(57)【要約】      （修正有）【課題】回転式圧縮機において冷媒の音速に関わらずヘルムホルツマフラの消音効果を得るとともに圧縮機の効率低下も抑制する。【解決手段】シリンダ室５１から共鳴室７１につながる連通溝７２の少なくとも底部を湾曲面で形成し、連通溝を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ室（51）を有するシリンダ（42）と、該シリンダ室（51）内で偏心回転するピストン（53）と、ヘルムホルツマフラ（70）とを有する圧縮機構（40）を備え、
上記ヘルムホルツマフラ（70）が、上記圧縮機構（40）に設けられた共鳴室（71）と、上記シリンダ室（51）から該共鳴室（71）に連通するように上記シリンダ（42）の端面に形成された連通溝（72）と、を有する回転式圧縮機であって、
上記連通溝（72）は、上記シリンダ（42）の端面側が開放された有底溝であって、一対の側壁部（73）と、各側壁部（73）の間に位置する底壁部（74）とを有し、
上記側壁部（73）は、上記連通溝（72）の開放側の第１部分（75）と、該連通溝（72）の底壁部（74）側の第２部分（76）とから構成され、
上記第１部分（75）の表面は平面または湾曲面で形成され、上記第２部分（76）の表面は上記第１部分（75）の表面と上記底壁部（74）の表面とにつながる所定曲率の湾曲面で形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記第１部分（75）及び第２部分（76）の表面は、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制する面であることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面が、円弧状断面の１つの湾曲面で形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項４】
請求項３において、
上記連通溝（72）の第１部分（75）の表面が平面で形成され、
上記連通溝（72）の第１部分（75）の平面の高さをｈとし、円弧状湾曲面の半径をｒとすると、
０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしていることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項５】
請求項４において、
ｈ／ｒ＝１であることを特徴とする回転式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式圧縮機に関し、特に、圧縮機構にヘルムホルツマフラを設けることにより生じる死容積を小さくして再膨張損失を低減する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ローリングピストン型圧縮機や揺動ピストン型圧縮機のような回転式圧縮機は、シリンダ室を有するシリンダと、シリンダ室の中で偏心回転運動をするピストンとを有する圧縮機構を備えている。シリンダは、一般に環状の部材であり、該シリンダの軸方向の端面がフロントヘッド及びリアヘッドで閉鎖されている。
【０００３】
この種の回転式圧縮機において、圧縮機構にヘルムホルツマフラが設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の圧縮機のヘルムホルツマフラは、圧縮機構のシリンダに設けられた共鳴室（小容積空間）と、シリンダ室からこの共鳴室に連通するようにシリンダの端面に形成された連通溝（圧力導入路）とを有している。ヘルムホルツマフラは、シリンダ室から共鳴室にガスを導入して共鳴させることで、共鳴している所定帯域の周波数の音（のエネルギー）を吸収して消音する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６２−０１１２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ヘルムホルツマフラの共鳴周波数ｆは、
Ｃ：音速、Ｓ：通路面積、Ｖ：共鳴室容積、Ｌ：通路長さ、δ：開口端補正とすると、
ｆ＝（Ｃ／２π）（Ｓ／Ｖ（Ｌ＋δ））１／２
で表される。
【０００６】
したがって、近年採用されている地球温暖化係数の低い冷媒は比重が軽くなって音速が速くなる（Ｒ２２でＣ＝170m/sに対して、Ｒ３２でＣ＝230m/s）ので、共鳴周波数ｆが高くなる傾向がある。これに対して、圧縮機の構造共振から生じる音の周波数は冷媒が異なっても変化しないので、ヘルムホルツマフラの設定周波数を、構造共振から生じる音の周波数に合わせる必要がある。
【０００７】
共鳴周波数ｆを維持するためには、上式から、共鳴室容積Ｖを大きくするか、通路面積Ｓを小さくするか、通路長さＬを長くするとよいことが分かる。
【０００８】
しかし、通路面積Ｓを小さくすると、通路圧損が大きくなってヘルムホルツマフラが機能しなくなったり、加工が困難になってコストが高くなったりする問題が生じる。また、通路長さＬを長くすると、共鳴室をシリンダ室から遠ざける配置にすることになってシリンダが大きくなったり、通路圧損が大きくなってヘルムホルツマフラが機能しなくなったりする問題が生じる。
【０００９】
このように、通路面積Ｓを小さくしたり通路長さを長くしたりすることは実際には困難であり、一般には、共鳴室容積Ｖを大きくすることで共鳴周波数ｆを維持し、消音効果を確保する構成が採用されていた。しかし、その場合には、死容積が大きくなるため、再膨張損失によって圧縮機の効率が低下する問題が生じてしまう。
【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、冷媒の音速に関わらずヘルムホルツマフラの消音効果を得られるようにするとともに、圧縮機の効率低下も抑制できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、シリンダ室（51）を有するシリンダ（42）と、該シリンダ室（51）内で偏心回転するピストン（53）と、ヘルムホルツマフラ（70）とを有する圧縮機構（40）を備え、上記ヘルムホルツマフラ（70）が、上記圧縮機構（40）に設けられた共鳴室（71）と、上記シリンダ室（51）から該共鳴室（71）に連通するように上記シリンダ（42）の端面に形成された連通溝（72）とを有する回転式圧縮機を前提とする。
【００１２】
そして、この回転式圧縮機は、上記連通溝（72）が、上記シリンダ（42）の端面側が開放された有底溝であって、一対の側壁部（73）と、各側壁部（73）の間に位置する底壁部（74）とを有し、上記側壁部（73）は、上記連通溝（72）の開放側の第１部分（75）と、該連通溝（72）の底壁部（74）側の第２部分（76）とから構成され、上記第１部分（75）の表面は平面または湾曲面で形成され、上記第２部分（76）の表面は上記第１部分（75）の表面と上記底壁部（74）の表面につながる所定曲率の湾曲面で形成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成において、第１部分（75）の表面を構成する平面は、連通溝（72）の断面幅が溝の高さ方向へ一定になる平面や、連通溝（72）の底面に向かって断面幅が広がる平面にすることができる。また、第１部分（75）（側壁部（73））の表面を構成する湾曲面は、連通溝（72）の断面幅を広げる方向に湾曲した凹状の湾曲面にすることができる（図７参照）。
【００１４】
この第１の発明では、連通溝（72）の側壁部（73）を構成する第１部分（75）の表面を平面又は湾曲面とし、第２部分（76）の表面を第１部分（75）の表面と底壁部（74）の表面とにつながる所定曲率の湾曲面にしているので、通路面積を小さくしても圧力損失が大きくなるのを抑制できる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、上記第１部分（75）及び第２部分（76）の表面が、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制する面であることを特徴とする。
【００１６】
この第２の発明では、連通溝（72）を流れるガスの流速が均一化されて渦の発生が抑制される。
【００１７】
第３の発明は、第１または第２の発明において、上記底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面が、円弧状断面の１つの湾曲面で形成されていることを特徴とする。この場合、連通溝（72）の形状は、第１部分（75）を平面とし、底壁部（74）と第２部分（76）を円弧（半円）状の湾曲面で構成したり、連通溝（72）の第１部分（75）と底壁部（74）と第２部分（76）を円弧状の湾曲面で構成したりすることができる。
