(57)【要約】【課題】冷媒吐出容量をより一層大きくする。【解決手段】ヘリカル式コンプレッサ１では、ケース１０は、シリンダ１１を備え、シリンダ１１内において、ローラ５０は、ロータ３０の回転に伴って公転運動を行う。このとき、シリンダ１１の内周面とローラ５０の筒本体５１の外周面との間を第１圧縮室６５として構成している。ローラ５０の筒本体５１の内周面とロータ３０の内周面との間を第２圧縮室７５として構成している。このため、第１圧縮室６５および第２圧縮室７５により冷媒がそれぞれ圧縮される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトにステータが固定され、前記ステータの外周側にロータが配置されてなるモータと、
前記モータの外周側に設けられたケースと、
前記ケース内に配置され、前記モータを収納する中空部を有し、前記ロータから与えられる回転力により前記シャフトを中心として公転運動するローラと、を備え、
前記ローラの外周面と前記ケースの内周面との間にアウターブレードを設けて冷媒を圧縮する第１圧縮室を形成し、前記ローラの内周面と前記ロータの外周面との間にインナーブレードを設けて冷媒を圧縮する第２圧縮室を形成したことを特徴とするヘリカル式圧縮機。
【請求項２】
前記第１圧縮室と前記第２圧縮室は、位相が１８０度ずれて回転するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヘリカル式圧縮機。
【請求項３】
前記ステータのステータコイルに電流を流すインバータ装置が前記ケースに設けられており、冷媒吸入口から吸入されて前記第１圧縮室および前記第２圧縮室に流入する前の冷媒により前記インバータ装置が冷却されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘリカル式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を圧縮するヘリカル式コンプレッサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のコンプレッサとして、シリンダ内においてその軸方向に平行に配置されて、かつシリンダに対して偏心するように設けられている円柱体と、円柱体の外周面において軸方向一方側から軸方向他方側に螺旋状に延びるように設けられた溝部と、シリンダの内周面から突出して、かつ軸方向一方側から軸方向他方側に螺旋状に延びるように設けられたブレードとを備えたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、シリンダの内周面と円柱体の外周面との間には、冷媒を圧縮する圧縮室が構成される。ブレードは、溝部に出没自在に成形されたものであって、圧縮室を複数の作動室に区画する。円柱体がシリンダ内を公転運動することにより、ブレードが公転運動する。これにより、軸方向一方側の作動室に流入した冷媒を軸方向他方側の作動室に順次移送しながら圧縮する。
【０００４】
しかし、このように構成されるコンプレッサでは、冷媒吐出容量の比較的小さい製品（例えば、小型冷蔵庫）への採用にとどまり、冷媒吐出容量の大容量化が困難なものとなっている。
【０００５】
これに対し、冷媒吐出容量の大容量化を図るため、特許文献２に記載のコンプレッサが提案されている。このコンプレッサでは、筒状に形成されたローラを円柱体に代えて設け、ローラの中空部に、ローラ自体を駆動するためのアウタロータ型の電動モータを収納するものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０２−１９６８３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らの検討によれば、ヘリカル式のコンプレッサをカーエアコンの冷凍サイクル装置に適用する場合には、冷媒の吐出容量をより一層大きくすることが必要であることが分かった。
【０００８】
特許文献２に記載のコンプレッサでは、圧縮室の径方向長さを拡大すれば、冷媒の吐出容量を大きくすることができるものの、体格の大型化を招くことになる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みたもので、ローラの径方向内側に電動モータを収納したヘリカル式コンプレッサにおいて、体格の大型化を抑えつつ、冷媒吐出容量をより一層大きくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
シャフトにステータが固定され、前記ステータの外周側にロータが配置されてなるモータと、
前記モータの外周側に設けられたケースと、
前記ケース内に配置され、前記モータを収納する中空部を有し、前記ロータから与えられる回転力により前記シャフトを中心として公転運動するローラと、を備え、
