WO2022249986A1

WO2022249986A1 - 圧縮機

Info

Publication number: WO2022249986A1
Application number: PCT/JP2022/020934
Authority: WO
Inventors: 智博今関
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2022-12-01
Also published as: JP2022180869A

Abstract

圧縮機（１０）は、ハウジング（２０）、回転シャフト（５０）、回転子（３２）を含む電動機（３０）、圧縮室（４２３）およびシリンダ（４２）を含む圧縮機構（４０）、吐出弁（６５）を含む吐出弁ディスク（６０）、ディスク駆動部（７０）を備える。圧縮機構は、回転シャフトが第１回転方向に回転したときに第１連通部から圧縮室に吸入した流体を圧縮して第２連通部に吐出するとともに、回転シャフトが第２回転方向に回転したときに第２連通部から圧縮室に吸入した流体を圧縮して第１連通部に吐出する。ディスク駆動部は、回転子が第１回転方向に回転する際に第２回転方向に生ずる回転反力によって、吐出通路が第２連通部に連通する位置に吐出弁ディスクを回転変位させる。ディスク駆動部は、回転子が第２回転方向に回転する際に第１回転方向に生ずる回転反力によって、吐出通路が第１連通部に連通する位置に吐出弁ディスクを回転変位させる。

Description

圧縮機

関連出願への相互参照

　本出願は、２０２１年５月２５日に出願された日本特許出願番号２０２１－８７６０４号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

　本開示は、圧縮機に関する。

　従来、正・逆どちらの回転方向でも流体の圧縮が可能な回転式の圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の圧縮機は、正・逆どちらの回転方向でも流体の圧縮を実現するために、吐出弁が設けられていない。

特開平６－１９３５７４号公報

　しかしながら、特許文献１の如く、圧縮機の吐出弁を省略すると、例えば、圧縮室から吐出された流体が圧縮室へ逆流し易くなることで、体積効率が低下してしまう虞がある。また、吐出弁がない場合、圧縮機での昇圧量が圧縮機の吐出側の圧力損失に依存することになるため、高回転化しないと所望の圧力まで昇圧することができない。
　本開示は、吐出弁を省略することなく、正・逆どちらの回転方向でも流体の圧縮が可能な圧縮機を提供することを目的とする。

　本開示の圧縮機は、
　流体が流入または流出する第１流入出部および流体が流入または流出する第２流入出部が形成されたハウジングと、
　ハウジングに収容され、回転可能に支持される回転シャフトと、
　回転シャフトと一体に回転する回転子を含み、回転子を第１回転方向および第１回転方向と逆の第２回転方向に回転可能な電動機と、
　流体を圧縮する圧縮室、第１流入出部と圧縮室とを連通させる第１連通部および第２流入出部と圧縮室とを連通させる第２連通部を有するシリンダを含む圧縮機構と、
　圧縮室で圧縮された冷媒を吐出する吐出通路および吐出通路に配置されて圧縮室の圧力が所定の開弁圧まで高まると開弁する吐出弁を含む吐出弁ディスクと、
　吐出弁ディスクを回転変位させるディスク駆動部と、を備え、
　圧縮機構は、回転子とともに回転シャフトが第１回転方向に回転したときに第１連通部から圧縮室に吸入した流体を圧縮して第２連通部に吐出するとともに、回転子とともに回転シャフトが第２回転方向に回転したときに第２連通部から圧縮室に吸入した流体を圧縮して第１連通部に吐出する構造になっており、
　ディスク駆動部は、
　回転子が第１回転方向に回転する際に第２回転方向に生ずる回転反力によって、吐出通路が第２連通部に連通する位置に吐出弁ディスクを回転変位させ、
　回転子が第２回転方向に回転する際に第１回転方向に生ずる回転反力によって、吐出通路が第１連通部に連通する位置に吐出弁ディスクを回転変位させる。

　このように、吐出弁を含む吐出弁ディスクを電動機の回転子が回転する際の回転反力を利用して回転変位させることで、吐出弁が設けられた吐出通路の位置を第１連通部に連通する位置と第２連通部に連通する位置に切り替えることができる。これによると、吐出弁を省略することなく、正・逆どちらの回転方向でも流体の圧縮が可能な圧縮機を実現することができる。

　なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る冷凍サイクル装置であって暖房モード時の状態を示す概略構成図である。第１実施形態に係る冷凍サイクル装置であって冷房モード時の状態を示す概略構成図である。第１実施形態に係る圧縮機の模式的な軸方向断面図である。図３のＩＶ－ＩＶ断面図である。図３のＶ－Ｖ断面図である。図３のＶＩ－ＶＩ断面図である。図３のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。図３のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。図８のＩＸ－ＩＸ断面図である。冷房モード時の吐出弁ディスクの状態を説明するための説明図である。図１０のＸＩ－ＸＩ断面図である。暖房モード時の吐出弁ディスクの状態を説明するための説明図である。図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図である。第２実施形態に係る圧縮機の模式的な軸方向断面図である。第３実施形態に係る圧縮機の模式的な軸方向断面図である。

　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

　（第１実施形態）
　本実施形態について、図１～図１３を参照して説明する。本実施形態では、本開示の圧縮機１０および当該圧縮機１０を含む冷凍サイクル装置１を車両に搭載されるシート空調装置に適用した例について説明する。シート空調装置は、車両のシートの内側または下部に配置され、乗員が着座するシートの表側に向けて温風や冷風を供給する装置である。

