JP2003269349A - 気体圧縮機 - Google Patents
気体圧縮機Info
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- JP2003269349A JP2003269349A JP2002065317A JP2002065317A JP2003269349A JP 2003269349 A JP2003269349 A JP 2003269349A JP 2002065317 A JP2002065317 A JP 2002065317A JP 2002065317 A JP2002065317 A JP 2002065317A JP 2003269349 A JP2003269349 A JP 2003269349A
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- Japan
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- side block
- gas compressor
- shaft
- rotary shaft
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸動力の損失を少なく、かつ体積効率を向上
させた気体圧縮機を提供する。 【解決手段】 回転軸６とフロントヘッド６３、フロン
トサイドブロック６５で仕切られた空間にはシール室１
０１が形成されている。このシール室１０１は、軸方向
に段差１０１ａを有している。段差１０１ａは、吸入側
の径が吐出側の径より細く形成されている。そして、こ
の段差１０１ａにリング状のスラストワッシャ１０３の
右端面が当接されている。また、このスラストワッシャ
１０３の左端面とフロントサイドブロック６５の右端面
間にはリング状の軸肩１０５が介在されている。この軸
肩１０５は回転軸６に固定されている。回転軸６のロー
タ５に貫通された周囲はインボリュートスプライン１１
０にて形成されている。
させた気体圧縮機を提供する。 【解決手段】 回転軸６とフロントヘッド６３、フロン
トサイドブロック６５で仕切られた空間にはシール室１
０１が形成されている。このシール室１０１は、軸方向
に段差１０１ａを有している。段差１０１ａは、吸入側
の径が吐出側の径より細く形成されている。そして、こ
の段差１０１ａにリング状のスラストワッシャ１０３の
右端面が当接されている。また、このスラストワッシャ
１０３の左端面とフロントサイドブロック６５の右端面
間にはリング状の軸肩１０５が介在されている。この軸
肩１０５は回転軸６に固定されている。回転軸６のロー
タ５に貫通された周囲はインボリュートスプライン１１
０にて形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気体圧縮機に係わ
り、特に軸動力の損失を少なく、かつ体積効率を向上さ
せた気体圧縮機に関する。
り、特に軸動力の損失を少なく、かつ体積効率を向上さ
せた気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０に従来の気体圧縮機１０の断面
図、図１１に気体圧縮機１０の図１０中のＡ−Ａ矢視断
面図を示す。気体圧縮機１０は、自動車に搭載され、自
動車の室内冷暖房用に用いられている。吸入口６１は、
フロントヘッド６３とフロントサイドブロック６５間に
形成され、外部に接続された図示しない蒸発器より冷媒
ガスを吸入するようになっている。
図、図１１に気体圧縮機１０の図１０中のＡ−Ａ矢視断
面図を示す。気体圧縮機１０は、自動車に搭載され、自
動車の室内冷暖房用に用いられている。吸入口６１は、
フロントヘッド６３とフロントサイドブロック６５間に
形成され、外部に接続された図示しない蒸発器より冷媒
ガスを吸入するようになっている。
【０００３】シリンダ４は、フロントサイドブロック６
５とリアサイドブロック６７間に挟装されている。回転
軸６は、シリンダ４、フロントヘッド６３及びフロント
サイドブロック６５を貫通し、その一端６ａはリアサイ
ドブロック６７内部に到達している。シリンダ４内には
ロータ５が回転可能に配設されている。
５とリアサイドブロック６７間に挟装されている。回転
軸６は、シリンダ４、フロントヘッド６３及びフロント
サイドブロック６５を貫通し、その一端６ａはリアサイ
ドブロック６７内部に到達している。シリンダ４内には
ロータ５が回転可能に配設されている。
【０００４】ロータ５は回転軸６に貫通固定されてい
る。ロータ５の外周面には径方向にベーン溝１２が形成
され、ベーン溝１２にはベーン１３が摺動可能に装着さ
れている。そして、ベーン１３は、ロータ５の回転時に
は遠心力とサライ８１、８７に通ずるベーン溝底部の油
圧とによりシリンダ４の内壁に付勢される。
る。ロータ５の外周面には径方向にベーン溝１２が形成
され、ベーン溝１２にはベーン１３が摺動可能に装着さ
れている。そして、ベーン１３は、ロータ５の回転時に
は遠心力とサライ８１、８７に通ずるベーン溝底部の油
圧とによりシリンダ４の内壁に付勢される。
【０００５】シリンダ４内は、ロータ５、ベーン１３、
１３・・により複数の小室に仕切られている。これらの
小室は圧縮室１４、１４・・と称され、ロータ５の回転
により容積の大小変化を繰り返す。
１３・・により複数の小室に仕切られている。これらの
小室は圧縮室１４、１４・・と称され、ロータ５の回転
により容積の大小変化を繰り返す。
【０００６】そして、このように、ロータ５が回転して
圧縮室１４、１４・・の容積が変化すると、その容積変
化により吸入口６１より低圧冷媒ガスを吸気し圧縮す
る。フロントヘッド６３端部にはケース５２が固定さ
れ、このケース５２の内部には、吐出室１９が形成され
ている。
