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Title:
ROTARY FLUID MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/090888
Kind Code:
A1
Abstract:
A rotary fluid machine (1) has a first annular piston (22) and a second annular piston (22) which face each other axially. One side of each annular piston (22, 22) is mounted to a surface of a corresponding end plate (22c, 22c). The axes of the annular pistons (22, 22) are eccentric to each other in opposite directions with respect to the axis of a drive shaft (33) and are mounted to the drive shaft (33) such that the end plates (22c, 22c) are joined to each other back to back.

Inventors:
SHIMIZU TAKASHI (JP)
SHIBAMOTO YOSHITAKA (JP)
SOTOJIMA TAKAZOU (JP)
MASUDA MASANORI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/000157
Publication Date:
July 23, 2009
Filing Date:
January 16, 2009
Export Citation:
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Assignee:
DAIKIN IND LTD (JP)
SHIMIZU TAKASHI (JP)
SHIBAMOTO YOSHITAKA (JP)
SOTOJIMA TAKAZOU (JP)
MASUDA MASANORI (JP)
International Classes:
F04C18/32; F04C23/00
Foreign References:
JP2005320929A2005-11-17
JPH0650274A1994-02-22
JPS5122202B11976-07-08
JPS61151090U1986-09-18
JPS6360091U1988-04-21
JPS62102801U1987-06-30
Attorney, Agent or Firm:
MAEDA, Hiroshi et al. (5-7 Hommachi 2-chome, Chuo-k, Osaka-shi Osaka 53, JP)
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Claims:
  ケーシング(10)内に、偏心回転式ピストン機構(20)と、該偏心回転式ピストン機構(20)を駆動する駆動軸(33)を有する駆動機構(30)とを備え、
  上記偏心回転式ピストン機構(20)が第1回転機構(20a)と第2回転機構(20b)とを備え、
  上記第1回転機構(20a)及び第2回転機構(20b)は、環状のシリンダ室(C1,C2,C3,C4)を有する第1シリンダ(21)及び第2シリンダ(21)と、上記環状のシリンダ室(C1,C2,C3,C4)を外側シリンダ室(C1,C3)と内側シリンダ室(C2,C4)とに区画するように該シリンダ室(C1,C2,C3,C4)に偏心して収納された第1環状ピストン(22)及び第2環状ピストン(22)と、上記外側シリンダ室(C1,C3)と内側シリンダ室(C2,C4)とをそれぞれ高圧側と低圧側とに区画する第1ブレード(23)及び第2ブレード(23)とを有し、
  上記各環状ピストン(22,22)が上記各シリンダ(21,21)に対して偏心回転運動をする回転式流体機械であって、
  上記第1シリンダ(21)と第2シリンダ(21)とは、互いに軸方向に対向し、該両シリンダ(21,21)の間に内部空間(S1)を形成するとともに、該内部空間(S1)の軸方向両側に環状のシリンダ室(C1,C2,C3,C4)が位置するように設けられ、
  上記第1環状ピストン(22)と第2環状ピストン(22)とは、互いに軸方向に対向し、該各環状ピストン(22,22)の片側が鏡板(22c,22c)の表面に取り付けられる一方、上記各環状ピストン(22,22)の軸心が上記駆動軸(33)の軸心を中心として互いに反対方向に偏心し、且つ上記各鏡板(22c,22c)の背面同士を合わせるように駆動軸(33)に取り付けられていることを特徴とする回転式流体機械。
  請求項1において、
  上記第1環状ピストン(22)及び第2環状ピストン(22)の鏡板(22c,22c)の表面側には、該各環状ピストン(22,22)の自転を防止する第1自転防止機構(23)と第2自転防止機構(23)とがそれぞれ設けられていることを特徴とする回転式流体機械。
  請求項2において、
  上記第1ブレード(23)は第1自転防止機構(23)を構成し、上記第2ブレード(23)は第2自転防止機構(23)を構成し、
  上記各環状ピストン(22,22)は、周方向の一部に他の部分と連続する直線部(22d,22d)をそれぞれ有し、
  上記各ブレード(23,23)は、上記外側シリンダ室(C1,C3)を区画する外側ブレード部(23a)と、該外側ブレード部(23a)に一体形成されて上記内側シリンダ室(C2,C4)を区画する内側ブレード部(23b)とを備え、上記外側ブレード部(23a)と内側ブレード部(23b)との間に、上記各環状ピストン(22,22)の直線部(22d)に摺動可能に嵌合する凹部(23c)が形成され、
  上記各シリンダ(21,21)には、上記外側ブレード部(23a,23a)と内側ブレード部(23b,23b)とがシリンダ径方向に摺動可能に嵌合するブレード溝(28)がそれぞれ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1から3の何れか1項において、
  上記各シリンダ(21,21)に設けられて高圧側の各シリンダ室(C3,C4)と上記ケーシング(10)内とを連通する吐出ポート(45,46)と、上記ケーシング(10)内の下部に貯留する潤滑油を上記駆動軸(33)の下端面から該駆動軸(33)の外周面へ貫通する貫通路(38)を介して上記両環状ピストン(22,22)の鏡板(22c,22c)の間に形成された摺動面に供給する油供給手段(34)とを備え、
  上記両環状ピストン(22,22)の鏡板(22c,22c)間に挟まれるように環状のシール部材(24)が設けられていることを特徴とする回転式流体機械。
Description:
回転式流体機械

  本発明は、回転式流体機械に関し、特 、環状のシリンダ室を有するシリンダと、 シリンダ室に偏心して収納された環状ピス ンとを有する回転機構を二段に重ねて配置 た回転式流体機械に関するものである。

