(57)【要約】【課題】気体圧縮機において、圧縮室内が異常な高圧となった場合に、圧縮室の内圧を開放して破損を防止しつつ、動力低減による運転効率を向上させる。【解決手段】シリンダ１５に対するベーン１６の回転角度範囲（３６０°）のうち、圧縮室Ｃの容積が極小となる圧縮行程の終期に対応した回転角度範囲α１については、サイドブロック１３，１４に、ベーン１６の軌跡を制限するカム機構（凸部１４）を形成して、高圧の油圧を用いることなくベーン１６の突出量を確保しつつ、他の回転角度範囲βについては、ロータ１７の背圧室（ベーン１６の埋設側末端部１６ｂに接する油圧空間）に油圧を作用させてベーン１６の突出量を規定することにより、冷凍機油Ｒが圧縮室Ｃに大量に浸入して液圧縮状態となっても、その回転角度範囲βではベーン１６の背圧に勝って、内圧を逃がす。【選択図】 図４
2007092528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体的に回転するロータと、前記ロータの外周面の外方を取り囲むシリンダと、前記ロータの両端面側にそれぞれ配設された二つのサイドブロックと、前記ロータに埋設され、該ロータの回転にしたがって、その先端部が前記シリンダの内周面に当接するように該ロータから突出可能の板状のベーンとを備え、
前記ベーンを突出させる油圧を該ベーンの埋設側末端部に供給する背圧室が前記ロータに形成されているとともに、前記シリンダに対する前記ベーンの回転角度範囲の一部に対応して、前記ベーンの軌跡を制限するカム機構が前記サイドブロックに形成されていることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記一部は、前記シリンダと前記ロータと前記二つのサイドブロックと前記ロータの回転方向について隣接する二つの前記ベーンによって画成された圧縮室の容積が極小となる圧縮行程の終期に対応した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３】
前記一部は、前記ベーンの突出量が極小から増加に転じる所定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】
前記カム機構は、前記ベーンの埋設側末端部に当接して、前記ベーンを突出方向に付勢する当接面を外周面に有する、前記サイドブロックから前記ロータの端面に向けて突出した凸部であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか1項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、ロータに埋設されたベーンを突出させる構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和システム（以下、空調システムという。）には、気体（冷媒ガス）を圧縮して、システムに気体を循環させるための気体圧縮機（コンプレッサ）が用いられている。
【０００３】
例えば、ベーンロータリ形式の圧縮機本体をハウジングの内部に備えた一般的なコンプレッサにおいては、圧縮機本体は、回転軸と一体的にこの回転軸周りに回転する略円柱状のロータ（回転体）と、このロータの円柱状外周面の外方を取り囲み、断面輪郭略楕円形状の内周面を有するシリンダと、ロータおよびシリンダを、これらの両端面側から挟むように配置される２つのサイドブロック（フロントサイドブロック、リヤサイドブロック等）と、ロータの略周方向の所定角度間隔で例えば５枚配置され、油圧によってロータの外周面から突出自在で、その先端部がシリンダの略楕円状の内周面に当接するベーンとを備え、ロータの軸周りの回転により、ロータとシリンダと両サイドブロックとロータの回転方向について隣接する２枚のベーンとにより区画された５つの圧縮室の各容積をそれぞれ変化させて、各圧縮室の内部に導入された冷媒ガスを圧縮するように構成されている。
【０００４】
また、ロータには、ベーンを突出させる油圧をこのベーンの埋設側端部に供給する背圧室が形成されている。
