JP2014126028A - スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】製造費を抑制しつつ、圧縮機停止時にゲートが摩耗しにくい信頼性の高いスクリュー圧縮機を提供する。
【解決手段】スクリュー圧縮機は、スクリューロータ２１を有する圧縮機構２０、圧縮機構を駆動する電動機、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが形成されたケーシング、及び調整機構３０を備える。調整機構は、ケーシングとスクリューロータとの間に配されるスライド弁３１を有する。スライド弁は、スクリューロータと反対側に、ケーシングの摺接面１５ａと摺接するシール面３１ｂを有する。調整機構は、電動機の稼動時には、スライド弁を第１区間で移動させて圧縮機構の容量制御を行うと共に、シール面を摺接面と摺接させて低圧空間と高圧空間との連通を防止する。調整機構は、電動機の停止時に、スライド弁を第２区間で移動させてシール面と摺接面とを離し、スライド弁とケーシングとの間に隙間を形成し、低圧空間と高圧空間とを連通させる。
【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は、スクリュー圧縮機に関する。

スクリュー圧縮機は、螺旋溝の形成されたスクリューロータを電動機で回転させることで、スクリューロータの吸入側から供給される低圧の流体を、螺旋溝と螺旋溝に噛み合うゲートとにより形成される圧縮室内で圧縮し、圧縮後の高圧の流体をスクリューロータの吐出側に吐出する。なお、ゲートは、ゲートロータ室内に収容されたゲートロータに設けられる。ゲートは、螺旋溝の内部と、スクリューロータの吸入側の空間と連通するゲートロータ室と、を仕切るように配設される。

スクリュー圧縮機では、圧縮機運転中（通常運転時）に、スクリューロータの吸入側と吐出側との間で圧力差が生じる。そのため、従来のスクリュー圧縮機では、圧縮機停止直後（電動機停止直後）には、スクリュー圧縮機の圧縮機構を、スクリューロータの吐出側から吸入側に（高圧側から低圧側に）流体が流れ、スクリューロータが通常運転時と逆方向に回転する。逆回転時のスクリューロータの回転数は、瞬間的には通常運転時の回転数よりも大きくなる場合がある。

スクリューロータが逆回転すると、螺旋溝とゲートとにより形成される圧縮室の体積は次第に増加する。つまり、スクリュー圧縮機の圧縮機構は、スクリューロータの逆回転時には膨張機構として機能し、スクリューロータの吐出側から流入した流体の圧力が、螺旋溝内で低下する。また、スクリューロータが逆回転すると、スクリューロータの吐出側の空間の流体がスクリューロータの吸入側の空間に流入するため、スクリューロータの吸入側の圧力は通常運転時よりも上昇し、スクリューロータの吐出側の圧力は通常運転時より下降する。

この結果、スクリューロータの逆回転時には、螺旋溝内の空間の圧力が、スクリューロータの吸入側の圧力よりも低くなる現象が発生しうる。このような圧力の逆転が発生した場合、ゲートには通常運転時と異なる力が作用する。つまり、通常運転時には、ゲートに、圧縮室側からゲートロータ室側へと圧力が作用するのに対し、圧力逆転時には、ゲートに、ゲートロータ室側から圧縮室側からへと圧力が作用する。そして、通常運転時と圧力が逆転した状態でスクリューロータが高速で逆回転すると、通常運転時と異なる部位でゲートがスクリューロータと接触し、ゲートの摩耗が促進されやすい。

このような問題に対し、特許文献１（特開２０１１−９４６１１号公報）では、スクリューロータの吸入側と吐出側とを連通させるための連通路と、連通路の連通を制御する弁体とを新たに設け、連通路においてスクリューロータの吐出側から吸入側に流体を流すことで、スクリューロータの逆回転を抑制する事例が開示されている。

しかし、特許文献１（特開２０１１−９４６１１号公報）のような構成では、専用の連通路を形成し、連通路の連通を制御するための弁体を新たに設ける必要があり、加工費や材料費が増大するという問題点がある。

本発明の課題は、製造費は抑制しつつ、圧縮機停止時にゲートが摩耗しにくい信頼性の高いスクリュー圧縮機を提供することにある。

本発明の第１観点に係るスクリュー圧縮機は、圧縮機構と、電動機と、ケーシングと、調整機構と、を備える。圧縮機構は、外周面に螺旋溝が形成された円筒状のスクリューロータを有する。電動機は、スクリューロータを駆動軸周りに回転駆動する。ケーシングは、流体の吸入口及び吐出口を有し、圧縮機構及び電動機が収容される。調整機構は、電動機の稼動時に、圧縮機構の容量制御を行う。調整機構は、ケーシングとスクリューロータの外周面との間に配され、駆動軸の軸方向に沿って移動可能なスライド弁を有する。スライド弁は、スクリューロータの外周面とは反対側に、電動機の稼動時にケーシングの摺接面と摺接するシール面を有する。ケーシング内には、吸入口と連通する第１空間と、吐出口と連通する第２空間とが形成される。圧縮機構は、電動機の稼動時に、第１空間の流体を、スクリューロータの螺旋溝によって形成される圧縮室を介して、第２空間に吐出する。調整機構は、電動機の稼動時には、スライド弁を第１区間で移動させて圧縮機構の容量制御を行うと共に、シール面を摺接面と摺接させて第１空間と第２空間とが直接連通することを防止する。調整機構は、電動機の停止時の所定期間には、スライド弁を第２区間で移動させて、シール面と摺接面とを離すことで、スライド弁とケーシングとの間に隙間を形成し、第１空間と第２空間とを直接連通させる。

ここでは、容量制御のためのスライド弁が、第１空間と第２空間との連通を制御する弁体としても機能し、スクリュー圧縮機の停止時には、スライド弁の背面側（スクリューロータの外周面とは反対側）を通って第２空間の高圧の流体が第１空間へと流入する。これにより、流体を逆流させる（流体を第２空間から第１空間へと流す）ための配管及び弁体を別途設けることなく、スクリューロータの逆回転を抑制できる。その結果、コスト上昇を抑制しつつ、信頼性の高いスクリュー圧縮機を実現できる。

本発明の第２観点に係るスクリュー圧縮機は、本発明の第１観点に係るスクリュー圧縮機であって、調整機構は、スライド弁と連結されるピストンと、ピストンが収容され、ピストンの両側に第１シリンダ室及び第２シリンダ室が形成されたシリンダと、を更に有する。ピストンは、第１シリンダ室と第２シリンダ室との圧力差により駆動される。

ここでは、スライド弁が、シリンダ内の圧力差で駆動されるピストンの動きに応じて動かされるため、スライド弁を駆動させ、スクリューロータの逆回転を抑制することができる。その結果、信頼性の高いスクリュー圧縮機を実現できる。

本発明の第３観点に係るスクリュー圧縮機は、本発明の第２観点に係るスクリュー圧縮機であって、調整機構は、第１シリンダ室と第１空間とを連通する圧力調整流路と、圧力調整流路に設けられた開閉部とを更に有する。開閉部は、電動機の稼動時には閉鎖され、電動機の停止時には開放される。

ここでは、スクリュー圧縮機の停止時に、第１シリンダ室を第１空間と連通させることで、第１シリンダ室と第２シリンダ室との圧力差を発生させ、ピストンを駆動させるため、素早くスライド弁を駆動することができる。その結果、スクリューロータの逆回転が抑制されやすく、信頼性の高いスクリュー圧縮機を実現できる。

本発明の第４観点に係るスクリュー圧縮機では、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係るスクリュー圧縮機であって、第２区間は、第１区間よりも第１空間側に位置する。

ここでは、スクリュー圧縮機の停止時にスライド弁を第１空間側に移動させることで、スクリューロータの逆回転を抑制することができる。

本発明の第５観点に係るスクリュー圧縮機では、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係るスクリュー圧縮機であって、第２区間は、第１区間よりも第２空間側に位置する。

ここでは、スクリュー圧縮機の停止時にスライド弁を第２空間側に移動させることで、スクリューロータの逆回転を抑制することができる。

本発明の第６観点に係るスクリュー圧縮機では、本発明の第１観点〜第５観点のいずれかに係るスクリュー圧縮機であって、調整機構は、電動機の停止時の所定期間後に、スライド弁を起動位置に移動させる。起動位置では、スライド弁は、圧縮室と第２空間とが連通することを防止すると共に、第１空間と第２空間とが直接連通することを防止する。

