(57)【要約】      （修正有）【課題】気体圧縮機において、圧縮行程の終盤でベーンに高圧の背圧を供給する。【解決手段】ベーン溝５９が形成されたロータ５０と、ロータ５０を、その外周面５２の外方から囲む輪郭形状の内周面４１を有するシリンダ４０と、ベーン溝５９に挿入され、サライ溝２１，３１（所定の油路）からベーン溝５９に供給された冷凍機油Ｒによる背圧を受けてシリンダ４０の内周面４１に向けて突出自在に設けられた５枚の板状のベーン５８とを有し、吸入された冷媒ガスＧ（気体）を、ロータ５０の１回転の間に１回の割合で圧縮する圧縮室４３が形成された圧縮機本体６０を、ハウジングの内部に備え、サライ溝２１，３１は、ロータ５０の所定の回転角度の範囲αで、ベーン溝５９と連通し、サライ溝２１，３１とベーン溝５９とが連通する回転角度の範囲αを除いた他の回転角度の範囲βでは、ベーン溝５９が閉じた空間とされている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸回りに回転する略円柱状のベーン溝が形成されたロータと、前記ロータを、その外周面の外方から囲む輪郭形状の内周面を有するシリンダと、前記ベーン溝に挿入され、所定の油路から前記ベーン溝に供給された冷凍機油による背圧を受けて前記シリンダの内周面に向けて突出自在に設けられた複数枚の板状のベーンとを有し、吸入された気体を、前記ロータの１回転の間に１回の割合で圧縮する圧縮室が形成された圧縮機本体を、ハウジングの内部に備え、
前記油路は、前記ロータの所定の回転角度範囲で、前記ベーン溝と連通し、前記油路と前記ベーン溝とが連通する回転角度範囲を除いた他の回転角度範囲では、前記ベーン溝が閉じた空間とされていることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記油路は、前記回転角度範囲で、前記圧縮室から吐出された気体の圧力を絞った中圧に対応した冷凍機油を供給するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記油路は、前記回転角度範囲で、前記圧縮室から吐出された気体の圧力を絞った中圧に対応した冷凍機油を供給するように形成され、
前記ロータの回転方向に沿った、前記回転角度範囲を超えた位置に、前記中圧に対応した冷凍機油を供給する油路とは別の、前記圧縮室から吐出された気体の圧力に対応した冷凍機油を供給する高圧油路が形成され、
前記他の回転角度範囲は、前記油路と前記ベーン溝とが連通する回転角度範囲および前記高圧油路と前記ベーン溝とが連通する回転角度範囲を除いた回転角度範囲であることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮機本体は、前記ロータおよび前記シリンダの両端面に接してこれら両端面を覆う２つのサイドブロックとを有し、
前記ベーン溝は、前記ロータの端面に開口して形成され、
前記油路は、前記サイドブロックのうち前記ロータの端面に対向する部分に開口して形成され、
前記ロータの回転に伴って、前記油路の開口と前記ベーン溝の開口とが通じる状態と通じない状態とで切り替えられるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の気体圧縮機。
【請求項５】
前記シリンダの内周面のうち、前記ロータの外周面からの距離が最大となる遠隔部が、前記距離が最小となる近接部に対して、前記ロータの回転方向の上流側に偏った位置に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の気体圧縮機。
【請求項６】
前記ベーン溝が閉じた空間とされている、前記他の回転角度範囲と対応した前記シリンダの内周面の領域に、微細凹部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の気体圧縮機。
【請求項７】
微細凹部は、ショットピーニングによって形成されていることを特徴とする請求項６に記載の気体圧縮機。
【請求項８】
前記ショットピーニングで使用するショット材は、二硫化モリブデン粉体であることを特徴とする請求項７に記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気体圧縮機に関し、詳細には、ベーンロータリー型の気体圧縮機におけるベーンの突出性能の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和システムには，冷媒ガスなどの気体を圧縮して、空気調和システム（空調システム）に気体を循環させるための気体圧縮機が用いられている。
【０００３】
この気体圧縮機は、ハウジングの内部に収容された圧縮機本体によって圧縮された高圧の気体を外部に吐出するものである。
【０００４】
このような気体圧縮機として、従来より、ベーンロータリー型の気体圧縮機が知られている（例えば、特許文献1参照）。
【０００５】
ベーンロータリー型の気体圧縮機は、圧縮機本体が、回転軸と一体的に回転する略円柱状のロータと、このロータを、その周面の外方から取り囲む輪郭形状の内周面を有するシリンダと、ロータに形成されたベーン溝に収容され、ロータの周面から外方に突出自在に設けられた複数枚の板状のベーンとを備え、ロータの外周面とシリンダの内周面などによって、気体の吸入、圧縮、吐出が行われる空間であるシリンダ室が形成されている。
【０００６】
このシリンダ室は、ロータの外周面から外方に突出した各ベーンの突出側先端がシリンダの内周面に接することで、複数の圧縮室に区画される。
【０００７】
