JP4258132B2 - ロータリ式多段圧縮機 - Google Patents
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Description
【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１２〜１５ＭＰａ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（ＣＯ２）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。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。
【０００５】
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５０−７２２０５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７−３１８１７９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。
【０００６】
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、１０１５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。
【０００７】
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２段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６の上部に配置されたベーン背面室（高段背面室）１０１５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一方、２段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６の吐出冷媒ガスの大部分は、２段目吐出管１０１２を介して密閉容器１００１の外部に排出される構成である。
【０００８】
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）およびそのクランク部２０２５ａ，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２０５２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）２０４４中で開口させている。
【０００９】
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）２０３１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２０４４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。
【００１０】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら図１０、図１１に示すこのような構成では、以下に述べる課題があった。すなわち、第１の課題は、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である。
【００１１】
また第２の課題は、2段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６に排出された冷媒ガスが２段目吐出管１０１２を介して密閉容器１００１の外部の冷凍サイクルに排出されるので、2段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６に排出された冷媒ガス中の潤滑油が密閉容器１００１に直接戻されることがなく、密閉容器１００１内の潤滑油不足を招くと共に、冷凍サイクルへの潤滑油排出による熱交換器の効率低下も同時に引き起こすという課題である。
【００１２】
また第３の課題は、２段目シリンダ１０１３内で圧縮途中の冷媒ガスが２段目ピストン１００９の端面隙間（２段目ピストン１００９と中板１００５との間の隙間）を介して２段目ピストン１００９の内側（1段目吐出圧力相当）に漏洩することによる、いわゆるガス吹きぬけによって、クランク軸（駆動軸）１００７を支持する軸受摺動部や、クランク軸（駆動軸）１００７と第１ピストン１００８および第２ピストン１００９との摺動部の良好な潤滑油膜形成が阻害され、圧縮機耐久性の低下を招くという課題である。
【００１３】
また図１２のような横置形における給油通路の構成においても、上記第３の課題と同様な課題があった。すなわち、潤滑油２０４４に通じる油溜め孔２０２８ａ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）２０２６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）２０２５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。
【００１４】
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。
【００１５】
【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、高段吐出側の油溜の潤滑油を高段側ベーン背面室および駆動軸の摺動部を経由して密閉容器内に戻す差圧給油通路の形成を図るものである。上記高段側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形成と密閉容器内への潤滑油回収・確保によって、高段側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、圧縮効率の向上と駆動軸およびベーン耐久性の向上、および冷凍サイクルの効率向上ができる。
【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、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）背面室が高段（最終段）圧縮要素の吐出側に連通する一方、低段（初段）圧縮要素の吐出側が密閉容器内に連通した構成において、高段（最終段）圧縮要素の吐出側で気体から分離した潤滑油を、高段（最終段）背面室を経由して前記密閉容器内に戻す絞り通路を備えた油戻し通路を備えたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）吐出側で吐出気体から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室に供給され、その潤滑油が高段（最終段）ベーンの摺動部隙間を潤滑・油膜密封し、高段側吐出気体が高段（最終段）ベーンの摺動部隙間を通じてシリンダ内に流入するのを防ぐと共に、密閉容器内に潤滑油を回収することによって冷凍サイクルへの潤滑油吐出量を少なくできる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、高段（最終段）背面室が高段（最終段）圧縮要素の高段（最終段）吐出室の油溜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、高段（最終段）吐出室で吐出冷媒から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室を経由して密閉容器内に回収され、圧縮機外部での簡易油分離手段の配設が可能となる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、油戻し通路が駆動軸を支持する軸受摺動部を経由すべく構成されたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室の潤滑油が駆動軸の軸受摺動部を潤滑した後、最終的に密閉容器内に回収されて、圧縮機構の外周囲を取り巻く。その結果、潤滑油膜が圧縮機構部を構成する部品間の接合面を密封し、密閉容器内の気体が低段（初段）圧縮要素のシリンダ内に流入するのを防止できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、圧縮機構を高段圧縮要素と低段圧縮要素から成る２段圧縮機構とし、その油戻し通路は、高段圧縮要素と低段圧縮要素との間に配置した中板と、各圧縮要素のピストンの内側とを順次経由すべく設けられたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室の潤滑油が、高段（最終段）ベーン、各圧縮要素のピストン内側、駆動軸を支持する軸受摺動部に順次供給され、効率の良い給油通路を形成できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、油戻し通路は、最終段圧縮要素と初段圧縮要素との間に配置した中板を経由すべく構成し、絞り通路を中板に設けたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室から駆動軸までの適正距離を備えた給油通路を経て安定した絞り効果による継続的な潤滑油供給ができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、駆動軸を支持する軸受は少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受を含み、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の半分以上が主軸受の摺動部を通過すべく主軸受の軸受隙間を設定したものである。