　冷凍サイクル装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルであって、シートの表側に向けて温風を供給する暖房モードとシートの表側に向けて冷風を供給する冷房モードとを切替可能なヒートポンプサイクルとして構成されている。

　図１および図２に示すように、冷凍サイクル装置１は、圧縮機１０、第１熱交換器１１、絞り装置１２、第２熱交換器１３、冷媒配管１４、図示しない制御装置を備える。冷凍サイクル装置１は、冷媒としてＲ１３４ａやＲ１２３４ｙｆ等のフロン系冷媒や二酸化炭素等の自然冷媒が採用されている。

　ここで、圧縮機１０は、圧縮機構４０の軸受や圧縮室４２３を形成する部品の周囲のクリアランスが小さく、接触が発生し易いため、適宜潤滑する必要がある。このことを加味して、冷媒には、圧縮機１０の摺動部位を潤滑するオイルが混合されている。オイルの一部は、冷媒とともにサイクル内を循環する。

　圧縮機１０は、流体である冷媒を圧縮して吐出するものである。圧縮機１０は、正・逆どちらの回転方向でも流体の圧縮が可能な両回転型圧縮機である。圧縮機１０は、ハウジング２０、冷媒を圧縮する圧縮機構４０、圧縮機構４０を駆動する電動機３０を備える電動圧縮機で構成されている。

　ハウジング２０には、冷媒配管１４が接続される第１接続口４０１および第２接続口４０２が形成されている。第１接続口４０１は、流体が流入または流出する第１流入出部を構成する。また、第２接続口４０２は、流体が流入または流出する第２流入出部を構成する。具体的には、図１に示すように、暖房モード時には、第１接続口４０１が冷媒の流出口（すなわち、吐出ポート）となり、第２接続口４０２が冷媒の流入口（すなわち、吸入ポート）となる。また、図２に示すように、冷房モード時には、第１接続口４０１が冷媒の流入口（すなわち、吸入ポート）となり、第２接続口４０２が冷媒の流出口（すなわち、吐出ポート）となる。圧縮機１０の詳細は、後述する。

　第１熱交換器１１は、冷媒配管１４を介して第１接続口４０１に接続されている。第１熱交換器１１は、空調ケース１５の内側に配置された利用側熱交換器である。第１熱交換器１１は、空調ケース１５に配置された送風機１６から送風される送風空気と冷媒とを熱交換させる。第１熱交換器１１は、暖房モード時に圧縮機１０から吐出された高圧冷媒を送風空気と熱交換させて放熱する放熱器として機能し、冷房モード時に絞り装置１２で減圧された低圧冷媒を送風空気と熱交換させて吸熱する吸熱器として機能する。

　第２熱交換器１３は、冷媒配管１４を介して第２接続口４０２に接続されている。第２熱交換器１３は、空調ケース１５の外側に配置された外部熱交換器である。第２熱交換器１３は、空調ケース１５の外部の空気等と冷媒とを熱交換させる。第２熱交換器１３は、冷房モード時に高圧冷媒を空調ケース１５の外部の空気等と熱交換させて放熱する放熱器として機能し、暖房モード時に低圧冷媒を空調ケース１５の外部の空気等と熱交換させて吸熱する吸熱器として機能する。

　絞り装置１２は、第１熱交換器１１または第２熱交換器１３にて放熱された冷媒を減圧する減圧装置である。絞り装置１２は、例えば、キャピラリチューブ、オリフィス等の固定絞りで構成される。なお、絞り装置１２は、可変絞りで構成されていてもよい。

　このように構成される冷凍サイクル装置１は、暖房モード時に、送風機１６から送風された空気を第１熱交換器１１で温風になるまで加熱し、当該温風をシートの表面側に供給する。また、冷凍サイクル装置１は、冷房モード時に、送風機１６から送風された空気を第１熱交換器１１で冷風になるまで冷却し、当該冷風をシートの表面側に供給する。

　次に、圧縮機１０の詳細について図３等を参照しつつ説明する。図３は、圧縮機１０を回転シャフト５０の軸心ＣＬに沿って上下に切断した軸方向断面図である。図３等に示す上下を示す矢印は、圧縮機１０を車両に搭載した状態における上下方向を示している。図３に示すように、圧縮機１０は、回転シャフト５０の軸心ＣＬが水平方向と略一致する姿勢で配置される。以下、回転シャフト５０の軸心ＣＬに沿って延びる方向を軸方向ＤＲａとする。なお、圧縮機１０の搭載姿勢は、図３に示す姿勢に限定されず、別の姿勢になっていてもよい。

　ハウジング２０は、軸方向ＤＲａの両側に配置されるメインハウジング２１、サブハウジング２２に加え、この両者の間に配置されるミドルハウジング２３を有している。ハウジング２０は、メインハウジング２１、サブハウジング２２、ミドルハウジング２３が図示しないボルト等の締結手段によって気密に締結されている。

　メインハウジング２１は、軸方向ＤＲａの一方側に配置される。メインハウジング２１は、軸方向ＤＲａの他方側が開口した有底筒形状になっている。メインハウジング２１の内側には、電動機３０が収容されている。

　サブハウジング２２は、軸方向ＤＲａの他方側に配置される。すなわち、サブハウジング２２は、圧縮機構４０に対してメインハウジング２１の反対側に配置されている。サブハウジング２２は、板状になっている。図３および図４に示すように、サブハウジング２２には、第１接続口４０１および第２接続口４０２が形成されている。

