JP4350603B2 - 気体圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、気体圧縮機に関し、詳細には、圧縮機本体を支持する支持部材とケースとの間に作用する荷重の改良に関する。

従来より、空気調和システム（以下、空調システムという。）には、冷媒ガスを圧縮して、システムに冷媒ガスを循環させるための気体圧縮機が用いられている。

ここで、気体圧縮機は、作動方式として往復動式や回転式などが実用化されているが、回転式の気体圧縮機は、例えば図７に示すものが知られている。図示した気体圧縮機は、ベーンロータリ形式のコンプレッサ１００であり、圧縮機本体が、ハウジング１０の内部に内蔵された電動モータ９０によって駆動されるものである。

詳しくは、内部に電動モータ９０が配設され、この電動モータ９０の回転軸９１が延びる方向のうち一方の端部側が開口したモータハウジング１３と一端部が開口したケース１１とからなるハウジング１０と、電動モータ９０の回転軸９１と一体的に回転する回転軸５１を具備した圧縮機本体と、ケース１１の一端部に締結され、モータハウジング１３の開口とケース１１の開口とを互いに対向させて締結ボルト７１により両者１１，１３を締結した状態で形成されるハウジング１０の内部空間を、モータハウジング１３側の空間とケース１１側の空間とに仕切るとともに、ケース１１側の空間に配設される圧縮機本体を保持するセンタープレート１２（支持部材）とを備えている。

ここで、センタープレート１２は、ケース１１の一端部に、締結ボルト７２によって締結固定されている。

圧縮機本体は、回転軸５１回りに回転軸５１と一体的に回転するロータ５０（回転体）と、ロータ５０の外周面の外方を覆う内周面の断面輪郭が楕円状のシリンダ４０と、ロータ５０およびシリンダ４０をロータ５０およびシリンダ４０の両端面側からそれぞれ挟むフロントサイドブロック２０，リヤサイドブロック３０と、ロータ５０からシリンダ４０の内周面方向に突出可能とされた図示しない複数のベーンとを備えた構成である。

そして、ロータ５０の回転に伴って、ロータ５０とシリンダ４０と２つのサイドブロック２０，３０と回転方向前後２つのベーンとによって囲まれた空間（圧縮室）の容積が周期的に変化することにより、この圧縮室に吸入された冷媒ガスＧ（気体）が圧縮されて高圧となり、吐出される。

なお、電動モータ９０の回転軸９１と圧縮機本体の回転軸５１とは、物理的には別体の部材であるものの他、一体に形成されているものもある。

また、モータハウジング１３には、外部から冷媒ガスＧを取り入れる吸入ポート１４が形成され、吸入ポート１４から吸入された冷媒ガスＧは、モータハウジング１３側の内部空間のうち電動モータ９０の占有空間以外の空隙空間（吸入室）１５に供給される。

一方、ケース１１には、圧縮された冷媒ガスＧを外部に吐出する吐出ポート１７が形成され、圧縮機本体から吐出された高圧の冷媒ガスＧは、ケース１１側の空間のうち圧縮機本体の占有空間以外の空間（吐出室）１６を介して、吐出ポート１７から外部に吐出される。

そして、吸入室１５に供給された冷媒ガスＧは、センタープレート１２に形成された通気孔１２ａを介して圧縮機本体に吸入されて高圧に圧縮され、この吐出室１６を経て吐出ポート１７から吐出される。

なお、図７において、電動モータ９０の回転軸９１は、その一端が、ボールベアリング９３によりモータハウジング１３に軸支されている。また、圧縮機本体のリヤサイドブロック３０には、圧縮室から吐出室１６に吐出される冷媒ガスＧに混入した冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するための金網である油分離器（図示せず）を具備したサイクロンブロック６０が取り付けられている。

ここで、図７に示したものは、センタープレート１２とモータハウジング１３とが別体のものであるが、センタープレート１２とモータハウジング１３とが一体のものであっても、吐出室が高圧であることに変わりはない（特許文献１）。

また、電動モータ９０を備えない形式の気体圧縮機においても同様である。
特開２００４−３６４５５号公報

ところで、上述したコンプレッサ１００の吐出室１６には高圧の冷媒ガスＧが吐出されるため、吐出室１６の内圧Ｆは高く、この内圧Ｆは、圧縮機本体を介してセンタープレート１２に作用し、センタープレート１２とケース１１とを締結する締結ボルト７２に、引張り荷重として作用する。

同様に、センタープレート１２とモータハウジング１３とが一体的に形成されているものでは、ケース１１とモータハウジング１３とを締結する締結ボルト（図７における締結ボルト７１に相当する。）に引張り荷重が作用し、電動モータ９０を備えないもの、すなわちモータハウジング１３を備えないものにあっては、ケース１１とフロントヘッド（図７におけるセンタープレート１２に相当する。）とを締結する締結ボルト（図７における締結ボルト７２に相当する。）に引張り荷重が作用する。

