JP4978461B2 - 回転式圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、回転式圧縮機に関し、特に、揺動ピストンに一体的に設けられたブレードがシリンダに保持されて揺動しながら該揺動ピストンがシリンダ室内で公転する動作を行うスイング型（ピストン揺動型）の回転式圧縮機に係るものである。

従来より、回転式圧縮機として、例えば特許文献１に開示されているように、揺動ピストンを備えたスイング圧縮機が知られている。このスイング圧縮機は、一般に、冷凍機（空気調和装置を含む）の冷媒回路において、ガス冷媒を圧縮するのに用いられている。

スイング圧縮機は、一般に、圧縮機構が概略の横断面構造を図８に示すように構成されている。この圧縮機構（100）は、シリンダ室（101）を区画形成するシリンダ（102）と、シリンダ室（101）を貫通するように配置された駆動軸（103）と、駆動軸（103）の偏心軸（103a）に嵌め込まれてシリンダ室（101）に収納された揺動ピストン（104）とを備えている。シリンダ室（101）は断面が円形に形成されている。駆動軸（103）はシリンダ室（101）と同心上に配置される一方、偏心軸（103a）の中心はシリンダ室（101）の中心から偏心している。

揺動ピストン（104）にはブレード（104a）が一体に形成されており、このブレード（104a）が揺動ブッシュ（105）を介してシリンダに連結されている。具体的には、この揺動ピストン（104）はブレード（104a）が断面略半円形状の一対のブッシュ（105）に挟まれた状態で、該ブッシュ（105）とともに断面円形状のブッシュ孔（102a）に挿入されることによって、ブッシュ孔（102a）の軸心回りに揺動自在に支持されている。

さらに、ブレード（104a）は、その面方向（揺動ピストン（104）の径方向）へブッシュ（105）に対して進退自在に支持されている。また、揺動ピストン（104）は、偏心軸（103a）に摺動自在に嵌め込まれていて、この偏心軸（103a）の回転により、シリンダ（102）の内周面に沿って揺動運動しながら公転する。

シリンダ室（101）は、揺動ピストン（104）とブレード（104a）とにより、低圧の冷媒が吸入される吸入室（106）と、吸入された冷媒を圧縮する圧縮室（107）とに区画されている。シリンダ（102）には、吸入室（106）に連通する吸入口（108）と、圧縮室（107）に連通する吐出口（109）とが形成されている。吐出口（109）の出口側には吐出弁（110）が装着され、吐出弁（110）は、圧縮室（107）が所定の吐出圧力に達して、圧縮室（107）と周囲の空間との圧力差が所定値を越えたときに開かれる。

以上の構成において、上記スイング圧縮機は、偏心軸（103a）の回転に伴って、ブレード（104a）が揺動しながら揺動ピストン（104）がシリンダ室（101）内で公転することにより、シリンダ室（101）に吸入したガス冷媒をその容積変化により圧縮して吐出する。具体的には、上記スイング圧縮機では揺動ピストン（104）の１回の公転動作の前段で行われる圧縮行程によりシリンダ室（101）が吐出圧に達したとき、シリンダ室（101）の内外の差圧が所定値になることで吐出弁（110）が開いて吐出行程が開始され、冷媒が吐出される。
特開平９−８８８５２号公報

ところで、上記スイング圧縮機で例えばガスインジェクション構造を採用する場合、インジェクションポート（17）は、シリンダの軸方向端面を閉塞する端板（フロントヘッド、リアヘッドまたはミドルプレート）に形成される。また、その位置は、圧縮室内圧がインジェクション圧に達する前の位置に定められる。インジェクション圧に達した後の位置では冷媒をインジェクションできないからである。