そしてこの構成によれば、電動機の磁気吸引力が駆動軸に作用して主軸受に過大負荷が作用する場合でも、密閉容器内に戻される潤滑油の内の半分以上の潤滑油供給によって、主軸受の摺動面に十分な油膜形成ができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、各ピストンの内側空間が最終段吐出室の圧力相当になるように軸受隙間を設定したものである。そしてこの構成によれば、各圧縮要素のシリンダ内の圧縮途中冷媒ガスが、各ピストンの内側空間に漏洩するのが阻止され、駆動軸を支持する主軸受の軸受摺動面へのガス噛み込みを防止できる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、駆動軸を支持する軸受は少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受と電動機に遠い側に配置された副軸受とから成り、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の大部分が主軸受と副軸受の摺動部を通過すべく油戻し通路を構成したものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）圧縮要素の吐出側で回収され且つ密閉容器内に戻される途中の潤滑油が軸受摺動面への給油に有効活用され、軸受耐久性を向上させることができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、油戻し通路が、中板と摺接するピストンの側面を経由すべく構成されたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室からの潤滑油が中板とピストンとの摺接側面を油膜密封し、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止できる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、油戻し通路は、中板に設けられたピストン摺接開口部が、最終段圧縮要素のシリンダ内と連通せず且つ最終段ピストンの側面と対向する位置に設けられたものである。そしてこの構成によれば、潤滑油が中板と最終段ピストンの摺接側面を潤滑すると共に、その摺接側面を通過する潤滑油を減圧する絞り通路を簡易手段で形成することができる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、中板に設けられたピストン摺接開口部が、最終段ピストンによって間欠的に開閉されるべく位置に配置されたものである。そしてこの構成によれば、ピストンの旋回運動速度が増加するに伴い、中板内の油通路からピストン内側に向かって通過する潤滑油の通路抵抗が増すべく、給油通路抵抗調整が行なわれ、高段（最終段）背面室から密閉容器内へ流出させる潤滑油量調整ができる。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、最終段ピストンの両側面に開通する貫通油穴を設け、貫通油穴は中板に設けた摺接開口部と間欠的に連通すべく配置されたものである。そしてこの構成によれば、中板内を経由した潤滑油が、中板と摺接しないピストン側面にも供給され、そのピストン側面の油膜形成によって、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止できる。
【００２８】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。 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１６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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。密閉容器１の底部の油溜３２と電動機室２９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。
【００３６】
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６８ｂ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６５の内側空間に通じている。
【００３７】
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。
【００３８】
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。なお、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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３９ａ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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に設けられた絞り通路６８ｂを介して密閉容器１内に戻されると共に、高段（最終段）背面室１６の潤滑油の大部分は、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。
【００４３】
なお、潤滑油が主軸受９と副軸受１１の軸受隙間を通過して電動機室２９に流入する際に、潤滑油が主軸受９の軸受隙間を副軸受１１の軸受隙間より多く通過すべく、両軸受の軸受隙間の通路抵抗が設定されており、主軸受への十分な給油が行われる。その結果、駆動軸に連結された電動機の回転子のアンバランスに起因して主軸受９に作用する振動や過負荷に対して、良好な油膜形成と軸受摺動面の冷却ができる。
【００４４】
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。
【００４５】
高段（最終段）背面室１６から電動機室２９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。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。
【００４６】
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。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。
【００４７】
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３２に戻る。
【００４８】
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の吐出側が密閉容器１内に連通した構成において、高段（最終段）圧縮要素４の吐出側で気体から分離した潤滑油を、高段（最終段）背面室１６を経由して密閉容器内１に戻す絞り通路（主軸受９と副軸受１１の軸受隙間）を備えた油戻し通路６８および絞り通路６８ｂを備えたことにより、高段（最終段）吐出室１３側で吐出気体から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室１６に供給され、その潤滑油が高段（最終段）ベーン１５の摺動部隙間を潤滑・油膜密封し、高段側吐出気体が高段（最終段）ベーン１５の摺動部隙間を通じてシリンダ内に流入するのを防ぎ、高段（最終段）圧縮要素４の圧縮効率を向上させることができる。また、圧縮機停止中は、油分離器９９の油溜９９ａの潤滑油を油戻し管１５２を介して密閉容器１内に潤滑油を回収することによって冷凍サイクルへの潤滑油吐出量を少なくして、熱交換器の効率を向上することによる冷凍サイクルの効率も向上させることができる。
【００４９】
また上記実施例によれば、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の油溜１４を兼ねるべく構成されたことにより、高段（最終段）吐出室１３で吐出冷媒から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室１４を経由して密閉容器１内に回収できるので、高段（最終段）吐出室１３で冷媒ガスから分離されずに圧縮機外部に排出された潤滑油が簡易構成の油分離器９９でも簡易に油分離され、圧縮機停止後の機内圧力バランス状態で密閉容器１内に回収することができ、圧縮機内油量確保による耐久性確保を図ることができる。
【００５０】
また上記実施例によれば、油戻し通路６８が駆動軸７を支持する主軸受９と副軸受１１の軸受摺動部を経由すべく構成されたことにより、高段（最終段）背面室１６の潤滑油が駆動軸７の軸受摺動部を潤滑した後、最終的に密閉容器１内に回収されて、圧縮機構の外周囲を取り巻くので、潤滑油膜が多段圧縮機構部３を構成する部品間の接合面を密封し、密閉容器１内の気体が低段（初段）圧縮要素５のシリンダ内に流入するのを防止して圧縮効率を向上させることができる。
【００５１】
また上記実施例によれば、圧縮機構を高段圧縮要素５と低段圧縮要素４から成る２段圧縮機構３とし、高段吐出室１３で分離した潤滑油を高段背面室１６を経由して密閉容器１内に戻す油戻し通路６８が、高段圧縮要素５と低段圧縮要素４との間に配置した中板６と、各圧縮要素４，５のピストン６５，７０の内側とを順次経由すべく設けられたことにより、高段背面室１６の潤滑油が、高段ベーン１５、各圧縮要素のピストン６５，７０内側、駆動軸７を支持する主軸受９と副軸受１１の軸受摺動部に順次供給させる効率の良い給油通路を形成できるので、冷媒ガス中に混入させる潤滑油量を少なくしてシリンダ内での油圧縮を回避して圧縮入力を低減することができる。
【００５２】
また上記実施例によれば、駆動軸７を支持する軸受は少なくとも電動機２に近い側に配置された主軸受９を含み、油戻し通路６８を介して密閉容器１内に流入する潤滑油の内の半分以上が主軸受９の摺動部を通過すべく主軸受９の軸受隙間を設定したことにより、電動機２の磁気吸引力が駆動軸７に作用して主軸受９に過大負荷が作用する場合でも、密閉容器１内に戻される潤滑油の内の半分以上の潤滑油を供給することによって、主軸受９の摺動面に十分な油膜を形成して、軸受耐久性を向上させることができる。
