JP2005337012A - 回転式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダ（21）が有する環状のシリンダ室（C1，C2）の内部に環状ピストン（22）が配置されるとともに、シリンダ（21）と環状ピストン（22）とが相対的に偏心回転運動をするように構成され、さらに該シリンダ室（C1，C2）がブレード（23）で高圧室（C1-Hp，C2-Hp）と低圧室（C1-Lp，C2-Lp）に区画された圧縮機構（20）を有する回転式圧縮機において、大容量にした場合でも電動機（30）の冷却効果が低下せず、しかも冷媒回路内の油の循環量も増加しないようにする。
【解決手段】 ケーシング（10）内に、圧縮機構（20）の吸入側に連通する低圧空間（S1）と、該圧縮機構（20）の吐出側に連通する高圧空間（S2）とを形成し、電動機（30）を低圧空間（S1）に配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転式圧縮機に関し、特に、シリンダが有する環状のシリンダ室の内部に環状ピストンが配置されるとともに、シリンダと環状ピストンとが相対的に偏心回転運動をするように構成された圧縮機構を有する回転式圧縮機に関するものである。

従来より、この種の回転式圧縮機は、環状のシリンダ室の内部で環状ピストンが偏心回転運動をする際のシリンダ室の容積変化によって冷媒を圧縮するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。図３及び図４（図３のIV−IV断面図：ハッチング省略）に示すように、この圧縮機（100）では、密閉型のケーシング（110）内に、圧縮機構（120）と、該圧縮機構（120）を駆動する電動機（図示せず）とが収納されている。

上記圧縮機構（120）は、環状のシリンダ室（C1，C2）を有するシリンダ（121）と、このシリンダ室（C1，C2）に配置された環状ピストン（122）とを有している。上記シリンダ（121）は、互いに同心上に配置された外側シリンダ（124）と内側シリンダ（125）とを備え、外側シリンダ（124）と内側シリンダ（125）の間に上記シリンダ室（C1，C2）が形成されている。

上記シリンダ（121）はケーシング（110）に固定されている。また、環状ピストン（122）は電動機に連結されている駆動軸（133）の偏心部（133a）に円形のピストンベース（160）を介して連結され、該駆動軸（133）の中心に対して偏心回転運動をするように構成されている。

上記環状ピストン（122）は、外周面の１点が外側シリンダ（124）の内周面に実質的に接する（「実質的に接する」とは、厳密に言うと油膜ができる程度の微細な隙間があるが、その隙間での冷媒の漏れが問題にならない状態をいう）と同時に、それと位相が１８０°異なる位置において内周面の一点が内側シリンダ（125）の外周面に実質的に接する状態を保ちながら、偏心回転運動をするように構成されている。この結果、環状ピストン（122）の外側には外側シリンダ室（C1）が形成され、内側には内側シリンダ室（C2）が形成されている。

上記環状ピストン（122）の外側には外側ブレード（123A）が配置され、内側には外側ブレード（123A）の延長線上に内側ブレード（123B）が配置されている。外側ブレード（123A）は環状ピストン（122）の径方向内側に向かって付勢され、内周端が該環状ピストン（122）の外周面に圧接している。また、内側ブレード（123B）は環状ピストン（122）の径方向外側に向かって付勢され、外周端が該環状ピストン（122）の内周面に圧接している。

外側ブレード（123A）は外側シリンダ室（C1）を２つに区画し、内側ブレード（123B）は内側シリンダ室（C2）を２つに区画している。具体的に、上記外側ブレード（123A）は外側シリンダ室（C1）を低圧室（C1-Lp）と高圧室（C1-Hp）に区画し、内側ブレード（123B）は内側シリンダ室（C2）を低圧室（C2-Lp）と高圧室（C2-Hp）に区画している。外側シリンダ（124）には、上記ケーシング（110）に設けられる吸入管（114）から外側シリンダ室（C1）に連通する吸入口（141）が外側ブレード（123A）の近傍に形成されている。また、環状ピストン（122）には、該吸入口（141）の近傍に貫通孔（143）が形成され、該貫通孔（143）によって外側シリンダ室（C1）と内側シリンダ室（C2）の低圧室（C1-Lp，C2-Lp）同士が連通している。さらに、上記圧縮機構（120）には、上記両シリンダ室（C1，C2）の高圧室（C1-Hp，C2-Hp）をケーシング（110）内の高圧空間（S）に連通させる吐出口（図示せず）が設けられている。

なお、この例では、環状ピストン（122）の自転を阻止しながら偏心回転運動（公転）のみを許容するため、自転阻止機構としてオルダム機構（161）が設けられている。

この圧縮機構（120）では、駆動軸（133）の回転に伴って上記環状ピストン（122）が偏心回転運動をすると、外側シリンダ室（C1）と内側シリンダ室（C2）のそれぞれで、容積の拡大と縮小が交互に繰り返される。そして、各シリンダ室（C1，C2）の容積が拡大する際には、冷媒を吸入口（141）からシリンダ室（C1，C2）内へ吸入する吸入行程が行われ、容積が縮小する際には、冷媒を各シリンダ室（C1，C2）内で圧縮する圧縮行程と、冷媒を各シリンダ室（C1，C2）から吐出口を介してケーシング（110）内の高圧空間（S）へ吐出する吐出行程が行われる。ケーシング（110）の高圧空間（S）に吐出された高圧の冷媒は、該ケーシング（110）に設けられている吐出管（115）を介して冷媒回路の凝縮器へ流出していく。

一方、上記特許文献１には、図５に示すように、図４の構成を一部変更した例も開示されている。この圧縮機構（120）では、環状ピストン（122）を１カ所で分断してＣ型形状とし、１枚のブレード（123）がこの分断箇所を横切って外側シリンダ（124）の内周面と内側シリンダ（125）の外周面とに接している。外側シリンダ（124）の内周面は、上記ブレード（123）の接触する部分が、内側シリンダ（125）の外周面と同じ曲率半径で形成されている。また、環状ピストン（122）が、内側シリンダ（125）の周りで偏心回転運動（公転）はするが、自転はしないように、図示しないオルダム機構が設けられている。環状ピストン（122）の偏心回転運動により、冷媒の吸入行程、圧縮行程、及び吐出行程が行われる点は、図３及び図４の例と同様である。
特開平６−２８８３５８号公報

