JP6271246B2 - シリンダ回転型圧縮機 - Google Patents

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て、圧縮室の容積を変化させることによっ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、内部に形成される空間の軸方向垂直断面が楕円形に形成されたシリンダと、シリンダの内部に配置された円柱状部材と、円柱状部材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仕切り部材（ベーン）とを備え、円柱状部材に対してシリンダを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るシリンダ回転型圧縮機が開示されている。

また、特許文献２には、内部に形成される空間の軸方向垂直断面が円形に形成されたシリンダと、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たベーンとを備え、シリンダとロータと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るシリンダ回転型圧縮機が開示されている。

特公昭５３−４３６８２号公報 特開２０１２−６７７３５号公報

ところで、この種のシリンダ回転型圧縮機のシリンダには、例えば、特許文献１に記載されているように、圧縮室にて圧縮された流体を流出させる吐出穴が形成されているとともに、この吐出穴を介して流体が圧縮室へ逆流してしまうことを抑制する吐出弁が配置されたものがある。

このようなシリンダ回転型圧縮機では、シリンダが回転すると吐出弁にも遠心力が作用する。そのため、シリンダを比較的高回転で回転させた際に、遠心力の作用によって吐出弁の弁体部が変位して吐出穴を閉塞できなくなってしまうと、流体を圧縮して吐出することができなくなってしまう。

これに対して、吐出弁の弁体部に対して吐出穴を閉塞する側に荷重をかける弾性部材を追加する手段等が考えられる。しかしながら、このような手段は、吐出弁の大型化を招き、シリンダ回転型圧縮機全体としての大型化を招く原因となる。

本発明では、上記点に鑑み、シリンダ回転型圧縮機において、吐出弁の大型化を招くことなく吐出弁のシール性を向上させ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、内部に流体を圧縮する圧縮室（Ｖ）を形成するシリンダ（２１）を回転させるシリンダ回転型圧縮機であって、
シリンダ（２１）の内部に収容されてシリンダ（２１）の回転軸の軸方向に延びる柱状部材（２２）と、シリンダ（２１）および柱状部材（２２）のうち、いずれか一方に形成された溝部（２２ａ）に摺動可能に嵌め込まれて圧縮室（Ｖ）を仕切る仕切り部材（２３）とを備え、
シリンダ（２１）は、回転軸の軸方向に延びる筒状部材（２１ａ）および筒状部材（２１ａ）の軸方向端部を閉塞する閉塞用部材（２１ｂ、２１ｃ）を有し、閉塞用部材（２１ｂ、２１ｃ）には、圧縮室（Ｖ）にて圧縮された流体を流出させる吐出穴（２１ｄ）が形成されているとともに、流体が吐出穴（２１ｄ）を介して圧縮室（Ｖ）へ逆流することを抑制する吐出弁（２５）が配置されており、吐出弁（２５）は、板状部材で形成されて、吐出穴（２１ｄ）を閉塞する弁体部（２５ａ）、シリンダ（２１）に固定される固定部（２５ｂ）、および弁体部（２５ａ）と固定部（２５ｂ）とを連結する柱部（２５ｃ）とを有し、
弁体部（２５ａ）および柱部（２５ｃ）は、回転軸の軸方向から見たときに、回転軸の径方向に延びる線分（Ｌ１）に対して対称となる形状に形成され、弁体部（２５ａ）は、固定部（２５ｂ）と柱部（２５ｃ）との連結部（２５ｄ）よりも外周側に配置されていることを特徴とする。

これによれば、吐出弁（２５）として、板状部材で形成されて、弁体部（２５ａ）、固定部（２５ｂ）、および柱部（２５ｃ）を有して構成される、いわゆるリード弁を採用しているので、吐出弁（２５）の大型化を抑制できる。

さらに、弁体部（２５ａ）および柱部（２５ｃ）が回転軸の径方向に延びる線分（Ｌ１）に対して対称となる形状に形成されているので、遠心力が作用しても弁体部（２５ａ）が回転軸の回転方向（周方向）へ変位しにくい。さらに、弁体部（２５ａ）が固定部（２５ｂ）と柱部（２５ｃ）との連結部（２５ｄ）よりも外周側に配置されているので、遠心力が作用しても弁体部（２５ａ）が回転軸の径方向に変位しにくい。

