JP6500964B1 - スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシング（10）のシリンダ部（25）に形成されるシリンダ開口（51A，51B）の開口面積を調整するスライドバルブ機構（50）が設けられたスクリュー圧縮機（1）において、ケーシング（10）の大型化を抑える。【解決手段】１つの圧縮室に対して、スライドバルブ機構（50）に設けた複数のバルブ部材（52A，52B）を配置し、それぞれがスクリューロータの軸方向へ移動することでシリンダ開口（51A，51B）の開口面積を調整する。ケーシング（10）には、各バルブ部材（52A，52B）を個別に収容する複数のバルブ収容部（53A，53B）を設ける。【選択図】図３

Description

本開示は、スクリューロータ、ゲートロータ及びスライドバルブ機構を備えたスクリュー圧縮機に関する。

従来、冷媒や空気を圧縮する圧縮機として、スクリュー圧縮機が用いられている。例えば、特許文献１には、１つのスクリューロータと１つのゲートロータとを備えたスクリュー圧縮機（シングルスクリュー圧縮機）が開示されている。

このスクリュー圧縮機では、スクリューロータとゲートロータがケーシング内に収容されている。スクリューロータは、ケーシングの中央部分に設けられているシリンダ部に回転可能に挿入されている。スクリューロータには螺旋状のスクリュー溝が形成されており、このスクリュー溝にゲートロータのゲートが噛み合うことにより圧縮室が形成される。ケーシング内には、低圧室と高圧室が形成されている。そして、スクリューロータが回転すると、低圧室内の流体が圧縮室へ吸入されて圧縮され、圧縮室で圧縮された流体が高圧室へ吐出される。

特許文献１のスクリュー圧縮機には、スライドバルブ機構が設けられている。スライドバルブ機構は、その内面（ケーシングの径方向内側に位置する面）がスクリューロータの外周面と油膜を介してほぼ接するバルブ部材を有している。上記シリンダ部にはバルブ部材をスライド可能に収容するバルブ収容部が形成され、バルブ収容部の部分にスライド溝（シリンダ開口）が形成される。バルブ部材は、バルブ収容部にはまり込むように断面円弧状に形成された部材であり、その一部には、スクリューロータの外周面に沿う凹状の湾曲面が形成されている。

上記スライドバルブ機構は、圧縮機構の内部容積比を制御したり、圧縮機の運転容量を制御したりするために用いられる。内部容積比は、バルブ部材の吐出側の端面の位置をスクリューロータの軸方向へ変化させて吐出側のシリンダ開口の大きさを調整し、吐出タイミングを調整することで制御される。また、運転容量は、圧縮途中の冷媒を圧縮室の吸入側に戻すバイパス通路に連通するバイパス用のシリンダ開口の大きさを調整することで制御される。

内部容積比を制御する場合、バルブ部材が軸方向へ移動することで、上記シリンダ部に形成されている吐出側のシリンダ開口を通って圧縮室からケーシングの高圧室へ冷媒が吐出されるタイミングが調整され、吸入容積に対する吐出容積の比率が調整される。運転容量を制御する場合、バルブ部材が軸方向へ移動することで、圧縮途中の冷媒が、上記シリンダ部に形成されているバイパス用のシリンダ開口を通ってケーシングの低圧室へ戻る戻り量（アンロード量）が調整される。

特開平６−０４２４７５号公報

バルブ部材の吐出側に形成されるシリンダ開口は上述したように吐出ポートを構成する開口であり、吐出される作動流体の流速が速くなると圧力損失が大きくなる。このため、圧力損失を低減するために吐出ポートの開口面積を大きくして流速を抑えることが望ましい。しかしながら、開口面積を大きくするために例えば図１３に示すようにバルブ部材（101）を大きくすると、バルブ部材（101）の直径が大きくなる。その結果、スクリューロータ（100）から径方向外方へのバルブ部材（101）の張り出し量（P）が大きくなり、バルブ部材（101）を収容するバルブ収容部も大きくなるので、スクリュー圧縮機のケーシングも大型化する。

本開示の目的は、スライドバルブが設けられたスクリュー圧縮機において、ケーシングの大型化を抑えることである。

第１の態様は、螺旋状のスクリュー溝（31）が形成されたスクリューロータ（30）と、上記スクリュー溝（31）に噛み合うゲート（41）を有するゲートロータ（40）と、上記スクリューロータ（30）が回転可能に挿入されるシリンダ部（25）を内部に有するケーシング（10）と、上記シリンダ部（25）の内部で上記スクリューロータ（30）とゲートロータ（40）が噛み合って形成される圧縮室（23）と、上記シリンダ部（25）に形成され且つ上記圧縮室（23）に連通するシリンダ開口（51A，51B）の開口面積を調整するスライドバルブ機構（50）と、を備えたスクリュー圧縮機であって、
上記スライドバルブ機構（50）は、１つの圧縮室（23）に対して複数個が配置され、それぞれが上記スクリューロータ（30）の軸方向へ移動して上記開口面積を調整するバルブ部材（52A，52B）と、上記ケーシング（10）に形成され、各バルブ部材（52A，52B）を個別に収容する複数のバルブ収容部（53A，53B）とを有し、１つのバルブ収容部（53A）（53B）に１つのバルブ部材（52A）（52B）が嵌合状態で収容されていることを特徴とする。