【００１８】
この第３の発明では、底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面が、円弧状断面の１つの湾曲面で形成されているので、この湾曲面に沿って流れるガスの流速が均一になり、渦の発生が抑制される。
【００１９】
第４の発明は、第３の発明において、上記連通溝（72）の第１部分（75）の表面が平面で形成され、上記連通溝（72）の第１部分（75）の平面の高さをｈとし、円弧状湾曲面の半径をｒとすると、０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしていることを特徴とする。
【００２０】
第５の発明は、第４の発明において、ｈ／ｒ＝１であることを特徴とする。
【００２１】
上記第４，第５の発明では、連通溝（72）は、図５に示すように上部が角形で下部が半円形状になり、且つ０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしているので、図６のグラフに示すように、正方形断面の場合と比べて周長が同等以下の長さになるから圧力損失も正方形断面の圧力損失以下になる。特に、第５の発明では、ｈ／ｒ＝１であるため、周長比が最も小さい値（０．９５よりも小さい値）になるので、圧力損失も低減される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、連通溝（72）の側壁部（73）を構成する第１部分（75）の表面を平面または湾曲面とし、第２部分（76）の表面を第１部分（75）の表面と底壁部（74）の表面とにつながる所定曲率の湾曲面にしているので、通路面積を小さくしても圧力損失が大きくなるのを抑制できる。したがって、共鳴周波数ｆを従来と同じ値に維持するために、通路面積を小さくできるので、共鳴室（71）の容積Ｖを大きくしたり、通路長さＬを長くしたりすることが不要になる。そのため、死容積になる共鳴室（71）の容積を大きくしなくてもよいので、再膨張損失が大きくなるのを抑えられ、圧縮機の効率低下を抑制できる。また、比重の小さな冷媒であっても通路断面積を大きくせずにヘルムホルツマフラ（70）の機能を維持できるから、冷媒の音速にかかわらずヘルムホルツマフラ（70）の消音効果を得ることが可能となる。
【００２３】
上記第２の発明によれば、連通溝（72）の側壁部（73）を構成する第１部分（75）及び第２部分（76）の表面を、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制する面にしているので、通路断面積を小さくしても圧力損失が大きくなるのを抑制できる効果を高められる。したがって、第１の発明と同様に、死容積になる共鳴室（71）容積を大きくしなくてもよいので、再膨張損失が大きくなるのを抑え、圧縮機の効率低下を抑制できる。また、比重の小さな冷媒であっても通路断面積を大きくせずにヘルムホルツマフラ（70）の機能を維持できるから、冷媒の音速にかかわらずヘルムホルツマフラ（70）の消音効果を得ることが可能となる。
【００２４】
上記第３の発明によれば、上記底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面を、円弧状断面の１つの湾曲面で形成しているので、通路面積を小さくしても圧力損失が大きくなるのをより確実に抑制できる。したがって、第１，第２の発明と同様に、死容積になる共鳴室（71）の容積を大きくしなくてもよいので、再膨張損失が大きくなるのを抑え、圧縮機の効率低下を抑制できる。また、比重の小さな冷媒であっても通路断面積を大きくせずにヘルムホルツマフラ（70）の機能を維持できるから、冷媒の音速にかかわらずヘルムホルツマフラ（70）の消音効果を得ることが可能となる。
【００２５】
上記第４，第５の発明によれば、ｈ／ｒが上記の範囲を満たしていれば、周長が同じ（圧力損失が同じ）場合は通路面積Ｓを小さくできるから、共鳴室（71）の容積Ｖを小さくすることができる。したがって、再膨張損失を小さくすることが可能になる。また、同等の圧力損失になる形状の場合は連通溝（72）の通路断面積を小さくできるので、再膨張室の容積を大きくせずにヘルムホルツマフラ（70）の設定周波数を下げることも可能である。
【００２６】
さらに、連通溝（72）の底面が半円状なので渦が少なくなり、実際に共振するガス量が増えるから、脈動を小さくできる。このことにより、ヘルムホルツマフラ（70）の効率を高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施形態に係る回転式圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】図２は、圧縮機構の横断面図である。
【図３】図３は、フロントヘッドを除いた状態の圧縮機構の平面図である。
【図４】図４は、ヘルムホルツマフラの構成を示す圧縮機構の要部断面図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図６は、ヘルムホルツマフラの連通路の形状を変化させた場合に、各連通溝の断面積が同じで断面形状が異なる場合の周長比を示すグラフである。
【図７】図７は、連通溝の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
図１に示している本発明の実施形態に係る回転式圧縮機（10）は、空気調和装置、冷却装置、給湯装置等の冷凍装置に用いられる。この回転式圧縮機（10）は、凝縮器、膨張弁（減圧機構）、蒸発器とともに冷媒回路に接続される。冷媒回路では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。つまり、冷媒回路では、回転式圧縮機（10）で圧縮された冷媒が、凝縮器で凝縮し、膨張弁で減圧された後、蒸発器で蒸発する。
【００３０】
〈回転式圧縮機の全体構成〉
回転式圧縮機（10）は、縦長の円筒形の密閉容器であるケーシング（11）を備えている。ケーシング（11）には、円筒形状の胴部（12）と、胴部（12）の上端及び下端にそれぞれ固定された上部鏡板（13）及び下部鏡板（14）が設けられている。上部鏡板（13）は、下側に開口する椀状に形成され、下端の外周縁部が胴部（12）の上端内周面に溶接される。下部鏡板（14）は、上側に開口する椀状に形成され、上端の外周縁部が胴部（12）の下端内周面に溶接される。
【００３１】
上部鏡板（13）の中央部には、吐出管（20）が上下に延びて貫通している。また、上部鏡板（13）には、斜め上方に膨出する膨出部（15）が形成されている。膨出部（15）は、上面が平坦な面によって形成されている。膨出部（15）には、外部電源の電力を電動機（30）へ供給するためのターミナル（25）が取り付けられている。
【００３２】
ケーシング（11）の内部には、電動機（30）と圧縮機構（40）とが設けられている。
【００３３】
電動機（30）は、圧縮機構（40）の上側に配置されている。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、ケーシング（11）の胴部（12）の内周面に固定されている。また、ロータ（32）は、ステータ（31）の内側に配置されている。ロータ（32）には、ケーシング（11）の内部を上下に延びる駆動軸（33）が連結されている。ケーシング（11）の内部空間（S）は、電動機（30）の下側の一次空間（S1）と、電動機（30）の上側の二次空間（S2）とに区画される。これらの空間（S1,S2）は、いずれも圧縮機構（40）の吐出流体（高圧冷媒）で満たされる。つまり、圧縮機（10）は、いわゆる高圧ドーム式（ケーシング（11）の内部が高圧圧力になる形式）になっている。
【００３４】
駆動軸（33）は、主軸部（33a）と偏心部（33b）とを備えている。主軸部（33a）は、圧縮機構（40）の主軸受け（48）及び副軸受け（49）によって回転自在に支持されている。
【００３５】
駆動軸（33）の下部には、遠心式の油ポンプ（34）が取り付けられている。油ポンプ（34）は、ケーシング（11）の底部の油溜まり（16）に溜まる油に浸漬する。駆動軸（33）の内部には、油ポンプ（34）で汲み上げた油が流れる油流路（35）が形成されている。油流路（35）は、駆動軸（33）の中を軸方向に延び、その下流側が複数の給油穴（図示省略）に連続している。各給油穴は、始端が油流路（35）に連通する一方、終端が駆動軸（33）の外周側に向かって開口し、主軸受け（48）の内周面、後述のピストン（53）の内周面、及び副軸受け（49）の内周面に向かって開口している。
【００３６】
