(57)【要約】【課題】逆止弁を用いることなく、圧縮機構部の駆動停止時におけるロータの逆回転を防止でき、圧力損失をなくすことが可能な気体圧縮機を提供する。【解決手段】回転駆動軸に設けられ高圧空間と低圧空間とを連通する連通路と、連通路と低圧空間との間に配置され圧縮機構部の駆動時には低圧空間と連通路との間を閉じ状態とし圧縮機構部の駆動停止時には低圧空間と連通路との間を開放状態としてハウジング内を均圧状態とする開閉弁とを設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２）と、このハウジング（２）の内部に設けられてハウジング（２）内に供給された冷媒を圧縮する圧縮機構部（３）と、この圧縮機構部（３）を回転駆動する駆動力が伝達される駆動力伝達部（５）とを有し、
前記ハウジング（２）内には、低圧の冷媒が供給される低圧空間（１５）と、前記圧縮機構部（３）で圧縮されて高圧となる冷媒が流入する高圧空間（１８）とが形成され、
一端側が前記駆動力伝達部（５）に連結されると共に前記低圧空間（１５）内を挿通し、他端側が前記高圧空間（１８）内で支持され、中間部が前記圧縮機構部（５）に連結されて伝達された回転駆動力を前記圧縮機構部（５）に伝達する回転駆動軸（４）を備えた気体圧縮機（１）であって、
前記回転駆動軸（４）に設けられ前記高圧空間（１８）と前記低圧空間（１５）とを連通する連通路（５１）と、
前記連通路（５１）と前記低圧空間（１５）との間に配置され前記圧縮機構部（５）の駆動時には低圧空間（１５）と前記連通路（５１）との間を閉じ状態とし前記圧縮機構部（５）の駆動停止時には低圧空間（１５）と連通路（５１）との間を開放状態として前記ハウジング（２）内を均圧状態とする開閉弁（６１）とを設けたことを特徴とする気体圧縮機（１）。
【請求項２】
請求項１記載の気体圧縮機（１）であって、
前記ハウジング（２）は一側が開口され高圧の冷媒が外部に吐出される吐出ポート（１６）が設けられたケース（１１）と、このケース（１１）の一側の開口を閉塞すると共に低圧の冷媒が内部に供給される吸入ポート（１３）が設けられ、前記駆動力伝達部（５）が支持されたフロントヘッド（１２）とで形成され、
前記圧縮機構部（３）はロータ（２２）が内部に回転自在に配置されたシリンダブロック（２１）と、このシリンダブロック（２１）の前記フロントヘッド（１２）側に設けられて該フロントヘッド（１２）との間に前記低圧空間（１５）を形成するフロントサイドブロック（２３）と、前記ケース（１１）側に設けられて該ケース（１１）との間に前記高圧空間（１８）を形成するリヤサイドブロック（２４）とで形成され、
前記回転駆動軸（４）は一端側が前記駆動力伝達部（５）に支持された一側支持端（３１）と、他端側が前記リヤサイドブロック（２４）に回転自在に支持された他側支持端（３２）と、前記ロータ（２２）に連結されるロータ連結部（３３）とで形成され、
前記連通路（５１）は前記他側支持端（３２）から回転駆動軸（４）の軸方向に延びる第１通路（５２）と、この第１通路（５２）から径方向に延びて回転駆動軸（４）の周面に開口すると共に前記開閉弁（６１）が設けられた第２通路（５３）とで形成されていることを特徴とする気体圧縮機（１）。
【請求項３】
請求項２記載の気体圧縮機（１）であって、
前記開閉弁（６１）は前記第２通路（５３）の内壁に設けられた弁座（６２）と、この弁座（６２）を開閉可能なボール弁（６３）とで形成され、前記ボール弁（６３）は前記圧縮機構部（３）の回転駆動時には前記回転駆動軸（４）の回転により発生する遠心力で前記弁座（６２）に当接して第２通路（５３）を閉じ状態とし、前記圧縮機構部（３）の駆動停止時には前記弁座（６２）から離間して第２通路（５３）を開放状態とすることを特徴とする気体圧縮機（１）。
【請求項４】
請求項３記載の気体圧縮機（１）であって、
前記弁座（６２）と前記ボール弁（６３）との間には、前記ボール弁（６３）を前記弁座（６２）から離間する方向に付勢して第２通路（５３）を開放状態とするスプリング（６５）が配置され、