ここで、特に冷媒ガスＧが、二酸化炭素ガス（Ｒ７４４）やＲ４１０ａ等の高圧動作冷媒ガスであるときは、旧来の伝統的な冷媒ガスである一般的なフロンガス等よりも吐出圧が顕著に高いため、上述した締結ボルトには、一般的なフロンガスを用いた気体圧縮機よりも強い引張り荷重が作用する。したがって、重量軽減や、製造コストの低減を目的として、締結部材の数量を減らすことは困難であった。

そこで、吐出室１６自体を小さくすることにより、吐出室１６に臨む圧縮機本体あるいはセンタープレート１２の受圧面積を小さくして、圧縮機本体あるいはセンタープレート１２に作用する圧力を低減することも考えられるが、吐出室１６を小さくすると、この吐出室１６に吐出された冷媒ガスＧの流速を、冷凍機油Ｒの分離に適当な流速まで低下させることができず、冷凍機油Ｒの分離性能が低下して、コンプレッサ１００の外部に持ち去られる冷凍機油Ｒの量が増大し、コンプレッサ１００の内部の潤滑等に支障を来たす虞がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、吐出室の内部の容積の低減を抑制しつつ、ケースと支持部材とを締結する締結部材に作用する荷重を低減させることができる気体圧縮機を提供することを目的とするものである。

本発明に係る気体圧縮機は、ケースの開口となる一端部を、回転軸の中心方向に向けて張り出させることにより、ケースの開口面積を縮小し、この一端部に取り付けられる圧縮機本体や支持部材の、ケースの開口面積に相当するケース側空間に臨む受圧面積を低減して、支持部材とケースとを締結する締結ボルトへの負荷荷重を低減しつつ、ケース側空間の容積が低減するのを抑制したものである。

すなわち、本発明の請求項１に係る気体圧縮機は、回転軸を具備した圧縮機本体と、前記回転軸が延びる方向のうち一方の端部側が開口したケースと、前記ケースの前記一端部に締結され、前記ケースとによって囲まれた内部の空間に配設される前記圧縮機本体を保持する支持部材とを備え、前記圧縮機本体により圧縮された気体を前記ケースの内部の空間に吐出する気体圧縮機において、前記ケースの前記一端部が、前記回転軸の中心方向に向けて張り出して、該ケースの開口面積を縮小したことを特徴とする。

上記支持部材とは、ケースと同様に、外部空間と内部空間とを仕切る外形のケースとして機能するものであってもよいし、あるいは、ケースと他のケース部材とによって囲まれた内部空間を、２つの空間に分割するように仕切る部材であってもよい。

また、ケースの一端部が回転軸の中心方向に向けて張り出した構成は、このケースの内部に対して開口が狭窄することとなるため、このケースを型によって成型するに際しては、砂型を用いるのが好ましい。もちろん、砂型を用いずに、例えばダイキャストにより、ケースの内部の広がりを、狭窄した開口と略同一の広さとして成型した後、ケース内部を切削等の加工を施し、内部に対して開口が相対的に狭窄したものとして成形することもできる。

ここで、ケースの内部の空間は、圧縮機本体から高圧の気体が吐出されるため、高圧となる。そして、このケース側の空間内の内圧は瞬間的には略静圧ｐ[Ｎ／ｍｍ²]と見なすことができ、この空間内に存在する各部材には、空間内に露出する面積Ｓ[ｍｍ²]に応じた荷重Ｆ[Ｎ]（＝ｐＳ）が作用する。

そして、圧縮機本体を支持する支持部材に作用する、回転軸方向に沿った荷重Ｆは、ケースの開口面積Ｓに応じた荷重（Ｆ＝ｐＳ）となる。もちろん、支持部材がケース側の開口の全面を塞いでいるのではなく、圧縮機本体がケース側の開口を塞ぎ、これにより、圧縮機の、回転軸に直交する面（面積合計ΣＳｉ＝Ｓ）に静圧ｐが作用して、圧縮機本体に荷重Ｆ（＝ｐＳ）が作用し、この圧縮機本体に作用した荷重Ｆが、圧縮機本体を支持する支持部材に作用することになる。

この点に関し、本発明に係る気体圧縮機は、ケースの開口を形成する一端部が、回転軸の中心方向に向けて張り出して、ケースの開口面積が縮小されているため、支持部材に作用する荷重が低減される。

したがって、支持部材とケースとを締結する締結部材に作用する荷重を低減することができる。

また、ケースの一端部のみが張り出しているだけであるため、ケースの内部の容積は大幅に減少することがない。この結果、容積が大幅に減少した場合に生じる、ケースの内部の空間における吐出気体の流速の低下抑制作用を回避することができる。

ここで、気体圧縮機は、内部の機構部分の潤滑や、その他例えばベーンロータリ形式の気体圧縮機ではベーンの背圧を得る等のために、潤滑油（冷凍機油等）が用いられており、この潤滑油は、その一部が圧縮対象の気体に混合されて、圧縮機本体から吐出され、ケース側の空間内で気体から分離されるが、流速が低下しないと、この油分離性能が損なわれる。

