JP2010138798A - 気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】気体圧縮機において、ベーンがベーン溝に完全に埋没した状態であっても、ベーン溝に供給された油圧を、ベーンを突出させる向きに有効に作用させる。
【解決手段】ベーン５８は、その埋没側端面５８ａのうち一部分のみに切欠き５８ｃが形成され、この切欠き５８ｃに、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面（ベーン５８をシリンダ４０に向けて突出させる向き油圧を受ける面）５８ｄが形成され、ベーン５８がベーン溝５６に最も沈み込んだ位置においても、ベーン溝５６の底面５６ａと、ベーン５８の面５８ｄとの間に空隙５８ｃが形成され、ベーン溝５６に供給された冷凍機油Ｒの油圧がこの空隙５８ｃを介して、ベーン５８の面５８ｄに有効に作用させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は気体圧縮機に関し、詳細には、ベーンロータリ形式の圧縮機本体の起動時におけるベーンの突出性能の改良に関する。

従来より、空気調和システム（以下、空調システムという。）には、冷媒ガスなどの気体を圧縮して、空調システムに気体を循環させるための気体圧縮機（コンプレッサ）が用いられている。

この気体圧縮機は、回転駆動されて気体を圧縮する圧縮機本体がハウジングの内部に収容され、圧縮機本体から高圧の気体が吐出される吐出室が画成され、この吐出室からハウジングの外部に高圧の気体を排出するものである。

ここで、圧縮機本体の外面には、圧縮機本体から吐出された高圧の気体から油分を分離する油分離器が組み付けられ、油分離器によって分離された油分は、吐出室の底部に溜められる。

そして、この吐出室底部に溜められた油分は、吐出室内の圧力（高圧気体の圧力）によって圧縮機本体に形成された油路を通って圧縮機本体内に導かれる。

圧縮機本体は、種々の形式のものが知られているが、ベーンロータリ形式のものは、与えられた回転駆動力によって回転軸と一体的に回転する、その外周に等角度間隔で複数のベーン溝が形成されたロータと、このロータの外周を外方から取り囲む略楕円形の断面輪郭を呈した内周面を有するシリンダと、ロータの回転によって作用する遠心力およびベーン溝に作用する油圧に応じて、ベーン溝から突出可能に、各ベーン溝にそれぞれ埋設されたベーンと、シリンダおよびロータの両端面を覆うとともに、ロータの両端面の側からそれぞれ突出した回転軸をそれぞれ軸支する軸受けを有する２つのサイドブロックとを備えた構成であり、ロータ、シリンダ、両サイドブロックおよびロータの回転方向に相前後する２枚のベーンで１つの圧縮室が画成され、各圧縮室は、ロータの回転にしたがって容積が変化することで、気体が圧縮室に吸入され、その後圧縮されて、高圧の気体となって吐出される。

そして、吐出室の底部に溜められた油分は、サイドブロックを介してロータの端面からベーン溝に油分が供給される。

ここで、ベーンは、ロータの回転によって作用する遠心力およびベーン溝に作用する油圧（背圧）に応じて、ベーン溝から突出するように構成され、これにより、ベーンの突出側先端がシリンダの内周面に追従するように、ベーン溝からの突出量が変化する（特許文献１）。
特開２００４−０９２４９４号公報

ところで、上述した気体圧縮機は、通常の回転動作中（運転状態）は油圧や遠心力による付勢力によって、ベーンの突出側先端はシリンダ内周面に追従するものの、気体圧縮機の停止状態（非運転状態）では遠心力が作用せず、しかも、この停止状態が長く続くと吐出室の内圧も低下するため、ベーン背圧が低下し、いくつかのベーンは自重によりロータのベーン溝に完全に埋没してしまい、ベーンの埋没側の端面（ベーン溝の底面に近い側の端面）がベーン溝の底面に突き当たった状態となる。

このような状況下で気体圧縮機が起動すると、ベーン溝に油圧が供給されたとしても、ベーンの埋設側の端面がベーン溝の底面に突き当たった状態であるため、ベーン溝の油圧が、ベーンの側面などに多く作用し、埋設側端面に対しては、ベーンを突出させる向きに有効に作用しない。

しかも、遠心力だけでベーンを瞬時に突出させることも難しく、このため、ベーンが突出することで画成される圧縮室が迅速に形成されず、定常運転時のように全ての圧縮室が画成されて所望の高圧気体が吐出されるまでに要する時間が長くかかる場合がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、ベーンがベーン溝に完全に埋没した状態であっても、ベーン溝に供給された油圧を、ベーンを突出させる向きに有効に作用させることができる気体圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に係る気体圧縮機は、ベーンおよびベーン溝とのうち少なくとも一方を、ベーンがベーン溝に最も沈み込んだ位置（完全に埋没した位置）においても、ベーン溝の底面と、ベーンの、ベーン溝の底面に対向する面との間に空隙を形成するように形成したことで、ベーンがベーン溝に完全に埋没した状態であっても、ベーン溝に供給された油圧を、ベーンの、ベーン溝の底面に対向する面に有効に作用させて、ベーンを迅速に突出させるようにしたものである。

すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、回転軸と一体的に回転する、その外周に複数のベーン溝が形成されたロータと、前記ロータの外周を外方から取り囲む略楕円形の断面輪郭を呈した内周面を有するシリンダと、前記ロータの回転によって作用する遠心力および前記ベーン溝に作用する油圧に応じて、前記ベーン溝から突出可能に、前記ベーン溝に埋設されたベーンと、を備え、前記ベーンおよび前記ベーン溝とのうち少なくとも一方は、前記ベーンが前記ベーン溝に最も沈み込んだ位置において、前記ベーン溝の底面と、前記ベーンの、前記ベーン溝の底面に対向する面との間に空隙を形成するように形成されていることを特徴とする。

ここで、ベーンがベーン溝に最も沈み込んだ位置とは、ベーンの可動範囲のうちでベーン溝に最も沈み込んだ位置であることを意味し、この最も沈み込んだ位置は、ベーンの埋没側の端面がベーン溝の底面に突き当たった状態における位置であるか、または、ベーン溝が底面側の部分において幅狭に形成され且つベーンのシリンダ側の部分がこのベーン溝の幅瀬間の部分よりも幅が広く形成されているために、ベーンの埋没側の端面がベーン溝の底面に突き当たる以前に、そのベーン溝の幅狭部分に引っ掛かって埋没方向の動きが規制された状態における位置となる。

このように構成された本発明に係る気体圧縮機によれば、ベーンおよびベーン溝のうち少なくとも一方が、ベーンがベーン溝に最も沈み込んだ位置においても、ベーン溝の底面と、ベーンの、ベーン溝の底面に対向する面との間に空隙を形成するように形成されているため、ベーンがベーン溝に完全に埋没した状態であっても、ベーン溝に供給された油圧がこの空隙に作用し、この結果、ベーンの、ベーン溝の底面に対向する面に有効に作用させることができる。

したがって、ベーンを短時間のうちに突出させることができ、起動直後の短時間のうちに気体圧縮機の圧縮室を画成させて、正常な運転状態に素早く移行させることができる。

なお、ベーン溝の底面と、ベーンの、ベーン溝の底面に対向する面との間に空隙を形成する構造は、ベーンにのみ形成されていてもよいし、ベーン溝にのみ形成されていてもよいし、またはベーンとベーン溝との両方に形成されて両者の協働によるものであってもよい。

本発明に係る気体圧縮機においては、前記ベーンは、前記ベーンの埋没側端面のうち一部分のみに切欠きが形成され、この切り欠かれた部分に、前記ベーン溝の底面に対向する面が形成されていることが好ましい。

このように好ましく構成された本発明に係る気体圧縮機によれば、ベーンの埋没側端面のうち一部分のみに形成された切欠き以外の部分すなわち切り欠かれずに残った部分が、ベーン溝の底面に突き当たることで、切り欠かれた部分が空隙となり、ベーン溝に供給された油圧をこの空隙に作用させることができ、しかも、この切り欠かれた部分には、ベーン溝の底面に対向する面が形成されているため、空隙に作用した油圧が、ベーン溝の底面に対向する面に作用する。

よって、ベーンの一部に切欠きを設け、その切り欠かれた部分に、ベーン溝の底面に対向する面を形成した、という簡単な構造で、ベーン溝の油圧を、ベーンを突出させる向きに有効に作用させることができる。

なお、ベーンの埋没側端面の全部が切り欠かれるものは、好ましい構成の本発明の技術的範囲には属さない。

本発明は、切り欠かれた部分以外の部分すなわち切り欠かれずに残った部分が、ベーン溝の底面に突き当たることで、切り欠かれた部分が空隙となり、ベーン溝に供給された油圧をこの空隙に作用させることができるのに対して、ベーンの埋没側端面の全部が切り欠かれたものでは、切り欠かれたことによってベーンに新たに形成された面全体が、ベーン溝の端面に突き当たるため、油圧の作用する空隙を確保することができないからである。

本発明に係る気体圧縮機においては、前記切欠きは、前記ベーンの埋没側端面のうち、その短手方向における略中央部分に、その長手方向に沿って形成された溝であることが好ましい。

このように好ましく構成された本発明に係る気体圧縮機によれば、ベーンの埋設側端面のうち、その短手方向における略中央部分に、その長手方向に沿った溝が、上記切欠きとして形成されているため、この切欠き（溝）以外の部分は、長手方向に沿った平行な２枚の壁板となり、ベーン溝の底面には、この２枚の壁板の端縁（２本の平行な端縁）が突き当たるため、短手方向における一方の端部だけを除いた部分に切欠きを設けたものよりも、突き当たった状態での安定性を高めることができ、ベーンの傾きを抑制することができる。

