(57)【要約】【課題】低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成でき、コストを抑制できるロータリ圧縮機を提供する。【解決手段】吸入通路５１と吐出孔５３とが形成されるシリンダと、シャフト２２の回転によって公転する円筒部８０とブレード部９０とを有するピストン３１と、を備える。シリンダ５０には、シリンダ５０の内周面５０ａ１においてブレード部９０の所定位置を起点として回転角度９０°以上の位置から、軸方向視において吸入通路と重なる位置まで延びるバイパス通路５５が形成されている。バイパス通路５５は、所定回転数以上でチョークするように形成されている。【選択図】図３
2014077386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入通路（５１）と吐出通路（５３）とが形成されるシリンダ室形成部材（４０，５０，６０，１５０，２５０，３５０，４５０）と、
シリンダ室（５２）に収容されシャフト（２２）の回転によって公転する円筒部（８０）と、前記円筒部の外周面（８０ａ）とともに、前記シリンダ室を仕切り、前記吸入通路から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出通路へと吐き出す圧縮室（Ｓ１）を形成するブレード部（９０）と、を有するピストン（３１）と、
を備え、
前記シリンダ室形成部材には、その内周面（５０ａ１，１５０ａ１，２５０ａ１，３５０ａ１，４５０ａ１）において前記ブレード部の所定位置を起点として回転角度９０°以上の位置から、軸方向視において前記吸入通路と重なる位置まで延びるバイパス通路（５５，１５５，２５５，３５５，４５５）が形成され、
前記バイパス通路は、所定回転数以上でチョークするように形成されている、
ロータリ圧縮機（１）。
【請求項２】
前記バイパス通路は、前記吸入側とは反対側の端（５５ｂ，１５５ｂ，２５５ｂ，３５５ｂ，４５５ｂ）が、前記シリンダ室形成部材の内周面において前記ブレード部の所定位置を起点として回転角度９０°の位置から前記吐出通路へ冷媒の吐出を開始する吐出開始角度までの間に位置するように、形成されている、
請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記バイパス通路（５５，３５５，４５５）は、前記吸入側の端（５５ａ，３５５ａ，４５５ａ）が、前記軸方向視において前記吸入通路と前記圧縮室との境界に位置するように、形成されている、
請求項１又は２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記シリンダ室形成部材には、前記シリンダ室がその内周面の内側に形成されるシリンダが含まれており、
前記バイパス通路は、前記シリンダの前記軸方向の一方の端面又は両方の端面に形成される溝である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
前記シリンダ室形成部材には、前記シリンダ室がその内周面の内側に形成されるシリンダが含まれており、
前記バイパス通路（１５５）は、前記シリンダに形成される孔である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項６】
前記バイパス通路（３５５）は、所定回転数以上でチョークする幅狭部（３６５）と、前記幅狭部よりも幅が広い幅広部（３６６）と、を有している、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項７】
前記バイパス通路（４５５）は、所定回転数以上でチョークする浅溝部（４６５）と、前記浅溝部よりも深さが深い深溝部（４６６）と、を有している、
請求項４に記載のロータリ圧縮機。
【請求項８】
前記シリンダ形成部材は、シリンダと、前記シリンダを前記軸方向から覆うフロントヘッド（４０）及びリアヘッド（６０）と、である、
請求項１及び２に記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリ圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍装置に設けられる圧縮機として、ロータリ圧縮機が存在する。ロータリ圧縮機では、シリンダとシリンダ内に配置されるローラやブレードの一部との間に圧縮室を形成し、ローラの回転に伴って圧縮室の容積を変化させることで、冷媒を圧縮している。そして、従来、このような圧縮機では、運転範囲の拡大が検討されており、特に、低速運転域での運転範囲の拡大が望まれている。
【０００３】
そこで、特許文献１（特開２００４−２１１６８１号公報）に開示のロータリ圧縮機では、シリンダに、吸入孔及び吐出孔の他にバイパス孔が形成されており、バイパス管を介してバイパス孔と吸入管とが連結されている。さらに、バイパス管に、チャックバルブが設けられており、低速運転時にチャックバルブが開き高速運転時にチャックバルブが閉じられるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のロータリ圧縮機では、低速運転時にチャックバルブが開いて吸入ガスが吸入管へと流れることにより、低速運転域の運転範囲を拡大できている。しかも、チャックバルブは、高速運転時には閉じられるので、高速運転域での効率の低下も抑制できている。
【０００５】
