(57)【要約】【課題】シングルスクリュー圧縮機（１）  において、ケーシング（１０）内で圧縮機構（２０）から高圧空間（Ｓ２）へ高圧ガスを吐出する吐出口（２５）の開口面積速度を速め、過圧縮損失を低減する。【解決手段】圧縮機構（２０）の高圧ガスが、スクリューロータ（４０）の吐出側の端部から、スクリューロータ（４０）の径方向だけでなく軸方向にも吐出されるように、圧縮機構（２０）から高圧空間（Ｓ２）へ高圧ガスを吐出する吐出口（２５）を、円筒壁（３０）を径方向へ貫通して高圧空間（Ｓ２）に連通する径方向吐出口（２５ａ）  と、スクリューロータ（４０）の吐出側端部から軸方向へのびて高圧空間（Ｓ２）に連通する軸方向吐出口（２５ｂ）  とから構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１０）内に、ガスを圧縮する圧縮機構（２０）と、該圧縮機構（２０）から吐出された高圧ガスが流入する高圧空間（Ｓ２）とを備え、
上記圧縮機構（２０）が、ケーシング（１０）内に設けられた円筒壁（３０）と、該円筒壁（３０）に回転可能に嵌合するとともに外周面に螺旋状の歯溝（４１）を有するスクリューロータ（４０）と、円筒壁（３０）の一部を貫通してスクリューロータ（４０）の歯溝（４１）と噛み合うゲートロータ（５０）とを有するシングルスクリュー圧縮機であって、
圧縮機構（２０）から高圧空間（Ｓ２）へ高圧ガスを吐出する吐出口（２５）が、円筒壁（３０）を径方向へ貫通して高圧空間（Ｓ２）に連通する径方向吐出口（２５ａ）  と、スクリューロータ（４０）の吐出側端部から軸方向へのびて高圧空間（Ｓ２）に連通する軸方向吐出口（２５ｂ）  とから構成されていることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のシングルスクリュー圧縮機において、
円筒壁（３０）の内面に、スクリューロータ（４０）の歯溝（４１）と吐出側端部で連通して軸方向へのびる切り欠き溝（３５）が形成され、
軸方向吐出口（２５ｂ）  が該切り欠き溝（３５）を含むように構成されていることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシングルスクリュー圧縮機において、
スクリューロータ（４０）の吐出側端部に、歯溝（４１）を軸方向へ開放する開口部（４２）が形成され、
軸方向吐出口（２５ｂ）  が該開口部（４２）を含むように構成されていることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項３に記載のシングルスクリュー圧縮機において、
スクリューロータ（４０）の開口部（４２）は、該スクリューロータ（４０）の吐出側端部において歯先外周面に連接する環状のランド（４３）に形成された切り欠きにより構成されていることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項３に記載のシングルスクリュー圧縮機において、
スクリューロータ（４０）の吐出側端部が歯溝（４１）を軸方向へ開放するようにテーパ状に形成されることにより、該吐出側端部に開口部（４２）が設けられていることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルスクリュー圧縮機に関し、特に、圧縮機構から高圧空間へ高圧ガスを吐出するための吐出口の構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シングルスクリュー圧縮機は例えば冷凍空調用の圧縮機として用いられている。このシングルスクリュー圧縮機の圧縮機構は、一般に、外周面に複数の螺旋溝を有するスクリューロータと、複数の歯を有する円板状の２枚のゲートロータとを備えている（例えば、特許文献１参照）。上記スクリューロータは、圧縮機のケーシング内に設けられている円筒壁内に回転可能に嵌合し、歯先外周面が該円筒壁に包囲されている。また、ゲートロータは、歯が円筒壁を貫通してスクリューロータと噛み合うように構成されている。そして、円筒壁の内周面と、スクリューロータの歯溝と、ゲートロータの歯により、円筒壁内に２つの圧縮室が形成されている。
【０００３】
上記ケーシング内には、冷媒回路の蒸発器から低圧冷媒（低圧ガス）が導入される低圧空間と、圧縮機構から凝縮器へ送る前の高圧冷媒（高圧ガス）が充満する高圧空間とが区画形成されている。上記低圧空間はスクリューロータの軸方向の一端を介して圧縮室に連通している。また、この圧縮室は、上記円筒壁に形成された吐出口を介して上記高圧空間に連通している。
【０００４】
上記ケーシング内には電動機が固定され、該電動機の回転軸には上記スクリューロータが連結されている。そして、このスクリュー圧縮機では、電動機を起動することでスクリューロータが回転すると、ゲートロータが回転しながら円筒壁内でスクリューロータの溝が移動し、圧縮室の容積が拡大後に縮小する動作を繰り返す。冷媒は、圧縮室の容積が拡大する間にスクリューロータの軸方向の一端（低圧側端部）側においてケーシング内の低圧空間から圧縮室へ吸入される一方、該容積が縮小を始めると圧縮される。圧縮されて高圧になった冷媒は、圧縮室である歯溝がスクリューロータの軸方向の他端（吐出側端部）側へ移動して上記吐出口と連通すると、該吐出口を径方向へ通過してケーシング内の高圧空間へ吐出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１２９３８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シングルスクリュー圧縮機は、ツインスクリュー圧縮機と比較すると機械損失は小さいが、吐出行程が始まってから完了するまでのスクリューロータの回転角度が小さいために、冷媒の吐出速度が速く、過圧縮損失が大きい問題がある。これに対し、シングルスクリュー圧縮機の過圧縮損失を小さくすることが可能になれば、もともと機械損失が小さい利点を生かして、高効率の運転が可能になると考えられる。
