(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転し、該揺動ピストン（28）が上記ブレード（28b）側でシリンダ（19）と接する上死点から下死点を経て上死点に戻る３６０°の回転で吸入行程と圧縮行程と吐出行程の１サイクルが行われる圧縮機構（20）を備え、
上記揺動ピストン（28）の外周面形状が非円形に形成され、且つシリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成された揺動ピストン式圧縮機であって、
上記揺動ピストン（28）の外周面には、該揺動ピストン（28）が下死点の状態で上記シリンダ（19）と接する接触部Ｐを含む周方向両側の所定範囲に亘って、一定の曲率半径を有する第１の円弧面（C4,C5）が形成されることを特徴とする揺動ピストン式圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記揺動ピストン（28）は、上記第１円弧面（C4,C5）の曲率半径が、該第１円弧面（C4,C5）の周方向の両側に隣接する第２の円弧面（C3,C4）及び第３の円弧面（C5,C6）の曲率半径よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする揺動ピストン式圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記揺動ピストン（28）は、上記吐出工程中に上記第１円弧面（C4,C5）が上記シリンダ（19）と接するように構成されていることを特徴とする揺動ピストン式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動ピストン式圧縮機に関し、特に、圧縮機構のトルク脈動の対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体を圧縮する圧縮機が知られており、空気調和機の冷媒回路等に広く適用されている。この種の圧縮機として、ピストンがシリンダ室内で揺動しながら回転する、揺動ピストン式圧縮機がある。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されている揺動ピストン式圧縮機は、いわゆる非円形ピストン方式の圧縮機構を有している。この圧縮機構では、同文献の例えば図５(Ｃ)に記載されているように、揺動ピストンの吸入側半分が径方向に突出する一方、吐出側半分は突出していない。つまり、この圧縮機構の揺動ピストンでは、揺動ピストンが上死点（揺動ピストンがブレード側でシリンダと接する位置（回転角＝０°））から下死点（回転角＝１８０°）へ変位するまでの間にシリンダと接触する外周面が、径方向外方に突出した非円形状に形成される一方、下死点から上死点に変位するまでの間にシリンダと接触する外周面が、半真円形状に形成されている。
【０００４】
このように揺動ピストンを非円形状に形成すると、既に知られている真円形のピストン方式と比較して、吐出工程の回転角の範囲が大きくなり、吐出工程時に吐出ポートから吐出される流体の流速が小さくなる。これにより、この圧縮機構では、吐出ポートの流路抵抗を低減して過圧縮を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に開示されている非円形方式の揺動ピストン式圧縮機では、揺動ピストンが下死点を通過する際に、圧縮トルクが急峻に変化してしまうという問題が発見された。この点について、図７(Ａ)及び(Ｂ)を参照しながら説明する。図７(Ａ)は、揺動ピストンの回転角に応じたシリンダ室の容積変化率（回転角の微小変化量に対するシリンダ室の容積の微小変化量の割合＝ｄＶ／ｄθ）を表したものであり、図７(Ａ)の二点破線は、従来例の真円形ピストン方式の圧縮機を、図７(Ａ)の実線は、特許文献１に開示の従来例の非円形ピストン方式の圧縮機を示している。また、図７(Ｂ)は、揺動ピストンの回転角に応じたガス圧縮トルク[Ｎｍ]を示すものであり、図７(Ｂ)の二点鎖線は、従来例の真円形ピストン方式の圧縮機を、図７(Ｂ)の実線は、特許文献１に開示の従来例の非円形ピストン方式の圧縮機を示している。
【０００７】
図７(Ａ)に示すように、真円形ピストン方式の圧縮機では、揺動ピストンが上死点から下死点に向かうに連れて容積変化率が徐々に大きくなり、下死点において最大となる。その後、下死点から上死点に向かうに連れて容積変化率が徐々に小さくなり、上死点においてゼロとなる。
【０００８】
