(57)【要約】【課題】吸入ガス空間に導かれる冷媒ガスが常時一定の方向で流れるようにした気体圧縮機を提供する。【解決手段】気体を外部から吸入する吸入ポート２と、吸入ポート２に連通する吸入ガス空間４と、吸入ガス空間４に連通する圧縮機本体５、６、７、１１、１５とを備えており、吸入ガス空間４に、吸入ガス空間４に導かれた気体が常時一定の方向に流れて圧縮機本体へ吸引されるようにする為の整流部として仕切り板２５が吸入ガス空間を仕切るようにして設けられている。【効果】吸入ガスの通気抵抗を減らして吸入圧損を防止し、また、気体の加熱を防止して気体圧縮部に吸入する気体の密度の低下も防止できるので、気体圧縮機の性能を向上できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から冷媒ガスを導入する吸入ポートと、該吸入ポートに連通する吸入ガス空間と、該吸入ガス空間に開口する少なくとも２つの吸入口を有し、該吸入口を通して冷媒ガスを吸入し、圧縮、吐出する圧縮機本体とを備えており、前記吸入ガス空間に、該吸入ガス空間を仕切って前記吸入ポートを通して導かれた気体が一定の方向に流れて前記吸入口へ吸引されるようにする整流部が設けられていることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機本体は、内周が筒状のシリンダと、該シリンダの軸方向両端部にあるサイドブロックと、前記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、該ロータに出没自在に設けられたベーンとで構成されていることを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記吸入ガス空間は、前記サイドブロックと、該サイドブロックを覆うように設けられたハウジングとで構成されていることを特徴とする請求項２記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記吸入ガス空間は、ロータの回転方向に沿って環状に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の気体圧縮機。
【請求項５】
前記吸入ポートを挟んで異なる側に前記吸入口が配置されていることを特徴とする請求項４記載の気体圧縮機。
【請求項６】
前記整流部は、前記吸入ポートと該吸入ポートに隣接する一方の吸入口との間を遮断するように前記吸入ガス空間に設けられていることを特徴とする請求項４記載の気体圧縮機。
【請求項７】
前記整流部は、前記吸入ポートと該吸入ポートに隣接する一方の吸入口との間を塞ぐ充実仕切りブロックで構成されていることを特徴とする請求項４記載の気体圧縮機。
【請求項８】
前記整流部は、前記ロータの回転方向先方側にある一方の吸入口と前記吸入ポートの間に設けられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や建物などの空調に使用され、冷媒ガス等の気体を圧縮して吐出する気体圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や建物などの空調に使用される気体圧縮機として、図６に示すものが使用されている。この気体圧縮機を図に基づいて説明すると、内周が筒状のシリンダ５と、該シリンダ５の軸方向両端部にあるフロントサイドブロック６およびリアサイドブロック７とを備えている。前記シリンダ５内にはロータ１１が回転可能に配置されており、該ロータ１１に設けられたベーン溝にベーン１５が出没自在に収容されている。上記シリンダ５、フロントサイドブロック６、リアサイドブロック７、ロータ１１、ベーン１５によって圧縮機本体が構成されている。そして上記ロータ１１とベーン１５とシリンダ５とで仕切られて図７に示すように複数の（図は５つの場合を示している）シリンダ圧縮室１６が形成されている。
【０００３】
上記各部材はフロントハウジング１ａおよびリアハウジング１ｂに内蔵されており、フロントハウジング１ａは冷媒の吸入ポート２を有し、リアハウジング１ｂは吐出ポート３を有している。前記フロントハウジング１ａ内には、前記吸入ポート２に連通する吸入ガス空間４が設けられている。該吸入ガス空間４と前記シリンダ圧縮室１６とは、フロントサイドブロック６に設けられた吸入口９を通して一定のタイミングで連通するようにしている。また、リアハウジング１ｂの前方側に内蔵されたリアサイドブロック７と、リアハウジング１ｂの後方側とで形成される空間内には前記シリンダ圧縮室１６に連通する吐出室８が設けられている。該吐出室８は上記吐出ポート３に連通している。なお、リアサイドブロック７の後端側に油分離ブロック３０が取り付けられており、該油分離ブロック３０には金網等の油分離器３１が設けられている。
【０００４】