そして、各圧縮室で高圧に圧縮された気体は、圧縮機本体から吐出され、吐出された気体に混ざっている油分（冷凍機油等）が分離された後に、外部に吐出される。
【０００８】
一方、気体から分離された油分は吐出室の底部に溜められ、吐出された高圧の気体の圧力を受け、油路を通じてベーン溝に供給され、ベーンを突出させる背圧として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２２８５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、例えば圧縮行程が長く形成された気体圧縮機では、ベーンを挟んだ前後の圧縮室の圧力が共に高くなることがあり、そのベーンに作用する圧力は非常に高くなるため、ベーンの背圧として、非常に高い圧力が必要になる。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、吐出された気体の圧力に応じた圧力の油分を背圧として使用する構造であるため、背圧は、吐出された気体の圧力（高圧）を超えることはなく、吐出された気体の圧力を超える非常に高い圧力を背圧として供給することはできない。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、圧縮室から吐出された圧縮気体の圧力を超える高圧を、圧縮行程の終盤や吐出行程においてベーンの背圧として供給す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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る気体圧縮機は、圧縮行程の中盤以後においてロータのベーン溝（背圧空間）と油路との連通を遮断することで、背圧空間を油分で満たされた状態（完全に油分のみで満たされた状態だけでなく、僅かな気体が混入している状態であってもよい）で閉じた空間とし、圧縮行程の進行に伴って、ベーンにより背圧空間を液圧縮状態とすることで、圧縮行程の終盤や吐出行程においてベーンの背圧として圧縮気体の圧力を超える高圧を得るものである。
【００１４】
即ち、本発明に係る気体圧縮機は、軸回りに回転する略円柱状のロータと、前記ロータを、その外周面の外方から前記ロータの外周面と隙間を以て取り囲む輪郭形状の内周面を有するシリンダと、前記ロータに形成されたベーン溝に挿入され、所定の油路から前記ベーン溝に供給された冷凍機油による背圧を受けて前記ロータの外周面から外方に突出自在に設けられた複数枚の板状のベーンとを有する、前記ロータの１回転の間に１回の割合で気体の圧縮を行う圧縮室が形成された圧縮機本体を、ハウジングの内部に備え、前記油路は、前記ロータの所定の回転角度範囲で、前記ベーン溝との連通を遮断するように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る気体圧縮機によれば、圧縮行程の終盤に、圧縮室から吐出された圧縮気体の圧力を超える高圧を、ベーンに背圧として供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１に係る気体圧縮機としてのベーンロータリーコンプレッサの横断面図である。
【図２】図１に示したベーンロータリーコンプレッサの圧縮機本体のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】リヤサイドブロックの内面におけるサライ溝が形成された回転角度の範囲およびベーン溝が閉じた空間とされる回転角度の範囲を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２における、リヤサイドブロックの内面におけるサライ溝、高圧油路が形成された回転角度の範囲、及びベーン溝が閉じた空間とされる回転角度の範囲を示す図である。
【図５】本発明の実施形態３における、シリンダ内周面に形成した微細凹部の範囲を示した図である。
【図６】シリンダ内周面に形成した微細凹部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る気体圧縮機の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
<実施形態１>
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ーコンプレッサ（以下、単に「コンプレッサ」という）１は、自動車等に設置された、蒸発器、気体圧縮機、凝縮器及び膨張弁（いずれも不図示）を有する空気調和システムにおける気体圧縮機として用いられている。この空気調和システムは、冷媒ガスＧ（気体）を循環させることで冷凍サイクルを構成している。
【００１９】
コンプレッサ１は、図１に示すように、主に、本体ケース１１とフロントカバー１２とから構成されているハウジング１０の内部に、モータ９０と圧縮機本体６０と油分離器７０とが収容された構成である。
【００２０】
本体ケース１１は、略円筒形状であり、その円筒形状の一方の端部が塞がれたように形成され、他方の端部は開口して形成されている。
【００２１】
フロントカバー１２は、この本体ケース１１の開口側の端部に接した状態でこの開口を塞ぐように蓋状に形成されていて、この状態で締結部材により本体ケース１１に締結されて本体ケース１１と一体化され、内部に空間を有するハウジング１０を形成する。
【００２２】
フロントカバー１２には、ハウジング１０の内部と外部とを通じさせて、空気調和システムの蒸発器（不図示）から低圧の冷媒ガスＧをハウジング１０の内部に導入する吸入ポート１２ａが形成されている。
【００２３】
