(57)【要約】  本発明のロータリ圧縮機は、シリンダ３０と、シャフトの偏心部３１ａと、ピストン３２と、ベーン３３とを有し、ベーン３３には、吸入室側接触面３３ａと、圧縮室側接触面３３ｂとが形成され、吸入室側接触面３３ａ及び圧縮室側接触面３３ｂにはオイル溜まり６から潤滑油が供給され、吸入室３９ａと圧縮室３９ｂとの圧力差が所定圧以下の状態で、吸入室側接触面３３ａよりも圧縮室側接触面３３ｂに加わる圧力が大きくなる差圧発生機構を形成したことにより、冷媒ガス及び潤滑油が、ベーン３３とベーン溝３０ｂの隙間を介して、吸入室３９ａと圧縮室３９ｂに漏れ込むことを抑制する。
2013080519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダ内に配置される、シャフトの偏心部と、
前記偏心部に嵌合されるピストンと、
前記ピストンの偏心回転に追従して前記シリンダに設けられたベーン溝内を往復運動し、前記シリンダ内を吸入室と圧縮室とに区分するベーンとを有し、
前記ベーンには、前記吸入室側の前記ベーン溝に接触する吸入室側接触面と、前記圧縮室側の前記ベーン溝に接触する圧縮室側接触面とが形成され、
前記吸入室側接触面及び前記圧縮室側接触面にはオイル溜まりから潤滑油が供給されるロータリ圧縮機であって、
前記吸入室と前記圧縮室との圧力差が所定圧以下の状態で、前記吸入室側接触面よりも前記圧縮室側接触面に加わる圧力が大きくなる差圧発生機構を形成したことを特徴とするロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記差圧発生機構は、前記吸入室側接触面における前記ベーン溝との接触面積を、前記圧縮室側接触面における前記ベーン溝との接触面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記差圧発生機構は、前記ベーン溝と連通するザグリを前記ベーン溝に直交する方向に設けたことを特徴とする請求項２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記ザグリとして、前記吸入室側の前記ベーン溝に連通する吸入室側ザグリと、前記圧縮室側の前記ベーン溝に連通する圧縮室側ザグリを設けたことを特徴とする請求項３に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
前記吸入室側接触面における前記ベーン溝との接触面積に対する、前記圧縮室側接触面における前記ベーン溝との接触面積の比を７０％以上としたことを特徴とする請求項２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項６】
作動流体として、炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンをベース成分とした冷媒からなる単一冷媒または前記冷媒を含む混合冷媒を使用したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機、冷凍機、ブロワ、給湯機等に使用されるロータリ圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍装置や空気調和装置などにおいては、蒸発器で蒸発したガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を凝縮するために必要な圧力まで圧縮し、高温高圧のガス冷媒を送り出す圧縮機が使用されている。このような圧縮機の一つとして、ロータリ圧縮機が知られている。【０００３】
ロータリ圧縮機は、電動機と圧縮機構部をクランク軸で連結して密閉容器内に収納している。圧縮機構部は、シリンダ、上軸受、下軸受、及びピストンから構成される。シリンダの両端面は、上軸受の端板と下軸受の端板とで閉塞される。クランク軸は、上軸受及び下軸受で支持される。上軸受と下軸受との間には、クランク軸の偏心部が配置される。ピストンはクランク軸の偏心部に嵌合される。シリンダ、上軸受、下軸受、及びピストンによって圧縮空間が形成される。
シリンダにはベーン溝が形成され、ベーン溝にはベーンが配置される。ベーンは、ピストンの偏心回転に追従して往復運動し、圧縮空間内を吸入室と圧縮室とに仕切る。クランク軸には軸線部に油穴が設けられ、上軸受、下軸受に対するクランク軸の壁部には、それぞれ油穴に連通した給油穴が設けられている。
また、偏心部の壁部には、油穴に連通した給油穴が設けられ、偏心部の外周面には油溝が形成されている。【０００４】
