JP4104391B2 - 気体圧縮機 - Google Patents
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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、シリンダの圧縮室からのガス漏れを抑えて体積効率その他の圧縮機特性を向上することができる気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載用エアコン等に使用される従来のベーンロータリータイプの気体圧縮機１の縦断面図を図９に、また、図９のＡ−Ａ線矢視断面図を図１０に示す。
図９及び図１０において、気体圧縮機１は、回転伝達部３側からフロントヘッド５、フロントサイドブロック７、シリンダ９、リアサイドブロック１１が配置されている。また、シリンダ９内を貫通するように回転軸１３が軸支され、リアカバー１５が設けられている。
【０００３】
冷媒ガスの圧縮のためにシリンダ９の内部には圧縮室２１が形成され、この圧縮室２１に冷媒ガスを供給する吸入室２３がフロントヘッド５の吸入口１７内に形成されている。リアカバー１５内には圧縮室２１で圧縮された冷媒ガスを受ける吐出室２５が形成され、リアカバー１５に吐出口２７が開口している。
【０００４】
シリンダ９の内周面は断面形状が略楕円形に形成されている。シリンダ９の一端はフロントサイドブロック７により、また、他端はリアサイドブロック１１によって密接されて締結固定されることにより、シリンダ９の両端がそれぞれ塞がれて内部に圧縮室２１が形成されている。
【０００５】
シリンダ９の内部には、両サイドブロック７、１１に及ぶ仕切り板状の複数のベーン３１…が略放射状に備えられている。各ベーン３１…は、回転軸１３に形成されたロータ３３の溝３３ａ…に対して径方向に進退可能に嵌め込まれている。このロータ３３の各溝３３ａ…内には油圧が導入され、この油圧と回転時の遠心力により各ベーン３１…はシリンダ９の内周面に対して付勢当接されている。これら各ベーン３１…により、シリンダ９の内部は複数の圧縮室２１…に区画されている。
【０００６】
また、シリンダ９の周壁には圧縮された冷媒ガスを排出する吐出ポート３５が貫通され、その外側には吐出弁３７を備えたシリンダ切欠部３９が形成されている。その他、シリンダ９の内部に冷媒ガスを供給するための吸気部４１や潤滑油の油路４３、及び、締結用のボルト穴４５等がシリンダの軸線方向に形成されている。
【０００７】
このように構成された気体圧縮機１においては、回転軸１３が回動されると圧縮室２１の各ベーン３１…がシリンダ９の内周面に沿って摺動し、その半径変化に応じて圧縮室２１の容積が変化する。この容積変化によりガスの吸入と圧縮が行なわれる。
【０００８】
吸入された冷媒ガスは、フロントヘッド５内の吸入室２３からシリンダ９内に導入される。また、圧縮された冷媒ガスはシリンダ９の吐出ポート３５からシリンダ９の外周部のシリンダ切欠部３９を通ってリアカバー１５内の吐出室２５に送られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リアカバー１５とシリンダ９間には組立時にクリアランス４０が生じており、このクリアランス４０はシリンダ切欠部３９と連通している。従って、シリンダ９で圧縮された高温高圧の冷媒ガスが、シリンダ切欠部３９及びクリアランス４０を介し、更にシリンダ９と両サイドブロック７、１１との間の密接部を通じてシリンダ切欠部３９より低圧の空間である吸気部４１や圧縮室２１に進入する場合がある。この間の内部リークの様子を図９、図１０中に太矢印で示す。
【００１０】
このように、一度シリンダ９で圧縮され、吐出ポート３５から吐出された高温高圧の冷媒ガスが再び吸入側に廻り込むと、圧縮されたガスが再度吸入されることによる体積効率の低下、及び、冷媒ガス温度が上昇することによる圧縮効率の低下を招くこととなる。また、冷媒ガス温度の上昇に伴う圧縮時の発熱の増加を招き、潤滑油の粘度低下による摺動部の油膜切れ等の原因ともなる。
【００１１】
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、シリンダの圧縮室からのガス漏れを抑えて体積効率その他の圧縮機特性を向上しうる気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため本発明（請求項１）によれば、両端が開口された中空部を有し、該中空部に少なくとも１つの圧縮室が形成されたシリンダと、前記圧縮室に冷媒ガスを取り込むため該シリンダに形成された端面に開口を有する吸気部と、前記シリンダの両端面に密接されて該シリンダの両端をそれぞれ封止する２つのサイドブロックと、該２つのサイドブロックの少なくとも一方と前記シリンダとが密接する密接部に介設された第１のシール手段とを備え、該第１のシール手段は、前記中空部の開口を囲み、かつ前記吸気部の開口と前記中空部の開口とを分ける位置に配置されたことを特徴とする。
【００１５】
サイドブロックとシリンダとの間の密接部に中空部の開口と吸気部の開口とを分けて第１のシール手段を介設したので、吸気部から分離して中空部が気密化される。従って、圧縮室の冷媒ガスは、吸気部に廻り込むことなくシールされる。
【００１６】
また、本発明（請求項２）によれば、前記吸気部の開口を囲んでシールする第２のシール手段が配設されたことを特徴とする。
【００１７】
吸気部の開口を囲んで第２のシール手段を配設したので、吸気部は単独で気密化が可能となる。従って、冷媒ガスが圧縮室から漏れた場合でも、吸気部への流入を阻止することができる。
【００１８】
更に、本発明（請求項３）によれば、前記シリンダの外周に前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを受けるシリンダ切欠部が形成され、該シリンダ切欠部に嵌合する嵌合突部が前記２つのサイドブロックの少なくとも一方に形成されたことを特徴とする。
