(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間内に配置されており、内部にシリンダ室が設けられたシリンダと、
前記シリンダ室の内部に配置されており、その外周面が前記シリンダ室の側壁面に当接するように当該側壁面に沿って移動して、前記シリンダ室を、冷媒の圧縮が行われるとともに圧縮された冷媒を前記密閉空間に排出する高圧室と、外部から冷媒が導入される低圧室とに分断するとともに、前記高圧室及び前記低圧室の容積を変化させる環状のローラと、
前記シリンダ室の内部に配置されており、前記ローラとともに前記シリンダ室を前記高圧室と前記低圧室とに分断するブレードと、
前記ブレードを前記ローラに向かって押圧する１つのバネとを備えており、
前記ローラは、前記シリンダの軸方向に積層された複数のローラ構成部材によって構成されていると共に、
前記ブレードは、前記シリンダの軸方向に積層されると共に前記１つのバネによって前記ローラに向かって押圧される複数のブレード構成部材によって構成されていることを特徴とする圧縮機。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の圧縮機においては、シリンダの内部に形成されたシリンダ室の内部にローラとブレードとが一体的に形成されたピストンが配置されており、ピストンによってシリンダ室が吸入室（低圧室）と吐出室（高圧室）とに分断されている。そして、ローラがシリンダ室の側壁面に当接しながらこの側壁面に沿って移動することにより、吐出室の容積が変化して吐出室内の冷媒が圧縮される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２４９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に記載の圧縮機では、シリンダ室の上下壁面との接触することによってピストンの移動が妨げられてしまうのを防止するため、ピストン（ローラ及びブレード）は、シリンダ室よりも高さが低くなっている。そして、ローラがシリンダ室よりも高さが低くなっているため、ローラとシリンダ室の上下壁面との隙間を介して、ローラの内側を流れる潤滑油が低圧室に流れ込む。しかしながら、ローラの内側から低圧室に流れ込む潤滑油の量が多くなると、この潤滑油によって低圧室内の冷媒の温度が上昇してしまい、圧縮機の性能が低下してしまう。
【０００５】
また、ブレードがシリンダ室よりも高さが低くなっているため、ブレードとシリンダ室の上下壁面との隙間を介して、高圧室から低圧室に潤滑油が流れ込む。ここで、高圧室においては冷媒の圧縮が行われるため、高圧室の温度は高くなっており、これにより高圧室内の潤滑油の温度も高くなっている。したがって、高圧室から低圧室に流れ込む潤滑油の量が多くなると、低圧室内の冷媒の温度が上昇してしまい、圧縮機の性能が低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、低圧室に流れ込む上記潤滑油の量が少なく、性能が低下しない圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る圧縮機は、密閉空間内に配置されており、内部にシリンダ室が設けられたシリンダと、前記シリンダ室の内部に配置されており、その外周面が前記シリンダ室の側壁面に当接するように当該側壁面に沿って移動して、前記シリンダ室を、冷媒の圧縮が行われるとともに圧縮された冷媒を前記密閉空間に排出する高圧室と、外部から冷媒が導入される低圧室とに分断するとともに、前記高圧室及び前記低圧室の容積を変化させる環状のローラと、前記シリンダ室の内部に配置されており、前記ローラとともに前記シリンダ室を前記高圧室と前記低圧室とに分断するブレードと、前記ブレードを前記ローラに向かって押圧する１つのバネとを備えており、前記ローラは、前記シリンダの軸方向に積層された複数のローラ構成部材によって構成されていると共に、前記ブレードは、前記シリンダの軸方向に積層されると共に前記１つのバネによって前記ローラに向かって押圧される複数のブレード構成部材によって構成されていることを特徴としている。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
この圧縮機では、積層された複数のブレード構成部材によってブレードが構成されているため、ブレード構成部材との間に潤滑油の油膜ができてブレード構成部材の間に隙間ができ、ブレード構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさ、及び、ブレード構成部材の間の隙間の大きさが、従来のようにブレードが１つの部材によって構成されている場合のブレードとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさよりも小さくなる。
【００１４】
したがって、ブレード構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさ、及び、ブレード構成部材間の隙間の大きさの合計が、従来のようにブレードを１つの部材によって構成した場合のブレードとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との隙間の大きさの合計と同じであっても、高圧室から低圧室に流れる潤滑油の量を低減することができる。
【００１５】
あるいは、高圧室から低圧室に流れ込む潤滑油の量を従来と同程度にする場合には、ブレード構成部材とシリンダ室の上下壁面との間の隙間の大きさ、及び、ブレード構成部材間の隙間の大きさの合計を、従来のようにブレードを１つの部材によって構成した場合のブレードとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との隙間の大きさの合計よりも大きくすることができ、ブレード構成部材がシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面に接触してしまうのを確実に防止することができる。
【００１６】
