(57)【要約】【課題】気体圧縮機において、電磁クラッチのプーリの外周壁とロータとの間に形成された空洞部分での音の増幅を防止する。【解決手段】電磁クラッチ９０のプーリ９１の外周壁９１ａとロータ９２の外周壁９２ａとの間に形成された、アーマチュア９４の側に向いて開口した空洞部分９１ｃに、ゴム９５が充填されていることによって、アーマチュア９４の外リング９４ｂがロータ９２の側端面９２ｂに接触したときに発生する着磁音および外リング９４ｂが側端面９２ｂから離れたときに発生する離脱音が空洞部分９１ｃで増幅されるのを防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周壁を有するプーリと前記プーリの内周側部分に接合されたロータとを有し、前記プーリの外周壁と前記ロータとの間に形成された空洞部分が、前記ロータの外面に着脱するアーマチュアの側に開口している電磁クラッチを備え、
前記空洞部分のうち少なくとも開口している入口部分が塞がれている気体圧縮機。
【請求項２】
前記空洞部分に充填部材が充填されて、前記入口部分が塞がれている請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記充填部材は、ゴムまたは樹脂によって形成されている請求項２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記入口部分を塞ぐ蓋部材が配置されて、前記入口部分が塞がれている請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項５】
前記蓋部材は、前記入口部分に圧入または接着されている請求項４に記載の気体圧縮機。
【請求項６】
前記蓋部材は、ゴムまたは樹脂によって形成されている請求項４または５に記載の気体圧縮機。
【請求項７】
前記蓋部材は、前記アーマチュアが半径方向の外側に向けて延長された部分によって形成され、
前記蓋部材は、前記アーマチュアが前記ロータの外面に着磁した状態においてのみ、前記入口部分に配置される請求項４に記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気体圧縮機（コンプレッサ）に関し、詳細には、回転軸に動力を伝達する電磁クラッチの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和システム（以下、空調システムという。）には、冷媒ガスなどの気体を高圧の圧縮気体に圧縮する圧縮室を有する気体圧縮機が用いられている。
【０００３】
この気体圧縮機のうち外部から動力を受けて動作するものは、その動力の入力の受け入れと入力の停止とを切り替えるために、電磁クラッチを備えている。
この電磁クラッチは、外周壁にベルトなどが巻き掛けられて動力を受けて回転するプーリと、プーリの内周側部分に接合されてプーリとともに回転するロータと、ロータに形成された収容空間に収容された電磁コイルと、電磁コイルの通電によって発生した磁束によりロータの外面に接し、電磁コイルの通電停止によって磁束が消失することによりロータの外面から離れるアーマチュアとを備えている（特許文献１）。
従来、プーリとロータとは肉厚の厚い金属によって一体成型されていたが、肉厚の薄いプーリと肉厚の厚いロータとを別々に形成し、プーリの内周側部分にロータを接合して一体化することにより、重量を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平７−３５８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した電磁クラッチのように、重量軽減を目的としてプーリとロータとを別々に形成したものでは、余分な重量が削られているため、プーリの外周壁とロータとの間に形成された空洞部分が、ロータの外面に着脱するアーマチュアの側に開口している。
ここで、アーマチュアがロータに着磁するときには両者の接触部分から着磁音が発生し、またアーマチュアがロータから離脱するときにも同様に離脱音が発生する。
そして、前述した空洞の部分は、これらの音（着磁音、離脱音）の発生場所の側に開口しているため、これらの音がその開口している部分から空洞の内部に入り増幅される。
