JP2002276578A - ロータリ式多段圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉容器内を低段（初段）吐出圧力気体で充
満させたロータリ式多段圧縮機において、高段（最終
段）圧縮要素の高段（最終段）ベーンの高段（最終段）
背面室に充分な潤滑油供給を図るものである。 【解決手段】 高段（最終段）背面室１６が高段（最終
段）圧縮要素の吐出側に設けた一部を兼ねるべく油溜１
４の下部に配置したものである。それによって、高段
（最終段）背面室に供給する潤滑油を確保し、高段（最
終段）ベーンの摺動部への給油による耐久性向上と高段
（最終段）ベーン摺動隙間の油膜密封による圧縮効率向
上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロータリ式多段圧縮
機の給油手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今の地球環境保護問題に端を発して、
従来から継続使用されているフロン冷媒に替わり自然冷
媒、特に、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いたヒートポ
ンプシステムの研究開発が各分野で盛んに行われてい
る。

【０００３】しかしながら、従来のフロン冷媒を用いた
冷凍サイクルでは、高圧側が３ＭＰａ以下であるのに対
して、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いた冷凍サイクル
では、低圧側が２．５〜５ＭＰａ，高圧側が１２〜１５
ＭＰａにも達して高低圧力差が極めて大きく、圧縮機シ
リンダ内での圧縮途中気体漏れ損失の過大が懸念されて
いる。

【０００４】このような理由から、二酸化炭素（ＣＯ
２）冷媒を用いた圧縮機として、従来からの多段圧縮機
の改良検討が進められている。

【０００５】特に、家庭用ヒートポンプシステムに搭載
される圧縮機としては、生産性と耐久性および小型化の
観点からロータリ式２段圧縮機が注目を浴びている。二
酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いた圧縮機は高圧側圧力が
高いことから、高圧容器としての安全性と摺動部への給
油性および圧縮効率を鑑みて、電動機を収納する密閉容
器内を、吸入圧力と吐出圧力との中間圧力にする構成が
適していることが知られている。

【０００６】このような電動機を収納する密閉容器内を
中間圧力にする構成は、例えば、特開昭５０−７２２０
５号公報で代表される。更には特開平２−２９４５８６
号公報、特開平２−２９４５８７号公報、特開平７−３
１８１７９号公報などでも提案されている。図１０は特
開平２−２９４５８７号公報で示されたフロン冷媒を使
用する縦置形のローリングピストン型ロータリ式２段圧
縮機の縦断面図、図１１は同圧縮機の横断面図である。
また、図１２は特開平７−３１８１７９号公報で示され
たフロン冷媒を使用する横置形のローリングピストン型
ロータリ式２段圧縮機の部分断面図である。

【０００７】図１０、図１１において１００１は密閉容
器、１００２は密閉容器１００１内に設けられた電動機
部、１００３は電動機部１００２の下に位置する１段目
シリンダー（低段側シリンダブロック）、１００４は１
段目シリンダー（低段側シリンダブロック）１００３の
下方に位置する２段目シリンダー（高段側シリンダブロ
ック）、１００５は密閉容器１００１に固定され１段目
シリンダー（低段側シリンダブロック）１００３と２段
目シリンダー（高段側シリンダブロック）１００４に挟
まれた中板である。１００６は２段目シリンダー（高段
側シリンダブロック）１００４の下に位置する下軸受端
板（副軸受）、１００７は電動機部１００２と圧縮機部
とを連結しているクランク軸（駆動軸）、１００８は１
段目シリンダー（低段側シリンダブロック）１００３内
で動く１段目ピストン（低段ピストン）、１００９は２
段目シリンダー（高段側シリンダブロック）１００４内
で動く２段目ピストン（高段ピストン）、１０１０は平
板（高段吐出カバー）である。１０１１は１段目吸入管
（低段吸入管）、１０１２は２段目吐出冷媒を直接、密
閉容器１の外に出す２段目吐出管である。１０１３は２
段目ベーン（高段ベーン）、１０１４は２段目ベーン
（高段ベーン）１０１３を押さえているベーンバネ、１
０１５は、２段目ベーン（高段ベーン）１０１３、中板
１００５、下軸受端板（副軸受）１００６および２段目
のシリンダーベーン溝により密閉容器１００１内の冷媒
と密閉隔離されたベーン背面室（高段背面室）１０１６
は下軸受端板（副軸受）１００６、平板（高段吐出カバ
ー）１０１０に囲まれた２段目吐出弁室（高段吐出
室）、１０１７はベーン背面室（高段背面室）１０１５
と２段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６を連通してい
る導入路である。

【０００８】このような構成において、２段目吐出弁室
（高段吐出室）１０１６の吐出冷媒ガスの一部は、導入
路１０１７を介してベーン背面室（高段背面室）１０１
５に導かれて、ベーンバネと共に２段目ベーン（高段ベ
ーン）１０１３の先端を２段目ピストン（高段ピスト
ン）１００９に適正な力で押付け、シリンダ内空間を吸
入側と圧縮側とに仕切る構成である。

【０００９】また、横置形のローリングピストン型ロー
タリ式２段圧縮機を示す図１２において、密閉ケース
（密閉容器）２０２０内に配置されたモータ部２０２１
の回転軸（駆動軸）２０５２およびそのクランク部２０
２５ａ，２０２５ｂを水平方向に配置している。中間ベ
アリング（中板）２０２８の下半分には、油吸込孔２０
５２を半径方向に穿設して、回転軸（駆動軸）２０２５
回りの油溜め孔２０２８ａに連通させる一方、この油吸
込孔２０５２の下端部２０５２ａを潤滑油（油溜）２０
４４中で開口させている。

【００１０】このような構成において、右側の１段目圧
縮部の上部シリンダ２０２９から圧縮冷媒が吐出される
密閉ケース（密閉容器）２０２０内と、中間ベアリング
（中板）２０２８の油溜め孔２０２８ａ内との圧力差に
より、潤滑油２０４４が油吸込孔２０５２から油溜め孔
２０２８ａへ吸い上げられ、第１段目のピストンローラ
２０３１の両側面隙間［ピストンローラ（ピストン）２
０３１とメインベアリング（主軸受）２０２６との間の
隙間、および、ピストンローラ（ピストン）２０３１と
中間ベアリング（中板）２０２８との間の隙間］を介し
て１段目の上部シリンダ２０２９内の圧縮途中の圧縮室
や吸入側に差圧給油される。その後、１段目圧縮部から
密閉ケース（密閉容器）２０２０内に吐出された冷媒ガ
スに混入する潤滑油は、その一部が分離されて潤滑油２
０４４に収集される一方、冷媒ガスから分離されない残
りの潤滑油は、２段目の下部シリンダ２０３０内を経て
密閉ケース（密閉容器）２０２０外に排出される。そし
て潤滑油２０４４は、その経路途中で摺動面を潤滑する
構成である。

【００１１】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら図１０、
図１１に示す如く、ベーン背面室（高段背面室）１０１
５とその下部に配置された２段目吐出弁室（高段吐出
室）１０１６を導入路１０１７を介して連通する構成で
は、 ２段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６で吐出ガ
スから分離した潤滑油がベーン背面室（高段背面室）１
０１５へ供給される機会が少なく、ベーン背面室（高段
背面室）１０１５の吐出冷媒ガスが２段目ベーン（高段
ベーン）１０１３の摺動部微小隙間を通して圧縮室に漏
洩流入するので、圧縮効率が著しく低下すると共に、２
段目ベーン（高段ベーン）１０１３の摺動部微小隙間へ
の給油不足から２段目ベーン（高段ベーン）１０１３の
耐久性確保が困難であるという課題があった。

【００１２】また図１２のような横置形における給油通
路の構成では、潤滑油２０４４に通じる油溜め孔２０２
８ａと密閉ケース（密閉容器）２０２０内とが同圧力の
ために、潤滑油２０４４から油溜め孔２０２８ａへの充
分な差圧給油量確保が望めない。更には、回転軸（駆動
軸）２０２５を支持するメインベアリング（主軸受）２
０２６とサブベアリング（副軸受）２０２７の軸受摺動
面への積極的な給油ができず、回転軸（駆動軸）２０２
５の損傷を招くという密閉ケース（密閉容器）２０２０
内を中間圧力（圧縮機の低圧側圧力と高圧側圧力との中
間圧力）にした横置形構成における差圧給油量確保の課
題があった。

【００１３】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、高段側ベーン背面室や軸受摺動部への充分
な差圧給油量確保を図ることを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、高段（最終段）吐出側の油溜の潤滑油が高
段側（最終段）ベーン背面室および駆動軸の摺動部を通
過する差圧給油通路の確保を図るものである。

