(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転運動に伴う容積変化によって冷媒ガスを圧縮する圧縮機本体と、
上記圧縮機本体に設けられ、冷媒ガスを吸入する吸入口と、
上記吸入口よりも上流側に設けられた吸入室と、
上記吸入室に機外からの冷媒ガスを供給する吸入ポートと、
上記吸入ポートから上記吸入室への冷媒ガスの流入を可能とし、その逆流を阻止する逆止弁とを有し、
上記逆止弁は、弁体と、
上記弁体をスライド可能に支持するとともに、上記吸入ポートと上記吸入室とを連通させ、上記吸入口に対向する開口部を有するガイドケースと、を備え、
上記ガイドケースは、
上記開口部の開口方向を規制する方向規制手段を備えることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
上記方向規制手段は、上記ガイドケース底面に開設された凹部と、上記ガイドケースが載置される座面に突設された凸部とを嵌合固定する構造であ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】
上記方向規制手段は、上記ガイドケース底面に突設された凸部と、上記ガイドケースが載置される座面に開設された凹部とを嵌合固定する構造であることを特徴とする請求項１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、カーエアコンシステム等に使用される気体圧縮機に係り、特に、機外からの冷媒ガスを吸入する吸入ポートに設けられ、吸入された冷媒ガスの逆流を阻止する逆止弁の構造を改良した気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カーエアコンシステム等に使用される気体圧縮機としては、図５に示すようなベーンロータリー型の気体圧縮機が知られている。
【０００３】
この気体圧縮機は、一端が開口されたケーシング11とこのケーシング11の開口端に装着されるフロントヘッド12からなる密閉されたハウジング内に、電磁クラッチ13に連結された圧縮機本体14が収容され、圧縮機本体14の一端面に取り付けられたフロントサイドブロック15とフロントヘッド12との間には低圧の吸入室16が形成され、圧縮機本体14の他端面に取り付けられたリアサイドブロック17とケーシング11との間には高圧の吐出室18が形成されている。
【０００４】
また、圧縮機本体14はフロントサイドブロック15とリアサイドブロック17との間に内周略楕円筒状のシリンダ19を有し、このシリンダ19、フロントサイドブロック15、リアサイドブロック17により画成される内周略楕円筒状のシリンダ室20内にはロータ21が横架され、ロータ21はその軸心にロータシャフト22を有し、このロータシャフト22はフロントサイドブロック15とリアサイドブロック17により回転可能に軸支されている。
【０００５】
また、図６に示すように、ロータ21にはその外周面に複数のスリット状のベーン溝26，26，…が形成され、ベーン溝26に摺動可能に装着されたベーン27はロータ21の回転運動に伴う遠心力とベーン溝26底部の油圧とによりロータ21の外周面からシリンダ19の内周面に向かって進退自在に設けられている。
【０００６】
そして、ベーン27によりシリンダ室20は複数の圧縮室28，28，…に仕切られ、これら圧縮室28はロータ21の回転により容積の大小変化を繰り返すとともに、その容積変化によりフロントサイドブロック15に設けられた吸入口25から吸入された冷媒ガスを圧縮し、圧縮後の高圧冷媒ガスをシリンダ19外周の吐出口29から吐出室18へと吐出する。
【０００７】
さらに、吸入口25よりも上流側に設けられた吸入室16に機外からの冷媒ガスを供給するために、圧縮機本体14前段のフロントヘッド12には吸入ポート23が開口され、吐出室18から機外のエアコンシステムへと冷媒ガスを供給するために、圧縮機本体14後段のケーシング11には吐出ポート24が開口されており、吸入ポート23には圧縮機本体14の動作停止時における冷媒ガスの逆流を阻止するために図７および図８に示す逆止弁が配設されている。
【０００８】
図７に示すように、この逆止弁30はフロントヘッド12の吸入ポート23に挿入され、その周囲に複数の開口部32，32，…が開口された中空円筒型のガイドケース31と、ガイドケース31内底部に着座されるスプリング33と、ガイドケースによってスライド可能に支持され、スプリング33によって上方に付勢される弁体34と、弁体34の上昇を規制するストッパ35の独立した４つの部材により構成されている。
【０００９】
