(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ室（４ａ）の内周面に沿って公転することで冷媒を圧縮する回転ピストン（３）と、前記回転ピストン（３）外周面に取付けられて前記シリンダ室（４ａ）を圧縮室（Ｈ）と吸入室（Ｌ）とに区画するブレード（１）と、前記シリンダ室（４ａ）と吐出空間とを区画するヘッド（６）とを備えたロータリ圧縮機であって、
前記ブレード（１）は、前記ブレード（１）の前記圧縮室（Ｈ）側の側面から前記ヘッド（６）に対向する面へ通ずる孔（２）を有し、かつ前記ヘッド（６）は、前記シリンダ室（４ａ）から前記吐出空間へ通ずる吐出ポート（６ａ）を有しており、
前記ブレード（１）に設けた前記孔（２）と、前記ヘッド（６）に設けた前記吐出ポート（６ａ）とが重なり合うことにより、前記孔（２）は前記吐出ポート（６ａ）に連通し、前記圧縮室（Ｈ）内で圧縮された冷媒が前記吐出空間に吐出される、ロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記ブレード（１）を進退可能に支持し、かつ回動可能なブッシュ（５）を備え、
前記孔（２）は、前記ブレード（１）の前記回転ピストン（３）への付け根から形成され、かつ前記ブッシュ（５）の前記進退方向の長さ以下の長さを有する、請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記回転ピストン（３）の公転により、前記ブレード（１）は前記ブッシュ（５）の回動中心を支点として揺動し、
前記吐出ポート（６ａ）の形状は、前記ブッシュ（５）の回動中心を頂点として、吐出開始時における前記ブレード（１）の揺動角度位置と前記ブレード（１）が最も前記圧縮室（Ｈ）側に揺動した最小揺動角度位置とに挟まれる扇形を有している、請求項２に記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリ圧縮機に関し、より特定的には、吐出弁に関わる不具合を解消するためのロータリ圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来のスイング型のロータリ圧縮機における吐出弁の配置を示す概略断面図である。図１５を参照して、シリンダ１０４のシリンダ室１０４ａ内には、クランク軸１０８の偏心部１０８ａに外嵌された回転ピストン１０３が配置されている。この回転ピストン１０３の外周には、ブレード１０１が接合されて一体化されている。このブレード１０１は、シリンダ１０４に回動可能に配置された揺動体（ブッシュ）１０５により進退自在となるように支持されている。
【０００３】
このような構成とすることで、いわゆるスイング型の圧縮機では、クランク軸１０８の回転力を受けて回転ピストン１０３がシリンダ室１０４ａ内で自転せずに公転する。この回転ピストン１０３の公転により、吸入口１０４ｂから吸入室Ｌに吸入された冷媒ガスが圧縮される。この圧縮終了後に圧縮冷媒ガスが弁板１１１を開動作させて圧縮室Ｈから吐出口１０４ａを通じて外部へと吐出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、いわゆるスイング型のロータリ圧縮機では、固有容積比を持たない構造のため、図１５に示すように吐出弁１１１が必要となり、吐出弁１１１に関わる以下の不具合が生じる。
【０００５】
効率面で言えば、吐出弁１１１を開動作させる必要があるため、どんな運転状況下においても必ず過圧縮損失が生じ、圧縮機の効率が低くなるという不具合がある。この過圧縮損失を低減させようとして、吐出弁１１１のばね定数を小さくしようとすると、特にクランク軸１０８の高速回転時には吐出弁１１１の閉じ遅れが生じる。これにより、圧縮室Ｈから一旦吐出された圧縮冷媒ガスがシリンダ室１０４ａ内に逆流してしまい再膨張損失の著しい増加が生じる。
【０００６】
また、信頼性の面においても、吐出弁１１１があるため、吐出弁１１１の弁衝突速度が上昇する液圧縮時などには吐出弁１１１に弁割れが生じたり、またその衝突音での騒音増加を避けることができないという不具合がある。
【０００７】
それゆえ本発明の目的は、吐出弁に関わる不具合を解決できるロータリ圧縮機を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るロータリ圧縮機は、シリンダ室の内周面に沿って公転することで冷媒を圧縮する回転ピストンと、回転ピストン外周面に接合されてシリンダ室を圧縮室と吸入室とに区画するブレードと、シリンダ室と吐出空間とを区画するヘッドとを備えたロータリ圧縮機であって、ブレードは、ブレードの圧縮室側の側面からヘッドに対向する面へ通ずる孔を有し、かつヘッドは、シリンダ室から吐出空間へ通ずる吐出ポートを有しており、ブレードに設けた孔と、ヘッドに設けた吐出ポートとが重なり合うことにより、孔は吐出ポートに連通し、圧縮室内で圧縮された冷媒が吐出空間に吐出される。