【００１５】上記高段側（最終段）ベーン背面室および
駆動軸の摺動部を通過する差圧給油通路の確保によっ
て、高段側（最終段）ベーン背面室からシリンダ内圧縮
空間への吐出冷媒ガスの流入を防止し、圧縮効率と駆動
軸およびベーン耐久性を向上できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、密閉容
器内に複数の圧縮要素を順次直列接続した多段圧縮機構
と多段圧縮機構の駆動軸に連結する電動機とを収納し、
圧縮要素の各シリンダ内を出没（前進・後退）しつつ吸
入室と圧縮室とに区画する各ベーンの内の最終段圧縮要
素の最終段ベーンの最終段背面室が最終段圧縮要素の吐
出室に連通する一方、初段圧縮要素の初段ベーンの初段
背面室が密閉容器内に連通した構成において、最終段背
面室が最終段圧縮要素の最終段吐出室の油溜の一部を兼
ねるべく構成されたものである。そしてこの構成によれ
ば、最終段吐出圧力が作用する最終段吐出室の油溜の潤
滑油を直接的に、ベーンの摺動面に給油し、摺動部にお
ける油膜形成によって最終段背面室からシリンダ内への
気体漏洩を防止できる。

【００１７】請求項２に記載の発明は、最終段吐出室の
底部に最終段背面室を配置して縦置形を構成したもので
ある。そしてこの構成によれば、最終段吐出圧力が作用
する最終段吐出室の油溜の潤滑油が必然的に、ベーンの
摺動面に給油され、摺動部における油膜形成によって最
終段背面室からシリンダ内への気体漏洩を防止できる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、最終段圧縮要素
を圧縮要素の最上部に配置し、駆動軸を支持すべく最終
段圧縮要素に隣接し且つ最終段圧縮要素の吐出口を有し
て配置された主軸受と、最終段背面室の開口部とを囲む
形態で最終段吐出室を形成し、主軸受を囲み且つ最終段
吐出室の底部に隣接して配置された最終段圧縮要素のシ
リンダブロックの端面に設けた環状油溝がその下部に配
置された背面室の開口部と交差すべく配置されたもので
ある。そしてこの構成によれば、吐出ガスから分離し最
終段吐出室の底部に収集した潤滑油が環状油溝を通じて
最終段背面室に供給され、ベーンの摺動部における油膜
形成によって最終段背面室からシリンダ内への気体漏洩
を防止できる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、最終段圧縮要素
の吐出室に連通して圧縮機外部配管系に配置され且つ最
終段圧縮要素と同等以上の高さ位置で配置された油分離
器の油溜と最終段背面室との間を、油溜から最終段背面
室へのみの流体流入を許容する逆止弁装置を介して連通
したものである。そしてこの構成によれば、圧縮機極低
速運転時のように冷媒ガスの流速度が小さくて圧縮機吐
出配管系に圧力差が生じない場合や、圧縮機停止時など
に、潤滑油の自重等によって油溜の潤滑油が最終段背面
室に戻され、圧縮機再始動時や通常運転復帰時に、圧縮
機内潤滑油を確保した、ベーンの摺動部における油膜形
成によって最終段背面室からシリンダ内への気体漏洩を
防止できる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、逆止弁装置が最
終段ベーンの背面を付勢すべく最終段背面室に配置され
たベーンバネと、そのベーンバネにより付勢される弁体
で構成されたものである。そしてこの構成によれば、新
たな部品を配置することなく、弁体が油分離器と最終段
背面室との間の連通路を閉塞し、油分離器内へのガス逆
流を防止して、油分離器の機能を発揮できる。

【００２１】請求項６に記載の発明は、最終段圧縮要素
の最終段吐出室に連通して圧縮機外部吐出配管系に配置
された油分離器と最終段吐出室との間に、油分離器の側
へのみの流体流れを許容する逆止弁手段を備えたもので
ある。そしてこの構成によれば、圧縮機停止後、逆止弁
手段を境界として吐出配管系の側は高圧力を保持する一
方、密閉容器内圧力は時間経過と共に圧縮機内圧力が均
圧して、最終段背面室の潤滑油がベーンの摺動隙間を通
じてシリンダ内に流入するのを防止できる。

【００２２】請求項７に記載の発明は、最終段圧縮要素
の最終段吐出室に連通して圧縮機外部配管系に配置され
た油分離器の油溜と最終段背面室との間を、油溜から最
終段背面室へのみの流体流入を許容する逆止弁手段を介
して連通すると共に、油分離器と最終段吐出室との間
に、油分離器の側へのみの流体流れを許容する逆止弁手
段を備えたものである。そしてこの構成によれば、最終
段圧縮要素の最終段背面室と油分離器との間に、油分離
器から最終段背面室へのみの流体流れを許容する逆止弁
手段を備えたものである。そしてこの構成によれば、圧
縮機停止後の油分離器内の高圧潤滑油が均圧状態の圧縮
機内圧力との差圧によって、最終段背面室に戻され、圧
縮機再起動時の潤滑油供給に活用できる。

【００２３】請求項８に記載の発明は、最終段吐出室の
油溜の潤滑油を駆動軸の反電動機側端部に導く油通路を
設け、油溜の潤滑油を油通路、駆動軸の摺動部を介して
電動機を収納する電動機室に供給する軸受差圧給油通路
を設けたものである。そしてこの構成によれば、最終段
吐出圧力が作用する油溜の潤滑油が駆動軸の反電動機側
軸端から電動機側に順次、差圧給油され、駆動軸の摺動
部やその周辺部を簡易・確実に潤滑できる。

【００２４】請求項９に記載の発明は、初段圧縮要素を
電動機側に、最終段圧縮要素を反電動機側に配置して油
溜の潤滑油を油通路、駆動軸の摺動部を介して電動機を
収納する電動機室に供給する軸受差圧給油通路を設けた
ものである。そしてこの構成によれば、潤滑油が圧縮ガ
ス温度の高い最終段圧縮要素から順次・圧縮ガス温度の
低い初段圧縮要素へと給油され、最終段圧縮要素の過熱
を防止できる。

【００２５】請求項１０に記載の発明は、多段圧縮機構
と電動機を横置き構成としたものである。そしてこの構
成によれば、最終段背面室を最終段吐出室の油溜の最下
部に配置させることが容易で、最終段吐出室において吐
出ガスから分離した潤滑油の再ガス混入を回避して油分
離効率が向上できる。

【００２６】請求項１１に記載の発明は、最終段吐出室
の油溜の潤滑油を駆動軸の反電動機側端部に導く油通路
を設け、油溜の潤滑油を油通路、駆動軸の摺動部を介し
て電動機を収納する電動機室に供給する軸受差圧給油通
路を設け、軸受差圧給油通路の最上流端が最終段背面室
に開通したものである。そしてこの構成によれば、最終
段吐出室の油溜の潤滑油が、最終段背面室、駆動軸の反
電動機側軸端、電動機室に順次・供給される差圧給油通
路が形成され、最終段ベーンの摺動部への潤滑油を安定
供給できる。

【００２７】請求項１２に記載の発明は、最終段吐出室
の油溜の潤滑油を駆動軸の反電動機側端部に導く油通路
を設け、油溜の潤滑油を油通路、駆動軸の摺動部を介し
て電動機を収納する電動機室に供給する軸受差圧給油通
路を設け、最終段背面室の底部に軸受差圧給油通路の最
上流側が開通したものである。そしてこの構成によれ
ば、最終段吐出室で吐出ガスから分離した潤滑油が最終
的に滞留する空間となる最終段背面室の底部は潤滑油確
保が容易で、駆動軸の摺動部への確実な給油ができる。

【００２８】請求項１３に記載の発明は、最終段吐出室
の油溜の潤滑油を駆動軸の反電動機側端部に導く油通路
を設け、油溜の潤滑油を油通路、駆動軸の摺動部を介し
て電動機を収納する電動機室に供給する軸受差圧給油通
路を設け、軸受差圧給油通路の最上流端が、最終段ベー
ンを背面付勢すべく最終段背面室に配置されたベーンバ
ネ装着穴に開通したものである。そしてこの構成によれ
ば、ベーンがシリンダから後退する際のベーンによるポ
ンプ作用によって、ベーンバネ装着穴の潤滑油が強制的
に駆動軸の摺動部に向かって給油され、潤滑油量を増加
できる。

【００２９】請求項１４に記載の発明は、軸受差圧給油
通路の絞り通路部を、多段圧縮機構の駆動軸を支持すべ
く電動機の側に配置され、且つ、多段圧縮機構の構成要
素である主軸受の軸受隙間で形成したものである。そし
てこの構成によれば、駆動軸に作用する軸荷重の主要部
分を支持する主軸受への給油を確実にできる。

【００３０】請求項１５に記載の発明は、最終段背面室
を駆動軸の軸心より下部に配置して横置形を構成したも
のである。そしてこの構成によれば、最終段吐出室で吐
出ガスから分離した潤滑油が最終段背面室に供給され易
くできる。

