(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便な構造でシリンダに作用するスラスト荷重を適正に軽減可能な高性能で信頼性の高い回転式圧縮機を提供する。【解決手段】軸８によって駆動されるピストン１１と、ピストン１１に対して偏芯して配置され、中空の内筒面を有し一端に端板１２Ａを有するシリンダ１２と、ピストン１１の外周に設けたベーン溝に摺動可能に嵌挿され、先端がシリンダ１２の内筒面に接触して圧縮室１３を形成するベーンとを有し、シリンダ１２とピストン１１が同一方向に同期して回転する回転式圧縮機であって、端板１２Ａの背面とフレーム１６との間に、周囲の空間と気密に仕切られた背圧室１８を設けると共に、端板１２Ａに、圧縮室１３に連通する貫通した抽気孔１９を設け、シリンダ１２の１回転中のある区間のみ抽気孔１９が背圧室１８に連通して圧縮途中のガスが背圧室１８に供給されるようにした。【選択図】図１
2011202527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、
前記密閉容器内に固定して設けられ、吸入ポートと吐出ポートとが設けられたハウジングと、
前記ハウジングに対して回転可能に支持され、駆動手段によって駆動される軸と、
前記ハウジングに固定されて前記軸を回転可能に支持するフレームと、
前記軸に固定されて前記軸と一体に回転する円柱状のピストンと、
前記ピストンを偏芯した状態で収容する円筒部、および前記円筒部の一端の開口を閉塞する端板を有し、前記円筒部の他端の開口を閉塞する前記ハウジングに固定された前記フレーム内に回転可能に支持され、前記ピストンと同一方向に回転するシリンダと、
前記ピストンと前記シリンダを同期して回転させる手段と、
前記ピストンの外周に設けた少なくとも一つ以上の各ベーン溝に摺動可能に装着され、先端が前記シリンダの内筒面と摺接することによって前記シリンダ内の空間に圧縮室を形成する少なくとも一つ以上のベーンとを有し、
前記シリンダの前記端板の背面と前記フレームとの間に、周囲の空間と気密に仕切られた背圧室を設けると共に、前記シリンダの前記端板に、前記圧縮室に連通する貫通した抽気孔を設け、前記シリンダの１回転中のある区間のみ前記抽気孔が前記背圧室に連通して圧縮途中のガスが前記背圧室に供給されるようにしたことを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項２】
前記背圧室は環状に形成され、その周面の一部に切り込み部が形成された構成を有し、前記シリンダの１回転中のある区間のみ前記切り込み部が前記抽気孔に連通するようにしたことを特徴とする請求項１記載の回転式圧縮機。
【請求項３】
前記シリンダの内筒面に前記ベーンの先端を収容する溝を設け、前記溝に前記ベーンの先端が押接されることで前記ピストンと前記シリンダとが同期して回転することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転式圧縮機。
【請求項４】
前記ピストンと前記シリンダとを同期して回転させる手段として、オルダム継手を用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空調機やヒートポンプ式給湯機等、流体を圧縮して昇圧する回転式圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジング内に円柱状の中空部を有するシリンダと、中空部内にシリンダに対して偏心して配置され、駆動源からの回転力を伝達する軸に一体に取り付けられた円柱状のピストンと、ピストンの外周に設けたベーン溝に摺動可能に装着され、先端がシリンダの内筒面と摺接することによって圧縮室を形成するベーンを設けた流体機械において、シリンダが回転可能に支持され、シリンダがピストンと同一方向に回転されるように構成した両回転型のスライディングベーン圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の両回転型のスライディングベーン圧縮機として、上記と同様の構成に加え、シリンダの軸方向端部の一端に端板を設けた構造がある（例えば、特許文献２参照）。