JP2016148276A - 気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダ室内周面上を摺動するベーンの先端面の特に吸入工程における移動中の面圧を下げて、ベーン先端面のシリンダ室内周面に対する摺動抵抗を低く抑える。【解決手段】圧縮室が冷媒の吸入工程にあるときにシリンダ室の内周面に摺接する曲率半径ｒ１の吸入側領域２５ｂと、圧縮室が冷媒の圧縮工程や吐出工程にあるときにシリンダ室の内周面に摺接する曲率半径ｒ２の圧縮側領域２５ｃとを、境界点Ｂで接続してベーン２５の先端面２５ａを構成し、吸入側領域２５ｂの曲率半径ｒ１を圧縮側領域２５ｃの曲率半径ｒ２よりも大きくした。そして、吸入側領域２５ｂの曲率中心Ａ１と圧縮側領域２５ｃの曲率中心Ａ２とをいずれも、境界点Ｂを通る吸入側領域２５ｂや圧縮側領域２５ｃの法線Ｎ上に配置した。【選択図】図５

Description

本発明は、所謂、ベーンロータリー型の気体圧縮機に関する。

従来より、車両用エアコン装置等に用いられるベーンロータリー型の気体圧縮機が知られている。ベーンロータリー型の気体圧縮機は、シリンダ室を有するシリンダブロックと、シリンダ室内に回転可能に配置されたロータと、ロータの回転方向に間隔をおいた複数の周面箇所からロータの径方向に対して傾斜した方向にそれぞれ形成されたベーン溝に収容した複数のベーンとを有している。

各ベーンは、ベーン溝におけるベーンの背後の空間に導入した高圧冷媒やベーン背後の空間に収容したコイルスプリング等によって、ベーン溝から突出する方向に付勢され、ロータの回転中にシリンダ室の内周面をベーンの先端面が摺動する。

そして、ロータ外周面とシリンダ室内周面との間には隙間が存在する。この隙間は、シリンダ室を、シリンダ室を楕円等の正円以外の形状としたり、ロータの回転中心をシリンダ室の中心から偏心させる等して形成される。この隙間が隣り合う２つのベーンにより仕切られることで、その内側に閉塞された圧縮室が形成される。

そして、ロータの回転に伴うロータ外周面及びシリンダ室内周面間の距離減少によりベーンがベーン溝に没入して圧縮室の容積が減ることで圧縮室内の冷媒が圧縮され、圧縮された冷媒はやがてシリンダ室から圧縮機の外部に吐出される（例えば、特許文献１，２）。

ところで、ベーンロータリー型の気体圧縮機では、シリンダ室内周面に対するベーンの接触角度がロータの回転に伴って変化する。そこで、シリンダ室内周面の最大曲率よりも大きい曲率でベーンの先端面を丸めてベーンの先端面がシリンダ室内周面を滑らかに摺動するようにしている（例えば、特許文献３）。

特開２０１３−１９４５４９号公報 特開２００９−２０９７０２号公報 特開２００２−３９０８４号公報

上述したようにロータの回転中にベーンを高圧冷媒の冷媒圧やコイルスプリングの弾発力等によりベーン溝から突出する方向に付勢する際には、圧縮室の冷媒が圧縮されて高圧になっても、圧縮室の冷媒からベーンの先端面にかかるベーン溝に没入する方向への反力に打ち勝つように、ベーンを背面側から付勢する必要がある。

