JPH0814175A - ロータリー圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベーン先端部の潤滑不良(即ち、焼付き、異
常摩耗)を防止するとともに、摩擦損失を低減させるこ
とによってロータリー圧縮機の高効率化を図る。 【構成】 偏心軸１上に装架されたローラ２と、該ロー
ラ２を転動可能に収納するシリンダ３と、該シリンダ３
に対して進退自在に設けられ且つ前記ローラ２の外側面
に付勢状態で摺接されるベーン４とを備えたロータリー
圧縮機において、前記ベーン４とローラ２との間の接触
状態を円筒側面の内接面接触としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、特願平６ー９０２５
６号を先の出願とする特許法第４２条の２第１項の規定
に基づく特許出願に係る発明であり、先の出願の発明と
同様に、ロータリー圧縮機に関し、さらに詳しくは代替
冷媒を使用した場合においても十分な潤滑特性を維持し
得るようにしたロータリー圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図２４に示すように、偏心軸１
上に装架されたローラ２と、該ローラ２を転動可能に収
納するシリンダ３と、該シリンダ３に対して進退自在に
設けられ且つ前記ローラ２の外側面に付勢状態で摺接さ
れ、しかも先端が凸曲面部４aとされたベーン４とを備
えたロータリー圧縮機は、冷凍装置における冷媒圧縮用
として従来から多用されている。図２４において、符号
５はケーシング、６は吸入通路、７は吐出通路、８はベ
ーン４を付勢する付勢手段(例えば、バネ)、９はベーン
４の背面に背圧を作用させるべく高圧ガス冷媒(例え
ば、吐出ガス冷媒)が導入される高圧ガス室、１０はベ
ーン４をガイドするガイド溝である。

【０００３】ところで、オゾン層破壊の元凶といわれる
ＣＦＣ・ＨＣＦＣ系フロンに対する規制(製造・使用の
禁止)により、今後ＣＦＣ・ＨＣＦＣ系フロンの代替品
であるＨＦＣ系フロンを冷凍装置用冷媒として使用する
ことを余儀なくされているが、現行のＣＦＣ・ＨＣＦＣ
系フロンは、自身多少の潤滑性を有するとともに、潤滑
性に優れた潤滑油(例えば、鉱油等)に対する相溶性もあ
るのに対して、代替冷媒であるＨＦＣ系フロンは、潤滑
性をほとんど有しないとともに、潤滑性に優れた潤滑油
(例えば、鉱油等)に対する相溶性がないため、ＨＦＣ系
フロンを循環冷媒として用いた冷凍装置においては、潤
滑性には劣るが相溶性のある潤滑油(例えば、エステル
油等)を使用しなければならないという事実がある。

【０００４】従って、代替冷媒であるＨＦＣ系フロンを
循環冷媒として使用した場合、圧縮機摺動部の潤滑特性
が低下し、特にロータリー圧縮機におけるベーンの先端
部での潤滑条件が厳しく、焼付き、異常摩耗などの潤滑
不良が問題となってきており、その解決が急務となって
いる。

【０００５】上記のような潤滑不良を対策するために
は、ベーンとローラとの接触面圧を低下させる方法と
か、ベーン先端部の材質を工夫することにより潤滑特性
を向上させる方法とかが考えられる。

【０００６】例えば、実開昭５７ー３８９２号公報に開
示されているように、ベーン先端の凸曲面の曲率半径を
大きくし且つベーンにおける背圧受圧面積を縮小せしめ
ることによってベーンとローラとの接触面圧を低下させ
ることが考えられ、また、特開平５ー３１２１６８号公
報に開示されているように、ベーンをクロムを含有する
合金鋼に窒化処理を施したもので構成し、その先端部に
窒化チタンのセラミックコーティングを施すことによっ
てベーン先端の潤滑特性を向上させることが考えられて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記公知例の前者の場
合、ベーン先端の凸曲面部の曲率半径を大きくするだけ
では、ベーンとローラとは円筒外周面の外接接触の状態
にあることに変わりなく、接触面圧を低下できる範囲が
狭く限定されてしまう。即ち、外接接触の場合、曲線Ｘ
(図１９参照)で示すように凸曲面部４a(図２４参照)の
曲率半径rが大きくなったとしても、接触面圧の低下に
は限界がある。

【０００８】一方、上記公知例の後者の場合、窒化チタ
ンのセラミックコーティングが相手部材に対する攻撃性
の高い材質であるところから、ローラの異常摩耗が発生
することがあり、ローラの材質を特殊なものとして対応
する必要が生じる。

【０００９】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、ベーン先端部の潤滑不良(即ち、焼付き、異常摩
耗)を防止するとともに、摩擦損失を低減させることに
よってロータリー圧縮機の高効率化を図ることを目的と
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明の第１の基本構
成では、偏心軸上に装架されたローラと、該ローラを転
動可能に収納するシリンダと、該シリンダに対して進退
自在に設けられ且つ前記ローラの外側面に付勢状態で摺
接されるベーンとを備えたロータリー圧縮機において、
前記ベーンとローラとの間の接触状態を円筒側面の内接
面接触としている。

【００１１】本願発明の第１の基本構成における好まし
い実施の態様としては次のようなものがある。

【００１２】前記ベーン先端に、前記ローラ外周面が内
接する凹曲面部を形成するとともに、前記ベーン先端幅
を、前記ローラの全回転角においてベーンとローラの接
触点が前記凹曲面部上に常に存在し得るものとするのが
好ましく、この場合においては前記ベーンにおける背圧
作用側端面の面積を縮小するのがより好ましい。

【００１３】前記ベーン先端に、前記ローラ外周面と内
接面接触するティルティングパッド状の摺接部を設ける
のが好ましい場合がある。

【００１４】前記ベーン先端に凹曲面部を形成するとと
もに、前記ローラ外周面に、前記凹曲面部に対して内接
面接触状態で係合する凸曲面部を設けたり、前記ベーン
先端に凸曲面部を形成するとともに、前記ローラ外周面
に、前記凸曲面部と内接面接触状態で係合する凹曲面部
を設けたり、前記ベーンとローラとの間に、両端にそれ
ぞれ凸曲面部を有するピボット状軸受を介設し、前記ベ
ーン先端およびローラ外周面に、前記両凸曲面部とそれ
ぞれ内接面接触状態で係合する凹曲面部をそれぞれ設け
たりするのが好ましく、これらの場合においては前記偏
心軸とローラとの間に、両者の相対回転速度を低減する
摺接部材を介設するのがより好ましい。該摺接部材は、
回転リングとしてもよいが、浮動パッドとするのが好ま
しい。

【００１５】本願発明の第２の基本構成では、前記ベー
ンの先端に平面部を形成するとともに、前記ベーンの先
端幅を、前記ローラの全回転角においてベーンとローラ
の接触点が前記凹曲面部上に常に存在し得るものとして
おり、この場合においては前記ベーンにおける背圧作用
側端面の面積を縮小するのが好ましい。

【００１６】本願発明の第３の基本構成では、前記ベー
ンの母材を、表面硬度６００Ｈv〜８００Ｈvの合金鋼あ
るいは窒化等の表面処理により表面硬度８００Ｈv〜１
２００Ｈvに調整された合金鋼により構成し、ベーン先
端部の表面に窒化クロムのセラミックコーティングを施
している。この場合、ベーン先端形状およびローラの形
状は限定されないが、上記した本願発明の第１および第
２の基本構成のものと併用すれば、より好ましい。