一方、近年、二酸化炭素（ＣＯ_２）を冷媒として用い、これを臨界圧を超える圧力まで圧縮して冷凍サイクルを行う冷凍機が注目されている。この冷凍機に用いるスイング圧縮機は、冷媒を臨界圧より低い圧力にしか圧縮しない従来の一般的なスイング圧縮機に比較して、比熱比が高いという冷媒の特性上、ピストンの一回転中に吐出圧に達するのが早いという特性を有している。このことを図６に表している。図において、実線はＣＯ_２を使った場合、破線は従来の冷媒の例としてＲ４１０Ａを使った場合を示している。両冷媒の吐出圧は実際には異なるが、比較の基準値を合わせるために同じ値にして作図している。図に示しているように、Ｒ４１０Ａではピストン（クランク軸）の回転角度が１８０°を大きく超えてから吐出圧に達しているのに対して、ＣＯ_２ではピストンの回転角度が１８０°近辺で吐出圧に達している。

ＣＯ_２を超臨界圧に圧縮する場合のように圧力上昇が早いと、インジェクションポート（17）を設けることができる位置の範囲が狭くなる。また、インジェクションポート（17）のポート径も大きくすることが難しくなる。そのため、インジェクションポート（17）を設けているにもかかわらず、十分なインジェクション量を確保することが困難になる。

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、冷媒を超臨界圧まで圧縮するスイング圧縮機において、一回転中にシリンダ室がインジェクション圧に達するのを遅らせることにより、インジェクションポート（17）を設けることができる位置の範囲を広げ、ポート径も大きくできるようにして、十分なインジェクション量を確保できるようにすることである。

第１の発明は、揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作を行う圧縮機構（20）を備え、該圧縮機構（20）で二酸化炭素を圧縮するとともに、該圧縮機構（20）にインジェクションポート（17）が設けられた回転式圧縮機を前提としている。

そして、この回転式圧縮機は、揺動ピストン（28）の外周面形状が円形を基にして変形した異形形状に形成され、且つ、シリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成され、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されていることを特徴としている。

第２の発明は、揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作を行う圧縮機構（20）を備え、該圧縮機構（20）で二酸化炭素を圧縮するとともに、該圧縮機構（20）にインジェクションポート（17）が設けられた回転式圧縮機を前提としている。

そして、この回転式圧縮機は、シリンダ室（25）の内周面形状が円形を基にして変形した異形形状に形成され、且つ、揺動ピストン（28）の外周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時におけるシリンダ室（25）の内周面の包絡線に基づいて形成され、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されていることを特徴としている。

上記第１，第２の発明では、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成しているので、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を真円形状にした場合に比較して、揺動ピストン（28）の一回転中にシリンダ室（25）が吐出圧に達するのが遅くなる。つまり、揺動ピストン（28）の一回転中における圧縮行程が長くなる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、上記インジェクションポート（17）は、上記シリンダ（19）の軸方向端面側を閉塞する端板（22，23）に形成されていることを特徴としている。

この第３の発明では、冷媒、シリンダ（19）の軸方向端面を閉塞する端板（22，23）（フロントヘッド、リアヘッドまたはミドルプレート）からシリンダ（19）内へインジェクションされる。

第４の発明は、第１，第２または第３の発明において、上記揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する部分が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する部分よりも、径方向外方へ突出する卵形の形状に定められていることを特徴としている。

この第４の発明では、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状をブレード（28b）の吐出側が吸入側よりも径方向外方へ突出する卵形の形状にすることにより、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状を容易に実現できる。

第５の発明は、第１から第４の発明の何れか１つにおいて、上記揺動ピストン（28）が、上記シリンダ（19）がその軸方向端面側に有する端板（22，23）に対して実質的に近接する部分の径方向長さであるシール長が、吸入側よりも吐出側へ長い寸法に定められていることを特徴としている。

この第５の発明では、シール長が吸入側よりも吐出側に長い寸法に定められているので、軸受け側にインジェクションポート（17）が開口しにくくなる。

上記第１，第２の発明によれば、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を真円形状にした場合に比較して、揺動ピストン（28）の一回転中における圧縮行程が長くなるようにしているので、冷媒を超臨界圧まで圧縮するスイング圧縮機において、一回転中にシリンダ室（25）がインジェクション圧に達するのを遅らせることができる。したがって、インジェクションポート（17）を設ける位置と大きさを設定しやすくすることができる。

