JP5661204B2 - ベーン型圧縮機 - Google Patents

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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又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ため、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。
上記の課題を解決するために提案されたものの1つとして、特許文献2に記載の従来のベーン型圧縮機がある。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、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、回転軸の軸受摺動損失を低減し、且つ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ために、ベーン先端部の円弧とシリンダ内周面の法線が常にほぼ一致するように圧縮動作を行なうために必要な機構(ベーンがシリンダの中心周りに回転運動する機構)を、ロータ部の外径や回転中心精度悪化をもたらすロータ部の端板を用いずに実現できる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、内周面が円筒状で両端が開口した穴を有するシリンダと、前記穴の一方の開口を塞ぐシリンダヘッドと、前記穴の他方の開口を塞ぐフレームと、前記シリンダの内部において前記内周面の中心軸とずれた位置にある回転軸を中心に回転運動する円柱形のロータ部と、前記ロータ部に回転力を伝達するシャフト部と、前記ロータ部内に設置され、前記シリンダと前記ロータ部間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、を備えたベーン型圧縮機において、前記フレーム及び前記シリンダヘッドの前記シリンダ側端面に、前記シリンダの前記内周面と同心となる周面を有する凹部が形成され、前記凹部の周面に沿って摺動自在に回転し、前記ベーンを支持する部分リング形状のベーンアライナを備え、前記ベーンアライナの回転方向の前側となる端部は、前記ベーンアライナの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅が増加するように形成されているものである。
本発明に係るベーン型圧縮機は、ベーンを支持するベーンアライナを、シリンダの内周面の中心軸と同心となる周面を有する凹部内で回転自在に支持している。このため、ベーンの先端の円弧とシリンダ内周面の法線が常にほぼ一致するように圧縮動作を行なうために必要な機構(ベーンがシリンダの中心周りに回転運動する機構)を、ロータ部とシャフト部(回転軸)を一体にした構成した場合でも実現できる。また、本発明に係るベーン型圧縮機においては、ベーンアライナの回転方向の前側となる端部が、ベーンアライナの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅が増加するように形成されている。ベーンアライナと摺動する凹部には冷凍機油が供給されるが、本発明に係るベーン型圧縮機は、ベーンアライナが凹部内の冷凍機油から受ける抵抗力を小さくできるため、流動損失を小さくできるという効果も有る。
したがって、回転軸を小径で支持できることで軸受摺動損失を低減し、且つロータ部の外径や回転中心の精度が向上することで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に係るベーン型圧縮機の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を示す図面である。 本発明の実施の形態1に係る圧縮要素の断面図であり、図1のI−I線に沿った断面図である。 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であり、図1のI−I線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態1に係るベーンアライナの回転動作を説明するための説明図であり、図1のII−II線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態1に係るベーン部のベーン近傍を示す要部拡大図である。 本発明の実施の形態1に係るベーン型圧縮機のフレームの凹部内における冷凍機油の挙動を示す説明図である。 本発明の実施の形態1に係る圧縮要素のベーンの別の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態1に係る圧縮要素のベーンのさらに別の一例を示す平面図である。 図10に示す圧縮要素の圧縮動作を示す説明図(断面図)である。 本発明の実施の形態2に係るベーン型圧縮機のベーンを示す平面図である。 本発明の実施の形態3に係るベーン型圧縮機におけるフレームの凹部内を示す図であり、図1のII-II線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態1〜実施の形態3に係るベーン型圧縮機のベーン及びベーンアライナの別の接続例を示す斜視図である。
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。
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。また、図2は、このベーン型圧縮機の圧縮要素を示す分解斜視図である。また、図3は、この圧縮要素のベーンを示す図面であり、図3(a)がベーンの平面図、図3(b)がベーンの正面図を示している。なお、図1に示す破線の矢印は冷凍機油25の流れを示している。以下、これら図1〜図3を参照しながら、本実施の形態1に係るベーン型圧縮機200について説明する。
ベーン型圧縮機200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。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。また、密閉容器103内の底部には、冷凍機油25を貯溜する油溜め104が設けられている。また、密閉容器103の側面には吸入管26、上面には吐出管24が取り付けられている。