【００１７】本願発明の第１、第２および第３の基本構
成において、前記ローラを、表面硬度４００Ｈv〜６０
０Ｈvに調整した合金鋳鉄あるいは表面硬度６００Ｈv〜
８００Ｈvに調整されたダイス鋼により構成すれば、よ
り好ましい。

【００１８】本願発明の第３の基本構成において、前記
ベーンの先端に凸曲面部を形成するとともに、該凸曲面
部の曲率半径をr、ベーン先端幅をb、ローラの半径を
Ｒ、ローラの公転半径をe、ベーン先端のエッジにおけ
る非接触幅をαとしたとき、r＝(b−２α)／(２e−b＋
２α)となるように設定し、しかもα＝０．１〜０．８m
mとするのが好ましい。

【００１９】以上に記述した本願発明の基本構成および
好ましい実施の態様（即ち、請求項１ないし請求項１７
に記載された発明）は、先の出願の明細書および図面に
開示されているものである。

【００２０】さらに、本願発明にかかるロータリー圧縮
機は、以下に述べる新たに追加された基本構成および好
ましい実施の態様（即ち、請求項１８ないし請求項２１
に記載された発明）を有している。

【００２１】本願発明の第４の基本構成では、ベーンの
先端に平面部を形成するとともに、前記ローラに、前記
ベーン先端の平面部と該ローラの全回転角において摺接
する平面部を形成しており、この場合において、前記ベ
ーンにおける背圧作用側端面の面積を縮小するのが好ま
しい。また、前記ベーンの母材を、表面硬度６００Ｈv
〜８００Ｈvの合金鋼あるいは窒化等の表面処理により
表面硬度８００Ｈv〜１２００Ｈvに調整された合金鋼に
より構成し、ベーン先端部の表面に窒化クロムのセラミ
ックコーティングを施し、前記ローラを、表面硬度４０
０Ｈv〜６００Ｈvに調整した合金鋳鉄あるいは表面硬度
６００Ｈv〜８００Ｈvに調整されたダイス鋼により構成
するのがより好ましい。

【００２２】

【作用】本願発明の第１の基本構成では、ベーン先端と
ローラとの接触状態が円筒外周面の内接面接触(即ち、
ベーン先端の凹曲面部とローラ外周面との内接面接触、
ベーン先端のティルティングパッド状摺接部とローラ外
周面との内接面接触、ベーン先端の凹曲面部とローラ外
周の凸曲面部との内接面接触、ベーン先端の凸曲面部と
ローラ外周の凹曲面部との内接面接触、ベーンとローラ
との間に介設されるピボット状軸受両端の凸曲面部とベ
ーン先端およびローラ外周の凹曲面部との内接面接触)
となるため、両者の接触面積の拡大が得られることとな
り、接触面圧が大幅に低下する。なお、図１９の曲線Ｙ
に示すように、内接面接触における凹曲面部の曲率半径
rが小さい程接触面圧が小さくなることを考慮すると、
ベーン先端の凹曲面部とローラ外周の凸曲面部との内接
面接触、ベーン先端の凸曲面部とローラ外周の凹曲面部
との内接面接触、ベーンとローラとの間に介設されるピ
ボット状軸受両端の凸曲面部とベーン先端およびローラ
外周の凹曲面部との内接面接触とした場合には、大幅な
接触面圧低下が得られる。また、ベーン先端のティルテ
ィングパッド状摺接部とローラ外周面との内接面接触と
した場合、摺接部とローラ外周とが全面接触可能とな
り、ベーン幅を拡大しなくともローラの全回転領域にお
いて接触面圧の大幅な低下が得られる。この場合、摺接
部とローラ外周との間に潤滑油膜が介在するところか
ら、摺動抵抗もより低減する。

【００２３】前記ベーン先端の凹曲面部とローラ外周面
との内接面接触とした場合において、前記ベーンにおけ
る背圧作用側端面の面積を縮小すると、ベーンに作用す
る背圧が低減され、接触面圧がより一層低下する。

【００２４】前記ベーン先端の凹曲面部とローラ外周の
凸曲面部との内接面接触、ベーン先端の凸曲面部とロー
ラ外周の凹曲面部との内接面接触、ベーンとローラとの
間に介設されるピボット状軸受両端の凸曲面部とベーン
先端およびローラ外周の凹曲面部との内接面接触とした
場合、ローラはベーン先端との係合により自転できない
ため、偏心軸とローラとの間の相対回転速度が大きくな
るが、偏心軸とローラとの間に、両者の相対回転速度を
低減する摺接部材を介設すれば、偏心軸と摺接部材との
間に相対回転が生じるとともに、摺接部材とローラとの
間にも相対回転が生じることとなり、各部材間における
相対回転速度が大幅に低減される。この場合、該摺接部
材は、回転リングとしてもよいが、浮動パッドすると、
各部材の摺動部への潤滑油供給が十分得られるため、摩
擦低減効果と冷却効果とが得られる。

【００２５】本願発明の第２の基本構成では、前記ベー
ンの先端の平面部とローラ外周面との接触により、従来
の外接面接触の場合に比べて接触面圧が低下する。ベー
ン先端の平面部とローラ外周面との面接触の場合、図１
９の直線Ｚで示すように、内接面接触の場合(曲線Ｙ)に
比べて接触面圧は高くなるが、外接面接触の場合(曲線
Ｘ)に比べて接触面圧は低下する。この場合において、
前記ベーンにおける背圧作用側端面の面積を縮小する
と、ベーンに作用する背圧が低減され、接触面圧がより
一層低下する。

【００２６】本願発明の第３の基本構成では、ベーン母
材表面の適度な高硬度化による耐摩耗性の向上と、耐焼
付き性、自己潤滑性および耐摩耗性に優れ、相手部材へ
の攻撃性の低い窒化クロムのセラミックコーティングの
存在によってベーン先端とローラとの間の潤滑特性の大
幅な向上が得られる。なお、本願発明の第１および第２
の基本構成のものと併用すれば、より一層の潤滑特性の
向上が得られる。しかも、ローラを、表面硬度４００Ｈ
v〜６００Ｈvに調整した合金鋳鉄あるいは表面硬度６０
０Ｈv〜８００Ｈvに調整されたダイス鋼により構成すれ
ば、ローラ側における耐摩耗性、耐焼付き性も向上する
こととなる。

【００２７】本願発明の第３の基本構成におけるベーン
先端部は、自己潤滑性および耐摩耗性に優れているた
め、前記ベーンの先端を凸曲面部とした場合においても
摩耗による形状変形がほとんど生じないところから、該
凸曲面部の曲率半径をr、ベーン先端幅をb、ローラの半
径をＲ、ローラの公転半径をe、ベーン先端のエッジに
おける非接触幅をαとしたとき、r＝(b−２α)／(２e−
b＋２α)となるように設定(即ち、曲率半径rを最大値に
設定)し、しかもα＝０．１〜０．８mmとしても、ベー
ン先端のエッジとローラ外周面との接触が生ずるおそれ
はなく、結果としてベーン先端とローラとの接触面圧の
低下が図れる。