【０００５】
圧縮機本体は、この圧縮機本体から突出された高圧の冷媒ガスを空調システムに吐出する吐出ポートと、空調システムから低圧の冷媒ガスを吸入する吸入ポートとが形成されたハウジングによって覆われており、圧縮機本体はハウジングの内部に備えられている。
【０００６】
ハウジングと圧縮機本体との間に形成された空間のうち、圧縮機本体を挟んで、吸入ポートに通じるフロントサイドブロック側は、圧縮室に導入される冷媒ガスが流入する低圧雰囲気の吸入室として形成され、吐出ポートに通じるリヤサイドブロック側は、圧縮室から排出される冷媒ガスが流入する高圧雰囲気の吐出室として形成されている。
【０００７】
ここで、コンプレッサには、ベーンを突出させるための油圧供給と、可動部分の摩擦低減、冷却、清浄（摩耗粉等の除去）等潤滑とを目的として、冷凍機油が封入され、この冷凍機油は、主として、高圧雰囲気の吐出室の底部に溜められている。
【０００８】
そして、冷凍機油は、吐出室から、両サイドブロックに形成された油路を通って、ロータの背圧室に供給されて、ベーンを突出させる（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２５０２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、圧縮室の内圧は、ロータの回転に伴う容積変化等にしたがって変化するが、容積が最も小さくなる圧縮行程の終期においては、この内圧が非常に高くなり、圧縮室を画成するベーンのチャタリングが発生しやすくなる。
【００１０】
そこで、このチャタリングを抑えるために、ベーンを突出させる方向にベーンに作用する油圧を、圧縮行程の終期に対応させて、一時的に高めることが行われている。これにより、ベーンの突出力をより増大させて、チャタリングの発生を抑えることができる。
【００１１】
しかし、ベーンの突出力を増大させると、シリンダ内周面からベーンの先端部に作用する垂直抗力が増大し、シリンダ内周面からベーンに作用する摩擦力が増大し、この摩擦力の増大は、ロータを回転させるのに要する動力の損失を増大させるものとなる。
【００１２】
なお、摩擦力の増大を回避しつつ、所望とするベーンの突出量を確保する構造として、本出願人は、背圧室に油圧を供給するのに代えてカム機構を用い、ロータの回転の全周に亘って、ベーンとカムとを係合させ、ベーンの突出量を機構的に規制するように制御する構造（特願２００４−１３９９９２）を提案しているが、このようにロータの回転軸回りの全周に亘るカム機構は、圧縮室内に過度の量の液体（例えば、冷凍機油等）が混入した場合に、いわゆる液圧縮を招き、気体圧縮の場合よりもはるかに高い圧力が生じるにも拘わらず、その圧力を逃がすことができなくなり、ベーンの破損を招く虞がある。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、液圧縮などにより圧縮室内が異常な高圧となった場合に、圧縮室の内圧を開放して破損を防止し、一方、動力低減による運転効率を向上させ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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る気体圧縮機は、ロータの回転に対応したベーンの回転角度範囲のうち、一部分については、カム機構によってベーンの軌跡（ベーンの最低突出量）を機構的に制限することで、当該一部については、摩擦力の増大を招く油圧に依存することなく、所定の突出量を確保し、しかも、他の回転角度範囲では、機構的に制限することなく油圧によってベーンを突出させることにより、液圧縮等の異常高圧状態が生じた場合に、ベーンの突出量の不足を許容して当該異常高圧を逃がすようにしたものである。
【００１５】
すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、回転軸と一体的に回転するロータと、前記ロータの外周面の外方を取り囲むシリンダと、前記ロータの両端面側にそれぞれ配設された二つのサイドブロックと、前記ロータに埋設され、該ロータの回転にしたがって、その先端部が前記シリンダの内周面に当接するように該ロータから突出可能の板状のベーンとを備え、前記ベーンを突出させる油圧を該ベーンの埋設側末端部に供給する背圧室が前記ロータに形成されているとともに、前記シリンダに対する前記ベーンの回転角度範囲の一部に対応して、前記ベーンの軌跡を制限するカム機構が前記サイドブロックに形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このように構成された本発明に係る気体圧縮機によれば、シリンダに対するベーンの回転角度範囲の一部に対応して、ベーンの軌跡を制限するカム機構がサイドブロックに形成されているため、当該一部の回転角度範囲については、カム機構がベーンの突出量を機構的に制限する。
【００１７】
これにより、ベーンの埋設側末端部に高い油圧を作用させなくても、ベーンを、所望とする最小限の量だけは突出させることができる。なお、この最小限の突出量は具体的には、ベーンの先端とシリンダの内周面とが当接して圧縮室の密閉を保持することができる程度の突出量である。
【００１８】
したがって、圧縮室の内圧が非常に高いために、ベーンの先端がシリンダの内周面に当接するのを維持するのに必要な油圧が非常に高い圧力である場合には、当該一部の回転角度範囲については、そのような高圧の油圧を作用させることなくカム機構によって当接を維持させることができるため、高圧の油圧を作用させないことによって、ベーンに作用するシリンダからの垂直抗力を非常に小さくすることができ、この垂直抗力の大きさに応じたベーンへの摩擦力を、従来のようにベーンに高い油圧を作用させた場合に生じる摩擦力よりも低減することができ、摩擦力増大に伴う、回転体を駆動させるための動力増大を抑制し、運転効率を向上させることができる。
【００１９】
また、気体圧縮機の起動時においては、ベーンに作用する油圧が低いために、ベーンが所望量だけ突出しにくい運転状況となり、ベーンに作用する油圧にのみ依存してベーンの突出量を確保するのは困難な場合があるが、本発明の気体圧縮機は、当該一部の回転角度範囲については、ベーンに作用する油圧に依存することなくカム機構によってベーンを確実に突出させることができ、ベーンの突出量を適切なタイミングで所望量確保することができるため、起動直後における圧縮効率の低下を防止することができる。
【００２０】
一方、当該一部以外の範囲については従来と同様に、ロータの背圧室（ベーンの埋設側末端に接する油圧空間）に油圧を作用させることでベーンを突出させるようにしているため、例えば、冷凍機油等の、ベーンを突出させる作動油や他の潤滑油等が圧縮室に大量に浸入して、圧縮室の容積を小さくすることが困難なほど内部が高圧となる、いわゆる液圧縮状態に陥った場合に、圧縮室の内圧が、ベーンに作用する油圧に抗してベーンを押し下げて、圧縮室の内圧を逃がすことができ、圧縮室が過圧状態により各部が損傷するのを防止することができる。
【００２１】
本発明に係る気体圧縮機においては、前記一部は、前記シリンダと前記ロータと前記二つのサイドブロックと前記ロータの回転方向について隣接する二つの前記ベーンによって画成された圧縮室の容積が極小となる圧縮行程の終期に対応した範囲であることが好ましい。
【００２２】
圧縮室の容積が極小となる圧縮行程の終期に対応した範囲は、圧縮室の内圧が最も高くなる範囲であるため、この内圧に対向するために、従来であれば、ベーンを突出させるための背圧を最も高くさせることとなり、したがって、シリンダとベーンとの間の摩擦力が最大となるが、上述した本発明の好ましい気体圧縮機によれば、この範囲に対して、カム機構がベーンの突出量を機構的に制限することにより、従来のような高い油圧をベーンに作用させることがないため、ベーンとシリンダとの間の摩擦力を低下させることができ、動力低減効果を最も効果的に発揮させることができる。
【００２３】