この点に関し、本発明に係る気体圧縮機は、ケースの内部の空間における吐出気体の流速の低下抑制作用を回避するため、油分離性能が損なわれるのを防止することができる。

また、本発明の請求項２に係る気体圧縮機は、内部に収容された電動機の回転軸が延びる方向のうち一方の端部側が開口したモータハウジングと、一端部が開口したケースと、前記電動機の回転軸と一体的に回転する回転軸を具備した圧縮機本体と、前記ケースの前記一端部に締結され、前記モータハウジングの開口と前記ケースの開口とを互いに対向させた状態で形成される内部空間を、前記モータハウジング側の空間と前記ケース側の空間とに仕切るとともに、前記ケース側の空間に配設される前記圧縮機本体を保持する支持部材とを備え、前記モータハウジング側の空間の気体を、前記支持部材に形成され通気孔を介して前記圧縮機本体に吸入させて圧縮し、この圧縮された気体を前記ケース側の空間に吐出する気体圧縮機において、前記ケースの前記一端部が、前記回転軸の中心方向に向けて張り出して、該ケースの開口面積を縮小したことを特徴とする。

ケースの一端部が回転軸の中心方向に向けて張り出した構成は、このケースの内部に対して開口が狭窄することとなるため、このケースを型によって成型するに際しては、砂型を用いるのが好ましい。もちろん、砂型を用いずに、例えばダイキャストにより、ケースの内部の広がりを、狭窄した開口と略同一の広さとして成型した後、ケース内部を切削等の加工を施し、内部に対して開口が相対的に狭窄したものとして成形することもできる。

ここで、ケース側の空間は、圧縮機本体から高圧の気体が吐出されるため、高圧となる。そして、このケース側の空間内の内圧は瞬間的には略静圧と見なすことができ、この空間内に存在する各部材には、空間内に露出する面積に応じた荷重が作用する。

そして、圧縮機本体を支持する支持部材に作用する、回転軸方向に沿った荷重は、ケースの開口面積に応じた荷重となる。もちろん、支持部材がケース側の開口の全面を塞いでいるのではなく、圧縮機本体がケース側の開口を塞ぎ、これにより、圧縮機の、回転軸に直交する面に静圧が作用して、圧縮機本体に荷重が作用し、この圧縮機本体に作用した荷重Ｆが、圧縮機本体を支持する支持部材に作用することになる。

この点に関し、本発明に係る気体圧縮機は、ケースの開口を形成する一端部が、回転軸の中心方向に向けて張り出して、ケースの開口面積が縮小されているため、支持部材に作用する荷重が低減される。

したがって、支持部材とケースとを締結する締結部材に作用する荷重を低減することができる。

また、ケースの一端部が張り出しているだけであるため、ケースの内部の容積は大幅に減少することがない。この結果、容積が大幅に減少した場合に生じる、ケース側の空間における吐出気体の流速の低下抑制作用を回避することができる。

ここで、気体圧縮機は、内部の機構部分の潤滑や、その他例えばベーンロータリ形式の気体圧縮機ではベーンの背圧を得る等のために、潤滑油（冷凍機油等）が用いられており、この潤滑油は、その一部が圧縮対象の気体に混合されて、圧縮機本体から吐出され、ケース側の空間内で気体から分離されるが、流速が低下しないと、この油分離性能が損なわれる。

この点に関し、本発明に係る気体圧縮機は、ケース側の空間における吐出気体の流速の低下抑制作用を回避するため、油分離性能が損なわれるのを防止することができる。

また、本発明の請求項３に係る気体圧縮機は、請求項１または２に係る気体圧縮機において、前記気体が、高圧動作冷媒ガスであることを特徴とする。

ここで、高圧動作冷媒ガスとしては、例えば、二酸化炭素ガス（Ｒ７４４）や、Ｒ４１０ａ等の冷媒ガスを適用することができる。

高圧動作冷媒ガスを圧縮対象とする気体圧縮機は、圧縮機本体から吐出される気体の圧力が、旧来の伝統的な冷媒ガスである一般的なフロンガス等よりも高いため、この気体が吐出されたケース側の空間内の圧力は、そのような一般的なフロンガス等を用いたものに比べて格段に高圧となる。

このため、支持部材に作用する回転軸方向に沿った荷重も非常に強くなり、本発明による荷重低減効果を、一層顕著に発揮させることができる。すなわち、高圧動作冷媒ガスを用いた気体圧縮機では、支持部材に作用する荷重が非常に強いため、この支持部材とケースの一端部とを締結する締結部材の数量を増加させる必要があるが、本発明に係る気体圧縮機では、支持部材に作用する荷重を低減することができるため、この支持部材とケースの一端部とを締結する締結部材の数量を増加させる必要がなく、あるいは増加数量を抑制することができる。

