(57)【要約】【課題】摺動による摩擦ロスを低減する。【解決手段】圧縮機は、圧縮室３１および圧縮室３１に連通したブレード収容部を有するシリンダ３０と、シリンダ３０の軸方向両端に配置されるフロントヘッド２０およびリアヘッド５０と、圧縮室３１およびブレード収容部の内側に配置されるピストン４０とを備えている。ピストン４０は、圧縮室３１に配置された環状のローラ４１と、ローラ４１の外周面から延在し且つブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレード４２とを有する。ピストン４０の軸方向端面に厚肉部４６ａ、４７ａを有する樹脂層４６、４７を形成し、ローラ４１の外周面に厚肉部４８ａを有する樹脂層４８を形成する。樹脂層４８の厚肉部４８ａは、ローラ４１の周方向に沿って伸延する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、
前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、
前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、
前記ピストンの軸方向端面となる部分の全面または一部には、厚みの異なる部分を有する樹脂層が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記樹脂層は、前記ピストンの軸方向端面の全面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記樹脂層において厚みの厚い部分は、前記ローラの全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、
前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、
前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、
前記ローラの外周面、前記圧縮室の周壁面、となる部分のいずれか一方の全面または一部には、前記ローラの軸方向について厚みの異なる部分を有する樹脂層が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
前記樹脂層において厚みの厚い部分は、前記ローラの外周面と前記圧縮室の周壁面との間のすき間が最も小さくなる部分を含むように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、
前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、
前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、
前記ローラの軸方向端面、前記ベーンの軸方向端面、となる部分の少なくともいずれか一方の全面または一部には、厚みの異なる部分を有する樹脂層が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
前記樹脂層は、前記ローラの軸方向端面の全面に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記樹脂層において厚みの厚い部分は、前記ローラの全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の圧縮機。
【請求項９】
圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、
前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、
前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、
前記ローラの外周面、前記圧縮室の周壁面、となる部分のいずれか一方の全面または一部には、前記ローラの軸方向について厚みの異なる部分を有する樹脂層が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項１０】
前記樹脂層は前記圧縮室の周壁面となる部分に形成されており、
前記樹脂層の厚みの厚い部分は、前記ローラの外周面と前記圧縮室の周壁面との間のすき間が最も小さくなる部分を含むように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記樹脂層が設けられる基材には凹部が形成されており、
前記樹脂層は、前記凹部に対応した部分において他の部分と比べて厚いことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１２】
前記凹部は、その開口端から深さ方向に幅が次第に狭くなっていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１３】
前記樹脂層の表面が平らであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１４】
前記樹脂層の曲げ弾性率が、前記樹脂層を挟むように設けられた２つの部材のヤング率の少なくとも一方よりも小さいことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮するための圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機として、シリンダと、シリンダの内側に配置されるローラとを備えるロータリ圧縮機がある。このロータリ圧縮機では、ローラは、偏心回転する軸に装着されており、軸の回転に伴って、シリンダの内周面に沿って移動する。
【０００３】
このようなロータリ圧縮機では、ローラの端面とこの端面に対向して配置される端板部材との間、および、ローラの外周面とシリンダの内周面との間には、微小な隙間が形成されている。かかる隙間の大きさは、冷媒や潤滑油の漏れを防止する観点から、できるだけ小さいことが好ましい。上述のような隙間を設けていても、例えばローラの熱膨張量がシリンダの熱膨張量よりも大きくなった場合等には、上記の隙間が無くなって、ローラが対向する部材に接触することがある。このような場合には、摺動による焼付き、および摩擦ロスによる圧縮機の効率低下、の２つの問題が生じる。
【０００４】
上記２つの問題のうち焼付きの問題に対して、例えば特許文献１では、樹脂コーティングによって摺動性を向上させることが提案されている。これにより、隙間の大きさを拡大することなく、焼付きを防止することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７５２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の圧縮機では、摩擦ロスによる圧縮機の効率低下の問題は解消されていない。また、樹脂コーティング層は、冷媒や潤滑油を吸収して膨潤するので、上記の隙間は無くなり易いことから、摩擦ロスによる圧縮機の効率低下の問題を解消する必要性が大きい。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、摺動による摩擦ロスを低減することのできる圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る圧縮機は、圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、前記ピストンの軸方向端面となる部分の全面または一部には、厚みの異なる部分を有する樹脂層が形成されている。
【０００９】
この圧縮機では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層における厚みの厚い部分のみが端板部材と接触する。したがって、樹脂層全体が端板部材と接触する場合に比べて、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００１０】
第２の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、前記樹脂層は、前記ピストンの軸方向端面の全面に形成されている。
【００１１】
この圧縮機では、ピストンの軸方向端面と端板部材との間の隙間のシール性を向上させることができる。したがって、ピストンの軸方向端面と端板部材との間の隙間から冷媒や潤滑油が漏れて、冷媒の圧縮効率が低下するのを防ぐことができる。
【００１２】
第３の発明に係る圧縮機は、第１または第２の発明に係る圧縮機において、前記樹脂層において厚みの厚い部分は、前記ローラの全周にわたって形成されている。
【００１３】
この圧縮機では、ピストンの軸方向端面と端板部材との間の隙間のシール性をさらに向上させることができる。
【００１４】
第４の発明に係る圧縮機は、圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、前記ローラの外周面、前記圧縮室の周壁面、となる部分のいずれか一方の全面または一部には、前記ローラの軸方向について厚みの異なる部分を有する樹脂層が形成されている。
【００１５】
この圧縮機では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層における厚みの厚い部分のみがローラの外周面または圧縮室の周壁面と接触する。したがって、樹脂層全体がローラの外周面または圧縮室の周壁面と接触する場合に比べて、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００１６】
