(57)【要約】【課題】  圧縮室における密閉性の低下を招くことなく、ロータの動力損失を低減することができる気体圧縮機を提供する。【解決手段】  シリンダ室１９に回転可能に収容されたロータ２１と、シリンダ室１９をロータ２１の回転に伴って容積が増減する圧縮室３１に区画するために、進退可能にロータ２１に保持され、シリンダ室１９の周壁１６ｃへ向けての付勢力を基端２３ｃに受け、ロータ２１の回転に伴って先端２３ａがシリンダ室１９の周壁１６ｃを摺動するベーン２３とを備える気体圧縮機である。さらに、ベーン２３を付勢する圧力を圧縮室３１に開放可能なリーク通路３９を備え、該リーク通路は、ベーン２３が最後退位置および該最後退位置の近傍を含む閉鎖摺動位置にあるとき閉鎖し、ベーン２３が前記閉鎖摺動位置よりも最突出位置側にあるとき開放することを特徴とする。【選択図】  図４
2006077597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダにより規定されるシリンダ室に回転可能に収容されたロータと、前記シリンダ室を前記ロータの外周に沿って配列され該ロータの回転に伴って容積が増減する圧縮室に区画するために、前記ロータから進退可能に該ロータに保持され、該ロータに供給される圧力を前記シリンダ室の周壁へ向けての付勢力として基端に受け、前記ロータの回転に伴って先端が前記シリンダ室の前記周壁を摺動するベーンとを備える気体圧縮機であって、
さらに、前記ベーンを付勢する圧力を前記圧縮室に開放可能なリーク通路を備え、該リーク通路は、前記ベーンが前記ロータへの最後退位置および少なくとも該最後退位置の近傍を含む閉鎖摺動領域にあるとき閉鎖し、前記ベーンが前記閉鎖摺動領域よりも前記ロータからの最突出位置側にあるとき開放することを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮室の容積は、前記ロータの回転に伴う前記ベーンの前記ロータからの進退量に応じて増減し、前記ベーンには、前記圧縮室における圧縮に伴う圧力の増加に対応して前記ベーンの前記最後退位置の近傍において最も大きな付勢力が付与され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】
前記ロータには、前記ベーンを前記基端から摺動可能に受け入れるベーン溝が設けられ、該ベーン溝の底部には、前記ベーンを付勢するための圧力流体が導入されるベーン背圧室が設けられ、前記リーク通路は、前記ベーンの周面に形成され前記ベーンの前記基端から前記先端へ向けて伸長し前記ベーン背圧室に連通する連通溝と、該連通溝に対向する前記ベーン溝のベーン溝壁面とで規定され、前記ベーン背圧室の圧力流体を前記圧縮室に開放することを特徴とする請求項２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記連通溝の一端は、前記基端に開放し、前記連通溝の他端は、前記ベーンが前記閉鎖摺動領域よりも前記最突出位置側に位置するとき前記ベーン溝から露出する位置で閉鎖しており、前記リーク通路は、前記ベーンの進退に伴って前記連通溝の前記他端側の一部が前記ベーン溝から露出することにより、前記連通溝を経て前記ベーン背圧室と前記圧縮室とを連通させることを特徴とする請求項３に記載の気体圧縮機。
【請求項５】
前記連通溝は、前記ロータの回転方向で見た前記ベーンの背面に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。
【請求項６】
前記シリンダには、前記ロータの回転に伴い移動する前記ベーン溝に設けられた前記ベーン背圧室に連通可能な領域において、前記ベーンが最も大きな付勢力を付与される領域を除く領域に前記ベーン背圧室に圧力流体を導入するための凹所が設けられ、且つ前記ベーンが最も大きな付勢力を付与される領域に前記ベーン背圧室に前記凹所からの圧力流体よりも高い圧力の圧力流体を導入するための高圧供給孔が設けられていることを特徴とする請求項５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、例えば、冷房装置の冷媒ガスの圧縮に用いられる気体圧縮機に関し、特に、ロータの回転に伴って冷媒ガスを圧縮する圧縮室を規定すべく前記ロータに進退可能のベーンが設けられた気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベーンロータリー式の気体圧縮機は、例えば、冷却を行なうために冷却ガスの循環経路を構成する冷房システムに組み込まれ、循環する冷媒ガスを圧縮する。