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JP7853624B2 - Rotary compressor and refrigeration cycle system - Google Patents
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JP7853624B2 - Rotary compressor and refrigeration cycle system - Google Patents

Rotary compressor and refrigeration cycle system

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JP7853624B2 JP2025148629A JP2025148629A JP7853624B2 JP 7853624 B2 JP7853624 B2 JP 7853624B2 JP 2025148629 A JP2025148629 A JP 2025148629A JP 2025148629 A JP2025148629 A JP 2025148629A JP 7853624 B2 JP7853624 B2 JP 7853624B2
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Description

本開示は、ロータリ圧縮機及びそれを備える冷凍サイクル装置に関する。ロータリ圧縮機は、シリンダ内でローラを偏心回転させることで、シリンダ内に形成されるシリンダ室のガスを圧縮する圧縮機である。ロータリ圧縮機は、一般にシリンダ室を仕切るためのベーンを有する。ロータリ圧縮機は、ローラとは別体のベーンがローラに当接しながらローラが偏心回転する所謂ローリングピストン式、ローラと一体に形成されたベーンがローラの偏心回転に伴って揺動する所謂スイング式、ローラの外周面の凹部にベーンの先端が回転可能に嵌合した状態でローラが偏心回転する所謂ヒンジベーン式等を含む。 This disclosure relates to a rotary compressor and a refrigeration cycle system equipped therewith. A rotary compressor is a compressor that compresses the gas in a cylinder chamber formed within a cylinder by eccentrically rotating a roller within the cylinder. Rotary compressors generally have vanes for partitioning the cylinder chamber. Rotary compressors include so-called rolling piston type, where separate vanes contact the roller while the roller rotates eccentrically; so-called swing type, where vanes integrally formed with the roller oscillate in conjunction with the roller's eccentric rotation; and so-called hinge vane type, where the tip of the vane is rotatably fitted into a recess on the outer surface of the roller while the roller rotates eccentrically.

従来、円筒状のシリンダと該シリンダの上下端を閉塞する端板とにより形成されたシリンダ室内において、円筒状のローラが偏心回転することにより、冷媒が圧縮されるロータリ圧縮機が用いられている(例えば、特許文献1を参照)。上記ロータリ圧縮機では、圧縮された冷媒は、端板を貫通するポートを通って、ケーシング内に吐出される。そのため、シリンダとローラと端板とを有する圧縮機構の外周は、高圧空間となっている。 Conventionally, rotary compressors have been used in which a refrigerant is compressed by the eccentric rotation of a cylindrical roller within a cylinder chamber formed by a cylindrical cylinder and end plates that close the upper and lower ends of the cylinder (see, for example, Patent Document 1). In the above rotary compressor, the compressed refrigerant is discharged into the casing through a port that penetrates the end plates. Therefore, the outer circumference of the compression mechanism having the cylinder, roller, and end plates is a high-pressure space.

ところで、上記ロータリ圧縮機では、ローラの内周面と上端面との間に形成される上角部及びローラの内周面と下端面との間に形成される下角部のそれぞれに面取りを設けることで、上下の面取り部分に高圧の潤滑油が供給されるようにしている。さらに、上記ロータリ圧縮機では、高圧の潤滑油によってローラに及ぼされる力の鉛直方向成分が上角部の面取り部分よりも下角部の面取り部分の方が大きくなるように、下角部の面取り面の水平方向の投影面積を上角部の面取り面の水平方向の投影面積以上にすることととしている。上記ロータリ圧縮機では、上記構成により、駆動軸の偏心部とローラの嵌合部が高圧の潤滑油で満たされる運転時に、上下の面取り部分に供給される高圧の潤滑油によってローラに及ぼされる鉛直上向きの力が鉛直下向きの力より大きくなるようにすることで、ローラを下から上へ押し上げ、ローラの上端面及び下端面とこれに対向する端板との間の隙間の均一化を図り、ローラ端面の漏れ損失の低減を図ることとしている。 In the rotary compressor described above, chamfers are provided on both the upper corner formed between the inner circumferential surface and the upper end surface of the roller, and the lower corner formed between the inner circumferential surface and the lower end surface of the roller, so that high-pressure lubricating oil is supplied to the upper and lower chamfered portions. Furthermore, in the rotary compressor described above, the horizontal projected area of the chamfered surface of the lower corner is made greater than or equal to the horizontal projected area of the chamfered surface of the upper corner, so that the vertical component of the force exerted on the roller by the high-pressure lubricating oil is greater on the chamfered surface of the lower corner than on the chamfered surface of the upper corner. In the rotary compressor described above, with the above configuration, during operation when the eccentric portion of the drive shaft and the fitting portion of the roller are filled with high-pressure lubricating oil, the vertically upward force exerted on the roller by the high-pressure lubricating oil supplied to the upper and lower chamfered portions is greater than the vertically downward force, thereby pushing the roller upward from below, equalizing the gap between the upper and lower end surfaces of the roller and the end plate facing them, and reducing leakage loss at the roller end surface.

特開2010-31733号公報Japanese Patent Publication No. 2010-31733

しかしながら、上記ロータリ圧縮機において、原理的には、高圧の潤滑油による力は、ローラの上下の面取り部分のみに作用するのではなく、ローラの上端面及び下端面の面全体に作用すると考えられる。そのため、上記ロータリ圧縮機では、上角部と下角部とに面取りを設けたとしても、面取り部分を含めたローラの上端面及び下端面の投影面積が略等しいため、高圧の潤滑油によってローラを浮上させる鉛直上向きの力が発生しないと考えられる。そのため、上記ロータリ圧縮機では、ローラの上端面及び下端面とこれに対向する端板との間の隙間の均一化を図れず、漏れ損失の低減を十分に図れないという問題があった。 However, in the rotary compressor described above, in principle, the force from the high-pressure lubricating oil acts not only on the chamfered portions of the upper and lower ends of the roller, but on the entire surface of both the upper and lower ends of the roller. Therefore, even if chamfers are provided on the upper and lower corners of the rotary compressor, the projected area of the upper and lower ends of the roller, including the chamfered portions, is approximately equal. As a result, it is believed that the high-pressure lubricating oil does not generate a vertically upward force that would lift the roller. Consequently, the rotary compressor has the problem of not being able to achieve uniformity in the gap between the upper and lower ends of the roller and the opposing end plates, thus failing to adequately reduce leakage losses.

本開示の目的は、運転時にローラを適切な高さまで浮上させることができるロータリ圧縮機を提供することにある。 The purpose of this disclosure is to provide a rotary compressor capable of raising the rollers to an appropriate height during operation.

本開示の第1の態様は、
ケーシング(10)と、
上記ケーシング(10)内に設けられ、上下方向に延びる駆動軸(70)と、
上記ケーシング(10)内に設けられ、上記駆動軸(70)を駆動するモータ(20)と、
上記ケーシング(10)内に設けられ、上記駆動軸(70)に連結されて上記モータ(20)によって回転駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構(30)とを備え、
上記圧縮機構(30)は、
円筒状のシリンダ(34)と、
上記シリンダ(34)の上下の開口端面を閉塞する上端板(41)及び下端板(42)と、
上記駆動軸(70)に取り付けられて上記シリンダ(34)内で偏心回転する円筒状のローラ(36)と、
上記シリンダ(34)と上記ローラ(36)との間の空間を吸入側の第1室(51)と吐出側の第2室(52)とに区画するベーン(37)とを有し、
上記ローラ(36)の下端面は、上記下端板(42)の上面に平行な第1面(36a)と、該第1面(36a)の外周側に連続して上記ローラ(36)の外周面(36o)まで延びる第2面(36b)とを有し、
上記第2面(36b)は、径方向の外側に向かう程、上方に位置するように傾斜している
ロータリ圧縮機である。
A first aspect of this disclosure is,
Casing (10),
A drive shaft (70) is provided within the casing (10) and extends in the vertical direction,
A motor (20) is provided within the casing (10) and drives the drive shaft (70),
The device comprises a compression mechanism (30) provided within the casing (10), connected to the drive shaft (70), and rotationally driven by the motor (20) to compress the refrigerant.
The above compression mechanism (30) is
A cylindrical cylinder (34) and
The upper end plate (41) and lower end plate (42) close the upper and lower open end faces of the cylinder (34),
A cylindrical roller (36) is attached to the drive shaft (70) and rotates eccentrically within the cylinder (34),
The space between the cylinder (34) and the roller (36) is divided into a first chamber (51) on the intake side and a second chamber (52) on the discharge side by a vane (37).
The lower end surface of the roller (36) has a first surface (36a) parallel to the upper surface of the lower end plate (42), and a second surface (36b) that is continuous with the outer circumference of the first surface (36a) and extends to the outer circumference surface (36o) of the roller (36).
The second surface (36b) described above is a rotary compressor that is inclined so that it is positioned higher as it moves radially outward.

第1の態様では、ローラ(36)の下端面の外周側の一部を、径方向の外側に向かう程、上方に位置するように傾斜する第2面(36b)とすることにより、ローラ(36)の下端面と下端板(42)との間には外周側にくさび状の隙間(90)が形成される。このような構成により、運転時には、圧縮機構(30)の各摺動部にケーシング(10)内の圧力同等の高圧の潤滑油が供給され、一部はシリンダ(34)とローラ(36)との間の空間に至るが、この空間に至った潤滑油は、ローラ(36)がシリンダ(34)内で偏心回転することにより、上記くさび状の隙間(90)において外周側の入口から奥側(ローラ(36)の中心側)に押し込まれる。このようにして押し込まれた高圧の潤滑油により、ローラ(36)には上向きの力が作用し、ローラ(36)が浮き上がる(くさび効果)。従って、第1の態様によれば、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得るロータリ圧縮機(1)を提供することができる。 In the first embodiment, a portion of the outer circumference of the lower end surface of the roller (36) is made into a second surface (36b) that is inclined upward as it moves radially outward, thereby forming a wedge-shaped gap (90) on the outer circumference between the lower end surface of the roller (36) and the lower end plate (42). With this configuration, during operation, high-pressure lubricating oil equivalent to the pressure inside the casing (10) is supplied to each sliding part of the compression mechanism (30), and some of it reaches the space between the cylinder (34) and the roller (36). As the roller (36) rotates eccentrically within the cylinder (34), the lubricating oil that reaches this space is pushed from the outer circumference entrance to the back (towards the center of the roller (36)) in the wedge-shaped gap (90). The high-pressure lubricating oil pushed in in this way acts an upward force on the roller (36), causing the roller (36) to lift up (wedge effect). Therefore, according to the first embodiment, a rotary compressor (1) can be provided that can raise the roller (36) to an appropriate height during operation.

本開示の第2の態様は、第1の態様において、
上記第2面(36b)は、
上記ローラ(36)の重量と上記ベーン(37)の重量の和をm、
上記第2面(36b)の外側端と上記第1面(36a)との上記駆動軸(70)の軸方向に沿った距離をX、
上記シリンダ(34)の高さと上記ローラ(36)の高さの差をΔHとしたときに、
下記の数式(1)を満たすものである。
(ΔH÷2×0.75)÷(0.0055×m-0.893)≦X≦(ΔH÷2×1.25)÷(0.00006m-1.118)…(1)
A second aspect of this disclosure is, in the first aspect,
The second surface (36b) above is,
The sum of the weight of the roller (36) and the weight of the vane (37) is m.
Let X be the distance between the outer edge of the second surface (36b) and the first surface (36a) along the axial direction of the drive shaft (70).
When the difference between the height of the cylinder (34) and the height of the roller (36) is ΔH,
It satisfies the following formula (1).
(ΔH÷2×0.75)÷(0.0055×m -0.893 )≦X≦(ΔH÷2×1.25)÷(0.00006m -1.118 )...(1)

本願の発明者等は、大きさの異なる種々のロータリ圧縮機について、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得るくさび状の隙間(90)の高さ(第2面(36b)の外側端と第1面(36a)との駆動軸(70)の軸方向の沿った距離)の範囲を試算し、ローラ(36)の重量とベーン(37)の重量の和と、シリンダ(34)とローラ(36)の高さの差とを用いて示される上記数式(1)を導出した。 The inventors of this application calculated the range of wedge-shaped gap heights (the distance along the axial direction of the drive shaft (70) between the outer edge of the second surface (36b) and the first surface (36a)) that would allow the roller (36) to float to an appropriate height during operation for various rotary compressors of different sizes. They then derived the above formula (1), which is expressed using the sum of the weights of the roller (36) and the vane (37), and the height difference between the cylinder (34) and the roller (36).

第2の態様では、種々の大きさのロータリ圧縮機について、上記数式(1)を満たすように第2面(36b)を形成することにより、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得る種々の大きさのロータリ圧縮機を容易に構成することができる。 In the second embodiment, by forming the second surface (36b) of rotary compressors of various sizes to satisfy the above formula (1), rotary compressors of various sizes that can levitate the rollers (36) to an appropriate height during operation can be easily constructed.

本開示の第3の態様は、第1又は第2の態様において、
上記ロータリ圧縮機は、上記ローラ(36)と上記ベーン(37)とが一体に形成されたピストン(35)を備えるスイング式の圧縮機であり、
上記ローラ(36)の周方向における上記ローラ(36)の中心に対する上記ベーン(37)の中心線(M)の角度位置を0°とし、上記ローラ(36)の周方向における角度位置が上記駆動軸(70)の回転方向に進むにつれて増加するとしたときに、
上記第2面(36b)は、上記ローラ(36)の周方向における少なくとも上記ベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から180°までの範囲に亘って形成されている
ロータリ圧縮機である。
A third aspect of this disclosure is a first or second aspect,
The rotary compressor described above is a swing-type compressor equipped with a piston (35) in which the roller (36) and the vane (37) are integrally formed.
When the angular position of the center line (M) of the vane (37) with respect to the center of the roller (36) in the circumferential direction is set to 0°, and the angular position of the roller (36) in the circumferential direction increases as it moves in the rotational direction of the drive shaft (70),
The second surface (36b) described above is a rotary compressor formed over a range of at least 180° from the angular position of the suction-side surface of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36).

第3の態様は、ローラ(36)とベーン(37)とが一体に形成されたピストン(35)を備えるスイング式の圧縮機である。スイング式の圧縮機では、図6Cに示すように、駆動軸(70)の回転角が0°(360°)のときに、ローラ(36)の上下の隙間からシリンダ室への潤滑油の漏れ量が特に多くなる。 The third embodiment is a swing-type compressor equipped with a piston (35) in which the roller (36) and vane (37) are integrally formed. In a swing-type compressor, as shown in Figure 6C, the amount of lubricating oil leaking from the gaps above and below the roller (36) into the cylinder chamber is particularly large when the rotation angle of the drive shaft (70) is 0° (360°).

ところで、ローラ(36)の周方向においてαからα+180°の角度範囲に第2面(36b)を形成すると、駆動軸(70)の回転角がαのときに上述のくさび効果が効果的に得られ、ローラ(36)が効果的に浮上する。 Incidentally, if a second surface (36b) is formed in the circumferential direction of the roller (36) within an angular range from α to α + 180°, the aforementioned wedge effect is effectively obtained when the rotation angle of the drive shaft (70) is α, and the roller (36) effectively levitates.

そこで、第3の態様では、少なくともローラ(36)の周方向におけるベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から180°までの範囲に亘って第2面(36b)を形成することとしている。上記の構成によると、駆動軸(70)の回転角が0°のときにくさび効果が効果的に生じ、シリンダ室への潤滑油の漏れ量が特に多い駆動軸(70)の回転角が0°のときに、ローラ(36)を確実に浮上させることができる。従って、第3の態様によれば、シリンダ室への潤滑油の漏れ量を低減することができ、漏れ損失を低減することができる。 Therefore, in the third embodiment, the second surface (36b) is formed over a range of at least 180° from the angular position of the intake-side surface of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36). According to the above configuration, a wedge effect is effectively generated when the rotation angle of the drive shaft (70) is 0°, and the roller (36) can be reliably levitated when the rotation angle of the drive shaft (70), which is particularly high in terms of lubricating oil leakage into the cylinder chamber, is 0°. Therefore, according to the third embodiment, the amount of lubricating oil leakage into the cylinder chamber can be reduced, and leakage losses can be reduced.

本開示の第4の態様は、第3の態様において、
上記第2面(36b)は、上記ローラ(36)の周方向における上記ベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から上記ベーン(37)の吐出側の側面の角度位置までの範囲に亘って形成されている
ものである。
A fourth aspect of this disclosure is, in the third aspect,
The second surface (36b) described above is formed over a range from the angular position of the suction-side surface of the vane (37) to the angular position of the discharge-side surface of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36).