しかも、高圧動作冷媒ガスを用いた場合、ガスの特性上、圧縮機本体のサイズ（容量）を小さくしても、所望とする冷凍能力を得やすい、という特徴がある。したがって、ケースの一端部を回転軸の中心方向に向けて張り出させてケースの開口面積を縮小したときに、それに伴って圧縮機本体のサイズを小さくしても、所望とする吐出圧を確保することが可能である。

本発明の請求項４に係る気体圧縮機は、請求項１から３のうちいずれか１項に係る気体圧縮機において、前記圧縮機本体は、前記回転軸回りに該回転軸と一体的に回転する回転体と、前記回転体の外周面の外方を覆うシリンダと、前記回転体および前記シリンダを該回転体および該シリンダの両端面側からそれぞれ挟む２つのサイドブロックと、前記回転体から前記シリンダの内周面方向に突出可能とされた複数のベーンとを備え、前記支持部材は、前記２つのサイドブロックのうち該支持部材の側のサイドブロックおよび前記シリンダの外方を覆い、前記２つのサイドブロックのうち前記ケースの側のサイドブロックの外周縁部が、前記ケースの開口の内周縁部に当接していることを特徴とする。

圧縮機本体が、回転軸回りに回転軸と一体的に回転する回転体と、この回転体の外周面の外方を覆うシリンダと、回転体およびシリンダを回転体およびシリンダの両端面側からそれぞれ挟む２つのサイドブロックと、回転体からシリンダの内周面方向に突出可能とされた複数のベーンとを備えたものは、いわゆるベーンロータリー形式の気体圧縮機であるが、この形式の気体圧縮機は、圧縮機本体の内部すなわち圧縮室に吸入させる気体が待機する吸入室と、圧縮室から高圧の気体が吐出される吐出室（ケース側の空間）とが、回転軸の延びた方向に関して、圧縮機本体を挟んで互いに反対側に配設されるものとなる。

そして、吸入室は低圧であり、吐出室は高圧であるため、圧縮機本体は、この室内圧間の圧力バランスによって本質的に吐出室側から吸入室側に押圧されやすい構造となっている。

したがって、支持部材に掛る荷重が大きく、よって、本発明の気体圧縮機によって奏される支持部材への負荷荷重軽減効果が、より効果的に発揮される。

本発明の請求項５に係る気体圧縮機は、請求項４に係る気体圧縮機において、前記ケースの側のサイドブロックには潤滑油用通路が形成され、該潤滑油用通路の給油口は、前記ケースの側の空間に臨んで開口し、この給油口に、前記ケースの側の空間の下部に貯留した潤滑油の液面よりも下方において開口する給油管が接続されていることを特徴とする。

ケースの一端部が回転軸の中心方向に向けて張り出しており、しかも、ケースの側のサイドブロックの外周縁部がケースの開口の内周縁部に当接していることにより、サイドブロックに形成された潤滑油用通路の給油口は、従来の気体圧縮機における給油口よりも高い位置となる。

このため、ケースの側の空間すなわち吐出室に貯留された潤滑油の貯留量によっては、潤滑油の液面が給油口よりも低い位置となる場合が生じうる。このように潤滑油の液面が給油口よりも下がると、給油口から潤滑油用通路に潤滑油を供給することができなくなり、潤滑油による潤滑を必要とする部分の潤滑が不十分となる虞がある。

また、ベーンロータリ形式の気体圧縮機においては、ベーン背圧を適切に得ることができない虞が生じる。

この点に関して、本発明の気体圧縮機は、給油口に、ケースの側の空間の下部に貯留した潤滑油の液面よりも下方において開口する給油管が接続されているため、例え、潤滑油の液面が給油口よりも低い位置となった場合にも、給油管の開口が潤滑油の液面よりも下方位置にあるため、給油管を介して潤滑油用通路に潤滑油を供給することができ、潤滑性能が低下するのを防止することができる。

一方、本発明の請求項６に係る気体圧縮機は請求項１から４のうちいずれか１項に係る気体圧縮機において、ケースの一端部の、回転軸の中心方向に向けた張出しは、開口の下縁部を除いた部分に形成されていることを特徴とする。

このように形成された気体圧縮機においては、ケース内に底面と開口の下縁とが略同一高さとなり、したがって、圧縮機本体の下面に給油口が形成されているものであっても、この給油口は、開口の下縁よりもわずかに高い位置、すなわちケース内の底面よりもわずかに高い位置にとどめることができ、潤滑油の液面がケース内の底面近傍に低下するまでは、給油口から潤滑油を適正に給油することができ、給油管を備えることなく、潤滑性能を確保することができる。

本発明に係る気体圧縮機によれば、ケースの開口を形成する一端部が、回転軸の中心方向に向けて張り出して、ケースの開口面積が縮小されているため、支持部材に作用する荷重が低減される。

しかも、ケースの一端部のみが張り出しているだけであるため、ケースの内部の容積は大幅に減少することがなく、容積が大幅に減少した場合に生じる、ケースの内部の空間における吐出気体の流速の低下抑制作用を回避することができ、気体からの潤滑油の分離性能が損なわれるのを防止することができ、また、ベーン背圧を適切に得ることができる。

