(57)【要約】  シングルスクリュー圧縮機は、ゲートロータの歯部とゲートロータサポートとを固定する固定部を備える。固定部は、ゲートロータの歯部に設けられた嵌合部と、ゲートロータサポートの接触面に形成され、嵌合部が挿入される凹部とを備え、嵌合部の線膨張係数はゲートロータサポートの線膨張係数よりも大きく、運転中の温度上昇に基づく嵌合部の熱膨張により嵌合部が凹部に接触して嵌合する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスクリュー溝が外周面に形成されたスクリューロータと、前記複数のスクリュー溝に噛み合わされる複数の歯部を外周部に有する円板状のゲートロータと、前記ゲートロータの前記複数の歯部に接触する接触面を有するゲートロータサポートとを備え、前記スクリューロータの回転に伴って前記ゲートロータ及び前記ゲートロータサポートが回転して冷媒を圧縮するシングルスクリュー圧縮機であって、
前記ゲートロータの前記歯部と前記ゲートロータサポートとを固定する固定部を備え、
前記固定部は、
前記ゲートロータの前記歯部に設けられた嵌合部と、前記ゲートロータサポートの前記接触面に形成され、前記嵌合部が挿入される凹部とを備え、前記嵌合部の線膨張係数は前記ゲートロータサポートの線膨張係数よりも大きく、運転中の温度上昇に基づく前記嵌合部の熱膨張により前記嵌合部が前記凹部に接触して嵌合するシングルスクリュー圧縮機。
【請求項２】
前記固定部は、前記ゲートロータの前記歯部毎に設けられている請求項１記載のシングルスクリュー圧縮機。
【請求項３】
前記ゲートロータの前記歯部に形成された貫通孔に嵌合されるピンを備え、
前記ピンの一部が、前記ゲートロータから前記ゲートロータサポート側に突出して前記嵌合部を形成している請求項１又は請求項２記載のシングルスクリュー圧縮機。
【請求項４】
前記ピンにおいて前記嵌合部を形成する部分は円柱状に形成され、前記貫通孔の内径よりも大きい外径を有する請求項３記載のシングルスクリュー圧縮機。
【請求項５】
前記嵌合部は、前記ゲートロータと一体化されて構成され、前記歯部から前記ゲートロータサポートに向けて突出する突起である請求項１又は請求項２記載のシングルスクリュー圧縮機。
【請求項６】
前記嵌合部の中心軸と前記凹部の中心軸とが一致する請求項１〜請求項５の何れか一項に記載のシングルスクリュー圧縮機。
【請求項７】
前記嵌合部は円柱状に形成され、前記嵌合部の外径φａと前記凹部の内径φｂとの径比φｂ／φａが、１．００１を満足する請求項１〜請求項６の何れか一項に記載のシングルスクリュー圧縮機。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか一項に記載のシングルスクリュー圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを備えた冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシング内にスクリューロータが収容され、スクリューロータの外周面に形成されたスクリュー溝に、円板状のゲートロータの歯部が噛み合わされることで、ケーシング内に圧縮室が形成されるシングルスクリュー圧縮機及びそのシングルスクリュー圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のシングルスクリュー圧縮機では、ゲートロータが、ゲートロータサポートに固定されて支持された状態でスクリューロータに噛み合わされている。ゲートロータとゲートロータサポートとの固定構造は各種提案されており、特許文献１では、ゲートロータの中心部に形成された貫通孔に、スクリューロータサポートの軸部が挿入され、また、ゲートロータ及びゲートロータサポートに連通して設けたピン穴にピンが挿通されてゲートロータとゲートロータサポートとが固定されている。【０００３】
一般的にゲートロータは樹脂、ゲートロータサポートは鉄材で構成されており、ゲートロータサポートの台座部にゲートロータを固定して支持している。【０００４】