上記第３の発明によれば、インジェクションポート（17）を、シリンダ（19）の軸方向端面側を閉塞する端板（22，23）に形成しているので、第１，第２の発明の効果と相まって、インジェクションポート（17）を設ける位置と大きさをより自由に選択でき、大きなインジェクションポート（17）を設けやすくなる。

上記第４の発明によれば、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状をブレード（28b）の吐出側が吸入側よりも径方向外方へ突出する卵形の形状にすることにより、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状を容易に実現できるので、インジェクションポート（17）を設ける位置と大きさに関する設定の自由度を容易に高められる。

上記第５の発明によれば、シール長が吸入側よりも吐出側に長い寸法に定められているので、軸受け側にインジェクションポート（17）が開口しにくくなり、インジェクションポート（17）を設置しやすくなる。

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。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る回転式圧縮機（1）は、いわゆるスイング圧縮機である。このスイング圧縮機（1）は、ケーシング（10）内に、圧縮機構（20）と電動機（30）とが収納され、全密閉型に構成されている。上記スイング圧縮機（1）は、例えば、空気調和装置の冷媒回路中に設けられて、冷媒を吸入、圧縮して吐出するように構成されている。また、このスイング圧縮機（1）が設けられる冷媒回路は、二酸化炭素を使用する。したがって、このスイング圧縮機（1）は冷媒を超臨界圧にまで圧縮する。

ケーシング（10）は、円筒状の胴部（11）と、この胴部（11）の上下の端部にそれぞれ固定された鏡板（12，13）とによって構成されている。胴部（11）には、下方寄りの所定の位置に、この胴部（11）を貫通する吸入管（14）が設けられている。一方、上部の鏡板（12）には、ケーシング（10）の内外を連通する吐出管（15）と、図示しない外部電源に接続されて電動機（30）に電力を供給するターミナル（16）とが設けられている。

圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内の下部側に配置されている。圧縮機構（20）は、シリンダ（19）と、このシリンダ（19）のシリンダ室（25）の内部に収納された揺動ピストン（28）とを備えている。シリンダ（19）は、環状のシリンダ本体（21）と、このシリンダ本体（21）の上部開口を閉塞するフロントヘッド（図の上側の端板）（22）と、シリンダ本体（21）の下部開口を閉塞するリヤヘッド（図の下側の端板）（23）とから構成されている。そして、シリンダ本体（21）の内周面と、フロントヘッド（22）の下端面と、リヤヘッド（23）の上端面との間に、上記シリンダ室（25）が区画形成されている。

電動機（30）は、ステータ（31）とロータ（32）とを備えている。ステータ（31）は、圧縮機構（20）の上方の位置でケーシング（10）の胴部（11）に固定されている。

ロータ（32）には駆動軸（33）が連結されていて、ロータ（32）と共に駆動軸（33）が回転する。駆動軸（33）は、シリンダ室（25）を上下方向に貫通している。フロントヘッド（22）とリヤヘッド（23）には、駆動軸（33）を支持するための軸受部（22a，23a）がそれぞれ形成されている。

また、駆動軸（33）には、その軸方向に縦貫する給油路（図示省略）が設けられている。さらに、駆動軸（33）の下端部には、油ポンプ（36）が設けられている。そして、この油ポンプ（36）によって、ケーシング（10）内の底部に貯留されている潤滑油を、上記給油路内を流通させて圧縮機構（20）の摺動部へ供給するように構成されている。

駆動軸（33）には、シリンダ室（25）の中に位置する部分に偏心部（33a）が形成されている。偏心部（33a）は、駆動軸（33）よりも大径に形成され、駆動軸（33）の軸心から所定量偏心している。そして、偏心部（33a）には、圧縮機構（20）の揺動ピストン（28）が摺動自在に嵌め込まれている。

揺動ピストン（28）は、図２に示すように、環状のピストン本体（28a）と、ピストン本体（28a）の外周面の１箇所から径方向外側に突出して延びる板状のブレード（28b）とが一体的に形成されたものである。揺動ピストン（28）のブレード（28b）とピストン本体（28a）とは、一体形成か、または別部材を互いに固着して一体化することにより形成されている。ピストン本体（28a）はシリンダ室（25）の内部で公転可能に構成され、ブレード（28b）はシリンダ（19）に揺動可能に保持されている。