【０００７】
そこで、過圧縮損失を小さくするために、圧縮室から高圧空間へ通じる吐出口の開口面積を広げることが考えられる。しかし、単に吐出口を大きくしても過圧縮損失が低減されるとは限らない。これは、過圧縮損失を低減するには、吐出行程中に歯溝が吐出口と連通してからその開口面積が増加する速度（開口面積速度）を速くして冷媒を効率よく排出する必要があるのに対して、単に開口面積を広くしただけでは開口面積速度が速くなるとは限らないからである。つまり、単に吐出口を大きくしても、吐出行程中の開口面積速度が速くならなければ、無駄に面積を広げただけで、吐出口の面積全てを有効に使った吐出行程が行われないことになる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、シングルスクリュー圧縮機において、ケーシング内の圧縮機構から高圧空間へ高圧ガスを吐出する際の開口面積速度を速くして、過圧縮損失を低減できるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮機構（２０）において高圧になった冷媒が、スクリューロータ（４０）の吐出側の端部から、スクリューロータ（４０）の径方向だけでなく軸方向にも吐出されるようにしたものである。
【００１０】
具体的に、請求項１に記載の発明は、ケーシング（１０）内に、ガスを圧縮する圧縮機構（２０）と、該圧縮機構（２０）から吐出された高圧ガスが流入する高圧空間（Ｓ２）とを備え、上記圧縮機構（２０）が、ケーシング（１０）内に設けられた円筒壁（３０）と、該円筒壁（３０）に回転可能に嵌合するとともに外周面に螺旋状の歯溝（４１）を有するスクリューロータ（４０）と、円筒壁（３０）の一部を貫通してスクリューロータ（４０）の歯溝（４１）と噛み合うゲートロータ（５０）とを有するシングルスクリュー圧縮機（１）  を前提としている。
【００１１】
そして、この発明のスクリュー圧縮機（１）  は、圧縮機構（２０）から高圧空間（Ｓ２）へ高圧ガスを吐出する吐出口（２５）が、円筒壁（３０）を径方向へ貫通して高圧空間（Ｓ２）に連通する径方向吐出口（２５ａ）  と、スクリューロータ（４０）の吐出側端部から軸方向へのびて高圧空間（Ｓ２）に連通する軸方向吐出口（２５ｂ）  とから構成されていることを特徴としている。
【００１２】
この請求項１の発明では、圧縮機構（２０）のスクリューロータ（４０）が回転するのに伴って高圧になったガスは、径方向吐出口（２５ａ）  と軸方向吐出口（２５ｂ）  とを通って圧縮機構（２０）から高圧空間（Ｓ２）へ吐出される。ここで、圧縮機構（２０）で高圧になった吐出ガスを圧縮機構（２０）から高圧空間（Ｓ２）へスクリューロータ（４０）の径方向にのみ吐出する構成の場合は、上述したように、いくら吐出口（２５）の開口面積を大きくしても開口面積速度がある値以上には大きくならないために、開口面積の全体を有効に使って吐出することができず、過圧縮損失を所定値以下に低減することが困難である。これに対し、本発明では、吐出行程中に歯溝（４１）が移動するときに、径方向吐出口（２５ａ）  と軸方向吐出口（２５ｂ）  の両方において同時に開口面積が大きくなっていく。このことにより、吐出方向が径方向だけである場合よりも開口面積速度が速くなる。したがって、開口面積の全てを有効に使った吐出行程を実現することが可能となり、過圧縮損失も低減される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシングルスクリュー圧縮機において、円筒壁（３０）の内面に、スクリューロータ（４０）の歯溝（４１）と吐出側端部で連通して軸方向にのびる切り欠き溝（３５）が形成され、軸方向吐出口（２５ｂ）  が該切り欠き溝（３５）を含むように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
この請求項２の発明では、圧縮機構（２０）の吐出ガスは、円筒壁（３０）を貫通する径方向吐出口（２５ａ）  を通るとともに、スクリューロータ（４０）の歯溝（４１）と吐出側端部で連通して軸方向へのびるように円筒壁（３０）に形成された切り欠き溝（３５）（軸方向吐出口（２５ｂ）  ）も通って、高圧空間（Ｓ２）へ吐出される。これにより、吐出方向が径方向だけである場合よりも開口面積速度が速められる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシングルスクリュー圧縮機において、スクリューロータ（４０）の吐出側端部に、歯溝（４１）を軸方向へ開放する開口部（４２）が形成され、軸方向吐出口（２５ｂ）  が該開口部（４２）を含むように構成されていることを特徴としている。
【００１６】
