JP2016108955A - シリンダ回転型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダ回転型圧縮機のエネルギ損失の増加を抑制する。【解決手段】シリンダ２１の中心軸Ｃ１に対して偏心回転するロータ２２の内部に、シャフト２４に形成されたシャフト側吸入通路２４ｂから流出した冷媒（圧縮対象流体）を圧縮室Ｖ側へ導くロータ側吸入通路２２ｂを形成する。さらに、ロータ２２の外周面に、ロータ側吸入通路２２ｂから流出した冷媒を、ロータ側吸入通路２２ｂの出口側から吸入行程となった圧縮室Ｖ側へ導く周方向吸入通路２２ｃを形成する。これにより、吸入行程となった圧縮室Ｖへ速やかに冷媒を流入させて、圧縮室Ｖ内の圧力低下を抑制する。【選択図】図３

Description

本発明は、内部に圧縮室を形成するシリンダを回転させるシリンダ回転型圧縮機に関する。

従来、内部に圧縮室を形成するシリンダを回転させることによって、圧縮室の容積を変化させて、流体を圧縮して吐出するシリンダ回転型圧縮機が知られている。

例えば、特許文献１には、電動機部（電動モータ部）の回転子と一体的に構成された円筒状のシリンダと、シリンダの内部に配置された円柱状部材からなるロータと、ロータに形成された溝部に摺動可能に嵌め込まれて圧縮室を仕切るベーンと、を備えるシリンダ回転型圧縮機が開示されている。

この種のシリンダ回転型圧縮機では、シリンダおよびロータを異なる回転軸で連動回転させることによってベーンを変位させて、圧縮室の容積を変化させている。さらに、特許文献１のシリンダ回転型圧縮機では、電動モータ部の内周側に圧縮機構部を配置することによって、圧縮機全体としての小型化を図っている。

特開２０１２−６７７３５号公報

ところで、特許文献１のシリンダ回転型圧縮機では、シリンダの軸方向一端側を閉塞するサイドプレートに、外部から吸入した圧縮対象流体を圧縮室へ導く吸入通路の一部を形成している。しかしながら、サイドプレートはシリンダとともに回転するので、サイドプレートに吸入通路の一部を形成すると、吸入通路の通路構成やシール構造の複雑化を招きやすい。

これに対して、本発明者らは、先に、特願２０１３−１１９９２４号（以下、先願例という。）にて、ロータを回転可能に支持するシャフト、およびロータの内部に吸入通路を形成して、圧縮対象流体を圧縮室へ導くシリンダ回転型圧縮機を提案している。これによれば、吸入通路の通路構成やシール構造の複雑化を招くことなく、圧縮対象流体を圧縮室内へ導くことができる。

ところが、本発明者らがシリンダ回転型圧縮機の性能向上についての検討を進めたところ、先願例のシリンダ回転型圧縮機では、吸入行程（容積を増加させる行程）となった直後の圧縮室を吸入通路に連通させることができず、吸入行程となった直後の圧縮室内の流体圧力が低下していることが判った。このような圧力低下は、圧縮機を駆動するために消費される動力の増加を招き、圧縮機のエネルギ損失を増加させてしまう。

本発明は、上記点に鑑み、シリンダ回転型圧縮機のエネルギ損失の増加を抑制することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、中心軸（Ｃ１）周りに回転する円筒状のシリンダ（２１）と、シリンダ（２１）の内部に配置されて、シリンダ（２１）の中心軸（Ｃ１）に対して偏心した偏心軸（Ｃ２）周りに回転する円柱状のロータ（２２）と、ロータ（２２）を回転可能に支持するシャフト（２４）と、ロータ（２２）に形成された溝部（２２ａ、２２ｄ）に摺動可能に嵌め込まれて、ロータ（２２）の外周面とシリンダ（２１）の内周面との間に形成される圧縮室（Ｖ）を仕切るベーン（２３、２３ｂ）と、を備え、
シャフト（２４）の内部には、外部から流入した圧縮対象流体を流通させるシャフト側吸入通路（２４ｂ）が形成され、ロータ（２２）の内部には、シャフト側吸入通路（２４ｂ）から流出した圧縮対象流体を、圧縮室（Ｖ）側へ導くロータ側吸入通路（２２ｂ）が形成され、
さらに、ロータ（２２）およびシリンダ（２１）の少なくとも一方には、ロータ側吸入通路（２２ｂ）から流出した圧縮対象流体を、ロータ側吸入通路（２２ｂ）の出口側から吸入行程となった圧縮室（Ｖ）側へ導く、周方向吸入通路（２１ａ、２２ｃ）が形成されているシリンダ回転型圧縮機を特徴としている。