前記気体圧縮機は、従来良く知られているように、シリンダにより規定されるシリンダ室内に回転可能に収容され、複数のベーンを進退可能に保持するロータを有する。複数の前記ベーンは、各基端が前記ロータに供給される圧縮された冷媒ガスの圧力を受けることにより、前記シリンダ室の周壁へ向けて付勢される。この付勢力により前記各ベーンの先端は前記シリンダ室の前記周壁と当接し、該周壁と当接した前記各ベーンにより、前記シリンダ室は前記ロータの外周でその周方向に沿って配列される複数のチャンバに区画される。前記各ベーンの前記先端が前記周壁に当接した状態で前記ロータが回転すると、前記各ベーンは、その前記先端が前記シリンダ室の前記周壁を摺動することに伴って前記ロータから進退する。この前記ロータの回転によって前記各ベーンで区画された前記各チャンバの容積は増減し、この増減により前記各チャンバは、複数の圧縮室として機能する（例えば、特許文献１参照。）。前記各圧縮室における密閉性を保つために、前記各ベーンには前記シリンダ室の前記周壁への付勢力が常に付与されている。前記各ベーンに付勢力が付与されることにより、互いに当接する前記シリンダ室の前記周壁と前記ベーンの前記先端との間を経て冷媒ガスが漏れることが防止されている。前記各圧縮室の圧力は、前記ロータの回転によって増減する前記各圧縮室の容積に伴って増減し、前記各ベーンに前記ロータへ後退させる方向で作用する。このため、前記各ベーンに付与される付勢力は、前記各圧縮室の容積が減少して該各圧縮室の圧力が最大となったとき、この圧力に対抗することができる大きさに設定されている。
【特許文献１】特開昭５６−１０７９９２号公報（第２−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記各ベーンには、前記各圧縮室の最も大きな圧力に対抗することができる付勢力が常に付与されるので、前記ロータの回転に伴い前記各圧縮室の容積が増加し該各圧縮室の圧力が低い領域では過剰の付勢力が前記各ベーンに付与されることとなる。前記ベーンを保持する前記ロータでは、前記ベーンに過剰の付勢力が付与されると、該ベーンの前記先端と前記シリンダ室の前記周壁との摺動に伴う摩擦抵抗による動力損失が増大してしまう。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、圧縮室における密閉性の低下を招くことなく、ロータの動力損失を低減することができる気体圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、請求項１に記載の気体圧縮機は、シリンダにより規定されるシリンダ室に回転可能に収容されたロータと、前記シリンダ室を前記ロータの外周に沿って配列され該ロータの回転に伴って容積が増減する圧縮室に区画するために、前記ロータから進退可能に該ロータに保持され、該ロータに供給される圧力を前記シリンダ室の周壁へ向けての付勢力として基端に受け、前記ロータの回転に伴って先端が前記シリンダ室の前記周壁を摺動するベーンとを備える気体圧縮機であって、さらに、前記ベーンを付勢する圧力を前記圧縮室に開放可能なリーク通路を備え、該リーク通路は、前記ベーンが前記ロータへの最後退位置および少なくとも該最後退位置の近傍を含む閉鎖摺動領域にあるとき閉鎖し、前記ベーンが前記閉鎖摺動領域よりも前記ロータからの最突出位置側にあるとき開放することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の気体圧縮機は、請求項１に記載の気体圧縮機において、前記圧縮室の容積は、前記ロータの回転に伴う前記ベーンの前記ロータからの進退量に応じて増減し、前記ベーンには、前記圧縮室における圧縮に伴う圧力の増加に対応して前記ベーンの前記最後退位置の近傍において最も大きな付勢力が付与されることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の気体圧縮機は、請求項２に記載の気体圧縮機において、前記ロータには、前記ベーンを前記基端から摺動可能に受け入れるベーン溝が設けられ、該ベーン溝の底部には、前記ベーンを付勢するための圧力流体が導入されるベーン背圧室が設けられ、前記リーク通路は、前記ベーンの周面に形成され前記ベーンの前記基端から前記先端へ向けて伸長し前記ベーン背圧室に連通する連通溝と、該連通溝に対向する前記ベーン溝のベーン溝壁面とで規定され、前記ベーン背圧室の圧力流体を前記圧縮室に開放することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の気体圧縮機は、請求項３に記載の気体圧縮機において、前記連通溝の一端は、前記基端に開放し、前記連通溝の他端は、前記ベーンが前記閉鎖摺動領域よりも前記最突出位置側に位置するとき前記ベーン溝から露出する位置で閉鎖しており、前記リーク通路は、前記ベーンの進退に伴って前記連通溝の前記他端側の一部が前記ベーン溝から露出することにより、前記連通溝を経て前記ベーン背圧室と前記圧縮室とを連通させることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の気体圧縮機は、請求項４に記載の気体圧縮機において、前記連通溝は、前記ロータの回転方向で見た前記ベーンの背面に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の気体圧縮機は、請求項５に記載の気体圧縮機において、前記シリンダには、前記ロータの回転に伴い移動する前記ベーン溝に設けられた前記ベーン背圧室に連通可能な領域において、前記ベーンが最も大きな付勢力を付与される領域を除く領域に前記ベーン背圧室に圧力流体を導入するための凹所が設けられ、且つ前記ベーンが最も大きな付勢力を付与される領域に前記ベーン背圧室に前記凹所からの圧力流体よりも高い圧力の圧力流体を導入するための高圧供給孔が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の気体圧縮機によれば、前記ベーンが前記閉鎖摺動領域よりも前記最突出位置側に位置するとき、前記ロータに供給される圧力を前記リーク通路により前記圧縮室に逃がすことができるので、前記ベーンが前記閉鎖摺動領域よりも前記最突出位置側に位置するときに対応する前記ロータの回転領域で、前記ベーンに付与される付勢力を部分的に低減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の気体圧縮機によれば、前記ベーンが前記最後退位置の近傍に位置するときに最も大きな付勢力を前記ベーンに付与しても、前記ベーンが前記閉鎖摺動領域よりも前記ロータから突出すると前記リーク通路により前記ベーンを付勢する圧力が低減されることから、前記ロータの動力損失が増大することはない。
【００１３】
請求項３および請求項４に記載の気体圧縮機によれば、前記ベーンを付勢するための圧力流体が導入される前記ベーン背圧室に連通する前記リーク通路は、前記ベーンに形成された前記連通溝と前記ベーン溝壁面とにより規定されているので、前記ロータに対する前記ベーンの進退位置に応じて容易に前記リーク通路を開閉することができる。
【００１４】
請求項５に記載の気体圧縮機によれば、前記シリンダ室を前記圧縮室に区画する前記ベーンから見て、該ベーンの前面側よりも低圧である前記ベーンの前記背面側に前記ベーン背圧室の圧力流体を逃がすことができるので、該ベーン背圧室の圧力を効率良く低減することができる。
【００１５】