【００２８】以上記述した本願発明（即ち、請求項１な
いし請求項１７に記載された発明）の作用は、先の出願
の明細書および図面に開示されているものである。

【００２９】さらに、本願発明（即ち、請求項１８ない
し請求項２１に記載された発明）にかかるロータリー圧
縮機は、以下に述べる新たに追加された作用を有してい
る。

【００３０】本願発明の第４の基本構成では、ベーンの
先端の平面部とローラの平面部との接触により、従来の
外接面接触の場合に比べて接触面圧が大幅に低下する。
ベーン先端の平面部とローラの平面部との面接触の場
合、内接面接触に近い接触面圧となり、従来の外接面接
触に比して大幅に低下する。この場合において、前記ベ
ーンにおける背圧作用側端面の面積を縮小すると、ベー
ンに作用する背圧が低減され、接触面圧がより一層低下
する。さらに、この場合において、前記ベーンの母材
を、表面硬度６００Ｈv〜８００Ｈvの合金鋼あるいは窒
化等の表面処理により表面硬度８００Ｈv〜１２００Ｈv
に調整された合金鋼により構成し、ベーン先端部の表面
に窒化クロムのセラミックコーティングを施すと、ベー
ン母材表面の適度な高硬度化による耐摩耗性の向上と、
耐焼付き性、自己潤滑性および耐摩耗性に優れ、相手部
材への攻撃性の低い窒化クロムのセラミックコーティン
グの存在によってベーン先端とローラとの間の潤滑特性
の大幅な向上が得られる。なお、その場合において、前
記ローラを、表面硬度４００Ｈv〜６００Ｈvに調整した
合金鋳鉄あるいは表面硬度６００Ｈv〜８００Ｈvに調整
されたダイス鋼により構成すれば、ローラ側における耐
摩耗性、耐焼付き性も向上することとなる。

【００３１】

【発明の効果】本願発明の第１の基本構成によれば、ベ
ーン先端とローラとの接触状態が円筒外周面の内接面接
触(即ち、ベーン先端の凹曲面部とローラ外周面との内
接面接触、ベーン先端のティルティングパッド状摺接部
とローラ外周面との内接面接触、ベーン先端の凹曲面部
とローラ外周の凸曲面部との内接面接触、ベーン先端の
凸曲面部とローラ外周の凹曲面部との内接面接触、ベー
ンとローラとの間に介設されるピボット状軸受両端の凸
曲面部とベーン先端およびローラ外周の凹曲面部との内
接面接触)となるようにしたので、両者の接触面積の拡
大が得られるところから、接触面圧が大幅に低下するこ
ととなり、ベーン先端部の焼付き・異常摩耗の防止によ
る信頼性の向上と摩擦損失の低減による高効率化が図れ
るという優れた効果がある。また、ベーン先端にセラミ
ックコーティングを施した場合においても、ベーンのジ
ャンピング時の衝撃力に対するセラミックコーティング
の耐剥離性等の信頼性向上も図れる。

【００３２】また、ベーン先端のティルティングパッド
状摺接部とローラ外周面との内接面接触とした場合、摺
接部とローラ外周とが全面接触可能となり、ベーン幅を
拡大しなくとも、ローラの全回転領域において接触面圧
の大幅な低下が得られ、上記した潤滑特性の大幅向上が
得られる。この場合、摺接部とローラ外周との間に潤滑
油膜が介在するところから、摺動抵抗もより低減するこ
ととなり、高効率化に大いに寄与する。

【００３３】前記ベーン先端の凹曲面部とローラ外周面
との内接面接触とした場合において、前記ベーンにおけ
る背圧作用側の面積を縮小した場合、ベーンに作用する
背圧が低減され、接触面圧がより一層低下することとな
り、上記した潤滑特性のより一層の向上が図れる。

【００３４】ベーン先端の凹曲面部とローラ外周の凸曲
面部との内接面接触、ベーン先端の凸曲面部とローラ外
周の凹曲面部との内接面接触、ベーンとローラとの間に
介設されるピボット状軸受両端の凸曲面部とベーン先端
およびローラ外周の凹曲面部との内接面接触とした場
合、ベーン幅を拡大しなくとも内接面接触が得られると
いう利点がある。この場合、ローラはベーン先端との係
合により自転できないため、偏心軸とローラとの間の相
対回転速度が大きくなるが、偏心軸とローラとの間に、
両者の相対回転速度を低減する摺接部材を介設すれば、
偏心軸と摺接部材との間に相対回転が生じるとともに、
摺接部材とローラとの間にも相対回転が生じることとな
り、各部材間における相対回転速度が大幅に低減され、
信頼性が著しく向上するという効果が得られる。この場
合、該摺接部材は、回転リングとしてもよいが、浮動パ
ッドすると、各部材の摺動部への潤滑油供給が十分得ら
れるため、摩擦低減効果と冷却効果とが得られ、さらに
信頼性が向上する。

【００３５】本願発明の第２の基本構成によれば、前記
ベーンの先端の平面部とローラ外周面との面接触とした
ので、従来の外接面接触の場合に比べて接触面圧が低下
することとなり、簡易な構造で信頼性の向上が図れると
いう優れた効果がある。この場合においても、前記ベー
ンにおける背圧作用側の面積を縮小すると、ベーンに作
用する背圧が低減され、接触面圧がより一層低下し、潤
滑特性の向上に大いに寄与する。

【００３６】本願発明の第３の基本構成では、ベーン母
材の表面の適度な高硬度化による耐摩耗性の向上と、耐
焼付き性、自己潤滑性および耐摩耗性に優れ、相手部材
への攻撃性の低い窒化クロムのセラミックコーティング
の存在によってベーン先端とローラとの間の潤滑特性の
大幅な向上が得られ、高度な信頼性を確保できるという
優れた効果がある。なお、本願発明の第１および第２の
基本構成のものと併用すれば、より一層の潤滑特性の向
上が得られる。しかも、ローラを、表面硬度４００Ｈv
〜６００Ｈvに調整した合金鋳鉄あるいは表面硬度６０
０Ｈv〜８００Ｈvに調整されたダイス鋼により構成すれ
ば、ローラ側における耐摩耗性、耐焼付き性も向上する
こととなり、さらなる信頼性の向上が得られる。

【００３７】本願発明の第３の基本構成におけるベーン
先端部は、自己潤滑性および耐摩耗性に優れているた
め、前記ベーンの先端を凸曲面部とした場合においても
摩耗による形状変形がほとんど生じないところから、該
凸曲面部の曲率半径をr、ベーン先端幅をb、ローラの半
径をＲ、ローラの公転半径をe、ベーン先端のエッジに
おける非接触幅をαとしたとき、r＝(b−２α)／(２e−
b＋２α)となるように設定(即ち、曲率半径rを最大値に
設定)し、しかもα＝０．１〜０．８mmとしても、ベー
ン先端のエッジとローラ外周面との接触が生ずるおそれ
はなく、結果としてベーン先端とローラとの接触面圧の
低下が図れることとなり、ベーン先端部の焼付き・異常
摩耗の防止による信頼性の向上と摩擦損失低減により高
効率化が図れるという効果が得られる。

