気体圧縮機
【課題】気体圧縮機において、２段階の圧縮空間を有し、ベーンが１段階目の空間に位置するときと２段階目の圧縮空間に位置するときとで、背圧を適切に調整する。
【解決手段】ロータ５０とシリンダ４０との間に形成された、容積の互いに異なる２つの圧縮用の空間Ｓ１，Ｓ２のうち相対的に容積の大きい第１空間Ｓ１で圧縮された冷媒ガスＧを相対的に容積の小さい第２空間Ｓ２に供給するように、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを通じさせる中間通路Ｓ３と、第２空間Ｓ２で圧縮された冷媒ガスＧの圧力（高圧Ｐ２）に依存した中圧Ｐ４の冷凍機油Ｒをベーン５８の背圧として供給する背圧通路の一部を構成するサライ溝２５と、サライ溝２５と中間通路Ｓ３とを通じさせる減圧通路２７ａ，２７ｂ（減圧部）とを備える。
【解決手段】ロータ５０とシリンダ４０との間に形成された、容積の互いに異なる２つの圧縮用の空間Ｓ１，Ｓ２のうち相対的に容積の大きい第１空間Ｓ１で圧縮された冷媒ガスＧを相対的に容積の小さい第２空間Ｓ２に供給するように、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを通じさせる中間通路Ｓ３と、第２空間Ｓ２で圧縮された冷媒ガスＧの圧力（高圧Ｐ２）に依存した中圧Ｐ４の冷凍機油Ｒをベーン５８の背圧として供給する背圧通路の一部を構成するサライ溝２５と、サライ溝２５と中間通路Ｓ３とを通じさせる減圧通路２７ａ，２７ｂ（減圧部）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気体圧縮機に関し、詳細には，ベーンロータリ形式の気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和システムには、冷媒ガスなどの気体を圧縮して、空気調和システムに気体を循環させるための気体圧縮機（コンプレッサ）が用いられている。
【０００３】
この気体圧縮機には種々の形式のものがあるが、そのうちの一つとして、ベーンロータリ形式のものが知られている。
【０００４】
ベーンロータリ形式の気体圧縮機は、概略楕円形状の輪郭の内周面を有するシリンダの内部の、その内周面で囲まれた内部空間内に、円の輪郭を有する円柱状のロータが配置され、ロータの外周には外方に突出可能とされた複数枚のベーンが埋め込まれ、それらのベーンの突出側の先端がシリンダの内周面に接することで、シリンダの内周面とロータの外周面とで囲まれた空間が、ベーンによって複数の空間（圧縮室）に区切られ、これらの区切って得られた各圧縮室の容積がロータの回転に伴って変化することで、各圧縮室に吸入された気体を圧縮するようになっている（特許文献１）。
【０００５】
ここで、ベーンロータリ形式の気体圧縮機には、シリンダの内周面の輪郭形状が楕円ではなく円のものもあるが、この輪郭形状が円形状の内周面のシリンダを有する気体圧縮機は、シリンダの中心に対してロータの中心を偏心させて回転させるものとなっている。
【０００６】
この偏心したロータの気体圧縮機は、ロータの外周面とシリンダの内周面とが１点で接するように形成されているため、ロータとシリンダとの間には圧縮用の空間が１つだけ形成され、気体の吸入、気体の圧縮、気体の吐出という１サイクルは、ロータが３６０度回転することで完了する（特許文献２）。
【０００７】
一方、輪郭形状が略楕円形状の内周面のシリンダを有する気体圧縮機は、シリンダの中心に対して対称となる２点で、ロータの外周面とシリンダの内周面とが接するように形成されているため、ロータとシリンダとの間には圧縮用の空間が２つ形成され、各圧縮用の空間の範囲で、すなわちロータが１８０度回転する間に、気体の吸入、気体の圧縮、気体の吐出という１サイクルが完了する。
【０００８】
なお、圧縮用の空間が２つ形成された気体圧縮機は、各空間で気体の吸入、圧縮、吐出の各行程が完結する。
【０００９】
ところで、気体圧縮機単体でのエネルギー消費効率（ＣＯＰ：coefficient of performance）を向上させようとするとき、圧縮行程と吐出行程とが占める期間（回転角度）を長く確保するのが有効である。
【００１０】
そして、輪郭形状が略楕円形状の内周面のシリンダを有する気体圧縮機においてこれを実現するものとして、上述した２箇所の圧縮用の空間のうち一方を１段階目の圧縮に使い、残りの一方を２段階目の圧縮に使うようにして、１段階目の空間と２段階目の空間とをパイプで繋いだものが提案されている（特許文献３）。
【００１１】
この特許文献３に記載された技術は、２段階目の空間（第２の空間）を１段階目の空間（第１の空間）よりも相対的に小さく形成し、第１の空間で圧縮された気体をパイプを介して第２の空間に供給し、第２の空間で気体をさらに圧縮することで、全体として圧縮行程の期間を長くしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−２２３５２６号公報
【特許文献２】特開昭５９−０４１６９１号公報
【特許文献３】実開昭５８−１１１３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで、ベーンロータリ形式の気体圧縮機におけるベーンは、この気体圧縮機の内部に溜められて、圧縮用の空間から吐出した気体の圧力に依存した油圧（圧縮用の空間から吐出した気体の圧力と同等の油圧を絞って圧力を低下させた油圧）の冷凍機油を背圧として用いることで、ロータから突出するように構成されている。
【００１４】
しかし、特許文献３に記載の技術によると、第１の空間において形成された圧縮室は、第２の空間において形成された圧縮室よりも内部の圧力が低いため、第２の空間における圧縮室から吐出した気体の圧力に依存した油圧の冷凍機油を、第２の空間における圧縮室のベーンと同様に第１の空間における圧縮室のベーンに作用させたのでは、第１の空間においてはベーンの突出側先端とシリンダの内周面との接触圧力が高過ぎて摩擦抵抗の損失が大きく、動力の無駄を生じるなどの問題がある。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、圧縮圧力が互いに異なる２段階の圧縮空間（第１の空間および第２の空間）を有し、圧縮圧力が相対的に低い（容積が相対的に大きい）第１の空間に位置するベーンに作用する背圧を適切に調整した気体圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る気体圧縮機は、突出するベーンを有するロータとシリンダとの間に形成された、容積の互いに異なる２つの圧縮用の空間と、前記２つの圧縮用の空間のうち相対的に容積の大きい第１の空間で圧縮された気体を前記２つの圧縮用の空間のうち相対的に容積の小さい第２の空間に供給するように、前記第１の空間と前記第２の空間とを通じさせる中間通路と、前記第２の空間で圧縮された前記気体の圧力に依存した圧力の冷凍機油を前記ベーンの背圧として供給する背圧通路と、前記背圧通路のうち前記第１の空間に位置するベーンに通じた第１空間用背圧通路における前記冷凍機油の油圧を低下させる減圧部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る気体圧縮機によれば、２段階の圧縮空間を有し、ベーンが１段階目の空間に位置するときと２段階目の圧縮空間に位置するときとで、背圧を適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態としてのベーンロータリ形式のコンプレッサを示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【図３】図１における要部をかくだいした図である。
