(57)【要約】  ローリングピストン型圧縮機は、密閉容器内に圧縮機構部を備えるローリングピストン型圧縮機であって、圧縮機構部は、シリンダと上軸受と下軸受とを有し、吸入連絡路と吸入経路とを設け、シリンダの吸入経路の途中には、吸入連絡路の接続側とは反対側にて、圧縮室側に突出して冷媒を受ける段付きが形成され、シリンダの吸入経路とベーン溝との周方向間には、突起部が形成され、突起部の上端部と上軸受との間には、第１隙間が形成され、突起部の下端部と下軸受との間には、第２隙間が形成され、突起部は、ベーンに圧縮室内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有する。
2020170361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に圧縮機構部を備えるローリングピストン型圧縮機であって、
前記圧縮機構部は、内部に圧縮室を形成するとともにベーンを配置したベーン溝が形成されたシリンダと前記シリンダの上端面を覆う上軸受と前記シリンダの下端面を覆う下軸受とを有し、
前記上軸受又は前記下軸受のいずれか一方に形成された吸入孔によって冷媒を吸入する吸入連絡路と、
前記シリンダの前記圧縮室よりも半径方向外側にて、前記吸入連絡路から前記圧縮室に冷媒を流通させる吸入経路と、
を設け、
前記シリンダの前記吸入経路の途中には、前記吸入連絡路の接続側とは反対側にて、前記圧縮室側に突出して冷媒を受ける段付きが形成され、
前記シリンダの前記吸入経路と前記ベーン溝との周方向間には、前記圧縮室側に突出する突起部が形成され、
前記突起部の上端部と前記上軸受との間には、第１隙間が形成され、
前記突起部の下端部と前記下軸受との間には、第２隙間が形成され、
前記突起部は、前記ベーンに前記圧縮室内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに前記圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有するローリングピストン型圧縮機。
【請求項２】
前記吸入連絡路は、前記上軸受に形成される請求項１に記載のローリングピストン型圧縮機。
【請求項３】
前記段付きは、１段の段部である請求項１又は請求項２に記載のローリングピストン型圧縮機。
【請求項４】
前記段付きは、前記吸入連絡路の接続側の表面を平坦に形成された平板状である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のローリングピストン型圧縮機。
【請求項５】
前記段付きは、前記吸入連絡路の接続側から工具によって上下方向に切削加工して上下方向にくり貫いた空間部を形成し、その位置から前記工具によって前記圧縮室側に切削加工して前記空間部を広げつつ当該段付きの平坦な表面を形成し、その後に前記工具によって前記吸入連絡路の接続側とは反対側に切削加工して前記空間部を上下方向に貫通させつつ当該段付きの先端部を形成した平板状である請求項４に記載のローリングピストン型圧縮機。
【請求項６】
二酸化炭素冷媒を圧縮する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のローリングピストン型圧縮機。
【請求項７】
前記シリンダの上下方向高さをａ４とし、前記段付きの高さをａ２としたとき、２≦ａ４／ａ２≦５の関係が満たされる請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のローリングピストン型圧縮機。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のローリングピストン型圧縮機を備える冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉容器内に圧縮機構部を備えるローリングピストン型圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のローリングピストン型圧縮機として特許文献１に記載のものがある。特許文献１の技術では、クランク軸が偏心部を有する。シリンダが偏心部の外周側に設けられて筒状に形成されている。ピストンが偏心部に追従して回転し、偏心部とシリンダとの間に圧縮室が形成される。上軸受及び下軸受がシリンダの両端面をそれぞれ閉塞している。また、シリンダには、外周面からシリンダ室に伸びる吸入通路が形成されている。【０００３】
