JP2010116782A - 流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】流体機械においてシリンダとピストンとの隙間に異物が噛み込み、機械が停止することを抑制する。
【解決手段】この流体機械では、シリンダ３５の直線Ｄ上に、貫通孔３５ｄが形成されているので、異物の噛み込みが最も起こりやすい直線Ｄ上の最小隙間位置Ｃにおいて、シリンダ３５が容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷媒を膨張又は圧縮する流体機械、及び、空気調和機に関する。

特許文献１に記載の圧縮機においては、シリンダの内部に形成されたシリンダ室の内部にローラとブレードとで形成されたピストンが配置され、ピストンによってシリンダ室は吸入室（低圧室）と吐出室（高圧室）とに分断されている。シャフトが回転することでクランク偏心部が偏心運動し、ローラ外周がシリンダ内周と微小な隙間を保ちながらこの内周に沿って移動する。これにより、吐出室の容積が変化して吐出室内の冷媒が圧縮される。

上記のように、シリンダ内周とピストン外周との間に微小な隙間が設けられる。この微小な隙間がなければ接触による焼きつきや磨耗の問題が発生するが、隙間を大きくすれば高圧室から低圧室へ漏れる冷媒が増して流体機械の効率を低下させるという問題が生じる。

そこで、シャフトの中心軸をシリンダの中心軸からずらし、ずらした方向の延長線上で前記微小な隙間が最小となるよう組み立てる方法（いわゆる「偏心組立」）が用いられる。ここで、前記微小な隙間が最小となる隙間を「最小隙間」と称し、最小隙間の位置を「最小隙間位置」と称す。

上述のように前記微小な隙間は狭いほど圧縮効率が向上し、また、前記最小隙間も狭いほど圧縮効率が向上することが以前より知られている。
特開２００２-９８０７５号公報

しかし、最小隙間を狭くすれば、異物が圧縮機内に混入した場合に、最小隙間位置で異物が噛み込まれ、圧縮機が停止することが問題となる。

さらに、冷媒にＣＯ_２を用いる場合、フロンに比べ高圧縮比で運転され、漏れ低減のため最小隙間を狭くする必要があるため、噛み込みにより圧縮機が停止しやすくなることが問題となる。

本発明の目的は、最小隙間位置及びその周辺での異物の噛み込みを抑制できる流体機械及び空気調和機を提供することである。

第１の発明に係る流体機械は、シャフトと、前記シャフトの回転により駆動されるローラと、前記ローラを収容するシリンダ孔を有するシリンダと、を備え、前記シリンダには、前記シリンダ孔の軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、当該貫通孔は、前記シリンダ孔の軸方向から見て、前記シリンダ孔の外側に位置し、かつ、当該方向から見て、前記シリンダ孔の中心軸から延びる直線であって、前記シャフトが一回転する間に前記ローラと前記シリンダの内周との間に形成される隙間のうち最小となる隙間の位置を通過する直線上に位置することを特徴としている。

この流体機械では、シリンダの前記直線上に貫通孔が形成されているので、異物の噛み込みが最も起こりやすい前記直線上の最小隙間位置において、シリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。
また、この流体機械では、前記貫通孔が前記シリンダ孔の軸方向に前記シリンダを貫通して形成されているので、当該軸方向のどの位置でもシリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第２の発明に係る流体機械は、第１の発明に係る流体機械において、前記シャフトの中心軸を前記シリンダ孔の中心軸からずらして配置することで、前記最小となる隙間が形成されることを特徴としている。

この流体機械では、前記それぞれの中心軸を一致させて流体機械を形成する場合に比べて、ローラの加工精度が低くても、前記それぞれの中心軸をずらして配置することにより容易に前記最小隙間を小さく形成することができる。また、前記と同様に、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第３の発明に係る流体機械は、第１の発明に係る流体機械において、前記シャフトに対して偏心して設けられ、当該シャフトと共に回転し、外側に前記ローラが回動自在に装着された偏心部材と、前記ローラと一体に形成され、前記ローラの外周面から延在するブレードと、を備え、前記ローラの肉厚を周方向において変化させ、当該肉厚が最大となる部分を形成することで、前記最小となる隙間が形成されることを特徴としている。

この流体機械では、前記それぞれの中心軸を一致させた容易な組立てにより、前記最小隙間を形成できる。また、前記それぞれの中心が一致しない場合でも、前記ローラの肉厚が最大となる部分を形成することで、容易に最小隙間を形成したい位置に最小隙間を形成できる。さらに前記と同様に、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第４の発明に係る流体機械は、第１〜第３のいずれか１つの発明に係る流体機械において、前記シリンダ孔の軸方向から見て、前記シリンダ孔と前記貫通孔との間に対応した部分における前記シリンダの肉厚が、前記直線上で最小となるように、前記貫通孔が形成されていることを特徴としている。

この流体機械では、前記直線上で前記肉厚が最小であるので、前記直線上でシリンダが弾性変形しやすく、前記と同様に異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第５の発明に係る流体機械は、第４の発明に係る流体機械において、前記シリンダ孔の軸方向から見て、前記直線が通過する部分を含んでおり前記シリンダ孔の周方向に沿う所定範囲内で、前記肉厚が一定となるように、前記貫通孔が形成されていることを特徴としている。

この流体機械では、最小隙間位置から前記シリンダ孔の周方向にややずれた位置で異物が噛み込もうとしても、シリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。
また、この流体機械では、流体機械の組み立て時のずれ等により、実際の最小隙間位置が設計段階での最小隙間位置からずれた位置となっても、実際の最小隙間位置でシリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第６の発明に係る流体機械は、第１〜第３のいずれか１つの発明に係る流体機械において、前記シリンダ孔の軸方向から見て、前記直線を挟む二位置で、当該直線が通過する位置よりも前記肉厚が小さくなるよう、前記貫通孔が形成されていることを特徴としている。

