(57)【要約】【課題】アキシャルベーン型圧縮機の構成部材間に生じる摩擦を低減させる。【解決手段】ロータ１３のスリット溝に軸方向へ摺動可能に嵌め込まれたベーン１４と、ロータ１３の外周側に固定されてベーン１４の径方向の変位を規制するリング１５と、ベーン１４の軸方向端部に当接してベーン１４を軸方向に変位させるカム面１６ａ、１７ａが形成されたサイドプレート１６、１７と、サイドプレート１６、１７の外周側に固定されたサイドシリンダ１９、２０とを備え、ロータ１３の軸方向端面、隣り合うベーン１４の平坦面、カム面１６ａ、１７ａおよびサイドシリンダ１９、２０の内周面に囲まれた空間によって、冷媒を圧縮する圧縮室を形成する。これにより、ベーン１４とリング１５との回転方向の摩擦、およびベーン１４とサイドシリンダ１９、２０の内周面との回転方向の摩擦を抑制できる。【選択図】図２
2015014250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力を伝達されることによって回転する回転軸（１２）と、
外周面に前記回転軸（１２）の軸方向に延びる複数のスリット溝（１３ａ）が形成されているとともに、前記回転軸（１２）に同軸上に連結された円柱状のロータ（１３）と、
前記回転軸（１２）の径方向および軸方向に平行に広がる平板状に形成され、前記スリット溝（１３ａ）に摺動可能に嵌め込まれた複数のベーン（１４）と、
前記ベーン（１４）の軸方向端部に当接して、前記ベーン（１４）が前記回転軸（１２）の軸周りに回転変位するに伴って、前記ベーン（１４）を軸方向へ変位させるカム面（１６ａ、１７ａ）が形成されたサイドプレート（１６、１７）と、
前記ロータ（１３）の外周に固定されて、前記ベーン（１４）の径方向への変位を規制する筒状のリング（１５）と、
内部に円柱状の空間を形成するとともに、前記サイドプレート（１６、１７）の外周側に固定されたサイドシリンダ（１９、２０）とを備え、
前記ロータ（１３）の軸方向端面、隣り合う前記ベーン（１４）の平坦面、前記カム面（１６ａ、１７ａ）、および前記サイドシリンダ（１９、２０）の内周面に囲まれた空間によって、流体を圧縮する圧縮室（２３ｂ、２３ｃ）が形成されていることを特徴とするアキシャルベーン型圧縮機。
【請求項２】
内部に円柱状の空間を形成するとともに、前記リング（１５）の外周側に配置されるミドルシリンダ（１８）を備え、
前記ミドルシリンダ（１８）は、前記サイドシリンダ（１９、２０）に固定されており、
前記ミドルシリンダ（１８）の内径は、前記リング（１５）の外径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルベーン型圧縮機。
【請求項３】
前記ミドルシリンダ（１８）の軸方向長さは、前記リング（１５）の軸方向長さよりも長く形成されていることを特徴とする請求項２に記載のアキシャルベーン型圧縮機。
【請求項４】
前記サイドシリンダ（１９、２０）には、前記圧縮室（２３ｂ、２３ｃ）へ流体を吸入させる吸入通路（１９ａ、２０ａ）が設けられており、
前記吸入通路（１９ａ、２０ａ）の流体入口部は、前記サイドシリンダ（１９、２０）の外周壁面に開口していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のアキシャルベーン型圧縮機。
【請求項５】
前記カム面（１６ａ、１７ａ）には、前記ロータ（１３）の回転に伴って前記ベーン（１４）を軸方向へ変位させる曲面部（１６ｄ、１７ｄ）と、前記ロータ（１３）が回転しても前記ベーン（１４）の軸方向の変位を停止させる平面部（１６ｂ、１６ｃ、１７ｂ、１７ｃ）が設けられており、
前記平面部（１６ｂ…１７ｃ）は、前記カム面（１６ａ、１７ａ）を前記回転軸（１２）の径方向から見たときに、前記カム面（１６ａ、１７ａ）の軸方向の両端側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアキシャルベーン型圧縮機。
【請求項６】
前記回転軸（１２）とともに回転しながら、前記カム面（１６ａ、１７ａ）と前記ベーン（１４）との接触部を前記回転軸（１２）の径方向から見たときに、
前記接触部が描く軌跡線のうち、前記曲面部（１６ｄ、１７ｄ）によって形成される軌跡線をつなげた形状が、正弦曲線となっていることを特徴とする請求項５に記載のアキシャルベーン型圧縮機。
【請求項７】
前記サイドプレートとして、前記回転軸（１２）の軸方向一端側に配置されるフロントサイドプレート（１６）、および前記回転軸（１２）の軸方向他端側に配置されるリアサイドプレート（１７）が設けられ、
前記サイドシリンダとして、前記フロントサイドプレート（１６）の外周側に固定されたフロントサイドシリンダ（１９）、および前記リアサイドプレート（１７）の外周側に固定されたリアサイドシリンダ（２０）が設けられ、
前記ミドルシリンダ（１８）は、前記フロントサイドシリンダ（１９）および前記リアサイドシリンダ（２０）によって、前記回転軸（１２）の軸方向両端側から挟まれた位置に固定されており、