この第１の態様では、スライドバルブ機構（50）に設けられるバルブ部材（52A，52B）を複数に分けて１つの圧縮機に配置するようにしたので、吐出ポートの開口面積を大きくしても各バルブ部材（52A，52B）を小さくできる。したがって、スクリュー圧縮機のケーシング（10）が大型化するのを抑制できる。

第２の態様は、第１の態様において、各バルブ収容部（53A，53B）は、上記シリンダ部（25）からスクリューロータ（30）の径方向外方へ断面円弧状に突出し且つスクリューロータ（30）の軸方向へのびる湾曲壁（54）を有し、各バルブ部材（52A，52B）の外周面は、上記バルブ収容部（53A，53B）の湾曲壁（54）に嵌合する断面円弧状の湾曲面で構成されていることを特徴とする。この構成において、上記「断面円弧状」は、軸直角方向の断面が円弧状であることを表す。

この第２の態様では、バルブ部材（52A，52B）とバルブ収容部（53A，53B）が嵌合する部分を断面円弧状に形成したので、構成を簡素化できる。また、その嵌合部分を、平坦部分などがない円弧状の断面にしているので、ケーシング（10）の強度低下も抑制できる。

第３の態様は、第１または第２の態様において、上記ケーシング（10）内に、上記スクリューロータ（30）とゲートロータ（40）が一対一の関係で設けられていることを特徴とする。

この第３の態様では、いわゆるワンゲートロータのスクリュー圧縮機においてケーシング（10）を効果的に小型化できる。

第４の態様は、第１から第３の態様の何れか１つにおいて、上記スライドバルブ機構（50）の作動時における各バルブ部材（52A，52B）の軸方向への移動量が互いに異なることを特徴とする。各バルブ部材（52A，52B）の軸方向への移動量は、例えば、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所で上記スクリュー溝（31）が軸方向へ位置変化する移動量に基づいて定められる移動量である。

この第４の態様では、各バルブ部材（52A，52B）の軸方向への移動量が互いに異なるので、バルブ部材（52A，52B）ごとの開口面積を最適化して吐出ポート面積を効率的に大きくすることができ、圧力損失を低減できる。

第５の態様は、第１から第４の態様の何れか１つにおいて、各バルブ部材（52A，52B）は、上記圧縮室（23）で圧縮された高圧流体がケーシング（10）内の吐出通路へ流出する流路に面する高圧側端面（57a，57b）を有し、各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾斜角度（θ１，θ２）が互いに異なることを特徴とする。各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾き（傾斜角度（θ１，θ２））は、例えば、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所での上記スクリュー溝（31）の傾きに基づいて定められる。

この第５の態様では、各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾き（傾斜角度（θ１，θ２））が互いに異なるので、バルブ部材（52A，52B）ごとの傾斜角度（θ１，θ２）を最適化して吐出ポート面積を効率的に大きくすることができ、圧力損失を低減できる。

第６の態様は、第１から第５の態様の何れか１つにおいて、上記スライドバルブ機構（50）は、複数のバルブ部材（52A，52B）の少なくとも１つを駆動対象部材として移動させる駆動機構（60）と、他のバルブ部材（52A，52B）を駆動対象部材に従動する従動対象部材として移動させる連動機構（70）とを備えていることを特徴とする。

この第６の態様では、複数のバルブ部材（52A，52B）のうちの連動対象部材を駆動対象部材に従動させるようにしているので、各バルブ部材（52A，52B）の移動量が、バルブ部材（52A，52B）ごとに最適化するのが容易になる。したがって、圧力損失を効率よく低減できる。

第７の態様は、第１から第６の態様の何れか１つにおいて、上記スライドバルブ機構（50）は、圧縮途中の中間圧流体の一部を上記ケーシング（10）のバイパス通路（59a，59b）を介して圧縮室（23）の吸入側へ戻す運転容量調整機構であり、各バルブ部材（52A，52B）は、上記中間圧流体が上記圧縮室（23）から上記バイパス通路（59a，59b）へ流出する流路に面する低圧側端面（58a，58b）を有し、各バルブ部材（52A，52B）の低圧側端面（58a，58b）の軸方向位置が互いに異なることを特徴とする。

第８の態様は、第７の態様において、各バルブ部材（52A，52B）に対応するバイパス通路（59a，59b）側の各開口面積が、実質的に同じ面積になるように定められていることを特徴とする。各バルブ部材（52A，52B）の低圧側端面（58a，58b）の軸方向位置は、例えば、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所での上記スクリュー溝（31）の軸方向位置に基づいて定められる。

