(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を図った旋回駆動式容積形圧縮機を提供すること。【解決手段】圧縮室１２、１３を構成する旋回ピストンとなる円弧プレート７ｂの一端に形成した直線プレート７ｃを挟み対向させて配置した先端部を直線プレート側壁面に当接させた扉式弁の平板状ゲート弁８を固定シリンダＡ６の包絡溝６ｂの一端に設けた弁収納室のガイド室６ｇに装着し、該平板状ゲート弁８の背面室側に導入した圧力で該平板状ゲート弁８を作動させる構成とした吐出機構を圧縮機に備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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円弧プレートを主体とする旋回プレート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るとともに該旋回ディスクのおよそ中央部に旋回軸受を設けた旋回ピストン、
該円弧プレート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で断面矩形の包絡溝を厚い端板に設けるとともに該包絡溝の一端に作動ガスの流入室を他端に流出室を設けて形成したチャネルと該流入室と該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、
該旋回ピストンの円弧プレートを該固定シリンダの包絡溝内に挿入し噛み合わせることで円弧プレート内外壁面と包絡溝との間で圧縮室を形成し、動力を伝達するシャフトを支えるフレームに装着した該固定シリンダと該フレームの間に該旋回ピストンをシャフトの偏心部を該旋回軸受に挿入して自転を阻止した旋回運動させる旋回機構を設けるとともに該固定シリンダの流出室前後に作動ガスを一定の条件下で圧縮室から該流出室内に流出させる吐出機構を設けたことを特徴とする旋回駆動式容積形圧縮機の一形式であるリング型圧縮機に於いて、
該旋回ピストンの円弧プレートと同一矩形断面で該流出室側一端から円弧プレートの接線方法に直線的に一定長さ延長させた直線プレートを該円弧プレートと一体に形成した旋回プレートを旋回ディスクに直立させて構成した旋回ピストン、
該固定シリンダのチャネルの一端に設けた流出室側の包絡溝内外壁のそれぞれ内側と外側2箇所に包絡溝と同一底面を有し該包絡溝側壁面に隣接し流出室を挟んで配置された２つの弁収納室を設けた固定シリンダ、
さらに、該弁収納室は該包絡溝側壁面に開口し該流出室の底面と天井面が同一の平面で形成さるガイド室と該包絡溝側壁面の反対側となる奥側に設けた背面室から形成され、該
ガイド室底面に対する垂直方向断面が矩形状であり該ガイド室側壁面に沿う高さは直線プレートとおよそ同一で先端面には一定の幅で直線プレート側壁面に面接触できる平坦シール面により該直線プレート側壁面におよそ一定幅を有するライン状に面接触して圧縮室と流出室間を遮断できる扉式弁を該ガイド室に装着し、
該扉式弁の先端面の反対側に設けた背面室に圧縮室と異なる圧力を導入した上でバネのような弾性体である弁補完材を収納し、該旋回ピストンの直線プレートを該固定シリンダの流出室内で旋回運動を可能とし、該直線プレートを挟んで対向する2箇所のガイド室に装着した該扉式弁の先端部を直線プレート側壁面に面接触させて摺動可能に構成した吐出機構を備えたことを特徴とするリング型圧縮機。
【請求項２】
前記旋回プレートの直線プレートの断面形状に似たおよそ同一高さの直方体で該直線プレート側壁面に接する側に設けた先端部の流出室側に前記平坦シール面を設け包絡溝側に傾斜面ないしは段差を設けて、該平坦シール面が面接触した状態で該直線プレート間に隙間が生じる形状とした扉式弁の一形式である平板状ゲート弁８を摺動可能とする隙間を設けてガイド室に装着し、圧縮室と異なる圧力を導入する空間内にバネのような弾性体としての弁補完材を装着した背面室から弁収納室Ａ６ｆを構成した吐出機構Ａ１０を備えたことを特徴とする請求項１記載のリング型圧縮機Ａ。
【請求項３】
直線プレート側壁面に面接触する平板状ゲート弁先端部の平坦シール面と隙間の関係を維持した吐出機構Aを備えたリング型圧縮機Ａに於いて、該直線プレートと包絡溝の流出室側終端部の接線に対する弁収納室Ａ３６ｆのガイド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るとともに平板状ゲート弁３８の先端部と側壁面の相対角度も同程度傾斜させた角度に合わせた形状で構成された吐出機構Ａ４０を備えたことを特徴とする請求項２記載のリング型圧縮機Ａ。
【請求項４】
圧縮室の吐出側に設けた弁収納室のガイド室に装着する平板状ゲート弁を用いた吐出機構Aに於いて、包絡溝側壁面に隣接する該ガイド室の側壁面ないしは該ガイド室側壁面に面接触する平板状ゲート弁の側壁面の何れかに側壁面より一段凹ました周囲の境界線が包絡溝内の圧縮室ないしは該弁収納室Ａの背面室に突出しない形状の圧力ポケットを形成し、該圧縮室と該圧力ポケット４８ｈを連通する通路を該平板状ゲート弁ないしは該ガイド室の側壁面に設けて構成した吐出機構Ａを備えたことを特徴とする請求項２または３記載のリング型圧縮機Ａ。
【請求項５】
圧縮室の吐出側に設けた弁収納室のガイド室に装着する平板状ゲート弁に於いて、
ガイド室底面に平行で平面形状が同一である複数に分割して形成した積層構造の平板状ゲート弁５８ないしは８８で構成された吐出機構Ａを備えたことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のリング型圧縮機Ａ。
【請求項６】
固定シリンダの包絡溝と旋回ピストンの旋回プレートで形成される内外圧縮室と流出室との間に形成されるそれぞれの弁収納室に於いて、
該弁収納室の背面室に一端を開口させ他端は流出室の吐出口から圧縮ガスが固定シリンダと密閉容器間の吐出室内に流出し固定シリンダやフレーム外周面と密閉容器間に設けたガス通路からモータ室に入り密閉容器の吐出管から圧縮機外部に吐出される間の何れかの作動ガスの通路に開口させるＧ連通路を設けて吐出通路内の作動ガスを弁収納室の背面室に導入して構成された吐出機構Aを備えたことを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載のリング型圧縮機Ａ。
【請求項７】
内外圧縮室それぞれの弁収納室から構成される吐出機構Aに於いて、
該弁収納室のガイド室を固定シリンダの包絡溝と同一底面と同一幅のおよそ直方体で形成し、該ガイド室の奥に該包絡溝と同一幅で両端に半円弧を設けたおよそ平行な長円弧形状の背面室を形成した弁収納室を構成するとともに該ガイド室内に同一高さの直方体形状で反包絡溝側の側壁面に密着固定したサイドピース８１と包絡溝側ガイド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前記平板状ゲート弁から構成された吐出機構A８０を備えたことを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載のリング型圧縮機Ａ。
【請求項８】
固定シリンダの包絡溝と旋回ピストンの円弧プレートで形成される内外圧縮室の流出室の両側壁面それぞれに設けた弁収納室、
角柱を横に寝かした形状の長手方向にバネ装着用長穴を設けた弁台座、本の形に似た直方体のおよそ等厚板で弁収納室底面に平行な断面形状は同一で直線プレートに接する側に一定幅で面接触可能な平坦シール面を有する先端面とその反対側を背面側ともに中央が凸の円弧形状を有とともに弁収納室包絡溝側側壁に平行なピン用穴を設けた扉式弁の一形式であるフラップ弁１０８、弁台座の流出室反対側上面に垂直に固定した回転ピン、
弁台座の長穴に装着する円筒バネ等の背面弾性体、フラップ弁の開閉動作に関わる流出室側の弁収納室に設けられた板バネ等の側面弾性体などで構成するとともに該フラップ弁のピン用穴を弁台座上の回転ピンに回転可能に挿入し弁台座とフラップ弁高さの合計を直線プレートの高さとおよそ一致させることにより弁台座の背面に設けた背面弾性体の弾性力で弁台座を垂直プレート側壁面に押付けると同時に弁台座上にあるフラップ弁も前後の差圧が加わり垂直プレート側壁面および包絡溝側のガイド室側壁面に押付けられるように構成された吐出機構Ｂ１１５を備えたことを特徴とする請求項１記載のリング型圧縮機Ｂ。
【請求項９】
旋回駆動式容積形圧縮機の一形式であるリング型圧縮機を構成する固定シリンダのチャネルに設けた流出室に隣接している内外圧縮室それぞれの弁収納室を形成するガイド室内に装着され旋回ピストンの直線プレート側壁面との間に設けた扉式弁から構成された吐出機構に於いて、
包絡溝と同じ高さの底面を有し包絡溝幅のおよそ２倍以上の直径を有する円筒形の一部が包絡溝の流出側となる終端部の内外側壁面に接続し該円筒形の軸中心が包絡溝終端の円弧接線を延長した中心とおよそ一致するように配置した円筒状合同室の外周壁と中心部との間に設けたＵ字状の分離壁の外側に包絡溝側壁面に開口する流出室と同一底面で一様な幅の円環状の一部で形成した弁収納室Ｃ２０６ｆ、
該分離壁内側の空間に形成した流出室、
該扉式弁には該弁収納室に微小隙間を保持して装着できるように弁収納室の幅に相当する厚さで１／４周前後から半周以下の範囲の円弧で形成した扉式弁の一形式である円弧ゲート弁２０８、
該円弧ゲート弁を該弁収納室Ｃの包絡溝側壁面の２箇所の開口側に設けた内外圧縮室それぞれのガイド室には直線プレートを挟むように対向させて２箇所配置するとともに円環状の弁収納室Ｃ中央部の該円弧ゲート弁に挟まれた共通の空間である背面室内に設けた中間部材と２個の円弧ゲート弁間にバネなどの弾性部材を装着して構成された吐出機構Ｃ２１１を備えたことを特徴とする請求項１記載のリング型圧縮機Ｃ。
【請求項１０】
円環状の一部として形成された弁収納室Ｃ２０６ｆの背面室に一端を開口させ他端は流出室の吐出口から作動ガスが固定シリンダから密閉容器内の吐出室内に流出し固定シリンダやフレーム外周面と密閉容器間に設けたガス通路からモータ室に入り密閉容器の吐出管から圧縮機外部に吐出される間の何れかの作動ガスの通路に開口させるＧ連通路を設けることにより吐出通路内の作動ガスを該弁収納室Ｃの背面室に導入して構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項９記載のリング型圧縮機Ｃ。
【請求項１１】
弁収納室Ｃ２０６ｆのガイド室に装着する円弧ゲート弁２０８を用いた吐出機構Ｃに於いて、該弁収納室のガイド室外周側の側壁面ないしは該側壁面に面接触する円弧ゲート弁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包絡溝内の圧縮室ないしは該弁収納室の背面室に突出しない圧力ポケットを形成し、該圧力ポケットと該圧縮室を連通する通路を該円弧ゲート弁ないしは該ガイド室に設けて構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項９または１０記載のリング型圧縮機Ｃ。