この結果、アーマチュアの着磁や離脱の都度大きな音が発生するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、電磁クラッチのプーリの外周壁とロータとの間に形成された空洞部分での音の増幅を防止す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。
【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、電磁クラッチのプーリの外周壁とロータとの間に形成された空洞部分のうち少なくとも入口部分を塞ぐことで、その空洞部分での音の増幅を防止するものである。
すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、外周壁を有するプーリと前記プーリの内周側部分に接合されたロータとを有し、前記プーリの外周壁と前記ロータとの間に形成された空洞部分が、前記ロータの外面に着脱するアーマチュアの側に開口している電磁クラッチを備え、前記空洞部分のうち少なくとも開口している入口部分が塞がれているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る気体圧縮機によれば、電磁クラッチのプーリの外周壁とロータとの間に形成された空洞部分での音の増幅を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサを示す縦断面図である。
【図２】図１における矢視Ａによる側面図である。
【図３】図１に示したコンプレッサにおける電磁クラッチを拡大した詳細断面図である。
【図４】他の実施形態（実施形態２）を示す、図３相当の断面図である。
【図５】他の実施形態（実施形態３）を示す、図３相当の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の気体圧縮機に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（実施形態１）
（構成）
本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサ１００（以下、単にコンプレッサ１００という。）は、図１に示すように、供給された冷媒ガスＧ（気体）を高圧に圧縮する圧縮機本体６０をハウジング１０の内部に収容している。
このコンプレッサ１００は、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等とともに、冷却媒体の循環経路上に設けられている。
【００１２】
コンプレッサ１００は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体としての冷媒ガスＧを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスＧを空調システムの凝縮器に供給する。
凝縮器は、圧縮された冷媒ガスＧを周囲の空気等との間で熱交換することにより冷媒ガスＧから放熱させて液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。
高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この冷媒の気化に伴う熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。
気化した低圧の冷媒ガスＧは、コンプレッサ１００に戻って圧縮され、以下、上記工程を繰り返す。
【００１３】
ハウジング１０は、一端が閉じられ他端が開放されたケース１１と、このケース１１の開放された他端を覆うフロントヘッド１２とからなり、ボルト等の締結部材によって、フロントヘッド１２がケース１１に組み付けられている。
フロントヘッド１２がケース１１に組み付けられた状態で、ハウジング１０の内部に空間が形成され、その空間に圧縮機本体６０が収容されている。
フロントヘッド１２には、蒸発器から連なる低圧配管１２０（配管部材）が接続されて低圧の冷媒ガスＧを内部に取り込む吸入ポート１２ａ（吸入口、開口）が形成されており、ケース１１には、凝縮器に連なる高圧配管１１０（配管部材）が接続されて、圧縮機本体６０で圧縮された高圧の冷媒ガスＧを吐出する吐出ポート１１ａ（吐出口、開口）が形成されている。
