(57)【要約】【課題】シリンダの環状のシリンダ室内に配置された環状ピストンを径方向に貫通するブレードを有し、該シリンダと環状ピストンとが相対的に偏心回転可能なように構成された回転式流体機械において、該偏心回転時の揺動に起因する振動の発生を防止する。【解決手段】環状のシリンダ室（60,65）を有するシリンダ（35）において、外シリンダ部（38）の内周面及び内シリンダ部（52）の外周面の対向する位置に、それぞれ略平行になるような平面部（38a,52a）を形成する。上記シリンダ室（60,65）内に配置される環状ピストン本体部（43）を径方向に貫通する略直方体状のブレード（45）の伸長方向両端面は上記平面部（38a,52a）に摺接し、両側面は上記環状ピストン本体部（43）のブレード溝の側面（58）（平面部）に摺接している。【選択図】図２
2008095524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外シリンダ部（38）と内シリンダ部（52）との間に環状の空間（60,65）を形成するシリンダ（35）と、
上記シリンダ（35）に対して偏心した状態で上記環状空間（60,65）内に収納され、該環状空間（60,65）を外側室（60）と内側室（65）とに区画する環状ピストン（43）と、
上記環状ピストン（43）に対して径方向に延びて該環状ピストン（43）を貫通し、該環状ピストン（43）を摺動自在に支持するとともに、上記外側室（60）及び内側室（65）をそれぞれ第１室（61,62）と第２室（66,67）とに区画するブレード（45）と、
上記シリンダ（35）と上記環状ピストン（43）とを相対的に偏心回転させる駆動機構（20）と、を備えた回転式流体機械であって、
上記ブレード（45）は、上記外シリンダ部（38）側及び内シリンダ部（52）側の両端面と上記環状ピストン（43）に摺接する両側面とが平面に形成されていて、
上記外シリンダ部（38）の内周面及び上記内シリンダ部（52）の外周面の対向するそれぞれの位置には、上記ブレード（45）の両端面に摺接して該ブレード（45）を上記径方向と直交する方向に摺動自在に支持する平面部（38a,52a）が設けられており、
上記環状ピストン（43）のブレード貫通部分には、上記ブレード（45）の両側面に対して上記径方向に摺動可能に摺接する平面部（58）が設けられていることを特徴とする回転式流体機械。
【請求項２】
請求項１において、
上記シリンダ（35）または上記環状ピストン（43）のいずれか一方が上記駆動機構（20）によって偏心回転するように構成されていて、該一方の部材には自転を防止するための自転防止手段（90）が設けられていることを特徴とする回転式流体機械。
【請求項３】
請求項２において、
上記自転防止手段（90）は、オルダム継手によって構成されていることを特徴とする回転式流体機械。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つにおいて、
上記環状ピストン（43）が上記駆動機構（20）によって偏心回転するように構成されていることを特徴とする回転式流体機械。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一つにおいて、
上記シリンダ（35）が上記駆動機構（20）によって偏心回転するように構成されていることを特徴とする回転式流体機械。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つにおいて、
上記外側室（60）及び内側室（65）がそれぞれシリンダ室であることを特徴とする回転式流体機械。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一つにおいて、
上記外側室（60）または内側室（65）のいずれか一方がシリンダ室であることを特徴とする回転式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ内に形成された環状の空間内に環状ピストンを配置し、該シリンダと環状ピストンとが相対的に偏心回転運動をするように構成された回転式流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、環状の空間の内部で環状ピストンが偏心回転運動をする回転式流体機械としては、例えば特許文献１、２に開示されるように、該環状ピストンの偏心回転運動に伴うシリンダ室の容積変化によって冷媒を圧縮する圧縮機などが知られている。
【０００３】
このような圧縮機の圧縮機構の一例を図６に示す。この図６に示す圧縮機構（100）は、環状のシリンダ室（160,165）を内部に有するシリンダ（135）と、該シリンダ室（160,165）内に収納されて外側シリンダ室（160）及び内側シリンダ室（165）を形成する環状ピストン（140）と、該環状ピストン（140）を径方向に貫通して該外側シリンダ室（160）及び内側シリンダ室（165）をそれぞれ第１室（161,166）及び第２室（162,167）に区画するブレード（145）と、を備えている。なお、上記環状ピストン（140）は、駆動機構（図示省略）によって、駆動軸（127）を介して上記シリンダ（135）に対して偏心回転運動するように構成されている。
【０００４】
上記シリンダ（135）は、外シリンダ部（138）と内シリンダ部（152）とが同心に配置され、図示しない平板部によって一体になったものであり、上記環状ピストン（140）は、駆動軸（127）の嵌合された軸受部（143）と図示しない鏡板によって一体になっている。
【０００５】
また、上記環状ピストン（140）のシリンダ（135）に対する揺動を許容するように、上記環状ピストン（140）とブレード（145）との間に揺動ブッシュ（156）が設けられている。このように、上記環状ピストン（140）を揺動可能に構成することで、上記駆動機構による上記環状ピストン（140）の回転にともなって上記揺動ブッシュ（158）がブレード（145）に沿って往復運動を行い、かつ、上記環状ピストン（140）及びブッシュ（156）が一体的になって上記ブレード（145）に対して揺動動作を行う。これにより、上記環状ピストン（140）は、上記シリンダ（135）に対して揺動しながら公転する。