【００１９】
サイドブロックには、シリンダ切欠部と嵌合する嵌合突部を形成したので、シリンダ切欠部内の冷媒ガスは嵌合突部によってガス漏れが封止され、気密性を確保することができる。
【００２０】
更に、本発明（請求項４）によれば、前記２つのサイドブロックの少なくとも一方に前記シリンダの内周面と密接嵌合する内接突部を備え、
前記第１のシール手段は、該内接突部と前記シリンダの内周面との間に形成される密接部に介設されたことを特徴とする。
【００２１】
内接突部を介してシリンダ内周面について第１のシール手段を配設することにより、密接部としての十分なスペースがシリンダ端面に確保できない場合にも、シール機能を確保することができる。
【００２２】
更に、本発明（請求項５）によれば、前記第１のシール手段または前記第２のシール手段が弾性シール部材からなり、該弾性シール部材は前記密接部で対向する２つの部材のいずれか一方側に形成された溝に嵌め込まれたことを特徴とする。
【００２３】
密接部に形成された溝にシール部材を嵌め込んで構成したので、シール性のよい弾性シール部材による圧力シールが可能となる。
【００２４】
更に、本発明（請求項６）によれば、前記第１のシール手段または前記第２のシール手段が薄板状のガスケットにより形成されたことを特徴とする。
【００２５】
簡易な構成のガスケットにより密接部の圧力シールが可能となる。
【００２６】
更に、本発明（請求項７）によれば、両端が開口された中空部を有し、該中空部に少なくとも１つの圧縮室が形成されたシリンダと、該シリンダの両端面に密接されて該シリンダの両端をそれぞれ封止する２つのサイドブロックとを備え、前記シリンダの周壁外側部には、前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを受けるシリンダ切欠部が形成され、前記２つのサイドブロックの少なくとも一方には、前記シリンダ切欠部に嵌合する嵌合突部が形成され、該嵌合突部を有するサイドブロックと前記シリンダとが密接する密接部の外周縁には、該嵌合突部またはその基部の外周に及ぶ溝が周回状に形成され、該溝に弾性シール部材が嵌め込まれたことを特徴とする。
【００２７】
シリンダ切欠部が形成されている場合について、このシリンダ切欠部に嵌合する嵌合突部により外周シールを適用することができる。この外周シールにより、シリンダ外部の高圧部から密接部への冷媒ガスの進入を簡易にシールすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の第１実施形態である気体圧縮機のシリンダ９の斜視図を図１に、また、図１のシリンダ９の端面９ａを表わす正面図を図２に示す。なお、図９または図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。
【００２９】
図１及び図２において、シリンダ９の端面９ａは円形に形成され、その中空部２２は略楕円形状に開口する。シリンダ切欠部３９、３９はシリンダ９の外周に部分的に形成されている。
【００３０】
シール部材５１は、シリンダ９の端面９ａにおいて、中空部２２の開口を囲むように配置され、かつ、端面９ａにおいて吸気部４１と中空部２２のそれぞれによる開口を分ける位置に配置されている。
【００３１】
シリンダ９の端面９ａはフロントサイドブロック７またはリアサイドブロック１１の端面と密接されるようになっている。そして、この２つの部材の対向面が密接されることで密接部が形成される。
【００３２】
このように構成されたシリンダ９とフロントサイドブロック７との間は、シリンダ９の端面９ａのシール部材５１によりシリンダ９の中空部２２が気密化される。そして、吸気部４１、４１が中空部２２から確実に分離される。従って、圧縮室２１の冷媒ガスは、シール部材５１により吸気部４１、４１の手前で阻止される。
【００３３】
つぎに、シール部材５１の具体的な構成について説明する。
シール部材５１の具体的な形態に係るシリンダ９の端面９ａにおける部分断面図を図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示す。
【００３４】
図３（ａ）乃至図３（ｃ）において、図３（ａ）のシリンダ９の端面には矩形断面の溝５３が形成され、この溝５３の中にＯリング等の弾性シール部材５５が嵌め込まれている。この弾性シール部材５５を押さえるようにフロントサイドブロック７が密接されている。
【００３５】
図３（ｂ）は、上記と逆に、フロントサイドブロック７に、シリンダ９の端面に臨んで溝５３が形成され、この溝５３内に弾性シール部材５５が嵌め込まれている。図３（ｃ）は、シリンダ９とフロントサイドブロック７との間にガスケット５７を介設した例である。
【００３６】
図３（ａ）及び図３（ｂ）の場合は、シリンダ９の端面または密接する相手側に形成した溝５３に弾性シール部材５５を嵌め込んで構成することにより、シール性のよい弾性シール部材５５による圧力シールが可能となる。
【００３７】
また、図３（ｃ）の場合は、ガスケットによる簡易な構成により両端面間の圧力シールが可能となる。シリンダ９とリアサイドブロック１１との間についても同様に構成することにより、同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
つぎに、図１のシリンダ端面の外周におけるシール形態を示す部分断面図を図４（ａ）乃至図４（ｄ）に示す。
図４（ａ）及び図４（ｂ）において、図４（ａ）の矩形状断面の溝５４は、シリンダ９の端面外周の矩形切欠きとフロントサイドブロック７とによって形成される。また、図４（ｂ）の三角形状断面の溝５４ａは、シリンダ９の端面外周の面取り切欠きとフロントサイドブロック７とによって形成される。これらの溝５４、５４ａにＯリング等の弾性シール部材５５が嵌め込まれている。