　ミドルハウジング２３は、サブハウジング２２に隣接して配置されている。具体的には、ミドルハウジング２３は、サブハウジング２２と圧縮機構４０との間に配置されている。ミドルハウジング２３は、筒状になっている。ミドルハウジング２３は、その内側に後述の吐出弁ディスク６０が収容されている。なお、ミドルハウジング２３は、サブハウジング２２と一体に構成されていてもよい。

　回転シャフト５０は、ハウジング２０に収容されている。回転シャフト５０は、ハウジング２０の内側に配置された第１転がり軸受５１および第２転がり軸受５２によって回転可能に支持されている。なお、回転シャフト５０は、滑り軸受によって支持されていてもよい。

　電動機３０および圧縮機構４０は、回転シャフト５０の軸方向ＤＲａに沿って並んで配置されている。電動機３０は、ハウジング２０に収容されている。電動機３０は、回転シャフト５０と一体に回転する回転子３２を含み、当該回転子３２を第１回転方向Ｒ１および第１回転方向Ｒ１とは逆の第２回転方向Ｒ２に回転可能な両回転型モータで構成されている。

　電動機３０は、固定子３１および回転子３２を有する。電動機３０は、固定子３１への通電形態を変更することで、回転子３２の回転方向を変えることが可能になっている。電動機３０は、インナロータ型のモータとして構成され、固定子３１の内側に回転子３２が配置されている。

　回転子３２は、固定子３１の内側にて回転シャフト５０に固定されている。回転子３２は、回転シャフト５０と一体に回転する。すなわち、回転子３２は、固定子３１が発生させる回転磁界によって回転シャフト５０の軸心ＣＬを中心に回転する。

　固定子３１は、通電されることで回転子３２を回転させる回転磁界を発生させる。固定子３１は、回転磁界を発生させるコイルおよびコイルが巻回されるコアを有する。固定子３１は、ハウジング２０の内側において回転子３２に対向して配置されている。

　本実施形態の固定子３１は、第１回転方向Ｒ１および第２回転方向Ｒ２に変位可能にハウジング２０の内側に配置されている。また、固定子３１は、後述の吐出弁ディスク６０と一体に回転変位するように吐出弁ディスク６０に接続されている。

　具体的には、固定子３１は、ハウジング２０の内側に設けられた第１滑り軸受３３および第２滑り軸受３４によって回転可能に支持されている。具体的には、第１滑り軸受３３および第２滑り軸受３４は、メインハウジング２１の内周壁に設けられている。なお、固定子３１は、転がり軸受によって支持されていてもよい。

　また、固定子３１は、接続部材７１によって吐出弁ディスク６０に対して接続されている。接続部材７１は、吐出弁ディスク６０を回転変位させるディスク駆動部７０を構成している。接続部材７１は、回転シャフト５０の軸心ＣＬを挟んで対称に配置される一対の接続棒７１１、７１２で構成されている。一対の接続棒７１１、７１２は、軸方向ＤＲａに沿って延びている。一対の接続棒７１１、７１２は、軸方向ＤＲａの一方側が固定子３１のコアに固定され、軸方向ＤＲａの他方側が吐出弁ディスク６０に固定されている。吐出弁ディスク６０は、接続部材７１を介して固定子３１に接続されることで、固定子３１と一体に回転可能になっている。

　このように構成される電動機３０は、図示しないインバータから固定子３１に電力が供給されると、回転子３２を回転させる回転磁界が発生し、この回転磁界によって回転子３２および回転シャフト５０が一体に回転する。

　固定子３１には、回転子３２が第１回転方向Ｒ１に回転したときに第１回転方向Ｒ１とは逆向きの回転反力が作用し、回転子３２が第２回転方向Ｒ２に回転したときに第２回転方向Ｒ２とは逆向きの回転反力が作用する。

　これにより、固定子３１および吐出弁ディスク６０は、回転子３２が第１回転方向Ｒ１に回転したときには回転反力によって第２回転方向Ｒ２に回転変位し、回転子３２が第２回転方向Ｒ２に回転したときには回転反力によって第１回転方向Ｒ１に回転変位する。

　圧縮機構４０は、メインハウジング２１とミドルハウジング２３との間に配置されている。圧縮機構４０は、シリンダ４２側に設置されたベーン４３によって圧縮室４２３を高圧と低圧とに分離するローリングピストン型の構造を有する。図５に示すように、圧縮機構４０は、ピストンロータ４１、シリンダ４２、ベーン４３、付勢バネ４４を含んで構成されている。

　ピストンロータ４１は、ローリングピストンとして機能するものである。ピストンロータ４１は、回転シャフト５０の軸心ＣＬに偏心した状態で回転シャフト５０に嵌合されている。ピストンロータ４１は、回転シャフト５０の回転を受けてシリンダ４２の内側を回転する。

　シリンダ４２は、その内側に冷媒を圧縮する圧縮室４２３が形成されている。シリンダ４２は、略円筒形状の穴が形成されたシリンダ本体４２ａと、シリンダ本体４２ａに形成された円筒形状の穴を閉じる一対のサイドプレート４２ｂ、４２ｃと、を有している。圧縮室４２３は、シリンダ本体４２ａおよび一対のサイドプレート４２ｂ、４２ｃによって区画形成されている。