これに対し、従来例の非円形ピストン方式の圧縮機では、揺動ピストンが上死点から下死点に至るまでの間に、揺動ピストンの吸入側半円部（非円形部）とシリンダとが線接触する。このため、揺動ピストンが上死点から下死点に至るまでの間に容積変化率が急峻に増大し、下死点よりも手前側で容積変化率が最大となる。その後、揺動ピストンが下死点を通過すると、揺動ピストンの吐出側半分（真円形部）がシリンダと線接触する。すると、下死点を通過する際には、揺動ピストンの接触部の軌跡の曲率半径が急に変化してしまうため、これに伴い容積変化率も急に変化する（図７(Ａ)の点ａを参照）。
【０００９】
このように、従来例の非円形のピストン方式の圧縮機では、下死点を境として、シリンダ室の容積変化率が大きく変化する。図７(Ａ)及び図７(Ｂ)からもわかるように、揺動ピストンの回転角が１８０°となる下死点付近では、シリンダ室の容積変化率が大きくなるため、これに伴い圧縮トルクも大きく成り易い。従って、このようにして下死点付近で容積変化率が急峻に変化すると、比較的大きな圧縮トルクが脈打つように変化し、いわゆるトルク脈動の原因となってしまう。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、非円形の揺動ピストンを有する揺動ピストン式圧縮機において、下死点付近におけるトルク脈動を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転し、該揺動ピストン（28）が上記ブレード（28b）側でシリンダ（19）と接する上死点から下死点を経て上死点に戻る３６０°の回転で吸入行程と圧縮行程と吐出行程の１サイクルが行われる圧縮機構（20）を備え、上記揺動ピストン（28）の外周面形状が非円形に形成され、且つシリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成された揺動ピストン式圧縮機を対象とする。そして、この揺動ピストン式圧縮機は、上記揺動ピストン（28）の外周面に、該揺動ピストン（28）が下死点の状態で上記シリンダ（19）と接する接触部Ｐを含む周方向両側の所定範囲に亘って、一定の曲率半径を有する第１の円弧面（C4,C5）が形成されることを特徴とする。
【００１２】
第１の発明では、揺動ピストンの外周面に第１円弧面（C4,C5）が形成される。この第１円弧面（C4,C5）は、揺動ピストン（28）が下死点に位置する状態で、シリンダ（19）と接触する接触部Ｐを含んだ周方向両側の範囲に亘って形成される。これにより、揺動ピストン（28）が下死点を通過する前後の所定範囲では、揺動ピストン（28）の第１円弧面（C4,C5）とシリンダ（19）の接触部の軌跡の曲率半径が一定となる。従って、本発明では、下死点を境にシリンダ室（25）の容積変化率が急峻に変化することを抑制でき、ひいては下死点における圧縮トルクの急峻な変化を抑制できる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、上記揺動ピストン（28）は、上記第１円弧面（C4,C5）の曲率半径が、該第１円弧面（C4,C5）の周方向の両側に隣接する第２の円弧面（C3,C4）の曲率半径、及び第３の円弧面（C5,C6）の曲率半径よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
第２の発明の揺動ピストン（28）の外周面には、第１円弧面（C4,C5）を挟んで第２円弧面（C3,C4）と第３の円弧面（C5,C6）が形成される。第１円弧面（C4,C5）の曲率半径は、第２円弧面（C3,C4）の曲率半径及び第３円弧面（C5,C6）の曲率半径よりも大きくなっている。このため、揺動ピストン（28）の第１円弧面（C4,C5）とシリンダ（19）とが接触する所定の範囲では、シリンダ室の容積が緩やかに変化する。従って、本発明では、揺動ピストン（28）が下死点を通過する前後の所定範囲において容積変化率が小さくなり、これに伴い下死点付近での圧縮トルクも小さくなる。
【００１５】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記揺動ピストン（28）は、上記吐出工程中に上記第１円弧面（C4,C5）が上記シリンダ（19）と接するように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明では、揺動ピストン（28）の第１円弧面（C4,C5）とシリンダ（19）とが接触する際に、圧縮された流体が吐出される吐出工程が行われる。吐出工程時には、シリンダ室（25）の内圧が最大となるため、このタイミングにおいて圧縮トルクも大きくなる。しかしながら、本発明では、吐出工程中に第１円弧面（C4,C5）とシリンダ（19）とが線接触するため、この吐出工程のタイミングにおける容積変化率の急峻な変化を抑えることができる。その結果、吐出工程時において、比較的大きな圧縮トルクが急峻に変化することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、揺動ピストン（28）の外周面に、下死点の接触部Ｐを含む周方向両側に亘って第１円弧面（C4,C5）を形成したので、揺動ピストン（28）が下死点を通過する際に、シリンダ室（25）の容積変化率が急峻に変化してしまうことを防止できる。その結果、下死点を境として圧縮トルクが急峻に変化するのを抑制でき、いわゆるトルク脈動を抑制できる。