しかし、このロータリ圧縮機では、チャックバルブが必須であるため構造が複雑化しコストが高くなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成でき、コストを抑制できるロータリ圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１観点に係るロータリ圧縮機は、吸入通路と吐出通路とが形成されるシリンダ室形成部材と、ピストンとを備える。ピストンは、円筒部と、ブレード部とを有する。円筒部は、シリンダ室に収容されシャフトの回転によって公転する。ブレード部は、円筒部の外周面とともに、シリンダ室を仕切る。また、ブレード部は、円筒部の外周面とともに、吸入通路から吸入した冷媒を圧縮して吐出通路へと吐き出す圧縮室を形成する。シリンダ室形成部材には、バイパス通路が形成されている。バイパス通路は、シリンダ室形成部材の内周面においてブレード部の所定位置を起点として回転角度９０°以上の位置から、軸方向視において吸入通路と重なる位置まで延びる。また、バイパス通路は、所定回転数以上でチョークするように形成されている。
【０００８】
本発明では、例えば、バイパス通路が、シリンダ室形成部材の内周面においてブレード部の所定位置を起点として回転角度９０°以上の位置から吸入通路まで延びている場合は、低速運転域において、バイパス通路を介して圧縮室における圧縮途中の冷媒を直接吸入通路へと戻すことができる。また、例えば、バイパス通路が、シリンダ室形成部材の内周面においてブレード部の所定位置を起点として回転角度９０°以上の位置から、軸方向視において吸入通路と重なるように且つ圧縮室に連通するように延びている場合、バイパス通路を介して圧縮室における圧縮途中の冷媒を直接圧縮室の吸入側へと戻すことができる。よって、本発明では、実質的に圧縮室において圧縮する容積を減少できる。従って、低速運転域での運転範囲を拡大できている。他方、高速運転域、すなわち、所定回転数以上になると、バイパス通路がチョークするので、容積効率の低下を抑制できる。
【０００９】
以上のように、本発明では、従来のような弁を必要としないので、コストを抑制しながら、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成できている。
【００１０】
尚、ピストンは、円筒部とブレード部とが一体となる構成を有していても、円筒部とブレード部とが別体となる構成を有していても構わない。
【００１１】
本発明の第２観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第１観点に係るロータリ圧縮機であって、バイパス通路は、吸入側とは反対側の端が、シリンダ室形成部材の内周面においてブレード部の所定位置を起点として回転角度９０°の位置から吐出通路へ冷媒の吐出を開始する吐出開始角度までの間に位置するように、形成されている。
【００１２】
本発明では、吐出通路へと吐出されるべき冷媒がバイパス通路を介して吸入側に戻らないようにすることができる。
【００１３】
本発明の第３観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第１観点又は第２観点に係るロータリ圧縮機であって、バイパス通路は、吸入側の端が、軸方向視において吸入通路と圧縮室との境界に位置するように、形成されている。
【００１４】
本発明では、バイパス通路を流れてくる冷媒と、吸入通路を流れてくる冷媒とが、圧縮室においてほぼ同じ箇所に流れるようになっている。このように本発明では、わざわざバイパス通路の吸入側の端を吸入通路と連通させなくてもすむので、加工の手間やコストを低減できる。
【００１５】
本発明の第４観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係るロータリ圧縮機であって、シリンダ室形成部材には、シリンダが含まれる。シリンダは、シリンダ室がその内周面の内側に形成される部材である。バイパス通路は、シリンダの軸方向の一方の端面又は両方の端面に形成される溝である。
【００１６】
本発明では、シリンダに溝を形成するといった簡易な加工で、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成できる。
【００１７】
本発明の第５観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第１観点〜第３観点のいずれかに係るロータリ圧縮機であって、シリンダ室形成部材には、シリンダが含まれる。シリンダは、シリンダ室がその内周面の内側に形成される部材である。バイパス通路は、シリンダに形成される孔である。
【００１８】
本発明では、シリンダに孔を形成するといった簡易な加工で、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成できる。
【００１９】
本発明の第６観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第１観点〜第５観点のいずれかに係るロータリ圧縮機であって、バイパス通路は、所定回転数以上でチョークする幅狭部と、幅狭部よりも幅が広い幅広部と、を有している。
【００２０】
本発明では、バイパス通路の一部に他の部分よりも幅の狭い幅狭部を形成するといった簡易な構造で、所定回転数以上でバイパス通路がチョークするようになっている。
【００２１】