以下、本発明の気体圧縮機に係る最良の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサ１００を示す縦断面図である。

図示のコンプレッサ１００は、圧縮機本体が、ハウジング１０の内部に内蔵された電動モータ９０によって駆動されるものであり、車両に搭載される空気調和システムに用いられ、二酸化炭素ガス（Ｒ７４４）を冷媒ガスＧ（気体）として吸入し、この冷媒ガスＧを圧縮し、圧縮された冷媒ガスＧを吐出する。

詳しくは、内部に電動モータ９０が配設され、この電動モータ９０の回転軸９１が延びる方向のうち一方の端部側が開口したモータハウジング１３と一端部が開口したケース１１とからなるハウジング１０と、電動モータ９０の回転軸９１と一体的に回転する回転軸５１を具備した圧縮機本体と、ケース１１の一端部に締結され、モータハウジング１３の開口とケース１１の開口とを互いに対向させて締結ボルト７１により両者１１，１３を締結した状態で形成されるハウジング１０の内部空間を、モータハウジング１３側の空間とケース１１側の空間とに仕切るとともに、ケース１１側の空間に配設される圧縮機本体を図２に示すように６本のボルト７３によって保持するセンタープレート１２（支持部材）とを備えている。

ここで、センタープレート１２は、図２の断面図に示すように、ケース１１の一端部に５本の六角穴付きボルト７２（締結部材）によって締結固着されており、また、図１に示すように、略ハット状の断面を有して、このハット状断面の凸部分が、電動モータ９０のステータよりも内周側に形成された空隙空間に突入した配置となっている。

このように、回転軸５１，９１の軸方向に関して、電動モータ９０の占有空間のうち実際には空隙となっている空間に、センタープレート１２の一部を突入させた配置としたことにより、回転軸５１，９１の軸方向に沿った空間利用効率を向上させることができ、コンプレッサ１００の、軸方向に沿った長さの短縮が図られている。なお、符号９２は、電動モータ９０を駆動する電力を供給される電気配線が設けられたターミナルである。

圧縮機本体は、回転軸５１と一体的に回転軸５１回りに回転するロータ５０（回転体）と、ロータ５０の外周面の外方を覆う内周面の断面輪郭が楕円状のシリンダ４０と、ロータ５０およびシリンダ４０をこれらの両端面側からそれぞれ挟む２つのサイドブロック（フロントサイドブロック２０，リヤサイドブロック３０）と、ロータ５０からシリンダ４０の内周面方向に突出可能とされた図示しない複数のベーンとを備えた構成である。

そして、ロータ５０の回転に伴って、ロータ５０とシリンダ４０と２つのサイドブロック２０，３０と回転方向前後２つのベーンとによって囲まれた空間（圧縮室）の容積が周期的に変化することにより、この圧縮室に吸入された冷媒ガスＧ（気体）が圧縮されて高圧となり、吐出される。

なお、電動モータ９０の回転軸９１と圧縮機本体の回転軸５１とは、物理的には別体の部材であってもよいし、あるいは、一体に形成されているものであってもよい。

また、モータハウジング１３には、外部から冷媒ガスＧを取り入れる吸入ポート１４が形成され、この吸入ポート１４から吸入された気体Ｇは、モータハウジング１３側の内部空間のうち電動モータ９０の占有空間以外の空隙空間（吸入室）１５に供給される。

一方、ケース１１には、圧縮された気体Ｇを外部に吐出する吐出ポート１７が形成され、圧縮機本体から吐出された高圧の冷媒ガスＧは、ケース１１側の空間のうち圧縮機本体の占有空間以外の空間（吐出室）１６を介して、吐出ポート１７から外部に吐出される。

そして、吸入室１５に供給された冷媒ガスＧは、センタープレート１２に形成された通気孔１２ａを介して圧縮機本体に吸入されて高圧に圧縮され、この吐出室１６を経て吐出ポート１７から吐出される。

また、センタープレート１２は、２つのサイドブロック２０，３０のうちセンタープレート１２の側のサイドブロックすなわちフロントサイドブロック２０とシリンダ４０との外方を覆い、ケース１１の側のサイドブロックすなわちリヤサイドブロック３０の外周縁部が、ケース１１の開口１１ｃ（図３参照）の内周縁部に当接している。

なお、図１において、電動モータ９０の回転軸９１は、その一端が、ボールベアリング９３によりモータハウジング１３に軸支されている。また、圧縮機本体のリヤサイドブロック３０には、圧縮室から吐出室１６に吐出される冷媒ガスＧに混入した冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するための金網である油分離器（図示せず）を具備したサイクロンブロック６０が取り付けられている。

