WO2020166290A1 - 圧縮機 - Google Patents
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04C18/3448—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member with axially movable vanes
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- F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
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- F04C29/126—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston pumps of the non-return type
- F04C29/128—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston pumps of the non-return type of the elastic type, e.g. reed valves
Definitions
- the present disclosure relates to a compressor.
- Patent Document 1 discloses a rotating shaft, a cylindrical rotor having a plurality of slit grooves formed therein, a plurality of vanes slidably fitted in the plurality of slit grooves, and a side plate having a cam surface.
- an axial vane type compressor equipped with The cam surface is a fixed body surface formed on a side plate that is a fixed body.
- a plurality of vanes rotate while moving in the axial direction of the rotating shaft as the rotating shaft and the rotor rotate. As a result, the fluid is sucked and compressed in the compression chamber defined by the axial end surface of the rotor and the cam surface.
- Patent Document 1 discloses that a discharge passage is provided in a flat surface portion of the cam surface closer to the top.
- the compression chamber contains a suction space for sucking fluid and a compression space for compressing fluid. A loss occurs when fluid compressed in the compression space leaks into the suction space.
- An object of the present disclosure is to provide a compressor that can suppress the fluid compressed in the compression space from leaking into the suction space.
- a compressor is a rotating shaft and a rotating body configured to rotate with the rotation of the rotating shaft, the rotating body intersecting an axial direction of the rotating shaft.
- a rotating body having a body surface and a vane groove; and a fixed body having a fixed body surface that does not rotate with the rotation of the rotating shaft and has a fixed body surface that faces the rotating body surface in the axial direction.
- a compression chamber in which the fluid is sucked and compressed by rotating while moving.
- the fixed body surface is provided on both sides in the circumferential direction of the rotating shaft with respect to the fixed body contact surface that comes into contact with the rotary body surface, and from the fixed body contact surface in the circumferential direction. And a pair of curved surfaces that are curved in the axial direction so as to separate from the surface of the rotating body as the distance increases.
- the compression chamber includes a suction space provided on the leading side in the rotation direction of the rotating body with respect to the contact portion between the rotating body surface and the fixed body contact surface, and in the rotating direction with respect to the contact portion. And a compression space provided on the trailing side.
- the fixed body contact surface has a seal recessed portion that is recessed from the fixed body contact surface.
- a fixed body seal member is accommodated in the seal concave portion to ensure a seal between the rotary body surface and the fixed body contact surface by contacting the rotary body surface.
- FIG. 3 The schematic diagram showing the outline of a compressor.
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the main configuration viewed from the side opposite to FIG. 2.
- Sectional drawing of the main structures in the compressor of FIG. The side view of the main composition in the compressor of Drawing 1.
- FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 4.
- FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 4.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of a front cylinder, a front valve, and a front retainer in the compressor shown in FIG. 1.
- FIG. 2 is an enlarged front view showing a seal recess and a periphery of a fixed body seal member in the compressor of FIG. 1.
- FIG. 10 is an enlarged side view showing the seal recess and the periphery of the fixed body seal member of FIG. 9.
- the expanded sectional view of a vane periphery in the compressor of FIG. The perspective view of the rotary body and the vane in the compressor of FIG.
- the disassembled perspective view of the vane of FIG. Sectional drawing which shows typically the contact aspect of a vane and both fixed body surfaces in the compressor of FIG.
- FIG. 15 is a sectional view taken along line 15-15 of FIG. 11.
- FIG. 2 is a development view schematically showing a rotating body, both fixed bodies, and vanes in the compressor shown in FIG. 1.
- FIG. 17 is a development view schematically showing a rotating body, both fixed bodies, and vanes in a different phase from FIG. 16. Sectional drawing which shows the compressor of the example of a change typically.
- the compressor of the present embodiment is for a vehicle, for example, and is mounted in a vehicle for use.
- the compressor is used, for example, in a vehicle air conditioner, and the fluid to be compressed by the present compressor is a refrigerant containing oil.
- the rotating shaft 12, the rotating body 60, and both fixed bodies 90 and 110 are shown by a side view.
- the plurality of vanes 131 are schematically shown in a side view.
- the compressor 10 includes a housing 11, a rotary shaft 12, an electric motor 13, an inverter 14, a front cylinder 30 that is a cylinder portion, a rear plate 40, a rotating body 60, and a front body.
- the fixed body 90 and the rear fixed body 110 are provided.
- the housing 11 has, for example, a tubular shape as a whole, and has a suction port 11a through which a suction fluid from the outside is sucked and a discharge port 11b through which a compressed fluid is discharged.
- the rotating shaft 12, the electric motor 13, the inverter 14, the front cylinder 30, the rear plate 40, the rotating body 60, and the fixed bodies 90 and 110 are housed in the housing 11.
- the housing 11 includes a front housing member 21, a rear housing member 22, and an inverter cover 25.
- the front housing member 21 has a peripheral wall and an end wall arranged at one axial end of the peripheral wall, and also has an open end that opens toward the rear housing member 22.
- the suction port 11a is provided, for example, at a position closer to the end wall than the opening end on the peripheral wall of the front housing member 21. However, the position of the suction port 11a is arbitrary.
- the tubular rear housing member 22 has a rear housing end wall 23 and a rear housing peripheral wall 24 extending from the rear housing end wall 23 toward the front housing member 21.
- the front housing member 21 and the rear housing member 22 are united by being joined with their open ends facing each other.
- the discharge port 11b is provided in the rear housing peripheral wall 24. However, the position of the ejection port 11b is arbitrary.
- the inverter cover 25 is arranged on the side opposite to the rear housing member 22 side with respect to the front housing member 21.
- the inverter cover 25 is fixed to the front housing member 21 in a state of abutting against the end wall of the front housing member 21.
- the inverter 14 is housed in the inverter cover 25.
- the inverter 14 drives the electric motor 13.
- the front cylinder 30 cooperates with the rear plate 40 to accommodate both the fixed bodies 90 and 110 and the rotating body 60.
- the front cylinder 30 is a tubular body having a smaller diameter than the peripheral wall 24 of the rear housing member 22, and opens toward the rear housing end wall 23.
- the front cylinder 30 has a front cylinder end wall 31 and a front cylinder peripheral wall 32 extending from the front cylinder end wall 31 toward the rear housing end wall 23.
- the front cylinder end wall 31 has a stepped shape in the axial direction Z of the rotary shaft 12, and the first end wall 31 a disposed on the center side and the rotary shaft 12 are arranged. It has a second end wall 31b which is located outside the first end wall 31a in the radial direction R and which is located at a position biased toward the rear housing end wall 23 with respect to the first end wall 31a. ..
- a front insertion hole 31c through which the rotary shaft 12 can be inserted is formed in the first end wall 31a, and the rotary shaft 12 is inserted into the front insertion hole 31c.
- the front cylinder peripheral wall 32 extends inside the rear housing member 22.
- the front cylinder peripheral wall 32 has a front cylinder inner peripheral surface 33 which is an inner peripheral surface, and a front cylinder outer peripheral surface 34 which is an outer peripheral surface arranged on the side opposite to the front cylinder inner peripheral surface 33.
- the front cylinder inner peripheral surface 33 and the front cylinder outer peripheral surface 34 are, for example, cylindrical surfaces having an axis extending in the axial direction Z of the rotary shaft 12.
- the front cylinder outer peripheral surface 34 is in contact with the inner peripheral surface of the rear housing peripheral wall 24 in the radial direction R.
- a discharge recess 35 for partitioning the discharge chamber A1 is formed on the outer peripheral surface 34 of the front cylinder.
- the discharge recess 35 is formed between both axial end portions of the front cylinder outer peripheral surface 34, and is recessed radially inward.
- the discharge recess 35 and the rear housing peripheral wall 24 define a discharge chamber A1 in which the compressed fluid exists.
- the discharge chamber A1 has a cylindrical shape having an axis extending in the axial direction Z of the rotary shaft 12.
- the discharge chamber A1 communicates with the discharge port 11b. The compressed fluid in the discharge chamber A1 is discharged from the discharge port 11b.
- the front cylinder 30 has a bulging portion 36 that projects radially outward.
- the bulging portion 36 is provided at a position straddling both the front cylinder end wall 31 and the front cylinder peripheral wall 32.
- the bulging portion 36 bulges radially outward from the outer peripheral surface 34 of the front cylinder.
- the front housing member 21 and the rear housing member 22 are connected to each other with the bulging portion 36 interposed therebetween. The displacement of the front cylinder 30 in the axial direction Z is restricted by the housing members 21 and 22.
- a motor chamber A2 partitioned by a front housing member 21 and a front cylinder end wall 31 is provided in the housing 11, and an electric motor 13 is housed in the motor chamber A2.
- the electric motor 13 is supplied with drive power from the inverter 14 to rotate the rotary shaft 12 in a direction indicated by an arrow M, specifically, in a clockwise direction when the two fixed bodies 90 and 110 are viewed from the electric motor 13.
- the motor chamber A2 is a suction chamber into which the suction fluid is sucked.
- the inverter 14, the electric motor 13, the front fixed body 90, the rotating body 60, and the rear fixed body 110 are arranged in this order along the axial direction Z.
- the positions of these components are arbitrary, and for example, the inverter 14 may be arranged radially outside the electric motor 13.
- the rear plate 40 has a plate shape (a disk shape in this embodiment), and is housed in the rear housing member 22 so that the plate thickness direction thereof coincides with the axial direction Z.
- the outer diameter of the rear plate 40 is the same as the diameter of the front cylinder outer peripheral surface 34 (or the inner peripheral surface of the rear housing peripheral wall 24), for example.
- the rear plate 40 is fitted in the rear housing member 22 and is supported by the rear housing member 22.
- the rear plate 40 is separate from the front cylinder end wall 31.
- the front cylinder 30 and the rear plate 40 are assembled so that the front end portion (opening end) of the front cylinder peripheral wall 32 is butted against the rear plate 40, and the rear plate 40 closes the opening portion of the front cylinder 30. ing.
- a plate recess 42 is formed in the rear plate 40 at a position facing the front end portion of the front cylinder peripheral wall 32 in the axial direction Z.
- the plate recess 42 is formed over the entire circumference.
- the front cylinder 30 and the rear plate 40 are attached to each other with the front end portion of the front cylinder peripheral wall 32 fitted in the plate recess 42.
- the rear plate 40 is supported by the housing 11. More specifically, the rear plate 40 is sandwiched between the front cylinder 30 supported by the housing 11 and the rear housing end wall 23 that is a part of the housing 11. The rear plate 40 only needs to be supported by the housing 11, and its specific supporting mode is arbitrary.
- the rear plate 40 has a first plate surface 43 and a second plate surface 44 that are plate surfaces orthogonal to the axial direction Z.
- the first plate surface 43 faces the side opposite to the rear housing end wall 23.
- the second plate surface 44 faces the rear housing end wall 23 in the axial direction Z.
- the first plate surface 43 is smaller than the second plate surface 44.
- opposite means a mode in which two members face each other through a gap and a mode in which the two members are in contact with each other, as long as there is no special description, within a technically consistent range.
- the second plate surface 44 and the rear housing end wall 23 may be separated from each other or may be in contact with each other.
- opposing includes a mode in which two surfaces facing each other are in contact with each other at one part and are apart from each other at the other part.
- the compressor 10 includes shaft bearings 51 and 53 that rotatably support the rotating shaft 12.
- the front shaft bearing 51 is attached to a boss portion 52 provided on the end wall of the front housing member 21.
- the boss portion 52 has a ring shape protruding from the end wall of the front housing member 21.
- the front shaft bearing 51 is arranged radially inward of the boss portion 52, and rotatably supports the front shaft end portion 12a of both shaft end portions 12a and 12b which are both axial end portions of the rotary shaft 12. doing.
- a rear insertion hole 41 through which the rotary shaft 12 is inserted is formed in the center of the rear plate 40.
- the diameter of the rear insertion hole 41 is the same as or larger than the diameter of the rear shaft end portion 12b.
- the rear shaft end portion 12b is inserted into the rear insertion hole 41.
- the rear shaft bearing 53 is provided on the inner wall surface of the rear insertion hole 41 and rotatably supports the rear shaft end 12b.
- the rear shaft bearing 53 is, for example, a coated bearing including a coating layer formed on the inner wall surface of the rear insertion hole 41.
- the coating layer is optional and may be a layer containing a thermosetting resin or a lubricant, for example.
- the rear shaft bearing 53 is not limited to the coated bearing formed of the coating layer, but may be any other bearing, such as another slide bearing or a rolling bearing. Note that, in FIG. 1 and the like, the rear shaft bearing 53 is shown thicker than it actually is.
- both shaft ends 12a and 12b are rotatably supported by both shaft bearings 51 and 53.
- the front shaft bearing 51 is attached to the boss portion 52 of the front housing member 21, and that the rear plate 40 on which the rear shaft bearing 53 is formed is supported by the rear housing member 22.
- the rotary shaft 12 is rotatably supported by the housing 11 by the both shaft bearings 51 and 53.
- the rotating shaft 12 has a columnar shape.
- the rear housing end wall 23 has a housing recess 54 at a position facing the rotating shaft 12 in the axial direction Z.
- the housing recess 54 is, for example, a circular recess that is slightly larger than the rear shaft end 12b. A part of the rear shaft end portion 12b enters into the housing recess 54.
- the compressor 10 includes a ring plate 55 provided in the housing recess 54, and the ring plate 55 regulates the displacement of the rotary shaft 12 in the axial direction Z.
- the ring plate 55 is, for example, a flat plate ring having the same outer diameter as the inner diameter of the housing recess 54, and is fitted into the housing recess 54.
- the ring plate 55 is provided between the rear shaft end 12b and the bottom surface of the housing recess 54.
- a portion of the rotary shaft 12 excluding the front shaft end 12 a is sandwiched by the front shaft bearing 51 and the ring plate 55 in the axial direction Z. This restricts the movement of the rotary shaft 12 in the axial direction Z.
- a slight gap may be formed between the ring plate 55 and the rear shaft end portion 12b in order to cope with a dimensional error.
- a housing chamber A3 defined by a front cylinder 30 and a rear plate 40 is formed in the housing 11, and the rotating body 60 and both fixed bodies 90 and 110 are housed in the housing chamber A3. It is housed.
- the motor chamber A2 and the accommodation chamber A3 are arranged in the housing 11 in the axial direction Z.
- the motor chamber A2 and the storage chamber A3 are partitioned by the front cylinder end wall 31 so that the suction fluid in the motor chamber A2 does not flow into the storage chamber A3.
- the front cylinder end wall 31 is a partition wall portion that partitions the motor chamber A2 and the storage chamber A3 so that the suction fluid in the motor chamber A2 does not easily flow into the storage chamber A3.
- the rotating shaft 12 penetrates through the front cylinder end wall 31, which is a partition wall portion, and is arranged over both the motor chamber A2 and the accommodation chamber A3.
- the rear plate 40 is a partition portion used to partition the accommodation chamber A3.
- the rotating body 60 shown in FIG. 5 is shown in a state in which it is arranged at a rotation position different from that in FIG. 4, that is, in a different phase.
- the rotating body 60 rotates in the rotating direction M as the rotating shaft 12 rotates.
- the rotating body 60 is arranged in the housing 11 so that the rotation center axis line thereof coincides with the center axis line of the rotation shaft 12. That is, the rotating body 60 is arranged so as to be coaxial with the rotating shaft 12. For this reason, the present compressor 10 has a structure that does not perform eccentric movement but axial movement.
- the rotating body 60 includes a rotating body tubular portion 61 having the rotary shaft 12 inserted therethrough, and a rotating body ring portion 70 extending radially outward from the rotating body tubular portion 61.
- the rotary body cylinder portion 61 is attached to the rotary shaft 12 so as to rotate integrally with the rotary shaft 12. As a result, the rotary body 60 rotates as the rotary shaft 12 rotates. It should be noted that the manner in which the rotary body cylinder part 61 is attached to the rotary shaft 12 is arbitrary, and the rotary body cylinder part 61 may be fixed to the rotary shaft 12 by, for example, press fitting, or the rotary body cylinder part 61 may be extended over the rotary shaft 12 and the rotary body cylinder part 61. The rotating body cylinder portion 61 may be fixed to the rotating shaft 12 by a fixing pin that is inserted as a result.
- the rotating body cylinder portion 61 and the rotating shaft 12 may be connected by a connecting member such as a key, or the rotating body cylinder portion 61 and the rotating shaft 12 may be provided in the recess provided in one of the other portions. May be joined by engaging the convex portions.
- the rotating body tubular portion 61 is, for example, a cylindrical body having an axis extending in the axial direction Z.
- the rotating body cylinder portion 61 has an inner diameter that is the same as or larger than the diameter of the rotating shaft 12, for example.
- the inner peripheral surface of the rotating body tubular portion 61 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 12 face each other in the radial direction R.
- the rotating body cylinder portion 61 has a cylinder portion outer peripheral surface 62 having an axis extending in the axial direction Z.
- the cylindrical outer peripheral surface 62 is curved so as to be convex outward in the radial direction, and is a cylindrical surface in the present embodiment.
- the rotary body ring portion 70 is provided at an arbitrary position (both in the present embodiment, at the center between the rotary body end portions 61a and 61b which are both end portions in the axial direction Z of the rotary body cylinder portion 61). Near the section).
- the rotating body ring portion 70 is an annular plate-shaped member having a plate thickness in the axial direction Z, and has both axial end surfaces, that is, a front rotating body surface 71 and a rear rotating body surface 72. Both rotary body surfaces 71, 72 are ring-shaped. Both rotary body surfaces 71, 72 intersect the axial direction Z and are flat surfaces orthogonal to the axial direction Z in the present embodiment. Therefore, the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of each of the rotating body surfaces 71, 72 are linear when viewed from the radial direction R, and the position in the axial direction Z is constant over the entire circumferential direction.
- the ring outer peripheral surface 73 which is the outer peripheral surface of the rotating body ring portion 70, is a surface that intersects the radial direction R and faces the front cylinder inner peripheral surface 33 in the radial direction R.
- the ring outer peripheral surface 73 and the front cylinder inner peripheral surface 33 may be in contact with each other, or may be separated from each other via a minute gap.
- the compressor 10 includes thrust bearings 81 and 82 that support the rotating body 60 in the axial direction Z. Both thrust bearings 81 and 82 are arranged on both sides in the axial direction of the rotating body tubular portion 61, and sandwich the rotating body tubular portion 61 from the axial direction Z.
- the front thrust bearing 81 is arranged in the space created by the step-like formation of the front cylinder end wall 31.
- the front thrust bearing 81 supports the rotating body cylinder portion 61 (specifically, the front rotating body end portion 61a) in the axial direction Z while being supported by the front cylinder end wall 31.
- the rear thrust bearing 82 is arranged in a thrust accommodating recess 83 formed in the rear plate 40.
- the thrust accommodating recess 83 is formed in a portion of the inner wall surface of the rear insertion hole 41 that is close to the first plate surface 43.
- the rear thrust bearing 82 supports the rotating body cylinder portion 61 (specifically, the rear rotating body end portion 61b) in the axial direction Z while being supported by the rear plate 40.
- Both thrust bearings 81 and 82 are disk-shaped, and the rotary shaft 12 is inserted into both thrust bearings 81 and 82.
- the inner peripheral surfaces of the thrust bearings 81 and 82 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 12 are in contact with each other. Therefore, the thrust bearings 81 and 82 support the rotary shaft 12 by coming into contact with the rotary shaft 12 in the radial direction R.
- both thrust bearings 81 and 82 may be separated from the rotary shaft 12 in the radial direction R.
- Both fixed bodies 90 and 110 are arranged on both sides in the axial direction of the rotary body ring portion 70.
- the two fixed bodies 90, 110 are arranged so as to be separated from each other in the axial direction Z with the rotating body ring portion 70 being arranged between them, or the rotating body ring portion 70 is formed by the two fixed bodies. It is arranged between 90 and 110.
- Both fixed bodies 90, 110 are fixed to the front cylinder 30 (in other words, the housing 11) so as not to rotate with the rotation of the rotary shaft 12.
- the fixed bodies 90 and 110 are fixed to the front cylinder 30 by fastening the front cylinder circumferential wall 32 and the fixed bodies 90 and 110 with a fastener (not shown) that penetrates the front cylinder circumferential wall 32.
- the present invention is not limited to this, and the fixing manner of both fixing bodies 90 and 110 to the front cylinder 30 is arbitrary, and the fixing manner may be, for example, press fitting or fitting. Further, one or a plurality of fastening portions for fastening the front fixed body 90 and the front cylinder end wall 31 may be provided, and one or a plurality of fastening portions for fastening the rear fixed body 110 and the rear plate 40 may be provided. It may be provided.
- both fixed bodies 90 and 110 have the same shape.
- the front fixing body 90 arranged at a position near the front cylinder end wall 31 of the fixing bodies 90 and 110, in other words, a position near the motor chamber A2 is, for example, a ring shape. It is (annular in this embodiment) and has a front fixed body insertion hole 91 into which the rotary shaft 12 is inserted.
- the front fixed body insertion hole 91 is a through hole that penetrates the front fixed body 90 in the axial direction Z.
- the front fixed body 90 is arranged in the front cylinder 30 with the rotary shaft 12 inserted in the front fixed body insertion hole 91.
- the front fixed body 90 has a front cylinder inner peripheral surface 33 and a front fixed body outer peripheral surface 92 that faces the radial direction R.
- the front fixed body outer peripheral surface 92 and the front cylinder inner peripheral surface 33 are in contact with each other.
- the invention is not limited to this, and the front cylinder inner peripheral surface 33 and the front fixed body outer peripheral surface 92 may be separated from each other.
- the front fixed body 90 includes a front cylinder end wall 31 and a front rear surface 93 that faces the axial direction Z.
- the front rear surface 93 and the inner bottom surface 31d of the front cylinder end wall 31 may be separated from each other or may be in contact with each other.
- the fixed body 110 which is a partition of the fixed bodies 90 and 110, is arranged at a position close to the rear plate 40, in other words, at a position away from the motor chamber A2.
- the rear fixed body 110 is ring-shaped (annular in this embodiment) and has a rear fixed body insertion hole 111 into which the rotary shaft 12 is inserted.
- the rear fixed body insertion hole 111 is a through hole that penetrates the rear fixed body 110 in the axial direction Z.
- the rear fixed body 110 is arranged in the front cylinder 30 with the rotary shaft 12 inserted in the rear fixed body insertion hole 111. That is, in this embodiment, the rotary shaft 12 penetrates both the fixed bodies 90 and 110 in the axial direction Z.
- the rear fixed body 110 has a front cylinder inner peripheral surface 33 and a rear fixed body outer peripheral surface 112 that faces the radial direction R.
- the outer peripheral surface 112 of the rear fixed body and the inner peripheral surface 33 of the front cylinder are in contact with each other.
- the invention is not limited to this, and the front cylinder inner peripheral surface 33 and the rear fixed body outer peripheral surface 112 may be separated from each other.
- the rear fixed body 110 includes a rear rear surface 113 that faces the first plate surface 43 of the rear plate 40 in the axial direction Z.
- the rear back surface 113 and the first plate surface 43 may be separated from each other or may be in contact with each other.
- the rotary body 60 is supported by the fixed bodies 90 and 110 by inserting the rotary body tubular portion 61 into the fixed body insertion holes 91 and 111.
- the front rotary body end portion 61a of the rotary body cylinder portion 61 is inserted into the front fixed body insertion hole 91 and penetrates the front fixed body 90.
- the front fixed body insertion hole 91 has a shape and size corresponding to the rotary body tubular portion 61 (specifically, the tubular portion outer peripheral surface 62).
- the front fixed body insertion hole 91 of the present embodiment corresponds to the cylindrical rotary body tubular portion 61 and is circular when viewed in the axial direction Z.
- the diameter of the front fixed body insertion hole 91 is the same as or slightly larger than the diameter of the cylindrical outer peripheral surface 62.
- the front rotary body end portion 61 a is rotatably supported by the front fixed body 90 by a front rotary body bearing 94 formed on the inner wall surface of the front fixed body insertion hole 91.
- the rear rotary body end portion 61b is inserted into the rear fixed body insertion hole 111 and penetrates the rear fixed body 110.
- the rear fixed body insertion hole 111 has a shape and size corresponding to the rotary body tubular portion 61 (specifically, the tubular portion outer peripheral surface 62).
- the rear fixed body insertion hole 111 of the present embodiment corresponds to the cylindrical rotary body tubular portion 61 and is circular when viewed in the axial direction Z.
- the diameter of the rear fixed body insertion hole 111 is the same as or slightly larger than the diameter of the cylindrical outer peripheral surface 62.
- the rear rotary body end portion 61b is rotatably supported by the rear fixed body 110 by a rear rotary body bearing 114 formed on the inner wall surface of the rear fixed body insertion hole 111.
- both rotary body end portions 61a, 61b are supported by the both fixed bodies 90, 110 via the both rotary body bearings 94, 114.
- the rotating body 60 is supported by both the fixed bodies 90 and 110, and the positional deviation of the rotating body 60 with respect to the both fixed bodies 90 and 110 can be suppressed.
- both end portions 61a and 61b of the rotating body form both end portions of the rotating body 60 in the axial direction Z. Therefore, the both ends of the rotating body 60 in the axial direction are supported by the rotating body bearings 94 and 114. Thereby, the rotating body 60 is stably held.
- the fixed body insertion holes 91 and 111 are formed so as to correspond to the rotary body cylinder portion 61, a gap formed between the inner wall surface of the fixed body insertion holes 91 and 111 and the cylindrical portion outer peripheral surface 62. Is small or such a gap is unlikely to occur.
- the rotary body bearings 94 and 114 are coated bearings formed of a coating layer formed on the inner wall surfaces of the fixed body insertion holes 91 and 111, for example. In FIG. 4 etc., the rotor bearings 94 and 114 are shown thicker than they actually are.