従って、本請求項に記載の発明によれば、吐出弁（２５）の大型化を招くことなく吐出弁（２５）のシール性を向上させることができる。

なお、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ものである。

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。 第１実施形態の吐出弁の分解斜視図である。 第１実施形態の吐出弁の弁体部等の拡大正面図である。 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２実施形態の圧縮機の軸方向断面の拡大図である。 第３実施形態の圧縮機の軸方向断面図である。 第３実施形態の吐出弁の分解斜視図である。 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４実施形態の圧縮機の軸方向断面図である。 他の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）
図１〜図５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に適用されており、この冷凍サイクルにおいて流体である冷媒を圧縮して吐出する機能を果たす。

さらに、この圧縮機１は、図１、図２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、本実施形態のハウジング１０は、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、後述する圧縮機構部２０の圧縮室Ｖへ導くための吸入通路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３０ａが取り付けられている。

電動機部３０は、圧縮機構部２０を駆動する回転駆動力を出力するもので、固定子としてのステータ３１を有している。ステータ３１は、磁性材からなるステータコア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固定されている。

そして、駆動回路３０ａからステータコイル３１ｂに電力が供給されると、ステータコイル３１ｂの内周側に配置されたシリンダロータ２１ａを回転させる回転磁界が発生する。シリンダロータ２１ａは、図２に示すように、マグネット（永久磁石）３２を有して構成される金属製の円筒状部材であり、電動機部３０の回転子としての機能を果たすとともに、圧縮機構部２０のシリンダ２１の一部を構成するものである。

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の一部（具体的には、筒状部材を構成するシリンダロータ２１ａ）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て、圧入等の手段によって一体化させてもよい。

圧縮機構部２０は、内部に圧縮室Ｖを形成するシリンダ２１、シリンダ２１の内部に収容されてシリンダ２１の回転軸の軸方向に延びる柱状部材であるインナロータ２２、シリンダ２１の内部に配置されて圧縮室Ｖを仕切って区画する仕切り部材であるベーン２３、並びに、シリンダ２１およびインナロータ２２を回転自在に支持するシャフト２４等によって構成されている。

シリンダ２１は、前述した筒状部材であるシリンダロータ２１ａ、およびシリンダロータ２１ａの軸方向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２１ｂ、２１ｃによって構成されている。なお、本実施形態では、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１サイドプレート２１ｂとし、サブハウジング１２側に配置される閉塞部材を第２サイドプレート２１ｃとする。

第１、第２サイドプレート２１ｂ、２１ｃ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２１ｂ、２１ｃ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、それぞれ軸受け機構が配置されており、この軸受け機構がシャフト２４に挿入されていることによって、シリンダ２１がシャフト２４に対して回転自在に支持されている。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、複数の金属製の分割部材２４ａ、２４ｂを組み合わせることによって略円柱状に形成されており、シャフト２４の軸方向の中央部には両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の回転中心Ｃ１に対して偏心した偏心部２４ｃを構成しており、この偏心部２４ｃには、軸受け機構を介して、インナロータ２２が回転自在に支持されている。従って、インナロータ２２の回転中心Ｃ２は、図２に示すように、シリンダ２１の回転中心Ｃ１に対して偏心している。

さらに、シャフト２４の内部には、軸方向に延びてサブハウジング１２と蓋部材１３との間に形成された吸入通路１３ａに連通して低圧冷媒を圧縮室Ｖ側へ導くための連通路２４ｄ、および径方向に延びて連通路２４ｄと偏心部２４ｃの外周側とを連通させる複数（本実施形態では４つ）のシャフト側吸入穴２４ｅが形成されている。

インナロータ２２は、略円筒状に形成されており、インナロータ２２の軸方向長さは、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略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。また、インナロータ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、インナロータ２２の外径寸法は、シリンダ２１の回転軸の軸方向から見たときに、図２に示すように、インナロータ２２の外周壁面とシリンダ２１の内周壁面（具体的には、シリンダロータ２１ａの内周壁面）が１箇所の接触点Ｃ３で接触するように設定されている。

また、インナロータ２２の外周壁面には、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にはベーン２３が摺動可能に嵌め込まれている。さらに、インナロータ２２の筒状側面には、内周側と外周側とを連通させるインナロータ側吸入穴２２ｂが形成されている。

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、インナロータ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、このベーン２３は、外周側端部に形成されたヒンジ部２３ａがシリンダロータ２１ａの内周壁面に対して、揺動自在に支持されている。

従って、本実施形態の圧縮機構部２０では、シリンダ２１の内周壁面、インナロータ２２の外周壁面、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。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、吸入通路１３ａ→連通路２４ｄ→シャフト側吸入穴２４ｅ→インナロータ側吸入穴２２ｂの順に流れて圧縮室Ｖへ吸入される。