圧縮室１４、１４・・の容積が変化すると、その容積変
化により吸入口６１より低圧冷媒ガスを吸気し圧縮す
る。フロントヘッド６３端部にはケース５２が固定さ
れ、このケース５２の内部には、吐出室１９が形成され
ている。
【０００７】圧縮室１４で圧縮された高圧冷媒ガスは、
吐出ポート１６、吐出弁１７を介して図示しない吐出ガ
ス通路を経由して吐出室１９に送られる。そして、吐出
室１９内に設けられたオイルセパレータ７１で冷媒ガス
と油分が分離される。油分は、吐出室１９内底部に溜ま
り、冷媒ガスは吐出室１９から吐出口７３を経て外部の
図示しない凝縮器へと送られる。
吐出ポート１６、吐出弁１７を介して図示しない吐出ガ
ス通路を経由して吐出室１９に送られる。そして、吐出
室１９内に設けられたオイルセパレータ７１で冷媒ガス
と油分が分離される。油分は、吐出室１９内底部に溜ま
り、冷媒ガスは吐出室１９から吐出口７３を経て外部の
図示しない凝縮器へと送られる。
【０００８】一方、吐出室１９内底部に溜まった油分は
ロータ５回転時の圧力差に従い、オイル通路７７を通じ
てフロント側軸受部７９に送られる。フロント側軸受部
７９を経てサライ８１に到達した油分は減圧され、吐出
室１９内の吐出圧Ｐｄより低く、吸入口６１に通ずる吸
入室７５の吸入圧Ｐｓより高い圧力Ｐｖとなっている。
ロータ５回転時の圧力差に従い、オイル通路７７を通じ
てフロント側軸受部７９に送られる。フロント側軸受部
７９を経てサライ８１に到達した油分は減圧され、吐出
室１９内の吐出圧Ｐｄより低く、吸入口６１に通ずる吸
入室７５の吸入圧Ｐｓより高い圧力Ｐｖとなっている。
【０００９】また、同様に吐出室１９内底部に溜まった
油分は、オイル通路８３を通じてリア側軸受部８５に送
られる。そして、サライ８１と同程度の圧力の油分が潤
滑等のためサライ８７及び油溜まり８９に溜められる。
油分は、オイル通路８３を通じてリア側軸受部８５に送
られる。そして、サライ８１と同程度の圧力の油分が潤
滑等のためサライ８７及び油溜まり８９に溜められる。
【００１０】回転軸６の他端６ｂは、フロントヘッド６
３より外部に出され、アマチュア３３がボルト３４によ
り固着されている。そして、このアマチュア３３は、プ
ーリ３１に電磁吸着されるようになっている。このプー
リ３１には、図示しない自動車のエンジンのクランクプ
ーリから動力が伝えられる。フロントヘッド６３と回転
軸６の間にはリップシール６４が配設されている。
３より外部に出され、アマチュア３３がボルト３４によ
り固着されている。そして、このアマチュア３３は、プ
ーリ３１に電磁吸着されるようになっている。このプー
リ３１には、図示しない自動車のエンジンのクランクプ
ーリから動力が伝えられる。フロントヘッド６３と回転
軸６の間にはリップシール６４が配設されている。
【００１１】ここに、冷媒ガスとしてＲ１３４ａを使用
した場合における回転軸６に作用する力を算出してみる
と次のようになる。まず、冬場等で気体圧縮機１０が低
負荷のときを設計の基準時に定める。このときの回転軸
６の各部位にかかる圧力は、例えば、吐出圧Ｐｄが０．
６２（ＭＰａＧ）、吸入圧Ｐｓが０．２（ＭＰａＧ）、
サライ８１、８７及び油溜まり８９の圧力Ｐｖが０．５
４（ＭＰａＧ）である。
した場合における回転軸６に作用する力を算出してみる
と次のようになる。まず、冬場等で気体圧縮機１０が低
負荷のときを設計の基準時に定める。このときの回転軸
６の各部位にかかる圧力は、例えば、吐出圧Ｐｄが０．
６２（ＭＰａＧ）、吸入圧Ｐｓが０．２（ＭＰａＧ）、
サライ８１、８７及び油溜まり８９の圧力Ｐｖが０．５
４（ＭＰａＧ）である。
【００１２】回転軸６の各部位にかかる力は、圧力に各
部位の断面積を乗算することで求めることができる。図
１０中、回転軸６の左方向を正符号として油溜まり８９
にかかる力を−Ｆｒｓｈ、サライ８７にかかる力を−Ｆ
ｒ、サライ８１にかかる力をＦｆ、吸入圧Ｐｓにより回
転軸６の外周に配設された傾斜部６ｃにかけられる力を
Ｆｄ、アマチュア３３がプーリ３１に電磁吸着されたと
きのバネ荷重により回転軸６の右端にかけられる力をＦ
ｃと定義する。
部位の断面積を乗算することで求めることができる。図
１０中、回転軸６の左方向を正符号として油溜まり８９
にかかる力を−Ｆｒｓｈ、サライ８７にかかる力を−Ｆ
ｒ、サライ８１にかかる力をＦｆ、吸入圧Ｐｓにより回
転軸６の外周に配設された傾斜部６ｃにかけられる力を
Ｆｄ、アマチュア３３がプーリ３１に電磁吸着されたと
きのバネ荷重により回転軸６の右端にかけられる力をＦ
ｃと定義する。
【００１３】このとき、回転軸６にかかる総合力ΣＦ
は、ΣＦ＝−Ｆｒｓｈ−Ｆｒ＋Ｆｆ＋Ｆｄ＋Ｆｃで算出
できる。回転軸６にかかる総合力ΣＦができるだけ小さ
く抑えられるように、サライ８１に対するサライ８７の
断面積比を１．３２に設計する。即ち、サライ８７の方
がサライ８１より断面積の広い状態である。そして、こ
のときの総合力ΣＦは、ほぼゼロとなる。
は、ΣＦ＝−Ｆｒｓｈ−Ｆｒ＋Ｆｆ＋Ｆｄ＋Ｆｃで算出
できる。回転軸６にかかる総合力ΣＦができるだけ小さ
く抑えられるように、サライ８１に対するサライ８７の
断面積比を１．３２に設計する。即ち、サライ８７の方
がサライ８１より断面積の広い状態である。そして、こ
のときの総合力ΣＦは、ほぼゼロとなる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、同様の演算
を夏場等の高負荷時について行ってみると、このときの
回転軸６の各部位にかかる圧力は、例えば、吐出圧Ｐｄ
が１．８（ＭＰａＧ）、吸入圧Ｐｓが０．２（ＭＰａ
Ｇ）、サライ８１、８７及び油溜まり８９の圧力Ｐｖが
１．４８（ＭＰａＧ）となる。前述の設計条件の下に同
様に総合力ΣＦを算出してみると、総合力ΣＦは、ΣＦ
＝−２７５（Ｎ）のように大きくなる。
