JP2017025918A - ベーン型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸心方向の小型化を実現しつつ、圧縮性能の低下を抑制可能なベーン型圧縮機を提供する。【解決手段】本発明の圧縮機では、第２サイドプレート５によってシリンダ室３１と圧縮室９Ａとが区画されている。第２サイドプレート５には、第２区画面５Ｒが形成されている。また、第２サイドプレート５には、カバー面１３５Ｇを有するカバー体３５が固定されている。第２サイドプレート５とカバー体３５との間には、第２区画面５Ｒの一部と、カバー面１３５の一部とを回転軸心Ｘ１方向において離間させるとともに、吐出室９Ａ内よりも低圧、かつモータ室１Ｃよりも高圧となる中間圧室３６が形成されている。中間圧室３６は、回転軸心Ｘ１方向から見た場合に、シリンダ室３１の他面の少なくとも一部と重なるように配置されている。カバー体３５には、吐出室９Ａと中間圧室３６とを連通する第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明はベーン型圧縮機に関する。

特許文献１に従来のベーン型圧縮機が開示されている。このベーン型圧縮機において、ハウジングは、シリンダ室と吐出室とを区画する区画体としてのリヤサイドプレートを有している。リヤサイドプレートには、シリンダ室を形成する第１区画面と、回転軸心方向における第１区画面とは反対側に位置する第２区画面とが形成されている。また、リヤサイドプレートには、回転軸を回転可能に支持する軸孔が貫設されている。さらに、リヤサイドプレートには、吐出室と軸孔とを連通する油流路が形成されている。また、リヤサイドプレートには、カバー体が固定されている。カバー体は、第２区画面と対面した状態でリヤサイドプレートに固定されており、吐出室内に配置されている。

このベーン型圧縮機では、ロータが回転軸心周りで回転することにより、吸入室内の冷媒が圧縮室に吸入されて圧縮室内で圧縮される。この際、吐出室内の冷媒に含まれる潤滑油が油流路を経由して軸孔に供給される。

特開平２−１８５６９２号公報

ところで、ベーン型圧縮機には、車両等への搭載性を向上させるために小型化が求められている。そこで、上記従来のベーン型圧縮機において、リヤサイドプレート等の区画体の回転軸心方向の厚みを薄くすることが考えられる。

しかしながら、この場合、高圧となる吐出室内の圧力と、圧縮室側の圧力との差圧によって、区画体が圧縮室に向かって撓み易くなる。このため、区画体の第１区画面と、ロータとによって規定される回転軸心方向の隙間であるスラストクリアランスが作動中に設定よりも小さくなり過ぎるおそれがある。その結果、このベーン型圧縮機では、高負荷時には、ロータの回転時の抵抗力が増加し、動力損失が大きくなる。特に、区画体に油流路を形成している場合には、これが顕著になるおそれがある。一方、スラストクリアランスを比較的大きく設定すると、低負荷時に圧縮室内の冷媒が漏れ易くなる。これらのため、このベーン型圧縮機では、体積効率の低下が懸念される。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、回転軸心方向の小型化を実現しつつ、体積効率の低下を抑制可能なベーン型圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のベーン型圧縮機は、吸入室、吐出室及びシリンダ室が形成されたハウジングと、
前記シリンダ室内に回転軸心周りで回転可能に設けられ、複数個のベーン溝が形成されたロータと、
前記各ベーン溝に出没可能に設けられたベーンとを備え、
前記シリンダ室の一面、前記シリンダ室の内周面、前記シリンダ室の他面、前記ロータの外周面及び前記各ベーンによって圧縮室が形成されるベーン型圧縮機であって、
前記ハウジングは、前記シリンダ室と前記吐出室とを区画する区画体を有し、
前記区画体には、前記シリンダ室の前記他面を構成する第１区画面と、前記回転軸心方向における前記第１区画面とは反対側に位置する第２区画面とが形成され、
前記吐出室内には、前記第２区画面と対面するカバー面を有し、前記区画体に固定されたカバー体が配置され、
前記区画体と前記カバー体との間には、前記第２区画面の一部と前記カバー面の一部とを前記回転軸心方向において離間させるとともに、前記吐出室内よりも低圧かつ前記吸入室内よりも高圧となる中間圧室が形成され、
前記回転軸心方向から見た場合に、前記中間圧室は、前記シリンダ室の前記他面の少なくとも一部と重なるように配置され、
前記カバー体には、前記吐出室と前記中間圧室とを連通する油流路が形成されていることを特徴とする。

本発明のベーン型圧縮機では、油流路が区画体ではなく、カバー体に形成されている。これにより、区画体の回転軸心方向の厚みを従来よりも薄くすることができる。ここで、カバー体は吐出室内に配置されているため、カバー体に油流路を形成しても、ハウジングの回転軸心方向の大きさには影響を与え難い。

そして、このベーン型圧縮機では、区画体とカバー体との間に中間圧室が形成されている。この中間圧室は、第２区画面の一部とカバー面の一部とを回転軸心方向において離間させている。また、中間圧室は、回転軸心方向から見た場合に、シリンダ室の他面の少なくとも一部と重なるように配置されている。そして、中間圧室には、油流路によって吐出室から潤滑油が供給される。これにより、中間圧室内は、吐出室内よりも低圧、かつ吸入室よりも高圧、すなわち、中間圧となっている。

これらにより、このベーン型圧縮機では、第２区画面における中間圧室に臨む領域では、カバー体に作用する吐出室内の圧力、すなわち、吐出圧が中間圧室によって遮断され、その領域に対して中間圧が作用する。その一方、第２区画面の残りの領域には、吐出圧が作用する。このため、作動中に第２区画面を圧縮室に向けて押圧する押圧力は、第２区画面の全体に吐出圧が作用する場合と比較して小さくなる。このため、区画体の回転軸心方向の厚みが薄くても、区画体が圧縮室に向かって撓み難い。特に、油流路が形成されていない区画体は、油流路によって弱体化されておらず、自己の強度を維持し易い。