一方、シリンダには、吸入室に冷媒ガスを吸入する吸入ポートを設けている。上軸受には、圧縮室から冷媒ガスを吐出する吐出ポートを設けている。吐出ポートは、上軸受を貫通する平面視で円形の孔として形成され、吐出ポートの上面には、所定圧力を受けた場合に解放される吐出弁を設けている。この吐出弁はカップマフラーで覆われている。
吸入室は、空間の拡大によって、吸入ポートから冷媒ガスを吸入し、圧縮室は、空間の縮小によって冷媒ガスを所定圧力以上に圧縮する。圧縮された冷媒ガスは吐出弁を開き、吐出ポートから流出し、カップマフラーを経由して密閉容器内に吐出される。【０００５】
また、ベーン溝には、圧縮機の始動時にベーンをピストンに押し付けるバネを収納するバネ孔があり、バネ孔は潤滑油や高圧冷媒ガスで満たされている。このバネ孔から、ベーンとベーン溝の隙間を介して、吸入室と圧縮室に潤滑油や高圧ガスが漏れ込み、効率が低下していた。
この漏れ込みを低減するために、図１１に示す構成がある。
図１１は、従来のロータリ圧縮機のシリンダを示す要部平面図である。
図１１では、シリンダ１３０の一部と、シリンダ１３０内に配置されるピストン１３２の一部を示している。シリンダ１３０には、ベーン溝１３０ｂが形成されている。ベーン溝１３０ｂには、ベーン１３３が配置されている。
ベーン１３３には油溜り溝１３３ａが形成されている。油溜り溝１３３ａはベーン１３３の摺動方向と交差する方向に任意の間隔で複数形成されている。油溜り溝１３３ａによってベーン１３３とベーン溝１３０ｂとの間には油膜が十分に形成される。この油膜は、ラビリンスシール効果を発揮し、潤滑油や冷媒ガス等の漏れを防止できる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１８５２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１で示すように、ベーン１３３に油溜り溝１３３ａを形成することにより、ラビリンスシール効果を発揮して、冷媒ガス等の漏れが抑制でき圧縮効率が向上する。
しかし、吸入室と圧縮室が同一圧力の時は、ベーン１３３の厚み方向に形成される面（吸入室側接触面１３３ｂと圧縮室側接触面１３３ｃ）に加わる圧力に差が発生しないため、ベーン１３３が吸入室側へ傾かず、ベーン１３３とベーン溝１３０ｂとの接触が生じず、ベーン１３３とベーン溝１３０ｂとの間には隙間が生じる。
すなわち、特許文献１では、ラビリンスシール効果により、潤滑油や冷媒ガス等の漏れの抑制は期待できるものの、吸入室と圧縮室が同一圧力の時には、ベーン１３３とベーン溝１３０ｂとの間を完全にシールすることができない。【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、吸入室と圧縮室との圧力差が所定圧以下の状態で、冷媒ガス及び潤滑油が、ベーンとベーン溝の隙間を介して、吸入室及び圧縮室に漏れ込むことを抑制するロータリ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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明はシリンダと、前記シリンダ内に配置される、シャフトの偏心部と、前記偏心部に嵌合されるピストンと、前記ピストンの偏心回転に追従して前記シリンダに設けられたベーン溝内を往復運動し、前記シリンダ内を吸入室と圧縮室とに区分するベーンとを有し、前記ベーンには、前記吸入室側の前記ベーン溝に接触する吸入室側接触面と、前記圧縮室側の前記ベーン溝に接触する圧縮室側接触面とが形成され、前記吸入室側接触面及び前記圧縮室側接触面にはオイル溜まりから潤滑油が供給されるロータリ圧縮機であって、前記吸入室と前記圧縮室との圧力差が所定圧以下の状態で、前記吸入室側接触面よりも前記圧縮室側接触面に加わる圧力が大きくなる差圧発生機構を形成したことを特徴とするロータリ圧縮機である。ベーンをベーン溝の吸入室側の方向に押し付け、かつ、オイル溜まりと連通する差圧発生機構を設けることにより、吸入室と圧縮室が同一圧力の時に、冷媒ガス、潤滑油が、ベーンとベーン溝の隙間を介して、吸入室、圧縮室への漏れ込みを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、吸入室と圧縮室が同一圧力の時のベーンの厚み方向（吸入室側接触面と圧縮室側接触面）に加わる圧力に差を発生させ、ベーンを吸入室側へ傾かせて、ベーンとベーン溝を接触させて、吸入室と圧縮室に漏れ込む冷媒ガス、潤滑油を抑制でき、効率が向上する。さらに、ベーンとベーン溝間に油を保持しやすくなり摺動状態が良化すること、及びベーンがベーン溝内でバタつくことを抑えられるため、信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態におけるロータリ圧縮機の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮機構部の拡大断面図