吸入ポート１２ａには、ハウジング１０の内部から低圧配管１２０に冷媒ガスＧが逆流するのを阻止する逆止弁が配置されているが、煩雑さを避けるために逆止弁の図示は省略している。
【００１４】
圧縮機本体６０は、回転軸５１と、ロータ５０と、シリンダ４０と、ベーン５８と、フロントサイドブロック２０およびリヤサイドブロック３０とを備えている。
回転軸５１は、ハウジング１０の外側で連結された電磁クラッチ９０を介して、エンジン等の動力源から駆動力を受けて、軸心Ｃ回りに回転駆動される。
ロータ５０は、円柱状に形成され、回転軸５１と一体的に回転する。
シリンダ４０は、ロータ５０の外周面の外方を取り囲む断面輪郭略楕円形状の内周面４１を有するとともに両端が開放されている。
ベーン５８は、板状に形成され、ロータ５０の外周面５２から外方に向けて突出可能にロータ５０に埋設され、その突出側の先端がシリンダ４０の内周面４１の輪郭形状に追従するように突出量が可変とされ、軸心Ｃ回りに等角度間隔でロータ５０に配置されている。
ベーン５８は、例えば５枚（５枚以外の２枚、３枚、４枚等であってもよい）設けられている。
フロントサイドブロック２０およびリヤサイドブロック３０は、シリンダ４０の両側開放端面の外側からそれぞれ開放端面を覆うように固定されている。
なお、リヤサイドブロック３０には、冷媒ガスＧから冷凍機油Ｒ（潤滑油）を分離する油分離器７０が取り付けられている。
【００１５】
そして、２つのサイドブロック２０，３０、ロータ５０、シリンダ４０、および回転軸５１の回転方向に沿って相前後する２つのベーン５８，５８によって仕切られた空間である圧縮室４３の容積が、回転軸５１の回転にしたがってそれぞれ増減を繰り返すことにより、各圧縮室４３内への冷媒ガスＧの吸入（吸入行程）、各圧縮室４３内での冷媒ガスＧの圧縮（圧縮行程）、各圧縮室４３内からの高圧の冷媒ガスＧの吐出（吐出行程）という行程を繰り返す。
なお、このコンプレッサ１００は、回転軸５１が１回転する間に、吸入行程、圧縮行程、吐出行程という一連のサイクルを２回行うように構成されている。
したがって、２つの吸入行程、２つの圧縮行程、２つの吐出行程はそれぞれ互いに回転角度１８０［度］だけずれた範囲に設定されている。
【００１６】
ハウジング１０の内部には、吸入ポート１２ａを通じて供給され圧縮機本体６０の圧縮室４３に吸入される冷媒ガスＧが通る空間である吸入室１３と、圧縮機本体６０の圧縮室４３から吐出され吐出ポート１１ａを通じて吐出される冷媒ガスＧが通る空間である吐出室１４とが、ハウジング１０と圧縮機本体６０とによってそれぞれ形成されている。
吸入室１３は、フロントヘッド１２と圧縮機本体６０のフロントサイドブロック２０とによって囲まれた空間であり、一部には、フロントヘッド１２の貫通孔と回転軸５１との隙間をシールするリップシール５３が設けられたシール室１３ａが形成されている。
一方、吐出室１４は、ケース１１と圧縮機本体６０のリヤサイドブロック３０とによって囲まれた空間である。
【００１７】
吐出室１４の底部には、油分離器７０によって冷媒ガスＧから分離された冷凍機油Ｒが溜められている。
この冷凍機油Ｒは、吐出室１４に吐出された冷媒ガスＧの高い圧力によって圧縮機本体６０のリヤサイドブロック３０に形成された油路３４ａ，３４ｂ、シリンダ４０に形成された油路４４およびフロントサイドブロック２０に形成された油路２４を通じて、ベーン５８を外方に突出させる背圧として供給される。
【００１８】
電磁クラッチ９０は、プーリ９１とロータ９２と電磁コイル９３とアーマチュア９４とを備えた構成である。
プーリ９１は、図２，３に示すように、肉厚の薄い金属の板状体を塑性変形して形成されていて、外周壁９１ａにベルトが巻き掛けられてエンジン等の動力源から動力の入力を受ける。
ロータ９２は、図３に示すように、肉厚の厚い金属で形成されていて、プーリ９１の内周側部分９１ｂがロータ９２の外周壁９１ａに溶接されて、プーリ９１とロータ９２とは一体化されている。
【００１９】
プーリ９１の外周壁９１ａとロータ９２の外周壁９２ａとの間には、円筒状の空洞部分９１ｃが形成されている。
この空洞部分９１ｃにはゴム９５が充填されていて、空洞部分９１ｃは、空洞部分９１ｃの開口となる入口部分９１ｄを含めて塞がれている。
