(57)【要約】【課題】圧縮機起動時のロータと側板の接触を防止し異常な摩耗を抑制して信頼性の高いベーンロータリ圧縮機を提供すること。【解決手段】内部に筒状の中空部を有するシリンダ２と、前記シリンダ２の両端面を閉塞する前部側板および後部側板と外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接し前記前部側板および後部側板に軸支され回転自在に配設される略円筒状の回転軸（ロータシャフト）１２を具備する圧縮機構において前記前部側板と前記後部側板と前記回転軸１２のロータ１１は同極の磁性材料とすることにより、その反発力を利用して接触を防止でき、異常な摩耗を抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に筒状の中空部を有するシリンダと、前記シリンダの両端面を閉塞する前部側板および後部側板と外周面の少なくとも一部が前記シリンダの内周面に近接し前記前部側板および後部側板に軸支され回転自在に配設される略円筒状のロータシャフトを具備する圧縮機であって、前記前部側板と前記後部側板と、前記ロータシャフトのロータとが同極の着磁した鉄系材料で構成されたことを特徴とするベーンロータリ型圧縮機。
【請求項２】
内部に筒状の中空部を有するシリンダと、前記シリンダの両端面を閉塞する前部側板および後部側板と外周面の少なくとも一部が前記シリンダの内周面に近接し前記前部側板および後部側板に軸支され回転自在に配設される略円筒状のロータシャフトを具備する圧縮機であって、前記シリンダと、前記ロータシャフトのロータとが異極の着磁した鉄系材料で構成されたたことを特徴とするベーンロータリ型圧縮機。
【請求項３】
シリンダのうちロータシャフトのロータ外周面が最も近接する一部分と、ロータとが異極の着磁した鉄系材料からなる請求項２に記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項４】
シリンダのうち前記ロータシャフトのロータ外周面が最も遊離する一部分と、ロータとが同極の着磁した鉄系材料からなる請求項３に記載のベーンロータリ型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用空調装置等に用いられるベーンロータリ型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車空調用圧縮機に使用されているベーンロータリ圧縮機は例えば特許文献１のようなものがある。
【０００３】
以下従来の圧縮機について、図面を参照しながら説明する。図７は従来の圧縮機の構成を示す横断面図、図８は同縦断面図である。ベーン１５は、回転軸１２ａを具備するロータ１１に形成されたベーン溝１４内を出没するように組み込まれ、シリンダ２の内壁を摺動し、シリンダ２とロータ１１とベーン１５と前部側板３および後部側板４により作動空間２ｂを形成する。
【０００４】
エンジン（図示せず）からベルト（図示せず）を介して圧縮機に動力が伝達され、回転軸１２ａとともにロータ１１が回転することにより、冷媒が吸入孔７からシリンダ２内の作動空間２ａ内へ吸入され、作動空間２ａから２ｂ，２ｃの順で徐々に圧縮され、シリンダ２に形成された吐出孔１０から吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２１１７９号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成では、圧縮機起動前においてロータ１１の前部側板３側（回転軸１２ａ先端）に大気圧が作用し、後部側板４側には作動空間２ａ内に所定の圧力が残存している関係から、矢印Ｘで示す如くロータ１１が前部側板３側に押し付けられている。
【０００７】
したがって、この状態で圧縮機が起動すると、ロータ１１の回転に伴ってベーン１５もシリンダ２内を摺動するが、ロータ１１の前部側板３側の端面も前部側板３側に押し付けられた状態で起動される。その結果、ロータ１１の端面の中心寄りの部分と前部側板３の間で、局部的に異常摩耗あるいは焼き付きを起こす場合があった。
【０００８】
通常、前部側板３、後部側板４は、ロータ１１の材質に比較して硬度が低い材料が選定されている。したがって、前部側板３は、前述の差圧でロータ１１の端面と圧接する状況となっても、幾分かは撓み、これによって摩耗も緩和されるが、前記異常摩耗あるいは焼き付きを解消するまでには至らなかった。
【０００９】
