(57)【要約】【課題】ベーンとハウジングとによる摩擦を減少させることで磨耗や摩擦熱の発生を防止し、また、効率よく冷媒を圧縮させるコンプレッサを提供することを目的とする。【解決手段】コンプレッサ１００は、内部にロータ室１３を有するハウジング１と、ロータ室１３内に偏芯して回転可能に設けられ、外周部にベーン溝２２ａ〜２２ｄを有するロータ２と、ロータ２のベーン溝２２ａ〜２２ｄに突出可能に収容されるベーン２３ａ〜２３ｄとを備え、ベーン２３ａ〜２３ｄの外周部には、ロータ室１３の内周面と転動接触するローラ４ａ〜４ｄを設けた。ローラ４ａ〜４ｄとロータ室１３の内周面とが転動接触することで摩擦を減少させ、磨耗や摩擦熱の発生を防止できる。また、ロータ２の端面には、ロータ２の径方向と直交する油溝２３ａ〜２３ｄを設けた。これにより、ロータ２の端面とハウジング１の内側の端面との間に油膜が形成され、冷媒の漏洩を防止できる。【選択図】図１
2009030448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にロータ室を有するハウジングと、
前記ロータ室内に偏芯して回転可能に設けられ、外周部にベーン溝を有するロータと、
前記ロータのベーン溝に突出可能に収容されるベーンとを備えるコンプレッサであって、
前記ベーンの外周部には、前記ロータ室の内周面と転動接触するローラを設けたことを特徴とするコンプレッサ。
【請求項２】
前記ロータの端面には、前記ロータの径方向と略直交し、潤滑油が満たされる油溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のエアコンや室内用のエアコン等に用いられて好適なコンプレッサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車用のエアコン等では、冷媒がコンプレッサ、コンデンサ、レシーバ／ドライヤ、エキスパンションバルブ、エバポレータを通り、再びコンプレッサに戻るという冷房サイクルが行われている。冷房サイクルの中で、冷媒は液体から気体、気体から液体に、状態を変化させる。この冷媒の変化の過程において、冷媒が、外気から熱を奪うことにより、外気が冷やされる。図９は、上述した冷房サイクルを示す図である。まず、気体状の冷媒は、コンプレッサ１００において、圧縮され、高温高圧状態になる。次に、冷媒は、コンデンサ１１０において、外気温により冷やされ、気体から液体に変化する。次に、液体状の冷媒は、レシーバ／ドライヤ１２０において、水分やゴミが取り除かれる。次に、冷媒は、エキスパンションバルブ１３０において、急激に膨張させられ、低温低圧の霧状になる。次に、冷媒は、エバポレータ１４０において、周囲の温度の高い空気から熱を吸収し蒸発し、気体状になり再びコンプレッサ１００に送られる。ここで、上述したエバポレータ１４０内の低温の冷媒が周囲の空気から熱を吸収する作用により、自動車室内等が冷房される。
【０００３】
上述した冷房サイクルの中のコンプレッサ１００には、従来から様々なタイプのものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。図７、図８は、従来のコンプレッサの構成を示す断面図である。図７、図８に示すコンプレッサは、いわゆる偏芯ロータ式コンプレッサといわれるものであり、円筒状のハウジング内に真円形状のロータが偏芯された位置に回転可能に設けられている。
【０００４】
図７は、ベーンを２枚用いた従来の偏芯ロータ式コンプレッサ７０の断面を示す図である。図７に示すように、コンプレッサ７０は、内部にロータ室を有するとともに、気体状の冷媒を吸入する吸入孔及び冷媒を排出する排出孔が形成されたハウジング７１を有している。このハウジング７１のロータ室には、ロータ室の中心から偏芯させてロータ７２が回転可能に設けられている。また、ロータ７２の外周にはベーン溝を有し、ベーン溝から突出可能なベーン７３が、２枚設けられている。ロータ７２が、ロータ室の中心から偏芯させて設けられていることにより、ロータ７２の外周面とロータ室の内周面との間に空間が形成される。空間には、吸入孔により吸入された冷媒が、充填される。
