JP6582164B2 - 容積型圧縮機の吐出機構 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍空調用機器などに用いられる円弧曲線の垂直な側壁面で圧縮室が形成されるローリングピストン式やスクロール式を含む旋回ピストン式ないしは揺動式のような容積型圧縮機に適用されている圧縮室内の作動ガスを圧縮し流出させるための吐出機構を備えた容積型圧縮機に関する。

冷凍空調機器製品は空調機や冷凍・冷蔵庫用機器として広く普及している。それらの大半は、容積形圧縮機を用いて冷媒を低圧から高圧へと圧縮することによる冷媒の状態変化を利用して居住空間の冷房、暖房ないしは食物の冷蔵・冷凍を行っている。それらの機器で消費される電力の大半は搭載されている圧縮機で消費される。

前記容積形圧縮機の効率を低下させる主な要因として、吐出室から圧縮室ないしは圧縮室から低圧空間である吸入室への作動ガスの漏れ、吐出通路抵抗の大きさ、吐出室に作動ガスが流出する前に圧縮室圧力が吐出圧力より上昇する過圧縮現象、さらには吐出弁の手前にある死空間からの高圧ガスの圧縮室への逆流による再圧縮損失や吐出圧力まで上昇する手前で吐出室が連通して吐出ガスが圧縮室へ逆流する圧縮不足損失などが挙げられる。

このような機器で省エネルギー化を図るには該圧縮機の高効率化は効果的である。加えて、当該製品の使用環境が厳しく圧縮機の寿命でおよそ製品寿命が決定されるので該圧縮機の耐久性は重要となる。

従来の旋回駆動のリング式容積形圧縮機に於いて、圧縮室を構成する旋回リングの内外壁面にブレードを設け、作動ガスを圧縮して高圧ガスを流出させる通路とリード弁で構成された吐出機構が固定シリンダに設けられている。（例えば、特許文献１参照。）

吐出機構が圧縮機の効率を低下させる要因である前記作動ガスの漏れ、過圧縮現象、再圧縮損失、圧縮不足損失等が大きく関わっている。（例えば、特許文献２参照。）

従来の冷凍空調用機器に用いられる容積型ロータリ圧縮機の多くに適用されている吐出機構は、シリンダに設けた吐出孔の出口に前後の圧力差で開閉する薄板状のリード弁を装着して構成されている（例えば、特許文献３および特許文献４参照。）。

また、従来の容積型ロータリ圧縮機に適用された吐出機構には、低圧室と圧縮室を仕切るブレードの先端部に設けた突起を作動ガスの吐出行程時にシリンダに設けた吐出孔内に突入させて死空間の容積を減少させる構成もみられた（例えば、特許文献３参照。）。

また、従来の円筒状のローラを内装した容積型ロータリ圧縮機の吸入室と圧縮室間を仕切る板状のブレードのフロントヘッド壁面上を摺動する端面に設けたフック係止部に起動時吸入側と吐出側の圧力差がない状態の時に、フロントヘッドに装着されたフックが該フック係止部に突出して該ブレードの動きを止めて、吸入室と圧縮室間を開口状態にすることで圧縮しなくするとともに運転の継続に伴う前記圧力差が一定値を超えることで該フックがフック係止部から離脱して該ブレードが該ローラ上に当り吸入室と圧縮室を仕切り圧縮される構成となっていた（例えば、特許文献５参照。）。

また、前記容積型ロータリ圧縮機の吸入室と圧縮室間を仕切るブレードを隣接させて２枚設けるとともに該２枚のブレードをピストン側に押付ける該ブレード背面側空間の圧力を該２枚のブレードで仕切られた低圧室と圧縮室の中間圧力となるように構成されていた（例えば、特許文献４参照。）。

また、容積型スクロール圧縮機に適用された旋回ピストンのラップ巻き始め中央部の一部を分離し旋回ピストン本体と独立した動きを可能として固定シリンダの包絡溝内壁に一定区間摺接するように構成されていた（例えば、特許文献６参照。）。

また、別の容積型スクロール圧縮機の例では、渦巻き形状で形成される圧縮室を形成するラップ巻き始め中央部の一部を分離するとともに弁押えと固定用と回転用ピンおよび支持バネで構成されたラップ弁を用いた機構があった（例えば、特許文献７参照。）

また、旋回ピストンと固定シリンダで圧縮機構部が構成された容積型スクロール圧縮機に適用された吐出機構では、固定シリンダ中央部のラップ内に固定シリンダの渦巻き壁中央に設けた円筒空間に旋回ピストンの動きに連動して円筒状の吐出弁が回転して圧縮室空間と吐出室が開閉する構成となっていた（例えば、特許文献８参照。）。

特開Ｈ０６−２８８３５８号公報 特開２０１１−２１４５０６号公報 特開平０５−０７１４８５号公報 特開平０５−０７９４８０号公報 特開平０５−１０６５７６号公報 特開平０８−１７０５９３号公報 特開２０００−３１４３８４号公報 特開２００５−２６４８２７号公報

以下、先行技術文献により従来の圧縮機構部に設けられた吐出機構ないしは吐出機構に隣接して設けられ吸入室と圧縮室を仕切るブレードと係わる課題について説明する。

該吐出機構が圧縮機の効率を低下させる要因である前記作動ガスの吐出側からの漏れ、圧縮室内の圧力が吐出圧力よりも大きく上昇する過圧縮現象、圧縮された作動ガスが死空間に滞留した後圧縮室内に逆流する再圧縮損失、圧縮室内の圧力が吐出圧力に達する前に吐出側と連通する圧縮不足損失等が大きく関わっている。

内部ポケット（リング状の溝）内に環状リングを装着して該リングの内外に圧縮室を形成し、オルダムリングで前記環状ピストンに内外ブレード押付けた状態で旋回運動をさせて圧縮室と吸入側の空間（流入室）は羽根板（ブレード）を挟んで隣接しているとともにシリンダに設けた排出口から排出バルブ（リード弁）を介して冷媒（作動ガス）が排出される特許文献１記載の構成では、排出口が死空間となり再圧縮損失が発生する問題、圧縮室と前記流入室を仕切る羽根板の先端や上下端面の隙間から吸入室に作動ガスが漏れる問題、加えて羽根板先端シール部がリング状にあることからシール幅が狭くなる線接触シールとなるのでシール性が低下する問題があった。

さらには、前記吐出機構に用いられている薄板状のリード弁はシール性に加えて弾性機能も必要とされるので板厚を厚くできなくて強度が低く信頼性に問題があった。

当該構成の圧縮機では加工上必要となる排出口と羽根板間および吸入口と羽根板間は作動ガスの流れに利用されることはないので前者を第一無効空間、後者を第二無効空間と呼ぶと、第一無効空間のガスは排出されないで残るので吹き溜まり状態となって堆積した異物が羽根板の摺動面に進入して損傷する問題や第二無効空間では容積が急激に膨張して真空状態によるキャビテーションが発生して羽根板の摺動面が損傷する問題があった。

堆積
次に、リング状の溝を有するシリンダの一箇所に設けた該溝を仕切るブレードを両側から挟むように設けた揺動ブッシュに装着したリング状のピストンで形成される内外圧縮室の作動ガスを流出させるシリンダに設けた吐出口とその出口に装着した吐出弁で吐出機構が構成される特許文献２の記載では、該吐出口が死空間となり再圧縮損失が生じて効率が低下する問題と揺動ブッシュ前後の隙間は圧縮室、吐出室および吸入室に連通しているので内部漏れが発生して効率が低下する問題があった。

圧縮室からの作動ガスを流出させる吐出孔に薄板状のリード弁を装着した特許文献３ないしは特許文献４記載の構成では、吐出行程終了直後に死空間となる吐出孔に残留する高圧ガスの低圧となった圧縮室への逆流による再圧縮損失が増大することおよびリード弁の流出側空間の吐出圧力よりも低い圧縮室の圧力状態では剛性の低いリード弁の変形によりシール部からの漏れが増大し効率が大幅に低下する問題があった。

加えて、前記吐出機構に用いられている薄板状のリード弁はシール性に加えて弾性機能も必要とされ板厚を厚くできず強度が低く開口時の弁受けとしてのリテーナ衝突時や逆圧時および自励振動によるリード弁の疲労破損さらには騒音が増大する問題があった。

上記死空間となる吐出孔にブレード先端に設けた突起を圧縮行程から吐出行程に掛けて突入させて該死空間の容積を減らす特許文献３記載構成では、吐出孔内の作動ガスの流出面積が減少して流出抵抗の増大による過圧縮現象増大に加えて吐出行程終了直後の吐出孔内から該突起が離脱を開始する瞬間、吐出孔内の圧力が急激に低下してブレードがロック状態となりブレード先端部がピストン壁面から離脱して吸入室と圧縮室が連通して作動ガスが吸入室へ漏れて効率が大きく低下する問題があった。

次に、吸入室と圧縮室間を仕切る板状のブレードのフック係止部にフックを掛けて起動時や容量制御時にブレードの動きを係止させて吸入室と圧縮室を連通させる特許文献５記載構成では、圧縮室が液体で満たされた状態で起動すると液体は圧縮室内を回転するのみであるが、ブレードを係止したフックが外れてブレードが吸入室と圧縮室を仕切った瞬間に圧縮室内で液圧縮による異常高圧が発生し圧縮機が破損する問題あった。また、通常の運転から容量制御運転に移行すると、ブレードの動きが係止されて吸入室と圧縮室を連通させると吐出通路内の吐出圧力と圧縮室内の吸入圧力との差圧で吐出弁ないしはブレード部での漏れが発生して性能が低下する問題があった。

また、従来の容積型ロータリ圧縮機の吸入室と圧縮室間を仕切るブレードを２枚設けたブレード間の空間を吸入室圧力と圧縮室圧力の中間圧力に保持する特許文献６記載構成では、該中間圧力がブレード上下端面の微小隙間からの作動ガスの漏れを前提としているが、該漏れ量は微小隙間の大きさのバラツキや油によるシール状況にブレードの動作により変動するので該中間圧力を制御できない問題や制御できないことによるブレード動作や中間圧力の不安定な状況から圧縮機の特性全体が不安定な挙動を繰り返す問題があった。

また、容積型スクロール圧縮機を構成する旋回ピストン巻き始めラップの先端部に設けた溝内に圧縮室間を仕切るシール部材を挿着した特許文献６記載の構成では、該シール部材に差圧で動作する弁機能はないので圧力変動には対応できず圧縮不良としての過圧縮動力や圧縮不足動力の軽減はできず、設計点以外での効率向上に効果がない問題があった。さらに、該シール部材の厚さをラップよりも大きくできず、該シール部材の側壁面前後に作用する圧縮室圧力の差圧力とそれに伴うモーメントにより破損する問題があった。

渦巻き形状で形成される圧縮室を形成するラップ巻き始め中央部の一部を分離するとともに弁押えと固定用と回転用ピンおよび支持バネで構成されたラップ弁による特許文献７記載の吐出機構では、ラップ弁、渦巻き状突起および弁押え間のシールは微小隙間とラップ厚さで規制された小さな円弧間で行っていることからシール性が悪く圧縮室間の漏れが増大し大きく効率を低下させる問題があった。

また、ラップ弁内外側壁間の差圧で作用する大きな荷重はラップ弁を支持する該渦巻き状突起厚さ以下の径の複数のピンで支えているので強度不足による破損問題や変形によりラップ弁と渦巻き状突起間の隙間が拡大して漏れが増大し効率が低下する問題があった。

さらには、ラップ弁の上下端面の一方は設置されたスクロール部材の底面上を摺動し他方の面は相手のスクロール部材上を摺動するので該上下端面の摺動摩擦抵抗の差によりラップ弁に捩りモーメントが作用して上下面で捩り破損する問題があった。

また、固定シリンダの渦巻き壁中央に設けた円筒空間に円筒状の吐出弁を装着した吐出機構を設けた特許文献８記載の構成では、弁体の回転角に従い弁口が開閉するが基本的に弁前後の差圧で動作する機構ではないので、冷凍空調機器には一般的な吸入圧力と吐出圧力の関係が変化するような製品に於いては、圧力変化に追従できなくて過圧縮や圧縮不足などの圧縮不良が発生して効率を低下させる問題があった。

本発明は、従来の吐出機構により圧縮機の効率を低下させる要因となっている圧縮機構部での作動ガスの漏れ、過圧縮現象、再圧縮損失および圧縮不足損失等を無くすか大きく減じて高効率化を図ると同時に弁部の強度及び動作性を高めて高い信頼性と低騒音化を図った吐出機構を備えた圧縮機を提供することを目的とする。

さらには、起動時の信頼性向上と圧縮室内の作動ガスを吸入側にバイパスさせる容量制御機能を有する吐出機構を備えた容積型圧縮機を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、密閉容器などに固定された内側に円弧状の垂直壁面を有する固定構成部材に支承されて回転する駆動軸の偏心軸部に円弧状の垂直壁面を有する可動機構部材を装着して円弧状の垂直面で形成される三日月状の柱状空間の上下に平坦面を有する平坦端板で挟み込んで形成される圧縮室の一端に該可動機構部材の回転運動ないしは旋回運動により圧縮室空間を減少させて作動ガスを圧縮し流出させる吐出機構を設ける。

該吐出機構を装着した容積型圧縮機に於いて、該固定構成部材の該圧縮室を形成する垂直壁面に平行で同一高さのおよそ断面矩形で該圧縮室垂直壁面に開口する弁装着室とその反対側に背面室を設けて構成される弁収納室内に該圧縮室を形成する該可動機構部材の垂直壁面を弁座として先端部が密着できる形状を有する断面矩形の板状弁体を装着し、上下端面と該平坦端板間は微小隙間を介して摺接し該弁収納室の圧縮室側の垂直壁面と板状弁体の壁面間も摺接する構成とし、該板状弁体の支持部材や板状弁体周囲のシール部材および板状弁体の一端に装着されるバネのような弾性体などを含めた補機部材で構成される弁機構体を該弁収納室内に装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする容積型圧縮機である。

この発明によれば、該固定構成部材に設けた弁収納室に板状弁体と補機部材で構成される弁機構体を収納するとともに該板状弁体の先端部を可動機構部材の円弧状の垂直壁面に摺接させて構成される吐出機構を圧縮室に隣接して配置することができる。このような構成から吐出行程の最終段階で残存する圧縮室空間である死空間を小さくできることや流出通路が短くできることさらには吐出弁を剛性の高い板状弁体で形成することができる。

請求項２に記載の発明は、圧縮室に隣接する前記弁装着室の側壁面ないしはその側壁面に面接触する前記板状弁体の側壁面の何れかに該側壁面より一段凹ました周囲の境界線が前記背面室に連通しない空間である圧力ポケットを形成し、該圧縮室と該圧力ポケットを連通する通路を該板状弁体ないしは該弁収納室の側壁面に設けて構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該板状弁体と該弁装着室の側壁面間の摺動面積が減少するとともに該圧力ポケットに圧縮室圧力が導入されて該側壁面間が離反されることにより該該板状弁体の動作性が向上することになる。

請求項３に記載の発明は、前記固定構成部材に設けた吐出ガスから分離された油を溜める貯油池ないしは密閉容器の下部に設けた油槽に一端を開口し他端を前記平坦端板の弁装着室内に開口する注油孔と前記板状弁体の上端面に設けた油受孔と導入溝および先端部の先端油溝それぞれの孔や溝と間欠的に連通させて該貯油池ないしは該密閉容器内の油を該板状弁体の先端油溝に導くように構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１ないしは２記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該板状弁体の先端部が間欠的に摺接している該可動機構部材の弁座との間に先端油溝から密閉容器内の潤滑油を差圧により供給して微小隙間部のシールや摺動部の潤滑に用いることができる。

請求項４に記載の発明は、前記固定構成部材ないしは前記弁収納室の弁装着室を形成する材料と前記板状弁体に用いる材料の線膨張係数をおよそ同一で構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該板状弁体の周囲と該弁装着室の上下端面や側壁間には作動流体の漏れや摺動性を考慮して微小な隙間が確保されている。この隙間は圧縮機内部で大きな温度の変動が生じても該隙間が関係する部材の線膨張係数が同一で構成されているので該隙間が変動することはない。

請求項５に記載の発明は、前記の固定構成部材と可動機構部材との間に設けた自転を阻止し公転運動をさせる旋回機構により前記偏心軸の偏心量を公転半径とする旋回運動を行う可動機構部材としての旋回ピストンに前記弁座を駆動軸の軸線に平行な垂直壁面で形成するとともに該旋回ピストンの圧縮室を形成する駆動軸の軸線に平行な壁面の包絡線となる壁面を有する前記固定構成部材を固定シリンダとして構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、旋回機構を用いて該旋回ピストンを自転のない公転運動をさせることができることから該可動機構部材の速度を小さくできることと該固定シリンダの圧縮室の壁面を包絡溝で形成することができる。

請求項６に記載の発明は、矩形断面の帯状板を曲げて円筒状に形成した円弧突起の一端に前記旋回半径の倍以上の長さの直線で平坦面の平坦弁座を直線突起として延接した旋回突起をおよそ円形板の旋回ディスクの片面側に直立させて旋回ピストンを形成する。