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、永久磁石を使用した回転子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、吸入管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。この圧縮要素101は、以下に示す要素を有する。なお、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(第1のベーン部5、第2のベーン部6)のものについて示している。
(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。つまり、シリンダ1は、内周面が円筒状で両端が開口した穴を有している。また、略円筒状に形成されたシリンダ内周面1b(上記穴の内周面)の一部には、中心軸方向に貫通し、外側に抉られた(外周側に凸形状となった)切欠き部1cが設けられている。そして、切欠き部1cには、外周面からシリンダ内周面1bにかけて、吸入ポート1aが開口している。また、後述する最近接点32を挟んで吸入ポート1aと反対側となる位置には、吐出ポート1dが形成されている。この吐出ポート1dは、最近接点32の近傍に形成され、後述するフレーム2に面した側に形成されている(図2、図5参照)。また、外周部には軸方向(シリンダ内周面1bの中心軸に沿った方向)に貫通した油戻し穴1eが形成されている。
(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の穴の一方の開口(図2では上側)を閉塞する(塞ぐ)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のシリンダ内周面1bと同心である有底円筒形状の凹部2aが形成されている。凹部2aには後述する第1のベーン部5のベーンアライナ5c及び第2のベーン部6のベーンアライナ6cが挿入され、凹部2aの外周面であるベーンアライナ軸受部2bで支承(回転及び摺動自在に支持)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、主軸受部2cが設けられている。主軸受部2cは、後述するロータシャフト4の回転軸部4bを支承するものである。また、フレーム2には、吐出ポート1dと連通する吐出ポート2dが形成されている。また、略円板状部材のシリンダ1と反対側の面には、吐出ポート2dの開口部を覆う吐出弁27(図2のみに図示)、及び吐出弁27の開度を規制するための吐出弁押え28(図2のみに図示)が取り付けられている。
なお、凹部2aは、シリンダ内周面1bと同心となる外周面(ベーンアライナ軸受部2b)を有していればよく、有底円筒形状に限定されるものではない。例えば、凹部2aを、シリンダ内周面1bと同心となる外周面(ベーンアライナ軸受部2b)を有するリング状の溝に形成してもよい。
(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。略円板状部材は、シリンダ1の穴の他方の開口(図2では下側)を閉塞する(塞ぐ)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のシリンダ内周面1bと同心である有底円筒形状の凹部3aが形成されている。凹部3aには、後述する第1のベーン部5のベーンアライナ5d及び第2のベーン部6のベーンアライナ6dが挿入され、凹部3aの外周面であるベーンアライナ軸受部3bで支承される。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、主軸受部3cが設けられている。主軸受部3cは、後述するロータシャフト4の回転軸部4cを支承するものである。
なお、凹部3aは、シリンダ内周面1bと同心となる外周面(ベーンアライナ軸受部2b)を有していればよく、有底円筒形状に限定されるものではない。例えば、凹部3aを、シリンダ内周面1bと同心となる外周面(ベーンアライナ軸受部2b)を有するリング状の溝に形成してもよい。
(4)ロータシャフト4:シリンダ1内でシリンダ1(より詳しくはシリンダ内周面1b)の中心軸とは偏心した(ずれた)中心軸で回転運動を行う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。これらロータ部4a、回転軸部4b及び回転軸部4cは、一体構造で形成されている。回転軸部4b及び回転軸部4cは、上述のように、主軸受部2c及び主軸受部3cに支承されるものである。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、ベーン逃がし部4f及びベーン逃がし部4gの軸方向端部はフレーム2の凹部2a及びシリンダヘッド3の凹部3aと連通している。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)。
また、ロータシャフト4の下端部には、例えば特開2009−264175号公報に記載されているような油ポンプ31(図1にのみ図示)が設けられている。この油ポンプ31は、ロータシャフト4の遠心力を利用して油溜め104内の冷凍機油25を吸引するものである。この油ポンプ31はロータシャフト4の軸中央部に設けられ軸方向に延在する給油路4hと連通しており、給油路4hと凹部2a間には給油路4i、給油路4hと凹部3a間には給油路4jが設けられている。また、回転軸部4bの主軸受部3cの上方の位置に排油穴4k(図1にのみ図示)が設けられている。
(5)第1のベーン部5:ベーン5a、ベーンアライナ5c及びベーンアライナ5dが一体形成されて構成されている。ベーン5aは、側面視略四角形の板状部材であり、シリンダ1のシリンダ内周面1b側に位置するベーン先端部5b(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。このベーン先端部5bの円弧形状の半径は、シリンダ1のシリンダ内周面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5aのベーン先端部5b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5aを支持する部分リング形状(リング形状の一部分の形状、円弧形状)のベーンアライナ5cが設けられている。同様に、ベーン5a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5aを支持する部分リング形状のベーンアライナ5dが設けられている。ここで、ベーン5a、ベーンアライナ5c及びベーンアライナ5dは、ベーン5aのベーン長手方向及びベーン先端部5bの円弧の法線方向がベーンアライナ5c,5dを形成する円弧の中心を通るように形成されている。また、ベーンアライナ5c,5dの回転方向の前側となる端部(周方向端部5e,5f)は、ベーンアライナ5c,5dの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅がほぼ0から直線的に増加するように形成されている。つまり、周方向端部5e,5fは、先端が尖った形状となっている。