【００１８】
特に、圧縮機構（20）の低速回転時には、圧縮トルクが増大し易く、トルク脈動に起因して振動が大きくなったり、電動機の回転が不安定となったりし易い。このため、従来例の非円形ピストン式の圧縮機（図７(Ａ)及び(Ｂ)の実線で示す圧縮機）では、特に低速回転時において電動機でトルク制御を施す必要があり、圧縮機の複雑化、高コスト化を招くという問題があった。しかしながら、本発明では、低速回転時にも下死点付近でのトルク脈動を抑制できるため、トルク制御が不要となり、圧縮機の単純化、低コスト化を図ることができる。
【００１９】
第２の発明によれば、揺動ピストン（28）において、第２円弧面（C3,C4）及び第３円弧面（C5,C6）よりも第１円弧面（C4,C5）の曲率半径を大きくしたので、下死点付近での圧縮トルクを低減してトルク脈動を防止できる。
【００２０】
第３の発明によれば、吐出工程時に揺動ピストン（28）の第１円弧面（C4,C5）とシリンダ（19）とが接するため、吐出工程のタイミングに併せてトルク脈動を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施形態に係る揺動ピストン式圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、圧縮機構の内部を示す平面図であり、図２(Ａ)は、揺動ピストンの回転角が０°（３６０°）の状態を、図２(Ｂ)は、揺動ピストンの回転角が９０°の状態を、図２(Ｃ)は、揺動ピストンの回転角が１８０°の状態を、図２(Ｄ)は、揺動ピストンの回転角が２７０°の状態を示すものである。
【図３】図３は、揺動ピストンの外周面の形状を詳細に表した平面図である。
【図４】図４(Ａ)は、揺動ピストンの回転角に応じた容積変化率を、従来例の真円形方式の揺動ピストン、従来例の非円形方式の揺動ピストン、及び本実施形態に係る揺動ピストンについて比較して表したものである。図４(Ｂ)は、揺動ピストンの回転角に応じた圧縮トルクを、従来例の真円形方式の揺動ピストン、従来例の非円形方式の揺動ピストン、及び本実施形態に係る揺動ピストンについて比較して表したものである。
【図５】図５は、変形例１に係る揺動ピストンの外周面の形状を詳細に表した平面図である。
【図６】図６は、変形例２に係る揺動ピストンの外周面の形状を詳細に表した平面図である。
【図７】図７(Ａ)は、揺動ピストンの回転角に応じた容積変化率を、従来例の真円形方式の揺動ピストン及び従来例の非円形方式の揺動ピストンについて比較して表したものである。図７(Ｂ)は、揺動ピストンの回転角に応じた圧縮トルクを、従来例の真円形方式の揺動ピストン及び従来例の非円形方式の揺動ピストンについて比較して表したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
〈圧縮機の全体構成〉
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る回転式圧縮機（1）は、いわゆる揺動ピストン式圧縮機である。この揺動ピストン式圧縮機（1）は、ケーシング（10）内に、圧縮機構（20）と電動機（30）とが収納され、全密閉型に構成されている。上記揺動ピストン式圧縮機（1）は、例えば、空気調和装置の冷媒回路中に設けられ、冷媒を吸入、圧縮して吐出するように構成されている。
【００２４】
ケーシング（10）は、円筒状の胴部（11）と、この胴部（11）の上下の端部にそれぞれ固定された鏡板（12，13）とによって構成されている。胴部（11）には、下方寄りの所定の位置に、この胴部（11）を貫通する吸入管（14）が設けられている。一方、上部の鏡板（12）には、ケーシング（10）の内外を連通する吐出管（15）と、図示しない外部電源に接続されて電動機（30）に電力を供給するターミナル（16）とが設けられている。
【００２５】
圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内の下部側に配置されている。圧縮機構（20）は、シリンダ（19）と、このシリンダ（19）のシリンダ室（25）の内部に収納された揺動ピストン（28）とを備えている。シリンダ（19）は、環状のシリンダ部（21）と、このシリンダ部（21）の上部開口を閉塞するフロントヘッド（22）と、シリンダ部（21）の下部開口を閉塞するリヤヘッド（23）とから構成されている。そして、シリンダ部（21）の内周面と、フロントヘッド（22）の下端面と、リヤヘッド（23）の上端面との間に、シリンダ室（25）が区画形成されている。
【００２６】
電動機（30）は、ステータ（31）とロータ（32）とを備えている。ステータ（31）は、圧縮機構（20）の上方でケーシング（10）の胴部（11）に固定されている。
【００２７】
ロータ（32）には駆動軸（33）が連結されていて、ロータ（32）と共に駆動軸（33）が回転する。駆動軸（33）は、シリンダ室（25）を上下方向に貫通している。フロントヘッド（22）とリヤヘッド（23）には、駆動軸（33）を支持するための軸受部（22a，23a）がそれぞれ形成されている。
【００２８】
また、駆動軸（33）には、その軸方向に縦貫する給油路（図示省略）が設けられている。さらに、駆動軸（33）の下端部には、油ポンプ（36）が設けられている。そして、この油ポンプ（36）によって、ケーシング（10）内の底部に貯留されている潤滑油を、上記給油路内を流通させて圧縮機構（20）の摺動部へ供給するように構成されている。
【００２９】
駆動軸（33）には、シリンダ室（25）の中に位置する部分に偏心部（33a）が形成されている。偏心部（33a）は、駆動軸（33）よりも大径に形成され、駆動軸（33）の軸心から所定量偏心している。そして、偏心部（33a）には、圧縮機構（20）の揺動ピストン（28）が摺動自在に嵌め込まれている。
【００３０】
揺動ピストン（28）は、図２に示すように、環状の本体部（28a）と、本体部（28a）の外周面の１箇所から径方向外側に突出して延びる板状のブレード（28b）とが一体的に形成されている。揺動ピストン（28）のブレード（28b）と本体部（28a）とは、一体形成か、または別部材を一体的に固着することにより形成されている。本体部（28a）はシリンダ室（25）の内部で公転可能に構成され、ブレード（28b）はシリンダ（19）に揺動可能に保持されている。
【００３１】
上記シリンダ部（21）には、駆動軸（33）の軸方向と平行に断面円形状のブッシュ孔（21b）が貫通形成されている。ブッシュ孔（21b）は、シリンダ部（21）の内周面側に形成され、且つ周方向の一部分がシリンダ室（25）と連通するように形成されている。ブッシュ孔（21b）の内部には、断面が略半円形状の一対のブッシュ（51,52）が挿入されている。ブッシュ（51,52）は、シリンダ室（25）内の吐出側に配設される吐出側ブッシュ（51）と、シリンダ室（25）内の吸入側に配設される吸入側ブッシュ（52）とから構成されている。そして、揺動ピストン（28）のブレード（28b）は、これらのブッシュ（51,52）を介してシリンダ部（21）のブッシュ孔（21b）に挿入されている。
【００３２】
両ブッシュ（51,52）は、フラットな面同士が対向するように配置されている。そして、この両ブッシュ（51,52）の対向面の間のスペースがブレード溝（29）として形成されている。ブレード溝（29）には、揺動ピストン（28）のブレード（28b）が挿入されている。ブッシュ（51,52）は、ブレード溝（29）にブレード（28b）を挟んだ状態で、ブレード（28b）がその面方向にブレード溝（29）を進退するように構成されている。同時に、ブッシュ（51,52）は、ブレード（28b）と一体的にブッシュ孔（21b）の中で揺動するように構成されている。
【００３３】
なお、この実施形態では両ブッシュ（51,52）を別体とした例について説明したが、両ブッシュ（51,52）は一体としてもよい。
【００３４】
そして、駆動軸（33）が回転すると、揺動ピストン（28）は、ブレード（28b）がブレード溝（29）内を進退しながら、シリンダ側の一点（ブッシュ孔（21b）の中心）を軸心として揺動する。この揺動動作により、揺動ピストン（28）とシリンダ部（21）の内周面との接触部が図２の(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)、(Ｄ）の順に時計周り方向へ移動する。このとき、上記揺動ピストンの本体部（28a）は駆動軸（33）の周りを公転するが、自転はしない。
【００３５】
上記ブレード（28b）は、例えば図２(Ｃ)に示すように、シリンダ室（25）を吸入室（25a）と圧縮室（25b）に区画している。シリンダ部（21）には吸入ポート（41）が形成されている。この吸入ポート（41）は、シリンダ部（21）をその径方向に貫通しており、一端が吸入室（25a）に臨むように開口している。一方、吸入ポート（41）の他端には上記吸入管（14）の端部が接続されている。
