JP2004052607A - 気体圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】起動時のチャタリング防止とベーンがシリンダ内周面に必要以上に長時間押し付けられないようにするために、リヤサイドブロックの凹部（さらい）に接続して設けられるバルブが回転開始後遅れなく閉じるようにする。
【解決手段】バルブ７０は、ボール７２とこれを着座部７５から離すよう付勢するスプリング７３とを備えてリヤサイドブロック３０に設けられる。着座部に開口する通路孔７６はベーンの背圧室につながる凹部３５に連通し、ボール収容室７４における開状態時のボール７２の位置よりも上流側に一端が開口し、他端がシリンダ４０における圧縮室の吐出口直前に開口するガス流路７８を同じリヤサイドブロックに設けてある。圧縮室で圧縮された高圧冷媒がシリンダ外を迂回することなく直接バルブ７０へ供給されるので、バルブが速やかに閉となるから、必要以上の圧力でベーンがシリンダ内周面に押し付けられることがない。
【選択図】 図５
【解決手段】バルブ７０は、ボール７２とこれを着座部７５から離すよう付勢するスプリング７３とを備えてリヤサイドブロック３０に設けられる。着座部に開口する通路孔７６はベーンの背圧室につながる凹部３５に連通し、ボール収容室７４における開状態時のボール７２の位置よりも上流側に一端が開口し、他端がシリンダ４０における圧縮室の吐出口直前に開口するガス流路７８を同じリヤサイドブロックに設けてある。圧縮室で圧縮された高圧冷媒がシリンダ外を迂回することなく直接バルブ７０へ供給されるので、バルブが速やかに閉となるから、必要以上の圧力でベーンがシリンダ内周面に押し付けられることがない。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の空調装置等に用いられるベーンロータリ式の気体圧縮機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調装置等の冷媒圧縮に用いられる気体圧縮機は、コンプレッサケース内に配置した内周面が略楕円形のシリンダ内に、複数のベーンを備えるロータを回転可能に設け、その回転にしたがってベーンで仕切られた空間が容積変化を繰り返す圧縮室を形成し、吸入口から圧縮室へ吸入した冷媒ガスを圧縮して吐出口から吐出するようになっている。
【０００３】
図７はこのような従来の気体圧縮機を示す縦断面図、図８は図７におけるＣ−Ｃ部断面におけるシリンダとロータを示す図である。
コンプレッサケース１０内に、略楕円形状の内周を有するシリンダ４０がフロントサイドブロック２０とリヤサイドブロック３０’に挟まれて配置され、複数のベーン５８を備えるロータ５０がシリンダ４０内に回転可能に設けられている。
【０００４】
ロータ５０の外周面側にはスリット状のベーン溝５６が放射状に複数形成され、これらのベーン溝５６にはそれぞれベーン５８が装着されている。ベーン５８は、ロータ５０の回転時に遠心力とベーン溝５６の底部に形成される背圧室５９に加えられる油圧とにより、シリンダ４０の内周面へ付勢される。シリンダ４０内はロータ５０とベーン５８により複数の小室に仕切られ、ロータ５０の回転にしたがって容積の大小変化を繰り返す圧縮室４８を形成する。
冷媒ガス吸入ポート１４からフロント側の吸入室１３に流入した冷媒ガスは、フロントサイドブロック２０に形成された吸入口２２から圧縮室４８へ吸入される。吐出口４２からリヤ側の吐出室１５へ吐出された冷媒は、冷媒ガス吐出ポート１６から外部へ送出される。
リヤサイドブロック３０’にはオイルセパレータ６２を備えるサイクロンブロック６０が取り付けられている。
【０００５】
回転軸５１の貫通支持穴３２部における潤滑、およびベーン溝５６の背圧室５９への油圧供給のために、吐出室１５に貯留した潤滑油を導くようになっている。すなわち、リヤサイドブロック３０’には吐出室１５の底部に開口するとともに貫通支持穴３２の側壁に至る油路３３が形成され、また、リヤサイドブロック３０のロータ５０に対向する面には、ベーン溝５６の背圧室５９に連通するように配した凹部（さらい）３５が設けられている。
【０００６】
そして、サイクロンブロック６０とリヤサイドブロック３０間の密閉空間Ｒと凹部３５とが連通路３４で結ばれ、吐出室１５の吐出圧に押されて、油路３３を経て貫通支持穴３２の側壁に至った潤滑油は、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って密閉空間Ｒへ流れ、連通路３４により凹部３５へ流れるものと、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って凹部３５へ流れるものがある。
密閉空間Ｒの潤滑油は、吐出圧の潤滑油が貫通支持穴３２と回転軸５１間の微小隙間を通過する際の絞り作用で減圧され、運転中は吐出圧よりは低い中間圧力状態となる。