第4の態様では、第2面(36b)が、ローラ(36)の周方向のベーン(37)がある角度範囲を除き、ローラ(36)の周方向のほぼ全周に形成されている。駆動軸(70)の回転角がいずれの角度であっても、ローラ(36)を浮上させることができるため、シリンダ(34)とローラ(36)との間の空間(シリンダ室)への潤滑油の漏れ量を低減することができ、漏れ損失を低減することができる。 In the fourth embodiment, the second surface (36b) is formed around almost the entire circumference of the roller (36), except for an angular range where the circumferential vanes (37) of the roller (36) are located. Since the roller (36) can be levitated regardless of the rotation angle of the drive shaft (70), the amount of lubricating oil leaking into the space between the cylinder (34) and the roller (36) (cylinder chamber) can be reduced, thereby reducing leakage losses.

本開示の第5の態様は、第4の態様において、
上記第2面(36b)は、上記ローラ(36)の周方向における上記ベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から180°以上270°以下の所定の角度位置までの範囲に亘って形成されている
ものである。
A fifth aspect of this disclosure is, in the fourth aspect,
The second surface (36b) is formed over a range from an angular position on the suction side of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36) to a predetermined angular position of 180° to 270°.

ところで、ローラ(36)を適切な高さまで浮上させることでローラ(36)の上下に形成される隙間からシリンダ室への潤滑油の漏れ量を低減する観点からは、第2面(36b)の形成範囲(ローラ(36)の周方向における第2面(36b)が形成される角度範囲)を可能な限り広くするのが好ましい。一方、ローラ(36)の下端部の外周角部を面取りして第2面(36b)を形成し、第2面(36b)と下端板(42)の上面との間にくさび状の隙間(90)を形成すると、ローラ(36)を浮上させることでローラ(36)の上下の隙間からシリンダ室への潤滑油の漏れ量は低減できるが、第2室(52)で圧縮された冷媒が上記隙間(90)を介して第1室(51)へ漏れて性能低下に繋がる虞がある。第2面(36b)の形成範囲が広くなればなる程、上記隙間(90)を介した冷媒漏れは生じ易くなり、性能低下を招く虞が高くなる。そのため、上記隙間(90)を介する第2室(52)から第1室(51)への冷媒漏れを低減する観点からは、第2面(36b)の形成範囲を可能な限り狭くするのが好ましい。 Incidentally, from the viewpoint of reducing the amount of lubricating oil leaking into the cylinder chamber from the gaps formed above and below the roller (36) by raising the roller (36) to an appropriate height, it is preferable to make the formation range of the second surface (36b) (the angular range in the circumferential direction of the roller (36) from which the second surface (36b) is formed) as wide as possible. On the other hand, if the outer peripheral corner of the lower end of the roller (36) is chamfered to form the second surface (36b), and a wedge-shaped gap (90) is formed between the second surface (36b) and the upper surface of the lower end plate (42), the amount of lubricating oil leaking into the cylinder chamber from the gaps above and below the roller (36) can be reduced by raising the roller (36), but there is a risk that the refrigerant compressed in the second chamber (52) will leak into the first chamber (51) through the gap (90), leading to a decrease in performance. The wider the formation range of the second surface (36b), the more likely refrigerant leakage through the gap (90) will occur, and the higher the risk of a decrease in performance. Therefore, from the viewpoint of reducing refrigerant leakage from the second chamber (52) to the first chamber (51) through the gap (90), it is preferable to make the formation area of the second surface (36b) as narrow as possible.

そこで、第5の態様では、ローラ(36)の周方向におけるベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から所定の角度位置(180°以上270°以下)までの範囲に限って第2面(36b)を形成し、ローラ(36)の周方向における上記所定の角度位置からベーン(37)の吐出側の側面の角度位置までの範囲には、第2面(36b)を形成しないようにしている。このように構成することにより、第5の態様によれば、第2面(36b)を形成することによって生じるくさび状の隙間(90)を介した第2室(52)から第1室(51)への冷媒漏れを低減することができる。 Therefore, in the fifth embodiment, the second surface (36b) is formed only in the range from the angular position of the suction-side side of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36) to a predetermined angular position (180° to 270°), and the second surface (36b) is not formed in the range from the predetermined angular position in the circumferential direction of the roller (36) to the angular position of the discharge-side side of the vane (37). With this configuration, according to the fifth embodiment, refrigerant leakage from the second chamber (52) to the first chamber (51) through the wedge-shaped gap (90) caused by the formation of the second surface (36b) can be reduced.

本開示の第6の態様は、第1~第5の態様のいずれか1つのロータリ圧縮機を備えた冷凍サイクル装置である。 A sixth aspect of this disclosure is a refrigeration cycle system comprising a rotary compressor according to any one of the first to fifth aspects.

図1は、実施形態1に係る冷凍サイクル装置の配管系統図である。Figure 1 is a piping diagram of a refrigeration cycle system according to Embodiment 1. 図2は、実施形態1に係るロータリ圧縮機の縦断面図である。Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view of a rotary compressor according to Embodiment 1. 図3は、ロータリ圧縮機の圧縮機構の横断面図である。Figure 3 is a cross-sectional view of the compression mechanism of a rotary compressor. 図4は、ロータリ圧縮機の一部を拡大した縦断面図である。Figure 4 is an enlarged longitudinal cross-sectional view of a part of a rotary compressor. 図5は、圧縮機構の動作を示す図である。Figure 5 shows the operation of the compression mechanism. 図6Aは、駆動軸が1回転する間におけるロータ上下の隙間から第1室への潤滑油の漏れ量の変化を示すグラフであり、破線はロータの下面に傾斜面を形成しない場合を示し、実線は傾斜面を形成した場合を示す。Figure 6A is a graph showing the change in the amount of lubricating oil leaking from the gap between the rotor and the first chamber during one rotation of the drive shaft. The dashed line represents the case where an inclined surface is not formed on the lower surface of the rotor, and the solid line represents the case where an inclined surface is formed. 図6Bは、駆動軸が1回転する間におけるロータ上下の隙間から第2室への潤滑油の漏れ量の変化を示すグラフであり、破線はロータの下面に傾斜面を形成しない場合を示し、実線は傾斜面を形成した場合を示す。Figure 6B is a graph showing the change in the amount of lubricating oil leaking from the gap between the rotor and the second chamber during one rotation of the drive shaft. The dashed line represents the case where an inclined surface is not formed on the lower surface of the rotor, and the solid line represents the case where an inclined surface is formed. 図6Cは、駆動軸が1回転する間におけるロータ上下の隙間からシリンダ室への潤滑油の漏れ量の変化を示すグラフであり、破線はロータの下面に傾斜面を形成しない場合を示し、実線は傾斜面を形成した場合を示す。Figure 6C is a graph showing the change in the amount of lubricating oil leaking from the gap between the rotor and the cylinder chamber during one rotation of the drive shaft. The dashed line represents the case where no inclined surface is formed on the lower surface of the rotor, and the solid line represents the case where an inclined surface is formed. 図7Aは、ピストンの質量が0.01kgのロータリ圧縮機について、切り込み高さと浮遊量との関係を切り込み角度毎に試算し、その結果を示すグラフである。Figure 7A is a graph showing the estimated relationship between the cutting height and the amount of floating material for each cutting angle in a rotary compressor with a piston mass of 0.01 kg. 図7Bは、ピストンの質量が0.1kgのロータリ圧縮機について、切り込み角度と切り込み高さと浮遊量の関係を試算した結果を示すグラフである。Figure 7B is a graph showing the estimated relationship between the cutting angle, cutting height, and buoyancy amount for a rotary compressor with a piston mass of 0.1 kg. 図8Aは、切り込み角度10°の場合の浮遊量を切り込み高さの関数として示したときの傾きとピストンの重量との関係を示すグラフである。Figure 8A is a graph showing the relationship between the slope and the weight of the piston when the amount of levitation is expressed as a function of the cutting height for a cutting angle of 10°. 図8Bは、切り込み角度45°の場合の浮遊量を切り込み高さの関数として示したときの傾きとピストンの重量との関係を示すグラフである。Figure 8B is a graph showing the relationship between the slope and the weight of the piston when the amount of levitation is expressed as a function of the cutting height at a cutting angle of 45°. 図9は、切り込み角度が10°と45°の場合の切り込み高さと浮遊量との関係と適切な浮遊量の範囲とを示すグラフである。Figure 9 is a graph showing the relationship between the cutting height and the amount of material to be buoyed, as well as the appropriate range of material to be buoyed, when the cutting angles are 10° and 45°. 図10は、実施形態2に係るロータリ圧縮機の圧縮機構の横断面図である。Figure 10 is a cross-sectional view of the compression mechanism of a rotary compressor according to Embodiment 2.

《実施形態1》
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、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。また、以下に説明する各実施形態、変形例、その他の例等の各構成は、本発明を実施可能な範囲において、組み合わせたり、一部を置換したりできる。なお、「上」及び「下」は、ロータリ圧縮機(1)を正面から見たとき(図2参照)の方向を指す。また、図において、説明の理解を容易にするためにハッチングを省略している場合がある。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications, or its uses. Furthermore, the embodiments, modifications, and other examples described below can be combined or partially replaced to the extent that the present invention is implementable. "Up" and "down" refer to the direction when the rotary compressor (1) is viewed from the front (see Figure 2). In some cases, hatching is omitted in the figures to facilitate understanding of the explanation.

(1)冷凍サイクル装置
図1に示すように、本例のロータリ圧縮機(1)は冷凍サイクル装置(100)に適用される。以下では、ロータリ圧縮機(1)を単に圧縮機(1)と呼ぶ場合がある。冷凍サイクル装置(100)は、例えば室内を空調する空気調和装置である。
(1) Refrigeration cycle device As shown in Figure 1, the rotary compressor (1) in this example is applied to the refrigeration cycle device (100). Hereafter, the rotary compressor (1) may be simply referred to as the compressor (1). The refrigeration cycle device (100) is, for example, an air conditioning system that provides air conditioning for a room.

冷凍サイクル装置(100)は、室外に配置される室外ユニット(7)と、室内に配置される室内ユニット(8)とを有する。室外ユニット(7)には、圧縮機(1)、アキュームレータ(2)、四方切換弁(3)、室外熱交換器(4)、及び膨張弁(5)が配置される。室内ユニット(8)には、室内熱交換器(6)が配置される。 The refrigeration cycle system (100) comprises an outdoor unit (7) located outside the room and an indoor unit (8) located inside the room. The outdoor unit (7) houses a compressor (1), an accumulator (2), a four-way switching valve (3), an outdoor heat exchanger (4), and an expansion valve (5). The indoor unit (8) houses an indoor heat exchanger (6).

冷凍サイクル装置(100)は、冷媒回路(9)を備える。冷媒回路(9)には、圧縮機(1)、四方切換弁(3)、室外熱交換器(4)、膨張弁(5)、及び室内熱交換器(6)が接続される。冷媒回路(9)に冷媒が流れることで冷凍サイクルが行われる。 The refrigeration cycle unit (100) includes a refrigerant circuit (9). A compressor (1), a four-way switching valve (3), an outdoor heat exchanger (4), an expansion valve (5), and an indoor heat exchanger (6) are connected to the refrigerant circuit (9). The refrigeration cycle is performed by the flow of refrigerant through the refrigerant circuit (9).

冷凍サイクル装置(100)は、四方切換弁(3)を切り換えることで暖房運転と冷房運転とを行う。冷房運転では、第1冷凍サイクルが行われる。具体的に、四方切換弁(3)の第1ポート(p1)と第3ポート(p3)とが連通し、かつ、第2ポート(p2)と第4ポート(p4)とが連通することで(図1の実線)、室内熱交換器(6)が蒸発器として機能し、室外熱交換器(4)が放熱器として機能する。暖房運転では、第2冷凍サイクルが行われる。具体的に、四方切換弁(3)の第1ポート(p1)と第4ポート(p4)とが連通し、かつ、第2ポート(p2)と第3ポート(p3)とが連通することで(図1の破線)、室内熱交換器(6)が放熱器として機能し、室外熱交換器(4)が蒸発器として機能する。 The refrigeration cycle system (100) performs heating and cooling operations by switching the four-way directional control valve (3). In cooling operation, the first refrigeration cycle is performed. Specifically, when the first port (p1) and the third port (p3) of the four-way directional control valve (3) are connected, and the second port (p2) and the fourth port (p4) are connected (solid line in Figure 1), the indoor heat exchanger (6) functions as an evaporator, and the outdoor heat exchanger (4) functions as a radiator. In heating operation, the second refrigeration cycle is performed. Specifically, when the first port (p1) and the fourth port (p4) of the four-way directional control valve (3) are connected, and the second port (p2) and the third port (p3) are connected (dashed line in Figure 1), the indoor heat exchanger (6) functions as a radiator, and the outdoor heat exchanger (4) functions as an evaporator.

(2)ロータリ圧縮機
図2に示すように、ロータリ圧縮機(1)は、ケーシング(10)、駆動軸(70)、モータ(20)、及び圧縮機構(30)を備える。駆動軸(70)、モータ(20)及び圧縮機構(30)は、ケーシング(10)内に収納されている。ロータリ圧縮機(1)は、圧縮機構(30)において圧縮された冷媒がケーシング(10)の内部空間(60)に吐出され、内部空間(60)が高圧となる所謂高圧ドーム型に構成される。
(2) Rotary Compressor As shown in Figure 2, the rotary compressor (1) comprises a casing (10), a drive shaft (70), a motor (20), and a compression mechanism (30). The drive shaft (70), motor (20), and compression mechanism (30) are housed within the casing (10). The rotary compressor (1) is configured as a so-called high-pressure dome type, in which the refrigerant compressed in the compression mechanism (30) is discharged into the internal space (60) of the casing (10), and the internal space (60) becomes high-pressure.

(2-1)ケーシング
ケーシング(10)は、縦長に形成される。具体的に、ケーシング(10)は、上下方向に延びる円筒状の胴部(11)と、該胴部(11)の上端を閉塞する上部鏡板(12)と、該胴部(11)の下端を閉塞する下部鏡板(13)とを備えている。上部鏡板(12)及び下部鏡板(13)は、比較的肉厚に形成されている。胴部(11)の下部には、吸入管(14)が設けられ、上部鏡板(12)の上部には吐出管(15)が挿通されている。ケーシング(10)の底部(下部)には、潤滑油が貯留されて油溜まりとなっている。
(2-1) Casing The casing (10) is formed in an elongated shape. Specifically, the casing (10) comprises a cylindrical body (11) extending in the vertical direction, an upper end plate (12) that closes the upper end of the body (11), and a lower end plate (13) that closes the lower end of the body (11). The upper end plate (12) and the lower end plate (13) are formed to be relatively thick. An intake pipe (14) is provided at the lower part of the body (11), and a discharge pipe (15) is inserted through the upper part of the upper end plate (12). Lubricating oil is stored at the bottom (lower part) of the casing (10), forming an oil reservoir.

(2-2)駆動軸
駆動軸(70)は、ケーシング(10)内において、上下方向に延びるように配置されている。駆動軸(70)の上部は、モータ(20)の後述するロータ(22)に連結されている。駆動軸(70)の下部は、上から下に向かって順に、上側主軸部(71)、偏心部(72)、及び下側主軸部(73)を有している。上側主軸部(71)及び下側主軸部(73)は、互いの軸心が一致している。偏心部(72)は、上側主軸部(71)、及び下側主軸部(73)よりも大径に形成され、上側主軸部(71)及び下側主軸部(73)の軸心に対して偏心している。偏心部(72)には、圧縮機構(30)の後述するピストン(35)が連結されている。駆動軸(70)は、モータ(20)に駆動され、ピストン(35)を偏心回転させる。
(2-2) Drive shaft The drive shaft (70) is arranged to extend vertically within the casing (10). The upper part of the drive shaft (70) is connected to the rotor (22) of the motor (20), which will be described later. The lower part of the drive shaft (70) has, from top to bottom, an upper main shaft portion (71), an eccentric portion (72), and a lower main shaft portion (73). The axes of the upper main shaft portion (71) and the lower main shaft portion (73) coincide. The eccentric portion (72) is formed to have a larger diameter than the upper main shaft portion (71) and the lower main shaft portion (73), and is eccentric with respect to the axes of the upper main shaft portion (71) and the lower main shaft portion (73). The piston (35) of the compression mechanism (30), which will be described later, is connected to the eccentric portion (72). The drive shaft (70) is driven by the motor (20) and causes the piston (35) to rotate eccentrically.

駆動軸(70)の下部の内部には、潤滑油を圧縮機構(30)の各摺動部に導く給油通路(80)が形成されている。給油通路(80)は、上下方向に延びる1つの主通路(81)と、主通路(81)から駆動軸(70)の外周面まで径方向に延びる複数の分岐通路(82)とを有している。本実施形態1では、分岐通路(82)は、上側主軸部(71)の上下方向の中程で圧縮機構(30)の上側の位置と、偏心部(72)の上下方向の中程の位置とに1つずつ設けられている。駆動軸(70)の下端には、ケーシング(10)の底部に貯留された潤滑油を給油通路(80)に汲み上げるオイルチューブ(図示省略)が設けられている。 An oil supply passage (80) is formed inside the lower part of the drive shaft (70) to guide lubricating oil to each sliding part of the compression mechanism (30). The oil supply passage (80) has one main passage (81) extending vertically and multiple branch passages (82) extending radially from the main passage (81) to the outer circumferential surface of the drive shaft (70). In this embodiment 1, one branch passage (82) is provided at the upper side of the compression mechanism (30) at the midpoint of the upper main shaft portion (71) in the vertical direction, and another at the midpoint of the eccentric portion (72) in the vertical direction. An oil tube (not shown) is provided at the lower end of the drive shaft (70) to pump lubricating oil stored at the bottom of the casing (10) into the oil supply passage (80).