  従来より、シリンダ室を有するシリン と該シリンダ室に偏心して収納されたピス ンとを有する偏心回転式ピストン機構を備 た回転式流体機械が知られている。この偏 回転式ピストン機構は、シリンダ室に対し ピストンを偏心して回転させることにより シリンダ室の容積が周期的に変動するよう 構成されている。そして、この偏心回転式 ストン機構は、シリンダ室の容積変化に応 て、流体ガスをシリンダ室の内部に吸入す とともに、吸入した流体ガスを圧縮してシ ンダ室の外側へ吐出するように構成されて る。

  特許文献1には、この種の回転式流体機 として回転式圧縮機が開示されている。こ 回転式圧縮機の偏心回転式ピストン機構は シリンダ室が圧縮室を構成するとともに、 の圧縮室及びピストンがそれぞれ環状に形 されている。そして、この環状のピストン 、環状の圧縮室を外側圧縮室と内側圧縮室 に区画するように該シリンダ室に偏心して 納され、該環状のピストンに対して環状の リンダ室を有するシリンダが偏心回転する うに構成されている。

  具体的に、この外側圧縮室及び内側圧 室では、上記シリンダの回転に伴い外側圧 室及び内側圧縮室の容積が拡大することで 媒が各圧縮室内に吸入され、その後、各圧 室の容積が縮小するに連れて冷媒の圧力が 々に上昇していく。そして、この冷媒圧力 所定圧力になると、各圧縮室内を閉鎖して た吐出弁が開放され、圧縮室から冷媒が吐 される。以上のように、環状のシリンダの 転に伴い、各圧縮室の容積が周期的に変化 、この各圧縮室の容積の周期変動に伴い、 圧縮室の冷媒圧力も周期的に変化する。そ て、この圧縮室内の冷媒圧力の変化が大き と、駆動軸の出力トルク変動も大きくなり 場合によっては、回転式圧縮機の振動や騒 の増大を招いてしまう。

  そこで、この駆動軸の出力トルク変動 抑えるため、特許文献2には、特許文献1の偏 心回転式ピストン機構を上下二段に配置した 回転式圧縮機が開示されている。具体的に、 図4に示すように、特許文献2の回転式圧縮機( 60)は、ケーシング(62)の内壁に周縁部が固定 れた円板状のミドルプレート(63)を挟んで上 と下側にそれぞれハウジング(64,65)が設けら れている。そして、上側のハウジング(65)と ドルプレート(63)に囲まれた上部空間にシリ ダ(66)と環状ピストン(67)が収納され、下側 ハウジング(64)とミドルプレート(63)に囲まれ た下部空間にシリンダ(66)と環状ピストン(67) 収納されている。

  また、この回転式圧縮機(60)は、上側と 側にそれぞれ形成された外側圧縮室(68)の容 積の変動周期の位相が互いに180度ずれ、上側 と下側にそれぞれ形成された内側圧縮室(69) 容積の変動周期の位相が互いに180度ずれる うに構成されている。

  この構成によれば、上側の各圧縮室(68,69) の冷媒圧力の変化に伴って発生する駆動軸( 70)のトルク変動を、下側の各圧縮室(68,69)内 冷媒圧力の変化に伴って発生する駆動軸(70) トルク変動で相殺することができる。した って、回転式圧縮機(60)全体として、駆動軸 (70)のトルク変動を小さく抑えることができ 該回転式圧縮機(60)の振動や騒音を低下させ ことができる。

特開2005-330962号公報

特開2007-239666号公報

  しかしながら、特許文献2の回転式圧縮 のように、偏心回転式ピストン機構を上下 段に配置すると、偏心回転式ピストン機構 一段の場合に比べて、駆動軸の出力トルク 動を小さく抑えることができるが、偏心回 式ピストン機構を二段で構成したことによ 、構造が複雑になり部品点数が増加してし うという問題がある。

  本発明は、かかる点に鑑みてなされた のであり、その目的は、環状のシリンダ室 有するシリンダと、該シリンダ室に偏心し 収納された環状ピストンとを有する回転機 を二段に重ねて配置した回転式流体機械に いて、振動や騒音を低下させつつ、構成部 の点数をできるだけ削減して、該回転式流 機械の低コスト化を図ることにある。

  第1の発明は、ケーシング(10)内に、偏心 回転式ピストン機構(20)と、該偏心回転式ピ トン機構(20)を駆動する駆動軸(33)を有する駆 動機構(30)とを備え、上記偏心回転式ピスト 機構(20)が第1回転機構(20a)と第2回転機構(20b) を備え、上記第1回転機構(20a)及び第2回転機 構(20b)は、環状のシリンダ室(C1,C2,C3,C4)を有す る第1シリンダ(21)及び第2シリンダ(21)と、上 環状のシリンダ室(C1,C2,C3,C4)を外側シリンダ (C1,C3)と内側シリンダ室(C2,C4)とに区画する うに該シリンダ室(C1,C2,C3,C4)に偏心して収納 れた第1環状ピストン(22)及び第2環状ピスト (22)と、上記外側シリンダ室(C1,C3)と内側シ ンダ室(C2,C4)とをそれぞれ高圧側と低圧側と 区画する第1ブレード(23)及び第2ブレード(23) とを有し、上記各環状ピストン(22,22)が上記 シリンダ(21,21)に対して偏心回転運動をする 転式流体機械を前提としている。

