JPWO2017002785A1 - ベーン型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ベーンの下端部の構成を変更することにより、ベーンの下端部の肩部が背圧室の側方の円弧面に乗り上げ難くして、ロータの外周面から突出したベーンによってロータの回転が規制されるのを防止したベーン型圧縮機を提供する。【解決手段】ベーン溝５の底部には凹状円弧面１０１を有する背圧室１０が形成され、ベーン６の進退移動方向の下端部６１は、ベーン溝５の底部の凹状円弧面１０１の底部側円弧面１０１ｃに対向した凸状円弧面６１１ａを有するとともに、ベーンの下端部６１がベーン溝５の底部の凹状円弧面１０１の底部側円弧面１０１ｃに当接したとき、ベーン６の厚さ方向両側において、ベーン溝５の底部の凹状円弧面１０１との間に空隙Ｄが形成されるようにする。【選択図】図５

Description

この発明は、例えば冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに適したベーン型圧縮機、特にベーン型圧縮機のベーンの進退移動方向の下端部の構成に関する。

ベーン型圧縮機は、例えば特許文献１及び特許文献２等に示されるように、両側がサイドブロック等で閉塞されたシリンダと、前記シリンダ内に回転可能に収容された、断面が真円状のロータと、前記ロータの外周面から径方向内側に向けて形成されたベーン溝と、前記ベーン溝に進退移動可能に収容されたベーンとを有する。そして、前記ロータの回転による遠心力および前記ベーン溝の底部に設けられた背圧室からの背圧によって前記ベーンを前記シリンダの内周面に接触摺動させる構造となっている。

特許文献１に示されるベーン型圧縮機では、ロータのベーン溝の底部を断面円弧状とするとともに、このベーン溝の底部の形状に沿うよう、ベーンの下端部の形状を円弧状とすることを提案している。これにより、ベーンの下端部がベーン溝の底部に衝突しても円弧と円弧の当接となり、衝撃音が緩和される。

また、ベーン溝の底部と、ベーンの下端部が、互いに沿うような円弧形状となっているので、それぞれの円弧上の中心が一致する位置までベーンがベーン溝の底まで進入できる。このことを考慮して、ベーンのベーン溝に沿った長さは、ベーンが最もベーン溝内に侵入したときであっても、ベーン溝から突出しない寸法に形成されている。これにより、ロータの回転に伴いベーンがシリンダ内周面の形状に合わせてベーン溝内を移動し、シリンダ内周面のラジアルシール部を通過する位置においても、ベーン溝の底と干渉することなく、シリンダ溝内に侵入できるようになっている。

特開平１０−１８９８４号公報 特開平１１−２３００６８号公報

ベーン型圧縮機のロータの素材は、特許文献２に示されるように例えば鍛造により形成することができる。鍛造により形成されたロータの素材には、背圧室を含むベーン溝やシャフトを挿通させる貫通孔等が予め形成されている。このように鍛造や鋳造により成形されたロータ素材からロータの完成品を形成する際には、ベーンと摺動し、寸法精度が要求されるベーン溝には研磨加工が施される一方、他部材との間で摺動したり嵌合したりしない部位である背圧室には加工は行われない。

ここで、特許文献１に示されるベーン型圧縮機のロータが、鍛造や鋳造により成形された素材から形成される場合、ロータのベーン溝は研磨により高精度に仕上げられる一方で、ベーン溝の底部に設けられた背圧室は、鍛造によって成形された形状がそのまま残されることとなる。このため、ベーン溝を研磨加工する際に、背圧室との位置関係にズレが生じ、ベーンが摺動するベーン溝の中心と背圧室の中心とがずれることが考えられる。

ベーンが摺動するベーン溝の中心と背圧室の中心がずれると、図８に示されるように、ベーンがベーン溝の最も奥まで進入したときであっても、ベーンの下端部の円弧面の中心と、ベーン溝の円弧面の中心とが一致しなくなり、ベーンの下端部の肩部がベーン溝の底部の側方の円弧面に乗り上げることとなる。このため、ベーンの下端部がベーン溝の最深位置まで進入できず、上端部がロータの外周面からはみだしてしまい、ベーンがシリンダの内周面と干渉してロータの回転不能を招く恐れがある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、ベーンの進退移動方向の下端側の構成を変更することにより、ベーンの下端部の肩部が背圧室の凹状円弧面の側方の円弧面に乗り上げ難くくし、ロータの外周面から突出したベーンによってロータの回転が規制されるのを防止したベーン型圧縮機を提供することを目的としている。

