(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮機構部に関わる効率を低下させる要因である作動ガスの内部漏れ、過圧縮現象、再圧縮損失および圧縮不足損失等を大幅に軽減して高効率化とともに高信頼性化を図った容積型圧縮機を提供すること。【解決手段】可動機構部材の壁面上を摺接する直線状のシール部で形成された先端部と側壁シール面を有する平板ゲート弁１２と該平板ゲート弁を支える支持部とその間にガス通路を設けた反対側に側壁シール面を設けた仕切板１３にそれらを支える弾性体１５を組合せた弁機構体を固定機構部材に設けた圧縮室１０に一端が開口する弁収納室に装着して構成した容積型圧縮機の吐出機構。【選択図】図３
2014206173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器などに直接的ないしは間接的に固定された圧縮機構を構成する固定機構部材と軸受固定部材に支承されて回転する駆動軸の偏心軸部に装着された可動機構部材とで形成される三日月状の密閉空間である圧縮室内に導入した作動ガスを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該固定機構部材と該可動機構部材間に装着した容積型圧縮機の吐出機構に於いて、
該固定機構部材の該圧縮室側に一定横幅で開口する対向する側壁シール面Ｇを平行平面で形成される溝の高さ方向の上下面を平坦蓋部材で塞ぐことでおよそ断面矩形の角柱状空洞が形成されるガイド室とその奥に該ガイド室と同じ高さで密閉容器内吐出空間ないしは吸入空間と連通する吐出孔を有する流出室とを合わせて形成される弁収納室、
該ガイド室の高さ方向で直線的に該可動機構部材に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の圧縮室側の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｖのその反対側の平行平面を側壁支持面Ｖとして形成するとともに該ガイド室の上下の平坦蓋部材面と摺接する上下端面とで形成したおよそ直方体の平板ゲート弁、
該平板ゲート弁とおよそ相似形状で、該可動機構部材に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の反圧縮室側の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｂのその反対側は該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖに摺接する弁支持部と作動ガスの流出通路Ｖを設けた側壁支持面Ｂを設けるとともに該ガイド室の上下の平坦蓋部材面と摺接する上下端面とで形成したおよそ直方体の仕切板、
該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖと該仕切板の側壁支持面Ｂを対面させて相対的摺動を可能とし、その間に該流出室に通じるおよそ矩形状の流出通路Ｖを設けるとともにそれぞれの先端部を同方向に組付けたその背面部に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、
該弁収納室の側壁シール面Ｇ上を摺動可能に組付けるとともに先端部を該可動機構部材側に向けて該弁機構体を装着して構成したことを特徴とする容積型圧縮機の吐出機構。
【請求項２】
前記ガイド室上下面に平行な断面形状を角丸長方形で形成した空間のガイド室側を矩形状で開口させて形成した流出室内に正面が長方形で該流出室と同様に断面が角丸長方形の線で囲まれたガイド室側を開口させた薄板で形成したストッパを装着するとともに該ストッパを支える支持バネないしは弾性体を1個ないしは複数個を該流出室との間に装着するとともに前記仕切板ないしは平板ゲート弁それぞれの背面部と該流出室との間に動作バネないしは弾性を1個ないしは複数個装着して構成されたことを特徴とする請求項１記載の容積型圧縮機の吐出機構。
【請求項３】
前記ガイド室の側壁シール面Ｇに摺接する前記平板ゲート弁の側壁シール面Ｖおよびその対面する側の側壁シール面Ｇに摺接する前記仕切板の側壁シール面Ｂそれぞれの摺接面に背面部側および上下端面側に摺接面を一部残して一段凹ました非摺接面を設けて構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の容積型圧縮機の吐出機構。
【請求項４】
前記仕切板の側壁支持面Ｂ側の凸部である弁支持部内側の該側壁支持面Ｂ上の一部を凹まして前記流出通路Ｖを広げるような迂回路を設け、平板ゲート弁側壁支持面Ｖから仕切板面側に向け垂直に延びた矩形平板の弁安定板を該側壁支持面Ｖ上に固定して前記流出通路Ｖ上の該迂回路の下端ないしは上端に位置するように平板ゲート弁を配した弁機構体を装着し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の吐出機構。
【請求項５】
平板ゲート弁の側壁支持面Ｖに当接する仕切板の側壁支持面Ｂ設けた弁支持部を角柱状の支持台として該仕切板から分離して該弁支柱と仕切板間にバネなどの弾性体を装着して平板ゲート弁をガイド室の側壁シール面Ｇに押付けると同時に仕切板に対する前記1方向以外の動きを阻止してガイド室の側壁シール面Ｇ上は仕切板と一体として移動するように構成され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の吐出機構。
【請求項６】
弁収納室ガイド室の矩形溝上下面を塞ぐ固定機構部材に形成した円筒空間の平坦面の一端に吸入通路に連通する低圧導入孔を設け、他端側には弁収納室の流出室に連通する流出室連通孔を設けて形成された内設室、
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には係止バネなどの弾性体を収納する空洞部を設けて形成された係止部材２０、
およそ直方体の平板ゲート弁の先端部を含めて圧縮室より内側のガイド室内に全て収納された状態で固定機構部材面上を摺動する上下端面ないしは側壁シール面Ｖ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平板ゲート弁とで構成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の容積型圧縮機の吐出機構。
【請求項７】
前記弁収納室の流出室に開口する吐出孔に継合させた作動ガスの吐出管の途中に容量制御弁を設けた先を2つに分岐し、一方の管路は吐出空間に開口させ他方の管路は吸入通路側に開口させて容量制御機構を構成したことを特徴とする請求項６記載の容積型圧縮機の吐出機構。
【請求項８】
前記可動機構部材であるシャフトの偏心軸に装着された円筒状のピストン６、
前記固定機構部材である密閉容器内に固定された中央部に円筒空間を有するシリンダ５、
そのシリンダ端面にシャフト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シャフトを支える軸受を設けたリアヘッドで構成し、これらピストン、シリンダ、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の圧縮室から作動ガスを流出させる容積型ロータリ圧縮機の吐出機構に於いて、
シリンダの該円筒空間に一定横幅で開口する対向する側壁シール面Ｇを平行平面で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ガイド室とその奥に該ガイド室と同じ高さで密閉容器内吐出空間ないしは吸入空間と連通する吐出孔を有する流出室とを合わせて形成される弁収納室５ｃ、
該ガイド室の高さ方向で直線的に該ピストン円弧部に摺接する先端部とその反対側に背面部を設け、該ガイド室の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｖのその反対側の平行平面を側壁支持面Ｖとして形成し、該ガイド室の上下に固定したフロントヘッドとリアヘッドの平坦面で摺接する上下端面を有するおよそ直方体の平板ゲート弁１２、
該平板ゲーと弁とおよそ相似形状で、該ピストン円弧部に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｂのその反対側は該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖに摺接する弁支持部と作動ガスの流出通路Ｖを設けた側壁支持面Ｂを設けるとともに該ガイド室の上下に固定したフロントヘッドとリアヘッドに摺接する上下端面とで形成したおよそ直方体の仕切板１３、
該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖと該仕切板の側壁支持面Ｂを対面させて相対的摺動を可能とし、その間に該流出室に通じるおよそ矩形状の流出通路Ｖを設けるとともにそれぞれの先端部を同方向に組付けたその背面部に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、
該弁収納室の側壁シール面Ｇ上を摺動可能に組付けるとともに先端部を該ピストン側に向けて該弁機構体を装着して構成したことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の容積型ロータリ圧縮機の吐出機構Ａ。
【請求項９】
前記ガイド室の側壁シール面Ｇに平行な前記仕切板の板厚中心線の延長線がシャフトのおよそ回転中心を通る位置に配するとともに該仕切板の先端部をピストンの円筒中心すなわちシャフトの偏心軸中心線に平行な稜線を有する中央部を凸とする円弧形状で形成し、
ガイド室の側壁シール面Ｇに平行な平板ゲート弁板厚の中心線を延長した線がピストンの偏心量が平板ゲート弁側で最大となったピストン円筒軸中心を通る位置に配するとともに該平板ゲート弁先端部の中央からガイド室の側壁シール面Ｇ側を平坦面で形成し、その平坦面に接するように仕切板側をシャフトの偏心軸中心線に平行な稜線を有する凸状の円弧形状で形成した弁機構体で構成したことを特徴とする請求項８記載の容積型ロータリ圧縮機の吐出機構Ａ。
