(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸（Ｃ１）周りに回転する円筒状のシリンダ（２１）と、
前記シリンダ（２１）の内部に配置されて、前記シリンダ（２１）の中心軸（Ｃ１）に対して偏心した偏心軸（Ｃ２）周りに回転する円柱状のロータ（２２ａ）と、
前記ロータ（２２ａ）に形成された溝部（２２２ａ）に摺動可能に嵌め込まれて、前記ロータ（２２ａ）の外周面と前記シリンダ（２１）の内周面との間に形成される圧縮室（Ｖａ）を仕切るベーン（２３ａ）と、
前記シリンダ（２１）の軸方向両端部に固定されて前記シリンダ（２１）の開口端部を閉塞するサイドプレート（２５ａ、２５ｃ）と、を備え、
前記シリンダ（２１）の回転に同期して、前記ロータ（２２ａ）が回転するシリンダ回転型圧縮機であって、
前記ベーン（２３ａ）の軸方向両端部には、軸方向に突出するピン（２６１ａ）が配置されており、
前記ピン（２６１ａ）は、前記サイドプレート（２５ａ、２５ｃ）に形成されて前記ピン（２６１ａ）の変位を規制するガイド溝（２５２ｃ）に挿入されており、
前記ガイド溝（２５２ｃ）は、前記シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、円弧状に形成されており、
前記シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、前記ベーン（２３ａ）の前記シリンダ（２１）に当接する側の端部は、円弧状に形成されており、
前記シリンダ（２１）の軸方向から見たときの前記シリンダ（２１）の内径の半径をシリンダ半径Ｒｃとし、前記ベーン（２３ａ）の前記シリンダ（２１）に当接する側の端部の半径をベーン半径Ｒｖとし、前記ガイド溝（２５２ｃ）の中心線が描く半径をガイド溝半径Ｒとしたときに、
Ｒ＝Ｒｃ−Ｒｖ
となっていることを特徴とするシリンダ回転型圧縮機。
【請求項２】
前記シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、前記ガイド溝（２５２ｃ）は、前記ロータ（２２ａ）の変位によらず、前記ロータ（２２ａ）と重合するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ回転型圧縮機。
【請求項３】
中心軸（Ｃ１）周りに回転する円筒状のシリンダ（２１）と、
前記シリンダ（２１）の内部に配置されて、前記シリンダ（２１）の中心軸（Ｃ１）に対して偏心した偏心軸（Ｃ２）周りに回転する円柱状のロータ（２２ａ）と、
前記ロータ（２２ａ）に形成された溝部（２２２ａ）に摺動可能に嵌め込まれて、前記ロータ（２２ａ）の外周面と前記シリンダ（２１）の内周面との間に形成される圧縮室（Ｖａ）を仕切るベーン（２３ａ）と、
前記シリンダ（２１）の軸方向両端部に固定されて前記シリンダ（２１）の開口端部を閉塞するサイドプレート（２５ａ、２５ｃ）と、を備え、
前記シリンダ（２１）の回転に同期して、前記ロータ（２２ａ）が回転するシリンダ回転型圧縮機であって、
前記ベーン（２３ａ）の軸方向両端部には、軸方向に突出するピン（２６１ａ）が配置されており、
前記ピン（２６１ａ）は、前記サイドプレート（２５ａ、２５ｃ）に形成されて前記ピン（２６１ａ）の変位を規制するガイド溝（２５２ｃ）に挿入されており、
前記ガイド溝（２５２ｃ）は、前記シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、円弧状に形成されており、
前記シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、前記ガイド溝（２５２ｃ）は、前記ロータ（２２ａ）の変位によらず、前記ロータ（２２ａ）と重合するように配置されていることを特徴とするシリンダ回転型圧縮機。
【請求項４】
さらに、前記シリンダ（２１）の軸方向に延びて、前記ベーン（２３ａ）の軸方向長さよりも長く形成された円柱状の棒状部材（２６ａ）を備え、
前記ベーン（２３ａ）には、前記シリンダ（２１）の軸方向に延びて前記棒状部材（２６ａ）が挿入される貫通穴（２３１ａ）が形成されており、
前記ピン（２６１ａ）は、前記棒状部材（２６ａ）の軸方向両端部によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシリンダ回転型圧縮機。
【請求項５】
前記棒状部材（２６ａ）の外径は、前記貫通穴（２３１ａ）の内径よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項４に記載のシリンダ回転型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に圧縮室を形成するシリンダを回転させるシリンダ回転型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒状のシリンダ、シリンダの内部に配置された円柱状のロータ、ロータに形成された溝部に摺動可能に嵌め込まれて圧縮室を仕切る板状のベーン、シリンダの軸方向両端部を閉塞するサイドプレート等を有して構成される、いわゆるロータリーベーン型圧縮機（スライドベーン型圧縮機と呼ばれることもある）が知られている。