該スプリング（６５）は、前記圧縮機構部（３）の駆動時に前記回転駆動軸（４）の回転によってボール弁（６３）が前記スプリング（６５）の付勢力に抗して弁座（６２）側に移動可能で、前記圧縮機構部（３）の駆動停止時には前記弁座（６２）から離間して前記第２通路（５３）を開放状態とする付勢力に設定されていることを特徴とする気体圧縮機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の空調装置に用いられる気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載の空調装置に用いられる気体圧縮機は、外部からの回転駆動力が入力されることにより熱交換器用の蒸発機で気化された冷媒を加圧し、放熱用の凝縮器に送り出すように動作する。
【０００３】
この気体圧縮機は、ケースとフロントヘッドとを突き合わせることによりハウジングが形成され、ハウジングの内部空間が外部空間と仕切られた状態となっている。
【０００４】
ハウジングの内部には、シリンダとシリンダ内に回転可能に設けられたロータとを備えた圧縮機構部が設けられている。ロータにはエンジンからの回転駆動力が伝達される回転駆動軸が貫通しており、回転駆動軸の回転によってロータが回転し、この回転によって圧縮機構部が冷媒を圧縮する。
【０００５】
気体圧縮機においては、蒸発機からの低圧冷媒がフロントヘッド側に設けられた吸入ポート及び低圧空間としての吸入室からシリンダ内に流入し、ロータの回転によって圧縮されて高圧冷媒となり、この高圧冷媒がケース側に設けられた高圧空間としての吐出室及び吐出ポートから凝縮器に吐出される。
【０００６】
このような気体圧縮機においては、圧縮機構部の駆動停止時に、高圧空間内の冷媒が圧縮機構部を通って低圧空間に逆流し、この逆流によりロータが逆回転して異音を発生することがある。
【０００７】
この冷媒の逆流はハウジングの内部全体が均圧となるまで行われる。
【０００８】
このような冷媒の逆流を防止するため、特許文献１には低圧空間の吸入ポートに逆止弁を設けることが記載されている。逆止弁は冷媒の逆流防止を行うための弁体と、弁体を閉止する方向に付勢するスプリングと、スプリングにより付勢された弁体を閉止位置に停止するストッパとからなり、これらが吸入ポートの内部に設けられることにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３５３６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載されるように、吸入ポートに逆止弁を設けることにより圧縮機部の駆動停止時におけるロータの逆回転を防止することができるが、逆止弁を吸入ポートに設けているため、吸入ポートの径が絞られる。このため、冷媒の吸入時に圧力損失が生じる問題がある。また、複雑な構造の逆止弁を設ける分、コストアップの原因となる。
【００１１】
なお、特開２００３−２０１９８０号公報には、回転駆動軸に連通路を形成して高圧空間と低圧空間とを連通させることにより、駆動停止時にハウジングの内部を均圧にすることが記載されているが、連通路が常時、連通状態となっているため圧力損失が大きい問題がある。
【００１２】
そこで本発明は、逆止弁を用いることなく、圧縮機構部の駆動停止時におけるロータの逆回転を防止でき、圧力損失をなくすことが可能な気体圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の気体圧縮機は、ハウジングと、このハウジングの内部に設けられてハウジング内に供給された冷媒を圧縮する圧縮機構部と、この圧縮機構部を回転駆動する駆動力が伝達される駆動力伝達部とを有し、前記ハウジング内には、低圧の冷媒が供給される低圧空間と、前記圧縮機構部で圧縮されて高圧となる冷媒が流入する高圧空間とが形成され、一端側が前記駆動力伝達部に連結されると共に前記低圧空間内を挿通し、他端側が前記高圧空間内で支持され、中間部が前記圧縮機構部に連結されて伝達された回転駆動力を前記圧縮機構部に伝達する回転駆動軸を備えた気体圧縮機であって、前記回転駆動軸に設けられ前記高圧空間と前記低圧空間とを連通する連通路と、前記連通路と前記低圧空間との間に配置され前記圧縮機構部の駆動時には低圧空間と前記連通路との間を閉じ状態とし前記圧縮機構部の駆動停止時には低圧空間と連通路との間を開放状態として前記ハウジング内を均圧状態とする開閉弁とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転駆動軸に設けられ高圧空間と低圧空間とを連通する連通路と、連通路と低圧空間との間に配置され圧縮機構部の駆動時には低圧空間と連通路との間を閉じ状態とし圧縮機構部の駆動停止時には低圧空間と連通路との間を開放状態としてハウジング内を均圧状態とする開閉弁とを設けているため、圧縮機構部が駆動停止したとき、開閉弁が開放状態となり、連通路を介して低圧空間と高圧空間とが連通状態となる。このため圧縮機構部の駆動停止時にはハウジング内の圧力が圧縮室を経由せずに連通路を介して均圧となるため、圧縮機構部のロータが逆回転することを防止できる。