前記ローラの外周面と前記ケースの内周面との間にアウターブレードを設けて冷媒を圧縮する第１圧縮室を形成し、前記ローラの内周面と前記ロータの外周面との間にインナーブレードを設けて冷媒を圧縮する第２圧縮室を形成したことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ローラの内周側と外周側に圧縮室を形成しているから、冷媒の吐出容量を大きくすることができる。また、ロータとローラとの間の空間を利用して第２圧縮室としているので、体格の大型化を抑制することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１圧縮室と前記第２圧縮室は、位相が１８０度ずれて回転するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１圧縮室と第２圧縮室とが並ぶ方向において重さのアンバラスを抑えることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ステータのステータコイルに電流を流すインバータ装置が前記ケースに設けられており、冷媒吸入口から吸入されて前記第１圧縮室および前記第２圧縮室に流入する前の冷媒により前記インバータ装置が冷却されるようになっていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、圧縮前の冷媒によりインバータ装置を冷却しているため、インバータ装置は、その動作に伴い熱を発生するものの、冷媒の冷却により温度上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるヘリカル式のコンプレッサの断面構成を示す図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ断面図である。
【図３】図１中Ｂ−Ｂ断面図である。
【図４】図１中Ｃ−Ｃ断面図である。
【図５】図１中のローラ単体の側面図である。
【図６】図１中のローラ単体の断面図である。
【図７】図１のヘリカル式のコンプレッサにおいて冷媒の流れを示す図である。
【図８】図１のヘリカル式のコンプレッサにおいて作動室の移動を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態におけるヘリカル式のコンプレッサの断面構成を示す図である。
【図１０】上記第２実施形態の変形例におけるヘリカル式のコンプレッサの断面構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態におけるヘリカル式のコンプレッサの断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００１８】
（第１実施形態）
図１〜図４に本発明のヘリカル式コンプレッサの第１実施形態を示す。
【００１９】
図１はヘリカル式コンプレッサ内部を示す断面図である。図２は図１中のＡ−Ａ断面図である。図３は図１中のＢ−Ｂ断面図、図４は図１中のＣ−Ｃ断面図である。
【００２０】
図１のヘリカル式コンプレッサ１は、車載空調装置に適用されて、コンデンサ、減圧器、エバポレータ等とともに、冷凍サイクル装置を構成するものである。ヘリカル式コンプレッサ１は、ケース１０、ステータ２０、ロータ３０、ロータフレーム３５、３６、軸受け４０、４１、４２、４３、ローラ５０、アウターブレード６０、インナーブレード７０、シール８０、およびインバータ装置１００から構成されている。
【００２１】
ケース１０は、圧力容器を構成する円筒状のシリンダ１１を備えている。シリンダ１１は、軸方向一方側に開口部を有し、かつ軸方向他方側に底部１１ａを有する。底部１１ａには、軸方向に貫通する貫通穴１１ｂが設けられている。
【００２２】
シリンダ１１の軸方向一方側には、円板状の蓋部１２が配置されている。これにより、シリンダ１１の開口部が塞がれることになる。蓋部１２には、軸方向に開口する開口部１２ａが設けられている。
【００２３】
蓋部１２とシリンダ１１の底部１１ａとの間には、シリンダ１１の軸方向に延びる円柱状のシャフト１３が設けられている。つまり、シリンダ１１は、シリンダ１１の中心を中心とする筒状に形成されている。シャフト１３の軸方向一方側には、中空部１４ａと連通孔１４ｂ、１４ｃとが設けられている。中空部１４ａは、軸方向に延びるように形成されている。
【００２４】
中空部１４ａは、蓋部１２の開口部１２ａに連通している。連通孔１４ａ、１４ｂは、中空部１４ａとシャフト１３の径方向外側との間を連通している。開口部１２ａ、中空部１４ａ、および連通孔１４ａ、１４ｂは、冷媒をシリンダ１１の内部に吸入するための冷媒吸入口１５を構成している。
【００２５】
シャフト１３の軸方向他方側には、中空部１６ａおよび穴部１６ｂが設けられている。穴部１６ｂは、中空部１６ａとシャフト１３の径方向外側との間を連通している。中空部１６ａは、底部１１ａの貫通穴１１ｂに連通している。中空部１６ａ、穴部１６ｂ、および貫通穴１１ｂは、後述するステータコイル２２をシリンダ１１の内側からインバータ装置１００に通すための穴を構成している。インバータ装置１００は、後述するように、シリンダ１１の底部１１ａに対して軸方向他方側に配置されている。
【００２６】
ステータ２０は、ステータコア２１を備えている。ステータコア２１は、図２に示すように、円筒部２１ａを備える。円筒部２１ａの中空部には、シャフト１３が嵌め込まれている。ステータコア２１には、円筒部２１ａから放射状にそれぞれ突出する１２個の突出部２１ｂ（図２中の破断部分Ａで１つの突出部を示す）を備えている。つまり、１２個の突出部２１ｂのうち隣接する２つの突出部２１ｂの間には空所２１ｃを形成することになる。破断部分Ａは、ステータコイル２２を破断して１つの突出部２１ｂが露出した状態を示している。
【００２７】
