(57)【要約】【課題】  シリンダの特定の径方向への振動を効果的に抑制し、これによりシリンダを覆うハウジングの振動の低減を図り得る気体圧縮機を提供する。【解決手段】  気体圧縮機１０は、吸入ポート３３及び吐出ポート３６が形成されたハウジング１１と、該ハウジング内に収容される気体圧縮機構１２とを備える。圧縮機構１２は、シリンダ室１４を規定するシリンダ１３と、シリンダ室１４内に回転可能に収容され、回転に伴って気体を吸入し圧縮するために容積を増減する圧縮室１４ａを規定する回転体１７とを有する。シリンダ１３は、回転体１７の回転軸１６の一端側でハウジング１１に剛的に結合され、また他端側で回転軸１６の径方向に作用する振動力を剪断力として受ける弾性体４４を介してハウジング１１に弾性的に支持されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポート及び吐出ポートが形成されたハウジングと、該ハウジング内に収容され、前記吸入ポートを経て吸入された気体を圧縮し、圧縮された気体を前記吐出ポートを経て排出する気体圧縮機構とを備え、該気体圧縮機構は、シリンダ室を規定するシリンダと、前記シリンダ室内に回転可能に収容され、回転に伴って気体を吸入し圧縮するために容積を増減する圧縮室を規定する回転体とを有し、前記シリンダは、前記回転体の回転軸の一端側で前記ハウジングに剛的に結合され、また他端側で前記回転軸の径方向に作用する振動力を剪断力として受ける弾性体を介して前記ハウジングに弾性的に支持されていることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記回転体は、前記シリンダ室内に回転可能に配置され、前記シリンダ室を複数の圧縮室に周方向へ区画するベーンが設けられたロータから成り、前記圧縮室の容積が前記ロータの回転に伴って増減するベーン・ロータリ式気体圧縮機である請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記シリンダ室は楕円状の横断面形状を有し、前記シリンダ室には、該シリンダ室の径方向に対向して配置されそれぞれが前記吐出ポートに連通する一対の吐出穴及び前記シリンダ室の径方向に対向して配置されそれぞれが前記吸入ポートに連通する一対の吸入穴が設けられている請求項２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記シリンダは、前記シリンダ室のための空所を規定する両端開放のシリンダ部材と、該シリンダ部材の両開放端を気密的に閉鎖すべく前記シリンダ部材に固定される一対の端壁部材とを有し、前記シリンダは、一方の前記端壁部材で、ボルト締めにより前記ハウジングに剛的に支持され、また他方の前記端壁部材で、該端壁部材に対向する前記ハウジングの端壁に前記弾性体を介して弾性的に支持されている請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項５】
前記他方の端壁部材と前記ハウジングの前記端壁との間には、前記吐出ポートに連通し前記圧縮機構からの圧縮気体が排出される高圧室が規定され、該高圧室には該高圧室に排出される圧縮気体から油成分を分離するための油分離器が配置され、該油分離器は前記他方の端壁部材に結合され、前記弾性体は前記油分離器と前記ハウジングの前記端壁との間に該両者間で圧縮を受けた状態で配置されている請求項４に記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ内に収容された回転体の駆動により気体を圧縮する回転式気体圧縮機に関し、特に、複数のベーンが設けられたロータが楕円状のシリンダ室内で回転することにより気体を吸入して圧縮し、この圧縮気体を排出するベーン・ロータ式気体圧縮機に好適な気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転式気体圧縮機では、回転体を収容するシリンダは、シリンダの横断面で見て特定の径方向に最大振幅で振動することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この振動を抑制するために、シリンダは、該シリンダを覆うハウジング内でその一端をハウジングにボルトで剛的に支持されている。また、シリンダの他端の外周面には、該外周面とこの外周面を取り巻くシリンダの周壁との間を封止するための環状の弾性部材が配置されている。