【図３】（ａ）本実施の形態におけるロータリ圧縮機圧縮機のシリンダを示す要部平面図（ｂ）同図（ａ）に示すＡ方向及びＢ方向から見た要部側面図
【図４】（ａ）本実施形態のピストンがベーン上死点近傍の時のシリンダとベーンの関係を示す要部平面図、（ｂ）本実施形態の圧縮室が所定の圧力まで達している時のシリンダとベーンの関係を示す要部平面図
【図５】（ａ）比較例のロータリ圧縮機のシリンダを示す要部平面図、（ｂ）同図（ａ）に示すＡ方向及びＢ方向から見た要部側面図
【図６】比較例のピストンがベーン上死点近傍の時のシリンダとベーンの関係を示す要部平面図、（ｂ）比較例の本実施形態の圧縮室が所定の圧力まで達している時のシリンダとベーンの関係を示す要部平面図
【図７】本発明の実施の形態におけるロータリ圧縮機のベーンとベーン溝の接触面積比違いの効率を説明するグラフ
【図８】（ａ）本発明の他の実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダを示す要部平面図（ｂ）同図（ａ）に示すＡ方向及びＢ方向から見た要部側面図
【図９】本発明の更に他の実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダを示す要部平面図
【図１０】（ａ）本発明の更に他の実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダを示す要部平面図（ｂ）同図（ａ）に示すＡ方向及びＢ方向から見た要部側面図
【図１１】従来技術におけるベーンおよびシリンダの平面図
【符号の説明】
【００１２】
１  密閉容器
２  電動機
３  圧縮機構部
３０  シリンダ
３０ｂ  ベーン溝
３０ｃ  バネ孔
３１  クランク軸
３１ａ  偏心部
３２  ピストン
３３  ベーン
３４  上軸受
３５  下軸受
３６  吐出弁
３７  カップマフラー
３８  吐出ポート
３９  圧縮空間
３９ａ  吸入室
３９ｂ  圧縮室
４０  吸入ポート
４１  油穴
４２  給油穴
４４  給油穴
４５  油溝
４６  空間
４７  空間
６０  ザグリ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、電動機と圧縮機構部をクランク軸で連結して密閉容器内に収納し、圧縮機構部は、シリンダと、シリンダ内に配置される、シャフトの偏心部と、偏心部に嵌合されるピストンと、ピストンの偏心回転に追従して前記シリンダに設けられたベーン溝内を往復運動し、シリンダ内を吸入室と圧縮室とに区分するベーンと、シリンダの吸入室側に設けられる吸入ポートを有し、前記ベーンには、前記吸入室側の前記ベーン溝に接触する吸入室側接触面と、前記圧縮室側の前記ベーン溝に接触する圧縮室側接触面とが形成され、前記吸入室側接触面及び前記圧縮室側接触面にはオイル溜まりから潤滑油が供給されるロータリ圧縮機であって、前記吸入室と前記圧縮室との圧力差が所定圧以下の状態で、前記吸入室側接触面よりも前記圧縮室側接触面に加わる圧力が大きくなる差圧発生機構を形成したことを特徴とするロータリ圧縮機である。この構成により、吸入室と圧縮室が同一圧力の時に、ベーンの厚み方向（吸入室側接触面と圧縮室側接触面）に加わる圧力に差を発生させて、強制的にベーンを傾けることができ、ベーンとベーン溝を接触させてシール性を向上させ、冷媒ガス、潤滑油がベーンとベーン溝の隙間を介して吸入室と圧縮室への漏れ込みを抑制することができる。また、差圧発生機構がオイル溜りと連通しているため、ベーンとベーン溝の間に潤滑油が保持されやすくなり、信頼性も向上する。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明のロータリ圧縮機において、前記差圧発生機構は、前記吸入室側接触面における前記ベーン溝との接触面積を、前記圧縮室側接触面における前記ベーン溝との接触面積よりも大きくしたことを特徴とするロータリ圧縮機である。この構成により、差圧発生機構がベーン溝に設けられているため、運動するベーンに設けた時と比べて潤滑油の保持性が向上する。
【００１５】
