(57)【要約】【課題】  回転軸が回転するに伴い、各圧縮室の内部において生じる圧力の変化に応じて特定の区間において偏心ブッシュが回転軸よりも高速にて回転することを防止した容量可変回転圧縮機を提供する。【解決手段】  相異なる内容積を持つ上下部の圧縮室、回転軸、回転軸と同じ方向に偏心されて設けられる上下部の偏心カム、上下部の偏心カムの外周面に配置され、その偏心線がなす角度が１８０°よりも小さく配置された上下部の偏心ブッシュ、上下部の偏心ブッシュを選択的に最大の偏心回転位置に切り換えるロックピンを備える回転圧縮機。上下部の偏心ブッシュの間には、上下部の偏心ブッシュの偏心線がなす角度と等角及び等長を持つスロットが形成され、ロックピンをかからせる。上部偏心ブッシュが最大に偏心された位置で下部偏心ブッシュは僅かに偏心された状態で位置し、特定の回転区間において上部偏心ブッシュに回転抵抗を働かせることにより、上部偏心ブッシュをスリップさせない。【選択図】      図２
2005023927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相異なる内容積を持つように仕切られた上部及び下部圧縮室と、前記上部及び下部圧縮室を挿通する回転軸と、前記回転軸に偏心されて設けられ、前記各圧縮室の内部に配置される上部及び下部偏心カムと、それぞれ前記上部及び下部偏心カムの外周面に配置される上部及び下部偏心ブッシュと、前記回転軸の回転方向に沿って前記上部及び下部偏心ブッシュを選択的に最大の偏心位置に切り換えるロックピンとを備え、
前記上部偏心ブッシュの偏心線と前記下部偏心ブッシュの偏心線は、互いに錯角をなしていることを特徴とする容量可変回転圧縮機。
【請求項２】
前記上部偏心ブッシュの最大偏心部と前記下部偏心ブッシュの最大偏心部がなす角度は、前記上部及び下部偏心ブッシュのうち圧縮動作が行われる方の偏心ブッシュの回転方向に対して１８０°よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項３】
前記ロックピンは、互いに同じ方向に偏心された前記上部偏心カムと前記下部偏心カムとの間に配置され、前記上部及び下部偏心ブッシュはこれらの間を連結する連結部により一体に形成され、前記連結部には円周方向に一定の長さをもって形成されたスロットが設けられ、前記ロックピンが前記スロットに差し込まれた状態で前記回転軸が回転すれば、前記スロットの第１端及び第２端のうちどちらか一方に選択的にかかって、前記上部偏心ブッシュと下部偏心ブッシュのうちどちらか一方を前記回転軸に対して最大の偏心位置に切り換えて回転させることを特徴とする請求項１に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項４】
前記ロックピンは、ねじ山が形成された胴体部と、前記胴体部よりも僅かに大径をもって前記胴体部の先端に形成された頭部とからなり、前記胴体部が前記上部及び下部偏心カムの偏心線と略９０°の角度をなす位置に形成されたねじ孔に螺合されることにより、前記頭部が前記回転軸から横方向に突出されたことを特徴とする請求項３に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項５】
前記スロットは、前記スロットの第１端及び前記回転軸の中心を連結する線と、前記スロットの第２端及び前記回転軸の中心を連結する線とがなす角度を１８０°よりも狭める円弧を形成することを特徴とする請求項４に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項６】
前記スロットの第１端は前記回転軸の第１方向及び前記上部偏心ブッシュの最大偏心部に対して略９０°の角度だけ後方に位置され、前記スロットの第２端は前記回転軸の第２方向及び前記下部偏心ブッシュの最大偏心部に対して略９０°の角度だけ前方に位置されることにより、前記ロックピンが前記第１端または第２端にかかって前記上部及び下部偏心ブッシュの偏心線が錯角をなしている状態で、前記上部偏心ブッシュ及び前記下部偏心ブッシュを選択的に最大の偏心位置に切り換えることを特徴とする請求項５に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項７】
前記回転軸が第１方向に回転して前記ロックピンが前記スロットの第１端にかかれば、前記上部偏心ブッシュの最大偏心部は前記上部回転カムの最大偏心部と一致する最大の偏心位置に切り換えられて前記上部圧縮室に圧縮動作を行わせる一方、前記下部偏心ブッシュの最大偏心部は前記下部回転カムの最小偏心部と隣接して配置される最小偏心位置に切り換えられて前記下部圧縮室に圧縮動作をほとんど行わせないことを特徴とする請求項６に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項８】
前記上部偏心ブッシュの最大偏心部が前記上部圧縮室の吐出口を通過する時、前記下部偏心ブッシュの偏心線が前記上部偏心ブッシュの偏心線と略１８０°以内の角度をなす内側部分と前記内側部分に対向する外側部分との間の圧力差に応じて前記下部偏心ブッシュに前記回転軸の回転方向とは逆方向に回転抵抗が働くことにより、前記上部偏心ブッシュに前記回転軸よりも高速にて回転するスリップ現象を起こらせないことを特徴とする請求項７に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項９】
