(57)【要約】【課題】気体圧縮機において、電気的な制御を必要としない簡単な構造で、圧縮機本体の回転速度に適応した油分の循環率（ＯＣＲ）を得るものとする。【解決手段】圧縮機本体６０に吐出室２１と吸入室３４とを連通して吐出室２１内の冷凍機油Ｒを吸入室３４に流す連通油路（連通油路２４ａ、リング状の溝５１ａ、連通油路５１ｃ、リング状の溝５１ｂ、連通油路２４ｂ、連通油路２４ｃ、連通油路４１、および連通油路３３）が形成されているとともに、この連通油路（特に回転軸５１に形成された連通油路５１ｃ）を開閉するスプール弁５３（開閉弁）を、圧縮機本体６０の回転に伴って発生する遠心力に応じて開閉作用するものとして、電気的な制御を必要としない簡単な機械的な構造で、圧縮機本体６０の回転速度に適応した冷凍機油Ｒの循環率を得る。【選択図】図１
2009228519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に低圧の気体が導入される吸入室と、
相対的に高圧の気体が吐出されるとともに前記高圧の気体から分離された油分が溜められる吐出室と、
前記吸入室から前記低圧の気体を内部に吸入し、前記内部で回転することにより、吸入した前記低圧の気体を圧縮して高圧の気体とし、得られた前記高圧の気体を前記吐出室に吐出する圧縮機本体とを備え、
前記圧縮機本体には、前記吐出室と前記吸入室とを連通する、前記油分が流通する連通油路が形成されているとともに、前記圧縮機本体の前記回転に伴って発生する遠心力に応じて、前記連通油路を開閉する開閉弁が設けられていることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記開閉弁は、前記遠心力が相対的に小さい範囲では前記連通油路を開放し、前記遠心力が相対的に大きい範囲では前記連通油路を閉鎖するように設定されてい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】
前記圧縮機本体は、回転軸と、前記回転軸と一体的に軸回りに回転する略円柱状の、ベーン溝が形成されたロータと、前記ロータの外周面の外方を取り囲む、内周面の断面輪郭が略楕円形状のシリンダと、前記ベーン溝に埋設されて、突出側の先端が前記シリンダの前記内周面に追従するように該ロータの前記外周面からの突出量が可変とされた板状のベーンと、前記ロータ、前記ベーンおよび前記シリンダを両端面側から覆う２つのサイドブロックとを有し、
前記連通油路は、前記２つのサイドブロックのうち前記吐出室に近い側のサイドブロック、前記回転軸、前記シリンダおよび前記吸入室に近い側のサイドブロックに、連通して形成され、
前記開閉弁は、前記回転軸の内部に設けられ、前記遠心力に応じた変形量で弾性変形する弾性部材と前記弾性部材の変形量に応じて変位する弁体とを有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】
前記吐出室に近い側のサイドブロックには、前記吐出室に溜められている前記油分を、前記回転軸の外周面まで導く導油路が形成され、
前記連通油路は、前記ロータに対して、前記導油路よりも遠い位置に形成されていることを特徴とする請求項３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、圧縮機本体から気体とともに吐出された油分の循環の改良に関する。
【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、冷媒ガスなどの気体を圧縮して、空調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】
ここで、一般的なコンプレッサは、相対的に低圧の気体が導入される吸入室と、相対的に高圧の気体が吐出されるとともに高圧の気体から分離された油分が溜められる吐出室と、吸入室から低圧の気体を内部に吸入し、内部で回転することにより、吸入した低圧の気体を圧縮して高圧の気体とし、得られた高圧の気体を吐出室に吐出する圧縮機本体とを備えた構成となっている（特許文献１）。
【０００４】
このように構成されている気体圧縮機では、圧縮機本体から吐出した気体は、気体圧縮機の外部（空調システムの内部）に吐出されるが、このとき、気体に混じって、圧縮機本体内部の潤滑、冷却、シール（気密）などの目的で用いられている油分も同時に流出している。
【０００５】
空調システムの凝縮器や蒸発器の内部に油分が過度に流入すると、これらにおける熱交換効率が低下して空調システム全体の効率が低下するため、過度の油分流出は防止する必要がある。
【０００６】
一方、気体圧縮機の外部に流出した油分は、空調システムで冷却されて、気体圧縮機の吸入室に戻るが、この吸入室の油分は、低圧の気体とともに圧縮機本体の内部に吸入されることで、圧縮機本体内の潤滑、冷却、シールに供される。
【０００７】