(2-3)モータ
モータ(20)は、ケーシング(10)に収容される。モータ(20)は、圧縮機構(30)を駆動する。ケーシング(10)内において、圧縮機構(30)の上側に配置される。モータ(20)は、胴部(11)の内周面に沿った筒状のステータ(21)と、該ステータ(21)の内側に配置されたロータ(22)とを有する。ステータ(21)は、胴部(11)の内面に溶接によって固定されている。なお、ステータ(21)の胴部(11)への固定方法は、溶接に限られず、焼き嵌めや圧入してもよい。
(2-3) Motor The motor (20) is housed in the casing (10). The motor (20) drives the compression mechanism (30). It is positioned above the compression mechanism (30) within the casing (10). The motor (20) has a cylindrical stator (21) along the inner circumferential surface of the body (11) and a rotor (22) positioned inside the stator (21). The stator (21) is fixed to the inner surface of the body (11) by welding. Note that the method of fixing the stator (21) to the body (11) is not limited to welding, but may also be shrink-fitted or press-fitted.

(2-4)圧縮機構
図2~図4に示すように、圧縮機構(30)は、ケーシング(10)内に収容される。圧縮機構(30)は、吸入した冷媒を圧縮してケーシング(10)の内部空間(60)へ吐出する。圧縮機構(30)は、シリンダ(34)、フロントヘッド(41)、リアヘッド(42)及びピストン(35)を備える。圧縮機構(30)は、胴部(11)内面に溶接によって固定されている。
(2-4) Compression Mechanism As shown in Figures 2 to 4, the compression mechanism (30) is housed within the casing (10). The compression mechanism (30) compresses the inhaled refrigerant and discharges it into the internal space (60) of the casing (10). The compression mechanism (30) comprises a cylinder (34), a front head (41), a rear head (42), and a piston (35). The compression mechanism (30) is fixed to the inner surface of the body (11) by welding.

(2-4-1)シリンダ
シリンダ(34)は、厚肉円板状の部材である。図3に示すように、シリンダ(34)には、シリンダボア(31)と、ベーン収容孔(32)と、吸入ポート(55)とが形成される。
(2-4-1) Cylinder The cylinder (34) is a thick-walled disc-shaped member. As shown in Figure 3, the cylinder (34) has a cylinder bore (31), a vane housing hole (32), and an intake port (55).

シリンダボア(31)は、シリンダ(34)を厚さ方向に貫通する円形孔である。シリンダボア(31)は、シリンダ(34)の中央部に形成される。シリンダボア(31)には、ピストン(35)の主にローラ(36)が収容される。 The cylinder bore (31) is a circular hole that penetrates the cylinder (34) in the thickness direction. The cylinder bore (31) is formed in the central part of the cylinder (34). The cylinder bore (31) houses the main rollers (36) of the piston (35).

シリンダ(34)は、内部にシリンダ室(S)を有する。具体的に、シリンダ室(S)は、シリンダボア(31)の外縁を区画するシリンダ(34)の内周面と、ピストン(35)との間に形成される。 The cylinder (34) has a cylinder chamber (S) inside. Specifically, the cylinder chamber (S) is formed between the inner circumferential surface of the cylinder (34) that demarcates the outer edge of the cylinder bore (31) and the piston (35).

ベーン収容孔(32)は、シリンダ(34)の内周面(即ち、シリンダボア(31)の外縁)からシリンダ(34)の径方向の外側へ向かって延びる孔である。このベーン収容孔(32)は、シリンダ(34)を厚さ方向に貫通する。ベーン収容孔(32)には、ピストン(35)のベーン(37)が収容される。 The vane housing hole (32) is a hole that extends radially outward from the inner circumferential surface of the cylinder (34) (i.e., the outer edge of the cylinder bore (31)). This vane housing hole (32) penetrates the cylinder (34) in the thickness direction. The vanes (37) of the piston (35) are housed in the vane housing hole (32).

(2-4-2)フロントヘッド
図2及び図4に示すように、フロントヘッド(41)は、シリンダ(34)の軸方向の上端部(上側の開口端面)を閉塞する上端板である。具体的に、フロントヘッド(41)は、シリンダ(34)のモータ(20)側の軸方向端部(図1におけるシリンダ(34)の上側の開口端面)を閉塞する。フロントヘッド(41)は、本開示の上端板(41)の一例である。フロントヘッド(41)は、第1本体部(41a)と、上側軸受部(41b)とを備えている。第1本体部(41a)と、上側軸受部(41b)とは一体に成形されている。
(2-4-2) Front Head As shown in Figures 2 and 4, the front head (41) is an upper end plate that closes the axial upper end (upper open end face) of the cylinder (34). Specifically, the front head (41) closes the axial end of the cylinder (34) on the motor (20) side (the upper open end face of the cylinder (34) in Figure 1). The front head (41) is an example of an upper end plate (41) of the present disclosure. The front head (41) comprises a first main body portion (41a) and an upper bearing portion (41b). The first main body portion (41a) and the upper bearing portion (41b) are integrally molded.

第1本体部(41a)は、概ね円形の厚板状に形成され、外周部が内周部よりも上下方向の厚さが分厚くなるように形成されている。第1本体部(41a)の下面は、シリンダ(34)の上端面に密着している。上側軸受部(41b)は、第1本体部(41a)からモータ(20)側(図1における上側)へ延びる円筒状に形成されている。上側軸受部(41b)は、第1本体部(41a)の中央部に配置される。上側軸受部(41b)は、駆動軸(70)の上側主軸部(71)を回転可能に支持する。 The first main body (41a) is formed in a generally circular, thick plate shape, with the outer circumference being thicker in the vertical direction than the inner circumference. The lower surface of the first main body (41a) is in close contact with the upper end surface of the cylinder (34). The upper bearing portion (41b) is formed in a cylindrical shape extending from the first main body (41a) toward the motor (20) side (upper side in Figure 1). The upper bearing portion (41b) is positioned in the center of the first main body (41a). The upper bearing portion (41b) rotatably supports the upper main shaft portion (71) of the drive shaft (70).

フロントヘッド(41)には、吐出ポート(24)が形成されている。吐出ポート(24)は、フロントヘッド(41)の第1本体部(41a)を上下方向に貫通し、上面において開口する。吐出ポート(24)は、シリンダ室(S)における後述の第2室(52)に連通する。吐出ポート(24)には、リード弁(図示省略)が設けられる。リード弁は、第2室(52)の冷媒の圧力が所定値以上になったときに、吐出ポート(24)の開口端面を閉塞する部分が開口端面から離れることで、冷媒が吐出されるように構成される。 A discharge port (24) is formed in the front head (41). The discharge port (24) penetrates the first main body portion (41a) of the front head (41) vertically and opens at the top surface. The discharge port (24) communicates with the second chamber (52), described later, in the cylinder chamber (S). A reed valve (not shown) is provided in the discharge port (24). The reed valve is configured such that when the refrigerant pressure in the second chamber (52) exceeds a predetermined value, a portion of the reed valve that closes the opening end face of the discharge port (24) separates from the opening end face, thereby discharging the refrigerant.

フロントヘッド(41)には、第1本体部(41a)の上方且つ上側軸受部(41b)の周囲を取り囲むように椀状の吐出マフラ(25)が設けられている。吐出マフラ(25)は、吐出ポート(24)及びリード弁(図示省略)を覆うように設けられている。吐出マフラ(25)には、内部のマフラ空間(26)に吐出された冷媒を外部へ流出させる流出口(図示省略)が形成されている。吐出ポート(24)から吐出マフラ(25)内のマフラ空間(26)に吐出された吐出冷媒は、流出口を通ってケーシング(10)の内部空間(60)に流出する。 The front head (41) is provided with a bowl-shaped discharge muffler (25) positioned above the first main body (41a) and surrounding the upper bearing portion (41b). The discharge muffler (25) is positioned to cover the discharge port (24) and the reed valve (not shown). The discharge muffler (25) has an outlet (not shown) for allowing the refrigerant discharged into the internal muffler space (26) to flow out. The discharged refrigerant, discharged from the discharge port (24) into the muffler space (26) within the discharge muffler (25), flows out through the outlet into the internal space (60) of the casing (10).

(2-4-3)リアヘッド
リアヘッド(42)は、シリンダ(34)の軸方向の下端部(下側の開口端面)を閉塞する下端板である。具体的に、リアヘッド(42)は、シリンダ(34)の軸方向においてモータ(20)とは逆側の端部(図1におけるシリンダ(34)の下側の開口端面)を閉塞する。リアヘッド(42)は、第2本体部(42a)と、下側軸受部(42b)とを備えている。
(2-4-3) Rear Head The rear head (42) is a lower end plate that closes the axial lower end (lower open end face) of the cylinder (34). Specifically, the rear head (42) closes the end of the cylinder (34) opposite to the motor (20) in the axial direction (the lower open end face of the cylinder (34) in Figure 1). The rear head (42) comprises a second main body (42a) and a lower bearing portion (42b).

第2本体部(42a)は、概ね円形の厚板状に形成されている。第2本体部(42a)の上面は、シリンダ(34)の下端面に密着している。下側軸受部(42b)は、第2本体部(42a)からシリンダ(34)とは逆側(図2における下側)へ延びる円筒状に形成されている。下側軸受部(42b)は、第2本体部(42a)の中央部に配置される。下側軸受部(42b)は、駆動軸(70)の下側主軸部(73)を回動可能に支持する。 The second main body (42a) is formed in a generally circular, thick plate shape. The upper surface of the second main body (42a) is in close contact with the lower end surface of the cylinder (34). The lower bearing portion (42b) is formed in a cylindrical shape extending from the second main body (42a) to the side opposite to the cylinder (34) (the lower side in Figure 2). The lower bearing portion (42b) is positioned in the center of the second main body (42a). The lower bearing portion (42b) rotatably supports the lower main shaft portion (73) of the drive shaft (70).

(2-4-4)ピストン
図3に示すように、ピストン(35)は、シリンダ(34)内(シリンダボア(31))に収容され、シリンダ(34)内で偏心回転する。ピストン(35)は、フロントヘッド(41)とリアヘッド(42)との双方に摺動するように構成されている。ピストン(35)は、ローラ(36)とベーン(37)とを有している。
(2-4-4) Piston As shown in Figure 3, the piston (35) is housed in the cylinder (34) (cylinder bore (31)) and rotates eccentrically within the cylinder (34). The piston (35) is configured to slide against both the front head (41) and the rear head (42). The piston (35) has rollers (36) and vanes (37).

ローラ(36)は、環状に形成される。具体的に、ローラ(36)は、やや厚肉の円筒状に形成されている。駆動軸(70)の偏心部(72)が摺動可能に挿入されている。ローラ(36)は、駆動軸(70)が回転すると、シリンダ(34)の内周面に沿って公転するように構成されている。ローラ(36)は、シリンダ(34)内で摺動できるように、高さhpがシリンダ(34)の高さhcよりも低くなるように形成されている。 The roller (36) is formed in an annular shape. Specifically, the roller (36) is formed in a slightly thick-walled cylindrical shape. The eccentric portion (72) of the drive shaft (70) is slidably inserted into it. The roller (36) is configured to revolve along the inner circumferential surface of the cylinder (34) as the drive shaft (70) rotates. The roller (36) is formed such that its height hp is lower than the height hc of the cylinder (34) so that it can slide within the cylinder (34).

詳細については後述するが、図4に示すように、ローラ(36)の下端部には、外周角部を面取りすることにより傾斜面(36b)が形成されている。つまり、ローラ(36)の下端面は、リアヘッド(42)の上面に平行な水平面(第1面)(36a)と、該水平面(36a)の外周側に連続してローラ(36)の外周面(36o)まで延びる傾斜面(第2面)(36b)とを有するように構成されている。一方、ローラ(36)の上端部には、傾斜面は形成されず、ローラ(36)の上端面は、フロントヘッド(41)の上面に平行な水平面のみを有している。 As will be described in detail later, as shown in Figure 4, an inclined surface (36b) is formed on the lower end of the roller (36) by chamfering the outer corner. In other words, the lower end surface of the roller (36) is configured to have a horizontal surface (first surface) (36a) parallel to the upper surface of the rear head (42), and an inclined surface (second surface) (36b) that extends continuously from the outer periphery of the horizontal surface (36a) to the outer periphery surface (36o) of the roller (36). On the other hand, no inclined surface is formed on the upper end of the roller (36), and the upper end surface of the roller (36) has only a horizontal surface parallel to the upper surface of the front head (41).

図3に示すように、ベーン(37)は、ローラ(36)と一体に形成される。ベーン(37)は、ローラ(36)の外周面から径方向外方へ突出している。ベーン(37)は、ベーン収容孔(32)に嵌まる。ベーン(37)は、シリンダ(34)の内周面から径方向外方へ延びるブッシュ溝(53)に設けられた一対の揺動ブッシュ(54a,54b)に挟み込まれている。ベーン(37)は、ローラ(36)の公転時に、ローラ(36)の自転を規制するように構成されている。ベーン(37)は、シリンダ室(S)を吸入側の第1室(51)と吐出側の第2室(52)とに区画している。 As shown in Figure 3, the vane (37) is formed integrally with the roller (36). The vane (37) protrudes radially outward from the outer circumferential surface of the roller (36). The vane (37) fits into the vane housing hole (32). The vane (37) is sandwiched between a pair of oscillating bushes (54a, 54b) provided in a bush groove (53) extending radially outward from the inner circumferential surface of the cylinder (34). The vane (37) is configured to restrict the rotation of the roller (36) when the roller (36) revolves. The vane (37) divides the cylinder chamber (S) into a first chamber (51) on the intake side and a second chamber (52) on the discharge side.

(3)運転動作
圧縮機(1)では、モータ(20)を起動してロータ(22)を回転させると、図5に示すように、駆動軸(70)が回転し、偏心部(72)がシリンダ(34)内(シリンダ室(S))において偏心回転する。そして、偏心部(72)の偏心回転に伴って、ピストン(35)のローラ(36)が自転を規制しながらシリンダ(34)の内周面に沿って公転する。
(3) Operation In the compressor (1), when the motor (20) is started and the rotor (22) is rotated, the drive shaft (70) rotates as shown in Figure 5, and the eccentric part (72) rotates eccentrically inside the cylinder (34) (cylinder chamber (S)). As the eccentric rotation of the eccentric part (72) occurs, the roller (36) of the piston (35) revolves along the inner surface of the cylinder (34) while restricting its rotation.

ローラ(36)とシリンダ(34)との接触点(CP)の位置について説明する。図3に示すように、ローラ(36)の周方向におけるローラ(36)の中心に対するベーン(37)の中心線(M)の角度位置を0°とし、ローラ(36)の周方向における角度位置が駆動軸(70)の回転方向に進むにつれて増加すると仮定すると、図5に示すように、ローラ(36)は、駆動軸(70)の回転角に等しい角度位置においてシリンダ(34)と接触する。つまり、ローラ(36)とシリンダ(34)との接触点(CP)のローラ(36)の周方向における角度位置は、駆動軸(70)の回転角に等しいものとなる。 The position of the contact point (CP) between the roller (36) and the cylinder (34) will now be explained. As shown in Figure 3, assuming that the angular position of the center line (M) of the vane (37) relative to the center of the roller (36) in the circumferential direction is 0°, and that the angular position of the roller (36) in the circumferential direction increases as it moves in the rotational direction of the drive shaft (70), then, as shown in Figure 5, the roller (36) contacts the cylinder (34) at an angular position equal to the rotation angle of the drive shaft (70). In other words, the angular position of the contact point (CP) between the roller (36) and the cylinder (34) in the circumferential direction of the roller (36) is equal to the rotation angle of the drive shaft (70).