ここでは、スライド弁の背面を介して第１空間と第２空間とが連通された後、スライド弁は、起動位置に移動させられ、圧縮室と第２空間との連通、及び、第１空間と第２空間との連通を防止する。その結果、スクリュー圧縮機を、適切な条件（圧縮室と第２空間とが連通せず、第１空間と第２空間とが連通しない状態）で起動することができる。

本発明の第７観点に係るスクリュー圧縮機では、本発明の第６観点に係るスクリュー圧縮機であって、調整機構は、弾性体を更に有する。弾性体は、弾性力により、電動機の停止時の所定期間後に、スライド弁を起動位置に移動させる。

ここでは、弾性体を用いることで、容易にスライド弁を起動位置に移動させることができる。

本発明の第８観点に係るスクリュー圧縮機では、本発明の第１観点〜第７観点のいずれかに係るスクリュー圧縮機であって、電動機の停止時の所定期間は、第１空間の圧力と第２空間の圧力が同一になるまでの期間である。

これにより、スクリューロータの逆回転を抑制しやすい。

本発明に係るスクリュー圧縮機では、容量制御のためのスライド弁が、第１空間と第２空間との連通を制御する弁体としても機能し、スクリュー圧縮機の停止時には、スライド弁の背面側（スクリューロータの外周面とは反対側）を通って第２空間の高圧の流体が第１空間へと流入する。これにより、流体を逆流させる（流体を第２空間から第１空間へと流す）ための配管及び弁体を別途設けることなく、スクリューロータの逆回転を抑制できる。その結果、コスト上昇を抑制しつつ、信頼性の高いスクリュー圧縮機を実現できる。

本発明の第１実施形態に係るスクリュー圧縮機の断面図である。 図１のスクリュー圧縮機の断面図（II−II矢視）である。 図１のスクリュー圧縮機が備えるスクリューロータの外観斜視図である。図面の右側（端面が見えている側）がケーシングの低圧空間側の端部であり、図面の左側（端面が見えていない側）がケーシングの高圧空間側の端部である。 図１のスクリュー圧縮機の圧縮機構の主要部分（スクリューロータ及びゲートロータ）を示す斜視図である。図面の右側がケーシングの低圧空間側の端部であり、図面の左側がケーシングの高圧空間側の端部である。 図１のスクリュー圧縮機のスライド弁の動きを説明するための、圧縮機構及び調整機構部分の模式図である。電動機稼動時（容量制御中）のスライド弁の位置を示している。 図１のスクリュー圧縮機のスライド弁の動きを説明するための、圧縮機構及び調整機構部分の模式図である。電動機の停止時の均圧期間のスライド弁の位置を示している。 図１のスクリュー圧縮機のスライド弁の動きを説明するための、圧縮機構及び調整機構部分の模式図である。均圧期間後、電動機起動時までのスライド弁の位置（起動位置）を示している。 図１のスクリュー圧縮機の圧縮機構の動作を示す平面図である。（ａ）は太線で囲まれた圧縮室の吸入工程を、（ｂ）は太線で囲まれた圧縮室の圧縮工程を、（ｃ）は太線で囲まれた圧縮室の吐出工程を示している。 本発明の第２実施形態に係るスクリュー圧縮機の断面図である。 図７のスクリュー圧縮機のスライド弁の動きを説明するための、圧縮機構及び調整機構部分の模式図である。電動機稼動時（容量制御中）のスライド弁の位置を示している。 図７のスクリュー圧縮機のスライド弁の動きを説明するための、圧縮機構及び調整機構部分の模式図である。電動機の停止時の均圧期間のスライド弁の位置を示している。 図７のスクリュー圧縮機のスライド弁の動きを説明するための、圧縮機構及び調整機構部分の模式図である。均圧期間後、電動機起動時までのスライド弁の位置（起動位置）を示している。

本発明の実施形態について説明する。なお、下記の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係るスクリュー圧縮機１について説明する。

（１）全体構成
図１は、本発明の第１実施形態に係るスクリュー圧縮機１の断面図である。スクリュー圧縮機１は、回転軸が一軸であるシングルスクリュー圧縮機である。スクリュー圧縮機１は、冷凍装置の冷媒回路を構成する機器であり、流体としての冷媒を圧縮する。

スクリュー圧縮機１は、図１に示すように、主として、ケーシング１０と、圧縮機構２０と、調整機構３０と、駆動軸４０と、電動機５０と、を有する。圧縮機構２０、調整機構３０、駆動軸４０、及び電動機５０は、ケーシング１０内に収容されている。

（２）詳細構成
以下に、スクリュー圧縮機１の詳細構成について説明する。

なお、以下の説明の中で、位置関係及び方向を説明する際に「上」「下」という表現を使う場合があるが、特に断りのない限り図１及び図２中の矢印Ｕの方向を上向きとする。

（２−１）ケーシング
ケーシング１０は、図１に示すように、駆動軸４０の軸方向に延びる円筒状の容器である。ケーシング１０の内部は、ケーシング１０の一端側（図１中では左側）に形成される第１空間としての低圧空間Ｓ１と、他端側（図１中では右側）に形成される第２空間としての高圧空間Ｓ２とに区画される。低圧空間Ｓ１には、後述する電動機５０が配置される。後述する圧縮機構２０は、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とを跨いで配置される。高圧空間Ｓ２の下方には、圧縮機構２０等を潤滑するための潤滑油としての冷凍機油が貯留される。

ケーシング１０には、低圧の冷媒を吸入する吸入口１１と、圧縮機構２０により圧縮された高圧の冷媒を吐出する吐出口１２とが形成されている。吸入口１１は、低圧空間Ｓ１と連通する。吐出口１２は、高圧空間Ｓ２と連通する。吐出口１２の、ケーシング１０の外側には、逆止弁１６が設けられる。圧縮機構２０により圧縮された高圧の冷媒は、逆止弁１６を通過して、図示しない吐出管に吐出される。

ケーシング１０は、図１及び図２のように、駆動軸４０の軸方向に延びる円筒状のシリンダ部１３を有する。シリンダ部１３の内部には、後述する圧縮機構２０のスクリューロータ２１が配置される。スクリューロータ２１の回転時には、スクリューロータ２１の外周面が、シリンダ部１３の内周面と摺接する。

シリンダ部１３は、駆動軸４０の軸方向に延び、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とを連通する連通部１４を有する。連通部１４は、図２のように、駆動軸４０の径方向外向きに突出し、駆動軸４０の径方向内向きに開口した凹溝状に形成されている。連通部１４は、図２のように、円筒状のスクリューロータ２１の中心に対して点対称に２箇所設けられる。

連通部１４には、図２のように、駆動軸４０の軸方向に延びるスライド溝１４ａが形成される。スライド溝１４ａには、後述する調整機構３０のスライド弁３１が、駆動軸４０の軸方向に摺動可能に収容される。

また、連通部１４は、図５Ａのように、連通部１４の外周側から突出するように設けられたシール部１５を有する。シール部１５は、後述するスライド弁３１のシール面３１ｂと対向する円弧状の摺接面１５ａを有する（図２参照）。

スクリュー圧縮機１の運転時（電動機５０の稼動時）には、図５Ａのように、スライド弁３１のシール面３１ｂは、ケーシング１０のシール部１５の摺接面１５ａと摺接し、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが仕切られる（低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通することが防止される）。一方、均圧期間には、図５Ｂのように、スライド弁３１のシール面３１ｂは、摺接面１５ａと離され（摺接面１５ａと摺接しない位置に移動され）、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とは、スライド弁３１とケーシング１０（シール部１５）の間に形成される隙間を介して連通する。なお、均圧期間とは、電動機５０の停止時（スクリュー圧縮機１の運転停止時）の所定の期間である。具体的には、均圧期間は、吸入圧力の低圧空間Ｓ１と吐出圧力の高圧空間Ｓ２とが、シール部１５とスライド弁３１との間に形成される隙間を介して連通することで、低圧空間Ｓ１の圧力と高圧空間Ｓ２の圧力とが同一になるまでの期間である。なお、低圧空間Ｓ１の圧力と高圧空間Ｓ２の圧力とが同一の状態には、低圧空間Ｓ１の圧力と高圧空間Ｓ２の圧力とが略同一の場合も含む。なお、均圧期間は、後述するように電動機５０の停止後だけではなく、電動機５０の停止直前を含む期間である。