また、この逆止弁30の機能としては、圧縮機本体14の動作時には、吸入ポート23を通過する冷媒ガスの吸入圧が弁体34上面に作用し、弁体34がスプリング33のバネ力に抗してガイドケース31の内壁に案内されてガイドケース31の底面までスライド下降する。すると、吸入ポート23とガイドケース31外部の吸入室16とは開口部32を介して連通し、逆止弁30が開となる。そして、この連通路を経由して吸入室16から後段のシリンダ室20内へと冷媒ガスの吸気が行なわれる。
【００１０】
一方、圧縮機本体14の動作停止時には、吸入ポート23を通過する冷媒ガスの吸入圧がなくなり、スプリング33の弾性復帰力が弁体34底面に作用し、弁体34がガイドケース31の内壁に案内されてストッパ35の位置まで付勢される。すると、吸入ポート23と吸入室16との連通が絶たれて逆止弁30が閉となる。そして、高圧の吐出室18から低圧の吸入室16へと流れた冷媒ガスが吸入ポート23から機外のエバポレータへと逆流するのを阻止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の逆止弁30において、中空円筒型のガイドケース31は吸入ポート23内に挿入され、フロントヘッド12の壁面に突設された座面12-1上に載置されているだけであって、図８中矢印Ａ方向で示す円筒体の回転方向には何等方向規制がなされていない。
【００１２】
よって、特に圧縮機本体14の高速運転中、吸入ポート23内に吸入される冷媒ガスの流入速度が増加すると、その吸入圧によってはガイドケース31が吸入ポート23内で回転動作してしまうことがあり、この回転動作に伴ってガイドケース31に開口された開口部32の向きが変動し、例えば図８に示すような位置でガイドケース31が停止しているにも関わらず、圧縮機本体14の圧縮動作が継続される可能性がある。
【００１３】
すると、同図（ｂ）に示すように、このガイドケース31は、４箇所の開口部32a〜32dのうちフロントヘッド12の正面から見て手前側に位置する開口部32aと、これと直交する両側面側に位置する開口部32b，32cの３箇所から流出する冷媒ガスはいずれもフロントヘッド12の内壁面に衝突する一方、残りの開口部32dから流出する冷媒ガスはフロントサイドブロック15の内壁面に衝突する位置にあるといえる。この位置にガイドケース31があると、フロントヘッド12またはフロントサイドブロック15の内壁面に衝突して逆流した冷媒ガスがガイドケース31内部で滞留するため、フロントサイドブロック15の吸入口25からシリンダ室20内に吸気される単位時間当たりの冷媒流量が減少してしまうという不具合がある。
【００１４】
このように、ガイドケース31付きの逆止弁30を有する従来の気体圧縮機にあっては、ガイドケース31がその円筒体の回転方向に何等方向規制されていないため、複数の開口部32，32，…の向きによっては逆止弁30を通過する冷媒ガスの流れがスムーズでない場合があり、このことにより吸入圧損が生じて単位時間当たりの冷媒流量が減少し、システム全体の冷房能力が低下するという問題があった。
【００１５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸入された冷媒ガスの流れがスムーズとなり、吸入圧損を最小限に抑え、圧縮性能の高効率化を図ることができる気体圧縮機を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る気体圧縮機は、回転体の回転運動に伴う容積変化によって冷媒ガスを圧縮する圧縮機本体と、上記圧縮機本体に設けられ、冷媒ガスを吸入する吸入口と、上記吸入口よりも上流側に設けられた吸入室と、上記吸入室に機外からの冷媒ガスを供給する吸入ポートと、上記吸入ポートから上記吸入室への冷媒ガスの流入を可能とし、その逆流を阻止する逆止弁とを有し、上記逆止弁は、弁体と、上記弁体をスライド可能に支持するとともに、上記吸入ポートと上記吸入室とを連通させ、上記吸入口に対向する開口部を有するガイドケースと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
このように、逆止弁のガイドケースに開口された開口部の向きが常に冷媒ガスを吸入する吸入口と対向する方向に規制されていると、開口部から吸入口への冷媒通路が直線で結ばれて吸入ポートから吸気された冷媒ガスが圧縮機本体内へとスムーズに流れるため、圧縮機本体の吸入圧損を最小限に抑えることができ、圧縮機全体の圧縮性能を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る気体圧縮機は、上記ガイドケースが上記開口部の開口方向を規制する方向規制手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