具体的には、駆動軸(70)の回転角が0°,360°の状態(図5(A)の状態)では、ローラ(36)は、0°の角度位置にあるベーン(37)の根元部分においてシリンダ(34)と接触する。駆動軸(70)の回転角が45°の状態(図5(B))では、ローラ(36)は、45°の角度位置においてシリンダ(34)と接触する。駆動軸(70)の回転角が90°の状態(図5(C))では、ローラ(36)は、90°の角度位置においてシリンダ(34)と接触する。駆動軸(70)の回転角が135°の状態(図5(D))では、ローラ(36)は、135°の角度位置においてシリンダ(34)と接触する。駆動軸(70)の回転角が180°の状態(図5(E))では、ローラ(36)は、180°の角度位置においてシリンダ(34)と接触する。駆動軸(70)の回転角が225°の状態(図5(F))では、ローラ(36)は、225°の角度位置においてシリンダ(34)と接触する。駆動軸(70)の回転角が270°の状態(図5(G))では、ローラ(36)は、270°の角度位置においてシリンダ(34)と接触する。駆動軸(70)の回転角が315°の状態(図5(H))では、ローラ(36)は、315°の角度位置においてシリンダ(34)と接触する。 Specifically, when the rotation angle of the drive shaft (70) is 0° or 360° (Figure 5(A)), the roller (36) contacts the cylinder (34) at the base of the vane (37) at the 0° angular position. When the rotation angle of the drive shaft (70) is 45° (Figure 5(B)), the roller (36) contacts the cylinder (34) at the 45° angular position. When the rotation angle of the drive shaft (70) is 90° (Figure 5(C)), the roller (36) contacts the cylinder (34) at the 90° angular position. When the rotation angle of the drive shaft (70) is 135° (Figure 5(D)), the roller (36) contacts the cylinder (34) at the 135° angular position. When the drive shaft (70) rotates at a 180° angle (Figure 5(E)), the roller (36) contacts the cylinder (34) at an angular position of 180°. When the drive shaft (70) rotates at a 225° angle (Figure 5(F)), the roller (36) contacts the cylinder (34) at an angular position of 225°. When the drive shaft (70) rotates at a 270° angle (Figure 5(G)), the roller (36) contacts the cylinder (34) at an angular position of 270°. When the drive shaft (70) rotates at a 315° angle (Figure 5(H)), the roller (36) contacts the cylinder (34) at an angular position of 315°.

シリンダ室(S)へ冷媒を吸入する吸入行程について説明する。駆動軸(70)の回転角が0°の状態(図5(A)の状態)から僅かに回転し、吸入開始角を超えると、吸入ポート(55)と第1室(51)とが連通し、第1室(51)への冷媒の吸入が開始される。なお、吸入開始角は、ローラ(36)が吸入ポート(55)の内周端の角度が最小の第1位置(P1)でシリンダ(34)と接触するとき(ローラ(36)とシリンダ(34)の接触点(CP)が第1位置(P1)にあるとき)の駆動軸(70)の回転角である。 The suction stroke, in which refrigerant is drawn into the cylinder chamber (S), will now be described. When the drive shaft (70) rotates slightly from a state of 0° (state shown in Figure 5(A)) and exceeds the suction start angle, the suction port (55) and the first chamber (51) communicate, and the suction of refrigerant into the first chamber (51) begins. The suction start angle is the rotation angle of the drive shaft (70) when the roller (36) contacts the cylinder (34) at the first position (P1), where the angle of the inner circumference end of the suction port (55) is smallest (when the contact point (CP) between the roller (36) and the cylinder (34) is at the first position (P1)).

冷媒の吸入は、吸入管(14)から吸入ポート(55)を介して行われる。そして、駆動軸(70)の回転角が大きくなると、次第に、第1室(51)の容積が増大し、第1室(51)へ吸入される冷媒量が増加する(図5(B)~(H)の状態)。そして、駆動軸(70)の回転角が360°を超え、さらに吸入終了角を超えると、第1室(51)は第2室(52)となる。第1室(51)は、駆動軸(70)の回転角が吸入終了角になるまで吸入ポート(55)と連通する。そのため、吸入行程は、駆動軸(70)の回転角が吸入終了角になるまで続く。なお、吸入終了角は、ローラ(36)とシリンダ(34)の接触点(CP)が、吸入ポート(55)の内周端において角度が最大の第2位置(P2)にあるときの駆動軸(70)の回転角である。 Refrigerant is drawn in through the suction pipe (14) and the suction port (55). As the rotation angle of the drive shaft (70) increases, the volume of the first chamber (51) gradually increases, and the amount of refrigerant drawn into the first chamber (51) increases (as shown in Figures 5(B) to (H)). When the rotation angle of the drive shaft (70) exceeds 360° and then the suction termination angle, the first chamber (51) becomes the second chamber (52). The first chamber (51) remains in communication with the suction port (55) until the rotation angle of the drive shaft (70) reaches the suction termination angle. Therefore, the suction stroke continues until the rotation angle of the drive shaft (70) reaches the suction termination angle. The suction termination angle is the rotation angle of the drive shaft (70) when the contact point (CP) between the roller (36) and the cylinder (34) is at the second position (P2), where the angle is maximum at the inner circumference of the suction port (55).

シリンダ室(S)で冷媒を圧縮する圧縮行程について説明する。駆動軸(70)の回転角が吸入終了角を超えると、吸入行程から圧縮行程へと移行する。第2室(52)が吸入ポート(55)から遮断され、第2室(52)における冷媒の圧縮が開始される。駆動軸(70)の回転角がさらに大きくなると、第2室(52)の容積が減少し、第2室(52)の圧力が上昇する。第2室(52)の圧力が所定圧力を上回ると、圧縮行程が終了し、吐出行程に移行する。 The compression stroke, in which the refrigerant is compressed in the cylinder chamber (S), is described below. When the rotation angle of the drive shaft (70) exceeds the intake termination angle, the process transitions from the intake stroke to the compression stroke. The second chamber (52) is shut off from the intake port (55), and compression of the refrigerant in the second chamber (52) begins. As the rotation angle of the drive shaft (70) increases further, the volume of the second chamber (52) decreases, and the pressure in the second chamber (52) increases. When the pressure in the second chamber (52) exceeds a predetermined pressure, the compression stroke ends, and the process transitions to the discharge stroke.

シリンダ室(S)で冷媒を吐出する吐出行程について説明する。第2室(52)の圧力が所定圧力を上回ると、リード弁(図示省略)が開き、第2室(52)と吐出ポート(24)とが連通する。リード弁が開くと、第2室(52)の冷媒が、吐出ポート(24)から吐出マフラ(25)内のマフラ空間(26)に吐出される。マフラ空間(26)の吐出冷媒は、吐出マフラ(25)の流出口(図示省略)からケーシング(10)内の内部空間(60)に流入した後、吐出管(15)を介して圧縮機(1)の外部へと吐出される。この冷媒の吐出行程は、駆動軸(70)の回転角が360°になるまで続く。 The discharge stroke for discharging refrigerant from the cylinder chamber (S) is described below. When the pressure in the second chamber (52) exceeds a predetermined pressure, the reed valve (not shown) opens, and the second chamber (52) and the discharge port (24) communicate. When the reed valve opens, the refrigerant in the second chamber (52) is discharged from the discharge port (24) into the muffler space (26) within the discharge muffler (25). The discharged refrigerant in the muffler space (26) flows into the internal space (60) within the casing (10) from the outlet (not shown) of the discharge muffler (25), and is then discharged to the outside of the compressor (1) via the discharge pipe (15). This refrigerant discharge stroke continues until the rotation angle of the drive shaft (70) reaches 360°.

以上のように、圧縮機(1)では、シリンダ室(S)において、吸入行程と圧縮行程と吐出行程とが繰り返されることによって、冷媒の圧縮動作が連続的に行われる。 As described above, in the compressor (1), the refrigerant is continuously compressed in the cylinder chamber (S) by repeating the intake stroke, compression stroke, and discharge stroke.

(4)ローラとシリンダとの隙間について
上述のように、ローラ(36)は、シリンダ(34)内で摺動できるように、高さhpがシリンダ(34)の高さhcよりも低くなるように形成されている。そのため、ローラ(36)の上端面とフロントヘッド(41)の下端面との間、及びローラ(36)の下端面とリアヘッド(42)の上端面との間には、隙間が形成される。このローラ(36)の上下に形成される隙間には、給油通路(80)を介してケーシング(10)の底部に貯留された高圧の潤滑油(油溜まりの潤滑油)が供給されてシールされる。具体的には、駆動軸(70)の回転に伴い、駆動軸(70)の下端部に設けられたオイルチューブ(図示省略)によって主通路(81)に汲み上げられた潤滑油が、駆動軸(70)の偏心部(72)の上下方向の中程において開口する分岐通路(82)から流出し、上記隙間に供給される。
(4) Regarding the gap between the roller and the cylinder As described above, the roller (36) is formed such that its height hp is lower than the height hc of the cylinder (34) so that it can slide within the cylinder (34). Therefore, a gap is formed between the upper end surface of the roller (36) and the lower end surface of the front head (41), and between the lower end surface of the roller (36) and the upper end surface of the rear head (42). This gap formed above and below the roller (36) is sealed by supplying high-pressure lubricating oil (lubricating oil in the oil reservoir) stored at the bottom of the casing (10) via the oil supply passage (80). Specifically, as the drive shaft (70) rotates, lubricating oil is pumped up to the main passage (81) by an oil tube (not shown) provided at the lower end of the drive shaft (70), flows out from a branch passage (82) that opens in the middle of the vertical direction of the eccentric part (72) of the drive shaft (70), and is supplied to the gap.

ローラ(36)の摺動性を考慮すると、ローラ(36)の上下の隙間はある程度大きく形成する必要があるが、隙間が大きすぎると、隙間に供給された高圧の潤滑油がローラ(36)とシリンダ(34)との間のシリンダ室(S)(第1室(51)及び第2室(52))へ漏れ易くなる。高圧の潤滑油には多量の冷媒が溶解している。そのような多量の冷媒が溶解した高圧の潤滑油が比較的圧力の低いシリンダ室(S)に大量に漏れると、漏れた高圧の潤滑油から冷媒が大量に分離されることとなる。つまり、比較的圧力の低いシリンダ室(S)に高圧の冷媒が大量に流入する(所謂、冷媒漏れが生じる)こととなり、圧縮機効率の著しい低下を招くこととなる。摺動性の確保と漏れ損失の抑制との両立を図るには、ローラ(36)の上下の隙間を必要最小限にした上で、ローラ(36)の上下の隙間の高さが均一になるように、圧縮機(1)の運転時にローラ(36)が適切な高さまで浮上するように構成することが好ましい。 Considering the sliding properties of the roller (36), the gap between the roller (36) and the cylinder (34) needs to be made somewhat large. However, if the gap is too large, the high-pressure lubricating oil supplied to the gap is likely to leak into the cylinder chamber (S) (first chamber (51) and second chamber (52)) between the roller (36) and the cylinder (34). A large amount of refrigerant is dissolved in the high-pressure lubricating oil. If a large amount of such high-pressure lubricating oil containing a large amount of dissolved refrigerant leaks into the relatively low-pressure cylinder chamber (S), a large amount of refrigerant will be separated from the leaked high-pressure lubricating oil. In other words, a large amount of high-pressure refrigerant will flow into the relatively low-pressure cylinder chamber (S) (so-called refrigerant leakage will occur), leading to a significant decrease in compressor efficiency. To achieve both smooth sliding and reduced leakage loss, it is preferable to minimize the gap between the roller (36) and configure the compressor (1) so that the roller (36) floats to an appropriate height during operation, ensuring that the height of the gap between the roller (36) is uniform.

そこで、本開示のロータリ圧縮機(1)では、運転時にローラ(36)が適切な高さ(ローラ(36)の上下の隙間の高さが同程度になる高さ)まで浮上するように、ローラ(36)の下端部に傾斜面(36b)を形成している。以下、傾斜面(36b)について詳細に説明する。 Therefore, in the rotary compressor (1) of this disclosure, an inclined surface (36b) is formed on the lower end of the roller (36) so that the roller (36) floats to an appropriate height (a height at which the height of the gap between the top and bottom of the roller (36) is approximately the same) during operation. The inclined surface (36b) will be described in detail below.

(5)傾斜面
図4の拡大図に示すように、ローラ(36)の下端部に、外周角部を面取りすることにより傾斜面(36b)を形成している。この傾斜面(36b)は、径方向の外側に向かう程、上方に位置するように傾斜している。ローラ(36)の下端面の傾斜面(36b)以外の部分は、リアヘッド(42)の上面に平行な水平面(36a)に構成されている。
(5) Inclined surface As shown in the enlarged view of Figure 4, an inclined surface (36b) is formed on the lower end of the roller (36) by chamfering the outer corner. This inclined surface (36b) is inclined so that it is located higher as it moves radially outward. The part of the lower end surface of the roller (36) other than the inclined surface (36b) is configured as a horizontal plane (36a) parallel to the upper surface of the rear head (42).

図3に示すように、傾斜面(36b)は、ベーン(37)を跨がないようにローラ(36)の周方向のベーン(37)がある角度範囲を除く全周、より具体的には、ローラ(36)の周方向におけるベーン(37)の吸入側の側面の角度位置(図3における吸入側の側面の根元側端部とローラ(36)の中心とを結んだ線上)からベーン(37)の吐出側の側面の角度位置(図3における吐出側の側面の根元側端部とローラ(36)の中心とを結んだ線上)までの範囲に亘って形成されている。 As shown in Figure 3, the inclined surface (36b) is formed around the entire circumference of the roller (36), excluding the angular range where the vane (37) is located, without straddling the vane (37). More specifically, it extends from the angular position of the suction-side surface of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36) (on the line connecting the root end of the suction-side surface and the center of the roller (36) in Figure 3) to the angular position of the discharge-side surface of the vane (37) (on the line connecting the root end of the discharge-side surface and the center of the roller (36) in Figure 3).

図4の拡大図に示すように、傾斜面(36b)は、水平面(36a)の外周側に連続してローラ(36)の外周面(36o)まで延びている。傾斜面(36b)の切り込み角度φ(傾斜面(36b)の水平面(36a)に対する角度)は、10°以上45°以下の角度である。また、傾斜面(36b)の切り込み高さX(傾斜面(36b)の外側端と水平面(36a)との駆動軸(70)の軸方向に沿った距離)は、0.01mm以上5mm以下の高さである。なお、傾斜面(36b)の切り込み高さXは、ローラ(36)の厚さt(径方向の幅)の2分の1以下とするのが好ましい。 As shown in the enlarged view of Figure 4, the inclined surface (36b) extends continuously from the outer circumference of the horizontal surface (36a) to the outer circumference surface (36o) of the roller (36). The cutting angle φ of the inclined surface (36b) (the angle of the inclined surface (36b) relative to the horizontal surface (36a)) is between 10° and 45°. The cutting height X of the inclined surface (36b) (the distance along the axial direction of the drive shaft (70) between the outer end of the inclined surface (36b) and the horizontal surface (36a)) is between 0.01 mm and 5 mm. It is preferable that the cutting height X of the inclined surface (36b) be less than or equal to half the thickness t (radial width) of the roller (36).

(6)くさび効果
上記傾斜面(36b)を形成することにより、ローラ(36)の下端面とリアヘッド(42)の上端面との間には、外周側にくさび状(縦断面において三角形状)の隙間(90)が形成される。このような構成により、運転時には、圧縮機構(30)の各摺動部に高圧の潤滑油が供給され、一部はシリンダ(34)とローラ(36)との間のシリンダ室(S)に至るが、このシリンダ室(S)に至った潤滑油が、ローラ(36)の偏心回転によって上記くさび状の隙間(90)の外周側の入口から奥側(ローラ(36)の中心側)に押し込まれる。このようにして奥側へ押し込まれた高圧の潤滑油により、ローラ(36)には上向きの力が作用し、ローラ(36)が浮き上がる。つまり、くさび状の隙間(90)の奥側へ押し込まれた高圧の潤滑油がくさびのように作用することにより、ローラ(36)が浮き上がる(くさび効果)。
(6) Wedge Effect By forming the above-mentioned inclined surface (36b), a wedge-shaped (triangular in vertical cross-section) gap (90) is formed on the outer circumference between the lower end surface of the roller (36) and the upper end surface of the rear head (42). With this configuration, during operation, high-pressure lubricating oil is supplied to each sliding part of the compression mechanism (30), and some of it reaches the cylinder chamber (S) between the cylinder (34) and the roller (36). The lubricating oil that reaches this cylinder chamber (S) is pushed from the outer circumference entrance of the wedge-shaped gap (90) to the back (towards the center of the roller (36)) by the eccentric rotation of the roller (36). The high-pressure lubricating oil pushed inward in this way acts an upward force on the roller (36), causing the roller (36) to lift up. In other words, the high-pressure lubricating oil pushed inward into the wedge-shaped gap (90) acts like a wedge, causing the roller (36) to lift up (wedge effect).

また、傾斜面(36b)をローラ(36)の外周側に形成することにより、くさび状の隙間(90)には、回転しないシリンダ(34)と偏心回転するローラ(36)との間にある潤滑油が流入することとなり、上記隙間(90)に流入する潤滑油と潤滑油による作用面となる傾斜面(36b)の相対速度が、傾斜面をローラ(36)の内周側に形成した場合に比べて大きくなる。そのため、上述のくさび効果によってローラ(36)に作用する上向きの力が大きくなり、ローラ(36)を十分に浮き上がらせることができる。 Furthermore, by forming the inclined surface (36b) on the outer circumference of the roller (36), the lubricating oil between the non-rotating cylinder (34) and the eccentrically rotating roller (36) flows into the wedge-shaped gap (90). The relative velocity between the lubricating oil flowing into the gap (90) and the inclined surface (36b), which acts as the surface of action for the lubricating oil, becomes greater compared to when the inclined surface is formed on the inner circumference of the roller (36). Therefore, the upward force acting on the roller (36) due to the wedge effect increases, allowing the roller (36) to be sufficiently lifted.