第３の発明は、特に、第２の発明のロータリ圧縮機において、前記差圧発生機構は、前記ベーン溝と連通するザグリを前記ベーン溝に直交する方向に設けたことを特徴とするロータリ圧縮機である。この構成により、ドリル穴やエンドミル等で容易に加工することができる。
【００１６】
第４の発明は、特に、第３の発明のロータリ圧縮機において、前記ザグリとして、前記吸入室側の前記ベーン溝に連通する吸入室側ザグリと、前記圧縮室側の前記ベーン溝に連通する圧縮室側ザグリを設けたことを特徴とするロータリ圧縮機である。通常、ベーン溝の幅に対してシリンダの高さは４〜６倍程度である。一般的な工具寿命を考慮するとドリル穴径の２〜３倍の深さまでしか掘り込むことができないため、ベーン溝の片側のみと連通するザグリでは軸方向に一回の穴加工で貫通させることが困難である。ザグリが軸方向に貫通しない構成では、ベーンの上軸側と下軸側で厚み方向（吸入室側接触面と圧縮室側接触面）の圧力バランスが崩れてしまうため、効率の低下に繋がる。ベーン溝の吸入室側と圧縮室側の両方に連通するザグリでは、ドリル穴の径をベーン溝幅よりも大きく取れるため、一回の穴加工で軸方向に貫通させることが容易となる。また、ドリル穴の径を大きく取れるため工具寿命も伸び、加工性も向上する。
【００１７】
第５の発明は、特に、第２の発明のロータリ圧縮機において、前記吸入室側接触面における前記ベーン溝との接触面積に対する、前記圧縮室側接触面における前記ベーン溝との接触面積の比を７０％以上としたことを特徴とするロータリ圧縮機である。この構成により、吸入室と圧縮室が同一圧力の時に、ベーンの厚み方向（吸入室側接触面と圧縮室側接触面）に加わる圧力差が過大にならないため、ベーンとベーン溝の吸入室側との接触力を小さくできる。また、ベーンとベーン溝との接触力が最大となる時には、圧縮室が所定の圧力まで達しているため、オイル溜りと圧縮室がほぼ同等の圧力となる。そのため、ベーンとベーン溝の圧縮室側との隙間はほぼ高圧で満たされており、差圧発生機構が機能しないため、一般的なロータリ圧縮機と同等の圧力分布となり、ベーンとベーン溝とが強く摺動することが無く信頼性が悪化しない。
【００１８】
第６の発明は、特に、第１から第５の発明のロータリ圧縮機において、作動流体として、炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンをベース成分とした冷媒からなる単一冷媒または前記冷媒を含む混合冷媒を使用したものである。この冷媒は、吸入密度が小さく、例えばＲ４１０Ａと同等の能力を出すには約１．７倍の循環量を必要し、高低圧の差が大きくなり、潤滑油及び冷媒ガスの漏れの影響が大きくなる特性があるため、より効果的に圧縮機の効率を向上させることが可能となる。また、この冷媒に関しては、オゾン破壊が無く、地球温暖化係数が低いため、地球に優しい空調サイクルの構成に寄与することが可能となる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態におけるロータリ圧縮機の縦断面図である。図２は、本発明の実施の形態における圧縮機構部の拡大図面である。
図１と図２に示すように、本実施の形態におけるロータリ圧縮機は、電動機２と圧縮機構部３をクランク軸３１で連結して密閉容器１内に収納している。密閉容器１の上部には吐出管５を備えている。密閉容器１の下部にはオイル溜まり６が形成される。密閉容器１内は、圧縮された冷媒ガスが吐出されているため、オイル溜まり６には吐出圧力が作用する。
【００２１】
電動機２は、ステータ２２とロータ２４から構成される。
圧縮機構部３は、シリンダ３０、上軸受３４、下軸受３５、及びピストン３２から構成される。シリンダ３０の両端面は、上軸受３４の端板と下軸受３５の端板とで閉塞される。クランク軸３１は、上軸受３４及び下軸受３５で支持される。上軸受３４と下軸受３５との間には、クランク軸３１の偏心部３１ａが配置される。ピストン３２はクランク軸３１の偏心部３１ａに嵌合される。シリンダ３０、上軸受３４、下軸受３５、及びピストン３２によって圧縮空間３９が形成される。
シリンダ３０には吸入ポート４０が形成される。
クランク軸３１には軸線方向に油穴４１が設けられている。上軸受３４、下軸受３５に対するクランク軸３１の壁部には、それぞれ油穴４１に連通した給油穴４２、４３が設けられている。また、偏心部３１ａの壁部には、油穴４１に連通した給油穴４４が設けられ、偏心部３１ａの外周面には油溝４５が形成されている。油穴４１には、オイル溜まり６から潤滑油が供給される。
【００２２】
吐出ポート３８は、上軸受３４を貫通する平面視で円形の孔として形成され、吐出ポート３８の上面には、所定圧力を受けた場合に解放される吐出弁３６を設けている。吐出弁３６はカップマフラー３７で覆われている。