【請求項１０】
前記可動機構部材である長方形断面の帯状板を渦巻き状に曲げて形成した渦巻きラップを主体とする旋回ラップをおよそ円形で剛性を有する板状の旋回ディスクの片面側に直立させた旋回スクロール１０７、
前記固定機構部材である該旋回ラップ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断面矩形の渦巻き溝を厚い固定端板の片面に設け、その渦巻き溝外側端部に作動ガスの流入室を設け内側端部に終端直線溝を設けるとともに該流入室に吸入孔を、該終端直線溝に低圧空間ないしは高圧空間に通じる吐出孔を設けた固定スクロール１０６、
該渦巻きラップを該渦巻き溝内に噛み合わせて係着し渦巻きラップ内外壁面と渦巻き溝との間で形成される圧縮室、
固定部材であるシャフトを支えるフレームと該固定スクロールとの間に設けた該旋回スクロールの自転を阻止する旋回機構、
これらの部材により該渦巻き溝の該終端直線溝に設けた圧縮室から作動ガスを流出させる容積型スクロール式圧縮機の吐出機構に於いて、
該固定スクロールの該圧縮室側に一定横幅で開口する対向する側壁シール面Ｇを平行平面で形成される該渦巻き溝と同一底面を有し、一方を旋回スクロール端面で塞ぐことでおよそ断面矩形の角柱状空洞が形成されるガイド室とその奥に該ガイド室と同じ高さで密閉容器内吐出空間ないしは吸入空間と連通する吐出孔を有する流出室とを合わせて形成される弁収納室、
該ガイド室の高さ方向で直線的に該旋回ラップ側壁面に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｖのその反対側の平行平面を側壁支持面Ｖとして形成するとともに該ガイド室上下の平坦面と摺接する上下端面とで形成したおよそ直方体の平板ゲート弁、
該平板ゲート弁とおよそ相似形状で、該旋回ラップ側壁面に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の反圧縮室側の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｂのその反対側は該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖに摺接する弁支持部と作動ガスの流出通路Ｖを設けた側壁支持面Ｂを設けるとともに該ガイド室上下の平坦面と摺接する上下端面とで形成したおよそ直方体の仕切板、
該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖと該仕切板の側壁支持面Ｂを対面させて相対的摺動を可能とし、その間に該流出室に通じるおよそ矩形状の流出通路Ｖを設けるとともにそれぞれの先端部を同方向に組付けたその背面部に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、
該弁収納室の側壁シール面Ｇ上を摺動可能に組付きけるとともに先端部を該旋回ラップ側に向けて該弁機構体を装着して構成したことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の容積型スクロール型圧縮機の吐出機構Ｂ。
【請求項１１】
前記旋回ラップ矩形断面の中央側にある渦巻き曲線の終端円弧を接線方向で直線的に一定長さ同じ高さで延長させ旋回ディスクに直立させた直線ラップを設けた旋回ラップで形成された旋回スクロール、
該直線ラップを設けた旋回ラップの包絡溝で形成された渦巻き溝の内側終端部に直線溝として設けた終端直線溝を形成した固定スクロール、
直線溝である該終端直線溝と同じ底面を有して一定横幅で開口するガイド室と流出室とで形成される弁収納室を1箇所ないしは該直線ラップを挟んで対称位置に2箇所設け、
直方体の該弁収納室側壁面に沿う高さは直線ラップとおよそ同一高さで先端面の形状は弁板厚の1／２以下の一定幅で直線ラップ壁面に面接触できる平坦シール面を設けたおよそ直方体の平板ゲート弁、
該平板ゲーと弁とおよそ相似形状で、先端面の形状は板厚全体で直線ラップ壁面に面接触できる平坦シール面を設けたおよそ直方体の仕切板、
これら平板ゲート弁と仕切板との間に隙間を設けて互いの形状が重なるように組合せた弁機構部を該弁収納室に合わせて1箇所ないしは２箇所に収納して構成したことを特徴とする請求１０記載の容積型スクロール型圧縮機の吐出機構Ｂ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍空調用機器に用いられるローリングピストン式や旋回ピストン式ないしは揺動式のような円筒形状のピストンを有する容積型ロータリ圧縮機ないしは圧縮機構部の固定側と駆動側が相対的に自転のない旋回運動を行うスクロール圧縮機のように冷媒などの作動ガスを圧縮して圧縮機構部から作動ガスを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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
該容積形圧縮機を構成する圧縮機構部の効率を低下させる主な要因として、高圧となる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、吐出室に連通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、さらには吐出通路上で吐出弁の手前にある死空間からの高圧ガス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圧縮室と吐出室が連通する圧縮不足損失などが挙げられる。
【０００４】
従って、このような機器で省エネルギー化を図る上で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。
【０００５】
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１および特許文献２参照。）。
【０００６】
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トップクリアランスないしは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１参照。）。
【０００７】
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構成に於いて、該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る（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
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ブレードの構成に於いて、該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る（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
また、容積型スクロール圧縮機の吐出機構に関わる旋回スクロールの形状では、旋回スクロールのラップ巻き始め中央部の一部を分離し旋回スクロール本体と独立した動きを可能として固定スクロールの渦巻き溝内壁に一定区間摺接するように構成されている（例えば、特許文献４参照。）。
【００１０】
また、別の容積型スクロール圧縮機に適用された吐出機構では、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る（例えば、特許文献５参照。）
【００１１】
また、旋回スクロールと固定スクロール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、固定スクロール中央部のラップ内に固定スクロールの渦巻き壁中央に設けた円筒空間に旋回スクロール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６参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０５−０７１４８５号公報
【特許文献２】特開平０５−０７９４８０号公報
【特許文献３】特開平０５−１０６５７６号公報
【特許文献４】特開平０８−１７０５９３号公報
【特許文献５】特開２０００−３１４３８４号公報
【特許文献６】特開２００５−２６４８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
圧縮室からの作動ガスの流出通路である吐出孔に薄板状のリード弁を装着した特許文献１ないしは特許文献２記載の構成では、圧縮室の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い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である吐出圧力よりも低い圧縮室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することで効率が大幅に低下する問題があった。
【００１６】
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るので板厚を厚くできなくて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の破損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。
【００１７】
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１記載構成では、吐出孔内の作動ガスの流出面積が減じて吐出行程時の流出抵抗が増大して過圧縮現象の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、吐出孔内の空間容積が急激な増大に伴い圧力が急激に低下するのでブレードの動きが停止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の漏れ量が増大することから効率が大きく低下する問題があった。
