(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面にサイドブロックを取り付けてなるシリンダと、
上記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、
上記ロータの軸心に一体に設けたロータ軸を回転可能に支持する軸受と、
上記ロータの外周面に形成されたベーン溝内を摺動し、かつ、上記ロータの外周面から上記シリンダの内周面に向かって出没可能に設けたベーンと、
上記シリンダ、サイドブロック、ロータ、およびベーンにより仕切り形成された該シリンダ内側の小室からなるとともに、上記ロータの回転により容積の大小変化を繰り返し、この容積変化により低圧室の冷媒ガスを吸入し圧縮して高圧室側へ吐出する圧縮室と、
上記冷媒ガスの吸入圧縮過程で上記ベーン溝の底部が連通し、かつ、該ベーン溝の底部に、ベーン背圧として、上記冷媒ガスの吐出圧が作用する油溜まりから前記軸受のクリアランスを介して減圧された油を供給するサライ溝と、
上記冷媒ガスの吐出直前の段階で上記ベーン溝の底部が連通し、かつ、該ベーン溝の底部に、ベーン背圧として、上記油溜まりから上記冷媒ガスの吐出圧に相当する高圧の油を供給する高圧供給穴と、
上記低圧室と上記高圧室との間で圧力の逆転現象が生じた場合に、上記サライ溝を上記低圧室側へ連通させる圧力調節弁とを有し、
上記サライ溝と上記高圧供給穴は、互いに離間して配置されるとともに、その離間の間隔は、上記ベーン溝が上記サライ溝から離れて上記高圧供給穴側へ移行する際に、当該ベーン溝が上記サライ溝と上記高圧供給穴の双方に同時に非連通となる間隔であること
を特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
上記圧力調節弁は、
上記吸入室と上記サライ溝を結ぶ連通路と、
上記連通路の途中に弁座部として設けられた円錐台状の孔と、
上記連通路内に移動可能に設けられ、かつ上記円錐台状の孔に嵌合可能に形成された弁体と、
上記弁体と上記連通路との間の微小隙間を一部拡幅する拡幅手段とを備えてなり、
上記サライ溝に比し上記吸入室の圧力の方が高くなると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔から離れて上記連通路を開の状態に設定する一方、上記サライ溝の圧力が高まり上記吸入室の圧力を越えると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔へ押し戻されて密着し上記連通路を閉の状態に設定すること
を特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項３】
上記圧力調節弁は、
上記吸入室と上記サライ溝を結ぶ連通路と、
上記連通路の途中に弁座部として設けられた円錐台状の孔と、
上記連通路内に移動可能に設けられ、かつ上記円錐台状の孔に嵌合可能に形成された弁体と、
上記弁体を上記円錐台状の孔から引き離す方向へ常時付勢する付勢手段とを備えてなり、
上記サライ溝に比し上記吸入室の圧力の方が高くなると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔から離れて上記連通路を開の状態に設定する一方、上記サライ溝の圧力が高まり上記吸入室の圧力を越えると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔へ押し戻されて密着し上記連通路を閉の状態に設定すること
を特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
上記圧力調節弁は、
上記吸入室と上記サライ溝を結ぶ連通路と、
上記連通路の途中に弁座部として設けられた円錐台状の孔と、
上記連通路内に移動可能に設けられ、かつ上記円錐台状の孔に嵌合可能に形成された弁体と、
上記弁体と上記連通路との間の微小隙間を一部拡幅する拡幅手段と、
上記弁体を上記円錐台状の孔から引き離す方向へ常時付勢する付勢手段とを備えてなり、
上記サライ溝に比し上記吸入室の圧力の方が高くなると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔から離れて上記連通路を開の状態に設定する一方、上記サライ溝の圧力が高まり上記吸入室の圧力を越えると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔へ押し戻されて密着し上記連通路を閉の状態に設定すること
を特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項５】