この流体機械では、異物が噛み込もうとしたときに、前記直線を挟む二位置に挟まれた部分全体が変位する。したがって、前記直線からずれた位置でも異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第７の発明に係る流体機械は、第１〜第６のいずれか１つの発明に係る流体機械において、前記貫通孔内が前記シリンダの材料よりも弾性係数の小さい弾性部材で充填されていることを特徴としている。

この流体機械では、前記貫通孔内に流体が進入するのを確実に防ぐことができる。また、前記同様、異物の噛み込みによる機械停止も抑制できる。

第８の発明に係る流体機械は、第１〜第７のいずれか１つの発明に係る流体機械において、前記貫通孔は前記シリンダ孔を閉塞する閉塞部材により閉塞されていることを特徴としている。

この流体機械では、前記貫通孔内への流体の進入を防ぐことができる。また、第７の発明に係る弾性部材を保持できる。さらに、前記同様、異物の噛み込みによる機械停止も抑制できる。

第９の発明に係る流体機械は、第８の発明に係る流体機械において、前記シリンダは、前記シリンダ孔の外側に、前記閉塞部材を締結するためのねじ穴を有し、前記貫通孔と前記シリンダ孔との最小間隔は、前記ねじ穴と前記シリンダ孔との最小間隔よりも小さいことを特徴としている。

この流体機械では、前記ねじ穴を用いてねじを締めこむことで前記閉塞部材を前記シリンダに締結することができる。
また、前記ねじ穴にねじが締めこまれても、ねじ締結でシリンダにかかる応力によって生じる前記弾性変形を妨げるような影響を抑制でき、前記貫通孔による弾性変形が抑制されにくい。
また、前記貫通孔と前記シリンダ孔との最小間隔が、前記ねじ穴と前記シリンダ孔との最小間隔より大きい場合に比べ、前記貫通孔は前記シリンダ孔に近く、前記弾性変形しやすいので、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１０の発明に係る流体機械は、第１〜第９のいずれか１つ発明に係る流体機械において、前記シャフトに対して偏心して設けられ、当該シャフトと共に回転し、外側に前記ローラが回動自在に装着された偏心部材と、前記ローラと一体に形成され、前記ローラの外周面から延在するブレードと、を備え、前記ローラには、前記シャフトの中心軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、当該貫通孔は、前記ローラが前記シリンダに最も近接する時に、前記シリンダ孔の軸方向から見て、前記直線上に位置することを特徴としている。

この流体機械では、ローラの前記の位置に貫通孔が形成されているので、異物の噛み込みが最も起こりやすい最小隙間位置において、ローラが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。
また、この流体機械では、ローラに、前記貫通孔が前記シリンダ孔の軸方向に貫通して形成されているので、当該軸方向のどの位置でもローラが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１１の発明に係る流体機械は、第１〜第９の発明に係る流体機械において、前記シャフトに対して偏心して設けられ、当該シャフトと共に回転するローラと、前記ローラの外周面に接するブレードと、を備え、前記ローラには、前記シリンダ孔の軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、当該貫通孔は、前記シリンダ孔の中心軸方向から見て、前記シャフトの中心軸と、当該シャフトの中心軸から最も離れた前記ローラの外周上の位置と、を通る線分上に位置することを特徴としている。

この流体機械では、第１〜第１０の発明に係る偏心部と前記ローラとを一体として形成するので、別体として形成する場合に比べて容易に形成できる。
また、前記同様、ローラ及びシリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第１２の発明に係る流体機械は、第１〜第１１のいずれか１つの発明に係る流体機械において、前記シャフトの回転に伴って前記シリンダ孔の内部の流体が圧縮されることを特徴としている。

この流体機械では、当該流体機械が圧縮機として動作する場合でも、前記同様異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１３の発明に係る流体機械は、第１〜第１１の発明に係る流体機械において、前記シャフトの回転に伴って前記シリンダ孔の内部の流体が膨張されることを特徴としている。

この流体機械では、当該流体機械が膨張機として動作する場合でも、前記同様、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１４の発明に係る流体機械は、第１〜第１３のいずれか１つの発明に係る流体機械において、前記シリンダ孔の内部の流体がＣＯ_２であることを特徴としている。

この流体機械では、前記同様、異物の噛み込みによる流体機械の機械停止を抑制できる。また、前記シリンダ孔の内部を通過する流体がＣＯ_２の場合、前記流体がフロンの場合に比べて、前記流体機械は高圧縮比で運転され、冷媒の漏れ低減のために前記最小隙間を小さくする必要があるので、異物の噛み込みが起こりやすいが、当該発明により噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１５の発明に係る空気調和機は、第１〜第１４の発明に係る流体機械を用いたことを特徴としている。