ゴム９５は、空洞部分９１ｃに、圧入または接着されて固定されている。
なお、空洞部分９１ｃに充填されるものとしては、ゴム９５に限定されるものではなく、少なくとも金属よりも比重が軽いものであればよく、例えば樹脂やグラスウール等であってもよい。
【００２０】
ロータ９２は、ラジアルベアリングを介してフロントヘッド１２に固定されていて、回転の軸心Ｃ回りに回転可能となっている。
したがって、プーリ９１に動力の入力を受けると、プーリ９１とロータ９２とは一体的に、軸心Ｃ回りに回転する。
ロータ９２には、円筒状のコイル収容空間９２ｃが形成されていて、このコイル収容空間９２ｃに、円筒状の電磁コイル９３が収容されている。
【００２１】
電磁コイル９３は、ヨーク９３ａを介してフロントヘッド１２に固定されていて、軸心Ｃ回りに回転することはなく、通電によって磁束を発生し、通電停止によって磁束を消失する。
【００２２】
アーマチュア９４は、内リング９４ａと外リング９４ｂと板バネ９４ｃとを備えている。
内リング９４ａは、フロントヘッド１２から突出した回転軸５１の端部に締結されている。
外リング９４ｂは、内リング９４ａよりも半径方向の外側に張り出して形成されており摩擦係数の高い材料で形成されている。
板バネ９４ｃは、内リング９４ａと外リング９４ｂとを連結していて、板バネ９４ｃの、軸心Ｃの延びた方向に沿っての弾性変形の範囲内で、内リング９４ａに対して外リング９４ｂが変位するのを許容している。
アーマチュア９４は全体として、回転軸５１と一体的に軸心Ｃ回りに回転可能となっている。
【００２３】
外リング９４ｂは、ロータ９２の、軸心Ｃに直交する側壁面９２ｂ（外面）とわずかな隙間を介して配置されているが、板バネ９４ｃの弾性変形によってロータ９２の側壁面９２ｂに接触したときは、側壁面９２ｂとの間に生じる摩擦力によって、ロータ９２とともに回転可能となっている。
プーリ９１の外周壁９１ａとロータ９２の外周壁９２ａとの間に形成された空洞部分９１ｃは、アーマチュア９４の外リング９４ｂの側に向いて開口している。
【００２４】
また、アーマチュア９４は、電磁コイル９３に通電されることによって発生した磁束により、ロータ９２の側に吸引されてロータ９２の側壁面９２ｂに接し、ロータ９２の側壁面９２ｂから接触による摩擦力を受けて、ロータ９２の回転が伝達される。
一方、電磁コイル９３への通電が停止されると、アーマチュア９４を吸引していた磁束が消失し、アーマチュア９４はロータ９２の側壁面９２ｂから離れ、ロータ９２の回転は伝達されない。
したがって、エンジン等の動力源からの回転駆動力がプーリ９１に常時入力されていて、プーリ９１およびロータ９２が常時回転しているとき、電磁コイル９３に通電されていない状態では、ロータ９２の回転はアーマチュア９４に伝達されず、回転軸５１は回転せず、一方、電磁コイル９３に通電されている状態では、ロータ９２の回転はアーマチュア９４に伝達されて、回転軸５１は回転する。
このように、電磁クラッチ９０は、電磁コイル９３への通電の有無に応じて、コンプレッサ１００の駆動と停止とを切り替える。
【００２５】
（作用）
以上のように構成された本実施形態のコンプレッサ１００によると、電磁クラッチ９０の電磁コイル９３に通電されることで、動力源から入力されている動力によって常時回転しているプーリ９１およびロータ９２とアーマチュア９４とが接続されてアーマチュア９４が回転し、これによって回転軸５１を回転させる。
【００２６】
ここで、電磁コイル９３の発生する磁束によって、アーマチュア９４の外リング９４ｂがロータ９２の側壁面９２ｂに着磁する際に、金属同士が強く当たることによる着磁音が発生する。
この着磁音は、空洞部分９１ｃが、外リング９４ｂの側に向いて開口しているため、先行技術文献に記載のコンプレッサであれば、着磁音が開口している入口部分９１ｄから空洞部分９１ｃに入り、空洞部分９１ｃの内部で増幅されるため、大きな音となっていた。
また、電磁クラッチ９０は、磁束によってロータ９２に接触しているアーマチュア９４の外リング９４ｂがロータ９２の側壁面９２ｂから離れる際には、離脱音が発生し、この離脱音も、入口部分９１ｄから空洞部分９１ｃに入り、空洞部分９１ｃの内部で増幅されるため、大きな音となっていた。
【００２７】
これに対して、本実施形態のコンプレッサ１００は、入口部分９１ｄを含めて空洞部分９１ｃは充填されたゴム９５によって塞がれている。