上記拡幅手段は、上記微小隙間全体のうち上側部位を拡幅する手段であることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の気体圧縮機。
【請求項６】
上記拡幅手段は、上記微小隙間の数カ所を拡幅する手段であることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の気体圧縮機。
【請求項７】
上記拡幅手段は、上記弁体の移動方向に沿って上記連通路の内壁に形成された溝からなることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の気体圧縮機。
【請求項８】
上記拡幅手段は、上記弁体の外周面に形成された溝からなることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の気体圧縮機。
【請求項９】
上記付勢手段の付勢力が、上記円錐台状の孔に上記弁体を貼り付ける油膜の貼付け力よりも大きいことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカーエアコンシステム等に用いられるベーンロータリー型の気体圧縮機に関し、特に、圧縮機の起動時におけるベーンの飛出し性を損なうことなく、ベーン背圧を低減できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種ベーンロータリー型の気体圧縮機は、図１０および図１１に示したように、シリンダ４、サイドブロック５、６、ロータ７、およびベーン１２によりシリンダ４内側が複数の小室に仕切られ、この仕切り形成された小室が冷媒ガスを圧縮する圧縮室１３として機能する。
【０００３】
すなわち、圧縮室１３はロータ７の回転により容積の大小変化を繰り返し、その容積変化により吸入室１４の冷媒ガスを吸入し圧縮して吐出室１５側へ吐出する。このような冷媒ガスの吸入、圧縮、吐出の過程において、ベーン１２はロータ７のベーン溝１１内を摺動しロータ７の外周面からシリンダ４の内周面に向かって出没する。
【０００４】
そして、吸入圧縮過程では、フロントおよびリア側のサイドブロック５、６のサライ溝２２、２３から冷媒ガスの吐出圧Ｐｄよりも低圧のオイルがベーン背圧としてベーン溝１１の底部に供給され、このベーン背圧とロータ７の回転による遠心力とにより当該ベーン１２はシリンダ４の内周面に押し付けられる。
【０００５】
また、冷媒ガスの圧縮過程から吐出過程に移行する段階になると、圧縮された冷媒ガス圧により圧縮室１３内の圧力が高まり、その圧力でベーン１２がベーン溝１１内へ押し戻されてシリンダ４の内周面から離間しそうになることから、これを防止するために、冷媒ガスの吐出直前の段階においては、ベーン溝１１の底部がリア側のサイドブロック６の高圧供給穴２４に連通し、この高圧供給穴２４から吐出圧Ｐｄ相当の高圧のオイルがベーン背圧としてベーン溝１１の底部に供給されるものとしている。
【０００６】
しかしながら、上記のような従来の気体圧縮機によると、サライ溝２２、２３と高圧供給穴２４は互いに独立に設けられているが、図１２に示したようにベーン溝１１がサライ溝２２、２３から離れて高圧供給穴２４側へ移行するときに、ベーン溝１１を介してサライ溝２２、２３と高圧供給穴２４とが連通状態となることから、高圧供給穴２４からベーン溝１１を経由してサライ溝２２、２３側へ高圧のオイルが流入し、サライ溝２２、２３内のオイル圧力が上昇しやすい。このため、圧縮機の起動時にはベーン背圧が高まりやすく、ベーン１２の飛出し性がよくなるが、圧縮機の定常運転時にはベーン背圧が必要以上に高くなりすぎ、ベーン１２の摩耗量が増えるだけでなく、圧縮機の運転に要する動力も増大する等の問題点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、圧縮機の起動時におけるベーンの飛出し性を損なわずに、ベーン背圧を低減できるようにすることで、動力の低減、圧縮性能および耐久性の向上を図った気体圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、端面にサイドブロックを取り付けてなるシリンダと、上記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、上記ロータの軸心に一体に設けたロータ軸を回転可能に支持する軸受と、上記ロータの外周面に形成されたベーン溝内を摺動し、かつ、上記ロータの外周面から上記シリンダの内周面に向かって出没可能に設けたベーンと、上記シリンダ、サイドブロック、ロータ、およびベーンにより仕切り形成された該シリンダ内側の小室からなるとともに、上記ロータの回転により