均圧期間が終了すると、スライド弁３１は、後述するバネ３９の弾性力により、起動位置に移動される（図５Ｃ参照）。起動位置では、図５Ｃのように、スライド弁３１のシール面３１ｂがシール部１５の摺接面１５ａと接しており、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とは仕切られる（低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通することが防止される）。スライド弁３１は、均圧期間終了後、電動機５０が再起動されるまで、起動位置に配される。

（２−２）圧縮機構
圧縮機構２０は、主として、ケーシング１０の円筒状のシリンダ部１３の内部に配置されたスクリューロータ２１と、スクリューロータ２１と噛み合う２つのゲートロータ２２と、ゲートロータ２２を支持する２つのロータ支持部２４と、を有する（図２参照）。

スクリューロータ２１は、図３のような円筒状の金属部材である。スクリューロータ２１の外周面には、図３及び図４のように、駆動軸４０の軸方向の一端側から他端側へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝２１ａが複数形成されている。スクリューロータ２１は、ケーシング１０のシリンダ部１３に回転可能に嵌合しており、スクリューロータ２１の外周面はシリンダ部１３の内面と摺接する。

スクリューロータ２１の中空部には、後述する駆動軸４０が貫通するように挿入され、スクリューロータ２１は駆動軸４０と連結される。後述するように、駆動軸４０は電動機５０とも連結されており、電動機５０が稼動すると、スクリューロータ２１は、駆動軸４０周りに（駆動軸４０の軸心周りに）回転駆動される。スクリューロータ２１の中心軸は、駆動軸４０の中心軸と一致している。

スクリューロータ２１は、図３のように、低圧空間Ｓ１側端部の周縁側に、テーパ部２１ｂを有する。螺旋溝２１ａの低圧空間Ｓ１側の端部は、テーパ部２１ｂにおいて低圧空間Ｓ１に開放されるように形成されている。低圧空間Ｓ１に対して開放される螺旋溝２１ａの端部は、低圧空間Ｓ１内の低圧の冷媒をスクリューロータ２１の螺旋溝２１ａに吸入するための吸入口となっている。スクリューロータ２１の高圧空間Ｓ２側の端面では、螺旋溝２１ａの端部は開口していない。

ゲートロータ２２は、樹脂製の、円盤状の部材である。ゲートロータ２２には、図４及び図６に示すように、各々がスクリューロータ２１の螺旋溝２１ａに噛み合う複数の長方形板状のゲート２３が放射状に設けられている。

２つのゲートロータ２２は、図２のように、シリンダ部１３の外側に、スクリューロータ２１を挟むように配置されている。言い換えれば、一方のゲートロータ２２と他方のゲートロータ２２とは、スクリューロータ２１の中心軸に対して軸対称に配置されている。各ゲートロータ２２は、ゲート２３がシリンダ部１３の一部を貫通してスクリューロータ２１の螺旋溝２１ａに噛み合うように配置される。

ロータ支持部２４は、ゲートロータ２２を支持する金属製の部材である。各々のロータ支持部２４には、図２のように、ゲートロータ２２が取り付けられている。

ロータ支持部２４は、図２のように、基部２５と、アーム部２６と、軸部２７とを有する。基部２５は、厚肉の円盤状に形成されている。アーム部２６は、基部２５の外周面から放射状に延びる。アーム部２６は、ゲートロータ２２のゲート２３と同数設けられている。各アーム部２６は、各ゲート２３の背面に当接している。軸部２７は、棒状に形成され、基部２５からゲートロータ２２の配される側とは反対側に垂直に延びる（ゲートロータ２２の円盤面に垂直に延びる）。軸部２７の軸心は、後述する駆動軸４０の軸心と直交している。軸部２７の上部は、基部２５及びアーム部２６と連結される。軸部２７の中心軸は、基部２５の中心軸と一致している。

ゲートロータ２２が取り付けられたロータ支持部２４は、ケーシング１０内に、シリンダ部１３に隣接して形成されたゲートロータ室２８に収容されている（図２参照）。図２のように、一方のロータ支持部２４はゲートロータ２２が下端側となる姿勢で設置され、他方のロータ支持部２４はゲートロータ２２が上端側となる姿勢で設置されている。各ロータ支持部２４の軸部２７は、ゲートロータ室２８内の軸受ハウジング２９に、軸受２９ａ，２９ｂを介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室２８は、低圧空間Ｓ１と連通している。

圧縮機構２０では、シリンダ部１３の内周面と、スクリューロータ２１の螺旋溝２１ａと、ゲートロータ２２のゲート２３とにより囲まれた圧縮室Ｓｃが形成される。

電動機５０により駆動されてスクリューロータ２１が回転すると、ゲートロータ２２は、軸部２７を回転軸として、スクリューロータ２１の回転に応じて回転し、ゲートロータ２２の複数のゲート２３が順次複数の螺旋溝２１ａに噛み合う。この時、圧縮室Ｓｃの拡大動作及び縮小動作が繰り返され、冷媒の吸入工程、圧縮工程、及び吐出工程が順に行われる。圧縮機構２０による冷媒の圧縮については後述する。

（２−３）調整機構
調整機構３０は、スクリュー圧縮機１の運転時（電動機５０の稼動時）に圧縮機構２０の容量制御を行うための機構である。また、調整機構３０は、均圧期間に、ケーシング１０のシール部１５とスライド弁３１の間に隙間を形成し、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とを連通させるための機構である。なお、均圧期間とは、上述した、電動機５０の停止時の所定の期間であり、具体的には、吸入圧力の低圧空間Ｓ１と吐出圧力の高圧空間Ｓ２とが、シール部１５とスライド弁３１との間に形成される隙間を介して連通することで、低圧空間Ｓ１の圧力と高圧空間Ｓ２の圧力とが同一になるまでの期間である。

調整機構３０は、図５Ａのように、スライド弁３１と、スライド弁３１を駆動軸４０に平行な方向に駆動するためのピストン３２ａと、ピストン３２ａが収容されるシリンダ３３とを有する。ピストン３２ａは、ピストンロッド３２ｂ、アーム３５及び連結ロッド３６を介してスライド弁３１に連結されている。シリンダ３３には、ピストン３２ａの前方側（図５Ａでは左側）に前方シリンダ室Ｃ１が、ピストン３２ａの後方側（図５Ａでは右側）に後方シリンダ室Ｃ２が、それぞれ形成されている。

調整機構３０は、図５Ａのように、前方シリンダ室Ｃ１と低圧空間Ｓ１とを連通する圧力調整流路６１と、圧力調整流路６１に設けられた開閉部としての電磁弁６２とを更に有する。また、調整機構３０は、図５Ａのように、ピストンロッド３２ｂに形成された貫通穴３２ｄに摺動自在に取り付けられたパイロット弁３７と、パイロット弁３７を駆動する駆動部３８とを有する。更に、調整機構３０は、図５Ａのように、アーム３５に取り付けられた弾性体としてのバネ３９を有する。

スライド弁３１は、図２及び図５Ａのように、ケーシング１０の連通部１４とスクリューロータ２１の外周面との間に配される弁体である。スライド弁３１は、スクリューロータ２１と対向する摺接面３１ａと、ケーシング１０のシール部１５の摺接面１５ａと対向するシール面３１ｂとを有する。シール面３１ｂは、摺接面３１ａとは反対側、言い換えれば、スクリューロータ２１の外周面とは反対側に配される。スライド弁３１の摺接面３１ａは、シリンダ部１３の内周面と曲率半径の等しい円周面であり、スクリューロータ２１の外周面と摺接する。スライド弁３１のシール面３１ｂは、図５Ａのように、電動機５０の稼働中に、シール部１５の摺接面１５ａと摺接する円弧状の面である。また、スライド弁３１のシール面３１ｂは、電動機５０の停止時の均圧期間後に、図５Ｃのように、シール部１５の摺接面１５ａと接する。シール面３１ｂと摺接面１５ａとが接する（摺接する）ことで、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが連通することが防止される。

スライド弁３１は、電動機５０の稼動時には、駆動軸４０に沿って（駆動軸４０の軸方向に沿って）第１区間を移動させられ、圧縮機構２０の容量制御のために用いられる。スライド弁３１は、後述するように、スライド弁３１と連結されたピストン３２ａがシリンダ３３内を移動することで駆動される。図５Ａは第１区間の一端（第１区間中で、スライド弁３１が最も低圧空間Ｓ１に寄った位置）を示し、図５Ｃは第１区間の他端（第１区間中で、スライド弁３１が最も高圧空間Ｓ２に寄った位置）を示す。スライド弁３１には、圧縮機構２０の吐出口３１ｃが形成されており、吐出口３１ｃを介して、圧縮機構２０の圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２とが連通される。スライド弁３１が、第１区間を移動させられることで、吐出口３１ｃの位置が変化し、吐出口３１ｃの開度と、圧縮工程の終了位置が変更される。