【０００３】
この種のロータリーベーン型圧縮機では、一般的に、ロータをシリンダの中心軸に対して偏心回転させ、この回転によって生じる遠心力および背圧の作用によって、ベーンをシリンダの内周面に当接するように変位させる。これにより、ロータの外周面、シリンダの内周面、サイドプレート、およびベーンの板面に囲まれた空間によって形成される圧縮室の容積を変化させて、流体を圧縮している。
【０００４】
ところが、ロータを回転させることによって生じる遠心力および背圧の作用によってベーンを変位させる構成のロータリーベーン型圧縮機では、例えば、圧縮機の起動時のように遠心力および背圧が低くなっていると、ベーンをシリンダの内周面に当接するように適切に変位させることができなくなってしまう。
【０００５】
このように圧縮機の起動時にベーンを適切に変位させることができなくなってしまうと、流体を速やかに圧縮することができなくなってしまう。さらに、ベーンがシリンダの内周面から離れて再び接触する際等に騒音を発生させてしまうこともある。
【０００６】
これに対して、特許文献１には、ベーンの軸方向両端部に軸方向へ突出するピンを設け、サイドプレートに当該ピンが嵌め込まれる円環状のガイド溝を形成したロータリーベーン型圧縮機が開示されている。この特許文献１のロータリーベーン型圧縮機では、ガイド溝によってベーンの変位を規制して、起動時のように遠心力および背圧が低くなっている際にもベーンを適切に変位させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１３２０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年、適用対象への搭載性の向上等を目的として、圧縮機の小型化ニーズが高まっている。そこで、本発明者らは、先に、特願２０１３−１１９９２４号（以下、先願例という。）にて、ロータリーベーン型圧縮機と同様のシリンダを電動モータの回転子として機能させて回転させる電動式のシリンダ回転型圧縮機を提案している。
【０００９】
より詳細には、先願例のシリンダ回転型圧縮機では、シリンダを回転させるとともに、シリンダの回転に同期してロータを偏心回転させることによって、ロータリーベーン型圧縮機と同様に、圧縮室の容積を変化させて流体を圧縮している。これによれば、電動モータの内部に圧縮機構を収容することができるので、圧縮機の効果的な小型化を図ることができる。
【００１０】
ところが、このようなシリンダ回転型圧縮機においても、ロータリーベーン型圧縮機と同様に、起動時等に遠心力および背圧が低くなっていると、ベーンを適切に変位させることができなくなってしまうおそれがある。
【００１１】
これに対して、シリンダ回転型圧縮機に、特許文献１と同様のピンおよび円環状のガイド溝を適用する手段が考えられる。しかしながら、シリンダ回転型圧縮機では、ロータのみならず、シリンダおよびサイドプレートが回転するため、特許文献１と同様のピンおよび円環状のガイド溝を適用しても、ベーンを適切に変位させることができない。
【００１２】
本発明は、上記点に鑑み、シリンダ回転型圧縮機において、圧縮室を仕切るベーンを適切に変位させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、中心軸（Ｃ１）周りに回転する円筒状のシリンダ（２１）と、シリンダ（２１）の内部に配置されて、シリンダ（２１）の中心軸（Ｃ１）に対して偏心した偏心軸（Ｃ２）周りに回転する円柱状のロータ（２２ａ）と、ロータ（２２ａ）に形成された溝部（２２２ａ）に摺動可能に嵌め込まれて、ロータ（２２ａ）の外周面とシリンダ（２１）の内周面との間に形成される圧縮室（Ｖａ）を仕切るベーン（２３ａ）と、シリンダ（２１）の軸方向両端部に固定されてシリンダ（２１）の開口端部を閉塞するサイドプレート（２５ａ、２５ｃ）と、を備え、シリンダ（２１）の回転に同期して、ロータ（２２ａ）が回転するシリンダ回転型圧縮機であって、
ベーン（２３ａ）の軸方向両端部には、軸方向に突出するピン（２６１ａ）が配置されており、ピン（２６１ａ）は、サイドプレート（２５ａ、２５ｃ）に形成されてピン（２６１ａ）の変位を規制するガイド溝（２５２ｃ）に嵌め込まれており、
さらに、ガイド溝（２５２ｃ）は、シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、円弧状に形成されており、
シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、ベーン（２３ａ）のシリンダ（２１）に当接する側の端部は、円弧状に形成されており、
シリンダ（２１）の軸方向から見たときのシリンダ（２１）の内径の半径をシリンダ半径Ｒｃとし、ベーン（２３ａ）のシリンダ（２１）に当接する側の端部の半径をベーン半径Ｒｖとし、ガイド溝（２５２ｃ）の中心線が描く半径をガイド溝半径Ｒとしたときに、
Ｒ＝Ｒｃ−Ｒｖ
となっていることを特徴とする。
【００１４】
