(57)【要約】【課題】気体圧縮機において、プーリに静電気が蓄えられるのを防止することができるものとする。【解決手段】フロントヘッド１２の外部に回転自在に支持された、外周に掛け回された循環ベルト２００の駆動によって回転するプーリ１３ｂと、コア１３ｃとの間の空隙に、外輪１３ｉと内輪１３ｈとが電気的に導通するラジアルボールベアリング１３ｆを配置し、このラジアルボールベアリング１３ｆの内輪１３ｈとグラウンドとを、接地線１３ｇにり接続することで、プーリ１３ｂに静電気が蓄えられるのを防止する。【選択図】図１
2007321701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に収容された、回転駆動されて気体を圧縮する圧縮機本体と、
前記ハウジングの外部に回転自在に支持された、外周に掛け回された循環ベルトの駆動によって回転するプーリと、
前記プーリの回転を前記圧縮機本体に伝達するのを断接する駆動力断接手段と、を備えた気体圧縮機において、
前記プーリを電気的に接地する接地線を、前記プーリと導通する部分に接続したことを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記駆動力断接手段は、
前記圧縮機本体の回転軸と連結されて該回転軸と一体的に回転するとともに、前記プーリの端面と所定の間隙を介して配置され、弾性変形または前記軸方向への移動によって前記端面に当接するアーマチュアと、前記プーリとの間に空隙を介して前記ハウジングに固定支持され、通電により生じる磁束によって前記アーマチュアを前記プーリの端面に当接させる電磁石とを備えた電磁クラッチであ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】
内輪と外輪とが電気的に導通するベアリングを、前記内輪が前記電磁石に、前記外輪が前記プーリに、それぞれ固定されるように、前記空隙に配設され、
前記接地線は前記内輪に接続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】
前記圧縮機本体は、回転軸と、該回転軸と一体的に回転する略円柱状のロータと、前記ロータの外方を取り囲むシリンダと、前記ロータに埋設されて、突出側の先端が前記シリンダの内周面に追従するように該ロータの外周面からの突出量が可変とされた板状のベーンと、少なくとも前記ロータおよび前記ベーンを、該ロータの両端面側から覆う２つのサイドブロックとを備え、
前記圧縮室は、前記ロータの回転方向について相前後する２つの前記ベーン、前記シリンダ、前記ロータおよび前記両サイドブロックにより、前記ロータの回転に伴ってその容積が変化するように画成されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項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に関し、詳細には、外部から圧縮機本体に駆動力を伝達するプーリの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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圧縮して、空調システムに気体を循環させるための気体圧縮機（コンプレッサ）が用いられている。
【０００３】
この気体圧縮機は、回転駆動されて気体を圧縮する圧縮機本体がハウジングの内部に収容され、外周に掛け回された循環ベルトの駆動によって回転するプーリがハウジングの外部に回転自在に支持され、プーリの回転を圧縮機本体に伝達するのを断接する電磁クラッチ等の駆動力断接手段を備えた構成となっている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３６０４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、循環ベルトによるプーリの駆動は、摩擦力によるものであり、この摩擦によってプーリには静電気が発生する。
【０００５】
この静電気は、駆動力断接手段が接続状態のときは、プーリから断接手段を介して圧縮機本体に流れ、さらに圧縮機本体の外壁は、ボルト等の締結手段によってハウジングに固定されているため、圧縮機本体に流れた静電気はハウジングに流れ、ハウジングを固定している車両のエンジンルームのステイ等支持具を介して、電気的に接地される。
【０００６】
一方、駆動力断接手段が切断状態のときは、静電気はプーリに蓄えられるため、不測のきっかけで、周囲の電気配線類を通じて各種の制御ユニットに流れてそれらの制御動作に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、プーリに静電気が蓄えられるの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】