【請求項１２】
弁収納室２０６ｆのガイド室に装着する前記円弧ゲート弁に於いて、
ガイド室底面に平行な平面形状が同一である複数に分割して形成した積層構造の円弧ゲート弁で構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項１０または１１記載のリング型圧縮機Ｃ。
【請求項１３】
固定シリンダの円弧溝と流入室と流出室で形成されたチャネルと前記円筒状合同室を貫通して設けた両端面平行等厚なシリンダ部材の一端面を塞ぐ厚肉のシリンダ蓋を固定するとともに該円筒状合同室に挿入して分離壁を形成する分離部材をシリンダ蓋に固定することで弁収納室Ｃと流出室が構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項９乃至１２の何れかに記載のリング型圧縮機Ｃ。
【請求項１４】
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その反対側のおよそ中央部に旋回軸受を設けた旋回スクロール、
前記渦巻き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端板の片面に設けるとともに該渦巻き溝の外周側一端に作動ガスの流入室を内周側に流出室を設けて形成したチャネルと該流入室と該流出室それぞれに吸入孔と吐出孔を設けた固定スクロール、
該旋回スクロールの渦巻きラップを該固定スクロールの渦巻き溝内に挿入して噛み合わせて渦巻きラップ内外壁面と渦巻き溝との間で圧縮室が形成され、
動力を伝達するシャフトを支えるフレームに装着した固定スクロールと該フレームの間に旋回スクロールと該旋回スクロールをシャフトの偏心部を該旋回軸受に挿入して自転を阻止した旋回運動させる旋回機構３２２が設けられ、
前記固定スクロールの渦巻き溝を延長した先の流出室近傍に設けた圧縮室から作動ガスを流出させる吐出機構を設けた旋回駆動式容積形圧縮機の一形式であるスクロール式圧縮機に於いて、
該渦巻きラップと同一の矩形断面で中央側一端を該渦巻きラップ円弧の接線方法に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とで構成された旋回ラップを有する旋回スクロール、
固定スクロールのチャネルの一端に設けた流出室側の渦巻き溝の内壁面と外壁面それぞれに隣接させて設けた弁収納室Ｃを該直線プレート側壁面に先端面の一部がおよそ一様な幅のあるライン状に面接触して圧縮室と流出室間をシールする扉式弁を収納する底面が該流出室の底面とは同一平面で形成されるガイド室と該扉式弁の背面側に設けた背面室により構成し、
該扉式弁の先端部を除き該弁受用側壁面に垂直方向ないしは法線方向断面が矩形状であり該弁収納室Ｃ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、
該扉式弁のシール面となる先端面の反対側の背面室や該弁受用側壁面の反対側の側壁面には圧縮室と異なる圧力を導入して該扉式弁に圧力を作用させることに加えて機械的に作用させるバネのような弾性体などの弁補完材を弁収納室Ｃに収納するとともに該扉式弁の先端面と該直線ラップ内外側壁面を摺動可能に面接触させると同時に弁収納室Ｃの弁受用側壁面に該扉式弁の側壁面を摺動可能に面接触させて旋回スクロールの直線ラップを挟んで対向する2箇所それぞれに設けて構成した吐出機構Ｃを備えたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項１５】
渦巻きラップと直線ラップで形成される旋回ラップの渦巻きラップを2種類の曲線で形成する外側にはインボリュート曲線を適用し内側には２曲線間の接続部が同一接線を有する円弧曲線で形成するとともに接続部のインボリュート曲線の伸開線半径よりも円弧曲線の半径を小さく形成した旋回ラップを設けた旋回スクロール３０７で構成した吐出機構Ｄを備えたことを特徴とする請求項１４記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１６】
固定スクロールに設けた流出室に隣接している弁収納室Ｃのガイド室内に装着して旋回スクロールの直線ラップ側壁面との間に設けた扉式弁から構成された吐出機構に於いて、
渦巻き溝と同じ高さの底面を有し渦巻き溝幅のおよそ２倍以上の直径を有する円筒形の一部が渦巻き溝の流出側となる終端部の内外側壁面に接続し該円筒形の軸中心が渦巻き溝終端の円弧接線を延長した中心とおよそ一致するように配置した円筒状合同室の外周壁と中心部との間にＵ字状の分離壁を設けることで外周側に形成される渦巻き溝側壁面に開口する同一底面で一様な幅の部分的な円環状の一部で形成した弁収納室Ｃ、
該分離壁内側の空間に形成した流出室、
該扉式弁には該弁収納室Ｃに微小隙間を保持して装着できるように弁収納室Ｃの幅に相当する厚さで１／４周前後から半周以下の範囲の円弧で形成した扉式弁の一形式である円弧ゲートを用いるとともに該円弧ゲート弁を該弁収納室Ｃの渦巻き溝側壁面の２箇所の開口側に設けた内外圧縮室それぞれのガイド室には直線プレートを挟むように対向させて２箇所配置するとともに円環状の弁収納室Ｃ中央部の該円弧ゲート弁に挟まれた空間を共通の背面室とした中に設けた中間部材と２個の円弧ゲート弁間にバネなどの弾性部材を装着して構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項１４または１５記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１７】
円環状の一部として形成された弁収納室Ｃ３０６ｆの背面室に一端を開口させ他端は流出室の吐出口から作動ガスが固定スクロールから密閉容器内の吐出室内に流出し固定スクロールやフレーム外周面と密閉容器間に設けたガス通路からモータ室に入り密閉容器の吐出管から圧縮機外部に吐出される間の何れかの作動ガスの通路に開口させるＧ連通路を設けることにより吐出通路内の作動ガスを該弁収納室の背面室に導入して構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項１６記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１８】
弁収納室Ｃ３０６ｆのガイド室に装着する円弧ゲート弁３０８を用いた吐出機構Ｃに於いて、該弁収納室Ｃのガイド室外周側の側壁面ないしは該側壁面に面接触する円弧ゲート弁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包絡溝内の圧縮室ないしは該弁収納室Ｃの背面室に突出しない圧力ポケットを形成し、該圧力ポケットと該圧縮室を連通する通路を該円弧ゲート弁ないしは該ガイド室に設けて構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項１６または１７記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１９】
弁収納室Ｃ３０６ｆのガイド室に装着する前記円弧ゲート弁に於いて、ガイド室底面に平行な平面形状が同一である複数に分割して形成した積層構造の円弧ゲート弁で構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項１６乃至１８記載のスクロール型圧縮機。
【請求項２０】
固定スクロールの渦巻き溝と流入室と流出室で形成されたチャネルと前記円筒状合同室を貫通して設けた両端面平行等厚な固定溝部材の一端面を塞ぐ厚肉の固定溝蓋を固定するとともに該円筒状合同室に挿入して分離壁を形成する分離部材を固定溝蓋に固定することで弁収納室Ｃと流出室が構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項１６乃至１９の何れかに記載のスクロール型圧縮機。
【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容積形圧縮機の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ことにより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旋回駆動式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】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
従来の冷凍空調用機器に用いられる冷媒用容積形圧縮機の圧縮機構部に於いて、作動ガスを圧縮して高圧ガスを流出させる通路上に該通路前後の圧力差で開閉する弁機能を有する吐出機構を圧縮機構部の一部として設けている。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開Ｈ０６−２８８３５８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１４５０６号公報
【特許文献３】特開２００５−２６４８２７号公報
【特許文献４】特開２０００−３１４３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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の課題について説明する。
【０００９】
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、圧縮室と前期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。
【００１０】
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。
【００１１】
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体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。
【００１２】
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内外圧縮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。
【００１３】
さらには、特許文献１の記載と同様に前記の第一無効空間と第二無効空間による信頼性が低下する問題があった。
【００１４】
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３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。
【００１５】
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。
【００１６】