【０００５】
次に、ロータ７２をモータ等により矢印方向に回転させることで、遠心力によりベーン７３が、ベーン溝から突出する。突出したベーン７３の先端部は、ハウジング７１の内周面に当接した状態で、摺動する。ベーン７３の先端が、ハウジング７１の内周面に当接することで２枚のベーン７３と、ロータ７２の外周面と、ロータ室の内周面とで密閉された気密室が形成される。更に、ロータ７２が、矢印方向に回転し、形成された気密室が排出孔に近づくと、気密室の容積が減少する。気密室の容積の減少にともない、気密室に充填された冷媒も圧縮される。更に、ロータ７２を矢印方向に回転させることで、圧縮された冷媒は、排出孔から排出され、コンデンサ１１０へ送られる。
【０００６】
図８は、ベーンを４枚用いた従来の偏芯ローラ式コンプレッサ８０の断面を示す図である。図８に示すコンプレッサ８０は、ロータ８２の外周にベーン溝を有し、ベーン溝から突出可能なベーン８３が、４枚設けられている。ロータ８２を矢印方向に回転させることで、ベーン８３の先端が、ハウジング８１の内周面に当接する。ベーン８３の先端が、ハウジング８１の内周面に当接することで、隣接するベーン８３とロータ８２の外周面と、ロータ室の内周面とで密閉された４つの気密室が形成される。このように４つのベーン８３を用いることで、ロータ８２の１回転で吸入と排出の４工程を行うことができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平０６−１０６９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の偏芯ロータ式コンプレッサでは、例えば、図７に示すロータ７２をモータ等により矢印方向に回転させることで、ベーン７３の先端部は、ハウジング７１の内周面に当接した状態で摺動することになる。このように、ベーン７３の先端部は、ハウジング７１の内周面と摺動することで、摩擦が発生する。この摩擦により、ベーン７３の先端部又はハウジング７１の内周面の磨耗が生じたり、摩擦熱が発生したりする問題がある。
また、ベーン７３によって仕切られ、冷媒が充填された各気密室は、偏芯位置によって冷媒の圧力に差が生じている。すなわち、吸入孔に近い気密室の冷媒は、低い圧力であり、排出孔の近くに位置する気密室の冷媒は高い圧力になっている。このように各気密室の冷媒の圧力に差があることで、冷媒はロータ７２の端面とハウジング７１の内側端面の間を通って高い圧力の気密室から低い圧力の気密室に漏洩する。従って、従来のコンプレッサでは効率よく冷媒を圧縮させることができないという問題がある。
【０００９】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、ベーンの先端とロータ室の内周面との摩擦を減少させ、摩擦による磨耗や摩擦熱の発生を防止させることを目的とする。また、冷媒がロータの端面とハウジングの内側端面の間を通って高い圧力の密閉空間から低い圧力の密閉空間に漏洩することを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のコンプレッサは、内部にロータ室を有するハウジングと、前記ロータ室内に偏芯して回転可能に設けられ、外周部にベーン溝を有するロータと、前記ロータのベーン溝に突出可能に収容されるベーンとを備えるコンプレッサであって、前記ベーンの外周部には、前記ロータ室の内周面と転動接触するローラを設けたことを特徴とする。