【０００８】
本発明に係る気体圧縮機は、循環ベルトの駆動によって回転するプーリに直接、またはプーリと電気的に導通する部分に、接地線を接続することで、プーリに蓄えられる静電気をアースに逃がしたものである。
【０００９】
すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、ハウジングの内部に収容された、回転駆動されて気体を圧縮する圧縮機本体と、ハウジングの外部に回転自在に支持された、外周に掛け回された循環ベルトの駆動によって回転するプーリと、プーリの回転を圧縮機本体に伝達するのを断接する駆動力断接手段と、を備えた気体圧縮機において、プーリを電気的に接地する接地線を、プーリと導通する部分に接続したことを特徴とする。
【００１０】
このように構成された本発明に係る気体圧縮機によれば、プーリに蓄えられる静電気は、プーリを電気的に接地された接地線を通じて、グラウンドに逃がされるため、プーリに静電気が蓄えられるのを防止することができる。
【００１１】
本発明に係る気体圧縮機においては、前記駆動力断接手段は、前記圧縮機本体の回転軸と連結されて該回転軸と一体的に回転するとともに、前記プーリの端面と所定の間隙を介して配置され、弾性変形または前記軸方向への移動によって前記端面に当接するアーマチュアと、前記プーリとの間に空隙を介して前記ハウジングに固定支持され、通電により生じる磁束によって前記アーマチュアを前記プーリの端面に当接させる電磁石とを備えた電磁クラッチであることが好ましい。
【００１２】
このように構成された気体圧縮機によれば、駆動力断接手段が電磁クラッチであるため、接地線を、電磁石の通電用電線に沿わせて配索することができ、新規に電線（接地線）を配索する場合のように、固定用のステイやブラケットを新設する必要がなく、製造コストの上昇を抑制することができるからである。
【００１３】
また、本発明に係る気体圧縮機においては、内輪と外輪とが電気的に導通するベアリングを、前記内輪が前記電磁石に、前記外輪が前記プーリに、それぞれ固定されるように、前記空隙に配設され、前記接地線は前記内輪に接続されていることが好ましい。
【００１４】
このように構成された気体圧縮機によれば、ベアリングの外輪はプーリとともに回転するが、ベアリングの内輪は回転せず、この回転しない内輪に接地線が接続されていることで、接地線とベアリングとの接続が不安定になるのを防止することができるからである。
【００１５】
また、本発明に係る気体圧縮機においては、前記圧縮機本体は、回転軸と、該回転軸と一体的に回転する略円柱状のロータと、前記ロータの外方を取り囲むシリンダと、前記ロータに埋設されて、突出側の先端が前記シリンダの内周面に追従するように該ロータの外周面からの突出量が可変とされた板状のベーンと、少なくとも前記ロータおよび前記ベーンを、該ロータの両端面側から覆う２つのサイドブロックとを備え、前記圧縮室は、前記ロータの回転方向について相前後する２つの前記ベーン、前記シリンダ、前記ロータおよび前記両サイドブロックにより、前記ロータの回転に伴ってその容積が変化するように画成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る気体圧縮機によれば、プーリに静電気が蓄えられるのを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】
【００１７】
以下、本発明の気体圧縮機に係る最良の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、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式コンプレッサ１００を示す縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【００１９】
図示のコンプレッサ１００は、例えば、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（いずれも図示を省略する。）とともに、冷却媒体の循環経路上に設けられている。
【００２０】
そして、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を液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。
【００２１】