【００５３】
また上記実施例によれば、各ピストン６５，７０の内側空間が高段（最終段）吐出室１３の圧力相当になるように軸受隙間を設定したことにより、各圧縮要素４，５のシリンダ内の圧縮途中冷媒ガスが、各ピストン６５，７０の内側空間に漏洩するのが阻止され、駆動軸７を支持する主軸受９の軸受摺動面へのガス噛み込みを防止して、良好な軸受油膜形成によって軸受耐久性の向上と、軸受摩擦損失の低減による圧縮機入力の低減ができる。
【００５４】
また上記実施例によれば、駆動軸７を支持する軸受は少なくとも電動機２に近い側に配置された主軸受９と電動機２に遠い側に配置された副軸受１１とから成り、油戻し通路６８を介して密閉容器内１に流入する潤滑油の内の大部分が主軸受９と副軸受１１の摺動部を通過すべく油戻し通路６８を構成したことにより、高段（最終段）圧縮要素４の吐出側で回収され且つ密閉容器１内に戻される途中の潤滑油が軸受摺動面への給油に有効活用され、軸受耐久性を向上させることができる。
【００５５】
（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。
【００５６】
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１０５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。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１０６、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。
【００５７】
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。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。高段（最終段）吐出室１１３は、副軸受１１１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。
【００５８】
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。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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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１０４に取り込み・圧縮の後、高段（最終段）吐出室１１３、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。
【００６２】
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１３２、高段（最終段）背面室１１６、ベーンバネ装着穴１３４へと順次・流下し収集される。
【００６３】
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１３４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。
【００６４】
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１７０、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。
【００６５】
上記実施例によれば、密閉容器１０１内に低段（初段）圧縮要素１０５と高段（最終段）圧縮要素１０４を直列接続した２段圧縮機構１０３とその２段圧縮機構１０３の駆動軸１０７に連結する電動機１０２とを収納し、各圧縮要素１０４，１０５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１０４の高段（最終段）ベーン１１５の高段（最終段）背面室１１６と高段（最終段）吐出室１１３とを連通する一方、低段（初段）圧縮要素１０５の吐出側が密閉容器１０１内に連通した構成において、高段（最終段）圧縮要素１０４の吐出側で気体から分離した潤滑油を、高段（最終段）背面室１１６を経由して密閉容器内１０１に戻す絞り通路（主軸受１０９と副軸受１１１の軸受隙間）を備えた油戻し通路１６８を備えたことにより、高段（最終段）吐出室１１３側で吐出気体から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室１１６に供給され、その潤滑油が高段（最終段）ベーン１１５の摺動部隙間を潤滑・油膜密封し、高段側吐出気体が高段（最終段）ベーン１１５の摺動部隙間を通じてシリンダ内に流入するのを防ぎ、高段（最終段）圧縮要素１０４の圧縮効率を向上させると共に、密閉容器１０１内に潤滑油を回収することによって冷凍サイクルへの潤滑油吐出量を少なくして、熱交換器の効率を向上することによる冷凍サイクルの効率も向上させることができる。
【００６６】
（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。
【００６７】
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。
【００６８】
高段（最終段）背圧室２１６の潤滑油は、油穴２６８の途中に配置された第1の絞り通路２６８ａ、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）を経て順次・減圧される。
【００６９】
なお、第2の絞り通路２６８ｃと軸方向貫通油穴２７０ａおよび軸方向貫通油穴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。軸方向油穴２７０ａおよび軸方向油穴２６５ａを経由した潤滑油は、低段（初段）ピストン２７０と主軸受２０９との摺接面、高段（最終段）ピストン２６５と副軸受２１１との摺接面を潤滑して低段（初段）ピストン２７０、高段（最終段）ピストン２６５の内側空間に供給される。
【００７０】
したがって、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２０７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。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２３２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。
【００７１】
上記実施例によれば、高段（最終段）吐出室２１３の油溜２１４から密閉容器内の油溜２３２への油戻し通路は、高段（最終段）圧縮要素２０４と低段（初段）圧縮要素２０５との間に配置した中板２０６を経由すべく構成し、絞り通路２０６ａを中板２０６に設けて適正な絞り通路長さを設定することにより、高段（最終段）背面室２１６から駆動軸２０７までの安定した絞り効果による継続的な潤滑油供給ができ、摺接面の耐久性向上を図ることができる。
【００７２】
また上記実施例によれば、高段（最終段）吐出室２１３の油溜２１４から密閉容器内の油溜２３２への油戻し通路が、中板２０６と摺接する低段（初段）ピストン２７０、高段（最終段）ピストン２６５の側面を経由すべく構成されたことにより、高段（最終段）背面室２１６からの潤滑油が中板２０６と低段（初段）ピストン２７０、高段（最終段）ピストン２６５との摺接側面を油膜密封し、各シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスが各ピストン内側に漏洩するのを防止して、圧縮効率を向上できる。
【００７３】
また上記実施例によれば、高段（最終段）吐出室２１３の油溜２１４から密閉容器内の油溜２３２への油戻し通路は、中板２０６に設けられた各ピストン（２６５，２７０）の摺接開口部が、高段（最終段）圧縮要素２０４のシリンダ内と連通せず且つ低段（初段）ピストン２７０および高段（最終段）ピストン２６５の側面と対向する位置に設けられたことにより、潤滑油が中板２０６と低段（初段）ピストン２７０および高段（最終段）ピストン２６５の摺接側面を潤滑すると共に、その摺接側面を通過する潤滑油を減圧する絞り通路を簡易手段で形成してコスト低減を図ることができる。
【００７４】
また上記実施例によれば、中板２０６に設けられた各ピストン（２６５，２７０）摺接開口部が、各ピストン（２６５，２７０）によって間欠的に開閉されるべく位置に配置されたことにより、各ピストン（２６５，２７０）の旋回運動速度が増加するに伴い、中板２０６内の油通路から各ピストン（２６５，２７０）内側に向かって通過する潤滑油の通路抵抗が増すべく、給油通路抵抗調整が行なわれ、高段（最終段）背面室２１６から密閉容器内へ流出させる潤滑油量調整を圧縮機運転速度に追従させて実現できる。
【００７５】
また上記実施例によれば、低段（初段）ピストン２７０および高段（最終段）ピストン２６５の両側面に開通する軸方向貫通油穴２７０ａおよび軸方向貫通油穴２６５ａを設け、軸方向貫通油穴２７０ａおよび軸方向貫通油穴２６５ａは中板２０６に設けた摺接開口部と間欠的に連通すべく配置されたことにより、中板２０６内を経由した潤滑油が、中板２０６と摺接しない各ピストン（２６５，２７０）側面にも供給され、そのピストン側面の油膜形成によって、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止して圧縮効率の向上を図ることができる。
【００７６】
（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。
【００７７】
