(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構部を備えたロータリ圧縮機であって、
前記圧縮機構部は、
軸方向に貫通する貫通孔を有するシリンダと、
前記回転軸によって駆動され、前記シリンダの前記貫通孔内に収納されたローリングピストンと、
前記シリンダの前記軸方向の両端面に配置された２つの端板と、
前記シリンダの前記貫通孔が前記２つの端板で閉塞されることで形成されたシリンダ室内に突出し、前記ローリングピストンと当接することで前記シリンダ室を仕切って前記シリンダ室内に圧縮室を形成するベーンと、
インジェクション冷媒を前記圧縮室に導くインジェクション流路とを有し、
前記インジェクション流路は、前記シリンダに形成された第１孔と、前記２つの端板のうちの一方の前記端板に形成され、前記端板の前記シリンダ側の端面のみに開口した孔で形成された第２孔とが互いに連通して形成されており、
前記第２孔は、前記端板の前記シリンダ側の端面に沿って形成された横溝と、前記横溝の下流側で前記横溝に連通して形成され、前記端面から前記軸方向に延びる縦穴とを有し、流路途中に流路断面を絞った絞り部を備えており、前記絞り部を境として上流側に前記横溝が形成され、下流側に前記縦穴が形成されているロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記第２孔の少なくとも一部が、前記軸方向に見て曲線形状である請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記絞り部は、前記端面に径方向に延びて形成された溝で構成され、前記溝の周方向の幅は、前記縦穴の直径未満かつ前記横溝の前記周方向の幅未満である請求項１または請求項２記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記縦穴の前記軸方向の高さは前記横溝の前記軸方向の高さより高い請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
前記絞り部の流路入口側の端部は、前記シリンダの内周面と径方向の位置が一致している請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項６】
前記第２孔において前記圧縮室と連通する流路出口が、前記回転軸の回転時に前記ローリングピストンと前記シリンダの内周面との間の隙間が最小となる位相に位置している請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項７】
前記第２孔は、前記第２孔から前記圧縮室へのインジェクション冷媒のインジェクション方向が前記回転軸の回転方向を指向するように設けられている請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項８】
前記第２孔の前記縦穴の流路出口が前記縦穴の流路入口よりも前記回転軸の回転方向に進んだ位置に配置されている請求項１〜請求項５のいずれか一項に従属する請求項７記載のロータリ圧縮機。
【請求項９】
前記第２孔は、前記第２孔から前記圧縮室へのインジェクション冷媒のインジェクション方向が前記ベーンを指向するように設けられている請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項１０】
前記第２孔の前記縦穴の流路出口が前記縦穴の流路入口よりも、前記軸方向に見て前記ベーンに近い位置に配置されている請求項１〜請求項５のいずれか一項に従属する請求項８記載のロータリ圧縮機。
【請求項１１】
前記圧縮機構部は、前記シリンダと前記ローリングピストンと前記ベーンとを備えた圧縮部を前記軸方向に２つ備え、また、前記２つの閉塞部材に加えてさらにもう１つの閉塞部材として中間板を備えており、
前記２つの前記圧縮部のうち前記軸方向の上部側を第１圧縮機構部、下部側を第２圧縮機構部としたとき、
前記第１圧縮機構部の前記軸方向の上部および前記第２圧縮機構部の前記軸方向の下部のそれぞれに前記閉塞部材が配置され、前記第１圧縮機構部と前記第２圧縮機構部との間に前記中間板が配置されており、
前記２つの前記圧縮機構部のそれぞれの前記インジェクション流路の前記第２孔が、前記２つの端板または前記中間板に形成されている請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体、主に冷媒を圧縮して吐出するロータリ圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のロータリ圧縮機は、密閉容器内に、圧縮機構部と、圧縮機構部を回転軸を介して駆動する電動機部とが配置された構成を有する。圧縮機構部は主に、円筒状のシリンダと、回転軸の偏心部に回転可能に嵌合するローリングピストンと、シリンダに設けられたベーン溝に摺動自在に配置されたベーンとを備えている。シリンダの略中心には軸方向に貫通孔が形成されており、貫通孔がシリンダの軸方向の両端面に配置された端板によって閉塞されることで、シリンダ内にシリンダ室が形成されている。シリンダ室には、ベーンによって仕切られた圧縮室が形成されており、回転軸が回転してローリングピストンがシリンダ室内で偏心回転することで、圧縮室の体積が縮小し、冷媒を圧縮するようになっている。【０００３】