しかし、上記の圧縮機（100）は、ケーシング（110）内の空間が高圧になるいわゆる高圧ドーム形の圧縮機であるため、大容量圧縮機の商品化に際し、電動機の能力が不足して信頼性が低下する問題があった。その理由は、電動機の外径をＤ、軸方向長さをＬとすると、電動機の出力がＤ²×Ｌに比例し、電動機の表面積が概ねＤ×Ｌに比例するため、出力を上げていくと、出力に比例して大きくなる発熱量に対して熱伝達面積（表面積）が小さくなり、冷却不足になってしまうためである。

一方、電動機を低圧空間に配置して低圧ガスで冷却することも可能であるが、単に電動機を低圧空間に配置すると、ガス冷媒が圧縮機構（120）から直接に圧縮機（100）の機外へ排出されるため、吐出ガスに含まれる油滴を分離しないまま吐出してしまう。そして、冷媒回路内での油の循環量増大によって熱交換器の効率が低下したり、油の循環量増大の回避のために油分離器を別に設けることが必要になったりするという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、シリンダが有する環状のシリンダ室の内部に環状ピストンが配置されるとともに、シリンダと環状ピストンとが相対的に偏心回転運動をするように構成され、さらに該シリンダ室がブレードで高圧室と低圧室に区画された圧縮機構を有する回転式圧縮機において、大容量にした場合でも電動機の冷却効果が低下せず、しかも冷媒回路内の油の循環量も増加しないようにすることである。

本発明は、電動機（30）を低圧空間（S1）に配置して該電動機（30）の冷却を行うとともに、圧縮機構（20）の吐出側とケーシング（10）の吐出管（15）との間に高圧空間（S２）を設けて油分離を行うようにしたものである。

具体的に、第１の発明は、外側シリンダ（24）、内側シリンダ（25）、及び外側シリンダ（24）と内側シリンダ（25）の端部に連結された鏡板（26）を備えて環状のシリンダ室（C1，C2）を有するシリンダ（21）と、該シリンダ（21）に対して偏心してシリンダ室（C1，C2）に収納され、シリンダ室（C1，C2）を外側シリンダ室（C1）と内側シリンダ室（C2）とに区画する環状ピストン（22）と、上記シリンダ室（C1，C2）に配置され、各シリンダ室（C1，C2）を高圧室（C1-Hp，C2-Hp）と低圧室（C1-Lp，C2-Lp）とに区画するブレード（23）とを有し、シリンダ（21）と環状ピストン（22）とが相対的に偏心回転運動をする圧縮機構（20）と、該圧縮機構（20）を駆動する電動機（30）と、該圧縮機構（20）及び電動機（30）を収納するケーシング（10）とを備えた回転式圧縮機を前提としている。

そして、この回転式圧縮機は、ケーシング内（10）に、２つの空間が形成され、一方が圧縮機構（20）の吸入側に連通する低圧空間（S1）であり、他方が圧縮機構（20）の吐出側に連通する高圧空間（S2）（49）であり、上記電動機（30）が上記低圧空間（S1）に配置され、上記シリンダ（21）の鏡板（26）と環状ピストン（22）の端面との間の軸方向隙間を縮小するコンプライアンス機構（29a，29b，36a，36b）を備え、このコンプライアンス機構（29a，29b，36a，36b）が、高圧空間（S2）（49）の圧力によりシリンダ（21）の鏡板（26）と環状ピストン（22）の端面との間の軸方向隙間を縮小するように構成されていることを特徴としている。

この第１の発明では、吸入ガスは、ケーシング（10）内の低圧空間（S1）に流入した後、圧縮機構（20）に吸入される。圧縮機構（20）に吸入されたガスは、該圧縮機構（20）で圧縮されて高圧になり、ケーシング（10）内の高圧空間（S2）に流出した後、ケーシング（10）から吐出される。この発明では、電動機（30）が低圧空間（S1）に配置されているので、吸入ガスが電動機（30）の周囲を流れることになる。また、コンプライアンス機構（29a，29b，36a，36b）を設けているので、高圧空間（S2）（49）の圧力によりシリンダ（21）の鏡板（26）と環状ピストン（22）の端面との間の軸方向隙間を縮小する作用が生じる。

第２の発明は、前提とする構成が第１の発明と同じの回転式圧縮機において、ケーシング内（10）に、圧縮機構（20）を挟んで２つの空間が形成され、一方が圧縮機構（20）の下方に位置して該圧縮機構（20）の吸入側に連通する低圧空間（S1）であり、他方が圧縮機構（20）の上方に位置して該圧縮機構（20）の吐出側に連通する高圧空間（S2）であり、上記電動機（30）が上記低圧空間（S1）に配置され、上記シリンダ（21）の鏡板（26）と環状ピストン（22）の端面との間の軸方向隙間を縮小するコンプライアンス機構（29a，29b，36a，36b）を備え、このコンプライアンス機構（29a，29b，36a，36b）が、高圧空間（S2）の圧力によりシリンダ（21）の鏡板（26）と環状ピストン（22）の端面との間の軸方向隙間を縮小するように構成されていることを特徴としている。

この第２の発明では、吸入ガスは、圧縮機構（20）を挟んでケーシング（10）内に区画された低圧空間（S1）に流入した後、該圧縮機構（20）に吸入されて高圧になる。また、高圧ガスは、圧縮機構（20）を挟んで低圧空間（S1）と反対側に形成された高圧空間（S2）に流出した後、吐出管（15）から吐出される。