この第７，第８の態様では、各バルブ部材（52A，52B）の低圧側端面（58a，58b）の軸方向位置が異なり、特に第８の態様では、各バルブ部材（52A，52B）に対応するバイパス通路（59a，59b）側の各開口面積が実質的に同じ面積になる。したがって、バルブ部材（52A，52B）ごとに適切な量の圧縮途中の冷媒を圧縮機構の低圧側へ戻せるので、アンロードによる容量制御を効率よく行える。

図１は、実施形態に係るスクリュー圧縮機の縦断面図（図２のI−I線断面図）である。 図２は、図１のII−II線断面図である。 図３は、図１のスクリュー圧縮機のケーシングを吐出側の端面から見た斜視図である。 図４は、スクリューロータとゲートロータの噛み合い状態を示す外観図である。 図５は、スクリューロータとゲートロータの噛み合い状態を示す断面図である。 図６は、スクリューロータとゲートロータの噛み合い状態を示す斜視図である。 図７は、図１〜図３のスクリュー圧縮機に設けられているスライドバルブ機構のバルブ部材の形状と配置を示すスクリューロータの展開図である。 図８は、スライドバルブ機構の平面図である。 図９は、変形例１に係るスライドバルブ機構のフルロード時の状態を示すスクリューロータの展開図である。 図１０は、変形例１に係るスライドバルブ機構のアンロード時の状態を示すスクリューロータの展開図である。 図１１は、スライドバルブ機構の変形例を示す側面図である。 図１２は、図１１のスライドバルブ機構の平面図である。 図１３は、従来のスクリュー圧縮機のスクリューロータとスライドバルブの組み合わせの一例を示す斜視図である。

以下、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に示す本実施形態のスクリュー圧縮機（1）は、冷凍空調に用いられ、冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられて冷媒を圧縮するものである。このスクリュー圧縮機（1）は、中空のケーシング（10）と圧縮機構（20）とを備えている。

上記ケーシング（10）は、その内部のほぼ中央に、低圧冷媒を圧縮する上記の圧縮機構（20）を収容している。また、ケーシング（10）の内部には、冷媒回路の蒸発器（図示せず）から低圧のガス冷媒が導入されるとともにその低圧ガスを圧縮機構（20）へ案内する低圧室（11）と、上記圧縮機構（20）を挟んで圧縮機構（20）から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧室（12）とが区画形成されている。

ケーシング（10）内には、ステータ（15a）内でロータ（15b）が回転する電動機（15）が固定されており、該電動機（15）と圧縮機構（20）とが、回転軸である駆動軸（21）によって連結されている。ケーシング（10）内にはベアリングホルダ（27）が設けられている。駆動軸（21）は、吐出側の端部がベアリングホルダ（27）に装着された軸受（26）に支持され、中間部が軸受（28）に支持されている。

上記圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内に形成されたシリンダ部（25）と、該シリンダ部（25）の中に配置された１つのスクリューロータ（30）と、該スクリューロータ（30）に噛み合う１つのゲートロータ（40）とを有している。スクリューロータ（30）は、上記駆動軸（21）に装着され、キー（図示せず）によって駆動軸（21）に対する回り止めがなされている。本実施形態のスクリュー圧縮機（1）は、このように、ケーシング（10）内にスクリューロータ（30）とゲートロータ（40）が一対一の関係で１つずつ設けられた、いわゆるワンゲートロータのシングルスクリュー圧縮機である。

上記シリンダ部（25）は、ケーシング（10）の中心部分に所定の厚みで形成されており、このシリンダ部（25）にスクリューロータ（30）が回転可能に挿入される。シリンダ部（25）は、その一面側（図１では右側端）が低圧室（11）に面する一方、他面側（図１では左側端）が高圧室（12）に面している。なお、シリンダ部（25）は、スクリューロータ（30）の全周に形成されているのではなく、端面が後述のスクリュー溝（31）のねじれ方向に合わせて傾斜している。

図４〜６に示すように、上記スクリューロータ（30）の外周面には、螺旋状のスクリュー溝（31）が複数（本実施形態では、３本）形成されている。スクリューロータ（30）は、シリンダ部（25）に回転可能に嵌合しており、歯先外周面が該シリンダ部（25）に包囲されている。

一方、各ゲートロータ（40）は、放射状に配置された複数（本実施形態１では、１０枚）のゲート（41）を有する円板状に形成されている。ゲートロータ（40）は、軸心がスクリューロータ（30）の軸心と直交する平面上に配置されている。ゲートロータ（40）は、ゲート（41）がシリンダ部（25）の一部を貫通してスクリューロータ（30）のスクリュー溝（31）に噛み合うように構成されている。また、スクリューロータ（30）は金属製であり、ゲートロータ（40）は合成樹脂製である。

上記ゲートロータ（40）は、ケーシング（10）内に区画形成されたゲートロータ室（14）に配置されている。ゲートロータ（40）には、その中心に、回転軸である従動軸（45）が連結されている。この従動軸（45）は、ゲートロータ室（14）に設けられた軸受（46）によって回転可能に支持されている。この軸受（46）は、軸受ハウジングを介してケーシング（10）に保持されている。