そして、圧縮室に中間圧の液またはガス冷媒をインジェクションするインジェクション流路を備えたロータリ圧縮機がある。インジェクション方式には、シリンダおよび端板にインジェクション流路を設ける方式と、端板のみにインジェクション流路を設ける方式（例えば、特許文献１参照）とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２３５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で採用されているインジェクション方式では、端板のみにインジェクション流路が形成されるため、インジェクション配管から圧縮室に至る流路が短くなりがちであり、圧損が大きい。一方、シリンダおよび端板にインジェクション流路を設ける方式は、シリンダと端板との両方にインジェクション流路を設けることから流路が長くなり、圧損を低減できる利点がある。しかし、インジェクション流路を端板に加工した際の加工端の開口を閉塞部材で閉塞する必要が生じ、部品点数の増加を招く。以下、具体的に説明する。【０００６】
端板に形成されるインジェクション流路は、端板の外周面からドリル等で孔をあけることで形成される。このため、孔は端板の外周面に開口しており、この開口によってインジェクション流路が端板の外側の空間と連通するのを避けるため、開口をボルト等の閉塞部材で閉塞する必要がある。よって、開口を閉塞するための閉塞部材が別途必要となり、部品点数の増加を招くという問題があった。【０００７】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、別途、閉塞部品を用いることなくインジェクション流路を構成することが可能なロータリ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】
この発明に係るロータリ圧縮機は、回転軸の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構部を備えたロータリ圧縮機であって、圧縮機構部は、軸方向に貫通する貫通孔を有するシリンダと、回転軸によって駆動され、シリンダの貫通孔内に収納されたローリングピストンと、シリンダの軸方向の両端面に配置された２つの端板と、シリンダの貫通孔が２つの端板で閉塞されることで形成されたシリンダ室内に突出し、ローリングピストンと当接することでシリンダ室を仕切ってシリンダ室内に圧縮室を形成するベーンと、インジェクション冷媒を圧縮室に導くインジェクション流路とを有し、インジェクション流路は、シリンダに形成された第１孔と、２つの端板のうちの一方の端板に形成され、端板のシリンダ側の端面のみに開口した孔で形成された第２孔とが互いに連通して形成されており、第２孔は、端板のシリンダ側の端面に沿って形成された横溝と、横溝の下流側で横溝に連通して形成され、端面から軸方向に延びる縦穴とを有し、流路途中に流路断面を絞った絞り部を備えており、絞り部を境として上流側に横溝が形成され、下流側に縦穴が形成されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、インジェクション流路が、シリンダに形成された第１孔と、２つの端板のうちの一方に形成された第２孔とを互いに連通して形成しており、第２孔が、端板のシリンダ側の端面のみに開口した孔とした。これにより、別途、閉塞部材を用いることなくインジェクション流路を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機の模式的な断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部付近のインジェクション流路拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機の主軸受を示す図で、（ａ）概略縦断面図と（ｂ）概略底面図とをまとめて示した図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機のインジェクション流路の変形例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るロータリ圧縮機の主軸受の概略底面図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るロータリ圧縮機の主軸受を示す図で、（ａ）概略縦断面図と（ｂ）概略底面図とをまとめて示した図である。
【図７】図６の第２孔を含む周囲の拡大図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係るロータリ圧縮機の主軸受を示す図で、（ａ）概略縦断面図と（ｂ）概略底面図とをまとめて示した図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係るロータリ圧縮機の主軸受を示す図で、（ａ）概略縦断面図と（ｂ）概略底面図とをまとめて示した図である。