駆動軸（33）とともに油ポンプ（34）が回転すると、油溜まり（16）の油が油ポンプ（34）に吸い込まれる。この油は、油流路（35）から各給油穴へ分流し、各摺動部の潤滑に利用される。
【００３７】
〈圧縮機構〉
図２に示すように、圧縮機構（40）は、圧縮室で冷媒を圧縮するように構成されている。また、圧縮機構（40）は、環状のシリンダ（42）の内部をピストン（53）が偏心回転する回転式の圧縮機構で構成されている。より詳細には、圧縮機構（40）は、ブッシュ（57）に保持されるブレード（55）とピストン（53）とが一体に形成され、シリンダ（42）の内部をピストン（53）が揺動しながら回転する、揺動ピストン式の圧縮機構で構成されている。
【００３８】
圧縮機構（40）は、ケーシング（11）の胴部（12）の下部寄りに固定されている。圧縮機構（40）は、上側から下側へ向かって順に、第１シリンダヘッドであるフロントヘッド（41）、シリンダ（42）、及び第２シリンダヘッドであるリアヘッド（45）が積層されて構成されている。フロントヘッド（41）は、ケーシング（11）の胴部（12）の内周面に固定されている。フロントヘッド（41）の中央部には、上方に向かって突出した上記主軸受け（48）が形成されている。シリンダ（42）は上下に円形の開口面を有する環状に形成されている。リアヘッド（45）の中央部には、下方に向かって突出した上記副軸受け（49）が形成されている。
【００３９】
圧縮機構（40）では、シリンダ（42）の上側の開口面（軸方向の上側の端面）がフロントヘッド（41）で閉塞され、シリンダ（42）の下側の開口面（軸方向の下側の端面）がリアヘッド（45）で閉塞され、シリンダ（42）の内部にシリンダ室（51）が区画されている。
【００４０】
シリンダ室（51）には、偏心部（33b）が挿通される環状の上記ピストン（53）が収容されている。シリンダ（42）には、吸入管（21）が径方向に延びて接続されている。吸入管（21）は、シリンダ室（51）の吸入室（低圧室）に連通している。
【００４１】
また、フロントヘッド（41）には、吐出ポート（63）が設けられている（図１では省略）。吐出ポートは、流入端がシリンダ室（51）の吐出室（高圧室）に連通している。吐出ポートの流出端は、マフラ部材（46）の内部に開口している。マフラ部材（46）の内部は、連通口（図示省略）を通じて一次空間（S1）と連通している。
【００４２】
次いで、シリンダ（42）の内部構造について説明する。
【００４３】
シリンダ室（51）には、環状のピストン（53）が収容されている。ピストン（53）の内部には、偏心部（クランク軸（33b））が嵌挿されている。これにより、ピストン（53）の旋回中心は、駆動軸（33）の主軸部（33a）の軸心Ｏ１に対して偏心することになる。ピストン（53）の外周面には、ブレード（55）が連結している。ブレード（55）は、ピストン（53）の外周面から径方向外方へ延びた縦長の直方体状に形成される。
【００４４】
一方、シリンダ（42）には、略円形状のブッシュ孔（56）が形成されている。ブッシュ孔（56）は、シリンダ室（51）に連通するように該シリンダ室（51）の外周面の内側に形成されている。各ブッシュ孔（56）には、それぞれ一対のブッシュ（57,57）が嵌合している。ブッシュ（57）は、軸直角断面が、略弓形状に形成される。ブッシュ（57）は、ブッシュ孔（56）の内周面に摺接する円弧部（57a）と、平坦な面を形成する平坦部（57b）とを有している。そして、ブッシュ孔（56）では、一対のブッシュ（57,57）の平坦部（57b,57b）同士が対向するように配置され、平坦部（57b,57b）の間にブレード溝（58）が形成される。上述したブレード（55）は、このブレード溝（58）に挿通される。これにより、ブレード（55）は、ブッシュ（57,57）によって径方向に摺動自在に保持され、且つブッシュ孔（56）では、ブッシュ（57,57）が、円弧部（57a）の円弧中心Ｏ２を支点に揺動自在となる。この結果、ピストン（53）は、シリンダ室（51）の内周面と摺接しながら、該内周面に沿って偏心回転運動を行う。
【００４５】
シリンダ室（51）は、ブレード（55）によって低圧室（L-P）と高圧室（H-P）とにそれぞれ区画されている。具体的に、シリンダ室（51）では、ブレード（55）の一方の側面（図２の右下側面）側に低圧室（L-P）が区画され、ブレード（55）の他方の側面（図２の左上側面）側に高圧室（H-P）が区画される。
【００４６】
シリンダ（42）には、上述した吸入管（21）が接続される吸入ポート（61）が形成される。吸入ポート（61）は、一対のブッシュ（57）のうち低圧室（L-P）寄りのブッシュの近傍に形成される。吸入ポート（61）は、一端がシリンダ室（51）に開口し、他端がシリンダ（42）の外部に開口するように径方向に延びている。吸入ポート（61）は、流入端が吸入管（21）に連通し、流出端がシリンダ室（51）の低圧室（L-p）に連通する。
【００４７】
シリンダ室（51）の高圧室（H-p）の上側には、上述した吐出ポート（63）が形成されている。即ち、吐出ポート（63）は、流入端がシリンダ室（51）の高圧室（H-p）と連通し、流出端がマフラ部材（46）の内部に連通するように、フロントヘッド（41）を軸方向に貫通している。
【００４８】
〈ヘルムホルツマフラ〉
この圧縮機（10）の圧縮機構（40）には、ヘルムホルツマフラ（70）が設けられている。ヘルムホルツマフラ（70）は、シリンダ室（51）から共鳴室（71）にガスを導入して共鳴させることで、共鳴している所定帯域の周波数の音（のエネルギー）を吸収して消音するものである。以下、図３〜図６を用いて本実施形態のヘルムホルツマフラ（70）について説明する。
【００４９】
図３は、圧縮機構（40）をシリンダ（42）の上面から見た図（フロントヘッド（41）を除いた状態の圧縮機構（40）の平面図）、図４はヘルムホルツマフラ（70）の構成を示す圧縮機構（40）の要部断面図、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図、図６はヘルムホルツマフラ（70）の連通溝（72）の断面積が同じで断面形状が異なる場合の周長比を示すグラフである。
【００５０】
上記ヘルムホルツマフラ（70）は、上記圧縮機構（40）のシリンダ（42）の端面に形成された共鳴室（71）と、上記シリンダ室（51）から共鳴室（71）に連通するように上記シリンダ（42）の端面に形成された連通溝（72）とを有している。
【００５１】
共鳴室（71）は、上記シリンダ（42）の端面側が開放された空間である。また、上記連通溝（72）は、上記シリンダ（42）の端面側が開放された有底溝である。上記シリンダ（42）の端面がフロントヘッド（41）で塞がれると、上記共鳴室（71）と連通溝（72）のシリンダ端面側が塞がれて、共鳴室（71）が連通溝（72）を介してのみシリンダ室（51）と連通する状態となる。
【００５２】
上記連通溝（72）は、一対の側壁部（73）と、各側壁部（73）の間に位置する底壁部（74）とを有している。この側壁部（74）は、上記連通溝（72）の開放側の第１部分（75）と、該連通溝（72）の底壁部（74）側の第２部分（76）とから構成されている。一対の第１部分（75）の表面は互いに平行な平面で形成され、第２部分（76）の表面は上記第１部分（75）の表面と上記底壁部（74）の表面とにつながる所定曲率の湾曲面で形成されている。
【００５３】
上記第１部分（75）及び第２部分（76）の表面は、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制するように滑らかにつながった面により構成されている。
【００５４】
具体的には、上記底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面は、所定曲率を有する円弧状断面の１つの湾曲面（77）で形成されている。この湾曲面（77）は、具体的には断面形状が半円（半径ｒ）の湾曲面である。つまり、本実施形態の連通溝（72）は、図５に示すように、上部が角形で下部が半円の断面形状になっている。また、第２部分（76）の表面は、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制するような湾曲面で形成されている。つまり、この湾曲面は、曲率が比較的小さい曲面、言い換えると半径が比較的大きな曲面になっている。
【００５５】
一方、図４に示すように、上記フロントヘッド（41）に上記吐出ポート（63）が形成されている。フロントヘッド（41）には、この吐出ポート（63）を開閉するための吐出弁（リード弁）（64）と、吐出弁（64）のリフト量を規制するための弁押さえ（65）が設けられている。