【００１８】
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２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。
【００１９】
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３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が発生して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。
【００２０】
また、容積型スクロール圧縮機を構成する旋回スクロール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４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はラップよりも薄く、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。
【００２１】
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５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。
【００２２】
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ことから強度が弱く破損による信頼性低下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さらに増大し効率が低下する問題があった。
【００２３】
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抉り破損する問題があった。
【００２４】
また、固定スクロールの渦巻き壁中央に設けた円筒空間に旋回スクロール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吐出機構を設けた特許文献６記載の構成では、弁体の回転角に従い弁口が開閉する、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。
【００２５】
加えて、可動スクロール中央部の渦巻き壁と吐出弁間の空間の溝が死空間となり再圧縮損失が発生し効率が低下する問題、吐出弁前後作用する差圧で回転抵抗が増大して損失動力が増大して効率低下と細い形状の連結部のピンが破損する問題があった。
【００２６】
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。
【００２７】
さらには、起動時の信頼性向上、圧縮室内の作動ガスを吸入側にバイパスさせて能力の低減を図る容量制御機能と有する吐出機構を備えた圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
請求項１記載の発明は、密閉容器などに直接的ないしは間接的に固定された圧縮機構を構成する固定機構部材と軸受固定部材に支承されて回転する駆動軸の偏心軸部に装着された可動機構部材とで形成される三日月状の密閉空間である圧縮室内に導入した作動ガスを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該固定機構部材と該可動機構部材間に装着して容積型圧縮機の吐出機構が設けられている。
【００２９】
該固定機構部材の該圧縮室側に一定横幅で開口する対向する側壁シール面Ｇを平行平面で形成される溝の高さ方向の上下面を平坦蓋部材で塞ぐことでおよそ断面矩形の角柱状空洞が形成されるガイド室とその奥に該ガイド室と同じ高さで密閉容器内吐出空間ないしは吸入空間と連通する吐出孔を有する流出室とを合わせて弁収納室が形成される。
【００３０】
該ガイド室の高さ方向で直線的に該可動機構部材に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の圧縮室側の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｖのその反対側の平行平面を側壁支持面Ｖとして形成するとともに該ガイド室の上下の平坦蓋部材面と摺接する上下端面とでおよそ直方体の平板ゲート弁が形成される。
【００３１】
従来の吐出弁に相当する該平板ゲート弁とおよそ相似形状で、該可動機構部材に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の反圧縮室側の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｂのその反対側は該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖに摺接する弁支持部と作動ガスの流出通路Ｖを設けた側壁支持面Ｂを設けるとともに該ガイド室の上下の平坦蓋部材面と摺接する上下端面とでおよそ直方体の仕切板が形成される。
【００３２】
該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖと該仕切板の側壁支持面Ｂを対面させて相対的摺動を可能とし、その間に該流出室に通じるおよそ矩形状の流出通路Ｖを設けるとともにそれぞれの先端部を同方向に組付けたその背面部に必要に応じてバネなどの弾性体を装着して組み付けて弁機構体が構成される。
【００３３】
該弁収納室の側壁シール面Ｇ上を摺動可能に組付けるとともに先端部を該可動機構部材側に向けて該弁機構体を装着して容積型圧縮機の吐出機構が構成されている。
【００３４】
この発明によれば、固定機構部材に設けたガイド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吐出機構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の少ない吐出行程が実現できる上に剛性の高い弁を用いることができる吐出機構とすることができる。
【００３５】
請求項２に記載の発明は、前記ガイド室上下面に平行な断面形状を角丸長方形で形成した空間のガイド室側を矩形状で開口させて形成した流出室内に正面が長方形で該流出室と同様に断面が角丸長方形の線で囲まれたガイド室側を開口させた薄板で形成したストッパが装着されている。
【００３６】
加えて、該ストッパを支える支持バネないしは弾性体を1個ないしは複数個を該流出室との間に装着するとともに前記仕切板ないしは平板ゲート弁それぞれの背面部と該流出室との間に動作バネないしは弾性を1個ないしは複数個装着して請求項１記載の容積型圧縮機の吐出機構が構成されている。
【００３７】
この発明によれば、弁収納室の一部を構成する流出室内にバネなどの弾性体で支持されたストッパが装着されている。吐出行程時、平板ゲート弁の先端部と背面部に作用する圧力差で流出室側に押し上げられて通路が開口すると同時に背面部が該ストッパに衝突するが、該弾性体の効果でこの衝撃力が緩和されることになる。
【００３８】
請求項３に記載の発明は、前記ガイド室の側壁シール面Ｇに摺接する前記平板ゲート弁の側壁シール面Ｖおよびその対面する側の側壁シール面Ｇに摺接する前記仕切板の側壁シール面Ｂそれぞれの摺接面に背面部側および上下端面側に摺接面を一部残して一段凹ました非摺接面を設けて請求項１または２記載の容積型圧縮機の吐出機構が構成されている。
【００３９】
この発明によれば、圧縮行程時該平板ゲート弁をガイド室に押付ける荷重が増大すると同時にシール面積が減るので、シール部の面圧が向上するのと押付け荷重の作用点が背面側に移動するので平板ゲート弁の動作が安定することになる。さらには、仕切板のガイド室との間に同様の形状を適用しているので同様にシール部の面圧の向上と動作の安定が図れる。
【００４０】
請求項４に記載の発明は、前記仕切板の側壁支持面Ｂ側の凸部である弁支持部内側の該側壁支持面Ｂ上の一部を凹まして前記流出通路Ｖを広げるような迂回路を設け、平板ゲート弁側壁支持面Ｖから仕切板面側に向け垂直に延びた矩形平板の弁安定板を該側壁支持面Ｖ上に固定して前記流出通路Ｖ上の該迂回路の下端ないしは上端に位置するように平板ゲート弁を配した弁機構体を装着した請求項１乃至３の何れかに記載の容積型圧縮機の吐出機構で構成される。
【００４１】
この発明によれば、吐出行程時平板ゲート弁に作用する先端部と背面部の差圧で流出室側に押上げられて先端部が可動機構部との摺接面から離れることにより圧縮室内の作動ガスが平板ゲート弁側壁支持面Ｖ側の流出通路に流れ込んで該弁安定板に風圧が作用して平板ゲート弁を一気に押上げることになる。また、吐出行程が終了し圧縮室内が低圧状態になった時、その低圧が平板ゲート弁先端部と弁安定板に作用して可動機構部表面に瞬時に着座するので閉じ遅れはない。
【００４２】
請求項５に記載の発明は、平板ゲート弁の側壁支持面Ｖに当接する仕切板の側壁支持面Ｂ設けた弁支持部を角柱状の支持台として該仕切板から分離して該弁支柱と仕切板間にバネなどの弾性体を装着して平板ゲート弁をガイド室の側壁シール面Ｇに押付けると同時に仕切板に対する前記1方向以外の動きを阻止してガイド室の側壁シール面Ｇ上は仕切板と一体として移動するように請求項１乃至４の何れかに記載の容積型圧縮機の吐出機構で構成されている。
【００４３】
この発明によれば、該支持台からの弾性力が平板ゲート弁および仕切板の側壁シール面Ｖおよび側壁シール面Ｂに作用するのでそれらシール面のシール性向上と各部材の動作安定性が図れる。
【００４４】
請求項６に記載の発明は、弁収納室ガイド室の矩形溝上下面を塞ぐ固定機構部材に形成し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を設け、他端側には弁収納室の流出室に連通する流出室連通孔を設けて形成された内設室、
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には係止バネなどの弾性体を収納する空洞部を設けて形成された係止部材、