第５の発明に係る圧縮機は、第４の発明に係る圧縮機において、前記樹脂層において厚みの厚い部分は、前記ローラの外周面と前記圧縮室の周壁面との間のすき間が最も小さくなる部分を含むように形成されている。
【００１７】
この圧縮機では、ローラの外周面と圧縮室の周壁面とが接触する虞が最も高い箇所に樹脂層の厚みの厚い部分を設けることで、確実に摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００１８】
第６の発明に係る圧縮機は、圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、前記ローラの軸方向端面、前記ベーンの軸方向端面、となる部分の少なくともいずれか一方の全面または一部には、厚みの異なる部分を有する樹脂層が形成されている。
【００１９】
この圧縮機では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層における厚みの厚い部分のみが端板部材と接触する。したがって、樹脂層全体が端板部材と接触する場合に比べて、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００２０】
第７の発明に係る圧縮機は、第６の発明に係る圧縮機において、前記樹脂層は、前記ローラの軸方向端面の全面に形成されている。
【００２１】
この圧縮機では、ローラの軸方向端面と端板部材との間の隙間のシール性を向上させることができる。したがって、ローラの軸方向端面と端板部材との間の隙間から冷媒や潤滑油が漏れて、冷媒の圧縮効率が低下するのを防ぐことができる。
【００２２】
第８の発明に係る圧縮機は、第６または第７の発明に係る圧縮機において、前記樹脂層において厚みの厚い部分は、前記ローラの全周にわたって形成されている
【００２３】
この圧縮機では、ローラの軸方向端面と端板部材との間の隙間のシール性をさらに向上させることができる。
【００２４】
第９の発明に係る圧縮機は、圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、前記ローラの外周面、前記圧縮室の周壁面、となる部分のいずれか一方の全面または一部には、前記ローラの軸方向について厚みの異なる部分を有する樹脂層が形成されている。
【００２５】
この圧縮機では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層における厚みの厚い部分のみがローラの外周面または圧縮室の周壁面と接触する。したがって、樹脂層全体がローラの外周面または圧縮室の周壁面と接触する場合に比べて、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００２６】
第１０の発明に係る圧縮機は、第９の発明に係る圧縮機において、前記樹脂層は前記圧縮室の周壁面となる部分に形成されており、前記樹脂層の厚みの厚い部分は、前記ローラの外周面と前記圧縮室の周壁面との間のすき間が最も小さくなる部分を含むように形成されている。
【００２７】
この圧縮機では、ローラの外周面と圧縮室の周壁面とが接触する虞が最も高い箇所に樹脂層の厚みの厚い部分を設けることで、確実に摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００２８】
第１１の発明に係る圧縮機は、第１〜第１０のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記樹脂層が設けられる基材には凹部が形成されており、前記樹脂層は、前記凹部に対応した部分において他の部分と比べて厚い。
【００２９】
この圧縮機では、厚みの異なる部分を有する樹脂層を容易に形成できる。また、凹部の形状を変更することによって、樹脂の膨潤量を容易に調整できる。
【００３０】
第１２の発明に係る圧縮機は、第１〜第１１１のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記凹部は、その開口端から深さ方向に幅が次第に狭くなっている。
【００３１】
この圧縮機では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層の凹部に対応した部分は、先端に向かって次第に幅が狭くなるように膨らむ。したがって、樹脂層の凹部に対応した部分が、先端に向かって一定の幅で膨らむ場合に比べて、樹脂層に対向する部材への樹脂層の接触面積を小さくできる。
【００３２】
第１３の発明に係る圧縮機は、第１〜第１２のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記樹脂層の表面が平らである。
【００３３】
この圧縮機では、樹脂層が形成された部材とこの部材に対向する部材との間の隙間のシール性を向上させることができる。
【００３４】
第１４の発明に係る圧縮機は、第１〜第１３のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記樹脂層の曲げ弾性率が、前記樹脂層を挟むように設けられた２つの部材のヤング率の少なくとも一方よりも小さい。
【００３５】
この圧縮機では、樹脂層に対向する部材と樹脂層とが接触した際に、樹脂層が撓み易い。このとき、樹脂層において対向する部材と接触する部分は、厚みが厚くなっているので、比較的大きな弾性効果を得ることができる。よって、樹脂層の損傷を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３６】
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。
【００３７】
第１の発明では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層における厚みの厚い部分のみが端板部材と接触する。したがって、樹脂層全体が端板部材と接触する場合に比べて、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００３８】
第２の発明では、ピストンの軸方向端面と端板部材との間の隙間のシール性を向上させることができる。したがって、ピストンの軸方向端面と端板部材との間の隙間から冷媒や潤滑油が漏れて、冷媒の圧縮効率が低下するのを防ぐことができる。
【００３９】
第３の発明では、ピストンの軸方向端面と端板部材との間の隙間のシール性をさらに向上させることができる。
【００４０】
第４の発明では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層における厚みの厚い部分のみがローラの外周面または圧縮室の周壁面と接触する。したがって、樹脂層全体がローラの外周面または圧縮室の周壁面と接触する場合に比べて、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００４１】
第５の発明では、ローラの外周面と圧縮室の周壁面とが接触する虞が最も高い箇所に樹脂層の厚みの厚い部分を設けることで、確実に摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００４２】
第６の発明では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層における厚みの厚い部分のみが端板部材と接触する。したがって、樹脂層全体が端板部材と接触する場合に比べて、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００４３】
第７の発明では、ローラの軸方向端面と端板部材との間の隙間のシール性を向上させることができる。したがって、ローラの軸方向端面と端板部材との間の隙間から冷媒や潤滑油が漏れて、冷媒の圧縮効率が低下するのを防ぐことができる。
【００４４】
第８の発明では、ローラの軸方向端面と端板部材との間の隙間のシール性をさらに向上させることができる。
【００４５】
第９の発明では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層における厚みの厚い部分のみがローラの外周面または圧縮室の周壁面と接触する。したがって、樹脂層全体がローラの外周面または圧縮室の周壁面と接触する場合に比べて、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００４６】
第１０の発明では、ローラの外周面と圧縮室の周壁面とが接触する虞が最も高い箇所に樹脂層の厚みの厚い部分を設けることで、確実に摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００４７】
第１１の発明では、厚みの異なる部分を有する樹脂層を容易に形成できる。また、凹部の形状を変更することによって、樹脂の膨潤量を容易に調整できる。
【００４８】
第１２の発明では、樹脂層が膨潤した際に、樹脂層の凹部に対応した部分は、先端に向かって次第に幅が狭くなるように膨らむ。したがって、樹脂層の凹部に対応した部分が、先端に向かって一定の幅で膨らむ場合に比べて、樹脂層に対向する部材への樹脂層の接触面積を小さくできる。
【００４９】
第１３の発明では、樹脂層が形成された部材とこの部材に対向する部材との間の隙間のシール性を向上させることができる。
【００５０】
第１４の発明では、樹脂層に対向する部材と樹脂層とが接触した際に、樹脂層が撓み易い。このとき、樹脂層において対向する部材と接触する部分は、厚みが厚くなっているので、比較的大きな弾性効果を得ることができる。よって、樹脂層の損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、シリンダ内でのピストンの動作を示す図である。
【図３】図１に示した圧縮機のフロントヘッドを図中の下方から見た図である。