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。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３０４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。
【００７８】
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３２９に給油される。また、油溜３１４の潤滑油は油穴３６８に設けた第２絞り通路３６８ｂを介して電動機室３２９の底部の油溜３３２に戻される。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
【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その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）背面室が高段（最終段）圧縮要素の吐出側に連通する一方、低段（初段）圧縮要素の吐出側が密閉容器内に連通した構成において、高段（最終段）圧縮要素の吐出側で気体から分離した潤滑油を、高段（最終段）背面室を経由して密閉容器内に戻す絞り通路を有する油戻し通路を備えたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）吐出側で吐出気体から分離した潤滑油を高段（最終段）背面室１６に供給し、その潤滑油によって高段（最終段）ベーン１５の摺動部隙間を潤滑・油膜密封し、高段側吐出気体が高段（最終段）ベーン１５の摺動部隙間を通じてシリンダ内に流入するのを防止して圧縮効率の向上を図ると共に、高段（最終段）吐出側の潤滑油が圧縮機外部に接続する冷凍サイクル配管系を循環することなく密閉容器内１に回収できるので、冷凍サイクルへの潤滑油吐出量を少なくし、冷凍サイクル効率を向上することができる。
【００８３】
請求項２に記載の発明は、高段（最終段）背面室が高段（最終段）圧縮要素の高段（最終段）吐出室の油溜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、高段（最終段）吐出室で吐出冷媒から分離した潤滑油を高段（最終段）背面室を経由して密閉容器内に回収できるので、高段（最終段）吐出室で吐出冷媒から分離されずに圧縮機外部へ排出された潤滑油も簡易な油分離手段で分離の後、再び密閉容器内に回収することが可能となる。
【００８４】
請求項３に記載の発明は、油戻し通路が駆動軸を支持する軸受摺動部を経由すべく構成されたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室の潤滑油が駆動軸の軸受摺動部を潤滑した後、最終的に密閉容器内に回収されて、圧縮機構の外周囲を取り巻くので、その潤滑油膜によって圧縮機構部を構成する部品間の接合面を密封し、密閉容器内の気体が低段（初段）圧縮要素のシリンダ内に流入するのを防止して圧縮効率を向上させることができる。
【００８５】
請求項４に記載の発明は、圧縮機構を高段圧縮要素と低段圧縮要素から成る２段圧縮機構とし、その油戻し通路は、高段圧縮要素と低段圧縮要素との間に配置した中板と、各圧縮要素のピストンの内側とを順次経由すべく設けられたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室の潤滑油を、高段（最終段）ベーン、各圧縮要素のピストン内側、駆動軸を支持する軸受摺動部へと順次・供給でき、効率の良い給油通路形成による潤滑油量を確保でき、圧縮室隙間の油膜密封と摺動部潤滑の併用効果によって圧縮効率と耐久性の向上を図ることができる。
【００８６】
請求項５に記載の発明は、油戻し通路が、最終段圧縮要素と初段圧縮要素との間に配置した中板を経由すべく構成され、油戻し通路の絞り通路を中板に設けたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室から駆動軸までの適正な長さの絞り通路を有した給油通路を経由させるので、安定した絞り効果による継続的な潤滑油供給ができ、継続的な摺動部油膜形成によって耐久性向上を図ることができる。
【００８７】
請求項６に記載の発明は、駆動軸を支持する軸受が少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受を含み、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の半分以上が主軸受の摺動部を通過すべく主軸受の軸受隙間を設定したものである。そしてこの構成によれば、電動機の磁気吸引力が駆動軸に作用して主軸受に過大負荷が作用する場合でも、密閉容器内に戻される潤滑油の内の半分以上の潤滑油供給によって、主軸受の摺動面に十分な油膜形成を可能にし、主軸受の耐久性向上を図ることができる。
【００８８】
請求項７に記載の発明は、各ピストンの内側空間が最終段吐出室の圧力相当になるように軸受隙間を設定したものである。そしてこの構成によれば、各圧縮要素のシリンダ内の圧縮途中冷媒ガスが、各ピストンの内側空間に漏洩するのが阻止されるので、駆動軸を支持する主軸受の軸受摺動面へのガス噛み込みを防止して良好な軸受油膜を形成し、より一層の軸受耐久性向上を図るこたができる。
【００８９】
請求項８に記載の発明は、駆動軸を支持する軸受が少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受と電動機に遠い側に配置された副軸受とから成り、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の大部分が主軸受と副軸受の摺動部を通過すべく油戻し通路を構成したものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）圧縮要素の吐出側で回収し且つ密閉容器内に戻す途中の潤滑油を軸受摺動面への給油に有効活用でき、軸受耐久性を向上させることができる。
【００９０】
請求項９に記載の発明は、油戻し通路が、中板と摺接するピストンの側面を経由すべく構成されたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室からの潤滑油が中板とピストンとの摺接側面隙間を油膜密封し、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止して、圧縮効率を向上させるこたができる。
【００９１】
請求項１０に記載の発明は、油戻し通路が、中板に設けられたピストン摺接開口部を、圧縮要素のシリンダ内と連通せず且つピストンの側面と対向する位置に設けたものである。そしてこの構成によれば、潤滑油が中板とピストンの摺接側面を潤滑すると共に、その摺接側面を通過する潤滑油を減圧する絞り通路を簡易手段で形成し、差圧給油通路を低コストで実現できる。
【００９２】
請求項１１に記載の発明は、中板に設けられたピストン摺接開口部が、ピストンによって間欠的に開閉されるべく位置に配置されたものである。そしてこの構成によれば、ピストンの旋回運動速度が増加するに伴い、中板内の油通路からピストン内側に向かって通過する潤滑油の通路抵抗を増すべく、給油通路抵抗調整を行ない、高段背面室から密閉容器内へ流出させる潤滑油量調整を可能にできる。それによって、圧縮機高速運転時のごとく、冷媒速度が速くて潤滑油の分離効果が低下する場合でも、高段背面室の潤滑油を確保し、継続的な潤滑油供給をすることができる。
【００９３】
請求項１２に記載の発明は、ピストンの両側面に開通する軸方向貫通油穴を設け、その軸方向貫通油穴を中板に設けた摺接開口部と間欠的に連通すべく配置したものである。そしてこの構成によれば、中板内を経由した潤滑油を、中板と摺接しないピストン側面にも供給し、そのピストンの両側面隙間を油膜形成するので、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止し、圧縮効率の向上と、ピストンおよびピストンと摺接する部品の耐久性向上を図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 ２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
９ 主軸受
１１ 副軸受
１３ 高段（最終段）吐出室
１４ 油溜
１５ 高段（最終段）ベーン
１６ 高段（最終段）背面室
６５ ピストン
６８ 油戻し通路
６８ｂ 絞り通路
７０ ピストン
９９ 油分離器
２０４ 高段（最終段）圧縮要素
２０５ 低段（初段）圧縮要素
２０６ 中板
２０６ａ 絞り通路
２０７ 駆動軸
２１３ 高段（最終段）吐出室
２１４ 油溜
２１６ 高段（最終段）背面室
２３２ 油溜
２６５ 高段（最終段）ピストン
２６５ａ 軸方向貫通油穴
２７０ 低段（初段）ピストン
２７０ａ 軸方向貫通油穴
【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１２〜１５ＭＰａ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（ＣＯ２）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。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。
【０００５】
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５０−７２２０５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７−３１８１７９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。
【０００６】
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、１０１５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。