【００１５】
このような構造では、吸入ポートに逆止弁を設ける必要がなく、吸入ポートの径が絞られることがなく、圧力損失が生じることを防止できる。また、複雑な構造の逆止弁を設ける必要がなく、コストダウンすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態の気体圧縮機の全体を示す断面図である。
【図２】気体圧縮機のシリンダブロックの内部を示す断面図である。
【図３】連通路及び開閉弁を示す断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態の連通路及び開閉弁を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態の気体圧縮機の全体断面図、図２はシリンダの内部を示す断面図、図３はこの実施形態の開閉弁を示す断面図である。
【００１８】
図１に示すように気体圧縮機１は、ハウジング２と、ハウジング２内に設けられた圧縮機構部３と、圧縮機構部３を駆動する回転駆動軸４と、回転駆動軸４を駆動する駆動力伝達部５とを備えている。
【００１９】
ハウジング２は一側が開口されたケース１１と、ケース１１の一側の開口からケース１１に当接してケース１１の一側開口を閉鎖するフロントヘッド１２とによって形成されている。このようなハウジング２はケース１１及びフロントヘッド１２によって内部空間が外部空間と仕切られた状態となる。このハウジング２内には圧縮機構部３が設けられる。
【００２０】
圧縮機構部３は内壁２１ａが楕円形状に形成されたシリンダブロック２１と、シリンダブロック２１内に回転可能に挿入されたロータ２２とを備えている。
【００２１】
シリンダブロック２１はフロントヘッド１２側に設けられたフロントサイドブロック２３と、ケース１１側に設けられたリヤサイドブロック２４とに挟まれることにより固定されている。
【００２２】
フロントヘッド１２には吸入ポート１３が形成され、この吸入ポート１３と連通した低圧空間１５としての吸入室１４がフロントヘッド１２とフロントサイドブロック２３との間に形成されている。低圧空間１５としての吸入室１４内には蒸発機で気化された低圧の冷媒が供給され、低圧空間１５からシリンダブロック２１内に吸入される。
【００２３】
一方、ケース１１には吐出ポート１６が形成され、この吐出ポート１６に連通した高圧空間１８としての吐出室１７がケース１１とリヤサイドブロック２４との間に形成されている。
【００２４】
高圧空間１８としての吐出室１７にはロータ２２の回転によって圧縮された高圧の冷媒が流入し、高圧空間１８から凝縮器に吐出される。
【００２５】
図２に示すように、ロータ２２の外周側にはベーン溝２５が放射状に複数形成されており、それぞれのベーン溝２５にベーン２６が出没自在に収容されている。
【００２６】
ベーン２６はロータ２２の回転時の遠心力とベーン溝２５の底部に形成される背圧室２７内の油圧とによってシリンダブロック２１の内壁２１ａに当接するように付勢される。
【００２７】
シリンダブロック２１内はロータ２２とベーン２６とによって複数の圧縮室２８に仕切られており、ロータ２２の回転に追随して圧縮室２８内の容積が変化し、この変化により冷媒を圧縮するようになっている。図２における矢印Ａは、気体圧縮機１の通常駆動時におけるロータ２２の回転方向である。
【００２８】
回転駆動軸４はロータ２２の中心部分を貫通した状態でロータ２２の外側に延びており、ロータ２２から駆動力伝達部５側に延びた一側支持端３１と、ロータ２２からリヤサイドブロック２４側に延びた他側支持端３２とを有している。
【００２９】
回転駆動軸４におけるロータ２２の貫通部分はロータ２２とスプライン等により結合してロータ２２を回転させるロータ連結部３３となっている。
【００３０】
回転駆動軸４の一側支持端３１は駆動力伝達部５に支持されることにより駆動力伝達部５からの回転力が伝達される。回転駆動軸４の他側支持端３２はリヤサイドブロック２４を貫通してリヤサイドブロック２４に回転可能に支持されている。