ここで、ケース１１は、図３に示すように、開口１１ｃを形成する一端部１１ｄが回転軸５１，９１の中心Ｃ方向に向けて張り出して形成されている。

そして、一端部１１ｄが中心Ｃ方向に張り出した結果、この張出し部分１１ａの内周縁部が開口１１ｃの開口径Ｄ２となり、この開口径Ｄ２は、ケース１１の内部における、中心Ｃに直交する面内での空間径Ｄ１よりも小さい径（Ｄ２＜Ｄ１）となる。

次に本実施形態のコンプレッサ１００の作用について説明する。

まず、ケース１１側の内部空間である吐出室１６は、圧縮機本体から高圧の冷媒ガスＧが吐出されるため高圧となる。そして、この吐出室１６の内圧は瞬間的には略静圧ｐ[Ｎ／ｍｍ²]と見なすことができ、この吐出室１６に臨む圧縮機本体すなわちサイクロンブロック６０およびリヤサイドブロック３０には、ケース１１の開口１１ｃの面積Ｓに応じた、回転軸５１の沿った方向への荷重Ｆ（＝ｐＳ）が作用する。

ケース１１の開口１１ｃの面積Ｓは、開口径Ｄ２に依存するため、開口径Ｄ２が大きければ開口面積Ｓは大きく、したがって作用する荷重Ｆが大きくなり、一方、開口径Ｄ２が小さければ、開口面積Ｓが小さく、したがって作用する荷重Ｆが小さくなる。

そして、圧縮機本体に作用した回転軸５１方向に沿った荷重Ｆは、この圧縮機本体を支持するセンタープレート１２に作用する。このときセンタープレート１２に作用する、回転軸５１方向に沿った荷重は、圧縮機本体に作用する荷重Ｆに応じたものとなる（摩擦力等を考慮しないときは、荷重Ｆに略等しいと見なすことができる。）。

このセンタープレート１２に作用する荷重は、センタープレート１２とケース１１とを締結する六角穴付きボルト７２に、引張り荷重として作用する。

ここで、本実施形態に係るコンプレッサ１００におけるケース１１の開口径Ｄ２は、従来のコンプレッサのようにケース１１の内部における空間径Ｄ１と等しくはなく、ケース１１の内部の空間径Ｄ１より小さく形成されているため、六角穴付きボルト７２に作用する引張り荷重は、従来のコンプレッサよりも低減される。

したがって、この六角穴付きボルト７２の使用本数を減らしたり、より細いボルトを使用することができ、これによりコンプレッサ１００の重量を軽減し、また製造コストを低減することができる。

しかも、ケース１１の一端部１１ｄの一部（張出し部分１１ａ）のみが張り出しているだけであるため、ケース１１の内部の容積が大幅に減少することがなく、この結果、容積が大幅に減少した場合に生じる吐出室１６における冷媒ガスＧの流速の低下抑制作用を回避することができる。したがって、吐出室１６における冷媒ガスＧの流速の低下抑制に伴う冷凍機油Ｒの分離性能の低下を防止することができる。

また、本実施形態に係るコンプレッサ１００は、その圧縮対象気体が、高圧動作冷媒ガス（二酸化炭素ガス（Ｒ７４４））であるため、圧縮機本体から吐出される冷媒ガスＧの圧力が、旧来の伝統的な冷媒ガスである一般的なフロンガス等よりも高く、吐出室１６の内部の圧力は、そのような一般的なフロンガス等を用いたものに比べて格段に高圧となる。

このため、センタープレート１２に作用する回転軸５１の延びる方向に沿った荷重Ｆも高圧となるところ、上述した荷重低減効果が、一層顕著に発揮される。

しかも、このような高圧動作の冷媒ガスＧを圧縮対象とする圧縮機本体は、高圧の吐出圧を得ることができるため、圧縮機本体のサイズを小さくしても、所望とする吐出圧力を得やすい、という特徴がある。したがって、ケース１１の一端部１１ｄを回転軸５１の中心Ｃ方向に向けて張り出させてケース１１の開口面積Ｓを縮小したときに、それに伴って圧縮機本体のサイズを小さくしても、所望とする吐出圧を確保することができる。

また、本実施形態に係るコンプレッサ１００は、圧縮機本体が、回転軸５１回りに回転軸５１と一体的に回転するロータ５０と、このロータ５０の外周面の外方を覆うシリンダ４０と、ロータ５０およびシリンダ４０をロータ５０およびシリンダ４０の両端面側からそれぞれ挟む２つのサイドブロック２０，３０と、ロータ５０からシリンダ４０の内周面方向に突出可能とされた複数のベーンとを備えたベーンロータリ形式の気体圧縮機であるが、この形式のコンプレッサ１００は、圧縮機本体の内部すなわち圧縮室に吸入させる冷媒ガスＧが待機する吸入室１５と、圧縮室から高圧の冷媒ガスＧが吐出される吐出室１６とが、回転軸５１の延びた方向に関して、圧縮機本体を挟んで互いに反対側に配設される。

そして、吸入室１５は低圧であり、吐出室１６は高圧であるため、この室内圧間の圧力バランスにより、圧縮機本体は本質的に、吐出室１６側から吸入室１５側に押圧されやすい構造となっている。