このため、圧縮室が冷媒の吸入工程にあり、圧縮室の冷媒からベーンの先端面にかかる反力が小さい状態では、ベーンを背面側から付勢する力が過剰となってしまう。これにより、圧縮室が冷媒の吸入工程にあるときには、ベーン先端面の面圧が上昇してシリンダ室内周面に対するベーンの摺動抵抗が増加し、ロータを回転させるのに高いトルクが必要になってしまう。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、シリンダ室内周面上を摺動するベーンの先端面の特に吸入工程における移動中の面圧を下げて、ベーン先端面のシリンダ室内周面に対する摺動抵抗を低く抑えることができるベーンロータリー型の気体圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様による気体圧縮機は、
冷媒が圧縮されるシリンダ室を内部に有する筒状のシリンダブロックと、
前記シリンダ室内で回転し、該シリンダ室の内周面に対向する外周面に開口する複数のベーン溝を回転方向に間隔をおいて複数有するロータと、
前記各ベーン溝にそれぞれ収納されて前記外周面から突出する方向に付勢され、前記ロータの回転に伴い前記内周面よりも小さい曲率半径の先端面が該内周面上を摺動して、前記ロータの外周面と前記内周面との間を、冷媒が吸入圧縮される複数の圧縮室に仕切る複数のベーンとを備えており、
前記先端面は、該先端面を有する前記ベーンによって仕切られた前記圧縮室が冷媒の吸入工程にあるときに前記内周面に摺接する吸入側領域と、前記先端面を有するベーンによって仕切られた前記圧縮室が冷媒の圧縮工程にあるときに前記内周面に摺接する圧縮側領域とを有しており、
前記吸入側領域は前記圧縮側領域よりも大きい曲率半径で形成されている、
ことを特徴とする。

また、本発明の第２の態様による気体圧縮機は、本発明の第１の態様による気体圧縮機において、前記先端面のうち前記ロータの回転方向における下流側の部分が上流側の部分よりも大きい曲率半径で形成されており、前記下流側の部分が前記吸入側領域とされ、前記上流側の部分が前記圧縮側領域とされていることを特徴とする。

さらに、本発明の第３の態様による気体圧縮機は、本発明の第１及び第２の態様による気体圧縮機において、前記吸入側領域の曲率中心と前記圧縮側領域の曲率中心とは、前記吸入側領域と前記圧縮側領域との接続点の法線上に配置されていることを特徴とする。

また、本発明の第４の態様による気体圧縮機は、本発明の第１乃至第３の態様による気体圧縮機において、前記吸入側領域と前記圧縮側領域との接続点は、前記回転方向における前記先端面の中間位置よりも下流側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ベーンによって仕切られたロータ外周面とシリンダ室内周面との間の圧縮室が冷媒の吸入工程にあるときにシリンダ室内周面に摺接するベーン先端面の吸入側領域が、圧縮室が冷媒の圧縮工程にあるときにシリンダ室内周面に摺接する圧縮側領域よりも大きい曲率半径で形成されている。

このため、シリンダ室内周面上をベーン先端面が摺動する際のヘルツの接触応力により求まるベーン先端面の面圧が、曲率半径の小さい圧縮側領域よりも曲率半径の大きい吸入側領域の方が相対的に小さくなる。したがって、ベーン先端面の吸入側領域がシリンダ室内周面上を摺動する際の実摩擦係数が、圧縮側領域が摺動する際の実摩擦係数よりも低くなる。

よって、圧縮室が冷媒の圧縮工程にあるときよりも圧縮室の冷媒からベーン先端面にかかるベーン溝没入方向への反力が小さい冷媒の吸入工程に圧縮室があるときに、圧縮室が冷媒の圧縮工程にあるときと同等の大きさでベーンがベーン溝から突出する方向に付勢されても、シリンダ室内周面に対するベーン先端面の摺動抵抗を低く抑えることができる。

本発明の一実施形態に係るベーンロータリー式の気体圧縮機の全体構成を示す断面図である。 図１の気体圧縮機のＡ−Ａ矢視図である。 図２のベーンの先端面を単一半径の円弧面に形成した場合のベーンの先端側を拡大して示す説明図である。 図３のベーンの先端面がシリンダ室の内周面に摺接することで生じるベーンの先端面の面圧を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係り図２のベーンの先端面を２つの半径の円弧面を接続して形成した場合のベーンの先端側を拡大して示す説明図である。 図５のベーンの先端面がシリンダ室の内周面に摺接することで生じるベーンの先端面の面圧を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る気体圧縮機１は、略円筒状のハウジング２と、ハウジング２内に収容される圧縮部３と、圧縮部３に駆動力を伝達するモータ部４とを備えている。

ハウジング２は、図示しない吸入ポートが形成されるフロントヘッド７と、開口をフロントヘッド７に閉塞される有底筒状のリアケース９とからなっている。

リアケース９の内壁１３には圧縮部３が固定されている。圧縮部３は、ハウジング２内を区画するようにして一方側に吸入室１１が形成され、他方側に吐出室１５とが形成されている。また、リアケース９の外周には、吐出室１５と冷凍サイクルとを連通する図示しない吐出ポートが形成されている。また、吐出室１５の下方には、圧縮部３の潤滑性を保つための油Ｏが貯留する油溜まり１７が形成されている。