さらに、ブレードが１つの部材によって構成されている場合には、ブレードの高さ方向に関する中央部に熱がこもってしまい焼きつきが発生してしまう虞があるが、この圧縮機では、複数のブレード構成部材が積層されることによってブレードが形成されているため、ブレード構成部材の間の隙間に潤滑油が流れ、上述したような焼きつきが生じにくい。
【００１７】
なお、この圧縮機においては、ブレード構成部材の間に隙間ができた分だけ、ブレード構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との距離が短くなっているが、シリンダ及びピストンの線膨張変形量の違いによりシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面がブレード構成部材に近づいたときには、油膜が押しつぶされることによってブレード構成部材間の隙間が小さくなるため、従来の場合と比較してブレードがシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面に接触してしまいやすいということもない。
【００１８】
【００１９】
また、この圧縮機では、シリンダの軸方向に積層された複数のローラ構成部材によってローラが構成されているため、圧縮機の駆動中にはローラ構成部材の間に潤滑油の油膜が形成され、ローラ構成部材の間に隙間ができることになり、ローラ構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさ、及び、ローラ構成部材間の隙間の大きさが、従来のようにローラが１つの部材によりできている場合のローラとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさよりも小さくなる。一方、流体力学の観点から、隙間に流れる液体の量は、隙間の大きさの合計が同じ場合には、隙間の数が多く１つの隙間の大きさが小さいほど少なくなることが知られている。
したがって、ローラ構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさ、及び、ローラ構成部材間の隙間の大きさの合計が、従来のようにローラを１つの部材によって構成した場合のローラとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との隙間の大きさの合計と同じであっても、低圧室に流れる潤滑油の量を低減することができる。
あるいは、低圧室内に流れ込む潤滑油の量を従来と同程度にする場合には、ローラ構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさ、及び、ローラ構成部材間の隙間の大きさの合計を、従来のようにローラを１つの部材によって構成した場合のローラとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との隙間の大きさの合計よりも大きくすることができ、ローラ構成部材がシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面に接触してしまうのを確実に防止することができる。
なお、この圧縮機においては、ローラ構成部材の間に隙間ができた分だけ、ローラ構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との距離が短くなっているが、シリンダ及びピストンの線膨張変形量の違いによりシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面がローラ構成部材に近づいたときには、油膜が押しつぶされることによってローラ構成部材間の隙間が小さくなるため、従来の場合と比較してローラがシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面に接触してしまいやすいということもない。
【００２０】
【００２１】
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
第１の発明では、ブレード構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさ、及び、ブレード構成部材間の隙間の大きさの合計が、従来のようにブレードを１つの部材によって構成した場合のブレードとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との隙間の大きさの合計と同じであっても、高圧室から低圧室に流れる潤滑油の量を低減することができる。
【００２６】
あるいは、第１の発明では、高圧室から低圧室に流れ込む潤滑油の量を従来と同程度にする場合には、ブレード構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさ、及び、ブレード構成部材間の隙間の大きさの合計を、従来のようにブレードを１つの部材によって構成した場合のブレードとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との隙間の大きさの合計よりも大きくすることができ、ブレード構成部材がシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面に接触してしまうのを確実に防止することができる。
【００２７】
さらに、ブレードが１つの部材によって構成されている場合には、ブレードの高さ方向に関する中央部に熱がこもってしまい焼きつきが発生してしまう虞があるが、第１の発明では、複数のブレード構成部材が積層されることによってブレードが形成されているため、ブレード構成部材の間の隙間に潤滑油が流れ、上述したような焼きつきが生じにくい。
【００２８】
また、第１の発明では、ローラ構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさ、及び、ローラ構成部材間の隙間の大きさの合計が、従来のようにローラを１つの部材によって構成した場合のローラとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との隙間の大きさの合計と同じであっても、低圧室に流れる潤滑油の量を低減することができる。
【００２９】
