JP5595600B2 - ベーン型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、ベーン型圧縮機に関する。

従来、ロータシャフト（シリンダ内で回転運動する円柱形のロータ部と、ロータ部に回転力を伝達するシャフトと、が一体化されたもの）のロータ部内に一箇所または複数箇所形成されたベーン溝内にベーンが嵌入され、そのベーンの先端がシリンダ内周面と当接しながら摺動する構成の一般的なベーン型圧縮機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ロータシャフトの内側を中空に構成しその中にベーンの固定軸を配し、ベーンはその固定軸に回転可能に取り付けられ、更に、ロータ部の外周部付近に半円棒形状の一対の挟持部材を介してベーンがロータ部に対して回転自在（揺動自在）に保持されているベーン型圧縮機も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−２５２６７５号公報（要約、図１） 特開２０００−３５２３９０号公報（要約、図１）

従来の一般的なベーン型圧縮機（例えば、上記特許文献１）は、ベーンの方向がロータシャフトのロータ部内に形成されたベーン溝により規制されている。つまり、ベーンはロータ部に対して常に同じ傾きとなるように保持される。このため、ロータシャフトの回転に伴い、ベーンとシリンダ内周面の成す角度が変化する。したがって、シリンダ内周面の全周に亘ってベーン先端が当接するためには、ベーン先端の円弧の半径をシリンダ内周面の半径に比べて小さく構成する必要があった。

つまり、従来の一般的なベーン型圧縮機においてシリンダ内周面の全周に亘ってベーン先端を当接させる場合、半径の大きく異なるシリンダ内周面とベーン先端とが摺動することとなる。このため、二つの部品（シリンダ、ベーン）間の潤滑状態は、両者の間に油膜を形成しその油膜を介して摺動する流体潤滑の状態にはならず、境界潤滑状態となってしまう。一般に、潤滑状態による摩擦係数は、流体潤滑では０．００１〜０．００５程度なのに対し、境界潤滑状態では非常に大きくなり、概ね０．０５以上となる。

したがって、従来の一般的なベーン型圧縮機の構成では、ベーンの先端とシリンダの内周面が境界潤滑状態で摺動することにより摺動抵抗が大きくなり、機械損失の増大による圧縮機効率の大幅な低下が発生してしまうという課題があった。また、従来の一般的なベーン型圧縮機の構成では、ベーンの先端及びシリンダ内周面が摩耗しやすく、長期の寿命を確保することが困難であるという課題があった。そこで、従来のベーン型圧縮機においては、ベーンのシリンダ内周面に対する押し付け力を極力低減するための工夫がなされていた。

特許文献２に記載の従来のベーン型圧縮機も、上記の課題を解決するために提案されたものの１つである。特許文献２に記載の従来のベーン型圧縮機のような構成にすることにより、ベーンはシリンダ内周面の中心にて回転支持されることとなるため、ベーンの長手方向は常にシリンダ内周面の法線方向となる。このため、ベーン先端部がシリンダ内周面に沿うように、シリンダ内周面の半径とベーン先端円弧の半径をほぼ同等に構成することが可能となる。したがって、ベーン先端とシリンダ内周面とを非接触に構成することができる。又は、ベーン先端とシリンダ内周面とが接触する場合でも、両者の間の潤滑状態を十分な油膜による流体潤滑状態とすることができる。それにより、従来のベーン型圧縮機の課題であるベーン先端部の摺動状態を改善することが可能となる。

しかしながら、上記特許文献２に記載の従来のベーン型圧縮機は、ロータシャフトの内部を中空に構成する必要があるため、ロータ部への回転力の付与やロータ部の回転支持が難しくなってしまう。より詳しくは、上記特許文献２に記載の従来のベーン型圧縮機は、ロータ部の両端面に端板（回転基盤２ａ、回転保持部材２ｂ）を設けている。そして、片側の端板（回転基盤２ａ）は、回転軸からの動力を伝達する必要があるため円盤状であり、端板の中心に回転軸が接続される構成となっている。また、他側の端板（回転保持部材２ｂ）は、ベーン固定軸（固定軸１ｂ）やベーン軸支持材（軸支部材１ａ）の回転範囲と干渉しないように構成する必要があるため、中央部に穴の開いたリング状に構成する必要がある。このため、ロータ部と共に回転する端板を回転支持する部分は、回転軸（回転軸２ｃ）に比べて大径に構成する必要があり、軸受摺動損失が大きくなるという課題があった。

また、ロータ部とシリンダ内周面との間には圧縮したガス（ガス状冷媒）が漏れないように狭い隙間を形成するため、ロータ部の外径や回転中心には高い精度が必要とされる。しかしながら、上記特許文献２に記載の従来のベーン型圧縮機は、ロータ部と端板が別々の部品で構成されるため、ロータ部と端板との締結により発生する歪みやロータ部と端板の同軸ズレ等により、ロータ部の外径や回転中心の精度を悪化させてしまうという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、以下に示すベーン型圧縮機を提供することを目的とする。
（１）第１に、ベーンがシリンダの中心周りに回転運動する機構を、軸受摺動損失を低減しつつ、ロータ部の外径や回転中心の精度悪化を抑制しながら実現することが可能なベーン型圧縮機を得ることを目的とする。
（２）第２に、上記（１）の目的を実現しつつ、ベーン先端部とシリンダ内周面を非接触に構成することが可能なベーン型圧縮機を得ることを目的とする。
（３）第３に、上記（１）又は（２）の目的を実現しつつ、ベーンとシリンダ内周面とが流体潤滑状態で摺動可能なベーン型圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に係るベーン型圧縮機は、円筒状の貫通孔が形成されたシリンダと、シリンダの貫通孔の一方の開口端を閉塞するフレームと、シリンダの貫通孔の他方の開口端を閉塞するシリンダヘッドと、シリンダの内部において貫通孔の中心軸と所定の距離ずれた回転軸を中心に回転運動する円柱形のロータ部、及びロータ部に回転力を伝達するシャフト部を有するロータシャフトと、ロータ部に設けられ、ロータ部から突出する先端部が外側に凸となる円弧形状に形成された複数のベーンと、を有するベーン型圧縮機において、
ベーンは、ロータ部に、揺動可能且つ略遠心方向に移動可能に支持され、ベーンのフレームとの対向面には、第１の凹部又は第１の凸部が形成され、ベーンのシリンダヘッドとの対向面には、第２の凹部又は第２の凸部が形成され、対応するベーンの第１の凹部に挿入される第３の凸部又は対応するベーンの第１の凸部が挿入される第３の凹部が形成され、第３の凸部又は第３の凹部がシリンダの貫通孔の中心軸を中心として回転可能となるように、フレームに設けられた複数の第１のベーンアライナと、対応するベーンの第２の凹部に挿入される第４の凸部又は対応するベーンの第２の凸部が挿入される第４の凹部が形成され、第４の凸部又は第４の凹部がシリンダの貫通孔の中心軸を中心として回転可能となるように、シリンダヘッドに設けられた複数の第２のベーンアライナと、を備え、複数の第１のベーンアライナのそれぞれは、互いの第３の凸部又は互いの第３の凹部に挿入された第１の凸部が干渉することなく回転自在となるように、フレームに設けられ、複数の第２のベーンアライナのそれぞれは、互いの第４の凸部又は互いの第４の凹部に挿入された第２の凸部が干渉することなく回転自在となるように、シリンダヘッドに設けられているものである。

