(57)【要約】【課題】ブレードとピストンとの間に生じる隙間を塞ぐとともに、ブレードとピストンとの間の摩擦係数を軽減して運転効率を向上できる回転式流体機械を提供する。【解決手段】外側ブレード部（72）の外側湾曲面（75）に外側ローラ（77）を設け、内側ブレード部（73）の内側湾曲面（76）に内側ローラ（78）を設け、高圧室（61）と低圧室（62）との差圧により外側ローラ（77）を低圧室（62）寄りに変位させて外側湾曲面（75）とピストン本体部（43）の外周面とに当接させる。【選択図】図８
2009162062.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）に対して偏心して該シリンダ室（60,65）に収納されたピストン（40）と、該シリンダ室（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、該シリンダ（35）と該ピストン（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、
前記シリンダ（35）には、前記ブレード（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、
前記ピストン（40）には、前記シリンダ室（60,65）を外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）とに区画する円環状の区画壁（43）が形成され、
前記ブレード（45）には、前記外側シリンダ室（60）側に配設される外側ブレード部（72）と、前記内側シリンダ室（65）側に配設される内側ブレード部（73）とが形成され、両ブレード部（72,73）の間には、前記区画壁（43）を隙間をあけて配設させる凹部（74）が形成され、
前記外側ブレード部（72）と前記内側ブレード部（73）とのそれぞれの対向面には、シリンダ軸方向から見て湾曲して凹んだ湾曲面（75,76）が形成され、
前記外側ブレード部（72）の前記湾曲面(75)と前記区画壁（43）の外周面との間、及び前記内側ブレード部（73）の前記湾曲面（76）と前記区画壁（43）の内周面との間には、一対のローラ（77,78）が設けられ、
前記一対のローラ（77,78）のうち少なくとも一方は、前記高圧室（61,66）と前記低圧室（62,67）との差圧により前記湾曲面（75,76）に沿って該低圧室（62,67）寄りに変位して、該湾曲面（75,76）と前記区画壁（43）の周面とに当接するように構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】
請求項１において、
前記ピストン（40）の軸方向の一端側に設けられた底板（41,44）と、
前記底板（41,44）に対向して配設された支持部材（50）とを備え、
前記底板（41,44）と前記支持部材（50）とのいずれか一方には他方に向かって突出した突出部（101）が形成され、他方には該突出部（101）を収容するガイド孔（102）が形成され、
前記突出部（101）は、前記ガイド孔（102）の内周面に当接することで、前記ピストン（40）の自転を規制するように構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又は２において、
前記区画壁（43）には、外部から冷媒を前記低圧室（67）側に吸入する吸入孔（53）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、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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。ピストンを駆動軸によって偏心回転運動させると、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】
【０００５】
ところで、前記特許文献１の流体機械では、ピストンの軸心を通る平面で切った場合の軸心ピストン幅よりも、ピストンの軸心から偏心した位置を通る平面で切った場合の偏心ピストン幅の方が広くなっている。そして、運転時にはピストンが公転運動を行いブレードに対するピストンの位置が変化するので、上死点や下死点においてブレードの凹部とピストンとの間には軸心ピストン幅と偏心ピストン幅との差による隙間が生じ、その隙間から流体漏れが発生して運転効率が低下するという問題がある。また、ブレードの凹部とピストンとの間の摩擦係数が大きいため、ピストンのスムーズな公転運動を妨げるという問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレードとピストンとの間に生じる隙間を塞ぐとともに、ブレードとピストンとの間の摩擦係数を軽減して運転効率を向上できる回転式流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明は、ブレードとピストンとの間に一対のローラを設けるようにした。
【０００８】
具体的に、本発明は、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）に対して偏心して該シリンダ室（60,65）に収納されたピストン（40）と、該シリンダ室（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、該シリンダ（35）と該ピストン（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し、次のような解決手段を講じた。