【図１０】この発明の実施の形態５に係るロータリ圧縮機の主軸受の変形例の概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態に係るロータリ圧縮機について図面を参照しながら説明する。ここで、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成部品の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。また、圧力の高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、システムおよび装置等における状態および動作等において相対的に定まるものとする。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機の模式的な断面図である。この発明のロータリ圧縮機は密閉型の電動圧縮機であり、密閉容器１内に、圧縮機構部２と、圧縮機構部２を回転軸６を介して駆動する電動機部３とが配置された構成を有する。圧縮機構部２は密閉容器１内の上部に配置され、電動機部３は密閉容器１内の下部に配置されている。この実施の形態１におけるロータリ圧縮機は、圧縮機構部２が２つのシリンダを有するツインロータリー形の回転圧縮機を例に説明するが、これに限るものではなく、シリンダが１つまたは３つ以上のものでもよい。
【００１３】
ロータリ圧縮機は、電動機部３によって回転軸６が回転し、圧縮機構部２が駆動することにより冷媒を圧縮する。冷媒は吸入マフラー５を通して吸入され、圧縮機構部２で圧縮された後、冷媒は高温高圧のガスとなり、密閉容器１内に吐出される。密閉容器１内に吐出された冷媒ガスは、電動機部３の隙間を通り、吐出管１ａから冷媒回路内に吐出される。密閉容器１の下部には潤滑油が蓄えられ、回転軸６の下端部に設けられた給油機構（図示せず）により各部に油を供給することで圧縮機構部２の潤滑を保っている。
【００１４】
電動機部３は、固定子３ａと、回転子３ｂとを備えている。回転子３ｂには回転軸６が固定されており、回転子３ｂの回転により回転軸６が回転し、圧縮機構部２に回転動力が伝達されるようになっている。
【００１５】
圧縮機構部２は、圧縮部である第１圧縮機構部２０Ａと、圧縮部である第２圧縮機構部２０Ｂと、第１圧縮機構部２０Ａの上端面に配置された主軸受３０と、第２圧縮機構部２０Ｂの下端面に配置された副軸受４０と、中間板５０とを備えている。
【００１６】
主軸受３０は、回転軸６を回転自在に支持する中空円筒状の軸受部３１と、後述のシリンダ２１の上端面を閉塞する平板環状の端板３２とから構成されている。副軸受４０も同様に、回転軸６を回転自在に支持する中空円筒状の軸受部４１と、後述のシリンダ２１の下端面を閉塞する平板環状の端板４２とから構成されている。また、端板３２および端板４２のそれぞれには、後述の圧縮室内が所定の圧力以上になった際に開く吐出弁を備えた吐出ポート（図示せず）が形成されている。
【００１７】
次に、圧縮機構部２の第１圧縮機構部２０Ａと第２圧縮機構部２０Ｂの構成について説明する。第１圧縮機構部２０Ａと第２圧縮機構部２０Ｂは基本的に同様の構成であるため、以下、第１圧縮機構部２０Ａを代表して説明する。
【００１８】
第１圧縮機構部２０Ａは、軸方向（図１の上下方向）に貫通する貫通孔を有する円筒状のシリンダ２１と、回転軸６によって駆動されるローリングピストン２２と、ベーン２３等を備えている。シリンダ２１の軸方向の両端面には主軸受３０と中間板５０とが配置されており、貫通孔が主軸受３０の端板３２と中間板５０とで閉塞されることで、シリンダ２１内にシリンダ室が形成されている。このように、主軸受３０の端板３２および中間板５０は、貫通孔を閉塞する端板として機能する。以下、シリンダ２１において主軸受３０側の端面を軸受側端面２１ａ、中間板５０側の端面を中間板側端面２１ｂという。
【００１９】
ローリングピストン２２は、回転軸６の偏心軸部６ａに回転可能に嵌合した状態でシリンダ２１の貫通孔に収納されている。
【００２０】
ベーン２３は、シリンダ２１に設けられたベーン溝（図示せず）に径方向へ摺動自在に配置されている。ベーン２３はシリンダ室内に突出しており、ベーン２３の先端部がローリングピストン２２と当接することでシリンダ室内を吸入室２４（後述の図３（ｂ）参照）と圧縮室２５とに仕切っている。
【００２１】
このように構成された第１圧縮機構部２０Ａは、ローリングピストン２２がベーン２３に摺接しながらシリンダ室内を偏心回転することで、圧縮室２５の容積が縮小し、冷媒を圧縮するようになっている。
【００２２】
圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、主軸受３０の端板３２に設けられた吐出ポート（図示せず）から吐出弁（図示せず）に抗して密閉容器１内に吐出される。密閉容器１内へ吐出された冷媒ガスは、吐出管１ａを通り、圧縮機外の冷媒回路へ吐出される。このロータリ圧縮機では、動作冷媒として例えばＲ４１０冷媒が使用されるが、冷媒の種類はこれに限定されるものではない。
【００２３】
そして、この例の特徴とする構成としては、インジェクション流路を閉塞部材を用いずに構成できることにある。以下、インジェクション流路について説明する。なお、第１圧縮機構部２０Ａと第２圧縮機構部２０Ｂにおいてインジェクション流路の構成は同じである。よって、本明細書では第１圧縮機構部２０Ａを代表して説明する。
【００２４】
図２は、この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部付近のインジェクション流路拡大図である。図３は、この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機の主軸受を示す図で、（ａ）概略縦断面図と（ｂ）概略底面図とをまとめて示した図である。なお、各部品同士の位置関係を分かりやすくするため、図３（ｂ）には、シリンダ２１の内周面（以下、シリンダ内周面という）２１ｃ、吐出ポート３２１、ベーン２３およびローリングピストン２２の位置を点線で図示している。
