(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器内に設置されて駆動軸を回転させる駆動機構と、
前記容器内に固定されたシリンダと、
前記駆動軸の回転が伝達されて前記シリンダ内を転動するピストンと、
前記シリンダに設けられたスロットに挿入され、先端が前記ピストンに接して、前記ピストンの転動にともなって前記スロット内を往復運動するベーンと、
前記スロットの延長上からずれた位置に弾性変形した状態で保持されたコイルばねと、
前記シリンダに回転軸が設置され、前記回転軸を中心にしたスイングが可能となるように保持されて、前記コイルばねの弾性変形からの復元力を前記ベーンが前記ピストンに向かう力として前記ベーンに伝達するレバーと、を備え、
前記回転軸の中心を支点、前記レバーにおいて前記ベーンに力を伝達する位置を作用点、前記レバーにおいて前記コイルばねの復元力を受ける位置を力点とすると、前記支点から前記作用点までの距離が前記支点から前記力点までの距離よりも長いロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記レバーは前記支点と前記作用点とを結ぶ直線よりも前記力点が前記シリンダの中心側に位置するように曲がった形状である請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記スロットは前記シリンダの吸気ポートと吐出ポートとの間にあり、
前記コイルばねと前記レバーの前記回転軸とは前記スロットに対して前記吸気ポートと反対側に位置する請求項１または２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記コイルばねは前記レバーの前記支点から前記作用点までの間の腕部と径方向に重ならない位置に設置された請求項１から３のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
前記ベーンは後端に前記シリンダの中心側に窪んだ窪み部を有し、前記窪み部で前記レバーから前記コイルばねの復元力を受ける請求項１から４のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項６】
前記レバーの回転軌道上で、かつ、前記シリンダの中心から遠い側に、前記レバーの回転を規制するストッパを設けた請求項１から５のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項７】
前記コイルばねは圧縮バネであり、前記コイルばねは前記レバーの前記力点との間に摺動板を有している請求項１から６のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項８】
前記レバーおよび前記ベーンの少なくともいずれかは、互い接触する箇所に接触側に凸となる曲面を有している請求項１から７のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項９】
前記ベーンは前記レバーの前記作用点から力を伝達される個所に前記スロットの幅よりも前記スロットの幅方向に広い接面部を有している請求項１から８のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項１０】
前記駆動軸が挿通する穴から広がって前記シリンダの中心軸の軸方向を覆うフランジ部を有し、
前記レバーの前記軸方向が前記フランジ部によって覆われている、請求項１から９のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項１１】
前記フランジ部に、さらに前記レバーの軸受けを有している請求項１０に記載のロータリ圧縮機。
【請求項１２】
前記ベーンまたは前記コイルばねに力を伝達する前記レバーの接触面が、前記シリンダの中心軸の軸方向に曲率を有する曲面を含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項１３】
前記ベーンまたは前記コイルばねに力を伝達する前記レバーの接触面が鉄系の焼結材で構成されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ機器、冷凍サイクル機器などに使用されるロータリ圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なロータリ圧縮機は、シリンダ内をシリンダの中心から偏心して転動するピストンによって圧縮動作を行う。シリンダにはピストンの外周面に当接してシリンダ内の空間を圧縮空間と吸気室とに仕切るベーン（ブレードともいう）が設置される。ベーンはピストンの転動にあわせてシリンダの径方向に移動可能とされ、ベーンの先端が常にピストンの外周に当接するようにベーンの後端に設置されたコイルばねによって付勢される（例えば特許文献１）。【０００３】
ベーンの後端にコイルばねを設置する構造では、ばねによって圧縮機のサイズが大きくなる問題がある。そこで、特許文献２にはベーンの摺動スロットに平行となる位置にコイルばねを設置し、コイルばねからベーンの後端に向かってのびる腕部でベーンと係合する構造が示されている。特許文献２では、ベーンの後端側にコイルばねを設置するスペースが不要となり、シリンダの外径を小さくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２８９２８４号公報
【特許文献２】特開平５−２２３０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２では、ベーンの摺動スロットと平行に設置されるばねの長さはシリンダの内周面からベーンの後端側までの距離よりも短い。従って、この構造ではシリンダの径方向の厚み（内径と外径との間の距離）が小さくなると、ばねの長さも短くなる。また、特許文献２ではコイルばねとして引っ張りばねを用いるため、ばねの両端に固定用のフックが必要であり、実質的なばね部分の長さはシリンダの径方向の厚みよりも大幅に短い。ばね部分が短いと、ばねが伸縮を繰り返した際に寿命が大幅に短くなる問題がある。【０００６】
本発明は、このような問題を考慮してなされたもので、シリンダの外径を拡大せずに、ばねの寿命を長くすることにより、小型で、信頼性の高いロータリ圧縮機を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のロータリ圧縮機は、
容器と、
前記容器内に設置されて駆動軸を回転させる駆動機構と、
前記容器内に固定されたシリンダと、
前記駆動軸の回転が伝達されて前記シリンダ内を転動するピストンと、
前記シリンダに設けられたスロットに挿入され、先端が前記ピストンに接して、前記ピストンの転動にともなって前記スロット内を往復運動するベーンと、
前記スロットの延長上からずれた位置に弾性変形した状態で保持されたコイルばねと、
前記シリンダに回転軸が設置され、前記回転軸を中心にしたスイングが可能となるように保持されて、前記コイルばねの弾性変形からの復元力を前記ベーンが前記ピストンに向かう力として前記ベーンに伝達するレバーと、を備え、
前記回転軸の中心を支点、前記レバーにおいて前記ベーンに力を伝達する位置を作用点、前記レバーにおいて前記コイルばねの復元力を受ける位置を力点とすると、前記支点から前記作用点までの距離が前記支点から前記力点までの距離よりも長いロータリ圧縮機、とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のロータリ圧縮機は、コイルばねの復元力をレバーによってベーンに伝達し、レバーの回転軸の中心を支点、レバーにおいてベーンに力を伝達する位置を作用点、レバーにおいてコイルばねの復元力を受ける位置を力点とすると、支点から作用点までの距離が支点から力点までの距離よりも長いため、コイルばねの変形量が拡大されてベーンに伝達される。このため、コイルばねの変形量が小さくなり、シリンダの外径を拡大しなくても、ばねの寿命を長くでき、小型で、信頼性が高いロータリ圧縮機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の部分斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機のベーンの側面図である。
