(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサケース内にフロントサイドブロックとリヤサイドブロックで挟んで配置した内周面が略楕円形のシリンダ内に、圧縮室を形成する複数のベーンを備えるロータを、その回転軸の前端側をフロントサイドブロックの貫通支持穴に支持するとともにコンプレッサケースから外部へ突出させ、回転軸の後端をリヤサイドブロックの貫通支持穴に支持して設け、フロントサイドブロック側に吸入室を、リヤサイドブロック側に吐出室を配した気体圧縮機において、
前記フロントサイドブロックには吸入室と圧縮室を連通する吸入口が設けられ、
前記リヤサイドブロックの貫通支持穴の吐出室側開口まわりをカバーし、圧縮室と遮断された密閉空間が設けられ、
前記回転軸に設けられて前記密閉空間と吸入室を接続する吸入圧連通路を有していることを特徴とする気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の空調装置等に用いられるベーンロータリ式の気体圧縮機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調装置等の冷媒圧縮に用いられる気体圧縮機は、コンプレッサケース内に配置した内周面が略楕円形のシリンダ内に、複数のベーンを備えるロータを回転可能に設け、その回転にしたがってベーンで仕切られた空間が容積変化を繰り返す圧縮室を形成し、吸入口から圧縮室へ吸入した冷媒ガスを圧縮して吐出口から吐出するようになっている。
【０００３】
図４はこのような従来の気体圧縮機を示す縦断面図、図５は図４におけるＡ−Ａ部断面におけるシリンダとロータを示す図である。なお、図４は図５におけるＢ−Ｂ部断面に相当する。
一端開口型のハウジング１１とその開口側に取り付けられたフロントヘッド１２によりコンプレッサケース１０が形成されている。ハウジング１１内に、略楕円形状の内周を有するシリンダ４０がフロントサイドブロック２０とリヤサイドブロック３０に挟まれて配置され、複数のベーン５８を備えるロータ５０がシリンダ４０内に回転可能に設けられている。
【０００４】
ロータ５０と一体回転する回転軸５１は、フロントサイドブロック２０を貫通して前端側がコンプレッサケース端壁のリップシール１８からフロントヘッド１２の外方へ延び、後端はリヤサイドブロック３０に設けられた貫通支持穴３２に支持されている。回転軸５１の前端にはプーリ２４を有する電磁クラッチ２５が取り付けられ、図示しないエンジンのクランクプーリからの回転駆動力を受けるようになっている。
【０００５】
ロータ５０の外周面側にはスリット状のベーン溝５６が放射状に複数形成され、これらのベーン溝５６にはそれぞれベーン５８が装着されている。ベーン５８は、ロータ５０の回転時に遠心力とベーン溝５６の底部に形成される背圧室５９に加えられる油圧とにより、シリンダ４０の内周面へ付勢される。シリンダ４０内はロータ５０とベーン５８により複数の小室に仕切られ、ロータ５０の回転にしたがって容積の大小変化を繰り返す圧縮室４８を形成する。これにより、ベーンロータリ形圧縮機を形成している。
【０００６】
フロントヘッド１２とフロントサイドブロック２０の間には、冷媒ガス吸入ポート１４を備えるフロント側吸入室１３が形成されている。
フロントサイドブロック２０にはフロント側吸入室１３と圧縮室４８を連通させる吸入口２２が開口している。
【０００７】
冷媒ガス吸入ポート１４からフロント側の吸入室１３に流入した冷媒ガスは、フロントサイドブロック２０に形成された吸入口２２から圧縮室４８へ吸入される。また、シリンダ４０にはリヤサイドブロック３０に形成されたリヤ側吸入口３１に連通する連通穴４１が軸方向に設けられ、フロント側の吸入室１３からこの連通穴４１を介してリヤ側吸入口３１からも冷媒ガスが圧縮室４８へ吸入される。
【０００８】
ハウジング１１の密閉側とリヤサイドブロック３０の間には吐出室１５が形成され、冷媒ガス吐出ポート１６を備えている。
またリヤサイドブロック３０の吐出室１５側には、オイルセパレータ６２を備えるサイクロンブロック６０が取り付けられている。サイクロンブロック６０は、回転軸５１の後端を支持するリヤサイドブロック３０の貫通支持穴３２が形成されたボス部３８との間にシールリング６４を挟んで、密閉空間Ｒを形成している。
【０００９】