該旋回突起の旋回運動から形成される円弧状と直線状の包絡溝の一端に設けた直線状の平行壁面を有する流出室に一端が開口して該包絡溝と同一底面を有し該直線突起を挟んで対向して配置された２箇所の弁装着室を設けて固定シリンダが形成される。該直線突起である該平坦弁座を挟んで対向する2箇所の該弁収納室の弁装着室内に装着し該板状弁体の先端部を該直線突起に当接させて構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項５記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該固定構成部材や該可動機構部材の１例としての固定シリンダおよび旋回ピストンの具体的な構成やこれの吐出機構に用いる本発明の一つの特徴でもある該板状弁体先端部の具体的な構成が示されている。

請求項７に記載の発明は、前記円弧突起を１周以下の円形状に曲げて円筒状にした一端に前記直線突起を設けた旋回突起を旋回ディスクに直立させて旋回ピストンを形成する。
そして、前記包絡溝を厚い端板に凹設した一端に設けた流入室と他端となる直線状の平行溝である流出室それぞれに吸入孔と吐出孔を設けた固定シリンダの該直線突起を挟んで対向して配置した前記弁収納室に板状弁体と補助部材で構成される弁機構体を装着した上で該包絡溝内に該旋回突起を遊挿して構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項６記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、作動ガスを圧縮する圧縮室の側壁面は、該旋回突起とその包絡溝および該板状弁体の側壁面で形成され、旋回ピストンの直線突起を固定シリンダの流出室内での旋回運動を可能とすることにより該弁収納室の2箇所の弁装着室に収納した内外圧縮室用の板状弁体の先端部を直線突起側壁面に摺接可能とするとともに背面室にバネなどの補助部材を収納して機能的な吐出機構が構成されている。

請求項８に記載の発明は、断面矩形の帯状板を渦巻き状に曲げて形成した渦巻き突起の内側終端部から接線方向に前記偏心軸の偏心量に相当する旋回半径の倍以上の長さで延設した直線突起を該渦巻き突起と一体に形成した旋回突起を旋回ディスクに直立させて旋回ピストンを形成する。

その旋回突起の旋回運動で形成される厚い端板に凹設した包絡溝の外側端部を流入室とし内側端部の直線状溝を流出室としたそれぞれに吸入孔と吐出孔を設け、該流出室の両側に線対称的に弁収納室を設けた固定シリンダとそれぞれの該旋回突起と該包絡溝を噛み合わせて圧縮室を形成した上で各弁収納室に前記板状弁体と補助部材で構成した弁機構体を装着した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項６記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、旋回突起を渦巻き形状で形成した該旋回ピストンとその旋回突起の包絡溝で形成した該固定シリンダとで圧縮室が形成された該弁装着室と背面室で形成される弁収納室に先端部を圧縮室圧力が作用する形状にした板状弁体およびそれらの背面側にバネ等補助部材で構成した弁機構体により機能的な吐出機構が構成される。

請求項９に記載の発明は、前記旋回突起の渦巻き突起に前記流入室側のインボリュート曲線を適用した外渦巻き突起の内側には同一接線で接続した曲率がより小さいインボリュート曲線ないしは円弧曲線で形成した内渦巻き突起の内側を接線方向に延長した前記直線突起で接続することで２種類の曲線と１つの直線で旋回突起を形成した旋回ピストンと前記固定シリンダと弁機構体で構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項８記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、前記旋回ピストンの渦巻き突起を２種類の曲線で形成することにより直線状溝の流出室を含めて前記固定シリンダ中央部の空間を有効に利用できるので十分な大きさを確保して機能が十分に発揮できる吐出機構が構成できる。

請求項１０に記載の発明は、前記包絡溝の終端に設けた前記流出室側壁面に該包絡溝と同一高さで奥に向けて平行壁面の断面矩形の空間で形成される弁装着室とその奥に設けた背面室から形成される弁収納室を設けるとともに該背面室と吐出空間内とを連通する圧導入孔を設けた固定シリンダとする。

この固定シリンダの弁装着室側壁面におよそ直方体の板状弁体を該弁装着室に収納するとともに該背面室内の該板状弁体と該固定シリンダ間にバネ等の弾性体とそれを支える部材である補機部材から構成される弁機構体として該弁収納室に収納することで該板状弁体を該弁装着室の側壁面に沿って摺接可能に装着して構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項５乃至９の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該板状弁体を直方体で形成できることから該吐出機構の構成を簡素にでき、該板状弁体の周囲のシール性や動作性が良好となる。

請求項１１に記載の発明は、前記弁装着室の矩形溝上下面を塞ぐ固定部材に形成した円筒空間の平坦面の一端に設けた低圧通路に連通する低圧導入孔と他端側に設けた該弁装着室内に連通する連通孔から形成された係止制御室が設けられている。

そして、大径の円筒部と小径のピン部の2段円筒で形成された係止部材の内側空洞部にバネなどの弾性体を装着して該係止制御室に収納するとともに前記板状弁体の先端部が圧縮室内より内側の該弁収納室内に収納された状態で固定部材面上を摺動する上下端面ないしは側壁シール面の内何れか一箇所に該係止部材のピン部が遊挿可能な位置に係止穴を設けた板状弁体で構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１０記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該空洞部に装着されたバネ力が該係止部材の前後に作用する制御差圧による荷重よりも大きい場合、例えば圧縮機の停止時等では該係止部材のピン部が該板状弁体の係止穴に挿入された状態にあるので、該板状弁体が係止されて移動することはない。この状態での該板状弁体先端部と平坦座面である旋回ピストンの直線突起との間は最大旋回半径の２倍の大きな隙間が保持された状態となっている。しかし、該制御差圧が該バネ力よりも大きくなると該係止部材のピン部が該板状弁体の係止穴から離脱して該板状弁体が動作可能な状態となる。

請求項１２に記載の発明は、前記弁装着室底面に平行でおよそ同一平面形状となるように複数に分割して形成した積層構造の板状弁体を該弁装着室内に収納して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１０ないしは１１記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、前記旋回ピストンの直線突起である平坦弁座の垂直壁面の高さ方向に沿って前記板状弁体を複数に分割して構成することにより、該直線突起が前後の圧力差ないしは温度で変形した場合に、その変形に応じて該板状弁体が追従するので、該先端部全体の摺接が維持されることになる。

請求項１３に記載の発明は、前記板状弁体をおよそ直方体の平板ゲート弁で形成した先端部の流出室側に該弁板厚の1／２以下の一定幅で前記平坦弁座に摺接する平坦シール面を設けるとともに圧縮室側には該平坦弁座に対して隙間を設けた該平坦シール面より凹ました傾斜面ないしは段差を設けて先端部に受圧面を形成した平板ゲート弁を圧縮室側の側壁面に開口する前記弁装着室に該平板ゲート弁の前後側壁面と上下端面の4面との間に微小隙間を設けるとともに該弁装着室の該側壁面に往復摺動が可能に装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該平板ゲート弁先端部の平坦シール面が着座する該平坦弁座も平面なので面シールを確保した状態で摺接することになる。また、該平板ゲート弁の圧縮室圧力に対する動作性向上の観点から、該平板ゲート弁先端部の圧縮室側には該平坦弁座との間に隙間を設けた受圧面に圧縮室圧力が背面室に向けて作用するように構成されている。

請求項１４に記載の発明は、前記平板ゲート弁先端部のおよそ中央部に該側壁面高さの１／２以下の幅でおよそ中央部に前記平坦シール面から圧縮室側に向けて開口する数十度に傾斜させた風圧受面を設けて構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該平板ゲート弁先端部の圧縮室側には該平坦シール面より低くして隙間を設けた受圧面に加えて圧縮室側に部分的に傾斜面で開口させた風圧受面を先端部に設けることにより、該平板ゲート弁の開口力と安定性に対する動作性が向上する。

請求項１５に記載の発明は、前記弁装着室の平行溝の幅を前記平板ゲート弁の厚さよりも大きく形成した上で、その差に相当する板厚のおよそ直方体の弁補助材を該弁装着室内に該平板ゲート弁と並置し、該弁補助材の先端部側に圧縮室側と流出室側を連通する開口部を設け先端部を前記旋回ピストン直線突起の前記平坦弁座に摺接させるとともに該平板ゲート弁と該弁補助材が互いに独立して動作するように構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３ないしは１４記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該平板ゲート弁と弁補助材を一組にして該弁装着室内に装着することにより、弁動作の安定性が高められるとともに該弁の動作性を向上するための付加機能を弁補助材に設けることもできる。また、該弁装着室の幅を調整する領域が広がり該包絡溝と同じ幅にすることも可能となる。

請求項１６に記載の発明は、前記弁装着室内に前記平板ゲート弁の背面室側端面の高さ方向の一定幅を庇のように前記流出室側に張り出した拘止部を設けて並置した前記弁補助材にその厚さよりも大きく且つ該弁装着室の幅から該平板ゲート弁の厚さを引いた値よりも僅かに小さい直径を有する転がり軸受などの転動体を該弁装着室と該平板ゲート弁の側壁面間上で転動可能な状態で該弁補助材に１個ないしは複数個装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１５記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、圧縮室圧力が流出室圧力より上昇してその差圧により該平板ゲート弁が流出室側に押されると弁補助材に装着した該転動体が該平板ゲート弁と該弁装着室側壁間に挟み込まれることなる。その時該旋回ピストンの直線突起である平坦弁座が背面室側に移動している場合には、その移動速度に倍加した速度が転動体から該平板ゲート弁に付加されて該平板ゲート弁を背面室側に押し上げることになる。吐出行程が終了して該平板ゲート弁が背面室内の圧力やバネ力等で該直線突起側に押されるときには、拘止部に押されて弁補助材も同時に押されて該直線突起側壁面に着座することになる。

請求項１７に記載の発明は、旋回ピストンの前記直線突起に面接触する前記平板ゲート弁先端部の平坦シール面との隙間の関係を維持した上で該直線突起と前記包絡溝の流出室側終端部の平行溝に対する前記弁装着室の包絡溝側の側壁面取り付け角度を垂直面から数度前後の角度を傾斜させて設けるとともに該平板ゲート弁先端部と側壁面の相対角度も同様に合わせた形状で構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３ないしは１４記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該平板ゲート弁の先端部を該直線突起から離反させて背面室へ向けて押し上げて先端部を開口させる力として先端部と背面室間の差圧に加えて該平板ゲート弁を傾斜させることにより側壁支持面に作用する差圧による力を利用することができる。該直線突起に対する該平板ゲート弁側壁支持面となす角度を背面部から流出室側に倒して直角より小さくすると先端部の押上げ力は減少するが側壁面の荷重の押上げ力となる分力が発生して傾斜角に応じて増加する。逆に上記側壁支持面となす角度を大きくするとその力関係は逆となる。従って、状況に応じて傾斜方式を選択すればよいことになる。

請求項１８に記載の発明は、前記平板ゲート弁先端部を前記直線突起に摺接可能とし、該平板ゲート弁側壁支持面側のおよそ中央部から先端部に向けて掘り下げた凹溝内に設けた圧縮室側に連通する吐出孔を塞ぐようにリード弁とそれの背面で変形を支えるリテーナを装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３ないしは１４記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、従来から用いられているリード弁を該平板ゲート弁に装着することにより弁の前後差圧で容易に動作して圧縮ガスを流出させることができる。また、従来の固定シリンダに装着する場合と比べて小さな部材である平板ゲート弁に装着するので、材料選択の自由度が広がるのと加工性が良好となる。

請求項１９に記載の発明は、前記固定シリンダの包絡溝と同じ幅と高さの平行溝で形成される弁装着室が該包絡溝に開口する反対側に両端部を該包絡溝と同じ幅の円弧形状とした背面室を形成し、該弁装着室の溝幅が該平板ゲート弁の厚さよりも大きい場合、その差に相当する幅の直方体のサイドスペーサを該包絡溝内に突出しないように該弁装着室の流出室側側壁面に密着させて固定シリンダに繋止して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３乃至１８の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、固定シリンダに形成する包絡溝と同じカッターを用いてその一端に形成する流出室に弁収納室を形成する弁装着室および背面室を加工することができる。

請求項２０に記載の発明は、前記弁装着室流出室側の側壁面を側壁シール面とし旋回突起の前記旋回突起に摺接する先端部を設けた前記平板ゲート弁と同じ高さのおよそ直方体の仕切板を該平板ゲート弁とで１セットにして対向する2箇所の該弁装着室内に装着するとともに該平板ゲート弁と該仕切板との間に設けた互いの側壁面を支える弁支持部を設けた間にはそれら先端部から背面室側に抜ける流出通路を設けている。さらにはその背面室の固定シリンダとの間に必要に応じてバネなどの弾性体を組み付けて構成した弁機構体を装着して構成される吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３乃至１９の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該平板ゲート弁と弁補助材を一組にして該弁装着室内に装着することにより、該平板ゲート弁が包絡溝内を大きく突出した状態でもその裏面側で該弁補助材が支えているので、動作の安定性が高められるとともに該弁の動作性を向上するための付加機能を弁補助材に設けることもできる。また、該弁装着室の幅を調整する領域が広がり該包絡溝と同じにすることも可能となる。

請求項２１に記載の発明は、前記平板ゲート弁側の側壁面の一部を凹まして前記流出通路を広げて迂回路を設けた仕切板と組み合わせる前記平板ゲート弁側壁支持面から該仕切板側に向け垂直に延びた矩形平板の弁安定板を該平板ゲート弁の側壁支持面上で一体固定するとともに該弁安定板と先端部との間に一端が開口し他端が前記弁装着室に摺接する側壁シール面に開口する連通孔を設けた平板ゲート弁を装着して吐出機構を構成したことを特徴とする請求項２０記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、圧縮室圧力が流出室圧力より上昇してその差圧により該平板ゲート弁が流出室側に押されて弁装着室側壁面と該側壁シール面間に隙間が生じると該連通孔から圧縮室圧力が該弁安定板下部に流入して先端部に流入した圧力とともに該平板ゲート弁を背面室側に押上げることになる。その後、該平板ゲート弁先端部が該直線突起から離脱してガス通路が開口して圧縮ガスが流入するとその流体圧力が該弁安定板に作用して背面室側にさらに押付けて該平板ゲート弁の開口状態を安定的に保持することになる。

請求項２２に記載の発明は、前記弁装着室内に前記平板ゲート弁と並置した前記仕切板にその厚さよりも大きく且つ該弁装着室の幅から該平板ゲート弁の厚さを引いた値よりも僅かに小さい直径を有する転がり軸受などの転動体を該弁装着室と該平板ゲート弁の側壁面間上で転動可能な状態で該仕切板に１個ないしは複数個装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２０記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、圧縮室圧力が流出室圧力より上昇してその差圧により該平板ゲート弁が流出室側に押されると該仕切板に装着した該転動体が該平板ゲート弁と該弁装着室側壁間に挟み込まれることなる。その時該旋回ピストンの直線突起である平坦弁座が背面室側に移動している場合には、その移動速度に倍加した速度が転動体から該平板ゲート弁に付加されて該平板ゲート弁を背面室側に瞬時に押し上げることになる。

請求項２３に記載の発明は、前記固定シリンダ包絡溝の終端部である流出室と同一底面で該包絡溝と同じ高さの垂直壁面を有し両端が該流出室に開口する部分的なリング溝の外径である円筒内壁の直径が該包絡溝幅のおよそ２倍以上で中心が該流出室の溝幅中心とおよそ一致させた均一な溝幅を有するリング溝両端が該流出室に開口する空間を弁収納室としたその中央部に装着した中間部材の端面から該流出室開口部までの２箇所の空間を弁装着室として構成する。

その弁装着室内に回動可能に１／４周前後から半周以下の範囲の円弧で形成した板状弁体としての円弧ゲート弁を該直線突起に対して対向させて挿着するとともに該円弧ゲート弁と該中間部材に挟まれた空間である2箇所の背面室にバネなどの弾性部材を装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、圧縮室圧力が上昇して吐出行程に入る前の前記円弧ゲート弁の先端部および側壁シール面に作用する作動ガスの差圧に伴う力の一部は、該円弧ゲート弁の円弧形状のために該円弧ゲート弁を開口させる分力として作用するので動作性が向上して過圧縮動力が軽減することに加えて内外圧縮室の流出室を含めた吐出機構を１つの円筒空間に収納することによる省スペース化と狭い範囲の加工に集約することができる。

請求項２４に記載の発明は、ガスの流れに伴う動圧が発生する吐出空間内の通路ないしは吐出機構近傍の圧縮室と２箇所の前記背面室との間に連通孔を設けて構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２３記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該円弧ゲート弁が開口動作する抵抗力として摺動摩擦抵抗、油膜による粘性抵抗さらには慣性力などが加わることを想定して、該円弧ゲート弁に作用する圧縮室圧力よりも低い圧縮室圧力が該背面室に導入できるので、流出室圧力と同程度の圧縮室圧力で該円弧ゲート弁が開口できることになる。

請求項２５に記載の発明は、前記弁装着室の円弧側壁面に互いに重着するように複数に分割した円弧ゲート弁をそれぞれが独立して摺動可能に装着した積層構造の円弧ゲート弁で吐出機構を構成したことを特徴とする請求項２３ないしは２４記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該直線突起の平坦弁座と多重円弧ゲート弁の先端部のシール部が複数となり圧縮室と流出室間のシール性が向上するとともに圧縮室側の先端部の死空間が単一円弧ゲート弁に比べて小さくできる。さらには、該多重円弧ゲート弁の背面部に設けるバネ等の弾性体の力の外周側を小さくし内周側を大きく設定することにより該多重円弧ゲート弁の開閉の動作性が向上する。