【０００７】
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２段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６の上部に配置されたベーン背面室（高段背面室）１０１５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一方、２段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６の吐出冷媒ガスの大部分は、２段目吐出管１０１２を介して密閉容器１００１の外部に排出される構成である。
【０００８】
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）およびそのクランク部２０２５ａ，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２０５２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）２０４４中で開口させている。
【０００９】
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）２０３１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２０４４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。
【００１０】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら図１０、図１１に示すこのような構成では、以下に述べる課題があった。すなわち、第１の課題は、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である。
【００１１】
また第２の課題は、2段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６に排出された冷媒ガスが２段目吐出管１０１２を介して密閉容器１００１の外部の冷凍サイクルに排出されるので、2段目吐出弁室（高段吐出室）１０１６に排出された冷媒ガス中の潤滑油が密閉容器１００１に直接戻されることがなく、密閉容器１００１内の潤滑油不足を招くと共に、冷凍サイクルへの潤滑油排出による熱交換器の効率低下も同時に引き起こすという課題である。
【００１２】
また第３の課題は、２段目シリンダ１０１３内で圧縮途中の冷媒ガスが２段目ピストン１００９の端面隙間（２段目ピストン１００９と中板１００５との間の隙間）を介して２段目ピストン１００９の内側（1段目吐出圧力相当）に漏洩することによる、いわゆるガス吹きぬけによって、クランク軸（駆動軸）１００７を支持する軸受摺動部や、クランク軸（駆動軸）１００７と第１ピストン１００８および第２ピストン１００９との摺動部の良好な潤滑油膜形成が阻害され、圧縮機耐久性の低下を招くという課題である。
【００１３】
また図１２のような横置形における給油通路の構成においても、上記第３の課題と同様な課題があった。すなわち、潤滑油２０４４に通じる油溜め孔２０２８ａ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）２０２６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）２０２５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。
【００１４】
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。
【００１５】
【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、高段吐出側の油溜の潤滑油を高段側ベーン背面室および駆動軸の摺動部を経由して密閉容器内に戻す差圧給油通路の形成を図るものである。上記高段側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形成と密閉容器内への潤滑油回収・確保によって、高段側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、圧縮効率の向上と駆動軸およびベーン耐久性の向上、および冷凍サイクルの効率向上ができる。
【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、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）背面室が高段（最終段）圧縮要素の吐出側に連通する一方、低段（初段）圧縮要素の吐出側が密閉容器内に連通した構成において、高段（最終段）圧縮要素の吐出側で気体から分離した潤滑油を、高段（最終段）背面室を経由して前記密閉容器内に戻す絞り通路を備えた油戻し通路を備えたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）吐出側で吐出気体から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室に供給され、その潤滑油が高段（最終段）ベーンの摺動部隙間を潤滑・油膜密封し、高段側吐出気体が高段（最終段）ベーンの摺動部隙間を通じてシリンダ内に流入するのを防ぐと共に、密閉容器内に潤滑油を回収することによって冷凍サイクルへの潤滑油吐出量を少なくできる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、高段（最終段）背面室が高段（最終段）圧縮要素の高段（最終段）吐出室の油溜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、高段（最終段）吐出室で吐出冷媒から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室を経由して密閉容器内に回収され、圧縮機外部での簡易油分離手段の配設が可能となる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、油戻し通路が駆動軸を支持する軸受摺動部を経由すべく構成されたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室の潤滑油が駆動軸の軸受摺動部を潤滑した後、最終的に密閉容器内に回収されて、圧縮機構の外周囲を取り巻く。その結果、潤滑油膜が圧縮機構部を構成する部品間の接合面を密封し、密閉容器内の気体が低段（初段）圧縮要素のシリンダ内に流入するのを防止できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、圧縮機構を高段圧縮要素と低段圧縮要素から成る２段圧縮機構とし、その油戻し通路は、高段圧縮要素と低段圧縮要素との間に配置した中板と、各圧縮要素のピストンの内側とを順次経由すべく設けられたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室の潤滑油が、高段（最終段）ベーン、各圧縮要素のピストン内側、駆動軸を支持する軸受摺動部に順次供給され、効率の良い給油通路を形成できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、油戻し通路は、最終段圧縮要素と初段圧縮要素との間に配置した中板を経由すべく構成し、絞り通路を中板に設けたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室から駆動軸までの適正距離を備えた給油通路を経て安定した絞り効果による継続的な潤滑油供給ができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、駆動軸を支持する軸受は少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受を含み、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の半分以上が主軸受の摺動部を通過すべく主軸受の軸受隙間を設定したものである。そしてこの構成によれば、電動機の磁気吸引力が駆動軸に作用して主軸受に過大負荷が作用する場合でも、密閉容器内に戻される潤滑油の内の半分以上の潤滑油供給によって、主軸受の摺動面に十分な油膜形成ができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、各ピストンの内側空間が最終段吐出室の圧力相当になるように軸受隙間を設定したものである。そしてこの構成によれば、各圧縮要素のシリンダ内の圧縮途中冷媒ガスが、各ピストンの内側空間に漏洩するのが阻止され、駆動軸を支持する主軸受の軸受摺動面へのガス噛み込みを防止できる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、駆動軸を支持する軸受は少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受と電動機に遠い側に配置された副軸受とから成り、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の大部分が主軸受と副軸受の摺動部を通過すべく油戻し通路を構成したものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）圧縮要素の吐出側で回収され且つ密閉容器内に戻される途中の潤滑油が軸受摺動面への給油に有効活用され、軸受耐久性を向上させることができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、油戻し通路が、中板と摺接するピストンの側面を経由すべく構成されたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室からの潤滑油が中板とピストンとの摺接側面を油膜密封し、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止できる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、油戻し通路は、中板に設けられたピストン摺接開口部が、最終段圧縮要素のシリンダ内と連通せず且つ最終段ピストンの側面と対向する位置に設けられたものである。