具体的には、吸入ガスは、圧縮機構（20）の下方の低圧空間（S1）を介して該圧縮機構（20）に吸入される。したがって、冷媒回路において運転条件の変化により液バックが生じても、液冷媒が圧縮機構（20）に吸入されるのを防止できる。また、高圧ガスは、圧縮機構（20）の上方の高圧空間（S2）に充満した後、ケーシング（10）から吐出される。

第３の発明は、第１または第２の発明の回転式圧縮機において、シリンダ（21）の鏡板（26）の下方には該鏡板（26）と接する下部ハウジング（17）が設けられる一方、圧縮機構（20）の上方には高圧空間（S2）に連通する吐出空間（49）が設けられ、コンプライアンス機構（29a，29b，36a，36b）は、吐出空間（49）に連通する環状ピストン（22）の上端面から下端面まで貫通するように形成されたピストン側高圧導入通路（36a）と、シリンダ（21）の鏡板（26）に上端面から下端面まで貫通するように形成されてピストン側高圧導入通路（36a）と連通するシリンダ側高圧導入通路（36b）と、シリンダ側高圧導入通路（36b）の径方向内方に位置するように下部ハウジング（17）に設けられた内側シールリング（29a）と、シリンダ側高圧導入通路（36b）の径方向外方に位置するように下部ハウジング（17）に設けられた外側シールリング（29b）とにより構成されていることを特徴としている。

第４の発明は、第１から第３のいずれか１の発明の回転式圧縮機において、高圧空間（S2）から低圧空間（S1）へ連通する油戻し通路（37）を備えていることを特徴としている。

この第４の発明では、圧縮機構（20）から高圧空間（S2）に吐出された吐出ガスに含まれる潤滑油は、該高圧空間（S2）において吐出ガスから分離された後、油戻し通路（37）を通って、圧縮機構（20）の下方の低圧空間（S1）に戻ることになる。

第５の発明は、第１から第４のいずれか１の発明の回転式圧縮機において、ブレード（23）がシリンダ（21）に一体的に設けられるとともに、環状ピストン（22）とブレード（23）とを相互に可動に連結する連結部材（27）を備え、上記連結部材（27）が、環状ピストン（22）に対する第１摺動面（P1）と、ブレード（23）に対する第２摺動面（P1）とを備えていることを特徴としている。

この第５の発明では、圧縮機構（20）を駆動すると、シリンダ（21）と環状ピストン（22）とが相対的に偏心回転運動をする。この偏心回転運動の際に、環状ピストン（22）とブレード（23）とは、所定の揺動中心で相対的に揺動するとともに、該ブレード（23）の面方向へ相対的に進退する。そして、シリンダ室（C1，C2）の容積が拡大する際にガスが該シリンダ室（C1，C2）に吸入され、該シリンダ室（C1，C2）の容積が縮小する際に該ガスが圧縮される。

ここで、図３，図４に示した従来の構成では、ブレード（123A，123B）と環状ピストン（122）とが線接触をし、図５に示した構成ではブレード（123）とシリンダ（124，125）とが線接触をしているため、運転時に環状ピストン（122）が偏心回転運動をする際に接触部の受ける荷重が大きく、該接触部が摩耗したり、焼き付いたりするおそれがあった。

また、図３〜図５の構成では、このように部材同士が線接触をしているため、接触部のシール性が低く、外側シリンダ室（C1）と内側シリンダ室（C2）のそれぞれにおいて、高圧室（C1-Hp，C2-Hp）から低圧室（C1-Lp，C2-Lp）へ冷媒が漏れることで圧縮効率が低下するおそれもあった。

しかし、本発明では、ブレード（23）と環状ピストン（22）とが、連結部材（27）を介して動作（相対的な揺動動作及び進退動作）をする際に、連結部材（27）は、環状ピストン（22）及びブレード（23）の両方に対して摺動面（P1，P2）で実質的に面接触をするので、接触部に作用する荷重が小さくなり、接触部の摩耗や焼き付きが生じにくくなる。また、このように部材同士が摺動面（P1，P2）で面接触をするので、特許文献１のように線接触をする構造のものに比べて、その接触箇所からのガスの漏れを防止できる。

第６の発明は、第５の発明の回転式圧縮機において、環状ピストン（22）が、円環の一部分が分断されたＣ型形状に形成され、ブレード（23）が、環状のシリンダ室（C1，C2）の内周側の壁面から外周側の壁面まで、環状ピストン（22）の分断箇所を挿通して延在するように構成され、連結部材（27）が、上記ブレード（23）を進退可能に保持するブレード溝（28）と、上記環状ピストン（22）に分断箇所において揺動自在に保持される円弧状外周面とを有する揺動ブッシュ（27）であることを特徴としている。

この第６の発明では、圧縮機構（20）を駆動すると、ブレード（23）は揺動ブッシュ（27）のブレード溝（28）に面接触しながら進退し、該揺動ブッシュ（27）は環状ピストン（22）の分断箇所に面接触しながら揺動する。こうすることで、連結部材（27）が環状ピストン（22）及びブレード（23）に対して確実に面同士で接触し、また、該接触箇所からのガスの漏れを確実に防止できる。

上記第１の発明によれば、ケーシング（10）内に、圧縮機構（20）の吸入側に連通する低圧空間（S1）と、該圧縮機構（20）の吐出側に連通する高圧空間（S2）とを形成し、上記電動機（30）を上記低圧空間（S1）に配置しているので、圧縮機構（30）への吸入ガスが電動機（30）の周囲を流れ、その際に電動機（30）を効率よく冷却できる。

また、圧縮機構（20）の吐出側に連通する高圧空間（S2）をケーシング内に設けているため、圧縮機構（20）からこの高圧空間（S2）を介して冷媒などの吐出ガスを吐出する構造となる。したがって、吐出ガスは、圧縮機構（20）からの吐出直後には多量の潤滑油を含んでいても、高圧空間（S2）において潤滑油が分離される。このため、圧縮機（1）から吐出される吐出ガスは潤滑油が分離されたものになるので、冷媒回路の油の循環量を減らすことができ、圧縮機（1）の油不足も解消できる。また、圧縮機（1）の油不足を解消するのに油分離器も不要となる。また、コンプライアンス機構（29a，29b，36a，36b）を設けているので、高圧空間（S2）（49）の圧力によりシリンダ（21）の鏡板（26）と環状ピストン（22）の端面との間の軸方向隙間を縮小することができる。