本発明に係る気体圧縮機においては、前記切欠きは、前記ベーンの埋没側端面のうち、その長手方向における両端部に形成されていることことが好ましい。

このように好ましく構成された本発明に係る気体圧縮機によれば、ベーンの埋設側端面のうち、その長手方向における両端部に切欠きが形成されているため、長手方向の両端部分の切欠きにそれぞれベーン背圧（油圧）が作用することとなり、長手方向における一方の端部のみを除いた部分を切り欠いたものに比べて、油圧が長手方向の両端に均等に作用し易く、したがって、ベーンが長手方向に関して傾くのを抑制することができる。

本発明に係る気体圧縮機においては、前記ベーンの埋没側端面の長手方向における両端部に形成された２つの切欠きは、前記ベーンの埋没側端面の短手方向における両端部において、互いに連通して形成されていることが好ましい。

このように好ましく構成された本発明に係る気体圧縮機によれば、ベーンの埋没側端面の長手方向における両端部に形成された２つの切欠きは、ベーンの埋没側端面の短手方向における両端部において、互いに連通して形成されているため、一方の切欠きに作用する油圧と他方の切欠きに作用する油圧とが、この連通によって均等化され、したがって、各切欠きの、ベーン溝に対向する面に作用する油圧の均一化を一層向上させることができる。

本発明に係る気体圧縮機においては、前記ベーンは、前記シリンダに近い側の部分の厚さよりも前記ベーン溝の底面に近い側の部分の厚さが薄くなるように形成され、前記ベーン溝は、その底部側の部分が開口側の部分よりも幅狭になるように形成され、前記ベーン溝の底部側の幅狭に形成された部分は、前記ベーンの薄い厚さの部分の通過を許容し、かつ前記ベーンの厚い厚さの部分の通過を阻止するとともに、前記ベーンの厚い厚さの部分の通過を阻止した状態において、前記ベーン溝の底面と、前記ベーンの、前記ベーン溝の底面に対向する面との間に空隙が形成されることが好ましい。

このように好ましく構成された本発明に係る気体圧縮機によれば、ベーンは、そのベーン溝の底面に近い側の部分（埋没側の部分）の厚みがシリンダに近い側の部分（突出側の部分）の厚みよりも薄く形成され（突出側の部分の厚みが埋没側の部分の厚みよりも厚く形成され）、ベーン溝は、その底部側の部分（底面に近い側の部分）が開口側の部分（ベーン溝の上縁側の部分）よりも幅狭に形成されているため、ベーンの埋没側端面がベーン溝の底面に突き当たる以前にベーンの沈み込みは阻止された状態となり、この結果、ベーンの、ベーン溝の底面に対向する面とベーン溝の底面との間には空隙が形成され、ベーン溝に供給された油圧がこの空隙に作用して、ベーンの、ベーン溝の底面に対向する面である埋没側端面に有効に作用させることができる。

したがって、ベーンを短時間のうちに突出させることができ、起動直後の短時間のうちに気体圧縮機の圧縮室を画成させて、正常な運転状態に素早く移行させることができる。

本発明に係る気体圧縮機によれば、ベーンがベーン溝に完全に埋没した状態であっても、ベーン溝に供給された油圧を、ベーンの、ベーン溝の底面に対向する面に有効に作用させて、ベーンを迅速に突出させることができる。

以下、本発明の気体圧縮機に係る最良の実施形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１は本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ式コンプレッサ１００を示す縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。

図示のコンプレッサ１００は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（いずれも図示を省略する。）とともに、冷却媒体の循環経路上に設けられている。

そして、コンプレッサ１００は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体としての冷媒ガスＧを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスＧを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は、圧縮された冷媒ガスＧを液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。

高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。

また、コンプレッサ１００は、ケース１１とフロントヘッド１２とからなるハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０と、フロントヘッド１２に取り付けられ、図示しない駆動源からの駆動力を圧縮機本体に伝える伝達機構８０とを備える。

ケース１１は、一端が閉じられた筒状体を呈し、フロントヘッド１２は、このケース１１の開放された側の端部を覆うように組み付けられている。また、フロントヘッド１２には、蒸発器から低圧の冷媒ガスＧが吸入される吸入ポート１２ａが形成され、一方、ケース１１には、圧縮機本体で圧縮された高圧の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。