あるいは、第１の発明では、低圧室内に流れ込む潤滑油の量を従来と同程度にする場合には、ローラ構成部材とシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との間の隙間の大きさ、及び、ローラ構成部材間の隙間の大きさの合計を、従来のようにローラを１つの部材によって構成した場合のローラとシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面との隙間の大きさの合計よりも大きくすることができ、ローラ構成部材がシリンダ室におけるシリンダの軸方向に関する両側の壁面に接触してしまうのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の参考例１に係る圧縮機の概略構成図である。
【図２】図１のシリンダ及びピストンの構成及びこれらの動作を示す平面図である。
【図３】図２ピストンの斜視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、（ａ）が参考例１に係るもの、（ｂ）が従来のものを示している。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図であり、（ａ）が参考例１に係るもの、（ｂ）が従来のものを示している。
【図６】ピストンとシャフトの偏心部との間に発生する油膜反力及びその大きさの分布を示す図であり、（ａ）が２つのピストン構成部材の間に隙間がない状態、（ｂ）が２つピストン構成部材の間に隙間ができた状態を示している。
【図７】参考例２の図３相当の図である。
【図８】本発明の実施の形態の図２相当の図である。
【図９】本発明の実施の形態の図３相当の図である。
【図１０】参考例３の図３相当の図である。
【図１１】参考例４の図３相当の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係る圧縮機の参考例及び実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
図１は、参考例１に係る圧縮機の概略構成図である。圧縮機１は、例えば、エアコンなどの空調装置に用いられる圧縮機であり、アキュムレータ２から導入される、水分が除去された冷媒を圧縮して、その上端部に配置された排出流路２５から圧縮した冷媒を排出する。図１に示すように、圧縮機１は、ケーシング１１、モータ１２及び圧縮機構１３を備えている。
【００３３】
ケーシング１１は、胴体２１、トップ２２及びボトム２３によって構成されている。胴体２１は、上下方向に延びた略円筒状の部材であり、その上下端が開口している。また、胴体２１の側面には右下端部にアキュムレータ２の、冷媒を排出する排出管２ａが接続される接続口２４が上下方向に沿って２つ形成されている。トップ２２は、胴体２１の上端の開口を塞ぐ部材である。また、トップ２２には、前述した排出流路２５が設けられている。ボトム２３は胴体２１の下端の開口を塞ぐ部材である。そして、ケーシング１１には、胴体２１、トップ２２及びボトム２３によって囲まれた密閉空間２６が形成されている。
【００３４】
モータ１２は、密閉空間２６内に配置されており、固定子３１と回転子３２とを有している。固定子３１は、胴体２１の内壁面に固定されている。回転子３２は、固定子３１の径方向内側に配置されており、その略中央部には、上下方向に延びたシャフト６０の上端部が固定されている。そして、モータ１２においては、固定子３１と回転子３２との間に発生する磁力によって回転子がシャフト６０とともに回転する。なお、固定子３１及び回転子３２の構成は、従来のモータのものと同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３５】
圧縮機構１３は、密閉空間２６内に配置されており、モータ１２の下方に位置している。圧縮機構１３は、ローラとブレードとが一体的に形成されたいわゆるロータリー型の圧縮機構であり、図１に示すように、シリンダ６１、ピストン６２、フロントヘッド６３、ミドルプレート６４及びリアヘッド６５を有している。図２は図１のシリンダ６１及びピストン６２の構成及びこれらの動作を示す平面図である。図３は図２のピストン６２の斜視図である。図４は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【００３６】
図１〜図５に示すように、２つのシリンダ６１は、図１の上下方向に沿って配置されており、その略中央部にシリンダ６１を上下方向に貫通する平面視で略円形のシリンダ室７１が形成されている。そして、上方に配置されたシリンダ６１のシリンダ室７１の上下の開口が、それぞれ、フロントヘッド６３及びミドルプレート６４によって塞がれている。一方、下方に配置されたシリンダ６１のシリンダ室７１の上下端の開口が、それぞれ、ミドルプレート６４及びリアヘッド６５によって塞がれている。
【００３７】
また、シリンダ６１には、シリンダ室７１の図２における上方に、シリンダ室７１に連通しているとともに図２の上下方向に延びた、ピストン６２の後述するブレード構成部８１ｂ、８２ｂが収納されるブレード収納室７５が形成されている。
【００３８】
さらに、シリンダ６１には、シリンダ室７１の側壁面７１ａの図１における右側の部分に形成された導入口７１ｂから図１の右方に延びた導入流路７２が形成されており、接続口２４に接続されたアキュムレータ２の排出管２ａが導入流路７２に接続される。これにより、アキュムレータ２から圧縮機１に導入された冷媒は、導入流路７２を介して導入口７１ｂからシリンダ室７１（より詳細には、後述する低圧室７１ｃ）に流れ込むことになる。
【００３９】
ピストン６２は、２つのピストン構成部材８１、８２が上下方向（シリンダ６１の軸方向）に積層されることによって構成されており、２つのシリンダ室７１の内部にそれぞれ配置されている。ピストン構成部材８１は、ローラ構成部８１ａとブレード構成部８１ｂとからなり、ピストン構成部材８２は、ローラ構成部８２ａとブレード構成部８２ｂとからなり、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２とは同様の形状を有している。
【００４０】
ローラ構成部８１ａ、８２ａは、ともに平面視で円環状に構成されており、互いに積層されてシリンダ室７１の内部に配置されている。ブレード構成部８１ｂ、８２ｂは、それぞれ、ローラ構成部８１ａ、８２ａと一体的に構成されており、ローラ構成部８１ａ、８２ａの外周面８１ｃ、８２ｃの図２における上端部から図中上方に延びている。