上記ケーシング（10）の低圧室（11）側の端面には吸入カバー（16）が装着され、高圧室（12）側の端面には吐出カバー（17）が装着されている。また、ケーシング（10）のゲートロータ室（14）は、ゲートロータカバー（18）で覆われている。ケーシング（10）の吐出側の部分には、後述のスライドバルブ機構（50）を駆動する駆動機構（60）がベアリングホルダ（27）の固定板（19）に装着されている。

上記圧縮機構（20）では、シリンダ部（25）の内周面とスクリューロータ（30）のスクリュー溝（31）とゲートロータ（40）のゲート（41）によって囲まれた空間が圧縮室（23）になる。スクリューロータ（30）は、図１，図４及び図５における右側端部が吸入側であり、左側端部が吐出側である。そして、スクリューロータ（30）の吸入側端部（32）の外周部分は、テーパ状に形成されている。スクリューロータ（30）のスクリュー溝（31）は、吸入側端部（32）において低圧室（11）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口になっている。

上記圧縮機構（20）は、スクリューロータ（30）の回転に伴って、ゲートロータ（40）のゲート（41）がスクリューロータ（30）のスクリュー溝（31）に対して移動することにより、圧縮室（23）の拡大動作および縮小動作が繰り返される。これにより、冷媒の吸入行程、圧縮行程及び吐出行程が順に行われる。

図３に示すように、このスクリュー圧縮機（1）には、圧縮室（23）が吐出ポート（24）（図７参照）に連通するタイミングを調整することにより内部容積比（圧縮機構（20）の吸入容積に対する吐出容積の比率）を制御するためのスライドバルブ機構（50）が設けられている。

本実施形態では、スライドバルブ機構（50）は、１つの圧縮室（23）に対して複数（本実施形態では２つ（第１スライドバルブ機構（50A）及び第２スライドバルブ機構（50B）））設けられている。スライドバルブ機構（50）は、上記スクリュー溝（31）にゲート（41）が噛み合って形成される圧縮室（23）に連通するように上記シリンダ部（25）に形成されたシリンダ開口（51）の開口面積を調整する機構である。図３に示すように、第１スライドバルブ機構（50A）が第１シリンダ開口（51A）の開口面積を調整し、第２スライドバルブ機構（50B）が第２シリンダ開口（51B）の開口面積を調整する。

スライドバルブ機構（50）は、２つのバルブ部材（52）（第１バルブ部材（52A）及び第２バルブ部材（52B））と、該バルブ部材（52A，52B）と同数のバルブ収容部（53）（第１バルブ収容部（53A）及び第２バルブ収容部（53B））とを有している。本実施形態では、図７に示すように、複数個のバルブ部材（52A，52B）が１つの圧縮室（23）に対して、それぞれがスクリューロータ（30）の軸方向へ移動可能に設けられている。各バルブ収容部（53A，53B）は、ケーシング（10）のシリンダ部（25）に軸方向に沿って形成されている。各バルブ収容部（53A，53B）は各バルブ部材（52A，52B）を個別に収容する部分である。各バルブ収容部（53A，53B）のスクリューロータ（30）側の開口が各シリンダ開口（51A，51B）を構成している。

各バルブ収容部（53A，53B）は、上記シリンダ部（25）からスクリューロータ（30）の径方向外方へ断面円弧状に突出し且つスクリューロータ（30）の軸方向へのびる湾曲壁（54）を有している。また、各バルブ部材（52A，52B）の外周面は、上記バルブ収容部（53A，53B）の湾曲壁（54）に嵌合する断面円弧状の湾曲面（55）で構成されている。上記「断面円弧状」は、軸直角方向の断面が円弧状であることを表している。

上記スライドバルブ機構（50）の作動時における各バルブ部材（52A，52B）の軸方向への移動量は、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所（図７の点Ａ，点Ｂ）で上記スクリュー溝（31）が軸方向へ位置変化する移動量に基づいて定められている。そして、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所で上記スクリュー溝（31）が軸方向へ位置変化する移動量が互いに異なるため、図８に示すように、各バルブ部材（52A，52B）の軸方向への移動量（S1，S2）も互いに異なるように定められている。

また、図７に示すように、各バルブ部材（52A，52B）は、上記圧縮室（23）で圧縮された高圧流体がケーシング（10）内の吐出通路へ流出する流路に面する高圧側端面（57a，57b）を有している。各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾き（図８の傾斜角度θ１，θ２）は、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所（図７の点Ａ，点Ｂ）での上記スクリュー溝（31）の傾きに基づいて定められている。そして、スクリュー溝（31）の傾きが連続的に変化していて、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所での上記スクリュー溝（31）の傾きが互いに異なるため、各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾斜角度（θ１，θ２）も互いに異なっている。