一方、本体ケース１１には、ハウジング１０の内部と外部とを通じさせて、高圧の冷媒ガスＧをハウジング１０の内部から空気調和システムの凝縮器（不図示）に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。
【００２４】
本体ケース１１の内部に設けられたモータ９０は、永久磁石のロータ９０ａと電磁石のステータ９０ｂとを備えた多相ブラシレス直流モータを構成している。
【００２５】
ステータ９０ｂは本体ケース１１の内周面に嵌め合わされて固定され、回転するロータ９０ａには回転軸５１が固定されている。
【００２６】
そして、モータ９０は、フロントカバー１２に取付けられた電源コネクタ９０ｃを介して供給された電力によってステータ９０ｂの電磁石を励磁することにより、ロータ９０ａが回転駆動される。これにより、回転軸５１をその軸心回りに回転駆動させる。
【００２７】
なお、電源コネクタ９０ｃとステータ９０ｂとの間に、インバータ回路９０ｄなどを備えた構成を採用することもできる。
【００２８】
本実施形態のコンプレッサ１は上述したとおり、モータ９０を使った電動式のものであるが、本発明に係る気体圧縮機は電動式のものに限定されるものではなく、機械式のものであってもよい。
【００２９】
例えば、仮に本実施形態のコンプレッサ１を機械式のものとした場合は、モータ９０を備える代わりに、回転軸５１をフロントカバー１２から外部へ突出するまで延長して、そのフロントカバー１２から突出した回転軸５１の先端部に、車両のエンジン等から動力の伝達を受けるプーリーや歯車等を備えた構成とすればよい。
【００３０】
モータ９０とともにハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０は、回転軸５１の延びた方向に沿ってモータ９０と並んで配置されており、ボルト等の締結部材１５により、本体ケース１１に固定されている。
【００３１】
ハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０は、軸心回りに回転自在の回転軸５１と、回転軸５１と一体的に回転する略円柱状のロータ５０と、図２に示すように、このロータ５０を、その外周面５２の外方から取り囲む輪郭形状の内周面４１を有するシリンダ４０と、ロータ５０に形成されたベーン溝５９にそれぞれ挿入され、所定の油路からベーン溝５９に供給された冷凍機油Ｒによる背圧を受けてロータ５０の外周面５２からシリンダ４０の内周面４１に向けて突出自在に設けられた５枚の板状のベーン５８と、ロータ５０およびシリンダ４０の各両端面に接してこれら各両端面を覆う２つのサイドブロック（フロントサイドブロック２０、リヤサイドブロック３０）とを備えている。
【００３２】
ここで、回転軸５１は、フロントカバー１２に形成された軸受１２ｂ、圧縮機本体６０の各サイドブロック２０，３０にそれぞれ形成された軸受２７，３７により、回転自在に支持されている。
【００３３】
また、圧縮機本体６０は、ハウジング１０の内部の空間を、圧縮機本体６０を挟んだ左側の空間と右側の空間とに仕切っている。
【００３４】
これらハウジング１０の内部に仕切られた２つの空間のうち圧縮機本体６０に対して左側の空間は、吸入ポート１２ａを通じて蒸発器から低圧の冷媒ガスＧが導入され、この低圧の冷媒ガスＧが圧縮機本体６０の内部に吸入される前に通過する低圧雰囲気の吸入室１３であり、モータ９０は吸入室１３に配置されている。
【００３５】
一方、圧縮機本体６０に対して右側の空間は、圧縮機本体６０から油分離器７０を介して吐出された高圧の冷媒ガスＧが、吐出ポート１１ａから凝縮器に吐出される前に通過する高圧雰囲気の吐出室１４である。
【００３６】
圧縮機本体６０の内部には、図２に示すように、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２と両サイドブロック２０，３０とに囲まれた略Ｃ字状の単一のシリンダ室４２が形成されている。
【００３７】
具体的には、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２とが、回転軸５１の軸心回りの１周（角度３６０［度］）の範囲で１箇所だけ近接するように、シリンダ４０の内周面４１の輪郭形状が設定されていて、これにより、シリンダ室４２は単一の空間を形成している。
【００３８】
なお、シリンダ４０の内周面４１の輪郭形状のうち、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２とが最も離れた（ロータ５０の外周面５２からの距離が最大となる）部分として形成された遠隔部４９が、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２とが最も近接した（ロータ５０の外周面５２からの距離が最小となる）部分として形成された近接部４８に対して、ロータ５０の回転方向Ｗ（図２において時計回り方向）の上流側に偏った位置に形成されている。
【００３９】
すなわち、遠隔部４９から、ロータ５０の回転方向Ｗに沿って角度１８０［度］を超える回転角度（本実施形態においては、角度２７０［度］以上（３６０［度］未満）であるが、偏りの程度は、ベーン５８の枚数等に応じて適宜変更可能である）の位置に近接部４８が形成されている。
【００４０】
シリンダ４０の内周面４１の輪郭形状は、回転軸５１及びロータ５０の回転方向Ｗに沿って遠隔部４９から近接部４８に至るまで、ロータ５０の外周面５２とシリンダ４０の内周面４１との間の距離が徐々に減少するような形状に設定されている。
【００４１】