【００４１】
また、ブレード構成部８１ｂ、８２ｂは、互いに積層されており、ローラ構成部８１ａ、８２ａに接続された図２における下端部がローラ構成部８１ａ、８２ａとともにシリンダ室７１内に配置されているとともに、その上端部がブレード収納室７５内に配置されており、同じくブレード収納室７５内に配置されたブッシュ７３に摺動可能に支持されている。
【００４２】
なお、ローラ構成部８１ａとローラ構成部８２ａとが互いに積層されたものが、本参考例に係るローラに相当し、ブレード構成部８１ｂとブレード構成部８２ｂとが互いに積層されたものが、本参考例に係るブレードに相当する。すなわち、本参考例においては、ローラとブレードとが一体的に形成されている。したがって、後述するように、ピストン６２が移動したときに、ローラとブレードとが摺動して焼きつきが発生してしまうことがない。
【００４３】
そして、上述したシャフト６０がローラ構成部８１ａ、８２ａを上下方向に貫通しており、シャフト６０の途中に設けられた、その中心軸がシャフト６０の中心軸からずれた偏心部６０ａが、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内側の空間にはめ込まれている。これにより、ピストン６２においては、シャフト６０が回転すると、ローラ構成部８１ａ、８２ａが、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、その外周面８１ｃ、８２ｃがシリンダ室７１の側壁面７１ａに当接するように、側壁面７１ａに沿って図２の時計回り方向に移動する。
【００４４】
このようにピストン６２が移動することにより、シリンダ室７１はピストン６２によって低圧室７１ｃと高圧室７１ｄとに分断されるとともに、低圧室７１ｃ及び高圧室７１ｄの容積が変化し、図２（ｂ）に示すように、ローラ構成部８１ａ、８２ａの外周面８１ｃ、８２ｃが、ローラ構成部８１ａ、８２ａの移動方向に関してシリンダ室７１の側壁面７１ａにおける導入口７１ｂ下流側に隣接する部分に当接した状態となった後、図２（ｄ）に示す状態となるまでの間、高圧室７１ｄの容積が低下して高圧室７１ｄ内の冷媒が圧縮される。そして、図２（ｄ）の状態になったときに、高圧室７１ｄ内の所定の圧力以上に圧縮された冷媒が排出口７４から密閉空間２６に排出される。この間、低圧室７１ｃには、次に圧縮される冷媒が、導入口７１ｂから導入されている。上述したような動作が繰り返されることにより、密閉空間２６には圧縮された冷媒が溜まり、密閉空間２６内に溜まった冷媒が、排出流路２５から外部に排出される。
【００４５】
このとき、ピストン６２がシリンダ室７１の上下壁面（シリンダ室７１におけるシリンダ６１の軸方向に関する両側の壁面）、すなわち、フロントヘッド６３、ミドルプレート６４及びリアヘッド６５に接触してピストン６２の移動が妨げられてしまうのを防止するため、図４、５に示すように、ピストン６２の高さ、すなわち、２つのピストン構成部材８１、８２の高さの合計Ｈｐ（＝［Ｈｐ／２］＋［Ｈｐ／２］）が、シリンダ室７１の高さＨｓよりも低くなっている。
【００４６】
ただし、ピストン構成部材８１、８２の高さが低すぎると、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内周面８１ｄ、８２ｄと偏心部６０ａの側面との間に潤滑油Ｌの油膜が形成されず、ピストン構成部材８１、８２と偏心部６０ａとが直接接触して焼きつきが発生してしまう虞がある。しかしながら、本参考例においては、ピストン構成部材８１、８２の高さＨｐ／２が、図４（ａ）に示すように、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内周面８１ｄ、８２ｄとシャフト６０（偏心部６０ａ）の側面との間に潤滑油Ｌの油膜が形成される程度の高さとなっており、これにより、ローラ構成部８１ａ、８２ａと偏心部６０ａとが直接接触してしまうことがなく、両者が接触して焼きつきが発生してしまうのが防止されている。
【００４７】
このように、ピストン６２の高さＨｐがシリンダ室７１の高さＨｓよりも低くなっているため、ローラ構成部８１ａの上面とシリンダ室７１の上壁面との間の隙間、及び、ローラ構成部８２ａの下面とシリンダ室７１の下壁面との間の隙間を介して、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内側から低圧室７１ｃに潤滑油Ｌが流れ込む。そして、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内側から低圧室７１ｃに流れ込む潤滑油Ｌの量が多くなると、この潤滑油Ｌによって低圧室７１ｃ内の冷媒の温度が上昇し、圧縮機１の性能が低下してしまう虞がある。
【００４８】
さらに、ブレード構成部８１ｂの上面とシリンダ室７１の上壁面との間の隙間、及び、ブレード構成部８２ｂの下面とシリンダ室７１の下壁面との間の隙間を介して、高圧室７１ｄ内の潤滑油Ｌが流れ込む。高圧室７１ｄにおいては、上述したように冷媒の圧縮が行われるため、高圧室７１ｄ内の冷媒の温度は高くなっており、高圧室７１ｄから低圧室７１ｃに流れ込む潤滑油Ｌの量が多くなると、この潤滑油Ｌによって低圧室７１ｃ内の冷媒の温度が上昇し、圧縮機１の性能が低下してしまう虞がある。
【００４９】
しかしながら、本参考例では、ピストン６２が２つのピストン構成部材８１、８２が上下方向に互いに積層されることによって構成されているため、ピストン構成部材８１の上面とシリンダ室７１の上壁面との間、及び、ピストン構成部材８２の下面とシリンダ室７１の下壁面との間に加え、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間にも潤滑油Ｌが流れ込んで油膜が形成されることにより隙間ができる。
【００５０】
