(57)【要約】      （修正有）【課題】ローリングシリンダ式容積型圧縮機において、圧縮部に滞留する油の温度が上昇して油の粘度が低下することを防止し、シリンダ隙間のシール性の向上による圧縮機効率の向上を実現する。【解決手段】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、ピン機構を有する静止シリンダと、旋回ピストンの旋回運動の駆動源であるピストン旋回駆動源と、旋回ピストンとピストン旋回駆動源とを繋ぐ駆動伝達部と、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、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、往復運動により、吸込室、圧縮室及び吐出室が形成され、ローリングシリンダ及び静止シリンダのうち少なくともいずれか一方には、凹部が設けられ、凹部は、ローリングシリンダと静止シリンダとの摺動部の一部に拡大空間を形成する。【選択図】図８
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【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、
ピン機構を有する静止シリンダと、
前記旋回ピストンの旋回運動の駆動源であるピストン旋回駆動源と、
前記旋回ピストンと前記ピストン旋回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、前記ピストン旋回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、
前記ローリングシリンダ及び前記静止シリンダのうち少なくともいずれか一方には、凹部が設けられ、
前記凹部は、前記ローリングシリンダと前記静止シリンダとの摺動部の一部に拡大空間を形成する、ローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項２】
前記凹部は、前記ローリングシリンダのローリング外周面に設けられている、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】
前記凹部は、前記ローリングシリンダの回転軸方向に長辺を有する溝形状を有する、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】
前記溝形状を有する前記凹部は、複数本設けられている、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】
前記凹部は、前記ローリングシリンダの回転軸方向に長辺を有する長方形状を有する、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６】
前記凹部は、前記ローリングシリンダの前記ローリング外周面から前記シリンダ溝までを貫く孔である、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７】
前記孔は、前記スライド溝の内部に滞留する油が前記ピン機構により前記ローリング外周面に押し出されるように構成されている、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】
前記ローリングシリンダは、ローリング底端板を有し、
前記凹部は、前記ローリング底端板に設けられている、請求項１〜７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９】
前記凹部は、前記ローリングシリンダの回転軸を中心として径方向に長辺を有する溝形状を有する、請求項８記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項１０】
前記凹部は、前記ローリングシリンダの回転軸を中心として周方向に長辺を有する溝形状を有する、請求項８記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項１１】
前記ローリングシリンダは、ローリング底端板を有し、
前記凹部は、前記ローリング底端板及び前記ローリングシリンダのローリング外周面に設けられ、
前記ローリング外周面に設けられた前記凹部は、前記ローリングシリンダの前記ローリング外周面から前記シリンダ溝までを貫く孔、及び前記ローリングシリンダの回転軸方向に長辺を有する長方形状を有するものを含む、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１２】
前記ローリングシリンダは、ローリング底端板を有し、
前記凹部は、前記ローリング底端板及び前記ローリングシリンダのローリング外周面に設けられ、
前記ローリング外周面に設けられた前記凹部は、前記ローリングシリンダの前記ローリング外周面から前記シリンダ溝までを貫く孔、及び前記ローリングシリンダの回転軸方向に長辺を有する複数本の溝形状を有するものを含む、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１３】
前記ローリング底端板に設けられた前記凹部と前記孔とは、前記ローリングシリンダの回転軸を中心として周方向の座標が異なる、請求項１１又は１２に記載のローリングシリンダ式容積型圧縮機。
【請求項１４】
前記長辺を有する前記凹部は、前記ローリングシリンダの前記ピン機構側に位置する前記ローリング外周面の端部よりも内側に配置されている、請求項１１〜１３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１５】
前記ローリングシリンダは、シリンダ溝外周壁を有し、前記シリンダ溝外周壁を含む前記ローリングシリンダの外周部を連続的に一周するローリング一周面を有し、
前記凹部は、前記ローリング一周面に環状に設けられている、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１６】
前記凹部は、前記ローリング一周面に環状に複数本設けられ、
隣り合う前記凹部の間には、これらを連通する別の凹部が設けられている、請求項１５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】
ローリングシリンダ式容積型圧縮機は、幾何学的に独特の軌跡（ハイポサイクロイド）を利用する装置である。この装置を用いて冷媒等の作動流体を圧縮する場合、圧縮部の作動流体の漏れを防止することが圧縮機効率向上のために重要である。作動流体の漏れを防止するためには、まず、シール部に油を供給することが最重要であり、次の段階では、シール部の油の粘度を低下させないことが重要である。粘度が高いと、シール部に入っている油膜の破断が起こりにくくなり、シール性が向上するためである。
【０００３】
特許文献１には、貯油部の油を各軸受部やピン機構へ供給する給油路を設けるとともに、作動室への給油路も設けることで、シール部への給油を実現するローリングシリンダ式容積型圧縮機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
特許文献１では、ローリングシリンダのローリング外周面と静止シリンダの内周面の隙間（以後「シリンダ隙間」と称する。）への給油路は設置されておらず、わずかに作動室へ給油した油のごく一部が入り込むだけであった。このため、吸込室と、圧縮室または吐出室のシール部となるシリンダ隙間への給油が不足し、シール性が低下して漏れが生じ、圧縮機効率の低下という問題があった。
【０００６】