この発明に係るベーン型圧縮機は、両側がサイドブロック部材により閉塞されたシリンダと、このシリンダ内に回転可能に設けられたロータと、このロータの外周面から径方向内側に向けて形成されたベーン溝と、このベーン溝に進退移動可能に収容されるベーンとを有し、前記ロータの回転に伴って前記ベーンの一端部を前記シリンダの内周面に接触摺動させるベーン型圧縮機において、前記ベーン溝の底部には凹状円弧面を有する背圧室が形成され、前記ベーンの他端部は、前記ベーン溝の凹状円弧面に対向した凸状円弧面を有するとともに、前記ベーンの他端部が記ベーン溝の底部に当接したとき、ベーンの厚さ方向両側において、前記ベーン溝の底部との間に空隙が形成されるようにしたことを特徴としている。そして、請求項２に記載のベーン型圧縮機では、前記ベーンの他端部の凸状円弧面の曲率半径は、前記ベーン溝の底部の凹状円弧面の曲率半径より小さくなるよう形成されており、これにより前記ベーンの他端部と前記ベーン溝の底部との当接部の両側に前記空隙が形成されるようにしたことを特徴としている。

これにより、ベーン溝のベーンの厚さ方向に沿った中心と背圧室の中心とにベーンの厚さ方向に沿ってずれが生じても、ベーンの下端部が背圧室の凹状円弧面に当接したとき、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン溝の底部との間に空隙が形成される。このため、ベーンが最もベーン溝内に入り込むときに、ベーンの下端部の肩部は、ベーン溝の底部の凹状円弧面のうちの背圧室の側方の円弧面に乗り上げ難くなる。従って、ベーンの上端部がロータの外周面から突出し、シリンダの内周面と干渉してロータの回転を阻害するという不具合を防止することができる。

請求項３に記載のベーン型圧縮機では、前記ベーンの他端部の厚さ方向両側に、前記凸状円弧面に連なる接平面を形成したことを特徴としている。

これにより、ベーンの他端部について、ベーン溝の底部の凹状円弧面との対峙面の全てを凸状円弧面とした場合には、ベーンの肩部の位置がロータの外周面側に上がるため、ベーンの摺動面の幅が狭くなるところ、接平面を有することによって、ベーンの肩部の位置が必要以上にロータの外周面側に上がることが抑制されるので、ベーンの摺動面の幅が狭くなることが防止される。

また、ベーン溝の底部の凹状円弧面との対峙面の全てを凸状円弧面とした場合に比し、ベーンの他端部の凸状円弧面の半径を小さくすることができるので、ベーンの他端部がベーン溝の底部に接している箇所に接触を集中させることができる。これにより、例えば微小な異物が背圧室に入り込んでも、ベーンの他端部とベーン溝の底部との間で異物が挟まれて、ベーンがベーン溝の底部の奥側まで進入することができなくなるおそれを防止することが可能である。

請求項４に記載のベーン型圧縮機では、前記ベーンの厚さ方向両側には、前記ベーン溝と摺接する摺接面が形成され、この摺接面と前記ベーンの他端部の前記凸状円弧面との間に、前記摺接面および前記凸状円弧面の一部を除去する面取りを形成し、これにより前記空隙を設けたことを特徴としている。

これにより、ベーンの肩部を削ることができ、又は、ベーンの他端部がベーン溝の凹状円弧面に当接したとき、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン溝の底部との間に形成される空隙を大きくすることができる。よって、ベーンが最もベーン溝内に入り込むときに、ベーンの他端部の肩部は、背圧室の凹状円弧面の側方の円弧面に、より一層乗り上げ難くなる。

以上に述べたように、本発明では、ベーン溝のベーンの厚さ方向に沿った中心と背圧室の中心とにベーンの厚さ方向に沿ってズレが生じても、ベーンの下端部が背圧室の凹状円弧面に当接したとき、ベーンの厚さ方向両側において、背圧室の凹状円弧面との間に空隙が形成されるようにした。このため、ベーンが最もベーン溝内に入り込むときに、ベーンの下端部の肩部が、背圧室の凹状円弧面の側方の円弧面に乗り上げるのを回避することができる。よって、ベーンの上端部がロータの外周面から突出し、シリンダの内周面と干渉してロータの回転を阻害するという不具合を防止することが可能になる。

特に請求項３に記載の発明によれば、ベーンの他端部について、ベーン溝の底部の凹状円弧面との対峙面の全てが凸状円弧面とした場合には、ベーンの肩部の位置がロータの外周面側に上がるため、ベーンの摺動面の幅が狭くなるところ、接平面を有することによって、ベーンの肩部の位置が必要以上にロータの外周面側に上がることが抑制されるので、ベーンの摺動面の幅が狭くなることが防止される。