(6)第2のベーン部6:ベーン6a、ベーンアライナ6c及びベーンアライナ6dが一体形成されて構成されている。ベーン6aは、側面視略四角形の板状部材であり、シリンダ1のシリンダ内周面1b側に位置するベーン先端部6b(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。このベーン先端部6bの円弧形状の半径は、シリンダ1のシリンダ内周面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6aのベーン先端部6b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6aを支持する部分リング形状のベーンアライナ6cが設けられている。同様に、ベーン6a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6aを支持する部分リング形状のベーンアライナ6dが設けられている。ここで、ベーン6a、ベーンアライナ6c及びベーンアライナ6dは、ベーン6aのベーン長手方向及びベーン先端部6bの円弧の法線方向がベーンアライナ6c,6dを形成する円弧の中心を通るように形成されている。また、ベーンアライナ6c,6dの回転方向の前側となる端部(周方向端部6e,6f)は、ベーンアライナ6c,6dの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅がほぼ0から直線的に増加するように形成されている。つまり、周方向端部6e,6fは、先端が尖った形状となっている。
(7)ブッシュ7,8:略半円柱状の部材を一対として構成される。ブッシュ7は、第1のベーン部5のベーン5a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8は、第2のベーン部6のベーン6a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、第1のベーン部5のベーン5aがブッシュ7の間を摺動することにより、第1のベーン部5はロータ部4aに対して略遠心方向(シリンダ1のシリンダ内周面1bの中心に対して遠心方向)に移動(スライド)することができる。また、ブッシュ7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、第1のベーン部5は揺動することができる(回転可能となる)。同様に、第2のベーン部6のベーン6aがブッシュ8の間を摺動することにより、第2のベーン部6はロータ部4aに対して略遠心方向に移動(スライド)することができる。また、ブッシュ8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、第2のベーン部6は揺動することができる(回転可能となる)。
(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。
図4は、本発明の実施の形態1に係る圧縮要素の断面図である。この図は、図1のI−I線に沿った断面図であり、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。
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のシリンダ内周面1bは一箇所(図4に示す最近接点32)において最近接している。
ここで、ベーンアライナ軸受部2b,3bの半径をr(後述する図6参照)、シリンダ内周面1bの半径をr(図4参照)としたとき、第1のベーン部5のベーンアライナ5c,5dの外周面側とベーン先端部5b間の距離r(図3参照)は、下式(1)のように設定している。
=r−r−δ…(1)
δはベーン先端部5bとシリンダ内周面1b間の隙間であり、式(1)のようにrを設定することで、第1のベーン部5はシリンダ内周面1bに接触することなく、回転することとなる。ここで、δが極力小さくなるようにrを設定し、ベーン先端部5bからの冷媒の漏れを極力少なくしている。なお、式(1)の関係は、第2のベーン部6においても同様で、第2のベーン部6のベーン先端部6bとシリンダ内周面1b間は狭い隙間を保ちつつ、第2のベーン部6は回転することとなる。
以上のように、第1のベーン部5とシリンダ内周面1b、第2のベーン部6とシリンダ内周面1bとがそれぞれ狭い隙間を保つことにより、シリンダ1内には3つの空間(吸入室9、中間室10、圧縮室11)が形成される。吸入室9には、切欠き部1cを介して、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11は、シリンダ1に設けた吐出ポート1dを介して、フレーム2に形成された吐出ポート2dと連通している。吐出ポート2dは、吐出時以外は吐出弁27で閉塞されている。なお、切欠き部1cは、図4(回転角度90°)において、最近接点32の近傍から、第1のベーン部5のベーン先端部5bとシリンダ内周面1bが相対する点Aの範囲まで設けられている。
したがって、中間室10は、回転角度90°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1d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1dと連通する。図4において、7a,8aはブッシュ中心で、それぞれブッシュ7,8の回転中心である。
まず、本実施の形態1に係るベーン型圧縮機200の回転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7,8、及びその一対のブッシュ7,8の間に摺動可能に保持されている第1のベーン部5のベーン5a及び第2のベーン部6のベーン6aもロータ部4aとともに回転する。