１２個の突出部２１ｂには、それぞれステータコア２２が巻かれている。ステータコイル２２は、Ｕ相コイルと、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルから構成され、インバータ装置１００から流れる三相交流電流に基づいて回転磁界を発生させる。
【００２８】
ロータ３０は、ステータ２０とともにモータを構成するもので、ロータ本体３１と補強部材３２とから構成されている。ロータ本体３１は、永久磁石が埋め込まれて円筒状に形成されたもので、ステータ２０に対して径方向外側に配置されている。
【００２９】
ロータ本体３１はその軸線方向がシャフト１３の軸線方向と同一になるように配置されている。そして、ロータ本体３１はその軸線が、シャフト１３の軸線に対してオフセットして配置されている。つまり、ロータ本体３０はシャフト１３に対して偏心していることになる。図１中の一点鎖線Ｓａがロータ本体３０の軸線を示し、一点鎖線Ｓｂがシャフト１３の軸線を示している。補強部材３２は、円筒状に形成されて、ロータ３０を径方向外周側から支える支持部材である。
【００３０】
軸受け４０は、ロータ３０に対して軸線方向一方側に配置されている。軸受け４０は、蓋部１２の突起部１２ｂにより軸方向一方側から支持されている。軸受け４０は、図３に示すように、その径方向長さが円周方向に亘って同一となるリング状に形成されたもので、シャフト１３の径方向外周側に配置されている。軸受け４０は、内周部４０ａと外周部４０ｂとの間に８個のボール４０ｃを配置して構成されている。内周部４０ａは、シャフト１３により支持されている。
【００３１】
ロータフレーム３５は、ロータ３０に対して軸方向一方側に配置されて、ロータ３０を軸方向一方側から支える。具体的には、ロータフレーム３５は、リング部材３５ａと突起部３５ｂとから構成されている。リング部材３５ａは、軸受け４０に対して径方向外側に配置されて、図３に示すように、リング状に形成されている。
【００３２】
リング部材３５ａの図中天地方向の中心線Ｔａは、シャフト１３の図中天地方向の中心線に重なるように配置されている。リング部材３５ａの図中水平方向の中心線Ｔｂは、シャフト１３の図中水平方向の中心線Ｔｃに対してオフセットしている。これにより、リング部材３５ａの軸線がシャフト１３の軸線に対してオフセットすることになる。リング部材３５ａの軸線は、ロータ３０の軸線と重なっている。
【００３３】
ここで、図３では、リング部材３５ａはその径方向長さＬａが時計回りで上方向（１２時の方向）から下方向（６時の方向）に向かうほど徐々に小さくなり、さらに時計回りで下方向から上方向に向かうほど徐々に大きくなっている。
【００３４】
リング部材３５ａのうち径方向内側の凹部３５ｃ（図１参照）には、軸受け４０の外周部４０ｂ（図３参照）が嵌っている。
【００３５】
突起部３５ｂは、図１に示すように、リング部材３５ａからロータ３０側に突出してロータ３０の軸線を中心とする円周方向に亘って断面略Ｌ字状に形成されている。突起部３５ｂとロータ３０とは、リベット等の４つの締結部材３８（図２参照）により締結されている。
【００３６】
また、突起部３５ｂは、突起部３５ｂ自体を境界とする径方向内側と径方向外側との間を隔離するように形成されている。突起部３５ｂは、冷媒吸入口１５からステータ２０の軸方向一方側に吸入された冷媒が第２圧縮室７５側に流れることを抑制する役割を果たす。
【００３７】
また、ロータフレーム３５は、ロータ３０の回転バランスを向上させるための重りとしてバランサを有している。
【００３８】
軸受け４１は、ロータ３０に対して軸線方向他方側に配置されている。軸受け４１は、シリンダ１１の底部１１ａにより軸方向他方側から支持されている。軸受け４１は、図４に示すように、リング状に形成されたもので、シャフト１３の径方向外周側に配置されている。軸受け４１は、内周部４１ａと外周部４１ｂとの間に８個のボール４１ｃを配置して構成されている。内周部４１ａは、シャフト１３により支持されている。
【００３９】
ロータフレーム３６は、ロータ３０に対して軸方向他方側に配置されて、ロータ３０を軸方向他方側から支える。具体的には、ロータフレーム３６は、リング部材３６ａと突起部３６ｂとから構成されている。リング部材３６ａは、軸受け４１に対して径方向外側に配置されて、図４に示すように、リング状に形成されている。リング部材３６ａはその軸線がリング部材３５ａの軸線に重なるように配置されている。つまり、リング部材３６ａの軸線がシャフト１３の軸線に対してオフセットすることになる。
【００４０】
ここで、図４に示すように、リング部材３６ａはその径方向長さＬｂが、リング部材３５ａと同様、時計回りで上方向（１２時の方向）から下方向（６時の方向）に向かうほど徐々に小さくなり、さらに時計回りで下方向から上方向に向かうほど徐々に大きくなっている。
【００４１】
突起部３６ｂは、図１に示すように、リング部材３６ａからロータ３０側に突出してロータ３０の軸線を中心とする円周方向に亘って断面略Ｌ字状に形成されている。突起部３６ｂとロータ３０とは、リベット等の４つの締結部材３８（図１中２つの締結部材３８を示す）により締結されている。
【００４２】
突起部３６ｂは、突起部３６ｂ自体を境界とする径方向内側と径方向外側との間を隔離するように形成されている。突起部３６ｂは、後述するようにステータ２０付近を通過した冷媒を軸方向他方側に案内する役割を果たす。
