WO2013157328A1

WO2013157328A1 - 気体圧縮機

Info

Publication number: WO2013157328A1
Application number: PCT/JP2013/056703
Authority: WO
Inventors: 川村　誠
Original assignee: カルソニックカンセイ株式会社
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2013-10-24
Also published as: JP2013221450A; CN104169582A

Abstract

　気体圧縮機において、本体ケース（１１）およびフロントカバー（１２）を有するハウジング（１０）の内部に圧縮機本体（６０）を収容し、本体ケース（１１）とフロントカバー（１２）とをボルト（１８）（締結部材）により締結したとき、本体ケース（１１）とフロントカバー（１２）とによって圧縮機本体（６０）を挟んでハウジング（１０）の内部に固定することで、コストアップを抑制しつつ圧縮機本体を強固に支持する。

Description

気体圧縮機

　本発明は気体圧縮機に関し、詳細には、ベーンロータリ形式の気体圧縮機の改良に関する。

　空気調和システムには，冷媒ガスなどの気体を圧縮して，空気調和システムに気体を循環させるための気体圧縮機が用いられている。

　この気体圧縮機は、回転駆動されて気体を圧縮する圧縮機本体がハウジングの内部に収容され，ハウジングの内部には、圧縮機本体から高圧の気体が吐出される吐出室がハウジングと圧縮機本体とによって区画して形成され，この吐出室からハウジングの外部に高圧の気体を排出するものである。

　このような気体圧縮機の圧縮機本体は、軸方向の一端側が締結部材によってハウジングに片持ちで支持され、軸方向の他端側は、シール部材等を介してハウジングの内面に弾性的に支持されている（特許文献１，２）。

実開平７－０４２４４８号公報実開平４－１３２４８５号公報

　しかし、圧縮機本体は内部で回転軸回りに回転するため、片持ちの支持では揺動し易く、揺動した場合には、異音等が発生するおそれがある。

　一方、他端側も強固に支持しようとすると、その分だけ締結部材を多く使用する構成となり、コストアップになる。

　本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、コストアップを抑制しつつ、圧縮機本体を強固に支持す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。

　本発明に係る気体圧縮機は、ハウジングを構成要素である本体ケースとカバーとを締結した状態で、ハウジングの内部に収容された圧縮機本体を本体ケースとカバーとで挟んで固定することで、圧縮機本体を軸方向の略両端で強固に支持するものであり、圧縮機本体とハウジングとを締結部材で別途締結する必要がなく、コストアップを抑制するものである。

　すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、一方の端部が閉じた略円筒状の本体ケースおよび前記本体ケースの他方の端部の開口を塞ぐカバーを有するハウジングの内部に圧縮機本体を収容した気体圧縮機において、前記本体ケースと前記カバーとを締結部材により締結したとき、本体ケースと前記カバーとによって前記圧縮機本体を挟んで前記ハウジングの内部に固定したことを特徴とする。

　本発明に係る気体圧縮機によれば、コストアップを抑制しつつ、圧縮機本体を強固に支持することができる。

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コンプレッサの外観を示す斜視図である。図１に示したベーンロータリコンプレッサの内部を示す縦断面図である。図１に示したベーンロータリコンプレッサの分解斜視図である。

　以下、本発明に係る気体圧縮機の具体的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

　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コンプレッサ１００（以下、単にコンプレッサ１００という。）は、自動車等に設置された、蒸発器、気体圧縮機、凝縮器および膨張弁を有する空気調和システムにおける気体圧縮機として用いられている。この空気調和システムは、冷媒ガスＧ（気体）を循環させることで冷凍サイクルを構成している。

　コンプレッサ１００は、図１に示すハウジング１０の内部に、冷媒ガスＧ（気体）を高温、高圧に圧縮する圧縮機本体６０（図２参照）を収容している。

　ハウジング１０は、一方の端部が閉じた略円筒状の本体ケース１１と、この本体ケース１１の他方の端部の開口を塞ぐフロントカバー１２（カバー）とを備えた構成であり、本体ケース１１とフロントカバー１２とは、フロントカバー１２の側から後述する回転軸５１の延びた方向に沿って挿入された４つのボルト１８（締結部材）によって締結固定される。