前記回転軸が第２方向に回転して前記ロックピンが前記スロットの第２端にかかれば、前記下部偏心ブッシュの最大偏心部は前記下部回転カムの最大偏心部と一致する最大の偏心位置に切り換えられて前記下部圧縮室に圧縮動作を行わせる一方、前記上部偏心ブッシュの最大偏心部は前記上部回転カムの最小偏心部と隣接して配置される最小偏心位置に切り換えられて前記上部圧縮室に圧縮動作をほとんど行わせないことを特徴とする請求項６に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１０】
前記下部偏心ブッシュの最大偏心部が前記下部圧縮室の吐出口を通過する時、前記上部偏心ブッシュの偏心線が前記下部偏心ブッシュの偏心線と略１８０°以内の角度をなす内側部分と前記内側部分に対向する外側部分との間の圧力差に応じて前記上部偏心ブッシュに前記回転軸の回転方向とは逆方向に回転抵抗を働くことにより、前記下部偏心ブッシュに前記回転軸よりも高速にて回転するスリップ現象を起こらせないことを特徴とする請求項９に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１１】
相異なる内容積を持つように仕切られて圧縮動作を行う上部及び下部圧縮室と、
第１及び第２方向に回転し、前記上部及び下部圧縮室を挿通する回転軸と、 
前記回転軸に設けられて前記各圧縮室の内部に配置される上部及び下部偏心カムと、
前記回転軸に対して互いに反対方向に偏心され、それぞれ前記上部及び下部偏心カムの外周面に配置され、それぞれ最大偏心部を有する上部及び下部偏心ブッシュと、
それぞれ前記上部及び下部偏心ブッシュの外周面に配置され、前記上部及び下部圧縮室の内週面に沿って回転しつつ前記圧縮室に流入されたガスを圧縮する上部及び下部ローラと、
前記回転軸の回転方向に沿って前記上部及び下部偏心ブッシュを選択的に最大の偏心位置に切り換えるロックピンとを備え、
前記上部偏心ブッシュの最大偏心部と前記下部偏心ブッシュの最大偏心部がなす角度は、前記上部及び下部偏心ブッシュのうち圧縮動作が行われる方の偏心ブッシュの回転方向に対して１８０°よりも小さいことを特徴とする容量可変回転圧縮機。
【請求項１２】
前記ロックピンは、前記上部偏心カムと前記下部偏心カムとの間に位置することを特徴とする請求項１１に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１３】
前記上部及び下部偏心ブッシュは、それらの間を連結する連結部により一体に形成されることを特徴とする請求項１２に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１４】
前記連結部には、第１端及び第２端を有するスロットが円周方向に一定の長さをもって形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１５】
前記ロックピンが前記スロットに差し込まれた状態で前記回転軸が回転すれば、前記スロットの第１端及び第２端のうちどちらか一方に選択的にかかって、前記上部
偏心ブッシュ及び下部偏心ブッシュのうちどちらか一方を前記回転軸に対して最大の偏心位置に切り換えて回転させることを特徴とする請求項１４に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１６】
前記ロックピンは、ねじ山が形成された胴体部と、前記胴体部よりも僅かに大径に前記胴体部の先端に形成された頭部とからなることを特徴とする請求項１５に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１７】
前記胴体部が前記上部及び下部偏心カムの最大偏心部と略９０°をなす位置に形成されたねじ孔に螺合されることを特徴とする請求項１６に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１８】
前記スロットは、前記回転軸の周りに１８０°よりも小さい角度をもって延びることを特徴とする請求項１７に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１９】
前記スロットの第１端は、前記回転軸の第１方向と前記上部偏心ブッシュの最大偏心部に対して略９０°だけ後方に位置することを特徴とする請求項１８に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項２０】
前記スロットの第２端は、前記回転軸の第２方向と前記下部偏心ブッシュの最大偏心部に対して略９０°だけ前方に位置することを特徴とする請求項１９に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項２１】
前記回転軸が第１方向に回転すれば、前記上部偏心ブッシュの最大偏心部は前記上部回転カムの最大偏心部と一致する最大偏心位置に切り換えられることを特徴とする請求項２０に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項２２】
前記回転軸が第１方向に回転すれば、前記下部偏心ブッシュの最大偏心部は前記下部回転カムの最小偏心部と隣接して配置される最小偏心位置に切り換えられることを特徴とする請求項２１に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項２３】