【００４３】
ロータフレーム３６は、ロータフレーム３５と同様、ロータ３０の回転ムラを抑える重りとしてバランサを有している。
【００４４】
図１のローラ５０は、円筒状に形成されたもので、ロータ３０に対して径方向外周側に配置されている。つまり、ローラ５０はその中空部内にロータ３０、ステータ２０、およびシャフト１３を収納していることになる。ローラ５０は、その軸線がロータ３０の軸線に重なるように配置されている。
【００４５】
図５はローラ５０を軸線に直交する方向から視た外形図、図６はローラ５０内部を軸線に直交する方向から視た断面図である。
【００４６】
ローラ５０は、図５または図６に示すように、円筒状に形成されている筒本体５１と、この筒本体５１から軸方向一方側に突出して筒本体５１の軸線Ｓｃを中心とするリング状に形成されている突起部５２とから構成されている。
【００４７】
筒本体５１のうち軸方向一方側端部５３は、蓋部１２の内壁１２ｃにより支えられている。筒本体５１の外周面には、軸線Ｓｃを中心とする螺旋状に延びるアウター溝５１ａが設けられている。
【００４８】
筒本体５１の外周面とシリンダ１１の内周面との間は、後述するように冷媒吸入口１５から吸入された冷媒を圧縮する第１圧縮室６５を構成している。筒本体５１の内周面とロータ３０の外周面との間は、後述するように冷媒吸入口１５から吸入された冷媒を圧縮する第２圧縮室７５を構成している。
【００４９】
アウターブレード６０は、シリンダ１１の内周面からその径方向内側に突出して、かつアウター溝５１ａに沿うように螺旋状に延びるように形成されている帯状部材である。アウターブレード６０は、シリンダ１１の内周面に支持されて、アウター溝５１ａに出没自在に形成されている。つまり、アウターブレード６０は、アウター溝５１ａ内に入ったり、アウター溝５１ａから出たりすることが自在になるように形成されている。
【００５０】
アウターブレード６０は、第１圧縮室６５を複数の作動室６６（図中５個の作動室６６を示す）に区画する。作動室６６は、図２に示すように、軸線方向から視ると三日月状に形成されている。
【００５１】
アウターブレード６０のピッチＰ１（図１参照）は、軸方向他方側からアウターブレード６０に沿って軸方向一方側に向かうほど徐々に短くなっている。ピッチＰ１は、軸方向に直交する方向から視たときに隣り合う２つのアウターブレード６０の間における軸方向長さである。つまり、ピッチＰ１は、作動室６６における軸方向長さである。このため、複数の作動室６６のうち軸方向一方側の作動室は、軸方向他方側の作動室に比べて、容積が小さくなっている。
【００５２】
また、筒本体５１の内周面には、軸線Ｓｃを中心とする螺旋状に延びるインナー溝５１ｂが設けられている。
【００５３】
インナーブレード７０は、ロータ３０の補強部材３２の外周面からその径方向外側に突出して、インナー溝５１ｂに沿って螺旋状に延びるように形成された帯状部材である。インナーブレード７０は、ロータ３０の補強部材３２の外周面に支持されて、インナー溝５１ｂに出没自在に形成されている。つまり、インナーブレード７０は、インナー溝５１ｂ内に入ったり、インナー溝５１ｂから出たりすることが自在に形成されている。
【００５４】
インナーブレード７０は、第２圧縮室７５を複数の作動室７６（図１中５個の作動室７６を示す）に区画する。作動室７６は、図２に示すように、軸線方向から視ると三日月状に形成されている。
【００５５】
ここで、図２に示すように、軸方向から視ると、シリンダ１１の水平方向の中心線（図２中Ｔｂ参照）とロータ３０の水平方向の中心線とは重なっているものの、ローラ５０の水平方向の中心線（図中Ｔｃ）は、シリンダ１１の水平方向の中心線に対してずれている。このため、ロータ３０の回転に伴って、第１圧縮室６５の各作動室６６と第２圧縮室７５の各作動室７６とは、後述するように、１８０度ずれて回転することになる。
【００５６】
インナーブレード７０のピッチＰ２（図１参照）は、軸方向他方側からインナーブレード７０に沿って軸方向一方側に向かうほど徐々に短くなっている。ピッチＰ２は、軸方向に直交する方向から視たときに隣り合う２つのインナーブレード７０の間における軸方向長さである。つまり、ピッチＰ２は、作動室７６における軸方向長さである。このため、複数の作動室７６のうち軸方向一方側の作動室は、軸方向他方側の作動室に比べて、容積が小さくなっている。
【００５７】
また、図１のローラ５０の突起部５２のうち軸方向一方側には、凹部５４ａ、５４ｂが設けられている。
【００５８】
凹部５４ａには、リング部材５５ｂが嵌め込まれている。リング部材５５ｂはその軸方向がローラ５０の軸方向と同一になるように配置されている。リング部材５５ｂの中空部内には、ピン５５ａが入っている。ピン５５ａは、蓋部１２から軸方向他方側に突出するように形成されている。リング部材５５ｂおよびピン５５ａは、ローラ５０の自転を防止する自転防止機構を構成している。
【００５９】
凹部５４ｂには、リング部材５６ｂが嵌め込まれている。リング部材５６ｂはその軸方向がローラ５０の軸方向と同一になるように配置されている。リング部材５６ｂの中空部内には、ピン５６ａが入っている。ピン５６ａは、蓋部１２から軸方向他方側に突出するように形成されている。リング部材５６ｂおよびピン５６ａは、ローラ５０の自転を防止する自転防止機構を構成している。
【００６０】