- the specific configuration of the rotating body bearings 94, 114 is not limited to the coating bearing, but may be any other configuration, and may be another sliding bearing or a rolling bearing, for example.
- the front fixed body 90 has a front fixed body surface 100 which is a fixed body surface facing the front rotary body surface 71 in the axial direction Z.
- the front fixed body surface 100 is a plate surface opposite to the front rear surface 93.
- the front fixed body surface 100 has a ring shape, and in the present embodiment, has an annular shape when viewed in the axial direction Z.
- the front fixed body surface 100 connects the first front flat surface 101 and the second front flat surface 102 intersecting the axial direction Z (orthogonal in the present embodiment) with the front flat surfaces 101 and 102. And a pair of front curved surfaces 103 that are curved surfaces.
- both front flat surfaces 101 and 102 are displaced in the axial direction Z.
- the second front flat surface 102 which is the fixed body contact surface, is arranged at a position closer to the front rotary body surface 71 than the first front flat surface 101, and contacts the front rotary body surface 71.
- a portion of the front fixed body surface 100 other than the second front flat surface 102 is separated from the front rotary body surface 71.
- Both front flat surfaces 101, 102 are arranged apart from each other in the circumferential direction of the front fixed body 90, and are displaced from each other by 180°, for example.
- both front flat surfaces 101 and 102 are fan-shaped.
- the circumferential positions of both fixed bodies 90 and 110 are also referred to as angular positions.
- Each of the two front curved surfaces 103 has a fan shape. As shown in FIG. 3, the two front curved surfaces 103 are arranged so as to face each other in the radial direction when viewed in the axial direction Z. Both front curved surfaces 103 have the same shape.
- Each front curved surface 103 connects both front flat surfaces 101 and 102. Specifically, one of the front curved surfaces 103 connects the first end portions of the front flat surfaces 101 and 102 in the circumferential direction, and the other one of the front flat surfaces 101 and 102 in the circumferential direction. It connects the two ends.
- the angular position of the boundary between each front curved surface 103 and the first front flat surface 101 is defined as a first angular position ⁇ 1
- the angular position of the boundary between each front curved surface 103 and the second front flat surface 102 is defined as a second angle.
- the position is ⁇ 2.
- the angular positions ⁇ 1 and ⁇ 2 are indicated by broken lines, but in reality, the front curved surface 103 and the front flat surfaces 101 and 102 are smoothly continuous at the boundary portion.
- Each front curved surface 103 is a curved surface whose position in the axial direction Z changes according to the circumferential position, in other words, the angular position of the front fixed body 90. Specifically, each front curved surface 103 is curved in the axial direction Z so as to gradually approach the front rotary body surface 71 from the first angular position ⁇ 1 toward the second angular position ⁇ 2. In other words, the two front curved surfaces 103 are provided on both sides in the circumferential direction with respect to the second front flat surface 102, and are gradually separated from the front rotary body surface 71 as they are separated from the second front flat surface 102 in the circumferential direction. Is curved in the axial direction Z.
- the front curved surface 103 has a front concave surface 103 a that is curved in the axial direction Z so as to be concave with respect to the front rotary body surface 71, and an axial direction that is convex toward the front rotary body surface 71. And a front convex surface 103b curved in the Z direction.
- the front concave surface 103a is arranged closer to the first front flat surface 101 side than the second front flat surface 102, and the front convex surface 103b is arranged closer to the second front flat surface 102 than the first front flat surface 101. ing.
- the front concave surface 103a and the front convex surface 103b are connected. That is, the front curved surface 103 is a curved surface having an inflection point.
- the angle range occupied by the front convex surface 103b and the angle range occupied by the front concave surface 103a may be the same or may be different.
- the position of the inflection point is arbitrary.
- the front curved surface 103 can be said to be a wavy curved surface
- the front fixed body surface 100 can be said to be a front wavy surface including a wavy curved portion.
- the rear fixed body 110 has a rear fixed body surface 120 which is a fixed body surface facing the rear rotary body surface 72 in the axial direction Z.
- the rear fixed body surface 120 is a plate surface opposite to the rear rear surface 113.
- the rear fixed body surface 120 has a ring shape when viewed in the axial direction Z, and has an annular shape in the present embodiment.
- the rear fixed body surface 120 has the same shape as the front fixed body surface 100. As shown in FIG. 2, the rear fixed body surface 120 connects the first rear flat surface 121 and the second rear flat surface 122 intersecting with the axial direction Z (orthogonal in the present embodiment) and the rear flat surfaces 121, 122. And a pair of rear curved surfaces 123 that are curved surfaces.
- both rear flat surfaces 121 and 122 are displaced in the axial direction Z.
- the second rear flat surface 122 which is the fixed body contact surface, is arranged at a position closer to the rear rotary body surface 72 than the first rear flat surface 121, and contacts the rear rotary body surface 72. There is. The portion of the rear fixed body surface 120 other than the second rear flat surface 122 is separated from the rear rotary body surface 72.
- Both rear flat surfaces 121 and 122 are arranged in the circumferential direction of the rear fixed body 110 so as to be separated from each other, and are displaced from each other by, for example, 180°.
- both rear flat surfaces 121 and 122 are fan-shaped.
- Each of the two rear curved surfaces 123 has a fan shape.
- the two rear curved surfaces 123 are arranged so as to face each other in the radial direction when viewed from the axial direction Z.
- One of the rear curved surfaces 123 connects the first end portions of the rear flat surfaces 121 and 122 in the circumferential direction, and the other connects the second end portions of the rear flat surfaces 121 and 122 in the circumferential direction. Are connected.
- the two rear curved surfaces 123 are provided on both sides in the circumferential direction with respect to the second rear flat surface 122, and gradually move away from the rear rotary body surface 72 as they move away from the second rear flat surface 122 in the circumferential direction. Is curved.
- Both fixed body surfaces 100 and 120 are arranged in a state in which the rotating body ring portion 70 is arranged between them so as to face each other while being separated in the axial direction Z, and the angular positions thereof are deviated from each other by 180°.
- the distance in the axial direction Z between the fixed body surfaces 100 and 120 is constant regardless of its angular position (in other words, circumferential position).
- the first front flat surface 101 and the second rear flat surface 122 are opposed to each other in the axial direction Z, and the second front flat surface 102 and the first rear flat surface 121 are formed. It is opposed to the axial direction Z.
- the amount of deviation in the axial direction Z between the front flat surfaces 101 and 102 is the same as the amount of deviation between the rear flat surfaces 121 and 122.
- shift amount Z1 the shift amount in the axial direction Z between the front flat surfaces 101 and 102 and the shift amount between the rear flat surfaces 121 and 122
- the curved condition of the front curved surface 103 and the curved condition of the rear curved surface 123 are the same. That is, the front curved surface 103 and the rear curved surface 123 are curved in the same manner so that the distance in the axial direction Z does not change according to their angular positions. As a result, the distance in the axial direction Z between the fixed body surfaces 100 and 120 is constant at any angular position.
- the rear curved surface 123 can be said to be a wavy curved surface, and therefore the rear fixed body surface 120 can also be called a rear wavy surface including a wavy portion.
- the circumferential directions of both the fixed bodies 90, 110 and the rotary body 60 coincide with the circumferential direction of the rotary shaft 12, and the radial directions of the fixed bodies 90, 110 and the rotary body 60 coincide with the radial direction R of the rotary shaft 12.
- the axial directions of the fixed bodies 90 and 110 and the rotary body 60 coincide with the axial direction Z of the rotary shaft 12. Therefore, the circumferential direction, the radial direction R, and the axial direction Z of the rotary shaft 12 may be appropriately read as the circumferential direction, the radial direction, and the axial direction of the rotating body 60. It may be read as the direction and the axial direction.
- the contact point between the front rotary body surface 71 and the second front flat surface 102 is also referred to as the front contact point Pf.
- the front contact point Pf is fan-shaped like the second front flat surface 102.
- the contact point between the rear rotary body surface 72 and the second rear flat surface 122 is also referred to as a rear contact point Pr.
- the rear contact portion Pr is fan-shaped like the second rear flat surface 122.
- the compressor 10 includes compression chambers A4 and A5 for sucking and compressing a fluid. Both compression chambers A4 and A5 are provided in the accommodation chamber A3, and more specifically, they are arranged on both sides of the rotary member ring portion 70 in the axial direction Z.
- the front compression chamber A4 is partitioned by the front rotary body surface 71 and the front fixed body surface 100. More specifically, the front rotary body surface 71, the front fixed body surface 100, the cylinder outer peripheral surface 62, and the front cylinder inner peripheral surface. It is partitioned by 33 and.
- the rear compression chamber A5 is partitioned by the rear rotary body surface 72 and the rear fixed body surface 120. More specifically, the rear rotary body surface 72, the rear fixed body surface 120, the cylindrical outer peripheral surface 62, and the front cylinder inner peripheral surface. It is partitioned by 33 and. In this embodiment, the front compression chamber A4 and the rear compression chamber A5 have the same size.
- the front cylinder inner peripheral surface 33 cooperates with the rotating body surfaces 71, 72 and the fixed body surfaces 100, 120 to partition the compression chambers A4, A5.
- the compression chambers A4 and A5 and the discharge chamber A1 are opposed to each other in the radial direction R with the front cylinder peripheral wall 32 disposed between them. That is, the discharge chamber A1 is arranged radially outside the compression chambers A4, A5 in the radial direction R.
- the discharge chamber A1 faces a part of the front compression chamber A4 in the radial direction R, and faces the entire rear compression chamber A5 in the radial direction R, but is not limited to this. ..
- the discharge chamber A1 may extend in the axial direction Z so as to face at least a part of the front compression chamber A4 in the radial direction R and at least a portion of the rear compression chamber A5 in the radial direction R. ..
- the compressor 10 includes a plurality of (three) vane grooves 130 formed in the rotating body 60, a plurality of (three) vanes 131 inserted into the vane grooves 130, respectively. Equipped with.
- the vane groove 130 is formed in the rotating body ring portion 70.
- the vane groove 130 penetrates the rotating body ring portion 70 in the axial direction Z and opens toward both rotating body surfaces 71 and 72.
- the vane groove 130 has a width in a direction orthogonal to both the axial direction Z and the radial direction R, extends in the radial direction R, and opens toward the radial outside.
- the vane groove 130 is not formed in the rotating body tubular portion 61.
- the vane groove 130 has a pair of side surfaces facing each other while being spaced apart from each other in the circumferential direction.
- the rotating body ring portion 70 is a portion located radially outward of the rotating body cylinder portion 61. Therefore, the rotating body tubular portion 61 is present inside the rotating body ring portion 70 in the radial direction. That is, the rotating body ring portion 70 is a portion that is provided on the outer peripheral surface 62 of the tubular portion and that projects radially outward from the outer peripheral surface 62 of the tubular portion.
- the vane 131 has a rectangular plate shape as a whole.
- the vane 131 is arranged between both the fixed bodies 90 and 110 (in other words, both fixed body surfaces 100 and 120).
- the vane 131 has a thickness in the width direction of the vane groove 130, in other words, in a direction orthogonal to both the axial direction Z and the radial direction R.
- Both plate surfaces of the vane 131 are opposed to both side surfaces of the vane groove 130 in the circumferential direction (in other words, the width direction of the vane groove 130).
- the width of the vane groove 130 (in other words, the distance between both side surfaces of the vane groove 130) is preferably equal to or slightly wider than the plate thickness of the vane 131.
- the vane 131 inserted into the vane groove 130 is sandwiched by both side surfaces of the vane groove 130.
- the vanes 131 are allowed to move in the axial direction Z along the vane grooves 130.
- the vane 131 specifically, both ends of the vane 131 in the axial direction Z are in contact with the fixed body surfaces 100 and 120, respectively.
- the plurality of vane grooves 130 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and in detail, they are arranged at positions displaced from each other by 120°.
- a plurality of vanes 131 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
- the vane 131 rotates in the rotation direction M as the rotating body 60 rotates. Then, the vane 131 that is in contact with both the fixed body surfaces 100 and 120 moves (swings) in the axial direction Z along the curved fixed body surfaces 100 and 120. That is, the vane 131 rotates while moving in the axial direction Z. As a result, the vanes 131 enter the front compression chamber A4 and the rear compression chamber A5. That is, the vane groove 130 disposes the vane 131 in both compression chambers A4 and A5 while rotating the vane 131 as the rotor 60 rotates.
- the moving distance of the vane 131 in the axial direction Z is a displacement amount in the axial direction Z between the front flat surfaces 101 and 102 (or between the rear flat surfaces 121 and 122), that is, a shift amount Z1. is there. Further, the vane 131 is continuously in contact with both the fixed body surfaces 100 and 120 during the rotation of the rotating body 60, and intermittent contact, in particular, separation and contact are not likely to be repeated.
- the front compression chamber A4 is divided by the three vanes 131 into three parts chambers, that is, a first front compression chamber A4a, a second front compression chamber A4b, and a third front compression chamber A4c. ..
- the part chamber arranged on the leading side in the rotation direction M with respect to the front contact point Pf (in other words, the second front flat surface 102) among the three part chambers is referred to as a first front compression chamber A4a. To do.
- the parts chamber located on the leading side in the rotation direction M with respect to the first front compression chamber A4a is referred to as the second front compression chamber A4b.
- At least a part of the second front compression chamber A4b is arranged on the trailing side in the rotation direction M with respect to the front contact portion Pf.
- the parts chamber located between the first front compression chamber A4a and the second front compression chamber A4b in the circumferential direction is referred to as the third front compression chamber A4c.
- the third front compression chamber A4c is arranged on the leading side in the rotation direction M with respect to the first front compression chamber A4a and on the trailing side in the rotation direction M with respect to the second front compression chamber A4b.
- the "preceding side in the rotation direction M” and the “succeeding side in the rotation direction M” may be simply referred to as “preceding side” and “succeeding side”, respectively.
- the front compression chambers A4a to A4c are formed over an angle range of 120°. That is, each of the front compression chambers A4a to A4c extends in the circumferential direction, and the length in the circumferential direction corresponds to the angular range of 120°.
- the vane 131 when one of the plurality of vanes 131 is in contact with the second front flat surface 102, the vane 131 does not enter the front compression chamber A4. In this case, the spaces on both sides in the circumferential direction of the vanes 131 that are in contact with the second front flat surface 102 are partitioned by the front contact points Pf, and the mutual communication is blocked. Therefore, even when one of the plurality of vanes 131 is in contact with the second front flat surface 102, the front compression chamber A4 is divided into three parts chambers.
- the front compression chamber A4 is divided by the three vanes 131 into the front compression chambers A4a... It is assumed to be partitioned into A4c.
- the rear compression chamber A5 is provided with the three vanes 131 so as to be located in the first rear compression chamber A5a and on the leading side in the rotation direction M with respect to the first rear compression chamber A5a. It is partitioned into a second rear compression chamber A5b arranged and a third rear compression chamber A5c arranged between the first rear compression chamber A5a and the second rear compression chamber A5b in the circumferential direction.
- the first rear compression chamber A5a, the second rear compression chamber A5b, and the third rear compression chamber A5c are similar to the first front compression chamber A4a, the second front compression chamber A4b, and the third front compression chamber A4c. The description is omitted.
- the compressor 10 includes a front suction port 141 through which the fluid sucked into the front compression chamber A4 passes.
- the front intake port 141 is formed in, for example, the front cylinder 30, and specifically, extends in the axial direction Z over both the front cylinder end wall 31 and the front cylinder peripheral wall 32.
- the front intake port 141 extends in the circumferential direction along the front cylinder peripheral wall 32, and is formed in an arc shape when viewed from the axial direction Z. At least a part of the front intake port 141 is arranged radially outside of the first front compression chamber A4a. In other words, the first front compression chamber A4a includes a part or the whole of the space inside the front suction port 141 in the radial direction.
- the front intake port 141 is open to the motor chamber A2 and the front compression chamber A4.
- the front suction port 141 connects the motor chamber A2 and the front compression chamber A4.
- the front intake port 141 has a front intake opening 141a that is open at a position communicating with the first front compression chamber A4a.
- the front intake opening 141a extends in the rotational direction M from a position of the inner peripheral surface 33 of the front cylinder corresponding to the central portion in the circumferential direction of the second front flat surface 102.
- the extending length of the front suction opening 141a may be substantially the same as the circumferential length of each of the front compression chambers A4a to A4c, for example.
- the front suction opening 141a extends in the circumferential direction from the position corresponding to the circumferential center of the second front flat surface 102 of the front cylinder inner circumferential surface 33 by substantially the same length as the circumferential spacing of the vanes 131. May be.
- the angular position of the central portion in the circumferential direction of the second front flat surface 102 is set to 0°, and the angle increases from the angular position of 0° in the rotation direction M.
- the front intake opening 141a is preferably formed, for example, at least over a range from the leading end of the second front flat surface 102 in the rotation direction M to an angular position of 120°.
- the compressor 10 includes a plurality of front discharge ports 151 that are discharge passages that discharge the fluid compressed in the front compression chamber A4, and a front valve 152 that opens and closes the front discharge port 151. And a front retainer 153 that adjusts the opening degree of the front valve 152.
- the front discharge port 151 is provided in the front cylinder 30, for example. More specifically, the front discharge port 151 is provided on the front cylinder peripheral wall 32 at a position on the outer side in the radial direction of the front compression chamber A4 and on the trailing side with respect to the front contact point Pf.
- the curved front cylinder outer peripheral surface 34 has a front seating surface 154 recessed from the front cylinder outer peripheral surface 34.
- the front seating surface 154 is formed on the outer peripheral surface 34 of the front cylinder, between the front compression chamber A4 and the discharge chamber A1 and on the rear side of the front contact point Pf.
- the front seat surface 154 is a flat surface orthogonal to the radial direction R.
- the front discharge port 151 is provided on the front seat surface 154.
- the front discharge port 151 communicates with the second front compression chamber A4b and the discharge chamber A1 by penetrating the front cylinder peripheral wall 32.
- the multiple front discharge ports 151 are arranged in the circumferential direction.
- Each of the plurality of front discharge ports 151 has a circular shape.
- the number and shape of the front discharge ports 151 are arbitrary.
- the number of front discharge ports 151 may be one.
- the front discharge port 151 may have an oval shape or the like.
- the sizes of the front discharge ports 151 may be the same or different.
- At least a part of the front discharge port 151 is arranged radially outside of the second front compression chamber A4b.
- the second front compression chamber A4b includes a part or the whole of the space inside the front discharge port 151 in the radial direction.
- the front suction port 141 and the front discharge port 151 are circumferentially separated from each other in a state in which a portion of the front cylinder peripheral wall 32 on the radial outside of the front contact point Pf is arranged between them.
- the first front compression chamber A4a is configured so as to communicate with the front intake port 141 but not with the front discharge port 151.
- the second front compression chamber A4b communicates with the front discharge port 151.
- the circumferential length of the second front compression chamber A4b is longer than the circumferential length of the second front flat surface 102. Therefore, depending on the angular position of the vane 131, the second front compression chamber A4b may be arranged both inside the front suction port 141 in the radial direction and inside the front discharge port 151 in the radial direction.
- the front contact point Pf exists between the space radially inside the front suction port 141 and the space radially inside the front discharge port 151. Thereby, regardless of the angular positions of the plurality of vanes 131, the front contact point Pf blocks the communication between the two spaces from each other.
- the communication between the front suction port 141 and the front discharge port 151 is restricted. That is, the second front compression chamber A4b may be further partitioned by the front contact portion Pf into a space where suction is performed and a space where compression is performed.
- the third front compression chamber A4c shifts from the state in which it does not communicate with the front discharge port 151 to the state in which it communicates with the front discharge port 151 as the rotor 60 rotates.
- the front valve 152 and the front retainer 153 are provided on the front seat surface 154.
- the front bearing surface 154 has a screw hole 154a.
- the front valve 152 and the front retainer 153 are fixed to the front seat surface 154 by the bolt B penetrating both the front valve 152 and the front retainer 153 being screwed into the screw hole 154a.
- the front valve 152 normally closes the front discharge port 151.
- the pressure of the front compression chamber A4 (specifically, the second front compression chamber A4b) exceeds the threshold value, the front valve 152 shifts from the state of closing the front discharge port 151 to the state of opening the front discharge port 151.
- the opening angle of the front valve 152 is regulated by the front retainer 153.
- the compressor 10 includes a rear suction port 142 through which the fluid sucked into the rear compression chamber A5 passes.
- the rear suction port 142 is formed in, for example, the front cylinder 30, and specifically, extends in the axial direction Z over both the front cylinder end wall 31 and the front cylinder peripheral wall 32.
- the rear suction port 142 extends in the circumferential direction along the front cylinder peripheral wall 32, and is formed in an arc shape when viewed from the axial direction Z. At least a part of the rear intake port 142 is arranged radially outside of the first rear compression chamber A5a. In other words, the first rear compression chamber A5a includes a part or all of the space radially inside the rear suction port 142.
- the rear suction port 142 is open to the motor chamber A2 and the rear compression chamber A5.
- the motor chamber A2 and the rear compression chamber A5 are communicated with each other by the rear suction port 142.
- the rear intake port 142 has a rear intake opening 142a that is open at a position communicating with the first rear compression chamber A5a.
- the rear suction opening portion 142a extends in the rotation direction M from a position of the inner peripheral surface 33 of the front cylinder corresponding to the central portion of the second rear flat surface 122 in the circumferential direction.
- the rear suction port 142 and the rear suction opening 142a are rotated in the rotation direction within a range that does not interfere with the front discharge port 151, the front valve 152, and the front retainer 153 from the position corresponding to the circumferential center of the second rear flat surface 122. It extends to M.
- the lengths in the circumferential direction of the rear suction port 142 and the rear suction opening 142a are not limited to this, and may be the same as the lengths in the circumferential direction of the front suction port 141 and the front suction opening 141a.
- the length of the front valve 152 and the like in the axial direction Z is shortened or the position of the front discharge port 151 is shifted so that the rear suction port 142 and the rear suction opening 142a do not interfere with the front discharge port 151 and the like. May be arranged, or the angle range of the second front flat surface 102 may be narrowed.
- two suction ports 141, 142 are provided corresponding to the two compression chambers A4, A5.
- the front suction port 141 and the rear suction port 142 are arranged so as to be displaced from each other in the circumferential direction so as not to communicate with each other, and more specifically, they are arranged at positions shifted by 180°.
- the suction amount of the fluid into one of the compression chambers A4 and A5 reduces the suction amount of the fluid into the other compression chamber, so that the suction ports 141 and 142 communicate with each other. It is possible to suppress the inconvenience caused by the presence of
- the compressor 10 includes a plurality of rear discharge ports 156, which are discharge passages for discharging the compressed fluid compressed in the rear compression chamber A5, and a rear valve 157 for opening and closing the rear discharge port 156.
- a rear retainer 158 for adjusting the opening degree of the rear valve 157 is provided.
- the rear discharge port 156 is provided, for example, in the front cylinder 30. Specifically, the rear discharge port 156 is provided in the front cylinder peripheral wall 32 at a position on the outer side in the radial direction of the rear compression chamber A5 and on the trailing side with respect to the second rear flat surface 122.
- the rear discharge port 156 is formed at a position displaced by 180° in the circumferential direction with respect to the front discharge port 151. ing. Further, the rear discharge port 156 is shifted in the axial direction Z with respect to the front discharge port 151 in correspondence with the front compression chamber A4 and the rear compression chamber A5 being arranged so as to be displaced in the axial direction Z.
- the specific configurations of the rear discharge port 156, the rear valve 157, and the rear retainer 158 are basically the same as the front discharge port 151, the front valve 152, and the front retainer 153, except that the positions where they are provided are different. Therefore, detailed description is omitted. Further, “front” in the above description of the front discharge port 151, the front valve 152, and the front retainer 153 may be replaced with “rear”. It can be said that the discharge ports 151 and 156 are discharge passages.
- the suction fluid is always sucked in the space on the leading side in the rotation direction M with respect to the front contact point Pf. Therefore, the fluid is always compressed in the space on the rear side with respect to the front contact point Pf.
- the front compression chamber A4 includes a suction space Sf1 for sucking the fluid and a compression space Sf2 for compressing the fluid.
- the suction space Sf1 is provided on the leading side in the rotation direction M with respect to the front contact portion Pf.
- the compression space Sf2 is provided on the rear side of the front contact point Pf.
- the first front compression chamber A4a becomes the suction space Sf1.
- a space on the leading side in the rotation direction M with respect to the front contact point Pf in the second front compression chamber A4b becomes the suction space Sf1.
- the suction space Sf1 communicates with the front suction port 141, and the volume of the suction space Sf1 increases as the vane 131 rotates.
- the suctioned fluid exists in the suction space Sf1.
- the compression space Sf2 is the second front compression chamber A4b, and more specifically, is the space on the trailing side in the rotation direction M with respect to the front contact point Pf in the second front compression chamber A4b.
- the compression space Sf2 is a space surrounded by the vanes 131 that partition the second front compression chamber A4b and the third front compression chamber A4c and the front contact portion Pf.
- the volume of the compression space Sf2 decreases as the vane 131 rotates.
- a compressed fluid exists in the compression space Sf2. Therefore, the pressure in the compression space Sf2 is higher than the pressure in the suction space Sf1.
- the front discharge port 151 communicates with the compression space Sf2. The fluid compressed in the compression space Sf2 is discharged from the front discharge port 151.
- the communication between the compression space Sf2 and the suction space Sf1 is blocked by the front contact point Pf.
- the front contact portion Pf is used as a seal portion that restricts the movement of the fluid from the compression space Sf2 to the suction space Sf1.
- the second front flat surface 102 is arranged at both ends in the circumferential direction and near the compression space Sf2. It has a first contact surface end 102a and a second contact surface end 102b arranged near the suction space Sf1.
- the rear compression chamber A5 includes a suction space Sr1 in which the fluid is sucked and a compression space Sr2 in which the fluid is compressed.
- the suction space Sr1 is provided on the leading side in the rotation direction M with respect to the rear contact point Pr.