また、本発明に係る気体圧縮機においては、前記一部は、前記ベーンの突出量が極小から増加に転じる所定範囲であることが好ましい。
【００２４】
圧縮機本体の起動時は、気体圧縮機内に高圧の油圧を発生させるための吐出気体が存在しないため、ベーンに作用すべき高い背圧（油圧）が未だ生成されておらず、特に、ベーンの突出量が極小から増加に転じる所定範囲では、ロータの外周面を覆う油（冷凍機油や潤滑油等）の表面張力や粘性抵抗によって、ベーンを設計通りの回転角度位置で所定量だけ突出させるのが困難な場合がある。
【００２５】
特に、気体圧縮機の運転がしばらく停止していたときは、油の温度も低下しているため、油の粘性が高くなって、粘性抵抗が一層大きくなり、ベーンの適切な突出動作が行われないために、気体圧縮動作を定格性能通り発揮させるのが困難である。
【００２６】
しかし、上述した本発明の好ましい気体圧縮機によれば、この範囲に対して、そのような油圧に依存することなく、カム機構が適切なタイミングでベーンの突出量を機構的に制限することにより、油の粘性抵抗の存在に拘わらず、ベーンを適切に突出させることができ、気体圧縮動作を適切に行わせることができる。
【００２７】
本発明に係る気体圧縮機においては、カム機構として、ベーンの埋設側端部に当接してベーンを突出方向に付勢する当接面を外周面に有する、サイドブロックから前記ロータの端面に向けて突出した凸部、であることが好ましい。
【００２８】
カム機構としての凸部は、回転体の内部（ロータ）に向けて突出するため、回転体自体の外形サイズが大きくなるのを防止することができ、また、比較的単純な構造であるため、大幅なコストアップを招くことがない。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る気体圧縮機によれば、回転体を駆動させるための動力増大を抑制して運転効率を向上させることができ、しかも、圧縮室が過圧状態により破損するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の気体圧縮機に係る最良の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、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式コンプレッサ１００を示す縦断面図、図２は、図１におけるＩ−Ｉ線に沿った断面を示す断面図である。
【００３２】
この実施形態のコンプレッサ１００は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成されているが、そのような形態に限定されるものではない。
【００３３】
このコンプレッサ１００は、空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（いずれも図示を省略する。）とともに、冷却媒体の循環経路上に設けられている。
【００３４】
そして、コンプレッサ１００は、当該空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体、すなわち冷媒ガスＧを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスＧを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は、圧縮された冷媒ガスＧを液化させ、高圧で液状の冷媒（液）として膨張弁に送出する。
【００３５】
高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。
【００３６】