前記圧縮室として、前記ロータ（１３）の軸方向一端側の端面、隣り合う前記ベーン（１４）の平坦面、前記フロントサイドプレート（１６）のカム面（１６ａ）、および前記フロントサイドシリンダ（１９）の内周面に囲まれた空間によって形成されるフロント側圧縮室（２３ｂ）、並びに、前記ロータ（１３）の軸方向他端側の端面、隣り合う前記ベーン（１４）の平坦面、前記リアサイドプレート（１７）のカム面（１７ａ）、および前記リアサイドシリンダ（２０）の内周面に囲まれた空間によって形成されるリア側圧縮室（２３ｃ）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のアキシャルベーン型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板状の複数のベーンを、回転軸の軸方向に往復変位させるアキシャルベーン型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、回転軸の径方向および軸方向に広がる平板状の複数のベーンを、回転軸の軸方向へ往復変位させることによって、流体を圧縮して吐出するアキシャルベーン型圧縮機が開示されている。
【０００３】
より詳細には、この特許文献１のアキシャルベーン型圧縮機は、内部に円柱状の空間を形成するシリンダ、このシリンダの内部に配置されて回転軸（シャフト）とともに回転する円柱状のロータ等を備えており、それぞれのベーンをロータに形成されたスリット溝に摺動可能に配置している。
【０００４】
さらに、ベーンの外周側とシリンダの内周側との間に、ベーンの径方向への変位を規制する円筒状のリングを、ベーンおよびシリンダに対して回転方向に摺動可能に配置するとともに、ベーンの軸方向両端側に、ベーンの軸方向端部に当接してベーンを軸方向へ変位させるカム面が形成されたサイドプレートを配置している。
【０００５】
これにより、特許文献１のアキシャルベーン型圧縮機では、ロータの軸方向端面、隣り合うベーンの平坦面、サイドプレートのカム面、リングの内周面等に囲まれた空間によって圧縮室を形成し、ベーンを軸方向へ往復変位させて圧縮室の容積を周期的に変化させることによって、流体を圧縮して吐出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−１８０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１のアキシャルベーン型圧縮機では、リングをベーンおよびリングに対して回転方向に摺動可能に配置しているので、回転軸を回転させた際に、リングの内周面とベーンの外周側端部との間、リングの外周面とシリンダの内周面との間、およびリングの軸方向端部とサイドプレートとの間に摩擦が生じてしまう。
【０００８】
このような摩擦は、リング、ベーン、シリンダおよびサイドプレートといった構成部材に摩擦熱を生じさせてしまうため、アキシャルベーン型圧縮機の耐久寿命に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、アキシャルベーン型圧縮機の構成部材間に生じる摩擦を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、回転駆動力を伝達されることによって回転する回転軸（１２）と、外周面に回転軸（１２）の軸方向に延びる複数のスリット溝（１３ａ）が形成されているとともに、回転軸（１２）に同軸上に連結された円柱状のロータ（１３）と、回転軸（１２）の径方向および軸方向に平行に広がる平板状に形成され、スリット溝（１３ａ）に摺動可能に嵌め込まれた複数のベーン（１４）と、ベーン（１４）の軸方向端部に当接して、ベーン（１４）が回転軸（１２）の軸周りに回転変位するに伴って、ベーン（１４）を軸方向へ変位させるカム面（１６ａ、１７ａ）が形成されたサイドプレート（１６、１７）と、ロータ（１３）の外周に固定されて、ベーン（１４）の径方向への変位を規制する筒状のリング（１５）と、内部に円柱状の空間を形成するとともに、サイドプレート（１６、１７）の外周側に固定されたサイドシリンダ（１９、２０）とを備え、
ロータ（１３）の軸方向端面、隣り合うベーン（１４）の平坦面、カム面（１６ａ、１７ａ）、およびサイドシリンダ（１９、２０）の内周面に囲まれた空間によって、流体を圧縮する圧縮室（２３ｂ、２３ｃ）が形成されているアキシャルベーン型圧縮機を特徴としている。
【００１１】
これによれば、リング（１５）がロータ（１３）の外周に固定されているので、リング（１５）とロータ（１３）が一体となって回転する。従って、リング（１５）の内周面とベーン（１４）の外周側端部との間の回転方向の摩擦を抑制できる。
【００１２】
さらに、リング（１５）によってベーン（１４）の径方向への変位が規制されているので、圧縮室（２３ｂ、２３ｃ）を形成するサイドシリンダ（１９、２０）の内周面とベーン（１４）の外周側端部との間の回転方向の摩擦が増加してしまうことを抑制できる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のアキシャルベーン型圧縮機において、内部に円柱状の空間を形成するとともに、リング（１５）の外周側に配置されるミドルシリンダ（１８）を備え、ミドルシリンダ（１８）は、サイドシリンダ（１９、２０）に固定されており、ミドルシリンダ（１８）の内径は、リング（１５）の外径よりも大きく形成されていることを特徴としている。