請求項２６に記載の発明は、前記リング溝の弁装着室の内側側壁面と前記流出室の側壁面とで一体に形成されたＵ字塔部分をＵ字溝付円柱として分離するとともに該Ｕ字溝付円柱の端面を該円筒室の底面に複数のピンないしはボルトで取り付けて前記円筒内壁とＵ字溝付円柱外壁間に中間部材を装着して弁装着室と背面室とで弁収納室を構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２３乃至２５の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該弁収納室の弁装着室内壁を構成するＵ字塔を分離して固定シリンダから切り離した別部材のＵ字溝付円柱とすることで包絡溝幅のおよそ２倍以上の直径の円筒内壁の内側を円筒室で形成することができるので包絡溝の加工に用いるエンドミルをそのまま用いて円筒内壁が加工できることになる。

請求項２７に記載の発明は、前記固定シリンダ包絡溝の流出室側に設けた前記弁装着室内の前記旋回ディスク上に装着した直動可能なおよそ直方体の弁台座の先端部を前記旋回ピストンの直線突起に摺接させた上で該弁台座上に直立固定した回転ピンに背面室側の円弧状端面中央に設けたピン用穴に回転可能に板状弁体であるフラップ弁を装着する。

そのフラップ弁の先端部は圧縮室側を半円弧状とし流出室側は前記直線突起に摺接するシール面を設けるとともに該弁台座と背面室側の固定シリンダとの間に背面バネを装着しさらには該フラップ弁と弁装着室流出室側の側壁面との間に設けたゼンマイ等の側面バネなどで構成した上で該弁台座と該フラップ弁高さの合計を該弁装着室高さとおよそ一致させて相対的に摺動可能に構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項５乃至９の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、板状弁体の一形式である回転ドアのようなフラップ弁を用いることにより、該弁の開閉に関わる受圧面積を前記平板式ゲート弁よりも大きく取れて動作性が向上するので、請求項６乃至１０の何れかに記載したような弁収納室を構成する背面室に流出室より低い圧力を導入する必要がない。また、該弁を閉じる時の弁収納室の包絡溝側壁面と該フラップ弁間に残留する作動ガスは弁収納室の奥側に流出するので再圧縮損失は殆ど発生しない。

請求項２８に記載の発明は、前記可動機構部材を両端面が平行平坦な中空円柱体の円筒ピストンを駆動軸の偏心軸に装着して回転または旋回ないしは揺動させて得られる該円筒ピストン外壁面の包絡線として得られる円筒状の内壁面を中央部に設け両端面を平行平坦に形成した前記固定構成部材としての固定シリンダに該円筒ピストンを組み込んで形成される三日月状の柱状空間を平坦な平坦蓋部材で挟み込んで形成される空間を該固定シリンダ円筒状の内壁面に一端が矩形状で開口する平行溝内に直動可能にして先端部を該円筒ピストンの外壁面に摺接させたおよそ直方体の仕切板で仕切って吸入室と圧縮室が形成される。

該仕切板を装着する固定シリンダの該平行溝の溝幅を大きく拡大して形成した弁装着室とその奥に設けた流出室とで弁収納室を形成し、該弁装着室の圧縮室側の側壁面に摺接する側壁シール面を有し先端部が該円筒ピストン外壁面に摺接するおよそ直方体の平板ゲート弁と該仕切板との側壁面間に支持部材を設けそれらの先端部から該流出室側に抜ける流出通路を設けるとともに該流出室には必要に応じてバネなどの弾性体を装着して組み付けて構成した弁機構体を該弁収納室に装着して構成される吐出機構を備えたことを特徴とする請求項５乃至９の何れかに記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該弁装着室と背面室で形成される弁収納室に先端部を圧縮室圧力が作用する形状にした平板ゲート弁と容積型ロータリ圧縮機に用いられるブレードに相当する仕切板およびそれらの背面側にバネ等を組合せた弁機構体を装着することにより、圧縮室と低圧側吸入室間をシールした上で作動ガスの吐出機構からの漏れの少ない圧縮行程と死空間が少なく流出抵抗が少ない上に剛性の高い平板ゲート弁を用いたロータリ式容積型圧縮機に適用可能な機能的で高性能な吐出機構が構成できる。

請求項２９に記載の発明は、前記平板ゲート弁の板厚の中心となる先端部中央位置を、前記固定シリンダ内壁面の中心を通る前記弁装着室の側壁面に平行な中心線から前記偏心軸のおよそ偏心量相当の距離を反吸入室側である圧縮室側に寄せて該平板ゲート弁を配置して構成される吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２８記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該平板ゲート弁先端部を一般的な平坦面ないしは前記平行な中心線上に中心を有する円筒ピストン側に凸な円弧で形成することにより該弁先端部の半分以上の範囲で圧縮室圧力が常に作用して弁の開口力が確保されて動作性が良好となる。

請求項３０に記載の発明は、前記固定シリンダおよび円筒ピストンを挟み込む前記平坦蓋部材であるメインカバーないしはサブカバーで形成された円筒空間の平坦面の一端に低圧通路に連通する低圧導入孔と他端側に前記弁装着室に連通する連通孔から形成された係止制御室を設け、大径の円筒部と小径のピン部の2段円筒で形成された該円筒部の内側空洞部にバネなどの弾性体を収納して形成された係止部材を該係止制御室に収納する。

さらに前記平板ゲート弁の先端部が圧縮室内より内側の弁装着室内に収納された状態で該平坦蓋部材上を摺動する上下端面ないしは側壁シール面の内何れか一箇所に該係止部材のピン部が遊挿可能な位置に係止穴を設けた該平板ゲート弁で構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２９記載の容積型圧縮機である。

この発明によれば、該空洞部に装着されたバネ力が該係止部材の前後に作用する制御差圧による荷重よりも大きい場合、例えば圧縮機内の圧力が均一となる停止時等では該係止部材のピン部が該平板ゲート弁の係止穴に遊挿されて該平板ゲート弁は移動しない。この状態での該平板ゲート弁先端部と平坦座面である円筒ピストンとの間は最大旋回半径の２倍の大きな隙間が保持された状態となっている。しかし、圧縮機の運転により該制御差圧が該バネ力よりも大きくなると該係止部材のピン部が平板ゲート弁の係止穴から離脱して平板ゲート弁が動作可能な状態となる。

本発明の平板ゲート弁、フラップ弁さらには円弧ゲート弁などの板状弁体の先端部が弁座に摺接する構成では、吐出行程終了時圧縮室のガスが残留する無駄な空間である死空間を小さくできるので、圧縮室への作動ガスの逆流による再圧縮損失を殆ど無くして高効率化が図れる。

吐出行程終了直後、圧縮室内の圧力は低圧状態に切り替わると同時に前記板状弁体の先端部は可動機構部材である旋回ピストンや円筒ピストンの弁座が該弁装着室に最接近して殆ど隙間のない状態から瞬時に閉じるので閉じ遅れがなく、流出室の作動ガスが圧縮室へ逆流に伴う再圧縮損失が殆どなく高効率となる。

板厚が厚く剛性の高い平板ゲート弁などの板状弁体を吐出弁に用いているので前後に作用する圧力差による変形が殆どないのでシール性が高いことと該板状弁体や仕切板の側壁シール面に設けた段差面に導入する圧力により弁装着室側壁面への高い密着性に加えて該板状弁体先端部に平坦シール面を設けた構成では一層シール性が高まることから流出室と圧縮室間ないしは流入室間の漏れが殆どなくなり圧縮機の高効率化が図れる。

吐出行程に際して、前記平板ゲート弁などの板状弁体を動作させる手段として、（１）該板状弁体の背面室方向に圧縮室圧力を作用させる受圧面、風圧受面、弁安定板さらには動作圧空間などを設けたこと、（２）該平板ゲート弁を傾斜させたこと、（３）該板状弁体と前記弁装着室側壁面との間に転がり軸受のような転動体を設けたこと、（４）旋回ピストンに連動した回転盤を用いたこと、（５）該板状弁体の圧縮室側側壁面に作用するフラップ弁やリード弁を設けたことなどにより、該板状弁体の動作性が良好となるので、該弁の閉じ遅れや圧縮室圧力の過圧縮現象の発生がなくて高効率化が図れる。

前記固定シリンダに設けた係止制御室内に係止部材を遊着した構成では、圧縮機内の圧力がバランス状態にある起動時に於いて、該固定シリンダに前記平板ゲート弁などの板状弁体が係止されたて圧縮室と流出室間の通路が開口状態となるので、圧縮室に潤滑油などの液体が流入してもそのまま吐出空間に排出されて異常高圧が発生することもなく高い信頼性が得られる。

また、通常の運転から駆動軸の回転数を維持した状態で作動ガスの循環量を軽減する場合には、該流出室から伸びた吐出管途中に設けた容量制御弁を操作して吸入通路内の圧力を該係止制御室内に導入することにより流出室と圧力が等しくなり係止部材が動作して該板状弁体が該固定シリンダに係止され、圧縮室内の作動ガスは吸入側に戻ることから容量制御機構が簡単に構成されることになる。

本発明の第１実施形態に係る容積型圧縮機の横断面図である。 図１のA−A断面図である。 図１に適用した旋回ピストンの平面図である。 図１に適用した固定シリンダの平面図である。 図２で１２矢視した吐出機構Ａの部分拡大図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 図１の吐出機構Ａに用いる平板ゲート弁Ｒ８であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 図１の吐出機構Ａに用いる平板ゲート弁Ｒ８であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ矢視図である。 図１の吐出機構Ａに用いる係止部材３０の外観図である。 本発明の吐出機構Ａの動作状態を表わした図であり、（ａ）図から（ｄ）図へと順に駆動軸に同期して旋回ピストンが回転した状態を示し、中央に記載した０°、９０°、１８０°および２７０°は（ａ）図を起点にした回転角を表わしている。 本発明の第２実施形態に係る平板ゲート弁Ｒの正面図である。 本発明の第３実施形態に係る平板ゲート弁Ｒの（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る転動体７６の分解図である。 本発明の第４実施形態に係る９２矢視した吐出機構Ａの部分拡大図である。 本発明の第５実施形態に係る１１２矢視した吐出機構Ａの部分拡大図である。 本発明の第６実施形態に係る１５２矢視した吐出機構Ａの部分拡大図である。 本発明の第６実施形態に係る平板ゲート弁Ｒ１４８の（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 本発明の第６実施形態に係る弁補助材１５６の（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 本発明の第６実施形態に係る吐出機構Ａの動作説明図で、（ａ）は平板ゲート弁Ｒの動作前、（ａ）は動作後を示す。 本発明の第７実施形態に係る平板ゲート弁Ｒ１６８の（ａ）はその上下端面に平行な中央断面図、（ｂ）は（ａ）の裏面図である。 本発明の第８実施形態に係る１９２矢視した吐出機構Ａの部分拡大図である。 他の発明の第９実施形態に係る２１２矢視した吐出機構Ｂの部分拡大図である。 他の発明の第９実施形態に係るフラップ弁Ｒ構成部材の展開図である。 他の発明の第９実施形態に係る吐出機構Ｂの動作説明図で、（ａ）はフラップ弁Ｒが動作した状態、（ｂ）はフラップ弁Ｌが動作した状態を示す。 他の発明の第１０実施形態に係る容積型圧縮機３０１の縦断面図である。 図２５のＦ−Ｆ断面図である。 図２５に適用した旋回ピストン３０７の平面図である。 図２５に適用した固定シリンダ３０６の平面図である。 他の発明の第１０実施形態に係る３１２矢視した吐出機構Ｃの部分拡大図である。 図２９の中心線Ｇに沿って展開した断面図である。 他の発明の第１０実施形態に係る円弧ゲート弁Ｒ３０８の（ａ）はその上端面、（ｂ）は（ａ）の円弧内側から見た側面図である。 他の発明の第１０実施形態に係る円弧ゲート弁Ｒの先端形状を設定するための説明図である。 他の発明の第１０実施形態に係る中間部材３１１の（ａ）はその上端面、（ｂ）は（ａ）の円弧内側から見た側面図である。 他の発明の第１０実施形態に係る背面室内の圧力制御機構であり、（ａ）はその制御弁動作前の状態図を示し、（ｂ）は制御弁が動作して背面室と圧縮室が連通した状態を示す図である。 他の発明の第１０実施形態に係る吐出機構Ｃの動作状態を表わした図であり、（ａ）図から（ｄ）図へと順に駆動軸に同期して旋回ピストンが回転した状態を示し、中央に記載した０°、９０°、１８０°および２７０°は（ａ）図を起点にした回転角を表わしている。 他の発明の第１１実施形態に係る３５２矢視した吐出機構Ｃの部分拡大図である。 他の発明の第１２実施形態に係る固定シリンダ３８６の平面図である。 他の発明の第１２実施形態に係るＵ字溝付円柱の（ａ）はその上端面図、（ｂ）は（ａ）のＵ字溝３９７ｂ側から見た側面図である。 他の発明の第１３実施形態に係る容積型圧縮機４０１の横断面図である。 図３９に適用した固定シリンダ４０６の平面図である。 他の発明の第１３実施形態に係る４１２矢視した吐出機構Ｄの部分拡大図である。 他の発明の第１３実施形態に係る平板ゲート弁Ｓ４１３の（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。 他の発明の第１３実施形態に係る弁安定板４２０の外観図である。 他の発明の第１３実施形態に係る仕切板４１４の（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ断面図である。 他の発明の第１３実施形態に係るストッパ４１５の（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）の上から見た端面図である。 他の発明の第１３実施形態に係る吐出機構Ｄの動作状態を表わした図であり、（ａ）図から（ｄ）図へと順に駆動軸に同期して旋回ピストンが回転した状態を示し、中央に記載した０°、９０°、１８０°および２７０°は（ａ）図を起点にした回転角を表わしている。 他の発明の第１４実施形態に係る仕切板４５４の（ａ）はその正面面、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ断面図である。 他の発明の第１５実施形態に係る容積型圧縮機５０１の横断面図である。 他の発明の第１５実施形態に係る固定シリンダ５０６の平面図である。 他の発明の第１５実施形態に係る５１２矢視した吐出機構Ｅの部分拡大図である。 図５０のＭ−Ｎ−Ｏ−Ｐ線に沿った断面図である。

以下、数種類の容積形圧縮機に適用した様々な吐出機構の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

第１実施形態

ここでは、本発明の容積形圧縮機の一形式としての旋回駆動式リング型圧縮機に適用した吐出機構Ａの第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。

図１のリング型圧縮機１の縦断面図と当該図のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、密閉容器２内に固定されたフレーム５上に装着した固定シリンダ６とそれらの間に旋回ピストン７とオルダムリングを用いた旋回機構２０が設けられ、該フレームの中央部に設けた軸受に支持された駆動軸２２の下部を電動機２３に直結して構成されている。

図１と図２に示した固定シリンダの矩形断面のリング状空洞である包絡溝６a内に長方形断面でリング状の旋回突起７ａが遊挿されて内外圧縮室が形成されている。ここで、該包絡溝６ａの該旋回突起７ａ外壁面側に形成される空間が外圧縮室で、該包絡溝６ａの該旋回突起７ａ内壁面側に形成される空間が内圧縮室である。

旋回ピストン７の形状は、図３の平面図に示すように、長方形断面の帯状板を１周以下の円筒状に曲げて形成した図中のＰ点からＱ点の区間の一定の幅と高さの円弧の突起で形成された円弧突起７ｂとその一端であるＱ点の接線方向に直線的に同一断面形状でＲ点まで一定長さ延長させ該円弧突起と一体にして旋回ディスク７ｄに直立させた直線突起７ｃとで旋回突起７ａが形成されている。

該旋回ピストン７は、軸受ボス７ｅに挿入され駆動軸２２の偏心軸と該旋回ピストンに装着された旋回機構２０とで自転のない公転運動すなわち旋回運動を行う。

固定シリンダ６の形状は、図４に示しているように、該円弧突起７ｂの旋回運動で形成される包絡線を側壁面として得られる一定幅で断面矩形の包絡溝６ａを固定端板６ｂの片面に掘り下げて設けるとともに該包絡溝６aの一端に作動ガスの流入室６ｃを他端に流出室６ｄを設けたそれぞれに吸入孔６ｅと吐出孔６ｆが設けてられている。なお、該流出室６ｄは該直線突起７ｃの包絡溝として最小幅が決まるのでおよそ直線溝として形成される。

また、該包絡溝６ａを延長して設けた吐出孔６ｆを配した流出室６ｄ内外壁面に対向して開口する該包絡溝と同一底面を有する平行溝で形成された弁装着室６ｈとその奥の同一空間内に設けた背面室６ｊとを対とした弁収納室6ｇが対向して２対設けられている。さらに、該背面室６ｊには流出室６ｃないしは図１に示した吐出空間２１に連通する圧導入孔６ｋが設けられている。

図２の１２矢視図を拡大した図５に吐出機構Ａ１２の全体の断面構成を示し、図５のＢ−Ｂ断面図を図６に示す。吐出機構Ａ１２は旋回ピストンの直線突起７ｃに先端部を摺接させるとともに対向させて配置して一対設けたおよそ直方体の平板ゲート弁Ｒ８と平板ゲート弁Ｌ９をそれぞれの該弁装着室６ｈ内に装着した背面室側には平板ゲート弁ＲとＬを該直線突起側に押付けるようにバネなどの弾性体を設けて構成されている。