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４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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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内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ないしは大きく減じて高効率化を図っ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】
【００２０】
請求項１に記載の発明は、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円弧プレートを主体とする旋回突起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るとともに該旋回ディスクのおよそ中央部に旋回軸受を設けた旋回ピストンと該円弧プレート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で断面矩形の包絡溝を厚い端板に設けるとともに該包絡溝の一端に作動ガスの流入室を他端に流出室を設けて形成したチャネルと該流入室と該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とで該旋回ピストンの円弧プレートを該固定シリンダの包絡溝内に挿入し噛み合わせることで円弧プレート内外壁面と包絡溝との間で圧縮室を形成する。
【００２１】
前記圧縮室を有する旋回駆動式容積形圧縮機の一形式であるリング型圧縮機に於いて、
動力を伝達するシャフトを支えるフレームに装着した該固定シリンダと該フレームの間に該旋回ピストンをシャフトの偏心部を該旋回軸受に挿入して自転を阻止した旋回運動させる旋回機構を設けるとともに該固定シリンダの流出室前後に作動ガスを一定の条件下で圧縮室から該流出室内に流出させる吐出機構を設ける。
【００２２】
該旋回ピストンは、円弧プレートと同一矩形断面で該流出室側一端から円弧プレートの接線方法に直線的に一定長さ延長させた直線プレートを該円弧プレート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する。
【００２３】
該固定シリンダは、チャネルの一端に設けた流出室側の包絡溝内外壁のそれぞれ内側と外側2箇所に包絡溝と同一底面を有し該包絡溝側壁面に隣接し流出室を挟んで配置された２つの弁収納室を設ける。
【００２４】
該弁収納室は該包絡溝側壁面に開口し該流出室の底面と天井面が同一の平面で形成さるガイド室と該包絡溝側壁面の反対側となる奥側に設けた背面室から形成される。
【００２５】
該ガイド室底面に対する垂直方向断面が矩形状であり該ガイド室側壁面に沿う高さは直線プレートとおよそ同一で先端部には一定の幅で直線プレート側壁面に面接触できる平坦シール面により該直線プレート側壁面におよそ一定幅を有するライン状に面接触して圧縮室と流出室間を遮断できる扉式弁を該ガイド室に装着する。
【００２６】
該扉式弁の先端面の反対側に設けた背面室に圧縮室と異なる圧力を導入した上でバネのような弾性体である弁補完材を収納し、該旋回ピストンの直線プレートを該固定シリンダの流出室内で旋回運動を可能とし、該直線プレートを挟んで対向する2箇所のガイド室に装着した該扉式弁の先端部を直線プレート側壁面に面接触させて摺動可能に構成した吐出機構を備えた旋回駆動式容積形圧縮機の一形式としてのリング型圧縮機である。
【００２７】
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、旋回運動をする円弧プレートとその包絡線となる包絡溝および扉式弁の側壁面で形成され、旋回ピストンの直線プレート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箇所のガイド室に収納した内外圧縮室用の扉式弁の先端部を直線プレート側壁面に面接触して摺動可能とするとともに背面室にバネなどの弁補完材を収納して吐出機構が構成されている。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、前記旋回突起の直線プレートの断面形状に似たおよそ同一高さの直方体で該直線プレート側壁面に接する側に設けた先端部の流出室側に前記平坦シール面を設け包絡溝側に傾斜面ないしは段差を設けて該平坦シール面が面接触した状態で該直線プレート間に隙間が生じる形状とした扉式弁の一形式である平板状ゲート弁を摺動可能とする隙間を設けてガイド室に装着し、圧縮室と異なる圧力を導入する空間内にバネのような弾性体としての弁補完材を装着した背面室から弁収納室を構成した吐出機構Ａを備えたことを特徴とする請求項１記載のリング型圧縮機Ａである。
【００２９】
この発明によれば、請求項１記載の扉式弁の一形式である該平板状ゲート弁を用いることにより、同一平面上である流出室底面と弁収納室底面上を平板状ゲート弁底面が摺動可能となり平板状ゲート弁先端部の平坦シール面と直線プレート側壁間および平板状ゲート弁側壁面とガイド室の包絡溝側壁面間で同時に面接触できると同時に該先端部の平坦シール面より包絡溝側の先端面隙間から圧縮室圧力を作用させることができる。
【００３０】
請求項３に記載の発明は直線プレート側壁面に面接触する平板状ゲート弁先端部の平坦シール面と隙間の関係を維持した吐出機構Aを備えたリング型圧縮機に於いて、
該直線プレートと包絡溝の流出室側終端部の接線に対するガイド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るとともに該平板状ゲート弁の先端部と側壁面の相対角度も同程度傾斜させた角度に合わせた形状で構成された吐出機構Ａを備えたことを特徴とするリング型圧縮機Ａである。
【００３１】
この発明によれば、流出室側に傾斜させた場合は、弁が閉じる抵抗が少なくなり、その逆の包絡溝側に傾斜させた場合は、弁が開口する抵抗が少なくなるので、状況に応じて傾斜方式を選択すればよいことになる。
【００３２】
請求項４に記載の発明は、圧縮室の吐出側に設けた弁収納室のガイド室に装着する平板状ゲート弁を用いた吐出機構Aに於いて、包絡溝側壁面に隣接する該ガイド室の側壁面ないしは該ガイド室側壁面に面接触する平板状ゲート弁の側壁面の何れかに側壁面より一段凹ました周囲の境界線が包絡溝内の圧縮室ないしは該弁収納室の背面室に突出しない形状の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平板状ゲート弁ないしは該ガイド室の側壁面に設けて構成した吐出機構Ａを備えたことを特徴とする請求項２または３記載のリング型圧縮機Ａである。
【００３３】
この発明によれば、該平板状ゲート弁の先端部に圧縮室圧力と流出室圧力の差圧が先端部に作用すると同時に圧力ポケット面にも作用するので該ゲート弁にモーメントの作用がなく側壁面に対して傾斜して片当りすることがないので動作性が良くなる。
【００３４】
請求項５に記載の発明は、圧縮室の吐出側に設けた弁収納室のガイド室に装着する平板状ゲート弁に於いて、ガイド室底面に平行で平面形状が同一である複数に分割して形成した積層構造の平板状ゲート弁で構成された吐出機構Ａを備えたことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のリング型圧縮機Ａである。
【００３５】
この発明によれば、内外圧縮室の圧力を受けて旋回ディスクの一端が固定された円弧プレートの先端部が変形すると一体で形成された直線プレートも一緒に変形するが、
該積層構造の平板式ゲート弁はその変形量に追従して移動するので先端部の平坦シール面との間の隙間がなくなる。
【００３６】
請求項６に記載の発明は、固定シリンダの包絡溝と旋回ピストンの旋回突起で形成される内外圧縮室と流出室との間に形成されるそれぞれの弁収納室に於いて、
該弁収納室の背面室に一端を開口させ他端は流出室の吐出口から圧縮ガスが固定シリンダと密閉容器間の吐出室内に流出し固定シリンダやフレーム外周面と密閉容器間に設けたガス通路からモータ室に入り密閉容器の吐出管から圧縮機外部に吐出される間の何れかの作動ガスの通路に開口させるＧ連通路を設けて吐出通路内の作動ガスを弁収納室の背面室に導入して構成された吐出機構Aを備えたことを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載のリング型圧縮機Ａである。
【００３７】
この発明によれば、該平板状ゲート弁先端部の反対側である背面室内の圧力を流出室圧力よりも小さくできるので該平板状ゲート弁を開口して吐出行程に入る圧縮室圧力を流出室圧力よりも小さくすることができる。
【００３８】
請求項７に記載の発明は、内外圧縮室それぞれの弁収納室から構成される吐出機構Aに於いて、該弁収納室のガイド室を固定シリンダの包絡溝と同一底面と同一幅のおよそ直方体で形成し、該ガイド室の奥に該包絡溝と同一幅で両端に半円弧を設けたおよそ平行な長円弧形状の背面室を形成した弁収納室を構成するとともに該ガイド室内に同一高さの直方体形状で反包絡溝側の側壁面に密着固定したサイドピースと包絡溝側ガイド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前記平板状ゲート弁から構成された吐出機構Aを備えたことを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載のリング型圧縮機Ａである。
【００３９】
この発明によれば、固定シリンダの包絡溝を加工するカッターと同じカッターを使用して弁収納室を加工できるので、生産性の高い吐出機構Ａが提供できる。
【００４０】
請求項８に記載の発明は、固定シリンダの包絡溝と旋回ピストンの円弧プレートで形成される内外圧縮室の流出室の両側壁面それぞれに設けた弁収納室、
角柱を横に寝かした形状の長手方向にバネ装着用長穴を設けた弁台座、本の形に似た直方体のおよそ等厚板で弁収納室底面に平行な断面形状は同一で直線プレートに接する側に一定幅で面接触可能な平坦シール面を有する先端面とその反対側を背面側ともに中央が凸の円弧形状を有とともに弁収納室包絡溝側側壁に平行なピン用穴を設けた扉式弁の一形式であるフラップ弁、弁台座の流出室反対側上面に垂直に固定した回転ピン、
弁台座の長穴に装着する円筒バネ等の背面弾性体、フラップ弁の開閉動作に関わる流出室側の弁収納室に設けられた板バネ等の側面弾性体などで構成するとともに該フラップ弁のピン用穴を弁台座上の回転ピンに回転可能に挿入し弁台座とフラップ弁高さの合計を直線プレートの高さとおよそ一致させることにより弁台座の背面に設けた背面弾性体の弾性力で弁台座を垂直プレート側壁面に押付けると同時に弁台座上にあるフラップ弁も前後の差圧が加わり垂直プレート側壁面および包絡溝側のガイド室側壁面に押付けられるように構成された吐出機構Ｂを備えたことを特徴とする請求項１記載のリング型圧縮機Ｂである。
