(57)【要約】【課題】ブレードの摺動に伴うブレード溝内の空間の圧縮を低減する。【解決手段】シリンダ室（60,65）に各シリンダ室（60,65）を高圧室（61,66）と低圧室（62,67）とに区画するブレード（45）を配置し、ピストン（40）にブレード（45）がシリンダ径方向に摺動可能に嵌合するブレード溝（7）を設ける。ブレード溝（7）の外側（7c）を外側シリンダ部（38）まで設ける。外側ブレード部（72）の先端面（52）の少なくとも一部をリアヘッド（50）の外周面部（51）に摺接する位置まで延設する。外側シリンダ部（38）に、シリンダ径方向に貫通してブレード溝（7）と外側ブレード部（72）との間の外側空間（76）を外側シリンダ部（38）外の高圧空間（S2）に連通させる開口部（75）を形成する。【選択図】図１
2009138535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同心状に配置された外側シリンダ部（38）及び内側シリンダ部（36）の間に環状のシリンダ室（60,65）を有するシリンダ（35）と、該シリンダ（35）に対し外周面部（51）で外側シリンダ部（38）の先端面（52）と接するように対向配置されたリアヘッド（50）と、上記シリンダ（35）とリアヘッド（50）との間に配設され、かつ該シリンダ（35）に対して偏心してシリンダ室（60,65）に収納されて該シリンダ室（60,65）を外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）とに区画する環状ピストン（40）と、上記シリンダ室（60,65）に配置され、各シリンダ室（60,65）を高圧室（61,66）と低圧室（62,67）とに区画するブレード（45）とを備え、上記シリンダ（35）とピストン（40）とが相対的に偏心回転運動する回転式流体機械であって、
上記ピストン（40）は、周方向の一部に他の部分と連続する直線部（46）を有し、
上記シリンダ（35）には、上記ブレード（45）がシリンダ径方向に摺動可能に嵌合するブレード溝（7）が形成され、
上記ブレード（45）の先端面には、上記外側シリンダ室（60）を区画する外側ブレード部（72）と内側シリンダ室（65）を区画する内側ブレード部（73）との間に上記ピストン（40）の直線部（46）を摺動可能に嵌合させた凹部（74）が形成され、
上記ブレード溝（7）の外側（7c）が上記外側シリンダ部（38）まで設けられ、上記外側ブレード部（72）は、その先端面（52）の少なくとも一部が上記リアヘッド（50）の外周面部（51）に摺接する位置まで延設されており、
上記外側シリンダ部（38）には、シリンダ径方向に貫通して上記ブレード溝（7）と外側ブレード部（72）との間の外側空間（76）を外側シリンダ部（38）外の空間（S2）に連通させる開口部（75）が形成されていることを特徴とする回転式流体機械。
【請求項２】
互いに同心状に配置された外側シリンダ部（38）及び内側シリンダ部（36）の間に環状のシリンダ室（60,65）を有するシリンダ（35）と、該シリンダ（35）に対し外周面部（51）で外側シリンダ部（38）の先端面（52）と接するように対向配置されたリアヘッド（50）と、上記シリンダ（35）とリアヘッド（50）との間に配設され、かつ該シリンダ（35）に対して偏心してシリンダ室（60,65）に収納されて該シリンダ室（60,65）を外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）とに区画する環状ピストン（40）と、上記シリンダ室（60,65）に配置され、各シリンダ室（60,65）を高圧室（61,66）と低圧室（62,67）とに区画するブレード（45）とを備え、上記シリンダ（35）とピストン（40）とが相対的に偏心回転運動する回転式流体機械であって、
上記ピストン（40）は、周方向の一部に他の部分と連続する直線部（46）を有し、
上記シリンダ（35）には、上記ブレード（45）がシリンダ径方向に摺動可能に嵌合するブレード溝（7）が形成され、
上記ブレード（45）の先端面には、上記外側シリンダ室（60）を区画する外側ブレード部（72）と内側シリンダ室（65）を区画する内側ブレード部（73）との間に上記ピストン（40）の直線部（46）を摺動可能に嵌合させた凹部（74）が形成され、
上記ブレード（45）における上記外側及び内側ブレード部（72,73）の先端面部及び凹部（74）の底面を除く部分のいずれかに、少なくともシリンダ径方向端部が開口した切り欠き部（78,79）で構成された空間（90,91）が形成されていることを特徴とする回転式流体機械。
【請求項３】
請求項１の回転式流体機械において、
上記ブレード（45）における上記外側及び内側ブレード部（72,73）の先端面部及び凹部（74）の底面を除く部分のいずれかに、少なくともシリンダ径方向端部が開口した切り欠き部（78,79）で構成された空間（90,91）が形成されていることを特徴とする回転式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状のシリンダ室において環状のピストンの内側と外側とがそれぞれ流体室になる回転式流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、環状のシリンダ室を有するシリンダと、そのシリンダ室内に配置された環状ピストンとが相対的に偏心回転運動する回転式流体機械が知られている。特許文献１には、この種の回転式流体機械として、冷媒回路を流通する冷媒を圧縮する回転式圧縮機が開示されている。この回転式圧縮機では、シリンダを構成する外側シリンダと内側シリンダとの間に環状のシリンダ室が形成され、そのシリンダ室が環状ピストンによって外側シリンダ室と内側シリンダ室とに区画され、それぞれが流体を圧縮又は膨張させる流体室になる。さらに、各シリンダ室がブレードによって高圧室と低圧室とに区画されている。このブレードは外側シリンダ室を区画する外側ブレード部と、内側シリンダ室を区画する内側ブレード部とが一体に形成されてなり、外側ブレード部と内側ブレード部との間にピストンが摺動可能に嵌め込まれる凹部が形成されている。さらに、シリンダにはブレードがシリンダ径方向に摺動可能に嵌合するブレード溝が形成されている。そして、ブレードがブレード溝内をシリンダ径方向に摺動するとともに、ピストンがブレードの凹部内をシリンダ周方向に摺動することでピストンが偏心回転運動し、各シリンダ室において低圧室側から流体が吸入され、圧縮された後に高圧室側から吐出されるようになっている。