このように構成されたシングルスクリュー圧縮機では、スクリューロータに回転一体に設けられた回転軸が電動機によって正回転し、これによりスクリューロータが正回転する。スクリューロータが正回転すると、その回転に伴って、ケーシング内の低圧空間から圧縮室内に冷媒が吸い込まれる。圧縮室は、ゲートロータの歯部がスクリュー溝を移動することで容積が縮少し、圧縮室内部の冷媒を圧縮する。そして、圧縮された冷媒は、圧縮室からケーシング内の高圧空間に吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０３８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゲートロータのゲートロータサポートへの固定面をゲートロータの下面、その反対面を上面と定義すると、運転中、ゲートロータの上面には、常時、圧縮室内圧が作用し、ゲートロータの下面には、常時、低圧空間内圧力が作用する。なお、ゲートロータはゲートロータサポートの台座部に支持されているが、ゲートロータの歯部の先端部はゲートロータサポートの台座部よりも外方に突出しており、この突出部分の下面に低圧空間内圧力が作用する。このように、ゲートロータの歯部には、上面から下面に向かう方向の力が作用し、運転中、ゲートロータの歯部は、圧縮室内と低圧空間との差圧によって、ゲートロータサポート側へ押し付けられている。【０００７】
一方、運転停止時には、電動機が停止することでスクリューロータの回転速度が減速し、これにより次第に圧縮室から高圧空間への冷媒の流れがなくなる。そして、スクリューロータが停止すると、高圧空間の冷媒が圧縮室内に流れ込んで低圧空間に向かう、運転時とは逆の冷媒の流れが発生し、スクリューロータが逆回転をすることになる。【０００８】
スクリューロータが逆回転すると、圧縮室内の容積が拡大することになるため、圧縮室内の冷媒が膨張して圧力が低下していき、圧縮室内の圧力が、低圧空間内の圧力より低い圧力となる。したがって、ゲートロータの歯部には、正回転時とは逆向きの、下面から上面に向かう方向の力、すなわちゲートロータの歯部の先端部をゲートロータサポートから離れる方向に変形させる力が作用する。これにより、ゲートロータの歯部が撓んで変形し、この変形が運転停止の度に繰り返されることによって、ゲートロータが疲労破壊するという問題があった。【０００９】
特許文献１には、ゲートロータとゲートロータサポートとの固定構造について記載されているが、スクリューロータの逆回転に起因したゲートロータの歯部の撓みを防止するための固定構造ではない。このため、特許文献１では、ゲートロータの疲労破壊を防止できないと考えられる。【００１０】
本発明はこのような点を鑑みなされたもので、運転停止時に発生するスクリューロータの逆回転時における、ゲートロータの疲労破壊を防止することが可能なシングルスクリュー圧縮機及びそのシングルスクリュー圧縮機を備えた冷凍サイクル装置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】
【００１１】
本発明に係るシングルスクリュー圧縮機は、複数のスクリュー溝が外周面に形成されたスクリューロータと、複数のスクリュー溝に噛み合わされる複数の歯部を外周部に有する円板状のゲートロータと、ゲートロータの複数の歯部に接触する接触面を有するゲートロータサポートとを備え、スクリューロータの回転に伴ってゲートロータ及びゲートロータサポートが回転して冷媒を圧縮するシングルスクリュー圧縮機であって、ゲートロータの歯部とゲートロータサポートとを固定する固定部を備え、固定部は、ゲートロータの歯部に設けられた嵌合部と、ゲートロータサポートの接触面に形成され、嵌合部が挿入される凹部とを備え、嵌合部の線膨張係数はゲートロータサポートの線膨張係数よりも大きく、運転中の温度上昇に基づく嵌合部の熱膨張により嵌合部が凹部に接触して嵌合するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ゲートロータの歯部に設けた嵌合部が運転中に熱膨張してゲートロータサポートに設けた凹部に嵌合することで、ゲートロータの歯部をゲートロータサポートに固定する構成とした。このため、運転停止時にスクリューロータの逆回転が発生しても、ゲートロータの歯部の変形を抑制でき、ゲートロータの疲労破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の主要構造の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の概略縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機のゲートロータを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機のゲートロータサポートを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の要部である、ゲートロータとゲートロータサポートとの固定部の膨張前の拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