【００４１】
この発明によれば、請求項１記載の扉式弁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が発生することはない。
【００４２】
請求項９に記載の発明は、旋回駆動式容積形圧縮機の一形式であるリング型圧縮機を構成する固定シリンダのチャネルに設けた流出室に隣接している内外圧縮室それぞれの弁収納室を形成するガイド室内に装着され旋回ピストンの直線プレート側壁面との間に設けた扉式弁から構成された吐出機構に於いて、
包絡溝と同じ高さの底面を有し包絡溝幅のおよそ２倍以上の直径を有する円筒形の一部が包絡溝の流出側となる終端部の内外側壁面に接続し該円筒形の軸中心が包絡溝終端の円弧接線を延長した中心とおよそ一致するように配置した円筒状合同室の外周壁と中心部との間に設けたＵ字状の分離壁の外側に包絡溝側壁面に開口する流出室と同一底面で一様な幅の円環状の一部で形成した弁収納室２０６ｆ、
該分離壁内側の空間に形成した流出室、
該扉式弁には該弁収納室に微小隙間を保持して装着できるように弁収納室の幅に相当する厚さで１／４周前後から半周以下の範囲の円弧で形成した扉式弁の一形式である円弧ゲート弁２０８を用い、
該円弧ゲート弁を該弁収納室の包絡溝側壁面の２箇所の開口側に設けた内外圧縮室それぞれのガイド室には直線プレートを挟むように対向させて２箇所配置するとともに円環状の弁収納室中央部の該円弧ゲート弁に挟まれた共通の空間である背面室内に設けた中間部材と２個の円弧ゲート弁間にバネなどの弾性部材を装着して構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項１記載のリング型圧縮機Ｃである。
【００４３】
この発明によれば、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１箇所の加工に集約されることによる生産性向上が図れる。
【００４４】
請求項１０に記載の発明は、円環状の一部として形成された弁収納室２０６ｆの背面室に一端を開口させ他端は流出室の吐出口から作動ガスが固定シリンダから密閉容器内の吐出室内に流出し固定シリンダやフレーム外周面と密閉容器間に設けたガス通路からモータ室に入り密閉容器の吐出管から圧縮機外部に吐出される間の何れかの作動ガスの通路に開口させるＧ連通路を設けることにより吐出通路内の作動ガスを該弁収納室の背面室に導入して構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項９記載のリング型圧縮機Ｃである。
【００４５】
この発明によれば、該弁収納室２０６ｆの背面室内の圧力が流出室圧力よりも低くなり該円弧ゲート弁背面側にバネなどの弾性体が装着されていても圧縮室が流出室と同程度の圧力になれば該ゲート弁が開口するので、過圧縮現象が発生することはない。
【００４６】
請求項１１に記載の発明は、弁収納室２０６ｆのガイド室に装着する円弧ゲート弁２０８を用いた吐出機構Ｃに於いて、
該弁収納室のガイド室外周側の側壁面ないしは該側壁面に面接触する円弧ゲート弁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包絡溝内の圧縮室ないしは該弁収納室の背面室に突出しない圧力ポケットを形成し、該圧力ポケットと該圧縮室を連通する通路を該円弧ゲート弁ないしは該ガイド室に設けて構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項９または１０記載のリング型圧縮機Ｃである。
【００４７】
この発明によれば、該円弧ゲート弁先端部に圧縮室と流出室との差圧が作用したときに発生する該円弧ゲート弁を回転させるモーメントとそれに伴うガイド室内での該円弧ゲートの片当りが想定されるが、該圧力ポケット内に圧縮室圧力を導入することにより前記モーメントが解消されて該円弧ゲート弁の動作性が向上する。
【００４８】
請求項１２に記載の発明は、弁収納室２０６ｆのガイド室に装着する前記円弧ゲート弁に於いて、ガイド室底面に平行な平面形状が同一である複数に分割して形成した積層構造の円弧ゲート弁で構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項１０または１１記載のリング型圧縮機Ｃである。
【００４９】
この発明によれば、内外圧縮室の圧力を受けて旋回ディスクの一端が固定された円弧プレートの先端部が変形すると一体で形成された直線プレートも一緒に変形するが、
該積層構造の平板式ゲート弁はその変形量に追従して移動するので先端部の平坦シール面との間の隙間がなくなる。
【００５０】
請求項１３に記載の発明は、固定シリンダの円弧溝と流入室と流出室で形成されたチャネルと前記円筒状合同室を貫通して設けた両端面平行等厚なシリンダ部材の一端面を塞ぐ厚肉のシリンダ蓋を固定するとともに該円筒状合同室に挿入して分離壁を形成する分離部材をシリンダ蓋に固定することで弁収納室と流出室が構成された吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする請求項９乃至１２の何れかに記載のリング型圧縮機Ｃである。
【００５１】
この発明によれば、該固定シリンダの構成をシリンダ部材とシリンダ蓋の２つに分離することでチャネルと円筒状合同室の加工性が向上することからシリンダ部材の形状精度の向上とシリンダ部材の厚さを変更するのみで容量の異なる圧縮機が製造できて生産性が向上する。
【００５２】
請求項１４に記載の発明は、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その反対側のおよそ中央部に旋回軸受を設けた旋回スクロール、
前記渦巻き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端板の片面に設けるとともに該渦巻き溝の外周側一端に作動ガスの流入室を内周側に流出室を設けて形成したチャネルと該流入室と該流出室それぞれに吸入孔と吐出孔を設けた固定スクロール、
該旋回スクロールの渦巻きラップを該固定スクロールの渦巻き溝内に挿入して噛み合わせて渦巻きラップ内外壁面と渦巻き溝との間で圧縮室が形成され、
動力を伝達するシャフトを支えるフレームに装着した固定スクロールと該フレームの間に旋回スクロールと該旋回スクロールをシャフトの偏心部を該旋回軸受に挿入して自転を阻止した旋回運動させる旋回機構３２２が設けられ、
前記固定スクロールの渦巻き溝を延長した先の流出室近傍に設けた圧縮室から作動ガスを流出させる吐出機構を設けた旋回駆動式容積形圧縮機の一形式であるスクロール式圧縮機に於いて、
該渦巻きラップと同一の矩形断面で中央側一端を該渦巻きラップ円弧の接線方法に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とで構成された旋回ラップを有する旋回スクロール、
固定スクロールのチャネルの一端に設けた流出室側の渦巻き溝の内壁面と外壁面それぞれに隣接させて設けた弁収納室を該直線プレート側壁面に先端面の一部がおよそ一様な幅のあるライン状に面接触して圧縮室と流出室間をシールする扉式弁を収納する底面が該流出室の底面とは同一平面で形成されるガイド室と該扉式弁の背面側に設けた背面室により構成し、
該扉式弁の先端部を除き該弁受用側壁面に垂直方向ないしは法線方向断面が矩形状であり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、
該扉式弁のシール面となる先端面の反対側の背面室や該弁受用側壁面の反対側の側壁面には圧縮室と異なる圧力を導入して該扉式弁に圧力を作用させることに加えて機械的に作用させるバネのような弾性体などの弁補完材を弁収納室に収納するとともに
該扉式弁の先端面と該直線ラップ内外側壁面を摺動可能に面接触させると同時に弁収納室の弁受用側壁面に該扉式弁の側壁面を摺動可能に面接触させて旋回スクロールの直線ラップを挟んで対向する2箇所それぞれに設けて構成した吐出機構Ｃを備えたことを特徴とする旋回駆動式容積形圧縮機の一形式としてのスクロール型圧縮機である。
【００５３】
この発明によれば、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、旋回運動をする旋回ラップとその包絡線となる渦巻き溝および扉式弁の側壁面で形成され、旋回スクロールの直線ラップを固定スクロール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箇所のガイド室に収納した内外圧縮室用の扉式弁の先端部を直線ラップ側壁面に面接触して摺動可能とするとともに背面室にバネなどの弁補完材を収納して吐出機構Ｄが構成される。
【００５４】
請求項１５に記載の発明は、渦巻きラップと直線ラップで形成される旋回ラップの渦巻きラップを2種類の曲線で形成する外側にはインボリュート曲線を適用し内側には２曲線間の接続部が同一接線を有する円弧曲線で形成するとともに接続部のインボリュート曲線の伸開線半径よりも円弧曲線の半径を小さく形成した旋回ラップを設けた旋回スクロール３０７で構成した吐出機構Ｄを備えたことを特徴とする請求項１４記載のスクロール型圧縮機である。
【００５５】
この発明によれば、該旋回ラップをインボリュート曲線で形成した領域では、該固定スクロールの渦巻き溝の内壁とその内側にある外壁との最短距離は該旋回ラップの厚さにおよそ等しく該吐出機構Ｄを装着するスペースはないが、中央部の渦巻ラップ曲線を小さな円弧で形成することにより中央で大きなスペースが確保できるので該吐出機構Ｄの装着を可能とすることができる。
【００５６】
請求項１６に記載の発明は、固定スクロールに設けた流出室に隣接している弁収納室のガイド室内に装着して旋回スクロールの直線ラップ側壁面との間に設けた扉式弁から構成された吐出機構に於いて、
渦巻き溝と同じ高さの底面を有し渦巻き溝幅のおよそ２倍以上の直径を有する円筒形の一部が渦巻き溝の流出側となる終端部の内外側壁面に接続し該円筒形の軸中心が渦巻き溝終端の円弧接線を延長した中心とおよそ一致するように配置した円筒状合同室の外周壁と中心部との間にＵ字状の分離壁を設けることで外周側に形成される渦巻き溝側壁面に開口する同一底面で一様な幅の部分的な円環状の一部で形成した弁収納室、
該分離壁内側の空間に形成した流出室、
該扉式弁には該弁収納室に微小隙間を保持して装着できるように弁収納室の幅に相当する厚さで１／４周前後から半周以下の範囲の円弧で形成した扉式弁の一形式である円弧ゲートを用いるとともに
該円弧ゲート弁を該弁収納室の渦巻き溝側壁面の２箇所の開口側に設けた内外圧縮室それぞれのガイド室には直線プレートを挟むように対向させて２箇所配置するとともに円環状の弁収納室中央部の該円弧ゲート弁に挟まれた空間を共通の背面室とした中に設けた中間部材と２個の円弧ゲート弁間にバネなどの弾性部材を装着して構成された吐出機構Ｄを備えたことを特徴とする請求項１４または１５記載のスクロール型圧縮機である。