【特許文献１】実開昭６２−１０２８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１の回転式流体機械においては、シリンダのブレード溝とピストンとで構成される空間内をブレードがシリンダ径方向に摺動する際に、該空間内における外側ブレード部又は内側ブレード部が面する空間を交互に圧縮しながら摺動することになる。このため、ブレードの摺動に動力が生じてしまい、回転式流体機械の運転効率がその分悪くなってしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブレードの摺動に伴うブレード溝内の空間の圧縮を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る回転式流体機械では、ブレードとブレード溝とで構成される空間を広げ、ブレードの摺動に伴う容積変化率を少なくした。
【０００６】
具体的には、第１の発明に係る回転式流動機械は、互いに同心状に配置された外側シリンダ部（38）及び内側シリンダ部（36）の間に環状のシリンダ室（60,65）を有するシリンダ（35）と、該シリンダ（35）に対し外周面部（51）で外側シリンダ部（38）の先端面（52）と接するように対向配置されたリアヘッド（50）と、上記シリンダ（35）とリアヘッド（50）との間に配設され、かつ該シリンダ（35）に対して偏心してシリンダ室（60,65）に収納されて該シリンダ室（60,65）を外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）とに区画する環状ピストン（40）と、上記シリンダ室（60,65）に配置され、各シリンダ室（60,65）を高圧室（61,66）と低圧室（62,67）とに区画するブレード（45）とを備え、上記シリンダ（35）とピストン（40）とが相対的に偏心回転運動する回転式流体機械を対象とする。
【０００７】
そして、上記ピストン（40）は、周方向の一部に他の部分と連続する直線部（46）を有し、上記シリンダ（35）には、上記ブレード（45）がシリンダ径方向に摺動可能に嵌合するブレード溝（7）が形成され、上記ブレード（45）の先端面には、上記外側シリンダ室（60）を区画する外側ブレード部（72）と内側シリンダ室（65）を区画する内側ブレード部（73）との間に上記ピストン（40）の直線部（46）を摺動可能に嵌合させた凹部（74）が形成され、上記ブレード溝（7）の外側（7c）が上記外側シリンダ部（38）まで設けられ、上記外側ブレード部（72）は、その先端面（52）の少なくとも一部が上記リアヘッド（50）の外周面部（51）に摺接する位置まで延設されており、上記外側シリンダ部（38）には、シリンダ径方向に貫通して上記ブレード溝（7）と外側ブレード部（72）との間の外側空間（76）を外側シリンダ部（38）外の空間（S2）に連通させる開口部（75）が形成されるように構成されている。
【０００８】
上記の構成によると、外側シリンダ部（38）にシリンダ径方向に貫通する開口部（75）が形成され、外側ブレード部（72）とブレード溝（7）とで構成される外側空間（76）とケーシング（10）内の空間とが連通するので、ブレード（45）が外側に摺動した際に、外側ブレード部（72）の面する空間の容積変化率がほとんど変化しなくなる。
【０００９】
ここで、上記シリンダ（35）又はピストン（40）のうち偏心回転運動する可動側の部材（40）の背面部分には、高圧と低圧との中間圧に設定された背圧空間（S3）が設けられており、可動側の部材（40）を固定側の部材（35）側に押し付ける背圧が作用するようになっている。この押し付け力を作用させることにより、可動側の部材（40）がシリンダ室（60,65）の内圧によって固定側の部材（35）から離反するのを防止している。
【００１０】
一方、上記回転式流体機械においては、圧縮機構（30）で圧縮された高圧の冷媒がケーシング（10）の内部空間へ吐出された後、ケーシング（10）外に送出される構成となっているため、外側シリンダ部（38）外の空間であるケーシング（10）内は高圧空間（S2）となっている。
【００１１】
また、内側シリンダ部の内周側には、シリンダ及びピストンのうち偏心回転する可動側の部材の偏心回転動作を許容するための動作空間（68）が形成されており、一般的に、この動作空間（68）は、ケーシング（10）内から供給される高圧の潤滑油の影響等により高圧空間に構成されている。そして、上記内側ブレード部（73）とブレード溝（7）との間の内側空間（77）は、上記動作空間（68）と連通して高圧空間となっている。
【００１２】
そして、上記第１の発明の構成によると、外側ブレード部（72）の先端面の少なくとも一部がリアヘッド（50）の外周面部（51）に摺接する位置まで延設されることで、外側空間（76）が上記背圧空間（S3）からシールされる。さらに、上記開口部（75）により、外側空間（76）と外側シリンダ部（38）外の空間（S2）とが連通しているので、該外側空間（76）が高圧空間になる、このため、外側空間（76）と内側空間（77）とが共に高圧空間となるので、これらの空間（76,77）の差圧が小さくなり、ブレード（45）がピストン（40）の直線部（46）を摺動する際の摩擦損失等が軽減される。
【００１３】
第２の発明に係る回転式流体機械は、互いに同心状に配置された外側シリンダ部（38）及び内側シリンダ部（36）の間に環状のシリンダ室（60,65）を有するシリンダ（35）と、該シリンダ（35）に対し外周面部（51）で外側シリンダ部（38）の先端面（52）と接するように対向配置されたリアヘッド（50）と、上記シリンダ（35）とリアヘッド（50）との間に配設され、かつ該シリンダ（35）に対して偏心してシリンダ室（60,65）に収納されて該シリンダ室（60,65）を外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）とに区画する環状ピストン（40）と、上記シリンダ室（60,65）に配置され、各シリンダ室（60,65）を高圧室（61,66）と低圧室（62,67）とに区画するブレード（45）とを備え、上記シリンダ（35）とピストン（40）とが相対的に偏心回転運動する回転式流体機械を対象とする。
【００１４】