【００１４】
これによれば、ミドルシリンダ（１８）の内径がリング（１５）の外径よりも大きく形成されているので、リング（１５）とミドルシリンダ（１８）との間の摩擦を抑制できる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のアキシャルベーン型圧縮機において、ミドルシリンダ（１８）の軸方向長さは、リング（１５）の軸方向長さよりも長く形成されていることを特徴としている。
【００１６】
これによれば、ミドルシリンダ（１８）の軸方向長さがリング（１５）の軸方向長さよりも長く形成されているので、リング（１５）の軸方向端部とサイドプレート（１６、１７）、あるいはリング（１５）の軸方向端部とサイドシリンダ（１９、２０）が接触しない構成とすることができる。すなわち、リング（１５）の軸方向端部とサイドプレート（１６、１７）、あるいはリング（１５）の軸方向端部とサイドシリンダ（１９、２０）との間の摩擦を抑制できる。
【００１７】
従って、上述の特徴のアキシャルベーン型圧縮機によれば、ベーン（１４）、リング（１５）、ミドルシリンダ（１８）およびサイドシリンダ（１９、２０）といった各構成部材間に生じる摩擦を低減させることができる。
【００１８】
なお、この欄および特許請求の範囲に記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態の冷凍サイクルの全体構成図である。
【図２】一実施形態の圧縮機の軸方向断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】一実施形態の圧縮機のフロントサイドプレートの外観斜視図である。
【図５】一実施形態の圧縮機のカム面とベーンとの接触部が描く軌跡線を説明するための説明図である。
【図６】一実施形態の圧縮機のロータ、ベーン、リング、およびサイドプレート等の組み付け状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を用いて、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態のアキシャルベーン型圧縮機１（以下、単に圧縮機１と記載する）は、図１の全体構成図に示す冷凍サイクル１００に適用されている。この冷凍サイクル１００は、室内の空調を行う空調装置において、室内へ送風される室内送風空気を冷却する機能を果たすものである。
【００２１】
具体的には、この冷凍サイクル１００は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１、圧縮機１から吐出された高圧冷媒と室外空気（外気）とを熱交換させて高圧冷媒を放熱させる放熱器２、放熱器２から流出した高圧冷媒を減圧膨張させる膨張弁３、膨張弁３にて減圧膨張された低圧冷媒と室内送風空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させる蒸発器４を環状に接続して構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。
【００２２】
さらに、本実施形態の冷凍サイクル１００では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。また、冷媒には圧縮機１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００２３】
次に、本実施形態の圧縮機１の詳細構成について説明する。圧縮機１は、図２、図３に示すように、その外殻を形成するハウジング１１の内部に、シャフト１２、ロータ１３、サイドプレート１６、１７、ミドルシリンダ１８、サイドシリンダ１９、２０等を収容して構成されている。
【００２４】
ハウジング１１は、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されており、内部に略円柱状の密閉空間を形成している。より具体的には、ハウジング１１は、円筒状に形成されたミドルハウジング１１ａ、ミドルハウジング１１ａの軸方向両端側の開口部を閉塞する円板状のフロントハウジング１１ｂおよびリアハウジング１１ｃによって構成されている。
【００２５】
ミドルハウジング１１ａの筒状側面には、その内外を連通させる２つの連通穴が形成されており、一方の連通穴は、ハウジング１１の外部から低圧冷媒を吸入する冷媒吸入口１１ｄを構成している。また、他方の連通穴は、ハウジング１１の内部から高圧冷媒を吐出する冷媒吐出口１１ｅを構成している。
【００２６】
フロントハウジング１１ｂの中心部には、リアハウジング１１ｃ側へ向かって突出する円筒状部材で形成されたフロントブッシュ２１ｂが固定されている。さらに、このフロントブッシュ２１ｂの内周側には、シャフト１２の一端側を回転可能に支持するフロント軸受け２２ｂが固定されている。