本発明に係るベーン型圧縮機は、ベーンがシリンダの中心周りに回転運動する機構を、ロータ部と回転軸を一体にした構成で実現できる。このため、回転軸を小径の支持構造で支持できることで軸受摺動損失を低減することができる。また、ロータ部の外径や回転中心の精度を向上することができる。したがって、本発明に係るベーン型圧縮機は、ロータ部とシリンダ内周面間を狭い隙間で形成して漏れ損失を低減することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係るベーン型圧縮機を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る圧縮要素を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る圧縮要素のベーンアライナを示す平面図又は底面図である。 本発明の実施の形態１に係る圧縮要素の平面断面図である。 本発明の実施の形態１に係る圧縮要素の圧縮動作を示す説明図（平面断面図）である。 本発明の実施の形態２に係る圧縮要素のベーン近傍を示す要部拡大図（底面断面図）である。 本発明の実施の形態３に係る圧縮機のベーン及びベーンアライナを示す斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る圧縮要素のベーンアライナを示す平面図又は底面図である。 本発明の実施の形態４に係る圧縮要素のベーンを示す斜視図である。 本発明の実施の形態４に係るベーンとベーンアライナとの接続方法を示す側面図である。 本発明の実施の形態５に係るベーン型圧縮機を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態５に係るベーン型圧縮機の圧縮要素に設けられたベーンアライナを示す平面図又は底面図である。

以下、下記の各実施の形態において、本発明に係るベーン型圧縮機の一例について説明する。なお、下記の各実施の形態では密閉型のベーン型圧縮機について説明するが、本発明に係るベーン型圧縮機は密閉型のベーン型圧縮機に限定されるものではない。本発明に係るベーン型圧縮機の特徴部分は圧縮要素であり、エンジン駆動により圧縮要素が駆動されるベーン型圧縮機や開放型容器に収納されたベーン型圧縮機等、種々のベーン型圧縮機に本発明を実施することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るベーン型圧縮機を示す縦断面図である。
図１に示すベーン型圧縮機２００（密閉型）は、密閉容器１０３内に、圧縮要素１０１と、この圧縮要素１０１を駆動する電動要素１０２とが収納されている。圧縮要素１０１は、密閉容器１０３の下部に配置されている。この圧縮要素１０１には、密閉容器１０３内の底部に貯留された冷凍機油２５が図示しない給油機構により導かれる。これにより、圧縮要素１０１の各摺動部が潤滑される。電動要素１０２は、密閉容器１０３の上部（より詳しくは、圧縮要素１０１の上方）に配置されている。

圧縮要素１０１を駆動する電動要素１０２は、例えば、ブラシレスＤＣモータで構成される。電動要素１０２は、密閉容器１０３の内周に固定された固定子２１と、固定子２１の内側に配設された回転子２２とを備える。密閉容器１０３に溶接等で固定されたガラス端子２３を介して固定子２１のコイルに電力が供給されると、固定子２１に発生した磁界によって回転子２２の永久磁石に駆動力が付与され、回転子２２が回転する。

圧縮要素１０１は、吸入部２６から低圧のガス冷媒を圧縮室に吸入して圧縮し、圧縮した冷媒を密閉容器１０３内に吐出するものである。密閉容器１０３内に吐出されたこの冷媒は、電動要素１０２を通過して密閉容器１０３の上部に固定（溶接）された吐出管２４から外部（冷凍サイクルの高圧側）に吐出される。なお、本実施の形態１に係るベーン型圧縮機２００（密閉型）は密閉容器１０３内が高圧となる高圧タイプのものを示しているが、密閉容器１０３内が低圧となる低圧タイプのものでも勿論よい。また、本実施の形態１に係るベーン型圧縮機２００は、ベーン枚数が２枚（図１においてベーン９、ベーン１０）のものについて示している。

（圧縮要素１０１の詳細構造）
図２は、本発明の実施の形態１に係る圧縮要素を示す分解斜視図である。図３は、この圧縮要素のベーンアライナを示す平面図又は底面図である。なお、図３（ａ）は、ベーンアライナ５の底面図及びベーンアライナ６の平面図を示し、図３（ｂ）は、ベーンアライナ７の底面図及びベーンアライナ８の平面図を示している。また図３（ａ）に示す二点鎖線はベーンアライナ７，８の内周部形状であり、図３（ｂ）に示す二点鎖線はベーンアライナ５，６の内周部形状である。
以下、これら図２及び図３と図１に基づいて、本実施の形態１に係るベーン型圧縮機２００の特徴部分である圧縮要素１０１の詳細構造について説明する。

図２に示すように、圧縮要素１０１は以下に示す要素を有する。
（１）シリンダ１：全体形状が略円筒状で、中心軸方向の両端部が開口している。また、外周面から内周面１ｂにかけて、吸入ポート１ａが開口している。なお、シリンダ１の外周部形状は任意であり、シリンダ１が収納される容器の形状に合わせて適宜決定すればよい。つまり、シリンダ１は、中心部に円筒状の貫通孔が形成されていればよい。本実施の形態１に係るベーン型圧縮機２００は、両端部が閉塞された略円筒形状の密閉容器１０３にシリンダ１を収納するため、シリンダ１の全体形状が略円筒形状に形成されている。

（２）フレーム２：略円板状部材の上部に円筒状部材が設けられたものであり、縦断面が略Ｔ字形状となっている。略円板状部材は、シリンダ１の一方の開口部（図２では上側）を閉塞するものである。この略円板状部材のシリンダ１側端面（図２では下面）には、シリンダ１の内周面１ｂと同心であるリング溝状のベーンアライナ保持部２ａ（図１に図示）が形成されている。ベーンアライナ保持部２ａには、後述するリング状のベーンアライナ５及びベーンアライナ７が重ねて挿入される。また、フレーム２は、略円板状部材のシリンダ１側端面から略円筒状部材を貫通するように、貫通孔が形成されている。この貫通孔には、軸受部２ｂ（図１に図示）が設けられている。軸受部２ｂは、後述するロータシャフト４の回転軸部４ｂを回転自在に支持するものである。また、フレーム２の略中央部には、吐出ポート２ｃが形成されている。なお吐出ポート２ｃは、後述のシリンダヘッド３に形成されていてもよい。

（３）シリンダヘッド３：略円板状部材の下部に円筒状部材が設けられたものであり、縦断面が略Ｔ字形状となっている（図１参照）。略円板状部材は、シリンダ１の他方の開口部（図２では下側）を閉塞するものである。この略円板状部材のシリンダ１側端面（図２では上面）には、シリンダ１の内周面１ｂと同心であるリング溝状のベーンアライナ保持部３ａが形成されている。ベーンアライナ保持部３ａには、後述するリング状のベーンアライナ６及びベーンアライナ８が重ねて挿入される。また、シリンダヘッド３は、略円板状部材のシリンダ１側端面から略円筒状部材を貫通するように、貫通孔が形成されている。この貫通孔には、軸受部３ｂ（図１に図示）が設けられている。軸受部３ｂは、後述するロータシャフト４の回転軸部４ｃを回転自在に支持するものである。