【００２５】
第１圧縮機構部２０Ａは、液冷媒または二相冷媒であるインジェクション冷媒を圧縮室２５に導くインジェクション流路１０を備えている。具体的には、インジェクション流路１０は、シリンダ２１に形成された第１孔２１１と、主軸受３０の端板３２に形成された第２孔６０とが互いに連通して形成されている。第１孔２１１は、流路入口がシリンダ２１の外周面に開口し、流路出口が軸受側端面２１ａに開口している。さらに具体的には、第１孔２１１は、シリンダ２１の外周面から面方向に延びる横穴２１１ａと、横穴２１１ａの流路出口から軸方向に延びて軸受側端面２１ａに開口する縦穴２１１ｂとで構成されている。なお、図２では第１孔２１１の縦穴２１１ｂが軸方向に延びており、端面３２ａに垂直に形成されているが、縦穴２１１ｂは非垂直でもよい。
【００２６】
第２孔６０は、主軸受３０の端板３２においてシリンダ２１側の端面３２ａに沿って形成された横溝で構成されている。第２孔６０は図３（ｂ）に示すように径方向に延びて形成され、径方向内側の端部６０ａはシリンダ内周面２１ｃより内側に位置し、径方向外側の端部６０ｂは第１孔２１１の流路出口と対向する位置に位置している。このように第２孔６０が形成されることで、第１孔２１１と圧縮室２５とが第２孔６０を介して連通する。また、第２孔６０は、端面３２ａのみに開口した孔で形成されている。言い換えれば、第２孔６０は、端面３２ａ以外には開口しない閉じた孔で形成されている。これにより、インジェクション流路１０が閉塞部材を用いずに構成されている。
【００２７】
また、第２孔６０の径方向内側の端部６０ａおよび径方向外側の端部６０ｂのそれぞれの面形状は、流路曲がり圧損低減のため曲面に形成され、この実施の形態１では曲率半径Ｒ５の曲面で形成されている。
【００２８】
以上のように構成されたインジェクション流路１０において第１孔２１１の外周側の端部にはインジェクション配管４が接続されている。そして、インジェクション配管４からインジェクション流路１０に流入したインジェクション冷媒が、第１孔２１１および第２孔６０を介して圧縮室２５にインジェクションされる。
【００２９】
インジェクション冷媒の圧力Ｐｉｎｊは、吸入圧Ｐｓと吐出圧Ｐｄとの間の中間圧である。ここでは例えば、Ｐｓ＝０．５ＭＰａＧ、Ｐｄ＝４．０ＭＰａＧ、Ｐｉｎｊ＝１．５ＭＰａＧとする。
【００３０】
ここで、インジェクション流路１０の寸法の一例について記載する。この実施の形態１では、第１孔２１１の縦穴２１１ｂの穴径Ｄ１が５ｍｍである。シリンダ中心Ｏから第１孔２１１の縦穴２１１ｂの中心までの距離Ｌ１が３５ｍｍである。第２孔６０の周方向の幅Ｗ１が５ｍｍである。第２孔６０の軸方向の高さＨ１が５ｍｍである。そして、シリンダ内径Ｄ２が５０ｍｍである。なお、ここで示した各箇所の寸法は一例を示したに過ぎず、それらは適宜設定すればよい。この点は後述の実施の形態でも同様である。
【００３１】
以上説明したように、この実施の形態１によれば、シリンダ２１に形成された第１孔２１１と圧縮室２５とを連通する第２孔６０が主軸受３０の端面３２ａに沿って形成された横溝で構成されている。言い換えれば、第２孔６０が主軸受３０の端面３２ａのみに開口した孔で構成されている。このため、インジェクション流路１０に閉塞部材が不要であり、閉塞部材が必要であった従来構成に比べてより簡易な構成でインジェクション流路１０を構成できる。
【００３２】
また閉塞部材が不要となることで、閉塞部材の配置スペースを確保する必要がないため、インジェクション流路１０の配置自由度を向上できる。
【００３３】
ところで、インジェクション冷媒は、吐出圧よりも圧力が低いため、圧縮機構部２に含まれる、例えばベーン２３およびローリングピストン２２などの摺動部品を冷却する効果がある。摺動部品を冷却することで部品間のクリアランスを十分保ち、部品同士の焼付きを防ぐ効果がある。よって、圧縮機構部２に含まれる摺動部品をインジェクション冷媒を用いて局所的に冷却することで、信頼性の高いロータリ圧縮機を構成できる。以下、具体的に説明する。
【００３４】
図３（ｂ）にはベーン位相を０°としたとき、回転軸６の回転方向（図３（ｂ）の矢印２２０方向）に２７０°の位置にローリングピストン２２が位置した状態を示している。位相が２７０°の位置は、回転軸６の回転時における、ローリングピストン２２とシリンダ内周面２１ｃとの間の隙間が最も小さくなる設計とされた位置である。このため、ローリングピストン２２が２７０°の位置にあるとき、摩擦によってローリングピストン２２が熱膨張するため、この位置にあるローリングピストン２２をインジェジェクション冷媒で冷却することが好ましい。
【００３５】
この実施の形態１では、第２孔６０が位相２７０°の位置に配置されており、いわば、ローリングピストン２２とシリンダ内周面２１ｃとの間の隙間が最小となる位相に配置されている。このため、第２孔６０から噴出されるインジェクション冷媒によってローリングピストン２２を効果的に冷却することができる。なお、ここでは、第２孔６０全体が位相２７０°の位置に配置された例を示したが、第２孔６０のうち圧縮室２５と連通する流路出口が位相２７０°の位置に配置されていれば、ローリングピストン２２を効果的に冷却する効果を得ることができる。
【００３６】
なお、この発明のロータリ圧縮機は、上記各図に示した構造に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように種々の変形例の実施が可能である。以下の変形例としても同様の効果が得られる。