この空気調和機では、前記同様、異物の噛み込みによる流体機械の機械停止を抑制できる。したがって、流体機械の停止に伴う空気調和機の停止を抑制できる。

以上の説明に述べたように本発明によれば以下の効果が得られる。

第１の発明では、シリンダの前記直線上に貫通孔が形成されているので、異物の噛み込みが最も起こりやすい前記直線上の最小隙間位置において、シリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。
また、この発明では、前記貫通孔が前記シリンダ孔の軸方向に前記シリンダを貫通して形成されているので、当該軸方向のどの位置でもシリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第２の発明では、前記シャフト及び前記シリンダ孔それぞれの中心軸を一致させて流体機械を形成する場合に比べて、ローラの加工精度が低くても、前記それぞれの中心軸をずらして配置することにより容易に前記最小隙間を小さく形成することができる。また、前記と同様に、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第３の発明では、前記それぞれの中心軸を一致させた容易な組立てにより、前記最小隙間を形成できる。また、前記それぞれの中心が一致しない場合でも、前記ローラの肉厚が最大となる部分を形成することで、容易に最小隙間を形成したい位置に最小隙間を形成できる。さらに前記と同様に、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第４の発明では、前記直線上で前記肉厚が最小であるので、前記直線上でシリンダが弾性変形しやすく、前記と同様に異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第５の発明では、最小隙間位置から前記シリンダ孔の周方向にややずれた位置で異物が噛み込もうとしても、シリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。
また、この発明に係る流体機械では、流体機械の組み立て時のずれ等により、実際の最小隙間位置が設計段階での最小隙間位置からずれた位置となっても、実際の最小隙間位置でシリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第６の発明では、異物が噛み込もうとしたときに、前記直線を挟む二位置に挟まれた部分全体が変位する。したがって、前記直線からずれた位置でも異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第７の発明では、前記貫通孔内に流体が進入するのを確実に防ぐことができる。また、前記同様、異物の噛み込みによる機械停止も抑制できる。

第８の発明では、前記貫通孔内への流体の進入を防ぐことができる。また、第７の発明に係る弾性部材を保持できる。さらに、前記同様、異物の噛み込みによる機械停止も抑制できる。

第９の発明では、前記シリンダに形成されたねじ穴を用いてねじを締めこむことで前記閉塞部材を前記シリンダに締結することができる。
また、前記ねじ穴にねじが締めこまれても、ねじ締結でシリンダにかかる応力によって生じる前記弾性変形を妨げるような影響を抑制でき、前記貫通孔による弾性変形が抑制されにくい。
また、前記貫通孔と前記シリンダ孔との最小間隔が、前記ねじ穴と前記シリンダ孔との最小間隔より大きい場合に比べ、前記貫通孔は前記シリンダ孔に近く、前記弾性変形しやすいので、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１０の発明では、ローラに設けた貫通孔により、異物の噛み込みが最も起こりやすい最小隙間位置において、ローラが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。
また、この流体機械では、前記貫通孔が前記シリンダ孔の軸方向にローラを貫通して形成されているので、当該軸方向のどの位置でもローラが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１１の発明では、この流体機械では、第１〜第１０の発明に係る偏心部と前記ローラとを一体として形成するので、別体として形成する場合に比べて容易に形成できる。
また、前記同様、ローラ及びシリンダが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

第１２の発明では、当該流体機械が圧縮機として動作する場合でも、前記同様異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１３の発明では、当該流体機械が膨張機として動作する場合でも、前記同様、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１４の発明では、前記同様、異物の噛み込みによる流体機械の機械停止を抑制できる。
また、前記シリンダ孔の内部を通過する流体がＣＯ_２の場合、前記流体がフロンの場合に比べて、前記流体機械は高圧縮比で運転され、冷媒の漏れ低減のために前記最小隙間を小さくする必要があるので、異物の噛み込みが起こりやすいが、当該発明により噛み込みによる機械停止を抑制できる。

第１５の発明では、前記同様、異物の噛み込みによる流体機械の機械停止を抑制できる。したがって、流体機械の停止に伴う空気調和機の停止を抑制できる。

以下、本発明に係る圧縮機の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は圧縮機の全体構成を示した断面図である。図２は図１に示した圧縮機の圧縮機構の平面図である。図３は図１に示した圧縮機の圧縮機構の一部を示した断面図である。図４は図２に示した貫通孔周辺部分の平面図である。以下、図１〜図４を参照して、圧縮機１の構成について詳細に説明する。

圧縮機１は、例えば冷暖房に用いる空気調和機に用いられ、ＣＯ_２冷媒（シリンダ孔の内部の流体。以下、冷媒と略記する）を利用する、ロータリー式の圧縮機である。
この圧縮機１は、図１に示すように、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機で、１シリンダ型ロータリー圧縮機であり、アキュムレータ２、密閉ケーシング１０、駆動機構２０、及び、圧縮機構３０を備えている。

この圧縮機１では、水分が除去された冷媒は、アキュムレータ２の入口管２ａに導入され、アキュムレータ２の排出管２ｂから排出され、密閉ケーシング１０内に継手管１１ａを介して導入され、駆動機構２０を用いて動作する圧縮機構３０で圧縮され、排出経路１２ａから排出される。

密閉ケーシング１０は、駆動機構２０及び圧縮機構３０を囲み、密閉空間を形成するために設けられている。この密閉ケーシング１０は、胴体１１、トップ１２、及びボトム１３によって構成されている。
胴体１１は上下方向に延びた略円筒状の部材であり、その上下端が開口している。この胴体１１は右下端部に継手管１１ａを備え、アキュムレータ２の排出管２ｂの下流側端部２ｃに備わるインレットチューブ２ｄが挿入される。
トップ１２は胴体１１の上端の開口を塞ぐ部材である。このトップ１２は駆動機構２０のモータ２１に接続されるターミナル端子１２ｂと、冷媒の排出経路１２ａとが設けられている。
ボトム１３は胴体１１の下端の開口を塞ぐ部材であり、圧縮機構３０の各摺動部に供給される潤滑油３が貯留されている。

駆動機構２０は、圧縮機構３０を駆動するために設けられている。
この駆動機構２０は、ケーシング１０内の圧縮機構３０の上部に設けられ、モータ２１と、モータ２１に取り付けられるシャフト２２とを備える。

モータ２１はシャフト２２を回転させるために設けられる。このモータ２１はロータ２１ａと、ロータ２１ａの径方向外側にエアギャップを介して配置されるステータ２１ｂとを有している。
ロータ２１ａは、ステータ２１ｂの径方向内側に配置されており、また、シャフト２２が回転可能となるよう取り付けられている。そして、ロータ２１ａは、積層された電磁鋼板からなるロータ本体と、このロータ本体に埋設された磁石とを有している。
ステータ２１ｂは、鉄からなるステータ本体と、このステータ本体に巻回されたコイルとを有しており、胴体１１の内壁面に固定されている。
モータ２１は、コイルに電流を流すことによってステータ２１ｂに発生する電磁力により、ロータ２１ａをシャフト２２と共に回転させる。