本発明は、ローリングシリンダ式容積型圧縮機において、圧縮部に滞留する油の温度が上昇して油の粘度が低下することを防止し、シリンダ隙間のシール性の向上による圧縮機効率の向上を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、ピン機構を有する静止シリンダと、旋回ピストンの旋回運動の駆動源であるピストン旋回駆動源と、旋回ピストンとピストン旋回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、ピストン旋回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、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、往復運動により、吸込室、圧縮室及び吐出室が形成され、ローリングシリンダ及び静止シリンダのうち少なくともいずれか一方には、凹部が設けられ、凹部は、ローリングシリンダと静止シリンダとの摺動部の一部に拡大空間を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
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、圧縮部に滞留する油の温度が上昇して油の粘度が低下することを防止し、シリンダ隙間のシール性の向上や摩擦損失の低減によって、高い圧縮機効率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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圧縮機の旋回ピストンを示す斜視図である。
【図３】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４】図３のローリングシリンダのＰ方向矢視図である。
【図５】実施例１に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダへ旋回ピストンを組み込んだ状態を示す斜視図である。
【図６】実施例１に係るＲＣ圧縮機の図１におけるＭ部拡大図である。
【図７】実施例２に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダへ旋回ピストンを組み込んだ状態を示す斜視図である。
【図８】実施例１及び２に係るＲＣ圧縮機の圧縮動作、及びピン機構とスライド溝とによる油ポンプ動作を、図１のＢ−Ｂ断面図を用いて示すフロー図である。
【図９】実施例３のローリングシリンダを示す斜視図である。
【図１０】実施例３のローリングシリンダを示す上面図である。
【図１１】実施例３に係るＲＣ圧縮機の図１におけるＭ部拡大図である。
【図１２】実施例３に係るＲＣ圧縮機の圧縮動作、及びピン機構とスライド溝とによる油ポンプ動作を、図１のＢ−Ｂ断面図を用いて示すフロー図である。
【図１３】実施例２の変形例に係るＲＣ圧縮機のローリングシリンダへ旋回ピストンを組み込んだ状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、旋回する旋回ピストンと、これに連れて回転するローリングシリンダと、これらを組込む静止シリンダと、を３つの主な圧縮要素とする形式を代表的な構成とする圧縮機であって、これらの圧縮要素により作動流体である気体の圧縮を行う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。）に関する。ここで、作動流体には、空気等の非凝縮ガスだけでなく、空気調和機や冷凍機に用いられる冷媒も含まれる。なお、ＲＣ圧縮機は、空気調和機、冷凍機、ヒートポンプ給湯機等に適用される。
【００１１】
本発明のローリングシリンダ式容積型圧縮機は、旋回ピストンの自転軸であるピストン自転軸とローリングシリンダの回転軸であるシリンダ回転軸が重なるタイミングにおいて極めて高い頻度で生じる機構停止を回避し、圧縮動作を滑らかに継続させるため、旋回ピストン及びローリングシリンダの自転速度を同期させる回転同期手段と、旋回ピストンの自転速度を旋回速度の半分に規定する自転半減手段による旋回ピストンの姿勢規制手段と、を備えている。
【００１２】
これらの手段により、旋回ピストンが如何なる旋回位相下であろうとも、常時、旋回ピストンのピストンカット面の中心軸であるカット軸がシリンダ回転軸を通るように、旋回ピストンの姿勢が制御される。よって、旋回ピストンは、旋回ピストンが嵌合されるシリンダ溝を直径部に有するローリングシリンダの受動的な回転を阻害することが無くなり、圧縮動作を停止させることがなくなる。
【００１３】
しかし、旋回ピストンの旋回速度に大きな変動があると、旋回ピストンは、駆動トルクが無く慣性で概略的に一定速回転するローリングシリンダのシリンダ溝側面と衝突し、滑らかな圧縮動作は阻害される。振動騒音や場合によっては摩耗が発生するとともに、シリンダ溝側面部のシール性が低下して圧縮機性能が低下する。このため、旋回ピストンの旋回速度を一定に近づける旋回一定速手段を備えるとよい。この旋回一定速手段としては、例えば、旋回ピストンの旋回駆動源を圧縮負荷に応じた駆動トルクを発生できるトルク制御駆動源とする方法が考えられる。また、旋回位相角を１８０度ずらした２つの圧縮部を備えることで圧縮負荷変動を小さくして旋回速度変動を小さくする方法も考えられる。
【００１４】
次に、本発明のローリングシリンダ式容積型圧縮機の大枠の仕様について述べる。
【００１５】
本発明のローリングシリンダ式容積型圧縮機は、旋回ピストンと、ローリングシリンダと、ピストン旋回駆動源と、駆動伝達手段と、ローリングシリンダ回転支持部と、回転同期手段と、自転半減手段と、静止シリンダと、ケーシングと、を備えている。
【００１６】
旋回ピストンは、ピストン自転軸を中心に自転運動し、ピストン自転軸と平行なピストン旋回軸を中心に旋回半径Ｅで旋回運動する。
【００１７】
ローリングシリンダは、シリンダ回転軸を中心に回転運動する円柱的な形状を有し、シリンダ回転軸と直交するシリンダ溝軸を中心軸としシリンダ回転軸に平行な一定幅のシリンダ溝を有し、シリンダ溝の両側面がシリンダ溝軸に対して平行となる。
【００１８】
ピストン旋回駆動源は、旋回ピストンの旋回運動の駆動源である。
【００１９】
駆動伝達手段は、旋回ピストンとピストン旋回駆動源を繋ぐ。
【００２０】
ローリングシリンダ回転支持部は、シリンダ回転軸をピストン自転軸の旋回軌跡であるピストン旋回軌跡円上に固定配置するべく、シリンダ回転軸をピストン旋回軸に平行としかつピストン旋回軸に対する偏心量であるシリンダ偏心量を旋回半径と等しいＥとして配置させる。
【００２１】
回転同期手段は、旋回ピストンの自転角量であるピストン自転量をローリングシリンダの回転角量と同期させる。
【００２２】
自転半減手段は、ピストン自転量を旋回ピストンの旋回角量であるピストン旋回量の半分に制御する。
【００２３】
静止シリンダは、旋回ピストンをシリンダ溝へ隙間嵌合させてシリンダ溝を仕切ることにより隔成される２つの空間を概略密閉して２つの作動室を形成する圧縮部とするべく、旋回ピストンとローリングシリンダを内包する。
【００２４】
ケーシングは、圧縮部とともに貯油部を内蔵する。
【００２５】
静止シリンダには、吸込流路と吐出流路が接続している。
【００２６】
吸込流路は、２つの作動室のうち、旋回ピストンの旋回運動で容積が増大する一方の作動室を吸込系と繋いで吸込室とする。
【００２７】
吐出流路は、旋回ピストンの旋回運動で容積が減少するもう一方の作動室を吐出系と繋いで吐出室とする。
【００２８】
吸込流路及び吐出流路は、容積が増大を終了し減少を開始する直前まで吸込室であった作動室を、吐出室へ移行するまで、吸込系にも吐出系にも繋がらない期間を設けて圧縮室とすべく配置されている。
【００２９】
ＲＣ圧縮機においては、旋回ピストン、ローリングシリンダ及び静止シリンダが嵌め合わされることにより、圧縮部が形成される。圧縮部には、往復運動により、吸込室、圧縮室及び吐出室が形成される。旋回ピストン、ローリングシリンダ及び静止シリンダは、互いに接触しているため、これらの摺動部には、油を供給する必要がある。そのための構成要素として、貯油部及び給油ポンプが設けられている。圧縮部の周辺に供給される油が滞留し続けると、圧縮部の熱により油の温度が上昇し、油の粘度が低下し、圧縮部のシール性に悪影響が生じるおそれがある。旋回ピストンのスライド溝にも、油が滞留しやすい構造となっている。