また、特に請求項３に記載の発明によれば、ベーン溝の底部の凹状円弧面との対峙面の全てを凸状円弧面とした場合に比し、ベーンの他端部の凸状円弧面の半径を小さくすることができるので、ベーンの他端部がベーン溝の底部に接している箇所に接触を集中させることができる。これにより、例えば微小な異物が背圧室に入り込んでも、ベーンの他端部とベーン溝の底部との間で異物が挟まれて、ベーンがベーン溝の底部の奥側まで進入することができなくなるおそれを防止することが可能である。

特に請求項４に記載の発明によれば、ベーンの肩部を削ることができ、又は、ベーンの下端部が背圧室の凹状円弧面に当接したとき、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン溝の底部との間に形成される空隙を大きくすることができる。よって、ベーンが最もベーン溝内に入り込むときに、ベーンの下端部の肩部が背圧室の凹状円弧面の側方の円弧面に乗り上げるのを、より一層回避することができる。

図１は、この発明に係るベーン型圧縮機の一例を示す断面図であり、図１（ａ）は吐出口が見えるように切断した断面図、図１（ｂ）は吸入口が見えるように切断した断面図である。 図２は、図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。 図３は、ベーン、ベーン溝及び背圧室について、本発明の実施例１の構成を説明した概略図であり、図３（ａ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれていない状態のベーン及び背圧室の拡大図、図３（ｂ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれた状態のベーン、ベーン溝及び背圧室の全体図である。 図４は、ベーン、ベーン溝及び背圧室について、本発明の実施例１の別例の構成を説明した概略図であり、図４（ａ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれていない状態のベーン及び背圧室の拡大図、図４（ｂ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれた状態のベーン、ベーン溝及び背圧室の全体図である。 図５は、ベーン、ベーン溝及び背圧室について、本発明の実施例２の構成を説明した概略図であり、図５（ａ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれていない状態のベーン及び背圧室の拡大図、図５（ｂ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれた状態のベーン、ベーン溝及び背圧室の全体図である。 図６は、図５に示される本発明の実施例２のベーンの他端部が有する接平面の角度の設定例について示した説明図である。 図７は、ベーン、ベーン溝及び背圧室について、本発明の実施例３の構成を説明した概略図であり、図７（ａ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれていない状態のベーン及び背圧室の拡大図、図７（ｂ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれた状態のベーン、ベーン溝及び背圧室の全体図である。 図８は、ベーン、ベーン溝及び背圧室について、本発明の実施例１、実施例１の別例、実施例２、及び実施例３と対比するための、ベーンの下端部に課題がある対比例の構成を説明した概略図であり、図８（ａ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれていない状態のベーン及び背圧室の拡大図、図８（ｂ）は、ベーン溝と背圧室とがベーンの厚さ方向に沿ってずれた状態のベーン、ベーン溝及び背圧室の全体図である。

以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１及び図２において、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられるベーン型圧縮機の一例が示されている。このベーン型圧縮機１は、シャフト３と、シャフト３に固定されて当該シャフト３の回転に伴い回転するロータ４と、このロータ４とによって後述する圧縮空間１８を画成する第１のハウジング部材８及び第２のハウジング部材９とを有し、これら第１のハウジング部材８と第２のハウジング部材９とでハウジング２が構成されている。

第１のハウジング部材８は、この実施例では、ロータ４を収納するシリンダ８ａと、このシリンダ８ａとはシャフト３の軸方向のリア側に位置し、且つシリンダ８ａと一体成形され、シリンダ８ａのリア側を閉塞するリアサイドブロック８ｂとで構成されている。

シリンダ８ａに収納されるロータ４は、断面が真円状である円柱状のもので、その真円の中心点Ｐ１には、図２に示されるように、シャフト３が圧入可能な貫通孔４ａが設けられている。また、ロータ４は、当該ロータ４の外周面に開口した２つのベーン溝５内に挿入される２つのベーン６を有している。

べ−ン６の図３乃至図８で示される各例の構成の詳細は後述するが、いずれのベーン６も、当該ベーン６の厚さ方向両側に下記するベーン溝５の内側面に摺接する摺接面６ａ、６ａを有する一端部と、下記する凸状円弧面６１１ａを有する他端部とを備え、ベーン溝５から進退移動してシリンダ８ａの内周面を摺動するものである。