なお、スライド弁３１が第１区間を移動している時、つまり電動機５０の稼働中には、スライド弁３１のシール面３１ｂは、シール部１５の摺接面１５ａと常に接しており、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通することが防止される。

スライド弁３１は、電動機５０の停止時の均圧期間には、駆動軸４０に沿って（駆動軸４０の軸方向に沿って）第２区間を移動させられる。図５Ａは第２区間の一端（第２区間中で、スライド弁３１が最も高圧空間Ｓ２に寄った位置）を示し、図５Ｂは第２区間の他端（第２区間中で、スライド弁３１が最も低圧空間Ｓ１に寄った位置）を示す。図５Ａ〜図５Ｃから分かるように、第２区間は、第１区間よりも低圧空間Ｓ１側に位置する。スライド弁３１が第２区間を移動する際には、スライド弁３１のシール面３１ｂとシール部１５の摺接面１５ａとは離され（接触せず）、ケーシング１０（シール部１５）とスライド弁３１との間に隙間が形成され、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが連通する。そして、ケーシング１０とスライド弁３１との間に形成される隙間を通って、高圧空間Ｓ２の冷媒が低圧空間Ｓ１に流入し、両空間の圧力が均一化される。

均圧期間が終了して低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２との圧力が同一になると、スライド弁３１は、図５Ｃに示した起動位置に移動され、再びスクリュー圧縮機１が運転されるまで（電動機５０が起動されるまで）その位置を維持する。なお、均圧期間後には、スライド弁３１は、後述するように、主にバネ３９の弾性力により駆動される。スライド弁３１の起動位置では、スライド弁３１のシール面３１ｂは、シール部１５の摺接面１５ａと接しており、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通することが防止される。また、スライド弁３１の起動位置では、圧縮機構２０の圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２とは吐出口３１ｃを介して連通しない。つまり、スライド弁３１の起動位置では、スライド弁３１は、圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２との連通を防止する。

ピストン３２ａは、図５Ａのように、スライド弁３１に、ピストンロッド３２ｂ、アーム３５及び連結ロッド３６を介して連結される。そのため、ピストン３２ａが、シリンダ３３内を駆動軸４０の軸方向に移動させられることで、スライド弁３１が駆動される。

ピストン３２ａは、図５Ａのように、駆動軸４０の軸方向に延びるように延びるピストンロッド３２ｂと、ピストン３２ａからピストンロッド３２ｂとは反対側（スクリューロータ２１側）に突出する突出部３２ｃと、一体に形成されている。

一体に形成されるピストンロッド３２ｂ、ピストン３２ａ及び突出部３２ｃには、駆動軸４０の軸方向に３つの部材を貫くように延びる貫通穴３２ｄが形成されている。貫通穴３２ｄは、その一端が、ピストンロッド３２ｂの、ピストン３２ａとは反対側に位置する端面に開口し、他端が、突出部３２ｃの、ピストン３２ａとは反対側に位置する端面に開口する（図５Ａ参照）。突出部３２ｃが駆動軸４０の端面に形成された開口部４０ｂに挿入されるように配置されているため、貫通穴３２ｄの突出部３２ｃ側の開口は、開口部４０ｂと連通する（図５Ａ参照）。駆動軸４０の開口部４０ｂは、後述する駆動軸４０の駆動軸貫通穴４０ａと連通している。駆動軸貫通穴４０ａは、低圧空間Ｓ１と連通している。つまり、貫通穴３２ｄは、駆動軸４０の開口部４０ｂ及び駆動軸貫通穴４０ａを介して、低圧空間Ｓ１と連通している。

また、ピストンロッド３２ｂには、ピストン３２ａとの連結部近傍に、ピストンロッド３２ｂの径方向に延び、一端が貫通穴３２ｄに開口し、他端が後方シリンダ室Ｃ２に開口する制御通路３２ｂａが形成されている（図５Ａ参照）。

後述するように、ピストン３２ａは、ピストン３２ａを挟むように配置された、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差を主な駆動力として駆動される。ただし、電動機５０の停止時の均圧期間後は、ピストン３２ａは、主にアーム３５に取り付けられたバネ３９の弾性力により駆動され、前述した起動位置（図５Ｃのスライド弁３１の位置）に移動させられる。

シリンダ３３は、駆動軸４０の軸方向に延びる、両端の閉じられた円筒状の部材である。シリンダ３３にはピストン３２ａが収容される。シリンダ３３の円筒内部には、ピストン３２ａよりスクリューロータ２１側に前方シリンダ室Ｃ１が、ピストン３２ａのスクリューロータ２１とは反対側に後方シリンダ室Ｃ２が、それぞれ形成される。前方シリンダ室Ｃ１及び後方シリンダ室Ｃ２は、それぞれ、シリンダ３３に形成された絞り３３ａ、３３ｂにより高圧空間Ｓ２と連通している。

パイロット弁３７は、制御通路３２ｂａと貫通穴３２ｄとの連通の度合いを調整する弁体である。パイロット弁３７は、貫通穴３２ｄに、ピストンロッド３２ｂ側の開口から挿入され、貫通穴３２ｄ内を摺動自在に取り付けられている。パイロット弁３７は、パイロット弁３７を駆動する駆動部３８と、ピアノ線により連結されている。駆動部３８は、ピストンロッド３２ｂの軸方向と直交して延びるシャフト３８ａの軸心周りに回動し、駆動部３８と連結されるパイロット弁３７を、貫通穴３２ｄ内で摺動させる。パイロット弁３７が貫通穴３２ｄ内を移動することで、制御通路３２ｂａと貫通穴３２ｄとの連通の度合いが変化するため、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力関係が変化する。そして、ピストン３２ａは、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差により、ピストン３２ａをスクリューロータ２１方向に押す力と、その逆方向の力とが釣り合う位置まで移動させられる。

圧力調整流路６１は、前方シリンダ室Ｃ１と低圧空間Ｓ１とを連通するための通路である。圧力調整流路６１は、前方シリンダ室Ｃ１と、シリンダ３３のスクリューロータ２１側の端部近傍で連通する。圧力調整流路６１は、電動機５０の停止時の第１期間以外は電磁弁６２により閉鎖されている。言い換えれば、電磁弁６２は、電動機５０の停止時の第１期間だけ開放される。なお、第１期間は、電磁弁６２がその期間に開放されることで、電動機５０の停止時の均圧期間にスライド弁３１が第２区間内を移動するように、予め適切に決定されている。

電磁弁６２が開放されると、前方シリンダ室Ｃ１と低圧空間Ｓ１とが連通し、直ちに前方シリンダ室Ｃ１の圧力が低圧空間Ｓ１の圧力と同一になる。つまり、前方シリンダ室Ｃ１の圧力が、後方シリンダ室Ｃ２の圧力よりも小さくなる。その結果、ピストン３２ａは、図５Ｂのように、スクリューロータ２１側に移動する。図５Ｂのようなピストン３２ａの位置は、電動機５０の稼動時には取ることのない位置である。ピストン３２ａがこのような位置に移動されることで、スライド弁３１は第２区間を移動し、ケーシング１０（シール部１５）とスライド弁３１との間に形成される隙間を介して、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが連通する。そして、高圧空間Ｓ２の冷媒は、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２との圧力が同一になるまで、ケーシング１０とスライド弁３１との間の隙間を通って、低圧空間Ｓ１に流入する。その後、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２との圧力が同一になると、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力も同一になる。この状態ではバネ３９の弾性力が支配的になり、スライド弁３１は、バネ３９の弾性力により図５Ｃの起動位置に移動させられる。