【００３８】以上記述した本願発明（即ち、請求項１な
いし請求項１７に記載された発明）の効果は、先の出願
の明細書および図面に開示されているものである。

【００３９】さらに、本願発明（即ち、請求項１８ない
し請求項２１に記載された発明）にかかるロータリー圧
縮機は、以下に述べる新たに追加された効果を有してい
る。

【００４０】本願発明の第４の基本構成によれば、従来
の外接面接触の場合に比べて接触面圧が大幅に低下する
こととなり、簡易な構造で信頼性の向上が図れるという
優れた効果がある。この場合においても、前記ベーンに
おける背圧作用側の面積を縮小すると、ベーンに作用す
る背圧が低減され、接触面圧がより一層低下し、潤滑特
性の向上に大いに寄与する。

【００４１】

【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾
つかの好適な実施例を説明する。

【００４２】実施例１ 図１には、本願発明の実施例１にかかるロータリー圧縮
機が示されている。

【００４３】本実施例のロータリー圧縮機は、既に従来
技術の項において説明したもの(即ち、図２４に示すも
の)とほぼ同一構造とされており、ベーン４の形状が相
異しているだけなので、共通の部材には同一の参照符号
を付して説明を省略する。

【００４４】本実施例の場合、ベーン４の先端には、ロ
ーラ２の外周面と内接面接触する凹曲面部４bが形成さ
れている。そして、ベーン４の幅bは、ローラ２の全回
転角においてベーン４とローラ２との接触点が前記凹曲
面部４b上に存在できるように従来のもの(図２４に示す
もの)より拡大されている。このことにより、ベーン４
のエッジ部とローラ２の外周面とが接触することを防止
している。

【００４５】このロータリー圧縮機においては、図２
(イ)〜(ニ)に示すように、偏心軸１の回転に伴ってロー
ラ２がシリンダ３の内周面に沿って転動し、吸入通路６
から吸入された流体(即ち、ガス冷媒)を圧縮して吐出通
路７から吐出することとなっている。この過程におい
て、ベーン４先端とローラ２外周面との接触点は常に凹
曲面部４b上に存在せしめられる。

【００４６】上記のように構成したことにより、ベーン
４先端とローラ２との接触状態が円筒外周面の内接面接
触(即ち、ベーン４先端の凹曲面部４bとローラ２外周面
との内接面接触)となるため、両者の接触面積の拡大が
得られることとなり、接触面圧が大幅に低下する。従っ
て、ベーン４先端部の焼付き・異常摩耗の防止による信
頼性の向上と摩擦損失の低減による高効率化が図れるの
である。また、ベーン４先端にセラミックコーティング
を施した場合においても、ベーン４のジャンピング時の
衝撃力に対するセラミックコーティングの耐剥離性等の
信頼性向上も図れる。

【００４７】図１９には、ヘルツの弾性接触理論による
平均接触面圧を外接面接触(曲線Ｘ)、内接面接触(曲線
Ｙ)および平面接触(曲線Ｚ)について求めた結果が示さ
れている。これによると、外接面接触の場合に比べて内
接面接触の場合の方が曲率半径のいかんに拘わらず接触
面圧が低くなっている。

【００４８】また、図２０には、ベーン４の先端形状に
よるローラ２の回転角(deg)に対する最小油膜厚さ(μm)
の変化が示されているが、これによると、従来の凸曲面
ベーン(曲線Ｘで示す)に比べて本実施例の凹曲面ベーン
(曲線Ｙで示す)の方が最小油膜厚さが大幅に増大してい
ることが分かる。

【００４９】さらに、図２１には、ベーン４の先端形状
によるローラ２の回転角(deg)に対する摩擦係数の変化
が示されているが、これによると、従来の凸曲面ベーン
(曲線Ｘで示す)に比べて本実施例の凹曲面ベーン(曲線
Ｙで示す)の方が摩擦係数が大幅に減少していることが
分かる。

【００５０】ところで、本実施例にかかるロータリー圧
縮機におけるベーン４およびローラ２は、従来品と同じ
材質としても十分に効果があるが、以下に説明する材質
とすると、上記したベーン４の先端形状による潤滑特性
の向上効果がより一層促進される。

【００５１】即ち、ベーン４の母材を、表面硬度６００
Ｈv〜８００Ｈvの合金鋼あるいは窒化等の表面処理によ
り表面硬度８００Ｈv〜１２００Ｈvに調整された合金鋼
により構成し、ベーン４の先端部表面に、窒化クロムの
セラミックコーティングを施すとともに、ローラを、表
面硬度４００Ｈv〜６００Ｈvに調整した合金鋳鉄あるい
は表面硬度６００Ｈv〜８００Ｈvに調整されたダイス鋼
により構成する。

【００５２】このようにすると、ベーン母材表面の適度
な高硬度化による耐摩耗性の向上と、耐焼付き性、自己
潤滑性および耐摩耗性に優れ、相手部材への攻撃性の低
い窒化クロムのセラミックコーティングの存在によって
ベーン４先端とローラ２との間の潤滑特性の大幅な向上
が得られ、高度な信頼性が確保される。

【００５３】しかも、本実施例の場合、ローラ２側にお
ける耐摩耗性、耐焼付き性も向上することとなり、さら
なる信頼性の向上が得られる。

【００５４】図２２には、現行材と各種セラミックコー
ティング材との焼付き荷重を比較したものが示されてい
るが、これによれば、本実施例である窒化クロムのセラ
ミックコーティングは、現行材に比べて耐焼付き性が大
幅に向上しており、他のセラミックコーティング(即
ち、窒チタン、炭窒化チタンあるいは炭化バナジウムの
セラミックコーティング)と同等の耐焼付き性を示して
いる。

【００５５】図２３には、潤滑油としてエステル油を用
いた場合における窒化クロムのセラミックコーティング
材と窒化チタンのセラミックコーティング材との自己摩
耗特性および相手部材に対する攻撃性が示されている
が、これによれば、本実施例である窒化クロムのセラミ
ックコーティングと窒化チタンのセラミックコーティン
グ材とは、自己摩耗特性においては窒化チタンのセラミ
ックコーティング材とほぼ同等であるが、相手部材に対
する攻撃性においては窒化チタンのセラミックコーティ
ング材の方が極めて高いことが分かる。なお、窒化クロ
ムのセラミックコーティング材の相手部材としては、モ
ニクロ鋳鉄より高硬度合金鋳鉄あるいはダイス鋼が好ま
しいことが分かる。

【００５６】上記の事実を総合すると、ベーン４の先端
部に窒化クロムのセラミックコーティングを施した本実
施例のものが、潤滑特性を向上させる上で極めて有効で
あることが分かる。

【００５７】ところで、ベーン母材して合金鋼(例え
ば、高速度工具鋼、ダイス鋼)を用いる場合、その表面
硬度は６００Ｈv〜８００Ｈvとされるが、７５０Ｈv〜
８００Ｈvの表面硬度とするのが望ましい。また、ベー
ン母材として前記合金鋼に対して窒化等の表面処理を施
したものを用いる場合、その表面硬度は８００Ｈv〜１
２００Ｈvとされるが、１１００Ｈv〜１２００Ｈvの表
面硬度とするのが望ましい。

【００５８】一方、ローラ材料として合金鋳鉄を用いる
場合、その表面硬度は４００Ｈv〜６００ＨＶとされる
が、５５０Ｈv〜６００Ｈvの表面硬度とするのが望まし
い。また、ローラ材料としてダイス鋼を用い場合、その
表面硬度は６００Ｈv〜８００ＨＶとされるが、７５０
Ｈv〜８００Ｈvの表面硬度とするのが望ましい。