これによれば、シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、ガイド溝（２５２ｃ）が円弧状に形成されているので、ガイド溝（２５２ｃ）の形状を、サイドプレート（２５ａ、２５ｃ）に対するピン（２６１ａ）の適切な運動の軌跡に適合した形状とすることができる。従って、シリンダ回転型圧縮機において、圧縮室（Ｖａ）を仕切るベーン（２３ａ）を、シリンダ（２１）の内周面に当接するように適切に変位させることができる。
【００１５】
その結果、シリンダ回転型圧縮機の起動時に、流体を速やかに圧縮することができる。すなわち、シリンダ回転型圧縮機の起動性を向上させることができる。さらに、ベーン（２３ａ）がシリンダ（２１）の内周面から離れて再び接触する際に生じる騒音の発生も防止できる。
また、請求項３に記載の発明では、中心軸（Ｃ１）周りに回転する円筒状のシリンダ（２１）と、シリンダ（２１）の内部に配置されて、シリンダ（２１）の中心軸（Ｃ１）に対して偏心した偏心軸（Ｃ２）周りに回転する円柱状のロータ（２２ａ）と、ロータ（２２ａ）に形成された溝部（２２２ａ）に摺動可能に嵌め込まれて、ロータ（２２ａ）の外周面とシリンダ（２１）の内周面との間に形成される圧縮室（Ｖａ）を仕切るベーン（２３ａ）と、シリンダ（２１）の軸方向両端部に固定されてシリンダ（２１）の開口端部を閉塞するサイドプレート（２５ａ、２５ｃ）と、を備え、シリンダ（２１）の回転に同期して、ロータ（２２ａ）が回転するシリンダ回転型圧縮機であって、
ベーン（２３ａ）の軸方向両端部には、軸方向に突出するピン（２６１ａ）が配置されており、
ピン（２６１ａ）は、サイドプレート（２５ａ、２５ｃ）に形成されてピン（２６１ａ）の変位を規制するガイド溝（２５２ｃ）に挿入されており、
ガイド溝（２５２ｃ）は、シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、円弧状に形成されており、
シリンダ（２１）の軸方向から見たときに、ガイド溝（２５２ｃ）は、ロータ（２２ａ）の変位によらず、ロータ（２２ａ）と重合するように配置されていることを特徴とする。
これによれば、上記請求項１と同様の作用効果を奏することができる。
【００１６】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態の圧縮機の軸方向断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】一実施形態の圧縮機のガイド溝の形状および配置を説明するための説明図である。
【図６】一実施形態の圧縮機の作動状態を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態のシリンダ回転型圧縮機１（以下、単に圧縮機１と記載する。）は、車両用空調装置にて車室内へ送風される送風空気を冷却する蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用されており、この冷凍サイクルにおいて流体である冷媒を圧縮して吐出する機能を担う。
【００１９】
圧縮機１は、図１に示すように、その外殻を形成するハウジング１０の内部に、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部２０（より具体的には、第１、第２圧縮機構部２０ａ、２０ｂ）、および圧縮機構部２０を駆動する電動機部（電動モータ部）３０を収容した電動圧縮機として構成されている。
【００２０】
まず、ハウジング１０は、図１に示すように、複数の金属製部材を組み合わせることによって構成されており、内部に略円柱状の空間を形成する密閉容器構造のものである。
【００２１】
より具体的には、ハウジング１０は、有底円筒状（カップ状）のメインハウジング１１、メインハウジング１１の開口部を閉塞するように配置された有底円筒状のサブハウジング１２、およびサブハウジング１２の開口部を閉塞するように配置された円板状の蓋部材１３を組み合わせることによって構成されている。
【００２２】
なお、メインハウジング１１、サブハウジング１２、および蓋部材１３の当接部には、Ｏリング等からなる図示しないシール部材が介在されており、各当接部から冷媒が漏れることはない。
【００２３】
メインハウジング１１の筒状側面には、圧縮機構部２０にて昇圧された高圧冷媒をハウジング１０の外部（具体的には、冷凍サイクルの凝縮器の冷媒入口側）へ吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。サブハウジング１２の筒状側面には、ハウジング１０の外部から低圧冷媒（具体的には、冷凍サイクルの蒸発器から流出した低圧冷媒）を吸入する吸入ポート１２ａが形成されている。
【００２４】
サブハウジング１２と蓋部材１３との間には、吸入ポート１２ａから吸入された低圧冷媒を、圧縮機構部２０の圧縮室（より具体的には、第１圧縮機構部２０ａの第１圧縮室Ｖａ、および第２圧縮機構部２０ｂの第２圧縮室Ｖｂ）へ導くための吸入通路１３ａが形成されている。さらに、蓋部材１３のサブハウジング１２側の面と反対側の面には、電動機部３０へ電力を供給する駆動回路（インバータ）３０ａが取り付けられている。