  そして、上記第1シリンダ(21)と第2シリ ダ(21)とは、互いに軸方向に対向し、該両シ ンダ(21,21)の間に内部空間(S1)を形成すると もに、該内部空間(S1)の軸方向両側に環状の リンダ室(C1,C2,C3,C4)が位置するように設けら れている。更に、上記第1環状ピストン(22)と 2環状ピストン(22)とは、互いに軸方向に対 し、該各環状ピストン(22,22)の片側が鏡板(22c ,22c)の表面に取り付けられる一方、上記各環 ピストン(22,22)の軸心が上記駆動軸(33)の軸 を中心として互いに反対方向に偏心し、且 上記各鏡板(22c,22c)の背面同士を合わせるよ に駆動軸(33)に取り付けられている。

  第1の発明では、各環状ピストン(22,22)の 鏡板(22c,22c)の背面同士を合わせるように、各 環状ピストン(22,22)が駆動軸(33)に固定されて る。これにより、従来とは違いミドルプレ トを用いずに、偏心回転式ピストン機構(20) を構成することができる。

  また、各環状ピストン(22,22)は、該各環 ピストン(22,22)の回転軸が上記駆動軸(33)の 心を中心に互いに反対方向に偏心するよう 、駆動軸(33)に取り付けられている。これに り、2つの外側シリンダ室(C1,C3)における容 の変動周期の位相が互いに180度ずれ、2つの 側シリンダ室(C2,C4)における容積の変動周期 の位相が互いに180度ずれる。したがって、第 1回転機構(20a)で発生する駆動軸(33)のトルク 動を、第2回転機構(20b)で発生する駆動軸(33) トルク変動で相殺することができ、回転式 体機械全体として、駆動軸(33)のトルク変動 を小さく抑えることができる。

  第2の発明は、第1の発明において、上記 第1環状ピストン(22)及び第2環状ピストン(22) 鏡板(22c,22c)の表面側には、該各環状ピスト (22,22)の自転を防止する第1自転防止機構(23) 第2自転防止機構(23)とがそれぞれ設けられて いる。

  第2の発明では、各自転防止機構(23,23)が 各環状ピストン(22,22)の鏡板(22c,22c)の表面側 それぞれ設けられているので、自転防止機 が上記鏡板(22c,22c)の背面側に設けられてい 場合に比べて、該鏡板(22c,22c)の背面同士を わせ易くすることができる。

  第3の発明は、第2の発明において、上記 第1ブレード(23)が第1自転防止機構(23)を構成 、上記第2ブレード(23)が第2自転防止機構(23) 構成し、上記各環状ピストン(22,22)が、周方 向の一部に他の部分と連続する直線部(22d,22d) をそれぞれ有している。更に、上記各ブレー ド(23,23)は、上記外側シリンダ室(C1,C3)を区画 る外側ブレード部(23a)と、該外側ブレード (23a)に一体形成されて上記内側シリンダ室(C2 ,C4)を区画する内側ブレード部(23b)とを備え、 上記外側ブレード部(23a)と内側ブレード部(23b )との間に、上記各環状ピストン(22,22)の直線 (22d)に摺動可能に嵌合する凹部(23c)が形成さ れている。加えて、上記各シリンダ(21,21)に 、上記外側ブレード部(23a,23a)と内側ブレー 部(23b,23b)とがシリンダ径方向に摺動可能に 合するブレード溝(28)がそれぞれ形成されて る。

  第3の発明では、上記各ブレード(23,23)が 、各ブレード溝(28,28)を摺動することにより シリンダ(21,21)に対して径方向に摺動する一 、各シリンダ(21,21)に対してシリンダ径方向 に直交する方向の移動が規制されている。そ して、上記各環状ピストン(22,22)は、各ブレ ド(23,23)の凹部(23c)に該各環状ピストン(22,22) 直線部(22d)が嵌合することにより、各ブレ ド(23,23)とともに各シリンダ(21,21)に対してシ リンダ径方向に摺動する。

  また、各環状ピストン(22,22)は、各ブレ ド(23,23)の凹部(23c)を該各環状ピストン(22,22) の直線部(22d)で摺動することにより、各シリ ダ(21,21)に対してシリンダ径方向に直交する 方向に摺動する。これにより、各環状ピスト ン(22,22)が偏心回転運動する。

  ここで、上記各環状ピストン(22,22)は各 レード(23,23)に対してシリンダ径方向に直交 する方向に摺動するとともに、各ブレード(23 ,23)とともにシリンダ径方向に動くだけであ 、各環状ピストン(22,22)の回転方向の変位が 制される。これにより、各ブレード(23,23)に よって各環状ピストン(22,22)の自転が規制さ る。

  第4の発明は、第1から第3の何れか1つの 明において、上記各シリンダ(21,21)に設けら れて高圧側の各シリンダ室(C3,C4)と上記ケー ング(10)内とを連通する吐出ポート(45,46)と、 上記ケーシング(10)内の下部に貯留する潤滑 を上記駆動軸(33)の下端面から該駆動軸(33)の 外周面へ貫通する貫通路(38)を介して上記両 状ピストン(22,22)の鏡板(22c,22c)の間に形成さ た摺動面に供給する油供給手段(34)とを備え ている。そして、上記両環状ピストン(22,22) 鏡板(22c,22c)間に挟まれるように環状のシー 部材(24)が設けられている。

  上記高圧側の各シリンダ室(C3,C4)におけ 高圧状態のガスは、上記吐出ポート(45,46)か らケーシング(10)内へ吐出される。その結果 上記ケーシング(10)内は高圧状態となる。ケ シング(10)内が高圧状態になると、該ケーシ ング(10)内に貯留する潤滑油も高圧状態とな 。そして、この高圧の潤滑油が、上記油供 手段(34)を介して上記摺動面へ供給される。

  一方、上記両環状ピストン(22,22)の鏡板( 22c,22c)間の圧力により、各環状ピストン(22,22) は各シリンダ(21,21)に押し付けられる。ここ 、上記高圧の潤滑油が上記摺動面に供給さ ることにより、この鏡板(22c,22c)間の圧力も 圧状態となる。したがって、鏡板(22c,22c)間 圧力が高くなりすぎると、環状ピストン(22,2 2)がシリンダ(21,21)に過剰に押し付けられるこ とがある。

