(57)【要約】【課題】要求される圧力まで適切に流体を昇圧させることが可能なヘリカル式圧縮機を提供する。【解決手段】ロータ２２の螺旋溝２２ａに嵌め込まれる螺旋状のブレード２３の吐出側の末端部２３ａを、ブレード２３のうち末端部２３ａから約一巻分（約３６０°分）戻った部位に位置付けられる連結部２３ｂに連結させる。さらに、ブレード２３のうち末端部２３ａおよび連結部２３ｂに連なる部位、シリンダ２１の内周面、並びに、ロータ２２の外周面によって囲まれた吐出側圧縮室ＣＲ３内の流体が、吐出側圧縮室ＣＲ３から吐出穴２１ａを介して流出することのみを許容するリード弁（逆止弁）を設ける。これにより、吐出側圧縮室ＣＲ３にて流体を要求される圧力まで適切に昇圧させて吐出穴２１ａから吐出させることができる。【選択図】図３
2011220263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に円柱状の空間を形成するシリンダ（２１）と、
前記シリンダ（２１）の内部に偏心配置されるとともに、その外周面に螺旋状に延びる螺旋溝（２２ａ）が形成された円柱状のロータ（２２）と、
前記螺旋溝（２２ａ）に出没自在に嵌め込まれ、その外周端部が前記シリンダ（２１）の内周面に接触することによって、前記シリンダ（２１）の内周面と前記ロータ（２２）の外周面との間に圧縮室（ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３）を形成する螺旋状のブレード（２３）とを備え、
前記ロータ（２２）を前記シリンダ（２１）の中心軸に対して偏心回転させることによって、前記圧縮室（ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３）をロータ（２２）の軸方向の一端側から他端側へ移動させながら、前記一端側から吸入した流体を圧縮するヘリカル式圧縮機であって、
前記ブレード（２３）のうち前記他端側の末端部（２３ａ）は、前記ブレード（２３）のうち前記末端部（２３ａ）よりも前記一端側の部位に設けられた連結部（２３ｂ）に連結されており、
前記シリンダ（２１）には、前記ブレード（２３）のうち前記末端部（２３ａ）および前記連結部（２３ｂ）に連なる部位、前記シリンダ（２１）の内周面、並びに、前記ロータ（２２）の外周面によって囲まれた吐出側圧縮室（ＣＲ３）から前記流体を流出させる吐出穴（２１ａ）が設けられており、
さらに、前記流体が前記吐出側圧縮室（ＣＲ３）から前記吐出穴（２１ａ）を介して流出する方向に流れることを許容する逆止弁（２７）を備えることを特徴とするヘリカル式圧縮機。
【請求項２】
前記吐出穴（２１ａ）は、前記吐出側圧縮室（ＣＲ３）のうち前記末端部（２３ａ）と前記連結部（２３ｂ）との連結部位の近傍に連通するように設けら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】
前記ロータ（２２）のうち前記他端側の端部は、前記ロータ（２２）の最大外径よりも径の小さい小径部（２２ｄ）になっており、
前記小径部（２２ｄ）には、前記螺旋溝（２２ａ）の一部を形成するリング部材（２２ｅ）が固定され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。
【請求項４】
前記末端部（２３ａ）および前記連結部（２３ｂ）のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突出部（２３ｃ）が形成されており、
前記突出部（２３ｃ）が前記末端部（２３ａ）および前記連結部（２３ｂ）のうち他方に設けられた係合穴（２３ｄ）に嵌め込まれることによって、前記末端部（２３ａ）および前記連結部（２３ｂ）が連結されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つ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、螺旋状のブレードが出没自在に嵌め込まれたロータを、内部に円柱状空間を形成するシリンダ内で偏心回転させることによって、流体を圧縮して吐出するヘリカル式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内部に円柱状の空間を形成するシリンダ、このシリンダの内部に偏心配置された略円柱状のロータ、およびロータの外周面に形成された螺旋溝に出没自在に嵌め込まれた螺旋状のブレードを備えるヘリカル式圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のヘリカル式圧縮機では、ブレードが嵌め込まれたロータをシリンダ内で偏心回転させることによって、流体を吸入し、圧縮して吐出する。