【００５７】
この発明によれば、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１箇所の加工に集約されることによる生産性向上が図れる。さらに大きなスペースが確保できる渦巻きラップを用いれば平板式ゲート弁を適用した請求項２乃至７の何れかに記載の吐出機構Ａを用いることが可能となる。
【００５８】
請求項１７に記載の発明は、円環状の一部として形成された弁収納室３０６ｆの背面室に一端を開口させ他端は流出室の吐出口から作動ガスが固定スクロールから密閉容器内の吐出室内に流出し固定スクロールやフレーム外周面と密閉容器間に設けたガス通路からモータ室に入り密閉容器の吐出管から圧縮機外部に吐出される間の何れかの作動ガスの通路に開口させるＧ連通路を設けることにより吐出通路内の作動ガスを該弁収納室の背面室に導入して構成された吐出機構Ｄを備えたことを特徴とする請求項１６記載のスクロール型圧縮機である。
【００５９】
この発明によれば、該弁収納室３０６ｆの背面室内の圧力が流出室圧力よりも低くなり該円弧ゲート弁背面側にバネなどの弾性体が装着されていても圧縮室が流出室と同程度の圧力になれば該ゲート弁が開口するので、過圧縮現象が発生することはない。
【００６０】
請求項１８に記載の発明は、弁収納室３０６ｆのガイド室に装着する円弧ゲート弁３０８を用いた吐出機構Ｄに於いて、
該弁収納室のガイド室外周側の側壁面ないしは該側壁面に面接触する円弧ゲート弁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包絡溝内の圧縮室ないしは該弁収納室の背面室に突出しない圧力ポケットを形成し、該圧力ポケットと該圧縮室を連通する通路を該円弧ゲート弁ないしは該ガイド室に設けて構成された吐出機構Ｄを備えたことを特徴とする請求項１６または１７記載のスクロール型圧縮機である。
【００６１】
この発明によれば、該円弧ゲート弁先端部に圧縮室と流出室との差圧が作用したときに発生する該円弧ゲート弁を回転させるモーメントとそれに伴うガイド室内での該円弧ゲートの片当りが想定されるが、該圧力ポケット内に圧縮室圧力を導入することにより前記モーメントが解消されて該円弧ゲート弁の動作性が向上する。
【００６２】
請求項１９に記載の発明は、弁収納室３０６ｆのガイド室に装着する前記円弧ゲート弁に於いて、ガイド室底面に平行な平面形状が同一である複数に分割して形成した積層構造の円弧ゲート弁で構成された吐出機構Ｄを備えたことを特徴とする請求項１６乃至１８記載のスクロール型圧縮機である。
【００６３】
この発明によれば、内外圧縮室の圧力を受けて旋回ディスクの一端が固定された円弧プレートの先端部が変形すると一体で形成された直線プレートも一緒に変形するが、
該積層構造の平板式ゲート弁はその変形量に追従して移動するので先端部の平坦シール面との間の隙間がなくなる。
【００６４】
請求項２０に記載の発明は、固定スクロールの渦巻き溝と流入室と流出室で形成されたチャネルと前記円筒状合同室を貫通して設けた両端面平行等厚な固定溝部材の一端面を塞ぐ厚肉の固定溝蓋を固定するとともに該円筒状合同室に挿入して分離壁を形成する分離部材を固定溝蓋に固定することで弁収納室と流出室が構成された吐出機構Ｄを備えたことを特徴とする請求項１６乃至１９の何れかに記載のスクロール型圧縮機である。
【００６５】
この発明によれば、該固定スクロールの構成を固定溝部材と固定溝蓋の２つに分離することでチャネルと円筒状合同室の加工性が向上することから固定溝部材の形状精度の向上と固定溝部材の厚さを変更するのみで容量の異なる圧縮機が製造できて生産性が向上する。
【発明の効果】
【００６６】
作動ガスが圧縮室に流入して圧縮され吐出機構を介して吐出行程が開始されてから終了直後となる平板式ゲート弁ないしは円弧ゲート弁が閉じて先端部が直線プレートないしは直線ラップ側壁面に密着した時点での圧縮室内の作動ガスが残存する空間である死空間は何れの該ゲート弁先端部の隙間は極めて小さく再圧縮損失は殆ど無いので高効率化が図られる。
【００６７】
圧縮室と吐出室に連通する流出室とを仕切る平板式ゲート弁、円弧ゲート弁ないしはフラップ弁それぞれ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プレートないしは直線ラップ側壁面との間を面でシールしていることと前記それぞれの弁の圧縮室側の平坦な側壁面とガイド室の側壁面間は広い面で接触して面でシールしているので高いシール性が確保でき背面室や流出室内の吐出された作動ガスが圧縮室内に逆流することがなく高効率化が図れる。
【００６８】
加えて、前記平板式ゲート弁や円弧ゲート弁を圧縮室底面に平行に積層した積層構造で形成することにより円弧プレートないしは旋回ラップの梁の曲げを想定した圧縮室底面に垂直な先端部の変形に対するシール性が向上するのでさらに高効率化が図れる。
【００６９】
また、作動ガスの吸込み側である流入室と吐出室に連通する流出室とが連通する隙間の長さが最短距離で円弧プレートや旋回ラップの厚さよりも長いことに加えて円弧プレートないしは旋回ラップの内外側壁面に形成される内外圧縮室間を連通する隙間がないので圧縮室内での内部漏れが殆ど無く高い体積効率と圧縮効率が得られて高効率化が図れる。
【００７０】
本発明の吐出機構に用いられている平板状ゲート弁、円弧ゲートおよびフラップ弁のいずれもが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、それぞれの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。
【００７１】
平板式ゲート弁および円弧ゲート弁の構成では、該ゲート弁が開口する時には先端面に設けた隙間の幅を大きくすることと背面室に導入する圧力を流出室圧力よりも動圧や圧力損失で低下する吐出室より下流側の圧力を導入することに加えて直線プレートや直線ラップに押されて移動する慣性力が加算されるので該ゲート弁それぞれの開口が遅延することがなく、過圧縮現象の発生が抑えられて高効率となる。
【００７２】
また該ゲート弁が閉じる直前では、該ゲート弁の背面室圧力は流出室圧力に近い値で先端部隙間内圧力は圧縮室圧力と同じ低圧状態となると同時に先端面直線プレートないしは直線ラップが円弧溝側壁面ないしは渦巻き溝側壁面に最接近した時に該ゲート弁の先端部が直線プレートないしは直線ラップ側壁面の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。
【００７３】
前記フラップ弁を用いた構成では、該フラップ弁と弁台座の背面バネ力が小さく設定されていることに加えて、弁先端部に作用する円弧プレートないしは旋回ラップ側壁面との摩擦力は弁が開口する方向に作用するので、弁側壁面に作用する圧縮室圧力と流出室圧力の差が小さくても容易に開口するので過圧縮現象の発生がなく高効率となる。
【００７４】
また該フラップ弁が閉じる直前では、側壁バネ力と大きな側壁面で受けるために小さな差圧でも瞬時に閉じられて遅れがないことと同時に背面にあった圧縮室のガスは該弁の背面室側に排出されることから再圧縮損失はなく高効率となる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るリング型圧縮機の断面図
【図２】図１のＥ−Ｅ断面図
【図３】図１の圧縮機に適用した旋回ピストンＡの平面図
【図４】図１の圧縮機に適用した吐出機構Ａを拡大した図２のＦ矢視断面図
【図５】本発明の吐出機構Aを適用した平板式ゲート弁Aの側面図
【図６】本発明の吐出機構Ａの動作状態を表わしており、（ａ）は外圧縮室用平板式ゲート弁が開口した状態、（ｂ）は内圧縮室用平板式ゲート弁が開口した状態を表わす。
【図７】本発明の第２実施形態に係る吐出機構Ａを部分的に拡大した断面図
【図８】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る平板式ゲート弁の平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図
【図９】本発明の第４実施形態に係る平板式ゲート弁の平面図
【図１０】本発明の第４実施形態の別発明である平板式ゲート弁の平面図
【図１１】本発明の第５実施形態に係る吐出機構Ａを拡大した断面図
【図１２】本発明の第５実施形態に係る別発明である吐出機構Ａを拡大した断面図
【図１３】本発明の第６実施形態に係る吐出機構Ｂを拡大した断面図
【図１４】図１３の吐出機構Ｂの動作状態を表わしており、（ａ）は外圧縮室用フラップ弁が開口した状態、（ｂ）は内圧縮室用フラップ弁が開口した状態を表わす。
【図１５】図１３の吐出機構Ｂに用いるフラップ弁関連部材の外観図
【図１６】本発明の第７実施形態に係るリング型圧縮機Ｃの断面図
【図１７】図１６のＧ−Ｇ断面図
【図１８】図１６のリング型圧縮機Ｃに適用した旋回ピストンＣの平面図
【図１９】図１７のＨ−Ｈ断面図
【図２０】図１７のＪ矢視の部分拡大図
【図２１】図２０の吐出機構Ｃに用いる部材である（ａ）は円弧ゲート弁の平面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ断面図
【図２２】図２０の吐出機構Ｃに用いる部材である中間部材の外観図
【図２３】図２０の吐出機構Ｃの動作状態を表わしており、（ａ）は外圧縮室用円弧ゲート弁が開口した状態、（ｂ）は内圧縮室用円弧ゲート弁が開口した状態を表わす。
【図２４】本発明の第８実施形態に係るスクロール式圧縮機の断面図
【図２５】図２４のＬ−Ｌ断面図
【図２６】図２４のスクロール型圧縮機に適用した旋回スクロールの平面図
【図２７】図２４のスクロール型圧縮機に適用した固定スクロールの平面図
【図２８】図２５のＭ矢視の部分拡大図
【発明を実施するための形態】
【００７６】
以下、旋回駆動式容積形圧縮機に適用した吐出機構の各種の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００７７】
（第１実施形態）
以下、本発明の旋回駆動式容積形圧縮機の一形式としてのリング型圧縮機Aに適用した吐出機構Ａの第１実施形態を図１〜図１５に従って説明する。
【００７８】
図１に示すように、リング型圧縮機A１は密閉容器２内に固定されたフレーム２１上に装着した固定シリンダＡ６とそれらの間に旋回ピストンＡ７と旋回機構２２が設けた中央部のフレームに支持されたシャフト２４の下部を電動機２３に直結して構成されている。
【００７９】
旋回ピストンＡ７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プレート７ｂを主体とする旋回突起７ａをおよそ円形で剛性を有する板状の旋回ディスク７ｄの片面側に直立させるとともに図１に示すように前記旋回ディスクおよそ中央部に旋回軸受Ａ７ｅを設けて構成している。
【００８０】