そして、上記ピストン（40）は、周方向の一部に他の部分と連続する直線部（46）を有し、上記シリンダ（35）には、上記ブレード（45）がシリンダ径方向に摺動可能に嵌合するブレード溝（7）が形成され、上記ブレード（45）の先端面には、上記外側シリンダ室（60）を区画する外側ブレード部（72）と内側シリンダ室（65）を区画する内側ブレード部（73）との間に上記ピストン（40）の直線部（46）を摺動可能に嵌合させた凹部（74）が形成され、上記ブレード（45）における上記外側及び内側ブレード部（72,73）の先端面部及び凹部（74）の底面を除く部分のいずれかに、少なくともシリンダ径方向端部が開口した切り欠き部（78,79）で構成された空間（90,91）が形成されるように構成されている。
【００１５】
ここで、ピストン（40）のブレード溝（7）に嵌め込まれるブレード（45）は、ピストン（40）との間に隙間が空いていると、隙間を通じて連通する空間の間の圧力差によって流体漏れが生じてしまうため、ピストン（40）との間がシールされている必要がある。具体的に、このピストン（40）との間をシールするブレード（45）の部分は、外側ブレード部（72）の先端面と、凹部（74）の底面と、内側ブレード部（73）の先端面とである。
【００１６】
そして、上記第２の発明の構成では、ブレード（45）には、上記シール部分以外に切り欠き部（78,79）が設けられており、この切り欠き部（78,79）はブレード（45）のシリンダ径方向端部が開口してブレード（45）にブレード部空間（90,91）を形成している。したがって、外側ブレード部（72）とブレード溝（7）とで構成される外側空間（76）や内側ブレード部（73）とブレード溝（7）とで構成される内側空間（77）は、ブレード部空間（90,91）の分だけ容積が大きくなる。このため、ブレード（45）とピストン（40）との間のシール性が確保されるとともに、ブレード（45）が摺動した際に、上記空間（76,77）の容積変化率が切り欠き部（78,79）がない場合に比べて小さくなる。
【００１７】
第３の発明に係る回転式流体機械は、上記第１の発明の回転式流体機械において、上記ブレード（45）における上記外側及び内側ブレード部（72,73）の先端面部及び凹部（74）の底面を除く部分のいずれかに、少なくともシリンダ径方向端部が開口した切り欠き部（78,79）で構成された空間（90,91）が形成されている。
【００１８】
上記の構成によると、外側シリンダ部（38）に開口部（75）が形成されて、外側ブレード部（72）とブレード溝（7）とで構成される外側空間（76）とケーシング（10）内の空間（S2）とが連通するとともに、ブレード（45）にシリンダ径方向端部が開口する切り欠き部（78,79）によりブレード部空間（90,91）が設けられて、ブレード（45）とブレード溝（7）とで構成される空間（76,77）の容積が、ブレード部空間（90,91）の分だけ大きくなる。このため、ブレード（45）が摺動した際に、上記空間（76,77）の容積変化率が、外側空間（76）が閉空間である場合や、切り欠き部（78,79）がない場合に比べて小さくなる。
【００１９】
また、外側ブレード部（72）の先端面の少なくとも一部がリアヘッド（50）の外周面部（51）に摺接する位置まで延設されることで、外側空間（76）が、高圧と低圧との中間圧に設定された背圧空間（S3）からシールされる。さらに、上記開口部（75）により外側空間（76）とケーシング（10）内とが連通しているので、該外側空間（76）が高圧空間になる一方、内側空間（77）は、高圧空間に構成された動作空間（68）と連通して高圧空間である。このため、外側空間（76）と内側空間（77）とが共に高圧空間となり、これらの空間（76,77）の差圧が小さくなるので、ブレード（45）がピストン（40）の直線部（46）を摺動する際の摩擦損失等が軽減される。
【発明の効果】
【００２０】
上記第１の発明によれば、外側シリンダ部（38）に開口部（75）を設けて、外側空間（76）とケーシング（10）内の空間（S2）とを連通させているので、ブレード（45）が外側に摺動した際に、外側ブレード部（72）の面する空間の容積変化率がほとんど変化しなくなり、ブレード（45）の摺動に伴うブレード溝（7）内の空間の圧縮を低減することができる。
【００２１】
また、外側ブレード部（72）及び内側ブレード部（73）がブレード溝（7）とそれぞれ構成する空間（76,77）を共に高圧空間として、これらの空間（76,77）の差圧を小さくすることができるので、ブレード（45）がピストン（40）の直線部（46）を摺動する際の摩擦損失等を軽減することができる。
【００２２】
上記第２の発明によれば、ブレード（45）にシリンダ径方向端部が開口した切り欠き部（78,79）を設けてブレード部空間（90,91）を形成したので、外側空間（76）や内側空間（77）の容積が、ブレード部空間（90,91）の分だけ大きくなる。このため、ブレード（45）が摺動した際に、外側及び内側空間（76,77）の容積変化率が切り欠き部（78,79）がない場合に比べて小さくなるので、ブレード（45）の摺動に伴うブレード溝（7）内の空間の圧縮を低減することができる。
【００２３】
上記第３の発明によれば、外側シリンダ部（38）に開口部（75）を設けるとともに、ブレード（45）にシリンダ径方向端部が開口した切り欠き部（78,79）によるブレード部空間（90,91）を設けたので、ブレード（45）の摺動に伴うブレード溝（7）内の空間の圧縮をより一層低減することができる。
【００２４】
また、外側及び内側空間（76,77）を共に高圧空間として、これらの空間（76,77）の差圧を小さくしているので、ブレード（45）がピストン（40）の直線部（46）を摺動する際の摩擦損失等を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１に示すように、実施形態に係る回転式流体機械は、ケーシング（10）内に、電動機（20）と圧縮機構（30）とが収納され、全密閉型に構成された回転式圧縮機（1）である。この回転式圧縮機（1）は、例えば、空気調和装置の冷媒回路に設けられ、蒸発器から吸入した冷媒を圧縮して凝縮器へ吐出するために用いられる。
【００２７】