これによれば、周方向吸入通路（２１ａ、２２ｃ）が形成されているので、吸入行程となった圧縮室（Ｖ）へ速やかに圧縮対象流体を流入させることができる。従って、吸入行程となった直後の圧縮室（Ｖ）内に圧力低下が生じてしまうことを抑制し、シリンダ回転型圧縮機のエネルギ損失の増加を抑制することができる。

なお、本請求項における「吸入行程となった圧縮室（Ｖ）」とは、容積を拡大させる行程となった圧縮室（Ｖ）を意味しており、吸入行程となっていれば容積が０となっている圧縮室（Ｖ）も含む意味である。

また、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の圧縮機の軸方向断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である 第１実施形態のロータの外観斜視図である。 第１実施形態の圧縮機の作動状態を説明するための説明図である。 第１実施形態の圧縮機の回転角に対する圧縮室の容積の変化を示すグラフである。 第１実施形態の圧縮機の回転角に対する圧縮室内の冷媒圧力の変化を示すグラフである。 比較用の圧縮機の作動状態を説明するための説明図である。 比較用の圧縮機の回転角に対する圧縮室内の冷媒圧力の変化を示すグラフである。 第２実施形態の圧縮機の軸方向垂直断面図である。 第３実施形態の圧縮機の軸方向垂直断面図である。 第３実施形態の圧縮機の作動状態を説明するための説明図である。

（第１実施形態）
以下、図１〜図９を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態のシリンダ回転型圧縮機１（以下、単に圧縮機１と記載する。）は、車両用空調装置にて車室内へ送風される送風空気を冷却する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に適用されており、この冷凍サイクル装置において圧縮対象流体である冷媒を圧縮して吐出する機能を果たす。

圧縮機１は、図１に示すように、その外殻を形成するハウジング１０の内部に、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部２０、および圧縮機構部２０を駆動する電動機部（電動モータ部）３０を収容した電動圧縮機として構成されている。

まず、ハウジング１０は、複数の金属製部材を組み合わせることによって構成されており、内部に略円柱状の空間を形成する密閉容器構造のものである。

より具体的には、ハウジング１０は、図１に示すように、有底円筒状（カップ状）のメインハウジング１１、メインハウジング１１の開口部を閉塞するように配置された有底円筒状のサブハウジング１２、およびサブハウジング１２の開口部を閉塞するように配置された円板状の蓋部材１３を組み合わせることによって構成されている。

なお、メインハウジング１１、サブハウジング１２、および蓋部材１３の当接部には、Ｏリング等からなる図示しないシール部材が介在されており、各当接部から冷媒が漏れることはない。

メインハウジング１１の筒状側面には、圧縮機構部２０にて昇圧された高圧冷媒をハウジング１０の外部（具体的には、冷凍サイクル装置の凝縮器の冷媒入口側）へ吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。サブハウジング１２の筒状側面には、ハウジング１０の外部から低圧冷媒（具体的には、冷凍サイクル装置の蒸発器から流出した低圧冷媒）を吸入する吸入ポート１２ａが形成されている。

サブハウジング１２と蓋部材１３との間には、吸入ポート１２ａから吸入された低圧冷媒を、圧縮機構部２０の圧縮室Ｖへ導くためのハウジング側吸入通路１３ａが形成されている。さらに、蓋部材１３のサブハウジング１２側の面と反対側の面には、電動機部３０へ電力を供給する駆動回路（インバータ）３０ａが取り付けられている。

次に、電動機部３０は、固定子としてのステータ３１を有している。ステータ３１は、金属磁性材料で形成されたステータコア３１ａ、およびステータコア３１ａに巻き付けられたステータコイル３１ｂによって構成されており、メインハウジング１１の筒状側面の内周面に圧入などの手段によって固定されている。

そして、駆動回路３０ａから、密封端子（ハーメチックシール端子）３０ｂを介して、ステータコイル３１ｂに電力が供給されると、ステータ３１の内周側に配置されたシリンダ２１を回転させる回転磁界が発生する。シリンダ２１は、円筒状の金属磁性材料で形成されており、後述するように、圧縮機構部２０の圧縮室を形成するものである。