  第4の発明では、上記環状のシール部材( 24)により、両方の環状ピストン(22,22)の鏡板(2 2c,22c)間を、該環状のシール部材(24)の内側と 側とに区画することができる。そして、上 鏡板(22c,22c)間を区画することにより、環状 シール部材(24)の内側部分のみを高圧状態に することができる。つまり、高圧状態の領域 を、環状のシール部材(24)がない場合に比べ 狭くできる。これにより、環状ピストン(22,2 2)がシリンダ(21,21)に過剰に押し付けられるの を抑えることができる。

  第1の発明によれば、従来とは違い、ミ ルプレートを用いることなく偏心回転式ピ トン機構(20)を構成することができる。また 、第1回転機構(20a)で発生する駆動軸(33)のト ク変動を、第2回転機構(20b)で発生する駆動 (33)のトルク変動で相殺することができ、回 式流体機械全体として、駆動軸(33)のトルク 変動を小さく抑えることができる。したがっ て、駆動軸(33)のトルク変動による振動や騒 を低下させつつ、ミドルプレートを削減し 、低コスト化を図ることができる。

  また、第2の発明によれば、各自転防止 構(23,23)が各環状ピストン(22,22)の鏡板(22c,22c )の表面側にそれぞれ設けられているので、 転防止機構が上記鏡板(22c,22c)の背面側に設 られている場合に比べて、該鏡板(22c,22c)の 面同士を合わせ易くすることができる。こ により、従来の回転式流体機械に設けられ いるミドルプレートを削除し易くなり、低 スト化を図ることができる。

  また、上記第3の発明によれば、上記各 状ピストン(22,22)の鏡板(22c,22c)の表面側にそ れぞれ設けられた各ブレード(23,23)が、各環 ピストン(22,22)の自転防止機構を兼ねている したがって、別途、自転防止機構を設ける となく、該鏡板(22c,22c)の背面同士を合わせ ことができる。これにより、従来の回転式 体機械に設けられているミドルプレートを 除し易くなり、低コスト化を図ることがで る。

  また、上記第4の発明によれば、従来の 転式流体機械とは違い、上記環状のシール 材(24)の数を減少させつつ、環状ピストン(22 ,22)がシリンダ(21,21)に過剰に押し付けられる を抑えることができる。つまり、従来の場 は、2つの可動部材の間にミドルプレートが 設けられているので、上記ミドルプレートと 一方の可動部材との間及び、上記ミドルプレ ートと他方の可動部材との間にそれぞれ上記 環状のシール部材(24)を設ける必要がある。

  しかしながら、第4の発明の回転式流体 械は、両方の環状ピストン(22,22)の鏡板(22c,2 2c)間に、1つだけ環状のシール部材(24)を設け ばよい。これにより、低コスト化を図るこ ができる。また、環状のシール部材(24)の内 側が小さくなるように設定することにより、 環状ピストン(22,22)が過剰に押し付けられる を抑えることができる。

本発明の実施形態に係る回転式圧縮機 縦断面図である。 本発明の実施形態に係る回転式圧縮機 圧縮機構を示す横断面図である。 圧縮機構の動作を示す横断面図である 従来の回転式圧縮機の縦断面図である

符号の説明

  1       回転式圧縮機 (回転式流体機 )
  10      ケーシング
  20      圧縮機構(偏心回転式ピストン 構)
  21      シリンダ
  21a     外側シリンダ部
  21b     内側シリンダ部
  21c     シリンダ側鏡板
  22      環状ピストン
  22a     ピストン部
  22b     軸受部
  22c     ピストン側鏡板
  23      ブレード
  23a     外側ブレード部
  23b     内側ブレード部
  23c     凹部
  24      シールリング(シール部材)
  30      電動機(駆動機構)
  33      駆動軸
  34      油ポンプ(油供給手段)
  35      背圧調整機構
  36      連通路
  37      逆止弁
  38      給油通路(貫通路)
  41      吸入ポート
  44      貫通孔 
  45      外側吐出ポート
  46      内側吐出ポート

  以下、本発明の実施形態を図面に基づ て詳細に説明する。

  図1に示すように、実施形態に係る回転 流体機械は、ケーシング(10)内に、電動機( 動機構)(30)と圧縮機構(偏心回転式ピストン 構)(20)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。上記回転式圧縮機(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ガス冷媒を圧縮し て凝縮器へ吐出するために用いられる。

  上記ケーシング(10)は、縦長の円筒状に 成された胴部(11)と、この胴部(11)の上端部 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 容器である。上部鏡板(12)には、該上部鏡板( 12)を貫通して吐出管(15)が設けられている。 の吐出管(15)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 れた電動機(30)の上側の空間に開口している また、胴部(11)には、該胴部(11)を貫通して2 の吸入管(14)が設けられている。これらの吸 入管(14)は、ケーシング(10)内の下部に配設さ た圧縮機構(20)にそれぞれ接続されている。

  そして、この回転式圧縮機(1)は、圧縮 構(20)で圧縮された冷媒がケーシング(10)の内 部(S2)へ吐出された後、吐出管(15)を通ってケ シング(10)外へ送出されるように構成されて いる。したがって、上記回転式圧縮機(1)の運 転中は、ケーシング(10)の内部は高圧空間(S2) なる。

  上記電動機(30)は、ステータ(31)とロータ (32)とを備えている。このステータ(31)は円筒 状であり、ケーシング(10)の胴部(11)の内面 固定されている。一方、ロータ(32)には駆動 (33)が連結され、該駆動軸(33)がロータ(32)と もに回転するように構成されている。