【００３０】
そこで、本発明においては、ローリングシリンダ及び静止シリンダのうち少なくともいずれか一方に凹部を設け、この凹部により、ローリングシリンダと静止シリンダとの摺動部の一部に拡大空間を形成する。
【００３１】
ここで、拡大空間とは、本来、ほとんど隙間のない状態で隣接している摺動部の構成要素の一部に凹部を設けることにより、局所的に隙間を拡大して設けた領域をいう。この拡大空間は、摺動部に供給される油の移動を促進し、油が滞留し、温度上昇しすぎることがないようにするものである。なお、上記の凹部としては、カット面、溝、貫通孔等が挙げられる。ただし、凹部の形状は、これらに限定されるものではなく、所望の作用が得られるものであればよい。
【００３２】
以下、本発明のローリングシリンダ式容積型圧縮機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、模式的図示と記載される以外の箇所においては、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、図中で括弧付の番号を付けた部分は、実際には無いが説明のために極細線で図示した部分、または、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】
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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の上部から、圧縮部、モータ７及び貯油部１２５が順に配置されている。
【００３６】
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。これらの材質に関して、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。
【００３７】
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。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、クランクシャフト６が回転可能な状態で支持されている。フレーム４は、つば受面４ｃ（図６）でクランクシャフト６のシャフトつば部６ｃを支持する。クランクシャフト６は、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。
【００３８】
圧縮部においては、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、で作動室が形成される。作動室は、吸込室９５、圧縮室１００又は吐出室１０５となる。
【００３９】
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偏心シリンダ穴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、偏心シリンダ穴２ｂへ貫通するバイパス穴２ｅが設けられている。偏心シリンダ穴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。
【００４０】
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。
【００４１】
旋回ピストン３のスライド溝３ｂには、ピン機構５が挿入されている。偏心シリンダ穴２ｂの底面には、固定ピン５ｓが固定配置されている。固定ピン５ｓには、スライダ５ａが回転自在に設置されている。固定ピン５ｓの下端には、スライダ５ａを軸方向に支持するスライダフランジ５ｂが付設されている。
【００４２】
旋回ピストン３に設けた旋回軸受穴３ａ（図２）には、旋回軸受２３が圧入されている。  旋回軸受２３には、クランクシャフト６の偏心シャフト６ａが挿入されている。偏心シャフト６ａは、偏心シャフト挿入穴１ｄ（図３）を介して旋回ピストン３に接続されている。クランクシャフト６の上部には、大径部であるシャフトつば部６ｃが設けられている。シャフトつば部６ｃより上部には、偏心シャフト６ａと、偏心シャフト６ａよりも小径のシャフトネック６ｄとからなる偏心部が設けられている。
【００４３】
モータ７は、ケーシング円筒部８ａに固定配置されるステータ７ｂと、クランクシャフト６に固定配置されるロータ７ａと、で構成されている。ここで、モータ７は、ピストン旋回駆動源であり、また、シャフト回転駆動源でもある。ロータ７ａには、上部に主バランス８０、下部にカウンタバランス８２が固定されている。これらは、圧縮動作で旋回運動する圧縮要素（旋回ピストン３）の不釣り合いを動的にバランスさせる役目を担う。また、ステータ７ｂには、ステータ巻線７ｂ２が設けられている。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
クランクシャフト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。クランクシャフト６には、中心軸方向に中央を貫通する給油縦穴６ｂ（給油路）が設けられている。さらに、クランクシャフト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（給油副横穴６ｇ、給油下主軸受穴６ｆ、給油上主軸受穴６ｅ）が設けられている。上主軸受２４ａは、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。
【００４７】
給油ポンプ２００から吐出される油の一部は、ポンプ連結管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。
【００４８】
クランクシャフト６と旋回軸受２３と旋回ピストン３とで囲まれた領域は、シャフト偏心端部空間１１５である。旋回軸受２３は、シャフト偏心端部空間１１５及び給油偏心溝６ｈから給油されるようになっている。
【００４９】
旋回軸受２３等を通過した油は、背面室１１０等に流入し、油排出路４ｘからフレーム４の下方に排出されるようになっている。
【００５０】
圧縮部の外周には、シリンダ外周溝２ｍやフレーム外周溝４ｍがあり、これらが吐出圧の作動流体の流路となる。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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８も参照して説明する。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。クランクシャフト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はクランクシャフト６の下部を回転支持するようになっている。
【００５７】
つぎに、圧縮部の下方に流れる一部の油の流れについて説明する。
【００５８】
油排出路４ｘからフレーム４の下方へ流出する油は、ロータ７ａの周囲を覆ってフレーム４の下面に密着固定されているロータカップ２１０の外側に出る。そして、ロータカップ２１０の外周を伝って、ステータ７ｂへ落下し、さらにステータ巻線７ｂ２が通る穴や外周のステータカット面７ｂ１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。
【００５９】
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。
【００６０】
図２は、旋回ピストンの詳細を示す斜視図である。
【００６１】