【０００９】
このようにブレードに設けられた孔が、ヘッドに設けられた吐出ポートに連通することにより、吐出弁がなくとも、吐出タイミング時にのみ圧縮要素から圧縮冷媒を吐出空間に吐出することができる。よって、吐出弁が不要となり、弁の開動作による過圧縮損失や、弁の閉じ遅れによる再膨張損失の著しい増加や、弁割れや、弁衝突による騒音といった、吐出弁に関わる不具合が解消される。
【００１０】
なお、吐出ポートを設けるヘッドはフロントヘッドでもリアヘッドでも構わない。
【００１１】
請求項２に係るロータリ圧縮機は、ブレードを進退可能に支持しかつ回動可能なブッシュを備え、孔は、ブレードの回転ピストンへの付け根から形成され、かつブッシュの進退方向の長さ以下の長さを有する。
【００１２】
これにより、適切に吐出タイミング時にのみ圧縮要素から圧縮冷媒を吐出空間に吐出することができる。
【００１３】
請求項３に係るロータリ圧縮機では、回転ピストンの公転により、ブレードはブッシュの回動中心を支点として揺動し、吐出ポートの形状は、ブッシュの回動中心を頂点として、吐出開始時におけるブレードの揺動角度位置とブレードが最も吐出空間側に揺動した最小揺動角度位置とに挟まれる扇形を有している。
【００１４】
これにより、適切に吐出タイミング時にのみ圧縮要素から圧縮冷媒を吐出空間に吐出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態におけるスイング型のロータリ圧縮機の圧縮要素部分を拡大して示す部分断面図である。また図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。
【００１７】
主に図１を参照して、密閉容器１０内の上部には電動要素となるモータＭが配置されており、下部には圧縮要素ＣＦが配置されている。
【００１８】
モータＭは、固定子９ｂと回転子９ａとを有している。固定子９ｂは、密閉容器１０の内壁に装着されており、回転子９ａは固定子９ｂとエアギャップを隔てて配設されている。この回転子９ａには、クランク軸８が圧入されており、このクランク軸８を介在してモータＭと圧縮要素ＣＦとが連結されている。
【００１９】
主に図２を参照して、圧縮要素ＣＦは、いわゆるスイング型であり、ブレード１と、回転ピストン３と、シリンダ４と、ブッシュ５と、フロントヘッド６と、リアヘッド７とを主に有している。
【００２０】
回転ピストン３は、クランク軸８の偏心部８ａに外嵌されており、シリンダ４のシリンダ室４ａ内に配置されている。ブレード１は、回転ピストン３の外周面に接合されており、シリンダ室４ａを圧縮室と吸入室とに区画するものである。ブッシュ５は、このブレード１を進退可能に支持し、かつ回動可能なようにシリンダ４に支持されている。なお、シリンダ４には、冷媒ガスをシリンダ室４ａ内に吸入するための吸入口４ｂが設けられている。
【００２１】
主に図１を参照して、フロントヘッド６とリアヘッド７とは、シリンダ室４ａを閉塞するようにシリンダ４の上下両端に各々配置されており、かつクランク軸８を軸支している。
【００２２】
本実施の形態のロータリ圧縮機において特に注目すべきは、図２に示すようにブレード１に孔２が設けられているとともにフロントヘッド６に吐出ポート６ａが設けられており、吐出弁が設けられていないことである。
【００２３】
ブレード１に設けられた孔２は、図３〜図５に示すようにブレード１の圧縮室側の側面からフロントヘッド６に対向する面へ通ずるよう設けられている。このため、この孔２は、ブレード１の圧縮室側の側面に開口した開口部２ａと、フロントヘッド６に対向する面に開口した開口部２ｂとを有している。また孔２のフロントヘッド６側の開口部２ａは、ブレード１の中心線Ｄよりも吸入室側に位置している。またこの孔２は、ブレード１の回転ピストン３への付け根から、図２に示すようにブレード１の進退方向におけるブッシュ５の長さＬ以下の長さを有している。
【００２４】