したがって、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、ピストン６２’が、従来のように１つの部材によって構成されている場合と比較した場合、ピストン６２’の高さを２つのピストン構成部材８１、８２の高さの合計と同じＨｐとすると、この場合の、ピストン６２’の上面とシリンダ室７１の上壁面との間の隙間の大きさＢ１、及び、ピストン６２’の下面とシリンダ室７１のした壁面との間の隙間の大きさＢ２の合計Ｂ１＋Ｂ２が、本参考例の場合の、ピストン構成部材８１の上面とシリンダ室７１の上壁面との間の隙間の大きさＡ１、ピストン構成部材８２の下面とシリンダ室７１の下壁面との間の隙間の大きさＡ２、及び、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間の隙間の大きさＡ３の合計Ａ１＋Ａ２＋Ａ３と同じになる。
【００５１】
また、本参考例の場合の上記隙間の大きさＡ１、Ａ２、Ａ３はほぼ均等（すなわち、これらの隙間の合計の３分の１程度の大きさ）になっている。一方、従来の場合の上記隙間の大きさＢ１、Ｂ２もほぼ均等（すなわち、これらの隙間の合計の２分の１程度の大きさ）になっている。したがって、本参考例の場合には、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間に隙間ができている分だけ、本参考例における各隙間の大きさＡ１、Ａ２、Ａ３は、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す各隙間の大きさＢ１、Ｂ２よりも小さくなっている。
【００５２】
ここで、流体力学の観点から、２枚の平板間の隙間を流れる液体の流量Ｑは、
【数１】
0004488104.tif 000002
であることが知られている。ここで、ｈは隙間の大きさ、μは潤滑油Ｌの粘度、ｄｐ／ｄｘは圧力勾配である。そして、この式から、平板間の隙間を流れる液体の流量Ｑは、隙間の大きさｈの３乗に比例するため、隙間が複数あり、隙間の大きさの合計が同じ場合には、隙間の数が多く各隙間の大きさが小さいほうが、液体の流量Ｑの合計が少なくなることが分かる。
【００５３】
したがって、本参考例のように、ピストン６２が上下方向に積層された２つのピストン構成部材８１、８２によって構成されている場合には、ピストン構成部材８１の上面とシリンダ室７１の上壁面との間の隙間、ピストン構成部材８２の下面とシリンダ室７１の下壁面との隙間、及び、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間の隙間の大きさＡ１、Ａ２、Ａ３を小さくすることができ、これらの隙間を介して、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内部、及び、高圧室７１ｄから低圧室７１ｃに流れ込む潤滑油Ｌの量を低減することができる。これにより、高温の潤滑油Ｌによって低圧室７１ｃ内の冷媒の温度が上昇してしまうのが防止され、圧縮機１の性能が低下してしまうのを防止することができる。
【００５４】
あるいは、低圧室７１ｃに流れ込む上記潤滑油Ｌの量が従来と同じであってもよい場合には、上記隙間の大きさの合計Ａ１＋Ａ２＋Ａ３を、従来の隙間の大きさの合計Ｂ１＋Ｂ２よりも大きくすることができ、すなわち、ピストン構成部材８１の高さとピストン構成部材８２の高さの合計をピストン６２’の高さよりも低くすることができるので、ピストン６２がシリンダ室７１の上下壁面に接触してピストン６２の移動が妨げられてしまうのを確実に防止することができる。
【００５５】
ここで、本参考例の場合には、上記隙間の大きさＡ１、Ａ２が、従来の隙間の大きさＢ１、Ｂ２よりも小さくなっていることから、ピストン構成部材８１の上面とシリンダ室７１の上壁面、及び、ピストン構成部材８２の下面とシリンダ室７１の下壁面とが、それぞれより近接して配置されることになり、ピストン構成部材８１、８２がシリンダ室７１の上下壁面に接触してしまいやすいとも考えられる。
【００５６】
しかしながら、シリンダ６１とピストン６２の線膨張変形量の違いなどにより、ピストン構成部材８１、８２とシリンダ室７１の上下壁面とが近づいたときには、ピストン構成部材８１、８２とシリンダ室７１の上下壁面との間、及び、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２と間の潤滑油Ｌによって形成される油膜が押しつぶされることによってピストン構成部材８１とピストン構成部材８２とが互いに近づく方向に移動し（つまり、隙間の大きさＡ３が小さくなり）、ピストン構成部材８１及びピストン構成部材８２が、両者の間の隙間がなくなるまで移動すれば、ピストン構成部材８１の上面とシリンダ室７１の上壁面との間、及び、ピストン構成部材８２の下面とシリンダ室７１の下壁面との間に、従来のピストン６２’の場合と同じだけの隙間ができることになるので、従来と比較して、ピストン６２がシリンダ室７１の上下壁面に接触してしまいやすいということはない。
【００５７】
また、ここで、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２とが上下方向に積層されていたとしても、上述したのとは異なり、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間に隙間ができなければ（図４（ａ）、図５（ａ）のＡ３＝０であれば）、ピストン構成部材８１、８２とシリンダ室７１の上下壁面との距離Ａ１、Ａ２が、それぞれ、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す距離Ｂ１、Ｂ２と同程度になってしまう、つまり、距離Ａ１、Ａ２が、距離Ｂ１、Ｂ２と比較して小さくならないとも考えられる。
【００５８】
しかしながら、本参考例では、図６（ａ）に示すように、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間に隙間がない状態で、シャフト６０が回転してピストン構成部材８１、８２が移動すると、偏心部６０ａの外周面と、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内周面８１ｄ、８２ｄとの間に互いに押し合う力が働き、この力によってこれらの間に位置する潤滑油Ｌが押しつぶされるため、内周面８１ｄ、８２ｄには、潤滑油Ｌから押し返す力（油膜反力）が作用することになる。ここで、図６（ａ）は、２つのピストン構成部材８１、８２の間に隙間がない状態での、ピストン６２とシャフト６０の偏心部６０ａとの間に発生する油膜反力及びその大きさの分布を示す図である。