また、図４に示す該背面室６ｊに開口する圧導入孔６ｋの他端は流出室６ｄを含めた吐出孔６ｆから図１に示す吐出管４までの吐出された作動ガスの通路上の何れかで、例えば吐出通路１５に開口している。

該弁収納室６ｇの一部である背面室６ｊには、該平板ゲート弁を押付ける背面バネ１１のような弾性体である弁補完材を収納するとともに前記吐出通路１５と連通させることで流出室６ｃより低い圧力を導入することができる。

各弁装着室6hに装着した該平板ゲート弁Ｒ８と平板ゲート弁Ｌ９は直線突起７ｃと同一高さの直方体で弁座となる該直線突起側壁面に先端部を摺接する構成であり、該平板ゲート弁Ｒ８とＬ９の形状は、該直線突起の平坦面を基準とする線対称形状の関係にある。
以下の説明では、特に断りが無い場合には外圧縮室用の吐出機構を示す。よって、外圧縮室用の平板ゲート弁Ｒ８の先端部８ｈ平面を基準線とした対称形状が内圧縮室用の平板ゲート弁Ｌ９となるので平板ゲート弁Ｌの形状は特定可能なので詳細な説明を割愛する。

平板ゲート弁ＲとＬの形状を代表して平板ゲート弁Ｒ８の詳細な形状を図７と８に示す。
直方体の外観形状の平坦部から内側に向けて様々な溝や段落しさらには穴を設けて該平板ゲート弁Ｒ８が形成されている。それらの詳細は以下で説明する。

平板ゲート弁Ｒ８の圧縮室側の側壁面を正面図として図７（ａ）に示し、その図のＣ−Ｃ断面図を（ｂ）図に示す。該側壁面には前記弁装着室６ｈに摺接する側壁シール面８ｃとそれより凹ました圧力ポケット８ｋと該側壁シール面と同一面の内側に設けた連通孔８ｍさらには背面部８ｂ側にシール溝８ｐが設けられている。さらに、該側壁シール面８ｃの反対側の側壁支持面８ｄに前記圧力ポケットと同様に設けられた圧力ポケットの空間内に該連通孔８ｍが開口している。

また、該弁内部には背面部８ｂに開口するバネなどの弾性体を装着する長穴８ｎが２箇所設けられている。また、複雑な形状をしている先端部８ａや（ａ）図の右側面図である上端図に設けられた穴や溝の詳細は、該上端図である図８（ａ）とその（ａ）図のＤ矢示図である（ｂ）図を用いて詳しく説明する。

それの先端部８ａには該直線突起７ｃ側壁面に摺接する平坦シール面８ｇ、その面より凹んでいる受圧面８ｈとそのおよそ中央部で圧縮室側に大きな傾斜面を向けて形成した風圧受面８ｊ、さらに上端面に設けた油受穴８ｑから伸びた油溝８ｒが先端部の該平坦シール面８ｇまで延びている。なお、該平坦シール面８ｇの板厚方向の幅は、該板厚の１／６前後から1／２以下で形成されている。

なお、図３に示した直線突起７ｃの長さＬｓは、図５に示した平板ゲート弁の平坦シール面８ｇが該直線突起側壁面から離脱しないため旋回半径の２倍に該平坦シール面の幅を加えた長さが最小限必要となる。

次に、該平板ゲート弁Ｒ８を固定シリンダ６に一時的に係止する係止機構の構成を図６とその係止部材３０の外観図である図９を用いて説明する。図５のＢ−Ｂ断面図である図６には、固定シリンダの固定端板６ｂに設けた円筒状の係止制御室６ｎ内に装着された係止部材３０と該平板ゲート弁Ｒ８との関係が示されている。

係止部材３０の外観形状を図９に示す。円筒部３０ａとそれよりも小さな径のピン部３０ｂの２段円筒形状で形成され、円筒部内には空洞部３０ｄが設けられ、そのリング状の端面であるシール端面３０ｃは該係止制御室６ｍ端面に密着できる形状となっている。このように形成された係止部材３０は図６に示すように固定端板６ｂの係止制御室６ｍ内に係止バネ３１とともにピン部３０ｂを固定端板６ｂの係止孔６ｑに位置合わせして平板ゲート弁Ｒ側に向けて遊着して係止機構が構成されている。このような構成は内外圧縮室用ないしは圧縮室個別の吐出機構に適用可能である。

該係止制御室６ｍの係止バネ３１を装着している端面には吸入圧力を導入する連通管３２の一端が開口し、その反対側である平板ゲート弁の上端面に開口する係止孔６ｑから背面室６ｊないしは流出室内の圧力が導入される構成となっている。

次に、該係止機構の動作について説明する。リング型圧縮機１の起動直前では、通常圧縮機内の圧力は均一すなわち吸入圧力と吐出圧力が等しい状態となっているので、係止制御室６ｍ内の圧力も均一であり係止部材３０には係止バネ３１の荷重のみ作用している。従って、該係止バネに押されて該係止部材のピン部３０ｂは平板ゲート弁ＲとＬの上端面上に押付けられている。この状態で該圧縮機を起動すると背面バネ１１ないしは直線突起７ｃに押されて該平板ゲート弁が弁装着室６ｈ内を移動する際に平板ゲート弁Ｒの油受穴８ｑと該係止孔６ｑが合致した位置にくるとピン部３０ｂが該油受穴８ｑに入り込み該平板ゲート弁Ｒの動きがなくなり固定された状態となる。

このように平板ゲート弁ＲとＬが開口した状態で運転状態が継続されても圧縮室から流出したガスは流出室に入り吐出空間に流出するので、吐出空間すなわち背面室の圧力は徐々に上昇する。その圧力と吸入圧力との差が係止バネ３１荷重以上になると係止部材３０が押されて係止孔６ｑからピン部３０ｂが離脱し、平板ゲート弁ＲとＬの弁装着室内の移動が可能となり、該先端部の弁座である直線突起側壁面に着座して圧縮室が密閉される。

上記の如く構成された第１実施形態の吐出機構A１２を装着したリング型圧縮機１の通常の運転時に於ける該吐出機構の動作状態を図１０の（ａ）図から（ｄ）図を用いて説明する。（ａ）図から（ｄ）図へと順に駆動軸に同期して旋回ピストン７が回転した状態を示し、その回転角は９０°ピッチなので、（ａ）図を起点として０°、９０°、１８０°および２７０°と回転した状態を表わしている。

図中のＰは圧力を示し、サフィックスｓは流入室、ｄは流出室ないしは吐出空間、ｃは圧縮室のそれぞれの圧力状態を示している。さらに、ｃｏは外圧縮室、ｃｉは内圧縮室を示している。流入室６ｄ内の矢印は、旋回ピストンと一体となった直線突起７ｃの移動方向を示しており、内外圧縮室内の矢印は吐出行程時のガスの流れ方向を示している。

（ａ）図では、直線突起７ｃが流出室６ｄの側壁面に最接近して外圧縮室の吐出行程が終了した直後で直線突起７ｃが下側に移動する直前の状態を示している。平板ゲート弁Ｒ８は弁装着室６ｈの背面室６ｊの最も奥まで到達して移動速度は０となり背面バネ１１が最も縮んでいる反面平板ゲート弁Ｌ９は弁装着室６ｈから圧縮室側に最も突出して背面バネ１１が最も伸びた状態となっている。

この状態では、外圧縮室の圧力Ｐｃｏは流入室圧力すなわち吸入圧力Ｐｓと等しくなる一方内圧縮室の圧力Ｐｃｉは流出室圧力すなわち吐出圧力Ｐｄより低く平板ゲート弁Ｌ９の先端部は直線突起７ｃの側壁面に摺接してシール性が確保され圧縮が継続される。

（ａ）図から９０°回転した（ｂ）図では、直線突起７ｃが流出室６ｄ溝のおよそ中央部に旋回しながら移動している。それに伴い、平板ゲート弁Ｒ８の先端部は直線突起７ｃ側壁面に摺接しながら移動しているので、外圧縮室の圧力Ｐｃｏは流出室圧力Ｐｄより低い状態で圧縮動作が継続される。

一方、流出室圧力Ｐｄよりも大きくなった内圧縮室１４では圧力Ｐｃｉが平板ゲート弁Ｌ９の圧力ポケット９ｋ内と先端部の受圧面９ｈに作用して該平板ゲート弁Ｌ９が流出室６ｄ側に押されると同時に背面室６ｊ側に押されて側壁面間の摺動摩擦力が大幅に軽減した状態で、平板ゲート弁Ｌ９が容易に背面室６ｊ側に押され該弁の先端部が直線突起７ｃ側壁面から離脱して図中に弁開口と記しているように通路が開口して矢印で示した方向で圧縮室のガスが流出室に流出する。

（ｂ）図からさらに９０°回転した（ｃ）図では、直線突起７ｃが流出室６ｄの側壁面に最接近して内圧縮室の吐出行程が終了した直後で該直線突起が上側に移動する直前の状態を示している。従って、平板ゲート弁Ｌ９は弁装着室６ｈの背面室６ｊの最も奥まで到達して背面バネ１１が最も縮んでいる反面平板ゲート弁Ｒ８は弁装着室６ｈから圧縮室側に最も突出して背面バネ１１が最も伸びた状態となっている。

この時、内圧縮室の圧力Ｐｃｉは流入室圧力すなわち吸入圧力Ｐｓと等しくなる一方外圧縮室の圧力Ｐｃｏは流出室圧力すなわち吐出圧力Ｐｄより低く、平板ゲート弁Ｒ８の先端部は直線突起７ｃの側壁面に摺接してシール性が確保され圧縮が継続される。

（ｃ）図から９０°回転した（ｄ）図では、直線突起７ｃが流出室６ｄ溝のおよそ中央部に旋回しながら上方に移動している。それに伴い、平板ゲート弁Ｌ９の先端部は直線突起７ｃ側壁面に摺接しながらさらに上方に移動するが、内圧縮室の圧力Ｐｃｉは流出室圧力Ｐｄより低いので圧縮動作が継続される。

一方、流出室圧力Ｐｄよりも大きくなった外圧縮室１３の圧力Ｐｃｏが平板ゲート弁Ｒ８の圧力ポケット８ｋ内と先端部の受圧面８ｈに作用して該平板ゲート弁Ｒが流出室６ｄ側に押されると同時に背面室６ｊ側に押されて側壁面間の摺動摩擦力が大幅に軽減した状態で、平板ゲート弁Ｒ８が容易に背面室６ｊ側に押され該弁の先端部が直線突起７ｃ側壁面から離れて図中に弁開口と記しているように通路が開口して矢印で示した方向で圧縮室のガスが流出室に流出する。

このような動作状態に於いて、背面室６ｈに流出室６ｄ圧力よりも動圧ないしは通路抵抗分低い圧力を導入する構成では、内外圧縮室１２圧力と該流出室圧力の差が殆どない状態で開口するので、内外圧縮室圧力が流出室圧力よりも上昇する過圧縮現象の発生はない。

また、吐出行程時に問題となる再圧縮損失の原因の一つである死空間は、平板状ゲート弁ＲとＬの先端部隙間と直線突起７ｃ側壁間に挟まれた空間に相当するが、その空間は極めて少ないので死空間による再圧縮損失は殆どない。

次に、吐出行程終了前後では、直線突起７ｃ側壁面と包絡溝６ｂ側壁面間が最接近した位置が包絡溝から平板状ゲート弁先端部を経て流出室側に移行するに従い下流側の圧縮室圧力が吸入側の流入室と同程度の圧力に瞬時に低下し該弁が閉じる。

このように隣接する内外圧縮室圧力が瞬時に低下すると直線突起７ｃが弁装着室6h入り口に最接近し平板ゲート弁ＲとＬの先端部である平坦シール面が近傍にあり、先端部隙間に圧縮室の低圧が流入し背面室圧力との大きな差圧と背面バネ力の力により該平板ゲート弁ＲとＬが直線突起側壁面に瞬時に着座して内外圧縮室と流出室を遮断するので、該弁の閉じ遅れはなく作動ガスの流出室からの逆流も阻止できる。

第２実施形態

次に、前記吐出機構Ａの平板ゲート弁ＲとＬを用いた第１実施形態の一部を変更した第２実施形態について、図１１を用いて説明する。

同図に示すように、弁装着室６ｈ底面に平行な平面形状が同一である複数個の平板ゲート弁Ｒ４８に分割して構成されそれぞれに背面バネ装着用の長穴４８ｇが設けられている。そして、各分割された部材内部に設けたピン穴に連係ピン５１を挿入し複数枚の平板ゲート弁を積層連結して構成している。当然内圧縮室用の平板ゲート弁Ｌにも適用される。

このような構成では、圧力や温度変化の影響を受けて弁座となる直線突起７ｃが変形するが、その変形量は梁の曲げと同様に該旋回ディスク側の固定端よりも先端側が大きくなる。その際、第２実施形態の平板ゲート弁Ｒは、その変形量に追従して部分的に移動でき先端部の平坦シール面の隙間を最小にして効率低下をなくすことができる。

第３実施形態

次に、前記吐出機構Ａの平板ゲート弁ＲとＬに用いた第１実施形態の一部を変更した第３実施形態について、図１２および図１３を用いて説明する。

図１２に示すように、本実施形態は平板ゲート弁Ｒ６８と弁装着室６ｈの流出室側の側壁面との間に転がり軸受などの転動体７６を１個ないしは複数個装着して構成される。該転動体７６は図１３に示すように車軸７６ｂに車輪部７６ａを装着し、平板ゲート弁Ｒの側壁支持面よりも車輪部が数十から数百ミクロン突出するように配置され、車軸と車輪部間ないしは車軸と平板ゲート弁間で回転可能に構成されている。当然内圧縮室用の平板ゲート弁Ｌにも適用される。

このような構成に於いて、圧縮室圧力が上昇して流出室圧力よりも大きくなると、圧縮室圧力を導入している圧力ポケット６８ｋからの押付け力などにより平板ゲート弁Ｒの車輪部７６ａ外周が弁装着室の流出側の側壁面に着座して転がるので、平板ゲート弁Ｒの背面室側への移動すなわち弁開口に対する摩擦抵抗が大きく軽減する。

第４実施形態

次に、前記吐出機構Ａの平板ゲート弁ＲとＬに用いた第１実施形態の一部を変更した第４実施形態について、図１４を用いて説明する。

同図に示すように、前記直線突起７ｃ側壁面と前記平板ゲート弁Ｒの平坦シール面との面接触状態と圧縮室側先端部の隙間を維持した状態に於いて、固定シリンダ８６の弁収納室８６ｇを形成する弁装着室８６ｈを該直線突起と包絡溝８６ｂの流出室８６ｄ側終端部の接線に対する該弁装着室の包絡溝側の側壁面取り付け角度は直角を基準として数度前後の角度を傾斜させて設けた平板ゲート弁Ｒ８８と平板ゲート弁Ｌ８９の先端部と側壁面の相対角度も前記傾斜角度に合わせた形状とする。

このように該平板ゲート弁の背面部側を流出室側に傾斜させた場合には、圧縮室圧力が流出室圧力より上昇して平板ゲート弁が弁装着室の流出室側側壁面に押付けられると該側壁面の傾斜方向に滑り上がる荷重が加算されて平板ゲート弁ＲとＬの開口が容易となる。

第５実施形態

次に、前記吐出機構Ａの第１実施形態の一部を変更した第５実施形態について、図１５を用いて説明する。

第１実施形態のような内外圧縮室それぞれの弁装着室と背面室から構成される弁収納室に於いて、図４に示す固定シリンダの包絡溝６ｂと同一底面同一幅を有する図１５に示すおよそ矩形断面の弁装着室１０６ｈの奥に該包絡溝と同一幅で両端に半円弧を設けた長円弧形状の背面室１０６ｊから弁収納室１０６ｇを構成するとともに該弁装着室内に同一高さの直方体形状で流出室奥側の側壁面に密着固定したサイドピース１１６と包絡溝側弁装着室側壁面との間に微小隙間を設けて摺動可能に装着した第１実施形態の前記平板ゲート弁Ｒ８と平板ゲート弁Ｌ９から構成される。

このような第５実施形態では、該包絡溝６ａを加工する一つのカッターを用いて容易に流出室１０６ｄおよび弁装着室１０６ｈと背面室１０６ｊから成る弁収納室１０６ｇを加工することができるので生産性が向上する。

第６実施形態

次に、前記吐出機構Ａの第１実施形態の一部を変更した第６実施形態について、図１６から図１９を用いて説明する。

第６実施形態の弁装着室と背面室１４６ｊから構成される弁収納室１４６ｈに於いて、図１６に示すように、一方の弁装着室１４６ｈには平板ゲート弁Ｒ１４８と弁補助材１５６が一対並置されている。図１７に平板ゲート弁Ｒ１４８の形状を示し、図１８に弁補助材１５６の形状を示す。

該平板ゲート弁Ｒ１４８の背面部１４８ｂには弁補助材１５６の端面を当てる部分として突出させて拘止部１４８ｔを設けている。その他の形状である先端部１４８ａや側壁シール面１４８ｃなどは第１実施形態の平板ゲート弁RとLに同じである。

図１８に示した弁補助材１５６は１個ないしは複数個の転がり軸受などの転動体１６７を装着している。その転動体１６７は、図１３と同様、車軸に車輪部を装着して構成され弁補助材１５６の側壁支持面よりも車輪部が数十から数百ミクロン突出するように配置され、車軸と車輪部間ないしは車軸と該弁補助材間で回転可能に構成されている。当然内圧縮室用の平板ゲート弁Ｌにも適用される。