この種の、シリンダに端板を設けた構造では、端板の圧縮側の面とその反対側の面とで異なる圧力が作用するため、シリンダには軸方向にスラスト荷重が発生する。そこで、特許文献２では、シリンダ内に吸入されるガスの吸入圧力とシリンダ内で圧縮されたガスの吐出圧力との間の圧力（中間圧力とする）に保った中間圧室をシリンダ外側空間に設け、この中間圧室と吸入圧力空間もしくは吐出圧力空間の間にバネによる圧力調整機構を設けて、中間圧室の圧力を適正な圧力に調整した構造としている。これによって、シリンダに作用するスラスト荷重を低減し、シリンダが一方向に押付けられることによって発生する摩擦損失および摩耗の低減を図っている。
【０００４】
また、特許文献１では、シリンダに端板を有していないので、シリンダにはスラスト荷重は発生しないが、シリンダ両端面がシリンダを収容するサイドハウジングと接触することによる摩擦・摩耗が発生する。このため、高圧のエアーをシリンダ両端面部に供給することによってエアーフィルムを形成し、摩擦・摩耗を軽減するようにした例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１８８０８３号公報（第２頁右下欄〜第５頁右下欄、図１、図２）
【特許文献２】特開２０００−９０６９号公報（［００１６］〜［００１９］、［００３１］、［００３２］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１で示されたエアーフィルムは負荷容量としては小さい。このため、シリンダに端板が無くスラスト荷重が基本的に作用しないような場合は接触回避することが可能であるが、特許文献２で示されるようなシリンダの一端に端板を有する構造の回転式圧縮機では大きいスラスト荷重が作用するため、エアーフィルムでは接触回避は困難である。
【０００７】
また、特許文献２では、中間圧室を適正な中間圧力に保つために、圧力調整機構が必要であり、このため弁やバネなど部品点数が増加する。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、バネによる圧力調整機構を必要とせずに、簡便な構造でシリンダに作用するスラスト荷重を適正に軽減可能な高性能で信頼性の高い回転式圧縮機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る回転式圧縮機は、密閉容器内の圧力が一部を除いて吐出圧力に保たれた密閉容器と、密閉容器内に固定して設けられ、吸入ポートと吐出ポートとが設けられたハウジングと、ハウジングに対して回転可能に支持され、駆動手段によって駆動される軸と、ハウジングに固定されて軸を回転可能に支持するフレームと、軸に固定されて軸と一体に回転する円柱状のピストンと、ピストンを偏芯した状態で収容する円筒部、および円筒部の一端の開口を閉塞する端板を有し、円筒部の他端の開口を閉塞するハウジングに固定されたフレームに回転可能に支持され、ピストンと同一方向に同期して回転するシリンダと、ピストンとシリンダを同期して回転させる手段と、ピストンの外周に設けた少なくとも一つ以上の各ベーン溝に摺動可能に装着され、先端がシリンダの内筒面と摺接することによってシリンダ内の空間に圧縮室を形成する少なくとも一つ以上のベーンとを有し、シリンダの端板の背面とフレームとの間に、周囲の空間と気密に仕切られた背圧室を設けると共に、シリンダの端板に、圧縮室に連通する貫通した抽気孔を設け、シリンダの１回転中のある区間のみ抽気孔が背圧室に連通して圧縮途中のガスが背圧室に供給されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ピストンとシリンダが同期して回転する両回転型のスライディングベーン圧縮機において、シリンダの端板の背面とフレームとの間に、周囲の空間と気密に仕切られた背圧室を設け、背圧室内に圧縮途中のガスを供給して背圧室内の圧力を吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力とする構成としたので、シリンダに作用するスラスト荷重を低減でき、摩擦損失が少ない高性能の回転式圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による回転式圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図５】図２の位置から、ある回転角進んだ位置における断面図である。