【図４】（ａ）はリヤサイドブロックの、ロータおよびシリンダの端面に対向する面を示す図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の気体圧縮機に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態としてのベーンロータリ形式の電動コンプレッサ１００（気体圧縮機）を示す縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【００２１】
図示の電動コンプレッサ１００は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（いずれも図示を省略する。）とともに冷却媒体の循環経路上に設けられている。
【００２２】
そして、コンプレッサ１００は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体としての冷媒ガスＧを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスＧを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は、圧縮された冷媒ガスＧを液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。
【００２３】
高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。
【００２４】
コンプレッサ１００は、ハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０と、圧縮機本体６０から吐出された冷媒ガスＧに混入した冷凍機油Ｒを遠心分離するサイクロンブロック７０と、圧縮機本体６０を回転駆動するモータ８０と、モータ８０の回転を制御するインバータ９０とを備えている。
【００２５】
ハウジング１０には、蒸発器から低圧Ｐ１（例えば、３［ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ］）の冷媒ガスＧが吸入される吸入ポート（図示を略す。）と、圧縮機本体６０で圧縮され、冷凍機油Ｒが分離された高圧Ｐ２（例えば、２０［ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ］）の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート（図示を略す。）とが形成されている。
【００２６】
ハウジング１０の内部には、ハウジング１０の内面と圧縮機本体６０の外面とによって、吸入ポートに通じる空間である吸入室３１（内部圧力は低圧Ｐ１）と吐出ポートに通じる空間である吐出室２１（内部圧力は高圧Ｐ２）とが区画して形成されている。なお、吸入室３１にモータ８０が配置されている。
【００２７】
圧縮機本体６０は、回転軸５１と、ロータ５０と、シリンダ４０と、５つのベーン５８と、フロントサイドブロック３０と、リヤサイドブロック２０と、サイクロンブロック７０（油分離器）とからなる。
【００２８】
回転軸５１は、インバータ９０で制御されたモータ８０の駆動力により、その軸回りに回転駆動される。
【００２９】
ロータ５０は、回転軸５１と同軸の円柱状を呈し、回転軸５１と一体的に回転する。
【００３０】
シリンダ４０は、図２に示すように、円柱状のロータ５０の外周面５３の外方を取り囲む断面輪郭が概略楕円形状の内周面４９を有するとともに、両端が開放された形状を呈している。
【００３１】
なお、シリンダ４０の内周面４９に短径部では、シリンダ４０の内周面４９とロータ５０の外周面５３とが略接するように形成されている。すなわち、回転軸５１を挟んで互いに略対称の位置にある２点Ｅ１，Ｅ２において、シリンダ４０の内周面４９とロータ５０の外周面５３とが略接する。
【００３２】
ベーン５８は、ロータ５０の両端面まで延びたベーン溝５９に埋設され、ベーン溝５９のうちロータ５０の両端面に開口した部分を介して供給された冷凍機油Ｒによるベーン背圧を受けて、ロータ５０の外周面５３から外方に向けて（シリンダ４０の内周面４９に向けて）突出可能とされ、その突出側の先端がシリンダ４０の内周面４９の輪郭形状に追従するように突出量が可変とされ、回転軸５１回りに等角度間隔で５つ備えられている。
【００３３】
フロントサイドブロック３０は、シリンダ４０の両側端面のうち吸入室３１側の端面を覆うように固定され、リヤサイドブロック２０は、シリンダ４０の両側端面のうち吐出室２１側の端面を覆うように固定されている。
【００３４】
また、これら２つのサイドブロック２０、３０の略中央部には、ロータ５０の両端面から突出した回転軸５１の部分をそれぞれ回転自在に支持する貫通孔である軸受け２８，３８が形成されている。
【００３５】
圧縮機本体６０のうち、ロータ５０とシリンダ４０との間には、図２に示したように、ロータ５０の回転中心である回転軸５１回りの、２つの接点Ｅ１，Ｅ２の間に容積の互いに異なる２つの圧縮用の空間Ｓ１，Ｓ２が形成される。
【００３６】
なお、厳密には、これらの空間Ｓ１，Ｓ２は、２つのサイドブロック２０，３０によって、ロータ５０およびシリンダ４０の両端面側が覆われることによって閉じた空間として区画される。
【００３７】
ここで、２つの空間Ｓ１，Ｓ２のうち容積が相対的に大きい第１空間Ｓ１（第１の空間）は、ロータ５０とシリンダ４０との間の、ロータ５０の半径方向に沿った距離がＨ１、容積が相対的に小さい第２空間Ｓ２（第２の空間）は、ロータ５０とシリンダ４０との間の、ロータ５０の半径方向に沿った距離がＨ２（＜Ｈ１）にそれぞれ形成されている。
【００３８】
ロータ５０は図２の矢印方向（図示において時計回り方向）に回転するが、上述した各空間Ｓ１，Ｓ２はロータ５０の回転方向に沿って相前後する２つのベーン５８，５８によってそれぞれ小さい空間に仕切られ、このベーン５８，５８により仕切って得られた小さい空間はロータ５０の回転にしたがってその容積が変化する圧縮室５２となる。
【００３９】
また、第１空間Ｓ１のうちロータ５０の回転方向下流側の端の部分に臨むシリンダ４０の部分には、この第１空間Ｓ１に通じた吐出孔４１が形成されている。
【００４０】
一方、第２空間Ｓ２のうちロータ５０の回転方向上流側の端の部分に臨むシリンダ４０の部分には、この第２空間Ｓ２に通じた吸入孔４２が形成されている。
【００４１】
そして、シリンダ４０には、この吐出孔４１と吸入孔４２とを繋ぐ中間通路Ｓ３が形成されている。つまり、第１空間Ｓ１で圧縮された冷媒ガスＧが第２空間Ｓ２に供給されるように、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とが中間通路Ｓ３によって通じている。
【００４２】
なお、中間通路Ｓ３は、シリンダ４０の両端面まで延びて形成されていて、これらの両端面にそれぞれ密着して設けられる各サイドブロック２０，３０にも、その中間通路Ｓ３に対応する部分に、中間通路Ｓ３と同じ輪郭形状の凹部が形成されており、これらのサイドブロック２０，３０にそれぞれ形成された凹部まで含めて中間通路Ｓ３を形成している（例えば、図４（ａ）に示したリヤサイドブロック２０を参照）。
【００４３】
