(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転運動に伴う容積変化により気体を圧縮する気体圧縮室と、
前記気体圧縮室の吐出側に接続された気体吐出通路と、
前記気体吐出通路から圧縮気体が吐出される吐出室と、
前記気体圧縮室と前記気体圧縮通路とを連通する吐出孔の開閉をする吐出弁と、
前記気体吐出通路の吐出口側に設けられた、前記気体圧縮室から吐出される気体中の油を分離する油分離器と、
この油分離器の吐出口を開閉するためにその吐出口に摺動自在に設けた開閉部材と、
前記油分離器の吐出口の開口面積が小さくなるように、前記開閉部材を常時付勢する弾性部材と、
当該気体圧縮機の停止時において前記油分離器の吐出口が所定の開口面積を保持するように前記開閉部材の摺動を規制する規制手段と、
を備え、
前記開閉部材は、前記圧縮室から吐出される気体の作用によって前記弾性部材の付勢に抗し、前記油分離器の吐出口の開口面積が大きくなるように摺動することを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記弾性部材は、圧縮コイルバネまたは引っ張りコイルバネのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体圧縮機に係り、例えば、自動車の空調設備等に使用される可変容量型の気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来からの可変容量型の気体圧縮機の断面を表したものである。図７は、図６のＡ−Ａ線から見た断面図である。
この気体圧縮機は、図６に示すように、ケーシング１の開口端をフロントヘッド２で塞ぎ、そのケーシング１内に圧縮機本体３を収納する構成が採用されている。
圧縮機本体３はシリンダ６を備え、このシリンダ６の両端側にフロントサイドブロック４とリヤサイドブロック５とが取り付けられており、これらシリンダ６、フロントサイドブロック４、リヤサイドブロック５によって、図７に示すような楕円筒状のシリンダ室７が形成されている。
【０００３】
シリンダ室７には、ロータ８が回転自在に収納されている。このロータ８には、端面間を貫通するロータ軸８ａが一体に設けられており、ロータ軸８ａはフロントサイドブロック４の軸受４ａとリヤサイドブロック５の軸受５ａに回転可能に支持されている。
ロータ８の径方向には、図７に示すように、ベーン１０を収納する複数（５個）のベーン溝９が設けられ、この各ベーン溝９にはベーン１０がシリンダ室７の内周面に向けて出没自在に収納されている。このベーン１０は、ロータ８の回転時に、遠心力とベーン溝９の底部の油圧とによりシリンダ室７の内周面に付勢される。
【０００４】
シリンダ室７の吸入口は、フロントサイドブロック吸入口を介して吸入室１２と連通可能に構成されている。
また、シリンダ室７の吐出口１３、１３には、吐出弁１４、１４が設けられている。その吐出口１３、１３は、リヤサイドブロック５の厚み方向に形成される吐出通路１９と連通し、この吐出通路１９の終端はリヤサイドブロック５の吐出室１６側に一体に取り付けられた油分離器１５に接続されている。
油分離器１５は、吐出通路１９と連通する通路が形成され、この通路の終端部に円筒状のフィルタ（金網）を設けたものである。油分離器１５の吐出口は、吐出室１６内に臨ませている。
吐出室１６の底部には、油分離器１５で分離された潤滑油を貯留する油溜まり１７が形成されている。この油溜まり１７の潤滑油は、オイル通路１８を介して軸受４ａ、軸受５ａ等の摺動部に供給されるように構成される。
【０００５】
このような構成の従来の気体圧縮機では、ロータ８の回転により、吸入室１２から低圧冷媒ガスをシリンダ室７内に吸入し、この吸入されたガスはベーン１０の回転に伴って圧縮される。
この圧縮されたガスは、シリンダ室７の吐出口１３、１３、吐出弁１４、１４吐出通路１９、および油分離器１５を経由して吐出室１６に吐出される。この吐出の際に、油分離器１５では高圧冷媒ガスから油分を分離し、この分離された油分は、吐出室１６の底部の油溜まり１７に落下する。
【０００６】
一方、吸入室１２またはシリンダ室７と吐出室１６との間には、吐出室１６が高圧で吸入室またはシリンダ室７が低圧の圧力差が生じている。従って、この圧力差により、油溜まり１７の潤滑油は、オイル通路１８を経由して軸受４ａ、軸受５ａ等の摺動部に供給される。
摺動部に供給された潤滑油は、最終的には、低圧側の吸入室１２内に流入し、吸入室１２の低圧冷媒ガス中でミストとなり、シリンダ室７内に吸入されて冷媒ガスとともに圧縮される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の気体圧縮機では、油分離器１５の吐出口（ガス放出口）は、吐出ガスの吐出脈動を低減するためにその開口面積が小さく絞られている。
その吐出脈動を低減するためには、油分離器１５の吐出口の開口面積を小さくするほど大きな効果が得られるが、圧力損失が大きくなるために性能が低下する。この性能の低下は、気体圧縮機が高回転で運転され冷媒ガスの流量が多いほど著しい。
【０００８】