を夏場等の高負荷時について行ってみると、このときの
回転軸６の各部位にかかる圧力は、例えば、吐出圧Ｐｄ
が１．８（ＭＰａＧ）、吸入圧Ｐｓが０．２（ＭＰａ
Ｇ）、サライ８１、８７及び油溜まり８９の圧力Ｐｖが
１．４８（ＭＰａＧ）となる。前述の設計条件の下に同
様に総合力ΣＦを算出してみると、総合力ΣＦは、ΣＦ
＝−２７５（Ｎ）のように大きくなる。
【００１５】このため、ロータ５がフロントサイドブロ
ック６５に押しつけられる一方で、リアサイドブロック
６７とロータ５の間の隙間は拡大される。従って、運転
条件によっては、体積効率が低下したり、摩耗を生じ動
力効率も低下するおそれがある。また、隙間から冷媒ガ
スの漏れる量が増えてしまう。
ック６５に押しつけられる一方で、リアサイドブロック
６７とロータ５の間の隙間は拡大される。従って、運転
条件によっては、体積効率が低下したり、摩耗を生じ動
力効率も低下するおそれがある。また、隙間から冷媒ガ
スの漏れる量が増えてしまう。
【００１６】更に、近年は、地球環境の汚染、とりわけ
オゾン層の破壊、地球の温暖化を防止するために冷媒ガ
スとしてフロンよりはるかに影響の少ない炭酸ガス（Ｃ
Ｏ2）を使用する研究開発が進められている。
オゾン層の破壊、地球の温暖化を防止するために冷媒ガ
スとしてフロンよりはるかに影響の少ない炭酸ガス（Ｃ
Ｏ2）を使用する研究開発が進められている。
【００１７】気体圧縮機１０でこの炭酸ガスを使用した
場合について同様の演算を行ってみると、このときの回
転軸６の各部位にかかる圧力は、例えば、吐出圧Ｐｄが
９．９（ＭＰａＧ）、吸入圧Ｐｓが３．３８（ＭＰａ
Ｇ）、サライ８１、８７及び油溜まり８９の圧力Ｐｖが
８．６（ＭＰａＧ）となる。そして、前述の設計条件の
下に同様に総合力ΣＦを算出してみると、総合力ΣＦ
は、ΣＦ＝−２３１７（Ｎ）のように大きくなる。
場合について同様の演算を行ってみると、このときの回
転軸６の各部位にかかる圧力は、例えば、吐出圧Ｐｄが
９．９（ＭＰａＧ）、吸入圧Ｐｓが３．３８（ＭＰａ
Ｇ）、サライ８１、８７及び油溜まり８９の圧力Ｐｖが
８．６（ＭＰａＧ）となる。そして、前述の設計条件の
下に同様に総合力ΣＦを算出してみると、総合力ΣＦ
は、ΣＦ＝−２３１７（Ｎ）のように大きくなる。
【００１８】この総合力ΣＦを０（Ｎ）とするには、サ
ライ８７に対するサライ８１の断面積比を２．５５に設
計する。即ち、この場合には、先のＲ１３４ａを使用し
た場合とは異なり、サライ８１の方がサライ８７より断
面積を広くする必要がある。
ライ８７に対するサライ８１の断面積比を２．５５に設
計する。即ち、この場合には、先のＲ１３４ａを使用し
た場合とは異なり、サライ８１の方がサライ８７より断
面積を広くする必要がある。
【００１９】しかしながら、サライの断面積比をこのよ
うに設計した場合、隙間による冷媒ガスの漏れは更に大
きくなり、体積効率の低下や動力効率も著しく低下する
おそれがあり、またベーン１３の背圧にもバランスを欠
くことになる。このため、気体圧縮機１０の性能と寿命
が著しく低下されてしまうという問題があった。
うに設計した場合、隙間による冷媒ガスの漏れは更に大
きくなり、体積効率の低下や動力効率も著しく低下する
おそれがあり、またベーン１３の背圧にもバランスを欠
くことになる。このため、気体圧縮機１０の性能と寿命
が著しく低下されてしまうという問題があった。
【００２０】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、軸動力の損失を少なく、かつ体積効率を
向上させた気体圧縮機を提供することを目的とする。
されたもので、軸動力の損失を少なく、かつ体積効率を
向上させた気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、吸引
した冷媒ガスを圧縮自在なベーンロータリー式気体圧縮
機であって、所定の回転動力により回転される回転軸
と、該回転軸により回転駆動されるロータと、該ロータ
を前記回転軸に対し軸方向に摺動自在とするロータ摺動
手段とを備えて構成した。
した冷媒ガスを圧縮自在なベーンロータリー式気体圧縮
機であって、所定の回転動力により回転される回転軸
と、該回転軸により回転駆動されるロータと、該ロータ
を前記回転軸に対し軸方向に摺動自在とするロータ摺動
手段とを備えて構成した。
【００２２】ロータは回転軸に対し、軸方向に摺動自在
である。このとき、ロータに対し軸方向に作用する力は
ほぼ均等にできる。従って、隙間からの冷媒ガスの漏れ
も低減され、体積効率を向上させることができる。ま
た、ロータとフロントサイドブロック、リアサイドブロ
ック間の摩耗を低減することができる。駆動効率も向上
する。
である。このとき、ロータに対し軸方向に作用する力は
ほぼ均等にできる。従って、隙間からの冷媒ガスの漏れ
も低減され、体積効率を向上させることができる。ま
た、ロータとフロントサイドブロック、リアサイドブロ
ック間の摩耗を低減することができる。駆動効率も向上
する。
【００２３】また、本発明は、前記回転軸が軸方向に移
動するのを規制しつつ該回転軸を回転自在に保持する保
持手段を備えたことを特徴とする。
動するのを規制しつつ該回転軸を回転自在に保持する保
持手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】このことにより、回転軸は軸方向に安定し
て保持される。回転軸の軸方向の荷重も低減されている
ため、駆動効率も向上する。
て保持される。回転軸の軸方向の荷重も低減されている
ため、駆動効率も向上する。
【００２５】更に、本発明は、前記ロータ摺動手段は、
前記回転軸の外周と前記ロータの内周間がインボリュー
トスプライン形状にて形成されたことを特徴とする。
前記回転軸の外周と前記ロータの内周間がインボリュー