ベーン溝５は、図３乃至図８で示される各例のいずれにおいても、ロータ４の外周面から径方向内側に延びた構成となっている。また、ベーン溝５の底部には下記する凹状円弧面１０１を有する背圧室１０が形成されている。これらのベーン溝５と背圧室１０とは、ロータ４の軸方向に沿ってフロント側からリア側に貫通するように形成されている。

シリンダ８ａの内周面は、この実施例では、図２に示されるように、ロータ４の外径寸法よりも大きな内径寸法を有し、Ｐ２を中心とした真円状となっている。そして、ロータ４の外周面とシリンダ８ａの内周面とが周方向の一箇所で微小な隙間（シリンダ８ａとロータ４とが最も接近する部分：ラジアルシール部Ｐ３）を形成するように、ロータ４がシリンダ８ａ内に収納されている。なお、Ｐ１は、このように、シリンダ８ａ内にロータ４を収納することにより、シリンダ８ａの内周面とロータ４の外周面との間には圧縮空間１８が画成されている。この圧縮空間１８は、ロータ４に形成された２つのベーン溝５にそれぞれ収納された２つのベーン６によって仕切られて２つの圧縮室１９に分けられ、各圧縮室１９の容積はロータ４の回転によって変化するようになっている。

第２のハウジング部材９は、シリンダ８ａのフロント側端面に当接するフロントサイドブロック９ａと、このフロントサイドブロック９ａからシャフト３の軸方向に延設されてシリンダ８ａ及びリアサイドブロック８ｂの外周面を包囲するように形成されたシェル９ｂとを一体化して構成されている。また、第２のハウジング部材９は、ボルト等の連結具７を介して第１のハウジング部材８と連結されている。そして、第１のハウジング部材８をシェル９ｂのリア側開口部９ｄから挿入してシェル９ｂと嵌合させることにより、シリンダ８ａのフロント側がフロントサイドブロック９ａによって閉塞されていると共に、シェル９ｂのリア側開口部９ｄがリアサイドブロック８ｂによって閉塞されている。

また、第２のハウジング部材９は、フロントサイドブロック９ａに一体化されたボス部９ｃに、車両の動力源（図示せず）よりベルト（図示せず）を介して回転動力が伝達されるプーリ２０が回転自在に外装され、このプーリ２０から電磁クラッチ２１を介して回転動力がシャフト３に伝達されるようになっている。また、第２のハウジング部材９には、作動流体（冷媒ガス）の吸入口１１及び吐出口１２が形成され、吸入口１１は第２のハウジング部材９に形成された空間部１４ａ及びシリンダ８ａに形成された凹部１４ｂとで成る吸入空間１４に連通している。

シャフト３は、第２のハウジング部材９のフロントサイドブロック９ａと第１のハウジング部材８のリアサイドブロック８ｂとに保持形成された軸受部たるプレーンベアリング２３、２４を介して回転可能に支持されている。そして、シャフト３は、第２のハウジング部材９のボス部９ｃの基端近傍部位において、第２のハウジング部材９の内側面との間にシール部材１３が介在されており、作動流体がボス部９ｃの開口から外部に漏れるのを防止している。

そして、シリンダ８ａの周面には、圧縮空間１８に対応して吸入空間１４に連通する吸入ポート２５と、吐出空間１５と連通する吐出ポート２６とが設けられている。したがって、シリンダ８ａをシェル９ｂに嵌入させると、吸入空間１４は吸入ポート２５を介して圧縮室１９に連通し、シリンダ８ａの外周面とシェル９ｂの内側面との間には、両端側がフランジ部８ｃ、８ｄによって仕切られた吐出空間１５が形成され、この吐出空間１５は吐出ポート２６を介して圧縮室１９に連通可能となっている。そして、吐出ポート２６は、吐出空間１５に収納される吐出弁２７により開閉されるようになっている。また、吐出空間１５はフランジ部８ｄに形成された通孔２８を介してオイル分離器１６に連通している。オイル分離器１６は更に吐出口１２と連通している。

以上の構成によれば、このベーン型圧縮機１においては、図示しない動力源からの回転動力がプーリ２０及び電磁クラッチ２１を介してシャフト３に伝達され、ロータ４が回転すると、吸入口１１から吸入空間１４に流入した作動流体が吸入ポート２５を介して圧縮空間１８に吸入される。圧縮空間１８内のベーン６によって仕切られた圧縮室１９の容積はロータ４の回転に伴って変化するので、ベーン６間に閉じ込められた作動流体は圧縮され、吐出ポート２６から吐出弁２７を介して吐出空間１５に吐出される。吐出空間１５に吐出された作動流体は、シリンダ８ａの外周面（シェル９ｂの内側面）に沿って周方向に移動し、フランジ部８ｄに形成された通孔２８を介してリアサイドブロック８ｂに形成されたオイル分離器１６のオイル分離室内に導入される。その後、作動流体は、オイル分離器１６のオイル分離室内を旋回する過程でオイルが分離されて、吐出口１２から外部回路に吐出される。