【００５９】
図６（ａ）に示すように、この油膜反力の大きさは、一体となったピストン構成部材８１、８２の上下方向に関する中央部、つまり、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間の部分が最も大きいため、油膜反力により、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間に潤滑油Ｌが流れ込み、両者の間に隙間ができる。したがって、圧縮機１の動作中には、確実に、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間に隙間ができる。
【００６０】
なお、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間に隙間ができた後の、上記油膜反力の大きさは、図６（ｂ）に示すように、ピストン構成部材８１、８２の上下方向に関する中央部ほど大きく、上下端部ほど小さくなる。ここで、図６（ｂ）は、２つのピストン構成部材８１、８２の間に隙間ができた状態での、ピストン６２とシャフト６０の偏心部６０ａとの間に発生する油膜反力及びその大きさの分布を示す図である。
【００６１】
さらに、図４（ｂ）、図５（ｂ）のように、ピストン６２’が１つの部材によって構成されている場合には、ピストン６２’のブレード部分（図５（ｂ）に示すブレード構成部８１ｂ、８２ｂに対応する部分）の上下方向における略中央部に熱がこもり、焼きつきが発生してしまう虞がある。
【００６２】
しかしながら、本参考例では、ピストン６２が上下方向に積層された２つのピストン構成部材８１、８２によって構成されており、ブレード構成部８１ｂとブレード構成部８２ｂとの間に潤滑油Ｌが流れるため、ブレード構成部８１ｂとブレード構成部８２ｂとの間に熱がこもることがなく、上述したような焼きつきが発生してしまうのを防止することができる。
【００６３】
また、圧縮機１においては、冷媒としてＣＯ２を用いることが可能である。そして、冷媒としてＣＯ２を用いた場合には、低圧室と高圧室との間の圧力差は特に大きなものとなり、高圧室７１ｄから低圧室７１ｃに潤滑油Ｌが流れ込みやすい。しかしながら、このような場合でも、上述したように、ピストン構成部材８１の上面とシリンダ室７１の上壁面との間、ピストン構成部材８２の下面とシリンダ室７１の下壁面との間、及び、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間の隙間を介して、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内部、及び、高圧室７１ｄから低圧室７１ｃに流れ込む潤滑油Ｌの量を低減することができる。
【００６４】
また、冷媒としてＣＯ２を用いた圧縮機１においては、給湯装置に用いた場合などには、圧縮機１から吐出される冷媒の温度が高くなるため、温度の高い高圧室７１ｄから温度の低い低圧室７１ｃに潤滑油Ｌが流れ込むと、低圧室内の冷媒の温度が上昇し、圧縮機１における冷媒の圧縮効率が低下してしまう虞がある。
【００６５】
しかしながら、本参考例では、上述したように、ピストン構成部材８１の上面とシリンダ室７１の上壁面との間、ピストン構成部材８２の下面とシリンダ室７１の下壁面との間、及び、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間の隙間を介して、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内部、及び、高圧室７１ｄから低圧室７１ｃに流れ込む潤滑油Ｌの量を低減することができるため、このような冷媒の圧縮効率の低下を低減することができる。
【００６６】
また、圧縮機１においては、冷媒として、Ｃ３ＨｍＦｎ（ただし、ｍ＝１〜５、ｎ＝１〜５、且つ、ｍ＋ｎ＝６）の分子式で表され、且つ、分子構造中に二重結合を１つ有する冷媒から成る単一冷媒又は該冷媒を含む混合冷媒を用いることも可能である。
【００６７】
具体的には、２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２３４ｙｆ」といい、化学式はＣＦ３−ＣＦ＝ＣＨ２で表される）、１、２、３、３−ペンタフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２２５ｙｅ」といい、化学式はＣＦ３−ＣＦ＝ＣＨＦで表される）、１、３、３、３−テトラフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２３４ｚｅ」といい、化学式はＣＨＦ２−ＣＦ＝ＣＨＦで表される）、１、２、３、３−テトラフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２３４ｙｅ」といい、化学式はＣＨＦ２−ＣＦ＝ＣＨＦで表される）、３、３、３−トリフルオロ−１−プロペン（「ＨＦＯ−１２３４ｚｆ」といい、化学式はＣＦ３−ＣＨ＝ＣＨ２で表される）、１、２、２−トリフルオロ−１−プロペン（化学式はＣＨ３−ＣＦ＝ＣＦ２で表される）、２−フルオロ−１−プロペン（化学式はＣＨ３−ＣＦ＝ＣＨ２で表される）などを用いることが可能である。
【００６８】
さらには、上述した冷媒に、ＨＦＣ−３２（ジフルオロエタン）、ＨＦＣ−１２５（ペンタフルオロエタン）、ＨＦＣ−１３４（１、１、２、２−テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−１３４ａ（１、１、１、２−テトラフルオロエタン）、ＨＦＣ−１４３ａ（１、１、１−トリフルオロエタン）、ＨＦＣ−１５２ａ（１、１−ジフルオロエタン）、ＨＦＣ−１６１、ＨＦＣ−２２７ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｅａ、ＨＦＣ−２３６ｆａ、ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ、メタン、エタン、プロパン、プロペン、ブタン、イソブタン、ペンタン、２−メチルブタン、シクロペンタン、ジメチルエーテル、ビス−トリフルオロメチル−サルファイド、二酸化炭素、ヘリウムのうち少なくとも１つを加えた混合冷媒を用いることも可能である。