また、コンプレッサ１００は、図１に示すように、回転軸２０と一体的にこの回転軸２０回りに回転する、この回転軸２０と同軸の略円柱状のロータ１７と、ロータ１７の外周面１７ａの外方を取り囲むシリンダ１５と、ロータ１７の両端面１７ｃ，１７ｄ側にそれぞれ配設されたフロントサイドブロック１３およびリヤサイドブロック１４と、ロータ１７の外周面１７ａからの突出量が可変となるように摺動可能にロータ１７に埋設された複数（本実施形態では５個）の板状のベーン１６（図２参照）とを備え、ロータ１７の回転にしたがって、ロータ１７のガイド溝１７ｂ内で摺動して外周面１７ａから突出したベーン１６の突出側先端部１６ａが、シリンダ１５の内周面１５ａに追従して当接することにより、フロントサイドブロック１３、リヤサイドブロック１４、シリンダ１５、ロータ１７およびロータ１７の回転方向について隣接する２つのベーン１６，１６によって画成された５つの圧縮室Ｃの各容積が変化し、この各圧縮室Ｃ内に封じ込められた冷媒ガスＧが圧縮されて吐出される構造となっている。
【００３７】
ここで、フロントサイドブロック１３には、冷媒ガスＧの吸入行程に対応する圧縮室Ｃに通じる吸入口（図示せず）が形成され、シリンダ１５には、冷媒ガスＧの吐出行程に対応する圧縮室Ｃに通じる吐出口１５ｂが形成され、この吐出口１５ｂには吐出弁１５ｃが設けられている。
【００３８】
また、リヤサイドブロック１４には、シリンダ１５の吐出弁１５ｃから吐出された冷媒ガスＧの流路となる吐出口１４ｋが形成され、さらにこのリヤサイドブロック１４の外側には、吐出口１４ｋから吐出した冷媒ガスＧに混じった冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するための分離金網１９を有するサイクロンブロック１８が取り付けられている。
【００３９】
そして、ロータ１７、回転軸２０、フロントサイドブロック１３、リヤサイドブロック１４、シリンダ１５およびベーン１６は圧縮機本体１０を構成し、この圧縮機本体１０およびサイクロンブロック１８は、フロントヘッド１１およびケース１２からなるハウジングによって覆われている。
【００４０】
回転軸２０は、図示しない動力源からの回転力が、ラジアルベアリング２１を介してフロントヘッド１１に固定されたプーリ２２と電磁クラッチ２３とを経由して付与されることによって回転し、この回転軸２０の回転にしたがってロータ１７が回転する。
【００４１】
一方、フロントヘッド１１とフロントサイドブロック１３との間には、フロントサイドブロック１３の吸入口に通じ、圧縮室Ｃに対して冷媒ガスＧの上流側となる吸入室２４が形成され、フロントヘッド１１には、このコンプレッサ１００の外部すなわち空調システムのエバポレータから冷媒ガスＧが供給される吸入ポート２５が形成され、ケース１２にはコンプレッサ１００の外部すなわち空調システムのコンデンサに、圧縮されて高温・高圧となった冷媒ガスＧを吐出する吐出ポート２６が形成されている。
【００４２】
吸入ポート２５には、逆止弁３０が配設されており、この逆止弁３０を介して吸入ポート２５は吸入室２４と連通している。
【００４３】
逆止弁３０は、吸入ポート２５から吸入室２４への冷媒ガスＧの流入を可能とする一方、吸入室２４から吸入ポート２５への冷媒ガスＧの逆流を阻止する機能を有している。
【００４４】
また、圧縮室Ｃから吐出された高圧の気体Ｇは吐出室２７内に充満するが、この冷媒ガスＧの圧力によって、吐出室２７内の底部に溜まった冷凍機油Ｒは、リヤサイドブロック１４、シリンダ１５およびフロントサイドブロック１３にそれぞれ形成された油路１４ｚ，１５ｚ，１３ｚを通って、シャフト２０を軸支するリヤサイドブロック１４およびフロントサイドブロック１３の各軸受け部１４ｈ，１３ｈに潤滑油として、およびガイド溝１７ｂに供給されるベーン１６への背圧として、それぞれ供給されている。
【００４５】
ここで、リヤサイドブロック１４とロータ１７との組付け部の詳細について、図２および分解模式図である図３を参照して説明する。なお、図３においては、ロータ１７に嵌挿された回転軸２０の記載を省略している。
【００４６】
まず、ロータ１７の、リヤサイドブロック１４に対向する端面１７ｄ（以下、リヤ側端面１７ｄという。）には、ベーン１６の埋設側末端部１６ｂが少なくともこのベーン１６の突出ストロークに対応する長さ（ベーン１６の末端部１６ｂから先端部１６ａまでの長さから、突出長さおよび埋設長さを差し引いた長さ）分だけ露出するように、所定の直径の円柱状空間である陥凹部１７ｅが形成されている。