また耐久性の関係などで、前部側板３あるいは後部側板４を構造的に改良してその剛性を増す、あるいは前記前部側板３、後部側板４の材料として、前記ロータ１１と同等の硬度の材料が選定された場合においては、ロータ１１の端面と前部側板３の間で益々局部的に焼き付きが生じ易くなってしまうという課題を有していた。
【００１０】
また、吸入孔７と吐出孔１０の間にあたる吸入空間２ａと吐出空間２ｃを隔てたロータヘッド部１３は、圧縮機組立時に冷房性能と信頼性を満足できる最小限の隙間となるよう
に管理し、組み立てを行っているが、この隙間が経年的に過酷な運転状況にさらされると、徐々に回転軸１２やロータ１１の外周面の摩耗、或いはシリンダ２の内周面の摩耗によりロータヘッド部１３の隙間が拡大していき、吐出空間２ｃから吸入空間２ａへ圧縮した冷媒の漏れが拡大し、性能が低下するという課題も有していた。
【００１１】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、前部後部側板とロータ、ロータとシリンダの間の狭小隙間を最適になるよう調節し、信頼性・商品性の高いベーンロータリ型圧縮機を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明のベーンロータリ型圧縮機は前記前部側板と前記後部側板と前記ロータシャフトのロータとを同極で着磁させた鉄系の材料で構成したものである。そのような材料での構成とすることにより前記前部側板と前記ロータ、前記後部側板と前記ロータが同極性の磁力によって反発しあうため隙間が確保され焼き付きの発生を防止することができる。
【００１３】
また前記シリンダと前記ロータシャフトのロータを異極性の磁力を発する着磁した鉄系の材料とすることにより、ロータヘッド部の摩耗が徐々に進行し拡大しても、磁力の引き付け合う力によりロータヘッド部の隙間を適度な隙間に保ち、漏れ損失による性能の低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のベーンロータリ型圧縮機は、圧縮機起動時におけるロータと前部側板、ロータと後部側板の局部的な異常摩耗が防止できる。
【００１５】
また、過酷な運転状況などにより経年的に摩耗が進行してロータヘッド部に隙間が生じ始めたとしても、シリンダとロータが異極の着磁した鉄系材料とすることにより、お互いに引き寄せ合う力が生じる為、適度な隙間空間を保ち高圧空間から低圧空間への冷媒の漏れを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図２】同実施の形態１におけるベーンロータリ型圧縮機の縦断面図
【図３】図１のＡで示した部分の作用状態を示す詳細図
【図４】本発明の実施の形態２におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図５】同実施の形態３におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図６】同実施の形態４におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図７】従来例のベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図８】同ベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明は、内部に筒状の中空部を有するシリンダと、前記シリンダの両端面を閉塞する前部側板および後部側板と外周面の少なくとも一部が前記シリンダの内周面に近接し前記前部側板および後部側板に軸支され回転自在に配設される略円筒状のロータシャフトを具備する圧縮機であって、圧縮機構を構成する前部側板と後部側板と、ロータシャフトのロータ部分とを同極の着磁した鉄系材料とすることで、その反発力による隙間確保により焼き付きの発生を防止することができる。
【００１８】
第２の発明は、内部に筒状の中空部を有するシリンダと、前記シリンダの両端面を閉塞する前部側板および後部側板と外周面の少なくとも一部が前記シリンダの内周面に近接し
前記前部側板および後部側板に軸支され回転自在に配設される略円筒状のロータシャフトを具備する圧縮機であって、前記シリンダと、ロータシャフトのロータ部分とを異極の磁力を持つ着磁した鉄系の材料とすることで、お互いに引き寄せ合う力が生じ適度な隙間空間で高圧空間から低圧空間への冷媒漏れを防止し、性能の低下を防止することができる。
【００１９】
第３の発明は、特に第２の発明において、シリンダのロータヘッド部近傍の一部分のみとロータとを異極の着磁した鉄系材料とすることによって磁力の引き寄せあう力でロータヘッド部の隙間を適度に保ち、漏れを防止するとともに、シリンダ一部分の着磁化のため、安価で製作することができる。