  上記駆動軸(33)の内部には、該駆動軸(33) の下端面から外周面へ延びる給油通路(貫通 )(38)が形成されている。また、駆動軸(33)の 端部には、油ポンプ(油供給手段)(34)が設け れている。そして、この油ポンプ(34)により 上記ケーシング(10)の底部に設けられた貯留 部(59)の潤滑油が、給油通路(38)を介して圧縮 構(20)の各摺動部、及び後述する、背中合わ せに配置された環状ピストン(22)間に形成さ る摺動面に供給されるようになっている。

  上記駆動軸(33)の下部には、図1おいて上 側と下側の偏心部(33b,63b)が隣り合うように設 けられている。これらの偏心部(33b,63b)は、該 偏心部(33b,63b)の上下の部分よりも大径に形成 されている。そして、これらの偏心部(33b)の 心は、該駆動軸(33)の軸心を中心として互い に反対方向に偏心している。

  上記圧縮機構(20)は、第1回転機構及び第 2回転機構を構成する2つの圧縮部(20a,20b)を備 ている。これらの圧縮部(20a,20b)は、上述し 偏心部(33b)の軸心が偏心していることを除 て略同一構成であり、これらの圧縮部(20a,20b )が上下方向に隣り合わせに配置されている

  上側と下側の圧縮部(20a,20b)は、環状の リンダ室(C1,C2,C3,C4)を有するシリンダ(21)と、 該環状のシリンダ室(C1,C2,C3,C4)を外側シリン 室(C1,C3)と内側シリンダ室(C2,C4)とに区画する ように該環状のシリンダ室(C1,C2,C3,C4)に偏心 て収納された環状ピストン(22)と、外側シリ ダ室(C1,C3)と内側シリンダ室(C2,C4)とをそれ れ高圧側と低圧側とに区画するブレード(23) をそれぞれ有している。そして、各圧縮部( 20a,20b)において、環状ピストン(22)が、シリン ダ室(C1,C2,C3,C4)内でシリンダ(21)に対して偏心 転運動するように構成されている。

  上側と下側のシリンダ(21,21)は、それぞ 外側シリンダ部(21a)と内側シリンダ部(21b)と シリンダ側鏡板(21c)とを備えている。そして 各シリンダ(21)は、外側シリンダ部(21a)の端 と内側シリンダ部(21b)の端部とをシリンダ 鏡板(21c)で連結することにより形成されてい る。また、両シリンダ(21,21)の中央部分には 上記駆動軸(33)が貫通しており、この駆動軸( 33)が貫通する貫通孔の内周面には該駆動軸(33 )を回転可能に支持する滑り軸受(16)がそれぞ 設けられている。

  上側と下側のシリンダ(21,21)は、両シリ ダ(21,21)間に内部空間(S1)が形成されるよう 、各シリンダ(21,21)の外側シリンダ部(21a)の 面同士が密着して固定されている。そして このように固定された両シリンダ(21,21)の外 面がケーシング(10)の内周面に溶接等によっ て固定されている。そして、この内部空間(S1 )に、2つの環状ピストン(22,22)が収納されてい る。

  これらの環状ピストン(22,22)は、図1おい て上下方向に背中合わせに配置されている。 各環状ピストン(22,22)は、それぞれ環状のピ トン部(22a)と軸受部(22b)とピストン側鏡板(22c )とを備えている。そして、各環状ピストン(2 2)は、ピストン部(22a)の端部と軸受部(22b)の端 部とをピストン側鏡板(22c)で連結することに り形成されている。

  上側と下側の環状ピストン(22)は、各軸 部(22b)を上記駆動軸(33)の各偏心部(33b,63b)に 合させるようにして、駆動軸(33)に固定され ている。ここで、上述したように、上側と下 側の偏心部(33b,63b)は、両偏心部(33b,63b)の軸心 が駆動軸(33)の軸心を中心として互いに反対 向に偏心するように形成されている。した って、これら偏心部(33b,63b)に嵌合する上側 下側の環状ピストン(22,22)も、両環状ピスト (22,22)の軸心が駆動軸(33)の軸心を中心とし 互いに反対方向に偏心している。

  また、上側と下側のピストン側鏡板(22c) の間には微小な隙間が形成され、この微小な 隙間には、シールリング(24)が設けられてい 。このシールリング(24)は、上記微小な隙間 内側と外側とに区画するものであり、この ールリング(24)の内側は、上記駆動軸(33)の 油通路(38)を介して高圧空間(S2)と連通してい る。ここで、この給油通路(38)から該シール ング(24)の内側に潤滑油が供給されることに り、この微小な隙間が高圧状態になってい 。そして、このシールリング(24)内側の圧力 が、上側の環状ピストン(22)を上側のシリン (21)側へ押し付け、下側の環状ピストン(22)を 下側の各シリンダ(21)側へ押し付けるための 圧を構成する。

  一方、上記シールリング(24)の外側は、 シリンダ(21,21)間に形成された内部空間(S1) 連通している。尚、この内部空間(S1)の圧力 、該シールリング(24)を越えて進入する潤滑 油や、軸受からシリンダ室(C1,C2,C3,C4)を介し 漏れ出た潤滑油により、上昇するが、後述 る背圧調整機構(35)によって所定圧力以上と らないように構成されている。

  上側と下側のブレード(23)は、それぞれ 側シリンダ室(C1,C3)を区画する外側ブレード 部(23a)と、内側シリンダ室(C2,C4)を区画する内 側ブレード部(23b)とが一体に形成された矩形 状の部材であり、この外側ブレード部(23a) 内側ブレード部(23b)と間に凹部(23c)が形成さ ている。