　シリンダ４２には、圧縮室４２３と第１接続口４０１とを連通させる第１連通部４２１が形成され、圧縮室４２３と第２接続口４０２とを連通させる第２連通部４２２が形成されている。第１連通部４２１および第２連通部４２２は、互いに連通しないように、シリンダ４２における異なる位置に形成されている。図５、図６、図７に示すように、第１連通部４２１および第２連通部４２２は、シリンダ本体４２ａおよび一対のサイドプレート４２ｂ、４２ｃのうち一方のプレートに形成されている。第１連通部４２１および第２連通部４２２は、ピストンロータ４１が上死点付近に位置する際にピストンロータ４１の側面によって閉塞され、ピストンロータ４１が上死点付近からずれた位置にある場合に開放される。

　シリンダ４２には、ベーン４３をスライド可能に受け入れるベーン溝４２６が形成されている。ベーン溝４２６は、シリンダ４２における圧縮室４２３を形成する内壁に形成されている。ベーン溝４２６は、ベーン４３を軸心ＣＬに近づく方向や軸心ＣＬから離れる方向にスライド可能なように延びている。ベーン溝４２６には、ベーン４３の先端面をピストンロータ４１に向けて付勢するための付勢バネ４４が配置されている。

　シリンダ４２には、圧縮室４２３の外側に接続部材７１の一部が挿通される一対の挿通孔４２４、４２５が形成されている。一対の挿通孔４２４、４２５は、回転シャフト５０の軸心ＣＬを中心とする円弧形状の長孔である。一対の挿通孔４２４、４２５は、回転シャフト５０の軸心ＣＬを挟んで対称に形成されている。

　各挿通孔４２４、４２５は、一対の接続棒７１１、７１２を挿通可能な大きさを有する。各挿通孔４２４、４２５は、一対の接続棒７１１、７１２に固定される吐出弁ディスク６０の第１回転方向Ｒ１への回転変位および第２回転方向Ｒ２への回転変位が所定範囲に制限されるように、回転シャフト５０まわりの長さが設定されている。各挿通孔４２４、４２５の孔形状は、吐出弁ディスク６０の回転変位が後述の吐出通路６２と第１連通部４２１とが連通する位置から吐出通路６２と第２連通部４２２とが連通する位置までの範囲に制限されるように設定されている。

　本実施形態の各挿通孔４２４、４２５は、吐出弁ディスク６０を第１回転方向Ｒ１へ回転変位させた際に、吐出弁ディスク６０が吐出通路６２と第１連通部４２１とが連通する位置で停止するように構成されている。また、本実施形態の各挿通孔４２４、４２５は、吐出弁ディスク６０を第２回転方向Ｒ２へ回転変位させた際に、吐出弁ディスク６０が吐出通路６２と第２連通部４２２とが連通する位置で停止するように構成されている。

　吐出弁ディスク６０は、ミドルハウジング２３の内側に配置されている。吐出弁ディスク６０は、略円盤形状を有している。図８に示すように、吐出弁ディスク６０は、その略中心位置に回転シャフト５０が挿通されるシャフト挿通孔６１が形成されている。シャフト挿通孔６１は、回転シャフト５０が遊嵌されるように、その孔径が回転シャフト５０の外径よりも大きくなっている。

　吐出弁ディスク６０には、圧縮室４２３で圧縮された冷媒を吐出する吐出通路６２が形成されている。吐出通路６２は、吐出弁ディスク６０の表裏を貫通する貫通孔によって形成されている。吐出通路６２は、吐出弁ディスク６０のうち、第１連通部４２１および第２連通部４２２に連通させることが可能な位置に形成されている。例えば、回転シャフト５０の軸心ＣＬから各連通部４２１、４２２の中心までの距離を基準距離としたとき、吐出通路６２は、吐出弁ディスク６０の中心から基準距離の分だけ離れた位置に形成されている。

　図９に示すように、吐出通路６２には、吐出弁６５が配置されている。吐出弁６５は、圧縮室４２３の圧力が所定の開弁圧まで高まると開弁する一方向弁で構成されている。吐出弁６５は、弁体６５１および弁体６５１を閉弁方向に付勢する付勢バネ６５２を有する。吐出弁６５は、圧縮室４２３の圧力が所定の開弁圧まで高まると弁体６５１が開弁方向に変位する。これにより、圧縮室４２３の冷媒が吐出通路６２を通過して吐出される。

　また、吐出弁ディスク６０には、圧縮室４２３に冷媒を吸入するための第１吸入通路６３および第２吸入通路６４が形成されている。各吸入通路６３、６４は、吐出弁ディスク６０の表裏を貫通する貫通孔によって形成されている。

　図１０および図１１に示すように、第１吸入通路６３は、吐出通路６２が第２連通部４２２に連通する位置に回転変位した際に第１連通部４２１に対向する部位に設けられている。第１吸入通路６３は、吐出通路６２に対して第１回転方向Ｒ１に所定の角度分だけ進んだ位置に形成されている。

　図１２および図１３に示すように、第２吸入通路６４は、吐出通路６２が第１連通部４２１に連通する位置に回転変位した際に第２連通部４２２に対向する部位に設けられている。第２吸入通路６４は、吐出通路６２に対して第２回転方向Ｒ２に所定の角度分だけ進んだ位置に形成されている。