【０００４】
このような回転式気体圧縮機では、この環状弾性部材は、回転体の回転振動によってシリンダの前記他端が回転体の径方向に振動を生じると、その振動力を圧縮力として受け止める。そのため、シリンダの他端における振動運動を効果的に抑制するには、この振動運動による振動力を圧縮力として受け止める環状弾性部材に、硬度の高い弾性体を用いることが考えられる。
【特許文献１】特開２００３−２５４２７５号公報（第３頁、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、環状の前記弾性部材にそのような高い硬度の弾性体を用いた場合、高硬度の弾性体を圧縮する力として作用する振動はこの弾性体によっては充分に吸収されない。そのため、弾性体によって吸収し切れない振動力の残部は、この弾性体を通してハウジングに直接的に伝達されることとなり、その結果、ハウジングの振動が増大する。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、シリンダの特定の径方向への振動を効果的に抑制し、これによりシリンダを覆うハウジングの振動の低減を図り得る気体圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る気体圧縮機は、吸入ポート及び吐出ポートが形成されたハウジングと、該ハウジング内に収容され、前記吸入ポートを経て吸入された気体を圧縮し、圧縮された気体を前記吐出ポートを経て排出する気体圧縮機構とを備え、該気体圧縮機構は、シリンダ室を規定するシリンダと、前記シリンダ室内に回転可能に収容され、回転に伴って気体を吸入し圧縮するために容積を増減する圧縮室を規定する回転体とを有し、前記シリンダは、前記回転体の回転軸の一端側で前記ハウジングに剛的に結合され、また他端側で前記回転軸の径方向に作用する振動力を剪断力として受ける弾性体を介して前記ハウジングに弾性的に支持されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る前記気体圧縮機では、シリンダの他端とシリンダを覆うハウジングとの間に配置される弾性体は、前記回転軸の径方向に作用する振動力を剪断力として受け止めることから、前記弾性体に剛性の高い弾性体を用いてシリンダの他端における前記振動を効果的に抑制することができ、また、この弾性体に作用する剪断力は従来の圧縮力のように該弾性体を通してハウジングに伝えられることがないので、該ハウジングに伝えられる振動を従来に比較して大きく低減することができる。
【０００９】
本発明は、ベーン・ロータリ式気体圧縮機に適用することができる。ベーン・ロータリ式気体圧縮機では、シリンダ室内に回転可能に配置される回転体は、シリンダ室を複数の圧縮室に周方向へ区画するベーンが設けられたロータから成り、前記圧縮室の容積が前記ロータの回転に伴って増減する。
【００１０】
前記シリンダ室を楕円状の横断面形状とし、前記シリンダ室には、該シリンダ室の径方向に対向して配置されそれぞれが前記吐出ポートに連通する一対の吐出穴及び前記シリンダ室の径方向に対向して配置されそれぞれが前記吸入ポートに連通する一対の吸入穴を設けることができる。
【００１１】
前記シリンダ室のための空所を規定する両端開放のシリンダ部材と、該シリンダ部材の両開放端を気密的に閉鎖すべく前記シリンダ部材に固定される一対の端壁部材とで前記シリンダを構成し、一方の前記端壁部材をボルト締めにより前記ハウジングに剛的に支持し、他方の前記端壁部材を該端壁部材に対向する前記ハウジングの端壁に前記弾性体を介して弾性的に支持することができる。
【００１２】
前記他方の端壁部材と前記ハウジングの前記端壁との間に、前記吐出ポートに連通し前記圧縮機構からの圧縮気体が排出される高圧室を規定し、該高圧室に、これに排出される圧縮気体から油成分を分離するための油分離器を配置し、該油分離器を前記他方の端壁部材に結合し、前記弾性体を前記油分離器と前記ハウジングの前記端壁との間に該両者間で圧縮を受けた状態で配置することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回転体の他端をハウジングに弾性支持する弾性体は、回転体の回転軸の径方向に作用する振動力を剪断力として受け止めることから、前記弾性体に剛性の高い弾性体を用いてシリンダの他端における前記振動を効果的に抑制することができ、また、この弾性体に作用する剪断力は従来の圧縮力のように弾性体を通してハウジングに伝えられることがないので、該弾性体を通してハウジングに伝えられる振動を従来に比較して大きく低減することができ、これにより、シリンダを覆うハウジングの振動を効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明が特徴とするところは、図示の実施例に沿っての以下の説明により、さらに明らかとなろう。