【００２７】
同様に、リアハウジング１１ｃの中心部には、フロントハウジング１１ｂ側へ向かって突出する円筒状部材で形成されたリアブッシュ２１ｃが固定されている。さらに、このリアブッシュ２１ｃの内周側には、シャフト１２の他端側を回転可能に支持するリア軸受け２２ｃが固定されている。
【００２８】
これらのフロントブッシュ２１ｂの中心軸およびリアブッシュ２１ｃの中心軸は、シャフト１２の中心軸と同軸上に配置されている。また、フロント軸受け２２ｂおよびリア軸受け２２ｃとしては、転がり軸受け、滑り軸受けのいずれを採用してもよい。
【００２９】
シャフト１２は、駆動源Ｍから回転駆動力を伝達されることによって回転する回転軸である。このシャフト１２の一端側となるフロントハウジング１１ｂ側の端部は、フロントハウジング１１ｂの中心部に設けられた貫通穴を介して、ハウジング１１の外部に突出している。なお、このフロントハウジング１１ｂの貫通穴には、図示しないシール部材が配置されており、貫通穴とシャフト１２との隙間から冷媒が漏れることはない。
【００３０】
さらに、シャフト１２のうちフロントハウジング１１ｂから外部に突出した部位には、駆動源Ｍが連結されている。駆動源Ｍは、電動モータであってもよいし、内燃機関（エンジン）であってもよい。また、駆動源Ｍは、シャフト１２に対して、直接回転駆動力を伝達可能に連結されていてもよいし、プーリ、ベルト等を介して間接的に回転駆動力を伝達可能に連結されていてもよい。
【００３１】
また、このシャフト１２には、円柱状に形成されたロータ１３が、シャフト１２と同軸上に連結されている。より詳細には、ロータ１３は、フロントブッシュ２１ｂとリアブッシュ２１ｃとの間に配置されている。なお、本実施形態では、シャフト１２およびロータ１３を１つの部材で一体的に構成することによって連結しているが、シャフト１２およびロータ１３を異なる部材で構成し、圧入等の手段によって連結してもよい。
【００３２】
ロータ１３の外周面には、シャフト１２のび軸方向へ延びる複数のスリット溝１３ａが形成されている。より具体的には、本実施形態のロータ１３の外周面には、図３に示すように、スリット溝１３ａが４つ形成されており、それぞれのスリット溝１３ａは、軸方向から見たときに等角度間隔（本実施形態では、９０°間隔）で配置されている。
【００３３】
それぞれのスリット溝１３ａには、シャフト１２の径方向および軸方向に平行に広がる平板状のベーン１４が、シャフト１２の軸方向に摺動可能に嵌め込まれている。なお、ベーン１４は、平板状に形成されているものの、スリット溝１３ａを滑らかに摺動させることができるように、各角部にはＣ面取あるいはＲ面取が施されている。
【００３４】
さらに、ロータ１３の外周側には、筒状に形成されたリング１５が圧入等の手段によって固定されており、このリング１５によって、ベーン１４の径方向外周側への変位が規制されている。
【００３５】
また、図２に示すように、ベーン１４の軸方向両端側には、軸方向から見たときに円環状に形成されたサイドプレート１６、１７が、シャフト１２と同軸上に配置されている。より詳細には、本実施形態では、サイドプレートとして、ベーン１４の軸方向一端側（フロントハウジング１１ｂ側）に配置されるフロントサイドプレート１６、およびベーン１４の軸方向他端側（リアハウジング１１ｃ側）に配置されるリアサイドプレート１７が設けられている。
【００３６】
フロントサイドプレート１６は、フロントブッシュ２１ｂの外周側に圧入等の手段によって固定されている。さらに、フロントサイドプレート１６には、ベーン１４のフロントハウジング１１ｂ側の軸方向端部に当接して、ベーン１４がロータ１３とともにシャフト１２の軸周りに回転するに伴って、ベーン１４を軸方向へ変位させるフロント側カム面１６ａが形成されている。
【００３７】
一方、リアサイドプレート１７は、リアブッシュ２１ｃの外周側に圧入等の手段によって固定されている。さらに、リアサイドプレート１７には、ベーン１４のリアハウジング１１ｃ側の軸方向端部に当接して、ベーン１４がロータ１３とともにシャフト１２の軸周りに回転するに伴って、ベーン１４を軸方向へ変位させるリア側カム面１７ａが形成されている。
【００３８】
ここで、図４を用いて、フロント側カム面１６ａおよびリア側カム面１７ａの具体的形状について説明する。なお、フロント側カム面１６ａおよびリア側カム面１７ａの形状は同等なので、図４では、フロントサイドプレート１６のフロント側カム面１６ａを図示し、リアサイドプレート１７のリア側カム面１７ａの対応する箇所を括弧を付して示している。
【００３９】
図４に示すように、フロント側カム面１６ａには、フロント側カム面１６ａのうち最もリアハウジング１１ｃ側に近づいた位置で軸方向に垂直に広がる頂部側平面部１６ｂ、フロント側カム面１６ａのうち最もリアハウジング１１ｃ側から離れた位置で軸方向に垂直に広がる底部側平面部１６ｃ、および頂部側平面部１６ｂと底部側平面部１６ｃとを接続するように湾曲した曲面部１６ｄが設けられている。