さらに図３に示すように、円弧プレート７ｂのＰ点からＱ点の区間につながるＱ点からＲ点の区間は、該円弧プレートＱ点の接線方法に直線的に同一断面形状で一定長さ延長させ該円弧プレートと一体にして旋回ディスク７ｄに直立させた直線プレート７ｃとで旋回突起７ａが形成されている。
【００８１】
旋回ピストンＡ７は、旋回軸受Ａ７ｅに挿入されるシャフト２４の一端に設けた偏心軸の偏心量と該旋回ピストンに装着された旋回機構２２とで自転のない公転運動すなわち旋回運動を行う。
【００８２】
旋回ピストンＡ７と対となって圧縮室を形成する固定シリンダＡ６は、図１のE−E断面図である図２に示しているように、円弧プレート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６ｂを厚い端板の片面に掘り下げて設けるとともに該包絡溝の一端に圧縮ガスの流入室６ｃを他端に流出室６ｄを設けたチャネルと流入室と流出室６ｄそれぞれに吸入孔と吐出孔６ｅが設けてられている。
【００８３】
そして、該旋回シリンダＡの円弧プレート７ｂを該固定シリンダの包絡溝６ｂ内に挿入し噛み合わせて該円弧プレート内外壁面と該」包絡溝との間で圧縮室５が形成される。
【００８４】
図２のＦ矢視図を拡大した図４に示すように、該固定シリンダＡのチャネルの一端に設けられ吐出孔を配した流出室６ｄ側の包絡溝６ｂ内外壁それぞれに隣接し開口する2箇所に該包絡溝と同一底面を有し該流出室を挟んでそれぞれの弁収納室A６ｆが配置されている。
【００８５】
また、それぞれの弁収納室Ａ６ｆは、直線プレート７ｃ側壁面に先端面の一部がおよそ一様な幅のあるライン状に面接触して圧縮室５と流出室６ｄ間をシールする扉式弁を収納するガイド室６ｇと該扉式弁先端面の反対側に設けた背面室６ｈにより構成され少なくとも該ガイド室底面と該流出室底面とは同一平面で形成されている。
【００８６】
それぞれのガイド室６ｇに装着した前記扉式弁として、直線プレート７ｃ部を旋回ディスク７ｄから切り離した形状に似たおよそ同一高さの直方体で該直線プレート側壁面側に面接触して摺動可能な先端部８ａの流出室側に平坦シール面８ｂを設け円弧溝側に傾斜面を設けて該平坦シール面が面接触した状態で該直線プレート間に隙間が生じる形状とした平板状ゲート弁８が摺動可能に装着されている。
【００８７】
また、図４に示す該背面室６ｈに開口するＧ連通路１１の他端は、流出室６ｄを含めた吐出孔６ｅ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１４に開口させる。
【００８８】
平板状ゲート弁８の先端部８ａおよび側壁シール面８ｆの形状は、図５に示すように、先端部８ａを除きガイド室６ｇ底面に対する垂直方向断面が矩形状であり該ガイド室側壁面に沿う高さは直線プレート７ｃとおよそ同一で先端部８ａには該平板状ゲート弁板厚の１／６前後から1／２以下の幅で該直線プレート側壁面に面接触できる平坦シール面８ｂを設け、内部には背面バネ９などの弾性体を収納するために背面側に開口する長穴８ｇが設けられ、片側の側壁面には側壁シール面８ｆを形成している。
【００８９】
図４のように、弁収納室Ａ６ｆの一部である背面室８ｃには、平板状ゲート弁８を押付ける背面バネ９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Ｇ連通路１１と連通させることで流出室６ｃと異なる圧力を導入することができる。
【００９０】
なお、図３に示した直線プレート７ｃの長さをＬｓとして、図５に示した平板状ゲート弁の平坦シール面８ｂが該直線プレート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。
【００９１】
以上のように、旋回ピストンの直線プレート７ｃを固定シリンダの流出室６ｃ内で旋回運動を可能とするとともに該流出室に隣接させた弁収納室A６ｆの2箇所のガイド室に収納して該直線プレートを挟んで対向する2箇所の内外圧縮室用としてそれぞれに設けた平板状ゲート弁８の先端部８ａを該直線プレート側壁面に面接触して摺動可能とするとともに背面室に背面バネ９などの弾性材を含む弁補完材を収納して構成された吐出機構A１０が旋回駆動式容積形圧縮機の一形式であるリング型圧縮機A１に装着されている。
【００９２】
上記の如く構成された吐出機構A１０を装着したリング型圧縮機A１の構成を第１実施形態とする。
【００９３】
以下、前記吐出機構A１０を用いた第１実施形態の動作状態を、図６を用いて説明する。
【００９４】
円弧プレート７ｂ外壁と固定シリンダの包絡溝６ｂ内壁間に形成される外圧縮室１２および円弧プレート内壁と円弧溝外壁間に形成される内圧縮室１３内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ピストン７により内外圧縮室が吐出機構A１０側に移動するに伴い一端が平板式ゲート弁８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。
【００９５】
そして、内外圧縮室圧力が吐出室に連通する流出室６ｄの圧力よりも低い区間では、平板式ゲート弁８のガイド室６ｇ内の上下の動きと直線プレート７ｃの旋回運動は異なるが、背面室６ｈおよび該流出室圧力が圧縮室より高いので、該平板式ゲート弁の先端部は直線プレートの側壁面に密着し、該平板式ゲート弁の圧縮室側の側壁面はガイド室側壁面に密着しているのでシール性が確保されて圧縮動作が継続される。
【００９６】
また、圧縮行程が進み吐出行程に入った状態の吐出機構A１０の動作状態を、図６を用いて説明する。図６の（ａ）は外圧縮室１２用の平板状ゲート弁８が開口した状態を示し、（ｂ）は内圧縮室１３用の平板状ゲート弁８が開口した状態を示している。
【００９７】
図６の（ａ）で示した外圧縮室１２の場合は、直線プレート７ｃが包絡溝６ｂの上側側壁面に接近して、平板状ゲート弁８を図中の矢印の方向である上側のガイド室６ｇに収納する上方に移動するが、該平板状ゲート弁８の移動速度は包絡溝６ｂ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時には０となる。
【００９８】
そして、外圧縮室１２圧力が上昇して背面室６ｈ圧力および流出室６ｄ圧力よりも僅かでも大きくなると平板状ゲート弁の先端部８ａ隙間と背面室圧力の差圧で押し上げられて平坦シール面８ｂが直線プレート７ｃ側壁面から離れて外圧縮室１２と流出室６ｈが連通して該平板状ゲート弁が開口し、圧縮された作動ガスが流出室６ｄに流出する状態を示している。
【００９９】
このような動作状態に於いて、背面室６ｈ圧力を流出室６ｄ圧力よりも動圧ないしは通路抵抗分低い圧力を導入している構成では、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ことになるので、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ない。
【０１００】
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、平板状ゲート弁の先端部８ａ隙間と直線プレート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く無視できる。
【０１０１】
次に、吐出行程終了前後では、直線プレート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８ａ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低下する。
【０１０２】
この吐出機構A１０に隣接する外圧縮室１２圧力が急激に低下した場合、直線プレート７ｃがガイド室６ｇ入り口に最接近した時平板状ゲート弁の先端部である平坦シール面８ｂが近傍にあるので、先端部８ａ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９の力により該平板状ゲート弁が直線プレート側壁面に瞬時に着地して外圧縮室１２と流出室６ｄを遮断するので該平板状ゲート弁の閉じ遅れはなく作動ガスの流出室６ｄからの逆流も阻止できる。
【０１０３】
図６の（ｂ）に示した内圧縮室１３の場合、直線プレート７ｃが包絡溝１２の内圧縮室１３下側側壁面に接近して、内圧縮室用の平板状ゲート弁８を図中の矢印の方向である下側のガイド室６ｇに収納する下方に移動する場合を示している。但し、動作のタイミングは（ａ）の状態とおよそ１８０°異なるが、動作状態は（ａ）と同様となる。
【０１０４】
（第２実施形態）
次に、図７を用いて前記吐出機構Ａ１０に用いた平板式ゲート弁８の第１実施形態の一部を変更した第２実施形態を説明する。
【０１０５】
直線プレート７ｃ側壁面と前記平板状ゲート弁８の平坦シール面８ｂ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３６の弁収納室A３６ｆを形成するガイド室３６ｇを該直線プレートと包絡溝３６ｂの流出室３６ｄ側終端部の接線に対する該ガイド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状ゲート弁３８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。
【０１０６】
その相対的な傾斜角度θは、弁収納室A３６ｆのガイド室３６ｇと平板状ゲート弁３８側壁間のサイド隙間をδsと置き、ガイド室と該平板状ゲート弁の側壁面同士が重なる摺動方向の最短長さをＬｓと置いた場合の傾斜角度θを下記式から得られる値に設定する。
θ＝Tan−１(δs／Ｌs)
【０１０７】
図７のように流出室側に傾斜させた場合には、該平板状ゲート弁３８が閉じる抵抗が少なくなり、その逆の包絡溝側に傾斜させた場合には、該平板状ゲート弁３８が開口する抵抗が少なくなるので、状況に応じて選択すればよい。
【０１０８】
（第３実施形態）
次に、図８を用いて吐出機構Ａ１０に用いた平板式ゲート弁８の第１実施形態の一部を変更した第３実施形態の説明をする。
【０１０９】
直線プレート７ｃ側壁面に面接触する平板状ゲート弁先端部の平坦シール面と隙間の関係を維持した状態に於いて、包絡溝側壁面に隣接する弁収納室Ａのガイド室の側壁面ないしは該側壁面に面接触する平板状ゲート弁４８の包絡溝側の側壁シール面４８ｆないしは両方に一段凹ました高さの低い空間として形成した圧力ポケット４８ｈを設ける。
【０１１０】
圧力ポケット４８ｈを形成する周囲の境界線が包絡溝内の圧縮室ないしは該弁収納室Aの背面室に突出しない構成とするとともに該圧縮室と該圧力ポケットを連通する通路を該平板状ゲート弁４８ないしは該ガイド室の側壁面に設ける。
【０１１１】
前記圧力ポケット４８ｈを平板状ゲート弁４８に設ける場合、該圧力ポケットの該平板状ゲート弁側端面と先端部までの距離は旋回半径の２倍以上を確保する。
【０１１２】
このような第３実施形態の構成では、吐出行程に入る手前の平板状ゲート弁４８が開口する直前では上昇した圧縮室圧力と流出室圧力の差圧が先端部に作用すると同時に圧力ポケット４８ｈ面にも作用するので該平板状ゲート弁にモーメントの作用がなく側壁面に対して傾斜して片当りすることがないので動作性が良く弁の開口に遅れが無くなる。