　次に、冷凍サイクル装置１および圧縮機１０の作動を図１、図２、図１０～図１３等を参照しつつ説明する。

　［冷房モード］
　冷凍サイクル装置１は、冷房モード時に、圧縮機１０の回転子３２が回転シャフト５０とともに第１回転方向Ｒ１に回転される。圧縮機１０は、回転子３２および回転シャフト５０が第１回転方向Ｒ１に回転されると、図１０に示すように、第２回転方向Ｒ２に生ずる回転反力によって、吐出弁ディスク６０が第２回転方向Ｒ２に回転変位する。具体的には、図１１に示すように、吐出弁ディスク６０は、第２回転方向Ｒ２に生ずる回転反力によって、吐出通路６２と第２連通部４２２とが連通するとともに第１吸入通路６３が第１連通部４２１に連通する位置に回転変位する。これにより、低圧冷媒が第１接続口４０１、第１吸入通路６３、第１連通部４２１を介して圧縮室４２３に吸入される。圧縮室４２３に吸入された冷媒は、圧縮室４２３にて圧縮される。圧縮室４２３で圧縮された高圧冷媒は、冷媒圧力が吐出弁６５の開弁圧を上回ると、第２連通部４２２、吐出通路６２、第２接続口４０２を介して圧縮機１０から吐出される。すなわち、図２に示すように、圧縮機１０で高温高圧となるまで圧縮された冷媒が、第２接続口４０２から吐出される。

　圧縮機１０から吐出された冷媒は、第２熱交換器１３に流入して放熱される。そして、第２熱交換器１３を通過した後の冷媒は、絞り装置１２にて所望の圧力まで減圧された後、第１熱交換器１１に流入する。第１熱交換器１１に流入した冷媒は、送風機１６から送風される空気から吸熱して蒸発する。この際、送風機１６から送風される空気が冷却されてシートの表面側に供給される。第１熱交換器１１で蒸発した冷媒は、圧縮機１０に再び吸入された圧縮される。

　［暖房モード］
　冷凍サイクル装置１は、暖房モード時に、圧縮機１０の回転子３２が回転シャフト５０とともに第２回転方向Ｒ２に回転される。圧縮機１０は、回転子３２および回転シャフト５０が第２回転方向Ｒ２に回転されると、図１２に示すように、第１回転方向Ｒ１に生ずる回転反力によって、吐出弁ディスク６０が第１回転方向Ｒ１に回転変位する。具体的には、図１３に示すように、吐出弁ディスク６０は、第１回転方向Ｒ１に生ずる回転反力によって、吐出通路６２と第１連通部４２１とが連通するとともに第２吸入通路６４が第２連通部４２２に連通する位置に回転変位する。これにより、低圧冷媒が第２接続口４０２、第２吸入通路６４、第２連通部４２２を介して圧縮室４２３に吸入される。圧縮室４２３に吸入された冷媒は、圧縮室４２３にて圧縮される。圧縮室４２３で圧縮された高圧冷媒は、冷媒圧力が吐出弁６５の開弁圧を上回ると、第１連通部４２１、吐出通路６２、第１接続口４０１を介して圧縮機１０から吐出される。すなわち、図１に示すように、圧縮機１０で高温高圧となるまで圧縮された冷媒が、第１接続口４０１から吐出される。

　圧縮機１０から吐出された冷媒は、第１熱交換器１１に流入して送風機１６から送風される空気に放熱して凝縮する。この際、送風機１６から送風される空気が加熱されてシートの表面側に供給される。第１熱交換器１１を通過した後の冷媒は、絞り装置１２にて所望の圧力まで減圧された後、第２熱交換器１３に流入する。第２熱交換器１３に流入した冷媒は、空調ケース１５の外部から吸熱して蒸発する。第２熱交換器１３で蒸発した冷媒は、圧縮機１０に再び吸入された圧縮される。

　以上説明した圧縮機１０は、圧縮室４２３、第１連通部４２１、第２連通部４２２を有するシリンダ４２を含む圧縮機構４０を備える。圧縮機構４０は、回転子３２とともに回転シャフト５０が第１回転方向Ｒ１に回転したときに第１連通部４２１から圧縮室４２３に吸入した冷媒を圧縮して第２連通部４２２に吐出する構造になっている。また、圧縮機構４０は、回転子３２とともに回転シャフト５０が第２回転方向Ｒ２に回転したときに第２連通部４２２から圧縮室４２３に吸入した冷媒を圧縮して第１連通部４２１に吐出する構造になっている。

　加えて、圧縮機１０は、圧縮室４２３で圧縮された冷媒を吐出する吐出通路６２および吐出通路６２に配置された吐出弁６５を含む吐出弁ディスク６０と、吐出弁ディスク６０を回転変位させるディスク駆動部７０と、を備える。そして、ディスク駆動部７０は、回転子３２が第１回転方向Ｒ１に回転する際に第２回転方向Ｒ２に生ずる回転反力によって、吐出通路６２が第２連通部４２２に連通する位置に吐出弁ディスク６０を回転変位させる。また、ディスク駆動部７０は、回転子３２が第２回転方向Ｒ２に回転する際に第１回転方向Ｒ１に生ずる回転反力によって、吐出通路６２が第１連通部４２１に連通する位置に吐出弁ディスク６０を回転変位させる。

　これによれば、回転子３２が回転する際の回転反力を利用して吐出弁ディスク６０を回転変位させることで、吐出弁６５が設けられた吐出通路６２の位置を第１連通部４２１に連通する位置と第２連通部４２２に連通する位置に切り替えることができる。このため、吐出弁６５を省略することなく、正・逆どちらの回転方向でも流体の圧縮が可能な圧縮機１０を実現することができる。