請求項６に記載の気体圧縮機によれば、前記ベーンに付与される最も大きな付勢力は前記高圧供給路により付与することができるので、必要とされる最も高い付勢力に制限されることなく、前記リーク通路で前記ベーン背圧室の圧力流体を逃がすことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る気体圧縮機によれば、前記ベーンが前記閉鎖摺動領域よりも前記最突出位置側に位置するとき、前記ベーンを付勢すべく前記ロータに供給される圧力は、前記リーク通路を経て前記圧縮室に逃がされる。このため、前記ベーンは、前記閉鎖摺動領域よりも前記最突出位置側に位置するとき、過剰の付勢力が付与されることはなく、前記先端と前記周壁との摩擦抵抗によるロータの動力損失を低減することができる。また、前記ベーンは、前記閉鎖摺動領域に位置するとき、前記ロータに供給された圧力により付勢されるので、前記圧縮室の密閉性が低下することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を図１ないし図５に示した実施例に沿って詳細に説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、例えば、車両用空調装置に用いられる気体圧縮機１０の断面図を示す。
【００１９】
気体圧縮機１０は、従来よく知られているように、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう前記車両用空調装置に組み込まれ、この車両用空調装置の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（図示せず。）と共に冷却媒体の循環経路を構成する。前記蒸発器は、液状の冷却媒体を気化させることで該蒸発器の周囲の空気から熱を吸収し、その周囲の空気を冷却する。前記膨張弁は、高圧の液状の冷却媒体を低圧の液状の冷却媒体にして前記蒸発器に送り出す。前記凝縮器は、気体状の冷却媒体すなわち冷媒ガスを液化し、この液状の冷却媒体を前記蒸発器に送り出す。気体圧縮機１０は、前記蒸発器から取り入れた冷媒ガスを圧縮し、この圧縮した冷媒ガスを前記凝縮器に供給する。
【００２０】
気体圧縮機１０は、ハウジング１１と、冷媒ガスを圧縮すべくハウジング１１内に収容された圧縮機構１２と、駆動源（図示せず。）からの駆動力を圧縮機構１２に伝えるクラッチ機構１３とを備える。
【００２１】
ハウジング１１は、図示した例では、一端開放の筒状体から成るハウジング本体１１ａと該ハウジング本体の開放部１１ｃを覆うように取り付けられたフロントハウジング１１ｂとを有する。
【００２２】
フロントハウジング１１ｂには、前記蒸発器（図示せず。）から冷媒ガスを取り入れるための吸入口１４が設けられ、ハウジング本体１１ａには、前記凝縮器（図示せず。）に圧縮した冷媒ガスを供給するための吐出口１５が設けられている。
【００２３】
圧縮機構１２は、横断面が楕円形状（図２参照。）の筒状を呈する両端開放のシリンダ本体１６と、その両開放端１６ａ、１６ｂを覆うフロントサイドブロック１７およびリアサイドブロック１８とを有する。このシリンダ本体１６および両サイドブロック１７、１８によりシリンダ室１９（図２参照。）が形成される。シリンダ室１９内には、両サイドブロック１７、１８の内壁面１７ａ、１８ａに摺動可能に当接し、シリンダ本体１６の軸線に一致する軸線を有し円柱形状を呈するロータ２０が回転可能に収容されている。ロータ２０は、該ロータの軸線と一致する回転軸２１を有し、該回転軸は、両サイドブロック１７、１８のそれぞれに形成された軸受部１７ｂ、軸受部１８ｂに支持されている。
【００２４】
図２は、図１のＩ−I線に沿って得られた圧縮機構１２を示す断面図である。
【００２５】
図２に示すように、ロータ２０には、その軸線方向に沿う両端に開放し、周方向に互いに間隔を置く五つのスリット状のベーン溝２２が形成されている。各ベーン溝２２の両端は、ロータ２０の両端に当接する両サイドブロック１７、１８の内壁面１７ａ、１８ａにより閉塞されている。各ベーン溝２２には、該各ベーン溝に嵌合する形状を呈し、両サイドブロック１７、１８の内壁面１７ａ、１８ａに当接（図１参照。）するベーン２３がそれぞれ進退可能に保持されている。
【００２６】
ベーン２３は、図３に示すように、全体に板形状を呈する。ベーン２３の先端２３ａは、後述するようにシリンダ本体１６の内周壁面１６ｃを摺動するので、該内周壁面に適応すべく曲面とされている。ベーン２３には、三本の連通溝２４、２５、２６が形成されている。各連通溝２４、２５、２６は、ベーン溝２２から進退するベーン２３の進退方向に沿って伸長するようにロータ２０の回転方向で見たベーン２３の背面２３ｂ（図４参照。）に設けられている。