【００３１】請求項１６に記載の発明は、初段圧縮要素
を電動機に最も遠い側に配置し、初段圧縮要素の初段吐
出気体を電動機の側に排出した後、吐出気体を再び初段
圧縮要素の側に迂回させる初段吐出気体通路を形成した
構成において、初段吐出気体が各圧縮要素の外側を迂回
して駆動軸より高い位置に開口した吸い込み通路を介し
て次段圧縮要素のシリンダ内に導入されるべく横置き形
に構成されたものである。そしてこの構成によれば、初
段圧縮要素から密閉容器内に排出された吐出ガスの次段
圧縮要素までの通路が長くなり、吐出ガスからの潤滑油
分離効率が向上できる。

【００３２】請求項１７に記載の発明は、最終段吐出室
の油溜の潤滑油を、各圧縮要素の間に配置して各圧縮要
素のシリンダブロックと共に各圧縮室を形成すべく配置
された中板に設けた油通路、各圧縮要素のピストンの内
側空間に給油の後、駆動軸を支持する主軸受と副軸受と
の側に分流後、各軸受隙間を経由して電動機を収納する
電動機室に供給する軸受差圧給油通路を設けたものであ
る。そしてこの構成によれば、ピストンの内側空間に供
給された潤滑油が、主軸受と副軸受の各軸受隙間の設定
通路抵抗に応じて軸受隙間通過潤滑量が配分されて電動
機室に流入し、軸受負荷に応じた給油調整が可能とな
る。

【００３３】以下本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００３４】（実施例１）図１は二酸化炭素冷媒を使用
したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機の縦断
面を表し、図２は図１における２段圧縮機構部の部分縦
断面を表し、図３は図１におけるＡ−Ａ線に沿った横断
面を表す。

【００３５】密閉容器１の内部に、電動機２とその下部
に２段圧縮機構３が配置されている。

【００３６】２段圧縮機構３は、高段（最終段）圧縮要
素４と、その下部に配置された低段（初段）圧縮要素５
と、高段（最終段）圧縮要素４および低段（初段）圧縮
要素５の間に配置された中板６と、高段（最終段）圧縮
要素４および低段（初段）圧縮要素５を駆動すべく電動
機２の回転子２ａに連結された駆動軸７と、駆動軸７を
支持すべく高段（最終段）圧縮要素４の高段（最終段）
側シリンダブロック８に固定された主軸受９および低段
（初段）圧縮要素５の低段（初段）側シリンダブロック
１０に固定された副軸受１１とから成る。

【００３７】高段（最終段）側シリンダブロック８に固
定され且つその外周部が密閉容器１に溶接固定された高
段（最終段）吐出カバー１２は、主軸受９のシリンダブ
ロック取付フランジ部９ａを囲み且つ軸受本体９ｂの外
周部を囲む様態で配置されて高段（最終段）吐出室１３
を形成している。 高段（最終段）吐出室１３の底部は
油溜１４を形成し、高段（最終段）ベーン１５の反圧縮
室側に形成された高段（最終段）背面室１６に常時連通
している。

【００３８】高段（最終段））背面室１６は、圧縮機外
部の吐出配管系に配置されて圧縮機から放熱器の方向へ
のみの冷媒流れを許容する逆止弁手段９８の下流側に接
続された油分離器９９の底部に接続され且つ密閉容器１
の側壁を貫通して高段側シリンダブロック８に挿入され
た油戻し管１５２に連通している。高段側シリンダブロ
ック８には、バネケース６４が圧入されている。バネケ
ース６４には、高段（最終段）圧縮要素４を構成する高
段（最終段）ピストン６５に向かって高段（最終段）ベ
ーン１５を付勢する高段（最終段）ベーンバネ６６と、
油戻し管１５２の開口端部通路を開閉する鋼球製の弁体
６７を収納する。高段（最終段）ベーンバネ６６は弁体
６７を油戻し管１５２の側に付勢して、油戻し管１５２
の開口端部通路を閉塞する。また、高段（最終段）ベー
ンバネ６６は、それ自身の温度上昇に伴ってバネ定数が
増加する一方、それ自身の温度下降に伴ってバネ定数が
減少する形状記憶特性を有している。

【００３９】高段（最終段）吐出室１３は、主軸受９の
シリンダブロック取付フランジ部９ａに立ち上げ固定さ
れた排出管１９を経由し且つ密閉容器１の側壁を貫通し
て形成された吐出冷媒ガス排出通路２０によって圧縮機
外部吐出配管系２１に通じている。

【００４０】主軸受９に設けられた高段（最終段）圧縮
要素４の圧縮室に開口する吐出口２２は、シリンダブロ
ック取付フランジ部９ａに凹設された吐出弁室２３に取
付られた吐出弁装置２４によって開閉される。吐出弁室
２３の吐出口側端は、圧縮室から吐出冷媒ガスと共に吐
出口２２から排出した潤滑油が高段（最終段）背面室１
６に流入容易なように、高段（最終段）背面室１６に向
かって配置されている。

【００４１】副軸受１１と共に低段（初段）側シリンダ
ブロック１０に固定された低段（初段）吐出カバー２６
は、副軸受１１と共に低段（初段）吐出室２７を形成す
る。低段（初段）吐出室２７は、副軸受１１と低段（初
段）シリンダブロック１０と中板６と高段（最終段）シ
リンダブロック８と高段（最終段）吐出カバー１２を順
次連通して形成された中間ガス通路２８を経由して電動
機２が収納されている電動機室２９に通じている。

【００４２】中間ガス通路２８の終端は、高段（最終
段）吐出カバー１２に装着された放出管３９によって電
動機２のコイルエンド２ｃに接近している。放出管３９
とは反対側位置のコイルエンド２ｃの近傍に開口する中
間吸込管３９ａが高段圧縮要素４の吸入側に連通してい
る。

【００４３】密閉容器１の底部の油溜３２と電動機室２
９との間は、高段（最終段）吐出カバー１２に設けられ
た油落とし穴３３（図３参照）を介して連通している。

【００４４】低段（初段）圧縮要素５の低段（初段）背
面室３３は、ベーンバネ装着穴３４を介して油溜３２に
連通している。高段（最終段）背面室１６は、中板６に
設けられて一端がネジ装着されたネジ溝隙間で形成され
た絞り通路を介して密閉容器１内に通じる一方、他端が
開口された細穴６８を通じて最終段（高段）ピストン６
５の内側空間に通じている。

【００４５】以上のように構成された二酸化炭素冷媒ガ
スを使用したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮
機について、その動作を説明する。

【００４６】密閉容器１の側壁を貫通する低段（初段）
吸入管３６を通じて低段（初段）圧縮要素５のシリンダ
内に取り込まれた冷媒ガスは副軸受１１に設けられた極
細孔３５を通じて油溜３２から減圧導入された潤滑油を
混入状態で圧縮された後、低段（初段）吐出室２７に排
出された後、中間ガス通路２８と放出管３９を経由して
電動機室２９に排出される。吸入冷媒ガスと共に低段
（初段）圧縮要素５のシリンダ内に取り込まれた潤滑油
は、圧縮室の微小隙間の油膜密封に供され、圧縮途中冷
媒ガス漏れ防止に寄与する。

【００４７】電動機室２９に流入した冷媒ガスは、コイ
ルエンド２ｃに衝突する。その際に、冷媒ガスに混入す
る潤滑油が分離される。その後、冷媒ガスは中間吸込管
３９ａを経て高段（最終段）圧縮要素４のシリンダ内に
取り込まれる。この冷媒ガスのコイルエンド２ｃに沿っ
た流れによって冷媒ガスに混入する潤滑油が分離される
と共に、電動機２が冷却される。

【００４８】電動機室２９で冷媒ガスから分離されなか
った潤滑油、あるいは、油溜３２の油面が中間吸入管３
９ａの上部開口端近傍にまで貯溜した潤滑油の一部は、
冷媒ガスと共に高段（最終段）圧縮要素４のシリンダ内
に取り込まれ、冷媒ガスと圧縮の後、吐出口２２から高
段（最終段）吐出室１３に排出される。

【００４９】吐出口２２から排出された冷媒ガスの一部
は、吐出弁室２３に沿って高段（最終段）背面室１６の
方向に流れ、高段（最終段）吐出カバー１２の内壁面に
衝突し、冷媒ガスに混入する潤滑油の一部が分離され、
高段（最終段）背面室１６に流入する。吐出口２２から
排出された残りの冷媒ガスは、高段（最終段）吐出カバ
ー１２の内壁面全域と衝突し、冷媒ガスから分離した潤
滑油が主軸受９のシリンダブロック取り付けフランジ部
９ａの外周を囲むように高段（最終段）側シリンダブロ
ックに設けられら環状油溝１４ａ、および、その下部に
配置された高段（最終段）背面室１６と共に構成される
油溜１４に収集する。

【００５０】高段（最終段）背面室１６の潤滑油は、高
段（最終段）ベーン１５の往復運動によってポンプ作用
を受けて油溜１４の油面側と底面側とに出入りする。一
方、高段（最終段）背面室１６の潤滑油の一部は、中板
６に設けられた油穴６８を介して高段（最終段）ピスト
ン６５と低段（初段）ピストン７０の内側空間に流入
後、主軸受９の軸受摺動部９ｃ，副軸受１１の軸受摺動
部１１ｃの各々の微小軸受隙間を経由する間に減圧さ
れ、電動機室２９に差圧給油される。