吐出孔４１には開閉弁４３が設けられている。この開閉弁４３は、第１空間Ｓ１における複数の圧縮室５２のうち吐出孔４１を通過している圧縮室５２の内部の圧力が所定の中間圧力Ｐ３（Ｐ１＜Ｐ３＜Ｐ２）以上になったとき開き、所定の中間圧力Ｐ３未満のときは閉じるように形成されているとともに、冷媒ガスＧの流れの向きを、第１空間Ｓ１から中間通路Ｓ３に向けた向きに制限し、これとは反対向きには流れないようにする逆止弁としても機能する。
【００４４】
また、第２空間Ｓ２のうちロータ５０の回転方向下流側の端の部分に臨むシリンダ４０の部分には、この第２空間Ｓ２に通じた吐出孔４４が形成されている。
【００４５】
そして、この吐出孔４４はリヤサイドブロック２０に形成された連通孔２２に通じ、連通孔２２はサイクロンブロック７０に通じている。
【００４６】
吐出孔４４にも開閉弁４５が設けられている。この開閉弁４５は、第２空間Ｓ２における複数の圧縮室５２のうち吐出孔４４を通過している圧縮室５２の内部の圧力が所定の高圧Ｐ２以上になったとき開き、所定の高圧Ｐ２未満のときは閉じるように形成されているとともに、冷媒ガスＧの流れの向きを、第２空間Ｓ２からサイクロンブロック７０に向けた向きに制限し、これとは反対向きには流れないようにする逆止弁としても機能する。
【００４７】
複数の圧縮室５２のうち第１空間Ｓ１の回転方向上流側に位置した圧縮室５２は、ロータ５０の回転にしたがって容積が増大するが、吸入室３１に連なる吸入通路Ｓ４が圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８の間にあるときは、圧縮室５２の容積増大の過程で、吸入室３１の冷媒ガスＧが吸入通路Ｓ４を通って圧縮室５２の内部に吸入される吸入行程となる。
【００４８】
圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８のうち回転方向上流側のベーン５８が吸入通路Ｓ４を通過したとき、その圧縮室５２は完全に閉じた空間として区切られるとともに、その容積は最大となっている。
【００４９】
そして、その圧縮室５２は、その後、ロータ５０の回転にしたがって容積が徐々に小さくなり、圧縮室５２内部の冷媒ガスＧが圧縮される圧縮行程となっている。
【００５０】
ロータ５０の回転がさらに進み圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８のうち回転方向下流側（前側）のベーン５８が吐出孔４１を通過し、圧縮室５２の内部の圧力が中間圧力Ｐ３以上まで圧縮されると、吐出孔４１に設けられた開閉弁４３が開き、圧縮室５２の内部に閉じこめられて圧縮された冷媒ガスＧが中間通路Ｓ３に流れ込む。
【００５１】
そして、この中間通路Ｓ３に流れ込んだ中間圧力Ｐ３の冷媒ガスＧは、第２空間Ｓ２に臨む吸入孔４２を通って第２空間Ｓ２において形成された圧縮室５２の内部に流れ込む。
【００５２】
複数の圧縮室５２のうち第２空間Ｓ２の回転方向上流側に位置した圧縮室５２は、ロータ５０の回転にしたがって容積が増大するが、中間通路Ｓ３に連なる吸入孔４２が圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８の間にあるときは、圧縮室５２の容積増大の過程で、吸入室３１の冷媒ガスＧが吸入通路Ｓ４を通って圧縮室５２の内部に吸入される吸入行程となる。
【００５３】
圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８のうち回転方向上流側のベーン５８が吸入孔４２を通過したとき、その圧縮室５２は完全に閉じた空間として区切られるとともに、その容積は最大となっている。
【００５４】
そして、その圧縮室５２は、その後、ロータ５０の回転にしたがって容積が徐々に小さくなり、圧縮室５２内部の冷媒ガスＧが中間圧力Ｐ３よりもさらに高圧に圧縮される圧縮行程となっている。
【００５５】
ロータ５０の回転がさらに進み圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８のうち回転方向下流側（前側）のベーン５８が吐出孔４４を通過し、圧縮室５２の内部の圧力が高圧Ｐ２以上まで圧縮されると、吐出孔４４に設けられた開閉弁４５が開き、圧縮室５２の内部に閉じこめられて圧縮された冷媒ガスＧがリヤサイドブロック２０の連通孔２２を通ってサイクロンブロック７０の内部に流れ込む。
【００５６】
このように、本実施形態のコンプレッサ１００における圧縮機本体６０は、低圧Ｐ１の冷媒ガスＧを第１空間Ｓ１で中間圧力Ｐ３まで、第１段階として圧縮し、その後、中間圧力Ｐ３の冷媒ガスＧを第２空間Ｓ２で高圧Ｐ２まで、第２段階として圧縮するように形成されている。
【００５７】
サイクロンブロック７０は、リヤサイドブロック２０の外面に密着して取り付けられていて、遠心分離により、冷媒ガスＧに混入している冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するものである。
【００５８】
サイクロンブロック７０によって冷凍機油Ｒが分離された冷媒ガスＧは吐出室２１に放出され、吐出ポートを通って凝縮器に吐出される。
【００５９】
一方、冷媒ガスＧから分離された冷凍機油Ｒは吐出室２１の底部に貯められて、ベーン５８を突出させる作動油等として利用される。
【００６０】
具体的には、吐出室２１を仕切っているリヤサイドブロック２０の下部のうち吐出室２１に溜まっている冷凍機油Ｒに浸かる部分には、図３に示すように、リヤサイドブロック２０の軸受け２８まで延びた導油路２３が開口している。
【００６１】
この導油路２３は、吐出室２１の内部の圧力（高圧Ｐ２）により、吐出室２１の底部に貯められた冷凍機油Ｒを吐出室２１から軸受け２８まで導くためにリヤサイドブロック２０に形成された通路である。
【００６２】
上述したように、吐出室２１の内部の圧力により軸受け２８まで導かれた冷凍機油Ｒは、軸受け２８と回転軸５１の外周面５１ａとの間の僅かな隙間を通って、図４（ａ）に示すように、リヤサイドブロックに形成された油圧供給溝（以下、サライ溝という。）２５，２６に供給される。このとき、冷凍機油Ｒは軸受け２８と回転軸５１の外周面５１ａとの間の僅かな隙間によって絞られるため、圧力損失が生じ、サライ溝２５，２６に到達した冷凍機油Ｒの圧力は、高圧Ｐ２よりも低く、かつ中間圧力Ｐ３よりも高い中圧Ｐ４（Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ２；例えば、１６［ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ］）となっている。
【００６３】
この中圧Ｐ４は、絞られる前の高圧Ｐ２に依存した圧力となっていて、通常は、高圧Ｐ２の７０〜８０［％］程度である。
【００６４】
サライ溝２５，２６は、ロータ５０の端面に対向しているが、このロータ５０の端面にはベーン溝５９が開口しているため、ロータ５０の回転によって何れかのベーン溝５９がサライ溝２５，２６に対向し、このサライ溝２５，２６にベーン溝５９が対向している期間（サライ溝２６，２６の形成されている角度範囲に対応した期間）中だけ、その対向しているベーン溝５９にサライ溝２５，２６から中圧Ｐ４の冷凍機油Ｒが供給され、その供給された冷凍機油Ｒがベーン５８を突出させるための背圧として作用する。
【００６５】
このように、導油路２３（高圧Ｐ２）、軸受け２８と回転軸５１の外周面５１ａとの間の僅かな隙間（高圧Ｐ２→中圧Ｐ４）、サライ溝２５，２６（中圧Ｐ４）、およびベーン溝５９（中圧Ｐ４）は、冷凍機油Ｒをベーン５８の背圧として供給する背圧通路として機能している。