本実施形態1のロータリ圧縮機(1)は、ローラ(36)とベーン(37)とが一体に形成されたピストン(35)を備えるスイング式の圧縮機(1)である。スイング式の圧縮機(1)では、ローラ(36)は、駆動軸(70)の回転に伴ってシリンダ(34)内で偏心回転(公転)はするが、自転はしない。そのため、上述のように、ローラ(36)の周方向におけるローラ(36)の中心に対するベーン(37)の中心線(M)の角度位置を0°とし、ローラ(36)の周方向における角度位置が駆動軸(70)の回転方向に進むにつれて増加すると仮定すると、ローラ(36)は、駆動軸(70)の回転角に等しい角度位置においてシリンダ(34)と接触する。つまり、ローラ(36)とシリンダ(34)との接触点(CP)のローラ(36)の周方向における角度位置は、駆動軸(70)の回転角に等しいものとなる。 The rotary compressor (1) of this embodiment 1 is a swing-type compressor (1) equipped with a piston (35) in which a roller (36) and vanes (37) are integrally formed. In the swing-type compressor (1), the roller (36) rotates eccentrically (revolves) within the cylinder (34) as the drive shaft (70) rotates, but does not rotate on its own axis. Therefore, as described above, assuming that the angular position of the center line (M) of the vanes (37) with respect to the center of the roller (36) in the circumferential direction is 0°, and that the angular position of the roller (36) in the circumferential direction increases as it progresses in the direction of rotation of the drive shaft (70), the roller (36) contacts the cylinder (34) at an angular position equal to the rotation angle of the drive shaft (70). In other words, the angular position of the roller (36) in the circumferential direction at the contact point (CP) between the roller (36) and the cylinder (34) is equal to the rotation angle of the drive shaft (70).

ところで、上述したように、運転時に、ローラ(36)の上下に形成される隙間が大きすぎると、隙間に供給された高圧の潤滑油がシリンダ室(S)へ漏れ易くなる。シリンダ室(S)に潤滑油が漏れることにより、3種類の冷媒の漏れ損失(CR(cylinder roller)漏れ損失)が生じる。 Incidentally, as mentioned above, if the gap formed above and below the roller (36) during operation is too large, the high-pressure lubricating oil supplied to the gap is more likely to leak into the cylinder chamber (S). This leakage of lubricating oil into the cylinder chamber (S) results in leakage losses of three types of refrigerants (CR (cylinder roller) leakage loss).

1つ目の漏れ損失は、高圧の潤滑油がローラ(36)の上下の隙間を介して第1室(51)へ漏れることによって生じる吸入室側隙間漏れによる損失である。具体的には、低圧圧力状態の第1室(51)に漏れた潤滑油から冷媒が分離して第1室(51)に流入することにより、吸入容積が減少して圧縮機効率が低下する。 The first type of leakage loss is due to leakage from the gap on the intake chamber side, caused by high-pressure lubricating oil leaking into the first chamber (51) through the gaps above and below the roller (36). Specifically, the refrigerant separates from the lubricating oil leaked into the first chamber (51) under low pressure conditions and flows into the first chamber (51), reducing the intake volume and decreasing compressor efficiency.

2つ目の漏れ損失は、高圧の潤滑油がローラ(36)の上下の隙間を介して比較的圧力の低い第2室(52)へ漏れることによって生じる圧縮室側隙間漏れによる損失である。具体的には、比較的圧力の低い第2室(52)に漏れた潤滑油から冷媒が分離して第2室(52)に流入することにより、圧縮負荷が増大して圧縮機効率が低下する。 The second type of leakage loss is due to leakage from the gaps above and below the roller (36) into the relatively lower-pressure second chamber (52). Specifically, the refrigerant separates from the lubricating oil that leaks into the relatively lower-pressure second chamber (52) and flows into the second chamber (52), increasing the compression load and reducing compressor efficiency.

3つ目の漏れ損失は、ローラ(36)がシリンダ(34)の内周面に沿って公転するために、第2室(52)に漏れた潤滑油が第1室(52)に流入する(シリンダ室(S)内において冷媒が漏れた箇所が第2室(52)から第1室(51)へ変わる)ことにより生じるローラ軌跡漏れによる損失である。3つ目のローラ軌跡漏れによる損失は、1つ目の吸入室側隙間漏れによる損失と同様に、吸入容積が減少して圧縮機効率が低下する。 The third type of leakage loss is due to roller trajectory leakage, which occurs because the roller (36) revolves along the inner surface of the cylinder (34), causing the lubricating oil leaked into the second chamber (52) to flow into the first chamber (52) (changing the location of refrigerant leakage within the cylinder chamber (S) from the second chamber (52) to the first chamber (51)). This third type of roller trajectory leakage loss, like the first type of leakage loss due to the gap on the intake chamber side, reduces the intake volume and lowers compressor efficiency.

図6A~図6Cは、駆動軸(70)が1回転する間における潤滑油の漏れ量の変化を示すグラフである。図6Aの破線は、第1室(51)への潤滑油の漏れ量(吸入室側隙間漏れによる漏れ量とローラ軌跡漏れによる漏れ量の合計)の変化を示している。図6Bの破線は、第2室(52)への潤滑油の漏れ量(圧縮室側隙間漏れによる漏れ量)の変化を示している。図6Cの破線は、図6Aと図6Bにおいて破線で示す漏れ量を足し合わせたもの、即ち、シリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量の変化を示している。 Figures 6A to 6C are graphs showing the change in lubricating oil leakage during one rotation of the drive shaft (70). The dashed line in Figure 6A shows the change in lubricating oil leakage into the first chamber (51) (the sum of leakage due to the intake chamber gap and leakage due to the roller trajectory). The dashed line in Figure 6B shows the change in lubricating oil leakage into the second chamber (52) (leakage due to the compression chamber gap). The dashed line in Figure 6C shows the sum of the leakage amounts shown by the dashed lines in Figures 6A and 6B, i.e., the change in lubricating oil leakage into the cylinder chamber (S).

上述した1つ目の漏れ損失に繋がる吸入室側隙間漏れの漏れ量は、ケーシング(10)の内部空間(60)の圧力(潤滑油の圧力)と第1室(51)の内圧との差と、ローラ(36)の外周面の第1室(51)に面する部分の円弧長さとにより決まり、第1室(51)の容積が大きくなる程(回転角が増える程)多くなる。また、上述した3つ目の漏れ損失に繋がるローラ軌跡漏れの漏れ量も、第1室(51)の容積が大きくなる程(回転角が増える程)多くなる。そのため、図6Aに破線で示す第1室(51)への潤滑油の漏れ量(吸入室側隙間漏れによる漏れ量とローラ軌跡漏れによる漏れ量の合計)は、第1室(51)の容積が大きくなる程(回転角が増える程)大きくなる。具体的には、駆動軸(70)の回転角が0°付近のときに最も小さく、回転角が増える程増加し、駆動軸(70)の回転角が360°のときに最大となる。 The amount of leakage from the gap on the intake chamber side, which leads to the first type of leakage loss mentioned above, is determined by the difference between the pressure in the internal space (60) of the casing (10) (the pressure of the lubricating oil) and the internal pressure of the first chamber (51), and the arc length of the portion of the outer surface of the roller (36) facing the first chamber (51). This amount increases as the volume of the first chamber (51) increases (as the rotation angle increases). Similarly, the amount of leakage from the roller trajectory, which leads to the third type of leakage loss mentioned above, also increases as the volume of the first chamber (51) increases (as the rotation angle increases). Therefore, the amount of lubricating oil leaking into the first chamber (51), shown by the dashed line in Figure 6A (the sum of the leakage due to the gap on the intake chamber side and the leakage due to the roller trajectory), increases as the volume of the first chamber (51) increases (as the rotation angle increases). Specifically, the value is smallest when the rotation angle of the drive shaft (70) is near 0°, increases as the rotation angle increases, and reaches its maximum when the rotation angle of the drive shaft (70) is 360°.

一方、上述した2つ目の漏れ損失に繋がる図6Bに破線で示す圧縮室側隙間漏れの漏れ量は、ケーシング(10)の内部空間(60)の圧力(潤滑油の圧力)と第2室(52)の内圧との差と、ローラ(36)の外周面の第2室(52)に面する部分の円弧長さとにより決まり、第2室(52)の容積が小さくなる程(回転角が増える程)少なくなる。具体的には、駆動軸(70)の回転角が0°付近のときに最も大きく、回転角が増える程減少し、吐出行程が開始される駆動軸(70)の回転角が180°付近のときに0となる。 On the other hand, the amount of leakage from the compression chamber gap, shown by the dashed line in Figure 6B, which leads to the second type of leakage loss mentioned above, is determined by the difference between the pressure in the internal space (60) of the casing (10) (the pressure of the lubricating oil) and the internal pressure of the second chamber (52), and the arc length of the portion of the outer surface of the roller (36) facing the second chamber (52). This leakage decreases as the volume of the second chamber (52) decreases (as the rotation angle increases). Specifically, it is largest when the rotation angle of the drive shaft (70) is around 0°, decreases as the rotation angle increases, and becomes zero when the rotation angle of the drive shaft (70) is around 180°, at which point the discharge stroke begins.

よって、図6Cに破線で示すシリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量は、駆動軸(70)の回転角が0°から180°に至るまでは、図6Bに破線で示す圧縮室側隙間漏れの影響が大きく、駆動軸(70)の回転角が0°付近で最も大きく、回転角が増える程減少し、吐出行程が開始される駆動軸(70)の回転角が180°付近のときに最低となる。一方、吐出行程が開始される駆動軸(70)の回転角が180°付近から360°に至るまでは、図6Bに破線で示す圧縮室側隙間漏れは0となるため、図6Aに破線で示す第1室(51)への潤滑油の漏れ量がそのまま反映される。具体的には、駆動軸(70)の回転角が180°付近のときに最も小さく、回転角が増える程増加し、駆動軸(70)の回転角が360°のときに最大となる。このように、スイング式の圧縮機(ロータリ圧縮機)(1)では、ローラ(36)の上下の隙間からシリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量は、駆動軸(70)が1回転する間に増減し、駆動軸(70)の回転角が0°(360°)のときに、特に多くなる。 Therefore, the amount of lubricating oil leakage into the cylinder chamber (S), shown by the dashed line in Figure 6C, is largely influenced by the compression chamber side gap leakage, shown by the dashed line in Figure 6B, from the rotation angle of the drive shaft (70) from 0° to 180°. This leakage is greatest around 0° of the drive shaft (70) rotation angle, decreases as the rotation angle increases, and is lowest when the rotation angle of the drive shaft (70) is around 180°, at which point the discharge stroke begins. On the other hand, from around 180° to 360° of the rotation angle of the drive shaft (70), the compression chamber side gap leakage, shown by the dashed line in Figure 6B, becomes 0, and the amount of lubricating oil leakage into the first chamber (51), shown by the dashed line in Figure 6A, is directly reflected. Specifically, it is smallest when the rotation angle of the drive shaft (70) is around 180°, increases as the rotation angle increases, and is highest when the rotation angle of the drive shaft (70) is 360°. Thus, in a swing-type compressor (rotary compressor) (1), the amount of lubricating oil leaking from the gaps above and below the rollers (36) into the cylinder chamber (S) increases or decreases during one rotation of the drive shaft (70), and is particularly high when the rotation angle of the drive shaft (70) is 0° (360°).

また、図6Cに破線で示すように、シリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量は、駆動軸(70)が1回転する間に増減するものの、駆動軸(70)の回転角が0°から360°に亘り、シリンダ室(S)への潤滑油の漏れは生じ、漏れ損失も生じる。そのため、本実施形態1では、駆動軸(70)の回転角がいずれの角度でも、ローラ(36)が適切な高さ(ローラ(36)の上下の隙間の高さが同程度になる高さ)まで浮上するように、傾斜面(36b)をローラ(36)の周方向のほぼ全周(ローラ(36)の周方向のベーン(37)がある角度範囲は除く)に形成している。 Furthermore, as shown by the dashed line in Figure 6C, although the amount of lubricating oil leaking into the cylinder chamber (S) increases or decreases during one rotation of the drive shaft (70), leakage of lubricating oil into the cylinder chamber (S) occurs as the rotation angle of the drive shaft (70) ranges from 0° to 360°, resulting in leakage losses. Therefore, in this embodiment 1, the inclined surface (36b) is formed around almost the entire circumference of the roller (36) (excluding the angular range where the vanes (37) are located in the circumferential direction of the roller (36)) so that the roller (36) floats to an appropriate height (a height where the height of the gap between the top and bottom of the roller (36) is approximately the same) regardless of the rotation angle of the drive shaft (70).

ところで、ローラ(36)の周方向においてαからα+180°の角度範囲に傾斜面(36b)を形成すると、駆動軸(70)の回転角がαのときに上述のくさび効果が効果的に得られ、ローラ(36)が効果的に浮上する。本実施形態1では、傾斜面(36b)をローラ(36)の周方向のほぼ全周に亘り形成しているため、駆動軸(70)の回転角がいずれの角度であっても、ローラ(36)が浮上することとなる。 Incidentally, if an inclined surface (36b) is formed in the circumferential direction of the roller (36) within an angular range from α to α + 180°, the aforementioned wedge effect is effectively obtained when the rotation angle of the drive shaft (70) is α, and the roller (36) effectively levitates. In this embodiment 1, since the inclined surface (36b) is formed over almost the entire circumference of the roller (36), the roller (36) will levitate regardless of the rotation angle of the drive shaft (70).

なお、図6A~図6Cに実線で示すグラフは、傾斜面(36b)をローラ(36)の周方向のほぼ全周に亘り形成した本実施形態1のロータリ圧縮機(1)における、駆動軸(70)が1回転する間における潤滑油の漏れ量の変化を示すものである。図6Aの実線は、第1室(51)への潤滑油の漏れ量(吸入室側隙間漏れによる漏れ量とローラ軌跡漏れによる漏れ量の合計)の変化を示している。図6Bの実線は、第2室(52)への潤滑油の漏れ量(圧縮室側隙間漏れによる漏れ量)の変化を示している。図6Cの実線は、図6Aと図6Bにおいて実線で示す漏れ量を足し合わせたもの、即ち、シリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量の変化を示している。 The graphs shown by solid lines in Figures 6A to 6C show the change in the amount of lubricating oil leakage during one rotation of the drive shaft (70) in the rotary compressor (1) of this embodiment 1, in which the inclined surface (36b) is formed over almost the entire circumference of the roller (36). The solid line in Figure 6A shows the change in the amount of lubricating oil leakage into the first chamber (51) (the sum of leakage due to the gap on the intake chamber side and leakage due to the roller trajectory). The solid line in Figure 6B shows the change in the amount of lubricating oil leakage into the second chamber (52) (leakage due to the gap on the compression chamber side). The solid line in Figure 6C shows the sum of the leakage amounts shown by solid lines in Figures 6A and 6B, i.e., the change in the amount of lubricating oil leakage into the cylinder chamber (S).

上述のように、傾斜面(36b)をローラ(36)の周方向のほぼ全周に亘り形成することにより、図6Aに示すように、第1室(51)への潤滑油の漏れ量(吸入室側隙間漏れによる漏れ量とローラ軌跡漏れによる漏れ量の合計)は、破線のグラフから実線のグラフに変化し、大幅に低減されることとなる。また、図6Bに示すように、第2室(51)への潤滑油の漏れ量(圧縮室側隙間漏れによる漏れ量)も、破線のグラフから実線のグラフに変化し、大幅に低減されることとなる。よって、図6Cに示すように、シリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量も、破線のグラフから実線のグラフに変化し、大幅に低減されることとなる。 As described above, by forming the inclined surface (36b) over almost the entire circumference of the roller (36), as shown in Figure 6A, the amount of lubricating oil leakage into the first chamber (51) (the sum of leakage due to the gap on the intake chamber side and leakage due to the roller trajectory) changes from a dashed line to a solid line, indicating a significant reduction. Furthermore, as shown in Figure 6B, the amount of lubricating oil leakage into the second chamber (51) (leakage due to the gap on the compression chamber side) also changes from a dashed line to a solid line, indicating a significant reduction. Therefore, as shown in Figure 6C, the amount of lubricating oil leakage into the cylinder chamber (S) also changes from a dashed line to a solid line, indicating a significant reduction.

(7)傾斜面形成手法1
本願の発明者等は、大きさの異なる種々のロータリ圧縮機(1)について、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得る傾斜面(36b)を容易に形成するための手法について検討し、以下の傾斜面形成手法1を導き出した。
(7) Inclined surface formation method 1
The inventors of the present invention have investigated methods for easily forming an inclined surface (36b) that can raise the roller (36) to an appropriate height during operation for various rotary compressors (1) of different sizes, and have derived the following inclined surface formation method 1.