上記ケーシング（10）は、縦長の円筒状に形成された胴部（11）と、この胴部（11）の上端部に固定された上部鏡板（12）と、胴部（11）の下端部に固定された下部鏡板（13）とで構成された密閉容器である。その上部鏡板（12）には、該上部鏡板（12）を貫通する吐出管（14）が設けられる一方、下部鏡板（13）には、該下部鏡板（13）を貫通する吸入管（15）が設けられている。吐出管（14）はケーシング（10）内部に連通し、その入口が、ケーシング（10）内の上部に配設された電動機（20）の上側の空間に開口している。一方、吸入管（15）は、ケーシング（10）内の下部に配設された圧縮機構（30）に接続されている。そして、この回転式圧縮機（1）は、圧縮機構（30）で圧縮された冷媒がケーシング（10）の内部空間へ吐出された後、吐出管（14）を通ってケーシング（10）外へ送出されるように構成されており、ケーシング（10）内が高圧の高圧空間（S2）になる。なお、ケーシング（10）の底部は、上記圧縮機構（30）の各摺動部等に供給される潤滑油が貯められる貯留部（59）になっている。
【００２８】
上記ケーシング（10）の内部には、上下方向に延びる駆動軸（33）が配設されていて、この駆動軸（33）を介して圧縮機構（30）及び電動機（20）が駆動連結されている。駆動軸（33）は、主軸部（33a）と偏心部（33b）とを備えている。偏心部（33b）は、駆動軸（33）の下寄りの位置で、主軸部（33a）よりも大径の円柱状に形成され、その軸心が主軸部（33a）の軸心に対して偏心している。さらに、偏心部（33b）は、後述する圧縮機構（30）のピストン（40）を貫通した状態で、該ピストン（40）に対して一体回転可能に固定されている。
【００２９】
また、上記駆動軸（33）の内部には、この駆動軸（33）の下端から上方へ延びる給油通路としての貫通孔（25）が形成されている。これにより、上記ケーシング（10）内の貯留部（59）の潤滑油が、ケーシング（10）内の高い圧力によって貫通孔（25）を上昇し、圧縮機構（30）の各摺動部等へ供給されるようになっている。
【００３０】
上記電動機（20）は、ステータ（21）とロータ（22）とを備えている。このステータ（21）は円筒形状であり、ケーシング（10）の胴部（11）の内面に固定されている。一方、ロータ（22）には、上記駆動軸（33）の主軸部（33a）が貫通していて、ステータ（21）の内側に配置され、駆動軸（33）とともに回転するように構成されている。
【００３１】
上記圧縮機構（30）は、ピストン（40）と、リアヘッド（50）と、シリンダ（35）とを備えている。シリンダ（35）は有底円筒状に形成されていて、リアヘッド（50）の上側に、底部が上方に位置付けられるように配設されている。
【００３２】
上記ピストン（40）は、図２及び図３にも示すように、駆動軸（33）の偏心部（33b）に嵌合する円筒状の軸受部（42）と、軸受部（42）の外周側に空間をあけて、軸受部（42）と同心状に設けられた環状ピストン本体部（43）とを備えている。また、ピストン（40）の基端には、内側ピストン側鏡板（41）と外側ピストン側鏡板（44）とが一体に形成されている。内側ピストン側鏡板（41）は、軸受部（42）及び環状ピストン本体部（43）の間を下端側で一体化するように設けられた円板状であり、また、外側ピストン側鏡板（44）は、環状ピストン本体部（43）の下端側から全周に亘って外側方に向かって張り出し、内側ピストン側鏡板（41）と一体に連続するように設けられている。
【００３３】
上記環状ピストン本体部（43）は円環が分断されずに連続して形成されている。環状ピストン本体部（43）の円環の周方向の一部分には、シリンダ径方向に直交する直線状の直線部（46）が形成され、該直線部（46）に、後述するブレード（45）が摺動可能に嵌合するようになっている。
【００３４】
また、上記環状ピストン本体部（43）には、外側シリンダ室（60）の低圧室（62）と内側シリンダ室（65）の低圧室（67）とを連通する貫通孔（53）が形成されている。
【００３５】
図１に示すように、上記リアヘッド（50）は厚肉の円板状の部材で、その外周縁部でケーシング（10）の内周面に固定されているとともに、外周縁部が上側に突設し、その上端の外周面部（51）が、後述するシリンダ（35）の外側シリンダ部（38）の先端面（52）に対して密着するように固定されている。また、リアヘッド（50）の中央部分には上記駆動軸（33）の主軸部（33a）が貫通しており、その貫通孔（25）の内周面には主軸部（33a）を回転可能に支持する滑り軸受（50a）が設けられている。
【００３６】
上記シリンダ（35）は、図２及び図４に示すように、共に円環状で同心状に配置された外側シリンダ部（38）と内側シリンダ部（36）とを備えている。外側シリンダ部（38）の内周面と内側シリンダ部（36）の外周面とは、互いに同心状に配置された円筒面であり、その間に環状のシリンダ室（60,65）が形成されている。外側シリンダ部（38）の下側の先端面（52）は、上記リアヘッド（50）の外周面部（51）に密着して固定されている。なお、内側シリンダ部（36）及び外側シリンダ部（38）の内周面における上記環状ピストン本体部（43）の直線部（46）に対応する部分は、シリンダ径方向に直交する直線状に形成されている。
【００３７】
上記シリンダ（35）は厚肉の円板状に形成された平板部（39）をさらに備え、この平板部（39）の外周側には下側に向かって上記外側シリンダ部（38）が突設されており、この外側シリンダ部（38）が溶接等によってケーシング（10）の胴部（11）の内面に固定されている。また、平板部（39）の下面には、外側シリンダ部（38）の内側に上記内側シリンダ部（36）が突設されていて、これにより、内側シリンダ部（36）と外側シリンダ部（38）との間に圧縮室としての上記シリンダ室（60,65）が形成されている。
【００３８】
そして、上記ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）は、上記シリンダ室（60,65）内に位置付けられている。環状ピストン本体部（43）は、外周面が外側シリンダ部（38）の内周面よりも小径で、内周面が内側シリンダ部（36）の外周面よりも大径に形成されている。このことにより、環状ピストン本体部（43）の外周面と外側シリンダ部（38）の内周面との間に外側シリンダ室（60）が形成される一方、環状ピストン本体部（43）の内周面と内側シリンダ部（36）の外周面との間に内側シリンダ室（65）が形成されている。
【００３９】
具体的には、上記平板部（39）と外側ピストン側鏡板（44）と外側シリンダ部（38）と環状ピストン本体部（43）とによって外側シリンダ室（60）が構成され、平板部（39）と内側ピストン側鏡板（41）と内側シリンダ部（36）と環状ピストン本体部（43）とによって内側シリンダ室（65）が構成されている。