吸入室３９ａは、空間の拡大によって、吸入ポート４０から冷媒ガスを吸入し、圧縮室３９ｂは、空間の縮小によって冷媒ガスを、所定圧力以上に圧縮する。圧縮された冷媒ガスは吐出弁３６を開き、吐出ポート３８から流出し、カップマフラー３７を経由して密閉容器１内に吐出される。
【００２３】
空間４６は、偏心部３１ａと上軸受３４とピストン３２の内周面で囲まれている。空間４７は、偏心部３１ａと下軸受３５とピストン３２の内周面で囲まれている。空間４６には油穴４１から給油穴４２を経て潤滑油が漏れ込む。空間４７には油穴４１から給油穴４３を経て潤滑油が漏れ込む。従って、空間４６、４７には、吐出圧力が加わるため、空間４６、４７は圧縮空間３９内部の圧力より高い状態にある。
また、シリンダ３０の高さは、ピストン３２が内部で摺動できるように、ピストン３２の高さよりやや高めに設定している。その結果として、ピストン３２の端面と上軸受３４との間、及びピストン３２の端面と下軸受３５との間には隙間がある。そのため、この隙間を介して空間４６、４７から圧縮空間３９へ潤滑油が漏れる。
【００２４】
図３及び図４に、本実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダを示す。
図３（ａ）は、本実施の形態におけるロータリ圧縮機圧縮機のシリンダを示す要部平面図である。図３（ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ方向及びＢ方向から見た要部側面図である。
シリンダ３０には、ベーン溝３０ｂが形成されている。ベーン溝３０ｂには、図１及び図２に示すベーン３３が配置される。シリンダ３０内、すなわち圧縮空間３９は、ベーン溝３０ｂを挟んで、吸入室３９ａと圧縮室３９ｂとを形成している。吸入室３９ａは吸入ポート４０が連通する。
バネ孔３０ｃは、シリンダ３０の外周面から形成された孔であり、ベーン溝３０ｂと同じ方向に形成されている。バネ孔３０ｃ内には、図１及び図２に示すバネ３０ｄが配置される。バネ３０ｄは、ベーン３３をピストン３２の方向に押し付ける。バネ孔３０ｃは、高圧冷媒ガスと潤滑油で満たされている。従って、バネ孔３０ｃは、冷媒の吐出圧力が加わっている。
【００２５】
図４（ａ）は、ピストン３２がベーン３３上死点近傍に位置する時のシリンダ３０とベーン３３の関係を示す要部平面図である。図４（ｂ）は、圧縮室３９ｂが所定の圧力まで達している時のシリンダ３０とベーン３３の関係を示す要部平面図である。
図４に示すように、ベーン３３には、吸入室３９ａ側のベーン溝３０ｃに接触する吸入室側接触面３３ａと、圧縮室３９ｂ側のベーン溝３０ｃに接触する圧縮室側接触面３３ｂとが形成されている。吸入室側接触面３３ａ及び圧縮室側接触面３３ｂにはオイル溜まり６からの潤滑油が供給される。
【００２６】
ここで、本発明の実施形態を説明する前に、図５及び図６を用いて、比較例としてのロータリ圧縮機のシリンダにおける課題を説明する。
図５（ａ）は、比較例におけるロータリ圧縮機のシリンダを示す要部平面図である。図５（ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ方向及びＢ方向から見た要部側面図である。なお、本実施の形態と同一構成による部材には同一符号を付して説明を省略する。図６（ａ）は、ピストン３２がベーン３３上死点近傍に位置する時のシリンダ１３０とベーン３３の関係を示す要部平面図である。図６（ｂ）は、圧縮室３９ｂが所定の圧力まで達している時のシリンダ１３０とベーン３３の関係を示す要部平面図である。
比較例におけるバネ孔１３０ｃは、吸入室３９ａ側と圧縮室３９ｂ側とで同じ長さである。
従って、ベーン３３の吸入室側接触面３３ａにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積と、ベーン３３の圧縮室側接触面３３ｂにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積とは同等になる。
【００２７】
図６（ａ）のように、吸入室３９ａと圧縮室３９ｂが同一圧力、すなわち吸入室３９ａと圧縮室３９ｂとの圧力差が所定圧以下の低圧の時は、吸入室側接触面３３ａと圧縮室側接触面３３ｂとには圧力差が発生しない。このため、ベーン３３が吸入室３９ａ側へ傾かず、吸入室側接触面３３ａとベーン溝３０ｂとの接触、及び圧縮室側接触面３３ｂとベーン溝３０ｂとの接触は無く、ベーン３３の左右に隙間が生じる。これにより、バネ孔３０ｃに満たされた高圧冷媒ガスや潤滑油がベーン３３の左右の隙間を介して圧縮空間３９へ漏れ込み、効率が低下する。