上記第２の発明によれば、ケーシング内（10）に、圧縮機構（20）を挟んで２つの空間を形成し、一方を低圧空間（S1）、他方を高圧空間（S2）にしているので、簡単な構成で低圧空間（S1）と高圧空間（S2）を設けることができる。したがって、圧縮機（1）の構造が複雑化せず、大型化も防止できる。

また、圧縮機構（20）の下方に低圧空間（S1）を形成し、圧縮機構（20）の上方に高圧空間（S2）を形成しているので、冷媒回路において運転条件の変化により液バックが生じたときでも、液冷媒が圧縮機構（20）に吸入されないため液圧縮を防止できる。このため、圧縮機自体がアキュムレータの機能を持つので、冷媒回路にはアキュムレータを設けることが不要になる。

上記第４の発明によれば、高圧空間（S2）から低圧空間（S1）へ連通する油戻し通路（37）を設けているため、圧縮機構（20）から高圧空間（S2）に吐出された吐出ガスに含まれる潤滑油は、該高圧空間（S2）において吐出ガスから分離された後、油戻し通路（37）を通って、圧縮機構（20）の下方の低圧空間（S1）に戻る。潤滑油は、この低圧空間（S1）から圧縮機構（20）の摺動部などへ供給するとよい。

上記第５の発明によれば、圧縮機構（20）の動作の際に、連結部材（27）が環状ピストン（22）及びブレード（23）に対して摺動面（P1，P2）で実質的に面接触をするため、特許文献１のように線接触をする構造と比べて、その接触箇所に作用する単位面積あたりの荷重を小さくできる。したがって、運転時にブレード（23）と環状ピストン（22）とが連結部材（27）を介して摺動する際に、接触部が摩耗したり、焼き付いたりしにくくなる。また、連結部材（27）が環状ピストン（22）及びブレード（23）に対して摺動面（P1，P2）で面接触することにより、高圧室（C1-Hp，C2-Hp）と低圧室（C1-Lp，C2-Lp）の間でガスが漏れるのも防止できる。

上記第６の発明によれば、連結部材（27）として、上記ブレード（23）を進退可能に保持するブレード溝（28）と、上記環状ピストン（22）に分断箇所において揺動自在に保持される円弧状外周面とを有する揺動ブッシュ（27）を用いているので、運転時のガスの漏れや、部材の摩耗、焼き付きを確実に防止できるのに加えて、連結部の構造が複雑になることも防止できる。このため、機構の大型化やコスト増加も防止できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すように、この回転式圧縮機（1）は、ケーシング（10）内に、圧縮機構（20）と電動機（駆動機構）（30）とが収納され、全密閉型に構成されている。上記圧縮機（1）は、例えば、空気調和装置の冷媒回路において、蒸発器から吸入した冷媒を圧縮して、凝縮器へ吐出するために用いられる。

ケーシング（10）は、円筒状の胴部（11）と、この胴部（11）の上端部に固定された上部鏡板（12）と、胴部（11）の下端部に固定された下部鏡板（13）とから構成されている。上記胴部（11）には、該胴部（11）を貫通する吸入管（14）が設けられ、上部鏡板（12）には、該鏡板（12）を貫通する吐出管（15）が設けられている。

上記圧縮機構（20）は、ケーシング（10）に固定された上部ハウジング（16）と下部ハウジング（17）との間に構成されている。この圧縮機構（20）は、環状のシリンダ室（C1，C2）を有するシリンダ（21）と、該シリンダ室（C1，C2）内に配置された環状ピストン（22）と、図２に示すようにシリンダ室（C1，C2）を高圧室（圧縮室）（C1-Hp，C2-Hp）と低圧室（吸入室）（C1-Lp，C2-Lp）とに区画するブレード（23）とを有している。シリンダ（21）と環状ピストン（22）とは、相対的に偏心回転運動をするように構成されている。この実施形態では、シリンダ室（C1，C2）を有するシリンダ（21）が可動側であり、シリンダ室（C1，C2）内に配置される環状ピストン（22）が固定側である。

電動機（30）は、ステータ（31）とロータ（32）とを備えている。ステータ（31）は、圧縮機構（20）の下方に配置され、ケーシング（10）の胴部（11）に固定されている。ロータ（32）には駆動軸（33）が連結されていて、該駆動軸（33）がロータ（32）とともに回転するように構成されている。駆動軸（33）は、上記シリンダ室（C1，C2）を上下方向に貫通している。また、この駆動軸（33）の下端部は、軸受け部材（19）によって支持されている。

上記駆動軸（33）には、該駆動軸（33）の内部を軸方向にのびる給油路（図示省略）が設けられている。また、駆動軸（33）の下端部には、給油ポンプ（容積ポンプ）（34）が設けられている。そして、上記給油路は、該給油ポンプ（34）から圧縮機構（20）まで上方へのびている。この構成により、ケーシング（10）内の底部に貯まる潤滑油を、この給油ポンプ（34）で上記給油路を通じて圧縮機構（20）の摺動部まで供給するようにしている。

駆動軸（33）には、シリンダ室（C1，C2）の中に位置する部分に偏心部（33a）が形成されている。偏心部（33a）は、該偏心部（33a）の上下の部分よりも大径に形成され、駆動軸（33）の軸心から所定量だけ偏心している。

上記シリンダ（21）は、外側シリンダ（24）及び内側シリンダ（25）を備えている。外側シリンダ（24）と内側シリンダ（25）は、下端部が鏡板（26）で連結されることにより一体化されている。そして、駆動軸（33）の偏心部（33a）に、上記内側シリンダ（25）が摺動自在に嵌め込まれている。