したがって、気体圧縮機から流出する油分を過度に減らすと、吸入室に戻る油分が少なくなりすぎて、圧縮機本体の駆動部のシール性が低下したり摺動抵抗が増大することで圧縮機本体内に吸入された気体の温度が高くなって圧縮効率が低下したり、摺動抵抗の増大によって摺動部が予期せぬ短期間のうちに摩耗するなどの虞があり、ある程度の量の油分は、気体圧縮機から意図的に流出させて気体圧縮機に戻す、という循環をさせるのが適当である。この循環する油分の量は、ＯＣＲ（オイル循環率：Oil Content Rate）という物理量で規定されている。
【０００８】
そこで、気体圧縮機内の、相対的に低圧の気体が導入される吸入室と、相対的に高圧の気体が吐出されるとともに高圧の気体から分離された油分が溜められる吐出室とを、空調システムを介さずに、すなわち凝縮器、膨張弁および蒸発器を介さずに、配管で直接接続して、吐出室内に溜められた油分を吸入室にある程度戻すことを可能にした気体圧縮機が提案されている（特許文献１）。
【０００９】
また、気体圧縮機の回転速度ごとの効率（動力効率）を高めるための適切なＯＣＲは回転速度ごとに異なることを見い出して、上述の配管に電磁弁を設け、圧縮機本体の回転速度に応じて電磁弁の開閉をデューティ制御することで、回転速度ごとに適切な油分循環率を得る気体圧縮機も提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００３−２０１９６６号公報
【特許文献２】特開２００４−０８４６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献２に開示された気体圧縮機は、電磁弁の開閉をデューティ制御で行うため電気的な制御を必要とし、システムとして複雑なものとなる。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、電気的な制御を必要としない簡単な構造で、圧縮機本体の回転速度に適応した油分の循環率を得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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る気体圧縮機は、圧縮機本体に吐出室と吸入室とを連通して吐出室内の油分を吸入室に流す連通油路が形成されているとともに、この連通油路を開閉する開閉弁を、圧縮機本体の回転に伴って発生する遠心力に応じて開閉作用するものとすることで、電気的な制御を必要としない簡単な構造で、圧縮機本体の回転速度に適応した油分の循環率を得るものである。
【００１３】
すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、相対的に低圧の気体が導入される吸入室と、相対的に高圧の気体が吐出されるとともに高圧の気体から分離された油分が溜められる吐出室と、吸入室から低圧の気体を内部に吸入し、内部で回転することにより、吸入した低圧の気体を圧縮して高圧の気体とし、得られた高圧の気体を吐出室に吐出する圧縮機本体とを備え、圧縮機本体には、吐出室と吸入室とを連通する、油分が流通する連通油路が形成されているとともに、圧縮機本体の回転に伴って発生する遠心力に応じて、連通油路を開閉する開閉弁が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
ここで、開閉弁は、遠心力の大きさと線形的に開閉するものであってもよいし、所定の大きさの遠心力を閾値として、遠心力がこの閾値を超えたか否かに応じて開閉するものであってもよい。
【００１５】
すなわち、遠心力は回転速度に依存するため連続して変化するが、開閉弁の開度は、連続的に変化するものであってもよいし、閉から開または開から閉に、段階的（離散的）に変化するものであってもよい。
【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、圧縮機本体に形成されている連通油路を通って、吐出室内の油分が吸入室に流れるが、この連通油路を開閉する開閉弁は、圧縮機本体の回転に伴って発生する遠心力に応じて開閉するが、圧縮機本体の回転に伴って発生する遠心力は圧縮機本体の回転速度に応じたものとなるため、圧縮機本体の回転速度に適応して開閉し、したがって、圧縮機本体の回転速度に適応した油分の循環率を得ることができる。
【００１７】
一般に、吐出室から気体圧縮機の外部（空調システムの内部）に油分を流出させると、この流出した油分は、気体圧縮機の外部を通って吸入室に戻り、低圧の気体とともに、吸入室から圧縮機本体の内部に吸入されて、圧縮機本体内のシールや冷却に供されるため、ある程度の量の油分については、吐出室から気体圧縮機の外部に流出させた上で吸入室に戻す循環が必要である。
【００１８】
この循環する油分の量を規定する物理量は、ＯＣＲ（オイル循環率：Oil Content Rate）と称するが、吐出室と吸入室とを連通油路で連通することによって、ＯＣＲを大きくするのと実質的に同じ効果を得ることができる。
【００１９】
すなわち、吐出室から吸入室に流れる油分の量を、圧縮機本体の回転速度に応じて調整することで、各回転速度域ごとに適切なＯＣＲを得ることができる。
【００２０】