この請求項３の発明では、圧縮機構（２０）の高圧ガスは、円筒壁（３０）の径方向吐出口（２５ａ）  を通るとともに、スクリューロータ（４０）の歯溝（４１）を吐出側端部において軸方向へ開放する開口部（４２）（軸方向吐出口（２５ｂ）  ）も通って、高圧空間（Ｓ２）へ吐出される。これにより、吐出方向が径方向だけである場合よりも開口面積速度が速められる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のシングルスクリュー圧縮機において、スクリューロータ（４０）の開口部（４２）が、該スクリューロータ（４０）の吐出側端部において歯先外周面に連接する環状のランド（４３）に形成された切り欠きにより構成されていることを特徴としている。
【００１８】
この請求項４の発明では、圧縮機構（２０）の吐出ガスは、円筒壁（３０）の径方向吐出口（２５ａ）  を通るとともに、スクリューロータ（４０）の吐出側端部のランド（４３）に形成された開口部（４２）である切り欠き（軸方向吐出口（２５ｂ）  ）も通って、高圧空間（Ｓ２）へ吐出される。これにより、吐出方向が径方向だけである場合よりも開口面積速度が速められる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のシングルスクリュー圧縮機において、スクリューロータ（４０）の吐出側端部が歯溝（４１）を軸方向へ開放するようにテーパ状に形成されることにより、該吐出側端部に開口部（４２）が設けられていることを特徴としている。この構成では、スクリューロータ（４０）の吐出側端部を歯溝（４１）にかかるようなテーパ面にすることにより、歯溝（４１）の吐出側端部が軸方向に開放される。
【００２０】
この請求項５の発明では、圧縮機構（２０）の吐出ガスは、円筒壁（３０）の径方向吐出口（２５ａ）  を通るとともに、歯溝（４１）が吐出側端部において軸方向へ開放された部分である開口部（４２）（軸方向吐出口（２５ｂ）  ）も通って、高圧空間（Ｓ２）へ吐出される。これにより、吐出方向が径方向だけである場合よりも開口面積速度が速められる。
【００２１】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態は、冷凍空調用のシングルスクリュー圧縮機（１）  に関するものである。
【００２２】
図１は、このシングルスクリュー圧縮機（１）  の要部の構造を示す断面図である。図示するように、このシングルスクリュー圧縮機（１）  は、ケーシング（１０）内に、低圧ガスが導入されて該低圧ガスを圧縮する圧縮機構（２０）を備えている。ケーシング（１０）内には、図示していないが電動機が固定されており、該電動機と圧縮機構（２０）とが回転軸（２１）で連結されている。また、上記ケーシング（１０）内には、冷媒回路の蒸発器（図示せず）から低圧のガス冷媒が導入されるとともに該低圧ガスを圧縮機構（２０）へ案内する低圧空間（Ｓ１）と、圧縮機構（２０）から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間（Ｓ２）とが区画形成されている。
【００２３】
上記圧縮機構（２０）は、ケーシング（１０）内に形成された円筒壁（３０）と、該円筒壁（３０）の中に配置されたスクリューロータ（４０）と、該スクリューロータ（４０）に噛み合うように構成されたゲートロータ（５０）（破線参照）とを有している。スクリューロータ（４０）は上記回転軸（２１）に装着され、キー（２２）によって回転軸（２１）に対する回り止めが施されている。
【００２４】
図２（ａ）はスクリューロータ（４０）の斜視図、図２（ｂ）はスクリューロータ（４０）の側面図である。図示するように、スクリューロータ（４０）の外周面には螺旋状の歯溝（４１）が形成されている。該スクリューロータ（４０）は円筒壁（３０）に回転可能に嵌合しており、歯先外周面が該円筒壁（３０）に包囲されている。一方、ゲートロータ（５０）は、上記円筒壁（３０）の外側でケーシング（１０）に回転可能に保持されている。このゲートロータ（５０）は、歯（５１）が円筒壁（３０）の一部を貫通してスクリューロータ（４０）の歯溝（４１）に噛み合っている。このために、上記円筒壁（３０）には、該円筒壁（３０）の斜視図である図３に示すように、ゲート開口（３１）が形成されている。
【００２５】
スクリューロータ（４０）の歯溝（４１）は、図１に示すように、溝深さがゲートロータ（５０）の外周面に沿って変化している。具体的には、上記スクリューロータ（４０）の歯溝（４１）はスクリューロータ（４０）の吸入側端部（図の左側端部）と吐出側端部（図の右側端部）で浅く、中央部で深くなっている。
【００２６】
上記圧縮機構（２０）では、円筒壁（３０）の内周面と、スクリューロータ（４０）の歯溝（４１）と、ゲートロータ（５０）の歯（５１）とによって囲まれた空間により、圧縮室（２３）が構成されている。
【００２７】
上記スクリューロータ（４０）の吸入側端部の外周部分はテーパ状に形成されている。上記歯溝（４１）は、吸入側端部において低圧空間（Ｓ１）に開放されていて、この開放された部分が圧縮機構（２０）の吸入口（２４）になっている。そして、上記圧縮室（２３）では、スクリューロータ（４０）及びゲートロータ（５０）の回転時に、低圧空間（Ｓ１）の冷媒を低圧側端部の吸入口（２４）から吸入し、これを圧縮して後述の吐出口（２５）から高圧空間（Ｓ２）へ吐出する動作を行う。
【００２８】
