JP2010121536A - 気体圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ベーンの軸方向の傾きを抑制してフロントサイドブロックを削ったり、振動や異音の発生を抑制することが可能な気体圧縮機を提供する。
【解決手段】気体圧縮機1は、シリンダブロック11と、シリンダ室15を形成するリヤサイドブロック12及びフロントサイドブロック13と、回転可能に設けられたロータ8と、ロータ8に形成されたベーン溝8a内に出没自在に挿入されたベーン16とを備える。フロントサイドブロック13及びリヤサイドブロック12の少なくとも一方にシリンダ室15内へ冷媒が吸入される吸入窓22が設けられ、吸入窓22がシリンダ室15の楕円内壁19より内側で前記ロータ8の外周との間に位置するシリンダ室内開口縁24と、シリンダブロック11の側壁側に位置するシリンダブロック開口縁23とからなる。シリンダ室内開口縁24をロータ8の外周よりシリンダ室15の楕円内壁19側に位置させた。
【選択図】図3
【解決手段】気体圧縮機1は、シリンダブロック11と、シリンダ室15を形成するリヤサイドブロック12及びフロントサイドブロック13と、回転可能に設けられたロータ8と、ロータ8に形成されたベーン溝8a内に出没自在に挿入されたベーン16とを備える。フロントサイドブロック13及びリヤサイドブロック12の少なくとも一方にシリンダ室15内へ冷媒が吸入される吸入窓22が設けられ、吸入窓22がシリンダ室15の楕円内壁19より内側で前記ロータ8の外周との間に位置するシリンダ室内開口縁24と、シリンダブロック11の側壁側に位置するシリンダブロック開口縁23とからなる。シリンダ室内開口縁24をロータ8の外周よりシリンダ室15の楕円内壁19側に位置させた。
【選択図】図3
Description
本発明は、車両用エアコン装置等に用いられるベーンロータリー型の気体圧縮機に関する。
ベーンロータリー型の気体圧縮機は、シリンダブロックと、シリンダブロックの両側に配置されたリヤサイドブロック及びフロントサイドブロックとによってシリンダ室が形成され、このシリンダ室内にロータが回転可能に挿入された構造となっている。シリンダ室の内部は楕円内壁となっており、ロータのベーン溝に挿入されたベーンがシリンダ室内を分割して複数の圧縮室を形成する。シリンダ室には、フロントサイドブロックに形成された吸入窓が連通しており、吸入窓から冷媒がシリンダ
室内に吸入される。吸入された冷媒は、ロータが回転することによってベーンによって圧縮された後、冷凍サイクルに吐出される(例えば、特許文献1及び2参照)。
室内に吸入される。吸入された冷媒は、ロータが回転することによってベーンによって圧縮された後、冷凍サイクルに吐出される(例えば、特許文献1及び2参照)。
図4は、これらの従来の気体圧縮機におけるシリンダ室100の内部構造を示している。シリンダ室100の内部には、ロータ120が回転可能に収容されている。ロータ120の回転中心には、シャフト125が一体に設けられている。ロータ120には、複数のベーン溝130が周方向に形成されており、それぞれのベーン溝130にベーン140が出没自在に挿入されている。
シリンダ室100の内部は、楕円内壁110となっており、それぞれのベーン140の先端部が楕円内壁110に接触してシリンダ室100を複数の圧縮室に分割している。符号160は、シリンダ室100の一側の壁部を形成するフロントサイドブロックである。フロントサイドブロック160には、吸入窓170が貫通しており、吸入路165はシリンダブロックに貫通して形成され、フロントサイドブロックの吸入窓170とリヤサイドブロックの吸入窓(不図示)とを連通している。吸入窓170は、冷媒の吸入口(図示省略)に連通している。吸入窓170には、楕円内壁110の内側に入り込むシリンダ室内開口端175が形成されている。これにより、吸入窓170の一部がシリンダ室100に開口しており、この開口部分から冷媒がシリンダ室100に吸引される。シリンダ室内開口縁175は、ロータ120(シャフト125)の回転中心127を中心とした円弧形状に形成されており、これにより、吸入窓170のシリンダ室内開口縁175は、ロータ120の外周面に倣った状態となっており、ロータ120はその外周面がシリンダ室内開口端175に沿って回転する。
特開平6−288372号公報
特開2005−2826号公報
しかしながら、従来の構造では、気体圧縮機の起動時や断続時に、ベーン140がシリンダ室100の楕円内壁110に接触していない状態において、ベーン140が吸入窓170にさしかかったときに、ベーン140の先端部分が紙面貫通のサイド方向(軸方向)に傾いてフロントサイドブロック160のシリンダ室側の端面より出っ張る。そして、この状態でベーン140が吸入窓170の終端部分に達すると、ベーン140が吸入窓170のエッジ部分を引っ掻く。これにより、フロントサイドブロック160の表面を削ったり、磨耗させたり、衝突による振動や異音が発生する問題を有している。