【０００６】
このように上記環状ピストン（140）をシリンダ（135）に対して偏心回転させることで、該環状ピストン（140）と外シリンダ部（138）との間、該環状ピストン（140）と内シリンダ部（152）との間にそれぞれ形成された外側及び内側シリンダ室（160,165）の容積を変化させて、冷媒を圧縮することができる。ここで、上記図６において、符号154,155は吐出ポート、139は吸入ポートである。
【０００７】
また、上述のような圧縮機では、一般的に、自転防止手段としてのオルダム継手（図示省略）が設けられていて、上記環状ピストン（140）の自転を阻止しながら偏心回転運動（公転）のみを許容するように構成されている。
【０００８】
なお、上記図６の例では、上記ブレード（145）の伸長方向両端部がシリンダ（135）の外シリンダ部（138）及び内シリンダ部（152）に固定されているが、このような構成以外にも、例えば上記特許文献２に開示されるように、上記ブレード（145）が外シリンダ部（138）と内シリンダ部（152）との間で周方向に移動可能に設けられたものなどがある。
【特許文献１】特開２００５−３３０９６２号公報
【特許文献２】特開２００６−１１２４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記図６に示すような構成では、環状ピストン（140）を径方向に貫通するブレード（145）に対して該環状ピストン（140）を揺動可能に構成することで、該環状ピストン（140）とシリンダ（135）との相対的な偏心回転運動を可能にしているため、その圧縮動作において、該環状ピストン（140）の揺動に起因して振動が発生するという問題がある。
【００１０】
特に、上記環状ピストンの軸方向端部に鏡板が設けられていて該環状ピストンが重くなっている場合には、慣性モーメントが大きくなるため、上記揺動に起因する振動が大きくなる。
【００１１】
なお、上記特許文献２の構成のようにブレード（145）が周方向に移動可能な構成であっても、該ブレード（145）が環状ピストン（140）とともに周方向へ移動する際に揺動成分が発生してしまうため、上述のような揺動に起因する振動が発生してしまう。
【００１２】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シリンダの環状のシリンダ室内に配置された環状ピストンを径方向に貫通するブレードを有し、該シリンダと環状ピストンとが相対的に偏心回転可能なように構成された回転式流体機械において、該偏心回転時の揺動に起因する振動の発生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る回転式流体機械（1）では、シリンダ（35）の外シリンダ部（38）の内周面及び内シリンダ部（52）の外周面に互いに略平行な平面部（38a,52a）を設けるとともに、環状ピストン（26）のブレード貫通部分にも平面部（58,58）を設け、ブレード（45）の径方向の両端面及び側面を平面にして、該平面部（38a,52a,58,58）に摺接させることで、該ブレード（45）が径方向及びその直交方向へ摺動するようにした。
【００１４】
具体的に、第１の発明は、外シリンダ部（38）と内シリンダ部（52）との間に環状の空間（60,65）を形成するシリンダ（35）と、上記シリンダ（35）に対して偏心した状態で上記環状空間（60,65）内に収納され、該環状空間（60,65）を外側室（60）と内側室（65）とに区画する環状ピストン（43）と、上記環状ピストン（43）に対して径方向に延びて該環状ピストン（43）を貫通し、該環状ピストン（43）を摺動自在に支持するとともに、上記外側室（60）及び内側室（65）をそれぞれ第１室（61,62）と第２室（66,67）とに区画するブレード（45）と、上記シリンダ（35）と上記環状ピストン（43）とを相対的に偏心回転させる駆動機構（20）と、を備えた回転式流体機械を対象とする。
【００１５】
そして、上記ブレード（45）は、上記外シリンダ部（38）側及び内シリンダ部（52）側の両端面と上記環状ピストン（43）に摺接する両側面とが平面に形成されていて、上記外シリンダ部（38）の内周面及び上記内シリンダ部（52）の外周面の対向するそれぞれの位置には、上記ブレード（45）の両端面に摺接して該ブレード（45）を上記径方向と直交する方向に摺動自在に支持する平面部（38a,52a）が設けられており、上記環状ピストン（43）のブレード貫通部分には、上記ブレード（45）の両側面に対して上記径方向に摺動可能に摺接する平面部（58）が設けられているものとする。
【００１６】
この構成により、上記シリンダ（35）の外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）に設けられた平面部（38a,52a）に対して、ブレード（45）は該外シリンダ部（38）側及び内シリンダ部（52）側の両端の平面で摺接するため、該ブレード（45）は径方向と直交する方向に摺動できるようになる。また、上記ブレード（45）が径方向に貫通する環状ピストン（43）のブレード貫通部分には、上記ブレード（45）側面の平面に摺接する平面部（58,58）が設けられているため、該環状ピストン（43）とブレード（45）とは径方向にも摺動する。
【００１７】
これにより、上記環状ピストン（43）は、該ブレード（45）に対して径方向に移動しつつ、該ブレード（45）とともに径方向と直交する方向にも相対移動でき、上記シリンダ（35）または環状ピストン（43）を揺動させることなく偏心回転運動させることができる。
【００１８】