- the compression space Sr2 is provided on the trailing side in the rotation direction M with respect to the rear contact point Pr.
- the rear contact point Pr regulates leakage of the compressed fluid from the compression space Sr2 to the suction space Sr1.
- the specific configurations of the suction space Sr1 and the compression space Sr2 are similar to those of the suction space Sf1 and the compression space Sf2, and thus detailed description thereof will be omitted.
- the compressor 10 has a structure for enhancing the sealing property between the contact points Pf and Pr.
- the configuration will be described in detail below. Since the structure for improving the sealing property of the front contact point Pf and the structure for improving the sealing property of the rear contact point Pr are basically the same, basically the sealing property of the front contact point Pf is A configuration for increasing the sealing property of the rear contact portion Pr will be described, and a detailed description thereof will be omitted.
- the second front flat surface 102 has a seal recess 161 recessed from the second front flat surface 102.
- the seal recess 161 is, for example, a groove extending in a direction inclined with respect to the radial direction R. That is, the entire seal recess 161 is inclined with respect to the radial direction R.
- the seal recess 161 is closer to the suction space Sf1 from the outer side in the radial direction toward the inner side in the radial direction (in other words, is arranged on the leading side in the rotational direction M) with respect to the radial direction R. It is inclined. In other words, the seal recess 161 is inclined with respect to the radial direction R so as to approach the second contact surface end portion 102b from the radial outside toward the radial inside. Therefore, the extending direction ED of the seal recess 161 shown by the one-dot chain line in FIG. 9 intersects the radial direction R shown by the two-dot chain line in FIG. In other words, the extending direction ED of the seal recess 161 is not orthogonal to the circumferential direction, but intersects in an inclined state.
- the seal recess 161 extends from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge of the second front flat surface 102. Both ends in the radial direction of the seal concave portion 161 are open toward the inside in the radial direction and the outside in the radial direction, respectively.
- the seal recess 161 is, for example, arranged so as to be closer to the compression space Sf2 than the central portion in the circumferential direction on the second front flat surface 102. In other words, the seal recess 161 is arranged closer to the first contact surface end 102a than the second contact surface end 102b of the second front flat surface 102. In the present embodiment, the entire seal recess 161 is arranged between the first contact surface end portion 102a and the central portion of the second front flat surface 102.
- the present invention is not limited to this, and a part of the seal recess 161 may be disposed between the central portion and the second contact surface end portion 102b.
- the seal recess 161 may be arranged so as to be biased so as to approach the compression space Sf2.
- the seal recess 161 has a recess bottom surface 161a, a first recess side surface 161b, and a second recess side surface 161c.
- the first recess side surface 161b and the second recess side surface 161c extend from both ends of the recess bottom surface 161a, respectively.
- the recess bottom surface 161a is provided at a position recessed from the second front flat surface 102.
- the recess bottom surface 161a is, for example, a flat surface orthogonal to the axial direction Z.
- Both side surfaces 161b and 161c of the recess are separated from each other in the circumferential direction and face each other.
- the seal recess 161 is a groove in which the recess side surfaces 161b and 161c are aligned in the width direction.
- the second recess side surface 161c is arranged on the leading side in the rotation direction M with respect to the first recess side surface 161b. In the present embodiment, both recess side surfaces 161b and 161c intersect the rotation direction M and are inclined with respect to the direction orthogonal to the rotation direction M.
- the seal recess 161 is open toward the front rotary body surface 71, and the opening of the seal recess 161 is closed by the front rotary body surface 71. In other words, it can be said that a space surrounded by the seal recess 161 and the front rotary body surface 71 is formed.
- the compressor 10 includes a fixed body seal member 162 housed in a seal recess 161.
- the fixed body seal member 162 is arranged in a space surrounded by the seal recess 161 and the front rotary body surface 71.
- the fixed body sealing member 162 secures a seal between the front rotary body surface 71 and the front fixed body surface 100 by contacting the front rotary body surface 71.
- the fixed body seal member 162 is made of metal, for example.
- the fixed body seal member 162 corresponds to the shape of the seal recess 161.
- the width direction of the fixed body seal member 162 is the same as the width direction of the seal recessed portion 161
- the fixed body seal member 162 has an elongated shape extending in the extending direction of the seal recessed portion 161.
- the length of the seal recess 161 in the extending direction is the same as the length of the fixed body seal member 162 in the extending direction
- the fixed body seal member 162 is provided over the entire extending direction in the seal recess 161. Are arranged.
- the fixed body seal member 162 has a seal surface 162a that abuts the front rotary body surface 71.
- the seal surface 162a is a surface exposed from the seal recess 161.
- the rotation of the rotating body 60 causes the seal surface 162a and the front rotating body surface 71 to slide.
- the fixed body sealing member 162 has, for example, a prism shape, and has a first fixed body sealing side surface 162b facing the first recess side surface 161b and a second fixed body sealing side surface 162c facing the second recess side surface 161c. ing.
- the second fixed body seal side surface 162c is arranged on the leading side in the rotation direction M with respect to the first fixed body seal side surface 162b.
- the direction in which both the fixed body seal side surfaces 162b and 162c are arranged is the width direction of the fixed body seal member 162.
- the fixed body seal member 162 is arranged in the seal recess 161 so as to have a gap 163 between at least one of the recess side surfaces 161b and 161c.
- the width of the fixed body seal member 162 is slightly narrower than the width of the seal recess 161.
- a gap 163 is formed between at least one of the first recess side surface 161b and the first fixed body seal side surface 162b and between the second recess side surface 161c and the second fixed body seal side surface 162c. Therefore, the fixed body seal member 162 can move in the width direction within the seal recess 161.
- the two recess side surfaces 161b and 161c are less likely to hinder the movement of the fixed body seal member 162 along the axial direction Z.
- the both concave side surfaces 161b and 161c and the both fixed body seal side surfaces 162b and 162c are planes orthogonal to the width direction.
- the present invention is not limited to this, and both concave side surfaces 161b and 161c and both fixed body seal side surfaces 162b and 162c may be inclined surfaces.
- the width of the seal recess 161 or the width of the fixed body seal member 162 may fluctuate along the axial direction Z. In such a configuration, the maximum width of the seal recess 161 is made wider than the maximum width of the fixed body seal member 162 so that the gap 163 is formed.
- the fixed body seal member 162 includes a seal back surface 162d that is a surface opposite to the seal front surface 162a and that faces the recess bottom surface 161a.
- a protruding portion 164 protrudes from the seal rear surface 162d toward the recess bottom surface 161a.
- the protruding portion 164 is arranged, for example, near one of the both ends in the width direction of the seal back surface 162d, which is closer to the suction space Sf1.
- the projecting portion 164 has a projecting tip surface 164a that faces the recess bottom surface 161a.
- the protruding portion 164 is arranged in the leading side region of the fixed body sealing member 162 in the rotation direction M. In other words, the protrusion 164 is located in the fixed body seal member 162 at a position away from the compression space Sf2 in the rotation direction M.
- the protrusion 164 (specifically, the protrusion front end surface 164a) will be generated before the seal back surface 162d contacts the recess bottom surface 161a. It contacts the bottom surface 161a of the recess. This maintains the state in which the seal back surface 162d and the recess bottom surface 161a are separated from each other in the axial direction Z. That is, the protruding portion 164 regulates the position of the fixed body sealing member 162 so that the seal back surface 162d does not come into contact with the recess bottom surface 161a.
- the distance from the seal surface 162a to the protruding tip surface 164a is the same as the depth of the seal recess 161.
- the distance from the seal surface 162a to the seal back surface 162d is shorter than the depth of the seal recess 161.
- a back pressure space 165 for pressing the fixed body seal member 162 toward the front rotary body surface 71 exists between the seal back surface 162d and the recess bottom surface 161a.
- the back pressure space 165 is arranged between the protrusion 164 and the compression space Sf2.
- the back pressure space 165 is open toward the compression space Sf2 and communicates with the gap 163 formed between the first fixed body seal side surface 162b and the first recess side surface 161b.
- the compressed fluid in the compression space Sf2 is introduced into the back pressure space 165 through the gap 163. Then, the fixed body seal member 162 is pressed toward the front rotary body surface 71 by the compressed fluid in the back pressure space 165. As a result, the sealability between the seal surface 162a and the front rotary body surface 71 is improved, and the fluid does not easily leak. Therefore, the sealability of the front contact portion Pf can be improved.
- the compressed fluid in the back pressure space 165 is restricted from leaking to the suction space Sf1 because the contact portion between the second fixed body seal side surface 162c and the second recess side surface 161c is sealed. .. As a result, it is possible to prevent the compressed fluid in the compression space Sf2 from leaking into the suction space Sf1 through the back pressure space 165.
- the inner peripheral end surface of the fixed body sealing member 162 is curved along the outer peripheral surface 62 of the cylindrical portion and is in surface contact with the outer peripheral surface 62 of the cylindrical portion.
- the outer peripheral end surface of the fixed body seal member 162 is curved along the front cylinder inner peripheral surface 33 and is in surface contact with the front cylinder inner peripheral surface 33.
- the compressor 10 has a seal recess 166 and a fixed body seal member 167.
- the detailed configurations of the seal recess 166 and the fixed body seal member 167 are the same as the configurations of the seal recess 161 and the fixed body seal member 162.
- the vane 131 of this embodiment will be described.
- the trailing side in the rotation direction M is the first parts chamber Ax
- the leading side in the rotation direction M is the second parts chamber Ay.
- the first parts chamber Ax is the first front compression chamber A4a
- the second parts chamber Ay is the third front compression chamber A4c.
- the first parts chamber Ax is the third front compression chamber A4c and the second parts chamber Ay is the second front compression chamber A4b.
- the first parts chamber Ax is the second front compression chamber A4b and the second parts chamber Ay is the first front compression chamber A4a.
- each of the front compression chambers A4a to A4c tends to be higher as it is arranged on the leading side in the rotation direction M, and more specifically, the first front compression chamber A4a, the third front compression chamber A4c, and the second front compression chamber. It tends to increase in the order of A4b. Therefore, the pressure of the second part chamber Ay on the leading side of the vane 131 is likely to be higher than the pressure of the first part chamber Ax on the trailing side of the vane 131.
- the vane 131 includes a plurality of parts. Specifically, the vane 131 includes a vane body 170 inserted into the vane groove 130, and tip seals 180 and 190 arranged on both end surfaces 171 and 172 of the vane body 170 in the axial direction Z, respectively. Both tip seals 180 and 190 are at both ends of the vane 131 in the axial direction Z, and the tip seals 180 and 190 contact the fixed body surfaces 100 and 120, respectively. In this embodiment, the tip seals 180 and 190 correspond to "vane seal members".
- the vane body 170 is made of, for example, the same material as the rotating body 60 and both the fixed bodies 90 and 110, and is made of metal as an example.
- the vane body 170 is plate-shaped and is inserted into the vane groove 130 in a state where the thickness direction thereof matches the width direction of the vane groove 130.
- the vane body 170 extends in the axial direction Z and the radial direction R.
- the vane main body 170 is a rectangular plate, but the present invention is not limited to this, and the vane main body 170 can be arbitrarily changed as long as it has a plate shape.
- the vane body 170 of the present embodiment is inserted into the vane groove 130 regardless of the movement of the vane 131 along the axial direction Z.
- the vane body 170 has body mounting grooves 173 and 174, which are body mounting portions, on the end surfaces 171 and 172 in the axial direction Z, respectively.
- the width direction of the main body mounting grooves 173 and 174 is the thickness direction of the vane 131.
- the main body mounting grooves 173 and 174 extend in the radial direction R, and open toward both the radial inner side and the radial outer side.
- the main body mounting groove 173 has a main body groove bottom surface 173a, and a first main body groove side surface 173b and a second main body groove side surface 173c extending from both ends of the main body groove bottom surface 173a.
- the main body mounting groove 174 has a main body groove bottom surface 174a, and a first main body groove side surface 174b and a second main body groove side surface 174c extending from both ends of the main body groove bottom surface 174a.
- the first main body groove side surfaces 173b, 174b and the second main body groove side surfaces 173c, 174c are surfaces that intersect the circumferential direction (in other words, the direction orthogonal to both the axial direction Z and the radial direction R).
- the second main body groove side surfaces 173c and 174c are arranged on the leading side in the rotation direction M with respect to the first main body groove side surfaces 173b and 174b. That is, the first main body groove side surfaces 173b and 174b are side surfaces on the rear side of the main body mounting grooves 173 and 174, and the second main body groove side surfaces 173c and 174c are front side surfaces of the main body mounting grooves 173 and 174.
- the tip seals 180 and 190 of this embodiment are made of a material different from that of the vane body 170, and are made of a material that is more easily deformed than the vane body 170 (in other words, a soft material).
- the tip seals 180 and 190 are made of resin.
- the tip seals 180 and 190 are made of a material that is softer than that of the fixed body seal member 162.
- the tip seals 180 and 190 have, for example, an elongated shape extending in the radial direction R.
- the tip seals 180 and 190 have, for example, seal body portions 181 and 191 and seal attachment convex portions 182 and 192 that are seal attachment portions used to attach to the vane body 170, respectively.
- the seal body portions 181 and 191 contact the fixed body surfaces 100 and 120, respectively.
- the seal body portions 181 and 191 have a width that is substantially the same as the thickness of the vane body 170.
- the seal body 181 is sandwiched between the end surface 171 of the vane body 170 in the axial direction Z and the fixed body surface 100.
- the seal body 191 is sandwiched between the end surface 172 of the vane body 170 in the axial direction Z and the fixed body surface 120.
- the seal main body 181 is interposed between the end surface 171 and the fixed body surface 100
- the seal main body 191 is interposed between the end surface 172 and the fixed body surface 120.
- the seal body portions 181 and 191 have seal surfaces 181a and 191a and seal body bottom surfaces 181b and 191b, respectively.
- the sealing surfaces 181a and 191a are curved so as to be convex toward the fixed body surfaces 100 and 120, respectively.
- the seal body bottom surfaces 181b and 191b respectively face the both end surfaces 171 and 172 of the vane body 170 in the axial direction Z in the axial direction Z.
- the seal surfaces 181a and 191a face the fixed body surfaces 100 and 120 in the axial direction Z, respectively.
- the sealing surfaces 181a and 191a contact the fixed body surfaces 100 and 120, respectively.
- the curvature of the seal surfaces 181a and 191a in the present embodiment is looser than when the seal body portions 181 and 191 are formed in a semicircular shape, respectively.
- the radius of curvature of the seal surfaces 181a and 191a is set to be larger than 1/2 of the thickness of the vane 131.
- the present invention is not limited to this, and the curvature of the seal surfaces 181a and 191a is arbitrary.
- the sealing surfaces 181a and 191a extend in the radial direction R and are in contact with the fixed body surfaces 100 and 120 over the entire radial direction R.
- the present invention is not limited to this, and a part of the seal body portions 181 and 191 along the radial direction R may abut the fixed body surfaces 100 and 120.
- the seal mounting projections 182 and 192 of the present embodiment are ridges that project from the seal main bodies 181 and 191 toward the vane main body 170 and extend in the radial direction R, respectively.
- the width direction of the seal attachment convex portions 182 and 192 is the thickness direction of the vane 131.
- the seal attachment convex portions 182 and 192 have attachment tip surfaces 182a and 192a, first seal convex side surfaces 182b and 192b, and second seal convex side surfaces 182c and 192c, respectively.
- the second seal convex side surfaces 182c and 192c are arranged on the leading side in the rotation direction M with respect to the first seal convex side surfaces 182b and 192b, respectively.
- the first seal convex side surfaces 182b, 192b and the second seal convex side surfaces 182c, 192c are surfaces intersecting with each other in the circumferential direction.
- the first seal convex side surfaces 182b and 192b are side surfaces on the trailing side of the seal mounting projections 182 and 192, respectively, and the second seal convex side surfaces 182c and 192c are leading side surfaces of the seal mounting projections 182 and 192, respectively. is there.
- the tip seals 180 and 190 are attached to the vane body 170 by inserting the seal attachment protrusions 182 and 192 into the body attachment grooves 173 and 174, respectively.
- the body mounting grooves 173 and 174 which are the body mounting portions, face the seal mounting projections 182 and 192, respectively, in the circumferential direction (in other words, the width direction of the vane groove 130).
- the first main body groove side surfaces 173b and 174b are circumferentially opposed to the first seal convex side surfaces 182b and 192b, respectively
- the second main body groove side surfaces 173c and 174c are respectively the second seal convex side surfaces 182c and 192c. Opposite in the circumferential direction.
- the tip seals 180 and 190 can be moved in the axial direction Z so as to move away from the vane body 170 or approach the vane body 170. That is, the tip seals 180 and 190 are attached to the vane body 170 in a state of being movable in the axial direction Z with respect to the vane body 170.
- the vane 131 can expand and contract in the axial direction Z. It can be said that there is.
- tip back pressure spaces 183 and 193 exist between the vane body 170 and the tip seals 180 and 190, respectively.
- the tip seals 180 and 190 are pressed toward the fixed body surfaces 100 and 120 by the fluids flowing into the tip back pressure spaces 183 and 193, respectively.
- the front tip back pressure space 183 is partitioned by a front mounting tip surface 182a, a front body groove bottom surface 173a, a front first body groove side surface 173b, and a front second body groove side surface 173c.
- the width of the front seal mounting protrusion 182 is the same as or slightly shorter than the width of the front body mounting groove 173. Therefore, the fluid can flow into the front chip back pressure space 183 through the gap between the front seal mounting convex portion 182 and the front body mounting groove 173. The same applies to the rear chip back pressure space 193.
- the compressor 10 includes introduction grooves 184 and 194.
- the fluid in the second parts chamber Ay is introduced into the chip back pressure spaces 183, 193 through the introduction grooves 184, 194, respectively.
- each of the tip seals 180 and 190 has one or more (two in this embodiment) introduction grooves 184 and 194.
- the plurality of introduction grooves 184 are separated from each other in the radial direction R.
- the plurality of introduction grooves 194 are separated from each other in the radial direction R.
- the number of the introduction grooves 184 and 194 is arbitrary, and may be one or three or more.
- the introduction groove 184 extends along the seal body portion 181 and the seal attachment convex portion 182.
- the introduction groove 184 is formed across a portion of the bottom surface 181b of the seal body on the side preceding the seal attachment convex portion 182 and the second seal convex side surface 182c.
- the introduction groove 194 extends over the seal main body 191 and the seal attachment convex portion 192.
- the introduction groove 194 is formed over a portion of the bottom surface 191b of the seal body on the leading side of the seal attachment projection 192 and the second seal projection side surface 192c.
- the front introduction groove 184 is provided on the leading side of the front tip seal 180 and opens to the second parts chamber Ay which is the leading side parts chamber.
- the rear introduction groove 194 is provided on the leading side of the rear chip seal 190 and opens to the second part chamber Ay.
- the tip seals 180 and 190 are pressed toward the fixed body surfaces 100 and 120 by the fluids flowing in the tip back pressure spaces 183 and 193, respectively. Therefore, gaps are unlikely to occur between the tip seals 180 and 190 and the fixed body surfaces 100 and 120, respectively.
- a gap may occur between at least one of the fixed body surfaces 100 and 120 and the vane 131 due to the tolerance of.
- the gap may occur over the entire angular range in which the vane 131 rotates, or may occur only over a specific angular range.
- the tip seals 180 and 190 are pressed in the rotation direction M.
- the first seal convex side surfaces 182b, 192b on the rear side of the seal mounting convex portions 182, 192 respectively contact the rear side first main body groove side surfaces 173b, 174b of the main body mounting grooves 173, 174 in the circumferential direction. Contact. As a result, the contact point is sealed. Therefore, the movement of the fluid between the parts chambers Ax and Ay is restricted between the tip seals 180 and 190 and the vane body 170.
- the fluid in the second part chamber Ay is introduced into the chip back pressure spaces 183, 193 through the clearance.
- the fluid in the second parts chamber Ay easily flows into the chip back pressure spaces 183 and 193 through the introduction grooves 184 and 194, respectively.
- the tip seals 180 and 190 are respectively pressed by the fluids flowing in the tip back pressure spaces 183 and 193 toward the fixed body surfaces 100 and 120 so as to fill the gaps.
- the tip seals 180 and 190 (specifically, the seal surfaces 181a and 191a) come into contact with the fixed body surfaces 100 and 120, respectively, and the seal between them is secured. Therefore, it is possible to suppress the formation of gaps between the tip seals 180 and 190 and the fixed body surfaces 100 and 120, respectively.
- the vane 131 includes a vane outer peripheral end surface 201 and a vane inner peripheral end surface 202 as both end surfaces in the radial direction R.
- the vane outer peripheral end surface 201 is an end surface on the outer peripheral side (specifically, the outer side in the radial direction) of both end surfaces of the vane 131 in the radial direction R
- the vane inner peripheral end surface 202 is one of the end surfaces of the vane 131 in the radial direction R. It is an end surface on the inner peripheral side (specifically, the inner side in the radial direction).
- the vane outer peripheral end surface 201 of the present embodiment includes the outer peripheral end surface of the vane body 170 and the outer peripheral end surfaces of both tip seals 180 and 190.
- the outer peripheral end surface of the vane main body 170 and the outer peripheral end surfaces of the tip seals 180 and 190 are continuous in the axial direction Z and are flush with each other. As a result, the vane outer peripheral end surface 201 is a single surface.
- the outer peripheral end surface 201 of the vane is in contact with the inner peripheral surface 33 of the front cylinder regardless of the movement of the vane 131.
- the front cylinder inner peripheral surface 33 extends in the axial direction Z longer than the moving range of the vane 131 so as to contact the vane outer peripheral end surface 201 regardless of the movement of the vane 131.
- the shape of the vane outer peripheral end surface 201 is, for example, curved so as to be continuous with the ring outer peripheral surface 73 in the circumferential direction and convex outward in the radial direction.
- the curvature of the vane outer peripheral end surface 201 may be the same as the curvature of the front cylinder inner peripheral surface 33. That is, the vane outer peripheral end surface 201 and the front cylinder inner peripheral surface 33 may be in surface contact with each other.
- the shape of the outer peripheral end surface 201 of the vane is not limited to this, and the shape is arbitrary.
- the vane inner peripheral end surface 202 includes the inner peripheral end surface of the vane main body 170 and the inner peripheral end surfaces of the tip seals 180 and 190.
- the inner peripheral end surface of the vane body 170 and the inner peripheral end surfaces of the tip seals 180 and 190 are continuous in the axial direction Z and are flush with each other. As a result, the vane inner peripheral end surface 202 becomes one surface.
- the vane inner peripheral end surface 202 is curved, for example, so as to be recessed radially outward, and the curvature thereof is preferably the same as the curvature of the cylindrical outer peripheral surface 62. That is, it is preferable that the inner peripheral end surface 202 of the vane and the outer peripheral surface 62 of the cylindrical portion make surface contact with each other.
- the shape of the outer peripheral end surface 201 of the vane is not limited to this, and can be arbitrarily changed.
- FIGS. 16 and 17 are development views schematically showing the rotating body 60, the fixed bodies 90 and 110, and the vanes 131, and the phases of the rotating body 60 and the vanes 131 are different in both figures. 16 and 17, the ports 141, 142, 151, 156 are schematically shown.
- the volume is increased and the fluid is sucked from the front suction port 141. Done.
- the volume decreases as the rotating body 60 rotates. Then, the suction fluid is compressed. Specifically, the suction fluid is compressed in the third front compression chamber A4c, and the fluid compressed in the third front compression chamber A4c is further compressed in the space on the trailing side of the second front compression chamber A4b.
- the front valve 152 When the pressure in the space on the trailing side of the second front compression chamber A4b exceeds a threshold value, the front valve 152 is opened, and the fluid compressed in the second front compression chamber A4b is discharged through the front discharge port 151 to the discharge chamber A1. Flow to. The same applies to the rear compression chamber A5.
- each compression chamber A4 and A5 the cycle operation of suction and compression with 480° as one cycle is repeated in the three parts chambers.
- the suction fluid is sucked or expanded in the phase of 0° to 240°, and the suction fluid is compressed in the phase of 240° to 480°.
- the angular position of the central portion in the circumferential direction of the second front flat surface 102 is 0° and the first vane 131 is arranged in the central portion in the circumferential direction. Further, it is assumed that the angle increases in the rotation direction M from this angular position of 0°. In this case, until the first vane 131 reaches the angular position of 240° from the angular position of 0°, the fluid is sucked in the parts chamber located on the rear side with respect to the first vane 131.
- the front suction opening 141a is formed over at least the range from the leading end of the second front flat surface 102 to the angular position of 120°, the first vane 131 has an angle of 240°. Inhalation of fluid is performed until the position is reached. As a result, the expansion of the fluid in the parts chamber can be avoided, and the efficiency can be improved.
- the second vane 131 located on the trailing side of the first vane 131 is positioned on the leading side of the second vane 131 until the second vane 131 reaches the angular position of 360° from the angular position of 120°.
- the fluid is compressed in the parts chamber.
- the three front compression chambers A4a to A4c are compression chambers whose phases are different from each other. That is, the space defined by the front rotating body surface 71, the front fixed body surface 100, the cylinder outer peripheral surface 62, and the front cylinder inner peripheral surface 33 is partitioned by the plurality of vanes 131 into three compression chambers having mutually different phases. .. In the present embodiment, while the rotating body 60 rotates by 480°, the suction and compression of the fluid are performed in each of the three front compression chambers and the three rear compression chambers.
- the three front compression chambers A4a to A4c are defined by the plurality of vanes 131, and the positional relationship between the front suction port 141 and the front discharge port 151 is defined.
- the present invention is not limited to this. I can't. For example, the following is a description, focusing on one cycle of one compression chamber.
- a compression chamber communicating with the front suction port 141 is formed on the rear side of the first vane 131.
- the compression chamber increases in volume while maintaining a state of communicating with the front suction port 141. As a result, the fluid is sucked in the compression chamber.