また、本発明のコンプレッサは、内部にロータ室を有するハウジングと、前記ロータ室内に偏芯して回転可能に設けられ、外周部にベーン溝を有するロータと、前記ロータのベーン溝に突出可能に収容されるベーンとを備えるコンプレッサであって、前記ロータの端面には、前記ロータの径方向と略直交し、潤滑油が満たされる油溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコンプレッサによれば、ベーンの外周部に、ロータ室の内周面と転動接触するローラを設けたので、ベーンの先端とロータ室の内周面との摩擦を減少させ、摩擦による磨耗や摩擦熱の発生を防止させることができる。
また、本発明のコンプレッサによれば、ロータの端面には、ロータの径方向と略直交し、潤滑油が満たされる油溝を設けたことで、ロータの端面とハウジングの内側の端面の間に油膜が形成され、冷媒が、高い圧力の気密室から低い圧力の気密室に漏洩することを防止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係るコンプレッサ１００の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るコンプレッサ１００の組み立て分解斜視図である。図２は、コンプレッサ１００の内部の構造を示す側断面図である。図３及び図４は、ハウジングカバーを取外した状態のコンプレッサ１００の内部の構造を示す正面図である。図１に示すように、コンプレッサ１００は、ハウジング１と、ロータ２と、ベーン３ａ〜３ｄと、吸入プラグ５１と、排出プラグ５２と、ロータシャフト６とを具備している。
【００１３】
ハウジング１は、ハウジング本体１１と、ハウジングカバー１２ａ、１２ｂとから構成されている。ハウジング本体１１は、略円筒状で形成されており、内部にはロータ２が回転可能に収容される真円孔状のロータ室１３が設けられている。ハウジング本体１１には、ハウジング本体１１の両端の開口部を閉塞するようにハウジングカバー１２ａ、１２ｂが、ボルト７ｂ、７ｃで取り付けられるようになっている。ハウジング本体１１には、ハウジング本体１１の外周面からロータ室１３の内周面にかけて吸入孔１４と、排出孔１６とが設けられている。気体状の冷媒は、吸入孔１４を通して吸入され、ロータ室１３に導入される。また、後述する工程により圧縮された冷媒は、排出孔１６を通してロータ室１３から排出される。吸入孔１４に近接して、ロータ室１３の内周面には、吸入溝１５が設けられている。この吸入溝１５は、吸入孔１４の直径と略同幅であり、ロータ室１３の内周面に沿って設けられている。
【００１４】
ハウジングカバー１２ａ、１２ｂには、ロータシャフト６が挿通する軸孔１８ａ、１８ｂが、ロータ室１３の中心軸と偏芯した位置に設けられている。ハウジングカバー１２ａの軸孔１８ａは、ロータシャフト６が挿通する小径部と、ベアリング８ａが嵌入される大径部とを有している。ハウジングカバー１２ａの端面には大径部に嵌入されたベアリング８ａが離脱しないようにベアリングカバー９がボルト７ａにより固定されている。ハウジングカバー１２ｂの軸孔１８ｂは、ロータシャフト６が挿通する小径部と、ベアリング８ｂ、８ｃ、シールリング１９及びＣ形止め輪２０が嵌入される大径部とを有している（図２参照）。ハウジングカバー１２ａ、１２ｂのハウジング本体１１と接する面には、Ｏリング１７ｂ、１７ｃが嵌入されるリング溝が形成されている。また、ハウジングカバー１２ａのベアリングカバー９と接する面にも、Ｏリング１７ａが嵌入されるリング溝が形成されている。
【００１５】
ロータ２は、略円板状に形成されており、中心にロータシャフト６が設けられている。ここで、ロータ２とロータシャフト６とは一体でも別体でもよく、別体の場合は、例えばキー溝とキーとにより結合し、両者を同期して回転させるようにすればよい。ロータ２の厚みは、ハウジング本体１１の厚みと略同寸法で形成されており、ロータ２が、ロータ室１３内で軸方向にガタつかないような寸法に設定されている（図２参照）。ロータ２の外周部には、複数のベーン溝２２ａ〜２２ｄが形成されている。ベーン溝２２ａ〜２２ｄは、放射状に、かつ同一間隔をもって配列されている。具体的に、ベーン溝２２ａ〜２２ｄは、ロータ２の外周面に開口しており、９０度の間隔で４つ形成されている。また、ベーン溝２２ａ〜２２ｄの底面は、ロータ２の厚み方向の中央で最も深くなるように、緩やかな円弧状に形成されている。