【００６９】
そして、上述したような冷媒（Ｃ３ＨｍＦｎ）は、理論上の成績係数（ＣＯＰ）が比較的高く、圧縮機１を用いた装置の成績係数（ＣＯＰ）が向上する。また、このような冷媒は、塩素原子や臭素原子などを含まず、オゾン層の破壊への影響が小さい（地球温暖化係数（ＧＷＰ）が小さい）ことが知られている。
【００７０】
しかしながら、上述したような冷媒は単位体積あたりの冷凍能力が比較的低いため、他の冷媒を用いた場合と比較してシリンダ室７１の容積を大きくする必要がある。このとき、シリンダ室７１の容積を大きくするために、シリンダ室７１の高さを高くすることが考えられるが、シリンダ室７１の高さを高くした場合には、シリンダ室７１内に配置されるピストンの高さも高くなる。そのため、従来のように（例えば、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すピストン６２’のように）ピストンが１つの部材によって構成されていると、ピストンのブレード部分の中央部に特に熱がこもりやすくなり、焼付けが発生してしまいやすくなる。
【００７１】
これに対して、本参考例では、ピストン６２が、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２とが積層されることによって構成されているため、ブレード構成部８１ｂとブレード構成部８２ｂとの間に熱がこもることがなく、上述したような焼きつきが発生してしまうのを確実に防止することができる。
【００７２】
また、上述したような冷媒は、高温になると冷媒が分解しやすいため、高温になりにくい状況で使用されることが望ましいが、本参考例では、上述のように、温度が高くなりやすいピストン６２’の上下方向に関する略中央部に対応する、ピストン６２のピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間の部分が、潤滑油Ｌにより冷却されるため、冷媒が分解されてしまうことを防止することができる。
【００７３】
以上説明したように、本参考例の圧縮機１では、ピストン６２が上下方向に積層された２つのピストン構成部材８１、８２によって構成されているため、ピストン構成部材８１の上面とシリンダ室７１の上壁面との間の隙間の大きさＡ１、ピストン構成部材８２の下面とシリンダ室７１の下壁面との間の隙間の大きさＡ２、及び、ピストン構成部材８１とピストン構成部材８２との間隙間の大きさＡ３の合計Ａ１＋Ａ２＋Ａ３が、従来のように１つの部材によって構成されたピストン６２’とシリンダ室の上下壁面との隙間の大きさＢ１＋Ｂ２の合計と同じであっても、各隙間の大きさＡ１、Ａ２、Ａ３の大きさが、従来の場合の各隙間の大きさＢ１、Ｂ２よりも小さくなるため、ローラ構成部８１ａ、８２ａの内側及び高圧室７１ｄから低圧室７１ｃに流れ込む潤滑油Ｌの量を低減することができる。これにより、潤滑油Ｌによって低圧室７１ｃ内の冷媒の温度が上昇しにくくなり、圧縮機１の性能が低下してしまうのを防止することができる。
【００７４】
あるいは、低圧室７１ｃに流れ込む上記潤滑油Ｌの量を従来と同程度にする場合には、ピストン構成部材８１、８２の高さの合計を小さくすることができ、ピストン構成部材８１、８２がシリンダ室７１の上下壁面に接触してしまうのを確実に防止することができる。
【００７５】
また、ブレード構成部８１ｂとブレード構成部８２ｂとの間を潤滑油Ｌが流れるため、ブレード構成部８１ｂとブレード構成部８２ｂとの間に熱がこもって焼きつきが発生してしまうのを防止することができる。
【００７６】
また、ピストン構成部材８１、８２は、それぞれ、ローラ構成部８１ａとブレード構成部８１ｂ、及び、ローラ構成部８２ａとブレード構成部８２ｂとが一体的に形成されたものであることから、ローラ構成部８１ａとブレード構成部８１ｂ、及び、ローラ構成部８２ａとブレード構成部８２ｂとが摺動して焼きつきが発生してしまうのを防止することができる。
【００７７】
【００７８】
上述の参考例１では、ピストン６２が、上下方向に積層された２つのピストン構成部材８１、８２によって構成されていたが、これには限られない。参考例２では、図７に示すように、ピストン９０が上下方向に積層された、高さがＨｐ／３程度の３つのピストン構成部材９１、９２、９３によって構成されている（参考例２）。
【００７９】
この場合でも、ピストン構成部材９１とピストン構成部材９２との間、及び、ピストン構成部材９２とピストン構成部材９３との間に潤滑油Ｌ（図４参照）が流れ込んで油膜が形成されることにより隙間ができるため、ピストン構成部材９１の上面とシリンダ室７１（図４参照）の上壁面との間の隙間、ピストン構成部材９３の下面とシリンダ室７１の下壁面との間の隙間、及び、ピストン構成部材９１〜９３の間の隙間の大きさが従来（具体的には、上述のＢ１、Ｂ２）よりも小さくなる。これにより、上述の実施の形態と同様、これらの隙間を介してローラ構成部９１ａ、９２ａ、９３ａの内部、及び、高圧室７１ｄ（図４参照）から低圧室７１ｃ（図４参照）に流れ込む潤滑油Ｌの量を低減することができる。
【００８０】
また、ブレード構成部９１ｂ、９２ｂ、９３ｂの間に潤滑油Ｌが流れるため、ブレード構成部９１ｂ、９２ｂ、９３ｂの間の部分に熱がこもり焼きつきが発生してしまうのを防止することができる。
【００８１】
ただし、参考例２の場合にも、各ピストン構成部材９１〜９３の高さＨｐ／３は、ローラ構成部９１ａ、９２ａ、９３ａの内周面９１ｄ、９２ｄ、９３ｄと偏心部６０ａとの間に潤滑油Ｌの油膜ができる程度の高さとなっている。
【００８２】
さらに、ピストンが４つ以上のピストン構成部材が上下方向に積層されて構成されていてもよい。ただし、ピストン構成部材の数が増加するのにともなって、各ピストン構成部材の高さが小さくなるため、ピストン構成部材の数は、各ピストン構成部材の高さが、ローラ構成部の内周面と偏心部６０ａとの間に油膜が形成される最低限の高さ以上となるような数にする必要がある。
【００８３】