このような第７実施形態の動作状態を図１９の（ａ）と（ｂ）図で説明する。（ａ）図は、圧縮室１５３圧力が流出室１４６ｄ圧力よりも低い状態を示しており、開口前の該平板ゲート弁Ｒは弁座の直線突起側壁面に着座して圧縮室の密閉状態が継続されている。

（ｂ）図は、圧縮室圧力が流出室圧力より上昇してその差圧により該平板ゲート弁Rが流出室側に押されると該転動体１６７が該側壁支持面１４８ｄと弁装着室側壁面間で挟み込まれる。その際、弁補助材１５６は直線突起１４７ｃに押されて背面室側に移動しているので、転動体の弁装着室側壁面上を転がる回転力が同時に接触している該平板ゲート弁Ｒにも回転速度が倍化されて伝わり背面室側に瞬時に移動する。その後、圧縮室内のガスが該弁補助材のガス通路１５６ｂから流出室に流出される。その際、背面室内に平板ゲート弁Rの移動に対する緩衝機構を設ければ衝突音は防止できることは容易に考えられる。

第７実施形態

次に、前記吐出機構Ａの第１実施形態の一部を変更した第７実施形態について、図２０を用いて説明する。

第１実施形態の図５と同様な弁装着室と背面室から構成される弁収納室に図７の平板ゲート弁Rを装着する構成に於いて、当該実施形態では、図７に代って図２０に示すような平板ゲート弁Ｒ１６８を用いる。

該平板ゲート弁Ｒ１６８が図７に示した第１実施形態の平板ゲート弁Rと異なる点は、
先端部１６８aに受圧面や風圧受面がなく側壁支持面１６８ｄのおよそ中央部にコ字状に掘り下げた先端部に抜ける凹溝１６８ｇ内に設けた圧縮室に連通する吐出孔１６８ｊを塞ぐようにリード弁１７６とそれを背面で支えるリテーナ１７７を装着して構成されている。当然内圧縮室用の吐出機構Ａや平板ゲート弁Ｌにも適用可能である。

該平板ゲート弁Ｒ１６８の先端部には圧縮室圧力が作用する空間がないので、常に直線突起７ｃの側壁面である平坦弁座に密着した状態にあり、圧縮室圧力が流出室圧力より上昇すると一般的なリード弁と同様に吐出孔１６８ｊからリード弁１７６を押し開けて圧縮されたガスが流出室内に流出することになる。

第８実施形態

次に、前記吐出機構Ａの第１実施形態の一部を変更した第８実施形態について、図２１を用いて説明する。

第１実施形態の図５と同様な弁装着室と背面室から構成される弁収納室に図７の平板ゲート弁Rを装着する構成に於いて、当該実施形態では、図７に代って図２１に示すような平板ゲート弁Ｒ１８８とその動作機構を用いる。

該平板ゲート弁Ｒ１８８が図７に示した第１実施形態の平板ゲート弁Rと異なる点は、先端部の風圧受面や側壁シール面と側壁支持面を連通する孔がないことなど、全体的に簡素化された構成となっている。その代わりに平板ゲート弁R１８８と平板ゲート弁Ｌ１８９を弁座である直線突起７ｃの側壁面から離脱させて開口動作を補助する機構として、前者には回転円盤１９６を装着し、後者には回転円盤１９６とそれの間に補助円盤１９８を別途装着している。

図２１に示すように、固定シリンダに固定された軸部を回転中心にして回転自在に軸着された該回転円盤１９６の中心から旋回半径離れた位置に一端を旋回ピストンの旋回ディスクに固定した旋回ピン１９７を軸着し、その外周部のおよそ半周の径を小さくして固定シリンダの円筒空間に遊装している。そして、外圧縮室用の平板ゲート弁Ｒ１８８に用いる場合には、弁装着室１８６ｈと該平板ゲート弁Ｒの側壁面間の隙間の範囲内でしかも平板ゲート弁Ｒが直線突起７ｃに押されて背面室側に移動する範囲内に於いて、該回転円盤１９６の外周部の一部を突出させている。

なお、旋回ピストンの旋回半径で回転する該旋回ピン１９７の外側に該回転円盤１９６の外径を設けているので、その外径の周速度は旋回突起の最大速度よりも大きくなる。

内圧縮室用の平板ゲート弁Ｌ１８９に用いる場合には、該回転円盤１９６と平板ゲート弁Ｌ１８９との間に、該回転円盤１９６の外径と摺接するように固定シリンダに固定された回転用軸心を有する補助円盤１９８を装着している。そして、弁装着室１８６ｈと該平板ゲート弁Ｌの側壁面間の隙間の範囲内で該補助円盤１９８の外周部の一部を突出させるが、該補助円盤１９８に回転円盤１９６から回転力が伝わるのは、平板ゲート弁Ｌが直線突起７ｃに押されて背面室側に移動する範囲内に於いてである。

第８実施形態の動作を以下で説明する。旋回突起７ｃに平板ゲート弁Ｒが押されて背面室側に移動している状態に於いて、外圧縮室１３圧力が流出室１８６ｄの圧力よりも上昇すると、その差圧力に押されて平板ゲート弁Ｒ１８８が流出室側に移動して側壁支持面が該平板ゲート弁Ｒよりも速い速度の周速で回転している該回転円盤１９６に接触すると瞬時に該平板ゲート弁Ｒが背面室側に押上げられてガス通路が開口する。

内圧縮室１４が流出室１８６ｄの圧力よりも上昇した場合も同様であり、該平板ゲート弁Ｌよりも速い速度の周速で回転している該補助円盤１９８に接触すると瞬時に該平板ゲート弁Ｌが背面室側に押上げられてガス通路が開口することになる。

第９実施形態

次に、前記吐出機構Ａを代表する第１実施形態の一部を変更して吐出機構Ｂとした第９実施形態について、図２２から図２４を用いて説明する。

該吐出機構Ａと該吐出機構Ｂの主な違いは、直線突起７ｃを挟んで対向して設ける板状弁体とその補機部材で構成される弁機構体の特に動作が大きく異なっている。以下、具体的な構成とその機能について説明する。

図２２は吐出機構Ｂ２１２の構成部位を拡大した断面図を示し、図２３は該吐出機構Ｂ用のフラップ弁Ｒ２０８とその関連部材を分解した外観斜視図を示しており、図２４は該吐出機構Ｂの動作状態の説明図である。以下、外圧縮室１３用に適用されるフラップ弁Ｒ２０８の構成について説明するが、内圧縮室用のフラップ弁Ｌ２０９にも適用可能である。

図２２に示すように、直線突起７ｃを挟んで対称的に内外圧縮室１３と１４それぞれの弁装着室２０６ｈ内に直方体の弁台座２１０を遊挿し、該直線突起７ｃ側壁面に面接触可能でおよそ凸形状の先端面とその反対側の背面室側も凸円弧形状をした円弧中央部に弁装着室の側壁面に平行なピン用穴を設けたフラップ弁Ｒ２０８を該弁台座２１０に固定された回転ピン２１６に装着している。

また、図２３に示すように、該弁台座２１０上で該フラップ弁Ｒと弁装着室２０６ｈの流出室側壁面との間に該弁台座に固定したセットピン２１９に装着されたゼンマイのような側面バネ２１８と該弁台座と前記固定シリンダ間に装着した背面バネ２１７から構成される外圧縮室用弁機構体に内圧縮室用と対にして吐出機構Ｂ２１２が構成されている。

上記の如くフラップ弁Ｒ２０８とフラップ弁Ｌ２０９で構成された吐出機構B２１２の動作について図２４の（ａ）図と（ｂ）図を用いて説明する。（ａ）図では、駆動軸の回転に伴い外圧縮室２１３の圧力が流出室２０６ｃ圧力よりも上昇すると側壁面の広い受圧面積による差圧がフラップ弁Ｒ２０８の前後に作用して弾性の範囲で側面バネ２１８を変形させながら回転ピン２１６回りに回転することで、弁座である直線突起７ｃ側壁面から該スラップ弁Ｒ先端部が瞬時に離れて該先端部の隙間から流出室に向けて圧縮室のガスが流出する。その際、該弁台座２１０は直線突起７ｃ側壁面に摺接した状態が保持される。

また、内圧縮室２１４用のフラップ弁Ｌ２０９は圧縮室圧力が流出室圧力よりも低い状態なので、座面である直線突起７ｃ側壁面に先端部が摺接している。一方（ｂ）図では、内圧縮室圧力が流出室圧力よりも上昇して外圧縮室用フラップ弁Ｒと同様にフラップ弁Ｌ２０９が動作した状態を表わしている。

第１０実施形態

次に、前記第１実施形態のリング式の容積型圧縮機と異なるスクロール式圧縮機に適用した吐出機構Ｃとしての第１０実施形態について、図２５から図３５を用いて説明する。

前記吐出機構Ａ、吐出機構Ｂおよび吐出機構Ｃの主な違いは、旋回ピストンの直線突起を挟んで対向して設ける板状弁体の形状にある。すなわち、前者の平板ゲート弁やフラップ弁は直方体の板状弁体を基本としているが、後者は板を円弧状に曲げて形成されている点が大きく異なっている。以下、具体的な構成とその機能について説明する。

図２５にスクロール式容積型圧縮機３０１の縦断面図を示し、図２５のＦ−Ｆ線断面図を図２６に示す。その圧縮機構部を構成する主要部材である旋回スクロールすなわち旋回ピストン３０７の平面図を図２７に示し、固定スクロールすなわち固定シリンダ３０６の平面図を図２８に示す。

スクロール式容積型圧縮機３０１は、図２５と図２６に示すように、密閉容器３０２内に固定されたフレーム３２１上に装着した固定シリンダ３０６とそれらの間に旋回ピストン３０７と旋回機構３２０を設けた中央部のフレームの軸受に支持された駆動軸３２２の下部を電動機３２３に直結して構成されている。

図２６に示すように、圧縮室は固定シリンダのコ字の底部を上にした断面の包絡溝３０６a内に等厚板を曲げて成形した旋回ピストンの旋回突起３０７ａを遊挿して互いの側壁間に形成される三日月状空間の上下を固定端板３０６ｂと旋回ディスク３０７eで蓋をして閉じた密閉空間として複数形成される。

旋回ピストン３０７の形状は、図２７の平面図に示すように、帯状等厚板を渦巻き状に曲げて形成した渦巻き突起３０７ｂを主体とする旋回突起３０７ａをおよそ円形で剛性を有する板状の旋回ディスク３０７ｄの片面側に直立させ、その反対側のおよそ中央に駆動軸の偏心軸に枢結する軸受ボスを設けて構成される。該旋回ピストン３０７は、軸受ボスに挿入され駆動軸３２２の偏心軸と該旋回ピストンに装着された旋回機構３２０とで自転のない公転運動すなわち旋回運動を行う。

また、渦巻き突起３０７ｂと同一の矩形断面で中央側の円弧状端部を接線方法に直線的に旋回半径の２倍以上の長さと同じ高さで延長させ旋回ディスク３０７ｄに直立させた直線突起３０７ｃとで旋回突起３０７ａが構成される。

加えて、渦巻き突起３０７ｂは、外側のＰ点からＱ点の間はインボリュート曲線で、Ｑ点からＲ点の間は該インボリュート曲線との接続部が同一接線でインボリュート曲線の伸開線半径よりも円弧半径を小さくした円弧曲線の２つの曲線で形成され、その先のＲ点からＳ点間の前記直線突起３０７ｃとで旋回突起３０７ａが形成されている。

固定シリンダ３０６の形状は、図２８の平面形状に示すように、旋回突起３０７ａの旋回運動で形成される包絡線を壁面として得られる一定幅の包絡溝３０６ａを厚い板厚の固定端板３０６ｂの片面に設け、包絡溝３０６ａの外周側一端に作動ガスの流入室３０６ｃを内周側に流出室３０６ｅを包絡溝３０６ａと同一底面を有して設けてられており、該包絡溝３０６ａの流入室３０６ｃと流出室３０６ｅそれぞれに吸入孔３０６ｄと吐出孔３０６ｎが設けられている。なお、該流出室３０６eは該直線突起３０７ｃの包絡溝として最小幅が決まるのでおよそ直線溝として形成される。

当該図の中央には、該包絡溝３０６ａおよび流出室３０６ｅと同一底面で該包絡溝幅のおよそ２倍以上の直径で円筒形状の外壁の一部を該包絡溝の内外側壁面に接続させて包絡溝幅で開口する円筒内壁の内側には該円筒内壁の円弧と同一中心を有する円弧形状の外壁の２箇所を該流出室の側壁面に接続させて形成されるＵ字塔３０６ｋの外壁と該円筒内壁との間に形成される部分的なリング状の矩形断面溝で形成され該流出室を挟んで対向して配置された円弧溝形状の２箇所の弁装着室３０６ｈとその中間に設けた背面室３０６ｊとでリング状の弁収納室３０６ｇが形成されている。

それぞれの弁装着室３０６ｈ内には細孔の注油孔３０６ｑが開口し、背面室３０６ｊ内には流出室３０６ｃないしは吐出空間３２５に連通する圧導入孔３０６ｎが開口し、リング状該弁収納室の中央部にはピン穴３０６ｍが２箇所設けられている。

次に、図２６の中央部に３１２矢視で示した吐出機構Cの拡大図である図２９と図２９の矢視した中心線Gに沿って展開した断面図である図３０および板状弁体である円弧ゲート弁R３０８の形状を示した図３１を用いて、該吐出機構C３１２の構成と機能を詳しく説明する。以下、外圧縮室３１３用に適用される円弧ゲート弁R３０８の構成を中心に説明するが、直線突起３０７ｃを挟んで左右対称に構成された内圧縮室３１４用の円弧ゲート弁L３０９にも適用可能である。

図２９に示すように、直線突起７ｃを挟んで対称的に内外圧縮室３１３と３１４用それぞれの弁装着室３０６ｈ内外壁面および上下端面間に微小な隙間を設けて摺動可能とするとともに直線突起３０７ｃ両側壁面に摺接する円弧ゲート弁R３０８と円弧ゲート弁L３０９を装着し、背面室３０６ｊ内にセットピン３１６で位置決めして配置した中間部材３１１と該円弧ゲート弁との間に背面バネ３１０を装着するとともに包絡溝３０６ａや流出室３０６ｅおよび弁装着室３０６ｈの端面を前記旋回ディスク３０７ｄ端面で塞いで吐出機構C３１２が構成されている。

但し、該背面バネ３１０は該円弧ゲート弁R３０８と円弧ゲート弁L３０９の動作の補助ないしは衝撃を緩衝する部材であり、他の弾性体で置き換えることは可能である。なお、図３０の固定シリンダの固定端板３０６ｂに設けた係止部材３３０などによる係止機構の構成と機能は前記図６と図９と同一なのでここでは説明を省略する。

図３１の（a）図に円弧ゲート弁R３０６の上端面形状を示し、（ｂ）図に（ａ）図の右側から見た側面図を示す。（ａ）図の内外側壁面を示す側壁シール面３０８ｃと側壁支持面３０８ｄの円弧形状は、周方向の長さが１／４周前後から半周以下の範囲の円弧で形成され、前記弁装着室３０６ｈに微小な隙間を設けて装着できる形状となっている。

その上端面３０８eに窪んだ油受穴３０８ｍと先端部３０８ａに設けた先端油溝３０８ｐとを連結する油導入孔３０８ｎが設けられており、圧縮室圧力が吐出圧力よりも低い状態において、固定シリンダの注油孔３０６ｑから該油受孔３０８ｓに差圧により間欠的に供給された油が該油導入孔を介して先端油溝３０８ｐに入り、先端部や側壁シール面ないしは摺接する各部位のシールや潤滑に用いられる。

（ａ）図に示す先端部３０８ａのＲ形状は、直線突起３０７ｃの側壁面に摺接する該先端部の形状を形成する方法は模式図で示した図３２から与えられる。図３２は、該弁装着室３０６ｈと包絡溝３０６ａおよび流出室３０６ｅの内外側壁面と旋回運動をする直線突起３０７ｃ側壁面との関係を示している。これらの関係とリング状の弁収納室３０６ｇの溝中心線を示した図中の一点鎖線と矢視で示したＡ点からＤ点の位置関係を用いてＲ形状の形成方法を説明する。

図３２のＡ点は直線状の流出室３０６ｅ外壁と円弧状の溝である弁装着室３０６ｈ内壁の交点、Ｂ点は該溝中央線と包絡溝外壁の交点、そしてＣ点は該溝中央線と包絡溝内壁に直線突起３０７ｃの厚さを加えた側壁面との交点を示している。一点鎖線ＥＯを該包絡溝ないしは流出室の中央線とした場合、Ｄ点は∠ＥＯＧの角度と等しい角度である∠ＨＯＦを∠ＥＯＦの角度に加えた線ＯＨと円弧状の弁装着室外壁との交点を示している。これらＡ点、Ｂ点およびＤ点を通るおよそ中央を凸とする円弧ないしは放物線で円弧ゲート弁R３０８の先端部３０８aの形状を形成する。円弧ゲート弁L３０９の先端部も同様である。

なお、図２９に示した直線突起３０７ｃの長さは、図３２に示した円弧ゲート弁Rの先端部のＢ点が該直線突起面から離脱しないように旋回半径の２倍に円弧ゲート弁R先端部のＡ点とＢ点間の距離を加えた長さが最小限必要となる。