【０００９】
すなわち、第１の発明に係る回転式流体機械は、前記シリンダ（35）には、前記ブレード（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、前記ピストン（40）には、前記シリンダ室（60,65）を外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）とに区画する円環状の区画壁（43）が形成され、該ブレード（45）には、該外側シリンダ室（60）側に配設される外側ブレード部（72）と、該内側シリンダ室（65）側に配設される内側ブレード部（73）とが形成され、両ブレード（72,73）部の間には、該区画壁（43）を隙間をあけて配設させる凹部（74）が形成され、該外側ブレード部（72）と該内側ブレード部（73）とのそれぞれの対向面には、シリンダ軸方向から見て湾曲して凹んだ湾曲面（75,76）が形成され、該外側ブレード部（72）の該湾曲面(75)と該区画壁（43）の外周面との間、及び該内側ブレード部（73）の該湾曲面（76）と該区画壁（43）の内周面との間には、一対のローラ（77,78）が設けられ、該一対のローラ（77,78）のうち少なくとも一方は、前記高圧室（61,66）と前記低圧室（62,67）との差圧により該湾曲面（75,76）に沿って該低圧室（62,67）寄りに変位して、該湾曲面（75,76）と該区画壁（43）の周面とに当接するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
第１の発明に係る回転式流体機械によると、外側ブレード部（72）の湾曲面(75)とピストン（40）の区画壁（43）の外周面との間、及び内側ブレード部（73）の湾曲面（76）とピストン（40）の区画壁（43）の内周面との間にはそれぞれ隙間が設けられており、その隙間には一対のローラ（77,78）が設けられている。ここで、このローラ（77,78）が湾曲面（75,76）の略中心に位置している場合には、ローラ（77,78）と区画壁（43）との間には所定の隙間があいている。そして、運転中には外側ブレード部（72）側のローラ（77）とピストン（40）の区画壁（43）の外周面との間、もしくは内側ブレード部（73）側のローラ（78）とピストン（40）の区画壁（43）の内周面との間の隙間には、高圧室（61,66）と低圧室（62,67）との差圧が発生し、その差圧によりローラ（77,78）のうち少なくとも一方は、湾曲面（75,76）に沿って低圧室（62,67）寄りに変位して湾曲面（75,76）と区画壁（43）の周面とに当接する。つまり、ローラ（77,78）と区画壁（43）との隙間は、高圧室（61,66）と低圧室（62,67）との差圧によりローラ（77,78）が湾曲面（75,76）に沿って低圧室（62,67）寄りに変位して湾曲面（75,76）、及び区画壁（43）の周面に当接可能な程度に設定されている。
【００１１】
このため、運転中に外側ブレード部（72）側のローラ（77）とピストン（40）の区画壁（43）の外周面との間に隙間があいた場合には、外側シリンダ室（60）における高圧室（61）と低圧室（62）との差圧により外側ブレード部（72）側のローラ（77）は、外側ブレード部（72）の湾曲面（75）に沿って低圧室（62）寄りに変位して、外側ブレード部（72）の湾曲面（75）とピストン（40）の区画壁（43）の外周面とに当接して隙間を塞ぐので冷媒の漏れを防ぐことができ、運転効率を向上できる。
【００１２】
一方、内側ブレード部（73）側のローラ（78）とピストンの区画壁（43）の内周面との間に隙間があいた場合には、内側シリンダ室（65）における高圧室（66）と低圧室（67）との差圧により内側ブレード部（73）側のローラ（78）は、内側ブレード部（73）の湾曲面（76）に沿って低圧室（67）寄りに変位して、内側ブレード部（73）の湾曲面（76）とピストン（40）の区画壁（43）の内周面とに当接して隙間を塞ぐので冷媒の漏れを防ぐことができ、運転効率を向上できる。
【００１３】
また、外側ブレード部（72）側のローラ（77）とピストン（40）の区画壁（43）の外周面との間、及び内側ブレード部（73）側のローラ（78）とピストン（40）の区画壁（43）の内周面との間でローラ（77,78）が回転するから、ブレード（45）と区画壁（43）との間の摩擦係数を軽減することができ、ピストン（40）をスムーズに公転運動させることができる。
【００１４】
第２の発明に係る回転式流体機械は、第１の発明に係る回転式流体機械において、前記ピストン（40）の軸方向の一端側に設けられた底板（41,44）と、該底板（41,44）に対向して配設された支持部材（50）とを備え、該底板（41,44）と該支持部材（50）とのいずれか一方には他方に向かって突出した突出部（101）が形成され、他方には該突出部（101）を収容するガイド孔（102）が形成され、該突出部（101）は、該ガイド孔（102）の内周面に当接することで、前記ピストン（40）の自転を規制するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
第２の発明に係る回転式流体機械によると、ピストン（40）の底板（41,44）又は支持部材（50）のいずれか一方には他方に向かって突出する突出部（101）が形成されるとともに、他方には突出部（101）を収容するガイド孔（102）が形成されている。この突出部（101）はピストン（40）の公転運動に伴ってガイド孔（102）内を移動するが、ガイド孔（102）の内周面に当接することで移動範囲が規制されている。
