(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周楕円状のシリンダと、
上記シリンダの端面にネジ止め接合されたフロントサイドブロックおよびリアサイドブロックと、
その軸心に一体に設けたロータ軸と上記フロントサイドブロック及びリアサイドブロックの中心に位置する軸受けとにより上記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、
上記ロータの外周面から上記シリンダの内周面に向って出没可能に設けたベーンと、
上記シリンダ、両サイドブロック、ロータおよびベーンにより仕切り形成された該シリンダ内側の小室からなるとともに、上記ロータの回転により容積の大小変化を繰り返し、この容積変化により低圧の冷媒ガスを吸入し圧縮して吐出する圧縮室とを備え、
上記フロントサイドブロックまたは両サイドブロックの内側面全体のうち、上記ロータ端面が摺接するロータ摺接部を、該ロータ端面側からみて凹の形状とし、
上記シリンダの端面を平面形状とし、
上記シリンダの端面に接合されるシリンダ接合部を、上記シリンダ端面と同じ平面形状とし、
上記ロータ摺接部と上記シリンダ接合部との間を繋ぐ繋ぎ部は、上記シリンダ接合部の延長面として平面形状としたこと
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】
本発明はカーエアコンシステム等に用いられる気体圧縮機に関し、特に、その機器の耐久性や冷房能力の向上、ならびに省動力化を図れるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種気体圧縮機は、たとえば図４および図５に示したように内周楕円状のシリンダ４を有し、このシリンダ４の両端面にサイドブロック５、６がネジ止め接合される構造を採用している。
【０００３】
また、シリンダ４内にはロータ７が回転可能に配置され、このロータ７に形成されたベーン溝１１にはベーン１２が装着され、ベーン１２はベーン溝１１内を摺動でき、かつ、ロータ７の外周面からシリンダ４の内周面に向って出没可能に設けられている。
【０００４】
上記シリンダ４、サイドブロック５、６、ロータ７およびベーン１２により仕切り形成されたシリンダ４内側の小室は圧縮室１３と称し、圧縮室１３は、ロータ７の回転により容積の大小変化を繰り返すとともに、この容積変化により吸入室１４側から低圧の冷媒ガスを吸入し、これを圧縮し高圧の冷媒ガスとして吐出室１５側へ吐出する。
【０００５】
吐出室１５の底部には、高圧冷媒ガスの吐出圧が作用するオイル溜まり２０が設けられており、このオイル溜まり２０のオイルは、サイドブロック５、６やシリンダ４の油穴２１等を経てベーン溝１１底部へ供給され、ベーン１２をシリンダ４内壁側へ押し付けるベーン背圧として用いられる。さらに、ベーン溝１１底部に供給されたオイルは、ロータ端面７ａ（「ロータサイド」ともいう）に漏れ出て油膜を形成し、この油膜によりロータサイド７ａとサイドブロック５、６との間の摺動隙間（「ロータサイドクリアランス」ともいう）がシールされる。
【０００６】
ところで、上記のような構造からなる気体圧縮機において、ロータ端面７ａやシリンダ端面４ａと対向するリア側のサイドブロック６内側面は、図６に示したように平面でなく、ロータ７側からみて中央部が少し窪んだ凹曲面形状となるように形成されている。フロント側のサイドブロック５内側面も同様である。このようにサイドブロック５、６内側面を凹曲面形状としたのは、ロータサイドクリアランスを確保するためと、ロータサイド７ａの油膜を確保するためである。
【０００７】