このため、このベーン型圧縮機では、スラストクリアランスが作動中に設定よりも小さくなり難い。その結果、高負荷時にも、ロータの回転時の抵抗力が増加し難く、動力損失が大きくなり難い。一方、スラストクリアランスを比較的大きく設定する必要もないことから、低負荷時に圧縮室内の冷媒が漏れ易くなることもない。

したがって、本発明の本発明のベーン型圧縮機は、回転軸心方向の小型化を実現しつつ、体積効率の低下を抑制できる。

また、このベーン型圧縮機では、上記のように薄くなった区画体の撓みを抑制できるので、区画体の構成素材を高剛性の材料に変更しなくてもよく、区画体の製造コストの高騰化も抑制できる。

ロータには、回転軸心方向に延びる回転軸が設けられ得る。また、区画体には、回転軸心と同軸をなし、回転軸を回転可能に支持する軸孔が貫設され得る。そして、中間圧室は、回転軸及び軸孔に臨むように配置されていることが好ましい。この場合、中間圧室に導かれた冷媒に含まれる潤滑油によって、回転軸や軸孔等を好適に潤滑することができる。

区画体には、カバー体に向かって突出しつつ軸孔が貫設された凸部が形成され得る。そして、回転軸心方向から見た場合に、中間圧室は、凸部の全体と重なるように配置され、かつ凸部よりも大きく形成されていることが好ましい。

この場合、凸部に軸孔が形成されることにより、軸孔が回転軸を支持する範囲を大きくすることができ、軸孔が回転軸を好適に支持することが可能となる。そして、中間圧室が凸部よりも大きく形成されることにより、第２区画面において中間圧が作用する領域が大きくなる。このため、このベーン型圧縮機では、第２区画面を圧縮室に向けて押圧する押圧力をより小さくすることができる。

カバー体には、冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータの少なくとも一部が形成されていることが好ましい。この場合、カバー体が複数の機能を兼ねるので、部品点数を削減できる。

オイルセパレータは、吐出室に連通する油排出口を有し得る。そして、油流路は、油排出口より鉛直方向の下方で吐出室に開口していることが好ましい。この場合には、油流路によって、吐出室から中間圧室へ潤滑油を枯渇させることなく確実に供給することが可能となる。

各ベーン溝と各ベーンとの間は背圧室とされ得る。そして、中間圧室と背圧室とは、背圧流路によって連通していることが好ましい。この場合、背圧流路によって中間圧室内の潤滑油を背圧室に供給することが可能となる。これにより、中間圧室の潤滑油によって各ベーンをシリンダ室の内周面に押し付けることが可能となる。このため、このベーン型圧縮機では、各ベーンのチャタリングを抑制できることから、この点においても体積効率の低下を抑制できる。

本発明の本発明のベーン型圧縮機は、回転軸心方向の小型化を実現しつつ、体積効率の低下を抑制できる。

図１は、実施例１のベーン型圧縮機の断面図である。 図２は、実施例１のベーン型圧縮機の要部拡大断面図である。 図３は、実施例１のベーン型圧縮機に係り、図１のＡ−Ａ断面を示す拡大断面図である。 図４は、実施例１のベーン型圧縮機に係り、図１のＢ−Ｂ断面を示す拡大断面図である。 図５は、実施例１のベーン型圧縮機に係り、カバー体及び区画体の第２区画面に作用する吐出圧と、第２区画面に作用する中間圧等とを示す模式図である。 図６は、比較例のベーン型圧縮機に係り、カバー体及び区画体の第２区画面に作用する吐出圧等を示す模式図である。 図７は、実施例２のベーン型圧縮機の部分断面図である。 図８は、実施例２のベーン型圧縮機に係り、図７のＣ−Ｃ断面を示す拡大断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
図１に示すように、実施例１の電動ベーン型圧縮機（以下、単に圧縮機という。）は、本発明のベーン型圧縮機の具体的態様の一例である。この圧縮機は、モータハウジング１と、モータ機構３と、第１サイドプレート４と、第２サイドプレート５と、シリンダブロック７と、メインハウジング９と、圧縮機構１３とを備えている。モータハウジング１、第１、２サイドプレート４、５、シリンダブロック７及びメインハウジング９は、本発明の「ハウジング」の一例である。また、第２サイドプレート５は、本発明の「区画体」の一例である。

以下の説明では、図１の紙面左側であるモータハウジング１側を圧縮機の前側とし、図１の紙面右側であるメインハウジング９側を圧縮機の後側とする。また、図１の紙面上側を圧縮機の上側とし、図１の紙面下側を圧縮機の下側とする。そして、図２以降では、図１に対応させて前後方向及び上下方向を表示する。なお、実施例１における前後方向及び上下方向は一例である。本発明の圧縮機は、搭載される車両等に対応して、その取付姿勢が適宜変更される。

モータハウジング１は、前端側から後端側まで軸方向に延び、前端側が底壁１Ａによって閉塞されているとともに後端側に開口１Ｂを有する有底筒状をなしている。モータハウジング１は、内部に吸入室を兼ねるモータ室１Ｃを形成している。モータハウジング１は、円筒部１Ｄを有している。円筒部１Ｄは、回転軸１９の回転軸心Ｘ１を中心軸とする略円筒形状とされている。円筒部１Ｄの前側周縁は、底壁１Ａの外周縁に接続している。円筒部１Ｄには、外部とモータ室１Ｃとを連通する吸入口１Ｅが形成されている。吸入口１Ｅには、図示しない配管によって車両用空調装置の蒸発器が接続されている。また、底壁１Ａには、軸支部１Ｇが突設されている。軸支部１Ｇには、軸受装置２１が設けられている。