上記環状ピストン（22）は、上部ハウジング（16）と一体的に形成されている。また、上部ハウジング（16）と下部ハウジング（17）には、それぞれ、上記駆動軸（33）を支持するための軸受け部（16a，17a）が形成されている。このように、本実施形態の圧縮機（1）は、上記駆動軸（33）が上記シリンダ室（C1，C2）を上下方向に貫通し、偏心部（33a）の軸方向両側部分が軸受け部（16a，17a）を介してケーシング（10）に保持される貫通軸構造となっている。

上記圧縮機構（20）は、環状ピストン（22）とブレード（23）とを相互に可動に連結する連結部材として、揺動ブッシュ（27）を備えている。環状ピストン（22）は、円環の一部分が分断されたＣ型形状に形成されている。上記ブレード（23）は、シリンダ室（C1，C2）の径方向線上で、シリンダ室（C1，C2）の内周側の壁面（内側シリンダ（25）の外周面）から外周側の壁面（外側シリンダ（24）の内周面）まで、環状ピストン（22）の分断箇所を挿通して延在するように構成され、外側シリンダ（24）及び内側シリンダ（25）に固定されている。そして、揺動ブッシュ（27）は、環状ピストン（22）の分断箇所で該環状ピストン（22）とブレード（23）とを連結している。なお、ブレード（23）は、図２に示すように外側シリンダ（24）及び内側シリンダ（25）と一体的に形成してもよいし、別部材を両シリンダ（24，25）に一体化して形成してもよい。

外側シリンダ（24）の内周面と内側シリンダ（25）の外周面は、互いに同一中心上に配置された円筒面であり、その間に上記シリンダ室（C1，C2）が形成されている。上記環状ピストン（22）は、外周面が外側シリンダ（24）の内周面よりも小径で、内周面が内側シリンダ（25）の外周面よりも大径に形成されている。このことにより、環状ピストン（22）の外周面と外側シリンダ（24）の内周面との間に外側シリンダ室（C1）が形成され、環状ピストン（22）の内周面と内側シリンダ（25）の外周面との間に内側シリンダ室（C2）が形成されている。

また、環状ピストン（22）とシリンダ（21）は、環状ピストン（22）の外周面と外側シリンダ（24）の内周面とが１点で実質的に接する状態（厳密にはミクロンオーダーの隙間があるが、その隙間での冷媒の漏れが問題にならない状態）において、その接点と位相が１８０°異なる位置で、環状ピストン（22）の内周面と内側シリンダ（25）の外周面とが１点で実質的に接するようになっている。

上記揺動ブッシュ（27）は、ブレード（23）に対して高圧室（C1-Hp，C2-Hp）側に位置する吐出側ブッシュ（27A）と、ブレード（23）に対して低圧室（C1-Lp，C2-Lp）側に位置する吸入側ブッシュ（27B）とから構成されている。吐出側ブッシュ（27A）と吸入側ブッシュ（27B）は、いずれも断面形状が略半円形で同一形状に形成され、フラット面同士が対向するように配置されている。そして、両ブッシュ（27A，27B）の対向面の間のスペースがブレード溝（28）を構成している。

このブレード溝（28）にブレード（23）が挿入され、揺動ブッシュ（27A，27B）のフラット面（第２摺動面（P2）：図２（Ｃ）参照）がブレード（23）と実質的に面接触し、円弧状の外周面（第１摺動面（P1））が環状ピストン（22）と実質的に面接触している。揺動ブッシュ（27A，27B）は、ブレード溝（28）にブレード（23）を挟んだ状態で、ブレード（23）がその面方向にブレード溝（28）内を進退するように構成されている。同時に、揺動ブッシュ（27A，27B）は、環状ピストン（22）に対してブレード（23）と一体的に揺動するように構成されている。したがって、上記揺動ブッシュ（27）は、該揺動ブッシュ（27）の中心点を揺動中心として上記ブレード（23）と環状ピストン（22）とが相対的に揺動可能となり、かつ上記ブレード（23）が環状ピストン（22）に対して該ブレード（23）の面方向へ進退可能となるように構成されている。

なお、この実施形態では両ブッシュ（27A，27B）を別体とした例について説明したが、両ブッシュ（27A，27B）は、一部で連結することにより一体構造としてもよい。

以上の構成において、駆動軸（33）が回転すると、外側シリンダ（24）及び内側シリンダ（25）は、ブレード（23）がブレード溝（28）内を進退しながら、揺動ブッシュ（27）の中心点を揺動中心として揺動する。この揺動動作により、環状ピストン（22）とシリンダ（21）との接触点が図２において（Ａ）図から（Ｄ）図へ順に移動する。このとき、上記外側シリンダ（24）及び内側シリンダ（25）は駆動軸（33）の回転中心の周りを公転するが、自転はしない。

下部ハウジング（17）には、圧縮機構（20）の下方の空間（低圧空間（S1））に開放された吸入口（41）が形成されている。また、上部ハウジング（16）には、吸入口（41）に連通する吸入空間（42）と、該吸入空間（42）から外側シリンダ室（C1）の低圧室（C1-Lp）及び内側シリンダ室（C2）の低圧室（C2-Lp）に連通する吸入通路（42a）とが形成されている。外側シリンダ（24）には、上記吸入空間（42）と外側シリンダ室（C1）の低圧室（C1-Lp）とを連通する貫通孔（43）が形成され、環状ピストン（22）には、外側シリンダ室（C1）の低圧室（C1-Lp）と内側シリンダ室（C2）の低圧室（C2-Lp）とを連通する貫通孔（44）が形成されている。

上部ハウジング（16）には吐出口（45，46）が形成されている。これらの吐出口（45，46）は、それぞれ、上部ハウジング（16）をその軸方向に貫通している。吐出口（45）の下端は外側シリンダ室（C1）の高圧室（C1-Hp）に臨むように開口し、吐出口（46）の下端は内側シリンダ室（C2）の高圧室（C2-Hp）に臨むように開口している。一方、これらの吐出口（45，46）の上端は、該吐出口（45，46）を開閉する吐出弁（リード弁）（47，48）を介して吐出空間（49）に連通している。