【００２０】
第４の発明は、特に第３の発明において、ロータ外周面と最も遊離するシリンダの一部分（ロータヘッド部とは反対側のシリンダ内周面）のみとロータとを同極の着磁した鉄系材料とすることにより、シリンダとロータ間に反発力からロータをロータヘッド部側へ引き寄せロータヘッド部の隙間を適度に保ち漏れを防止するとともに、シリンダ一部分の着磁化のため、安価に製作することができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図を示すものである。図２は同実施の形態１におけるベーンロータリ型圧縮機の縦断面図を示すものである。図３は図１のＡ部の作用状態を示す詳細図である。
【００２３】
図１および図２において１は圧縮機で、円筒空間を有するシリンダ２と、前記シリンダ２の円筒空間両側を閉塞する前部側板３及び後部側板４と、前記シリンダ２の上部に設けられた通路カバー５と、前記後部側板に連続した高圧室カバー６を具備している。前記高圧室カバー６の内部は、高圧室６ａとなっており、前記後部側板４の連通穴４ａを介して前記通路カバー５の内部に形成された吐出室８と連通している。前記通路カバー５の一部には冷凍サイクル（図示せず）に連結される吸入口７が形成され、また前記高圧室カバー６には、冷凍サイクル（図示せず）に連結される吐出口１８が形成されている。また前記シリンダ２には、前記吸入口７とシリンダ２内部の円筒空間を連通する吸入孔９と前記円筒空間と前記吐出室８を連通する吐出孔１０が設けられている。
【００２４】
また、前記シリンダ２内部の円筒空間に設けられたロータ１１は、前記前部側板３と後部側板４にそれぞれ軸支された回転軸（ロータシャフト）１２が一体に設けられている。この回転軸１２の前部側板３側は、軸封シール１２ａが設けられ冷媒の漏れを防止している。前記ロータ１１は、図２に示す如くその外周の一部がシリンダ２内において吸入孔９と吐出孔１０の間で最も近接するように配置されている。この近接部をロータヘッド部１３と定義し、このロータヘッド部１３により前記シリンダ２内の円筒空間を吸入側と吐出側に区分している。ここで前記ロータヘッド部１３は、シリンダ２の内壁との間で狭小隙間を維持しており、前記円筒空間の吸入側と吐出側は通常この狭小隙間に形成されている潤滑油膜によって気密性を保って仕切られている。また前記ロータ１１は、接線と平行方向で且つ、所定角度毎にベーン溝１４が設けられ、このベーン溝１４には、先端が前記シリンダ２の内壁に接触するベーン１５が出没自在に設けられている。これら各ベーン１５のシリンダ２内壁への当接によりシリンダ２の円筒空間は、前部側板３と後部側板４とで吸入空間２ａと、吐出空間２ｃとこの両空間の間に位置する中間空間２ｂの複数の空間に仕切られる。
【００２５】
また、前記前部側板３と後部側板４及び前記ロータ１１は同極に着磁した鉄系材料から
なっている。
【００２６】
上記構成において、エンジン（図示せず）からベルト（図示せず）を介して回転軸１２が駆動されると、これに伴ってロータ１１が図２の矢印Ｚ方向に回転する。その結果、遠心力及びベーン溝１４内の潤滑油圧力によってベーン１５がシリンダ内壁と当接し、シリンダ２の円筒空間を複数の空間に仕切る。この回転に伴い、吸入孔９からシリンダ２内の吸入空間２ａに吸入された冷媒は、回転が進むにつれて中間空間２ｂである密閉空間に閉じ込められ、さらに回転が進むことによって吐出空間２ｃで圧縮され、さらに回転が進むことによって吐出孔１０から吐出室８へ吐出される。
この吐出室８の冷媒は、さらに後部側板４の連通穴４ａを通過し、高圧カバー６内の高圧室６ａに流入し、ここで、冷媒と混合している潤滑油が分離され、冷媒は吐出口１８から冷凍サイクル中へ流れ、また分離された潤滑油は高圧室６ａの底部に溜まる。潤滑油は冷凍サイクルを循環し吸入口７から圧縮機１の吸入空間２ａに流入したり、前記高圧室６ａ底部から給油通路（図示せず）を介してベーン溝１４に供給されたりして圧縮空間の潤滑を行う。
【００２７】
図３において前部側板３と後部側板４及びロータ１１は同極の着磁した鉄系材料からなり、その反発力で前部側板３とロ−タ１１の狭小隙間と後部側板４とロータ１１の狭小隙間が確保される。この狭小隙間はその磁力の発生度合によって適度な隙間に調節することが可能である。
【００２８】
通常、車両エンジンの駆動により圧縮機が暖められた状態での運転時には、前部側板３および後部側板４が軸方向に熱膨張し、ロータ１１との隙間は確保され、前部側板３や後部側板４とロータ１１との間での焼き付きが生じる可能性が小さくなる。これに対して、エンジン始動時には圧縮機が冷えた状態であり前部側板３と後部側板４は軸方向に熱膨張せず隙間が確保されていない状態での運転となる。