【図６】図４の位置から、ある回転角進んだ位置における断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１による回転式圧縮機においてシリンダに作用するスラスト荷重を示す模式図である。
【図８】この発明の実施の形態１による回転式圧縮機の別の実施例を示す図３に対応する断面図である。
【図９】この発明の実施の形態２による回転式圧縮機を示す縦断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による回転式圧縮機においてシリンダに作用するスラスト荷重を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による回転式圧縮機を示す縦断面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図４は図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。この例では、冷凍空調装置の冷媒（ガス）が回転式圧縮機により圧縮される。図１〜図４に示す回転式圧縮機は両回転型のスライディングベーン圧縮機であり、縦型の密閉容器１内の上方にモータ２が配設され、モータ２の下方に圧縮機構３が配設されている。この圧縮機構３のさらに下方には、油を貯留するための油溜め４が形成されている。また、密閉容器１の側面にはガスを吸入するための吸入管５が設けられ、密閉容器１の上面には圧縮したガスを吐出するための吐出管６が設けられている。さらに、密閉容器１の上端には、電力を供給するためのガラス端子７が設けられている。
【００１３】
モータ２は、リング状に形成されたステータ４１と、このステータ４１の内部で回転し得るように支持されたロータ４２とを備えている。また、軸８は、ロータ４２に固定され、圧縮機構３を貫通して、その下端部は、油溜め４の油中に浸漬されている。軸８の下端には、例えば特開昭６０−２０６９８８号公報などに記載されている遠心ポンプ型の油ポンプ機構９が形成されている。遠心ポンプ型の油ポンプ機構９は、軸８に偏芯して設けられた第１給油路８ａと、軸８の下端に取り付けられ、中央部に吸込口１０ａを有するカップ１０とを備えており、軸８の遠心力により、油溜め４に貯溜された油を上方に吸い上げるようにしている。
【００１４】
圧縮機構３は、ピストン１１と、シリンダ１２と、第１のベーン１４ａと、第２のベーン１４ｂと、ハウジング１５と、フレーム１６とを備えている。ピストン１１は、軸８と一体に取り付けられ径方向にベーン溝１１ａ、１１ｂが設けられて円柱状に形成されている。シリンダ１２は、ピストン１１を収容する中空の円筒部１２ａと、円筒部１２ａの下端の開口を閉塞する端板１２Ａとを有しており、円筒状のピストン１１に対して偏芯して配置されている。また、シリンダ１２の円筒部１２ａの内面（内筒面）の一箇所には、第１のベーン１４ａの先端を収容し、ピストン１１とシリンダ１２とを同期して回転させるための円弧状溝１２ｂが設けられている。第１のベーン１４ａおよび第２のベーン１４ｂは、各ベーン溝１１ａ、１１ｂに摺動可能に嵌挿され、第１のベーン１４ａの先端はシリンダ１２の内筒面に設けた円弧状溝１２ｂ内に押接され、第２のベーン１４ｂの先端はシリンダ１２の内筒面に摺動可能に押接されて圧縮室１３を形成している。
【００１５】
ハウジング１５は、密閉容器１に固定され、ピストン１１の上端面およびシリンダ１２の上端面と近接して配置され、シリンダ１２の円筒部１２ａの上端開口を閉塞している。ハウジング１５には、軸８を支承する上軸受１５ａと、吸入管５に接続され圧縮室１３にガスを送るための吸入ポート１５ｂと、圧縮室１３から吐出されるガスを圧縮機構３の上方に導くための吐出ポート１５ｃとが設けられている。
【００１６】