ここで、二酸化炭素冷媒の冷媒圧力は、フロン系冷媒の冷媒圧力と比較して大きいため、軸受への負荷が大きく、差圧も大きく、冷媒漏れによる悪影響が大きい。そのため、軸受負荷の軽減及び圧縮機効率向上のために、二酸化炭素冷媒以外の他冷媒を使用した圧縮機と比較し、二酸化炭素冷媒を用いるときにシリンダが薄い厚みを有すると効果的である。【０００４】
シリンダの厚みが薄いとシリンダに吸入通路を形成した場合に、通路断面積が十分に確保できない。そのため、吸入冷媒の圧力損失が増大し、効率低下が招かれている。【０００５】
そこで、シリンダを閉塞する上下それぞれの上軸受及び下軸受に吸入通路に繋がる吸入連絡路が形成され、通路断面積が十分に確保され、吸入冷媒の圧力損失が低減されるように構成している(たとえば、特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２００５０４号公報
【特許文献２】特開２００１−８２３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のこの種の密閉型圧縮機は、駆動時にベーンにより高圧室と低圧室とを隔てている。このため、高圧室内の高圧冷媒ガスがベーンをベーン溝に押圧する。これにより、ベーン溝におけるシリンダの半径方向の内側端とベーンの側面との間に片当りが発生し、局所的な面圧が増大し、摩耗が増大する問題がある。【０００８】
また、従来の上軸受又は下軸受に吸入連絡路を有するロータリ式圧縮機では、冷媒が軸受に設けた吸入連絡路からシリンダとピストンとによって形成される圧縮室に流入する際に、冷媒流路の断面積が狭められることになる。このため、従来と同程度の開口径の吸入連絡路が形成されても、実質的には吸入冷媒の圧力損失が低減できない。【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、圧縮機駆動時にベーンとシリンダとの片当たりが防止され、ベーンの潤滑性が改善されるとともに、吸入管から圧縮室に冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保され、流入冷媒の圧力損失が低減できるローリングピストン型圧縮機及び冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るローリングピストン型圧縮機は、密閉容器内に圧縮機構部を備えるローリングピストン型圧縮機であって、前記圧縮機構部は、内部に圧縮室を形成するとともにベーンを配置したベーン溝が形成されたシリンダと前記シリンダの上端面を覆う上軸受と前記シリンダの下端面を覆う下軸受とを有し、前記上軸受又は前記下軸受のいずれか一方に形成された吸入孔によって冷媒を吸入する吸入連絡路と、前記シリンダの前記圧縮室よりも半径方向外側にて、前記吸入連絡路から前記圧縮室に冷媒を流通させる吸入経路と、を設け、前記シリンダの前記吸入経路の途中には、前記吸入連絡路の接続側とは反対側にて、前記圧縮室側に突出して冷媒を受ける段付きが形成され、前記シリンダの前記吸入経路と前記ベーン溝との周方向間には、前記圧縮室側に突出する突起部が形成され、前記突起部の上端部と前記上軸受との間には、第１隙間が形成され、前記突起部の下端部と前記下軸受との間には、第２隙間が形成され、前記突起部は、前記ベーンに前記圧縮室内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに前記圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有するものである。