さらに、このシリンダ２１には、図２、図３の断面図に示すように、マグネット（永久磁石）３２が固定されている。これにより、シリンダ２１は、電動機部３０の回転子としての機能を兼ね備える。そして、シリンダ２１は、ステータ３１が生じる回転磁界によって中心軸Ｃ１周りに回転する。

つまり、本実施形態の圧縮機１では、電動機部３０の回転子と圧縮機構部２０のシリンダ２１が一体的に構成されている。もちろん、電動機部３０の回転子と圧縮機構部２０のシリンダ２１とを別部材で構成し、圧入等の手段によって一体化させてもよい。

次に、圧縮機構部２０について説明する。圧縮機構部２０は、シリンダ２１、ロータ２２、ベーン２３、並びに、シャフト２４等を有して構成されている。シリンダ２１は、内部に圧縮室Ｖを形成する円筒状部材であり、前述の如く、電動機部３０の回転子としての機能を兼ね備えており、中心軸Ｃ１周りに回転する。

シリンダ２１の軸方向両端部には、シリンダ２１の開口端部を閉塞する閉塞用部材である第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂが固定されている。従って、第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂは、シリンダ２１とともに回転する。なお、本実施形態では、サブハウジング１２側に配置される閉塞部材を第１サイドプレート２５ａとし、メインハウジング１１の底面側に配置される閉塞部材を第２サイドプレート２５ｂとする。

第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂは、シリンダ２１の回転軸に略垂直な方向へ広がる円板状部、および円板状部の中心部に配置されて軸方向に突出するボス部を有している。さらに、ボス部には、第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂの表裏を貫通する貫通穴が形成されている。

これらの貫通穴には、それぞれ図示しない軸受け機構が配置されており、この軸受け機構にシャフト２４が挿入されていることによって、シリンダ２１がシャフト２４に対して回転可能に支持されている。また、シャフト２４の両端部は、それぞれハウジング１０（具体的には、メインハウジング１１およびサブハウジング１２）に固定されている。従って、シャフト２４がハウジング１０に対して回転することはない。

シャフト２４は、シリンダ２１（具体的には、シリンダ２１に固定された第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂ）、およびロータ２２を回転自在に支持する略円筒状部材である。

シャフト２４の軸方向中央部には、サブハウジング１２側の端部よりも外径寸法の小さい小径部が設けられている。この小径部は、シリンダ２１の中心軸Ｃ１に対して偏心した偏心部２４ｃを構成している。そして、小径部には、図示しない軸受け機構を介して、ロータ２２が回転自在に支持されている。このため、ロータ２２が回転する際には、シリンダ２１の中心軸Ｃ１に対して偏心した偏心軸Ｃ２周りに回転する。

さらに、シャフト２４の内部には、図１に示すように、ハウジング側吸入通路１３ａに連通して、外部から流入した低圧冷媒を圧縮室Ｖ側へ導くためのシャフト側吸入通路２４ｂ、並びに、図１、図３に示すように、径方向に延びてシャフト側吸入通路２４ｂと圧縮室Ｖとを連通させるための複数（本実施形態では４つ）のシャフト側吸入穴２４ａが形成されている。

ロータ２２は、シリンダ２１の内部に配置されてシリンダ２１の中心軸方向に延びる中空の円柱状部材（円筒状部材）である。ロータ２２の軸方向長さは、図１に示すように、シャフト２４の偏心部２４ｃの軸方向長さ、およびシリンダ２１の内部に形成される円柱状空間の軸方向長さと略同等の寸法に形成されている。

さらに、ロータ２２の外径寸法は、シリンダ２１の内部に形成される円柱状空間の内径寸法よりも小さく形成されている。より詳細には、ロータ２２の外径寸法は、後述する図５に示すように、シリンダ２１の中心軸Ｃ１の方向から見たときに、ロータ２２の外周面とシリンダ２１の内周面が１箇所の接触点Ｃ３で接触するように設定されている。

ロータ２２と第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂとの間には、シリンダ２１とともに回転する第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂからロータ２２へ回転駆動力を伝達する動力伝達手段が設けられている。

より詳細には、ロータ２２と第１サイドプレート２５ａとの間に設けられる動力伝達手段は、図２に示すように、ロータ２２の第１サイドプレート２５ａ側の面に形成された複数（本実施形態では、３つ）の円形状の穴部２２１、および第１サイドプレート２５ａに固定された複数（本実施形態では、３つ）の駆動ピン２５１によって構成されている。