したがって、上述の構成において上記シリンダ（35）または環状ピストン（43）は揺動しないため、揺動に起因する振動の発生を確実に防止できる。
【００１９】
そして、このように上記シリンダ（35）または環状ピストン（43）が揺動しないような構成にすることで、該シリンダ（35）または環状ピストン（43）を揺動可能にするためのブッシュが不要になるため、コスト低減を図れる。
【００２０】
しかも、上述のような構成にすることで、上記ブレード（45）は、シリンダ（35）に対する環状ピストン（43）の径方向及びその直交方向への摺動を許容するだけで、該環状ピストン（43）の周方向への相対的な変位を規制するため、該環状ピストン（43）が相対的に自転するのを確実に防止することができる。これにより、従来の自転防止のためのオルダム継手を省略することが可能になり、さらなるコスト低減を図れる。
【００２１】
上述の構成において、上記シリンダ（35）または上記環状ピストン（43）のいずれか一方が上記駆動機構（20）によって偏心回転するように構成されていて、該一方の部材には自転を防止するための自転防止手段（90）が設けられているのが好ましい（第２の発明）。
【００２２】
上述のように環状ピストン（43）の周方向への相対的な変位を規制する上記ブレード（45）だけでなく、駆動機構（20）によって偏心回転する部材に自転防止手段（90）を別途設けることで、該偏心回転する部材が自転するのをより確実に防止できる。
【００２３】
なお、上記自転防止手段（90）としては、オルダム継手によって構成するのが好ましい（第３の発明）。これにより、簡単な構成で確実に上記偏心回転する部材の自転を防止できる。
【００２４】
また、上記環状ピストン（43）が上記駆動機構（20）によって偏心回転するように構成されていてもよい（第４の発明）し、上記シリンダ（35）が上記駆動機構（20）によって偏心回転するように構成されていてもよい（第５の発明）。このように、環状ピストン（43）側が回転する構成やシリンダ（35）側が回転する構成であっても、上述のような構成にすることで、シリンダ（35）または環状ピストン（43）の揺動に起因する振動の発生を防止できるとともに、ブッシュ等の省略によるコスト低減を図れる。
【００２５】
上述の構成において、上記外側室（60）及び内側室（65）がそれぞれシリンダ室であってもよい（第６の発明）し、上記外側室（60）または内側室（65）のいずれか一方がシリンダ室であってもよい（第７の発明）。このように、シリンダ（35）と環状ピストン（43）との間に、シリンダ室が１つまたは２つ形成された場合であっても、上述の第１の発明のような構成にすることで、該第１の発明と同様の作用が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
以上より、本発明に係る回転式流体機械（1）によれば、シリンダ（35）の外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）に略平行な平面部（38a,52a）を形成するとともに、環状ピストン（43）のブレード貫通部分にも平面部（58,58）を形成し、該平面部（38a,52a,58,58）に対して、平面に形成されたブレード（45）の径方向両端面及び上記環状ピストン（43）に摺接する両側面をそれぞれ摺接させるようにしたため、シリンダ（35）及び環状ピストン（43）が揺動することなく、該シリンダ（35）と環状ピストン（43）とを相対的に偏心回転運動させることができ、揺動に起因する振動の発生を防止できる。しかも、上述のような構成にすることで、上記シリンダ（35）または環状ピストン（43）を揺動可能にするためのブッシュが不要になるとともに、該ブレード（45）によって環状ピストン（43）及びシリンダ（35）の自転を防止できるため、自転防止用のオルダム継手の省略も可能になり、コストの低減を図れる。
【００２７】
また、第２の発明によれば、上記環状ピストン（43）またはシリンダ（35）のうち駆動機構（20）によって偏心回転する方の部材に自転防止手段（90）を設けることで、上記ブレード（45）とともにこの自転防止手段（90）によって該偏心回転する部材の自転をより確実に防止することができる。さらに、第３の発明によれば、上記自転防止手段（90）をオルダム継手によって構成することで、より簡単な構成で確実に上記偏心回転する部材の自転を防止できるようになる。
【００２８】
また、第４及び第５の発明によれば、上記環状ピストン（43）若しくは上記シリンダ（35）が駆動機構（20）によって偏心回転する構成において、上記各発明のような構成にすることで、該各発明と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
さらに、第６及び第７の発明によれば、上記環状ピストン（43）とシリンダ（35）との間にシリンダ室が１つまたは２つ形成される構成においても、上記各発明のような構成にすることで、該各発明と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３１】
−全体構成−
図１に示すように、実施形態に係る回転式流体機械としての圧縮機（1）は、ケーシング（10）内に、駆動機構（20）と圧縮機構（30）とが収納され、全密閉型に構成されている。この圧縮機（1）は、例えば、空気調和装置の冷媒回路において、蒸発器から吸入した冷媒を圧縮して、凝縮器へ吐出するために用いられる。
【００３２】
上記ケーシング（10）は、縦長の円筒状に形成された円筒部（12）と、椀状に形成されて、該円筒部（12）の両端に外側に凸になるように配設される一対の端板部（13）と、によって構成された縦長の密閉容器である。そして、上記円筒部（12）の上端側を塞ぐ一方の端板部（13）には、該端板部（13）を厚み方向に貫通する吐出管（14）が設けられ、上記円筒部（12）には、該円筒部（12）を厚み方向に貫通する吸入管（15）が設けられている。
【００３３】