【０００３】
より具体的には、ヘリカル式圧縮機のブレードは、ロータの軸方向に対向する側壁面同士の間隔がロータの軸方向一端側から他端側へ向かって徐々に縮小する形状に形成されている。さらに、ヘリカル式圧縮機では、ロータの軸方向に交差するブレードの側壁面、シリンダの内周面、およびロータの外周面によって囲まれた空間により、流体を圧縮する圧縮室が形成されている。
【０００４】
従って、ロータをシリンダ内で偏心回転させると、圧縮室は、ロータの軸方向一端側から他端側へ移動しながら、ロータの軸方向に対向する側壁面同士の間隔の縮小に伴って、その容積を縮小させる。これにより、特許文献１のヘリカル式圧縮機では、ロータの軸方向一端側から吸入した流体を、圧縮して他端側から吐出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２１２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のヘリカル式圧縮機では、ロータの軸方向一端側（以下、吸入側という）に形成される圧縮室が、流体を吸入する流体吸入口（吸入ポート）と連通している間は、ロータが回転しても流体を圧縮することができない。同様に、ロータの軸方向他端側（以下、吐出側という）に形成される圧縮室が、流体を吐出する流体吐出口（吐出ポート）と連通している間は、ロータが回転しても流体を圧縮することができない。
【０００７】
従って、特許文献１のヘリカル式圧縮機における機械的な圧縮比は、圧縮室が流体吸入口に連通しなくなったときの容積と圧縮室が流体吐出口に連通する直前の容積との比によって決定される。このことを図９〜１２を用いて詳細に説明する。
【０００８】
なお、図９は、特許文献１と同様の構成のヘリカル式圧縮機２０において、各圧縮室ＣＲ１０、ＣＲ２０、ＣＲ３０、ＣＲ４０を形成するブレード２３０の対向する側壁面同士の軸方向の距離を示す説明図である。より詳細には、図９には、ヘリカル式圧縮機２０の模式的な軸方向断面図とブレード２３０の吸入側の側壁面と吐出側の側壁面の位置を展開して示したグラフとの対応関係が図示されている。
【０００９】
また、図９に示すように、このヘリカル式圧縮機２０のブレード２３０は３巻（１０８０°）の螺旋状に形成されている。そして、図９の軸方向断面図では、ブレード２３０の吸入側の末端部がロータ２２０の螺旋溝内部に没入した状態を示している。さらに、図９のグラフでは、ブレード２３０の吸入側の末端部のうち、吐出側の側壁面の開始位置を基準角度０°とし、ブレード２３０の吸入側の末端部のうち、吸入側の側壁面の開始位置を基準角度に対して一巻分遅れた−３６０°としている。
【００１０】
図９のグラフから明らかなように、ブレード２３０の吸入側の側壁面と吐出側の側壁面の位置は角度θに対して同様の軌跡を描きながら変化する。そこで、図９のグラフでは、ブレード２３０の吸入側の側壁面と吐出側の側壁面の位置を、角度θの関数ｆ（θ）で表している。
【００１１】
また、図１０は、図９の軸方向断面図のＢ−Ｂ断面図であり、図１１は、図１０に示すシリンダ２１０の内周面とロータ２２０の外周面との径方向距離Ｈ（θ）の変化を示すグラフである。図１１における横軸の角度は、図９に示すグラフの横軸と同様に、ブレード２３０の吸入側の末端部を起点とした角度を示している。
【００１２】
まず、図９に示すように、最も吸入側に形成される吸入側圧縮室ＣＲ１０は、ブレード２３０の−３６０°〜０°に位置付けられる吸入側の側壁面、シリンダ２１０の内周面、ロータ２２０の外周面、およびシリンダ２１０の吸入側を閉塞する吸入側蓋部材２１１０によって囲まれた空間である。この吸入側圧縮室ＣＲ１０では、吸入側蓋部材２１１０に設けられた冷媒吸入口２１１０ａと連通しているため、ロータ２２０が回転しても流体を圧縮することができない。
【００１３】
次に、吸入側圧縮室ＣＲ１０の隣であって吐出側に形成される圧縮室ＣＲ２０は、ブレード２３０の０°〜３６０°に位置付けられる吐出側の側壁面および吸入側の側壁面、シリンダ２１０の内周面、およびロータ２２０の外周面によって囲まれた空間である。この圧縮室ＣＲ２０は、ロータ２２０の回転に伴って容積が縮小するので、流体を圧縮することができる。
【００１４】
さらに、圧縮室ＣＲ２０の隣であって吐出側に形成される圧縮室ＣＲ３０は、ブレード２３０の３６０°〜７２０°に位置付けられる吐出側の側壁面および吸入側の側壁面、シリンダ２１０の内周面、ロータ２２０の外周面によって囲まれた空間である。この圧縮室ＣＲ３０についても圧縮室ＣＲ２０と同様に、ロータ２２０の回転に伴って容積が縮小するので、流体を圧縮することができる。
