(57)【要約】【課題】  ロータの周面とシリンダ室の周壁との間隔を広げることなくロータのシリンダ室の周壁への接触を確実に抑制することができる気体圧縮機を提供する。【解決手段】  シリンダ１９により規定されたシリンダ室２２と、該シリンダ室内にその周壁２２ａの両短径部３３に周面３０ａを近接させて配置されたロータ３０とを備える気体圧縮機１０において、シリンダ室２２の周壁２２ａの両短径部３３とロータ３０の周面３０ａとに、同一の磁極を有する磁極面３０ｂ，３３ａを形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ室を規定するシリンダと、前記シリンダ室内に該シリンダ室の軸線に沿って配置される軸線を有し、該軸線の周りに回転可能に且つ周面が所定の回転領域で前記シリンダ室の周壁に近接して配置されるロータと、該ロータに保持され、前記シリンダ室内に吸入した気体を圧縮するための圧縮室を規定すべく前記シリンダ室を前記ロータの周方向へ区画するベーンとを備え、前記シリンダ室の前記周壁の前記ロータに近接する部分と前記ロータの前記周面とは、同極の磁極面を有することを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記シリンダには、気体を前記シリンダ室内に吸入するための吸入口と、前記圧縮室内で圧縮された気体を前記シリンダ室からその外方へ吐出する吐出口とが設けられており、前記シリンダ室は、その縦断面が楕円形状をなしており、前記ロータは、その前記周面が前記シリンダの前記周壁の一対の短径部に近接するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記ロータは、円柱状の強磁性材料がその径方向に磁化されて構成され、これにより、前記周面には、Ｎ極又はＳ極のいずれか一方の磁極を有する前記磁極面が形成されており、前記シリンダは、強磁性材料からなり、前記シリンダ室の前記周壁の前記各短径部のうち少なくとも一方の前記短径部は、その短径方向に磁化されており、これにより、前記一方の短径部には、前記ロータの前記周面の前記磁極面の磁極と同一の前記磁極面が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記シリンダ室の前記周壁の前記両短径部に、前記ロータの前記周面の前記磁極面の磁極と同一の前記磁極面が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３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、空調装置に用いるのに好適な気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両に設けられる空調装置は、車室内の空気から吸収する熱により液状の冷媒を気化させるためのエバポレータと、該エバポレータで気化された冷媒を吸入して圧縮するための気体圧縮機と、該気体圧縮機で圧縮された冷媒から熱を放出することにより冷媒を液化させるためのコンデンサとを備える。
【０００３】
冷媒を圧縮する気体圧縮機として、シリンダ室を規定するシリンダと、シリンダ室内に回転可能に設けられ、エバポレータから吸入した冷媒を圧縮するための複数の圧縮室をシリンダ内で規定する複数のベーンが設けられた円柱形状のロータとを備えるベーンロータリー型の気体圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この気体圧縮機では、ロータの回転に伴って各圧縮室の容積が縮小していくことにより、各圧縮室内に吸入された冷媒が圧縮される。
【０００４】
ロータは、その周面が所定の回転領域でシリンダ室の周壁に近接するようにシリンダ室内に配置されている。これにより、各圧縮室で圧縮された冷媒がロータとシリンダ室の周壁との間を経て隣り合う圧縮室に漏れることを抑制することができる。
【特許文献１】特開２００２−２４２８３５号（第３−５頁、第１図）