【００２５】
次に、電動機部３０は、固定子としてのステータ３１を有している。ステータ３１は、金属磁性材料で形成されたステータコア３１ａ、およびステータコア３１ａに巻き付けられたステータコイル３１ｂによって構成されており、メインハウジング１１の筒状側面の内周面に圧入などの手段によって固定されている。
【００２６】
そして、駆動回路３０ａから、密封端子（ハーメチックシール端子）３０ｂを介して、ステータコイル３１ｂに電力が供給されると、ステータ３１の内周側に配置されたシリンダ２１を回転させる回転磁界が発生する。シリンダ２１は、円筒状の金属磁性材料で形成されており、後述するように、圧縮機構部２０において圧縮室（具体的には、第１、第２圧縮室Ｖａ、Ｖｂ）を形成するものである。
【００２７】
さらに、本実施形態のシリンダ２１には、図２、図３の断面図に示すように、マグネット（永久磁石）３２が固定されている。このため、シリンダ２１は、電動機部３０の回転子としての機能を兼ね備えている。そして、シリンダ２１は、ステータ３１が生じる回転磁界によって中心軸Ｃ１周りに回転する。
【００２８】
換言すると、本実施形態の圧縮機１では、電動機部３０の回転子と圧縮機構部２０のシリンダ２１が一体的に構成されている。もちろん、電動機部３０の回転子と圧縮機構部２０のシリンダ２１とを別部材で構成し、圧入等の手段によって一体化させてもよい。
【００２９】
次に、圧縮機構部２０について説明する。本実施形態では、圧縮機構部２０として、第１圧縮機構部２０ａおよび第２圧縮機構部２０ｂの２つが設けられている。これらの第１、第２圧縮機構部２０ａ、２０ｂの基本的構成は、互いに同等である。第１、第２圧縮機構部２０ａ、２０ｂは、ハウジング１０の内部で、並列的に接続されている。
【００３０】
また、第１、第２圧縮機構部２０ａ、２０ｂは、図１に示すように、シリンダ２１の軸方向に並んで配置されている。本実施形態では、２つの圧縮機構部のうち、メインハウジング１１の底面側に配置されるものを第１圧縮機構部２０ａとし、サブハウジング１２側に配置されるものを第２圧縮機構部２０ｂとする。
【００３１】
さらに、図１では、第２圧縮機構部２０ｂの構成部材のうち、第１圧縮機構部２０ａの同等の構成部材に対応するものの符号を、末尾のアルファベットを「ａ」から「ｂ」へ変更して示している。例えば、第２圧縮機構部２０ａの構成部材のうち、第１圧縮機構部２０ａの第１ロータ２２ａに対応する構成部材である第２ロータについては、「２２ｂ」という符号で示している。
【００３２】
まず、第１圧縮機構部２０ａは、前述したシリンダ２１、第１ロータ２２ａ、第１ベーン２３ａ、並びに、シャフト２４等によって構成されている。ここで、図１からも明らかなように、シリンダ２１およびシャフト２４では、メインハウジング１１の底面側の一部が第１圧縮機構部２０ａを構成しており、サブハウジング１２側の別の一部が第２圧縮機構部２０ｂを構成している。
【００３３】
シリンダ２１は、前述の如く、電動機部３０の回転子として中心軸Ｃ１周りに回転するとともに、内部に第１圧縮機構部２０ａの第１圧縮室Ｖａおよび第２圧縮機構部２０ｂの第２圧縮室Ｖｂを形成する円筒状部材である。
【００３４】
シリンダ２１の軸方向両端部には、シリンダ２１の開口端部を閉塞する閉塞用部材である第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂが固定されている。第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂは、シリンダ２１の回転軸に略垂直な方向へ広がる円板状部、および円板状部の中心部に配置されて軸方向に突出するボス部を有している。さらに、ボス部には、第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂの表裏を貫通する貫通穴が形成されている。
【００３５】
これらの貫通穴には、それぞれ図示しない軸受け機構が配置されており、この軸受け機構にシャフト２４が挿入されていることによって、シリンダ２１がシャフト２４に対して回転自在に支持される。また、シャフト２４の両端部は、それぞれハウジング１０（具体的には、メインハウジング１１およびサブハウジング１２）に固定されている。従って、シャフト２４がハウジング１０に対して回転することはない。
【００３６】
さらに、本実施形態のシリンダ２１は、内部に第１圧縮室Ｖａおよび第２圧縮室Ｖｂを形成するので、シリンダ２１の内部には、第１圧縮室Ｖａと第２圧縮室Ｖｂとを区画するための円板状の中間サイドプレート２５ｃが配置されている。この中間サイドプレート２５ｃも、第１、第２サイドプレート２５ａ、２５ｂと同様の機能を有している。
【００３７】