なお、圧力調整流路６１は、後方シリンダ室Ｃ２と低圧空間Ｓ１とを、制御通路３２ｂａ、貫通穴３２ｄ、開口部４０ｂ及び駆動軸貫通穴４０ａとを介して連通させる場合に比べ、極めて短時間で前方シリンダ室Ｃ１の圧力と低圧空間Ｓ１の圧力とを同一にすることができるように経路面積等が決定されている。そのため、圧力調整流路６１を介して前方シリンダ室Ｃ１と低圧空間Ｓ１とが連通した際に、直ちに、後方シリンダ室Ｃ２が低圧空間Ｓ１の圧力と同一になることは無い。その結果、電動機５０の停止時の均圧期間には、ピストン３２ａと連結されたスライド弁３１は、前方シリンダ室Ｃ１及び後方シリンダ室Ｃ２の圧力差により、第２区間（図５Ｂ参照）内を移動させられる。

（２−４）駆動軸
駆動軸４０は、圧縮機構２０と電動機５０とを連結し、電動機５０の駆動力を圧縮機構２０に伝達する。

駆動軸４０は、図１のように、ケーシング１０内を水平方向に延びる。駆動軸４０は、スクリューロータ２１の中空部に貫通するように挿入されている。また、駆動軸４０は、後述する電動機５０のロータ５２の中空部に貫通するように挿入されている。駆動軸４０の一端側は、スクリューロータ２１に対して高圧空間Ｓ２側に配置される軸受ホルダ４１内の軸受４１ａにより回転自在に保持される。駆動軸４０の他端側は、電動機５０に対してスクリューロータ２１とは反対側に配置される軸受ホルダ４２内の軸受４２ａにより回転自在に保持される。

駆動軸４０には、駆動軸４０を軸方向に貫通する駆動軸貫通穴４０ａと、駆動軸４０の高圧空間Ｓ２側の端面に配置される開口部４０ｂとが形成されている。駆動軸貫通穴４０ａは、低圧空間Ｓ１と連通している。また、駆動軸貫通穴４０ａは、開口部４０ｂと連通している。開口部４０ｂには、突出部３２ｃが挿入されるように配置される。開口部４０ｂは、一体として形成されたピストン３２ａ、ピストンロッド３２ｂ、及び突出部３２ｃに形成された貫通穴３２ｄと連通している。

（２−５）電動機
電動機５０は、低圧空間Ｓ１に配置される。電動機５０は、駆動軸４０を介して圧縮機構２０のスクリューロータ２１に連結され、駆動軸４０周りにスクリューロータ２１を回転駆動する。

電動機５０は、ケーシング１０の内部に固定された中空のステータ５１と、ステータ５１の中空部にエアギャップを介して配置される中空のロータ５２とからなる。ロータ５２の中空部には駆動軸４０が貫通するように挿入され、ロータ５２と駆動軸４０とが連結されている。電動機５０の稼働中には、ロータ５２はステータ５１内を回転し、駆動軸４０を介してスクリューロータ２１が回転駆動される。

（３）運転動作
以下に、圧縮機構２０及び調整機構３０の運転動作について説明する。

（３−１）圧縮機構
電動機５０の稼働中には、圧縮機構２０は、低圧空間Ｓ１の冷媒を、スクリューロータ２１の螺旋溝２１ａにより形成される圧縮室Ｓｃを介して、高圧空間Ｓ２に吐出する。具体的には、電動機５０が稼動されてロータ５２が回転すると、ロータ５２に連結された駆動軸４０が回転し、駆動軸４０と連結されたスクリューロータ２１も回転する。スクリューロータ２１の回転に伴いゲートロータ２２も回転する。そして、圧縮機構２０は、低圧空間Ｓ１から圧縮室Ｓｃに冷媒を吸入する吸入工程、圧縮室Ｓｃ内の冷媒を圧縮する圧縮工程、圧縮室Ｓｃ内で圧縮された冷媒を高圧空間Ｓ２に吐出する吐出工程を繰り返す。

ここでは、圧縮室Ｓｃのうち、図６において太線で囲まれた圧縮室Ｓｃ１に着目して、圧縮機構２０の運転動作について説明する。

図６（ａ）において、圧縮室Ｓｃ１は、低圧空間Ｓ１と連通している。圧縮室Ｓｃ１を形成する螺旋溝２１ａには、螺旋溝２１ａの低圧空間Ｓ１側の端部から冷媒が流入する。

スクリューロータ２１が回転するのに伴ってゲートロータ２２も回転し、圧縮室Ｓｃ１を形成する螺旋溝２１ａは、図６（ａ）において下方に配されているゲートロータ２２のゲート２３により低圧空間Ｓ１と仕切られる。螺旋溝２１ａが低圧空間Ｓ１と仕切られると、圧縮室Ｓｃ１の圧縮が開始される。更に、スクリューロータ２１が回転するにつれ、螺旋溝２１ａ内をゲート２３が移動し、圧縮室Ｓｃ１の容積が次第に減少する（図６（ｂ）参照）。その結果、圧縮室Ｓｃ１内の冷媒が圧縮される。

更にスクリューロータ２１が回転し、圧縮室Ｓｃ１が図６（ｃ）のように高圧空間Ｓ２側に移動すると、圧縮室Ｓｃ１は、スライド弁３１の吐出口３１ｃを介して高圧空間Ｓ２と連通する。圧縮室Ｓｃ１内で圧縮された冷媒は、吐出口３１ｃを介して高圧空間Ｓ２に吐出される。

なお、高圧空間Ｓ２内に吐出された冷媒は、ケーシング１０の吐出口１２及び逆止弁１６を介してスクリュー圧縮機１外に吐出される（図１参照）。

（３−２）調整機構
まず、電動機５０の稼働中における調整機構３０の動作について説明する。

電動機５０の稼働中には、調整機構３０は、駆動部３８を動かすことで、パイロット弁３７を貫通穴３２ｄ内の所望の位置に移動させる（図５Ａ参照）。パイロット弁３７が貫通穴３２ｄ内を移動することで、制御通路３２ｂａと貫通穴３２ｄとの連通の度合いが変化し、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力関係が変化する。そして、ピストン３２ａは、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差により、ピストン３２ａをスクリューロータ２１方向に押す力と、その逆方向の力とが釣り合う位置まで移動させられる。これにより、ピストン３２ａと連結されるスライド弁３１が、第１区間内（図５Ａにおけるスライド弁３１の位置と、図５Ｃにおけるスライド弁３１の位置との間の区間内）の適切な位置に動かされる。その結果、圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２とを連通する吐出口３１ｃの位置が変化し、吐出口３１ｃの開度及び圧縮工程の終了位置が所望の状態に制御される。つまり、電動機５０の稼働中には、調整機構３０は、圧縮機構２０の容量制御を行う。

なお、電動機５０の稼働中には、スライド弁３１のシール面３１ｂは、ケーシング１０のシール部１５の摺接面１５ａと常に摺接している。つまり、スライド弁３１は、シール面３１ｂと摺接面１５ａとを摺接させることで、連通部１４において、スライド弁３１とシール部１５との隙間を介して、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが連通することを防止する。その結果、低圧空間Ｓ１は吸入圧力に、高圧空間Ｓ２は吐出圧力に維持される。

次に、電動機５０が停止する際の調整機構３０の動作について説明する。

電動機５０の停止時には、圧力調整流路６１に設けられた電磁弁６２が開放される。具体的には、電磁弁６２は、電動機５０の停止直前に開放される。電磁弁６２が開放された時点から、均圧期間は開始される。なお、電磁弁６２の開放のタイミングは例示であり、電磁弁６２は、電動機５０の停止と同時に開放されてもよい。

電磁弁６２が開放されると、シリンダ３３内の前方シリンダ室Ｃ１が低圧空間Ｓ１と連通し、前方シリンダ室Ｃ１内の圧力は、直ちに低圧空間Ｓ１の圧力と同一になる。一方、電磁弁６２の開放直後は、後方シリンダ室Ｃ２の圧力は高圧空間Ｓ２の圧力と同一であるため、後方シリンダ室Ｃ２の圧力は、前方シリンダ室Ｃ１の圧力より大きくなる。その結果、ピストン３２ａは、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差により、スクリューロータ２１側に移動される。

ピストン３２ａと連結されたスライド弁３１は、ピストン３２ａの動きに応じて、第２区間内（図５Ａにおけるスライド弁３１の位置と、図５Ｂにおけるスライド弁３１の位置との間の区間内）で動かされる。このとき、スライド弁３１のシール面３１ｂは、シール部１５の摺接面１５ａから離される。そして、ケーシング１０（シール部１５）とスライド弁３１との間に形成される隙間を介して、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通する。高圧空間Ｓ２の冷媒は、高圧空間Ｓ２の圧力と低圧空間Ｓ１の圧力とが同一となるまで、ケーシング１０とスライド弁３１との間に形成される隙間を介して、低圧空間Ｓ１に流入する。

