(57)【要約】【課題】  圧縮機の大型化を招くことなくシリンダ室に吸入される冷媒の温度上昇を効果的に抑制して圧縮効率及び体積効率の向上を図る。【解決手段】  気体を圧縮するためのシリンダ室１６を規定するシリンダ１３、１４、１５が設けられ該シリンダの端壁１５に該端壁を貫通してシリンダ室１６に気体を案内する吸入口２８が形成された圧縮機構本体１２と、圧縮すべき気体を吸入口２８に案内する管状の吸入ヘッド３２とを備える気体圧縮機１０。吸入ヘッド３２は、その一端に圧縮すべき気体の供給を受ける吸入ポート３３を有し、その他端に、吸入ポート３３に連通しシリンダ端壁の吸入口２８に接続される接続口３４ｃを有する。吸入ヘッド３２は、他端でシリンダ端壁１４に結合され、結合端部３６を除いてシリンダ端壁１４から間隔をおいて配置されている。【選択図】  図１
2005351233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を圧縮するためのシリンダ室を規定するシリンダが設けられ該シリンダの端壁に該端壁を貫通して前記シリンダ室に気体を案内する吸入口が形成された圧縮機構本体と、圧縮すべき気体を前記吸入口に案内する管状の吸入ヘッドとを備える気体圧縮機であって、前記吸入ヘッドは、その一端に圧縮すべき気体の供給を受ける吸入ポートを有し、またその他端に、前記吸入ポートに連通し前記シリンダ端壁の前記吸入口に接続される接続口を有し、前記吸入ヘッドは、前記他端で前記シリンダ端壁に結合され、当該結合端部を除いて前記シリンダ端壁から間隔をおいて配置されていることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記吸入ヘッドは、一端に前記吸入ポートが形成された基幹部と、該基幹部の他端から相互に分岐しそれぞれの先端部に前記接続口を取り巻く結合フランジが形成された一対の分岐部とを有し、各前記結合フランジで前記シリンダ端壁に取り付けら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】
前記吸入ヘッドの前記結合フランジと前記シリンダ端壁との間には断熱部材が挿入されている請求項２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記吸入ヘッドの外表面は断熱層で覆われている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の気体圧縮機。
【請求項５】
前記吸入ヘッドは合成樹脂材料で形成されている請求項１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、冷凍機及び空気調和装置等に冷媒圧縮機として組み込むのに好適な気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体圧縮機の圧縮機構は、一般的に、シリンダ室の周壁を規定する筒状のシリンダ部材と、シリンダ室の開放端を閉鎖する端壁部材とを備え、該シリンダ室内で圧縮される冷媒は、端壁部材であるフロントサイドブロックを覆って配置されるフロントヘッドに形成された吸入ポートから、該フロントヘッドとフロントサイドブロックとの間に形成された吸入室を経て、前記フロントサイドブロックに形成された複数の吸入口から圧縮機構に吸入される。各吸入口から圧縮室に吸入された冷媒は、各圧縮室で圧縮を受ける（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、シリンダ室に吸入されようとする冷媒の温度が上昇すると、吸入冷媒ガスの密度の低下によって気体圧縮機の圧縮効率及び体積効率が低下する。
【０００４】