【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、ロータの周面が所定の回転領域でシリンダ室の周壁に近接して配置されていることから、例えばロータに軸ぶれが生じた場合、ロータがシリンダ室の周壁に接触する。ロータがシリンダ室の周壁に接触した状態で回転すると、ロータの周面とシリンダ室の周壁との間に大きな摩擦が生じ、ロータの回転効率が低下してしまう。
【０００６】
シリンダ室の周壁へのロータの接触を抑制するために、ロータの周面とシリンダ室の周壁のロータが近接する部分との間隔を広げることが考えられるが、ロータとシリンダ室の周壁と間の封止性が低下する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ロータの周面とシリンダ室の周壁との間隔を広げることなくシリンダ室の周壁へのロータの接触を確実に抑制することができ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、シリンダ室を規定するシリンダと、前記シリンダ室内に該シリンダ室の軸線に沿って配置される軸線を有し、該軸線の周りに回転可能に且つ周面が所定の回転領域で前記シリンダ室の周壁に近接して配置されるロータと、該ロータに保持され、前記シリンダ室内に吸入した気体を圧縮するための圧縮室を規定すべく前記シリンダ室を前記ロータの周方向へ区画するベーンとを備え、前記シリンダ室の前記周壁の前記ロータに近接する部分と前記ロータの前記周面とは、同極の磁極面を有することを特徴とする。
【０００９】
上記の構成では、シリンダ室の周壁のロータに近接する部分とロータの周面とが、同極の磁極面を有することから、シリンダ室の周壁とロータとの間に、それらを互いに離反させる反発力が生じるので、ロータに軸ぶれがたとえ生じたとしても、ロータの周面がシリンダの周壁に接触することを確実に抑制することができる。
【００１０】
本発明を、気体をシリンダ室内に吸入するための吸入口及び圧縮室内で圧縮された気体をシリンダ室からその外方へ吐出する吐出口が設けられ、シリンダ室の縦断面が楕円形状をなしたシリンダと、周面がシリンダの周壁の一対の短径部に近接するように配置されたロータとを備える気体圧縮機に適用することができる。
【００１１】
この場合、円柱状の強磁性材料をその径方向に磁化させることによりロータを形成し、これにより、ロータの周面に、Ｎ極又はＳ極のいずれか一方の磁極を有する磁極面を形成することができ、シリンダを強磁性材料で形成し、シリンダ室の周壁の各短径部のうち少なくとも一方の短径部を、その短径方向に磁化させ、これにより、一方の短径部に、ロータの周面の磁極面の磁極と同一の磁極面を形成することができる。
【００１２】
また、シリンダ室の周壁の両短径部に、ロータの周面の磁極面の磁極と同一の磁極面を形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロータの周面がシリンダの周壁に接触することが確実に抑制されることから、ロータの周面とシリンダの周壁との間に大きな摩擦力が生じることがないので、従来のようなロータの回転効率の低下を招くことを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を図示の実施例に沿って説明する。
【実施例】
【００１５】
気体圧縮機は、従来よく知られているように、図示しないエバポレータで気化された冷媒を吸入し、吸入した冷媒ガスを圧縮することにより冷媒ガスを高圧高温にし、高圧高温にした冷媒ガスを図示しないコンデンサへ吐出するために用いられている。
【００１６】
本発明に係る気体圧縮機１０は、図１に示すように、一端１１ａが開放され、他端１１ｂが閉鎖された円筒状のハウジング本体１１と、該ハウジング本体の一端１１ａすなわち開放端１１ａに取り付けられるフロントハウジング１２とを備える。
【００１７】
フロントハウジング１２には、前記エバポレータから冷媒ガスを吸入するための吸入ポート１３が設けられている。また、フロントハウジング１２には、気体圧縮機１０の駆動源である図示しない車両のエンジンからの駆動力を後述する圧縮機構１４に伝達するための伝動機構である電磁クラッチ１５が設けられている。