およそ直方体の平板ゲート弁の先端部を含めて圧縮室より内側のガイド室内に全て収納された状態で固定機構部材面上を摺動する上下端面ないしは側壁シール面Ｖ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平板ゲート弁とで請求項１乃至５の何れかに記載の容積型圧縮機の吐出機構で構成されている。
【００４５】
この発明によれば、流出室内の圧力が吸入圧力に近い状態すなわち内設室内の圧力が吸入圧力と同じになることで係止部材に圧力差のない状態で係止バネの力が作用して係止部材が平板ゲート弁側に移動してピン部が該平板ゲート弁の係止穴を設けた端面上を摺動して係止穴と該ピン部が一致した位置で緩挿されて平板ゲート弁が係止されて動きが止まることになる。
【００４６】
このような平板ゲート弁が係止される状態は圧縮機内の圧力がバランス状態にある起動にも生じる。そして、圧縮機の運転が継続されて吐出圧力が上昇するとともに流出室内の圧力が上昇し該低圧導入孔内との差圧が大きくなり係止バネ力よりも大きくなると係止部材が該低圧導入孔内側に押上げられて平板ゲート弁の係止穴からピン部が離脱して平板ゲート弁の動きが自由となる。
【００４７】
請求項７に記載の発明は、前記弁収納室の流出室に開口する吐出孔に継合させた作動ガスの吐出管の途中に容量制御弁を設けた先を2つに分岐し、一方の管路は吐出空間に開口させ他方の管路は吸入通路側に開口させて容量制御機構で請求項６記載の容積型圧縮機の吐出機構が構成されている。
【００４８】
この発明によれば、運転中の該流出室内の圧力を吐出管に設けた容量制御弁を操作して吐出圧力から吸入圧力に切り替えることにより内設室内の係止部材が動作して該係止部材のピン部が平板ゲート弁の係止孔に緩挿されることで平板ゲート弁の動作が休止して圧縮室と流出室が連通した状態となる。このために、駆動軸の回転数を一定値に保持した状態に於いて、圧縮機からの作動ガスの吐出量を大幅に減らすことができることになる。
【００４９】
請求項８に記載の発明は、前記可動機構部材であるシャフトの偏心軸に装着された円筒状のピストン、前記固定機構部材である密閉容器内に固定された中央部に円筒空間を有するシリンダ、そのシリンダ端面にシャフト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シャフトを支える軸受を設けたリアヘッドで構成し、これらピストン、シリンダ、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の圧縮室から作動ガスを流出させる容積型ロータリ圧縮機の吐出機構に関する。
【００５０】
シリンダの該円筒空間に一定横幅で開口する対向する側壁シール面Ｇを平行平面で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ガイド室とその奥に該ガイド室と同じ高さで密閉容器内吐出空間ないしは吸入空間と連通する吐出孔を有する流出室とを合わせて弁収納室が形成される。
【００５１】
該ガイド室の高さ方向で直線的に該ピストン円弧部に摺接する先端部とその反対側に背面部を設け、該ガイド室の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｖのその反対側の平行平面を側壁支持面Ｖとして形成し、該ガイド室の上下に固定したフロントヘッドとリアヘッドの平坦面で摺接する上下端面を有するおよそ直方体の平板ゲート弁を設ける。
【００５２】
該平板ゲーと弁とおよそ相似形状で、該ピストン円弧部に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｂのその反対側は該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖに摺接する弁支持部と作動ガスの流出通路Ｖを設けた側壁支持面Ｂを設けるとともに該ガイド室の上下に固定したフロントヘッドとリアヘッドに摺接する上下端面とで形成したおよそ直方体の仕切板を設ける。
【００５３】
該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖと該仕切板の側壁支持面Ｂを対面させて相対的摺動を可能とし、その間に該流出室に通じるおよそ矩形状の流出通路Ｖを設けるとともにそれぞれの先端部を同方向に組付けたその背面部に必要に応じてバネなどの弾性体を装着して組み付けて弁機構体が構成される。
【００５４】
該弁収納室の側壁シール面Ｇ上を摺動可能に組付けるとともに先端部を該ピストン側に向けて該弁機構体を装着して構成した請求項１乃至７の何れかに記載の容積型ロータリ圧縮機の吐出機構である。
【００５５】
この発明によれば、固定機構部材であるシリンダに設けたガイド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吐出機構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弁を用いることができる容積型ロータリ圧縮機の吐出機構が構成できる。
【００５６】
請求項９に記載の発明は、前記ガイド室の側壁シール面Ｇに平行な前記仕切板の板厚中心線の延長線がシャフトのおよそ回転中心を通る位置に配するとともに該仕切板の先端部をピストンの円筒中心すなわちシャフトの偏心軸中心線に平行な稜線を有する中央部を凸とする円弧形状で形成されている。
【００５７】
ガイド室の側壁シール面Ｇに平行な平板ゲート弁板厚の中心線を延長した線がピストンの偏心量が平板ゲート弁側で最大となったピストン円筒軸中心を通る位置に配するとともに該平板ゲート弁先端部の中央からガイド室の側壁シール面Ｇ側を平坦面で形成し、その平坦面に接するように仕切板側をシャフトの偏心軸中心線に平行な稜線を有する凸状の円弧形状で形成した弁機構体で請求項８記載の容積型ロータリ圧縮機の吐出機構が構成されている。
【００５８】
この発明によれば、ピストン円筒部と平板ゲート弁および仕切板の各先端部との位置関係を定めることにより各先端部のシール性に好適な形状とすることに加えて平板ゲート弁の先端部に圧縮室圧力が容易に作用できて背面部前後の差圧による動作性が高められることになる。
【００５９】
請求項１０に記載の発明は、前記可動機構部材として長方形断面の帯状板を渦巻き状に曲げて形成した渦巻きラップを主体とする旋回ラップをおよそ円形で剛性を有する板状の旋回ディスクの片面側に直立させた旋回スクロールを用いる。
【００６０】
また前記固定機構部材として該旋回ラップ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断面矩形の渦巻き溝を厚い固定端板の片面に設け、その渦巻き溝外側端部に作動ガスの流入室を設け内側端部に終端直線溝を設けるとともに該流入室に吸入孔を、該終端直線溝に低圧空間ないしは高圧空間に通じる吐出孔を設けた固定スクロールを用いる。
【００６１】
該渦巻きラップを該渦巻き溝内に噛み合わせて係着し渦巻きラップ内外壁面と渦巻き溝との間で圧縮室を形成した上で固定部材であるシャフトを支えるフレームと該固定スクロールとの間に設けた該旋回スクロールの自転を阻止する旋回機構が装着される。
【００６２】
これらの部材により該渦巻き溝の該終端直線溝に設けた圧縮室から作動ガスを流出させる容積型スクロール式圧縮機の吐出機構に関する。
【００６３】
該固定スクロールの該圧縮室側に一定横幅で開口する対向する側壁シール面Ｇを平行平面で形成される該渦巻き溝と同一底面を有し、一方を旋回スクロール端面で塞ぐことでおよそ断面矩形の角柱状空洞が形成されるガイド室とその奥に該ガイド室と同じ高さで密閉容器内吐出空間ないしは吸入空間と連通する吐出孔を有する流出室とを合わせて弁収納室が形成される。
【００６４】
該ガイド室の高さ方向で直線的に該旋回ラップ側壁面に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｖのその反対側の平行平面を側壁支持面Ｖとして形成するとともに該ガイド室上下の平坦面と摺接する上下端面とでおよそ直方体の平板ゲート弁が形成される。
【００６５】
該平板ゲーと弁とおよそ相似形状で、該旋回ラップ側壁面に摺接する先端部とその反対側に背面部を設けるとともに該ガイド室の反圧縮室側の側壁シール面Ｇと摺接する側壁シール面Ｂのその反対側は該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖに摺接する弁支持部と作動ガスの流出通路Ｖを設けた側壁支持面Ｂを設けるとともに該ガイド室上下の平坦面と摺接する上下端面とでおよそ直方体の仕切板が形成される。
【００６６】
該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖと該仕切板の側壁支持面Ｂを対面させて相対的摺動を可能とし、その間に該流出室に通じるおよそ矩形状の流出通路Ｖを設けるとともにそれぞれの先端部を同方向に組付けたその背面部に必要に応じてバネなどの弾性体を装着して組み付けて弁機構体が構成される。
【００６７】
該弁収納室の側壁シール面Ｇ上を摺動可能に組付きけるとともに先端部を該旋回ラップ側に向けて該弁機構体を装着して請求項１乃至７の何れかに記載の容積型スクロール型圧縮機の吐出機構が構成されている。
【００６８】
この発明によれば、前記可動機構部材として旋回スクロールを用いるとともに
固定機構部材である固定スクロールに設けたガイド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およそ直方体の仕切板およびそれらの背面側にバネ等を組合せた吐出機構が装着されている。
【００６９】
そして、固定スクロールの終端直線溝内と流出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の少ない上に剛性の高い弁を用いることができる容積型スクロール圧縮機の吐出機構が構成されている。
【００７０】
