JP2020148172A - 圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ベーンの周囲に形成される隙間を低減できる圧縮機を提供すること。【解決手段】圧縮機10は、回転軸12と、回転体面71,72を有する回転体60と、固定体面100,120を有する固定体90,110と、回転体60に形成されたベーン溝130に挿入されたベーン131と、フロントシリンダ内周面33を有するフロントシリンダ30と、を備えている。圧縮機10は、フロントシリンダ内周面33、回転体面71,72及び固定体面100,120を用いて区画され、ベーン131が軸方向Zに移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室A4,A5を備えている。ここで、ベーン131は、第1ベーンパーツ180と、第1ベーンパーツ180に対して径方向R及びベーン溝130の幅方向の少なくとも一方に移動可能な第2ベーンパーツ220と、を備えている。【選択図】図1
Description
本発明は、圧縮機に関する。
特許文献1には、回転軸と、ベーン溝としての複数のスリット溝が形成された回転体としての円柱状のロータと、複数のスリット溝に揺動可能に嵌め込まれた複数のベーンと、固定体面としてのカム面が形成された固定体としてのサイドプレートと、を備えたアキシャルベーン型圧縮機について記載されている。特許文献1に記載のアキシャルベーン型圧縮機では、回転軸及びロータの回転に伴い複数のベーンが回転軸の軸方向に移動しながら回転することによって、回転体面としてのロータの軸方向端面とカム面とを用いて区画された圧縮室にて流体の吸入及び圧縮が行われる。
ここで、ベーンが軸方向に移動しながら回転する圧縮機においては、ベーンの周囲に隙間が形成されると、当該隙間を介して流体が漏れるおそれがある。この場合、圧縮機としての損失が大きくなり、効率が低下する。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はベーンの周囲に形成される隙間を低減できる圧縮機を提供することである。
上記目的を達成する圧縮機は、回転軸と、前記回転軸の回転に伴って回転するものであって、前記回転軸の軸方向に対して交差している回転体面を有する回転体と、前記回転軸の回転に伴って回転しないものであって、前記回転体面と前記軸方向に対向する固定体面を有する固定体と、前記回転体に形成されたベーン溝に挿入され、前記回転体の回転に伴って前記軸方向に移動しながら回転するベーンと、前記回転体及び前記固定体を収容するものであって、前記ベーンに対して前記回転軸の径方向に対向するシリンダ内周面を有するシリンダ部と、前記回転体面、前記固定体面及び前記シリンダ内周面を用いて区画され、前記ベーンが前記軸方向に移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室と、を備え、前記ベーンは、第1ベーンパーツと、前記第1ベーンパーツに対して前記径方向及び前記ベーン溝の幅方向の少なくとも一方に移動可能な第2ベーンパーツと、を有していることを特徴とする。
かかる構成によれば、例えば第2ベーンパーツが第1ベーンパーツに対して径方向外側に移動することにより、ベーンとシリンダ内周面との間の隙間を小さく又は当該隙間をなくすことができる。また、例えば第2ベーンパーツが第1ベーンパーツに対してベーン溝の幅方向に移動することにより、ベーンとベーン溝との間の隙間を小さく又は当該隙間をなくすることができる。これにより、ベーンの周囲に形成される隙間を低減できる。
上記圧縮機について、前記第1ベーンパーツは、前記径方向の移動が規制されている一方、前記軸方向の移動が許容された状態で、前記回転体に取り付けられており、前記第2ベーンパーツは、前記第1ベーンパーツに対して少なくとも前記径方向に移動可能であるとよい。
かかる構成によれば、両ベーンパーツに対して遠心力が付与される。この場合、仮にベーンとシリンダ内周面との間に隙間がある場合には、第2ベーンパーツが径方向外側に向けて移動することにより、上記隙間を小さく又はなくすことができる。
一方、径方向における第1ベーンパーツの移動は規制されているため、遠心力が付与された場合であっても第1ベーンパーツは径方向外側に移動しにくい。これにより、ベーンに対して径方向内側に隙間が生じることを抑制できる。したがって、ベーンの径方向内側及び径方向外側の双方において隙間を低減できる。
上記圧縮機について、前記回転体は、前記回転軸が挿入されているものであって、筒部外周面を有する回転体筒部と、前記回転軸の径方向外側に突出するように前記筒部外周面に設けられ、前記回転体面及び前記ベーン溝を有する回転体リング部と、を備え、前記回転体筒部が前記固定体に形成された固定体挿入孔に挿入されることによって前記固定体に支持されており、前記筒部外周面における前記ベーン溝に対して前記回転軸の径方向内側の部分には、前記軸方向に延びた凹条が形成されており、前記第1ベーンパーツは、前記凹条に挿入されたインナー部と、前記インナー部と一体形成され、前記インナー部から前記径方向外側に向けて突出した突出板部と、を有し、前記突出板部と前記第2ベーンパーツとが前記ベーン溝に挿入されており、前記第2ベーンパーツは、前記第1ベーンパーツに対して前記径方向及び前記幅方向の双方に移動可能な状態で、前記インナー部と前記シリンダ内周面との間に配置されているとともに前記突出板部に対して前記幅方向に対向しているとよい。
かかる構成によれば、回転体面を有する回転体が、固定体面を有する固定体に支持されている。これにより、固定体が回転体を直接支持しているため、固定体に対する回転体の位置ずれを抑制できる。したがって、軸方向に対向している回転体面と固定体面との位置ずれを好適に抑制できる。よって、固定体面に対する回転体面の位置ずれに起因して、回転体面が固定体面に引っ掛かる等の不都合を抑制できる。また、固定体による支持によって、回転体の傾きが規制されている。これにより、回転体が傾くことに起因して流体が漏れる隙間が形成されることを抑制できる。
また、遠心力が付与されることによって、第2ベーンパーツが径方向外側に押圧されて、第2ベーンパーツとシリンダ内周面との間がシールされる。この場合、第2ベーンパーツとインナー部との間に隙間が生じ得る。
この点、本構成によれば、インナー部と突出板部とは一体形成されているため、インナー部と突出板部との間には隙間は生じない。これにより、ベーンを幅方向に貫通する隙間が生じない。したがって、第2ベーンパーツとインナー部との間に隙間が生じた場合であっても、流体が漏れにくくなっている。また、第2ベーンパーツが突出板部から離れる方向に移動することによって、ベーンとベーン溝との隙間を小さく又は当該隙間をなくすことができる。したがって、ベーンの周囲のうち径方向の隙間及び幅方向の隙間の双方を低減することができる。
上記圧縮機について、前記凹条は、前記筒部外周面における前記ベーン溝の前記径方向内側の部分から前記固定体挿入孔内まで形成されており、前記インナー部の前記軸方向の端部は、前記固定体挿入孔に挿入されており、前記固定体挿入孔の内壁面によって支持されているとよい。
かかる構成によれば、インナー端部が固定体挿入孔の内壁面によって支持されているため、第1ベーンパーツが遠心力によって径方向外側に移動することが規制されている。これにより、第1ベーンパーツが第2ベーンパーツとともに径方向外側に移動してしまう事態を抑制できる。
上記圧縮機について、前記固定体挿入孔の内壁面は、角度位置に関わらず前記軸方向の長さが一定のベース壁面と、前記ベース壁面から前記回転体面に向けて前記軸方向に突出している部分であって、角度位置に応じて突出寸法が異なる突出壁面と、を有し、前記インナー部の前記軸方向の端部は、前記ベース壁面によって支持されているとよい。
かかる構成によれば、インナー部の軸方向の端部は、突出壁面ではなく、ベース壁面に支持されているため、インナー部の軸方向の端部は、角度位置に関わらず常に支持される。これにより、安定して第1ベーンパーツを支持することができる。
上記圧縮機について、前記第1ベーンパーツと前記第2ベーンパーツとの間にオイルを供給するオイル供給通路を備えているとよい。
かかる構成によれば、両ベーンパーツの間にオイルが供給されることにより、両ベーンパーツ間がシールされる。これにより、両ベーンパーツの間を介して流体が漏れることを抑制できる。また、両ベーンパーツの間にあるオイルによって両ベーンパーツが押圧されるため、ベーンの周囲に形成され得る隙間をより低減できる。
かかる構成によれば、両ベーンパーツの間にオイルが供給されることにより、両ベーンパーツ間がシールされる。これにより、両ベーンパーツの間を介して流体が漏れることを抑制できる。また、両ベーンパーツの間にあるオイルによって両ベーンパーツが押圧されるため、ベーンの周囲に形成され得る隙間をより低減できる。
上記圧縮機について、前記回転体は、前記回転体面として第1回転体面及び第2回転体面を有し、前記圧縮機は、前記固定体として第1固定体及び第2固定体を備え、前記第1固定体は、前記固定体面として、前記第1回転体面に対して前記軸方向に対向する第1固定体面を有し、前記第2固定体は、前記固定体面として、前記第2回転体面に対して前記軸方向に対向する第2固定体面を有し、前記圧縮機は、前記圧縮室として、前記第1回転体面、前記第1固定体面及び前記シリンダ内周面を用いて区画された第1圧縮室と、前記第2回転体面、前記第2固定体面及び前記シリンダ内周面を用いて区画された第2圧縮室と、を備え、前記第1ベーンパーツは、前記両固定体面の間に配置された状態で前記ベーン溝に挿入され且つ前記軸方向に離間する方向に移動可能に分割された第1分割パーツ及び第2分割パーツを有しているとよい。
かかる構成によれば、両圧縮室において共通のベーンを用いて流体の吸入及び圧縮を行わせることができる。そして、両分割パーツが軸方向に離間する方向に移動することによって、第1ベーンパーツが両固定体面に対して当接することができる。これにより、仮に製造誤差などに起因して両固定体面の距離にばらつきが生じる場合であっても、ベーンと第1固定体面との間、及び、ベーンと第2固定体面との間に隙間が生じることを抑制できる。
この発明によれば、ベーンの周囲に形成される隙間を低減できる。
以下、圧縮機の一実施形態について図面を用いて説明する。なお、本実施形態の圧縮機は、例えば車両用であり、詳細には車両に搭載されて使用される。圧縮機は、例えば車両用空調装置に用いられるものであり、本圧縮機の圧縮対象の流体はオイルを含む冷媒である。なお、図示の都合上、図1については回転軸12、回転体60、両固定体90,110を側面図で示す。また、図6及び図7においては、複数のベーン131を模式的に側面図で示す。
図1に示すように、圧縮機10は、ハウジング11と、回転軸12と、電動モータ13と、インバータ14と、シリンダ部としてのフロントシリンダ30と、リアプレート40と、回転体60と、フロント固定体90と、リア固定体110と、を備えている。
ハウジング11は、例えば全体として筒状であり、外部からの吸入流体が吸入される吸入口11a及び圧縮流体が吐出される吐出口11bを有している。回転軸12、電動モータ13、インバータ14、フロントシリンダ30、リアプレート40、回転体60、両固定体90,110は、ハウジング11内に収容されている。
ハウジング11は、フロントハウジング21と、リアハウジング22と、インバータカバー25とを備えている。
フロントハウジング21は、有底筒状でリアハウジング22に向けて開口している。吸入口11aは、例えばフロントハウジング21の側壁部のうち開口端部よりも底部側の位置に設けられている。但し、吸入口11aの位置は任意である。
フロントハウジング21は、有底筒状でリアハウジング22に向けて開口している。吸入口11aは、例えばフロントハウジング21の側壁部のうち開口端部よりも底部側の位置に設けられている。但し、吸入口11aの位置は任意である。
リアハウジング22は、リアハウジング底部23と、リアハウジング底部23からフロントハウジング21に向けて起立したリアハウジング側壁部24とを有する有底筒状である。フロントハウジング21とリアハウジング22とは、互いに開口部同士が向き合う状態でユニット化されている。
インバータカバー25は、フロントハウジング21に対してリアハウジング22側とは反対側に配置されている。インバータカバー25は、フロントハウジング21の底部に突き合せられた状態でフロントハウジング21に固定されている。インバータカバー25内には、インバータ14が収容されている。インバータ14は、電動モータ13を駆動させるものである。
図1に示すように、フロントシリンダ30は、リアプレート40と協働して両固定体90,110及び回転体60を収容するものである。フロントシリンダ30は、リアハウジング22よりも小さく形成された有底筒状であり、リアハウジング底部23に向けて開口している。
フロントシリンダ30は、フロントシリンダ底部31と、フロントシリンダ底部31からリアハウジング底部23に向けて起立したフロントシリンダ側壁部32と、を有している。
図1及び図2に示すように、フロントシリンダ底部31は、軸方向Zに段差状となっており、中央側に配置されている第1底部31aと、第1底部31aに対して回転軸12の径方向R外側であって第1底部31aよりもリアハウジング底部23側に配置されている第2底部31bとを有している。第1底部31aには、回転軸12が挿通可能なフロント挿通孔31cが形成されており、回転軸12は、フロント挿通孔31cに挿通されている。
図1に示すように、フロントシリンダ側壁部32は、リアハウジング22の内側に入り込んでいる。フロントシリンダ側壁部32は、内周面であるフロントシリンダ内周面33と、フロントシリンダ内周面33とは反対側に配置された外周面としてのフロントシリンダ外周面34と、を有している。
フロントシリンダ内周面33及びフロントシリンダ外周面34は、例えば軸方向Zを軸線方向とする円筒面である。フロントシリンダ外周面34は、リアハウジング側壁部24の内周面と径方向Rに当接している。
本実施形態では、フロントシリンダ外周面34には、吐出室A1を区画するための吐出凹部35が形成されている。吐出凹部35は、フロントシリンダ外周面34のうち軸方向Zの両端部の間に形成されており、径方向R内側に向けて凹んでいる。吐出凹部35とリアハウジング側壁部24とによって、圧縮流体が存在する吐出室A1が区画されている。本実施形態における吐出室A1は、軸方向Zを軸線方向とする円筒状に形成されている。
フロントシリンダ30には、回転軸12の径方向R外側に張り出した膨出部36が設けられている。膨出部36は、フロントシリンダ底部31及びフロントシリンダ側壁部32における基端側(フロントシリンダ底部31側)の双方に跨る位置に設けられている。膨出部36は、フロントシリンダ外周面34から径方向R外側に膨出している。フロントハウジング21とリアハウジング22とは、膨出部36を挟んだ状態でユニット化されている。両ハウジング21,22によってフロントシリンダ30の軸方向Zの位置ずれが規制されている。
図1に示すように、本実施形態では、ハウジング11内には、フロントハウジング21及びフロントシリンダ底部31によって区画されたモータ室A2が設けられており、モータ室A2に電動モータ13が収容されている。電動モータ13は、インバータ14から駆動電力を供給されることにより、回転軸12を、矢印Mで示す方向、詳細には電動モータ13から両固定体90,110を見て時計回りの方向に回転させる。
ちなみに、吸入口11aはモータ室A2を区画するフロントハウジング21に設けられているため、吸入口11aから吸入された吸入流体はハウジング11内のモータ室A2に吸入される。つまり、モータ室A2内には吸入流体が存在する。換言すれば、モータ室A2は、吸入流体が吸入される吸入室といえる。
本実施形態の圧縮機10では、インバータ14、電動モータ13、フロント固定体90、回転体60、リア固定体110が軸方向Zに順に並んでいる。但し、これら各部品の位置は任意であり、例えばインバータ14が電動モータ13に対して回転軸12の径方向R外側に配置されていてもよい。
リアプレート40は板状(本実施形態では円板状)であり、その板厚方向が軸方向Zに一致するようにリアハウジング22内に収容されている。リアプレート40の外径は、例えばフロントシリンダ外周面34(又はリアハウジング側壁部24の内周面)と同一径である。リアプレート40は、リアハウジング22に嵌まっており、リアハウジング22に支持されている。
リアプレート40は、フロントシリンダ30のフロントシリンダ底部31とは別体である。フロントシリンダ30とリアプレート40とは、フロントシリンダ側壁部32の先端部がリアプレート40に突き合わせられるように組み付けられており、リアプレート40によってフロントシリンダ30の開口部分が塞がれている。
詳細には、リアプレート40のうちフロントシリンダ側壁部32の先端部と軸方向Zに対向する箇所にはプレート窪み42が形成されている。プレート窪み42は、全周に亘って形成されている。フロントシリンダ30とリアプレート40とは、フロントシリンダ側壁部32の先端部がプレート窪み42に嵌合した状態で互いに取り付けられている。
ちなみに、リアプレート40は、ハウジング11に支持されているフロントシリンダ30と、ハウジング11の一部であるリアハウジング底部23とによって挟持されている。これにより、リアプレート40は、ハウジング11に支持されている。なお、リアプレート40はハウジング11に支持されていれば、その具体的な支持態様は任意である。
リアプレート40は、軸方向Zに直交する板面として第1プレート面43及び第2プレート面44を有している。第1プレート面43は、フロントシリンダ底部31側に配置されている。第2プレート面44は、リアハウジング底部23側に配置されており、リアハウジング底部23と軸方向Zに対向している。なお、本実施形態では、プレート窪み42が形成されている関係上、第1プレート面43は第2プレート面44よりも小さい。
なお、本明細書において「対向」とは、特に説明がない限り、技術的に矛盾しない範囲内において、隙間を介して互いに向き合う態様と、当接している態様とを含む。例えば、第2プレート面44とリアハウジング底部23とは、離間していてもよいし、当接していてもよい。また、「対向」とは、2つの面において、一部が当接して、その他の部分が離間している態様を含む。