【００５１】また、高段（最終段）ピストン６５と低段
（初段）ピストン７０の内側空間に供給された潤滑油
は、高段（最終段）ピストン６５と主軸受９および中板
６との各々の摺動隙間（ピストン側面隙間）、低段（初
段）ピストン７０と副軸受１１および中板６との各々の
摺動隙間（ピストン側面隙間）を介して、高段（最終
段）圧縮要素４と低段（初段）圧縮要素５の各々のシリ
ンダ内にも取り込まれる。

【００５２】高段（最終段）背面室１６から電動機室２
９および各圧縮要素（４，５）のシリンダ内に差圧給油
される潤滑油は、その経路途中の摺動面潤滑に提供され
る。

【００５３】排出管１９を通じて高段（最終段）吐出室
１３から圧縮機外部に排出された吐出冷媒ガスは、放熱
器（図示なし）の上流側に配置された油分離器９９を通
して潤滑油が分離され、その底部の油溜９９ａに貯溜さ
れる。

【００５４】油溜３２より高位置で配置された油分離器
９９の潤滑油は、圧縮機停止後の冷凍サイクルが均圧し
た状態［圧縮機内温度が低下し、弁体６７に作用する高
段（最終段）ベーンバネの付勢力が弱い状態］で、弁体
６７の閉塞機能が低下するにで、潤滑油自身の自重によ
り油戻し管１５２を介して高段（最終段）背面室１６に
流入する。また、圧縮機と油分離器９９の間に配置され
た逆止弁手段９８の逆止作用によって、圧縮機停止直後
における圧縮機内均圧圧力と油分離器９９との間の差圧
によっても、油分離器９９の潤滑油が高段（最終段）背
面室１６に戻される。

【００５５】圧縮機運転中の油分離器９９の潤滑油は、
油戻し管１５２の開口端を弁体６７が閉塞（高段（最終
段）ベーンバネの微小バネ付勢力を受けている）してお
り、圧縮機内に戻ることはない。

【００５６】圧縮機停止中に油分離器９９から高段（最
終段）背面室１６に帰還した潤滑油は、中板６に設けた
油穴６８、高段（最終段）ピストン６５と低段（初段）
ピストン７０の内側空間を経由して、最終的に、油溜３
２に戻る。

【００５７】以上のように上記実施例によれば、密閉容
器１内に低段（初段）圧縮要素５と高段（最終段）圧縮
要素４を直列接続した２段圧縮機構３とその２段圧縮機
構３の駆動軸７に連結する電動機２とを収納し、各圧縮
要素４，５の各シリンダ内を出没（前進・後退）しつつ
吸入室と圧縮室とに区画する各ベーンの内の高段（最終
段）圧縮要素４の高段（最終段）ベーン１５の高段（最
終段）背面室１６と高段（最終段）吐出室１３とを連通
する一方、低段（初段）圧縮要素５の低段（初段）ベー
ンの低段（初段）背面室３３に、低段（初段）圧縮要素
５の吐出圧力が作用する電動機室２９の油溜３２を連通
した構成において、高段（最終段）背面室１６が高段
（最終段）圧縮要素４の高段（最終段）吐出室１３の底
部に設けられた油溜１４の一部を兼ねるべく構成したこ
とにより、高段（最終段）吐出圧力が作用する高段（最
終段）吐出室１３の油溜１４の潤滑油を直接的に、ベー
ンの摺動面に給油し、摺動部における油膜形成によって
高段（最終段）吐出室１３の冷媒ガスが高段（最終段）
背面室１６から高段（最終段）ベーン１５の摺動隙間を
通じてシリンダ内へ漏洩し、圧縮効率が低下するのを防
止できる。

【００５８】また上記実施例によれば、高段（最終段）
吐出室１３の底部に高段（最終段）背面室１６を配置し
た縦置形を構成したことにより、高段（最終段）吐出室
１３で吐出冷媒ガスから分離した潤滑油の大部分を高段
（最終段）背面室１６に給油することができる。その結
果、高段（最終段）ベーン１５の摺動隙間の油膜密封効
果を向上し、上述の如く、圧縮効率の低下防止をより一
層図ることができる。

【００５９】また上記実施例によれば、圧縮機を縦置構
成にする一方、高段（最終段）圧縮要素４を各圧縮要素
の内の最上部に配置し、駆動軸７を支持すべく高段（最
終段）圧縮要素４に隣接し且つ高段（最終段）圧縮要素
４の吐出口２２を有して配置された主軸受９と、高段
（最終段）背面室１６の開口部とを囲む形態で高段（最
終段）吐出室１３を形成し、主軸受９を囲み且つ高段
（最終段）吐出室１３の底部に隣接して配置された高段
（最終段）圧縮要素４の高段（最終段）側シリンダブロ
ック８の端面に設けた環状油溝１４ａが，その下部に配
置された高段（最終段）背面室１６の高段（最終段）吐
出室１３への開口部と交差すべく配置されたことによ
り、吐出ガスから分離し高段（最終段）吐出室１３の底
部に分散した潤滑油を環状油溝１４ａを通じて高段（最
終段）背面室１６に収集することができる。その結果、
高段（最終段）吐出室１３から圧縮機外部への潤滑油吐
出量を少なくし、冷凍サイクルにおける熱交換効率を向
上させることができる。また、高段（最終段）ベーン１
５の摺動部における油膜形成によって高段（最終段）背
面室１６を介して高段（最終段）吐出室１３の吐出ガス
がシリンダ内へ漏洩することによる圧縮効率低下を防止
できる。

【００６０】また上記実施例によれば、高段（最終段）
圧縮要素４の高段（最終段）吐出室１３に連通して圧縮
機外部配管系に配置され且つ高段（最終段）圧縮要素４
と同等以上の高さ位置で配置された油分離器９９の油溜
と高段（最終段）背面室１６との間を、油分離器９９の
油溜から高段（最終段）背面室１６へのみの流体流入を
許容する逆止弁手段（６４，６６，６７）を介して連通
したことにより、圧縮機通常運転時における高段（最終
段）背面室１６から油分離器９９への潤滑油流出を防止
する一方、圧縮機極低速運転時のように冷媒ガスの流速
度が小さくて圧縮機吐出配管系に圧力差が生じない場合
や、圧縮機停止時などに、潤滑油の自重等によって油分
離器９９の油溜の潤滑油が高段（最終段）背面室１６に
戻され、圧縮機再始動時や通常運転速度復帰時に、圧縮
機内潤滑油を確保して圧縮機摺動部の焼き付き・破損を
防止するができる。また、高段（最終段）ベーン１５の
摺動部における油膜形成によって、高段（最終段）背面
室１６を介して高段（最終段）吐出室１３の吐出ガスが
シリンダ内へ漏洩することによる圧縮効率低下を防止で
きる。

【００６１】また上記実施例によれば、逆止弁手段（６
４，６６，６７）が高段（最終段）ベーン１５の背面を
付勢すべく高段（最終段）背面室１６に配置された高段
（最終段）ベーンバネ６６と、高段（最終段）ベーンバ
ネ６６により付勢される弁体６７で構成されたことによ
り、新たな部品配置を少なくして、弁体６６が油分離器
９９と高段（最終段）背面室１６との間の逆止作用を発
揮するのを低コストで構成することができる。

【００６２】また上記実施例によれば、高段（最終段）
吐出室１３に連通して圧縮機外部吐出配管系２１に配置
された油分離器９９と圧縮機外部吐出配管系２１との間
に、油分離器９９の側へのみの流体流れを許容する逆止
弁手段９８を備えたものである。そしてこの構成によれ
ば、圧縮機停止後、逆止弁手段９８を境界として吐出配
管系の側は高圧力を保持する一方、密閉容器１内圧力は
時間経過と共に圧縮機内圧力が均圧して、高段（最終
段）背面室１６の潤滑油がベーンの摺動隙間を通じてシ
リンダ内に流入するのを防止できる。

【００６３】（実施例２）図４は二酸化炭素冷媒を使用
したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機におい
て、圧縮機を横置形に構成した部分縦断面図を表し、図
５は図４におけるＢ−Ｂ線に沿った横断面図を表す。

【００６４】密閉容器１０１の内部に、電動機１０２と
その横部に２段圧縮機構１０３が配置されている。すな
わち、２段圧縮機構１０３の低段（初段）圧縮要素１０
５が電動機１０２の側に配置され、高段（最終段）圧縮
要素１０４が反電動機の側に配置されている。

【００６５】低段（初段）圧縮要素１０５の低段（初
段）側シリンダブロック１１０は密閉容器１０１に溶接
固定され、その低段（初段）側シリンダブロック１１０
に固定された駆動軸１０７を支持する主軸受１０９が電
動機側に配置される一方、反電動機側には、中板１０
６、高段（最終段）側シリンダブロック１０８、駆動軸
１０７を支持する副軸受１１１、高段（最終段）吐出カ
バーが順次・配置されている。