【００３１】
駆動力伝達部５は回転駆動軸４の一側支持端３１周囲に延びているフロントヘッド１２の延長部１２ａに取り付けられたベアリング４１と、ベアリング４１を介して延長部１２ａに回転可能に取り付けられエンジンからの駆動力が伝達されるプーリ４２と、プーリ４２への駆動力を回転駆動軸４に伝達するためのアーマチャ４３と、プーリ４２とアーマチャ４３とを連結するための電磁石４４とを備えている。
【００３２】
アーマチャ４３はボルト４５によって回転駆動軸４の一側支持端３１と連結されている。
【００３３】
このような駆動力伝達部５は電磁石４４を励磁させてプーリ４２とアーマチャ４３とを連結させる。このことにより、エンジンからプーリ４２に入力された回転駆動力がアーマチャ４３を介して回転駆動軸４に伝達される。これにより回転駆動軸４が回転し、ロータ２２に回転駆動力が伝達される。
【００３４】
ケース１１とリヤサイドブロック２４との間の吐出室１７には油分離器６が設けられている。
【００３５】
油分離器６は圧縮機構部３から吐出された高圧の冷媒から潤滑油を分離するものであり、潤滑油が分離された冷媒は吐出ポート１６から凝縮器に送り出される。
【００３６】
油分離器６で分離された吐出室１７の底部に溜まって油溜まり部７を形成し、この油溜まり部７から回転駆動軸４の各回転部分に供給される。
【００３７】
この供給を行うため、リヤサイドブロック２４及びフロントサイドブロック２３には油通路７ａ、７ｂが形成されている。
【００３８】
図３に示すように、この実施形態においては、回転駆動軸４には連通路５１が設けられ、連通路５１と低圧空間１５（吸入室１４）との間には開閉弁６１が設けられる。
【００３９】
連通路５１はリヤサイドブロック２４側の高圧空間１８（吐出ポート１７）とフロントサイドブロック２３側の低圧空間１５（吸入室１４）とを連通するものであり、回転駆動軸４内に軸方向に延びるように形成されている。
【００４０】
図３において、符号３４は回転駆動軸４の回転中心を示し、連通路５１はこの回転中心３４を中心にして形成されている。
【００４１】
図３に示すように、連通路５１は回転駆動軸４の軸方向に延びる第１通路５２と、第１通路５２に連通状に設けられた第２通路５３とによって形成されている。
【００４２】
第１通路５２は回転駆動軸４におけるリヤサイドブロック２４側に延びた他側支持端３２で開口しており、この開口部分からロータ連結部３３を通り、低圧空間１５（吸入室１４）を通過した位置で閉鎖している。
【００４３】
連通路５１の第１通路５２がリヤサイドブロック２４側に延びた他側支持端３２で開口していることにより、リヤサイドブロック２４とケース１１との間の高圧空間１８（吐出室１７）内の高圧の冷媒が連通路５１内に流入するようになっている。
【００４４】
図１に示すように、第２通路５３は第１通路５２の終端付近に形成されることにより低圧空間１５との対応位置に設けられている。
【００４５】
第２通路５３は第１通路５２から径方向に延びて回転駆動軸４の周面に開口している。開閉弁６１はこの第２通路５３の内部に設けられる。
【００４６】
図３に示すように、開閉弁６１は第２通路５３の内壁に設けられた弁座６２と、弁座６２に対応するように設けられたボール弁６３とによって形成されている。
【００４７】
弁座６２は第２通路５３とハウジング２の低圧空間１５とに連通する連通孔６４を有している。
【００４８】
弁座６２における連通孔６４の周囲はボール弁６３の外面に沿った曲面に形成されており、ボール弁６３が弁座６２に当接することにより連通孔６４が閉鎖される。これにより第２通路５３が閉じ状態となる。
【００４９】
かかるボール弁６３は回転駆動軸４の回転によって発生した遠心力を利用して弁座６２に当接するものであり、圧縮機構部３の駆動停止により回転駆動軸４の回転が停止した状態では自重によって弁座６２から離隔して第２通路５３を開放状態とする。
【００５０】
第２通路５３が開放状態となることにより、リヤサイドブロック２４側の高圧空間１８内の高圧の冷媒がフロントサイドブロック２３側の低圧空間１５に流入する。これによりハウジング２内を均圧状態とすることができる。
【００５１】
以上の気体圧縮機１においては、駆動力伝達部５から回転駆動力が回転駆動軸４に伝達されることにより圧縮機構部３のロータ２２が図２の矢印Ａ方向に回転する。
【００５２】