つまり、本実施形態のシリンダ２１のうち、第１圧縮機構部２０ａを構成する部位の軸方向両端部は、第１サイドプレート２５ａおよび中間サイドプレート２５ｃによって閉塞されていると表現することができる。また、シリンダ２１のうち、第２圧縮機構部２０ｂを構成する部位の軸方向両端部は、第２サイドプレート２５ｂおよび中間サイドプレート２５ｃによって閉塞されていると表現することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、シリンダ２１と中間サイドプレート２５ｃとを一体的に構成しているが、もちろんシリンダ２１と中間サイドプレート２５ｃとを別部材で構成し、圧入等の手段によって一体化させてもよい。
【００３９】
シャフト２４は、シリンダ２１（具体的には、シリンダ２１に固定された各サイドプレート２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）、第１ロータ２２ａ、および第２圧縮機構部２０ｂを構成する第２ロータ２２ｂを回転自在に支持する略円筒状の部材である。
【００４０】
シャフト２４の軸方向中央部には、サブハウジング１２側の端部よりも外径寸法の小さい小径部が設けられている。この小径部は、シリンダ２１の中心軸Ｃ１に対して偏心した偏心部２４ｃを構成している。そして、小径部には、図示しない軸受け機構を介して、第１、第２ロータ２２ａ、２２ｂが回転自在に支持されている。これにより、第１、第２ロータ２２ａ、２２ｂが回転する際には、シリンダ２１の中心軸Ｃ１に対して偏心した偏心軸Ｃ２周りに回転する。
【００４１】
さらに、シャフト２４の内部には、吸入通路１３ａに連通して低圧冷媒を第１、第２圧縮室Ｖａ、Ｖｂ側へ導くための連通路２４ｄ、および径方向に延びて連通路２４ｄと第１、第２圧縮室Ｖａ、Ｖｂとを連通させるための複数（本実施形態では４つ）の第１、第２シャフト側吸入穴２４ａ、２４ｂが形成されている。
【００４２】
第１ロータ２２ａは、シリンダ２１の内部に配置されてシリンダ２１の中心軸方向に延びる中空の円柱状部材（円筒状部材）である。第１ロータ２２ａの軸方向長さは、シリンダ２１の第１圧縮機構部２０ａを構成する部位の軸方向長さと略同等の寸法に形成されている。また、第１ロータ２２ａの外径寸法は、シリンダ２１の内部に形成される円柱状空間の内径寸法よりも小さく形成されている。
【００４３】
より詳細には、第１ロータ２２ａの外径寸法は、図２、図３に示すように、シリンダ２１の軸方向から見たときに、第１ロータ２２ａの外周面とシリンダ２１の内周面が１箇所の接触点Ｃ３で接触するように設定されている。
【００４４】
また、第１ロータ２２ａの中間サイドプレート２５ｃ側の面には、図２に示すように、中間サイドプレート２５ｃから離れる側に凹んだ複数（本実施形態では、４つ）の円形状の穴部２２１ａが形成されている。一方、中間サイドプレート２５ｃには、第１ロータ２２ａへ向かって突出して、それぞれの穴部２２１ａへ嵌め込まれる複数（本実施形態では、４つ）の駆動ピン２５１ｃが固定されている。
【００４５】
これらの駆動ピン２５１ｃおよび穴部２２１ａは、いわゆるピン−ホール式の自転防止機構と同等の構成となっている。さらに、本実施形態の駆動ピン２５１ｃおよび穴部２２１ａは、シリンダ２１から第１ロータ２２ａへ回転駆動力を伝達する動力伝達手段としての機能を果たす。
【００４６】
より具体的には、シリンダ２１が中心軸Ｃ１周りに回転すると、各駆動ピン２５１ｃとシャフト２４の偏心部２４ｃとの相対位置（相対距離）が変化する。この相対位置（相対距離）の変化によって、第１ロータ２２ａの穴部２２１ａの側壁面が駆動ピン２５１から回転方向の荷重を受ける。その結果、第１ロータ２２ａは、シリンダ２１の回転に同期して偏心軸Ｃ２周りに回転する。
【００４７】
なお、本実施形態の動力伝達手段では、複数の自転防止機構によって、順次、第１ロータ２２ａへ動力を伝達するので、複数の自転防止機構（駆動ピン２５１ｃおよび穴部２２１ａ）は、偏心軸Ｃ２周りに等角度間隔に配置されていることが望ましい。また、穴部２２１ａの側壁面の摩耗を抑制するために、穴部２２１ａの側壁面に摩耗抑制用のリング部材等を配置してもよい。
【００４８】
また、第１ロータ２２ａの外周面には、図２、図３に示すように、軸方向の全域に亘って内周側へ凹んだ第１溝部２２２ａが形成されている。第１溝部２２２ａは、シリンダ２１の軸方向から見たときに、径方向に対して傾斜した方向に凹んでいる。さらに、第１溝部２２２ａには、後述する第１ベーン２３ａが摺動可能に嵌め込まれている。
【００４９】
また、第１ロータ２２ａの外周面のうち軸方向中央部には、図３に示すように、第１ロータ２２ａの内周側と外周側とを連通させる第１ロータ側通路２２３ａが形成されている。この第１ロータ側通路２２３ａは、第１ロータ２２ａの内周側と外周側とを貫通する貫通穴２２４ａと、第１ロータ２２ａの外周側面の一部を平坦面状に削り落とした平坦部２２５ａによって形成されている。
【００５０】
本実施形態では、このように第１ロータ側通路２２３ａを貫通穴２２４ａおよび平坦部２２５ａによって形成することで、第１ロータ側通路２２３ａと第１溝部２２２ａが連通してしまうことを回避している。
【００５１】