容積の大小変化を繰り返し、この容積変化により低圧室の冷媒ガスを吸入し圧縮して高圧室側へ吐出する圧縮室と、上記冷媒ガスの吸入圧縮過程で上記ベーン溝の底部が連通し、かつ、該ベーン溝の底部に、ベーン背圧として、上記冷媒ガスの吐出圧が作用する油溜まりから前記軸受のクリアランスを介して減圧された油を供給するサライ溝と、上記冷媒ガスの吐出直前の段階で上記ベーン溝の底部が連通し、かつ、該ベーン溝の底部に、ベーン背圧として、上記油溜まりから上記冷媒ガスの吐出圧に相当する高圧の油を供給する高圧供給穴と、上記低圧室と上記高圧室との間で圧力の逆転現象が生じた場合に、上記サライ溝を上記低圧室側へ連通させる圧力調節弁とを有し、上記サライ溝と上記高圧供給穴は、互いに離間して配置されるとともに、その離間の間隔は、上記ベーン溝が上記サライ溝から離れて上記高圧供給穴側へ移行する際に、当該ベーン溝が上記サライ溝と上記高圧供給穴の双方に同時に非連通となる間隔であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、上記構成を採用したことにより、ベーン溝がサライ溝から離れて高圧供給穴へ移行するときに、ベーン溝はサライ溝や高圧供給穴のいずれにも連通せず非連通となる。したがって、圧縮機の定常運転時に高圧のオイルが高圧供給穴側からベーン溝を介してサライ溝側へ流入することはない。また、圧縮機を起動する際に、高圧室と低圧室との間で圧力の逆転現象が生じていると、圧力調節弁が作動し、これにより連通路を介して低圧室からサライ溝側へ比較的高い圧力が導入されるので、サライ溝内の圧力とベーン背圧が圧縮機の起動時に高まりやすくなる。
【００１０】
本発明において、上記圧力調節弁については、上記吸入室と上記サライ溝を結ぶ連通路と、上記連通路の途中に弁座部として設けられた円錐台状の孔と、上記連通路内に移動可能に設けられ、かつ上記円錐台状の孔に嵌合可能に形成された弁体と、上記弁体と上記連通路との間の微小隙間を一部拡幅する拡幅手段とを備えてなり、上記サライ溝に比し上記吸入室の圧力の方が高くなると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔から離れて上記連通路を開の状態に設定する一方、上記サライ溝の圧力が高まり上記吸入室の圧力を越えると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔へ押し戻されて密着し上記連通路を閉の状態に設定する構造を採用することができる。
【００１１】
上記圧力調節弁については、上記吸入室と上記サライ溝を結ぶ連通路と、上記連通路の途中に弁座部として設けられた円錐台状の孔と、上記連通路内に移動可能に設けられ、かつ上記円錐台状の孔に嵌合可能に形成された弁体と、上記弁体を上記円錐台状の孔から引き離す方向へ常時付勢する付勢手段とを備え、上記サライ溝に比し上記吸入室の圧力の方が高くなると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔から離れて上記連通路を開の状態に設定する一方、上記サライ溝の圧力が高まり上記吸入室の圧力を越えると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔へ押し戻されて密着し上記連通路を閉の状態に設定する構造を採用することもできる。
【００１２】
上記圧力調節弁については、上記吸入室と上記サライ溝を結ぶ連通路と、上記連通路の途中に弁座部として設けられた円錐台状の孔と、上記連通路内に移動可能に設けられ、かつ上記円錐台状の孔に嵌合可能に形成された弁体と、上記弁体と上記連通路との間の微小隙間を一部拡幅する拡幅手段と、上記弁体を上記円錐台状の孔から引き離す方向へ常時付勢する付勢手段とを備えてなり、上記サライ溝に比し上記吸入室の圧力の方が高くなると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔から離れて上記連通路を開の状態に設定する一方、上記サライ溝の圧力が高まり上記吸入室の圧力を越えると、その圧力差により上記弁体が上記円錐台状の孔へ押し戻されて密着し上記連通路を閉の状態に設定する構造を採用してもよい。
【００１３】
本発明において、上記拡幅手段については、（１）上記微小隙間全体のうち上側部位を拡幅する手段、（２）上記微小隙間の数カ所を拡幅する手段、（３）上記弁体の移動方向に沿って上記連通路の内壁に形成された溝からなる構造、（４）上記弁体の外周面に形成された溝からなる構造等を採用することができる。
【００１４】