【００６６】主軸受１０９に配置された低段（初段）圧
縮要素１０５の吐出口１７３は電動機室１２９に直接開
口している。

【００６７】高段（最終段）圧縮要素１０４のシリンダ
内に取り込まれる吸入冷媒ガスは、高段（最終段）吐出
カバー１２６に取り付けられ且つ電動機室１２９への開
口端が駆動軸１０７の軸芯より高い位置に設けられた中
間吸い込み管１３９ａを介して導入されるべく構成され
ている。

【００６８】高段（最終段）吐出室１１３は、副軸受１
１１と高段（最終段）側シリンダブロック１０８に設け
られた吐出ガス排出通路１２０を介して圧縮機外部吐出
配管系１２１に連通している。

【００６９】低段（初段）圧縮要素１０５の低段（初
段）背面室１３３と高段（最終段）圧縮要素１０４の高
段（最終段）背面室１１６は、駆動軸１０７の下部に配
置されている。低段（初段）背面室１３３は油溜１３２
に連通している。高段（最終段）背面室１１６は高段
（最終段）吐出室１１３の底部に設けられた油溜１１４
の底部に通じている。

【００７０】低段（初段）背面室１３３のベーンバネ装
着穴１３４ａの底部は、副軸受１１１に設けられた油穴
１６８を介して、駆動軸１０７の端部油溜空間１７１に
通じている。

【００７１】駆動軸１０７の端部油溜空間１７１は、駆
動軸１０７に設けられた軸穴１７２，駆動軸１０７を支
持する主軸受１０９の微小軸受隙間を順次・経由して電
動機室１２９に通じている。その他の構成は、実施例１
と同様または類似の構成であり、説明を省略する。

【００７２】以上のように構成された二酸化炭素冷媒ガ
スを使用したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮
機について、図４、図５を参照しながらその動作を説明
する。

【００７３】低段吸入管１３６から低段（初段）圧縮要
素１０５に取り込まれた冷媒ガスは、圧縮の後、電動機
室１２９に吐出され、潤滑油の大部分が冷媒ガスから分
離される。その後、冷媒ガスは２段圧縮機構１０３の外
周部を冷却しながら、更に、潤滑油が分離された後、中
間吸入管１３９ａを経由して高段（最終段）圧縮要素１
０４に取り込み・圧縮の後、高段（最終段）吐出室１１
３、吐出冷媒ガス排出通路１２０を順次経由して圧縮機
外部に排出される。

【００７４】高段（最終段）吐出室１１３に排出された
冷媒ガスが高段（最終段）吐出カバー１１２の内壁に衝
突などして冷媒ガス中から分離した潤滑油は、高段（最
終段）吐出カバー１１２の内壁を伝って下部の油溜１３
２、高段（最終段）背面室１１６、ベーンバネ装着穴１
３４へと順次・流下し収集される。

【００７５】高段（最終段）ベーン１１５が高段（最終
段）ピストン１６５の側に前進・後退することによっ
て、高段（最終段）背面室１１６とベーンバネ装着穴１
３４の潤滑油がポンプ作用を受ける。このポンプ作用に
よって、高段（最終段）背面室１１６の潤滑油が高段
（最終段）ベーン１１５の摺動面を経由してシリンダ内
に適正給油される。また、同時に、このポンプ作用によ
って、ベーンバネ装着穴１３４の潤滑油が副軸受１１１
に設けられた油穴１６８を経由して軸端油溜１７１に供
給される。

【００７６】軸端油溜１７１の潤滑油は、軸穴１７２を
経由して駆動軸１０７に係合する副軸受１１１、高段
（最終段）ピストン１６５、低段（初段）ピストン１７
０、主軸受１０９との摺動面を経由して電動機室１２９
に差圧給油される。主軸受１０９の微小軸受隙間を通過
する際に、高段（最終段）吐出圧力相当の潤滑油は減圧
される。したがって、低段（初段）ピストン１７０の内
側空間の潤滑油は、高段（最終段）吐出圧力相当をの圧
力を維持している。

【００７７】上記実施例によれば、横置型構成の圧縮機
の高段（最終段）吐出室１１３の油溜１１４の潤滑油を
高段（最終段）背面室１１６、ベーンバネ装着穴１３４
ａに順次・収集の後、ベーンバネ装着穴１３４ａの底部
の潤滑油を、高段（最終段）ベーン１１５のポンプ作用
を利用して、副軸受１１１に設けた油穴１６８を経由し
て駆動軸１０７の反電動機側端部に導く油通路を設け、
更に、その潤滑油を駆動軸１０７の摺動部を介して電動
機１０２を収納する低段（初段）吐出冷媒ガスが充満す
る電動機室１２９に供給する軸受差圧給油通路を設けた
ことにより、高段（最終段）吐出圧力が作用する油溜の
潤滑油を高段（最終段）ベーン１１５のポンプ作用と差
圧給油によって、駆動軸１０７の摺動部やその周辺部を
簡易・確実に潤滑できる給油手段を実現することができ
る。

【００７８】また、上記実施例によれば、低段（初段）
圧縮要素１０５を電動機１０２の側に、高段（最終段）
圧縮要素１０４を反電動機側に配置して、高段（最終
段）背面室１１６の潤滑油を、駆動軸１０７を介して高
段（最終段）圧縮要素１０４から低段（初段）圧縮要素
１０５へと順次・給油することにより、潤滑油が圧縮ガ
ス温度の高い最終段圧縮要素から順次・圧縮ガス温度の
低い初段圧縮要素へと給油されるので、高段（最終段）
圧縮要素１０４の過熱を防止できる。

【００７９】また、上記実施例によれば、上述の構成に
加えて、２段（多段）圧縮機構１０３と電動機１０２を
横置き構成としたことにより、密閉容器１０１の全体を
著しく拡大することなく、高段（最終段）吐出室１１３
の上下方向空間を大きく設定することができる。その結
果、高段（最終段）吐出室１１３での吐出冷媒ガスから
の潤滑油分離後の潤滑油再巻き込みが少なくなり、潤滑
油分離効率が向上すると共に、高段（最終段）吐出室１
１３の油溜１１４に通じる高段（最終段）背面室１１６
への潤滑油落とし込み収集が確実にでき、その潤滑油活
用による摺動部耐久性向上、圧縮効率向上を実現するこ
とができる。

【００８０】また上記実施例によれば、副軸受１１１に
設けた油穴１６８を経由して電動機室１２９に至る軸受
差圧給油通路の最上流端を高段（最終段）背面室１１６
に開通させたことにより、高段（最終段）吐出室１１３
で吐出冷媒ガスから分離した潤滑油を確実に収集でき且
つ吐出冷媒ガス流れによる拡散作用の影響が少ない高段
（最終段）背面室１１６から、高段（最終段）ベーン１
１５の往復運動を利用したポンプ作用によって、ガス噛
み込みの少ない安定した潤滑油供給通路を構成すること
ができる。

【００８１】また上記実施例によれば、高段（最終段）
背面室１１６の底部に上述の軸受差圧給油通路が開通し
たことにより、高段（最終段）吐出室１１３で吐出ガス
から分離した潤滑油が最終的に滞溜する空間となる高段
（最終段）背面室１１６の底部は潤滑油確保が最も容易
で、横置形圧縮機の駆動軸１０７の摺動部への確実な給
油ができる。

【００８２】また上記実施例によれば、軸受差圧給油通
路の最上流端が、高段（最終段）ベーン１１５を背面付
勢すべく高段（最終段）背面室１１６に配置されたベー
ンバネ装着穴１３４ａに開通したことにより、ベーンバ
ネ装着穴１３４ａが高段（最終段）背面室１１６の最も
底部に位置することから、潤滑油中のガス噛み込みが少
なく、且つ、高段（最終段）ベーン１１５がシリンダか
ら後退する際の高段（最終段）ベーン１１５によるポン
プ能力も向上し、ベーンバネ装着穴１３４ａの潤滑油が
強制的に駆動軸１０７の摺動部に向かう潤滑油量を増加
できる。

【００８３】また上記実施例によれば、軸受差圧給油通
路の絞り通路部を、多段圧縮機構１０３の駆動軸１０７
を支持すべく電動機１０２の側に配置され、且つ、多段
圧縮機構１０３の構成要素である主軸受１０９の軸受隙
間で形成したことにより、駆動軸１０７に作用する軸荷
重の主要部分を支持する主軸受１０９への給油を確実に
でき、軸受耐久性を向上することができる。

【００８４】また上記実施例によれば、高段（最終段）
背面室１１６を駆動軸１０７の軸芯より下部に配置して
横置形を構成したことにより、高段（最終段）吐出室１
１３で吐出ガスから分離した潤滑油が高段（最終段）背
面室１１６に供給され易く構成でき、電動機室１２９に
開通する低段（初段）背面室１３３および高段（最終
段）吐出室１１３に連通する高段（最終段）背面室１１
６への圧力の異なる両空間への給油通路形成を容易に両
立させることができる。