モータ機構３は、ステータ１５及びモータロータ１７を有している。ステータ１５は、円筒部１Ｄの内周面に固定されている。また、円筒部１Ｄ内には、リード線１６Ｃ及びクラスタブロック１６が収容されている。

クラスタブロック１６は、接続端子１６Ａ、１６Ｂを有している。接続端子１６Ａは、底壁１Ａを通過して外部に突出している。接続端子１６Ｂは、リード線１６Ｃを介してステータ１５に接続されている。これにより、ステータ１５には、図示しない給電装置からクラスタブロック１６及びリード線１６Ｃを介して適宜給電される。

モータロータ１７は、ステータ１５内に配置されている。モータロータ１７は、前後方向に延びる回転軸心Ｘ１を軸心とする回転軸１９を挿通している。回転軸１９の前端部は、軸受装置２１によって軸支されている。

また、モータハウジング１の後端には、メインハウジング９が複数の図示しないボルトによって固定されている。メインハウジング９は、後端側が底壁９Ｄによって閉塞されているとともに前端側に開口９Ｅを有する有底筒状をなしている。モータハウジング１の開口１Ｂにメインハウジング９の開口９Ｅが当接し、モータハウジング１及びメインハウジング９が閉塞されている。モータハウジング１の開口１Ｂと、メインハウジング９の開口９Ｅとの間には、ガスケット２２が設けられている。

メインハウジング９の開口９Ｅ側には、回転軸１９の回転軸心Ｘ１と同軸の環状に凹設された第１段部９Ｆが形成されている。第１段部９Ｆには、第１サイドプレート４が嵌合されている。モータハウジング１の開口１Ｂ側には、回転軸１９の回転軸心Ｘ１と同軸の環状に凹設された第２段部１Ｈが形成されている。第２段部１Ｈにも、第１サイドプレート４が嵌合されている。第１サイドプレート４は、回転軸心Ｘ１と直交する径方向に延びる平板部材である。第１サイドプレート４の外周縁は、モータハウジング１の第２段部１Ｈと、メインハウジング９の第１段部９Ｆとによって前後から挟まれている。

第１サイドプレート４の外周面と第１段部９Ｆの内周面との間には、Ｏリング２３が設けられている。第１サイドプレート４には、回転軸１９を挿通させる軸孔４Ａが貫設されている。軸孔４Ａには、回転軸１９を好適に摺動させる図示しないめっきが形成されている。また、第１サイドプレート４の後面には、環状溝４Ｃが回転軸心Ｘ１周りに円環状に凹設されている。

メインハウジング９内には、シリンダブロック７、第２サイドプレート５及びカバー体３５が収容されている。シリンダブロック７及び第２サイドプレート５は、図３に示すボルト２５Ａ〜２５Ｄによって、図１に示す第１サイドプレート４の後面に組み付けられている。シリンダブロック７は、第１サイドプレート４と第２サイドプレート５とに前後から挟まれている。

第２サイドプレート５は、メインハウジング９の内周面に嵌合されている。第２サイドプレート５は、回転軸心Ｘ１と直交する径方向に延びる平板部材である。第２サイドプレート５の外周面とメインハウジング９の内周面との間には、Ｏリング２４が設けられている。

図２に示すように、第２サイドプレート５には、第１区画面５Ｆと、第２区画面５Ｒとが形成されている。第１区画面５Ｆは、圧縮機の前側に面している。第２区画面５Ｒは、回転軸心Ｘ１方向において第１区画面５Ｆとは反対側に位置しており、圧縮機の後側に面している。第２区画面５Ｒには、圧縮機の後側、すなわち、後述するカバー体３５に向かって突出する凸部５Ｔが形成されている。図４に示すように、凸部５Ｔは、直径が長さＬ１に設定された円筒状をなしている。また、図２に示すように、凸部５Ｔには軸孔５Ａが貫設されている。この軸孔５Ａには、回転軸１９を好適に摺動させる図示しないめっきが形成されている。

図１に示すように、回転軸１９の後端部は、軸孔５Ａによって軸支されている。こうして、回転軸１９は、第１サイドプレート４の軸孔４Ａと第２サイドプレート５の軸孔５Ａとによって両端が軸支され、回転軸心Ｘ１周りで回転可能となっている。

また、図２に示すように、第２サイドプレート５には、通路５Ｂが形成されている。通路５Ｂは、後述する吐出空間３７と連通している。また、第１区画面５Ｆには、環状溝５Ｃが回転軸心Ｘ１周りに円環状に凹設されている。さらに、第２サイドプレート５には、連通路５Ｐが形成されている。連通路５Ｐは、第２区画面５Ｒから環状溝５Ｃに向かって延びている。これらの連通路５Ｐ及び環状溝５Ｃが本発明における「背圧流路」に相当する。

図１に示すように、メインハウジング９の底壁９Ｄ側と第２サイドプレート５の第２区画面５Ｒとの間には、吐出室９Ａが形成されている。メインハウジング９には、外部と吐出室９Ａとを連通する吐出口９Ｂが形成されている。吐出口９Ｂには、図示しない配管によって車両用空調装置の凝縮器が接続されている。

カバー体３５は、回転軸心Ｘ１と直交する径方向に延びる平板部材であり、第２サイドプレート５に組み付けられている。具体的には、図４に示すように、カバー体３５は、ボルト２７Ａ〜２７Ｃによって、第２サイドプレート５の第２区画面５Ｒに組み付けられている。カバー体３５と第２区画面５Ｒとの間にはガスケット２６が設けられている。なお、説明を容易にするため、図４では後述する通路３５Ｂの図示を省略している。後述する図８についても同様である。また、ボルト２７Ａ〜２７Ｃの個数は適宜設計することができる他、ガスケット２６に代えてＯリング等を設けても良い。