【００１５】
なお、圧縮室ＣＲ２０、ＣＲ３０の容積は、図９に示される圧縮室ＣＲ２０、ＣＲ３０を構成するブレード２３０の対向する側壁面間の距離ｆ（θ＋３６０°）−ｆ（θ）と図１１に示されるロータ２２０の外周面とシリンダ２１０の内周面との径方向距離Ｈ（θ）との積算値をロータ２２０の回転角度で積分することによって、以下の数式によって求めることができる。
【００１６】
【数１】
2011220263.tif 000003
【００１７】
ところが、図９に示すように、圧縮室ＣＲ３０の隣であって最も吐出側に形成される吐出側圧縮室ＣＲ４０は、ブレード２３０の７２０°〜１０８０°に位置付けられる吐出側の側壁面、シリンダ２１０の内周面、ロータ２２０の外周面、およびシリンダ２１０の吐出側を閉塞する吐出側蓋部材２１２０によって囲まれた空間となる。この圧縮室ＣＲ４０は、吐出側蓋部材２１２０に設けられた冷媒吐出口２１２０ａと連通しているため、ロータ２２０が回転しても流体を圧縮することができない。
【００１８】
従って、ブレード２３０の回転角度に対するヘリカル式圧縮機２０内の流体の圧力は、図１２に示すように変化する。なお、図１２は、ブレード２３０の回転角度に対するヘリカル式圧縮機２０内の流体の圧力変化を示すグラフである。
【００１９】
換言すると、特許文献１と同様の構成のヘリカル式圧縮機２０では、３巻のブレード２３０のうち、２巻分（０°〜７２０°）しか流体の圧縮に寄与しない。従って、特許文献１のヘリカル式圧縮機における機械的な圧縮比は、圧縮室が流体吸入口に連通しなくなったときの容積（図９の０°〜３６０°）と圧縮室が流体吐出口に連通する直前の容積（図９の３６０°〜７２０°）との比によって決定されることになる。
【００２０】
このため、例えば、特許文献１のヘリカル式圧縮機を、圧縮機吐出冷媒と外気とを熱交換させて放熱させる冷凍サイクルに適用した場合、外気温の低下等に伴ってサイクルの高圧側冷媒圧力が低下する運転条件であっても、圧縮機から不必要に高圧な冷媒が吐出されてしまい、冷凍サイクルの作動効率を大きく低下させてしまうことが懸念される。
【００２１】
本発明は、上記点に鑑み、要求される圧力まで適切に流体を昇圧させることが可能なヘリカル式圧縮機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】
【００２２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内部に円柱状の空間を形成するシリンダ（２１）と、シリンダ（２１）の内部に偏心配置されるとともに、その外周面に螺旋状に延びる螺旋溝（２２ａ）が形成された円柱状のロータ（２２）と、螺旋溝（２２ａ）に出没自在に嵌め込まれ、その外周端部がシリンダ（２１）の内周面に接触することによって、シリンダ（２１）の内周面とロータ（２２）の外周面との間に圧縮室（ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３）を形成する螺旋状のブレード（２３）とを備え、ロータ（２２）をシリンダ（２１）の中心軸に対して偏心回転させることによって、圧縮室（ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３）をロータ（２２）の軸方向の一端側から他端側へ移動させながら、一端側から吸入した流体を圧縮するヘリカル式圧縮機であって、
ブレード（２３）のうち他端側の末端部（２３ａ）は、ブレード（２３）のうち末端部（２３ａ）よりも一端側の部位に設けられた連結部（２３ｂ）に連結されており、シリンダ（２１）には、ブレード（２３）のうち末端部（２３ａ）および連結部（２３ｂ）に連なる部位、シリンダ（２１）の内周面、並びに、ロータ（２２）の外周面によって囲まれた吐出側圧縮室（ＣＲ３）から流体を流出させる吐出穴（２１ａ）が設けられており、さらに、流体が吐出側圧縮室（ＣＲ３）から吐出穴（２１ａ）を介して流出する方向に流れることを許容する逆止弁（２７）を備えるヘリカル式圧縮機を特徴とする。
【００２３】
これによれば、ブレード（２３）の他端側の末端部（２３ａ）と連結部（２３ｂ）が連結されているので、他端側に形成される吐出側圧縮室（ＣＲ３）を袋小路形状とすることができる。従って、逆止弁（２７）が閉じて吐出穴（２１ａ）が閉塞された状態が維持されれば、吐出側圧縮室（ＣＲ３）内の流体を圧縮し続けることができる。
【００２４】