第1のベーン部5及び第2のベーン部6は、回転による遠心力を受け、ベーンアライナ5c,6c及びベーンアライナ5d,6dがベーンアライナ軸受部2b,3bにそれぞれ押付けられて摺動しながら、ベーンアライナ軸受部2b,3bの中心軸まわりに回転する。ここで、上述のように、ベーンアライナ軸受部2b,3bとシリンダ内周面1bとは同心である。このため、第1のベーン部5及び第2のベーン部6はシリンダ内周面1bの中心まわりに回転することになる。そうすると、第1のベーン部5のベーン5a及び第2のベーン部6のベーン6aの長手方向がシリンダ中心に向かうように、ブッシュ7,8がブッシュ保持部4d,4e内で、ブッシュ中心7a,8aまわりに回転することになる。
以上の動作において、回転に伴って、ブッシュ7と第1のベーン部5のベーン5aの側面、及び、ブッシュ8と第2のベーン部6のベーン6aの側面は互いに摺動を行う。また、ロータシャフト4のブッシュ保持部4dとブッシュ7、ブッシュ保持部4eとブッシュ8も互いに摺動することになる。
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である。この図5は、図1のI−I線に沿った断面図である。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9、中間室10及び圧縮室11の容積が変化する様子を説明する。なお、図5では簡単のため、吸入ポート1a、切欠き部1c及び吐出ポート1dを省略し、吸入ポート1a、吐出ポート1dをそれぞれ矢印で「吸入」、「吐出」として示している。先ず、ロータシャフト4の回転に伴い、吸入管26から低圧の冷媒が吸入ポート1aに流入する。ここで、各空間(吸入室9、中間室10、圧縮室11)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、第1のベーン部5とシリンダ1のシリンダ内周面1bとの摺動箇所(接触箇所)が最近接点32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、第1のベーン部5及び第2のベーン部6の位置と、そのときの吸入室9、中間室10及び圧縮室11の状態を示している。
なお、図5の「角度0°」の図に示す矢印は、ロータシャフト4の回転方向(図5では時計方向)である。但し、他の図では、ロータシャフト4の回転方向を示す矢印は省略している。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°」において第1のベーン部5と第2のベーン部6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。
図5における「角度0°」では、最近接点32と第2のベーン部6で仕切られた右側の空間は中間室10で、切欠き部1cを介して吸入ポート1aと連通しており、ガス(冷媒)を吸入する。最近接点32と第2のベーン部6で仕切られた左側の空間は、吐出ポート1dに連通した圧縮室11となる。
図5における「角度45°」では、第1のベーン部5と最近接点32で仕切られた空間は、切欠き部1cを介して吸入ポート1aと連通している吸入室9となる。また、第1のベーン部5と第2のベーン部6で仕切られた空間は中間室10となる。この状態では、中間室10は、切欠き部1cを介して吸入ポート1aと連通している。中間室10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、第2のベーン部6と最近接点32で仕切られた空間は圧縮室11で、圧縮室11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、第1のベーン部5のベーン先端部5bがシリンダ1のシリンダ内周面1b上の点Aと重なるので、中間室10は吸入ポート1aと連通しなくなる。これにより、中間室10でのガスの吸入は終了する。また、この状態で、中間室10の容積は略最大となる。圧縮室11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9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10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11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9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、第2のベーン部6が吐出ポート1dに近づくにつれて、圧縮室11の圧力が上昇していく。そして、冷凍サイクルの高圧(吐出弁27を開くのに必要な圧力も含む)を圧縮室11の圧力が上回ると、吐出弁27が開き、圧縮室11の冷媒は、吐出ポート1d及び吐出ポート2dを通って、密閉容器103内に吐出される。密閉容器103内に吐出された冷媒は、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。したがって、密閉容器103内の圧力は高圧である吐出圧力となる。
第2のベーン部6が吐出ポート1dを通過すると、圧縮室11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11が消滅したとき、この高圧の冷媒は吸入室9にて低圧の冷媒に変化する。なお、「角度180°」では吸入室9が中間室10に移行し、中間室10が圧縮室11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9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10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10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10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10は圧縮室11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、吐出ポート1d及び吐出ポート2dを通って吐出弁27を押し上げて、密閉容器103内に吐出される。