- the second vane 131 moves to the front side with respect to the front contact point Pf, so that the compression chamber is partitioned by the first vane 131 and the second vane 131.
- the fluid is sucked in the compression chamber until the second vane 131 reaches the leading end of the front suction opening 141a.
- the compression chamber is no longer communicated with the front suction port 141, and when the rotating body 60 further rotates, the compression chamber discharges the front air. It communicates with the port 151. Further, at this stage, the volume of the compression chamber decreases with the rotation of the rotating body 60, so that the fluid is compressed in the compression chamber. Then, when the second vane 131 reaches the position where it abuts against the second front flat surface 102, the volume of the compression chamber becomes “0”, and one cycle of suction and compression in the compression chamber ends.
- the vane 131 When the vane 131 passes through the second front flat surface 102 and the second rear flat surface 122, the vane 131 also comes into contact with the fixed body seal members 162 and 167.
- the front chip seal 180 passes while sliding on the fixed body sealing member 162
- the rear chip seal 190 passes while sliding on the fixed body sealing member 167.
- the compressor 10 is formed on the rotary shaft 12, the rotary body 60 that rotates with the rotation of the rotary shaft 12, the front fixed body 90 that does not rotate with the rotation of the rotary shaft 12, and the rotary body 60. And a vane 131 that is inserted into the vane groove 130 and that rotates while moving in the axial direction Z as the rotating body 60 rotates.
- the rotary body 60 has a front rotary body surface 71 that intersects the axial direction Z
- the front fixed body 90 has a front fixed body surface 100 that faces the front rotary body surface 71 in the axial direction Z.
- the compressor 10 is provided with a front compression chamber A4 which is defined by the front rotating body surface 71 and the front fixed body surface 100, and in which the vane 131 rotates while moving in the axial direction Z to suck and compress the fluid.
- the front fixed body surface 100 includes a second front flat surface 102 that is a fixed body contact surface that contacts the front rotating body surface 71, and two front curved surfaces provided on both sides in the circumferential direction with respect to the second front flat surface 102. And 103.
- the two front curved surfaces 103 are curved in the axial direction Z so as to be separated from the front rotary body surface 71 as they are separated from the second front flat surface 102 in the circumferential direction.
- the front compression chamber A4 includes a suction space Sf1 provided on the front side of the front contact point Pf and a compression space Sf2 provided on the rear side of the front contact point Pf.
- the compressor 10 includes a seal recess 161 and a fixed body seal member 162.
- the fixed body sealing member 162 secures a seal between the front rotary body surface 71 and the front fixed body surface 100 by contacting the front rotary body surface 71.
- the front fixed body surface 100 is provided with the second front flat surface 102 that comes into contact with the front rotating body surface 71, and the suction space Sf1 and the compression space Sf2 are arranged on both sides of the front contact portion Pf, which is the contact portion. To be done. Thereby, regardless of the phase of the vane 131, the communication between the suction space Sf1 and the compression space Sf2 can be blocked. This can prevent the compressed fluid in the compression space Sf2 from leaking into the suction space Sf1.
- the fluid compressed toward the front contact point Pf flows in, the fluid presses the front rotating body surface 71 and the front fixed body surface 100 in a direction away from each other.
- the sealing property of the front contact portion Pf may be deteriorated. If the sealing property of the front contact portion Pf deteriorates, the fluid compressed from the compression space Sf2 toward the suction space Sf1 may leak between the front rotating body surface 71 and the front fixed body surface 100.
- the fixed body seal member 162 secures the seal between the front rotary body surface 71 and the front fixed body surface 100.
- the seal recess 161 has a recess bottom surface 161a, a first recess side surface 161b, and a second recess side surface 161c arranged on the leading side of the first recess side surface 161b.
- the fixed body seal member 162 has a seal surface 162a that abuts the front rotary body surface 71, and a seal back surface 162d that faces the recess bottom surface 161a. The fixed body seal member 162 is pressed toward the front rotary body surface 71 by the fluid flowing in the back pressure space 165 between the seal back surface 162d and the recess bottom surface 161a.
- the fixed body sealing member 162 is pressed toward the front rotary body surface 71 by the fluid flowing in the back pressure space 165.
- the seal surface 162a is pressed against the front rotary body surface 71. Therefore, the sealability between the seal surface 162a and the front rotary body surface 71 can be improved. As a result, it is possible to further improve the sealing property of the front contact portion Pf.
- the fixed body seal member 162 is arranged in the seal recess 161 with a gap 163 with respect to at least one of the recess side surfaces 161b and 161c.
- the fixed body seal member may be disposed in the seal recess with a gap between at least one of the recess side surfaces.
- the seal back surface 162d has a protrusion 164 that protrudes toward the bottom surface 161a of the recess at the end closer to the suction space Sf1.
- the back pressure space 165 is located between the protrusion 164 and the compression space Sf2.
- the protrusion 164 is in contact with the recess bottom surface 161a, so that the seal back surface 162d and the recess bottom surface 161a are prevented from contacting each other.
- the back surface 162d of the seal abuts the bottom surface 161a of the recess and the back pressure space 165 is not formed.
- the protrusion 164 in order to form the back pressure space 165 between the protrusion 164 and the compression space Sf2, the protrusion 164 is arranged at the end of the seal back surface 162d that is closer to the suction space Sf1. There is. Thereby, a large back pressure space 165 can be secured. Therefore, the disadvantage that the back pressure space 165 is narrowed due to the provision of the protrusion 164 can be suppressed.
- the seal recess 161 is arranged on the second front flat surface 102 so as to be closer to the compression space Sf2 than to the central portion in the circumferential direction.
- the compressed fluid in the compression space Sf2 is easier to flow into the seal recess 161 than the fluid in the suction space Sf1. This allows the compressed fluid to be introduced into the back pressure space 165 more smoothly.
- the seal recess 161 is inclined with respect to the radial direction R.
- the seal recess 161 is inclined with respect to the radial direction R so as to approach the suction space Sf1 from the radially outer side toward the radially inner side.
- the vane 131 since the vane 131 has a centrifugal force directed outward in the radial direction, the fixed body sealing member 162 that abuts the vane 131 is likely to be given a force directed outward in the radial direction. If the seal recess 161 is inclined so as to approach the compression space Sf2 from the outer side in the radial direction toward the inner side in the radial direction, the vane 131 starts to come into contact with the inner portion of the fixed body seal member 162 in the radial direction, and gradually. Abut on the radially outer portion. In this case, a force outward in the radial direction is easily applied to the fixed body sealing member 162. From the above, the force applied to the fixed body seal member 162 toward the radially outer side is likely to be large, so that the fixed body seal member 162 is easily displaced or deformed.
- the vane 131 starts to come into contact with the radially outer portion of the fixed body sealing member 162, and gradually comes into contact with the radially inner portion thereof. Is likely to generate a force directed inward in the radial direction. Thereby, the force applied to the fixed body sealing member 162 toward the outer side in the radial direction can be reduced.
- the vane 131 includes a vane body 170 and a front tip seal 180.
- the front tip seal 180 is made of resin, and the fixed body seal member 162 is made of metal.
- the fixed body seal member 162 is made of metal corresponding to the front chip seal 180 made of resin.
- the rotation of the vanes 131 may be hindered due to the contact between the resin-made seal members, or an unintended deformation of at least one of the fixed body seal member 162 and the front tip seal 180 may occur. Can be suppressed.
- the front tip seal 180 is a part of the vane 131, it needs to rotate together with the rotating body 60. Therefore, in order to reduce the centrifugal force, it is preferable that the front tip seal 180 be lightweight.
- the front tip seal 180 is made of resin, so that it is possible to reduce the weight as compared with the metal front tip seal 180. Further, even if the fixed body seal member 162 is made of metal, the fixed body seal member 162 does not rotate, so that the problem itself of large centrifugal force does not occur. As a result, it is possible to reduce the centrifugal force generated in the front tip seal 180 while avoiding contact between the resin seal members.
- the compressor 10 includes the front cylinder 30 that houses the rotating body 60 and the front fixed body 90.
- the front cylinder 30 has a front cylinder inner peripheral surface 33 that is used in cooperation with the front rotary body surface 71 and the front fixed body surface 100 to define the front compression chamber A4.
- the compressor 10 includes a front discharge port 151 that is a discharge passage that discharges the compressed fluid in the compression space Sf2 by communicating with the compression space Sf2.
- the front discharge port 151 is provided in the front cylinder 30, it is not necessary to provide the front discharge port 151 on the second front flat surface 102. Accordingly, it is possible to avoid the inconvenience caused by providing the front discharge port 151 on the second front flat surface 102 that is in contact with the front rotary body surface 71, that is, the front discharge port 151 is not blocked by the front rotary body surface 71.
- the top-side flat surface portion and the rotor are arranged so that the discharge passage is not blocked by the axial end surface of the rotor. It is necessary to separate it from the end face in the axial direction of. Therefore, mutual contact between the suction space and the compression space cannot be blocked by bringing the top-side flat surface portion into contact with the axial end surface of the rotor.
- the second front flat surface 102 and the front rotary body surface 71 can be brought into contact with each other. Thereby, the compressed fluid in the compression space Sf2 can be discharged while the second front flat surface 102 and the front rotary body surface 71 are brought into contact with each other.
- the above embodiment may be modified as follows. Note that the above-described embodiment and each of the following examples may be combined with each other within a technically consistent range. Further, regarding another example of the configuration on the front side, the configuration on the corresponding rear side can be similarly changed. For example, with respect to another example of the seal recess 161, the fixed body seal member 162, and the front chip seal 180, the seal recess 166, the fixed body seal member 167, and the rear chip seal 190 can be similarly changed.
- the shape of the second front flat surface 102 is not limited to a fan shape, and can be changed arbitrarily.
- the second front flat surface 102 may be a rectangle having a constant width and extending in the radial direction R. That is, the shape of the front contact portion Pf is not limited to the fan shape and may be any shape.
- the cross-sectional shapes of the seal recess 161 and the fixed body seal member 162 can be arbitrarily changed.
- the seal recess 161 may be formed in a tapered shape or an inverse tapered shape.
- the fixed body sealing member 162 is not limited to the prismatic shape, and may be a cylindrical shape or an elliptic cylinder shape.
- the means for pressing the fixed body seal member 162 toward the front rotary body surface 71 is not limited to the fluid flowing in the back pressure space 165, but is arbitrary.
- a biasing member that biases the seal back surface 162d may be provided between the seal back surface 162d and the recess bottom surface 161a.
- the biasing member is, for example, a leaf spring.
- the fluid for pressing the fixed body seal member 162, specifically the fluid supplied to the back pressure space 165 is not limited to the fluid compressed in the compression space Sf2, and may be any oil, for example.
- the compressor 10 may include an oil separator and an oil supply passage that supplies the oil separated by the oil separator to the back pressure space 165.
- the oil supply passage may be opened, for example, in the bottom surface 161a of the recess, and the oil may be supplied to the back pressure space 165 through the opening.
- the fixed body seal member 162 is pressed by the oil in the back pressure space 165.
- the specific configuration of the oil supply passage is arbitrary.
- the oil supply passage includes a first part passage formed in the rotary shaft 12, a second part passage formed in the front fixed body 90 and communicating with the first part passage, and opening to the recess bottom surface 161a. May have.
- the gap 163 into which the compressed fluid is introduced may not be formed.
- the distance between the seal surface 162a and the protruding tip surface 164a may be smaller than the depth of the seal recess 161. Further, the distance between the seal surface 162a and the projecting tip surface 164a may be larger than the depth of the seal concave portion 161, and the distance between the seal surface 162a and the seal rear surface 162d may be equal to or larger than the depth of the seal concave portion 161.
- the position of the protruding portion 164 is arbitrary, and may be arranged, for example, at the end portion of the seal back surface 162d closer to the compression space Sf2.
- the protrusion 164 may be omitted. Even in this case, the back pressure space 165 is formed by the compressed fluid flowing into the gap 163.
- the position of the seal recess 161 is arbitrary, and may be arranged, for example, at the center of the second front flat surface 102 in the circumferential direction, or may be arranged near the suction space Sf1 in a biased manner.
- the seal recess 161 may be inclined with respect to the radial direction R. That is, the seal recess 161 may include a portion extending in the radial direction R and a portion inclined with respect to the radial direction R. In short, it suffices that at least a part of the seal recess 161 is inclined with respect to the radial direction R.
- the seal recess 161 may be inclined so as to approach the compression space Sf2 from the radially outer side toward the radially inner side. The same applies to the fixed body seal member 162.
- the seal recess 161 may have a zigzag shape in which the parts inclined in opposite directions are alternately arranged.
- the fixed body seal member 162 may have a zigzag shape in conformity with the seal recess 161.
- the seal recess 161 and the fixed body seal member 162 were provided from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge of the second front flat surface 102, but the invention is not limited to this.
- the seal recess 161 and the fixed body seal member 162 may be provided only in a part of the radial range of the second front flat surface 102.
- the seal concave portion 161 and the fixed body seal member 162 may be provided from the inner peripheral edge or the outer peripheral edge of the second front flat surface 102 to an intermediate position in the radial direction R, or both ends in the radial direction R are excluded. It may be provided only in a part.
- a plurality of seal concave portions 161 and fixed body seal members 162 may be provided.
- the fixed body seal member 162 may be made of resin and the front chip seal 180 may be made of metal, or both the fixed body seal member 162 and the front chip seal 180 may be made of resin or metal.
- the shape of the front tip seal 180 can be changed arbitrarily.
- the front tip seal 180 may have a concave portion
- the vane body 170 may have a convex portion on the end surface 171 in the axial direction Z.
- the front tip seal 180 may be attached to the vane body 170 by inserting the convex portion into the concave portion.
- the vane 131 includes a plurality of parts (the vane body 170 and both tip seals 180 and 190), but the invention is not limited to this.
- the vane 131 may be composed of a single plate.
- either one of the tip seals 180 and 190 may be omitted. That is, the tip seal may be provided on only one of the front side and the rear side. In this case, the end portion of the vane body 170 where the tip seal is not provided preferably has a sealing surface that abuts against the fixed body surface. That is, the vane 131 may be composed of two parts.
- the rotating body surfaces 71 and 72 may be inclined with respect to the axial direction Z.
- both front flat surfaces 101, 102 and both rear flat surfaces 121, 122 may be flat surfaces orthogonal to the axial direction Z, or the rotary body surfaces 71, 72 may be in surface contact with the rotary body surfaces 71, 72. It may be inclined at the same angle as 72.
- a structure in which a part of the rotating body tubular portion 61 is cut out or protruded may be used.
- the rotating body tubular portion 61 has a cylindrical shape, that is, a circular cross-section, it is not limited to this and may have a non-circular cross-section.
- the fixed body insertion holes 91 and 111 are not limited to circular shapes as long as they are formed so as to correspond to the shape of the rotary body tubular portion 61 so that the gap between the inner wall surface and the rotary body tubular portion 61 becomes small. ..
- another member may be fitted in the cutout portion.
- the rotating body may have a disc shape that does not have a portion protruding from the rotating body surfaces 71 and 72 in the axial direction Z, and may not be supported by both the fixed bodies 90 and 110.
- the front compression chamber A4 may be partitioned by the outer peripheral surface of the rotary shaft 12. That is, the front compression chamber A4 is not limited to the configuration defined by the cylindrical outer peripheral surface 62, and may be defined by the front rotating body surface 71 and the front fixed body surface 100. The same applies to the rear compression chamber A5.
- the number of shaft bearings 51 and 53 is not limited to two, and may be one.
- the rear shaft bearing 53 may be omitted. Further, three or more shaft bearings may be provided.
- the accommodation chamber A3 is partitioned by the front cylinder 30 and the rear plate 40, but the invention is not limited to this, and a specific configuration for partitioning the accommodation chamber A3 is arbitrary.
- the compressor 10 may include a plate-shaped front plate instead of the front cylinder 30, and a rear cylinder having a peripheral wall and an end wall instead of the rear plate 40.
- the accommodation chamber A3 is defined by abutting the rear cylinder and the front plate.
- the compressor 10 may be configured to include two cylindrical cylinders, and the accommodation chamber A3 may be partitioned by the two cylinders.
- the rear plate 40 may be omitted, and the accommodation chamber A3 may be partitioned by the front cylinder 30 and the rear housing end wall 23.
- the compression chambers A4 and A5 need only be partitioned by the rotating body surfaces 71 and 72 and the fixed body surfaces 100 and 120, and other surfaces used to partition the compression chambers A4 and A5 are arbitrary.
- the compression chambers A4 and A5 are formed in the front cylinder inner peripheral surface 33.
- it may be partitioned by the inner peripheral surface of the rear housing member 22.
- the rear housing member 22 or the housing 11 is a cylinder portion
- the inner peripheral surface of the rear housing member 22 is a cylinder inner peripheral surface.
- the compression chambers A4 and A5 may be configured to be partitioned by the outer peripheral surface of the rotating shaft 12 instead of the cylindrical outer peripheral surface 62.
- the front fixed body 90 and the front cylinder 30 may be integrally formed, or the rear fixed body 110 and the rear plate 40 may be integrally formed.
- the front cylinder end wall 31 and the front cylinder peripheral wall 32 may be separate bodies. Further, the front cylinder end wall 31 may be omitted. In this case, the front cylinder peripheral wall 32 is the cylinder portion.
- the configuration for introducing the fluid into the suction spaces Sf1, Sr1 and the configuration for discharging the fluid in the compression spaces Sf2, Sr2 are not limited to the configuration of the embodiment and are arbitrary.
- at least one of the suction port and the discharge port may be provided in the fixed body 90, 110.
- Both fixed bodies 90 and 110 have the same shape, but not limited to this, for example, the front fixed body 90 may have a larger diameter than the rear fixed body 110, or vice versa.
- the inner peripheral surface 33 of the front cylinder may have a stepped shape in accordance with the shapes of both the fixed bodies 90 and 110, or the front cylinder that houses the front fixed body 90 and the rear cylinder that houses the rear fixed body 110.
- the cylinder and the cylinder may be separately provided. That is, the volumes of the compression chambers A4 and A5 may be the same or different.
- the compressor 10 of the embodiment was provided with two compression chambers A4 and A5, but the invention is not limited to this.
- the rear fixed body 110, the rear compression chamber A5, the rear suction port 142 and the rear discharge port 156 may be omitted.
- the front fixed body surface 100 may not have the first front flat surface 101.
- the vane 131 has the rear tip seal 190 in FIG. 18, it does not have to have the rear tip seal 190.
- a biasing portion 300 that biases the vane 131 toward the front fixed body 90 may be provided.
- the biasing section 300 may be supported by, for example, a biasing support section 301 provided on the rotary body cylinder section 61 so that the biasing section 300 can rotate as the rotary body 60 rotates.
- the biasing support portion 301 is provided, for example, at the rear rotary body end portion 61b of the rotary body cylinder portion 61, and has a plate shape protruding outward in the radial direction.
- the vane 131 rotates while moving in the axial direction Z while maintaining the state of being in contact with the front fixed body surface 100 as the rotating body 60 rotates.
- the front side configuration may be omitted. In other words, the number of fixed bodies may be one.
- the fixed body insertion holes 91 and 111 need not be through holes as long as the rotary shaft 12 is inserted, and may be non-through holes.
- At least one of the thrust bearings 81 and 82 may be omitted. That is, the thrust bearings 81 and 82 are not essential.
- At least one of the two rotating body bearings 94 and 114 may be omitted.
- the discharge chamber A1 does not have to be in the shape of a cylinder having an axis extending in the axial direction Z.
- the discharge chamber A1 may be C-shaped when viewed from the axial direction Z, or the two discharge chambers A1 may be arranged to face each other.
- the discharge chamber A1 may be formed over at least a partial range in the circumferential direction.
- the number of vanes 131 is arbitrary and may be one, two, or four or more.
- the front compression chamber A4 has a contact point between the second front flat surface 102 and the front rotary body surface 71, and the suction chamber where suction is performed by the vanes 131 and compression is performed. It is divided into a compression chamber.
- the part of the front fixed body surface 100 that contacts the front rotary body surface 71 does not have to be a flat surface like the second front flat surface 102.
- a flat surface is preferable.
- the front curved surface 103 was curved so as to gradually separate from the front rotary body surface 71 as it separated from the second front flat surface 102 in the circumferential direction, but the invention is not limited to this.
- the front curved surface 103 may have a portion where the distance from the front rotating body surface 71 is constant at an intermediate position thereof. The same applies to the rear curved surface 123.
- the specific shape of the housing 11 is arbitrary.
- the specific shape of the rotary shaft 12 is arbitrary.
- at least a part of the rotary shaft 12 may be formed in a hollow shape, or may be a prismatic shape.
- the electric motor 13 and the inverter 14 may be omitted. That is, the electric motor 13 and the inverter 14 are not essential in the compressor 10. In this case, the rotating shaft 12 may be rotated by, for example, driving the belt.
- the compressor 10 may be used for other than the air conditioner.
- the compressor 10 may be used to supply compressed air to a fuel cell mounted on a fuel cell vehicle. That is, the fluid to be compressed by the compressor 10 is not limited to the refrigerant containing oil, but may be any fluid.
- the target for mounting the compressor 10 is not limited to the vehicle, but is arbitrary.