の要部である、ゲートロータとゲートロータサポートとの固定部の膨張後の拡大断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機のゲートロータを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るシングルスクリュー圧縮機の要部である、ゲートロータとゲートロータサポートとの固定部の膨張前の拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るシングルスクリュー圧縮機の要部である、ゲートロータとゲートロータサポートとの固定部の膨張後の拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。各図において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、本明細書全文において共通である。また、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。また、温度及び圧力の高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、システム及び装置等における状態及び動作等において相対的に定まるものとする。
【００１５】
以下では、スクリューロータが１つの単段シングルスクリュー圧縮機であって、１つのスクリューロータに対して２枚のゲートロータを噛み合わせ、圧縮室を２つ形成したツインゲートロータ方式を例に実施の形態を説明する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の主要構造の概略断面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の概略縦断面図である。
シングルスクリュー圧縮機は、図１に示すように、ケーシング１と、スクリューロータ２と、電動機７と、電動機７に固定され、電動機７によって回転駆動される回転軸８等とを備えている。
【００１７】
ケーシング１は筒状に形成され、ケーシング１内にスクリューロータ２が回転可能に収容されている。スクリューロータ２は円柱状であり、外周部にはスクリューロータ２の一端側から他端側に向かって螺旋状に延びる複数のスクリュー溝２ａが形成されている。スクリューロータ２の一端側は冷媒の吸入側となり、他端側は冷媒の吐出側となる。ケーシング１内は低圧の冷媒で満たされる低圧空間２０と高圧の冷媒で満たされる高圧空間とに隔壁（図示せず）で隔てられており、スクリューロータ２の一端側が低圧空間２０に連通し、他端側が高圧空間に連通する。また、スクリューロータ２の中心に、回転軸８が回転一体に設けられている。
【００１８】
ケーシング１には、スクリューロータ２の中心軸１３を中心として対向するように２つのゲートロータサポート室２１が形成されている。各ゲートロータサポート室２１には、ゲートロータ３と、ゲートロータ３を支持するゲートロータサポート４とが収容されている。各ゲートロータサポート室２１に収容された、ゲートロータ３及びゲートロータサポート４は、スクリューロータ２の中心軸１３を中心にして１８０°回転させた配置となっている。
【００１９】
ゲートロータサポート４は、その中心軸１４がスクリューロータ２の中心軸１３と略垂直となるように配置され、中心軸１４方向に離間して対向配置された軸受９ａ及び軸受９ｂによって回転自在に支持されている。
【００２０】
ゲートロータ３は円板状であり、外周部に複数の歯部３０を有しており、歯部３０がスクリューロータ２のスクリュー溝２ａに噛み合わされている。これにより、スクリュー溝２ａとゲートロータ３の歯部３０とケーシング１の内周面とによって囲まれた空間で圧縮室１０が形成されている。ここでは、ゲートロータ３が２つあることから圧縮室１０が２つ形成されており、各圧縮室１０はスクリューロータ２の中心軸１３に対して１８０°対向した位置関係となっている。
【００２１】
また、ケーシング１の内壁面には、図１に示すように回転軸８方向に延びる２つのスライド溝１１が形成されている。これら２つのスライド溝１１は、回転軸８を中心にして１８０°回転させた配置となっている。そして、このスライド溝１１内には、断面形状が三日月形の棒状の内部容積比可変弁１２がスライド移動自在に収容されている。内部容積比可変弁１２のスライド方向の一方の端面には、直動アクチュエータ（図示せず）に接続されたロッド１５が固定されており、直動アクチュエータを駆動させることにより、内部容積比可変弁１２がスライド溝１１内を移動するようになっている。内部容積比可変弁１２の回転軸８方向の位置を制御することにより、圧縮室１０内に吸込んだ冷媒の吐出タイミングを調整できる。具体的には、エネルギー効率が高くなるように吐出タイミングを調整する目的で内部容積比可変弁１２の位置が制御される。