圧縮部３は、シリンダ室３３を形成する圧縮ブロック１９と、圧縮ブロック１９に固定される油分離器２１と、シリンダ室３３内に回転自在に収容されるロータ２３と、ロータ２３から出没してシリンダ室３３を仕切るベーン２５（図２参照）と、ロータ２３と一体に固定されて駆動力を伝達する駆動軸２７とを備えている。

圧縮ブロック１９は、シリンダブロック２９と、一対のサイドブロック３１ａ，３１ｂと、シリンダブロック２９の内周に形成されるシリンダ室３３とからなっている。

図２に示すようにシリンダブロック２９は、内部に楕円形状のシリンダ室３３を有している。このシリンダ室３３の開口は、図１に示すように、シリンダブロック２９の両端を一対のサイドブロック３１ａ，３１ｂによって狭持することにより閉塞される。

図２に示すように、ロータ２３は、回転中心を介して点対称の２箇所がシリンダ室３３の内周面３３ａに接するように配置されており、ロータ２３の外周面２３ａに開口しベーン２５が出没可能に収容される複数のベーン溝７５と、各ベーン溝７５のベーン２５よりも背面側に位置する背圧空間７７とを備えている。

シリンダ室３３は、各ベーン溝７５から出没するベーン２５の先端面２５ａがロータ２３の回転中にシリンダ室の内周面３３ａに摺接することによって、ロータ２３の回転方向Ｘに複数に仕切られる。これにより、シリンダ室３３の内周面３３ａとロータ２３の外周面２３ａとの間に複数の圧縮室３３ｂが形成される。

各圧縮室３３ｂの容積は、ロータ２３の回転に伴い、シリンダ室３３の内周面３３ａの楕円形状に応じて増減する。圧縮室３３ｂの容積が増加する間は圧縮室３３ｂへの冷媒の吸入が行われ、圧縮室３３ｂの容積が減少する間は圧縮室３３ｂ内の冷媒の圧縮、吐出が行われる。

また、シリンダブロック２９は、シリンダ室３３内に冷媒を吸入する不図示の吸入孔と、シリンダ室３３内で圧縮した冷媒を吐出する吐出孔３５と、吐出孔３５を開閉する開閉弁３７と、サイドブロック３１ａ，３１ｂの油供給路と連通するシリンダ側油供給路４１とを備えている。

図１に示すように、一対のサイドブロック３１ａ，３１ｂは、フロントサイドブロック３１ａとリアサイドブロック３１ｂとからなっており、リアサイドブロック３１ｂには油分離器２１が固定されている。

フロントサイドブロック３１ａは、シリンダブロック２９に当接するフロント側端面４３と、シリンダブロック２９の不図示の吸入孔と連通し、吸入室１１から冷媒を吸入する図示しない吸入孔と、駆動軸２７を回転自在に支持するフロント側軸受４７と、シリンダ側油供給路４１と連通するフロント側油供給路４９とを備えている。

フロント側端面４３には、吐出した冷媒の圧力（吐出圧）である高圧の油をベーン溝７５の背圧空間７７へ供給する２つの高圧供給溝５３が、ロータ２３の回転方向Ｘに間隔をおいて設けられている。

また、フロント側軸受４７には、環状のフロント側環状溝５５が形成されており、フロント側油供給路４９の一端側に連通して設けられている。なお、フロント側油供給路４９の他端側は、シリンダ側油供給路４１と連通している。また、フロント側環状溝５５は、フロントサイドブロック３１ａに設けた不図示の通路を介して各高圧供給溝５３と連通している。

リアサイドブロック３１ｂは、シリンダブロック２９に当接するリア側端面５７と、吐出室１５の下方に貯留する油Ｏを吸入する油供給穴やシリンダ側油供給路４１と連通する２本のリア側油供給路５９と、駆動軸２７を回転自在に支持するリア側軸受６３とを備えている。