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Abstract
圧縮機は、回転軸1(12)と、回転体面(71)及びベーン溝(130)を有する回転体(60)と、固定体面(100)を有する固定体(90)と、前記ベーン溝に挿入されたベーン(131)と、圧縮室(A4)と、を備える。前記固定体面は、固定体当接面(102)と一対の湾曲面(103)とを含む。前記圧縮室は、前記回転体面と前記固定体当接面との当接箇所に対して前記回転体の回転方向における先行側に設けられる吸入空間(Sf1)と、前記当接箇所に対して前記回転方向における後続側に設けられる圧縮空間(Sf2)と、を含む。前記固定体当接面はシール凹部(161)を有する。前記シール凹部内には、前記回転体面と前記固定体当接面との間のシールを確保する固定体シール部材(162)が収容されている。
Description
本開示は、圧縮機に関する。
特許文献1には、回転軸と、複数のスリット溝が形成された円柱状のロータと、複数のスリット溝に揺動可能に嵌め込まれた複数のベーンと、カム面が形成されたサイドプレートと、を備えたアキシャルベーン型圧縮機について記載されている。カム面は、固定体であるサイドプレートに形成された固定体面である。特許文献1に記載のアキシャルベーン型圧縮機では、回転軸及びロータの回転に伴い複数のベーンが回転軸の軸方向に移動しながら回転する。これにより、ロータの軸方向端面とカム面とによって区画された圧縮室にて流体の吸入及び圧縮が行われる。また、特許文献1には、カム面の頂部に近い方の平面部に吐出通路を設けることを開示している。
圧縮室内には、流体が吸入される吸入空間と、流体が圧縮される圧縮空間とが含まれている。圧縮空間内で圧縮された流体が吸入空間内に漏れると損失が生じる。
本開示の目的は圧縮空間内で圧縮された流体が吸入空間内に漏れることを抑制できる圧縮機を提供することである。
本開示の一態様に係る圧縮機は、回転軸と、前記回転軸の回転に伴って回転するように構成された回転体であって、前記回転軸の軸方向に対して交差している回転体面、及び、ベーン溝を有する回転体と、前記回転軸の回転に伴って回転しないように構成された固定体であって、前記回転体面と前記軸方向に対向する固定体面を有する固定体と、前記ベーン溝に挿入され、前記回転体の回転に伴って前記軸方向に移動しながら回転するように構成されたベーンと、前記回転体面及び前記固定体面によって区画され、前記ベーンが前記軸方向に移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室と、を備える。前記固定体面は、前記回転体面と当接する固定体当接面と、前記固定体当接面に対して前記回転軸の周方向の両側に設けられ、前記固定体当接面から前記周方向に離れるに従って前記回転体面から離れるように前記軸方向に湾曲した一対の湾曲面と、を含む。前記圧縮室は、前記回転体面と前記固定体当接面との当接箇所に対して前記回転体の回転方向における先行側に設けられる吸入空間と、前記当接箇所に対して前記回転方向における後続側に設けられる圧縮空間と、を含む。前記固定体当接面は、当該固定体当接面から凹んだシール凹部を有する。前記シール凹部内には、前記回転体面と当接することによって前記回転体面と前記固定体当接面との間のシールを確保する固定体シール部材が収容されている。
以下、圧縮機の一実施形態について図面を用いて説明する。なお、本実施形態の圧縮機は、例えば車両用であり、詳細には車両に搭載されて使用される。圧縮機は、例えば車両用空調装置に用いられるものであり、本圧縮機の圧縮対象の流体はオイルを含む冷媒である。なお、図1については回転軸12、回転体60、両固定体90,110を側面図で示す。また、図6及び図7においては、複数のベーン131を模式的に側面図で示す。
図1に示すように、圧縮機10は、ハウジング11と、回転軸12と、電動モータ13と、インバータ14と、シリンダ部であるフロントシリンダ30と、リアプレート40と、回転体60と、フロント固定体90と、リア固定体110と、を備えている。
ハウジング11は、例えば全体として筒状であり、外部からの吸入流体が吸入される吸入口11a及び圧縮流体が吐出される吐出口11bを有している。回転軸12、電動モータ13、インバータ14、フロントシリンダ30、リアプレート40、回転体60、両固定体90,110は、ハウジング11内に収容されている。
ハウジング11は、フロントハウジング部材21と、リアハウジング部材22と、インバータカバー25とを備えている。
フロントハウジング部材21は、周壁と周壁の軸方向一端に配置された端壁とを有するとともに、リアハウジング部材22に向けて開口する開口端を有している。吸入口11aは、例えば、フロントハウジング部材21の周壁のうち開口端よりも端壁に近い位置に設けられている。但し、吸入口11aの位置は任意である。
筒状のリアハウジング部材22は、リアハウジング端壁23と、リアハウジング端壁23からフロントハウジング部材21に向けて延びるリアハウジング周壁24とを有する。フロントハウジング部材21とリアハウジング部材22とは、互いに開口端同士が向き合う状態で結合されてユニット化されている。吐出口11bは、リアハウジング周壁24に設けられている。但し、吐出口11bの位置は任意である。
インバータカバー25は、フロントハウジング部材21に対してリアハウジング部材22側とは反対側に配置されている。インバータカバー25は、フロントハウジング部材21の端壁に突き合せられた状態でフロントハウジング部材21に固定されている。インバータカバー25内には、インバータ14が収容されている。インバータ14は、電動モータ13を駆動させる。
図1に示すように、フロントシリンダ30は、リアプレート40と協働して両固定体90,110及び回転体60を収容するものである。フロントシリンダ30は、リアハウジング部材22の周壁24よりも小径の筒状体であり、リアハウジング端壁23に向けて開口している。
フロントシリンダ30は、フロントシリンダ端壁31と、フロントシリンダ端壁31からリアハウジング端壁23に向けて延びるフロントシリンダ周壁32と、を有している。
図1及び図2に示すように、フロントシリンダ端壁31は、回転軸12の軸方向Zに段差状となっており、中央側に配置されている第1端壁31aと、回転軸12の径方向Rにおいて第1端壁31aの外側であって且つ第1端壁31aに対してリアハウジング端壁23に向かって偏倚した位置に配置されている第2端壁31bとを有している。第1端壁31aには、回転軸12が挿通可能なフロント挿通孔31cが形成されており、回転軸12は、フロント挿通孔31cに挿通されている。
図1に示すように、フロントシリンダ周壁32は、リアハウジング部材22の内側に入り込んでいる。フロントシリンダ周壁32は、内周面であるフロントシリンダ内周面33と、フロントシリンダ内周面33とは反対側に配置された外周面としてのフロントシリンダ外周面34と、を有している。
フロントシリンダ内周面33及びフロントシリンダ外周面34は、例えば回転軸12の軸方向Zに延びる軸線を有する円筒面である。フロントシリンダ外周面34は、リアハウジング周壁24の内周面と径方向Rに当接している。
フロントシリンダ外周面34には、吐出室A1を区画するための吐出凹部35が形成されている。吐出凹部35は、フロントシリンダ外周面34の軸方向両端部の間に形成されており、径方向内側に向けて凹んでいる。吐出凹部35とリアハウジング周壁24とによって、圧縮流体が存在する吐出室A1が区画されている。吐出室A1は、回転軸12の軸方向Zに延びる軸線を有する円筒状である。吐出室A1は、吐出口11bと連通している。吐出室A1内の圧縮流体は、吐出口11bから吐出される。
フロントシリンダ30は、径方向外側に張り出した膨出部36を有する。膨出部36は、フロントシリンダ端壁31及びフロントシリンダ周壁32の双方に跨る位置に設けられている。膨出部36は、フロントシリンダ外周面34から径方向外側に膨出している。フロントハウジング部材21とリアハウジング部材22とは、膨出部36を挟んだ状態で互いに結合されている。両ハウジング部材21,22によってフロントシリンダ30の軸方向Zの位置ずれが規制されている。
図1に示すように、ハウジング11内には、フロントハウジング部材21及びフロントシリンダ端壁31によって区画されたモータ室A2が設けられており、モータ室A2に電動モータ13が収容されている。電動モータ13は、インバータ14から駆動電力を供給されることにより、回転軸12を、矢印Mで示す方向、詳細には電動モータ13から両固定体90,110を見て時計回りの方向に回転させる。
吸入口11aはモータ室A2を区画するフロントハウジング部材21に設けられているため、吸入口11aから吸入された流体はハウジング11内のモータ室A2に吸入される。つまり、モータ室A2内には吸入口11aから吸入された流体が存在する。モータ室A2は、吸入流体が吸入される吸入室である。
本実施形態の圧縮機10では、インバータ14、電動モータ13、フロント固定体90、回転体60、リア固定体110が軸方向Zに沿ってこの順に並んでいる。但し、これらの部品の位置は任意であり、例えばインバータ14が電動モータ13に対して径方向外側に配置されていてもよい。
リアプレート40は板状(本実施形態では円板状)であり、その板厚方向が軸方向Zに一致するようにリアハウジング部材22内に収容されている。リアプレート40の外径は、例えばフロントシリンダ外周面34(又はリアハウジング周壁24の内周面)の径と同一である。リアプレート40は、リアハウジング部材22に嵌まっており、リアハウジング部材22に支持されている。
リアプレート40は、フロントシリンダ端壁31とは別体である。フロントシリンダ30とリアプレート40とは、フロントシリンダ周壁32の先端部(開口端)がリアプレート40に突き合わせられるようにして組み付けられており、リアプレート40によってフロントシリンダ30の開口部分が塞がれている。
詳細には、リアプレート40のうちフロントシリンダ周壁32の先端部と軸方向Zに対向する箇所にはプレート窪み42が形成されている。プレート窪み42は、全周に亘って形成されている。フロントシリンダ30とリアプレート40とは、フロントシリンダ周壁32の先端部がプレート窪み42に嵌合した状態で互いに取り付けられている。
リアプレート40は、ハウジング11に支持されている。より詳細には、リアプレート40は、ハウジング11に支持されているフロントシリンダ30と、ハウジング11の一部であるリアハウジング端壁23とによって挟持されている。なお、リアプレート40はハウジング11に支持されていればよく、その具体的な支持態様は任意である。
リアプレート40は、軸方向Zに直交する板面である第1プレート面43及び第2プレート面44を有している。第1プレート面43は、リアハウジング端壁23とは反対側を向いている。第2プレート面44は、リアハウジング端壁23と軸方向Zに対向している。なお、本実施形態では、プレート窪み42が形成されているので、第1プレート面43は第2プレート面44よりも小さい。
なお、本明細書において「対向」とは、特に説明がない限り、技術的に矛盾しない範囲内において、2つの部材が隙間を介して互いに向き合う態様と、2つの部材が互いに当接している態様とを含む。例えば、第2プレート面44とリアハウジング端壁23とは、互いから離間していてもよいし、互いに当接していてもよい。また、「対向」とは、互いに向き合う2つの面が一部において互いに当接して、その他の部分において互いから離間している態様を含む。
図1に示すように、圧縮機10は、回転軸12を回転可能に支持するシャフト軸受51,53を備えている。
フロントシャフト軸受51は、フロントハウジング部材21の端壁に設けられたボス部52に取り付けられている。ボス部52は、フロントハウジング部材21の端壁から突出したリング形状である。フロントシャフト軸受51は、ボス部52に対して径方向内側に配置されており、回転軸12の軸方向両端部である両シャフト端部12a,12bのうちフロントシャフト端部12aを回転可能に支持している。
リアプレート40の中央部には、回転軸12が挿通されたリア挿通孔41が形成されている。リア挿通孔41の径は、リアシャフト端部12bの径と同一またはそれよりも大きい。リアシャフト端部12bがリア挿通孔41に挿通されている。
リアシャフト軸受53は、リア挿通孔41の内壁面に設けられ、リアシャフト端部12bを回転可能に支持している。リアシャフト軸受53は、例えばリア挿通孔41の内壁面に形成されたコーティング層から構成されたコーティング軸受である。
コーティング層については任意であり、例えば熱硬化性樹脂や潤滑剤を含む層でもよい。また、リアシャフト軸受53は、コーティング層から形成されたコーティング軸受に限られず任意であり、例えば他の滑り軸受、或いは転がり軸受などでもよい。なお、図1等においては、リアシャフト軸受53を実際よりも厚く示す。
以上のとおり、本実施形態では、両シャフト端部12a,12bが両シャフト軸受51,53によって回転可能に支持されている。ここで、フロントシャフト軸受51がフロントハウジング部材21のボス部52に取り付けられている点、及び、リアシャフト軸受53が形成されているリアプレート40がリアハウジング部材22に支持されている点を鑑みれば、回転軸12は、両シャフト軸受51,53によって、ハウジング11に対して回転可能に支持されているといえる。なお、本実施形態では、回転軸12は円柱状である。
図1に示すように、リアハウジング端壁23は、回転軸12と軸方向Zに対向する位置に、ハウジング凹部54を有する。ハウジング凹部54は、例えばリアシャフト端部12bよりも一回り大きく形成された円形の凹部である。リアシャフト端部12bの一部は、ハウジング凹部54内に入り込んでいる。
圧縮機10は、ハウジング凹部54内に設けられたリングプレート55を備え、リングプレート55は、回転軸12の軸方向Zの位置ずれを規制する。リングプレート55は、例えばハウジング凹部54の内径と同一の外径を有する平板リングであり、ハウジング凹部54に嵌合している。リングプレート55は、リアシャフト端部12bとハウジング凹部54の底面との間に設けられている。回転軸12のうちフロントシャフト端部12aを除いた部分は、フロントシャフト軸受51とリングプレート55とによって軸方向Zに挟まれている。これにより、回転軸12の軸方向Zの移動が規制されている。但し、寸法誤差に対処すべく、リングプレート55とリアシャフト端部12bとの間に若干の隙間が形成されていてもよい。
図1に示すように、ハウジング11内には、フロントシリンダ30とリアプレート40とによって区画された収容室A3が形成されており、収容室A3内に回転体60及び両固定体90,110が収容されている。
モータ室A2と収容室A3とは、ハウジング11内において軸方向Zに並んでいる。そして、モータ室A2と収容室A3とは、フロントシリンダ端壁31によって仕切られており、モータ室A2内の吸入流体が収容室A3に流れ込まないようになっている。フロントシリンダ端壁31は、モータ室A2内の吸入流体が収容室A3に流れ込みにくくなるようにモータ室A2と収容室A3とを仕切る仕切壁部である。回転軸12は、仕切壁部であるフロントシリンダ端壁31を貫通することによって、モータ室A2と収容室A3との双方に亘って配置されている。また、リアプレート40は、収容室A3を区画するのに用いられている区画部である。
次に、図2~図5などを用いて回転体60について詳細に説明する。なお、図5に示す回転体60は、図4とは異なる回転位置に配置されている状態、すなわち異なる位相で示す。
回転体60は、回転軸12の回転に伴って回転方向Mに回転する。回転体60は、その回転中心軸線が回転軸12の中心軸線と一致するようにハウジング11内に配置されている。つまり、回転体60は、回転軸12と同軸となるように配置されている。このため、本圧縮機10は、偏芯運動ではなく、軸心運動を行う構造を有する。
回転体60は、回転軸12が挿通された回転体筒部61と、回転体筒部61から径方向外側に向けて延びる回転体リング部70と、を備えている。
回転体筒部61は、回転軸12と一体回転するように回転軸12に取り付けられている。これにより、回転軸12の回転に伴って、回転体60が回転する。なお、回転軸12に対する回転体筒部61の取付態様は任意であり、例えば圧入によって回転体筒部61が回転軸12に固定されてもよいし、回転軸12及び回転体筒部61に跨って挿入される固定ピンによって回転体筒部61が回転軸12に固定されてもよい。また、キー等の連結部材によって回転体筒部61と回転軸12とが連結される構成でもよいし、回転体筒部61と回転軸12とが、一方に設けられた凹部に他方に設けられた凸部が係合することによって結合されてもよい。
回転体筒部61は、例えば軸方向Zに延びる軸線を有する円筒体である。回転体筒部61は、例えば回転軸12の径と同一又はそれよりも大きい内径を有している。回転体筒部61の内周面と回転軸12の外周面とが径方向Rに対向している。
回転体筒部61は、軸方向Zに延びる軸線を有する筒部外周面62を有している。筒部外周面62は、径方向外側に凸となるように湾曲しており、本実施形態では円筒面である。
図2~図4に示すように、回転体リング部70は、回転体筒部61の軸方向Zの両端部である両回転体端部61a,61b間の任意の位置(本実施形態では中央部付近)に設けられている。
回転体リング部70は、軸方向Zに板厚を有する円環板状の部材であり、軸方向両端面、すなわちフロント回転体面71及びリア回転体面72を有している。両回転体面71,72はリング状である。両回転体面71,72は、軸方向Zに対して交差しており、本実施形態では軸方向Zに直交する平坦面である。このため、各回転体面71,72の内周縁及び外周縁は、それぞれ、径方向Rから見て直線状であり、周方向全体に亘って軸方向Zの位置が一定となっている。
回転体リング部70の外周面であるリング外周面73は、径方向Rに対して交差する面であり、フロントシリンダ内周面33と径方向Rに対向している。リング外周面73とフロントシリンダ内周面33とは互いに当接していてもよいし、微小な隙間を介して互いから離間していてもよい。
図4に示すように、圧縮機10は、回転体60を軸方向Zから支持するスラスト軸受81,82を備えている。両スラスト軸受81,82は、回転体筒部61の軸方向両側に配置されており、回転体筒部61を軸方向Zから挟んでいる。
詳細には、フロントスラスト軸受81は、フロントシリンダ端壁31が段差状に形成されていることによって生じたスペースに配置されている。フロントスラスト軸受81は、フロントシリンダ端壁31に支持された状態で、回転体筒部61(詳細にはフロント回転体端部61a)を軸方向Zから支持している。
リアスラスト軸受82は、リアプレート40に形成されたスラスト収容凹部83内に配置されている。スラスト収容凹部83は、リア挿通孔41の内壁面のうち第1プレート面43に近接した部分に形成されている。リアスラスト軸受82は、リアプレート40に支持された状態で、回転体筒部61(詳細にはリア回転体端部61b)を軸方向Zから支持している。
両スラスト軸受81,82は円板状であり、両スラスト軸受81,82には回転軸12が挿通されている。本実施形態では、両スラスト軸受81,82の内周面と回転軸12の外周面とは互いに当接している。よって、両スラスト軸受81,82は、回転軸12と径方向Rに当接することによって回転軸12を支持している。ただし、両スラスト軸受81,82は回転軸12から径方向Rに離間していてもよい。
両固定体90,110は、回転体リング部70の軸方向両側に配置されている。換言すれば、両固定体90,110は、回転体リング部70をそれらの間に配置した状態で軸方向Zに離間して配置されている、あるいは、回転体リング部70は、両固定体90,110の間に配置されている。
両固定体90,110は、回転軸12の回転に伴って回転しないようにフロントシリンダ30(換言すればハウジング11)に固定されている。例えば、フロントシリンダ周壁32を貫通する締結具(図示略)を用いてフロントシリンダ周壁32と固定体90,110とを締結することによって、固定体90,110がフロントシリンダ30に固定されている。
ただし、これに限られず、フロントシリンダ30に対する両固定体90,110の固定態様は任意であり、固定態様は例えば圧入又は嵌合でもよい。また、フロント固定体90とフロントシリンダ端壁31とを締結する締結部が1つ又は複数設けられていてもよいし、リア固定体110とリアプレート40とを締結する締結部が1つ又は複数設けられていてもよい。
両固定体90,110の構成について詳細に説明する。なお、本実施形態では、両固定体90,110は同一形状である。
図1~図4に示すように、固定体90,110のうちフロントシリンダ端壁31に近い位置、換言すればモータ室A2に近い位置、に配置されているフロント固定体90は、例えばリング状(本実施形態では円環状)であり、回転軸12が挿入されたフロント固定体挿入孔91を有している。本実施形態では、フロント固定体挿入孔91は、フロント固定体90を軸方向Zに貫通した貫通孔である。フロント固定体90は、回転軸12がフロント固定体挿入孔91に挿入された状態でフロントシリンダ30内に配置されている。
フロント固定体90は、フロントシリンダ内周面33と径方向Rに対向するフロント固定体外周面92を有している。本実施形態では、フロント固定体外周面92とフロントシリンダ内周面33とは互いに当接している。ただし、これに限られず、フロントシリンダ内周面33とフロント固定体外周面92とは互いから離間していてもよい。
フロント固定体90は、フロントシリンダ端壁31と軸方向Zに対向するフロント背面93を備えている。フロント背面93とフロントシリンダ端壁31の内側底面31dとは、互いから離間していてもよいし、互いに当接していてもよい。
図1~図4に示すように、固定体90,110のうち区画部である固定体110は、リアプレート40に近い位置、換言すればモータ室A2から離れた位置、に配置されている。リア固定体110は、フロント固定体90と同様に、リング状(本実施形態では円環状)であり、回転軸12が挿入されたリア固定体挿入孔111を有している。本実施形態では、リア固定体挿入孔111は、リア固定体110を軸方向Zに貫通した貫通孔である。リア固定体110は、回転軸12がリア固定体挿入孔111に挿入された状態でフロントシリンダ30内に配置されている。つまり、本実施形態では、回転軸12は両固定体90,110を軸方向Zに貫通している。
リア固定体110は、フロントシリンダ内周面33と径方向Rに対向するリア固定体外周面112を有している。本実施形態では、リア固定体外周面112とフロントシリンダ内周面33とは互いに当接している。ただし、これに限られず、フロントシリンダ内周面33とリア固定体外周面112とは互いから離間していてもよい。
リア固定体110は、リアプレート40の第1プレート面43と軸方向Zに対向するリア背面113を備えている。リア背面113と第1プレート面43とは互いから離間していてもよいし、互いに当接していてもよい。
図4に示すように、回転体60は、回転体筒部61が固定体挿入孔91,111に挿入されることによって固定体90,110に支持されている。
詳細には、回転体筒部61のフロント回転体端部61aは、フロント固定体挿入孔91に挿入されており、フロント固定体90を貫通している。
フロント固定体挿入孔91は、回転体筒部61(詳細には筒部外周面62)に対応する形状及び大きさを有する。本実施形態のフロント固定体挿入孔91は、円筒状の回転体筒部61に対応して、軸方向Zから見て円形である。フロント固定体挿入孔91の直径は筒部外周面62の直径と同一又はそれよりも若干大きい。フロント回転体端部61aは、フロント固定体挿入孔91の内壁面に形成されたフロント回転体軸受94によって、フロント固定体90に回転可能に支持されている。
同様に、リア回転体端部61bは、リア固定体挿入孔111に挿入されており、リア固定体110を貫通している。
リア固定体挿入孔111は、回転体筒部61(詳細には筒部外周面62)に対応する形状及び大きさを有する。本実施形態のリア固定体挿入孔111は、円筒状の回転体筒部61に対応して、軸方向Zから見て円形である。そして、リア固定体挿入孔111の直径は筒部外周面62の直径と同一又はそれよりも若干大きい。リア回転体端部61bは、リア固定体挿入孔111の内壁面に形成されたリア回転体軸受114によって、リア固定体110に回転可能に支持されている。
つまり、両回転体端部61a,61bは、両回転体軸受94,114を介して両固定体90,110に支持されている。これにより、回転体60が両固定体90,110に対して支持され、両固定体90,110に対する回転体60の位置ずれを抑制できる。
また、両回転体端部61a,61bは、回転体60の軸方向Zの両端部を構成している。このため、両回転体軸受94,114によって、回転体60の軸方向両端部が支持されている。これにより、回転体60が安定して保持されている。
更に、固定体挿入孔91,111が回転体筒部61に対応するように形成されているため、固定体挿入孔91,111の内壁面と筒部外周面62との間に形成される隙間が小さい又はそのような隙間が生じにくい。
回転体軸受94,114は、例えば固定体挿入孔91,111の内壁面に形成されたコーティング層により構成されたコーティング軸受である。図4等においては、回転体軸受94,114を実際よりも厚く示す。なお、回転体軸受94,114の具体的な構成は、コーティング軸受に限られず任意であり、例えば他の滑り軸受、或いは転がり軸受などでもよい。
フロント固定体90は、フロント回転体面71と軸方向Zに対向している固定体面であるフロント固定体面100を有している。フロント固定体面100は、フロント背面93とは反対側の板面である。フロント固定体面100は、リング状であり、本実施形態では軸方向Zから見て円環状である。
図3に示すように、フロント固定体面100は、軸方向Zと交差(本実施形態では直交)する第1フロント平坦面101及び第2フロント平坦面102と、両フロント平坦面101,102を繋ぐ湾曲面である一対のフロント湾曲面103と、を備えている。
図4に示すように、両フロント平坦面101,102は、軸方向Zにずれている。詳細には、固定体当接面である第2フロント平坦面102は、第1フロント平坦面101よりもフロント回転体面71に近い位置に配置されており、フロント回転体面71に対して当接している。なお、フロント固定体面100のうち第2フロント平坦面102以外の部分は、フロント回転体面71から離間している。
両フロント平坦面101,102は、フロント固定体90の周方向に離間して配置されており、例えば180°互いにずれている。本実施形態では、両フロント平坦面101,102は扇状である。なお、以降の説明において、両固定体90,110の周方向位置を角度位置ともいう。
2つのフロント湾曲面103はそれぞれ扇状である。図3に示すように、2つのフロント湾曲面103は、軸方向Zから見て径方向に対向するように配置されている。両フロント湾曲面103は同一形状である。
各フロント湾曲面103は、両フロント平坦面101,102を繋いでいる。詳細には、両フロント湾曲面103のうち一方は、両フロント平坦面101,102の周方向の第1端部同士を繋いでおり、他方は、両フロント平坦面101,102の周方向の第2端部同士を繋いでいる。
各フロント湾曲面103と第1フロント平坦面101との境界部分の角度位置を第1角度位置θ1とし、各フロント湾曲面103と第2フロント平坦面102との境界部分の角度位置を第2角度位置θ2とする。図3においては、各角度位置θ1,θ2を破線で示すが、実際には境界部分ではフロント湾曲面103とフロント平坦面101,102とは滑らかに連続している。
各フロント湾曲面103は、周方向位置、換言すればフロント固定体90の角度位置、に応じて軸方向Zの位置が変化する湾曲面である。詳細には、各フロント湾曲面103は、第1角度位置θ1から第2角度位置θ2に近づくにしたがって徐々にフロント回転体面71に近づくように軸方向Zに湾曲している。換言すれば、2つのフロント湾曲面103は、第2フロント平坦面102に対して周方向の両側に設けられ、第2フロント平坦面102から周方向に離れるに従って徐々にフロント回転体面71から離れるように軸方向Zに湾曲している。
本実施形態では、フロント湾曲面103は、フロント回転体面71に対して凹となるように軸方向Zに湾曲しているフロント凹面103aと、フロント回転体面71に向けて凸となるように軸方向Zに湾曲しているフロント凸面103bと、を有している。
フロント凹面103aは、第2フロント平坦面102よりも第1フロント平坦面101側に配置されており、フロント凸面103bは、第1フロント平坦面101よりも第2フロント平坦面102の近くに配置されている。フロント凹面103aとフロント凸面103bとは繋がっている。つまり、フロント湾曲面103は、変曲点を有する湾曲面である。
なお、フロント凸面103bが占める角度範囲とフロント凹面103aが占める角度範囲とは同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、変曲点の位置は任意である。また、フロント湾曲面103は波状に湾曲している湾曲面ともいえるため、この点に着目すれば、フロント固定体面100は波状に湾曲している部分を含むフロントウェーブ面ともいえる。
リア固定体110は、リア回転体面72と軸方向Zに対向している固定体面であるリア固定体面120を有している。リア固定体面120は、リア背面113とは反対側の板面である。リア固定体面120は、軸方向Zから見てリング状であり、本実施形態では円環状である。