【００３６】
また、シリンダ部（21）には吐出ポート（42）が形成されている。この吐出ポート（42）は、シリンダ部（21）をその径方向に貫通しており、一端が圧縮室（25b）に臨むように開口している。一方、吐出ポート（42）の他端は、該吐出ポート（42）を開閉する吐出弁（46）を介してケーシング（10）内の吐出空間に連通している。つまり、本実施形態の回転式圧縮機（1）は、ケーシング（10）内に高圧冷媒が満たされる、高圧ドーム式に構成される。従って、吐出弁（46）は、圧縮室（25b）の内圧とケーシング（10）内の吐出空間の内圧（冷媒回路の高圧圧力に相当）との差圧が所定値よりも大きくなると吐出ポート（42）を開放するように構成される。
【００３７】
上記圧縮機構（20）は、揺動ピストン（28）に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転し、揺動ピストン（28）がブレード（28b）側でシリンダ（19）と実質的に接する上死点（図２(Ａ)を参照）から下死点（図２(Ｃ)を参照）を経て再び上死点に戻る３６０°の回転で、吸入行程と圧縮行程と吐出行程の１サイクルが行われるように構成されている。
【００３８】
揺動ピストン（28）は、外周面形状がブレードに対して吐出行程側に位置する領域よりも吸入行程側に位置する領域が突出した非円形形状で、略卵形に形成されている。これに対し、シリンダ室（25）の内周面形状は、該揺動ピストン（28）の揺動時における該揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいた形状に形成されている。揺動ピストンの動作中には、シリンダと揺動ピストンの間に常に一点の接触部（厳密には、揺動ピストンの外周面とシリンダの内周面との間に油膜等を介してシール部を構成するシールポイント）が形成される。
【００３９】
〈揺動ピストンの外周面の詳細な形状について〉
揺動ピストンの外周面の詳細な形状について、図３を参照しながら説明する。
【００４０】
揺動ピストンの外周面は、曲率半径の異なる第１から第７までの円弧部（C1〜C7）が周方向に連続することで構成されている。第１円弧部（C1）の円弧中心Ｍ１は、ブレード（28b）の幅方向の中間線上であって、駆動軸（33）を挟んでブレード（28b）と反対側の所定箇所に位置している。第２から第７の円弧部（C2〜C7）は、揺動ピストン（28）の逆回転方向に隣接する円弧部（C1〜C6）と滑らかに連続するように、各々の円弧中心Ｍ２〜Ｍ７の位置が決められている。
【００４１】
具体的に、第２円弧部（C2）の円弧中心Ｍ２は、第１円弧部（C1）の円弧中心Ｍ１と第１円弧部（C1）の正回転方向側の端部とを結ぶ仮想平面上に、第３円弧部（C3）の円弧中心Ｍ３は、第２円弧部（C2）の円弧中心２と第２円弧部（C2）の正回転方向側の端部とを結ぶ仮想平面上に、第４円弧部（C4）の円弧中心Ｍ４は、第３円弧部（C3）の円弧中心３と第３円弧部（C3）の正回転方向側の端部とを結ぶ仮想平面上に、第５円弧部（C5）の円弧中心Ｍ５は、第４円弧部（C4）の円弧中心Ｍ４と第４円弧部（C4）の正回転方向側の端部とを結ぶ仮想平面上に、第６円弧部（C6）の円弧中心Ｍ６は、第５円弧部（C5）の円弧中心Ｍ５と第５円弧部（C5）の正回転方向側の端部とを結ぶ仮想平面上に、第７円弧部（C7）の円弧中心Ｍ７は、第６円弧部（C6）の円弧中心Ｍ６と第６円弧部（C6）の正回転方向側の端部とを結ぶ仮想線上にそれぞれ位置している。以上により、第１から第６までの円弧部（C1〜C6）は、各々の正回転方向の端部と、これらの円弧部（C1〜C6）の正回転方向に隣り合う円弧部（C2〜C7）の端部とが、接線を共有するように連続することになる。
【００４２】
また、第１円弧部（C1）の曲率半径をＲ１、第２円弧部（C2）の曲率半径をＲ２、第３円弧部（C3）の曲率半径をＲ３、第４円弧部（C4）の曲率半径をＲ４、第５円弧部（C5）の曲率半径をＲ５、第６円弧部（C6）の曲率半径をＲ６、第７円弧部（C7）の曲率半径をＲ７とすると、本実施形態において、これらの曲率半径は以下の関係式を満たしている。
【００４３】
Ｒ１＞Ｒ４＞Ｒ２＞Ｒ７＞Ｒ５＞Ｒ６＞Ｒ３・・・式（１）