そこで、本発明は、性能を低下をさせずに、気体圧縮部から吐出される冷媒ガスの吐出脈動の低減化を図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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、回転体の回転運動に伴う容積変化により気体を圧縮する気体圧縮室と、前記気体圧縮室の吐出側に接続された気体吐出通路と、前記気体吐出通路から圧縮気体が吐出される吐出室と、前記気体圧縮室と前記気体圧縮通路とを連通する吐出孔の開閉をする吐出弁と、前記気体吐出通路の吐出口側に設けられた、前記気体圧縮室から吐出される気体中の油を分離する油分離器と、この油分離器の吐出口を開閉するためにその吐出口に摺動自在に設けた開閉部材と、前記油分離器の吐出口の開口面積が小さくなるように、前記開閉部材を常時付勢する弾性部材と、当該気体圧縮機の停止時において前記油分離器の吐出口が所定の開口面積を保持するように前記開閉部材の摺動を規制する規制手段と、を備え、前記開閉部材は、前記圧縮室から吐出される気体の作用によって前記弾性部材の付勢に抗し、前記油分離器の吐出口の開口面積が大きくなるように摺動することにより、前記目的を達成する。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の気体圧縮機において、前記弾性部材は、圧縮コイルバネまたは引っ張りコイルバネのいずれかである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の気体圧縮機の全体構成を示す断面図である。図２は、同気体圧縮機の油分離器の構成を示す断面図である。図３は、気体圧縮機の運転時における同油分離器の動作を説明する断面図である。
この第１の実施の形態は、図６で示した従来の気体圧縮機と同様の構成部分を有するので、その同様な構成部分については、以下の説明では省略または簡略化する。
【００１２】
この第１の実施の形態の気体圧縮機は、図１に示すように、シリンダ室７と連通する吐出通路１９の終端と接続する油分離器２１が、リヤサイドブロック５に一体に設けられている。
この油分離器２１は、リヤサイドブロック５に一体に接続される油分離器用ブロック２２により形成されている。
この油分離器用ブロック２２には、その厚み方向に通路２３が設けられ、この通路２３の始端側は、リヤサイドブロック５に形成される吐出通路１９の終端と接続されている。通路２３の終端には、吐出室１６に横向きに突出する円筒２４が一体に設けられている。
【００１３】
円筒２４の周壁の下部側であって、かつその通路２３側には、複数の丸孔や長孔などを穿ち、これを油分離器２１の吐出口２５とする。また、円筒２４内の長さ方向には、その吐出口２５の開閉を行う開閉部材としてのスプール２６が摺動自在に設けられている。このスプール２６は、底部を有する筒体からなる。
円筒２４の内周壁の周方向であって、かつ吐出口２５の長さ方向のほぼ中央付近の位置に、スプール２６の通路２３側への移動を規制するストッパ部２７が突出されている。また、スプール２６とケース２８の内側との間に圧縮コイルバネ２９を介在させ、この圧縮コイルバネ２９により、スプール２６が吐出口２５を塞ぐように通路２３側に常時付勢されるとともに、スプール２６の通路２３側への摺動はストッパ部２７により規制されている。
【００１４】
また、円筒２４の終端側の開口部を除く外周全体は、筒状の金網３０で被覆されている。さらに、金網３０のうち円筒２４の吐出口２５に対応する部分を除く外周全体は、ケース２８により被覆されている。従って、円筒２４の吐出口２５は、金網３０により被覆された状態で吐出室１６と連通することになる。
ケース２８は、着脱自在なボルト３１により油分離器用ブロック２２に取付けられている。従って、ボルト３１の取り外しにより、必要に応じて金網３０の清掃や交換が容易にできる。
【００１５】
次に、このように構成される第１の実施の形態の動作について、図面を参照して説明する。
まず、気体圧縮機の運転の停止時には、シリンダ室７から圧縮ずみの冷媒ガスが、油分離器２１に流れ込まないので、スプール２６は圧縮コイルバネ２９により付勢されて、図２に示すように、ストッパ部２７に位置決めされた状態にある。従って、この時には、吐出口２５の開口面積は最小の状態となる。
【００１６】
次に、気体圧縮機の運転が開始され、ロータ８が回転を開始すると、このロータ８の回転により、吸入室１２の低圧冷媒ガスがシリンダ室７内に吸入され、この吸入された冷媒ガスはベーン１０の回転に伴って圧縮される。
この圧縮されたガスは、シリンダ室７の吐出口１３、１３から排出されたのち、吐出弁１４、１４吐出通路１９を経由して油分離器２１に流れ込む。
この油分離器２１の通路２３に冷媒ガスが流れこむと、冷媒ガスはスプール２６の底部に衝突し、図３に示すように、スプール２６が圧縮コイルバネ２９の力に抗して通路２３の反対側に押されて摺動される。その結果、吐出口２５の開口面積は最小の状態から増大し、この増大量はスプロール２６の底部に衝突する冷媒ガスの流量と流速に比例する。
スプール２６の底部に衝突した冷媒ガスは、吐出口２５、金網３０を経て吐出室１６に吐出されるが、この吐出の際に、冷媒ガス中の油が金網３０に付着したのち油溜まり１７に落下する。