本発明の第７観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第４観点に係るロータリ圧縮機であって、バイパス通路は、所定回転数以上でチョークする浅溝部と、浅溝部よりも深さが深い深溝部と、を有している。
【００２２】
本発明では、バイパス通路の一部に他の部分よりも深さの浅い浅溝部を形成するといった簡易な構造で、所定回転数以上でバイパス通路がチョークするようになっている。
【００２３】
本発明の第８観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第１観点又は第２観点に係るロータリ圧縮機であって、シリンダ形成部材は、シリンダと、フロントヘッドと、リアヘッドとである。フロントヘッド及びリアヘッドは、シリンダを軸方向から覆う。
【００２４】
本発明では、バイパス通路が、シリンダ、フロントヘッド及びリアヘッドのいずれに形成される場合であっても、所定回転数以上でチョークするようになっている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るロータリ圧縮機では、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成でき、コストを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ロータリ圧縮機の概略縦断面図。
【図２】シリンダ及びピストンを上方から見た図。
【図３】バイパス通路を示すために、シリンダ及びピストンを上方から見た図である。
【図４】ピストンの円筒部の回転数と、単位時間当たりのバイパス量との関係を示すグラフ。
【図５】ピストンの円筒部の回転数と、円筒部の１回転当たりのバイパス量との関係を示すグラフ。
【図６】変形例Ａに係るシリンダ及びピストンを上方から見た図。
【図７】変形例Ａに係るバイパス通路の形成方法を示すために、シリンダ及びピストンを上方から見た図。
【図８】変形例Ｂに係るシリンダ及びピストンを上方から見た図。
【図９】変形例Ｃに係るシリンダ及びピストンを上方から見た図。
【図１０】変形例Ｄに係るシリンダ及びピストンを上方から見た図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係るロータリ圧縮機の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２８】
（１）ロータリ圧縮機の全体構成
図１は、ロータリ圧縮機１０の概略縦断面図である。以下の説明において、後述するモータ２１の中心軸線Ｏ（以下、適宜単に中心軸線Ｏという）に沿った方向を軸方向又は上下方向とする。
【００２９】
ロータリ圧縮機１０は、図１に示すように、１シリンダ型のロータリ圧縮機であって、ケーシング１１と、ケーシング１１内に配置される駆動機構２０および圧縮機構３０とを備えている。このロータリ圧縮機１０は、ケーシング１１内において、圧縮機構３０が、駆動機構２０の下側に配置される。
【００３０】
このロータリ圧縮機１０は、空気調和機やヒートポンプ式の給湯機などの冷凍装置において冷媒を圧縮するために用いられる機器であり、冷凍装置のアキュムレータ９５から冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧になった冷媒を吐出管２５から冷凍装置のガスクーラに向けて吐出する。
【００３１】
（２）詳細構成
（２−１）駆動機構
駆動機構２０は、図１に示すように、ケーシング１１の内部空間の上部に収容されており、圧縮機構３０を駆動する。駆動機構２０は、駆動源となるモータ２１と、モータ２１に取り付けられる駆動軸であるシャフト２２とを有する。
【００３２】
モータ２１は、シャフト２２を回転駆動させるためのモータであり、主として、ロータ２３と、ステータ２４とを有している。ロータ２３は、その内部空間にシャフト２２が挿嵌されており、シャフト２２と共に回転する。ロータ２３は、積層された電磁鋼板と、ロータ本体に埋設された磁石とから成る。ステータ２４は、ロータ２３の径方向外側に所定の空間を介して配置される。ステータ２４は、積層された電磁鋼板と、ステータ本体に巻かれたコイルとから成る。モータ２１は、コイルに電流を流すことによってステータ２４に発生する電磁力により、ロータ２３をシャフト２２と共に回転させる。
【００３３】
シャフト２２は、ロータ２３に挿嵌され、中心軸線Ｏを中心に回転する。また、シャフト２２の偏芯部であるクランクピン２２ａは、圧縮機構３０のピストン３１の円筒部８０（後述する）に挿通しており、ロータ２３からの回転力を伝達可能な状態で円筒部８０に嵌っている。シャフト２２は、ロータ２３の回転に従って回転し、クランクピン２２ａを偏芯回転させ、圧縮機構３０のピストン３１の円筒部８０を公転させる。すなわち、シャフト２２は、モータ２１の駆動力を圧縮機構３０に伝達する機能を有している。尚、シャフト２２の内部には、ケーシング１１の内部空間の下部に溜まっている油を摺動部に導くための油流路が形成されている。
【００３４】
（２−２）圧縮機構
図２は、シリンダ５０及びピストン３１を上方から見た図である。図３は、バイパス通路５５を示すために、シリンダ５０及びピストン３１を上方から見た図である。
【００３５】