本発明において、上記付勢手段の付勢力は、上記円錐台状の孔に上記弁体を貼り付ける油膜の貼付け力よりも大きいものとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る気体圧縮機の実施形態について図１ないし図９を基に詳細に説明する。なお、従来と同一の部分については図１１を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の気体圧縮機は、図１に示したように一端開口型のコンプレッサケース１内に圧縮機構部２を収納した構造であり、そのコンプレッサケース１の開口端にはフロントヘッド３が取り付けられている。
【００１７】
圧縮機構部２は内周楕円状のシリンダ４を有し、シリンダ４の両端面にはサイドブロック５、６が取り付けられ、また、シリンダ４内にはロータ７が配置されており、ロータ７は、その軸心に一体に設けたロータ軸８とこれを支持するサイドブロック５、６の軸受９、１０とにより回転可能に設けられている。
【００１８】
また、図１１を用いて説明すると、上記のようなロータ７の外周面にはスリット状のベーン溝１１が５つ切り込み形成され、これらのベーン溝１１にはそれぞれ１枚ずつベーン１２が装着されており、その各ベーン１２はベーン溝１１内を摺動し、かつ、ロータ７の外周面からシリンダ４の内周面に向かって出没可能に設けられている。
【００１９】
シリンダ４の内側はシリンダ４内壁、サイドブロック５、６内面、ロータ７外周面およびベーン１２先端側両側面により複数の小室に仕切られており、この仕切り形成された各小室が圧縮室１３であり、圧縮室１３は、ロータ７が図中矢印イの方向に回転することにより容積の大小変化を繰り返し、この容積変化により低圧室である吸入室１４の冷媒ガスを吸入し圧縮して、高圧室である吐出室１５側へ吐出する。
【００２０】
すなわち、圧縮室１３の容積変化が生じると、その容積増加時に、吸入室１４内の低圧冷媒ガスがサイドブロック５の吸入口（図示省略）やシリンダ４の吸入通路４ａとサイドブロック６の吸入口６ａを介して圧縮室１３へ吸入される。そして、この圧縮室１３の容積が減少し始めると、その容積減少効果により圧縮室１３内の冷媒が圧縮され始める。その後、圧縮室１３の容積が最小付近に近づくと、圧縮された高圧冷媒ガス圧により、シリンダ楕円短径部付近に位置するシリンダ吐出孔１６のリードバルブ１７が開く。これにより、圧縮室１３内の高圧冷媒ガスは、シリンダ吐出孔１６からシリンダ外部空間の吐出チャンバ１８へ吐出し、さらに該吐出チャンバ１８から油分離器１９等を経て吐出室１５側へ導かれる。
【００２１】
吐出チャンバ１８内に吐出した高圧冷媒ガス中には、潤滑用等のオイルがミストの状態で含まれているが、このような高圧冷媒ガス中のオイル成分は、油分離器１９を通過する際に分離捕獲され、かつ、吐出室１５底部のオイル溜まり２０に滴下し貯留される。
【００２２】
上記のようなオイル溜まり２０には吐出室１５内へ吐出した高圧冷媒ガスの圧力が作用し、この吐出圧Ｐｄの作用するオイル溜まり２０のオイルは、リア側のサイドブロック６に設けた油穴２１を通じてリア側の軸受１０へ圧送されるとともに、その軸受１０のクリアランス通過時に減圧され、この減圧オイルがリア側のサライ溝２３に流入し供給される。また、オイル溜まり２０のオイルは、シリンダ４に設けた油穴２１とフロント側のサイドブロック５に設けた油穴２１を通じてフロント側の軸受９にも圧送されるとともに、その軸受９のクリアランス通過時に減圧され、この減圧オイルがフロント側のサライ溝２２に流入し供給される。
【００２３】
上記リア側のサライ溝２３は、リア側のサイドブロック６のシリンダ対向面に形成されている一方、上記フロント側のサライ溝２２は、フロント側のサイドブロック５のシリンダ対向面に形成されている。そして、これら２つのサライ溝２２、２３は、双方とも冷媒ガスの吸入圧縮過程でベーン溝１１の底部側が対向し連通するように形成されており、そのベーン溝１１の底部とサライ溝２２、２３とが連通している間は、当該サライ溝２２、２３からベーン溝１１の底部にベーン背圧として減圧オイルが供給される。本実施形態の場合、サライ溝２２、２３は扇形に形成しているが、その扇の開きが始まる角度（サライ溝開始角）θ１から終わる角度（サライ溝終了角）θ２までの範囲内において、ベーン溝１１の底部がサライ溝２２、２３に連通する。
【００２４】
また、リア側のサイドブロック６のシリンダ対向面には高圧供給穴２４が開設され、この高圧供給穴２４は、高圧冷媒ガスの吐出直前の段階で、ベーン溝１１の底部が連通するように形成されており、そのベーン溝１１の底部と高圧供給穴２４とが連通している間は、当該高圧供給穴２４からベーン溝１１の底部に上記サライ溝２２、２３よりも高圧のオイルがベーン背圧として供給される。
【００２５】