トスプライン形状にて形成されたことを特徴とする。
【００２６】インボリュートスプライン形状にて形成す
ることで、ロータは回転軸に安定して保持される。
ることで、ロータは回転軸に安定して保持される。
【００２７】更に、本発明は、前記冷媒ガスの吸入され
る吸入口の形成されたフロントヘッドと、該フロントヘ
ッド及び前記ロータ間に配設されたフロントサイドブロ
ックと、前記ロータの軸方向吐出側に配設されたリアサ
イドブロックとを備え、前記保持手段は、前記回転軸周
囲に配設され、前記フロントサイドブロックと前記フロ
ントヘッド間に介在され、かつ軸方向吸入側端面及び／
又は軸方向吐出側端面で摺動される軸肩を有することを
特徴とする。
る吸入口の形成されたフロントヘッドと、該フロントヘ
ッド及び前記ロータ間に配設されたフロントサイドブロ
ックと、前記ロータの軸方向吐出側に配設されたリアサ
イドブロックとを備え、前記保持手段は、前記回転軸周
囲に配設され、前記フロントサイドブロックと前記フロ
ントヘッド間に介在され、かつ軸方向吸入側端面及び／
又は軸方向吐出側端面で摺動される軸肩を有することを
特徴とする。
【００２８】従来は半径の大きいロータの軸方向吸入側
端面又は軸方向吐出側端面がフロントサイドブロック又
はリアサイドブロックに接触することで比較的大きな接
触抵抗を生じていたが、本発明ではロータに比べて半径
の小さい軸肩がフロントサイドブロック又はフロントヘ
ッドに接触することになるため、接触抵抗はその分小さ
くなり、トルクは低減される。
端面又は軸方向吐出側端面がフロントサイドブロック又
はリアサイドブロックに接触することで比較的大きな接
触抵抗を生じていたが、本発明ではロータに比べて半径
の小さい軸肩がフロントサイドブロック又はフロントヘ
ッドに接触することになるため、接触抵抗はその分小さ
くなり、トルクは低減される。
【００２９】更に、本発明は、前記軸肩と前記フロント
サイドブロック及び／又は前記フロントヘッド間には摺
動部材が配設されたことを特徴とする。
サイドブロック及び／又は前記フロントヘッド間には摺
動部材が配設されたことを特徴とする。
【００３０】摺動部材が介在されることで、摺動抵抗は
一層小さくなり、トルクも低減される。
一層小さくなり、トルクも低減される。
【００３１】更に、本発明は、前記軸肩は前記回転軸と
別体にて形成されたことを特徴とする。
別体にて形成されたことを特徴とする。
【００３２】このことにより、軸肩を回転軸とは別に製
造できるため、コスト低減につながる。
造できるため、コスト低減につながる。
【００３３】更に、本発明は、前記冷媒ガスの吸入され
る吸入口の形成されたフロントヘッドと、該フロントヘ
ッド及び前記ロータ間に配設されたフロントサイドブロ
ックと、前記ロータの軸方向吐出側に配設されたリアサ
イドブロックとを備え、前記保持手段は、前記回転軸端
部に配設され、前記リアサイドブロックの軸方向吐出側
端面で摺動される摺動端部を有することを特徴とする。
る吸入口の形成されたフロントヘッドと、該フロントヘ
ッド及び前記ロータ間に配設されたフロントサイドブロ
ックと、前記ロータの軸方向吐出側に配設されたリアサ
イドブロックとを備え、前記保持手段は、前記回転軸端
部に配設され、前記リアサイドブロックの軸方向吐出側
端面で摺動される摺動端部を有することを特徴とする。
【００３４】本発明ではロータに比べて半径の小さい摺
動端部がリアサイドブロックの軸方向吐出側端面に接触
することになるため、接触抵抗はその分小さくなり、ト
ルクは低減される。
動端部がリアサイドブロックの軸方向吐出側端面に接触
することになるため、接触抵抗はその分小さくなり、ト
ルクは低減される。
【００３５】更に、本発明は、前記摺動端部と前記リア
サイドブロック間には摺動部材が配設されたことを特徴
とする。
サイドブロック間には摺動部材が配設されたことを特徴
とする。
【００３６】摺動部材が介在されることで、摺動抵抗は
一層小さくなり、トルクも低減される。
一層小さくなり、トルクも低減される。
【００３７】更に、本発明は、前記冷媒ガスの吸入され
る吸入口の形成されたフロントヘッドと、該フロントヘ
ッド及び前記ロータ間に配設されたフロントサイドブロ
ックと、前記ロータの軸方向吐出側に配設されたリアサ
イドブロックと、前記ロータの軸方向吸入側端面に面し
て前記フロントサイドブロックに形成された第１のサラ
イと、前記ロータの軸方向吐出側端面に面して前記リア
サイドブロックに形成された第２のサライとを備え、該
第２のサライと前記第１のサライとは径方向回りの断面
積がほぼ同一とされたことを特徴とする。
る吸入口の形成されたフロントヘッドと、該フロントヘ
ッド及び前記ロータ間に配設されたフロントサイドブロ
ックと、前記ロータの軸方向吐出側に配設されたリアサ
イドブロックと、前記ロータの軸方向吸入側端面に面し
て前記フロントサイドブロックに形成された第１のサラ
イと、前記ロータの軸方向吐出側端面に面して前記リア
サイドブロックに形成された第２のサライとを備え、該
第２のサライと前記第１のサライとは径方向回りの断面
積がほぼ同一とされたことを特徴とする。
【００３８】第１のサライと第２のサライの径方向回り
の断面積をほぼ同一に形成することで、ロータに対し軸
方向に作用する力を均等にできる。また、ベーンの背圧
のバランスをとることができる。
の断面積をほぼ同一に形成することで、ロータに対し軸
方向に作用する力を均等にできる。また、ベーンの背圧
のバランスをとることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態に
ついて説明する。図１に、本発明の第１実施形態の全体
構成図、図２に部分拡大図を示す。なお、図１０と同一
要素のものについては同一符号を付して説明は省略す
る。
ついて説明する。図１に、本発明の第１実施形態の全体