これにより、着磁音や離脱音は空洞部分９１ｃに入って増幅されることがなく、したがって、着磁音や離脱音が大きな音となることがない。
このように、本実施形態のコンプレッサ１００によれば、電磁クラッチ９０のプーリ９１の外周壁９１ａとロータ９２の外周壁９２ａとの間に形成され、アーマチュア９４の側に向いて開口した空洞部分９１ｃでの音の増幅を防止することができる。
【００２８】
また、本実施形態のコンプレッサ１００は、肉厚の薄いプーリ９１と肉厚の厚いロータ９２とが別々に形成され、その後に一体化されたものであるため、両者が肉厚の厚い部材で一体的に形成されたものよりも、重量を軽減することができる。
なお、空洞部分９１ｃに充填されているのがゴム９５であるため、アーマチュア９４の外リング９４ｂがロータ９２の側壁面９２ｂに当たった際に生じる振動も、ゴム９５によって吸収することができる。
【００２９】
（実施形態２）
上述した実施形態１のコンプレッサ１００は、プーリ９１の外周壁９１ａとロータ９２の外周壁９２ａとの間に形成された空洞部分９１ｃの全体が、充填されたゴム９５によって塞がれているものであったが、本発明に係る気体圧縮機はこの形態に限定されるものではなく、空洞部分のうち少なくとも、アーマチュアの側に向いて開口している入口部分が塞がれているものであればよい。
例えば、図４に示すように、空洞部分９１ｃのうち、アーマチュア９４の側に向いて開口している入口部分９１ｄのみが、板状またはその他の形状の蓋部材９６によって塞がれている電磁クラッチ９０を適用することもできる。
【００３０】
この電磁クラッチ９０を備えたコンプレッサ１００によれば、電磁クラッチ９０の着磁音や離脱音が蓋部材９６によって遮られることで、空洞部分９１ｃに入り込むことがなく、空洞部分９１ｃでの音の増幅を防止することができる。
また、この電磁クラッチ９０を備えたコンプレッサ１００は、実施形態１と同様に重量を軽減することもできる。
しかも、実施形態１のコンプレッサ１００における電磁クラッチ９０は、空洞部分９１ｃの略全体にゴム９５が充填されているのに対して、実施形態２における電磁クラッチ９０は、空洞部分９１ｃのうち入口部分９１ｄにのみ蓋部材９６が設けられているだけであって空洞部分９１ｃの大部分は空洞のままであるため、実施形態１のコンプレッサ１００よりもさらに重量を軽減することができる。
【００３１】
なお、蓋部材９６としては、ゴムや樹脂等であってもよいし、金属等であってもよい。
また、蓋部材９６は空洞部分９１ｃに、圧入して固定されているものであってもよいし、接着して固定されているものであってもよい。
【００３２】
（実施形態３）
上述した実施形態２のコンプレッサ１００は、蓋部材９６を新た形成して空洞部分９１ｃの入口部分９１ｄに固定したものであるが、本発明に係る気体圧縮機はこの形態に限定されるものではなく、蓋部材９６として、例えば図５に示すように、アーマチュア９４の外リング９４ｂを半径方向の外側に向けて延長された部分９４ｅ（以下、延長部分９４ｅという。）を適用することもできる。
この延長部分９４ｅは、アーマチュア９４の外リング９４ｂがロータ９２の側壁面９２ｂに着磁した状態においてのみ、入口部分９１ｄに配置され、外リング９４ｂがロータ９２の側壁面９２ｂから離脱した状態では、入口部分９１ｄから離れた状態となるが、この延長部分９４ｅによっても、実施形態２における蓋部材９６と同様に、着磁音や離脱音が空洞部分９１ｃに入り込むことがなく、空洞部分９１ｃでの音の増幅を防止することができる。
【符号の説明】
【００３３】
９０      電磁クラッチ
９１      プーリ
９１ａ    外周壁
９１ｃ    空洞部分
９１ｄ    入口部分
９２      ロータ
９２ｂ    側壁面
９３      電磁コイル
９４      アーマチュア
９４ｂ    外リング
９５      ゴム
１００    コンプレッサ
Ｃ        軸心
Ｇ        冷媒ガス
Ｒ        冷凍機油
【図１】
2015055171.tif 000003
【図２】
2015055171.tif 000004
【図３】
2015055171.tif 000005
【図４】
2015055171.tif 000006
【図５】
2015055171.tif 000007