【００３７】
図４は、この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機のインジェクション流路の変形例を示す図である。
図１〜図３では、第２孔６０を主軸受３０の端板３２に形成していたが、この変形例では中間板５０に形成している。そして、第２孔６０を中間板５０に形成することに伴い、第１孔２１１の縦穴２１１ｂを軸受側端面２１ａではなく中間板側端面２１ｂに開口させている。このように第２孔６０を中間板５０に設けた構成としても、主軸受３０の端板３２に形成した場合と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
なお、以下に説明する実施の形態２〜実施の形態５においても、第２孔６０の形成位置は主軸受３０の端板３２および副軸受４０の端板４２でもよいし、中間板５０でもよい点は同様である。
【００３９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、第２孔６０が径方向に延びる直線状の形状であったが、第２孔６０は端板３２のシリンダ２１側の端面３２ａのみに開口した孔で形成されていればよく、実施の形態１の形状に限られたものではない。実施の形態２では、第２孔を別の形状とした形態について説明する。このように、実施の形態２は第２孔の形状が実施の形態１と異なるものであり、それ以外の構成は実施の形態１と同じである。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００４０】
図５は、この発明の実施の形態２に係るロータリ圧縮機の主軸受の概略底面図である。
実施の形態２の第２孔６１は、図３に示した実施の形態１の第２孔６０の一部を軸方向に見て曲線形状としたものである。ここでは、第２孔６１のうち径方向内側の端部から５ｍｍを直線形状とし、それよりも径方向外側を曲率半径Ｒ２０の曲線形状としている。なお、第２孔６１のうち径方向内側の端部を直線形状としたのは、製造上の量産を考慮したものであり、全部を曲線形状としてもよい。また、ここでは曲率半径Ｒ２０の曲線形状としたが、曲線形状の半径は例えばインボリュート曲線のように変化しても良い。
【００４１】
このように第２孔６１を構成した場合も、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、第２孔６１を軸方向に見て曲線形状とすることで、第２孔６１から圧縮室２５へのインジェクション冷媒のインジェクション方向に指向性を持たせることができる。図５には、インジェクション方向が回転軸６の回転方向（矢印２２０方向）を指向するように形成されている。具体的には、第２孔６１の径方向内側の端部６１ａが径方向外側の端部６１ｂよりも回転軸６の回転方向に位相α、進んだ位置に配置されている。
【００４３】
このように、第２孔６１を、インジェクション方向が回転軸６の回転方向（矢印２２０方向）を指向するように形成したことで、以下の効果が得られる。圧縮室２５では、圧縮された冷媒が回転軸６の回転方向に向かう流れ、言い換えれば吐出ポート３２１に向かう流れが形成されている。よって、第２孔６１が回転軸６の回転方向を指向することで、圧縮室２５内での冷媒の流れによって第２孔６１内のインジェクション冷媒が圧縮室２５内に引き込まれ、効果的にインジェクション流量を増加させることができる。つまり、簡易な構造でインジェクション流量の多いインジェクション機構を構成できる。
【００４４】
また、第２孔６１によるインジェクション冷媒の指向先として、他に例えばベーン２３を指向するようにしてもよい。ベーン２３を指向する構成とした場合、インジェクション冷媒によってベーン２３を十分に冷却でき、信頼性の高いロータリ圧縮機を構成できる。ベーン２３を指向する場合の具体的な第２孔６１の曲線形状は、第２孔６１の径方向内側の端部６１ａが径方向外側の端部６１ｂよりも、軸方向に見てベーン２３に近ければよく、図５に示した第２孔６１もそれに該当する。
【００４５】
実施の形態３．
実施の形態３は、圧縮室２５からインジェクション流路への冷媒の逆流と、シリンダ室内における低圧側から高圧側への冷媒漏れとを抑制する形態であり、具体的には第２孔の形状が実施の形態１と異なるものである。第２孔の形状以外の構成は実施の形態１と同じである。以下、実施の形態３が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００４６】
図６は、この発明の実施の形態３に係るロータリ圧縮機の主軸受を示す図で、（ａ）概略縦断面図と（ｂ）概略底面図とをまとめて示した図である。図７は、図６の第２孔を含む周囲の拡大図である。
実施の形態３の第２孔６２は、端板３２のシリンダ２１側の端面３２ａのみに開口した孔で形成されており、この点は実施の形態１と同様である。以下、実施の形態３の第２孔６２の特徴的な構成について説明する。
【００４７】