圧縮機構３０は、図１に示すように、ケーシング１１内の下部側に収容されている。圧縮機構３０は、アキュムレータ９５から吸入管９６を介して吸入した冷媒を圧縮する。圧縮機構３０は、ロータリ型の圧縮機構であり、主として、フロントヘッド４０と、シリンダ５０と、ピストン３１と、リアヘッド６０とから成る。また、圧縮機構３０の圧縮室Ｓ１で圧縮された冷媒は、吐出孔（図示せず）から、マフラー空間Ｓ２を経て、モータ２１が配置され吐出管２５の下端が位置する空間へ吐出される。ここで、圧縮室Ｓ１とは、シリンダ５０の吸入通路５１（後述する）から吸入した冷媒を圧縮して吐出切り欠き５３（後述する）へと吐き出す空間である。
【００３６】
（２−２−１）シリンダ
シリンダ５０は、金属製の鋳造部材である。シリンダ５０には、図２に示すように、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入してシリンダ室５２へと流す吸入通路５１が形成されている。シリンダ室５２は、シリンダ５０の内周面５０ａ１の内側に形成される円柱状空間であって、吸入通路５１から吸入される冷媒が流入する空間である。ここで、シリンダ室５２は、その下端が、後述するリアヘッド６０により塞がれており、上端が、後述するフロントヘッド４０により塞がれている。よって、フロントヘッド４０、シリンダ５０及びリアヘッド６０は、シリンダ室５２を形成する「シリンダ室形成部材」である。尚、「シリンダ室形成部材」の「内周面」は、シリンダ５０の内周面５０ａ１と一致する。吸入通路５１は、シリンダ５０の内周面５０ａ１から外周面５０ｂ１に向かって延び、一端である第１端がシリンダ５０の内周面５０ａ１において開口しており、他端である第２端がシリンダ５０の外周面５０ｂ１において開口している。吸入通路５１の第２端には、アキュムレータ９５から延びる吸入管９６の先端部が挿入される。また、シリンダ室５２には、シリンダ室５２に流入した冷媒を圧縮するためのピストン３１が収容される。そして、シリンダ室５２は、その室空間が、ピストン３１によって仕切られることによって圧縮室Ｓ１が形成されている。また、シリンダ５０には、シリンダ５０の内周面５０ａ１の吐出側端面の一部が外側に向かって切り欠かれることによって吐出切り欠き５３が形成されている。
【００３７】
また、シリンダ５０には、後述するブッシュ３５及びピストン３１のブレード部９０が配置されるブレード揺動空間５４が形成されている。ピストン３１のブレード部９０は、ブッシュ３５を介して、シリンダ５０に揺動可能に支持される。ブレード揺動空間５４は、平面的には、吸入通路５１の近傍を、シリンダ室５２から外周側に向かって延びるように形成されている。ブッシュ３５は、略半円柱状の部材であって、ピストン３１のブレード部９０を挟み込むようにしてブレード揺動空間５４に収容される。
【００３８】
さらに、図３に示すように、シリンダ５０の軸方向の一方の端面である上端面には、バイパス通路５５が形成されている。バイパス通路５５は、上端面から下方に凹む溝によって構成され、圧縮室Ｓ１における圧縮途中の冷媒を吸入側へと導く。バイパス通路５５は、両端がシリンダ５０の内周面５０ａ１において開口しており、圧縮室Ｓ１と連通している。具体的には、バイパス通路５５の吸入側の端である吸入側端５５ａは、吸入通路５１の近辺に位置しており、具体的には、軸方向視において吸入通路５１と重なる位置に位置している。より具体的には、バイパス通路５５の吸入側端５５ａは、シリンダ５０の内周面５０ａ１において、軸方向視における吸入通路５１と圧縮室Ｓ１との境界に位置している。また、ピストン３１のブレード部９０の上死点位置を起点としたときのシャフト２２のクランクピン２２ａの回転角度をθ（図２を参照）とすると、バイパス通路５５の吸入側とは反対側の端である吸入側反対側端５５ｂは、シリンダ５０の内周面５０ａ１において、所定回転角度θｂ（図３を参照）に位置している。ここで、所定回転角度θｂは、吐出開始角度未満に設定することが好ましい。吐出開始角度は、吐出通路へ冷媒の吐出を開始する角度であり、冷凍システムの圧力条件によって変化する。例えば、吐出開始角度が２００°である場合、図３に示すように、所定回転角度θｂを１８０°程度にすれば良い。尚、吐出通路とは、圧縮室Ｓ１において圧縮した冷媒をマフラー空間Ｓ２へと吐出する通路であり、シリンダ５０の吐出切り欠き５３と、後述するフロントヘッド４０の吐出孔とによって形成される。
【００３９】
このように、バイパス通路５５は、圧縮室Ｓ１における圧縮途中の冷媒を、吸入側反対側端５５ｂから吸入側端５５ａを介して圧縮室Ｓ１の吸入側へと戻している。
【００４０】
バイパス通路５５は、吸入側反対側端５５ｂから吸入側端５５ａまで延びる通路の流れ方向における断面積によって、ピストン３１の円筒部８０の回転数が所定回転数α（例えば、４０ｒｐｓ、図４を参照）以上となるときにチョークする。すなわち、バイパス通路５５は、その軸方向における断面積が、円筒部８０の回転数が所定回転数α以上となるときにチョークする最低断面積を有するように形成されている。
【００４１】
ここで、図４は、ピストン３１の円筒部８０の回転数と、単位時間当たりのバイパス量との関係を示すグラフである。バイパス量とは、バイパス通路５５を介して圧縮室Ｓ１の途中から吸入側へと流れていく冷媒量である。また、図５は、ピストン３１の円筒部８０の回転数と、円筒部８０の１回転当たりのバイパス量との関係を示すグラフである。
【００４２】