　また、本実施形態の圧縮機１０によれば、以下の効果を得ることができる。

　（１）電動機３０は、回転子３２に対向して配置されて回転子３２を回転させる磁界を発生させる固定子３１を含む。固定子３１は、第１回転方向Ｒ１および第２回転方向Ｒ２に変位可能に配置され、吐出弁ディスク６０と一体に回転変位するように吐出弁ディスク６０に接続されている。

　電動機３０の固定子３１には、回転子３２の回転中に回転子３２の回転の向きとは逆方向に反力が作用する。このため、固定子３１を第１回転方向Ｒ１および第２回転方向Ｒ２に変位可能とするとともに固定子３１と吐出弁ディスク６０とを互いに接続すれば、固定子３１に作用する回転反力によって吐出弁ディスク６０を所望の位置に回転変位させることが可能となる。

　ところで、吐出弁ディスク６０を一時的に回転シャフト５０に接続し、回転シャフト５０の回転力を利用して吐出弁ディスク６０を所望の位置に回転変位させることが考えられる。

　しかしながら、吐出弁ディスク６０を一時的に回転シャフト５０に接続する場合、回転子３２と吐出弁ディスク６０との接続が解除されると、吐出弁ディスク６０の回転変位が制限されなくなることで、意図しない位置ズレが生じ得る。

　これに対して、吐出弁ディスク６０が固定子３１に接続されていることで回転子３２の回転中は固定子３１に作用する反力が吐出弁ディスク６０にも作用し続ける。このため、吐出弁ディスク６０は、回転反力が作用方向以外への回転変位が制限されることで、意図しない位置ズレが抑制される。

　（２）固定子３１は、ハウジング２０の内側に設けられた第１滑り軸受３３および第１滑り軸受３４によって回転変位可能に支持されている。このように、軸受によって固定子３１を回転変位可能に支持する構造とすれば、回転子３２の回転に伴う反力によって回転子３２とは逆向きに固定子３１が回転変位させ易くなる。したがって、固定子３１に作用する回転反力によって吐出弁ディスク６０を所望の位置に回転変位させることができる。

　（３）ディスク駆動部７０は、吐出弁ディスク６０と固定子３１とを接続する接続部材７１を有する。吐出弁ディスク６０および固定子３１は、接続部材７１の一部が挿通される一対の挿通孔４２４、４２５の孔形状によって第１回転方向Ｒ１への回転変位および第２回転方向Ｒ２への回転変位が所定範囲に制限されている。これによると、簡易に吐出弁ディスク６０の回転範囲を規定することができる。

　（４）吐出弁ディスク６０には、吐出通路６２が第２連通部４２２に連通する位置に回転変位した際に第１連通部４２１に対向する部位に流体を吸入する第１吸入通路６３が設けられている。また、吐出弁ディスク６０には、吐出通路６２が第１連通部４２１に連通する位置に回転変位した際に第２連通部４２２に対向する部位に流体を吸入する第２吸入通路６４が設けられている。

　これによると、回転子３２を第１回転方向Ｒ１に回転させると、第１吸入通路６３および第１連通部４２１から圧縮室４２３に吸入した流体を圧縮して第２連通部４２２を介して吐出通路６２から吐出することができる。また、回転子３２を第２回転方向Ｒ２に回転させると、第２吸入通路６４および第２連通部４２２から圧縮室４２３に吸入した流体を圧縮して第１連通部４２１を介して吐出通路６２から吐出することができる。

　（５）電動機３０および圧縮機構４０は、回転シャフト５０の軸方向ＤＲａに沿って並んで配置されている。吐出弁ディスク６０は、圧縮機構４０に対して電動機３０の反対側に配置されている。これによると、吐出弁ディスク６０の吐出通路６２を通過した流体を圧縮機構４０に対して電動機３０の反対側に導くことが可能となる。この場合、電動機３０の存在を考慮せずに吐出通路６２を通過した後の流体の流通経路を設定することができる。具体的には、電動機３０との干渉を考慮せずに、ハウジング２０における第１接続口４０１および第２接続口４０２を設定し易くなる。このことは、圧縮機１０の構造の簡素化および圧縮機１０における冷媒の流通経路の設計自由度向上に大きく寄与する。

　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について、図１４を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。本実施形態の圧縮機１０は、吐出弁ディスク６０の位置が第１実施形態と異なっている。

　図１４に示すように、圧縮機１０は、第１実施形態で説明したミドルハウジング２３に代えて、圧縮機構４０とメインハウジング２１との間に第１ミドルハウジング２４および第２ミドルハウジング２５が配置されている。

　第１ミドルハウジング２４は、圧縮機構４０と隣接するように、圧縮機構４０と第２ミドルハウジング２５との間に配置されている。第１ミドルハウジング２４は、筒状になっている。第１ミドルハウジング２４は、その内側に吐出弁ディスク６０が収容されている。そして、吐出弁ディスク６０は、圧縮機構４０と電動機３０との間に配置されている。

　第２ミドルハウジング２５は、電動機３０と隣接するように、第１ミドルハウジング２４とメインハウジング２１との間に配置されている。なお、第２ミドルハウジング２５は、第１ミドルハウジング２４と一体に構成されていてもよい。

　第２ミドルハウジング２５には、第１接続口４０１および第２接続口４０２が形成されている。第１接続口４０１および第２接続口４０２は、電動機３０と干渉しないように、第２ミドルハウジング２５のうち外側に露出する外側面に開口している。第２ミドルハウジング２５における第１接続口４０１および第２接続口４０２に至る冷媒流路は曲折した流路構造になっている。