これを回避するため、ベーン140の出没の振幅量を小さくした場合には、シリンダ室100を軸方向に拡大する必要があり、この軸方向の長さの拡大に起因した大型化及び重量増が発生する問題がある。
そこで、本発明は、ベーンの軸方向の傾きを抑制してフロントサイドブロックを削ったり、振動や異音の発生を抑制することが可能な気体圧縮機を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、シリンダブロックと、このシリンダブロックの両側に配置されて内部に楕円内壁を有するシリンダ室を形成するリヤサイドブロック及びフロントサイドブロックと、前記シリンダ室内に回転可能に設けられたロータと、前記ロータに形成されたベーン溝内に出没自在に挿入されたベーンとを備え、前記フロントサイドブロック及び前記リヤサイドブロックの少なくとも一方に前記シリンダ室内へ冷媒が吸入される吸入窓が設けられ、該吸入窓が前記シリンダ室の楕円内壁より内側で前記ロータの外周との間に位置するシリンダ室内開口縁と、前記シリンダブロックの側壁側に位置するシリンダブロック開口縁とからなる気体圧縮機であって、前記シリンダ室内開口縁を前記ロータの外周よりシリンダ室の楕円内壁側に位置させたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明であって、前記フロントサイドブロック及び前記リヤサイドブロックの少なくとも一方には、前記シリンダ室内開口縁と前記ロータの軸方向端面の外周との間に、前記ベーンの側部が当接する当接部位が設けられていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明であって、前記シリンダ室内開口縁は、シリンダ室の短径部近傍から長径部に向けて弧状に形成されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明であって、前記シリンダ室内開口縁は、前記ロータの外周面から徐々に離れるようにロータの回転中心に対して中心がオフセットした弧状に形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、フロントサイドブロック及びリヤサイドブロックの少なくとも一方に形成された吸入窓のシリンダ室内開口縁をロータの外周よりもシリンダ室の楕円内壁側に位置させたことにより、ベーンの端面をフロントサイドブロックが確実に支持するため、軸方向へのベーンの傾きを抑制することができる。従って、ベーンの傾きに起因したフロントサイドブロックの削りや磨耗、振動や異音の発生を抑制することができる。
以下、本発明を図示する実施形態により、具体的に説明する。図1は、本発明の一実施形態の気体圧縮機1の全体を示す断面図、図2は、この実施形態のシリンダ室15の断面図、図3はシリンダ室15の内部を示す拡大断面図である。
この実施形態の気体圧縮機1は、ベーンロータリー型の圧縮機である。気体圧縮機1は、ケース2と、圧縮機構部5とを備えている。
ケース2は、後部側が底壁2bによって封鎖された有底筒状となっており、内部の収容部2cには、圧縮機構部5及び気液分離装置6が収容される。ケース2の上部には、冷媒の吐出口18が形成されている。ケース2は前部側で開口しており、この開口2a側にフロントヘッド3が固定されている。フロントヘッド3には、冷媒を圧縮機構部5に吸入するための吸入口17が形成されている。吸入口17には、吸入室10が連通しており、この吸入室10がフロントサイドブロック13に形成された吸入窓22(図3参照)に連通することにより、冷媒が吸入口17、吸入室10及び吸入窓22を通過して圧縮機構部5に吸入される。フロントサイドブロック13の吸入窓22については、後述する。
圧縮機構部5は、シリンダハウジング7と、シリンダハウジング7内に配置されたロータ8とを備えている。シリンダハウジング7は、筒状のシリンダブロック11と、シリンダブロック11の前後両側に設けられたリアサイドブロック12及びフロントサイドブロック13とを備えている。シリンダブロック11、リヤサイドブロック12及びフロントサイドブロック13によって囲まれることによりシリンダ室15が形成されている。すなわち、フロントサイドブロック13のシリンダブロック側の端面13aがシリンダブロック11に当接すると共に、リヤサイドブロック12のシリンダブロック側の端面12aがシリンダブロック11に当接することにより、シリンダブロック11及び両サイドブロック12,13によってシリンダ室15が形成されるものである。