【００１６】
このため、ピストン（40）の公転運動に伴うピストン（40）の自転が規制されるので、ピストン（40）の自転によるピストン（40）とシリンダ（35）の接触面との摩擦損失が軽減されて円滑な公転運動を行うことができ冷媒の圧縮効率の低下を抑制できる。
【００１７】
第３の発明に係る回転式流体機械は、請求項１又は２において、前記区画壁（43）には、外部から冷媒を前記低圧室（67）側に吸入する吸入孔（53）が形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
第３の発明に係る回転式流体機械によると、外部から冷媒を低圧室（67）側に吸入する吸入孔（53）が区画壁（43）に形成されている。従来の回転式流体機械は、外部からピストン端部までピストン径方向に吸入通路を形成し、そこから吸入通路をピストン軸方向に屈曲させてピストン内に冷媒を吸入していた。しかし、吸入通路を屈曲させると冷媒のスムーズな流れが妨げられるので吸入圧損が生じてしまい運転効率が低下する。
【００１９】
そこで、本発明では、ピストン（40）の区画壁（43）に吸入孔（53）を形成したので、外部からピストン（40）までピストン径方向に形成した吸入通路の一端を、区画壁（43）の吸入孔（53）に向かって開口させることができる。これにより、吸入孔（53）を介して低圧室（67）に冷媒を吸入することができ、吸入通路を屈曲させずに直線的に形成できるため、冷媒の流れがスムーズになり吸入圧損を軽減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ブレード（45）とピストン（40）の間に設けられた一対のローラ（77,78）が、高圧室（61,66）と低圧室（62,67）との差圧により低圧室（62,67）寄りに変位してブレード（45）とピストン（40）の区画壁（43）とに当接して隙間を塞ぐので、冷媒漏れを防ぐことができ、運転効率を向上させることができる。さらに、ブレード（45）とピストン（40）との間ではローラ（77,78）が回転するからブレード（45）とピストン（40）との間の摩擦係数が軽減されるため、ピストン（40）をスムーズに公転運動させることできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２２】
（装置構成）
図１は、本発明の実施形態に係る回転式流体機械を示す縦断面図である。図１に示すように、この回転式流体機械は、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。
【００２３】
前記ケーシング（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、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。
【００２４】
前記ケーシング（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、ピストン（40）に対して一体回転可能に固定されている。
【００２５】
また、前記駆動軸（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、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。
【００２６】
前記電動機（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、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。
【００２７】
前記圧縮機構（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。
【００２８】
図２は、圧縮機構を示す横断面図であり、図３（ａ）は、ピストンの構成を示す斜視図であり、図３（ｂ）は平面図である。
【００２９】
前記ピストン（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円環状のピストン本体部（43）（区画壁）とを備えている。また、ピストン（40）の下端側には、底板としての内側ピストン底板（41）と外側ピストン底板（44）とが一体に形成されている。内側ピストン底板（41）は、軸受部（42）及びピストン本体部（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、外側ピストン底板（44）は、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、内側ピストン底板（41）と一体に連続するように設けられている。
【００３０】
前記ピストン本体部（43）は円環が分断されずに連続して形成されている。ピストン本体部（43）の周方向には、後述するブレード（45）が摺動可能に配設されている。
【００３１】
また、前記ピストン本体部（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）とを連通する吸入孔（53）が形成されている。この吸入孔（53）は、後述するように吸入ポート（34）、及び吸入管（15）とからなる吸入通路を介して外部から低圧室（67）に冷媒を吸入するものである。
【００３２】