【図５】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の部分分解斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の部分側面図である。
【図７】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。
【図８】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。
【図９】本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の変形例であるロータリ圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１の変形例であるロータリ圧縮機の第２圧縮機構の下面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１の変形例であるロータリ圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２のロータリ圧縮機の部分分解斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態３のロータリ圧縮機の部分側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３のロータリ圧縮機のベーンの側面図である。
【図１６】本発明の実施の形態４のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。
【図１７】本発明の実施の形態５のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。
【図１８】本発明の実施の形態５のロータリ圧縮機のベーンの斜視図である。
【図１９】本発明の実施の形態６のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。
【図２０】本発明の実施の形態７のロータリ圧縮機のレバーの斜視図である。
【図２１】本発明の実施の形態７のロータリ圧縮機の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施の形態に係るロータリ圧縮機について図面を参照して説明する。異なる実施の形態において同一または相当の要素は同一符号で説明し、顕著な違いがない場合は説明をくり返さないものとする。また、図面において各要素の大きさの関係は実際と異なる場合がある。各実施の形態において、発明の主旨と反しない範囲で各部の形状等は変更自由であり、相互に組合せも可能である。本発明の説明において、平面、平行、円筒等とする各要素の形状は、厳密な形状であることに限定されない。そのような形状を有さなくとも、または、おおよそそのような形状、特徴を要素が有して発明の効果が得られる場合は、それらの場合も本発明の範囲に含むものとする。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の構造を概略的に示す断面図である。また、図２は本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の断面図であり、図１の線ＸＹで切断した断面を矢視した図である。このロータリ圧縮機１００は、例えば空気調和装置、給湯機等に採用されるヒートポンプの構成要素の一つとなる。ロータリ圧縮機１００は、ガス状の流体（ガス冷媒）を吸入し、圧縮して高温・高圧の流体として吐出する。
【００１２】
本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機１００は、容器１と、その容器１の内部に圧縮機構と圧縮機構を動かす駆動機構とを備える。容器１は高圧の流体を保持する密閉容器であり、円筒の両端が球面状の曲面で閉じられた形である。容器１内部にはガス状の流体を保持する内部空間７がある。内部空間７のうち容器１の底部付近の空間は圧縮機構を潤滑する潤滑油を貯蔵する潤滑油貯蔵部７ａである。容器１には、圧縮機構に圧縮する流体を外部から導入する吸入管３、圧縮した流体を吐出する吐出管２が接続され、内部の駆動機構に外部から電力を供給する導入端子８８が設けられる。潤滑油貯蔵部７ａの上の空間に圧縮機構から圧縮した流体が吐出され、この空間から吐出管２を経て容器１の外部に流体が吐出される。
【００１３】
駆動機構は駆動軸５を回転させ、その回転力で圧縮機構を動かすための機構である。駆動機構は電動機８と駆動軸５とを有し、電動機８で回転力を発生し、駆動軸５を介してその回転力を圧縮機構に伝える。本発明の実施の形態１では駆動軸５が上下方向に沿って設置され、圧縮機構は電動機８の下方に配置されている。以下では、駆動機構の各要素について説明する。
【００１４】
電動機８は、固定子８ｂと回転子８ａとを備えた回転電機であり、例えばインバータ制御等によって回転数可変のものである。固定子８ｂは、略円筒形状であり、外周部が容器１に、例えば焼き嵌め等により、固定されている。固定子８ｂはコイルを有し、コイルには外部電源から導入端子８８を介して電力が供給される。回転子８ａは、略円柱形状であり、固定子８ｂの内周面と小さな距離を隔てて、固定子８ｂの内部に配置されている。この回転子８ａに駆動軸５が固定されている。
【００１５】
駆動軸５は、電動機８の回転子８ａと固定された電動部５ｍ、電動部５ｍと圧縮機構との間にある長軸部５ａと、長軸部５ａに対して圧縮機構の反対側にある短軸部５ｂと、これら長軸部５ａと短軸部５ｂとの間に形成された偏心部５ｃと、で構成されている。偏心部５ｃは、長軸部５ａ及び短軸部５ｂの回転中心軸から所定距離だけ偏心した円柱形状である。偏心部５ｃは後述するシリンダ室１２内に配置される。
【００１６】
駆動軸５の長軸部５ａは第１支持部材６０の軸受部６０ａで回転自在に支持され、短軸部５ｂは第２支持部材７０の軸受部７０ａで回転自在に支持される。電動機８の駆動によって、偏心部５ｃはシリンダ室１２内で偏心回転運動する。つまり、電動機８が回転することにより、圧縮機構には、駆動軸５を介して回転動力が伝達される。軸受部６０ａ、７０ａはすべり軸受けなどで構成され、潤滑油貯蔵部７ａから図示しない油ポンプなどで潤滑油が供給される。
【００１７】
圧縮機構はロータリ型であり、本発明の実施の形態１では電動機８の下方に設けられる。圧縮機構はシリンダ１１と、シリンダ１１内を転動するピストン１３と、シリンダ１１内部の空間をピストン１３とともに仕切るベーン１４と、コイルばね１６と、コイルばね１６の力をベーン１４に伝達するレバー３０とを備える。以下では、圧縮機構の各要素について説明する。
【００１８】
第１支持部材６０がシリンダ１１の電動機８側に、第２支持部材７０がシリンダ１１の電動機８と反対側にある。シリンダ１１は第１支持部材６０と第２支持部材７０とによって挟まれている。シリンダ１１は１組の平行な平面である上面と下面とを有し、上面から下面まで貫通する円筒状の貫通孔が形成された平板部材である。この貫通孔は駆動軸５と略同心であり、シリンダ室１２を構成する。シリンダ１１の上面が電動機８側に面し、下面はその反対側にある。第１支持部材６０は軸受部６０ａとフランジ部６０ｂとを有している。軸受部６０ａは駆動軸５を回転自在に支持する部分である。フランジ部６０ｂは軸受部６０ａの軸方向の一方の端にあり、駆動軸５が挿通する穴から円盤状に拡がった部分である。また、第２支持部材７０も同様に、軸受部７０ａの片側に円盤状に拡がったフランジ部７０ｂを有している。シリンダ１１の貫通孔の一方の端部、つまり上面側の開口部、は第１支持部材６０のフランジ部６０ｂにより閉塞され、他方の端部、つまり下面側の開口部、は第２支持部材７０のフランジ部７０ｂにより閉塞されている。このように両端が閉塞された円筒状の貫通孔がシリンダ室１２であり、内部で流体を圧縮する空間となる。なお、第１支持部材６０の軸受部６０ａとフランジ部６０ｂとを複数の部材を組み合わせて形成してもよい。第２支持部材７０の軸受部７０ａとフランジ部７０ｂとを複数の部材を組み合わせて形成してもよい。