【００２７】
連通溝２４は、ベーン２３の進退方向に直交する幅方向の中央位置に設けられ、ベーン２３の基端２３ｃから該基端と先端２３ａとの中間位置まで延在する。連通溝２４の一端２４ａは、ベーン２３の基端２３ｃに開放し、他端２４ａは、前記中間位置で閉鎖している。連通溝２５、２６は、ベーン２３の幅方向で見た該ベーンの両側に位置する二つの稜を切り欠くように形成され、連通溝２４と同様に一端２５ａ、２６ａがベーン２３の基端２３ｃに開放し、他端２５ｂ、２６ｂが基端２３ｃと先端２３ａとの中間位置で閉鎖している。
【００２８】
各連通溝２４、２５、２６の他端２４ｂ、２５ｂ、２６ｂは、本実施例では、ベーン２３の先端２３ａからベーン２３の進退方向で見た長さの略４分の１の位置に設けられており、ベーン２３の幅方向で見て同一の直線上に位置する。
【００２９】
フロントサイドブロック１７には、図２に示すように、ベーン溝２２の底部２２ａに潤滑油を導入する一対の弧状の凹所１７ｃと、該両凹所の間に位置し、該両凹所に供給される潤滑油よりも高い圧力の潤滑油をベーン溝２２の底部２２ａに導入する一対の高圧供給孔２７とが設けられている。一対の弧状の凹所１７ｃおよび一対の高圧供給孔２７は、ベーン溝２２の底部２２ａがロータ２０の回転に伴って選択的に連通可能であるように、該ロータの回転に伴いベーン溝２２の底部２２ａが摺動する環状領域に沿って設けられている。一対の高圧供給孔２７は、ベーン溝２２内のベーン２３がその先端２３ａをシリンダ本体１６の内周壁面１６ｃの短径部の近傍に当接させる環状領域に位置する。リアサイドブロック１８には、ロータ２０を介して一対の凹所１７ｃに対向する一対の凹所１８ｃ（図１参照。）が設けられている。一対の凹所１８ｃは、一対の凹所１７ｃと略同じ環状領域で潤滑油をベーン溝２２の底部２２ａに供給する。
【００３０】
各ベーン溝２２の底部２２ａは、ロータ２０の回転に伴い、一対の凹所１７ｃ、１８ｃまたは両高圧供給孔２７のいずれか一方から潤滑油が導入される。各ベーン２３は、各ベーン溝２２の底部２２ａに導入された潤滑油の圧力を基端２３ｃに受け、シリンダ本体１６の内周壁面１６ｃに向けて付勢される。このため、各ベーン溝２２の底部２２ａは、各ベーン２３のベーン背圧室３０として機能する。
【００３１】
各ベーン２３は、その基端２３ｃがベーン背圧室３０に導入された潤滑油の圧力を受けることによりシリンダ本体１６の内周壁面１６ｃへ向けて付勢され、先端２３ａが内周壁面１６ｃに当接する。内周壁面１６ｃと当接した五つのベーン２３により、シリンダ室１９は、ロータ２０の外周でその周方向に沿って配列される五つのチャンバ（３１）に区画される。
【００３２】
各ベーン２３の先端２３ａが内周壁面１６ｃに当接した状態でロータ２０が回転すると、各ベーン２３は、その先端２３ａが内周壁面１６ｃを摺動することに伴ってロータ２０から進退する。このため、五つのチャンバ（３１）は、ロータ２０の回転に伴って容積が増減する。五つのチャンバ（３１）は、それぞれが各ベーン２３により密閉された状態で容積が増減することにより、五つの圧縮室３１として機能する。
【００３３】
ベーン背圧室３０の圧力により付勢される各ベーン２３は、ベーン２３を介して隣接する両圧縮室３１間を冷媒ガスがベーン２３の先端２３ａとシリンダ本体１６の内周壁面１６ｃとの間を経て行き来することを防止している。各ベーン２３が付勢されることにより密閉性が保たれた各圧縮室３１の圧力は、その容積の増減に伴って増減し、各ベーン２３にベーン溝２２へと押し込む方向に作用する。一対の高圧供給孔２７に導入される圧力は、冷媒ガスの圧縮に伴って変化する各圧縮室３１の圧力が最大となったとき、各ベーン２３に作用する押し込み力に対抗して各圧縮室３１における密閉性を保つことができる大きさに設定されている。
【００３４】
ロータ２０は、従来よく知られているように、フロントハウジング１１ｂに取り付けられたクラッチ機構１３（図１参照。）から駆動力を受けて回転する。
【００３５】