シャフト２２は、前記ロータ２１ａと共に回転することによって、圧縮機構３０のピストン３４を回転させるために設けられる。
このシャフト２２には、後述するシリンダ３５のシリンダ室Ｂ２内に位置するように偏心部２２ａ（偏心部材）が設けられている。この偏心部２２ａの外周には、ピストン３４が装着され、シャフト２２の回転に伴って偏心部２２ａが回転することにより、ピストン３４がシリンダ３５のシリンダ室Ｂ２で回転し、冷媒の圧縮が行われる。

圧縮機構３０はアキュムレータ２から吸入した冷媒を圧縮して吐出するために設けられている。
この圧縮機構３０はケーシング１０内の駆動機構２０の下部に配置され、マフラー３１、フロントヘッド３２（閉塞部材）、リアヘッド３３（閉塞部材）、ピストン３４、及びシリンダ３５を備える。

マフラー３１は、フロントヘッド３２の上面とともにマフラー空間Ａを形成して、冷媒の吐出に伴う騒音の低減を図るため設けられる。
このマフラー３１はフロントヘッド３２の上面に取り付けられている。

フロントヘッド３２及びリアヘッド３３は、図１、図３に示すように、シリンダ３５の上下の開口を塞ぎ、シャフト２２を嵌挿するため設けられる。
このフロントヘッド３２及びリアヘッド３３は、シリンダ３５のそれぞれ上側及び下側に配置され、それぞれシャフト２２が嵌挿される軸受け孔（図示せず）を有し、シャフト２２が嵌挿される。また、フロントヘッド３２は、ピストン３４の回転駆動によって圧縮された冷媒をマフラー空間Ａに導入するための吐出ポート３２ａが図２に示す位置に形成されている。

ピストン３４は、シリンダ室Ｂ２の内周面に沿って微小な隙間Ｓを確保しつつ、シャフト中心２２ｂ（シャフトの中心軸）を中心とする偏心回転運動を行う回転部材であり、吸入通路３５ｂを介してシリンダ室Ｂ２に吸入される冷媒を圧縮するために設ける。
このピストン３４は、図２に示すように、シリンダ室Ｂ２内に設けられ、円環形状のローラ３４ａ、及び、ローラ３４ａと一体に設けられたブレード３４ｂを有している。

ブレード３４ｂは、冷媒が吸入される低圧室ＬＲと圧縮された冷媒を吐出する高圧室ＨＲとを区画するため設けられる。
このブレード３４ｂは、ローラ３４ａの外周面から延在する平板形状の部材であり、先端部はブレード収納空間３５ｃに収まる。また、このブレード３４ｂは、ブレード収納空間３５ｃ内に設けたブッシュ３５ｑ及び３５ｒにより挟まれる。これらのブッシュ３５ｑ及び３５ｒは、金属製で略半円柱形状の部材であり、ピストン３４の偏心回転運動によるブレード３４ｂの動作に伴って、円弧の中心軸を中心として回転運動をすることにより、常にブレード３４ｂを挟む。

シリンダ３５は、図２に示すように、中央部分にシリンダ孔Ｂ１を有し、シリンダ室Ｂ２を備え、ブレード収納空間３５ｃが設けられ、吸入通路３５ｂがブレード収納空間３５ｃ近傍の低圧室ＬＲ側に設けられる。シリンダ室Ｂ２にはシャフト２２の回転に伴って偏心回転するピストン３４が配置されている。吸入通路３５ｂはアキュムレータ２の排出管２ｂが接続される。
これにより、アキュムレータ２の排出管２ｂから圧縮機１の圧縮機構３０に導入された冷媒は、吸入通路３５ｂを介してシリンダ室Ｂ２の低圧室ＬＲに流れ込み、ピストン３４の偏心回転運動により圧縮され、高圧室ＨＲ内で所定の圧力以上になると吐出ポート３２ａを介してマフラー空間Ａを通過し、排出経路１２ａから排出される。

ここで、図２に示すように、シャフト中心２２ｂを、シリンダ中心３５ａから最小隙間位置Ｃを形成しようとする方向にわずかにずらして設ける（いわゆる偏心組立てを行う）。すると、シリンダ中心３５ａからシャフト中心２２ｂを通過するように延びる直線Ｄ上の隙間Ｓの位置に最小隙間位置Ｃが形成される。
これにより、この最小隙間位置Ｃでの高圧室ＨＲから低圧室ＬＲへの冷媒の漏れが少なくなり、圧縮機１の効率が上がる。

また、ブレード３４ｂの先端部がブレード収納空間３５ｃに最も深く挿入された時（ピストン３４が図２における最上部に位置する時）を偏心回転の起点とすると、ピストン３４が高圧室ＨＲを圧縮する向き（図２における時計回り）に、約２分の１回転〜約４分の３回転、偏心回転した時の、隙間Ｓの位置に最小隙間位置Ｃを形成したい。そこで、このシャフト中心２２ｂを、当該位置に最小隙間位置Ｃが形成されるような方向にずらして設ける（すなわち、図２における下〜左の角度範囲Ｆの方向にずらして設ける）。
これは、この角度範囲Ｆの範囲までピストン３４が偏心回転した時、高圧室ＨＲと低圧室ＬＲとの圧力差が大きく、冷媒が漏れやすい状態となっているが、この時の隙間Ｓの幅を小さくすることで冷媒の漏れを減らし、圧縮機１の効率を上げるためである。
本実施形態では、当該ずらす方向を、ピストン３４が約８分の５偏心回転した時の隙間Ｓの位置が最小隙間位置Ｃとなるような方向（図２における左下の方向）としている。