軸受け４３は、軸受け４０と同様に、外周部、内周部および複数のボールとからリング状に形成されたもので、その軸線がロータ３０の軸線に重なるように配置されている。つまり、軸受け４３は、シャフト１３の軸線に対して偏心して配置されている。軸受け４３は、ロータフレーム３５のリング部材３５ａとローラ５０の突起部５２との間に配置されている。具体的には、軸受け４３は、リング部材３５ａの凹部とローラ５０の突起部５２の凹部との間に挟まっている。軸受け４３の内周部は、ロータフレーム３５のリング部材３５ａにより支持されている。軸受け４３の外周部は、ローラ５０の突起部５２により支持されている。
【００６１】
軸受け４２は、リング状に形成されたもので、その軸線がロータ３０の軸線に重なるように配置されている。つまり、軸受け４２は、シャフト１３の軸線に対して偏心して配置されている。軸受け４２は、ロータフレーム３６のリング部材３６ａとローラ５０の軸線他方側との間に配置されている。軸受け４２は、図４に示すように、内周部４２ａと外周部４２ｃとの間に８個のボール４２ｃを配置して構成されている。内周部４２ａは、ロータフレーム３６のリング部材３６ａにより支持されている。外周部４２ｃは、ローラ５０の筒本体５１により支持されている。
【００６２】
また、図１のシリンダ１１の軸線一方側には、第１吐出ポート５８が設けられている。第１吐出ポート５８は、図示下側に配置されて、シリンダ１１のうち径方向内側および径方向外側の間を貫通している。第１吐出ポート５８は、シリンダ１１の内側から外側に冷媒を導くための孔部である。
【００６３】
ローラ５０の筒本体５１のうち軸線一方側には、第２吐出ポート５９が設けられている。第２吐出ポート５９は、図示下側に配置されて、ローラ５０の筒本体５１のうち径方向内側および径方向外側の間を貫通している。第２吐出ポート５９は、後述するように第２圧縮室７５から吐出される冷媒をローラ５０の径方向外側に導くための孔部である。
【００６４】
シリンダ１１のうち第１吐出ポート５８に対して軸線一方側にはオイル戻し通路８３が設けられている。オイル戻し通路８３は、後述するように、オイル分離機構により冷媒から分離された潤滑油をシリンダ１１内に導くための通路である。
【００６５】
シリンダ１１の内部において軸線一方側には、オイル貯め部９５が設けられている。オイル貯め部９５は、ローラ５０の筒本体５１およびロータフレーム３５と蓋部１２との間に形成されて、オイル戻し通路８３から流入される潤滑油を一時的に貯める。
【００６６】
シール８０は、ロータフレーム３５のリング部材３５ａとローラ５０の突起部５２との間に配置されている。シール８０は、軸受け４３に対して軸線方向他方側に位置する。シール８０は、内周部８１と外周部８２とを備える。内周部８１および外周部８２は、図３に示すように、リング状に形成されている。
【００６７】
内周部８１は、ロータフレーム３５のリング部材３５ａの凹部に嵌め込まれて、外周部８２を支持するものである。外周部８２は、リング部材３５ａとローラ５０との間を密閉する。
【００６８】
吐出部９０は、シリンダ１１の図示下側で軸線一方側に配置されている。吐出部９０は、第１吐出ポート５８から吐出される冷媒から潤滑油を分離する周知のオイル分離機構を有するものである。
【００６９】
インバータ装置１００は、シリンダ１１に対して軸方向他方側に配置されている。インバータ装置１００は、ステータコイル２２に三相交流電流を出力するものである。
【００７０】
次に、本実施形態のヘリカル式コンプレッサ１の作動について図７、図８を参照して説明する。図７は、冷媒および潤滑オイルの流れを示すもので、図１の構成と同一の構成を示しているものの、便宜上一部の符号を省略している。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ロータ３０およびローラ５０による圧縮行程を示す図である。図８（ｂ）は、ロータ３０が図８（ａ）の状態から９０度回転した状態を示し、図８（ｃ）は、ロータ３０が図８（ａ）の状態から１８０度回転した状態を示し、図８（ｄ）は、ロータ３０が図８（ａ）の状態から２７０度回転した状態を示している。
【００７１】
まず、インバータ装置１００は、ステータコイル２２に三相交流電流を出力する。すると、ステータコイル２２から回転磁界が生じる。このため、ロータ３０が回転する。このとき、ロータ３０の回転力によりロータフレーム３５、３６がそれぞれ回転運動を行う。
【００７２】
このとき、ロータフレーム３５、３６から回転力が軸受け４２、４３を介してローラ５０に加わる。このため、ローラ５０は、リング部材５５ｂ、ピン５５ａおよびリング部材５６ｂ、ピン５６ａにより自転が規制されている。よって、ローラ５０は、公転運動を行うことになる。これにより、ローラ５０がシリンダ１１の内周面に近づくと、アウターブレード６０がアウター溝５１ａに押し込まれ、ローラ５０がシリンダ１１の内周面から離れると、アウターブレード６０がアウター溝５１ａから出る。
【００７３】
これにより、アウターブレード６０により区画される複数個の作動室６６が図８（ａ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）→図８（ｄ）の順に回転する。
【００７４】