図１に示すように、上記スライドバルブ機構（50）は、各バルブ部材（52A，52B）の１つ（52A）を駆動対象部材として移動させる駆動機構（60）を備えている。駆動機構（60）は、図３に示す各バルブ部材（52A，52B）の被駆動部（56A，56B）に連結されて各バルブ部材（52A，52B）を駆動する。上記駆動機構（60）は、具体構造の図示は省略するが、上記ケーシング（10）に、各バルブ部材（52A，52B）の吐出側に位置するように設けられるシリンダ部と、該シリンダ部内をスクリューロータ（30）の軸方向へ進退するピストンとを有している。

上記スライドバルブ機構（50）は、各バルブ部材（52A，52B）のうち、駆動対象部材の他の１つのバルブ部材（52B）を駆動対象部材に従動する従動対象部材として移動させる連動機構（70）を備えている（図８）。

この実施形態では、上記連動機構（70）はリンク機構により構成されている。このリンク機構（70）は、各バルブ部材（52A，52B）の吸入側の端面に設けられたリンクロッド（71a，71b）と、支点ピン（72）を中心として揺動可能なリンクアーム（73）とが連結された機構である。支点ピン（72）から各リンクロッド（71a，71b）までの距離（揺動半径）が異なるので、スライドバルブ機構（50）の作動時における各バルブ部材（52A，52B）の移動量（ストローク（S1，S2））も互いに異なる。各バルブ部材（52A，52B）の移動量は、上述したように、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所（図７の点Ａ，点Ｂ）で上記スクリュー溝（31）が軸方向へ位置変化する移動量に基づいて定められている。

リンクロッド（71a，71b）とリンクアーム（73）の連結部は、リンクロッド（71a，71b）に設けられたピン（74a）と、このピン（74a）が係合するようにリンクアーム（73）に形成されたスリットにより構成されている。

なお、図には示していないが、バルブ部材（52）が３つ以上設けられる場合、上記駆動機構（60）は、そのバルブ部材（52）の少なくとも１つを駆動対象部材として移動させるように構成すればよく、連動機構（70）は、バルブ部材（52）の残りのものを駆動対象部材に従動する従動対象部材として移動させるように構成すればよい。

スライドバルブ機構（50）の各バルブ部材（52A，52B）の位置を調整すると、圧縮室（23）で圧縮された高圧冷媒がケーシング（10）内の吐出通路へ流出する流路に面する高圧側端面（57a，57b）の位置が変化するので、ケーシング（10）のシリンダ部（25）に形成されている吐出側のシリンダ開口の開口面積が変化する。このことにより、スクリューロータ（30）の回転中にスクリュー溝（31）が吐出ポート（図示せず）と連通するタイミングが変化するので、圧縮機構（20）の内部容積比が調整される。

−運転動作−
次に、上記スクリュー圧縮機（1）の運転動作について説明する。

このスクリュー圧縮機（1）において電動機を起動すると、駆動軸（21）が回転するのに伴ってスクリューロータ（30）が回転する。このスクリューロータ（30）の回転に伴ってゲートロータ（40）も回転し、圧縮機構（20）が吸入工程、圧縮行程及び吐出行程を繰り返す。

上記圧縮機構（20）では、スクリューロータ（30）が回転することにより、スクリュー圧縮機（1）の圧縮室（23）の容積が、スクリュー溝（31）とゲート（41）の相対的な移動に伴って、拡大した後に縮小する動作を行う。

圧縮室（23）の容積が拡大する間は、低圧室（11）の低圧ガス冷媒が吸入口を通じて圧縮室（23）に吸入される（吸入工程）。スクリューロータ（30）の回転が進むと、ゲートロータ（40）のゲート（41）により圧縮室（23）が低圧側から仕切られた状態で区画形成され、そのときに圧縮室（23）の容積の拡大動作が終了して縮小動作が開始される。圧縮室（23）の容積が縮小する間は、吸入された冷媒が圧縮される（圧縮行程）。圧縮室（23）は、スクリューロータ（30）がさらに回転することで移動して行き、やがて吐出側端部が吐出口と連通する。このように、圧縮室（23）の吐出側端部が開口して吐出口と連通すると、圧縮室（23）から高圧室（12）へ高圧ガス冷媒が吐出される（吐出行程）。

−スライドバルブ機構の動作−
スライドバルブ機構（50）では、各バルブ部材（52A，52B）の位置を調整することにより、ケーシング（10）のシリンダ部（25）に形成されている吐出側のシリンダ開口（吐出ポートに連通する開口）（51A，51B）の開口面積がそれぞれ変化する。そして、この面積変化により吸入容積に対する吐出容積の比率が変化し、圧縮機構（20）の内部容積比が調整されるとともに、スクリューロータ（30）の回転中にスクリュー溝（31）が吐出ポートと連通するタイミングが変化する。