ところで、図３ではこの発明の実施例１、図４ではこの発明の実施例１の別例、図５及び図６ではこの発明の実施例２、図７ではこの発明の実施例３が示されていると共に、図８では実施例１、実施例１の別例、実施例２、及び実施例３と対比するため対比例が示されている。以下、実施例１、実施例１の別例、実施例２及び実施例３について、対比例と対比しつつ説明する。

実施例１のベーン溝５は、前記したようにロータ４の外周面から径方向内側に延びているもので、ベーン６の摺接面６ａ、６ａと接する内側面を、ベーン６の厚さ方向の両側に有している。図３（ａ）では、ベーン６の厚さ方向の中心を通る中心線Ｃが示されている。

実施例１の背圧室１０は、図３に示されるように、２つの側方円弧面１０１ａ、１０１ｂと、これらの側方円弧面１０１ａ、１０１ｂ間に位置する１つの底側円弧面１０１ｃとを有している。

前記背圧室１０を形成する側方円弧面１０１ａ、底側円弧面１０１ｃ、側方円弧面１０１ｂは、背圧室１０の中心点Ｐ５を中心点として想定された円弧Ｓ１に沿うように配置されており、背圧室１０の凹状円弧面１０１を構成している。背圧室１０の直径Ｌ１は、図３（ｂ）に示されるベーン溝５のベーン６の厚さ方向の寸法Ｌ２よりも大きくなっている。図３の符号１０３は、背圧室１０の凹状円弧面１０１を成す円弧Ｓ１の円弧上の中心を示している。

これらの背圧室１０が凹状円弧面１０１を有すること、符号１０３が背圧室１０の凹状円弧面１０１を成す円弧Ｓ１の円弧上の中心を示していること、並びにベーン６の厚さ方向の中心を通る中心線Ｃが示されていることは、図８で示される対比例の背圧室１０でも同様となっている。

実施例１のベーン６は、前記した他端部として当該ベーン６の進退移動方向の下端側に下端部６１を有している。下端部６１は、背圧室１０の底側円弧面１０２ｃと対峙する当接面６１１の全てがＰ５を中心点とした円弧Ｓ２に沿った凸状円弧面６１１ａとなっている。これにより、下端部６１の肩部Ｋ１、Ｋ２は、Ｐ５を中心点とした円弧Ｓ２の始端、終端と重なっている。そして、下端部６１の凸状円弧面６１１ａを成す円弧Ｓ２の曲率半径Ｌ４は、背圧室１０の凹状円弧面１０１を成す円弧Ｓ１の曲率半径Ｌ３より小さくなっている。図３の符号６３は、下端部６１の凸状円弧面６１１ａを成す円弧Ｓ２の円弧上の中心を示している。図３では、例えば、凸状円弧面６１１ａを成す円弧Ｓ２の曲率半径Ｌ４は、ベーン６の厚さ方向の寸法Ｌ２の略２分の１の寸法となっている。これにより、下端部６１の凸状円弧面６１１ａは、半円周面となっており、円弧Ｓ２の中心点Ｐ５と下端部６１の肩部Ｋ１、Ｋ２とは、同一線上に位置している。そして、ベーン溝５と背圧室１０との位置関係にズレが生じていない場合には、図３（ａ）に示されるように、円弧Ｓ１の中心点Ｐ４と円弧Ｓ２の中心点Ｐ５とにズレがなく、同じベーン溝５の中心線Ｃ上にあり、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させることができる。

対比例のベーン６の下端部６１も、背圧室１０の底側円弧面１０２と対峙する当接面６１１の全てが円弧Ｓ２に沿った凸状円弧面６１１ａとなっているが、下端部６１の凸状円弧面６１１ａを成す円弧Ｓ２の曲率半径Ｌ４は、背圧室１０の凹状円弧面１０１を成す円弧Ｓ１の曲率半径Ｌ３と同じとなっている。この場合でも、ベーン溝５と背圧室１０との位置関係にズレが生じていない場合には、図８（ａ）に示されるように、円弧Ｓ１の中心点Ｐ４と円弧Ｓ２の中心点Ｐ５とにずれがなく、同じベーン溝５の中心線Ｃ上にあり、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させることができる。