ハウジング１０内に収容された圧縮機本体６０は、伝達機構８０によって伝達された駆動力により軸回りに回転駆動される回転軸５１と、この回転軸５１と一体的に回転する円柱状のロータ５０と、ロータ５０の外周面の外方を取り囲む断面輪郭が略楕円形状の内周面４９を有するとともに両端が開放されたシリンダ４０と、ロータ５０に埋設され、ロータ５０の両端面５０ａ，５０ｂに供給された冷凍機油Ｒ（油分）による背圧を受けて、ロータ５０の外周面から外方に向けて（シリンダ４０の内周面４９に向けて）突出可能とされ、その突出側の先端がシリンダ４０の内周面４９の輪郭形状に追従するように突出量が可変とされ、回転軸５１回りに等角度間隔でロータ５０に埋設された５枚の板状のベーン５８と、シリンダ４０の両側端面の外方側からそれぞれの端面を覆うように固定されたフロントサイドブロック３０およびリヤサイドブロック２０とからなる。

２つのサイドブロック２０，３０はそれぞれ、ロータ５０の両端面５０ａ，５０ｂの側から突出した回転軸５１の部分を軸支する軸受け２２，３２を有している。

そして、２つのサイドブロック２０，３０、ロータ５０、シリンダ４０、および回転軸５１の回転方向に相前後する２つのベーン５８，５８によって画成された各圧縮室４８の容積が、伝達機構８０によって伝達された駆動力による回転軸５１およびロータ５０の回転にしたがって増減を繰り返すことにより、各圧縮室４８に吸入された冷媒ガスＧは圧縮されて、リヤサイドブロック２０の吐出通路を通って、油分離器であるサイクロンブロック７０を介して吐出室２１に吐出される。

吐出室２１は、圧縮機本体６０から吐出された高圧の冷媒ガスＧが吐出される部屋であり、リヤサイドブロック２０とケース１１とにより形成されている。

圧縮室４８から高圧の冷媒ガスＧがサイクロンブロック７０を通過する間に、冷媒ガスＧに混在した冷凍機油Ｒが分離されて、吐出室２１の底部に滴下し、冷凍機油Ｒは、吐出室２１の底部に溜められる。

そして、この溜められた冷凍機油Ｒは、コンプレッサ１００の摺動部等を潤滑・冷却・清浄するとともに、ベーン５８をシリンダ４０の内周面４９に向けて突出させて、その先端を内周面４９に当接させた状態に付勢するようにベーン５８に背圧を作用させるなどに用いられる。

圧縮機本体６０のリヤサイドブロック２０には、吐出室２１の底部に溜められ、吐出室２１に吐出された冷媒ガスＧの圧力により高圧となった冷凍機油Ｒを、ロータ５０の端面５０ａまで導く導油路２３が形成されている。

この導油路２３は軸受け２２まで延び、軸受け２２に導かれた冷凍機油Ｒは、軸受け２２と回転軸５１の外周面との間の僅かな隙間を通って、リヤサイドブロック２０の端面に形成されたサライ溝２５に供給される。

一方、シリンダ４０およびフロントサイドブロック３０にも、リヤサイドブロック２０と同様に、冷凍機油Ｒを、ロータ５０の端面５０ｂまで導く導油路４６，３３が形成されている。

この導油路３３は軸受け３２まで延び、導油路２３，４６，３３を介して軸受け３２に導かれた冷凍機油Ｒは、軸受け３２と回転軸５１の外周面との間の僅かな隙間を通って、フロントサイドブロック３０の端面に形成されたサライ溝３５に供給される。

ここで、ロータ５０には、前述したベーン５８を埋設するスリット状のベーン溝５６（図２）が放射状に、かつロータ５０の回転中心回りに等角度間隔で５つ形成され、これらのベーン溝５６にそれぞれ板状のベーン５８が埋設され、各ベーン５８は、ロータ５０の回転によって生じる遠心力と、ベーン溝５６およびベーン５８の底面によって画成された背圧室５９に加えられる冷凍機油Ｒによる油圧（背圧）とにより、シリンダ４０の内周面４９に向けて突出可能とされ、このベーン５８の突出した先端がシリンダ４０の内周面４９に当接した状態に付勢され、回転軸５１の回転に伴って、ベーン５８はベーン溝５６内を進退する。

これにより、各圧縮室４８は、ロータ５０の回転にしたがって容積の変化を繰り返し、容積が大きくなる期間に、吸入室から冷媒ガスＧを吸入し、容積が小さくなる期間に、吸入した冷媒ガスＧを圧縮し、圧縮して得られた高圧の冷媒ガスＧは、サイクロンブロック７０を通じて吐出室２１に吐出される。

そして、背圧室５９は、ロータ５０の両端面５０ａ，５０ｂまで貫通して開口しており、リヤサイドブロック２０のサライ溝２５に到達した冷凍機油Ｒが供給され、ロータ５０の端面５０ａにおける背圧室５９の開口が、このサライ溝２５に対向している期間、サライ溝２５から背圧室５９に冷凍機油Ｒが供給される。

同様に、ロータ５０の端面５０ｂにおける背圧室５９の開口がフロントサイドブロック３０のサライ溝３５に対向している期間、フロントサイドブロック３０のサライ溝３５から冷凍機油Ｒが背圧室５９に供給される。