（４）ロータシャフト４：略円筒形状のロータ部４ａ、ロータ部４ａと同心となるようにロータ部４ａの上部に設けられた回転軸部４ｂ、及び、ロータ部４ａと同心となるようにロータ部４ａの下部に設けられた回転軸部４ｃを備えている。ロータ部４ａは、シリンダ１の中心軸と所定距離だけ偏心した回転軸を中心に回転運動を行うものである。回転軸部４ｂ及び回転軸部４ｃは、上述のように、軸受部２ｂ及び軸受部３ｂに回転自在に支持されるものである。また、ロータ部４ａには、軸方向に貫通する複数の略円筒状（断面が略円形）の貫通孔（ブッシュ保持部４ｄ，４ｅ及びベーン逃がし部４ｆ，４ｇ）が形成されている。これら貫通孔のうち、ブッシュ保持部４ｄとベーン逃がし部４ｆとが側面部において連通しており、ブッシュ保持部４ｅとベーン逃がし部４ｇとが側面部において連通している。また、ブッシュ保持部４ｄ及びブッシュ保持部４ｅは、その側面部がロータ部４ａの外周部側に開口している。また、ブッシュ保持部４ｄとブッシュ保持部４ｅ、ベーン逃がし部４ｆとベーン逃がし部４ｇとは、ロータ部４ａの回転軸に対してほぼ対称の位置に配置されている（後述する図４も参照）。

（５）ベーンアライナ５：リング状部材と、このリング状部材の中心軸方向の一方の端面（図２では下側）に立設されたベーン保持部５ａと、を備えている。ベーン保持部５ａは、例えば断面略四角形の板状の突起である。本実施の形態１では、ベーン保持部５ａは、リング状部材の法線方向に形成されている。また、ベーン保持部５ａの最外周部とリング状部材中心軸（つまりシリンダ１の内周面の中心軸）との距離は、後述するベーンアライナ７の内周部の半径よりもわずかに小さくなっている（図３参照）。ここで、ベーンアライナ５が本発明における第１のベーンアライナに相当し、ベーン保持部５ａが本発明における第３の凸部に相当する。

（６）ベーンアライナ６：リング状部材と、このリング状部材の中心軸方向の一方の端面（図２では上側）に立設されたベーン保持部６ａと、を備えている。ベーン保持部６ａは、例えば断面略四角形の板状の突起である。本実施の形態１では、ベーン保持部６ａは、リング状部材の法線方向に形成されている。また、ベーン保持部６ａの最外周部とリング状部材中心軸（つまりシリンダ１の内周面の中心軸）との距離は、後述するベーンアライナ８の内周部の半径よりもわずかに小さくなっている（図３参照）。ここで、ベーンアライナ６が本発明における第２のベーンアライナに相当し、ベーン保持部６ａが本発明における第４の凸部に相当する。

（７）ベーンアライナ７：リング状部材と、このリング状部材の中心軸方向の一方の端面（図２では下側）に立設されたベーン保持部７ａと、を備えている。ベーン保持部７ａは、例えば断面略四角形の板状の突起である。本実施の形態１では、ベーン保持部７ａは、リング状部材の法線方向に形成されている。また、ベーンアライナ７のリング状部材は、その外周部の直径がベーンアライナ５のリング状部材の外周部直径と略同等となっている。ここで、ベーンアライナ７が、ベーンアライナ５と同様に、本発明における第１のベーンアライナに相当し、ベーン保持部７ａが本発明における第３の凸部に相当する。

（８）ベーンアライナ８：リング状部材と、このリング状部材の中心軸方向の一方の端面（図２では上側）に立設されたベーン保持部８ａと、を備えている。ベーン保持部８ａは、例えば断面略四角形の板状の突起である。本実施の形態１では、ベーン保持部８ａは、リング状部材の法線方向に形成されている。また、ベーンアライナ８のリング状部材は、その外周部の直径がベーンアライナ６のリング状部材の外周部直径と略同等となっている。ここで、ベーンアライナ８が、ベーンアライナ６と同様に、本発明における第２のベーンアライナに相当し、ベーン保持部８ａが本発明における第４の凸部に相当する。

（９）ベーン９：側面視略四角形の板状部材である。シリンダ１の内周面１ｂ側に位置する先端部９ａ（ロータ部４ａから突出する側の先端部）は、平面視において外側に凸となる円弧形状に形成されている。この先端部９ａの円弧形状の半径は、シリンダ１の内周面１ｂの半径とほぼ同等の半径で構成されている。また、ベーン９の先端部９ａと反対側の端部（以下、内周側端部という）近傍には、上面（フレーム２との対向面）に、ベーンアライナ５のベーン保持部５ａが挿入されるスリット状の背面溝９ｂが形成されている。同様に、ベーン９の内周側端部近傍には、下面（シリンダヘッド３との対向面）に、ベーンアライナ６のベーン保持部６ａが挿入されるスリット状の背面溝９ｂが形成されている。なお、本実施の形態１では、背面溝９ｂは、内周側端部からベーン９の長手方向に沿って、ベーン保持部５ａ及びベーン保持部６ａが挿入される範囲まで形成されている。これら背面溝９ｂは、ベーン９の長手方向に沿って、ベーン９の上面及び下面の全域に形成されても勿論よい。ここで、ベーン保持部５ａが挿入される背面溝９ｂが、本発明における第１の凹部に相当する。また、ベーン保持部６ａが挿入される背面溝９ｂが、本発明における第２の凹部に相当する。

（１０）ベーン１０：側面視略四角形の板状部材である。シリンダ１の内周面１ｂ側に位置する先端部１０ａ（ロータ部４ａから突出する側の先端部）は、平面視において外側に凸となる円弧形状に形成されている。この先端部１０ａの円弧形状の半径は、シリンダ１の内周面１ｂの半径とほぼ同等の半径で構成されている。また、ベーン１０の先端部１０ａと反対側の端部（以下、内周側端部という）近傍には、上面（フレーム２との対向面）に、ベーンアライナ７のベーン保持部７ａが挿入されるスリット状の背面溝１０ｂが形成されている。同様に、ベーン１０の内周側端部近傍には、下面（シリンダヘッド３との対向面）に、ベーンアライナ８のベーン保持部８ａが挿入されるスリット状の背面溝１０ｂが形成されている。なお、本実施の形態１では、背面溝１０ｂは、内周側端部からベーン１０の長手方向に沿って、ベーン保持部７ａ及びベーン保持部８ａが挿入される範囲まで形成されている。これら背面溝１０ｂは、ベーン１０の長手方向に沿って、ベーン１０の上面及び下面の全域に形成されても勿論よい。ここで、ベーン保持部７ａが挿入される背面溝１０ｂが、本発明における第１の凹部に相当する。また、ベーン保持部８ａが挿入される背面溝１０ｂが、本発明における第２の凹部に相当する。

（１１）ブッシュ１１，１２：略半円柱状の部材を一対として構成される。ブッシュ１１は、ベーン９を挟持した状態で、ロータ部４ａのブッシュ保持部４ｄに回転自在に挿入される。また、ブッシュ１２は、ベーン１０を挟持した状態で、ロータ部４ａのブッシュ保持部４ｅに回転自在に挿入される。つまり、ベーン９がブッシュ１１の間を摺動することにより、ベーン９はロータ部４ａに対して略遠心方向（シリンダ１の内周面１ｂの中心に対して遠心方向）に移動することができる。また、ブッシュ１１がロータ部４ａのブッシュ保持部４ｄ内で回転することにより、ベーン９は揺動することができる。同様に、ベーン１０がブッシュ１２の間を摺動することにより、ベーン１０はロータ部４ａに対して略遠心方向に移動することができる。また、ブッシュ１２がロータ部４ａのブッシュ保持部４ｅ内で回転することにより、ベーン１０は揺動することができる。