ロータ２０の回転に伴い各圧縮室３１は、その容積が増加し、前記蒸発器（図示せず。）から吸入口１４および該吸入口に連通可能にリアサイドブロック１８に設けられた吸入孔３２を経て冷媒ガスを取り入れる。圧縮室３１に吸入された冷媒ガスは、該圧縮室の容積が減少することにより圧縮され高圧となる。この圧縮された冷媒ガスは、シリンダ本体１６の内周壁面１６ｃの両短径部近傍にそれぞれ設けられた逆流を防ぐ吐出弁３４を有する吐出孔３３を経て、ハウジング本体１１ａ内で圧縮機構１２から見てフロントハウジング１１ｂとは反対側に位置する吐出室２８（図１参照。）に吐出される。吐出弁３４は、従来よく知られているように、冷媒ガスの圧力により吐出孔３３を開閉すべく撓み変形する薄い板状の吐出弁体３４ａと、該吐出弁体が冷媒ガスの圧力により必要以上に撓むことを防ぐ弁サポート３４ｂとを有する。
【００３６】
各吐出孔３３から吐出された高圧の冷媒ガスは、図１に示すように、リアサイドブロック１８に取り付けられた油分離フィルタ３６を有する油分離機３５を通過して吐出室２８に貯留される。従来良く知られているように、油分離フィルタ３６は、冷媒ガスが油分離機３５を通過するときに冷媒ガスに含まれる潤滑油を冷媒ガスから分離する。この分離された潤滑油は、吐出室２８の下方に設けられた油溜め部２９に溜められる。圧縮室３１で圧縮され各吐出孔３３から吐出された高圧の冷媒ガスは、ハウジング本体１１ａに形成された吐出口１５を経て前記凝縮器（図示せず。）に供給される。
【００３７】
吐出室２８に吐出された冷媒ガスは圧縮され高圧となっているので、吐出室２８には高い圧力が作用する。吐出室２８に圧力が作用すると、油溜め部２９の潤滑油は、吐出室２８の圧力により圧縮機構１２に供給される。すなわち、この潤滑油は、シリンダ本体１６、および両サイドブロック１７、１８に形成された油供給路部分３７ａ、３７ｂ、３７ｃを有する油供給路３７を通り圧縮機構１２の摺動する前記各部材間に供給される。圧縮機構１２の各部材間に供給された潤滑油の一部は、ロータ２０の回転軸２１と、該回転軸を支持する軸受部１７ｂ、１８ｂとの間を経て、両サイドブロック１７、１８に形成された各一対の凹所１７ｃ、１８ｃに供給される。
【００３８】
また、油供給路３７を通った潤滑油の一部は、回転軸２１を取り囲む環状の高圧供給路部分３８ａおよび、該高圧供給路部分と高圧供給孔２７とを接続する高圧供給路部分３８ｂを有する高圧供給路３８を通り高圧供給孔２７に供給される。
【００３９】
一対の凹所１７ｃ、１８ｃのそれぞれに供給される潤滑油は、ロータ２０の回転軸２１と該回転軸を支持する軸受部１７ｂ、１８ｂとの間を経ることにより減圧されるので、油供給路３７および高圧供給路３８を通って高圧供給孔２７に供給される潤滑油よりも低い圧力となる。
【００４０】
図４は、ロータ２０に設けられた五つのベーン２３の内、一つのベーン２３がロータ２０の回転に伴い進退する様子を模式的に示す。
【００４１】
前記したように、ベーン２３は、ロータ２０の回転に伴って該ロータに設けられたベーン溝２２から突出し、後退する。図４のＡおよびＦは、最後退位置にあるベーン２３を示す。
【００４２】
ロータ２０が矢印方向に回転していくと、ベーン２３は、その先端２３ａがシリンダ本体１６の内周壁面１６ｃを摺動するようにベーン溝２２から突出していく。Ｂの位置までベーン２３が移動すると、連通溝２４は、その閉鎖された他端２４ｂがベーン溝２２から露出する。このとき、各連通溝２５、２６（図３参照。）の他端２５ｂ、２６ｂもベーン溝２２から露出する。各連通溝２４、２５、２６の他端２４ｂ、２５ｂ、２６ｂがベーン溝２２から露出すると、ベーン背圧室３０は、各連通溝２４、２５、２６を経て、ベーン２３の背面２３ｂ側に位置する圧縮室３１に連通する。ベーン２３の背面２３ｂ側に位置する圧縮室３１は、ベーン背圧室３０よりも低圧である。このため、ベーン背圧室３０の潤滑油は、圧力差により効率良く圧縮室３１に逃げる。
【００４３】
ロータ２０の回転に伴い図４のＤの位置までベーン２３が移動すると、連通溝２４は、その他端２４ｂがベーン溝２２内に後退し、各連通溝２５、２６（図３参照。）の他端２５ｂ、２６ｂもベーン溝２２内に後退する。各他端２４ｂ、２５ｂ、２６ｂがベーン溝２２内に後退すると、各連通溝２４、２５、２６はその前記他端がベーン溝２２内で閉鎖されるので、各連通溝２４、２５、２６を経たベーン背圧室３０と圧縮室３１との連通は閉鎖される。
【００４４】