図1に示すように、圧縮機10は、回転軸12を回転可能に支持するシャフト軸受51,53を備えている。
フロントシャフト軸受51は、フロントハウジング21の底部に設けられたボス部52に取り付けられている。ボス部52は、フロントハウジング21の底部から突出したリング形状である。フロントシャフト軸受51は、ボス部52に対して回転軸12の径方向R内側に配置されており、回転軸12の軸方向Zの両端部である両シャフト端部12a,12bのうちフロントシャフト端部12aを回転可能に支持している。
フロントシャフト軸受51は、フロントハウジング21の底部に設けられたボス部52に取り付けられている。ボス部52は、フロントハウジング21の底部から突出したリング形状である。フロントシャフト軸受51は、ボス部52に対して回転軸12の径方向R内側に配置されており、回転軸12の軸方向Zの両端部である両シャフト端部12a,12bのうちフロントシャフト端部12aを回転可能に支持している。
リアプレート40の中央部には、回転軸12が挿通されたリア挿通孔41が形成されている。リア挿通孔41は、フロントシャフト端部12aとは反対側のリアシャフト端部12bと同一またはそれよりも大きく形成されている。リアシャフト端部12bがリア挿通孔41に挿通されている。
リアシャフト軸受53は、リア挿通孔41の内壁面に設けられ、リアシャフト端部12bを回転可能に支持している。リアシャフト軸受53は、例えばリア挿通孔41の内壁面に形成されたコーティング層から構成されたコーティング軸受である。
コーティング層については任意であり、例えば熱硬化性樹脂や潤滑剤を含むもの等でもよい。また、リアシャフト軸受53は、コーティング層から形成されたコーティング軸受に限られず任意であり、例えば他の滑り軸受や転がり軸受などでもよい。なお、図面の都合上、図1等においては、リアシャフト軸受53を実際よりも厚く示す。
以上のとおり、本実施形態では、両シャフト端部12a,12bが両シャフト軸受51,53によって回転可能に支持されている。ここで、フロントシャフト軸受51がフロントハウジング21のボス部52に取り付けられている点、及び、リアシャフト軸受53が形成されているリアプレート40がリアハウジング22に支持されている点を鑑みれば、回転軸12は、両シャフト軸受51,53によって、ハウジング11に対して回転可能に支持されているといえる。なお、本実施形態では、回転軸12は円柱状である。
図1に示すように、リアハウジング底部23における回転軸12と軸方向Zに対向する位置には、ハウジング凹部54が形成されている。ハウジング凹部54は、例えばリアシャフト端部12bよりも一回り大きく形成された円形の凹部である。リアシャフト端部12bの一部は、ハウジング凹部54内に入り込んでいる。
圧縮機10は、ハウジング凹部54内に設けられ、回転軸12の軸方向Zの位置ずれを規制するリングプレート55を備えている。リングプレート55は、例えばハウジング凹部54と同一径の外径を有する平板リング状であり、ハウジング凹部54に嵌合している。リングプレート55は、リアシャフト端部12bとハウジング凹部54の底面との間に設けられている。回転軸12のうちフロントシャフト端部12aを除いた部分は、フロントシャフト軸受51とリングプレート55とによって軸方向Zに挟まれている。これにより、回転軸12の軸方向Zの移動が規制されている。但し、寸法誤差に対応する関係上、リングプレート55とリアシャフト端部12bとの間に若干の隙間が形成されていてもよい。
図1に示すように、ハウジング11内には、フロントシリンダ30とリアプレート40とによって区画された収容室A3が形成されており、収容室A3内に回転体60及び両固定体90,110が収容されている。
モータ室A2と収容室A3とは、ハウジング11内において軸方向Zに並んで設けられている。そして、モータ室A2と収容室A3とは、フロントシリンダ底部31によって仕切られており、モータ室A2内の吸入流体が収容室A3に流れ込まないようになっている。つまり、フロントシリンダ底部31は、モータ室A2内の吸入流体が収容室A3に流れ込みにくくなるようにモータ室A2と収容室A3とを仕切る仕切壁部といえる。回転軸12は、仕切壁部としてのフロントシリンダ底部31を貫通することによって、モータ室A2と収容室A3との双方に跨って配置されている。また、リアプレート40は、収容室A3を区画するのに用いられている区画部ともいえる。
次に、図2〜図5などを用いて回転体60について詳細に説明する。なお、図示の都合上、図5に示す回転体60は、図4とは異なる回転位置に配置されている状態、すなわち異なる位相で示す。
回転体60は、回転軸12の回転に伴って回転方向Mに回転するものである。回転体60は、その回転中心軸が回転軸12の中心軸と同一となるようにハウジング11内に配置されている。つまり、回転体60は、回転軸12と同軸となるように配置されている。このため、本圧縮機10は、偏芯運動ではなく、軸心運動の構造となっている。
回転体60は、回転軸12が挿通された回転体筒部61と、回転体筒部61から径方向R外側に向けて突出している回転体リング部70と、を備えている。
回転体筒部61は、回転軸12と一体回転するように回転軸12に取り付けられている。これにより、回転軸12の回転に伴って、回転体60が回転する。なお、回転軸12に対する回転体筒部61の取付態様は任意であり、例えば圧入によって回転体筒部61が回転軸12に固定されてもよいし、回転軸12及び回転体筒部61に跨って挿入される固定ピンによって回転体筒部61が回転軸12に固定されてもよい。また、キー等の連結部材によって回転体筒部61と回転軸12とが連結される構成でもよいし、回転体筒部61と回転軸12とが、一方に設けられた凹部に他方に設けられた凸部が係合している構成でもよい。
回転体筒部61は、回転軸12と一体回転するように回転軸12に取り付けられている。これにより、回転軸12の回転に伴って、回転体60が回転する。なお、回転軸12に対する回転体筒部61の取付態様は任意であり、例えば圧入によって回転体筒部61が回転軸12に固定されてもよいし、回転軸12及び回転体筒部61に跨って挿入される固定ピンによって回転体筒部61が回転軸12に固定されてもよい。また、キー等の連結部材によって回転体筒部61と回転軸12とが連結される構成でもよいし、回転体筒部61と回転軸12とが、一方に設けられた凹部に他方に設けられた凸部が係合している構成でもよい。
回転体筒部61は、例えば軸方向Zを軸線方向とする円筒状である。回転体筒部61は、例えば回転軸12と同一径又はそれよりも大きい内径を有している。回転体筒部61の内周面と回転軸12の外周面とが径方向Rに対向している。
回転体筒部61は、軸方向Zを軸線方向とする筒状の筒部外周面62を有している。筒部外周面62は、径方向R外側に凸となるように湾曲しており、本実施形態では円筒面である。
図2〜図4に示すように、回転体リング部70は、回転体筒部61の軸方向Zの両端部である両回転体端部61a,61b間の所定位置(本実施形態では中央部付近)に設けられている。
回転体リング部70は、軸方向Zを板厚方向とする円環板状であり、軸方向Zの両端面としてフロント回転体面71及びリア回転体面72を有している。両回転体面71,72はリング状である。両回転体面71,72は、軸方向Zに対して交差しており、本実施形態では軸方向Zに直交する平坦面である。このため、両回転体面71,72の内周縁及び外周縁は、径方向Rから見て直線状であり、周方向に関わらず軸方向Zの位置が一定となっている。
回転体リング部70の外周面であるリング外周面73は、径方向Rに対して交差する面であり、フロントシリンダ内周面33と径方向Rに対向している。リング外周面73とフロントシリンダ内周面33とは当接していてもよいし、微小な隙間を介して離間していてもよい。
図4に示すように、圧縮機10は、回転体60を軸方向Zから支持するスラスト軸受81,82を備えている。両スラスト軸受81,82は、回転体筒部61の軸方向Zの両側に配置されており、回転体筒部61を軸方向Zから挟んでいる。
詳細には、フロントスラスト軸受81は、フロントシリンダ底部31が段差状に形成されていることによって生じたスペースに配置されている。フロントスラスト軸受81は、フロントシリンダ底部31に支持された状態で、回転体筒部61(詳細にはフロント回転体端部61a)を軸方向Zから支持している。
リアスラスト軸受82は、リアプレート40に形成されたスラスト収容凹部83内に配置されている。スラスト収容凹部83は、リア挿通孔41の内壁面のうち第2プレート面44よりも第1プレート面43側の部分及び第1プレート面43におけるリア挿通孔41の周縁部分に形成されている。リアスラスト軸受82は、スラスト収容凹部83内に配置されており、リアプレート40に支持された状態で、回転体筒部61(詳細にはリア回転体端部61b)を軸方向Zから支持している。
両スラスト軸受81,82は円板状であり、両スラスト軸受81,82には回転軸12が挿通されている。本実施形態では、両スラスト軸受81,82の内周面と回転軸12の外周面とは当接している。この場合、両スラスト軸受81,82は、回転軸12と径方向Rに当接することによって回転軸12を支持しているともいえる。ただし、これに限られず、両スラスト軸受81,82と回転軸12とは径方向Rに離間していてもよい。
両固定体90,110は、回転体リング部70の軸方向Zの両側に配置されている。換言すれば、両固定体90,110は、回転体リング部70を介して軸方向Zに離間して対向配置されているともいえ、回転体リング部70は、両固定体90,110の間に配置されているともいえる。
両固定体90,110は、回転軸12の回転に伴って回転しないようにフロントシリンダ30(換言すればハウジング11)に固定されている。例えば、締結具(図示略)がフロントシリンダ側壁部32を貫通した状態で固定体90,110の側方から締結されることによって、固定体90,110がフロントシリンダ30に固定されている。
ただし、これに限られず、フロントシリンダ30に対する両固定体90,110の固定態様は任意であり、例えば圧入又は嵌合によって固定されていてもよい。また、フロント固定体90とフロントシリンダ底部31とを締結する締結部が1つ又は複数設けられていてもよいし、リア固定体110とリアプレート40とを締結する締結部が1つ又は複数設けられていてもよい。
両固定体90,110の構成について詳細に説明する。なお、本実施形態では、両固定体90,110は同一形状である。
図1〜図4に示すように、両固定体90,110のうちフロントシリンダ底部31側(換言すればモータ室A2に近い位置)に配置されているフロント固定体90は、例えばリング状(本実施形態では円環状)であり、回転軸12が挿入されたフロント固定体挿入孔91を有している。本実施形態では、フロント固定体挿入孔91は、軸方向Zに貫通した貫通孔である。フロント固定体90は、回転軸12がフロント固定体挿入孔91に挿入された状態でフロントシリンダ30内に配置されている。
図1〜図4に示すように、両固定体90,110のうちフロントシリンダ底部31側(換言すればモータ室A2に近い位置)に配置されているフロント固定体90は、例えばリング状(本実施形態では円環状)であり、回転軸12が挿入されたフロント固定体挿入孔91を有している。本実施形態では、フロント固定体挿入孔91は、軸方向Zに貫通した貫通孔である。フロント固定体90は、回転軸12がフロント固定体挿入孔91に挿入された状態でフロントシリンダ30内に配置されている。
フロント固定体90は、フロントシリンダ内周面33と径方向Rに対向するフロント固定体外周面92を有している。本実施形態では、フロント固定体外周面92とフロントシリンダ内周面33とは当接している。ただし、これに限られず、フロントシリンダ内周面33とフロント固定体外周面92とは離間していてもよい。
フロント固定体90は、フロントシリンダ底部31と軸方向Zに対向するフロント背面93を備えている。フロント背面93とフロントシリンダ底部31の内側底面31dとは、離間していてもよいし、当接していてもよい。
図1〜図4に示すように、両固定体90,110のうち区画部としてのリアプレート40側(換言すればモータ室A2から離れている側)に配置されているリア固定体110は、フロント固定体90と同様に、リング状(本実施形態では円環状)であり、回転軸12が挿入されたリア固定体挿入孔111を有している。本実施形態では、リア固定体挿入孔111は、軸方向Zに貫通した貫通孔である。リア固定体110は、回転軸12がリア固定体挿入孔111に挿入された状態でフロントシリンダ30内に配置されている。つまり、本実施形態では、回転軸12は両固定体90,110を軸方向Zに貫通している。
リア固定体110は、フロントシリンダ内周面33と径方向Rに対向するリア固定体外周面112を有している。本実施形態では、リア固定体外周面112とフロントシリンダ内周面33とは当接している。ただし、これに限られず、フロントシリンダ内周面33とリア固定体外周面112とは離間していてもよい。
リア固定体110は、リアプレート40の第1プレート面43と軸方向Zに対向するリア背面113を備えている。リア背面113と第1プレート面43とは離間していてもよいし、当接していてもよい。
図4に示すように、回転体60は、回転体筒部61が固定体90,110の固定体挿入孔91,111に挿入されることによって固定体90,110に支持されている。
詳細には、回転体筒部61の軸方向Zの両端部である両回転体端部61a,61bのうちフロント回転体端部61aは、フロント固定体挿入孔91に挿入されており、フロント固定体挿入孔91を介してフロント固定体90を貫通している。
詳細には、回転体筒部61の軸方向Zの両端部である両回転体端部61a,61bのうちフロント回転体端部61aは、フロント固定体挿入孔91に挿入されており、フロント固定体挿入孔91を介してフロント固定体90を貫通している。
フロント固定体挿入孔91は、回転体筒部61(詳細には筒部外周面62)に対応させて形成されており、本実施形態では回転体筒部61が円筒状であることに対応させて軸方向Zから見て円形に形成されている。そして、フロント固定体挿入孔91の直径は筒部外周面62の直径と同一又はそれよりも若干大きいとよい。フロント回転体端部61aは、フロント固定体挿入孔91の内壁面91aに形成されたフロント回転体軸受94によって、フロント固定体90に回転可能に支持されている。
同様に、両回転体端部61a,61bのうちフロント回転体端部61aとは反対側のリア回転体端部61bは、リア固定体挿入孔111に挿入されており、リア固定体挿入孔111を介してリア固定体110を貫通している。
リア固定体挿入孔111は、回転体筒部61(詳細には筒部外周面62)に対応させて形成されており、本実施形態では回転体筒部61が円筒状であることに対応させて軸方向Zから見て円形に形成されている。そして、リア固定体挿入孔111の直径は筒部外周面62の直径と同一又はそれよりも若干大きいとよい。リア回転体端部61bは、リア固定体挿入孔111の内壁面111aに形成されたリア回転体軸受114によって、リア固定体110に回転可能に支持されている。
つまり、両回転体端部61a,61bは、両回転体軸受94,114を介して両固定体90,110に支持されている。これにより、回転体60が両固定体90,110に対して支持され、両固定体90,110に対する回転体60の位置ずれを抑制できる。
また、両回転体端部61a,61bは、回転体60の軸方向Zの両端部を構成している。このため、両回転体軸受94,114によって、回転体60の両端部が支持されているといえる。これにより、回転体60が安定して保持されている。
更に、固定体挿入孔91,111が回転体筒部61に対応させて形成されているため、固定体挿入孔91,111の内壁面91a,111aと筒部外周面62との間に形成される隙間が生じにくい又は当該隙間が小さい。
ちなみに、回転体軸受94,114は、例えば固定体挿入孔91,111の内壁面91a,111aに形成されたコーティング層により構成されたコーティング軸受である。この場合、図面の都合上、図4等においては、回転体軸受94,114を実際よりも厚く示す。なお、回転体軸受94,114の具体的な構成は、コーティング軸受に限られず任意であり、例えば他の滑り軸受や転がり軸受などでもよい。
フロント固定体90は、フロント回転体面71と軸方向Zに対向している固定体面としてのフロント固定体面100を有している。フロント固定体面100は、フロント背面93とは反対側の板面である。フロント固定体面100は、リング状であり、本実施形態では軸方向Zから見て円環状である。
図3に示すように、フロント固定体面100は、軸方向Zと交差(本実施形態では直交)する第1フロント平坦面101及び第2フロント平坦面102と、両フロント平坦面101,102を繋ぐ湾曲面としての一対のフロント湾曲面103と、を備えている。
図4に示すように、両フロント平坦面101,102は、軸方向Zにずれている。詳細には、第2フロント平坦面102は、第1フロント平坦面101よりもフロント回転体面71に近い位置に配置されており、フロント回転体面71に対して当接している。なお、フロント固定体面100のうち第2フロント平坦面102以外の面は、フロント回転体面71から離間している。
両フロント平坦面101,102は、フロント固定体90の周方向に離間して配置されており、例えば両者は180°ずれている。本実施形態では、両フロント平坦面101,102は扇状である。なお、以降の説明において、両固定体90,110の周方向位置を角度位置ともいう。
一対のフロント湾曲面103はそれぞれ扇状である。図3に示すように、一対のフロント湾曲面103は、軸方向Z及び両フロント平坦面101,102の対向方向の双方と直交する方向に対向配置されている。両フロント湾曲面103は同一形状である。
一対のフロント湾曲面103はそれぞれ、両フロント平坦面101,102を繋いでいる。詳細には、一対のフロント湾曲面103のうち一方は、両フロント平坦面101,102の周方向の一端部同士を繋いでおり、他方は、両フロント平坦面101,102の周方向の上記一端部とは反対側の他端部同士を繋いでいる。