第４円弧部（第１の円弧面（C4））は、揺動ピストン（28）が下死点に位置する状態でシリンダ（19）の内周面と実質的に接触する接触部（図３に示す点Ｐ）を含み、該接触部Ｐを挟んで周方向の両側の所定の領域に亘って形成されている。本実施形態の第４円弧部（C4）は、揺動ピストン（28）の回転角が約１１０°から約２００°に至るまでの間において、シリンダ（19）との間に接触部を形成する範囲に形成されている。つまり、本実施形態では、揺動ピストン（28）の回転角が約１１０°から下死点を通過して約２００°に至るまでの間、接触部の軌跡の曲率半径が一定のＲ４に維持される。
【００４４】
また、本実施形態の第４円弧部（C4）の曲率半径Ｒ４は、該第４円弧部（C4）の周方向の一方に隣接する第３円弧部（第２の円弧面（C3））の曲率半径Ｒ３や、他方に隣接する第５円弧部（第３の円弧面（C5)）の曲率半径Ｒ５よりも大きくなっている。これにより、圧縮機構（20）では、第４円弧部（C4）とシリンダ（19）とが接触する範囲内においては、シリンダ室（25）の容積変化率（回転角の微小変化量に対するシリンダ室の容積の微小変化量の割合＝ｄＶ／ｄθ）の変化が比較的緩やかになる。
【００４５】
また、本実施形態の圧縮機構（20）では、揺動ピストン（28）の回転角が約１３５°を越えると、上記吐出工程が開始される。つまり、揺動ピストン（28）は、この吐出工程中に第４円弧部（C4）がシリンダ（19）の内周面と実質的に接するように構成される。
【００４６】
−圧縮機の運転動作−
次に、この揺動ピストン式圧縮機（1）の運転動作について説明する。
【００４７】
電動機（30）を起動してロータ（32）が回転すると、該ロータ（32）の回転が駆動軸（33）を介して圧縮機構（20）の揺動ピストン（28）に伝達される。これによって、揺動ピストン（28）のブレード（28b）がブッシュ（51,52）に対して往復直線運動の摺動を行い、且つブッシュ（51,52）が上記ブッシュ孔（21b）内で往復回転運動を行うことで、揺動ピストン（28）はブレード（28b）がブッシュ孔（21b）を中心として揺動しながら本体部（28a）がシリンダ室（25）内で駆動軸（33）を中心として公転し、圧縮機構（20）が所定の圧縮動作を行う。
【００４８】
図２(Ｂ)に示す状態の揺動ピストン（28）が、正回転方向（図２における右回り）に公転すると、吸入室（25a）の容積が徐々に拡大し、この吸入室（25a）に低圧の冷媒ガスが吸入ポート（41）を介して吸入される。この吸入行程において、揺動ピストン（28）が図２(Ｃ)に示す下死点に位置した状態では、吸入室（25a）の容積が圧縮室（25b）の容積よりもやや大きくなる。
【００４９】
揺動ピストン（28）が下死点を通過して公転を続けると、吸入室（25a）の容積がさらに拡大していく（図２(Ｄ)、図２(Ａ)を参照）。そして、図２(Ａ)に示す状態の揺動ピストン（28）が更に公転して、シリンダ部（21）の内周面と揺動ピストン（28）の外周面との接触部が吸入ポート（41）にまで達すると、この吸入室（25a）は冷媒が圧縮される圧縮室（25b）となる。同時に、ブレード（28b）を隔てて新たな吸入室（25a）が形成される。
【００５０】
また、上記揺動ピストン（28）がさらに公転すると、吸入室（25a）への冷媒の吸入が繰り返される一方、圧縮室（25b）の容積が減少し、該圧縮室（25b）では冷媒が圧縮される。圧縮室（25b）の圧力が所定値となって圧縮機構（20）の外側空間との差圧が設定値に達すると、圧縮室（25b）の高圧冷媒によって吐出弁（46）が開き、高圧冷媒が圧縮室（25b）からケーシング（10）の内部に吐出される。この動作が繰り返される。
【００５１】
−下死点付近におけるトルク脈動の抑制効果について−
上記実施形態では、下死点を含む所定の回転角の範囲（１１０°〜２００°）において、揺動ピストン（28）の第４円弧部（C4）とシリンダ（19）との接触が維持される。その結果、下死点付近において、シリンダ室（25）の容積変化率が急峻に変化することを抑制でき、トルク脈動を防止できる。この点について、図４(Ａ)、（Ｂ）を参照しながら説明する。図４(Ａ)は、揺動ピストンの回転角に応じたシリンダ室の容積変化率（回転角の変化量に対するシリンダ室の容積の変化量の割合＝ｄＶ／ｄθ）を表したものであり、図４(Ａ)の二点鎖線は、従来例の真円形ピストン方式の圧縮機を、図４(Ａ)の破線は、従来例の非円形ピストン方式の圧縮機を、図４(Ａ)の実線は、本実施形態に係る揺動ピストン式圧縮機を、それぞれ示している。また、図４(Ｂ)は、揺動ピストンの回転角に応じたガス圧縮トルク[Ｎｍ]を示すものであり、図４(Ｂ)の二点鎖線は、従来例の真円形ピストン方式の圧縮機を、図４(Ｂ)の破線は、従来例の非円形ピストン方式の圧縮機を、図４(Ｂ)の実線は、本実施形態の揺動ピストン式圧縮機を、それぞれ示している。なお、図４(Ａ)、(Ｂ)の例は、空気調和機の負荷が小さい中間季（例えば春や秋）において、それぞれの圧縮機を低速で運転した場合の比較例である。このような運転時には、ケーシング（10）内の吐出空間の内圧（冷媒回路の高圧に相当）が比較的低くなるため、揺動ピストンが下死点に至るよりも手前側の回転角で吐出弁が開放され、吐出工程が開始される。