ここで、この方向規制手段としては各種考えられるが、例えばガイドケース底面に凹部を開設し、ガイドケースが載置される座面に凸部を突設して両者を嵌合固定する構造や、逆にガイドケース底面に凸部を突設し、ガイドケースが載置される座面に凹部を開設して両者を嵌合固定する構造を採用すれば、ガイドケースの方向規制を確実に行なうことができるとともに、ガイドケースのがたつきも防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明が適用されるベーンロータリー型の気体圧縮機の基本的な構成については図５および図６に示した従来例と同様であるので、同一部材には同一符号を附してその詳細な説明は省略する。
【００２１】
本発明に係る気体圧縮機は、図５に示す吸入ポート23に図１乃至図４に示す逆止弁を具備するものである。
【００２２】
すなわち、この逆止弁300は、圧縮機本体14の動作停止時において、高圧の吐出室18から低圧の吸入室16へと流れた冷媒ガスが機外のエバポレータへと逆流するのを阻止する手段として、圧縮機本体14前段のフロントヘッド12に開口された吸入ポート23に配設される。
【００２３】
また、この逆止弁300は、吸入ポート23に挿入され、その周囲に所定ピッチごとに複数の開口部302，302，…が開口された中空円筒型のガイドケース301と、このガイドケース301内底部に着座されるスプリング303と、ガイドケース301によってスライド可能に支持され、スプリング303によって上方に付勢される弁体304と、弁体304の上昇を規制するリング状のストッパ305の独立した４つの部材により構成されており、本発明においてガイドケース301は、その周囲に開口された開口部302の向きがシリンダ室20内へと連通する吸入口25の向きと対向していることが特徴である。
【００２４】
ここで、ガイドケース301の開口部302の向きを上記の方向に規制する方向規制手段としては、ガイドケース301の底面とガイドケース301が載置される座面であるフロントヘッド12の壁面とをスポット溶接する構造のほか、例えば図２または図３に示す構造のように、ガイドケース301が開口部302の開口方向を規制する方向規制手段を備えていてもよい。
【００２５】
すなわち、図２に示す方向規制手段は、開口部302の方向が吸入口25と対向する向きとなるようにガイドケース301底面に方形状の取付凹部301aを開設し、この取付凹部301aが載置されるフロントヘッド12壁面からなる座面12-1上に方形状の取付凸部12bを突設し、取付凹部301aと取付凸部12bの両者を嵌め込み固定する構造であり、この構造によると、ガイドケース301の開口部302の方向規制とともにガイドケース301の回転方向の固定を確実に行なうことができる。
【００２６】
また、図２に示した方向規制手段に替えて、図３に示すように、開口部302の方向が吸入口25と対向する向きとなるようにガイドケース301底面に方形状の取付凸部301bを突設し、この取付凸部301bが載置されるフロントヘッド12壁面からなる座面12-1上に方形状の取付凹部12aを開設し、取付凸部301bと取付凹部12aの両者を嵌め込み固定する構造を採用してもよい。
【００２７】
なお、取付凸部12b（301b）の形成方法としては、フロントヘッド12またはガイドケース301の成形時にエンボスまたはプレス加工により一体成形してもよいが、溶接またはロウ付けにより接合することもできる。
【００２８】
また、この取付凸部12b（301b）と取付凹部301a（12a）のそれぞれの形状は、図示したような方形状に限られるものではないが、ガイドケース301の回転動作を規制する観点から円形状は避けるべきであって、少なくとも角部を有する多角形状に形成されていればよい。
【００２９】
そして、ガイドケース301を吸入ポート23内で位置決め固定した後、ガイドケース301内底部にスプリング303を着座させ、このスプリング303によって上方に付勢される弁体304の上部壁面とガイドケース301の上部壁面の両壁面を、段部が形成されたリング状のストッパ305を当接させて圧入することで、ストッパ305の下部壁面と弁体304の上部壁面との間のシール部Sでシールされ、吸入ポート23内の冷媒ガスの逆流を阻止する。
【００３０】
このように、逆止弁300のガイドケース301は、取付凸部12b（301b）と取付凹部301a（12a）の嵌合構造およびストッパ305の圧入構造の両構造を併用することによって、流入速度が増大した冷媒ガスの高い吸入圧が作用してもがたつくことがなく、フロントヘッド12に堅固に固定される。
【００３１】
次に、上記構成からなる逆止弁の作用について説明する。なお、気体圧縮機の基本的な動作については従来と同様であるので、その動作説明は省略し、逆止弁の動作に限って説明する。
【００３２】