　そして、この本体ケース１１とフロントカバー１２とがボルト１８により締結された状態で、本体ケース１１とフロントカバー１２とによって囲まれた内部に、圧縮機本体６０を完全に収容する空間が形成されている。

　また、ハウジング１０には、図２に示すように、本体ケース１１とフロントカバー１２とが締結された状態で、本体ケース１１とフロントカバー１２との間に形成された隙間Ｓに配置されて、ハウジング１０の内外を気密に封止するＯリング１９が備えられている。

　図２に示すように、フロントカバー１２には、ハウジング１０の内部と外部とを通じさせて、空気調和システムの蒸発器から低圧の冷媒ガスＧをハウジング１０の内部に導入する吸入ポート１２ａが形成されている。

　一方、本体ケース１１には、ハウジング１０の内部と外部とを通じさせて、高圧の冷媒ガスＧをハウジング１０の内部から空気調和システムの凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。

　ハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０は、軸心Ｃ回りに回転自在の回転軸５１と、回転軸５１と一体的に回転する略円柱状のロータ５０と、このロータ５０を、その外周面５２の外方から取り囲む輪郭形状の内周面４１を有するシリンダ４０と、ロータ５０の外周面５２からシリンダ４０の内周面４１に向けて突出自在に設けられた３枚の板状のベーン５８と、ロータ５０およびシリンダ４０の両端を塞ぐ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）とを備えている。

　ここで、回転軸５１は、フロントカバー１２に形成された軸受１２ｂ、圧縮機本体６０の各サイドブロック２０，３０にそれぞれ形成された軸受２７，３７により、軸心Ｃ回りに回転自在に支持されていて、回転軸５１の、フロントカバー１２から外部へ突出した部分にはプーリーや歯車等が備えられて、そのプーリーや歯車等に、車両のエンジン等から動力の伝達を受けて回転する。

　また、ハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０は、ハウジング１０の内部の空間を、図２において圧縮機本体６０を挟んだ左側の空間と右側の空間とに仕切っている。

　ここで、本体ケース１１の内部には、その他方の端部の開口に向いた、圧縮機本体６０のリヤサイドブロック３０の外面３０ａ（圧縮機本体の一端面）に接する第１の押圧面１１ｃが形成されている。

　一方、フロントカバー１２の内側の面には、本体ケース１１の開口に向く、圧縮機本体６０のフロントサイドブロック２０の外面２０ａ（圧縮機本体の他端面）に接する第２の押圧面１２ｃが形成されている。

　そして、本体ケース１１とフロントカバー１２とをボルト１８で締結したとき、第１の押圧面１１ｃがリヤサイドブロック３０の外面３０ａに接し、第２の押圧面１２ｃがフロントサイドブロック２０の外面２０ａに接することで、本体ケース１１とフロントカバー１２とによって圧縮機本体６０を挟んで、圧縮機本体６０をハウジング１０の内部に固定している。

　ハウジング１０の内部に仕切られた２つの空間のうち圧縮機本体６０を挟んだ図２の左側の空間は、吸入ポート１２ａを通じて蒸発器から低圧の冷媒ガスＧが導入される低圧雰囲気の吸入室１３であり、圧縮機本体６０を挟んだ図２の右側の空間は、吐出ポート１１ａを通じて高圧の冷媒ガスＧが凝縮器に吐出される高圧雰囲気の吐出室１４である。

　圧縮機本体６０の内部は、ロータ５０の回転方向Ｗに沿って相前後する２つのベーン５８と、ロータ５０の外周面５２と、各サイドブロック２０，３０の内面と、シリンダ４０の内周面４１とによって、回転方向Ｗへの回転にしたがって容積が徐々に変化する複数の圧縮室が形成されていて、この圧縮室の容積が大きくなる行程では、吸入室１３から、フロントサイドブロック２０に形成された吸入孔を通じて、圧縮室に低圧の冷媒ガスＧが導入され、その後、吸入孔が閉じられて圧縮室の容積が小さくなる行程では、圧縮室内に閉じこめられた冷媒ガスＧか圧縮され、さらに圧縮室の容積が小さくなる行程では、圧縮室内の冷媒ガスＧはさらに圧縮されて高温、高圧となり、吐出弁４５から吐出し、リヤサイドブロック３０に形成された吐出孔を通じて吐出室１４に吐出される。