本実施形態では、バイパス通路５５を、円筒部８０の回転数が所定回転数α以上となるときにチョークするように形成していることで、円筒部８０の回転数が所定回転数α以上になると、図４に示すように、単位時間当たりのバイパス量が一定となる。よって、図５に示すように、円筒部８０の１回転当たりのバイパス量は、所定回転数α以上となると、かなり小さい状態になっている。一方で、ピストン３１の円筒部８０の回転数が所定回転数α未満であるときは、単位時間当たりのバイパス量は回転数に応じて上昇させることができている。このように本実施形態では、円筒部８０の回転数が所定回転数α未満のときに、圧縮室Ｓ１における圧縮途中の冷媒をバイパス通路５５を介して吸入側へと戻すことで、圧縮室Ｓ１において実質的に圧縮する容積を小さくできている。他方、円筒部８０の回転数が所定回転数α以上のときには、バイパス通路５５を介して多量の冷媒が吸入側へと戻されることによる容積効率の低下を抑制できている。
【００４３】
尚、本実施形態では、バイパス通路５５は、その軸方向における断面積がどの位置においても同じとなるように形成されている。
【００４４】
（２−２−２）ピストン
ピストン３１は、シリンダ室５２に収容される。ピストン３１は、円筒部８０とブレード部９０とを有し、これらが一体化された部材である。円筒部８０は、シャフト２２の偏芯部であるクランクピン２２ａに装着されて一体化されている。よって、円筒部８０は、シャフト２２の回転によってシャフト２２を中心として公転する。ブレード部９０は、円筒部８０の外周面８０ａと共にシリンダ室５２を仕切ることによって、上述したように、圧縮室Ｓ１を形成する。また、ブレード部９０は、シリンダ５０に形成されているブレード揺動空間５４に収容され、上述のように、ブッシュ３５を介してシリンダ５０に揺動可能に支持される。また、ブレード部９０は、ブッシュ３５と摺動可能になっている。
【００４５】
（２−２−３）フロントヘッド
フロントヘッド４０は、図１に示すように、シリンダ５０の上面を閉塞するフロントヘッド円板部４１と、フロントヘッド円板部４１の中央のフロントヘッド開口の周縁から上方向に延びるフロントヘッドボス部４２とを有する。フロントヘッドボス部４２は、円筒状であり、シャフト２２の軸受として機能する。
【００４６】
フロントヘッド４０には、吐出孔が形成されている。吐出孔からは、シリンダ５０のシリンダ室５２において容積が変化する圧縮室Ｓ１で圧縮された冷媒が、断続的に吐出される。フロントヘッド４０には、吐出孔の出口を開閉する吐出弁が設けられている。この吐出弁は、圧縮室Ｓ１の圧力がマフラー空間Ｓ２の圧力よりも高くなったときに圧力差によって開き、吐出孔からマフラー空間Ｓ２へと冷媒を吐出させる。
【００４７】
（２−２−４）リアヘッド
リアヘッド６０は、シリンダ５０の下面を閉塞するリアヘッド円板部６１と、リアヘッド円板部６１の中央開口の周縁部から下方に延びる軸受としてのリアヘッドボス部６２とを有する。フロントヘッド円板部４１、リアヘッド円板部６１、及びシリンダ５０は、図２に示すように、シリンダ室５２を形成する。
【００４８】
（２−２−５）マフラー
マフラー７０は、図１に示すように、フロントヘッド４０の上面に取り付けられている。マフラー７０は、フロントヘッド円板部４１の上面及びフロントヘッドボス部４２の外周面と共にマフラー空間Ｓ２を形成して、冷媒の吐出に伴う騒音の低減を図っている。マフラー空間Ｓ２と圧縮室Ｓ１とは、上述のように、吐出弁が開いているときには吐出孔を介して連通する。
【００４９】
また、マフラー７０には、フロントヘッドボス部４２を貫通させる中央マフラー開口と、マフラー空間Ｓ２から上方のモータ２１の収容空間へと冷媒を流すマフラー吐出孔とが形成されている。
【００５０】
尚、マフラー空間Ｓ２、モータ２１の収容空間、吐出管２５が位置するモータ２１の上方の空間、圧縮機構３０の下方に潤滑油が溜まっている空間などは、全てつながっており、圧力が等しい高圧空間を形成している。
【００５１】
（３）動作及び冷媒の流れ
ロータリ圧縮機１０では、クランクピン２２ａの偏芯回転によって公転する圧縮機構３０のピストン３１の動きによって圧縮室Ｓ１の容積が変化することにより、冷媒が圧縮される。そして、圧縮室Ｓ１で圧縮された冷媒が、圧縮室Ｓ１から吐出孔を介してマフラー空間Ｓ２に導かれる。マフラー空間Ｓ２に導入された冷媒は、マフラー７０のマフラー吐出孔からマフラー空間Ｓ２の上方の空間へ排出される。マフラー空間Ｓ２の外部へ排出された冷媒は、モータ２１のロータ２３とステータ２４との間の空間を通過して、モータ２１を冷却した後に、吐出管２５から冷凍装置の高圧冷媒配管へと吐出される。
【００５２】
（４）特徴
（４−１）
従来、ロータリ圧縮機では、運転範囲の拡大が検討されており、特に、低速運転域での運転範囲の拡大が望まれている。そこで、特許文献１（特開２００４−２１１６８１号公報）に開示のロータリ圧縮機では、シリンダに、吸入孔及び吐出孔の他にバイパス孔が形成されており、バイパス管を介してバイパス孔と吸入管とが連結されている。さらに、バイパス管に、チャックバルブが設けられており、低速運転時にチャックバルブが開き高速運転時にチャックバルブが閉じられるようになっている。
【００５３】
特許文献１のロータリ圧縮機では、低速運転時にチャックバルブが開いて吸入ガスが吸入管へと流れることにより、低速運転域の運転範囲を拡大できている。しかも、チャックバルブは、高速運転時には閉じられるので、高速運転域での効率の低下も抑制できている。しかし、このロータリ圧縮機では、チャックバルブが必須であるため構造が複雑化しコストが高くなってしまう。
【００５４】