一方、逆止弁（２７）が開くことによって吐出側圧縮室（ＣＲ３）内の流体を吐出穴（２１ａ）から流出させることができるので、逆止弁（２７）が開いた後は、特許文献１のヘリカル式圧縮機と同様に、ロータ（２２）が回転しても流体が圧縮されない。その結果、吐出流体圧力を不必要に上昇させてしまうことがなく、要求される圧力まで適切に流体を昇圧させることができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のヘリカル式圧縮機において、吐出穴（２１ａ）は、吐出側圧縮室（ＣＲ３）のうち末端部（２３ａ）と連結部（２３ｂ）との連結部位の近傍に連通するように設けられていることを特徴とする。これによれば、逆止弁（２７）が閉じて吐出穴（２１ａ）が閉塞された状態が維持されれば、流体が最も高圧化するまで圧縮することができる。
【００２６】
なお、本請求項における「近傍に連通する」とは、吐出穴（２１ａ）が吐出側圧縮室（ＣＲ３）のうち末端部（２３ａ）と連結部（２３ｂ）との連結部位に隣接するように開口していることのみを意味するだけでなく、製造上の誤差や組み付けの都合で連結部位から僅かに離れた位置に開口していることを含む意味である。
【００２７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のヘリカル式圧縮機において、ロータ（２２）のうち他端側の端部は、ロータ（２２）の最大外径よりも径の小さい小径部（２２ｄ）になっており、小径部（２２ｄ）には、螺旋溝（２２ａ）の一部を形成するリング部材（２２ｅ）が固定されていることを特徴とする。
【００２８】
これによれば、ロータ（２２）の外周面に形成された螺旋溝（２２ａ）に、ブレード（２３）を嵌め込んだ後に、リング部材（２２ｅ）を小径部（２２ｄ）に固定することができるので、ブレード（２３）をロータ（２２）に嵌め込む際の組付性を向上できる。
【００２９】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のヘリカル式圧縮機において、末端部（２３ａ）および連結部（２３ｂ）のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突出部（２３ｃ）が形成されており、突出部（２３ｃ）が末端部（２３ａ）および連結部（２３ｂ）のうち他方に設けられた係合穴（２３ｄ）に嵌め込まれることによって、末端部（２３ａ）および連結部（２３ｂ）が連結されていることを特徴とする。
【００３０】
これによれば、ブレード（２３）を螺旋溝（２２ａ）へ嵌め込む際の組付性を向上できる。さらに、ブレード（２３）として、末端部（２３ａ）および連結部（２３ｂ）が連結されたものを形成する必要がなく、ブレード（２３）を容易に製造することができる。
【００３１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態の圧縮機が適用された冷凍サイクルの全体構成図である。
【図２】（ａ）は、第１実施形態の圧縮機の軸方向断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【図３】図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】第１実施形態の圧縮機において、各圧縮室を形成するブレードの対向する側壁面同士の軸方向の距離を示す説明図である。
【図５】第１実施形態の圧縮機内の冷媒の圧力変化を示すグラフである。
【図６】第２実施形態の圧縮機の軸方向断面図である。
【図７】第２実施形態の圧縮機における図３に対応する断面図である。
【図８】（ａ）は、第３実施形態の圧縮機における図３に対応する断面図であり、（ｂ）、（ｃ）は、その変形例を示す断面図である。
【図９】従来技術のヘリカル式圧縮機における各圧縮室を形成するブレードの対向する側壁面同士の軸方向の距離を示す説明図である。
【図１０】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】従来技術のヘリカル式圧縮機におけるロータの外周面とシリンダの内周面との径方向距離の変化を示すグラフである。
【図１２】従来技術のヘリカル式圧縮機内の冷媒の圧力変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１実施形態）
図１〜５により、本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本実施形態のヘリカル式圧縮機（以下、単に圧縮機という）２が適用された冷凍サイクル１の全体構成図である。この冷凍サイクル１は、室内の空調を行う空調装置において、室内へ送風される室内送風空気を冷却する機能を担うものである。
【００３４】