もっとも、対比例では、図８（ａ）に示されるように、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させるかたちで、下端部６１の凸状円弧面６１１ａを背圧室１０の底側円弧面１０１ｃに当接させても、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面１０１との間に空隙Ｄが形成されない。これに対し、実施例１では、図３（ａ）に示されるように、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させるかたちで、下端部６１の凸状円弧面６１１ａを背圧室１０の底側円弧面１０１ｃに当接させると、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面１０１との間に空隙Ｄが形成される。

一方で、本発明のロータ４を前記した製造方法により製造するにあたって、ベーン溝５を研磨加工する際に、背圧室１０との位置関係にズレが生じ、図３（ｂ）及び図８（ｂ）に示されるように、ベーン溝５のベーン６の厚さ方向の中心線Ｃと背圧室１０の中心点Ｐ５とが、設定された位置からベーン６の厚さ方向に沿って所定寸法Ｘ１ほどずれる可能性がある。そして、当接面６１１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３と背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３とについても、図３（ｂ）及び図８（ｂ）に示されるように、ベーン６の厚さ方向に沿って所定寸法Ｘ１のズレが生ずる。

この点、図８の対比例では、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面との間に前記空隙Ｄが形成されないので、ベーン６がベーン溝５に最も入り込むときに、図８（ｂ）に示されるように、下端部６１の肩部Ｋ１、Ｋ２が背圧室１０の側方円弧面１０１ａ、１０１ｂに乗り上げる。そして、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３と背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３との間にベーン６の進退移動方向に沿って隙間Ｇ１が生ずることとなる。この隙間Ｇ１は大きいので、ベーン６の上端部がロータ４の外周面からはみだしてしまい、ベーン６がシリンダ８ａの内周面と干渉してロータ４の回転不能を招く恐れがある。

これに対し、実施例１では、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面１０１との間に前記空隙Ｄが形成されるので、図３（ｂ）に示されるように、下端部６１の肩部Ｋ１、Ｋ２が背圧室１０の側方円弧面１０１ａ、１０１ｂに乗り上げ難くなる。なお、下端部６１の凸状円弧面６１１ａが背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧に沿って持ち上がるので、図３（ｂ）に示されるように、下端部６１の円弧面の中心６３と背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧面の中心１０３との間にベーン６の進退移動方向に沿って隙間Ｇ２が生ずる。もっとも、この隙間Ｇ２は小さくてすむので、実施例１では、ベーン６の上端部がロータ４の外周面からはみだしてしまい、ベーン６がシリンダ８ａの内周面と干渉してロータ４の回転不能を招く恐れがない。

図４では、上記したように、図３に示される実施例１の別例が示されている。以下、図３を用いて実施例１の別例について説明する。但し、先の実施例１と同様の構成については、原則として同一の符号を付してその説明を省略する。

実施例１の別例のベーン６の下端部６１は、背圧室１０の底側円弧面１０１ｃと対峙する当接面６１１の全てが円弧Ｓ２に沿った凸状円弧面６１１ａとなっている点では、図３に示される下端部６１と共通する。その一方で、下実施例１の別例のベーン６の下端部６１では、凸状円弧面６１１ａを成す円弧Ｓ２の曲率半径Ｌ４は、ベーン６の厚さ方向の寸法Ｌ２の略２分の１の寸法より大きく、背圧室１０の凹状円弧面１０１を成す円弧Ｓ１の曲率半径Ｌ３より小さくなっている。これにより、下端部６１の凸状円弧面６１１ａは、半円周面よりも小さくなっており、円弧Ｓ２の中心点Ｐ５は、下端部６１の肩部Ｋ１、Ｋ２よりもベーン６の摺接面６ａ側にずれて位置している。

そして、実施例１の別例でも、ベーン溝５と背圧室１０との位置関係にズレが生じていない場合には、図４（ａ）に示されるように、円弧Ｓ１の中心点Ｐ４と円弧Ｓ２の中心点Ｐ５とにズレがなく、同じベーン溝５の中心線Ｃ上にあり、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させることができる。

更に、実施例１の別例でも、図４（ａ）に示されるように、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させるかたちで、下端部６１の凸状円弧面６１１ａを背圧室１０の底側円弧面１０１ｃに当接させると、図８の対比例とは異なり、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面との間に空隙Ｄが形成される。