この吐出空間（49）は、上部ハウジング（16）とカバープレート（18）との間に形成されている。吐出空間（49）は、圧縮機構（20）の上方で周方向に連続した空間であり、カバープレート（18）の開口（18a）を介して、該カバープレート（18）の上方の高圧空間（S2）に連通している。上記吐出管（15）は、下端がこの高圧空間（S2）に開放されている。

上記環状ピストン（22）には、その上端面から下端面まで貫通するピストン側高圧導入通路（36a）が形成され、シリンダ（21）の鏡板（26）には、その上端面から下端面まで貫通するシリンダ側高圧導入通路（36b）が形成されている。ピストン側高圧導入通路（36a）とシリンダ側高圧導入通路（36b）は、該ピストン側高圧導入通路（36a）の下端を大径にすることで圧縮機構（20）の動作中でも互いに連通し、上記吐出空間（49）の高圧圧力を下部ハウジング（17）と鏡板（26）との接触面まで導入している。

下部ハウジング（17）には、シリンダ側高圧導入通路（36b）の径方向内方に位置する内側シールリング（29a）と、シリンダ側高圧導入通路（36b）の径方向外方に位置する外側シールリング（29b）とが設けられている。これらのシールリング（29a，29b）は、下部ハウジング（17）の環状溝（17b，17c）に装填されている。このことにより、両シールリング（29a，29b）間の圧力を利用して、シリンダ（21）と環状ピストン(22)との間に生じ得る軸方向隙間を縮小するコンプライアンス機構が構成されている。

一方、上部ハウジング（16）と下部ハウジング（17）を上下に貫通して、油戻し管（油戻し通路）（37）が設けられている。この油戻し管（37）はキャピラリチューブにより構成されている。圧縮機構（20）から吐出された吐出ガスには潤滑油が含まれているが、この潤滑油は上記高圧空間（S1）において冷媒から分離され、上部ハウジング（16）の上面に溜まる。そして、上記高圧空間（S2）と低圧空間（S1）の差圧により、この潤滑油は油戻し管（37）を通ってケーシング（10）の底部に戻る。

−運転動作−
次に、この圧縮機（1）の運転動作について説明する。

電動機（30）を起動すると、ロータ（32）の回転が駆動軸（33）を介して圧縮機構（20）の外側シリンダ（24）及び内側シリンダ（25）に伝達される。そうすると、ブレード（23）が揺動ブッシュ（27A，27B）の間で往復運動（進退動作）を行い、かつ、ブレード（23）と揺動ブッシュ（27A，27B）が一体的になって、環状ピストン（22）に対して揺動動作を行う。その際、揺動ブッシュ（27A，27B）は、環状ピストン（22）及びブレード（23）に対して摺動面（P1，P2）で実質的に面接触をする。そして、外側シリンダ（24）及び内側シリンダ（25）が環状ピストン（22）に対して揺動しながら公転し、圧縮機構（20）が所定の圧縮動作を行う。

具体的に、外側シリンダ室（C1）では、図２（Ｄ）の状態で低圧室（C1-Lp）の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸（33）が図の右回りに回転して図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）の状態へ変化するのに伴って該低圧室（C1-Lp）の容積が増大するときに、冷媒が、吸入管（14）、低圧空間（S1）及び吸入口（41）を通って該低圧室（C1-Lp）に吸入される。具体的には、冷媒は、吸入口（41）及び吸入空間（42）から、一部が吸入通路（42a）を通り、他の一部が貫通孔（43）を通って低圧室（C1-Lp）へ吸入される。

駆動軸（33）が一回転して再び図２（Ｄ）の状態になると、上記低圧室（C1-Lp）への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室（C1-Lp）は今度は冷媒が圧縮される高圧室（C1-Hp）となり、ブレード（23）を隔てて新たな低圧室（C1-Lp）が形成される。駆動軸（33）がさらに回転すると、上記低圧室（C1-Lp）において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（C1-Hp）の容積が減少し、該高圧室（C1-Hp）で冷媒が圧縮される。高圧室（C1-Hp）の圧力が所定値となって吐出空間（49）との差圧が設定値に達すると、該高圧室（C1-Hp）の高圧冷媒によって吐出弁（47）が開き、高圧冷媒が吐出空間（49）から高圧空間（S2）へ流出する。

内側シリンダ室（C2）では、図２（Ｂ）の状態で低圧室（C2-Lp）の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸（33）が図の右回りに回転して図２（Ｃ）、図２（Ｄ）、図２（Ａ）の状態へ変化するのに伴って該低圧室（C2-Lp）の容積が増大するときに、冷媒が、吸入管（14）、低圧空間（S1）及び吸入口（41）を通って該低圧室（C2-Lp）に吸入される。具体的には、冷媒は、吸入口（41）及び吸入空間（42）から、一部が吸入通路（42a）を通り、他の一部が貫通孔（43）、外側シリンダ室の低圧室（C1-Lp）、及び貫通孔（44）を通って内側シリンダ室（C2）の低圧室（C2-Lp）へ吸入される。

駆動軸（33）が一回転して再び図２（Ｂ）の状態になると、上記低圧室（C2-Lp）への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室（C2-Lp）は今度は冷媒が圧縮される高圧室（C2-Hp）となり、ブレード（23）を隔てて新たな低圧室（C2-Lp）が形成される。駆動軸（33）がさらに回転すると、上記低圧室（C2-Lp）において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（C2-Hp）の容積が減少し、該高圧室（C2-Hp）で冷媒が圧縮される。高圧室（C2-Hp）の圧力が所定値となって吐出空間（49）との差圧が設定値に達すると、該高圧室（C2-Hp）の高圧冷媒によって吐出弁（48）が開き、高圧冷媒が吐出空間（49）から高圧空間（S2）へ流出する。