本図において、旋回ピストン３は、中央の旋回軸受穴３ａに旋回軸受２３を有する。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（平面部）と、ピストン先端面３ｅ（曲面部）が設けられている。さらに、旋回ピストン３の上下面には、ピストン上面３ｄとピストン下面３ｆとが設けられている。そして、ピストン上面３ｄには、スライド溝３ｂが設けられている。このスライド溝３ｂは、旋回軸受穴３ａと通じる深さに設定してある。これにより、旋回軸受２３への給油に併せてスライド溝３ｂに給油することができるようになっている。
【００６２】
さらに、スライド溝３ｂは、ピストンカット面３ｃまで達している。また、ピストンカット面３ｃには、ピストンカット溝３ｉが設けられている。これにより、旋回軸受２３を通過した潤滑油は、ピストンカット面３ｃにも供給されるようになっている。
【００６３】
なお、本実施例のピストンカット溝３ｉは垂直方向のみとしたが、場合によっては、水平方向にも広がるように枝分かれしたピストンカット水平溝３ｉ１やピストンカット傾斜溝３ｉ２を追加してもよい。これにより、ピストンカット面３ｃと対向する後述のシリンダ溝１ｃ側面との間のシール性が向上し、漏れが抑制されて性能が向上するという効果がある。特に、ピストンカット傾斜溝３ｉ２では、溝内の油がピストンカット面３ｃと対向する後述のシリンダ溝１ｃ側面の相対運動により、ピストンカット溝３ｉから出入りするため、油の滞留が抑制され、油の温度が下がり、油の粘度が低下してシール性の一層の向上による圧縮機効率が一層向上するという効果がある。
【００６４】
本実施例においては、スライド溝３ｂは全域で同一幅としているが、スライド溝３ｂに挿入されるピン機構との摺接範囲のみ同一幅とし、ピストンカット面３ｃの開口部では幅や位置を変更してピストンカット面３ｃへの給油を制御してもよい。さらに、このスライド溝３ｂの側平面の硬度を増大させる表面処理を施し、固定ピン機構との摺接部の摩耗の危険性を回避してもよい。
【００６５】
また、本実施例においては、旋回軸受２３を旋回ピストン３の上下厚さの中央寄りに設置し、ピストン上面３ｄとピストン下面３ｆの近傍には設けない構造としている。これにより、旋回ピストン３が多少傾斜しても、偏心シャフト６ａが旋回軸受２３と片当たりを起こしにくくなるため、軸受部の信頼性が向上するという効果がある。
【００６６】
なお、ピストン下面３ｆに設けたピストン下面穴３ｇは、旋回ピストン３内に入り込んだクランクシャフト６が旋回ピストン３と干渉するのを回避するためのものである。
【００６７】
次に、図３及び４を用いてローリングシリンダについて説明する。
【００６８】
図３は、ローリングシリンダの詳細を示す斜視図である。
【００６９】
本図において、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、ローリング底端板１ａと、で構成されている。ローリング円柱１ｂには、シリンダ溝１ｃが設けられている。ローリング底端板１ａは、シリンダ溝１ｃの底面を形成している。シリンダ溝１ｃの底面中央部には、偏心シャフト挿入穴１ｄが設けられている。
【００７０】
ローリング底端板１ａは、シリンダ溝１ｃの底面よりも一段低い位置に上面を有し、円環状の部位であり、ローリング円柱１ｂの外周に付設されている。ローリング底端板１ａは、ローリング鏡板部１ａ１を有する。ローリング底端板１ａは、ローリング鏡板部１ａ１により静止シリンダ２に付勢して、作動室のシール性を向上させる。
【００７１】
ローリング円柱１ｂは、シリンダ溝１ｃによってほぼ２つに分断されている。分断されたローリング円柱１ｂの外周面である２つのローリング外周面１ｓには、それぞれ、ローリング外周カット部１ｇが設けられている。ローリング外周カット部１ｇの上部には、ローリング外周穴１ｆが設けられている。ローリング外周穴１ｆは、貫通孔であり、シリンダ溝１ｃの内壁面に繋がっている。ローリング外周カット部１ｇの下端部とローリング鏡板部１ａ１の上部との間には、ローリング端板径方向溝１ｋが設けられている。ローリング端板径方向溝１ｋは、ローリング外周カット部１ｇとローリングシリンダ１の背面空間である背面室１１０（図１又は図６参照）とを繋ぐ流路である。また、ローリング端板径方向溝１ｋは、ローリングシリンダ１の回転軸を中心として径方向に長辺を有する溝形状を有する凹部である。
【００７２】
なお、ローリング外周カット部１ｇは、ローリングシリンダ１の回転軸方向に長辺を有する長方形状を有する凹部である。ローリング外周カット部１ｇは、ローリング外周面１ｓを切り欠いた部分と見ることができるからである。
【００７３】
図４は、図３におけるローリングシリンダのＰ方向矢視図である。但し、図４に示す括弧付の符号１ｋ’については、後述する変形例において設けるものであり、ここでは、符号１ｋで表されるローリング端板径方向溝のみを設けた場合について説明する。
【００７４】
図４においては、ローリング外周カット部１ｇの上部に設けたローリング外周穴１ｆ、及びローリング外周カット部１ｇの下端部に設けたローリング端板径方向溝１ｋは、ローリング外周カット部１ｇの高さ方向の中心軸上に配置されている。
【００７５】
図５は、旋回ピストンをローリングシリンダに組み込んだ状態を示す斜視図である。
【００７６】
本図においては、ローリングシリンダ１に組み込まれた旋回ピストン３のスライド溝３ｂは、ローリング外周穴１ｆとつながっている。
【００７７】
図６は、図１の圧縮部を含む領域であるＭ部の拡大図である。
【００７８】
圧縮部には、本図に示す吸込路２ｓと図示していない吐出穴とが設けられている。吸込路２ｓは、偏心シリンダ穴２ｂの底面に設ける吸込溝２ｓ２と、静止シリンダ２の上面から吸込溝２ｓ２に繋がる吸込穴２ｓ１と、で構成されている。
【００７９】
静止シリンダ２は、外周側面にシリンダ外周溝２ｍ、そして下面のシリンダ取付面２ａにシリンダ回転軸を中心軸とする円形の偏心シリンダ穴２ｂを開ける。ここで、シリンダ外周溝２ｍは、フレーム４を静止シリンダ２へ取り付ける際に、フレーム外周溝４ｍと連通する位置に設ける。そして、偏心シリンダ穴２ｂ底面にピン軸を中心軸とする固定ピン５ｓを固定配置し、それを中心として回転自由な形態でスライダ５ａを設置する。ここで、固定ピン５ｓ下端にスライダフランジ５ｂを設けて、スライダ５ａを軸方向に支持する。このスライダ５ａには側面に２つの平面部があり（図８参照）、旋回ピストン３のスライド溝３ｂに挿入され、前記したピンスライド機構を構成する。
【００８０】
なお、ローリング底端板１ａのローリング鏡板部１ａ１は、静止シリンダ２との摺動面を有する。この摺動面に馴染み性の皮膜を設けると、隙間が一層狭まり、シール性が一層向上し、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。
【００８１】
また、図６に示すように、スライド溝３ｂの内側壁面とスライダ５ａとの間には、隙間が設けられている。また、スライド溝３ｂの底面とスライダフランジ５ｂとの間にも、隙間が設けられている。これらの隙間は、圧縮機の稼働中は油で満たされる。
【００８２】
なお、本実施例のＲＣ圧縮機は、空気調和機用であり、給湯機用のＲＣ圧縮機よりも冷媒量を多くする必要がある。このため、作動室の容積を大きくする必要がある。これに伴い、旋回ピストン３の高さを高くしてある。これにより、ピン機構５、スライド溝３ｂ、旋回ピストン３の軸受部等の摺動部において局所的に加わる力を分散し緩和することができるため、摩耗を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。
【００８３】
図８は、ＲＣ圧縮機の圧縮動作、及びピン機構とスライド溝とによる油ポンプ動作を、図１のＢ−Ｂ断面図を用いて示すフロー図である。但し、図８に示す括弧付の符号１ｆ’１、１ｆ’２については、後述する実施例２において設けるものであり、ここでは、符号１ｆ１、１ｆ２で表されるローリング外周穴のみを設けた場合について説明する。
【００８４】