しかも、油分を気体圧縮機の外部に流出させることなくＯＣＲを実質的に調整をすることができるため、気体圧縮機の外部に油分が流出することによる不利益（凝縮器や蒸発器における熱交換効率の低下等）を抑制することができる。
【００２１】
さらに、この開閉弁は遠心力に応じて開閉するため、電磁弁等において必要とされる電気的な制御を必要としない機械的な構造で構成することができ、特許文献２のものよりも簡単な構造で実現することができる。
【００２２】
本発明に係る気体圧縮機においては、開閉弁は、遠心力が相対的に小さい範囲では連通油路を開放し、遠心力が相対的に大きい範囲では連通油路を閉鎖するように設定されていることが好ましい。
【００２３】
このように好ましい構成の気体圧縮機によれば、圧縮機本体の回転速度が相対的に低い速度域（例えば１０００ｒｐｍ程度の回転速度域）のときは、回転によって生じる遠心力が相対的に小さい範囲であるため、開閉弁は連通油路を開放し、これにより、吐出室から連通油路を通って吸入室に流入させる油分の量を増大させることができる。
【００２４】
したがって、低速回転域でのＯＣＲを実質的に増大させることができ、圧縮機本体内部のシール性が低下し易い低速回転域におけるシール性を向上させることができ、体積効率の向上により、動力効率を向上させることができる。
【００２５】
一方、圧縮機本体の回転速度が相対的に高い速度域（例えば３５００ｒｐｍ程度の回転速度域）のときは、回転によって生じる遠心力が相対的に大きい範囲であるため、開閉弁は連通油路を閉鎖し、これにより、吐出室から吸入室への油分の流れは遮断される。
【００２６】
したがって、高速回転域でのＯＣＲを大きく増大させることはなく、高速回転域での適切なＯＣＲを得ることができる。
【００２７】
なお、開閉弁が連通油路を閉鎖した状態であっても、閉鎖の密閉度合いを予め調整しておくことで、連通油路に油分をわずかながら流通させることは可能であり、高速回転域でのＯＣＲを、わずかながらであっても従来より実質的に増大させることができ、高速回転域での適切なＯＣＲを従来よりもわずかに増大させる要望にも応えることができる。
【００２８】
また、低速回転域と高速回転域との間の中速回転域（例えば２４００ｒｐｍ程度の回転速度域（定格回転域））では、連通油路を、低速回転域と高速回転域との間の油量で油分を流すように開閉弁を開放するように設定してもよく、回転速度域ごとにきめ細かいＯＣＲの調整を行うことができる。
【００２９】
本発明に係る気体圧縮機においては、圧縮機本体は、回転軸と、回転軸と一体的に軸回りに回転する略円柱状の、ベーン溝が形成されたロータと、ロータの外周面の外方を取り囲む、内周面の断面輪郭が略楕円形状のシリンダと、ベーン溝に埋設されて、突出側の先端がシリンダの内周面に追従するように該ロータの外周面からの突出量が可変とされた板状のベーンと、ロータ、ベーンおよびシリンダを両端面側から覆う２つのサイドブロックとを有し、連通油路は、２つのサイドブロックのうち吐出室に近い側のサイドブロック、回転軸、シリンダおよび吸入室に近い側のサイドブロックに、連通して形成され、開閉弁は、回転軸の内部に設けられ、遠心力に応じた変形量で弾性変形する弾性部材と弾性部材の変形量に応じて変位する弁体とを有することが好ましい。
【００３０】
このように好ましい構成の気体圧縮機によれば、圧縮機本体の回転軸に作用する遠心力は、圧縮機本体の回転に伴って生じた遠心力であるため、回転する回転軸の内部に設けられている開閉弁は、圧縮機本体の回転に伴って生じた遠心力に応じて開閉することができる。
【００３１】
ここで、開閉弁は、弾性部材と、この弾性部材の弾性変形量に応じて変位する弁体とからなるものであるが、弾性部材は、作用する遠心力に応じて弾性変形し、弁体は、その弾性変形量に応じて変位することで連通油路を開閉するため、このような簡単な構成で、圧縮機本体の回転に伴って生じた遠心力により連通油路を開閉する開閉弁を実現することができる。
【００３２】
本発明に係る気体圧縮機においては、吐出室に近い側のサイドブロックには、吐出室に溜められている油分を、回転軸の外周面まで導く導油路が形成され、連通油路は、ロータに対して、導油路よりも遠い位置に形成されていることが好ましい。
【００３３】
ベーンロータリ形式の気体圧縮機において、吐出室に近い側のサイドブロックに形成されている導油路は、吐出室に溜められている油分を回転軸の外周面まで導くことで、回転軸の外周面とサイドブロックの軸受け内周面との間に形成されたわずかな隙間を油分が通ってロータの端面に導かれるが、連通油路が、導油路よりもロータに近い側に形成されている構造では、導油路からロータの端面に至る油分の経路（回転軸の外周面とサイドブロックの軸受け内周面との間に形成されたわずかな隙間）上に連通油路が形成されていることになり、ロータの端面に到達する油分の油量が、連通油路が開閉弁によって開放されている状態であるか閉鎖されている状態であるかに依存してしまうため、好ましくない。
【００３４】