【００３９】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）において、図４（ｃ）の矩形状断面の溝５４は、フロントサイドブロック７の端面外周の矩形切欠きとシリンダ９とによって形成される。また、図４（ｄ）の三角形状断面の溝５４ａは、フロントサイドブロック７の端面外周の面取り切欠きとシリンダ９とによって形成される。これらの溝５４、５４ａにＯリング等の弾性シール部材５５が嵌め込まれている。
【００４０】
これらの矩形切欠き状の溝５４または面取り状の溝５４ａにより、互いに密接された状態のシリンダ９とサイドブロック７の外周面上でその密接部をシールする外周シールが構成される。この外周シールは、外周側が開放された開放溝による簡易な構成により、シリンダ９外部の高圧域から密接部に進入する冷媒ガスを阻止することができる。従って、吸気部４１、４１及び中空部２２の低圧域に対し、高圧部からの冷媒ガスの還流を防止することができる。
【００４１】
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態に係る気体圧縮機のシリンダ９の両側端の構成例の縦断面図を図５（ａ）（ｂ）及び図６（ａ）（ｂ）に示す。なお、図３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。
【００４２】
フロントサイドブロック７には、シリンダ９の内周面と内接嵌合する内接突部６１を備え、この内接突部６１とシリンダ９の内周面との間に弾性シール部材５５が介設されている。同様に、リアサイドブロック１１には、シリンダ９の内周面と内接嵌合する内接突部６３を備え、この内接突部６３とシリンダ９の内周面との間に弾性シール部材５５が介設されている。
【００４３】
図５（ａ）は、フロントサイドブロック７の内接突部６１の外周面に溝５３を形成して弾性シール部材５５を嵌め込み、同様に、リアサイドブロック１１の内接突部６３の外周面に溝５３を形成して弾性シール部材５５を嵌め込んだ例である。図５（ｂ）は、矩形断面の溝５３に代えて三角形断面の溝５３ａを形成した例である。
【００４４】
図６（ａ）は、シリンダ９の内周面において、フロントサイドブロック７の内接突部６１の外周面と対向する位置に溝５３を形成し、この溝５３に弾性シール部材５５が嵌め込まれた例である。リアサイドブロック１１の内接突部６３も同様に、内接突部６３の外周面に溝５３を形成して弾性シール部材５５が嵌め込まれる。図６（ｂ）は、矩形断面の溝５３に代えて三角形断面の溝５３ａを形成した例である。
【００４５】
このように、サイドブロック７、１１に内接突部６１、６３を形成した例においては、シリンダ９の内周面に密接してシールすることができるので、十分なシールスペースをシリンダ９の端面９ａに確保できない場合において特に有効である。
【００４６】
つぎに、本発明の第３実施形態について説明する。
本発明の第３実施形態に係る気体圧縮機のシリンダ７０の斜視図を図７に示す。なお、図１、図２、図９または図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。
【００４７】
図７において、シリンダ切欠部３９、３９は、シリンダ７０の外周部の互いに反対側位置に形成されている。吸気部４１、４１は、シリンダ７０の長手方向に貫通し、シリンダ切欠部３９、３９に隣接して両端面７０ａ、７０ａに開口している。
【００４８】
シリンダ７０の端面７０ａにおいて、中空部２２の開口を囲むようにシール部材５１が配設されるほか、吸気部４１、４１の開口を囲んでシール部材７１、７１が一体的に配設されている。端面７０ａに十分なスペースがある場合は各シール部材５１、７１をそれぞれ別体に配置してもよい。図のシリンダ７０の下面側となる他の端面についても同様に、中空部２２と吸気部４１、４１をそれぞれ囲んでシール部材５１、７１が配設されている。
【００４９】
この状態でシリンダ７０の端面７０ａにフロントサイドブロック７を密接させることにより、中空部２２はシール部材５１により、また、吸気部４１、４１はシール部材７１、７１によってそれぞれ独立してシールされる。
【００５０】
これら両シール部材５１、７１により、中空部２２の気密化とともに吸気部４１、４１の気密化が可能となる。従って、中空部２２からのガス漏れが防止され、また、シリンダ切欠部３９、３９からのガス漏れに対しても、吸気部４１、４１への廻り込みを阻止することができる。リアサイドブロック１１側についても同様である。
【００５１】
つぎに、本発明の第４実施形態について説明する。
本発明の第４実施形態に係る気体圧縮機のフロントサイドブロック７の斜視図を図８に示す。なお、図９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。
【００５２】
図８において、フロントサイドブロック７の端面７ａには、図７のシリンダ７０のシリンダ切欠部３９、３９に嵌合する嵌合突部７３、７３が突設されている。図示せぬリアサイドブロック１１も同様にシリンダ切欠部３９、３９と対応して２つの嵌合突部７３、７３が形成されている。
【００５３】
シリンダ７０の一方の端面７０ａにフロントサイドブロック７を上から被せるように両者を密接させることにより、フロントサイドブロック７の嵌合突部７３、７３がシリンダ７０の端面７０ａに開口するシリンダ切欠部３９、３９に嵌合する。
【００５４】
この嵌合突部７３、７３によるシール効果によって、シリンダ切欠部３９、３９からのガス漏れが防止される。従って、シリンダ切欠部３９、３９側から吸気部４１、４１への廻り込みを阻止することができる。リアサイドブロック１１側についても同様である。
【００５５】
この場合、シリンダ切欠部３９、３９に嵌合された嵌合突部７３、７３を利用することにより、シリンダ７０とサイドブロック７、１１が互いに密接された状態の外周面上で、密接部に沿うように溝を周回状に形成することができる。この溝に弾性シール部材を嵌め込むことにより、前述の図４の外周シールを構成することができる。この外周シールにより、シリンダ７０外部の高圧域から密接部への冷媒ガスの進入を簡易にシールすることができる。