【００５６】
ここで、図５に示すように、上記第１部分（75）の平面の高さをｈとし、湾曲面（77）の半径をｒとすると、本実施形態の連通溝（72）は、
ｈ／ｒ＝１
に定められている。
【００５７】
なお、第１部分（75）の平面の高さｈと湾曲面（77）の半径ｒの関係は、
ｈ／ｒ＝１に限らず、
０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしていればよい。
【００５８】
−運転動作−
本実施形態に係る回転式圧縮機（10）の運転動作について図１〜図３を参照しながら説明する。ケーシング（11）の外部の電源をＯＮにすると、外部電力がターミナル（25）に供給される。その結果、ターミナル（25）からリード線を経由して、電動機（30）へ電流が供給され、電動機（30）が運転される。
【００５９】
電動機（30）が運転状態になると、ステータ（31）の内部でロータ（32）が回転する。これにより、駆動軸（33）が回転駆動され、ピストン（53）がシリンダ室（51）の内部で偏心回転運動を行う。この結果、シリンダ室（51）において冷媒が圧縮される。
【００６０】
具体的に、シリンダ室（51）では、図２に示すピストン（53）の回転に伴い低圧室（L-P）の容積が徐々に大きくなる。これにより、吸入管（21）及び吸入ポート（61）から低圧室（L-P）へ低圧低温の冷媒が吸入される。ピストン（53）が更に回転し、低圧室（L-P）が吸入ポート（61）と遮断されると、この低圧室（L-P）が高圧室（H-P）となる。そして、ピストン（53）が更に回転すると、高圧室（H-P）の容積が徐々に小さくなる。これにより、高圧室（H-P）で冷媒が圧縮される。この高圧室（H-P）が吐出ポート（63）と連通し且つ高圧室（H-P）の圧力が所定値を越えると、吐出ポート（63）の吐出弁が押し上げられ、吐出ポート（63）が開放される。
【００６１】
吐出ポート（63）から上方に吐出された冷媒は、マフラ部材（46）の内部へ流出し、一次空間（S1）へ送られる。一次空間（S1）へ流出した冷媒は、電動機（30）のステータ（31）のスロットやコアカット内の隙間を通じて上方へ流れ、電動機（30）の上側の二次空間（S2）へ流出する。その際に、冷媒中に含まれる油が分離される。油が分離された冷媒は、吐出管（20）に流入し、吐出管（20）の外部へ送られる。
【００６２】
ヘルムホルツマフラ（70）は、シリンダ室（51）から共鳴室（71）にガスを導入して共鳴させることで、共鳴している所定帯域の周波数の音（のエネルギー）を吸収して消音する。
【００６３】
−実施形態の効果−
本実施形態のｈ／ｒの範囲は、図６のグラフに基づいて定められている。図６は、連通溝（72）の断面形状を、正方形、長辺：短辺＝２：１の長方形、円形、及び本実施形態の形状（断面の上部が角形で下部が半円の溝形状）にし、すべての断面積を同じにした場合の周長比を表している。
【００６４】
このグラフに示すように、長方形の場合は正方形に比べて、同じ断面積だと周長が長くなる（約１．０６倍）。そのため、長方形断面は正方形断面よりもガスの接触面積が多くなり、圧力損失が大きくなる。また、円形の場合は正方形に比べて、同じ断面積だと周長が短くなる（約０．８９倍）ので、圧力損失に関しては有利に働くが、加工が困難になってしまう。
【００６５】
一方、本実施形態の形状（断面の上部が角形で下部が半円形状）の場合は、図６に示すように、０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしていれば、正方形断面の場合と比べて周長が同等以下の長さになる。したがって、通路の圧力損失も正方形断面の通路の圧力損失以下になり、特に、ｈ／ｒ＝１であれば、周長比が最も小さい値（０．９４）になるので、圧力損失も低減される。
【００６６】
ここで、ヘルムホルツマフラの共鳴周波数ｆは、上述したように、
Ｃ：音速、Ｓ：通路面積、Ｖ：共鳴室容積、Ｌ：通路長さ、δ：開口端補正とすると、
ｆ＝（Ｃ／２π）（Ｓ／Ｖ（Ｌ＋δ））１／２
で表される。本実施形態では、ｈ／ｒが上記の範囲を満たしているので、通路断面積が正方形断面と同じであれば周長が短くなって圧力損失が小さくなり、ヘルムホルツマフラの効率が向上する。また、本実施形態では、逆に、周長を同じにした場合（圧力損失が同じ場合）は通路面積Ｓを小さくできる。したがって、共鳴室容積Ｖを小さくすることができるので、本実施形態によれば、再膨張損失を小さくすることが可能になる。
【００６７】
また、通路断面積を小さくしても、連通路が正方形断面の場合と同等の圧力損失に抑えられるから、死容積となる共鳴室（71）の容積を大きくしない設計をすることにより、ヘルムホルツマフラ（70）の設定周波数を下げることもできる。
【００６８】
また、この実施形態の連通溝（72）は底面が半円状なので渦が少なくなり、実際に共振するガス量が増えるから、脈動を小さくできる。このことにより、ヘルムホルツマフラ（70）の効率を高められる。
【００６９】
さらに、この実施形態では、シリンダ（42）にのみ連通溝（72）を形成すればよいので、リアヘッド（下部軸受端板）に連通溝が設けられていた従来技術（特許文献１）の構成ではリアヘッドが薄くなって差圧により変形するおそれがあるのに対して、本実施形態では差圧によるシリンダヘッド（リアヘッド）の変形を抑えることができる。また、シリンダ（42）とフロントヘッド（41）の２部品にわたる溝を形成する場合は２つの部品に溝加工が必要になるが、本実施形態では、そのような場合と比べてコストを低減できる。また、本実施形態の連通溝（72）はボールエンドミルで加工できるので、低コストで加工でき、溝形状として１つの部品（シリンダ）に加工するのに適している。
【００７０】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００７１】
上記実施形態では、連通溝（72）の断面形状を上部が角形で下部が半円形状にしているが、連通溝は、図７に示すように、側壁部（73）と底壁部（74）の全体が一つの円弧状断面の曲面で形成したものであってもよい。このようにしても、溝の内部を流れるガスの流速が均一化され、圧力損失を低減できるので、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００７２】
また、場合によっては、図５において、側壁部（73）の第１部分（75）の一対の平面を平行ではなく、連通溝（72）の下方へ向かって広がる傾斜面にしてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、共鳴室（71）をシリンダ（42）に設けているが、設ける位置はシリンダ（42）に限定されず、圧縮機構（40）に設けておけばよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、ヘルムホルツマフラ（70）を吐出ポート（63）の位置に設けているが、共鳴室（71）が連通溝（72）を介してシリンダ室（51）と連通していれば、ヘルムホルツマフラを設ける位置は適宜変更してもよい。
【００７５】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明は、回転式圧縮機の圧縮機構にヘルムホルツマフラを設けることにより生じる死容積を小さくして再膨張損失を低減する技術について有用である。
【符号の説明】
【００７７】
10    回転式圧縮機
40    圧縮機構
42    シリンダ
51    シリンダ室
53    ピストン
70    ヘルムホルツマフラ
71    共鳴室
72    連通溝
73    側壁部
74    底壁部
75    第１部分
76    第２部分
【図１】
2019019779.tif 000003
【図２】
2019019779.tif 000004
【図３】
2019019779.tif 000005
【図４】
2019019779.tif 000006
【図５】
2019019779.tif 000007
【図６】
2019019779.tif 000008
【図７】
2019019779.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月26日(2018.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式圧縮機に関し、特に、圧縮機構にヘルムホルツマフラを設けることにより生じる死容積を小さくして再膨張損失を低減する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ローリングピストン型圧縮機や揺動ピストン型圧縮機のような回転式圧縮機は、シリンダ室を有するシリンダと、シリンダ室の中で偏心回転運動をするピストンとを有する圧縮機構を備えている。シリンダは、一般に環状の部材であり、該シリンダの軸方向の端面がフロントヘッド及びリアヘッドで閉鎖されている。