本実施形態では、リア固定体面120は、フロント固定体面100と同一形状である。図2に示すように、リア固定体面120は、軸方向Zと交差(本実施形態では直交)する第1リア平坦面121及び第2リア平坦面122と、両リア平坦面121,122を繋ぐ湾曲面である一対のリア湾曲面123と、を備えている。
図4に示すように、両リア平坦面121,122は、軸方向Zにずれている。詳細には、固定体当接面である第2リア平坦面122は、第1リア平坦面121よりもリア回転体面72に近い位置に配置されており、リア回転体面72に対して当接している。なお、リア固定体面120のうち第2リア平坦面122以外の部分は、リア回転体面72から離間している。
両リア平坦面121,122は、リア固定体110の周方向に離間して配置されており、例えば180°互いにずれている。本実施形態では、両リア平坦面121,122は扇状である。
2つのリア湾曲面123はそれぞれ扇状である。2つのリア湾曲面123は、軸方向Zから見て径方向に対向するように配置されている。両リア湾曲面123のうち一方は、両リア平坦面121,122の周方向の第1端部同士を繋いでおり、他方は、両リア平坦面121,122の周方向の第2端部同士を繋いでいる。
2つのリア湾曲面123は、第2リア平坦面122に対して周方向の両側に設けられ、第2リア平坦面122から周方向に離れるに従って徐々にリア回転体面72から離れるように軸方向Zに湾曲している。
両固定体面100,120は、回転体リング部70をそれらの間に配置した状態で、軸方向Zに離間して向き合っているとともに、互いに角度位置が180°ずれた状態で配置されている。
両固定体面100,120間の軸方向Zの距離は、その角度位置(換言すれば周方向位置)に関わらず一定となっている。詳細には、図4に示すように、第1フロント平坦面101と第2リア平坦面122とが軸方向Zに対向しており、第2フロント平坦面102と第1リア平坦面121とが軸方向Zに対向している。そして、両フロント平坦面101,102間の軸方向Zのずれ量と、両リア平坦面121,122間のずれ量とは同一となっている。以降、両フロント平坦面101,102間の軸方向Zのずれ量及び両リア平坦面121,122間のずれ量を単に「ずれ量Z1」という。
また、フロント湾曲面103の湾曲具合と、リア湾曲面123の湾曲具合とは同一となっている。つまり、フロント湾曲面103とリア湾曲面123とは、その角度位置に応じて軸方向Zの距離が変動しないように同じ態様で湾曲している。これにより、両固定体面100,120間の軸方向Zの距離は、いずれの角度位置であっても一定となっている。
なお、第1リア平坦面121、第2リア平坦面122、及び両リア湾曲面123の具体的な形状については、第1フロント平坦面101、第2フロント平坦面102、及び両フロント湾曲面103と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、フロント湾曲面103と同様に、リア湾曲面123は波状に湾曲している湾曲面ともいえるため、リア固定体面120は波状に湾曲している部分を含むリアウェーブ面ともいえる。
両固定体90,110及び回転体60の周方向は回転軸12の周方向と一致しており、両固定体90,110及び回転体60の径方向は回転軸12の径方向Rと一致しており、両固定体90,110及び回転体60の軸方向は回転軸12の軸方向Zと一致している。このため、回転軸12の周方向、径方向R及び軸方向Zは、適宜、回転体60の周方向、径方向及び軸方向と読み替えてよいし、両固定体90,110の周方向、径方向及び軸方向と読み替えてもよい。
なお、以降の説明において、フロント回転体面71と第2フロント平坦面102との当接箇所をフロント当接箇所Pfともいう。フロント当接箇所Pfは第2フロント平坦面102と同様に扇状である。リア回転体面72と第2リア平坦面122との当接箇所をリア当接箇所Prともいう。リア当接箇所Prは第2リア平坦面122と同様に扇状である。
図4に示すように、圧縮機10は、流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室A4,A5を備えている。両圧縮室A4,A5は、収容室A3内に設けられており、詳細には軸方向Zにおいて回転体リング部70の両側に配置されている。
フロント圧縮室A4は、フロント回転体面71及びフロント固定体面100によって区画されており、より詳細には、フロント回転体面71と、フロント固定体面100と、筒部外周面62と、フロントシリンダ内周面33とによって区画されている。
リア圧縮室A5は、リア回転体面72及びリア固定体面120によって区画されており、より詳細には、リア回転体面72と、リア固定体面120と、筒部外周面62と、フロントシリンダ内周面33とによって区画されている。本実施形態では、フロント圧縮室A4とリア圧縮室A5とは同じ大きさである。
フロントシリンダ内周面33は、回転体面71,72及び固定体面100,120と協働して圧縮室A4,A5を区画している。
両圧縮室A4,A5と吐出室A1とは、フロントシリンダ周壁32をそれらの間に配置した状態で径方向Rに対向している。すなわち、吐出室A1は、径方向Rにおいて両圧縮室A4,A5の径方向外側に配置されている。
本実施形態では、吐出室A1は、フロント圧縮室A4の一部と径方向Rに対向している一方、リア圧縮室A5の全体と径方向Rに対向しているが、これに限られない。要は、吐出室A1は、フロント圧縮室A4の少なくとも一部と径方向Rに対向し且つリア圧縮室A5の少なくとも一部と径方向Rに対向するように軸方向Zに延びていればよい。
図2~5に示すように、圧縮機10は、回転体60に形成された複数(3つ)のベーン溝130と、ベーン溝130にそれぞれ挿入された複数(3つ)のベーン131と、を備えている。
ベーン溝130は、回転体リング部70に形成されている。ベーン溝130は、回転体リング部70を軸方向Zに貫通しており、両回転体面71,72に向かって開口している。ベーン溝130は、軸方向Z及び径方向Rの双方と直交する方向に幅を有して径方向Rに延びており、径方向外側に向けて開口している。一方、ベーン溝130は、回転体筒部61には形成されていない。ベーン溝130は、周方向に互いに離間して対向する一対の側面を有している。
回転体リング部70は、回転体筒部61に対して径方向外側に位置する部分である。このため、回転体リング部70の径方向内側には回転体筒部61が存在する。すなわち、回転体リング部70は、筒部外周面62に設けられ、筒部外周面62から径方向外側に突出している部分である。
ベーン131は、全体として矩形板状である。ベーン131は、両固定体90,110(換言すれば両固定体面100,120)の間に配置されている。ベーン131は、ベーン溝130の幅方向、換言すれば軸方向Z及び径方向Rの双方と直交する方向に厚さを有する。
ベーン131の両板面は、それぞれベーン溝130の両側面と周方向(換言すればベーン溝130の幅方向)において互いに対向している。ベーン溝130の幅(換言すればベーン溝130の両側面の距離)は、ベーン131の板厚と同一又はそれよりも若干広いとよい。ベーン溝130に挿入されているベーン131は、ベーン溝130の両側面によって挟まれている。ベーン131は、ベーン溝130に沿って軸方向Zに移動することが許容されている。本実施形態では、ベーン131、詳細にはベーン131の軸方向Zの両端部がそれぞれ固定体面100,120と当接している。
複数のベーン溝130は、周方向に等間隔に配置されており、詳細には互いに120°ずれた位置に配置されている。これに対応させて、複数のベーン131が周方向に等間隔に配置されている。
回転体60が回転することに伴ってベーン131が回転方向Mに回転する。すると、両固定体面100,120に当接しているベーン131は、湾曲している両固定体面100,120に沿って軸方向Zに移動する(揺動する)。つまり、ベーン131は、軸方向Zに移動しながら回転する。これにより、ベーン131が、フロント圧縮室A4に入り込んだり、リア圧縮室A5に入り込んだりする。すなわち、ベーン溝130は、回転体60の回転に伴ってベーン131を回転させつつ、ベーン131を両圧縮室A4,A5に配置させる。
ベーン131の軸方向Zの移動距離(換言すれば揺動距離)は両フロント平坦面101,102間(又は両リア平坦面121,122間)の軸方向Zの変位量、すなわちずれ量Z1である。また、ベーン131は、回転体60の回転中、両固定体面100,120と継続して当接しており、断続的な当接、詳細には離間と当接との繰り返しが生じにくい。
図6に示すように、フロント圧縮室A4は、3つのベーン131によって3つのパーツ室、すなわち第1フロント圧縮室A4a、第2フロント圧縮室A4b、及び第3フロント圧縮室A4cに仕切られている。
説明の便宜上、3つのパーツ室のうちフロント当接箇所Pf(換言すれば第2フロント平坦面102)に対して回転方向Mにおける先行側に配置されているパーツ室を第1フロント圧縮室A4aとする。
また、3つのパーツ室のうち、第1フロント圧縮室A4aよりも回転方向Mにおける先行側に配置されているパーツ室を第2フロント圧縮室A4bとする。第2フロント圧縮室A4bの少なくとも一部は、フロント当接箇所Pfに対して回転方向Mにおける後続側に配置されている。
また、3つのパーツ室のうち、周方向において第1フロント圧縮室A4a及び第2フロント圧縮室A4bの間に配置されているパーツ室を第3フロント圧縮室A4cとする。第3フロント圧縮室A4cは、第1フロント圧縮室A4aに対して回転方向Mにおける先行側であって且つ第2フロント圧縮室A4bに対して回転方向Mにおける後続側に配置されている。
なお、以降の説明において、「回転方向Mにおける先行側」及び「回転方向Mにおける後続側」をそれぞれ、単に「先行側」及び「後続側」という場合がある。
各フロント圧縮室A4a~A4cは、120°の角度範囲に亘って形成されている。つまり、各フロント圧縮室A4a~A4cは、周方向に延びており、その周方向の長さは、120°の角度範囲に対応する。
なお、厳密には、複数のベーン131のうち1つが第2フロント平坦面102に当接している場合、そのベーン131はフロント圧縮室A4に入り込んでいない。この場合、第2フロント平坦面102に当接しているベーン131の周方向両側にある空間は、フロント当接箇所Pfによって仕切られて、相互連通を遮断されている。このため、複数のベーン131のうち1つが第2フロント平坦面102に当接している場合であっても、フロント圧縮室A4は、3つのパーツ室に仕切られている。本実施形態では、説明の便宜上、複数のベーン131のうち1つが第2フロント平坦面102に当接している場合であっても、フロント圧縮室A4は、3つのベーン131によってフロント圧縮室A4a~A4cに仕切られているものとする。
図7に示すように、フロント圧縮室A4と同様に、リア圧縮室A5は、3つのベーン131によって、第1リア圧縮室A5aと、第1リア圧縮室A5aよりも回転方向Mにおける先行側に配置されている第2リア圧縮室A5bと、周方向における第1リア圧縮室A5aと第2リア圧縮室A5bとの間に配置されている第3リア圧縮室A5cと、に仕切られている。第1リア圧縮室A5a、第2リア圧縮室A5b、第3リア圧縮室A5cは、第1フロント圧縮室A4a、第2フロント圧縮室A4b、第3フロント圧縮室A4cと同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、圧縮室A4,A5への流体の吸入と圧縮された流体の吐出とに係る構成について説明する。なお、図4においてはフロント吸入ポート141及びリア吸入ポート142を模式的に示す。
図2~4,6に示すように、圧縮機10は、フロント圧縮室A4に吸入される流体が通るフロント吸入ポート141を備えている。フロント吸入ポート141は、例えばフロントシリンダ30に形成されており、詳細にはフロントシリンダ端壁31及びフロントシリンダ周壁32の双方に亘って軸方向Zに延びている。
また、フロント吸入ポート141は、フロントシリンダ周壁32に沿って周方向に延びており、軸方向Zから見て円弧状に形成されている。フロント吸入ポート141の少なくとも一部は、第1フロント圧縮室A4aに対して径方向外側に配置されている。換言すれば、第1フロント圧縮室A4aは、フロント吸入ポート141の径方向内側にある空間の一部又は全部を含む。
フロント吸入ポート141は、モータ室A2に開口しているとともにフロント圧縮室A4に開口している。フロント吸入ポート141によって、モータ室A2とフロント圧縮室A4とが連通されている。
詳細には、図6に示すように、フロント吸入ポート141は、第1フロント圧縮室A4aと連通する位置に開口したフロント吸入開口部141aを有している。フロント吸入開口部141aは、フロントシリンダ内周面33のうち第2フロント平坦面102の周方向中央部に対応する位置から回転方向Mに延びている。フロント吸入開口部141aの延設長さは、例えば各フロント圧縮室A4a~A4cの周方向の長さとほぼ同一でもよい。つまり、フロント吸入開口部141aは、フロントシリンダ内周面33のうち第2フロント平坦面102の周方向中央部に対応する位置からベーン131の周方向間隔とほぼ同一長さだけ周方向に延びていてもよい。
また、第2フロント平坦面102の周方向中央部の角度位置を0°とし、その0°の角度位置から回転方向Mに角度が増えるものとする。この場合、フロント吸入開口部141aは、例えば少なくとも、第2フロント平坦面102の回転方向Mにおける先行側の端部から120°の角度位置までの範囲に亘って形成されているとよい。
図6及び図8に示すように、圧縮機10は、フロント圧縮室A4にて圧縮された流体を吐出する吐出通路である複数のフロント吐出ポート151と、フロント吐出ポート151を開閉させるフロント弁152と、フロント弁152の開度を調整するフロントリテーナ153と、を備えている。
図6に示すように、フロント吐出ポート151は、例えばフロントシリンダ30に設けられている。より詳細には、フロント吐出ポート151は、フロントシリンダ周壁32のうち、フロント圧縮室A4の径方向外側であってフロント当接箇所Pfに対して後続側の位置に設けられている。
詳細には、湾曲しているフロントシリンダ外周面34には、フロントシリンダ外周面34から凹んだフロント座面154が形成されている。フロント座面154は、フロントシリンダ外周面34のうち、フロント圧縮室A4と吐出室A1との間であって且つフロント当接箇所Pfに対して後続側の部分に形成されている。フロント座面154は、径方向Rに対して直交する平坦面である。
図6に示すように、フロント吐出ポート151は、フロント座面154に設けられている。フロント吐出ポート151は、フロントシリンダ周壁32を貫通することによって第2フロント圧縮室A4bと吐出室A1とを連通させている。
複数のフロント吐出ポート151は、周方向に配列されている。複数のフロント吐出ポート151はそれぞれ円形である。但し、フロント吐出ポート151の数及び形状は任意である。例えば、フロント吐出ポート151は1つでもよい。また、フロント吐出ポート151はオーバル形状等でもよい。複数のフロント吐出ポート151が設けられている構成において、フロント吐出ポート151の大きさは互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。
フロント吐出ポート151の少なくとも一部は、第2フロント圧縮室A4bに対して径方向外側に配置されている。換言すれば、第2フロント圧縮室A4bは、フロント吐出ポート151の径方向内側にある空間の一部又は全部を含む。
フロント吸入ポート141とフロント吐出ポート151とは、フロントシリンダ周壁32のうちフロント当接箇所Pfの径方向外側の部分をそれらの間に配置した状態で、周方向に互いから離間している。
すなわち、第1フロント圧縮室A4aは、フロント吸入ポート141と連通する一方、フロント吐出ポート151とは連通しないように構成されている。
第2フロント圧縮室A4bは、フロント吐出ポート151と連通する。ただし、第2フロント圧縮室A4bの周方向の長さが第2フロント平坦面102の周方向長さよりも長い。そのため、ベーン131の角度位置によっては第2フロント圧縮室A4bがフロント吸入ポート141の径方向内側とフロント吐出ポート151の径方向内側との双方に亘って配置される場合がある。この点、本実施形態では、フロント吸入ポート141の径方向内側にある空間と、フロント吐出ポート151の径方向内側にある空間との間には、フロント当接箇所Pfが存在する。これにより、複数のベーン131の角度位置にかかわらず、上記両空間の連通はフロント当接箇所Pfによって互いから遮断されている。したがって、フロント吸入ポート141とフロント吐出ポート151との連通が規制されている。つまり、第2フロント圧縮室A4bは、フロント当接箇所Pfによって、吸入が行われる空間と、圧縮が行われる空間とに更に仕切られる場合がある。
第3フロント圧縮室A4cは、回転体60の回転に伴って、フロント吐出ポート151と連通しない状態からフロント吐出ポート151と連通する状態に移行する。
図8に示すように、フロント弁152及びフロントリテーナ153は、フロント座面154に設けられている。フロント座面154はネジ穴154aを有する。フロント弁152及びフロントリテーナ153は、フロント弁152及びフロントリテーナ153の双方を貫通したボルトBがネジ穴154aに螺合していることによって、フロント座面154に固定されている。
フロント弁152は、通常はフロント吐出ポート151を塞いでいる。フロント圧縮室A4(詳細には第2フロント圧縮室A4b)の圧力が閾値を超えると、フロント弁152は、フロント吐出ポート151を塞いでいる状態からフロント吐出ポート151を開放する状態に移行する。これにより、フロント圧縮室A4にて圧縮された流体が吐出室A1に吐出される。フロント弁152の開く角度はフロントリテーナ153によって規制される。
図2~4,7に示すように、圧縮機10は、リア圧縮室A5に吸入される流体が通るリア吸入ポート142を備えている。リア吸入ポート142は、例えばフロントシリンダ30に形成されており、詳細にはフロントシリンダ端壁31及びフロントシリンダ周壁32の双方に亘って軸方向Zに延びている。
また、リア吸入ポート142は、フロントシリンダ周壁32に沿って周方向に延びており、軸方向Zから見て円弧状に形成されている。リア吸入ポート142の少なくとも一部は、第1リア圧縮室A5aに対して径方向外側に配置されている。換言すれば、第1リア圧縮室A5aは、リア吸入ポート142の径方向内側にある空間の一部又は全部を含む。
リア吸入ポート142は、モータ室A2に開口しているとともにリア圧縮室A5に開口している。リア吸入ポート142によって、モータ室A2とリア圧縮室A5とが連通されている。
詳細には、図7に示すように、リア吸入ポート142は、第1リア圧縮室A5aと連通する位置に開口したリア吸入開口部142aを有している。リア吸入開口部142aは、フロントシリンダ内周面33のうち第2リア平坦面122の周方向の中央部に対応する位置から回転方向Mに延びている。
リア吸入ポート142及びリア吸入開口部142aは、第2リア平坦面122の周方向中央部に対応する位置から、フロント吐出ポート151、フロント弁152及びフロントリテーナ153と干渉しない範囲内で、回転方向Mに延びている。
ただし、これに限られず、リア吸入ポート142及びリア吸入開口部142aの周方向長さを、フロント吸入ポート141及びフロント吸入開口部141aの周方向の長さと同一にしてもよい。この場合、リア吸入ポート142及びリア吸入開口部142aが、フロント吐出ポート151等と干渉しないように、フロント弁152等の軸方向Zの長さを短くしたり、フロント吐出ポート151の位置をずらして配置したり、第2フロント平坦面102の角度範囲を狭くしたりしてもよい。
本実施形態では、2つの圧縮室A4,A5に対応させて、2つの吸入ポート141,142が設けられている。フロント吸入ポート141とリア吸入ポート142とは、互いに連通しないように周方向にずれて配置されており、詳細には両者は180°ずれた位置に配置されている。これにより、例えば両圧縮室A4,A5のうち一方の圧縮室への流体の吸入に起因して他方の圧縮室への流体の吸入量が減少するといった、両吸入ポート141,142が連通していることに起因する不都合を抑制できる。
図7に示すように、圧縮機10は、リア圧縮室A5にて圧縮された圧縮流体を吐出する吐出通路である複数のリア吐出ポート156と、リア吐出ポート156を開閉させるリア弁157と、リア弁157の開度を調整するリアリテーナ158と、を備えている。
リア吐出ポート156は、例えばフロントシリンダ30に設けられている。詳細には、リア吐出ポート156は、フロントシリンダ周壁32のうち、リア圧縮室A5の径方向外側であって第2リア平坦面122に対して後続側の位置に設けられている。
第2フロント平坦面102と第2リア平坦面122とが180°ずれていることに対応させて、リア吐出ポート156は、フロント吐出ポート151に対して周方向に180°ずれた位置に形成されている。また、フロント圧縮室A4とリア圧縮室A5とが軸方向Zにずれて配置されていることに対応させて、リア吐出ポート156は、フロント吐出ポート151に対して軸方向Zにずれている。
リア吐出ポート156、リア弁157及びリアリテーナ158の具体的な構成は、設けられている位置等が異なる点を除き、基本的にはフロント吐出ポート151、フロント弁152及びフロントリテーナ153と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、上述したフロント吐出ポート151、フロント弁152及びフロントリテーナ153の説明における「フロント」を「リア」に読み替えてもよい。吐出ポート151,156は吐出通路ともいえる。
ここで、フロント圧縮室A4における吸入及び圧縮と、フロント当接箇所Pfとの関係について着目すると、フロント当接箇所Pfに対して回転方向Mにおける先行側の空間では、常に吸入流体の吸入が行われており、フロント当接箇所Pfに対して後続側の空間では、常に流体の圧縮が行われている。つまり、フロント圧縮室A4は、流体が吸入される吸入空間Sf1と、流体の圧縮が行われる圧縮空間Sf2と、を含む。吸入空間Sf1は、フロント当接箇所Pfに対して回転方向Mにおける先行側に設けられている。圧縮空間Sf2は、フロント当接箇所Pfに対して後続側に設けられている。
ベーン131が第2フロント平坦面102に当接している場合には、第1フロント圧縮室A4aが吸入空間Sf1になる。ベーン131が第2フロント平坦面102に当接していない場合には、第2フロント圧縮室A4bにおけるフロント当接箇所Pfよりも回転方向Mにおける先行側の空間が吸入空間Sf1になる。吸入空間Sf1は、フロント吸入ポート141と連通しており、ベーン131の回転に伴って吸入空間Sf1の容積は増加する。吸入空間Sf1には吸入された流体が存在する。
圧縮空間Sf2は、第2フロント圧縮室A4bであり、より詳細には、第2フロント圧縮室A4bにおけるフロント当接箇所Pfよりも回転方向Mにおける後続側の空間である。換言すれば、圧縮空間Sf2は、第2フロント圧縮室A4bと第3フロント圧縮室A4cとを仕切るベーン131と、フロント当接箇所Pfとによって囲まれた空間である。圧縮空間Sf2の容積は、ベーン131の回転に伴って減少する。圧縮空間Sf2には、圧縮された流体が存在している。このため、圧縮空間Sf2内の圧力は、吸入空間Sf1内の圧力よりも高い。フロント吐出ポート151は、圧縮空間Sf2と連通している。圧縮空間Sf2内で圧縮された流体は、フロント吐出ポート151から吐出される。
ベーン131の位置に関わらず、圧縮空間Sf2と吸入空間Sf1との連通は、フロント当接箇所Pfによって遮断されている。これにより、圧縮空間Sf2から吸入空間Sf1への圧縮された流体の漏れが規制されている。つまり、フロント当接箇所Pfは、圧縮空間Sf2から吸入空間Sf1への流体の移動を規制するシール部として用いられる。
図6に示すように、第2フロント平坦面102と両空間Sf1,Sf2との位置関係に着目すれば、第2フロント平坦面102は、周方向の両端に、圧縮空間Sf2の近くに配置された第1当接面端部102aと、吸入空間Sf1の近くに配置された第2当接面端部102bとを有する。
リア当接箇所Prについても同様である。すなわち、図7に示すように、リア圧縮室A5は、流体が吸入される吸入空間Sr1と、流体が圧縮される圧縮空間Sr2と、を含む。吸入空間Sr1は、リア当接箇所Prに対して回転方向Mにおける先行側に設けられている。圧縮空間Sr2は、リア当接箇所Prに対して回転方向Mにおける後続側に設けられている。リア当接箇所Prによって、圧縮空間Sr2から吸入空間Sr1への圧縮された流体の漏れが規制されている。吸入空間Sr1及び圧縮空間Sr2の具体的な構成は、吸入空間Sf1及び圧縮空間Sf2と同様であるため、詳細な説明を省略する。
圧縮機10は、両当接箇所Pf,Prのシール性を高めるための構成を備えている。当該構成について以下に詳細に説明する。なお、フロント当接箇所Pfのシール性を高めるための構成と、リア当接箇所Prのシール性を高めるための構成とは同一であるため、基本的にはフロント当接箇所Pfのシール性を高める構成について説明し、リア当接箇所Prのシール性を高めるための構成については詳細な説明を省略する。
図9及び図10に示すように、第2フロント平坦面102は、当該第2フロント平坦面102から凹んだシール凹部161を有する。図9に示すように、シール凹部161は、例えば径方向Rに対して傾斜する方向に延びた溝である。つまり、シール凹部161の全部が径方向Rに対して傾斜している。
詳細には、シール凹部161は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って吸入空間Sf1に近づくように(換言すれば回転方向Mにおける先行側に配置されるように)、径方向Rに対して傾斜している。換言すれば、シール凹部161は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って第2当接面端部102bに近づくように、径方向Rに対して傾斜している。このため、図9の一点鎖線で示すシール凹部161の延設方向EDは、図9の二点鎖線で示す径方向Rに対して交差している。換言すれば、シール凹部161の延設方向EDは、周方向に対して、直交しておらず、傾斜した状態で交差している。
シール凹部161は、第2フロント平坦面102の内周端から外周端までに亘って延びている。シール凹部161の径方向における両端は、それぞれ、径方向内方と径方向外方とに向けて開放されている。
シール凹部161は、例えば第2フロント平坦面102において周方向の中央部よりも圧縮空間Sf2に近づくように偏倚して配置されている。換言すれば、シール凹部161は、第2フロント平坦面102のうち第2当接面端部102bよりも第1当接面端部102aの近くに配置されている。本実施形態では、シール凹部161の全体が第2フロント平坦面102のうち第1当接面端部102aと中央部との間に配置されている。
但し、これに限られず、シール凹部161の一部が中央部と第2当接面端部102bとの間に配置されていてもよい。要は、シール凹部161のうち軸方向Zから見て第1当接面端部102aと中央部との間に位置する部分の面積が、シール凹部161の全面積の半分よりも大きければ、シール凹部161は圧縮空間Sf2に近づくように偏倚して配置されているといえる。
シール凹部161は、凹部底面161aと、第1凹部側面161bと、第2凹部側面161cと、を有している。第1凹部側面161b及び第2凹部側面161cは、それぞれ凹部底面161aの両端から延びている。
凹部底面161aは、第2フロント平坦面102よりも凹んだ位置に設けられている。凹部底面161aは、例えば軸方向Zに対して直交する平坦面である。
両凹部側面161b,161cは、周方向において互いから離間しているとともに、互いに対向している。シール凹部161は、凹部側面161b,161cが並ぶ方向が幅方向となる溝である。第2凹部側面161cは、第1凹部側面161bよりも回転方向Mにおける先行側に配置されている。本実施形態では、両凹部側面161b,161cは、回転方向Mに対して交差しており、回転方向Mと直交する方向に対して傾斜している。
シール凹部161は、フロント回転体面71に向けて開口しており、シール凹部161の開口はフロント回転体面71によって塞がれている。換言すれば、シール凹部161及びフロント回転体面71によって囲まれた空間が形成されているともいえる。
図9及び図10に示すように、圧縮機10は、シール凹部161内に収容された固定体シール部材162を備えている。固定体シール部材162は、シール凹部161及びフロント回転体面71によって囲まれた空間内に配置されている。固定体シール部材162は、フロント回転体面71と当接することによってフロント回転体面71とフロント固定体面100との間のシールを確保する。
固定体シール部材162は、例えば金属製である。固定体シール部材162は、シール凹部161の形状に対応している。詳細には、固定体シール部材162の幅方向はシール凹部161の幅方向と同一であって、固定体シール部材162は、シール凹部161の延設方向に延びる、細長い形状を有する。本実施形態では、シール凹部161の延設方向の長さと固定体シール部材162の延設方向の長さとは同一であり、シール凹部161内の延設方向の全体に亘って固定体シール部材162が配置されている。