【００１１】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記のローリングピストン型圧縮機を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るローリングピストン型圧縮機及び冷凍サイクル装置によれば、ベーンに圧縮室内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに、突起部が圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有する。これにより、圧縮機駆動時にベーンとシリンダとの片当たりが防止できる。吸入経路の途中には、吸入連絡路の接続側とは反対側にて、圧縮室側に突出して冷媒を受ける段付きが形成されている。これにより、吸入経路では、吸入管から圧縮室に冷媒を導く際に媒流路の断面積が十分に確保できる。したがって、圧縮機駆動時にベーンとシリンダとの片当たりが防止され、ベーンの潤滑性が改善されるとともに、吸入管から圧縮室に冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保され、流入冷媒の圧力損失が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るローリングピストン型圧縮機を縦断面にて示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る圧縮機構部を横断面にて示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る吸入連絡路と吸入経路とを図２のＡ−Ａ線の縦断面にて示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る突起部を図２のＢ−Ｂ線の縦断面にて示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る吸入経路の切削加工工程を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る吸入経路の切削加工工程を示すフローチャートである。
【図７】比較例１の吸入連絡路と吸入経路とを縦断面にて示す説明図である。
【図８】比較例２の吸入連絡路と吸入経路とを縦断面にて示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るローリングピストン型圧縮機を適用した冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングが省略されている。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るローリングピストン型圧縮機である圧縮機１００を縦断面にて示す説明図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機構部である圧縮要素５を横断面にて示す説明図である。図１に示すように、圧縮機１００は、たとえば、吸入管７ａにより図９に参照して示す冷凍サイクル装置１０１の蒸発器１０４と接続され、吐出管７ｂにより冷凍サイクル装置１０１の凝縮器１０２と接続されて使用される。
【００１６】
圧縮機１００の外観を構成する密閉容器２は、略円筒形状の胴部２１と略半球形状の上蓋部２２と下蓋部２３とから構成されている。胴部２１の上部には、上蓋部２２が溶接されるとともに、胴部２１の下部には、下蓋部２３が溶接されている。密閉容器２は、台座３の上に設けられている。下蓋部２３と台座３とは、固定されている。圧縮機１００は、通常設置状態にてボルトなどによって台座３が設置場所に固定されている。
【００１７】
密閉容器２の内部には、駆動部を構成した電動要素４と圧縮機構部を構成した圧縮要素５とが収容されている。
【００１８】
電動要素４は、密閉容器２の胴部２１の内周面に固定された固定子４１と固定子４１の内側に若干の隙間を設けて配置した回転子４２とから構成されている。固定子４１と胴部２１とがスポット溶接又は焼きバメなどで固定されている。電動要素４は、上蓋部２２の中央部に取り付けられた端子６ａとリード線６ｂを介して接続されている。電力が端子６ａから電動要素４にリード線６ｂを介して供給される。