そしてこの構成によれば、潤滑油が中板と最終段ピストンの摺接側面を潤滑すると共に、その摺接側面を通過する潤滑油を減圧する絞り通路を簡易手段で形成することができる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、中板に設けられたピストン摺接開口部が、最終段ピストンによって間欠的に開閉されるべく位置に配置されたものである。そしてこの構成によれば、ピストンの旋回運動速度が増加するに伴い、中板内の油通路からピストン内側に向かって通過する潤滑油の通路抵抗が増すべく、給油通路抵抗調整が行なわれ、高段（最終段）背面室から密閉容器内へ流出させる潤滑油量調整ができる。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、最終段ピストンの両側面に開通する貫通油穴を設け、貫通油穴は中板に設けた摺接開口部と間欠的に連通すべく配置されたものである。そしてこの構成によれば、中板内を経由した潤滑油が、中板と摺接しないピストン側面にも供給され、そのピストン側面の油膜形成によって、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止できる。
【００２８】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。 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１６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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。密閉容器１の底部の油溜３２と電動機室２９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。
【００３６】
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６８ｂ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６５の内側空間に通じている。
【００３７】
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。
【００３８】
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。なお、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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３９ａ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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に設けられた絞り通路６８ｂを介して密閉容器１内に戻されると共に、高段（最終段）背面室１６の潤滑油の大部分は、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。
【００４３】
なお、潤滑油が主軸受９と副軸受１１の軸受隙間を通過して電動機室２９に流入する際に、潤滑油が主軸受９の軸受隙間を副軸受１１の軸受隙間より多く通過すべく、両軸受の軸受隙間の通路抵抗が設定されており、主軸受への十分な給油が行われる。その結果、駆動軸に連結された電動機の回転子のアンバランスに起因して主軸受９に作用する振動や過負荷に対して、良好な油膜形成と軸受摺動面の冷却ができる。
【００４４】
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。
【００４５】
高段（最終段）背面室１６から電動機室２９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。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。
【００４６】
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。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。
【００４７】
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３２に戻る。
【００４８】
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の吐出側が密閉容器１内に連通した構成において、高段（最終段）圧縮要素４の吐出側で気体から分離した潤滑油を、高段（最終段）背面室１６を経由して密閉容器内１に戻す絞り通路（主軸受９と副軸受１１の軸受隙間）を備えた油戻し通路６８および絞り通路６８ｂを備えたことにより、高段（最終段）吐出室１３側で吐出気体から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室１６に供給され、その潤滑油が高段（最終段）ベーン１５の摺動部隙間を潤滑・油膜密封し、高段側吐出気体が高段（最終段）ベーン１５の摺動部隙間を通じてシリンダ内に流入するのを防ぎ、高段（最終段）圧縮要素４の圧縮効率を向上させることができる。また、圧縮機停止中は、油分離器９９の油溜９９ａの潤滑油を油戻し管１５２を介して密閉容器１内に潤滑油を回収することによって冷凍サイクルへの潤滑油吐出量を少なくして、熱交換器の効率を向上することによる冷凍サイクルの効率も向上させることができる。
【００４９】
また上記実施例によれば、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の油溜１４を兼ねるべく構成されたことにより、高段（最終段）吐出室１３で吐出冷媒から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室１４を経由して密閉容器１内に回収できるので、高段（最終段）吐出室１３で冷媒ガスから分離されずに圧縮機外部に排出された潤滑油が簡易構成の油分離器９９でも簡易に油分離され、圧縮機停止後の機内圧力バランス状態で密閉容器１内に回収することができ、圧縮機内油量確保による耐久性確保を図ることができる。
【００５０】
また上記実施例によれば、油戻し通路６８が駆動軸７を支持する主軸受９と副軸受１１の軸受摺動部を経由すべく構成されたことにより、高段（最終段）背面室１６の潤滑油が駆動軸７の軸受摺動部を潤滑した後、最終的に密閉容器１内に回収されて、圧縮機構の外周囲を取り巻くので、潤滑油膜が多段圧縮機構部３を構成する部品間の接合面を密封し、密閉容器１内の気体が低段（初段）圧縮要素５のシリンダ内に流入するのを防止して圧縮効率を向上させることができる。
【００５１】
また上記実施例によれば、圧縮機構を高段圧縮要素５と低段圧縮要素４から成る２段圧縮機構３とし、高段吐出室１３で分離した潤滑油を高段背面室１６を経由して密閉容器１内に戻す油戻し通路６８が、高段圧縮要素５と低段圧縮要素４との間に配置した中板６と、各圧縮要素４，５のピストン６５，７０の内側とを順次経由すべく設けられたことにより、高段背面室１６の潤滑油が、高段ベーン１５、各圧縮要素のピストン６５，７０内側、駆動軸７を支持する主軸受９と副軸受１１の軸受摺動部に順次供給させる効率の良い給油通路を形成できるので、冷媒ガス中に混入させる潤滑油量を少なくしてシリンダ内での油圧縮を回避して圧縮入力を低減することができる。
【００５２】
また上記実施例によれば、駆動軸７を支持する軸受は少なくとも電動機２に近い側に配置された主軸受９を含み、油戻し通路６８を介して密閉容器１内に流入する潤滑油の内の半分以上が主軸受９の摺動部を通過すべく主軸受９の軸受隙間を設定したことにより、電動機２の磁気吸引力が駆動軸７に作用して主軸受９に過大負荷が作用する場合でも、密閉容器１内に戻される潤滑油の内の半分以上の潤滑油を供給することによって、主軸受９の摺動面に十分な油膜を形成して、軸受耐久性を向上させることができる。
【００５３】
また上記実施例によれば、各ピストン６５，７０の内側空間が高段（最終段）吐出室１３の圧力相当になるように軸受隙間を設定したことにより、各圧縮要素４，５のシリンダ内の圧縮途中冷媒ガスが、各ピストン６５，７０の内側空間に漏洩するのが阻止され、駆動軸７を支持する主軸受９の軸受摺動面へのガス噛み込みを防止して、良好な軸受油膜形成によって軸受耐久性の向上と、軸受摩擦損失の低減による圧縮機入力の低減ができる。
【００５４】
また上記実施例によれば、駆動軸７を支持する軸受は少なくとも電動機２に近い側に配置された主軸受９と電動機２に遠い側に配置された副軸受１１とから成り、油戻し通路６８を介して密閉容器内１に流入する潤滑油の内の大部分が主軸受９と副軸受１１の摺動部を通過すべく油戻し通路６８を構成したことにより、高段（最終段）圧縮要素４の吐出側で回収され且つ密閉容器１内に戻される途中の潤滑油が軸受摺動面への給油に有効活用され、軸受耐久性を向上させることができる。
【００５５】
（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。
【００５６】