【００１６】
また、ロータ２の両端面、すなわち、ハウジングカバー１２ａ、１２ｂに面している両側の平坦面には、油溝２３ａ〜２３ｄ、２３ｅ〜２３ｈが形成されている。なお、図１では油溝２３ａ〜２３ｄのみが図示されている。油溝２３ａ〜２３ｄ、２３ｅ〜２３ｈは、各ベーン溝２２ａ〜２２ｄの間であって、ロータ２の径方向と略直交するように形成されている。ロータ２が回転していないとき、油溝２３ａ〜２３ｈには、潤滑油が満たされている。次に、ロータ２が回転したときに、ロータ室１３に充填された冷媒の気圧差の影響により、油溝２３ａ〜２３ｄ、２３ｅ〜２３ｈに満たされていた潤滑油がロータ２の端面と、ハウジングカバー１２ａ、１２ｂとの間に移動し、冷媒の漏洩を防止させる。油溝２３ａ〜２３ｈの詳細な作用についてはコンプレッサ１００の動作の説明において、後述する。
【００１７】
各ベーン溝２２ａ〜２２ｄには、平板状のベーン３ａ〜３ｄが、各ベーン溝２２ａ〜２２ｄの溝壁に沿って突出できるように収容されている。ここで、ベーン３ａ〜３ｄの幅は、ロータ２の厚みと略等しく設定されている。また、ベーン３ａ〜３ｄの板厚は、ロータ室１３内でロータ２が回転したときに、遠心力によりベーン３ａ〜３ｄがベーン溝２２ａ〜２２ｄの溝壁に沿って突出することができるとともに、ベーン溝２２ａ〜２２ｄ内でベーン３ａ〜３ｄがガタつくことがない程度の寸法に設定されている。ベーン３ａ〜３ｄの外周部（先端部）には、ローラ溝３２ａ〜３２ｄが設けられている。ローラ溝３２ａ〜３２ｄは、ベーン３ａ〜３ｄの幅方向に亘って、ベーン３ａ〜３ｄの板厚方向の中央で最も深くなるように、円弧状に形成されている。ローラ溝３２ａ〜３２ｄの内周表面は、ロータ室１３内に含まれる潤滑油で覆われている。また、ベーン３ａ〜３ｄの底部は、ベーン溝２２ａ〜２２ｄの底面と一致するように緩やかな円弧形状に形成されている。
【００１８】
各ローラ溝３２ａ〜３２ｄには、円柱状のローラ４ａ〜４ｄが、ローラ溝３２ａ〜３２ｄ内で転動できるように設けられている。ローラ４ａ〜４ｄの長さは、ベーン３ａ〜３ｄの幅の寸法と略同一である。また、ローラ４ａ〜４ｄの直径は、ローラ溝３２ａ〜３２ｄ内で回転することができるとともに、径方向にガタつかない程度に設定されている。このように、ベーン３ａ〜３ｄの外周部に回転可能なローラ４ａ〜４ｄを設けることにより、ロータ２が回転し、遠心力によりベーン３ａ〜３ｄが突出したときに、ローラ４ａ〜４ｄとロータ室１３の内周面とが接触するような態様になる。
【００１９】
ベーン３ａ〜３ｄの側面、すなわち、ベーン溝２２ａ〜２２ｄの溝壁に接触する面の一方には、挿通溝３１ａ〜３１ｄが設けられている。なお、図１では挿通溝３１ａ、３１ｂのみが図示されている。挿通溝３１ａ〜３１ｄは、ベーン３ａ〜３ｄの外周部から底部に亘って２本の溝が中央で交差するように設けられている。上述したように、ベーン溝２２ａ〜２２ｄは、ベーン３ａ〜３ｄとベーン溝２２ａ〜２２ｄとの間では、ガタがないように寸法が設定されている。従って、ロータ２の回転による遠心力により、ベーン３ａ〜３ｄがベーン溝２２ａ〜２２ｄから突出しようとするとき、ベーン３ａ〜３ｄが突出することによって発生するベーン３ａ〜３ｄとベーン溝２２ａ〜２２ｄとの空間には冷媒が流入されにくくなる。すなわち、その空間には負圧が生じるため、ベーン３ａ〜３ｄの突出が阻害されてしまう。挿通溝３１ａ〜３１ｄを設けることにより、ロータ室１３に充填されている冷媒が挿通溝３１ａ〜３１ｄを通して空間に流入されるために、ベーン３ａ〜３ｄは阻害されることなくベーン溝２２ａ〜２２ｄから突出することができる。
【００２０】