構成図、図２に部分拡大図を示す。なお、図１０と同一
要素のものについては同一符号を付して説明は省略す
る。
【００４０】図１及び図２において、回転軸６とフロン
トヘッド６３、フロントサイドブロック６５で仕切られ
た空間にはシール室１０１が形成されている。このシー
ル室１０１は、軸方向に段差１０１ａを有している。段
差１０１ａは、吸入側の径が吐出側の径より細く形成さ
れている。
トヘッド６３、フロントサイドブロック６５で仕切られ
た空間にはシール室１０１が形成されている。このシー
ル室１０１は、軸方向に段差１０１ａを有している。段
差１０１ａは、吸入側の径が吐出側の径より細く形成さ
れている。
【００４１】そして、この段差１０１ａにリング状のス
ラストワッシャ１０３の右端面が当接されている。ま
た、このスラストワッシャ１０３の左端面とフロントサ
イドブロック６５の右端面間にはリング状の軸肩１０５
が介在されている。この軸肩１０５は回転軸６に固定さ
れている。
ラストワッシャ１０３の右端面が当接されている。ま
た、このスラストワッシャ１０３の左端面とフロントサ
イドブロック６５の右端面間にはリング状の軸肩１０５
が介在されている。この軸肩１０５は回転軸６に固定さ
れている。
【００４２】かかる構成において、回転軸６が回転され
ると、軸肩１０５は回転され、スラストワッシャ１０
３、フロントサイドブロック６５との間を滑動する。こ
のことにより、回転軸６は軸方向に対し位置決めされ
る。回転軸６のスラスト荷重は軸肩１０５により支持さ
れる。なお、潤滑油はフロント側軸受部７９よりしみ出
してくるので、回転軸６の回転は円滑に行われる。
ると、軸肩１０５は回転され、スラストワッシャ１０
３、フロントサイドブロック６５との間を滑動する。こ
のことにより、回転軸６は軸方向に対し位置決めされ
る。回転軸６のスラスト荷重は軸肩１０５により支持さ
れる。なお、潤滑油はフロント側軸受部７９よりしみ出
してくるので、回転軸６の回転は円滑に行われる。
【００４３】一方、図３の断面図に示すように、回転軸
６のロータ５に貫通された周囲はインボリュートスプラ
イン１１０にて形成されている。従って、ロータ５は回
転軸６の軸方向に摺動自在である。このため、ロータ５
とフロントサイドブロック６５、リアサイドブロック６
７間に生じる隙間は均等となる。
６のロータ５に貫通された周囲はインボリュートスプラ
イン１１０にて形成されている。従って、ロータ５は回
転軸６の軸方向に摺動自在である。このため、ロータ５
とフロントサイドブロック６５、リアサイドブロック６
７間に生じる隙間は均等となる。
【００４４】以上により、ロータ５はフロントサイドブ
ロック６５やリアサイドブロック６７との摩擦力が低減
され、それらの部材間の摩耗も低減される。従って、気
体圧縮機１０の動力効率が向上する。
ロック６５やリアサイドブロック６７との摩擦力が低減
され、それらの部材間の摩耗も低減される。従って、気
体圧縮機１０の動力効率が向上する。
【００４５】また、ロータ５とフロントサイドブロック
６５やリアサイドブロック６７間の隙間の偏りが生じな
いため、冷媒ガスの内部リークを最低に押さえることが
できる。従って、気体圧縮機１０の体積効率を向上する
ことができる。
６５やリアサイドブロック６７間の隙間の偏りが生じな
いため、冷媒ガスの内部リークを最低に押さえることが
できる。従って、気体圧縮機１０の体積効率を向上する
ことができる。
【００４６】このため、気体圧縮機１０の性能を安定さ
せ、かつ寿命を長くすることができる。また、気体圧縮
機１０を用いた冷凍サイクルのＣＯＰ（気体圧縮機１０
の能率を冷房能力と動力との比によって表した成績係
数）が向上する。
せ、かつ寿命を長くすることができる。また、気体圧縮
機１０を用いた冷凍サイクルのＣＯＰ（気体圧縮機１０
の能率を冷房能力と動力との比によって表した成績係
数）が向上する。
【００４７】更に、サライ８１とサライ８７の径方向回
りの断面積を同一とした場合には、回転軸６にかかる総
合力ΣＦは、ΣＦ＝−Ｆｒｓｈ＋Ｆｄ＋Ｆｃで算出でき
る。例えば、吐出圧Ｐｄを９．９（Ｍｐａ・Ｇ）、吸入
圧Ｐｓを３．３８（Ｍｐａ・Ｇ）としたときの総合力Σ
Ｆは、ΣＦ＝−１５１９（Ｎ）となる。従来のΣＦ＝−
２３１７（Ｎ）に対して約３４％低減する。
りの断面積を同一とした場合には、回転軸６にかかる総
合力ΣＦは、ΣＦ＝−Ｆｒｓｈ＋Ｆｄ＋Ｆｃで算出でき
る。例えば、吐出圧Ｐｄを９．９（Ｍｐａ・Ｇ）、吸入
圧Ｐｓを３．３８（Ｍｐａ・Ｇ）としたときの総合力Σ
Ｆは、ΣＦ＝−１５１９（Ｎ）となる。従来のΣＦ＝−
２３１７（Ｎ）に対して約３４％低減する。
【００４８】従って、冷媒ガスとして炭酸ガスのような
作動圧力が非常に高いものに対しても適用可能である。
炭酸ガスを使用した場合には、地球温暖化の防止に貢献
する。
作動圧力が非常に高いものに対しても適用可能である。
炭酸ガスを使用した場合には、地球温暖化の防止に貢献
する。
【００４９】また、サライ８１とサライ８７の径方向回
りの断面積を同一に構成可能な分、ベーン１３の背圧の
バランスをとることができる。なお、回転軸６のロータ
５に貫通された周囲には、インボリュートスプライン１
１０を形成する以外にも、角型スプラインや滑りキーな
どの構造としてもよい。
りの断面積を同一に構成可能な分、ベーン１３の背圧の
バランスをとることができる。なお、回転軸６のロータ
５に貫通された周囲には、インボリュートスプライン１
１０を形成する以外にも、角型スプラインや滑りキーな
どの構造としてもよい。
【００５０】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。本発明の第２実施形態の構成図を図４に示す。図
４において、スラストワッシャ１０３と軸肩１０５間に