固定体シール部材162は、フロント回転体面71と当接するシール表面162aを有している。シール表面162aは、シール凹部161から露出している面である。本実施形態では、回転体60が回転することによって、シール表面162aとフロント回転体面71とが摺動する。
固定体シール部材162は、例えば角柱状であり、第1凹部側面161bと対向する第1固定体シール側面162bと、第2凹部側面161cと対向する第2固定体シール側面162cと、を有している。第2固定体シール側面162cは、第1固定体シール側面162bに対して回転方向Mにおける先行側に配置されている。両固定体シール側面162b,162cの並ぶ方向が固定体シール部材162の幅方向である。
固定体シール部材162は、両凹部側面161b,161cのうち少なくとも一方との間に隙間163を有するように、シール凹部161内に配置されている。詳細には、固定体シール部材162の幅は、シール凹部161の幅よりも若干狭い。これにより、第1凹部側面161bと第1固定体シール側面162bとの間、及び、第2凹部側面161cと第2固定体シール側面162cとの間の少なくとも一方には隙間163が生じる。このため、固定体シール部材162は、シール凹部161内にて幅方向に移動可能となっている。また、固定体シール部材162は、両凹部側面161b,161cによって挟持されていないため、両凹部側面161b,161cによって固定体シール部材162の軸方向Zに沿う移動が阻害されにくい。
回転体60が回転すると、フロント回転体面71とシール表面162aとの間に生じる摩擦力によって固定体シール部材162には回転方向Mに向かう押圧力が付与される。これにより、固定体シール部材162は回転方向Mにおける先行側に移動する。すると、第2固定体シール側面162cと第2凹部側面161cとが当接して、その当接箇所がシールされる。このとき、第1固定体シール側面162bと第1凹部側面161bとの間には隙間163が形成される。なお、以降では、第1固定体シール側面162bと第1凹部側面161bとの間に隙間163が形成された状態を例示して、説明する。
両凹部側面161b,161c及び両固定体シール側面162b,162cは、幅方向に対して直交する平面である。ただし、これに限られず、両凹部側面161b,161c及び両固定体シール側面162b,162cは傾斜面であってもよい。この場合、シール凹部161の幅又は固定体シール部材162の幅が軸方向Zに沿って変動し得る。かかる構成においては、隙間163が形成されるように、シール凹部161の最大幅が固定体シール部材162の最大幅よりも広くする。
図10に示すように、固定体シール部材162は、シール表面162aとは反対側の面であって、凹部底面161aと対向するシール裏面162dを備えている。シール裏面162dからは、凹部底面161aに向けて突出部164が突出している。突出部164は、例えばシール裏面162dにおける幅方向の両端部のうち吸入空間Sf1に近い方の端部の近くに配置されている。突出部164は、凹部底面161aと対向する突出先端面164aを有している。なお、突出部164は、固定体シール部材162において、回転方向Mにおける先行側の領域に配置されている。換言すると、突出部164は、固定体シール部材162において、圧縮空間Sf2から回転方向Mに離れた位置にある。
かかる構成によれば、仮に固定体シール部材162が凹部底面161aに向けて移動しようとすると、シール裏面162dが凹部底面161aに当接する前に、突出部164(詳細には突出先端面164a)が凹部底面161aに当接する。これにより、シール裏面162dと凹部底面161aとが軸方向Zに離間した状態が維持される。つまり、突出部164は、シール裏面162dが凹部底面161aに当接しないように、固定体シール部材162の位置を規制している。
シール表面162aから突出先端面164aまで距離は、シール凹部161の深さと同一であり、シール表面162aからシール裏面162dまでの距離は、シール凹部161の深さよりも短い。
図10に示すように、シール裏面162dと凹部底面161aとの間には、固定体シール部材162をフロント回転体面71に向けて押圧する背圧空間165が存在する。背圧空間165は、突出部164と圧縮空間Sf2との間に配置されている。背圧空間165は、圧縮空間Sf2に向けて開放されており、第1固定体シール側面162bと第1凹部側面161bとの間に形成された隙間163と連通している。
かかる構成によれば、圧縮空間Sf2内の圧縮された流体が、隙間163を通じて背圧空間165に導入される。すると、背圧空間165内の圧縮された流体によって固定体シール部材162がフロント回転体面71に向けて押圧される。これにより、シール表面162aとフロント回転体面71とのシール性が向上し、流体が漏れにくくなる。したがって、フロント当接箇所Pfのシール性の向上を図ることができる。
背圧空間165内の圧縮された流体は、第2固定体シール側面162cと第2凹部側面161cとの当接箇所がシールされているので、吸入空間Sf1の方に漏れることが規制されている。これにより、背圧空間165を通じて、圧縮空間Sf2内の圧縮された流体が吸入空間Sf1内に漏れることを抑制できる。
図9に示すように、固定体シール部材162の内周端面は、筒部外周面62に沿って湾曲しており、筒部外周面62と面接触している。同様に、固定体シール部材162の外周端面は、フロントシリンダ内周面33に沿って湾曲しており、フロントシリンダ内周面33に面接触している。これにより、シール凹部161に導入された圧縮された流体が、固定体シール部材162を径方向Rに迂回して吸入空間Sf1内に漏れることを抑制できる。
フロント側と同様に、圧縮機10は、シール凹部166と、固定体シール部材167と、を有している。シール凹部166及び固定体シール部材167の詳細な構成は、シール凹部161及び固定体シール部材162の構成と同様である。
次に、本実施形態のベーン131について説明する。以降の説明において、ベーン131によって仕切られた2つのパーツ室のうち回転方向Mにおける後続側が第1パーツ室Axであり、回転方向Mにおける先行側が第2パーツ室Ayである。第1フロント圧縮室A4aと第3フロント圧縮室A4cとを仕切るベーン131に関して、第1パーツ室Axは第1フロント圧縮室A4aであり、第2パーツ室Ayは第3フロント圧縮室A4cである。第3フロント圧縮室A4cと第2フロント圧縮室A4bとを仕切るベーン131に関して、第1パーツ室Axは第3フロント圧縮室A4cであり、第2パーツ室Ayは第2フロント圧縮室A4bである。第2フロント圧縮室A4bと第1フロント圧縮室A4aとを仕切るベーン131に関して、第1パーツ室Axは第2フロント圧縮室A4bであり、第2パーツ室Ayは第1フロント圧縮室A4aである。リア圧縮室A5についても同様である。
各フロント圧縮室A4a~A4cの圧力は、回転方向Mにおける先行側に配置されているものほど高くなり易く、詳細には第1フロント圧縮室A4a、第3フロント圧縮室A4c、第2フロント圧縮室A4bの順に高くなり易い。このため、ベーン131に対して先行側にある第2パーツ室Ayの圧力は、ベーン131に対して後続側にある第1パーツ室Axの圧力よりも高くなり易い。
図11~13に示すように、ベーン131は、複数のパーツを含む。詳細には、ベーン131は、ベーン溝130に挿入されているベーン本体170と、ベーン本体170の軸方向Zの両端面171,172にそれぞれ配置されたチップシール180,190と、を含む。両チップシール180,190は、ベーン131の軸方向Zの両端であり、チップシール180,190はそれぞれ固定体面100,120と当接する。本実施形態では、チップシール180,190が「ベーンシール部材」に対応する。
ベーン本体170は、例えば回転体60及び両固定体90,110と同一材料で形成されており、一例としては金属製である。ベーン本体170は、板状であり、その厚さ方向がベーン溝130の幅方向と一致した状態でベーン溝130に挿入されている。ベーン本体170は、軸方向Z及び径方向Rに延びている。なお、本実施形態では、ベーン本体170は矩形の板であるが、これに限られず、ベーン本体170の形状は板状であれば、任意に変更することができる。また、本実施形態のベーン本体170は、ベーン131の軸方向Zに沿う移動に関わらず、ベーン溝130に挿入されている。
ベーン本体170は、軸方向Zにおける端面171,172に、それぞれ本体取付部である本体取付溝173,174を有する。本体取付溝173,174の幅方向はベーン131の厚さ方向である。本体取付溝173,174は径方向Rに延びており、径方向内方及び径方向外方の双方に向けて開口している。
本体取付溝173は、本体溝底面173aと、本体溝底面173aの両端からそれぞれ延びる第1本体溝側面173b及び第2本体溝側面173cとを有している。本体取付溝174は、本体溝底面174aと、本体溝底面174aの両端からそれぞれ延びる第1本体溝側面174b及び第2本体溝側面174cとを有している。第1本体溝側面173b,174b及び第2本体溝側面173c,174cは、周方向(換言すれば軸方向Z及び径方向Rの双方に対して直交する方向)に対して交差する面であって、周方向に離間するとともに対向するように配置された一対の側面である。第2本体溝側面173c,174cは、第1本体溝側面173b,174bよりも回転方向Mにおける先行側に配置されている。つまり、第1本体溝側面173b,174bは、本体取付溝173,174における後続側の側面であり、第2本体溝側面173c,174cは、本体取付溝173,174における先行側の側面である。
本実施形態のチップシール180,190は、ベーン本体170とは別の材料で形成されており、例えばベーン本体170よりも変形し易い材料(換言すれば柔らかい材料)で形成されている。例えば、チップシール180,190は樹脂製である。本実施形態では、チップシール180,190は、固定体シール部材162よりも柔らかい材料で形成されている。チップシール180,190がそれぞれ固定体面100,120と当接することによって、ベーン131の両側にあるパーツ室Ax,Ayの間のシールが確保されている。本実施形態では、チップシール180,190は同一形状である。
図11~13に示すように、チップシール180,190は、例えば径方向Rに延びる長尺形状を有する。チップシール180,190は、例えば、シール本体部181,191と、ベーン本体170に取り付けるのに用いられるシール取付部であるシール取付凸部182,192と、をそれぞれ有している。シール本体部181,191は、それぞれ固定体面100,120に当接する。
図14に示すように、シール本体部181,191は、ベーン本体170の厚さと略同一の幅を有している。シール本体部181は、ベーン本体170の軸方向Zにおける端面171と固定体面100とによって挟まれている。シール本体部191は、ベーン本体170の軸方向Zの端面172と固定体面120とによって挟まれている。換言すれば、シール本体部181は端面171と固定体面100との間に介在し、シール本体部191は端面172と固定体面120との間に介在する。
図13及び図14に示すように、シール本体部181,191は、それぞれ、シール面181a,191aと、シール本体底面181b,191bと、を有している。シール面181a,191aは、それぞれ、固定体面100,120に向けて凸となるように湾曲している。シール本体底面181b,191bは、それぞれ、ベーン本体170の軸方向Zにおける両端面171,172と軸方向Zにおいて対向する。
シール面181a,191aは、それぞれ、固定体面100,120に対して軸方向Zに対向している。本実施形態では、シール面181a,191aがそれぞれ固定体面100,120に当接する。本実施形態におけるシール面181a,191aの湾曲具合は、それぞれシール本体部181,191が半円状に形成されている場合よりも緩くなっている。詳細には、シール面181a,191aの曲率半径は、ベーン131の厚さの1/2よりも大きく設定されている。ただし、これに限られず、シール面181a,191aの湾曲具合は任意である。
シール面181a,191aは、径方向Rに延びており、径方向Rの全体に亘って固定体面100,120に当接している。ただし、これに限られず、シール本体部181,191の径方向Rに沿う一部が固定体面100,120に当接していてもよい。
本実施形態のシール取付凸部182,192は、それぞれシール本体部181,191からベーン本体170に向けて突出し、且つ、径方向Rに延びる突条である。シール取付凸部182,192の幅方向は、ベーン131の厚さ方向である。シール取付凸部182,192は、それぞれ、取付先端面182a,192aと、第1シール凸側面182b,192bと、第2シール凸側面182c,192cと、を有している。第2シール凸側面182c,192cは、それぞれ、第1シール凸側面182b,192bよりも回転方向Mにおける先行側に配置されている。第1シール凸側面182b,192bと第2シール凸側面182c,192cとは、周方向に対して交差している面である。第1シール凸側面182b,192bは、それぞれ、シール取付凸部182,192における後続側の側面であり、第2シール凸側面182c,192cは、シール取付凸部182,192における先行側の側面である。
チップシール180,190は、それぞれ、シール取付凸部182,192が本体取付溝173,174に挿入されることによって、ベーン本体170に取り付けられている。この場合、本体取付部である本体取付溝173,174は、それぞれ、シール取付凸部182,192と周方向(換言すればベーン溝130の幅方向)に対向している。詳細には、第1本体溝側面173b,174bはそれぞれ第1シール凸側面182b,192bと周方向に対向しており、第2本体溝側面173c,174cはそれぞれ第2シール凸側面182c,192cと周方向に対向している。そして、チップシール180,190は、ベーン本体170から離れるように、あるいはベーン本体170に近づくように、軸方向Zに移動することができる。つまり、チップシール180,190は、ベーン本体170に対して軸方向Zに移動可能な状態でベーン本体170に取り付けられている。
チップシール180,190がベーン本体170に対して軸方向Zに移動可能であり、かつ、ベーン131がベーン本体170及びチップシール180,190を含むことから、ベーン131は軸方向Zに伸縮可能であるともいえる。
図13及び図14に示すように、ベーン本体170とチップシール180,190との間には、それぞれ、チップ背圧空間183,193が存在する。チップシール180,190は、それぞれ、チップ背圧空間183,193内に流入する流体によって、固定体面100,120に向けて押圧される。
フロントチップ背圧空間183は、フロント取付先端面182a、フロント本体溝底面173a、フロント第1本体溝側面173b、及びフロント第2本体溝側面173cによって区画されている。フロントシール取付凸部182の幅は、フロント本体取付溝173の幅よりも同一又は若干短い。そのため、フロントシール取付凸部182とフロント本体取付溝173との隙間を通じて、フロントチップ背圧空間183に流体が流入可能となっている。リアチップ背圧空間193についても同様である。
図13及び図14に示すように、圧縮機10は、導入溝184,194を備えている。第2パーツ室Ay内の流体は、導入溝184,194を通じて、それぞれチップ背圧空間183,193内に導入される。
本実施形態では、チップシール180,190は、それぞれ、1以上(本実施形態では2つ)の導入溝184,194を有する。複数の導入溝184は、径方向Rにおいて互いに離間している。複数の導入溝194は、径方向Rにおいて互いに離間している。導入溝184,194の数は任意であり、1つでもよいし、3つ以上でもよい。
図14に示すように、導入溝184は、シール本体部181及びシール取付凸部182に沿って延びている。詳細には、導入溝184は、シール本体底面181bのうちシール取付凸部182よりも先行側の部分と、第2シール凸側面182cとに亘って形成されている。導入溝194は、シール本体部191及びシール取付凸部192に亘って延びている。詳細には、導入溝194は、シール本体底面191bのうちシール取付凸部192よりも先行側の部分と、第2シール凸側面192cとに亘って形成されている。
フロント導入溝184は、フロントチップシール180における先行側に設けられており、先行側のパーツ室である第2パーツ室Ayに対して開口している。同様に、リア導入溝194は、リアチップシール190における先行側に設けられており、第2パーツ室Ayに対して開口している。これにより、第2パーツ室Ay内の流体は、導入溝184,194を通じて、それぞれチップ背圧空間183,193に流れ込み易くなっている。
かかる構成によれば、チップシール180,190が、それぞれチップ背圧空間183,193を流れる流体によって固定体面100,120に向けて押圧される。そのため、チップシール180,190と固定体面100,120との間にそれぞれ隙間が生じにくくなっている。
詳述すると、回転体60が回転体筒部61を介して固定体90,110に支持されている場合であっても、例えば、回転体60及び固定体90,110の製造時及び組付け時の公差に起因して、固定体面100,120の少なくとも一方とベーン131との間に隙間が生じる場合があり得る。当該隙間は、ベーン131が回転する全角度範囲に亘って生じる場合もあり得るし、特定の角度範囲に亘ってのみ生じる場合もあり得る。
この点、本実施形態によれば、図14に示すように、回転体60とともにベーン本体170が回転すると、チップシール180,190が回転方向Mに押圧される。これにより、シール取付凸部182,192における後続側の第1シール凸側面182b,192bが、それぞれ、本体取付溝173,174における後続側の第1本体溝側面173b,174bとが周方向に当接する。これにより、当該当接箇所がシールされる。したがって、チップシール180,190とベーン本体170との間において、パーツ室Ax,Ay間の流体の移動が規制される。
このとき、回転方向Mにおける先行側、すなわち、第2シール凸側面182c,192cと第2本体溝側面173c,174cとの間には、それぞれクリアランスが形成される。これにより、図14に二点鎖線で示すように、当該クリアランスを通じて、第2パーツ室Ay内にある流体が、チップ背圧空間183,193に導入される。特に、本実施形態では、第2パーツ室Ayの流体が、導入溝184,194を通じて、それぞれチップ背圧空間183,193に流れ込み易くなっている。そして、チップシール180,190は、それぞれチップ背圧空間183,193を流れる流体によって、隙間を埋めるように固定体面100,120に向けてそれぞれ押圧される。したがって、チップシール180,190(詳細にはシール面181a,191a)がそれぞれ固定体面100,120と当接し、両者の間のシールが確保される。よって、チップシール180,190と固定体面100,120との間にそれぞれ隙間が形成されることを抑制できる。
図12及び図15に示すように、ベーン131は、径方向Rの両端面としてベーン外周端面201及びベーン内周端面202を備えている。ベーン外周端面201は、ベーン131の径方向Rの両端面のうち外周側(詳細には径方向外側)の端面であり、ベーン内周端面202は、ベーン131の径方向Rの両端面のうち内周側(詳細には径方向内側)の端面である。
本実施形態のベーン外周端面201は、ベーン本体170の外周端面と両チップシール180,190の外周端面とを含む。ベーン本体170の外周端面と両チップシール180,190の外周端面とは軸方向Zに連続しており、面一となっている。これにより、ベーン外周端面201は1つの面となっている。
ベーン外周端面201は、ベーン131の移動に関わらず、フロントシリンダ内周面33に対して当接している。換言すれば、フロントシリンダ内周面33は、ベーン131の移動に関わらずベーン外周端面201と当接するようにベーン131の移動範囲よりも長く軸方向Zに延びていると言える。
図15に示すように、ベーン外周端面201の形状は、例えばリング外周面73と周方向に連続するように、且つ、径方向外側に向けて凸となるように湾曲している。ベーン外周端面201の曲率はフロントシリンダ内周面33の曲率と同一であるとよい。つまり、ベーン外周端面201とフロントシリンダ内周面33とは面接触するとよい。ただし、これに限られず、ベーン外周端面201の形状は任意である。
ベーン外周端面201と同様に、ベーン内周端面202は、ベーン本体170の内周端面と、チップシール180,190の内周端面とを含む。ベーン本体170の内周端面とチップシール180,190の内周端面とは軸方向Zに連続しており、面一となっている。これにより、ベーン内周端面202は1つの面となっている。
図15に示すように、ベーン内周端面202は例えば径方向外側に凹むように湾曲しており、その曲率は筒部外周面62の曲率と同一であるとよい。つまり、ベーン内周端面202と筒部外周面62とは面接触するとよい。ただし、これに限られず、ベーン外周端面201の形状は任意に変更することができる。
次に、図16及び図17を参照して、圧縮機10の一連の動作について説明する。図16及び図17は、回転体60、固定体90,110、及びベーン131を模式的に示す展開図であり、両図では回転体60及びベーン131の位相が異なっている。図16及び図17では、ポート141,142,151,156を模式的に示す。
図16及び図17に示すように、電動モータ13によって回転軸12が回転すると、それに伴って回転体60が回転する。これにより、複数のベーン131は、周方向における互いの位置関係を維持した状態で、両固定体面100,120に沿って軸方向Zに移動しながら回転する。図16及び図17では、複数のベーン131は、紙面左右方向に移動しながら下方に移動する。これにより、各フロント圧縮室A4a~A4c及び各リア圧縮室A5a~A5cにおいて容積変化が生じて、流体の吸入、圧縮又は膨張が行われる。つまり、ベーン131は、軸方向Zに移動しながら回転することによって、圧縮室A4,A5において流体の吸入及び圧縮を行わせる。
詳細には、第2フロント圧縮室A4bのうちフロント当接箇所Pfよりも先行側に位置する空間と、第1フロント圧縮室A4aとでは、容積が増加してフロント吸入ポート141から流体の吸入が行われる。
一方、第2フロント圧縮室A4bのうちフロント当接箇所Pfよりも後続側に位置する空間(後続側空間)と、第3フロント圧縮室A4cとでは、回転体60の回転に伴って容積が減少して、吸入流体の圧縮が行われる。詳細には、第3フロント圧縮室A4cにて吸入流体が圧縮され、第3フロント圧縮室A4cにて圧縮された流体は、第2フロント圧縮室A4bの後続側側空間にて更に圧縮される。
第2フロント圧縮室A4bの後続側空間内の圧力が閾値を超えると、フロント弁152が開放して、第2フロント圧縮室A4bにて圧縮された流体がフロント吐出ポート151を介して吐出室A1に流れる。リア圧縮室A5についても同様である。
以上のとおり、回転体60及びベーン131が回転することによって各圧縮室A4,A5では、3つのパーツ室において480°を1周期とする吸入及び圧縮のサイクル動作が繰り返し行われる。詳細には、各圧縮室A4,A5では、0°~240°の位相に亘って吸入流体の吸入又は膨張が行われ、240°~480°の位相に亘って吸入流体の圧縮が行われる。
例えば、第2フロント平坦面102の周方向中央部の角度位置を0°とし、当該周方向中央部に第1のベーン131が配置されているとする。また、この0°の角度位置から回転方向Mに角度が増えるものとする。この場合、第1のベーン131が0°の角度位置から240°の角度位置に到達するまでは、第1のベーン131に対して後続側に位置するパーツ室において流体の吸入が行われる。
特に、フロント吸入開口部141aは、少なくとも第2フロント平坦面102の先行側の端部から120°の角度位置までの範囲に亘って形成されているため、第1のベーン131が240°の角度位置に到達するまで、流体の吸入が行われる。これにより、パーツ室にて流体の膨張が行われることを回避でき、効率の向上を図ることができる。
そして、上記第1のベーン131よりも後続側にある第2のベーン131が120°の角度位置から360°の角度位置に到達するまでは、第2のベーン131に対して先行側に位置するパーツ室において流体の圧縮が行われる。
3つのフロント圧縮室A4a~A4cは、位相が互いに異なる圧縮室である。つまり、フロント回転体面71、フロント固定体面100、筒部外周面62及びフロントシリンダ内周面33によって区画された空間は、複数のベーン131によって、位相が互いに異なる3つの圧縮室に仕切られている。本実施形態では、回転体60が480°回転する間に、フロント側の3つの圧縮室、及び、リア側の3つの圧縮室のそれぞれにおいて流体の吸入及び圧縮が行われる。
なお、上記では、3つのフロント圧縮室A4a~A4cを、複数のベーン131によって仕切られるものとするとともにフロント吸入ポート141及びフロント吐出ポート151との位置関係で規定して説明したが、これに限られない。例えば、仮に1つの圧縮室の1周期について着目して説明すると以下のとおりである。
第1のベーン131がフロント当接箇所Pfに対して先行側に移動することによって、第1のベーン131に対して後続側に、フロント吸入ポート141と連通する圧縮室が形成される。当該圧縮室は、ベーン131が回転するに従って、フロント吸入ポート141と連通している状態を維持しつつ容積を増加させる。これにより、圧縮室にて流体の吸入が行われる。
その後、第2のベーン131がフロント当接箇所Pfに対して先行側に移動することによって、圧縮室が第1のベーン131と第2のベーン131とによって区画される。第2のベーン131がフロント吸入開口部141aの先行側の端部に到達するまで、圧縮室にて流体の吸入が行われる。
その後、第2のベーン131がフロント吸入開口部141aの先行側の端部を超えてさらに移動すると、圧縮室はフロント吸入ポート141と連通しなくなり、更に回転体60が回転すると圧縮室がフロント吐出ポート151と連通する。また、この段階において圧縮室の容積は回転体60の回転に伴って減少するため、圧縮室では流体の圧縮が行われる。そして、第2のベーン131が第2フロント平坦面102に当接する位置に到達することによって、圧縮室の容積が「0」となり、圧縮室での吸入及び圧縮の1周期が終了する。
ベーン131は、第2フロント平坦面102及び第2リア平坦面122を通過する際に、固定体シール部材162,167とも当接する。詳細には、フロントチップシール180は固定体シール部材162と摺動しながら通過し、リアチップシール190は固定体シール部材167と摺動しながら通過する。
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。なお、以下の説明では、説明の便宜上、基本的にはフロント側の構成について説明するが、リア側の構成についても同様の効果を奏する。
(1)圧縮機10は、回転軸12と、回転軸12の回転に伴って回転する回転体60と、回転軸12の回転に伴って回転しないフロント固定体90と、回転体60に形成されたベーン溝130に挿入され、回転体60の回転に伴って軸方向Zに移動しながら回転するベーン131と、を備えている。回転体60は、軸方向Zに対して交差しているフロント回転体面71を有し、フロント固定体90は、フロント回転体面71と軸方向Zに対向するフロント固定体面100を有している。圧縮機10は、フロント回転体面71及びフロント固定体面100によって区画され、ベーン131が軸方向Zに移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われるフロント圧縮室A4を備えている。
フロント固定体面100は、フロント回転体面71と当接する固定体当接面である第2フロント平坦面102と、第2フロント平坦面102に対して周方向の両側に設けられた2つのフロント湾曲面103と、を含む。2つのフロント湾曲面103は、第2フロント平坦面102から周方向に離れるに従ってフロント回転体面71から離れるように、軸方向Zに湾曲している。
フロント圧縮室A4は、フロント当接箇所Pfに対して先行側に設けられた吸入空間Sf1と、フロント当接箇所Pfに対して後続側に設けられた圧縮空間Sf2と、を含む。圧縮機10は、シール凹部161と固定体シール部材162と、を備えている。固定体シール部材162は、フロント回転体面71と当接することによってフロント回転体面71とフロント固定体面100との間のシールを確保している。
このように、フロント固定体面100にフロント回転体面71に当接する第2フロント平坦面102が設けられ、その当接箇所であるフロント当接箇所Pfの両側に吸入空間Sf1と圧縮空間Sf2とが配置される。これにより、ベーン131の位相に関わらず、吸入空間Sf1と圧縮空間Sf2との連通を遮断することができる。これにより、圧縮空間Sf2内の圧縮された流体が吸入空間Sf1内に漏れることを抑制できる。
フロント当接箇所Pfに向けて圧縮された流体が流れ込むと、当該流体によってフロント回転体面71とフロント固定体面100とが互いに離れる方向に押圧される。この場合、フロント当接箇所Pfのシール性が低下することがある。フロント当接箇所Pfのシール性が低下すると、フロント回転体面71とフロント固定体面100との間を通じて、圧縮空間Sf2から吸入空間Sf1に向けて圧縮された流体が漏れ得る。