なお、ベーン９の背面溝９ｂにベーンアライナ５，６のベーン保持部５ａ，６ａが挿入され、ベーン１０の背面溝１０ｂにベーンアライナ７，８のベーン保持部７ａ，８ａが挿入されることにより、ベーン９及びベーン１０の先端の円弧の法線が常にシリンダ内周面１ｂの法線と一致するように方向が規制される。

（動作説明）
続いて、本実施の形態１に係るベーン型圧縮機２００の動作について説明する。
ロータシャフト４の回転軸部４ｂが駆動部である電動要素１０２（エンジン駆動の場合は、エンジン）からの回転動力を受けると、ロータ部４ａは、シリンダ１内で回転する。ロータ部４ａの回転に伴い、ロータ部４ａの外周付近に配置されたブッシュ保持部４ｄ，４ｅは、ロータシャフト４を回転軸（中心軸）とした円周上を移動する。そして、ブッシュ保持部４ｄ，４ｅ内に保持されている一対のブッシュ１１，１２、及びその一対のブッシュ１１，１２の間に回転可能に保持されているベーン９，１０もロータ部４ａとともに回転する。

このとき、ベーン９の背面溝９ｂにベーン保持部５ａが摺動可能に挿入されたベーンアライナ５も、ベーンアライナ保持部２ａ内で回転することとなる。また、ベーン９の背面溝９ｂにベーン保持部６ａが摺動可能に挿入されたベーンアライナ６も、ベーンアライナ保持部３ａ内で回転することとなる。上述のように、ベーンアライナ５が挿入されるベーンアライナ保持部２ａ及びベーンアライナ６が挿入されるベーンアライナ保持部３ａは、シリンダ１の内周面１ｂと同心に形成されている。このため、ベーン保持部５ａ及びベーン保持部６ａはシリンダ１の内周面１ｂの中心軸を中心に回転することとなるので、ベーン９は、その長手方向がシリンダ１の内周面１ｂの法線方向となるように向きが規制される。

同様に、ベーン１０の背面溝１０ｂにベーン保持部７ａが摺動可能に挿入されたベーンアライナ７も、ベーンアライナ保持部２ａ内で回転することとなる。また、ベーン１０の背面溝１０ｂにベーン保持部８ａが摺動可能に挿入されたベーンアライナ８も、ベーンアライナ保持部３ａ内で回転することとなる。上述のように、ベーンアライナ７が挿入されるベーンアライナ保持部２ａ及びベーンアライナ８が挿入されるベーンアライナ保持部３ａは、シリンダ１の内周面１ｂと同心に形成されている。このため、ベーン保持部７ａ及びベーン保持部８ａはシリンダ１の内周面１ｂの中心軸を中心に回転することとなるので、ベーン１０は、その長手方向がシリンダ１の内周面１ｂの法線方向となるように向きが規制される。

更に、ベーン９及びベーン１０は、遠心力等により、シリンダ１の内周面１ｂ方向に押し付けられ、ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａはシリンダ１の内周面１ｂに沿って摺動する。この際、ベーン９の先端部９ａの円弧の半径及びベーン１０の先端部１０ａの円弧の半径は、シリンダ１の内周面１ｂの半径とほぼ一致しており、また両者の法線もほぼ一致しているため、両者の間には十分な油膜が形成され流体潤滑となる。なお、ベーン９をシリンダ１の内周面１ｂ方向へ移動させる際の構成としては、例えば、ベーン９の内周側端部近傍の空間に高圧又は中間圧の冷媒を導入し、ベーン９の先端部９ａ側の圧力と内周側端部側の圧力との圧力差を利用する構成としてもよい。また例えば、バネ等の弾性部材によってベーン９を押して、ベーン９をシリンダ１の内周面１ｂ方向へ移動させてもよい。ベーン１０をシリンダ１の内周面１ｂ方向へ移動させる際の構成も同様である。

上述のように圧縮要素１０１の各構成部材が動作することにより、圧縮要素１０１では次のように、冷媒が圧縮される。
図４は、本発明の実施の形態１に係る圧縮要素の平面断面図である。この図は、図５で後述するようにロータ部４ａ（ロータシャフト４）の回転角度が９０°の状態を示している。以下、図４に基づいて、本実施の形態１に係る圧縮要素１０１の冷媒圧縮動作について説明する。

図４に示すように、ロータシャフト４のロータ部４ａとシリンダ１の内周面１ｂは一箇所（図４に示す最近接点）において最近接している。また、ベーン９とシリンダ１の内周面１ｂ、ベーン１０とシリンダ１の内周面１ｂとがそれぞれ一箇所で摺動することにより、シリンダ１内には３つの空間（吸入室１３、中間室１４、圧縮室１５）が形成される。吸入室１３には、冷凍サイクルの低圧側に連通する吸入ポート１ａが開口している。圧縮室１５は、フレーム２に形成された吐出ポート２ｃと連通している。なお、吐出ポート２ｃは、吐出時以外は図示しない吐出弁で閉塞されている。また、中間室１４は、ロータ部４ａがある回転角度範囲までは吸入ポート１ａと連通するが、その後、吸入ポート１ａ及び吐出ポート２ｃのいずれとも連通しない回転角度範囲が有り、その後、吐出ポート２ｃと連通する。

図５は、本発明の実施の形態１に係る圧縮要素の圧縮動作を示す説明図（平面断面図）である。以下、この図５を参照しながら、ロータ部４ａ（ロータシャフト４）の回転に伴い吸入室１３、中間室１４及び圧縮室１５の容積が変化する様子を説明する。なお、各空間（吸入室１３、中間室１４、圧縮室１５）の容積変化を説明するにあたり、ロータ部４ａ（ロータシャフト４）の回転角度を次のように定義する。まず、ベーン９とシリンダ１の内周面１ｂとの摺動箇所（接触箇所）が最近接点（ロータシャフト４のロータ部４ａとシリンダ１の内周面１ｂとが最近接している箇所）と一致する状態を、「角度０°」と定義する。図５では、「角度０°」、「角度４５°」、「角度９０°」、「角度１３５°」の状態において、ベーン９及びベーン１０の位置と、そのときの吸入室１３、中間室１４及び圧縮室１５の状態を示している。

なお、図５におけるロータ部４ａ（ロータシャフト４）の回転は、図４に示す回転方向（時計方向）と同様である。また、図５において「角度１８０°」以降の状態を示していないのは、「角度１８０°」になると、「角度０°」においてベーン９とベーン１０が入れ替わった状態と同じになり、以降は「角度０°」から「角度１３５°」までと同じ圧縮動作となるためである。

また、吸入ポート１ａは、最近接点と、「角度９０°」の状態においてベーン９の先端部９ａとシリンダ１の内周面１ｂが摺動する点Ａ（図４参照）と、の間（例えば、略４５°）に設けられている。つまり、吸入ポート１ａは、最近接点から点Ａまでの範囲に開口している。但し、図４及び図５では吸入ポート１ａを単に「吸入」と表記している。

また、吐出ポート２ｃは、最近接点の近傍で、最近接点から所定の角度（距離）だけロータ部４ａの回転方向上流側（図４及び図５の左側）に設けられている（例えば、最近接点から略３０°だけロータ部４ａの回転方向上流側）。但し、図４及び図５では吐出ポート２ｃを単に「吐出」と表記している。

図５における「角度０°」では、最近接点とベーン１０で仕切られた右側の空間は、中間室１４で吸入ポート１ａと連通しており、ガス（冷媒）を吸入する。最近接点とベーン１０で仕切られた左側の空間は、吐出ポート２ｃに連通した圧縮室１５となる。