【００４０】
これらの頂部側平面部１６ｂおよび底部側平面部１６ｃは、シャフト１２の径方向から見たときに、図２に示すように、フロント側カム面１６ａの軸方向の両端側に設けられており、さらに、シャフト１２の軸方向から見たときに、シャフト１２の軸中心に対して対称となる位置（すなわち、軸周りに１８０°回転した位置）に配置されている。また、頂部側平面部１６ｂは、フロントブッシュ２１ｂのリアハウジング１１ｃ側の端面と同一平面上に配置されている。
【００４１】
同様に、リアサイドプレート１７のリア側カム面１７ａには、頂部側平面部１７ｂ、底部側平面部１７ｃおよび曲面部１７ｄが設けられており、リア側カム面１７ａの頂部側平面部１７ｂは、リアブッシュ２１ｃのフロントハウジング１１ｂ側の端面と同一平面上に形成されている。
【００４２】
さらに、フロントサイドプレート１６およびリアサイドプレート１７は、軸方向から見たときに、フロント側カム面１６ａの頂部側平面部１６ｂとリア側カム面１７ａの底部側平面部１７ｃが重合し、フロント側カム面１６ａの底部側平面部１６ｃとリア側カム面１７ａの頂部側平面部１７ｂが重合するように配置されている。
【００４３】
これにより、フロント側カム面１６ａおよびリア側カム面１７ａのうち互いに軸方向に対向する部位間の軸方向距離が、いずれの部位間においてもベーン１４の軸方向長さと同等となっている。従って、シャフト１２とともにロータ１３が回転すると、ベーン１４の軸方向両端部が、フロント側カム面１６ａおよびリア側カム面１７ａに当接して軸方向へ変位する。
【００４４】
この際、頂部側平面部１６ｂ、１７ｂおよび底部側平面部１６ｃ、１７ｃ（以下、これらの面を総称する際には、平面部と記載する。）は、軸方向に垂直に広がる面によって形成されているので、平面部１６ｂ、１６ｃ、１７ｂ、１７ｃに当接しているベーン１４は、ロータ１３とともにシャフト１２の軸周りに回転しても、軸方向に変位することはない。
【００４５】
一方、曲面部１６ｄ、１７ｄは、頂部側平面部１６ｂ、１７ｂと底部側平面部１６ｃ、１７ｃとを接続するように湾曲した曲面で形成されているので、曲面部１６ｄ、１７ｄに当接するベーン１４は、ロータ１３とともにシャフト１２の軸周りに回転しながら、軸方向に変位する。
【００４６】
つまり、各カム面１６ａ、１７ａのうち、平面部１６ｂ、１６ｃ、１７ｂ、１７ｃは、ベーン１４の軸方向の変位を停止させる面を形成しており、曲面部１６ｄ、１７ｄは、ロータ１３の回転に伴ってベーン１４を軸方向に変位させる面を形成している。
【００４７】
そして、図５に示すように、ベーン１４が最も軸方向一端側（フロントハウジング１１ｂ側）へ移動したときのロータ１３の回転角θを０°とすると、回転角θが１８０°になった際に、ベーン１４は最も軸方向他端側（リアハウジング１１ｃ側）へ移動し、回転角θが３６０°になった際に、ベーン１４は再び最も軸方向一端側へ移動する。つまり、ロータ１３が一回転すると、ベーン１４も軸方向に一往復する。
【００４８】
なお、図５では、シャフト１２とともに回転しながら、カム面１６ａ、１７ａとベーン１４との接触部をシャフト１２の径方向から見たときに、接触部が描く軌跡線を太線で記載している。そして、平面部１６ｂ、１６ｃ、１７ｂ、１７ｃとベーン１４との接触部を太破線で示し、曲面部１６ｄ、１７ｄとベーン１４との接触部を太実線で示している。
【００４９】
さらに、本実施形態では、上述した接触部が描く軌跡線のうち、頂部側平面部１６ｂ、１７ｂおよび底部側平面部１６ｃ、１７ｃによって形成される軌跡線を除き、曲面部１６ｄ、１７ｄによって形成される軌跡線（図５の太実線）をつなげた形状が、正弦曲線（サインカーブ）となるように、各カム面１６ａ、１７ａを形成している。
【００５０】
また、図４に示すように、フロント側カム面１６ａの頂部側平面部１６ｂには、フロント側カム面１６ａ側とフロント側カム面１６ａの裏側とを連通させる複数の吐出冷媒通路１６ｅの冷媒入口部が開口している。なお、図４では、吐出冷媒通路１６ｅ、１７ｅの冷媒入口部が径方向に３つ並んだものを図示しているが、他の図面では、図示の明確化のため、吐出冷媒通路１６ｅ、１７ｅを１つのみ図示している。
【００５１】
吐出冷媒通路１６ｅは、フロント側カム面１６ａによって形成される後述するフロント側圧縮室２３ｂと、フロントサイドプレート１６のフロント側カム面１６ａの裏側の面によって形成されるフロント側吐出室１１ｆとを連通させる冷媒通路である。
【００５２】
より詳細には、フロント側吐出室１１ｆは、フロントサイドプレート１６とフロントハウジング１１ｂとの間の空間によって形成されている。また、吐出冷媒通路１６ｅの出口側には、フロント側吐出室１１ｆからフロント側圧縮室２３ｂへ冷媒が逆流することを禁止する図示しないリード弁（吐出弁）が配置されている。
【００５３】
同様に、リア側カム面１７ａの頂部側平面部１７ｂには、リア側カム面１７ａ側とリア側カム面１７ａの裏側とを連通させる複数の吐出冷媒通路１７ｅの冷媒入口部が開口している。この吐出冷媒通路１７ｅは、リア側カム面１７ａによって形成される後述するリア側圧縮室２３ｃと、リアサイドプレート１７とリアハウジング１１ｃとの間の空間によって形成されるリア側吐出室１１ｇとを連通させる冷媒通路である。