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、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。
【００２２】
また、コンプレッサ１００は、ケース１１とフロントヘッド１２とからなるハウジングの内部に収容された圧縮機本体と、フロントヘッド１２に取り付けられ、図示しない駆動源からの駆動力を圧縮機本体に伝える伝達機構１３とを備える。そして、伝達機構１３は、フロントヘッド１２に対して、ラジアルボールベアリング１４により回転自在に支持されている。
【００２３】
ここで、伝達機構１３は、ラジアルボールベアリング１４に支持された、その外周に掛け回された循環ベルト２００の駆動によって回転するプーリ１３ｂと、プーリ１３ｂの回転を圧縮機本体に伝達するのを断接する電磁クラッチ（駆動力断接手段）とを備えた構成である。
【００２４】
すなわち、電磁クラッチは、回転軸５１と連結されて回転軸５１と一体的に回転するとともに、プーリ１３ｂの端面と所定の間隙を介して配置され、板ばね１３ｅの弾性変形によってプーリ１３ｂの端面に当接するアーマチュア１３ａと、プーリ１３ｂとの間に空隙を介して支持板１３ｄによりフロントヘッド１２に固定支持され、通電により生じる磁束によってアーマチュア１３ａをプーリ１３ｂの端面に当接させるコア１３ｃ（電磁石）とを備えている。
【００２５】
さらに、内輪１３ｈと外輪１３ｉとが電気的に導通するラジアルボールベアリング１３ｆを、内輪１３ｈがコア１３ｃに、外輪１３ｉがプーリ１３ｂに、それぞれ固定されるように、コア１３ｃとプーリ１３ｂとの間の空隙に配設されている。
【００２６】
そして、このラジアルボールベアリング１３ｆの内輪１３ｈには、電気的にグラウンドに接続された接地線１３ｇが接続されている。この結果、プーリ１３ｂは、接地線１３ｇによってグラウンドにアースされていることになる。
【００２７】
なお、接地線１３ｇは、ラジアルボールベアリング１３ｆを介してプーリと電気的に導通したコア１３ｃに接続してもよい。
【００２８】
ケース１１は、一端開放の筒状体を呈し、フロントヘッド１２は、このケース１１の開放された部分を覆うように組み付けられている。また、フロントヘッド１２には、蒸発器から低圧の冷媒ガスＧが吸入される吸入ポート１２ａが形成され、この吸入ポート１２ａには、冷媒ガスＧの逆流を防ぐ逆止弁１２ｂが設けられている。一方、ケース１１には、圧縮機本体で圧縮された高圧の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。
【００２９】
ハウジング内に収容された圧縮機本体は、伝達機構１３によって軸回りに回転駆動される回転軸５１と、この回転軸５１と一体的に回転する円柱状のロータ５０と、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４９ａを有するとともに両端が開放されたシリンダ４０と、ロータ５０の外周に、外方に向けて突出可能に埋設され、その突出側の先端がシリンダ４０の内周面４９ａの輪郭形状に追従するように突出量が可変とされ、回転軸５１回りに等角度間隔でロータ５０に埋設された５枚の板状のベーン５８と、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たフロントサイドブロック３０およびリヤサイドブロック２０とからなる。
【００３０】
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（図２において矢印で示した時計回りの方向）に相前後する２つのベーン５８，５８によって画成された各圧縮室４８の容積が、回転軸５１の回転にしたがって増減を繰り返すことにより、各圧縮室４８に吸入された冷媒ガスＧを圧縮して吐出するように構成されている。
【００３１】
なお、ロータ５０の両端面側からそれぞれ突出した回転軸５１の部分のうち一方の部分は、フロントサイドブロック３０の軸受部３２に軸支されるとともに、フロントヘッド１２を貫通して外方まで延び、この貫通部分がフロントヘッド１２により軸支され、外方に延びた部分がアーマチュア１３ａに連結されている。同様に回転軸５１の突出部分のうち他方の側は、リヤサイドブロック２０の軸受部２２により軸支されている。
【００３２】
そして、フロントヘッド１２による回転軸５１の支持と、両サイドブロック２０，３０の外周部がＯリング等によりケース１１，フロントヘッド１２の内周面に保持されることとによって、圧縮機本体はハウジング内の所定位置に保持されている。
【００３３】
また、圧縮機本体がケース１１の内部に収容された状態で、リヤサイドブロック２０とケース１１とにより吐出室２１（高圧室）が形成され、一方、フロントサイドブロック３０とフロントヘッド１２とにより吸入室３４（低圧室）が形成され、吐出室２１は吐出ポート１１ａに連通し、吸入室３４は吸入ポート１２ａに連通している。