【００２２】
電動機７は、ケーシング１内に内接して固定されたステータ５と、ステータ５の内側に配置されたロータ６とから構成されている。ロータ６はスクリューロータ２と同様に回転軸８に固定されており、スクリューロータ２と同一軸線上に配置されている。そして、電動機７が駆動されると、回転軸８が回転し、スクリューロータ２が正回転することになる。電動機７は、図示しないインバータを用い、回転軸８の回転速度を調整することができるように構成されている。これにより、シングルスクリュー圧縮機は、電動機７の回転速度を調整して運転容量を変更することができる。なお、電動機７はインバータによる回転速度可変のものに限定されず、一定速のものでもよい。
【００２３】
次に、本実施の形態１における特徴的な構成について説明する。本実施の形態１では、ゲートロータ３の歯部３０とゲートロータサポート４とを固定する固定部５０（図２参照）を備えたことを特徴としている。そして、固定部５０を備えたことで、運転停止時にゲートロータ３の歯部３０が撓んで変形することによるゲートロータ３の疲労破壊を防止することを可能としている。
【００２４】
固定部５０は、ゲートロータ３及びゲートロータサポート４の材質が互いに異なり、線膨張係数の差によって、運転中に熱膨張することを利用して両者を互いに固定するものである。すなわち、運転中、圧縮室１０内に吸入されたガスは、圧縮されることで温度が上昇する。このため、この温度上昇に伴い、ゲートロータ３及びゲートロータサポート４のそれぞれの温度も、停止中の常温よりも上昇する。この温度上昇によってゲートロータ３及びゲートロータサポート４が熱膨張する。以下、図３〜図６を用いて、ゲートロータ３及びゲートロータサポート４のそれぞれの構造を説明すると共に、その説明に続いて固定部５０について説明する。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機のゲートロータを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機のゲートロータサポートを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５は、本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の要部である、ゲートロータとゲートロータサポートとの固定部の膨張前の拡大断面図である。
【００２６】
ゲートロータ３は、上述したように円板状であり、外周面に複数の歯部３０を有し、中央部に貫通孔３１を有する。また、各歯部３０のそれぞれに貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２は、ゲートロータ３の各歯部３０の根元を繋いだ円の径Ｒより外側に形成されている。図３では、ゲートロータ３の歯部３０が１１枚あり、貫通孔３２がゲートロータ３の全ての歯部３０に設けられた例を示しているが、必ずしも全てでなくてもよい。
【００２７】
そして、図５に示すように、貫通孔３２には、ゲートロータ３の下面側からピン６０が圧入されている。ピン６０はゲートロータ３と同一素材で構成され、軸部６１と軸部６１より大径で円柱状の頭部６２とが一体的に形成された構成を有し、軸部６１が貫通孔３２に圧入されて歯部３０に固定されている。
【００２８】
ゲートロータサポート４は、ゲートロータ３が配置される平面状の接触面４０ａを有する略円板状の台座部４０と、台座部４０の両面から台座部４０の中心軸方向に延びる、軸部４１及び軸部４２とを有している。台座部４０は、外周部に、ゲートロータ３の歯部３０と対応して同数の歯部４３を有する。そして、接触面４０ａのうち、歯部４３を構成する部分には、ピン６０の頭部６２が挿入される円柱状の凹部４４が形成されている。
【００２９】
このように構成されたゲートロータ３及びゲートロータサポート４は、図５に示すように、ゲートロータサポート４の軸部４２が、ゲートロータ３の貫通孔３１に挿入して嵌合され、台座部４０にゲートロータ３が接触して支持される。ゲートロータサポート４は鉄材で構成されており、ゲートロータ３を台座部４０に接触して支持することで、樹脂で構成されたゲートロータ３の剛性を補っている。