ここで、第１サイドプレート４及び第２サイドプレート５は、回転軸１９や後述するロータ４１との摺接に耐え得る強度を有するアルミニウム合金によって形成されている。また、カバー体３５についてもアルミニウム合金によって形成されている。しかし、カバー体３５については、第１、２サイドプレート４、５よりも強度が低く安価なアルミニウム合金が採用されている。

図２に示すように、カバー体３５は、前側に位置して第２サイドプレート５の第２区画面５Ｒと対面するカバー面１３５を有している。このカバー面１３５には、第２区画面５Ｒ及び凸部５Ｔから遠隔するように凹む凹部１３５Ｇが形成されている。図４に示すように、凹部１３５Ｇは円筒状をなしており、後述するシリンダ室３１と同様に、回転軸心Ｘ１に対して偏心して位置している。凹部１３５Ｇは、シリンダ室３１と同径となるように直径が長さＬ２に設定されており、凸部５Ｔの直径の長さＬ１よりも長くなっている。

図２に示すように、凹部１３５Ｇによって、第２サイドプレート５とカバー体３５との間には中間圧室３６が形成されている。より詳細には、中間圧室３６は、第２区画面５Ｒとカバー面１３５との間に形成されている。上記のように、凹部１３５Ｇは、第２区画面５Ｒ及び凸部５Ｔから遠隔するよう形成されている。これにより、中間圧室３６は、凸部５Ｔを含み第２区画面５Ｒにおいて凹部１３５Ｇに対面する領域と、カバー面１３５において凹部１３５Ｇが形成されている領域とを回転軸心Ｘ１方向において離間させている。そして、中間圧室３６は、凸部５Ｔ、ひいては、回転軸１９及び軸孔５Ａに臨んでいる。また、図４に示すように、中間圧室３６は、回転軸心Ｘ１方向から見た場合に、回転軸心Ｘ１に対して偏心しつつ、凸部５Ｔの全体と重なるように配置されており、かつ凸部５Ｔよりも大きく形成されている。さらに、図２に示すように、中間圧室３６は、連通路５Ｐによって環状溝５Ｃと連通している。中間圧室３６内は、上記のガスケット２６によって気密性が確保されている。

また、カバー体３５において、カバー面１３５の反対側の面には、円柱状をなして軸直角方向に延びる油分離室３５Ａが形成されている。油分離室３５Ａ内には、円筒状の筒部材５４が固定されている。筒部材５４の上端は、吐出室９Ａに開いている。油分離室３５Ａの下端には、吐出室９Ａに開く油排出口３５Ｂが形成されている。また、カバー体３５には通路３５Ｃが形成されている。通路３５Ｃは、通路５Ｂと連通することにより、油分離室３５Ａと後述する吐出空間３７とを連通する。これら油分離室３５Ａ及び筒部材５４により、本発明における「オイルセパレータ」が構成されている。

また、カバー体３５には、圧縮機の後側に向かって突出するリブ３５１が形成されている。リブ３５１は、油排出口３５Ｂから排出される潤滑油が、吐出室９Ａ内に貯留された潤滑油の油面を撹乱させて巻き上げた場合に、潤滑油の混入した冷媒を衝突させることで潤滑油を分離させる。

さらに、カバー体３５には、第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑが形成されている。これらの第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑが本発明における「油流路」に相当している。第１油流路３５Ｐは、下端で吐出室９Ａの底部と連通しており、回転軸心Ｘ１に近づくように上方に延びている。より具体的には、第１油流路３５Ｐの下端は、上記の油排出口３５Ｂよりも鉛直方向の下方となる位置で吐出室９Ａの底部に開口している。第２油流路３５Ｑは、第１油流路３５Ｐの上端と連続しつつ、カバー面１３５の凹部１３５Ｇに向かって延びている。これらの第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑによって、吐出室９Ａと中間圧室３６とが連通している。これにより、油分離室３５Ａ及び筒部材５４によって吐出室９Ａ内の冷媒から分離された潤滑油は、第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑによって吐出室９Ａから中間圧室３６に導かれるようになっている。この際、第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑは絞り流路として機能し、中間圧室３６内が吐出室９Ａ内よりも低圧、かつモータ室１Ｃ内よりも高圧となるように、潤滑油を中間圧室３６内に導くようになっている。

図１に示すように、シリンダブロック７は、回転軸心Ｘ１方向に筒状に延びている。シリンダブロック７は、第１、２サイドプレート４、５とともに内部にシリンダ室３１を形成している。図３に示すように、シリンダ室３１の内周面３１Ｓの断面形状は、本実施例では、回転軸心Ｘ１に対して偏心するほぼ真円に形成されており、上記のように直径は長さＬ２に設定されている。シリンダ室３１の前面が本発明における「シリンダ室の一面」に相当しており、シリンダ室３１の後面が本発明の「シリンダ室の他面」に相当している。そして、図１に示すように、このシリンダ室３１の後面は、第２サイドプレート５の第１区画面５Ｆによって構成されている。なお、シリンダ室３１は、後述する第１〜第３ベーン５１〜５３が内周面Ｓに摺接可能な形状であれば、真円以外の形状に形成されても良い。

また、第１サイドプレート４には、回転軸心Ｘ１方向に開いてモータ室１Ｃに連通する吸入通路３３Ａが形成されている。シリンダブロック７には、吸入通路３３Ａと連通する吸入通路３３Ｂが形成されている。図３に示すように、吸入通路３３Ｂは、シリンダブロック７に凹設された吸入ポート３３Ｃによってシリンダ室３１に連通している。