【００２８】
以下に、本実施の形態における差圧発生機構について説明する。
図３に示すように、本実施の形態における差圧発生機構は、吸入室３９ａ側に位置する吸入室側バネ孔３０ｆよりも、圧縮室３９ｂ側に位置する圧縮室側バネ孔３０ｅを長くしている。これにより、ベーン３３の吸入室側接触面３３ａにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積が、ベーン３３の圧縮室側接触面３３ｂにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積よりも大きくなる。図３（ｂ）における斜線で示す領域は、ベーン３３とベーン溝３０ｂとの接触面である。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、吸入室３９ａと圧縮室３９ｂが同一圧力、すなわち吸入室３９ａと圧縮室３９ｂとの圧力差が所定圧以下の低圧の時には、バネ孔３０ｃは吐出圧力が加わっている。そのため、吸入室側接触面３３ａにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積を、圧縮室側接触面３３ｂにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積よりも大きくすることで、吸入室側接触面３３ａよりも圧縮室側接触面３３ｂに加わる圧力が大きくなり、この圧力差によってベーン３３を傾けることができる。これにより、ベーン３３とベーン溝３０ｂを接触させてシール性を向上させ、冷媒ガスや潤滑油がベーン３３の吸入室側接触面３３ａ及び圧縮室側接触面３３ｂから圧縮空間３９に漏れることを防止できる。
【００３０】
また、ベーン３３とベーン溝３０ｂの間に潤滑油が保持されやすくなり、信頼性も向上する。一方、ベーン３３の吸入室側接触面３３ａとベーン溝３０ｂの吸入室３９ａ側の面との接触力が最大となる時には、圧縮室３９ｂが所定の圧力まで達している。そのため、オイル溜り６と圧縮室３９ｂがほぼ同等の圧力となる。よって、ベーン３３の圧縮室側接触面３３ｂとベーン溝３０ｂの圧縮室３９ｂ側の面との隙間はほぼ高圧で満たされている。これは、一般的なロータリ圧縮機のベーン３３とベーン溝３０ｂの圧力分布（図６参照）と同等であるため、ベーン３３とベーン溝３０ｂとが強く摺動することが無く、信頼性が悪化しない。
【００３１】
また、図示していないが、上記構成において、ベーン３３側にザグリ等を設けて、潤滑油を導入しても同等の効果が得られる。
【００３２】
次に、図７は、ベーン３３の吸入室側接触面３３ａとベーン溝３０ｂの吸入室３９ａ側の面との接触面積に対する、ベーン３３の圧縮室側接触面３３ｂとベーン溝３０ｂの圧縮室３９ｂ側の面との接触面積の比と効率の関係を示すグラフである。
図７より、吸入室側接触面３３ａにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積に対する、圧縮室側接触面３３ｂにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積の比を７０％以上とすると、吸入室３９ａと圧縮室３９ｂが同一圧力、すなわち吸入室３９ａと圧縮室３９ｂとの圧力差が所定圧以下の低圧の時に、吸入室側接触面３３ａ及び圧縮室側接触面３３ｂに加わる圧力差が過大にならない。そのため、吸入室側接触面３３ａとベーン溝３０ｂの吸入室３９ａ側の面との接触力を小さくしながら、ベーン３３とベーン溝３０ｂの隙間からの、吸入室３９ａと圧縮室３９ｂへの潤滑油及び冷媒ガスの漏れを抑制し、効率が向上する。
以上のように、吸入室側接触面３３ａにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積に対する、圧縮室側接触面３３ｂにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積の比を７０％以上とすることが好ましい。
【００３３】
図８は、本発明の他の実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダである。上記の実施の形態との相違点のみを説明し、上記の実施の形態と同一構成については説明を省略する。
図８（ａ）は、本発明の他の実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダを示す要部平面図、図８（ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ方向及びＢ方向から見た要部側面図である。