【００５６】
また、第３実施形態に係る図７の中空部２２用のシール部材５１及び吸気部４１、４１用のシール部材７１、７１を併用することにより、冷媒ガスのガス漏れによる吸入側への廻り込みを、更に効果的に防止できる。
【００５７】
このように、本発明に係る気体圧縮機は、吸気部４１、４１や圧縮室２１への冷媒ガスの廻り込みを防止することにより、圧縮されたガスが再度吸入されることによる体積効率の低下、及び、冷媒ガス温度の上昇による圧縮効率の低下を防止できる。
【００５８】
また、圧縮時の発熱の増加を伴う冷媒ガスの混入を回避することにより、潤滑油の粘度低下による摺動部の油膜切れ等を防止することができる。
従って、本発明の気体圧縮機は、ＣＯＰ（コンプレッサ能率を冷房能力と動力との比によって表わした成績係数）等の圧縮機特性の向上が可能となる。
【００５９】
なお、図９において、リアカバー１５とフロントヘッド５、フロントサイドブロック７で囲まれた溝には、気体圧縮機の外部に冷媒ガスが漏れないように、かつシリンダ９側の冷媒ガスが吸入室２３側に回り込まないように、Ｏリング８１が周状に１本埋設されている。そして、このＯリング８１に当接するリアカバー１５、フロントヘッド５、フロントサイドブロック７の各表面部位は、外部との気密性を確実に保持するために高精度（面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さで６．３Ｚ）に加工されている。
【００６０】
このように、シリンダ９やフロントサイドブロック７、リアサイドブロック１１はリアカバー１５で覆われるシェル構造とされ、外部に対する気密性保持はＯリング８１及びこのＯリング８１に当接されるリアカバー１５、フロントヘッド５、フロントサイドブロック７の各表面部位にのみ負担させるように構成した。
【００６１】
このため、本発明の第１実施形態〜第４実施形態では、シール部材５１、７１、弾性シール部材５５、ガスケット５７に当接される表面部位は外部に対する気密性保持を考慮する必要はなく、高精度である必要はない。例えば、図３（ｃ）において、ガスケット５７の左端面と当接するシリンダ９の表面部位９ａ及びガスケット５７の右端面と当接するフロントサイドブロック７の表面部位７ａの面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さで１２．５Ｚでよい。
【００６２】
また、図６（ａ）に示すように、弾性シール部材５５と当接する矩形断面の溝５３の内壁５３ｂ及びサイドブロック７、１１の内接突部６１、６３の周壁６１ａ、６３ａの各表面の加工も、同様に面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さで１２．５Ｚでよい。
以上のように、シェル構造内部に配設されたシール部材に当接される金属表面部位の加工は容易で、かつ低コストに構成可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シリンダの端面と両サイドブロックとの間に中空部と吸気部とを分けてシール手段を介設したので、シリンダの中空部が気密化されるとともに、吸気部を中空部側から確実に分離することができる。
従って、本発明の気体圧縮機は、冷媒ガスのガス漏れを抑えて体積効率その他の圧縮機特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態である気体圧縮機のシリンダの斜視図
【図２】 図１のシリンダ端面の正面図
【図３】 図１のシリンダ端面のシール形態を示す部分断面図
【図４】 図１のシリンダ端面の外周におけるシール形態を示す部分断面図
【図５】 本発明の第２実施形態に係る気体圧縮機のシリンダの両側端の構成例の縦断面図
【図６】 図５の他の構成例に係る縦断面図
【図７】 本発明の第３実施形態に係る気体圧縮機のシリンダの斜視図
【図８】 本発明の第４実施形態に係る気体圧縮機のフロントサイドブロックの斜視図
【図９】 従来のベーンロータリータイプの気体圧縮機の縦断面図（冷媒ガスリークの様子を示す図）
【図１０】 図９のＡ−Ａ矢視線断面図（冷媒ガスリークの様子を示す図）
【符号の説明】
１ 気体圧縮機
７ フロントサイドブロック（サイドブロック）
７ａ、９ａ、７０ａ 端面
９、７０ シリンダ
１１ リアサイドブロック（サイドブロック）
２１ 圧縮室
２２ 中空部
３９ シリンダ切欠部
４１ 吸気部
５１、７１ シール部材（シール手段）
５３、５３ａ 溝
５５ 弾性シール部材
５７ ガスケット
６１、６３ 内接突部
７３ 嵌合突部
【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、シリンダの圧縮室からのガス漏れを抑えて体積効率その他の圧縮機特性を向上することができる気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載用エアコン等に使用される従来のベーンロータリータイプの気体圧縮機１の縦断面図を図９に、また、図９のＡ−Ａ線矢視断面図を図１０に示す。
図９及び図１０において、気体圧縮機１は、回転伝達部３側からフロントヘッド５、フロントサイドブロック７、シリンダ９、リアサイドブロック１１が配置されている。また、シリンダ９内を貫通するように回転軸１３が軸支され、リアカバー１５が設けられている。
【０００３】
冷媒ガスの圧縮のためにシリンダ９の内部には圧縮室２１が形成され、この圧縮室２１に冷媒ガスを供給する吸入室２３がフロントヘッド５の吸入口１７内に形成されている。リアカバー１５内には圧縮室２１で圧縮された冷媒ガスを受ける吐出室２５が形成され、リアカバー１５に吐出口２７が開口している。
【０００４】
シリンダ９の内周面は断面形状が略楕円形に形成されている。シリンダ９の一端はフロントサイドブロック７により、また、他端はリアサイドブロック１１によって密接されて締結固定されることにより、シリンダ９の両端がそれぞれ塞がれて内部に圧縮室２１が形成されている。