ロータ２２が回転すると吸入ポート１３に流入した冷媒が吸入室１４からシリンダブロック２１の圧縮室２８に吸入される。
【００５３】
そして、ロータ２２の回転とベーン２６の進出とにより冷媒が圧縮室２８で圧縮されて高圧の冷媒となり、この高圧の冷媒が吐出室１７に吐出され、吐出ポート１６から凝縮器に送り出される。
【００５４】
このときにおいては、開閉弁６１のボール弁６３が回転駆動軸４の回転による遠心力によって弁座６２に当接して第２通路５３を閉じているため、高圧の冷媒が低圧空間１５内に流入することがない。
【００５５】
気体圧縮機１を駆動停止することにより回転駆動軸４の回転が停止する。回転駆動軸４の回転停止によりボール弁６３には遠心力が作用しないため、ボール弁６３は自重によって弁座６２から離隔する。このため、第２通路５３が開放状態となる。
【００５６】
第２通路５３の開放状態では、高圧空間１８内の高圧の冷媒が連通路５１の第１通路５２に流入し、第２通路５３から低圧空間１５内に入り込む。
【００５７】
これによりハウジング２の内部全体が均圧状態となるため、ロータ２２の逆回転（図２における矢印Ｂ方向の回転）を防止することができ、逆回転に起因した異音の発生を防止することができる。
【００５８】
このような実施形態では、低圧空間１５の吸入ポート１３内に逆止弁を設けなくてもロータ２２の逆回転を防止することができる。従って吸入ポート１３の径が絞られることがないため、圧力損失をなくすことができる。
【００５９】
また、複雑な構造の逆止弁を設ける必要がない分、安価に提供することができる。また、連通路５１は気体圧縮機１が駆動停止した時だけ連通し、気体圧縮機１の駆動中は連通状態が閉じているため、圧力損失が大きくなることがない。
【００６０】
図４は本発明の第２実施形態を示す。
【００６１】
この実施形態の連通路５１は上述した実施形態と同様に、回転駆動軸４の軸方向に延びる第１通路５２と、第１通路５２から径方向に延びる第２通路５３とによって形成されている。
【００６２】
第１通路５２は回転駆動軸４におけるリヤサイドブロック２４側に延びた他側支持端３２で開口し、ロータ連結部３３を通り、低圧空間１５（吸入室１４）を通過した位置で閉鎖している。
【００６３】
第２通路５３は第１通路５２の終端付近で径方向に延びることにより低圧空間１５との対応位置に設けられている。この第２通路５３に開閉弁６１が設けられている。
【００６４】
この実施形態において、開閉弁６１はハウジング２の低圧空間１５に開口する連通孔６４が形成された弁座６２と、弁座６２に対応するように設けられたボール弁６３とを有し、さらにボール弁６３を付勢するスプリング６５を備えている。
【００６５】
スプリング６５は連通孔６４の周囲に配置され、その下端部がボール弁６３に当接してボール弁６３が弁座６２から離隔するように付勢している。スプリング６５の付勢力は圧縮機構部３の駆動時における回転駆動軸４の回転によってボール弁６３がスプリング６５に抗して弁座６２側に移動可能であり、かつ圧縮機構部３の駆動停止にボール弁６３を弁座６２から離隔するように設定される。
【００６６】
ボール弁６３が弁座６２から離隔することにより第２通路５３が開放状態となり、高圧空間１８内の高圧の冷媒が低圧空間１５内に流入し、この流入によりハウジング２内を均圧とすることができる。これによりロータ２２の逆回転を防止でき、逆回転による異音の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  気体圧縮機
２  ハウジング
３  圧縮機構部
４  回転駆動軸
５  駆動力伝達部
１１  ケース
１２  フロントヘッド
１３  吸入ポート
１４  吸入室
１５  低圧空間
１６  吐出ポート
１７  吐出室
１８  高圧空間
２１  シリンダブロック
２２  ロータ
２３  フロントサイドブロック
２４  リヤサイドブロック
３１  一側支持端
３２  他側支持端
３３  ロータ連結部
５１  連通路
５２  第１通路
５３  第２通路
６１  開閉弁
６２  弁座
６３  ボール弁
６５  スプリング
【図１】
2014234722.tif 000003
【図２】
2014234722.tif 000004
【図３】
2014234722.tif 000005
【図４】
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