ベーン５８は、ロータ５０に形成されたベーン溝５９に収容されていて、後述する油路からベーン溝５９に供給される冷凍機油Ｒによる背圧により、ロータ５０の外周面５２から外方に突出する。
【００４２】
また、ベーン５８は、単一のシリンダ室４２を複数の圧縮室４３に仕切るものであり、回転軸５１及びロータ５０の回転方向Ｗに沿って相前後する２つのベーン５８によって１つの圧縮室４３が形成される。
【００４３】
したがって、５枚のベーン５８が回転軸５１回りに角度７２［度］の等角度間隔で設置された本実施形態においては、５つ乃至６つの圧縮室４３が形成される。
【００４４】
なお、２枚のベーン５８，５８の間に近接部４８が存在する圧縮室４３については、近接部４８と１枚のベーン５８とによって１つの閉じた空間を構成するため、２枚のベーン５８，５８の間に近接部４８が存在する圧縮室４３は、近接部４８によって２つの圧縮室４３，４３に分割されることになり、５枚のベーンのものであっても６つの圧縮室４３が形成される。
【００４５】
ベーン５８によりシリンダ室４２を仕切って得られた圧縮室４３の内部の容積は、回転方向Ｗに沿って圧縮室４３が遠隔部４９から近接部４８に至るまで徐々に小さくなる。
【００４６】
このシリンダ室４２の、ロータ５０の回転方向Ｗの最上流側の部分（ロータ５０の回転方向Ｗに沿って、近接部４８に対する下流側の直近部分）には、フロントサイドブロック２０に形成された、吸入室１３に通じる吸入孔２３（図２において、フロントサイドブロック２０はこの図の手前側に位置するため、このフロントサイドブロック２０に形成された吸入孔２３は二点鎖線の想像線で記載している）が臨んでいる。
【００４７】
一方、シリンダ室４２の、ロータ５０の回転方向Ｗの最下流側の部分（回転方向Ｗに沿って、近接部４８に対する上流側の直近部分）には、シリンダ４０に形成された吐出部４５の吐出孔４５ｂが臨み、その上流側には、シリンダ４０に形成された２つ目の吐出部４６の吐出孔４６ｂが臨んでいる。
【００４８】
シリンダ４０の内周面４１の輪郭形状は、吸入室１３からフロントサイドブロック２０に形成された吸入孔２３を通じた冷媒ガスＧの圧縮室４３への吸入、圧縮室４３内での冷媒ガスＧの圧縮及び圧縮室４３から吐出孔４５ｂを通じた吐出部４５への冷媒ガスＧの吐出を、ロータ５０の１回転の期間に１サイクルだけ行うように設定されている。
【００４９】
即ち、シリンダ４０の内周面４１の断面輪郭形状は、ロータ５０の外周面５２に略接する近接部４８から、ロータ５０の回転方向Ｗに沿った角度９０［度］以内に設定された遠隔部４９までの範囲で、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２との間の距離が、急激に大きくなり、ロータ５０の回転方向Ｗに沿って遠隔部４９から近接部４８までの、角度２７０［度］以上の広い範囲で、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２との間の距離が、徐々に小さくなるように形成されている。
【００５０】
そして、圧縮室４３の、ロータ５０の回転方向Ｗの下流側に位置しているベーン５８が、近接部４８近くの吸入孔２３を通過し始めてから、ロータ５０の回転方向Ｗの上流側に位置しているベーン５８が、吸入孔２３を通過し終わるまでの範囲では、ロータ５０の回転方向Ｗへの回転に伴って圧縮室４３の容積が大きくなることによる負圧により、吸入孔２３を通じて圧縮室４３内に冷媒ガスＧが吸入される行程（吸入行程）となる。
【００５１】
ロータ５０の回転が進み、圧縮室４３の上流側のベーン５８が、ロータ５０の回転方向Ｗの下流に向かって、吸入孔２３を通過し終わると、圧縮室４３は閉じた空間となるとともに、遠隔部４９から近接部４８に向かう回転方向Ｗへの回転により、圧縮室４３の容積が減少し、圧縮室４３内に閉じこめられた冷媒ガスＧが圧縮される行程（圧縮行程）となる。
【００５２】
圧縮行程の終盤では、圧縮室４３の内部の圧力が所定の吐出圧力に達し、そのとき圧縮室４３が近接部４８の手前に形成された吐出部４５，４６に到達しているときは、圧縮室４３の内部の冷媒ガスＧが後述する吐出孔４５ｂ，４６ｂを通じて吐出部４５，４６に吐出される行程（吐出行程）となる。
【００５３】
そして、ロータ５０の１回転の間に、各圧縮室４３が吸入行程、圧縮行程、吐出行程をこの順序で繰り返すことにより、吸入室１３から吸入された低圧の冷媒ガスＧは高圧になり、吐出部４５，４６から油分離器７０を介して吐出室１４に吐出させる。
【００５４】
油分離器７０は、冷凍機油Ｒが混ざった冷媒ガスＧから冷凍機油Ｒを分離するものである。
【００５５】
つまり、圧縮機本体６０の内部には、ベーン５８の背圧を供給するために冷凍機油Ｒが封入されているが、この冷凍機油Ｒは、ベーン５８とベーン溝５９との間の隙間や、ロータ５０と両サイドブロック２０，３０との間の隙間等から滲みだす。そして、ロータ５０と両サイドブロック２０，３０との間の接触部分や、ベーン５８とシリンダ４０や両サイドブロック２０，３０との間の接触部分などにおける潤滑や冷却等の機能も発揮し、その冷凍機油Ｒの一部が、圧縮室４３の内部の冷媒ガスＧと混ざる。
【００５６】
大量の冷凍機油Ｒが混ざったままの冷媒ガスＧが凝縮器に吐出されると、空気調和システムの効率が低下するため、冷媒ガスＧから冷凍機油Ｒを分離する必要があり、遠心力を利用した油分離器７０によって冷凍機油Ｒの分離が行われる。
【００５７】
各吐出部４５，４６は、シリンダ４０の外周面、本体ケース１１の内周面及びリヤサイドブロック３０とによって囲まれた空間（以下、「吐出チャンバ」という）４５ａ，４６ａを有している。そして、吐出チャンバ４５ａ，４６ａには、該吐出チャンバ４５ａ，４６ａと圧縮室４３とを通じさせる吐出孔４５ｂ，４６ｂと、吐出弁４５ｃ，４６ｃと、弁サポート４５ｄ，４６ｄを備えている。