上記気体圧縮機では、ロータ１１をロータ軸１０を介して回転させると前記シリンダ圧縮室１６の容積が変化し、上記吸入ポート２、吸入ガス空間４及び吸入口９を通過して導入された冷媒ガスがシリンダ圧縮室１６内で圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、シリンダ圧縮室１６から吐出され、リアサイドブロック７および油分離ブロック３０内を通り、油分離器３１で圧縮ガスに含まれる潤滑油を分離する。分離された潤滑油は油溜まり部１８に滴下滞留し、潤滑油が分離された圧縮ガスは吐出室８へと吐出され、さらに吐出ポート３から配管（図示しない）を通じて外部の空調システムに運ばれる。外部に送出された冷媒は、システムを循環して気体圧縮機の吸入ポート２に戻り、再度シリンダ圧縮室１６で圧縮され、さらにシステム内に吐出される。この動作を繰り返すことにより継続して空調が行われる。また、油溜まり部１８の油は、圧縮気体内部での圧力差により送り出され、圧縮機内での摩耗防止や油膜によるシールに供される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、フロントハウジング１ａの吸入ポート２から吸入された冷媒ガスは、フロントハウジング１ａの吸入ガス空間４に導かれ、その後、フロントサイドブロック６の吸入口９を通してシリンダ圧縮室１６に吸引される。
ここで、フロントサイドブロック６の吸入口９は、図８に示されているように、２つの吸入口９、９が左右の直径対称的な位置に設けられている。これに対し、前記シリンダ圧縮室１６は円周方向に奇数個（図は５個）形成されている関係で、各吸入口９に表れる吸引力が時期をずらして、すなわち交互に強弱を繰り返すようにされている。つまり、ある時点では、図８において左側の吸入口９に実質的に吸引力が生じ、その後のある時点ではこの逆となる。
【０００６】
この為、フロントハウジング１ａに設けられている吸入ガス空間４では、ロータ１１の回転に伴って、異なる時期において、図９、１０に示すような、互いに逆方向の冷媒ガスの流れが発生している。すなわち、図９では、図の左側の吸入口９における吸引力が作用して図示反時計回りの方向の流れが発生し、図１０では、図の右側の吸入口９における吸引力が作用して図示時計回りの方向の流れが発生する。このように、従来の気体圧縮機では、吸入ポート２を通して吸引される冷媒ガスが導かれる吸入ガス空間４において、冷媒ガスの流れる方向が交互に逆方向となる現象が生じている。該空間４で流れの方向が変化するたびにガス同士の衝突が起こり、これがガスの流れの抵抗となって吸入ロスを生じさせる問題があった。また、吸入ガス空間４、特に吸入ポート２と直径方向で対向する空間に、冷媒ガスが滞留する時間が長くなる。冷媒ガスは滞留している間に冷媒ガスが加熱されて密度を低下するので、シリンダ圧縮室１６に吸入されるガス量が減少し、圧縮性能を低下させるという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、吸入ガス空間に導かれる冷媒ガスが一定の方向で流れるようにした気体圧縮機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の気体圧縮機のうち請求項１記載の発明は、外部から冷媒ガスを導入する吸入ポートと、該吸入ポートに連通する吸入ガス空間と、該吸入ガス空間に開口する少なくとも２つの吸入口を有し、該吸入口を通して冷媒ガスを吸入し、圧縮、吐出する圧縮機本体とを備えており、前記吸入ガス空間に、該吸入ガス空間を仕切って前記吸入ポートを通して導かれた気体が一定の方向に流れて前記吸入口へ吸引されるようにする整流部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の気体圧縮機の発明は、請求項１記載の発明において、前記圧縮機本体は、内周が筒状のシリンダと、該シリンダの軸方向両端部にあるサイドブロックと、前記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、該ロータに出没自在に設けられたベーンとで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の気体圧縮機の発明は、請求項２記載の発明において、前記吸入ガス空間は、前記サイドブロックと、該サイドブロックを覆うように設けられたハウジングとで構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の気体圧縮機の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記吸入ガス空間は、ロータの回転方向に沿って環状に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の気体圧縮機の発明は、請求項４記載の発明において、前記吸入ポートを挟んで異なる側に前記吸入口が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の気体圧縮機の発明は、請求項４記載の発明において、前記整流部は、前記吸入ポートと該吸入ポートに隣接する一方の吸入口との間を遮断するように前記吸入ガス空間に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の気体圧縮機の発明は、請求項４記載の発明において、前記整流部は、前記吸入ポートと該吸入ポートに隣接する一方の吸入口との間を塞ぐ充実仕切りブロックで構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の気体圧縮機の発明は、請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、前記整流部は、前記ロータの回転方向先方側にある一方の吸入口と前記吸入ポートの間に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