図８に示すように、圧縮部を構成するローリングシリンダ１、静止シリンダ２及び旋回ピストン３をはめ合わされて形成された空間が作動室となる。作動室は、ローリングシリンダ１及び旋回ピストン３の動きに応じて、吸込室９５、圧縮室１００又は吐出室１０５となる。図５のローリング外周穴１ｆに対応する図８のローリング外周穴１ｆ１、１ｆ２の中心軸は、ローリングシリンダ１の回転中心（図８におけるローリングシリンダ１の断面である円の中心）を通る対称軸（図８における当該円の線対称についての対称軸）に一致している。
【００８５】
ローリング外周穴１ｆ１は、ローリング外周カット部１ｇ１に連通している。一方、ローリング外周穴１ｆ２は、ローリング外周カット部１ｇ２に連通している。旋回ピストン３のスライド溝３ｂは、ピン機構５によりスライド溝３ｂ１、３ｂ２に区切られている。ピン機構５のスライダ５ａは、スライド溝３ｂ内を往復運動する。
【００８６】
図８において、旋回ピストン３は、クランク角が０度から３６０度まで変化する間に、回転しながら、静止シリンダ２の内壁の一方の端部から他方の端部へと移動する。この間、作動室は、圧縮室１００として作用する区間と、吐出室１０５として作用する区間と、を有する。そして、この同じ行程において、旋回ピストン３の圧縮室１００又は吐出室１０５を形成する端部とは反対側の端部は、吸込室９５を形成する。
【００８７】
クランク角０度のとき、スライド溝３ｂ１とローリング外周穴１ｆ１とは連通していない。クランク角４５度を超えた程度のとき、スライド溝３ｂ１、ローリング外周穴１ｆ１及びローリング外周カット部１ｇ１は連通する。図８において、クランク角０度から１３５度までは、容積が小さくなるスライド溝３ｂ１をクロスハッチング部（以下「容積縮小スライド溝空間」という。）として示している。容積縮小スライド溝空間においては、油の圧力が上がる。一方、反対側の空間は、油の圧力が下がる。しかしながら、上述のとおり、スライド溝３ｂにおいてスライダ５ａの周囲には隙間があるため、この油の圧力上昇量は限定的であり、油圧縮による入力増大は無視できるレベルである。
【００８８】
その後、クランク角が１８０度に達するまでの間においては、容積が小さくなるスライド溝３ｂ１の油がローリング外周穴１ｆ１を通り、ローリング外周カット部１ｇ１に送られる。
【００８９】
クランク角が１８０度を超えると、ピン機構５のスライド溝３ｂにおける相対的な進行方向が反対方向となり、スライド溝３ｂ２の容積が小さくなる。このとき、スライド溝３ｂ２、ローリング外周穴１ｆ２及びローリング外周カット部１ｇ２が連通し、スライド溝３ｂ２の油がローリング外周穴１ｆ２を通り、ローリング外周カット部１ｇ２に送られる。そして、本図においては、クランク角が３１５度を超えた程度のとき、スライド溝３ｂ２とローリング外周穴１ｆ２との連通が終了する。
【００９０】
つぎに、油の流れを説明する。
【００９１】
図１において、貯油部１２５の油は、給油ポンプ２００によって、ポンプ連結管６ｚを介して給油縦穴６ｂへ送り込まれる。そして、その油は、前記した通り、３か所の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。これらのうち上主軸受２４ａは、給油上主軸受穴６ｅから直接供給される流路と一旦給油主軸溝６ｋに入ってから供給される流路があるため、給油量は多くなる。その後は、下主軸受２４ｂへ供給された油とともに、給油主軸溝６ｋのシャフトつば部６ｃの下面箇所を通って、それらの隙間（クランクシャフト６のスラスト軸受部）を潤滑しつつ、背面室１１０へ入る。
【００９２】
また、給油縦穴６ｂの最上部の開口部から、クランクシャフト６と旋回軸受２３と旋回ピストン３で囲まれたシャフト偏心端部空間１１５へ油が流入し、そこから、給油偏心溝６ｈによって旋回軸受２３へ供給されるとともに、スライド溝３ｂへ供給される。旋回軸受２３に入った油は、旋回軸受２３を潤滑した後、旋回軸受２３の下端から背面室１１０へ流入する。
【００９３】
ここで、シリンダ溝１ｃの底面は、旋回軸受２３よりも下方にあるため、旋回軸受２３から出た油の一部は、互いに付勢するピストン下面３ｆとシリンダ溝１ｃの底面との隙間に入る。一方、スライド溝３ｂへ入った油は、その後、スライド溝内に構成されるピンスライド機構を潤滑する。それとともに、油のごく一部は、互いに付勢されるピストン上面３ｄと偏心シリンダ穴２ｂの底面との隙間に供給される。さらに、スライド溝３ｂがピストンカット面３ｃまで突き抜けるとともに、そこから続くピストンカット溝３ｉ（図２参照）によって、シリンダ溝１ｃ側面とピストンカット面３ｃの隙間へもごく一部が給油される。さらに、ローリングシリンダ１の外周面であるローリング外周面１ｓに設けた凹部で形成される隙間空間へ給油し排油する隙間空間油路を設けて、スライド溝３ｂに入る油のうちの大部分を流す。これに関しては、後で詳細に説明する。これらのシャフト偏心端部空間１１５を経由する油は、作動流体とともに吐出路２ｄから出るもの以外は、最終的に全て背面室１１０へ流入する。
【００９４】
このようなシャフト偏心端部空間１１５からの給油路により、互いに付勢しているピストン上面３ｄと偏心シリンダ穴２ｂ底面における隙間及びピストン下面３ｆとシリンダ溝１ｃ底面における隙間の更なるシール性向上と摩擦損失低減を実現する。また、シリンダ溝１ｃ側面とピストンカット面３ｃにおける隙間のシール性向上と旋回ピストン３がローリングシリンダ１を回すためのトルクを発生させるピストンカット面３ｃの端線部の摩擦損失低減も実現できる。また、上主軸受２４ａ、下主軸受２４ｂ、旋回軸受２３及びピンスライド機構を潤滑するため、摩擦損失の低減を実現する。
【００９５】
ところで、前記した各シール隙間へ入った油は、再び作動室へ入り、作動流体と混ざる。そして、作動流体と混ざり合った油は、作動室から低圧の作動室へ漏れ出る際（吐出室１０５から圧縮室１００や吸込室９５へ漏れ出る場合や圧縮室１００から吸込室９５へ漏れ出る場合）に、隙間を埋めてシール性を向上させるという効果がある。
【００９６】
以上より、ＲＣ圧縮機の圧縮機効率の向上を実現できる。
【００９７】
背面室１１０へ入った油は、その後、油排出路４ｘによって、フレーム４の下面側から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。この結果、前記の通り、背面室１１０の圧力である背圧は吐出圧となる。これにより、ローリングシリンダ１と旋回ピストン３からなる可動部は、背面全域（ローリング底端板１ａの反作動室側全域及びピストン下面３ｆの偏心シャフト挿入穴１ｄからの露出部）が吐出圧となる。一方、可動部の上面側には、吐出圧以下の領域である吸込室９５や圧縮室１００が常に形成されるため、平均圧力は吐出圧よりも低くなる。よって、前記の通り、可動部は常に静止シリンダ２へ付勢される。この結果、前記した通り、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、圧縮機効率向上が実現する。
【００９８】
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。
【００９９】
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記したとおり、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及びフレーム外周溝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。
【０１００】
この結果、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。
【０１０１】
次に、油の流れで説明せずに残っている、前記隙間空間油路の説明を、図２乃至図５を用いて行う。
【０１０２】