これにより、ベーン溝５と背圧室１０とがベーンの厚さ方向に沿ってずれた場合でも、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面１０１との間に前記空隙Ｄが形成されるので、図４（ｂ）に示されるように、下端部６１の肩部Ｋ１、Ｋ２が背圧室１０の側方円弧面１０１ａ、１０１ｂに乗り上げ難くなる。そして、図４（ｂ）に示される、下端部６１の凸状円弧面６１１ａが背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧に沿って持ち上がることで生ずる隙間Ｇ２も、図３の実施例１と同様に小さくてすむので、実施例１の別例でも、ベーン６の上端部がロータ４の外周面からはみだしてしまい、ベーン６がシリンダ８ａの内周面と干渉してロータ４の回転不能を招く恐れがない。

図５及び図６では、上記したように、実施例２が示されている。以下、図５及び図６を用いて実施例２について説明する。但し、先の実施例１及びその別例と同様の構成については、原則として同一の符号を付してその説明を省略する。

実施例２のベーン６の下端部６１は、当接面６１１が凸状円弧面６１１ａとこの凸状円弧面６１１ａに連なる２つの接平面６１１ｂとで構成されたものとなっている。

凸状円弧面６１１ａは、図５に示されるように、Ｐ６を中心とし、且つ、背圧室１０の凹状円弧面１０１を成す円弧Ｓ１の半径Ｌ３より小さな半径Ｌ５として想定された円Ｓ３のうち、底側円弧面１０１ｃに対向した円弧Ｓ３ａに沿ったものとなっている。接平面６１１ｂは、この実施例２では、凸状円弧面６１１ａを成す円弧Ｓ３ａに接するように形成され、円弧Ｓ３の両端から肩部Ｋ１、Ｋ２に向けてベーン６の摺接面６ａ側に傾斜しつつ延びた平坦面となっている。

実施例２のベーン６の下端部６１の形状は、図６に示されるように、例えば、背圧室１０の凹状円弧面１０１を成す円弧Ｓ１とベーン溝５の内側面を延長した仮想線Ｖとが交差する点Ｐ７を通る円弧面（円弧Ｓ１）の接平面の傾斜角度と同じ傾斜角度にて平面６１１ｂを当該下端部６１の厚さ方向の両側に設け、これらの平面６１１ｂ、平面６１１ｂ同士が交差する箇所を背圧室１０の凹状円弧面を成す円弧Ｓ１の曲率半径Ｌ３よりも小さな曲率半径Ｌ５の接円Ｓ３の円弧Ｓ３ａで接するように繋いだものとして形成することも可能である。なお、平面６１１ｂの傾斜は、図示しないが、点Ｐ７を通る円弧面（円弧Ｓ１）の接平面の傾斜角度と同じ角度よりもベーン溝５の軸線側にやや傾けたものとしても良い。

そして、実施例２でも、ベーン溝５と背圧室１０との位置関係にズレが生じていない場合には、図５（ａ）に示されるように、円弧Ｓ１の中心点Ｐ４と円Ｓ３（円弧Ｓ３ａ）の中心点Ｐ６とにズレがなく、同じベーン溝５の中心線Ｃ上にあり、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させることができる。

更に、実施例２でも、図５（ａ）に示されるように、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させるかたちで、下端部６１の凸状円弧面６１１ａを背圧室１０の底側円弧面１０１ｃに当接させると、図８の対比例とは異なり、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面との間に空隙Ｄが形成される。

これにより、ベーン溝５と背圧室１０とがベーンの厚さ方向に沿ってずれた場合でも、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面１０１との間に前記空隙Ｄが形成されるので、図５（ｂ）に示されるように、下端部６１の肩部Ｋ１、Ｋ２が背圧室１０の側方円弧面１０１ａ、１０１ｂに乗り上げ難くなる。そして、図５（ｂ）に示される、下端部６１の凸状円弧面６１１ａが背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧に沿って持ち上がることで生ずる隙間Ｇ２も、これまでの実施例と同様に小さくてすむので、実施例２でも、ベーン６の上端部がロータ４の外周面からはみだしてしまい、ベーン６がシリンダ８ａの内周面と干渉してロータ４の回転不能を招く恐れがない。

図７では、上記したように、実施例３が示されている。以下、図７を用いて実施例３について説明する。但し、これまで説明してきた各実施例と同様の構成については、原則として同一の符号を付してその説明を省略する。