フレーム１６は、中空部１６ａと中空部１６ａの下端開口を閉塞する円板部１６Ａとを有して略有底円筒状に形成され、中空部１６ａ内にシリンダ１２とピストン１１とを収容し、中空部１６ａの上端（開口端）がハウジング１５に固定して取り付けられている。また、フレーム１６の円板部１６Ａの中央部分には、上軸受１５ａとともに軸８を支承する下軸受１６ｂと、下軸受１６ｂの外側に配置され、シリンダ１２の端板１２Ａを支承するシリンダ軸受１６ｃとが設けられており、軸８を回転可能に支持している。
【００１７】
また、フレーム１６の円板部１６Ａには、シリンダ１２の端板１２Ａとの間で背圧室１８を形成するための円環状の凹部が形成されている。背圧室１８の内側側面の一部には、背圧室１８の深さ方向に伸びる四角柱状の切り込み部１８ａが設けられている。背圧室１８の内径側にはシール機構１７ａ、外径側にはシール機構１７ｂが設けられており、背圧室１８は、吐出圧力に保持される周囲の空間と気密に仕切られている。また、シリンダ１２の端板１２Ａには、一端が圧縮室１３に開口する抽気孔１９が貫通して設けられており、ピストン１１およびシリンダ１２が図２の位置にあるとき、抽気孔１９は、図４に示すように背圧室１８の切り込み部１８ａと連通するようになっている。
【００１８】
また、フレーム１６の中空部１６ａにはフレーム１６の内側空間と外側空間を連通するための連通路１６ｄが設けられ、ハウジング１５の外周側には、フレーム１６の外側空間とハウジング１５の上部空間とを連通するための連通路１５ｄが設けられている。なお、以下では、フレーム１６の外側空間を第１空間３０といい、フレーム１６とシリンダ１２との間の空間（背圧室１８を除く）を第２空間３１という。
【００１９】
また、吐出ポート１５ｃは、ハウジング１５において軸８の軸方向に貫通形成されており、貫通穴の途中部分には吐出弁２０が取り付けられている。また、上軸受１５ａおよび下軸受１６ｂと軸８内に設けた第１給油路８ａとは連通しており、フレーム１６には下軸受１６ｂに供給された油の一部をシリンダ軸受１６ｃに供給するための第２給油路１６ｅが設けられている。また、フレーム１６の円板部１６Ａには、第２空間３１に溜まった油を油溜め４に排出するための油戻し穴１６ｆが設けられている。
【００２０】
以下に、図１、図２、図３、図４、図５、図６を用いて、この発明の実施の形態１による回転式圧縮機の動作について説明する。図５は図２の位置からある回転角進んだ位置における断面図を示しており、図６は図４の位置から同じ回転角進んだ位置における断面図を示している。図５中の矢印は回転方向を示している。
ガラス端子７に給電されると、ロータ４２およびステータ４１からなるモータ２に駆動力が発生し、軸８が駆動されて、軸８と一体に取り付けられたピストン１１も軸８を中心として（図２の点Ｃ１を中心として）回転する。ピストン１１が回転すると、第１のベーン１４ａは、遠心力および背圧によりベーン溝１１ａ内を出入りしながらピストン１１と共に軸８を中心として回転する。一方、第２のベーン１４ｂは、遠心力および背圧によりベーン溝１１ｂ内を出入りしながらピストン１１と共に軸８を中心として回転し、第２のベーン１４ｂの先端がシリンダ１２の内筒面に摺接する。
【００２１】
第１のベーン１４ａの先端部は、第１のベーン１４ａの回転に伴い、円弧状溝１２ｂをその円弧の接線方向に押圧する。シリンダ１２は、フレーム１６に設けられたシリンダ軸受１６ｃに回転可能に支承されているため、第１のベーン１４ａの先端部が円弧状溝１２ｂをその接線方向に押圧することにより、シリンダ１２は、図２の点Ｃ２を中心としてピストン１１と同一方向に同期して回転する。以上の動作により、圧縮室１３内の容積は増減される。
【００２２】
吸入管５および吸入ポート１５ｂを介して圧縮機外から圧縮室１３内に取り込まれたガスは、圧縮室１３内で圧縮された後、吐出ポート１５ｃおよび吐出弁２０を介して、ハウジング１５の上方に吐き出された後、吐出管６から圧縮機外に吐き出される。図１中の矢印はガスの流れを示している。以上により、ハウジング１５の上部空間は吐出圧力となる。また、ハウジング１５の上部空間は連通路１５ｄおよび連通路１６ｄによって第１空間３０および第２空間３１に連通しているため、第１空間３０および第２空間３１も吐出圧力となる。なお、この実施の形態１では２枚のベーン１４ａ、１４ｂを設けているため、一回転につき２回の吸入、吐出が行われる。