請求項１１に記載の発明は、前記旋回ラップ矩形断面の中央側にある渦巻き曲線である終端円弧を接線方向で直線的に一定長さ同じ高さで延長させ旋回ディスクに直立させた直線ラップを設けた旋回ラップで旋回スクロールを形成し、該直線ラップを設けた旋回ラップの包絡溝で形成された渦巻き溝の内側終端部に直線溝として設けた終端直線溝で固定スクロールが形成される。
【００７１】
直線溝である該終端直線溝と同じ底面を有して一定横幅で開口するガイド室と流出室とで形成される弁収納室を1箇所ないしは該直線ラップを挟んで対称位置に2箇所設け、
直方体の該弁収納室側壁面に沿う高さは直線ラップとおよそ同一高さで先端面の形状は弁板厚の1／２以下の一定幅で直線ラップ壁面に面接触できる平坦シール面とでおよそ直方体の平板ゲート弁を形成する。
【００７２】
さらには、該平板ゲート弁とおよそ相似形状で、先端面の形状は板厚全体で直線ラップ壁面に面接触できる平坦シール面でおよそ直方体の仕切板を形成する。
【００７３】
これら平板ゲート弁と仕切板との間に隙間を設けて互いの形状が重なるように組合せた弁機構部を該弁収納室に合わせて1箇所ないしは２箇所に収納して請求１０記載の容積型スクロール型圧縮機の吐出機構が構成されている。
【００７４】
この発明によれば、旋回スクロール中央部に設けた直線ラップ側壁面に平板ゲート弁および仕切板の各先端部に設けた平坦面を摺接させることにより各先端部の良好なシール性が確保できることに加えて平板ゲート弁の先端部に圧縮室圧力が容易に作用できて背面部前後の差圧による動作性が高められることになる。
【発明の効果】
【００７５】
圧縮室と作動ガスを流出される平板ゲート弁との間に介在する流出通路の作動ガスが残留する無駄な空間、所謂死空間は、該平板ゲート弁が密接して直接圧縮室を形成していることに加えて該平板ゲート弁先端部の隙間が殆ど無いことから吐出行程終了直後の該死空間が殆どなく低圧空間となった圧縮室への該死空間からの圧縮ガスの逆流による再圧縮損失は殆ど無いので高効率化が図られる。
【００７６】
板厚が厚く剛性の高い板状の吐出弁を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平板ゲート弁や仕切板の側壁シール面Ｖおよび側壁シール面Ｂに設けた段差面に導入する圧力によりガイド室側壁シール面Ｇへの全体的な高い密着性からシール性が高まることから吐出側の流出室と圧縮室および低圧側の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。
【００７７】
容積型スクロール圧縮機に設けた吐出機構では、該平板ゲート弁および該仕切板の先端面に設けた一定幅の面積を有する平坦シール面で直線ラップ側壁面との間を面でシールしているので高いシール性が確保でき流出室内の吐出された作動ガスが圧縮室内ないしは低圧側の流入室内へ逆流することがなく高効率化が図れる。
【００７８】
該平板ゲート弁先端部には圧縮室圧力が作用する空間が十分に確保されていることと該平板ゲート弁の側壁支持面Ｖに装着した弁安定板に加えて可動機構部材であるピストンや旋回スクロールの直線ラップに押されて移動する慣性力が加算され、吐出行程開始時の該平板ゲート弁の開口時期が遅延することなく過圧縮現象の発生が抑えられて高効率化が図れる。
【００７９】
また可動機構部材であるピストンの円筒部や旋回スクロールの直線ラップ部が該ガイド室に最接近した状態である吐出行程終了直後の平板ゲート弁が閉じる直前では、該平板ゲート弁の流出室圧力は吐出圧力のままであるが、圧縮室内の圧力は低圧状態に切り替わる。
【００８０】
次の瞬間、該先端部と該弁安定板の間の圧力は圧縮室圧力と同じ低圧状態となると同時に
該先端部が可動機構部材であるピストンの円筒部や旋回スクロールの直線ラップ部近傍にあることから弁の閉塞は瞬時に行われて閉じ遅れがなく、流出室の作動ガスが圧縮室へ逆流することがないので再圧縮損失がなく高効率となる。
【００８１】
該平板ゲート弁の弾性機能は別部材のバネなどの弾性体を設けて分離しているので、弁厚を決める上で弾性機能を考慮する必要がないため弁前後差圧に耐える十分な強度と先端部の平坦面シール幅が確保できる十分な厚さにできるので高信頼性と高効率化が図れる。
【００８２】
また、該平板ゲート弁を厚くできることから自励振動を防止できること
平板ゲート弁開口時背面部がストッパに衝突しても弾性体が装着されているので、その衝撃を吸収して打撃音が小さくなること、閉塞時には可動機構部材であるピストンの円筒部や旋回スクロールの直線ラップ部が近接状態にあるので衝突音の発生がないことなどより静粛化が図れる効果がある。
【００８３】
前記固定機構部材であるシリンダないしは固定スクロールに設けた内設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、該固定機構部材に前記平板ゲート弁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、圧縮室に流入した潤滑油などの液体は、圧縮されて異常高圧となることもなく、そのまま吐出空間に排出されるので、高い信頼性が得られる。
【００８４】
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導入することにより流出室と内設室内の圧力が等しくできるので係止部材が動作して該平板ゲート弁が該固定機構部に係止されるので、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効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る容積型ロータリ圧縮機の横断面図である。
【図２】図１の容積型ロータリ圧縮機に適用したシリンダの平面図である。
【図３】図１のＡ矢視の部分拡大図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図１の吐出機構Ａに用いる平板ゲート弁に弁安定板を固定した図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図７】図６の平板ゲート弁に固定した弁安定板の斜視図である。
【図８】図１の吐出機構Ａに用いる仕切板であり、（ａ）はその裏面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】図１の吐出機構Ａに用いるストッパの図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）を上から見た上面図である。
【図１０】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）図へと順にシャフトに同期して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。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る容積型スクロール圧縮機の横断面図である。
【図１２】図１１に適用した旋回スクロールの平面図である。
【図１３】図１１に適用した固定スクロールの平面図である。
【図１４】図１１のＥ矢視の部分拡大図である。
【図１５】図１４のＦ−Ｆ断面図とＧ−Ｇ断面図を合わせた図である。
【図１６】図１１の吐出機構Ｂに用いる平板ゲート弁に弁安定板を固定した図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図１７】図１１の吐出機構Ｂに用いる仕切板であり、（ａ）はその裏面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。
【図１８】図１１の吐出機構Ｂに用いるストッパの図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）を上から見た上面図である。
【図１９】図１１の吐出機構Ｂに用いる係止部材の外観斜視図である。
【図２０】図１５と同一断面図で、係止部材のピン部が平板ゲート弁の係止穴に遊挿された状態を示す図である。
【図２１】図１１のＥ矢視の部分拡大図で、起動時の場合である。
【発明を実施するための形態】
【００８６】
以下、２種類の容積形圧縮機に適用した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）
【００８７】
以下、本発明の容積型圧縮機の一形式としての容積型ロータリ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。これらの図では、１気筒すなわち１シリンダを想定構成となっているが、２気筒への適用も可能である。
【００８８】
容積型ロータリ圧縮機１の横断面図である図１に示すように、可動機構部材であるシャフトの偏心軸に装着された円筒状のピストン６、固定機構部材である密閉容器２内に固定された中央部に円筒空間を有するシリンダ５、そのシリンダ端面にシャフト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シャフトを支える軸受を設けたリアヘッドで構成し、これらピストン６、シリンダ５、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容積型ロータリ圧縮機１の圧縮室１０が形成される。
【００８９】
そして、シリンダ５の平面図である図２に示すように、シリンダ５の円筒空間内壁面５ｂには作動ガスが流入する吸入孔５aと一定横幅で開口する側壁シール面Ｇを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ガイド室５ｄとその奥に該ガイド室５ｄと同じ高さで密閉容器内吐出空間と連通する吐出孔を有する流出室５eとを合わせたキノコ状の空洞で形成される弁収納室５ｃが設けられている。
【００９０】
図１のA矢視部分拡大図を図３に示す。従来の吐出弁に相当する弁安定板２０を固着した平板ゲート弁１２、仕切板１３、ストッパ１４および前記部材とシリンダ５との間に支持バネ１５や動作バネ１６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５ｃに収納して吐出機構A１１が構成される。該弁機構体を構成する要素の形状とそれぞれの特徴的な機能を図３から図９を用いて説明する。該吐出機構Ａ１１の動作状態は図１０を用いて説明する。