【００１９】
シリンダ１１は容器１に固定される。たとえば、図２のように、シリンダ１１の外周がシリンダ室１２と略同軸の円筒面を有し、シリンダ１１の外周面が容器１の内周面と接して固定される構造とするとよい。この構造によれば、シリンダ１１によって容器の強度を高めることができる。なお、シリンダ１１の外周面の全体が容器１の内周面と接する必要はなく、例えば、内部空間７内の上部の潤滑油が下部の潤滑油貯蔵部７ａに通過できるようにするなど、部分的に隙間を有していてもよい。また、容器１に固定された別部材を介してシリンダ１１が固定されてもよく、シリンダ１１の外周と容器１との間に隙間を有していてもよい。
【００２０】
シリンダ１１内のシリンダ室１２に、シリンダ室１２の内径よりも小さい外径の円筒状のピストン１３を備える。ピストン１３は円筒面を有したリング状であり、リング状の孔の内部に駆動軸５の偏心部５ｃが挿入される。ピストン１３の内周面と偏心部５ｃの外周面とは摺動自在とされる。これにより、ピストン１３の中心はシリンダ室１２の中心から偏心して、ピストン１３の外周面の一部がシリンダ室１２の内壁であるシリンダ１１の内周面と接するようにされる。ピストン１３は駆動機構からの力を受けて、シリンダ１１の一部が内周面に接しながら一定方向に転動する。
【００２１】
シリンダ室１２には、その内部に流体を流入させるための吸気ポート１７とシリンダ室１２で圧縮した流体を外に吐出させるための吐出ポート１８とが設けられる。シリンダ室１２の中心軸に沿って見た場合、吸気ポート１７と吐出ポート１８とはシリンダ室１２の中心Ｏの周りの回転角度で異なる角度位置にある。ただし、吸気ポート１７と吐出ポート１８との角度位置は比較的接近しており、吸気ポート１７の中心、シリンダ室１２の中心Ｏ、吐出ポート１８の中心を順に結んでできる角は鋭角である。吸気ポート１７は、たとえば、シリンダ１１の外周面から内周面までおおよそシリンダ１１の径方向に貫通する孔として設けられる。吸気ポート１７は容器１に接続された吸入管３と連通して、容器１の外部からガス状の流体を吸入可能とされる。吐出ポート１８は、たとえば、シリンダ１１の内周面の一部にシリンダ１１の上面につながる窪みとして設けられる。この吐出ポート１８は後述するようにフランジ部６０ｂに設けた貫通孔に連通して、圧縮された流体を内部空間７に吐出可能とされる。吐出ポート１８の窪みのサイズは吸気ポート１７の径に比べて小さい。吐出ポート１８はシリンダ１１の上面においてシリンダ室１２の内周面からわずかな距離の範囲内に収まる。
【００２２】
吸気ポート１７と吐出ポート１８とが接近する回転角度範囲の間にシリンダ１１の径方向にのびる細いスロット１９が設けられている。スロット１９はシリンダ１１の上面から下面まで貫通する溝であり、径方向の一方がシリンダ室１２に連通し、他方がシリンダ１１の外周に向かってのびる。スロット１９は平板状のベーン１４を摺動可能なように間隔をあけて対向する平行な２平面を有している。スロット１９の内部に、それらの対向する２平面から等距離にある仮想的な中間平面を考えた場合、シリンダ室１２の中心軸は中間平面上にある。つまり、スロット１９はシリンダ室１２の中心から半径方向にのびた形状である。このスロット１９にベーン１４が挿入されている。
【００２３】
ベーン１４はシリンダ１の内周面とピストン１３の外周面との間の空間を吸入空間と圧縮空間とに分割する板状部材である。ベーン１４はスロット１９の対向する２面に摺動可能な平行な２平面を有する平板状の部分を有している。ベーン１４はシリンダ室１２の軸方向にシリンダ室１２と同じ高さを有している。また、ベーン１４のシリンダ室１２の中心側の端はピストン１３の外周面に常に接するようにされる。なお、以下では、ベーン１４の中心側の端をベーン１４の先端とし、その反対側のシリンダ１１の外周側の端をベーン１４の後端として説明する。
【００２４】
ピストン１３はシリンダ室１２の内部を転動し、ピストン１３の外周面の位置はシリンダ室１２の中心に対して変位する。ピストン１３の動きに合わせてベーン１４の先端も移動する。ピストン１３がシリンダ室１２を１回転転動するごとに、ベーン１４はスロット１９内を径方向に１往復するように往復運動する。
【００２５】
シリンダ１の内周面、ピストン１３の外周面、フランジ部６０ｂ、フランジ部７０ｂ、ベーン１４で囲まれた空間を中心Ｏの周りに見た場合、ピストン１３の外周面がシリンダ１の内周面と接する箇所と、ベーン１４がピストン１３の外周面と当接する箇所とで２つの空間に区切られている。この２つの空間のうち、吸気ポート１７と連通する空間が吸入空間、吐出ポート１８と連通する空間が圧縮空間である。ピストン１３の転動によって、ピストン１３とシリンダ１との接触部分が吸気ポート１７を閉じると吸入空間は圧縮空間となり、体積が変化することで圧縮動作が行われる。
【００２６】
また、シリンダ１１には、スロット１９の後方、つまりベーン１４の後方に、ベーン背室１５が形成されている。このベーン背室１５はシリンダ１１の上面と下面との間を貫通する。また、ベーン背室１５の上部開口部は容器１の内部空間７に一部開放されて、潤滑油貯蔵部７ａに貯留されている潤滑油がベーン背室１５に流入できる。
【００２７】
ベーン背室１５に流入した潤滑油は、スロット１９とベーン１４との間に流れ込み、両者の間の摺動抵抗を低減させる。前述のように、本発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機１００は、圧縮機構で圧縮された冷媒が容器１の内部空間７に吐出される構成となっている。このため、ベーン背室１５は、容器１の内部空間７と同じ高圧雰囲気となる。ベーン１４の前端があるシリンダ室１２内は吸気された低圧から吐出される高圧までの圧であり、ベーン１４の後端に高圧がかかることで、ベーン１４にはシリンダ１１の中心に向かう力が作用する。
【００２８】
スロット１９は径方向にのびる溝であり、コイルばね１６はスロット１９の溝を径方向に延長した位置からずれた位置にある。つまり、コイルばね１６はシリンダ１１のスロット１９の延長上からずれた位置に設置される。コイルばね１６はベーン１４にシリンダ１１の中心に向かう力を作用させる。ベーン１４には後端からのガス冷媒または潤滑油によって圧力をうけるものの、ベーン１４が径方向の外周側に向かう際には、ベーン１４の先端がピストン１３から離れやすい。これは、ベーン１４の先端に圧縮空間からの高圧を受け、また、ベーン１４には外周側に飛び出そうとする慣性が働くからである。そこで、弾性変形した状態で保持されたコイルばね１６を設置して、その復元力をベーン１４がシリンダ１１の中心に向かう力としてベーン１４に伝達して、ベーン１４の先端が通常時は常にピストン１３に当接するようにする。
【００２９】
コイルばね１６の一方の端はシリンダ１１の外周面と内周面との間に設けられたばね収納孔１１ｂに挿入される。ばね収納孔１１ｂはスロット１９から離れた位置にある。ばね収納孔１１ｂはスロット１９の位置に対して、吸気ポート１７と反対側となる位置にあって、吐出ポート１８よりも駆動軸５の反回転方向にある。スロット１９の中心の回転角度位置を０度、駆動軸５の回転方向を正の角度とすると、たとえば吸気ポート１７は＋１５〜＋２５度、吐出ポート１８は−１０〜−１５度などの位置にあり、その場合、コイルばね１６は−３０〜−９０度の範囲に設置するとよい。
【００３０】
本発明の実施の形態１のコイルばね１６は圧縮バネであり、おおよそ、シリンダ１１の径方向に伸縮する形で設置される。従って、収納孔１１ｂは、シリンダ１１の径方向に軸を有するように設けられる。収納孔１１ｂのシリンダ室１２側にコイルばね１６の一端が保持され、収納孔１１ｂのシリンダ１１の外周側が開口されて、コイルばね１６の他端が露出する。収納孔１１ｂの内径はコイルばね１６の外形よりも大きく、コイルばね１６の伸縮時に収納孔１１ｂの内径に接触しないようにされる。このため、コイルばね１６の伸縮時に収納孔１１ｂと摩擦は生じない。収納孔１１ｂのシリンダ１１側にはコイルばね１６の一端が入る窪みが設けられてばね保持箇所Ｄとされる。コイルばね１６はばね保持箇所Ｄと他端との間で圧縮された状態で保持される。