【００６６】
ここで、２つのサライ溝２５，２６のうち一方のサライ溝２５は、第１空間Ｓ１に位置するベーン溝５９のベーン５８に通じる第１空間Ｓ１用の背圧通路（第１空間用背圧通路）に相当し、他方のサライ溝２６は、第２空間Ｓ２に位置するベーン溝５９のベーン５８に通じる第２空間Ｓ２用の背圧通路に相当する。
【００６７】
また、第１空間Ｓ１用の背圧通路を構成している、第１空間Ｓ１側のサライ溝２５には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、リヤサイドブロック２０における中間通路Ｓ３（シリンダ４０に形成された中間通路Ｓ３と同じ輪郭形状の凹部）に繋がる減圧通路２７ａ，２７ｂが形成されている。
【００６８】
なお、減圧通路を、図４に示すように２つの減圧通路２７ａ，２７ｂを繋いだ構造としている理由は、サライ溝２５と中間通路Ｓ３とを繋ぐための経路を単一の加工によって形成することが難しいためであり、手間をかけての加工が許容される場合は、単一の減圧通路によって構成されてもよい。
【００６９】
このように、本実施形態のコンプレッサ１００は、第１空間Ｓ１側のサライ溝２５が減圧通路２７ａ，２７ｂにより中間圧力Ｐ３の中間通路Ｓ３に繋がっているため、このサライ溝２５の冷凍機油Ｒの油圧は、元の中圧Ｐ４よりも低い中間圧力Ｐ３まで低減される。
【００７０】
この結果、第１空間Ｓ１に位置するベーン溝５９には、中圧Ｐ４よりも低い中間圧力Ｐ３の冷凍機油Ｒがベーン５８の背圧として作用する。
【００７１】
一方、第２空間Ｓ２に位置するベーン溝５９には、中圧Ｐ４の冷凍機油Ｒがベーン５８の背圧として作用する。
【００７２】
ここで、第１空間Ｓ１において形成されている圧縮室５２の内部の圧力は、最大でも中間通路Ｓ３における圧力（中間圧力Ｐ３）であり、第２空間Ｓ２において形成されている圧縮室５２の内部の圧力は、最小で中間通路Ｓ３の圧力（中間圧力Ｐ３）であり、最大で吐出室２１における圧力（高圧Ｐ２）である。
【００７３】
すなわち、第１空間Ｓ１で形成された圧縮室５２の内部圧力は第２空間Ｓ２で形成された圧縮室５２の内部圧力よりも小さいため、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧は、第２空間Ｓ２で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧よりも低くてよい。
【００７４】
本実施形態のコンプレッサ１００は、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧が、前述した減圧通路２７ａ，２７ｂによって第２空間Ｓ２で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧よりも低く設定されている。
【００７５】
この結果、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成するベーン５８の先端とシリンダ４０の内周面４９との間で、過度の強い接触を防止することができ、コンプレッサ１００を駆動するための動力の無駄を防止することができる。
【００７６】
なお、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧は、第１空間Ｓ１での圧縮室５２の内部圧力の最大値である中間圧力Ｐ３であるため、この圧縮室５２の内部圧力との均衡で定められるベーン５８の背圧として低いということはなく、したがって、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成する上で、適正なものということができる。
【００７７】
一方、第２空間Ｓ２で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧は、従来の一般的な略楕円形状の内周面のシリンダを有するコンプレッサにおけるものと同等の中圧Ｐ４であるため、第２空間Ｓ２で圧縮室５２を形成する上で、適正なものということができる。
【００７８】
以上の通り、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、２段階の圧縮空間（第１空間Ｓ１、第２空間Ｓ２）を有し、ベーン５８が１段階目の圧縮空間である第１空間Ｓ１に位置するときと２段階目の圧縮空間である第２空間Ｓ２に位置するときとで、ベーン５８の背圧を適切に調整することができる。
【００７９】
なお、本実施形態のコンプレッサ１００は、第１空間Ｓ１用の背圧通路における冷凍機油Ｒの油圧を低下させる機能を発揮する部分が、第１空間Ｓ１用の用背圧通路と中間通路Ｓ３とを通じさせるように形成された減圧通路２７ａ，２７ｂという形態で適用されたものあるが、本発明の気体圧縮機は、第１空間Ｓ１用の背圧通路における冷凍機油Ｒの油圧を低下させる機能を発揮する部分は通路という形態ではなく、例えば容積を急激に膨張させることで減圧させる減圧空間のような形態であってもよく、第１空間Ｓ１用の用背圧通路の圧力を減圧させる機能を発揮する部分（減圧部）であれば、いかなる形態を採用してもよい。
【００８０】
また、減圧部は、第１空間Ｓ１用の背圧通路における冷凍機油Ｒの油圧を、中間圧力Ｐ３まで減圧させるものに限定されるものでもなく、少なくとも、既存の第１空間Ｓ１用の背圧通路における冷凍機油Ｒの油圧よりも低減させるものであればよい。
【００８１】
ただし、その場合であっても、第１空間Ｓ１において形成された圧縮室５２を維持しうる程度のベーン背圧は必要であるため、第１空間Ｓ１において形成された圧縮室５２から中間通路Ｓ３に吐出される冷媒ガスＧの圧力、すなわち中間圧力Ｐ３程度の油圧は確保させることが好ましい。
【００８２】
本実施形態のコンプレッサ１００は、回転軸５１回りに等角度間隔で５つのベーン５８を備えた形態であるが、本発明に係る気体圧縮機は、ベーンの数によって限定されるものではなく、複数のベーンを備えたものであれば、５つ以上のベーンを備えたものであってもよいし、４つ以下（２つ以上）のベーンを備えたものであってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
２０ リヤサイドブロック（圧縮機本体の一部）
２５ サライ溝（第１空間用背圧通路）
２７ａ，２７ｂ 減圧通路（減圧通路、減圧部）
４０ シリンダ
５０ ロータ
Ｓ１ 第１空間（第１の空間）
Ｓ２ 第２空間（第２の空間）
Ｓ３ 中間通路
Ｇ 冷媒ガス（気体）
Ｒ 冷凍機油
【技術分野】
【０００１】
本発明は気体圧縮機に関し、詳細には，ベーンロータリ形式の気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和システムには、冷媒ガスなどの気体を圧縮して、空気調和システムに気体を循環させるための気体圧縮機（コンプレッサ）が用いられている。
【０００３】
この気体圧縮機には種々の形式のものがあるが、そのうちの一つとして、ベーンロータリ形式のものが知られている。
【０００４】
ベーンロータリ形式の気体圧縮機は、概略楕円形状の輪郭の内周面を有するシリンダの内部の、その内周面で囲まれた内部空間内に、円の輪郭を有する円柱状のロータが配置され、ロータの外周には外方に突出可能とされた複数枚のベーンが埋め込まれ、それらのベーンの突出側の先端がシリンダの内周面に接することで、シリンダの内周面とロータの外周面とで囲まれた空間が、ベーンによって複数の空間（圧縮室）に区切られ、これらの区切って得られた各圧縮室の容積がロータの回転に伴って変化することで、各圧縮室に吸入された気体を圧縮するようになっている（特許文献１）。