上記回転軸（２１）の先端部は、圧縮機構（２０）の高圧側（図の右側）に位置するベアリングホルダ（軸受け部材）（６０）に回転可能に支持されている。このベアリングホルダ（６０）は、スクリューロータ（４０）の吐出側端面に隣接しており、ボールベアリング（６１）を介して回転軸（２１）を支持している。
【００２９】
上記スクリュー圧縮機（１）  には、圧縮室（２３）に導入された冷媒を低圧空間（Ｓ１）へ戻すことにより運転容量の制御をする容量制御機構として、スライドバルブ（７０）が設けられている。このスライドバルブ（７０）は、円筒壁（３０）の周方向の２カ所に設けられたスライドバルブ収納部（３２）に軸方向へ可動に装着されている。スライドバルブ収納部（３２）は、図３に示すように、円筒壁（３０）がその周方向の２カ所において径方向外側へ膨出した部分である。このスライドバルブ収納部（３２）は、吐出側の端部から吸入側の端部へ向かって、ほぼ半円筒形状に形成されている。また、このスライドバルブ収納部（３２）の内面には、その吐出側端部から所定長さの２本の吐出溝（３３）が形成されている。この吐出溝（３３）は、スクリューロータ（４０）の軸心とスライドバルブ収納部（３２）の中心とを通る仮想平面に対して対称に形成されている。
【００３０】
上記スライドバルブ（７０）は、スライドバルブ収納部（３２）に装着したときに、その内面が上記円筒壁（３０）の内周面と同一の円筒面を構成するように形成されている。この点で、スライドバルブ（７０）は、円筒壁（３０）の一部を該円筒壁（３０）とは別の部材にして軸方向へ可動にしたものと考えることができる。
【００３１】
図１において、上記スライドバルブ（７０）を右方向へスライドさせると、円筒壁（３０）におけるスライドバルブ収納部（３２）の端面（Ｐ１）とスライドバルブ（７０）の端面（Ｐ２）との間に軸方向隙間（Ｃ）  を形成することができる。上記スライドバルブ（７０）は、この軸方向隙間（Ｃ）  を圧縮機構（２０）から低圧空間（Ｓ１）へ中間圧の冷媒を戻すバイパス通路（７６）として、このバイパス通路（７６）の開度を調節することにより圧縮機構（２０）の容量制御を行うものである。
【００３２】
上記スライドバルブ（７０）は、斜視図である図４に示すように、弁体である本体部（７１）と、該本体部（７１）と一体的に形成されるとともに圧縮機構（２０）に対する本体部（７１）の動作をガイドするガイド部（７２）と、本体部（７１）とガイド部（７２）とを連結する連結部（７３）とから構成されている。本体部（７１）には図の左側端面から突出するガイドロッド（７４）が一体に形成され、該ガイドロッド（７４）は円筒壁（３０）のガイド孔（３４）にスライド可能に嵌合している。また、上記ガイド部（７２）は、ベアリングホルダ（６０）の右側に配置されたスライドバルブ駆動機構（８０）に連結されている。
【００３３】
スライドバルブ駆動機構（８０）は、図１に示すように、ベアリングホルダ（６０）に固定されたシリンダ（８１）と、シリンダ（８１）内に装填されたピストン（８２）と、ピストンロッド（８３）に連結されたアーム（８４）と、該アーム（８４）とスライドバルブ（７０）とを連結する連結ロッド（８５）と、アーム（８４）を上記ケーシング（１０）に対して図の右方向へ付勢するスプリング（８６）とを備えている。このスライドバルブ駆動機構（８０）は、上記スプリング（８６）でスライドバルブ（７０）に右方向への付勢力を与える一方、ピストン（８２）の左右の端面に高低差圧を付けることで該ピストン（８２）の動きを制御し、スライドバルブ（７０）の位置を調整するように構成されている。
【００３４】
具体的に、上記ピストン（８２）には、図における左側端面（８２ａ）  にケーシング（１０）内の低圧圧力を作用させ、右側端面（８２ｂ）  にケーシング（１０）内の高圧圧力を作用させている。この高圧圧力は、圧縮機（１）  の負荷に応じて該圧力の一部を低圧側へ逃がすことにより所定値に制御される。そして、負荷が大きいときはピストン（８２）の左右端面（８２ａ，８２ｂ）  の差圧を大きめに設定し、ピストン（８２）を上記スプリング（８６）の付勢力に抗して図の左方向へ移動させる。これにより、スライドバルブ（７０）を左方向へ移動させ、バイパス通路（７６）の開度を小さくするか閉じる制御を行う。逆に負荷が小さいときはピストン（８２）の左右端面（８２ａ，８２ｂ）  の差圧を小さめに設定し、ピストン（８２）をスプリング（８６）の付勢力で図の右方向へ移動させる。これにより、スライドバルブ（７０）を右方向へ移動させ、バイパス通路（７６）の開度を大きくして圧縮仕事を低減する制御を行う。
【００３５】
上記スライドバルブ（７０）は、本体部（７１）の右側端面（７１ａ）  がスクリューロータ（４０）の歯溝（４１）のねじれ方向と同じ傾きで傾斜しており、ガイド部（７２）の左側端面（７２ａ）  は回転軸（２１）に軸直角の平面に沿って形成されている。また、上記連結部（７３）は本体部（７１）及びガイド部（７２）の幅よりも細い棒状ないし板状に形成されている。そして、本体部（７１）とガイド部（７２）との間に、圧縮機構（２０）の吐出口（２５）を構成する吐出開口（７５）が形成され、該吐出開口（７５）が圧縮室（２３）と高圧空間（Ｓ２）とに連通している。
【００３６】