【００３１】
レバー３０は、コイルばね１６の他端側からコイルばね１６の復元力をベーン１４の後端側に伝える。レバー３０はシリンダ１１の軸方向から見て外周面と内周面との間に設けられた回転軸を中心にしたスイングが可能とされている。この回転軸はシリンダ室１２の中心軸と平行であり、レバー３０はシリンダ１１の軸に垂直な面と平行な回転軌道を有してスイングする。以下では、レバー３０の回転軸を支点Ａ、レバー３０においてコイルばね１６の他端側から復元力を受ける箇所（位置）を力点Ｂ、レバー３０においてベーン１４の後端側に力を伝達する箇所（位置）を作用点Ｃとして説明する。なお、レバー３０は回転軸に沿った方向に厚みのある部材であり、支点Ａ、力点Ｂ、作用点Ｃのいずれも回転軸に沿った方向にある程度の長さを有している。また、レバー３０の回転運動、ベーン１４の往復運動、コイルばね１６の伸縮、は動く方向が異なるため、それらの動きによって力点Ｂ、作用点Ｃは一定の範囲内で位置が変化する。
【００３２】
図３は本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の部分斜視図である。図は圧縮機からレバー３０、ベーン１４、コイルばね１６とその摺動板３１のみを示した斜視図である。レバー３０は支点Ａと力点Ｂ、また支点Ａと作用点Ｃを繋ぐ腕部３０ａと、支点Ａで腕部３０ａどうしを接続する連結部３０ｃ、連結部３０ｃから軸方向にのびた円柱状の軸部３０ｂを含む。腕部３０ａはベーン１４の後端側の一部にコイルばね１６力を伝達するものである。腕部３０ａの軸方向の高さは、シリンダ１１の軸方向の高さに比べて小さい。腕部３０ａのうち、力点Ｂ側でコイルばね１６から力を受ける接触面３０ｅと作用点Ｃ側でベーン１４に力を伝える接触面３０ｄとは滑らかな曲面形状である。レバー３０は少なくともベーン１４と同程度の機械的強度を有することが望ましく、同等の材料であるならレバー３０の厚みはベーン１４の厚みと同等以上であることが望ましい。
【００３３】
レバー３０の支点Ａには回転軸方向にのびた円柱形状の軸部３０ｂが形成されている。シリンダ１１には、レバー３０が揺動可能となるよう揺動スペース１１ｃと、軸部３０ｂが挿入される軸受３２と、が形成される。レバー３０の軸部が軸受３２に挿入されて、レバー３０は回転軸の周りで揺動可能とされる。レバー３０は揺動した際にシリンダ１１の外周面の外側にある容器１の内面と接触しないように配置される。なお、本発明の実施の形態１ではレバー３０に軸部３０ｂを設けたが、軸部３０ｂを別体としてシリンダ１１に形成、または固定して、レバー３０側に軸受を設けるようにしてもよい。
【００３４】
レバー３０は支点Ａと力点Ｂとをつなぐ腕部と、支点Ａと作用点Ｃとをつなぐ腕部と、が支点Ａで鈍角に折れ曲がって繋がり、シリンダ１１の中心Ｏは直線ＡＢと直線ＡＣとがなす鈍角の範囲内にある。レバー３０を全体としてみると、２つの腕部が容器１の内面の曲面にあわせて曲がった形状となっている。レバー３０の支点Ａは、力点Ｂと作用点Ｃとを結んだ線に対して径方向の外側に位置する。つまり、支点Ａと作用点Ｃとを結ぶ直線よりも力点Ｂがシリンダ１１の中心側に位置するようにレバー３０は曲がった形状である。このような形状により、レバー３０は揺動した際に円筒状の容器１の内面と接触せず、かつ、力点Ｂよりもシリンダ室１２側に十分な長さのコイルばね１６を設置することができる。
【００３５】
レバー３０の支点Ａから作用点Ｃまでの腕部と支点Ａから力点Ｂまでの腕部とは、支点Ａを挟んで周方向に反対側にある。このため、シリンダ１１の中心側から見た場合に、レバー３０の支点Ａから作用点Ｃまでの間の腕部とコイルばね１６が設置された箇所とが重ならない。
【００３６】
本発明の実施の形態１において、レバー３０の力点Ｂ、支点Ａ、作用点Ｃは、この順に並ぶ。レバー３０の支点Ａと力点Ｂとをつなぐ腕部はコイルばね１６の伸縮方向に対しておおよそ直交する方向にのびている。また、レバー３０の支点Ａと作用点Ｃとをつなぐ腕部はベーン１４の往復方向に対して、おおよそ直交する方向にのびている。このため、それぞれの腕部に効率よく回転モーメントを発生することができ、レバー３０によってベーン１４とコイルばね１６との間で効率よく力を伝達できる。
【００３７】
このように、レバー３０からベーン１４の後端に力を良好に伝達するために、腕部３０ａがベーン１４の後端に対しておおよそ垂直に当接する。腕部３０ａは支点Ａから直線に近い形状で伸びる形状としたので、支点Ａはベーン１４の後端が往復する移動する範囲のおおよそ中間点から、往復方向に対して垂直な方向に設置される。また、レバー３０が揺動しても、腕部３０ａがシリンダ１１の最大径からはみ出さないように、支点Ａはシリンダ１１の外周面と内周面とに挟まれた位置であって、外周面寄りの位置に設けられる。
【００３８】
レバー３０はコイルばね１６の伸縮の長さを拡大してベーン１４の後端の動きに伝達するように、支点Ａと作用点Ｃとの距離Ｌ２は、支点Ａと力点Ｂとの距離Ｌ１よりも長くされる。たとえば距離Ｌ２を距離Ｌ１の１．５〜３倍程度とするとよい。このため、レバー３０は、コイルばね１６で発生した小さい変形量（伸縮に伴う長さの変化量）、高い押付力を、大きい変位量（先端の移動する距離）、低い押付力に変換してベーン１４へ伝達する。駆動軸５の一回転中のベーン１４の往復移動距離をδ２、コイルばね１６の変形量δ１とした時にδ１＜δ２の関係となる。
【００３９】
コイルばね１６にはレバー３０の力点Ｂと接触する部位として摺動板３１が設置される。摺動板３１はコイルばね１６のコイル径と同程度の円盤状の部材であり、そのコイル側の一部をコイルばね１６内に挿入することでコイルばね１６の他方の端に設置される。レバー３０の回転運動とコイルばね１６の伸縮方向とが異なるため、それらの変動に合わせて力点Ｂの位置も少し変動する。従って、レバー３０の力点Ｂと摺動板３１とは滑りながら常に接触する。力点Ｂと摺動板３１との間にはベーン背室１５などから潤滑油が供給されるが、より摩擦抵抗を低減するため、少なくとも１方が凸の曲面を有するようにして、接触面積を小さくするとよい。本発明の実施の形態１では力点Ｂをばね側に凸の円筒面を有するようにしたので、接触面積が小さく、摩擦抵抗を低減できる。
【００４０】
また、力点Ｂと同様に作用点Ｃにおいても、レバー３０の回転運動とベーン１４の往復方向とが異なるため、それらの変動に合わせて作用点Ｃの位置が少し変動する。レバー３０の作用点Ｃとベーン１４の後端とは滑りながら常に接触する。作用点Ｃとベーン１４との間にはベーン背室１５などから潤滑油が供給されるが、より摩擦抵抗を低減するため、少なくとも１方が凸の曲面を有するようにして、接触面積を小さくするとよい。本発明の実施の形態１では作用点Ｃをベーン側に凸の円筒面を有するようにしたので、接触面積が小さく、摩擦抵抗を低減できる。なお、ベーン１４の後端側を凸の曲面としてもよいし、ベーン１４の後端側にコイルばね１６と同様に摺動板を設置してもよい。
【００４１】
レバー３０は、鉄系材料などを用いることができ、その一部、または全体が金属粉末の焼結材で構成されてもよい。鉄系の焼結材は鉄を主成分とする金属からなり、たとえば、鉄以外に銅、スズ、炭素などの少量の元素含む合金からなる。焼結材は、焼結粒子を焼き固めた多孔質体であり、隙間に潤滑油を含むことができる。ベーン１４、摺動板３１などレバー３０と接触する部材が重量組成で鉄が５０％以上含む鉄系の材料である場合、レバー３０がそれらと接触する部分も鉄系粉末の焼結材とするとよい。焼結粒子間の隙間に潤滑油を含むことで摺動部の摩擦が低減でき、性能向上と耐摩耗性の向上の効果が得られる。また、当接する部材と類似の成分の焼結体を使用することで、摩耗を少なくすることができる。レバー３０の全体を焼結材とする必要はなく、コイルばね１６またはベーン１４に力を伝達する部分であるレバー３０の接触面が焼結材で構成されているとよい。