【００５８】
吐出弁４５ｃ，４６ｃは、圧縮室４３内の冷媒ガスＧの圧力が吐出チャンバ４５ａ，４６ａ内の圧力（吐出室１４側に吐出される冷媒ガスの圧力（以下、「吐出圧力Ｐｄ」という）以上のとき、差圧により吐出チャンバ４５ａ，４６ａの側に反るように弾性変形して吐出孔４５ｂ，４６ｂを開く。一方、圧縮室４３内の冷媒ガスＧの圧力が吐出チャンバ４５ａ，４６ａ内の吐出圧力Ｐｄ未満のときは、吐出弁４５ｃ，４６ｃの弾性力によって吐出孔４５ｂ，４６ｂを閉じる。なお、弁サポート４５ｄ，４６ｄは、吐出弁４５ｃ，４６ｃが吐出チャンバ４５ａ，４６ａの側に過度に反るのを防止する。
【００５９】
本実施形態では、２つの吐出部４５，４６のうち、ロータ５０の回転方向Ｗの下流側に設けられている吐出部、すなわち近接部４８に近い側の吐出部４５を、主たる吐出部とする（以下、この吐出部４５を「主吐出部４５」という）。
【００６０】
この主吐出部４５は、圧縮室４３が臨んでいる期間中に、その圧縮室４３内の圧力は必ず吐出圧力Ｐｄに達して、圧縮室４３内で圧縮された冷媒ガスＧを必ず吐出する部分である。
【００６１】
一方、２つの吐出部４５，４６のうち、回転方向Ｗの上流側に設けられている吐出部、すなわち近接部４８から遠い側の吐出部４６を、副次的な吐出部とする（以下、この吐出部４６を「副吐出部４６」という）。
【００６２】
この副吐出部４６は、圧縮室４３が主吐出部４５に臨む以前の段階で吐出圧力Ｐｄに達したときに、圧縮室４３内の過圧縮（吐出圧力Ｐｄを超える圧力に圧縮されること）を防止するために設けられたものである。即ち、図２に示すように、圧縮室４３（４３Ａ）が副吐出部４６に臨んでいる期間中にこの圧縮室４３（４３Ａ）の圧力が吐出圧力Ｐｄに達した場合に限って、圧縮室４３（４３Ａ）の内部の冷媒ガスＧを副吐出部４６から吐出させる。また、この圧縮室４３（４３Ａ）の圧力が吐出圧力Ｐｄに達しない場合は、圧縮室４３（４３Ａ）の内部の冷媒ガスＧは副吐出部４６から吐出されず、主吐出部４５に臨んでいる期間中に主吐出部４５から吐出される。
【００６３】
主吐出部４５の吐出チャンバ４５ａは、リヤサイドブロック３０の外面（吐出室１４に向いた面）まで貫通して形成された吐出路３８を介して、リヤサイドブロック３０の外面に取り付けられた油分離器７０に通じている。
【００６４】
主吐出部４５の吐出チャンバ４５ａと副吐出部４６の吐出チャンバ４６ａとの間には、両吐出チャンバ４５ａ，４６ａを通じさせる連通路３９がシリンダ４０の外周部に形成されていて、副吐出部４６の吐出チャンバ４６ａは、この連通路３９、吐出チャンバ４５ａおよび吐出路３８を介して、リヤサイドブロック３０の外面に取り付けられた油分離器７０に通じている。
【００６５】
油分離器７０は、前述したように、冷媒ガスＧに混ざった冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するものであるが、本実施形態におけるものは、各吐出チャンバ４５ａ，４６ａに吐出されて、吐出路３８を通って導入された高温、高圧の冷媒ガスＧを、吐出室１４に吐出する以前に、螺旋状に旋回させることで生じる遠心力により、冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから遠心分離する構造となっている。
【００６６】
そして、冷媒ガスＧから分離された冷凍機油Ｒは吐出室１４の底部に溜まり、冷凍機油Ｒが分離された後の高圧の冷媒ガスＧは吐出室１４に吐出された後、吐出ポート１１ａを通って凝縮器に吐出される。
【００６７】
吐出室１４の底部に溜められた冷凍機油Ｒは、吐出室１４に吐出された高圧（吐出圧力Ｐｄと同じ）の冷媒ガスＧによる高圧雰囲気により、リヤサイドブロック３０に形成された油路３４ａを通じて、図３に示すリヤサイドブロック３０の、ロータ５０の端面５５ｂに対向する内面３５に形成された背圧供給用の凹部であるサライ溝３１に供給される。
【００６８】
なお、図３は、リヤサイドブロック３０を示しているが、フロントサイドブロック２０は、リヤサイドブロック３０に対して略線対称に表すことができる。
【００６９】
また、この冷凍機油Ｒは、リヤサイドブロック３０に形成された油路３４ａ，３４ｂ、シリンダ４０に形成された油路４４及びフロントサイドブロック２０に形成された油路２４を通じて、フロントサイドブロック２０の、ロータ５０の端面５５ａに対向する内面３５に形成された背圧供給用の凹部であるサライ溝２１に供給される。
【００７０】
ここで、各サライ溝２１，３１はともに、ロータ５０の回転方向Ｗに沿った所定の回転角度の範囲α（所定の回転角度範囲）に対応して形成されていて、各油路３４ａ，３４ｂ，４４，２４の内面２５，３５における出口を、広い回転角度の範囲αに拡げるための開口ということができる。
【００７１】
サライ溝２１，３１が形成された回転角度の範囲αは、図２，３に示したように、圧縮室４３が吸入行程にあるときから、圧縮行程の終盤に近づく（圧縮室４３が副吐出部４６に臨み始める）角度位置までの範囲に対応している。
【００７２】
この回転角度の範囲αは、圧縮室４３の回転方向Ｗの上流側（後ろ側）に位置するベーン５８の突出側の先端が、シリンダ４０の近接部４８に接する位置を基準位置（回転角度０［度］）としたときの、ロータ５０の回転方向Ｗへの回転角度を表すものであり、回転角度の範囲αとしては、例えば、０〜２２０［度］に設定されている。
【００７３】
ただし、この回転角度の範囲αの具体的な範囲は、例示の範囲に限定されるものではなく、シリンダ４０の内周面４１の断面輪郭形状やベーン５８の枚数、設定された吐出圧力Ｐｄの値等によって適宜設定される。