実施例３のベーン６の下端部６１は、背圧室１０の底側円弧面１０１ｃと対峙する当接面６１１の全てがＰ５を中心点とした円弧Ｓ２に沿った凸状円弧面６１１ａ（円弧Ｓ２の曲率半径Ｌ４は、背圧室１０の凹状円弧面１０１を成す円弧Ｓ１の曲率半径Ｌ３と同じになっている。）に対し、ベーン６の摺接面６ａ及び凸状円弧面６１１ａの一部を除去して、面取り斜面１０１ｃを形成することで、テーパ状となっている。もっとも、図示しないが、円弧Ｓ２の曲率半径Ｌ４は、背圧室１０の凹状円弧面１０１を成す円弧Ｓ１の曲率半径Ｌ３より小さくても良い。また、ベーン６の摺接面６ａの一部又は凸状円弧面６１１ａの一部を除去して、面取り斜面１０１ｃを形成するようにしても良い。

そして、実施例３でも、ベーン溝５と背圧室１０との位置関係にズレが生じていない場合には、図７（ａ）に示されるように、円弧Ｓ１の中心点Ｐ４と円Ｓ２の中心点Ｐ５とにズレがなく、同じベーン溝５の中心線Ｃ上にあり、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させることができる。

更に、実施例３でも、図７（ａ）に示されるように、下端部６１の凸状円弧面６１１ａの円弧上の中心６３を背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧上の中心１０３と一致させるかたちで、下端部６１の凸状円弧面６１１ａを背圧室１０の底側円弧面１０１ｃに当接させると、図８の対比例とは異なり、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面との間に空隙Ｄが形成される。

これにより、ベーン溝５と背圧室１０とがベーンの厚さ方向に沿ってずれた場合でも、ベーンの厚さ方向両側において、ベーン６と背圧室１０の凹状円弧面１０１との間に前記空隙Ｄが形成されるので、図７（ｂ）に示されるように、下端部６１の肩部Ｋ１、Ｋ２が背圧室１０の側方円弧面１０１ａ、１０１ｂに乗り上げ難くなる。そして、図７（ｂ）に示される、下端部６１の凸状円弧面６１１ａが背圧室１０の凹状円弧面１０１の円弧に沿って持ち上がることで生ずる隙間Ｇ２も、これまでの実施例と同様に小さくてすむので、実施例３でも、ベーン６の上端部がロータ４の外周面からはみだしてしまい、ベーン６がシリンダ８ａの内周面と干渉してロータ４の回転不能を招く恐れがない。

１ ベーン型圧縮機
４ ロータ
５ ベーン溝
６ ベーン
６ａ 摺接面
６１ 下端部（他端部）
６１１ 当接面
６１１ａ 凸状円弧面
６１１ｂ 接平面、平面
６１１ｃ 面取り斜面
６３ 凸状円弧面の円弧上の中心
８ａ シリンダ
１０ 背圧室
１０１ 凹状円弧面
１０１ａ，１０１ｂ 側方円弧面
１０１ｃ 底側円弧面
１０３ 凹状円弧面の円弧上の中心
Ｋ１、Ｋ２ ベーンの肩部
Ｄ 空隙

Claims (4)

1. 両側がサイドブロック部材により閉塞されたシリンダと、このシリンダ内に回転可能に設けられたロータと、このロータの外周面から径方向内側に向けて形成されたベーン溝と、このベーン溝に進退移動可能に収容されるベーンとを有し、前記ロータの回転に伴って前記ベーンの一端部を前記シリンダの内周面に接触摺動させるベーン型圧縮機において、
   前記ベーン溝の底部には凹状円弧面を有する背圧室が形成され、前記ベーンの他端部は、前記ベーン溝の凹状円弧面に対向した凸状円弧面を有するとともに、前記ベーンの他端部が記ベーン溝の底部に当接したとき、ベーンの厚さ方向両側において、前記ベーン溝の底部との間に空隙が形成されるようにしたことを特徴とするベーン型圧縮機。
2. 前記ベーンの他端部の凸状円弧面の曲率半径は、前記ベーン溝の底部の凹状円弧面の曲率半径より小さくなるよう形成されており、これにより前記ベーンの他端部と前記ベーン溝の底部との当接部の両側に前記空隙が形成されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のベーン型圧縮機。
3. 前記ベーンの他端部の厚さ方向両側に、前記凸状円弧面に連なる接平面を形成したことを特徴とする請求項２に記載のベーン型圧縮機。
4. 前記ベーンの厚さ方向両側には、前記ベーン溝と摺接する摺接面が形成され、この摺接面と前記ベーンの他端部の前記凸状円弧面との間に、前記摺接面および前記凸状円弧面の一部を除去する面取りを形成し、これにより前記空隙を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のベーン型圧縮機。

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