そこで、本実施形態では、シリンダ５０にバイパス通路５５を形成している。このバイパス通路５５は、シリンダ５０の上端面に形成される溝であり、シリンダ５０の内周面５０ａ１においてピストン３１のブレード部９０の所定位置（具体的には、上死点位置）を起点として所定回転角度θｂ（具体的には、略１８０°）の位置から、シリンダ５０の内周面５０ａ１において軸方向視における吸入通路５１と圧縮室Ｓ１との境界位置まで延びている。また、バイパス通路５５は、その軸方向における断面積によって、ピストン３１の円筒部８０の回転数が所定回転数α以上でチョークするように形成されている。
【００５５】
このように、本実施形態では、従来のような弁を設けていなくても、低速運転域において、バイパス通路５５を介して圧縮室Ｓ１における冷媒を吸入側へと導くことができるので、実質的に圧縮する容積を小さくできる。よって、低速運転域での運転範囲を拡大できる。また、高速運転域では、バイパス通路５５がチョークするようになっているので、容積効率の低下を抑制できる。すなわち、本実施形態では、コストを抑制しながら、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成できている。
【００５６】
さらに、本実施形態では、バイパス通路５５を、その吸入側端５５ａがシリンダ５０の内周面５０ａ１において軸方向視における吸入通路５１と圧縮室Ｓ１との境界に位置するように形成していることにより、吸入通路５１を介して流れてきた冷媒と、バイパス通路５５を介して流れてきた冷媒とが、圧縮室Ｓ１においてほぼ同じ位置に流れるようになっている。これにより、簡易に、圧縮室Ｓ１における吸入側へと戻すことができるようになっている。
【００５７】
（４−２）
本実施形態では、バイパス通路５５は、吸入側反対側端５５ｂが、シリンダ５０の内周面５０ａ１において、吸入開始時におけるピストン３１のブレード部９０の所定位置（具体的には、上死点位置）を起点として所定回転角度θｂ（本実施形態では、略１８０°）の位置に位置している。ここで、所定回転角度θｂは、吐出開始角度未満の角度である。よって、本実施形態では、吐出されるべき冷媒がバイパス通路５５を介して吸入側へと戻されることを回避できている。
【００５８】
（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
図６は、本変形例Ａに係るシリンダ１５０及びピストン３１を上方から見た図である。また、図７は、本変形例Ａに係るバイパス通路１５５の形成方法を示すために、シリンダ１５０及びピストン３１を上方から見た図である。
【００５９】
上記実施形態では、バイパス通路５５は、シリンダ５０の上端面に形成される溝によって構成されていると説明したが、これに限られるものではない。具体的には、例えば、図６に示すようなシリンダ１５０を採用してもよい。尚、本変形例では、シリンダ１５０に形成されるバイパス通路１５５が上記実施形態のバイパス通路５５と異なるだけであるので、その他の構成については、同番号を付して説明を省略する。
【００６０】
シリンダ１５０の中央部１５０ａに形成されるバイパス通路１５５は、孔から構成されている。この孔は、上記実施形態のようにシリンダ１５０の中央部１５０ａの端面に形成されているのではなく、厚肉部に形成されている。
【００６１】
以下、バイパス通路１５５の形成方法について説明する。
【００６２】
まず、図７に示すように、シリンダ１５０の内周面１５０ａ１において吸入開始時におけるピストン３１のブレード部９０の所定位置（上死点位置）を起点として所定回転角度θｂの位置から、反回転方向に向かって延び且つシリンダ１５０の外周面へと貫通する基孔１８５ａを形成する。また、吸入通路５１から回転方向に向かって延び且つシリンダ１５０の外周面へと貫通する基孔１８５ｂを形成する。また、基孔１８５ａ及び基孔１８５ｂに交差するように、シリンダ１５０の外周面のある位置から違う位置に向かって貫通する基孔１８５ｃを形成する。ここで、基孔１８５ａ，１８５ｂ，１８５ｃは、ドリル加工によって形成される。そして、図６に示すように、一方の開口が、シリンダ１５０の内周面１５０ａ１において吸入開始時におけるピストン３１のブレード部９０の所定位置（上死点位置）を起点として所定回転角度θｂの位置に開口するように、且つ、他方の開口が、軸方向視において吸入通路５１と重なる位置に位置するような一本のバイパス通路１５５を形成するために、基孔１８５ａ，１８５ｂ，１８５ｃの無駄な孔部分を塞ぐ加工を行う（図６のハッチングの黒塗り部分を参照）。これにより、バイパス通路１５５の吸入側の端である吸入側端１５５ａが、軸方向視において吸入通路５１と重なる位置に位置し、且つ、吸入側とは反対側の端である吸入側反対側端１５５ｂが、上記実施形態と同様にシリンダ１５０の内周面１５０ａ１において吸入開始時におけるピストン３１のブレード部９０の所定位置（上死点位置）を起点として所定回転角度θｂの位置に開口することになる。尚、本変形例では、バイパス通路１５５の吸入側端１５５ａは、吸入通路５１の側方部分に開口しており、バイパス通路１５５と吸入通路５１とを連通させている。すなわち、バイパス通路１５５は、圧縮室Ｓ１における圧縮途中の冷媒を吸入通路５１へと直接戻すことができる通路となっている。
【００６３】
以上のように、本変形例では、シリンダ１５０の中央部１５０ａに孔から構成されるバイパス通路１５５を形成することで、簡易に、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができている。
【００６４】