揺動ピストン（28）は、外周面形状が非円形（円形を基にして変形した異形形状）であって、いわゆる卵形に形成されている。この揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）に対して図２の左側（吐出側）の部分（28d）が、右側（吸入側）の部分（28s）よりも突出するように、楕円などの曲面形状に基づいて形成されている。一方、揺動ピストン（28）の外周面のうち、ブレード（28b）に対して吸入側の部分（28s）は真円形状を基本形状として形成されている。

この揺動ピストン（28）は、卵形になったピストン本体（28a）の外周面が、シリンダ本体（21）の内周面とある一点において微小隙間となるように近接する構成になっている（この状態はピストン本体（28a）の外周面とシリンダ本体（21）の内周面とが実質的に接触する状態であり、以下の説明では、この状態のことを略して「接触」する状態と言う）。シリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）とは違って、真円と楕円とを組み合わせた単なる卵形でなく、該揺動ピストン（28）の揺動時における該揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいた形状に形成されている。つまり、シリンダ室（25）の内周面は、揺動ピストン（28）の動作に合うように、特に吸入側の部分が、楕円形を基にして該揺動ピストン（28）の揺動時の傾斜角度分だけ変形させた特殊な曲面形状に形成されている。

言い換えると、上記揺動ピストン（28）の外周面及びシリンダ室（25）の内周面は、実質的に全体にわたって接線の傾きが連続的に変化するとともに、その接線の傾きが揺動ピストン（28）側とシリンダ室（25）側とで一致するように形成されている。この構成において「実質的に全体にわたって」としているのは、逆に言うと、揺動ピストンの動作に影響のない範囲であれば部分的には接線の傾きが連続的に変化していなくてもよいことを意味しており、例えば後述の吸入口（41）と吐出口（42）の間など、実質的にシリンダ室（25）を構成しない範囲については、必ずしも接線の傾きが連続的に変化していなくてもよい。

そして、上記揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、これらの形状を単なる円形としたときよりも、揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が長くなり、吐出行程が短くなる形状に形成されている。言い換えると、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストンが、その揺動中に下死点（図２（Ｃ）の仮想線参照）に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されている。

一方、上記シリンダ本体（21）には、駆動軸（33）の軸方向と平行に断面円形状のブッシュ孔（21b）が貫通形成されている。ブッシュ孔（21b）は、シリンダ本体（21）の内周面側に形成され、且つ周方向の一部分がシリンダ室（25）と連通するように形成されている。ブッシュ孔（21b）の内部には、断面が略半円形状の一対のブッシュ（51,52）が挿入されている。ブッシュ（51,52）は、シリンダ室（25）内の吐出側に配設される吐出側ブッシュ（51）と、シリンダ室（25）内の吸入側に配設される吸入側ブッシュ（52）とから構成されている。そして、揺動ピストン（28）のブレード（28b）は、これらのブッシュ（51,52）を介してシリンダ本体（21）のブッシュ孔（21b）に挿入されている。

両ブッシュ（51,52）は、フラットな面同士が対向するように配置されている。そして、両ブッシュ（51,52）の対向面の間のスペースがブレード溝（29）として形成されている。ブレード溝（29）には、揺動ピストン（28）のブレード（28b）が挿入されている。ブッシュ（51,52）は、ブレード溝（29）にブレード（28b）を挟んだ状態で、ブレード（28b）がその面方向にブレード溝（29）を進退するように構成されている。同時に、ブッシュ（51,52）は、ブレード（28b）と一体的にブッシュ孔（21b）の中で揺動するように構成されている。