【０００５】
シリンダ９の内部には、両サイドブロック７、１１に及ぶ仕切り板状の複数のベーン３１…が略放射状に備えられている。各ベーン３１…は、回転軸１３に形成されたロータ３３の溝３３ａ…に対して径方向に進退可能に嵌め込まれている。このロータ３３の各溝３３ａ…内には油圧が導入され、この油圧と回転時の遠心力により各ベーン３１…はシリンダ９の内周面に対して付勢当接されている。これら各ベーン３１…により、シリンダ９の内部は複数の圧縮室２１…に区画されている。
【０００６】
また、シリンダ９の周壁には圧縮された冷媒ガスを排出する吐出ポート３５が貫通され、その外側には吐出弁３７を備えたシリンダ切欠部３９が形成されている。その他、シリンダ９の内部に冷媒ガスを供給するための吸気部４１や潤滑油の油路４３、及び、締結用のボルト穴４５等がシリンダの軸線方向に形成されている。
【０００７】
このように構成された気体圧縮機１においては、回転軸１３が回動されると圧縮室２１の各ベーン３１…がシリンダ９の内周面に沿って摺動し、その半径変化に応じて圧縮室２１の容積が変化する。この容積変化によりガスの吸入と圧縮が行なわれる。
【０００８】
吸入された冷媒ガスは、フロントヘッド５内の吸入室２３からシリンダ９内に導入される。また、圧縮された冷媒ガスはシリンダ９の吐出ポート３５からシリンダ９の外周部のシリンダ切欠部３９を通ってリアカバー１５内の吐出室２５に送られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リアカバー１５とシリンダ９間には組立時にクリアランス４０が生じており、このクリアランス４０はシリンダ切欠部３９と連通している。従って、シリンダ９で圧縮された高温高圧の冷媒ガスが、シリンダ切欠部３９及びクリアランス４０を介し、更にシリンダ９と両サイドブロック７、１１との間の密接部を通じてシリンダ切欠部３９より低圧の空間である吸気部４１や圧縮室２１に進入する場合がある。この間の内部リークの様子を図９、図１０中に太矢印で示す。
【００１０】
このように、一度シリンダ９で圧縮され、吐出ポート３５から吐出された高温高圧の冷媒ガスが再び吸入側に廻り込むと、圧縮されたガスが再度吸入されることによる体積効率の低下、及び、冷媒ガス温度が上昇することによる圧縮効率の低下を招くこととなる。また、冷媒ガス温度の上昇に伴う圧縮時の発熱の増加を招き、潤滑油の粘度低下による摺動部の油膜切れ等の原因ともなる。
【００１１】
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、シリンダの圧縮室からのガス漏れを抑えて体積効率その他の圧縮機特性を向上しうる気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため本発明（請求項１）によれば、両端が開口された中空部を有し、該中空部に少なくとも１つの圧縮室が形成されたシリンダと、前記圧縮室に冷媒ガスを取り込むため該シリンダに形成された端面に開口を有する吸気部と、前記シリンダの両端面に密接されて該シリンダの両端をそれぞれ封止する２つのサイドブロックと、該２つのサイドブロックの少なくとも一方と前記シリンダとが密接する密接部に介設された第１のシール手段とを備え、該第１のシール手段は、前記中空部の開口を囲み、かつ前記吸気部の開口と前記中空部の開口とを分ける位置に配置されたことを特徴とする。
【００１５】
サイドブロックとシリンダとの間の密接部に中空部の開口と吸気部の開口とを分けて第１のシール手段を介設したので、吸気部から分離して中空部が気密化される。従って、圧縮室の冷媒ガスは、吸気部に廻り込むことなくシールされる。
【００１６】
また、本発明（請求項２）によれば、前記吸気部の開口を囲んでシールする第２のシール手段が配設されたことを特徴とする。
【００１７】
吸気部の開口を囲んで第２のシール手段を配設したので、吸気部は単独で気密化が可能となる。従って、冷媒ガスが圧縮室から漏れた場合でも、吸気部への流入を阻止することができる。
【００１８】
更に、本発明（請求項３）によれば、前記シリンダの外周に前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを受けるシリンダ切欠部が形成され、該シリンダ切欠部に嵌合する嵌合突部が前記２つのサイドブロックの少なくとも一方に形成されたことを特徴とする。
【００１９】
サイドブロックには、シリンダ切欠部と嵌合する嵌合突部を形成したので、シリンダ切欠部内の冷媒ガスは嵌合突部によってガス漏れが封止され、気密性を確保することができる。
【００２０】
更に、本発明（請求項４）によれば、前記２つのサイドブロックの少なくとも一方に前記シリンダの内周面と密接嵌合する内接突部を備え、
前記第１のシール手段は、該内接突部と前記シリンダの内周面との間に形成される密接部に介設されたことを特徴とする。
【００２１】
内接突部を介してシリンダ内周面について第１のシール手段を配設することにより、密接部としての十分なスペースがシリンダ端面に確保できない場合にも、シール機能を確保することができる。
【００２２】
更に、本発明（請求項５）によれば、前記第１のシール手段または前記第２のシール手段が弾性シール部材からなり、該弾性シール部材は前記密接部で対向する２つの部材のいずれか一方側に形成された溝に嵌め込まれたことを特徴とする。
【００２３】
密接部に形成された溝にシール部材を嵌め込んで構成したので、シール性のよい弾性シール部材による圧力シールが可能となる。
【００２４】
更に、本発明（請求項６）によれば、前記第１のシール手段または前記第２のシール手段が薄板状のガスケットにより形成されたことを特徴とする。
【００２５】
簡易な構成のガスケットにより密接部の圧力シールが可能となる。
【００２６】