【００８５】（実施例３）図６は二酸化炭素冷媒を使用
したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機におい
て、上記実施例２における差圧給油通路を、中板２０６
に設けた油穴２６８を経由して構成した部分縦断面図を
表し、図７は給油通路の部分拡大図を表し、図８はピス
トンの外観を表す。

【００８６】すなわち、高段（最終段）背圧室２１６
は、ベーンバネ装着穴２３４ａ、中板２０６に設けた油
穴２６８を介して高段（最終段）ピストン２６５および
低段（初段）ピストン２７０の内側空間に通じ、更に、
駆動軸２０７を支持する主軸受２０９と副軸受２１１の
微小軸受隙間を経由して電動機室２２９に通じている。
高段（最終段）背圧室２１６の潤滑油は、上記通路を経
て、以下に述べる絞り通路で順次・減圧されながら差圧
給油される。

【００８７】高段（最終段）背圧室２１６の潤滑油は、
油穴２６８の上流部に配置された第１の絞り通路２６８
ａ、油穴２６８の下流部に配置されて低段（初段）ピス
トン２７０と高段（最終段）ピストン２６５の中板摺接
面に向けて開口して設けられた第２の絞り通路２６８ｃ
（図７参照）、低段（初段）ピストン２７０に設けられ
た軸方向油穴２７０ａ（図７、図８参照）と高段（最終
段）ピストン２６５に設けられた軸方向油穴２６５ａ
（図７、図８参照）を経て減圧される。

【００８８】なお、第２の絞り通路２６８ｃと軸方向油
穴２７０ａおよび軸方向油穴２６５ａとは、低段（初
段）ピストン２７０と高段（最終段）ピストン２６５が
旋回運動することによっって、間欠的に連通する。この
間欠連通によって潤滑油が減圧作用を受ける。

【００８９】油穴２６８の潤滑油は、低段（初段）ピス
トン２７０、高段（最終段）ピストン２６５、駆動軸２
０７を経由する各摺動面を潤滑しながら電動機室２２９
に差圧給油される。

【００９０】また、高段（最終段）背圧室２１６の潤滑
油は、中板２０６に設けられた第３の絞り通路を経て電
動機室２２９の底部の油溜に戻される。その他の構成
は、上記実施例と同様なので、説明を省略する。

【００９１】上記実施例の如く、高段（最終段）吐出室
２１３の油溜２１４の潤滑油を高段（最終段）背面室２
１６に収集した後、中板２０６に設けた第１の絞り通路
２６８ａ，第２の絞り通路２６８ｂを経路途中に備えた
油穴２６８を介して、低段（初段）ピストン２７０と高
段（最終段）ピストン２６５の内側空間に給油の後、駆
動軸２０７を支持する主軸受２０９と副軸受２１１の側
に分流後、各軸受隙間を経由して電動機２０２を収納す
る電動機室２０９に供給する軸受差圧給油通路を設けた
ことにより、それぞれの軸受負荷に応じた適量給油調整
を簡易な給油通路手段で実現することができる。

【００９２】（実施例４）図９は二酸化炭素冷媒を使用
したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機におい
て、上記実施例１における２段圧縮機構と電動機を横置
き構成にした部分縦断面図を表す。すなわち、中間吸入
管３３９ａは高段（最終段）圧縮要素３０４の吸入側に
連通すべく配置されている。

【００９３】上記構成において、低段（初段）圧縮要素
３０５で圧縮された冷媒ガスは電動機室３２９に排出さ
れた後、２段圧縮機構の外表面を冷却しながら、中間吸
入管３３９ａを経由して、高段（最終段）圧縮要素３０
４のシリンダ内に取り込まれ、圧縮の後、高段（最終
段）吐出室３１３に排出される。吐出冷媒ガスから分離
した潤滑油は、油溜３１４に貯溜される。

【００９４】油溜３１４の潤滑油は高段（最終段）背面
室３１６、中板３０６に設けた油穴３６８を経由して、
上記実施例３と同様の差圧給油通路を通じて電動機室３
２９に給油される。また、油溜３１４の潤滑油は油穴３
６８に設けた第２絞り通路３６８ｂを介して電動機室３
２９の底部の油溜３３２に戻される。

【００９５】なお、上記実施例では低段（初段）圧縮要
素と高段（最終段）圧縮要素を直列接続した２段圧縮機
について説明したが、各圧縮要素を順次・直列接続し
て、３段圧縮、４段圧縮などの多段圧縮機構に展開でき
る。当然のことながら、各圧縮要素の各ベーンの背面室
には、上記実施例の場合と同様に、各圧縮要素の吐出圧
力相当の潤滑油を導入する手段を備えた圧縮機構によっ
て構成される。

【００９６】なお、上記実施例では二酸化炭素冷媒を使
用したローリングピストン型ロータリ式２段圧縮機につ
いて説明したが、他の気体（例えば、酸素，窒素，ヘリ
ウム，空気など）を圧縮する２段ローリングピストン型
ロータリ式圧縮機の場合も同様な作用・効果を生じるも
のである。

【００９７】また、上記実施例では実施例１〜実施例４
について個別に説明したが、２段圧縮機の運転条件や圧
縮負荷条件などによって、実施例１〜実施例４の構成を
適宜組み合わせることにより、一層の高効率・耐久性に
優れた２段圧縮機や多段圧縮機を実現することができ
る。

【００９８】

【発明の効果】上記実施例から明かなように、請求項１
に記載の発明は、密閉容器内に複数の圧縮要素を順次直
列接続した多段圧縮機構と多段圧縮機構の駆動軸に連結
する電動機とを収納し、圧縮要素の各シリンダ内を出没
（前進・後退）しつつ吸入室と圧縮室とに区画する各ベ
ーンの内の最終段圧縮要素の最終段ベーンの最終段背面
室が最終段圧縮要素の吐出室に連通する一方、圧縮要素
のベーンの初段背面室が密閉容器内に連通した構成にお
いて、最終段背面室が最終段圧縮要素の最終段吐出室の
油溜の一部を兼ねるべく構成されたもので、この構成に
より、高段（最終段）吐出圧力が作用する高段（最終
段）吐出室（１３）の油溜（１４）の潤滑油を直接的
に、ベーンの摺動面に給油し、摺動部における油膜形成
によって高段（最終段）吐出室（１３）の冷媒ガスが高
段（最終段）背面室（１６）から高段（最終段）ベーン
（１５）の摺動隙間を通じてシリンダ内へ漏洩し、圧縮
効率が低下するのを防止することができる。

【００９９】請求項２に記載の発明は、最終段吐出室の
底部に最終段背面室を配置して縦置形を構成したもの
で、この構成により、高段（最終段）吐出室（１３）で
吐出冷媒ガスから分離した潤滑油の大部分を高段（最終
段）背面室（１６）に給油することができる。その結
果、高段（最終段）ベーン（１５）の摺動隙間の油膜密
封効果を向上させ、上述の如く、圧縮効率の低下防止を
より一層図ることができる。

【０１００】請求項３に記載の発明は、最終段圧縮要素
を圧縮要素の最上部に配置し、駆動軸を支持すべく最終
段圧縮要素に隣接し且つ最終段圧縮要素の吐出口を有し
て配置された主軸受と、最終段背面室の開口部とを囲む
形態で最終段吐出室を形成し、主軸受を囲み且つ最終段
吐出室の底部に隣接して配置された最終段圧縮要素のシ
リンダブロックの端面に設けた環状油溝が、その下部に
配置された最終段背面室の開口部と交差すべく配置され
たもので、この構成により、吐出ガスから分離し高段
（最終段）吐出室（１３）の底部に分散した潤滑油を環
状油溝（１４ａ）を通じて高段（最終段）背面室（１
６）に収集することができる。その結果、高段（最終
段）吐出室（１３）から圧縮機外部への潤滑油吐出量を
少なくし、冷凍サイクルにおける熱交換効率を向上させ
ることができる。また、高段（最終段）ベーン（１５）
の摺動部における油膜形成によって高段（最終段）背面
室（１６）を介して高段（最終段）吐出室（１３）の吐
出ガスがシリンダ内へ漏洩することによる圧縮効率低下
を防止することができる。

【０１０１】請求項４に記載の発明は、最終段圧縮要素
の最終段吐出室に連通して圧縮機外部配管系に配置され
且つ最終段圧縮要素と同等以上の高さ位置で配置された
油分離器の油溜と最終段背面室との間を、油溜から最終
段背面室へのみの流体流入を許容する逆止弁手段を介し
て連通したもので、この構成により、圧縮機通常運転時
における高段（最終段）背面室（１６）から油分離器へ
の潤滑油流出を防止する一方、圧縮機極低速運転時のよ
うに冷媒ガスの流速度が小さくて圧縮機吐出配管系に圧
力差が生じない場合や、圧縮機停止時などに、潤滑油の
自重等によって油分離器の油溜の潤滑油が高段（最終
段）背面室（１６）に戻され、圧縮機再始動時や通常運
転速度復帰時に、圧縮機内潤滑油を確保して圧縮機摺動
部の焼き付き・破損を防止することができる。また、高
段（最終段）ベーン（１５）の摺動部における油膜形成
によって、高段（最終段）背面室（１６）を介して高段
（最終段）吐出室（１３）の吐出ガスがシリンダ内へ漏
洩することによる圧縮効率低下を防止することができ
る。