ここで、サライ溝２２、２３よりも高圧のオイルとしては、吐出圧Ｐｄ相当のオイルを採用しており、この吐出圧Ｐｄ相当のオイルは、リア側のサイドブロック６の油穴２１から軸受１０のクリアランスを介さず直接高圧供給穴２４へ導くように構成している。
【００２６】
図２に示したように、サライ溝２２、２３と高圧供給穴２４とは互いに離間して別個独立に配置されており、その離間の間隔は、ベーン溝１１がサライ溝２２、２３から離れて高圧供給穴２４へ移行するとき、すなわち、冷媒ガスの吸入圧縮過程から吐出過程へ移行する切替え時に、当該ベーン溝１１がサライ溝２２、２３と高圧供給穴２４の双方に同時に非連通となる間隔である。
【００２７】
このため、本実施形態の気体圧縮機によると、ベーン溝１１がサライ溝２２、２３から離れて高圧供給穴２４へ移行するときに、当該ベーン溝１１はサライ溝２２、２３や高圧供給穴２４のいずれにも連通しないから、圧縮機の定常運転時において高圧のオイル、すなわち吐出圧Ｐｄ相当のオイルが高圧供給穴２４側からベーン溝１１を介しサライ溝２２、２３側へ流入することはなく、その高圧のオイルの流入によるサライ溝２２、２３内のオイル圧上昇と、これによるベーン背圧の増大を防止することができ、ベーン１２の摩耗量が減るとともに、気体圧縮機の運転に必要な動力の低減を図ることができる。
【００２８】
また、本実施形態の気体圧縮機によると、冷媒ガスの吸入圧縮過程では、減圧オイルによる適正なベーン背圧とロータ７の回転による遠心力のみがベーン溝１１内のベーン１２に作用するから、ベーン１２をシリンダ４の内壁に向かって押し付ける力が必要以上に大きくなることを防止でき、ベーン１２の摩耗が減ることで、機器の耐久性も向上する。
【００２９】
さらに、上記のような非連通構造を採用した場合には、気体圧縮機の運転を停止したときのベーン溝１１の停止位置が図２のようにサライ溝２２と高圧供給穴２４の間であるとき、そのベーン溝１１底部はサライ溝２２や高圧供給穴２４のどこにも連通しないから、気体圧縮機の運転停止期間中、ベーン溝１１底部のベーン背圧を比較的高い状態に維持することができ、気体圧縮機の起動時におけるベーン１２の飛出し性も向上する。
【００３０】
ところで、上記のような非連通構造、すなわちベーン溝１１がサライ溝２２、２３から離れて高圧供給穴２４へ移行するときに、ベーン溝１１を介して高圧供給穴２４とサライ溝２２、２３が連通することを防止した構成を採用すると、圧縮機起動時におけるベーン１２の飛出し性が悪化するおそれがあり得る。特に、圧縮機を起動する際に、吸入室１４（低圧室）と吐出室１５（高圧室）やサライ溝２２、２３との間で圧力が逆転している、すなわち吐出室１５（高圧室）やサライ溝２２、２３の圧力に比し吸入室１４の圧力の方が高くなっていると、ベーン１２の飛出し性が悪くなる。これは▲１▼圧縮機の定常運転時のみならず起動時にも、高圧のオイルの流入によるサライ溝２２、２３内のオイル圧上昇がなく、圧縮機の起動時に当該サライ溝２２、２３内のオイル圧が上昇し難いことと、▲２▼吸入室１４から圧縮室１３へ吸入される冷媒ガスの圧力が比較的高く、この比較的高い吸入圧力Ｐｓがベーン１２の先端に作用して当該ベーン１２がベーン溝１１内へ押し戻されるためである。
【００３１】
そこで、本実施形態の気体圧縮機では、圧縮機の起動時におけるベーン１２の飛出し性を向上させる観点から、図１に示したように圧力調節弁５０（ＦＢＣ）を設けている。
【００３２】
図１の圧力調節弁５０は、図３に示したように吸入室１４とサライ溝２２を結ぶ連通路５１を有し、連通路５１の途中には弁座部として円錐台状の孔５２が設けられ、この円錐台状の孔５２は、その両開口端のうち、円錐台頂部側の小径開口端５２ａが吸入室１４側に連通するとともに、円錐台底部側の大径開口端５２ｂ側がサライ溝２２側に連通するように開口形成されている。
【００３３】
上記のような連通路５１の形成手段については各種考えられるが、本実施形態の圧力調節弁５０では、吸入室１４とサライ溝２２を貫通する貫通孔５３内に、その貫通孔５３と略同じ長さの円筒状ブッシュ５４を配置するとともに、この円筒状ブッシュ５４の円筒中空孔５４ａ全体を連通路５１として用いる構造を採用している。この構造において、円筒状ブッシュ５４は、その円筒中空孔５４ａの途中までが大径孔５４ａ−１となり、それより先の円筒中空孔５４ａ前部が小径孔５４ａ−２となるように形成され、また、その大径孔５４ａ−１の底部に円錐台状の孔５２が開設されるとともに、この大径孔５４ａ−１内にボール弁のような鋼球状の弁体５５が移動可能に設けられている。
【００３４】
上記のような構造からなる図３の圧力調節弁５０は、圧縮機の起動時に前述した圧力の逆転現象が生じている場合に作動するように構成されており、この圧力調節弁５０が作動すると、圧縮機の起動時のみに、サライ溝２３と吸入室１４が連通する。