【００４０】
上記シリンダ（35）の平板部（39）と内側シリンダ部（36）とピストン（40）の内側ピストン側鏡板（41）と軸受部（42）との間には、内側シリンダ部（36）の内周側で軸受部（42）の偏心回転動作を許容するための動作空間（68）が形成されている。この動作空間（68）は、上記駆動軸（33）内の貫通孔（25）内を通って供給される高圧の潤滑油によって高圧空間となっている。
【００４１】
また、図２に示すように、上記ピストン（40）とシリンダ（35）とは、環状ピストン本体部（43）の外周面と外側シリンダ部（38）の内周面とが１点で実質的に接する状態（厳密にはミクロンオーダーの隙間があるが、その隙間での冷媒の漏れが問題にならない状態）において、その接点と位相が１８０°異なる位置で、環状ピストン本体部（43）の内周面と内側シリンダ部（36）の外周面とが１点で実質的に接するようになっている。
【００４２】
上記シリンダ（35）の平板部（39）の中央部分には、上方に向かって膨出する円筒状の軸受部（37）が形成されていて、この軸受部（37）には、該軸受部（37）を上下方向に貫通した状態で駆動軸（33）の主軸部（33a）を回転可能に支持する滑り軸受（37a）が設けられている。
【００４３】
また、外側シリンダ部（38）には、該外側シリンダ部（38）をシリンダ径方向に貫通する吸入ポート（34）が配置されている。この吸入ポート（34）は、一端側が外側シリンダ室（60）の低圧室（62）に開口している一方、他端側は吸入管（15）に接続されていて、これにより、上記低圧室（62）に冷媒を吸入するための吸入通路の一部を構成している。すなわち、この吸入ポート（34）は低圧空間（S1）の一部をなしている。
【００４４】
一方、上記シリンダ（35）には、外側吐出ポート（54）及び内側吐出ポート（55）が形成されている。これらの吐出ポート（54,55）は、それぞれ、シリンダ（35）の平板部（39）の厚み方向に貫通して形成されている。外側吐出ポート（54）の下端は外側シリンダ室（60）の高圧室（61）に臨むように開口し、内側吐出ポート（55）の下端は内側シリンダ室（65）の高圧室（66）に臨むように開口している。なお、これらの吐出ポート（54,55）には、該吐出ポート（54,55）を開閉するための吐出弁（図示せず）が設けられている。
【００４５】
そして、上記シリンダ（35）における上記ピストン（40）の直線部（46）に対応する位置には、略直方体形状のブレード（45）を摺動可能に嵌め込むためのブレード溝（7）がシリンダ径方向に沿って形成されている。具体的には、このブレード溝（7）は、内側シリンダ部（36）に形成された第１ブレード溝（7a）と、平板部（39）に形成された第２ブレード溝（7b）と、外側シリンダ部（38）に形成された第３ブレード溝（7c）とで構成され、これらの第１〜第３ブレード溝（7a,7b,7c）は、シリンダ径方向に沿って一直線状に連続して形成されている。
【００４６】
上記第１ブレード溝（7a）は、内側シリンダ部（36）の直線状の部分における周方向中心部分を厚み方向に貫通するように設けられている。一方、第３ブレード溝（7c）は、外側シリンダ部（38）の中心側端面から外周側の途中部分、すなわち、外側シリンダ部（38）の先端面（52）とリアヘッド（50）の外周面部（51）の密着部分にまで設けられている。このブレード溝（7）にブレード（45）が嵌合し、後述するように、上記シリンダ室（60,65）が高圧室（61,66）と低圧室（62,67）とに区画されるようになっている。
【００４７】
また、外側シリンダ部（38）には、先端面（52）の外周側端部から基端側に向かって凹陥し、第３ブレード溝（7c）の外周側に連通する開口部（75）が形成されている。
【００４８】
そして、外側ピストン側鏡板（44）の上端面に外側シリンダ部（38）の先端面が摺接し、内側ピストン側鏡板（41）の上端面に内側シリンダ部（36）の先端面が摺接している。
【００４９】
一方、上記ピストン（40）における環状ピストン本体部（43）の先端面（図１の上端面）は、シリンダ（35）の内側シリンダ部（36）と外側シリンダ部（38）との間の平板部（39）に摺接し、ピストン（40）の軸受部（42）の先端面は、シリンダ（35）の内側シリンダ部（36）よりも内側の平板部（39）に摺接している。
【００５０】
これにより、シリンダ（35）のシリンダ部（36,38）とピストン（40）とによって気密状態のシリンダ室（60,65）が形成されている。なお、詳しくは後述するが、各シリンダ室（60,65）の気密状対を保持するために、ピストン（40）には、その背面側から押し付け力が作用するように構成されている。
【００５１】
図１に示すように、上記リアヘッド（50）の上面には、ピストン（40）の内側ピストン側鏡板（41）の中央部に対応した位置にシールリング（70）が設けられている。このシールリング（70）は、リアヘッド（50）とピストン（40）との間の空間をシリンダ径方向に分割するように設けられている。
【００５２】
そして、上記シールリング（70）よりも内周側の空間は、ケーシング（10）内の高圧空間（S2）と連通していて、上記貯留部（59）から駆動軸（33）の貫通孔（25）内を通ってきた高圧の潤滑油が供給されるように構成されている。すなわち、シールリング（70）よりも内側の空間は高圧の状態になっているため、上記ピストン（40）に対してシリンダ（35）側に押し付ける背圧が作用する。
【００５３】
一方、上記シールリング（70）よりも外周側の空間は背圧空間（S3）であり、該シールリング（70）を越えて進入する潤滑油や、軸受からシリンダ室（60,65）を介して漏れ出た潤滑油によって、該背圧空間（S3）内の圧力が、上記吸入ポート（34）よりも高圧でかつ上記ケーシング（10）内の高圧空間（S2）よりも低圧の中間圧になっている。このことにより、この背圧空間（S3）内の圧力も上記ピストン（40）を背面側から押し付けるように作用する。
【００５４】
ここで、上記ピストン（40）には、上記シリンダ室（60,65）の内圧によって、上記シリンダ（35）から離反するような離反力が生じる。これに対して、上述のような押し付け力をピストン（40）に作用させることにより、該ピストン（40）がシリンダ（35）から離反するのを防止することができ、ピストン（40）とシリンダ（35）とによって形成される上記シリンダ室（60,65）の気密性が保たれるようになっている。
【００５５】