【００９１】
図３のB−B断面図を図４に、C−C断面図を図５に示す。該弁機構体を構成する平板ゲート弁１２の形状を図６に、弁安定板２０の外観斜視図を図７に、仕切板１３の形状を図８に、ストッパ１４の形状を図９に示す。
【００９２】
図６に示すように、およそ直方体の平板ゲート弁１２の先端部１２ｄの右半分の形状は、図３の（ｂ）図に示すように、ピストン６円筒部に摺接して圧縮室１０と流出室５ｅ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１２ｄの左半分の形状は、図３に示すようにピストン６円筒部に摺接しなくて浮いた状態を保つことで圧縮室圧力が常時作用するように平坦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ことになる。
【００９３】
また、図３に示すように、ガイド室５ｄの側壁シール面Gに摺接している平板ゲート弁の側壁シール面V１２ｃには段差面１２ｆが設けられていることから、接触面積が減少し、側壁シール面G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V１２ｆに作用する中心位置が背面部１２ｅ側のより中央に近い位置となり、平板ゲート弁１２の傾斜が押えられてより安定した動作が確保できる。
【００９４】
平板ゲート弁の側壁支持面Ｖ１２ｄには、図７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２０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２０ｂは無くても突き出た受圧部２０ａ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と一体に成形しても良い。その際、図中に記載したＨＬ寸法は、図８にある仕切板の弁支持部１３ｄに接触しない程度で近接させる値とし、ＢＬ寸法は仕切板の側壁通路１３ｃに接触しない程度で近接させる値とする。また、平板ゲート弁の背面部１２ｅには必要に応じて動作バネを装着した場合には、それを装着するためのバネ用穴１２ｇを設ける。
【００９５】
図８に示すおよそ直方体の仕切板１３の先端部１２ｄの形状は、ピストン６円筒部に摺接して吸入室９と流出室５ｅ間をシールする狙いから（ａ）図のＤ−Ｄ断面図である（ｂ）図に示すように中央凸の円弧形状をしている。
【００９６】
また、仕切板１３のガイド室５ｄの側壁シール面Gに摺接している側壁シール面Ｂ１３ｂに平板ゲート弁と同様の段差面を設けても良い。これにより接触面積が減少し、側壁シール面G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Ｂ１３ｂに作用する中心位置が背面部１３ｅ側のより中心に近い位置となるので、仕切弁１３の傾斜が押えられてより安定した動作が確保できる。
【００９７】
図８の（ａ）図の仕切板１３の裏面図に示すように、両サイドに設けた角柱状の弁支持部１３ｄとの間に作動ガスの通路となる側壁通路１３ｃを設け、その面の中央部に一段凹ました迂回路１３ｆを設けている。背面部には動作バネを装着するためのバネ用穴１３eを設けている。
【００９８】
図３の流出室５ｅに装着されているストッパ１４の正面図を図９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１４ａは、流出室５ｅ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５ｅの平坦部との間に支持バネ１５を取り付けて挟着される。また、平坦部に設けたバネ穴１４ｂは仕切板１３ないしは平板ゲート弁１２の背面部と流出室５ｅの平坦部との間に装着する動作バネ１６を通すための穴である。
【００９９】
以下、本発明の第１実施形態に適用した吐出機構A１１の動作状態を、図１０を用いて説明する。
【０１００】
図１０に示した（ａ）図から（ｄ）図の４図は、シャフトに同期してピストンが回転することで変動する吐出機構Ａ１１の状態変化を示した図であり、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。
【０１０１】
（ａ）図ではシリンダ５に設けた吐出機構Ａ１１のうち特に仕切板１３に最接近した状態を示し、先端部１３ａの凸円弧中央に摺接した状態を示している。圧縮室１０は吸入室９と連通して吸入圧力と同じ圧力状態となっている。
【０１０２】
運転中、流出室５ｅ内は高圧の吐出圧力の雰囲気にあるので、仕切板先端部１３ａの右側半分と平板ゲート弁先端部１２ａ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５ｅ側に設けた動作バネ１６により、仕切板１３および平板ゲート弁１２は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。
【０１０３】
さらには、ガイド室の側壁シール面Ｇと仕切板の側壁シール面Ｂ１３ｂおよび平板ゲート弁の側壁シール面Ｖ１２ｃとの間は凹部段差面により吸入室圧力ないしは圧縮室圧力の領域が多いことから、流出室圧力の差圧からそれぞれがガイド室側壁シール面Ｇ側に押付けられてシールされている。
【０１０４】
次にピストンの回転が進んで右側に図示された吸入孔５ａを通り過ぎた（ｂ）図では、圧縮室１０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１３ａのピストン６との摺接部が吸入室９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１６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、側壁シール面Ｇのシール力は（ａ）図と同様である。
【０１０５】
平板ゲート弁先端部１２ａのピストン６との摺接部が圧縮室１０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、側壁シール面Ｇ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。
【０１０６】
さらにピストンの回転が進んで最も吐出機構Ａ１１から離れた位置にある（ｃ）図では、圧縮室１０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１３ａのピストン６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復帰することと動作バネ１６の作用から、先端部のシール性が確保されている。
【０１０７】
また、仕切板の側壁シール面Ｂ１３ｂに対する側壁シール面Ｇのシール荷重は（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シール面Ｇを超えて吸入室側に入ると仕切板１３に側壁シール面Ｇの端部であるＫ点回りのモーメントが作用して、仕切板１３が傾斜して性能や耐久性面で問題が発生するが、本発明の吐出機構Ａ１１では、側壁シール面Ｇの長さや凹部段差面などにより、該モーメントが発生しない構成となっている。
【０１０８】
一方平板ゲート弁１２では、先端部１２ａのピストン６との摺接部が圧縮室１０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Ｇ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Ｇを超えて圧縮室側に入らないように側壁シール面Ｇの長さや凹部段差面１２ｆが設定されているので、平板ゲート弁１２にモーメントが作用して傾斜することはない。
【０１０９】
さらにピストン６の回転が進み最も左側に位置している（ｄ）図では、圧縮室１０の容積がさらに減少して圧力が上昇して平板ゲート弁１２を流出室５ｅ側に押上げて吐出行程が進行している状態を示している。その現象を以下で詳しく説明する。
【０１１０】
このピストン６の位置状態では、ピストン６円筒部の中心と平板ゲート弁先端部１２ａ中央を一致させた構成となっているので、平板ゲート弁先端部１２ａがピストン６円筒部に着座した状態では左側平坦部１２ｂは圧縮室圧力が作用できる隙間が存在している。
【０１１１】
よって、この平坦部１２ｂに流出室５e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V１２ｃの凹部段差面１２ｆにも作用して側壁シール面Gから離反させる力が同時に作用して、圧縮室圧力と流出室圧力の少ない差圧で平板ゲート弁１２が流出室５ｅ側に押上げられて、圧縮室１０と流出室５ｅ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。さらに、ピストンの位置により、該平板ゲート弁の動作方向と開口する方向が一致する場合には、該平板ゲート弁の開口動作に対して慣性力が有効に作用することになる。
【０１１２】
次に、平板ゲート弁の側壁支持面Ｖ１２ｄに固着した弁安定板２０の機能について説明する。平板ゲート弁１２と仕切板１３のそれぞれの先端部がピストン円筒部に摺接している状態に於いては、弁安定板の受圧部２０ａは、仕切板の迂回路１３ｆ下端より下側の弁支持部１３ｄに挟まれた作動ガスの流出通路１７に小さな隙間を設けて塞ぐように配置されている。従って、該受圧部２０ａとピストン円筒部との間は気密に近い状態が保持されている。
【０１１３】
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低く該先端部１２ａから作動ガスが漏れて該受圧部２０ａ下部空間圧力が低下すると平板ゲート弁をピストン側に押付ける力が増してシール性が向上する。一方、圧縮室圧力が流出室圧力よりも高く該先端部１２ａ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を押上げる力が加算されて、先端部１２aの作動ガス通路は一気に開口することになる。