前記上部偏心ブッシュの最大偏心部が前記上部圧縮室の吐出口を通過する時、前記下部偏心ブッシュの内側部分と外側部分との圧力差に応じて前記下部偏心ブッシュに前記回転軸の回転方向とは逆方向に回転抵抗が働くことを特徴とする請求項２２に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項２４】
前記回転軸が第２方向に回転すれば、前記下部偏心ブッシュの最大偏心部は前記下部回転カムの最大偏心部と一致する最大偏心位置に切り換えられることを特徴とする請求項２０に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項２５】
前記回転軸が第２方向に回転すれば、前記上部偏心ブッシュの最大偏心部は前記上部回転カムの最小偏心部と隣接して配置される最小偏心位置に切り換えられることを特徴とする請求項２３に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項２６】
前記下部偏心ブッシュの最大偏心部が前記下部圧縮室の吐出口を通過する時、前記上部偏心ブッシュの内側部分と外側部分との間の圧力差に応じて前記上部偏心ブッシュに前記回転軸の回転方向とは逆方向に回転抵抗が働くことを特徴とする請求項２４に記載の容量可変回転圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転圧縮機に係り、より詳細には、回転軸に配置される偏心装置を用い、相異なる内容積を持つ２つの圧縮室のうちどちらか一方に選択的に圧縮動作を行わせることにより、容量を可変させられる回転圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置と冷蔵庫などのように冷凍サイクルを用いて特定の空間を冷却させる冷却装置には、冷凍サイクルの閉回路を循環する冷媒を圧縮するための圧縮機が設けられる。この種の冷却装置の冷却能力は、通常、圧縮機の圧縮容量によって定められ、これにより、圧縮機の圧縮容量を可変的に構成すれば、実際の温度と設定温度との温度差など周りの状況に応じて冷却装置を最適の状態で運転せしめ、特定の空間を適切に冷却できるとともに、省エネルギー化を図ることができる。
【０００３】
冷却装置に用いられる圧縮機としては、回転圧縮機と往復動圧縮機などがある。本発明は前者の回転圧縮機の分野に属し、その動作については後述する。
【０００４】
かかる従来の回転圧縮機は、その内部に設けられる固定子及び回転子と、前記回転子を挿通する回転軸と、前記回転軸の外面に一体に設けられる偏心カムと、圧縮チャンバ内の前記偏心カム上に固定されるローラとを含む密閉容器を備える。
【０００５】
このように構成されている回転圧縮機は、次のように動作する。すなわち、回転軸が回転するに伴い、前記偏心カムと前記ローラは前記圧縮チャンバ内において偏心回転をする。この時、圧縮された冷媒が前記密閉容器の外部に排出されるも前に、冷媒ガスが前記圧縮チャンバ内に流入されて圧縮動作が行われる。
【０００６】
しかしながら、前記従来の回転圧縮機は、その圧縮容量が可変的ではなく、固定されているため、実際の周囲温度と設定温度との違いに応じて圧縮容量を変えられないという問題がある。
【０００７】
より詳細に説明すれば、前記実際の周囲温度が前記設定温度よりも遥かに高いとき、前記圧縮機は前記周囲温度を急速に下げて大容量の圧縮モードにより動作する必要がある。これに対し、前記周囲温度と前記設定温度との間の違いが大きくないとき、前記圧縮機は省エネルギーのために小容量の圧縮モードにより動作する必要がある。しかしながら、従来の回転圧縮機は前記周囲温度と前記設定温度との違いに応じて容量を変えられないため、かかる温度の変化に効率よく対応できず、エネルギーの無駄使いにつながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転軸に偏心装置を取り付け、相異なる内容積を持つ２つの圧縮室のうちどちらか一方にのみ圧縮動作を行わせることにより、圧縮容量を可変させられる容量可変回転圧縮機を提供することある。
【０００９】
本発明の他の目的は、回転軸が回転するに伴い、各圧縮室の内部において起こる圧力の変化によって特定の区間において偏心ブッシュが回転軸より高速にて回転することを防止した容量可変回転圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る容量可変回転圧縮機は、相異なる内容積を持つように仕切られた上部及び下部圧縮室と、前記上部及び下部圧縮室を挿通する回転軸と、前記回転軸に偏心されて設けられ、前記各圧縮室の内部に配置される上部及び下部偏心カムと、それぞれ前記上部及び下部偏心カムの外周面に配置される上部及び下部偏心ブッシュと、前記回転軸の回転方向に沿って前記上部及び下部偏心ブッシュを選択的に最大の偏心位置に切り換えるロックピンとを備え、前記上部偏心ブッシュの偏心線と前記下部偏心ブッシュの偏心線は、互いに錯角をなしていることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記上部偏心ブッシュの最大偏心部と前記下部偏心ブッシュの最大偏心部がなす角度は、前記上部及び下部偏心ブッシュのうち圧縮動作が行われる方の偏心ブッシュの回転方向に対して１８０°よりも小さくする。