【００１８】
ハウジング本体１１は、その他端１１ｂである閉鎖端１１ｂを構成する端壁１６と、該端壁の周縁から延びる周壁１７とを有する。ハウジング本体１１の内部には、フロントハウジング１２に設けられた吸入ポート１３から吸入された冷媒ガスを圧縮するための前記した圧縮機構１４が収容されている。ハウジング本体１１の周壁１７には、端壁１６の近傍に圧縮機構１４で圧縮した冷媒ガスを前記コンデンサへ吐出するための吐出ポート１８が設けられている。
【００１９】
冷媒ガスを圧縮するための圧縮機構１４は、両端開放の筒状のシリンダ１９と、該シリンダの各端１９ａ，１９ｂを閉鎖するフロントサイドブロック２０及びリアサイドブロック２１とを備える。フロントサイドブロック２０及びリアサイドブロック２１は、シリンダ１９と共同して楕円形の縦断面を有するシリンダ室２２（図２参照。）を規定する。圧縮機構１４には、図示の例では、従来よく知られた同芯型のベーンロータリー式の圧縮機構が用いられている。
【００２０】
フロントサイドブロック２０とフロントハウジング１２との間には、吸入ポート１３から吸入した冷媒ガスが導入される吸入室２３が規定されている。フロントサイドブロック２０には、吸入室２３に導入された冷媒ガスをシリンダ１９内へ案内するための吸入孔２４が設けられている。
【００２１】
リアサイドブロック２１とハウジング本体１１の端壁１６との間には、ハウジング本体１１の外方へ吐出ポート１８で開放する吐出室２５が規定されている。吐出室２５内には、シリンダ１９の各吐出孔３２を経て吐出された冷媒ガスから該冷媒ガスに混入した油を分離するための従来よく知られた油分離部２６が設けられている。吐出室２５の下部には、油分離部２６で冷媒ガスから分離された油を貯留するための油溜部２７が規定されている。また、リアサイドブロック２１には、油溜部２７に連通する通路２８が形成されている。リアサイドブロック２１のシリンダ１９に対向する面には、油溜部２７に貯留された油が通路２８を経て供給される凹部２９が形成されている。凹部２９は、後述するロータ３０のベーン溝３１に連通している。
【００２２】
シリンダ１９は、その軸線をハウジング本体１１の軸線に一致させてハウジング本体１１内に配置されている。シリンダ１９の外周面１９ｃには、図２に示すように、シリンダ室２２内で圧縮された冷媒ガスを該シリンダ室からハウジング本体１１内へ吐出するための吐出孔３２が設けられている。シリンダ１９は、図示の例では、例えば鉄のような強磁性材料からなり、そのシリンダ室２２の周壁２２ａの互いに対向する一対の短径部３３が、それぞれ短径方向に磁化されている。これにより、各短径部３３には、Ｎ極又はＳ極のいずれか一方の磁極を有する磁極面３３ａが形成されている。
【００２３】
シリンダ１９内には、円柱形状をなす前記したロータ３０が配置されている。ロータ３０は、シリンダ室２２の短径に略等しい径を有し、その軸線をシリンダ１９の中心軸に一致させて回転可能に且つ周面３０ａを所定の回転領域でシリンダ室２２の周壁２２ａの両短径部３３に近接させて配置されている。ロータ３０は、図示の例では、例えば鉄のような強磁性材料からなり、その周面３０ａにシリンダ室２２の各短径部３３に形成された磁極面３３ａの磁極と同一の磁極を有する磁極面３０ｂが形成されるように、その径方向に磁化されている。
【００２４】
ロータ３０には、図１に示すように、その軸線に沿って延びる回転軸３５が一体に設けられている。回転軸３５の一端３５ａは、リアサイドブロック２１に設けられた軸受部３６に回転可能に支持されている。回転軸３５の他端３５ｂは、フロントサイドブロック２０及びフロントハウジング１２を貫通して該フロントハウジングに設けられた軸受部３７にシール機構３８を介して回転可能に支持されている。シール機構３８は、フロントハウジング１２内からその外方へ冷媒ガスが漏れないように該フロントハウジングと回転軸３５との間を塞ぐ機能を有する。リアサイドブロック２１及びフロントハウジング１２の各軸受部３６，３７には、それぞれ回転軸３５の回転を潤滑にするために、油溜部２７からリアサイドブロック２１、フロントサイドブロック２０及びシリンダ１９に形成された通路２８，３９，４０を経て、油溜部２７内の潤滑油が供給される。