【００３５】
すなわち、図３の圧力調節弁５０は、吐出室１５やサライ溝２２、２３に比し吸入室１４の圧力の方が高くなると、その圧力差により弁体５５が弁座部、すなわち円錐台状の孔５２から離れて連通路５１を開の状態に設定する。また、吐出室１５やサライ溝２２、２３の圧力が高まり吸入室１４の圧力を越えると、その圧力差により弁体５５が円錐台状の孔（弁座部）５２へ押し戻されて密着し当該連通路５１を閉の状態に設定する。
【００３６】
したがって、本実施形態の気体圧縮機によると、圧縮機を起動する際に、吸入室１４と吐出室１５やサライ溝２２、２３との間で圧力の逆転現象が生じている場合であっても、圧力調節弁５０の作動により、連通路２６を介して吸入室１４からサライ溝２３側へ比較的高い圧力が導入されるので、サライ溝２３内の圧力とベーン背圧が高まりやすく、圧縮機の起動時におけるベーン１２の飛出し性が向上する。
【００３７】
図４は、図１に示した本発明に係る気体圧縮機（本発明品）と図１０に示した従来の気体圧縮機（従来品）とにおけるベーン背圧の比較試験結果を示したものであり、この比較試験結果からも明らかなように、従来品との関係では本発明品の方がベーン背圧の低減を図れることが判明した。
【００３８】
図３に示した圧力調節弁５０に代えて、図５に示した圧力調節弁５０を採用することもできる。
【００３９】
図３と図５の圧力調節弁５０は、双方とも弁体５５と連通路５１の間に、弁体５５の移動を可能とするのに必要最低限の微小隙間Ｇを有しているが、この図５の圧力調節弁５０にあっては、その微小隙間Ｇを一部拡幅する手段として、連通路５１の内壁に溝５６を設けた点が図３の圧力調節弁５０と異なる。この連通路内壁の溝５６は、弁体５５の移動方向に沿って設けられ、かつ、弁体５５回りに形成される油膜を断ち切る手段として機能する。
【００４０】
図１に示した気体圧縮機の場合、圧縮機運転時に潤滑を目的として圧縮機内を潤滑するオイルは、圧縮機停止後も圧力調節弁５０の連通路５１内に残留する場合もあり得るが、この図５の圧力調節弁５０を採用すると、その残留オイルの油膜で圧力調節弁５０の連通路５１が塞がれるという現象は発生し難くなる。これは連通路５１内壁の溝５６が油の流出路となることにより、連通路５１内から外へオイルが流出しやすいためである。また、連通路５１内にオイルが残留した場合は、圧力調節弁５０の弁体５５周囲に油膜が形成されるが、この種の油膜は連通路５１内壁の溝５６によりその連続性が断ち切られる。このため弁体５５の作動応答性が向上するとともに、弁体５５周囲の油膜による弁体５５の貼り付き現象も生じ難くなる。
【００４１】
上記のような弁体５５と連通路５１の微小隙間Ｇ全体のうち、そのいずれか一部に連通路内壁の溝５６を形成すれば、この溝５６による油膜の断ち切り効果が生じるが、図５の圧力調節弁５０においては、微小隙間Ｇ全体のうち特に上側部位に、連通路内壁の溝５６が設けられる構造を採用している。これは当該溝５６による油膜の断ち切り効果の消失を可能な限り回避しようとしたものである。すなわち、微小隙間Ｇ全体のオイル分布状態をみると、オイルは自重により微小隙間Ｇの下側部位に溜まり易い。したがって、微小隙間Ｇ下側部位に連通路内壁の溝５６を設けた場合、その溝５６はオイルにより比較的早期に満たされ易く、溝５６による油膜の断ち切り効果が消失する可能性が高い。これに対し、微小隙間Ｇの上側部位に連通路内壁の溝５６を設けた場合は、その溝５６内にオイルが溜まり難く、いつまでも当該溝５６による油膜の断ち切り効果が期待できるためである。
【００４２】
図５の圧力調節弁５０では、微小隙間Ｇを一部拡幅する手段として、連通路５１の内壁に溝５６を１つだけ設けたが、この種の溝５６については、図６に示すように微小隙間Ｇの数カ所を拡幅する手段として、連通路５１内壁に放射状に複数形成することもできる。
【００４３】
図５のように連通路５１内壁の溝５６が１つしかない場合は、その溝５６による油膜の断ち切り作用を効果的に発揮させる観点から、当該溝５６が微小隙間Ｇの上側部位に正しく配置されるように設定する必要があるが、図６のように連通路５１内壁の溝５６を放射状に複数設けた構造の場合は、いずれか１つの溝５６が微小隙間Ｇの上部側部位近くに配置されるから、そのような溝５６の厳密な配置の方向管理を行わずとも安定した溝５６の機能、すなわち油膜の断ち切り機能が得られる。
【００４４】
図３、図５および図６に示した圧力調節弁５０では、連通路５１の略全体が円筒状ブッシュ５４により形成される構造を採用したが、これに代えて、図７に示す連通路５１構造を採用することもできる。
【００４５】