なお、この実施形態では両ブッシュ（51,52）を別体とした例について説明したが、両ブッシュ（51,52）は、一部で連結することにより一体にしてもよい。

上記構成において駆動軸（33）が回転すると、揺動ピストン（28）は、ブレード（28b）がブレード溝（29）内を進退しながら、シリンダ側の一点（ブッシュ孔（21b）の中心）を軸心として揺動する。この揺動動作により、揺動ピストン（28）とシリンダ本体（21）の内周面との接触点が図２において（Ａ）図から（Ｄ）図へ順に時計周り方向へ移動する。このとき、上記揺動ピストン（28）（ピストン本体（28a））は駆動軸（33）の周りで揺動運動を行う。

上記ブレード（28b）は、例えば図２（Ｃ）に示すように、シリンダ室（25）を吸入室（25a）と圧縮室（25b）に区画している。シリンダ本体（21）には吸入口（41）が形成されている。この吸入口（41）は、シリンダ本体（21）をその径方向に貫通しており、一端が吸入室（25a）に臨むように開口している。一方、吸入口（41）の他端には上記吸入管（14）の端部が接続されている。

また、シリンダ本体（21）には吐出口（42）が形成されている。この吐出口（42）は、シリンダ本体（21）をその径方向に貫通しており、一端が圧縮室（25b）に臨むように開口している。一方、吐出口（42）の他端は、該吐出口（42）を開閉する吐出弁（46）（図２（Ａ）参照）を介してケーシング（10）内の吐出空間に連通している。吐出口（40）及び吐出弁（46）は、フロントヘッド（22）またはリヤヘッド（23）に形成してもよい。

上記フロントヘッド（22）（またはリヤヘッド（23））には、インジェクションポート（17）が形成されている。このインジェクションポート（17）には、ガスインジェクション管（18）が接続されている。

上述したように、この実施形態の圧縮機構（20）は、シリンダ（19）と揺動ピストン（28）を断面円形にした場合よりも圧縮行程が長く行われて吐出のタイミングが遅くなるように構成されている。ここで、比較例として示した図４及び図５の構成（符号はず２，図３と同じにしている）で冷媒に二酸化炭素を用いて超臨界まで圧縮する場合、図６のグラフに示すように、Ｒ４１０Ａなどの従来の冷媒に比べて、ＣＯ_２を用いると圧縮室（25b）が吐出圧に達するのが早くなる。したがって、シリンダ（19）と揺動ピストン（28）が断面円形である場合は、圧縮室（25b）が吐出圧に達するクランク角度に基づいて、図５にインジェクション開始位置（θ１の位置）を実線で、インジェクション中の位置（θ１とθ２の間の位置）を一点鎖線で、インジェクション終了位置（θ２の位置）を破線で示しているように、インジェクションポート（17）の形成可能な角度範囲が比較的狭く、その範囲が図のハッチング部分に限定されることから、図示したような比較的小さいインジェクションポート（17）でないと形成できない。

一方、本実施形態を表す図２及び図３に示すように揺動ピストン（28）を卵形にしてシリンダ（19）をその包絡線形状にすると、図３にシリンダ室（25）が吐出圧に達するクランク角度に基づいて示した実線のインジェクション開始位置（θ１の位置）と、一点鎖線で示したインジェクション中の位置（θ１とθ２の間の位置）と、破線で示したインジェクション終了位置（θ２の位置）の関係から、インジェクションポート（17）の形成可能範囲が、シリンダ（19）と揺動ピストン（28）を円形にしたときよりも広い範囲となる（ハッチング部分参照）。つまり、θ１からθ２に至る角度が大きくなる。したがって、インジェクションポート（17）自体も比較的大きく形成できる。

また、揺動ピストンは、シリンダ（19）がその軸方向端面側に有するフロントヘッド（22）及びリヤヘッド（23）に対して実質的に近接する部分の径方向長さであるシール長（図２（Ｃ）参照）が、吸入側よりも吐出側で長い寸法になるように定められている。

なお、図７（Ａ）及び７（Ｂ）に示すように、インジェクションポート（17）は、インジェクション中には揺動ピストン（28）の外側に位置し、インジェクション停止中には揺動ピストン（28）でシールされる位置に形成されている。逆に言うと、図７（Ｃ）に示すようにインジェクション動作の停止中に揺動ピストン（28）よりも軸側には位置しないように配置されており、これは、揺動ピストン（28）の内側が高圧であるため、この位置にインジェクションポート（17）を形成すると軸受の高圧の潤滑油が逆流するためである。