一方、圧縮室Ｖにて圧縮された高圧冷媒は、第１サイドプレート２１ｂに形成された吐出穴２１ｄ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。なお、吐出穴２１ｄ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、本実施形態の第１サイドプレート２１ｂには、吐出穴２１ｄからハウジング１０の内部空間へ流出した冷媒が、吐出穴２１ｄ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２５が配置されている。

この吐出弁２５は、図３に示すように、円板状薄板材で形成されて、吐出穴２１ｄを閉塞する弁体部２５ａ、第１サイドプレート２１ｂに固定される固定部２５ｂ、および弁体部２５ａと固定部２５ｂとを連結するとともに弁体部２５ａが吐出穴２１ｄを開閉する際に変位する柱部２５ｃを有して構成される、いわゆるリード弁である。

この吐出弁２５は、弁体部２５ａが吐出穴２１ｄを開く際の弁体部２５ａの最大変位量を規制するストッパプレート２６とともに、ボルト締め等の固定手段によって、第１サイドプレート２１ｂに固定されている。また、本実施形態の弁体部２５ａは、ハウジング１０の内部空間内の冷媒圧力と圧縮室Ｖ内の冷媒圧力が同等となっている均圧時でも、第１サイドプレート２１ｂに当接して吐出穴２１ｄを閉塞するように配置されている。

さらに、図４に示すように、吐出弁２５の弁体部２５ａは、シリンダ２１の回転軸の軸方向から見たときに、略円形状に形成されている。また、吐出弁２５の柱部２５ｃは複数本（本実施形態では、２本）設けられており、シリンダ２１の回転軸の軸方向から見たときに、弁体部２５ａのうち回転軸の周方向の端部に相当する位置から、回転軸の径方向に対して傾斜した方向に延びる形状に形成されている。

これにより、本実施形態の弁体部２５ａおよび柱部２５ｃは、図４に示すように、シリンダ２１の回転軸の径方向に延びる線分Ｌ１に対して対象となる形状に形成されている。さらに、本実施形態の弁体部２５ａは、固定部２５ｂと柱部２５ｃとの連結部２５ｄよりも外周側に配置されている。

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では、シリンダ２１の回転に伴う圧縮室Ｖの変化を示しており、図５に図示された圧縮室Ｖは、図２と同等の断面における圧縮室Ｖを模式的に示したものである。

また、図５では、圧縮機１の作動態様の明確化のために、シリンダ２１が２回転する間、すなわちシリンダ２１の回転角θが０°から７２０°まで変化する間の圧縮室Ｖの変化を示している。さらに、図５では、シリンダ２１およびインナロータ２２の回転方向を太実線矢印で示している。

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２３のヒンジ部２３ａ側が一致しており、ベーン２３のほぼ全域がインナロータ２２の溝部２２ａに収容された状態となる。さらに、回転角θ＝０°では、インナロータ側吸入穴２２ｂと圧縮室Ｖとの連通が遮断される直前の状態になっており、点ハッチングで示す圧縮室Ｖの容積が最大容積となっている。

そして、回転角θが増加すると、ベーン２３のヒンジ部２３ａが接触点Ｃ３から離れ、ベーン２３とともにインナロータ２２が回転する。その結果、インナロータ側吸入穴２２ｂと点ハッチングで示す圧縮室Ｖとの連通が遮断される。さらに、図５に示すように、回転角θが９０°→１８０°→２７０°と増加するに伴って、点ハッチングで示す圧縮室Ｖの容積が縮小していく。

これにより圧縮室Ｖ内の冷媒圧力が上昇し、圧縮室Ｖ内の冷媒圧力がハウジング１０の内部空間内の冷媒圧力に応じて決定される吐出弁２５の開弁圧を超えると、吐出弁２５が開き、圧縮室Ｖ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。

そして、回転角θが３６０°へ達すると圧縮過程となっていた圧縮室Ｖの容積が０となり、回転角θが０°になっている際と同様の状態となる。

続いて、回転角θが３６０°から増加するに伴って、インナロータ側吸入穴２２ｂに連通する点ハッチングで示す圧縮室Ｖの容積が増加する。さらに、回転角θが４５０°→５４０°→６３０°の順に増加するに伴って、点ハッチングで示す圧縮室Ｖの容積が徐々に増加する。

これにより、ハウジング１０の吸入ポート１２ａから吸入された低圧冷媒が、点ハッチングで示す圧縮室Ｖへ吸入され、回転角θが７２０°へ達すると吸入過程となっていた圧縮室Ｖが最大容積となる。