【００４７】
一方、リヤサイドブロック１４の、ロータ１７のリヤ側端面１７ｄに向いた面１４ｂ（以下、ロータ当接面１４ｂという。）のうち、回転軸２０を取り囲むように、ロータ１７に向けて突出した凸部１４ｃが形成されている。この凸部１４ｃは、リヤサイドブロック１４が圧縮機本体１０として組み立てられた状態において、ロータ１７の陥凹部１７ｅとして形成された空間に突入した状態となる。
【００４８】
また、フロントサイドブロック１３にも、リヤサイドブロック１４に形成された凸部１４ｃと同様の凸部１３ｃが形成されており、ロータ１７のフロント側端面（ロータ１７の端面のうちフロントサイドブロック１３に向いた側の端面）１７ｃにも、リヤ側端面１７ｄに形成された陥凹部１７ｅと同様の陥凹部１７ｆが形成されている。
【００４９】
これら、フロントサイドブロック１３の凸部１３ｃの輪郭形状は、リヤサイドブロック１４の端面１４ｂとフロントサイドブロック１３との端面１３ｂとを対向させた状態におけるリヤサイドブロック１４の凸部１４ｃの輪郭と、各対応輪郭部分同士が対向するように形成されている。
【００５０】
凸部１４ｃの外周面１４ｄは、シリンダ１５に対する各ベーン１６の、回転軸２０回りの回転角度範囲のうち、一部の回転角度範囲に対応して、ベーン１６の末端部１６ｂに、回転軸２０側から当接することにより、ベーン１６の先端部１６ａの軌跡を制限するカム機構となっている。
【００５１】
すなわち、凸部１４ｃの外周面１４ｄがベーン１６の末端部１６ｂに当接した状態のときは、ベーン１６はその外周面１４ｄに当接して、ベーン１６の突出方向に機構的に押圧され、ベーン１６の先端部１６ａの突出方向とは反対方向への変位を制限することにより、ベーン１６の軌跡を所定範囲に制限している。
【００５２】
一方、ベーン１６は、シリンダ１５の内周面１５ａによって、突出方向への変位が制限されている。したがって、ベーン１６はシリンダ１５の内周面１５ａと、カム機構である凸部１４ｃとによって、その変位範囲（軌跡）が制限されていることになる。
【００５３】
ここで、外周面１４ｄの輪郭形状は具体的には、図２（ａ），（ｂ）の断面図に示すように、回転軸２０の中心を周縁の中心とする円弧の一部を切り落とした形状を呈している。
【００５４】
円弧状の輪郭形状部分に対応する外周面１４ｄの部分（以下、円弧状部分という。）１４ｅは、シリンダ１５の内周面１５ａにベーン１６の先端部１６ａが当接した状態のとき、円弧状部分１４ｅにベーン１６の末端部１６ｂが当接しないように、その輪郭形状が形成され、一方、円弧を切り落とした輪郭形状部分に対応する外周面１４ｄの部分（以下、切落とし部分という。）１４ｆは、切落とし部分１４ｆにベーン１６の末端部１６ｂが当接したとき、ベーン１６の先端部１６ａがシリンダ１５の内周面１５ａに当接するように、その輪郭形状が形成されている。
【００５５】
すなわち、図４に示すように、切落とし部分１４ｆに対応する範囲（ベーン１６の末端部１６ｂが当接する範囲として）αにおいて、ベーン１６は、切落とし部分１４ｆとシリンダ１５の内周面１５ａとに挟まれて、突出方向に任意に変位することはない。
【００５６】
ここで、切落とし部分１４ｆに対応する範囲αは、図４に示すように、圧縮室Ｃの容積が極小となる圧縮行程の終期、すなわち圧縮室Ｃの内圧が最も高くなる吐出直前の期間、に対応した範囲α１と、ベーン１６の突出量が極小から増加に転じる初期の範囲α２とを含んでいる。
【００５７】
一方、円弧状部分１４ｅに対応する範囲（ベーン１６の末端部１６ｂが当接する範囲として）βにおいて、ベーン１６は、円弧状部分１４ｅからシリンダ１５の内周面１５ａまでの間の長さはベーン１６の末端部１６ｂから先端部１６ａまでの長さより長いため、ベーン１６はガイド溝１７ｂの内部で、このガイド溝１７ｂに作用する油圧と圧縮室Ｃの内圧とのバランスに応じて、突出方向および反対方向に変位することが許容されている。
【００５８】