これらの複数の駆動ピン２５１は、穴部２２１よりも小径に形成されており、ロータ２２側へ向かって軸方向に突出して、それぞれ穴部２２１に嵌め込まれている。このため、駆動ピン２５１および穴部２２１は、いわゆるピン−ホール式の自転防止機構と同等の機構を構成している。ロータ２２と第２サイドプレート２５ｂとの間に設けられる動力伝達手段についても同様である。

本実施形態の動力伝達手段によれば、シリンダ２１が中心軸Ｃ１周りに回転すると、各駆動ピン２５１とシャフト２４の偏心部２４ｃとの相対位置（相対距離）が変化する。この相対位置（相対距離）の変化によって、ロータ２２の穴部２２１の側壁面が駆動ピン２５１から回転方向の荷重を受ける。その結果、ロータ２２は、シリンダ２１の回転に同期して偏心軸Ｃ２周りに回転する。

ここで、本実施形態の動力伝達手段では、複数の駆動ピン２５１および穴部２２１によって、順次、ロータ２２へ動力を伝達している。従って、複数の駆動ピン２５１および穴部２２１は、偏心軸Ｃ２周りに等角度間隔に配置されていることが望ましい。さらに、穴部２２１の側壁面の摩耗を抑制するために、穴部２２１の側壁面に摩耗抑制用のリング部材等を配置してもよい。

また、ロータ２２の外周面には、図２、図３に示すように、軸方向の全域に亘って内周側へ凹んだ溝部２２ａが形成されており、この溝部２２ａには、後述するベーン２３が摺動可能に嵌め込まれている。より詳細には、本実施形態の溝部２２ａは、偏心軸Ｃ２の軸方向から見たときに、ベーン２３の摺動する面（ベーン２３との摩擦面）が、ロータ２２の径方向と平行に形成されている。

ロータ２２の軸方向中央部の内部には、図３に示すように、径方向に延びて、ロータ２２の内周側と外周側とを連通させるロータ側吸入通路２２ｂが形成されている。このロータ側吸入通路２２ｂは、シャフト２４に設けられたシャフト側吸入穴２４ａから流出した低圧冷媒を流通させて、圧縮室Ｖ側へ導く冷媒通路である。

さらに、図３から明らかなように、ロータ側吸入通路２２ｂの冷媒出口は、溝部２２ａに対して回転方向後方側のロータ２２の外周面に開口している。換言すると、ロータ側吸入通路２２ｂの冷媒出口は、ロータ２２の外周面のうち、溝部２２ａの回転方向前方側の壁面よりも後方側の壁面の近くに開口している。

ロータ２２の外周面には、ロータ２２の外周面に形成されたロータ側吸入通路２２ｂの出口側から溝部２２ａ側へ向かって冷媒を導く周方向吸入通路２２ｃが形成されている。より具体的には、この周方向吸入通路２２ｃは、図４に示すように、ロータ２２の外周面の軸方向中央部を周方向（回転方向）に切り欠く（削り落とす）ことによって形成されている。

なお、図４は、ロータ２２の外観斜視図であり、この図４では、ロータ２２の下方側が、第１サイドプレート２５ａの配置される側となる。

ベーン２３は、板状部材で形成されており、その軸方向長さは、ロータ２２の軸方向長さと略同等の寸法に形成されている。さらに、ベーン２３の外周側端部にはヒンジ部２３ａが形成されている。ヒンジ部２３ａは、シリンダ２１の内周面に形成された溝部に、周方向に揺動自在に支持されている。このため、ベーン２３がシリンダ２１から離れることはない。

従って、本実施形態の圧縮機構部２０では、シリンダ２１の内壁面、ロータ２２の外周面、およびベーン２３の板面に囲まれた空間によって、圧縮室Ｖが形成される。つまり、シリンダ２１の内周面とロータ２２の外周面との間に形成される圧縮室Ｖは、ベーン２３によって仕切られる。

そして、サブハウジング１２に形成された吸入ポート１２ａから吸入された低圧冷媒は、ハウジング側吸入通路１３ａ→シャフト側吸入通路２４ｂ（→シャフト側吸入穴２４ａ）→ロータ側吸入通路２２ｂ（→周方向吸入通路２２ｃ）の順に流れて圧縮室Ｖへ吸入される。

圧縮室Ｖにて圧縮された高圧冷媒は、第２サイドプレート２５ｂに形成された吐出穴２５２からハウジング１０の内部空間へ流出し、メインハウジング１１に形成された吐出ポート１１ａから吐出される。この吐出穴２５２は、所定の位置に変位した圧縮室Ｖと連通するように形成されている。