なお、図５では、本実施形態の圧縮機１の作動態様を明確に説明するために、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圧縮過程と、回転角θが３６０°から７２０°まで変化する際に説明した冷媒の吸入過程は、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（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。さらに、圧縮機１（具体的には、圧縮機構部２０のシリンダ２１）の通常作動時における回転数を比較的高い回転数に設定しておくことで、圧縮室Ｖの最大容積を比較的小さい容積とすることができるので、より一層、効果的に圧縮機１の小型化を図ることができる。

ここで、本実施形態の圧縮機１のように、シリンダ２１に吐出弁２５が配置される構成では、シリンダ２１が回転すると吐出弁２５にも遠心力が作用する。そのため、圧縮機１の効果的な小型化を図るために、通常作動時におけるシリンダ２１の回転数を比較的高い回転数に設定してしまうと、吐出弁２５に作用する遠心力も大きくなってしまう。

そして、シリンダ２１が高回転で回転した際に、吐出弁２５が遠心力の作用によって変位して吐出穴２１ｄを閉塞できなくなってしまうと、圧縮機１全体として冷媒を圧縮して吐出することができなくなってしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態の圧縮機１では、吐出弁２５として、図４を用いて説明したリード弁を採用しているので、大型化を招くことなく、シール性の高い吐出弁を実現することができる。

より詳細には、本実施形態の吐出弁２５では、図４を用いて説明したように、弁体部２５ａおよび柱部２５ｃが回転軸の径方向に延びる線分Ｌ１に対して対称となる形状に形成されているので、シリンダ２１の回転に伴う遠心力が作用しても弁体部２５ａが回転軸の回転方向へ変位しにくい構成とすることができる。

さらに、弁体部２５ａが、固定部２５ｂと柱部２５ｃとの連結部２５ｄよりも外周側に配置されているので、遠心力が作用しても弁体部２５ａが回転軸の径方向外周側に変位しにくい構成とすることができる。従って、本実施形態の圧縮機１によれば、吐出弁２５の大型化を招くことなく吐出弁２５のシール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によれば、回転軸の軸方向から見たときに、吐出弁２５の柱部２５ｃが、回転軸の径方向に対して傾斜した方向に延びる形状に形成されている。これによれば、柱部２５ｃを回転軸の径方向に延びる形状に形成する場合よりも、柱部２５ｃの根元部（固定部２５ｂとの連結部２５ｄ）から先端部（弁体部２５ａとの連結部）へ至る長さ寸法を長く形成することができる。

従って、弁体部２５ａか吐出穴２１ｄを開く際に変形する柱部２５ｃにかかる曲げ応力を減少させて、弁体部２５ａの耐久寿命を向上させることができる。

なお、本実施形態では、柱部２５ｃとして、回転軸の軸方向から見たときに、回転軸の径方向に対して傾斜した方向に延びる形状のものを採用した例を説明したが、径方向に対して傾斜した方向に延びる形状を含んでいればこれに限定されない。例えば、柱部２５ｃとして、回転軸の軸方向から見たときに、蛇行状に形成されたものを採用してもよい。

また、本実施形態の圧縮機１では、前述の如く、通常作動時における回転数を比較的高い回転数に設定しておくことで、効果的な小型化効果を得ることができることを説明したが、具体的には、通常作動時における回転数を５０００ｒｐｍ以上に設定してもよい。さらに、５０００ｒｐｍ以上、６０００ｒｐｍ以下程度に設定してもよい。

その理由は、従来技術では、車両用空調装置の冷凍サイクルに適用される一般的な圧縮機（電動式の圧縮機のみならずエンジン駆動式の圧縮機を含む）の最高回転数が、概ね６０００ｒｐｍ〜８０００ｒｐｍに設定されているからである。つまり、通常作動時における回転数を５０００ｒｐｍ以上、６０００ｒｐｍ以下程度に設定すれば、圧縮機１の小型化を狙うことができるとともに、従来技術の圧縮機と同程度の耐久性を容易に確保できる。

なお、本実施形態における圧縮機１の通常作動時とは、圧縮機１が作動して、冷凍サイクルが想定される範囲内の所望の冷凍能力を発揮している時を意味している。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図６に示すように、シリンダ２１の回転軸の径方向から見たときに、吐出穴２１ｄが、吐出弁２５の連結部２５ｄよりも圧縮室Ｖに近い位置で開口している。なお、図６は、図１のＸ部に対応する部位の拡大図である。さらに、図６では、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。