また、前記平板ゲート弁と同様、該円弧ゲート弁Ｒと円弧ゲート弁Ｌも包絡溝３０６ａ側の弁装着室３０６ｈ側壁面に面接触して摺動する側壁シール面や側壁支持面に一段凹ました非摺接面である段差面である圧力ポケットを設けることで動作性や摺動性が向上する。

図３３の（a）図に中間部材３１１の上面図を示し、（ｂ）図に（ａ）図の円弧内側から見た側面図を示す。（ａ）図に見られるように背面室３０６ｊに収納可能な円弧形状となっており、上面３１１ｅには背面室底面の定位置に装着するためのピン穴３１１ｆを設け、両側壁端面３１１ｃにはバネ穴３１１ｄが複数設けられている。

図３４は、背面室３０６ｊ内圧力に対する圧力制御機構を示している。（ａ）図は圧縮機運転前の流入室と吐出空間の圧力が等しい状態にあり制御弁３１７動作前の状態図を示し、（ｂ）は圧縮機運転後の流入室よりも吐出空間圧力が十分に高くなった状態にあり制御弁３１７が動作して背面室と圧縮室が連通した状態を示している。

以下、前記吐出機構Ｃ３１２を用いた第１０実施形態の機能や動作を、図３５を用いて説明する。（ａ）図から（ｄ）図へと順に駆動軸に同期して旋回ピストンが９０°ピッチで回転した状態を表わしている。外圧縮室３１３に対する吐出機構Ｃの動作を中心に説明するが、内圧縮室３１４にも同様に適用可能である。

図３５の（ａ）図は、外圧縮室３１３圧力が背面室３０６ｊの圧力より低い区間であり、直線突起３０７ｃの先端部は図中の矢印の如く動作して円弧ゲート弁Ｒ３０８を弁装着室３０６ｈ内に押し込み、該円弧ゲート弁Ｒの先端部３０８ａは直線突起３０７ｃの側壁面に密着していることと圧縮室側の側壁シール面３０８ｃは圧力差の関係から弁装着室３０６ｈ側壁面に密着していることから圧縮室と流出室３０６ｅ間および背面室間のシール性が確保された状態で作動ガスの圧縮が継続される。

次の（ｂ）図では、外圧縮室３１３の圧縮行程が進み吐出行程に入る状態を示している。すなわち、外圧縮室用の円弧ゲート弁Ｒの先端部３０８ａに作用する圧力が背面室３０６ｊの圧力よりも大きくなり該円弧ゲート弁Ｒ先端部が直線突起３０７ｃの弁座である側壁面から離脱して背面室側に移動することで該先端部が直線突起と同じ移動方向で開口し外圧縮室３１３内の作動ガスが該流出室３０６ｅから吐出空間に流出される。

このような状態に於いて、背面室３０６ｊ圧力を流出室３０６ｅ圧力よりも動圧ないしは通路抵抗分低い圧力を導入している構成では、外圧縮室と該流出室との差圧が殆どない状態で開口するので、外圧縮室圧力が流出室よりも上昇する過圧縮現象の発生はない。

外圧縮室３１３の吐出行程終了直後の（ｃ）図では、直線突起３０７ｃが包絡溝３０６ａの側壁面に近接して外圧縮室の空間が少ない状態で円弧ゲート弁Ｒ３０８が弁装着室と背面室内に収納され、旋回運動の関係から該直線突起の側壁面に垂直な方向の移動速度は包絡溝中央で最大となった後は減少して包絡溝側壁面に最接近した状態では殆ど０となる。

（ｃ）図の状態から直線突起３０７ｃが図中の矢印の如く移動して包絡溝の外圧縮室を形成する側壁面から最接近直後の次の瞬間には外圧縮室の圧力は瞬時に低圧に変化するが、円弧ゲート弁Ｒの先端部が直線突起側壁面間近にあり、該先端部に外圧縮室の低圧が流入して背面室圧力との大きな差圧力と背面室のバネ３１０力により該円弧ゲート弁Ｒが直線突起側壁面に瞬時に着座するので、外圧縮室と流出室間を瞬時に遮断して該円弧ゲート弁Ｒの閉じ遅れがなく作動ガスの流出室から圧縮室への逆流も阻止できる上に該円弧ゲート弁Ｒの着座による衝撃もないので音や部材の損傷の問題もない。

また、吐出行程終了直後に問題となる再圧縮損失の原因の一つである死空間は、円弧ゲート弁ＲとＬの先端部隙間と直線突起側壁間に挟まれた空間に相当するが、図３２で説明したように適正な先端部の円弧形状の設定からその空間は少なくできる。

さらに回転した（ｄ）図では、内圧縮室３１４の圧縮が進み圧力が背面室圧力より高くなり吐出行程に入る状態を示しており、内圧縮室用の円弧ゲート弁Ｌ３０９の先端部３０９ａに作用する圧力が背面室の圧力よりも大きくなり該円弧ゲート弁Ｌの先端部が直線突起の側壁面から離脱して該背面室側に移動することで直線突起の移動方向と同じ方向で開口し圧縮室の作動ガスが流出室に流出する。以上の如く、内圧縮室３０９用円弧ゲート弁Ｌの動作は外圧縮室３０８用円弧ゲート弁Ｒと基本的に同様であるが、動作のタイミングは（ｂ）と（ｄ）図で示したように異なる。

第１１実施形態

次に、前記吐出機構Ｃを代表する第１０実施形態の一部を変更した第１１実施形態について、第１０実施形態の図２９に相当する第１１実施形態の図３６を用いて説明する。

第１０実施形態と第１１実施形態の主な相違点を図２９と図３６を比較して説明する。内外圧縮室３１３と３１４を形成する包絡溝およびリング状の弁収納室を含む固定シリンダと旋回突起３０７ｃ含む旋回ピストンの構成は同一であり、異なるのは円弧ゲート弁ＲないしはＬを複数に分割した構成にある。

図３６では、外圧縮室３１３用弁装着室３０６ｈに円弧ゲート弁を径方向で複数分割した曲率の異なる外円弧ゲート弁Ｒ３６０と内円弧ゲート弁Ｒ３６１を一組として装着している。内圧縮室用３１４にも対称的に外円弧ゲート弁Ｌ３６２と内円弧ゲート弁Ｌ３６３を一組として装着されている。それに中間部材３６６と該円弧ゲート弁それぞれに配置した外バネ３６４と内バネ３６５が配置されている。

該第１１実施形態の動作形態は、図３５で示した第１１実施形態と基本的に差異はないので、以下簡単に説明する。

外圧縮室３１３圧力が背面室３０６ｊの圧力よりも高くなるとその差圧力により外円弧ゲート弁Ｒ３６０の先端部が直線突起３０７ｃ側壁面から離れて弁装着室内を背面室側に押されて先端部が僅かに開口すると該先端部全体に該差圧力が作用するので、該弁の開口動作性が高まると同時に内円弧ゲート弁Ｒ３６１の先端部にも該差圧力が作用する。そして、外円弧ゲート弁Ｒの動きによる摩擦力効果により内円弧ゲート弁Ｒが容易に開口して、外圧縮室で圧縮された作動ガスが流出室に流出する。

第１２実施形態

次に、前記吐出機構Ｃの第１０実施形態の一部を変更した第１２実施形態について、図３７および図３８を用いて説明する。第１０実施形態に対する第１２実施形態の主な相違点は、固定シリンダの構成方法にある。その他の旋回ピストンおよび円弧ゲート弁を含む弁機構体は同じ構成が適用可能である。

図３７に第１２実施形態に適用する固定シリンダ３８６の平面図を示す。中央に包絡溝３８６ａに連結する円筒内壁３８６ｇが第１１実施形態と同様の形態で形成された内側には該包絡溝と同一床面を有する円筒状空間である円筒室３８６ｈが設けられている。その中央近傍に貫通孔として設けられた吐出孔３８６ｆの周囲には対称的に配置されたＵ字ピン穴３８６ｋ、注油孔３８６ｑ、圧導入孔３８６ｎそしてピン穴３８６ｍが設けられ、Ｕ字ピン穴３８６ｋ以外は図２８と同様に設けられている。

図３８の（ａ）図のＵ字溝付円柱３９７の平面図と（ｂ）の（ａ）図の側面図には円柱外壁３９７ａの内側にＵ字形状の流出室３９７ｂを形成し設置面３９７ｃにはピン孔３９７ｅが設けられている。このピン孔３９７ｅに挿入したピンを図３７のピン穴３８６ｋに嵌め込むことで図２８に示すような弁収納室および流出室が形成される。

このように図２８の固定シリンダからＵ字塔を分離して図３８の固定シリンダ形状とすることにより図２８で示した狭い溝の弁収納室の加工は不要となるので生産性が向上する。

第１３実施形態

以下、本発明の容積型圧縮機の一形式としてのロータリ式の容積型圧縮機に適用した吐出機構Ｄの第１３実施形態を図３９〜図４６に従って説明する。これらの図では、１気筒すなわち１シリンダの構成となっているが、２気筒への適用も可能である。

図３９はロータリ式圧縮機４０１の圧縮機構部に対する横断面図を表わす。可動機構部材である駆動軸の偏心軸に装着された円筒状の円筒ピストン４０７、密閉容器４０２内に固定された中央部に円筒空間を有する固定機構部材である固定シリンダ４０６、その固定シリンダ端面に駆動軸を支える軸受を設けたフロントヘッドとその反対側に同じ駆動軸を支える軸受を設けたリアヘッドで構成し、これら円筒ピストン４０７、固定シリンダ４０６、フロントヘッドおよびリアヘッドで囲まれた三日月状の密閉空間として該圧縮機の圧縮室４１１と吸入孔４０６ａが開口する流入室４１０が形成されている。

そして、固定シリンダ４０６の平面図である図４０に示すように、該固定シリンダの円筒空間の内壁面４０６ｂには作動ガスが流入する吸入孔４０６aと一定横幅で開口し平行平面で対面させて形成される溝の高さ方向の上下面をフロントヘッドとリアヘッドで塞ぐことでおよそ断面矩形の角柱状空洞を形成した弁装着室４０６ｄとその奥に該弁装着室と同じ高さで密閉容器内吐出空間と連通する吐出孔が開口する流出室４０６eとを合わせたキノコ状の空洞で形成される弁収納室４０６ｃが形成されている。

図３９の４１２矢視の一点鎖線で囲まれた拡大図を図４１に示す。Ｌ字形の弁安定板４２０を固着した平板ゲート弁Ｓ４１３、仕切板４１４、ストッパ４１５および前記部材と固定シリンダ４０６との間に支持バネ４１６や動作バネ４１７などの弾性体を含めて構成された弁機構体を該弁収納室４０６ｃに収納して吐出機構Ｄ４１２が構成される。該弁機構体を構成する要素の形状と該吐出機構Ｄの特徴的な機能と動作を以下で説明する。

該平板ゲート弁Ｓ４１３の形状を図４２に、弁安定板４２０の外観斜視図を図４３に、仕切板４１４の形状を図４４に、ストッパ４１５の形状を図４５に示す。

該平板ゲート弁Ｓ４１３の形状は正面図である図４２（ａ）図とそのＨ−Ｈ断面図である（ｂ）図に示す。全体をおよそ直方体で形成されたその先端部４１３ａは、断面の（ｂ）図に示すように、右半分は円筒面４０７ａに摺接して圧縮室４１１と流出室４０６ｅ間をシールする狙いから中央凸の円弧形状をしている。一方該先端部の左半分は円筒面４０７ａに摺接しなくて浮いた状態を保つことで圧縮室圧力を常時作用させることと死空間を少なくするために平坦面ないしは傾斜面で形成されている。しかし、同じ機能であれば平坦面に拘る必要はないが、右半分と同様の円弧形状にすると死空間が増加する。

また、圧縮室側の弁装着室４０６ｄ側壁面に摺接している平板ゲート弁Ｓの側壁シール面４１３ｃには圧力ポケット４１３ｆが設けられていることから、接触面積が減少し、該側壁シール面への同じ押付け荷重に対して、面圧が増大してシール性が向上する。また、圧縮室圧力が側壁シール面４１３ｆに作用する中心位置が背面部４１３ｅ側のより中央に近い位置となり、該平板ゲート弁Ｓの傾斜が押えられてより安定した動作が確保できる。

平板ゲート弁Ｓの側壁支持面４１３ｄには、図４３の外観斜視図に示すようなＬ字形状の薄板で形成された弁安定板４２０がスポット溶接などで固着されている。なお、機能上固定部４２０ｂは無くても突き出た受圧部４２０ａがあれば良いので、焼結合金や樹脂材などで平板ゲート弁Ｓと一体に成形しても良い。図中のＨＬ寸法とＢＬ寸法は後述する。

加えて、図４２に見られるように、一端が平板ゲート弁Ｓの側壁シール面４１３ｃに開口し、他端が該弁安定板の受圧部４２０ａ下部に開口する連通路４１３ｈが該平板ゲート弁Ｓ内に設けられ、その背面部４１３ｅには必要に応じて動作バネ用穴４１３ｇを設ける。

仕切板４１４の形状は裏面図である図４４（ａ）図とそのＪ−Ｊ断面図である（ｂ）図に示す。全体をおよそ直方体で形成されたその先端部４１４aの形状は、円筒外面４０７ａに摺接して吸入室４１０と流出室４０６ｅ間をシールする狙いから（ｂ）図に示すように中央凸の円弧形状をしている。

また、弁装着室４０６ｄの側壁面に摺接している仕切板４１４の側壁シール面４１４ｂに該平板ゲート弁Ｓと同様の圧力ポケットを設けても良い。これにより接触面積が減少し、側壁シール面への同じ押付け荷重に対して面圧が増大してシール性が向上する。また、流出室圧力が側壁シール面４１４ｂに作用する中心位置が背面部４１４ｅ側のより中心に近い位置となるので、仕切弁４１４の傾斜が押えられてより安定した動作が確保できる。

図４４の（ａ）図に示すように、両サイドに設けた角柱状の弁支持部４１４eとの間に作動ガスの通路となる側壁通路４１４ｄを設け、その面の中央部に一段凹ました迂回路４１４ｇを設けている。背面部４１４ｃには動作バネ用のバネ用穴を設けている。

なお、該弁安定板の形状に関わる図４３中のＨＬ寸法は、図４４にある該仕切板の弁支持部４１４ｅに接触しない程度で近接させる寸法とし、ＢＬ寸法は仕切板の側壁面に接触しない程度で近接させた寸法とする。

図４１の流出室４０６ｅに装着されているストッパ４１５の正面図を図４５の（ａ）図に示し、その上面図を（ｂ）図に示すように角丸長方形の一方が開口した形状をしている。両端の円弧形状の支持端部４１５ａは、流出室４０６ｅの両端に設けた円弧部に据え込まれるとともに平坦部と流出室の平坦部との間に支持バネ４１６を取り付けて挟着される。また、平坦部に設けたバネ穴４１５ｂは仕切板ないしは平板ゲート弁Ｓの背面部と流出室の平坦部との間に装着する動作バネ４１７を通すための穴である。

なお、前記第１実施形態の図６に示した係止機構を形成する係止制御室と係止孔および係止部材などと給油のための給油孔を前記フロントヘッドないしはリアヘッドに設けており、前記同様の構成と機能を有している。

以下、本発明の第１３実施形態に適用した吐出機構Ｄ４１２の動作状態を、図４６を用いて説明する。

図４６に示した（ａ）図から（ｄ）図の４図は、駆動軸に同期して円筒ピストン４０７が回転して吐出機構Ｄ４１２が動作する状態を示した図であり、中央に記載した０°、９０°、１８０°および２７０°は（ａ）図を起点にした回転角を表わしている。

（ａ）図では固定シリンダ４０６に設けた吐出機構Ｄのうち特に仕切板４１４に円筒ピストンが最接近した状態を示し、先端部４１４ａの凸円弧中央に摺接した状態を示している。圧縮室４１１は吸入室４１０と連通して吸入圧力と同じ圧力状態となっている。

運転中、流出室４０６ｅ内は高圧の吐出圧力の雰囲気にあるので、仕切板先端部４１４ａの右側半分と平板ゲート弁Ｓ先端部４１３ａの左側半分は低圧である吸入圧力の作用に加えて流出室側に設けた動作バネ４１７により、仕切板および平板ゲート弁Ｓは円筒ピストン側に押付けられて各先端部は流出室と吸入室ないしは圧縮室間をシールしている。

さらには、弁装着室４０６ｄの側壁面と仕切板の側壁シール面４１４ｂおよび平板ゲート弁Ｓの側壁シール面４１３ｃとの間は圧力ポケットによりそれぞれが吸入室圧力ないしは圧縮室圧力の領域が多くなっており、流出室圧力の差圧からそれぞれが弁装着室側壁面に押付けられてシールされている。

次に円筒ピストンの回転が進んで右側に図示された吸入孔４０６ａを通り過ぎた（ｂ）図では、圧縮室４１１は密閉された空間となり作動ガスの圧縮が開始されるが、その圧力はまだ吸入圧力に近い低い圧力状態にある。よって、仕切板先端部の円筒面４０７ａとの摺接部が吸入室４１０側に移動して低圧が作用する領域が減少しているが、それ以上に大きな荷重の動作バネが流出室側から作用しているので、先端部のシール性が確保されている。また、側壁面のシール力は（ａ）図と同様である。