ロータシャフト６は、ハウジングカバー１２ａの偏芯した軸孔１８ａ、ハウジングカバー１２ｂの偏芯した軸孔１８ｂにそれぞれ、挿通される。ロータシャフト６をハウジングカバー１２ａ、１２ｂの偏芯した軸孔１８ａ、１８ｂに挿通することで、図３に示すように、ロータシャフト６と同期して回転するロータ２の中心軸は、ロータ室１３の中心軸に対し、距離Ｓだけ偏芯するように配置される。ロータシャフト６の後端側は、図示しないプーリ等が、接続できるようにキー溝６１及びネジ部６２が形成されている。従って、例えば、自動車のエンジンによる駆動がベルトを介してプーリに伝達され、プーリの回転によりロータシャフト６を回転できるようになっている。なお、プーリやベルトを介して接続される場合に限られず、モータシャフトを直接、ロータシャフト６に接続するようにしてもよい。
【００２１】
ハウジング本体１１の外周には、吸入プラグ５１が、吸入孔１４と連通するように取り付けられる。また、ハウジング本体１１の外周には、排出プラグ５２が、排出孔１６に連通するように取り付けられる。排出プラグ５２には、逆止弁が設けられている。逆止弁は、排出孔１６を外周から塞ぐようにスチールボール５３と、スチールボール５３を排出孔１６に付勢するスプリング５４とからなっている（図３参照）。従って、冷媒の圧力が、スプリング５４の弾性力以上になったときに、圧縮された冷媒がスチールボール５３を押し出し排出孔１６から排出される。
【００２２】
次に、本実施形態に係るコンプレッサ１００を組み立てた状態について図３〜図５を参照して説明する。
図３及び図４は、ハウジング本体１１のロータ室１３にロータ２を配置させ、ベーン溝２２ａ〜２２ｄにベーン３ａ〜３ｄを収容した状態の図面である。図５はコンプレッサ１００の一部を組み立てた組み立て斜視図である。図３に示すように、ロータ室１３の中心軸とロータ２の中心とは距離Ｓだけ偏芯している。この偏芯により、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面との間で、近接する側と離間する側が形成される。具体的には、図３〜図５に示すように、ロータ２の中心はロータ室１３の下方向に偏芯しているので、ロータ室１３の上側でロータ室１３の内周面とロータ２の外周面とが最も離間し、ロータ室１３の下側でロータ室１３の内周面とロータ２の外周面とが最も近接している。
【００２３】
ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面とが離間する側では、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面との間で冷媒が充填される流通路３５が形成される。また、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面とが近接している側では、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面との間で、冷媒が漏洩しない程度の微小な間隔に設定されている。また、ロータ室１３内には潤滑油が含まれている。従って、各構成部材間の摩擦は潤滑油によって減少するようになっている。
【００２４】
次に、本実施形態に係るコンプレッサ１００の動作について図３及び図４を参照して説明する。図４は、図３に示す状態から、ロータ２が４５度回転した状態を示す図である。まず、エンジンが駆動されることにより、エンジンの駆動が、ベルトを介して図示しないプーリを回転させ、プーリに連結されたロータシャフト６が回転する。ロータシャフト６が回転すると、ロータシャフト６に連結されたロータ２が同期してロータ室１３内を図３の矢印方向１０に回転する。
【００２５】