そこで、吸入室を規定するフロントサイドブロックと、フロントヘッドとの間に断熱部材を挿入し、シリンダ室での冷媒ガスの圧縮による圧縮熱で吸入室内の冷媒が加熱されることを防止することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。あるいは、フロントヘッドとフロントサイドブロックとの間に吸入室を形成することなく、フロントヘッドの内部に、吸入ポートからフロントサイドブロックの各吸入口に連通する吸入通路を形成し、これにより、加熱要因となる吸入室を経ることなく、吸入ポートから吸入通路を経て直接的に冷媒を圧縮機構に供給することが提案されている（例えば、特許文献３、４参照。）。
【特許文献１】特開平７−１８９９７１号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−４４５１９号公報（段落［００３１］〜［００３３］、図１）
【特許文献３】特開２００４−４４５７７号公報（段落［００３２］〜［００３４］、図３）
【特許文献４】特開平９−１５８８６８号公報（段落［００３６］〜［００４０］、図１）
【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、特許文献１の従来技術では、圧縮のためにシリンダ室に吸入される冷媒の温度が上昇することから、圧縮効率及び体積効率が低下する。そのため、冷房能力が低下し、またエネルギー消費効率を示す成績係数（ＣＯＰ）が低下する。
【０００６】
特許文献２に示す断熱部材を用いたものでは、必要な断熱効果を得るために、フロントサイドブロック及びフロントヘッドの吸入室を規定する壁面に貼り付ける断熱部材の厚さが大きくなり、そのため、圧縮機の大型化を招くことなく圧縮効率及び体積効率の低下を防止することは困難である。
【０００７】
さらに、特許文献３および４に記載の従来技術では、吸入通路が形成されるフロントヘッドあるいはリアヘッドのようなヘッドは、加熱源となる圧縮機構のサイドブロックを覆うように、該サイドブロックに当接して配置される。そのため、吸入通路が形成されるヘッドと、これに覆われるサイドブロックとの当接面積が増大することから、相互に当接して配置されたサイドブロックから吸入通路が形成されたヘッドに比較的多量の圧縮熱が伝えられるので、シリンダ室に吸入される冷媒の温度上昇を効果的に抑制することはできない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、圧縮機の大型化を招くことなくシリンダ室に吸入される冷媒の温度上昇を効果的に抑制して圧縮効率及び体積効率の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、気体を圧縮するためのシリンダ室を規定するシリンダが設けられ該シリンダの端壁に該端壁を貫通して前記シリンダ室に気体を案内する吸入口が形成された圧縮機構本体と、圧縮すべき気体を前記吸入口に案内する管状の吸入ヘッドとを備える気体圧縮機であって、前記吸入ヘッドは、その一端に圧縮すべき気体の供給を受ける吸入ポートを有し、またその他端に、前記吸入ポートに連通し前記シリンダ端壁の前記吸入口に接続される接続口を有し、前記吸入ヘッドは、前記他端で前記シリンダ端壁に結合され、当該結合端部を除いて前記シリンダ端壁から間隔をおいて配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る前記気体圧縮機では、その圧縮機構本体のシリンダには吸入ヘッドを経て圧縮すべき気体が案内される。この吸入ヘッドは、その他端に形成された接続開口がシリンダ端壁の前記吸入口に接続されるように、前記他端で、圧縮機構本体のシリンダ端壁に結合される。そのため、吸入ヘッドは、その他端でシリンダ端壁に接する。しかしながら、この吸入ヘッドの前記他端を除く他の部分はシリンダ端壁と間隔をおくことから、シリンダ端壁からの熱の伝導によって吸入ヘッドが従来のように加熱されることはない。しかも吸入ヘッドとシリンダ端壁との間には気体の滞留を招く吸入室が形成されていないことから、吸入ヘッド内の気体は、該吸入ヘッド内に留まることなく、したがって該吸入ヘッドとの熱交換による温度上昇を生じることなく、迅速に圧縮機構本体のシリンダ室に案内される。