【００５９】実施例２ 図３には、本願発明の実施例２にかかるロータリー圧縮
機が示されている。

【００６０】本実施例の場合、実施例１におけるベーン
４の背圧作用側面積(即ち、高圧ガス室９に臨むベーン
端面４cの面積)を縮小している。このようにしたことに
より、ベーン４のローラ２に対する押し付け力が低減さ
れることとなり、接触面圧のさらなる低下が図れる。そ
の他の構成および作用効果は実施例１の場合と同様なの
で重複を避けて説明を省略する。

【００６１】実施例３ 図４には、本願発明の実施例３にかかるロータリー圧縮
機が示されている。

【００６２】本実施例の場合、ベーン４の先端に、ロー
ラ２の外周面と内接面接触するティルティングパッド状
の摺接部１１を設けている。この場合、摺接部１１の摺
接面における曲率半径とローラ２の外周面の曲率半径と
を同一とすることができるため、ベーン４の幅を拡大す
ることなく、摺接部１１とローラ２外周面とが全面接触
可能となり、ローラ２の全回転領域において接触面圧の
大幅な低下が得られ、上記した潤滑特性の大幅向上が得
られる。この場合、摺接部１１とローラ２外周面との間
に潤滑油膜が介在するところから、摺動抵抗もより低減
することとなり、高効率化に大いに寄与する。なお、本
実施例の場合、ベーン４とローラ２とが直接接触しない
ので、実施例１におけるような材質特定をする必要は必
ずしもない。その他の構成および作用効果は実施例１の
場合と同様なので重複を避けて説明を省略する。

【００６３】実施例４ 図５には、本願発明の実施例４にかかるロータリー圧縮
機が示されている。

【００６４】本実施例の場合、ベーン４の先端に凹曲面
部４bを形成するとともに、ローラ２の外周面に、前記
凹曲面部４bに対して内接面接触状態で係合する凸曲面
部２aを設けている。この場合、凸曲面部２aの曲率半径
を小さくできるため、ベーン４の幅を拡大する必要がな
い。また、この場合、ローラ２はベーン４先端の凹曲面
部４bとローラ２外周の凸曲面部２aとの係合により拘束
されるため、偏心軸１の回転に伴って公転はするが、自
転することができない。

【００６５】本実施例の場合、曲率半径の小さい凹曲面
部４bと曲率半径の小さい凸曲面部２aとの内接面接触と
なるため、接触面圧低減効果が大きくなる(図１９の曲
線Ｙ参照)。その他の構成および作用効果は実施例１の
場合と同様なので重複を避けて説明を省略する。

【００６６】実施例５ 図６には、本願発明の実施例６にかかるロータリー圧縮
機が示されている。

【００６７】本実施例の場合、ベーン４の先端に凸曲面
部４aを形成するとともに、ローラ２の外周面に、前記
凸曲面部４aと内接面接触状態で係合する凹曲面部２bを
設けている。この場合、凹曲面部２bの曲率半径を小さ
くできるため、ベーン４の幅を拡大する必要がない。ま
た、この場合、ローラ２はベーン４先端の凸曲面部４a
とローラ２外周の凹曲面部２bとの係合により拘束され
るため、偏心軸１の回転に伴って公転はするが、自転す
ることができない。

【００６８】本実施例の場合、曲率半径の小さい凹曲面
部４bと曲率半径の小さい凸曲面部２aとの内接面接触と
なるため、接触面圧低減効果が大きくなる(図１９の曲
線Ｙ参照)。その他の構成および作用効果は実施例１の
場合と同様なので重複を避けて説明を省略する。

【００６９】実施例６ 図７には、本願発明の実施例６にかかるロータリー圧縮
機が示されている。

【００７０】本実施例の場合、ベーン４とローラ２との
間に、両端にそれぞれ凸曲面部１２a,１２aを有するピ
ボット状軸受１２を介設し、前記ベーン４の先端および
ローラ２の外周面に、前記両凸曲面部１２a,１２aとそ
れぞれ内接面接触状態で係合する凹曲面部４b,２bをそ
れぞれ設けている。この場合、ピボット状軸受１２の凸
曲面部１２aの曲率半径を小さくできるため、ベーン４
の幅を拡大する必要がない。また、この場合、ローラ２
はピボット状軸受１２の凸曲面部１２aとローラ２外周
の凹凸曲面部２bとの係合により拘束されるため、偏心
軸１の回転に伴って公転はするが、自転することができ
ない。

【００７１】本実施例の場合、曲率半径の小さいピボッ
ト状軸受凸曲面部１２a,１２aと曲率半径の小さいベー
ン凹曲面部４bおよびローラ凹曲面部２bとの内接面接触
となるため、接触面圧低減効果が大きくなる(図１９の
曲線Ｙ参照)。その他の構成および作用効果は実施例１
の場合と同様なので重複を避けて説明を省略する。

【００７２】実施例７ 図８には、本願発明の実施例７にかかるロータリー圧縮
機が示されている。

【００７３】本実施例の場合、実施例４と同様に、ベー
ン４の先端に凹曲面部４bを形成するとともに、ローラ
２の外周面に、前記凹曲面部４bに対して内接面接触状
態で係合する凸曲面部２aを設けているが、偏心軸１と
ローラ２との間に、両者の相対回転速度を低減する摺接
部材として作用する回転リング１３を介設している。

【００７４】このように構成したことにより、ローラ２
が拘束されて自転できない構造となっていても、偏心軸
１と回転リング１３との間に相対回転が生じるととも
に、回転リング１３とローラ２との間にも相対回転が生
じることとなり、各部材間での相対回転速度が低減する
こととなる。従って、回転摩擦による偏心軸１あるいは
ローラ２の摩耗防止および摩擦熱の低減を図ることがで
きる。その他の構成および作用効果は実施例４と同様な
ので重複を避けて説明を省略する。

【００７５】実施例８ 図９には、本願発明の実施例８にかかるロータリー圧縮
機が示されている。

【００７６】本実施例の場合、実施例４と同様に、ベー
ン４の先端に凹曲面部４bを形成するとともに、ローラ
２の外周面に、前記凹曲面部４bに対して内接面接触状
態で係合する凸曲面部２aを設けているが、偏心軸１と
ローラ２との間に、両者の相対回転速度を低減する摺接
部材として作用する浮動パッド１４を介設している。該
浮動パッド１４は、偏心軸１の回転に伴って摺動するも
のであり、焼結合金、合金鋳鉄、軸受鋼、窒化処理され
たステンレス等の材質とされる。

【００７７】このように構成したことにより、ローラ２
が拘束されて自転できない構造となっていても、偏心軸
１と浮動パッド１４との間に相対回転が生じるととも
に、浮動パッド１４とローラ２との間にも相対回転が生
じることとなり、各部材間での相対回転速度が低減する
こととなる。従って、回転摩擦による偏心軸１あるいは
ローラ２の摩耗防止および摩擦熱の低減を図ることがで
きる。しかも、各部材の摺動部への潤滑油供給が十分に
得られるため、摩擦低減効果と冷却効果とが得られる。
その他の構成および作用効果は実施例４と同様なので重
複を避けて説明を省略する。