すなわち本発明によれば、吸入ガス空間に導かれた気体が、該空間に設けられた整流部で常時一定の方向に流れるように制御される。この結果、吸入ガス空間内での気体同士の衝突を無くし、吸入ポートから圧縮機本体に至る通気抵抗を小さくすることができる。また、吸入ガス空間に滞留する気体も少なくなり、吸入ガス空間に滞留する時間を短くすることができる。
【００１７】
本発明の気体圧縮機は、上記した吸入ポート、吸入ガス空間、圧縮機本体を有するものである。これらの構成は本発明としては必須であるが、その具体的な構造、形状等は特に限定されるものではなく、上記構成を具備する種々の構造が対象となる。代表的には、内周が筒状のシリンダと、該シリンダの軸方向両端部にあるフロントサイドブロック及びリアサイドブロックと、前記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、該ロータに進退可能に設けられたベーンとで構成されるベーン式の圧縮機が挙げられる。
【００１８】
このようなベーン式の圧縮機の場合、サイドブロックの一方または両方に圧縮機本体と吸入ガス空間を連通させる吸入口が設けられる。そして、吸入ガス空間は、サイドブロックと該サイドブロックを覆うように設けられたハウジングとで構成することができる。
【００１９】
このように構成することで、前記整流部は、フロントハウジングに仕切り板や充実仕切りブロックを設けることで構成することができる。これらの仕切り板や充実仕切りブロックは、フロントサイドブロックに設けられた吸入口の一方に隣接するように設けることで、気体の流れを一定の方向にする目的を達成することができる。吸入ガス空間に滞留する気体を可及的に少なくする点で、充実仕切りブロックとすることもできる。
【００２０】
また、前記吸入ガス空間が、ロータの回転方向に沿って環状に配置されている場合、前記整流部は、前記ロータの回転方向先方側にある一方の吸入口と前記吸入ポートの間に設けるのが望ましい。これによりロータの回転方向と吸入ガス空間での冷媒ガスの流れ方向とが同一となり、吸入ガス空間での冷媒ガスの流れが円滑になるという利点がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の気体圧縮機の第１の実施形態を図１〜３に基づいて説明する。なお、従来例と同一の構造については同一の符号を付している。
図１は吸入ガス空間４の部分の縦断面図であり、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿って示した断面図であり、気体圧縮機の全体構成を表している。また、図３は圧縮機本体の断面図である。
【００２２】
この気体圧縮機は、吸入ポート２を有するフロントハウジング１ａと、吐出口３を有するリアハウジング１ｂとを備えている。前記吸入ポート２には、外部から圧縮すべき冷媒ガスを吸引するべく吸入配管（図示しない）が接続され、吐出口３には、圧縮された冷媒をコンデンサ等（図示しない）に供給する吐出配管（図示しない）が接続される。
【００２３】
前記フロントハウジング１ａ内部にはロータ１１の回転方向に沿った環状の吸入ガス空間４が形成され、この吸入ガス空間４に前記吸入ポート２が連通している。また、リアハウジング１ｂ内には、軸方向と直交する縦断面において略楕円形状の内周面を有する筒状のシリンダ５が配置されている。該シリンダ５の軸方向両端面に互いに平行に固着されたフロントサイドブロック６（吸入ポート２側）およびリアサイドブロック７（吐出口３側）が配置されている。前記フロントハウジング１ａがフロントサイドブロック６を覆っており、該フロントサイドブロック６には、前記吸入ガス空間４とシリンダ５内とを連通させる２つの吸入口９、９が形成されている。２つの吸入口９、９は図８と同様に直径対称的位置に形成されている。
【００２４】
そしてシリンダ５の内部には、図３に示すように、ロータ軸１０で支持された回転可能なロータ１１が配設されている。なお、上記ロータ軸１０は、気体圧縮機の前方側において、電磁クラッチ２０（図６参照）に接続されており、電磁クラッチ２０の動作により図示しない内燃機関の駆動力が伝達されるように構成されている。
【００２５】