リア側端面５７には、図２に示すように、シリンダ室３３内で圧縮した冷媒を吐出する吐出穴６１が設けられており、また、吐出した冷媒の圧力（吐出圧）である高圧の油をベーン溝７５の背圧空間７７へ供給する２つの高圧供給溝６９が、ロータ２３の回転方向Ｘに間隔をおいて設けられている。各高圧供給溝６９は、連通路６５を介して、駆動軸２７の端部とリア側軸受６３との隙間６７に連通している。

また、図１に示すように、リア側軸受６３には、環状のリア側環状溝７３が形成されており、リア側油供給路５９のうち１本の一端側に連通して設けられている。なお、このリア側油供給路５９の他端側は、もう１本のリア側油供給路５９を介してシリンダ側油供給路４１と連通している。また、リア側環状溝７３は、リアサイドブロック３１ｂに設けた不図示の通路を介して隙間６７に連通している。

図２に示すように、ロータ２３に形成された背圧空間７７は、２つのベーン２５，２５間の圧縮室３３ｂが吸入から圧縮の工程を経る間、フロントサイドブロック３１ａやリアサイドブロック３１ｂの高圧供給溝５３，６９と連通する。

図１に示すように、油分離器２１は、リアサイドブロック３１ｂに固定され、シリンダ室３３内で圧縮された冷媒が油分離器２１に流入し、吐出室１５の底部に向けて旋回状に下降する間に、遠心力により冷媒と油Ｏとを分離させている。

駆動軸２７は、一方側をロータ２３に固定されるとともに、各サイドブロック３１ａ，３１ｂの軸受４７，６３によって回転自在に支持されている。また、駆動軸２７の他方側には、モータ部４が固定されている。

以上のように構成された気体圧縮機１において、モータ部４により駆動軸２７が回転されると、駆動軸２７に固定されたロータ２３も回転する。

ロータ２３の回転と共に吸入室１１に冷媒が流入し、吸入室１１からフロントサイドブロック３１ａの吸入孔（不図示）を介してシリンダ室３３へ冷媒が吸入される（吸入工程）。シリンダ室３３へ吸入した冷媒は、複数のベーン２５によってシリンダ室３３内に形成される圧縮室３３ｂにおいて、ロータ２３の回転に伴い圧縮室３３ｂの容積が減ることによって圧縮される（圧縮工程）。

圧縮室３３ｂで圧縮された冷媒は、開閉弁３７を押し開けて吐出孔３５から吐出され（吐出工程）、吐出穴６１から油分離器２１を介して吐出室１５へ吐出される。また、吐出穴６１から吐出した冷媒は、油分離器２１によって冷媒と油Ｏとに分離され、冷媒は、図示しない吐出ポートから図示しない冷凍サイクルに吐出され、油Ｏは、吐出室１５の下方に貯留される。

吐出室１５の下方に貯留した油Ｏは、リアサイドブロック３１ｂのリア側油供給路５９ａを通りリア側軸受６３へ供給される。

リア側軸受６３へ供給された高圧の油Ｏは、駆動軸２７の端部とリア側軸受６３との隙間６７と連通路６５とを経て各高圧供給溝６９へ供給される。

また、高圧の油Ｏは、リア側油供給路５９からシリンダ側油供給路４１及びフロント側油供給路４９を介してフロント側軸受４７へ供給される。

フロント側軸受４７に供給された高圧の油Ｏは、不図示の通路を介して各高圧供給溝５３へ供給される。

フロントサイドブロック３１ａ及びリアサイドブロック３１ｂの各高圧供給溝５３，６９へ供給された高圧の油Ｏは、冷媒の圧縮工程から吐出工程の範囲にかけて、背圧空間７７に高圧を供給し、ベーン溝７５からベーン２５が突出するようにベーン２５の背面に高圧を供給している。

ところで、シリンダ室３３は楕円形状であるので、シリンダ室３３の内周面３３ａの各ベーン２５の先端面２５ａが摺接する箇所の角度は、ロータ２３の回転に伴って変化する。このため、ベーン２５の先端面２５ａにおけるシリンダ室３３の内周面３３ａへの摺接箇所は、ロータ２３の回転に伴い変化する。

そこで、ベーン２５の先端面２５ａは、シリンダ室３３の内周面３３ａの最大曲率よりも大きい曲率の円弧面に形成される。図３は、ベーン２５の先端面２５ａを単一の曲率半径ｒの円弧面で形成した場合のベーン２５の先端側を拡大して示す説明図である。