【０００３】
この種の回転式圧縮機において、圧縮機構にヘルムホルツマフラが設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の圧縮機のヘルムホルツマフラは、圧縮機構のシリンダに設けられた共鳴室（小容積空間）と、シリンダ室からこの共鳴室に連通するようにシリンダの端面に形成された連通溝（圧力導入路）とを有している。ヘルムホルツマフラは、シリンダ室から共鳴室にガスを導入して共鳴させることで、共鳴している所定帯域の周波数の音（のエネルギー）を吸収して消音する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６２−０１１２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ヘルムホルツマフラの共鳴周波数ｆは、
Ｃ：音速、Ｓ：通路面積、Ｖ：共鳴室容積、Ｌ：通路長さ、δ：開口端補正とすると、
ｆ＝（Ｃ／２π）（Ｓ／Ｖ（Ｌ＋δ））１／２
で表される。
【０００６】
したがって、近年採用されている地球温暖化係数の低い冷媒は比重が軽くなって音速が速くなる（Ｒ２２でＣ＝170m/sに対して、Ｒ３２でＣ＝230m/s）ので、共鳴周波数ｆが高くなる傾向がある。これに対して、圧縮機の構造共振から生じる音の周波数は冷媒が異なっても変化しないので、ヘルムホルツマフラの設定周波数を、構造共振から生じる音の周波数に合わせる必要がある。
【０００７】
共鳴周波数ｆを維持するためには、上式から、共鳴室容積Ｖを大きくするか、通路面積Ｓを小さくするか、通路長さＬを長くするとよいことが分かる。
【０００８】
しかし、通路面積Ｓを小さくすると、通路圧損が大きくなってヘルムホルツマフラが機能しなくなったり、加工が困難になってコストが高くなったりする問題が生じる。また、通路長さＬを長くすると、共鳴室をシリンダ室から遠ざける配置にすることになってシリンダが大きくなったり、通路圧損が大きくなってヘルムホルツマフラが機能しなくなったりする問題が生じる。
【０００９】
このように、通路面積Ｓを小さくしたり通路長さを長くしたりすることは実際には困難であり、一般には、共鳴室容積Ｖを大きくすることで共鳴周波数ｆを維持し、消音効果を確保する構成が採用されていた。しかし、その場合には、死容積が大きくなるため、再膨張損失によって圧縮機の効率が低下する問題が生じてしまう。
【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、冷媒の音速に関わらずヘルムホルツマフラの消音効果を得られるようにするとともに、圧縮機の効率低下も抑制できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、シリンダ室（51）を有するシリンダ（42）と、該シリンダ室（51）内で偏心回転するピストン（53）と、ヘルムホルツマフラ（70）とを有する圧縮機構（40）を備え、上記ヘルムホルツマフラ（70）が、上記圧縮機構（40）に設けられた共鳴室（71）と、上記シリンダ室（51）から該共鳴室（71）に連通するように上記シリンダ（42）の端面に形成された連通溝（72）とを有する回転式圧縮機を前提とする。
【００１２】
そして、この回転式圧縮機は、上記連通溝（72）が、上記シリンダ（42）の端面側が開放された有底溝であって、一対の側壁部（73）と、各側壁部（73）の間に位置する底壁部（74）とを有し、上記側壁部（73）は、上記連通溝（72）の開放側の第１部分（75）と、該連通溝（72）の底壁部（74）側の第２部分（76）とから構成され、上記第１部分（75）の表面は平面または湾曲面で形成され、上記第２部分（76）の表面は上記第１部分（75）の表面と上記底壁部（74）の表面につながる所定曲率の湾曲面で形成されている。
【００１３】
上記構成において、第１部分（75）の表面を構成する平面は、連通溝（72）の断面幅が溝の高さ方向へ一定になる平面や、連通溝（72）の底面に向かって断面幅が広がる平面にすることができる。また、第１部分（75）（側壁部（73））の表面を構成する湾曲面は、連通溝（72）の断面幅を広げる方向に湾曲した凹状の湾曲面にすることができる（図７参照）。
【００１４】
この第１の発明では、連通溝（72）の側壁部（73）を構成する第１部分（75）の表面を平面又は湾曲面とし、第２部分（76）の表面を第１部分（75）の表面と底壁部（74）の表面とにつながる所定曲率の湾曲面にしているので、通路面積を小さくしても圧力損失が大きくなるのを抑制できる。
【００１５】
また、第１の発明は、上記第１部分（75）及び第２部分（76）の表面が、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制する面であることを特徴とする。
【００１６】
この第１の発明では、連通溝（72）を流れるガスの流速が均一化されて渦の発生が抑制される。
【００１７】
第２の発明は、シリンダ室（51）を有するシリンダ（42）と、該シリンダ室（51）内で偏心回転するピストン（53）と、ヘルムホルツマフラ（70）とを有する圧縮機構（40）を備え、上記ヘルムホルツマフラ（70）が、上記圧縮機構（40）に設けられた共鳴室（71）と、上記シリンダ室（51）から該共鳴室（71）に連通するように上記シリンダ（42）の端面に形成された連通溝（72）とを有する回転式圧縮機を前提とする。
【００１８】
この回転式圧縮機は、上記連通溝（72）が、上記シリンダ（42）の端面側が開放された有底溝であって、一対の側壁部（73）と、各側壁部（73）の間に位置する底壁部（74）とを有し、上記側壁部（73）は、上記連通溝（72）の開放側の第１部分（75）と、該連通溝（72）の底壁部（74）側の第２部分（76）とから構成され、上記第１部分（75）の表面は平面または湾曲面で形成され、上記第２部分（76）の表面は上記第１部分（75）の表面と上記底壁部（74）の表面につながる所定曲率の湾曲面で形成されている。
【００１９】
そして、第２の発明は、上記底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面が、円弧状断面の１つの湾曲面で形成されていることを特徴とする。この場合、連通溝（72）の形状は、第１部分（75）を平面とし、底壁部（74）と第２部分（76）を円弧（半円）状の湾曲面で構成したり、連通溝（72）の第１部分（75）と底壁部（74）と第２部分（76）を円弧状の湾曲面で構成したりすることができる。
【００２０】
この第２の発明では、底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面が、円弧状断面の１つの湾曲面で形成されているので、この湾曲面に沿って流れるガスの流速が均一になり、渦の発生が抑制される。
【００２１】
第３の発明は、第２の発明において、上記連通溝（72）の第１部分（75）の表面が平面で形成され、上記連通溝（72）の第１部分（75）の平面の高さをｈとし、円弧状湾曲面の半径をｒとすると、０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしていることを特徴とする。
【００２２】
第４の発明は、第３の発明において、ｈ／ｒ＝１であることを特徴とする。
【００２３】
上記第３，第４の発明では、連通溝（72）は、図５に示すように上部が角形で下部が半円形状になり、且つ０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしているので、図６のグラフに示すように、正方形断面の場合と比べて周長が同等以下の長さになるから圧力損失も正方形断面の圧力損失以下になる。特に、第４の発明では、ｈ／ｒ＝１であるため、周長比が最も小さい値（０．９５よりも小さい値）になるので、圧力損失も低減される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、連通溝（72）の側壁部（73）を構成する第１部分（75）の表面を平面または湾曲面とし、第２部分（76）の表面を第１部分（75）の表面と底壁部（74）の表面とにつながる所定曲率の湾曲面にしているので、通路面積を小さくしても圧力損失が大きくなるのを抑制できる。したがって、共鳴周波数ｆを従来と同じ値に維持するために、通路面積を小さくできるので、共鳴室（71）の容積Ｖを大きくしたり、通路長さＬを長くしたりすることが不要になる。そのため、死容積になる共鳴室（71）の容積を大きくしなくてもよいので、再膨張損失が大きくなるのを抑えられ、圧縮機の効率低下を抑制できる。また、比重の小さな冷媒であっても通路断面積を大きくせずにヘルムホルツマフラ（70）の機能を維持できるから、冷媒の音速にかかわらずヘルムホルツマフラ（70）の消音効果を得ることが可能となる。