均圧期間後には、高圧空間Ｓ２の圧力と低圧空間Ｓ１の圧力とが同一となる。この時、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力も同一となる。そのため、ピストン３２ａには、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差による力は作用しなくなる。そして、バネ３９の弾性力によってスライド弁３１は図５Ｃの起動位置に動かされる。スライド弁３１は、再び電動機５０が起動されるまで、図５Ｃの起動位置に配される。なお、高圧空間Ｓ２の圧力と低圧空間Ｓ１の圧力とが同一の状態には、高圧空間Ｓ２の圧力と低圧空間Ｓ１の圧力とが略同一の場合も含む。上記の前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力が同一の状態には、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力が略同一の場合も含む。

（４）特徴
（４−１）
本実施形態のスクリュー圧縮機１は、圧縮機構２０と、電動機５０と、ケーシング１０と、調整機構３０と、を備える。圧縮機構２０は、外周面に螺旋溝２１ａが形成された円筒状のスクリューロータ２１を有する。電動機５０は、スクリューロータ２１を駆動軸４０周りに回転駆動する。ケーシング１０は、冷媒の吸入口１１及び吐出口１２を有し、圧縮機構２０及び電動機５０が収容される。調整機構３０は、電動機５０の稼動時に、圧縮機構２０の容量制御を行う。調整機構３０は、ケーシング１０とスクリューロータ２１の外周面との間に配され、駆動軸４０の軸方向に沿って移動可能なスライド弁３１を有する。スライド弁３１は、スクリューロータ２１の外周面とは反対側に、電動機５０の稼動時にケーシング１０の摺接面１５ａと摺接するシール面３１ｂを有する。ケーシング１０内には、吸入口１１と連通する低圧空間Ｓ１と、吐出口１２と連通する高圧空間Ｓ２とが形成される。圧縮機構２０は、電動機５０の稼動時に、低圧空間Ｓ１の冷媒を、スクリューロータ２１の螺旋溝２１ａによって形成される圧縮室Ｓｃを介して、高圧空間Ｓ２に吐出する。調整機構３０は、電動機５０の稼動時には、スライド弁３１を第１区間で移動させて圧縮機構２０の容量制御を行うと共に、シール面３１ｂを摺接面１５ａと摺接させて低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通することを防止する。調整機構３０は、電動機５０の停止時の所定期間（均圧期間）には、スライド弁３１を第２区間で移動させて、シール面３１ｂと摺接面１５ａとを離すことで、スライド弁３１とケーシング１０との間に隙間を形成し、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とを直接連通させる。

本実施形態のスクリュー圧縮機１では、容量制御のためのスライド弁３１が、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２との連通を制御する弁体としても機能し、スクリュー圧縮機１の停止時には、スライド弁３１の背面側（スクリューロータ２１の外周面とは反対側）を通って高圧空間Ｓ２の高圧の冷媒が低圧空間Ｓ１へと流入する。これにより、冷媒が逆流させる（冷媒を高圧空間Ｓ２から低圧空間Ｓ１へと流す）ための配管及び弁体を別途設けることなく、スクリューロータ２１の逆回転を抑制できる。その結果、コスト上昇を抑制しつつ、信頼性の高いスクリュー圧縮機１が実現できる。

（４−２）
本実施形態のスクリュー圧縮機１では、調整機構３０は、スライド弁３１と連結されるピストン３２ａと、ピストン３２ａが収容されるシリンダ３３と、を更に有する。シリンダ３３には、ピストン３２ａの両側に、第１シリンダ室としての前方シリンダ室Ｃ１、及び、第２シリンダ室としての後方シリンダ室Ｃ２が形成される。ピストン３２ａは、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差により駆動される。

ここでは、スライド弁３１がシリンダ３３内のピストン３２ａの動きに応じて動かされるため、スライド弁３１を駆動させ、スクリューロータ２１の逆回転を抑制することができる。その結果、信頼性の高いスクリュー圧縮機１を実現できる。

（４−３）
本実施形態のスクリュー圧縮機１では、調整機構３０は、第１シリンダ室としての前方シリンダ室Ｃ１と第１空間としての低圧空間Ｓ１とを連通する圧力調整流路６１と、圧力調整流路６１に設けられた電磁弁６２と、を更に有する。電磁弁６２は、圧力調整流路６１に設けられた開閉部の一例である。開閉部は、例えば、電動弁などその他の弁体であってもよい。電磁弁６２は、電動機５０の稼動時には閉鎖され、電動機５０の停止時には開放される。

ここでは、スクリュー圧縮機１の停止時に前方シリンダ室Ｃ１と低圧空間Ｓ１とを連通させることで、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差を発生させ、ピストン３２ａを駆動させるため、素早くスライド弁３１を駆動することができる。その結果、スクリューロータ２１の逆回転が抑制されやすく、信頼性の高いスクリュー圧縮機１を実現できる。

（４−４）
本実施形態のスクリュー圧縮機１では、スライド弁３１の移動する第２区間は、第１区間よりも低圧空間Ｓ１側に位置する。

ここでは、スクリュー圧縮機１の停止時にスライド弁３１を低圧空間Ｓ１側に移動させることで、スクリューロータ２１の逆回転を抑制することができる。

（４−５）
本実施形態のスクリュー圧縮機１では、調整機構３０は、均圧期間後に、スライド弁３１を起動位置に移動させる。起動位置では、スライド弁３１が、圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２とが連通することを防止すると共に、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通することを防止する。

ここでは、スライド弁３１の背面を介して低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが連通された後、スライド弁３１は、起動位置に移動させられ、圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２との連通、及び低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２との連通を防止する。その結果、スクリュー圧縮機１を、適切な条件（圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２とが連通せず、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが連通しない状態）で起動することができる。

（４−６）
本実施形態のスクリュー圧縮機１では、調整機構３０は、バネ３９を更に有する。バネ３９は、弾性力により、均圧期間後に、スライド弁３１を起動位置に移動させる。

ここでは、バネ３９を用いることで、容易にスライド弁３１を起動位置に移動させることができる。

なお、本実施形態のバネ３９は弾性体の一例であり、バネ以外の弾性体が使用されてもよい。

（４−７）
本実施形態のスクリュー圧縮機１では、均圧期間は、低圧空間Ｓ１の圧力と高圧空間Ｓ２の圧力が同一になるまでの期間である。

これにより、スクリューロータ２１の逆回転を抑制しやすい。

＜第２実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の第２実施形態に係るスクリュー圧縮機１０１について説明する。

図７は、第２実施形態に係るスクリュー圧縮機１０１の断面図である。スクリュー圧縮機１０１は、第１実施形態に係るスクリュー圧縮機１と、調整機構１３０を除き同様であるため、調整機構１３０の説明以外は省略する。

（１）調整機構
調整機構１３０は、第１実施形態に係るスクリュー圧縮機１の調整機構３０と、以下の点で異なる。

調整機構１３０は、シリンダ３３の後方シリンダ室Ｃ２内にバネ１３９を有する（図８Ａ参照）。また、調整機構１３０のスライド弁３１の動きが、第１実施形態に係るスクリュー圧縮機１の調整機構３０におけるスライド弁３１の動きと異なる（図８Ａ〜図８Ｃ参照）。更に、調整機構１３０では、圧力調整流路１６１は、前方シリンダ室Ｃ１ではなく、後方シリンダ室Ｃ２と連通している（図８Ａ参照）。これらの相違点を除いては、調整機構１３０は、調整機構３０と同様である。ここでは、調整機構１３０の調整機構３０との相違点について主に説明する。

バネ１３９は、図８Ａのように、シリンダ３３のスクリューロータ２１とは反対側に位置する端部と、ピストン３２ａとの間に配される弾性体である。バネ１３９は、均圧期間が経過した後に、スライド弁３１を起動位置（図８Ｃにおけるスライド弁３１の位置）に移動させ、その位置を保持するために主に用いられる。バネ１３９は、均圧期間後に、バネ３９との力関係がバランスすると、スライド弁３１が起動位置に配されるように選定される。

調整機構１３０では、スライド弁３１は、電動機５０の稼動時、電動機５０の停止時の均圧期間、及び均圧期間後に以下の様な動作を行う。言い換えれば、調整機構１３０では、スライド弁３１は、電動機５０の稼動時、電動機５０の停止時の均圧期間、及び均圧期間後に以下の様な配置をとる。