しかし、好ましい構成の気体圧縮機によれば、連通油路は導油路よりも、ロータから遠い側に形成されているため、導油路からロータの端面に至る油分の経路（回転軸の外周面とサイドブロックの軸受け内周面との間に形成されたわずかな隙間）上には連通油路は形成されておらず、したがって、ロータの端面に到達する油分の油量が、連通油路の開閉状態の影響を受けないようにすることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る気体圧縮機によれば、電気的な制御を必要としない簡単な構造で、圧縮機本体の回転速度に適応した油分の循環率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の気体圧縮機に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３７】
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Ａ−Ａ線に沿った面による断面図、図３は図１におけるリヤサイドブロック２０を示す図（（ａ）側面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ線に沿った面による断面図、（ｃ）Ｄ−Ｄ線に沿った面による断面図）、図４は図１における回転軸５１とロータ５０とのアッセンブリ（組立体）の部分破断面図、図５は図４におけるＢ部の詳細を示す図、図６は図１に示したコンプレッサ１００の作用を説明する図（（ａ）低速回転域でのスプール弁５３（開閉弁）による開放状態、（ｂ）高速回転域でのスプール弁５３による閉鎖状態）、図７は圧縮機本体６０の回転速度ごとの動力効率変化率（基準（動力効率変化率０％；従来）に対してＯＣＲを変化させたときの動力効率の変化割合）を示すグラフである。
【００３８】
図示のコンプレッサ１００は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なうＧＨＰ（ガスヒートポンプ）用の空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成され、この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。
【００３９】
そして、コンプレッサ１００は、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としての冷媒ガスＧ（気体）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を周囲の空気等との間で熱交換することにより冷媒ガスＧから放熱させて液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。
【００４０】
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。
【００４１】
気化した低圧の冷媒ガスＧは、コンプレッサ１００に戻って圧縮され、以下、上記行程を繰り返す。
【００４２】
コンプレッサ１００は、圧縮機本体６０と油分離器であるサイクロンブロック７０とをハウジング１０の内部に収容している。
【００４３】
ハウジング１０は、一端が閉じられ、他端が開放された筒状体を呈したケース１１と、このケース１１の開放された他端を覆うフロントヘッド１２とからなり、フロントヘッド１２がケース１１に組み付けられた状態で、ハウジング１０の内部に、圧縮機本体６０およびサイクロンブロック７０を収容する空間が画成される。
【００４４】
フロントヘッド１２には、蒸発器から供給された低圧の冷媒ガスＧを内部に取り込む吸入ポート１２ａが形成されており、ケース１１には、圧縮機本体６０で圧縮された高圧の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。
【００４５】
圧縮機本体６０は、軸回りに回転駆動される回転軸５１と、この回転軸５１と一体的に軸回りに回転する円柱状の、軸回りに等角度間隔で５つのベーン溝５６（図２参照）が形成されたロータ５０と、ロータ５０の外周面の外方を取り囲む断面輪郭略楕円形状の内周面４９を有するとともに両端が開放されたシリンダ４０と、ロータ５０の外方に向けて突出可能に、ベーン溝５６に埋設され、その突出側の先端がシリンダ４０の内周面４９の輪郭形状に追従するように突出量が可変とされた５つの板状のベーン５８（図２参照）と、シリンダ４０の両側開放端面の外側からそれぞれ、ロータ５０、ベーン５８およびシリンダ４０を覆うように固定されたフロントサイドブロック３０およびリヤサイドブロック２０とからなる。
【００４６】
そして、２つのサイドブロック２０，３０、ロータ５０、シリンダ４０、および回転軸５１の回転方向に相前後する２つのベーン５８，５８によって画成された各圧縮室４８の容積が、回転軸５１の回転にしたがって増減を繰り返すことにより、相対的に低圧の冷媒ガスＧを圧縮室４８に吸入し、この吸入した低圧の冷媒ガスＧを圧縮して相対的に高圧の冷媒ガスＧとし、得られた高圧の冷媒ガスＧを吐出する。
【００４７】
圧縮室４８に吸入される低圧の冷媒ガスＧは、吸入ポート１２ａを介して、フロントヘッド１２とフロントサイドブロック３０とにより画成された吸入室３４を通って吸入された冷媒ガスＧである。したがって、吸入室３４は比較的低圧の雰囲気となっている。