まず、ローリング外周面１ｓに設けたローリング外周カット部１ｇによって、偏心シリンダ穴２ｂの内周面との隙間であるシリンダ隙間に形成する局部的な隙間拡大部（拡大空間）を形成する。すなわち、隙間空間となる。さらに、このローリング外周カット部１ｇは、２つに分断したローリング円柱１ｂの各々のローリング外周面１ｓの中心部に軸方向全域に渡って設けるカット面である。ここで、図４で示す通り、本実施例では、ローリング外周カット部１ｇが、ローリング鏡板部１ａ１からわずかに離れている。しかし、これは、ローリング鏡板部１ａ１の上面を削除しないためであり、ローリング外周カット部１ｇを軸方向全域に渡って設けているとみなしてよい。このローリング外周カット部１ｇと、スライド溝３ｂのピストンカット面３ｃ側開口部が通る位置を繋ぐように、ローリング外周カット部１ｇの中心線上に開口してシリンダ溝１ｃ側面に垂直なローリング外周穴１ｆを設けている。
【０１０３】
この構成により、図８に示すとおり、圧縮行程の所定区間において、スライド溝３ｂとローリング外周カット部１ｇとは連通する。
【０１０４】
そして、さらに、このローリング外周カット部１ｇと、背面室１１０を常時繋ぐように、ローリング端板径方向溝１ｋを設けている。これは、ローリング鏡板部１ａ１の上面の溝となるように、ドリル等で加工する溝である。
【０１０５】
スライド溝３ｂは、前記した通り、貯油部１２５から油が常時供給されているため、常時連通するローリング外周穴１ｆを設けることで、ローリング外周カット部１ｇへも給油される。これにより、貯油部１２５から給油ポンプ２００、ポンプ連結管６ｚ、給油縦穴６ｂ、シャフト偏心端部空間１１５、そしてスライド溝３ｂへ至る給油路は、スライド溝給油路となる。そして、ローリング外周穴１ｆは、スライド溝隙間空間連通油路ということができる。そして、貯油部１２５からローリング外周カット部１ｇへ至る一連の給油路は、隙間空間給油路ということができる。
【０１０６】
一方、背面室１１０は、前記した通り、貯油部１２５へ至る排油路が繋がっているため、ローリング外周カット部１ｇと背面室１１０を繋ぐローリング端板径方向溝１ｋを設けることで、ローリング外周カット部１ｇから常時油を貯油部１２５へ排出することができる。つまり、ローリング端板径方向溝１ｋは、隙間空間背面室連通油路となる。また、油排出路４ｘ、ステータカット面７ｂ１やステータ巻線７ｂ２が通る穴、そして副フレーム周囲穴３５ａは、背面室１１０から貯油部１２５へ至る背面室排油路ということができる。そして、ローリング外周カット部１ｇから貯油部１２５へ至る一連の排油路は、隙間空間排油路ということができる。
【０１０７】
ここで、シリンダ溝１ｃの両端を繋ぐシリンダ隙間は、吸込室９５と圧縮室１００、または、吸込室９５と吐出室１０５とのシール部となっており、これらのシリンダ隙間におけるシール性向上はＲＣ圧縮機の圧縮機効率向上にとって最重要な課題である。
【０１０８】
これまでの説明から、本実施例では、ローリング外周カット部１ｇによって形成される隙間空間と隙間空間給油路により、シリンダ隙間内に油で満たされた隙間空間を設けることができる。この結果、作動流体が隙間空間の油中を流れることは困難であるため、シリンダ隙間のシール性が格段に向上する。よって、ＲＣ圧縮機の圧縮機効率が向上するという効果がある。さらに、ローリング外周カット部１ｇがローリング外周面の軸方向全域に渡っていうために、漏れ流路が形成しやすい箇所がない。よって、シリンダ隙間のシール性が更に向上し、圧縮機効率が更に向上するという効果がある。
【０１０９】
ところで、隙間空間は、ポリトロープ指数が１以上の圧縮を行う圧縮部が隣接する上に、それが設けられているシリンダ隙間は、摺動部であるため、摩擦による発熱もあり、高温環境下にある。このため、もしも隙間空間内の油が滞留してしまうと、油は、非常に高温となり、油の粘度が低下して、シール性が低下してしまう。
【０１１０】
本実施例では、前記の通り、隙間空間給油路によって常時油で満たされた隙間空間内の油を常時排出する隙間空間排油路を設けることで、常に油を入れ替えることができる。この結果、隙間空間内で滞留する油がほとんどなくなる。よって、隙間空間内の油温は、圧縮部から離れているために相対的に低温となっている貯油部１２５の油の温度に近いレベルに保持できるため、粘度が低下せず、シリンダ隙間のシール性を確保できる。これにより、圧縮機効率が向上するという効果がある。
【０１１１】
また、本実施例の隙間空間は、ローリング外周面１ｓ上に設ける凹部であるローリング外周カット部１ｇにより形成されているため、ローリング外周面１ｓとともに回転する。よって、常にシリンダ隙間内にあるため、隙間空間の設置が容易となる。よって、単純な構成で隙間空間を確実に形成できるため、製造コストの低減と確実な圧縮機効率の向上を実現できるという効果がある。
【０１１２】
また、これまでの説明から、ローリング鏡板部１ａ１の上面が静止シリンダ２の下面で偏心シリンダ穴２ｂの周囲領域に付勢させられて、ローリングシリンダ１の軸方向位置が規定されることから、静止シリンダ２の下面で偏心シリンダ穴２ｂの周囲領域を基準面、さらに、ローリング鏡板部１ａ１の上面を鏡板付勢面ということができる。前記のローリング端板径方向溝１ｋは、前記隙間空間背面室連通路の最下流部であり、さらに鏡板付勢面の溝となっていることから、鏡板溝ということができる。これにより、鏡板付勢面と基準面の摺動部に油を供給できる（図３参照）。よって、旋回回転速度の半分の回転速度であるが、回転半径が旋回半径よりも大きく、さらに、付勢されるために摩擦損失が大きくなる鏡板付勢面と鏡板面の摺動部の摩擦損失の低減が可能となる。
【０１１３】
さらに、この摺動部は、前記している通り、吐出圧の背面室１１０と圧縮室１００や吸込室９５となっている作動室との間のシール隙間ともなるため、そこに油を入れることによりシール性が向上する。よって、圧縮機効率を向上させるという効果がある。
【０１１４】
次に、変形例として、図３に示すローリング端板外周接線方向溝１ｍについて説明する。
【０１１５】
ローリング端板外周接線方向溝１ｍは、ローリングシリンダ１の円周方向に延在させた鏡板溝ということができる。言い換えると、ローリング端板外周接線方向溝１ｍは、ローリングシリンダ１の回転軸を中心として周方向に長辺を有する溝形状を有する凹部である。これにより、油が鏡板溝を通過しにくくできるため、鏡板付勢面と鏡板面の間に入る油を多くすることができ、一層の摩擦損失と一層のシール性向上を実現し、一層の圧縮機効率向上を実現するという効果がある。
【０１１６】
また、図４の符号１ｋ’で示すローリング端板径方向前方溝をローリング端板径方向溝１ｋの代わりに採用する他の変形例も考えることができる。これは、隙間空間の油を排出する開口位置を給油する開口位置よりも回転方向の前方側に設けるものである。つまり、隙間空間排出路入口を、隙間空間給油路出口よりも回転方向の前方に設けるものである。隙間空間給油路出口から隙間空間へ出た油は、対向する偏心シリンダ穴２ｂの内周の相対的な動きから、隙間空間の後進縁側へ移動し、後進側から油が溜まっていく。よって、隙間空間排出路入口まで油が溜まってから油が排出される。このため、隙間空間排出路入口を回転方向のできるだけ前方へ配置することで隙間空間を多くの油で満たすことが可能になる。
【０１１７】
本実施例は、隙間空間の前進縁に隙間空間排出路入口を設けたため、隙間空間の全域を油で満たすことができる。これにより、シリンダ隙間のシール性の向上を実現できる。また、隙間空間にある油量が多いため、局部的な油切れによる固体接触の頻度を低減できるため、摩擦損失も低減できる。
【０１１８】
以上より、圧縮機効率の向上を実現できるという効果がある。
【０１１９】
さらに、図２の３ｉ１で示すピストンカット水平溝を追加する他の変形例を考えることもできる。これにより、ピストンカット溝３ｉからピストンカット水平溝３ｉ１へも油が流入して、ピストンカット面３ｃとその対向面であるシリンダ溝１ｃの側面との隙間に入る油を多くすることができ、一層の摩擦損失と一層のシール性向上を実現し、一層の圧縮機効率向上を実現するという効果がある。図２では１本のみ設けたが、複数でももちろんよい。
【０１２０】