【０００５】
ここで、ベーンロータリ形式の気体圧縮機には、シリンダの内周面の輪郭形状が楕円ではなく円のものもあるが、この輪郭形状が円形状の内周面のシリンダを有する気体圧縮機は、シリンダの中心に対してロータの中心を偏心させて回転させるものとなっている。
【０００６】
この偏心したロータの気体圧縮機は、ロータの外周面とシリンダの内周面とが１点で接するように形成されているため、ロータとシリンダとの間には圧縮用の空間が１つだけ形成され、気体の吸入、気体の圧縮、気体の吐出という１サイクルは、ロータが３６０度回転することで完了する（特許文献２）。
【０００７】
一方、輪郭形状が略楕円形状の内周面のシリンダを有する気体圧縮機は、シリンダの中心に対して対称となる２点で、ロータの外周面とシリンダの内周面とが接するように形成されているため、ロータとシリンダとの間には圧縮用の空間が２つ形成され、各圧縮用の空間の範囲で、すなわちロータが１８０度回転する間に、気体の吸入、気体の圧縮、気体の吐出という１サイクルが完了する。
【０００８】
なお、圧縮用の空間が２つ形成された気体圧縮機は、各空間で気体の吸入、圧縮、吐出の各行程が完結する。
【０００９】
ところで、気体圧縮機単体でのエネルギー消費効率（ＣＯＰ：coefficient of performance）を向上させようとするとき、圧縮行程と吐出行程とが占める期間（回転角度）を長く確保するのが有効である。
【００１０】
そして、輪郭形状が略楕円形状の内周面のシリンダを有する気体圧縮機においてこれを実現するものとして、上述した２箇所の圧縮用の空間のうち一方を１段階目の圧縮に使い、残りの一方を２段階目の圧縮に使うようにして、１段階目の空間と２段階目の空間とをパイプで繋いだものが提案されている（特許文献３）。
【００１１】
この特許文献３に記載された技術は、２段階目の空間（第２の空間）を１段階目の空間（第１の空間）よりも相対的に小さく形成し、第１の空間で圧縮された気体をパイプを介して第２の空間に供給し、第２の空間で気体をさらに圧縮することで、全体として圧縮行程の期間を長くしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−２２３５２６号公報
【特許文献２】特開昭５９−０４１６９１号公報
【特許文献３】実開昭５８−１１１３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ここで、ベーンロータリ形式の気体圧縮機におけるベーンは、この気体圧縮機の内部に溜められて、圧縮用の空間から吐出した気体の圧力に依存した油圧（圧縮用の空間から吐出した気体の圧力と同等の油圧を絞って圧力を低下させた油圧）の冷凍機油を背圧として用いることで、ロータから突出するように構成されている。
【００１４】
しかし、特許文献３に記載の技術によると、第１の空間において形成された圧縮室は、第２の空間において形成された圧縮室よりも内部の圧力が低いため、第２の空間における圧縮室から吐出した気体の圧力に依存した油圧の冷凍機油を、第２の空間における圧縮室のベーンと同様に第１の空間における圧縮室のベーンに作用させたのでは、第１の空間においてはベーンの突出側先端とシリンダの内周面との接触圧力が高過ぎて摩擦抵抗の損失が大きく、動力の無駄を生じるなどの問題がある。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、圧縮圧力が互いに異なる２段階の圧縮空間（第１の空間および第２の空間）を有し、圧縮圧力が相対的に低い（容積が相対的に大きい）第１の空間に位置するベーンに作用する背圧を適切に調整した気体圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る気体圧縮機は、突出するベーンを有するロータとシリンダとの間に形成された、容積の互いに異なる２つの圧縮用の空間と、前記２つの圧縮用の空間のうち相対的に容積の大きい第１の空間で圧縮された気体を前記２つの圧縮用の空間のうち相対的に容積の小さい第２の空間に供給するように、前記第１の空間と前記第２の空間とを通じさせる中間通路と、前記第２の空間で圧縮された前記気体の圧力に依存した圧力の冷凍機油を前記ベーンの背圧として供給する背圧通路と、前記背圧通路のうち前記第１の空間に位置するベーンに通じた第１空間用背圧通路における前記冷凍機油の油圧を低下させる減圧部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る気体圧縮機によれば、２段階の圧縮空間を有し、ベーンが１段階目の空間に位置するときと２段階目の圧縮空間に位置するときとで、背圧を適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態としてのベーンロータリ形式のコンプレッサを示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【図３】図１における要部をかくだいした図である。
【図４】（ａ）はリヤサイドブロックの、ロータおよびシリンダの端面に対向する面を示す図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の気体圧縮機に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態としてのベーンロータリ形式の電動コンプレッサ１００（気体圧縮機）を示す縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【００２１】
図示の電動コンプレッサ１００は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（いずれも図示を省略する。）とともに冷却媒体の循環経路上に設けられている。
【００２２】
そして、コンプレッサ１００は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体としての冷媒ガスＧを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスＧを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は、圧縮された冷媒ガスＧを液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。
【００２３】
高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。
【００２４】
コンプレッサ１００は、ハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０と、圧縮機本体６０から吐出された冷媒ガスＧに混入した冷凍機油Ｒを遠心分離するサイクロンブロック７０と、圧縮機本体６０を回転駆動するモータ８０と、モータ８０の回転を制御するインバータ９０とを備えている。
【００２５】
ハウジング１０には、蒸発器から低圧Ｐ１（例えば、３［ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ］）の冷媒ガスＧが吸入される吸入ポート（図示を略す。）と、圧縮機本体６０で圧縮され、冷凍機油Ｒが分離された高圧Ｐ２（例えば、２０［ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ］）の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート（図示を略す。）とが形成されている。