本実施形態では、各バルブ部材（52A，52B）は、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所（図７の点Ａ，点Ｂ）で上記スクリュー溝（31）が軸方向へ位置変化する移動量（S1，S2）に応じた量だけ位置が変化し、それぞれの移動量が相違する。したがって、両バルブ部材（52A，52B）とも、高圧側端面（57a，57b）を通過するスクリュー溝（31）（圧縮室（23））が吐出ポートと連通するタイミングが実質的に同じタイミングとなり、バルブ部材が１つの場合よりも吐出開口面積が広がるので、吐出ガスの流速が抑えられる。

また、本実施形態では、各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾き（傾斜角度（θ１，θ２））が、各バルブ部材（52A，52B）が設けられた箇所（図７の点Ａ，点Ｂ）での上記スクリュー溝（31）の傾きに基づいて定められている。したがって、各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の位置と傾斜角度（θ１，θ２）が最適化された状態で、吐出開口面積が調整される。よって、圧力損失の低減効果を高められる。

−実施形態の効果−
この実施形態によれば、いわゆるワンゲートロータのスクリュー圧縮機において、スライドバルブ機構（50）に設けられるバルブ部材（52A，52B）を複数（２つ）に分け、１つの圧縮機に対して複数（２つ）のバルブ部材（52A，52B）を配置するようにしたので、吐出ポートの開口面積を大きくしてもそれぞれのバルブ部材（52A，52B）を小さくできる。したがって、スクリュー圧縮機のケーシング（10）が大型化するのを抑制できる。また、本実施形態では、バルブ収容部（53A，53B）も大きくしなくてよいため、ケーシング（10）の剛性が低下するのも抑制できるし、耐圧時のケーシング（10）の歪みが生じにくくなるので、その歪みに起因して寸法精度が低下するのも抑制できる。

また、本実施形態では、バルブ部材（52A，52B）とバルブ収容部（53A，53B）が嵌合する部分の形状を断面円弧状に形成したので、バルブ部材（52A，52B）とバルブ収容部（53A，53B）の構成を簡素化でき、加工を容易にして加工時間を短縮できるようになる。さらに、バルブ部材（52A，52B）とバルブ収容部（53A，53B）が断面円弧状であるから、寸法精度の低下も抑えて冷媒漏れによる効率低下を抑えられる。しかも、バルブ部材（52A，52B）とバルブ収容部（53A，53B）の嵌合部分を、平坦部分を設けない円弧形状にしているので、ケーシング（10）の強度低下を抑制する点でも効果的である。

また、本実施形態では、各バルブ部材（52A，52B）の軸方向への移動量が、各バルブ部材（52A，52B）に対応する箇所でのスクリュー溝（31）の軸方向への移動量に合わせて定められ、しかも、各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾きが、各バルブ部材（52A，52B）に対応する箇所でのスクリュー溝（31）の傾きに合わせて定められるようにしているので、吐出ポート面積を効率的に大きくし、圧力損失を効率よく低減できる。

さらに、本実施形態では、複数のバルブ部材（52A，52B）のうちの連動対象部材を駆動対象部材に従動させるようにしているので、各バルブ部材（52A，52B）の移動量が、各バルブ部材（52A，52B）の設けられている箇所でのスクリュー溝（31）の軸方向への移動量に対して、適切で効率的な移動量になり、その点でも圧力損失の低減効果を高められる。

−実施形態の変形例−
〈変形例１〉
図９，図１０に、変形例１に係るスライドバルブ機構（50）を示している。

このスライドバルブ機構（50）は、圧縮途中の中間圧のガス冷媒の一部を上記ケーシング（10）のバイパス通路（59a，59b）を介して圧縮室（23）の吸入側へ戻すアンロード動作を行う運転容量調整機構に用いられている。図９はアンロード動作を行わないフルロード時のバルブ部材（52A，52B）の状態を示し、図１０はアンロード時のバルブ部材（52A，52B）の状態を示している。

この変形例１のスライドバルブ機構（50）では、各バルブ部材（52A，52B）は、中間圧のガス冷媒が上記圧縮室（23）から上記バイパス通路（59a，59b）へ流出する流路に面する低圧側端面（58a，58b）を有している。

そして、各バルブ部材（52A，52B）は、図９，図１０に示すように、低圧側端面（58a，58b）の軸方向位置が互いに同一平面上ではなく、相互に異なる位置に設定されている。各バルブ部材（52A，52B）の低圧側端面（58a，58b）の軸方向位置は、各バルブ部材（52A，52B）の設けられた箇所（図９の点Ｃ，点Ｄ）でのスクリュー溝（23）の軸方向位置に基づいて定められている。そして、各バルブ部材（52A，52B）の低圧側端面（58a，58b）の位置は、上記バルブ部材（52A，52B）ごとに上記スクリュー溝（23）に連通して形成されるそれぞれのバイパス通路（59a，59b）の通路面積が実質的に同じになるように定められている。