【００１９】
圧縮要素５は、クランク軸５１とシリンダ５２と上軸受５３と下軸受５４とローラ５５とベーン５６とから構成されている。胴部２１と上軸受５３とがスポット溶接によって固定されている。クランク軸５１は、一方向に偏芯した偏芯部５１ａの外周部にローラ５５を有し、電動要素４の回転子４２の中心部に挿入固定されている。シリンダ５２は、筒状部材であり、クランク軸５１と同心の圧縮室５２ａを内部に形成する。シリンダ５２には、ベーン５６を配置するベーン溝５２ｅが形成されている。上軸受５３と下軸受５４とは、クランク軸５１を支持する。シリンダ５２の上部の端部には、上軸受５３が配置され、シリンダ５２の上端面を覆う。シリンダ５２の下部の端部には、下軸受５４が配置され、シリンダ５２の下端面を覆う。ローラ５５は、シリンダ５２内にてクランク軸５１の偏芯部５１ａとして装着されている。ベーン５６は、シリンダ５２に設けられたベーン溝５２ｅに挿入され、圧縮室５２ａを低圧室５２ｇと高圧室５２ｈとに仕切る。
【００２０】
胴部２１には、貫通孔が設けられている。貫通孔に吸入管７ａが接続されている。吸入管７ａの先端は、上軸受５３に設けられた吸入孔５３ａに挿入されている。吸入孔５３ａは、上軸受５３の下側端面からクランク軸５１と水平に加工された吸入連絡路５３ｂに接続されている。吸入連絡路５３ｂは、上軸受５３に形成された吸入孔５３ａによって冷媒ガスを吸入する。
【００２１】
上軸受５３の吸入連絡路５３ｂは、シリンダ５２の圧縮室５２ａより外周側に設けられ、段付き５２ｃを有した吸入経路５２ｂに接続されている。吸入経路５２ｂは、シリンダ５２の圧縮室５２ａよりも半径方向外側にて、吸入連絡路５３ｂから圧縮室５２ａに冷媒を流通させる。
【００２２】
シリンダ５２には、吸入経路５２ｂと吐出口５２ｄとの間から半径方向に伸びるベーン溝５２ｅが形成されている。ベーン溝５２ｅは、圧縮室５２ａからシリンダ５２の半径方向外側に伸びているとともに、シリンダ５２の上下両面に貫通する。ベーン溝５２ｅの外周側は、同じく上下両面に貫通する外周側の孔５２ｆと繋がっている。ベーン溝５２ｅには、圧縮室５２ａを低圧側の低圧室５２ｇと高圧側の高圧室５２ｈとに分離するベーン５６が挿入されている。ベーン５６は、半径方向外側の背部である孔５２ｆに収容されたバネ５７によってベーン５６の半径方向内側の先端がローラ５５の外周面と当接されている。ベーン５６近傍の高圧室５２ｈ側には、吐出口５２ｄが設けられている。吐出口５２ｄは、密閉容器２の内部空間に開口する開口部と連通している。
【００２３】
シリンダ５２には、幅ａ１を有する吸入経路５２ｂとベーン溝５２ｅとの間に弾性変形可能な突起部５２ｊが形成される。突起部５２ｊは、シリンダ５２の吸入経路５２ｂとベーン溝５２ｅとの周方向間にて、圧縮室５２ａ側に突出している。突起部５２ｊは、ベーン５６が圧縮室５２ａ内の冷媒ガスによって圧縮荷重が加えられたときに当該圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有する。
【００２４】
図３は、本発明の実施の形態１に係る吸入連絡路５３ｂと吸入経路５２ｂとを図２のＡ−Ａ線の縦断面にて示す説明図である。図３に示すように、シリンダ５２の吸入経路５２ｂの途中には、吸入連絡路５３ｂの接続側とは反対側にて、圧縮室５２ａ側に突出して冷媒ガスを受ける段付き５２ｃが形成されている。段付き５２ｃは、１段の階段状の段部である。段付き５２ｃは、吸入経路５２ｂを形成した空間部の上下方向壁面から直角に折れ曲がって吸入連絡路５３ｂの接続側の表面を平坦に形成された平板状である。段付き５２ｃを形成する際には、吸入連絡路５３ｂの接続側から図５に参照して示す工具１０によって上下方向に切削加工して上下方向にくり貫いて吸入経路５２ｂを形成した空間部が形成される。そして、吸入経路５２ｂを形成した空間部を形成した位置から工具１０によって圧縮室５２ａ側に切削加工して吸入経路５２ｂを形成した空間部が広げられつつ当該段付き５２ｃの上を向いた平坦な表面が形成される。