　吐出室１４では、吐出された冷媒ガスＧが本体ケース１１やリヤサイドブロック３０の壁面に衝突することで、冷媒ガスＧに混じっていた冷凍機油Ｒ（油分）が冷媒ガスＧから分離され、分離された冷凍機油Ｒが吐出室１４の底部に落ちて貯まり、冷凍機油Ｒが分離された冷媒ガスＧは、吐出ポート１１ａを通じて外部の凝縮器に吐出される。

　一方、吐出室１４の底部に貯まった冷凍機油Ｒは、吐出室１４に吐出された高圧の冷媒ガスＧの圧力により、リヤサイドブロック３０やシリンダ４０、フロントサイドブロック２０などに形成された油路を通じてロータ５０に形成されたベーン溝に供給され、この供給された冷凍機油Ｒは、ベーン溝に収容されたベーン５８を外方に突出させて圧縮室を形成する背圧とされる。

　以上のように構成された本実施形態のコンプレッサ１００によれば、本体ケース１１とフロントカバー１２とがボルト１８で締結されると、ハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０は、その締結方向（回転軸５１の延びた方向）に沿って、本体ケース１１の第１の押圧面１１ｃとフロントカバー１２の第２の押圧面１２ｃとによって、その両端であるフロントサイドブロック２０の外面２０ａとリヤサイドブロック３０の外面３０ａとが反対向きに押圧されることで圧縮機本体６０は挟まれてハウジング１０の内部で固定されるため、圧縮機本体６０は片持ちにならずに両端が支持され、安定した両持ちの支持状態とされる。

　したがって、圧縮機本体６０の内部で回転軸やロータ５０等が回転しても、揺動が起きにくく、揺動による異音等の発生を抑制することができる。

　しかも、ハウジング１０と圧縮機本体６０とを直接締結するボルト等の締結部材がないため、従来、ハウジングと圧縮機本体とを締結するために用いていたボルト等の締結部材を削減し、コストを抑制することもできる。

　また、本実施形態のコンプレッサ１００は、圧縮機本体６０が、略円柱状のロータ５０の外周面５２の外方を取り囲むシリンダ４０の両端を、それぞれフロントサイドブロック２０、リヤサイドブロック３０でそれぞれ塞いだものであり、ボルト１８は、圧縮機本体６０を貫通することなく、本体ケース１１とフロントカバー１２とのみを締結するものであるため、回転軸５１の軸心Ｃ回りの圧縮機本体６０の姿勢が、軸心Ｃ回りのハウジング１０の姿勢に依存することが無い。

　したがって、車両等におけるコンプレッサ１００の設置スペース等の便宜により、コンプレッサ１００の外形であるハウジング１０の姿勢に拘わらず、圧縮機本体６０の姿勢を任意に設定することができる。

　なお、本実施形態のコンプレッサ１００は、圧縮機本体６０の構成部品であるフロントサイドブロック２０やリヤサイドブロック３０をボルト１８等の締結部材で直接締結していない構造であるため、締結部材で直接締結した場合に生じうる、締結の応力等に起因する変形等が圧縮機本体６０に生じにくく、圧縮機本体６０からの冷媒ガスＧや冷凍機油Ｒの漏れが発生するのを回避することができる。

　また、本実施形態のコンプレッサ１００は、本体ケース１１の内部に第１の押圧面１１ｃを形成し、フロントカバー１２の内側の面に第２の押圧面１２ｃを形成しただけの簡単な構成により、圧縮機本体６０をハウジング１０の内部で両持ちで強固に支持することができる。