また、上述の参考例１では、ピストン構成部材８１、８２において、それぞれ、ローラ構成部８１ａとブレード構成部８１ｂ、及び、ローラ構成部８２ａとブレード構成部８２ｂとが一体的に形成されることにより、ローラとブレードとが一体的に形成されていた。本発明の実施の形態では、図８、図９に示すように、平面視で略円環状のローラ１０１がシリンダ室７１内に配置されているとともに、ブレード１０２が、シリンダ室７１とブレード収納室１０５とにまたがって配置されている。さらに、ブレード収納室１０５の図８における上端部には、ブレード１０２をローラ１０１に向かって図８の下方に押圧するバネ１０３が配置されている。また、ローラ１０１は、上下方向に積層された２つのローラ構成部材１１１、１１２によって構成されており、ブレード１０２は、上下方向に積層された２つのブレード構成部材１１３、１１４によって構成されている。
【００８４】
このように、ローラ１０１とブレード１０２とが別々に形成されている場合であっても、上述の実施の形態と同様、ローラ構成部材１１１の上面及びブレード構成部材１１３の上面とシリンダ室７１の上壁面との間の隙間、ローラ構成部材１１２の下面及びローラ構成部材１１２の下面とシリンダ室７１の下壁面との間の隙間、ローラ構成部材１１１とローラ構成部材１１２との間の隙間、及び、ブレード構成部材１１３とブレード構成部材１１４との間の隙間が小さくなり、ローラ構成部材１１１、１１２の内側及び高圧室７１ｄから低圧室７１ｃに流れ込む潤滑油Ｌの量が低減される。
【００８５】
さらに、ブレード構成部材１１３とブレード構成部材１１４との間にも潤滑油Ｌが流れるため、上述の実施の形態と同様、ブレード構成部材１１３とブレード構成部材１１４との間の部分に熱がこもり焼きつきが発生してしまうのが防止される。
【００８６】
また、冷媒として、上述の実施の形態において説明したようなＣ３ＨｍＦｎを含む冷媒を用いた場合には、高温になると冷媒が分解しやすいため、高温になりにくい状況で使用されることが望ましい。これに対して、変形例２のようなローラとブレードとが別々になっている圧縮機では、ローラとブレードとの摺動により熱が発生して、圧縮機のこの部分が高温になりやすい。
【００８７】
しかしながら、本実施の形態では、上述したように、ローラ１０１が、上下方向に積層された２つのローラ構成部材１１１、１１２によって構成されており、ブレード１０２が、上下方向に積層された２つのブレード構成部材１１３、１１４によって構成されているため、ローラ構成部材１１１とローラ構成部材１１２との間、及び、ブレード構成部材１１３とブレード構成部材１１４との間に潤滑油Ｌが流れ、潤滑油Ｌによって、圧縮機のこの部分が冷却される。したがって、圧縮機の温度上昇によって冷媒が分解されてしまうのを防止することができる。
【００８８】
また、本実施の形態では、ローラ１０１が２つのローラ構成部材１１１、１１２によって構成されているとともに、ブレード１０２が２つのブレード構成部材１１３、１１４によって構成されていたが、これには限られない。
【００８９】
別の参考例３では、図１０に示すように、ローラ１０１が、参考例１と同様、２つのローラ構成部材１１１、１１２とによって構成されているが、ブレード１０２は１つの部材によって構成されている（参考例３）。この場合でも、上述の実施の形態と同様、ローラ構成部材１１１、１１２の内側から低圧室７１ｃに流れ込む潤滑油Ｌの量を低減することができる。
【００９０】
さらに、参考例４では、図１１に示すように、ブレード１０２が、本実施の形態と同様、２つのブレード構成部材１１３、１１４によって構成されているが、ローラ１０１は１つの部材によって構成されている（参考例４）。この場合でも、上述の実施の形態と同様、高圧室７１ｄから低圧室７１ｃに流れ込む潤滑油Ｌの量を低減することができるとともに、ブレード構成部材１１３とブレード構成部材１１４との間の部分に熱がこもり焼きつきが発生してしまうのを防止することができる。
【００９１】
また、ローラ１０１が複数のローラ構成部材によって構成されているとともに、ブレード１０２が複数のブレード構成部材によって構成されている場合に、ローラ構成部材の数とブレード構成部材の数とが互いに異なっていてもよい。この場合でも、上述の本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
また、上述の参考例及び実施の形態では、シャフト６０が上下方向に延びており（シリンダ６１の軸方向が上下方向であり）、ピストン構成部材８１、８２が上下方向に積層されていたが、これには限られず、シャフトが水平方向に延びている場合（シリンダの軸方向が水平方向である場合）には、複数のピストン構成部材がシャフトの延在方向（シリンダの軸方向）に積層されていてもよい。
【００９３】
以上、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明を利用すれば、低圧室に流れ込む潤滑油の量を低減することができ、潤滑油によって低圧室内の冷媒の温度が上昇して圧縮機の性能が低下してしまうのを防止することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１  圧縮機
１２  モータ
１３  圧縮機構
２４  導入口
２６  密閉空間
６１  シリンダ
６２  ピストン
７１  シリンダ室
７１ａ  側壁面
７１ｃ  低圧室
７１ｄ  高圧室
８１、８２  ピストン構成部材
８１ａ、８２ａ  ローラ構成部
８１ｂ、８２ｂ  ブレード構成部
８１ｃ、８２ｃ  外周面
９１、９２、９３  ピストン構成部材
１０１  ローラ
１０２  ブレード
１１１、１１２  ローラ構成部材
１１３、１１４  ブレード構成部材
【図１】
0004488104.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004488104.tif 000006
【図５】
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【図６】
0004488104.tif 000008
【図７】
0004488104.tif 000009
【図８】
0004488104.tif 000010
【図９】
0004488104.tif 000011
【図１０】
0004488104.tif 000012
【図１１】
0004488104.tif 000013