【０００７】
凹部３５には、さらに吐出口４２（図８参照）から吐出室１５へ吐出される冷媒の圧力がバルブ７０を介して供給されるようになっている。すなわち、リヤサイドブロック３０’にはさらに、吐出口４２からサイクロンブロック６０のオイルセパレータ６２への吐出路３９と凹部３５の間にスプリング７３とボール７２とを備えるバルブ７０が設けられている。
図９はリヤサイドブロック３０をサイクロンブロック６０側から見てバルブ７０の配置を示す図、図１０はバルブ７０まわりの拡大断面図である。
吐出口４２が開口する吐出チャンバ４４（図８参照）に連通する穴６５からオイルセパレータ６２へ向かう吐出路３９がリヤサイドブロック３０’に形成され、この吐出路３９にバルブ７０のボール収容室７４がつながっている。
【０００８】
バルブ７０は、ロータ５０の停止状態から回転を開始する際に、吐出路３９から吐出圧を凹部３５へ導き、ベーン溝５６の背圧室５９に供給する。これにより、ベーン５８を確実にシリンダ４０の内周面へ付勢して、起動時のチャタリングが防止される。
一方、凹部３５への圧力はベーン５８をシリンダの内周面に押し付けてチャタリングを抑えられれば、それ以上は不要である。そこで、バルブ７０は凹部３５の圧力が所要のＰ１となったあとは、バルブ７０にかかる圧力と凹部３５の圧力の差圧が所定値Ｂになった時点でボール７２がスプリング７３を撓ませて閉じ、閉じたことによって高圧ガスが供給されなくなり、チャタリングが発生しない所要の圧力Ｐ１となるように設定されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の気体圧縮機においては、バルブ７０にかかる圧力は、吐出口４２からリードバルブ４３を抜けて一旦シリンダ外部へ吐出され、それから吐出路３９を通るという経路をたどっているので、図６の（ｂ）に示すように、ロータ５０が回転を始めて所要のＰ１となったあとバルブ７０にかかる圧力（ボール外側の圧力）と凹部３５の圧力の差圧値が所定のＢに達するまでに長時間Ｔ１がかかってしまっている。なお、図中、Ｘは凹部３５の圧力、Ｙはボール収容室７４の圧力の各変化を示している。
【００１０】
そのため、バルブ７０が閉じないままに適正な圧力Ｐ１を大きく超える圧力が凹部３５へ供給され、これによりベーン５８がシリンダ４０の内周面に必要以上に押し付けられて回転する状態が長引き、圧縮機として十分な能力を発揮するのを妨げる結果となる。
したがって本発明は上記の問題点に鑑み、起動後は速やかにバルブを挟む差圧を生じ、チャタリングの時間を短縮し、バルブを閉じてベーンがシリンダの内周面に必要以上に押し付けられないようにした気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の本発明は、コンプレッサケース内に２つのサイドブロックで挟んで配置した内周面が略楕円形のシリンダ内に、圧縮室を形成する複数のベーンをベーン溝に保持したロータを、その回転軸を両サイドブロックに支持して設け、一方のサイドブロック側に吸入室を、他方のサイドブロック側に吐出室を配した気体圧縮機において、吐出室側のサイドブロックのロータに対向する面には、ベーン溝の背圧室に連通するように配した凹部が設けられ、該凹部がバルブを介してシリンダの圧縮室に接続されて、ロータの停止状態ではシリンダの圧縮室とベーン溝の背圧室とが連通状態とされ、ロータが回転開始してバルブを挟む差圧が所定値に達すると圧縮室と背圧室の連通が遮断されるように構成されたものとした。
【００１２】
請求項２の発明は、バルブを吐出室側のサイドブロックに設けたものである。そして請求項３の発明は、とくに、バルブが、ボール収容室に収容されたボールと該ボールを着座部から離間するよう付勢するスプリングとを備え、着座部に開口する通路孔を前記の凹部に連通させ、吐出室側のサイドブロックには、バルブのボール収容室における開状態時のボール位置よりも上流側に一端が開口し、他端がシリンダの圧縮室に開口するガス流路が設けられているものとした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は実施の形態を示す縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ部断面図である。
一端開口型のハウジング１１とその開口側に取り付けられたフロントヘッド１２によりコンプレッサケース１０が形成されている。ハウジング１１内に、略楕円形状の内周を有するシリンダ４０がフロントサイドブロック２０とリヤサイドブロック３０に挟まれて配置され、複数のベーン５８を備えるロータ５０がシリンダ４０内に回転可能に設けられている。
【００１４】