ここで、上記図１に示すように、上記吐出管（14）は、ケーシング（10）内部に連通している一方、上記吸入管（15）は、該ケーシング（10）内の圧縮機構（30）に繋がっている。すなわち、上記圧縮機（1）は、圧縮機構（30）で圧縮された冷媒がケーシング（10）の内部空間へ吐出されて、その後、上記吐出管（14）を通ってケーシング（10）外へ送出されるように構成されており、該ケーシング（10）内が高圧の状態になる、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機である。すなわち、上記ケーシング（10）内の空間が高圧空間（S2）となる。
【００３４】
上記ケーシング（10）の内部には、上から下へ向かって順に、上記駆動機構としての電動機（20）及び圧縮機構（30）が配設されている。また、上記ケーシング（10）の内部には、該ケーシング（10）の円筒部（12）内を筒軸方向に延びるように駆動軸（25）が配設されていて、この駆動軸（25）を介して、上記圧縮機構（30）及び電動機（20）が駆動連結されている。なお、密閉容器状の上記ケーシング（10）内の底部は、上記圧縮機構（30）の各摺動部等に供給される潤滑油が溜められている貯留部（59）になっている。
【００３５】
上記駆動軸（25）は、主軸部（26）と偏心部（27）とを有している。この偏心部（27）は、駆動軸（25）の下端寄りの位置で、上記主軸部（26）よりも大径の円柱状に形成されている。また、この偏心部（27）は、軸心が上記主軸部（26）の軸心に対して偏心するように設けられている。さらに、上記偏心部（27）は、後述する圧縮機構（30）のピストン（40）を貫通した状態で、該ピストン（40）に対して一体回転可能に固定されている。
【００３６】
また、上記駆動軸（25）の内部には、該駆動軸（25）の下端から上方へ延びる給油通路としての貫通孔（25a）が形成されている。これにより、上記ケーシング（10）内の底部に位置する上記貯留部（59）の潤滑油は、該ケーシング（10）内の高い圧力によって上記貫通孔（25a）内を上昇し、圧縮機構（30）の各摺動部等へ供給される。
【００３７】
上記電動機（20）は、ステータ（21）とロータ（22）とを備えている。このステータ（21）は、ケーシング（10）の円筒部（12）の内面に固定されている。上記ロータ（22）には、上記駆動軸（25）の主軸部（26）が貫通していて、この状態で概略円筒形状の上記ステータ（21）の内側に配置されている。
【００３８】
上記圧縮機構（30）は、シリンダ（35）と、リアヘッド（50）と、ピストン（40）とを備えている。このシリンダ（35）は、有底円筒状に形成されていて、上記リアヘッド（50）の上側に、底部が上方に位置付けられるように配設される。これにより、両者間には上記ピストン（40）を収容するための空間が形成される。
【００３９】
上記ピストン（40）は、駆動軸（25）の偏心部（27）に嵌合する円筒状の軸受部（42）と、該軸受部（42）の外周側で該軸受部（42）に対して同心状に位置する環状ピストン本体部（43）と、該軸受部（42）及び環状ピストン本体部（43）を下端側（圧縮機構（30）における軸方向の一端側）で一体化するように設けられた円板状のピストン側鏡板（41）とを備えている。上記環状ピストン本体部（43）は、本発明における環状ピストンであり、円環の一部分が分断された略Ｃ字型形状に形成されていて、この分断された部分が後述するブレード溝を構成している。
【００４０】
上記リアヘッド（50）は、厚肉の円板状の部材で、その外周縁部で上記ケーシング（10）の内周面に固定されているとともに、外周部分が上記シリンダ（35）に対して密着するように固定されている。また、上記リアヘッド（50）の中央部分には、上記駆動軸（25）の主軸部（26）が貫通しており、その貫通孔の内周面には該主軸部（26）を回転可能に支持する滑り軸受（50a）が設けられている。さらに、上記リアヘッド（50）のシリンダ（35）側の面（図１において上面）には、油溜まり部（50b）が形成されているとともに、該リアヘッド（50）の内部には、油溜まり部（50b）と後述する吸入ポート（39）とを連通する排出油路（80）の一部が設けられていて、その油路（80）上に弁（85）も設けられている。この弁（85）は、弁体（85a）とばね（85b）とを備えていて、上記油溜まり部（50b）と上記吸入ポート（39）との圧力差によって上記弁体（85a）がばね（85b）の圧縮方向に移動すると開状態になる一方、上記弁体（85a）がばね（85b）の引張方向に移動すると閉状態になるように構成されている。
【００４１】
上記シリンダ（35）は、平板部（36）と外シリンダ部としての周縁部（38）と軸受部（37）とを備えており、該周縁部（38）でケーシング（10）の内面に固定されている一方、該軸受部（37）で上記駆動軸（25）を回転可能に支持している。
【００４２】
具体的には、上記平板部（36）は、厚肉の円板状に形成されていて、該平板部（36）の外周側に位置する上記周縁部（38）が、溶接等によって上記ケーシング（10）の円筒部（12）の内面に固定されている。また、上記平板部（36）の中央部分には、上方に向かって膨出する円筒状の軸受部（37）が形成されていて、該軸受部（37）には、該軸受部（37）を上下方向に貫通した状態で上記駆動軸（25）の主軸部（26）を回転可能に支持する滑り軸受（37a）が設けられている。
【００４３】
上記周縁部（38）は、平板部（36）の下面よりも下方に向かって膨出するように略円筒状に形成されていて、該周縁部（38）を径方向に貫通する吸入ポート（39）が形成されている。この吸入ポート（39）は、一端側が上記シリンダ（35）及びリアヘッド（50）によって形成される空間に開口している一方、他端側は上記吸入管（15）に接続されていて、これにより、上記空間内に冷媒を吸入するための吸入通路の一部を構成している。すなわち、上記吸入ポート（39）は低圧空間（S1）の一部をなしている。
【００４４】