図6は、本発明の実施の形態1に係るベーンアライナの回転動作を説明するための説明図であり、図1のII−II線に沿った断面図である。なお、図6では、ベーンアライナ5c,6cの回転動作を示している。また、図6の「角度0°」の図に示す矢印は、ベーンアライナ5c,6cの回転方向(図6では時計方向)である。但し、他の図では、ベーンアライナ5c,6cの回転方向を示す矢印は省略している。
ロータシャフト4の回転によって、第1のベーン部5のベーン5a及び第2のベーン部6のベーン6aがシリンダ1の中心軸周りに回転する(図5)。これにより、ベーンアライナ5c,6cは、図6に示すように、ベーンアライナ軸受部2bに支持されて、凹部2a内をシリンダ内周面1bの中心軸周りに回転する。なお、この動作は凹部3a内をベーンアライナ軸受部2bに支持されて回転するベーンアライナ5d,6dについても同様である。
上記の冷媒圧縮動作においてロータシャフト4が回転することにより、図1に破線矢印で示すように、油ポンプ31によって油溜め104から冷凍機油25が吸い上げられ、給油路4hに送り出される。給油路4hに送り出された冷凍機油25は、給油路4iを通ってフレーム2の凹部2a、給油路4jを通ってシリンダヘッド3の凹部3aに送り出される。
凹部2a,3aに送り出された冷凍機油25は、ベーンアライナ軸受部2b,3bを潤滑するとともに、その一部は凹部2a,3aと連通したベーン逃がし部4f,4gに供給される。ここで、密閉容器103内の圧力は高圧である吐出圧力になっているため、凹部2a,3a及びベーン逃がし部4f,4g内の圧力も吐出圧力となる。また、凹部2a,3aに送り出された冷凍機油25の一部は、フレーム2の主軸受部2c及びシリンダヘッド3の主軸受部3cに供給される。
ベーン逃がし部4f,4gに送り出された冷凍機油25は、次のように流れることとなる。
図7は、本発明の実施の形態1に係るベーン部のベーン近傍を示す要部拡大図である。なお、図7は、図4における第1のベーン部5のベーン5a近傍を示す要部拡大図となっており、図中に実線で示す矢印は冷凍機油25の流れを示している。
上述のようにベーン逃がし部4fの圧力は吐出圧力であり、吸入室9及び中間室10の圧力より高いため、冷凍機油25は、ベーン5aの側面とブッシュ7間の摺動部を潤滑しながら、圧力差及び遠心力によって吸入室9及び中間室10に送り出される。また、冷凍機油25は、ブッシュ7とロータシャフト4のブッシュ保持部4d間の摺動部を潤滑しながら、圧力差及び遠心力によって吸入室9及び中間室10に送り出される。また、中間室10に送り出された冷凍機油25の一部は、ベーン先端部5bとシリンダ1のシリンダ内周面1b間の隙間をシールしながら吸入室9に流入する。
なお、図7では、第1のベーン部5で仕切られる空間が吸入室9と中間室10である場合について示したが、回転が進んで、第1のベーン部5で仕切られる空間が中間室10と圧縮室11となる場合でも同様である。また、圧縮室11内の圧力がベーン逃がし部4fの圧力と同じ吐出圧力に達した場合でも、遠心力によって、冷凍機油25は圧縮室11に向かって送り出されることになる。なお、以上の動作は第1のベーン部5に対して示したが、第2のベーン部6においても同様の動作を行う。
上記の給油動作において、主軸受部2cに供給された冷凍機油25は主軸受部2cの隙間を通ってフレーム2の上方の空間に吐き出された後、シリンダ1の外周部に設けた油戻し穴1eより、油溜め104に戻される。また、主軸受部3cに供給された冷凍機油25は主軸受部3cの隙間を通って油溜め104に戻される。また、ベーン逃がし部4f,4gを介して吸入室9、中間室10及び圧縮室11に送り出された冷凍機油25も、最終的に冷媒とともに吐出ポート2dからフレーム2の上方の空間に吐き出された後、シリンダ1の外周部に設けた油戻し穴1eより、油溜め104に戻される。また、油ポンプ31により給油路4hに送り出された冷凍機油25のうち、余剰な冷凍機油25はロータシャフト4の上方の排油穴4kから、フレーム2の上方の空間に吐き出された後、シリンダ1の外周部に設けた油戻し穴1eより、油溜め104に戻される。
以上の動作において、フレーム2の凹部2a内で第1のベーン部5のベーンアライナ5c及び第2のベーン部6のベーンアライナ6cが回転運動する際の冷凍機油25の挙動を図8にて説明する。
図8は、本発明の実施の形態1に係るベーン型圧縮機のフレームの凹部内における冷凍機油の挙動を示す説明図である。なお、図8(a)は、本実施の形態1に係るベーンアライナ5c,6cがフレーム2の凹部2aに挿入されている場合の冷凍機油25の挙動を示している。また、比較のため、図8(b)に、回転方向の前側となる周方向端部5e,6eの径方向の幅が一定であるベーンアライナ5c,6cがフレーム2の凹部2aに挿入されている場合の冷凍機油25の挙動も示す。これら図8(a),(b)は、図1のII−II線に沿った断面図となっており、破線矢印がベーンアライナ5c,6cの回転方向を示し、実線矢印が冷凍機油25の流れを示し、白抜き矢印が回転方向の前側となる周方向端部5e,6eの端面に作用する抵抗力41を示している。
図8に示すように、第1のベーン部5のベーンアライナ5c及び第2のベーン部6のベーンアライナ6cが回転運動すると、フレーム2の凹部2a内の冷凍機油25は、ベーンアライナ5c,6cの回転方向前側となる周方向端部5e,6eに衝突しようとする。このとき、ベーンアライナ5c,6cの回転方向前側となる周方向端部5e,6eが図8(a)のように形成されている場合(ベーンアライナ5c,6cの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅がほぼ0から直線的に増加するように形成されている場合)、図8(a)の実線矢印で示すように、冷凍機油25は、周方向端部5e,6eの端面に沿って滑らかに流れることになる。このため、ベーンアライナ5c,6cが受ける抵抗力41は小さい。一方、ベーンアライナ5c,6cの回転方向前側となる周方向端部5e,6eが図8(b)のように形成されている場合(周方向端部5e,6eの径方向の幅が一定である場合)、図8(b)の実線矢印で示すように、冷凍機油25は周方向端部5e,6eの端面に衝突し、大きな抵抗力41をベーンアライナ5c,6cが受けることになる。
なお、本実施の形態1では、ベーンアライナ5d,6dの回転方向前側となる周方向端部5f,6fも、ベーンアライナ5d,6dの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅がほぼ0から直線的に増加するように形成されている。このため、ベーンアライナ5d,6dの回転方向前側となる周方向端部5f,6fにおいても、図8(a)で示した効果を得ることができる。