その後に工具１０によって吸入連絡路５３ｂの接続側とは反対側に切削加工して吸入経路５２ｂを形成した空間部が上下方向に貫通しつつ当該段付き５２ｃの圧縮室５２ａ側の先端部５２ｃ１が形成される。これにより、平板状の１段の段付き５２ｃが形成されている。段付き５２ｃは、シリンダ５２の吸入経路５２ｂにて、外周側の下面に幅ａ２を有し、圧縮室５２ａ側に長さａ３だけ突き出している。段付き５２ｃの内周側の吸入経路５２ｂを形成した空間部は、上下両面に貫通し、圧縮室５２ａと連通している。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態１に係る突起部５２ｊを図２のＢ−Ｂ線の縦断面にて示す説明図である。図４に示すように、突起部５２ｊの上端部と上軸受５３との間には、第１隙間６０ａが形成されている。突起部５２ｊの下端部と下軸受５４との間には、第２隙間６０ｂが形成されている。第１隙間６０ａ及び第２隙間６０ｂは、突起部５２ｊの上下の両端面にてそれぞれシリンダ５２に取り付けられた上軸受５３及び下軸受５４と接触しないように隙間を確保している。第１隙間６０ａ及び第２隙間６０ｂは、たとえば、隙間の深さ、すなわち、形成される隙間は、０．１〜０．１５ｍｍに設定されている。
【００２６】
＜段付き５２ｃの切削工程＞
図５は、本発明の実施の形態１に係る吸入経路５２ｂの切削加工工程を示す説明図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る吸入経路５２ｂの切削加工工程を示すフローチャートである。
【００２７】
図５に示すように、段付き５２ｃは、エンドミルなどの工具１０によって連続的な切削工程を経て加工される。工具１０は、制御部１１と有線又は無線の通信線１２を介して通信して切削加工が制御される。制御部１１は、いわゆる切削加工のソフトウェア処理を実行するハードウェアである。
【００２８】
図５及び図６に示すように、制御部１１は、ステップＳ１にて、工具１０によって、吸入連絡路５３ｂの接続側から下方向に切削加工して上下方向にくり貫いた段付き５２ｃの表面までの吸入経路５２ｂとなる空間部を形成する。
【００２９】
制御部１１は、ステップＳ２にて、工具１０によって、段付き５２ｃの表面までの吸入経路５２ｂとなる空間部を形成した位置から圧縮室５２ａ側であるシリンダ５２の中心側に切削加工して吸入経路５２ｂとなる空間部を圧縮室５２ａ側に広げつつ段付き５２ｃの平坦な表面を形成する。
【００３０】
制御部１１は、ステップＳ３にて、工具１０によって、吸入連絡路５３ｂの接続側とは反対側に切削加工して吸入経路５２ｂとなる空間部を上下方向に貫通させつつ段付き５２ｃの半径方向内側の先端部５２ｃ１を形成する。これにより、段付き５２ｃは、１段の平板状に形成される。
【００３１】
＜圧縮機１００の動作＞
端子６ａを通じて電力が供給されると、回転子４２に固定されたクランク軸５１がクランク軸５１を中心に回転する。これにより、冷媒ガスが冷凍サイクル装置１０１から吸入管７ａと吸入経路５２ｂとを通して圧縮室５２ａ内に吸い込まれ、圧縮室５２ａにてローラ５５の偏芯運動によって圧縮される。圧縮された高圧力の冷媒ガスは、密閉容器２内に放出され、密閉容器２内は高圧力状態になる。密閉容器２内の高圧力の冷媒ガスは吐出管７ｂによって冷凍サイクル装置１０１に吐き出される。なお、クランク軸５１は、胴部２１の中心線上に存在する。
【００３２】
そして、圧縮過程にて、圧縮室５２ａ内に突出し、ローラ５５に当接しながら低圧室５２ｇと高圧室５２ｈとを分離するベーン５６は、高圧冷媒の圧縮荷重により、ベーン溝５２ｅ方向に押し付けられる。すなわち、圧縮荷重によってベーン５６の圧縮室５２ａ側は、圧縮荷重の押圧方向に押される。このとき、突起部５２ｊは、ベーン５６の押圧により押圧方向に弾性的に撓む。これにより、ベーン５６とベーン溝５２ｅとの片当たりが防止でき、片当たりによる摩耗が防止でき、ベーン５６の移動が容易になる。
【００３３】