ここで、説明の便宜上、フロント湾曲面103と第1フロント平坦面101との境界部分の角度位置を第1角度位置θ1とし、フロント湾曲面103と第2フロント平坦面102との境界部分の角度位置を第2角度位置θ2とする。なお、図示の都合上、図3においては、各角度位置θ1,θ2を破線で示すが、実際には境界部分は滑らかに連続している。
フロント湾曲面103は、周方向(換言すればフロント固定体90の角度位置)に応じて軸方向Zに変位した湾曲面である。詳細には、フロント湾曲面103は、第1角度位置θ1から第2角度位置θ2に向かうにしたがって徐々にフロント回転体面71に近づくように軸方向Zに湾曲している。換言すれば、一対のフロント湾曲面103は、第2フロント平坦面102に対して周方向の両側に設けられ、第2フロント平坦面102から周方向に離れるに従って徐々にフロント回転体面71から離れるように軸方向Zに湾曲している。
本実施形態では、フロント湾曲面103は、フロント回転体面71に対して凹となるように軸方向Zに湾曲しているフロント凹面103aと、フロント回転体面71に向けて凸となるように軸方向Zに湾曲しているフロント凸面103bと、を有している。
フロント凹面103aは、第2フロント平坦面102よりも第1フロント平坦面101の近くに配置されており、フロント凸面103bは、第1フロント平坦面101よりも第2フロント平坦面102の近くに配置されている。フロント凹面103aとフロント凸面103bとは繋がっている。つまり、フロント湾曲面103は、変曲点を有する湾曲面である。
なお、フロント凸面103bが占める角度範囲とフロント凹面103aが占める角度範囲とは同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、変曲点の位置は任意である。また、フロント湾曲面103は波状に湾曲している湾曲面ともいえるため、この点に着目すれば、フロント固定体面100は波状に湾曲している部分を含むフロントウェーブ面ともいえる。
また、上記のようにフロント固定体面100がウェーブ形状となっていることに対応させて、フロント固定体90の厚さ(換言すれば軸方向Zの長さ)は、角度位置に応じて異なっている。詳細には、フロント固定体90における第2フロント平坦面102に対応する部分が最も肉厚となっており、第1フロント平坦面101に対応する部分が最も肉薄となっている。そして、フロント固定体90におけるフロント湾曲面103に対応する部分は、第2フロント平坦面102から第1フロント平坦面101に向かうに従って徐々に肉薄となっている。
これに対応させて、フロント固定体挿入孔91の内壁面91aは、角度位置に応じて軸方向Zの長さが異なった形状となっている。詳細には、フロント固定体挿入孔91の内壁面91aは、ベース壁面91bと、ベース壁面91bからフロント回転体面71に向けて突出した突出壁面91cと、を有している。
ベース壁面91bは、例えば角度位置に関わらず軸方向Zの長さが一定の円筒面であり、ベース壁面91bの軸方向Zの長さはフロント固定体90の最小厚さと同一である。
突出壁面91cは、角度位置に応じて突出寸法が異なっている。詳細には、突出壁面91cは、第1フロント平坦面101に対応する部分から第2フロント平坦面102に対応する部分に向かうに従って徐々に突出寸法が大きくなるように形成されており、第2フロント平坦面102に対応する部分では突出寸法は一定となっている。なお、突出壁面91cは、第1フロント平坦面101に対応する部分には形成されていない。
突出壁面91cは、角度位置に応じて突出寸法が異なっている。詳細には、突出壁面91cは、第1フロント平坦面101に対応する部分から第2フロント平坦面102に対応する部分に向かうに従って徐々に突出寸法が大きくなるように形成されており、第2フロント平坦面102に対応する部分では突出寸法は一定となっている。なお、突出壁面91cは、第1フロント平坦面101に対応する部分には形成されていない。
本実施形態のフロント回転体軸受94は、ベース壁面91b及び突出壁面91cの双方に形成されている。ベース壁面91bは、フロント回転体軸受94を介して回転体筒部61を全周に亘って支持している。一方、突出壁面91cは、フロント回転体軸受94を介して回転体筒部61を全周ではなく部分的に支持している。詳細には、突出壁面91cは、回転体筒部61のうち第1フロント平坦面101に対応する角度範囲以外の部分を支持している。
リア固定体110は、リア回転体面72と軸方向Zに対向している固定体面としてのリア固定体面120を有している。リア固定体面120は、リア背面113とは反対側の板面である。リア固定体面120は、軸方向Zから見てリング状であり、本実施形態では円環状である。
本実施形態では、リア固定体面120は、フロント固定体面100と同一形状である。図2に示すように、リア固定体面120は、軸方向Zと交差(本実施形態では直交)する第1リア平坦面121及び第2リア平坦面122と、両リア平坦面121,122を繋ぐ湾曲面としての一対のリア湾曲面123と、を備えている。
図4に示すように、両リア平坦面121,122は、軸方向Zにずれている。詳細には、第2リア平坦面122は、第1リア平坦面121よりもリア回転体面72に近い位置に配置されており、リア回転体面72に対して当接している。なお、リア固定体面120のうち第2リア平坦面122以外の面は、リア回転体面72から離間している。
両リア平坦面121,122は、リア固定体110の周方向に離間して配置されており、例えば両者は180°ずれている。本実施形態では、両リア平坦面121,122は扇状である。
一対のリア湾曲面123はそれぞれ扇状である。一対のリア湾曲面123は、軸方向Z及び両リア平坦面121,122の対向方向の双方と直交する方向に対向配置されている。一対のリア湾曲面123のうち一方は、両リア平坦面121,122の周方向の一端部同士を繋いでおり、他方は、両リア平坦面121,122の周方向の上記一端部とは反対側の他端部同士を繋いでいる。
換言すれば、一対のリア湾曲面123は、第2リア平坦面122に対して周方向の両側に設けられ、第2リア平坦面122から周方向に離れるに従って徐々にリア回転体面72から離れるように軸方向Zに湾曲している。
両固定体面100,120は、回転体リング部70を介して、互いに位相が180°ずれた状態で軸方向Zに離間して対向している。
両固定体面100,120の対向距離は、その角度位置(換言すれば周方向位置)に関わらず一定となっている。詳細には、図4に示すように、第1フロント平坦面101と第2リア平坦面122とが軸方向Zに対向しており、第2フロント平坦面102と第1リア平坦面121とが軸方向Zに対向している。そして、両フロント平坦面101,102間の軸方向Zのずれ量と、両リア平坦面121,122間のずれ量とは同一となっている。以降、両フロント平坦面101,102間の軸方向Zのずれ量及び両リア平坦面121,122間のずれ量を単に「ずれ量Z1」という。
両固定体面100,120の対向距離は、その角度位置(換言すれば周方向位置)に関わらず一定となっている。詳細には、図4に示すように、第1フロント平坦面101と第2リア平坦面122とが軸方向Zに対向しており、第2フロント平坦面102と第1リア平坦面121とが軸方向Zに対向している。そして、両フロント平坦面101,102間の軸方向Zのずれ量と、両リア平坦面121,122間のずれ量とは同一となっている。以降、両フロント平坦面101,102間の軸方向Zのずれ量及び両リア平坦面121,122間のずれ量を単に「ずれ量Z1」という。
また、フロント湾曲面103の湾曲具合と、リア湾曲面123の湾曲具合とは同一となっている。つまり、フロント湾曲面103とリア湾曲面123とは、その角度位置に応じて対向距離が変動しないように同一方向に湾曲している。これにより、両固定体面100,120間の対向距離は、いずれの角度位置であっても一定となっている。
なお、第1リア平坦面121、第2リア平坦面122、リア湾曲面123の具体的な形状については、第1フロント平坦面101、第2フロント平坦面102、フロント湾曲面103と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、フロント湾曲面103と同様に、リア湾曲面123は波状に湾曲している湾曲面ともいえるため、この点に着目すれば、リア固定体面120は波状に湾曲している部分を含むリアウェーブ面ともいえる。
なお、図4に示すように、リア固定体挿入孔111の内壁面111aは、フロント固定体挿入孔91の内壁面91aと同様であり、ベース壁面111bと、突出壁面111cとを有している。ベース壁面111bと突出壁面111cとは、ベース壁面91b及び突出壁面91cと同様であるため、詳細な説明は省略する。
ここで、両固定体90,110及び回転体60の周方向と回転軸12の周方向とは一致しており、両固定体90,110及び回転体60の径方向と回転軸12の径方向Rとは一致しており、両固定体90,110及び回転体60の軸方向と回転軸12の軸方向Zとは一致している。このため、回転軸12の周方向、径方向R及び軸方向Zは、適宜回転体60の周方向、径方向及び軸方向と読み替えてよいし、両固定体90,110の周方向、径方向及び軸方向と読み替えてもよい。
本実施形態では、両固定体90,110が「固定体」に対応し、両固定体面100,120が「固定体面」に対応し、両回転体面71,72が「回転体面」に対応する。また、本実施形態では、第2フロント平坦面102及び第2リア平坦面122が「固定体当接面」に対応する。
図4に示すように、圧縮機10は、流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室A4,A5を備えている。両圧縮室A4,A5は、収容室A3内に設けられており、詳細には回転体リング部70における軸方向Zの両側に配置されている。
フロント圧縮室A4は、フロント回転体面71及びフロント固定体面100を用いて区画されており、本実施形態ではフロント回転体面71と、フロント固定体面100と、筒部外周面62と、フロントシリンダ内周面33とによって区画されている。
リア圧縮室A5は、リア回転体面72及びリア固定体面120を用いて区画されており、本実施形態ではリア回転体面72と、リア固定体面120と、筒部外周面62と、フロントシリンダ内周面33とによって区画されている。本実施形態では、フロント圧縮室A4とリア圧縮室A5とは同じ大きさである。
ここで、両圧縮室A4,A5と吐出室A1とは、フロントシリンダ側壁部32を介して径方向Rに対向している。すなわち、吐出室A1は、フロントシリンダ側壁部32を介して両圧縮室A4,A5の径方向R外側に配置されている。
ちなみに、本実施形態では、吐出室A1は、フロント圧縮室A4の一部に対して径方向Rに対向している一方、リア圧縮室A5の全体に対して径方向Rに対向しているが、これに限られない。要は、吐出室A1は、フロント圧縮室A4の少なくとも一部と径方向Rに対向し且つリア圧縮室A5の少なくとも一部と径方向Rに対向するように軸方向Zに延びていればよい。
図2〜5に示すように、圧縮機10は、回転体60に形成されたベーン溝130と、ベーン溝130に挿入されたベーン131と、を備えている。
ベーン溝130は、回転体60の回転体リング部70に形成されている。ベーン溝130は、回転体リング部70を軸方向Zに貫通しており、両回転体面71,72に開口している。本実施形態のベーン溝130は、軸方向Z及び径方向Rの双方と直交する方向を幅方向として径方向Rに延びており、径方向R外側に向けて開口している。一方、ベーン溝130は、回転体筒部61には形成されていない。ベーン溝130は、周方向に互いに離間して対向配置された一対の溝側面130a,130bを有している。第1溝側面130aは、ベーン溝130における回転方向M側とは反対側の側面であり、第2溝側面130bは、ベーン溝130における回転方向M側の側面である。第2溝側面130bは、第1溝側面130aよりも回転方向M側に配置されている。
ベーン溝130は、回転体60の回転体リング部70に形成されている。ベーン溝130は、回転体リング部70を軸方向Zに貫通しており、両回転体面71,72に開口している。本実施形態のベーン溝130は、軸方向Z及び径方向Rの双方と直交する方向を幅方向として径方向Rに延びており、径方向R外側に向けて開口している。一方、ベーン溝130は、回転体筒部61には形成されていない。ベーン溝130は、周方向に互いに離間して対向配置された一対の溝側面130a,130bを有している。第1溝側面130aは、ベーン溝130における回転方向M側とは反対側の側面であり、第2溝側面130bは、ベーン溝130における回転方向M側の側面である。第2溝側面130bは、第1溝側面130aよりも回転方向M側に配置されている。
ベーン溝130は、例えばエンドミルを用いて形成される。一例としては、ベーン溝130は、ベーン溝130が形成されていない回転体60を形成した後、エンドミルを径方向R外側から内側に向けて移動させることによって形成される。
なお、念のために説明すると、本実施形態では、回転体リング部70は、回転体筒部61に対して径方向R外側の部分である。このため、回転体リング部70の径方向R内側には回転体筒部61が存在する。すなわち、回転体リング部70は、筒部外周面62に設けられ、筒部外周面62から径方向R外側に突出している部分である。
ベーン131は、全体として矩形板状である。ベーン131は、例えばベーン131の板面が回転軸12の周方向に対して交差した状態で、両固定体90,110(換言すれば両固定体面100,120)の間に配置されている。ベーン131は、ベーン溝130の幅方向、換言すれば軸方向Z及び径方向Rの双方と直交する方向を厚さ方向とする板状である。
ベーン溝130に挿入されているベーン131は、両溝側面130a,130bによって挟まれている。ベーン131は、ベーン溝130に沿って軸方向Zに移動することが許容されている。本実施形態では、ベーン131、詳細にはベーン131の軸方向Zの両端部が両固定体面100,120と当接している。
本実施形態の圧縮機10は、ベーン溝130及びベーン131を複数備えており、詳細には3つ備えている。複数のベーン溝130は、周方向に等間隔に配置されており、詳細には互いに120°ずれた位置に配置されている。これに対応させて、複数のベーン131が周方向に等間隔に配置されている。
かかる構成によれば、回転体60が回転することに伴ってベーン131が回転方向Mに回転する。この場合、両固定体面100,120が湾曲しているため、ベーン131は、両固定体面100,120との当接によって両固定体面100,120に沿って軸方向Zに移動する。つまり、ベーン131は、軸方向Zに移動しながら回転する。詳細には、ベーン131は、回転体60が1回転することによって、軸方向Zに一往復移動する。これにより、ベーン131が、フロント圧縮室A4に入り込んだり、リア圧縮室A5に入り込んだりする。すなわち、ベーン溝130は、回転体60の回転に伴ってベーン131を回転させつつ、ベーン131が両圧縮室A4,A5に跨って配置されるようにするものであるともいえる。
ベーン131の移動距離は両フロント平坦面101,102間(又は両リア平坦面121,122間)の軸方向Zの変位量であり、すなわちずれ量Z1である。また、ベーン131は、回転体60の回転中、両固定体面100,120と継続して当接しており、断続的な当接、詳細には定期的に離間したり当接したりすることが生じにくい。
ここで、図6に示すように、フロント圧縮室A4は、3つのベーン131によって3つのパーツ室、すなわち第1フロント圧縮室A4a、第2フロント圧縮室A4b、及び第3フロント圧縮室A4cに仕切られている。
説明の便宜上、3つのパーツ室のうち第2フロント平坦面102に対して回転方向M側に配置されているパーツ室を第1フロント圧縮室A4aとする。
また、3つのパーツ室のうち第1フロント圧縮室A4aに対して回転方向M側とは反対側に配置されているパーツ室を第2フロント圧縮室A4bとする。第2フロント圧縮室A4bの少なくとも一部は、第2フロント平坦面102に対して回転方向M側とは反対側に配置されている。
また、3つのパーツ室のうち第1フロント圧縮室A4aに対して回転方向M側とは反対側に配置されているパーツ室を第2フロント圧縮室A4bとする。第2フロント圧縮室A4bの少なくとも一部は、第2フロント平坦面102に対して回転方向M側とは反対側に配置されている。
また、3つのパーツ室のうち周方向における第1フロント圧縮室A4a及び第2フロント圧縮室A4bの間に配置されているパーツ室を第3フロント圧縮室A4cとする。第3フロント圧縮室A4cは、第1フロント圧縮室A4aに対して回転方向M側であって且つ第2フロント圧縮室A4bに対して回転方向M側とは反対側に配置されている。
各フロント圧縮室A4a〜A4cはそれぞれ、120°の角度範囲に亘って形成されている。つまり、各フロント圧縮室A4a〜A4cは、周方向に延びており、その延設長さ(詳細には周方向の長さ)は、120°の角度範囲に対応する長さである。
なお、厳密には、複数のベーン131のうち1つが第2フロント平坦面102に当接している場合、そのベーン131はフロント圧縮室A4に入り込んでいない。この場合、第2フロント平坦面102に当接しているベーン131の両側にある空間は、フロント回転体面71と第2フロント平坦面102との当接箇所によって仕切られており、当該当接箇所によってシールされている。このため、複数のベーン131のうち1つが第2フロント平坦面102に当接している場合であっても、フロント圧縮室A4は、3つのパーツ室に仕切られている。本実施形態では、説明の便宜上、複数のベーン131のうち1つが第2フロント平坦面102に当接している場合であっても、フロント圧縮室A4は、3つのベーン131によって各フロント圧縮室A4a〜A4cに仕切られているものとする。
図7に示すように、フロント圧縮室A4と同様に、リア圧縮室A5は、3つのベーン131によって、第1リア圧縮室A5aと、第1リア圧縮室A5aに対して回転方向M側とは反対側に配置されている第2リア圧縮室A5bと、第1リア圧縮室A5aに対して回転方向M側に配置されている第3リア圧縮室A5cと、に仕切られている。第1リア圧縮室A5a、第2リア圧縮室A5b、第3リア圧縮室A5cは、第1フロント圧縮室A4a、第2フロント圧縮室A4b、第3フロント圧縮室A4cと同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、圧縮室A4,A5への吸入流体の吸入と圧縮流体の吐出とに係る構成について説明する。なお、図示の都合上、図4においてはフロント吸入ポート141及びリア吸入ポート142を模式的に示す。