【図４】（ａ）は図１に示した圧縮機のピストンの基材を示す斜視図であり、（ｂ）は図１に示した圧縮機のピストンを示す斜視図である。
【図５】図１の部分拡大図を模式的に示した図であって、（ａ）は樹脂層が膨潤していない状態を示し、（ｂ）は樹脂層が膨潤している状態を示している。
【図６】図２の部分拡大図である。
【図７】図５に示す樹脂層を形成する手順を説明するための図である。
【図８】図２に示すようにローラが移動する際のローラの外周面と圧縮室の周壁面との間の径方向隙間の大きさの変化を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。
【図１０】図８のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る圧縮機における、シリンダ内でのローラおよびベーンの動作を示す図である。
【図１２】（ａ）は図１１に示した圧縮機のローラおよびベーンの基材の斜視図であり、（ｂ）は図１１に示した圧縮機のローラおよびベーンの斜視図である。
【図１３】（ａ）は図１２のＣ１−Ｃ１線に沿った断面図であり、（ｂ）は図１２のＣ２−Ｃ２線に沿った断面図である。
【図１４】第１実施形態の第１変形例に係る圧縮機の圧縮機構の部分拡大図を模式的に示した図である。
【図１５】第１実施形態の第２変形例に係る圧縮機の圧縮機構の部分拡大図を模式的に示した図である。
【図１６】（ａ）は第１実施形態の第３変形例に係る圧縮機の圧縮機構の部分拡大図を模式的に示した図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図１７】第１実施形態の第４変形例に係る圧縮機のピストンの部分拡大断面図であり、（ａ）は樹脂層が膨潤していない状態を示し、（ｂ）は樹脂層が膨潤している状態を示している。
【図１８】第１実施形態の第５変形例に係る圧縮機のピストンの部分拡大断面図であり、（ａ）は樹脂層が膨潤していない状態を示し、（ｂ）は樹脂層が膨潤している状態を示している。
【図１９】第１実施形態の第６変形例に係る圧縮機のピストンの部分拡大断面図であり、（ａ）は樹脂層が膨潤していない状態を示し、（ｂ）は樹脂層が膨潤している状態を示している。
【図２０】第１実施形態の第７変形例に係る圧縮機の圧縮機構の部分拡大図を模式的に示した図であって、（ａ）は樹脂層が膨潤していない状態を示し、（ｂ）は樹脂層が膨潤している状態を示している。
【図２１】第１実施形態の第８変形例に係る圧縮機の圧縮機構の部分拡大図を模式的に示した図であって、（ａ）は樹脂層が膨潤していない状態を示し、（ｂ）は樹脂層が膨潤している状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態は、１シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図１に示すように、本実施形態の圧縮機１は、密閉ケーシング２と、密閉ケーシング２内に配置される圧縮機構１０および駆動機構６を備えている。なお、図１は、駆動機構６の断面を示すハッチングを省略して表示している。この圧縮機１は、例えば、空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、吸入管３から導入された冷媒（本実施形態では、ＣＯ２）を圧縮して排出管４から排出する。図１の上下方向を単に上下方向として、圧縮機１について以下説明する。
【００５３】
密閉ケーシング２は、両端が塞がれた円筒状の容器であり、その上部には、圧縮された冷媒を排出するための排出管４と、駆動機構６の後述する固定子７ｂのコイルに電流を供給するためのターミナル端子５が設けられている。なお、図１では、コイルとターミナル端子５とを接続する配線は省略して表示している。また。密閉ケーシング２の側部には、圧縮機１に冷媒を導入するための吸入管３が設けられている。また、密閉ケーシング２内の下部には、圧縮機構１０の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Ｌが貯留されている。密閉ケーシング２の内部には、駆動機構６と、圧縮機構１０とが上下に並んで配置されている。
【００５４】
駆動機構６は、圧縮機構１０を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ７と、このモータ７に取り付けられたシャフト８とから構成されている。
【００５５】
モータ７は、密閉ケーシング２の内周面に固定されている略円環状の固定子７ｂと、この固定子７ｂの径方向内側にエアギャップを介して配置される回転子７ａとを備えている。回転子７ａは磁石（図示省略）を有し、固定子７ｂはコイルを有している。モータ７は、コイルに電流を流すことによって発生する電磁力によって、回転子７ａを回転させる。また、固定子７ｂの外周面は、全周にわたって密閉ケーシング２の内周面に密着しているわけではなく、固定子７ｂの外周面には、上下方向に延び且つモータ７の上下の空間を連通させる複数の凹部（図示省略）が、周方向に並んで形成されている。
【００５６】
シャフト８は、モータ７の駆動力を圧縮機構１０に伝達するために設けられており、回転子７ａの内周面に固定されて、回転子７ａと一体的に回転する。また、シャフト８は、後述する圧縮室３１内となる位置に、偏心部８ａを有している。偏心部８ａは、円柱状に形成されており、その軸心がシャフト８の回転中心から偏心している。この偏心部８ａには、圧縮機構１０の後述するローラ４１が装着されている。
【００５７】
また、シャフト８の下側略半分の内部には、上下方向に延在する給油路８ｂが形成されている。この給油路８ｂの下端部には、シャフト８の回転に伴って潤滑油Ｌを給油路８ｂ内に吸い上げるための螺旋羽根形状のポンプ部材（図示省略）が挿入されている。さらに、シャフト８には、給油路８ｂ内の潤滑油Ｌをシャフト８の外側に排出するための複数の排出孔８ｃが形成されている。
【００５８】
圧縮機構１０は、密閉ケーシング２の内周面に固定されるフロントヘッド（第１端板部材）２０と、フロントヘッド２０の上側に配置されるマフラー１１と、フロントヘッド２０の下側に配置されるシリンダ３０と、シリンダ３０の内部に配置されるピストン４０と、シリンダ３０の下側に配置されるリアヘッド（第２端板部材）５０とを備えている。詳細は後述するが、図２に示すように、シリンダ３０は、略円環状の部材であって、その中央部に圧縮室３１が形成されている。シリンダ３０は、リアヘッド５０と共に、フロントヘッド２０の下側にボルトにより固定されている。なお、図２は、シリンダ３０に形成されているボルト孔は省略して表示している。
【００５９】
図１および図３に示すように、フロントヘッド２０は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト８が回転可能に挿通される軸受け孔２１が形成されている。フロントヘッド２０の外周面は、密閉ケーシング２の内周面にスポット溶接などによって固定されている。フロントヘッド２０の下面は、シリンダ３０の圧縮室３１の上端を閉塞している。フロントヘッド２０には、圧縮室３１において圧縮された冷媒を吐出するための吐出孔２２が形成されている。吐出孔２２は、上下方向から視て、シリンダ３０の後述するブレード収容部３３の近傍に形成されている。図示は省略するが、フロントヘッド２０の上面には、圧縮室３１内の圧力に応じて吐出孔２２を開閉する弁機構が取り付けられている。また、フロントヘッド２０のシリンダ３０よりも径方向外側の部分には、複数の油戻し孔２３が周方向に並んで形成されている。フロントヘッド２０は、金属材料で形成されている。
【００６０】
リアヘッド５０は、略円環状の部材であって、その中央部にシャフト８が回転可能に挿通される軸受け孔５１が形成されている。リアヘッド５０は、シリンダ３０の圧縮室３１の下端を閉塞している。リアヘッド５０は、金属材料で形成されている。
【００６１】
マフラー１１は、フロントヘッド２０の吐出孔２２から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。マフラー１１は、フロントヘッド２０の上面にボルトによって取り付けられ、フロントヘッド２０との間にマフラー空間Ｍを形成している。また、図示は省略するが、マフラー１１には、マフラー空間Ｍ内の冷媒を排出するためのマフラー吐出孔が形成されている。
【００６２】
図１および図２に示すように、シリンダ３０には、上述した圧縮室３１と、圧縮室３１内に冷媒を導入するための吸入孔３２と、ブレード収容部３３が形成されている。なお、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図であって、フロントヘッド２０の吐出孔２２は本来表れないが、説明の便宜上表示している。シリンダ３０は、金属材料で形成されている。
【００６３】
吸入孔３２は、シリンダ３０の径方向に延在して形成されており、その端部（圧縮室３１と反対側の端部）には、吸入管３の先端が内嵌されている。
【００６４】
ブレード収容部３３は、シリンダ３０を上下方向に貫通しており、圧縮室３１と連通している。ブレード収容部３３は、圧縮室３１の径方向に延在している。ブレード収容部３３は、上下方向から視て、吸入孔３２とフロントヘッド２０の吐出孔２２との間の位置に形成されている。このブレード収容部３３内には、一対のブッシュ３４が配置されている。一対のブッシュ３４は、略円柱状の部材を半分割した形状に形成されている。この一対のブッシュ３４の間にブレード４２が配置されている。一対のブッシュ３４は、その間にブレード４２が配置された状態で、ブレード収容部３３内において周方向に揺動可能となっている。
【００６５】