第１ベーン２３ａは、第１ロータ２２ａの外周面とシリンダ２１の内周面との間に形成される第１圧縮室Ｖａを仕切る板状の仕切り部材である。第１ベーン２３ａの軸方向長さは、第１ロータ２２ａの軸方向長さと略同等の寸法に形成されている。また、第１ベーン２３ａの外周側（シリンダ２１に当接する側）の端部は、図２、図３等に示すように、シリンダ２１の軸方向から見たときに円弧状に形成されている。
【００５２】
また、第１ベーン２３ａには、図２、図３に示すように、シリンダ２１の軸方向に延びて、シリンダ２１の一端側と他端側とを貫通する貫通穴２３１ａが形成されている。そして、この貫通穴２３１ａには、第１ベーン２３ａよりも軸方向長さの長い円柱状の第１棒状部材２６ａが挿入されている。従って、第１膨張部材２６ａの両端部は、第１ベーン２３ａから軸方向に突出する第１ピン２６１ａを形成している。
【００５３】
さらに、本実施形態では、第１棒状部材２６ａの外径を、貫通穴２３１ａの内径よりも小さく設定している。従って、第１棒状部材２６ａは、貫通穴２３１ａ内に回転自在に挿入されている。
【００５４】
一方、第１サイドプレート２５ａおよび中間サイドプレート２５ｃには、それぞれ第１ピン２６１ａが挿入されて、第１ピン２６１ａの変位を規制する円弧状の第１ガイド溝２５２ｃが形成されている。より詳細には、第１ガイド溝２５２ｃの径方向幅寸法と第１棒状部材２６ａの第１ピン２６１ａの直径寸法は、すきまばめの寸法関係になっている。
【００５５】
第１サイドプレート２５ａおよび中間サイドプレート２５ｃに形成される第１ガイド溝２５２ｃは、シリンダ２１の軸方向から見たときに、全く同様の形状に形成されており、互いに重合する位置に配置されている。第１ガイド溝２５２ｃは、図４に示すように、シリンダ２１の軸方向から見たときに、シリンダ２１の内径よりも径の小さい円弧状に形成されている。
【００５６】
また、第１サイドプレート２５ａには、第１圧縮室Ｖａにて圧縮された冷媒をハウジング１０の内部空間へ吐出させる第１吐出穴２５１ａが形成されている。さらに、第１サイドプレート２５ａには、第１吐出穴２５１ａからハウジング１０の内部空間へ流出した冷媒が、第１吐出穴２５１ａを介して圧縮室Ｖへ逆流してしまうことを抑制する図示しない第１吐出弁が配置されている。
【００５７】
ここで、図５を用いて、第１ガイド溝２５２ｃの形状および配置の詳細を説明する。なお、図５では、中間サイドプレート２５ｃに形成される第１ガイド溝２５２ｃの形状および配置を説明するために、図２〜図４と同様の方向から見た軸方向断面を模式的に示している。
【００５８】
前述の如く、本実施形態の第１ベーン２３ａの外周側の端部は、シリンダ２１の軸方向から見たときに、円弧状に形成されている。そこで、本実施形態では、シリンダ２１の軸方向から見たときのシリンダ２１の内径の半径をシリンダ半径Ｒｃとし、第１ベーン２３ａの外周側の端部の半径をベーン半径Ｒｖとする。
【００５９】
まず、図５（ａ）の太破線に示すようにシリンダ２１の中心軸Ｃ１を中心として、半径Ｒの仮想円ＣＡを描く（仮想円作成工程）。半径Ｒは、以下数式Ｆ１にて定義される。
Ｒ＝Ｒｃ−Ｒｖ  …（Ｆ１）
また、この半径Ｒは、特許請求の範囲に記載されたガイド溝半径Ｒに対応している。
【００６０】
次に、図５（ｂ）の太破線に示すように、仮想円ＣＡを移動させる（仮想円移動行程）。
【００６１】
より具体的には、この仮想円移動行程では、ベーン半径Ｒｖの中心点から第１ピン２６１ａの中心点へ至るベクトルと同様に、仮想円ＣＡの中心を移動させる。これにより、仮想円ＣＡは、図５（ｂ）の太破線に示すように、仮想中心ＣＣを中心とする円になる。
【００６２】
次に、図５（ｃ）の太破線に示すように、移動させた仮想円ＣＡが中心線（第１ピン２６１ａが変位した際に、第１ピン２６１ａの中心が描く軌跡）となるように、第１ガイド溝２５２ｃの位置、すなわち第１ガイド溝２５２ｃを形成する範囲を決定する（ガイド溝決定工程）。
【００６３】
この際、本実施形態では、第１ガイド溝２５２ｃは、シリンダ２１の軸方向から見たときに、第１ロータ２２ａの変位によらず、第１ガイド溝２５２ｃが常に第１ロータ２２ａと重合している。このような第１ガイド溝２５２ｃの配置は、第１ピン２６１ａ（第１棒状部材２６ａ）の配置によって調整することができる。
【００６４】
ここで、図５では、中間サイドプレート２５ｃに形成される第１ガイド溝２５２ｃの形状および配置を説明したが、第１サイドプレート２５ａに形成される第１ガイド溝についても同様に形成すればよい。そして、シリンダ２１の軸方向から見たときに、中間サイドプレート２５ｃに形成される第１ガイド溝２５２ｃと重合するように配置すればよい。
【００６５】
また、前述の如く、第２圧縮機構部２０ｂの基本的構成は、第１圧縮機構部２０ａと同様である。従って、第２圧縮機構部２０ｂも、図１に示すように、第２ロータ２２ｂ、第２ベーン２３ｂ、第２棒状部材２６ｂ等を有して構成されている。
【００６６】
さらに、本実施形態の第２圧縮機構部２０ｂでは、第２ベーン２３ｂ、第２棒状部材２６ｂ、第２サイドプレート２５ｂの第２吐出穴２５１ｂ等が、第１圧縮機構部２０ａの第１ベーン２３ａ、第１棒状部材２６ａ、第１サイドプレート２５ａの第１吐出穴２５１ａ等に対して、１８０°位相のずれた位置に配置されている。