前記ロータ１１には、複数のベーン溝１２…１２にそれぞれ摺動可能に嵌装されたベーン１５…１５が複数枚（図は５枚）放射状に保持されている。ロータ１１が回転駆動されることで、ベーン１５がその遠心力および背圧室１３から供給される潤滑油の油圧によってベーン溝１２内を進退してシリンダ５の内周壁に密着しながら回転するように構成されている。これらシリンダ５、ロータ１１、ベーン１５、フロントサイドブロック６、リアサイドブロック７を主要な構成として圧縮機本体が構成されており、シリンダ５内周面、ベーン１５、ロータ１１外周面およびフロントサイドブロック６後端面、リアサイドブロック７前端面によってシリンダ圧縮室１６が形成されている。なお、この実施形態では、５枚のベーンと２つの吸入口を有する圧縮機本体について説明するが、本発明としてはベーンの枚数や吸入口の数が上記に限定されるものではない。
【００２６】
なお、シリンダ５の内周側には内外方向に沿って、該圧縮室１６に一端が連通するシリンダ吐出孔５ａが形成されており、該シリンダ吐出孔５ａの他端側はリードバルブ１４で開閉可能となっている。該シリンダ吐出孔５ａの他端側にはシリンダ吐出空間１７が設けられている。またリアサイドブロック７には、厚さ方向に沿って吐出通路７ａが形成されており、該吐出通路７ａの一端が上記吐出空間１７に連通している。
【００２７】
さらに前記吸入ガス空間４を形成しているフロントハウジング１ａの内側には、整流部として１枚の仕切り板２５が放射方向でフロントハウジング１ａと一体となって設けられている。この仕切り板２５は、図１に表れているように、フロントサイドブロック６に設けられた２つの吸入口９、９の一方の吸入口９と吸入ポート２との間に位置するように設けられている。すなわち、フロントハウジング１ａを組み付けると、仕切り板２５が、吸入ポート２と、該吸入ポート２に隣接する吸入口９との間に立上るようにされている。そして仕切り板２５の縁２５ａがフロントサイドブロック６の外面に当接し（図２）、吸入ガス空間４がこの仕切り板２５によって仕切られるようにされている。
【００２８】
さらに、前記リアサイドブロック７とリアハウジング１ｂとで形成される空間内にはシリンダ圧縮室１６に連通する吐出室８が設けられている。そして、リアサイドブロック７の後端側には、油分離ブロック３０が設けられている。
なお上記吐出室８の下方には、油溜まり部１８が設けられており、該油溜まり部１８の油は、気体圧縮機内部の圧力差により送り出され、圧縮機内での摩耗防止や油膜によるシールに供される。
【００２９】
次に、上記気体圧縮機の動作について説明する。
気体圧縮機の動作に際し、電磁クラッチ２０を動作させ、図示しない内燃機関によりロータ軸１０を回転駆動すると、ロータ軸１０の回転に連れてロータ１１が回転する。この回転による遠心力と背圧室１３への潤滑油の供給によりベーン１５に外周側への押出力が作用する。押出力が作用したベーン１５は、図３に示すように外周側に移動してシリンダ５の内周壁およびフロントサイドブロック６、リアサイドブロック７の側壁に密着しながらロータ１１とともに回転する。この回転によりシリンダ圧縮室１６内への吸引力が発生し、フロントサイドブロック６に設けた吸入口９、９を通して冷媒ガスを吸引する。冷媒ガスは、吸入ポート２から吸入ガス空間４内に吸引され、吸入口９を通してシリンダ圧縮室１６内に吸引され、シリンダ圧縮室１６によって冷媒ガスが順次圧縮される。
【００３０】
シリンダ圧縮室１６の吸引力は、フロントサイドブロック６に設けた２つの吸入口９、９では、強弱が交互に入れ替わるように変動する。しかし、この実施形態での吸入ガス空間４には、仕切り板２５が設けられているので、吸入ポート２から２つの吸入口９、９に至る冷媒ガスの流れは、常時一定の方向、すなわち、図１に示したような反時計回りの一定方向に整流される。
この結果、吸入ガス空間４においては、吸入された冷媒ガス同士が衝突するようなことはなく、通気抵抗を減らし、吸入圧損を低減することができる。また、吸入ガス空間４内に吸入された冷媒ガスが該空間に滞留する時間も短縮できるので、ガスの加熱を防止し、シリンダ圧縮室１６側に吸入されるガスの密度の低下も避けることができる。
【００３１】
また、この実施形態では、ロータ１１の回転方向は、図１上反時計回りとなっており、上記吸入ガス空間４内での冷媒ガスの流れ方向と同一に設定されている。これにより冷媒ガスが吸入ガス空間内でより円滑に一定方向に流れる。上記した冷媒ガスの流れ方向の設定は、仕切り板２５を、ロータ１１の回転方向先方側にある吸入口９（図１では右側）と吸入ポート２との間に設けることにより達成できる。これは、吸入ポート２から右側の吸入ポートに至るガスの流れ（図示時計回り）が仕切り板２５によって阻止されるためである。
【００３２】
次に、シリンダ圧縮室１６で圧縮された冷媒ガスは、シリンダ圧縮室１６からシリンダ吐出口５ａへと送り出され、リードバルブ１４が開かれてさらに吐出空間１７、吐出通路７ａを通して吐出室８に設置した油分離ブロック３０に放出される。冷媒ガスは上記吸入から圧縮、放出に至る間に、気体圧縮機内部の潤滑油を巻き込んで、潤滑油を含有した状態で油分離ブロック３０に放出され、油分離器３１で潤滑油と冷媒ガスに分離される。
【００３３】
分離された潤滑油は、油分離ブロック３０から滴下して油溜まり部１８に溜まり、気体成分は吐出室８に放出され、さらに吐出口３から吐出される。この圧縮気体は上記油分離ブロック３０で潤滑油成分が充分に分離されている。