第２孔６２は、第２孔６２の流路途中に流路断面を絞った絞り部６２ａを備えた構成を有する。絞り部６２ａを境として上流側は主軸受３０の端面３２ａに形成された横溝６２ｂで構成され、下流側は主軸受３０の端面３２ａから軸方向に延びる縦穴６２ｃで構成されている。絞り部６２ａは主軸受３０の端面３２ａに径方向に延びて形成された溝で構成されている。そして、図７に示すように絞り部６２ａの径方向外側の端部６２ａａが、シリンダ内周面２１ｃと径方向の位置が一致しており、絞り部６２ａおよび縦穴６２ｃがシリンダ内周面２１ｃより内側に位置し、圧縮室２５に連通している。また、横溝６２ｂの径方向外側の端部６２ｂａは第１孔２１１の流路出口と対向する位置に位置している。このように第２孔６２が形成されることで、第１孔２１１と圧縮室２５とが第２孔６２を介して連通する。
【００４８】
ここで、第２孔６２の寸法の一例について説明する。横溝６２ｂの周方向の幅Ｗ１および高さＨ１はそれぞれ５ｍｍである。縦穴６２ｃの高さＨ２は７ｍｍであり、縦穴６２ｃの高さの方が横溝６２ｂの高さよりも高い。また、縦穴６２ｃの直径Ｄ３は６ｍｍである。縦穴６２ｃの中心は、シリンダ内周面２１ｃよりも内側に配置しており、シリンダ内周面２１ｃと縦穴６２ｃの中心との径方向の距離Ｌ２は５ｍｍである。また、絞り部６２ａの周方向の幅Ｗ２は３ｍｍであり、縦穴６２ｃの直径Ｄ３未満かつ横溝６２ｂの周方向の幅Ｗ１未満に設定されている。
【００４９】
運転条件および絞り部６２ａが配置される位相によっては、圧縮室２５の内圧よりもインジェクション冷媒の圧力が低くなる場合がある。例えば、以下の条件で、回転軸６の位相が１８０°程度のとき圧縮室２５の内圧＞インジェクション冷媒の圧力となる。運転条件として、吐出圧が４．１ＭＰａＧ、吸入圧が０．５ＭＰａＧ、インジェクション冷媒の圧力が１．３ＭＰａＧである。また、絞り部６２ａの配置位相が、図６（ｂ）に示すように、ベーン位相を０°としたとき、回転軸６の回転方向（図６（ｂ）の矢印２２０方向）に位相２７０°である。以上の条件のとき、回転軸６の位相が１８０°程度で圧縮室２５の内圧＞インジェクション冷媒の圧力となり、圧縮室２５からインジェクション流路への冷媒の逆流が発生する。
【００５０】
そこで、図６および図７に示したように、第２孔６２の流路途中に絞り部６２ａを設けることで、圧縮室２５からインジェクション流路への冷媒の逆流を抑制できる。
【００５１】
また、絞り部６２ａが配置された２７０°付近をローリングピストン２２が通過する際、縦穴６２ｃはローリングピストン２２によって塞がれる。しかし、ローリングピストン２２とシリンダ内周面２１ｃ間には僅かに隙間があり、また、絞り部６２ａはシリンダ内周面２１ｃの内側に位置している。このため、ローリングピストン２２とシリンダ内周面２１ｃ間の隙間と絞り部６２ａとは連通している。したがって、この連通部分を介した冷媒漏れ、すなわちシリンダ２１内において高圧である圧縮室２５から低圧である吸入室２４への冷媒漏れが懸念される。しかし、この実施の形態３では、絞り部６２ａを設けることによって冷媒漏洩ルートの流路面積を縮小している。このため、仮に絞り部６２ａを設けず、横溝６２ｂを径方向内側に延長して縦穴６２ｃに連通させた構成に比べて冷媒漏れを低減でき、圧縮機効率を向上させることができる。
【００５２】
以上説明したように、この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、第２孔６２に絞り部６２ａを設け、流路途中で絞る構成としたので以下の効果が得られる。すなわち、圧縮室２５からインジェクション流路１０への冷媒の逆流を抑制できる。
【００５３】
また、縦穴６２ｃの高さＨ２が横溝６２ｂの高さＨ１よりも高いことで、縦穴６２ｃに逆流したインジェクション冷媒を縦穴６２ｃの奥で捉えることができ、横溝６２ｂへの逆流を抑制できる。
【００５４】
また、絞り部６２ａの流路入口側の端部がシリンダ内周面２１ｃと径方向の位置が一致するように配置したので、圧縮室２５から吸入室２４への冷媒漏れを低減できる。
【００５５】
実施の形態４．
実施の形態４は、インジェクション流路から圧縮室２５へのインジェクション冷媒のインジェクション方向に指向性を持たせるようにした形態である。実施の形態４は、具体的には第２孔の形状が実施の形態１と異なるものであり、それ以外の構成は実施の形態１と同じである。以下、実施の形態４が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００５６】
図８は、この発明の実施の形態４に係るロータリ圧縮機の主軸受を示す図で、（ａ）概略縦断面図と（ｂ）概略底面図とをまとめて示した図である。
この実施の形態４の第２孔６３は、主軸受３０の端面３２ａのみに開口した孔で形成されており、この点は実施の形態１と同様である。以下、実施の形態４の第２孔６３の特徴的な構成について説明する。
【００５７】
第２孔６３は、主軸受３０の端面３２ａに形成された径方向に延びる横溝６３ａと、横溝６３ａに連通して形成され、端面３２ａに対して非垂直の傾斜穴６３ｂとで構成されている。横溝６３ａの径方向外側の端部６３ａａは第１孔２１１の流路出口と対向しており、横溝６３ａは第１孔２１１と連通している。また、傾斜穴６３ｂの流路出口６３ｂａはシリンダ内周面２１ｃより内側に位置し、圧縮室２５に連通している。このように第２孔６３が形成されることで、第１孔２１１と圧縮室２５とが第２孔６３を介して連通する。
【００５８】
そして、傾斜穴６３ｂは、傾斜穴６３ｂから圧縮室２５へインジェクションされるインジェクション冷媒のインジェクション方向が回転軸６の回転方向（矢印２２０方向）を指向するように形成されている。具体的には、図８（ｂ）に示すように傾斜穴６３ｂの流路出口６３ｂａが、傾斜穴６３ｂの横溝６３ａとの連通部分である流路入口６３ｂｂよりも回転軸６の回転方向（矢印２２０方向）に位相β、進んだ位置に配置されている。そして、傾斜穴６３ｂは端面３２ａの垂線に対してここでは例えば３０°傾斜している。以上の構成により、実施の形態２と同様に傾斜穴６３ｂ内のインジェクション冷媒が圧縮室２５内に引き込まれ、効果的にインジェクション流量を増加させることができる。