また、上記平板部（36）の下面には、上記周縁部（38）と同心円状に配置された略円筒状の内シリンダ部（52）が突設されていて、これにより、該内シリンダ部（52）と上記周縁部（38）（以下、外シリンダ部ともいう）との間に、圧縮室としてのシリンダ室（60,65）が形成されている。そして、上記ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）は、図２に示すように、環状の上記シリンダ室（60,65）内に位置付けられている。
【００４５】
より詳しくは、上記外シリンダ部（38）の内周面と内シリンダ部（52）の外周面とは、互いに同一中心上に配置された円筒面であり、その間に上記シリンダ室（60,65）が形成されている。上記ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）は、外周面が外シリンダ部（38）の内周面よりも小径で、内周面が内シリンダ部（52）の外周面よりも大径に形成されている。このことにより、上記環状ピストン本体部（43）の外周面と外シリンダ部（138）の内周面との間に外側シリンダ室（60）が形成され、該環状ピストン本体部（43）の内周面と内シリンダ部（52）の外周面との間に内側シリンダ室（65）が形成されている。
【００４６】
すなわち、上記平板部（36）とピストン側鏡板（41）と外シリンダ部（38）と環状ピストン本体部（43）とによって外側シリンダ室（60）が形成され、上記平板部（36）とピストン側鏡板（41）と内シリンダ部（52）と環状ピストン本体部（43）とによって内側シリンダ室（65）が形成されている。また、上記平板部（36）とピストン側鏡板（41）とピストン（40）の軸受部（42）と内シリンダ部（52）との間には、内シリンダ部（52）の内周側で軸受部（42）の偏心回転動作を許容するための動作空間（68）が形成されている。なお、上記図１及び図２の構成において、この動作空間（68）は、高圧空間になるように構成されている。
【００４７】
また、上記ピストン（40）とシリンダ（35）とは、環状ピストン本体部（43）の外周面と外シリンダ部（38）の内周面とが１点で実質的に接する状態（厳密にはミクロンオーダーの隙間があるが、その隙間での冷媒の漏れが問題にならない状態）において、その接点と位相が１８０°異なる位置で、環状ピストン本体部（43）の内周面と内シリンダ部（52）の外周面とが１点で実質的に接するようになっている。
【００４８】
そして、本発明の特徴部分の一つとして、上記外シリンダ部（38）の内周面及び上記内シリンダ部（52）の外周面の対向する位置には、それぞれ、互いに略平行な平面部（38a,52a）が形成されている。これらの平面部（38a,52a）は、上記シリンダ（35）の径方向に直交するように設けられていて、後述するように、上記シリンダ室（60,65）を高圧室（61,66）と低圧室（62,67）とに区画する略直方体形状のブレード（45）がその伸長方向両端面で摺接している。
【００４９】
上述のとおり、上記シリンダ（35）には吸入管（15）に連通する吸入ポート（39）が設けられているが、この吸入ポート（39）の一端側は、上記外側シリンダ室（60）の低圧室（62）に開口している。また、上記環状ピストン本体部（43）には、上記外側シリンダ室（60）の低圧室（62）と内側シリンダ室（65）の低圧室（67）とを連通する貫通孔（53）が形成されている。
【００５０】
一方、上記シリンダ（35）には外側吐出ポート（54）及び内側吐出ポート（55）が形成されている。これらの吐出ポート（54,55）は、それぞれ、上記シリンダ（35）の平板部（36）をその厚み方向に貫通している。上記外側吐出ポート（54）の下端は外側シリンダ室（60）の高圧室（61）に臨むように開口し、上記内側吐出ポート（55）の下端は内側シリンダ室（65）の高圧室（66）に臨むように開口している。なお、これらの吐出ポート（54,55）には、該吐出ポート（54,55）を開閉するための吐出弁（図示省略）が設けられている。
【００５１】
上記ピストン（40）における環状ピストン本体部（43）及び軸受部（42）の先端面（図１における上端面）は、共に上記シリンダ（35）の平板部（36）に摺接している一方、上記シリンダ（35）の内シリンダ部（52）の先端面（図１における下端面）も上記ピストン（40）のピストン側鏡板（41）と摺接している。これにより、上記シリンダ（35）の内シリンダ部（52）と上記ピストン（40）とによって形成される上記シリンダ室（160,165）は気密状態になっている。なお、詳しくは後述するが、この気密状態を保持するために、上記ピストン（40）にはその背面側から押し付け力が作用するように構成されている。
【００５２】
上記図１に示すように、上記リアヘッド（50）の上面には、上記ピストン（40）のピストン側鏡板（41）の中央部に対応してシールリング（70）が設けられている。このシールリング（70）は、上記リアヘッド（50）とピストン（40）との間の空間を径方向に分割するように設けられている。
【００５３】
そして、上記シールリング（70）よりも内周側の空間は、ケーシング（10）内の高圧空間（S2）と連通していて、上記貯留部（59）から駆動軸（25）の貫通孔（25a）内を通ってきた高圧の潤滑油が供給されるように構成されている。すなわち、上記シールリング（70）よりも内側の空間は高圧の状態になっているため、上記ピストン（40）に対して上記シリンダ（35）側に押し付ける背圧が作用する。
【００５４】
ここで、上記ピストン（40）には、上記シリンダ室（60,65）の内圧によって、上記シリンダ（35）から離反するような離反力が生じる。これに対して、上述のような押し付け力を上記ピストン（40）に作用させることにより、該ピストン（40）が上記シリンダ（35）から離反するのを防止することができ、該ピストン（40）とシリンダ（35）とによって形成される上記シリンダ室（160,165）の気密性が保たれるようになっている。