このことから、各連通溝２４、２５、２６は、ベーン２３を受け入れるベーン溝２２を構成する壁面のうち、ベーン２３の背面２３ｂに対抗し各連通溝２４、２５、２６を遮蔽するベーン溝壁面２２ｂと協働して、リーク通路３９を構成している。リーク通路３９は、ベーン２３の背面２３ｂ側に位置する圧縮室３１とベーン背圧室３０とを連通可能であり、ロータ２０の回転位置に応じて開閉される、すなわち各ベーン２３のベーン溝２２からの進退に伴って開閉される。各ベーン２３は、前述したように、ＡおよびＦに示す最後退位置とＣに示す最突出位置との間で、ベーン溝２２から進退すべく該ベーン溝内を摺動可能である。この摺動可能な領域のうち、リーク通路３９が閉鎖されるＡとＢとの間に対応するベーン２３の摺動領域、およびＤとＦとの間に対応するベーン２３の摺動領域がベーン２３の閉鎖摺動領域となる。
【００４５】
図５に示したグラフは、気体圧縮機１０がロータの回転速度Ｎｃ（ｒｐｍ）＝２０００、突出圧力Ｐｄ（ＭＰａＧ）／吸入圧力Ｐｓ（ＭＰａＧ）＝１．４７／０.２０の条件下で運転されたときのロータ２０の回転角とベーン背圧室３０における圧力との関係を示す。図５に示したグラフの縦軸はベーン背圧室３０における圧力（ＭＰａＧ）を表し、その横軸は図４にＡで示した位置を基準としたロータ２０の回転角（°）を表す。
【００４６】
図５のグラフに示す特性線Ｘは、本発明に係るベーン２３を保持するベーン背圧室３０の圧力の変化を示し、図５のグラフに示す特性線Ｙは、各連通溝２４、２５、２６が設けられていない従来のベーンを保持するベーン背圧室の圧力の変化を示す。特性線Ｘに付された符号Ａ〜Ｆは、図４に符号Ａ〜Ｆで示されたベーン２３の位置に対応する。また、グラフに示された特性線Ｚは、ベーン背圧室３０において、ロータ２０の回転角度に対する圧力の理想的な推移を示す波形であり、そこに示された圧力の大きさは本実施例のベーン背圧室３０の圧力の大きさとは異なる。
【００４７】
特性線Ｘに示すベーン背圧室３０の圧力は、ベーン２３の最突出位置の近傍を除き、従来の特性線Ｙに比較して全体に低減されている。特に、ベーン２３が閉鎖摺動領域よりも最突出位置側にあるとき、すなわちリーク通路３９が開放されている点Ｂから点Ｄに至るロータ２０の回転位置では、特性線Ｙに比較して大きく低減されている。
【００４８】
また、図５に示すように、線分Ｅ−Ｆにおける最も大きな付勢力は、従来の特性線Ｙの最大値に等しく、気体圧縮機１０では、冷媒ガスの圧縮に伴って変化する各圧縮室３１の圧力が最大となったときであっても、従来の気体圧縮機と同様に各ベーン２３に作用する押し込み力に対抗して各圧縮室３１における密閉性を保つことができる。
【００４９】
このため、各ベーン２３に関連してリーク通路３９が設けられた気体圧縮機１０では、各圧縮室３１の密閉性を保つために必要な各ベーン２３への付勢力を損なうことなく、各ベーン２３への付勢力を低減することができる。よって、過剰な付勢力が各ベーン２３に付与されることによりロータ２０での動力損失が増大することはなく、大きな付勢力が必要な領域においては所望の付勢力を付与することができる。
【００５０】
さらに、各ベーン２３に関連してリーク通路３９が設けられた気体圧縮機１０では、各ベーン背圧室３０の圧力の変位を示す特性線Ｘの波形が、高圧供給孔２７から潤滑油が導入される領域では高圧となり且つ他の領域では一定の圧力で推移する従来の特性線Ｙに比較して理想の波形Ｚに近づいている。このことから、気体圧縮機１０では、効率良く冷媒ガスを圧縮することができる。
【００５１】
したがって、本発明に係る気体圧縮機１０によれば、圧縮室３１における密閉性の低下を招くことなく、ロータ２０の動力損失を低減することができる。
【００５２】
なお、各連通溝２４、２５、２６の他端２４ｂ、２５ｂ、２６ｂの位置は、ロータ２０の回転に伴う各圧縮室３１の圧力の推移に応じて各ベーン背圧室３０の圧力を低減することができればよいことから、シリンダ本体１６の横断面の形状、ロータ２０に設けられたベーン溝２２等に応じて適宜調整することができる。例えば、ベーン溝２２から突出するベーン２３の背面２３ｂにおいて、ロータ２０が６０°回転したとき露出する位置に他端２４ｂ、２５ｂ、２６ｂを設けると、ロータ２０が６０°回転したときリーク通路３９を連通させることができる。