図2〜4,6に示すように、圧縮機10は、フロント圧縮室A4に吸入流体を吸入するフロント吸入ポート141を備えている。フロント吸入ポート141は、例えばフロントシリンダ30に形成されており、詳細にはフロントシリンダ底部31及びフロントシリンダ側壁部32の双方に跨るように軸方向Zに延びている。
また、フロント吸入ポート141は、フロントシリンダ側壁部32に対応させて周方向に延びており、軸方向Zから見て円弧状に形成されている。フロント吸入ポート141の少なくとも一部は、第1フロント圧縮室A4aに対して径方向R外側に配置されている。換言すれば、第1フロント圧縮室A4aは、フロント吸入ポート141の径方向R内側にある空間の一部又は全部を含む。
フロント吸入ポート141は、モータ室A2に開口しているとともにフロント圧縮室A4に開口している。フロント吸入ポート141によって、モータ室A2とフロント圧縮室A4とが連通されている。
詳細には、図6に示すように、フロント吸入ポート141は、第1フロント圧縮室A4aと連通する位置に開口したフロント吸入開口部141aを有している。フロント吸入開口部141aは、フロントシリンダ内周面33のうち第2フロント平坦面102の周方向の中央部に対応する位置から回転方向Mに延設されている。フロント吸入開口部141aの延設長さは、例えば各フロント圧縮室A4a〜A4cの延設長さ(周方向の長さ)とほぼ同一でもよい。つまり、フロント吸入開口部141aは、フロントシリンダ内周面33のうち第2フロント平坦面102の周方向の中央部に対応する位置から各ベーン131の周方向の間隔とほぼ同一長さだけ周方向に延びていてもよい。
また、第2フロント平坦面102の中央部の角度位置を0°とすると、フロント吸入開口部141aは、例えば少なくとも第2フロント平坦面102の回転方向M側の端部から回転方向Mにおける120°の角度位置までの範囲に亘って形成されているとよい。
図6及び図8に示すように、圧縮機10は、フロント圧縮室A4にて圧縮された圧縮流体を吐出するフロント吐出ポート151と、フロント吐出ポート151を開閉させるフロント弁152と、フロント弁152の開度を調整するフロントリテーナ153と、を備えている。
図6に示すように、フロント吐出ポート151は、例えばフロントシリンダ側壁部32のうちフロント圧縮室A4の径方向R外側であって第2フロント平坦面102よりも回転体60の回転方向M側とは反対側の位置に設けられている。
詳細には、湾曲しているフロントシリンダ外周面34には、フロントシリンダ外周面34から凹んだフロント座面154が形成されている。フロント座面154は、フロントシリンダ外周面34のうちフロント圧縮室A4と吐出室A1との間であって第2フロント平坦面102よりも回転方向M側とは反対側の部分に形成されている。フロント座面154は、径方向Rに対して直交する平坦面である。
図6に示すように、フロント吐出ポート151は、フロント座面154に設けられている。フロント吐出ポート151は、フロントシリンダ側壁部32を貫通することによって第2フロント圧縮室A4bと吐出室A1とを連通させている。
本実施形態では、フロント吐出ポート151は、複数設けられており、周方向に配列されている。複数のフロント吐出ポート151はそれぞれ円形である。但し、フロント吐出ポート151の数及び形状は任意である。例えば、フロント吐出ポート151は1つでもよい。また、フロント吐出ポート151はオーバル形状等でもよい。複数のフロント吐出ポート151が設けられている構成においては、各フロント吐出ポート151の大きさは同じであってもよいし異なっていてもよい。
本実施形態では、フロント吐出ポート151の少なくとも一部は、第2フロント圧縮室A4bに対して径方向R外側に配置されている。換言すれば、第2フロント圧縮室A4bは、フロント吐出ポート151の径方向R内側にある空間の一部又は全部を含む。
フロント吸入ポート141とフロント吐出ポート151とは、フロントシリンダ側壁部32のうち第2フロント平坦面102の径方向R外側の部分を介して周方向に離間した位置に設けられている。
すなわち、本実施形態の第1フロント圧縮室A4aは、フロント吸入ポート141と連通する一方、フロント吐出ポート151とは連通しないように構成されている。
第2フロント圧縮室A4bは、フロント吐出ポート151と連通する。ただし、本実施形態では、第2フロント圧縮室A4bの周方向の長さが第2フロント平坦面102の周方向の長さよりも長いため、位相によっては第2フロント圧縮室A4bがフロント吸入ポート141の径方向R内側とフロント吐出ポート151の径方向R内側との双方に跨って配置される場合がある。この点、本実施形態では、フロント吸入ポート141の径方向R内側にある空間と、フロント吐出ポート151の径方向R内側にある空間との間には、フロント回転体面71と第2フロント平坦面102との当接箇所が存在する。これにより、複数のベーン131の角度位置にかかわらず、上記両空間は上記当接箇所によってシールされている。したがって、フロント吸入ポート141とフロント吐出ポート151との連通が規制されている。つまり、本実施形態では、第2フロント圧縮室A4bは、上記当接箇所によって、吸入が行われる空間と、圧縮が行われる空間とに更に仕切られるともいえる。
第2フロント圧縮室A4bは、フロント吐出ポート151と連通する。ただし、本実施形態では、第2フロント圧縮室A4bの周方向の長さが第2フロント平坦面102の周方向の長さよりも長いため、位相によっては第2フロント圧縮室A4bがフロント吸入ポート141の径方向R内側とフロント吐出ポート151の径方向R内側との双方に跨って配置される場合がある。この点、本実施形態では、フロント吸入ポート141の径方向R内側にある空間と、フロント吐出ポート151の径方向R内側にある空間との間には、フロント回転体面71と第2フロント平坦面102との当接箇所が存在する。これにより、複数のベーン131の角度位置にかかわらず、上記両空間は上記当接箇所によってシールされている。したがって、フロント吸入ポート141とフロント吐出ポート151との連通が規制されている。つまり、本実施形態では、第2フロント圧縮室A4bは、上記当接箇所によって、吸入が行われる空間と、圧縮が行われる空間とに更に仕切られるともいえる。
本実施形態の第3フロント圧縮室A4cは、回転体60の回転に伴ってフロント吐出ポート151と連通しない状態から、フロント吐出ポート151と連通する状態に移行する。
図8に示すように、フロント弁152及びフロントリテーナ153は、フロント座面154に設けられている。フロント弁152及びフロントリテーナ153は、ボルトBがフロント弁152及びフロントリテーナ153の双方を貫通した状態で、フロント座面154に形成されたネジ穴154aに螺合していることによってフロント座面154に固定されている。
フロント弁152は、通常はフロント吐出ポート151を塞いでおり、フロント圧縮室A4(詳細には第2フロント圧縮室A4b)の圧力が閾値を超えると開いて、フロント吐出ポート151を塞いでいる状態からフロント吐出ポート151を開放する状態に移行する。これにより、フロント圧縮室A4にて圧縮された圧縮流体が吐出室A1に吐出される。この場合、フロント弁152の開く角度はフロントリテーナ153によって規制される。
図2〜4,7に示すように、圧縮機10は、リア圧縮室A5に吸入流体を吸入するリア吸入ポート142を備えている。リア吸入ポート142は、例えばフロントシリンダ30に形成されており、詳細にはフロントシリンダ底部31及びフロントシリンダ側壁部32の双方に跨るように軸方向Zに延びている。
また、リア吸入ポート142は、フロントシリンダ側壁部32に対応させて周方向に延びており、軸方向Zから見て円弧状に形成されている。リア吸入ポート142の少なくとも一部は、第1リア圧縮室A5aに対して径方向R外側に配置されている。換言すれば、第1リア圧縮室A5aは、リア吸入ポート142の径方向R内側にある空間の一部又は全部を含む。
リア吸入ポート142は、モータ室A2に開口しているとともにリア圧縮室A5に開口している。リア吸入ポート142によって、モータ室A2とリア圧縮室A5とが連通されている。
詳細には、図7に示すように、リア吸入ポート142は、第1リア圧縮室A5aと連通する位置に開口したリア吸入開口部142aを有している。リア吸入開口部142aは、フロントシリンダ内周面33のうち第2リア平坦面122の周方向の中央部に対応する位置から回転方向Mに延設されている。
ちなみに、本実施形態では、リア吸入ポート142及びリア吸入開口部142aは、第2リア平坦面122の周方向の中央部に対応する位置から、フロント吐出ポート151、フロント弁152及びフロントリテーナ153と干渉しない範囲内で、回転方向Mに延びている。
ただし、これに限られず、リア吸入ポート142及びリア吸入開口部142aの周方向の長さを、フロント吸入ポート141及びフロント吸入開口部141aの周方向の長さと同一にしてもよい。この場合、リア吸入ポート142及びリア吸入開口部142aと、フロント吐出ポート151等とが干渉しないように、フロント弁152等の軸方向Zの長さを短くしたり、フロント吐出ポート151の位置をずらして配置したり、第2フロント平坦面102の角度範囲を狭くしたりするとよい。
ちなみに、本実施形態では、2つの圧縮室A4,A5に対応させて、2つの吸入ポート141,142が設けられている。フロント吸入ポート141とリア吸入ポート142とは、互いに連通しないように周方向にずれて配置されており、詳細には両者は180°ずれた位置に配置されている。これにより、例えば両圧縮室A4,A5のうち一方の圧縮室における吸入流体の吸入に起因して、他方の圧縮室における吸入流体の吸入量が減少するといった、両吸入ポート141,142が連通していることに起因する不都合を抑制できる。
図7に示すように、圧縮機10は、リア圧縮室A5にて圧縮された圧縮流体を吐出するリア吐出ポート161と、リア吐出ポート161を開閉させるリア弁162と、リア弁162の開度を調整するリアリテーナ163と、を備えている。
リア吐出ポート161は、例えばフロントシリンダ側壁部32のうちリア圧縮室A5の径方向R外側であって第2リア平坦面122よりも回転方向M側とは反対側の位置に設けられている。
ちなみに、第2フロント平坦面102と第2リア平坦面122とが180°ずれていることに対応させて、リア吐出ポート161は、フロント吐出ポート151に対して周方向に180°ずれた位置に形成されている。また、フロント圧縮室A4とリア圧縮室A5とが軸方向Zにずれて配置されていることに対応させて、リア吐出ポート161は、フロント吐出ポート151に対して軸方向Zにずれている。
なお、リア吐出ポート161、リア弁162及びリアリテーナ163の具体的な構成は、設けられている位置等が異なる点を除き、基本的にはフロント吐出ポート151、フロント弁152及びフロントリテーナ153と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、上述したフロント吐出ポート151、フロント弁152及びフロントリテーナ153の説明における「フロント」を「リア」に読み替えてもよい。吐出ポート151,161は吐出通路ともいえる。
図4に示すように、圧縮機10は、ハウジング11に形成された吐出通路165を介して吐出室A1の圧縮流体が導入され、圧縮流体に含まれるオイルを分離するオイルセパレータ166を備えている。
本実施形態では、オイルセパレータ166は、リアハウジング22、詳細にはリアハウジング底部23に形成されている。オイルセパレータ166は、軸方向Zと直交する一方向(例えば鉛直方向)に延びている。なお、オイルセパレータ166は、鉛直方向に延びている構成に限られず、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。
オイルセパレータ166は、油分離室167と、油分離室167内に配置された油分離筒168と、を備えている。
油分離室167は、軸方向Zと直交する方向に延びた円柱状である。油分離室167は、径方向Rに延びており、上方に向けて開口している。油分離室167の開口が吐出口11bを構成している。
油分離室167は、軸方向Zと直交する方向に延びた円柱状である。油分離室167は、径方向Rに延びており、上方に向けて開口している。油分離室167の開口が吐出口11bを構成している。
油分離筒168は、大径筒部168aと、大径筒部168aよりも小径であるとともに油分離室167へ流出した圧縮流体が周囲を旋回する小径筒部168bとを有する。小径筒部168bは、軸方向Zにおいて吐出通路165と対向する位置に設けられている。
吐出室A1内の圧縮流体は、吐出通路165を介して油分離室167へ流出する。油分離室167へ流出した圧縮流体は、油分離筒168の小径筒部168bの外周面に吹き付けられるとともに、小径筒部168bの周囲を旋回しながら油分離室167の下方へ導かれる。このとき、遠心分離によって、圧縮流体からオイルが分離される。圧縮流体から分離されたオイルは、油分離室167の下方へ流下する。一方、小径筒部168bの周囲を旋回して、オイルが分離された圧縮流体は、油分離筒168(小径筒部168b)の下部開口から油分離筒168内に流入する。油分離筒168内に流入した圧縮流体は吐出口11bから吐出される。
圧縮機10は、オイルセパレータ166によって分離されたオイルを貯留する貯油室A6を備えている。本実施形態の貯油室A6は、リアハウジング底部23におけるオイルセパレータ166に対して径方向R内側の部分に設けられている。貯油室A6は、回転軸12と軸方向Zに対向している。オイルセパレータ166によって分離されたオイルは貯油室A6に向けて流下し、貯留される。
なお、吐出通路165及び貯油室A6の具体的な形状などは任意である。また、吐出室A1を軸方向Zに延設して、吐出通路165を介することなく、吐出室A1とオイルセパレータ166とが直接連通してもよい。
図9に示すように、圧縮機10は、筒部外周面62に形成された凹条170を備えている。凹条170は、例えばベーン溝130と同様に、エンドミルを用いて形成される。凹条170は、ベーン溝130と連通するように筒部外周面62におけるベーン溝130に対して径方向R内側の部分に形成されている。凹条170とベーン溝130とは径方向Rに連通している。
ちなみに、図6及び図7に示すように、本実施形態では、ベーン溝130が3つ形成されていることに対応させて、凹条170も3つ形成されている。3つの凹条170は、3つのベーン溝130の径方向R内側に形成されている。
図4に示すように、凹条170は、ベーン溝130の幅方向を幅方向として軸方向Zに延びており、本実施形態ではフロント回転体面71よりもフロント回転体端部61aに向けてはみ出しているとともに、リア回転体面72よりもリア回転体端部61bに向けてはみ出している。凹条170は、筒部外周面62におけるベーン溝130の径方向R内側の部分から固定体挿入孔91,111内まで形成されている。凹条170は、軸方向Zに開放されておらず、軸方向Zの両端面としてフロント凹条端面171及びリア凹条端面172を有している。フロント凹条端面171は、フロント固定体挿入孔91内に配置されており、詳細にはベース壁面91bの径方向R内側に配置されている。リア凹条端面172は、リア固定体挿入孔111内に配置されており、詳細にはベース壁面111bの径方向R内側に配置されている。
本実施形態では、図6及び図7に示すように、凹条170の断面形状は矩形状となっており、凹条170の底面である凹条底面173は平坦面となっている。また、凹条170の両側面は、ベーン溝130の幅方向に離間して対向配置されている。凹条170の幅(換言すれば凹条170の両側面間の距離)は、例えばベーン溝130の幅と同一又はそれよりも広く設定されているとよい。ただし、これらに限られず、凹条170の幅や深さは任意である。なお、以降の説明において、特に説明がない場合、幅方向とはベーン溝130の幅方向を意味する。
次に、図9〜13等を用いてベーン溝130及びベーン131の詳細な構成について説明する。図12及び図13等では、図示の都合上、隙間を模式的に大きく示し、ベーン131に供給されているオイルをドットハッチで示す。なお、図4及び図9等では、隙間が微小であるため、図示の都合上、隙間の図示を省略する。
また、説明の便宜上、以降の説明において、ベーン131によって仕切られた2つのパーツ室のうち回転方向M側とは反対側を第1パーツ室Axとし、回転方向M側のパーツ室を第2パーツ室Ayとする。第1フロント圧縮室A4aと第3フロント圧縮室A4cとを仕切るベーン131において、第1パーツ室Axは第1フロント圧縮室A4aであり、第2パーツ室Ayは第3フロント圧縮室A4cである。第3フロント圧縮室A4cと第2フロント圧縮室A4bとを仕切るベーン131において、第1パーツ室Axは第3フロント圧縮室A4cであり、第2パーツ室Ayは第2フロント圧縮室A4bである。第2フロント圧縮室A4bと第1フロント圧縮室A4aとを仕切るベーン131において、第1パーツ室Axは第2フロント圧縮室A4bであり、第2パーツ室Ayは第1フロント圧縮室A4aである。リア圧縮室A5についても同様である。
ちなみに、各フロント圧縮室A4a〜A4cの圧力は、回転方向M側に配置されているものほど高くなり易い。詳細には、第1フロント圧縮室A4a、第3フロント圧縮室A4c、第2フロント圧縮室A4b(特にフロント回転体面71と第2フロント平坦面102との当接箇所よりも回転方向M側とは反対側の空間)の順に高くなり易い。このため、ベーン131に対して回転方向M側にある第2パーツ室Ayの圧力は、ベーン131に対して回転方向M側とは反対側にある第1パーツ室Axの圧力よりも高くなり易い。
図9〜11に示すように、ベーン131は、複数のパーツで構成されている。詳細には、ベーン131は、第1ベーンパーツ180と、第2ベーンパーツ220とを有している。本実施形態では、第1ベーンパーツ180は、フロント分割パーツ200とリア分割パーツ210とに更に2部品に分割されている。すなわち、本実施形態のベーン131は3部品によって構成されている。