すなわち、図７の圧力調節弁５０においては、吸入室１４とサライ溝２２を貫通する貫通孔５３内に、その約半分ほどの長さの短い円筒状ブッシュ５４を配置するとともに、この円筒状ブッシュ５４の円筒中空孔５４ａと、該円筒状ブッシュ５４より先の貫通孔５３前部とにより、連通路５１が形成される構造を採用している。また、この連通路５１構造の場合、円筒状ブッシュ５４の開口端がすり鉢状に開設されて円錐台状の孔５２となり、かつ、連通路５１内に配設される弁体５５は、その円錐台状の孔５２の両開口端５２ａ、５２ｂのうち、大径の開口端５２ｂ側に位置し、この位置から円錐台状の孔５２に嵌合できるように構成されている。
【００４６】
図７の圧力調節弁５０においても、弁体５５と連通路５１の間に微小隙間Ｇが形成されるとともに、この微小隙間Ｇを一部拡幅する手段として溝５６を有するが、この溝５６は、連通路５１の構造上、円筒状ブッシュ５４より先の貫通孔５３前部の内面に形成している。なお、この溝５６もまた弁体５５の移動方向に沿って設けられ、かつ弁体５５回りに形成される油膜を断ち切る手段として機能することは上記と同様である。
【００４７】
図３、図５乃至図７に示した圧力調節弁５０では、鋼球形状の弁体５５を採用したが、これに代えて、図８に示す弁体５５構造を採用することもできる。
【００４８】
図８の弁体５５はその先端部に円錐状のシール面を備えてなる形状であり、このような円錐状のシール面を持つ弁体５５を採用する場合、拡幅手段としての溝５６は連通路５１内壁に形成することも可能であるが、図８に示したように弁体５５の外周面側に当該溝５６を形成することができる。この構造によると、弁体５５外周面側の溝５６により微小隙間Ｇの幅を拡幅することができ、上記と同様な効果が得られる他、孔に溝加工を施すときにみられるバリの発生する余地がなく、バリ等の異物管理を行わなくて済む等の利点がある。
【００４９】
図５乃至図８の圧力調節弁５０は、いずれも、油膜による連通路５１の閉塞現象や弁体５５の貼り付き（付着）現象を防止するために、溝５６（拡幅手段）により弁体５５周囲の油膜を断ち切るという構成を採用したものであるが、この種の貼り付き現象等を防止する手段については、上記構成のほか、たとえば、図９に示す構成を採用することもできる。
【００５０】
図９に示した圧力調節弁５０が図５等に示したものと異なるところは、連通路５１内に付勢手段としてコイルばね５８を備える点にある。このコイルばね５８は、連通路５１内に配置され、かつ、弁体５５を円錐台状の孔５２から引き離す方向（連通路５１が開となる方向であるともいえる。）へ常時付勢するように構成されている。また、当該コイルばね５８の付勢力は、円錐台状の孔５２に弁体５５を貼り付けようとする油膜の貼り付け力よりも大きくなるように設定されている。
【００５１】
上記のようなコイルばね５８を備えた図９の圧力調節弁５０の場合、吸入室１４の室内圧力がサライ溝２２の室内圧力に比し低いときは、図９（ｂ）に示したように、その両室１１、２３の差圧力により、弁体５５がコイルばね５８の付勢力に逆らいながら円錐台状の孔５２に押し込まれて連通路５１を閉とするが、両室１１、２３の室内圧力が逆転すると、図９（ａ）に示したように、逆転時の両室１１、２３の差圧力とコイルばね５８の付勢力とにより、弁体５５が円錐台状の孔５２から離脱移動して連通路５１を開とする。
【００５２】
また、この図９の圧力調節弁５０の場合、サライ溝２２と吸入室１４の室内圧力が均圧状態であるときは、コイルばね５８の付勢力により弁体５５が油膜の貼り付け力に打ち勝って円錐台状の孔５２から離れる。このため、そのような均圧状態のときに、弁体５５が油膜で円錐台状の孔５２に付着する現象を効果的に防止することができる。よって、同図の圧力調節弁５０にあっては、サライ溝２２より吸入室１４の室内圧力の方が少しでも高くなると、この僅かな圧力逆転現象に対しても弁体５５が敏感に反応でき、その両室２３、１１の室内圧力を直ちに均圧にすることが可能である。
【００５３】
なお、上記実施形態の圧力制御弁は、拡幅手段（溝５６）と付勢手段（コイルばね５８）のいずれか一方を具備する構成であるが、この種の圧力制御弁については、そのような拡幅手段と付勢手段の双方を備えるものとして構成することもできる。
【００５４】
また、上記実施形態では付勢手段としてコイルばね５８を採用したが、この種の付勢手段については、コイルばねには限定されず、コイルばねと同等の機能を有する弾性部材を採用してもよい。
【００５５】
【発明の効果】