傾斜面形成手法1は、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得る傾斜面(36b)の切り込み高さX(傾斜面(36b)の外側端と水平面(36a)との駆動軸(70)の軸方向に沿った距離)の範囲を、ピストン(35)の重量m(ローラ(36)の重量とベーン(37)の重量の和)と、シリンダ(34)とローラ(36)の高さの差ΔHとを用いて示す下記の数式(1)を導出し、これを用いて傾斜面(36b)を形成(設計)するものである。
(ΔH÷2×0.75)÷(0.0055×m-0.893)≦X≦(ΔH÷2×1.25)÷(0.00006m-1.118)…(1)
The inclined surface formation method 1 derives the following formula (1) which shows the range of the cut height X (distance along the axial direction of the drive shaft (70) between the outer edge of the inclined surface (36b) and the horizontal plane (36a) using the weight m of the piston (35) (sum of the weight of the roller (36) and the weight of the vane (37)) and the height difference ΔH between the cylinder (34) and the roller (36), and uses this to form (design) the inclined surface (36b).
(ΔH÷2×0.75)÷(0.0055×m -0.893 )≦X≦(ΔH÷2×1.25)÷(0.00006m -1.118 )...(1)

傾斜面(36b)を形成するに際し、傾斜面(36b)の切り込み角度φを10°以上45°以下の角度とした上で、傾斜面(36b)の切り込み高さXを上記の数式(1)を満たすものとすれば、運転時にローラ(36)が適切な高さまで浮上し得るロータリ圧縮機(1)を容易に形成することができる。 When forming the inclined surface (36b), if the cutting angle φ of the inclined surface (36b) is set to an angle of 10° to 45°, and the cutting height X of the inclined surface (36b) is set to satisfy the above formula (1), then a rotary compressor (1) in which the roller (36) can be lifted to an appropriate height during operation can be easily formed.

<数式(1)の導出手法>
まず、大きさの異なる(ピストン(35)の質量mが異なる)下記の5タイプのロータリ圧縮機(1)について、傾斜面(36b)の切り込み角度φを10°、20°、30°、45°としたときの傾斜面(36b)の切り込み高さXとピストン(35)の浮遊量Yとの関係を試算した。図7Aは、ピストン(35)が最も軽いAタイプの試算結果を示し、図7Bは、ピストン(35)が最も重いEタイプの試算結果を示す。なお、5タイプのロータリ圧縮機(1)は、全て上述の構成を備えるもので、大きさ(重量)のみが異なるものである。
A:ピストン(35)の質量mが0.01kgのロータリ圧縮機
B:ピストン(35)の質量mが0.025kgのロータリ圧縮機
C:ピストン(35)の質量mが0.05kgのロータリ圧縮機
D:ピストン(35)の質量mが0.075kgのロータリ圧縮機
E:ピストン(35)の質量mが0.1kgのロータリ圧縮機
<Method for deriving formula (1)>
First, for the following five types of rotary compressors (1) with different sizes (different piston (35) masses m), the relationship between the incision height X of the inclined surface (36b) and the amount of buoyancy Y of the piston (35) was estimated when the incision angle φ of the inclined surface (36b) was 10°, 20°, 30°, and 45°. Figure 7A shows the estimated results for type A, which has the lightest piston (35), and Figure 7B shows the estimated results for type E, which has the heaviest piston (35). Note that all five types of rotary compressors (1) have the above configuration, differing only in size (weight).
A: Rotary compressor with piston (35) mass m of 0.01 kg B: Rotary compressor with piston (35) mass m of 0.025 kg C: Rotary compressor with piston (35) mass m of 0.05 kg D: Rotary compressor with piston (35) mass m of 0.075 kg E: Rotary compressor with piston (35) mass m of 0.1 kg

試算は、まず、ロータリ圧縮機(1)の運転中に、ピストン(35)の浮遊量が0である状態において、上述のくさび効果によってローラ(36)に作用する上向きの力pyを算出する(ステップ1)。くさび効果によってローラ(36)に作用する上向きの力pyは、下記の数式(2)~(5)を用いて算出する。なお、下記の数式(2)~(5)において、x、η、r、a、δ、θ、h、X、φについては以下の通りとする。
x:ローラ(36)の径方向における外周面からの距離(mm)
η:潤滑油の粘度(mPa・s)
r:偏心部(72)の偏心量(mm)
a:ローラ(36)の外周半径(mm)
δ:ピストン(35)の進行方向を0°としたときの傾斜面(36b)の角度(rad)
(-π/2<δ<π/2)
θ:駆動軸(70)の回転角(rad)
h:ローラ(36)の径方向の外周面からの距離xの位置における傾斜面(36b)の水平面(36a)に対する高さ(駆動軸(70)の軸方向の距離)(mm)
X:ローラ(36)の径方向の外周面における傾斜面(36b)の水平面(36a)に対する高さ(駆動軸(70)の軸方向の距離)(mm)
φ:傾斜面(36b)の切り込み角度(°)
The calculation begins by first determining the upward force py acting on the roller (36) due to the wedge effect described above, while the rotary compressor (1) is in operation and the amount of buoyancy of the piston (35) is zero (Step 1). The upward force py acting on the roller (36) due to the wedge effect is calculated using the following formulas (2) to (5). In the following formulas (2) to (5), x, η, r, a, δ, θ, h, X, and φ are as follows.
x: Distance from the outer surface of the roller (36) in the radial direction (mm)
η: Viscosity of lubricating oil (mPa·s)
r: Amount of eccentricity (mm) of the eccentric section (72)
a: Outer radius of roller (36) (mm)
δ: Angle (rad) of the inclined surface (36b) when the direction of travel of the piston (35) is 0°.
(-π/2 < δ < π/2)
θ: Rotation angle (rad) of the drive shaft (70)
h: Height of the inclined surface (36b) relative to the horizontal plane (36a) at a distance x from the radial outer surface of the roller (36) (distance in the axial direction of the drive shaft (70)) (mm)
X: Height of the inclined surface (36b) on the radial outer surface of the roller (36) relative to the horizontal plane (36a) (distance in the axial direction of the drive shaft (70)) (mm)
φ: Cutting angle (°) of the inclined surface (36b)

そして、算出した上向きの力pyによるピストン(35)の浮遊量yを求める(ステップ2)。次に、浮遊量yだけピストン(35)が浮き上がった状態において、くさび効果によってローラ(36)に作用する上向きの力pyを算出し(ステップ3)、この上向きの力pyとピストン(35)の重量mとが釣り合うかを判断する(ステップ4)。 Next, the amount of buoyancy y of the piston (35) due to the calculated upward force py is determined (Step 2). Then, with the piston (35) lifted by the amount of buoyancy y, the upward force py acting on the roller (36) due to the wedge effect is calculated (Step 3), and it is determined whether this upward force py balances the weight m of the piston (35) (Step 4).

ステップ4において、上向きの力pyとピストン(35)の重量mとが釣り合う場合、上向きの力pyによるピストン(35)の浮遊量yを求め、求めた浮遊量yをピストン(35)の浮遊量Yとして決定する。 In step 4, when the upward force py balances with the weight m of the piston (35), the amount of buoyancy y of the piston (35) due to the upward force py is determined, and this amount of buoyancy y is set as the amount of buoyancy Y of the piston (35).

一方、ステップ4において、上向きの力pyとピストン(35)の重量mとが釣り合わない場合、ステップ2に戻り、上向きの力pyによるピストン(35)の浮遊量yを再度求める(ステップ2)。そして、浮遊量yだけピストン(35)が浮き上がった状態において、くさび効果によってローラ(36)に作用する上向きの力pyを再度算出し(ステップ3)、この上向きの力pyとピストン(35)の重量mとが釣り合うかを判断する(ステップ4)。 On the other hand, if the upward force py and the weight m of the piston (35) are not balanced in step 4, the process returns to step 2, and the amount of levitation y of the piston (35) due to the upward force py is recalculated (step 2). Then, with the piston (35) lifted by the amount of levitation y, the upward force py acting on the roller (36) due to the wedge effect is recalculated (step 3), and it is determined whether this upward force py and the weight m of the piston (35) are balanced (step 4).

以上のステップを繰り返すことにより、ピストン(35)の浮遊量Yを決定する。そして、上記試算により求めた切り込み角度φ毎の浮遊量Yを切り込み高さXの関数とする関係式を求めたところ、以下のようになった。なお、図7Aにはピストン(35)が最も軽いAタイプの結果を示し、図7Eにはピストン(35)が最も重いEタイプの結果を示している。
(7-1)Aタイプ:m=0.01の場合
φ=10:Y=0.3313X …A10
φ=20:Y=0.0938X …A20
φ=30:Y=0.0366X …A30
φ=45:Y=0.0103X …A45
(7-2)Bタイプ:m=0.025の場合
φ=10:Y=0.1532X …B10
φ=20:Y=0.0395X …B20
φ=30:Y=0.0149X …B30
φ=45:Y=0.0041X …B45
(7-3)Cタイプ:m=0.05の場合
φ=10:Y=0.0817X …C10
φ=20:Y=0.0075X …C20
φ=30:Y=0.0202X …C30
φ=45:Y=0.002X …C45
(7-4)Dタイプ:m=0.075の場合
φ=10:Y=0.0559X …D10
φ=20:Y=0.0135X …D20
φ=30:Y=0.0049X …D30
φ=45:Y=0.0009X …D45
(7-5)Eタイプ:m=0.1の場合
φ=10:Y=0.0424X …E10
φ=20:Y=0.0101X …E20
φ=30:Y=0.0037X …E30
φ=45:Y=0.0009X …E45
By repeating the above steps, the amount of buoyancy Y of the piston (35) is determined. Then, a relational expression was obtained that expresses the amount of buoyancy Y for each cutting angle φ, as determined by the above calculation, as a function of the cutting height X, and the result is as follows. Figure 7A shows the result for type A, where the piston (35) is lightest, and Figure 7E shows the result for type E, where the piston (35) is heaviest.
(7-1) Type A: When m = 0.01, φ = 10: Y = 0.3313X ... A10
φ=20:Y=0.0938X...A20
φ=30:Y=0.0366X...A30
φ=45:Y=0.0103X...A45
(7-2) Type B: When m = 0.025, φ = 10: Y = 0.1532X ... B10
φ=20:Y=0.0395X...B20
φ=30:Y=0.0149X...B30
φ=45:Y=0.0041X...B45
(7-3) Type C: When m = 0.05, φ = 10: Y = 0.0817X ... C10
φ=20:Y=0.0075X...C20
φ=30:Y=0.0202X...C30
φ=45:Y=0.002X...C45
(7-4) Type D: When m = 0.075, φ = 10: Y = 0.0559X ... D10
φ=20:Y=0.0135X...D20
φ=30:Y=0.0049X...D30
φ=45:Y=0.0009X...D45
(7-5) Type E: When m = 0.1, φ = 10: Y = 0.0424X ... E10
φ=20:Y=0.0101X...E20
φ=30:Y=0.0037X...E30
φ=45:Y=0.0009X...E45

上記のA~Eタイプの試算結果より、ピストン(35)の質量mが軽く、傾斜面(36b)の切り込み角度φが小さい程、傾斜面(36b)の切り込み高さXに対する浮遊量Yの関係を示す線分の傾き(関数の傾き)が大きく、逆に、ピストン(35)の質量mが重く、傾斜面(36b)の切り込み角度φが大きい程、傾斜面(36b)の切り込み高さXに対する浮遊量Yの関係を示す線分の傾き(関数の傾き)が小さいことが判る。 From the calculation results for types A to E above, it can be seen that the lighter the mass m of the piston (35) and the smaller the cutting angle φ of the inclined surface (36b), the greater the slope of the line segment (slope of the function) showing the relationship between the amount of levitation Y and the cutting height X of the inclined surface (36b). Conversely, the heavier the mass m of the piston (35) and the larger the cutting angle φ of the inclined surface (36b), the smaller the slope of the line segment (slope of the function) showing the relationship between the amount of levitation Y and the cutting height X of the inclined surface (36b).

そこで、次に、A~Eタイプについて切り込み角度φ(10°、20°、30°、45°)毎に求めた上記関数A10~E45のうち、傾きIが最大となる切り込み角度φが10°の関数A10,B10,C10,D10,E10と、傾きIが最小となる切り込み角度φが45°の関数A45,B45,C45,D45,E45とのそれぞれについて、傾きIとピストン(35)の重量mとの関係を示す近似式を算出した。 Next, for each of the above functions A10 to E45 obtained for each cutting angle φ (10°, 20°, 30°, 45°) for types A to E, we calculated approximate formulas showing the relationship between the inclination I and the weight m of the piston (35) for functions A10, B10, C10, D10, and E10 where the cutting angle φ that maximizes the inclination I is 10°, and for functions A45, B45, C45, D45, and E45 where the cutting angle φ that minimizes the inclination I is 45°.

具体的には、図8Aに示すように、切り込み角度φが10°の関数A10,B10,C10,D10,E10それぞれの傾きIとピストン(35)の重量mとの関係を示し、切り込み角度φが10°の関数A10,B10,C10,D10,E10の傾きIをピストン(35)の重量mの関数とする近似式を求めたところ、I=0.0055m-0.893となった。 Specifically, as shown in Figure 8A, the relationship between the inclination I of each function A10, B10, C10, D10, and E10 with a cutting angle φ of 10° and the weight m of the piston (35) is shown. When an approximate formula was obtained in which the inclination I of the functions A10, B10, C10, D10, and E10 with a cutting angle φ of 10° is a function of the weight m of the piston (35), the result was I = 0.0055m - 0.893 .

同様に、図8Bに示すように、切り込み角度φが45°の関数A45,B45,C45,D45,E45それぞれの傾きIとピストン(35)の重量mとの関係を示し、切り込み角度φが45°の関数A45,B45,C45,D45,E45の傾きIをピストン(35)の重量mの関数とする近似式を求めたところ、I=0.00006m-1.118となった。 Similarly, as shown in Figure 8B, the relationship between the inclination I of functions A45, B45, C45, D45, and E45 with a cutting angle φ of 45° and the weight m of the piston (35) is shown. When an approximate formula was obtained in which the inclination I of functions A45, B45, C45, D45, and E45 with a cutting angle φ of 45° is a function of the weight m of the piston (35), the result was I = 0.00006m - 1.118 .

次に、切り込み角度φが10°の関数A10,B10,C10,D10,E10の傾きIの近似式I=0.0055m-0.893と、切り込み角度φが45°の関数A45,B45,C45,D45,E45の傾きIの近似式I=0.00006m-1.118とを用いて、浮遊量Yが適切な値となり得る切り込み高さXの範囲を求めた。 Next, using the approximate formulas I = 0.0055m - 0.893 for the slope I of functions A10, B10, C10, D10, and E10 with a cutting angle φ of 10°, and I = 0.00006m - 1.118 for the slope I of functions A45, B45, C45, D45, and E45 with a cutting angle φ of 45°, we determined the range of cutting heights X for which the amount of floating Y can be an appropriate value.

具体的には、浮遊量Yの適正範囲をΔH÷2×0.75≦Y≦ΔH÷2×1.25とし、図9に示すように、切り込み角度φが10°の浮遊量Yと切り込み高さXの関係を示す線分L1(Y=0.0055×m-0.893・X)と、切り込み角度φが45°の浮遊量Yと切り込み高さXの関係を示す線分L2(Y=0.00006m-1.118・X)と、浮遊量Yの適正範囲の下限値を示す線分L3(Y=ΔH÷2×0.75)と、浮遊量Yの適正範囲の上限値を示す線分L4(Y=ΔH÷2×1.25)とによって囲まれる範囲(図9において斜線を付した範囲)に入る得る切り込み高さXの範囲(上記数式(1)、図9では、X1≦X≦X2)を導出し、この範囲を浮遊量Yが適切な値となり得る切り込み高さXの範囲とした。 Specifically, the appropriate range for the floating amount Y is set to ΔH÷2×0.75≦Y≦ΔH÷2×1.25, and as shown in Figure 9, line segment L1 (Y = 0.0055 × m - 0.893・X) shows the relationship between the floating amount Y and the cutting height X when the cutting angle φ is 10°, and line segment L2 (Y = 0.00006 m) shows the relationship between the floating amount Y and the cutting height X when the cutting angle φ is 45°. The range of cut height X that can fall within the range enclosed by -1.118 * X, line segment L3 (Y = ΔH ÷ 2 × 0.75) which indicates the lower limit of the appropriate range for the amount of floating Y, and line segment L4 (Y = ΔH ÷ 2 × 1.25) which indicates the upper limit of the appropriate range for the amount of floating Y (the shaded area in Figure 9) is derived (formula (1) above, X1 ≤ X ≤ X2 in Figure 9), and this range is defined as the range of cut height X for which the amount of floating Y can be an appropriate value.