【００４２】
レバー３０は駆動軸５の回転に伴って支点Ａを中心に回転動作する。この回転軌道の上で、レバー３０が通常揺動する範囲よりもシリンダ１１の中心から遠い側にストッパ１１ａが配される。ストッパ１１ａはレバー３０が異常な回転によって容器１の内面に衝突することを防ぐためのものである。従って、ストッパ１１ａは通常のベーン１４の往復運動時にはレバー３０に接触せず、レバー３０が通常よりも多く回転した場合にレバー３０と接触する位置に設けられる。また、ストッパ１１ａはベーン１４の往復運動の方向から外れた位置であって、支点Ａと作用点Ｃとをつなぐ腕部の外周側の面と接触できるように、シリンダ１１の外周面付近に設けられる。本発明の実施の形態１では、シリンダ１１に揺動スペース１１ｃを設けた際に、揺動スペース１１ｃよりさらに外周側にシリンダ１１の部材の一部を残してストッパ１１ａとした。このため、別途部材が不要であり低コスト化できる。なお、ストッパ１１ａをシリンダ１１と別部材で形成してシリンダ１１に固定するなどとしてもよい。ストッパ１１ａは弾性部材であってもよい。
【００４３】
図４は本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機のベーン１４の側面図である。図において上下方向がシリンダ１１の軸方向で、左右方向がシリンダ１１の径方向である。ベーン１４のシリンダ室１２側である先端１４ａは軸方向の全長でピストン１３と接触する。先端１４ａはシリンダ室１２の中心側に凸の曲面であり、その曲面は、たとえば、シリンダ１１の軸と平行な軸を有する円筒面の一部とされる。ベーン１４のシリンダ１１外周側となる後端は、径方向の長さが異なるように段差を有する。レバー３０の腕部３０ａの先端と接触する部分１４ｃは、接触しない部分１４ｂに比べて径方向の長さが短くされた部分である。すなわち、レバー３０の腕部３０ａの先端と接触する部分は、シリンダ１１の中心側に窪んだ窪み部１４ｃである。この窪み部１４ｃにレバー３０の先端が入りこんで接触し、ベーン１４にコイルばね１６からのバネ力を伝達する。窪み部１４ｃの径方向の凹み長さはレバー３０の先端の径方向の厚みより少し長くするとよい。一方、ベーン１４には径方向の長さとして、往復運動する長さδ２に加えて、スロット１９内をシールするのにある程度の長さが必要である。従って、窪み部１４ｃの径方向の凹み長さを大きくすると、部分１４ｂが外周側に大きく突出して径方向のサイズが増加する。そこで、窪み部１４ｃの径方向の凹み長さは、先端の厚みの２倍以下程度とすると良い。このように適度なサイズの窪み部１４ｃを形成してレバー３０の先端が入りこませることで、ベーン１４の後端側のスペースを小さくできる。また、窪み部１４ｃ形成されていない後端部分１４ｂは窪み部１４ｃが形成された部分に比べて、スロット１９に挿入される長さが長く、ベーン１４の往復運動を安定化する。
【００４４】
図５は本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の部分分解斜視図である。図５において下図がシリンダ１１に組み込まれた各要素の配置を示し、上図がそのシリンダ１１の上面を覆う第１支持部材６０のフランジ部６０ｂの配置を示す。図６は本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の部分側面図である。図６は図５のシリンダ１１の上面を第１支持部材６０で覆った部分を軸に垂直な方向から見た図である。
【００４５】
シリンダ１１には、シリンダ室１２内で圧縮されたガス状冷媒を吐出する吐出ポート１８が形成されている。この吐出ポート１８は第１支持部材６０のフランジ部６０ｂに形成された貫通孔６０ｃと連通する。貫通孔６０ｃには、シリンダ室１２内が所定の圧力以上となった際に開く開閉弁６１が設けられている。開閉弁６１としてリードバルブ等を使用することができる。また、第１支持部材６０には、開閉弁６１（つまり貫通孔６０ｃ）を覆うように、吐出マフラ６３が取り付けられる（図１参照）。吐出マフラ６３は開閉弁６１から放出されたガスが内部空間７内に出るための孔を有している。吐出マフラ６３は第１支持部材６０との間に一定の容量の空間を有し、開閉弁６１からガスが放出される際の音を低減する。内部空間７内に放出されたガスは吐出管２から容器１の外部に送り出される。内部空間７内は圧縮機構が吐出する高圧となる。
【００４６】
レバー３０の腕部３０ａの軸方向の高さはシリンダ１１の軸方向の高さよりも小さい。図６のように、シリンダ１１の軸方向の高さを１とすると、レバー３０の腕部３０ａの軸方向の高さは１／４〜１／２程度とするとよい。レバー３０の腕部３０ａの片側に高さが１／２〜３／４程度の軸部３０ｂがある。従ってレバー３０の腕部３０ａはシリンダ１１の軸方向の一方に偏る。一方、コイルばね１６はシリンダ１１の軸方向の高さに対して１／３以上の外径を有しており、シリンダ１１の軸の高さに対して比較的大きいため、シリンダ１１の軸方向のほぼ中央に設置される。レバー３０の腕部３０ａの高さとコイルばね１６の高さが少し異なるため、コイルばね１６側のほぼ中心軸から力を伝達できるように、腕部３０ａのコイルばね１６側の端をＬ字型等に曲げられている。なお図では、腕部３０ａがシリンダ１１の軸方向で第１支持部材６０側に偏る場合を示しているが、第２支持部材７０側（紙面の下）に偏るようにしてもよい。
【００４７】
図７、図８は本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機のシリンダのピストン１３の転動動作を説明する上面図である。図７は通常の転動動作において、ピストン１３が最もスロット１４側に位置する場合を示し、すなわち、ベーン１４が最もシリンダ１１の径方向外側に位置する場合を示す。このとき、シリンダ室１２の中心からベーンの先端１４ａまでの距離はシリンダ室１２の半径とほぼ同じである。図８は通常の転動動作において、ピストン１３が最もスロット１４から離れて位置する場合を示し、すなわち、ベーン１４が最もシリンダ１２の中心側に位置する場合を示す。このとき、ベーンの先端１４ａがシリンダ室１２の内部に突出する長さはシリンダ室１２の内径とピストン１３の外径との差である。また、その長さは駆動軸５の長軸部５ａの中心と偏心部５ｃの中心との偏心距離の約２倍である。
【００４８】
駆動機構により長軸部５ａが図の矢印の方向に回転すると、偏心部５ｃがシリンダ１２室内を偏心して回転する。これにより、偏心部５ｃの外周に摺動自在に取り付けられたピストン１３はシリンダ１２室内を転動する。図８のように、ベーン１４の先端がピストン１３に当接することでシリンダ１２室内は、吸気ポート１７につながった吸入空間Ｐ、吐出ポート１８につながる圧縮空間Ｑに分かれる。図８の状態から偏心部５ｃが少し回転すると、吸入空間Ｐの体積が増えて吸気ポート１７からガスを吸入し、また、圧縮空間Ｑの体積が減少してガスが圧縮される。さらに回転すると、図２で示した状態になって圧縮空間Ｑの体積が非常に小さくなり、すなわち、圧縮空間Ｑ内の圧力が高まり、図５で示した開閉弁６１が圧力などで開いて吐出ポート１８からガスが内部空間７に吐き出される。吐き出されたガスは内部空間７を経て吐出管２から容器１の外部に送り出される。その後、さらに偏心部５ｃが少し回転して、図７の状態となると、圧縮空間Ｑからの吐出が完了して、圧縮空間Ｑがなくなり、吸入空間Ｐの体積が最大となる。さらに偏心部５ｃが少し回転すると、ピストン１３とシリンダ１２室の内壁の接触部分が吸気ポート１７を横切り、吸入空間Ｐであった空間は吸気ポート１７と分離されて圧縮空間Ｑになる。このように、ピストン１３の転動によって圧縮動作が行われる。
【００４９】