【０１１４】
このような動作状態に於いて、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が開口することになるので、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は殆どなくなる。
【０１１５】
該先端部１２ａ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減少も起こらないで安定した動きとなる。
【０１１６】
また、平板ゲート弁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１４に衝突して着座するが、ストッパ１４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１２衝突時の衝撃は緩衝されて騒音の発生や部材の損傷に対する問題はない。
【０１１７】
ピストン６が９０°さらに回転すると（ａ）図に戻り、圧縮室１０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、平板ゲート弁先端部１２ａと弁安定板の受圧部２０ａピストン側空間圧力が低下し平板ゲート弁を押し下げる荷重が作用して、一気にピストン間を閉じることになって、作動ガスが逆流する再圧縮損失は殆ど無くなる。
（第２実施形態）
【０１１８】
次に、本発明の容積型圧縮機の他の形式としての容積型スクロール圧縮機に適用した吐出機構Bの第２実施形態を図１１〜図２０に従って説明する。
【０１１９】
図１に本発明の容積型スクロール圧縮機１０１の横断面図を示す。密閉容器１０２内に固定されたフレーム（図示しない）上に装着ないしは密閉容器１０２に直接固定した固定スクロール１０６とフレームとの間に旋回スクロール１０７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シャフトの下部を電動機に直結して構成されている。
【０１２０】
圧縮機構部の構成を、旋回スクロール１０７の平面図である図１２および固定スクロール１０６の平面図である図１３を用いて説明をする。
【０１２１】
旋回スクロール１０７は長方形断面の帯状板を渦巻き状に曲げて形成した渦巻きラップ１０７ｂを主体とする旋回ラップ１０７ａをおよそ円形で剛性を有する板状の旋回ディスク１０７ｄの片面側に直立させその反対側のおよそ中央に軸受ボスを設けて構成される。
【０１２２】
また、渦巻きラップ１０７ｂと同一の矩形断面で中央側の端部を接線方法に直線的に旋回半径のおよそ２倍以上の長さと同じ高さで延長させ旋回ディスク１０７ｄに直立させた直線ラップ１０７ｃとで旋回ラップ１０７ａが構成される。
【０１２３】
また、該渦巻きラップ１０７ｂの形状は、図１２に示すように、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点の間の図中に示した角度θｒ範囲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１つの円弧曲線で形成され、その先のＲ点からＳ点間は前記直線ラップ１０７ｃとで全体の旋回ラップ１０７ａが形成されている。
【０１２４】
次に、図１３に示す固定スクロール１０６は、旋回ラップ１０７ａ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渦巻き溝１０６ａを厚い板厚の固定端板１０６ｂの片面に設け、渦巻き溝１０６ａの外周側一端に作動ガスの流入室１０６ｃを内周側に終端直線溝１０６ｉを渦巻き溝１０６ａと同一底面を有して設けてられており、渦巻き溝１０６ａと流入室１０６ｃと終端直線溝１０６ｉそれぞれに吸入孔１０６ｄと吐出空間ないしは吸入通路に連通する連通孔１０６ｋが設けられている。
【０１２５】
さらに、図１３の渦巻き溝１０６ａ中央部の終端直線溝１０６ｉ側の渦巻き溝６ａ内外壁それぞれに隣接し開口する2箇所に該渦巻き溝と同一底面を有し該終端直線溝１０６ｉを挟んでガイド室１０６ｇとその奥に設けた流出室１０６ｈとで弁収納室１０６ｆが２箇所形成されており、それぞれのガイド室１０６ｇ内には細孔の係止孔１０６ｎが開口し、流出室１０６ｈ内には吐出孔１０６ｅが開口している。
【０１２６】
圧縮室は、図１１に示すように、旋回スクロールの渦巻きラップ１０７ｂを固定スクロールの渦巻き溝１０６ａ内に挿入して渦巻き形状部を互いに咬合して該渦巻きラップ７ｂ内外側壁面と渦巻き溝６ａ底面および内外側壁面との間で形成される空間として外圧縮室１０９と内圧縮室１１０の２箇所が形成される。
【０１２７】
図示はされてないが、動力を伝達するシャフトの偏心部を旋回スクロールの旋回軸受に挿入するとともに旋回スクロールの自転を阻止する旋回機構を設けることにより旋回スクロールが固定スクロールに対して旋回運動をする。
【０１２８】
図１１のＥ矢視部分拡大図である図１４に、渦巻き溝１０６ａを延長した先の終端直線溝１０６ｉ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Ｂ１１１を一点鎖線で囲んで示している。また図１４におけるＦ−Ｆ断面図とＧ−Ｇ断面図を重ねて図１５に示し、これらの図を基に吐出機構Ｂ１１１の構成を以下で説明する。
【０１２９】
吐出機構Ｂ１１１の構成要素は、図１４に示すように、連通孔１０６ｋが開口する終端直線溝１０６ｉと直線ラップ１０７ｃを挟んで外圧縮室１０９用の弁収納室１０６ｆと内圧縮室１１０用の弁収納室１０６ｆが対称的に配置されている。
【０１３０】
各弁収納室１０６ｆを構成する各ガイド室１０６ｇの一方には平板ゲート弁１１２と仕切板１１４を１組とし、他方には平板ゲート弁１１３と仕切板１１５を１組として装着されている。これらに加えて各流出室１０６ｈにはストッパ１１６とその支持バネ１１７および平板ゲート弁と仕切板用の動作バネ１１８等の弾性体を１セットとしてそれぞれの弁収納室１０６ｆに装着されている。
【０１３１】
但し、該支持バネ１１７はストッパ１１６を弾性的に支持し、該動作バネ１１８は該仕切板および該平板ゲート弁を直線ラップ１０７ｃ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。
【０１３２】
図１４に示されている外圧縮室１０９側のガイド室１０６ｇに装着される平板ゲート１１２および仕切板１１４と内圧縮室１１０側のガイド室１０６ｇに装着される平板ゲート弁１１３および仕切板１１５の形状は直線ラップ１０７ｃを挟んで左右対称に形成されている。
【０１３３】
外圧縮室１０９用の平板ゲート弁１１２の正面図を図１６の（ａ）図に示し、その（ａ）図の側面図を（ｂ）図に示す。その側壁支持面Ｖ１１２ｄには図７と同じ弁安定板２０が固着されている。側壁支持面Ｖ１１２ｄに固着した弁安定板２０、側壁シール面Ｖ１１２ｃとその面に設けた段差面１１２ｆの用途や機能は第１実施形態と同様であり、上記で既に説明したので、ここでは省略する。
【０１３４】
該平板ゲート弁の先端部１１２aに平坦面１１２ｂを設けておよそ一定幅で直線ラップ１０７ｃ側壁面に面で摺接させて圧縮室１０９ないしは１１０と流出室１０６ｈとの間を面でシールする構成となっている。該先端部１１２ａの平坦面１１２ｂより一段凹んだ面には常時圧縮室圧力が作用する隙間であり、圧縮室の圧力が流入室より低い場合は、該平板ゲート弁１１２を直線ラップ１０７ｃ壁面に押付けて摺接してシールし、逆に圧縮室の圧力が流出室より高い場合は、該平板ゲート弁１１２が直線ラップ１０７ｃから離反して圧縮室と流出室間を開口することで、圧縮室内の作動ガスを流出室側に吐出することになる。
【０１３５】
図１６の（ｂ）図に見られる端面に設けた係止穴１１２ｅは図１９の係止部材１２０と関わるので後述する。また、背面部に第１実施形態の同じ平板ゲート弁である図６に形成されているバネ用穴１２ｇがないのは、機能上不要と判断される場合を示しており、必要に応じて図６のように設けても良い。
【０１３６】
また外圧縮室１０９用の仕切板１１４の裏面図を図１７の（ａ）図に示し、その（ａ）図のＨ−Ｈ断面図を（ｂ）図に示す。図中の先端部１１４ａ、側壁シール面Ｂ１１４ｄ、側壁支持面Ｂ１１４ｃ、弁支持凸部１１４ｄ、バネ用穴１１４ｅおよび該弁支持面内に設けた迂回路１１４ｆの用途や機能は第１実施形態と同様であり、上記で既に説明したので、ここでは省く。
【０１３７】
なお、図１２に示した直線ラップ７ｃの長さは、図１６の（ｂ）図の平板ゲート弁の板厚と図１７の（ｂ）の仕切板の板厚の合計に旋回スクロールの旋回半径の２倍を加えた値以上が吐出機構Ｂの機能上必要となる。
【０１３８】
図１８に示したストッパ１１６の外観形状は第１実施形態と同じである。異なるのは、バネ穴１１６ｂの配置のみで、平板ゲート弁や仕切板に用いる動作バネにより配置を決めれば良いので、該ストッパの用途や機能は第１実施形態と同様となる。
【０１３９】
次に、内圧縮室１１０用すなわち図１４の右側の弁収納室に配置した平板ゲート弁１１３および仕切板１１５の形状は、上記で示した外圧縮室１０９用の平板ゲート弁１１２と仕切板１１４の直線ラップを中心とする対称形状となるので、図１６と図１７で示した(ｂ)図の左右対称形状と等しくなる。
【０１４０】
図１９に示した係止部材１２０は、円筒部１２０ａとそれよりも小さな径のピン部１２０ｂの２段円筒形状で形成され、円筒部内には空洞部１２０ｄが設けられ、そのリング状の端面であるシール端面１２０ｃは相手側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１２０を固定スクロールの固定端板１０６ｂに設けた内設室１０６ｍ内に係止バネ１２１とともにピン部１２０ｂを平板ゲート弁側に向けて遊着した係止機構の構成を図１５に示す。
【０１４１】
なお、該係止部材１２０は、第１実施形態の固定機構部材であるシリンダ５、フロントヘッドないしはリアヘッドに装着するとともに平板ゲート弁に図１６に示すような係止孔を設けることで、同様の構成を吐出機構Ａ１１に適用することが可能となる。
【０１４２】
以下、本発明の第２実施形態に適用した吐出機構Ｂ１１１の動作を説明する。但し、第１実施形態に適用した吐出機構Ａ１１と構成および機能は基本的に同じなので、異なる内容を中心に説明を加える。