また、図２の３ｉ２で示すピストンカット傾斜溝を追加する変形例も考えることができる。これは、前述のピストンカット水平溝３ｉ１に加えて設けてもよいし、ピストンカット水平溝の代わりに設けてもよい。これにより、ピストンカット面３ｃの広範囲にわたり油を供給できるので、ピストンカット面３ｃとその対向面であるシリンダ溝１ｃの側面との隙間に広範囲に油を供給できるため、さらに一層摩擦損失を低減し、また、さらに一層のシール性向上を実現できる。よって、圧縮機効率をさらに一層向上できるという効果がある。
【実施例２】
【０１２１】
図７は、本実施例のローリングシリンダに旋回ピストンを組み込んだ状態を示す斜視図である。
【０１２２】
本図においては、ローリングシリンダ１に組み込まれた旋回ピストン３のスライド溝３ｂは、ローリング外周穴１ｆ’とつながっている。これ以外の構成は、実施例１（図５）と同じである。図８においては、破線で示すローリング外周穴１ｆの代わりに、ローリング外周穴１ｆ’を設けている。
【０１２３】
本実施例の場合についても、ＲＣ圧縮機の運転中における潤滑油の動きについては、図８を用いて説明する。
【０１２４】
図７のローリング外周穴１ｆ’に対応する図８のローリング外周穴１ｆ’１、１ｆ’２の中心軸は、ローリングシリンダ１の回転中心（図８におけるローリングシリンダ１の断面である円の中心）を通る対称軸（図８における当該円の線対称についての対称軸）とは異なる位置にある。ただし、図８においては、ローリング外周穴１ｆ’１、１ｆ’２の中心軸は、当該対称軸に平行に設けられている。
【０１２５】
ローリング外周穴１ｆ’１は、ローリング外周カット部１ｇ１に連通している。一方、ローリング外周穴１ｆ’２は、ローリング外周カット部１ｇ２に連通している。旋回ピストン３のスライド溝３ｂは、ピン機構５によりスライド溝３ｂ１、３ｂ２に区切られている。
【０１２６】
図８において、クランク角０度から１８０度近くまでの間はローリング外周穴１ｆ’１及びローリング外周カット部１ｇ１は連通し続ける。そして、容積が小さくなるスライド溝３ｂ１の油がローリング外周穴１ｆ’１を通り、ローリング外周カット部１ｇ１に送られる。このとき、ローリング外周穴１ｆ’２がスライド溝３ｂ２と連通していないことも望ましい。連通してしまうと、ローリング外周カット部１ｇ２の油がスライド溝３ｂ２に逆流してしまうからである。
【０１２７】
クランク角が１８０度を超えると、ピン機構５のスライド溝３ｂにおける相対的な進行方向が反対方向となり、スライド溝３ｂ２の容積が小さくなる。このとき、スライド溝３ｂ２、ローリング外周穴１ｆ’２及びローリング外周カット部１ｇ２が連通し、スライド溝３ｂ２の油がローリング外周穴１ｆ’２を通り、ローリング外周カット部１ｇ２に送られる。そして、本図においては、クランク角が３１５度を超えても、スライド溝３ｂ２とローリング外周穴１ｆ’２との連通が継続する。
【０１２８】
すなわち、本実施例の場合、クランク角１８０度を超え、スライド溝３ｂ２とローリング外周穴１ｆ’２との連通が始まると、クランク角が３１５度を超え、３６０度（次のクランク角０度）も超え、スライド溝３ｂ２の容積が小さくなり続ける２周目のクランク角１８０度に達する直前までの間、スライド溝３ｂ２とローリング外周穴１ｆ’２（２周目の１ｆ’１）との連通が継続する。この連通は、ローリング外周穴１ｆ’２の点対称の位置にあるローリング外周穴１ｆ’１も同様に行われる。
【０１２９】
以上より、本実施例のローリング外周穴１ｆ’１、１ｆ’２の方が、実施例１のローリング外周穴１ｆ１、１ｆ２に比べて連通頻度が高くなるため、ローリング外周カット部１ｇ１、１ｇ２への油の供給に関して望ましい配置であることがわかる。
【０１３０】
本実施例は、図８に示す通り、スライド溝隙間空間連通油路を、容積縮小スライド溝空間と通じるときのみ、間欠的に連通するローリング外周穴１ｆ’としたものである。つまり、スライド溝隙間空間連通油路を、縮小スライド溝隙間空間連通油路としたものである。
【０１３１】
これにより、隙間空間であるローリング外周カット部１ｇの油が、常に、スライド溝３ｂ側から流入し、背面室１１０側へ排出する一方向流れとできる。これにより、隙間空間内の油の滞留を抑制できるため、油の温度上昇を抑えることができ、シリンダ隙間のシール性を向上することができる。これにより、圧縮機効率を向上できるという効果がある。
【０１３２】
なお、上述の本実施例の説明においては、ローリング外周穴１ｆ’のみを設けた場合について説明したが、これに加えて、実施例１のローリング外周穴１ｆを設けてもよい。２つのローリング外周穴１ｆ、１ｆ’を設けることにより、スライド溝３ｂの油がローリング外周カット部１ｇに移動しやすくなる。
【０１３３】
図１３は、本実施例の変形例を示したものである。
【０１３４】
本図において図７と異なる点は、図７のローリング外周カット部１ｇの代わりに、ローリング外周溝１ｇ３を複数本（本図においては３本）設けた点、及び、ローリング外周つば部１ｇ５を設けた点である。ローリング外周つば部１ｇ５は、ローリング外周溝１ｇ３がその上方にある静止シリンダ２の吸込路２ｓと連通して、油がローリング外周溝１ｇ３から吸込路２ｓに流れ込まないようにする機能を有する。言い換えると、長辺を有する凹部であるローリング外周溝１ｇ３は、ローリングシリンダ１のピン機構側に位置するローリング外周面の端部（図１３においてはローリングシリンダ１の上面側の端部）よりも内側に配置されている。なお、ローリング外周溝内凸部１ｇ４は、ローリング外周溝１ｇ３を流下する油の流路を分けるためのものである。
【０１３５】
なお、ローリング外周溝１ｇ３は、ローリングシリンダ１の回転軸方向に長辺を有する溝形状を有する凹部である。ローリング外周溝１ｇ３は、ローリング外周面１ｓを切り欠いた部分と見ることができるからである。
【０１３６】
このような構造とすることにより、油の適度な流路抵抗が形成され、ローリング外周面１ｓと静止シリンダ２との間にある油を必要な程度滞留させ保持するとともに、油の過剰な滞留を防止することができる。これにより、油の温度の上昇を抑制することができる。
【実施例３】
【０１３７】
本実施例において実施例１及び２と異なる点は、ローリングシリンダの形状を変更した点である。それ以外は、実施例１又は２と同様であるため、説明を省略する。
【０１３８】
図９は、実施例３のＲＣ圧縮機に用いたローリングシリンダを示す斜視図である。
【０１３９】
本図に示すローリングシリンダ１においては、シリンダ溝１ｃの両端部にローリング円柱１ｂの高さと同じ高さを有するシリンダ溝外周壁１ｗを設けている。さらに、実施例１及び２のローリング鏡板部１ａ１の代わりに、ローリングシリンダ１の外周面が連続的に一周するローリング一周面１ｓ’を設けている。そして、ローリング一周面１ｓ’にローリング外周環状溝１ｎを設けることにより、環状隙間空間を形成している。本図においては、ローリング外周環状溝１ｎを２本設けている。
【０１４０】
スライド溝隙間空間連通油路としては、実施例１及び２のローリング外周穴１ｆ、１ｆ’と環状溝給油カット面１ｐとで形成する。ローリング外周穴１ｆ、１ｆ’は、いずれか一方の設けてもよいし、両方とも設けてもよい。なお、ここでは、図９の括弧付の符号１ｑは採用しない。
【０１４１】
さらに、隙間空間連通背面室油路として、下段一周面給油カット面１ｒ３を設ける。本実施例では、ローリング外周環状溝１ｎを２本設けているので、これらを繋ぐ給油路として中段一周面給油カット面１ｒ２を、下段一周面給油カット面１ｒ３と同一の外周位置に設けている。そしてさらに、一番上部のローリング一周面１ｓ’の同一外周位置に、上段一周面給油カット面１ｒ１を設け、３つのカット面からなる一周面給油カット面１ｒとする。そして、この一周面給油カット面１ｒは、シリンダ溝外周壁のシリンダ溝中央面端線からローリングシリンダ１の回転方向（旋回運動と同一方向）へ９０度以下の角度（本実施例では６０度程度）となる位置に設けている。つまり、シリンダ溝回転先行溝を設けている。中段一周面給油カット面１ｒ２は、隣り合う凹部である２本のローリング外周環状溝１ｎの間に設けられ、これらを連通する別の凹部である。
【０１４２】
図１０は、図９のローリングシリンダの上面図である。