【００７８】実施例９ 図１０には、本願発明の実施例９にかかるロータリー圧
縮機が示されている。

【００７９】本実施例の場合、実施例５と同様に、ベー
ン４の先端に凸曲面部４aを形成するとともに、ローラ
２の外周面に、前記凸曲面部４aと内接面接触状態で係
合する凹曲面部２bを設けているが、偏心軸１とローラ
２との間に、両者の相対回転速度を低減する摺接部材と
して作用する回転リング１３を介設している。

【００８０】このように構成したことにより、ローラ２
が拘束されて自転できない構造となっていても、偏心軸
１と回転リング１３との間に相対回転が生じるととも
に、回転リング１３とローラ２との間にも相対回転が生
じることとなり、各部材間での相対回転速度が低減する
こととなる。従って、回転摩擦による偏心軸１あるいは
ローラ２の摩耗防止および摩擦熱の低減を図ることがで
きる。その他の構成および作用効果は実施例５と同様な
ので重複を避けて説明を省略する。

【００８１】実施例１０ 図１１には、本願発明の実施例１０にかかるロータリー
圧縮機が示されている。

【００８２】本実施例の場合、実施例５と同様に、ベー
ン４の先端に凸曲面部４aを形成するとともに、ローラ
２の外周面に、前記凸曲面部４aと内接面接触状態で係
合する凹曲面部２bを設けているが、偏心軸１とローラ
２との間には、両者の相対回転速度を低減する摺接部材
として作用する浮動パッド１４を介設している。該浮動
パッド１４は、偏心軸１の回転に伴って摺動するもので
あり、焼結合金、合金鋳鉄、軸受鋼、窒化処理されたス
テンレス等の材質とされる。

【００８３】このように構成したことにより、ローラ２
が拘束されて自転できない構造となっていても、偏心軸
１と回転リング１３との間に相対回転が生じるととも
に、回転リング１３とローラ２との間にも相対回転が生
じることとなり、各部材間での相対回転速度が低減する
こととなる。従って、回転摩擦による偏心軸１あるいは
ローラ２の摩耗防止および摩擦熱の低減を図ることがで
きる。しかも、各部材の摺動部への潤滑油供給が十分に
得られるため、摩擦低減効果と冷却効果とが得られる。
その他の構成および作用効果は実施例５と同様なので重
複を避けて説明を省略する。

【００８４】実施例１１ 図１２には、本願発明の実施例１１にかかるロータリー
圧縮機が示されている。

【００８５】本実施例の場合、実施例６と同様に、ベー
ン４とローラ２との間に、両端にそれぞれ凸曲面部１２
a,１２aを有するピボット状軸受１２を介設し、前記ベ
ーン４の先端およびローラ２の外周面に、前記両凸曲面
部１２a,１２aとそれぞれ内接面接触状態で係合する凹
曲面部４b,２bをそれぞれ設けているているが、偏心軸
１とローラ２との間に、両者の相対回転速度を低減する
摺接部材として作用する回転リング１３を介設してい
る。

【００８６】このように構成したことにより、ローラ２
が拘束されて自転できない構造となっていても、偏心軸
１と回転リング１３との間に相対回転が生じるととも
に、回転リング１３とローラ２との間にも相対回転が生
じることとなり、各部材間での相対回転速度が低減する
こととなる。従って、回転摩擦による偏心軸１あるいは
ローラ２の摩耗防止および摩擦熱の低減を図ることがで
きる。その他の構成および作用効果は実施例６と同様な
ので重複を避けて説明を省略する。

【００８７】実施例１２ 図１３には、本願発明の実施例１２にかかるロータリー
圧縮機が示されている。

【００８８】本実施例の場合、実施例６と同様に、ベー
ン４とローラ２との間に、両端にそれぞれ凸曲面部１２
a,１２aを有するピボット状軸受１２を介設し、前記ベ
ーン４の先端およびローラ２の外周面に、前記両凸曲面
部１２a,１２aとそれぞれ内接面接触状態で係合する凹
曲面部４b,２bをそれぞれ設けているているが、偏心軸
１とローラ２との間には、両者の相対回転速度を低減す
る摺接部材として作用する浮動パッド１４を介設してい
る。該浮動パッド１４は、偏心軸１の回転に伴って摺動
するものであり、焼結合金、合金鋳鉄、軸受鋼、窒化処
理されたステンレス等の材質とされる。

【００８９】このように構成したことにより、ローラ２
が拘束されて自転できない構造となっていても、偏心軸
１と回転リング１３との間に相対回転が生じるととも
に、回転リング１３とローラ２との間にも相対回転が生
じることとなり、各部材間での相対回転速度が低減する
こととなる。従って、回転摩擦による偏心軸１あるいは
ローラ２の摩耗防止および摩擦熱の低減を図ることがで
きる。しかも、各部材の摺動部への潤滑油供給が十分に
得られるため、摩擦低減効果と冷却効果とが得られる。
その他の構成および作用効果は実施例６と同様なので重
複を避けて説明を省略する。

【００９０】実施例１３ 図１４には、本願発明の実施例１３にかかるロータリー
圧縮機が示されている。

【００９１】本実施例の場合、ベーン４の先端に平面部
４dを形成するとともに、ベーン４の先端幅を、ローラ
２の全回転角においてベーン４とローラ２の接触点が前
記平面部４d上に常に存在し得るものとしている。

【００９２】ベーン４先端の平面部４dとローラ２外周
面との平面接触の場合、図１９の直線Ｚで示すように、
内接面接触の場合(曲線Ｙ)に比べて接触面圧は高くなる
が、従来の外接面接触の場合(曲線Ｘ)に比べて接触面圧
は低下する。

【００９３】なお、ローラ２の全回転角においてベーン
４とローラ２の接触点が前記平面部４d上に常に存在し
得るベーン幅は、図１５に示すように、ベーン４の先端
幅をb、ローラ２の公転半径をe、ベーン４の先端エッジ
部における非接触部の幅をα(通常、０．１〜０．８mm
が必要)とした時、b≧２(e−α)となるように設定され
る。その他の構成は実施例１と同様なので重複を避けて
説明を省略する。

【００９４】実施例１４ 図１６には、本願発明の実施例１４にかかるロータリー
圧縮機が示されている。

【００９５】本実施例の場合、実施例１３におけるベー
ン４の背圧作用側面積(即ち、高圧ガス室９に臨むベー
ン端面４cの面積)を縮小している。このことにより、ベ
ーン４のローラ２への押し付け力が低減され、接触面圧
がより一層低下する。その他の構成および作用効果は実
施例１３と同様なので重複を避けて説明を省略する。

【００９６】実施例１５ 図１７には、本願発明の実施例１５にかかるロータリー
圧縮機の要部が示されている。

【００９７】本実施例の場合、ベーン４の先端に凸曲面
部４aを形成しており、ベーン４およびローラ２の材質
を以下のように規定している。

【００９８】実施例１と同様に、ベーン４の母材を、表
面硬度６００Ｈv〜８００Ｈvの合金鋼あるいは窒化等の
表面処理により表面硬度８００Ｈv〜１２００Ｈvに調整
された合金鋼により構成し、ベーン４の先端部表面に、
窒化クロムのセラミックコーティングを施す一方、ロー
ラ２を、表面硬度４００Ｈv〜６００Ｈvに調整した合金
鋳鉄あるいは表面硬度６００Ｈv〜８００Ｈvに調整され
たダイス鋼により構成している。