【００３４】
上記実施形態では仕切り板２５が吸入ガス空間４内の冷媒ガスの流れを一定の方向に整流する整流部を構成したものであるが、次に、この整流部の構成を変更した他の実施形態を図４、５に基づいて説明する。
【００３５】
図４の実施形態は、前記と同様の仕切り板２６を図１の場合と反対の吸入口９（図示左側）に隣接するように設けた場合である。
この図４の実施形態では、吸入ガス空間４内における冷媒ガスの流れを図のように時計回り方向の一定方向に常時整流することができる。
したがって、前記と同様に、吸入ガス空間４においては、吸入された冷媒ガス同士が衝突するようなことはなく、通気抵抗を減らし、吸入圧損を低減することができる。
また、吸入ガス空間４内に吸入された冷媒ガスが該空間に滞留する時間も短縮できるので、ガスの加熱を防止し、シリンダ圧縮室１６側に吸入されるガスの密度の低下も避けることができる。
【００３６】
図５の実施形態は、吸入ガス空間４に設ける整流部を仕切り板に変えて充実仕切りブロック２７で構成したものである。充実仕切りブロック２７は、フロントハウジング１ａに一体に設けられており、フロントハウジング１ａを組み付けると、充実仕切りブロック２７が、図のように、一方の吸入口９の縁から吸入ポート２までの空間に収まりこの空間を塞ぐことができる。
この実施形態によっても、吸入ガス空間４内における冷媒ガスの流れを図のように反時計回り方向の一定方向に常時整流することができる。前記仕切り板２５、２６による整流部に比べて、仕切り板２５、２６から吸入ポート２に至る空間で構成される滞留空間２８（図１参照）を無くすことができるので、吸入ガス空間４内に吸入された冷媒ガスの滞留時間を短縮することに一層効果がある。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の気体圧縮機によれば、気体を外部から吸入する吸入ポートと、該吸入ポートに連通する吸入ガス空間と、該吸入ガス空間に連通する圧縮機本体とを備えており、前記吸入ガス空間に、該吸入ガス空間に導かれた気体が常時一定の方向に流れて前記圧縮機本体へ吸引されるようにする為の整流部が吸入ガス空間を仕切るようにして設けられているので、吸入ガスの通気抵抗を減らして吸入圧損を防止し、また、気体の加熱を防止して圧縮機本体に吸入する気体の密度の低下も防止できるので、気体圧縮機の性能を向上できる効果がある。また、ロータの回転方向と吸入ガス空間の冷媒ガスの流れ方向を同一とすることにより、すべての吸入ガスの流れが同一方向となり、冷媒ガスの流れが円滑となり、更なる吸入圧損の防止と、動力低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のフロントハウジングの部分の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って示した断面図で、実施形態の気体圧縮機全体構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態のシリンダ内部を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のフロントハウジングの部分の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のフロントハウジングの部分の断面図である。
【図６】従来の気体圧縮機全体を示す正面断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿って示した図で、シリンダの側面図である。
【図８】同じく図６のＢ−Ｂ線に沿って示した図で、フロントサイドブロックの側面図である。
【図９】従来の気体圧縮機のフロントハウジングの部分の断面図で、冷媒ガスの流れの方向を説明する図である。
【図１０】図９と同様の断面図で、冷媒ガスのもう一つの流れの方向を説明する図である。
【符号の説明】
１ａ　フロントハウジング
１ｂ　リアハウジング
２　　吸入ポート
３　　吐出口
４　　吸入ガス空間
５　　シリンダ
５ａ　シリンダ吐出孔
６　　フロントサイドブロック
７　　リアサイドブロック
７ａ　吐出通路
８　　吐出室
９　　吸入口
１０　　ロータ軸
１１　　ロータ
１２　　ベーン溝
１５　　ベーン
１６　　シリンダ圧縮室
１８　　油溜まり部
２０　　電磁クラッチ
２５　　仕切り板
２５ａ　仕切り板の縁
２６　　仕切り板
２７　　充実仕切りブロック
３０　　油分離ブロック
３１　　油分離器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004092467.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004092467.tif 000009
【図８】
2004092467.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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