【００２９】
しかし、本実施の形態において述べたような機構を設ければ、磁力による反発により前部側板３とロ−タ１１の狭小隙間と後部側板４とロータ１１の狭小隙間が確保され、熱膨張していない状態で起動した場合でもでも焼き付きを防止し運転状態を保つことが可能となる。
【００３０】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図を示すものである。本実施の形態は、シリンダ２を着磁させ、これと回転軸１２のロータ１１を異極の部材で構成するとしたものである。
【００３１】
主な構成要素については実施の形態１に重複するので省略する（実施の形態３と４も同様）。
【００３２】
図４において、シリンダ２と回転軸１２のロータ１１は異極に着磁された鉄系材料からできた圧縮機とした。このことにより、ロータヘッド部１３には互いに引き寄せ合う力が生じるため、その狭小隙間が過酷な運転状況などで経年的に徐々に摩耗していったとしても隙間は確保され、吐出空間２ｃから吸入空間２ａへの漏れを防止することができる。ロータヘッド部とは逆にロータ１１とシリンダ２が最も遊離した中間圧力の空間にもシリンダ２とロータ１１が互いに引き寄せ合う力は生じるが、ロータヘッド部１３の隙間の方が狭小のため、その引き合う力よりも上回ることはない。
【００３３】
（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図を示す
ものである。本実施の形態では、特に、第２の実施の形態においてシリンダ２の一部のみを着磁させるとしたものである。
【００３４】
図５において、回転軸１２のロータ１１外周面が最も近接するロータヘッド部１３の近傍のシリンダ２材料一部分とロータ１１を異極に着磁した鉄系の材料から出来た圧縮機とした。このことによりシリンダ全体を着磁させるよりも安価でロータヘッド部１３の隙間を実施の形態２と同じ効果で確保し漏れを防止することができる。
【００３５】
（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図を示すものである。
【００３６】
図６に示すように本実施の形態では、特に、第３の実施の形態において、回転軸１２のロータ１１外周面と最も遊離するシリンダ２の一部分（ロータヘッド部１３とは反対のシリンダ内周面）とロータ１１を同極に着磁した鉄系材料からできた圧縮機としたものである。
【００３７】
このことによりシリンダ２とロータ１１の反発力でロータ自体がロータヘッド部１３側へ押し付けられるため狭小隙間が確保され冷媒の吐出空間２ｃから吸入空間２ａへの漏れを防止することができる。
【００３８】
なお、上記各実施の形態において、ロータ１１とシリンダ２、或いはシリンダ２の一部分を同極、異極に鉄系の材料を着磁させ、その引き寄せる力もしくは反発力により適度な隙間を確保する構成としているが、着磁する方法として例えば、磁性材料であるシリンダ２の一部にコイルを巻き通電する回路を設けることにより一時的に磁力を発生させ、圧縮機運転時にシリンダ２がロータ１１を引き寄せる力を発生させてロータヘッド部に狭小隙間を保つ電磁石方式としてもよい。
い。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように本発明にかかるベーンロータリ型圧縮機は、圧縮機起動時におけるロータと前部側板、ロータと後部側板の局部的な異常摩耗が防止できる。また摩耗が進行してロータヘッド部に隙間が生じ始めたとしてもシリンダとロータが異極の着磁した鉄系材料から出来ていることから、お互いに引き寄せ合う力が生じ適度な隙間空間で高圧空間から低圧空間への漏れを防止できるため、自動車用空調装置などの圧縮機やその他の各種圧縮機に有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１  圧縮機
２  シリンダ
２ａ  吸入空間（作動空間）
２ｂ  中間空間
２ｃ  吐出空間
３  前部側板
４  後部側板
４ａ  連通穴
５  通路カバー
６  高圧室カバー
６ａ  高圧室
７  吸入口
８  吐出室
９  吸入孔
１０  吐出孔
１１  ロータ
１２  回転軸（ロータシャフト）
１２ａ  軸封シール
１３  ロータヘッド部
１４  ベーン溝
１５  ベーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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