両分割パーツ200,210は、両固定体面100,120の間に配置された状態でベーン溝130に挿入されており、軸方向Zに移動可能な状態で軸方向Zに配列されている。すなわち、両分割パーツ200,210は、互いに離間する方向に移動可能となっている。両分割パーツ200,210は同一構成である。本実施形態では、両分割パーツ200,210のうち一方が「第1分割パーツ」に対応し、他方が「第2分割パーツ」に対応する。第1ベーンパーツ180の各部位、例えばインナー部181や突出板部190は、基本的には両インナーパーツ201,211によって2つに分割されている。
第1ベーンパーツ180は、凹条170に挿入されたインナー部181と、インナー部181から径方向R外側に向けて突出した突出板部190と、を備えている。凹条170とは、インナー部181が挿入されるインナー凹部ともいえる。
本実施形態では、インナー部181と突出板部190とは一体形成されている。このため、インナー部181と突出板部190との間に隙間が生じることがないとともに、インナー部181に対して突出板部190の位置ずれが生じることはない。
インナー部181は、フロント分割パーツ200が有するフロントインナーパーツ201と、リア分割パーツ210が有するリアインナーパーツ211と、によって構成されている。両インナーパーツ201,211は同一構成であり、互いに軸方向Zに移動可能な状態で軸方向Zに並んでいる。
インナー部181は、全体として凹条170の幅方向を幅方向として、軸方向Zに延びた長尺形状である。インナー部181は、凹条170の両側面によってベーン溝130の幅方向(換言すれば周方向)から挟まれている。このため、インナー部181の周方向の移動は規制されている。
図9に示すように、インナー部181は、両固定体挿入孔91,111に挿入されており、固定体挿入孔91,111の内壁面91a,111aによって支持されている。詳細には、インナー部181は、軸方向Zの両端部としてフロントインナー端部182及びリアインナー端部183を有している。フロントインナー端部182はフロントインナーパーツ201に設けられており、リアインナー端部183はリアインナーパーツ211に設けられている。
フロントインナー端部182は、ベーン131の軸方向Zの移動に関わらず、ベース壁面91bに支持されている。詳細には、ベーン131が第2フロント平坦面102に当接している状況において、フロントインナー端部182はベース壁面91bの径方向R内側に配置されており、ベース壁面91bによって支持されている。同様に、リアインナー端部183は、ベーン131の軸方向Zの移動に関わらず、ベース壁面111bに支持されている。両インナー端部182,183とベース壁面91b,111bとの当接によって、両分割パーツ200,210が径方向R外側に向けて移動することが規制されている。すなわち、両分割パーツ200,210によって構成される第1ベーンパーツ180は、両固定体挿入孔91,111の内壁面91a,111aによって径方向Rへの移動が規制されている。
図9に示すように、凹条170は、インナー部181よりも軸方向Zに長く形成されている。詳細には、凹条170の軸方向Zの長さは、インナー部181の軸方向Zの長さよりもずれ量Z1以上長く設定されている。ベーン131が第2リア平坦面122に当接している状況において、フロントインナー端部182は、フロント凹条端面171に対して当接又は離間して対向している。同様に、ベーン131が第2フロント平坦面102に当接している状況において、リアインナー端部183は、リア凹条端面172に対して当接又は離間して対向している。これにより、第1ベーンパーツ180の軸方向Zの移動が凹条170によって阻害されないようになっている。
すなわち、第1ベーンパーツ180は、径方向Rの移動が規制されている一方、軸方向Zの移動が許容された状態で、回転体60に取り付けられている。なお、インナー部181は、軸方向Zに移動可能な状態で凹条170に嵌合しているともいえる。
図10及び図12に示すように、インナー部181は、凹条底面173に対して径方向Rに対向しているインナー底面184を有している。インナー底面184は、凹条底面173に対応させて形成されており、本実施形態では凹条底面173が平坦面であることに対応させてインナー底面184は平坦面となっている。
図11及び図12に示すように、インナー部181は、凹条170から露出しているインナー表面185を有している。インナー表面185は、インナー底面184とは反対側に設けられている。本実施形態のインナー表面185は、径方向R外側に向けて凸となるように湾曲しており、その曲率は筒部外周面62の曲率と同一となるように設定されている。本実施形態のインナー表面185は、筒部外周面62と連続しており、インナー表面185と筒部外周面62とが面一となっている。本実施形態では、インナー表面185がベーン溝130の内周端面を構成している。
図11に示すように、突出板部190は、フロント分割パーツ200が有するフロント板パーツ202と、リア分割パーツ210が有するリア板パーツ212と、によって構成されている。両板パーツ202,212は同一構成であり、互いに軸方向Zに移動可能な状態で軸方向Zに並んでいる。
図12に示すように、突出板部190は、インナー表面185に設けられている。本実施形態では、突出板部190は、インナー表面185の中央部よりも回転方向M側とは反対側の部分から突出しており、詳細にはインナー表面185における回転方向M側とは反対側の端部から突出している。このため、突出板部190は、ベーン溝130における回転方向M側とは反対側に偏倚して配置されている。
突出板部190は、幅方向を厚さ方向とし、軸方向Zに分離可能な板状である。突出板部190は、回転方向M側とは反対側の板面である第1突出板面191と、第1突出板面191よりも回転方向M側に配置されている第2突出板面192と、を有している。第1突出板面191は、第1溝側面130aに対して周方向に対向している。第2突出板面192は、突出板部190における回転方向M側の板面である。
図11及び図13に示すように、突出板部190は、軸方向Zの両端部としてフロント板端部193及びリア板端部194を有している。フロント板端部193は、フロント板パーツ202に設けられており、リア板端部194は、リア板パーツ212に設けられている。両板端部193,194は、突出板部190の厚さ(換言すれば両突出板面191,192の対向距離)よりも厚く形成されている。図13に示すように、板端部193,194は、固定体面100,120に対向する第1パーツ当接面193a,194aを有している。
図11及び図12に示すように、突出板部190は、径方向R外側の端面である第1パーツ外周端面195を有している。第1パーツ外周端面195は、フロントシリンダ内周面33と径方向Rに対向している。本実施形態の第1パーツ外周端面195は、径方向R外側に向けて凸となるように湾曲しており、その曲率はフロントシリンダ内周面33の曲率と同一に設定されている。
ちなみに、突出板部190は、例えば両固定体面100,120の対向距離と同一又はそれよりも短く形成されているとよい。インナー部181は、突出板部190よりも軸方向Zにはみ出しており、そのはみ出し量は例えばずれ量Z1以上であるとよい。
図11〜13に示すように、第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180に対して径方向R及びベーン溝130の幅方向の少なくとも一方(本実施形態では双方)に移動可能な状態でベーン溝130に挿入されている。
本実施形態では、第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180に対して回転方向M側に配置されている。第2ベーンパーツ220は、例えば幅方向を厚さ方向とする一枚の板状であり、軸方向Z及び径方向Rに延びている。第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180(詳細には突出板部190)に対して幅方向に対向している。第2ベーンパーツ220の径方向Rの長さは、突出板部190の突出寸法(詳細には径方向Rの長さ)と同一に設定されており、第2ベーンパーツ220の軸方向Zの長さは、突出板部190の軸方向Zの長さと同一に設定されている。
図11及び図13に示すように、第2ベーンパーツ220における軸方向Zの両端部にはベーン窪み221,222が形成されている。ベーン窪み221,222は、径方向Rに延びている。両ベーンパーツ180,220は、ベーン窪み221,222に板端部193,194が嵌まった状態で幅方向に組み付けられている。
この場合、第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180の突出板部190に対して幅方向に移動可能となっている。ちなみに、ベーン溝130内において第2ベーンパーツ220が突出板部190から離間する方向に移動したとしても、板端部193,194がベーン窪み221,222に嵌まっている状態が維持されるため、両ベーンパーツ180,220が組み付けられた状態は維持される。
また、図12に示すように、第2ベーンパーツ220は、インナー部181(詳細にはインナー表面185)とフロントシリンダ内周面33との間に配置されており、インナー表面185とフロントシリンダ内周面33との間で径方向Rに移動可能となっている。
第2ベーンパーツ220は、径方向R内側の端面である第2パーツ内周端面223と、径方向R外側の端面である第2パーツ外周端面224と、を有している。
第2パーツ内周端面223は、インナー表面185に対して径方向Rに対向している。本実施形態の第2パーツ内周端面223は、インナー表面185と面接触するように構成されている。例えば、第2パーツ内周端面223は、径方向R外側に凹となるように湾曲しており、その曲率はインナー表面185の曲率と同一に設定されている。
第2パーツ内周端面223は、インナー表面185に対して径方向Rに対向している。本実施形態の第2パーツ内周端面223は、インナー表面185と面接触するように構成されている。例えば、第2パーツ内周端面223は、径方向R外側に凹となるように湾曲しており、その曲率はインナー表面185の曲率と同一に設定されている。
第2パーツ外周端面224は、フロントシリンダ内周面33に対して径方向Rに対向している。本実施形態の第2パーツ外周端面224は、フロントシリンダ内周面33と面接触するように構成されている。例えば、第2パーツ外周端面224は、径方向R外側に凸となるように湾曲しており、その曲率はフロントシリンダ内周面33の曲率と同一に設定されている。
第2ベーンパーツ220は、突出板部190の第2突出板面192と幅方向に対向する第1パーツ板面225と、第1パーツ板面225とは反対側の板面である第2パーツ板面226と、を有している。第2パーツ板面226は、第1パーツ板面225に対して回転方向M側に配置されている。第2パーツ板面226は、第2溝側面130bに対して周方向に対向している。
図13に示すように、第2ベーンパーツ220は、軸方向Zの両端面として第2パーツ当接面227,228を有している。第2パーツ当接面227,228は、第1パーツ当接面193a,194aと連続するように形成されている。
本実施形態では、突出板部190と第2ベーンパーツ220とがベーン溝130に挿入されており、突出板部190と第2ベーンパーツ220とによってベーン本体部230が構成されている。すなわち、ベーン131は、凹条170に挿入されたインナー部181と、インナー部181から径方向R外側に突出し且つベーン溝130に挿入されたベーン本体部230と、を備えているといえる。
ベーン本体部230は、全体として矩形板状である。本実施形態では、第1突出板面191がベーン本体部230における回転方向M側とは反対側の側面を構成しており、第2パーツ板面226がベーン131における回転方向M側の側面を構成している。
図13に示すように、本実施形態では、第1パーツ当接面193a,194aと第2パーツ当接面227,228とによって、固定体面100,120に対して当接する当接面231,232が構成されている。当接面231,232は、ベーン本体部230における軸方向Zの両端面ともいえる。本実施形態の当接面231,232は、固定体面100,120に向けて凸となるように湾曲している。
ここで、ベーン本体部230の厚さは、突出板部190の厚さと第2ベーンパーツ220の厚さを合わせたものであり、ベーン溝130の幅よりも小さく設定されている。これにより、ベーン本体部230は、ベーン溝130内を軸方向Zに円滑に移動できる。
図12に示すように、本実施形態では、第2ベーンパーツ220及び突出板部190の径方向Rの長さは、回転体リング部70の径方向Rの長さよりも若干短く設定されている。回転体リング部70の径方向Rの長さは、インナー表面185とフロントシリンダ内周面33との対向距離ともいえる。すなわち、ベーン本体部230は、ベーン溝130の径方向Rの長さよりも若干短くなるように形成されている。これにより、ベーン131がフロントシリンダ内周面33に対して引っ掛かりにくい。
本実施形態では、第2ベーンパーツ220の厚さは、突出板部190の厚さよりも厚く設定されている。このため、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界は、ベーン溝130における中央部よりも突出板部190側に偏倚している。突出板部190側とは、第1溝側面130a側ともいえるし、回転方向M側とは反対側ともいえる。なお、第2ベーンパーツ220の厚さとは、両パーツ板面225,226間の距離であり、突出板部190の厚さとは、両突出板面191,192間の距離である。
なお、第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180のインナー部181に対して径方向Rに対向しているとともに、第1ベーンパーツ180の突出板部190に対して幅方向に対向している点に着目すれば、第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180に対して径方向R及び幅方向の双方に対して対向しているといえる。
図13に示すように、第2ベーンパーツ220及び突出板部190の軸方向Zの長さは、両固定体面100,120の対向距離よりも若干短く設定されている。すなわち、ベーン本体部230は、両固定体面100,120の対向距離よりも若干短くなるように形成されている。これにより、ベーン本体部230が両固定体面100,120に対して引っ掛かりにくい。
図4,9〜12に示すように、圧縮機10は、両ベーンパーツ180,220間にオイルを供給するオイル供給通路240を備えている。本実施形態のオイル供給通路240は、両ベーンパーツ180,220間及び両分割パーツ200,210間に、オイルセパレータ166によって分離されたオイルを供給する。オイル供給通路240はオイル供給部ともいえる。
オイル供給通路240は、例えば回転軸12に形成された軸内通路241と、軸内通路241と凹条170とを連通させる連通通路243と、ベーン131に形成されたベーン通路245と、を備えている。
まず図4を用いて軸内通路241について説明すると、本実施形態では、回転軸12の少なくとも一部が中空状に形成されており、それによって回転軸12内に軸内通路241が形成されている。軸内通路241は、ベーン131及び凹条170の径方向R内側に配置されるように、軸方向Zに延びている。軸内通路241は、回転軸12における貯油室A6と対向している側の端面に開口しており、リングプレート55の内側空間、及び、リアハウジング底部23に設けられた連通孔242を介して、貯油室A6と連通している。なお、連通孔242は、リングプレート55の内側空間と貯油室A6とを連通させるものである。
図9に示すように、連通通路243は、回転軸12及び回転体筒部61を径方向Rに貫通しており、凹条底面173に形成された開口部244を有している。軸内通路241内のオイルは、連通通路243を通って、開口部244から凹条170内に流出される。
ちなみに、本実施形態では、ベーン131、ベーン溝130及び凹条170が3つ設けられていることに対応させて、連通通路243は3つ設けられている。これにより、各凹条170に対してオイルが供給される。
ベーン通路245は、連通通路243から供給されたオイルを両ベーンパーツ180,220間に供給するものである。ベーン通路245について以下に詳細に説明する。
図9〜12に示すように、ベーン通路245は、インナー底面184から凹んでいるオイル凹部246と、インナー部181を貫通しているオイル貫通孔247と、を備えている。
図9〜12に示すように、ベーン通路245は、インナー底面184から凹んでいるオイル凹部246と、インナー部181を貫通しているオイル貫通孔247と、を備えている。
オイル凹部246は、両インナーパーツ201,211に形成されている。オイル凹部246は、軸方向Zに延びており、本実施形態ではインナー部181の軸方向Zの全体に亘って形成されている。オイル凹部246は、例えば両インナー端部182,183の双方を貫通しており、軸方向Zに開口している。
図12に示すように、本実施形態では、開口部244が軸方向Zから見て凹条底面173の中央部に形成されていることに対応させて、オイル凹部246は、軸方向Zから見てインナー底面184の中央部に形成されている。
ベーン通路245は、オイル凹部246の内面と凹条底面173とによって区画され、オイルが供給されるオイル空間S1を備えている。オイル空間S1は、両インナーパーツ201,211に跨って形成されている。本実施形態では、オイル空間S1は、インナー部181の軸方向Zの全体に亘って形成されており、軸方向Zに開放されている。
なお、本実施形態では、オイル凹部246は軸方向Zから見て半円状に形成されている。このため、本実施形態のオイル空間S1は、軸方向Zを軸線方向とする半円柱状となっている。
連通通路243の開口部244は、ベーン131の軸方向Zの移動に関わらず、オイル空間S1と連通する位置、詳細にはオイル凹部246と径方向Rに対向する位置に形成されている。例えば、開口部244は、凹条底面173におけるベーン溝130の径方向R内側に配置されている部分に形成されている。これにより、オイル空間S1には、開口部244から常にオイルが供給される。