ここで、ガイド溝１７ｂとベーン１６の末端部１６ｂとによって画成された背圧室に冷凍機油Ｒが供給される油供給経路について説明する。
【００５９】
圧縮室Ｃから吐出された高圧の冷媒ガスＧおよびこの冷媒ガスＧに混入された冷凍機油Ｒは、サイクロンブロック１８の金網１９を通過する間に互いに分離され、冷凍機油Ｒは吐出室２７の底部に溜まり、冷媒ガスＧは吐出ポート２６からシステムに吐き出される。
【００６０】
吐出室２７の内部には、圧縮室Ｃから吐き出された直後の、高圧の冷媒ガスＧが充満しているため、底部に溜まった冷凍機油Ｒには高圧が作用し、リヤサイドブロック１４に形成された油路１４ｚを通って、回転軸２０と軸受け１４ｈとの隙間部分に達し、この隙間を通って、ガイド溝１７ｂとベーン１６の末端部１６ｂとによって画成された背圧室に、リヤサイドブロック１４側から供給され、ベーン１６を突出させる背圧に供される。
【００６１】
また、リヤサイドブロック１４の油路１４ｚに連通したシリンダ１５の油路１５ｚおよびこの油路１５ｚと連通したフロントサイドブロック１３の油路１３ｚを通って、回転軸２０と軸受け１３ｈとの隙間部分に達した冷凍機油Ｒは、この隙間を通って、ガイド溝１７ｂとベーン１６の末端部１６ｂとによって画成された背圧室に、フロントサイドブロック１３側から供給され、ベーン１６を突出させる背圧に供される。
【００６２】
ここで、圧縮室Ｃの容積が極小となる圧縮行程の終期に対応した範囲α１は、圧縮室Ｃの内圧が最も高くなる範囲であるため、この内圧に対向するために、従来であれば、ベーン１６を突出させるためのベーン１６の末端１６ｂに作用させる油圧を最も高いものとして、シリンダ１５とベーン１６との間の摩擦力が最大となって動力損失が大きくなるが、上述した本実施形態のコンプレッサ１００によれば、この範囲α１に対して、カム機構がベーン１６の突出量を機構的に制限することにより、従来のような高い油圧をベーン１６に作用させる必要がないため、ベーン１６とシリンダ１５との間の摩擦力を低下させることができ、動力低減効果を最も効果的に発揮させることができる。
【００６３】
また、ベーン１６の突出量が極小から増加に転じる初期の範囲α２は、ベーン１６の先端部１６ａがロータ１７の外周面１７ａと略面一となるため、潤滑油としての冷凍機油Ｒが、ベーン１６の先端部１６ａとロータ１７の外周面１７ａとに亘って油膜を形成し、この油膜は、ベーン１６が突出する際の抵抗となる。
【００６４】
コンプレッサ１００の起動時においては、突出室２７内に高圧の油圧を発生させるための吐出された高圧の冷媒ガスＧが存在しないため、ベーン１６に作用すべき高い油圧が未だ生成されておらず、上記油膜の表面張力や粘性抵抗（ガイド溝１７ｂとベーン１６との間の抵抗を含む）によって、ベーン１６を設計通りの回転角度位置で所定量だけ突出させるのが困難な場合がある。特に、冷凍機油Ｒの温度が低いときは、粘性が高くなって、上記表面張力や粘性抵抗が一層大きくなり、ベーン１６の適切な突出動作が行われないために、コンプレッサ１００の圧縮動作を定格性能通り発揮させるのが困難である。
【００６５】
これに対して本実施形態のコンプレッサ１００は、そのようなベーン１６の突出が困難になりうる回転角度範囲α２については、ベーン１６に作用する油圧に依存することなくカム機構によってベーン１６を確実に突出させることができ、ベーン１６の突出量を適切なタイミングで所望量確保することができるため、高圧の冷媒ガスを発生させることができ、ベーンに作用する高い油圧を発生させることができ、起動直後における圧縮効率が低下するのを防止することができる。
【００６６】
しかも、当該一部以外の回転角度範囲βについては従来と同様に、ベーン１６の突出量は原則的にベーン１６に作用する背圧と圧縮室Ｃの内圧とのバランスによって規定されるため、例えば、冷凍機油Ｒが圧縮室Ｃに大量に浸入して、圧縮室Ｃの容積を小さくすることが困難なほど内部が高圧となる、いわゆる液圧縮状態に陥った場合に、圧縮室Ｃの内圧が、ベーン１６に作用する油圧に抗してベーン１６を押し下げて、圧縮室Ｃの内圧を逃がすことができ、圧縮室Ｃが過圧状態により各部が損傷するのを防止することができる。