【実施例】
【００１５】
本発明に係る気体圧縮機１０は、図１に示す例では、例えば車両用空調システムで、その冷媒を圧縮するのに用いられ、図示しないが従来よく知られた凝縮器、膨張弁、蒸発器等と共に、冷媒のための循環経路を構成する。
【００１６】
気体圧縮機１０は、ハウジング１１と、該ハウジング内に収容される気体圧縮機構１２とを備える。図示の例では、気体圧縮機１０は、その気体圧縮機構１２がベーン・ロータリ式気体圧縮機構からなるベーン・ロータリ式気体圧縮機である。
【００１７】
ハウジング１１は、図示の例では、一端開放の筒状体から成るハウジング本体１１ａと、該ハウジング本体の前記開放端を閉じるフロントハウジング部材１１ｂとからなる。ハウジング１１内には、気体圧縮機構１２のシリンダ１３が収容されている。図示の例では、シリンダ１３は、横断面が楕円形の中空部を規定する両端開放の筒状のシリンダ部材１３ａと、該シリンダ部材の両開放端をそれぞれ閉鎖する一対の端壁部材であるフロントサイドブロック１３ｂ及びリアサイドブロック１３ｃとを有する。フロントサイドブロック１３ｂは、それぞれが該フロントサイドブロックを板厚方向に貫通しかつシリンダ部材１３ａの端面に螺合する複数の環状に配置されたボルト１３ｄを介して、シリンダ部材１３ａの一端に気密的に結合されている。また、リアサイドブロック１３ｃは、図示しないが同様なボルトを介してシリンダ部材１３ａの他端に気密的に結合されている。
【００１８】
これによりシリンダ１３が構成され、該シリンダ内に、図２に示すように、長径方向Ｘ及び短径方向Ｙで規定される楕円形の横断面を有するシリンダ室１４が形成される。従って、図１に示すように、フロントサイドブロック１３ｂはシリンダ１３の一端を構成し、リアサイドブロック１３ｃはシリンダ１３の他端を構成する。
【００１９】
シリンダ室１４には、図１に示すように、両サイドブロック１３ｂ、１３ｃに形成された滑り軸受１５ａ及び１５ｂで回転可能に支持された回転軸１６を有するロータ１７が配置されている。ロータ１７は、図２に明確に示されているように、円形横断面形状を有し、このロータ１７には、放射状に伸びる５つのスリット溝からなるベーン溝１８が形成され、各ベーン溝１８には、ロータ１７の回転時に作用する遠心力とベーン溝１８の底部に形成される背圧室１９に導かれる油圧とによってシリンダ室１４の周壁に向けての偏倚力を受けるベーン２０が収容されている。各ベーン２０は、シリンダ室１４をその周方向へ複数の圧縮室１４ａに区画し、ロータ１７の回転に伴いシリンダ室１４の壁面との間に気密性を維持して摺動するように、ベーン溝１８内に保持されている。
【００２０】
このベーン２０を有するロータ１７は、これらを収容するシリンダ１３と共に、気体圧縮機構１２を構成する。この気体圧縮機構１２を構成するシリンダ１３のシリンダ部材１３ａには、シリンダ室１４にその周壁で開放する一対の吐出穴２１が形成されている。一対の吐出穴２１は、従来におけると同様に、シリンダ室１４の短径方向Ｙに沿った短軸近傍で回転軸１６に関して対称的に配置されている。各吐出穴２１には、圧縮室１４ａから吐出穴２１を経る圧縮気体の吐出を許す従来よく知られた逆止弁２２及び該逆止弁の過大な変形を防止するバルブサポート２３が設けられている。また、シリンダ室１４には、一対の吸入穴２４が開放し、各吸入穴２４は、短軸を間に各吐出穴２１と反対側でシリンダ室１４の短軸近傍に配置されている。
【００２１】
ベーン２０を有するロータ１７を回転可能に収容するシリンダ１３は、その他端であるリアサイドブロック１３ｃの外周に従来よく知られた環状シール部材２５を装着された状態でハウジング本体１１ａにその開放端から挿入されている。また、フロントハウジング部材１１ｂが、ハウジング本体１１ａの開放端から突出するフロントハウジング部材１１ｂを覆うように、ハウジング本体１１ａの開放端に装着されている。このフロントハウジング部材１１ｂは、従来よく知られているように、図示しないボルトを介して、フロントサイドブロック１３ｂ及びハウジング本体１１ａに結合されている。従って、シリンダ１３は、その一端であるフロントサイドブロック１３ｂでハウジング１１に剛的に支持されている。