ロータ５０と一体回転する回転軸５１は、フロントサイドブロック２０を貫通して前端側がコンプレッサケース端壁のリップシール１８からフロントヘッド１２の外方へ延び、後端はリヤサイドブロック３０に設けられた貫通支持穴３２に支持されている。回転軸５１の前端にはプーリ２４を有する電磁クラッチ２５が取り付けられ、図示しないエンジンのクランクプーリからの回転駆動力を受けるようになっている。
【００１５】
とくに図２に示すように、ロータ５０の外周面側にはスリット状のベーン溝５６が放射状に複数形成され、これらのベーン溝５６にはそれぞれベーン５８が装着されている。ベーン５８は、ロータ５０の回転時に遠心力とベーン溝５６の底部に形成される背圧室５９に加えられる油圧とにより、シリンダ４０の内周面へ付勢される。シリンダ４０内はロータ５０とベーン５８により複数の小室に仕切られ、ロータ５０の回転にしたがって容積の大小変化を繰り返す圧縮室４８を形成する。これにより、ベーンロータリ形圧縮機を形成している。
【００１６】
フロントヘッド１２とフロントサイドブロック２０の間には、冷媒ガス吸入ポート１４を備えるフロント側吸入室１３が形成されている。
フロントサイドブロック２０にはフロント側吸入室１３と圧縮室４８を連通させる吸入口２２が開口している。
【００１７】
冷媒ガス吸入ポート１４からフロント側の吸入室１３に流入した冷媒ガスは、フロントサイドブロック２０に形成された吸入口２２から圧縮室４８へ吸入される。
【００１８】
ハウジング１１の密閉側とリヤサイドブロック３０の間には吐出室１５が形成され、冷媒ガス吐出ポート１６を備えている。
またリヤサイドブロック３０の吐出室１５側には、オイルセパレータ６２を備えるサイクロンブロック６０が取り付けられている。サイクロンブロック６０は、回転軸５１の後端を支持するリヤサイドブロック３０の貫通支持穴３２が形成されたボス部３８との間にシールリング６４を挟んで、密閉空間Ｒを形成している。
【００１９】
シリンダ４０の短径部近傍は外周部に吐出チャンバ４４が切り欠かれて薄肉部とされ、この薄肉部に吐出口４２が開口されている。吐出口４２にはリードバルブ４３が設けられている。
吐出口４２から吐出された冷媒ガスは、吐出チャンバ４４からオイルセパレータ６２を経て吐出室１５へ吐出される。
吸入口２２と吐出口４２は、ロータ５０の回転軸５１に関して対称に、シリンダ４０の周辺部にそった２個所に設けられている。
【００２０】
ロータ５０が回転すると、冷媒ガス吸入ポート１４に流入する冷媒ガスは、フロント側吸入室１３から吸入口２２を経て、圧縮室４８へ吸入される。そして、冷媒ガスは圧縮室４８で圧縮された後、吐出口４２からリードバルブ４３を経て吐出され、吐出室１５を経て冷媒ガス吐出ポート１６から外部へ供給される。
【００２１】
リヤサイドブロック３０には吐出室１５の底部に開口するとともに貫通支持穴３２の側壁に至る油路３３が形成され、また、リヤサイドブロック３０のロータ５０に対向する面には、ベーン溝５６の背圧室５９に連通するように配した凹部（さらい）３５が設けられている。
サイクロンブロック６０とリヤサイドブロック３０間の密閉空間Ｒと凹部３５とが連通路３４で結ばれている。
【００２２】
吐出室１５の吐出圧に押されて、油路３３を経て貫通支持穴３２の側壁に至った潤滑油は、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って密閉空間Ｒへ流れ、それから連通路３４により凹部３５へ流れるものと、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って凹部３５へ流れるものがある。
密閉空間Ｒの潤滑油は、吐出圧の潤滑油が貫通支持穴３２と回転軸５１間の微小隙間を通過する際の絞り作用で減圧されたもので、やや吐出圧に近い中間圧力状態となる。この中間圧力は、密閉空間Ｒが連通路３４によって凹部３５と通じ、したがって複数のベーン溝５６の背圧室５９と連通しているので、複数のベーン背圧の平均圧力でもある。
【００２３】
リヤサイドブロック３０にはさらに、凹部３５に接続するバルブ７０が設けられている。図３の（ａ）はリヤサイドブロック３０の半部をシリンダ４０側から見た図、（ｂ）はサイクロンブロック６０側から見た図、そして図４は図３の（ａ）におけるＢ−Ｂ部拡大断面図である。
バルブ７０はスプリング７３とボール７２とを備え、ボール７２の着座部７５に開口する通路孔７６が凹部３５につながっている。一方、ボール収容室７４における開状態時のボール７２位置よりも上流側にはガス流路７８の一端が開口している。そして、ガス流路７８の他端はシリンダの吐出口４２直前の圧縮室に開口している。
【００２４】
ロータ５０の停止状態ではボール７２は着座部７５から離れるようにスプリング７３により付勢されている。したがってバルブ７０は開状態であり、背圧室５９につながる凹部３５とシリンダ４０の圧縮室とは、図４に矢印で示すように、ガス流路７８を通じて連通状態である。この状態からロータ５０が回転を始めると、吐出口４２直前の圧縮室で圧縮された冷媒の圧力が凹部３５へ導かれて、ベーン溝５６の背圧室５９に供給されるから、ベーン５８を確実にシリンダ４０の内周面へ付勢して、起動時のチャタリングが防止される。