シリンダ４０の短径部近傍は外周部に吐出チャンバ４４が切り欠かれて薄肉部とされ、この薄肉部に吐出口４２が開口されている。吐出口４２にはリードバルブ４３が設けられている。
吐出口４２から吐出された冷媒ガスは、吐出チャンバ４４からオイルセパレータ６２を経て吐出室１５へ吐出される。
吸入口２２と吐出口４２は、ロータ５０の回転軸５１に関して対称に、シリンダ４０の周辺部にそった２個所に設けられている。
【００１０】
ロータ５０が回転すると、冷媒ガス吸入ポート１４に流入する冷媒ガスは、フロント側吸入室１３から吸入口２２を経て、圧縮室４８へ吸入される。そして、圧縮室４８で圧縮された後、吐出口４２から吐出され、冷媒ガスは吐出室１５を経て冷媒ガス吐出ポート１６から外部へ供給される。
【００１１】
このような気体圧縮機では、回転軸５１の貫通支持穴３２部における潤滑、およびベーン溝５６の背圧室５９への油圧供給のために、吐出室１５に貯留した潤滑油を導くようになっている。
すなわち、従来の気体圧縮機では、リヤサイドブロック３０には吐出室１５の底部に開口するとともに貫通支持穴３２の側壁に至る油路３３が形成され、また、リヤサイドブロック３０のロータ５０に対向する面には、ベーン溝５６の背圧室５９に連通するように配した凹部（さらい）３５と小凹部３７が設けられている。
【００１２】
凹部３５は正面形状においてくびれ部３５ａを有し、小凹部３７はくびれ部３５ａの径方向外方に配置されている。小凹部３７はシリンダ４０の吐出口４２を通過するベーン５８を支持するベーン溝５６の背圧室５９と連通し、凹部３５は他の複数のベーン５８を支持するベーン溝５６の背圧室５９と連通するように対応付けされている。
【００１３】
そして、サイクロンブロック６０とリヤサイドブロック３０間の密閉空間Ｒと凹部３５とが連通路３４で結ばれ、油路３３の貫通支持穴３２近傍と小凹部３７とが連通路３６で結ばれている。
吐出室１５の吐出圧に押されて、油路３３を経て貫通支持穴３２の側壁に至った潤滑油は、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って凹部３５および密閉空間Ｒへ流れ、また連通路３６により小凹部３７へ流れる。
【００１４】
なお、シリンダ４０の底部にはリヤサイドブロック３０の油路３３に接続する貫通穴４６が設けられ、フロントサイドブロック２０に形成された油路２６でこの貫通穴４６とフロントサイドブロック２０の回転軸支持部２３を接続して、当該支持部２３並びにフロントサイドブロック２０のロータ５０に対向する面に形成した凹部２７へ潤滑油を導くようになっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような構成において、ロータ５０の回転軸５１の後端が臨むサイクロンブロック６０とリヤサイドブロック３０間の密閉空間Ｒの潤滑油は、吐出圧の潤滑油が貫通支持穴３２と回転軸５１間の微小隙間を通過する際の絞り作用で減圧されたもので、やや吐出圧に近い中間圧力状態となる。この中間圧力は、密閉空間Ｒが連通路３４によって凹部３５と通じ、したがって複数のベーン溝５６の背圧室５９と連通しているので、複数のベーン背圧の平均圧力でもある。
【００１６】
ここで、回転軸５１の後端は密閉空間Ｒの中間圧を受ける一方、回転軸５１の前端が突出するフロントヘッド１２の外部は大気圧であるから、回転軸５１が受ける圧力差により、ロータ５０はフロント側へ付勢されることとなる。フロント側へ付勢されたロータ５０はフロントサイドブロック２０の対向面に押し付けられ、必要駆動力の増大、当接面の摩耗や焼付きを招くおそれがある。一方、リヤサイドブロック３０とロータ５０の対向面間は間隙が大きくなるので、冷媒のリークが増大して性能低下をもたらす。この問題は、Ｒ１３４ａ等に比較して吐出
圧等が極めて高く設定されるＣＯ２などを冷媒とする場合には深刻なものとなる。
【００１７】
したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、運転時にロータを軸方向に付勢する押し付け力の発生を抑えて、駆動力の増大や運転不具合、リークによる性能低下を防止した気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の本発明は、コンプレッサケース内にフロントサイドブロックとリヤサイドブロックで挟んで配置した内周面が略楕円形のシリンダ内に、圧縮室を形成する複数のベーンを備えるロータを、その回転軸の前端側をフロントサイドブロックの貫通支持穴に支持するとともにコンプレッサケースから外部へ突出させ、回転軸の後端をリヤサイドブロックの貫通支持穴に支持して設け、フロントサイドブロック側に吸入室を、リヤサイドブロック側に吐出室を配した気体圧縮機において、フロントサイドブロックには吸入室と圧縮室を連通する吸入口が設けられ、リヤサイドブロックの貫通支持穴の吐出室側開口まわりをカバーし、圧縮室と遮断された密閉空間が設けられ、回転軸に設けられて上記密閉空間と吸入室を接続する吸入圧連通路を有しているものとした。