（５−２）変形例Ｂ
図８は、本変形例Ｂに係るシリンダ２５０及びピストン３１を上方から見た図である。
【００６５】
上記実施形態では、バイパス通路５５は、溝のみによって構成されていると説明したが、これに限られるものでない。
【００６６】
具体的には、上記実施形態のシリンダ５０に代えて、例えば、図８に示すようなバイパス通路２５５が形成されるシリンダ２５０を採用してもよい。シリンダ２５０の中央部２５０ａに形成されるバイパス通路２５５は、上端面に形成される溝２６５と、溝から吸入通路５１へと軸方向に延びる孔２６６とによって構成されている。尚、本変形例では、シリンダ２５０に形成されるバイパス通路２５５が上記実施形態のバイパス通路５５と異なるだけであるので、その他の構成については、同番号を付して説明を省略する。
【００６７】
本変形例に係るバイパス通路２５５の溝２６５は、その吸入側の端である吸入側端２６５ａが、軸方向視において吸入通路５１と重なる位置に位置している。尚、本変形例では、バイパス通路２５５の溝２６５の吸入側とは反対側の端である吸入側反対側端２６５ｂは、シリンダ２５０の内周面２５０ａ１において上記実施形態と同様の位置に開口している。そして、バイパス通路２５５の孔２６６は、シリンダ２５０の中央部２５０ａの上端面から吸入通路５１に貫通するように、ドリル加工等によって形成されている。そして、溝２６５の吸入側端２６５ａと孔２６６とは連通している。尚、本変形例では、バイパス通路２５５の吸入側端を、孔２６６の下端部分（図示せず）が構成し、吸入側反対側端を、溝２６５の吸入側反対側端２６５ｂが構成することになる。
【００６８】
このように、本変形例では、溝２６５と連通する孔２６６を吸入通路５１にも連通させることで、簡易に、溝２６５を介して流れてくる圧縮室Ｓ１における圧縮途中の冷媒を、孔２６６を介して吸入通路５１へと戻すことができるようになっている。よって、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６９】
（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、バイパス通路５５は、その軸方向における断面積がどの位置においても同じとなるように形成されていると説明したが、これに限られるものではない。
【００７０】
具体的には、上記実施形態のシリンダ５０に代えて、例えば、図９に示すようなバイパス通路３５５が形成されるシリンダ３５０を採用してもよい。本変形例に係るシリンダ３５０の中央部３５０ａに形成されるバイパス通路３５５は、幅狭部３６５と、幅狭部３６５よりも幅が広い幅広部３６６と、を有するように構成されている。具体的には、バイパス通路３５５の吸入側とは反対側の端である吸入側反対側端３５５ｂから、吸入側の端である吸入側端３５５ａに冷媒が流れる方向をバイパス方向として、バイパス通路３５５のバイパス方向の上流側に幅狭部３６５を形成し、幅狭部３６５のバイパス方向下流側に幅広部３６６を形成している。尚、ここでの「幅」方向とは、バイパス通路３５５において冷媒が流れる方向に直交する方向であって、軸方向ではない方向をいう。そして、バイパス通路３５５の幅狭部３６５は、そのバイパス方向における断面積が、ピストン３１の円筒部８０の回転数が所定回転数α以上でチョークする断面積となるように形成されている。尚、図９は、本変形例Ｃに係るシリンダ３５０及びピストン３１を上方から見た図である。そして、この構成を採用する場合も、バイパス通路３５５の吸入側端３５５ａ及び吸入側反対側端３５５ｂは、シリンダ３５０の内周面３５０ａ１において、上記実施形態と同様の位置に開口している。
【００７１】
この場合であっても、円筒部８０の回転数が所定回転数α以上となると、幅狭部３６５においてチョークするので、高速運転域における容積効率の低下を抑制できている。他方、低速運転域では、上記実施形態と同様に、圧縮室Ｓ１における圧縮途中の冷媒を吸入側反対側端３５５ｂから吸入側端３５５ａを介して圧縮室Ｓ１への吸入側へと戻すことができるので、圧縮する容積を小さくできている。
【００７２】
（５−４）変形例Ｄ
バイパス通路の構成としては、変形例Ｃに記載した構成以外にも、深さを考慮した構成としてもよい。具体的には、上記実施形態のシリンダ５０に代えて、例えば、図１０に示すようなバイパス通路４５５が形成されるシリンダ４５０を採用してもよい。シリンダ４５０の中央部４５０ａに形成されるバイパス通路４５５は、浅溝部４６５と、深溝部４６６と、を有するように構成されている。浅溝部４６５は、ピストン３１の円筒部８０の回転数が所定回転数α以上でチョークするように形成されている。深溝部４６６は、浅溝部４６５よりも深さが深くなるように形成されている。尚、図１０は、本変形例Ｃに係るシリンダ４５０及びピストン３１を上方から見た図である。また、このときも、バイパス通路４５５の吸入側端４５５ａ及び吸入側反対側端４５５ｂは、シリンダ４５０の内周面４５０ａ１において、上記実施形態と同様の位置に開口している。
【００７３】
この場合であっても、円筒部８０の回転数が所定回転数α以上となると、浅溝部４６５においてチョークするので、高速運転域における容積効率の低下を抑制できている。他方、低速運転域では、上記実施形態と同様に、圧縮室Ｓ１における圧縮途中の冷媒を吸入側反対側端４５５ｂから吸入側端４５５ａを介して圧縮室Ｓ１への吸入側へと戻すことができるので、圧縮する容積を小さくできている。
【００７４】