以上が、本実施形態のコンプレッサ１００の基本的な前提の構成であり、以下、本発明の特徴であるベーン５８およびベーン溝５６の構造について、図３を参照して詳説する。

図３（ａ）は、ロータ５０の、フロントサイドブロック３０に対向する端面５０ｂ側から視たロータ５０、回転軸５１、ベーン５８を示す側面図、同図（ｂ）は、（ａ）におけるベーン５８を拡大した図、同図（ｃ）は、（ｂ）における矢視Ｂによりベーン５８を視た図、をそれぞれ表す。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、ベーン５８がベーン溝５６に最も沈み込んだ位置において、ベーン溝５の底面５６ａ（同図（ｂ）において二点鎖線で示す（実際は、この底面５６ａは直線の断面ではないが、模式的に説明する上で直線で表している。）と、ベーン５８の、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｄとの間に、空隙５８ｃが形成されている。

具体的には、ベーン５８は、ベーン５８の埋没側端面５８ａ（ベーン溝５６の底面５６ａに近い側の端面）のうち一部分のみに切欠き５８ｃ（上記空隙５８ｃと一致する）が形成され、この切欠き５８ｃに、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面（ベーン５８をシリンダ４０に向けて突出させる向き油圧を受ける面）５８ｄが形成されている。

切欠き５８ｃは、同図（ｂ），（ｃ）に示すように、ベーン５８の埋没側端面５８ａのうち、その短手方向（同図（ｂ）における左右方向）における略中央部分に、その長手方向（同図（ｃ）における左右方向）に沿って貫通して形成された溝状に形成されている。

ここで、コンプレッサ１００の運転が停止されると、ベーン５８は自重によってベーン溝５６の底まで沈み込み、ベーン５８の埋没側の端面５８ａがベーン溝５６の底面５６ａに突き当たる。

このような状態においては、ベーン５８の埋没側端面５８ａとベーン溝５６の底面５６ａとの間には、サライ溝２５，３５からベーン溝５６に供給された冷凍機油Ｒの圧力が、直接作用しにくいため、ベーン５８の埋没側端面５８ａには、ベーン５８をシリンダ４０の内周面４９の向きに突出させる力が作用しにくい状態となっている。

しかし、本実施形態のコンプレッサ１００は、ベーン５８がベーン溝５６に最も沈み込んだ位置においても、ベーン溝５６の底面５６ａと、ベーン５８の、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｄとの間に空隙５８ｃが形成されているため、ベーン５８が、ベーン５８が図３（ａ）に示すようにベーン溝５６に完全に埋没した状態であっても、ベーン溝５６に供給された冷凍機油Ｒの油圧がこの空隙５８ｃを介して、ベーン５８の、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｄに有効に作用させることができる。

したがって、この油圧による荷重Ｆが、ベーン５８を突出させる方向に作用し、ベーン５８を短時間のうちにシリンダ４０の内周面４９に向けて突出させることができ、起動直後の短時間のうちに、ベーン５８の突出側端面５８ｂをシリンダ４０の内周面４９に当接させて、コンプレッサ１００の圧縮室４８を画成させ、正常な運転状態に素早く移行させることができる。

また、本実施形態のコンプレッサ１００によれば、ベーン５８の埋没側端面５８ａのうち一部分のみに形成された切欠き５８ｃ以外の部分すなわち切り欠かれずに残った部分が、ベーン溝５６の底面５６ａに突き当たることで、切り欠かれた部分５８ｃが空隙となり、ベーン溝５６に供給された冷凍機油Ｒの油圧をこの空隙５８ｃに作用させることができ、しかも、この切り欠かれた部分５８ｃには、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｄが形成されているため、空隙５８ｃに作用した冷凍機油Ｒの油圧が、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｄに作用する。

よって、ベーン５８の一部のみに切欠き５８ｃを形成し、その切り欠かれた部分５８ｃに、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｄを形成した、という簡単な構造で、ベーン溝５６の油圧を、ベーン５８を突出させる向きに有効に作用させることができる。

また、本実施形態のコンプレッサ１００においては、ベーン５８の埋没側端面５８ａのうち、その短手方向における略中央部分に、その長手方向に沿って貫通して形成された溝が、切欠き５８ｃとして形成されているため、この切欠き（溝）５８ｃ以外の部分（短手方向における両端部）は、長手方向に沿った平行な２枚の壁板となり、ベーン溝５６の底面５６ａには、この２枚の壁板の端縁（２本の平行な端縁；埋没側端面５８ａの一部分）が突き当たるため、短手方向における一方の端部だけを除いた部分に切欠きを設けたものよりも、突き当たった状態での起立安定性を高めることができ、ベーン５８の傾きを抑制することができる。