上記ガイド部（７２）は、ベアリングホルダ（６０）の外周面に沿って配置され、その内周面（７２ｂ）  が該ベアリングホルダ（６０）の外周面に接している。そして、該ガイド部（７２）は、その姿勢を保持しながら軸方向へスライドすることにより、ケーシング（１０）に対する本体部（７１）の回転動作を禁止するとともに、軸方向動作は許容するように構成されている。なお、スライドバルブ（７０）の回転動作をガイド部（７２）によって禁止しているのは、本体部（７１）がガス圧などによって回転してしまうとスクリューロータ（４０）の歯先面が本体部（７１）と干渉して動作不良が起こってしまうためである。
【００３７】
このガイド部（７２）は、軸直角断面が略Ｔ字形で、軸方向に所定長さに形成されている。そして、スライドバルブ（７０）をスライドバルブ収納部（３２）に装着すると、容量制御機構の要部断面図である図５に示すように、スライドバルブ収納部（３２）の内部に、上記吐出開口（７５）から高圧空間（Ｓ２）に連通する吐出通路（７７）が形成されるようになっている。
【００３８】
上記吐出開口（７５）は、円筒壁（３０）を径方向へ貫通して高圧空間（Ｓ２）に連通する径方向吐出口（２５ａ）  を構成している。一方、このスクリュー圧縮機（１）  の圧縮機構（２０）には、圧縮機構（２０）から高圧空間（Ｓ２）へ高圧ガスを吐出する吐出口（２５）として、この径方向吐出口（２５ａ）  に加え、スクリューロータ（４０）の吐出側端部から軸方向へのびて高圧空間（Ｓ２）に連通する軸方向吐出口（２５ｂ）  も設けられている。つまり、この実施形態において、上記吐出口（２５）は、高圧ガスが圧縮機構（２０）の径方向へ流れる径方向吐出口（２５ａ）  と、該高圧ガスが圧縮機構（２０）の軸方向へ流れる軸方向吐出口（２５ｂ）  とから構成されている。
【００３９】
この軸方向吐出口（２５ｂ）  の具体的な構成について説明する。
【００４０】
図３に示すように、円筒壁（３０）の内面には、スライドバルブ収納部（３２）に近接する位置で軸方向へのびる第１の切り欠き溝（３５）が形成されている。この切り欠き溝（３５）は、図５のＶＩ−ＶＩ線における圧縮機（１）  の断面構造図である図６に示すように、スクリューロータ（４０）の歯溝（４１）の吐出側端部に連通するとともに、その連通箇所から軸方向へのびて、円筒壁（３０）の吐出側端部でスライドバルブ収納部（３２）に連通している。また、ベアリングホルダ（６０）の外周面には、上記第１の切り欠き溝（３５）と重なる位置に、第２の切り欠き溝（６２）が形成されている。そして、スライドバルブ（７０）の吐出開口（７５）が径方向吐出口（２５ａ）  を構成する一方、上記切り欠き溝（３５，６２）  が軸方向吐出口（２５ｂ）  を構成している。
【００４１】
−運転動作−
このシングルスクリュー圧縮機（１）  において電動機を起動すると、回転軸（２１）が回転するのに伴ってスクリューロータ（４０）が回転し、同時にゲートロータ（５０）も回転して圧縮機構（２０）が作動を開始する。
【００４２】
圧縮機構（２０）では、スクリューロータ（４０）が回転することにより、圧縮室（２３）の容積が歯溝（４１）の移動に伴って拡大した後に縮小する動作を行う。圧縮機構（２０）の容積が拡大する間は、冷媒回路の蒸発器からケーシング（１０）内に導入された低圧のガス冷媒が圧縮室（２３）に吸入される。スクリューロータ（４０）の回転が進むと、ゲートロータ（５０）の歯（５１）により圧縮室（２３）が仕切られた状態となって容積が縮小し、吸入された冷媒が圧縮される。圧縮室（２３）は、スクリューロータ（４０）がさらに回転することで図１の右側へ移動して行き、やがて吐出口（２５）と連通する。このようにして圧縮室（２３）の吐出側が開口すると、圧縮室（２３）から高圧空間（Ｓ２）へ高圧のガス冷媒が吐出される。
【００４３】
本実施形態では、上記吐出口（２５）として、径方向吐出口（２５ａ）  と軸方向吐出口（２５ｂ）  とが形成されている。このため、吐出行程が始まると、吐出口（２５）の開口面積は、歯溝（４１）が移動するのに伴って径方向吐出口（２５ａ）  と軸方向吐出口（２５ｂ）  の両方において拡大していく。したがって、径方向吐出口（２５ａ）  だけを設けている従来のシングルスクリュー圧縮機（１）  と比較すると、吐出口（２５）の開口面積速度が速くなり、ガス冷媒が圧縮室（２３）から効率よく排出される。
【００４４】
ここで、スクリュー圧縮機（１）  では、圧縮室（２３）から排出される高圧のガス冷媒は、その流れ方向成分として、径方向外側へ向かう径方向成分と、歯溝（４１）の移動方向へ向かう歯溝方向成分とを有している。このうち、歯溝（４１）の移動方向へ向かう歯溝方向成分は、さらに軸方向成分と軸直角方向成分とを含んでいる。したがって、この実施形態においては、圧縮室（２３）から吐出されるガス冷媒は、軸方向への流れ成分により、径方向吐出口（２５ａ）  だけでなく軸方向吐出口（２５ｂ）  も確実に流れていくため、吐出行程が効率よく行われる。
【００４５】
そして、径方向吐出口（２５ａ）  である吐出開口（７５）を流れるガス冷媒は、スライドバルブ収納部（３２）の吐出通路（７７）を通って高圧空間（Ｓ２）へ流入し、軸方向吐出口（２５ｂ）  である切り欠き溝（３５，６２）  を流れるガス冷媒は、径方向に吐出されたガス冷媒と径方向通路（７７）で合流しながら高圧空間（Ｓ２）へ流入する。
【００４６】
その後、冷媒は、高圧空間（Ｓ２）から図示しない冷媒回路へ流れて該回路内を循環し、再び圧縮機構（２０）に吸入される。
