JP2004211651A - Gas compressor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や建物などの空調に使用され、冷媒ガス等の気体を圧縮して吐出する気体圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車や建物などの空調に使用される気体圧縮機には、例えば図3に示すものが使用されている(例えば特許文献1)。この気体圧縮機1を図3、図4に基づいて説明すると、内周が筒状のシリンダ13と、該シリンダ13の軸方向両端部にあるフロントサイドブロック14およびリアサイドブロック15とを備えている。上記シリンダ13内には、回転軸17に固定されたロータ18が回転可能に配置され、該ロータ18の外周部に設けられたベーン溝にベーン16が出没自在に収容されている。上記シリンダ13と、フロントサイドブロック14と、リアサイドブロック15と、ロータ18と、ベーン16とで圧縮機本体10が構成され、上記ロータ18とベーン16とシリンダ13とで仕切られてシリンダ圧縮室19が形成されている。
【0003】
上記各部材はフロントハウジング11およびリアハウジング12に内蔵されており、フロントハウジング11は冷媒の吸入口22を有し、リアハウジング12は吐出口33を有している。上記フロントハウジング11内には、上記吸入口22に連通する吸入室23が設けられており、該吸入室23と上記シリンダ圧縮室19とが連通している。なお、この吸入口22と吸入室23との間のガス流路には逆止弁24が設置されている。逆止弁24は、ロータ18の回転駆動を停止した際に、高圧側から低圧側への冷媒ガスとオイルの逆流が気体圧縮機1内のみでなされ、エバポレータ側(図示していない)へは逆流させないために設けられている。これによって、気体圧縮機1の運転停止直後の逆回転音の低減、エバポレータまでの高温冷媒ガスの逆流によって、エアコン吹き出し口から温風が吹き出すのを防止している。
【0004】
また、リアハウジング12の前方側に内蔵されたリアサイドブロック15と、リアハウジング12の後方側とで形成される空間内には上記シリンダ圧縮室19に連通する吐出室30が設けられており、該吐出室30は上記吐出口33に連通している。また、この吐出室30内において、リアサイドブロック15に油分離器31が設けられ、シリンダ圧縮室19で圧縮された気体はリアサイドブロック15に形成された吐出通路(図示しない)から油分離器31に導かれ、該油分離器31を通過して吐出室30へと放出されるようにしている。
【0005】
上記気体圧縮機1では、図示しない原動機を駆動源としてベルトプーリ21を介して回転する回転軸17によってロータ18を回転させると上記シリンダ圧縮室19の容積が変化し、上記吸入口22および吸入室23を通過して導入された冷媒がシリンダ圧縮室19内で圧縮される。圧縮された冷媒は、シリンダ圧縮室19から吐出され、リアサイドブロック15の吐出通路を通して油分離器31へと放出されて圧縮気体に含まれる潤滑油を分離する。分離された潤滑油は油溜まり部32に滴下滞留し、潤滑油が分離された圧縮気体は吐出室30へと吐出される。また、油溜まり部32の油は、圧縮機内部での圧力差により圧縮機の摺動部分に圧送して摩耗防止や油膜によるシールに供される。
【0006】
ところで、シリンダ圧縮室19では、上記ロータ18とシリンダ13の短径部13a、13aとのシール性が良好な程、冷媒の圧縮効率が高く、性能に優れたものとなる。ただし、ロータ18とシリンダ13は通常、同種金属を使用しており、ロータ18外周面とシリンダ短径部13aの内周面が接触すると即金属同士の溶着をおこしてしまう。そこで接触を防止するために、各部品の部品精度、摺動部のスキマによるガタツキ、組み付けによる変形、運転による変形等を考慮して、両者間には接触しない程度のクリアランス(数十μm)を設定している。
また異物のかみ込みを考慮して、ロータ18の外周面にフッ素系樹脂や銅メッキ、鉛メッキ(例えば特許文献2)などの保護薄膜を形成しているものも知られている。フッ素樹脂薄膜などを施すと異物が入り込んでも薄膜によって異物のかみ込みが防止される。その場合、保護薄膜の厚さ×2と保護薄膜形成状態での前記ロータとシリンダの径方向両側の最小隙間量の比は0.3〜0.6程度とされている。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−195179号公報
【特許文献2】
実開昭60−34589号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロ−タ外周とシリンダ短径部とのクリアランスを小さくすることによりシール性が上がり、圧縮機としての性能が向上することは前述したとおりである。上記フッ素樹脂等の薄膜を施したものでは、異物のかみ込みの防止効果があり、また、ロータとシリンダとの直接的な接触が避けられるため、上記クリアランスを小さくして性能向上を図ることが可能である。しかし、過酷な運転条件で運転され負荷が過大となった場合など、ロータ外周面のフッ素樹脂等の薄膜が削り取られたり、あるいは剥離する場合がある。保護薄膜が失われるとクリアランスが不十分な状態で金属同士の接触が起こり溶着などの問題がおきてしまう。したがって、フッ素樹脂等の薄膜をロータ外周に形成する場合にも、クリアランスはある程度大きくしなければならず、シール性を上げて性能向上を図ることは困難であると考えられている。
【0009】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、ロータ外周に保護薄膜を形成して、シール性の向上を図ることができるとともに、万が一保護薄膜が剥離した場合にも金属同士の溶着等が防止される気体圧縮機を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の気体圧縮機のうち請求項1記載の発明は、筒状のシリンダと、該シリンダの軸方向両端部にあるサイドブロックと、前記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、前記ロータに半径方向に出没自在に設けられたベーンとを備え、冷媒ガスを前記シリンダ内で吸入、圧縮して吐出する圧縮機本体を有しており、かつ、前記ロータの外周面とシリンダの内周面の一方または両方に保護薄膜が形成されており、前記保護薄膜の厚さ×2と保護薄膜形成状態での前記ロータとシリンダの径方向両側の最小隙間量との比が、0.7以上であることを特徴とする。