【００６７】
次に、図６を用いて、本実施形態の圧縮機１の作動について説明する。図６では、図２〜図４と同方向から見たときの、シリンダ２１の回転に伴う第１圧縮機構部２０ａの第１圧縮室Ｖａの容積変化の様子を模式的に示している。
【００６８】
まず、回転角θが０°になっている際には、第１ロータ側通路２２３ａの回転方向最後方部がＣ３点と重合している。そして、第１ベーン２３ａの回転方向前方側に形成される圧縮行程の第１圧縮室Ｖａ（図６の点ハッチングで示す領域）が最大容積となる。
【００６９】
この位置からシリンダ２１の回転角θが増加すると、第１ガイド溝２５２ｃ、第１吐出穴２５１ａ等が、中心軸Ｃ１周りに回転変位する。さらに、シリンダ２１の回転に同期して、第１ロータ２２ａ、第１ベーン２３ａ、および第１棒状部材２６ａ（第１ピン２６１ａ）が、偏心軸Ｃ２周りにシリンダ２１と同方向へ回転変位する。
【００７０】
この際、第１棒状部材２６ａ（第１ピン２６１ａ）の変位が、第１ガイド溝２５２ｃによって規制される。これにより、本実施形態では、第１ベーン２３ａの外周側の端部が、シリンダ２１の内周面に当接するように変位する。その結果、図６に示すように、回転角θが９０°→１８０°→２７０°と増加するに伴って、第１ベーン２３ａによって仕切られた圧縮行程の第１圧縮室Ｖａの容積が縮小していく。
【００７１】
そして、圧縮行程の第１圧縮室Ｖａ内の冷媒圧力が上昇し、第１圧縮室Ｖａ内の冷媒圧力がハウジング１０の内部空間内の冷媒圧力に応じて決定される第１吐出弁の開弁圧を超えると、第１圧縮室Ｖａ内の冷媒が第１吐出穴２５１ａを介してハウジング１０の内部空間へ吐出される。ハウジング１０の内部空間へ流出した冷媒は、第２圧縮機構部２０ｂから吐出された冷媒と合流し、ハウジング１０の吐出ポート１１ａから吐出される。
【００７２】
一方の第１ベーン２３ａの回転方向後方側に形成される吸入行程の第１圧縮室Ｖａでは、回転角θが９０°→１８０°→２７０°と増加するに伴って容積が増加していく。これにより、第１ロータ側通路２２３ａを介して、低圧冷媒が吸入行程の第１圧縮室Ｖａへ流入する。そして、吸入行程の第１圧縮室は、回転角θが３６０°（０°）に達すると、第１ロータ側通路２２３ａとの連通が遮断されて、圧縮行程の第１圧縮室Ｖａとなる。
【００７３】
従って、第１圧縮機構部２０ａでは、回転角θが０°から３６０°まで変化する間に、第１ベーン２３ａの回転方向前方側の第１圧縮室Ｖａ（図６の点ハッチングで示す領域）にて冷媒が圧縮され、第１ベーン２３ａの回転方向前方側の第１圧縮室にて冷媒が吸入される。つまり、本実施形態の圧縮機１では、シリンダ２１が１回転する間に、冷媒の圧縮と吸入が同時に行われる。
【００７４】
また、第２圧縮機構部２０ｂについても同様に作動して、冷媒の圧縮および吸入が行われる。この際、第２圧縮機構部２０ｂでは、第２ベーン２３ｂ等が、第１圧縮機構部２０ａの第１ベーン２３ａ等に対して、１８０°位相のずれた位置に配置されている。従って、圧縮行程の第２圧縮室Ｖｂでは、第１圧縮室Ｖａに対して、１８０°位相のずれた回転角で冷媒の圧縮および吸入が行われる。
【００７５】
そして、圧縮行程の第２圧縮室Ｖｂ内の冷媒圧力が上昇し、第２圧縮室Ｖｂ内の冷媒圧力がハウジング１０の内部空間内の冷媒圧力に応じて決定される第２吐出弁の開弁圧を超えると、第２圧縮室Ｖｂ内の冷媒が第２吐出穴２５１ｂを介してハウジング１０の内部空間へ吐出される。ハウジング１０の内部空間へ流出した冷媒は、第１圧縮機構部２０ａから吐出された冷媒と合流し、ハウジング１０の吐出ポート１１ａから吐出される。
【００７６】
以上の如く、本実施形態の圧縮機１によれば、冷凍サイクルにおいて、冷媒（流体）を吸入し、圧縮して吐出することができる。さらに、本実施形態の圧縮機１では、電動機部３０の内部に圧縮機構部２０を収容しているので、圧縮機１全体としての小型化を図ることができる。
【００７７】
さらに、本実施形態の圧縮機１では、シリンダ２１の軸方向から見たときに、第１ガイド溝２５２ｃが円弧状に形成されている。従って、第１ガイド溝２５２ｃの形状を、第１サイドプレート２５ａおよび中間サイドプレート２５ｃに対する第１ピン２６１ａの適切な軌跡に適合した形状とすることができる。
【００７８】
その結果、第１圧縮室Ｖａを仕切る第１ベーン２３ａの外周側の端部を、シリンダ２１の内周面に当接するように適切に変位させることができる。
【００７９】
これにより、圧縮機１の起動時のように、第１ロータ２２ａの回転による遠心力等が低くなっていても、第１ベーン２３ａの外周側の端部を確実にシリンダ２１の内周面に当接させることができる。その結果、冷媒を速やかに圧縮することができる。すなわち、圧縮機１の起動性を向上させることができる。
【００８０】
さらに、第１ベーン２３ａの外周側の端部がシリンダ２１の内周面から大きく離れて再び接触することを防止できるので、第１ベーン２３ａとシリンダ２１が接触する際に生じる騒音を抑制することができる。
【００８１】