【００１１】
従って、シリンダ室に案内される気体の温度が従来のように上昇することはなく、吸入ヘッドとシリンダ端壁との間に従来のような厚い断熱材層を設けることなく、シリンダ室に吸入される気体の温度上昇を抑制することができ、これにより厚型の断熱材層による大型化を招くことなく、シリンダ室に吸入される気体の温度上昇による圧縮効率及び体積効率の低下を防止することができる。
【００１２】
シリンダ端壁に吸入口が対をなして形成されている場合、一端に吸入ポートが形成された基幹部と、該基幹部の他端から相互に分岐しそれぞれの先端部に前記接続口を取り巻く結合フランジが形成された一対の分岐部とを有する吸入ヘッドを用いることができる。この吸入ヘッドを前記各結合フランジで前記シリンダ端壁に取り付けることができる。
【００１３】
吸入ヘッドの結合フランジと前記シリンダ端壁との間には断熱部材を挿入することができ、この場合においても、従来のような厚さ寸法の大きな大型の断熱部材を用いることなく、気体の温度上昇を一層効果的に抑制することができる。
【００１４】
吸入ヘッドの外表面を断熱層で覆うことができ、これにより、環境温度による吸入気体を温度上昇を有効に防止することができる。
【００１５】
また、前記吸入ヘッドを合成樹脂材料で形成することができる。この合成樹脂材料が示す断熱特性は、従来のような格別な断熱部材を用いることなく、圧縮機構本体から吸入ヘッドへの熱伝導を効果的に抑制することができるので、シリンダ室に吸入される気体が吸入ヘッドを通過するときの温度上昇を一層効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、気体圧縮機の大型化を招くことなく該気体圧縮機のシリンダ室に吸入される気体の温度上昇を効果的に抑制して圧縮効率及び体積効率の向上を図ることができるので、冷却媒体の圧縮に用いることにより、冷房能力及び成績係数（ＣＯＰ）の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を図示の実施例に沿って以下に詳細に説明する。
【実施例】
【００１８】
本発明に係る気体圧縮機は、例えば自動車に搭載される空気調和装置に適用され、空気調和装置の構成要素である従来よく知られた凝縮器、膨張弁及び蒸発器等と共に、冷却サイクルのための冷媒循環経路を構成する。
【００１９】
本発明に係る気体圧縮機１０は、図１に示すように、一端開放の筒状ハウジング１１と、該筒状ハウジングに覆われる圧縮機構本体１２とを備える。圧縮機構本体１２は、従来よく知られた同芯型のベーンロータリ式の圧縮機構である。ベーンロータリ式圧縮機構本体１２は、図示の例では、両端開放のシリンダ部材１３と、該シリンダ部材の各開放端を気密的に閉鎖するフロントサイドブロック１４及びリアサイドブロック１５とを備える。これらシリンダ部材１３及び両サイドブロック１４、１５はシリンダを構成し、このシリンダ１３、１４、１５により、図２に示すような楕円の横断面形状を有するシリンダ室１６が規定されている。
【００２０】
シリンダ室１６内には、回転軸１７を有する円柱状のロータ１８が収容されている。ロータ１８の回転軸１７は、図１に示すように、その中心軸線をシリンダ室１６のそれに一致させて配置され、フロントサイドブロック１４及びリアサイドブロック１５に形成された各滑り軸受面１９ａ、１９ｂで回転可能に支承されている。シリンダ部材１３と、該シリンダ部材の一方の開放端を閉鎖するリアサイドブロック１５とは、ハウジング１１の内方に位置するように、ハウジング１１内に収容されている。フロントサイドブロック１４は、シリンダ部材１３の他方の開放端及びハウジング１１の開放端を閉鎖するように配置されており、シールのためのガスケット２０ａを有するボルト２１ａで、シリンダ部材１３に結合されている。ハウジング１１、シリンダ部材１３及びフロントサイドブロック１４の三者間には、環状シール部材２０ｂが配置されている。また、フロントサイドブロック１４は、ボルト２１ｂ（図３参照）でハウジング１１に固定されている。