【００６７】
なお、上述の説明においては、リヤ側のみについて説明したが、フロント側についてもリヤ側の動作と同期してリヤ側と同様の作用を奏する。
【００６８】
本実施形態のコンプレッサ１００においては、両サイドブロック１３，１４にそれぞれ凸部１３ｃ，１４ｃが形成されて案内面を構成するとともに、ロータ１７の両端面１７ｃ，１７ｄにそれぞれ陥凹部１７ｆ，１７ｅが形成された構成であるが、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、フロント側またはリヤ側の一方にのみ、対応する凸部１３ｃ（または１４ｃ）と陥凹部１７ｆ（または１７ｅ）との組合せが形成されていればよく、このように一方の側にのみ凸部および陥凹部が形成された構成の気体圧縮機によっても、上述した実施形態のコンプレッサ１００と同様の作用、効果を発揮することができる。
【００６９】
また、本実施形態のコンプレッサ１００においては、回転角度範囲α１と回転角度範囲α２との両回転角度範囲を滑らかに連続した回転角度範囲とする目的で、本来はカム機構によってベーン１６の突出量を規定する必要がない回転角度範囲（回転角度範囲αのうち回転角度範囲α１およびα２を除いた回転角度範囲）についても、カム機構によってベーン１６の吐出量を規定する構成としたが、そのような単一の回転角度範囲αとして規定するものでなくてもよい。
【００７０】
また、回転角度範囲α１のみを、カム機構によってベーン１６の突出量を規定する範囲とした構成や、回転角度範囲α２のみを、カム機構によってベーン１６の突出量を規定する範囲とした構成を採用するものであってもよく、そのように構成した実施形態によれば、それら回転角度範囲α１またはα２についてそれぞれ上述した作用、効果のみを発揮するものである。
【００７１】
なお、カム機構として、ベーン１６の埋設側末端部１６ｂに当接してベーン１６を突出方向（先端１６ａがシリンダ１５の内周面１５ａ向かう向き）に付勢する当接面を外周面１４ｄに有する、サイドブロック１３，１４からロータ１７の端面１７ｃ，１７ｄに向けて突出した凸部１４ｃ、が適用されていることにより、凸部１４ｃは、回転体の内部（ロータ１７）に向けて突出するため、回転体自体の外形サイズが大きくなるのを防止することができ、また、比較的単純な構造であるため、大幅なコストアップを招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図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式コンプレッサを示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図であり、（ａ）はベーン（図中の右側下）の突出量が極小から増加に転じる所定範囲（図４における回転角度範囲α２）にある状態、（ｂ）は一方のベーン（図中の右側中間）が、圧縮室の容積が極小となる圧縮行程の終期に対応した範囲（図４における回転角度範囲α１）にある状態、をそれぞれ示す図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】リヤサイドブロックとロータとの組付け部の詳細を示す分解斜視図である。
【図４】回転角度範囲（α，β，α１，α２）の詳細を示す、図２相当の断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１３，１４  サイドブロック
１４    凸部（カム機構）
１５    シリンダ
１６    ベーン
１６ａ  突出側末端部
１６ｂ  埋設側末端部
１７    ロータ
Ｃ      圧縮室
Ｒ      冷凍機油
α，α１，α２，β  回転角度範囲
【図１】
2007092528.tif 000003
【図２】
2007092528.tif 000004
【図３】
2007092528.tif 000005
【図４】
2007092528.tif 000006