【００２５】
そして、これに続いて、図５に矢印で示すように、圧縮室で圧縮された高圧冷媒がシリンダ外を迂回することなくガス流路７８から直接バルブ７０へ供給されるから、図６の（ａ）に示すように、凹部３５の圧力が所要のＰ１となったあと極く短時間のＴ０でバルブ７０にかかる圧力（ボール収容室７４の圧力）と凹部３５の圧力の差圧値が所定のＢに達して、バルブ７０が閉となる。
【００２６】
なお、図１に戻って、シリンダ４０の底部にはリヤサイドブロック３０の油路３３に接続する貫通穴４６が設けられ、フロントサイドブロック２０に形成された油路２６でこの貫通穴４６とフロントサイドブロック２０の回転軸支持部２３を接続して、当該支持部２３並びにフロントサイドブロック２０のロータ５０に対向する面に形成した凹部２７へ潤滑油を導くようになっている。
【００２７】
実施の形態は以上のように構成され、ベーンロータリ形圧縮機において、ボール収容室７４に収容されたボール７２と該ボールを着座部７５から離間するよう付勢するスプリング７３とを備えたバルブ７０をリヤサイドブロック３０に設け、ベーン溝の背圧室５９に連通するように配した凹部３５にバルブ７０の着座部７５に開口する通路孔７６を連通させるとともに、リヤサイドブロック３０にはさらにバルブ７０のボール収容室７４における開状態時のボール７２位置よりも上流側に一端が開口し、他端がシリンダ４０における圧縮室の吐出口４２直前に開口するガス流路７８を設けた。
これにより、ロータ５０の回転開始時には圧縮室で圧縮された冷媒の圧力がベーン溝５６の背圧室５９に供給されて、ベーン５８を確実にシリンダ４０の内周面へ付勢して、起動時のチャタリングを防止するとともに、吐出口４２直前の圧縮室で圧縮された高圧冷媒がシリンダ外を迂回することなく直接バルブ７０へ供給されるので、極く短時間でバルブ７０が閉となり、必要以上の圧力が背圧室５９にかかって無用にベーン５８の押し付け力を大きくすることも防止される。
【００２８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、ベーンロータリ形圧縮機において、ベーン溝の背圧室に連通するように吐出室側のサイドブロックに配した凹部が、バルブを介してシリンダの圧縮室に接続されて、ロータの停止状態ではシリンダの圧縮室とベーン溝の背圧室とが連通状態とされ、ロータが回転開始してバルブを挟む差圧が所定値に達すると圧縮室と背圧室の連通が遮断されるように構成されたものとしたので、ロータの回転開始時にはベーンを確実にシリンダの内周面へ付勢して、起動時のチャタリングを防止するとともに、その後極く短時間でバルブが閉となるから、必要以上の圧力によって無用にベーンの押し付け力が大きくなることも防止され、圧縮機としての能力が十分に発揮される。
【００２９】
とくに、バルブは、ボール収容室に収容されたボール７２と該ボールを着座部から離間するよう付勢するスプリングとを備えて吐出室側のサイドブロックに設けるとともに、着座部に開口する通路孔を凹部に連通させ、またバルブのボール収容室における開状態時のボール位置よりも上流側に一端が開口し、他端がシリンダの圧縮室に開口するガス流路を同じ吐出室側のサイドブロックに設けることにより、チャタリング防止の機構がすべて吐出室側のサイドブロック上に構成されるので、コンパクトに実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部断面図である。
【図３】リヤサイドブロックを示す図である。
【図４】バルブの詳細を示す断面図である。
【図５】バルブの作動を示す説明図である。
【図６】バルブの応答性を従来例と比較して示す図である。
【図７】従来例を示す縦断面図である。
【図８】図７におけるＣ−Ｃ部断面図である。
【図９】従来のバルブの配置を示す図である。
【図１０】従来のバルブまわりの拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ コンプレッサケース
１１ ハウジング
１２ フロントヘッド
１３ 吸入室
１４ 冷媒ガス吸入ポート
１５ 吐出室
１６ 冷媒ガス吐出ポート
２０ フロントサイドブロック
２２ 吸入口
２３ 回転軸支持部
２４ プーリ
２５ 電磁クラッチ
２６ 油路
２７ 凹部
３０ リヤサイドブロック（吐出室側のサイドブロック）
３２ 貫通支持穴
３３ 油路
３４ 連通路
３５ 凹部
３８ ボス部
３９ 吐出路
４０ シリンダ
４２ 吐出口
４３ リードバルブ
４４ 吐出チャンバ
４６ 貫通穴
４８ 圧縮室
５０ ロータ
５１ 回転軸
５６ ベーン溝
５８ ベーン
５９ 背圧室
６０ サイクロンブロック
６２ オイルセパレータ
６４ シールリング
６５ 穴
７０ バルブ
７２ ボール
７３ スプリング