図５における「角度４５°」では、ベーン９と最近接点で仕切られた空間は吸入室１３となり、ベーン９とベーン１０で仕切られた空間は中間室１４となる。これら吸入室１３及び中間室１４は、吸入ポート１ａと連通している。中間室１４の容積は「角度０°」のときより大きくなるので、ガスの吸入を続ける。また、ベーン１０と最近接点で仕切られた空間は圧縮室１５で、圧縮室１５の容積は「角度０°」のときより小さくなり、冷媒は圧縮され徐々にその圧力が高くなる。

図５における「角度９０°」では、ベーン９の先端部９ａがシリンダ１の内周面１ｂ上の点Ａと重なるので、中間室１４は吸入ポート１ａと連通しなくなる。これにより、中間室１４でのガスの吸入は終了する。また、この状態で、中間室１４の容積は略最大となる。圧縮室１５の容積は「角度４５°」のときより更に小さくなり、冷媒の圧力は上昇する。吸入室１３の容積は「角度４５°」のときより大きくなり、吸入を続ける。

図５における「角度１３５°」では、中間室１４の容積は「角度９０°」ときより小さくなり、冷媒の圧力は上昇する。また、圧縮室１５の容積も「角度９０°」のときより小さくなり、冷媒の圧力は上昇する。吸入室１３の容積は「角度９０°」のときより大きくなり、吸入を続ける。

その後、ベーン１０が吐出ポート２ｃに近づくが、冷凍サイクルの高圧（図示しない吐出弁を開くのに必要な圧力も含む）を圧縮室１５の圧力が上回ると、吐出弁が開き圧縮室１５の冷媒は、密閉容器１０３内に吐出される。

ベーン１０が吐出ポート２ｃを通過すると、圧縮室１５に高圧の冷媒が若干残る（ロスとなる）。そして、「角度１８０°」（図示せず）で、圧縮室１５が消滅したとき、この高圧の冷媒は吸入室１３にて低圧の冷媒に変化する。なお、「角度１８０°」では吸入室１３が中間室１４に移行し、中間室１４が圧縮室１５に移行して、以降圧縮動作を繰り返す。

このように、ロータ部４ａ（ロータシャフト４）の回転により、吸入室１３は徐々に容積が大きくなり、ガスの吸入を続ける。以後中間室１４に移行するが、途中まで容積が徐々に容積が大きくなり、更にガスの吸入を続ける。途中で、中間室１４の容積は最大となり、吸入ポート１ａに連通しなくなるので、ここでガスの吸入を終了する。以後、中間室１４の容積は徐々に小さくなり、ガスを圧縮する。その後、中間室１４は圧縮室１５に移行して、ガスの圧縮を続ける。所定の圧力まで圧縮されたガスは、シリンダ１、またはフレーム２やシリンダヘッド３の圧縮室１５に開口する部分に形成された吐出ポート（例えば、吐出ポート２ｃ）により吐出される。

以上、本実施の形態１に係るベーン型圧縮機２００においては、ベーン先端部９ａ，１０ａの円弧とシリンダ１の内周面１ｂの法線が常にほぼ一致するように圧縮動作を行なうことができる。また、このような圧縮動作を行うために必要なベーン９及びベーン１０がシリンダ１の中心周りに回転運動する機構を、回転軸部４ｂ，４ｃとロータ部４ａを一体的に構成して実現している（つまり、従来のベーン型圧縮機のロータ部両端に設けられていた端板を用いずに実現している）。このため、本実施の形態１に係るベーン型圧縮機２００は、回転軸部４ｂ，４ｃを小径の軸受部２ｂ，３ｂで支持できることで軸受摺動損失を低減し、且つ、ロータ部４ａの外径や回転中心の精度を向上することができる。したがって、本実施の形態１に係るベーン型圧縮機２００は、ロータ部４ａとシリンダ内周面１ｂ間を狭い隙間で形成して漏れ損失を低減することが可能となるので、高効率のベーン型圧縮機２００を得ることができる。

また、本実施の形態１に係るベーン型圧縮機２００は、ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａの円弧の半径とシリンダ１の内周面１ｂの半径を概略一致させ、両者の法線が略一致するように構成している。このため、ベーン先端部９ａ，１０ａの摺動部が流体潤滑となり、ベーンの先端部９ａ，１０ａの摺動抵抗を大幅に低減することができる。このため、ベーン型圧縮機２００の摺動損失を大幅に低減することができ、また、ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａやシリンダ１の内周面１ｂの摩耗を抑制することができる。

なお、本実施の形態１では、フレーム２に形成したベーンアライナ保持部２ａ及びシリンダヘッド３に形成したベーンアライナ保持部３ａをリング溝状の形状としたが、ベーンアライナ保持部２ａ及びベーンアライナ保持部３ａの形状はこれに限定されるものではない。つまり、ベーンアライナ保持部２ａにおいて、ベーンアライナ５，７との摺動部分は、外周側の円筒面となる。このため、ベーンアライナ保持部２ａの形状を、その外径がベーンアライナ５，７の外径とほぼ同等なる凹部（つまり、リング溝の中心側にある凸部を取った形状）としてもよい。同様に、ベーンアライナ保持部３ａの形状を、その外径がベーンアライナ６，８の外径とほぼ同等なる凹部（つまり、リング溝の中心側にある凸部を取った形状）としてもよい。

また、ベーン９，１０をシリンダ１の内周面１ｂ方向へ移動させる際の構成として、ベーン９，１０の先端部９ａ，１０ａ側の圧力と内周側端部側の圧力との圧力差を利用する構成を用いる場合、内周側端部側の圧力を制御することにより、ベーン９，１０のシリンダ１の内周面１ｂへの押付力を低減して、更なるベーン先端の摺動抵抗の低減を行うことも可能である。

実施の形態２．
実施の形態１では、ベーン９，１０の長手方向がシリンダ１の内周面１ｂの法線と略同一となるように圧縮要素１０１を構成した。これに限らず、例えば次のように圧縮要素１０１を構成してもよい。なお、本実施の形態２で特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図６は、本発明の実施の形態２に係る圧縮要素のベーン近傍を示す要部拡大図（底面断面図）である。
図６において、Ｂは、ベーンアライナ６のベーン保持部６ａの取付方向及びベーン９の長手方向を示している。また、Ｃは、ベーン９の先端部９ａの円弧の法線を示している。つまり、ベーンアライナ６のベーン保持部６ａは、ベーンアライナ６のリング状部材の中心軸方向のベーン側の端面に、Ｂの方向に傾けて取り付けられている。これにより、ベーン９は、その長手方向がシリンダ１の内周面１ｂの法線に対して傾くように、ロータシャフト４のロータ部４ａに設けられることとなる。また、ベーン９の先端部９ａの円弧の法線Ｃは、ベーン長手方向Ｂと傾いており、ベーンアライナ６のベーン保持部６ａをベーン９の背面溝９ｂに挿入した状態においてシリンダ１の内周面１ｂの中心に向かうように構成される。つまり、ベーン９の先端部９ａの円弧の法線Ｃは、シリンダ１の内周面１ｂの法線と略一致する。なお、ベーン９とベーンアライナ５、及びベーン１０とベーンアライナ７，８についても上記と同様の構成である。