シリンダブロック７には、外周側に開く吐出空間３７が凹設されている。吐出空間３７は、シリンダ室３１の外周面から凹設された吐出ポート３７Ａによってシリンダ室３１に連通している。吐出空間３７内では、吐出ポート３７Ａを開閉する吐出リード弁３９と、吐出リード弁３９の開度を規制するリテーナ３９Ａとがボルト３９Ｂによってシリンダブロック７に固定されている。

圧縮機構１３は、シリンダ室３１、ロータ４１及び第１〜３ベーン５１〜５３によって構成されている。

図１に示すように、ロータ４１には、回転軸１９が圧入されている。これにより、ロータ４１はシリンダ室３１内で回転軸１９と同期回転可能にとなっている。図３に示すように、ロータ４１の外周面４１Ｓの断面形状は、回転軸心Ｘ１を中心とする真円である。本実施例では、ロータ４１の回転方向Ｒ１は、図３の紙面に向かって反時計方向である。

ここで、図５に示すように、ロータ４１の後端面と第２サイドプレート５の第１区画面５Ｆとの間には所定の大きさに設定されたスラストクリアランスＳＣ１が設けられている。図示を省略するものの、ロータ４１の前端面と第１サイドプレート４の後面との間についても同様である。なお、図５では、説明を容易にするため、第２サイドプレート５やカバー体３５等の形状を簡略化して図示しているとともに、ガスケット２６等の図示を省略している。後述する図６についても同様である。

図３に示すように、ロータ４１には、第１〜３ベーン溝４１Ａ〜４１Ｃが形成されている。これらの第１〜３ベーン溝４１Ａ〜４１Ｃは、それぞれ等間隔に配置されており、ロータ４１の径方向で回転軸心Ｘ１に向かって延びている。

第１ベーン溝４１Ａには、第１ベーン５１が出没可能に設けられている。第１ベーン５１は、ロータ４１の回転に伴って、その先端部をシリンダ室３１の内周面３１Ｓに摺接させることにより、第１ベーン溝４１Ａに対して出没する。同様に、第２ベーン溝４１Ｂには第２ベーン５２が出没可能に設けられており、第３ベーン溝４１Ｃには第３ベーン５３が出没可能に設けられている。これらの第１〜３ベーン５１〜５３は、同一形状に形成されており、平板形状をなしている。なお、シリンダ室３１の前面、内周面３１Ｓ及び後面の他、第１〜３ベーン５１〜５３には、ロータ４１と好適に摺動させるために図示しないめっきが形成されている。

この圧縮機では、シリンダ室３１の前面、シリンダ室３１の内周面３１Ｓ、第１区画面５Ｆ、ロータ４１の外周面４１Ｓ及び第１〜３ベーン５１〜５３によって、圧縮室３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが形成されている。ここで、上記のように、シリンダ室３１の後面が第２サイドプレート５の第１区画面５Ｆによって構成されていることから、シリンダ室３１と吐出室９Ａとは、第２サイドプレート５によって区画されている。

そして、上記のように、カバー面１３５に形成された凹部１３５Ｇは、シリンダ室３１と同様に回転軸心Ｘ１に対して偏心して位置しており、シリンダ室３１と同径となっている。このため、図４に示すように、回転軸心Ｘ１方向から見た場合に、中間圧室３６は、凸部５Ｔの全体と重なるとともに、シリンダ室３１の後面の全体と重なるように、第２区画面５Ｒと、カバー面１３５との間に配置されている。

また、上記のように、中間圧室３６は、凸部５Ｔを含み第２区画面５Ｒにおいて凹部１３５Ｇに対面する領域と、カバー面１３５において凹部１３５Ｇが形成されている領域とを回転軸心Ｘ１方向において離間させるように形成されている。これらにより、中間圧室３６は、吐出圧と対向する押圧力を発揮できる程度の容積を有している。ここで、中間圧室３６の容積が大きすぎると、潤滑油が中間圧室３６を通過する際に多くの時間を要することになるため、結果として、圧縮機の起動時に後述する第１〜３背圧室４９Ａ〜４９Ｃへの背圧供給が遅れ、チャタリングが生じる恐れがある。このため、中間圧室３６の容積は、このようなチャタリングの発生を防止できる程度に所定の範囲内の大きさで設定される。なお、中間圧室３６の押圧力については後述する。

図３に示すように、第１ベーン５１の底面５１Ｓと第１ベーン溝４１Ａとの間は、第１背圧室４９Ａとされている。第２ベーン５２の底面５２Ｓと第２ベーン溝４１Ｂとの間は、第２背圧室４９Ｂとされている。第３ベーン５３の底面５３Ｓと第３ベーン溝４１Ｃとの間は、第３背圧室４９Ｃとされている。これらの第１〜３背圧室４９Ａ〜４９Ｃは、図１に示す環状溝５Ｃ及び連通路５Ｐを介して中間圧室３６と連通している。

この圧縮機では、ステータ１５に給電が行われれば、モータ機構３が作動し、回転軸１９が回転軸心Ｘ１周りで回転する。このため、圧縮機構１３が作動し、ロータ４１がシリンダブロック７内で回転する。この際、シリンダ室３１内では、ロータ４１の回転に応じて第１〜３ベーン５１〜５３がそれぞれ第１〜３ベーン溝４１Ａ〜４１Ｃに対して出没する。