図10〜12に示すように、オイル貫通孔247は、インナー部181を径方向Rに貫通することによって、オイルを両ベーンパーツ180,220の間に供給させるものである。オイル貫通孔247は、例えば両インナーパーツ201,211の双方に形成されており、本実施形態では両インナーパーツ201,211それぞれに複数設けられている。オイル貫通孔247は、軸方向Zに離間して複数配列されている。
図12に示すように、オイル貫通孔247は、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界に対して対向する位置に形成されている。詳細には、上記境界がベーン溝130の中央部よりも突出板部190側に偏倚していることに対応させて、オイル貫通孔247は、インナー部181における中央部よりも突出板部190側に形成されている。このため、オイル貫通孔247は、オイル凹部246に対して幅方向にずれており、凹条底面173とオイル凹部246とに跨る位置に形成されている。オイル貫通孔247には、オイル凹部246内のオイルが流れ込む。
図11及び図12に示すように、ベーン通路245は、オイル貫通孔247と連通する連通凹部248を備えている。本実施形態の連通凹部248は、第2突出板面192に形成されている。連通凹部248は、オイル貫通孔247に対して開口しているとともに、第2ベーンパーツ220に向けて開口している。オイル貫通孔247は、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界に対して、直接連通しているとともに連通凹部248を介して連通している。これにより、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界に向けて流れるオイルの流路断面積が大きくなっている。
次に本実施形態の作用について説明する。
図12及び図13に示すように、回転体60が回転することによってベーン溝130が回転方向Mに回転するため、第1溝側面130aと突出板部190(詳細には第1突出板面191)とが当接する。これにより、第1ベーンパーツ180と第1溝側面130aとの間には隙間が生じにくい。
図12及び図13に示すように、回転体60が回転することによってベーン溝130が回転方向Mに回転するため、第1溝側面130aと突出板部190(詳細には第1突出板面191)とが当接する。これにより、第1ベーンパーツ180と第1溝側面130aとの間には隙間が生じにくい。
また、回転体60の回転に伴ってベーン131が回転するため、ベーン131には遠心力が付与される。この場合、第1ベーンパーツ180は、固定体挿入孔91,111の内壁面91a,111aによって支持されているため、径方向R外側には移動しない。このため、インナー底面184と凹条底面173との間に隙間が生じにくい。
一方、図12に示すように、第2ベーンパーツ220は径方向R外側に移動して、第2パーツ外周端面224がフロントシリンダ内周面33に対して当接する。よって、ベーン131とフロントシリンダ内周面33との間がシールされている。
ここで、第2ベーンパーツ220が径方向R外側に移動することによって、第2ベーンパーツ220(詳細には第2パーツ内周端面223)とインナー表面185とが離間する。このため、第2ベーンパーツ220とインナー表面185との間から流体が漏れることが懸念される。
この点、本実施形態では、インナー部181と突出板部190とは一体形成されているため、インナー部181と突出板部190との間に隙間が生じることがない。すなわち、ベーン本体部230とインナー部181との間に、ベーン131を幅方向に貫通する隙間が生じない。このため、仮に第2ベーンパーツ220とインナー表面185との間に隙間が生じたとしても、両パーツ室Ax,Ayが連通しにくくなっている。
図12に示すように、貯油室A6内のオイルは、軸内通路241及び連通通路243を通って、開口部244からオイル空間S1内に流入する。オイル空間S1内に流入したオイルは、オイル貫通孔247及び連通凹部248を介して、両ベーンパーツ180,220の間に流入する。詳細には、オイルは、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界、詳細には第2突出板面192と第1パーツ板面225との間に浸透する。これにより、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界部分がオイルによってシールされるとともに、第2ベーンパーツ220が回転方向Mに押圧される。これにより、第2ベーンパーツ220が第1ベーンパーツ180に対して離間する方向に移動して、第2溝側面130bに対して押し付けられる。このため、第2パーツ板面226と第2溝側面130bとの間に隙間が生じにくい。すなわち、第2ベーンパーツ220は、オイルによって第2溝側面130bに向けて押圧されることにより、ベーン131とベーン溝130との間をシールしていると言える。
さらに、オイル空間S1内のオイルは、オイル貫通孔247を通って、第2ベーンパーツ220とインナー表面185との間に浸透する。これにより、第2ベーンパーツ220とインナー表面185との間がオイルによってシールされるとともに、第2ベーンパーツ220が径方向R外側に押圧される。これにより、第2ベーンパーツ220とインナー表面185との間を介して流体が漏れることを抑制できるとともに、第2パーツ外周端面224とフロントシリンダ内周面33との間のシール性の向上を図ることができる。
なお、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界部分に供給されたオイルの一部は、第1パーツ外周端面195とフロントシリンダ内周面33との間にも流れ込む。これにより、第1パーツ外周端面195とフロントシリンダ内周面33との間を流体が流れることが規制される。したがって、ベーン131とフロントシリンダ内周面33との間のシール性の向上を図ることができる。
図13に示すように、オイル貫通孔247内のオイルは、両分割パーツ200,210間にも入り込む。これにより、両分割パーツ200,210間がオイルによってシールされるとともに、両分割パーツ200,210が互いに軸方向Zに離れる方向に押圧される。これにより、分割パーツ200,210は、固定体面100,120に向けて押圧される。このため、当接面231,232と固定体面100,120との間に隙間が生じにくい。
次に、図14及び図15を用いて、圧縮機10の一連の動作について説明する。図14及び図15は、回転体60、固定体90,110、及びベーン131を模式的に示す展開図であり、両図は回転体60及びベーン131の位相が異なっている。図14及び図15では、図示の都合上、各ポート141,142,151,161を模式的に示す。
図14及び図15に示すように、電動モータ13によって回転軸12が回転すると、それに伴って回転体60が回転する。これにより、複数のベーン131は、互いの周方向位置を維持した状態で、両固定体面100,120に沿って軸方向Zに移動しながら回転する。図14及び図15では、複数のベーン131は、紙面左右方向に移動しながら下方に移動する。これにより、各フロント圧縮室A4a〜A4c及び各リア圧縮室A5a〜A5cにおいて容積変化が生じて、流体の吸入、圧縮又は膨張が行われる。つまり、ベーン131は、軸方向Zに移動しながら回転することによって、両圧縮室A4,A5において流体の吸入及び圧縮を行わせるものであるともいえる。
詳細には、第2フロント圧縮室A4bにおける第2フロント平坦面102よりも回転方向M側の空間と第1フロント圧縮室A4aとでは、容積が増加してフロント吸入ポート141から吸入流体の吸入が行われる。
一方、第2フロント圧縮室A4bにおける第2フロント平坦面102よりも回転方向M側とは反対側の空間と第3フロント圧縮室A4cとでは、回転体60の回転に伴って容積が減少して、吸入流体の圧縮が行われる。詳細には、第3フロント圧縮室A4cにて吸入流体が圧縮され、第3フロント圧縮室A4cにて圧縮された流体は、第2フロント圧縮室A4bにおける第2フロント平坦面102よりも回転方向M側とは反対側の空間にて更に圧縮される。
そして、第2フロント圧縮室A4bにおける第2フロント平坦面102よりも回転方向M側とは反対側の空間内の圧力が閾値を超えると、フロント弁152が開放して、第2フロント圧縮室A4bにて圧縮された圧縮流体がフロント吐出ポート151を介して吐出室A1に流れる。リア圧縮室A5についても同様である。
以上のとおり、回転体60及びベーン131が回転することによって両圧縮室A4,A5ではそれぞれ、3つのパーツ室において480°を1周期とする吸入及び圧縮のサイクル動作が繰り返し行われる。詳細には、両圧縮室A4,A5では、0°〜240°の位相に亘って吸入流体の吸入又は膨張が行われ、240°〜480°の位相に亘って吸入流体の圧縮が行われる。
例えば、第2フロント平坦面102の中央部の角度位置を0°とし、当該中央部に第1のベーン131が配置されているとすると、第1のベーン131が0°の角度位置から240°の角度位置に到達するまでは、第1のベーン131に対して回転方向M側とは反対側のフロント圧縮室A4において吸入流体の吸入が行われる。
特に、フロント吸入開口部141aは、少なくとも第2フロント平坦面102の回転方向M側の端部から回転方向Mにおける120°の角度位置までの範囲に亘って形成されているため、第1のベーン131が240°の角度位置に到達するまで、吸入流体の吸入が行われる。これにより、フロント圧縮室A4にて流体の膨張が行われることを回避でき、効率の向上を図ることができる。
そして、上記第1のベーン131よりも回転方向M側とは反対側にある第2のベーン131が120°の角度位置から360°の角度位置に到達するまでは、第2のベーン131に対して回転方向M側のフロント圧縮室A4において吸入流体の圧縮が行われる。
ここで、説明の便宜上、各フロント圧縮室A4a〜A4cを区別して説明したが、各フロント圧縮室A4a〜A4cは、位相が互いに異なる圧縮室といえる。つまり、フロント回転体面71、フロント固定体面100、筒部外周面62及びフロントシリンダ内周面33によって区画された空間は、複数のベーン131によって、位相が互いに異なる3つの圧縮室に仕切られているともいえる。本実施形態では、回転体60が480°回転することによって、フロント側の3つの圧縮室、及び、リア側の3つの圧縮室のそれぞれにおいて流体の吸入及び圧縮が行われる。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、各フロント圧縮室A4a〜A4cを、複数のベーン131によって仕切られるものとするとともにフロント吸入ポート141及びフロント吐出ポート151との位置関係で規定して説明したが、これに限られない。例えば、仮に1つの圧縮室の1周期について着目して説明すると以下のとおりである。
第1のベーン131が第2フロント平坦面102に対して回転方向M側に移動することによって、第1のベーン131に対して回転方向M側とは反対側に、フロント吸入ポート141と連通する圧縮室が形成される。当該圧縮室は、ベーン131が回転するに従って、フロント吸入ポート141と連通している状態を維持しつつ容積を増加させる。これにより、圧縮室にて吸入が行われる。
その後、第2のベーン131が第2フロント平坦面102に対して回転方向M側に移動することによって、圧縮室が第1のベーン131と第2のベーン131とによって区画される。第2のベーン131がフロント吸入開口部141aの回転方向M側の端部に到達するまで、圧縮室にて吸入が行われる。
その後、第2のベーン131がフロント吸入開口部141aの回転方向M側の端部よりも回転方向M側に移動すると、圧縮室はフロント吸入ポート141と連通しなくなり、更に回転体60が回転するとフロント吐出ポート151と連通する。また、この段階において圧縮室の容積は回転体60の回転に伴って減少するため、圧縮室では圧縮が行われる。そして、第2のベーン131が第2フロント平坦面102に当接する位置まで到達することによって、圧縮室の容積が「0」となり、圧縮室の吸入及び圧縮の1周期が終了する。
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
(1)圧縮機10は、回転軸12と、回転軸12の回転に伴って回転する回転体60と、回転軸12の回転に伴って回転しない固定体90,110と、回転体60に形成されたベーン溝130に挿入され、回転体60の回転に伴って軸方向Zに移動しながら回転するベーン131と、を備えている。回転体60は、軸方向Zに対して交差している回転体面71,72を有し、固定体90,110は、回転体面71,72と軸方向Zに対向する固定体面100,120を有している。圧縮機10は、回転体60及び固定体90,110を収容するフロントシリンダ30を備え、フロントシリンダ30は、ベーン131に対して径方向Rに対向するフロントシリンダ内周面33を有している。圧縮機10は、フロントシリンダ内周面33、回転体面71,72及び固定体面100,120を用いて区画され、ベーン131が軸方向Zに移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室A4,A5を備えている。
(1)圧縮機10は、回転軸12と、回転軸12の回転に伴って回転する回転体60と、回転軸12の回転に伴って回転しない固定体90,110と、回転体60に形成されたベーン溝130に挿入され、回転体60の回転に伴って軸方向Zに移動しながら回転するベーン131と、を備えている。回転体60は、軸方向Zに対して交差している回転体面71,72を有し、固定体90,110は、回転体面71,72と軸方向Zに対向する固定体面100,120を有している。圧縮機10は、回転体60及び固定体90,110を収容するフロントシリンダ30を備え、フロントシリンダ30は、ベーン131に対して径方向Rに対向するフロントシリンダ内周面33を有している。圧縮機10は、フロントシリンダ内周面33、回転体面71,72及び固定体面100,120を用いて区画され、ベーン131が軸方向Zに移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室A4,A5を備えている。
ベーン131は、第1ベーンパーツ180と、第1ベーンパーツ180に対して径方向R及びベーン溝130の幅方向の少なくとも一方(本実施形態では双方)に移動可能な第2ベーンパーツ220と、を備えている。
かかる構成によれば、例えば第2ベーンパーツ220が第1ベーンパーツ180に対して径方向R外側に移動することにより、ベーン131とフロントシリンダ内周面33との間の隙間を小さく又は当該隙間をなくすことができる。また、例えば第2ベーンパーツ220が第1ベーンパーツ180に対して幅方向に移動することにより、ベーン131とベーン溝130との間の隙間を小さく又は当該隙間をなくすることができる。これにより、ベーン131の周囲に形成される隙間を低減できる。
(2)ここで、ベーン131とベーン溝130との間の隙間をなくす点に着目すれば、ベーン131の厚さとベーン溝130の幅とを同一にすることが考えられる。しかしながら、製造誤差などによって完全に同一にすることは困難である。また、ベーン131は、ベーン溝130に挿入された状態で軸方向Zに移動するものであるため、円滑な移動を実現するためには、例えばベーン131の厚さはベーン溝130の幅に対して若干短い方が好ましい場合がある。同様に、フロントシリンダ内周面33との摺動による動力増加を抑制する点に着目すれば、例えばベーン溝130に挿入されているベーン131の径方向Rの長さは、ベーン溝130の径方向Rの長さよりも若干短い方が好ましい場合がある。
この点、本実施形態では、ベーン131の厚さがベーン溝130の幅よりも若干短い場合であっても、第2ベーンパーツ220が幅方向に移動することにより、ベーン131とベーン溝130との隙間を小さく又は当該隙間をなくすことができる。同様に、ベーン溝130に挿入されているベーン131の径方向Rの長さがベーン溝130の径方向Rの長さよりも若干短い場合であっても、第2ベーンパーツ220が径方向Rに移動することによってベーン131とフロントシリンダ内周面33との間の隙間を小さく又は当該隙間をなくすことができる。これにより、ベーン131の円滑な回転と軸方向Zの移動を実現するとともに、ベーン131の周囲に形成され得る隙間を低減できる。
(3)第1ベーンパーツ180は、径方向Rの移動が規制されている一方、軸方向Zの移動が許容された状態で、回転体60に取り付けられている。第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180に対して少なくとも径方向Rに移動可能である。
かかる構成によれば、両ベーンパーツ180,220に対して遠心力が付与される。この場合、仮にベーン131とフロントシリンダ内周面33との間に隙間がある場合には、第2ベーンパーツ220が径方向R外側に向けて移動することにより、上記隙間を小さく又はなくすことができる。特に、第2ベーンパーツ220は、遠心力によってフロントシリンダ内周面33に押し付けられるため、第2ベーンパーツ220とフロントシリンダ内周面33との間のシール性の向上を図ることができる。
一方、径方向Rにおける第1ベーンパーツ180の移動は規制されているため、遠心力が付与された場合であっても第1ベーンパーツ180は径方向R外側に移動しにくい。これにより、ベーン131に対して径方向R内側(本実施形態ではインナー部181と凹条底面173との間)に隙間が生じることを抑制できる。したがって、ベーン131の径方向R内側におけるシール性の低下を抑制しつつ、ベーン131の径方向R外側におけるシール性の向上を図ることができる。
(4)回転体60は、回転軸12が挿入され、筒部外周面62を有する回転体筒部61と、筒部外周面62に径方向R外側に突出するように設けられた回転体リング部70と、を備えている。回転体リング部70が、回転体面71,72及びベーン溝130を有している。回転体60は、回転体筒部61が固定体90,110に形成された固定体挿入孔91,111に挿入されることによって固定体90,110に支持されている。