＜圧縮動作＞
次に、このスイング圧縮機（1）の運転動作について説明する。

電動機（30）を起動してロータ（32）が回転すると、該ロータ（32）の回転が駆動軸（33）を介して圧縮機構（20）の揺動ピストン（28）に伝達される。これによって、揺動ピストン（28）のブレード（28b）がブッシュ（51,52）に対して往復直線運動の摺動を行い、且つブッシュ（51,52）が上記ブッシュ孔（21b）内で往復回転運動を行うことで、揺動ピストン（28）はブレード（28b）がブッシュ孔（21b）を中心として揺動しながらピストン本体（28a）がシリンダ室（25）内で駆動軸（33）を中心として公転し、圧縮機構（20）が所定の圧縮動作を行う。

具体的に、図２において、（Ｂ）図に示すように吸入口（41）のすぐ右側でシリンダ本体（21）の内周面と揺動ピストン（28）の外周面とが一点で接触する状態から説明する。

この状態でシリンダ室（25）の吸入室（25a）の容積が概ね最小となる。揺動ピストン（28）が図の右回りに公転すると、吸入室（25a）の容積が徐々に拡大し、該吸入室（25a）に低圧の冷媒ガスが吸入口（41）を介して吸入される。この吸入行程において、揺動ピストン（28）が図２（Ｃ）に仮想線で示す下死点に位置したとき、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積はブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる。

そして、揺動ピストン（28）が公転を続け、吸入室（25a）の容積がさらに拡大しながらシリンダ本体（21）の内周面と揺動ピストン（28）の外周面との接触位置が吸入口（41）にまで達すると、この吸入室（25a）は今度は冷媒が圧縮される圧縮室（25b）となり、ブレード（28b）と接触位置を隔てて新たな吸入室（25a）が形成される。

また、上記揺動ピストン（28）がさらに公転すると、吸入室（25a）への冷媒の吸入が繰り返される一方、圧縮室（25b）の容積が減少し、該圧縮室（25b）では冷媒が圧縮される。圧縮室（25b）の圧力が所定値となって圧縮室（25b）の内部と圧縮機構（20）の外側空間との差圧が設定値に達すると、圧縮室（25b）の高圧冷媒によって吐出弁（46）が開き、高圧冷媒が圧縮室（25b）からケーシング（10）の内部に吐出される。この動作が繰り返される。

ここで、本実施形態では、上述したように、揺動ピストン（28）が下死点に位置したときにブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積がブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなるようにしている。したがって、揺動ピストンとシリンダを断面円形に形成する場合と比較して、インジェクション圧に達する位置（θ２の位置）までのクランク角度が大きくなり、圧縮室がインジェクション圧に達するのが遅くなる。その結果、圧縮行程が比較的長い時間をかけて行われることになる。そして、その長くなった圧縮行程中にガスインジェクションが行われる。

＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、揺動ピストン（28）の外周面形状を非円形の卵形形状にするとともに、シリンダ室（25）の内周面形状をそれに対応する包絡線形状として、これらの形状を円形としたときよりも圧縮行程が長く行われるようにしているので、インジェクションポート（17）を設けることができる位置の範囲を広げることができ、しかもインジェクションポート（17）を大きくすることもできる。したがって、十分なインジェクション量を得ることが可能となる。

また、ピストンの回転中でインジェクションが行われない角度範囲については、ピストンが径方向へ突出した部分（図２（Ｃ）で左側に突出した部分）でインジェクションポート（17）が閉塞される。この部分をシール部と考えると、揺動ピストンが円形の場合よりもシール長が長いので、冷媒の漏れを確実に防止できる。