７４ ボール収容室
７５ 着座部
７６ 通路孔
７８ ガス流路
Ｒ 密閉空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の空調装置等に用いられるベーンロータリ式の気体圧縮機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調装置等の冷媒圧縮に用いられる気体圧縮機は、コンプレッサケース内に配置した内周面が略楕円形のシリンダ内に、複数のベーンを備えるロータを回転可能に設け、その回転にしたがってベーンで仕切られた空間が容積変化を繰り返す圧縮室を形成し、吸入口から圧縮室へ吸入した冷媒ガスを圧縮して吐出口から吐出するようになっている。
【０００３】
図７はこのような従来の気体圧縮機を示す縦断面図、図８は図７におけるＣ−Ｃ部断面におけるシリンダとロータを示す図である。
コンプレッサケース１０内に、略楕円形状の内周を有するシリンダ４０がフロントサイドブロック２０とリヤサイドブロック３０’に挟まれて配置され、複数のベーン５８を備えるロータ５０がシリンダ４０内に回転可能に設けられている。
【０００４】
ロータ５０の外周面側にはスリット状のベーン溝５６が放射状に複数形成され、これらのベーン溝５６にはそれぞれベーン５８が装着されている。ベーン５８は、ロータ５０の回転時に遠心力とベーン溝５６の底部に形成される背圧室５９に加えられる油圧とにより、シリンダ４０の内周面へ付勢される。シリンダ４０内はロータ５０とベーン５８により複数の小室に仕切られ、ロータ５０の回転にしたがって容積の大小変化を繰り返す圧縮室４８を形成する。
冷媒ガス吸入ポート１４からフロント側の吸入室１３に流入した冷媒ガスは、フロントサイドブロック２０に形成された吸入口２２から圧縮室４８へ吸入される。吐出口４２からリヤ側の吐出室１５へ吐出された冷媒は、冷媒ガス吐出ポート１６から外部へ送出される。
リヤサイドブロック３０’にはオイルセパレータ６２を備えるサイクロンブロック６０が取り付けられている。
【０００５】
回転軸５１の貫通支持穴３２部における潤滑、およびベーン溝５６の背圧室５９への油圧供給のために、吐出室１５に貯留した潤滑油を導くようになっている。すなわち、リヤサイドブロック３０’には吐出室１５の底部に開口するとともに貫通支持穴３２の側壁に至る油路３３が形成され、また、リヤサイドブロック３０のロータ５０に対向する面には、ベーン溝５６の背圧室５９に連通するように配した凹部（さらい）３５が設けられている。
【０００６】
そして、サイクロンブロック６０とリヤサイドブロック３０間の密閉空間Ｒと凹部３５とが連通路３４で結ばれ、吐出室１５の吐出圧に押されて、油路３３を経て貫通支持穴３２の側壁に至った潤滑油は、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って密閉空間Ｒへ流れ、連通路３４により凹部３５へ流れるものと、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って凹部３５へ流れるものがある。
密閉空間Ｒの潤滑油は、吐出圧の潤滑油が貫通支持穴３２と回転軸５１間の微小隙間を通過する際の絞り作用で減圧され、運転中は吐出圧よりは低い中間圧力状態となる。
【０００７】
凹部３５には、さらに吐出口４２（図８参照）から吐出室１５へ吐出される冷媒の圧力がバルブ７０を介して供給されるようになっている。すなわち、リヤサイドブロック３０’にはさらに、吐出口４２からサイクロンブロック６０のオイルセパレータ６２への吐出路３９と凹部３５の間にスプリング７３とボール７２とを備えるバルブ７０が設けられている。
図９はリヤサイドブロック３０をサイクロンブロック６０側から見てバルブ７０の配置を示す図、図１０はバルブ７０まわりの拡大断面図である。
吐出口４２が開口する吐出チャンバ４４（図８参照）に連通する穴６５からオイルセパレータ６２へ向かう吐出路３９がリヤサイドブロック３０’に形成され、この吐出路３９にバルブ７０のボール収容室７４がつながっている。
【０００８】
バルブ７０は、ロータ５０の停止状態から回転を開始する際に、吐出路３９から吐出圧を凹部３５へ導き、ベーン溝５６の背圧室５９に供給する。これにより、ベーン５８を確実にシリンダ４０の内周面へ付勢して、起動時のチャタリングが防止される。
一方、凹部３５への圧力はベーン５８をシリンダの内周面に押し付けてチャタリングを抑えられれば、それ以上は不要である。そこで、バルブ７０は凹部３５の圧力が所要のＰ１となったあとは、バルブ７０にかかる圧力と凹部３５の圧力の差圧が所定値Ｂになった時点でボール７２がスプリング７３を撓ませて閉じ、閉じたことによって高圧ガスが供給されなくなり、チャタリングが発生しない所要の圧力Ｐ１となるように設定されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の気体圧縮機においては、バルブ７０にかかる圧力は、吐出口４２からリードバルブ４３を抜けて一旦シリンダ外部へ吐出され、それから吐出路３９を通るという経路をたどっているので、図６の（ｂ）に示すように、ロータ５０が回転を始めて所要のＰ１となったあとバルブ７０にかかる圧力（ボール外側の圧力）と凹部３５の圧力の差圧値が所定のＢに達するまでに長時間Ｔ１がかかってしまっている。なお、図中、Ｘは凹部３５の圧力、Ｙはボール収容室７４の圧力の各変化を示している。