回転軸の後端が臨む密閉空間が吸入圧側と連通して低圧となるので、ロータをフロント側へ付勢する力の発生が抑えられる。
そして、吸入圧連通路がとくに回転軸に設けられて密閉空間と吸入室を接続するものとしたから、回転軸に対する簡単な加工で吸入圧連通路が形成でき、密閉空間に吸入圧を導くことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は第１の実施例にかかる縦断面図である。
冷媒ガス吸入ポート１４からフロント側の吸入室１３に流入した冷媒ガスは、フロントサイドブロック２０に形成された吸入口２２から圧縮室４８へ吸入される。また、シリンダ４０にはリヤサイドブロック３０Ａに形成されたリヤ側吸入口３１に連通する連通穴４１が軸方向に設けられ、フロント側の吸入室１３からこの連通穴４１を介してリヤ側吸入口３１からも冷媒ガスが圧縮室４８へ吸入される。
圧縮された冷媒はシリンダ側壁の吐出口４２（図５参照）から吐出され、サイクロンブロック６０を経て吐出室１５へ導かれる。
【００２０】
リヤサイドブロック３０Ａとその吐出室１５側に取り付けられたサイクロンブロック６０の間に密閉空間Ｒを形成されている。リヤサイドブロック３０Ａには、密閉空間Ｒに開口する貫通支持穴３２が設けられ、この貫通支持穴３２にロータ５０の回転軸５１が支持されている。
回転軸５１の前端側は、フロントサイドブロック２０を貫通し、フロントヘッド１２の外方へ延びて、プーリ２４を有する電磁クラッチ２５が取り付けられている。
【００２１】
リヤサイドブロック３０Ａには吐出室１５の底部に開口し、貫通支持穴３２の側壁に至る油路３３が形成され、また、リヤサイドブロック３０Ａのロータ５０に対向する面には、ベーン溝５６の背圧室５９に連通するように配した凹部３５と小凹部３７が設けられている。
そして、油路３３の貫通支持穴３２近傍と小凹部３７とが連通路３６で結ばれている。
吐出室１５の吐出圧に押されて、油路３３を経て貫通支持穴３２の側壁に至った潤滑油は、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って凹部３５および密閉空間Ｒへ流れ、また連通路３６により小凹部３７へ流れる。
以上の構成は、リヤサイドブロック３０をリヤサイドブロック３０Ａに変更しているが、図４および図５に示した構成と同じである。
【００２２】
本実施例では、図１とさらにリヤサイドブロック３０Ａをシリンダ４０側から見た図２に示すように、サイクロンブロック６０とリヤサイドブロック３０Ａ間の密閉空間Ｒが、リヤサイドブロック３０Ａに形成された連通路３９によりリヤ側吸入口３１と接続させてある。連通路３９は、リヤサイドブロック３０Ａのボス部３８の密閉空間Ｒに面する端面から軸方向に延びる第１路３９ａと、第１路とリヤ側吸入口３１を結ぶ第２路３９ｂとからなり、第２路３９ｂはリヤ側吸入口３１側から第１路３９ａに向けて斜めに穴あけ加工して形成されている。
その他の構成は、図４および図５に示した構成と同じであり、説明を省略する。
【００２３】
本実施例は以上のように構成され、密閉空間Ｒを連通路３９でリヤ側吸入口３１と連通させてあるので、回転軸５１の後端が臨む密閉空間Ｒが吸入圧となる。したがって、回転軸５１の後端をフロント側へ付勢する力が大幅に低下する。なお、リヤサイドブロック３０Ａのロータ５０に対向する面に形成された小凹部３７には、油路３３から連通路３６を経て吐出圧の潤滑油が供給されるが、小凹部３７の面積が小さいので、これによってロータをフロント側へ付勢する顕著な力は発生しない。
【００２４】
また、貫通支持穴３２と回転軸５１間の隙間を通って密閉空間Ｒへ流れこんだ潤滑油は、リヤ側吸入口３１からシリンダ４０内に入り、吸入冷媒とともに再び圧縮室で圧縮され、シリンダ４０内各部を潤滑しながら吐出口４２から吐出室１４へ吐出される。