【0011】
請求項2記載の気体圧縮機の発明は、請求項1記載の発明において、前記保護薄膜がフッ素樹脂からなることを特徴とする。
【0012】
請求項3記載の気体圧縮機の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記保護薄膜の厚さ×2と保護薄膜形成状態での前記最小隙間量の比が、1.7以下であることを特徴とする。
【0013】
[作用]
すなわち、本発明によれば、ロータ外周とシリンダのクリアランスが小さくなる事により、ガスリークが低減され、性能が向上する。
また、気体圧縮機を運転する事により圧力等によりロータ外周とシリンダ内周面とに負荷かかかった場合でも、同種金属同士の接触はないため溶着は起こらない。
また、より過酷な条件で運転され負荷が過大になり、コーティング膜が削られるか、あるいは剥離した場合でも、クリアランスが十分確保されているため、金属同士の溶着は避けられる。
【0014】
以下に、本発明で規定する数値条件について説明する。
保護薄膜の膜厚×2/保護薄膜形成後の最小隙間量の比:0.7以上
上記比が小さすぎると、保護薄膜剥離後のクリアランスが不十分となる。したがって、上記比は0.7以上であることが必須であり、さらに0.75以上であるのが望ましい。一方、上記比が大きすぎると保護薄膜の膜厚が厚くなり、製造上困難となる。このため、上記比の上限を1.7に設定するのが望ましい。なお、ロータとシリンダの両方に保護薄膜を形成する場合には、両方の保護薄膜において上記条件を満たすことが必要である。また、上記隙間量は、ロータとシリンダとの径方向両側の隙間量を合算したものとなる。上記比においても上記最小隙間量は、ロータとシリンダ短径部との間における両側の隙間量を合算したものである。
【0015】
本発明では、前述した気体圧縮機本体を有しており、その他には、通常、吸入口、吸入室、吐出口、吐出室を備えている。
なお、ロータ外周面とシリンダ内周面の一方または両方には、前述のように保護薄膜が形成される。該保護薄膜は、強度が高く、潤滑性に優れている材質が望ましく、好適にはフッ素樹脂を挙げることができる。
なお、保護薄膜は、上記のようにロータ外周面とシリンダ内周面のいずれに形成するものであってもよく、両方に形成することもできる。また、保護薄膜は、上記外周面、内周面の全面に亘って形成してもよいが、最小隙間量となる部分を含む一部の面に限って保護薄膜を形成するものであってもよい。保護薄膜の形成方法は特に限定されるものではなく、スプレーコート、スクリーンコートの方法など、常法により行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態の気体圧縮機を図1および図2に基づいて説明する。なお、この実施形態の気体圧縮機は、従来の気体圧縮機と一部を除いて同様の構成を有しており、同様の構成についてはその説明を省略または簡略にする。
この気体圧縮機では、従来の圧縮機と同様に、内周が筒状のシリンダ13と、該シリンダ13の軸方向両端部にあるフロントサイドブロック14およびリアサイドブロック15とを備えている。シリンダ15内には、回転軸17に固定されたロータ18が回転可能に配置され、該ロータ18に設けられたベーン溝にベーン16が出没自在に収容されている。上記シリンダ13と、フロントサイドブロック14と、リアサイドブロック15と、ロータ18と、ベーン16とで圧縮機本体10が構成され、上記ロータ18とベーン16とシリンダ13とで仕切られてシリンダ圧縮室19が形成される。なお、この実施形態では、シリンダ13の短径部13aと、ロータ18の外周面との最小隙間量は図2示Bで表されている。
【0017】
また、上記ロータ18の外周面には、スプレーコート、スクリーンコートなどの方法によってフッ素系樹脂からなる保護薄膜20を所定の厚さ(図2示T)で形成する。この保護薄膜20の外表面とシリンダ13の短径部13aとの隙間量(図2示A)は、両側の合算量(A×2)において、上記保護薄膜20の厚さ(T)×2との比(T×2/A×2)が、0.7以上(望ましくは1.7以下)となるように設定されている。
【0018】
上記気体圧縮機1では、従来機と同様に、図示しない原動機を駆動源としてベルトプーリ21を介して回転する回転軸17によってロータ18を回転させると、上記シリンダ圧縮室19の容積が変化し、吸入口22、吸入室23を通して導入された冷媒がシリンダ圧縮室19内で圧縮される。圧縮された冷媒は、シリンダ圧縮室19からリアサイドブロック15を通して吐出室30へと吐出される。
【0019】
なお、上記ロータ18の回転に際し、保護薄膜20を含むロータ18の外周面と、シリンダ13の短径部13aの内周面とは、最小限の隙間量となっており、高いシール性により圧縮効率に優れている。また、過酷な条件で運転され負荷が過大となった時でも、保護薄膜20によってロータ18の外周面とシリンダ13の内周面とが直接接触することが避けられ、金属同士の溶着が防止される。また、万が一、保護薄膜20が過大な負荷で削られ、あるいは剥離した際にも、ロータ18の外周面とシリンダ13の短径部13aとは、金属同士の溶着防止ができる十分な隙間量が確保されている。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の気体圧縮機によれば、筒状のシリンダと、該シリンダの軸方向両端部にあるサイドブロックと、前記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、前記ロータに半径方向に出没自在に設けられたベーンとを備え、冷媒ガスを前記シリンダ内で吸入、圧縮して吐出する圧縮機本体を有しており、かつ、前記ロータの外周面とシリンダの内周面の一方または両方に保護薄膜が形成されており、前記保護薄膜の厚さ×2と保護薄膜形成状態での前記ロータとシリンダの径方向両側の最小隙間量との比が、0.7以上であるので、ロータ外周とシリンダ短径部のクリアランスを小さくして、ガスリークを低減し、性能向上を図ることができる。また、保護薄膜が欠落した際にも金属同士の溶着等が回避され、気体圧縮機としての性能が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における縦断面図を示す図である。
【図2】同じくロータ外周面とシリンダ短径部内周面との隙間部分を拡大して示す概略図である。
【図3】従来の気体圧縮機を示す正面断面図である。