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5a,6aをロータ部4aに回転可能(揺動可能)且つ移動可能(スライド可能)に支持し、ベーンアライナ5c,6cをフレーム2の凹部2a内で回転自在に支持し、ベーンアライナ5d,6dをシリンダヘッド3の凹部3a内で回転自在に支持している。このため、ベーン先端部5b及びベーン先端部6bの円弧とシリンダ内周面1bの法線が常にほぼ一致するように圧縮動作を行なうために必要な機構(第1のベーン部5及び第2のベーン部6がシリンダ1の中心周りに回転運動する機構)を、ロータ部4aと回転軸部4b,4cを一体にしたロータシャフト4で実現できる。
また、本実施の形態1に係るベーン型圧縮機200においては、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dの回転方向前側となる周方向端部5e,5f,6e,6fを、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅がほぼ0から直線的に増加するように形成している。このため、フレーム2の凹部2a内及びシリンダヘッド3の凹部3a内の冷凍機油25は、回転方向前側となる周方向端部5e,5f,6e,6fの端面に沿って滑らかに流れるので、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dが冷凍機油25から受ける抵抗力41が小さい。したがって、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dに抵抗力41によって発生する流動損失を低減することが可能となる。
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を小径の主軸受部2c,3c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。
なお、上述した第1のベーン部5及び第2のベーン部6においては、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dの回転方向後側となる周方向端部は、径方向の幅が一定となっていた。これに限らず、第1のベーン部5及び第2のベーン部6を例えば図9のように構成してもよい。
図9は、本発明の実施の形態1に係る圧縮要素のベーンの別の一例を示す平面図である。
図9に示す第1のベーン部5及び第2のベーン部6においては、ベーンアライナ5c,6cの回転方向後側となる周方向端部5g,6gが、ベーンアライナ5c,6cの外周面を起点として、回転方向の後側から前側にかけて径方向の幅がほぼ0から直線的に増加するように形成されている。つまり、図9に示す第1のベーン部5及び第2のベーン部6においては、ベーンアライナ5c,6cの回転方向前側となる周方向端部5e,6eと回転方向後側となる周方向端部5g,6gとが対称形状となっている。また、図示しないが、ベーンアライナ5d,6dの回転方向後側となる周方向端部5h,6hも、ベーンアライナ5d,6dの外周面を起点として、回転方向の後側から前側にかけて径方向の幅がほぼ0から直線的に増加するように形成されている。つまり、ベーンアライナ5d,6dも、回転方向前側となる周方向端部5f,6fと回転方向後側となる周方向端部5h,6hとが対称形状となっている。
このように第1のベーン部5及び第2のベーン部6を構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
また、図9のように第1のベーン部5及び第2のベーン部6を構成することにより、次のような効果を得ることもできる。図6で示したように、第1のベーン部5と第2のベーン部6とは、相対的に位置が変化する。例えば図6の回転角度90°の状態では、第1のベーン部5のベーンアライナ5cの周方向端部5g(回転方向後側となる周方向端部)と、第2のベーン部6のベーンアライナ6cの周方向端部6e(回転方向前側となる周方向端部)との距離が、最も近づく状態となる。このような状態では、両周方向端部の間にある冷凍機油25が圧縮されることとなる。このため、当該位置の冷凍機油25の大半は第2のベーン部6のベーンアライナ6cの周方向端部6e(回転方向前側となる周方向端部)に沿って流れるが、一部の冷凍機油25は、第1のベーン部5のベーンアライナ5cの周方向端部5g(回転方向後側となる周方向端部)に向かって流れようとする。このように、ベーンアライナの回転方向後側となる周方向端部の方へ冷凍機油25が流れる状態となっても、図9のように第1のベーン部5及び第2のベーン部6を構成することにより、この冷凍機油25は回転方向後側となる周方向端部に沿って滑らかに流れることができるので、より流動損失を低減することができる。
また例えば、上述した第1のベーン部5及び第2のベーン部6においては、ベーン5a,6aのベーン長手方向とベーン先端部5b,6bの円弧の法線方向とが略同一方向となっていた。これに限らず、第1のベーン部5及び第2のベーン部6を例えば図10のように構成してもよい。
図10は、本発明の実施の形態1に係る圧縮要素のベーンのさらに別の一例を示す平面図である。
図10において、Bは、ベーン5a,6aのベーン長手方向を示している。また、Cは、ベーン先端部5b,6bの円弧の法線方向を示している。つまり、ベーン5a,6aは、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dに対して、Bの方向に傾けて設けられている。また、ベーン先端部5b,6bの円弧の法線Cは、ベーン長手方向Bに対して傾いており、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dを形成する円弧の中心を通るように形成されている。
図10に示す構成においても、図11に示すように、ベーン先端部5b,6bの円弧とシリンダ1のシリンダ内周面1bの法線は回転中常に一致する状態で圧縮動作を行なうことが可能であり、また、冷凍機油25の流れも上記と同様であるため、上記と同様の効果が得られる。また、ベーン先端部5b,6bの円弧長さを長くすることが可能となり、シール長さが増加することで、更にベーン先端部5b,6bでの漏れ損失を低減することも可能となる。
実施の形態2.