更に、本発明（請求項７）によれば、両端が開口された中空部を有し、該中空部に少なくとも１つの圧縮室が形成されたシリンダと、該シリンダの両端面に密接されて該シリンダの両端をそれぞれ封止する２つのサイドブロックとを備え、前記シリンダの周壁外側部には、前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを受けるシリンダ切欠部が形成され、前記２つのサイドブロックの少なくとも一方には、前記シリンダ切欠部に嵌合する嵌合突部が形成され、該嵌合突部を有するサイドブロックと前記シリンダとが密接する密接部の外周縁には、該嵌合突部またはその基部の外周に及ぶ溝が周回状に形成され、該溝に弾性シール部材が嵌め込まれたことを特徴とする。
【００２７】
シリンダ切欠部が形成されている場合について、このシリンダ切欠部に嵌合する嵌合突部により外周シールを適用することができる。この外周シールにより、シリンダ外部の高圧部から密接部への冷媒ガスの進入を簡易にシールすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の第１実施形態である気体圧縮機のシリンダ９の斜視図を図１に、また、図１のシリンダ９の端面９ａを表わす正面図を図２に示す。なお、図９または図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。
【００２９】
図１及び図２において、シリンダ９の端面９ａは円形に形成され、その中空部２２は略楕円形状に開口する。シリンダ切欠部３９、３９はシリンダ９の外周に部分的に形成されている。
【００３０】
シール部材５１は、シリンダ９の端面９ａにおいて、中空部２２の開口を囲むように配置され、かつ、端面９ａにおいて吸気部４１と中空部２２のそれぞれによる開口を分ける位置に配置されている。
【００３１】
シリンダ９の端面９ａはフロントサイドブロック７またはリアサイドブロック１１の端面と密接されるようになっている。そして、この２つの部材の対向面が密接されることで密接部が形成される。
【００３２】
このように構成されたシリンダ９とフロントサイドブロック７との間は、シリンダ９の端面９ａのシール部材５１によりシリンダ９の中空部２２が気密化される。そして、吸気部４１、４１が中空部２２から確実に分離される。従って、圧縮室２１の冷媒ガスは、シール部材５１により吸気部４１、４１の手前で阻止される。
【００３３】
つぎに、シール部材５１の具体的な構成について説明する。
シール部材５１の具体的な形態に係るシリンダ９の端面９ａにおける部分断面図を図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示す。
【００３４】
図３（ａ）乃至図３（ｃ）において、図３（ａ）のシリンダ９の端面には矩形断面の溝５３が形成され、この溝５３の中にＯリング等の弾性シール部材５５が嵌め込まれている。この弾性シール部材５５を押さえるようにフロントサイドブロック７が密接されている。
【００３５】
図３（ｂ）は、上記と逆に、フロントサイドブロック７に、シリンダ９の端面に臨んで溝５３が形成され、この溝５３内に弾性シール部材５５が嵌め込まれている。図３（ｃ）は、シリンダ９とフロントサイドブロック７との間にガスケット５７を介設した例である。
【００３６】
図３（ａ）及び図３（ｂ）の場合は、シリンダ９の端面または密接する相手側に形成した溝５３に弾性シール部材５５を嵌め込んで構成することにより、シール性のよい弾性シール部材５５による圧力シールが可能となる。
【００３７】
また、図３（ｃ）の場合は、ガスケットによる簡易な構成により両端面間の圧力シールが可能となる。シリンダ９とリアサイドブロック１１との間についても同様に構成することにより、同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
つぎに、図１のシリンダ端面の外周におけるシール形態を示す部分断面図を図４（ａ）乃至図４（ｄ）に示す。
図４（ａ）及び図４（ｂ）において、図４（ａ）の矩形状断面の溝５４は、シリンダ９の端面外周の矩形切欠きとフロントサイドブロック７とによって形成される。また、図４（ｂ）の三角形状断面の溝５４ａは、シリンダ９の端面外周の面取り切欠きとフロントサイドブロック７とによって形成される。これらの溝５４、５４ａにＯリング等の弾性シール部材５５が嵌め込まれている。
【００３９】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）において、図４（ｃ）の矩形状断面の溝５４は、フロントサイドブロック７の端面外周の矩形切欠きとシリンダ９とによって形成される。また、図４（ｄ）の三角形状断面の溝５４ａは、フロントサイドブロック７の端面外周の面取り切欠きとシリンダ９とによって形成される。これらの溝５４、５４ａにＯリング等の弾性シール部材５５が嵌め込まれている。
【００４０】
これらの矩形切欠き状の溝５４または面取り状の溝５４ａにより、互いに密接された状態のシリンダ９とサイドブロック７の外周面上でその密接部をシールする外周シールが構成される。この外周シールは、外周側が開放された開放溝による簡易な構成により、シリンダ９外部の高圧域から密接部に進入する冷媒ガスを阻止することができる。従って、吸気部４１、４１及び中空部２２の低圧域に対し、高圧部からの冷媒ガスの還流を防止することができる。
【００４１】
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態に係る気体圧縮機のシリンダ９の両側端の構成例の縦断面図を図５（ａ）（ｂ）及び図６（ａ）（ｂ）に示す。なお、図３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。
【００４２】
フロントサイドブロック７には、シリンダ９の内周面と内接嵌合する内接突部６１を備え、この内接突部６１とシリンダ９の内周面との間に弾性シール部材５５が介設されている。同様に、リアサイドブロック１１には、シリンダ９の内周面と内接嵌合する内接突部６３を備え、この内接突部６３とシリンダ９の内周面との間に弾性シール部材５５が介設されている。