【００１２】
前記ロックピンは、互いに同じ方向に偏心された前記上部偏心カムと前記下部偏心カムとの間に配置され、前記上部及び下部偏心ブッシュはこれらの間を連結する連結部により一体に形成され、前記連結部には円周方向に一定の長さをもって形成されたスロットが設けられ、前記ロックピンが前記スロットに差し込まれた状態で前記回転軸が回転すれば、前記スロットの第１端と第２端のうちどちらか一方に選択的にかかって、前記上部偏心ブッシュと下部偏心ブッシュのうちどちらか一方を前記回転軸に対して最大の偏心位置に切り換えて回転させることを特徴とする。
【００１３】
前記ロックピンは、ねじ山が形成された胴体部と、前記胴体部よりも僅かに大径をもって前記胴体部の先端に形成された頭部とからなり、前記胴体部が前記上部及び下部偏心カムの偏心線と略９０°の角度をなす位置に形成されたねじ孔に螺合されることにより、前記頭部が前記回転軸から横方向に突出されたことを特徴とする。
【００１４】
また、前記スロットは、前記スロットの第１端と前記回転軸の中心を連結する線と、前記スロットの第２端と前記回転軸の中心を連結する線とがなす角度を１８０°よりも小さくする円弧を形成する。
【００１５】
さらに、前記スロットの第１端は前記回転軸の第１方向と前記上部偏心ブッシュの最大偏心部に対して略９０°の角度だけ後方に位置され、前記スロットの第２端は前記回転軸の第２方向と前記下部偏心ブッシュの最大偏心部に対して略９０°の角度だけ前方に位置されることにより、前記ロックピンが前記第１端または第２端にかかって前記上部及び下部偏心ブッシュの偏心線が錯角をなしている状態で、前記上部偏心ブッシュ及び前記下部偏心ブッシュを選択的に最大の偏心位置に切り換えることを特徴とする。
【００１６】
前記回転軸が第１方向に回転して前記ロックピンが前記スロットの第１端にかかれば、前記上部偏心ブッシュの最大偏心部は前記上部回転カムの最大偏心部と一致する最大の偏心位置に切り換えられて前記上部圧縮室に圧縮動作を行わせる一方、前記下部偏心ブッシュの最大偏心部は前記下部回転カムの最小偏心部と隣接して配置される最小偏心位置に切り換えられて前記下部圧縮室に圧縮動作をほとんど行わせない。
【００１７】
前記上部偏心ブッシュの最大偏心部が前記上部圧縮室の吐出口を通過する時、前記下部偏心ブッシュの偏心線が前記上部偏心ブッシュの偏心線と略１８０°以内の角度をなす内側部分と前記内側部分に対向する外側部分との間の圧力差に応じて前記下部偏心ブッシュに前記回転軸の回転方向とは逆方向に回転抵抗が働くことにより、前記上部偏心ブッシュが前記回転軸よりも高速にて回転するスリップ現象を起こらせない。
【００１８】
前記回転軸が第２方向に回転して前記ロックピンが前記スロットの第２端にかかれば、前記下部偏心ブッシュの最大偏心部は前記下部回転カムの最大偏心部と一致する最大の偏心位置に切り換えられて前記下部圧縮室に圧縮動作を行わせる一方、前記上部偏心ブッシュの最大偏心部は前記上部回転カムの最小偏心部と隣接して配置される最小偏心位置に切り換えられて前記上部圧縮室に圧縮動作をほとんど行わせない。
【００１９】
前記下部偏心ブッシュの最大偏心部が前記下部圧縮室の吐出口を通過する時、前記上部偏心ブッシュの偏心線が前記下部偏心ブッシュの偏心線と略１８０°以内の角度をなす内側部分と前記内側部分に対向する外側部分との間の圧力差に応じて前記上部偏心ブッシュに前記回転軸の回転方向とは逆方向に回転抵抗を働くことにより、前記下部偏心ブッシュをして前記回転軸よりも高速にて回転するスリップ現象を起こらせない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る容量可変回転圧縮機によれば、相異なる内容積を持つ上部圧縮室と下部圧縮室において正方向または逆方向に回転する偏心装置により圧縮容量を可変させられる構造となっていることから、周りの空間を適切に冷却できるとともに、省エネルギーを図ることができるという効果がある。
【００２１】
特に、本発明に係る容量可変圧縮機は、上部及び下部偏心ブッシュの偏心線がなす角度を１８０°よりも僅かに小さく形成し、特定の回転区間において圧縮動作を行わない偏心ブッシュにより圧縮動作を行う偏心ブッシュに回転抵抗力を与えることにより、偏心装置が正方向または逆方向に回転する間に上部または下部圧縮室における圧力変化に応じて上部偏心ブッシュまたは下部偏心ブッシュがスリップする現象が防止され、その結果、上部及び下部偏心ブッシュが円滑に回転できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付した図面に基づき、本発明の望ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る容量可変回転圧縮機の内部構造の概略を示す縦断面図である。図１に示すように、本発明に係る容量可変回転圧縮機は、密閉容器１０の内部に設けられて回転力を生じる駆動部２０と、駆動部２０の回転力によりガスを圧縮する圧縮部３０とを備える。駆動部２０は、密閉容器１０の内面に固定される円筒状の固定子２２と、固定子２２の内部に回転自在に設けられる回転子２３と、回転子２３の中心部から延設され、回転子２３とともに正回転（第１方向）もしくは逆回転（第２方向）する回転軸２１とからなる。