【００１０】
そのため、バルブ７０が閉じないままに適正な圧力Ｐ１を大きく超える圧力が凹部３５へ供給され、これによりベーン５８がシリンダ４０の内周面に必要以上に押し付けられて回転する状態が長引き、圧縮機として十分な能力を発揮するのを妨げる結果となる。
したがって本発明は上記の問題点に鑑み、起動後は速やかにバルブを挟む差圧を生じ、チャタリングの時間を短縮し、バルブを閉じてベーンがシリンダの内周面に必要以上に押し付けられないようにした気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の本発明は、コンプレッサケース内に２つのサイドブロックで挟んで配置した内周面が略楕円形のシリンダ内に、圧縮室を形成する複数のベーンをベーン溝に保持したロータを、その回転軸を両サイドブロックに支持して設け、一方のサイドブロック側に吸入室を、他方のサイドブロック側に吐出室を配した気体圧縮機において、吐出室側のサイドブロックのロータに対向する面には、ベーン溝の背圧室に連通するように配した凹部が設けられ、該凹部がバルブを介してシリンダの圧縮室に接続されて、ロータの停止状態ではシリンダの圧縮室とベーン溝の背圧室とが連通状態とされ、ロータが回転開始してバルブを挟む差圧が所定値に達すると圧縮室と背圧室の連通が遮断されるように構成されたものとした。
【００１２】
請求項２の発明は、バルブを吐出室側のサイドブロックに設けたものである。そして請求項３の発明は、とくに、バルブが、ボール収容室に収容されたボールと該ボールを着座部から離間するよう付勢するスプリングとを備え、着座部に開口する通路孔を前記の凹部に連通させ、吐出室側のサイドブロックには、バルブのボール収容室における開状態時のボール位置よりも上流側に一端が開口し、他端がシリンダの圧縮室に開口するガス流路が設けられているものとした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は実施の形態を示す縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ部断面図である。
一端開口型のハウジング１１とその開口側に取り付けられたフロントヘッド１２によりコンプレッサケース１０が形成されている。ハウジング１１内に、略楕円形状の内周を有するシリンダ４０がフロントサイドブロック２０とリヤサイドブロック３０に挟まれて配置され、複数のベーン５８を備えるロータ５０がシリンダ４０内に回転可能に設けられている。
【００１４】
ロータ５０と一体回転する回転軸５１は、フロントサイドブロック２０を貫通して前端側がコンプレッサケース端壁のリップシール１８からフロントヘッド１２の外方へ延び、後端はリヤサイドブロック３０に設けられた貫通支持穴３２に支持されている。回転軸５１の前端にはプーリ２４を有する電磁クラッチ２５が取り付けられ、図示しないエンジンのクランクプーリからの回転駆動力を受けるようになっている。
【００１５】
とくに図２に示すように、ロータ５０の外周面側にはスリット状のベーン溝５６が放射状に複数形成され、これらのベーン溝５６にはそれぞれベーン５８が装着されている。ベーン５８は、ロータ５０の回転時に遠心力とベーン溝５６の底部に形成される背圧室５９に加えられる油圧とにより、シリンダ４０の内周面へ付勢される。シリンダ４０内はロータ５０とベーン５８により複数の小室に仕切られ、ロータ５０の回転にしたがって容積の大小変化を繰り返す圧縮室４８を形成する。これにより、ベーンロータリ形圧縮機を形成している。
【００１６】
フロントヘッド１２とフロントサイドブロック２０の間には、冷媒ガス吸入ポート１４を備えるフロント側吸入室１３が形成されている。
フロントサイドブロック２０にはフロント側吸入室１３と圧縮室４８を連通させる吸入口２２が開口している。
【００１７】
冷媒ガス吸入ポート１４からフロント側の吸入室１３に流入した冷媒ガスは、フロントサイドブロック２０に形成された吸入口２２から圧縮室４８へ吸入される。
【００１８】
ハウジング１１の密閉側とリヤサイドブロック３０の間には吐出室１５が形成され、冷媒ガス吐出ポート１６を備えている。
またリヤサイドブロック３０の吐出室１５側には、オイルセパレータ６２を備えるサイクロンブロック６０が取り付けられている。サイクロンブロック６０は、回転軸５１の後端を支持するリヤサイドブロック３０の貫通支持穴３２が形成されたボス部３８との間にシールリング６４を挟んで、密閉空間Ｒを形成している。