かかる構成によれば、回転体面71,72を有する回転体60が、固定体面100,120を有する固定体90,110に支持されている。これにより、固定体90,110が回転体60を直接支持しているため、固定体90,110に対する回転体60の位置ずれを抑制できる。したがって、軸方向Zに対向している回転体面71,72と固定体面100,120との位置ずれを好適に抑制できる。よって、固定体面100,120に対する回転体面71、72の位置ずれに起因して、回転体面71,72が固定体面100,120に引っ掛かる等の不都合を抑制できる。
特に、本実施形態では、固定体面100,120の一部が回転体面71,72と当接している。このため、固定体面100,120に対する回転体面71,72の位置ずれが大きくなると、第2フロント平坦面102とフロント回転体面71との摺動に起因する摩擦力が大きくなり、圧縮機10の動力増大という不都合が懸念される。この点、本実施形態では、上記のとおり、固定体90,110に対して回転体60が支持されることによって、固定体90,110に対する回転体60の相対位置を規定することができる。これにより、固定体面100,120に対する回転体面71,72の位置ずれを抑制でき、当該位置ずれに起因する動力増加を抑制できる。
また、固定体90,110による支持によって、回転体60の傾きが規制されている。これにより、回転体60が傾くことに起因して流体が漏れる隙間が形成されることを抑制できる。
(5)筒部外周面62におけるベーン溝130に対して径方向R内側の部分には、軸方向Zに延びた凹条170が形成されている。第1ベーンパーツ180は、凹条170に挿入されたインナー部181と、インナー部181と一体形成され、インナー部181から径方向R外側に向けて突出した突出板部190と、を備えている。突出板部190と第2ベーンパーツ220とがベーン溝130に挿入されている。換言すれば、ベーン131は、ベーン溝130に挿入され、突出板部190と第2ベーンパーツ220とによって構成されたベーン本体部230を有している。そして、第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180に対して径方向R及び幅方向の双方に移動可能な状態で、インナー部181とフロントシリンダ内周面33との間に配置されているとともに突出板部190に対して幅方向に対向している。
かかる構成によれば、遠心力が付与されることによって、第2ベーンパーツ220が径方向R外側に押圧されて、第2ベーンパーツ220とフロントシリンダ内周面33との間がシールされる。この場合、第2ベーンパーツ220とインナー部181との間に隙間が生じ得る。
この点、本実施形態では、インナー部181と突出板部190とが一体形成されているため、インナー部181と突出板部190との間には隙間は生じない。これにより、ベーン131において幅方向に貫通する隙間が生じない。したがって、第2ベーンパーツ220とインナー部181との間に隙間が生じた場合であっても、流体が漏れにくくなっている。また、第2ベーンパーツ220が突出板部190から離れる方向に移動することによって、ベーン131とベーン溝130との隙間を小さく又は当該隙間をなくすことができる。これにより、ベーン131の周囲のうち径方向Rの隙間及び幅方向の隙間の双方を低減することができる。
(6)凹条170は、筒部外周面62におけるベーン溝130の径方向R内側の部分から固定体挿入孔91,111内まで形成されている。インナー部181の軸方向Zの端部であるインナー端部182,183は、固定体挿入孔91,111に挿入されており、固定体挿入孔91,111の内壁面91a,111aによって支持されている。
かかる構成によれば、インナー端部182,183が内壁面91a,111aによって支持されているため、第1ベーンパーツ180が径方向R外側に移動することが規制されている。これにより、第1ベーンパーツ180が遠心力によって第2ベーンパーツ220とともに径方向R外側に移動してしまう事態を抑制できる。
(7)フロント固定体挿入孔91の内壁面91aは、角度位置に関わらず軸方向Zの長さが一定のベース壁面91bと、ベース壁面91bから回転体60に向けて軸方向Zに突出している突出壁面91cと、を有している。突出壁面91cの突出寸法は、角度位置に応じて異なっている。フロントインナー端部182は、ベース壁面91bによって支持されている。
仮にフロントインナー端部182が突出壁面91cに支持される構成である場合、角度位置によってはフロントインナー端部182がベーン壁面91aに支持されない期間が生じ、フロントインナー端部182の支持が安定しないという不都合が懸念される。
この点、本構成によれば、フロントインナー端部182は突出壁面91cではなくベース壁面91bに対して支持されているため、フロントインナー端部182は、角度位置に関わらず常に支持される。これにより、上記不都合を回避でき、安定して第1ベーンパーツ180を支持することができる。リアインナー端部183についても同様である。
(8)インナー部181は、凹条170から露出したインナー表面185を備えている。インナー表面185は、筒部外周面62と面一となるように湾曲している。
かかる構成によれば、筒部外周面62と面一となるように湾曲したインナー表面185がベーン溝130の内周端面を構成している。これにより、ベーン溝130の内周端面と筒部外周面62との間には段差が形成されにくいため、当該段差に起因して流体が漏れる隙間が形成されることを抑制できる。
かかる構成によれば、筒部外周面62と面一となるように湾曲したインナー表面185がベーン溝130の内周端面を構成している。これにより、ベーン溝130の内周端面と筒部外周面62との間には段差が形成されにくいため、当該段差に起因して流体が漏れる隙間が形成されることを抑制できる。
また、インナー表面185を有する第1ベーンパーツ180は回転体60とは別体である。このため、予め筒部外周面62と面一となるように湾曲したインナー表面185を有する第1ベーンパーツ180をベーン溝130及び凹条170に配置すればよく、例えば凹条底面173を湾曲させるなどといった煩雑な加工が必要ない。これにより、筒部外周面62と面一となるようにベーン溝の内周端面を回転体60に直接形成する場合よりも、比較的容易に筒部外周面62とベーン溝の内周端面とを面一にすることができる。
(9)圧縮機10は、両ベーンパーツ180,220の間にオイルを供給するオイル供給通路240を備えている。
かかる構成によれば、両ベーンパーツ180,220の間にオイルが供給されることにより、両ベーンパーツ180,220間がシールされる。これにより、両ベーンパーツ180,220の間を介して流体が漏れることを抑制できる。
かかる構成によれば、両ベーンパーツ180,220の間にオイルが供給されることにより、両ベーンパーツ180,220間がシールされる。これにより、両ベーンパーツ180,220の間を介して流体が漏れることを抑制できる。
また、両ベーンパーツ180,220の間にあるオイルによって両ベーンパーツ180,220が押圧されるため、ベーン131の周囲に形成され得る隙間をより低減できる。例えば、幅方向に対向している両ベーンパーツ180,220間にオイルが供給されることにより、第2ベーンパーツ220が第2溝側面130bに押圧される。これにより、ベーン131とベーン溝130との間のシール性の向上を図ることができる。
(10)インナー部181は、凹条170の底面である凹条底面173と径方向Rに対向するインナー底面184を備えている。オイル供給通路240は、ベーン131に形成されたベーン通路245を備えている。ベーン通路245は、インナー底面184から凹んだ凹条170と凹条底面173とによって形成され、オイルが供給されるオイル空間S1と、インナー部181を径方向Rに貫通しているとともにオイル空間S1と連通しているオイル貫通孔247と、を備えている。
かかる構成によれば、オイル空間S1内のオイルは、オイル貫通孔247を通って、第1ベーンパーツ180と第2ベーンパーツ220との間、本実施形態では突出板部190と第2ベーンパーツ220との間及びインナー部181と第2ベーンパーツ220との間に供給される。これにより、オイルを用いて第1ベーンパーツ180と第2ベーンパーツ220との間をシールすることができるとともに、隙間が小さくなる方向に第2ベーンパーツ220を押圧することができる。
(11)特に、本実施形態では、回転体リング部70の軸方向Zの両側に圧縮室A4,A5が設けられており、ベーン131は両圧縮室A4,A5に跨って配置されている。このため、突出板部190と第2ベーンパーツ220との間に隙間が生じると、当該隙間を介して両圧縮室A4,A5が連通して、流体が漏れるおそれがある。
この点、本実施形態では、突出板部190と第2ベーンパーツ220との間にオイルが充填されるため、突出板部190と第2ベーンパーツ220との間を介して両圧縮室A4,A5間で流体が漏れることを抑制できる。
(12)第2ベーンパーツ220はベーン溝130の幅方向を厚さ方向とする板状であり、第2ベーンパーツ220の厚さは、突出板部190の厚さよりも厚い。オイル貫通孔247は、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界に対して対向するようにインナー部181における幅方向の中央部よりも突出板部190側に偏倚した位置に形成されている。
かかる構成によれば、第2ベーンパーツ220の厚さが突出板部190の厚さよりも厚いため、第2ベーンパーツ220(詳細には第2パーツ外周端面224)とフロントシリンダ内周面33との接触面積を大きくすることができ、それを通じてベーン131とフロントシリンダ内周面33とのシール性の向上を図ることができる。この場合、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界がベーン本体部230における中央部よりも突出板部190側に配置される。
これに対応させて、オイル貫通孔247は上記境界に対して対向するようにインナー部181の中央部よりも突出板部190側に偏倚している。これにより、オイル貫通孔247を通ったオイルが境界に対して供給され易い。したがって、突出板部190と第2ベーンパーツ220との境界にオイルを好適に供給できる。
(13)突出板部190は、第2ベーンパーツ220と幅方向に対向する第1突出板面191を備えている。第1突出板面191には、オイル貫通孔247と連通する連通凹部248が形成されている。
かかる構成によれば、オイル貫通孔247から流入したオイルの一部は、連通凹部248を介して、突出板部190と第2ベーンパーツ220との間に供給される。これにより、オイルを、より円滑に突出板部190と第2ベーンパーツ220との間に供給することができる。
(14)第1ベーンパーツ180は、両固定体面100,120の間に配置された状態でベーン溝130に挿入され且つ軸方向Zに離間する方向に移動可能に分割されたフロント分割パーツ200及びリア分割パーツ210を有している。
かかる構成によれば、両圧縮室A4,A5において共通のベーン131を用いて流体の吸入及び圧縮を行わせることができる。そして、両分割パーツ200,210が軸方向Zに離間する方向に移動することによって、第1ベーンパーツ180が両固定体面100,120に対して当接する。これにより、仮に製造誤差などに起因して両固定体面100,120の距離にばらつきが生じる場合であっても、ベーン131とフロント固定体面100との間、及び、ベーン131とリア固定体面120との間に隙間が生じることを抑制できる。
(15)オイル凹部246は、両分割パーツ200,210に跨って形成されている。
かかる構成によれば、オイル空間S1が両分割パーツ200,210に跨って配置されることとなり、オイル空間S1内のオイルが両分割パーツ200,210の間に浸透する。これにより、両分割パーツ200,210の間がオイルによってシールされるとともに、両分割パーツ200,210が互いに離れる方向に押圧される。したがって、両分割パーツ200,210の間の隙間を介して流体が漏れることを抑制できるとともに、第1ベーンパーツ180と固定体面100,120との間のシール性の向上を図ることができる。
かかる構成によれば、オイル空間S1が両分割パーツ200,210に跨って配置されることとなり、オイル空間S1内のオイルが両分割パーツ200,210の間に浸透する。これにより、両分割パーツ200,210の間がオイルによってシールされるとともに、両分割パーツ200,210が互いに離れる方向に押圧される。したがって、両分割パーツ200,210の間の隙間を介して流体が漏れることを抑制できるとともに、第1ベーンパーツ180と固定体面100,120との間のシール性の向上を図ることができる。
上記実施形態は以下のように変更してもよい。なお、上記実施形態及び以下の各別例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせてもよい。また、フロント側の構成に関する別例については、対応するリア側の構成についても同様に変更可能である。
○ 両ベーンパーツの具体的な分割態様は任意である。
例えば図16〜18に示すように、第1ベーンパーツ250は、突出板部190に代えて、ベーン端部251,252を有する構成でもよい。ベーン端部251,252は当接面231,232を有している。本別例における第2ベーンパーツ260は、突出板部190の厚さ分だけ厚く形成された矩形板状である。第2ベーンパーツ260は、両ベーン端部251,252の間に配置された状態でベーン溝130に挿入されており、第1ベーンパーツ250に対して径方向R及び幅方向に移動可能である。
例えば図16〜18に示すように、第1ベーンパーツ250は、突出板部190に代えて、ベーン端部251,252を有する構成でもよい。ベーン端部251,252は当接面231,232を有している。本別例における第2ベーンパーツ260は、突出板部190の厚さ分だけ厚く形成された矩形板状である。第2ベーンパーツ260は、両ベーン端部251,252の間に配置された状態でベーン溝130に挿入されており、第1ベーンパーツ250に対して径方向R及び幅方向に移動可能である。
本別例においては、第1ベーンパーツ250は、軸方向Zに分割されており、フロント分割パーツ253とリア分割パーツ254とによって構成されている。本別例では、両ベーン端部251,252及び第2ベーンパーツ260によってベーン本体部230が構成されている。
本別例におけるオイル貫通孔247は例えば2つ設けられており、フロントベーン端部251と第2ベーンパーツ260とに跨る位置と、リアベーン端部252と第2ベーンパーツ260とに跨る位置とに設けられている。そして、本別例における連通凹部248は、ベーン端部251,252における第2ベーンパーツ260に対向する面に形成されており、オイル貫通孔247に対して開口しているとともに、第2ベーンパーツ260に向けて開口している。
かかる構成によれば、遠心力によって、第2ベーンパーツ260が径方向R外側に押圧される。これにより、第2ベーンパーツ260が第1ベーンパーツ250に対して径方向Rに移動するため、ベーン131とフロントシリンダ内周面33との隙間を小さくでき、それを通じてベーン131の周囲に形成される隙間を低減できる。
また、オイルが両分割パーツ253,254の間に入り込むことによって、両分割パーツ253,254が互いに離間する方向に押圧される。これにより、図18に示すように、ベーン端部251,252が互いに離れる方向に移動して、固定体面100,120に対して当接する。したがって、ベーン131と固定体面100,120との間に隙間が生じることを抑制できる。
なお、ベーン通路245によって、両ベーン端部251,252と第2ベーンパーツ260との間にはオイルが供給される。これにより、ベーン端部251,252と第2ベーンパーツ260との間を介して両パーツ室Ax,Ay間で流体が漏れることを抑制できる。
○ 実施形態の圧縮機10には2つの圧縮室A4,A5が設けられていたが、これに限られない。
例えば、図19に示すように、リア固定体110、リア圧縮室A5、リア吸入ポート142及びリア吐出ポート161を省略してもよい。この場合、フロント固定体面100において第1フロント平坦面101を省略してもよい。
例えば、図19に示すように、リア固定体110、リア圧縮室A5、リア吸入ポート142及びリア吐出ポート161を省略してもよい。この場合、フロント固定体面100において第1フロント平坦面101を省略してもよい。
かかる構成においては、例えばベーン131をフロント固定体90に向けて付勢する付勢部300を設けるとよい。付勢部300は、回転体60の回転に伴って回転できるように、例えば回転体筒部61に設けられた付勢支持部301によって支持されているとよい。付勢支持部301は、例えば回転体筒部61のリア回転体端部61bに設けられ、径方向R外側に突出した板状である。これにより、ベーン131は、回転体60の回転に伴って、フロント固定体面100と当接した状態を維持しつつ軸方向Zに移動しながら回転する。なお、リア側の構成を省略するのに代えて、フロント側の構成を省略してもよい。換言すれば、固定体は1つでもよい。
図19及び図20に示すように、上記別例では、第1ベーンパーツ180は分割されておらず1部品で構成されていてもよい。この場合であっても、第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180に対して幅方向及び径方向Rに移動可能となっている。
○ 第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180に対して幅方向又は径方向Rのいずれか一方に移動可能な構成でもよい。例えば、板端部193,194が鉤状に形成された係止部となっており、第2ベーンパーツ220が、ベーン窪み221,222に代えて、板端部193,194に係止する係止受け部を備えていてもよい。そして、両ベーンパーツ180,220は、板端部193,194と係止受け部とが係止することによって幅方向への移動が規制された状態で組み付けられていてもよい。この場合、第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180に対して径方向Rにスライド移動可能であるとよい。かかる構成によれば、突出板部190と第2ベーンパーツ220との間に隙間が形成されにくいため、当該隙間を介して流体が漏れることを抑制できる。