【０１０２】請求項５に記載の発明は、逆止弁手段が最
終段ベーンの背面を付勢すべく最終段背面室に配置され
たベーンバネと、そのベーンバネにより付勢される弁体
で構成されたもので、この構成により、新たな部品配置
を少なくして、弁体（６６）が油分離器と高段（最終
段）背面室（１６）との間の逆止機能を低コストで実現
することができる。

【０１０３】請求項６に記載の発明は、最終段圧縮要素
の最終段吐出室に連通して圧縮機外部吐出配管系に配置
された油分離器と最終段吐出室との間に、油分離器の側
へのみの流体流れを許容する逆止弁手段を備えたもの
で、この構成により、圧縮機停止後、逆止弁手段（９
８）を境界として吐出配管系の側は高圧力を保持する一
方、密閉容器（１）内圧力は時間経過と共に圧縮機内圧
力が均圧して、高段（最終段）背面室（１６）の潤滑油
がベーンの摺動隙間を通じてシリンダ内に流入して、圧
縮機再起動時の油圧縮発生に起因する圧縮機破損を防止
することができる。また、最終段圧縮要素の最終段背面
室と油分離器との間に、油分離器から最終段背面室への
みの流体流れを許容する逆止弁手段を備えたもので、こ
の構成によれば、圧縮機停止後の油分離器内の高圧潤滑
油を均圧状態の圧縮機内圧力との差圧によって、最終段
背面室に戻すことが「でき、圧縮機再起動時の潤滑油供
給に活用して、圧縮機耐久性向上を図ることができる。

【０１０４】請求項７に記載の発明は、最終段圧縮要素
の最終段吐出室に連通して圧縮機外部配管系に配置され
た油分離器の油溜と最終段背面室との間を、油溜から最
終段背面室へのみの流体流入を許容する逆止弁手段を介
して連通すると共に、油分離器と最終段吐出室との間に
も、油分離器の側へのみの流体流れを許容する逆止弁手
段を備えたもので、この構成によれば、圧縮機停止後の
油分離器（９９）内の高圧潤滑油が均圧状態の圧縮機内
圧力との差圧によって、最終段背面室（１６）に戻すこ
とができ、圧縮機再起動時の摺動部への潤滑油供給によ
って圧縮機耐久性を向上することができる。また、油分
離器（９９）に蓄積した潤滑油が冷凍サイクルへ流出す
ることによる熱交換器の効率低下を防ぐこともできる。

【０１０５】請求項８に記載の発明は、最終段吐出室の
油溜の潤滑油を駆動軸の反電動機側端部に導く油通路を
設け、油溜の潤滑油を油通路、反電動機側端部、駆動軸
の摺動部を順次介して電動機を収納する電動機室に供給
する軸受差圧給油通路を設けたもので、この構成によ
り、高段（最終段）吐出圧力が作用する油溜の潤滑油を
高段（最終段）ベーン（１１５）のポンプ作用と差圧給
油によって、駆動軸（１０７）の摺動部やその周辺部を
簡易・確実に潤滑できる給油手段を実現することができ
る。

【０１０６】請求項９に記載の発明は、初段圧縮要素を
電動機側に、最終段圧縮要素を反電動機側に配置したも
ので、この構成により、潤滑油が圧縮ガス温度の高い最
終段圧縮要素から順次・圧縮ガス温度の低い初段圧縮要
素へと給油されるので、高段（最終段）圧縮要素（１０
４）の異常過熱を防止し、圧縮効率と耐久性の低下を防
止することができる。

【０１０７】請求項１０に記載の発明は、多段圧縮機構
と電動機を横置き構成としたもので、密閉容器（１０
１）の全体を著しく拡大することなく、高段（最終段）
吐出室（１１３）の上下方向空間を大きく設定すること
ができる。その結果、高段（最終段）吐出室（１１３）
での吐出冷媒ガスからの潤滑油分離後の潤滑油再巻き込
みが少なくなり、潤滑油分離効率を向上させると共に、
高段（最終段）吐出室（１１３）の油溜（１１４）に通
じる高段（最終段）背面室（１１６）への潤滑油落とし
込み収集が確実にでき、その潤滑油活用による摺動部耐
久性向上、圧縮効率向上を実現することができる。

【０１０８】請求項１１に記載の発明は、軸受差圧給油
通路の最上流端が最終段背面室に開通したもので、高段
（最終段）吐出室（１１３）で吐出冷媒ガスから分離し
た潤滑油を確実に収集でき且つ吐出冷媒ガス流れによる
拡散作用の影響が少ない高段（最終段）背面室（１１
６）から、高段（最終段）ベーン（１１５）の往復運動
を利用したポンプ作用によって、ガス噛み込みの少ない
安定した潤滑油供給通路を構成し、摺動面耐久性向上と
圧縮室隙間の潤滑油膜形成による圧縮効率向上を同時に
実現することができる。

【０１０９】請求項１２に記載の発明は、最終段背面室
の底部に軸受差圧給油通路が開通したもので、この構成
により、高段（最終段）吐出室（１１３）で吐出ガスか
ら分離した潤滑油が最終的に滞溜する空間となる高段
（最終段）背面室（１１６）の底部は潤滑油確保が最も
容易で、横置形圧縮機の駆動軸（１０７）の摺動部への
確実な給油ができる。

【０１１０】請求項１３に記載の発明は、軸受差圧給油
通路の最上流端が、最終段ベーンを背面付勢すべく最終
段背面室に配置されたベーンバネ装着穴に開通したもの
で、この構成により、ベーンバネ装着穴（１３４ａ）が
高段（最終段）背面室（１１６）の最も底部に位置する
ことから、潤滑油中のガス噛み込みが少なく、且つ、高
段（最終段）ベーン（１１５）がシリンダから後退する
際の高段（最終段）ベーン（１１５）によるポンプ能力
も向上し、ベーンバネ装着穴（１３４ａ）の潤滑油が強
制的に駆動軸（１０７）の摺動部に向かう潤滑油量を増
加させることができる。

【０１１１】請求項１４に記載の発明は、軸受差圧給油
通路の絞り通路部を、多段圧縮機構の駆動軸を支持すべ
く電動機の側に配置され、且つ、多段圧縮機構の構成要
素である主軸受の軸受隙間で形成したもので、この構成
により、駆動軸（１０７）に作用する軸荷重の主要部分
を支持する主軸受（１０９）への給油を確実にでき、軸
受耐久性を向上することができる。

【０１１２】請求項１５に記載の発明は、最終段背面室
を駆動軸の軸心より下部に配置して横置形を構成したも
ので、この構成により、高段（最終段）吐出室１１３で
吐出ガスから分離した潤滑油が高段（最終段）背面室１
１６に供給され易く構成でき、電動機室１２９に開通す
る低段（初段）背面室１３３および高段（最終段）吐出
室１１３に連通する高段（最終段）背面室１１６への圧
力の異なる両空間への給油通路形成を容易に両立させる
ことができる。

【０１１３】請求項１６に記載の発明は、初段圧縮要素
を電動機に最も遠い側に配置し、初段圧縮要素の初段吐
出気体を電動機の側に排出した後、吐出気体を再び初段
圧縮要素の側に迂回させる初段吐出気体通路を形成した
構成において、初段吐出気体が各圧縮要素の外側を迂回
して駆動軸より高い位置に開口した吸い込み通路を介し
て次段圧縮要素のシリンダ内に導入されるべく横置き形
に構成されたもので、この構成により、初段圧縮要素
（３０５）から密閉容器（３０１）内に排出された吐出
ガスの次段圧縮要素（３０４）までの通路が長くなり、
圧縮機構部の冷却作用と吐出ガスからの潤滑油分離効率
を向上させる。その結果として、良好な潤滑油膜形成に
基づく圧縮機摺動部耐久性と圧縮効率向上を図ることが
できる。

【０１１４】請求項１７に記載の発明は、最終段吐出室
の油溜の潤滑油を、各圧縮要素の間に配置して各圧縮要
素のシリンダブロックと共に各圧縮室を形成すべく配置
された中板に設けた油通路、各圧縮要素のピストンの内
側空間に給油の後、駆動軸を支持する主軸受と副軸受と
の側に分流後、各軸受隙間を経由して電動機を収納する
電動機室に供給する軸受差圧給油通路を設けたもので、
この構成により、主軸受（２０９）と副軸受（２１１）
の各軸受負荷に応じた適量給油調整を簡易な給油通路手
段で実現することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すローリングピスト
ン型ロータリ式２段圧縮機の縦断面図および吐出配管系
の接続図