またフロントヘッド６に設けられた吐出ポート６ａは、図６および図７に示すように冷媒が吐出圧に達した時点から冷媒の吐出完了時までの間だけ、ブレード１に設けられた孔２と連通するよう位置決めされている。またその形状は、特に図７に示すようにブッシュ５の回動中心（ブッシュ中心）とクランク軸８の回転中心とをつなぐ直線Ｃに対して、冷媒が吐出圧に達した時点におけるブレード１の中心線の角度（吐出開始時揺動角）位置から、ブレード１が最も吐出空間側へ揺動した角度（最小揺動角）位置とに挟まれる扇形を有している。
【００２５】
次に、本実施の形態のロータリ圧縮機における冷媒の圧縮および吐出動作について説明する。
【００２６】
図８〜図１４は、本発明の一実施の形態におけるロータリ圧縮機の動作を示す断面図である。
【００２７】
まず図２に示す状態からクランク軸８が回転されることにより回転ピストン３はシリンダ室４ａ内で公転運動をする。この際、回転ピストン３の公転運動に伴ってブッシュ５は回動し、ブレード１はブッシュ５に対して進退運動をするとともに揺動する。なお、この状態では、ブレード１の孔２とフロントヘッド６の吐出ポート６ａとは連通していない。
【００２８】
図８を参照して、図２の状態からクランク軸８が４０°回転した時点で、回転ピストン３が冷媒ガスの吸入口４ｂを閉塞する。
【００２９】
図９を参照して、図２の状態からクランク軸８が７８°回転した時点で、ブレード１が吸入室Ｌ側に最も揺動した状態となる。
【００３０】
図１０を参照して、ブレード１は吸入室Ｌ側から圧縮室Ｈ側へ揺動する。
図１１を参照して、図２の状態からクランク軸８が１８０°回転した時点で、回転ピストン３は下死点に達する。
【００３１】
図１２を参照して、図２の状態からクランク軸８が２００°回転した時点で、圧縮冷媒は吐出圧に達する。また、ブレード１の孔２とフロントヘッド６の吐出ポート６ａとが連通する。これにより、吐出圧に達した圧縮冷媒は、この孔２と吐出ポート６ａとを通じて吐出空間へ吐出され始める。この状態における直線Ｃとブレード１の中心線とのなす角度が吐出開始時揺動角となる。
【００３２】
図１３を参照して、図２の状態からクランク軸８が２８２°回転した時点でブレード１は最も圧縮室Ｈ側に揺動した状態となる。この状態においても、ブレード１の孔２とフロントヘッド６の吐出ポート６ａとは連通している。この状態における直線Ｃとブレード１の中心線とのなす角度が最小揺動角となる。
【００３３】
図１４を参照して、ブレード１は圧縮室Ｈ側から吸入室Ｌ側へ移動し、図２に示す上死点の状態に戻る。これにより、ブレード１の孔２とフロントヘッド６の吐出ポート６ａとの連通状態は解除されて圧縮冷媒の吐出が完了する。
【００３４】
上述したように、図１２に示す吐出開始時点から、図２の状態に戻るまで、ブレード１の孔２とフロントヘッドの吐出ポート６ａとは連通し続けており、この間中圧縮室Ｈ内の圧縮冷媒は吐出空間へと吐出され続け、図２の状態でその吐出が終了する。
【００３５】
本実施の形態においては、ブレード１に設けた孔２とフロントヘッド６に設けた吐出ポート６ａとの重なりにより圧縮室Ｈ内の圧縮冷媒を吐出するため、吐出弁が不要となる。このため、吐出弁を設けたことにより生ずる問題点、たとえば弁の開動作による過圧縮損失や、弁の閉じ遅れによる再膨張損失の著しい増加や、弁割れや、弁衝突による騒音といった問題点が解消される。
【００３６】
なお本実施の形態においては、１シリンダ型のロータリ圧縮機について説明したが、２シリンダ型もしくはそれ以上のシリンダを有するロータリ圧縮機についても本発明を適用することができる。
【００３７】
またブレード１に設けた孔２の位置およびフロントヘッド６に設けた吐出ポート６ａの位置は上記で説明した位置に限られず、孔２と吐出ポート６ａとが重なり合った時だけ圧縮冷媒を適切に吐出空間に吐出できる位置であれば、孔２および吐出ポート６ａはいかなる場所に配置されていてもよい。
【００３８】
特に吐出ポート６ａは、最小揺動角位置よりも圧縮室Ｈ側の角度位置にまで広がった扇形を有していてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、吐出ポート６ａをフロントヘッド６に設けた場合について説明したが、吐出ポートは、リアヘッド７に設けられてもよい。この場合、ブレード１に設ける孔２はリアヘッド７に対向する面に開口している必要がある。
【００４０】
このように本発明の構成は、上述した実施の形態の構成に限定されず、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に係るロータリ圧縮機では、ブレードに設けられた孔が、ヘッドに設けられた吐出ポートに連通することにより、吐出弁がなくとも、吐出タイミング時にのみ圧縮要素から圧縮冷媒を吐出空間に吐出することができる。よって、吐出弁が不要となり、弁の開動作による過圧縮損失や、弁の閉じ遅れによる再膨張損失の著しい増加や、弁割れや、弁衝突による騒音といった、吐出弁に関わる不具合が解消される。