この点、本実施形態では、固定体シール部材162によってフロント回転体面71とフロント固定体面100との間のシールが確保されている。これにより、吸入空間Sf1と圧縮空間Sf2とを互いから仕切るフロント当接箇所Pfでのシール性を向上させることができる。その結果、圧縮空間Sf2内の圧縮された流体が吸入空間Sf1に漏れることを抑制できる。
(2)シール凹部161は、凹部底面161aと、第1凹部側面161bと、第1凹部側面161bよりも先行側に配置された第2凹部側面161cと、を有している。固定体シール部材162は、フロント回転体面71と当接するシール表面162aと、凹部底面161aと対向するシール裏面162dと、を有している。固定体シール部材162は、シール裏面162dと凹部底面161aとの間の背圧空間165を流れる流体によってフロント回転体面71に向けて押圧される。
かかる構成によれば、固定体シール部材162は、背圧空間165を流れる流体によってフロント回転体面71に向けて押圧される。これにより、シール表面162aがフロント回転体面71に押し付けられる。したがって、シール表面162aとフロント回転体面71との間のシール性を向上させることができる。その結果、フロント当接箇所Pfのシール性の更なる向上を図ることができる。
(3)固定体シール部材162は、凹部側面161b,161cのうち少なくとも一方に対して隙間163を有した状態でシール凹部161内に配置されている。
かかる構成によれば、回転体60が回転すると、フロント回転体面71とシール表面162aとの間に生じる摩擦力によって、固定体シール部材162には回転方向Mに向かう押圧力が付与される。これにより、凹部側面161b,161cのうち後続側にある第1凹部側面161bと固定体シール部材162との間に隙間163が生じ、当該隙間163を通じて、圧縮空間Sf2内の圧縮された流体が背圧空間165に導入される。そして、背圧空間165内の圧縮された流体によって固定体シール部材162がフロント回転体面71に向けて押圧される。圧縮された流体は、吸入空間Sf1内にある流体よりも高圧となり易い。したがって、固定体シール部材162がフロント回転体面71に対して押し付けられ易くなる。その結果、フロント当接箇所Pfのシール性の更なる向上を図ることができる。
第2凹部側面と固定体シール部材との間に隙間が生じている場合であっても、同様の作用効果を奏する。すなわち、固定体シール部材は、両凹部側面のうち少なくとも一方に対して隙間を有した状態でシール凹部内に配置されていればよい。
(4)シール裏面162dは、吸入空間Sf1に近い方の端部に、凹部底面161aに向けて突出した突出部164を有する。背圧空間165は、突出部164と圧縮空間Sf2との間に位置する。
かかる構成によれば、突出部164が凹部底面161aに当接することによってシール裏面162dと凹部底面161aとが当接しないように規制されている。これにより、シール裏面162dと凹部底面161aとが当接して背圧空間165が形成されないという不都合を抑制できる。
特に、本実施形態によれば、突出部164と圧縮空間Sf2との間に背圧空間165を形成するために、突出部164がシール裏面162dにおける吸入空間Sf1に近い方の端に配置されている。これにより、背圧空間165を大きく確保できる。したがって、突出部164を設けることに起因して背圧空間165が狭くなるといった不都合を抑制できる。
(5)シール凹部161は、第2フロント平坦面102において周方向の中央部よりも圧縮空間Sf2に近くに偏倚して配置されている。
かかる構成によれば、シール凹部161には、吸入空間Sf1内の流体よりも、圧縮空間Sf2内の圧縮された流体が流れ込み易い。これにより、背圧空間165への圧縮された流体の導入を、より円滑に行うことができる。
(6)シール凹部161は、径方向Rに対して傾斜している。
かかる構成によれば、固定体シール部材162とベーン131とが同時に当接する面積を小さくできる。これにより、固定体シール部材162との当接に起因してベーン131の回転に支障が生じることを抑制できる。
(7)シール凹部161は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って吸入空間Sf1に近づくように、径方向Rに対して傾斜している。
かかる構成によれば、ベーン131が固定体シール部材162を通過する間に、ベーン131は、固定体シール部材162の径方向外側の部分から当接し始め、徐々に径方向内側の部分に当接する。これにより、固定体シール部材162に付与される径方向外側に向かう力を軽減できる。その結果、固定体シール部材162の位置ずれ及び変形を抑制できる。
詳述すると、ベーン131には、径方向外側に向かう遠心力が生じているため、ベーン131と当接する固定体シール部材162には、径方向外側に向かう力が付与され易い。仮に、シール凹部161が径方向外側から径方向内側に向かうに従って圧縮空間Sf2に近づくように傾斜している場合、ベーン131は固定体シール部材162のうち径方向内側の部分から当接し始め、徐々に径方向外側の部分に当接する。この場合、固定体シール部材162には、径方向外側に向かう力が付与され易くなる。以上のことから、固定体シール部材162に付与される径方向外側に向かう力が大きくなり易いため、固定体シール部材162の位置ずれ又は変形が生じ易い。
この点、本実施形態では、ベーン131は固定体シール部材162のうち径方向外側の部分から当接し始め、徐々に径方向内側の部分に当接するようになっているため、固定体シール部材162には、径方向内側に向かう力が生じ易い。これにより、固定体シール部材162に付与される径方向外側に向かう力を軽減できる。
(8)ベーン131は、ベーン本体170と、フロントチップシール180と、を備えている。フロントチップシール180は樹脂製であり、固定体シール部材162は金属製である。
かかる構成によれば、ベーン本体170に対して移動可能なフロントチップシール180がフロント固定体面100に当接することにより、ベーン131とフロント固定体面100との間に隙間が生じることを抑制できる。よって、この隙間を通じて流体が漏れることを抑制できる。
また、本実施形態では、フロントチップシール180が樹脂製であることに対応させて、固定体シール部材162が金属製となっている。これにより、樹脂製同士のシール部材が当接することに起因して、ベーン131の回転に支障が生じたり、固定体シール部材162及びフロントチップシール180の少なくとも一方において意図しない変形が生じたりすることを抑制できる。
特に、フロントチップシール180はベーン131の一部であるため、回転体60とともに回転する必要がある。このため、遠心力を小さくするために、フロントチップシール180は軽量である方が好ましい。
この点、本実施形態では、フロントチップシール180は樹脂製であるため、金属製のフロントチップシール180と比較して、軽量化を図ることができる。また、固定体シール部材162が金属製であったとしても、固定体シール部材162は回転しないため、遠心力が大きくなるという問題自体が生じない。これにより、樹脂製同士のシール部材が当接することを回避しつつ、フロントチップシール180に生じる遠心力を軽減することができる。
(9)圧縮機10は、回転体60及びフロント固定体90を収容するフロントシリンダ30を備えている。フロントシリンダ30は、フロント回転体面71及びフロント固定体面100と協働してフロント圧縮室A4を区画するのに用いられるフロントシリンダ内周面33を有している。圧縮機10は、圧縮空間Sf2と連通することにより圧縮空間Sf2内の圧縮流体を吐出させる吐出通路であるフロント吐出ポート151を備えている。
フロント吐出ポート151はフロントシリンダ30に設けられているため、第2フロント平坦面102にフロント吐出ポート151を設ける必要がない。これにより、フロント回転体面71と当接している第2フロント平坦面102にフロント吐出ポート151を設けることによる不都合、すなわちフロント吐出ポート151がフロント回転体面71によって塞がれることを回避できる。
特に、特許文献1のように、カム面の頂部側平面部に吐出通路が設けられている構成では、吐出通路がロータの軸方向の端面によって塞がれないように、頂部側平面部とロータの軸方向の端面とを離間させる必要がある。このため、頂部側平面部とロータの軸方向の端面とを当接させることによって吸入空間と圧縮空間との相互連通を遮断することができない。この点、上記構成によれば、第2フロント平坦面102フロント吐出ポート151を設ける必要がないため、第2フロント平坦面102とフロント回転体面71とを当接させることができる。これにより、第2フロント平坦面102とフロント回転体面71とを当接させつつ、圧縮空間Sf2内の圧縮された流体を吐出させることができる。
上記実施形態は以下のように変更してもよい。なお、上記実施形態及び以下の各別例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせてもよい。また、フロント側の構成に関する別例については、対応するリア側の構成についても同様に変更可能である。例えば、シール凹部161、固定体シール部材162及びフロントチップシール180に関する別例については、シール凹部166、固定体シール部材167及びリアチップシール190についても同様に変更可能である。
○ 第2フロント平坦面102の形状は扇状に限られず、任意に変更することができる。例えば、第2フロント平坦面102は、一定の幅を有して径方向Rに延びる矩形であってもよい。つまり、フロント当接箇所Pfの形状は扇状に限られず任意である。
○ シール凹部161及び固定体シール部材162の断面形状は任意に変更することができる。例えばシール凹部161はテーパ状又は逆テーパ状に形成されていてもよい。また、固定体シール部材162は、角柱状に限られず、円柱状であってもよいし、楕円柱状でもよい。
○ 固定体シール部材162をフロント回転体面71に向けて押圧するものとしては、背圧空間165を流れる流体に限られず、任意である。例えば、シール裏面162dと凹部底面161aとの間に、シール裏面162dを付勢する付勢部材を設けてもよい。付勢材は、例えば板バネである。
○ 固定体シール部材162を押圧する流体、詳細には背圧空間165に供給される流体は、圧縮空間Sf2内の圧縮された流体に限られず任意であり、例えばオイルでもよい。例えば、圧縮機10は、オイルセパレータと、オイルセパレータによって分離されたオイルを背圧空間165に供給するオイル供給通路と、を有していてもよい。オイル供給通路は、例えば凹部底面161aに開口して、当該開口を通じて背圧空間165にオイルを供給してもよい。この場合、背圧空間165内のオイルによって固定体シール部材162が押圧される。なお、オイル供給通路の具体的な構成は任意である。例えば、オイル供給通路は、回転軸12内に形成された第1パーツ通路と、フロント固定体90内に形成され且つ第1パーツ通路と連通するとともに凹部底面161aに開口する第2パーツ通路と、を有してもよい。なお、凹部底面161aに開口する開口からオイルを供給する場合、圧縮された流体が導入される隙間163が形成されなくてもよい。
○ シール表面162aと突出先端面164aとの距離は、シール凹部161の深さよりも小さくてもよい。また、シール表面162aと突出先端面164aとの距離がシール凹部161の深さよりも大きくてもよいし、シール表面162aとシール裏面162dとの距離がシール凹部161の深さ以上でもよい。
○ 突出部164の位置は任意であり、例えばシール裏面162dにおける圧縮空間Sf2に近い方の端部に配置されていてもよい。
○ 突出部164を省略してもよい。この場合であっても、隙間163に圧縮された流体が流れ込むことによって背圧空間165が形成される。
○ シール凹部161の位置は任意であり、例えば第2フロント平坦面102の周方向の中央部に配置されていてもよいし、吸入空間Sf1の近くに偏倚して配置されていてもよい。
○ シール凹部161の一部のみが径方向Rに対して傾斜していてもよい。つまり、シール凹部161は、径方向Rに延びた部分と、径方向Rに対して傾斜している部分とを含んでもよい。要は、シール凹部161の少なくとも一部が径方向Rに対して傾斜していればよい。
○ シール凹部161は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って圧縮空間Sf2に近づくように傾斜していてもよい。固定体シール部材162についても同様である。
また、シール凹部161は、互いに逆方向に傾斜した部分が交互に配列されたジグザグ形状でもよい。この場合、固定体シール部材162は、シール凹部161に合わせてジグザグ形状であるとよい。
○ シール凹部161及び固定体シール部材162は、第2フロント平坦面102の内周端から外周端までに亘って設けられていたが、これに限られない。例えば、シール凹部161及び固定体シール部材162は、第2フロント平坦面102における径方向における範囲の一部にのみ設けられていてもよい。例えばシール凹部161及び固定体シール部材162は、第2フロント平坦面102における内周端又は外周端から径方向Rの途中位置までに亘って設けられてもよいし、径方向Rにおける両端を除く部分にのみ設けられてもよい。
○ シール凹部161及び固定体シール部材162が複数設けられていてもよい。
○ 固定体シール部材162が樹脂製であり、フロントチップシール180が金属製でもよいし、固定体シール部材162及びフロントチップシール180の双方が樹脂製又は金属製でもよい。
○ フロントチップシール180の形状は任意に変更することができる。例えばフロントチップシール180が凹部を有し、ベーン本体170が軸方向Zの端面171に凸部を有してもよい。この場合、凸部が凹部に挿入されることにより、フロントチップシール180がベーン本体170に取り付けられてもよい。
○ 実施形態では、ベーン131は複数のパーツ(ベーン本体170及び両チップシール180,190)を含むが、これに限られない。例えば、ベーン131は一枚の板で構成されていてもよい。
○ 両チップシール180,190のいずれか一方を省略してもよい。つまり、フロント側又はリア側のいずれか一方のみにチップシールが設けられていてもよい。この場合、ベーン本体170におけるチップシールが設けられていない方の端部が、固定体面と当接するシール面を有しているとよい。つまり、ベーン131は、2部品で構成されていてもよい。
○ 回転体面71,72は軸方向Zに対して傾斜していてもよい。この場合、両フロント平坦面101,102及び両リア平坦面121,122は、軸方向Zに直交する平坦面であってもよいし、回転体面71,72と面接触するように回転体面71,72と同一角度で傾斜していてもよい。
○ 回転体筒部61の一部が切り欠かれたり突出していたりする構成でもよい。また、回転体筒部61は、円筒形状、つまり断面円形状であったが、これに限られず、断面非円形状であってもよい。固定体挿入孔91,111は、その内壁面と回転体筒部61との隙間が小さくなるように回転体筒部61の形状に対応させて形成されていればよく、円形状に限られない。なお、回転体筒部61の一部が切り欠き部分を有する場合には、別部材が切り欠き部分に嵌め込まれていてもよい。
○ 回転体は、回転体面71,72から軸方向Zにはみ出した部分を有さない円板状であって、両固定体90,110によって支持されていない構成でもよい。この場合、フロント圧縮室A4は、回転軸12の外周面によって区画されるとよい。すなわち、フロント圧縮室A4は、筒部外周面62によって区画される構成に限られず、フロント回転体面71及びフロント固定体面100によって区画されていればよい。リア圧縮室A5についても同様である。
○ シャフト軸受51,53の数は2つに限られず、1つでもよい。例えば、リアシャフト軸受53を省略してもよい。また、シャフト軸受を3つ以上設けてもよい。
○ 本実施形態では、収容室A3が、フロントシリンダ30及びリアプレート40によって区画されていたが、これに限られず、収容室A3を区画する具体的な構成は任意である。
例えば、圧縮機10は、フロントシリンダ30に代えて板状のフロントプレートを備え、リアプレート40に代えて周壁及び端壁を有するリアシリンダを備える構成でもよい。この場合、リアシリンダとフロントプレートとが突き合わせられることによって収容室A3が区画される。
また、圧縮機10は、筒状の2つのシリンダを備え、両者によって収容室A3が区画される構成でもよい。また、リアプレート40を省略して、フロントシリンダ30とリアハウジング端壁23とによって収容室A3が区画されてもよい。
○ 圧縮室A4,A5は、回転体面71,72及び固定体面100,120によって区画されていればよく、圧縮室A4,A5を区画するのに用いられる他の面については任意である。例えば、フロントシリンダ30を省略して、リアハウジング部材22(又はハウジング11)が回転体60及び両固定体90,110を収容する構成では、圧縮室A4,A5は、フロントシリンダ内周面33に代えて、リアハウジング部材22の内周面によって区画されてもよい。この場合、リアハウジング部材22又はハウジング11がシリンダ部であり、リアハウジング部材22の内周面がシリンダ内周面である。また、圧縮室A4,A5は、筒部外周面62に代えて、回転軸12の外周面によって区画される構成でもよい。
○ フロント固定体90とフロントシリンダ30とが一体形成されていてもよいし、リア固定体110とリアプレート40とが一体形成されていてもよい。
○ フロントシリンダ端壁31とフロントシリンダ周壁32とが別体であってもよい。また、フロントシリンダ端壁31を省略してもよい。この場合、フロントシリンダ周壁32がシリンダ部である。
○ 吸入空間Sf1,Sr1に流体を導入させるための構成、及び、圧縮空間Sf2、Sr2内の流体を吐出させる構成は、実施形態の構成に限られず任意である。例えば、吸入ポート及び吐出ポートの少なくとも一方を固定体90,110に設けてもよい。
○ 両固定体90,110は互いに同一形状であったが、これに限られず、例えばフロント固定体90がリア固定体110に対して大径であってもよいし、その逆でもよい。この場合、両固定体90,110の形状に合わせて、フロントシリンダ内周面33が段差状となってもよいし、フロント固定体90を収容するフロントシリンダと、リア固定体110を収容するリアシリンダとを別々に設けてもよい。つまり、両圧縮室A4,A5の容積は同一でもよいし、異なってもよい。
○ 実施形態の圧縮機10には2つの圧縮室A4,A5が設けられていたが、これに限られない。
例えば、図18に示すように、リア固定体110、リア圧縮室A5、リア吸入ポート142及びリア吐出ポート156を省略してもよい。この場合、フロント固定体面100が第1フロント平坦面101を有さなくてもよい。なお、図18では、ベーン131は、リアチップシール190を有しているが、リアチップシール190を有さなくてもよい。
かかる構成においては、例えばベーン131をフロント固定体90に向けて付勢する付勢部300を設けるとよい。付勢部300は、回転体60の回転に伴って回転できるように、例えば回転体筒部61に設けられた付勢支持部301によって支持されているとよい。付勢支持部301は、例えば回転体筒部61のリア回転体端部61bに設けられ、径方向外側に突出した板状である。これにより、ベーン131は、回転体60の回転に伴って、フロント固定体面100と当接した状態を維持しつつ軸方向Zに移動しながら回転する。なお、リア側の構成を省略するのに代えて、フロント側の構成を省略してもよい。換言すれば、固定体は1つでもよい。
○ 固定体挿入孔91,111は、回転軸12が挿入されていれば貫通孔である必要はなく、非貫通でもよい。
○ 両スラスト軸受81,82の少なくとも一方を省略してもよい。すなわち、スラスト軸受81,82は必須ではない。
○ 両回転体軸受94,114の少なくとも一方を省略してもよい。
○ 吐出室A1は、軸方向Zに延びる軸線を有する円筒の形状である必要はない。例えば、吐出室A1は軸方向Zから見てC字形状であってもよいし、2つの吐出室A1が対向配置される構成でもよい。換言すれば、吐出室A1は、周方向の少なくとも一部の範囲に亘って形成される構成でもよい。
○ ベーン131の数は任意であり、1枚でもよいし、2枚でもよいし、4枚以上でもよい。なお、ベーン131が1枚の場合、フロント圧縮室A4は、第2フロント平坦面102とフロント回転体面71との当接箇所、及び、ベーン131によって、吸入が行われる吸入室と、圧縮が行われる圧縮室とに仕切られる。
○ フロント固定体面100のうちフロント回転体面71と当接する部分(固定体当接面)は、第2フロント平坦面102のように平坦面でなくてもよい。リア固定体面120についても同様である。但し、シール性の観点に着目すれば、平坦面であるほうが好ましい。
○ フロント湾曲面103は、第2フロント平坦面102から周方向に離れるに従って徐々にフロント回転体面71から離れるように湾曲していたが、これに限られない。例えば、フロント湾曲面103は、その途中位置において、フロント回転体面71との距離が一定となる部分を有していてもよい。リア湾曲面123についても同様である。
○ ハウジング11の具体的な形状については任意である。
○ 回転軸12の具体的な形状は任意である。例えば、回転軸12の少なくとも一部が中空状に形成されていてもよいし、角柱状であってもよい。
○ 電動モータ13及びインバータ14を省略してもよい。つまり、電動モータ13及びインバータ14は圧縮機10において必須ではない。この場合、例えばベルト駆動等によって回転軸12が回転するとよい。
○ 圧縮機10は、空調装置以外に用いられてもよい。例えば、圧縮機10は、燃料電池車両に搭載された燃料電池に対して圧縮空気を供給するのに用いられてもよい。つまり、圧縮機10の圧縮対象の流体は、オイルを含む冷媒に限られず、任意である。
○ 圧縮機10の搭載対象は、車両に限られず任意である。
Claims (8)
- 回転軸と、
前記回転軸の回転に伴って回転するように構成された回転体であって、前記回転軸の軸方向に対して交差している回転体面、及び、ベーン溝を有する回転体と、
前記回転軸の回転に伴って回転しないように構成された固定体であって、前記回転体面と前記軸方向に対向する固定体面を有する固定体と、
前記ベーン溝に挿入され、前記回転体の回転に伴って前記軸方向に移動しながら回転するように構成されたベーンと、
前記回転体面及び前記固定体面によって区画され、前記ベーンが前記軸方向に移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室と、
を備え、
前記固定体面は、
前記回転体面と当接する固定体当接面と、
前記固定体当接面に対して前記回転軸の周方向の両側に設けられ、前記固定体当接面から前記周方向に離れるに従って前記回転体面から離れるように前記軸方向に湾曲した一対の湾曲面と、
を含み、
前記圧縮室は、
前記回転体面と前記固定体当接面との当接箇所に対して前記回転体の回転方向における先行側に設けられる吸入空間と、
前記当接箇所に対して前記回転方向における後続側に設けられる圧縮空間と、
を含み、
前記固定体当接面は、当該固定体当接面から凹んだシール凹部を有し、
前記シール凹部内には、前記回転体面と当接することによって前記回転体面と前記固定体当接面との間のシールを確保する固定体シール部材が収容されている、圧縮機。 - 前記シール凹部は、
凹部底面と、
前記凹部底面から延びる第1凹部側面と、
前記凹部底面から延びる第2凹部側面であって、前記第1凹部側面よりも前記回転方向における先行側に配置された第2凹部側面と、
を有し、
前記固定体シール部材は、
前記回転体面と当接するシール表面と、
前記シール表面とは反対側の面であって、前記凹部底面と対向するシール裏面と、
を有し、
前記固定体シール部材は、前記シール裏面と前記凹部底面との間に形成された背圧空間内の流体によって前記回転体面に向けて押圧される、
請求項1に記載の圧縮機。 - 前記固定体シール部材は、前記第1凹部側面及び前記第2凹部側面のうち少なくとも一方との間に隙間を有するように、前記シール凹部内に配置されている、
請求項2に記載の圧縮機。 - 前記シール裏面は、前記吸入空間に近い方の端部に、前記凹部底面に向けて突出した突出部を有し、
前記背圧空間は、前記突出部と前記圧縮空間との間に配置されている、
請求項2又は請求項3に記載の圧縮機。 - 前記シール凹部の少なくとも一部は、前記回転軸の径方向に対して傾斜している、
請求項1~4のうちいずれか一項に記載の圧縮機。 - 前記シール凹部は、前記回転軸の径方向外側から前記回転軸の径方向内側に向かうに従って前記吸入空間に近づくように、前記径方向に対して傾斜している、
請求項5に記載の圧縮機。 - 前記ベーンは、
前記ベーン溝に挿入されているベーン本体と、
前記ベーン本体に対して前記軸方向に移動可能な状態で前記ベーン本体における前記軸方向の端面に取り付けられるベーンシール部材であって、前記固定体面に当接するベーンシール部材と、
を備え、
前記ベーンシール部材は樹脂製であり、前記固定体シール部材は金属製である、
請求項1~6のうちいずれか一項に記載の圧縮機。 - 前記圧縮機は、さらに、
前記回転体面及び前記固定体面と協働して前記圧縮室を区画するシリンダ内周面を有するシリンダ部であって、前記回転体及び前記固定体を収容するシリンダ部と、
前記シリンダ部に設けられ、前記圧縮空間と連通することにより前記圧縮空間内で圧縮された流体を吐出させる吐出通路と、
を備えている、
請求項1~7のうちいずれか一項に記載の圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE112020000766.9T DE112020000766T5 (de) | 2019-02-12 | 2020-01-23 | Verdichter |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019-022461 | 2019-02-12 | ||
| JP2019022461A JP7092061B2 (ja) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | 圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2020166290A1 true WO2020166290A1 (ja) | 2020-08-20 |
Family
ID=72043857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/002209 Ceased WO2020166290A1 (ja) | 2019-02-12 | 2020-01-23 | 圧縮機 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7092061B2 (ja) |
| DE (1) | DE112020000766T5 (ja) |
| WO (1) | WO2020166290A1 (ja) |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH09511301A (ja) * | 1994-02-25 | 1997-11-11 | レジ ユー.エス.,インコーポレイテッド | 軸方向翼回転装置及びその密封システム |
| KR20050059753A (ko) * | 2003-12-15 | 2005-06-21 | 엘지전자 주식회사 | 베인식 압축기의 가스누설 저감장치 |
| WO2007129403A1 (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Okamura Yugen Kaisha | 回転型流体機械 |
-
2019
- 2019-02-12 JP JP2019022461A patent/JP7092061B2/ja active Active
-
2020
- 2020-01-23 DE DE112020000766.9T patent/DE112020000766T5/de not_active Withdrawn
- 2020-01-23 WO PCT/JP2020/002209 patent/WO2020166290A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH09511301A (ja) * | 1994-02-25 | 1997-11-11 | レジ ユー.エス.,インコーポレイテッド | 軸方向翼回転装置及びその密封システム |
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| WO2007129403A1 (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Okamura Yugen Kaisha | 回転型流体機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7092061B2 (ja) | 2022-06-28 |
| DE112020000766T5 (de) | 2022-01-05 |
| JP2020128742A (ja) | 2020-08-27 |
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