上記の様に圧縮動作においてベーン１４はスロット１９内をシリンダ室１２の径方向に往復運動する。本発明の実施の形態１では、ベーン１４の後端側は径方向の長さがベーン１４と同程度の腕部３０ａによってコイルばね１６からの力を受けることができる。従って、図７のようにベーン１４が最もシリンダ１１の径方向外側に位置する場合でも、ベーン１４の後端側に必要な長さが短くでき、小型のロータリ圧縮機を実現できる。また、コイルばね１６からの力また、図８のようにベーン１４が最もシリンダ１１の中心側に位置する場合も、スロット１９に十分な長さのベーン１４が挿入された状態とすることができる。従って、ベーン１４が吸入空間Ｐと圧縮空間Ｑの圧力差によってスロット１９が径方向に対して斜めに傾くことを防止できる。
【００５０】
図９は本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。ピストン１３が最もスロット１９側にある点で図７と類似するが、ベーン１４がピストン１３から離れてより外周側にある。通常の圧縮運転中では、上記で述べたように、レバー３０はシリンダ１１内に留まるが、例えば、液状態の冷媒がシリンダ室１２に流入した場合、液圧縮により圧縮空間内の圧力が急激に高まると同時にベーンは通常の径方向の最外位置を超えて外側へ移動する。これにあわあせて、レバー３０も径方向外側へ移動しようとするが、ストッパ１１ａによって移動が抑制される。レバー３０が容器１の内面に衝突することを防ぐことができるので、信頼性が向上する。
【００５１】
コイルばね１６は自由長さ（力をかからない状態の長さ）に対して縮められた状態で保持されて、伸長しようとする復元力をレバー３０によってベーン１４の後端に伝える。つまりコイルばね１６は圧縮バネである。図７のようにベーン１４が最もシリンダ１１の径方向外側に位置する場合に、最も長さが短くなるように縮んで、ベーン１４の後端に伝える力が強くなる。図８のようにベーン１４が最もシリンダ１１の中心側に位置する場合に最も長さが長くなり、自由長さに近くなって、ベーン１４の後端に伝える力は弱くなる。図８の状態では、吸入空間Ｐと圧縮空間Ｑの圧力差が比較的小さいため、ベーン１４の先端がピストン１３に当接し続けるための力は小さくてもよい。また、その力を小さくするほうが摩擦抵抗が低減するのでよい。一方、図１のように圧縮の過程が進み、ベーン１４が外周側に移動した状態ではベーン１４の先端にある程度強い力を加えることで先端の密閉を高めることが望ましい。本発明の実施の形態１ではレバー３０によってコイルばね１６の復元力を伝達する際に、このように圧縮過程の途中でベーン１４の先端にかかる力を変化させることができる。
【００５２】
以上で述べたとおり、本発明の実施の形態１では、レバー３０の支点Ａから作用点Ｃまでの距離Ｌ２は、支点Ａから力点Ｂまでの距離Ｌ１よりも長いので、ベーン１４の先端の往復移動距離をδ２に比べてコイルばね１６の変位量δ１を小さくできる。コイルばねの寿命は長さの変化量に依存することが知られており、本発明の実施の形態１では変位量δ１を短く、つまり伸縮長さを短くできるため、シリンダの外径を拡大してばねの全長を長くすることなく、ばねの寿命を大幅に向上することが可能となる。
【００５３】
また、レバー３０の支点と作用点とを結ぶ直線よりも力点がシリンダ１１の中心側に位置するように曲がった形状としたので、レバー３０全体がシリンダ１１の中心からの距離を短くすることができ、小型のロータリ圧縮機を実現できる。
【００５４】
また、スロット１９はシリンダの吸気ポート１７と吐出ポート１８との間にあって、コイルばね１６とレバー３０の回転軸（軸部３０ｂ）はスロット１９に対して吸気ポート１７と反対側、つまり吐出ポート１８側に位置する。つまり、レバー３０の揺動する腕部３０ａは、ほぼ全体がベーン１４に対して吐出ポート１８側にある。吐出ポート１８は吸気ポート１７に比べて小サイズであるため、大きな揺動スペース１１ｃを確保することができ、十分な強度のレバー３０を実現することができる。また、コイルばね１６も強度の高い比較的大きなものを設置することが容易となる。
【００５５】
また、レバー３０の支点Ａから作用点Ｃまでの間の腕部とコイルばね１６が設置された箇所とが径方向に重ならない。支点Ａから作用点Ｃまでの間の腕部は長く大きく揺動するため、シリンダの径方向に揺動スペースを大きく確保する必要であるが、そのスペースからコイルばね１６がずれた位置にあり、コイルばね１６のサイズを大きくして、強度を高めることができる。また、レバー３０の腕部の幅を大きくして、強度を向上させることもできる。
【００５６】
ベーン３０は後端にシリンダ１１の中心側に窪んだ窪み部１４ｃを有し、窪み部１４ｃでレバー３０からコイルばね１６の復元力を受けるので、ベーン１４の後端側のスペースを小さくできる。
【００５７】
レバー３０の回転軌道上で、かつ、シリンダ１１の中心から遠い側に、レバー３０の回転を規制するストッパ１１ａを設けたので、レバー３０が容器１の内面に衝突することを防ぐことができるので、信頼性が向上する。
【００５８】
コイルばね１６は圧縮バネであり、コイルばね１６はレバーの力点Ｂとの間に摺動板３１を有しているので、レバー３０とコイルばね１６との間の摩擦抵抗を低減することができる。
【００５９】
以下では本発明の実施の形態１の変形例について説明する。
【００６０】
上記ではロータリ圧縮機構が１つの場合の構造を述べたが、２つ以上のロータリ圧縮機構を有していてもよい。図１０は本発明の実施の形態１の変形例１であるロータリ圧縮機２００の構造を概略的に示す断面図である。変形例１では駆動軸５の軸方向に２つのロータリ圧縮機構を有している。圧縮機構のそれぞれは、基本的に上記で述べた圧縮機構と同様である。
【００６１】
２つの圧縮機構のうち、電動機８に近い位置にある圧縮機構を第１圧縮機構、電動機８から遠い位置にある圧縮機構を第２圧縮機構とする。また、第１圧縮機構の各要素は上記で述べた要素と同じであり同じ符号を用いるが名称に第１と付けて、第１シリンダ１１、第１シリンダ室１２、第１ピストン１３、第１ベーン１４、第１ベーン背室１５、第１コイルばね１６、第１吸気ポート１７、第１吐出ポート１８、第１スロット１９、第１レバー３０、第１マフラ６３、とする。第２圧縮機構にも順に対応する各要素があり、これらを第２シリンダ２１、第２シリンダ室２２、第２ピストン２３、第２ベーン２４、第２ベーン背室２５、第２コイルばね２６、第２吸気ポート２７、第１吐出ポート２８、第２スロット２９、第２レバー４０、第２マフラ７３、とする。
【００６２】
第１圧縮機構と第２圧縮機構とは軸方向に中間仕切板４を挟んで構成される。電動機８に近い側から遠い側に、第１支持部材６０、第１シリンダ１１、中間仕切板４、第２シリンダ２１、第２支持部材７０が順に積層されて構成されている。第１圧縮機構の第１シリンダ１１の電動機８側は第１支持部材６０のフランジ部６０ｂ、その反対側は中間仕切板４で覆われて第１シリンダ室１２が形成されている。第２圧縮機構の第２シリンダ２１の電動機８側は中間仕切板４で覆われ、その反対側は第２支持部材７０のフランジ部７０ｂで覆われて第２シリンダ室２２が形成されている。
【００６３】
駆動機構は駆動軸５の一部に第１圧縮機構と第２圧縮機構とそれぞれに対応する偏心部を有する。駆動軸５は第１圧縮機構の第１ピストン１３を第１シリンダ室１２内で転動させる第１偏心部５ｃと、第２圧縮機構の第２ピストン２３を第２シリンダ室２２内で転動させる第２偏心部５ｄと、を有している。また、第１偏心部５ｃと第２偏心部５ｄとの間は中間仕切板４の軸方向の厚み分に対応する中間軸部５ｅによって接続されている。中間仕切板４には貫通穴が設けられて、その貫通穴内に中間軸部５ｅが挿通される。第２偏心部５ｄは第１偏心部５ｃと同様に、その中心軸が長軸部５ａ及び短軸部５ｂの中心軸から所定距離だけ偏心している。第１偏心部５ｃと偏心部５ｄとは、偏心方向が軸に対して反対である、このため、第１ピストン１３と第２ピストン２３とは位相が１８０度ずれて転動する。また、図１０のように、第１ベーン１４と第２ベーン２４と、第１スロット１９と第２スロット２９とは、駆動軸５に対して同じ側にある。
【００６４】