【００２４】
圧縮部３０は、上部と下部にそれぞれ相異なる内容積を持つ円筒状の上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２が設けられているハウジング３３と、ハウジング３３の上端と下端に配置され、回転軸２１を回転自在に支える上部フランジ３５及び下部フランジ３６と、上部圧縮室３１と下部圧縮室３２との間に配置され、上部圧縮室３１と下部圧縮室３２を互いに仕切る仕切板３４とを含む。
【００２５】
上部圧縮室３１は下部圧縮室３２よりも高く形成されて上部圧縮室３１の内容積が下部圧縮室３２の内容積よりも大きく、これにより、上部圧縮室３１において下部圧縮室３２に比べてより大量のガスを圧縮できることから、本発明に係る回転圧縮機が可変容量を持つことになる。
【００２６】
もちろん、下部圧縮室３２を上部圧縮室３１よりも高めれば、下部圧縮室３２においてより大量のガスが圧縮できるように下部圧縮室３２の内容積が上部圧縮室３１の内容積よりも大きくなる。
【００２７】
上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２の内部には、回転軸２１の回転方向に沿って上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２のうちどちらか一方にのみ選択的に圧縮動作を行わせる本発明に係る偏心装置４０が配置されるが、この偏心装置４０の構造及び動作については、図２ないし図６に基づき後述する。
【００２８】
また、上部圧縮室３１と下部圧縮室３２には、それぞれ偏心装置４０の外周面に回転自在に配置される上部ローラ３７と下部ローラ３８が設けられ、ハウジング３３にはそれぞれ上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２と連通する上下部の吸入口６３,６４と上下部の吐出口６５,６６（図３及び図５参照）が形成されている。
【００２９】
上部吸入口６３と上部吐出口６５との間には、上部ベーン６１が支持スプリング６１ａにより上部ローラ３７と密着された状態で半径方向に配置されており（図３参照）、下部吸入口６４と下部吐出口６６との間には下部ベーン６２が支持スプリング６２ａにより下部ローラ３８と密着された状態で半径方向に配置されている（図５参照）。
【００３０】
また、液体冷媒を分離してガス冷媒のみを圧縮機に流入させるアキュミュレータ６９の出口管６９ａには、ハウジング３３に形成された上部及び下部吸入口６３,６４のうち圧縮動作が行われる吸入口にのみガス冷媒を供給するように各吸入流路６７，６８を選択的に開閉する流路切換装置７０が設けられる。
【００３１】
流路切換装置７０の内部には、上部吸入口６３と繋がっている吸入流路６７及び下部吸入口６４と繋がっている吸入流路６８間の圧力差に応じてこれら吸入流路６７，６８のうちどちらか一方のみを開き、冷媒ガスを供給するバブル装置７１が横方向に移動自在に配置されている。
【００３２】
次に、図２に基づき、本発明の特徴とも言える回転軸と偏心装置の構造について説明する。図２は、本発明に係る偏心装置が回転軸から切り離されている状態を示す分解図である。図２に示すように、偏心装置４０は、回転軸２１においてそれぞれ上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２に対応する位置に設けられた上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２と、それぞれ上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２の外周面に配置される上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２と、上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２の間に設けられたロックピン４３、及びロックピン４３がかかるように上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２の間に一定の長さをもって設けられたスロット５３を備えてなる。
【００３３】
上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２は、回転軸２１の外周面から横方向に一体に突出され、回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して偏心された状態で垂直に配置される。また、上部及び下部偏心カム４１，４２は、回転軸２１から最大限に突出された上部及び下部偏心カム４１，４２の各最大偏心部と、回転軸２１から最小限に突出された上部及び下部偏心カム４１，４２の各最小偏心部とを連結する上部偏心線Ｌ１-Ｌ１及び下部偏心線Ｌ２-Ｌ２が互いに一致するように配置される。
【００３４】
ロックピン４３は、ねじ山が形成された胴体部４４と、この胴体部４４の先端から胴体部４４よりも僅かに大径に形成された頭部４５と、からなり、上部偏心カム４１と下部偏心カム４２との間の回転軸２１において偏心線Ｌ１-Ｌ１，Ｌ２-Ｌ２と略９０°の角度をなす位置に形成されたねじ孔４６に胴体部４４が螺合されることにより、回転軸２１に締結される。
【００３５】