これにより、ロータ５０がフロントサイドブロック２０に押し付けられることがなく、必要駆動力の無用な増大や、当接面の摩耗、焼付きが回避される。また、潤滑油の内部リークも減少するので、圧縮機としての性能も向上する。
【００２５】
つぎに図３は、第２の実施例を示す。
この実施例は、密閉空間Ｒをリヤ側吸入口３１に連通させる連通路３９の代わりに、回転軸５１Ａに連通路５５を設けたものである。
回転軸５１Ａの連通路５５は、サイクロンブロック６０とリヤサイドブロック３０Ｂ間の密閉空間Ｒに臨む後端面から中心軸上をリップシール１８の手前まで延びる軸孔５５ａと、フロントヘッド１２内のフロント側吸入室１３に開口する横孔５５ｂとからなっている。
その他の構成は図１に示した第１の実施例と同じである。
【００２６】
本実施例では、密閉空間Ｒが連通路５５でフロント側吸入室１３と連通させてあるので、回転軸５１Ａの後端が臨む密閉空間Ｒが同様に吸入圧となり、回転軸５１Ａの後端をフロント側へ付勢する力が大幅に低下する。
したがって、前実施例と同じく、ロータ４０がフロントサイドブロック２０に押し付けられることがなく、必要駆動力の無用な増大や、当接面の摩耗、焼付きが回避される。また、潤滑油の内部リークも減少するので、圧縮機としての性能も向上する。
【００２７】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、ロータの回転軸の前端側をフロントサイドブロックの貫通支持穴に支持するとともにコンプレッサケースから外部へ突出させ、回転軸の後端をリヤサイドブロックの貫通支持穴に支持して設けたベーンロータリ式の気体圧縮機において、リヤサイドブロックの貫通支持穴の吐出室側開口まわりをカバーする密閉空間が設けられ、該密閉空間を吸入圧側と連通させる吸入圧連通路を有しているものとしたので、密閉空間で回転軸の後端にかかる圧力が低圧となるので、ロータがフロントサイドブロックに押し付けられることがなく、必要駆動力の無用な増大や、当接面の摩耗、焼付きが回避される。また、潤滑油の内部リークも減少するので、圧縮機としての性能も向上するという効果を有する。
【００２８】
そして、吸入圧連通路はとくに回転軸に設けて密閉空間と吸入室を接続するものとしたから、回転軸に対する簡単な加工で吸入圧連通路が形成でき、密閉空間に吸入圧を導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図である。
【図２】リヤサイドブロックをシリンダ側から見た図である。
【図３】第２の実施例を示す縦断面図である。
【図４】従来の気体圧縮機を示す縦断面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ部断面図である。
【符号の説明】
１０      コンプレッサケース
１１      ハウジング
１２      フロントヘッド
１３      フロント側吸入室
１４      冷媒ガス吸入ポート
１５      吐出室
１６      冷媒ガス吐出ポート
１８      リップシール
２０      フロントサイドブロック
２２      吸入口
２３      回転軸支持部
２６      油路
２４      プーリ
２７      凹部
３０、３０Ａ、３０Ｂ    リヤサイドブロック
３１      リヤ側吸入口
３２      貫通支持穴
３３      油路
３４、３６    連通路
３５      凹部
３５ａ    くびれ部
３７      小凹部
３８      ボス部
３９      連通路
３９ａ    第１路
３９ｂ    第２路
４０      シリンダ
４１      連通穴
４２      吐出口
４３      リードバルブ
４４      吐出チャンバ
４６      貫通穴
４８      圧縮室
５０    ロータ
５１、５１Ａ    回転軸
５５      連通路
５５ａ    軸孔
５５ｂ    横孔
５６      ベーン溝
５８      ベーン
５９      背圧室
６０      サイクロンブロック
６２      オイルセパレータ
６４      シールリング
Ｒ        密閉空間
【図１】
0004043233.tif 000002
【図２】
0004043233.tif 000003
【図３】
0004043233.tif 000004
【図４】
0004043233.tif 000005
【図５】
0004043233.tif 000006