さらに、突起部５２ｊが撓むときに、突起部５２ｊの上下端面それぞれに形成した第１隙間６０ａ及び第２隙間６０ｂにより、突起部５２ｊがシリンダ５２に取り付けられた上軸受５３及び下軸受５４とは接触しない。これにより、突起部５２ｊは、上軸受５３及び下軸受５４のそれぞれと摺接しなくなるため、突起部５２ｊ、上軸受５３及び下軸受５４の摩耗が防止でき、機械損失の増大が防止できる。
【００３４】
圧縮荷重付与時に吸入経路５２ｂに設けた段付き５２ｃは、突起部５２ｊの根元を支える。これにより、突起部５２ｊの圧縮荷重に対する強度が向上でき、突起部５２ｊの強度不足による変形又は破損の発生が抑制される。特に、冷媒漏れによる損失を削減するためにシリンダ５２の上下方向高さａ４を薄くした場合に、突起部５２ｊの強度が低下する。そのため、この効果は、シリンダ５２を薄肉化した際により有効である。しかし、段付き５２ｃの幅ａ１、幅ａ２及び突き出し長さａ３が大きくなると、前述した突起部５２ｊの撓みによる摩耗防止の効果が小さくなるとともに、冷媒流路が縮小するため、冷媒の圧力損失が増加する。
【００３５】
冷媒の圧力損失の増加を防ぐためには、吸入孔５３ａからの冷媒流路において吸入孔５３ａより断面積が狭くなる箇所を作らない必要がある。すなわち、吸入経路５２ｂにおいて空間距離が最小となる幅ａ６と吸入孔５３ａの直径ａ５がａ６＞ａ５の関係となるように段付き５２ｃの幅ａ１、幅ａ２及び突き出し長さａ３を設定する必要がある。
【００３６】
シリンダ５２の吸入経路５２ｂに段付き５２ｃを有することにより、冷媒ガス経路の湾曲する幅の増加が段階的となり、１回の湾曲で増加する幅が軽減できる。このため、冷媒ガスの乱流となる渦が形成され難くなる。そのため、流入冷媒の圧力損失が低減される。冷媒ガスの渦の形成を防ぎ、冷媒ガスの圧力損失を低減させるためには、シリンダ５２の上下方向高さａ４と段付き５２ｃの上下方向高さａ２がａ４／ａ２＝２〜５の関係となるようにすると効果的である。
【００３７】
また、圧縮機１００は、使用冷媒が二酸化炭素のような高差圧で圧縮する場合に特に有効である。
【００３８】
＜比較例１＞
図７は、比較例１の吸入連絡路５３ｂと吸入経路５２ｂとを縦断面にて示す説明図である。図７に示す実施の形態１と比較するための比較例１では、段付き５２ｃではなく、吸入経路５２ｂにおいて空間距離が最小となる幅ａ６を維持する斜面５２ｃ２を形成した。そして、実施の形態１の圧縮機１００と比較例１の圧縮機１００とで冷媒ガスの圧力損失の低減効果を比較したところ、実施の形態１の圧縮機１００の冷媒ガスの方が比較例１に対して４．６％の圧力損失の低減効果を発揮した。これにより、実施の形態１の圧縮機１００の優位性が明らかになった。
【００３９】
＜比較例２＞
図８は、比較例２の吸入連絡路５３ｂと吸入経路５２ｂとを縦断面にて示す説明図である。図８に示す実施の形態１と比較するための比較例２では、段付き５２ｃが形成されていない。比較例２の場合には、吸入経路５２ｂでの冷媒ガスの圧力損失の低減効果が優れるものの、突起部５２ｊを支持する段付き５２ｃが無いことによって突起部５２ｊの撓み量が大きくなり、突起部５２ｊの機械損失が発生し易かった。また、突起部５２ｊが過度に撓むので、ベーン５６がベーン溝５２ｅに対して傾いて半径方向に移動し難くなり、ベーン５６の潤滑性が悪化した。これにより、実施の形態１の圧縮機１００の優位性が明らかになった。
【００４０】
＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、ローリングピストン型圧縮機である圧縮機１００は、密閉容器２内に圧縮機構部である圧縮要素５と駆動部である電動要素４とを備える。圧縮要素５は、内部に圧縮室５２ａを形成するとともにベーン５６を配置したベーン溝５２ｅが形成されたシリンダ５２を有する。圧縮要素５は、シリンダ５２の上端面を覆う上軸受５３とシリンダ５２の下端面を覆う下軸受５４とを有する。上軸受５３又は下軸受５４のうち上軸受５３に形成された吸入孔５３ａによって冷媒を吸入する吸入連絡路５３ｂが設けられている。