さらに、第２サイドプレート２５ｂには、吐出穴２５２からハウジング１０の内部空間へ流出した冷媒が、吐出穴２５２を介して圧縮室Ｖへ逆流してしまうことを抑制する吐出弁が配置されている。

次に、図５を用いて、本実施形態の圧縮機１の作動について説明する。図５は、圧縮機１の作動状態を説明するために、シリンダ２１の回転に伴う圧縮室Ｖの変化を連続的に示した説明図である。さらに、図５の各回転角θに対応する断面図では、図３と同等の断面図におけるシリンダ２１、ロータ２２、およびベーン２３等を模式的に示している。

また、図５では、図示の明確化のため、シリンダ２１の回転角θ＝０に対応する断面図に各構成部材の符号を付している。また、図５では、説明の明確化のため、吸入行程（容積を拡大させる行程）となっている圧縮室ＶをＶｓの符号で示し、圧縮行程（容積を縮小させる行程）となっている圧縮室ＶをＶｄの符号で示している。

まず、回転角θが０°となっている際には、接触点Ｃ３とベーン２３のヒンジ部２３ａが重なっている。この状態では、ベーン２３の殆どがロータ２２の溝部２２ａ内に収容されている。さらに、ベーン２３の回転方向前方側に最大容積の吸入行程の圧縮室Ｖｓが形成され、ベーン２３の回転方向後方側に最小容積（すなわち、容積が０）の吸入行程の圧縮室Ｖｓが形成されている。

回転角θが０°から増加するに伴って、図５の回転角θ＝３０°〜３３０°に示すように、シリンダ２１、ロータ２２、およびベーン２３が変位して、ベーン２３の回転方向後方側に形成される吸入行程の圧縮室Ｖｓの容積が増加する。これにより、シャフト側吸入通路２４ｂから流出した低圧冷媒が、ロータ側吸入通路２２ｂおよび周方向吸入通路２２ｃを介して、吸入行程の圧縮室Ｖｓ内へ流入する。

回転角θが３６０°に達すると（すなわち、回転角θ＝０°に戻ると）、ベーン２３の回転方向前方側の吸入行程の圧縮室Ｖｓが最大容積となる。さらに、回転角θが３６０°から増加すると、回転角θ＝０°〜３６０°で容積を増加させた吸入行程の圧縮室Ｖｓとロータ側吸入通路２２ｂとの連通、並びに、吸入行程の圧縮室Ｖｓと周方向吸入通路２２ｃとの連通が遮断される。これにより、ベーン２３の回転方向前方側に、圧縮行程の圧縮室Ｖｄが形成される。

回転角θが３６０°から増加するに伴って、図５の回転角θ＝３９０°〜６９０°に点ハッチングで示すように、ベーン２３の回転方向前方側に形成された圧縮行程の圧縮室Ｖｄの容積が縮小する。

そして、圧縮行程の圧縮室Ｖｄ内の冷媒圧力が第２サイドプレート２５ｂに配置された吐出弁の開弁圧を超えると、吐出弁が開き、圧縮行程の圧縮室Ｖｄ内の冷媒がハウジング１０の内部空間へ流出する。ハウジング１０の内部空間へ流出した高圧冷媒は、ハウジング１０の吐出ポート１１ａから吐出される。

従って、本実施形態の圧縮機１では、回転角θの増加に伴って、図６に示すように、圧縮室Ｖの容積が変化する。そして、図７に示すように、吸入行程では、圧縮室Ｖ内の冷媒圧力がサイクルの低圧側冷媒圧力と同等の圧力となり、圧縮行程では、圧縮室Ｖ内の冷媒圧力がサイクルの高圧側冷媒圧力と同等の圧力となるまで上昇させることができる。

ここで、上記の説明では、圧縮機１の作動態様の明確化のため、回転角θが０°から７２０°まで変化する間の圧縮室Ｖの変化を説明したが、実際には、回転角θが０°から３６０°まで変化する際に説明した冷媒の吸入行程と、回転角θが３６０°から７２０°まで変化する際に説明した冷媒の圧縮行程は、シリンダが１回転する際に同時に行われる。

以上の如く、本実施形態の圧縮機１は、冷凍サイクルにおいて、冷媒（圧縮対象流体）を吸入し、圧縮して吐出することができる。さらに、本実施形態の圧縮機１によれば、電動機部３０の内周側に圧縮機構部２０が配置されているので、圧縮機１全体としての小型化を図ることができる。