  各圧縮部(20a,20b)において、シリンダ(21) 環状ピストン(22)とは、それぞれ図2に示す うに配置されている。上記環状ピストン(22) 、ピストン部(22a)が分断されずに連続して 成されるとともに、該ピストン部(22a)の周方 向の一部分には、ブレードの中心線を通る径 方向に直交する直線部(22d)が形成されている

  一方、上記各シリンダ(21,21)の外側シリ ダ部(21a)及び内側シリンダ部(21b)において、 ピストン部(22a)の直線部(22d)に対応する部分 は、それぞれ径方向に直交する直線部が形 されている。そして、この両シリンダ部(21a, 21b)の直線部には、上記ピストン部(22a)に嵌合 したブレード(23)を、摺動可能に嵌め込むた のブレード溝(28)が、シリンダ径方向に沿っ 一直線状に連続して形成されている。

 そして、上記各ブレード(23)が、凹部(23c) ピストン部(22a)の直線部(22d)に摺動可能に嵌 合させつつ、上記ブレード溝(28)に摺動可能 嵌め込まれる。これにより、上述したよう 、外側ブレード部(23a)が外側シリンダ室(C1,C3 )を高圧側(C1)と低圧側(C3)とに区画し、内側ブ レード部(23b)が内側シリンダ室(C2,C4)を高圧側 (C2)と低圧側(C4)とに区画する。

  また、内側シリンダ部(21b)の外周面と外 側シリンダ部(21a)の内周面とは、互いに同心 に配置された円筒面で形成されている。そ て、この外側シリンダ部(21a)の内周面と、 側シリンダ部(21b)の外周面との間に、圧縮室 としての環状のシリンダ室(C1,C2,C3,C4)が形成 れている。

  そして、このシリンダ室(C1,C2,C3,C4)内に 、上記環状ピストン(22)のピストン部(22a)が 置付けられている。つまり、上記ピストン (22a)の外周面は外側シリンダ部(21a)の内周面 よりも小径に形成され、上記ピストン部(22a) 内周面は内側シリンダ部(21b)の外周面より 大径に形成されている。これにより、ピス ン部(22a)の外周面と外側シリンダ部(21a)の内 面との間に外側シリンダ室(C1,C3)が形成され る一方、ピストン部(22a)の内周面と内側シリ ダ部(21b)の外周面との間に内側シリンダ室(C 2,C4)が形成されている。

  また、各環状ピストン(22)と各シリンダ( 21)とは、ピストン部(22a)の外周面と外側シリ ダ部(21a)の内周面とが1点で実質的に接する 態(厳密にはミクロンオーダーの微小な隙間 があるが、その微小な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 相が180度異なる位置で、ピストン部(22a)の内 周面と内側シリンダ部(21b)の外周面とが1点で 実質的に接するようになっている。

  上記各シリンダ(21)には、外側シリンダ (21a)をシリンダ径方向に貫通する吸入ポー (41)が形成されている。この吸入ポート(41)は 、一端側が外側シリンダ室(C1,C3)の低圧室(C1) 開口している一方、他端側は吸入管(14)が挿 入されている。また、上記ピストン部(22a)に 、外側シリンダ室(C1,C3)の低圧室(C1)と内側 リンダ室(C2,C4)の低圧室(C2)とを連通する貫通 孔(44)が形成されている。

  また、上記各シリンダ(21)には、シリン 側鏡板(21c)を厚み方向に貫通する外側吐出 ート(45)及び内側吐出ポート(46)が形成されて いる。外側吐出ポート(45)の環状ピストン(22) の開口端は、外側シリンダ室(C1,C3)の高圧室 (C3)に臨み、内側吐出ポート(46)の環状ピスト (22)側の開口端は、内側シリンダ室(C2,C4)の 圧室(C4)に臨んでいる。なお、上記外側吐出 ート(45)及び内側吐出ポート(46)には、それ れポートを開閉するための逆止弁からなる 出弁(図示せず)が設けられている。

  また、図1おいて下側のシリンダ(21)内に は、連通路(36)、及び該連通路(36)内に設けら て該連通路(36)を開閉する逆止弁(37)からな 背圧調整機構(35)が設けられている。上記連 路(36)は、上記内部空間(S1)と上記吸入ポー (41)とを連通するように構成されている。

  上記逆止弁(37)は、流体流入口と流体流 口とが形成された弁室を有し、該弁室内に ボール弁とコイルバネとが収容されている そして、上記流体流入口には弁座が設けら るとともに、この弁座に向けて上記ボール を付勢するようにコイルバネが取り付けら ている。そして、流体流入口側、即ち内部 間(S1)内の圧力がコイルバネの弾性力より大 きくなると、コイルバネが収縮し、ボール弁 が弁座から離れて流体流入口が開口するよう に構成されている。一方、内部空間(S1)内の 力がコイルバネの弾性力より小さくなると コイルバネが伸張し、ボール弁が弁座に押 付けられて流体流入口が閉鎖するように構 されている。

  また、図1からわかるように、上側のピ トン側鏡板(22c)の上端面には、上側の内側 リンダ部(21b)の先端面(図1の下端面)が摺接し 、下側のピストン側鏡板(22c)の下端面には、 側の内側シリンダ部(21b)の先端面(図1の上端 面)が摺接している。

  一方、上側のピストン部(22a)の先端面( 1の上端面)は、ブレード(23)が嵌め込まれて る部分を除いて、上記シリンダ室(C1,C2,C3,C4) 上面に摺接し、下側のピストン部(22a)の先 面(図1の下端面)は、ブレード(23)が嵌め込ま ている部分を除いて、上記シリンダ室(C1,C2, C3,C4)の下面に摺接している。尚、上側のブレ ード(23)の上面は、上側のシリンダ側鏡板(21c) の下端面に摺接し、下側のブレード(23)の下 は、下側のシリンダ側鏡板(21c)の上端面に摺 接している。