【００３４】
なお、吸入室３４と吐出室２１とは、前述したＯリング等によって気密に隔絶されている。また、リヤサイドブロック２０には、冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するためのサイクロンブロック６０が取り付けられており、このサイクロンブロック６０は吐出室２１内に配置されている。
【００３５】
そして、リヤサイドブロック２０とサイクロンブロック６０との間には、後述する、短円柱状の軸背圧空間６６（背圧空間の一部）が形成されている。
【００３６】
圧縮機本体の回転軸５１は、リヤサイドブロック２０の軸受部２２とフロントサイドブロック３０の軸受部３２にそれぞれ回転自在に軸支され、また、回転軸５１のうち、フロントサイドブロック３０の軸受部３２よりも外側部分には、リップシール１５が配置されて、冷凍機油Ｒが、回転軸５１とハウジングとの隙間からハウジングの外部に漏れるのを阻止している。
【００３７】
吐出室２１の下部には、このコンプレッサ１００の摺動部等を潤滑・冷却・清浄するとともに、ベーン５８をシリンダ４０の内周面４９ａに向けて突出させて、その先端を内周面４９ａに当接させた状態に付勢するように、ベーン５８に背圧を作用させる冷凍機油Ｒが溜められている。
【００３８】
すなわち、ロータ５０には、図２に示すように、スリット状のベーン溝５６が放射状に、かつロータ５０の回転中心回りに等角度間隔で５つ形成され、これらのベーン溝５６に、前述のベーン５８が挿入され、各ベーン５８は、ロータ５０の回転によって生じる遠心力と、ベーン溝５６およびベーン５８の底面によって画成された背圧室５９（背圧空間の一部）に加えられる冷凍機油Ｒの油圧（背圧）とにより、シリンダ４０の内周面４９ａに向けて突出し、このベーン５８の突出した先端がシリンダ４０の内周面４９ａに当接した状態に付勢され、回転軸５１の回転に伴って、この先端は内周面４９ａに追従する。
【００３９】
これにより、シリンダ４０と、ロータ５０と、回転軸５１の回転方向について相前後する２つのベーン５８，５８と、フロントサイドブロック３０と、リヤサイドブロック２０とにより画成された各圧縮室４８は、ロータ５０の回転にしたがって容積の変化を繰り返す。
【００４０】
また、フロントサイドブロック３０には、吸入室３４と圧縮室４８とを連通させるフロント側吸入口３１が開口しており、吸入ポート１２ａから吸入室３４に導入された冷媒ガスＧは、このフロント側吸入口３１を介して圧縮室４８に吸入される。
【００４１】
一方、シリンダ４０の外周の一部には凹部が形成され、この凹部は、両サイドブロック２０，３０の各内側端面とケース１１の内周面とによって囲まれた吐出チャンバ４５を形成している。
【００４２】
そして、この吐出チャンバ４５が形成されて薄肉化されたシリンダ４０のうち、冷媒ガスＧの圧縮行程に対応した圧縮室４８に臨む部分に、圧縮室４８内の冷媒ガスＧを圧縮室４８の外部、すなわち吐出チャンバ４５に吐出させる吐出口４２が設けられているとともに、圧縮室４８の内部圧力に応じて吐出口４２を開閉するリードバルブ４３が配設されている。
【００４３】
リードバルブ４３は板ばね状であって、圧縮室４８の冷媒ガスＧから吐出口４２を通じて作用する圧力（詳細には、この圧力と吐出チャンバ４５の内部の圧力（さらに、リードバルブ４３を吐出口４２に付勢している場合には、その付勢力に応じた初期負荷圧力も加算した圧力）との差）に応じて吐出チャンバ４５の側に撓むように弾性変形し、この弾性変形によって、閉止していた吐出口４２を開放する。
【００４４】
また、このリードバルブ４３が、過大な撓みにより破損したり、大きな撓みの持続によって永久変形が生じるのを防止するために、リードバルブ４３の変形量を規制するバルブサポート４４が、リードバルブ４３に重ね合わされて、シリンダ４０に共締め固定されている。
【００４５】
そして、圧縮室４８から吐出口４２、リードバルブ４３を通って吐出チャンバ４５に吐出された高圧の冷媒ガスＧは、リヤサイドブロック２０に形成された連通孔２０ａ、およびリヤサイドブロック２０に固定されたサイクロンブロック６０のオイルセパレータ６０ａを経て、吐出室２１に吐出される。
【００４６】
一方、サイクロンブロック６０の周壁およびオイルセパレータ６０ａによって、冷媒ガスＧから分離された冷凍機油Ｒは、吐出室２１の底部に滴下し、前述したようにこの底部に溜められる。
【００４７】