その他の構成は上記実施形態と同じである。

スクリュー圧縮機（1）の運転容量を制御する場合、バルブ部材（52A，52B）が高圧側へ（図９から図１０の方向へ）スライドすると、バルブ部材（52A，52B）の低圧側端面低圧側端面（58a，58b）に位置するシリンダ開口（51A，51B）の開口面積（バイパス通路（59a，59b）の開口面積）が大きくなる。そして、このシリンダ開口（51A，51B）から上記バイパス通路（59a，59b）を通じて、圧縮室（23）の圧縮途中位置からケーシング（10）の低圧室（11）へ冷媒が戻る。

この場合、上記開口面積が大きいほど圧縮機構（20）における中間圧冷媒の戻り量が多くなり、運転容量が小さくなる。逆に、バルブ部材（52A，52B）が低圧側へ（図１０から図９の方向へ）スライドすると、上記開口面積が小さくなり、低圧室（11）へ戻る冷媒量が少なくなる。したがって、運転容量が大きくなる。このように、バルブ部材（52A，52B）をスライド移動させてシリンダ開口（51A，51B）の開口面積を変更すると、圧縮室（23）の圧縮途中から低圧側へ戻る冷媒の流量が変化するので、圧縮機構（20）の容量が変化する。

この変形例では、各バルブ部材（52A，52B）の低圧側端面（58a，58b）の位置は、上記バルブ部材（52A，52B）ごとに上記スクリュー溝（23）に連通して形成されるそれぞれのバイパス通路（59a，59b）の開口面積が実質的に同じになるように定められているので、各バルブ部材（52A，52B）の低圧側に形成されるシリンダ開口（51A，51B）を通って低圧側へ戻る冷媒量が実質的に同じになって、圧縮途中の冷媒がバルブ部材（52A，52B）ごとに低圧室へ均一に戻る。

逆に、例えば各バルブ部材（52A，52B）の低圧側端面（58a，58b）をスクリュー溝（23）に対して同じ位置関係となるように形成しない場合は、一方のバルブ部材では低圧側への冷媒の戻り量が少なくなる。したがって、その場合には、この変形例１のスライドバルブ機構（50）と比較すると、各バルブ部材（52A，52B）の移動量が同じであれば冷媒の戻り量（アンロード量）が少なくなる。したがって、この変形例１のスライドバルブ機構（50）によれば、バルブ部材（52A，52B）ごとの冷媒の戻り量が実質的に同じになるので、各バルブ部材（52A，52B）の移動量を小さくすることが可能になる。そしてバルブ部材（52A，52B）ごとに適切な量の圧縮途中の冷媒を圧縮機構の低圧側へ戻せるので、アンロードによる容量制御を効率よく行える。

また、この変形例１のスライドバルブ機構（50）を用いたスクリュー圧縮機（1）においても、上記実施形態と同様に複数のバルブ部材（52A，52B）を複数のバルブ収容部（53A，53B）に挿入する構成にし、その形状を断面円弧状にしている点は実施形態１と同じである。したがって、ケーシングの大型化や強度低下を抑えられる。

〈変形例２〉
図１１及び図１２に示す変形例２は、上記連動機構（70）の構成を図８の実施形態１とは異なる構成にした例である。

この変形例２の連動機構（70）は、ラック＆ピニオンを用いた機構である。具体的には、第１バルブ部材（52A）に固定された第１ラック（75a）及びそれに噛み合う第１ピニオン（76a）と、第２バルブ部材（52B）に固定された第２ラック（75b）及びそれに噛み合う第２ピニオン（76b）により、連動機構（70）が構成されている。各ピニオン（76a，76b）はピニオン軸（76c）に固定されている。

各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾き（傾斜角度θ１，θ２）が異なることは実施形態１と同じである。また、各バルブ部材（52A，52B）のストロークも実施形態１と同様に互いに異なるように設定されている。このために、各ピニオン（76a，76b）にはピッチ径が異なるものが用いられている。

その他の構成は上記実施形態１と同じである。

この変形例２のスライドバルブ機構（50）を用いたスクリュー圧縮機（1）においても、上記実施形態と同様に複数のバルブ部材（52A，52B）を複数のバルブ収容部（53A，53B）に挿入する構成にし、その形状を断面円弧状にしている点は実施形態１と同じである。したがって、ケーシングの大型化や強度低下を抑えられる。

《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、上記実施形態ではバルブ部材（52A，52B）とバルブ収容部（53A，53B）の嵌合面を断面円弧状の湾曲面にしているが、必ずしも断面円弧状の湾曲面でなくてもよく、バルブ部材（52A，52B）を１つの圧縮室あたり複数個（２つに限らない）設け、それぞれを個別にバルブ収容部（53A，53B）に収容する構成であれば、上記嵌合面の形状を変更しても、１つの大きなスライドバルブを用いる場合と比べてケーシング（10）の大型化や強度低下を抑えられる。

また、上記実施形態は、１つのスクリューロータ（30）に対してゲートロータ（40）が１つだけ設けられたスクリュー圧縮機（1）を例示したが、ゲートロータが複数個設けられたスクリュー圧縮機であってもよい。