図2に示すように、シリンダ室15の内部は楕円形状となっており、その内周面には楕円内壁19が形成されている。
ロータ8は、シリンダ室15内に回転可能に配置されている。ロータ8には、シャフト9が一体となって設けられている。シャフト9は、後部側がリヤサイドブロック12に支持され、前部側がフロントサイドブロック13に支持された状態で、リヤサイドブロック12、シリンダブロック11及びフロントサイドブロック13を貫通して回転可能となっている。このシャフト9にエンジンからの回転駆動力が伝達されることにより、ロータ8がシリンダ室15内で回転して冷媒を圧縮する。
図2に示すように、ロータ8には、複数のベーン溝8aが周方向に複数形成されており、それぞれのベーン溝8aにベーン16が出没自在に挿入されている。複数のベーン16は、軸方向(図1における左右方向)に延びた状態でシリンダ室15内に配置されている。そして、軸方向に延びた左右の側部の端面がリヤサイドブロック12のシリンダブロック側の端面12a及びフロントサイドブロック13のシリンダブロック側の端面13aに当接している。又、それぞれのベーン16は、ベーン溝8aから抜き出ており、抜き出た先端の先端面16aがシリンダ室15の楕円内壁19と接触している。このようにベーン16の左右の側部の端面がリヤサイドブロック12の端面12a及びフロントサイドブロック13の端面13aに当接して接触し、且つベーン16の先端面16aが楕円内壁19と接触することにより、シリンダ室15内が複数の冷媒の圧縮室に分割される。
気液分離装置6は、リヤサイドブロック12のリヤ側に配置されている。気液分離装置6には、シリンダ室15で圧縮された冷媒が導入される。導入された冷媒は、気液分離装置6内でオイルと分離される。分離されたオイルは、気液分離装置6の下方に落下した後、圧縮機1内を流動して潤滑を行う。
以上の構造において、冷媒は、フロントヘッド3に設けた吸入口17から吸入され、吸入室10及びフロントサイドブロック13の吸入窓22を通過してシリンダブロック11のシリンダ室15における圧縮室内に供給されると共に、シリンダブロック11に貫通形成された後述する吸入路20を通ってリヤサイドブロックの吸入窓(不図示)から圧縮室内に供給される。冷媒は、ロータ8の回転と共に圧縮室が徐々に狭められることにより圧縮される。圧縮室で圧縮された後、冷媒は気液分離装置6に導入され、気液分離装置6内でオイルが分離された後、吐出口18から冷凍サイクル内に吐出される。
気液分離装置6で冷媒から分離されたオイルは、ケース2の収容部2cに落下した後、リアサイドブロック12に形成されたオイル路32、シリンダブロック11に形成されたオイル路33、フロントサイドブロック13に形成されたオイル路34を通ってシャフト9と各ブロック11、12、13との間を流動することにより潤滑する。
次に、この実施形態におけるシリンダ室15への冷媒の吸入構造を図3により説明する。図3に示すように、ロータ8が楕円内壁19を有するシリンダ室15内に回転可能に設けられており、シリンダ室15内には、フロントサイドブロック13の吸入窓22から冷媒が吸入される。又、ベーン16の軸方向における一方の側部の端面は、フロントサイドブロック13のシリンダブロック側の端面13aに当接している。このようにベーン16の軸方向における一方の側部の端面がフロントサイドブロック13のシリンダブロック側の端面13aに当接することにより、ベーン16の一方の側部の端面が同端面13aに支持された状態となっている。
フロントサイドブロック13の吸入窓22は、シリンダブロック11に貫通して形成された吸入路20を介して、リヤサイドブロック12に形成された吸入窓(不図示)と連通しており、冷媒は吸入窓22から供給されると共に、吸入路20を通ってリヤサイドブロックの吸入窓からシリンダ室15内に供給される。リヤサイドブロック12の吸入窓(不図示)は、フロントサイドブロック13の吸入窓22と同様の形状に形成されており、シリンダブロック11に形成された吸入路20と連通している。
この場合、吸入窓22は吸入路20よりも大きな通路となるように形成されている。
吸入窓22の開口端は、シリンダブロック開口端23と、シリンダ室内開口端24とが対向した形状となっている。シリンダブロック開口端23は、シリンダブロック11の側壁側に位置している。一方、シリンダ室内開口端24は、シリンダ室15の楕円内壁19とロータ8の外周面との間に位置しており、これによりシリンダ室内開口端24がシリンダ室15内に入り込んでいる。冷媒は、シリンダ室15内に入り込んでいるシリンダ室内開口端24部分からシリンダ室15内に吸入される。