  また、上側の軸受部(22b)の先端面(図1の 端面)は、上側の内側シリンダ部(21b)よりも 側の平板部に摺接し、下側の軸受部(22b)の 端面(図1の下端面)は、下側の内側シリンダ (21b)よりも内側の平板部に摺接している。

  このように、環状ピストン(22)と各シリ ダ(21,21)とブレード(23)との各部分が互いに 接することによって、気密状態のシリンダ (C1,C2,C3,C4)が形成されている。

    (運転動作)
  次に、上記回転式圧縮機(1)における圧縮 構(20)の圧縮動作について説明する。ここで 上側と下側の圧縮部(20a,20b)の運転動作は、 いに180度ずれた状態で行われる。尚、位相 除いては、互いに同一の動作であるため、 側の圧縮部(20a)の動作を代表して説明する

  まず、電動機(30)を起動すると、ロータ( 32)の回転が駆動軸(33)を介して、圧縮部(20a)の 環状ピストン(22)に伝達される。すると、環 ピストン(22)のピストン部(22a)が、ブレード(2 3)とともにブレード溝(28)に沿って径方向に往 復運動する。また、各環状ピストン(22)の直 部(22d)が、ブレード(23)の凹部(23c)内を径方向 に直交する方向に往復運動する。

  ここで、環状ピストン(22)は、ブレード( 23)に対してシリンダ径方向に直交する方向に 摺動するとともに、ブレード(23)とともにシ ンダ径方向に動くだけであり、環状ピスト (22)の回転方向の変位は規制される。つまり 上記ブレード(23)は、環状ピストン(22,22)の 転を規制する自転防止機構を構成する。

  そして、この径方向、及び径方向に直 する方向への往復運動の組み合わせにより 上記ピストン部(22a)が各シリンダ(21)の外側 リンダ部(21a)及び内側シリンダ部(21b)に対し 公転し、上記圧縮部(20a)が所定の圧縮動作 行う。

  具体的に、上記外側シリンダ室(C1,C3)で 、図3(B)の状態で低圧室(C1)の容積がほぼ最 であり、ここから駆動軸(33)が図の右回りに 転して図3(C)~図3(A)の状態へ変化するのに伴 て低圧室(C1)の容積が増大し、冷媒が吸入管 (14)及び吸入ポート(41)を通って低圧室(C1)に吸 入される。上記駆動軸(33)が一回転して再び 3(B)の状態になると、上記低圧室(C1)への冷媒 の吸入が完了する。

  そして、この低圧室(C1)が、今度は冷媒 圧縮される高圧室(C3)となり、ブレード(23) 隔てて新たな低圧室(C1)が形成される。駆動 (33)がさらに回転すると、上記低圧室(C1)に いて冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧 (C3)の容積が減少し、該高圧室(C3)で冷媒が圧 縮される。高圧室(C3)の圧力が所定値となっ 吐出空間との差圧が設定値に達すると、該 圧室(C3)の高圧冷媒によって吐出弁が開き、 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。

  一方、内側シリンダ室(C2,C4)では、図3(F) の状態で低圧室(C2)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 3(G)~図3(E)の状態へ変化するのに伴って該低 室(C2)の容積が増大し、冷媒が吸入管(14)、 入ポート(41)及び貫通孔(44)を通って、内側シ リンダ室(C2,C4)の低圧室(C2)へ吸入される。

  上記駆動軸(33)が一回転して再び図3(F)の 状態になると、上記低圧室(C2)への冷媒の吸 が完了する。そして、この低圧室(C2)が、今 は冷媒が圧縮される高圧室(C4)となり、ブレ ード(23)を隔てて新たな低圧室(C2)が形成され 。駆動軸(33)がさらに回転すると、上記低圧 室(C2)において冷媒の吸入が繰り返される一 、高圧室(C4)の容積が減少し、該高圧室(C4)で 冷媒が圧縮される。高圧室(C4)の圧力が所定 となって吐出空間との差圧が設定値に達す と、該高圧室(C4)の高圧冷媒によって吐出弁 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。

  上記外側シリンダ室(C1,C3)では、ほぼ図3 (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(C2,C4)では、ほぼ図3(A)のタイミ グで吐出が開始される。つまり、外側シリ ダ室(C1,C3)と内側シリンダ室(C2,C4)とでは、 出のタイミングがほぼ180度異なっている。

  また、上記圧縮機構(20)の摺動部分は、 記貯留部(59)の潤滑油により潤滑される。具 体的に、上記貯留部(59)の潤滑油は、駆動軸(3 3)下端の油ポンプ(34)により、該駆動軸(33)の 油通路(38)内を上方へ押し上げられて、圧縮 構(20)の各軸受(16)や、上側と下側の環状ピ トン(22)の微小な隙間であって上記シールリ グ(24)よりも内側部分に供給される。そして 、この内側部分に供給された潤滑油は、シー ルリング(24)を越えて上記内部空間(S1)に流れ み、該内部空間(S1)内の圧力を上昇させる。

  ここで、この内部空間(S1)の圧力が、上 背圧調整機構(35)のコイルバネの弾性力より も大きくなると、該背圧調整機構(35)の流体 入口が開いて、上記内部空間(S1)と吸入ポー (41)とが連通し、上記内部空間(S1)内の圧力 下がる。そして、内部空間(S1)の圧力が、上 背圧調整機構(35)のコイルバネの弾性力より も小さくなると、該背圧調整機構(35)の流体 入口が閉じて、上記内部空間(S1)と吸入ポー (41)との連通が遮断され、上記内部空間(S1) の圧力が低下しなくなる。このようにして 上記内部空間(S1)内の圧力、即ち背圧が上が 過ぎないようにすることにより、環状ピス ン(22,22)がシリンダ(21,21)に過剰に押し付け れるのを抑えている。