したがって、センタープレート１２に掛る荷重が大きく、よって、本実施形態のコンプレッサ１００によって奏されるセンタープレート１２への負荷荷重軽減効果を、より顕著なものとすることができる。

なお、本実施形態に係るコンプレッサ１００は、ケース１１の一端部１１ｄのうち、主として図示上側の部分が中心Ｃに向けて大きく張り出され、図示下側の部分の張出し量は、上側の張出し部分１１ａに比べて相対的に小さく設定されているが、下側の張出し部分１１ａについても、上側の張出し部分１１ａと同様に、中心Ｃに向けて大きく張り出されたものとしてもよい。

この場合、ケース１１の開口面積をさらに小さくすることができ、六角穴付きボルト７２に掛る荷重をさらに低減することができる。

ただし、この場合、ケース１１の下側の張出し部分１１ａの張出し量の増大に伴って、リヤサイドブロック３０の下端部の位置が、図４（ａ）に示すように、図示上方に移動する。

ここで、リヤサイドブロック３０には、吐出室１６に貯留した冷凍機油Ｒの通路である油路３２（潤滑油用通路）が形成されており、リヤサイドブロック３０の下端部には、油路３２に冷凍機油Ｒを取り入れる取入れ口３１（給油口）が吐出室１６に臨んで開口している。

そして、油路３２を通った冷凍機油Ｒは、圧縮機本体の各部の潤滑や、圧縮機本体のベーンへの背圧供給のために用いられるが、吐出室１６における冷凍機油Ｒの貯留量が少ないときは、リヤサイドブロック３０の下端部に形成された取入れ口３１が、貯留している冷凍機油Ｒの液面よりも高い位置となる機会が生じやすくなり、潤滑や背圧供給を適切に行えなくなる虞がある。

そこで、この取入れ口３１に、吐出室１６の下部に貯留した冷凍機油Ｒの液面よりも下方において開口する給油管３３を接続した構成を採用するのが好ましい。

このように、取入れ口３１に給油管３３が接続されていることにより、例え、冷凍機油Ｒの液面が取入れ口３１よりも低い位置となった場合にも、給油管３３の下側開口は冷凍機油Ｒの液面よりも下方位置にあるため、給油管３３を介して油路３２に冷凍機油Ｒを供給することができ、潤滑性能や背圧供給性能が低下するのを防止することができる。

また、本実施形態に係るコンプレッサ１００は、ハウジング１０の内部に電動モータ９０を備えたものであり、このため、センタープレート１２が、電動モータ９０側の内部空間とケース１１側の内部空間とを仕切る構成であるが、本発明の気体圧縮機はこの構成に限定されるものではなく、電動モータ９０を備えずに、外部から駆動力を得る気体圧縮機であってもよい。

そして、電動モータ９０を備えない気体圧縮機では、内部空間を仕切るセンタープレート１２は備えない構成となるが、例えば図５に示すコンプレッサ１００のように、ケース１１の一端部に締結され、ケース１１とによって囲まれた内部の空間に配設される圧縮機本体（回転軸５１、ロータ５０、シリンダ４０、フロントサイドブロック２０、リヤサイドブロック３０等）を保持するフロントヘッド１２′は、上述した支持部材たるセンタープレート１２と同様の機能を奏するため、このようなコンプレッサ１００も、本発明に係る気体圧縮機の一実施形態とすることができる。

なお、図５に示したコンプレッサ１００の各符号は、図１に示した同一符号の各構成要素に対応している。また、符号８０は、例えば車載エンジンなどの動力供給源から受けた動力を、回転軸５１へ伝達する電磁クラッチである。

このように構成された実施形態のコンプレッサ１００にあっても、図１に示したコンプレッサ１００と同様に、ケース１１の一端部が回転軸５１方向に張り出して形成されており、この張出し部分１１ａの内周縁部によって規定されるケース１１の開口面積を従来よりも小さくすることができる。

したがって、フロントヘッド１２′（支持部材）に作用する荷重を低減することができ、フロントヘッド１２′とケース１１とを締結する六角穴付きボルト７２に作用する引張り荷重を低減することができる。

さらに、ケース１１の張出し部分１１ａのみが張り出しているだけであるため、ケース１１の内部の容積が大幅に減少することがなく、この結果、容積が大幅に減少した場合に生じる吐出室１６における冷媒ガスＧの流速の低下抑制作用を回避することができる。したがって、吐出室１６における冷媒ガスＧの流速の低下抑制に伴う冷凍機油Ｒの分離性能の低下を防止することができる。

なお、その他の効果についても、図１に示したコンプレッサ１００と同様に発揮することができる。

上述した各実施形態のコンプレッサ１００は、ケース１１の一端部１１ｄの開口全周が、中心Ｃに向けて張り出したものであるが、開口全周に張出し部分を形成するのではなく、例えば図６に示すように、張出し部分を、開口１１ｃの下縁部を除いた部分に形成したもの、すなわち下側張出し部分１１ａの張出し量を０（ゼロ）とした形態も採用することができる。