【０１４３】
図１０に示すように、一周面給油カット面１ｒは、１８０度対向する位置にも設け、２か所としている。
【０１４４】
図１１は、図１におけるＭ部を拡大した断面図である。
【０１４５】
図１１においては、図６に示すようなローリング底端板１ａは設けていない。
【０１４６】
図１２は、ＲＣ圧縮機の圧縮動作を図１のＢ−Ｂ断面図を用いて示すフロー図である。
【０１４７】
シリンダ溝外周壁１ｗを設けることによって、シリンダ溝１ｃが旋回ピストン３により仕切られて形成される作動室を取り囲む全ての軸方向隙間を縮小できる。この結果、吸込室９５や圧縮室１００や吐出室１０５となる全ての作動室のシール性が向上し、圧縮機効率の向上を実現できるという効果がある。
【０１４８】
また、ローリング一周面１ｓ’にローリング外周環状溝１ｎを設けることで、シリンダ溝外周壁で増大したシリンダ隙間部の摺動面積増大を回避できる。これにより、圧縮機効率を向上できるという効果がある。
【０１４９】
また、ローリング外周環状溝１ｎを上限端を除いて複数（本実施例では２本としたが、２本に限る必要は無い。）としたため、シリンダ隙間内に、偏心シリンダ穴２ｂの内周面と対向するローリング一周面１ｓ’が分散して配されるため、ローリングシリンダの変形を抑制することができ、摩擦損失を低減させることができる。
【０１５０】
また、シリンダ溝外周壁１ｗを設けることによって、旋回ピストン３でシリンダ溝１ｃを仕切って形成される２つの作動室内の作動流体の圧力差により、ローリングシリンダ１は、シリンダ溝１ｃの方向に平行な力を受ける。それは、シリンダ溝外周壁の内面にかかる圧力が２つの作動室で異なるために、圧力の低い作動室から圧力の高い作動室へ向かう力がローリングシリンダ１に作用するためである。これにより、ローリングシリンダ１は、図１２の矢印のような（低圧側作動室から高圧側作動室へ向かう向きで、高圧側作動室の圧力が上昇するにつれて増大する荷重を受ける。これより、シリンダ溝外周壁を設けるローリングシリンダ１は、偏心シリンダ穴２ｂのジャーナル軸受に支持されて、軸に固定した向きに回転変動荷重を受ける軸部ということができる。
【０１５１】
これにより、ジャーナル滑り軸受の理論から明らかな通り、高圧側作動室を形成するシリンダ溝外周壁の中央からローリングシリンダ１の回転方向（旋回運動と同一方向）へ少し回転した位置に、ローリングシリンダ１の偏心によって、ジャーナル滑り軸受隙間の極小部が発生する。そして、軸受隙間極小部の位置は、荷重の大きさやローリングシリンダ１の回転速度や油の粘度などで決まるが、少なくとも、荷重方向（シリンダ溝１ｃの方向）からローリングシリンダ１の回転方向９０度よりも小さい位置となることもわかる。
【０１５２】
ところで、ジャーナル滑り軸受内の油が滞留すると、油温が上昇して粘度が低下し、油膜が切れて、固体的な接触が生じ、摩擦損失の上昇が発生する。そこで、いろいろな定常運転条件における軸受隙間極小部よりもわずか（最大でも数十度を超えない）に回転方向側へずれた位置となるべく、ローリング一周面１ｓ’のシリンダ溝外周壁１ｗの中央であるシリンダ溝中央面端線とシリンダ溝中央面端線から回転運動の方向へ９０度以下の角度範囲でローリング一周面１ｓ’を通過するシリンダ溝回転先行油溝である一周面給油カット面１ｒを設けたため、温度が低い油を、軸受隙間極小部のわずかに手前で常時供給できる。
【０１５３】
これにより、シリンダ溝外周壁１ｗの設置によって発生する荷重（図１２のシリンダ溝内に示す黒矢印）によりシリンダ隙間で発生する大きな摩擦損失を抑制でき、圧縮機効率の低下を抑制できるという効果がある。
【０１５４】
ここで、一周面給油カット面１ｒは、２カ所のシリンダ溝外周壁１ｗ毎に設置するため、１８０度対向する２か所に設けることとなる。これにより、どのシリンダ溝外周壁１ｗが軸受隙間極小部近傍になろうとも、いずれかの一周面給油カット面１ｒから低温の油を軸受隙間極小部に供給することができるため、常に圧縮機効率の低下を抑制できる。
【０１５５】
また、上段一周面給油カット面１ｒ１により、シリンダ溝外周壁１ｗの上面部の対向面である偏心シリンダ穴２ｂの底面へ、シリンダ溝外周壁１ｗが摺動する直前箇所に油を付着させることができる。これにより、作動室のシール性の一層の向上を図ることができる。
【０１５６】
また、２個の作動室の圧力差によってローリングシリンダ１の傾転モーメントが生じるが、それに伴ってシリンダ溝外周壁１ｗ上面に軸方向荷重が集中する。これにより、増大傾向にあるシリンダ溝外周壁１ｗ上面での摩擦損失を抑制できるという効果がある。さらに、３個の一周面給油カット面を同一の位置に設置したので、加工が容易となり、製造コスト低減という効果もある。
【０１５７】
最後に、図１０の符号１ｑで示す環状溝連通カット面を設ける変形例を考えることができる。これは、分散する複数のローリング一周面１ｓ’を繋ぐため、ローリング一周面１ｓ’内の油分布を無くし、油が無くなってシリンダ隙間のシール性向上や摩擦損失低減を実現し、圧縮機効率を向上できるという効果がある。また、一周面給油カット面１ｒと同じ方向で同じ深さとしたため、一周面給油カット面１ｒとの同時加工が加工となり、製造コストが低減するという効果もある。
【符号の説明】
【０１５８】
１：ローリングシリンダ、１ａ：ローリング底端板、１ａ１：ローリング鏡板部、１ｂ：ローリング円柱、１ｃ：シリンダ溝、１ｄ：偏心シャフト挿入穴、１ｆ、１ｆ’：ローリング外周穴、１ｇ：ローリング外周カット部、１ｋ：ローリング端板径方向溝、１ｋ’：ローリング端板径方向前方溝、１ｍ：ローリング端板外周接線方向溝、１ｎ：ローリング外周環状溝、１ｐ：環状溝給油カット面、１ｑ：環状溝連通カット面、１ｒ：一周面給油カット面、１ｒ１：上段一周面給油カット面、１ｒ２：中段一周面給油カット面、１ｒ３：下段一周面給油カット面、１ｓ：ローリング外周面、１ｓ’：ローリング一周面、１ｗ：シリンダ溝外周壁、２：静止シリンダ、２ｂ：偏心シリンダ穴、２ｄ：吐出路、２ｄ１：吐出穴、２ｄ２：吐出溝、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、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、３ｉ：ピストンカット溝、３ｉ１：ピストンカット水平溝、３ｉ２：ピストンカット傾斜溝、４：フレーム、４ｃ：つば受面、４ｍ：フレーム外周溝、４ｘ：油排出路、５：ピン機構、５ａ：スライダ、５ｂ：スライダフランジ、５ｓ：固定ピン、６：クランクシャフト、６ａ：偏心シャフト、６ｂ：給油縦穴、６ｃ：シャフトつば部、６ｄ：シャフトネック、６ｅ：給油上主軸受穴、６ｆ：給油下主軸受穴、６ｇ：給油副横穴、６ｈ：給油偏心溝、６ｋ：給油主軸溝、６ｚ：ポンプ連結管、７：モータ、７ａ：ロータ、７ｂ：ステータ、７ｂ１：ステータカット面、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、１１５：シャフト偏心端部空間、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、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】
2019015235.tif 000003
【図２】
2019015235.tif 000004
【図３】
2019015235.tif 000005
【図４】
2019015235.tif 000006
【図５】
2019015235.tif 000007
【図６】
2019015235.tif 000008
【図７】
2019015235.tif 000009
【図８】
2019015235.tif 000010
【図９】
2019015235.tif 000011
【図１０】
2019015235.tif 000012
【図１１】
2019015235.tif 000013
【図１２】
2019015235.tif 000014
【図１３】
2019015235.tif 000015