また、本実施形態の圧縮機１によれば、ロータ２２の外周面に周方向吸入通路２２ｃが形成されているので、圧縮機１のエネルギ損失の増加を抑制することができる。

このことを、図８、図９を用いて詳細に説明する。図８は、本実施形態の圧縮機１に対して、周方向吸入通路２２ｃが形成されていない比較用圧縮機における、圧縮室Ｖの変化を示した説明図である。より詳細には、図８には、図５の回転角θ＝０°およびθ＝３０°に対応する図面が示されている。

この比較用圧縮機においても、回転角θが０°となっている際には、接触点Ｃ３とベーン２３のヒンジ部２３ａが重なっており、ベーン２３の回転方向後方側に、最小容積（すなわち、容積が０）の吸入行程の圧縮室Ｖｓが形成される。さらに、回転角θが０°から増加するに伴って、図８の回転角θ＝３０°に示すように、ベーン２３の回転方向後方側に形成される吸入行程の圧縮室Ｖｓの容積が増加する。

ところが、比較用圧縮機では、周方向吸入通路２２ｃが形成されていないので、回転角θが３０°程度に増加するまで、ロータ側吸入通路２２ｂと吸入行程の圧縮室Ｖが連通しない。このため、図９に示すように、比較用圧縮機の吸入行程では、回転角θが３０°程度に増加するまで、圧縮室Ｖ内の冷媒圧力が低下してしまう。このような圧力低下は、圧縮機のエネルギ損失を増加させてしまう原因となる。

これに対して、本実施形態の圧縮機１では、周方向吸入通路２２ｃが形成されているので、吸入行程となった圧縮室Ｖへ速やかに圧縮対象流体を流入させることができる。従って、吸入行程となった直後の圧縮室Ｖ内に圧力低下が生じてしまうことを抑制し、シリンダ回転型圧縮機のエネルギ損失の増加を抑制することができる。

また、本実施形態の圧縮機１では、ロータ２２の外周面を切り欠くことによって周方向吸入通路２２ｃを形成しているので、極めて容易に周方向吸入通路２２ｃを形成することができる。なお、周方向吸入通路２２ｃは、ロータ側吸入通路２２ｂの出口側から、加工可能な範囲で、回転後方に向かって、溝部２２ａに極力近い位置まで形成されていることが望ましい。

（第２実施形態）
本実施形態では、図１０に示すように、第１実施形態に対して、周方向吸入通路２１ａを変更した例を説明する。

具体的には、本実施形態では、ロータ２２に形成された周方向吸入通路２２ｃを廃止して、シリンダ２１の内周面の軸方向中央部を周方向（回転方向）に切り欠く（削り落とす）ことによって、周方向吸入通路２１ａを形成している。なお、図１０は、第１実施形態の図３に対応する図面であって、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。

さらに、周方向吸入通路２１ａは、径方向から見たときに、第１実施形態の周方向吸入通路２２ｃと重合する範囲に形成されている。その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態のように、シリンダ２１側に周方向吸入通路２１ａを形成した圧縮機１であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、図１１の断面図に示すように、第１実施形態に対して、ロータ２２に形成された溝部２２ｄおよびロータ側吸入通路２２ｂ、並びに、ベーン２３ｂを変更した例を説明する。

具体的には、本実施形態の溝部２２ｄは、偏心軸Ｃ２の軸方向から見たときに、ベーン２３ｂの摺動する面（ベーン２３との摩擦面）が、ロータ２２の径方向に対して傾斜している。より詳細には、溝部２２ｄは、ベーン２３ｂの摺動する面が、内周側から外周側へ向かって回転方向へ傾斜している。このため、溝部２２ｄに嵌め込まれたベーン２３ｂも、ロータ２２の径方向に対して傾斜した方向に変位する。

さらに、ロータ側吸入通路２２ｂも、偏心軸Ｃ２の軸方向から見たときに、溝部２２ｄと同様に、ロータ２２の径方向に対して傾斜している。また、本実施形態のベーン２３ｂには、第１実施形態のヒンジ部２３ａに対応する構成が形成されていない。このため、ベーン２３ｂは、外周側先端部がシリンダ２１の内周面に対して摺動可能に配置されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、図１２を用いて、本実施形態の圧縮機１の作動について説明する。図１２は、第１実施形態の図５に対応する図面であって、回転角θが０°（３６０°）、９０°（４５０°）、１８０°（５４０°）、２７０°（６３０°）となった際の状態を図示している。