【００４７】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、圧縮機構（２０）の吐出口（２５）として、径方向吐出口（２５ａ）  に加えて軸方向吐出口（２５ｂ）  を形成することにより、開口面積速度を従来よりも速くするようにしているので、過圧縮損失を低減できる。したがって、圧縮機（１）  の運転効率が向上する。
【００４８】
また、圧縮室（２３）から吐出されるガス冷媒は、径方向への流れ成分だけでなく軸方向への流れ成分も有しているため、径方向吐出口（２５ａ）  と軸方向吐出口（２５ｂ）  とを確実に流れて高圧空間（Ｓ２）へ流入する。したがって、径方向吐出口（２５ａ）  だけを用いている従来の構成と比べて吐出抵抗を抑えることも可能となる。
【００４９】
また、この実施形態１では、径方向吐出口（２５ａ）  に加えて軸方向吐出口（２５ｂ）  を形成したことにより、吐出口（２５）を通過する冷媒の流速を遅くできる。したがって、吐出口（２５）の前後の圧力差を抑えることも可能となるので、吐出圧力の脈動や、それに伴う振動・騒音も抑えられる。
【００５０】
さらに、円筒壁（３０）の内周面やベアリングホルダ（６０）の外周面に切り欠き溝（３５，６２）  を形成するだけで軸方向吐出を行えるようにしているので、構造が簡単であり、少ない加工で軸方向吐出を実現できる。したがって、圧縮機（１）  のコストアップも抑えられる。
【００５１】
なお、上記実施形態１では、軸方向吐出口（２５ｂ）  を形成したことにより、該軸方向吐出口（２５ｂ）  を流れる高圧冷媒の一部がスクリューロータ（４０）の右側の端面に作用するため、該スクリューロータ（４０）に図の左向きのスラスト荷重がかかることになるが、このスラスト荷重に対しては回転軸（２１）の軸受けにスラスト軸受けを使用することで対処するとよい。こうすると、スラスト荷重による機械損失を最小限度に抑えられるので、もともと機械損失が小さいシングルスクリュー圧縮機（１）  の特長を生かしながら、過圧縮損失も小さくすることで大幅な性能アップを見込むことが可能となる。
【００５２】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、軸方向吐出口（２５ｂ）  に関する構造を実施形態１とは変更した例である。図７は、この実施形態２に係るシングルスクリュー圧縮機（１）  の要部の構造を示す断面図、図８（ａ）はスクリューロータ（４０）の斜視図、図８（ｂ）はスクリューロータ（４０）の側面図、図８（ｃ）はスクリューロータ（４０）の右端面図、図９はベアリングホルダ（６０）の斜視図である。
【００５３】
この実施形態２では、軸方向吐出口（２５ｂ）  をスクリューロータ（４０）に形成し、円筒壁（３０）及びベアリングホルダ（６０）の切り欠き溝（３５，６２）  は形成していない。具体的には、図７及び図８に示すように、軸方向吐出口（２５ｂ）  として、上記スクリューロータ（４０）の吐出側端部に、歯溝（４１）を軸方向へ開放する開口部（４２）が形成されている。この開口部（４２）は、スクリューロータ（４０）の吐出側端部において歯先外周面に連接する環状のランド（４３）（図２も参照のこと）の外周面に切り欠きを形成したものである。
【００５４】
ベアリングホルダ（６０）の外周面には、図９に示すように、一端がこの開口部（４２）と連通して軸方向へのびる軸方向吐出通路（６５）が形成されている。この軸方向吐出通路（６５）は、上記開口部（４２）とともに軸方向吐出口（２５ｂ）  を構成するものであり、その他端側において上記スライドバルブ収納部（３２）の吐出通路（７７）と連通している。したがって、圧縮室（２３）の吐出側端部は、径方向吐出口（２５ａ）  から吐出通路（７７）を通じて高圧空間（Ｓ２）に連通するとともに、軸方向吐出口（２５ｂ）  である上記開口部（４２）及び軸方向吐出通路（６５）からも吐出通路（７７）を通じて高圧空間（Ｓ２）に連通している。
【００５５】
この実施形態２においては、圧縮機構（２０）の高圧のガス冷媒は、径方向吐出口（２５ａ）  である吐出開口（７５）から上記吐出通路（７７）を通って高圧空間（Ｓ２）へ吐出されると同時に、スクリューロータ（４０）の吐出側端部において歯溝（４１）を軸方向に開放する軸方向吐出口（２５ｂ）  （開口部（４２）及び軸方向吐出通路（６５））から吐出通路（７７）も通って高圧空間（Ｓ２）へ吐出される。
【００５６】
そして、この実施形態２においても、吐出行程中には、スクリューロータ（４０）が回転することによって径方向吐出口（２５ａ）  と軸方向吐出口（２５ｂ）  の開口面積がいずれも大きくなっていくため、径方向吐出口（２５ａ）  だけが設けられた従来の構造と比較して開口面積速度を速くすることが可能となる。したがって、実施形態１と同様に従来よりも過圧縮損失を低減できるため、圧縮機（１）  の運転効率が向上する。
【００５７】
また、圧縮室（２３）からの吐出ガス冷媒を径方向だけでなく軸方向へも流すようにしたことにより、吐出抵抗を抑えられる点や、吐出口（２５）を通過する冷媒の流速が遅くなるため、吐出口（２５）の前後の圧力差を抑え、吐出圧力の脈動や、振動・騒音の問題を回避できる点についても、実施形態１と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
【発明の実施の形態３】
本発明の実施形態３は、スクリューロータ（４０）の吐出側端部に設けられる軸方向吐出口（２５ｂ）  の形状を実施形態２とは変更した例である。
【００５９】