【００４３】
図５（ａ）は、フロントサイドブロック７の内接突部６１の外周面に溝５３を形成して弾性シール部材５５を嵌め込み、同様に、リアサイドブロック１１の内接突部６３の外周面に溝５３を形成して弾性シール部材５５を嵌め込んだ例である。図５（ｂ）は、矩形断面の溝５３に代えて三角形断面の溝５３ａを形成した例である。
【００４４】
図６（ａ）は、シリンダ９の内周面において、フロントサイドブロック７の内接突部６１の外周面と対向する位置に溝５３を形成し、この溝５３に弾性シール部材５５が嵌め込まれた例である。リアサイドブロック１１の内接突部６３も同様に、内接突部６３の外周面に溝５３を形成して弾性シール部材５５が嵌め込まれる。図６（ｂ）は、矩形断面の溝５３に代えて三角形断面の溝５３ａを形成した例である。
【００４５】
このように、サイドブロック７、１１に内接突部６１、６３を形成した例においては、シリンダ９の内周面に密接してシールすることができるので、十分なシールスペースをシリンダ９の端面９ａに確保できない場合において特に有効である。
【００４６】
つぎに、本発明の第３実施形態について説明する。
本発明の第３実施形態に係る気体圧縮機のシリンダ７０の斜視図を図７に示す。なお、図１、図２、図９または図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。
【００４７】
図７において、シリンダ切欠部３９、３９は、シリンダ７０の外周部の互いに反対側位置に形成されている。吸気部４１、４１は、シリンダ７０の長手方向に貫通し、シリンダ切欠部３９、３９に隣接して両端面７０ａ、７０ａに開口している。
【００４８】
シリンダ７０の端面７０ａにおいて、中空部２２の開口を囲むようにシール部材５１が配設されるほか、吸気部４１、４１の開口を囲んでシール部材７１、７１が一体的に配設されている。端面７０ａに十分なスペースがある場合は各シール部材５１、７１をそれぞれ別体に配置してもよい。図のシリンダ７０の下面側となる他の端面についても同様に、中空部２２と吸気部４１、４１をそれぞれ囲んでシール部材５１、７１が配設されている。
【００４９】
この状態でシリンダ７０の端面７０ａにフロントサイドブロック７を密接させることにより、中空部２２はシール部材５１により、また、吸気部４１、４１はシール部材７１、７１によってそれぞれ独立してシールされる。
【００５０】
これら両シール部材５１、７１により、中空部２２の気密化とともに吸気部４１、４１の気密化が可能となる。従って、中空部２２からのガス漏れが防止され、また、シリンダ切欠部３９、３９からのガス漏れに対しても、吸気部４１、４１への廻り込みを阻止することができる。リアサイドブロック１１側についても同様である。
【００５１】
つぎに、本発明の第４実施形態について説明する。
本発明の第４実施形態に係る気体圧縮機のフロントサイドブロック７の斜視図を図８に示す。なお、図９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。
【００５２】
図８において、フロントサイドブロック７の端面７ａには、図７のシリンダ７０のシリンダ切欠部３９、３９に嵌合する嵌合突部７３、７３が突設されている。図示せぬリアサイドブロック１１も同様にシリンダ切欠部３９、３９と対応して２つの嵌合突部７３、７３が形成されている。
【００５３】
シリンダ７０の一方の端面７０ａにフロントサイドブロック７を上から被せるように両者を密接させることにより、フロントサイドブロック７の嵌合突部７３、７３がシリンダ７０の端面７０ａに開口するシリンダ切欠部３９、３９に嵌合する。
【００５４】
この嵌合突部７３、７３によるシール効果によって、シリンダ切欠部３９、３９からのガス漏れが防止される。従って、シリンダ切欠部３９、３９側から吸気部４１、４１への廻り込みを阻止することができる。リアサイドブロック１１側についても同様である。
【００５５】
この場合、シリンダ切欠部３９、３９に嵌合された嵌合突部７３、７３を利用することにより、シリンダ７０とサイドブロック７、１１が互いに密接された状態の外周面上で、密接部に沿うように溝を周回状に形成することができる。この溝に弾性シール部材を嵌め込むことにより、前述の図４の外周シールを構成することができる。この外周シールにより、シリンダ７０外部の高圧域から密接部への冷媒ガスの進入を簡易にシールすることができる。
【００５６】
また、第３実施形態に係る図７の中空部２２用のシール部材５１及び吸気部４１、４１用のシール部材７１、７１を併用することにより、冷媒ガスのガス漏れによる吸入側への廻り込みを、更に効果的に防止できる。
【００５７】
このように、本発明に係る気体圧縮機は、吸気部４１、４１や圧縮室２１への冷媒ガスの廻り込みを防止することにより、圧縮されたガスが再度吸入されることによる体積効率の低下、及び、冷媒ガス温度の上昇による圧縮効率の低下を防止できる。
【００５８】
また、圧縮時の発熱の増加を伴う冷媒ガスの混入を回避することにより、潤滑油の粘度低下による摺動部の油膜切れ等を防止することができる。
従って、本発明の気体圧縮機は、ＣＯＰ（コンプレッサ能率を冷房能力と動力との比によって表わした成績係数）等の圧縮機特性の向上が可能となる。
【００５９】
なお、図９において、リアカバー１５とフロントヘッド５、フロントサイドブロック７で囲まれた溝には、気体圧縮機の外部に冷媒ガスが漏れないように、かつシリンダ９側の冷媒ガスが吸入室２３側に回り込まないように、Ｏリング８１が周状に１本埋設されている。そして、このＯリング８１に当接するリアカバー１５、フロントヘッド５、フロントサイドブロック７の各表面部位は、外部との気密性を確実に保持するために高精度（面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さで６．３Ｚ）に加工されている。
【００６０】