また、上記実施形態では、各バルブ部材（52A，52B）の軸方向への移動量と、各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾斜角度（θ１，θ２）の両方が異なるようにしているが、何れか一方が異なる構成であってもよいし、各バルブ部材（52A，52B）の上記移動量が同じで傾斜角度も同じであっても小型化は実現できる。

また、上記実施形態では、バルブ部材（52A，52B）を２つ設けた場合に、そのうちの一方を駆動機構（60）で駆動し、他方を連動機構（70）で従動させるようにしているが、両方を駆動機（60）構で駆動し、それぞれの移動量を連動機構（70）で調整するように構成してもよい。

以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本開示、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、本開示は、スライドバルブ機構が設けられたスクリュー圧縮機について有用である。

1 スクリュー圧縮機
10 ケーシング
20 圧縮機構
23 圧縮室
25 シリンダ部
30 スクリューロータ
31 スクリュー溝
40 ゲートロータ
41 ゲート
50 スライドバルブ機構
51 シリンダ開口
51A 第１シリンダ開口
51B 第２シリンダ開口
52 バルブ部材
52A 第１バルブ部材
52B 第２バルブ部材
53 バルブ収容部
53A 第１バルブ収容部
53B 第２バルブ収容部
54 湾曲壁
55 湾曲面
57a 高圧側端面
57b 高圧側端面
58a 低圧側端面
58b 低圧側端面
60 駆動機構
70 連動機構

Claims (8)

1. 螺旋状のスクリュー溝（31）が形成されたスクリューロータ（30）と、
   上記スクリュー溝（31）に噛み合うゲート（41）を有するゲートロータ（40）と、
   上記スクリューロータ（30）が回転可能に挿入されるシリンダ部（25）を内部に有するケーシング（10）と、
   上記シリンダ部（25）の内部で上記スクリューロータ（30）とゲートロータ（40）が噛み合って形成される圧縮室（23）と、
   上記シリンダ部（25）に形成され且つ上記圧縮室（23）に連通するシリンダ開口（51A，51B）の開口面積を調整するスライドバルブ機構（50）と、
   を備えたスクリュー圧縮機であって、
   上記スライドバルブ機構（50）は、
   １つの圧縮室（23）に対して複数個が配置され、それぞれが上記スクリューロータ（30）の軸方向へ移動して上記開口面積を調整するバルブ部材（52A，52B）と、
   上記ケーシング（10）に形成され、各バルブ部材（52A，52B）を個別に収容する複数のバルブ収容部（53A，53B）と、を有し、
   １つのバルブ収容部（53A）（53B）に１つのバルブ部材（52A）（52B）が嵌合状態で収容されている
   ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
2. 請求項１において、
   各バルブ収容部（53A，53B）は、上記シリンダ部（25）からスクリューロータ（30）の径方向外方へ断面円弧状に突出し且つスクリューロータ（30）の軸方向へのびる湾曲壁（54）を有し、
   各バルブ部材（52A，52B）の外周面は、上記バルブ収容部（53A，53B）の湾曲壁（54）に嵌合する断面円弧状の湾曲面で構成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
3. 請求項１または２において、
   上記ケーシング（10）内に、上記スクリューロータ（30）とゲートロータ（40）が一対一の関係で設けられていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
4. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   上記スライドバルブ機構（50）の作動時における各バルブ部材（52A，52B）の軸方向への移動量が互いに異なることを特徴とするスクリュー圧縮機。
5. 請求項１から４の何れか１つにおいて、
   各バルブ部材（52A，52B）は、上記圧縮室（23）で圧縮された高圧流体がケーシング（10）内の吐出通路へ流出する流路に面する高圧側端面（57a，57b）を有し、
   各バルブ部材（52A，52B）の高圧側端面（57a，57b）の傾斜角度（θ１，θ２）が互いに異なることを特徴とするスクリュー圧縮機。
6. 請求項１から５のいずれか１つにおいて、
   上記スライドバルブ機構（50）は、
   複数のバルブ部材（52A，52B）の少なくとも１つを駆動対象部材として移動させる駆動機構（60）と、
   他のバルブ部材（52A，52B）を駆動対象部材に従動する従動対象部材として移動させる連動機構（70）と、
   を備えていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
7. 請求項１から６の何れか１つにおいて、
   上記スライドバルブ機構（50）は、圧縮途中の中間圧流体の一部を上記ケーシング（10）のバイパス通路（59a，59b）を介して圧縮室（23）の吸入側へ戻す運転容量調整機構であり、
   各バルブ部材（52A，52B）は、上記中間圧流体が上記圧縮室（23）から上記バイパス通路（59a，59b）へ流出する流路に面する低圧側端面（58a，58b）を有し、
   各バルブ部材（52A，52B）の低圧側端面（58a，58b）の軸方向位置が互いに異なることを特徴とするスクリュー圧縮機。
8. 請求項７において、
   各バルブ部材（52A，52B）に対応するバイパス通路（59a，59b）側の各開口面積が、実質的に同じ面積になるように定められていることを特徴とするスクリュー圧縮機。

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