【００７４】
本実施形態のコンプレッサ１においては、各油路３４ａ，３４ｂ，４４，２４とサライ溝２１，３１とを含めて、ベーン溝５９に冷凍機油Ｒを供給する油路ということができる。
【００７５】
各ベーン溝５９は、ロータ５０の両端面５５ａ，５５ｂまで貫通して形成されており、これら両端面５５ａ，５５ｂにおいて開口している。
【００７６】
そして、ロータ５０の端面５５ａに開口したベーン溝５９が、サライ溝２１，３１が形成された回転角度の範囲αに位置している期間中は、サライ溝２１とベーン溝５９とが通じて、サライ溝２１からベーン溝５９に冷凍機油Ｒが供給される。
【００７７】
一方、ベーン溝５９が、サライ溝２１，３１が形成された回転角度の範囲αを除いた回転角度の範囲β（他の回転角度範囲）にあるときは、サライ溝２１，３１とベーン溝５９とが通じていないため、サライ溝２１，３１からベーン溝５９への冷凍機油Ｒの供給は遮断されるとともに、ベーン溝５９は閉じた空間となる。
【００７８】
サライ溝２１，３１からベーン溝５９に供給された冷凍機油Ｒは、ベーン５８をシリンダ４０の内周面４１に向けて突出させる背圧となる。
【００７９】
ここで、リヤサイドブロック３０のサライ溝３１に供給される冷凍機油Ｒは、油路３４ａから、リヤサイドブロック３０の軸受３７とこの軸受３７に支持された回転軸５１の外周面との間の非常に狭い隙間を通過したものである。
【００８０】
そして、冷凍機油Ｒは、油路３４ａにおいては吐出室１４の高圧雰囲気に応じた高い圧力（吐出圧力Ｐｄ）であったが、この狭い隙間を通過する間の圧力損失により、サライ溝３１に到達したときは、吐出室１４の内部の吐出圧力Ｐｄよりも低い圧力である中圧Ｐｍになっている。
【００８１】
ここで、中圧Ｐｍとは、吸入室１３における冷媒ガスＧの圧力（低圧Ｐｓ）よりも高く、吐出室１４における冷媒ガスＧの圧力（吐出圧力Ｐｄ）よりも低い圧力である（Ｐｓ<Ｐｍ<Ｐｄ）。
【００８２】
同様に、フロントサイドブロック２０の油路２４とサライ溝２１との間で冷凍機油Ｒが通過する通路は、フロントサイドブロック２０の軸受２７とこの軸受２７に支持された回転軸５１の外周面との間の非常に狭い隙間である。
【００８３】
そして、冷凍機油Ｒは、油路２４においては吐出室１４の高圧雰囲気に応じた高圧（吐出圧力Ｐｄ）であるが、この狭い隙間を通過する間の圧力損失により、サライ溝２１に到達したときは、吐出室１４の内部の吐出圧力Ｐｄよりも低い圧力（中圧Ｐｍ）になっている。
【００８４】
したがって、サライ溝２１，３１からベーン溝５９に供給されてベーン５８をシリンダ４０の内周面４１に向けて突出させる背圧は中圧Ｐｍである。
【００８５】
サライ溝２１，３１は、前述したように、圧縮室４３が吸入行程にあるときから圧縮行程の終盤に近づくまでの範囲（回転角度の範囲α）に対応して形成されているが、この範囲においては、圧縮室４３の内部の圧力は、最大でも中圧Ｐｍであるため、サライ溝２１，３１からベーン溝５９に供給される中圧Ｐｍの冷凍機油Ｒによって、ベーン５８の背圧が不足することはない。
【００８６】
一方、ベーン溝５９が、サライ溝２１，３１が形成された回転角度の範囲αを超えて回転角度の範囲βに移行すると、ベーン溝５９は、サライ溝２１，３１に連通せずに、冷凍機油Ｒの供給が遮断され、供給された冷凍機油Ｒで満たされた（完全に冷凍機油Ｒのみで満たされた状態だけでなく、冷媒ガスＧが僅かに混入している状態も含む）閉じた空間となる。そして、圧縮が進むにしたがってベーン５８がベーン溝５９の底部側に進入して来ると、ベーン溝５９内の閉じた空間では略液圧縮状態となる。
【００８７】
液圧縮状態では、吐出室１４の内部の吐出圧力Ｐｄを超える高い圧力Ｐｈ（Ｐｄ<Ｐｈ）が得られるため、ベーン５８の背圧として、この高い圧力Ｐｈを供給することができる。
【００８８】
ここで、回転角度の範囲βは、圧縮行程の終盤に近づいた位置（圧縮室４３が副吐出部４６に臨み始める角度位置）から吐出行程までの範囲に対応している。このため、この範囲では、圧縮室４３の内部の圧力が中圧Ｐｍを超え始めて、仮にベーン溝５９がサライ溝２１，３１に連通し続けてベーン５８に作用する背圧が中圧Ｐｍのままであると、圧縮室４３の内部の圧力に負けて、ベーン５８がチャタリングを起こすおそれがある。
【００８９】
特に、本実施形態のコンプレッサ１のように、ロータ５０の１回転の間に冷媒ガスの吸入行程、圧縮行程、吐出行程を１サイクルしか行わないベーンロータリー型のコンプレッサでは、ロータ５０の１回転当たり、吸入行程、圧縮行程、吐出行程を２サイクル行うものよりも、圧縮行程の長さが長い。このため、図２に示したように、先行する圧縮室４３Ａが圧縮行程の終盤にあるとき、その圧縮室４３Ａに後続する圧縮室４３Ｂの内部も比較的高い圧力になる。
【００９０】
しかも、本実施形態のコンプレッサ１は、遠隔部４９が近接部４８に対して、回転方向Ｗの上流側に偏って形成されていて、具体的には遠隔部４９から近接部４８までの回転方向Ｗに沿った角度が２７０［度］以上と広く設定されている。このため、圧縮行程の長さが一層長くなり、相前後する２つの圧縮室４３Ａ，４３Ｂの内部の圧力は、ともに吐出圧力Ｐｄに近い高圧となり易い。
【００９１】
この結果、両圧縮室４３Ａ，４３Ｂを仕切っているベーン５８（図２では、先行する圧縮室４３Ａの上流側のベーン５８Ａ）には、背圧と反対向き（ベーン溝５９の底部方向）の高い圧力が作用し易くなる。このため、このベーン５８Ａがチャタリングを起こして、効率が低下したり、異音などの問題を生じるおそれがある。
【００９２】