  そして、シールリング(24)を越えて上記 部空間(S1)に流れ込んだ潤滑油は、上記背圧 調整機構(35)を介して上記吸入ポート(41)へ排 される。上記吸入ポート(41)へ排出された潤 滑油は、冷媒とともに圧縮機構(20)内に吸入 れて、各シリンダ室(C1,C2,C3,C4)で圧縮された 、ケーシング(10)内の高圧空間(S2)に吐出さ て、貯留部(59)に戻るように構成されている

  尚、内部空間(S1)に流れ込んだ潤滑油は 各環状ピストン(22,22)の偏心回転運動により 、該環状ピストン(22,22)の外周面で攪拌され 。このとき、環状ピストン(22,22)が偏心回転 動しても、環状ピストン(22,22)の外周面の外 側にある内部空間(S1)の容積は一定である。 たがって、環状ピストン(22,22)による潤滑油 攪拌損失が変化しない。

    -実施形態の効果-
  本実施形態によれば、従来とは違い、ミ ルプレートを用いることなく上下二段に圧 部(20a,20b)を配置した圧縮機構(20)を構成する とができる。ここで、この圧縮機構(20)は、 各環状ピストン(22,22)の回転軸が上記駆動軸(3 3)の軸心を中心に互いに反対方向に偏心する う構成されている。

  これにより、上側と下側の圧縮部(20a,20b )にそれぞれ形成された外側圧縮室(C1,C3)にお る容積の変動周期の位相が互いに180度ずれ 上側と下側にそれぞれ形成された内側圧縮 (C2,C4)における容積の変動周期の位相が互い に180度ずれている。このことから、上側の圧 縮部(20a)で発生する駆動軸(33)のトルク変動を 、下側の圧縮部(20b)で発生する駆動軸(33)のト ルク変動で相殺することができ、回転式圧縮 機全体として、駆動軸(33)のトルク変動を小 く抑えることができる。

  以上により、駆動軸(33)のトルク変動に る振動や騒音を低下させつつ、ミドルプレ トを削減して、該回転式圧縮機(1)の低コス 化を図ることができる。

  また、本実施形態によれば、ミドルプ ートがなくても各環状ピストン(22,22)の自転 防止することができる。つまり、従来の場 、上側と下側の可動部材(図4ではシリンダ(6 6)、本実施形態では環状ピストン)の間にミド ルプレートが設けられているので、可動部材 とミドルプレートとの間に、可動部材の自転 を防止するためのオルダム継手等を取り付け ることが容易である。しかし、本実施形態の 場合、ミドルプレートがないので、オルダム 継手等を取り付けることが容易でない。そこ で、本実施形態によれば、上記ブレード(23,23 )に自転防止機能を持たせることにより、各 状ピストン(22,22)の自転を防止することがで る。つまり、上記自転防止機構をピストン 鏡板(22c,22c)の表面側に配置することにより 該ピストン側鏡板(22c,22c)の背面同士を合わ 易くすることができる。これにより、従来 回転式圧縮機に設けられているミドルプレ トを削除し易くなり、該回転式圧縮機(1)の コスト化を図ることができる。

  また、本実施形態によれば、上記シー リング(24)により、両方の環状ピストン(22,22) の微小な隙間を、該シールリング(24)の内側 外側とに区画することができる。そして、 の微小な隙間を区画することにより、シー リング(24)の内側部分のみを高圧状態にする とができる。つまり、シールリング(24)の径 を大きく設定すると、上記微小な隙間の高圧 状態の範囲が広くなり、上記背圧が大きくな る。一方、シールリング(24)の径を小さく設 すると、上記背圧が小さくなる。このよう 、回転式圧縮機(1)に応じて、シールリング(2 4)の径を設定することにより、環状ピストン( 22,22)がシリンダ(21,21)に過剰に押し付けられ のを抑えることができる。

  また、従来の場合、ミドリプレートが けられているので、上記ミドルプレートの 面と上側の可動部材との間、該ミドルプレ トの下面と下側の可動部材との間にそれぞ 上記環状のシール部材(24)を設ける必要があ が、本実施形態では、両方の環状ピストン( 22,22)の微小な隙間に、1つだけシールリング(2 4)を設ければよく、低コスト化を図ることが きる。

    《その他の実施形態》
  上記実施形態については、以下のような 成としてもよい。

  本実施形態では、上記シリンダ(21)が有 る環状のシリンダ室(C1,C2,C3,C4)が圧縮室を構 成しているが、これに限定されず、環状のシ リンダ室(C1,C2,C3,C4)が膨張室を構成してもよ 。

  本実施形態では、各ピストン側鏡板(22c, 22c)の背面同士を合わせ易くするために、ピ トン側鏡板(22c,22c)の表面側に自転防止機構 つまり凹部(23c)を有するブレード(23)を設け いるが、これに限定する必要はなく、例え 、環状ピストン(22,22)を揺動自在に支持する 動ブッシュを設けてもよい。

  なお、以上の実施形態は、本質的に好 しい例示であって、本発明、その適用物、 るいはその用途の範囲を制限することを意 するものではない。

  以上説明したように、本発明は、環状 シリンダ室を有するシリンダと、シリンダ に偏心して収納された環状ピストンとを有 る回転機構を二段に重ねて配置した回転式 体機械について有用である。