より具体的には、冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２、圧縮機２吐出冷媒を外気と熱交換させて放熱させる放熱器３、放熱器３流出冷媒を減圧膨張させる膨張弁４、および膨張弁４にて減圧された冷媒を蒸発させることによって吸熱作用を発揮させて室内送風空気を冷却する蒸発器５を環状に接続して構成される周知の蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。
【００３５】
次に、図２、３に基づいて、本実施形態の圧縮機２の詳細構成を説明する。図２（ａ）は、圧縮機２の軸方向断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の側面図である。また、図３は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図、すなわち後述するロータ２２およびブレード２３の円筒状外周面の展開図に相当する図面であって、ブレード２３の吐出側蓋部材２１２側の末端部２３ａ近傍を図示している。
【００３６】
圧縮機２は、図２に示すように、シリンダ２１、シリンダ２１の内部に配置されるロータ２２、ロータ２２の螺旋溝２２ａに出没自在に嵌め込まれた螺旋状のブレード２３、電動モータ２４、電動モータ２４の回転駆動力をロータ２２に伝達するシャフト２５等を有して構成されている。
【００３７】
シリンダ２１は、略円筒状の金属で形成されており、圧縮機２の外殻を構成するとともに、その内部にロータ２２、ブレード２３、シャフト２５等を収容する円柱状空間を形成している。さらに、シリンダ２１の内周面は、後述するようにロータ２２およびブレード２３とともに、流体である冷媒を圧縮する複数の圧縮室ＣＲを形成する。
【００３８】
円筒状に形成されたシリンダ２１の一方の開口端部は、円板状の金属で形成された吸入側蓋部材２１１によって閉塞されている。この吸入側蓋部材２１１には、その表裏を貫通する貫通穴が設けられており、この貫通穴は冷媒を複数の圧縮室ＣＲのうち、最も吸入側蓋部材２１１側に位置付けられる吸入側圧縮室ＣＲ１へ吸入させる冷媒吸入口２１１ａとして機能する。
【００３９】
また、シリンダ２１の他方の開口端部も、円板状の金属で形成された吐出側蓋部材２１２によって閉塞されている。この吐出側蓋部材２１２の中心部には、シャフト２５を貫通させる貫通穴２１２ａが設けられている。この貫通穴２１２ａには図示しないシール部材（リップシール）が配置されており、これによりシャフト２５と貫通穴２１２ａとの隙間からの冷媒の漏れが防止されている。
【００４０】
シャフト２５は、その回転中心軸がシリンダ２１の中心軸と同軸上に延びて、貫通穴２１２ａ、および吸入側蓋部材２１１の吸入側圧縮室ＣＲ１側面の中心部に設けられた軸受部２１１ｂによって回転可能に支持されている。さらに、シャフト２５の軸方向中央部には、シャフト２５の回転中心軸に対して偏心した偏心部２５ａが形成されている。
【００４１】
ロータ２２は、その外周面に螺旋状に延びる螺旋溝２２ａが形成された円柱状（あるいは円筒状）の金属で形成されており、その中心部にシャフト２５の偏心部２５ａが回転自在に挿入される挿入穴２２ｂが設けられている。この挿入穴２２ｂの中心軸は、ロータ２２の中心軸およびシャフト２５の偏心部２５ａの中心軸と同軸上に延びている。
【００４２】
一方、前述の如く、シャフト２５の回転中心軸とシリンダ２１の中心軸は同軸上に配置されているので、シリンダ２１の中心軸と偏心部２５ａの中心軸（ロータ２２の中心軸）は、互いに平行に一定の間隔を開けて配置されている。すなわち、ロータ２２は、シリンダ２１の内部に偏心配置されている。
【００４３】
さらに、ロータ２２の吐出側蓋部材２１２側の端部には、吐出側蓋部材２１２へ向かって突出するピン２２ｃが圧入等の固定手段によって固定され、吐出側蓋部材２１２には、ピン２２ｃの端部が収容されて、ピン２２ｃの可動範囲を規制する円形穴２１２ｂが形成されている。
【００４４】
このピン２２ｃおよび円形穴２１２ｂは、いわゆるピン−ホール式の自転防止機構を構成するものである。従って、シャフト２５が回転してもロータ２２はシャフト２５の偏心部２５ａの周りに自転することなく、シャフト２５の回転中心を公転中心として公転運動する。なお、ロータ２２の外周面に形成された螺旋溝２２ａの詳細については後述する。
【００４５】
ブレード２３は、螺旋状の樹脂で形成されており、ロータ２２の外周面に形成された螺旋溝２２ａに出没自在に嵌め込まれて、シリンダ２１の内周面とロータ２２の外周面との間に複数の圧縮室ＣＲを形成するものである。
【００４６】