しかしながら、本実施形態のコンプレッサ１は、前述したように、回転角度の範囲βでは、ベーン溝５９が中圧Ｐｍの冷凍機油Ｒで略満たされた閉じた空間となり、圧縮が進むにしたがってベーン溝５９内の底部側に進入するベーン５８の進入量が増大する。そして、ベーン５８の進入量が増大するにしたがって、略液圧縮状態のベーン溝５９の内部の圧力は急激に上昇する。このため、両圧縮室４３Ａ，４３Ｂの内部の圧力がともに吐出圧力Ｐｄ程度の高圧となる程度まで圧縮が進むと、ベーン５８Ａに作用する背圧が、両圧縮室４３Ａ，４３Ｂの吐出圧力Ｐｄを超える圧力Ｐｈ（Ｐｄ<Ｐｈ）となる。
【００９３】
これにより、圧縮行程の終盤において、ベーン５８Ａ先端がシリンダ４０の内周面４１から離れることなく安定して摺動する状態が保持されるので、ベーン５８Ａがチャタリングを起こすのを防止することができる。
【００９４】
以上のように、本実施形態に係るコンプレッサ１によれば、圧縮行程の終盤に、両圧縮室４３（図２では、圧縮室４３Ａ，４３Ｂ）の内部の圧力が吐出圧力Ｐｄ程度の高圧に達した場合でも、吐出圧力Ｐｄを超える圧力Ｐｈを、ベーン５８（図２では、ベーン５８Ａ）に背圧として供給することができる。
【００９５】
しかも、本実施形態に係るコンプレッサ１は、圧縮が進むにしたがって圧縮室４３の内部の圧力は高くなるが、圧縮が進むことで、ベーン溝５９に対するベーン５８の進入量が増え、ベーン５８がベーン溝５９の底部側に押下げられる。これにより、ベーン溝５９の内部の圧力（ベーン５８の背圧）も増大するので、圧縮室４３の内部の圧力の増大とベーン５８の背圧の増大とを常に対応付けた構造とすることができる。
【００９６】
<実施形態２>
上述した実施形態１のコンプレッサ１は、所定の回転角度の範囲αを除いた他の回転角度の範囲βでは、ベーン溝５９が閉じた空間とされているものであり、所定の回転角度の範囲αでは、中圧Ｐｍの冷凍機油Ｒが供給されている。このため、ベーン溝５９が閉じた空間とされた時点でのベーン溝の５９の内部の圧力は中圧Ｐｍである。したがって、冷凍機油Ｒの液圧縮による背圧の上昇の始点は中圧Ｐｍとなる。
【００９７】
実施形態２のコンプレッサは、両サイドブロック２０，３０を、図３に示したものから図４に示したものに代えた以外は、図１，２に示した実施形態１のコンプレッサ１と同じ構成、構造であり、重複する説明は省略する。
【００９８】
図４に示すように、このリヤサイドブロック３０には、ロータ５０（図２参照）の回転方向Ｗに沿った、中圧Ｐｍの冷凍機油Ｒが供給されるサライ溝３１（２１）の回転角度の範囲αを超えた位置に、サライ溝３１（２１）とは別の、吐出室１４の内部の吐出圧力Ｐｄに対応した冷凍機油Ｒを供給する高圧油路３２（２２）が追加して形成されている。
【００９９】
なお、図４は、リヤサイドブロック３０を示しているが、フロントサイドブロック２０は、リヤサイドブロック３０に対して略線対称に表すことができる。よって、フロントサイドブロック２０にも、図４と同様にサライ溝２１、高圧油路２２が形成されている。
【０１００】
この高圧油路２２，３２が形成されている位置は、回転軸５１の回転方向Ｗに沿ってサライ溝２１，３１の下流側端縁から、ベーン溝５９の幅分乃至この幅分よりわずかに大きい長さだけ離れた位置である。
【０１０１】
つまり、回転方向Ｗに沿って回転するロータ５０のベーン溝５９が、回転角度の範囲αに位置しているとき（圧縮室４３が吸入行程にあるときから、圧縮行程の終盤に近づく（圧縮室４３が副吐出部４６に臨み始める）角度位置までの範囲）は、上述した実施形態１と同様に、ベーン溝５９に中圧Ｐｍの冷凍機油Ｒが供給される。そして、ベーン溝５９が回転角度の範囲αを通り過ぎた時点で、ベーン溝５９は瞬間的に閉じた空間とされるが、その直後、ベーン溝５９は高圧油路２２，３２に通じるため、ベーン溝５９と高圧油路２２，３２とが通じている回転角度の範囲γにおいては、ベーン溝５９に高圧（吐出圧力Ｐｄ）の冷凍機油Ｒが供給される。
【０１０２】
この高圧油路２２，３２は、例えば、油路２４，３４ａから分岐して、サライ溝２１，３１に通じる油路（軸受け２７，３７と回転軸５１の外周面との間の隙間）とは別の経路で、両サイドブロック２０，３０の内面２５，３５（図１参照）に開口している。
【０１０３】
したがって、高圧油路２２，３２は、軸受け２７，３７と回転軸５１の外周面との間の隙間での圧力損失がないため、吐出室１４の雰囲気圧力である吐出圧力Ｐｄの冷凍機油Ｒをベーン溝５９に供給することができる。
【０１０４】
そして、ベーン溝５９に高圧（吐出圧力Ｐｄ）の冷凍機油Ｒが供給され、ベーン溝５９が回転角度の範囲γを通り過ぎた時点から、次にベーン溝５９がサライ溝２１，３１に通じるまでの回転角度の範囲βにあるときは、ベーン溝５９は閉じた空間となる。
【０１０５】
よって、実施形態２のコンプレッサでは、ベーン溝５９が回転角度の範囲βにあるときは、ベーン溝５９内が液圧縮状態となり、図３に示した両サイドブロック２０，３０を有する実施形態１の場合に対して、さらに高い圧力Ｐｈ′（Ｐｄ<Ｐｈ<Ｐｈ′）の背圧をベーン５８に供給することができる。そして、更に実施形態２のコンプレッサでは、上記したように、ベーン溝５９が閉じた空間とされた時点でのベーン溝５９の内部の圧力を、中圧Ｐｍよりも高い吐出圧力Ｐｄとすることができる。
【０１０６】
したがって、実施形態２のコンプレッサは、ベーン５８の背圧として供給される非常に高い圧力Ｐｈ′を、上記した実施形態１においてベーン５８の背圧として供給される圧力Ｐｈよりもさらに高い圧力とすることができる。
【０１０７】
これにより、ベーン５８の背圧として、吐出圧力Ｐｄを超える圧力Ｐｈよりも高い圧力が求められる場合にも、チャタリングを発生することがなく適切に対応することができる。