図８に示すように、差圧発生機構として、ベーン溝３０ｂと連通するザグリ６０をベーン溝３０ｂに直交する方向に設けてもよい。これにより、ベーン３３の吸入室側接触面３３ａとベーン溝３０ｂの吸入室３９ａ側の面との接触面積と、ベーン３３の圧縮室側接触面３３ｂとベーン溝３０ｂの圧縮室３９ｂ側の面との接触面積を変更することができる。すなわち、図８（ｂ）に示すように、差圧発生機構としてザグリ６０を設けることで、ベーン３３の吸入室側接触面３３ａにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積が、ベーン３３の圧縮室側接触面３３ｂにおけるベーン溝３０ｂとの接触面積よりも大きくなる。図８（ｂ）における斜線で示す領域は、ベーン３３とベーン溝３０ｂとの接触面である。
【００３４】
なお、図８に示す実施の形態では、吸入室３９ａ側に位置する吸入室側バネ孔３０ｆよりも、圧縮室３９ｂ側に位置する圧縮室側バネ孔３０ｅを長くする差圧発生機構に代えて、ザグリ６０による差圧発生機構を設けた。しかし、吸入室３９ａ側に位置する吸入室側バネ孔３０ｆよりも、圧縮室３９ｂ側に位置する圧縮室側バネ孔３０ｅを長くする差圧発生機構とともに、ザグリ６０による差圧発生機構を設けてもよい。
ザグリ６０は、ドリルやエンドミルを用いて容易に加工することができる。
【００３５】
図９は本発明の更に他の実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダである。上記の実施の形態との相違点のみを説明し、上記の実施の形態と同一構成については説明を省略する。
図９に示すように、ザグリ６０の中心をベーン溝３０ｂよりも外側に構成すると、ザグリ６０とベーン溝３０ｂの交差部（エッジ部）が鋭角になるため、オイルの潤滑性が悪くなる。よって、ザグリ６０の中心をベーン溝３０ｂに位置させ、ザグリ６０とベーン溝３０ｂの交差部を鈍角（図８参照）にした方が好ましい。
【００３６】
図１０は本発明の更に他の実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダである。上記の実施の形態との相違点のみを説明し、上記の実施の形態と同一構成については説明を省略する。
図１０は、（ａ）本発明の更に他の実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダを示す要部平面図、図１０（ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ方向及びＢ方向から見た要部側面図である。
図１０に示すように、ザグリ６０として、吸入室３９ａ側のベーン溝３０ｂに連通する吸入室側ザグリ６０ａと、圧縮室３９ｂ側のベーン溝３０ｂに連通する圧縮室側ザグリ６０ｂを設けてもよい。
通常、ベーン溝３０ｂの幅に対してシリンダ３０の高さは４〜６倍程度である。一般的な工具寿命を考慮すると、ドリル穴径の２〜３倍の深さまでしか掘り込むことができないため、ベーン溝３０ｂの片側のみと連通するザグリ６０では軸方向に一回の穴加工で貫通させることが困難である。
【００３７】
ザグリ６０が軸方向に貫通しない構成では、ベーン３３の上軸側３４ａと下軸側３５ａで厚み方向の圧力バランスが崩れてしまうため、効率の低下に繋がる。ザグリ６０として吸入室側ザグリ６０ａと圧縮室側ザグリ６０ｂとを設けることで、ドリル穴の径をベーン溝３０ｂ幅よりも大きく取れるため、一回の穴加工で軸方向に貫通させることが容易となる。また、ドリル穴の径を大きく取れるため工具寿命も伸び、加工性も向上する。
【００３８】
なお、ピストン外周部に突出状に結合されて圧縮室を低圧側と高圧側とに区画するベーンと、ベーンを揺動自在に、かつ進退自在に支持する揺動ブッシュで構成されたロータリ圧縮機においても、上記内容と同等の効果が得られる。また、ピストンと先端部で揺動自由に接続されるベーンで構成されたロータリ圧縮機においても、上記内容と同等の効果が得られる。
【００３９】
また、作動流体として炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンをベース成分とした冷媒からなる単一冷媒または前記冷媒を含む混合冷媒を用いる。この冷媒は、吸入密度が小さく、例えばＲ４１０Ａと同等の能力を出すには約１．７倍の循環量を必要とする。従って、圧縮内の高低圧の差が大きくなり、潤滑油及び冷媒ガスの漏れの影響が大きくなる特性があるため、より効果的に圧縮機の効率を向上させることが可能となる。また、この冷媒に関しては、オゾン破壊が無く、地球温暖化係数が低いため、地球に優しい空調サイクルの構成に寄与することが可能となる。