スライド弁３１は、電動機５０の稼動時には、駆動軸４０に沿って（駆動軸４０の軸方向にそって）第１区間を移動させられ、圧縮機構２０の容量制御のために用いられる。図８Ａは第１区間の一端（第１区間中で、スライド弁３１が最も低圧空間Ｓ１に寄った位置）を示し、図８Ｃは第１区間の他端（第１区間中で、スライド弁３１が最も高圧空間Ｓ２に寄った位置）を示している。スライド弁３１が駆動軸４０の軸方向に第１区間内を移動させられることで、吐出口３１ｃの位置が変化し、圧縮機構２０の容量制御が行われる。スライド弁３１が第１区間を移動している際には、スライド弁３１のシール面３１ｂは、シール部１５の摺接面１５ａと常に摺接しており、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通することが防止される。

スライド弁３１は、電動機５０の停止時の均圧期間には、駆動軸４０に沿って（駆動軸４０の軸方向にそって）第２区間を移動させられる。図８Ｃは第２区間の一端（第２区間中で、スライド弁３１が最も低圧空間Ｓ１に寄った位置）を示し、図８Ｂは第２区間の他端（第２区間中で、スライド弁３１が最も高圧空間Ｓ２に寄った位置）を示している。図８Ａ〜図８Ｃから分かるように、第２区間は、第１区間よりも高圧空間Ｓ２側に位置する。スライド弁３１が第２区間を移動する際には、スライド弁３１のシール面３１ｂとシール部１５の摺接面１５ａとは離され（接触せず）、ケーシング１０（シール部１５）とスライド弁３１との間に隙間が形成され、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが連通する。そして、ケーシング１０とスライド弁３１との間に形成される隙間を通って、高圧空間Ｓ２の冷媒が、低圧空間Ｓ１に流入し、両空間の圧力が均一化される。

均圧期間が終了して低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２との圧力が同一になった後、スライド弁３１は、図８Ｃに示した起動位置に移動され、再びスクリュー圧縮機１が運転されるまで（電動機５０が起動されるまで）その位置を維持する。なお、低圧空間Ｓ１の圧力と高圧空間Ｓ２の圧力とが同一の状態には、低圧空間Ｓ１の圧力と高圧空間Ｓ２の圧力とが略同一の場合も含む。スライド弁３１の起動位置では、スライド弁３１のシール面３１ｂは、シール部１５の摺接面１５ａと接しており、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通することが防止される。また、スライド弁３１の起動位置では、圧縮機構２０の圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２とは吐出口３１ｃを介して連通しない。つまり、起動位置では、スライド弁３１は、圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２との連通を防止する。

圧力調整流路１６１は、後方シリンダ室Ｃ２と低圧空間Ｓ１とを連通するための通路である。圧力調整流路１６１は、後方シリンダ室Ｃ２と、シリンダ３３のスクリューロータ２１とは反対側の端部近傍で連通する。圧力調整流路１６１は、電動機５０の停止時の第２期間以外は電磁弁６２により閉鎖されている。言い換えれば、電磁弁６２は、電動機５０の停止時の第２期間だけ開放される。なお、第２期間は、電磁弁６２がその期間に開放されることで、電動機５０の停止時の均圧期間にスライド弁３１が第２区間内を移動するように、予め適切に決定された期間である。

電磁弁６２が開放されると、後方シリンダ室Ｃ２と低圧空間Ｓ１とが連通し、直ちに後方シリンダ室Ｃ２の圧力が低圧空間Ｓ１の圧力と同一になる。つまり、後方シリンダ室Ｃ２の圧力が、前方シリンダ室Ｃ１の圧力よりも小さくなる。その結果、ピストン３２ａは、図８Ｂのように、スクリューロータ２１とは反対側に移動する。図８Ｂのような電磁弁６２が開放された時のピストン３２ａの位置は、電動機５０の稼動時には取ることのない位置である。ピストン３２ａがこのような位置に移動されることで、スライド弁３１は第２区間を移動し、ケーシング１０（シール部１５）とスライド弁３１との間の隙間を介して、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが連通する。そして、高圧空間Ｓ２の冷媒は、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２との圧力が同一になるまで、ケーシング１０とスライド弁３１との間の隙間を通って、低圧空間Ｓ１に流入する。その後、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２との圧力が同一になると、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力も同一になる。この状態では、バネ３９，１３９の弾性力が支配的になり、スライド弁３１は、バネ３９，１３９の弾性力により、バネ３９とバネ１３９との弾性力と釣り合う位置まで（図８Ｃの起動位置まで）移動させられる。

（２）調整機構の運転動作
以下に、調整機構１３０の運転動作について説明する。なお、圧縮機構２０の運転動作については、第１実施形態のスクリュー圧縮機１と同様であるため、説明は省略する。

まず、電動機５０の稼働中における、調整機構１３０の動作について説明する。

電動機５０の稼働中には、調整機構１３０は、駆動部３８を動かすことで、パイロット弁３７を貫通穴３２ｄ内の所望の位置に移動させる（図８Ａ参照）。パイロット弁３７が貫通穴３２ｄ内を移動することで、制御通路３２ｂａと貫通穴３２ｄとの連通の度合いが変化し、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力関係が変化する。そして、ピストン３２ａは、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差により、ピストン３２ａをスクリューロータ２１方向に押す力と、その逆方向の力とが釣り合う位置まで移動させられる。これにより、ピストン３２ａと連結されるスライド弁３１が、第１区間内（図８Ａにおけるスライド弁３１の位置と、図８Ｃにおけるスライド弁３１の位置との間の区間内）の適切な位置に動かされる。その結果、圧縮室Ｓｃと高圧空間Ｓ２とを連通する吐出口３１ｃの位置が変化し、吐出口３１ｃの開度及び圧縮工程の終了位置が所望の状態に制御される。つまり、電動機５０の稼働中には、調整機構１３０は、圧縮機構２０の容量制御を行う。

なお、電動機５０の稼働中には、スライド弁３１のシール面３１ｂは、ケーシング１０のシール部１５の摺接面１５ａと常に接触して摺接している。つまり、スライド弁３１は、シール面３１ｂと摺接面１５ａとを摺接させることで、連通部１４において（スライド弁３１とシール部１５との隙間を介して）、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが連通することを防止する。その結果、低圧空間Ｓ１は吸入圧力に、高圧空間Ｓ２は吐出圧力に維持される。

次に、電動機５０が停止する際の調整機構１３０の動作について説明する。

電動機５０が停止時には、圧力調整流路６１に設けられた電磁弁６２が開放される。具体的には、電磁弁６２は、電動機５０の停止直前に開放される。電磁弁６２が開放された時点から、均圧期間は開始される。なお、電磁弁６２の開放のタイミングは例示であり、電磁弁６２は、電動機５０の停止と同時に開放されてもよい。

電磁弁６２が開放されると、シリンダ３３内の後方シリンダ室Ｃ２が低圧空間Ｓ１と連通し、後方シリンダ室Ｃ２内の圧力は、直ちに低圧空間Ｓ１の圧力と同一になる。一方、電磁弁６２の開放直後は、前方シリンダ室Ｃ１の圧力は高圧空間Ｓ２の圧力と同一であるため、前方シリンダ室Ｃ１の圧力は、後方シリンダ室Ｃ２の圧力より大きくなる。その結果、ピストン３２ａは、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差により、スクリューロータ２１とは反対側に移動される。

ピストン３２ａと連結されたスライド弁３１は、ピストン３２ａの動きに応じて、第２区間内（図８Ｃにおけるスライド弁３１の位置と、図８Ｂにおけるスライド弁３１の位置との間の区間内）で動かされる。このとき、スライド弁３１のシール面３１ｂは、シール部１５の摺接面１５ａから離される。そして、ケーシング１０（シール部１５）とスライド弁３１との間に形成される隙間を介して、低圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ２とが直接連通する。高圧空間Ｓ２の冷媒は、高圧空間Ｓ２の圧力と低圧空間Ｓ１の圧力とが同一となるまで、ケーシング１０とスライド弁３１との間に形成される隙間を介して、低圧空間Ｓ１に流入する。