図１１は変形例１のロータリ圧縮機２００の第２圧縮機構の下面図であり、図１０のＸ２−Ｙ２での断面を電動機８と逆側から見た図である。第２圧縮機構も基本的に図８などに示した第１圧縮機構とほぼ同じ構成である。図８とは駆動軸５に対して反対側から見た図のため、左右が反転してみえるが、電動機８から見た場合に第２吸気ポート２７は第１吸気ポート１７と第１ベーン１４または第２ベーン２４に対して同じ側にある。従って、第１吸気ポート１７と第２吸気ポート２７につながる吸入管は駆動軸５の軸方方向に２つ並ぶ。電動機８から見た場合に、第２吸気ポート２７、第２吐出ポート２８、第２コイルばね２６、第２レバー４０は、第１吸気ポート１７、第１吐出ポート１８、第２コイルばね１６、第２レバー３０から駆動軸５の軸方向に並進した位置にある。
【００６５】
第２吐出ポート２８から吐出されるガスは、第１圧縮機構の図５と同様に第２支持部材７０に設けられた貫通孔を介して第２マフラ７３に放出され、さらに内部空間７に放出される。第２圧縮機構において貫通孔に開閉弁がある構成も同様である。第２マフラ７３は電動機８と反対側にあり、容器１の下部の潤滑油貯蔵部７ａ側にある。第１ピストン１３と第２ピストン２３とが位相がずれて転動するので、圧縮の動作は半周期ずれる。第１吸気ポート１７と第２吸気ポート２７とからガスが吐出されるタイミングは駆動軸５の回転に対して半周期ずれる。
【００６６】
変形例１では２つの圧縮機構のそれぞれに、独立して揺動可能なレバー３０、４０を設けたので、それぞれのコイルばねの寿命を長くすることができる。また、各レバーは対応するシリンダの高さの範囲内で、かつ、シリンダの外周内に収められているため、複数の圧縮機構を積層して組み立てことが容易である。
【００６７】
上記の実施の形態１ではピストン１３がシリンダ室１２を１回転する間で吸気から圧縮までの工程が１回行われるようにしたが、１つのシリンダ室に吸気ポート、吐出ポート、ベーンの組を複数有して、ピストン１３が１回転する間に吸気から圧縮までの工程が複数回行われるようにしてもよい。その場合、各ベーンに対してレバーを設けると良い。
【００６８】
また、レバー３０、４０はシリンダ１１、２１の軸方向において、吐出ポート１８、２８を設けた面側にあるようにしたが、反対側に設けてもよい。図１２は本発明の実施の形態１の変形例２であるロータリ圧縮機３００の構造を概略的に示す断面図である。変形例２では第２圧縮機構の第２レバー４０を中間仕切板４側に設けた以外は変形例１と同じである。変形例２で変形例１に比べて第２レバー４０が容器１の底面から離れるため、潤滑油貯蔵部７ａの潤滑油の油面よりも高い位置となりやすく、第２レバー４０が潤滑油を撹拌することが少ない。圧縮機が複数の圧縮機構を備えた場合に、一部の圧縮機構のみがレバーを設けるようにしてもよい。
【００６９】
＜実施の形態２＞
図１３は本発明の実施の形態２のロータリ圧縮機の部分分解斜視図である。図１３は実施の形態１の図５に対応する図である。実施の形態１と比較して、第１支持部材６０のフランジ部６０ａがシリンダ１１の外周まで径方向に広がった構成である。また、レバー３０の軸部３０ｂが腕部３０ａの軸方向の上下に設けられている。腕部３０ａの軸方向の一方の軸部３０ｂはシリンダ１１に設けられた軸受に挿入される。腕部３０ａの軸方向の他方の軸部３０ｂはフランジ部６０ａに形成された軸受孔６０ｄに挿入される。シリンダ１１に設けられた軸受の中心軸とフランジ部６０ａに形成された軸受孔６０ｄの中心軸とは同一線上にある。
【００７０】
実施の形態２によれば、レバー３０が２つの軸受けで保持されるため、回転動作の安定性が増し、信頼性の向上が図れる。また、フランジ部６０ａがレバー３０の上部を覆うので、回転駆動中に潤滑油貯蔵部３ａの油面が、レバー３０によって掻き乱されることを防止できる。
【００７１】
実施の形態１の変形例１、変形例２のように、中間仕切板４がある構成では、中間仕切板４にレバー３０の軸部３０ｂが挿入される軸受孔を設けてもよい。軸部３０ｂは軸受孔を貫通する必要はなく、一部が挿入された形であってもよい。たとえば、中間仕切板４の一方の面から第１圧縮機構の第１軸部３０ｂが中間仕切板４の途中まで挿入され、中間仕切板４の他方の面から第２圧縮機構の第２軸部が中間仕切板４の途中まで挿入されるようにしてもよい。
【００７２】
＜実施の形態３＞
図１４は本発明の実施の形態３のロータリ圧縮機の部分側面図である。図１４は実施の形態１の図６に相当する側面図である。図１５は本発明の実施の形態３のロータリ圧縮機のベーンの側面図である。実施の形態１と比較して、レバーの軸部３０ｂが腕部３０ａに対して軸方向の上下に設けられる。シリンダには対応する軸受３２が軸方向の上下に設けられる。上下の一方の軸受３２を含むシリンダ１１の一部を分離可能に作成して、シリンダ１１にレバー３０をセットした後に、軸受３２を含む部分をレバー３０の軸部３０ｂに合わせて固定するなどで作製できる。また、軸部３０ｂは腕部３０ａと別体で形成されていてもよく、たとえば、腕部３０ａの中間に孔を設けておいて、この孔が軸受となっていてもよい。この場合、シリンダ１１側には軸部３０ｂが貫通し、かつ、固定する穴が設けられていればよい。
【００７３】
レバー３０はシリンダ１１の軸方向のほぼ中央に位置する。揺動スペース１１ｃもレバー３０に合わせて軸方向のほぼ中央に形成される。これにあわせて、ベーン３０の窪み部１４ｃは軸方向の中央に位置する。実施の形態１と同様に、窪み部１４ｃでレバー３０と接触する。
【００７４】
本実施の形態３によれば、レバー３０が両持ちで保持されるため、回転動作の安定性が増し、信頼性の向上が図れる。また、レバー３０の腕部３０ａとコイルばね１６の中心の位置がシリンダ１１の軸方向の高さで一致させることができ、コイルばね１６からレバー３０への力の伝達が良好となる。
【００７５】
＜実施の形態４＞
図１６は本発明の実施の形態４のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。実施の形態１とレバーの形状、コイルばね１６の配置が異なる。コイルばね１６は圧縮バネであり、圧縮された状態で保持されて、ばねがのびる復元力をレバーに伝える点は上記の実施の形態と共通する。実施の形態４のロータリ圧縮機では、レバー５０が支点Ａ、力点Ｂ、作用点Ｃの順に連なり、コイルばね１６がレバー５０の外周側に位置する点で上記の実施の形態と異なる。シリンダ１１の中心から見てコイルばね１６がレバー５０と干渉する位置にあるため、コイルばね１６の長さを実施の形態１ほど長くすることが難しいが、シリンダ１１の外周からコイルばね１６を設置できるため、製造が容易となり、またコイルばね１６の特性の調整も容易となる。
【００７６】
たとえば、ばね収納孔１１ｂはシリンダ１１の外周から中心に向かってあけた穴とする。コイルばね１６を固定板３３に取り付けてばね収納孔１１ｂに圧縮させながら差し込み、固定板３３をシリンダ１１に固定する。固定板３３の押し込み量でコイルばね１６の復元力を調整することができる。
【００７７】
本実施の形態４のレバー５０は複雑に曲がった形状であるが、実施の形態１と同様に、支点Ａと作用点Ｃとを結んだ線よりも力点Ｂがシリンダ１１の中心に近い位置にある。このため、コイルばね１６とレバー５０とを含む力の伝達機構はシリンダ１１の中心からの距離を短くできる。レバー５０により小型で、信頼性が高いロータリ圧縮機を実現できる。
【００７８】
＜実施の形態５＞
図１７は本発明の実施の形態５のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。上記の実施の形態とレバーの形状、コイルばね１６の配置が異なる。コイルばね１６は圧縮バネであり、圧縮された状態で保持されて、ばねがのびる復元力をレバーに伝える点は上記の実施の形態と共通する。実施の形態５のロータリ圧縮機では、レバー６０が力点Ｂ、支点Ａ、作用点Ｃの順に連なる点は実施の形態１と同様であるが、力点Ｂ、支点Ａ、作用点Ｃを順に結ぶ線が鋭角に曲がっている点、レバー６０の支点Ａと作用点Ｃとをつなぐ腕部よりもシリンダ１１の中心側にコイルばね１６がある点、コイルばね１６の伸縮方向がシリンダ室１２の略周方向に沿った方向である点、が異なる。
【００７９】