スラストベアリング１０７が配設されている。スラスト
ベアリング１０７の右側面はスラストワッシャ１０３の
左端面に当接され、スラストベアリング１０７の左側面
は軸肩１０５の右端面に当接されている。
する。本発明の第２実施形態の構成図を図４に示す。図
４において、スラストワッシャ１０３と軸肩１０５間に
スラストベアリング１０７が配設されている。スラスト
ベアリング１０７の右側面はスラストワッシャ１０３の
左端面に当接され、スラストベアリング１０７の左側面
は軸肩１０５の右端面に当接されている。
【００５１】かかる構成において、スラストベアリング
１０７により軸肩１０５の軸方向の位置が規制され、か
つスラストベアリング１０７の転がり摩擦により軸動力
を一層低減することができる。
１０７により軸肩１０５の軸方向の位置が規制され、か
つスラストベアリング１０７の転がり摩擦により軸動力
を一層低減することができる。
【００５２】なお、軸肩１０５は回転軸６と一体形成さ
れてもよいが、図５に示すように、軸肩１０９を回転軸
６とは別体として配設してもよい。軸肩１０９は図中左
端にリング状の大径部１０９ａを有し、この大径部１０
９ａの左端面がフロントサイドブロック６５の右端面に
当接されている。
れてもよいが、図５に示すように、軸肩１０９を回転軸
６とは別体として配設してもよい。軸肩１０９は図中左
端にリング状の大径部１０９ａを有し、この大径部１０
９ａの左端面がフロントサイドブロック６５の右端面に
当接されている。
【００５３】そして、この軸肩１０９の大径部１０９ａ
右方には、回転軸６の周囲に沿ってリング状胴部１０９
ｂが突設されており、このリング状胴部１０９ｂにはピ
ン１１１が径方向に貫通固定されている。
右方には、回転軸６の周囲に沿ってリング状胴部１０９
ｂが突設されており、このリング状胴部１０９ｂにはピ
ン１１１が径方向に貫通固定されている。
【００５４】軸肩１０９とスラストワッシャ１０３の間
にはスラストベアリング１０７が配設されている。この
ことにより、軸肩１０９を回転軸６とは別に製造できる
ため、コスト低減につながる。以上により、本発明の第
１実施形態と同様の効果を得ることができる。
にはスラストベアリング１０７が配設されている。この
ことにより、軸肩１０９を回転軸６とは別に製造できる
ため、コスト低減につながる。以上により、本発明の第
１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】なお、軸肩１０９を回転軸６とは別に配設
することが可能なのは本発明の第２実施形態の構成に限
られるものではなく、本発明の他の各実施形態でも同様
に可能である。
することが可能なのは本発明の第２実施形態の構成に限
られるものではなく、本発明の他の各実施形態でも同様
に可能である。
【００５６】次に、本発明の第３実施形態について説明
する。本発明の第３実施形態の構成図を図６に示す。な
お、図４と同一要素のものについては同一符号を付して
説明は省略する。
する。本発明の第３実施形態の構成図を図６に示す。な
お、図４と同一要素のものについては同一符号を付して
説明は省略する。
【００５７】図６において、軸肩１０５とフロントサイ
ドブロック６５の間にもスラストベアリング１１３が配
設されている。スラストベアリング１１３の右側面は軸
肩１０５の左端面に当接され、スラストベアリング１１
３の左側面はフロントサイドブロック６５の右端面に当
接されている。
ドブロック６５の間にもスラストベアリング１１３が配
設されている。スラストベアリング１１３の右側面は軸
肩１０５の左端面に当接され、スラストベアリング１１
３の左側面はフロントサイドブロック６５の右端面に当
接されている。
【００５８】かかる構成において、回転軸６の軸方向に
対し左右いずれの方向に力が作用した場合でも摩擦力を
低減することができる。以上により、本発明の第１実施
形態と同様の効果を得ることができる。
対し左右いずれの方向に力が作用した場合でも摩擦力を
低減することができる。以上により、本発明の第１実施
形態と同様の効果を得ることができる。
【００５９】次に、本発明の第４実施形態について説明
する。図７において、回転軸６の左端部にはボルト１２
３によりスラストワッシャ１２１が止められている。ま
た、スラストワッシャ１２１の回転を防止するため、ピ
ン１２５がスラストワッシャ１２１を貫通して回転軸６
の左端部に打ち込まれている。スラストワッシャ１２１
の径は回転軸６の径よりも拡大されている。
する。図７において、回転軸６の左端部にはボルト１２
３によりスラストワッシャ１２１が止められている。ま
た、スラストワッシャ１２１の回転を防止するため、ピ
ン１２５がスラストワッシャ１２１を貫通して回転軸６
の左端部に打ち込まれている。スラストワッシャ１２１
の径は回転軸６の径よりも拡大されている。
【００６０】更に、回転軸６の外周には軸段差部１２９
が形成されており、回転軸６の軸段差部１２９より吐出
側は吸入側より軸径が細くなっている。そして、この軸
段差部１２９の左端面はサライ８７の奥端面に当接され
るようになっている。
が形成されており、回転軸６の軸段差部１２９より吐出
側は吸入側より軸径が細くなっている。そして、この軸
段差部１２９の左端面はサライ８７の奥端面に当接され
るようになっている。
【００６１】かかる構成において、リアサイドブロック
６７に対しスラストワッシャ１２１の右端面が回転軸６
の回転につれて摺動する。スラストワッシャ１２１とリ
アサイドブロック６７間にはオイル通路８３を通じて潤
滑油が供給される。
６７に対しスラストワッシャ１２１の右端面が回転軸６
の回転につれて摺動する。スラストワッシャ１２１とリ
アサイドブロック６７間にはオイル通路８３を通じて潤
滑油が供給される。
【００６２】以上により、本発明の第１実施形態と同様