この実施形態において、シリンダ室内開口端24は、ロータ8の外周面よりもシリンダ室15の楕円内壁19側に位置するように形成されている。しかも、シリンダ室内開口端24は、楕円内壁19側に位置すると共に、楕円形状のシリンダ室15における短径部25近傍から長径部26に向けて弧状となるように形成されている。かかる弧状のシリンダ室内開口端24において、その中心28はロータ8(シャフト9)の回転中心30からオフセットされた位置となっている。この中心28のオフセット位置は、シリンダ室内開口端24がロータ8の外周面から徐々に離れるように設定されるものである。
このように設定されたシリンダ室内開口端24においては、ロータ8の外周面に臨んでいるが、ロータ8の外周面との間に当接部位Gを有した状態となっている。従って、ベーン16の軸方向における一方の側部の端面が、当接部位Gを介してフロントサイドブロック13のシリンダブロック側の端面13aと接触した状態となることができ、ベーン16の側部の端面をシリンダブロック側の端面13aに支持させることができる。すなわち、フロントサイドブロック13のシリンダブロック側の端面13aにおける当接部位Gに対応した部分は、ベーン16の側部の端面が当接することにより、ベーン16を支持する当接部位となるものである。
以上の構造の本実施形態では、気体圧縮機1の起動時や断続時に、ベーン16がシリンダ室15の楕円内壁19に接触していない状態においても、ベーン16が当接部位Gを介してフロントサイドブロック13又はリヤサイドブロック12のシリンダブロック側の端面13a,12aに支持されるため、ベーン16が軸方向に傾くことを抑制することができる。そして、このようにベーン16の傾きを抑制できることにより、ベーン16が吸入窓22を引っ掻くことがなくなる。このため、ベーン16がフロントサイドブロック13またはリヤサイドブロック12の表面を削ったり、磨耗させることがないばかりでなく、衝突による振動や異音の発生を抑制することができる。これに加えて、ベーン16の振幅量を小さくする必要がなくなるため、シリンダ室15を軸方向に拡大する必要がなく、大型化及び重量増加を防止することができる。
1 気体圧縮機
5 圧縮機構部
8 ロータ
8a ベーン溝
9 シャフト
11 シリンダブロック
12 リヤサイドブロック
13 フロントサイドブロック
15 シリンダ室
16 ベーン
22 吸入窓
23 シリンダブロック開口縁
24 シリンダ室内開口端
25 短径部
26 長径部
28 シリンダ室内開口端の中心
30 ロータの回転中心
5 圧縮機構部
8 ロータ
8a ベーン溝
9 シャフト
11 シリンダブロック
12 リヤサイドブロック
13 フロントサイドブロック
15 シリンダ室
16 ベーン
22 吸入窓
23 シリンダブロック開口縁
24 シリンダ室内開口端
25 短径部
26 長径部
28 シリンダ室内開口端の中心
30 ロータの回転中心
Claims (4)
- シリンダブロック(11)と、このシリンダブロック(11)の両側に配置されて内部に楕円内壁(19)を有するシリンダ室(15)を形成するリヤサイドブロック(12)及びフロントサイドブロック(13)と、前記シリンダ室(15)内に回転可能に設けられたロータ(8)と、前記ロータ(8)に形成されたベーン溝(8a)内に出没自在に挿入されたベーン(16)とを備え、前記フロントサイドブロック(13)及び前記リヤサイドブロック(12)の少なくとも一方に前記シリンダ室(15)内へ冷媒が吸入される吸入窓(22)が設けられ、該吸入窓(22)が前記シリンダ室(15)の楕円内壁(19)より内側で前記ロータ(8)の外周との間に位置するシリンダ室内開口縁(24)と、前記シリンダブロック(11)の側壁側に位置するシリンダブロック開口縁(23)とからなる気体圧縮機(1)であって、
前記シリンダ室内開口縁(24)を前記ロータ(8)の外周よりシリンダ室(15)の楕円内壁(19)側に位置させたことを特徴とする気体圧縮機(1)。 - 請求項1記載の発明であって、
前記フロントサイドブロック(13)及び前記リヤサイドブロック(12)の少なくとも一方には、前記シリンダ室内開口縁(24)と前記ロータ(8)の軸方向端面の外周との間に、前記ベーン(16)の側部が当接する当接部位(G)が設けられていることを特徴とする気体圧縮機(1)。 - 請求項1又は2記載の発明であって、
前記シリンダ室内開口縁(24)は、シリンダ室(15)の短径部(25)近傍から長径部(26)に向けて弧状に形成されていることを特徴とする気体圧縮機(1)。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明であって、
前記シリンダ室内開口縁(24)は、前記ロータ(8)の外周面から徐々に離れるようにロータ(8)の回転中心(30)に対して中心(28)がオフセットした弧状に形成されていることを特徴とする気体圧縮機(1)。
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