【００５４】
さらに、フロント側吐出室１１ｆおよびリア側吐出室１１ｇは、いずれもシャフト１２の軸周りに円環状に形成されており、図２、図３に示すように、ミドルハウジング１１ａに設けられた連通路１１ｈを介して、冷媒吐出口１１ｅに連通している。
【００５５】
次に、サイドプレート１６、１７の外周側には、円筒状に形成されて内部に円柱状の空間を形成するサイドシリンダ１９、２０が、シャフト１２と同軸上に固定されている。より詳細には、本実施形態では、サイドシリンダとして、フロントサイドプレート１６の外周側およびミドルハウジング１１ａの内周側に圧入固定されたフロントサイドシリンダ１９、並びに、リアサイドプレート１７の外周側およびミドルハウジング１１ａの内周側に圧入固定されたリアサイドシリンダ２０が設けられている。
【００５６】
フロントサイドシリンダ１９のリアハウジング１１ｃ側の端面は、フロント側カム面１６ａの頂部側平面部１６ｂおよびフロントブッシュ２１ｂのリアハウジング１１ｃ側の端面と同一の平面上に形成されている。
【００５７】
これにより、本実施形態では、図６に示すように、ロータ１３の軸方向一端側（フロントハウジング１１ｂ側）の端面、隣り合うベーン１４の平坦面、フロント側カム面１６ａ、フロントブッシュ２１ｂの外周面、およびフロントサイドシリンダ１９の内周面（図６には図示せず）に囲まれた空間によって、冷媒を圧縮する複数（本実施形態では４つ）のフロント側圧縮室２３ｂが形成されている。
【００５８】
さらに、フロントサイドシリンダ１９には、図２に示すように、フロント側カム面１６ａの底部側平面部１６ｃ側の最大容積となっているフロント側圧縮室２３ｂと、ミドルハウジング１１ａの内周側に形成された吸入室１１ｉと連通させる吸入通路１９ａが形成されている。この吸入通路１９ａは、径方向に延びており、冷媒入口部がフロントサイドシリンダ１９の外周壁面に開口している。
【００５９】
吸入室１１ｉは、ミドルハウジング１１ａの冷媒吸入口１１ｄから吸入した冷媒を流入させる空間であって、ミドルハウジング１１ａの内周側、かつ、フロントサイドシリンダ１９、リアサイドシリンダ２０および後述するミドルシリンダ１８の外周側に、筒状に形成された空間である。
【００６０】
一方、リアサイドシリンダ２０のフロントハウジング１１ｂ側の端面は、リア側カム面１７ａの頂部側平面部１７ｂおよびリアブッシュ２１ｃのフロントハウジング１１ｂ側の端面と同一の平面上に形成されている。
【００６１】
これにより、本実施形態では、図６に示すように、ロータ１３の軸方向他端側（リアハウジング１１ｃ側）の端面、隣り合うベーン１４の平坦面、リア側カム面１７ａ、リアブッシュ２１ｃの外周面、およびリアサイドシリンダ２０の内周面（図６には図示せず）に囲まれた空間によって、冷媒を圧縮する複数（本実施形態では４つ）のリア側圧縮室２３ｃが形成されている。
【００６２】
さらに、リアサイドシリンダ２０には、図２に示すように、リア側カム面１７ａの底部側平面部１７ｃ側の最大容積となっているリア側圧縮室２３ｃと吸入室１１ｉとを連通させる吸入通路２０ａが形成されている。この吸入通路２０ａは、径方向に延びており、冷媒入口部がリアサイドシリンダ２０の外周壁面に開口している。
【００６３】
フロントサイドシリンダ１９およびリアサイドシリンダ２０には、内部に円柱状の空間を形成する円筒状のミドルシリンダ１８が固定されている。このミドルシリンダ１８は、ロータ１３の外周側に固定されたリング１５のさらに外周側に、シャフト１２と同軸上に配置されている。
【００６４】
より具体的には、ミドルシリンダ１８は、フロントサイドシリンダ１９およびリアサイドシリンダ２０に、シャフト１２の軸方向両端側から挟まれた状態で、ボルト締め等の手段によって固定されている。また、ミドルシリンダ１８の内径は、リング１５の外径よりも大きく形成され、ミドルシリンダ１８の軸方向長さは、リング１５の軸方向長さよりも長く形成されている。
【００６５】
次に、上記構成における本実施形態の圧縮機１および冷凍サイクル１００の作動を説明する。駆動源Ｍから回転駆動力が伝達されて、シャフト１２およびロータ１３が回転すると、ベーン１４がロータ１３とともに回転変位しながら、シャフト１２の軸方向へ往復変位する。これにより、フロント側圧縮室２３ｂおよびリア側圧縮室２３ｃが容積を変化させながら、シャフト１２の軸周りに回転変位する。
【００６６】
そして、冷媒吸入口１１ｄからハウジング１１内の吸入室１１ｉへ吸入された低圧冷媒が、吸入通路１９ａ、２０ａを介して、最大容積となっているフロント側圧縮室２３ｂおよびリア側圧縮室２３ｃへ流入する。
【００６７】
最大容積となっているフロント側圧縮室２３ｂでは、フロント側カム面１６ａとロータ１３の軸方向一端側（フロントハウジング１１ｂ側）の端面が最も離れている。従って、シャフト１２がさらに回転して、フロント側圧縮室２３ｂが回転変位すると、フロント側カム面１６ａとロータ１３の軸方向一端側の端面が近づいて、フロント側圧縮室２３ｂの容積が縮小する。これにより、フロント側圧縮室２３ｂ内の冷媒が圧縮される。