の効果を得ることができる。なお、図８に示すようにス
ラストワッシャ１２１とリアサイドブロック６７間にス
ラストベアリング１２７を配設するようにしてもよい。
の効果を得ることができる。なお、図８に示すようにス
ラストワッシャ１２１とリアサイドブロック６７間にス
ラストベアリング１２７を配設するようにしてもよい。
【００６３】スラストベアリング１２７の右側面はリア
サイドブロック６７の左端面に当接され、スラストベア
リング１２７の左側面はスラストワッシャ１２１の右端
面に当接されている。この場合には、スラストワッシャ
１２１とリアサイドブロック６７間が転がり摩擦となる
分、軸動力を軽減することができる。
サイドブロック６７の左端面に当接され、スラストベア
リング１２７の左側面はスラストワッシャ１２１の右端
面に当接されている。この場合には、スラストワッシャ
１２１とリアサイドブロック６７間が転がり摩擦となる
分、軸動力を軽減することができる。
【００６４】次に、本発明の第５実施形態について説明
する。本発明の第５実施形態の構成図を図９に示す。図
９において、回転軸６の左端部は図８に示す構成とほぼ
同一である。
する。本発明の第５実施形態の構成図を図９に示す。図
９において、回転軸６の左端部は図８に示す構成とほぼ
同一である。
【００６５】但し、軸段差部１２９の左端面とサライ８
７の奥端面の間には隙間があいている点で図８に示す構
成と相違する。一方、回転軸６の右側のシール室１０１
においては、軸肩１０５とフロントサイドブロック６５
間にスラストベアリング１１３が配設されている。
７の奥端面の間には隙間があいている点で図８に示す構
成と相違する。一方、回転軸６の右側のシール室１０１
においては、軸肩１０５とフロントサイドブロック６５
間にスラストベアリング１１３が配設されている。
【００６６】かかる構成において、回転軸６の軸方向の
いずれに力がかかった場合でも回転軸６の移動を規制す
ることができる。以上により、本発明の第１実施形態と
同様の効果を得ることができる。
いずれに力がかかった場合でも回転軸６の移動を規制す
ることができる。以上により、本発明の第１実施形態と
同様の効果を得ることができる。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロータは回転軸に対し、軸方向に摺動自在とし、かつ第
１のサライと第２のサライの径方向回りの断面積をほぼ
同一として構成したので、ロータに対し軸方向に作用す
る力は均等である。
ロータは回転軸に対し、軸方向に摺動自在とし、かつ第
１のサライと第２のサライの径方向回りの断面積をほぼ
同一として構成したので、ロータに対し軸方向に作用す
る力は均等である。
【００６８】従って、隙間からの冷媒ガスの漏れも低減
され、体積効率を向上させることができる。また、ロー
タとフロントサイドブロック、リアサイドブロック間の
摩耗を低減することができ、駆動効率も向上する。更
に、気体圧縮機の性能を安定させ、かつ寿命を長くする
ことができる。
され、体積効率を向上させることができる。また、ロー
タとフロントサイドブロック、リアサイドブロック間の
摩耗を低減することができ、駆動効率も向上する。更
に、気体圧縮機の性能を安定させ、かつ寿命を長くする
ことができる。
【図１】 本発明の第１実施形態の全体構成図
【図２】 同上部分拡大図
【図３】 回転軸がロータに貫通されている様子を示す
図
図
【図４】 本発明の第２実施形態の構成図
【図５】 軸肩を回転軸とは別体として配設した例
【図６】 本発明の第３実施形態の構成図
【図７】 本発明の第４実施形態の構成図
【図８】 スラストワッシャとリアサイドブロック間に
スラストベアリングを配設した例
スラストベアリングを配設した例
【図９】 本発明の第５実施形態の構成図
【図１０】 従来の気体圧縮機の断面図
【図１１】 図１０中のＡ−Ａ矢視断面図
４ シリンダ
５ ロータ
６ 回転軸
１０ 気体圧縮機
１３ ベーン
１４ 圧縮室
６３ フロントヘッド
６４ リップシール
６５ フロントサイドブロック
６７ リアサイドブロック
７１ オイルセパレータ
１０１ シール室
１０１ａ 段差
１０３、１２１ スラストワッシャ
１０５、１０９ 軸肩
１０７、１１３、１２７ スラストベアリング
１１０ インボリュートスプライン
１１１、１２５ ピン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3H029 AA05 AA17 AB03 BB16 BB32
BB43 CC18 CC19 CC20
3H040 AA09 BB05 BB11 CC02 CC09
DD18 DD25 DD31
Claims (9)
- 【請求項１】 吸引した冷媒ガスを圧縮自在なベーンロ
ータリー式気体圧縮機であって、所定の回転動力により
回転される回転軸と、該回転軸により回転駆動されるロ
ータと、該ロータを前記回転軸に対し軸方向に摺動自在
とするロータ摺動手段とを備えたことを特徴とする気体
圧縮機。 - 【請求項２】 前記回転軸が軸方向に移動するのを規制
しつつ該回転軸を回転自在に保持する保持手段を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。 - 【請求項３】 前記ロータ摺動手段は、前記回転軸の外
周と前記ロータの内周間がインボリュートスプライン形
状にて形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項
２記載の気体圧縮機。 - 【請求項４】 前記冷媒ガスの吸入される吸入口の形成
されたフロントヘッドと、該フロントヘッド及び前記ロ
ータ間に配設されたフロントサイドブロックと、前記ロ
ータの軸方向吐出側に配設されたリアサイドブロックと
を備え、前記保持手段は、前記回転軸周囲に配設され、