さらに、この溝（切欠き５８ｃ）は、ベーン５８の長手方向について貫通しているため、各サライ溝２５，３５の冷凍機油Ｒの油圧を、切欠き５８ｃに直接供給することができ、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｄに油圧をダイレクトに作用させることができる。
（実施形態２）
上述した実施形態のコンプレッサ１００は、ベーン５８の切欠き５８ｃを、埋没側端面５８ａの長手方向に沿って、短手方向に沿った断面が一様のまま、両端まで貫通したものであるが、本発明に係る気体圧縮機はこのような形態に限定されるものではない。

以下、他の実施形態２について説明するが、この実施形態２の前提となるコンプレッサ１００の基本的な構成については、実施形態１において説明したものと同一であるため、説明を省略する。

図４は、他の実施形態２を示すものであり、ベーン５８の埋没側端面５８ａにおいて矩形枠（短手方向（図４（ｂ）における左右方向）の両端部および長手方向（図４（ｃ）における左右方向）の両端部を繋いだ矩形枠）状に縁部を残して切欠き５８ｃ″を形成し、この切欠き５８ｃ″に、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｄ′を形成し、ベーン５８の長手方向の両端面には、これら各端面と切欠き５８ｃ″とをそれぞれ連通する連通孔５８ｃ′，５８ｃ′を形成した構造である。

なお、図４（ａ）は、同図（ｂ），（ｃ）に表したベーン５８がベーン溝５６に埋没した状態を示す、図３（ａ）相当の側面図である。

このように構成されたコンプレッサ１００によれば、各サライ溝２５，３５の冷凍機油Ｒの油圧は、各サライ溝２５，３５にそれぞれ対向するベーン５８の両端面に形成された連通孔５８ｃ′，５８ｃ′を通じて、切欠き５８ｃ′に供給され、この切欠き５８ｃ′に形成された、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｄ′に有効に作用させることができる。

したがって、実施形態１のコンプレッサ１００と同様に、この油圧による荷重Ｆが、ベーン５８を突出させる方向に作用し、ベーン５８を短時間のうちにシリンダ４０の内周面４９に向けて突出させることができ、ベーン５８の突出側端面５８ｂをシリンダ４０の内周面４９に当接させて、コンプレッサ１００の圧縮室４８を画成させ、正常な運転状態に素早く移行させることができる。
（実施形態３）
図５は、ベーン５８の埋没側端面５８ａに形成する切欠きを、上述した実施形態１，２におけるものとは異なるものとした実施形態３のベーン５８等を示したものである。

なお、この実施形態３の前提となるコンプレッサ１００の基本的な構成については、実施形態１，２において説明したものと同一であるため、説明を省略する。

この実施形態３のコンプレッサ１００におけるベーン５８は、ベーン５８の埋没側端面５８ａのうち、その長手方向（図５（ｃ）において左右方向）における両端部にそれぞれ、切欠き５８ｅ，５８ｅが形成されたものであり、しかも、これら２つに切欠き５８ｅ，５８ｅは、ベーン５８の埋没側端面５８ａの短手方向（図５（ｂ）において、）における両端部において、互いに連通して形成されている。

したがって、このベーン５８には、その埋没側端面５８ａにおいて矩形枠（短手方向（図５（ｂ）における左右方向）の両端部および長手方向（図５（ｃ）における左右方向）の両端部を繋いだ矩形枠）状に繋がった切欠き５８ｅが形成され、この切欠き５８ｅに、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｆが形成されている。

なお、図５（ａ）は、同図（ｂ），（ｃ）に表したベーン５８がベーン溝５６に埋没した状態を示す、図４（ａ）相当の側面図である。

このように構成された本実施形態のコンプレッサ１００は、ベーン５８がベーン溝５６に最も沈み込んだ位置においても、ベーン溝５６の底面５６ａと、ベーン５８の、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｆとの間に空隙５８ｅ（切欠き５８ｅに相当）が形成されているため、ベーン５８が図５（ａ）に示すように、ベーン溝５６に完全に埋没した状態であっても、ベーン溝５６に供給された冷凍機油Ｒの油圧がこの空隙５８ｅを介して、ベーン５８の、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｆに有効に作用させることができる。

したがって、この油圧による荷重Ｆが、ベーン５８を突出させる方向に作用し、ベーン５８を短時間のうちにシリンダ４０の内周面４９に向けて突出させることができ、ベーン５８の突出側端面５８ｂをシリンダ４０の内周面４９に当接させて、コンプレッサ１００の圧縮室４８を画成させ、正常な運転状態に素早く移行させることができる。

また、本実施形態のコンプレッサ１００によれば、ベーン５８の埋没側端面５８ａのうち一部分のみに形成された切欠き５８ｅ以外の部分すなわち切り欠かれずに残った部分が、ベーン溝５６の底面５６ａに突き当たることで、切り欠かれた部分５８ｅが空隙となり、ベーン溝５６に供給された冷凍機油Ｒの油圧をこの空隙５８ｅに作用させることができ、しかも、この切り欠かれた部分５８ｅには、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｆが形成されているため、空隙５８ｅに作用した冷凍機油Ｒの油圧が、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｆに作用する。