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１０５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。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１０６、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。
【００５７】
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。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。高段（最終段）吐出室１１３は、副軸受１１１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。
【００５８】
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。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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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１０４に取り込み・圧縮の後、高段（最終段）吐出室１１３、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。
【００６２】
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１３２、高段（最終段）背面室１１６、ベーンバネ装着穴１３４へと順次・流下し収集される。
【００６３】
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１３４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。
【００６４】
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１７０、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。
【００６５】
上記実施例によれば、密閉容器１０１内に低段（初段）圧縮要素１０５と高段（最終段）圧縮要素１０４を直列接続した２段圧縮機構１０３とその２段圧縮機構１０３の駆動軸１０７に連結する電動機１０２とを収納し、各圧縮要素１０４，１０５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１０４の高段（最終段）ベーン１１５の高段（最終段）背面室１１６と高段（最終段）吐出室１１３とを連通する一方、低段（初段）圧縮要素１０５の吐出側が密閉容器１０１内に連通した構成において、高段（最終段）圧縮要素１０４の吐出側で気体から分離した潤滑油を、高段（最終段）背面室１１６を経由して密閉容器内１０１に戻す絞り通路（主軸受１０９と副軸受１１１の軸受隙間）を備えた油戻し通路１６８を備えたことにより、高段（最終段）吐出室１１３側で吐出気体から分離した潤滑油が高段（最終段）背面室１１６に供給され、その潤滑油が高段（最終段）ベーン１１５の摺動部隙間を潤滑・油膜密封し、高段側吐出気体が高段（最終段）ベーン１１５の摺動部隙間を通じてシリンダ内に流入するのを防ぎ、高段（最終段）圧縮要素１０４の圧縮効率を向上させると共に、密閉容器１０１内に潤滑油を回収することによって冷凍サイクルへの潤滑油吐出量を少なくして、熱交換器の効率を向上することによる冷凍サイクルの効率も向上させることができる。
【００６６】
（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。
【００６７】
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。
【００６８】
高段（最終段）背圧室２１６の潤滑油は、油穴２６８の途中に配置された第1の絞り通路２６８ａ、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）を経て順次・減圧される。
【００６９】
なお、第2の絞り通路２６８ｃと軸方向貫通油穴２７０ａおよび軸方向貫通油穴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。軸方向油穴２７０ａおよび軸方向油穴２６５ａを経由した潤滑油は、低段（初段）ピストン２７０と主軸受２０９との摺接面、高段（最終段）ピストン２６５と副軸受２１１との摺接面を潤滑して低段（初段）ピストン２７０、高段（最終段）ピストン２６５の内側空間に供給される。
【００７０】
したがって、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２０７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。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２３２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。
【００７１】
上記実施例によれば、高段（最終段）吐出室２１３の油溜２１４から密閉容器内の油溜２３２への油戻し通路は、高段（最終段）圧縮要素２０４と低段（初段）圧縮要素２０５との間に配置した中板２０６を経由すべく構成し、絞り通路２０６ａを中板２０６に設けて適正な絞り通路長さを設定することにより、高段（最終段）背面室２１６から駆動軸２０７までの安定した絞り効果による継続的な潤滑油供給ができ、摺接面の耐久性向上を図ることができる。
【００７２】
また上記実施例によれば、高段（最終段）吐出室２１３の油溜２１４から密閉容器内の油溜２３２への油戻し通路が、中板２０６と摺接する低段（初段）ピストン２７０、高段（最終段）ピストン２６５の側面を経由すべく構成されたことにより、高段（最終段）背面室２１６からの潤滑油が中板２０６と低段（初段）ピストン２７０、高段（最終段）ピストン２６５との摺接側面を油膜密封し、各シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスが各ピストン内側に漏洩するのを防止して、圧縮効率を向上できる。
【００７３】
また上記実施例によれば、高段（最終段）吐出室２１３の油溜２１４から密閉容器内の油溜２３２への油戻し通路は、中板２０６に設けられた各ピストン（２６５，２７０）の摺接開口部が、高段（最終段）圧縮要素２０４のシリンダ内と連通せず且つ低段（初段）ピストン２７０および高段（最終段）ピストン２６５の側面と対向する位置に設けられたことにより、潤滑油が中板２０６と低段（初段）ピストン２７０および高段（最終段）ピストン２６５の摺接側面を潤滑すると共に、その摺接側面を通過する潤滑油を減圧する絞り通路を簡易手段で形成してコスト低減を図ることができる。
【００７４】
また上記実施例によれば、中板２０６に設けられた各ピストン（２６５，２７０）摺接開口部が、各ピストン（２６５，２７０）によって間欠的に開閉されるべく位置に配置されたことにより、各ピストン（２６５，２７０）の旋回運動速度が増加するに伴い、中板２０６内の油通路から各ピストン（２６５，２７０）内側に向かって通過する潤滑油の通路抵抗が増すべく、給油通路抵抗調整が行なわれ、高段（最終段）背面室２１６から密閉容器内へ流出させる潤滑油量調整を圧縮機運転速度に追従させて実現できる。
【００７５】
また上記実施例によれば、低段（初段）ピストン２７０および高段（最終段）ピストン２６５の両側面に開通する軸方向貫通油穴２７０ａおよび軸方向貫通油穴２６５ａを設け、軸方向貫通油穴２７０ａおよび軸方向貫通油穴２６５ａは中板２０６に設けた摺接開口部と間欠的に連通すべく配置されたことにより、中板２０６内を経由した潤滑油が、中板２０６と摺接しない各ピストン（２６５，２７０）側面にも供給され、そのピストン側面の油膜形成によって、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止して圧縮効率の向上を図ることができる。
【００７６】
（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。
【００７７】
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。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３０４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。
【００７８】
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３２９に給油される。また、油溜３１４の潤滑油は油穴３６８に設けた第２絞り通路３６８ｂを介して電動機室３２９の底部の油溜３３２に戻される。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
【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その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）背面室が高段（最終段）圧縮要素の吐出側に連通する一方、低段（初段）圧縮要素の吐出側が密閉容器内に連通した構成において、高段（最終段）圧縮要素の吐出側で気体から分離した潤滑油を、高段（最終段）背面室を経由して密閉容器内に戻す絞り通路を有する油戻し通路を備えたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）吐出側で吐出気体から分離した潤滑油を高段（最終段）背面室１６に供給し、その潤滑油によって高段（最終段）ベーン１５の摺動部隙間を潤滑・油膜密封し、高段側吐出気体が高段（最終段）ベーン１５の摺動部隙間を通じてシリンダ内に流入するのを防止して圧縮効率の向上を図ると共に、高段（最終段）吐出側の潤滑油が圧縮機外部に接続する冷凍サイクル配管系を循環することなく密閉容器内１に回収できるので、冷凍サイクルへの潤滑油吐出量を少なくし、冷凍サイクル効率を向上することができる。