シリンダ１１の中心から見てコイルばね１６がレバー６０と重なる位置にあるが、コイルばね１６の伸縮方向がシリンダ室１２の略周方向に沿った方向であるため、支点Ａと作用点Ｃとをつなぐ腕部が十分に長い構成であれば、コイルばね１６の長さを十分に長くすることができる。また、その場合、支点Ａと力点Ｂとの距離Ｌ１に比べて、支点Ａと作用点Ｃとの距離Ｌ２は、たとえば４〜６倍など、実施の形態１に比べて大きな比とすることが容易となる。従って、コイルばね１６の変形量δ１が実施の形態１より小さくなり、コイルばね１６の寿命を高めることができる。
【００８０】
図１８は本発明の実施の形態５のロータリ圧縮機のベーンの斜視図である。実施の形態５ではベーン１４の後端の窪み部１４ｃにスロットの幅よりもスロット１９の幅方向に広い、つまりスロット１９内を摺動するベーン１４の部位の厚みより厚み方向に幅広の接面部１４ｄを設けた。支点Ａと作用点Ｃとをつなぐ腕部が長いことによって、腕部の先端の位置がベーン１４の後端から外れやすくなる。図１８のように幅広の接面部１４ｅを設けると、レバー８０が揺動した際に先端がベーン１４の厚みより幅方向にずれても、接面部１４ｅのどこかの箇所で接するため、レバー６０からの力をベーン１４がシリンダの中心に向かう力として伝えることが良好にできる。レバー６０と接触する接面部１４ｅは平坦でなくてもよく、凸の曲面で接触して接触の抵抗を低減するようにしてもよい。
【００８１】
レバー６０は鋭角に折れ曲がった形状であるが、実施の形態１と同様に、支点Ａと作用点Ｃとを結んだ線よりも力点Ｂがシリンダ１１の中心に近い位置にある。このため、コイルばね１６とレバー６０とを含む力の伝達機構はシリンダ１１の中心からの距離を短くできる。このようなレバー６０の形状により、小型で、信頼性が高いロータリ圧縮機を実現できる。
【００８２】
＜実施の形態６＞
図１９は本発明の実施の形態６のロータリ圧縮機のシリンダの上面図である。上記の実施の形態と異なり、実施の形態６のコイルばね１６は引っ張りばねである。つまり、自然な状態から引っ張られた状態で保持されて、縮もうとする復元力をベーン１４に伝達する。レバー９０は、力点Ｂ、支点Ａ、作用点Ｃを順に結ぶ線が支点Ａでおおよそ９０度（８０〜１００度など）に折れ曲がった形状である。
【００８３】
コイルばね１６は引っ張りばねであるため、両端に取り付けのためのフック３４を有している。一方のフック３４はシリンダの固定部Ｄに取り付けられ、他方のフック３４は。レバー９０の力点Ｂに取り付けられる。レバー９０の揺動によって、シリンダ１１に対してコイルばね１６の角度が少し変化するため、フック３４は固定部Ｄ、力点Ｂで摺動可能とされている。
【００８４】
コイルばね１６は伸縮方向がシリンダ１１の径方向から傾斜するように設けられる。コイルばね１６はベーン１４の位置を０度とする回転角でおおよそ−９０度〜−６０度の角度範囲に設置され、シリンダ１１の中心から見て、コイルばね１６のフック３４を除き、レバー８０と重ならない位置に設置される。コイルばね１６が設置されるばね収納孔１１ｂは、シリンダ１１の外周の回転角でおおよそ−９０度の位置からおおよそベーン１４の後端に向かう孔として設けられる。
【００８５】
本実施の形態６のロータリ圧縮機によれば、支点Ａと力点Ｂとの距離Ｌ１に比べて、支点Ａと作用点Ｃとの距離Ｌ２は、たとえば２〜３倍、などすることにより、実施の形態１と同様に、コイルばね１６の寿命を高めることができる。また、コイルばね１６が引っ張りバネの場合はフック３４があるため、ばね本体部分が短くなるが、シリンダの径方向に対して傾斜する配置としたので、径方向に配置する場合に比べてばねの長さを長くすることが可能であり、ばね寿命を長くすることができる。
【００８６】
＜実施の形態７＞
図２０は本発明の実施の形態７のレバーの斜視図である。上記の実施の形態では、ベーン１４と接触する接触面３０ｄをレバー１４の回転軸に対して平行な曲面で構成したが、本実施の形態の接触面３０ｄは、さらにシリンダ１１の中心軸の軸方向に対して曲率を有する曲面を含む構成とした。接触面３０ｄの全体が三次元曲面で構成されるようにしてもよいが、回転軸に対して平行な二次元曲面と軸方向に対して曲率を有する三次元曲面とを組み合わせてもよい。図は、軸方向の中央は回転軸に対して平行な二次元曲面として、その二次元曲面の軸方向の両側に、二次元曲面と滑らかに連続するように回転軸に対して徐々に傾斜角度が変化する三次元曲面を設けた構造の例を示す。
【００８７】
図２１は本発明の実施の形態７のロータリ圧縮機の動作時の一例を示す部分断面図であり、シリンダ１１の中心軸に平行で、かつ、シリンダ１１の中心とベーン１４の中心と通る断面の一部分である。なお、この図において、この断面から周方向にずれた位置にあるレバー３０の軸部３０ｂ、腕部３０ｂを周方向にベーン１４の延長線上まで移動して、それらの外形を破線で示している。この図において、レバー３０の軸部３０ｂはシリンダ１１の軸に対して傾斜して、軸部３０ｂの下部よりも上部がシリンダ１１の軸に近づいている。本来は、レバー３０の軸部３０ｂの軸はシリンダ１１の軸と平行に動作することが望ましいが、軸受３２との隙間が摩耗などで拡大した場合に、このように傾く場合がある。また、図とは逆に、レバー３０の揺動によって軸部３０ｂの下側がシリンダ１１の中心軸に近づくような傾斜となる場合もある。さらにレバー３０の揺動に合わせて軸部３０ｂの傾斜の方向が変化する場合もある。
【００８８】
軸部３０ｂがほとんど傾かない場合は、接触面３０ｄをシリンダ１１の軸と平行な面とすると良い。しかしながら、図のように、軸部３０ｂの傾きが少し大きい場合は、接触面３０ｄの軸方向の一方の端部がベーン１４に対して片当たりするため、当たった部分の摩耗が大きくなる。摩耗によって、レバー３０からベーン１４に伝わる力が変化したり、摩耗で生じた金属粉が潤滑油に混じったりする問題が起こる。本実施の形態６によれば、軸部３０ｂが傾いた際に、軸方向に曲率を有する曲面で接触して力を伝達するため、回転軸に対して傾斜しない面が片当たりする場合に比べて接触する箇所の面積を大きくすることができ、摩耗量を抑制できる。また、摩擦も小さくすることができる。また、軸部３０ｂの組み立て時にシリンダ１１の軸との平行がずれた場合にも効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、ベーンに力を加えるためのばねの寿命を長くでき、小型で、信頼性が高いロータリ圧縮機を実現できる。
【符号の説明】
【００９０】
１  容器、２  吐出管、３  吸入管、４  中間仕切板、５  駆動軸、５ｍ  電動部、５ａ  長軸部、５ｂ  短軸部、５ｃ  偏心部（第１偏心部）、５ｄ  第２偏心部、５ｅ  中間軸部、７  内部空間、７ａ  潤滑油貯蔵部、８  電動機、８ａ  回転子、８ｂ  固定子、１１  シリンダ（第１シリンダ）、１１ａ  ストッパ、１１ｂ  ばね収納孔、１１ｃ  揺動スペース（第１揺動スペース）、１２  シリンダ室（第１シリンダ室）、１３  ピストン（第１ピストン）、１４ベーン（第１ベーン）、１４ａ  先端、１４ｂ  後端、１４ｃ  窪み部、１４ｅ  接面部、１５  ベーン背室（第１ベーン背室）、１６  コイルばね（第１コイルばね）、１７  吸気ポート（第１吸気ポート）、１８  吐出ポート（第１吐出ポート）、１９  スロット（第１スロット）、２１  第２シリンダ、２１ｃ  第２揺動スペース、２２  第２シリンダ室、２３  第２ピストン、２４  第２ベーン、２５  第２ベーン背室、２６  第２コイルばね、２７  第２吸気ポート、２８  第２吐出ポート、２９  第２スロット、３０  レバー（第１レバー）、３０ａ  腕部、３０ｂ  軸部、３０ｃ  連結部、３０ｄ  接触面、３０ｅ  接触面、３１  摺動板、３２  ４０  第２レバー、６０  第１支持部材、６０ａ  軸受部、６０ｂ  フランジ部、６０ｃ  貫通孔、６１  開閉弁、６３  マフラ（第１マフラ）、７０  第２支持部材、７０ａ  軸受部、５０、６０、８０、９０  レバー、８８  導入端子、１００，２００，３００  ロータリ圧縮機。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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