図４に示すように、ピストン４０は、円環状のローラ４１と、このローラ４１の外周面から径方向外側に延在するブレード４２とから構成されている。図２に示すように、ローラ４１は、偏心部８ａの外周面に相対回転可能に装着されて、圧縮室３１内に配置されている。ブレード４２は、ブレード収容部３３に配置された一対のブッシュ３４の間に進退可能に配置されている。
【００６６】
図５（ａ）は、出荷時の圧縮機１を示している。図５（ａ）に示すように、出荷時のピストン４０の上下方向長さＨ１は、圧縮室３１の上下方向長さＨ２よりも僅かに小さく、その差は例えば５〜１５μｍ程度である。圧縮機１の運転時には通常、図５（ａ）に示すように、ピストン４０の上端面とフロントヘッド２０との間、および、ピストン４０の下端面とリアヘッド５０との間の微小な隙間Ｄ１、Ｄ２（以下、この隙間を軸方向隙間Ｄ１、Ｄ２という）に、シャフト８の排出孔８ｃから排出された潤滑油Ｌが存在する。
【００６７】
また、図６に示すように、ローラ４１の外径は、偏心部８ａに装着された状態でローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面との間に、隙間ｄ１（以下、この隙間を径方向隙間ｄ１という）が生じる大きさとなっている。この径方向隙間ｄ１は微小であり、その大きさは、後で詳述するように、圧縮機１の駆動中に、例えば５〜２０μｍ程度の範囲内で変化する。圧縮機１の運転時には通常、図５（ａ）に示すように、この径方向隙間ｄ１には、シャフト８の排出孔８ｃから排出された潤滑油Ｌが存在する。また、このように径方向隙間が微小であるので、図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、ブレード４２がブレード収容部３３から圧縮室３１側に出ている状態では、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面との間に形成される空間は、ブレード４２によって低圧室３１ａと高圧室３１ｂに区画される。なお、軸方向隙間Ｄ１、Ｄ２および径方向隙間ｄ１に存在する潤滑油Ｌによって、高圧室３１ｂから低圧室３１ａへの冷媒の漏れが抑制される。
【００６８】
図４（ｂ）、図５（ａ）および図６に示すように、本実施形態のピストン４０は、金属材料からなる基材４３と、基材４３の表面を被覆する薄膜状の樹脂層４６、４７、４８とから構成されている。基材４３の外形は、ほぼピストン４０の外形を構成している。基材４３は、金属材料で形成されている。
【００６９】
基材４３の上下面には、図４（ａ）に示すように、環状部分４４ａおよび直線部分４４ｂとからなる凹部４４がそれぞれ形成されている。凹部４４の環状部分４４ａは、基材４３の上下面におけるローラ４１に対応する部分において、ローラ４１の内周面に沿って環状に形成されている。環状部分４４ａは、基材４３の幅方向（ローラ４１の径方向）に関して基材４３の上下面のほぼ中央に形成されている。凹部４４の直線部分４４ｂは、基材４３の上下面におけるブレード４２に対応する部分において、ブレード４２の延在方向に沿って延びる直線状に形成されている。直線部分４４ｂの一端は、環状部分４４ａに接続されている。直線部分４４ｂは、基材４３の幅方向（上下方向とブレード４２の延在方向とに直交する方向）に関して基材４３の上下面のほぼ中央に形成されている。基材４３のローラ４１に対応する部分の外周面には、その全面にわたって周方向に伸延する凹部４５が形成されている。凹部４５は、上下方向に関して基材４３のほぼ中央に形成されている。なお、図５（ａ）に示すように、凹部４４、４５の伸延方向と直交する断面の形状は、一方が開口した矩形形状である。すなわち、凹部４４、４５は、その開口端から底面まで一定幅である。
【００７０】
樹脂層４６、４７は、それぞれ、基材４３の上面と下面の全面を被覆している。つまり、樹脂層４６、４７は、ピストン４０の上端面と下端面との全面に形成されている。また、樹脂層４８は、ローラ４１の外周面の全面に形成されている。各樹脂層４６、４７、４８の曲げ弾性率は、その樹脂層を挟むように設けられた２つの部材のいずれのヤング率よりも小さい。樹脂層を挟むように設けられた２つの部材とは、ピストン４０の上端面に形成された樹脂層４６については、基材４３およびフロントヘッド２０であり、ピストン４０の下端面に形成された樹脂層４７については、基材４３およびリアヘッド５０であり、ローラ４１の外周面に形成された樹脂層４８については、基材４３およびシリンダ３０である。樹脂層４６、４７、４８を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン等、またはそれらの混合物が挙げられる。
【００７１】
圧縮機１出荷時には樹脂層４６、４７、４８はほとんど膨潤しておらず（僅かに膨潤しているか、全く膨潤していない）、図５（ａ）に示すように、樹脂層４６、４７、４８の表面は平らになっている。樹脂層４６、４７、４８において基材４３に形成された凹部４４、４５に対応した部分は、厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａとなっている。厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａの膜厚Ｌａ１は、基材４３の表面上に形成された樹脂層４６、４７、４８の厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａ以外の部分の膜厚Ｌｂ１に比べて、凹部４４、４５の深さの分だけ厚い。すなわち、ローラ４１の上下端面となる部分に形成された樹脂層４６、４７（つまり、基材４３のローラ４１に対応する部分の上下端面に形成された樹脂層４６、４７）は、ローラ４１の径方向について２種類の異なる厚みを有している。ブレード４２の上下端面となる部分に形成された樹脂層４６、４７（つまり、基材４３のブレード４２に対応するに対応する部分の上下端面に形成された樹脂層４６、４７）は、ブレード４２の幅方向について２種類の異なる厚みを有している。ローラ４１の外周面となる部分に形成された樹脂層４８（つまり、基材４３のローラ４１に対応する部分の側面に形成された樹脂層４８）は、上下方向について２種類の異なる厚みを有している。
【００７２】
本実施形態では、圧縮機１出荷時におけるほとんど膨潤していない樹脂層４６、４７、４８の厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａの膜厚Ｌａ１は、例えば、５０〜１００μｍ程度であり、厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａ以外の部分の膜厚Ｌｂ１は、例えば、５〜１０μｍ程度である。なお、膜厚はこの厚さに限定されるものではない。
【００７３】
また、樹脂層４６、４７、４８は、圧縮機１の使用を開始すると、図５（ｂ）に示すように、潤滑油Ｌや冷媒を吸収して完全に膨潤する。このとき、樹脂層４６、４７、４８の厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａの膜厚をＬａ２、厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａ以外の膜厚をＬｂ２とすると、厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａの膨潤量（Ｌａ２−Ｌａ１）は、それ以外の部分の膨潤量（Ｌｂ２−Ｌｂ１）よりも大きい。したがって、図５（ｂ）に示すように、樹脂層４６、４７、４８の表面は、厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａが膨らんだ状態となる。このとき、厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａの膨らんだ部分は、先端に向かって一定の幅となっている。よって、ピストン４０の上下端面がフロントヘッド２０やリアヘッド５０に接触する場合には、ピストン４０の上下端面に形成された樹脂層４６、４７の厚肉部４６ａ、４７ａにおいて接触する。また、ローラ４１の外周面が圧縮室３１の周壁面に接触する場合には、ローラ４１の外周面に形成された樹脂層４８の厚肉部４８ａにおいて接触する。
【００７４】
ここで、樹脂層４６、４７、４８を形成する手順について、図７を参照しつつ説明する。なお、図７は、ブレード４２の上端面に形成される樹脂層４６の形成過程を示すものである。まず、図７（ａ）に示すように、上述のような凹部４４が形成された基材４３を用意する。次に、樹脂組成物の溶液を基材４３の表面に塗布して乾燥する工程を数回行う。これにより、図７（ｂ）に示すように、基材４３の表面上にほぼ均一の厚みの樹脂層４６ｂが形成される。すなわち、凹部４４が形成された部分では、樹脂層４６ｂの表面が窪んだ状態となっている。最後に、研削加工により樹脂層４６ｂの表面を平らにし、図７（ｃ）に示すように、樹脂層４６を形成する。これにより、２種類の異なる厚みを有する樹脂層４６、４７、４８が形成される。樹脂層４６、４７、４８を形成する方法は上述した方法に限定されるものではない。
【００７５】
次に、本実施形態の圧縮機１の動作について、図２（ａ）〜図２（ｄ）、および図８を参照して説明する。図２（ａ）は、ピストン４０が上死点にある状態を示しており、図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、図２（ａ）の状態から、それぞれ、シャフト８が、９０°、１８０°（下死点）、２７０°回転した状態を示している。図８に示すグラフは、シャフト８の回転角度θに対する径方向隙間ｄ１の変化の概略（図中実線で示す）と、高圧室３１ｂ内の圧力変化の概略（図中破線で示す）とを描いたものである。
【００７６】