【００４８】
一方、圧縮室４８から吐出された高圧の冷媒ガスＧは、ケース１１とリヤサイドブロック２０とサイクロンブロック７０とにより画成された吐出室２１を通り、吐出ポート１１ａを介して吐出される。したがって、吐出室２１は比較的高圧の雰囲気となっている。
【００４９】
なお、ロータ５０の両端面側からそれぞれ突出した回転軸５１の部分のうち一方の部分は、フロントサイドブロック３０の軸受部３２に軸支されるとともに、フロントヘッド１２を貫通して外方まで延び、図示しない外部の動力（例えばＧＨＰではガスエンジン）が伝達される駆動力伝達部８０に連結されている。
【００５０】
一方、回転軸５１の突出部分のうち他方の側は、リヤサイドブロック２０の軸受部２２により軸支されている。
【００５１】
サイクロンブロック７０は、圧縮室４８からリヤサイドブロック２０を介して吐出された高圧の冷媒ガスＧを通過させることにより、この冷媒ガスＧに混在している冷凍機油Ｒ（油分）を分離する油分離器であり、高圧の冷媒ガスＧから分離された冷凍機油Ｒは、吐出室２１の底部に溜められている。
【００５２】
吐出室２１の底部に溜められた冷凍機油Ｒは、ベーン５８を突出させるための背圧や圧縮室４８の潤滑油等として、リヤサイドブロック２０等に形成された導油路２６ａ，２６ｃ，２６ｅ，２６ｂ，２６ｄ（図３（ａ），（ｂ）参照）を通って圧縮機本体６０の内部に供給されている。
【００５３】
ここで、導油路２６ａは、下端が吐出室２１に溜められた冷凍機油Ｒの油面よりも下方において開口しており、吐出室２１の底部に溜められている冷凍機油Ｒが、吐出室２１の高圧雰囲気によって、この下端の開口から導油路２６ａに導入される。導油路２６ａの上端は、回転軸５１の外周面に到達する部分で開口しており、導油路２６ａに導入された冷凍機油Ｒは、この回転軸５１の外周面まで導かれる。
【００５４】
回転軸５１の外周面まで導かれた冷凍機油Ｒは、この回転軸５１の外周面とリヤサイドブロック２０の軸受け２２の面との間の僅かな隙間を通ることで絞られながらロータ５０に導かれ、ロータ５０に形成されたベーン溝５６に供給されることで、ベーン５８を突出させる付勢力を与えている。
【００５５】
この導油路２６ａが開口している上側の開口は、リヤサイドブロック２０の軸受け２２の全周に亘って形成されたリング状の溝２３に連通しており、導油路２６ａを通って上側の開口に到達した冷凍機油Ｒは、回転軸５１の外周の全周に供給される。
【００５６】
さらに、このリング状の溝２６ａには、上方に延びて形成された導油路２６ｂが連通し、この導油路２６ｂには、ロータ５０の端面に向けて延びる導油路２６ｄが連通して形成されている。
【００５７】
同様に、下側の導油路２６ａには、ロータ５０の端面に向けて延びる導油路２６ｃと、シリンダ４０に向けて延びる導油路２６ｅとが、それぞれ連通して形成されている。
【００５８】
ロータ５０の端面に向けて延びる導油路２６ｃ，２６ｄは、リヤサイドブロック２０とロータ５０（またはベーン５８）との間の摺動面に冷凍機油Ｒを供給するために形成されている。
【００５９】
一方、導油路２６ｅは、シリンダ４０に形成された導油路４２（図２参照）に連通しており、このシリンダ４０の導油路４２は、図示を略したフロントサイドブロック３０の導油路に連通している。図示を略したこのフロントサイドブロック３０の導油路は、リヤサイドブロック２０に形成された導油路２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄと同様に、シリンダ４０の導油路４２を介して供給された冷凍機油Ｒを、フロントサイドブロック３０とロータ５０（またはベーン５８）との間の摺動面や、ロータ５０のベーン溝５６に、フロントサイドブロック３０側から冷凍機油Ｒを供給するための油路である。
【００６０】
また、リヤサイドブロック２０には、上述の導油路２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅとは別に、図３（ａ），（ｃ）に示すように下端が吐出室２１に溜められた冷凍機油Ｒの油面よりも下方において開口しているとともに、上端が回転軸５１の外周面において開口している連通油路２４ａと、この連通油路２４ａに平行であって、下端が栓２５によって閉じられ、かつ連通油路２４ａよりもシリンダ４０に近い側に形成された連通油路２４ｂと、連通油路２４ｂに連通し、シリンダ４０に向かって延びた連通油路２４ｃとが形成されている。
【００６１】
なお、連通油路２４ａ，２４ｂは、ロータ５０に対して、導油路２６ａよりも遠い位置に形成されている。
【００６２】
シリンダ４０には、リヤサイドブロック２０から延びた連通油路２４ｃに連通するとともに、フロントサイドブロック３０に通じた連通油路４１（図１，２参照）が形成されており、フロントサイドブロック３０には、連通油路４１と吸入室３４とを連通する連通油路３３が形成されている。
【００６３】