具体的には、斜視図である図１０（ａ）及び側面図である図１０（ｂ）に示すように、この実施形態３のスクリューロータ（４０）は、吐出側端部が吸入側端部と同様にテーパ状に形成されている。このようにしたことにより、このスクリューロータ（４０）には、歯先外周面の吐出側端部において歯溝を軸方向に閉塞する環状のランド（４３）は形成されていない。そして、歯先外周面及び歯溝（４１）の軸方向長さが短くなって、該歯溝（４１）の吐出側端部に開口部（４２）が形成されている。なお、ベアリングホルダ（６０）には、実施形態２と同様に、軸方向吐出口（２５ｂ）  である軸方向吐出通路（６５）が外周面に形成されている。
【００６０】
このように構成しても、圧縮機構（２０）において圧縮された高圧のガス冷媒は、径方向吐出口（２５ａ）  と軸方向吐出口（２５ｂ）  を通って高圧空間（Ｓ２）に吐出される。したがって、実施形態１，２と同様に吐出行程中の開口面積速度が速くなるので、過圧縮損失が低減され、圧縮機（１）  の運転効率が向上する。
【００６１】
また、径方向吐出口（２５ａ）  と軸方向吐出口（２５ｂ）  の両方を設けたことにより吐出抵抗が小さくなり、圧縮機（１）  の運転効率が向上する点や、吐出口（２５）を流れる冷媒の流速が遅くなることにより、吐出圧力の脈動や振動・騒音を抑えられる効果がある点も、実施形態１，２と同様である。
【００６２】
また、この実施形態３ではスクリューロータ（４０）の吐出側端部をテーパ状にするだけで歯溝（４１）を軸方向に開放することが可能になるため、各歯溝（４１）に連通する複数の開口部（４２）をランド（４３）に形成する実施形態２と比較して加工が簡単になり、製造コストも抑えられる。
【００６３】
【発明のその他の実施の形態】
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。
【００６４】
例えば、軸方向吐出口（２５ｂ）  として、上記実施形態１では、円筒壁（３０）の内周面やベアリングホルダ（６０）の外周面に、スクリューロータ（４０）の吐出側端部と連通する切り欠き溝（３５，６２）を形成しており、実施形態２，３では、スクリューロータ（４０）の吐出側端部において歯溝（４１）を軸方向に開放する開口部（４２）を設けているが、軸方向吐出口（２５ｂ）  の具体的な形状は他の形状に変更してもよい。要するに、軸方向吐出口（２５ｂ）  は、歯溝（４１）の吐出側端部から軸方向へのびて高圧空間（Ｓ２）に連通するものであればよい。
【００６５】
また、上記各実施形態において、径方向吐出口（２５ａ）  を流れる冷媒の一部を軸方向に分岐させて高圧空間に導入するようにしてもよい。
【００６６】
この場合の構造を図５に仮想線で示している。図において、上記スライドバルブ（７０）におけるガイド部（７２）の内周面（７２ｂ）  には、幅方向の両端部を残して第１軸方向溝（７２ｃ）  が形成されている。この第１軸方向溝（７２ｃ）  は、上記吐出口（２５）（吐出開口（７５））から軸方向へ分岐して、吐出通路（７７）から高圧空間（Ｓ２）に連通している。また、ベアリングホルダ（６０）の外周面には、上記第１軸方向溝（７２ｃ）  と重なる位置に、第２軸方向溝（６３）が形成されている。そして、第１軸方向溝（７２ｃ）  と第２軸方向溝（６３）とにより、スライドバルブ（７０）の内周面とベアリングホルダ（６０）の外周面との接触面に、軸方向ガス通路（７８）が形成されている。
【００６７】
この例では、上記軸方向吐出口（２５ｂ）  が圧縮機構（２０）からガス冷媒を直接に軸方向へ流すために設けられているのに対して、この軸方向ガス通路（７８）を、圧縮機構（２０）からの吐出ガスを径方向吐出口（２５ａ）  に流出させた後、軸方向に分岐させる通路としている。
【００６８】
このようにすると、吐出開口（７５）を流れるガス冷媒の一部が軸方向ガス通路（７８）に分流し、吐出通路（７７）から高圧空間（Ｓ２）へ流れていくため、吐出抵抗がさらに小さくなり、圧縮機（１）  の運転効率が向上する。また、吐出口（２５）を流れる冷媒の流速を抑えることにより、吐出圧力の脈動や振動・騒音を低減できる効果もさらに高められる。
【００６９】
なお、この例では、スライドバルブ（７０）の内周面（７２ｂ）  に第１軸方向溝（７２ｃ）  を形成するとともに、ベアリングホルダ（６０）の外周面に第２軸方向溝（６３）を形成しているが、第１軸方向溝（７２ｃ）  と第２軸方向溝（７２ｂ）  の一方のみを形成するようにしても、吐出開口（７５）を流れるガス冷媒の一部を軸方向に案内することは可能である。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、圧縮機構（２０）から高圧空間（Ｓ２）へ高圧ガスを吐出する吐出口（２５）を、円筒壁（３０）を径方向へ貫通して高圧空間（Ｓ２）に連通する径方向吐出口（２５ａ）  と、スクリューロータ（４０）の吐出側端部から軸方向へのびて高圧空間（Ｓ２）に連通する軸方向吐出口（２５ｂ）  とから構成することにより、圧縮機構（２０）で高圧になったガスが径方向と軸方向へ吐出されるようにしている。そして、このようにすると、吐出行程中にスクリューロータ（４０）の歯溝（４１）が移動するのに伴って、径方向吐出口（２５ａ）  の開口面積と軸方向吐出口（２５ｂ）  の開口面積の両方が増大していくため、吐出行程中の開口面積速度が速くなる。したがって、開口面積の全体を有効に使って高圧ガスを圧縮機構（２０）から吐出することが可能になり、過圧縮損失を低減できる。このため、シングルスクリュー圧縮機の機械損失がもともと小さいことと相まって、運転効率を大幅に高めることが可能となる。