吸入管３から吸入孔３２を介して圧縮室３１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト８を回転させると、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、偏心部８ａに装着されたローラ４１は、圧縮室３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室３１内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
【００７７】
図２（ａ）の状態から偏心部８ａが図中の矢印方向に回転すると、図２（ｂ）に示すように、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面とによって形成される空間が、低圧室３１ａと高圧室３１ｂに区画される。さらに偏心部８ａが回転すると、図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、低圧室３１ａの容積が大きくなるため、吸入管３から吸入孔３２を介して低圧室３１ａ内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室３１ｂの容積が小さくなるため、高圧室３１ｂにおいて冷媒が圧縮される。
【００７８】
図８に示すように、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面との間の径方向隙間ｄ１の大きさは、シャフト８が上死点から９０°回転するまでの間に最大となり、そこから次第に小さくなり、シャフト８が１８０°回転した位置から２７０°回転するまでの間に最小となる。
【００７９】
そして、高圧室３１ｂ内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド２０に設けられた弁機構が開弁して、高圧室３１ｂ内の冷媒が吐出孔２２を介してマフラー空間Ｍに吐出される。なお、シャフト８が、径方向隙間ｄ１が最小となる位置の近傍まで回転したとき、高圧室３１ｂ内の冷媒の圧力は、弁機構が開弁する所定の圧力に達する。その後、図２（ａ）の状態に戻り、高圧室３１ｂからの冷媒の吐出が完了する。この工程を繰り返すことにより、吸入管３から圧縮室３１に供給された冷媒が連続的に圧縮されて排出される。
【００８０】
マフラー空間Ｍに吐出された冷媒は、マフラー１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１０の外に吐出される。圧縮機構１０から吐出された冷媒は、固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップなどを通過した後、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。
【００８１】
このとき、シャフト８の排出孔８ｃから圧縮室３１内に供給された潤滑油Ｌの一部は、冷媒と共に吐出孔２２からマフラー空間Ｍに吐出された後、マフラー１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１０の外に吐出される。圧縮機構１０の外に吐出された潤滑油Ｌの一部は、フロントヘッド２０の油戻し孔２３を通って密閉ケーシング２の下部の貯留部に戻される。また、圧縮機構１０の外に吐出された潤滑油Ｌの他の一部は、冷媒と共に固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップを通過した後、固定子７ｂの外周面に形成された凹部（図示省略）と密閉ケーシング２の内周面との間と、フロントヘッド２０の油戻し孔２３とを通って、密閉ケーシング２の下部の貯留部に戻される。
【００８２】
以上のように、本実施形態の圧縮機１では、ピストン４０の上下端面となる部分に、厚肉部４６ａ、４７ａを有する樹脂層４６、４７が形成されている。また、ローラ４１の外周面となる部分に、ローラ４１の周方向に伸延する厚肉部４８ａを有する樹脂層４８が形成されている。したがって、樹脂層４６、４７、４８が膨潤した際に、樹脂層４６、４７、４８における厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａのみが対向する部材（すなわち、フロントヘッド２０、リアヘッド５０、圧縮室３１の周壁面）と接触する。よって、樹脂層４６、４７、４８全体がこれら対向する部材と接触する場合に比べて、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００８３】
また、本実施形態の圧縮機１では、樹脂層４６、４７は、ピストン４０の上下端面の全面に形成されている。したがって、軸方向隙間のシール性を向上させることができる。よって、軸方向隙間から冷媒や潤滑油が漏れて、冷媒の圧縮効率が低下するのを抑制することができる。
【００８４】
さらに、本実施形態の圧縮機１では、樹脂層４６、４７の厚肉部４６ａ、４７ａは、ローラ４１の全周にわたって形成されている。したがって、軸方向隙間のシール性をさらに向上させることができる。
【００８５】
加えて、本実施形態の圧縮機１では、樹脂層４６、４７、４８の曲げ弾性率が、その樹脂層を挟むように設けられた２つの部材のいずれのヤング率よりも小さい。したがって、樹脂層４６、４７、４８が、それらと対向する部材と接触した際には、樹脂層４６、４７、４８が撓む。
ここで、上述のように樹脂層４６、４７、４８は、厚みの厚い厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａにおいて対向する部材と接触する。したがって、対向部材との接触時に樹脂層４６、４７、４８が撓むことで、比較的大きな弾性効果を得ることができる。よって、樹脂層４６、４７、４８に加わる面圧を小さくし、樹脂層４６、４７、４８の損傷を防ぐことができる。
なお、弾性効果を大きくして樹脂層の損傷を防ぐ目的で、従来から均一の厚さで形成されていた樹脂層の厚みを全体的に厚くした場合には、樹脂層の厚みが薄い場合に比べて膨潤量が大きくなり、対向する部材と接触し易くなる。よって、摩擦ロスによる効率低下が問題となる。しかしながら、本実施形態においては、上述のように、樹脂層４６、４７、４８が膨潤した際に、樹脂層４６、４７、４８の一部分のみが対向する部材と接触する構成であるので、樹脂層４６、４７、４８の損傷を防ぎつつ、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【００８６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態は、２シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図９に示すように、本実施形態の圧縮機１０１は、シャフト１０８および圧縮機構１１０の構成が上記第１実施形態と異なっている。また、本実施形態の圧縮機１０１では、２本の吸入管３が、密閉ケーシング２の側部に上下に並んで設けられている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【００８７】
シャフト１０８は、２つの偏心部１０８ａ、１０８ｄを有している。２つの偏心部１０８ａ、１０８ｄの軸心は、シャフト１０８の回転軸を中心として１８０°ずれている。また、シャフト１０８は、上記第１実施形態のシャフト８と同じく、給油路１０８ｂと、複数の排出孔１０８ｃを有している。
【００８８】
圧縮機構１１０は、シャフト１０８の軸方向に沿って上から下に向かって順に、フロントマフラー１１１と、フロントヘッド１２０と、シリンダ１３０およびピストン１４０と、ミドルプレート１５０と、シリンダ１６０およびピストン１７０と、リアヘッド１８０と、リアマフラー１１２とを有する。なお、フロントヘッド１２０およびミドルプレート１５０は、ピストン１４０の上下端に配置されており、本発明の第１端板部材および第２端板部材に相当する。また、ミドルプレート１５０およびリアヘッド１８０は、ピストン１７０の上下端に配置されており、本発明の第１端板部材および第２端板部材に相当する。
【００８９】
フロントマフラー１１１は、上記第１実施形態のマフラー１１と同様の構成を有し、フロントヘッド１２０との間にマフラー空間Ｍ１を形成している。
【００９０】
フロントヘッド１２０には、軸受け孔１２１と、吐出孔１２２（図１０参照）と、油戻し孔１２３とが形成されている。さらに、フロントヘッド１２０は、上下方向に貫通する貫通孔（図示省略）が形成されている。この貫通孔は、リアヘッド１８０とリアマフラー１１２とによって形成されるマフラー空間Ｍ２内の冷媒を、マフラー空間Ｍ１に排出するための流路の一部を構成している。フロントヘッド１２０は、この貫通孔を有する点以外、第１実施形態のフロントヘッド２０と同様の構成である。
【００９１】
図１０に示すように、シリンダ１３０には、圧縮室１３１と、吸入孔１３２と、ブレード収容部１３３とが形成されている。さらに、シリンダ１３０には、圧縮室１３１の外周側部分に、後述するマフラー空間Ｍ２内の冷媒をマフラー空間Ｍ１に排出するための貫通孔１３５が形成されている。シリンダ１３０は、この貫通孔１３５を有する点以外、第１実施形態のシリンダ３０と同様の構成である。
【００９２】
ピストン１４０は、上記第１実施形態のピストン４０と同様の構成であって、ローラ４１と、ブレード４２とから構成されている。ローラ４１は、偏心部１０８ａの外周面に回転可能に装着されており、ブレード４２は、シリンダ１３０のブレード収容部１３３に配置された一対のブッシュ３４の間に進退可能に配置されている。また、ピストン１４０は、上記第１実施形態のピストン４０と同じく、金属材料からなる基材４３と、基材４３の表面を被覆する薄膜状であり且つ厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａを有する樹脂層４６、４７、４８とから構成されている。