より具体的には、ブレード２３のロータ２２側の端面とロータの螺旋溝２２ａの底面との間には図示しない弾性部材が配置されており、ブレード２３は、この弾性部材の弾性力によって、その外周端部がシリンダ２１の内周面に接触するまで、螺旋溝２２ａから突出するようになっている。
【００４７】
これにより、ブレード２３のうち螺旋溝２２ａから突出している部位であってロータ２２の軸方向に交差する側壁面、シリンダ２１の内周面、およびロータ２２の外周面によって囲まれた空間により、複数の圧縮室ＣＲが形成される。なお、本実施形態のブレード２３は約３巻（１０８０°）の螺旋状に形成されている。
【００４８】
さらに、ブレード２３は、ロータ２２の軸方向に対向する側壁面同士の間隔がロータ２２の軸方向一端側である吸入側蓋部材２１１側（以下、吸入側という）からロータ２２の軸方向他端側である吐出側蓋部材２１２側（以下、吐出側という）へ向かって徐々に縮小する螺旋形状に形成されている。
【００４９】
従って、ロータ２２をシリンダ２１内で偏心回転させると、各圧縮室ＣＲは、吸入側から吐出側へ向かって移動しながら、ロータ２２の軸方向に対向する側壁面同士の間隔の縮小に伴って、その容積を縮小させる。これにより、圧縮機２では、ロータ２２の吸入側から吸入した冷媒を圧縮するようになっている。
【００５０】
さらに、本実施形態のブレード２３は、図３に示すように、ロータ２２の吐出側の末端部２３ａが、ブレード２３のうち末端部よりも吸入側に位置付けられた部位に設けられた連結部２３ｂに連結されている。より具体的には、本実施形態のブレード２３の末端部２３ａは、末端部２３ａから約一巻分（約３６０°分）戻った部位に位置付けられる連結部２３ｂに連結されている。
【００５１】
ここで、ロータ２２の外周面に形成された螺旋溝２２ａの詳細形状について説明する。この螺旋溝２２ａは、ブレード２３を出没自在に嵌め込む溝であるから、上述したブレード２３の形状に適合する形状に形成されている。すなわち、螺旋溝２２ａについてもロータ２２の吸入側から吐出側に向かって徐々に間隔が縮小する螺旋形状であって、連結された末端部２３ａおよび連結部２３ｂを収容可能な形状に形成されている。
【００５２】
さらに、図２に示すように、本実施形態のシリンダ２１の円筒壁面には、ブレード２３のうち末端部２３ａおよび連結部２３ｂに連なる部位、シリンダ２１の内周面、並びに、ロータ２２の外周面によって囲まれた吐出側圧縮室ＣＲ３から冷媒を流出させる吐出ポートとして機能する吐出穴２１ａが設けられている。なお、この吐出側圧縮室ＣＲ３は、複数の圧縮室ＣＲのうち、最も吐出側蓋部材２１２側に位置付けられる圧縮室となる。
【００５３】
この吐出穴２１ａは、図３の破線穴で示すように、シリンダ２１の内周面と外周面とを貫通するように設けられているとともに、吐出側圧縮室ＣＲ３のうち、ブレード２３の末端部２３ａと連結部２３ｂとの連結部位の近傍に連通するように設けられている。換言すると、吐出穴２１ａは、吐出側圧縮室ＣＲ３のうち末端部２３ａと連結部２３ｂとの連結部位に隣接するように開口している。
【００５４】
さらに、詳細に述べると、吐出穴２１ａは、吐出穴２１ａが閉塞された状態が維持された場合に、吐出側圧縮室ＣＲ３のうち冷媒が最も高圧化する位置に連通するように設けられている。
【００５５】
また、シリンダ２１の外周面には、内部に吐出穴２１ａから流出した冷媒の吐出室２６ａを構成するケース２６が接合されている。このケース２６の内部には、冷媒が吐出側圧縮室ＣＲ３から吐出穴２１ａを介して吐出室２６ａ側へ流れることのみを許容する逆止弁として機能するリード弁２７が配置されている。さらに、ケース２６には、吐出室２６ａから図１に示す放熱器２側へ冷媒を流出させる冷媒吐出口２６ｂが設けられている。
【００５６】
電動モータ２４は、電力を供給されることによってロータ２２を回転させる回転駆動力を出力するもので、直流モータおよび交流モータのいずれを採用してもよい。さらに、電動モータ２４は、図示しない空調制御装置から出力される制御信号によって、その回転数が制御される。空調制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されるものである。
【００５７】
次に、上記構成の圧縮機２および冷凍サイクル１の作動を説明する。空調制御装置から出力される制御信号によって電動モータ２４が回転すると、シャフト２５を介してロータ２２に回転駆動力が伝達され、ロータ２２がシリンダ２１内で偏心回転する。これにより、冷媒吸入口２１１ａを介してシリンダ２１の内部（具体的には、吸入側圧縮室ＣＲ１）に冷媒が吸入される。
【００５８】