【００８３】
請求項２に記載の発明は、高段（最終段）背面室が高段（最終段）圧縮要素の高段（最終段）吐出室の油溜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、高段（最終段）吐出室で吐出冷媒から分離した潤滑油を高段（最終段）背面室を経由して密閉容器内に回収できるので、高段（最終段）吐出室で吐出冷媒から分離されずに圧縮機外部へ排出された潤滑油も簡易な油分離手段で分離の後、再び密閉容器内に回収することが可能となる。
【００８４】
請求項３に記載の発明は、油戻し通路が駆動軸を支持する軸受摺動部を経由すべく構成されたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室の潤滑油が駆動軸の軸受摺動部を潤滑した後、最終的に密閉容器内に回収されて、圧縮機構の外周囲を取り巻くので、その潤滑油膜によって圧縮機構部を構成する部品間の接合面を密封し、密閉容器内の気体が低段（初段）圧縮要素のシリンダ内に流入するのを防止して圧縮効率を向上させることができる。
【００８５】
請求項４に記載の発明は、圧縮機構を高段圧縮要素と低段圧縮要素から成る２段圧縮機構とし、その油戻し通路は、高段圧縮要素と低段圧縮要素との間に配置した中板と、各圧縮要素のピストンの内側とを順次経由すべく設けられたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室の潤滑油を、高段（最終段）ベーン、各圧縮要素のピストン内側、駆動軸を支持する軸受摺動部へと順次・供給でき、効率の良い給油通路形成による潤滑油量を確保でき、圧縮室隙間の油膜密封と摺動部潤滑の併用効果によって圧縮効率と耐久性の向上を図ることができる。
【００８６】
請求項５に記載の発明は、油戻し通路が、最終段圧縮要素と初段圧縮要素との間に配置した中板を経由すべく構成され、油戻し通路の絞り通路を中板に設けたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室から駆動軸までの適正な長さの絞り通路を有した給油通路を経由させるので、安定した絞り効果による継続的な潤滑油供給ができ、継続的な摺動部油膜形成によって耐久性向上を図ることができる。
【００８７】
請求項６に記載の発明は、駆動軸を支持する軸受が少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受を含み、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の半分以上が主軸受の摺動部を通過すべく主軸受の軸受隙間を設定したものである。そしてこの構成によれば、電動機の磁気吸引力が駆動軸に作用して主軸受に過大負荷が作用する場合でも、密閉容器内に戻される潤滑油の内の半分以上の潤滑油供給によって、主軸受の摺動面に十分な油膜形成を可能にし、主軸受の耐久性向上を図ることができる。
【００８８】
請求項７に記載の発明は、各ピストンの内側空間が最終段吐出室の圧力相当になるように軸受隙間を設定したものである。そしてこの構成によれば、各圧縮要素のシリンダ内の圧縮途中冷媒ガスが、各ピストンの内側空間に漏洩するのが阻止されるので、駆動軸を支持する主軸受の軸受摺動面へのガス噛み込みを防止して良好な軸受油膜を形成し、より一層の軸受耐久性向上を図るこたができる。
【００８９】
請求項８に記載の発明は、駆動軸を支持する軸受が少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受と電動機に遠い側に配置された副軸受とから成り、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の大部分が主軸受と副軸受の摺動部を通過すべく油戻し通路を構成したものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）圧縮要素の吐出側で回収し且つ密閉容器内に戻す途中の潤滑油を軸受摺動面への給油に有効活用でき、軸受耐久性を向上させることができる。
【００９０】
請求項９に記載の発明は、油戻し通路が、中板と摺接するピストンの側面を経由すべく構成されたものである。そしてこの構成によれば、高段（最終段）背面室からの潤滑油が中板とピストンとの摺接側面隙間を油膜密封し、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止して、圧縮効率を向上させるこたができる。
【００９１】
請求項１０に記載の発明は、油戻し通路が、中板に設けられたピストン摺接開口部を、圧縮要素のシリンダ内と連通せず且つピストンの側面と対向する位置に設けたものである。そしてこの構成によれば、潤滑油が中板とピストンの摺接側面を潤滑すると共に、その摺接側面を通過する潤滑油を減圧する絞り通路を簡易手段で形成し、差圧給油通路を低コストで実現できる。
【００９２】
請求項１１に記載の発明は、中板に設けられたピストン摺接開口部が、ピストンによって間欠的に開閉されるべく位置に配置されたものである。そしてこの構成によれば、ピストンの旋回運動速度が増加するに伴い、中板内の油通路からピストン内側に向かって通過する潤滑油の通路抵抗を増すべく、給油通路抵抗調整を行ない、高段背面室から密閉容器内へ流出させる潤滑油量調整を可能にできる。それによって、圧縮機高速運転時のごとく、冷媒速度が速くて潤滑油の分離効果が低下する場合でも、高段背面室の潤滑油を確保し、継続的な潤滑油供給をすることができる。
【００９３】
請求項１２に記載の発明は、ピストンの両側面に開通する軸方向貫通油穴を設け、その軸方向貫通油穴を中板に設けた摺接開口部と間欠的に連通すべく配置したものである。そしてこの構成によれば、中板内を経由した潤滑油を、中板と摺接しないピストン側面にも供給し、そのピストンの両側面隙間を油膜形成するので、シリンダ内の圧縮途中冷媒ガスがピストン内側に漏洩するのを防止し、圧縮効率の向上と、ピストンおよびピストンと摺接する部品の耐久性向上を図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 ２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
９ 主軸受
１１ 副軸受
１３ 高段（最終段）吐出室
１４ 油溜
１５ 高段（最終段）ベーン
１６ 高段（最終段）背面室
６５ ピストン
６８ 油戻し通路
６８ｂ 絞り通路
７０ ピストン
９９ 油分離器
２０４ 高段（最終段）圧縮要素
２０５ 低段（初段）圧縮要素
２０６ 中板
２０６ａ 絞り通路
２０７ 駆動軸
２１３ 高段（最終段）吐出室
２１４ 油溜
２１６ 高段（最終段）背面室
２３２ 油溜
２６５ 高段（最終段）ピストン
２６５ａ 軸方向貫通油穴
２７０ 低段（初段）ピストン
２７０ａ 軸方向貫通油穴
Claims (12)
- 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しつつ吸入室と圧縮室とに区画する各ベーンのうち、高段圧縮要素の高段ベーンの高段背面室が前記高段圧縮要素の吐出側に連通する一方、低段圧縮要素の吐出側が前記密閉容器内に連通した構成において、前記高段圧縮要素の吐出側で気体から分離した潤滑油を、前記高段背面室を経由して前記密閉容器内に戻す絞り通路を有した油戻し通路を備えたロータリ式多段圧縮機。
- 高段背面室が高段圧縮要素の高段吐出室の油溜を兼ねるべく構成された請求項１記載のロータリ式多段圧縮機。
- 油戻し通路は、駆動軸を支持する軸受摺動部を経由すべく構成された請求項１または請求項２記載のロータリ式多段圧縮機。
- 圧縮機構を高段圧縮要素と低段圧縮要素から成る２段圧縮機構とし、その油戻し通路は、高段圧縮要素と低段圧縮要素との間に配置した中板と、各圧縮要素のピストンの内側とを順次経由すべく設けられた請求項３記載のロータリ式多段圧縮機。
- 油戻し通路は、高段圧縮要素と低段圧縮要素との間に配置した中板を経由すべく構成し、絞り通路を中板に設けた請求項３記載のロータリ式多段圧縮機。
- 駆動軸を支持する軸受は少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受を含み、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の半分以上が前記主軸受の摺動部を通過すべく前記主軸受の軸受隙間を設定した請求項３記載のロータリ式多段圧縮機。
- 各ピストンの内側空間が最終段吐出室の圧力相当になるように軸受隙間を設定した請求項６記載のロータリ式多段圧縮機。
- 駆動軸を支持する軸受は少なくとも電動機に近い側に配置された主軸受と前記電動機に遠い側に配置された副軸受とから成り、油戻し通路を介して密閉容器内に流入する潤滑油の内の大部分が前記主軸受と前記副軸受の摺動部を通過すべく前記油戻し通路を構成した請求項３記載のロータリ式多段圧縮機。
- 油戻し通路は、中板と摺接するピストンの側面を経由すべく構成された請求項４記載のロータリ式多段圧縮機。
- 油戻し通路は、中板に設けられたピストン摺接開口部が、圧縮要素のシリンダ内と連通せず且つピストンの側面と対向する位置に設けられた請求項９記載のロータリ式多段圧縮機。
- 中板に設けられたピストン摺接開口部が、前記ピストンによって間欠的に開閉されるべく位置に配置された請求項１０記載のロータリ式多段圧縮機。
- ピストンの両側面に開通する軸方向貫通油穴を設け、前記軸方向貫通油穴は中板に設けた摺接開口部と間欠的に連通すべく配置された請求項１１記載のロータリ式多段圧縮機。
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