【００２６】
ハウジング１０の内部には、ハウジング１０の内面と圧縮機本体６０の外面とによって、吸入ポートに通じる空間である吸入室３１（内部圧力は低圧Ｐ１）と吐出ポートに通じる空間である吐出室２１（内部圧力は高圧Ｐ２）とが区画して形成されている。なお、吸入室３１にモータ８０が配置されている。
【００２７】
圧縮機本体６０は、回転軸５１と、ロータ５０と、シリンダ４０と、５つのベーン５８と、フロントサイドブロック３０と、リヤサイドブロック２０と、サイクロンブロック７０（油分離器）とからなる。
【００２８】
回転軸５１は、インバータ９０で制御されたモータ８０の駆動力により、その軸回りに回転駆動される。
【００２９】
ロータ５０は、回転軸５１と同軸の円柱状を呈し、回転軸５１と一体的に回転する。
【００３０】
シリンダ４０は、図２に示すように、円柱状のロータ５０の外周面５３の外方を取り囲む断面輪郭が概略楕円形状の内周面４９を有するとともに、両端が開放された形状を呈している。
【００３１】
なお、シリンダ４０の内周面４９に短径部では、シリンダ４０の内周面４９とロータ５０の外周面５３とが略接するように形成されている。すなわち、回転軸５１を挟んで互いに略対称の位置にある２点Ｅ１，Ｅ２において、シリンダ４０の内周面４９とロータ５０の外周面５３とが略接する。
【００３２】
ベーン５８は、ロータ５０の両端面まで延びたベーン溝５９に埋設され、ベーン溝５９のうちロータ５０の両端面に開口した部分を介して供給された冷凍機油Ｒによるベーン背圧を受けて、ロータ５０の外周面５３から外方に向けて（シリンダ４０の内周面４９に向けて）突出可能とされ、その突出側の先端がシリンダ４０の内周面４９の輪郭形状に追従するように突出量が可変とされ、回転軸５１回りに等角度間隔で５つ備えられている。
【００３３】
フロントサイドブロック３０は、シリンダ４０の両側端面のうち吸入室３１側の端面を覆うように固定され、リヤサイドブロック２０は、シリンダ４０の両側端面のうち吐出室２１側の端面を覆うように固定されている。
【００３４】
また、これら２つのサイドブロック２０、３０の略中央部には、ロータ５０の両端面から突出した回転軸５１の部分をそれぞれ回転自在に支持する貫通孔である軸受け２８，３８が形成されている。
【００３５】
圧縮機本体６０のうち、ロータ５０とシリンダ４０との間には、図２に示したように、ロータ５０の回転中心である回転軸５１回りの、２つの接点Ｅ１，Ｅ２の間に容積の互いに異なる２つの圧縮用の空間Ｓ１，Ｓ２が形成される。
【００３６】
なお、厳密には、これらの空間Ｓ１，Ｓ２は、２つのサイドブロック２０，３０によって、ロータ５０およびシリンダ４０の両端面側が覆われることによって閉じた空間として区画される。
【００３７】
ここで、２つの空間Ｓ１，Ｓ２のうち容積が相対的に大きい第１空間Ｓ１（第１の空間）は、ロータ５０とシリンダ４０との間の、ロータ５０の半径方向に沿った距離がＨ１、容積が相対的に小さい第２空間Ｓ２（第２の空間）は、ロータ５０とシリンダ４０との間の、ロータ５０の半径方向に沿った距離がＨ２（＜Ｈ１）にそれぞれ形成されている。
【００３８】
ロータ５０は図２の矢印方向（図示において時計回り方向）に回転するが、上述した各空間Ｓ１，Ｓ２はロータ５０の回転方向に沿って相前後する２つのベーン５８，５８によってそれぞれ小さい空間に仕切られ、このベーン５８，５８により仕切って得られた小さい空間はロータ５０の回転にしたがってその容積が変化する圧縮室５２となる。
【００３９】
また、第１空間Ｓ１のうちロータ５０の回転方向下流側の端の部分に臨むシリンダ４０の部分には、この第１空間Ｓ１に通じた吐出孔４１が形成されている。
【００４０】
一方、第２空間Ｓ２のうちロータ５０の回転方向上流側の端の部分に臨むシリンダ４０の部分には、この第２空間Ｓ２に通じた吸入孔４２が形成されている。
【００４１】
そして、シリンダ４０には、この吐出孔４１と吸入孔４２とを繋ぐ中間通路Ｓ３が形成されている。つまり、第１空間Ｓ１で圧縮された冷媒ガスＧが第２空間Ｓ２に供給されるように、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とが中間通路Ｓ３によって通じている。
【００４２】
なお、中間通路Ｓ３は、シリンダ４０の両端面まで延びて形成されていて、これらの両端面にそれぞれ密着して設けられる各サイドブロック２０，３０にも、その中間通路Ｓ３に対応する部分に、中間通路Ｓ３と同じ輪郭形状の凹部が形成されており、これらのサイドブロック２０，３０にそれぞれ形成された凹部まで含めて中間通路Ｓ３を形成している（例えば、図４（ａ）に示したリヤサイドブロック２０を参照）。
【００４３】
吐出孔４１には開閉弁４３が設けられている。この開閉弁４３は、第１空間Ｓ１における複数の圧縮室５２のうち吐出孔４１を通過している圧縮室５２の内部の圧力が所定の中間圧力Ｐ３（Ｐ１＜Ｐ３＜Ｐ２）以上になったとき開き、所定の中間圧力Ｐ３未満のときは閉じるように形成されているとともに、冷媒ガスＧの流れの向きを、第１空間Ｓ１から中間通路Ｓ３に向けた向きに制限し、これとは反対向きには流れないようにする逆止弁としても機能する。
【００４４】
また、第２空間Ｓ２のうちロータ５０の回転方向下流側の端の部分に臨むシリンダ４０の部分には、この第２空間Ｓ２に通じた吐出孔４４が形成されている。
【００４５】
そして、この吐出孔４４はリヤサイドブロック２０に形成された連通孔２２に通じ、連通孔２２はサイクロンブロック７０に通じている。
【００４６】
吐出孔４４にも開閉弁４５が設けられている。この開閉弁４５は、第２空間Ｓ２における複数の圧縮室５２のうち吐出孔４４を通過している圧縮室５２の内部の圧力が所定の高圧Ｐ２以上になったとき開き、所定の高圧Ｐ２未満のときは閉じるように形成されているとともに、冷媒ガスＧの流れの向きを、第２空間Ｓ２からサイクロンブロック７０に向けた向きに制限し、これとは反対向きには流れないようにする逆止弁としても機能する。
【００４７】
複数の圧縮室５２のうち第１空間Ｓ１の回転方向上流側に位置した圧縮室５２は、ロータ５０の回転にしたがって容積が増大するが、吸入室３１に連なる吸入通路Ｓ４が圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８の間にあるときは、圧縮室５２の容積増大の過程で、吸入室３１の冷媒ガスＧが吸入通路Ｓ４を通って圧縮室５２の内部に吸入される吸入行程となる。
【００４８】
圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８のうち回転方向上流側のベーン５８が吸入通路Ｓ４を通過したとき、その圧縮室５２は完全に閉じた空間として区切られるとともに、その容積は最大となっている。
【００４９】
そして、その圧縮室５２は、その後、ロータ５０の回転にしたがって容積が徐々に小さくなり、圧縮室５２内部の冷媒ガスＧが圧縮される圧縮行程となっている。
【００５０】
ロータ５０の回転がさらに進み圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８のうち回転方向下流側（前側）のベーン５８が吐出孔４１を通過し、圧縮室５２の内部の圧力が中間圧力Ｐ３以上まで圧縮されると、吐出孔４１に設けられた開閉弁４３が開き、圧縮室５２の内部に閉じこめられて圧縮された冷媒ガスＧが中間通路Ｓ３に流れ込む。