まず、回転角θが０°になっている際には、接触点Ｃ３とベーン２３ｂの外周側先端部が重なっている。この状態では、ベーン２３ｂの殆どがロータ２２の溝部２２ｄ内に収容されている。さらに、第１実施形態と同様に、ベーン２３ｂの回転方向前方側に最大容積の吸入行程の圧縮室Ｖｓが形成され、ベーン２３の回転方向後方側に最小容積（すなわち、容積が０）の吸入行程の圧縮室Ｖｓが形成されている。

回転角θが０°から増加するに伴って、図１２の回転角θ＝９０°〜２７０°に示すように、シリンダ２１、ロータ２２、およびベーン２３ｂが変位して、ベーン２３の回転方向後方側に形成される吸入行程の圧縮室Ｖｓの容積が増加する。そして、シャフト側吸入通路２４ｂから流出した低圧冷媒が、ロータ側吸入通路２２ｂおよび周方向吸入通路２２ｃを介して、吸入行程の圧縮室Ｖｓ内へ流入する。

この際、ベーン２３ｂには、ロータ２２の回転に伴う遠心力が作用するので、ベーン２３ｂの外周側先端部がシリンダ２１の内周面に押しつけられる。これにより、シリンダ２１の内周面とロータ２２の外周面との間に形成される圧縮室Ｖ（Ｖｓ、Ｖｄ）が、ベーン２３ｂによって仕切られる。

回転角θが３６０°に達すると（すなわち、回転角θ＝０°に戻ると）、ベーン２３の回転方向前方側の吸入行程の圧縮室Ｖｓが最大容積となる。さらに、回転角θが３６０°から増加すると、回転角θ＝０°〜３６０°で容積を増加させた吸入行程の圧縮室Ｖｓとロータ側吸入通路２２ｂとの連通、並びに、吸入行程の圧縮室Ｖｓと周方向吸入通路２２ｃとの連通が遮断される。これにより、ベーン２３の回転方向前方側に、圧縮行程の圧縮室Ｖｄが形成される。

さらに、回転角θが３６０°から増加するに伴って、図１２の回転角θ＝４５０°〜６３０°に点ハッチングで示すように、ベーン２３ｂの回転方向前方側に形成された圧縮行程の圧縮室Ｖｄの容積が縮小する。そして、第１実施形態と同様に、圧縮行程の圧縮室Ｖｄにて圧縮された高圧冷媒が、ハウジング１０の吐出ポート１１ａから吐出される。

以上の如く、本実施形態の圧縮機１によれば、冷媒（流体）を吸入し、圧縮して吐出することができる。さらに、本実施形態の圧縮機１によれば、周方向吸入通路２２ｃが形成されているので、第１実施形態と同様に、シリンダ回転型圧縮機のエネルギ損失の増加を抑制することができる。

また、本実施形態の圧縮機１では、ベーン２３ｂの外周側先端部をシリンダ２１の内周面に摺動させる構成となっている。これによれば、ベーン２３のヒンジ部２３ａをシリンダ２１の溝部に揺動可能に支持する構成のように、ベーン２３とシリンダ２１との焼き付き等が生じてしまうおそれがない。従って、圧縮機１全体としての信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態の圧縮機１では、偏心軸Ｃ２の軸方向から見たときに、溝部２２ｄのうちベーン２３ｂの摺動する面が、ロータ２２の径方向に対して傾斜している。これによれば、ベーン２３ｂの摺動する面が径方向と平行に形成されている場合に対して、ベーン２３ｂのストローク量（可動範囲）を拡大することができる。従って、圧縮機１の圧縮比を高くすることができる。

ところが、本実施形態のように、溝部２２ｄのうちベーン２３ｂの摺動する面が、ロータ２２の径方向に対して傾斜していると、ロータ側吸入通路２２ｂの出口と、最小容積の吸入行程の圧縮室Ｖとの距離が離れてしまいやすい。そのため、本実施形態の圧縮機１では、第１実施形態の図８および図９で説明した、吸入行程の圧縮室Ｖの圧力低下が生じやすい。

従って、本実施形態の圧縮機１において、周方向吸入通路２２ｃを形成することは、シリンダ回転型圧縮機のエネルギ損失の増加を抑制するために極めて有効である。さらに、本実施形態では、ロータ側吸入通路２２ｂについても、溝部２２ｄと同様に、ロータ２２の径方向に対して傾斜させているので、ロータ側吸入通路２２ｂの出口と、最小容積の吸入行程の圧縮室Ｖとを近づけることができる。その結果、より一層速やかに、吸入行程となった圧縮室Ｖへ冷媒を流入させることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