(8)傾斜面形成手法2
さらに、本願の発明者等は、上記傾斜面形成手法1とは異なる手法で、大きさの異なる種々のロータリ圧縮機(1)について、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得る傾斜面(36b)を容易に形成するための手法について検討し、以下の傾斜面形成手法2を導き出した。
(8) Inclined surface formation method 2
Furthermore, the inventors of the present application investigated a method for easily forming an inclined surface (36b) that can raise the roller (36) to an appropriate height during operation for various rotary compressors (1) of different sizes, using a method different from the inclined surface forming method 1 described above, and derived the following inclined surface forming method 2.

傾斜面形成手法2は、運転時にローラ(36)の浮遊量Yが適正範囲(ΔH÷2×0.75≦Y≦ΔH÷2×1.25)内に入り得るピストン(35)の重量mと切り込み角度φと切り込み高さXとの関係式を導出し、これを用いて傾斜面(36b)を設計するものである。 Method 2 for forming an inclined surface involves deriving a relationship between the weight m of the piston (35), the cutting angle φ, and the cutting height X, such that the amount of float Y of the roller (36) during operation falls within an appropriate range (ΔH ÷ 2 × 0.75 ≤ Y ≤ ΔH ÷ 2 × 1.25), and using this relationship to design the inclined surface (36b).

まず、ピストン(35)の重量mが0.01kg、0.05kg、0.1kgである3種のロータリ圧縮機(1)(傾斜面形成手法1のAタイプ、Cタイプ、Eタイプ)について、浮遊量Yの適正範囲(ΔH÷2×0.75≦Y≦ΔH÷2×1.25)を求めたところ、以下の通りであった。なお、m=0.01kgの場合、ΔH=0.015であり、m=0.05kgの場合、ΔH=0.022であり、m=0.1kgの場合、ΔH=0.028であった。
(8-1)Aタイプ:m=0.01の場合
0.00563≦Y≦0.009375
(8-2)Cタイプ:m=0.05の場合
0.00825≦Y≦0.0138
(8-3)Eタイプ:m=0.1の場合
0.0105≦Y≦0.0175
First, for three types of rotary compressors (1) (Type A, Type C, and Type E of Inclined Surface Forming Method 1) with piston (35) weights m of 0.01 kg, 0.05 kg, and 0.1 kg, the appropriate range of the floating amount Y (ΔH ÷ 2 × 0.75 ≤ Y ≤ ΔH ÷ 2 × 1.25) was determined and found to be as follows. When m = 0.01 kg, ΔH = 0.015; when m = 0.05 kg, ΔH = 0.022; and when m = 0.1 kg, ΔH = 0.028.
(8-1) Type A: When m = 0.01
0.00563 ≤ Y ≤ 0.009375
(8-2) Type C: When m = 0.05
0.00825 ≤ Y ≤ 0.0138
(8-3) Type E: When m = 0.1
0.0105 ≤ Y ≤ 0.0175

次に、図7Aに示すAタイプの切り込み角度φ毎の浮遊量Yを切り込み高さXの関数とする関係式において、(8-1)の浮遊量Yの適正範囲に入り得る切り込み高さXと切り込み角度φの範囲、Cタイプの切り込み角度φ毎の浮遊量Yを切り込み高さXの関数とする関係式において(8-2)の浮遊量Yの適正範囲に入り得る切り込み高さXと切り込み角度φの範囲、及び図7Bに示すEタイプの切り込み角度φ毎の浮遊量Yを切り込み高さXの関数とする関係式において(8-3)の浮遊量Yの適正範囲に入り得る切り込み高さXと切り込み角度φの範囲をそれぞれ求めたところ、以下のようになった。
(8-4)m=0.01の場合
10°≦φ≦20°、且つ、0.017≦X≦0.10
20°<φ≦30°、且つ、0.060≦X≦0.26
30°<φ≦45°、且つ、0.15≦X≦0.91
(8-5)m=0.05の場合
10°<φ≦20°、且つ、0.10≦X≦0.68
20°<φ≦30°、且つ、0.41≦X≦1.84
30°<φ≦45°、且つ、1.10≦X≦5.00
(8-6)m=0.1の場合
10°<φ≦20°、且つ、0.25≦X≦1.73
20°<φ≦30°、且つ、1.04≦X≦4.70
30°<φ≦45°、且つ、2.84≦X≦5.00
Next, we determined the range of cutting height X and cutting angle φ that can fall within the appropriate range of floating amount Y in the relational expression for each cutting angle φ of type A shown in Figure 7A, which is a function of the cutting height X, (8-1) the range of cutting height X and cutting angle φ that can fall within the appropriate range of floating amount Y in the relational expression for each cutting angle φ of type C, (8-2) the range of cutting height X and cutting angle φ that can fall within the appropriate range of floating amount Y, and in the relational expression for each cutting angle φ of type E shown in Figure 7B, which is a function of the cutting height X, (8-3) the range of cutting height X and cutting angle φ that can fall within the appropriate range of floating amount Y, and the results were as follows.
(8-4) When m = 0.01
10° ≤ φ ≤ 20°, and 0.017 ≤ X ≤ 0.10
20° < φ ≤ 30°, and 0.060 ≤ X ≤ 0.26
30° < φ ≤ 45°, and 0.15 ≤ X ≤ 0.91
(8-5) When m = 0.05
10° < φ ≤ 20°, and 0.10 ≤ X ≤ 0.68
20° < φ ≤ 30°, and 0.41 ≤ X ≤ 1.84
30° < φ ≤ 45°, and 1.10 ≤ X ≤ 5.00
(8-6) When m = 0.1
10° < φ ≤ 20°, and 0.25 ≤ X ≤ 1.73
20° < φ ≤ 30°, and 1.04 ≤ X ≤ 4.70
30° < φ ≤ 45°, and 2.84 ≤ X ≤ 5.00

以上の結果より、浮遊量Yが適正範囲に入り得るピストン(35)の重量mと切り込み角度φと切り込み高さXとの関係として、以下の(8-7)~(8-9)に示す関係式を導出した。そして、傾斜面(36b)を形成するに際し、(8-7)~(8-9)に示す関係式を満たすものとすれば、運転時にローラ(36)が適切な高さまで浮上し得るロータリ圧縮機(1)を形成することができる。
(8-7)m≦0.03の場合
10°≦φ≦45°、且つ、0.017≦X≦0.91
(8-8)0.03<m≦0.06の場合
10°≦φ≦45°、且つ、0.10≦X≦5.00
(8-9)m>0.06の場合
10°≦φ≦45°、且つ、0.25≦X≦5.00
From the above results, the following relational equations (8-7) to (8-9) were derived as the relationship between the weight m of the piston (35), the cutting angle φ, and the cutting height X, such that the amount of floating Y falls within the appropriate range. Furthermore, if the relational equations (8-7) to (8-9) are satisfied when forming the inclined surface (36b), a rotary compressor (1) can be formed in which the roller (36) can float to an appropriate height during operation.
(8-7) When m ≤ 0.03
10° ≤ φ ≤ 45°, and 0.017 ≤ X ≤ 0.91
(8-8) 0.03 < m ≤ 0.06
10° ≤ φ ≤ 45°, and 0.10 ≤ X ≤ 5.00
(8-9) When m > 0.06
10° ≤ φ ≤ 45°, and 0.25 ≤ X ≤ 5.00

また、上記の結果より、上記(8-7)~(8-9)に示す関係式よりもさらに詳細な以下の(8-10)~(8-12)に示す関係式を導出することもできる。そして、傾斜面(36b)を形成するに際し、(8-10)~(8-12)に示す関係式を満たすものとすれば、運転時にローラ(36)がより適切な高さまで浮上し得るロータリ圧縮機(1)を形成することができる。
(8-10)m≦0.03の場合
10°≦φ≦20°、且つ、0.017≦X≦0.10
20°<φ≦30°、且つ、0.060≦X≦0.26
30°<φ≦45°、且つ、0.15≦X≦0.9
(8-11)0.03<m≦0.06の場合
10°<φ≦20°、且つ、0.10≦X≦0.68
20°<φ≦30°、且つ、0.41≦X≦1.84
30°<φ≦45°、且つ、1.1≦X≦5.0
(8-12)m>0.06の場合
10°<φ≦20°、且つ、0.25≦X≦1.73
20°<φ≦30°、且つ、1.04≦X≦4.7
30°<φ≦45°、且つ、2.84≦X≦5.0
Furthermore, from the above results, it is possible to derive the following more detailed relational expressions (8-10) to (8-12) than those shown in (8-7) to (8-9). If the relational expressions (8-10) to (8-12) are satisfied when forming the inclined surface (36b), a rotary compressor (1) can be formed in which the roller (36) can float to a more appropriate height during operation.
(8-10)m ≤ 0.03
10° ≤ φ ≤ 20°, and 0.017 ≤ X ≤ 0.10
20° < φ ≤ 30°, and 0.060 ≤ X ≤ 0.26
30° < φ ≤ 45°, and 0.15 ≤ X ≤ 0.9
(8-11) When 0.03 < m ≤ 0.06
10° < φ ≤ 20°, and 0.10 ≤ X ≤ 0.68
20° < φ ≤ 30°, and 0.41 ≤ X ≤ 1.84
30° < φ ≤ 45°, and 1.1 ≤ X ≤ 5.0
(8-12) When m > 0.06
10° < φ ≤ 20°, and 0.25 ≤ X ≤ 1.73
20° < φ ≤ 30°, and 1.04 ≤ X ≤ 4.7
30° < φ ≤ 45°, and 2.84 ≤ X ≤ 5.0

-実施形態1の効果-
本実施形態1のロータリ圧縮機(1)では、ローラ(36)の下端面の外周側の一部を、径方向の外側に向かう程、上方に位置するように傾斜する傾斜面(第2面)(36b)に構成している。このような構成により、ローラ(36)の下端面とリアヘッド(下端板)(42)との間には外周側にくさび状の隙間(90)が形成される。このような隙間(90)を形成することにより、運転時には、圧縮機構(30)の各摺動部にケーシング(10)内の圧力同等の高圧の潤滑油が供給され、一部はシリンダ(34)とローラ(36)との間の空間(シリンダ室(S))に至るが、このシリンダ室(S)に至った潤滑油は、ローラ(36)がシリンダ(34)内で偏心回転することにより、上記くさび状の隙間(90)において外周側の入口から奥側(ローラ(36)の中心側)に押し込まれる。このようにして押し込まれた高圧の潤滑油により、ローラ(36)には上向きの力が作用し、ローラ(36)が浮き上がる(くさび効果)。従って、本実施形態1によれば、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得るロータリ圧縮機(1)を提供することができる。また、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させることができると、ローラ(36)の上下に形成される隙間からシリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量を低減することができるため、漏れ損失を低減することができる。
- Effects of Embodiment 1 -
In the rotary compressor (1) of this embodiment 1, a portion of the outer circumference of the lower end surface of the roller (36) is configured as an inclined surface (second surface) (36b) that slopes upward as it moves radially outward. With this configuration, a wedge-shaped gap (90) is formed on the outer circumference between the lower end surface of the roller (36) and the rear head (lower end plate) (42). By forming such a gap (90), during operation, high-pressure lubricating oil equivalent to the pressure inside the casing (10) is supplied to each sliding part of the compression mechanism (30), and some of it reaches the space between the cylinder (34) and the roller (36) (cylinder chamber (S)). As the roller (36) rotates eccentrically inside the cylinder (34), the lubricating oil that reaches this cylinder chamber (S) is pushed from the outer circumference entrance to the back (towards the center of the roller (36)) in the wedge-shaped gap (90). In this way, the high-pressure lubricating oil that is pushed in exerts an upward force on the roller (36), causing the roller (36) to lift off the ground (wedge effect). Therefore, according to this embodiment 1, it is possible to provide a rotary compressor (1) that can levitate the roller (36) to an appropriate height during operation. Furthermore, if the roller (36) can be levitated to an appropriate height during operation, the amount of lubricating oil leaking from the gaps formed above and below the roller (36) into the cylinder chamber (S) can be reduced, thereby reducing leakage losses.

また、本実施形態1のロータリ圧縮機(1)では、傾斜面(36b)をローラ(36)の外周側に形成することにより、くさび状の隙間(90)には、回転しないシリンダ(34)と偏心回転するローラ(36)との間にある潤滑油が流入することとなり、上記隙間(90)に流入する潤滑油と潤滑油による作用面(傾斜面)の相対速度が、傾斜面をローラ(36)の内周側に形成した場合に比べて大きくなる。そのため、上述のくさび効果によってローラ(36)に作用する上向きの力が大きくなり、ローラ(36)を十分に浮き上がらせることができる。従って、本実施形態1によれば、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得るロータリ圧縮機(1)を提供することができる。 Furthermore, in the rotary compressor (1) of this embodiment 1, by forming the inclined surface (36b) on the outer circumference side of the roller (36), lubricating oil between the non-rotating cylinder (34) and the eccentrically rotating roller (36) flows into the wedge-shaped gap (90). The relative velocity between the lubricating oil flowing into the gap (90) and the surface acting on it (inclined surface) becomes greater compared to when the inclined surface is formed on the inner circumference side of the roller (36). Therefore, the upward force acting on the roller (36) increases due to the wedge effect described above, allowing the roller (36) to be sufficiently lifted. Thus, according to this embodiment 1, a rotary compressor (1) capable of lifting the roller (36) to an appropriate height during operation can be provided.

また、本実施形態1では、大きさの異なる種々のロータリ圧縮機(1)について、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得るくさび状の隙間(90)の高さ(切り込み高さ)Xの範囲を試算し、ピストン(35)の重量(ローラ(36)の重量とベーン(37)の重量の和)mと、シリンダ(34)とローラ(36)の高さの差ΔHとを用いて示される上述の数式(1)を導出し、上記数式(1)を満たすように傾斜面(36b)を形成することとしている。このようにして傾斜面(36b)を形成(設計)することにより、運転時にローラ(36)を適切な高さまで浮上させ得る種々の大きさのロータリ圧縮機(1)を容易に構成することができる。 Furthermore, in this embodiment 1, for various rotary compressors (1) of different sizes, the range of height (cut height) X of the wedge-shaped gap (90) that can raise the roller (36) to an appropriate height during operation is estimated. The above-mentioned formula (1), expressed using the weight of the piston (35) (the sum of the weight of the roller (36) and the weight of the vane (37)) m and the height difference ΔH between the cylinder (34) and the roller (36), is derived, and the inclined surface (36b) is formed to satisfy the above formula (1). By forming (designing) the inclined surface (36b) in this way, rotary compressors (1) of various sizes that can raise the roller (36) to an appropriate height during operation can be easily constructed.

また、本実施形態1では、ロータリ圧縮機(1)を、ローラ(36)とベーン(37)とが一体に形成されたピストン(35)を備えるスイング式の圧縮機としている。スイング式の圧縮機では、図6Cに示すように、駆動軸(70)が1回転するうちの駆動軸(70)の回転角が0°(360°)のときに、ローラ(36)の上下の隙間からシリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量が特に多くなる。 Furthermore, in this embodiment 1, the rotary compressor (1) is a swing-type compressor equipped with a piston (35) in which the roller (36) and vane (37) are integrally formed. In a swing-type compressor, as shown in Figure 6C, when the rotation angle of the drive shaft (70) during one rotation of the drive shaft (70) is 0° (360°), the amount of lubricating oil leaking from the gaps above and below the roller (36) into the cylinder chamber (S) is particularly large.

ところで、上述のように、ローラ(36)の周方向においてαからα+180°の角度範囲に傾斜面(36b)を形成すると、駆動軸(70)の回転角がαのときに上述のくさび効果が効果的に得られ、ローラ(36)が効果的に浮上する。 As mentioned above, by forming an inclined surface (36b) in the circumferential direction of the roller (36) within an angular range from α to α + 180°, the wedge effect described above is effectively obtained when the rotation angle of the drive shaft (70) is α, and the roller (36) effectively levitates.

そこで、本実施形態1では、少なくともローラ(36)の周方向におけるベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から180°までの範囲に亘って傾斜面(36b)を形成することとしている。このような構成によると、駆動軸(70)の回転角が0°のときにくさび効果が効果的に生じ、シリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量が特に多い駆動軸(70)の回転角が0°のときに、ローラ(36)を確実に浮上させることができる。従って、本実施形態1によれば、シリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量を低減することができ、漏れ損失を低減することができる。 Therefore, in this embodiment 1, an inclined surface (36b) is formed over a range of at least 180° from the angular position of the intake-side surface of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36). With this configuration, a wedge effect is effectively generated when the rotation angle of the drive shaft (70) is 0°, and the roller (36) can be reliably levitated when the rotation angle of the drive shaft (70), which is particularly high in terms of lubricating oil leakage into the cylinder chamber (S), is 0°. Consequently, according to this embodiment 1, the amount of lubricating oil leakage into the cylinder chamber (S) can be reduced, and leakage losses can be reduced.