このように下側張出し部分１１ａの張出し量を０としたコンプレッサ１００は、ケース１１の内部の吐出室１６の底面と開口１１ｃの下縁とが同一の高さとなり、したがって、圧縮機本体の下面に形成された取入れ口３１を、開口１ｃの下縁よりもわずかに高い位置、すなわち吐出室１６の底面よりもわずかに高い位置にとどめることができ、冷凍機油Ｒの液面が吐出室１６の底面近傍に低下するまでは、取入れ口３１から冷凍機油Ｒを適正に給油することができ、給油管３３を具備することなく、潤滑性能やベーン背圧を十分に確保することができる。

本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサを示す断面図である。 図１に示したコンプレッサのＡ−Ａ線に沿った断面を示す断面図である。 図１に示したコンプレッサのケースのみを示す図である。 図１に示したコンプレッサにおいて、ケース端部の下側の張出し部分の張出し量を大きくした変形例を示す図であり、（ａ）はその場合の問題点を指摘する図、（ｂ）はその問題点を解決する変形例を示す図である。 電動モータを備えない形式の気体圧縮機についての実施形態を示す図である。 図１に示したコンプレッサにおいて、ケース端部の下側の張出し部分の張出し量を０（ゼロ）とした変形例を示す図であり、（ａ）は図１相当の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面を示す断面図である。 従来の気体圧縮機を示す図である。

符号の説明

１０ ハウジング
１１ ケース
１１ａ 張出し部分
１２ センタープレート（支持部材）
１２ａ 通気孔
１３ モータハウジング
１４ 吸入ポート
１５ 吸入室
１６ 吐出室
１７ 吐出ポート
２０ フロントサイドブロック
３０ リヤサイドブロック
４０ シリンダ
５０ ロータ
５１ 回転軸
６０ サイクロンブロック
７１ 六角穴付きボルト（締結部材）
７２ 締結ボルト
９０ 電動モータ
１００ コンプレッサ（気体圧縮機）
Ｇ 冷媒ガス
Ｒ 冷凍機油

Claims (6)

1. 回転軸を具備した圧縮機本体と、前記回転軸が延びる方向のうち一方の端部側が開口したケースと、前記ケースの前記一端部に締結され、前記ケースとによって囲まれた内部の空間に配設される前記圧縮機本体を保持する支持部材とを備え、前記圧縮機本体により圧縮された気体を前記ケースの内部の空間に吐出する気体圧縮機において、
   前記ケースの前記一端部が、前記回転軸の中心方向に向けて張り出して、該ケースの開口面積を縮小したことを特徴とする気体圧縮機。
2. 内部に収容された電動機の回転軸が延びる方向のうち一方の端部側が開口したモータハウジングと、一端部が開口したケースと、前記電動機の回転軸と一体的に回転する回転軸を具備した圧縮機本体と、前記ケースの前記一端部に締結され、前記モータハウジングの開口と前記ケースの開口とを互いに対向させた状態で形成される内部空間を、前記モータハウジング側の空間と前記ケース側の空間とに仕切るとともに、前記ケース側の空間に配設される前記圧縮機本体を保持する支持部材とを備え、前記モータハウジング側の空間の気体を、前記支持部材に形成され通気孔を介して前記圧縮機本体に吸入させて圧縮し、この圧縮された気体を前記ケース側の空間に吐出する気体圧縮機において、
   前記ケースの前記一端部が、前記回転軸の中心方向に向けて張り出して、該ケースの開口面積を縮小したことを特徴とする気体圧縮機。
3. 前記気体が、高圧動作冷媒ガスであることを特徴とする請求項１または２に記載の気体圧縮機。
4. 前記圧縮機本体は、前記回転軸回りに該回転軸と一体的に回転する回転体と、前記回転体の外周面の外方を覆うシリンダと、前記回転体および前記シリンダを該回転体および該シリンダの両端面側からそれぞれ挟む２つのサイドブロックと、前記回転体から前記シリンダの内周面方向に突出可能とされた複数のベーンとを備え、
   前記支持部材は、前記２つのサイドブロックのうち該支持部材の側のサイドブロックおよび前記シリンダの外方を覆い、前記２つのサイドブロックのうち前記ケースの側のサイドブロックの外周縁部が、前記ケースの開口の内周縁部に当接していることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機。
5. 前記ケースの側のサイドブロックには潤滑油用通路が形成され、該潤滑油用通路の給油口は、前記ケースの側の空間に臨んで開口し、この給油口に、前記ケースの側の空間の下部に貯留した潤滑油の液面よりも下方において開口する給油管が接続されていることを特徴とする請求項４に記載の気体圧縮機。
6. 前記ケースの前記一端部の、前記回転軸の中心方向に向けた張出しは、前記開口の下縁部を除いた部分に形成されていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機。
   
   
   

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