よって、ベーン５８の一部のみに切欠き５８ｅを形成し、その切り欠かれた部分５８ｅに、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｆを形成した、という簡単な構造で、ベーン溝５６の油圧を、ベーン５８を突出させる向きに有効に作用させることができる。

また、本実施形態のコンプレッサ１００においては、ベーン５８の埋没側端面５８ａのうち、ベーン５８の埋没側端面５８ａのうち、その長手方向における両端部に切欠き５８ｅ，５８ｅが形成されているため、長手方向の両端部分の切欠き５８ｅ，５８ｅにそれぞれベーン背圧（冷凍機油Ｒによる油圧）が作用することとなり、長手方向における一方の端部のみを除いた部分を切り欠いたものに比べて、油圧が長手方向の両端に均等に作用し易く、したがって、ベーン５８が長手方向に関して傾くのを抑制することができる。

なお、これらの切欠き５８ｅは、各サライ溝２５，３５に直接向かい合って形成されているため、サライ溝２５，３５の冷凍機油Ｒの油圧を、切欠き５８ｅに直接供給することができ、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｆに油圧をダイレクトに作用させることができる。

さらに、ベーン５８の埋没側端面５８ａの長手方向における両端部にそれぞれ形成された２つの切欠き５８ｅ，５８ｅは、ベーン５８の埋没側端面５８ａの短手方向における両端部において、互いに連通して形成されているため、一方の切欠き５８ｅに作用する油圧と他方の切欠き５８ｅに作用する油圧とが、この連通によって均等化され、したがって、各切欠き５８ｅ，５８ｅの、ベーン溝５６に対向する面５８ｆに作用する油圧の均一化を一層向上させることができる。

上述した各実施形態１〜３は、ベーン溝５６は従来のコンプレッサ１００におけるもののままであり、ベーン５８に切欠き５８ｃ，５８ｃ″，５８ｅ形成してベーン溝５６に対向する面５８ｄ，５８ｄ′，５８ｆを形成した構成であるが、この態様に代えて、ベーン５８は従来のコンプレッサ１００におけるもののままとし、ベーン溝５６に上述したベーン５８に形成したような切欠きを設けて、その切欠きに形成されたベーン溝５６の新たな底面と、ベーン５８の埋没側端面５８ａとの間に、空隙を形成する構造を採用してもよい。
（実施形態４）
上述した各実施形態１〜３のコンプレッサ１００は、ベーン溝５６は従来のままであって、ベーン５８のみの構成を変化させて、ベーン５８の突出性能を向上させたものであるが、本発明に係る気体圧縮機は、これらの形態に限定されるものではなく、ベーン５８およびベーン溝５６の両方の構造をそれぞれ従来とは異なるものとした組合せによって、ベーン５８がベーン溝５６に最も沈み込んだ位置において、ベーン溝５６の底面５６ａと、ベーン５８の、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面との間に空隙を形成するものとしてもよい。

図６は、そのようにベーン５８とベーン溝５６との両方の構造を、従来のものから変化させた他の実施形態４を示す図であるが、この実施形態４の前提となるコンプレッサ１００の基本的な構成については、実施形態１において説明したものと同一であるため、説明を省略する。

図６に示した実施形態４においては、ベーン５８は、シリンダ４０に近い側（突出側端面５８ｂの側）の部分５８ｈの厚さ（図６（ｂ）における左右方向が、ベーン５８の厚さ方向に対応）よりもベーン溝５６の底面５６ａに近い側（埋没側端面５８ａの側）の部分５８ｇの厚さが薄くなるように形成され、ベーン溝５６は、その底部側の部分５６ｂが開口側の部分５６ｄよりも幅狭になるように形成され、ベーン溝５６の底部側の幅狭に形成された部分５６ｂは、ベーン５８の薄い厚さの部分５８ｇの通過を許容し、かつベーンの厚い厚さの部分５８ｈの通過を阻止するとともに、ベーンの厚い厚さの部分５８ｈの通過を阻止した状態において、ベーン溝５６の底面５６ａと、ベーン５８の、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｉすなわち埋没側端面５８ａとの間に、空隙５８ｋが形成されている。

このように構成された本実施形態４のコンプレッサ１００によれば、ベーン５８は、シリンダ４０の内周面４９に向けて突出する方向については、突出側端面５８ｂが内周面４９に突き当たるまで自由に進退可能である。