これにより、各圧縮室３０Ａ〜３０Ｃが容積の拡大と縮小とを繰り返す。このため、各圧縮室３０Ａ〜３０Ｃは、モータ室１Ｃから吸入通路３３Ａ、３３Ｂ及び吸入ポート３３Ｃを経て低圧の冷媒を吸入する吸入行程を行う。また、吸入行程後、各圧縮室３０Ａ〜３０Ｃ内で冷媒を圧縮する圧縮行程を行う。さらに、圧縮行程後、各圧縮室３０Ａ〜３０Ｃ内の高圧の冷媒を吐出ポート３７Ａ、吐出空間３７、通路５Ｂ、３５Ｃを経て吐出室９Ａに吐出する吐出行程を行う。こうして、車室内の空調が行われる。

また、この圧縮機では、通路５Ｂ、３５Ｃから油分離室３５Ａに吐出された高圧の冷媒は遠心力によって潤滑油を分離する。潤滑油は吐出室９Ａ内に貯留される。この潤滑油は、吐出室９Ａ内から第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑを経て中間圧室３６内に導かれる。そして、中間圧室３６内の潤滑油は、連通路５Ｐ及び環状溝５Ｃによって各第１〜３背圧室４９Ａ〜４９Ｃに供給される。この際、環状溝４Ｃによって各第１〜３背圧室４９Ａ〜４９Ｃ内の圧力が調整される。

そして、この圧縮機では、第１、２油通路３５Ｐ、３５Ｑが第２サイドプレート５ではなく、カバー体３５に形成されている。これにより、この圧縮機では、第１、２油通路３５Ｐ、３５Ｑを形成するために第２サイドプレート５の回転軸心Ｘ１方向の厚みを確保する必要がなく、その分、第２サイドプレート５の回転軸心Ｘ１方向の厚みを薄くすることが可能となっている。ここで、カバー体３５は吐出室９Ａ内に配置されているため、カバー体３５に第１、２油通路３５Ｐ、３５Ｑを形成しても、圧縮機の回転軸心Ｘ１方向の大きさには影響を与え難くなっている。これにより、この圧縮機では、回転軸心Ｘ１方向での小型化を実現している。

そして、この圧縮機では、体積効率の低下を抑制することも可能となっている。この作用について、図６に示す比較例の圧縮機との比較を基に具体的に説明する。

比較例の圧縮機は、第２サイドプレート５の回転軸心Ｘ１方向の厚みが実施例１の圧縮機と同様となっているものの、カバー体３５のカバー面１３５に凹部１３５Ｇが形成されていない。このため、比較例の圧縮機では、第２サイドプレート５と、カバー体３５との間に中間圧室３６が存在しておらず、カバー面１３５の全体が第２サイドプレート５の第２区画面５Ｒに当接する構成となっている。比較例の圧縮機の圧縮機における他の構成は実施例１の圧縮機と同様である。

このため、このような比較例の圧縮機では、同図の白色矢印で示すように、作動時における吐出室９Ａ内の吐出圧Ｐｄがカバー体３５を介して、第２サイドプレート５の第２区画面５Ｒの全体に作用する。このため、第２区画面５Ｒが圧縮室３０Ａ〜３０Ｃに向けて押圧され、第２サイドプレート５がシリンダ室３１、つまり、圧縮室３０Ａ〜３０Ｃに向かって撓み易くなる。このため、比較例の圧縮機では、ロータ４１の後端面と第２サイドプレート５の第１区画面５Ｆとの間のスラストクリアランスＳＣ２が作動中に設定よりも小さくなり過ぎることにより、高負荷時にロータ４１の回転時の抵抗力が増加し、動力損失が大きくなってしまう。

そこで、同図に示すように、比較例の圧縮機におけるスラストクリアランスＳＣ２について、実施例１の圧縮機におけるスラストクリアランスＳＣ１（図５参照）よりも大きく設定することが考えられる。しかし、この場合には、低負荷時に圧縮室３０Ａ〜３０Ｃ内の冷媒が漏れ易くなる。これらのため、比較例の圧縮機では、体積効率が低下し易くなる。

これに対し、実施例１の圧縮機では、図５に示すように、カバー面１３５に凹部１３５Ｇが凹設されていることにより、第２区画面５Ｒとカバー面１３５との間に中間圧室３６が形成されている。この中間圧室３６は、凸部５Ｔを含み第２区画面５Ｒにおいて凹部１３５Ｇに対面する領域と、カバー面１３５において凹部１３５Ｇが形成されている領域とを回転軸心Ｘ１方向において離間させている。また、図４に示すように、中間圧室３６は、回転軸心方向から見た場合に、凸部５Ｔの全体と重なるとともに、シリンダ室３１の後面の全体と重なっている。そして、中間圧室３６には、第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑによって吐出室９Ａから潤滑油が供給される。この際、第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑは、中間圧室３６内が吐出室９Ａ内よりも低圧、かつモータ室１Ｃ内よりも高圧となるように、潤滑油を中間圧室３６内に導く。このため、中間圧室３６内は、吐出室９Ａ内よりも低圧、かつモータ室１Ｃ内よりも高圧である中間圧Ｐｃとなっている。

これらにより、実施例１の圧縮機では、同図の白色矢印で示すように、カバー体３５には吐出圧Ｐｄが作用するものの、凸部５Ｔを含む第２区画面５Ｒにおいて中間圧室３６に臨む領域では、カバー体３５に作用する吐出圧Ｐｄが中間圧室３６によって遮断され、この領域には、同図の黒色矢印で示すように、中間圧室３６内の圧力である中間圧Ｐｃが作用する。その一方、第２区画面５Ｒの残りの領域、つまり、第２区画面５Ｒにおいて中間圧室３６の外側となる領域には、カバー体３５を介して吐出圧Ｐｄが作用することとなる。