このシリンダ３５には、図２及び図４に示すように、直線Ｄ上に貫通孔３５ｄを設ける。
これは、隙間Ｓが最小隙間となる時Ｔに、最小隙間位置Ｃに異物があっても、この位置Ｃ周辺でシリンダ３５が弾性変形しやすくすることで、異物の噛み込みによる圧縮機１の停止を抑制するためである。なお位置Ｃ周辺とは、シリンダ３５の直線Ｄ上を含み、縁３５ｅ（貫通孔３５ｄのシリンダ孔Ｂ１側の縁、図４参照）と、縁３５ｆ（シリンダ孔Ｂ１の縁、図４参照）とに挟まれた部分の周辺である。

貫通孔３５ｄは、図３に示すように、シリンダ孔Ｂ１（図２参照）の軸方向に、シリンダ３５を貫通するよう設ける。
これは、シリンダ孔Ｂ１の軸方向の、どの位置においても弾性変形しやすくするためである。

ここで、図４に示すように、シリンダ中心３５ａから放射状に延びる直線上における、縁３５ｅ（貫通孔３５ｄのシリンダ孔Ｂ１側の縁）と、縁３５ｆ（シリンダ孔Ｂ１の縁）との間隔（シリンダ３５の、シリンダ孔Ｂ１と貫通孔３５ｄとの間に対応した部分の肉厚）を、肉厚Ｅ１とする。
貫通孔３５ｄのシリンダ孔側の縁３５ｅは、直線Ｄが通過する部分を含む所定範囲内で、シリンダ孔周方向に肉厚Ｅ１が一定となるように形成されている。（すなわち、シリンダ中心３５ａを中心として、縁３５ｅと縁３５ｆとが同心円の位置関係である。また、言い換えれば、縁３５ｅはシリンダ中心３５ａを中心とする円に沿う形状である。）
これは、最小隙間位置Ｃからシリンダ孔Ｂ１の周方向にややずれた位置でも弾性変形しやすくするためである。

また、肉厚Ｅ１は、直線Ｄ上におけるシリンダ３５の内周と外周との間隔の約１０分の１の厚さとしている。
これは、当該肉厚を薄くすることで、シリンダ３５の弾性変形を容易にするためである。例えば、当該肉厚がシリンダの内周と外周との間隔の３分の１程度の穴や溝のみ有するシリンダに比べて、シリンダ３５は弾性変形しやすい。

また、貫通孔３５ｄのシリンダ孔Ｂ１の径方向の幅Ｅ２は、直線Ｄ上におけるシリンダ３５の内周と外周との間隔の約６分の１の幅としている。
これは、当該幅が広い場合に比べて、シリンダ３５の強度を確保できるようにするためである。

また、貫通孔３５ｄのシリンダ孔Ｂ１の周方向の幅Ｅ３は、前記周方向における貫通孔３５ｄの両端と、シリンダ中心３５ａとを通る二直線がなす角Ｇが約２５度になるような幅としている。
これは、当該角度が大きい場合に比べて、シリンダ３５の強度を確保できるようにするためである。

［本実施形態の圧縮機の特徴］
本実施形態の圧縮機１には以下の特徴がある。

本実施形態の圧縮機１では、図２に示すように、シリンダ３５の直線Ｄ上に、貫通孔３５ｄが形成されているので、異物の噛み込みが最も起こりやすい直線Ｄ上の最小隙間位置Ｃにおいて、シリンダ３５が容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる圧縮機１の停止を抑制できる。

また、図３に示すように、貫通孔３５ｄがシリンダ孔Ｂ１の軸方向に、シリンダ３５を貫通して形成されているので、当該軸方向のどの位置でもシリンダ３５が容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる圧縮機１の停止を抑制できる。

また、当該貫通孔３５ｄの内部は空洞であり弾性変形を規制する規制部材（例えば、シリンダ３５より弾性係数の大きい、ねじ等の規制部材）が配置されていないので、シリンダ３５が容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる圧縮機１の停止を抑制できる。

また、図４に示すように、貫通孔３５ｄが、直線Ｄ上でシリンダ内周の縁３５ｆに最も近接するように形成されているので、最小隙間位置Ｃで最も容易にシリンダ３５が弾性変形し、異物の噛み込みによる圧縮機１の停止を抑制できる。

なお、「最も近接」とは、図４に示すように、縁３５ｅと縁３５ｆとの間隔（肉厚Ｅ１）が直線Ｄ上のみで最小の場合だけでなく、直線Ｄの両側にも当該間隔が最小の部分がある場合も含む。

また、貫通孔３５ｄのシリンダ孔Ｂ１側の縁３５ｅとシリンダ孔の縁３５ｆとの肉厚Ｅ１が、シリンダ孔の縁３５ｆに沿って一定であるので、最小隙間位置Ｃからシリンダ孔Ｂ１の周方向にややずれた位置で異物が噛み込もうとしても、シリンダ３５が容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる圧縮機１の停止を抑制できる。
また、圧縮機１の組み立て時のずれ等により、実際の最小隙間位置Ｃが設計段階での最小隙間位置からずれた位置となっても、前記同様異物の噛み込みによる圧縮機１の停止を抑制できる。すなわち、実際の最小隙間位置Ｃを通る直線Ｄが、貫通孔３５ｄを通っていれば、前記同様シリンダ３５が容易に弾性変形できる。

［変形例１］
シリンダの貫通孔の形状は上述したものに限られない。一変形例では、図５に示すように、直線Ｄ上で肉厚Ｅ１が最小となり、直線Ｄの両側では直線Ｄ上より肉厚Ｅ１が大きい、例えば円形の貫通孔３５ｇをシリンダ３５に設ける。