前記フロントサイドブロックと前記フロントヘッド間に
介在され、かつ軸方向吸入側端面及び／又は軸方向吐出
側端面で摺動される軸肩を有することを特徴とする請求
項２又は請求項３記載の気体圧縮機。 - 【請求項５】 前記軸肩と前記フロントサイドブロック
及び／又は前記フロントヘッド間には摺動部材が配設さ
れたことを特徴とする請求項４記載の気体圧縮機。 - 【請求項６】 前記軸肩は前記回転軸と別体にて形成さ
れたことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の気体
圧縮機。 - 【請求項７】 前記冷媒ガスの吸入される吸入口の形成
されたフロントヘッドと、該フロントヘッド及び前記ロ
ータ間に配設されたフロントサイドブロックと、前記ロ
ータの軸方向吐出側に配設されたリアサイドブロックと
を備え、前記保持手段は、前記回転軸端部に配設され、
前記リアサイドブロックの軸方向吐出側端面で摺動され
る摺動端部を有することを特徴とする請求項２又は請求
項３記載の気体圧縮機。 - 【請求項８】 前記摺動端部と前記リアサイドブロック
間には摺動部材が配設されたことを特徴とする請求項７
記載の気体圧縮機。 - 【請求項９】 前記冷媒ガスの吸入される吸入口の形成
されたフロントヘッドと、該フロントヘッド及び前記ロ
ータ間に配設されたフロントサイドブロックと、前記ロ
ータの軸方向吐出側に配設されたリアサイドブロック
と、前記ロータの軸方向吸入側端面に面して前記フロン
トサイドブロックに形成された第１のサライと、前記ロ
ータの軸方向吐出側端面に面して前記リアサイドブロッ
クに形成された第２のサライとを備え、該第２のサライ
と前記第１のサライとは径方向回りの断面積がほぼ同一
とされたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項
に記載の気体圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002065317A JP2003269349A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | 気体圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002065317A JP2003269349A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | 気体圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003269349A true JP2003269349A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29197679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002065317A Pending JP2003269349A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | 気体圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003269349A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101514687B1 (ko) * | 2014-10-10 | 2015-04-23 | 주식회사 클랩엠씨 | 베인 팽창기 |
| JP2015113731A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | カルソニックカンセイ株式会社 | 気体圧縮機 |
| CN110234882A (zh) * | 2017-02-01 | 2019-09-13 | 皮尔伯格泵技术有限责任公司 | 叶片式气泵 |
-
2002
- 2002-03-11 JP JP2002065317A patent/JP2003269349A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015113731A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | カルソニックカンセイ株式会社 | 気体圧縮機 |
| KR101514687B1 (ko) * | 2014-10-10 | 2015-04-23 | 주식회사 클랩엠씨 | 베인 팽창기 |
| CN110234882A (zh) * | 2017-02-01 | 2019-09-13 | 皮尔伯格泵技术有限责任公司 | 叶片式气泵 |
| CN110234882B (zh) * | 2017-02-01 | 2021-03-09 | 皮尔伯格泵技术有限责任公司 | 叶片式气泵 |
| US11174864B2 (en) | 2017-02-01 | 2021-11-16 | Piterburg Pump Technology Gmbh | Vane-type gas pump |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20050221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061206 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070524 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070529 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071002 |