実施の形態1では、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dの周方向端部の径方向の幅を変更する際、先端を尖った形状にしていた。これに限らず、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dの周方向端部の先端を以下のような形状にしてもよい。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12は、本発明の実施の形態2に係るベーン型圧縮機のベーンを示す平面図である。
本実施の形態2に係るベーン型圧縮機200の第1のベーン部5及び第2のベーン部6は、実施の形態1と同様に、ベーンアライナ5c,6cの回転方向前側となる周方向端部5e,6eが、ベーンアライナ5c,6cの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅が直線的に増加するように形成されている。しかしながら、本実施の形態2では、実施の形態1と異なり、周方向端部5e,6eの先端部は、径方向の幅がほぼ0ではなく、ある幅を持っている。なお、図示していないが、ベーンアライナ5d,6dの回転方向前側となる周方向端部5f,6fも、ベーンアライナ5c,6cの回転方向前側となる周方向端部5e,6eと同様の形状となっている。
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においては、周方向端部5e,5f,6e,6fの先端部が尖った形状となっていないので、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dが冷凍機油25から受ける抵抗力41は、実施の形態1よりも若干増加する。しかしながら、本実施の形態2に係るベーン型圧縮機200においても、冷凍機油25は周方向端部5e,5f,6e,6fの端面に沿って滑らかに流れるので、ベーンアライナ5c,6cが受ける抵抗力41を小さくできる。このため、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dに流体抵抗によって発生する損失を低減することができ、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態2のように構成されたベーン型圧縮機200においては、周方向端部5e,5f,6e,6fの先端部が尖った形状となっていないので、実施の形態1と比べ、周方向端部5e,5f,6e,6fの加工が容易になるという効果を得ることもできる。
なお、本実施の形態2では、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dの回転方向後側となる周方向端部5g,5h,6g,6hの形状については特に言及しなかったが、実施の形態1と同様に、回転方向前側となる周方向端部5e,5f,6e,6fと対称形状に形成しても勿論よい。
実施の形態3.
実施の形態1及び実施の形態2では、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dの周方向端部5e,5f,6e,6fの径方向の幅を直線的に増加するように形成したが、直線的でなくても径方向の幅が徐々に増加するように形成すれば、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dが冷凍機油25から受ける抵抗力41を小さくでき、流動損失を低減することが可能である。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13は、本発明の実施の形態3に係るベーン型圧縮機におけるフレームの凹部内を示す図であり、図1のII-II線に沿った断面図である。
本実施の形態3においては、ベーンアライナ5c,6cの回転方向前側となる周方向端部5e,6eを、周方向端部5e,6eの端面が滑らかな曲面になるように、外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅が曲線的に増加するように形成している。このように周方向端部5e,6eを形成することにより、図13に示すように、フレーム2の凹部2a内の冷凍機油25は、回転方向前側となる周方向端部5e,6eの端面に沿って極めて滑らかに流れる。このため、ベーンアライナ5c,6cが受ける抵抗力41は、実施の形態1よりもさらに小さくなる。したがって、本実施の形態3においては、実施の形態1よりもベーンアライナ5c,6cに抵抗力41によって発生する流動損失をさらに低減することが可能となる効果がある。
なお、ベーンアライナ5d,6dの回転方向前側となる周方向端部5f、6fを、周方向端部5f、6fの端面が滑らかな曲面になるように、外周面を起点として径方向の幅を徐々に増加するように形成しても上記と同じ効果が得られる。
また、本実施の形態3においてもベーンアライナ5c,5d,6c,6dの回転方向後側となる周方向端部5g,5h,6g,6hの形状については特に言及しなかったが、実施の形態1と同様に、回転方向前側となる周方向端部5e,5f,6e,6fと対称形状に形成しても勿論よい。
なお、上記の実施の形態1〜実施の形態3では、ベーン枚数が2枚の場合について示したが、ベーン枚数が1枚の場合でも3枚以上の場合でも同様の構成であり、同様の効果が得られる。
また、上記の実施の形態1〜実施の形態3ではロータシャフト4の遠心力を利用した油ポンプ31について示したが、油ポンプの形態はいずれでもよく、例えば特開2009−62820号公報に記載の容積形ポンプを油ポンプ31として用いてもよい。