【００５１】
そして、この中間通路Ｓ３に流れ込んだ中間圧力Ｐ３の冷媒ガスＧは、第２空間Ｓ２に臨む吸入孔４２を通って第２空間Ｓ２において形成された圧縮室５２の内部に流れ込む。
【００５２】
複数の圧縮室５２のうち第２空間Ｓ２の回転方向上流側に位置した圧縮室５２は、ロータ５０の回転にしたがって容積が増大するが、中間通路Ｓ３に連なる吸入孔４２が圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８の間にあるときは、圧縮室５２の容積増大の過程で、吸入室３１の冷媒ガスＧが吸入通路Ｓ４を通って圧縮室５２の内部に吸入される吸入行程となる。
【００５３】
圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８のうち回転方向上流側のベーン５８が吸入孔４２を通過したとき、その圧縮室５２は完全に閉じた空間として区切られるとともに、その容積は最大となっている。
【００５４】
そして、その圧縮室５２は、その後、ロータ５０の回転にしたがって容積が徐々に小さくなり、圧縮室５２内部の冷媒ガスＧが中間圧力Ｐ３よりもさらに高圧に圧縮される圧縮行程となっている。
【００５５】
ロータ５０の回転がさらに進み圧縮室５２を仕切っている２つのベーン５８，５８のうち回転方向下流側（前側）のベーン５８が吐出孔４４を通過し、圧縮室５２の内部の圧力が高圧Ｐ２以上まで圧縮されると、吐出孔４４に設けられた開閉弁４５が開き、圧縮室５２の内部に閉じこめられて圧縮された冷媒ガスＧがリヤサイドブロック２０の連通孔２２を通ってサイクロンブロック７０の内部に流れ込む。
【００５６】
このように、本実施形態のコンプレッサ１００における圧縮機本体６０は、低圧Ｐ１の冷媒ガスＧを第１空間Ｓ１で中間圧力Ｐ３まで、第１段階として圧縮し、その後、中間圧力Ｐ３の冷媒ガスＧを第２空間Ｓ２で高圧Ｐ２まで、第２段階として圧縮するように形成されている。
【００５７】
サイクロンブロック７０は、リヤサイドブロック２０の外面に密着して取り付けられていて、遠心分離により、冷媒ガスＧに混入している冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するものである。
【００５８】
サイクロンブロック７０によって冷凍機油Ｒが分離された冷媒ガスＧは吐出室２１に放出され、吐出ポートを通って凝縮器に吐出される。
【００５９】
一方、冷媒ガスＧから分離された冷凍機油Ｒは吐出室２１の底部に貯められて、ベーン５８を突出させる作動油等として利用される。
【００６０】
具体的には、吐出室２１を仕切っているリヤサイドブロック２０の下部のうち吐出室２１に溜まっている冷凍機油Ｒに浸かる部分には、図３に示すように、リヤサイドブロック２０の軸受け２８まで延びた導油路２３が開口している。
【００６１】
この導油路２３は、吐出室２１の内部の圧力（高圧Ｐ２）により、吐出室２１の底部に貯められた冷凍機油Ｒを吐出室２１から軸受け２８まで導くためにリヤサイドブロック２０に形成された通路である。
【００６２】
上述したように、吐出室２１の内部の圧力により軸受け２８まで導かれた冷凍機油Ｒは、軸受け２８と回転軸５１の外周面５１ａとの間の僅かな隙間を通って、図４（ａ）に示すように、リヤサイドブロックに形成された油圧供給溝（以下、サライ溝という。）２５，２６に供給される。このとき、冷凍機油Ｒは軸受け２８と回転軸５１の外周面５１ａとの間の僅かな隙間によって絞られるため、圧力損失が生じ、サライ溝２５，２６に到達した冷凍機油Ｒの圧力は、高圧Ｐ２よりも低く、かつ中間圧力Ｐ３よりも高い中圧Ｐ４（Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ２；例えば、１６［ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ］）となっている。
【００６３】
この中圧Ｐ４は、絞られる前の高圧Ｐ２に依存した圧力となっていて、通常は、高圧Ｐ２の７０〜８０［％］程度である。
【００６４】
サライ溝２５，２６は、ロータ５０の端面に対向しているが、このロータ５０の端面にはベーン溝５９が開口しているため、ロータ５０の回転によって何れかのベーン溝５９がサライ溝２５，２６に対向し、このサライ溝２５，２６にベーン溝５９が対向している期間（サライ溝２６，２６の形成されている角度範囲に対応した期間）中だけ、その対向しているベーン溝５９にサライ溝２５，２６から中圧Ｐ４の冷凍機油Ｒが供給され、その供給された冷凍機油Ｒがベーン５８を突出させるための背圧として作用する。
【００６５】
このように、導油路２３（高圧Ｐ２）、軸受け２８と回転軸５１の外周面５１ａとの間の僅かな隙間（高圧Ｐ２→中圧Ｐ４）、サライ溝２５，２６（中圧Ｐ４）、およびベーン溝５９（中圧Ｐ４）は、冷凍機油Ｒをベーン５８の背圧として供給する背圧通路として機能している。
【００６６】
ここで、２つのサライ溝２５，２６のうち一方のサライ溝２５は、第１空間Ｓ１に位置するベーン溝５９のベーン５８に通じる第１空間Ｓ１用の背圧通路（第１空間用背圧通路）に相当し、他方のサライ溝２６は、第２空間Ｓ２に位置するベーン溝５９のベーン５８に通じる第２空間Ｓ２用の背圧通路に相当する。
【００６７】
また、第１空間Ｓ１用の背圧通路を構成している、第１空間Ｓ１側のサライ溝２５には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、リヤサイドブロック２０における中間通路Ｓ３（シリンダ４０に形成された中間通路Ｓ３と同じ輪郭形状の凹部）に繋がる減圧通路２７ａ，２７ｂが形成されている。
【００６８】
なお、減圧通路を、図４に示すように２つの減圧通路２７ａ，２７ｂを繋いだ構造としている理由は、サライ溝２５と中間通路Ｓ３とを繋ぐための経路を単一の加工によって形成することが難しいためであり、手間をかけての加工が許容される場合は、単一の減圧通路によって構成されてもよい。
【００６９】
このように、本実施形態のコンプレッサ１００は、第１空間Ｓ１側のサライ溝２５が減圧通路２７ａ，２７ｂにより中間圧力Ｐ３の中間通路Ｓ３に繋がっているため、このサライ溝２５の冷凍機油Ｒの油圧は、元の中圧Ｐ４よりも低い中間圧力Ｐ３まで低減される。
【００７０】
この結果、第１空間Ｓ１に位置するベーン溝５９には、中圧Ｐ４よりも低い中間圧力Ｐ３の冷凍機油Ｒがベーン５８の背圧として作用する。
【００７１】
一方、第２空間Ｓ２に位置するベーン溝５９には、中圧Ｐ４の冷凍機油Ｒがベーン５８の背圧として作用する。
【００７２】
ここで、第１空間Ｓ１において形成されている圧縮室５２の内部の圧力は、最大でも中間通路Ｓ３における圧力（中間圧力Ｐ３）であり、第２空間Ｓ２において形成されている圧縮室５２の内部の圧力は、最小で中間通路Ｓ３の圧力（中間圧力Ｐ３）であり、最大で吐出室２１における圧力（高圧Ｐ２）である。
【００７３】
すなわち、第１空間Ｓ１で形成された圧縮室５２の内部圧力は第２空間Ｓ２で形成された圧縮室５２の内部圧力よりも小さいため、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧は、第２空間Ｓ２で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧よりも低くてよい。
【００７４】