図１に示すように、前記リアヘッド（50）は、ピストン（40）の内側ピストン底板（41）、及び外側ピストン底板（44）を支持する部材（支持部材）である。このリアヘッド（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、外周部分がシリンダ（35）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、駆動軸（33）の主軸部（33a）が貫通しており、その貫通孔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。また、このリアヘッド（50）には、後に詳述するように、シールリング（70）を収容するシールリング溝（103）が設けられている。
【００３３】
図４（ａ）は、シリンダの構成を示す斜視図であり、図４（ｂ）は平面図である。前記シリンダ（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、その間に円環状のシリンダ室（60,65）が形成されている。
【００３４】
前記シリンダ（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シリンダ室（60,65）が形成されている。
【００３５】
そして、前記ピストン（40）のピストン本体部（43）は、シリンダ室（60,65）内に位置付けられている。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、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、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。
【００３６】
具体的には、前記平板部（39）と外側ピストン底板（44）と外側シリンダ部（38）とピストン本体部（43）とによって外側シリンダ室（60）が構成され、平板部（39）と内側ピストン底板（41）と内側シリンダ部（36）とピストン本体部（43）とによって内側シリンダ室（65）が構成されている。
【００３７】
前記シリンダ（35）の平板部（39）と内側シリンダ部（36）とピストン（40）の内側ピストン底板（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。図１及び図２の構成において、この動作空間（68）は、高圧空間になるように構成されている。
【００３８】
また、図２に示すように、前記ピストン（40）とシリンダ（35）とは、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、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。
【００３９】
前記シリンダ（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。
【００４０】
また、前記外側シリンダ部（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、他端側は吸入ポート（34）に連続する吸入管（15）に接続され、さらにケーシング（10）の外部へと続く吸入通路の一部として構成されている。また、ピストン本体部（43）の吸入孔（53）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）とを連通するように形成されているので、外部から吸入された冷媒は吸入通路を通って低圧室（62）に吸入され、低圧室（62）から吸入孔（53）を介して内側シリンダ室（65）の低圧室（67）に吸入される。つまり、吸入通路を屈曲させずに直線的に形成できるため、冷媒の流れがスムーズになり吸入圧損を軽減することができる。
【００４１】
一方、前記シリンダ（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は（54,55）、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。
【００４２】
そして、前記シリンダ（35）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、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、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。
【００４３】
そして、前記外側ピストン底板（44）の上端面に外側シリンダ部（38）の先端面が摺接し、内側ピストン底板（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。
【００４４】
一方、前記ピストン（40）におけるピストン本体部（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。
【００４５】
これにより、前記シリンダ（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）の気密状態を保持するために、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。
【００４６】
図１に示すように、前記リアヘッド（50）の上面には、ピストン（40）の内側ピストン底板（41）に対応してシールリング溝（103）が設けられ、シールリング溝（103）内には、シールリング（70）が収納されている。これにより、シールリング（70）は、リアヘッド（50）とピストン（40）との間の空間を径方向に分割する。