リヤサイドブロック２０に形成された連通油路２４ａ，２４ｂの各上端は、導油路２６ａと同様に、回転軸５１の外周面に通じてそれぞれ開口しており、これらの連通油路２４ａ，２４ｂの各上端が開口している回転軸５１の外周面には、この外周面の全周に亘って、それぞれリング状の溝５１ａ，５１ｂが、連通油路２４ａ，２４ｂに対応して形成されている（図３（ｂ），（ｃ）参照）。
【００６４】
さらに、この回転軸５１の断面図である図４、およびこの図４におけるＢ部の詳細を表す図５に示すように、回転軸５１の内部には、リング状の溝５１ａとリング状の溝５１ｂとを回転軸５１の内部で連通する、軸に沿って延びた連通油路５１ｃが形成されている。なお、連通油路５１ｃにおける回転軸５１の端面側は、栓５２によって閉塞されている。
【００６５】
以上より、連通油路２４ａ（リヤサイドブロック２０に形成）、リング状の溝５１ａ（回転軸５１に形成）、連通油路５１ｃ（回転軸５１に形成）、リング状の溝５１ｂ（回転軸５１に形成）、連通油路２４ｂ（リヤサイドブロック２０に形成）、連通油路２４ｃ（リヤサイドブロック２０に形成）、連通油路４１（シリンダ４０に形成）、および連通油路３３（フロントサイドブロック３０に形成）は、これら全体で、吐出室２１と吸入室３４とを連通し、冷凍機油Ｒが流通する連通油路を構成している。
【００６６】
さらに、回転軸５１に内部には、回転軸５１の回転に伴って発生する遠心力に応じて、連通油路５１ｃを開閉するスプール弁５３が設けられている。このスプール弁５３は、遠心力に応じた変形量で弾性変形するバネ５３ｂ（弾性部材）とバネ５３ｂの変形量に応じて変位するスプール５３ａ（弁体）とを有している。
【００６７】
すなわち、バネ５３ｂは、回転軸の直径方向に沿って配設されており、回転軸５１が回転することによってスプール５３ａに遠心力が作用し、バネ５３ｂの伸びによって発生する弾性力がこの遠心力に釣り合うようにバネ５３ｂが伸び、バネ５３ｂの伸び分だけスプール５３ａは変位する。
【００６８】
そして、回転軸５１の回転速度が低い低速回転域（例えば１０００ｒｐｍ程度の回転速度域）では、スプール５３ａに作用する遠心力が小さいためスプール５３ａの変位は小さく、したがって、図６（ａ）に示すように、スプール５３ａが連通油路５１ｃを閉鎖することはなく、連通油路２４ａ、リング状の溝５１ａ、連通油路５１ｃ、リング状の溝５１ｂ、連通油路２４ｂ、連通油路２４ｃ、連通油路４１、および連通油路３３からなる連通油路は全体で開放されている。
【００６９】
これにより、吐出室２１内の冷凍機油Ｒは、この連通油路を通って吸入室３４に流れ込み、吸入室３４に流入した冷凍機油Ｒは、吸入ポート１２ａを介して吸入室３４に導入された定圧の冷媒ガスＧとともに、圧縮機本体６０の内部の圧縮室４８に供給される。
【００７０】
よって、この低速回転域における圧縮機本体６０内部への冷凍機油Ｒの供給量を増大させることができ、実質的にＯＣＲを高めるのと同じ効果を得ることができる。
【００７１】
一方、回転軸５１の回転速度が高い高速回転域（例えば３５００ｒｐｍ程度の回転速度域）では、スプール５３ａに作用する遠心力が大きいためスプール５３ａの変位は大きく、したがって、図６（ｂ）に示すように、スプール５３ａが連通油路５１ｃを閉鎖し、連通油路２４ａ、リング状の溝５１ａ、連通油路５１ｃ、リング状の溝５１ｂ、連通油路２４ｂ、連通油路２４ｃ、連通油路４１、および連通油路３３からなる連通油路は閉鎖される。
【００７２】
これにより、吐出室２１内の冷凍機油Ｒが、この連通油路を通って吸入室３４に流れ込むのは阻止され、吸入室３４に流入する冷凍機油Ｒは増大せず、高速回転域における圧縮機本体６０内部への冷凍機油Ｒの供給量（ＯＣＲ）を増やすことはない。
【００７３】
このように、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、圧縮機本体６０に形成されている連通油路（連通油路２４ａ、リング状の溝５１ａ、連通油路５１ｃ、リング状の溝５１ｂ、連通油路２４ｂ、連通油路２４ｃ、連通油路４１、および連通油路３３）を通って、吐出室２１内の冷凍機油Ｒが吸入室３４に流れるが、この連通油路を開閉するスプール弁５３は、圧縮機本体６０の回転に伴って発生する遠心力に応じて開閉するが、圧縮機本体６０の回転に伴って発生する遠心力は圧縮機本体６０の回転速度に応じたものとなるため、圧縮機本体６０の回転速度に適応して開閉し、したがって、圧縮機本体６０の回転速度に適応した冷凍機油Ｒの循環率（吸入室３４への循環率）を得ることができる。
【００７４】
本実施形態に係るコンプレッサ１００は、上述したように吐出室２１から吸入室３４に流れる冷凍機油Ｒの量を、圧縮機本体６０の回転速度に応じて調整することができ、各回転速度域ごとに適切なＯＣＲを得ることができる。
【００７５】
しかも、冷凍機油Ｒをコンプレッサ１００の外部に流出させることなくＯＣＲを実質的に調整をすることができるため、コンプレッサ１００の外部に冷凍機油Ｒが流出することによる不利益（凝縮器や蒸発器における熱交換効率の低下等）を抑制することができる。
【００７６】
さらに、このスプール弁５３は遠心力に応じて開閉するため、電磁弁等において必要とされる電気的な制御を必要としない機械的な構造で構成することができ、従来のものよりも簡易な構成で実現することができる。