【００１９】
シリンダ４０の短径部近傍は外周部に吐出チャンバ４４が切り欠かれて薄肉部とされ、この薄肉部に吐出口４２が開口されている。吐出口４２にはリードバルブ４３が設けられている。
吐出口４２から吐出された冷媒ガスは、吐出チャンバ４４からオイルセパレータ６２を経て吐出室１５へ吐出される。
吸入口２２と吐出口４２は、ロータ５０の回転軸５１に関して対称に、シリンダ４０の周辺部にそった２個所に設けられている。
【００２０】
ロータ５０が回転すると、冷媒ガス吸入ポート１４に流入する冷媒ガスは、フロント側吸入室１３から吸入口２２を経て、圧縮室４８へ吸入される。そして、冷媒ガスは圧縮室４８で圧縮された後、吐出口４２からリードバルブ４３を経て吐出され、吐出室１５を経て冷媒ガス吐出ポート１６から外部へ供給される。
【００２１】
リヤサイドブロック３０には吐出室１５の底部に開口するとともに貫通支持穴３２の側壁に至る油路３３が形成され、また、リヤサイドブロック３０のロータ５０に対向する面には、ベーン溝５６の背圧室５９に連通するように配した凹部（さらい）３５が設けられている。
サイクロンブロック６０とリヤサイドブロック３０間の密閉空間Ｒと凹部３５とが連通路３４で結ばれている。
【００２２】
吐出室１５の吐出圧に押されて、油路３３を経て貫通支持穴３２の側壁に至った潤滑油は、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って密閉空間Ｒへ流れ、それから連通路３４により凹部３５へ流れるものと、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って凹部３５へ流れるものがある。
密閉空間Ｒの潤滑油は、吐出圧の潤滑油が貫通支持穴３２と回転軸５１間の微小隙間を通過する際の絞り作用で減圧されたもので、やや吐出圧に近い中間圧力状態となる。この中間圧力は、密閉空間Ｒが連通路３４によって凹部３５と通じ、したがって複数のベーン溝５６の背圧室５９と連通しているので、複数のベーン背圧の平均圧力でもある。
【００２３】
リヤサイドブロック３０にはさらに、凹部３５に接続するバルブ７０が設けられている。図３の（ａ）はリヤサイドブロック３０の半部をシリンダ４０側から見た図、（ｂ）はサイクロンブロック６０側から見た図、そして図４は図３の（ａ）におけるＢ−Ｂ部拡大断面図である。
バルブ７０はスプリング７３とボール７２とを備え、ボール７２の着座部７５に開口する通路孔７６が凹部３５につながっている。一方、ボール収容室７４における開状態時のボール７２位置よりも上流側にはガス流路７８の一端が開口している。そして、ガス流路７８の他端はシリンダの吐出口４２直前の圧縮室に開口している。
【００２４】
ロータ５０の停止状態ではボール７２は着座部７５から離れるようにスプリング７３により付勢されている。したがってバルブ７０は開状態であり、背圧室５９につながる凹部３５とシリンダ４０の圧縮室とは、図４に矢印で示すように、ガス流路７８を通じて連通状態である。この状態からロータ５０が回転を始めると、吐出口４２直前の圧縮室で圧縮された冷媒の圧力が凹部３５へ導かれて、ベーン溝５６の背圧室５９に供給されるから、ベーン５８を確実にシリンダ４０の内周面へ付勢して、起動時のチャタリングが防止される。
【００２５】
そして、これに続いて、図５に矢印で示すように、圧縮室で圧縮された高圧冷媒がシリンダ外を迂回することなくガス流路７８から直接バルブ７０へ供給されるから、図６の（ａ）に示すように、凹部３５の圧力が所要のＰ１となったあと極く短時間のＴ０でバルブ７０にかかる圧力（ボール収容室７４の圧力）と凹部３５の圧力の差圧値が所定のＢに達して、バルブ７０が閉となる。
【００２６】
なお、図１に戻って、シリンダ４０の底部にはリヤサイドブロック３０の油路３３に接続する貫通穴４６が設けられ、フロントサイドブロック２０に形成された油路２６でこの貫通穴４６とフロントサイドブロック２０の回転軸支持部２３を接続して、当該支持部２３並びにフロントサイドブロック２０のロータ５０に対向する面に形成した凹部２７へ潤滑油を導くようになっている。
【００２７】
実施の形態は以上のように構成され、ベーンロータリ形圧縮機において、ボール収容室７４に収容されたボール７２と該ボールを着座部７５から離間するよう付勢するスプリング７３とを備えたバルブ７０をリヤサイドブロック３０に設け、ベーン溝の背圧室５９に連通するように配した凹部３５にバルブ７０の着座部７５に開口する通路孔７６を連通させるとともに、リヤサイドブロック３０にはさらにバルブ７０のボール収容室７４における開状態時のボール７２位置よりも上流側に一端が開口し、他端がシリンダ４０における圧縮室の吐出口４２直前に開口するガス流路７８を設けた。