以上、本実施の形態２のように構成されたベーン型圧縮機２００においても、ベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ、ベーン１０の先端部１０ａ）の円弧とシリンダ１の内周面１ｂの法線が回転中常に略一致する状態で圧縮動作を行なうことが可能であり、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、図６から明らかなように、本実施の形態２では、実施の形態１よりもベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ、ベーン１０の先端部１０ａ）の円弧の長さを長くできるため、ベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ、ベーン１０の先端部１０ａ）とシリンダ１の内周面１ｂとの接触面圧を低減できる。これにより、更なるベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ、ベーン１０の先端部１０ａ）の摺動抵抗の低減が可能となる。

実施の形態３．
実施の形態１及び実施の形態２では、ベーン９とベーンアライナ５，６とが別体で構成され、ベーン１０とベーンアライナ７，８とが別体で構成されていた。これに限らず、ベーンアライナ５，６のうちの少なくとも１つをベーン９と一体で構成してもよい。同様に、ベーンアライナ７，８のうちの少なくとも１つをベーン１０と一体で構成してもよい。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図７は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機のベーン及びベーンアライナを示す斜視図である。図７では、ベーンとベーンアライナとを一体で構成する一例として、ベーン９とベーンアライナ６とを一体で構成する場合について示している。
実施の形態１でもわかるように、ベーン９の背面溝９ｂと、ベーンアライナ５，６のベーン保持部５ａ，６ａは、ベーン型圧縮機２００（密閉型）の動作において相対位置関係が変化しない。同様に、ベーン１０の背面溝１０ｂと、ベーンアライナ７，８のベーン保持部７ａ，８ａは、ベーン型圧縮機２００（密閉型）の動作において相対位置関係が変化しない。そのため、両者（ベーン９とベーンアライナ５，６、及びベーン１０とベーンアライナ７，８）を一体化することが可能である。本実施の形態３では、ベーン９及びベーンアライナ６を別体で製作し、ベーンアライナ６のベーン保持部６ａをベーン９の背面溝９ｂに挿入した後、両者を固定して一体に構成している。

なお、本実施の形態３では、ベーン９とベーンアライナ６とを一体化したが、ベーンアライナ５も同様にベーン９と一体化してもよいし、一体化しなくてもよい。つまり、ベーン９についても同様で、ベーン９とベーンアライナ５，６の少なくとも一方とを一体化すればよい。同様に、ベーン１０とベーンアライナ７，８の少なくとも一方とを一体化すればよい。

続いて、本実施の形態３に係る圧縮要素１０１の動作について説明する。本実施の形態３に係る圧縮要素１０１は、概略実施の形態１で示した圧縮要素１０１と同様の動作を行なうが、以下の点が実施の形態１で示した圧縮要素１０１と異なる。つまり、ベーンアライナ５，６の少なくとも一方とベーン９とを一体化し、ベーンアライナ７，８の少なくとも一方とベーン１０とを一体化したことにより、ベーン９及びベーン１０は、ロータ部４ａの略遠心方向への動きが固定される。このため、ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａは、シリンダ１の内周面１ｂと摺動せず、ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａとシリンダ１の内周面１ｂとの間が非接触状態（つまり微小隙間を保った状態）で回転する。

以上、本実施の形態３のように構成されたベーン型圧縮機２００においては、ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａとシリンダ１の内周面１ｂとが非接触となるため、ベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａ）の摺動損失は発生しない。その分、ベーンアライナ５，６及びベーンアライナ７，８とベーンアライナ保持部２ａ，３ａの摺動部に作用する力は増加するが、この摺動部も流体潤滑状態となることに加えて、ベーンアライナ５，６及びベーンアライナ７，８とベーンアライナ保持部２ａ，３ａの摺動部の摺動距離はベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａ）の摺動距離に比べ短くなるため、実施の形態１よりも摺動損失を更に低減できるという効果がある。

なお、本実施の形態３においても、実施の形態２と同様、ベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａ）の円弧の法線をシリンダ１の内周面１ｂの法線とほぼ一致させ、ベーン長手方向はシリンダ内周面１ｂの法線方向に対し一定の傾きを持つように構成してもよい。これにより、ベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａ）の円弧長さを長くすることが可能であり、シール長さが増加することで、更にベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ及びベーン１０の先端部１０ａ）での漏れ損失を低減することが可能となる。

実施の形態４．
実施の形態１〜実施の形態３では、ベーン側に凹部（背面溝９ｂ，１０ｂ）を設け、ベーンアライナ側に凸部（ベーン保持部５ａ，６ａ，７ａ，８ａ）を設けて、ベーンとベーンアライナとを接続していた。これに限らず、例えば以下のようにベーンとベーンアライナとを接続してもよい。なお、本実施の形態４において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態３と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図８は、本発明の実施の形態４に係る圧縮要素のベーンアライナを示す平面図又は底面図である。また、図９は、本発明の実施の形態４に係る圧縮要素のベーンを示す斜視図である。また、図１０は、本発明の実施の形態４に係るベーンとベーンアライナとの接続方法を示す側面図である。なお、図８（ａ）は、ベーンアライナ５の底面図及びベーンアライナ６の平面図を示し、図８（ｂ）は、ベーンアライナ７の底面図及びベーンアライナ８の平面図を示している。また図８（ａ）に示す二点鎖線はベーンアライナ７，８の内周部形状であり、図８（ｂ）に示す二点鎖線はベーンアライナ５，６の内周部形状である。また、図９（ａ）はベーン９を示し、図９（ｂ）はベーン１０を示している。

本実施の形態４に係るベーンアライナ５には、実施の形態１で示したベーンアライナ５のベーン保持部５ａに換えて、スリット状のベーン保持溝５ｂが形成されている。また、本実施の形態４に係るベーン９には、実施の形態１で示したベーン９の背面溝９ｂに換えて、ベーンアライナ５のベーン保持溝５ｂに挿入される突起部９ｃが形成されている。ベーンアライナ５のベーン保持溝５ｂ（つまり、ベーン９の突起部９ｃ）の最外周部とリング状部材中心軸（つまりシリンダ１の内周面の中心軸）との距離は、ベーンアライナ７の内周部の半径よりもわずかに小さくなっている。ここで、突起部９ｃが本発明における第１の凸部に相当し、ベーン保持溝５ｂが本発明における第３の凹部に相当する。

また、本実施の形態４に係るベーンアライナ６には、実施の形態１で示したベーンアライナ６のベーン保持部６ａに換えて、スリット状のベーン保持溝６ｂが形成されている。また、本実施の形態４に係るベーン９には、実施の形態１で示したベーン９の背面溝９ｂに換えて、ベーンアライナ６のベーン保持溝６ｂに挿入される突起部９ｄが形成されている。ベーンアライナ６のベーン保持溝６ｂ（つまり、ベーン９の突起部９ｄ）の最外周部とリング状部材中心軸（つまりシリンダ１の内周面の中心軸）との距離は、ベーンアライナ８の内周部の半径よりもわずかに小さくなっている。ここで、突起部９ｄが本発明における第２の凸部に相当し、ベーン保持溝６ｂが本発明における第４の凹部に相当する。

同様に、本実施の形態４に係るベーンアライナ７には、実施の形態１で示したベーンアライナ７のベーン保持部７ａに換えて、スリット状のベーン保持溝７ｂが形成されている。また、本実施の形態４に係るベーン１０には、実施の形態１で示したベーン１０の背面溝１０ｂに換えて、ベーンアライナ７のベーン保持溝７ｂに挿入される突起部１０ｃが形成されている。ここで、突起部１０ｃが本発明における第１の凸部に相当し、ベーン保持溝７ｂが本発明における第３の凹部に相当する。