【００９９】ところで、ベーン４の先端を凸曲面部４a
とした場合、凸曲面部４aの曲率半径rは、ベーン先端幅
をb、ローラの半径をＲ、ローラの公転半径をe、ベーン
先端のエッジにおける非接触幅をαとしたとき、r＝(b
−２α)／(２e−b＋２α)となるように設定されるが、
ベーン４の摩耗が進行して、接触部が拡大して行き、α
＝０となると、ベーン４のエッジ部とローラ２の外周面
とが接触して潤滑不良を起こす。そこで、従来のベーン
においては、摩耗代を考慮して非接触部の幅αを大きく
(例えば、α＝０．９〜１．０mm)していた。従って、凸
曲面部４aの曲率半径rを大きくすることが難しくなり、
接触面圧の低下にも限界があった。

【０１００】ところが、本実施例の場合、上記した構成
により、実施例１において述べたように耐摩耗性が著し
く向上するところから、ベーン４先端の摩耗を保証寿命
中において０．０１mm以下にできるところから、非接触
部の幅αを０．１〜０．８mmにまで縮小しても、摩耗限
界においてもベーン４のエッジ部とローラ２の外周面と
が接触することはなくなる。つまり、非接触部の幅αの
縮小が可能となるため、凸曲面部４aの曲率半径rの拡大
が可能となり、接触面圧が低減できるのである(図１９
の曲線Ｘ参照)。

【０１０１】以上記述した実施例（即ち、請求項１ない
し請求項１７にかかる実施例）は、先の出願の明細書お
よび図面に開示されているものである。

【０１０２】以下に、新たに追加された実施例（即ち、
請求項１８ないし請求項２１にかかる実施例）について
説明する。

【０１０３】実施例１６ 図１８には、本願発明の実施例１６にかかるロータリー
圧縮機の要部が示されている。

【０１０４】本実施例の場合、ベーン４の先端に平面部
４ｄを形成するとともに、ローラ２には、前記ベーン４
先端の平面部４ｄと該ローラ２の全回転角において摺接
する平面部２ｃが形成されている。このことにより、ベ
ーン４とローラ２とは、平面同士で接触することとな
り、単位接触面積当たりの接触面圧が大幅に低減される
こととなっている。そして、ベーン４の背圧作用側端面
４ｃの面積を縮小して、ベーン４のローラ２への押し付
け力を軽減し、両者の接触面圧がより一層低下するよう
にしている。

【０１０５】また、本実施例の場合、実施例１と同様
に、前記ベーン４の母材を、表面硬度６００Ｈv〜８０
０Ｈvの合金鋼あるいは窒化等の表面処理により表面硬
度８００Ｈv〜１２００Ｈvに調整された合金鋼により構
成し、ベーン４先端部の表面に窒化クロムのセラミック
コーティングを施す一方、前記ローラ２を、表面硬度４
００Ｈv〜６００Ｈvに調整した合金鋳鉄あるいは表面硬
度６００Ｈv〜８００Ｈvに調整されたダイス鋼により構
成している。このことにより、実施例１と同様の作用効
果が期待できる。

【０１０６】ちなみに、ローラ２の偏心率ｅを５ｍｍ、
ベーン４の長さＨｂを２５ｍｍ、軸受半径Ｒｊを１６ｍ
ｍ、ローラ２の半径Ｒｒを２３ｍｍ、シリンダ３の半径
Ｒｓを２８ｍｍ、ローラ２の平面部２ｃの幅Ｒｗを２
３．５ｍｍ、ベーン４の幅Ｗｂを４．５ｍｍ、ベーン４
の平面部４ａの幅Ｗｂｔを１３．５ｍｍとしたロータリ
ー圧縮機により試験したところ、接触面積は０．６Ｍ
ｐ、摩擦損失は１Ｗ、ＥＥＲは２．４４であった。これ
らは、従来公知の外接接触タイプのもの（即ち、接触面
圧：２０６Ｍｐ、摩擦損失：３０Ｗ、ＥＥＲ：２．４
０）に比べて大幅に改善された値となっている。

【０１０７】つまり、本実施例のロータリー圧縮機で
は、ベーン４とローラ２との接触面圧の大幅な低減が達
成される結果、潤滑状態の大幅な向上、摩擦損失の低減
による機械効率の向上、耐摩耗・耐焼き付き性の向上に
よる信頼性の向上が得られるのである。

【０１０８】本願発明は、上記各実施例の構成に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜設計変更可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例１にかかるロータリー圧縮機
の横断平面図である。