【０１４３】
第１実施形態の吐出機構Ａと異なる第２実施形態の吐出機構Ｂの主な構成は、（１）平板ゲート弁および仕切板先端部が摺接する相手側である可動機構部材の形状が異なることから先端部形状が異なる。（２）仕切板の側壁シール面Ｂ側の空間が吐出機構Ａの吸入室と吐出機構Ｂの終端直線溝で異なり、終端直線溝の構成では吸入圧力または吐出圧力の何れかの選択が可能となる。（３）吐出機構Ｂに設けた係止部材、係止バネ、固定端板の内設室と係止孔、平板ゲート弁の係止孔から構成される係止機構が新規に追加されているが、吐出機構Ａへの適用は可能である。（４）第１実施形態では圧縮室が１箇所であり、第２実施形態では内外圧縮室に対称的に２箇所配置されている。
【０１４４】
第２実施形態の圧縮動作は、次の通りである。但し、図１４で示した終端直線溝１０６ｉに開口する連通孔１０６ｋ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。
【０１４５】
渦巻きラップ１０７ｂ外壁と渦巻き溝１０６ａ内壁間に形成される外圧縮室１０９および渦巻きラップ１０７ｂ内壁と渦巻き溝１０６ａ外壁間に形成される内圧縮室１１０に流入室から作動ガスが流入した後、シャフトの回転に伴い旋回運動をする旋回スクロール１０７により内外圧縮室内の作動ガスが吐出機構Ｂ１１１側に移動するに伴い一端が平板ゲート弁１１２ないしは１１３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。
【０１４６】
外圧縮室１０９の圧力が流出室１０６ｈの圧力よりも低い区間では、直線ラップ１０７ｃの旋回運動により該平板ゲート弁の平坦シール面１１２ｂは該直線ラップの側壁面に摺着すると同時に圧縮室側の側壁シール面Ｖ１１２ｃはガイド室１０６ｇの側壁シール面Ｇに摺着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。
【０１４７】
外圧縮室１０９の圧縮が進み圧縮室圧力が流出室圧力より高くなると、平板ゲート弁の先端部１１２ａに作用する圧力が流出室１０６ｈの圧力よりも大きくなり、差圧力により該平板ゲート弁が流出室１０６ｈ側に移動することで平坦シール面１１２ｂが直線ラップ１０７ｃの側壁面から離れて直線ラップ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１０６ｈに流出する。
【０１４８】
その際、側壁支持面Ｖ１１２ｄに固定した弁安定板２０は、前述の如く平板ゲート弁の開口動作を助けることに加えて該平板ゲート弁の動作方向と開口する方向が同一なので、該平板ゲート弁の開口動作に対して慣性力が有効に作用するので、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殆どない。
【０１４９】
外圧縮室１０９の吐出行程終了直後では、外圧縮室は外側の低圧状態にある圧縮室圧力に切り替わっているので、平板ゲート弁先端部１１２ａと弁安定板の受圧部２０ａ直線ラップ側空間圧力が低下し平板ゲート弁を押し下げる力が作用して、一気に直線ラップ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の着座による衝撃もないために騒音や部材損傷の問題もない。
【０１５０】
一方、内圧縮室１１０に対する吐出機構Ｂ１１１の動作は外圧縮室１０９と基本的に同様であるが、平板ゲート弁１１２と１１３の動作のタイミングが、圧力条件で異なってくるが、およそ１８０°前後ずれる。このタイミングのずれは、シャフトの軸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。
【０１５１】
次に、本発明の容積型スクロール圧縮機の起動時に於ける該吐出機構Ｂ１１１の動作を図２０および図２１を用いて説明する。
【０１５２】
一定期間停止した後の起動時は、圧縮機構部を含む密閉容器内の圧力はバランスして均一となっている。すなわち、流出室１０６ｈと内設室１０６ｍ内の圧力は同一なので、係止部材１２０に作用する力は係止バネ１２１力のみとなり、その力で係止部材１２０のピン部１２０ｂは固定端板の係止孔１０６ｎから押し出て、運転開始とともに平板ゲート弁１１２側に押し付けられて該端面上を摺接することになる。
【０１５３】
そして、旋回スクロールの旋回運動とともに直線ラップ１０７ｃに摺接している平板ゲート弁と仕切板もおよそ同期した動きを示し、直線ラップ１０７ｃに押されて平板ゲート弁背面部がストッパに最接近した時に係止穴１１２ｅに係止部材のピン部１２０ｂが隙間のある状態で係入されることにより平板ゲート弁が先端部含めてガイド室内に留まった状態で動きを停止する。
【０１５４】
このような外圧縮室用の平板ゲート弁１１２の状態を図２０に示し、図２１では、内外圧縮室用の両平板ゲート弁が係止された状態を示している。このような状態では、内外圧縮室と流出室間は連通しているので、圧縮室内の作動ガスは圧縮されることも無くそのままの状態で流出室に排出され吐出空間に吐出される。従って、圧縮室内の作動ガスに潤滑油などの液体が含まれていても圧縮室内で液圧縮を生じることもないので、起動時の軸トルクが異常に高まる問題や異常な高圧で機器が損傷する問題もなくなる。
【０１５５】
上記の如く、該係止部材により平板ゲート弁が係止された状態に於いては、周囲の圧力は均一となっているので、関係部材に差圧が作用して運転を阻害する心配がない。さらには、流出室圧力が吸入圧力よりも上昇して該係止部材が平板ゲート弁より離脱する場合には、直線ラップの側壁面で平板ゲート弁を押して差圧力を支えるので、係止バネ力よりも僅かに大きな差圧力で容易に動作する。
【０１５６】
該係止部材１２０を、前述の第１実施形態の吐出機構Ａ１１に適用した場合にも、同様の圧縮に伴う動作と効果を得ることができる。
【０１５７】
また、シャフトの回転数に依存しないで圧縮機の運転に伴い吐出される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。
【０１５８】
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、何れか一方の圧縮室、例えば、外圧縮室の作動ガスのみを吐出空間に吐出するのを阻止するには、流出室に開口する吐出孔１０６ｅ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とにより、外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。
【０１５９】
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、内設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１２０ｂが平板ゲート弁の係止穴１０６ｎに入り込んで該平板ゲート弁の動きが停止する。
【０１６０】
この容量制御機構を第１実施形態の吐出機構Ａ１１に適用する場合には、２圧縮室構造すなわち２シリンダ構造とすれば、能力が半減する同様の動作と効果を得ることができる。
【０１６１】
以上は、終端直線溝１０６ｉの連通孔１０６ｋを吐出空間に連通して吐出圧力を導入した場合であるが、この連通孔を吸入空間に連通して吸入圧力を導入した場合には、第１実施形態の吐出機構Ａと同様に、通常運転時吐出空間に連通している流出室との差圧で仕切板前後の漏れが想定される。
【０１６２】
以上より、吐出機構Ｂ１１１を用いた容積型スクロール圧縮機１０１では、平板ゲート弁の開口の遅れや閉じ遅れがないこと、先端部１１２ａ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。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
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冷媒用密閉構造のロータリ式や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、回転式のガス用圧縮機や空気用ポンプおよび真空ポンプへの適用は可能である。
【符号の説明】
【０１６４】
１…容積型ロータリ圧縮機
５…シリンダ
５ｃ…弁収納室、５ｄ…ガイド室、５ｅ…背面室
６…ピストン
９…吸入室
１０…圧縮室
１１…吐出機構Ａ
１２、１１２…平板ゲート弁
１２ａ、１１２ａ…先端部
１２ｃ、１１２ｃ…側壁シール面Ｖ
１２ｄ、１１２ｄ…側壁支持面Ｖ
１３、１１４…仕切板
１３ａ、１１４ａ…先端部
１３ｂ、１１４ｂ…弁支持部
１３ｃ、１１４ｃ…側壁支持面Ｂ
１４、１１６…ストッパ
１４ａ、１１６ａ…支持端部
１５、１１７…支持バネ
１６、１１８…動作バネ
１７、１１９…流出通路
２０…弁安定板
１０１…容積型スクロール圧縮機
１０６…固定スクロール
１０６ａ…渦巻き溝
１０６ｆ…弁収納室、１０６ｇ…ガイド室、１０６ｈ…背面室
１０６ｉ…終端直線溝、１０６ｋ…連通孔
１０６ｍ…内設室、１０６ｎ…係止孔
１０７…旋回スクロール
１０７ｂ…渦巻きラップ、１０７ｃ…直線ラップ、１０７ｄ…旋回ディスク
１０９…外圧縮室
１１０…内圧縮室
１１１…吐出機構Ｂ
１１２ｅ…係止穴
１２０…係止部材
１２１…係止バネ
【図１】
2014206173.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014206173.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014206173.tif 000009
【図８】
2014206173.tif 000010
【図９】
2014206173.tif 000011
【図１０】
2014206173.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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