このようにして外側シリンダ室（C1）と内側シリンダ室（C2）で圧縮されて高圧空間（S2）へ流出した高圧の冷媒は吐出管（15）から吐出され、冷媒回路で凝縮行程、膨張行程、及び蒸発行程を経た後、再度圧縮機（1）に吸入される。なお、圧縮機構（20）から吐出された冷媒に含まれる潤滑油は、高圧空間（S2）内で冷媒から分離され、油戻し管（37）を通って低圧空間（S1）へ滴下し、ケーシング（10）の下部の油溜まりに戻る。

−実施形態の効果−
この実施形態では、圧縮機構（20）の下方を低圧空間（S1）として、この低圧空間（S1）に電動機（30）を配置しているため、低圧ガスにより電動機（30）を効率的に冷却できる。したがって、圧縮機（1）を大容量化した場合でも、電動機（30）の能力の低下を抑えられるので、運転の効率が向上する。

また、圧縮機構（30）からの吐出ガスは、高圧空間（S2）に流入した後に吐出管（15）から吐出されるので、該高圧空間（S2）において、吐出ガスに含まれる潤滑油を分離できる。また、この潤滑油は、油戻し管（37）を通ってケーシング（10）内の油溜まりに戻る。したがって、冷媒回路内での油の循環量が増えるのを防止でき、逆に言うと圧縮機（1）の内部の潤滑油不足を防止できる。また、圧縮機（1）の潤滑油不足を防止するために専用の油分離器は不要である。

さらに、ケーシング内（10）に、圧縮機構（20）を挟んで２つの空間を形成し、一方を低圧空間（S1）、他方を高圧空間（S2）にしているので、簡単な構成で低圧空間（S1）と高圧空間（S2）を設けることができる。したがって、圧縮機（1）の構造が複雑化せず、大型化も防止できる。

また、圧縮機構（20）の下方に低圧空間（S1）を形成し、圧縮機構（20）の上方に高圧空間（S2）を形成しているので、冷媒回路において運転条件の変化により液バックが生じたときでも、液冷媒が圧縮機構（20）に吸入されないため液圧縮を防止できる。

また、この実施形態では、環状ピストン（22）とブレード（23）とを連結する連結部材として揺動ブッシュ（27）を設け、この揺動ブッシュ（27）が環状ピストン（22）及びブレード（23）に対して摺動面（P1，P2）で実質的に面接触をするように構成しているので、線接触の場合には、運転時に環状ピストン（22）やブレード（23）が摩耗したり、その接触部が焼き付いたりすることが考えられるのに対して、そのような問題を防止できる。

また、このように揺動ブッシュ（27）を設け、揺動ブッシュ（27）と環状ピストン（22）及びブレード（23）とが面接触をするようにしているので、接触部のシール性にも優れている。このため、外側シリンダ室（C1）と内側シリンダ室（C2）のそれぞれで、高圧室（C1-Hp，C2-Hp）から低圧室（C1-Lp，C2-Lp）へ冷媒が漏れて圧縮効率が低下するのも防止できる。

さらに、この実施形態の圧縮機（1）によれば、外側シリンダ室（C1）での圧縮動作に伴うトルク変動と内側シリンダ室（C2）での圧縮動作に伴うトルク変動の位相差が１８０°ずれるため、１シリンダ型の圧縮機と比べて、合計のトルクカーブの振幅が小さくなる。この振幅が大きいと圧縮機（1）の振動や騒音が問題となるが、本実施形態ではそのような問題も防止できる。また、騒音が小さな構造のため、防音材も不要となり、コスト低減効果もある。

さらに、例えば圧縮機構を２段に重ねた従前の２シリンダタイプの圧縮機（例えば、特開２０００−１６１２７６号公報参照）では、構成が複雑になり、コストも高くなるが、この実施形態の圧縮機（1）では、１つの圧縮機構（20）に設けた２つのシリンダ室（C1，C2）により上記２シリンダ機と同等の能力を得ることができるうえ、構造も簡素化できるしコストも抑えられる。

さらに、この実施形態の構造によれば、運転条件の変化によって冷媒回路の蒸発器から圧縮機（1）へ液バックが生じた場合に、冷媒が一旦は低圧空間（S1）に導入されるので、ここで液とガスとが分離され、ガスのみをシリンダ室（C1，C2）に吸入させることができる。したがって、圧縮機（1）にアキュムレータの機能を持たせられるので、冷媒回路の構成要素として別にアキュムレータを設けることは不要となる。

また、仮に液冷媒がシリンダ室（C1，C2）に導入されたとしても、シリンダ室（C1，C2）の高圧室（C1-Hp，C2-Hp）の高圧圧力が異常に上昇すると、シールリング（29）が変形することでシリンダ（21）が下方へ変位する。こうすることで液冷媒を高圧室（C1-Hp，C2-Hp）から低圧室（C1-Lp，C2-Lp）へ漏らすことができるため、液圧縮を防止できる。その結果、圧縮機構（20）の故障のおそれが少なく、信頼性が向上する。

また、この実施形態によれば、ブレード（23）がシリンダ（21）に一体的に設けられ、その両端でシリンダ（21）に保持されているので、運転中にブレード（23）に異常な集中荷重がかかったり、応力集中が起こったりしにくい。このため、摺動部が損傷したりしにくく、その点からも機構の信頼性を高められる。

また、図３〜図５に示した従来のものでは、環状ピストン（22）を自転させずに偏心回転だけさせるための自転阻止機構としてオルダム機構が用いられているが、本実施形態では揺動ブッシュ（27）を介して環状ピストン（22）とブレード（23）とを連結すること自体が環状ピストンの自転阻止機構となっており、専用の自転阻止機構が不要であるため、コンパクトな設計が可能となる。

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態では、環状ピストン（22）を円環の一部分が分断されたＣ型形状とし、ブレード（23）がその分断箇所を挿通する構成において、環状ピストン（22）とブレード（23）とを揺動ブッシュ（27）を介して連結するようにしているが、必ずしも揺動ブッシュ（27）は設けなくてもよい。