【００２３】
一方、軸８の回転に伴って、油溜め４の油は、油ポンプ機構９のポンプ作用により、カップ１０の中央に設けた吸込口１０ａから上方に吸入された後、第１給油路８ａを通って下軸受１６ｂおよび上軸受１５ａに給油される。また、下軸受１６ｂに給油された油の一部は、フレーム１６に設けた第２給油路１６ｅを通ってシリンダ軸受１６ｃに供給される。
【００２４】
また、シリンダ１２の外側の第２空間３１は吐出圧力であるので、圧縮室１３側からシリンダ１２の上端面を通って第２空間３１側にガスは漏れにくいが、シリンダ１２の回転による遠心力などにより圧縮室１３側から第２空間３１へガスが漏れる場合も有る。この際、圧縮室１３内のガス中に含まれる油も第２空間３１に漏れてフレーム１６の底部に溜まるが、フレーム１６の底部に設けた油戻し穴１６ｆを通って油溜め４に戻される。
【００２５】
図２および図４の位置においては、圧縮室１３と背圧室１８は、抽気孔１９および背圧室１８の切り込み部1８ａを介して連通しており、圧縮室１３内における圧縮途中のガスが背圧室１８に供給される。圧縮途中のガスは、吸入圧力と吐出圧力の間の中間圧力となっているため、背圧室１８内の圧力は中間圧力となる。つぎに、シリンダ１２が図２の位置からある回転角進んだ図５の位置になると、図６に示すように、破線で示す抽気孔１９はフレーム１６の円板部１６Ａで封止され、背圧室１８へのガス供給がストップする。よって、１回転中のある区間のみ、背圧室１８が抽気孔１９および背圧室１８の切り込み部1８ａを介して圧縮室１３に連通する構成となっている。
【００２６】
圧縮室１３内は、ガスの圧力が吸入圧力から吐出圧力まで変化する。このため、圧力変化のどの段階で圧縮室１３を背圧室１８に連通させるかによって、背圧室１８の圧力を変えることができる。よって、圧縮室１３が背圧室１８に対する所望の中間圧力となったときに圧縮室１３が背圧室１８に連通するよう、抽気孔１９と切り込み部１８ａの配置位置が決められている。背圧室１８は、シール機構１７ａ、１７ｂによって背圧室１８以外の空間と気密に仕切られているため、背圧室１８は常に中間圧力に保たれる。
【００２７】
ここで、シリンダ１２に作用する荷重を図７により説明する。図７（ａ）は、背圧室１８を設けない場合、図７（ｂ）は背圧室１８を設けた場合を示している。図７（ａ）において、シリンダ１２の端板１２Ａの圧縮室１３側の面（以下、圧縮室側面という）には圧縮室１３に発生した圧力によって下向きのスラスト荷重Ｆａが作用する。一方、シリンダ１２の端板１２Ａの圧縮室側面と反対側の面（以下、背面という）には、全面に吐出圧力Ｐｄが作用するため、スラスト荷重Ｆａよりも大きい上向きのスラスト荷重Ｆｂが端板１２Ａの背面に作用する。このため、シリンダ１２は式（１）で与えられる上向きのスラスト荷重Ｆｔでハウジング１５に押付けられることになる。
【００２８】
Ｆｔ＝Ｆｂ−Ｆａ                                        ・・・（１）
【００２９】
これに対して、この発明の実施の形態１による回転式圧縮機においては、図７（ｂ）に示すように、背圧室１８は上述したように圧縮途中の圧力である中間圧力Ｐｍに保持されている。したがって、シリンダ１２の端板１２Ａの背面に作用する上向きのスラスト荷重は上記Ｆｂよりも小さくなる。中間圧力Ｐｍがシリンダ１２の端板１２Ａの背面に作用する面積をＡとし、シリンダ１２の端板１２Ａの背面に作用する上向きのスラスト荷重をＦｂ１とすると、スラスト荷重Ｆｂ１は式（２）で与えられる。
【００３０】
Ｆｂ１＝Ｆｂ―（Ｐｄ−Ｐｍ）×Ａ                        ・・・（２）
【００３１】
そうすると、シリンダ１２に生じる上向きのスラスト荷重Ｆｔは式（３）で示されるようにＦｂ１よりも小さくなる。
【００３２】
Ｆｔ＝Ｆｂ１−Ｆａ                                      ・・・（３）
【００３３】