ここで、冷媒吸入口１５から吸入される冷媒は、図７中矢印Ｒ１の如く、ロータフレーム３５の突起部３５ｂに案内されてステータ２０付近の空所２１ｃ（図２参照）側に流れる。その後、この流れた冷媒は、図７中矢印Ｒ２、Ｒ３の如く、ロータフレーム３６の突起部３６ｂにより案内されて、シリンダ１１の底部１１ａ側に流れる。このとき、冷媒に含まれた潤滑油が軸受け４１、４２に供給される。これに加えて、ステータ２０付近を通過後にシリンダ１１の底部１１ａ側に流れる冷媒は、底部１１ａの全体を冷却することになる。このとき、インバータ装置１００は、その動作に伴い熱を発生するものの、底部１１ａにより冷却される。
【００７５】
また、底部１１ａ付近等を通過した冷媒は、複数の作動室６６のうち軸方向他方側の作動室６６に流れ込む。この流れ込んだ軸方向他方側の作動室６６から冷媒が順次、軸方向一方側の作動室６６に移送されながら圧縮されることになる。すなわち、第１圧縮室６５により冷媒が圧縮されることになる。その後、冷媒が矢印Ｒ５の如く、複数の作動室６６のうち最も軸方向一方側の作動室６６に到達する。
【００７６】
また、インナーブレード７０により区画される複数個の作動室７６が図８（ａ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）→図８（ｄ）の順に回転する。このとき、複数個の作動室７６は、複数個の作動室６６に対して位相が１８０度オフセットして回転する。
【００７７】
ここで、上述の如く、底部１１ａ付近等を通過した冷媒は、図７中矢印Ｒ２の如く、複数の作動室７６のうち軸方向他方側の作動室７６に流れ込む。この流れ込んだ軸方向他方側の作動室７６から冷媒が順次、軸方向一方側の作動室７６に移送されながら圧縮されることになる。すなわち、第２圧縮室７５により冷媒が圧縮されることになる。
【００７８】
その後、冷媒が複数の作動室７６のうち最も軸方向一方側の作動室７６に到達すると、この到達した冷媒は、第２吐出ポート５９を通過してローラ５０とシリンダ１１との間に流れる。この流れた冷媒は、矢印Ｒ４、Ｒ５の如く、上述した最も軸方向一方側の作動室６６に到達した冷媒と合流して第１吐出ポート５８を通して吐出部９０のオイル分離機構に流れる。すなわち、第２圧縮室７５で圧縮された冷媒は、第２吐出ポート５９を通過後に、第１圧縮室６５で圧縮された冷媒と合流し、この合流した冷媒は第１吐出ポート５８を通して吐出部９０のオイル分離機構に流れることになる。
【００７９】
オイル分離機構では、第１吐出ポート５８を通過した冷媒から潤滑油を分離する。潤滑油を分離された残りの冷媒は、吐出されてコンデンサに流れる。また、潤滑油は、矢印Ａ１の如く、オイル戻し通路８３を通してオイル貯め部９５に流れ、このオイル貯め部９５からの潤滑油がリング部材５５ｂ、５６ｂ、ピン５５ａ、５６ａ、および軸受け４０、４１に与えられる。このとき、シール８０が設けられているので、第２圧縮室７５により圧縮された冷媒がオイル貯め部９５に流入することが抑えられる。
【００８０】
以上説明した本実施形態によれば、ロータ３０が自転し、ローラ５０が公転運動する。そして、ローラ５０とシリンダ１１との間に第１圧縮室６５を構成し、ローラ５０とロータ３０との間に第２圧縮室７５を構成している。シリンダ１１に対するローラ５０の相対運動により第１圧縮室６５が冷媒を圧縮する。ローラ５０とロータ３０との間の相対運動により第２圧縮室７５が冷媒を圧縮する。これにより、冷媒吐出容量をより一層大きくすることができる。
【００８１】
特許文献１、２のコンプレッサでは、ローラ５０とロータ３０との間の部位は、圧縮室として利用されていなく、無駄な空間となっていた。
【００８２】
これに対して、本実施形態では、上述の如く、ローラ５０とロータ３０との間を第２圧縮室７５として構成している。このため、体格の大型化を抑えることができる。
【００８３】
以上により、ヘリカル式のコンプレッサにおいて、体格の大型化を抑えつつ、冷媒吐出容量をより一層大きくすることができる。
【００８４】
本実施形態では、複数個の作動室７６は、複数個の作動室６６に対して位相が１８０度ずれて回転する。
【００８５】
特許文献１の発明のように、シリンダの内周面と円柱体（ローラ）の外周面との間にだけ1つの圧縮室を構成する場合には、円柱体等の回転方向の重さのバランスが悪く、回転バランスの悪化を招いていた。そして、円柱体の公転に伴って、回転トルクが周期的に変動する脈動を生じさせていた。このため、回転バランスを向上させるために、重りとしてのバランサを用いていた。
【００８６】
これに対して、本実施形態では、上述の如く、複数個の作動室７６は、複数個の作動室６６に対して位相が１８０度ずれて回転する。このため、コンプレッサのうち複数個の作動室７６と複数個の作動室６６とが並ぶ方向において重さのアンバラスを抑えることができる。よって、ロータフレーム３６、３５のバランサの重さを軽くしてバランサを小型化することができる。さらに、回転トルクの変動を抑えることができる。
【００８７】
本実施形態では、シール８０は、第２圧縮室７５とオイル貯め部９５との間に配置されている。シール８０は、ロータフレーム３５とローラ５０との間を密閉する。これにより、第２圧縮室７５により圧縮された冷媒がオイル貯め部９５に流入することを抑えることができる。
【００８８】
本実施形態では、冷媒吸入口１５から吸入される冷媒は、ステータ２０付近の空所２１ｃを通過してシリンダ１１の軸方向他方側に流れる。このため、ステータコイル２２を冷媒により冷却することができる。ここで、ステータコイル２２に電流が流れる際にステータコイル２２には熱が生じるものの、冷媒による冷却により、ステータコイル２２の温度上昇を抑えることができる。