貫通孔３５ｇは直線Ｄ上で肉厚Ｅ１が最小なので、異物の噛み込みが最も起こりやすい最小隙間位置Ｃにおいて、シリンダ３５が最も容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。
また、貫通孔３５ｇは円形なので、容易に形成できる。

［変形例２］
別の一変形例では、図６に示すように、直線Ｄ上での肉厚Ｅ１よりも、直線Ｄを挟む二位置での肉厚Ｅ４が小さい、貫通孔３５ｈをシリンダ３５に設ける。

変形例２の貫通孔３５ｈの形状により、異物が噛み込もうとしたときに肉厚Ｅ４よりも肉厚の大きい部分３５ｉ全体が動く。したがって、シリンダ孔Ｂ１の周方向に直線Ｄからややずれた位置でも異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

［変形例３］
別の一変形例では、図７に示すように、シリンダ３５は貫通孔３５ｊ、及び、ねじ穴３５ｍを有する。
この貫通孔３５ｊのシリンダ孔Ｂ１側の縁３５ｋは、直線Ｄが通過する部分を含む所定範囲内で、シリンダ孔Ｂ１の縁３５ｆとの肉厚Ｅ１がシリンダ孔Ｂ１の周方向に一定となるように形成されている。
また、この貫通孔３５ｊのシリンダ３５の外周側の縁は、シリンダ孔Ｂ１の中心軸方向から見ると２直線３５ｎ及び３５ｏで形成されている。この２直線は、貫通孔３５ｊにおけるシリンダ孔Ｂ１の周方向の両端と、直線Ｄ上の一点であって縁３５ｋよりシリンダ３５の外周側の一点と、を通る。
また、この貫通孔３５ｊは、シリンダ孔Ｂ１側の縁３５ｋとシリンダ内周の縁３５ｆとの肉厚Ｅ１が、ねじ穴３５ｍのシリンダ内周側の縁とシリンダ内周の縁３５ｆとの間隔Ｅ５より小さくなる位置に設ける。

変形例３では、ねじ穴３５ｍを用いてねじを締めこむことでフロントヘッド３２又はリアヘッド３３をシリンダ３５に締結することができる。
また、ねじ穴３５ｍにねじが締めこまれると、シリンダ３５に応力がかかる。この応力は貫通孔３５ｊによる弾性変形を妨げるような影響を与える。しかし、肉厚Ｅ１が間隔Ｅ５より小さいので、この応力による影響を抑制できる。したがって、貫通孔３５ｊによる弾性変形が抑制されにくい。
また、間隔Ｅ５の大きさを固定した場合、肉厚Ｅ１が間隔Ｅ５より大きい場合に比べ、貫通孔３５ｊがシリンダ孔Ｂ１に近い。よって、貫通孔３５ｊによりシリンダ３５が弾性変形しやすく、異物の噛み込みによる機械停止を抑制できる。

［変形例４］
別の一変形例では、図８に示すように、前記貫通孔３５ｄが、シリンダ３５の材料より弾性係数の小さい弾性部材３５ｐで満たされている。
当該部材の材料としては例えば、耐熱性のあるゴム、耐冷媒性があるゴム、その他樹脂等を用いる。

変形例４では、貫通孔３５ｄ内に冷媒が侵入するのを確実に防ぐことができる。また、シリンダ３５が容易に弾性変形することで異物の噛み込みによる機械停止も抑制できる。
また、弾性部材３５ｐは、貫通孔３５ｄだけでなく、貫通孔３５ｇ又は貫通孔３５ｈ内に満たすこともできる。

［変形例５］
別の一変形例では、図９に示すように、前記と同様にシリンダ３５に貫通孔３５ｄを設け、さらにローラ３４ａにも貫通孔３４ｃを設ける。
この貫通孔３４ｃは、隙間Ｓが最小隙間となる時Ｔにおける、直線Ｄ上に設ける。
これは、この時Ｔに最小隙間位置Ｃに異物があっても、この位置Ｃ周辺でシリンダ３５及びローラ３４ａが弾性変形しやすく、異物の噛み込みによる圧縮機１の停止を抑制するためである。

また、この貫通孔３４ｃは、シリンダ孔Ｂ１の中心軸方向にローラ３４ａを貫通するよう設ける。
これは、シリンダ孔Ｂ１の中心軸方向の、どの位置においても弾性変形しやすくするためである。

また、図９に示すように、この貫通孔３４ｃのローラ３４ａの外周側の縁３４ｄは、隙間Ｓが最小隙間となる時Ｔに直線Ｄが通過する部分を含む所定範囲内で、ローラ３４ａの外周の縁３４ｅとの間に対応するローラの肉厚Ｅ６が、ローラ３４ａの周方向に一定となるように形成されている。
これは、最小隙間位置Ｃからローラ３４ａの外周の周方向にややずれた位置でも弾性変形しやすくするためである。

なお、図２に示すように、ピストン３４は、ローラ３４ａとブレード３４ｂとが一体に設けられた構造である。よって、ピストン３４の偏心回転運動は、ピストン３４が自転しない、公転回転のみの運動である。したがって、偏心回転運動毎に貫通孔３４ｃ（図９参照）が直線Ｄ上からずれることはない。

なお、ローラ３４ａに設ける貫通孔の形状は、他の形状でも良い。
例えば、形状が円形でも良い。この場合、容易に貫通孔を形成できる。

（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態に係る圧縮機の圧縮機構の平面図である。
この第２実施形態では、シャフト中心をシリンダ孔の中心からずらすことで最小隙間を形成した第１実施形態と異なり、シャフト中心とシリンダ孔の中心は一致させ、ローラの厚さを一部分で他の部分より厚く設けることで最小隙間が形成される。
なお、第２実施形態では、ローラの厚さ及びシャフト中心とシリンダ中心との位置関係以外の構成は、第１実施形態と同様であるので、同一符号を付してその説明を省略する。