　第２ミドルハウジング２５には、回転シャフト５０が挿通される貫通孔２５１が形成されている。この貫通孔２５１は、回転シャフト５０が遊嵌されるように、その孔径が回転シャフト５０の外径よりも大きくなっている。

　また、第２ミドルハウジング２５には、第１実施形態で説明した一対の挿通孔４２４、４２５の代わりに、接続部材７１の一部が挿通される一対の挿通孔２５２、２５３が形成されている。一対の挿通孔２５２、２５３は、第１実施形態で説明した一対の挿通孔４２４、４２５と同様の孔形状を有している。なお、シリンダ４２には、第１実施形態で説明した一対の挿通孔４２４、４２５が形成されていない。

　その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態の圧縮機１０は、本実施形態の圧縮機１０は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

　また、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

　（１）吐出弁ディスク６０は、圧縮機構４０と電動機３０との間に配置されている。こにれよると、吐出弁ディスク６０を圧縮機構４０に対して電動機３０とは反対側に配置する場合に比べて、電動機３０と吐出弁ディスク６０との距離を小さくすることができる。これによれば、回転子３２の回転に伴う回転反力を吐出弁ディスク６０に伝える接続部材７１の強度の向上を図ることができる。

　（第２実施形態の変形例）
　図１４に示す圧縮機構４０は、一対のサイドプレート４２ｂ、４２ｃが設けられているが、これに限定されない。例えば、圧縮室４２３の軸方向ＤＲａの一方側を吐出弁ディスク６０で閉塞可能であれば、一対のサイドプレート４２ｂ、４２ｃのうち、吐出弁ディスク６０に隣接するプレートが省略されていてもよい。このことは、以降の実施形態においても同様である。

　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について、図１５を参照して説明する。本実施形態では、第２実施形態と異なる部分について主に説明する。本実施形態の圧縮機１０は、電動機３０がアウタロータ型のモータとして構成され、固定子３１の外側に回転子３２が配置されている点が第２実施形態と異なっている。

　図１５に示すように、圧縮機１０は、第２実施形態で説明した第２ミドルハウジング２５に代えて、第３ミドルハウジング２６が配置されている。なお、第３ミドルハウジング２６は、第１ミドルハウジング２４と一体に構成されていてもよい。

　第３ミドルハウジング２６は、固定子３１および回転子３２の内側に介在する円筒部２７と、当該円筒部２６１の軸方向ＤＲａの他方側に接続されて回転シャフト５０の軸心ＣＬから離れる方向の延びるフランジ部２８とを有する。

　円筒部２７は、回転シャフト５０と固定子３１との間に介在するように配置されている。円筒部２７と回転シャフト５０の間には、第１実施形態で説明した第１転がり軸受５１の代わりに、回転シャフト５０を支持する第３転がり軸受５３および第４転がり軸受５４が配置されている。

　円筒部２７と固定子３１との間には、第１実施形態で説明した第１滑り軸受３３および第２滑り軸受３４の代わりに、回転シャフト５０を支持する第３滑り軸受３５および第４滑り軸受３６が配置されている。

　フランジ部２８は、第１ミドルハウジング２４とメインハウジング２１との間に配置されている。フランジ部２８は、第１接続口４０１および第２接続口４０２が形成されている。また、フランジ部２８には、第２実施形態で説明した一対の挿通孔２５２、２５３の代わりに、接続部材７１の一部が挿通される一対の挿通孔２８１、２８２が形成されている。一対の挿通孔２８１、２８２は、第２実施形態で説明した一対の挿通孔２５２、２５３と同様の孔形状を有している。なお、シリンダ４２には、第１実施形態で説明した一対の挿通孔４２４、４２５が形成されていない。

　回転子３２は、固定子３１の外側に配置されている。回転子３２は、略円盤形状の連結部材３７によって回転シャフト５０に連結されている。連結部材３７は、外側が回転子３２に連結され、内側が回転シャフト５０に連結されている。連結部材３７は、第３ミドルハウジング２６と干渉しないように、回転シャフト５０における軸方向ＤＲａの一方側の端部に連結されている。

　その他については、第２実施形態と同様である。本実施形態の圧縮機１０は、本実施形態の圧縮機１０は、第２実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第２実施形態と同様に得ることができる。

　（１）本実施形態の圧縮機１０は、電動機３０がアウタロータ型のモータで構成されている。これによると、電動機３０がインナロータ型のモータで構成されている場合に比べて圧縮機１０の軸方向ＤＲａの体格を小さくすることができる。

　（第３実施形態の変形例）
　圧縮機１０は、吐出弁ディスク６０が圧縮機構４０と電動機３０との間に配置されているが、これに限らず、例えば、吐出弁ディスク６０が圧縮機構４０に対して電動機３０とは反対側に配置されていてもよい。

　（他の実施形態）
　以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

　上述の実施形態の圧縮機１０は、固定子３１をハウジング２０に対して回転可能に支持するとともに、接続部材７１によって固定子３１と吐出弁ディスク６０とを連結したものを例示したが、これに限定されない。圧縮機１０は、例えば、ハウジング２０における固定子３１を固定した固定部位が回転可能に構成されるとともに、前記固定部位が接続部材７１によって吐出弁ディスク６０に連結される構造になっていてもよい。

　上述の実施形態の圧縮機１０のように、固定子３１は、ハウジング２０の内側に設けられた軸受によって回転変位可能に支持されていることが望ましいが、これに限らず、当該軸受が省略されていてもよい。