以上のように、本変形例のバイパス通路３５５，４５５では、その軸方向における断面積が変更されている。本変形例では、バイパス通路３５５，４５５の一部の幅を狭くたり深さを浅くしたりするといった簡易な構造で、円筒部８０の回転数が所定回転数α以上となるとチョークするようになっている。尚、本変形例では、幅狭部３６５，浅溝部４６５の軸方向における断面積を、円筒部８０の回転数が所定回転数α以上のときにバイパス通路３５５，４５５がチョークする断面積となるように形成すると説明したが、それに加えて幅狭部３６５，浅溝部４６５の通路長さを調整することによって、バイパス通路３５５，４５５のチョーク流量を調整するようにしてもよい。
【００７５】
（５−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、バイパス通路５５は、シリンダ５０の上端面に形成されると説明したが、これに限られるものではない。例えば、バイパス通路５５は、シリンダ５０の軸方向の一方の端面である下端面に形成されてもよい。また、例えば、バイパス通路５５は、シリンダ５０の軸方向の両方の端面である上端面及び下端面に形成されてもよい。
【００７６】
これらの場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【００７７】
（５−６）変形例Ｆ
上記実施形態では、所定回転角度θｂは、吐出開始角度未満であればいいと説明したが、具体的には、略９０°から吐出開始角度までの間であればよい。すなわち、バイパス通路５５の吸入側反対側端５５ｂは、ピストン３１のブレード部９０の所定位置（上死点位置）を起点として回転角度９０°の位置から、吐出開始角度までの間に位置するように、形成されていればよい。
【００７８】
この場合であっても、低速運転域において、バイパス通路５５を介して圧縮室Ｓ１における圧縮途中の冷媒を吸入側へと戻すことができるので、圧縮室Ｓ１において圧縮する容積を低減できる。他方、高速運転域では、上記実施形態と同様に、チョークするようになっているので、容積効率の低下を抑制できている。
【００７９】
（５−７）変形例Ｇ
上記実施形態では、シリンダが１つの１シリンダ型のロータリ圧縮機１０を挙げて説明したが、本発明は、シリンダが２つの２シリンダ型のロータリ圧縮機にも適用できる。
【００８０】
（５−８）変形例Ｈ
上記実施形態では、円筒部８０とブレード部９０とが一体成形されたピストン３１を備えたロータリ圧縮機１０を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、自転するローラと、これとは別体であるブレードとを有するピストンを備えたロータリ圧縮機にも適用できる。
【００８１】
（５−９）変形例Ｉ
上記実施形態では、シリンダ５０にバイパス通路５５を形成していると説明したが、これに限られるものではない。例えば、上記実施形態と同様の形状を有するバイパス通路を、フロントヘッド４０やリアヘッド６０に形成してもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８２】
尚、フロントヘッド４０及びリアヘッド６０にバイパス通路が形成される場合であって、シリンダ５０の吸入通路５１へと直接圧縮途中の冷媒を戻す場合は、シリンダ５０の上端面又は下端面から吸入通路５１へと貫通する孔を形成する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、シリンダと、円筒部及びブレード部を有するピストンと、を備えるロータリ圧縮機に種々適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０      ロータリ圧縮機
２２      シャフト
３１      ピストン
４０      フロントヘッド（シリンダ室形成部材）
５０，１５０，２５０，３５０，４５０    シリンダ（シリンダ室形成部材）
６０      リアヘッド（シリンダ室形成部材）
５０ａ１，１５０ａ１，２５０ａ１，３５０ａ１，４５０ａ１  シリンダの内周面
５１      吸入通路
５２      シリンダ室
５３      吐出切り欠き（吐出通路）
５５，１５５，２５５，３５５，４５５    バイパス通路
５５ａ，１５５ａ，２５５ａ，２６５ａ，３５５ａ，４５５ａ  吸入側端（バイパス通路の吸入側の端）
５５ｂ，１５５ｂ，２５５ｂ，３５５ｂ，４５５ｂ  吸入側反対側端（バイパス通路の吸入側とは反対側の端）
８０      円筒部
８０ａ    円筒部の外周面
９０      ブレード部
３６５    幅狭部
３６６    幅広部
４６５    浅溝部
４６６    深溝部
Ｓ１      圧縮室
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８５】
【特許文献１】特開２００４−２１１６８１号公報
【図１】
2014077386.tif 000003
【図２】
2014077386.tif 000004
【図３】
2014077386.tif 000005
【図４】
2014077386.tif 000006
【図５】
2014077386.tif 000007
【図６】
2014077386.tif 000008
【図７】
2014077386.tif 000009
【図８】
2014077386.tif 000010
【図９】
2014077386.tif 000011
【図１０】
2014077386.tif 000012