【図２】同圧縮機における圧縮機構部の部分断面図

【図３】図１におけるＡ−Ａ線に沿った横断面図

【図４】本発明の第２の実施例を示すローリングピスト
ン型ロータリ式２段圧縮機の部分縦断面図

【図５】図４におけるＢ−Ｂ線に沿った横断面図

【図６】本発明の第３の実施例を示すローリングピスト
ン型ロータリ式２段圧縮機の部分縦断面図

【図７】同圧縮機構部の部分詳細図

【図８】同圧縮機構部のピストン外観図

【図９】本発明の第４の実施例を示すローリングピスト
ン型ロータリ式２段圧縮機の部分縦断面図

【図１０】従来のローリングピストン型ロータリ式２段
圧縮機の縦断面図

【図１１】同圧縮機のＣ−Ｃ線に沿った横断面図

【図１２】別の従来のローリングピストン型ロータリ式
２段圧縮機の部分断面図

【符号の説明】

１ 密閉容器 ２ 電動機 ３ 多段圧縮機構 ４ 高段（最終段）圧縮要素 ５ 低段（初段）圧縮要素 ７ 駆動軸 ８ 高段（最終段）側シリンダブロック ９ 主軸受 １３ 高段（最終段）吐出室 １４ 油溜 １４ａ 環状油溝 １５ 高段（最終段）ベーン １６ 高段（最終段）背面室 ２１ 圧縮機外部吐出配管系 ２２ 吐出口 ２９ 電動機室 ３２ 油溜 ３３ 低段（初段）背面室 ６６ 高段（最終段）ベーンバネ ６７ 弁体 ９８ 逆止弁手段 ９９ 油分離器 １０２ 電動機 １０３ ２段圧縮機構 １０４ 高段（最終段）圧縮要素 １０５ 低段（初段）圧縮要素 １０７ 駆動軸 １０９ 主軸受 １１１ 副軸受 １１３ 高段（最終段）吐出室 １１４ 油溜 １１５ 高段（最終段）ベーン １１６ 高段（最終段）背面室 １２９ 電動機室 １３４ａ ベーンバネ装着穴 １６８ 油穴 ２０６ 中板 ２０７ 駆動軸 ２０９ 主軸受 ２１１ 副軸受 ２１３ 高段（最終段）吐出室 ２１４ 油溜 ２１６ 高段（最終段）背面室 ２２９ 電動機室 ２３４ａ ベーンバネ装着穴 ２６５ 高段（最終段）ピストン ２６５ａ 軸方向油穴 ２６８ 油穴 ２６８ａ 第１の絞り通路 ２６８ｂ 第２の絞り通路 ２６８ｃ 第２の絞り通路 ２７０ 低段（初段）ピストン ２７０ａ 軸方向油穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｃ 29/02 Ｆ０４Ｃ 29/02 Ｃ ３１１ ３１１Ｊ ３１１Ｂ ３２１ ３２１Ａ ３５１ ３５１Ｃ ３６１ ３６１Ａ Ｆターム(参考） 3H029 AA04 AA09 AA13 AB03 AB05 BB01 BB03 BB06 BB07 BB09 BB16 BB35 BB41 BB50 CC04 CC05 CC12 CC15 CC22 CC25 CC26 CC32 CC33 CC35 CC42

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器内に複数の圧縮要素を順次直列接
   続した多段圧縮機構と前記多段圧縮機構の駆動軸に連結
   する電動機とを収納し、前記圧縮要素の各シリンダ内を
   出没（前進・後退）しつつ吸入室と圧縮室とに区画する
   各ベーンの内の最終段圧縮要素の最終段ベーンの最終段
   背面室が前記最終段圧縮要素の最終段吐出室に連通する
   一方、初段圧縮要素の初段ベーンの初段背面室が前記密
   閉容器内に連通した構成において、前記最終段背面室が
   前記最終段圧縮要素の前記最終段吐出室の油溜の一部を
   兼ねるべく構成されたロータリ式多段圧縮機。
2. 【請求項２】最終段吐出室の底部に最終段背面室を配置
   して縦置形を構成した請求項１記載のロータリ式多段圧
   縮機。
3. 【請求項３】最終段圧縮要素を圧縮要素の最上部に配置
   し、駆動軸を支持すべく前記最終段圧縮要素に隣接し且
   つ前記最終段圧縮要素の吐出口を有して配置された主軸
   受と、最終段背面室の開口部とを囲む形態で最終段吐出
   室を形成し、前記主軸受を囲み且つ前記最終段吐出室の
   底部に隣接して配置された前記最終段圧縮要素のシリン
   ダブロックの端面に設けた環状油溝が、その下部に配置
   された前記最終段背面室の前記開口部と交差すべく配置
   された請求項２記載のロータリ式多段圧縮機。
4. 【請求項４】最終段圧縮要素の最終段吐出室に連通して
   圧縮機外部配管系に配置され且つ最終段圧縮要素と同等
   以上の高さ位置で配置された油分離器の油溜と最終段背
   面室との間を、前記油溜から前記最終段背面室へのみの
   流体流入を許容する逆止弁手段を介して連通した請求項
   １記載のロータリ式多段圧縮機。
5. 【請求項５】逆止弁装置が最終段ベーンの背面を付勢す
   べく前記最終段背面室に配置されたベーンバネと、前記
   ベーンバネにより付勢される弁体で構成された請求項４
   記載のロータリ式多段圧縮機。
6. 【請求項６】最終段圧縮要素の最終段吐出室に連通して
   圧縮機外部吐出配管系に配置された油分離器と前記最終
   段吐出室との間に、前記油分離器の側へのみの流体流れ
   を許容する逆止弁手段を備えた請求項１または請求項４
   に記載のロータリ式多段圧縮機。
7. 【請求項７】最終段圧縮要素の最終段吐出室に連通して
   圧縮機外部配管系に配置された油分離器の油溜と最終段
   背面室との間を、前記油溜から前記最終段背面室へのみ
   の流体流入を許容する逆止弁手段を介して連通すると共
   に、前記油分離器と前記最終段吐出室との間に、前記油
   分離器の側へのみの流体流れを許容する逆止弁手段を備
   えた請求項１記載のロータリ式多段圧縮機。
8. 【請求項８】最終段吐出室の油溜の潤滑油を駆動軸の反
   電動機側端部に導く油通路を設け、前記油溜の潤滑油を
   前記油通路、前記反電動機側端部、前記駆動軸の摺動部
   を順次介して電動機を収納する電動機室に供給する軸受
   差圧給油通路を設けた請求項１記載のロータリ式多段圧
   縮機。
9. 【請求項９】初段圧縮要素を電動機側に、最終段圧縮要
   素を反電動機側に配置した請求項８記載のロータリ式多
   段圧縮機。
10. 【請求項１０】多段圧縮機構と電動機を横置き構成とし
    た請求項４記載のロータリ式多段圧縮機。
11. 【請求項１１】軸受差圧給油通路の最上流端が最終段背
    面室に開通した請求項８記載のロータリ式多段圧縮機。
12. 【請求項１２】最終段背面室の底部に軸受差圧給油通路
    が開通した請求項１１記載のロータリ式多段圧縮機。
13. 【請求項１３】軸受差圧給油通路の最上流端が、最終段
    ベーンを背面付勢すべく最終段背面室に配置されたベー
    ンバネ装着穴に開通した請求項８記載のロータリ式多段
    圧縮機。
14. 【請求項１４】軸受差圧給油通路の絞り通路部を、多段
    圧縮機構の駆動軸を支持すべく電動機の側に配置され、
    且つ、多段圧縮機構の構成要素である主軸受の軸受隙間
    で形成した請求項８記載のロータリ式多段圧縮機。
15. 【請求項１５】最終段背面室を駆動軸の軸心より下部に
    配置して横置形を構成した請求項１記載のロータリ式多
    段圧縮機。
16. 【請求項１６】初段圧縮要素を電動機に最も遠い側に配
    置し、前記初段圧縮要素の初段吐出気体を前記電動機の
    側に排出した後、前記吐出気体を再び前記初段圧縮要素
    の側に迂回させる初段吐出気体通路を形成した構成にお
    いて、初段吐出気体が各圧縮要素の外側を迂回して駆動
    軸より高い位置に開口した吸い込み通路を介して次段圧
    縮要素のシリンダ内に導入されるべく横置き形に構成さ
    れた請求項１５記載のロータリ式多段圧縮機。
17. 【請求項１７】最終段吐出室の油溜の潤滑油を、各圧縮
    要素の間に配置して各圧縮要素のシリンダブロックと共
    に各圧縮室を形成すべく配置された中板に設けた油通
    路、各圧縮要素のピストンの内側空間に給油の後、駆動
    軸を支持する主軸受と副軸受との側に分流後、各軸受隙
    間を経由して電動機を収納する電動機室に供給する軸受
    差圧給油通路を設けた請求項１記載のロータリ式多段圧
    縮機。