しかしながら、上記のような従来構造の気体圧縮機によると、図６に示したようにサイドブロック５、６の内側面全体が凹状曲面となるように構成されているため、機器組立時にサイドブロック５、６内側面と平面形状のシリンダ端面４ａとを突き合せると、その突き合せ接合部に図６に示した隙間Ｇ１が生じる。このため、そのままシリンダ４とサイドブロック５、６をネジ止め締結すると、その締結力や該隙間Ｇ１の形状との関係から、図７に示したようにサイドブロック５、６はその中央部がロータ７の端面に向って張り出すように変形し、シリンダ４は太鼓状に変形する。これにより、サイドブロック５、６内側面の凹曲面形状の凹量が減少し、ロータサイドクリアランスとロータサイド７ａの油膜の確保が困難となり、気体圧縮機としての耐久性、特に耐摩耗性が低下するとともに、ロータ端面７ａとサイドブロック５、６との摺動摩擦抵抗が増え、気体圧縮機の運転に大きな動力を要する等の問題点がある。また、上記のようにシリンダ４が太鼓状に変形すると、ベーン１２先端とシリンダ４との間に不要な隙間Ｇ２が生じ、この隙間Ｇ２から圧縮室１３内の高圧冷媒ガスが低圧部側へ漏れ出る、いわゆる内部リーク量が増え、冷房能力が低下する等の問題点も有している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シリンダとサイドブロックのネジ止め締結による形状変形を防止することにより、耐久性や冷房能力の向上、ならびに省動力化を図った気体圧縮機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内周楕円状のシリンダと、上記シリンダの端面にネジ止め接合されたフロントサイドブロックおよびリアサイドブロックと、その軸心に一体に設けたロータ軸と上記フロントサイドブロック及びリアサイドブロックの中心に位置する軸受けとにより上記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、上記ロータの外周面から上記シリンダの内周面に向って出没可能に設けたベーンと、上記シリンダ、両サイドブロック、ロータおよびベーンにより仕切り形成された該シリンダ内側の小室からなるとともに、上記ロータの回転により容積の大小変化を繰り返し、この容積変化により低圧の冷媒ガスを吸入し圧縮して吐出する圧縮室とを備え、上記フロントサイドブロックまたは両サイドブロックの内側面全体のうち、上記ロータ端面が摺接するロータ摺接部を、該ロータ端面側からみて凹の形状とし、上記シリンダの端面を平面形状とし、上記シリンダの端面に接合されるシリンダ接合部を、上記シリンダ端面と同じ平面形状とし、上記ロータ摺接部と上記シリンダ接合部との間を繋ぐ繋ぎ部は、上記シリンダ接合部の延長面として平面形状としたことを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、上記「ロータ端面側からみて凹の形状」とは、凹部が曲面である形状（以下「凹曲面形状」という。）のほか、凹部が曲面でなく直線である形状等も含む。また、上記「シリンダの端面と同じ形状」とは、シリンダの端面が平面であるときはこれと同じ平面形状であることを意味し、シリンダの端面が曲面であるときはこれと同じ曲面形状であることを意味する。
【００１１】
本発明では、サイドブロックのシリンダ接合部をシリンダの端面と同じ形状とする上記構成の採用により、サイドブロックとシリンダの接合部は同じ形状どうしが接合される構造となることから、シリンダとサイドブロックのネジ止め接合前に、その接合部に生じる隙間がなくなり、この種の隙間による不具合、すなわちシリンダとサイドブロックのネジ止め締結による形状変形が防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る気体圧縮機の実施形態について図１ないし図３を基に詳細に説明する。なお、従来と同一の部分については図４および図５を用いて説明する。
【００１６】
本実施形態の気体圧縮機は、図４に示したように一端開口型のコンプレッサケース１内に圧縮機構部２を収納した構造であり、コンプレッサケース１の開口端にはフロントヘッド３が取り付けられている。
【００１７】
圧縮機構部２は内周楕円状のシリンダ４を有し、シリンダ４の両端面にはサイドブロック５、６がネジ止め接合され、該シリンダ４内にはロータ７が配置されている。