【０１１３】
また、平板状ゲート弁４８の閉塞時には、圧縮室と同様の低圧が圧力ポケット４８ｈに作用するので側壁面に対して傾斜して片当りすることがないので動作性が向上し弁の閉じ遅れが無くなる。
【０１１４】
（第４実施形態）
次に、前記吐出機構Ａ１０に用いた平板式ゲート弁８の第１実施形態の一部を変更した第４実施形態について、図９と図１０を用いて説明する。
【０１１５】
吐出機構Aの弁収納室Aのガイド室６ｇに装着する平板状ゲート弁に於いて、図９に示す積層構造の平板式ゲート弁５８ではガイド室６ｇ底面に平行な平面形状が同一である３個の平板式ゲート弁５８に分割して構成されそれぞれに背面バネ装着用の長穴５８ｇが設けられている。
【０１１６】
また、図１０に示す積層構造の平板式ゲート弁８８では、薄板の複数枚のゲート弁を上下で厚肉のゲート弁で挟み込むと同時に背面側に設けたピン穴に連結ピン８９を挿入し複数枚の平板式ゲート弁８８を連結して構成している。
【０１１７】
このような第４実施形態の構成では、内外圧縮室の圧力を受けて旋回ディスク７ｄに一端が固定された円弧プレート７ｂの先端部が変形すると一体で形成された直線プレート７ｃも一緒に変形する変形量が、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。
【０１１８】
上記積層構造の平板式ゲート弁５８、８８はその変形量に追従して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阻止できる。
【０１１９】
（第５実施形態）
次に、前記吐出機構Ａ１０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１１と図１２を用いて説明する。
【０１２０】
内外圧縮室それぞれのガイド室７６ｇと背面室７６ｈから構成される弁収納室Ａ７６ｆに於いて、図１１に示すように、固定シリンダA７６の包絡溝７６ｂと同一底面同一幅を有するおよそ直方体のガイド室７６ｇ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７６ｈから弁収納室Ａ７６ｆを構成するとともに該ガイド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８１と包絡溝側ガイド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前記平板状ゲート弁８から構成される。
【０１２１】
このような第５実施形態では、該包絡溝７６ｂを加工する一つのカッターを用いて容易に流出室７６ｄおよびガイド室７６ｆと背面室７６ｈから成る弁収納室A７６ｆを加工することができるので生産性が向上する。
【０１２２】
また、同様の目的から考案された図１２に示す第５実施形態の別発明では、固定シリンダを２つの厚い端板に分割し、一方を包絡溝９６ｂのないカバー板９７とし、他方の端板に該包絡溝を貫通して形成したシリンダ部材９６とで構成するとともにシリンダ部材の包絡溝の一端に流出室９６ｃと弁収納室A９６ｆを構成するガイド室９６ｇおよび背面室９６ｈを貫通して形成させるとともにカバー板をボルト固定して固定シリンダが構成される。
【０１２３】
このような第５実施形態の構成では、弁収納室Ａ９６ｆの加工が容易となり生産性が向上する。
【０１２４】
（第６実施形態）
次に、前記吐出機構Aの一部の構成を変更した吐出機構Bを前記リング型圧縮機Aに適用してリング型圧縮機Bとした第６実施形態を、図１３から図１５を用いて説明する。
【０１２５】
図１３は吐出機構Ｂ１１５の構成部位を拡大した断面図を示し、図１４は該吐出機構Ｂの動作状態の説明図である。そして図１５は該吐出機構Ｂに用いられるフラップ弁１０８とその関連部材の外観図を示している。
【０１２６】
図１３に示すように、固定シリンダの包絡溝１０６ｂと旋回ピストンの円弧プレート１０７ｂで形成される内外圧縮室の流出室１０６ｄの両側壁面それぞれに設けた弁収納室Ｂ１０６ｆ内には、角柱を横に寝かした形状の長手方向にバネ装着用長穴を設けた弁台座１０９、本の形に似た直方体のおよそ等厚板で弁収納室Ｂ底面に平行な断面形状は同一で直線プレートに接する側に一定幅で面接触可能な平坦シール面を有する先端面とその反対側を背面側ともに中央が凸の円弧形状を有とともに弁収納室Ｂ包絡溝側壁面に平行なピン用穴を設けたフラップ弁１０８、弁台座の流出室反対側上面に垂直に固定した回転ピン１１０、弁台座の長穴に装着する背面バネ１１１のような弾性体およびフラップ弁１０８の開閉動作に関わる流出室側の弁収納室Ｂに設けられた板バネ等の側面バネ１１２を収納して吐出機構Ｂ１１５が構成されている。
【０１２７】
また、フラップ弁１０８のピン用穴を弁台座１０９上の回転ピン１１０に回転可能に挿入した該弁台座と該フラップ弁高さの合計を直線プレートの高さとおよそ一致させることにより該弁台座の背面に設けた背面バネ１１１の弾性力で弁台座を垂直プレート側壁面に押付けると同時に弁台座上にあるフラップ弁１０８も前後の差圧が加味されて垂直プレート側壁面および包絡溝側のガイド室側壁面に押付けられるように構成されている。
【０１２８】
このように構成されたフラップ弁１０８を用いた吐出機構B１１５では、フラップ弁先端部の平坦シール面と包絡溝側の側壁面には差圧とバネによる押付け力が作用する上に面接触シールをしているので圧縮室と流出室間のシール性は高くなる。
【０１２９】
そして、包絡溝側のフラップ弁側壁面に作用する圧縮室圧力の面積は大きくなり流出室との僅かな圧力差で弁が瞬時に開口するので、開口遅れによる損失が発生することはない。
さらには、該弁が閉じるときも同様に弁前後には大きな面積に差圧が作用するので閉じ遅れはなく総合的に高い効率が得られる。
【０１３０】
（第７実施形態）
次に、前記の吐出機構Aないしは吐出機構Bとは異なる吐出機構Cを適用した旋回駆動式容積形圧縮機の一形式としてのリング型圧縮機Ｃについての第７実施形態を図１６から図２３を用いて説明する。
【０１３１】
リング型圧縮機C２０１の断面図である図１６とそのＧ−Ｇ断面図である図１７に示すように、リング型圧縮機C２０１はリング型圧縮機A１とは異なり圧縮機構部と電動機２２３の配置が逆転しているが、固定シリンダ２０６とフレーム２２１との間に旋回ピストン２０７と旋回機構２２２を配置した構成はリング型圧縮機A１と同じであり、圧縮室を形成する旋回ピストンの円弧プレート２０７ｂとそれと噛合う該固定シリンダの包絡溝２０６ｂとの相対的関係はリング型圧縮機Aと同様であることからリング型圧縮機Aと同様の圧縮機構部と電動機の配置にすることは可能である。
【０１３２】
リング型圧縮機C２０１に適用した旋回ピストンC２０７の平面図を図１８に示す。旋回ピストンＣ２０７は端板上に固定した円弧プレート２０７ｂの一端に設けた直線プレート２０７ｃの構成はリング型圧縮機Aの旋回ピストンAと同じであるが、その内側に設けた旋回軸受２０７ｅの構成が異なる。
【０１３３】
該旋回軸受２０７ｅは図１７に示すように固定シリンダ２０６の中央部に設けた中央貫通孔２０６ｉ内に挿入される。
【０１３４】
上記の如く、固定シリンダ２０６に設けた中央貫通孔２０６ｉ内に旋回ピストンの旋回軸受２０７ｅを装着する構成では、同様の固定シリンダと旋回ピストンを複数段積み重ねた多気筒構成が容易となる。
【０１３５】
図１７のH−H断面図である図１９とJ矢視図を拡大した図２０を用いて該リング型圧縮機C２０１に適用された吐出機構Cの説明をする。
【０１３６】
図２０に示すように、固定シリンダC包絡溝２０６ｂの一端に同一底面を有して設けられた流出室２０６ｄに隣接して吐出機構C２１１が配置されている。
【０１３７】
吐出機構C２１１を設ける空間は包絡溝２０６ｂと同じ高さの底面を有し該包絡溝幅のおよそ２倍以上の直径を有する円筒形の内側に流出室とともに該円筒形の一部が包絡溝の流出側となる終端部の内外側壁面に接続し該円筒形の軸中心が包絡溝終端の円弧接線を延長した中心と一致するように円筒状合同室が構成されている。
【０１３８】
該円筒状合同室の外周壁と中心部との間にU字状の分離壁２０６ｋを設けることで外周側に形成され包絡溝側壁面に開口する同一底面で同一幅の部分的なリング状空間を弁収納室Ｃ２０６ｆとし内側の中央部の空間が流出室２０６ｄとして構成される。
【０１３９】
なお、前記円筒状合同室内の分離壁２０６ｋは固定シリンダ２０６の一部で構成しても良いし、弁収納室Ｃの生産性を高めるため該分離壁を別体の部材と一体にして固定シリンダの端板上に装着しても良い。
【０１４０】
弁収納室Ｃ２０６ｆのリング状空間の出口側２箇所にガイド室２０６ｇを形成し、中央部に形成される背面室２０６ｈには、図４と同様の一端が該背面室に開口し、他端は流出室２０６ｄを含めた吐出通路２１４から吐出管２０４までの吐出ガスの通路上の何れかで開口するＧ連通路（図示なし）を設けている。
【０１４１】
図２０に示すように、弁収納室Ｃ２０６ｆに微小隙間を保持して装着できるように弁収納室Ｃの幅に相当する厚さで１／４周前後から半周以下の範囲の円弧で形成した円弧ゲート弁２０８を２箇所のガイド室２０６ｇ内にそれぞれに装着している。
【０１４２】
前記Ｇ連通路の他端を圧縮機内の油槽に開口させることにより弁収納室Ｃ２０６ｆに導入した潤滑油で該円弧ゲート弁２０８の摺動面の潤滑や隙間のシールに用いることも可能となる。
【０１４３】
図２１の（ａ）に吐出機構Cに装着される円弧ゲート弁２０８の側面図を、（ｂ）に（ａ）のJ−J断面図を示す。該円弧ゲート弁の形状は、前記図５の平板状ゲート弁と同様に、先端部２０８ｂを除きガイド室２０６ｇ底面に対する垂直方向断面が矩形状であり該ガイド室側壁面に沿う高さは直線プレート２０７ｃとおよそ同一で先端面の形状は弁板厚の１／６前後から1／２以下の幅を直線プレート側壁面に面接触できる平坦シール面２０８ｂと圧力導入用の隙間を設けている。
【０１４４】
また円弧ゲート弁先端部２０８ａの反対側の背面部２０６ｃには背面バネ２０９を装着する長穴２０８ｇを設け、外周側の側壁面には、前記図８と同様に、該弁収納室Ｃ２０６ｆの側壁面との間をシールする側壁シール面２０８ｆに先端面に開口する連通穴のある圧力ポケット２０６ｇを設けてもよい。
【０１４５】
リング状の弁収納室Ｃ２０６ｆ2箇所の包絡溝２０６ｂ側壁面開口側に設けた内外圧縮室それぞれのガイド室２０６ｇには直線プレートを挟むように2個の前記円弧ゲート弁２０８を対向させて配置しリング状空間中央部を共通の背面室２０６ｈとして図２２に示すような背面バネ装着穴を有する中間部材２１４を設けることで円弧ゲート弁間にバネ２０９などの弾性体の装着を可能している。
【０１４６】
上記で説明した吐出機構C２１１を構成する要素は、全て固定シリンダ包絡溝２０６ｂ一端に設けた円筒状合同室内に収まり、それに収納される部材としては、旋回ピストンの直線プレート２０７ｃと弁収納室Ｃ２０６ｆ内の２箇所の円弧ゲート弁２０８および中間部材２１４とそれぞれに設ける背面バネ２０９などである。
【０１４７】