【００２２】
フロントハウジング部材１１ｂには、図１に示すように、回転軸１６を受ける筒形の軸部２６が形成されており、該軸部はフロントサイドブロック１３ｂの滑り軸受１５ａを貫通する回転軸１６の先端部を回転可能に受け入れる。軸部２６と回転軸１６との間には、回転軸１６に沿った潤滑油の流出を防止するための環状のシール機構２６ａが設けられている。また、軸部２６には、その外周を取り巻いて配置された環状ボールベアリングからなる転がり軸受２７を介して、プーリ２８が回転可能に設けられている。図示の例では、プーリ２８内に電磁石装置２９が組み込まれている。
【００２３】
電磁石装置２９は、従来よく知られているように、軸部２６の先端部に固定されたアーマチャ３０に弾性体である板ばね３１を介して支持されかつプーリ２８の側部に間隔をおくクラッチ板３２を板ばね３１のばね力に打ち勝って電磁吸着力で吸着することにより、プーリ２８とアーマチャ３０とを結合し、これにより、両者の一体的な回転を可能とする。このクラッチ板３２及び電磁石装置２９等は、いわゆる電磁クラッチ機構を構成する。
【００２４】
プーリ２８には、図示しないベルトが掛けられ、該ベルトを経て例えば自動車に搭載されたエンジンのような駆動源からの回転力が伝えられることにより、プーリ２８が回転する。前記電磁クラッチ機構の電磁石装置２９への通電が遮断されているとき、クラッチ板３２は板ばね３１のばね力によってプーリ２８の側面から間隔をおいて保持されることから、回転軸１６は回転することなく、従って、気体圧縮機１０は非作動状態におかれる。
【００２５】
電磁石装置２９への通電によって該電磁石装置に電力が供給されると、その電磁吸着力によってクラッチ板３２がプーリ２８と一体的に回転することから、その回転力がアーマチャ３０を経て回転軸１６に伝えられ、ロータ１７が図２で見て時計回りに回転する。このロータ１７の回転によって各ベーン２０がシリンダ室１４の前記周壁を摺動し、この摺動に伴い、従来よく知られているように、各圧縮室１４ａでの吸入、圧縮及び吐出の各行程が進行する。
【００２６】
吸入行程では、図１に示すように、フロントハウジング部材１１ｂに設けられた吸入ポート３３から該吸入ポートに設けられた逆止弁３４を経て、図示しない前記蒸発器から排出された低温低圧の冷媒ガスが前記した吸入穴２４（図２参照）から圧縮室１４ａ内に吸入される。圧縮室１４ａ内に吸入された冷媒ガスは、圧縮行程で圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなる。この高温高圧の冷媒ガスは、吐出行程で、圧縮室１４ａから吐出穴２１（図２参照）を経て、図１に示すように、ハウジング１１内に設けられた高圧室３５に排出され、該高圧室からハウジング本体１１ａに設けられた吐出ポート３６を経て図示しない前記凝縮器へ送出される。
【００２７】
高圧室３５は、ハウジング本体１１ａの端壁３７と、シリンダ１３の他端を構成するリアサイドブロック１３ｃとの間に規定されており、この高圧室３５内には、図１に示すように、冷媒に含まれる潤滑油を冷媒から分離するための従来よく知られた油分離器３８が設けられている。油分離器３８は、ハウジング本体１１ａの端壁３７、すなわちハウジング１１の端壁３７から間隔をおいてリアサイドブロック１３ｃに固定されている。
【００２８】
圧縮された冷媒から油分離器３８により分離された潤滑油３９は高圧室３５の底部に貯められる。この高圧室３５内の潤滑油３９は、高圧室３５内の圧力により、リアサイドブロック１３ｃ、筒状シリンダ部材１３ａ及びフロントサイドブロック１３ｂのそれぞれに設けられた油通路４０、４１、４２を経て、各滑り軸受１５ａ及び１５ｂに供給される。また、この滑り軸受１５ａ及び１５ｂに向けて供給される潤滑油３９の一部は、各フロントサイドブロック１３ｂ、リアサイドブロック１３ｃに設けられた油だめ用凹所４３（サライ）を経て、ベーン２０を受け入れる前記ベーン溝１８の背圧室１９に導かれる。
【００２９】
この背圧室１９内の油圧及び遠心力からなる偏倚力によって、前記したように各ベーン２０はロータ１７の回転に伴って適切にシリンダ室１４の周壁を摺動し、これに伴って前記したような吸入、圧縮及び吐出の各行程が進行する。
【００３０】