【００７７】
図７は、上述した実施形態のコンプレッサ１００による動力効率の向上を示すグラフであり、圧縮機本体の回転速度ごとに、実質的なＯＣＲ（吐出室２１から吸入室３４へ循環する冷凍機油Ｒのオイル循環率［％］）を変化させたときの動力効率の変化率（従来のコンプレッサにおける動力効率を基準（動力効率変化率を０［％］）としたときの変化率［％］）を示す。
【００７８】
従来のコンプレッサにおいては、圧縮機本体の回転速度が低速回転域（１０００ｒｐｍ）のときのＯＣＲは８．０［％］であったが、本実施形態に係るコンプレッサ１００においては、圧縮機本体６０の回転速度が低速回転域（１０００ｒｐｍ）のときのＯＣＲは１５．０［％］に向上し、この結果、本実施形態のコンプレッサ１００は、従来のコンプレッサよりも、動力効率を約２．０［％］も向上させることができた。
【００７９】
また、従来のコンプレッサにおいては、圧縮機本体の回転速度が中速回転域（２４００ｒｐｍ）のときのＯＣＲは３．５［％］であったが、本実施形態に係るコンプレッサ１００においては、圧縮機本体６０の回転速度が中速回転域（２４００ｒｐｍ）のときのＯＣＲは５．０［％］に向上し、この結果、本実施形態のコンプレッサ１００は、従来のコンプレッサよりも、動力効率を０．６〜０．７［％］向上させることができた。
【００８０】
本実施形態のコンプレッサ１００は、高速回転域（３５００ｒｐｍ）では、スプール弁５３が連通油路５１ｃを閉鎖するため、実質的なＯＣＲが増大することはないが、高速回転域におけるＯＣＲも５．０［％］程度（従来のコンプレッサの、高速回転域におけるＯＣＲは２．０［％］程度）まで向上させるように、バネ５３ｂの弾性係数を設定してもよく、この場合、従来のコンプレッサにおいては、圧縮機本体の回転速度が高速回転域（３５００ｒｐｍ）のときのＯＣＲは２．０［％］であるが、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、圧縮機本体６０の回転速度が高速回転域（３５００ｒｐｍ）のときのＯＣＲは５．０［％］に向上し、この結果、本実施形態のコンプレッサ１００の動力効率を、従来のコンプレッサよりも約１．０［％］向上させることができる。
【００８１】
また、中速回転域と高速回転域とで同一のＯＣＲを得るためには、中速回転域以上の回転速度で、スプール５３ａの変位量を規制するようにし、連通油路５１ｃをスプール５３ａが完全に塞がない（閉鎖しない）構造としてもよい。この場合、連通油路５１ｃに小さな突起等を形成しておき、回転軸５１の回転に伴って生じる遠心力でバネ５３ｂが伸び、スプール５３ａがこのバネ５３ｂの伸びによって変位しても、スプール５３ａの先端等が、連通油路５１ｃに形成された小さな突起等に突き当たって、連通油路５１ｃを完全に塞ぐのを阻止することができ、これにより連通油路５１ｃには僅かな流路面積の隙間が確保され、中速回転域以上ではこの隙間を通って冷凍機油Ｒの流通は確保されるため、低速回転域における向上率よりも低くはなるが、中速回転域以上での実質的ＯＣＲも向上させることができ、回転速度に応じた実質的なＯＣＲの向上を図ることができる。
【００８２】
なお、本実施形態に係るコンプレッサ１００は、スプール弁５３が、遠心力の大きさにしたがって線形的に開閉するものとして説明したが、この形態に限定されるものではなく、所定の大きさの遠心力を閾値として、遠心力がこの閾値を超えたか否かに応じて開閉が切り替わるものを適用することもできる。
【００８３】
また、その開度も、０［％］と１００［％］との切替えだけでなく、複数段の段階的な切替え（例えば、開度０［％］←→開度２０［％］←→開度５０［％］←→開度８０［％］←→開度１００［％］など）であってもよい。
【００８４】
また、連通油路５１ｃを開閉する開閉弁としては、本実施形態におけるスプール弁５３の形式に限定されるものではなく、他の形式の機械的な開閉弁を適用することもできる。
【００８５】
本実施形態に係るコンプレッサ１００は、スプール弁５３が、遠心力が相対的に小さい範囲（低速回転域）では連通油路を開放し、遠心力が相対的に大きい範囲（高速回転域）では連通油路を閉鎖するように設定されているため、ベーンロータリ形式のコンプレッサではシール性が低下し易い等の理由で、ＯＣＲの向上がより望まれている低速回転域でのＯＣＲを顕著に向上させることができ、特に低速回転域での動力効率を大幅に向上させることができる。
【００８６】