本発明に係る気体圧縮機にあっては、上記の如くサライ溝と高圧供給穴を互いに離間して配置するにあたり、その離間の間隔として、ベーン溝がサライ溝から離れて高圧供給穴側へ移行する際に、当該ベーン溝がサライ溝と高圧供給穴の双方に同時に非連通となる間隔を採用したものである。このため、ベーン溝がサライ溝から離れて高圧供給穴へ移行するときに、ベーン溝はサライ溝や高圧供給穴のいずれにも連通しないから、圧縮機の定常運転時に高圧のオイルが高圧供給穴側からベーン溝を介しサライ溝側へ流入することはなく、高圧のオイルの流入によるサライ溝内のオイル圧上昇と、これによるベーン背圧の増大を防止することができる。よって、ベーンの摩耗量が減り、機器の耐久性の向上を図れるとともに、この種気体圧縮機の運転に必要な動力の低減（省動力化）と、これによる省燃費化を図れる。
【００５６】
さらに、上記のような非連通構造を採用した場合には、気体圧縮機の運転を停止したときのベーン溝の停止位置がサライ溝と高圧供給穴の間であるとき、そのベーン溝底部はサライ溝や高圧供給穴のどこにも連通しないから、気体圧縮機の運転停止期間中、ベーン溝底部のベーン背圧を比較的高い状態に維持することができ、この非連通構造によっても気体圧縮機の起動時におけるベーンの飛出し性が向上する。
【００５７】
また、本発明に係る気体圧縮機によると、上記の如く低圧室と高圧室との間で圧力の逆転現象が生じた場合に、サライ溝を低圧室側へ連通させる圧力調節弁を設けたため、たとえば、気体圧縮機を起動する際に、そのような圧力逆転現象が生じている場合であっても、その圧力調節弁の作動により、連通路を介して低圧室からサライ溝側へ比較的高い圧力が導入されるので、サライ溝内の圧力とベーン背圧が圧縮機起動時に高まりやすく、圧縮機起動時におけるベーンの飛出し性が向上し、気体圧縮機の起動性がよくなる。このため、圧縮機起動時に無駄な動力を必要としないから、この点でも省動力化と省燃費化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示した気体圧縮機の断面図。
【図２】図１に示した気体圧縮機におけるベーン溝とサライ溝と高圧供給穴の位置関係の説明図。
【図３】図１に示した気体圧縮機に内蔵された圧力調節弁の説明図。
【図４】図１に示した本発明に係る気体圧縮機と従来の気体圧縮機とにおけるベーン背圧の比較試験結果の説明図。
【図５】図５は本発明において圧力調節弁の他の実施形態を示した説明図であって、同図（ａ）は圧力調節弁の断面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図６は本発明において圧力調節弁の他の実施形態を示した説明図であって、同図（ａ）は圧力調節弁の断面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図７は本発明において圧力調節弁の他の実施形態を示した説明図であって、同図（ａ）は圧力調節弁の断面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図８は本発明において圧力調節弁の他の実施形態を示した説明図であって、同図（ａ）は圧力調節弁の断面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】図９は本発明において圧力調節弁の他の実施形態を示した説明図であって、同図（ａ）は圧力調節弁の開動作状態、同図（ｂ）は圧力調節弁の閉動作状態をそれぞれ示した断面図である。
【図１０】従来の気体圧縮機の断面図。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線断面図。
【図１２】図１０に示した従来の気体圧縮機におけるベーン溝とサライ溝と高圧供給穴の位置関係の説明図。
【符号の説明】
１  コンプレッサケース
２  圧縮機構部
３  フロントヘッド
４  シリンダ
５、６  サイドブロック
７  ロータ
８  ロータ軸
９、１０  軸受
１１  ベーン溝
１２  ベーン
１３  圧縮室
１４  吸入室（低圧室）
１５  吐出室（高圧室）
１６  シリンダ吐出孔
１７  リードバルブ
１８  吐出チャンバ
１９  油分離器
２０  オイル溜まり
２１  油穴
２２、２３  サライ溝
２４  高圧供給穴
５０  圧力調節弁
５１  連通路
５２  円錐台状の孔
５２ａ  円錐台状の孔の小径開口端
５２ｂ  円錐台状の孔の大径開口端
５３  貫通孔
５４  円筒状ブッシュ
５４ａ  円筒状ブッシュの円筒中空孔
５４ａ−１  大径孔
５４ｂ−２  小径孔
５５  弁体
５６  連通路内壁の溝（拡幅手段）
５８  コイルばね（付勢手段）
Ｇ  微小隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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