ここで、ベーン２５の先端面２５ａは、圧縮室３３ｂの冷媒の圧力を受ける受圧面として機能する。そして、先端面２５ａを介してベーン２５が圧縮室３３ｂの冷媒圧力から受ける圧力は、ベーン溝７５の背圧空間７７に導入された高圧の冷媒からベーン２５が受けるベーン溝７５からベーン２５を突出させる方向の力の反力となる。

この反力は、圧縮室３３ｂに冷媒が吸入される吸入工程においては、圧縮室３３ｂの冷媒からベーン２５が受ける圧力が低圧であるため小さい。一方、圧縮室３３ｂの冷媒が圧縮、吐出される圧縮工程や吐出工程においては、圧縮室３３ｂの冷媒からベーン２５が受ける圧力が冷媒の圧縮により高圧となるので大きくなる。

したがって、上述した反力を差し引いてベーン２５に実質的にかかる突出方向の力は、図３中の白抜きの上向き矢印で示す吸入工程における力の方が、図３中のハッチングを入れた上向き矢印で示す圧縮工程及び吐出工程の力に比べて大きくなる。

このため、圧縮室３３ｂが冷媒の吸入工程にあり、圧縮室３３ｂの冷媒からベーン２５の先端面２５ａにかかる反力が小さい状態では、背圧空間７７の高圧冷媒がベーン２５を突出方向に付勢する力が過剰となってしまう。

これにより、図４のグラフに示すように、圧縮室３３ｂが冷媒の吸入工程にあるときには、圧縮室３３ｂが冷媒の圧縮工程や吐出工程にあるときよりもベーン２５の先端面２５ａの面圧が上昇して、全工程を通算した平均面圧も高くなってしまう。よって、シリンダ室３３の内周面３３ａに対するベーン２５の摺動抵抗が増加し、モータ部４がロータ２３を回転させるのに高いトルクが必要になってしまう。

そこで、圧縮室３３ｂが冷媒の吸入工程にあるときの、ベーン２５の先端面２５ａの面圧を下げることが望ましい。

ところで、図３に示す例のベーン２５では、圧縮室３３ｂが冷媒の吸入工程にあるときに、図中の境界点Ｂよりも左側の、先端面２５ａのうちロータ２３の回転方向Ｘにおける上流側の領域が、シリンダ室３３の内周面３３ａに摺接する。これは、シリンダ室３３の内周面３３ａのうち、圧縮室３３ｂが冷媒の吸入工程にあるときにベーン２５の先端面２５ａが摺接する部分の、ベーン２５の出没方向に対する傾斜角が小さいためである。

一方、圧縮室３３ｂが冷媒の圧縮工程や吐出工程にあるときには、図中の境界点Ｂよりも右側の、先端面２５ａのうちロータ２３の回転方向Ｘにおける下流側の領域が、シリンダ室３３の内周面３３ａに摺接する。これは、シリンダ室３３の内周面３３ａのうち、圧縮室３３ｂが冷媒の圧縮工程や吐出工程にあるときにベーン２５の先端面２５ａが摺接する部分の、ベーン２５の出没方向に対する傾斜角が大きいためである。

そこで、本実施形態の気体圧縮機１では、図５の説明図に示すように、図中の境界点Ｂよりも左側の曲率半径ｒ１の吸入側領域２５ｂと、図中の境界点Ｂよりも右側の曲率半径ｒ２の圧縮側領域２５ｃとを、境界点Ｂで接続してベーン２５の先端面２５ａを構成し、吸入側領域２５ｂの曲率半径ｒ１を圧縮側領域２５ｃの曲率半径ｒ２よりも大きくした。

このうち、吸入側領域２５ｂは、圧縮室３３ｂが冷媒の吸入工程にあるときにシリンダ室３３の内周面３３ａに摺接する領域であり、圧縮側領域２５ｃは、圧縮室３３ｂが冷媒の圧縮工程や吐出工程にあるときにシリンダ室３３の内周面３３ａに摺接する領域である。