ところで、上記圧縮機構３０では、運転条件によって高低圧力差（すなわち、上記低圧空間（S1）と高圧空間（S2）との圧力差）が小さくなり、ピストン（40）に作用する背圧（押し付け力）が不足する場合や、シリンダ室（60,65）からの流体漏れにより背圧空間（S3）の圧力が離反力より大きくなってしまう場合がある。そうすると、ピストン（40）の挙動が不安定になってしまうため、圧縮機構（30）には、ピストン（40）に作用する背圧（押し付け力）を高低圧力差の変化に応じて調整する背圧調整機構（80）が設けられていて、この背圧調整機構（80）によって背圧空間（S3）の背圧が調整されるようになっている。
【００５６】
上記背圧調整機構（80）は、背圧空間（S3）と吸入ポート（34）とを連通させる連通路（81）を備えている。この連通路（81）はシリンダ（35）からリアヘッド（50）に亘って形成され、一端が吸入ポート（34）に、他端が背圧空間（S3）に繋がっている。この連通路（81）の背圧空間（S3）側の端部には、連通路（81）の一部としての油溜まり部（82）が設けられている。この油溜まり部（82）は、背圧空間（S3）に開口するように、リアヘッド（50）の上面において断面視凹状に形成されている。そして、この油溜まり部（82）には、シールリング（70）よりも内周側の空間から背圧空間（S3）へ漏れ出た潤滑油が貯留されるようになっている。また、連通路（81）の途中には弁室（83）が形成され、この弁室（83）には、背圧空間（S3）側から順に、球状の開閉弁（84）及びバネ（85）が収納されている。バネ（85）は、開閉弁（84）を背圧空間（S3）側へ押し付ける付勢手段を構成している。
【００５７】
上記背圧調整機構（80）は、背圧空間（S3）と吸入ポート（34）との圧力差が所定値未満の場合には、開閉弁（84）が背圧空間（S3）側へ押されて連通路（81）が閉状態になるように構成されている。
【００５８】
一方、背圧空間（S3）と吸入ポート（34）との圧力差が所定値以上になると、開閉弁（84）が吸入ポート（34）側へ押されて連通路（81）が開状態となるように構成されている。連通路（81）が開状態になると、背圧空間（S3）から冷媒が連通路（81）を通って吸入ポート（34）へ流れ、背圧空間（S3）の圧力が低下する。そして、背圧空間（S3）と吸入ポート（34）との圧力差が所定値未満になると、開閉弁（84）が戻って連通路（81）が閉状態になる。
【００５９】
そして、上記シリンダ室（60,65）は、シリンダ（35）とは別体のブレード（45）によって高圧室（61,66）と低圧室（62,67）とに区画されている。図５に示すように、このブレード（45）は、外側シリンダ室（60）を区画する外側ブレード部（72）と、内側シリンダ室（65）を区画する内側ブレード部（73）とが一体に形成された略直方体形状の部材である。両ブレード部（72,73）間には、上記ピストン（40）の直線部（46）に摺動可能に遊嵌合する凹部（74）が先端面から凹陥して形成されている。このブレード（45）のシリンダ径方向の長さは、上記ブレード溝（7）のシリンダ径方向の長さよりも短くなるように設定されていて、ブレード溝（7）に嵌め込まれたブレード（45）がブレード溝（7）内をシリンダ径方向に沿って摺動するようになっている。
【００６０】
そして、図６に示すように、ブレード（45）とブレード溝（7）とで構成される空間のうち、外側ブレード部（72）の外周面が面する外側空間（76）は、上記開口部（75）によって、ケーシング（10）内の高圧空間（S2）と連通している。また、外側ブレード部（72）は、その先端面（図６の下端側の面）の外周側端部が、ブレード（45）の摺動に関わらず、常にリアヘッド（50）の外周面部（51）に密着するように外側に延設されており、上記外側空間（76）が背圧空間（S3）からシールされた状態になっている。したがって、外側空間（76）はケーシング（10）内の高圧空間（S2）とほぼ同じ高圧の空間になっている。
【００６１】
一方、上記ブレード（45）とブレード溝（7）とで構成される空間のうち、内側ブレード部（73）の内周面が面する内側空間（77）は、上記第１ブレード溝（7a）が内側シリンダ部（36）を貫通して形成されているため、該内側シリンダ部（36）の内周側に設けられた動作空間（68）と連通している。したがって、内側空間（77）は動作空間（68）とほぼ同じ高圧の空間になっている。
【００６２】
また、上記外側ブレード部（72）には、図５に示すように、その基端側及び外側ブレード部（72）のシリンダ径方向外側から直方体形状に切り欠かれた外側切り欠き部（78）が形成されている。一方、内側ブレード部（73）には、その基端側及び内側ブレード部（73）のシリンダ径方向内側から直方体形状に切り欠かれた内側切り欠き部（79）が形成されている。この外側切り欠き部（78）によって外側ブレード部（72）に外側ブレード部空間（90）が形成される一方、内側ブレード部（73）には内側切り欠き部（79）によって内側ブレード部空間（91）が形成されている。
【００６３】
ここで、上記ブレード（45）において、ブレード溝（7）に嵌め込まれてピストン（40）との間をシールする部分は、外側ブレード部（72）の先端面と、凹部（74）の底面と、内側ブレード部（73）の先端面とである。すなわち、上記切り欠き部（78,79）は、ブレード（45）における上記シール部分以外に設けられており、ブレード（45）のシリンダ径方向両端部が開口するように形成されている。したがって、上記外側空間（76）は、外側ブレード部空間（90）の分だけ容積が大きくなっていて、内側空間（77）も内側ブレード部空間（91）の分だけ容積が大きくなっている。
【００６４】
上述した構成において、上記駆動軸（33）に連結されたピストン（40）がシリンダ（35）に対して偏心した状態で回転すると、図７に示すように、ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）がブレード（45）とともに、ブレード溝（7）内を該ブレード（45）の伸長方向（シリンダ径方向）に摺動しつつ、直線部（46）がブレード（45）の凹部（74）内を伸長方向と直交する方向に摺動することになり、環状ピストン本体部（43）がシリンダ（35）に対して公転することになる。このように、環状ピストン本体部（43）の回転方向の変位が規制されるので、このブレード（45）によってピストン（40）の自転が防止される。
【００６５】