【００１７】
以上説明した第１の実施の形態では、例えば、冷媒ガスの流量が少ない場合には、スプール２６が冷媒ガスによって受ける力が小さいので、吐出口２５の開口面積が小さくなる。一方、冷媒ガスの流量が多い場合には、スプール２６が冷媒ガスによって受ける力が大きいので、吐出口２５の開口面積が大きくなる。そのため、気体圧縮機の性能を低下させずに、冷媒ガスの吐出脈動の低減化が実現できる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４および図５を参照して説明する。
図４は、第２の実施の形態の油分離器の構成を示す断面図である。図５は、同油分離器の動作を説明する断面図である。
この第２の実施の形態は、第１の実施の形態における油分離器２１を、図４に示すような油分離器４０に代えるものである。
【００１９】
すなわち、この第２の実施の形態は、第１の実施の形態のおける圧縮コイルバネ２９を、図４に示すように、引っ張りコイルバネ４１に代えたものである。
この引っ張りコイルバネ４１は、その一端がスプール２６の底部に取付けられると共に、その他端が通路２３内の始端部側に設けたバネ止め部４２に取付けられている。
従って、この引っ張りコイルバネ４１により、スプール２６は吐出口２５を塞ぐように通路２３側に常時付勢されるとともに、スプール２６の通路２３側への摺動はストッパ部２７により規制されている。
なお、第２の実施の形態の他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００２０】
次に、このように構成される第２の実施の形態の動作について、図面を参照して説明する。
まず、気体圧縮機の運転の停止時には、シリンダ室７から圧縮ずみの冷媒ガスが、油分離器２１に流れ込まないので、スプール２６は引っ張りコイルバネ４１により引っ張られて、ストッパ部２７に位置決めされた状態にある。従って、この時には、図４に示すように、吐出口２５の開口面積は最小の状態となる。
【００２１】
次に、気体圧縮機の運転時には、シリンダ室７から吐出される圧縮済の冷媒ガスは、油分離器２１に流れ込む。
この油分離器２１の通路２３に冷媒ガスが流れこむと、冷媒ガスはスプール２６の底部に衝突し、図５に示すように、スプール２６が引っ張りコイルバネ４１の力に抗して通路２３の反対側に押されて摺動される。その結果、吐出口２５の開口面積は最小の状態から増大し、この増大量はスプロール２６の底部に衝突する冷媒ガスの流量と流速に比例する。
【００２２】
以上説明した実施の形態では、円筒２４に設ける吐出口２５は、気体圧縮機の運転停止時に、所定量開口するように構成されるが、その吐出口２５を気体圧縮機の運転停止時には、スプール２６により完全に塞がれるように構成し、その運転時にのみ気体ガスの流量に応じてスプール２６が摺動して吐出口２５が開くようにしても良い。
また、上述の実施の形態では、円筒２４の外周全体を金網３０で被覆するようにしたが、これに代えて、円筒２４の吐出口２５の部分のみを被覆するようにしても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の気体圧縮機では、気体圧縮機の停止時において油分離器の吐出口が所定の開口面積を保持するように開閉部材の摺動を規制するようにし、さらに、気体吐出通路の吐出口の開口面積を、気体圧縮室から吐出される気体の流れに応じて可変するようにしたので、性能を低下をさせずに、気体圧縮室から吐出される冷媒ガスの吐出脈動の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の気体圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】同気体圧縮機の油分離器の構成を示す断面図である。
【図３】同油分離器の動作を説明する断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の油分離器の構成を示す断面図である。
【図５】同油分離器の動作を説明する断面図である。
【図６】従来の気体圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線から見た断面図である。
【符号の説明】
３  圧縮機本体
４  フロントサイドブロック
５  リヤサイドブロック
６  シリンダ
７  シリンダ室
８  ロータ
１０  ベーン
１２  吸入室
１３  吐出口
１４  吐出弁
１６  吐出室
１９  吐出通路
２１、４０  油分離器
２２  油分離器用ブロック
２３  通路
２４  円筒
２５  吐出口
２６  スプロール
２７  ストッパ部
２８  ケース
２９  圧縮コイルバネ
３０  金網
４１  引っ張りコイルバネ
４２  バネ止め部
【図１】
0003562136.tif 000002
【図２】
0003562136.tif 000003
【図３】
0003562136.tif 000004
【図４】
0003562136.tif 000005
【図５】
0003562136.tif 000006
【図６】
0003562136.tif 000007
【図７】
0003562136.tif 000008