【００３０】
そして、ゲートロータ３に固定されたピン６０の頭部６２が、凹部４４内に挿入されている。ピン６０及び凹部４４は、ピン６０の頭部６２が凹部４４内に挿入された状態において、それぞれの中心軸が一致するように加工されており、ピン６０の頭部６２は、凹部４４の内周面との間に、径方向に均等な隙間を有して挿入されている。なお、ピン６０の頭部６２は、「嵌合部」の一例に相当する。また、ピン６０の頭部６２と凹部４４とで固定部５０が構成されている。
【００３１】
また、ゲートロータサポート４には、ゲートロータ３を、その貫通孔３１の周辺部で上面側から下面側に押圧する押圧部材（図示せず）が取り付けられている。そして、この押圧部材によって、ゲートロータサポート４上におけるゲートロータ３の厚み方向の移動が拘束されている。また、ゲートロータ３は、ゲートロータサポート４上において固定部５０により周方向の移動も拘束されるが、この点については後述する。
【００３２】
次に、ピン６０の頭部６２と凹部４４の寸法について説明する。ピン６０の頭部６２の外径φａは、凹部４４の内径φｂよりも小さく、径比φｂ／φａ＝１．００１を満足する設計となっている。この設計とすることで、運転中のピン６０の頭部６２の熱膨張を許容すると共に、膨張後のピン６０の頭部６２の外周面が凹部４４の内周面に接触する状態を得ることができる。また、運転中にピン６０の頭部６２が熱膨張した際に、ピン６０の頭部６２の先端面６２ａが凹部４４の底面４４ａに接触しないようにピン６０の頭部６２の高さが設計されている。
【００３３】
また、図５に示すように、ピン６０の頭部６２の外径φａは、貫通孔３２の内径φｃよりも大きく形成されている。仮に、ピン６０の頭部６２の外径φａを、貫通孔３２の内径φｃと同じとした場合、φｃよりも大きくした場合と比較して頭部６２の外径φａが小さくなる分、凹部４４の内径φｂを図５よりも小さくする必要が生じる。つまり、運転時にピン６０の頭部６２が熱膨張して凹部４４に接触するようにするために、凹部４４の内径φｂを小さくする必要が生じる。φａをφｃより大きくすることで、ピン６０をゲートロータ３に嵌め合わせる時にピン６０の頭部６２が凹部４４と貫通孔３２との段差に係止するため、ピン６０を位置決めし易く、組立性が容易になる。
【００３４】
ゲートロータ３とゲートロータサポート４との組立品のそれぞれの歯部３０及び歯部４３は、上述したように鉄材のスクリューロータ２のスクリュー溝２ａに噛み合わされる。歯部３０及び歯部４３がスクリュー溝２ａに噛み合った状態での金属同士の接触を避けるため、ゲートロータサポート４の歯部４３の外径は、ゲートロータ３の歯部３０の外径より小さく形成されている。これにより、鉄材のスクリュー溝２ａには、樹脂製のゲートロータ３の歯部３０の先端部が接触することになり、金属接触を避けることが可能となっている。そして、スクリューロータ２の回転時には、スクリューロータ２の回転による駆動力を、スクリュー溝２ａに接触して噛み合ったゲートロータ３が受け、ゲートロータ３に装着されたゲートロータサポート４が回転するようになっている。
【００３５】
図６は、本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の要部である、ゲートロータとゲートロータサポートとの固定部の膨張後の拡大断面図である。
樹脂材で構成されたピン６０の頭部６２は、停止中の温度Ｔ１［℃］から運転中の温度Ｔ２［℃］までの温度上昇分（Ｔ２−Ｔ１）［℃］、凹部４４内で膨張する。ここで、鉄材で構成されたゲートロータサポート４も、運転中は停止中よりも温度上昇するが、ゲートロータを構成する樹脂材の線膨張係数は、ゲートロータサポート４を構成する鉄材の線膨張係数の約２倍大きい。
【００３６】
このため、運転中、ピン６０の頭部６２が膨張して図６に示すように凹部４４の内周面に接触する。その接触圧力がゲートロータ３の保持力として作用し、運転中、ゲートロータ３の歯部３０をゲートロータサポート４に固定することができる。本現象は、全てのピン６０の頭部６２とゲートロータサポート４の凹部４４とで発生する。このように、固定部５０でゲートロータ３の歯部３０がゲートロータサポート４に固定されることで、歯部３０、軸方向及び周方向の移動が拘束される。
【００３７】
次に、実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の動作を説明する。