【００８９】
本実施形態では、インバータ装置１００は、シリンダ１１の軸方向他方側に配置されている。シリンダ１１の底部１１ａ側には、冷媒吸入口１５から吸入されてステータ２０付近の空所２１ｃを通過した圧縮前の冷媒が流れ込む。このため、圧縮前の冷媒により底部１１ａ全体を冷却することができる。これにより、圧縮前の冷媒により底部１１ａを介してインバータ装置１００を冷却する。このため、インバータ装置１００は、その動作に伴い熱を発生するものの、冷媒の冷却により温度上昇を抑えることができる。
【００９０】
ここで、ロータフレーム３６の突起部３６ｂは、上述の如く、ステータ２０付近を通過後の冷媒を底部１１ａ側に案内することができる。このため、圧縮前の冷媒をインバータ装置１００付近に流すことができる。これにより、インバータ装置１００を冷却する性能を十分に確保することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、冷媒吸入口１５から吸入された冷媒がステータ２０付近を通過する。ここで、ステータ２０はステータコイル２２に電流が流れることにより熱が発生するものの、ステータ２０付近を通過した冷媒により、ステータ２０を冷却することができる。このため、ステータ２０の温度上昇を防ぐことができる。
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、冷媒吸入口１５からの冷媒がステータ２０付近の空所２１ｃを通過してシリンダ１１の内部の軸方向他方側に流れるようにした例について説明したが、これに代えて、本実施形態では、冷媒吸入口１５からの冷媒がステータ２０付近の空所２１ｃをバイパスしてシリンダ１１の底部１１ａ側に流れるようにする。
【００９２】
本実施形態のヘリカル式コンプレッサの構成を図９に示す。図９において図１と同一符号は同一のものを示す。
【００９３】
本実施形態のヘリカル式コンプレッサは、上記第１実施形態のヘリカル式コンプレッサに対して、シャフト１３、第１吐出ポート５８、第２吐出ポート５９、および吐出部９０が異なる。このため、シャフト１３、第１吐出ポート５８、第２吐出ポート５９、オイル戻し通路８３および吐出部９０について説明する。
【００９４】
シャフト１３は、中空部１４ａと中空部１６ａとの間が連通している。シャフト１３には、図１の連通孔１４ｂ、１４ｃに代えて、連通孔１４０、１４１、１４２、１４３が設けられている。４つの連通孔１４０は、ステータ２０に対して軸方向他方側に配置されている。
【００９５】
連通孔１４０、１４１、１４２、１４３は、中空部１６ａとシャフト１３の径方向外側との間を連通している。連通孔１４０は、図示上側に貫通し、連通孔１４１は、図示下側に貫通し、連通孔１４２は、図面垂直方向で奥行き側に貫通し、連通孔１４３は、図面垂直方向で手前側に貫通している。これにより、冷媒吸入口１５が開口部１２ａからシャフト１３内部を通してステータ２０に対して軸方向他方側に連通することになる。
【００９６】
このように構成される本実施形態では、冷媒吸入口１５から吸入された冷媒がステータ２０付近をバイパスしてシリンダ１１の内部の軸方向他方側に流れることになる。
【００９７】
ここで、上述の第１実施形態において、冷媒吸入口１５から吸入された冷媒がステータ２０付近を流れる際に圧力損失が生じていた。これに対して、本実施形態では、冷媒吸入口１５から吸入された冷媒がステータ２０付近をバイパスしてシリンダ１１の内部の軸方向他方側に流れるので、圧力損失の発生を抑えることができる。
【００９８】
本実施形態では、ステータコイル２２がシリンダ１１の内部から連通孔１４０を通してシャフト１３内部まで配設されることになる。
【００９９】
また、本実施形態では、吐出部９０がケース１０に対して図示下側ではなく、ケース１０の蓋部１２に対して軸方向一方側に配置されている。
【０１００】
第１吐出ポート５８および第２吐出ポート５９は、それぞれ、軸方向一方側に延びるように形成されている。本実施形態では、蓋部１２には第３吐出ポート５９ａが設けられている。第３吐出ポート５９ａは、第２吐出ポート５９からの冷媒を吐出部９０に導く。このことにより、第１、第２の圧縮室７０、７５で圧縮された冷媒がそれぞれ独立して吐出部９０内のオイル分離機構に流れることになる。オイル戻し通路８３は、ケース１０の蓋部１２に設けられている。
【０１０１】
本実施形態では、２つのシール８０が蓋部１２とローラ５０の突起部５２との間に配置されている。一方のシール８０は、第２吐出ポート５９とオイル貯め部９５との間に配置されて、第２吐出ポート５９からの冷媒がオイル貯め部９５に流れることを抑制する。他方のシール８０は、第２吐出ポート５９と第１吐出ポート５８との間に配置されて、第２吐出ポート５９から第１吐出ポート５８に冷媒が流れることを抑制する。
【０１０２】
本実施形態では、冷媒吸入口１５からの冷媒がステータ２０付近をバイパスしてシリンダ１１の底部１１ａ側に流れる。ここで、冷媒がステータ２０付近を通過する際には冷媒の圧力損失が生じる。これに対して、本実施形態では、冷媒吸入口１５からの冷媒がステータ２０付近を通過しないので、冷媒の圧力損失の発生を抑えることができる。
【０１０３】