図１０に示すように、シャフト中心２２ｂは、シリンダ中心３５ａと、一致させて設ける。

前記同様、ブレード３４ｂの先端部がブレード収納空間３５ｃに最も深く挿入された時（ピストン１３４が図１０における最上部に位置する時）を偏心回転の起点とすると、ピストン１３４が約８分の５偏心回転した時Ｔの、隙間Ｓの位置に最小隙間位置Ｃを形成したい。
ここで、図１０に示すように、ローラ１３４ａの内周の中心１３４ｆから放射状に延びる直線上における、ローラ１３４ａの内周と外周との間隔（ローラの肉厚）を肉厚Ｅ７とする。
この肉厚Ｅ７は、当該時Ｔにおける隙間Ｓの位置と中心１３４ｆとを通る直線上で、この肉厚Ｅ７が最大となるよう設ける。
これにより、直線Ｄ上に最小隙間位置Ｃが形成される。

［本実施形態の圧縮機の特徴］
シリンダ孔Ｂ１及びシャフト２２それぞれの中心軸を一致させた容易な組立てにより、最小隙間位置Ｃを形成できる。
また、前記それぞれの中心が一致しない場合でも、ローラ１３４ａの肉厚Ｅ７が最大となる部分を形成することで、容易に最小隙間を形成したい位置に最小隙間を形成できる。
さらに、第１の実施形態の流体機械と同様に、第２の実施形態の流体機械でも、最小隙間位置においてシリンダ３５が容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる圧縮機１の停止を抑制できる。

（第３実施形態）
図１１は、本発明の第３実施形態に係る圧縮機の圧縮機構の平面図である。
この第３実施形態では、第１実施形態と異なり、ブレードとローラとが別体であり、偏心部とローラとが一体に形成されている。
なお、第３実施形態では、偏心部、ローラ及びブレード以外の構成は第１実施形態と同様であるので、同一符号を付してその説明を省略する。

ピストン２３４は、図１１に示すように、シリンダ室Ｂ２内に設けられ、ブレード２３４ｂ、及び、ローラ２３４ａを有している。

ブレード２３４ｂは、平板形状の部材であり、一方の先端部はシリンダ３５に設けられたブレード収納空間２３５ｃに収まり、もう一方の先端部はローラ２３４ａの外周に接している。ブレード収納空間２３５ｃ側の先端部には、ばね２３４ｋが設けられ、もう一方の先端部がローラ２３４ａに向かって押し付けられる。また、このブレード２３４ｂはシリンダ３５によってシリンダ孔Ｂ１の周方向（図１１における左右方向）に挟まれており、ローラ２３４ａの偏心回転により、ブレード収納空間２３５ｃとシリンダ中心３５ａとを結ぶ直線方向（図１１における上下方向）に動く。
これにより、冷媒が吸入される低圧室ＬＲと圧縮された冷媒を吐出する高圧室ＨＲとを区画する。

ローラ２３４ａは、図１１に示すように、シャフト２２の中心２２ｂに対して偏心して設けられ、シャフト２２と一体に設けられた、円形の部材である。このローラ２３４ａはシャフト２２と共に回転し、前記同様流体を圧縮する。

ローラ２３４ａには、隙間Ｓが最小隙間となる時Ｔにおいて、直線Ｄ上に貫通孔２３４ｃを設ける。
なお、隙間Ｓが最小隙間となる時Ｔ以外の時においては、シャフト中心２２ｂと、シャフト中心２２ｂから最も離れたローラ２３４ａの外周上の位置と、を通る線分上に貫通孔２３４ｃを設けることとなる。

［本実施形態の圧縮機の特徴］
シャフト２２とローラ２３４ａとを別体として形成する場合に比べて、容易にローラ２３４ａを形成できる。
また、第１、第２実施形態に係る圧縮機と同様、最小隙間位置Ｃにおいてローラ２３４ａが容易に弾性変形でき、異物の噛み込みによる流体機械の停止を抑制できる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、前記実施形態では１シリンダ型の圧縮機を示したが、２シリンダ以上の圧縮機にも本発明を適用できる。

なお、１シリンダ型の前記実施形態では、図１で示すように、閉塞部材としてフロントヘッド３２とリアヘッド３３とでシリンダ３５を閉塞したが、２シリンダ以上の圧縮機の場合はさらにミドルプレート（閉塞部材）を用いてシリンダが閉塞される。

前記実施形態では、図７に示すように、シリンダのねじ穴が雌ねじである圧縮機の構造を示したが、このねじ穴を雄ねじ挿入穴構造にし、シリンダ孔の軸方向端側の閉塞部材に雌ねじを形成し、シリンダと閉塞部材とを締結した構造でも本発明を適用できる。

前記実施形態では、図２、図４〜図１１に示すように、シリンダ孔及びローラの外周は円形だが、これらが円形でない流体機械でも本発明を適用できる。

前記実施形態では、図３に示すように、貫通孔３５ｄは、フロントヘッド３２及びリアヘッド３３で上下を閉塞されているが、貫通孔又は弾性部材は上下を閉塞されていなくても本発明を適用できる。例えば貫通孔に連通する穴がフロントヘッド、リアヘッド又はミドルプレートにあっても良い。

前記実施形態では、最小隙間位置Ｃを範囲Ｆの角度に設けたが、最小隙間位置Ｃは当該角度の範囲外にあっても本発明を適用できる。

前記実施形態における、図２及び図４〜図１０に示した貫通孔については、図に示した形状でなくても本発明を適用できる。例えば、貫通孔３５ｄ（図４参照）のシリンダ３５の外周側の縁を円形等にしても、貫通孔３５ｇ（図５参照）の形状を三角形や四角形等にしても、貫通孔３５ｈ（図６参照）を凹の字の型等にしても、本発明を適用できる。