さらに、このコンプレッサ１００には、回転軸５１と軸受部２２，３２との間の潤滑、ロータ５０の各端面と各サイドブロック２０，３０の内側端面との間の潤滑等する目的と、ベーン５８をシリンダ４０の内周面４９ａに付勢すべく背圧空間（背圧室５９、後述するサライ溝２５，背圧連通路２８および軸背圧空間６６）に油圧（背圧）を供給等する目的とにより、吐出室２１の下部に貯留した冷凍機油Ｒを各部位に導く構造を備えている。
【００４８】
すなわち、リヤサイドブロック２０に、軸受部２２に至る油路２３（背圧通路）が形成され、また、リヤサイドブロック２０の内側端面には、軸受部２２における油路２３の開口から、軸受部２２と回転軸５１との間の微小隙間（絞り）を通って、ロータ５０の背圧室５９に連通する凹部であるサライ溝２５が形成されている。
【００４９】
また、軸受部２２における油路２３の開口は、軸受部２２と回転軸５１との間の微小隙間（絞り）を通って、リヤサイドブロック２０とサイクロンブロック６０との間に形成された空間である軸背圧空間６６にも連通し、この軸背圧空間６６とサライ溝２５とは背圧連通路２８によって圧力損失なく連通している。
【００５０】
これにより、背圧室５９、サライ溝２５、背圧連通路２８および軸背圧空間６６は、略同一の圧力Ｐｖとなり、ベーン５８の背圧空間を構成している。
【００５１】
この背圧空間に作用する背圧Ｐｖは、具体的には、低圧室である吸入室３４の圧力Ｐｓよりも高い圧力であって、軸受部２２と回転軸５１との間の微小隙間（絞り）を通過した分だけ吐出室２１の圧力Ｐｄよりも低い圧力Ｐｖ（Ｐｓ＜Ｐｖ＜Ｐｄ）となる。
【００５２】
なお、軸背圧空間６６に作用する圧力Ｐｖは、この軸背圧空間６６にその端面が露呈した回転軸５１を、その軸方向の伝達機構１３側に押圧している。
【００５３】
また、シリンダ４０の底部には、リヤサイドブロック２０の油路２３に接続する貫通孔４６が設けられ、フロントサイドブロック３０に、この貫通孔４６のフロントサイドブロック３０側の開口と軸受部３２とを連通させる油路３３が形成されて、冷凍機油Ｒは、軸受部３２と回転軸５１との間の微小隙間を通過し、フロントサイドブロック３０の内側端面に形成された凹部であるサライ溝３５等に導かれる。
【００５４】
ここで、フロントサイドブロック３０のサライ溝３５も、リヤサイドブロック２０のサライ溝２５と同様、ロータ５０の背圧室５９に連通している。
【００５５】
そして、背圧室５９に供給された冷凍機油Ｒは、ベーン５８とベーン溝５６との間の隙間や、各サイドブロック２０，３０とロータ５０との間の隙間等を通って圧縮室４８に僅かずつ浸入して冷媒ガスＧに混入し、あるいは、空調システムの循環ラインから吸入ポート１２ａを介して冷媒ガスＧに混在した状態で直接的に圧縮室４８に吸入されて、冷媒ガスＧとともに圧縮室４８から吐出室２１に吐出される。
【００５６】
このように構成された本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、循環ベルト２００とプーリ１３ｂとの摩擦によってプーリ１３ｂに発生した静電気は、プーリ１３ｂ、ラジアルボールベアリング１３ｆの外輪１３ｉ、内輪１３ｈ、接地線１３ｇを通じて、グラウンドにアースされる。
【００５７】
したがって、プーリ１３ｂに静電気が蓄えられるのを防止することができ、プーリ１３ｂに静電気が帯電することによって生じる虞のある各種制御ユニットによる制御動作への悪影響を排除することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、コア１３ｃとアーマチュア１３ｂとを有する電磁クラッチには、そもそもコア１３への通電用電線を備えており、接地線１３ｇを、このコア１３への通電用電線に沿わせて配索することによって、新規に接地線１３ｇを配索する場合のように固定用のステイやブラケットを新設する必要がなく、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、接地線１３ｇは、プーリ１３ｂとともに回転する外輪１３ｉではなく、コア１３ｃとともに固定された内輪１３ｈに接続されているため、接地線１３ｇとベアリング１３ｆとの接続が不安定になるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【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式コンプレッサを示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１    フロントヘッド（ハウジング）
１３ａ  アーマチュア
１３ｂ  プーリ
１３ｃ  コア
１３ｆ  ラジアルボールベアリング
１３ｈ  内輪
１３ｉ  外輪
１３ｇ  接地線
２００  循環ベルト
【図１】
2007321701.tif 000003
【図２】
2007321701.tif 000004