以上の如く構成された吐出機構C２１１の動作状態を図２３で説明する。図２３の（ａ）は外圧縮室２２２用の円弧ゲート弁２０８が開口した状態を示し、（ｂ）は内圧縮室２２３用の円弧ゲート弁２０８が開口した状態を示している。
【０１４８】
旋回ピストンＣの円弧プレート２０７ｂと固定シリンダの包絡溝２０６ｂ間に形成される内外圧縮室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機構を装着した旋回ピストンの旋回運動により内外圧縮室が吐出機構Ｃ２１１側に移動するに伴い、一端が円弧ゲート弁２０８で閉じられた各圧縮室の容積が減少するために圧縮室内作動ガスが圧縮されて圧力が上昇する。
【０１４９】
そして、圧縮室圧力が吐出室に連通する流出室２０６ｄの圧力よりも低い区間では、該円弧ゲート弁２０８のガイド室Ｃ２０６ｇ内の動きと直線プレート２０７ｃの旋回運動は異なるが、背面室２０６ｈおよび流出室２０６ｄ圧力が圧縮室より高いので弁の先端部２０８ｃは直線プレート２０７ｃの側壁面に該円弧ゲート弁の圧縮室側の側壁面はガイド室側壁面に密着しているのでシール性が保持されて圧縮動作が継続される。
【０１５０】
次に、吐出行程に入った状態での吐出機構Ｃ２１１の動作を以下で説明する。
【０１５１】
図２３の（ａ）図では外圧縮室222用の円弧ゲート弁２０８が吐出行程に入ったために開口しているが、図中に記載している矢印の方向に直線プレート２０７ｃが移動して外圧縮室２２２側の包絡溝側壁面に接近し該円弧ゲート弁をガイド室２０６ｇに収納する方向に移動するとともに該円弧ゲート弁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時に速度は０となる。
【０１５２】
その前段階では、圧縮室圧力が上昇して背面室２０６ｈ圧力および流出室２０６ｄ圧力よりも僅かでも大きくなると該円弧ゲート弁２０８の先端部隙間と背面室圧力の差圧で押し上げられて平坦シール面２０８ｂが直線プレート側壁面から離れて圧縮室と流出室が連通する。すなはち（ａ）図は、このような該円弧ゲート弁が開口して圧縮された圧縮ガスが流出室に流入する状態を示している。
【０１５３】
さらに、背面室圧力を流出室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、圧縮室圧力と流出室圧力の差が殆どない状態で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が発生することはない。
【０１５４】
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、該円弧ゲート弁先端部２０８ｃの隙間で形成される空間に相当するが、その空間は極めて少ないので死空間は殆どない。
【０１５５】
次の動作に移行すると、吐出行程が終了し吐出機構Ｃ２１１に隣接する低圧状態の圧縮室により急激に圧力が低下するが、直線プレート２０７ｃがガイド室入り口に最接近した時円弧ゲート弁２０８の先端部である平坦シール面２０８ｂが近傍にあるので、該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２０９力により該円弧ゲート弁が直線プレート側壁面に瞬時に着地して圧縮室と流出室を遮断するので該円弧ゲート弁の閉じ遅れはなく作動ガスの流出室からの逆流による損失もない。
【０１５６】
次に、図２３の（ｂ）図では、内圧縮室２２３用の円弧ゲート弁２０８が開口しているが、図中に記載している矢印の方向に直線プレート２０７ｃが移動して内圧縮室２２３側の包絡溝側壁面に接近し該円弧ゲート弁をガイド室２０６ｇに収納する方向に移動するとともに該円弧ゲート弁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時に速度は０となる。
【０１５７】
外圧縮室と内圧縮室の動作の違いは基本的にタイミングのみで、（ｂ）図では（ａ）図の状態とおよそ１８０°異なるが、動作状態の説明は同様となる。
【０１５８】
（第８実施形態）
次に、前記リング型圧縮機ＡないしはＣとは圧縮室の形態が異なる旋回駆動式容積形圧縮機の一形式であるスクロール型圧縮機に前記吐出機構Ｃを適用した実施例について、図２４〜２８を用いて説明する。
【０１５９】
図２４に本発明のスクロール型圧縮機３０１の断面図を示す。前記リング型圧縮機Aと比較すると圧縮機構部と旋回機構および電動機の配置は同じであるが、固定シリンダの代わりに固定スクロール３０６を用いることや旋回ピストンの代わりに旋回スクロール３０７を用いた点が異なる。
【０１６０】
図２４のＬ−Ｌ断面図である図２５、該スクロール型圧縮機に用いられている旋回スクロール３０７の平面図である図２６および固定スクロール３０６の平面図である図２７を用いて圧縮機構部の説明をする。
【０１６１】
旋回スクロール３０７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を主体とする旋回ラップ３０７ａをおよそ円形で剛性を有する板状の旋回ディスク３０７ｃの片面側に直立させその反対側のおよそ中央部に旋回軸受３０７ｄを設けて構成される。
【０１６２】
また、旋回ラップ３０７ａは旋回ラップ３０７ａと同一の矩形断面で中央側の該旋回ラップ伸開線の端部を接線方法に直線的に一定長さ同じ高さで延長させ旋回ディスク３０７ｃに直立させた直線ラップ３０７ｂとで構成される。
【０１６３】
但し、図２６の旋回ラップ３０７ａは、外側のＰ点かＱ点の間はインボリュート曲線で、Ｑ点からＲ点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曲線の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点間は前記直線ラップ３０７ｂとで旋回ラップ３０７ａが形成されている。
【０１６４】
また、図２７の固定スクロール３０６は、前記旋回ラップ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断面矩形の渦巻き溝３０６ｂを厚い端板の片面に設け、該渦巻き溝３０６ｂの外周側一端に圧縮ガスの流入室３０６ｃを内周側に流出室３０６ｄを設けて形成したチャネルと該流入室３０６ｃと該流出室３０６ｄそれぞれに吸入孔と吐出孔３０６ｅが設けられている。
【０１６５】
該旋回ラップ３０７ａの直線ラップ３０７ｂを除く渦巻きラップを該固定スクロールの渦巻き溝３０６ｂ内に挿入して噛み合わせて該渦巻きラップ内外壁面と渦巻き溝との間で形成される空間が作動ガスの圧縮室３０５となり、動力を伝達するシャフト３２４を支えるフレーム３２１に装着した固定スクロールと該フレームの間に旋回スクロールと該旋回スクロールをシャフトの偏心部を該旋回軸受に挿入して自転を阻止した公転運動させる旋回機構３２２が設けられている。
【０１６６】
図２５のＭ矢視図の部分拡大図である図２８に示すように、前記固定スクロールの渦巻き溝を延長した先の流出室３０６ｄ近傍に設けた作動ガスを圧縮室から流出させるリング型圧縮機Ｃに設けた吐出機構Ｃ２１１と同様の円筒状合同室で形成された吐出機構Ｃ３１１が設けられている。
【０１６７】
図２８に示した吐出機構Ｃ３１１と図２０に示した該吐出機構Ｃ２１１の構成は基本的に同一なので、前記吐出機構Ｃ２１１の構成の説明や動作の説明は該吐出機構Ｃ３１１にそのまま適用できるので、ここでは説明を省略する。
【０１６８】
以上より、吐出機構Ｃ３１１を用いたスクロール式圧縮機３０１では、吐出行程前後の該円弧ゲート３０８の開口の遅れや閉じ遅れがないこと、先端部３０８ｃの死空間が殆どないことに加えて圧縮室間や流出室との漏れも少なくなるので高効率化できる。
【０１６９】
但し、寸法上許容されるならば、上記吐出機構Ｃ２１１の変わりに図4で示した吐出機構Ａ１０とその一部を変更した吐出機構Ａ８０などの構成および図１３で示した吐出機構Ｂ１１５を上記スクロール式圧縮機に適用することは可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
産業上利用可能な実施例として、上記では旋回駆動式容積形圧縮機を取り上げて説明したが、それ以外では真空ポンプへの適用は可能であり、さらにはリング型圧縮機の構成を用いれば液体ポンプにも適用可能である。
【符号の説明】
【０１７１】
１…リング型圧縮機A、４,２０４,３０４…吐出管、５,２０５,３０５…圧縮室
６,３６,７６,９６…固定シリンダＡ、６ｂ,３６ｂ,７６ｂ,９６ｂ…包絡溝
６ｃ,１０６ｃ,２０６ｃ,３０６ｃ…流入室、６ｄ,３６ｄ,７６ｄ,９６ｄ,３０６ｄ…流出室
６ｅ,１０６ｅ,２０６ｅ,３０６ｅ…吐出孔、６ｆ,３６ｆ,７６ｆ…弁収納室A
６ｇ,３６ｇ、７６ｇ…ガイド室、６ｈ,３６ｈ、７６ｈ…背面室
７,２０７…旋回ピストンＡ、７ａ,２０７ａ…旋回突起、７ｂ,２０７ｂ…円弧プレート
７ｃ,２０７ｃ…直線プレート、７ｄ,２０７ｄ…旋回ディスクA
７ｅ,２０７ｅ…旋回軸受、１０,４０,６０,８０…吐出機構A
８,３８,４８,５８…平板状ゲート弁
８ａ,３８ａ,４８ａ,５８ａ…先端部、８ｂ,３８ｂ,４８ｂ,５８ｂ…平坦シール面
８ｃ,３８ｃ,４８ｃ,５８ｃ…背面部、８ｆ,３８ｆ,４８ｆ,５８ｆ…側壁シール面
８ｇ,３８ｇ,４８ｇ,５８ｇ…長穴、９,１１１,２０９…背面バネ
１１,２１２…Ｇ連通路、１２,２１６…外圧縮室、１３,２１７…内圧縮室
１４,３１４…吐出通路、２２,２２２,３２２…旋回機構
４８ｈ…圧力ポケット、８１…サイドピース
１０６…固定シリンダＢ、１０６ｂ…包絡溝、１０６ｆ…弁収納室Ｂ
１０６ｇ…ガイド室、１０６ｈ…背面室、１０８…フラップ弁
１０８ａ…先端部、１０８ｂ…平坦シール面、１０８ｃ…背面部
１０８ｆ…側壁シール面、１０９…弁台座、１１０…回転ピン、１１１…背面バネ
１１２…側面バネ、１１５…吐出機構Ｂ
２０１…リング型圧縮機Ｃ、２０６…固定シリンダＣ、２０６ｂ…包絡溝
２０６ｆ…弁収納室Ｃ、２０６ｇ…ガイド室、２０６ｈ…背面室、２０６ｉ…中央貫通孔２０７…旋回ピストンＣ、２０７ａ…旋回突起、２０７ｂ…円弧プレート
２０７ｃ…直線プレート、２０７ｄ…旋回ディスク、２０７ｅ…旋回軸受
２０８…円弧ゲート弁、２０８ａ…先端部、２０８ｂ…平坦シール面、２０８ｃ…背面部２０８ｆ…側壁シール面、２０８ｇ…長穴、２０８ｈ…圧力ポケット
２１１…吐出機構Ｃ、２１４…中間部材
３０１…スクロール式圧縮機、３０６…固定スクロール、３０６ｂ…渦巻き溝
３０６ｆ…弁収納室Ｃ、３０６ｇ…ガイド室、３０６ｈ…背面室
３０７…旋回スクロール、３０７ａ…旋回ラップ、３０７ｂ…直線ラップ
３０７ｃ…旋回ディスク、３０８…円弧ゲート弁、３０８ａ…先端部
３０８ｂ…平坦シール面、３０８ｆ…側壁シール面、３１１…吐出機構Ｃ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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