【００６８】
さらに、シャフト１２が回転して、フロント側圧縮室２３ｂが最小容積に近づくと、フロントサイドプレート１６に形成された吐出冷媒通路１６ｅを介して、フロント側圧縮室２３ｂとフロント側吐出室１１ｆが連通する。これにより、フロント側圧縮室２３ｂにて圧縮された高圧冷媒が、フロント側吐出室１１ｆへ流出する。
【００６９】
フロント側圧縮室２３ｂが最小容積となっている状態から、さらに、シャフト１２が回転すると、フロント側カム面１６ａとロータ１３の軸方向一端側の端面が離れて、フロント側圧縮室２３ｂの容積が拡大する。そして、フロント側圧縮室２３ｂが最大容積に近づくと、吸入通路１９ａを介して、低圧冷媒がフロント側圧縮室２３ｂへ流入する。
【００７０】
同様に、最大容積となっているリア側圧縮室２３ｃへ流入した冷媒は、シャフト１２の回転に伴って、リア側圧縮室２３ｃの容積が縮小することによって圧縮される。そして、リア側圧縮室２３ｃが最小容積に近づくと、リアサイドプレート１７に形成された吐出冷媒通路１７ｅを介して、リア側吐出室１１ｇへ流出する。
【００７１】
さらに、シャフト１２が回転して、リア側圧縮室２３ｃの容積が最大容積に近づくと、吸入通路２０ａを介して、低圧冷媒がリア側圧縮室２３ｃへ流入する。フロント側吐出室１１ｆおよびリア側吐出室１１ｇに流出した冷媒は、ミドルハウジング１１ａに設けられた連通路１１ｈを介して、冷媒吐出口１１ｅから吐出される。
【００７２】
また、冷凍サイクル１００では、圧縮機１の冷媒吐出口１１ｅから吐出された高圧冷媒が、放熱器２へ流入し、外気と熱交換して冷却されて凝縮する。放熱器２から流出した冷媒は、膨張弁３によって減圧膨張されて蒸発器４へ流入する。この際、膨張弁３の弁開度は、蒸発器４流出冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように調整される。
【００７３】
蒸発器４へ流入した冷媒は、室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。蒸発器４から流出した冷媒は、圧縮機１の冷媒吸入口１１ｄから吸入されて再び圧縮される。
【００７４】
以上の如く、本実施形態の圧縮機１では、冷媒吸入口１１ｄから吸入した低圧冷媒を高圧冷媒となるまで圧縮して、冷媒吐出口１１ｅから吐出することができる。
【００７５】
ここで、本実施形態の圧縮機１のようなアキシャルベーン型圧縮機では、ベーン１４が、シャフト１２の回転方向のみならず軸方向へ変位するので、各構成部材同士で摩擦の生じる箇所が多くなりやすい。さらに、このような各構成部材間の摩擦は、摩擦熱を生じさせてしまうため、圧縮機の耐久寿命に悪影響を及ぼしやすい。
【００７６】
これに対して、本実施形態の圧縮機１によれば、リング１５がロータ１３の外周に固定されているので、リング１５とロータ１３が一体となって回転する。従って、リング１５の内周面とベーン１４の外周側端部との間の回転方向の摩擦を抑制できる。
【００７７】
さらに、リング１５によってベーン１４の径方向への変位が規制されているので、ベーン１４が遠心力の作用によって外周側へ変位してしまうことがない。従って、フロント側圧縮室２３ｂおよびリア側圧縮室２３ｃを形成するフロントサイドシリンダ１９およびリアサイドシリンダ２０の内周面とベーン１４の外周側端部との間の回転方向の摩擦が増加してしまうことを抑制できる。
【００７８】
さらに、ミドルシリンダ１８の内径が、リング１５の外径よりも大きく形成されているので、リング１５とミドルシリンダ１８との間の摩擦を抑制できる。
【００７９】
さらに、ミドルシリンダ１８の軸方向長さがリング１５の軸方向長さよりも長く形成されているので、リング１５の軸方向端部と各サイドプレート１６、１７、あるいはリング１５の軸方向端部と各サイドシリンダ１９、２０が接触しない構成とすることができる。すなわち、リング１５の軸方向端部と各サイドプレート１６、１７、あるいはリング１５の軸方向端部と各サイドシリンダ１９、２０との間の摩擦を抑制できる。
【００８０】
上記の如く、本実施形態の圧縮機１によれば、ベーン１４、リング１５、フロントサイドプレート１６、リアサイドプレート１７、ミドルシリンダ１８、フロントサイドシリンダ１９およびリアサイドシリンダ２０といった各構成部材間に生じる摩擦を低減させることができる。
【００８１】
その結果、圧縮機１の各構成部材間に生じる摩擦熱を抑制して、圧縮機１の保護を図ることができる。さらに、摩擦熱によって、圧縮機１から吐出される冷媒の温度が不必要に上昇してしまうことを抑制できるので、冷凍サイクル１００の冷凍能力の低下も抑制できる。
【００８２】
また、本実施形態の圧縮機１では、各サイドシリンダ１９、２０に、径方向に延びる吸入通路１９ａ、２０ａを形成している。そして、吸入通路１９ａ、２０ａを各サイドシリンダ１９、２０の外周壁面に開口させて、各サイドシリンダ１９、２０の外周側に形成された吸入室１１ｉと連通させている。