また、本実施形態1では、傾斜面(36b)が、ローラ(36)の周方向のベーン(37)がある角度範囲を除き、ローラ(36)の周方向のほぼ全周に形成されている。駆動軸(70)の回転角がいずれの角度であっても、ローラ(36)を浮上させることができるため、シリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量を低減することができ、漏れ損失を低減することができる。 Furthermore, in this embodiment 1, the inclined surface (36b) is formed around almost the entire circumference of the roller (36), except for a certain angular range where the circumferential vanes (37) of the roller (36) are located. Since the roller (36) can be levitated regardless of the rotation angle of the drive shaft (70), the amount of lubricating oil leaking into the cylinder chamber (S) can be reduced, thereby reducing leakage losses.

《実施形態2》
実施形態2は、実施形態1のロータリ圧縮機(1)の傾斜面(36b)の構成を変更したものである。
Embodiment 2
Embodiment 2 is a modification of the configuration of the inclined surface (36b) of the rotary compressor (1) in Embodiment 1.

具体的には、図10に示すように、実施形態2では、傾斜面(36b)は、実施形態1のように、ローラ(36)の周方向のほぼ全周(ローラ(36)の周方向のベーン(37)がある角度範囲は除く)に亘って形成するのではなく、ローラ(36)の周方向におけるベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から270°までの範囲に亘って形成されている。そのため、実施形態2では、ローラ(36)の周方向における270°からベーン(37)の吐出側の側面の角度位置までの範囲には、傾斜面(36b)は形成されない。 Specifically, as shown in Figure 10, in Embodiment 2, the inclined surface (36b) is not formed over almost the entire circumference of the roller (36) in the circumferential direction (excluding the angular range where the vanes (37) are located in the circumferential direction of the roller (36)), as in Embodiment 1. Instead, it is formed over a range from the angular position of the suction-side side of the vanes (37) in the circumferential direction of the roller (36) up to 270°. Therefore, in Embodiment 2, the inclined surface (36b) is not formed in the range from 270° in the circumferential direction of the roller (36) to the angular position of the discharge-side side of the vanes (37).

ところで、上述したように、ローラ(36)を適切な高さまで浮上させることでローラ(36)の上下に形成される隙間からシリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量を低減する観点からは、傾斜面(36b)の形成範囲(ローラ(36)の周方向における傾斜面(36b)が形成される角度範囲)を可能な限り広くする(実施形態1のようにほぼ全周に亘る)のが好ましい。一方、ローラ(36)の下端部の外周角部を面取りして傾斜面(36b)を形成し、傾斜面(36b)とリアヘッド(42)の上面との間にくさび状の隙間(90)を形成すると、ローラ(36)を浮上させることでローラ(36)の上下の隙間からシリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量は低減できるが、第2室(52)で圧縮された冷媒が上記隙間(90)を介して第1室(51)へ漏れて性能低下に繋がる虞がある。傾斜面(36b)の形成範囲が広くなればなる程、上記隙間(90)を介した冷媒漏れは生じ易くなり、性能低下を招く虞が高くなる。そのため、上記隙間(90)を介する第2室(52)から第1室(51)への冷媒漏れを低減する観点からは、傾斜面(36b)の形成範囲を可能な限り狭くするのが好ましい。 Incidentally, as mentioned above, from the viewpoint of reducing the amount of lubricating oil leaking into the cylinder chamber (S) from the gaps formed above and below the roller (36) by levitating the roller (36) to an appropriate height, it is preferable to make the range of inclined surface (36b) formation (the angular range in which the inclined surface (36b) is formed in the circumferential direction of the roller (36)) as wide as possible (almost the entire circumference as in Embodiment 1). On the other hand, if the outer peripheral corner of the lower end of the roller (36) is chamfered to form an inclined surface (36b), and a wedge-shaped gap (90) is formed between the inclined surface (36b) and the upper surface of the rear head (42), the amount of lubricating oil leaking into the cylinder chamber (S) from the gaps above and below the roller (36) can be reduced by levitating the roller (36), but there is a risk that the refrigerant compressed in the second chamber (52) will leak into the first chamber (51) through the gap (90), leading to a decrease in performance. The wider the area where the inclined surface (36b) is formed, the more likely refrigerant leakage through the gap (90) will occur, increasing the risk of performance degradation. Therefore, from the viewpoint of reducing refrigerant leakage from the second chamber (52) to the first chamber (51) through the gap (90), it is preferable to make the area where the inclined surface (36b) is formed as narrow as possible.

そこで、実施形態2では、上述のように、ローラ(36)の周方向におけるベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から270°までの範囲に限って傾斜面(36b)を形成することとしている。このように傾斜面(36b)を形成することにより、シリンダ室(S)(主に、第2室(52))への潤滑油の漏れ量が多い駆動軸(70)の回転角が0°から180°までの間は、ローラ(36)を浮上させることができるため、シリンダ室(S)への潤滑油の漏れ量をより大幅に低減することができ、漏れ損失も大幅に低減することができる。一方、ローラ(36)の周方向における270°からベーン(37)の吐出側の側面の角度位置までの範囲には、傾斜面(36b)を形成しないようにすることにより、傾斜面(36b)を形成することによって生じるくさび状の隙間(90)を介した第2室(52)から第1室(51)への冷媒漏れを低減することができる。 Therefore, in Embodiment 2, as described above, the inclined surface (36b) is formed only in the range from the angular position of the suction-side side of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36) up to 270°. By forming the inclined surface (36b) in this way, the roller (36) can be raised when the rotation angle of the drive shaft (70), where the amount of lubricating oil leakage into the cylinder chamber (S) (mainly the second chamber (52)) is large, is between 0° and 180°. This significantly reduces the amount of lubricating oil leakage into the cylinder chamber (S) and also significantly reduces leakage losses. On the other hand, by not forming the inclined surface (36b) in the range from 270° in the circumferential direction of the roller (36) to the angular position of the discharge-side side of the vane (37), refrigerant leakage from the second chamber (52) to the first chamber (51) through the wedge-shaped gap (90) created by forming the inclined surface (36b) can be reduced.

《その他の実施形態》
上記実施形態1,2では、本開示のロータリ圧縮機(1)の一例として、ローラ(36)とベーン(37)とが一体に形成されたピストン(35)を備えるスイング式の圧縮機について説明したが、本開示のロータリ圧縮機(1)は、スイング式の圧縮機に限られない。本開示のロータリ圧縮機(1)は、ローラとは別体のベーンがローラに当接しながらローラが偏心回転する所謂ローリングピストン式のロータリ圧縮機や、ローラの外周面の凹部にベーンの先端が回転可能に嵌合した状態でローラが偏心回転する所謂ヒンジベーン式のロータリ圧縮機であってもよい。
Other embodiments
In embodiments 1 and 2 described above, a swing-type compressor equipped with a piston (35) in which a roller (36) and a vane (37) are integrally formed was described as an example of the rotary compressor (1) of the present disclosure. However, the rotary compressor (1) of the present disclosure is not limited to a swing-type compressor. The rotary compressor (1) of the present disclosure may be a so-called rolling piston type rotary compressor in which a vane separate from the roller contacts the roller while the roller rotates eccentrically, or a so-called hinge vane type rotary compressor in which the tip of the vane is rotatably fitted into a recess on the outer circumferential surface of the roller while the roller rotates eccentrically.

また、上記実施形態1,2では、本開示のロータリ圧縮機(1)の一例として、1つのシリンダ(34)を備える所謂単気筒式(1シリンダ式)のロータリ圧縮機について説明したが、本開示のロータリ圧縮機(1)は、単気筒式に限られない。本開示のロータリ圧縮機(1)は、複数のシリンダ(34)を備える所謂多気筒式のロータリ圧縮機(1)であってもよい。多気筒式のロータリ圧縮機(1)とする場合、各シリンダ(34)内で偏心回転するローラ(36)のそれぞれの下端面が傾斜面(第2面)(36b)を有するように構成すればよい。このように構成することで、運転時に各シリンダ(34)内で各ローラ(36)が適切な高さまで浮上することとなる。 Furthermore, while embodiments 1 and 2 described above described a so-called single-cylinder rotary compressor (1) equipped with one cylinder (34) as an example of the rotary compressor (1) of this disclosure, the rotary compressor (1) of this disclosure is not limited to a single-cylinder type. The rotary compressor (1) of this disclosure may be a so-called multi-cylinder rotary compressor (1) equipped with multiple cylinders (34). In the case of a multi-cylinder rotary compressor (1), the lower end surface of each roller (36) that rotates eccentrically within each cylinder (34) should be configured to have an inclined surface (second surface) (36b). With this configuration, each roller (36) will float to an appropriate height within each cylinder (34) during operation.

また、上記実施形態2では、傾斜面(36b)を、ローラ(36)の周方向におけるベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から270°までの範囲に限って形成し、270°からベーン(37)の吐出側の側面の角度位置までの範囲には形成しないこととしていた。このように傾斜面(36b)をローラ(36)の周方向における一部の角度範囲のみに限って形成する場合、傾斜面(36b)の始端は、実施形態2と同様にローラ(36)の周方向におけるベーン(37)の吸入側の側面の角度位置に設けるのが好ましいが、傾斜面(36b)の終端は、ローラ(36)の周方向における180°以上270°以下の所定の角度位置に設ければよく、270°の位置に限られない。傾斜面(36b)の始端をローラ(36)の周方向におけるベーン(37)の吸入側の側面の角度位置に設け、傾斜面(36b)の終端をローラ(36)の周方向における180°以上270°以下の所定の角度位置に設ければ、実施形態2と同様の効果を奏することができる。 Furthermore, in the above embodiment 2, the inclined surface (36b) was formed only in the range from the angular position of the suction-side side of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36) up to 270°, and not in the range from 270° to the angular position of the discharge-side side of the vane (37). When the inclined surface (36b) is formed only in a limited angular range in the circumferential direction of the roller (36) in this way, it is preferable that the starting end of the inclined surface (36b) be provided at the angular position of the suction-side side of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36), as in embodiment 2, but the ending end of the inclined surface (36b) can be provided at a predetermined angular position between 180° and 270° in the circumferential direction of the roller (36), and is not limited to the 270° position. By positioning the starting end of the inclined surface (36b) at an angular position on the suction-side side of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36), and positioning the ending end of the inclined surface (36b) at a predetermined angular position of 180° to 270° in the circumferential direction of the roller (36), the same effects as in Embodiment 2 can be achieved.

以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態及び変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第1」、「第2」、…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。 While embodiments and modifications have been described above, it will be understood that various changes in form and detail are possible without departing from the spirit and scope of the claims. Furthermore, these embodiments and modifications may be combined or substituted as appropriate, as long as they do not impair the function of the subject matter of this disclosure. The terms "first," "second," etc., used above are used to distinguish the phrases to which they are assigned, and do not limit the number or order of such phrases.

以上説明したように、本開示は、ロータリ圧縮機及び冷凍サイクル装置について有用である。 As described above, this disclosure is useful for rotary compressors and refrigeration cycle systems.

1 ロータリ圧縮機
9 冷媒回路
10 ケーシング
20 モータ
30 圧縮機構
34 シリンダ
35 ピストン
36 ローラ
36a 水平面(第1面)
36b 傾斜面(第2面)
36o 外周面
37 ベーン
41 フロントヘッド(上端板)
42 リアヘッド(下端板)
51 第1室
52 第2室
70 駆動軸
100 冷凍サイクル装置
1. Rotary Compressor
9. Refrigerant Circuit
10 Casing
20 Motor
30 Compression mechanism
34 cylinders
35 Pistons
36 Laura
36a Horizontal surface (first surface)
36b Slanted surface (second surface)
36o outer circumferential surface
37. Bane
41 Front head (upper plate)
42 Rear head (lower end plate)
51 Room 1
52 2nd room
70 Drive shaft 100 Refrigeration cycle device

Claims (6)

ケーシング(10)と、
上記ケーシング(10)内に設けられ、上下方向に延びる駆動軸(70)と、
上記ケーシング(10)内に設けられ、上記駆動軸(70)を駆動するモータ(20)と、
上記ケーシング(10)内に設けられ、上記駆動軸(70)に連結されて上記モータ(20)によって回転駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構(30)とを備え、
上記圧縮機構(30)は、
円筒状のシリンダ(34)と、
上記シリンダ(34)の上下の開口端面を閉塞する上端板(41)及び下端板(42)と、
上記駆動軸(70)に取り付けられて上記シリンダ(34)内で偏心回転する円筒状のローラ(36)と、
上記シリンダ(34)と上記ローラ(36)との間の空間を吸入側の第1室(51)と吐出側の第2室(52)とに区画するベーン(37)とを有し、
上記ローラ(36)の下端面は、上記下端板(42)の上面に平行な第1面(36a)と、該第1面(36a)の外周側に連続して上記ローラ(36)の外周面(36o)まで延びる第2面(36b)とを有し、
上記第2面(36b)は、径方向の外側に向かう程、上方に位置するように傾斜し、
上記第2面(36b)は、
上記ローラ(36)の重量と上記ベーン(37)の重量の和をm、
上記第2面(36b)の外側端と上記第1面(36a)との上記駆動軸(70)の軸方向に沿った距離をX、
上記シリンダ(34)の高さと上記ローラ(36)の高さの差をΔHとしたときに、
下記の数式(1)を満たすものである
(ΔH÷2×0.75)÷(0.0055×m-0.893)≦X≦(ΔH÷2×1.25)÷(0.00006m-1.118)…(1)
ロータリ圧縮機。
Casing (10),
A drive shaft (70) is provided within the casing (10) and extends in the vertical direction,
A motor (20) is provided within the casing (10) and drives the drive shaft (70),
The device comprises a compression mechanism (30) provided within the casing (10), connected to the drive shaft (70), and rotationally driven by the motor (20) to compress the refrigerant.
The above compression mechanism (30) is
A cylindrical cylinder (34) and
The upper end plate (41) and lower end plate (42) close the upper and lower open end faces of the cylinder (34),
A cylindrical roller (36) is attached to the drive shaft (70) and rotates eccentrically within the cylinder (34),
The space between the cylinder (34) and the roller (36) is divided into a first chamber (51) on the intake side and a second chamber (52) on the discharge side by a vane (37).
The lower end surface of the roller (36) has a first surface (36a) parallel to the upper surface of the lower end plate (42), and a second surface (36b) that is continuous with the outer circumference of the first surface (36a) and extends to the outer circumference surface (36o) of the roller (36).
The second surface (36b) described above is inclined such that it is positioned higher as it moves radially outward.
The second surface (36b) above is,
The sum of the weight of the roller (36) and the weight of the vane (37) is m.
Let X be the distance between the outer edge of the second surface (36b) and the first surface (36a) along the axial direction of the drive shaft (70).
When the difference between the height of the cylinder (34) and the height of the roller (36) is ΔH,
The following equation (1) is satisfied: (ΔH ÷ 2 × 0.75) ÷ (0.0055 × m - 0.893 ) ≤ X ≤ (ΔH ÷ 2 × 1.25) ÷ (0.00006 m - 1.118 ) ... (1)
Rotary compressor.
上記ローラ(36)の上端面と下端面とは、形状が異なるThe upper and lower ends of the roller (36) described above have different shapes.
請求項1に記載のロータリ圧縮機。The rotary compressor according to claim 1.
上記ロータリ圧縮機は、上記ローラ(36)と上記ベーン(37)とが一体に形成されたピストン(35)を備えるスイング式の圧縮機であり、
上記ローラ(36)の周方向における上記ローラ(36)の中心に対する上記ベーン(37)の中心線(M)の角度位置を0°とし、上記ローラ(36)の周方向における角度位置が上記駆動軸(70)の回転方向に進むにつれて増加するとしたときに、
上記第2面(36b)は、上記ローラ(36)の周方向における少なくとも上記ベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から180°までの範囲に亘って形成されている
請求項1又は2に記載のロータリ圧縮機。
The rotary compressor described above is a swing-type compressor equipped with a piston (35) in which the roller (36) and the vane (37) are integrally formed.
When the angular position of the center line (M) of the vane (37) with respect to the center of the roller (36) in the circumferential direction is set to 0°, and the angular position of the roller (36) in the circumferential direction increases as it moves in the rotational direction of the drive shaft (70),
The rotary compressor according to claim 1 or 2, wherein the second surface (36b) is formed over a range of at least 180° from the angular position of the suction-side surface of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36).
上記第2面(36b)は、上記ローラ(36)の周方向における上記ベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から上記ベーン(37)の吐出側の側面の角度位置までの範囲に亘って形成されている
請求項3に記載のロータリ圧縮機。
The rotary compressor according to claim 3, wherein the second surface (36b) is formed over a range from the angular position of the suction-side surface of the vane (37) to the angular position of the discharge-side surface of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36).
上記第2面(36b)は、上記ローラ(36)の周方向における上記ベーン(37)の吸入側の側面の角度位置から180°以上270°以下の所定の角度位置までの範囲に亘って形成されている
請求項3に記載のロータリ圧縮機。
The rotary compressor according to claim 3, wherein the second surface (36b) is formed over a range from an angular position of the suction-side surface of the vane (37) in the circumferential direction of the roller (36) to a predetermined angular position of 180° to 270°.
請求項1又は2に記載のロータリ圧縮機を備えた冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle apparatus comprising a rotary compressor according to claim 1 or 2 .
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