まず、圧縮機本体14の動作時には、吸入ポート23を通過する冷媒ガスの吸入圧が弁体304上面に作用し、弁体304がスプリング303のバネ力に抗してガイドケース301の内壁に案内されてガイドケース301の底面までスライド下降する。
【００３３】
すると、吸入ポート23とガイドケース301外部の吸入室16とは複数の開口部302を介して連通し、逆止弁300が開となり、この連通路を経由して吸入室16から吸入口25を介して後段のシリンダ室20内へと冷媒ガスの吸気が行なわれる。
【００３４】
このとき、図４に示すように、４箇所の開口部302a〜302dのうちフロントヘッド12の正面から見て手前側に位置する開口部302a，302bから流出する冷媒ガスはフロントヘッド12の内壁面に衝突しガイドケース301内部へと逆流するが、この開口部302a，302bと対角線上にある開口部302c，302dの開口方向はともにフロントサイドブロック15壁面によって塞がれておらず、しかもフロントサイドブロック15に開口された吸入口25と直線で結ばれていることから、ガイドケース301内部での冷媒ガスの滞留は生ぜず、冷媒ガスはその流路を遮られることなく、開口部302c，302dから吸入口25へと向かってスムーズに流れることが分かる。
【００３５】
また、ガイドケース301はこの位置で固定され、開口部302の開口方向が規制されていることから、吸入口25からシリンダ室20内に吸気される単位時間当たりの冷媒流量を常時一定に確保することができ、ガイドケース301内部での滞留による冷媒ガスの吸入圧損を最小限に抑えることができるため、吸入圧損による冷房能力の低下を防ぎ、圧縮機全体の圧縮性能の向上を図ることができる。
【００３６】
一方、圧縮機本体14の動作停止時には、従来と同様に、吸入ポート23を通過する冷媒ガスの吸入圧がなくなり、スプリング303の弾性復帰力が弁体304底面に作用し、弁体304がガイドケース301の内壁に案内されてストッパ305の位置まで付勢される。
【００３７】
すると、ストッパ305の下部壁面と弁体304の上部壁面との間のシール部Sでシールされることで吸入ポート23と吸入室16との連通が絶たれて逆止弁300が閉となり、高圧の吐出室18からフロントサイドブロック15に開口された吸入口25を通って低圧の吸入室16へと流れた冷媒ガスが吸入ポート23から機外のエバポレータへと逆流するのを阻止することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る気体圧縮機によれば、逆止弁のガイドケースに開口された開口部の向きが常に冷媒ガスを吸入する吸入口と対向する方向に規制されているため、開口部から吸入口への冷媒通路が直線で結ばれて吸入ポートから吸気された冷媒ガスは圧縮機本体のシリンダ室内へとスムーズに流れ、圧縮機本体の吸入圧損を最小限に抑えることができ、圧縮機全体の圧縮性能を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気体圧縮機の逆止弁の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明における逆止弁の取付構造の一例を示す拡大断面図である。
【図３】本発明における逆止弁の取付構造の他の例を示す拡大断面図である。
【図４】本発明における逆止弁の構成を示し、（ａ）はフロントサイドブロック正面側から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】従来の気体圧縮機の基本的な構成を示す縦断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】従来の逆止弁の構成を示す拡大断面図である。
【図８】従来の逆止弁の構成を示し、（ａ）はフロントヘッド正面側から見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
12  フロントヘッド
12-1  取付座面
12a  取付凹部
12b  取付凸部
14  圧縮機本体
15  フロントサイドブロック
20  シリンダ室
23  吸入ポート
25  吸入口
300  逆止弁
301  ガイドケース
301a  取付凹部
301b  取付凸部
302，302a〜302d  開口部
303  スプリング
304  弁体
305  ストッパ
S  シール部
【図１】
0004008740.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004008740.tif 000004
【図４】
0004008740.tif 000005
【図５】
0004008740.tif 000006
【図６】
0004008740.tif 000007
【図７】
0004008740.tif 000008
【図８】
0004008740.tif 000009