【００４７】
そして、前記シールリング（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、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、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。
【００４８】
一方、前記シールリング（70）よりも外周側の空間は背圧空間（S3）であり、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、背圧空間（S3）内の圧力が、吸入ポート（34）よりも高圧で且つケーシング（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）内の圧力も前記ピストン（40）を背面側から押し付けるように作用する。
【００４９】
図５は、自転防止機構を示す平面図である。図５に示すように、この自転防止機構（100）は、リアヘッド（50）と対向する側の外側ピストン底板（44）からリアヘッド（50）に向けて突出する突出部であるピン（101）と、リアヘッド（50）に設けられ、ピン（101）が収容されて該ピン（101）の移動を規制するガイド孔（102）とを備えている。図５は、１本のピン（101）を設けた例を示したものであるが、ピン（101）とガイド孔（102）を複数設けてもよい。ここで、ピン（101）はピストン（40）とともにピストン（40）の公転運動に伴ってガイド孔（102）内を時計回りに移動するが、ガイド孔（102）の内周面に当接することで移動範囲が規制されている。
【００５０】
これにより、ピストン（40）の公転運動に伴うピストン（40）の自転が規制されるので、ピストン（40）の自転によるピストン（40）とシリンダ（35）の接触面との摩擦損失が軽減されて円滑な公転運動を行うことができ冷媒の圧縮効率の低下を抑制できる。
【００５１】
図６は、ブレードの構成を示す斜視図である。図６に示すように、このブレード（45）は、外側シリンダ室（60）に配設される外側ブレード部（72）と、内側シリンダ室（65）に配設される内側ブレード部（73）とが一体に形成されてなり、両ブレード部（72,73）の間には、ピストン本体部（43）を隙間をあけて配設する凹部（74）が形成された略直方体形状の部材である。このブレード（45）の長手方向の長さは、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。
【００５２】
また、前記外側ブレード部（72）と内側ブレード部（73）とのそれぞれの対向面には、ブレード（45）の長手方向に湾曲して凹んだ外側湾曲面（75）と内側湾曲面（76）とが形成されている。
【００５３】
図７は、ローラの配置を示す横断面図である。図７に示すように、前記外側湾曲面（75）とピストン本体部（43）の外周面との間には外側ローラ（77）が設けられる一方、内側湾曲面（76）とピストン本体部（43）の内周面との間には内側ローラ（78）が設けられている。
【００５４】
これら前記ローラ（77,78）は、ブレード（45）とピストン本体部（43）の周面との間の隙間を塞ぐとともに、その間の摩擦係数を軽減するためのものである。圧縮機構（30）の停止状態においては、外側ローラ（77）とピストン本体部（43）の外周面との間には所定の隙間（δ）があいており、その隙間（δ）は、外側シリンダ室（60）の高圧室（61）と低圧室（62）との差圧により外側ローラ（77）が外側湾曲面に沿って低圧室（62）寄りに変位して外側湾曲面（75）、及びピストン本体部（43）の外周面に当接可能な程度に設定されている。
【００５５】
図８は、ローラが変位した状態を示す横断面図である。図８に示すように、圧縮機構（30）の運転時において、外側シリンダ室（60）における高圧室（61）と低圧室（62）との間に隙間があいている場合は、外側シリンダ室（60）の高圧室（61）と低圧室（62）との差圧により、外側ローラ（77）は外側湾曲面（75）に沿って低圧室（62）寄りに変位して、外側湾曲面（75）とピストン本体部（43）の外周面に当接して隙間を塞いでいる。
【００５６】
これにより、外側シリンダ室（60）における高圧室（61）と低圧室（62）は外側ローラ（77）により確実に区画されるので、冷媒の漏れを防ぐことができ運転効率を高めることができる。
【００５７】
なお、内側シリンダ室（65）における高圧室（66）と低圧室（67）との間に隙間があいている場合は、内側ローラ（78）が内側シリンダ室（65）の高圧室（66）と低圧室（67）との差圧により、内側湾曲面（76）に沿って低圧室（62,67）寄りに変位して、内側湾曲面（76）とピストン本体部（43）の内周面に当接して隙間を塞ぐようになっている。
【００５８】
これにより、内側シリンダ室（65）における高圧室（66）と低圧室（67）は内側ローラ（78）により確実に区画されるので、冷媒の漏れを防ぐことができ運転効率を高めることができる。
【００５９】
また、ローラ（77,78）とピストン本体部（43）の周面との間ではローラ（77,78）が回転するので、ブレード（45）とピストン（40）との間の摩擦係数を軽減でき、ピストン（40）をスムーズに公転運動させることができる。
【００６０】