平板ゲート弁Ｓ先端部の円筒面４０７ａとの摺接部が圧縮室の反対側に移動して圧縮室圧力が作用する領域が増大しているので、その差圧の影響は大きくなり圧縮室圧力が上昇しても先端部のシール力は確保される。また、側壁面のシール力は、流出室圧力が圧縮室圧力よりも高い領域では（ａ）図と同様のシール状態が継続される。

さらに円筒ピストンの回転が進んで最も吐出機構Ｄから離れた位置にある（ｃ）図では、圧縮室の容積が減少して（ｂ）図よりも圧力が上昇する。仕切板先端部の円筒面４０７ａとの摺接部が（ａ）図と同じ中央に移動して低圧が作用する領域が戻ることと動作バネの作用から、先端部のシール性が確保される。

また、仕切板の側壁シール面に対する荷重は（ａ）図と差圧が同じなので同様となるが、作用中心点の位置が吸入室側に移動している点が異なる。その作用中心が側壁面を超えて吸入室側に入ると仕切板に側壁シール面の端部回りのモーメントが作用して、仕切板が傾斜して性能や耐久性面で問題が発生するが、該吐出機構Ｄでは、側壁面の長さや圧力ポケットなどから該モーメントが発生しない構成となっている。

一方平板ゲート弁Ｓでは、先端部の円筒面４０７ａとの摺接部が圧縮室側に移動して圧縮室圧力が作用する領域が（ａ）図と同様となるが、圧縮室圧力が上昇しても、流出室圧力が圧縮室圧力よりも高い区間では、先端部のシール力は確保される。また、側壁シール面のシール力は、流出室圧力が圧縮室圧力よりも高い領域では、その差圧によりシール状態が継続されることと作用中心の位置が圧縮室側に移動しているが、その作用中心が側壁シール面を超えて圧縮室側に入らないように側壁面の長さや圧力ポケットが設定されているので、平板ゲート弁Ｓにモーメントが作用して傾斜することはない。

さらに円筒ピストンの回転が進み最も左側に位置している（ｄ）図では、圧縮室の容積がさらに減少し圧力が上昇して平板ゲート弁Ｓを流出室側に押上げて圧縮室内の作動ガスを吐出させる吐出行程に入った状態を示している。

この円筒ピストンの位置では、円筒面４０７ａの軸中心と平板ゲート弁Ｓ４１３先端部の中央線とを一致させた構成となっているので、該先端部が該円筒外面４０７ａに着座した状態では左側平坦部４１３ｂに流出室よりも高い圧縮室圧力が作用することに加えて側壁シール面の圧力ポケット４１３ｆにも作用して弁装着室側壁面から離反することで圧縮室の作動ガスが連通路４１３ｈから弁安定板下部に流入することから圧縮室圧力と流出室圧力の少ない差圧で平板ゲート弁Ｓが流出室側に押上げられて、吐出行程に入り圧縮室と流出室が連通し圧縮室内の作動ガスが流出室内に流出することになる。

平板ゲート弁Ｓ４１３の側壁支持面に固着した弁安定板の受圧部４２０ａは、仕切板の迂回路４１４ｇ下端より下側の弁支持部４１４ｅに挟まれた作動ガスの流出通路４１８に小さな隙間を設けて塞ぐように配置されている。

このような状態に於いて、圧縮室圧力が流出室圧力よりも高く該先端部と連通路４１３ｈから作動ガスが流入して該受圧部２０ａ下部空間圧力が高まると平板ゲート弁Ｓを押上げる力が加算されて、圧縮室圧力と該流出室圧力の差が殆どない状態で該平板ゲート弁Ｓが開口するので、圧縮室圧力が流出室圧力よりも大きく上昇する過圧縮現象の発生ない。

また、該先端部４１３ａに作動ガスが流入することで動圧分先端部の圧力が低下するが、弁安定板に作用する作動ガスの流れに伴う動圧は押上げ効果を増大させるので、先端部の影響で閉じることはないし振動も起こらないで安定した動きとなる。

また、平板ゲート弁Ｓが先端部と背面部に作用する圧力で流出室側に押上げられた時、背面部はストッパ４１５に衝突して着座するが、該ストッパは流出室壁面との間に支持バネを設けて弾性支持されているので、平板ゲート弁Ｓ衝突時の衝撃は緩衝されて騒音の発生や部材が損傷することない。

円筒ピストンがさらに回転すると（ａ）図に戻り、圧縮室の吐出行程終了直後の状態を示す。この時圧縮室圧力は、吸入室と連通して吸入圧力に等しい低圧状態となるので、平板ゲート弁Ｓ先端部と弁安定板の受圧部下部空間圧力が低下し平板ゲート弁Ｓを押し下げて、一気に平板ゲート弁Ｓを閉じるので、作動ガスが逆流する再圧縮損失はなくなる。

第１４実施形態

次に、前記吐出機構Ｄの第１３実施形態の一部を変更した第１４実施形態について、図４７を用いて説明する。第１３実施形態に対する第１４実施形態の主な相違点は、仕切板の構成にあり、他の主要な構成は同じである。

図４７を図４４と対比して判るように、本実施形態は仕切板４５４と弁装着室４０６ｄの流出室側の側壁面との間に転がり軸受などの転動体４５６を１個ないしは複数個装着して構成されている。前記の図１８と同様に、該転動体４５６は車軸に車輪部を装着し、仕切板の側壁支持面の最大幅よりも車輪部が数十から数百ミクロン突出するように配置され、車軸と車輪部間ないしは車軸と仕切板間で回転可能に構成されている。

このような構成に於いて、圧縮室圧力が流出室圧力より上昇してその差圧により該平板ゲート弁Ｓが流出室側に押されると該転動体４５６が該側壁シール面４５４ｂと弁装着室側壁面間で挟み込まれる。その際、仕切板４５４は円筒ピストン円筒面に押されて流出室側に移動しているので、転動体の弁装着室側壁面上を転がる回転力が同時に接触している平板ゲート弁Ｓにも回転速度が倍化されて伝わり流出室側に瞬時に移動する。

第１５実施形態

次に、本発明の容積型圧縮機の一形式としてのスクロール式容積型圧縮機に適用した吐出機構Eの第１５実施形態を図４８から図５１に従って説明する。

図４８に第１５実施形態のスクロール式容積型圧縮機５０１の横断面図を示す。縦断面図の構造は吐出機構部を除き第１０実施形態の図２５と同様なのでここでの詳細説明は省くが、密閉容器５０２内に固定されたフレーム（図示しない）上に装着ないしは該密閉容器に直接固定した固定スクロールすなわち固定シリンダ５０６とフレームとの間に旋回スクロールすなわち旋回ピストン５０７と自転を防止する旋回機構（図示しない）が設けられ、フレームの中央部に支持された駆動軸の下部を電動機に直結して構成されている。

圧縮室含む圧縮機構部の構成を、旋回ピストンの形状が基本的に同じである前記第１１実施形態の図２７と固定シリンダ５０６の平面図である図４９を用いて説明をする。従って、ここでは旋回ピストンの構成の説明は省き必要な場合には図２７を用いる。

図４９に示す固定シリンダ５０６の形状は、旋回突起５０７ａの旋回運動で形成される包絡線を壁面として得られる一定幅の断面矩形の包絡溝５０６ａを厚い板厚の固定端板５０６ｂの片面に設け、包絡溝５０６ａの外周側一端に作動ガスの流入室５０６ｃを内周側他端に溝終端室５０６ｊを包絡溝５０６ａと同一底面を有して設けてられており、流入室５０６ｃと溝終端室５０６ｊそれぞれに吸入孔５０６ｄと吐出空間ないしは吸入通路に連通する連通孔５０６ｋが設けられている。

そして、図５０の溝終端室５０６ｊの内外側壁それぞれに開口する2箇所に該包絡溝と同一底面を有し該溝終端室５０６ｊを挟んで弁装着室５０６ｇとその奥に設けた流出室５０６ｈとで弁収納室５０６ｆが２箇所形成されており、それぞれの弁装着室５０6ｇ内には細孔の係止孔５０６ｎが開口し、流出室５０６ｈ内には吐出孔５０６ｅが開口している。

圧縮室は、図４８に示すように、旋回ピストンの旋回突起５０７ａを固定シリンダの包絡溝５０６ａ内互いに咬合するように遊挿入してそれら突起内外側壁面と包絡溝５０６ａ内外側壁面との間で形成される空間の上下を塞いで外圧縮室５１０と内圧縮室５１１が形成される。

図示はされてないが、第１１実施形態と同様に、動力を伝達する駆動軸の偏心部を旋回ピストンの旋回軸受に挿入するとともに旋回ピストンの自転を阻止する旋回機構を設けることにより旋回ピストンが固定シリンダに対して旋回運動をする。

図４８の一点鎖線で囲んで示した５１２矢視に包絡溝５０６ａを延長した先の溝終端室５０６ｊ近傍に設けた作動ガスを圧縮室から流出させる吐出機構Ｅ５１２を示している。その５１２矢視の部分拡大図を図５０に示し、図５０におけるＭ−Ｎ−Ｏ−Ｐ断面図を図５１に示す。これらの図を基に吐出機構Ｅの構成を以下で説明する。

図４９より吐出機構Ｅ５１２の溝構成は、連通孔５０６ｋが開口する溝終端室５０６ｊと直線突起５０７ｃを挟んで外圧縮室５１０用の弁収納室５０６ｆと内圧縮室５１１用の弁収納室５０６ｆが左右対称に配置されている。

図５０より外圧縮室５１０用弁装着室５０６ｇには平板ゲート弁Ｒ５１３と仕切板５１５を１組とし、他方の内圧縮室５１１用には平板ゲート弁Ｌ５１４と仕切板５１６を１組として装着されている。これらに加えて、それぞれの流出室５０６ｈにはストッパ５１６とその支持バネ５１９および動作バネ５２０等の弾性体を１セットとしてそれぞれの弁収納室５０６ｆに装着されている。

但し、該支持バネ５１９はストッパ５１８を弾性的に支持し、該動作バネ５２０は該仕切板および該平板ゲート弁を直線突起５０７ｃ側に常時押付ける弾性体であり、該平板ゲート弁の動作上支障がなければ、該平板ゲート弁用の動作バネは省略できる。

外圧縮室用平板ゲート弁Ｒ５１３の形状は前記図４２と仕切板５１５の形状は図４４と基本同一なので、ここでは詳細な説明を省略する。しかし、平板ゲート弁Ｒおよび仕切板の先端部の形状はそれぞれ異なる。該平板ゲート弁ＲとＬの座面である直線突起５０７ｃ側壁面に摺接する先端部には前記図７ないし図８の形状が適用され、該仕切板の座面である直線突起５０７ｃ側壁面に摺接する先端部は平坦面が適用される。

なお、前記第１実施形態の図６に示した係止機構を形成する係止制御室と係止孔５０６ｎおよび係止部材などと給油のための給油孔を図４９の固定シリンダに設けており、前記同様の構成と機能を有している。

第１５実施形態の吐出機構Ｅの動作を以下に示す。但し、図５１で示した溝終端室５０６ｊに開口する連通孔５０６ｋは吐出空間に連通させて吐出圧力を導入する構成とする。

旋回突起５０７ａ外壁側に形成される外圧縮室５１０ないしは該旋回突起内壁側に形成される内圧縮室５１１に流入室から作動ガスが流入した後、駆動軸の回転に伴い旋回運動をする旋回ピストン５０７により内外圧縮室内の作動ガスが吐出機構Ｅ側に移動するに伴い一端が平板ゲート弁ＲないしはＬで閉じられた内外圧縮室の容積が減少するために圧縮室内の作動ガスが圧縮されて圧力が上昇する。

外圧縮室５１０の圧力が流出室５０６ｈの圧力よりも低い区間では、直線突起５０７ｃの旋回運動により該平板ゲート弁Ｒの先端部は該直線突起の側壁面に摺接すると同時に圧縮室側の側壁シール面は弁装着室５０6hの側壁シール面に摺接しているので圧縮室と流出室間のシール性が確保された状態で作動ガスの圧縮が継続される。

外圧縮室５１０の圧縮が進み圧縮室圧力が流出室圧力より高くなると、平板ゲート弁Ｒの先端部に作用する圧力が流出室の圧力よりも大きくなり、差圧力により該平板ゲート弁Ｒが流出室５０６ｈ側に移動することで先端部が直線突起の側壁面から離れて直線突起の移動方向と同じ方向で開口し外圧縮室内の圧縮された作動ガスが流出室に流出する。その際、平板ゲート弁Ｒの側壁支持面に固定した弁安定板は、前述の如く平板ゲート弁Ｒの開口動作を助けるので、該弁の動作性は良好で損失の少ない吐出行程となる。

外圧縮室５１０の吐出行程終了直後では、外圧縮室は低圧状態にある圧縮室圧力に切り替わっているので、平板ゲート弁Ｒ先端部と弁安定板の受圧部下部空間圧力が低下し平板ゲート弁Ｒを押し下げる力が作用して、瞬時に直線突起間を閉じるので作動ガスが逆流する再圧縮損失は殆ど無くなるとともに該平板ゲート弁Ｒの着座による衝撃もないために音や部材の損傷の問題もない。

一方、内圧縮室５１１に対する吐出機構Ｅの動作は外圧縮室５１０と基本的に同様であるが、動作のタイミングがおよそ１８０°前後ずれる。このタイミングのずれは、駆動軸のトルク変動や作動ガスの圧力脈動および最大流速を減じる効果がある。

第１５実施形態に対する起動時に於ける該吐出機構Ｅの動作は、第１実施形態の図６を用いた起動時の動作説明と同様となる。

次に、駆動軸の回転数を変化させないで圧縮機の作動ガスの量を減少させる手段すなわち容量制御の運転方法として、前記係止機構を用いた場合について説明する。

その係止機構の動作原理は前記起動時の場合と同様であり、係止制御室内と流出室内の圧力が等しくなることにより係止部材のピン部が平板ゲート弁ＲとＬの係止穴に入り込んで該平板ゲート弁ＲとＬの動きが停止する。

内外圧縮室の作動ガスが圧縮されて流出室を介して吐出している状態から作動ガスが吐出空間に流出するのを停止させるには、流出室５０６ｈに開口する吐出孔に接続されている配管途中に設けた制御弁を切り替えて連通している空間を吐出側から吸入側に変更する。このような状態では該係止機構が動作すなわち該係止部材のピン部が平板ゲート弁Ｒの係止穴に嵌り該平板ゲート弁Ｒが停止することにより圧縮室内の作動ガスが流入室に再び入り循環を繰り返すことで、吐出側への流出が停止することになる。

以上より、吐出機構Ｅ５０１を用いたスクロール式の容積型圧縮機では、平板ゲート弁ＲとＬの開口の遅れや閉じ遅れがないこと、該先端部の死空間が殆どないことに加えて弁収納室の流出室と圧縮室ないしは溝終端部に連通する流入室との漏れも殆どなくなるので高効率化が図れる。

産業上利用可能な実施例として、上記では空調用や冷凍用などに用いられるリング式、ロータリ式およびスクロール式の容積型圧縮機を取り上げて説明したが、それ以外の容積型圧縮機であるスイング式圧縮機、空気用ポンプおよび真空ポンプへの適用は可能である。

１、３０１、４０１、５０１…容積型圧縮機
６、１０６、３０６、４０６、５０６…固定シリンダ
6ａ、３０６ａ、５０６ａ…包絡溝
６ｄ、１０６ｄ、３０６ｅ、４０６ｅ、５０６ｈ…流出室
６ｈ、１０６ｈ、１４６ｈ、３０６ｈ、４０６ｄ、５０６ｇ…弁装着室
６ｊ、１０６ｊ、１４６ｊ、３０６ｊ…背面室
６ｎ、１０６ｍ、５０６ｍ…係止制御室
６ｑ、５０６ｎ…係止孔
７、３０７、５０７…旋回ピストン
７ａ、１０７ａ、３０７ａ、５０７ａ…旋回突起
７ｃ、１０７ｃ、１４７ｃ、３０７ｃ、５０７ｃ…直線突起
８、４８、６８、８８、１４８、１６８、１８８、５１３…平板ゲート弁Ｒ
８ａ、６８ａ、１１２ａ、１４８ａ、１６８ａ、２０８ａ、４１３ａ、４１４ａ…先端部
９、８９、１４９、１８９、５１４…平板ゲート弁Ｌ
８ｃ、１４８ｃ、４１３ｃ…側壁シール面
８ｄ、１４８ｄ、４１３ｄ…側壁支持面
１３、２１３、３１３、５１０…外圧縮室
１４、２１４、３１４、５１１…内圧縮室
３０、５２２…係止部材
３１、５２３…係止バネ
１５６…弁補助材
４１１…圧縮室
４１４…仕切板
５１５…仕切板Ｒ
５１６…仕切板Ｌ
４１４ｅ、４５４ｅ…弁支持部
４１４ｃ…背面部
１２、９２、１１２、１５２、１９２…吐出機構Ａ
２１０…弁台座
２１２…吐出機構Ｂ
３０８…円弧ゲート弁Ｒ
３０９…円弧ゲート弁Ｌ
４０７…円筒ピストン
４１３…平板ゲート弁Ｓ
３１２、３５２…吐出機構Ｃ
４１２…吐出機構Ｄ
５１２…吐出機構Ｅ

Claims (30)