【００９３】
ミドルプレート１５０は、円環状の板部材であって、シリンダ１３０とシリンダ１６０との間に配置され、シリンダ１３０の圧縮室１３１の下端を閉塞すると共に、シリンダ１６０の圧縮室１６１の上端を閉塞している。また、ミドルプレート１５０には、後述するマフラー空間Ｍ２内の冷媒をマフラー空間Ｍ１に排出するための貫通孔（図示省略）が形成されている。ミドルプレート１５０は、金属材料で形成されている。
【００９４】
シリンダ１６０は、上述したシリンダ１３０と同様の構成であって、圧縮室１６１と、吸入孔１６２と、一対のブッシュ３４が配置されたブレード収容部（図示省略）と、貫通孔（図示省略）とを有する。
【００９５】
ピストン１７０は、上記第１実施形態のピストン４０と同様の構成であって、ローラ４１と、ブレード４２とから構成されている。ローラ４１は、偏心部１０８ｄの外周面に回転可能に装着されており、ブレード４２は、シリンダ１６０のブレード収容部（図示省略）に配置された一対のブッシュ３４の間に進退可能に配置されている。また、ピストン１７０は、上記第１実施形態のピストン４０と同じく、金属材料からなる基材４３と、基材４３の表面を被覆する薄膜状であり且つ厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａを有する樹脂層４６、４７、４８とから構成されている。
【００９６】
リアヘッド１８０は、シリンダ１６０の下側に配置され、シリンダ１６０の圧縮室１３１の下端を閉塞している。リアヘッド１８０は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト１０８が回転可能に挿通される軸受け孔１８１が形成されている。また、リアヘッド１８０には、シリンダ１６０の圧縮室１６１において圧縮された冷媒を、リアヘッド１８０とリアマフラー１１２との間に形成されるマフラー空間Ｍ２に吐出するための吐出孔（図示省略）が形成されている。さらに、リアヘッド１８０には、マフラー空間Ｍ２内の冷媒をマフラー空間Ｍ１に排出するための貫通孔（図示省略）が形成されている。また、リアヘッド１８０の下面には、圧縮室１６１内の圧力に応じて吐出孔を開閉する弁機構（図示省略）が取り付けられている。リアヘッド１８０は、金属材料で形成されている。
【００９７】
リアマフラー１１２は、リアヘッド１８０の吐出孔（図示省略）から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。リアマフラー１１２は、リアヘッド１８０の下面にボルトによって取り付けられ、リアヘッド１８０との間にマフラー空間Ｍ２を形成している。マフラー空間Ｍ２は、リアヘッド１８０、シリンダ１６０、ミドルプレート１５０、シリンダ１３０およびフロントヘッド１２０にそれぞれ形成された貫通孔を介して、マフラー空間Ｍ１と連通している。
【００９８】
本実施形態の圧縮機１０１の動作について説明する。
吸入孔１３２、１６２から圧縮室１３１、１６１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト１０８を回転させると、偏心部１０８ａに装着されたピストン１４０のローラ４１は、圧縮室１３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室１３１内で冷媒が圧縮される。これと並行して、偏心部１０８ｄに装着されたピストン１７０のローラ４１は、圧縮室１６１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室１６１内で冷媒が圧縮される。
【００９９】
圧縮室１３１内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド１２０に設けられた弁機構が開弁して、圧縮室１３１内の冷媒がフロントヘッド１２０の吐出孔２２からマフラー空間Ｍ１に吐出される。
また、圧縮室１６１内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、リアヘッド１８０に設けられた弁機構が開弁して、圧縮室１６１内の冷媒がリアヘッド１８０の吐出孔（図示省略）からマフラー空間Ｍ２に吐出される。マフラー空間Ｍ２に吐出された冷媒は、リアヘッド１８０、シリンダ１６０、ミドルプレート１５０、シリンダ１３０およびフロントヘッド１２０にそれぞれ形成された貫通孔を介して、マフラー空間Ｍ１に吐出される。
【０１００】
マフラー空間Ｍ１に吐出された冷媒は、フロントマフラー１１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１１０の外に吐出されて、その後、固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップを通過した後、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。
【０１０１】
本実施形態では、上記第１実施形態と同じく、ピストン１４０、１７０の上下端面およびローラ４１の外周面に、厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａを有する樹脂層４６、４７、４８が設けられているため、樹脂層４６、４７、４８が対向する部材と接触した際に、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態の圧縮機は、圧縮機構２１０の構成が上記第１実施形態と異なっている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【０１０３】
図１１に示すように、圧縮機構２１０は、シリンダ２３０とシリンダ２３０の内部に配置される部材の構成が異なっており、その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【０１０４】
シリンダ２３０は、圧縮室２３１と吸入孔２３２を有している。また、シリンダ２３０は、第１実施形態のブレード収容部３３に代えて、ベーン収容部２３３を有しており、その他の構成は、上記第１実施形態のシリンダ３０と同様である。ベーン収容部２３３は、シリンダ２３０を上下方向に貫通しており、圧縮室２３１に連通している。また、ベーン収容部２３３は、圧縮室２３１の径方向に延在している。
【０１０５】
圧縮室２３１の内側には、円環状のローラ２４１が配置されている。ローラ２４１は、偏心部８ａの外周面に相対回転可能に装着された状態で、圧縮室２３１内に配置されている。また、ローラ２４１の上下方向長さは、第１実施形態のピストン４０の上下方向長さＨ１と同じである。また、ローラ２４１の外径は、第１実施形態のピストン４０のローラ４１の外径と同じである。
【０１０６】
ベーン収容部２３３の内側には、ベーン２５１が配置されている。図１２に示すように、ベーン２５１は、平板状の部材であって、その上下方向長さは、ローラ２４１の上下方向長さと同じである。ベーン２５１の圧縮室２３１の中心側の先端部（図１１中の下側の先端部）は、上方から視て先細り状に形成されている。また、ベーン２５１は、ベーン収容部２３３内に設けられた付勢バネ２３４によって付勢されており、圧縮室２３１側の先端部が、ローラ２４１の外周面に押し付けられている。そのため、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示すように、シャフト８の回転に伴ってローラ２４１が圧縮室２３１の周壁面に沿って移動すると、ベーン２５１は、ベーン収容部２３３内で、圧縮室２３１の径方向に沿って進退移動する。また、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に示すように、ベーン２５１が、ベーン収容部２３３から圧縮室２３１側に出ている状態では、ローラ２４１の外周面と圧縮室２３１の周壁面との間に形成される空間は、ベーン２５１によって低圧室２３１ａと高圧室２３１ｂに区画される。
【０１０７】
図１２（ｂ）および図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、ローラ２４１は、金属材料からなる基材２４２と、基材２４２の表面を被覆する薄膜状の樹脂層２４６、２４７、２４８とから構成されている。また、ベーン２５１は、金属材料からなる基材２５２と、基材２５２の表面を被覆する薄膜状の樹脂層２５６、２５７とから構成されている。基材２４２、２５２の外形は、それぞれ、ほぼローラ２４１とベーン２５１との外形を構成している。
【０１０８】
基材２４２の上下面には、その全周にわたって環状の凹部２４４が形成されている。凹部２４４は、基材２４２の幅方向（ローラ２４１の径方向）に関して基材２４２の上下面のほぼ中央に形成されている。基材２４２の外周面には、その周方向に伸延する凹部２４５が形成されている。凹部２４５は、上下方向に関して基材２４２のほぼ中央に形成されている。基材２５２の上下面には、ベーン２５１の延在方向に沿って延びる直線状の凹部２５４が形成されている。凹部２５４は、基材２５２の幅方向（上下方向とベーン２５１の延在方向とに直交する方向）に関して基材２５２の上下面のほぼ中央に形成されている。
【０１０９】
ローラ２４１の樹脂層２４６、２４７は、それぞれ、基材２４２の上面と下面とを被覆している。つまり、樹脂層２４６、２４７は、ローラ２４１の上端面と下端面とに形成されている。また、樹脂層２４８は、ローラ２４１の外周面に形成されている。樹脂層２４６、２４７、２４８において、基材２４２に形成された凹部２４４、２４５に対応した部分は、厚肉部２４６ａ、２４７ａ、２４８ａとなっている。