均圧期間後には、高圧空間Ｓ２の圧力と低圧空間Ｓ１の圧力とが同一となる。この時、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力も同一となる。そのため、ピストン３２ａには、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差による力は作用しなくなる。そして、バネ３９，１３９の弾性力によって、スライド弁３１は図８Ｃの起動位置に配される。スライド弁３１が起動位置に位置している状態では、バネ３９の弾性力とバネ１３９の弾性力とがバランスしている。スライド弁３１は、再び電動機５０が起動されるまで、図８Ｃの起動位置に配される。なお、高圧空間Ｓ２の圧力と低圧空間Ｓ１の圧力とが同一の状態には、高圧空間Ｓ２の圧力と低圧空間Ｓ１の圧力とが略同一の場合も含む。上記の前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力が同一の状態には、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力が略同一の場合も含む。

（３）特徴
第２実施形態に係るスクリュー圧縮機１０１は、第１実施形態に係るスクリュー圧縮機１についての（４−１），（４−２），（４−５），（４−７）と同様の特徴を有する他、以下の特徴を有する。

（３−１）
本実施形態のスクリュー圧縮機１０１では、調整機構１３０は、第１シリンダ室としての後方シリンダ室Ｃ２と第１空間としての低圧空間Ｓ１とを連通する圧力調整流路１６１と、圧力調整流路１６１に設けられた電磁弁６２とを更に有する。電磁弁６２は、圧力調整流路１６１に設けられた開閉部の一例である。開閉部は、例えば、電動弁などその他の弁体であってもよい。電磁弁６２は、電動機５０の稼動時には閉鎖され、電動機５０の停止時には開放される。

ここでは、スクリュー圧縮機１の停止時に後方シリンダ室Ｃ２と低圧空間Ｓ１とを連通させることで、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力差を発生させ、ピストン３２ａを駆動させるため、素早くスライド弁３１を駆動することができる。その結果、スクリューロータ２１の逆回転が抑制されやすく、信頼性の高いスクリュー圧縮機１０１を実現できる。

（３−２）
本実施形態のスクリュー圧縮機１０１では、スライド弁３１の移動する第２区間は、第１区間よりも高圧空間Ｓ２側に位置する。

ここでは、スクリュー圧縮機１０１の停止時にスライド弁３１を高圧空間Ｓ２側に移動させることで、スクリューロータ２１の逆回転を抑制することができる。

（３−３）
本実施形態のスクリュー圧縮機１０１では、調整機構１３０は、弾性体としてのバネ３９，１３９を更に有する。バネ３９，１３９は、弾性力により、所定期間後に、スライド弁３１を起動位置に移動させる。

ここでは、バネ３９，１３９を用いることで、容易にスライド弁３１を起動位置に移動させることができる。

なお、本実施形態のバネ３９，１３９は弾性体の一例であり、バネ以外の弾性体が使用されてもよい。

＜変形例＞
以下に第１および第２実施形態の変形例を示す。なお、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。

（１）変形例Ａ
上記の実施形態では、パイロット弁３７を駆動部３８により駆動し、前方シリンダ室Ｃ１と後方シリンダ室Ｃ２との圧力関係を変化させることで、スライド弁３１の位置を調整しているが、これに限定されるものではない。例えば、別途スライド弁３１の駆動源として油圧機器やモータが設けられ、これらの駆動源によりスライド弁３１の位置制御が行われてもよい。

（２）変形例Ｂ
上記の実施形態では、スライド弁３１のスクリューロータ２１とは反対側の円弧状の面がシール面３１ｂとなっているが、これに限定されるものではない。例えば、スライド弁３１には、スクリューロータ２１の外周面とは反対側に突出する凸部が設けられ、ケーシング１０の連通部１４には凸部に対応する凹部が設けられ、電動機５０の稼働中及び均圧期間後には凸部と凹部とが噛み合い、均圧期間には凸部と凹部とが噛み合わなくなるような（離れるような）構造であってもよい。

本発明は、圧縮機停止時にゲートが摩耗しにくい、信頼性の高いスクリュー圧縮機として有用である。

１，１０１ スクリュー圧縮機
１０ ケーシング
１１ 吸入口
１２ 吐出口
１５ａ 摺接面
２０ 圧縮機構
２１ スクリューロータ
２１ａ 螺旋溝
３０，１３０ 調整機構
３１ スライド弁
３１ｂ シール面
３２ａ ピストン
３３ シリンダ
３９，１３９ バネ（弾性体）
４０ 駆動軸
５０ 電動機
６１，１６１ 圧力調整流路
６２ 電磁弁（開閉部）
Ｃ１ 前方シリンダ室（第１シリンダ室、第２シリンダ室）
Ｃ２ 後方シリンダ室（第２シリンダ室、第１シリンダ室）
Ｓ１ 低圧空間（第１空間）
Ｓ２ 高圧空間（第２空間）
Ｓｃ 圧縮室

特開２０１１−９４６１１号公報

Claims (8)

1. 外周面に螺旋溝（２１ａ）が形成された円筒状のスクリューロータ（２１）を有する圧縮機構（２０）と、
   前記スクリューロータを駆動軸（４０）周りに回転駆動する電動機（５０）と、
   流体の吸入口（１１）及び吐出口（１２）を有し、前記圧縮機構及び前記電動機が収容されるケーシング（１０）と、
   前記電動機の稼動時に、前記圧縮機構の容量制御を行う調整機構（３０，１３０）と、
   を備え、
   前記調整機構は、前記ケーシングと前記スクリューロータの前記外周面との間に配され、前記駆動軸の軸方向に沿って移動可能なスライド弁（３１）を有し、
   前記スライド弁は、前記スクリューロータの前記外周面とは反対側に、前記電動機の稼動時に前記ケーシングの摺接面（１５ａ）と摺接するシール面（３１ｂ）を有し、
   前記ケーシング内には、前記吸入口と連通する第１空間（Ｓ１）と、前記吐出口と連通する第２空間（Ｓ２）とが形成され、
   前記圧縮機構は、前記電動機の稼動時に、前記第１空間の前記流体を、前記スクリューロータの前記螺旋溝によって形成される圧縮室（Ｓｃ）を介して、前記第２空間に吐出し、
   前記調整機構は、
   前記電動機の稼動時には、前記スライド弁を第１区間で移動させて前記圧縮機構の容量制御を行うと共に、前記シール面を前記摺接面と摺接させて前記第１空間と前記第２空間とが直接連通することを防止し、
   前記電動機の停止時の所定期間には、前記スライド弁を第２区間で移動させて、前記シール面と前記摺接面とを離すことで、前記スライド弁と前記ケーシングとの間に隙間を形成し、前記第１空間と前記第２空間とを直接連通させる、
   スクリュー圧縮機（１，１０１）。
2. 前記調整機構は、前記スライド弁と連結されるピストン（３２ａ）と、前記ピストンが収容され、前記ピストンの両側に第１シリンダ室（Ｃ１，Ｃ２）及び第２シリンダ室（Ｃ２，Ｃ１）が形成されたシリンダ（３３）と、を更に有し、
   前記ピストンは、前記第１シリンダ室と前記第２シリンダ室との圧力差により駆動される、
   請求項１に記載のスクリュー圧縮機。
3. 前記調整機構は、前記第１シリンダ室と前記第１空間とを連通する圧力調整流路（６１，１６１）と、前記圧力調整流路に設けられた開閉部（６２）とを更に有し、
   前記開閉部は、前記電動機の稼動時には閉鎖され、前記電動機の停止時には開放される、
   請求項２に記載のスクリュー圧縮機。
4. 前記第２区間は、前記第１区間よりも前記第１空間側に位置する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のスクリュー圧縮機（１）。
5. 前記第２区間は、前記第１区間よりも前記第２空間側に位置する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のスクリュー圧縮機（１０１）。
6. 前記調整機構は、前記所定期間後に、前記スライド弁を起動位置に移動させ、
   前記起動位置では、前記スライド弁は、前記圧縮室と前記第２空間とが連通することを防止すると共に、前記第１空間と前記第２空間とが直接連通することを防止する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のスクリュー圧縮機（１，１０１）。
7. 前記調整機構は、弾性体（３９，１３９）を更に有し、
   前記弾性体は、弾性力により、前記所定期間後に、前記スライド弁を前記起動位置に移動させる、
   請求項６に記載のスクリュー圧縮機（１，１０１）。
8. 前記所定期間は、前記第１空間の圧力と前記第２空間の圧力が同一になるまでの期間である、
   請求項１から７のいずれか１項に記載のスクリュー圧縮機（１，１０１）。

Images