ここで、上記の如く第１ベーン２３ａを適切に変位させるためには、例えば、第１ピン２６１ａと第１ガイド溝２５２ｃとの寸法精度を向上させる必要がある。その理由は、寸法精度が不充分になっていると、不必要に第１ベーン２３ａの外周側の端部をシリンダ２１の内周面に押しつけてしまったり、第１ベーン２３ａとシリンダ２１との間に隙間を生じさせてしまうからである。
【００８２】
これに対して、本実施形態の圧縮機１では、第１ベーン２３ａの軸方向両端側に配置される第１ピン２６１ａを、１つの第１棒状部材２６ａの両端部によって構成している。従って、第１ベーン２３ａの軸方向両端側から突出する２つの第１ピン２６１ａを、容易に同軸上に配置することができる。換言すると、２つの第１ピン２６１ａの同心度の寸法精度を容易に向上させることができる。
【００８３】
また、本実施形態の圧縮機１では、第１棒状部材２６ａの外径が、貫通穴２３１ａの内径よりも小さく形成され、第１棒状部材２６ａが貫通穴２３１ａ内に回転自在に挿入されている。従って、第１ピン２６１ａがガイド溝２５２ｃに沿って移動する際に、転がり軸受けの如く、第１ピン２６１ａを回転させることができる。これにより、第１ピン２６１ａおよびガイド溝２５２ｃの摩耗等を効果的に抑制することができる。
【００８４】
また、本実施形態の圧縮機１では、シリンダ２１の軸方向から見たときに、第１ベーン２３ａの外周側の端部をシリンダ２１の内径よりも径の小さい円弧状に形成している。従って、第１ベーン２３ａの外周側の端部をシリンダ２１の内周面に当接させながら変位させる際の摺動抵抗を抑制できる。
【００８５】
さらに、ガイド溝２５２ｃの中心線が描くガイド溝半径Ｒを、上記数式Ｆ１を満足するように決定している。従って、第１ベーン２３ａの外周側の端部を円弧状に形成しても、第１ベーン２３ａの外周側の端部をシリンダ２１の内周面に当接するように適切に変位させることができる。
【００８６】
また、本実施形態の圧縮機１では、シリンダ２１の軸方向から見たときに、第１ロータ２２ａの変位によらず、第１ガイド溝２５２ｃが常に第１ロータ２２ａと重合するように配置されている。従って、第１ガイド溝２５２ｃを介して、圧縮行程の第１圧縮室Ｖａと吸入行程の第１圧縮室Ｖａが連通してしまうことを抑制できる。
【００８７】
以上の説明では、第１圧縮機構部２０ａを例として、本実施形態の圧縮機１による優れた効果を説明したが、もちろん、第２圧縮機構部２０ｂにおいても同様の効果を得ることができる。
【００８８】
さらに、本実施形態の圧縮機１では、第１、第２圧縮機構部２０ａ、２０ｂにおける圧縮および吸入工程の位相が１８０°ずれている。従って、第１、第２圧縮機構部２０ａ、２０ｂにおける圧縮および吸入工程の位相が同位相になっている場合に対して、圧縮機１全体としての合計トルク変動を抑制できる。
【００８９】
ここで、合計トルク変動とは、第１圧縮機構部２０ａの第１圧縮室Ｖａ内の冷媒の圧力変動によって生じるトルク変動と、第２圧縮機構部２０ｂの第２圧縮室Ｖｂ内の冷媒の圧力変動によって生じるトルク変動との合算値である。
【００９０】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【００９１】
上述の実施形態では、本発明に係るシリンダ回転型圧縮機１を車両用空調装置の冷凍サイクルに適用した例を説明したが、本発明に係るシリンダ回転型圧縮機１の適用はこれに限定されない。つまり、本発明に係るシリンダ回転型圧縮機１は、種々の流体を圧縮する圧縮機として幅広い用途に適用可能である。
【００９２】
上述の実施形態では、シリンダ回転型圧縮機１の動力伝達手段として、ピン−ホール式の自転防止機構を採用した例を説明したが、動力伝達手段はこれに限定されない。例えば、オルダムリング式の自転防止機構等を採用してもよい。
【００９３】
上述の実施形態では、圧縮機構部２０を、第１圧縮機構部２０ａおよび第２圧縮機構部２０ｂの２つの圧縮機構部で構成した例を説明したが、もちろん１つの圧縮機構部で構成してもよい。また、第２圧縮機構部２０ｂとして、第１圧縮機構部２０ａと異なる形式の圧縮機構のものを採用してもよい。
【符号の説明】
【００９４】
２１                    シリンダ
２２ａ、２２ｂ          第１、第２ロータ（ロータ）
２２２ａ                第１溝部
２３ａ、２３ｂ          第１、第２ベーン（ベーン）
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ  第１、第２サイドプレート、中間サイドプレート
２５２ｃ                第１ガイド溝（ガイド溝）
２６ａ、２６ｂ          第１、第２棒状部材（棒状部材）
２６１ａ                第１ピン（ピン）
【図１】
0006374737.tif 000002
【図２】
0006374737.tif 000003
【図３】
0006374737.tif 000004
【図４】
0006374737.tif 000005
【図５】
0006374737.tif 000006
【図６】
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