【００２１】
フロントサイドブロック１４には、図１に示すように、回転軸１７に沿ってこれから間隔をおいて伸びる筒状端部１４ａが形成されており、回転軸１７の先端は、フロントサイドブロック１４の筒状端部１４ａから突出して配置されている。筒状端部１４ａには、ベアリング２２ａを介してプーリ２２が回転可能に支持されており、車両のエンジンにより駆動される循環駆動ベルト（図示せず）がプーリ２２を巡る。
【００２２】
回転軸１７の先端にはボルト２１ｃを介して従来よく知られた電磁クラッチ２３が連結されており、プーリ２２が前記駆動ベルトにより駆動されると、プーリ２２の回転力は、電磁クラッチ２３を介して回転軸１７に伝達可能である。従って、電磁クラッチ２３の操作によって、該電磁クラッチを介して回転軸１７を一方向に回転させることができ、これによりロータ１８が一方向へ駆動回転される。フロントサイドブロック１４の筒状端部１４ａと回転軸１７との間には、潤滑油をシール室２４ａに封入し、これにより潤滑油の漏洩を防止するための従来よく知られた環状シール機構２４が設けられている。
【００２３】
ロータ１８には、図２に示すように、複数のベーン溝２５が形成されている。各ベーン溝２５は、ロータ１８の径方向外方へ放射状に伸び、それぞれが該ロータの外周面に開放する。各ベーン溝２５内には、ベーン２６がロータ１８の周方向へ突出可能に収容されている。各ベーン２６は、各ベーン溝２５の底部に形成された背圧室２７に供給される潤滑油の圧力を背圧として受ける。この背圧により、各ベーン２６は、シリンダ室１６の周壁へ向けての偏倚力を受けることにより、ロータ１８の回転に伴い前記周壁を摺動する。
【００２４】
シリンダ室１６は、ロータ１８に保持されたベーン２６によってロータ１８の周方向へ区画されることにより、各圧縮室１６ａに分割されている。図示の例では、５枚のベーンにより５つの圧縮室１６ａが形成されている。各圧縮室１６ａは、ロータ１８の回転に伴って、その容積の増大および減少を繰り返す。
【００２５】
シリンダ室１６の両短径部近傍には、各圧縮室１６ａに冷媒を吸入するための一対の吸入口２８が開放する。また、シリンダ室１６の両短径部近傍には、各圧縮室１６ａで圧縮された冷媒を該圧縮室から吐出するための一対の吐出口２９がそれぞれ形成されている。各短径部を間に、ロータ１８の回転方向（図２では時計方向）の側へ偏倚した位置にはシリンダ室１６の径方向に整列して各吸入口２８が配置され、ロータ１８の回転方向と逆方向（図２では反時計方向）の側へ偏倚した位置には各吐出口２９がシリンダ室１６の径方向に整列して配置されている。各吐出口２９には、圧縮室１６ａから排出される冷媒の逆流を阻止する従来よく知られた逆止弁３０が設けられている。各吐出口２９は、逆止弁３０を経て、リアサイドブロック１５に形成された連通路３１に連通する。
【００２６】
図１及び図３に示すように、シリンダ室１６の一方の端壁を構成するフロントサイドブロック１４には、前記した一対の吸入口２８（図１には、その一方のみが示されている。）が板厚方向に貫通して形成されている。図１に示す例では、シリンダ室１６の両側から冷媒ガスの吸入が可能となるように、シリンダ部材１３には吸入口２８に整合してシリンダ部材１３の両側に貫通する連通路２９が形成されており、該連通路に連通するリアサイドブロック１５に形成された吸入口２８からもシリンダ室１６内に冷媒を吸入可能である。また、各吸入口２８のシリンダ室１６側の縁部２８ａは、図１に示すように、吸入冷媒をシリンダ室１６へ円滑に導くために円滑な内壁曲面で構成されている。
【００２７】
フロントサイドブロック１４に形成された一対の吸入口２８は、フロントサイドブロック１４の外端面に開放する。図示の例では、フロントサイドブロック１４の外端面には補強リブ１４ｂ（図３参照）が形成されている。フロントサイドブロック１４に形成された一対の吸入口２８から圧縮すべき冷媒をシリンダ室１６に案内するために、フロントサイドブロック１４には、本発明に係る管状の吸入ヘッド３２が連結されている。