シリンダ２１の内部に吸入された冷媒は、ロータ２２の回転に伴って、ロータ２２の吸入側から吐出側に向かって容積を縮小させながら移動する圧縮室ＣＲ内で圧縮される。そして、吐出側圧縮室ＣＲ３内の冷媒の圧力が、サイクルの高圧側冷媒圧力以上になるとリード弁２７が開き、吐出側圧縮室ＣＲ３内の冷媒が、吐出穴２１ａを介して吐出室２６ａへ流入する。
【００５９】
なお、サイクルの高圧側冷媒圧力とは、圧縮機２の冷媒吐出口２６ｂから膨張弁４の入口へ至る範囲の冷媒圧力であって、冷凍サイクル１の空調熱負荷（例えば、外気温、蒸発器５における冷媒蒸発温度）の変動によって変化する。
【００６０】
吐出室２６ａへ流入した冷媒は、冷媒吐出口２６ｂを介して放熱器３へ流入し、外気と熱交換して冷却されて凝縮する。放熱器３から流出した冷媒は膨張弁４によって減圧膨張されて蒸発器５へ流入する。この際、膨張弁４の弁開度は、蒸発器５流出冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように調整される。
【００６１】
蒸発器５へ流入した冷媒は、室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。蒸発器５から流出した冷媒は、圧縮機２の冷媒吸入口２１１ａを介してシリンダ２１の内部へ吸入されて再び圧縮される。
【００６２】
次に、図４、５を用いて、本実施形態の圧縮機２の優れた効果について説明する。なお、図４は、本実施形態の圧縮機２において、各圧縮室ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３を形成するブレード２３の対向する側壁面同時の軸方向の距離を示す説明図であって、前述の図９に対応する図面である。また、図５は、ブレード２３の回転角度に対する圧縮機２内の冷媒の圧力変化を示すグラフであって、前述の図１２に対応する図面である。
【００６３】
本実施形態の圧縮機２では、ブレード２３のうち吐出側の末端部２３ａと連結部２３ｂが連結されているので、最も吐出側に位置付けられる吐出側圧縮室ＣＲ３を、吐出穴２１ａが閉塞している場合には、冷媒が流出することのできない袋小路形状とすることができる。
【００６４】
従って、図４に示すように、本実施形態の圧縮機２の吐出側圧縮室ＣＲ３は、ブレード２３の３６０°〜７２０°に位置付けられる吐出側の側壁面および吸入側の側壁面、シリンダ２１の内周面、ロータ２２の外周面によって囲まれた空間によって形成される。そして、この吐出側圧縮室ＣＲ３では、リード弁２７が閉じて吐出穴２１ａが閉塞された状態が維持されれば、冷媒を圧縮し続けることができる。
【００６５】
一方、リード弁２７が開くことによって吐出側圧縮室ＣＲ３内の冷媒を吐出穴２１ａから流出させることができるので、リード弁２７が開いた後は、従来技術と同様に、ロータ２２が回転しても冷媒が圧縮されない。従って、図５に示すように吐出圧力をリード弁２７が開く条件に応じて変化させることができる。
【００６６】
その結果、圧縮機２の吐出冷媒圧力を不必要に上昇させてしまうことがなく、要求される圧力まで適切に冷媒を昇圧させることができる。
【００６７】
さらに、吐出穴２１ａが、吐出側圧縮室ＣＲ３のうち末端部２３ａと連結部２３ｂとの連結部位の近傍に連通するように設けられているので、吐出穴２１ａが閉塞された状態が維持された場合に、冷媒が最も高圧化するまで圧縮することができる。従って、冷媒吐出圧力を幅広い範囲で変化させることができる。
【００６８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ロータ２２を円柱状（あるいは円筒状）の金属部材によって構成した例を説明したが、本実施形態では、図６、７に示すように、ロータ２２の構成を変更した例を説明する。
【００６９】
なお、図６は、本実施形態の圧縮機２の軸方向断面図であり、第１実施形態の図２（ａ）に対応する図面である。図７は、第１実施形態の図３に対応する図面である。また、図６、７では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
【００７０】
具体的には、本実施形態のロータ２２の吐出側の端部には、ロータ２２の最大外径よりも径の小さい小径部２２ｄが形成されており、この小径部２２ｄに螺旋溝２２ａの一部を形成する円環状のリング部材２２ｅを圧入等によって固定することにより第１実施形態と同様の形状のロータ２２が構成されている。
【００７１】
この小径部２２ｄは、ブレード２３の吐出側の末端部２３ａから一巻分（約３６０°分）戻った部位（すなわち、末端部２３ａと連結部２３ｂとの連結部位）へ至る範囲に設けられている。従って、リング部材２２ｅは、ブレード２３の吐出側の末端部２３ａから末端部２３ａと連結部２３ｂとの連結部位へ至る範囲の螺旋溝２２ａの側壁面を形成する。