シリンダ５２の圧縮室５２ａよりも半径方向外側にて、吸入連絡路５３ｂから圧縮室５２ａに冷媒を流通させる吸入経路５２ｂが設けられている。シリンダ５２の吸入経路５２ｂの途中には、吸入連絡路５３ｂの接続側とは反対側にて、圧縮室５２ａ側に突出して冷媒を受ける段付き５２ｃが形成されている。シリンダ５２の吸入経路５２ｂとベーン溝５２ｅとの周方向間には、圧縮室５２ａ側に突出する突起部５２ｊが形成されている。突起部５２ｊの上端部と上軸受５３との間には、第１隙間６０ａが形成されている。突起部５２ｊの下端部と下軸受５４との間には、第２隙間６０ｂが形成されている。突起部５２ｊは、ベーン５６に圧縮室５２ａ内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む可撓性を有する。
【００４１】
この構成によれば、ベーン５６に圧縮室５２ａ内の冷媒によって圧縮荷重が加えられたときに、可撓性を有する突起部５２ｊが圧縮荷重による押圧方向に弾性的に撓む。これにより、圧縮機１００の駆動時にベーン５６とシリンダ５２との片当たりが防止でき、接触部分の面圧が低下し、接触部分の摩耗が防止でき、ベーン５６の潤滑性が改善できる。また、突起部５２ｊの上下にそれぞれ形成した第１隙間６０ａ及び第２隙間６０ｂにより、上軸受５３及び下軸受５４とシリンダ５２とが離間するので、突起部５２ｊが撓んでも突起部５２ｊとシリンダ５２の上下にそれぞれ取り付けた上軸受５３及び下軸受５４とが摩耗しない。シリンダ５２の圧縮室５２ａの半径方向外側に吸入経路５２ｂを設けることにより、吸入経路５２ｂにおける冷媒流路の断面積が吸入孔５３ａの断面積以上に形成でき、吸入孔５３ａに流入した冷媒ガスの流れ方向の断面積が途中で狭まることなく冷媒ガスが圧縮室５２ａに至る。吸入経路５２ｂの途中には、吸入連絡路５３ｂの接続側とは反対側にて、圧縮室５２ａ側に突出して冷媒を受ける段付き５２ｃが形成されている。これにより、吸入経路５２ｂでは、吸入管７ａから圧縮室５２ａに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保でき、流入冷媒の圧力損失が低減される。また、段付き５２ｃによって吸入経路５２ｂでの冷媒ガスの流れを湾曲させる幅が縮小でき、冷媒ガスの乱流となる渦が形成され難くなり、流入冷媒の圧力損失が低減される。したがって、圧縮機１００の駆動時にベーン５６とシリンダ５２との片当たりが防止され、ベーン５６の潤滑性が改善されるとともに、吸入管７ａから圧縮室５２ａに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保され、流入冷媒の圧力損失が低減できる。また、シリンダ５２の吸入経路５２ｂに段付き５２ｃを設けることにより、シリンダ５２の吸入経路５２ｂとベーン溝５２ｅとの間に形成された突起部５２ｊの強度が向上できる。これにより、シリンダ５２が薄肉化されて高圧冷媒によってベーン５６をベーン溝５２ｅ方向に押し付けたときに、突起部５２ｊでの強度不足による変形又は破損の発生が抑制できる。
【００４２】
実施の形態１によれば、吸入連絡路５３ｂは、上軸受５３に形成されている。
【００４３】
この構成によれば、吸入管７ａから圧縮室５２ａに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が重力方向に沿って十分に確保でき、流入冷媒の圧力損失がより低減される。
【００４４】
実施の形態１によれば、段付き５２ｃは、１段の段部である。
【００４５】
この構成によれば、上記段付き５２ｃの無い斜面５２ｃ２の比較例１に対し、流入冷媒の圧力損失が４．６％低減される。
【００４６】
実施の形態１によれば、段付き５２ｃは、吸入連絡路５３ｂの接続側の表面を平坦に形成された平板状である。
【００４７】
この構成によれば、吸入管７ａから圧縮室５２ａに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が乱流などの渦を発生させずに十分に確保でき、流入冷媒の圧力損失がより低減される。
【００４８】