上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２は、これらの間を互いに連結する連結部５４により一体に形成され、ロックピン４３の頭部４５の直径よりも僅かに大きいスロット５３は連結部５４に円周方向に形成される。
【００３６】
これにより、連結部５４に一体に連設された上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２を回転軸２１に嵌め付け、スロット５３を介してロックピン４３を回転軸２１のねじ孔４６に締結すれば、上部偏心ブッシュ５１は上部偏心カム４１に回転自在に配置され、下部偏心ブッシュ５２は下部偏心カム４２に回転自在に配置される。
【００３７】
このような状態で、回転軸２１が正逆転するに当たり、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａ及び第２端５３ｂのどちらか一方にかかるまでは上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２は回転せず、ロックピン４３が第１端５３ａまたは第２端５３ｂにかかれば、上部偏心ブッシュ５１または下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１とともに正逆転する。
【００３８】
一方、上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部及び最小偏心部をつなぐ偏心線Ｌ３-Ｌ３と、スロット５３の第１端５３ａ及び連結部５４の中心をつなぐ線との間の角度は略９０°であり、これと同様に、下部偏心ブッシュ５２の最大偏心部及び最小偏心部をつなぐ偏心線Ｌ４-Ｌ４と、スロット５３の第２端５３ｂ及び連結部５４の中心をつなぐ線との間の角度も略９０°である。
【００３９】
さらに、上部偏心ブッシュ５１の偏心線Ｌ３-Ｌ３及び下部偏心ブッシュ５２の偏心線Ｌ４-Ｌ４の角度は１８０°よりも僅かに小さくし（図３及び図５参照）、連結部５４に円周方向に沿って形成されたスロット５３の第１端５３ａ及び第２端５３ｂが連結部５４の中心となす角度は、偏心線Ｌ３-Ｌ３，Ｌ４-Ｌ４の間の角度と等角にする。
【００４０】
このように配置することにより、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａにかかって上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１とともに正回転することはもちろん、下部偏心ブッシュとともに回転する位置において上部偏心ブッシュ５１の偏心線Ｌ３-Ｌ３は上部偏心カム４１の偏心線Ｌ１-Ｌ１と一致することになり、上部偏心ブッシュ５１は回転軸２１と最大限に偏心された状態で正回転し、下部偏心ブッシュ５２の偏心線Ｌ４-Ｌ４は下部偏心カム４２の偏心線Ｌ２-Ｌ２と僅かにずれて配置され、下部偏心ブッシュ５２は回転軸２１と僅かに偏心された状態で回転することになる（図３参照）。
【００４１】
これとは逆に、ロックピン４３がスロット５３の第２端５３ｂにかかって下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１とともに逆方向に回転する位置において下部偏心ブッシュ５２の偏心線Ｌ４-Ｌ４は下部偏心カム４２の偏心線Ｌ２-Ｌ２と一致し、下部偏心ブッシュ５２は回転軸２１と最大限に偏心された状態で逆回転し、上部偏心ブッシュ５１の偏心線Ｌ３-Ｌ３は上部偏心カム４１の偏心線Ｌ１-Ｌ１と僅かにずれて配置され、上部偏心ブッシュ５１は回転軸２１と僅かに偏心された状態で回転することになる（図５参照）。
【００４２】
引き続き、図３ないし図６に基づき、前記のように構成された偏心装置により上部圧縮室及び下部圧縮室において選択的に冷媒ガスが圧縮される動作について説明する。
【００４３】
図３は、回転軸が第１方向（正方向）に回転して本発明に係る偏心装置により上部圧縮室にのみ圧縮運転を行わせることを示すものであり、図４は、図３に対応するものであって、上部圧縮室における圧力の変化とは無関係に、本発明に係る偏心装置の上部偏心ブッシュがスリップを生じることなく円滑に回転することを説明するための図である。
【００４４】
ここで、図３及び図４は、それぞれ上部圧縮室と下部圧縮室において回転する上部ローラと下部ローラの相対的な位置を示すために、上部圧縮室と下部圧縮室を区切る仕切板を削除し、上部圧縮室と下部圧縮室がまるで連通されているかのように示している（図５と図６においても同様）。
【００４５】
図３に示すように、回転軸２１が第１方向（図３における反時計回り方向）に回転し、回転軸２１から突出されたロックピン４３が上部偏心ブッシュ５１と下部偏心ブッシュ５２との間に形成されたスロット５３に差し込まれた状態で一定の角度だけ回動すれば、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａにかかり、上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１とともに回転する。
【００４６】
ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａにかかっている状態では、上述したように、上部偏心ブッシュ５１の偏心線Ｌ３-Ｌ３が上部偏心カム４１の偏心線Ｌ１-Ｌ１と一致し、上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して最大の偏心位置に切り換えられた状態で回転することになる。これにより、上部ローラ３７が上部圧縮室３１を形成するハウジング３３の内周面と接触した状態で回転しつつ圧縮動作を行う。
【００４７】
一方、下部偏心ブッシュ５２は下部偏心ブッシュ５２の偏心線Ｌ４-Ｌ４が下部偏心カム４２の偏心線Ｌ２-Ｌ２または上部偏心ブッシュ５１の偏心線Ｌ３-Ｌ３に対して一定角度θだけ偏心された位置に切り換えられて回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して僅かに偏心された状態で回転し、下部ローラ３８が下部圧縮室３２を形成するハウジング３３の内周面とはなれた状態で回転することにより、圧縮動作がほとんど行われなくなる。
【００４８】
このため、回転軸２１が第１方向に回転すれば、相対的に大きい内容積を持つ上部圧縮室３１においては、上部ローラ３７により上部吸入口６３に流入された冷媒ガスが圧縮されて上部吐出口６５を介して排出され、相対的に小さい内容積を持つ下部圧縮室３２においては圧縮作用が行われない。このため、回転圧縮機は圧縮容量が大きく取られている状態に可変されて動作するのである。
【００４９】
一方、図３に示すように、上部ローラ３７が上部ベーン６１に当接して冷媒ガスの圧縮動作が終わり、冷媒ガスの吸入動作が始まる時には、上部吐出口６５を介してまだ放出されていない一部の圧縮ガスが再び上部圧縮室３１に流入されて再膨張されつつ上部ローラ３７及び上部偏心ブッシュ５１に回転軸２１の回転方向に沿って圧力を加え、瞬間的に上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１よりも高速にて回転することにより、上部偏心ブッシュ５１が上部偏心カム４１から滑り込むスリップ現象が起こる。
【００５０】
さらに、前記の如き状態で回転軸２１がさらに回転すれば、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａに再び衝突して上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１と等速度にて回転し、このような衝突中に騒音が生じ、衝突部位における損傷が生じることになる。
【００５１】
しかしながら、本発明に係る偏心装置４０は、上部偏心ブッシュ５１の偏心線Ｌ３-Ｌ３及び下部偏心ブッシュ５２の偏心線Ｌ４-Ｌ４が一定の角度θだけ偏心された構造となっているため、下部ローラ３８が圧縮動作を行っていない状態でも下部圧縮室３２において僅かに偏心して回転することにより、上部偏心ブッシュ５１がスリップ現象を生じることなく、回転軸２１と等速度にて回転可能になる。
【００５２】
すなわち、図４に示すように、上部ローラ３７が上部ベーン６１に当接する回転位置において、上部偏心ブッシュ５１には上部吐出口６５から冷媒ガスの一部が逆流して再膨張する時に生じるガス圧力により回転軸２１の回転方向（第１方向）に力Ｆｓが働き、その結果、上部偏心ブッシュ５１にスリップ現象が起こるが、下部圧縮室３２において僅かに偏心された状態で回転する下部偏心ブッシュ５２により、下部ベーン６２との隣接部分で下部ローラ３８及びハウジング３３の内周面間に形成されるギャップＧ１は下部ベーン６２に対向する位置で下部ローラ３８及びハウジング３３の内周面間に形成されるギャップＧ２よりも小さくなり、これにより、ギャップＧ１の周りにおけるガス圧力Ｐ１がギャップＧ２の周りにおけるガス圧力Ｐ２よりも強まり、下部偏心ブッシュ５２は回転軸２１の回転方向（第１方向）とは逆方向に抵抗する力Ｆｒを受けることになる。
【００５３】
従って、下部偏心ブッシュ５２に加えられる回転に抵抗する力Ｆｒ（抵抗力）が上部偏心ブッシュ５１をスリップさせる力Ｆｓ（スリップ力）と等しくなるように偏心角θを調整すれば、スリップ力Ｆｓが抵抗力Fｒにより打ち消されることにより、上部偏心ブッシュ５１が滑り込むことなく、回転軸２１と等速度にて回転できるようになる。
【００５４】
図５は、回転軸が第２方向に回転し、本発明に係る偏心装置により下部圧縮室にのみ圧縮運転を行わせることを示すものであり、図６は、図５に対応するものであって、下部圧縮室における圧力の変化とは無関係に、本発明に係る偏心装置の下部偏心ブッシュがスリップを生じることなく円滑に回転することを説明するための図である。
【００５５】
図５に示すように、回転軸２１が第２方向（図５における時計回り方向）に回転すれば、図３及び図４でのように、上部圧縮室３１にのみ圧縮作用を行わせる動作とは反対に動作させれば、下部圧縮室３２にのみ圧縮作用が行われることになる。
【００５６】
すなわち、回転軸２１の第２方向に沿っての回転により回転軸２１から突出されたロックピン４３がスロット５３の第２端５３ｂにかかり、下部偏心ブッシュ５２及び上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１により第２方向に回転する。
【００５７】
このような切り換え動作により、下部偏心ブッシュ５２の偏心線Ｌ４-Ｌ４が下部偏心カム４２の偏心線Ｌ２-Ｌ２と一致し、下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して最大限に偏心された状態で切り換えられて回転し、これにより、下部ローラ３８が下部圧縮室３２を形成するハウジング３３の内周面と接触した状態で回転しながら圧縮動作を行う。