【図２】本願発明の実施例１にかかるロータリー圧縮機
の作動状態を説明する作動状態説明図である。

【図３】本願発明の実施例２にかかるロータリー圧縮機
の横断平面図である。

【図４】本願発明の実施例３にかかるロータリー圧縮機
の横断平面図である。

【図５】本願発明の実施例４にかかるロータリー圧縮機
の横断平面図である。

【図６】本願発明の実施例５にかかるロータリー圧縮機
の横断平面図である。

【図７】本願発明の実施例６にかかるロータリー圧縮機
の横断平面図である。

【図８】本願発明の実施例７にかかるロータリー圧縮機
の横断平面図である。

【図９】本願発明の実施例８にかかるロータリー圧縮機
の横断平面図である。

【図１０】本願発明の実施例９にかかるロータリー圧縮
機の横断平面図である。

【図１１】本願発明の実施例１０にかかるロータリー圧
縮機の横断平面図である。

【図１２】本願発明の実施例１１にかかるロータリー圧
縮機の横断平面図である。

【図１３】本願発明の実施例１２にかかるロータリー圧
縮機の横断平面図である。

【図１４】本願発明の実施例１３にかかるロータリー圧
縮機の横断平面図である。

【図１５】本願発明の実施例１３にかかるロータリー圧
縮機の要部拡大断面図である。

【図１６】本願発明の実施例１４にかかるロータリー圧
縮機の横断平面図である。

【図１７】本願発明の実施例１５にかかるロータリー圧
縮機の要部拡大断面図である。

【図１８】本願発明の実施例１６にかかるロータリー圧
縮機の要部を示す断面図である。

【図１９】ベーン先端部曲率半径に対する接触面圧の変
化を示す特性図である。

【図２０】ローラの回転角に対する最小油膜厚さの変化
を示す特性図である。

【図２１】ローラの回転角に対する摩擦係数の変化を示
す特性図である。

【図２２】従来品と各種セラミックコーティング材とに
おける焼付き荷重を示す特性図である。

【図２３】窒化クロムのセラミックコーティング材と窒
化チタンのセラミックコーティングとにおける自己摩耗
特性および相手部材に対する攻撃性を示す特性図であ
る。

【図２４】従来公知のロータリー圧縮機の横断平面図で
ある。

【符号の説明】

１は偏心軸、２はローラ、２aは凸曲面部、２bは凹曲面
部、２ｃは平面部、３はシリンダ、４はベーン、４aは
凸曲面部、４bは凹曲面部、４cは背圧作用側端面、４d
は平面部、９は高圧ガス室、１１は摺接部、１２はピボ
ット軸受、１２aは凸曲面部、１３は摺接部材(回転リン
グ)、１４は摺接部材(浮動パッド)。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 落合 一雅 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 神▲野▼ 亮 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏心軸上に装架されたローラと、該ロー
   ラを転動可能に収納するシリンダと、該シリンダに対し
   て進退自在に設けられ且つ前記ローラの外側面に付勢状
   態で摺接されるベーンとを備えたロータリー圧縮機であ
   って、前記ベーンとローラとの間の接触状態を円筒側面
   の内接面接触としたことを特徴とするロータリー圧縮
   機。
2. 【請求項２】 前記ベーン先端には、前記ローラ外周面
   が内接する凹曲面部を形成するとともに、前記ベーン先
   端幅を、前記ローラの全回転角においてベーンとローラ
   の接触点が前記凹曲面部上に常に存在し得るものとした
   ことを特徴とする前記請求項１記載のロータリー圧縮
   機。
3. 【請求項３】 前記ベーンにおける背圧作用側端面の面
   積を縮小したことを特徴とする前記請求項２記載のロー
   タリー圧縮機。
4. 【請求項４】 前記ベーン先端には、前記ローラ外周面
   と内接面接触するティルティングパッド状の摺接部を設
   けたことを特徴とする前記請求項１記載のロータリー圧
   縮機。
5. 【請求項５】 前記ベーン先端には凹曲面部を形成する
   とともに、前記ローラ外周面には、前記凹曲面部に対し
   て内接面接触状態で係合する凸曲面部を設けたことを特
   徴とする前記請求項１記載のロータリー圧縮機。
6. 【請求項６】 前記ベーン先端には凸曲面部を形成する
   とともに、前記ローラ外周面には、前記凸曲面部と内接
   面接触状態で係合する凹曲面部を設けたことを特徴とす
   る前記請求項１記載のロータリー圧縮機。
7. 【請求項７】 偏心軸上に装架されたローラと、該ロー
   ラを転動可能に収納するシリンダと、該シリンダに対し
   て進退自在に設けられ且つ前記ローラの外側面に付勢状
   態で摺接されるベーンとを備えたロータリー圧縮機であ
   って、前記ベーンとローラとの間には、両端にそれぞれ
   凸曲面部を有するピボット状軸受を介設し、前記ベーン
   先端およびローラ外周面には、前記両凸曲面部とそれぞ
   れ内接面接触状態で係合する凹曲面部をそれぞれ設けた
   ことを特徴とするロータリー圧縮機。
8. 【請求項８】 前記偏心軸とローラとの間には、両者の
   相対回転速度を低減する摺接部材を介設したことを特徴
   とする前記請求項５ないし請求項７のいずれか一項記載
   のロータリー圧縮機。
9. 【請求項９】 前記摺接部材を回転リングとしたことを
   特徴とする前記請求項８記載のロータリー圧縮機。
10. 【請求項１０】 前記摺接部材を浮動パッドとしたこと
    を特徴とする前記請求項８記載のロータリー圧縮機。
11. 【請求項１１】 偏心軸上に装架されたローラと、該ロ
    ーラを転動可能に収納するシリンダと、該シリンダに対
    して進退自在に設けられ且つ前記ローラの外側面に付勢
    状態で摺接されるベーンとを備えたロータリー圧縮機で
    あって、前記ベーンの先端には平面部を形成するととも
    に、前記ベーンの先端幅を、前記ローラの全回転角にお
    いてベーンとローラの接触点が前記平面部上に常に存在
    し得るものとしたことを特徴とするロータリー圧縮機。
12. 【請求項１２】 前記ベーンにおける背圧作用側端面の
    面積を縮小したことを特徴とする前記請求項１１記載の
    ロータリー圧縮機。
13. 【請求項１３】 前記ベーンの母材を、表面硬度６００
    Ｈv〜８００Ｈvの合金鋼あるいは窒化等の表面処理によ
    り表面硬度８００Ｈv〜１２００Ｈvに調整された合金鋼
    により構成し、ベーン先端部の表面に窒化クロムのセラ
    ミックコーティングを施したことを特徴とする前記請求
    項１ないし請求項１２のいずれか一項記載のロータリー
    圧縮機。
14. 【請求項１４】 前記ローラを、表面硬度４００Ｈv〜
    ６００Ｈvに調整した合金鋳鉄あるいは表面硬度６００
    Ｈv〜８００Ｈvに調整されたダイス鋼により構成したこ
    とを特徴とする前記請求項１３記載のロータリー圧縮
    機。
15. 【請求項１５】 偏心軸上に装架されたローラと、該ロ
    ーラを転動可能に収納するシリンダと、該シリンダに対
    して進退自在に設けられ且つ前記ローラの外側面に付勢
    状態で摺接されるベーンとを備えたロータリー圧縮機で
    あって、前記ベーンの母材を、表面硬度６００Ｈv〜８
    ００Ｈvの合金鋼あるいは窒化等の表面処理により表面
    硬度８００Ｈv〜１２００Ｈvに調整された合金鋼で構成
    し、ベーン先端部の表面に窒化クロムのセラミックコー
    ティングを施したことを特徴とするロータリー圧縮機。
16. 【請求項１６】 前記ローラを、表面硬度４００Ｈv〜
    ６００Ｈvに調整した合金鋳鉄あるいは表面硬度６００
    Ｈv〜８００Ｈvに調整されたダイス鋼により構成したこ
    とを特徴とする前記請求項１５記載のロータリー圧縮
    機。
17. 【請求項１７】 前記ベーンの先端には凸曲面部を形成
    するとともに、該凸曲面部の曲率半径をr、ベーン先端
    幅をb、ローラの半径をＲ、ローラの公転半径をe、ベー
    ン先端のエッジにおける非接触幅をαとしたとき、r＝
    (b−２α)／(２e−b＋２α)となるように設定し、しか
    もα＝０．１〜０．８mmとしたことを特徴とする前記請
    求項１５および１６のいずれか一項記載のロータリー圧
    縮機。
18. 【請求項１８】 偏心軸上に装架されたローラと、該ロ
    ーラを転動可能に収納するシリンダと、該シリンダに対
    して進退自在に設けられ且つ前記ローラの外側面に付勢
    状態で摺接されるベーンとを備えたロータリー圧縮機で
    あって、前記ベーンの先端には平面部を形成するととも
    に、前記ローラには、前記ベーン先端の平面部と該ロー
    ラの全回転角において摺接する平面部を形成したことを
    特徴とするロータリー圧縮機。
19. 【請求項１９】 前記ベーンにおける背圧作用側端面の
    面積を縮小したことを特徴とする前記請求項１８記載の
    ロータリー圧縮機。
20. 【請求項２０】 前記ベーンの母材を、表面硬度６００
    Ｈv〜８００Ｈvの合金鋼あるいは窒化等の表面処理によ
    り表面硬度８００Ｈv〜１２００Ｈvに調整された合金鋼
    により構成し、ベーン先端部の表面に窒化クロムのセラ
    ミックコーティングを施したことを特徴とする前記請求
    項１８および１９のいずれか一項記載のロータリー圧縮
    機。
21. 【請求項２１】 前記ローラを、表面硬度４００Ｈv〜
    ６００Ｈvに調整した合金鋳鉄あるいは表面硬度６００
    Ｈv〜８００Ｈvに調整されたダイス鋼により構成したこ
    とを特徴とする前記請求項２０記載のロータリー圧縮
    機。