また、本実施の形態４に係るベーンアライナ８には、実施の形態１で示したベーンアライナ８のベーン保持部８ａに換えて、スリット状のベーン保持溝８ｂが形成されている。また、本実施の形態４に係るベーン１０には、実施の形態１で示したベーン１０の背面溝１０ｂに換えて、ベーンアライナ８のベーン保持溝８ｂに挿入される突起部１０ｄが形成されている。ここで、突起部１０ｄが本発明における第２の凸部に相当し、ベーン保持溝８ｂが本発明における第４の凹部に相当する。

上述のように、ベーン９の突起部９ｃがベーンアライナ５のベーン保持溝５ｂに挿入され、ベーン９の突起部９ｄがベーンアライナ６のベーン保持溝６ｂに挿入されることにより、ベーン９先端の円弧の法線が常にシリンダ内周面１ｂの法線と一致するように方向が規制される。同様に、ベーン１０の突起部１０ｃがベーンアライナ７のベーン保持溝７ｂに挿入され、ベーン１０の突起部１０ｄがベーンアライナ８のベーン保持溝８ｂに挿入されることにより、ベーン１０先端の円弧の法線が常にシリンダ内周面１ｂの法線と一致するように方向が規制される。

以上、本実施の形態４のように構成されたベーン型圧縮機２００においても、ベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ、ベーン１０の先端部１０ａ）の円弧とシリンダ１の内周面１ｂの法線が回転中常に略一致する状態で圧縮動作を行なうことが可能であり、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態４では、ベーンアライナ５，６のベーン保持溝５ｂ，６ｂを内周側に開口させた構成としたが、内周側を開口させずにストッパーとし、ベーン９がシリンダ１の内周面１ｂ側と逆方向に過大に移動するのを規制してもよい。なお、ベーン１０とベーンアライナ７，８についても同様の構成としてもよい。以上の構成でも実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、本実施の形態４においても、ベーン９とベーンアライナ５，６の少なくとも一方とを一体化してもよいし、ベーン１０とベーンアライナ７，８の少なくとも一方とを一体化してもよく、実施の形態３と同様の効果が得られる。

また、ベーン（ベーン９，１０）端面に設けた突起部（突起部９ｃ，９ｄ，１０ｃ，１０ｄ）をシリンダ１の内周面１ｂの法線に対して傾けて取付け、ベーン先端部（ベーン９の先端部９ａ、ベーン１０の先端部１０ａ）の円弧のみ、その法線をシリンダ内周面１ｂの法線方向と一致させる構成にすれば、実施の形態２と同様の効果が得られる。

実施の形態５．
本発明は、ベーンを３枚以上有するベーン型圧縮機においても勿論実施することができる。なお、本実施の形態５において、特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態４と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。また、本実施の形態５では、実施の形態１で示したベーン型圧縮機２００に３枚のベーン（ベーン９，１０，３２）を設けた例について説明する。

図１１は、本発明の実施の形態５に係るベーン型圧縮機を示す縦断面図である。また、図１２は、このベーン型圧縮機の圧縮要素に設けられたベーンアライナを示す平面図又は底面図である。なお、図１１は、３枚目のベーン３２の位置における縦断面図を示している。また、図１２（ａ）はベーンアライナ７の底面図及びベーンアライナ８の平面図を示し、図１２（ｂ）はベーンアライナ５の底面図及びベーンアライナ６の平面図を示し、図１２（ｃ）はベーンアライナ３０の底面図及びベーンアライナ３１の平面図を示している。また図１２（ａ）に示す二点鎖線はベーンアライナ５，６及びベーンアライナ３０，３１の内周部形状であり、図１２（ｂ）に示す二点鎖線はベーンアライナ７，８及びベーンアライナ３０，３１の内周部形状であり、図１２（ｃ）に示す二点鎖線はベーンアライナ５，６及びベーンアライナ７，８の内周部形状である。

本実施の形態５に係るベーン型圧縮機２００は、ベーン９，１０に加えて、ベーン３２を備えている。なお、ベーン３２のロータ部４ａへの設置構造は、ベーン９，１０と同じである。また、本実施の形態５に係るベーン型圧縮機２００は、ベーン３２と連結される。ベーンアライナ３０，３１を備えている。

より詳しくは、ベーンアライナ３０は、リング状部材と、このリング状部材の中心軸方向の一方の端面（図１１では下側）に立設されたベーン保持部３０ａと、を備えている。ベーン保持部３０ａは、例えば断面略四角形の板状の突起である。本実施の形態５では、ベーン保持部３０ａは、リング状部材の法線方向に形成されている。また、ベーン保持部３０ａの最外周部とリング状部材中心軸（つまりシリンダ１の内周面の中心軸）との距離は、ベーンアライナ５の内周部の半径よりもわずかに小さくなっている（図１２参照）。ここで、ベーンアライナ３０が本発明における第１のベーンアライナに相当し、ベーン保持部３０ａが本発明における第３の凸部に相当する。

このベーンアライナ３０は、ベーンアライナ５，７と共に重ねられて、フレーム２のベーンアライナ保持部２ａに挿入される。このとき、ベーンアライナ３０は最上部（最もベーンに遠い側）に配置される。そして、ベーンアライナ３０は、ベーン３２の背面溝３２ｂ（第１の凹部）にベーン保持部３０ａを挿入することにより、ベーン３２と接続される。ここで、３枚以上のベーンを設ける場合でも、上部に設けられるベーンアライナのベーン保持部が下部に設けられるベーンアライナの内周部の内側に配置されていれば、各ベーンアライナやこれらと接続されるベーンが干渉することを防止できる。つまり、各ベーンアライナやこれらと接続されるベーンが干渉することを防止するためには、隣接するベーンアライナにおいて、ベーンに近い側に配置されたベーンアライナのリング状部材の内周部の半径が、ベーンに遠い側に配置されたベーンアライナのベーン保持部の最外周部とリング状部材中心軸（つまりシリンダ１の内周面の中心軸）との距離よりも大きくなっていればよい。

また、ベーンアライナ３１は、リング状部材と、このリング状部材の中心軸方向の一方の端面（図１１では上側）に立設されたベーン保持部３１ａと、を備えている。ベーン保持部３１ａは、例えば断面略四角形の板状の突起である。本実施の形態５では、ベーン保持部３１ａは、リング状部材の法線方向に形成されている。また、ベーン保持部３１ａの最外周部とリング状部材中心軸（つまりシリンダ１の内周面の中心軸）との距離は、ベーンアライナ６の内周部の半径よりもわずかに小さくなっている（図１２参照）。ここで、ベーンアライナ３１が本発明における第２のベーンアライナに相当し、ベーン保持部３１ａが本発明における第４の凸部に相当する。

このベーンアライナ３１は、ベーンアライナ６，８と共に重ねられて、シリンダヘッド３のベーンアライナ保持部３ａに挿入される。このとき、ベーンアライナ３１は最下部（最もベーンに遠い側）に配置される。そして、ベーンアライナ３１は、ベーン３２の背面溝３２ｂ（第２の凹部）にベーン保持部３１ａを挿入することにより、ベーン３２と接続される。ここで、３枚以上のベーンを設ける場合でも、下部に設けられるベーンアライナのベーン保持部が上部に設けられるベーンアライナの内周部の内側に配置されていれば、各ベーンアライナやこれらと接続されるベーンが干渉することを防止できる。つまり、各ベーンアライナやこれらと接続されるベーンが干渉することを防止するためには、隣接するベーンアライナにおいて、ベーンに近い側に配置されたベーンアライナのリング状部材の内周部の半径が、ベーンに遠い側に配置されたベーンアライナのベーン保持部の最外周部とリング状部材中心軸（つまりシリンダ１の内周面の中心軸）との距離よりも大きくなっていればよい。