【０１１０】
ベーン２５１の樹脂層２５６、２５７は、それぞれ、基材２５２の上面と下面とを被覆している。つまり、樹脂層２５６、２５７は、ベーン２５１の上端面と下端面とに形成されている。樹脂層２５６、２５７において、基材２５２に形成された凹部２５４に対応した部分は、厚肉部２５６ａ、２５７ａとなっている。
【０１１１】
樹脂層２４６、２４７、２４８、２５６、２５７の材料および膜厚は、第１実施形態のピストン４０の樹脂層４６、４７、４８と同様である。
【０１１２】
次に、本実施形態の圧縮機の動作について説明する。
図１１（ａ）は、ローラ２４１が上死点にある状態を示しており、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）は、図１１（ａ）の状態から、それぞれ、シャフト８が、９０°、１８０°（下死点）、２７０°回転した状態を示している。
【０１１３】
吸入管３から吸入孔２３２を介して圧縮室２３１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト８を回転させると、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示すように、偏心部８ａに装着されたローラ２４１は、圧縮室２３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室２３１内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
【０１１４】
図１１（ａ）の状態から偏心部８ａが図中の矢印方向に回転すると、図１１（ｂ）に示すように、ローラ２４１の外周面と圧縮室２３１の周壁面とによって形成される空間が、低圧室２３１ａと高圧室２３１ｂに区画される。さらに偏心部８ａが回転すると、図１１（ｂ）１〜図１１（ｄ）に示すように、低圧室２３１ａの容積が大きくなるため、吸入管３から吸入孔２３２を介して低圧室２３１ａ内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室２３１ｂの容積が小さくなるため、高圧室２３１ｂにおいて冷媒が圧縮される。
【０１１５】
そして、高圧室２３１ｂ内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド２０に設けられた弁機構が開弁して、高圧室２３１ｂ内の冷媒が吐出孔２２を介してマフラー空間Ｍに吐出される。マフラー空間Ｍに吐出された冷媒は、第１実施形態の圧縮機１と同様の経路を通り、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。
【０１１６】
本実施形態では、ローラ２４１の上下端面、ローラ２４１の外周面、および、ベーン２５１の上下端面に、上記第１実施形態の樹脂層４６、４７、４８と同様に厚肉部２４６ａ、２４７ａ、２４８ａ、２５６ａ、２５７ａを有する樹脂層２４６、２４７、２４８、２５６、２５７が形成されているため、樹脂層２４６、２４７、２４８、２５６、２５７が対向する部材と接触した際に、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１７】
以上、本発明の実施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、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１１８】
例えば、上述の第１実施形態では、ローラ４１の外周面に樹脂層４８が形成されている場合について説明したが、これには限定されない。図１４に示すように、第１実施形態の第１変形例においては、ローラ４１の外周面に形成された樹脂層４８に代えて、圧縮室３１の周壁面に形成された樹脂層３３７を有している。かかる変形例においては、シリンダ３３０は、金属材料からなる基材３３５と、基材３３５の内周面を被覆する薄膜状の樹脂層３３７とから構成されている。基材３３５の内周面には、その周方向に伸延する凹部３３６が、ほぼ全周（吸入孔３２やブレード収容部３３が形成されている部分を除いた部分）にわたって形成されている。そして、樹脂層３３７の凹部３３６に対応する部分は厚肉部３３７ａとなっている。このような場合でも、樹脂層３３７が対向するローラ４１の外周面と接触した際に、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、上述の第２および第３実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【０１１９】
また、上述の第１実施形態では、ピストン４０の基材４３に凹部４４、４５が形成されており、樹脂層４６、４７、４８において凹部４４、４５に対応する部分が厚肉部４６ａ、４７ａ、４８ａとなる場合について説明したが、これには限定されない。図１５に示すように、第１実施形態の第２変形例においては、樹脂層４４６、４４７、４４８が形成される基材４４３の表面に凹部が形成されておらず、樹脂層４４６、４４７、４４８に突起を設けることで厚肉部４４６ａ、４４７ａ、４４８ａを形成している。なお、上述の第２および第３実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【０１２０】
さらに、上述の第１実施形態では、樹脂層４６、４７がピストン４０の上下端面の全面に形成されており、樹脂層４８がローラ４１の外周面の全面に形成されている場合について説明したが、これには限定されない。
【０１２１】
図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態の第３変形例においては、樹脂層５４６、５４７、５４８は、凹部４４、４５と凹部４４、４５の伸延方向に直交する方向に関して凹部４４、４５の両側の領域のみに形成されている。本変形例においては、ピストン４０の表面は平らではなく、基材４３が露出している部分と、樹脂層５４６、５４７、５４８が形成された部分との境界に段差が生じている。なお、上述の第２および第３実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【０１２２】
また、上述の第１実施形態では、凹部４４、４５が、その開口端から底面まで一定幅である場合について説明したが、これには限定されない。
【０１２３】
基材４３の上面に形成される凹部６４４の延在方向と直交する断面図である図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態の第４変形例においては、凹部６４４の断面の形状は、半円形状である。すなわち、凹部６４４の幅（図１７中左右方向に沿う長さ）は、その開口端において最も広くなっており、深さ方向（図１７中上方から下方に向かう方向）に沿って次第に狭くなっている。凹部６４４の深さは、幅方向中央部分が最も深くなっており、幅方向両端に対応する部分から中央部分に対応する部分にかけて次第に大きくなっている。なお、基材４３の下面に形成される凹部と、基材４３のローラ４１に対応する部分の外周面に形成される凹部とについても、凹部６４４と同様の形状であるので、ここでは説明を省略する。
【０１２４】
上述のような基材４３の上面を被覆する樹脂層６４６の厚肉部６４６ａの厚みは、凹部６４４の幅方向中央部分に対応する部分において最も厚くなり、凹部６４４の幅方向両端に対応する部分から中央部分に対応する部分にかけて次第に厚くなっている。ここで、樹脂層の膨潤量は、樹脂層の厚みとほぼ比例する。したがって、本変形例においては、図１７（ｂ）に示すように、樹脂層６４６が完全に膨潤すると、樹脂層６４６の膨潤量は、凹部６４４の幅方向中央部分に対応する部分が最も大きくなり、凹部６４４の幅方向両端に対応する部分から中央部分に対応する部分にかけて次第に大きくなる。すなわち、樹脂層６４６の厚肉部６４６ａは、半円形状に膨らんだ状態となる。
【０１２５】
本変形例においては、ピストン４０の上端面がフロントヘッド２０に接触する場合には、半円形状に膨らんだ厚肉部６４６ａの上端部分のみが接触する。したがって、厚肉部６４６ａの全体がフロントヘッド２０と接触する場合と比べて、樹脂層６４６とフロントヘッド２０との接触面積を小さくできる。よって、摺動による摩擦ロスをさらに低減することができる。なお、上述の第２および第３実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【０１２６】
上述の変形例のように、その幅が、開口端において最も広くなっており、深さ方向に次第に狭くなっているような凹部の形状としては、図１８（ａ）、（ｂ）や図１９（ａ）、（ｂ）に示すようなものも考えられる。
【０１２７】
図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態の第５変形例においては、凹部７４４の断面の形状は、Ｖ字形状である。このような凹部７４４が形成された基材４３の上面を被覆する樹脂層７４６の厚肉部７４６ａは、図１８（ｂ）に示すように、完全に膨潤した際に、略逆Ｖ字形状に膨らんだ状態となる。よって、ピストン４０の上端面がフロントヘッド２０に接触する場合には、略逆Ｖ字形状に膨らんだ厚肉部７４６ａの上端部分のみが接触するので、樹脂層７４６とフロントヘッド２０との接触面積を小さくできる。また、上述の第４変形例に比べて、厚肉部７４６ａの上端部分が細くなっているので、フロントヘッド２０との接触面積をさらに小さくできる。なお、上述の第２および第３実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【０１２８】