【図4】図3のIV−IV線断面図である。
【符号の説明】
10 圧縮機本体
11 フロントハウジング
12 リアハウジング
13 シリンダ
13a 短径部
14 フロントサイドブロック
15 リアサイドブロック
16 ベーン
17 回転軸
18 ロータ
20 保護薄膜
22 吸入室
23 吸入口
30 吐出室
31 油分離器
32 油溜まり部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas compressor that is used for air conditioning of automobiles and buildings and compresses and discharges gas such as refrigerant gas.
[0002]
[Prior art]
As a gas compressor used for air conditioning of automobiles and buildings, for example, the one shown in FIG. 3 is used (for example, Patent Document 1). The
[0003]
Each of the above members is incorporated in the front housing 11 and the
[0004]
A
[0005]
In the
[0006]
In the
There is also known a
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-195179 [Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 60-34589
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, the sealing performance is improved by reducing the clearance between the outer periphery of the rotor and the short diameter portion of the cylinder, so that the performance as a compressor is improved. In the case where the above-mentioned thin film such as the fluororesin is applied, there is an effect of preventing foreign matter from being caught, and since direct contact between the rotor and the cylinder is avoided, the clearance can be reduced to improve the performance. It is possible. However, when the operation is performed under severe operating conditions and the load is excessive, the thin film of the fluororesin or the like on the outer peripheral surface of the rotor may be scraped off or peeled off. If the protective thin film is lost, metal-to-metal contact occurs with insufficient clearance, causing problems such as welding. Therefore, even when a thin film of a fluororesin or the like is formed on the outer periphery of the rotor, the clearance must be increased to some extent, and it is considered that it is difficult to improve the performance by improving the sealing performance.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to form a protective thin film on the outer periphery of the rotor to improve the sealing property, and also to weld metals even if the protective thin film is peeled off. It is an object of the present invention to provide a gas compressor in which the gas pressure is prevented.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to
[0011]
The invention of a gas compressor according to a second aspect is the invention according to the first aspect, wherein the protective thin film is made of a fluororesin.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the gas compressor according to the first or second aspect, a ratio of the thickness x2 of the protective thin film to the minimum gap amount in a state where the protective thin film is formed is 1.7 or less. It is characterized by being.