実施の形態１によれば、段付き５２ｃは、吸入連絡路５３ｂの接続側から工具１０によって下方向に切削加工して上下方向にくり貫いた段付き５２ｃの表面までの空間部を形成し、その位置から工具１０によって圧縮室５２ａ側に切削加工して空間部を圧縮室５２ａ側に広げつつ当該段付き５２ｃの平坦な表面を形成し、その後に工具１０によって吸入連絡路５３ｂの接続側とは反対側に切削加工して空間部を上下方向に貫通させつつ当該段付き５２ｃの先端部５２ｃ１を形成した平板状である。
【００４９】
この構成によれば、段付き５２ｃが工具１０によって簡易な連続した切削加工で形成できる。
【００５０】
実施の形態１によれば、二酸化炭素冷媒が圧縮される。
【００５１】
この構成によれば、フロン系冷媒と比較して冷媒圧力が大きい二酸化炭素冷媒を用いても、シリンダ５２が薄い厚みを有し、軸受負荷の軽減及び圧縮機効率向上が図れる。
【００５２】
実施の形態１によれば、シリンダ５２の上下方向高さをａ４とし、段付き５２ｃの高さをａ２としたとき、２≦ａ４／ａ２≦５の関係が満たされている。
【００５３】
この構成によれば、段付き５２ｃを形成することにより、冷媒ガスの乱流となる渦の形成が防止でき、流入冷媒の圧力損失が低減できる。
【００５４】
実施の形態２．
＜冷凍サイクル装置１０１＞
図９は、本発明の実施の形態２に係るローリングピストン型圧縮機である圧縮機１００を適用した冷凍サイクル装置１０１を示す冷媒回路図である。
【００５５】
図９に示すように、冷凍サイクル装置１０１は、圧縮機１００、凝縮器１０２、膨張弁１０３及び蒸発器１０４を備える。これら圧縮機１００、凝縮器１０２、膨張弁１０３及び蒸発器１０４が冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を形成している。そして、蒸発器１０４から流出した冷媒は、圧縮機１００に吸入されて高温高圧となる。高温高圧となった冷媒は、凝縮器１０２において凝縮されて液体になる。液体となった冷媒は、膨張弁１０３で減圧膨張されて低温低圧の気液二相となり、気液二相の冷媒が蒸発器１０４において熱交換される。
【００５６】
実施の形態１の圧縮機１００は、このような冷凍サイクル装置１０１に適用できる。なお、冷凍サイクル装置１０１としては、たとえば空気調和装置、冷凍装置又は給湯器などが挙げられる。
【００５７】
＜実施の形態２の効果＞
実施の形態２によれば、冷凍サイクル装置１０１は、上記のローリングピストン型圧縮機である圧縮機１００を備える。
【００５８】
この構成によれば、冷凍サイクル装置１０１は、圧縮機１００を備えるので、圧縮機１００の駆動時にベーン５６とシリンダ５２との片当たりが防止され、ベーン５６の潤滑性が改善されるとともに、吸入管７ａから圧縮室５２ａに冷媒を導く際に冷媒流路の断面積が十分に確保され、流入冷媒の圧力損失が低減できる。
【符号の説明】
【００５９】
２  密閉容器、３  台座、４  電動要素、５  圧縮要素、６ａ  端子、６ｂ  リード線、７ａ  吸入管、７ｂ  吐出管、１０  工具、１１  制御部、１２  通信線、２１  胴部、２２  上蓋部、２３  下蓋部、４１  固定子、４２  回転子、５１  クランク軸、５１ａ  偏芯部、５２  シリンダ、５２ａ  圧縮室、５２ｂ  吸入経路、５２ｃ  段付き、５２ｃ１  先端部、５２ｃ２  斜面、５２ｄ  吐出口、５２ｅ  ベーン溝、５２ｆ  孔、５２ｇ  低圧室、５２ｈ  高圧室、５２ｊ  突起部、５３  上軸受、５３ａ  吸入孔、５３ｂ  吸入連絡路、５４  下軸受、５５  ローラ、５６  ベーン、５７  バネ、６０ａ  第１隙間、６０ｂ  第２隙間、１００  圧縮機、１０１  冷凍サイクル装置、１０２  凝縮器、１０３  膨張弁、１０４  蒸発器。
【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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【国際調査報告】
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