1. 密閉型圧縮機の密閉容器に固定された内側に円弧状の垂直壁面を有する固定構成部材に支承されて回転する駆動軸の偏心軸部に円弧状の垂直壁面を有する可動機構部材を装着して円弧状の垂直面で形成される三日月状の柱状空間の上下に平坦面を有する平坦端板で挟み込んで形成される圧縮室の一端に該可動機構部材の回転運動ないしは旋回運動により圧縮室空間を減少させて作動ガスを圧縮し流出させる吐出機構を装着した容積型圧縮機に於いて、
   該固定構成部材の該圧縮室を形成する垂直壁面に平行で同一高さのおよそ断面矩形で該圧縮室垂直壁面に開口する弁装着室とその反対側に背面室を設けて構成される弁収納室内に該圧縮室を形成する該可動機構部材の垂直壁面を弁座として先端部が密着できる形状を有する断面矩形の板状弁体を装着し、上下端面と該平坦端板間は微小隙間を介して摺接し該弁収納室の圧縮室側の垂直壁面と板状弁体の壁面間も摺接する構成とし、該板状弁体の支持部材と板状弁体周囲のシール部材および板状弁体の一端に装着される弾性体を含めた補機部材で構成される弁機構体を該弁収納室内に装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする容積型圧縮機。
2. 前記圧縮室に隣接する前記弁装着室の側壁面ないしはその側壁面に面接触する前記板状弁体の側壁面の何れかに該側壁面より一段凹ました周囲の境界線が前記背面室に連通しない空間である圧力ポケットを形成し、該圧縮室と該圧力ポケットを連通する通路を該板状弁体ないしは該弁収納室の側壁面に設けて構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の容積型圧縮機。
3. 前記固定構成部材に設けた吐出ガスから分離された油を溜める貯油池ないしは密閉容器の下部に設けた油槽に一端を開口し他端を前記平坦端板の弁装着室内に開口する注油孔と前記板状弁体の上端面に設けた油受孔と導入溝および先端部の先端油溝それぞれと間欠的に連通させて該貯油池ないしは該密閉容器内の油を該板状弁体の先端油溝に導くように構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１ないしは２記載の容積型圧縮機。
4. 前記固定構成部材ないしは前記弁収納室を形成する材料と前記板状弁体に用いる材料の線膨張係数をおよそ同一で構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の容積型圧縮機。
5. 前記の固定構成部材と可動機構部材との間に設けた自転を阻止し公転運動をさせる旋回機構により前記偏心軸の偏心量を旋回半径とする旋回運動を行う可動機構部材としての旋回ピストンに前記弁座を駆動軸の軸線に平行な垂直壁面で形成するとともに該旋回ピストンの圧縮室を形成する駆動軸の軸線に平行な壁面の包絡線となる壁面を有する前記固定構成部材を固定シリンダとして構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の容積型圧縮機。
6. 矩形断面の帯状板を曲げて円弧状に形成した円弧突起の一端を前記旋回半径の倍以上の長さの直線で平坦面の平坦弁座を直線突起とした旋回突起をおよそ円形板の旋回ディスクの片面側に直立させて形成した旋回ピストンの旋回突起の旋回運動から形成される包絡溝の一端に設けた直線状の平行壁面を有する流出室に一端が開口して該包絡溝と同一底面を有し該直線突起を挟んで対向して配置された２箇所の弁装着室を設けて固定シリンダを形成するとともに該直線突起を挟んで対向する2箇所の該弁装着室内に装着し該板状弁体の先端部を該直線突起に当接させて構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項５記載の容積型圧縮機。
7. 前記円弧突起を１周以下の円弧形状に曲げて形成した部分円筒の一端に前記直線突起を設けた旋回突起を旋回ディスクに直立させて構成した旋回ピストン、
   該旋回突起から形成される包絡溝を厚い端板に凹設した一端に設けた流入室と他端の直線状平行溝である流出室それぞれに吸入孔と吐出孔を設けた固定シリンダの該直線突起を挟んで対称に配置した前記弁収納室に板状弁体と補機部材で構成される弁機構体を装着した上で該包絡溝内に該旋回突起を遊挿して構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項６記載の容積型圧縮機。
8. 断面矩形の帯状板を渦巻き状に曲げて形成した渦巻き突起の内側終端部から接線方向に前記偏心軸の偏心量に相当する旋回半径の倍以上の長さで延設した直線突起を該渦巻き突起と一体に形成した旋回突起を旋回ディスクに直立させて構成した旋回ピストンとその該旋回突起の旋回運動で形成される厚い端板に凹設した包絡溝の外側端部を流入室とし内側端部の直線状溝を流出室としたそれぞれに吸入孔と吐出孔を設け、該流出室の直線状溝の両側に線対称的に弁収納室を設けた固定シリンダとそれぞれの該旋回突起と該包絡溝を噛み合わせて圧縮室を形成した上で該弁収納室２箇所に前記板状弁体と補機部材で構成した弁機構体を装着した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項６記載の容積型圧縮機。
9. 前記旋回突起の渦巻き突起に前記流入室側のインボリュート曲線を適用した外渦巻き突起の内側には同一接線で接続した曲率がより小さいインボリュート曲線ないしは円弧曲線で形成した内渦巻き突起の内側を接線方向に延長した前記直線突起で接続することで２種類の曲線と１つの直線で旋回突起を形成した旋回ピストンと前記固定シリンダと弁機構体で構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項８記載の容積型圧縮機。
10. 前記固定構成部材である固定シリンダの圧縮室の壁面で形成される包絡溝の終端に設けた前記流出室側壁面に該包絡溝と同一高さで奥に向けて平行壁面の断面矩形の空間で形成される弁装着室とその奥に設けた背面室から形成される弁収納室を設けるとともに該背面室と吐出空間内とを連通する圧導入孔を設けた固定シリンダ、およそ直方体の板状弁体を該弁装着室に収納するとともに該背面室内の該板状弁体と該固定シリンダ間に弾性体とそれを支える部材である補機部材から構成される弁機構体として該弁収納室に収納することで該板状弁体を該弁装着室の側壁面に沿って摺接可能に装着して構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項５乃至９の何れかに記載の容積型圧縮機。
11. 前記弁装着室の矩形溝上下面を塞ぐ固定部材に形成した円筒空間の平坦面の一端に設けた低圧通路に連通する低圧導入孔と他端側に設けた該弁装着室内に連通する連通孔から形成された係止制御室を設け、大径の円筒部と小径のピン部の2段円筒で形成された係止部材の内側空洞部に弾性体を装着して該係止制御室に収納するとともに前記板状弁体の先端部が圧縮室内より内側の該弁収納室内に収納された状態で固定部材面上を摺動する上下端面ないしは側壁シール面の内何れか一箇所に該係止部材のピン部が遊挿可能な位置に係止穴を設けた板状弁体で構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１０記載の容積型圧縮機。
12. 前記弁装着室底面に平行でおよそ同一平面形状となるように複数に分割して形成した積層構造の板状弁体を該弁装着室内に収納して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１０ないしは１１記載の容積型圧縮機。
13. 前記板状弁体をおよそ直方体の平板ゲート弁で形成した先端部の流出室側に該弁板厚の1／２以下の一定幅で前記可動機構部材である旋回ピストンの直線突起の平坦弁座に摺接する平坦シール面を設けるとともに圧縮室側には該平坦弁座に対して隙間を設けた該平坦シール面より凹ました傾斜面ないしは段差を設けて先端部に受圧面を形成した平板ゲート弁を圧縮室側の側壁面に開口する前記弁装着室に該平板ゲート弁の前後側壁面と上下端面の4面との間に微小隙間を設けるとともに該弁装着室の該側壁面に往復摺動が可能に装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載の容積型圧縮機。
14. 前記平板ゲート弁先端部のおよそ中央部に該側壁面高さの１／２以下の幅でおよそ中央部に前記平坦シール面から圧縮室側に向けて開口する数十度に傾斜させた風圧受面を設けて構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３記載の容積型圧縮機。
15. 前記弁装着室の平行溝の幅を前記平板ゲート弁の厚さよりも大きく形成した上で、その差に相当する板厚でおよそ直方体の弁補助材を該弁装着室内に該平板ゲート弁と並置し、該弁補助材の先端部側に圧縮室側と流出室側を連通する開口部を設け先端部を前記平坦弁座に摺接させるとともに該平板ゲート弁と該弁補助材が互いに独立して動作するように構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３ないしは１４記載の容積型圧縮機。
16. 前記弁装着室内に前記平板ゲート弁背面室側端面の高さ方向の一定幅を庇のように前記流出室側に張り出した拘止部を設けて並置した前記弁補助材にその厚さよりも大きく且つ該弁装着室の幅から該平板ゲート弁の厚さを引いた値よりも僅かに小さい直径を有する転動体を該弁装着室と該平板ゲート弁の側壁面間上で転動可能な状態で該弁補助材に１個ないしは複数個装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１５記載の容積型圧縮機。
17. 前記可動機構部材である旋回ピストンの直線突起に面接触する前記平板ゲート弁先端部の平坦シール面との隙間の関係を維持した上で該直線突起と前記固定構成部材である固定シリンダの圧縮室の壁面で形成される包絡溝の流出室側終端部の平行溝に対する前記弁装着室の包絡溝側の側壁面取り付け角度を垂直面から数度前後の角度を傾斜させて設けるとともに該平板ゲート弁先端部と側壁面の相対角度も同様に合わせた形状で構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３ないしは１４記載の容積型圧縮機。
18. 前記平板ゲート弁先端部を前記可動機構部材である旋回ピストンの直線突起に摺接可能とし、該平板ゲート弁側壁支持面側のおよそ中央部から先端部に向けて掘り下げた凹溝内に設けた圧縮室側に連通する吐出孔を塞ぐようにリード弁とそれの背面で変形を支えるリテーナを装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３ないしは１４記載の容積型圧縮機。
19. 前記包絡溝と同じ幅と高さの平行溝で形成される弁装着室が該包絡溝に開口する反対側に両端部を該包絡溝と同じ幅の円弧形状とした背面室を形成し、該弁装着室の溝幅が該平板ゲート弁の厚さよりも大きい場合、その差に相当する幅の直方体のサイドスペーサを該包絡溝内に突出しないように該弁装着室の流出側側壁面に密着させて固定シリンダに繋止して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３乃至１８の何れかに記載の容積型圧縮機。
20. 前記弁装着室流出室側の側壁面を側壁シール面とし旋回突起の前記旋回突起に摺接する先端部を設けた前記平板ゲート弁と同じ高さのおよそ直方体の仕切板を該平板ゲート弁とで１セットにして対向する2箇所の該弁装着室内に装着するとともに該平板ゲート弁と該仕切板との間に設けた互いの側壁面を支える弁支持部を設けた間にはそれら先端部から背面室側に抜ける流出通路を設け、さらにはその背面室の固定シリンダとの間に弾性体を組み付けて構成した弁機構体を装着して構成される吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１３乃至１９の何れかに記載の容積型圧縮機。
21. 前記平板ゲート弁側の側壁面の一部を凹まして前記流出通路を広げて迂回路を設けた仕切板と組み合わせる前記平板ゲート弁側壁支持面から該仕切板側に向け垂直に延びた矩形平板の弁安定板を該平板ゲート弁の側壁支持面上で一体固定するとともに該弁安定板と先端部との間に一端が開口し他端が前記弁装着室に摺接する側壁シール面に開口する連通孔を設けた平板ゲート弁を装着して吐出機構を構成したことを特徴とする請求項２０記載の容積型圧縮機。
22. 前記弁装着室内に前記平板ゲート弁と並置した前記仕切板にその厚さよりも大きく且つ該弁装着室の幅から該平板ゲート弁の厚さを引いた値よりも僅かに小さい直径を有する転動体を該弁装着室と該平板ゲート弁の側壁面間上で転動可能な状態で該仕切板に１個ないしは複数個装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２０記載の容積型圧縮機。
23. 前記固定構成部材である固定シリンダの圧縮室の壁面で形成される包絡溝の終端部である流出室と同一底面で該包絡溝と同じ高さの垂直壁面を有し両端が該流出室に開口する部分的なリング溝の外径である円筒内壁の直径が該包絡溝幅のおよそ２倍以上で中心が該流出室の溝幅中心とおよそ一致させた均一な溝幅を有するリング溝両端が該流出室に開口する空間を弁収納室としたその中央部に装着した中間部材の端面から該流出室開口部までの２箇所の空間を弁装着室として構成し、その弁装着室内に回動可能に１／４周前後から半周以下の範囲の円弧で形成した板状弁体としての円弧ゲート弁を前記可動機構部材である旋回ピストンの直線突起に対して対向させて挿着するとともに該円弧ゲート弁と該中間部材に挟まれた空間である2箇所の背面室に弾性体を装着して構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載の容積型圧縮機。
24. ガスの流れに伴う動圧が発生する吐出空間内の通路ないしは該吐出機構近傍の圧縮室と２箇所に設けた前記背面室との間に連通孔を設けて構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２３記載の容積型圧縮機。
25. 前記弁装着室の円弧側壁面に互いに重着するように複数に分割した円弧ゲート弁をそれぞれが独立して摺動可能に装着した積層構造の円弧ゲート弁で吐出機構を構成したことを特徴とする請求項２３ないしは２４記載の容積型圧縮機。
26. 前記リング溝の弁装着室の内側側壁面と前記流出室の側壁面とで一体に形成されたＵ字塔部分をＵ字溝付円柱として分離するとともに該Ｕ字溝付円柱の端面を該円筒室の底面に複数のピンないしはボルトで取り付けて前記円筒内壁と円柱外壁間に中間部材を装着して弁装着室と背面室とで弁収納室を構成した吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２３乃至２５の何れかに記載の容積型圧縮機。
27. 矩形断面の帯状板を曲げて円弧状に形成した円弧突起の一端を前記旋回半径の倍以上の長さの直線で平坦面の平坦弁座を直線突起とした旋回突起をおよそ円形板の旋回ディスクの片面側に直立させて形成した旋回ピストンの旋回突起の旋回運動から形成される包絡溝の一端に設けた直線状の平行壁面を有する流出室に一端が開口して該包絡溝と同一底面を有し該直線突起を挟んで対向して配置された２箇所の弁装着室を設けた固定シリンダの該包絡溝の流出室側に設けた前記弁装着室内のおよそ円形板の旋回ディスク上に装着した直動可能なおよそ直方体の弁台座の先端部を前記旋回ピストンの直線突起に摺接させた上で該弁台座上に直立固定した回転ピンに背面室側の円弧状端面中央に設けたピン用穴に回転可能に板状弁体であるフラップ弁を装着し、そのフラップ弁の先端部は圧縮室側を半円弧状とし流出室側は前記直線突起に摺接するシール面を設けるとともに該弁台座と背面室側の固定シリンダとの間に背面バネを装着しさらには該フラップ弁と弁装着室流出室側の側壁面との間に設けた側面バネで構成した上で該弁台座と該フラップ弁高さの合計を該弁装着室高さとおよそ一致させて相対的に摺動可能に構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項５乃至９の何れかに記載の容積型圧縮機。
28. 前記可動機構部材を両端面が平行平坦な中空円柱体の円筒ピストンを駆動軸の偏心軸に装着して回転または旋回ないしは揺動させて得られる該円筒ピストン外壁面の包絡線として得られる円筒状の内壁面を中央部に設け両端面を平行平坦に形成した前記固定構成部材としての固定シリンダに該円筒ピストンを組み込んで形成される三日月状の柱状空間を平坦な平坦蓋部材で挟み込んで形成される空間を該固定シリンダ円筒状の内壁面に一端が矩形状で開口する平行溝内に直動可能にして先端部を該円筒ピストンの外壁面に摺接させたおよそ直方体の仕切板で仕切って吸入室と圧縮室を形成した容積型圧縮機に於いて、
    該仕切板を装着する固定シリンダの該平行溝の溝幅を大きく拡大して形成した弁装着室とその奥に設けた流出室とで弁収納室を形成し、該弁装着室の圧縮室側の側壁面に摺接する側壁シール面を有し先端部が該円筒ピストン外壁面に摺接するおよそ直方体の平板ゲート弁と該仕切板との側壁面間に支持部材を設けそれらの先端部から該流出室側に抜ける流出通路を設けるとともに該流出室には弾性体を装着して組み付けて構成した弁機構体を該弁収納室に装着して構成される吐出機構を備えたことを特徴とする請求項５乃至９の何れかに記載の容積型圧縮機。
29. 前記平板ゲート弁の板厚の中心となる先端部中央位置を、前記固定シリンダ内壁面の中心を通る前記弁装着室の側壁面に平行な中心線から前記偏心軸のおよそ偏心量相当の距離を反吸入室側である圧縮室側に寄せて該平板ゲート弁を配置して構成される吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２８記載の容積型圧縮機。
30. 前記固定シリンダおよび円筒ピストンを挟み込む前記平坦蓋部材であるメインカバーないしはサブカバーで形成された円筒空間の平坦面の一端に低圧通路に連通する低圧導入孔と他端側に前記弁装着室に連通する連通孔から形成された係止制御室を設け、大径の円筒部と小径のピン部の2段円筒で形成された該円筒部の内側空洞部に弾性体を収納して形成された係止部材を該係止制御室に収納するとともに前記平板ゲート弁の先端部が圧縮室内より内側の弁装着室内に収納された状態で該平坦蓋部材上を摺動する上下端面ないしは側壁シール面の内何れか一箇所に該係止部材のピン部が遊挿可能な位置に係止穴を設けた該平板ゲート弁で構成された吐出機構を備えたことを特徴とする請求項２８ないしは２９記載の容積型圧縮機。