一方、ベーン５８は、ベーン溝５６の底面５６ａに向けて埋没する方向については、ベーン５８の突出側端面５８ｂがロータ５０の外周面よりも内側まで沈み込んだ位置までは進退可能であるが、ベーン５８の埋没側端面５８ａ（５８ｉ）がベーン溝５６の底面５６ａに突き当たる以前に、ベーン溝５６の幅を狭くするように溝５６の内側に膨らんでいる膨出部５６ｃに、ベーン５８の厚さが厚くなる境界の傾斜面５８ｊが突き当たるため、ベーン５８のそれ以上の沈み込みが阻止される。

この結果、ベーン５８の埋没側端面５８ａ（ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｉ）とベーン溝５６の底面５６ａとの間には、空隙５８ｋが形成され、ベーン溝５６に供給された冷凍機油Ｒの油圧がこの空隙５６ｋに作用して、ベーン５８の、ベーン溝５６の底面５６ａに対向する面５８ｉである埋没側端面５８ａに有効に作用させることができる。

したがって、この油圧による荷重Ｆが、ベーン５８を突出させる方向に作用し、ベーン５８を短時間のうちにシリンダ４０の内周面４９に向けて突出させることができ、ベーン５８の突出側端面５８ｂをシリンダ４０の内周面４９に当接させて、コンプレッサ１００の圧縮室４８を画成させ、正常な運転状態に素早く移行させることができる。

本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ式コンプレッサを示す縦断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係るコンプレッサにおける、ベーンおよびロータのベーン溝の詳細を示す図であり、（ａ）はベーンとベーン溝とを組み合わせた側面図、（ｂ）は（ａ）と同じ方向から視たベーンの拡大図、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ｂによるベーンの背面図、をそれぞれ示す。 本発明の実施形態２に係るコンプレッサにおける、ベーンおよびロータのベーン溝の詳細を示す図であり、（ａ）はベーンとベーン溝とを組み合わせた側面図、（ｂ）は（ａ）と同じ方向から視たベーンの拡大図、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ｂによるベーンの背面図、をそれぞれ示す。 本発明の実施形態３に係るコンプレッサにおける、ベーンおよびロータのベーン溝の詳細を示す図であり、（ａ）はベーンとベーン溝とを組み合わせた側面図、（ｂ）は（ａ）と同じ方向から視たベーンの拡大図、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ｂによるベーンの背面図、をそれぞれ示す。 本発明の実施形態４に係るコンプレッサにおける、ベーンおよびロータのベーン溝の詳細を示す図であり、（ａ）はベーンとベーン溝とを組み合わせた側面図、（ｂ）は（ａ）と同じ方向から視たベーンの拡大図、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ｃによるベーンの正面図、をそれぞれ示す。

符号の説明

５６ ベーン溝
５６ａ 底面
５８ ベーン
５８ａ 埋没側端面
５８ｂ 突出側端面
５８ｃ 切欠き
５８ｄ 面（ベーン溝の底面に対向する面）
１００ コンプレッサ（気体圧縮機）
Ｒ 冷凍機油

Claims (6)

1. 回転軸と一体的に回転する、その外周に複数のベーン溝が形成されたロータと、前記ロータの外周を外方から取り囲む略楕円形の断面輪郭を呈した内周面を有するシリンダと、前記ロータの回転によって作用する遠心力および前記ベーン溝に作用する油圧に応じて、前記ベーン溝から突出可能に、前記ベーン溝に埋設されたベーンと、を備え、
   前記ベーンおよび前記ベーン溝とのうち少なくとも一方は、前記ベーンが前記ベーン溝に最も沈み込んだ位置において、前記ベーン溝の底面と、前記ベーンの、前記ベーン溝の底面に対向する面との間に空隙を形成するように形成されていることを特徴とする気体圧縮機。
2. 前記ベーンは、前記ベーンの埋没側端面のうち一部分のみに切欠きが形成され、この切り欠かれた部分に、前記ベーン溝の底面に対向する面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
3. 前記切欠きは、前記ベーンの埋没側端面のうち、その短手方向における略中央部分に、その長手方向に沿って形成された溝であることを特徴とする請求項２に記載の気体圧縮機。
4. 前記切欠きは、前記ベーンの埋没側端面のうち、その長手方向における両端部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の気体圧縮機。
5. 前記ベーンの埋没側端面の長手方向における両端部に形成された２つの切欠きは、前記ベーンの埋没側端面の短手方向における両端部において、互いに連通して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の気体圧縮機。
6. 前記ベーンは、前記シリンダに近い側の部分の厚さよりも前記ベーン溝の底面に近い側の部分の厚さが薄くなるように形成され、
   前記ベーン溝は、その底部側の部分が開口側の部分よりも幅狭になるように形成され、
   前記ベーン溝の底部側の幅狭に形成された部分は、前記ベーンの薄い厚さの部分の通過を許容し、かつ前記ベーンの厚い厚さの部分の通過を阻止するとともに、前記ベーンの厚い厚さの部分の通過を阻止した状態において、前記ベーン溝の底面と、前記ベーンの、前記ベーン溝の底面に対向する面との間に空隙が形成されることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。

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