【００５９】
以上説明したように、この実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに以下の効果が得られる。すなわち、第２孔６３から圧縮室２５へのインジェクション冷媒のインジェクション方向が回転軸６の回転方向を指向するように第２孔６３を形成したので、効果的にインジェクション流量を増加させることができる。つまり、簡易な構造でインジェクション流量の多いインジェクション機構を構成できる。なお、インジェクション方向を決めるのは第２孔６３の流路出口側である傾斜穴６３ｂであるので、傾斜穴６３ｂの流路出口６３ｂａが流路入口６３ｂｂよりも回転軸６の回転方向に進んだ位置に形成されていれば、回転軸６の回転方向を指向する構成とできる。
【００６０】
また、第２孔６３によるインジェクション冷媒の指向先として、他に例えばベーン２３を指向するようにしてもよい。ベーン２３を指向する構成とした場合、インジェクション冷媒によってベーン２３を十分に冷却でき、信頼性の高いロータリ圧縮機を構成できる。ベーン２３を指向する場合の具体的な第２孔６３の構成としては、傾斜穴６３ｂの流路出口６３ｂａが流路入口６３ｂｂよりも軸方向に見てベーン２３に近づければよく、図８に示した第２孔６３もそれに該当する。
【００６１】
実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態４と同様にインジェクション流路から圧縮室２５へのインジェクション冷媒のインジェクション方向に指向性を持たせるようにした形態である。実施の形態５は、具体的には第２孔の形状が実施の形態１および実施の形態４と異なるものであり、それ以外の構成は実施の形態１と同じである。以下、実施の形態５が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００６２】
図９は、この発明の実施の形態５に係るロータリ圧縮機の主軸受を示す図で、（ａ）概略縦断面図と（ｂ）概略底面図とをまとめて示した図である。
この実施の形態５の第２孔６４は、端板３２のシリンダ２１側の端面３２ａのみに開口した孔で形成されており、この点は実施の形態１と同様である。以下、実施の形態５の第２孔６４の特徴的な構成について説明する。
【００６３】
第２孔６４は、主軸受３０の端面３２ａに形成された径方向に延びる横溝６４ａと、第１傾斜穴６４ｂと、第２傾斜穴６４ｃとで構成されている。実施の形態５の第２孔６４は、いわば実施の形態４の第２孔６３の傾斜穴６３ｂを２本の傾斜穴で代用した構成に相当する。
【００６４】
横溝６４ａの径方向外側の端部６４ａａは第１孔２１１の流路出口と対向しており、横溝６３ａは第１孔２１１と連通している。また、第１傾斜穴６４ｂは、横溝６４ａの径方向内側の端部に連通して形成され、端面３２ａに対して傾斜している。第２傾斜穴６４ｃは、第１傾斜穴６４ｂの径方向内側の端部に連通して形成され、第１傾斜穴６４ｂに対して傾斜している。そして、第２傾斜穴６４ｃの流路出口６４ｃａがシリンダ内周面２１ｃより内側に位置し、圧縮室２５に連通している。このように第２孔６４が形成されることで、第１孔２１１と圧縮室２５とが第２孔６４を介して連通する。
【００６５】
そして、第２傾斜穴６４ｃは、第２傾斜穴６４ｃから圧縮室２５へのインジェクション冷媒のインジェクション方向が回転軸６の回転方向（矢印２２０方向）を指向するように形成されている。具体的には、図９（ｂ）に示すように、第２傾斜穴６４ｃの流路出口６４ｃａが流路入口６４ｃｂよりも回転軸６の回転方向に位相β、進んだ位置に配置されている。そして、第２傾斜穴６４ｃは端面３２ａの垂線に対してここでは例えば３０°傾斜している。以上の構成により、実施の形態２および実施の形態４と同様に、第２傾斜穴６４ｃ内のインジェクション冷媒が圧縮室２５内に引き込まれ、効果的にインジェクション流量を増加させることができる。
【００６６】
ここで、第２孔６４の寸法の一例について説明する。第１傾斜穴６４ｂおよび第２傾斜穴６４ｃのそれぞれの穴径は３ｍｍである。また、第１傾斜穴６４ｂと第２傾斜穴６４ｃとの交差角度γは１２０°である。この交差角度γは、冷媒の曲がり圧損抑制のため９０°以上が望ましい。
【００６７】
ところで、上記実施の形態４では、傾斜穴６３ｂ（図８参照）が端面３２ａ側で横溝６３ａに連続し、いわば端面３２ａに溝を形成する構成であった。これに対し、実施の形態５では、第１傾斜穴６４ｂと第２傾斜穴６４ｃとが端面３２ａ側で互いに連通せず、第１傾斜穴６４ｂと第２傾斜穴６４ｃとの交差点が端面３２ａよりも上方に位置する構成としている。言い換えれば、実施の形態５は、第１傾斜穴６４ｂと第２傾斜穴６４ｃと端面３２ａとで三角形状を形成する構成である。この構成とするには、交差角度γの上限値を以下の（１）式で特定される値未満とすればよい。
【００６８】
１８０−ｔａｎ−１（ｒ１／Ｌ３）−ｔａｎ−１（ｒ２／Ｌ４）
・・・（１）
ここで、
ｒ１：第１傾斜穴６４ｂの半径
ｒ２：第２傾斜穴６４ｃの半径
Ｌ３：第１傾斜穴６４ｂの端面３２ａ側の開口から交差点までの距離
Ｌ４：第２傾斜穴６４ｃの端面３２ａ側の開口から交差点までの距離
【００６９】