　上述の実施形態の吐出弁ディスク６０は、一対の挿通孔４２４、４２５等の孔形状によって第１回転方向Ｒ１への回転変位および第２回転方向Ｒ２への回転変位が所定範囲に制限されているが、これに限定されない。吐出弁ディスク６０は、例えば、ミドルハウジング２３等に形成したストッパによって、第１回転方向Ｒ１への回転変位および第２回転方向Ｒ２への回転変位が所定範囲に制限されていてもよい。

　上述の実施形態の吐出弁ディスク６０は、吐出通路６２、第１吸入通路６３、第２吸入通路６４といった３つの流体通路が形成されているが、これに限定されない。吐出弁ディスク６０は、例えば、吐出通路６２が複数形成されていてもよい。また、第１吸入通路６３、第２吸入通路６４は、吐出弁ディスク６０以外の部材に形成されていてもよい。

　上述の実施形態のハウジング２０は、例えば、メインハウジング２１、サブハウジング２２、ミドルハウジング２３等を有しているが、これとは異なる構成で実現されていてもよい。

　上述の実施形態の圧縮機構４０は、ローリングピストン型の構造になっていたが、これに限定されない。圧縮機構４０は、例えば、シリンダ４２の内壁に対してピストンロータ４１の側面にスライド可能に設置された複数のベーン４３を当接させるスライドベーン型の構造を有するもので構成されていてもよい。

　上述の実施形態は、本開示の圧縮機１０を冷凍サイクル装置１に適用したものを例示したが、本開示の圧縮機１０の適用対象は、これに限定されない。本開示の圧縮機１０は、冷凍サイクル装置１以外の装置（例えば、冷媒以外の流体を圧縮する装置）にも適用可能である。

　上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

　上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

　上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

Claims

　圧縮機であって、
　流体が流入または流出する第１流入出部（４０１）および前記流体が流入または流出する第２流入出部（４０２）が形成されたハウジング（２０）と、
　前記ハウジングに収容され、回転可能に支持される回転シャフト（５０）と、
　前記回転シャフトと一体に回転する回転子（３２）を含み、前記回転子を第１回転方向および前記第１回転方向と逆の第２回転方向に回転可能な電動機（３０）と、
　前記流体を圧縮する圧縮室（４２３）、前記第１流入出部と前記圧縮室とを連通させる第１連通部（４２１）および前記第２流入出部と前記圧縮室とを連通させる第２連通部（４２２）を有するシリンダ（４２）を含む圧縮機構（４０）と、
　前記圧縮室で圧縮された冷媒を吐出する吐出通路（６２）および前記吐出通路に配置されて前記圧縮室の圧力が所定の開弁圧まで高まると開弁する吐出弁（６５）を含む吐出弁ディスク（６０）と、
　前記吐出弁ディスクを回転変位させるディスク駆動部（７０）と、を備え、
　前記圧縮機構は、前記回転子とともに前記回転シャフトが前記第１回転方向に回転したときに前記第１連通部から前記圧縮室に吸入した前記流体を圧縮して前記第２連通部に吐出するとともに、前記回転子とともに前記回転シャフトが前記第２回転方向に回転したときに前記第２連通部から前記圧縮室に吸入した前記流体を圧縮して前記第１連通部に吐出する構造になっており、
　前記ディスク駆動部は、
　前記回転子が前記第１回転方向に回転する際に前記第２回転方向に生ずる回転反力によって、前記吐出通路が前記第２連通部に連通する位置に前記吐出弁ディスクを回転変位させ、
　前記回転子が前記第２回転方向に回転する際に前記第１回転方向に生ずる回転反力によって、前記吐出通路が前記第１連通部に連通する位置に前記吐出弁ディスクを回転変位させる、圧縮機。
　前記電動機は、前記回転子に対向して配置されて前記回転子を回転させる磁界を発生させる固定子（３１）を含み、
　前記固定子は、前記第１回転方向および前記第２回転方向に変位可能に配置され、前記吐出弁ディスクと一体に回転変位するように前記吐出弁ディスクに接続されている、請求項１に記載の圧縮機。
　前記固定子は、前記ハウジングの内側に設けられた軸受（３３、３４、３５、３６）によって回転変位可能に支持されている、請求項２に記載の圧縮機。
　前記ディスク駆動部は、前記吐出弁ディスクと前記固定子とを接続する接続部材（７１）を有し、
　前記吐出弁ディスクおよび前記固定子は、前記接続部材の一部が挿通される挿通孔（４２４、４２５、２５２、２５３、２８１、２８２）の孔形状によって前記第１回転方向への回転変位および前記第２回転方向への回転変位が所定範囲に制限されている、請求項２または３に記載の圧縮機。
　前記吐出弁ディスクは、
　前記吐出通路が前記第２連通部に連通する位置に回転変位した際に前記第１連通部に対向する部位に前記流体を吸入する第１吸入通路（６３）が設けられ、
　前記吐出通路が前記第１連通部に連通する位置に回転変位した際に前記第２連通部に対向する部位に前記流体を吸入する第２吸入通路（６４）が設けられている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧縮機。
　前記電動機および前記圧縮機構は、前記回転シャフトの軸方向に沿って並んで配置されており、
　前記吐出弁ディスクは、前記圧縮機構に対して前記電動機の反対側に配置されている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機。
　前記電動機および前記圧縮機構は、前記回転シャフトの軸方向に沿って並んで配置されており、
　前記吐出弁ディスクは、前記圧縮機構と前記電動機との間に配置されている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機。