【００５２】
従来例の非円形ピストン方式の圧縮機では、揺動ピストンが下死点を通過する際、接触部の軌跡の曲率半径が大きく変化してしまうため(図４(Ａ)のａ点）、これに伴い下死点において容積変化率が急峻に変化してしまう。その結果、圧縮トルクの比較的大きくなる、下死点付近において、この圧縮トルクも急峻に変化し、トルク脈動が顕著となってしまう図４(Ｂ)を参照）。
【００５３】
これに対し、本実施形態では、揺動ピストン（28）が下死点を通過する前後で第４円弧部（C4）がシリンダ（19）と接触するので、下死点を通過する前後での接触部の軌跡も一定の曲率半径Ｒ４を維持することになる。従って、本実施形態では、下死点付近においても容積変化率が緩やかに変化するため（図４(Ａ)を参照）、下死点付近において圧縮トルクが脈打つことも回避できる（図４(Ｂ)を参照）。その結果、下死点付近におけるトルク脈動を抑制できる。
【００５４】
また、図３に示すように、本実施形態の第４円弧部（C4）の曲率半径Ｒ４は、隣接する第３及び第５円弧部（C3,C5）の曲率半径Ｒ３、Ｒ５よりも大きい。このため、揺動ピストン（28）が下死点を通過する前後では、シリンダ室（25）の容積が急激に変化しない。従って、図４(Ａ)に示すように、下死点付近における容積変化率を小さくできるので、これに伴い下死点付近での圧縮トルクも低減できる。
【００５５】
更に、本実施形態では、第４円弧部（C4）とシリンダ（19）とが接触するタイミングにおいて、吐出工程が行われる。吐出工程では、シリンダ室（25）の内圧が最大になるので、このタイミングで圧縮トルクが増大し易い。また、吐出工程中には、シリンダ室（25）の内圧が最大値のまま一定となるため、このタイミングでの圧縮トルクは、容積変化率が支配的となる。このタイミングにおいて、第４円弧部（C4）とシリンダ（19）とを接触させて、上記の如く容積変化率の急峻な変化を抑制し且つ容積変化率の絶対値を低減しているため、吐出工程時におけるトルク脈動を効果的に防止できる。
【００５６】
−実施形態の効果−
以上のように、本実施形態では、揺動ピストン（28）の外周面に、下死点の接触部Ｐを含む周方向両側に亘って第４円弧部（C4）を形成したので、揺動ピストン（28）が下死点を通過する際に、シリンダ室（25）の容積変化率が急峻に変化してしまうことを防止できる。その結果、下死点を境として圧縮トルクが急峻に変化するのを抑制でき、いわゆるトルク脈動を抑制できる。
【００５７】
特に、圧縮機構（20）の低速回転時には、圧縮トルクが増大し易く、トルク脈動に起因して振動が大きくなったり、電動機（30）の回転が不安定となったりし易い。このため、従来例の非円形ピストン式の圧縮機では、特に低速回転時において電動機でトルク制御を施す必要があり、圧縮機の複雑化、高コスト化を招くという問題があった。しかしながら、本実施形態では、低速回転時にも下死点付近でのトルク脈動を抑制できるため、トルク制御が不要となり、圧縮機の単純化、低コスト化を図ることができる。
【００５８】
また、上記実施形態によれば、揺動ピストン（28）において、第３及び第５円弧部（C3,C5）の曲率半径Ｒ３，Ｒ５よりも第４円弧部（C4）の曲率半径Ｒ４を大きくしたので、下死点付近での圧縮トルクを低減してトルク脈動を防止できる。
【００５９】
また、上記実施形態によれば、吐出工程時に揺動ピストン（28）の第４円弧部（C4）とシリンダ（19）とが接するため、吐出工程のタイミングに併せてトルク脈動を効果的に防止できる。
【００６０】
−実施形態の変形例−
上記実施形態の揺動ピストン（28）の外周面の形状を以下のような変形例の形状としてもよい。
【００６１】
−変形例１−
図５に示す変形例１に係る揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）の幅方向の中間線を挟んで左右に略対称な卵形の形状をしている。揺動ピストン（28）の外周面は、第１から第７までの円弧部（C1〜C7）が周方向に連続することで構成されている。
【００６２】
第１円弧部（C1）の円弧中心Ｍ１は、ブレード（28b）の幅方向の中間線上であって、駆動軸（33）を挟んでブレード（28b）と反対側の所定箇所に位置している。第２から第７の円弧部（C2〜C7）は、揺動ピストン（28）の逆回転方向に隣接する円弧部（C1〜C6）と滑らかに連続するように、各々の円弧中心Ｍ２〜Ｍ７の位置が決められている（円弧中心Ｍ２〜Ｍ７の位置の定め方は上述した実施形態と同様である）。これにより、第１から第６までの円弧部（C1〜C6）は、各々の正回転方向の端部と、これらの円弧部（C1〜C6）の正回転方向に隣り合う円弧部（C2〜C7）の端部とが、接線を共有するように連続することになる。