【０１０８】
なお、高圧油路２２，３２を、サライ溝２１，３１の下流側端縁からベーン溝５９の幅分乃至この幅分よりわずかに大きい長さだけ離れた位置に形成しているのは、ベーン溝５９を介して、中圧Ｐｍの冷凍機油Ｒが供給されるサライ溝２１，３１と、高圧（吐出圧力Ｐｄ）の冷凍機油Ｒが供給される高圧油路２２，３２とが連通するのを防止するためである。
【０１０９】
<実施形態３>
上記した実施形態１では、圧縮行程の終盤に、吐出圧力Ｐｄを超える圧力Ｐｈを、ベーン５８に背圧として供給するようにしている。また、上記した実施形態２では、前記圧力Ｐｈよりもさらに高い圧力Ｐｈ′を、ベーン５８に背圧として供給するようにしている。
【０１１０】
よって、圧縮行程の終盤において、ベーン５８先端がシリンダ４０の内周面４１から離れることなく安定して摺動する状態に保持できる。しかしながら、例えば、冷凍機油Ｒの粘度の変化等によってベーン５８に作用させる背圧がさらに昇圧されると、ベーン５８先端のシリンダ４０の内周面４１への押し付け荷重が過大となるおそれがある。このように、ベーン５８先端のシリンダ４０の内周面４１への押し付け荷重が過大となると、ベーン５８先端が摩耗によって損傷したり、ロータ５０の回転駆動時に無駄な動力が必要となって運転効率が低下する。
【０１１１】
そこで、本実施形態では、図５に示すように、シリンダ４０の内周面４１表面の、ロータ５０の回転方向Ｗに沿って圧縮工程の終盤付近から近接部４８付近の間の範囲全域に、周知のショットピーニングによって微細凹部Ａ（図６参照）を形成した。
【０１１２】
詳細には、前記実施形態１の場合では、シリンダ４０の内周面４１表面の微細凹部Ａの形成範囲は、図３に示したように、ベーン溝５９が、両サイドブロック２０，３０のサライ溝２１，３１が形成された回転角度の範囲αを超えて、回転角度の範囲βに位置している範囲に対応している（ベーン溝５９が、回転角度の範囲αに位置している範囲では、微細凹部Ａは形成されていない）。即ち、微細凹部Ａの形成範囲は、ベーン溝５９が中圧Ｐｍの冷凍機油Ｒで略満たされた閉じた空間の範囲と対応しており、ベーン５８に作用する背圧が、吐出圧力Ｐｄを超える圧力Ｐｈとなっている領域である。
【０１１３】
また、前記実施形態２の場合では、シリンダ４０の内周面４１表面の微細凹部Ａの形成範囲は、図４に示したように、ベーン溝５９が、両サイドブロック２０，３０のサライ溝２１，３１が形成された回転角度の範囲αを超えて、高圧油路２２，３２とが通じている回転角度の範囲γを通り過ぎた時点から、サライ溝２１，３１に通じるまでの回転角度の範囲βにある範囲に対応している（ベーン溝５９が、回転角度の範囲α及び回転角度の範囲γに位置している範囲では、微細凹部Ａは形成されていない）。即ち、微細凹部Ａの形成範囲は、ベーン溝５９が中圧Ｐｍの冷凍機油Ｒで液圧縮状態の閉じた空間の範囲と対応しており、ベーン５８に作用する背圧がさらに高い圧力Ｐｈ′となっている領域である。
【０１１４】
図６に示すように、シリンダ４０の内周面４１表面の微細凹部Ａは、粒径が数μｍ〜数十μｍ程度の硬質な多数のショット材をこの内周面４１表面に高速で衝突させて、微細なディンプル面状に形成したものであり、表層部は加工硬化されている。なお、使用するショット材としては、固体潤滑剤として高い潤滑性能を有する二硫化モリブデン粉体が好ましい。
【０１１５】
このように、ショットピーニングによって微細凹部Ａを形成することで、シリンダ４０の内周面４１表面のこの微細凹部Ａを形成した範囲に、油溜まりが形成される。よって、ベーン５８先端のシリンダ４０の内周面４１への押し付け荷重が過大となった場合でも、圧縮室４３内の冷媒ガスに混ざっている冷凍機油が微細凹部Ａに溜まり、シリンダ４０の内周面４１に対して摺動するベーン５８先端の潤滑性を向上させることができる。
【０１１６】
よって、ベーン５８先端の摩耗が抑制され、更に、ロータ５０の回転駆動時に無駄な動力ロスを低減することができる。
【０１１７】
また、微細凹部Ａの形成範囲は、ベーン溝５９が中圧Ｐｍの冷凍機油Ｒで液圧縮状態の閉じた空間の範囲のみに対応させて形成しているので、シリンダ４０の内周面４１の全周に設ける必要がなく、作業時間の短縮化や作業コストの低減を図ることができる。
【０１１８】
なお、上述した各実施形態のコンプレッサは、ベーン５８を５枚有する構成であったが、本発明に係る気体圧縮機はこの形態に限定されるものではなく、ベーンの数は２枚、３枚、４枚、６枚等適宜選択可能であり、そのように選択された枚数のベーンを適用した気体圧縮機でも同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１      ベーンロータリーコンプレッサ（気体圧縮機）
１０    ハウジング
２０    フロントサイドブロック
２１，３１    サライ溝（油路）
２４，３４ａ，３４ｂ，４４    油路
２５，３５    内面
３０    リヤサイドブロック
４０    シリンダ
４１      内周面
４３，４３Ａ，４３Ｂ    圧縮室
５０    ロータ
５２    外周面
５８    ベーン
５９    ベーン溝
７０    油分離器
Ｇ      冷媒ガス（気体）
Ａ      微細凹部
【図１】
2014141962.tif 000003
【図２】
2014141962.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014141962.tif 000007
【図６】
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