【００２５】
上記第１の発明によれば、連通溝（72）の側壁部（73）を構成する第１部分（75）及び第２部分（76）の表面を、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制する面にしているので、通路断面積を小さくしても圧力損失が大きくなるのを抑制できる効果を高められる。したがって、上述したように、死容積になる共鳴室（71）容積を大きくしなくてもよいので、再膨張損失が大きくなるのを抑え、圧縮機の効率低下を抑制できる。また、比重の小さな冷媒であっても通路断面積を大きくせずにヘルムホルツマフラ（70）の機能を維持できるから、冷媒の音速にかかわらずヘルムホルツマフラ（70）の消音効果を得ることが可能となる。
【００２６】
上記第２の発明によれば、上記底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面を、円弧状断面の１つの湾曲面で形成しているので、通路面積を小さくしても圧力損失が大きくなるのをより確実に抑制できる。したがって、第１の発明と同様に、死容積になる共鳴室（71）の容積を大きくしなくてもよいので、再膨張損失が大きくなるのを抑え、圧縮機の効率低下を抑制できる。また、比重の小さな冷媒であっても通路断面積を大きくせずにヘルムホルツマフラ（70）の機能を維持できるから、冷媒の音速にかかわらずヘルムホルツマフラ（70）の消音効果を得ることが可能となる。
【００２７】
上記第３，第４の発明によれば、ｈ／ｒが上記の範囲を満たしていれば、周長が同じ（圧力損失が同じ）場合は通路面積Ｓを小さくできるから、共鳴室（71）の容積Ｖを小さくすることができる。したがって、再膨張損失を小さくすることが可能になる。また、同等の圧力損失になる形状の場合は連通溝（72）の通路断面積を小さくできるので、再膨張室の容積を大きくせずにヘルムホルツマフラ（70）の設定周波数を下げることも可能である。
【００２８】
さらに、連通溝（72）の底面が半円状なので渦が少なくなり、実際に共振するガス量が増えるから、脈動を小さくできる。このことにより、ヘルムホルツマフラ（70）の効率を高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、実施形態に係る回転式圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】図２は、圧縮機構の横断面図である。
【図３】図３は、フロントヘッドを除いた状態の圧縮機構の平面図である。
【図４】図４は、ヘルムホルツマフラの構成を示す圧縮機構の要部断面図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図６は、ヘルムホルツマフラの連通路の形状を変化させた場合に、各連通溝の断面積が同じで断面形状が異なる場合の周長比を示すグラフである。
【図７】図７は、連通溝の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
図１に示している本発明の実施形態に係る回転式圧縮機（10）は、空気調和装置、冷却装置、給湯装置等の冷凍装置に用いられる。この回転式圧縮機（10）は、凝縮器、膨張弁（減圧機構）、蒸発器とともに冷媒回路に接続される。冷媒回路では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。つまり、冷媒回路では、回転式圧縮機（10）で圧縮された冷媒が、凝縮器で凝縮し、膨張弁で減圧された後、蒸発器で蒸発する。
【００３２】
〈回転式圧縮機の全体構成〉
回転式圧縮機（10）は、縦長の円筒形の密閉容器であるケーシング（11）を備えている。ケーシング（11）には、円筒形状の胴部（12）と、胴部（12）の上端及び下端にそれぞれ固定された上部鏡板（13）及び下部鏡板（14）が設けられている。上部鏡板（13）は、下側に開口する椀状に形成され、下端の外周縁部が胴部（12）の上端内周面に溶接される。下部鏡板（14）は、上側に開口する椀状に形成され、上端の外周縁部が胴部（12）の下端内周面に溶接される。
【００３３】
上部鏡板（13）の中央部には、吐出管（20）が上下に延びて貫通している。また、上部鏡板（13）には、斜め上方に膨出する膨出部（15）が形成されている。膨出部（15）は、上面が平坦な面によって形成されている。膨出部（15）には、外部電源の電力を電動機（30）へ供給するためのターミナル（25）が取り付けられている。
【００３４】
ケーシング（11）の内部には、電動機（30）と圧縮機構（40）とが設けられている。
【００３５】
電動機（30）は、圧縮機構（40）の上側に配置されている。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、ケーシング（11）の胴部（12）の内周面に固定されている。また、ロータ（32）は、ステータ（31）の内側に配置されている。ロータ（32）には、ケーシング（11）の内部を上下に延びる駆動軸（33）が連結されている。ケーシング（11）の内部空間（S）は、電動機（30）の下側の一次空間（S1）と、電動機（30）の上側の二次空間（S2）とに区画される。これらの空間（S1,S2）は、いずれも圧縮機構（40）の吐出流体（高圧冷媒）で満たされる。つまり、圧縮機（10）は、いわゆる高圧ドーム式（ケーシング（11）の内部が高圧圧力になる形式）になっている。
【００３６】
駆動軸（33）は、主軸部（33a）と偏心部（33b）とを備えている。主軸部（33a）は、圧縮機構（40）の主軸受け（48）及び副軸受け（49）によって回転自在に支持されている。
【００３７】
駆動軸（33）の下部には、遠心式の油ポンプ（34）が取り付けられている。油ポンプ（34）は、ケーシング（11）の底部の油溜まり（16）に溜まる油に浸漬する。駆動軸（33）の内部には、油ポンプ（34）で汲み上げた油が流れる油流路（35）が形成されている。油流路（35）は、駆動軸（33）の中を軸方向に延び、その下流側が複数の給油穴（図示省略）に連続している。各給油穴は、始端が油流路（35）に連通する一方、終端が駆動軸（33）の外周側に向かって開口し、主軸受け（48）の内周面、後述のピストン（53）の内周面、及び副軸受け（49）の内周面に向かって開口している。
【００３８】
駆動軸（33）とともに油ポンプ（34）が回転すると、油溜まり（16）の油が油ポンプ（34）に吸い込まれる。この油は、油流路（35）から各給油穴へ分流し、各摺動部の潤滑に利用される。
【００３９】
〈圧縮機構〉
図２に示すように、圧縮機構（40）は、圧縮室で冷媒を圧縮するように構成されている。また、圧縮機構（40）は、環状のシリンダ（42）の内部をピストン（53）が偏心回転する回転式の圧縮機構で構成されている。より詳細には、圧縮機構（40）は、ブッシュ（57）に保持されるブレード（55）とピストン（53）とが一体に形成され、シリンダ（42）の内部をピストン（53）が揺動しながら回転する、揺動ピストン式の圧縮機構で構成されている。
【００４０】
圧縮機構（40）は、ケーシング（11）の胴部（12）の下部寄りに固定されている。圧縮機構（40）は、上側から下側へ向かって順に、第１シリンダヘッドであるフロントヘッド（41）、シリンダ（42）、及び第２シリンダヘッドであるリアヘッド（45）が積層されて構成されている。フロントヘッド（41）は、ケーシング（11）の胴部（12）の内周面に固定されている。フロントヘッド（41）の中央部には、上方に向かって突出した上記主軸受け（48）が形成されている。シリンダ（42）は上下に円形の開口面を有する環状に形成されている。リアヘッド（45）の中央部には、下方に向かって突出した上記副軸受け（49）が形成されている。
【００４１】
圧縮機構（40）では、シリンダ（42）の上側の開口面（軸方向の上側の端面）がフロントヘッド（41）で閉塞され、シリンダ（42）の下側の開口面（軸方向の下側の端面）がリアヘッド（45）で閉塞され、シリンダ（42）の内部にシリンダ室（51）が区画されている。
【００４２】
シリンダ室（51）には、偏心部（33b）が挿通される環状の上記ピストン（53）が収容されている。シリンダ（42）には、吸入管（21）が径方向に延びて接続されている。吸入管（21）は、シリンダ室（51）の吸入室（低圧室）に連通している。
【００４３】