上記第２実施形態では、冷媒吸入口１５をシャフト１３に設けた例を示したが、これに代えて、図１０に示すように、冷媒吸入口１５をシリンダ１１のうち径方向外周側で、かつ軸方向他方側に設けてもよい。この場合、シャフト１３に穴を開ける必要がなくなるので、加工が容易になる。この場合、簡素な構造で、圧縮前の冷媒をシリンダ１１の軸方向他方側に供給して冷媒によるインバータ装置１００の冷却を実現することができる。
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、ローラ５０の内周面にインナー溝５１ｂを設けた例について説明したが、これに代えて、本第４実施形態では、ロータ３０の外周面にインナー溝５１ｂを設けた例について説明する。
【０１０４】
図１１に本実施形態のヘリカル式コンプレッサの構成を示す。図１１において図１と同一符号は同一のものを示す。
【０１０５】
本実施形態のインナー溝５１ｂは、ロータ３０の外周部３３の外周面に設けられている。外周部３３は、円筒状に形成されたもので、ロータ３０の補強部材３２に外周側に設けられている。インナーブレード７０は、ローラ５０の内周面に設けられている。
【０１０６】
第１実施形態では、上述の如く、ローラ５０の内周面にインナー溝５１ｂを設けているため、インナー溝５１ｂを成形する際に加工に手間がかかるという問題があったが、本実施形態では、上述の如く、インナー溝５１ｂをロータ３０の外周部３３の外周面に設けているため、インナー溝５１ｂを容易に成形することができる。
【０１０７】
なお、上記第１〜３実施形態では、アウターブレード６０をシリンダ１１の内周面に設け、アウター溝５１ａをローラ５０の外周面に設けた例を示したが、これに代えて、アウターブレード６０をローラ５０の外周面に設け、アウター溝５１ａをシリンダ１１の内周面に設けてもよい。
【０１０８】
以上述べたように、上記した第１〜第３実施形態によれば、
ケース１０と、
ケース１０内に収納され、シャフト１３と、シャフト１３に支持されて回転磁界を発生させるステータ２０と、シャフト１３を中心とする筒状に形成され、かつケース１０内においてステータ２０に対してシャフト１３の径方向外側に配置されて、ステータ２０から発生する回転磁界によりシャフト１３を中心として回転運動するロータ３０とからなるモータと、
ケース内に配置され、中空部を有して中空部内にモータを収納してなる筒状に形成され、ロータ３０から与えられる回転力によりシャフト１３を中心として公転運動するローラ５０と、を備え、
さらに、ケース１０の内周側およびローラ５０の外周側のうち一方に配置され、螺旋状に形成されたアウター溝５１ａと、ケース１０の内周側およびローラ５０の外周側のうちの他方に設けられ、アウター溝５１ａに出没自在に設けられ、ケース１０およびローラ５０の間に形成された第１圧縮室６５を複数の作動室６６に区画するアウターブレード６０とを有し、ケース１０に対するローラ５０の相対運動により、冷媒吸入口１５から吸入された冷媒を第１圧縮室６５における複数の作動室６６の間を移送しながら圧縮するようになっており、
また、ロータ３０の外周側およびローラ５０の内周側のうちの一方に配置され、螺旋状に形成されたインナー溝５１ｂと、ロータ３０の外周側およびローラ５０の内周側の他方に設けられ、インナー溝５１ｂに出没自在に設けられ、ロータ３０およびローラ５０の間に形成された第２圧縮室７５を複数の作動室７６に区画するインナーブレード７０とを有し、ロータ３０とローラ５０との間の相対運動により、冷媒吸入口１５から吸入された冷媒を第２圧縮室７５における複数の作動室７６の間を移送しながら圧縮するようになっているヘリカル式圧縮機が提供される。
【０１０９】
このようなヘリカル式圧縮機によれば、ローラ５０の内周側と外周側に圧縮室を形成しているから、冷媒の吐出容量を大きくすることができる。また、ロータ３０とローラ５０との間の空間を利用して第２圧縮室としているので、体格の大型化を抑制することができる。
【０１１０】
なお、本発明は、上記した実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載した範囲内で種々に変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１      ヘリカル式コンプレッサ
１０    ケース
２０    ステータ
３０    ロータ
３５    ロータフレーム
３６    ロータフレーム
４０    軸受け
４１    軸受け
４２    軸受け
４３    軸受け
５０    ローラ
６０    アウターブレード
７０    インナーブレード
８０    シール
９０    吐出部
１００  インバータ装置
【図１】
2011202529.tif 000003
【図２】
2011202529.tif 000004
【図３】
2011202529.tif 000005
【図４】
2011202529.tif 000006
【図５】
2011202529.tif 000007
【図６】
2011202529.tif 000008
【図７】
2011202529.tif 000009
【図８】
2011202529.tif 000010
【図９】
2011202529.tif 000011
【図１０】
2011202529.tif 000012
【図１１】
2011202529.tif 000013