ここで、中間圧室３６は、回転軸心Ｘ１方向から見た場合に、凸部５Ｔの後面の全体と重なるように形成されている。これにより、実施例１の圧縮機では、第２区画面５Ｒにおいて中間圧Ｐｃが作用する領域が大きくなっている。このため、実施例１の圧縮機では、作動中に第２区画面５Ｒを圧縮室３０Ａ〜３０Ｃに向けて押圧する押圧力は、比較例の圧縮機のように第２区画面５Ｒの全体に吐出圧Ｐｄが作用する場合と比較して小さくなっている。このため、実施例１の圧縮機では、第２サイドプレート５の回転軸心Ｘ１方向の厚みが薄くても、第２サイドプレート５が圧縮室３０Ａ〜３０Ｃに向かって撓み難くなっている。特に、第２サイドプレート５には第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑが形成されていないため、第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑによって弱体化されておらず、自己の強度を維持し易くなっている。

このため、実施例１の圧縮機では、スラストクリアランスＳＣ１が作動中に設定よりも小さくなり難い。その結果、高負荷時にも、ロータ４１の回転時の抵抗力が増加し難く、動力損失が大きくなり難い。一方、実施例１の圧縮機では、スラストクリアランスＳＣ１を比較的大きく設定する必要もないことから、低負荷時に圧縮室３０Ａ〜３０Ｃ内の冷媒が漏れ易くなることもない。

したがって、実施例１の圧縮機では、回転軸心Ｘ１方向の小型化を実現しつつ、体積効率の低下を抑制できる。

また、この圧縮機では、上記のように薄くなった第２サイドプレート５の撓みを抑制できるので、第２サイドプレート５の構成素材を高剛性の材料に変更しなくてもよく、第２サイドプレート５の製造コストの高騰化も抑制できる。このため、この圧縮機では、低コスト化も実現できる。

さらに、この圧縮機では、第２サイドプレート５に対して、カバー体３５に向かって突出する凸部５Ｔが形成されており、凸部５Ｔには軸孔５Ａが貫設されている。このため、この圧縮機では、軸孔５Ａが回転軸１９を支持する範囲を大きくすることができ、軸孔５Ａが回転軸１９を好適に支持することが可能となっている。また、上記のように、中間圧室３６は凸部５Ｔの後面の全体と重なるように形成されているため、中間圧室３６は、回転軸１９及び軸孔５Ａに臨んでいる。このため、中間圧室３６に導かれた潤滑油によって、回転軸１９や軸孔５Ａ等を好適に潤滑することが可能となっている。

さらに、カバー体３５には、油分離室３５Ａが形成されている。これにより、この圧縮機では、カバー体３５が複数の機能を兼ねることが可能となっており、油分離室３５Ａをカバー体３５と別途に設ける場合と比較して、部品点数を削減することが可能となっている。

また、第１油流路３５Ｐの下端は、油排出口３５Ｂよりも鉛直方向の下方となる位置で吐出室９Ａの底部に開口している。これにより、この圧縮機では第１、２油流路３５Ｐ、３５Ｑは、吐出室９Ａ内に貯留された潤滑油を吐出室９Ａから中間圧室３６へ枯渇させることなく確実に供給することが可能となっている。

さらに、この圧縮機では、連通路５Ｐ及び環状溝５Ｃによって中間圧室３６内の潤滑油を第１〜３背圧室４９Ａ〜４９Ｃに供給することが可能となっている。これにより、中間圧室３６の潤滑油によって第１〜３ベーン５１〜５３を好適にシリンダ室３１の内周面に押し付けることが可能となっている。このため、この圧縮機では、第１〜３ベーン５１〜５３のチャタリングを抑制できることから、この点においても体積効率の低下を抑制することが可能となっている。

（実施例２）
図７に示すように、実施例２の圧縮機では、第２サイドプレート５に環状溝５Ｃ及び連通路５Ｐが形成されていない。一方、この圧縮機では、回転軸１９の内部に軸路５Ｇが形成されている。また、回転軸１９及びロータ４１に対して第１径路５Ｈが形成されている。軸路５Ｇは、回転軸１９の後端面から回転軸心Ｘ１に沿って前側に向かって延びている。第１径路５Ｈは、軸路５Ｇの先端側から回転軸１９及びロータ４１径外方向に延びており、第３背圧室４９Ｃと連通している。これにより、軸路５Ｇ及び第１径路５Ｈによって、中間圧室３６と第３背圧室４９Ｃとが連通している。なお、図示を省略するものの、回転軸１９及びロータ４１には、径外方向に延びて軸路５Ｇと第１背圧室４９Ａとを連通する第２径路と、径外方向に延びて軸路５Ｇと第２背圧室４９Ｂとを連通する第３径路とが更に形成されている。これらの軸路５Ｇ、第１径路５Ｈ、第２径路及び第３径路も本発明における「背圧流路」に相当している。

また、この圧縮機では、実施例１の圧縮機と比べて凹部１３５Ｇが小径に形成されている。具体的には、図８に示すように、この圧縮機では、凹部１３５Ｇの直径が長さＬ３に設定されており、凸部５Ｔの直径の長さＬ１よりも長いものの、シリンダ室３１の直径の長さＬ２よりも短くなっている。これにより、この圧縮機では、凹部１３５Ｇ、ひいては、中間圧室３６は、凸部５Ｔよりも大径であるものの、シリンダ室３１よりも小径となっている。このため、回転軸心Ｘ１方向から見た場合に、中間圧室３６は、凸部５Ｔの全体と重なるとともに、シリンダ室３１の後面の一部と重なるように、第２区画面５Ｒと、カバー面１３５との間との間に配置されている。この圧縮機における他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