　さらに、本実施形態のコンプレッサ１００は、本体ケース１１の第１の押圧面１１ｃとフロントカバー１２の第２の押圧面１２ｃとによって、圧縮機本体６０を挟む構造であるため、本体ケース１１とフロントカバー１２とがボルト１８で締結されたとき、本体ケース１１とフロントカバー１２との間に隙間Ｓが残るが、この隙間Ｓには、ハウジング１０の内外を気密に封止するＯリング１９が備えられているため、この隙間Ｓを通じて、冷媒ガスＧや冷凍機油Ｒがハウジング１０の外部に漏れるのを防止することができる。

　なお、本実施形態のコンプレッサ１００は、本体ケース１１の第１の押圧面１１ｃとフロントカバー１２の第２の押圧面１２ｃとによって、圧縮機本体６０がハウジング１０に強固に接しているため、圧縮機本体６０がハウジング１０の内部で、軸心Ｃに沿った方向に変位することはないが、摩擦力だけで圧縮機本体６０の軸心Ｃ回りの相対的な回転を抑制するのが困難な場合には、図２，３に示すように、ハウジング１０と圧縮機本体６０との間での相対的な軸心Ｃ回りの角度ずれを防止する回り止めピン１７により、ハウジング１０と圧縮機本体６０とを連結した構成とするのが好ましい。

　このように、回り止めピン１７でハウジング１０と圧縮機本体６０とを連結した構成により、ハウジング１０に対する、圧縮機本体６０の相対的な回転を阻止することができる。

　なお、本実施形態のコンプレッサ１００においては、本体ケース１１とリヤサイドブロック３０とシリンダ４０とを貫通する回り止めピン１７を、軸心Ｃ回りに角度１８０［度］以外の角度だけ離して２つ設け、同様に、フロントカバー１２とフロントサイドブロック２０とシリンダ４０とを貫通する回り止めピン１７を、軸心Ｃ回りに角度１８０［度］以外の角度だけ離して２つ設けて、ハウジング１０と圧縮機本体６０とを連結することで、ハウジング１０と圧縮機本体６０とが軸心Ｃ回りの角度で１８０［度］の角度ずれした状態で誤組み付けされるのを防止することもできる。

　上述した実施形態のコンプレッサ１００は、ベーン５８を３枚有するものであるが、本発明に係る気体圧縮機はこの形態に限定されるものではなく、ベーンの数は２枚、４枚、５枚、６枚等適宜選択可能であり、そのように選択された枚数のベーンを適用した気体圧縮機によっても、上述した実施形態とコンプレッサ１００と同様の作用・効果を得ることができる。

　また、本発明に係る気体圧縮機は、回転軸の１回転の間に、吸入、圧縮、吐出からなる１サイクルの行程を２回行うものであってもよいし、回転軸の１回転の間に、１サイクルの行程を１回だけ行ういわゆる１ステージのものであってもよい。

Claims

　一方の端部が閉じた略円筒状の本体ケースおよび前記本体ケースの他方の端部の開口を塞ぐカバーを有するハウジングの内部に圧縮機本体を収容した気体圧縮機において、
　前記本体ケースと前記カバーとを締結部材により締結したとき、前記本体ケースと前記カバーとによって前記圧縮機本体を挟んで前記ハウジングの内部に固定したことを特徴とする気体圧縮機。
　前記圧縮機本体は、略円柱状のロータの外周面の外方を取り囲むシリンダの両端を、それぞれサイドブロックで塞いだものであり、
　前記締結部材は、前記圧縮機本体を貫通することなく、本体ケースとカバーとのみを締結するものであることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
　前記本体ケースの内部に、前記開口に向いた、前記圧縮機本体の一端面に接する第１の押圧面が形成され、
　前記カバーの内側の面に、前記開口に向く、前記圧縮機本体の他端面に接する第２の押圧面が形成され、
　前記本体ケースと前記カバーとを締結部材により締結したとき、前記第１の押圧面が前記一端面に接し、前記第２の押圧面が前記他端面に接することで、前記本体ケースと前記カバーとによって前記圧縮機本体を挟む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。
　前記本体ケースと前記カバーとの間に形成された隙間に配置されてハウジングの内外を気密に封止するＯリングが備えられ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。
　前記ハウジングと前記圧縮機本体とは、前記圧縮機本体の回転軸回りの角度ずれを防止する回り止め部材で連結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。