このロータ２の回転によって、ベーン溝２２ａ〜２２ｄに収容されたベーン３ａ〜３ｄは遠心力によって、ベーン溝２２ａ〜２２ｄから突出し、ロータ室１３の内周面に押し付けられる。このとき、ロータ室１３の内周面には、ベーン３ａ〜３ｄの外周部に回転可能に設けられたローラ４ａ〜４ｄの外周面が押し付けられる。その結果、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面との流通路３５がベーン３ａ〜３ｄによって仕切られ、図３に示すように、冷媒が充填される独立した気密室３３ａ〜３３ｄが形成される。
【００２６】
ここで、ロータ室１３の中心軸とロータ２の中心軸との偏芯により、ベーン３ａ〜３ｄがベーン溝２２ａ〜２２ｄから突出する突出量は、ロータ２の回転位置によって異なる。すなわち、ロータ２が回転し、ベーン３ａ〜３ｄが、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面が近接している側から離間する側に移動するに従い、ベーン３ａ〜３ｄはベーン溝２２ａ〜２２ｄから突出する。一方、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面が離間している側から近接する側に移動するに従い、ベーン３ａ〜３ｄはベーン溝２２ａ〜２２ｄに収容される。
【００２７】
また、ベーン３ａ〜３ｄによって仕切られたロータ室１３の内周面とロータ２の外周面との間の気密室３３ａ〜３３ｄの容積もロータ室１３の内周面とロータ２の外周面とが近接している側から離間する側に移動するに従い拡大し、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面とが離間している側から近接する側に移動するに従い縮小する。
【００２８】
このように、ロータ２が回転し、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面が近接している側から離間する側に移動するに従い、気密室３３ａ〜３３ｄの容積が拡大するので、気密室３３ａ〜３３ｄには負圧が生じる。従って、気密室３３ａ〜３３ｄには、吸入孔１４を介して吸入プラグ５１から、冷媒が充填される。例えば、図３に示す気密室３３ａが、ロータ２の回転により図４に示す気密室３４ａに移動したとき、気密室の容積が拡大するので、負圧により、冷媒が吸入プラグ５１から気密室３４ａに充填される。なお、吸入孔１４には近接して、吸入溝１５がロータ室１３の内周面に沿って設けられているので、図４に示す気密室３４ａの位置であっても冷媒を充填させることができる。
【００２９】
一方、ロータ２が回転し、ロータ室１３の内周面とロータ２の外周面が離間している側から近接する側に移動するに従い、気密室３３ａ〜３３ｄの容積が縮小するので、気密室３３ａ〜３３ｄに充填された冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、排出孔１６を介して排出プラグ５２から排出される。例えば、図３に示す気密室３３ｃが、ロータ２の回転により図４に示す気密室３４ｃに移動したとき、気密室３４ｃの容積が縮小し、冷媒が圧縮される。そして、冷媒が、スプリング５４の弾性力以上に圧縮されたときに、図４に示すようにスチールボール５３を押し出し、排出孔１６から排出される。そして、ロータ２の回転を連続させることで、冷媒を吸入孔１４から吸入し、圧縮した冷媒を排出孔１６から排出する圧縮機として機能させることができる。
【００３０】
次に、ベーン３ａ〜３ｄの外周部に設けられたローラ４ａ〜４ｄの作用について説明する。上述したように、ロータ２の回転によって、ベーン溝２２ａ〜２２ｄに収容されたベーン３ａ〜３ｄは遠心力によって、ベーン溝２２ａ〜２２ｄから突出する。ロータ室１３の内周面には、ベーン３ａ〜３ｄの外周部に回転可能に設けられたローラ４ａ〜４ｄの外周面が接触する。そして、ロータ２の回転によって、ローラ４ａ〜４ｄは、ロータ室１３の内周面に転動しながらベーン３ａ〜３ｄと共に移動する。このように、ベーン３ａ〜３ｄの外周部にローラ４ａ〜４ｄを設け、ローラ４ａ〜４ｄとロータ室１３の内周面との間を転動させるように接触させているので、ベーン３ａ〜３ｄとロータ室１３との磨耗を防止させ、また摩擦熱の発生を防止させることができる。