これにより、ロータ５０の回転開始時には圧縮室で圧縮された冷媒の圧力がベーン溝５６の背圧室５９に供給されて、ベーン５８を確実にシリンダ４０の内周面へ付勢して、起動時のチャタリングを防止するとともに、吐出口４２直前の圧縮室で圧縮された高圧冷媒がシリンダ外を迂回することなく直接バルブ７０へ供給されるので、極く短時間でバルブ７０が閉となり、必要以上の圧力が背圧室５９にかかって無用にベーン５８の押し付け力を大きくすることも防止される。
【００２８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、ベーンロータリ形圧縮機において、ベーン溝の背圧室に連通するように吐出室側のサイドブロックに配した凹部が、バルブを介してシリンダの圧縮室に接続されて、ロータの停止状態ではシリンダの圧縮室とベーン溝の背圧室とが連通状態とされ、ロータが回転開始してバルブを挟む差圧が所定値に達すると圧縮室と背圧室の連通が遮断されるように構成されたものとしたので、ロータの回転開始時にはベーンを確実にシリンダの内周面へ付勢して、起動時のチャタリングを防止するとともに、その後極く短時間でバルブが閉となるから、必要以上の圧力によって無用にベーンの押し付け力が大きくなることも防止され、圧縮機としての能力が十分に発揮される。
【００２９】
とくに、バルブは、ボール収容室に収容されたボール７２と該ボールを着座部から離間するよう付勢するスプリングとを備えて吐出室側のサイドブロックに設けるとともに、着座部に開口する通路孔を凹部に連通させ、またバルブのボール収容室における開状態時のボール位置よりも上流側に一端が開口し、他端がシリンダの圧縮室に開口するガス流路を同じ吐出室側のサイドブロックに設けることにより、チャタリング防止の機構がすべて吐出室側のサイドブロック上に構成されるので、コンパクトに実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部断面図である。
【図３】リヤサイドブロックを示す図である。
【図４】バルブの詳細を示す断面図である。
【図５】バルブの作動を示す説明図である。
【図６】バルブの応答性を従来例と比較して示す図である。
【図７】従来例を示す縦断面図である。
【図８】図７におけるＣ−Ｃ部断面図である。
【図９】従来のバルブの配置を示す図である。
【図１０】従来のバルブまわりの拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ コンプレッサケース
１１ ハウジング
１２ フロントヘッド
１３ 吸入室
１４ 冷媒ガス吸入ポート
１５ 吐出室
１６ 冷媒ガス吐出ポート
２０ フロントサイドブロック
２２ 吸入口
２３ 回転軸支持部
２４ プーリ
２５ 電磁クラッチ
２６ 油路
２７ 凹部
３０ リヤサイドブロック（吐出室側のサイドブロック）
３２ 貫通支持穴
３３ 油路
３４ 連通路
３５ 凹部
３８ ボス部
３９ 吐出路
４０ シリンダ
４２ 吐出口
４３ リードバルブ
４４ 吐出チャンバ
４６ 貫通穴
４８ 圧縮室
５０ ロータ
５１ 回転軸
５６ ベーン溝
５８ ベーン
５９ 背圧室
６０ サイクロンブロック
６２ オイルセパレータ
６４ シールリング
６５ 穴
７０ バルブ
７２ ボール
７３ スプリング
７４ ボール収容室
７５ 着座部
７６ 通路孔
７８ ガス流路
Ｒ 密閉空間
Claims (3)
- コンプレッサケース内に２つのサイドブロックで挟んで配置した内周面が略楕円形のシリンダ内に、圧縮室を形成する複数のベーンをベーン溝に保持したロータを、その回転軸を両サイドブロックに支持して設け、一方のサイドブロック側に吸入室を、他方のサイドブロック側に吐出室を配した気体圧縮機において、
前記吐出室側のサイドブロックの前記ロータに対向する面には、前記ベーン溝の背圧室に連通するように配した凹部が設けられ、
該凹部がバルブを介して前記シリンダの圧縮室に接続されて、
前記ロータの停止状態では前記シリンダの圧縮室と前記ベーン溝の背圧室とが連通状態とされ、ロータが回転開始して前記バルブを挟む差圧が所定値に達すると前記圧縮室と背圧室の連通が遮断されることを特徴とする気体圧縮機。 - 前記バルブが、前記吐出室側のサイドブロックに設けられていることを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。
- 前記バルブは、ボール収容室に収容されたボールと該ボールを着座部から離間するよう付勢するスプリングとを備え、前記着座部に開口する通路孔を前記凹部に連通させ、
前記吐出室側のサイドブロックには、前記バルブのボール収容室における開状態時のボール位置よりも上流側に一端が開口し、他端が前記シリンダの圧縮室に開口するガス流路が設けられていることを特徴とする請求項２記載の気体圧縮機。
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