【００５５】
一方、上記シールリング（70）よりも外周側の空間は、背圧空間（S3）であり、該シールリング（70）を越えて進入する潤滑油や、軸受から圧縮室（60,65）を介して漏れ出た潤滑油によって、該空間（S3）内の圧力が、上記吸入ポート（39）よりも高圧で且つ上記ケーシング（10）内の高圧空間（S2）よりも低圧の中間圧になっている。このことにより、この背圧空間（S3）内の圧力も上記ピストン（40）を背面側から押し付けるように作用する。
【００５６】
また、上記リアヘッド（50）の上面には、上述のシールリング（70）だけでなく、上記ピストン（40）の鏡板（41）の外周部に対応してオルダム継手（90）が設けられている。このオルダム継手（90）は、図３に示すように、リング状の部材であり、互いに対向する位置に２対の突起部（90a,90b）が設けられている。具体的には、上記オルダム継手（90）は、リング上面の対向する位置に突設された一対の第１突起部（90a,90a）と、リング下面で該第１突起部（90a,90a）の並ぶ方向に対して直交する方向に対向するように突設された一対の第２突起部（90b,90b）と、を備えている。
【００５７】
そして、上記オルダム継手（90）は、第１突起部（90a,90a）が上記ピストン（40）の鏡板（41）の下面に形成された溝部（41a,41a）に係合し、上記第２突起部（90b,90b）が上記リアヘッド（50）の油溜まり部（50b）の底面に形成された溝部（50c,50c）に係合するように、該ピストン（40）とリアヘッド（50）との間に配設される。これにより、上記ピストン（40）は、上記オルダム継手（90）によって回転方向に拘束されることになり、該ピストン（40）の自転が確実に防止される。なお、後述するように、このオルダム継手（90）を省略しても、上記ピストン（40）の自転を抑えることは可能である。
【００５８】
−ブレード−
上述のように、上記圧縮機構（30）は、上記シリンダ室（60,65）をそれぞれ高圧室（61,66）と低圧室（62,67）とに区画するブレード（45）を有している。このブレード（45）は、上記シリンダ室（60,65）の径方向線上で、該シリンダ室（60,65）の内周側の壁面（内シリンダ部（52）の外周面）から外周側の壁面（外シリンダ部（38）の内周面）まで、環状ピストン本体部（43）の分断箇所を挿通して延在するように構成された略直方体形状の部材であり、伸長方向の両端面（外シリンダ部（38）側及び内シリンダ部（52）側の両端面）及び該環状ピストン本体部（43）に接する両側面はそれぞれ互いに平行な平面になっている。すなわち、上記ブレード（45）は、上記環状ピストン本体部（43）のブレード溝の側面（58,58）間に挿入され、該ブレード（45）の伸長方向両端面が上記外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）の平面部（38a,52a）と実質的に面接触し、該ブレード（45）の両側面が上記環状ピストン本体部（43）におけるブレード溝の側面（58,58）と実質的に面接触するように配設されている。なお、上記ブレード溝の側面（58,58）が本発明の平面部に対応する。
【００５９】
これにより、上記ブレード（45）は、伸長方向両端の平面が上記外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）の平面部（38a,52a）に摺接し、且つ両側面の平面が上記環状ピストン本体部（43）に摺接して、該平面部（38a,52a）及び環状ピストン本体部（43）に対して摺動するようになっている。
【００６０】
上述の構成において、上記駆動軸（25）に連結されたピストン（40）が上記シリンダ（35）に対して偏心した状態で回転すると、図４に示すように、該ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）が上記ブレード（45）の伸長方向に摺動しつつ、該ブレード（45）とともに上記外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）の平面部（38a,52a）上を摺動することになり、環状ピストン本体部（43）は該ブレード（45）に対して揺動することなく、上記シリンダ（35）に対して公転することになる。上記環状ピストン本体部（43）の動作について詳しくは後述するが、上記ブレード（45）の環状ピストン本体部（43）及び平面部（38a,52a）に対する摺動によって、環状ピストン本体部（43）とシリンダ（35）との接触点が上記図４（Ａ）から（Ｄ）へ順に移動することになり、シリンダ室（60,65）内で冷媒が圧縮される。なお、この図４は本実施形態に係る圧縮機構（30）の動作状態を表す図であり、図４（Ａ）から（Ｄ）まで９０°間隔で環状ピストン本体部（43）が図の時計回り方向に移動している様子を表している。
【００６１】
したがって、上述のような構成にすることで、上記環状ピストン本体部（43）の揺動に起因する振動の発生を確実に防止することができるとともに、従来、ブレードを揺動させるために必要であった揺動ブッシュ（図６参照）が不要になるため、コストの低減を図れる。
【００６２】
しかも、上述のように、上記環状ピストン本体部（43）は、ブレード（45）の伸長方向、すなわち径方向と、上記平面部（38a,52a）の延びる方向、すなわち該径方向に直交する方向との合成によって動きが決まるため、該環状ピストン本体部（43）が自転することはない。つまり、上述のような構成にすることで、上記ブレード（45）、平面部（38a,52a）及びブレード溝側面（58,58）が従来のオルダム継手のような機能を果たすことになり、オルダム継手の省略によるコスト低減も可能になる。
【００６３】
なお、上記環状ピストン本体部（43）の自転をより確実に防止するためには、図１に示すように上記オルダム継手（90）を設けるのが好ましい。
【００６４】
−運転動作−
