給油フタ、２０４’：可変給油フタ、２０４ａ：給油路板、２０４ｂ：給油ピンベース、２０４ｂ１：給油ピン駆動ネジ穴、２０４ｃ：給油ピンベース押さえ、２０４ｃ１：給油ピンスライド穴、２０４ｄ：給油吐出溝、２０４ｅ：給油連通溝、２０４ｈ：給油吸込穴、２０４ｓ：給油吸込溝、２０５：給油ピン、２０９：給油ボルト、２１０：給油ピンスライド用モータ、２１０ａ：給油ピンスライドネジ、２１１：給油吸込室、２１２：給油吐出室、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】
2019167163.tif 000003
【図２】
2019167163.tif 000004
【図３】
2019167163.tif 000005
【図４Ａ】
2019167163.tif 000006
【図４Ｂ】
2019167163.tif 000007
【図５】
2019167163.tif 000008
【図６】
2019167163.tif 000009
【図７】
2019167163.tif 000010
【図８】
2019167163.tif 000011
【図９】
2019167163.tif 000012
【図１０】
2019167163.tif 000013
【図１１】
2019167163.tif 000014
【図１２】
2019167163.tif 000015
【図１３】
2019167163.tif 000016
【図１４】
2019167163.tif 000017
【図１５】
2019167163.tif 000018
【図１６】
2019167163.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月24日(2019.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ溝を有する円柱状の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、
静止シリンダと、
ピン機構と、
駆動源と、
前記ローリングシリンダと前記駆動源とを繋ぐ駆動伝達部と、
前記旋回ピストン、前記ローリングシリンダ、前記静止シリンダ、前記ピン機構、前記駆動源及び前記駆動伝達部を内蔵するケーシングと、を備え、
前記旋回ピストン、前記ローリングシリンダ及び前記静止シリンダは、圧縮部を構成し、
前記ピン機構は、前記スライド溝に嵌入され、
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、
前記駆動源は、前記駆動伝達部を介して、少なくとも前記ローリングシリンダを駆動し、
前記ピン機構は、前記スライド溝に摺動可能に接するスライダ対偶面を有する、ローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項２】
前記スライダ対偶面は、前記ピン機構の中心軸の周りに回転可能に設置されている、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】
前記駆動伝達部は、偏心シャフトを有し、
前記偏心シャフトは、前記旋回ピストンに接続され、
前記旋回ピストンは、前記偏心シャフトを介して、前記駆動源により駆動される、請求項１又は２に記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項４】
前記旋回ピストンは、前記偏心シャフトの中心軸を回転軸として自転するとともに、前記駆動伝達部の中心軸を回転軸として公転する、請求項３記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項５】
前記駆動伝達部は、クランク式のシャフトを含む、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】
前記シャフトには、シャフトつば部が設けられ、該シャフトつば部の一部が前記ローリングシリンダに付勢される構成を有する、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】
前記駆動伝達部と前記ローリングシリンダとは、一体化された構成を有する、請求項１乃至５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。
【国際調査報告】
2019167163.tif 000020
2019167163.tif 000021
2019167163.tif 000022