【００４２】
請求項２に係るロータリ圧縮機は、ブレードを進退可能に支持しかつ回動可能なブッシュを備え、孔は、ブレードの回転ピストンへの付け根から形成され、かつブレードの進退方向におけるブッシュの長さ以下の長さを有する。これにより、適切に吐出タイミング時にのみ圧縮要素から圧縮冷媒を吐出空間に吐出することができる。
【００４３】
請求項３に係るロータリ圧縮機では、回転ピストンの公転により、ブレードはブッシュの回動中心を支点として揺動し、吐出ポートの形状は、ブッシュの回動中心を頂点として、吐出開始時におけるブレードの揺動角度位置とブレードが最も吐出空間側に揺動した最小揺動角度位置とに挟まれる扇形を有している。これにより、適切に吐出タイミング時にのみ圧縮要素から圧縮冷媒を吐出空間に吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮要素を拡大して示す部分断面図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。
【図３】  ブレードに設けられた孔の形状を説明するための斜視図である。
【図４】  ブレードに設けられた孔の形状を説明するための平面図である。
【図５】  ブレードに設けられた孔の形状を説明するための側面図である。
【図６】  フロントヘッドに設けられた吐出ポートの形状を説明するための平面図（ａ）および（ａ）のＡ−Ａに沿う概略断面図（ｂ）である。
【図７】  図６（ａ）の領域Ｂを拡大して示す図である。
【図８】  本発明の一実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮・吐出動作を説明するための第１工程図である。
【図９】  本発明の一実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮・吐出動作を説明するための第２工程図である。
【図１０】  本発明の一実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮・吐出動作を説明するための第３工程図である。
【図１１】  本発明の一実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮・吐出動作を説明するための第４工程図である。
【図１２】  本発明の一実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮・吐出動作を説明するための第５工程図である。
【図１３】  本発明の一実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮・吐出動作を説明するための第６工程図である。
【図１４】  本発明の一実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮・吐出動作を説明するための第７工程図である。
【図１５】  従来の吐出弁を有するロータリ圧縮機の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  ブレード、２  孔、３  回転ピストン、４  シリンダ、４ａ  シリンダ室、５  ブッシュ、６  フロントヘッド、６ａ  吐出ポート、７  リアヘッド、８クランク軸、８ａ  偏心部、９ａ  回転子、９ｂ  固定子、１０  密閉容器、ＣＦ  圧縮要素、Ｍ  モータ。
【図１】
0004374758.tif 000002
【図２】
0004374758.tif 000003
【図３】
0004374758.tif 000004
【図４】
0004374758.tif 000005
【図５】
0004374758.tif 000006
【図６】
0004374758.tif 000007
【図７】
0004374758.tif 000008
【図８】
0004374758.tif 000009
【図９】
0004374758.tif 000010
【図１０】
0004374758.tif 000011
【図１１】
0004374758.tif 000012
【図１２】
0004374758.tif 000013
【図１３】
0004374758.tif 000014
【図１４】
0004374758.tif 000015
【図１５】
0004374758.tif 000016