また、この実施形態では、シリンダ室（25）の内周面形状を、揺動ピストン（28）の揺動時の包絡線に基づいて形成している。これに対し、例えばピストン（28）の外周面と同様にシリンダ室（25）の内周面も真円と楕円の組み合わせにすると、ピストン（28）の揺動により揺動ピストン（28）とシリンダ室（25）とで楕円の接線の傾きが一致しなくなる部分が生じ、シール不能になったり動作不可になったりするが、本実施形態ではシリンダ室（25）側を上記形状とすることにより、揺動ピストン（28）の円滑な動作と優れたシール性が保証される。

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

例えば、揺動ピストン（28）の外周面形状は、上記実施形態では真円と楕円を組み合わせた卵形としているが、上記形状は、円形にしたときよりも圧縮行程が長くなる形状であれば、その他の形状にしてもよい。

また、必ずしも揺動ピストン（28）側の形状を基準としてシリンダ室（25）側をその包絡線に基づく形状とする必要はなく、逆に両者の相対的な動作においてシリンダ室（25）を可動側と考え、該シリンダ室（25）の形状を基準として揺動ピストン（28）をその包絡線に基づく形状としてもよい。つまり、シリンダ室（25）の内周面形状を非円形に形成するとともに、揺動ピストン（28）の外周面形状を、その揺動時におけるシリンダ室（25）の相対動作による内周面の包絡線に基づいて形成し、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を、円形にしたときよりも揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が長くなる形状に形成してもよい。

また、揺動ピストン（28）を同軸上で２段に配置してもよい。その場合、揺動ピストンの位相を１８０°異ならせるようにすると回転時のバランスが安定する。

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

以上説明したように、本発明は、揺動ピストンに一体的に設けられたブレードがシリンダに保持されて揺動しながら該揺動ピストンがシリンダ室内で公転する動作を行うスイング型の回転式圧縮機について有用である。

本発明の実施形態１に係るスイング圧縮機の縦断面図である。 図１の圧縮機構の動作を示す横断面図である。 図２の圧縮機構の横断面拡大図である。 比較例に係る圧縮機構の動作を示す横断面図である。 図４の圧縮機構の横断面拡大図である。 従来冷媒と二酸化炭素冷媒を用いた場合に圧縮室が吐出圧に達する角度を示すグラフである。 インジェクションポートの配置図である。 従来のスイング圧縮機の圧縮機構を示す横断面図である。

符号の説明

1 スイング圧縮機（回転式圧縮機）
17 インジェクションポート
19 シリンダ
20 圧縮機構
22 フロントヘッド（端板）
23 リヤヘッド（端板）
25 シリンダ室
25a 吸入室
25b 圧縮室
28 揺動ピストン
28b ブレード

Claims (5)

1. 揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作を行う圧縮機構（20）を備え、該圧縮機構（20）で二酸化炭素を圧縮するとともに、該圧縮機構（20）にインジェクションポート（17）が設けられた回転式圧縮機であって、
   揺動ピストン（28）の外周面形状が円形を基にして変形した異形形状に形成され、且つ、シリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成され、
   揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
2. 揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作を行う圧縮機構（20）を備え、該圧縮機構（20）で二酸化炭素を圧縮するとともに、該圧縮機構（20）にインジェクションポート（17）が設けられた回転式圧縮機であって、
   シリンダ室（25）の内周面形状が円形を基にして変形した異形形状に形成され、且つ、揺動ピストン（28）の外周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時におけるシリンダ室（25）の内周面の包絡線に基づいて形成され、
   揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
3. 請求項１または２において、
   上記インジェクションポート（17）は、上記シリンダ（19）の軸方向端面側を閉塞する端板（22，23）に形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
4. 請求項１，２または３において、
   上記揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する部分が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する部分よりも、径方向外方へ突出する卵形の形状に定められていることを特徴とする回転式圧縮機。
5. 請求項１から４の何れか１つにおいて、
   上記揺動ピストン（28）は、上記シリンダ（19）がその軸方向端面側に有する端板（22，23）に対して実質的に近接する部分の径方向長さであるシール長が、吸入側よりも吐出側へ長い寸法に定められていることを特徴とする回転式圧縮機。

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