【００４０】
また、ハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）とし、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）とした、混合冷媒を作動冷媒としてもよい。
また、ハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）とし、ハイドロフルオロカーボンをペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）とした、混合冷媒を作動冷媒としてもよい。
また、ハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）とし、ハイドロフルオロカーボンをペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）とした、３成分からなる混合冷媒を作動冷媒としてもよい。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、シリンダが一つの１ピストン型ロータリ圧縮機を例にして説明したが、シリンダ３０が複数個あるロータリ圧縮機であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明のロータリ圧縮機は、ベーンをベーン溝の吸入室側の方向に押し付け、かつ、オイル溜まりと連通する差圧発生機構を設ける。これにより、信頼性を悪化させずに、吸入室と圧縮室が同一圧力の時の、ベーンとベーン溝の隙間からの潤滑油及び冷媒ガスの漏れを低減でき、圧縮機の効率が大幅に向上する。従って、ＨＦＣ系冷媒やＨＣＦＣ系冷媒を用いたエアーコンディショナー用圧縮機のほかに、自然冷媒ＣＯ２を用いたエアーコンディショナーやヒートポンプ式給湯機などの用途にも適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月23日(2013.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダ内に配置される、シャフトの偏心部と、
前記偏心部に嵌合されるピストンと、
前記ピストンの偏心回転に追従して前記シリンダに設けられたベーン溝内を往復運動し、前記シリンダ内を吸入室と圧縮室とに区分するベーンとを有し、
前記ベーンには、前記吸入室側の前記ベーン溝に接触する吸入室側接触面と、前記圧縮室側の前記ベーン溝に接触する圧縮室側接触面とが形成され、
前記吸入室側接触面及び前記圧縮室側接触面にはオイル溜まりから潤滑油が供給されるロータリ圧縮機であって、
前記吸入室と前記圧縮室との圧力差が所定圧以下の状態で、前記吸入室側接触面よりも前記圧縮室側接触面に加わる圧力が大きくなる差圧発生機構を形成し、
前記差圧発生機構は、前記吸入室側接触面における前記ベーン溝との接触面積を、前記圧縮室側接触面における前記ベーン溝との接触面積よりも大きくし、
前記ベーン溝と連通するザグリを前記ベーン溝に直交する方向に設けたことを特徴とするロータリ圧縮機。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記ザグリとして、前記吸入室側の前記ベーン溝に連通する吸入室側ザグリと、前記圧縮室側の前記ベーン溝に連通する圧縮室側ザグリを設けたことを特徴とする請求項３に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
前記吸入室側接触面における前記ベーン溝との接触面積に対する、前記圧縮室側接触面における前記ベーン溝との接触面積の比を７０％以上としたことを特徴とする請求項２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項６】
作動流体として、炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンをベース成分とした冷媒からなる単一冷媒または前記冷媒を含む混合冷媒を使用したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のロータリ圧縮機。
【国際調査報告】
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