なお、ローラ４ａ〜４ｄが、ロータ室１３の内周面を転動するときに、ローラ４ａ〜４ｄは、ベーン３ａ〜３ｄの外周部に形成されたローラ溝３２ａ〜３２ｄ内を摺動して回転することとなるため、ローラ溝３２ａ〜３２ｄ内で磨耗が生じる恐れがある。しかしながら、図３及び図４に示すように、ローラ溝３２ａ〜３２ｄの内周面とローラ４ａ〜４ｄの外周面との間の接触面積が広い上、ローラ溝３２ａ〜３２ｄの内周面に潤滑油が満たされていることで、両者の間で磨耗や摩擦熱の発生を防止させることができる。
【００３１】
次に、ロータ２の端面に設けられた油溝２３ａ〜２３ｄ、２３ｅ〜２３ｈの作用について説明する。上述したように冷媒の圧縮過程において、偏芯位置によって気密室３３ａ〜３３ｄに充填された冷媒の圧力が異なっている。例えば、図３に示すように、気密室３３ｃに充填された冷媒は、気密室３３ｃの容積が非常に縮小していることから圧縮され、高圧になっている。一方、気密室３３ａ及び気密室３３ｄに充填された冷媒は、気密室３３ａ及び気密室３３ｄが吸入溝１５と連通していることから、圧縮されず、低圧のままである。また、気密室３３ｂに充填された冷媒は、気密室３３ｂの容積がやや縮小していることから、気密室３３ａ及び気密室３３ｄ以上の圧力で、気密室３３ｃ以下の圧力で、圧縮されている。このように、気密室によって冷媒の圧力差が生じているため、冷媒は気圧が高い気密室から気圧が低い気密室へ移動しようとする。具体的には、気密室３３ｃの冷媒が、ロータ２の両端面とハウジングカバー１２ａ、１２ｂ（ハウジングの内側端面）との間を通り、気密室３３ａ、３３ｃ、３３ｄに移動しようとする。このように、冷媒が移動してしまうと、高圧の冷媒を生成することができない。従って、本実施形態では、ロータ２の両端面に油溝２３ａ〜２３ｄ、２３ｅ〜２３ｈを形成している。
【００３２】
図６は、図３におけるＡ−Ａ断面を示す図である。図６（ａ）は、ロータ２が静止した状態を示す図である。また、図６（ｂ）は、ロータ２が回転した状態を示す図である。なお、説明しやすいように、ロータ２とハウジングカバー１２ａ、１２ｂとの間隔は、広く図示されている。図６（ａ）に示すように、油溝２３ａ、２３ｃ、２３ｅ、２３ｇは、ロータ２の外周部側で深く抉れ（えぐれ）、ロータ２の中心に向かうに従って、溝が浅くなるような楔形状に形成されている。本実施形態に係る油溝２３ａ〜２３ｈは、ロータ２の端面から、略８０度の傾斜で垂下した後、ロータ２の中心に向かって略１０度の傾斜でロータ２の端面と接するように形成されている。この油溝２３ａ〜２３ｈには、ロータ２が静止した状態において潤滑油が溜まるようになっている。次に、ロータ２が回転し、冷媒が高い圧力の気密室から低い圧力の気密室に移動しようとすると、図６（ｂ）に示すように、冷媒がロータ２の端面に沿って流れ込んだ後、油溝２３ｃ、２３ｇに入り込む。次に、油溝２３ｂ、２３ｆに溜まっていた潤滑油が、冷媒によってロータ２の端面上に押し出される。すると、押し出された潤滑油によりロータ２の端面とハウジングカバー１２ａ、１２ｂとの間に油膜が形成される。このように形成された油膜によって、冷媒が高い圧力の気密室から低い圧力の気密室へ漏洩するのを防止することができる。また、油溝２３ａ〜２３ｈをロータ２の端面であって、冷媒が気密室の圧力差によって移動する方向と直交する方向、すなわち、ロータ２の径方向と略直交する方向に設けたので、より効率的に冷媒の漏洩を防止することができる。
【００３３】
このように、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、ベーン３ａ〜３ｄの外周部に、ロータ室１３の内周面と転動接触するローラ４ａ〜４ｄを設けたので、ベーン３ａ〜３ｄの先端とロータのロータ室１３の内周面との摩擦を減少させ、摩擦による磨耗や摩擦熱の発生を防止させることができる。