なお、吸入側領域２５ｂの曲率中心Ａ１と、圧縮側領域２５ｃの曲率中心Ａ２とは、いずれも、境界点Ｂを通る吸入側領域２５ｂや圧縮側領域２５ｃの法線Ｎ上に配置されている。このため、吸入側領域２５ｂと圧縮側領域２５ｃとを境界点Ｂにおいて連続的に滑らかに接続することができ、境界点Ｂによる回転方向Ｘと直交する方向の段差が先端面２５ａに生じるのを防ぐことができる。

そして、吸入側領域２５ｂの曲率半径ｒ１を圧縮側領域２５ｃの曲率半径ｒ２よりも大きくしたので、シリンダ室３３の内周面３３ａ上をベーン２５の先端面２５ａが摺動する際のヘルツの接触応力により求まるベーン２５の先端面２５ａの面圧は、圧縮側領域２５ｃよりも吸入側領域２５ｂの方が相対的に小さくなる。したがって、ベーン２５の先端面２５ａの吸入側領域２５ｂがシリンダ室３３の内周面３３ａ上を摺動する際の実摩擦係数が、圧縮側領域２５ｃが摺動する際の実摩擦係数よりも低くなる。

よって、圧縮室３３ｂが冷媒の圧縮工程や吐出工程にあるときよりも圧縮室３３ｂの冷媒からベーン２５の先端面２５ａにかかるベーン溝７５への没入方向への反力が小さい冷媒の吸入工程に圧縮室３３ｂがあるときに、圧縮室３３ｂが冷媒の圧縮工程にあるときと同等の大きさでベーン２５がベーン溝７５から突出する方向に付勢されても、シリンダ室３３の内周面３３ａに対するベーン２５の先端面２５ａの摺動抵抗を低く抑えることができる。

これにより、図６のグラフに示すように、圧縮室３３ｂが冷媒の吸入工程にあるときのベーン２５の先端面２５ａの面圧を下げて、全工程を通算した平均面圧も下げることができる。よって、シリンダ室３３の内周面３３ａに対するベーン２５の摺動抵抗を減少させ、モータ部４がロータ２３を回転させるのに必要なトルクを下げることができる。

なお、ベーン２５の先端面２５ａの吸入側領域２５ｂを大きい曲率半径ｒ１で形成することで、それより小さい曲率半径で吸入側領域２５ｂを形成するのに比べて、ロータ２３の回転方向Ｘにおける吸入側領域２５ｂの寸法を大きくする必要がある。

そこで、本実施形態では、圧縮側領域２５ｃを小さい曲率半径ｒ２で形成し、それより大きい曲率半径で圧縮側領域２５ｃを形成するのに比べて、ロータ２３の回転方向Ｘにおける圧縮側領域２５ｃの寸法を小さくしている。

これにより、吸入側領域２５ｂと圧縮側領域２５ｃとの境界点Ｂを、ロータ２３の回転方向Ｘにおける中間位置よりも下流側に配置して、吸入側領域２５ｂを大きい曲率半径ｒ１で形成しても回転方向Ｘにおけるベーン２５の全体寸法が変わらないようにすることができる。

この場合、圧縮側領域２５ｃを小さい曲率半径ｒ２で形成することで、それより大きい曲率半径で圧縮側領域２５ｃを形成するのに比べて、圧縮室３３ｂが冷媒の圧縮工程や吐出工程にあるときのベーン２５の先端面２５ａの面圧が増加する。

しかし、圧縮室３３ｂが冷媒の圧縮工程や吐出工程にあるときには、圧縮室３３ｂの冷媒からベーン２５が受ける反力が冷媒の圧縮により高圧となり、この反力を差し引いてベーン２５に実質的にかかる突出方向の力も小さいので、ベーン２５の先端面２５ａの面圧が元々小さい。したがって、圧縮側領域２５ｃを小さい曲率半径ｒ２で形成することによる面圧の上昇も大きなものではなく、平均面圧が大きく上昇することもない。

以上に、本発明をモータ部４により圧縮部３のロータ２３を回転させる電動式の気体圧縮機１に適用した場合の実施形態を説明した。しかし、本発明は、例えば、車両に搭載されてエンジンの動力によりロータが回転されるベーンロータリー型の気体圧縮機等、電動式以外のベーンロータリー型の気体圧縮機にも広く適用可能である。