なお、前記外側シリンダ室（60）と内側シリンダ室（65）において、高圧室（61,66）と低圧室（62,67）との間に差圧が発生しない場合は、外側ローラ（77）とピストン本体部（43）の外周面との間、もしくは内側ローラ（78）とピストン本体部（43）の内周面との間に隙間があいても冷媒の漏れが生じることがない。
【００６１】
図９は、圧縮機構の動作状態を表す横断面図であり、図９（ａ）から図９（ｈ）まで４５°間隔で前記ピストン本体部（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。
【００６２】
前記ピストン本体部（43）の動作について詳しくは後述するが、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、シリンダ（35）内を公転運動することによってピストン本体部（43）とシリンダ（35）との接触点が前記図９（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。
【００６３】
（運転動作）
次に、前記回転式圧縮機（1）の運転動作について説明する。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、ブレード（45）が往復運動（進退動作）を行い、かつ、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）に対して公転運動する。
【００６４】
また、ガイド孔（102）に収容されたピン（101）は、図９（ａ）の状態ではガイド孔（102）内の上部に位置しており、そこから図９（ｂ）から（ｈ）に示すように、ピストン（40）の公転運動に伴って時計回りに移動する。具体的に、ピストン（40）が図９（ａ）から４５°公転運動して図９（ｂ）の状態になると、ピン（101）も時計回りに４５°移動する。以後、ピストン（40）とともに時計回りに移動を続けるが、ピン（101）はガイド孔（102）内で移動が規制されているので、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）に対して自転することなく公転し、圧縮機構（30）が所定の圧縮動作を行う。
【００６５】
具体的に、前記圧縮機構（30）の外側シリンダ室（60）では、図９（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９（ｃ）〜図９（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。
【００６６】
その後、前記駆動軸（33）が一回転して再び図９（ｂ）の状態になると、低圧室（62）への冷媒の吸入が完了する。次に、この低圧室（62）は冷媒が圧縮される高圧室（61）となるとともに、引き続き冷媒を吸入するための新たな低圧室（62）として形成される。この時点では、高圧室（61）は圧縮される前なので、低圧室（62）との差圧がないため外側ローラ（77）とピストン本体部（43）の外周面との間に隙間があいていても冷媒が漏れることがない。その後、駆動軸（33）がさらに回転すると、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、高圧室（61）で冷媒が圧縮される。
【００６７】
そして、前記外側シリンダ室（60）の高圧室（61）で冷媒が圧縮されると、高圧室（61）と低圧室（62）との差圧により、図８に示すように、外側ローラ（77）は外側湾曲面（75）に沿って低圧室（62）寄りに変位して、外側湾曲面（75）とピストン本体部（43）の外周面とに当接して隙間（δ）を塞いで高圧室（61）と低圧室（62）とが確実に区画される。また、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、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。すると、高圧室（61）と低圧室（62）との間の差圧が減少し、図７に示すように、外側ローラ（77）は所定の位置に戻る。以後、これらの動作が繰り返される。
【００６８】
一方、前記内側シリンダ室（65）では、図９（ｆ）の状態で低圧室（62,67）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９（ｇ）〜図９（ｅ）の状態へ変化するのに伴って低圧室（67）の容積が増大し、冷媒が、吸入管（15）、吸入ポート（34）及び吸入孔（53）を通って内側シリンダ室（65）の低圧室（67）へ吸入される。
【００６９】
その後、前記駆動軸（33）が一回転して再び図９（ｆ）の状態になると、低圧室（67）への冷媒の吸入が完了する。次に、この低圧室（67）は冷媒が圧縮される高圧室（66）となるとともに、引き続き冷媒を吸入するための新たな低圧室（67）として形成される。その後、駆動軸（33）がさらに回転すると、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、高圧室（66）で冷媒が圧縮される。また、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、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。以後、これらの動作が繰り返される。
【００７０】
また、前記外側シリンダ室（60）では、ほぼ図９（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９（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。