また、例えば突出板部190の第1パーツ外周端面195に、第2ベーンパーツ220の第2パーツ外周端面224に対して径方向Rに係止する係止部が設けられていてもよい。この場合、係止部によって第2ベーンパーツ220の径方向Rの移動が規制される一方、第2ベーンパーツ220の幅方向の移動は許容される。
要は、第2ベーンパーツ220は、第1ベーンパーツ180に対して径方向R及び幅方向の少なくとも一方に移動可能であればよく、例えば少なくとも径方向Rの隙間を低減する点に着目すれば、少なくとも径方向Rに移動可能であるとよい。
○ インナー部181の軸方向Zの長さは任意であり、例えばベーン本体部230の軸方向Zの長さよりも短くてもよいし、ベーン溝130の軸方向Zの長さよりも短くてもよい。また、凹条170は、回転体リング部70から軸方向Zにはみ出しておらず、ベーン溝130の径方向R内側部分にのみ形成されていてもよい。
○ 凹条170及びインナー部181を省略してもよい。この場合、第1ベーンパーツ180は、例えば径方向Rに移動しないように回転体60に対して係止されることによって回転体60に支持されていてもよい。つまり、回転体60に対して第1ベーンパーツ180を支持する構成は任意である。
○ フロントインナー端部182は突出壁面91cによって支持される構成でもよい。リアインナー端部183についても同様である。
○ 両パーツ外周端面195,224の形状は任意であり、例えばフロントシリンダ内周面33の曲率と異なる曲率の湾曲面でもよいし、平坦面であってもよい。
○ 両パーツ外周端面195,224の形状は任意であり、例えばフロントシリンダ内周面33の曲率と異なる曲率の湾曲面でもよいし、平坦面であってもよい。
○ オイル凹部246の具体的な形状は任意であり、例えば矩形状やテーパ状などでもよい。同様に、オイル空間S1の具体的な形状は任意である。
○ オイル凹部246の軸方向Zの両端は、開口しておらず閉塞していてもよい。
○ オイル凹部246の軸方向Zの両端は、開口しておらず閉塞していてもよい。
○ 連通通路243の具体的な形状は任意であり、例えばクランク状となっていてもよい。また、開口部244は、軸方向Zから見て凹条底面173の中央部よりも突出板部190側に偏倚した位置に形成されていてもよい。この場合、オイル凹部246を突出板部190側に偏倚した位置に設けられているとよい。
○ オイル供給通路240の具体的な構成は任意である。例えば、オイル供給通路は、フロントシリンダ内周面33に形成されたオイル口を有し、両ベーンパーツ180,220の間に対して径方向R外側から供給するものであってもよい。
○ 突出板部190が回転方向M側に配置され、第2ベーンパーツ220が回転方向M側とは反対側に配置されていてもよい。
○ 板端部193,194は、突出板部190と同一厚さに形成されていてもよいし、突出板部190の厚さよりも薄くてもよい。
○ 板端部193,194は、突出板部190と同一厚さに形成されていてもよいし、突出板部190の厚さよりも薄くてもよい。
○ 第2ベーンパーツ220が2つに分割されている構成でもよい。
○ 貯油室A6の位置や形状は任意である。また、軸内通路241内にオイルが貯留される点に着目すれば、軸内通路241は貯油室A6の一部又は全部を構成しているといえる。
○ 貯油室A6の位置や形状は任意である。また、軸内通路241内にオイルが貯留される点に着目すれば、軸内通路241は貯油室A6の一部又は全部を構成しているといえる。
○ 貯油室A6を省略して、オイルセパレータ166によって分離されたオイルが直接軸内通路241に導入される構成でもよい。
○ ベーン通路245を含むオイル供給通路240は省略されていてもよい。つまり、オイル供給通路240は必須ではない。この場合であっても、両分割パーツ200,210及び第2ベーンパーツ220は、圧縮室A4,A5内の流体によって押圧されて移動する。
○ ベーン通路245を含むオイル供給通路240は省略されていてもよい。つまり、オイル供給通路240は必須ではない。この場合であっても、両分割パーツ200,210及び第2ベーンパーツ220は、圧縮室A4,A5内の流体によって押圧されて移動する。
○ 回転体面71,72は軸方向Zに対して傾斜していてもよい。この場合、両フロント平坦面101,102及び両リア平坦面121,122は、軸方向Zに直交する平坦面であってもよいし、回転体面71,72と面接触するように回転体面71,72と同一傾斜角度で傾斜していてもよい。
○ 回転体筒部61の一部が切り欠かれたり突出していたりする構成でもよい。また、回転体筒部61は、円筒形状であったが、これに限られず、非円筒形状であってもよい。固定体挿入孔91,111は、その内壁面と回転体筒部61との隙間が小さくなるように回転体筒部61の形状に対応させて形成されていればよく、円形状に限られない。なお、回転体筒部61の一部が切り欠かれている場合には、別部材が切り欠き部分に嵌め込まれていてもよい。
○ 回転体は、回転体面71,72から軸方向Zにはみ出した部分を有さない円板状であって、両固定体90,110によって支持されていない構成でもよい。この場合、フロント圧縮室A4は、回転軸12の外周面によって区画されるとよい。すなわち、フロント圧縮室A4は、筒部外周面62によって区画される構成に限られない。リア圧縮室A5についても同様である。
○ シャフト軸受51,53の数は2つに限られず、1つでもよい。例えば、リアシャフト軸受53を省略してもよい。また、シャフト軸受を3つ以上設けてもよい。
○ 本実施形態では、収容室A3が、フロントシリンダ30及びリアプレート40によって区画されていたが、これに限られず、収容室A3を区画する具体的な構成は任意である。
○ 本実施形態では、収容室A3が、フロントシリンダ30及びリアプレート40によって区画されていたが、これに限られず、収容室A3を区画する具体的な構成は任意である。
例えば、圧縮機10は、フロントシリンダ30に代えて板状のフロントプレートを備え、リアプレート40に代えて有底筒状のリアシリンダを備える構成でもよい。この場合、リアシリンダとフロントプレートとが突き合わせられることによって収容室A3が区画される。
また、圧縮機10は、筒状の2つのシリンダを備え、両者によって収容室A3が区画される構成でもよい。また、リアプレート40を省略して、フロントシリンダ30とリアハウジング底部23とによって収容室A3が区画されてもよい。
○ 圧縮室A4,A5は、回転体面71,72及び固定体面100,120を用いて区画されていればよく、圧縮室A4,A5を区画するのに用いられる他の面については任意である。例えば、フロントシリンダ30を省略して、リアハウジング22(又はハウジング11)が回転体60及び両固定体90,110を収容する構成では、圧縮室A4,A5は、フロントシリンダ内周面33に代えて、リアハウジング22の内周面を用いて区画されてもよい。この場合、リアハウジング22又はハウジング11が「シリンダ部」に対応し、リアハウジング22の内周面が「シリンダ内周面」に対応する。また、圧縮室A4,A5は、筒部外周面62に代えて、回転軸12の外周面を用いて区画される構成でもよい。
○ フロント固定体90とフロントシリンダ30とが一体形成されていてもよいし、リア固定体110とリアプレート40とが一体形成されていてもよい。
○ フロントシリンダ底部31とフロントシリンダ側壁部32とが別体であってもよい。また、フロントシリンダ底部31を省略してもよい。この場合、フロントシリンダ側壁部32が「シリンダ部」に対応する。
○ フロントシリンダ底部31とフロントシリンダ側壁部32とが別体であってもよい。また、フロントシリンダ底部31を省略してもよい。この場合、フロントシリンダ側壁部32が「シリンダ部」に対応する。
○ 圧縮室A4,A5に吸入流体を導入させるための構成、及び、圧縮室A4,A5にて圧縮された圧縮流体を吐出させる構成は、実施形態にて例示した構成に限られず任意である。例えば、吸入ポート及び吐出ポートの少なくとも一方を固定体90,110に設けてもよい。
○ 両固定体90,110は同一形状であったが、これに限られず、例えばフロント固定体90がリア固定体110に対して大径であってもよいし、その逆でもよい。この場合、両固定体90,110の形状に合わせて、フロントシリンダ内周面33が段差状となってもよいし、フロント固定体90を収容するフロントシリンダと、リア固定体110を収容するリアシリンダとを別々に設けてもよい。つまり、両圧縮室A4,A5の容積は同一でもよいし、異なってもよい。
○ 固定体挿入孔91,111は、回転軸12が挿入されていれば貫通孔である必要はなく、非貫通でもよい。
○ 両スラスト軸受81,82の少なくとも一方を省略してもよい。すなわち、スラスト軸受81,82は必須ではない。
○ 両スラスト軸受81,82の少なくとも一方を省略してもよい。すなわち、スラスト軸受81,82は必須ではない。
○ 両回転体軸受94,114の少なくとも一方を省略してもよい。
○ 吐出室A1は、軸方向Zを軸線方向とする筒状である必要はない。例えば、吐出室A1は、軸方向Zから見てC字状のような形状であってもよいし、2つの吐出室A1が対向配置される構成でもよい。換言すれば、吐出室A1は、周方向の少なくとも一部に形成される構成でもよい。
○ 吐出室A1は、軸方向Zを軸線方向とする筒状である必要はない。例えば、吐出室A1は、軸方向Zから見てC字状のような形状であってもよいし、2つの吐出室A1が対向配置される構成でもよい。換言すれば、吐出室A1は、周方向の少なくとも一部に形成される構成でもよい。
○ ベーン131の数は任意であり、1枚でもよいし、2枚でもよいし、4枚以上でもよい。なお、ベーン131が1枚の場合、フロント圧縮室A4は、フロント回転体面71と第2フロント平坦面102との当接箇所及びベーン131によって、吸入が行われる吸入室と、圧縮が行われる圧縮室とに仕切られる。
○ フロント固定体面100のうちフロント回転体面71との当接面(固定体当接面)は、第2フロント平坦面102のように平坦面でなくてもよい。リア固定体面120についても同様である。但し、シール性の観点に着目すれば、平坦面であるほうが好ましい。
○ フロント湾曲面103は、第2フロント平坦面102から周方向に離れるに従って徐々にフロント回転体面71から離れるように湾曲していたが、これに限られない。例えば、フロント湾曲面103は、その途中位置において、フロント回転体面71との距離が一定となる部分を有していてもよい。リア湾曲面123についても同様である。
○ 固定体当接面は必須ではない。例えば第2フロント平坦面102は、微小な隙間を介してフロント回転体面71に対して離間していてもよい。
○ ハウジング11の具体的な形状については任意である。
○ ハウジング11の具体的な形状については任意である。
○ 回転軸12の具体的な形状は任意である。例えば、回転軸12の少なくとも一部が中空状に形成されていてもよいし、角柱状であってもよい。
○ 電動モータ13及びインバータ14を省略してもよい。つまり、電動モータ13及びインバータ14は圧縮機10において必須ではない。この場合、例えばベルト駆動等によって回転軸12が回転するとよい。
○ 電動モータ13及びインバータ14を省略してもよい。つまり、電動モータ13及びインバータ14は圧縮機10において必須ではない。この場合、例えばベルト駆動等によって回転軸12が回転するとよい。
○ 圧縮機10は、空調装置以外に用いられてもよい。例えば、圧縮機10は、燃料電池車両に搭載された燃料電池に対して圧縮空気を供給するのに用いられてもよい。つまり、圧縮機10の圧縮対象の流体は、オイルを含む冷媒に限られず、任意である。
○ 圧縮機10の搭載対象は、車両に限られず任意である。
10…圧縮機、12…回転軸、60…回転体、61…回転体筒部、62…筒部外周面、70…回転体リング部、71,72…回転体面、90,110…固定体、91,111…固定体挿入孔、91a,111a…固定体挿入孔の内壁面、91b,111b…ベース壁面、91c,111c…突出壁面、100,120…固定体面、130…ベーン溝、131…ベーン、151,161…吐出ポート(吐出通路)、166…オイルセパレータ、170…凹条、173…凹条底面、180,250…第1ベーンパーツ、181…インナー部、182,183…インナー端部、184…インナー底面、185…インナー表面、190…突出板部、200,253…フロント分割パーツ、210,254…リア分割パーツ、220,260…第2ベーンパーツ、230…ベーン本体部、240…オイル供給通路、241…軸内通路、243…連通通路、245…ベーン通路、246…オイル凹部、247…オイル貫通孔、248…連通凹部、A4,A5…圧縮室、S1…オイル空間。
Claims (7)
- 回転軸と、
前記回転軸の回転に伴って回転するものであって、前記回転軸の軸方向に対して交差している回転体面を有する回転体と、
前記回転軸の回転に伴って回転しないものであって、前記回転体面と前記軸方向に対向する固定体面を有する固定体と、
前記回転体に形成されたベーン溝に挿入され、前記回転体の回転に伴って前記軸方向に移動しながら回転するベーンと、
前記回転体及び前記固定体を収容するものであって、前記ベーンに対して前記回転軸の径方向に対向するシリンダ内周面を有するシリンダ部と、
前記回転体面、前記固定体面及び前記シリンダ内周面を用いて区画され、前記ベーンが前記軸方向に移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室と、
を備え、
前記ベーンは、
第1ベーンパーツと、
前記第1ベーンパーツに対して前記径方向及び前記ベーン溝の幅方向の少なくとも一方に移動可能な第2ベーンパーツと、
を有していることを特徴とする圧縮機。 - 前記第1ベーンパーツは、前記径方向の移動が規制されている一方、前記軸方向の移動が許容された状態で、前記回転体に取り付けられており、
前記第2ベーンパーツは、前記第1ベーンパーツに対して少なくとも前記径方向に移動可能である請求項1に記載の圧縮機。 - 前記回転体は、
前記回転軸が挿入されているものであって、筒部外周面を有する回転体筒部と、
前記回転軸の径方向外側に突出するように前記筒部外周面に設けられ、前記回転体面及び前記ベーン溝を有する回転体リング部と、
を備え、前記回転体筒部が前記固定体に形成された固定体挿入孔に挿入されることによって前記固定体に支持されており、
前記筒部外周面における前記ベーン溝に対して前記回転軸の径方向内側の部分には、前記軸方向に延びた凹条が形成されており、
前記第1ベーンパーツは、
前記凹条に挿入されたインナー部と、
前記インナー部と一体形成され、前記インナー部から前記径方向外側に向けて突出した突出板部と、
を有し、
前記突出板部と前記第2ベーンパーツとが前記ベーン溝に挿入されており、
前記第2ベーンパーツは、前記第1ベーンパーツに対して前記径方向及び前記幅方向の双方に移動可能な状態で、前記インナー部と前記シリンダ内周面との間に配置されているとともに前記突出板部に対して前記幅方向に対向している請求項2に記載の圧縮機。 - 前記凹条は、前記筒部外周面における前記ベーン溝の前記径方向内側の部分から前記固定体挿入孔内まで形成されており、
前記インナー部の前記軸方向の端部は、前記固定体挿入孔に挿入されており、前記固定体挿入孔の内壁面によって支持されている請求項3に記載の圧縮機。 - 前記固定体挿入孔の内壁面は、
角度位置に関わらず前記軸方向の長さが一定のベース壁面と、
前記ベース壁面から前記回転体面に向けて前記軸方向に突出している部分であって、角度位置に応じて突出寸法が異なる突出壁面と、
を有し、
前記インナー部の前記軸方向の端部は、前記ベース壁面によって支持されている請求項4に記載の圧縮機。 - 前記第1ベーンパーツと前記第2ベーンパーツとの間にオイルを供給するオイル供給通路を備えている請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の圧縮機。
- 前記回転体は、前記回転体面として第1回転体面及び第2回転体面を有し、
前記圧縮機は、前記固定体として第1固定体及び第2固定体を備え、
前記第1固定体は、前記固定体面として、前記第1回転体面に対して前記軸方向に対向する第1固定体面を有し、
前記第2固定体は、前記固定体面として、前記第2回転体面に対して前記軸方向に対向する第2固定体面を有し、
前記圧縮機は、前記圧縮室として、
前記第1回転体面、前記第1固定体面及び前記シリンダ内周面を用いて区画された第1圧縮室と、
前記第2回転体面、前記第2固定体面及び前記シリンダ内周面を用いて区画された第2圧縮室と、
を備え、
前記第1ベーンパーツは、前記両固定体面の間に配置された状態で前記ベーン溝に挿入され且つ前記軸方向に離間する方向に移動可能に分割された第1分割パーツ及び第2分割パーツを有している請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019048383A JP2020148172A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019048383A JP2020148172A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 圧縮機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020148172A true JP2020148172A (ja) | 2020-09-17 |
Family
ID=72429414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019048383A Pending JP2020148172A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2020148172A (ja) |
-
2019
- 2019-03-15 JP JP2019048383A patent/JP2020148172A/ja active Pending
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