【００７２】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の圧縮機２においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の如くロータ２２を構成することで、ロータ２２の外周面に形成された螺旋溝２２ａに、ブレード２３を嵌め込んだ後に、リング部材２２ｅを小径部２２ｄに固定することができるので、ブレード２３をロータ２２の螺旋溝２２ａに嵌め込む際の組付性を向上できる。
【００７３】
（第３実施形態）
第１実施形態では、ブレード２３として、先端部２３ａと連結部２３ｂが予め連結された状態で形成されたものを採用した例を説明したが、本実施形態では、図８に示すように、先端部２３ａと連結部２３ｂが切り離された状態で形成されたブレード２３を採用した例を説明する。なお、図８は、第１実施形態の図３に対応する図面である。
【００７４】
具体的には、本実施形態のブレード２３の吐出側の末端部２３ａには、図８（ａ）に示すように、連結部２３ｂへ向かって突出する突出部２３ｃが形成されており、この突出部２３ｃが連結部２３ｂに設けられた係合穴２３ｄに嵌め込まれることによって、末端部２３ａおよび連結部２３ｂが連結されている。
【００７５】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の圧縮機２においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のようにブレード２３を構成することで、ブレード２３を螺旋溝２２ａへ嵌め込む際の組付性を向上できる。さらに、ブレード２３を製造する際に、末端部２３ａおよび連結部２３ｂが連結されたものを形成する必要がなく、ブレード２３を容易に製造することができる。
【００７６】
なお、上述の例では、末端部２３ａに突出部２３ｃを形成し、連結部２３ｂに係合穴２３ｄを形成した例を説明したが、変形例として記載した、図８（ｂ）に示すように、連結部２３ｂに突出部２３ｃを形成し、末端部２３ａに係合穴２３ｄを形成してもよい。さらに、図８（ｃ）に示すように、突出部２３ｃが形成される位置を吐出側圧縮室ＣＲ３の近傍に配置してもよいし、吐出側圧縮室ＣＲ３から離れた側に配置してもよい。また、本実施形態のブレード２３は、第２実施形態の圧縮機２にも適用可能である。
【００７７】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【００７８】
上述の実施形態では、本発明のヘリカル式圧縮機を空調装置用の冷凍サイクルに適用した例を説明したが、本発明のヘリカル式圧縮機を、熱負荷の変動によってサイクルの高圧側冷媒圧力が変動しやすい車両用冷凍サイクル装置に適用すれば極めて有効である。さらに、本発明のヘリカル式圧縮機は、種々の流体を圧縮する圧縮機として広く適用可能である。
【００７９】
また、上述の実施形態では、逆止弁としてリード弁２７を採用した例を説明したが、逆止弁はこれに限定されない。流体（冷媒）が吐出側圧縮室ＣＲ３から吐出穴２１ａを介して流出する方向に流れることをのみを許容する機構であれば種々の形式のものを採用することができる。例えば、本実施形態の如く機械的機構によって吐出穴２１ａを開閉させる場合には、ボール弁タイプ、ポペート弁タイプの逆止弁を採用してもよい。
【００８０】
さらに、吐出穴２１ａの入口側流体圧力と出口側流体圧力とを検出して、入口側流体圧力が出口側流体圧力よりも高くなったときのみに開く開閉弁を採用して、電気的な制御で流体が吐出側圧縮室ＣＲ３から吐出穴２１ａを介して流出する方向に流れることをのみを許容する機構を実現してもよい。
【００８１】
また、上述の実施形態では、ブレード２３およびロータ２２の螺旋溝２２ａの巻数を３巻とした例を説明したが、ブレード２３およびロータ２２の螺旋溝２２ａの巻数はこれに限定されない。
【符号の説明】
【００８２】
２１      シリンダ
２１ａ    吐出穴
２２      ロータ
２２ａ    螺旋溝
２２ｄ    小径部
２２ｅ    リング部材
２３      ブレード
２３ａ    末端部
２３ｂ    連結部
２３ｃ    突出部
２３ｄ    係合部
２７      逆止弁
【図１】
2011220263.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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