【００５３】
上記した実施例では、高圧供給孔２７が設けられていたが、最後退位置の近傍にベーン２３が位置するとき所望の高い力を該ベーンに付与し、その他の領域での該ベーンへの付勢力をリーク通路３９により下げることができればよいので、高圧供給孔２７をなくすことができる。しかしながら、各リーク通路３９は、各ベーン背圧室３０を介して凹所１７ｃ、１８ｃの圧力を下げる作用を有していることから、高圧供給孔２７がないと、最後退位置の近傍を除く領域に位置するベーン２３への付勢力の低減に伴い最後退位置の近傍での付勢力が低減してしまう。このため、最後退位置での所望の高い力に制限されることなく最後退位置の近傍を除く領域に位置するベーン２３への付勢力を下げることができることから、高圧供給孔２７を設けることが望ましい。
【００５４】
上記した実施例では、各連通溝２４、２５、２６は、各ベーン２３の背面２３ｂに設けられていたが、ベーン背圧室３０と圧縮室３１とを連通する各リーク通路３９を構成することができれば、各ベーン２３の周面を構成する各側面、すなわち基端２３ｃおよび先端２３ａを除く何れの側面に形成されていてもよく、上記した実施例に限定されるものではない。しかしながら、各ベーン２３を挟んで隣接する二つの圧縮室３１は、ロータ２０の回転方向で見たベーン２３の背面２３ｂ側に位置する圧縮室３１の方がもう一方の圧縮室３１よりも低圧であることから、ベーン背圧室３０の潤滑油を効率良く逃がすことができるので、ベーン２３の背面２３ｂ設けることが望ましい。
【００５５】
上記した実施例では、ベーン２３には三本の連通溝２４、２５、２６が設けられていたが、ベーン背圧室３０と圧縮室３１とを連通可能なリーク通路３９を形成することができればよいので、連通溝の本数および形状は、上記した実施例に限定されるものではない。
【００５６】
上記した実施例では、各連通溝２４、２５、２６の他端２４ｂ、２５ｂ、２６ｂは、各ベーン２３の幅方向で見て同一の直線上に位置していたが、該各ベーンのベーン２２溝からの進退に伴って該ベーン溝から露出すればよく、上記した実施例に限定されるものではない。
【００５７】
上記した実施例では、内方が楕円形状を呈する筒状のシリンダ本体１６の軸線上に回転軸線を持つようにロータ２０が設けられた同心ロータ式の圧縮機に適用した例を示したが、例えば、内方が円形状を呈する筒状のシリンダの内側に、該シリンダの軸線とは異なる回転軸線を持つようにロータが配置される偏心ロータ式の圧縮機に適用しても良く、上記した実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る気体圧縮機１０を示す断面図である。
【図２】図１に示したI−I線に沿って得られた断面図である。
【図３】連通溝が設けられたベーン２３を示す斜視図である。
【図４】ロータ２０に設けられた五つのベーン２３の内、一つのベーン２３がロータ２０の回転に伴い進退する様子を示した模式図である。
【図５】ベーン背圧室３０における圧力（ＭＰａＧ）とロータ２０の回転角（°）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１０  気体圧縮機
１６  （シリンダとしての）シリンダ本体
１６ｃ  （周壁としての）内壁面
１７  （シリンダとしての）フロントサイドブロック
１８  （シリンダとしての）リアサイドブロック
１７ｃ、１８ｃ  凹所
１９  シリンダ室
２０  ロータ
２２  ベーン溝
２３  ベーン
２３ａ  先端
２３ｂ  背面
２３ｃ  基端
２４、２５、２６  連通溝
２４ａ、２５ａ、２６ａ  （連通溝の）一端
２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ  （連通溝の）他端
２７  高圧供給孔
３０  ベーン背圧室
３１  圧縮室
３９  リーク通路
【図１】
2006077597.tif 000003
【図２】
2006077597.tif 000004
【図３】
2006077597.tif 000005
【図４】
2006077597.tif 000006
【図５】
2006077597.tif 000007