【００６３】
また、変形例１の各円弧部（C1〜C7）の曲率半径Ｒ１〜Ｒ７は、以下の関係式を満たしている。
【００６４】
Ｒ７＞Ｒ１＞Ｒ４＞Ｒ３＝Ｒ５＞Ｒ２＝Ｒ６・・・式（２）
第４円弧部（第１の円弧面（C4））は、揺動ピストン（28）が下死点に位置する状態でシリンダ（19）の内周面と実質的に接触する接触部（図５に示す点Ｐ）を含み、該接触部Ｐを挟んで周方向の両側の所定の領域に亘って形成されている。変形例１に係る第４円弧部（C4）は、揺動ピストン（28）の回転角が約１５０°から約２１０°に至るまでの間において、シリンダ（19）との間に接触部を形成する範囲に形成されている。また、変形例１の第４円弧部（C4）の曲率半径Ｒ４は、該第４円弧部（C4）の周方向の一方に隣接する第３円弧部（第２の円弧面（C3））の曲率半径Ｒ３や、他方に隣接する第５円弧部（第３の円弧面（C5)）の曲率半径Ｒ５よりも大きくなっている。また、揺動ピストン（28）は、この吐出工程中に第４円弧部（C4）がシリンダ（19）の内周面と実質的に接するように構成される
変形例１に係る揺動ピストン（28）を備えた揺動ピストン式圧縮機（1）においても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６５】
〈変形例２〉
図６に示す変形例２に係る揺動ピストン（28）の外周面は、第１から第８までの円弧部（C1〜C8）が周方向に連続することで構成されている。
【００６６】
第１円弧部（C1）の円弧中心Ｍ１は、ブレード（28b）の幅方向の中間線上であって、駆動軸（33）を挟んでブレード（28b）と反対側の所定箇所に位置している。第２から第8
の円弧部（C2〜C8）は、揺動ピストン（28）の逆回転方向に隣接する円弧部（C1〜C7）と滑らかに連続するように、各々の円弧中心Ｍ２〜Ｍ８の位置が決められている（円弧中心Ｍ２〜Ｍ８の位置の定め方は上述した実施形態と同様である）。これにより、第１から第７までの円弧部（C1〜C7）は、各々の正回転方向の端部と、これらの円弧部（C1〜C7）の正回転方向に隣り合う円弧部（C2〜C8）の端部とが、接線を共有するように連続することになる。
【００６７】
また、変形例１の各円弧部（C1〜C8）の曲率半径Ｒ１〜Ｒ８は、以下の関係式を満たしている。
【００６８】
Ｒ８＞Ｒ５＞Ｒ７＞Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ６・・・式（３）
第５円弧部（第１の円弧面（C5））は、揺動ピストン（28）が下死点に位置する状態でシリンダ（19）の内周面と実質的に接触する接触部（図６に示す点Ｐ）を含み、該接触部Ｐを挟んで周方向の両側の所定の領域に亘って形成されている。変形例２に係る第４円弧部（C4）は、揺動ピストン（28）の回転角が約１５０°から約２６０°に至るまでの間において、シリンダ（19）との間に接触部を形成する範囲に形成されている。また、変形例１の第５円弧部（C5）の曲率半径Ｒ５は、該第５円弧部（C5）の周方向の一方に隣接する第４円弧部（第２の円弧面（C4））の曲率半径Ｒ４や、他方に隣接する第６円弧部（第３の円弧面（C6)）の曲率半径Ｒ６よりも大きくなっている。また、揺動ピストン（28）は、この吐出工程中に第５円弧部（C5）がシリンダ（19）の内周面と実質的に接するように構成される
変形例２に係る揺動ピストン（28）を備えた揺動ピストン式圧縮機（1）においても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本発明は、揺動ピストン式圧縮機について有用である。
【符号の説明】
【００７０】
1      回転式圧縮機（揺動ピストン式圧縮機）
19     シリンダ
25     シリンダ室
28     揺動ピストン
28b    ブレード
C3     第３円弧部（第２の円弧面）
C4     第４円弧部（第１の円弧面、第２の円弧面）
C5     第５円弧部（第３の円弧面、第１の円弧面）
C6     第６円弧部（第３の円弧面）
【図１】
0005929189.tif 000002
【図２】
0005929189.tif 000003
【図３】
0005929189.tif 000004
【図４】
0005929189.tif 000005
【図５】
0005929189.tif 000006
【図６】
0005929189.tif 000007
【図７】
0005929189.tif 000008