【００２５】
回転軸３５の他端３５ｂには、前記した電磁クラッチ１５が接続されている。電磁クラッチ１５は、フロントハウジング１２にハウジング本体１１から離れる方向へ回転軸３５の他端３５ｂを取り巻いて伸びるように形成された筒部１２ａにベアリング４１を介して回転可能に支持されたプーリ４２と、該プーリと僅かな隙間をおいて回転軸３５の他端３５ｂに固定されたアーマチュア４３とを備える。プーリ４２は、車体に設けられた図示しないエンジンからベルトを介して回転駆動力を受けることにより回転する。プーリ４２の内部には、電磁石４４が埋設されている。回転軸３５に固定されたアーマチュア４３が、電磁石４４の励磁により該電磁石に吸引されてプーリ４２と一体に回転することにより、アーマチュア４３の回転が回転軸３５を介してロータ３０に伝わる。
【００２６】
ロータ３０の周面３０ａには、図２に示すように、該周面からロータ３０の中心へ向けて複数の前記したベーン溝３１が互いに所定の間隔をおいて形成されている。各ベーン溝３１内には、それぞれ板状のベーン４５が摺動可能に挿入されている。各ベーン４５は、従来よく知られているように、ロータ３０の回転時には、ロータ３０の回転による遠心力と、リアサイドブロック２１に形成された凹部２９（図１参照。）に案内された油から各ベーン溝３１を介して受ける油圧とにより、シリンダ室２２の周壁２２ａに付勢される。このため、ロータ３０の回転時には、シリンダ室２２の周壁２２ａとロータ３０との間の空間が、各ベーン４５で複数の圧縮室４６に仕切られる。
【００２７】
ロータ３０が回転すると、吸入ポート１３から油を含んだ冷媒ガスが気体圧縮機１０内へ吸入され、フロントサイドブロック２０に設けられた吸入孔２４を経てシリンダ１９内の各圧縮室４６内に案内される。各圧縮室４６内に案内された冷媒ガスは、ロータ３０の回転に伴って各圧縮室４６の容積が縮小していくことにより圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、シリンダ１９の各吐出孔３２から吐出され、リアサイドブロック２１に形成された図示しない通路を経て油分離部２６で油と分離される。油と分離された冷媒ガスは、吐出室２５を経て吐出ポート１８から前記コンデンサへ吐出され、冷媒ガスから分離された油は、前記したように、油溜部２７に貯留される。
【００２８】
また、ロータ３０が回転すると、油溜部２７に貯留された油は、吐出室２５に吐出された冷媒ガスの圧力を受けることにより、前記したように、リアサイドブロック２１に形成された通路２８を経て、リアサイドブロック２１に形成された凹部２９に案内される。凹部２９に案内された油は、ロータ３０のベーン溝３１内を経て、シリンダ室２２内に案内される。更に、油溜部２７に貯留された油は、ロータ３０の回転により、前記したように、リアサイドブロック２１、シリンダ１９及びフロントサイドブロック２０に形成された通路２８，３９，４０を経て、リアサイドブロック２１及びフロントサイドブロック２０の各軸受部３６，３７に案内される。各軸受部３６，３７に案内された油は、回転軸３５を伝って、フロントサイドブロック２０とロータ３０との間の隙間やリアサイドブロック２１とロータ３０との間の隙間等を経て、シリンダ室２２内に案内される。
【００２９】
シリンダ室２２内に案内された油の一部は、ロータ３０の周面３０ａとシリンダ室２２の周壁２２ａとの間に保持される。これにより、ロータ３０の周面３０ａとシリンダ室２２の周壁２２ａとの間が気密的に封止されるので、各圧縮室４６で圧縮された冷媒ガスがロータ３０の周面３０ａとシリンダ室２２の周壁２２ａとの間を経て隣り合う圧縮室４６に漏れることが防止される。
【００３０】