本実施形態のコンプレッサ１００は、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧が、前述した減圧通路２７ａ，２７ｂによって第２空間Ｓ２で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧よりも低く設定されている。
【００７５】
この結果、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成するベーン５８の先端とシリンダ４０の内周面４９との間で、過度の強い接触を防止することができ、コンプレッサ１００を駆動するための動力の無駄を防止することができる。
【００７６】
なお、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧は、第１空間Ｓ１での圧縮室５２の内部圧力の最大値である中間圧力Ｐ３であるため、この圧縮室５２の内部圧力との均衡で定められるベーン５８の背圧として低いということはなく、したがって、第１空間Ｓ１で圧縮室５２を形成する上で、適正なものということができる。
【００７７】
一方、第２空間Ｓ２で圧縮室５２を形成するベーン５８の背圧は、従来の一般的な略楕円形状の内周面のシリンダを有するコンプレッサにおけるものと同等の中圧Ｐ４であるため、第２空間Ｓ２で圧縮室５２を形成する上で、適正なものということができる。
【００７８】
以上の通り、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、２段階の圧縮空間（第１空間Ｓ１、第２空間Ｓ２）を有し、ベーン５８が１段階目の圧縮空間である第１空間Ｓ１に位置するときと２段階目の圧縮空間である第２空間Ｓ２に位置するときとで、ベーン５８の背圧を適切に調整することができる。
【００７９】
なお、本実施形態のコンプレッサ１００は、第１空間Ｓ１用の背圧通路における冷凍機油Ｒの油圧を低下させる機能を発揮する部分が、第１空間Ｓ１用の用背圧通路と中間通路Ｓ３とを通じさせるように形成された減圧通路２７ａ，２７ｂという形態で適用されたものあるが、本発明の気体圧縮機は、第１空間Ｓ１用の背圧通路における冷凍機油Ｒの油圧を低下させる機能を発揮する部分は通路という形態ではなく、例えば容積を急激に膨張させることで減圧させる減圧空間のような形態であってもよく、第１空間Ｓ１用の用背圧通路の圧力を減圧させる機能を発揮する部分（減圧部）であれば、いかなる形態を採用してもよい。
【００８０】
また、減圧部は、第１空間Ｓ１用の背圧通路における冷凍機油Ｒの油圧を、中間圧力Ｐ３まで減圧させるものに限定されるものでもなく、少なくとも、既存の第１空間Ｓ１用の背圧通路における冷凍機油Ｒの油圧よりも低減させるものであればよい。
【００８１】
ただし、その場合であっても、第１空間Ｓ１において形成された圧縮室５２を維持しうる程度のベーン背圧は必要であるため、第１空間Ｓ１において形成された圧縮室５２から中間通路Ｓ３に吐出される冷媒ガスＧの圧力、すなわち中間圧力Ｐ３程度の油圧は確保させることが好ましい。
【００８２】
本実施形態のコンプレッサ１００は、回転軸５１回りに等角度間隔で５つのベーン５８を備えた形態であるが、本発明に係る気体圧縮機は、ベーンの数によって限定されるものではなく、複数のベーンを備えたものであれば、５つ以上のベーンを備えたものであってもよいし、４つ以下（２つ以上）のベーンを備えたものであってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
２０ リヤサイドブロック（圧縮機本体の一部）
２５ サライ溝（第１空間用背圧通路）
２７ａ，２７ｂ 減圧通路（減圧通路、減圧部）
４０ シリンダ
５０ ロータ
Ｓ１ 第１空間（第１の空間）
Ｓ２ 第２空間（第２の空間）
Ｓ３ 中間通路
Ｇ 冷媒ガス（気体）
Ｒ 冷凍機油
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突出するベーンを有するロータとシリンダとの間に形成された、容積の互いに異なる２つの圧縮用の空間と、
前記２つの圧縮用の空間のうち相対的に容積の大きい第１の空間で圧縮された気体を前記２つの圧縮用の空間のうち相対的に容積の小さい第２の空間に供給するように、前記第１の空間と前記第２の空間とを通じさせる中間通路と、
前記第２の空間で圧縮された前記気体の圧力に依存した圧力の冷凍機油を前記ベーンの背圧として供給する背圧通路と、
前記背圧通路のうち前記第１の空間に位置するベーンに通じた第１空間用背圧通路における前記冷凍機油の油圧を低下させる減圧部とを備えたことを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記減圧部は、前記第１空間用背圧通路の圧力を前記中間通路の圧力まで前記冷凍機油の油圧を低下させることとを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記減圧部は、前記第１空間用背圧通路と前記中間通路とを通じさせるように形成された減圧通路であることを特徴とする請求項１または２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記中間通路に、前記気体が前記第１の空間から前記第２の空間に向けて流れるのを許容し、かつ前記気体が前記第２の空間から前記第１の空間に向けて流れるのを阻止する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の気体圧縮機。
【請求項１】
突出するベーンを有するロータとシリンダとの間に形成された、容積の互いに異なる２つの圧縮用の空間と、
前記２つの圧縮用の空間のうち相対的に容積の大きい第１の空間で圧縮された気体を前記２つの圧縮用の空間のうち相対的に容積の小さい第２の空間に供給するように、前記第１の空間と前記第２の空間とを通じさせる中間通路と、
前記第２の空間で圧縮された前記気体の圧力に依存した圧力の冷凍機油を前記ベーンの背圧として供給する背圧通路と、
前記背圧通路のうち前記第１の空間に位置するベーンに通じた第１空間用背圧通路における前記冷凍機油の油圧を低下させる減圧部とを備えたことを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記減圧部は、前記第１空間用背圧通路の圧力を前記中間通路の圧力まで前記冷凍機油の油圧を低下させることとを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記減圧部は、前記第１空間用背圧通路と前記中間通路とを通じさせるように形成された減圧通路であることを特徴とする請求項１または２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記中間通路に、前記気体が前記第１の空間から前記第２の空間に向けて流れるのを許容し、かつ前記気体が前記第２の空間から前記第１の空間に向けて流れるのを阻止する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の気体圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−９２０５１（Ｐ２０１３−９２０５１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２６５０（Ｐ２０１１−２３２６５０）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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