シングルスクリュー圧縮機を駆動する電動機７は、図示しないインバータから電気入力を受けて起動される。電動機７が起動すると、回転軸８が回転するのに伴ってスクリューロータ２が回転し、冷媒が各圧縮室１０内に吸い込まれる。また、スクリューロータ２の回転に伴ってゲートロータ３も回転し、冷媒の圧縮室１０への吸入完了後、圧縮室１０の容積が減じられ、圧縮室１０に吸入された冷媒の圧力は次第に高められる。そして、圧力が上昇した冷媒は、ケーシングに設けられた吐出口（図示せず）を通じて圧縮室１０から高圧空間に吐出され、機外に吐出される。なお、各圧縮室１０の冷媒を吐出口（図示せず）から吐出するタイミングは、内部容積比可変弁１２で調整される。
【００３８】
そして、シングルスクリュー圧縮機が停止指令を受け、図示しないインバータから電気入力がなくなると、スクリューロータ２の回転速度が減速してゆく。減速中も、スクリューの正回転が停止するまで、圧縮動作が継続される。
【００３９】
そして、スクリューロータ２が停止すると、高圧空間と低圧空間２０との差圧により、高圧空間から低圧空間２０に向かう冷媒の流れが発生し、高圧空間の冷媒が、圧縮室１０内を介し、低圧空間２０に流れてゆく。この流れによって、スクリューロータ２は逆回転する。
【００４０】
スクリューロータ２の逆回転中、ゲートロータ３の歯部３０には、下面から上面に向かう方向の力が作用する。しかし、上述したように運転中、固定部５０によって歯部３０をゲートロータサポート４に固定することができるため、逆回転時に歯部３０が撓んで変形することを防止できる。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、ゲートロータ３に固定したピン６０が運転中に熱膨張し、頭部６２がゲートロータサポート４の凹部４４の内周面に接触して歯部３０をゲートロータサポート４に固定する固定部５０を備えた。このため、逆回転時にゲートロータ３の歯部３０が上面方向へ撓むことを防止できる。よって、歯部３０の根元に過大な応力が発生せず、ゲートロータ３の疲労破壊を防止することができる。
【００４２】
また、ピン６０の頭部６２の外径φａを貫通孔３２の内径φｃよりも大きくすることで、以下の効果が得られる。すなわち、上述したように、頭部６２の外径φａを貫通孔３２の内径φｃと同径にした場合よりもピン６０をゲートロータ３に容易に位置決めでき、組立性を向上できる。また、頭部６２の外径φａが大きい程、運転時の接触圧力を高めることができるため、ゲートロータ３とゲートロータサポート４との固定を強固に行える。
【００４３】
また、ピン６０の頭部６２の中心軸と凹部４４の中心軸とが一致する構成としたので、頭部６２が熱膨張して凹部４４の内周面に接触した際の接触圧力を、凹部４４の内周面全体に渡って均等にすることができる。
【００４４】
なお、本実施の形態１では、ピン６０が軸部６１と軸部６１よりも大径の頭部６２とを有する構成を例に説明したが、必ずしもこの構成に限られたものではない。例えば、一端から他端まで同径に構成されたピンとしてもよいし、貫通孔３２に挿入される部分が凹部４４に挿入される部分よりも大径のピンでもよい。
【００４５】
また、固定部５０を設けない従来構成では、ゲートロータ３の歯部３０が上面方向へ撓むように変形すると、歯部３０がケーシング１内のリップ面と呼ばれる部位に接触して摩耗していく。そして、この摩耗が進行すると、ゲートロータ３の上面とリップ面との間のリップ隙間が拡大し、冷媒の内部漏洩の要因となり、冷凍能力不足の要因になる。しかしながら、本実施の形態１では固定部５０を設けたことにより歯部３０の撓みを防止できるため、歯部３０の厚み方向の摩耗を低減でき、運転時の冷凍能力不足を防止できる。
【００４６】
実施の形態２．
実施の形態２は、固定部５０の構成が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態２について、実施の形態１と異なる点のみ説明する。
【００４７】
図７は、本発明の実施の形態１に係るシングルスクリュー圧縮機のゲートロータを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図８は、本発明の実施の形態２に係るシングルスクリュー圧縮機の要部である、ゲートロータとゲートロータサポートとの固定部の膨張前の拡大断面図である。
上記実施の形態１では、ゲートロータ３にピン６０を固定した構造であったが、実施の形態２は、ゲートロータ３とピン６０とが同一素材の樹脂で一体化された構造を有する。この構造は、ゲートロータ３の下面にゲートロータサポート４側に突出する突起３３を備えた構成とも言える。なお、突起３３は、「嵌合部」の一例に相当する。