次に、上記圧縮機（1）の運転動作について説明する。
【００６５】
まず、電動機（20）を起動すると、ロータ（22）の回転が駆動軸（25）を介して圧縮機構（30）のピストン（40）に伝達される。そうすると、該ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）がブレード（45）に沿って往復運動（進退動作）を行い、かつ、該環状ピストン本体部（43）及びブレード（45）が一体的になってシリンダ（35）の外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）に対して上記往復動作の方向とは直交する方向へ摺動する。これにより、上記環状ピストン本体部（43）がシリンダ（35）の外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）に対して公転し、圧縮機構（30）が所定の圧縮動作を行う。
【００６６】
具体的には、上記圧縮機構（30）の外側シリンダ室（60）では、図４（Ａ）の状態で低圧室（62）の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸（25）が図の右回りに回転して図４（Ｂ）〜図４（Ｄ）の状態へ変化するのに伴って該低圧室（62）の容積が増大するときに、冷媒が、吸入管（15）及び吸入ポート（39）を通って該低圧室（62）に吸入される。
【００６７】
上記駆動軸（25）が一回転して再び図４（Ａ）の状態になると、上記低圧室（62）への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室（62）は今度は冷媒が圧縮される高圧室（61）となり、ブレード（45）を隔てて新たな低圧室（62）が形成される。駆動軸（25）がさらに回転すると、上記低圧室（62）において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（61）の容積が減少し、該高圧室（61）で冷媒が圧縮される。高圧室（61）の圧力が所定値となって吐出空間との差圧が設定値に達すると、該高圧室（61）の高圧冷媒によって弁が開き、高圧冷媒が吐出空間からケーシング（10）内の高圧空間（S2）へ流出する。
【００６８】
一方、内側シリンダ室（65）では、図４（Ｃ）の状態で低圧室（67）の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸（25）が図の右回りに回転して図４（Ｄ）〜（Ｂ）の状態へ変化するのに伴って該低圧室（67）の容積が増大するときに、冷媒が、吸入管（15）、吸入ポート（39）、及び貫通孔（53）を通って内側シリンダ室（65）の低圧室（67）へ吸入される。
【００６９】
上記駆動軸（25）が一回転して再び図４（Ｃ）の状態になると、上記低圧室（67）への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室（67）は今度は冷媒が圧縮される高圧室（66）となり、ブレード（45）を隔てて新たな低圧室（67）が形成される。上記駆動軸（25）がさらに回転すると、上記低圧室（67）において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（66）の容積が減少し、該高圧室（66）で冷媒が圧縮される。高圧室（66）の圧力が所定値となって吐出空間との差圧が設定値に達すると、該高圧室（66）の高圧冷媒によって弁が開き、高圧冷媒が吐出空間からケーシング（10）内の高圧空間（S2）へ流出する。
【００７０】
上記外側シリンダ室（60）ではほぼ図４（Ｃ）のタイミングで冷媒の吐出が開始され、内側シリンダ室（65）ではほぼ図４（Ａ）のタイミングで吐出が開始される。つまり、外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）とでは、吐出のタイミングがほぼ１８０°異なっている。外側シリンダ室（60）及び内側シリンダ室（65）で圧縮されてケーシング（10）内の高圧空間（S2）へ流出した高圧の冷媒は吐出管（14）から吐出され、冷媒回路で凝縮行程、膨張行程、及び蒸発行程を経た後、再度圧縮機（1）に吸入される。
【００７１】
ここで、上記ピストン（40）とリアヘッド（50）との間の空間のうち、シールリング（70）によって区画された内側の空間内は、上記高圧空間（S2）に連通しているため高圧状態であり、該ピストン（40）は、その背面側からシリンダ（35）側に押し付けられている。
【００７２】
一方、上記貯留部（59）の潤滑油は、駆動軸（25）下端の遠心ポンプ作用により、該駆動軸（25）の貫通孔（25a）内を上方へ押し上げられて、圧縮機構（30）の各滑り軸受（37a，50a）や、上記ピストン（40）とリアヘッド（50）との間で上記シールリング（70）よりも内周側の空間に供給される。
【００７３】
なお、上記背圧空間（S3）内の圧力と吸入圧力との差が大きい場合には、上記弁（85）が開状態になって、排出油路（80）から潤滑油は吸入ポート（39）へ排出される。このように上記吸入ポート（39）へ排出された潤滑油は、冷媒とともに圧縮機構（30）内に吸入されて、シリンダ室（60,65）で圧縮された後、ケーシング（10）内の高圧空間（S2）に吐出されて、貯留部（59）に戻る。
【００７４】
−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態によれば、シリンダ（35）の外シリンダ部（38）の内周面及び内シリンダ部（52）の外周面のそれぞれ対向する位置に、互いに平行な平面部（38a,52a）を設け、該平面部（38a,52a）に略直方体形状のブレード（45）の伸長方向両端面を摺接させるようにしたため、該ブレード（45）を上記シリンダ（35）の外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）に対して摺動させることができる。