上記（２）式から明らかなように、背圧室１８の内径と外径の位置を変更するなどして面積Ａを大きくすることによりＦｂ１を小さくできる。このため、背圧室１８の大きさの設定次第で、シリンダ１２に作用する上向きのスラスト荷重Ｆｔ、すなわちシリンダ１２のハウジング１５との押付力を極めて小さく、あるいはキャンセルすることが可能である。なお、スラスト荷重Ｆｂ１を、スラスト荷重Ｆａよりも若干小さくして、シリンダ１２に小さい下向きのスラスト荷重Ｆｔを作用させ、シリンダ１２を軽い力でフレーム１６に押し付けるようにしても良い。
【００３４】
また、中間圧力Ｐｍの大きさを変更することによっても、スラスト荷重Ｆｔを極めて小さく、あるいはキャンセルすることが可能である。中間圧力Ｐｍは、上述したように抽気孔１９と切り込み部１８ａの配置位置に関連するため、フレーム１６の円板部１６Ａに設けた背圧室１８の切り込み部１８ａの位置を変更することによって、中間圧力Ｐｍの大きさを変更することができる。例えば、図６において、フレーム１６の円板部１６Ａに隠れた破線で示す抽気孔１９の位置に背圧室１８の切り込み部１８ａを設けることによって、背圧室１８には回転方向に進んだ位置における中間圧力が導入される。回転方向に進むとガスは圧縮されて圧力が増加するため、図４の位置に背圧室１８の切り込み部１８ａを設けた場合に比べて、より高い中間圧力を背圧室１８に導入させることができる。また、背圧室１８の切り込み部１８ａを、図４で示す位置より回転方向とは逆の方向（図において上側）に設ければ、図４の位置に背圧室１８の切り込み部１８ａを設けた場合に比べて、より低い中間圧力を背圧室１８に導入させることができる。
【００３５】
以上のように、背圧室１８の切り込み部１８ａの位置を変更するだけで幅広い範囲の中間圧力を背圧室１８に導くことが可能である。
【００３６】
また、抽気孔１９の位置を変更することによっても、中間圧力Ｐｍの大きさを変更することができる。ピストン１１およびシリンダ１２の回転中において、第１のベーン１４ａと抽気孔１９との位置関係は変わらない。このため、例えば、図２の位置を基準として抽気孔１９を第１のベーン１４ａに近づけた場合、背圧室１８には、図２の位置に抽気孔１９を設けた場合よりも、回転方向に進んだ位置における中間圧力が導入されることになる。また、当然ながら、逆に抽気孔１９の位置を図２に示した位置よりも、第１のベーン１４ａから離れる方向に設けた場合、背圧室１８には、図２の位置に抽気孔１９を設けた場合よりも、回転方向に遅れた位置における中間圧力が導入されることになる。以上のように、抽気孔１９の位置を変更しても、幅広い範囲の中間圧力を背圧室１８に導くことが可能である。
【００３７】
以上説明したように、この発明の実施の形態１による回転式圧縮機は、密閉容器１内の圧力が一部を除いて吐出圧力に保たれ、ピストンとシリンダが同期して回転する両回転型のスライディングベーン圧縮機において、シリンダ１２の端板１２Ａの背面側のフレーム１６に背圧室１８を設け、背圧室１８に圧縮途中のガスである中間圧力を導入する構成としたものである。これにより、シリンダ１２に作用するスラスト荷重Ｆｔを大幅に低減あるいはキャンセルすることが可能となる。このため、シリンダ１２とハウジング１５との摺動、またはシリンダ１２とフレーム１６との摺動によって発生する摩擦損失を大幅に低減できる。したがって、バネによる圧力調整機構を必要とせずに、簡便な構造で摩擦損失の少ない高性能の回転式圧縮機を得ることが可能となる。また、摩擦損失を低減できるため、省エネルギー化も図ることが可能である。
【００３８】
また、シリンダ１２の外側の第２空間３１に漏れた油を油戻し穴１６ｆから確実に油溜め４に戻すことができるため、油枯渇の恐れの無い信頼性の高い回転式圧縮機を提供することが可能となる。
【００３９】
また、抽気孔１９と切り込み部１８ａとの位置関係を調整することにより、幅広い範囲の中間圧力を背圧室１８に導くことが可能である。
【００４０】
この発明の実施の形態１による回転式圧縮機における別の実施例を図８に示す。図８は、図３に対応する断面図である。図８の実施例では、背圧室１８の切り込み部１８ａを円環状部分の外側側面に設けている。なお、この場合、抽気孔１９は当然ながら、ある回転位置において背圧室１８の切り込み部１８ａと連通する位置に設けている（図示せず）。この実施例でも、上記と同様の動作であり、背圧室１８に中間圧力を導入することができる。
【００４１】