上述の実施形態では、本発明に係るシリンダ回転型圧縮機１を車両用空調装置の冷凍サイクル装置に適用した例を説明したが、本発明に係るシリンダ回転型圧縮機１の適用はこれに限定されない。つまり、本発明に係るシリンダ回転型圧縮機１は、種々の流体を圧縮する圧縮機として幅広い用途に適用可能である。

上述の実施形態では、シリンダ回転型圧縮機１の動力伝達手段として、ピン−ホール式の自転防止機構と同様の構成のものを採用した例を説明したが、動力伝達手段はこれに限定されない。例えば、オルダムリング式の自転防止機構と同様の構成のもの等を採用してもよい。

上述の実施形態では、ロータ２２の外周面あるいはシリンダ２１の内周面を切り欠くことによって、周方向吸入通路２１ａ、２２ｃを形成した例を説明したが、周方向吸入通路２１ａ、２２ｃは、これに限定されない。例えば、ロータ２２、シリンダ２１の内部に穴開け加工を施し、この穴によって周方向吸入通路を形成してもよい。

上述の実施形態では、１枚のベーン２３、２３ｂを備えるシリンダ回転型圧縮機１について説明したが、複数のベーン２３、２３ｂを備えるシリンダ回転型圧縮機１であってもよい。この場合は、複数の圧縮室Ｖが形成されるので、それぞれの圧縮室Ｖに速やかに圧縮対象流体を導くための複数の周方向吸入通路２１ａ、２２ｃを形成すればよい。

また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第２実施形態で説明した周方向吸入通路２１ａを、第３実施形態の圧縮機１に適用してもよい。さらに、第１、第３実施形態で説明した圧縮機１において、シリンダ２１およびロータ２２の双方に、周方向吸入通路２１ａを形成してもよい。

２１ シリンダ
２１ａ、２２ｃ 周方向吸入通路
２２ ロータ
２２ａ 溝部
２２ｂ ロータ側吸入通路
２３、２３ｂ ベーン
２４ シャフト
２４ｂ シャフト側吸入通路

Claims (4)

1. 中心軸（Ｃ１）周りに回転する円筒状のシリンダ（２１）と、
   前記シリンダ（２１）の内部に配置されて、前記シリンダ（２１）の中心軸（Ｃ１）に対して偏心した偏心軸（Ｃ２）周りに回転する円筒状のロータ（２２）と、
   前記ロータ（２２）を回転可能に支持するシャフト（２４）と、
   前記ロータ（２２）に形成された溝部（２２ａ、２２ｄ）に摺動可能に嵌め込まれて、前記ロータ（２２）の外周面と前記シリンダ（２１）の内周面との間に形成される圧縮室（Ｖ）を仕切るベーン（２３、２３ｂ）と、を備え、
   前記シャフト（２４）の内部には、外部から流入した圧縮対象流体を流通させるシャフト側吸入通路（２４ｂ）が形成され、
   前記ロータ（２２）の内部には、前記シャフト側吸入通路（２４ｂ）から流出した圧縮対象流体を、前記圧縮室（Ｖ）側へ導くロータ側吸入通路（２２ｂ）が形成され、
   さらに、前記ロータ（２２）および前記シリンダ（２１）の少なくとも一方には、前記ロータ側吸入通路（２２ｂ）から流出した圧縮対象流体を、前記ロータ側吸入通路（２２ｂ）の出口側から吸入行程となった前記圧縮室（Ｖ）側へ導く、周方向吸入通路（２１ａ、２２ｃ）が形成されていることを特徴とするシリンダ回転型圧縮機。
2. 前記周方向吸入通路（２１ａ、２２ｃ）は、前記ロータ（２２）の外周面および前記シリンダ（２１）の内周面のうち、少なくとも一方を切り欠くことによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ回転型圧縮機。
3. 前記偏心軸（Ｃ２）の軸方向から見たときに、前記溝部（２２ｄ）のうち前記ベーン（２３ｂ）が摺動する面は、前記ロータ（２２）の径方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダ回転型圧縮機。
4. さらに、前記シリンダ（２１）の回転を前記ロータ（２２）へ伝達する動力伝達手段（２２１、２５１）を備え、
   前記偏心軸（Ｃ２）の軸方向から見たときに、前記ベーン（２３、２３ｂ）は、その外周側先端部が前記シリンダ（２１）の内周面に対して摺動可能に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のシリンダ回転型圧縮機。

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