[0013]
[Action]
That is, according to the present invention, the clearance between the outer periphery of the rotor and the cylinder is reduced, thereby reducing gas leakage and improving performance.
Further, even when a load is applied to the outer periphery of the rotor and the inner peripheral surface of the cylinder by pressure or the like by operating the gas compressor, welding does not occur because there is no contact between the same kind of metals.
Further, even when the operation is performed under severer conditions and the load becomes excessive, and the coating film is scraped or peeled off, welding between the metals can be avoided because the clearance is sufficiently secured.
[0014]
Hereinafter, numerical conditions defined in the present invention will be described.
Ratio of thickness of protective thin film × 2 / minimum gap amount after formation of protective thin film: 0.7 or more If the above ratio is too small, the clearance after peeling of the protective thin film becomes insufficient. Therefore, the above ratio is essential to be 0.7 or more, and more preferably 0.75 or more. On the other hand, if the above ratio is too large, the thickness of the protective thin film becomes large, which makes production difficult. Therefore, it is desirable to set the upper limit of the ratio to 1.7. When the protective thin film is formed on both the rotor and the cylinder, it is necessary that both the protective thin films satisfy the above conditions. Further, the above-mentioned gap amount is the sum of the gap amounts on both sides in the radial direction between the rotor and the cylinder. In the above ratio, the minimum clearance is the sum of the clearances on both sides between the rotor and the cylinder short diameter portion.
[0015]
In the present invention, the above-described gas compressor main body is provided, and the other components are generally provided with a suction port, a suction chamber, a discharge port, and a discharge chamber.
The protective thin film is formed on one or both of the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the cylinder as described above. The protective thin film is desirably made of a material having high strength and excellent lubricity, preferably a fluororesin.
The protective thin film may be formed on either the outer peripheral surface of the rotor or the inner peripheral surface of the cylinder as described above, or may be formed on both of them. Further, the protective thin film may be formed over the entire outer peripheral surface and inner peripheral surface, but may be formed only on a part of the surface including a portion having a minimum gap amount. Good. The method for forming the protective thin film is not particularly limited, and it can be performed by a conventional method such as a spray coating method or a screen coating method.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a gas compressor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The gas compressor of this embodiment has the same configuration as that of a conventional gas compressor except for a part, and the description of the same configuration will be omitted or simplified.
This gas compressor includes a
[0017]
On the outer peripheral surface of the
[0018]
In the
[0019]
During the rotation of the
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the gas compressor of the present invention, a cylindrical cylinder, side blocks at both axial ends of the cylinder, a rotor rotatably disposed in the cylinder, and the rotor A compressor body for sucking, compressing and discharging refrigerant gas in the cylinder, and an outer peripheral surface of the rotor and an inner peripheral surface of the cylinder. A protective thin film is formed on one or both of the surfaces, and the ratio of the thickness of the protective thin film × 2 to the minimum clearance on both sides in the radial direction of the rotor and the cylinder when the protective thin film is formed is 0.7 or more. Therefore, it is possible to reduce the clearance between the outer periphery of the rotor and the short diameter portion of the cylinder, reduce gas leakage, and improve the performance. Further, even when the protective thin film is missing, welding between metals is avoided, and the performance as a gas compressor is ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a longitudinal sectional view according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged schematic view similarly showing a gap between an outer peripheral surface of a rotor and an inner peripheral surface of a cylinder short diameter portion.
FIG. 3 is a front sectional view showing a conventional gas compressor.
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003002001A JP2004211651A (en) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | Gas compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003002001A JP2004211651A (en) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | Gas compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004211651A true JP2004211651A (en) | 2004-07-29 |
Family
ID=32819869
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003002001A Pending JP2004211651A (en) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | Gas compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004211651A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2565457A2 (en) | 2011-08-30 | 2013-03-06 | Valeo Japan Co., Ltd. | Vane-type compressor |
US11428222B2 (en) * | 2019-08-29 | 2022-08-30 | Denso Corporation | Vane pump |
-
2003
- 2003-01-08 JP JP2003002001A patent/JP2004211651A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2565457A2 (en) | 2011-08-30 | 2013-03-06 | Valeo Japan Co., Ltd. | Vane-type compressor |
US11428222B2 (en) * | 2019-08-29 | 2022-08-30 | Denso Corporation | Vane pump |
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