【００２８】
吸入ヘッド３２は、図３に示すように、一端に吸入ポート３３が形成される管状の基幹部３２ａと、該基幹部の他端から相互に分岐してフロントサイドブロック１４の一対の吸入口２８に向けて伸びる一対の管状分岐部３２ｂとを有する。吸入ヘッド３２は、例えばアルミニウムのような軽量金属あるいは耐熱性及び耐油性に優れた合成樹脂材料で形成され、吸入ヘッド３２の吸入ポート３３は前記蒸発器に接続される。吸入ポート３３が形成された基幹部３２ａは、共通案内路３４ａを規定する。この共通案内路３４ａには、前記蒸発器へ向けての冷媒ガスの逆流を防止するための従来よく知られた逆止弁３５が配置されている。
【００２９】
一対の管状分岐部３２ｂは、共通案内路３４ａからフロントサイドブロック１４に形成されたそれぞれの吸入口２８に伸びる分岐案内路３４ｂを規定する。各管状分岐部３２ｂの伸長端には、フロントサイドブロック１４への結合端部である結合フランジ３６が形成されている。各結合フランジ３６は、吸入口２８への接続口となる分岐案内路３４ｂの開口３４ｃを取り巻いて形成されている。
【００３０】
各結合フランジ３６及びフロントサイドブロック１４間には、図４に明確に示すように、ガスケット３７が配置されている。このガスケット３７は、耐油性を有しかつ熱伝導率が低いゴム等の断熱部材で構成されている。吸入ヘッド３２は、その結合フランジ３６で、ガスケット３７を介してフロントサイドブロック１４に当接して配置され、結合フランジ３６、シリンダ部材１３及びフロントサイドブロック１４を締結するボルト２１ｄによってフロントサイドブロック１４に結合されている。ボルト２１ｄには、シールのためのガスケット２０ｄが組み込まれている。
【００３１】
前記したボルト２１ｄの締め付けにより、吸入ヘッド３２は、その結合フランジ３６でフロントサイドブロック１４に結合されるが、結合フランジ３６を除く基幹部３２ａ及び管状分岐部３２ｂはフロントサイドブロック１４に当接することなく該フロントサイドブロックから間隙を保持してフロントサイドブロック１４に結合されている。したがって、図３に示す例では、管状分岐部３２ｂの外側壁面には、基幹部３２ａと結合フランジ３６とを接続する補強リブ３２ｃが形成されているが、この補強リブ３２ｃもフロントサイドブロック１４から間隔をおいて形成されており、該フロントサイドブロックに接することはない。
【００３２】
本発明に係る気体圧縮機１０では、ロータ１８が回転すると、このロータ１８の回転に伴って、前記凝縮器から冷媒が吸入ヘッド３２の吸入ポート３３に吸引され、吸引された冷媒は吸入ヘッド３２の共通案内路３４ａ及び各分岐案内路３４ｂを経て圧縮機構本体１２の一対の吸入口２８に案内され、圧縮室１６ａで圧縮される。圧縮室１６ａで圧縮された冷媒は、吐出口２９から逆止弁３０及び連通路３１を経て、図１に示すようにハウジング１１内の圧縮機構本体１２の背面側で該圧縮機構本体のリアサイドブロック１５とハウジング１１との間に形成された高圧室３８内の油分離器３９に案内され、さらに、該油分離器を経て高圧室３８内に吐出される。この高圧室３８で脈動成分を除去された冷媒は、ハウジング１１に形成された吐出ポート４０を経て、前記凝縮器に圧送される。
【００３３】
油分離器３９で冷媒から分離された潤滑油は、高圧室３８の吐出圧力により、高圧室３８の底部に形成された油貯め４１から、図面の簡素化のために省略された従来と同様な油供給路を経て、前記した滑り軸受面１９ａ、１９ｂに関連してフロントサイドブロック１４及びリアサイドブロック１５の内面に形成された従来よく知られた油貯め４２ａ、４２ｂに供給される。潤滑油は、この油貯め４２ａ、４２ｂから滑り軸受面１９ａ、１９ｂ及び背圧室２７に供給される。環状シール機構２４への負荷軽減及び冷却のために、図１及び図３に示すように、シール室２４ａはフロントサイドブロック１４に形成された連通穴１４ｃを経てフロントサイドブロック１４の吸入口２８に連通させることが望ましい。