【００７１】
請求項２に記載の発明によれば、円筒壁（３０）の内面に、スクリューロータ（４０）の歯溝（４１）と吐出側端部で連通して軸方向へのびる切り欠き溝（３５）を形成し、軸方向吐出口（２５ｂ）  がこの切り欠き溝（３５）を含むようにしている。このことにより、圧縮機構（２０）で高圧になったガスが、径方向吐出口（２５ａ）  を流れるとともに該切り欠き溝（３５）（軸方向吐出口（２５ｂ）  ）も流れて高圧空間（Ｓ２）へ吐出されるため、開口面積速度を速くし、過圧縮損失を低減できる。また、軸方向吐出口（２５ｂ）  を切り欠き溝（３５）にしているので、構成が簡単でコストアップも抑えられる。
【００７２】
請求項３に記載の発明によれば、スクリューロータ（４０）に、歯溝（４１）を吐出側端部において該スクリューロータ（４０）の軸方向へ開放する開口部（４２）を形成するとともに、軸方向吐出口（２５ｂ）  がこの開口部（４２）を含むようにしている。このことにより、圧縮機構（２０）で高圧になったガスが、径方向吐出口（２５ａ）  を流れるとともに上記開口部（４２）（軸方向吐出口（２５ｂ）  ）も流れて高圧空間（Ｓ２）へ吐出されるため、開口面積速度を速くし、過圧縮損失を低減できる。
【００７３】
請求項４に記載の発明によれば、スクリューロータ（４０）の吐出側端部のランド（４３）に上記開口部（４２）として切り欠きを形成するとともに、軸方向吐出口（２５ｂ）  がこの開口部（切り欠き）（４２）を含むようにしている。このことにより、圧縮機構（２０）で高圧になったガスが、径方向吐出口（２５ａ）  を流れるとともに上記開口部（４２）である切り欠き（軸方向吐出口（２５ｂ）  ）も流れて高圧空間（Ｓ２）へ吐出されるため、簡単な構成で開口面積速度を速くし、過圧縮損失を低減できる。
【００７４】
請求項５に記載の発明によれば、スクリューロータ（４０）の吐出側端部をテーパ状に形成することにより、歯溝（４１）を吐出側端部において軸方向に開放する開口部（４２）を設けている。このことにより、圧縮機構（２０）で高圧になったガスが、径方向吐出口（２５ａ）  を流れるとともに上記開口部（４２）（軸方向吐出口（２５ｂ）  ）も流れて高圧空間（Ｓ２）へ吐出されるため、開口面積速度を速くし、過圧縮損失を低減できる。また、スクリューロータ（４０）の吐出側端部をテーパ面にするだけで開口部（４２）を形成できるため、加工を簡単に行える効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の要部の構造を示す第１の断面図である。
【図２】図１のスクリュー圧縮機に用いられているスクリューロータを示す図であり、
図２（ａ）はスクリューロータの斜視図、図２（ｂ）はスクリューロータの側面図である。
【図３】図１の圧縮機の圧縮機構を構成する円筒壁の斜視図である。
【図４】図１の圧縮機の容量制御機構に用いられるスライドバルブの斜視図である。
【図５】容量制御機構の要部断面図である。
【図６】図５のＩＶ−ＩＶ線における圧縮機の断面構造図である。
【図７】実施形態２に係るシングルスクリュー圧縮機の要部の構造を示す断面図である。
【図８】図７のスクリュー圧縮機に用いられているスクリューロータを示す図であり、
図８（ａ）はスクリューロータの斜視図、図８（ｂ）はスクリューロータの側面図、図８（ｃ）はスクリューロータの右端面図である。
【図９】図７のスクリュー圧縮機に用いられているベアリングホルダの斜視図である。
【図１０】実施形態３に係るシングルスクリュー圧縮機のスクリューロータを示す図であり、図１０（ａ）はスクリューロータの斜視図、図１０（ｂ）はスクリューロータの側面図である。
【符号の説明】
（１）    シングルスクリュー圧縮機
（１０）  ケーシング
（２０）  圧縮機構
（２３）  圧縮室
（２５）  吐出口
（２５ａ）  径方向吐出口
（２５ｂ）  軸方向吐出口
（３０）  円筒壁
（３２）  スライドバルブ収納部
（３３）  吐出溝
（３５）  第１の切り欠き溝（軸方向吐出口）
（４０）  スクリューロータ
（４１）  歯溝
（４２）  開口部
（４３）  ランド
（５０）  ゲートロータ
（６０）  ベアリングホルダ
（６２）  第２の切り欠き溝（軸方向吐出口）
（６３）  第２軸方向溝
（６５）  軸方向吐出通路
（７０）  スライドバルブ
（７１）  本体部
（７２）  ガイド部
（７２ｃ）  第１軸方向溝
（７５）  吐出開口
（７６）  バイパス通路
（７７）  吐出通路
（７８）  軸方向ガス通路
（８０）  スライドバルブ駆動機構
（Ｓ１）  低圧空間
（Ｓ２）  高圧空間
【図１】
2004324601.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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【図７】
2004324601.tif 000009
【図８】
2004324601.tif 000010
【図９】
2004324601.tif 000011
【図１０】
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