より詳細には、本実施形態では、吐出穴２１ｄが連結部２５ｄよりも圧縮室Ｖに近い位置で開口しているので、ハウジング１０の内部空間内の冷媒圧力と圧縮室Ｖ内の冷媒圧力が同等となっている均圧時に、図６に示すように、弁体部２５ａと吐出穴２１ｄの開口部との間に僅かな隙間δが形成される。つまり、本実施形態の吐出弁２５は、均圧時に吐出穴２１ｄを閉塞しない。その他の構成および作動は第１実施形態と同様である。

本実施形態では、均圧時に吐出弁２５が吐出穴２１ｄを閉塞しないものの、圧縮機１の作動時には、ハウジング１０の内部空間内の冷媒圧力と圧縮室Ｖ内の冷媒圧力との差圧によって、弁体部２５ａを吐出穴２１ｄ側へ押し付けて吐出穴２１ｄを閉塞することができる。従って、本実施形態の圧縮機においても、第１実施形態と同様に冷媒を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では、均圧時になっていなくても、ハウジング１０の内部空間内の冷媒圧力と圧縮室Ｖ内の冷媒圧力との差圧が小さくなれば、吐出穴２１ｄを開くことができる。従って、第１実施形態で説明したような通常作動時における回転数を比較的高い回転数に設定した圧縮機１に適用した際に、吐出弁２５の開弁応答性を向上できる点で有効である。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図７に示すように、第１サイドプレート２１ｂに複数（本実施形態では２つ）の吐出穴２１ｄを形成し、さらに、図８に示すように、吐出弁２５に各吐出穴２１ｄを閉塞する複数の弁体部２５ａ、柱部２５ｃ等を設けた例を説明する。

さらに、図９に示すように、シリンダ２１の内部には、複数の吐出穴２１ｄに対応する圧縮室Ｖが仕切られるように複数（本実施形態では２つ）のベーン２３が配置され、シャフト２４には各圧縮室Ｖへ低圧冷媒を導く複数（本実施形態では２つ）のインナロータ側吸入穴２２ｂが形成されている。

なお、図８は、第１実施形態の図４に対応する図面である。また、図９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°、１８０°、２７０°となった際の時の状態を図示している。

また、本実施形態では、シリンダ２１が回転した際に、インナロータ２２の溝部２２ａとベーン２３との隙間から冷媒が漏れてしまうことを抑制するために、図９に示すように、溝部２２ａの内部に、回転軸の軸方向から見たときに円形の一部を切り落とした形状（略半円形状）のシュー２３ｂを配置している。

さらに、図８、図９から明らかなように、複数の吐出穴２１ｄおよび弁体部２５ａは、シリンダ２１の回転軸の軸方向から見たときに、互いに等角度間隔（本実施形態では１８０°間隔）で配置されている。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、本実施形態の圧縮機１によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の圧縮機１では、複数の圧縮室Ｖにて冷媒を圧縮して吐出することができ、圧縮機１から吐出される冷媒の圧力脈動を抑制することができる。さらに、本実施形態の圧縮機１では、複数の吐出穴２１ｄおよび弁体部２５ａが等角度間隔に配置されるので、圧縮機構部２０が回転する際の回転バランスを向上させることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図１０に示すように、第１サイドプレート２１ｂおよび第２サイドプレート２１ｃの双方に吐出穴２１ｄが形成されている。さらに、吐出弁２５も双方の吐出穴２１ｄを閉塞するように、ストッパプレート２６とともに、第１サイドプレート２１ｂおよび第２サイドプレート２１ｃの双方に固定されている。また、それぞれの吐出穴２１ｄは、回転軸の軸方向から見たときに互い重合配置されている。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、本実施形態の圧縮機１によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の圧縮機１では、第１サイドプレート２１ｂおよび第２サイドプレート２１ｃの双方に設けられた吐出穴２１ｄから冷媒を吐出することができるので、ハウジング１０の内部空間内の圧力を均一化させることができる。その結果、ハウジング１０の内部空間内の冷媒の圧力分布によって、シリンダ２１が不必要な偏心荷重を受けてしまうことを抑制できる。

（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。

（１）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（車両用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。

（２）上述の実施形態では、シリンダ回転型圧縮機１として、シリンダ２１とインナロータ２２とを異なる回転軸で連動回転させることによってベーン２３を変位させて圧縮室の容積を変化させる形式のものについて説明したが、本発明に係るシリンダ回転型圧縮機の形式はこれに限定されない。