前記実施形態ではＣＯ_２冷媒を用いる例について説明したが、ＣＯ_２以外の冷媒を用いても本発明を適用できる。

前記実施形態では圧縮機を示したが、膨張機にも本発明を適用できる。
なお、膨張機では、シリンダ室Ｂ２に吸入した流体をローラの回転により膨張させる。

本発明を利用すれば、流体機械内に異物が混入した場合、噛み込みによる機械の停止頻度を抑制することができる。

圧縮機１全体断面図である。 図１に示した圧縮機の圧縮機構３０の平面図である。 図１に示した圧縮機の圧縮機構３０の断面図である。 図２に示した貫通孔３５ｄ周辺の図である。 変形例１の図４相当の図である。 変形例２の図４相当の図である。 変形例３の図４相当の図である。 変形例４の図４相当の図である。 変形例５の図４相当の図である。 第２実施形態に係る図２相当の図である。 第３実施形態に係る図３相当の図である。

符号の説明

Ｂ１ シリンダ孔
Ｃ 最小すきま位置（位置）
Ｄ 直線
Ｅ１、Ｅ４、Ｅ７ 肉厚
Ｅ５ 最小間隔
Ｓ 隙間
１ 圧縮機（流体機械）
２２ シャフト
２２ａ 偏心部（偏心部材）
２２ｂ シャフトの中心軸
３２ フロントヘッド（閉塞部材）
３３ リアヘッド（閉塞部材）
３４ａ、１３４ａ、２３４ａ ローラ
３４ｂ、２３４ｂ ブレード
３５ シリンダ
３５ａ シリンダ孔の中心
３５ｄ、３５ｇ、３５ｈ、３５ｊ、３４ｃ、２３４ｃ 貫通孔
３５ｍ ねじ穴
３５ｐ 弾性部材

Claims (15)

1. シャフトと、
   前記シャフトの回転により駆動されるローラと、
   前記ローラを収容するシリンダ孔を有するシリンダと、
   を備え、
   前記シリンダには、前記シリンダ孔の軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、
   当該貫通孔は、前記シリンダ孔の軸方向から見て、前記シリンダ孔の外側に位置し、
   かつ、当該方向から見て、前記シリンダ孔の中心軸から延びる直線であって、前記シャフトが一回転する間に前記ローラと前記シリンダの内周との間に形成される隙間のうち最小となる隙間の位置を通過する直線上に位置する、流体機械。
2. 前記シャフトの中心軸を前記シリンダ孔の中心軸からずらして配置することで、前記最小となる隙間が形成される、請求項１に記載の流体機械。
3. 前記シャフトに対して偏心して設けられ、当該シャフトと共に回転し、外側に前記ローラが回動自在に装着された偏心部材と、
   前記ローラと一体に形成され、前記ローラの外周面から延在するブレードと、
   を備え、
   前記ローラの肉厚を周方向において変化させ、当該肉厚が最大となる部分を形成することで、前記最小となる隙間が形成される、請求項１に記載の流体機械。
4. 前記貫通孔は、前記シリンダ孔の軸方向から見て、
   前記シリンダ孔と前記貫通孔との間に対応した部分における前記シリンダの肉厚が、前記直線上で最小となるように形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体機械。
5. 前記貫通孔は、前記シリンダ孔の軸方向から見て、
   前記直線が通過する部分を含んでおり前記シリンダ孔の周方向に沿う所定範囲内で、前記肉厚が一定となるように形成されている、請求項４に記載の流体機械。
6. 前記貫通孔は、前記シリンダ孔の軸方向から見て、
   前記直線を挟む二位置で、当該直線が通過する位置よりも前記肉厚が小さくなるように形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体機械。
7. 前記貫通孔内が前記シリンダの材料よりも弾性係数の小さい弾性部材で充填されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の流体機械。
8. 前記貫通孔は前記シリンダ孔を閉塞する閉塞部材により閉塞されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体機械。
9. 前記シリンダは、前記シリンダ孔の外側に位置し、前記閉塞部材を締結するためのねじ穴を有し、
   前記貫通孔と前記シリンダ孔との最小間隔は、前記ねじ穴と前記シリンダ孔との最小間隔よりも小さい、
   請求項８に記載の流体機械。
10. 前記シャフトに対して偏心して設けられ、当該シャフトと共に回転し、外側に前記ローラが回動自在に装着された偏心部材と、
    前記ローラと一体に形成され、前記ローラの外周面から延在するブレードと、
    を備え、
    前記ローラには、前記シリンダ孔の軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、
    当該貫通孔は、前記ローラが前記シリンダに最も近接する時に、前記シリンダ孔の軸方向から見て、前記直線上に位置する、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の流体機械。
11. 前記シャフトに対して偏心して設けられ、当該シャフトと共に回転するローラと、
    前記ローラの外周面に接するブレードと、
    を備え、
    前記ローラには、前記シリンダ孔の軸方向に貫通する貫通孔が形成されており、
    当該貫通孔は、前記シリンダ孔の軸方向から見て、
    前記シリンダ孔の中心軸から延びる直線であって、前記シャフトが一回転する間に前記ローラと前記シリンダの内周との間に形成される隙間のうち最小となる隙間の位置を通過する直線上において、
    前記ローラの外周面が前記シリンダ孔の内周面に最も近接する時に、
    前記直線上に位置する、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の流体機械。
12. 前記シャフトの回転に伴って前記シリンダ孔の内部の流体が圧縮される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の流体機械。
13. 前記シャフトの回転に伴って前記シリンダ孔の内部の流体が膨張される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の流体機械。
14. 前記シリンダ孔の内部の流体がＣＯ_２である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の流体機械。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の流体機械を用いた、空気調和機。

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