【００７５】
また、上記ブレード（45）は、ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）を径方向に貫通するように延びていて、該環状ピストン本体部（43）のブレード貫通部分にも平面部としてのブレード溝側面（58,58）が形成されているため、該環状ピストン本体部（43）はブレード（45）に対してその伸長方向に摺動する。したがって、上述のようなブレード（45）の動きと合わせると、該環状ピストン本体部（43）を揺動させることなく、上記シリンダ（35）に対して公転させることができる。したがって、上記環状ピストン本体部（43）の揺動に起因する振動の発生を確実に防止することができる。
【００７６】
しかも、上述のような構成にすることで、従来、ブレードに対して環状ピストン本体部を揺動させるために必要だった揺動ブッシュが不要になるため、その分、コストの低減を図れる。
【００７７】
さらに、上述の構成では、上記ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）は、ブレード（45）に対して径方向に摺動するとともに、該ブレード（45）と一緒に該径方向に直交する方向に動くだけなので、上述のような構成によって、上記環状ピストン本体部（43）の回転方向の変位を規制することができ、ピストン（40）の自転を防止できる。そのため、自転防止手段としてのオルダム継手を省略することが可能になり、これにより、さらなるコスト低減を図れる。
【００７８】
逆に、オルダム継手（90）を設けるようにすれば、上記ピストン（40）の自転をより確実に防止できるようになる。
【００７９】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００８０】
上記実施形態では、ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）とシリンダ（35）の外シリンダ部（38）との間、及び該環状ピストン本体部（43）と内シリンダ部（52）との間に、それぞれシリンダ室（60,65）が形成された２圧縮室形式としているが、この限りではなく、上記環状ピストン本体部（43）の外側若しくは内側のいずれか一方にのみシリンダ室が形成される１圧縮室形式としてもよい。
【００８１】
具体的には、例えば図５に示すように、上記環状ピストン本体部（43）と外シリンダ部（38）との間にのみシリンダ室（60）が形成されるようにしてもよい。なお、この場合、上記図５に示すように、該環状ピストン本体部（43）と内シリンダ部（52）とは接触していないため、両者間にシリンダ室は形成されない。
【００８２】
また、上記実施形態では、ピストン（40）に駆動軸（25）を連結することで、環状ピストン本体部（43）を回転させるようにしているが、この限りではなく、該環状ピストン本体部（43）を固定側の上記シリンダ(35）に設けるとともに、外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）を回転側の上記ピストン（40）に設けて、該外シリンダ部（38）及び内シリンダ部（52）を回転させるようにしてもよい。この場合でも、上記ブレード（45）は、上記外シリンダ部（38）と内シリンダ部（52）との間で伸長方向及びそれに直交する方向の二方向に摺動可能に構成されているものとする。
【００８３】
また、上記実施形態では、本発明の流体機械として圧縮機（1）について説明したが、本発明は、高圧冷媒などのガスをシリンダ室に導入し、該ガスが膨張することによって回転軸の駆動力を発生させる膨張機にも適用できるし、ポンプにも適用できる。
【００８４】
さらに、上記実施形態では、駆動機構（20）をケーシング（10）内に収納するようにしているが、この限りではなく、該ケーシング（10）の外部から圧縮機構（30）を駆動するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上説明したように、本発明は、シリンダに対してブレードを径方向及び該径方向と直交する方向に摺動可能に構成することで、該ブレードを揺動させることなくピストンを公転させることができるので、例えば環状の空間内に環状のピストンを配置して、その内側若しくは外側にシリンダ室を形成し、該シリンダ室をブレードによって第１室と第２室とに区画する回転式流体機械について特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施形態に係る回転式圧縮機の縦断面図である。
【図２】圧縮機構を示す横断面図である。
【図３】リアヘッド及びピストンに対するオルダム継手の取り付け構造を示す分解斜視図である。
【図４】圧縮機構の動作を示す横断面図である。
【図５】その他の実施形態に係る圧縮機構を示す横断面図である。
【図６】従来の圧縮機構の一例を示す横断面である。
【符号の説明】
【００８７】
1       圧縮機
10      ケーシング
20      電動機（駆動機構）
30      圧縮機構
35      シリンダ
38      外シリンダ部
38a     平面部
40      ピストン
41      鏡板
43      環状ピストン本体部（環状ピストン）
45      ブレード
52      内シリンダ部
52a     平面部
58      ブレード溝の側面（平面部）
60      外側シリンダ室（外側室）
61,66   高圧室（第１室）
62,67   低圧室（第２室）
65      内側シリンダ室（内側室）
90      オルダム継手（自転防止手段）
【図１】
2008095524.tif 000003
【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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