図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態の第６変形例においては、凹部８４４の断面形状は、逆台形形状である。このような凹部８４４が形成された基材４３の上面を被覆する樹脂層８４６の厚肉部８４６ａは、図１９（ｂ）に示すように、完全に膨潤した際に、略台形形状に膨らんだ状態となる。よって、ピストン４０の上端面がフロントヘッド２０に接触する場合には、略台形形状に膨らんだ厚肉部８４６ａの上端部分のみが接触するので、樹脂層８４６とフロントヘッド２０との接触面積を小さくできる。なお、上述の第２および第３実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【０１２９】
また、上述の第１実施形態の第４変形例〜第６変形例においては、凹部の深さが、幅方向中央部分で最も深くなっている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、例えば、凹部の形状は、幅方向に関して一方の端部において深さが最も深くなっており、幅方向に関して一方の端部から他方の端部に向けて次第に深さが浅くなるような形状であってもよい。
【０１３０】
また、図２０に示すように、第１実施形態の第７変形例においては、基材４３に形成された凹部９４４、９４５の底部にさらに凹部９４４ａ、９４５ａが形成されている。凹部９４４ａ、９４５ａは、凹部９４４、９４５の伸延方向に沿って延びている。すなわち、凹部９４４、９４５は、その深さが比較的浅い部分と深い部分とで構成されている。そして、樹脂層９４６、９４７、９４８は凹部９４４、９４５内に形成されており、凹部９４４ａ、９４５ａに対応する部分が厚肉部９４６ａ、９４７ａ、９４８ａとなっている。本変形例においては、樹脂層９４６、９４７、９４８の表面は、基材４３の表面とほぼ一致しており、ピストン４０の表面は平らになっている。本変形例においては、図２０（ｂ）に示すように、ピストン４０が対向部材に接触する場合には、樹脂層９４６、９４７、９４８の厚肉部９４６ａ、９４７ａ、９４８ａにおいて接触するので、いずれも金属材料で作成されたピストン４０の基材４３とその対向部材（フロントヘッド２０、リアヘッド５０、シリンダ３０）とが直接接触することはない。なお、上述の第２および第３実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【０１３１】
さらに、図２１に示すように、第１実施形態の第８変形例においては、基材４３のローラ４１に対応する部分の上下端面における外縁部分に凹部１０４４がそれぞれ形成されている。すなわち、各凹部１０４４は、基材４３のローラ４１に対応する部分の上端面または下端面と外周面との２方向に開放している。凹部１０４４は、ローラ４１の上端面または下端面に沿って延びる第１部分１０４４ａと、外周面に沿って延びる第２部分１０４４ｂとからなり、その断面形状は鉤形である。そして、樹脂層１０４６、１０４７は凹部１０４４内に形成されている。本変形例においては、樹脂層１０４６、１０４７の表面は、基材４３の表面とほぼ一致しており、ピストン４０の表面は平らになっている。樹脂層１０４６、１０４７は、ローラ４１の上下端面における径方向外側部分が径方向内側部分よりも厚い厚肉部となっている。また、ローラ４１の外周面の上下縁部分がその内側部分よりも厚い厚肉部となっている。すなわち、樹脂層１０４６、１０４７は、ローラ４１の径方向について２種類の異なる厚みを有すると共に、上下方向についても２種類の異なる厚みを有する。
本変形例においては、図２１（ｂ）に示すように、樹脂層１０４６、１０４７が膨潤すると、樹脂層１０４６、１０４７のローラ４１の上下端面側および外周面側において、厚肉部がそれ以外の部分に比べて大きく膨潤する。そして、ピストン４０が対向部材に接触する場合には、樹脂層１０４６、１０４７の厚肉部において接触するので、いずれも金属材料で作成されたピストン４０の基材４３とその対向部材（フロントヘッド２０、リアヘッド５０、シリンダ３０）とが直接接触することはない。すなわち、本変形例においては、樹脂層１０４６、１０４７によって、フロントヘッド２０またはリアヘッド５０との接触、およびシリンダ３０との接触に対して効果を発揮できる。なお、上述の第２および第３実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【０１３２】
さらに、上述の第１〜第３実施形態では、ローラ４１（２４１）の上下端面に形成される樹脂層４６、４７（２４６、２４７）の厚肉部４６ａ、４７ａ（２４６ａ、２４７ａ）は、ローラ４１（２４１）の全周にわたって形成されている場合について説明したが、これには限定されない。第１実施形態においては、厚肉部４６ａ、４７ａが、ピストン４０の上下端面の少なくとも一部に形成されていればよい。第２実施形態においては、厚肉部２４６ａ、２４７ａ、２５６ａ、２５７ａが、ローラ２４１の上下端面およびベーン２５１の上下端面の少なくともいずれかの一部に形成されていればよい。
【０１３３】
加えて、上述の第１および第２実施形態では、ローラ４１の外周面に形成される樹脂層４８の厚肉部４８ａが、ローラ４１の外周面の全面にわたって周方向に伸延する場合について説明したが、これには限定されない。厚肉部４８ａは、少なくとも、ローラ４１の外周面において、ローラ４１が圧縮室３１の周壁面に沿って移動する際に、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面との間の径方向隙間ｄ１が最も小さくなる（図８参照）部分付近に形成されていればよい。この場合、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面とが接触する虞が最も高い箇所に樹脂層を設けることで、確実に樹脂層の弾性効果を得つつ、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
【０１３４】
また、上述の第１実施形態の第１変形例において、圧縮室３１の周壁面に形成された樹脂層３３７の厚肉部３３７ａについても、少なくとも、ローラ４１が圧縮室３１の周壁面に沿って移動する際に、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面との間の径方向隙間ｄ１が最も小さくなる部分付近に形成されていればよい。なお、上述の第２および第３実施形態においても、この変形例を適用することができる。
【０１３５】
また、上述の第１〜第３実施形態では、樹脂層の曲げ弾性率が、その樹脂層を挟むように設けられた２つの部材のいずれのヤング率よりも小さい場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、樹脂層の曲げ弾性率は、この樹脂層を挟むように設けられた２つの部材のヤング率の少なくとも一方よりも小さければよい。さらに、樹脂層を挟むように設けられた２つの部材のいずれのヤング率以上であってもよい。
【０１３６】
加えて、上述の第１〜第３実施形態では、ローラ４１（２４１）の上下端面に形成された樹脂層４６、４７（２４６、２４７）は、ローラ４１（２４１）の径方向に関して１つの厚肉部４６ａ、４７ａ（２４６ａ、２４７ａ）を有している場合について説明したが、厚肉部４６ａ、４７ａ（２４６ａ、２４７ａ）は、ローラ４１（２４１）の径方向に関して複数設けられていてもよい。同様に、第１および第２実施形態のブレード４２の上下端面に形成された樹脂層４６、４７、および第３実施形態のベーン２５１の上下端面に形成された樹脂層２４６、２５７についても、ブレード４２（ベーン２５１）の幅方向に関して複数の厚肉部４６ａ、４７ａ（２５６ａ、２５７ａ）が設けられていてもよい。また、第１〜第３実施形態のローラ４１（２４１）の外周面に形成された樹脂層４８（２４８）についても、上下方向に関して複数の厚肉部４８ａ（２４８ａ）が設けられていてもよい。
【０１３７】
また、上述の第１〜第３実施形態では、圧縮機構は、フロントヘッド２０、１２０の外周部が密閉ケーシング２の内周面に固定されることで支持されているが、シリンダ３０、１３０、１６０、ミドルプレート１５０、またはリアヘッド５０、１８０の外周部が密閉ケーシング２の内周面に固定されることで支持される構成であってもよい。
【０１３８】
さらに、上述の第３実施形態では、ローラ２４１とベーン２５１とを備える圧縮機構を、１シリンダ型のロータリ圧縮機に適用しているが、２シリンダ型のロータリ圧縮機に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明を利用すれば、摺動による摩擦ロスを低減できる。
【符号の説明】
【０１４０】
１  圧縮機
２０、１２０  フロントヘッド（第１端板部材）
３０、１３０、１６０、２３０  シリンダ
３１、１３１、１６１、２３１  圧縮室
３１ａ、２３１ａ  低圧室
３１ｂ、２３１ｂ  高圧室
３３、１３３  ブレード収容部
４０、１４０、１７０  ピストン
４１、２４１  ローラ
４２  ブレード
４４、４５、２４４、２４５、２５４、３３６、６４４、７４４、８４４、９４４、９４５、１０４４  凹部
４６、４７、４８、２４６、２４７、２４８、２５６、２５７、３３７、４４６、４４７、４４８、５４６、５４７、５４８、６４６、７４６、８４６、９４６、９４７、９４８、１０４６、１０４７  樹脂層
５０、１８０  リアヘッド（第２端板部材）
２３３  ベーン収容部
２５１  ベーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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