また、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、ロータ２の端面には、ロータ２の径方向と直交し、潤滑油が満たされる油溝２３ａ〜２３ｄを設けたことで、ロータ２の端面とハウジング１の内側端面の間に油膜が形成され、冷媒が、高い圧力の気密室から低い圧力の気密室に漏洩することを防止させることができる。
【００３４】
なお、本発明に係るコンプレッサは、自動車用のエアコンや室内用のエアコン等に用いられる場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、本発明に係るコンプレッサを工作機械のエアーの供給や、医療機器設備用エアーの供給等に用いてもよく、この場合は、冷媒ではなく、単に空気を圧縮すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】コンプレッサの分解斜視図である。
【図２】コンプレッサの側面からの断面図である。
【図３】コンプレッサの正面からの断面図である。
【図４】コンプレッサの正面からの断面図である。
【図５】コンプレッサの一部組み立て斜視図である。
【図６】ロータに形成された油溝の断面図である。
【図７】従来のコンプレッサの構成を示す図である。
【図８】従来のコンプレッサの構成を示す図である。
【図９】冷房サイクルについて説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００          コンプレッサ
１              ハウジング
１０            回転方向
１１            ハウジング本体
１２ａ          ハウジングカバー
１２ｂ          ハウジングカバー
１３            ロータ室
１４            吸入孔
１５            吸入溝
１６            排出孔
１７ａ〜１７ｃ  Ｏリング
１８ａ          軸孔
１８ｂ          軸孔
１９            シールリング
２０            Ｃ形止め輪
２              ロータ
２２ａ〜２２ｄ  ベーン溝
２３ａ〜２３ｄ  油溝
３ａ〜３ｄ      ベーン
３１ａ〜３１ｄ  挿通溝
３２ａ〜３２ｄ  ローラ溝
３３ａ〜３３ｄ  気密室
３４ａ〜３４ｄ  気密室
３５            流通路
４ａ〜４ｄ      ローラ
５１            吸入プラグ
５２            排出プラグ
５３            スチールボール
５４            スプリング
６              ロータシャフト
６１            キー溝
６２            ネジ部
７ａ〜７ｃ      ボルト
８ａ〜８ｃ      ベアリング
９              ベアリングカバー
７０            偏芯ロータ式コンプレッサ
７１            ハウジング
７２            ロータ
７３            ベーン
８０            偏芯ローラ式コンプレッサ
８１            ハウジング
８２            ロータ
８３            ベーン
【図１】
2009030448.tif 000003
【図２】
2009030448.tif 000004
【図３】
2009030448.tif 000005
【図４】
2009030448.tif 000006
【図５】
2009030448.tif 000007
【図６】
2009030448.tif 000008
【図７】
2009030448.tif 000009
【図８】
2009030448.tif 000010
【図９】
2009030448.tif 000011