【００４８】
図９は、本発明の実施の形態２に係るシングルスクリュー圧縮機の要部である、ゲートロータとゲートロータサポートとの固定部の膨張後の拡大断面図である。
突起３３は、運転中、突起３３が熱膨張することで、ゲートロータサポート４の凹部４４の内周面に接触し、実施の形態１と同様に接触圧力が発生する。この接触圧力は、ゲートロータ３の歯部３０をゲートロータサポート４に固定する保持力として作用する。このため、逆回転時にゲートロータ３の歯部３０が下面から上面に向かう方向に撓んで変形するのを防止できる。
【００４９】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ゲートロータ３とピン６０との組立が不要となり、組立工程を簡略化できてコスト低減に効果がある。
【００５０】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１又は実施の形態２のシングルスクリュー圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。
【００５１】
図１０は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路を示す図である。
冷凍サイクル装置７０は、実施の形態１又は実施の形態２のシングルスクリュー圧縮機７１と、凝縮器７２と、減圧装置７３と、蒸発器７４とを備えている。減圧装置７３は、膨張弁又はキャピラリーチューブ等で構成される。このように構成された冷凍サイクル装置７０において、シングルスクリュー圧縮機７１から吐出されたガス冷媒は凝縮器７２に流入し、凝縮器７２を通過する空気と熱交換して高圧液冷媒となって流出する。凝縮器７２を流出した高圧液冷媒は減圧装置７３で減圧されて低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器７４に流入する。蒸発器７４に流入した低圧の気液二相冷媒は、蒸発器７４を通過する空気と熱交換して低圧ガス冷媒となり、再びシングルスクリュー圧縮機７１に吸入される。
【００５２】
このように構成された冷凍サイクル装置７０は、実施の形態１又は実施の形態２のシングルスクリュー圧縮機７１を備えることで、シングルスクリュー圧縮機７１の故障を抑制でき、信頼性の高い冷凍サイクル装置とすることができる。なお、図１０に示した構成部品は、冷凍サイクル装置の基本的な構成部品を示したものであって、本発明の冷凍サイクル装置は、更に液溜め等の構成部品を備えた構成としてもよい。
【００５３】
なお、以上のように構成した冷凍サイクル装置７０は、空気調和機、冷蔵冷凍庫等に適用することができる。
【００５４】
また、実施の形態１〜実施の形態３では、シングルスクリュー圧縮機として、スクリューロータが１つの単段であって、且つツインゲートロータ方式のシングルスクリュー圧縮機を例に説明したが、本発明はこの方式に限られない。スクリューロータを回転軸方向に２つ備えた２段シングルスクリュー圧縮機としてもよい。また、１つのスクリューロータに対して１枚のゲートロータを噛み合わせ、圧縮室を１つ形成したモノゲートロータ方式のシングルスクリュー圧縮機としてもよい。これらのシングルスクリュー圧縮機に本発明を適用しても、本発明と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  ケーシング、２  スクリューロータ、２ａ  スクリュー溝、３  ゲートロータ、４  ゲートロータサポート、５  ステータ、６  ロータ、７  電動機、８  回転軸、９ａ  軸受、９ｂ  軸受、１０  圧縮室、１１  スライド溝、１２  内部容積比可変弁、１３  中心軸、１４  中心軸、１５  ロッド、２０  低圧空間、２１  ゲートロータサポート室、３０  歯部、３１  貫通孔、３２  貫通孔、３３  突起、４０  台座部、４０ａ  接触面、４１  軸部、４２  軸部、４３  歯部、４４  凹部、４４ａ  底面、５０  固定部、６０  ピン、６１  軸部、６２  頭部、６２ａ  先端面、７０  冷凍サイクル装置、７１  シングルスクリュー圧縮機、７２  凝縮器、７３  減圧装置、７４  蒸発器。
【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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【国際調査報告】
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