実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２の回転式圧縮機を示す縦断面図である。図９において図１に示した実施の形態１と同一部分には同一符号を付す。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００４２】
実施の形態１の回転式圧縮機は、密閉容器１の側面に吸入管５が接続され、密閉容器１の上面に吐出管６が接続され、密閉容器１内が圧縮室１３等の一部を除いて吐出圧力に保持されたタイプの回転式圧縮機であった。これに対し、実施の形態３の回転式圧縮機は、密閉容器１の上面に吸入管５が接続され、密閉容器１の側面に吐出管６が接続され、密閉容器１内が圧縮室１３等の一部を除いて吸入圧力に保持されたタイプの回転式圧縮機であり、圧縮機構３における要部の構成は実施の形態１とほぼ同様である。
【００４３】
図９において、密閉容器１の上面にはガスを吸入するための吸入管５が設けられ、密閉容器１の側面には圧縮したガスを吐出するための吐出管６が設けられている。ハウジング１５には、圧縮機構３の上方から圧縮室１３にガスを送るための吸入ポート１５ｂと、吐出管６に接続され圧縮室１３から吐出されたガスを送るための吐出ポート１５ｃとが設けられている。また、吐出ポート１５ｃは、ハウジング１５において軸８の軸方向に貫通形成された貫通穴１５ｃａと、一端が貫通穴１５ｃａと連通し他端が吐出管６に連通する貫通穴１５ｃｂとを有している。貫通穴１５ｃａの途中部分には吐出弁２０が取り付けられ、貫通穴１５ｃａの上端部分には、吐出ポート１５ｃをハウジング１５の上方空間とシールするための蓋２１が設けられている。
【００４４】
以下に、図９を用いて、この発明の実施の形態２による回転式圧縮機の動作について説明する。吸入管５を介して圧縮機外から密閉容器１内に取り込まれたガスは、ハウジング１５に設けた吸入ポート１５ｂから圧縮室１３内に取り込まれる。そして、圧縮室１３内に取り込まれたガスは圧縮室１３内で圧縮された後、吐出ポート１５ｃの貫通穴１５ｃａ、吐出弁２０および貫通穴１５ｃｂを通って吐出管６から圧縮機外に吐き出される。図９中の矢印はガスの流れを示している。以上により、ハウジング１５の上部空間は吸入圧力となる。また、ハウジング１５の上部空間は連通路１５ｄおよび連通路１６ｄによって第１空間３０および第２空間３１に連通しているため、第１空間３０および第２空間３１も吸入圧力となる。
【００４５】
ここで、シリンダ１２に作用する荷重を図１０により説明する。図１０（ａ）は、背圧室１８を設けない場合、図１０（ｂ）は背圧室１８を設けた場合を示している。図１０（ａ）において、シリンダ１２の端板１２Ａの圧縮室側の面（以下、圧縮室側面という）には圧縮室１３に発生した圧力によって下向きのスラスト荷重Ｆａが作用する。一方、シリンダ１２の端板１２Ａの圧縮室側面と反対側の面（以下、背面という）には全面に吸入圧力Ｐｓが作用するため、端板１２Ａの背面からシリンダ１２を上向きに押し上げるスラスト荷重は発生しない。このため、シリンダ１２は式（４）で与えられる下向きのスラスト荷重Ｆｔでフレーム１６に押付けられることになる。
【００４６】
Ｆｔ＝Ｆａ                                              ・・・（４）
【００４７】
一方、背圧室１８を設けた場合は、図１０（ｂ）に示すように、背圧室１８は中間圧力Ｐｍに保持されている。中間圧力Ｐｍがシリンダ１２の端板１２Ａの背面に作用する面積をＡとすると、端板１２Ａには式（５）に示す上向きのスラスト荷重Ｆｃが作用することになる。
【００４８】
Ｆｃ＝（Ｐｍ−Ｐｓ）×Ａ                                ・・・（５）
【００４９】
そうすると、シリンダ１２に生じる下向きのスラスト荷重Ｆｔは式（６）で示されるようにＦａよりも小さくなる。
【００５０】
Ｆｔ＝Ｆａ−Ｆｃ                                        ・・・（６）
【００５１】