また、本実施形態に係るコンプレッサ１００は、圧縮機本体６０が、回転軸５１と、回転軸５１と一体的に軸回りに回転する略円柱状の、ベーン溝５６が形成されたロータ５０と、ロータ５０の外周面の外方を取り囲む、内周面４９の断面輪郭が略楕円形状のシリンダ４０と、ベーン溝５６に埋設されて、突出側の先端がシリンダ４０の内周面４９に追従するようにロータ５０の外周面からの突出量が可変とされた板状のベーン５８と、ロータ５０、ベーン５８およびシリンダ４０を両端面側から覆う２つのサイドブロック２０，３０とを有するベーンロータリ形式のコンプレッサであり、２つのサイドブロック２０，３０のうち吐出室２１に近い側のサイドブロック（リヤサイドブロック２０）、回転軸５１、シリンダ４０および吸入室３４に近い側のサイドブロック（フロントサイドブロック３０）に、連通油路が連通して形成され、スプール弁５３が、回転軸５１の内部に設けられ、遠心力に応じた変形量で弾性変形するバネ５３ｂとバネ５３ｂの変形量に応じて変位するスプール５３ａとを有する構成であるため、回転軸５１の内部に設けられたバネ５３ｂは、圧縮機本体６０の回転に伴って生じた遠心力に応じて弾性変形し、スプール５３ａは、バネ５３ｂの弾性変形量に応じて変位することで連通油路５１ｃを開閉することができるため、スプール弁５３をこのような簡単な構成で実現することができる。
【００８７】
本実施形態に係るコンプレッサ１００は、吐出室２１に近い側のサイドブロック（リヤサイドブロック２０）には、吐出室２１に溜められている冷凍機油Ｒを回転軸５１の外周面まで導く導油路２６ａが形成され、同じくサイドブロック（リヤサイドブロック２０）に形成された連通油路２４ａ，２４ｂは、ロータ５０に対して、導油路２６ａよりも遠い位置に形成されているため、連通油路５１ｃの開閉状態に影響されることなく、導油路２６ａから、回転軸５１の外周面とリヤサイドブロック２０の軸受け２２の面との間の僅かな隙間を通ってロータ５０まで、安定的に冷凍機油Ｒを供給することができる。
【００８８】
すなわち、連通油路２４ａ，２４ｂが、ロータ５０に対して導油路２６ａよりも近い位置に形成されている構造の仮想的なコンプレッサによれば、連通油路５１ｃが開放されているときは、導油路２６ａからロータ５０に向かって、回転軸５１の外周面とリヤサイドブロック２０の軸受け２２の面との間の僅かな隙間を流れた凍機油Ｒは、導油路２６ａとロータ５０との間に存在する連通油路２４ａ，２４ｂを流れる冷凍機油Ｒに合流して吸入室３４に向かうため、ロータ５０に冷凍機油Ｒを安定的に供給することができない。
【００８９】
これに対し、本実施形態のコンプレッサ１００では、連通油路２４ａ，２４ｂは導油路２６ａとロータ５０との間に存在しないため、導油路２６ａからロータ５０に向かって流れる冷凍機油Ｒは、ロータ５０に確実に到達するため、冷凍機油Ｒをロータ５０に安定的に供給することができる。
【００９０】
なお、本実施形態のコンプレッサ１００は、ベーンロータリ形式の気体圧縮機であるが、本発明に係る気体圧縮機は、この発明の適用範囲において、ベーンロータリ形式のものに限定されるものではなく、他の形式の気体圧縮機に適用することもできる。
【００９１】
また、ＧＨＰ用のコンプレッサに限定されるものでもなく、自動車等に搭載されるエアコンディショナ用コンプレッサに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係る気体圧縮機の一実施形態である、ＧＨＰ用の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線に沿った面による断面図である。
【図３】図１におけるリヤサイドブロックを示す図であり、（ａ）は側面図（ケースの端面側から見た図）、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿った面による断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線に沿った面による断面図をそれぞれ示す。
【図４】図１における回転軸とロータとのアッセンブリの部分破断面図である。
【図５】図４におけるＢ部の詳細を示す図である。
【図６】図１に示したコンプレッサの作用を説明する図であり、（ａ）は低速回転域でのスプール弁による開放状態を示す図、（ｂ）は高速回転域でのスプール弁による閉鎖状態を示す図である。
【図７】圧縮機本体の回転速度ごとの動力効率変化率（基準（動力効率変化率０％；従来）に対してＯＣＲを変化させてたときの動力効率の変化割合）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９３】
２０    リヤサイドブロック（圧縮機本体の一部）
２１    吐出室
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，３３，４１，５１ｃ  連通油路（連通油路の一部）
３４    吸入室
５１    回転軸（圧縮機本体の一部）
５１ａ，５１ｂ  リング状の溝（連通油路の一部）
５３    スプール弁５３（開閉弁）
５３ａ  スプール（弁体）
５３ｂ  バネ（弾性部材）
６０    圧縮機本体
１００  コンプレッサ（気体圧縮機）
Ｇ      冷媒ガス（気体）
Ｒ      冷凍機油（油分）
【図１】
2009228519.tif 000003
【図２】
2009228519.tif 000004
【図３】
2009228519.tif 000005
【図４】
2009228519.tif 000006
【図５】
2009228519.tif 000007
【図６】
2009228519.tif 000008
【図７】
2009228519.tif 000009