また、本発明の適用対象は、実施形態で説明したようなシリンダ室を楕円形状としたベーンロータリー式の気体圧縮機に限定されない。例えば、シリンダ室を正円以外の形状としたベーンロータリー式の気体圧縮機や、ロータの回転中心をシリンダ室の中心から偏心させたベーンロータリー式の気体圧縮機にも、本発明は適用可能である。

本発明は、所謂、ベーンロータリー型の気体圧縮機において利用することができる。

１ 気体圧縮機
２ ハウジング
３ 圧縮部
４ モータ部
７ フロントヘッド
９ リアケース
１１ 吸入室
１３ 内壁
１５ 吐出室
１９ 圧縮ブロック
２１ 油分離器
２３ ロータ
２３ａ 外周面
２５ ベーン
２５ａ 先端面
２５ｂ 吸入側領域
２５ｃ 圧縮側領域
２７ 駆動軸
２９ シリンダブロック
３１ａ フロントサイドブロック
３１ｂ リアサイドブロック
３３ シリンダ室
３３ａ 内周面
３３ｂ 圧縮室
３５ 吐出孔
３７ 開閉弁
４１ シリンダ側油供給路
４３ フロント側端面
４７ フロント側軸受
４９ フロント側油供給路
５３，６９ 高圧供給溝
５５ フロント側環状溝
５７ リア側端面
５９ リア側油供給路
５９ａ リア側油供給路
６１ 吐出穴
６３ リア側軸受
６５ 連通路
６７ 隙間
７３ リア側環状溝
７５ ベーン溝
７７ 背圧空間
Ａ１，Ａ２ 曲率中心
Ｂ 境界点
Ｎ 法線
Ｏ 油
Ｘ 回転方向
ｒ，ｒ１，ｒ２ 曲率半径

Claims (4)

1. 冷媒が圧縮されるシリンダ室（３３）を内部に有する筒状のシリンダブロック（２９）と、
   前記シリンダ室（３３）内で回転し、該シリンダ室（３３）の内周面（３３ａ）に対向する外周面（２３ａ）に開口する複数のベーン溝（７５）を回転方向（Ｘ）に間隔をおいて複数有するロータ（２３）と、
   前記各ベーン溝（７５）にそれぞれ収納されて前記外周面（２３ａ）から突出する方向に付勢され、前記ロータ（２３）の回転に伴い前記内周面（３３ａ）よりも小さい曲率半径の先端面（２５ａ）が該内周面（３３ａ）上を摺動して、前記ロータ（２３）の外周面（２３ａ）と前記内周面（３３ａ）との間を、冷媒が吸入圧縮される複数の圧縮室（３３ｂ）に仕切る複数のベーン（２５）とを備えており、
   前記先端面（２５ａ）は、該先端面（２５ａ）を有する前記ベーン（２５）によって仕切られた前記圧縮室（３３ｂ）が冷媒の吸入工程にあるときに前記内周面（３３ａ）に摺接する吸入側領域（２５ｂ）と、前記先端面（２５ａ）を有するベーン（２５）によって仕切られた前記圧縮室（３３ｂ）が冷媒の圧縮工程にあるときに前記内周面（３３ａ）に摺接する圧縮側領域（２５ｃ）とを有しており、
   前記吸入側領域（２５ｂ）は前記圧縮側領域（２５ｃ）よりも大きい曲率半径で形成されている、
   ことを特徴とする気体圧縮機（１）。
2. 前記先端面（２５ａ）のうち前記ロータ（２３）の回転方向（Ｘ）における下流側の部分が上流側の部分よりも大きい曲率半径で形成されており、前記下流側の部分が前記吸入側領域（２５ｂ）とされ、前記上流側の部分が前記圧縮側領域（２５ｃ）とされていることを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機（１）。
3. 前記吸入側領域（２５ｂ）の曲率中心（Ａ１）と前記圧縮側領域（２５ｃ）の曲率中心（Ａ２）とは、前記吸入側領域（２５ｂ）と前記圧縮側領域（２５ｃ）との接続点（Ｂ）の法線（Ｎ）上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の気体圧縮機（１）。
4. 前記吸入側領域（２５ｂ）と前記圧縮側領域（２５ｃ）との接続点（Ｂ）は、前記回転方向（Ｘ）における前記先端面（２５ａ）の中間位置よりも下流側に配置されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の気体圧縮機（１）。

Images