また、フロントヘッド（41）には、吐出ポート（63）が設けられている（図１では省略）。吐出ポートは、流入端がシリンダ室（51）の吐出室（高圧室）に連通している。吐出ポートの流出端は、マフラ部材（46）の内部に開口している。マフラ部材（46）の内部は、連通口（図示省略）を通じて一次空間（S1）と連通している。
【００４４】
次いで、シリンダ（42）の内部構造について説明する。
【００４５】
シリンダ室（51）には、環状のピストン（53）が収容されている。ピストン（53）の内部には、偏心部（クランク軸（33b））が嵌挿されている。これにより、ピストン（53）の旋回中心は、駆動軸（33）の主軸部（33a）の軸心Ｏ１に対して偏心することになる。ピストン（53）の外周面には、ブレード（55）が連結している。ブレード（55）は、ピストン（53）の外周面から径方向外方へ延びた縦長の直方体状に形成される。
【００４６】
一方、シリンダ（42）には、略円形状のブッシュ孔（56）が形成されている。ブッシュ孔（56）は、シリンダ室（51）に連通するように該シリンダ室（51）の外周面の内側に形成されている。各ブッシュ孔（56）には、それぞれ一対のブッシュ（57,57）が嵌合している。ブッシュ（57）は、軸直角断面が、略弓形状に形成される。ブッシュ（57）は、ブッシュ孔（56）の内周面に摺接する円弧部（57a）と、平坦な面を形成する平坦部（57b）とを有している。そして、ブッシュ孔（56）では、一対のブッシュ（57,57）の平坦部（57b,57b）同士が対向するように配置され、平坦部（57b,57b）の間にブレード溝（58）が形成される。上述したブレード（55）は、このブレード溝（58）に挿通される。これにより、ブレード（55）は、ブッシュ（57,57）によって径方向に摺動自在に保持され、且つブッシュ孔（56）では、ブッシュ（57,57）が、円弧部（57a）の円弧中心Ｏ２を支点に揺動自在となる。この結果、ピストン（53）は、シリンダ室（51）の内周面と摺接しながら、該内周面に沿って偏心回転運動を行う。
【００４７】
シリンダ室（51）は、ブレード（55）によって低圧室（L-P）と高圧室（H-P）とにそれぞれ区画されている。具体的に、シリンダ室（51）では、ブレード（55）の一方の側面（図２の右下側面）側に低圧室（L-P）が区画され、ブレード（55）の他方の側面（図２の左上側面）側に高圧室（H-P）が区画される。
【００４８】
シリンダ（42）には、上述した吸入管（21）が接続される吸入ポート（61）が形成される。吸入ポート（61）は、一対のブッシュ（57）のうち低圧室（L-P）寄りのブッシュの近傍に形成される。吸入ポート（61）は、一端がシリンダ室（51）に開口し、他端がシリンダ（42）の外部に開口するように径方向に延びている。吸入ポート（61）は、流入端が吸入管（21）に連通し、流出端がシリンダ室（51）の低圧室（L-p）に連通する。
【００４９】
シリンダ室（51）の高圧室（H-p）の上側には、上述した吐出ポート（63）が形成されている。即ち、吐出ポート（63）は、流入端がシリンダ室（51）の高圧室（H-p）と連通し、流出端がマフラ部材（46）の内部に連通するように、フロントヘッド（41）を軸方向に貫通している。
【００５０】
〈ヘルムホルツマフラ〉
この圧縮機（10）の圧縮機構（40）には、ヘルムホルツマフラ（70）が設けられている。ヘルムホルツマフラ（70）は、シリンダ室（51）から共鳴室（71）にガスを導入して共鳴させることで、共鳴している所定帯域の周波数の音（のエネルギー）を吸収して消音するものである。以下、図３〜図６を用いて本実施形態のヘルムホルツマフラ（70）について説明する。
【００５１】
図３は、圧縮機構（40）をシリンダ（42）の上面から見た図（フロントヘッド（41）を除いた状態の圧縮機構（40）の平面図）、図４はヘルムホルツマフラ（70）の構成を示す圧縮機構（40）の要部断面図、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図、図６はヘルムホルツマフラ（70）の連通溝（72）の断面積が同じで断面形状が異なる場合の周長比を示すグラフである。
【００５２】
上記ヘルムホルツマフラ（70）は、上記圧縮機構（40）のシリンダ（42）の端面に形成された共鳴室（71）と、上記シリンダ室（51）から共鳴室（71）に連通するように上記シリンダ（42）の端面に形成された連通溝（72）とを有している。
【００５３】
共鳴室（71）は、上記シリンダ（42）の端面側が開放された空間である。また、上記連通溝（72）は、上記シリンダ（42）の端面側が開放された有底溝である。上記シリンダ（42）の端面がフロントヘッド（41）で塞がれると、上記共鳴室（71）と連通溝（72）のシリンダ端面側が塞がれて、共鳴室（71）が連通溝（72）を介してのみシリンダ室（51）と連通する状態となる。
【００５４】
上記連通溝（72）は、一対の側壁部（73）と、各側壁部（73）の間に位置する底壁部（74）とを有している。この側壁部（74）は、上記連通溝（72）の開放側の第１部分（75）と、該連通溝（72）の底壁部（74）側の第２部分（76）とから構成されている。一対の第１部分（75）の表面は互いに平行な平面で形成され、第２部分（76）の表面は上記第１部分（75）の表面と上記底壁部（74）の表面とにつながる所定曲率の湾曲面で形成されている。
【００５５】
上記第１部分（75）及び第２部分（76）の表面は、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制するように滑らかにつながった面により構成されている。
【００５６】
具体的には、上記底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面は、所定曲率を有する円弧状断面の１つの湾曲面（77）で形成されている。この湾曲面（77）は、具体的には断面形状が半円（半径ｒ）の湾曲面である。つまり、本実施形態の連通溝（72）は、図５に示すように、上部が角形で下部が半円の断面形状になっている。また、第２部分（76）の表面は、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制するような湾曲面で形成されている。つまり、この湾曲面は、曲率が比較的小さい曲面、言い換えると半径が比較的大きな曲面になっている。
【００５７】
一方、図４に示すように、上記フロントヘッド（41）に上記吐出ポート（63）が形成されている。フロントヘッド（41）には、この吐出ポート（63）を開閉するための吐出弁（リード弁）（64）と、吐出弁（64）のリフト量を規制するための弁押さえ（65）が設けられている。
【００５８】
ここで、図５に示すように、上記第１部分（75）の平面の高さをｈとし、湾曲面（77）の半径をｒとすると、本実施形態の連通溝（72）は、
ｈ／ｒ＝１
に定められている。
【００５９】
なお、第１部分（75）の平面の高さｈと湾曲面（77）の半径ｒの関係は、
ｈ／ｒ＝１に限らず、
０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしていればよい。
【００６０】
−運転動作−
本実施形態に係る回転式圧縮機（10）の運転動作について図１〜図３を参照しながら説明する。ケーシング（11）の外部の電源をＯＮにすると、外部電力がターミナル（25）に供給される。その結果、ターミナル（25）からリード線を経由して、電動機（30）へ電流が供給され、電動機（30）が運転される。
【００６１】
電動機（30）が運転状態になると、ステータ（31）の内部でロータ（32）が回転する。これにより、駆動軸（33）が回転駆動され、ピストン（53）がシリンダ室（51）の内部で偏心回転運動を行う。この結果、シリンダ室（51）において冷媒が圧縮される。
【００６２】
具体的に、シリンダ室（51）では、図２に示すピストン（53）の回転に伴い低圧室（L-P）の容積が徐々に大きくなる。これにより、吸入管（21）及び吸入ポート（61）から低圧室（L-P）へ低圧低温の冷媒が吸入される。ピストン（53）が更に回転し、低圧室（L-P）が吸入ポート（61）と遮断されると、この低圧室（L-P）が高圧室（H-P）となる。そして、ピストン（53）が更に回転すると、高圧室（H-P）の容積が徐々に小さくなる。これにより、高圧室（H-P）で冷媒が圧縮される。この高圧室（H-P）が吐出ポート（63）と連通し且つ高圧室（H-P）の圧力が所定値を越えると、吐出ポート（63）の吐出弁が押し上げられ、吐出ポート（63）が開放される。
【００６３】