【００３４】
前記気体圧縮機１０では、その圧縮機構本体１２の一対の吸入口２８に冷媒を案内する吸入ヘッド３２が管状吸入ヘッドからなり、該吸入ヘッドは、ガスケット３７を介してフロントサイドブロック１４に接触する結合フランジ３６で、フロントサイドブロック１４に結合されている。しかも、この結合フランジ３６を除く他の部分はシリンダ端壁である圧縮機構本体１２のフロントサイドブロック１４から間隔をおく。そのため、圧縮機構本体１２のシリンダを構成するシリンダ部材１３、フロントサイドブロック１４及びリアサイドブロック１５、さらにはハウジング１１が冷媒の圧縮熱によって加熱を受けても、その熱量が従来のように吸入ヘッド３２の全体から該吸入ヘッドに熱伝導によって伝えられることはなく、吸入ヘッド３２が冷媒の圧縮熱によって従来のような高温になることはない。
【００３５】
また、吸入ヘッド３２内には、該吸入ヘッドの共通案内路３４ａ及び管状分岐部３２ｂを流れる冷媒に渦流を生じさせるような吸入室空間が形成されておらず、冷媒が滑らかな流れで吸入口２８に案内されることから、冷媒が吸入ヘッド３２を経る間に従来のような高温に達することはなく、従来に比較して高い密度でシリンダ室１６に供給される。その結果、冷媒の密度低下による冷房能力及び成績係数（ＣＯＰ）の低下を招くことなく、それらの向上を図ることができる。
【００３６】
また、吸入ヘッド３２の内壁に断熱部材を一様に貼り付ける必要はなく、吸入ヘッド３２の断熱部材の貼り付けによる大型化を招くことはなく、コンパクトな構成で、冷房能力及び成績係数（ＣＯＰ）の向上を図ることができる。
【００３７】
結合フランジ３６及びフロントサイドブロック１４間のガスケット３７を不要とすることができるが、吸入ヘッド３２の高温化及び冷媒ガスのガス漏れを効果的に防止する上で、ガスケット３７を用いることが望ましい。
【００３８】
必要に応じてシリンダ端壁を構成するフロントサイドブロック１４と、吸入ヘッド３２の結合フランジ３６を除く部分との間隙に、断熱材料を充填することができる。また、フロントサイドブロック１４の外気による高温化を防止するために、吸入ヘッド３２の外表面をゴムのような断熱層で覆うことができる。
【００３９】
吸入ヘッド３２は、耐油性及び耐熱性を有する合成樹脂材料で形成することができ、これにより、シリンダ室１６に吸入される冷媒が吸入ヘッド３２を通過するときの温度上昇を一層効果的に抑制することができるので、吸入ヘッド３２を経る冷媒の高温化をより効果的に阻止することができる。
【００４０】
前記したところでは、圧縮機構本体１２として、ベーンロータリ式圧縮機構本体の例について説明したが、本発明は、これに限らず、スクロール式あるいはレシプロ式の気体圧縮機等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【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に示す線II-IIに沿って得られた断面図である。
【図３】図１に示す線III-IIIに沿って得られた断面図である。
【図４】図３に示す線IV-IVに沿って得られた断面を拡大してその一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  気体圧縮機
１２  圧縮機構本体
１３  （シリンダ）シリンダ部材
１４  （シリンダ、シリンダの端壁）フロントサイドブロック
１５  （シリンダ）リアサイドブロック
１６  シリンダ室
２８  吸入口
３２  吸入ヘッド
３２ａ  吸入ヘッドの基幹部
３２ｂ  吸入ヘッドの分岐部
３３  吸入ポート
３４ｃ  （接続口）開口
３６  （結合端部）結合フランジ
３７  （断熱部材）ガスケット
【図１】
2005351233.tif 000003
【図２】
2005351233.tif 000004
【図３】
2005351233.tif 000005
【図４】
2005351233.tif 000006