【００７１】
ここで、前記ピストン（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、前記高圧空間（S2）に連通しているため高圧状態であり、該ピストンは、その背面側からシリンダ側に押し付けられている。
【００７２】
一方、前記貯留部（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）や、前記ピストン（40）とリアヘッド（50）との間で前記シールリング（70）よりも内周側の空間に供給される。
【００７３】
以上のように、本実施形態に係る回転式圧縮機（1）によれば、前記圧縮機構（30）の運転中に外側ローラ（77）とピストン本体部（43）の外周面との間に隙間があいた場合でも、高圧室（61）と低圧室（62）との差圧により外側ローラ（77）が外側湾曲面（75）に沿って低圧室（62）寄りに変位し、外側湾曲面（75）とピストン本体部（43）の外周面とに当接して隙間を塞ぐので、冷媒の漏れを防ぐことができ、運転効率を向上できる。
【００７４】
また、ブレード（45）の湾曲面（75,76）とピストン本体部（43）の周面との間ではローラ（77,78）が回転するので、ブレード（45）とピストン本体部（43）の周面との間の摩擦係数を軽減できるため、ピストン（40）をスムーズに公転運動させることができる。
【００７５】
なお、前記の実施形態は、以下のような構成としてもよい。例えば、前記実施形態では、圧縮機構（30）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（60,65）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。
【００７６】
また、前記実施形態では、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、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。
【００７７】
また、ピン（101）を設ける部材とガイド孔（102）を形成する部材は前記実施形態の逆であってもよい。すなわち、ピン（101）をリアヘッド（50）側に設け、ガイド孔（102）をピストン（40）側に設けるようにしてもよい。この場合も、シールリング溝（103）はガイド孔（102）を設けた部材に設けるのがよい。
【００７８】
また、ピン（101）の数やガイド孔（102）の数は例示であり、前記の例に限定されない。また、ピストン（40）を固定側共働部材として構成し、シリンダ（35）を可動側共働部材として構成し、シリンダ（35）がピストン（40）に対して公転するようにしてもよい。
【００７９】
この場合には、前記ピン（101）は、シリンダ（35）の平板部（39）及びシリンダ（35）を支持する部材の何れか一方に設け、他方にガイド孔（102）を設けるようにする。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明は、ブレードとピストンとの間に生じる隙間を塞ぐとともに、ブレードとピストンとの間の摩擦係数を軽減して運転効率を向上できる回転式流体機械を提供することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態に係る回転式流体機械を示す縦断面図である。
【図２】圧縮機構を示す横断面図である。
【図３】（ａ）ピストンの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図４】（ａ）シリンダの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図５】自転防止機構を示す平面図である。
【図６】ブレードの構成を示す斜視図である。
【図７】ローラの配置を示す横断面図である。
【図８】ローラが変位した状態を示す横断面図である。
【図９】圧縮機構の動作を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
1      回転式圧縮機（回転式流体機械）
7      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
41     内側ピストン底板（底板）
43     ピストン本体部（区画壁）
44     外側ピストン底板（底板）
45     ブレード
50     リアヘッド（支持部材）
53     吸入孔
60     外側シリンダ室
61,66  高圧室
62,67  低圧室
65     内側シリンダ室
72     外側ブレード部
73     内側ブレード部
74     凹部
75     外側湾曲面（湾曲面）
76     内側湾曲面（湾曲面）
77     外側ローラ（ローラ）
78     内側ローラ（ローラ）
101    ピン（突出部）
102    ガイド孔
【図１】
2009162062.tif 000003
【図２】
2009162062.tif 000004
【図３】
2009162062.tif 000005
【図４】
2009162062.tif 000006
【図５】
2009162062.tif 000007
【図６】
2009162062.tif 000008
【図７】
2009162062.tif 000009
【図８】
2009162062.tif 000010
【図９】
2009162062.tif 000011