このロータ１７の回転によって、該ロータと一体的に回転する回転軸１６には、該回転軸の軸線と直角な面上で種々の径方向への振幅で以て振動が生じる。これらの振動方向のうち、図２に符号Ｙで示すシリンダ室１４の短径方向Ｙに沿った振幅が最大となる。
【００３１】
そのため、回転体であるロータ１７の回転に伴って、シリンダ１３は全体的に短径方向へ振動しようとするが、シリンダ１３の一端であるフロントサイドブロック１３ｂは、フロントハウジング部材１１ｂに前記ボルトを介して剛的に結合されていることから、その振動が抑制される。
【００３２】
他方、シリンダ１３の他端であるリアサイドブロック１３ｃは、その外周に配置された環状シール部材２５を介してハウジング本体１１ａの周壁に弾性支持されており、前記した振動力は環状シール部材２５の圧縮力として作用する。そのため、この環状シール部材２５に高い剛性を用いると、この環状シール部材２５がハウジング本体１１ａへの振動伝達路となる。このため、環状シール部材２５には、従来と同様にシール効果及び振動吸収効果に優れた低剛性の弾性体が用いられている。
【００３３】
そのため、この環状シール部材２５にはシリンダ１３の他端における振動抑制効果を期待することはできず、このシリンダ１３の他端における振動抑制のために、本発明に係る気体圧縮機１０では、シリンダ１３の端壁３７とシリンダ１３の他端との間、すなわち図示の例では、ハウジング本体１１ａの端壁３７とリアサイドブロック１３ｃに固定された油分離器３８との間に、耐油性に優れた例えば合成ゴムから成る弾性体４４が配置されている。
【００３４】
弾性体４４は、矩形ブロック形状を呈し、その一端がハウジング１１の端壁３７に当接し、その他端が油分離器３８の端面に当接するように、両者間で圧縮を受けるように挟持されている。そのため、シリンダ１３の他端であるリアサイドブロック１３ｃがロータ１７の回転に伴ってシリンダ１３の径方向に振動しようとすると、この振動力が前記両端間の剪断力として弾性体４４に作用する。
【００３５】
弾性体４４は、これに前記した剪断力が作用すると、弾性変形を伴ってこの剪断方向の変形を抑制すべく機能する。従って、シリンダ１３の他端における径方向の振動が効果的に抑制される。また、弾性体４４には、ハウジング１１の端壁３７とシリンダ１３の他端と間で静的な圧縮力を受ける受けるに過ぎないことから、シリンダ１３の他端における径方向の振動が弾性体４４を経てハウジング１１に伝達されることはない。
【００３６】
従って、本発明に係る気体圧縮機１０によれば、回転体であるロータ１７の回転に伴ってシリンダ１３の他端に生じるその径方向への振動を効果的に抑制することができ、この振動に起因するシリンダ１３の振動及びこの振動に起因する騒音の低減を図ることができる。
【００３７】
弾性体４４の両端を接着剤を用いて端壁３７及びシリンダ１３の他端のそれぞれに固着することができ、これにより弾性体４４が圧縮力を受けない無負荷状態で該弾性体を端壁３７及びシリンダ１３の他端間に保持することができる。
【００３８】
また、シリンダ１３とハウジング１１との間に環状シール部材２５を用いることなく高圧室３５の気密性を維持できる場合、環状シール部材２５を不要とすることができる。
【００３９】
前記したところでは、本発明をシリンダが楕円横断面形状を有する同芯型のベーン・ロータリ式気体圧縮機の例に沿って説明したが、これに限らずシリンダが円形横断面形状を有し、ロータがシリンダに対して偏心して配置された偏心型ベーン・ロータリ式気体圧縮機あるいはスクロール式気体圧縮機のような回転式気体圧縮機に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る気体圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すII−II線に沿って得られた端面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  気体圧縮機
１１  ハウジング
１２  気体圧縮機構
１３  シリンダ
１３ａ  シリンダ部材
１３ｂ  フロントサイドブロック（端壁部材）
１３ｃ  リアサイドブロック（端壁部材）
１４  シリンダ室
１４ａ  圧縮室
１６  回転軸
１７  ロータ（回転体）
２０  ベーン
２１  吐出穴
２４  吸入穴
３３  吸入ポート
３５  高圧室
３６  吐出ポート
３７  ハウジングの端壁
３８  油分離器
４４  弾性体
【図１】
2006057520.tif 000003
【図２】
2006057520.tif 000004