【００５８】
これと同時に、上部偏心ブッシュ５１の偏心線Ｌ３-Ｌ３は上部偏心カム４１の偏心線Ｌ１-Ｌ１または下部偏心ブッシュ５２の偏心線Ｌ４-Ｌ４に対して一定角度θだけ偏心された位置に切り換えられて回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して僅かに偏心された状態で回転し、上部ローラ３７が上部圧縮室３１を形成するハウジング３３の内周面と離れたまま回転することから、圧縮動作がほとんど行われなくなる。
【００５９】
従って、相対的に小さい内容積を持つ下部圧縮室３２においては、下部ローラ３８により下部吸入口６４に流入された冷媒ガスが圧縮され、下部吐出口６６を介して排出され、相対的に大きい内容積を持つ上部圧縮室３１における圧縮作用が行われなくなり、回転圧縮機は小さい圧縮容量のままで可変されて作動されるのである。
【００６０】
一方、図５に示すように、下部ローラ３８が下部ベーン６２に当接して冷媒ガスの圧縮動作が終わり、冷媒ガスの吸入動作が始まる時には、下部吐出口６６を介してまだ放出されていない一部の圧縮ガスが下部圧縮室３２再度流入されて再膨張されつつ下部ローラ３８及び下部偏心ブッシュ５２に回転軸２１の回転方向に圧力を加え、瞬間的に下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１よりも高速にて回転することにより、下部偏心ブッシュ５２が下部偏心カム４２から滑り込むスリップ現象が起こる。
【００６１】
さらに、前記の如き状態で回転軸２１がさらに回転すれば、ロックピン４３がスロット５３の第２端５３ｂに再衝突して下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１と等速度にて回転し、このような衝突中に騒音が生じ、衝突部位における損傷が生じることになる。
【００６２】
しかしながら、これらのスリップ現象及び衝突現象は、回転軸２１が第１方向に回転する時と同じ方式により生じなくなる。
【００６３】
すなわち、図６に示すように、下部ローラ３８が下部ベーン６２に当接する回転位置において、下部偏心ブッシュ５２には下部吐出口６６から冷媒ガスの一部が逆流して再膨張される圧力に応じて回転軸２１の回転方向（第２方向）に力Ｆｒが働き、その結果、スリップ現象が起こるが、上部圧縮室３１において僅かに偏心された状態で圧縮動作を行わずに回転する上部偏心ブッシュ５１により上部ベーン６１または下部ベーン６２に隣接した部分において上部ローラ３７及びハウジング３３の内周面間に形成されるギャップＧ１は、下部ベーン６２に対向する位置において上部ローラ３７及びハウジング３３の内周面間に形成されるギャップＧ２よりも小さくなり、これにより、ギャップＧ１の周りにおけるガス圧力Ｐ１がギャップＧ２の周りにおけるガス圧力Ｐ２よりも強まり、上部偏心ブッシュ５１には回転軸２１の回転方向（第２方向）とは逆方向に抵抗する力Ｆｒを受けることになる。
【００６４】
従って、上部偏心ブッシュ５１に加えられる回転に抵抗する力Ｆｒ（抵抗力）が下部偏心ブッシュ５２を滑り込ませる力Ｆｓ（スリップ力）と同じくなるように偏心角θを調整すれば、スリップ力Ｆｓが抵抗力Ｆｒにより打ち消されることにより、下部偏心ブッシュ５２がスリップを生じることなく、回転軸２１と等速度にて回転できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る容量可変回転圧縮機の内部構造の概略を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る偏心装置が回転軸から切り離されている状態を示す分解斜視図である。
【図３】回転軸が第１方向に回転し、本発明に係る偏心装置により上部圧縮室においてのみ圧縮が行われることを示す図である。
【図４】図３に対応するものであって、上部圧縮室における圧力の変化とは無関係に、本発明に係る偏心装置の上部偏心ブッシュがスリップを生じることなく円滑に回転することを説明するための図である。
【図５】回転軸が第２方向に回転し、本発明に係る偏心装置により下部圧縮室においてのみ圧縮が行われることを示す図である。
【図６】図５に対応するものであって、下部圧縮室における圧力の変化とは無関係に、本発明に係る偏心装置の下部偏心ブッシュがスリップを生じることなく円滑に回転することを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６６】
２１  回転軸
３１  上部圧縮室
３２  下部圧縮室
３３  ハウジング
３７  上部ローラ
３８  下部ローラ
４０  偏心装置
４１  上部偏心カム
４２  下部偏心カム
４３  ロックピン
５１  上部偏心ブッシュ
５２  下部偏心ブッシュ
５３  スロット
５４  連結部
【図１】
2005023927.tif 000003
【図２】
2005023927.tif 000004
【図３】
2005023927.tif 000005
【図４】
2005023927.tif 000006
【図５】
2005023927.tif 000007
【図６】
2005023927.tif 000008