上記（５）および（６）式から明らかなように、背圧室１８の内径と外径の位置を変更するなどして面積Ａを大きくすることにより、Ｆｔを小さくすることができる。このため、背圧室１８の大きさの設定次第で、シリンダ１２に作用する上向きのスラスト荷重Ｆｔを極めて小さく、あるいはキャンセルすることが可能となる。なお、スラスト荷重Ｆｃを、下向きのスラスト荷重Ｆａよりも若干大きくして、シリンダ１２に小さい上向きのスラスト荷重Ｆｔを作用させ、シリンダ１２を軽い力でハウジング１５に押し付けるようにしても良い。
【００５２】
また、中間圧力Ｐｍの大きさを変更することによっても、スラスト荷重Ｆｔを極めて小さく、あるいはキャンセルすることが可能である。中間圧力Ｐｍの大きさは、実施の形態１にて説明したように、フレーム１６の円板部１６Ａに設けた背圧室１８の切り込み部１８ａの位置を変更することによって、または抽気孔１９の位置を変更することによって変更することができる。
【００５３】
以上説明したように、この発明の実施の形態２による回転式圧縮機は、密閉容器１内の圧力が一部を除いて吸入圧力に保たれ、ピストンとシリンダが同期して回転する両回転型のスライディングベーン圧縮機において、シリンダ１２の端板１２Ａの背面側のフレーム１６に背圧室１８を設け、背圧室１８に圧縮途中のガスである中間圧力を導入する構成としたものである。これにより、シリンダ１２に作用するスラスト荷重Ｆｔを大幅に低減あるいはキャンセルすることが可能となる。このため、シリンダ１２とハウジング１５との摺動、またはシリンダ１２とフレーム１６との摺動によって発生する摩擦損失を大幅に低減できる。したがって、バネによる圧力調整機構を必要とせずに、簡便な構造で摩擦損失の少ない高性能の回転式圧縮機を得ることが可能となる。また、摩擦損失を低減できるため、省エネルギー化も図ることが可能である。
【００５４】
また、シリンダ１２の外側の第２空間３１に漏れた油を油戻し穴１６ｆから確実に油溜め４に戻すことができるため、油枯渇の恐れの無い信頼性の高い回転式圧縮機を提供することが可能となる。
【００５５】
また、抽気孔１９と切り込み部１８ａとの位置関係を調整することにより、幅広い範囲の中間圧力を背圧室１８に導くことが可能である。
【００５６】
なお、この発明の実施の形態１および実施の形態２による回転式圧縮機においては、ピストン１１とシリンダ１２を同期して回転させる手段として、シリンダ１２の内筒面の1箇所に円弧状溝１２ｂを設け、第１のベーン１４ａの先端をこの円弧状溝１２ｂに押接させることで、ピストン１１とシリンダ１２を同期して回転させるようにした。ピストン１１とシリンダ１２を同期して回転させる手段としては、他に例えば特開２０００−１６１２７０号公報に示されるオルダム継手を用いてピストンとシリンダを同期して回転させるようにしてもよい。また、この発明の実施の形態１および実施の形態２による回転式圧縮機においては、ベーン枚数が２枚の場合について示したが、ベーン枚数が１枚もしくは３枚以上の場合についても同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５７】
１  密閉容器、２  モータ、３  圧縮機構、４  油溜め、５  吸入管、６  吐出管、７  ガラス端子、８  軸、８ａ  第１給油路、９  油ポンプ機構、１０  カップ、１０ａ  吸込口、１１  ピストン、１１ａ  ベーン溝、１２  シリンダ、１２Ａ  端板、１２ａ  円筒部、１２ｂ  円弧状溝、１３  圧縮室、１４ａ  第１のベーン、１４ｂ  第２のベーン、１５  ハウジング、１５ａ  上軸受、１５ｂ  吸入ポート、１５ｃ  吐出ポート、１５ｃａ  貫通穴、１５ｃｂ  貫通穴、１５ｄ  連通路、１６  フレーム、１６Ａ  円板部、１６ａ  中空部、１６ｂ  下軸受、１６ｃ  シリンダ軸受、１６ｄ  連通路、１６ｅ  第２給油路、１６ｆ  油戻し穴、１７ａ  シール機構、１７ｂ  シール機構、１８  背圧室、１８ａ  切り込み部、１９  抽気孔、２０  吐出弁、２１  蓋、３０  第１空間、３１  第２空間、４１  ステータ、４２  ロータ。
【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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