【００８３】
従って、例えば、フロントサイドプレート１６とフロントハウジング１１ｂとの間の空間（本実施形態では、フロント側吐出室１１ｆが形成される空間）の一部を区画して吸入室１１ｉを形成する構成や、リアサイドプレート１７とリアハウジング１１ｃとの間の空間（本実施形態では、リア側吐出室１１ｇが形成される空間）の一部を区画して吸入室１１ｉを形成する構成に対して、冷媒吸入口１１ｄから吸入通路１９ａ、２０ａへ至る低圧冷媒流路を容易に構成することができる。
【００８４】
また、本実施形態の圧縮機１では、各カム面１６ａ、１７ａに平面部１６ｂ、１６ｃ、１７ｂ、１７ｃを設けている。これらの平面部１６ｂ…１７ｃでは、ベーン１４の軸方向端部との接触面積（シール面積）を増加させることができるので、ベーン１４と各カム面１６ａ、１７ａとの隙間から冷媒が漏れてしまうことを抑制できる。
【００８５】
さらに、本実施形態の圧縮機１では、図５に示すように、曲面部１６ｄ、１７ｄによって形成される軌跡線（図５の太実線）をつなげた形状が、正弦曲線となるように、各カム面１６ａ、１７ａを形成している。これにより、曲面部１６ｄ、１７ｄと平面部１６ｂ…１７ｃとを滑らかに接続することができる。
【００８６】
つまり、曲面部１６ｄ、１７ｄと平面部１６ｂ…１７ｃとの接続部に段差等が形成されてしまうことがなく、曲面部１６ｄ、１７ｄと平面部１６ｂ…１７ｃとの接続部に、ベーン１４の軸方向端部が当接した際に、ベーン１４と各カム面１６ａ、１７ａとの隙間から冷媒が漏れてしまうことを抑制できる。
【００８７】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
【００８８】
（１）上述の実施形態では、本発明のアキシャルベーン型圧縮機１を空調装置用の冷凍サイクル１００に適用した例を説明したが、本発明のアキシャルベーン型圧縮機１の適用はこれに限定されない。つまり、本発明のアキシャルベーン型圧縮機１は、種々の流体を圧縮する圧縮機として幅広い用途に適用可能である。
【００８９】
さらに、上述の実施形態では、放熱器２を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、蒸発器４を送風空気を冷却する利用側熱交換器として用いているが、逆に、蒸発器４を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器２を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに本発明のアキシャルベーン型圧縮機１を適用してもよい。
【００９０】
（２）上述の実施形態では、ロータ１３の軸方向両端側にフロント側圧縮室２３ｂおよびリア側圧縮室２３ｃを形成し、２つの圧縮室２３ｂ、２３ｃにて冷媒を圧縮する構成としたが、圧縮室をロータ１３のいずれか一方のみに設ける構成としてもよい。
【００９１】
（３）上述の実施形態では、各圧縮室２３ｂ、２３ｃを、ロータ１３の軸方向端面、隣り合うベーン１４の平坦面、各カム面１６ａ、１７ａ、各サイドシリンダ１９、２０の内周面、および各ブッシュ２１ｂ、２１ｃの外周面に囲まれた空間によって形成しているが、メカニカルシール等によって、シャフト１２と各軸受け２２ｂ、２２ｃとの隙間からの漏れを抑制可能であれば、各ブッシュ２１ｂ、２１ｃを廃止して、シャフト１２の外周面によって、各圧縮室２３ｂ、２３ｃを形成してもよい。
【００９２】
（４）上述の実施形態では、ロータ１３の外周側にリング１５を圧入して固定した例を説明したが、ロータ１３とリング１５との固定は、これに限定されない。つまり、ベーン１４の径方向の変位を規制することができれば、ロータ１３とリング１５とを接着して固定してもよい。
【００９３】
（５）上述の実施形態の冷凍サイクル１００では、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成した例を説明したが、例えば、冷媒として二酸化炭素等を採用して、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１２            回転軸
１３            ロータ
１３ａ          スリット溝
１４            ベーン
１５            リング
１６、１７      フロントサイドプレート、リアサイドプレート
１６ａ、１７ａ  フロント側カム面、リア側カム面
１９、２０      フロントサイドシリンダ、リアサイドシリンダ
２３ｂ、２３ｃ  フロント側圧縮室、リア側圧縮室
【図１】
2015014250.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015014250.tif 000005
【図４】
2015014250.tif 000006
【図５】
2015014250.tif 000007
【図６】
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