吐出ポート（63）から上方に吐出された冷媒は、マフラ部材（46）の内部へ流出し、一次空間（S1）へ送られる。一次空間（S1）へ流出した冷媒は、電動機（30）のステータ（31）のスロットやコアカット内の隙間を通じて上方へ流れ、電動機（30）の上側の二次空間（S2）へ流出する。その際に、冷媒中に含まれる油が分離される。油が分離された冷媒は、吐出管（20）に流入し、吐出管（20）の外部へ送られる。
【００６４】
ヘルムホルツマフラ（70）は、シリンダ室（51）から共鳴室（71）にガスを導入して共鳴させることで、共鳴している所定帯域の周波数の音（のエネルギー）を吸収して消音する。
【００６５】
−実施形態の効果−
本実施形態のｈ／ｒの範囲は、図６のグラフに基づいて定められている。図６は、連通溝（72）の断面形状を、正方形、長辺：短辺＝２：１の長方形、円形、及び本実施形態の形状（断面の上部が角形で下部が半円の溝形状）にし、すべての断面積を同じにした場合の周長比を表している。
【００６６】
このグラフに示すように、長方形の場合は正方形に比べて、同じ断面積だと周長が長くなる（約１．０６倍）。そのため、長方形断面は正方形断面よりもガスの接触面積が多くなり、圧力損失が大きくなる。また、円形の場合は正方形に比べて、同じ断面積だと周長が短くなる（約０．８９倍）ので、圧力損失に関しては有利に働くが、加工が困難になってしまう。
【００６７】
一方、本実施形態の形状（断面の上部が角形で下部が半円形状）の場合は、図６に示すように、０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしていれば、正方形断面の場合と比べて周長が同等以下の長さになる。したがって、通路の圧力損失も正方形断面の通路の圧力損失以下になり、特に、ｈ／ｒ＝１であれば、周長比が最も小さい値（０．９４）になるので、圧力損失も低減される。
【００６８】
ここで、ヘルムホルツマフラの共鳴周波数ｆは、上述したように、
Ｃ：音速、Ｓ：通路面積、Ｖ：共鳴室容積、Ｌ：通路長さ、δ：開口端補正とすると、
ｆ＝（Ｃ／２π）（Ｓ／Ｖ（Ｌ＋δ））１／２
で表される。本実施形態では、ｈ／ｒが上記の範囲を満たしているので、通路断面積が正方形断面と同じであれば周長が短くなって圧力損失が小さくなり、ヘルムホルツマフラの効率が向上する。また、本実施形態では、逆に、周長を同じにした場合（圧力損失が同じ場合）は通路面積Ｓを小さくできる。したがって、共鳴室容積Ｖを小さくすることができるので、本実施形態によれば、再膨張損失を小さくすることが可能になる。
【００６９】
また、通路断面積を小さくしても、連通路が正方形断面の場合と同等の圧力損失に抑えられるから、死容積となる共鳴室（71）の容積を大きくしない設計をすることにより、ヘルムホルツマフラ（70）の設定周波数を下げることもできる。
【００７０】
また、この実施形態の連通溝（72）は底面が半円状なので渦が少なくなり、実際に共振するガス量が増えるから、脈動を小さくできる。このことにより、ヘルムホルツマフラ（70）の効率を高められる。
【００７１】
さらに、この実施形態では、シリンダ（42）にのみ連通溝（72）を形成すればよいので、リアヘッド（下部軸受端板）に連通溝が設けられていた従来技術（特許文献１）の構成ではリアヘッドが薄くなって差圧により変形するおそれがあるのに対して、本実施形態では差圧によるシリンダヘッド（リアヘッド）の変形を抑えることができる。また、シリンダ（42）とフロントヘッド（41）の２部品にわたる溝を形成する場合は２つの部品に溝加工が必要になるが、本実施形態では、そのような場合と比べてコストを低減できる。また、本実施形態の連通溝（72）はボールエンドミルで加工できるので、低コストで加工でき、溝形状として１つの部品（シリンダ）に加工するのに適している。
【００７２】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００７３】
上記実施形態では、連通溝（72）の断面形状を上部が角形で下部が半円形状にしているが、連通溝は、図７に示すように、側壁部（73）と底壁部（74）の全体が一つの円弧状断面の曲面で形成したものであってもよい。このようにしても、溝の内部を流れるガスの流速が均一化され、圧力損失を低減できるので、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００７４】
また、場合によっては、図５において、側壁部（73）の第１部分（75）の一対の平面を平行ではなく、連通溝（72）の下方へ向かって広がる傾斜面にしてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、共鳴室（71）をシリンダ（42）に設けているが、設ける位置はシリンダ（42）に限定されず、圧縮機構（40）に設けておけばよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、ヘルムホルツマフラ（70）を吐出ポート（63）の位置に設けているが、共鳴室（71）が連通溝（72）を介してシリンダ室（51）と連通していれば、ヘルムホルツマフラを設ける位置は適宜変更してもよい。
【００７７】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上説明したように、本発明は、回転式圧縮機の圧縮機構にヘルムホルツマフラを設けることにより生じる死容積を小さくして再膨張損失を低減する技術について有用である。
【符号の説明】
【００７９】
10    回転式圧縮機
40    圧縮機構
42    シリンダ
51    シリンダ室
53    ピストン
70    ヘルムホルツマフラ
71    共鳴室
72    連通溝
73    側壁部
74    底壁部
75    第１部分
76    第２部分
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ室（51）を有するシリンダ（42）と、該シリンダ室（51）内で偏心回転するピストン（53）と、ヘルムホルツマフラ（70）とを有する圧縮機構（40）を備え、
上記ヘルムホルツマフラ（70）が、上記圧縮機構（40）に設けられた共鳴室（71）と、上記シリンダ室（51）から該共鳴室（71）に連通するように上記シリンダ（42）の端面に形成された連通溝（72）と、を有する回転式圧縮機であって、
上記連通溝（72）は、上記シリンダ（42）の端面側が開放された有底溝であって、一対の側壁部（73）と、各側壁部（73）の間に位置する底壁部（74）とを有し、
上記側壁部（73）は、上記連通溝（72）の開放側の第１部分（75）と、該連通溝（72）の底壁部（74）側の第２部分（76）とから構成され、
上記第１部分（75）の表面は平面または湾曲面で形成され、上記第２部分（76）の表面は上記第１部分（75）の表面と上記底壁部（74）の表面とにつながる所定曲率の湾曲面で形成され、
上記第１部分（75）及び第２部分（76）の表面は、上記連通溝（72）を流れるガスの流速を実質的に均一化して渦の発生を抑制する面であることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項２】
シリンダ室（51）を有するシリンダ（42）と、該シリンダ室（51）内で偏心回転するピストン（53）と、ヘルムホルツマフラ（70）とを有する圧縮機構（40）を備え、
上記ヘルムホルツマフラ（70）が、上記圧縮機構（40）に設けられた共鳴室（71）と、上記シリンダ室（51）から該共鳴室（71）に連通するように上記シリンダ（42）の端面に形成された連通溝（72）と、を有する回転式圧縮機であって、
上記連通溝（72）は、上記シリンダ（42）の端面側が開放された有底溝であって、一対の側壁部（73）と、各側壁部（73）の間に位置する底壁部（74）とを有し、
上記側壁部（73）は、上記連通溝（72）の開放側の第１部分（75）と、該連通溝（72）の底壁部（74）側の第２部分（76）とから構成され、
上記第１部分（75）の表面は平面または湾曲面で形成され、上記第２部分（76）の表面は上記第１部分（75）の表面と上記底壁部（74）の表面とにつながる所定曲率の湾曲面で形成され、
上記底壁部（74）の表面と、その両端につながる一対の第２部分（76）の表面が、円弧状断面の１つの湾曲面で形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、
上記連通溝（72）の第１部分（75）の表面が平面で形成され、
上記連通溝（72）の第１部分（75）の平面の高さをｈとし、円弧状湾曲面の半径をｒとすると、
０．１≦ｈ／ｒ≦２．８の関係を満たしていることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項４】
請求項３において、
ｈ／ｒ＝１であることを特徴とする回転式圧縮機。