この圧縮機では、中間圧室３６内の潤滑油が軸路５Ｇ及び第１径路５Ｈを経て、第３背圧室４９Ｃに供給される。同様に、中間圧室３６内の潤滑油は、軸路５Ｇ及び第２径路を経て第１背圧室４９Ａに供給されるとともに、軸路５Ｇ及び第３径路を経て第２背圧室４９Ｂに供給される。この圧縮における他の作用は実施例１の圧縮機と同様である。

以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、第１サイドプレート４に対して回転軸心Ｘ１方向で第２サイドプレート５に向かって延びる筒状部を形成し、第１サイドプレート４から延びる筒状部の内部にシリンダ室３１が形成される構成としても良い。同様に、第２サイドプレート５に対して回転軸心Ｘ１方向で第１サイドプレート４に向かって延びる筒状部を形成し、第２サイドプレート５から延びる筒状部の内部にシリンダ室３１が形成される構成としても良い。

また、第１サイドプレート４及び第２サイドプレート５に対して回転軸心Ｘ１方向に延びる筒状部を形成するとともに、双方の筒状部を対面させて配置することにより、第１サイドプレート４から延びる筒状部と、第２サイドプレート５から延びる筒状部とでシリンダ室３１が形成される構成としても良い。

さらに、中間圧室３６をシリンダ室３１の後面よりも大径に形成する他、中間圧室３６を種々の形状に形成しても良い。

また、第２サイドプレート５とカバー体３５との間に複数の中間圧室３６が形成されても良い。

さらに、実施例１、２の圧縮機では、第１〜３ベーン５１〜５３の３枚が設けられているが、ベーンは３枚に限られず、例えばベーンを２枚としたり４枚としたりすることもできる。

本発明は車両等の空調装置に利用可能である。

１Ｃ…モータ室（吸入室）
９Ａ…吐出室
３１…シリンダ室
１、４、７、５、９…ハウジング（１…モータハウジング、４…第１サイドプレート、７…シリンダブロック、５…第２サイドプレート、９…メインハウジング）
Ｘ１…回転軸心
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ…ベーン溝（４１Ａ…第１ベーン溝、４１Ｂ…第２ベーン溝、４１Ｃ…第３ベーン溝）
４１…ロータ
５１、５２、５３…ベーン（５１…第１ベーン、５２…第２ベーン、５３…第３ベーン）
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…圧縮室
５…第２サイドプレート（区画体）
５Ｆ…第１区画面
５Ｒ…第２区画面
１３５…カバー面
３５…カバー体
３６…中間圧室
３５Ｐ、３５Ｑ…油流路（３５Ｐ…第１油流路、３５Ｑ…第２油流路）
１９…回転軸
５Ａ…軸孔
５Ｔ…凸部
３５Ａ、５４…オイルセパレータ（３５Ａ…油分離室、５４…筒部材）
４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃ…背圧室（４９Ａ…第１背圧室、４９Ｂ…第２背圧室、４９Ｃ…第３背圧室）
５Ｃ、５Ｐ、５Ｇ、５Ｈ…背圧流路（５Ｃ…環状溝、５Ｐ…連通路、５Ｇ…軸路、５Ｈ…第１径路）

Claims (6)

1. 吸入室、吐出室及びシリンダ室が形成されたハウジングと、
   前記シリンダ室内に回転軸心周りで回転可能に設けられ、複数個のベーン溝が形成されたロータと、
   前記各ベーン溝に出没可能に設けられたベーンとを備え、
   前記シリンダ室の一面、前記シリンダ室の内周面、前記シリンダ室の他面、前記ロータの外周面及び前記各ベーンによって圧縮室が形成されるベーン型圧縮機であって、
   前記ハウジングは、前記シリンダ室と前記吐出室とを区画する区画体を有し、
   前記区画体には、前記シリンダ室の前記他面を構成する第１区画面と、前記回転軸心方向における前記第１区画面とは反対側に位置する第２区画面とが形成され、
   前記吐出室内には、前記第２区画面と対面するカバー面を有し、前記区画体に固定されたカバー体が配置され、
   前記区画体と前記カバー体との間には、前記第２区画面の一部と前記カバー面の一部とを前記回転軸心方向において離間させるとともに、前記吐出室内よりも低圧かつ前記吸入室内よりも高圧となる中間圧室が形成され、
   前記回転軸心方向から見た場合に、前記中間圧室は、前記シリンダ室の前記他面の少なくとも一部と重なるように配置され、
   前記カバー体には、前記吐出室と前記中間圧室とを連通する油流路が形成されていることを特徴とするベーン型圧縮機。
2. 前記ロータには、前記回転軸心方向に延びる回転軸が設けられ、
   前記区画体には、前記回転軸心と同軸をなし、前記回転軸を回転可能に支持する軸孔が貫設され、
   前記中間圧室は、前記回転軸及び前記軸孔に臨むように配置されている請求項１記載のベーン型圧縮機。
3. 前記区画体には、前記カバー体に向かって突出しつつ前記軸孔が貫設された凸部が形成され、
   前記回転軸心方向から見た場合に、前記中間圧室は、前記凸部の全体と重なるように配置され、かつ前記凸部よりも大きく形成されている請求項２記載のベーン型圧縮機。
4. 前記カバー体には、冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータの少なくとも一部が形成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載のベーン型圧縮機。
5. 前記オイルセパレータは、前記吐出室に連通する油排出口を有し、
   前記油流路は、前記油排出口より鉛直方向の下方で前記吐出室に開口している請求項４項記載のベーン型圧縮機。
6. 前記ロータには、前記回転軸心方向に延びる回転軸が設けられ、
   前記各ベーン溝と前記各ベーンとの間は背圧室とされ、
   前記中間圧室と前記背圧室とは背圧流路によって連通している請求項１乃至５のいずれか１項記載のベーン型圧縮機。

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