本実施例によれば、前記したように、シリンダ室２２の周壁２２ａの各短径部３３とロータ３０の周面３０ａとが、同極の磁極面３０ｂ，３３ａを有することから、シリンダ室２２の周壁２２ａとロータ３０との間に、それらを互いに離反させる反発力が生じるので、ロータ３０に軸ぶれがたとえ生じたとしても、ロータ３０の周面３０ａがシリンダ室２２の周壁２２ａに接触することを確実に抑制することができる。これにより、ロータ３０の周面３０ａがシリンダ室２２の周壁２２ａに接触することが確実に抑制されることから、ロータ３０の周面３０ａとシリンダ室２２の周壁２２ａとの間に大きな摩擦力が生じることがないので、従来のようなロータ３０の回転効率の低下を招くことを確実に防止することができる。
【００３１】
本実施例では、シリンダ１９及びロータ３０がそれぞれ鉄のような強磁性材料で形成された例を示したが、これに代えて、例えばシリンダ１９及びロータ３０をアルミニウムのような非磁性材料で形成することができる。
【００３２】
この場合、図３に示すように、シリンダ室２２の周壁２２ａの各短径部３３に、それぞれシリンダ室２２に開放する凹所４７を形成し、該各凹所内に磁石４８をシリンダ１９の内周面１９ｄに面一となるように設けることができ、ロータ３０をその径がシリンダ室２２の周壁２２ａの短径よりも小さくなるように形成し、そのロータ３０の周面３０ａに、該周面の全周に亘って磁石４９をシリンダ室２２の周壁２２ａの各短径部３３に設けられた各磁石４８に近接するように設けることができる。
【００３３】
図３に示す例では、シリンダ室２２の各短径部３３の各凹所４７内に設けられた磁石４８は、シリンダ室２２の短径方向に磁化されており、これにより、磁石４８のシリンダ１９の内周面１９ｄに面一となる面には、Ｎ極又はＳ極の磁極を有する磁極面４８ａが形成されている。また、ロータ３０の周面３０ａに設けられた磁石４９は、そのシリンダ室２２の周壁２２ａに対向する面に各磁石４８の磁極面４８ａと同一の磁極を有する磁極面４９ａが形成されるように、ロータ３０の径方向に磁化されている。
【００３４】
これにより、ロータ３０がシリンダ室２２の周壁２２ａに接触することが確実に抑制されることから、ロータ３０とシリンダ室２２の周壁２２ａとの間に大きな摩擦力が生じることがないので、従来のようなロータ３０の回転効率の低下を招くことを確実に防止することができる。
【００３５】
また、図３に示す例において、各短径部３３に設けられた磁石４８をシリンダ１９と一体に又は別体に形成することができ、ロータ３０の周面３０ａに設けられた磁石４９をロータ３０と一体に又は別体に形成することができる。
【００３６】
また、本実施例では、シリンダ室２２の周壁２２ａの各短径部３３を両方とも磁化させた例を示したが、これに代えて、いずれか一方の端径部３３を磁化させることができ、又は、シリンダ室２２の周壁２２ａをその全周に亘って磁化させることができる。
【００３７】
更に、本実施例では、圧縮機構１４に、シリンダ室２２が楕円形の縦断面を有するシリンダ１９を備えた同芯型のベーンロータリー式の圧縮機構を用いた例を示したが、これに代えて、シリンダ室が円形の縦断面を有するシリンダを備えた偏芯型のベーンロータリー式、または、それ以外の圧縮機構を本発明に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る気体圧縮機を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図１のI−I線に沿った横断面図である。
【図３】図２に示す例とは別の例を概略的に示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
２２  シリンダ室
１９  シリンダ
３０ａ  周面（ロータの周面）
２２ａ  周壁（シリンダ室の周壁）
３０  ロータ
４６  圧縮室
４５  ベーン
３０ｂ，３３ａ，４８ａ，４９ａ  磁極面
１０  気体圧縮機
１３  吸入口（吸入ポート）
１８  吐出口（吐出ポート）
３３  短径部
【図１】
2006329002.tif 000003
【図２】
2006329002.tif 000004
【図３】
2006329002.tif 000005