このように、シリンダ９やフロントサイドブロック７、リアサイドブロック１１はリアカバー１５で覆われるシェル構造とされ、外部に対する気密性保持はＯリング８１及びこのＯリング８１に当接されるリアカバー１５、フロントヘッド５、フロントサイドブロック７の各表面部位にのみ負担させるように構成した。
【００６１】
このため、本発明の第１実施形態〜第４実施形態では、シール部材５１、７１、弾性シール部材５５、ガスケット５７に当接される表面部位は外部に対する気密性保持を考慮する必要はなく、高精度である必要はない。例えば、図３（ｃ）において、ガスケット５７の左端面と当接するシリンダ９の表面部位９ａ及びガスケット５７の右端面と当接するフロントサイドブロック７の表面部位７ａの面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さで１２．５Ｚでよい。
【００６２】
また、図６（ａ）に示すように、弾性シール部材５５と当接する矩形断面の溝５３の内壁５３ｂ及びサイドブロック７、１１の内接突部６１、６３の周壁６１ａ、６３ａの各表面の加工も、同様に面粗さはＪＩＳ１０点平均粗さで１２．５Ｚでよい。
以上のように、シェル構造内部に配設されたシール部材に当接される金属表面部位の加工は容易で、かつ低コストに構成可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シリンダの端面と両サイドブロックとの間に中空部と吸気部とを分けてシール手段を介設したので、シリンダの中空部が気密化されるとともに、吸気部を中空部側から確実に分離することができる。
従って、本発明の気体圧縮機は、冷媒ガスのガス漏れを抑えて体積効率その他の圧縮機特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態である気体圧縮機のシリンダの斜視図
【図２】 図１のシリンダ端面の正面図
【図３】 図１のシリンダ端面のシール形態を示す部分断面図
【図４】 図１のシリンダ端面の外周におけるシール形態を示す部分断面図
【図５】 本発明の第２実施形態に係る気体圧縮機のシリンダの両側端の構成例の縦断面図
【図６】 図５の他の構成例に係る縦断面図
【図７】 本発明の第３実施形態に係る気体圧縮機のシリンダの斜視図
【図８】 本発明の第４実施形態に係る気体圧縮機のフロントサイドブロックの斜視図
【図９】 従来のベーンロータリータイプの気体圧縮機の縦断面図（冷媒ガスリークの様子を示す図）
【図１０】 図９のＡ−Ａ矢視線断面図（冷媒ガスリークの様子を示す図）
【符号の説明】
１ 気体圧縮機
７ フロントサイドブロック（サイドブロック）
７ａ、９ａ、７０ａ 端面
９、７０ シリンダ
１１ リアサイドブロック（サイドブロック）
２１ 圧縮室
２２ 中空部
３９ シリンダ切欠部
４１ 吸気部
５１、７１ シール部材（シール手段）
５３、５３ａ 溝
５５ 弾性シール部材
５７ ガスケット
６１、６３ 内接突部
７３ 嵌合突部
Claims (7)
- 両端が開口された中空部を有し、該中空部に少なくとも１つの圧縮室が形成されたシリンダと、
前記圧縮室に冷媒ガスを取り込むため該シリンダに形成された端面に開口を有する吸気部と、
前記シリンダの両端面に密接されて該シリンダの両端をそれぞれ封止する２つのサイドブロックと、
該２つのサイドブロックの少なくとも一方と前記シリンダとが密接する密接部に介設された第１のシール手段とを備え、
該第１のシール手段は、前記中空部の開口を囲み、かつ前記吸気部の開口と前記中空部の開口とを分ける位置に配置されたことを特徴とする気体圧縮機。 - 前記吸気部の開口を囲んでシールする第２のシール手段が配設されたことを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。
- 前記シリンダの外周に前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを受けるシリンダ切欠部が形成され、
該シリンダ切欠部に嵌合する嵌合突部が前記２つのサイドブロックの少なくとも一方に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の気体圧縮機。 - 前記２つのサイドブロックの少なくとも一方に前記シリンダの内周面と密接嵌合する内接突部を備え、
前記第１のシール手段は、該内接突部と前記シリンダの内周面との間に形成される密接部に介設されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の気体圧縮機。 - 前記第１のシール手段または前記第２のシール手段が弾性シール部材からなり、該弾性シール部材は前記密接部で対向する２つの部材のいずれか一方側に形成された溝に嵌め込まれたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の気体圧縮機。
- 前記第１のシール手段または前記第２のシール手段が薄板状のガスケットにより形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の気体圧縮機。
- 両端が開口された中空部を有し、該中空部に少なくとも１つの圧縮室が形成されたシリンダと、
該シリンダの両端面に密接されて該シリンダの両端をそれぞれ封止する２つのサイドブロックとを備え、
前記シリンダの周壁外側部には、前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを受けるシリンダ切欠部が形成され、
前記２つのサイドブロックの少なくとも一方には、前記シリンダ切欠部に嵌合する嵌合突部が形成され、
該嵌合突部を有するサイドブロックと前記シリンダとが密接する密接部の外周縁には、該嵌合突部またはその基部の外周に及ぶ溝が周回状に形成され、
該溝に弾性シール部材が嵌め込まれたことを特徴とする気体圧縮機。
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