（１）式は、次のようにして算出される。第１傾斜穴６４ｂと第２傾斜穴６４ｃと端面３２ａとで三角形状を形成する構成とするには、交差点の高さＨ３が常に下記の関係を満たせばよい。
Ｈ３＞ｒ１  且つ  Ｈ３＞ｒ２
ここで、
Ｈ３：第１傾斜穴と第２傾斜穴との交差点の端面３２ａからの高さ
【００７０】
この関係を角度の制約に変形することで、（１）式が算出される。
【００７１】
以上説明したように、実施の形態５によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに以下の効果が得られる。すなわち、第２孔６４から圧縮室２５へのインジェクション冷媒のインジェクション方向が回転軸６の回転方向を指向するように第２孔６４を形成したので、効果的にインジェクション流量を増加させることができる。つまり、簡易な構造でインジェクション流量の多いインジェクション機構を構成できる。なお、インジェクション方向を決めるのは第２孔６４の流路出口側である第２傾斜穴６４ｃである。このため、第２傾斜穴６４ｃの流路出口６４ｃａが流路入口６４ｃｂよりも回転軸６の回転方向に進んだ位置に形成されていれば、回転軸６の回転方向を指向する構成とできる。
【００７２】
また、第２孔６４によるインジェクション冷媒の指向先として、他に例えばベーン２３を指向するようにしてもよい。ベーン２３を指向する構成とした場合、インジェクション冷媒によってベーン２３を十分に冷却でき、信頼性の高いロータリ圧縮機を構成できる。ベーン２３を指向する場合の具体的な第２孔６４の構成としては、第２傾斜穴６４ｃの流路出口６４ｃａが流路入口６４ｃｂよりも軸方向に見てベーン２３に近づければよく、図９に示した第２孔６４もそれに該当する。
【００７３】
また、第２孔６４が２本の傾斜穴を備え、第２孔６４内で流路方向の変更が行われる構造としたことで以下の効果が得られる。すなわち、ローリングピストン２２が流路出口６４ｃａを通過する際の圧縮室２５から吸入室２４への冷媒の漏洩を防ぎ、圧縮機効率を向上させることができる。
【００７４】
なお、図９では、第２孔６４が横溝６４ａと第１傾斜穴６４ｂと第２傾斜穴６４ｃとで構成された例を示したが、次の図１０のように構成してもよい。しかし、図９のように横溝６４ａを設けた構成とした方が、図１０の構成に比べて第１傾斜穴６４ｂと第２傾斜穴６４ｃとの交差角度γを自由に決めやすく、設計自由度を高めることができる。
【００７５】
図１０は、この発明の実施の形態５に係るロータリ圧縮機の主軸受の変形例の概略縦断面図である。
この変形例では、第２孔６４が第１傾斜穴６４ｂと第２傾斜穴６４ｃとで構成されている。このように、横溝６４ａを無くして、第１傾斜穴６４ｂの流路入口を第１孔２１１と連通させる構成としてもよい。なお、第２孔６４を第１傾斜穴６４ｂと第２傾斜穴６４ｃとで構成する場合も、交差角度γは、冷媒の曲がり圧損抑制のため９０°以上とすることが望ましい。
【００７６】
また、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、各実施の形態の特徴的な構成を適宜組み合わせてもよい。たとえば、実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせ、図５に示した実施の形態２の第２孔６１の流路途中に絞り部を設けた構成としてもよい。また、実施の形態３と実施の形態４とを組み合わせ、図８に示した第２孔６３の流路途中に絞り部を設けた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１  密閉容器、１ａ  吐出管、２  圧縮機構部、３  電動機部、３ａ  固定子、３ｂ  回転子、４  インジェクション配管、５  吸入マフラー、６  回転軸、６ａ  偏心軸部、１０  インジェクション流路、２０Ａ  第１圧縮機構部、２０Ｂ  第２圧縮機構部、２１  シリンダ、２１ａ  軸受側端面、２１ｂ  中間板側端面、２１ｃ  シリンダ内周面、２２  ローリングピストン、２３  ベーン、２４  吸入室、２５  圧縮室、３０  主軸受、３１  軸受部、３２  端板、３２ａ  端面、４０  副軸受、４１  軸受部、４２  端板、５０  中間板、６０  第２孔、６０ａ  端部、６０ｂ  端部、６１  第２孔、６１ａ  端部、６１ｂ  端部、６２  第２孔、６２ａ  絞り部、６２ａａ  端部、６２ｂ  横溝、６２ｂａ  端部、６２ｃ  縦穴、６３  第２孔、６３ａ  横溝、６３ａａ  端部、６３ｂ  傾斜穴、６３ｂａ  流路出口、６３ｂｂ  流路入口、６４  第２孔、６４ａ  横溝、６４ａａ  端部、６４ｂ  第１傾斜穴、６４ｃ  第２傾斜穴、６４ｃａ  流路出口、６４ｃｂ  流路入口、２１１  第１孔、２１１ａ  横穴、２１１ｂ  縦穴、２２０  矢印、３２１  吐出ポート。
【図１】
0006961084.tif 000002
【図２】
0006961084.tif 000003
【図３】
0006961084.tif 000004
【図４】
0006961084.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006961084.tif 000007
【図７】
0006961084.tif 000008
【図８】
0006961084.tif 000009
【図９】
0006961084.tif 000010
【図１０】
0006961084.tif 000011