また、上記の実施の形態1〜実施の形態3では、ベーン5aとベーンアライナ5c,5dとを一体で形成し、ベーン6aとベーンアライナ6c,6dとを一体で形成した。しかしながら、ベーン5a,6aの長手方向とベーンアライナ5c,5d,6c,6fの外周面の法線とが一定の角度を保てる構成となっていれば、これらを別体で形成しても勿論よい。例えば図14に示すように、ベーン5a,6aに相当するベーン105と、ベーンアライナ5c,5d,6c,6dに相当するベーンアライナ106とを別々に形成すればよい。そして、ベーン105の凸部105aをベーンアライナ106の凹部106aに挿入し、ベーン105とベーンアライナ106とを一体に取り付けてもよい。このとき、ベーンアライナ106に対してベーン105がその長手方向に摺動自在となるように両者を接続してもよい。
1 シリンダ、1a 吸入ポート、1b シリンダ内周面、1c 切欠き部、1d 吐出ポート、1e 油戻し穴、2 フレーム、2a 凹部、2b ベーンアライナ軸受部、2c 主軸受部、2d 吐出ポート、3 シリンダヘッド、3a 凹部、3b ベーンアライナ軸受部、3c 主軸受部、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、4h 給油路、4i 給油路、4j 給油路、4k 排油穴、5 第1のベーン部、5a ベーン、5b ベーン先端部、5c ベーンアライナ、5d ベーンアライナ、5e 周方向端部(回転方向の前側となる端部)、5f 周方向端部(回転方向の前側となる端部)、5g 周方向端部(回転方向の後側となる端部)、5h 周方向端部(回転方向の後側となる端部)、6 第2のベーン部、6a ベーン、6b ベーン先端部、6c ベーンアライナ、6d ベーンアライナ、6e 周方向端部(回転方向の前側となる端部)、6f 周方向端部(回転方向の前側となる端部)、6g 周方向端部(回転方向の後側となる端部)、6h 周方向端部(回転方向の後側となる端部)、7 ブッシュ、7a ブッシュ中心、8 ブッシュ、8a ブッシュ中心、9 吸入室、10 中間室、11 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 吸入管、27 吐出弁、28 吐出弁押え、31 油ポンプ、32 最近接点、101 圧縮要素、102 電動要素、103 密閉容器、104 油溜め、105 ベーン、105a 凸部、106 ベーンアライナ、106a 凹部、200 ベーン型圧縮機。

Claims (8)

  1. 内周面が円筒状で両端が開口した穴を有するシリンダと、
    前記穴の一方の開口を塞ぐシリンダヘッドと、
    前記穴の他方の開口を塞ぐフレームと、
    前記シリンダの内部において前記内周面の中心軸とずれた位置にある回転軸を中心に回転運動する円柱形のロータ部と、
    前記ロータ部に回転力を伝達する回転軸部と、
    前記ロータ部内に設置され、前記シリンダと前記ロータ部間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、
    を備えたベーン型圧縮機において、
    前記フレーム及び前記シリンダヘッドの前記シリンダ側端面に、前記シリンダの前記内周面と同心となる周面を有する凹部が形成され、
    前記凹部の周面に沿って摺動自在に回転し、前記ベーンを支持する部分リング形状のベーンアライナを備え、
    前記ベーンアライナの回転方向の前側となる端部は、前記ベーンアライナの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅が増加するように形成されていることを特徴とするベーン型圧縮機。
  2. 前記ベーンアライナの回転方向の前側となる端部は、前記ベーンアライナの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅が直線的に増加するように形成され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. 前記ベーンアライナの回転方向の前側となる端部は、前記ベーンアライナの外周面を起点として、回転方向の前側から後側にかけて径方向の幅が曲線的に増加するように形成され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。
  4. 前記ベーンアライナの回転方向の前側となる端部は、その先端部が尖った形状となってい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. 前記ベーンアライナの回転方向の後側となる端部は、前記ベーンアライナの外周面を起点として、回転方向の後側から前側にかけて径方向の幅が増加するように形成され、
    前記ベーンアライナは、回転方向の前側となる端部と後側となる端部とが対称形状となってい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. 前記ベーンアライナは、前記ベーンと一体に取り付けられ、あるいは前記ベーンと一体で形成された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、前記ロータ部に対して回転可能且つスライド可能に支持さ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。
  8. 前記ロータ部には、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、
    前記ブッシュ保持部には、一対の略半円柱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、前記ロータ部に対して回転可能且つスライド可能に支持されることを特徴とする請求項7に記載のベーン型圧縮機。
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