つまり、本発明は、シリンダ（21）と、該シリンダ（21）のシリンダ室（C1，C2）内に配置された環状ピストン（22）と、該シリンダ室（C1，C2）を高圧室（C1-Hp，C2-Hp）と低圧室（C1-Lp，C2-Lp）とに区画するブレード（23）とを有し、シリンダ（21）と環状ピストン（22）とが相対的に偏心回転運動をする圧縮機構（20）を備えた回転式圧縮機において、ケーシング（10）内に、圧縮機構（20）の吸入側に連通する低圧空間（S1）と、該圧縮機構（20）の吐出側に連通する高圧空間（S2）とを形成し、電動機（30）を低圧空間（S1）に配置するとともに、圧縮機構（20）の吐出側に連通する高圧空間（S2）（49）の圧力を利用してコンプライアンス機構（29a，29b，36a，36b）を構成したものであれば、その他の具体的な構造は適宜変更してもよい。

例えば、上記各実施形態では、ブレード（23）がシリンダ室（C1，C2）の径方向線上に位置するように配置しているが、ブレード（23）は、シリンダ室（C1，C2）の径方向線分に対して若干傾斜した配置にしてもよい。

また、上記実施形態では、シリンダ室（C1，C2）を有するシリンダ（21）を可動側にし、シリンダ室（C1，C2）内に配置される環状ピストン（22）を固定側にしているが、シリンダ（21）を固定側に、環状ピストン（22）を可動側にしてもよい。

以上説明したように、本発明は、シリンダ（21）が有する環状のシリンダ室（C1，C2）の内部に環状ピストン（22）が配置されるとともに、シリンダ（21）と環状ピストン（22）とが相対的に偏心回転運動をするように構成され、さらに該シリンダ室（C1，C2）がブレード（23）で高圧室（C1-Hp，C2-Hp）と低圧室（C1-Lp，C2-Lp）に区画された圧縮機構（20）を有する回転式圧縮機について有用である。

本発明の実施形態に係る回転式圧縮機の縦断面図である。 圧縮機構の動作を示す横断面図である。 従来技術に係る回転式圧縮機の部分縦断面図である。 図３のIV−IV断面図である。 図４の変形例を示す断面図である。

符号の説明

（1） 圧縮機
（10） ケーシング
（14） 吸入管
（15） 吐出管
（16） 上部ハウジング
（16a） 軸受け部
（17） 下部ハウジング
（17a） 軸受け部
（19） 軸受け部材
（20） 圧縮機構
（21） シリンダ
（22） 環状ピストン
（23） ブレード
（24） 外側シリンダ
（25） 内側シリンダ
（26） 鏡板
（27） 連結部材（揺動ブッシュ）
（28） ブレード溝
（30） 電動機
（33） 駆動軸
（33a） 偏心部
（C1） シリンダ室（外側シリンダ室）
（C2） シリンダ室（内側シリンダ室）
（C1-Hp） 高圧室（圧縮室）
（C2-Hp） 高圧室（圧縮室）
（C1-Lp） 低圧室（吸入室）
（C2-Lp） 低圧室（吸入室）
（P1） 第１摺動面
（P2） 第２摺動面
（S1） 低圧空間
（S2） 高圧空間

Claims (6)

1. 環状のシリンダ室（C1，C2）を有するシリンダ（21）と、該シリンダ室（C1，C2）内に配置された環状ピストン（22）と、該シリンダ室（C1，C2）を高圧室（C1-Hp，C2-Hp）と低圧室（C1-Lp，C2-Lp）とに区画するブレード（23）とを有し、シリンダ（21）と環状ピストン（22）とが相対的に偏心回転運動をする圧縮機構（20）と、該圧縮機構（20）を駆動する電動機（30）と、該圧縮機構（20）及び電動機（30）を収納するケーシング（10）とを備えた回転式圧縮機であって、
   上記ケーシング（10）内に、圧縮機構（20）の吸入側に連通する低圧空間（S1）と、該圧縮機構（20）の吐出側に連通する高圧空間（S2）とが形成され、
   上記電動機（30）が上記低圧空間（S1）に配置されていることを特徴とする回転式圧縮機。
2. 請求項１に記載の回転式圧縮機において、
   ケーシング内（10）には、圧縮機構（20）を挟んで２つの空間が形成され、一方が低圧空間（S1）であり、他方が高圧空間（S2）であることを特徴とする回転式圧縮機。
3. 請求項２に記載の回転式圧縮機において、
   圧縮機構（20）の下方に低圧空間（S1）が、圧縮機構（20）の上方に高圧空間（S2）が形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
4. 請求項３に記載の回転式圧縮機において、
   高圧空間（S2）から低圧空間（S1）へ連通する油戻し通路（37）を備えていることを特徴とする回転式圧縮機。
5. 請求項１から４のいずれか１に記載の回転式圧縮機において、
   ブレード（23）がシリンダ（21）に一体的に設けられ、
   環状ピストン（22）とブレード（23）とを相互に可動に連結する連結部材（27）を備え、
   上記連結部材（27）は、環状ピストン（22）に対する第１摺動面（P1）と、ブレード（23）に対する第２摺動面（P1）とを備えていることを特徴とする回転式圧縮機。
6. 請求項５に記載の回転式圧縮機において、
   環状ピストン（22）は、円環の一部分が分断されたＣ型形状に形成され、
   ブレード（23）は、環状のシリンダ室（C1，C2）の内周側の壁面から外周側の壁面まで、環状ピストン（22）の分断箇所を挿通して延在するように構成され、
   連結部材（27）は、上記ブレード（23）を進退可能に保持するブレード溝（28）と、上記環状ピストン（22）に分断箇所において揺動自在に保持される円弧状外周面とを有する揺動ブッシュ（27）であることを特徴とする回転式圧縮機。

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