例えば、ベーンのヒンジ部を廃止するとともにインナロータをシャフトあるいはハウジングに固定し、シリンダをインナロータに対して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る形式のものであってもよい。

また、上述の実施形態では、ベーン２３のヒンジ部２３ａをシリンダ２１に揺動自在に固定した例を説明したが、図１１に示すように、ベーン２３のヒンジ部２３ａをインナロータ２２に揺動自在に固定した形式のものであってもよい。なお、図１０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°）、１８０°となった際の時の状態を図示している。

さらに、上述の実施形態では、シリンダ回転型圧縮機１を電動圧縮機として構成し、圧縮機構部２０を電動機部３０から出力される回転駆動力によって駆動した例を説明したが、もちろん、圧縮機構部２０をエンジン（内燃機関）から出力される回転駆動力によって駆動する構成としてもよい。

（３）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実施形態で採用した圧縮室Ｖに近い位置で開口する吐出穴２１ｄを第３、第４実施形態に適用してもよい。また、第４実施形態において、第３実施形態と同様に、第１、第２サイドプレート２１ｂ、２１ｃの双方に複数の吐出穴２１ｄを形成してもよい。

２１ シリンダ
２１ａ シリンダロータ（筒状部材）
２１ｂ、２１ｃ 第１、第２サイドプレート（閉塞用部材）
２１ｄ 吐出穴
２２ インナロータ（柱状部材）
２３ ベーン（仕切り部材）
２５ 吐出弁
２５ａ 弁体部
２５ｂ 固定部
２５ｃ 柱部
２５ｄ 連結部

Claims (5)

1. 内部に流体を圧縮する圧縮室（Ｖ）を形成するシリンダ（２１）を回転させるシリンダ回転型圧縮機であって、
   前記シリンダ（２１）の内部に収容されて前記シリンダ（２１）の回転軸の軸方向に延びる柱状部材（２２）と、
   前記シリンダ（２１）および前記柱状部材（２２）のうち、いずれか一方に形成された溝部（２２ａ）に摺動可能に嵌め込まれて前記圧縮室（Ｖ）を仕切る仕切り部材（２３）とを備え、
   前記シリンダ（２１）は、前記回転軸の軸方向に延びる筒状部材（２１ａ）および前記筒状部材（２１ａ）の軸方向端部を閉塞する閉塞用部材（２１ｂ、２１ｃ）を有し、
   前記閉塞用部材（２１ｂ、２１ｃ）には、前記圧縮室（Ｖ）にて圧縮された流体を流出させる吐出穴（２１ｄ）が形成されているとともに、流体が前記吐出穴（２１ｄ）を介して前記圧縮室（Ｖ）へ逆流することを抑制する吐出弁（２５）が配置されており、
   前記吐出弁（２５）は、板状部材で形成されて、前記吐出穴（２１ｄ）を閉塞する弁体部（２５ａ）、前記シリンダ（２１）に固定される固定部（２５ｂ）、および前記弁体部（２５ａ）と前記固定部（２５ｂ）とを連結する柱部（２５ｃ）とを有し、
   前記弁体部（２５ａ）および前記柱部（２５ｃ）は、前記回転軸の軸方向から見たときに、前記回転軸の径方向に延びる線分（Ｌ１）に対して対称となる形状に形成され、
   前記弁体部（２５ａ）は、前記固定部（２５ｂ）と前記柱部（２５ｃ）との連結部（２５ｄ）よりも外周側に配置されていることを特徴とするシリンダ回転型圧縮機。
2. 前記回転軸の軸方向から見たときに、前記柱部（２５ｃ）は、前記径方向に対して傾斜した方向に延びる形状を含んで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. 前記回転軸の径方向から見たときに、前記吐出穴（２１ｄ）は、前記連結部（２５ｄ）よりも、前記圧縮室（Ｖ）に近い位置で開口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. 前記吐出穴（２１ｄ）および前記弁体部（２５ａ）は、複数設けられており、
   前記回転軸方向から見たときに、複数の前記吐出穴（２１ｄ）および前記弁体部（２５ａ）は、互いに等角度間隔で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。
5. 前記吐出穴（２１ｄ）および前記弁体部（２５ａ）は、複数設けられており、
   前記吐出穴（２１ｄ）は、軸方向一端側の前記閉塞用部材（２１ｂ、２１ｃ）および軸方向多端側の前記閉塞用部材（２１ｂ、２１ｃ）の双方に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のシリンダ回転型圧縮機。

Images