以上、本実施の形態５のように構成されたベーン型圧縮機２００においても、ベーン先端部の円弧とシリンダ１の内周面１ｂの法線が回転中常に略一致する状態で圧縮動作を行なうことが可能であり、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態５においても、実施の形態２と同様、ベーン先端部の円弧の法線をシリンダ１の内周面１ｂの法線とほぼ一致させ、ベーン長手方向はシリンダ内周面１ｂの法線方向に対し一定の傾きを持つように構成してもよい。これにより、ベーン先端部の円弧長さを長くすることが可能であり、シール長さが増加することで、更にベーン先端部での漏れ損失を低減することが可能となる。

また、本実施の形態５においても、ベーン９とベーンアライナ５，６の少なくとも一方とを一体化してもよいし、ベーン１０とベーンアライナ７，８の少なくとも一方とを一体化してもよいし、ベーン３２とベーンアライナ３０，３１の少なくとも一方とを一体化してもよく、実施の形態３と同様の効果が得られる。

１ シリンダ、１ａ 吸入ポート、１ｂ 内周面、２ フレーム、２ａ ベーンアライナ保持部、２ｂ 軸受部、２ｃ 吐出ポート、３ シリンダヘッド、３ａ ベーンアライナ保持部、３ｂ 軸受部、４ ロータシャフト、４ａ ロータ部、４ｂ 回転軸部、４ｃ 回転軸部、４ｄ ブッシュ保持部、４ｅ ブッシュ保持部、４ｆ ベーン逃がし部、４ｇ ベーン逃がし部、５ ベーンアライナ、５ａ ベーン保持部、５ｂ ベーン保持溝、６ ベーンアライナ、６ａ ベーン保持部、６ｂ ベーン保持溝、７ ベーンアライナ、７ａ ベーン保持部、７ｂ ベーン保持溝、８ ベーンアライナ、８ａ ベーン保持部、８ｂ ベーン保持溝、９ ベーン、９ａ 先端部、９ｂ 背面溝、９ｃ 突起部、９ｄ 突起部、１０ ベーン、１０ａ 先端部、１０ｂ 背面溝、１０ｃ 突起部、１０ｄ 突起部、１１ ブッシュ、１２ ブッシュ、１３ 吸入室、１４ 中間室、１５ 圧縮室、２１ 固定子、２２ 回転子、２３ ガラス端子、２４ 吐出管、２５ 冷凍機油、２６ 吸入部、３０ ベーンアライナ、３０ａ ベーン保持部、３１ ベーンアライナ、３１ａ ベーン保持部、３２ ベーン、３２ｂ 背面溝、１０１ 圧縮要素、１０２ 電動要素、１０３ 密閉容器、２００ ベーン型圧縮機。

Claims (7)

1. 円筒状の貫通孔が形成されたシリンダと、
   前記シリンダの貫通孔の一方の開口端を閉塞するフレームと、
   前記シリンダの貫通孔の他方の開口端を閉塞するシリンダヘッドと、
   前記シリンダの内部において前記貫通孔の中心軸と所定の距離ずれた回転軸を中心に回転運動する円柱形のロータ部、及び前記ロータ部に回転力を伝達するシャフト部を有するロータシャフトと、
   前記ロータ部に設けられ、前記ロータ部から突出する先端部が外側に凸となる円弧形状に形成された複数のベーンと、
   を有するベーン型圧縮機において、
   前記ベーンは、前記ロータ部に、揺動可能且つ略遠心方向に移動可能に支持され、
   前記ベーンの前記フレームとの対向面には、第１の凹部又は第１の凸部が形成され、
   前記ベーンの前記シリンダヘッドとの対向面には、第２の凹部又は第２の凸部が形成され、
   対応する前記ベーンの前記第１の凹部に挿入される第３の凸部又は対応する前記ベーンの前記第１の凸部が挿入される第３の凹部が形成され、前記第３の凸部又は前記第３の凹部が前記シリンダの前記貫通孔の前記中心軸を中心として回転可能となるように、前記フレームに設けられた複数の第１のベーンアライナと、
   対応する前記ベーンの前記第２の凹部に挿入される第４の凸部又は対応する前記ベーンの前記第２の凸部が挿入される第４の凹部が形成され、前記第４の凸部又は前記第４の凹部が前記シリンダの前記貫通孔の前記中心軸を中心として回転可能となるように、前記シリンダヘッドに設けられた複数の第２のベーンアライナと、
   を備え、
   複数の前記第１のベーンアライナのそれぞれは、互いの前記第３の凸部又は互いの前記第３の凹部に挿入された前記第１の凸部が干渉することなく回転自在となるように、前記フレームに設けられ、
   複数の前記第２のベーンアライナのそれぞれは、互いの前記第４の凸部又は互いの前記第４の凹部に挿入された前記第２の凸部が干渉することなく回転自在となるように、前記シリンダヘッドに設けられていることを特徴とするベーン型圧縮機。
2. 複数の前記第１のベーンアライナは、
   リング状部材に前記第３の凸部又は前記第３の凹部が形成されて構成されており、これら前記リング状部材が前記貫通孔の前記中心軸方向に重ねられて前記フレームのベーンアライナ保持部に配置され、
   隣接する前記第１のベーンアライナは、
   前記ベーンに近い側に配置された前記第１のベーンアライナの前記リング状部材の内周部の半径が、前記ベーンに遠い側に配置された前記第１のベーンアライナの前記第３の凸部又は前記第３の凹部の最外周部と前記貫通孔の前記中心軸との距離よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のベーン型圧縮機。
3. 複数の前記第２のベーンアライナは、
   リング状部材に前記第４の凸部又は前記第４の凹部が形成されて構成されており、これら前記リング状部材が前記貫通孔の前記中心軸方向に重ねられて前記シリンダヘッドのベーンアライナ保持部に配置され、
   隣接する前記第２のベーンアライナは、
   前記ベーンに近い側に配置された前記第２のベーンアライナの前記リング状部材の内周部の半径が、前記ベーンに遠い側に配置された前記第２のベーンアライナの前記第４の凸部又は前記第４の凹部の最外周部と前記貫通孔の前記中心軸との距離よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベーン型圧縮機。
4. 複数の前記ベーンの前記先端部の円弧形状の半径と、前記シリンダの内周面の半径とが、ほぼ同一半径であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のベーン型圧縮機。
5. 複数の前記第１のベーンアライナ及び複数の前記第２のベーンアライナのうちの少なくとも１つが、対応する前記ベーンと一体に構成されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のベーン型圧縮機。
6. 前記ロータ部には、前記回転軸方向に貫通する略円筒形状のブッシュ保持部が形成され、
   これらブッシュ保持部には、一対の略半円形状のブッシュが挿入され、
   前記ベーンは、前記ブッシュに挟まれて支持されることにより、前記ロータ部に、揺動可能且つ略遠心方向に移動可能に支持されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のベーン型圧縮機。
7. 前記ベーンは、
   その長手方向が前記シリンダの内周面の法線方向と所定の傾きを持ち、
   前記先端部の円弧形状の法線方向が前記シリンダの内周面の法線と略一致するように、前記ロータ部に設けられることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のベーン型圧縮機。

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