そして、ブレード（45）がブレード溝（7）内をシリンダ径方向に摺動する際に、ブレード（45）は外側及び内側空間（76,77）を交互に圧縮しながら摺動するところ、本実施形態における外側空間（76）は、開口部（75）によって、ケーシング（10）と連通しているとともに、外側ブレード部空間（90）によって容積が大きくなっており、また内側空間（77）は内側ブレード部空間（91）によって容積が大きくなっている。このため、ブレード（45）に圧縮される際の外側及び内側空間（76,77）の容積変化率が、開口部（75）や切り欠き部（78,79）が設けられていない場合に比べて小さくなるように構成されている。
【００６６】
上記環状ピストン本体部（43）の動作について詳しくは後述するが、環状ピストン本体部（43）が、ブレード（45）とともにシリンダ径方向に摺動するとともに、ブレード（45）の凹部（74）を直線部（46）で摺動してシリンダ(35)に対してシリンダ径方向に直交した方向に摺動することによって、環状ピストン本体部（43）とシリンダ（35）との接触点が上記図７（Ａ）から（Ｈ）へ順に移動することになり、シリンダ室（60,65）内で冷媒が圧縮される。なお、この図７は本実施形態に係る圧縮機構（30）の動作状態を表す図であり、図７（Ａ）から（Ｈ）まで４５°間隔で環状ピストン本体部（43）が図の時計回り方向に移動している様子を表している。
【００６７】
（運転動作）
次に、上記回転式圧縮機（1）の運転動作について説明する。
【００６８】
まず、電動機（20）を起動すると、ロータ（22）の回転が駆動軸（33）を介して圧縮機構（30）のピストン（40）に伝達される。そうすると、該ピストン（40）の環状ピストン本体部（43）が、ブレード（45）のブレード溝（7）に沿った往復運動に伴って、該ブレード(45)と一体的になってシリンダ（35）に対してシリンダ径方向に往復運動し、かつ直線部（46）でブレード（45）の凹部（74）内をシリンダ径方向に直交する方向に往復運動する。この２つの動作の組み合わせにより、上記環状ピストン本体部（43）がシリンダ（35）の外側シリンダ部（38）及び内側シリンダ部（36）に対して公転し、圧縮機構（30）が所定の圧縮動作を行う。
【００６９】
具体的に、上記圧縮機構（30）の外側シリンダ室（60）では、図７（Ｂ）の状態で低圧室（62）の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸（33）が図の右回りに回転して図７（Ｃ）〜図７（Ａ）の状態へ変化するのに伴って低圧室（62）の容積が増大し、冷媒が吸入管（15）及び吸入ポート（34）を通って低圧室（62）に吸入される。
【００７０】
上記駆動軸（33）が一回転して再び図７（Ｂ）の状態になると、上記低圧室（62）への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室（62）は今度は冷媒が圧縮される高圧室（61）となり、ブレード（45）を隔てて新たな低圧室（62）が形成される。駆動軸（33）がさらに回転すると、上記低圧室（62）において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（61）の容積が減少し、該高圧室（61）で冷媒が圧縮される。高圧室（61）の圧力が所定値となって吐出空間との差圧が設定値に達すると、該高圧室（61）の高圧冷媒によって吐出弁が開き、高圧冷媒が吐出空間からケーシング（10）内の高圧空間（S2）へ流出する。
【００７１】
一方、内側シリンダ室（65）では、図７（Ｆ）の状態で低圧室（67）の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸（33）が図の右回りに回転して図７（Ｇ）〜図７（Ｅ）の状態へ変化するのに伴って該低圧室（67）の容積が増大し、冷媒が、吸入管（15）、吸入ポート（34）及び貫通孔（53）を通って内側シリンダ室（65）の低圧室（67）へ吸入される。
【００７２】
上記駆動軸（33）が一回転して再び図７（Ｆ）の状態になると、上記低圧室（67）への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室（67）は今度は冷媒が圧縮される高圧室（66）となり、ブレード（45）を隔てて新たな低圧室（67）が形成される。駆動軸（33）がさらに回転すると、上記低圧室（67）において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（66）の容積が減少し、該高圧室（66）で冷媒が圧縮される。高圧室（66）の圧力が所定値となって吐出空間との差圧が設定値に達すると、該高圧室（66）の高圧冷媒によって吐出弁が開き、高圧冷媒が吐出空間からケーシング（10）内の高圧空間（S2）へ流出する。
【００７３】
上記外側シリンダ室（60）では、ほぼ図７（Ｅ）のタイミングで冷媒の吐出が開始され、内側シリンダ室（65）では、ほぼ図７（Ａ）のタイミングで吐出が開始される。つまり、外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）とでは、吐出のタイミングがほぼ１８０°異なっている。外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）で圧縮されてケーシング（10）内の高圧空間（S2）へ流出した高圧の冷媒は吐出管（14）から吐出され、冷媒回路で凝縮行程、膨張行程及び蒸発行程を経た後、再び回転式圧縮機（1）に吸入される。
【００７４】
ここで、上記ピストン（40）とリアヘッド（50）との間の空間のうち、シールリング（70）によって区画された内側の空間内は、上記高圧空間（S2）に連通しているため高圧状態であり、該ピストン（40）は、その背面側からシリンダ（35）側に押し付けられている。
【００７５】
一方、上記貯留部（59）の潤滑油は、駆動軸（33）下端の遠心ポンプ作用により、該駆動軸（33）の貫通孔（25）内を上方へ押し上げられて、圧縮機構（30）の各滑り軸受（37a，50a）や、上記ピストン（40）とリアヘッド（50）との間で上記シールリング（70）よりも内周側の空間に供給される。
【００７６】
なお、上記背圧空間（S3）内の圧力と吸入圧力との差が大きい場合には、上記吐出弁が開状態になって、排出油路から潤滑油は吸入ポート（34）へ排出される。このように上記吸入ポート（34）へ排出された潤滑油は、冷媒とともに圧縮機構（30）内に吸入されて、シリンダ室（60,65）で圧縮された後、ケーシング（10）内の高圧空間（S2）に吐出されて、貯留部（59）に戻る。
【００７７】
（実施形態の効果）
したがって、本実施形態の回転式圧縮機（1）においては、外側シリンダ部（38）に開口部（75）を設けて、外側空間（76）とケーシング（10）内の高圧空間（S2）とを連通させている。このため、ブレード（45）がブレード溝（7）内を外側に摺動した際に、外側ブレード部（72）の面する空間の容積変化率がほとんど変化しなくなり、ブレード（45）の摺動に伴う空間の圧縮を低減することができ、回転式圧縮機（1）の運転効率の悪化を抑制することができる。
【００７８】
また、内側空間（77）が動作空間（68）と連通することで高圧の空間になっているとともに、外側空間（76）を高圧空間（S2）と連通させることで高圧の空間にしているので、これらの空間（76,77）の差圧を小さくすることができ、ブレード（45）がピストン（40）の直線部（46）を摺動する際の摩擦損失等を軽減することができる。
【００７９】
また、ブレード（45）にシリンダ径方向端部が開口した外側及び内側切り欠き部（78,79）を設けて外側及び内側ブレード部空間（90,91）を形成したので、外側空間（76）や内側空間（77）の容積が、これらのブレード部空間（90,91）の分だけ大きくなる。このため、ブレード（45）が摺動した際に、外側及び内側空間（76,77）の容積変化率が切り欠き部（78,79）がない場合に比べて小さくなるので、ブレード（45）の摺動に伴うブレード溝（7）内の空間の圧縮をより一層低減することができる。
【００８０】
（その他の実施形態）
なお、上述の実施形態は、本発明の例示であって、本発明はこの例に限定されるものではない。例えば、以下のような構成としてもよい。
【００８１】
すなわち、上記実施形態では、外側シリンダ部（38）に開口部（75）を設けるとともに、ブレード（45）に外側及び内側切り欠き部（78,79）を設けたが、必ずしも両方を設けなくてもよい。
【００８２】
つまり、外側及び内側切り欠き部（78,79）を設けず、開口部（75）を設けるとともに、外側ブレード部（72）の先端面（52）の外側部をリアヘッド（50）の外周面部（51）に摺接する位置まで延設するのみでもよい。また、外側及び内側切り欠き部（78,79）を設けるのみで、開口部（75）を設けないとともに、外側ブレード部（72）をリアヘッド（50）の外周面部（51）まで延設せず、外側空間（76）と背圧空間（S3）とが連通するように構成してもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、ブレード（45）に直方体形状に切り欠かれた外側切り欠き部（78）及び内側切り欠き部（79)を設けたが、必ずしも両方を設けなくてもよく、また、これら切り欠き部（78,79）の形状も直方体形状には限定されない。
【００８４】
すなわち、切り欠き部（78,79）は、ブレード（45）における外側及び内側ブレード部（72,73）の先端面部及び凹部（74）の底面を除く部分のいずれかに設けられていて、少なくともシリンダ径方向端部が開口していれば、どのような形状であってもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、ピストン（40）に駆動軸（33）を連結することで、環状ピストン本体部（43）を回転させるようにしているが、この限りではなく、該環状ピストン本体部（43）を固定側の上記シリンダ(35）に設けるとともに、外側シリンダ部（38）及び内側シリンダ部（36）を回転側の上記ピストン（40）に設けて、該外側シリンダ部（38）及び内側シリンダ部（36）を回転させるようにしてもよい。この場合でも、上記ブレード（45）は、上記外側シリンダ部（38）と内側シリンダ部（36）との間で伸長方向及びそれに直交する方向の二方向に摺動可能に構成されているものとする。
【００８６】
また、上記実施形態では、本発明の流体機械として回転式圧縮機（1）について説明したが、本発明は、高圧冷媒などのガスをシリンダ室に導入し、該ガスが膨張することによって回転軸の駆動力を発生させる膨張機にも適用できるし、ポンプにも適用できる。
【００８７】
さらに、上記実施形態では、電動機（20）をケーシング（10）内に収納するようにしているが、この限りではなく、該ケーシング（10）の外部から圧縮機構（30）を駆動するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明したように、本発明は、環状のシリンダ室において環状のピストンの内側と外側とがそれぞれ流体室になる回転式流体機械について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施形態に係る回転式圧縮機の縦断面図である。
【図２】圧縮機構を示す横断面図である。
【図３】ピストンを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図４】シリンダを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図５】ブレードを示す斜視図である。
【図６】図１のブレード部分を拡大して示す横断面図である。
【図７】圧縮機構の動作を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
7  ブレード溝
7c  外側ブレード溝
35  シリンダ
36  内側シリンダ部
38  外側シリンダ部
40  ピストン
45  ブレード
46  直線部
50  リアヘッド（ヘッド）
51  外周面部
52  先端面
60  外側シリンダ室
61  高圧室
62  低圧室
65  内側シリンダ室
66  高圧室
67  低圧室
72  外側ブレード部
73  内側ブレード部
74  凹部
75  開口部
76  外側空間
78  外側切り欠き部
79  内側切り欠き部
90  外側ブレード部空間（切り欠き部で構成された空間）
81  内側ブレード部空間（切り欠き部で構成された空間）
S2  高圧空間（外側シリンダ部外の空間）
【図１】
2009138535.tif 000003
【図２】
2009138535.tif 000004
【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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