【００１８】
なお、ロータ７はその軸心に一体に設けたロータ軸８とこれを支持するサイドブロック５、６の軸受９、１０とにより回転可能に支持されている。また、図５に示したように、ロータ７にはその径方向に放射状にベーン溝１１がスリット状に５つ切り込み形成され、これらのベーン溝１１にはそれぞれベーン１２が1枚ずつ装着されており、各ベーン１２はベーン溝１１内を摺動でき、かつ、ロータ７の外周面からシリンダ４の内周面に向って出没可能に設けられている。
【００１９】
シリンダ４の内側は、シリンダ４内壁、サイドブロック５、６内面、ロータ７外周面およびベーン１２先端側両側面により複数の小室に仕切られており、この仕切り形成された各小室が圧縮室１３であり、圧縮室１３は、ロータ７が図中矢印イの方向に回転することにより容積の大小変化を繰り返し、この容積変化により低圧室である吸入室１４の低圧冷媒ガスを吸入し、これを圧縮し高圧冷媒ガスとして高圧室である吐出室１５側へ吐出する。
【００２０】
すなわち、圧縮室１３の容積変化が生じると、その容積増加時に、吸入室１４内の低圧冷媒ガスがサイドブロック５の吸入口（図示省略）やシリンダ４の吸入通路４ａとサイドブロック６の吸入口６ａを介して圧縮室１３へ吸入される。そして、この圧縮室１３の容積が減少し始めると、その容積減少効果により圧縮室１３内の冷媒が圧縮され始める。その後、圧縮室１３の容積が最小付近に近づくと、圧縮された高圧冷媒ガス圧により、シリンダ楕円短径部付近に設けられているシリンダ吐出孔１６のリードバルブ１７が開く。これにより、圧縮室１３内の高圧冷媒ガスは、シリンダ吐出孔１６からシリンダ外部空間の吐出チャンバ１８へ吐出し、さらに該吐出チャンバ１８から油分離器１９等を経て吐出室１５側へ導かれる。
【００２１】
本実施形態の気体圧縮機においても、吐出室１５の底部には、高圧冷媒ガスの吐出圧が作用するオイル溜まり２０が設けられており、このオイル溜まり２０のオイルは、サイドブロック５、６やシリンダ４の油穴２１や軸受９、１０クリアランス等を経てベーン溝１１底部へ供給され、かつベーン１２をシリンダ４内壁側へ押し付けるベーン背圧として用いられる。さらに、ベーン溝１１底部に供給されたオイルは、ロータサイドに漏れ出て油膜を形成し、この油膜によりロータサイドクリアランスがシールされる。また、上記の如く吐出チャンバ１８内に吐出した高圧冷媒ガスには、潤滑用等のオイルがミストの状態で含まれており、この高圧冷媒ガス中のオイル成分が、油分離器１９を通過する際に分離捕獲され、かつ吐出室１５底部のオイル溜まり２０に滴下し一時貯留される。
【００２２】
ところで、従来の気体圧縮機の場合、シリンダ端面４ａおよびロータ端面７ａと対向しているサイドブロック５、６内側面の形状は、それ全体が凹曲面形状であったが（図６参照）、本実施形態の気体圧縮機の場合、リア側のサイドブロック（リアサイドブロック）６内側面の形状は、図１に示したように、すり鉢状に窪んだ凹曲面とその外縁に連続的に設けられる平面とを組合せた２面形状となっている。フロント側のサイドブロック（フロントサイドブロック）５内側面の形状も同様である。
【００２３】
すなわち、本実施形態では、フロントおよびリア側のサイドブロック５、６の内側面全体のうち、ロータ端面７ａが対向し摺接するロータ摺接部ｂは、該ロータ７端面側からみて凹の形状（本実施形態では凹曲面形状）となるように形成されている一方、これ以外の部分、つまりサイドブロック５、６の内側面全体のうち、シリンダ４の端面に対向し接合されるシリンダ接合部ｃについては、該シリンダ４の端面と同じ形状（本実施形態では平面形状）となるように形成されている。
【００２４】
したがって、本実施形態の気体圧縮機においては、その機器組立時に、シリンダ４の端面４ａにサイドブロック５、６の内側面を突き合せてネジ止め接合するが、この接合部において、サイドブロック５、６内側面とシリンダ端面４ａは同じ平面どうしが接合される構造となり、このような同じ平面どうしの接合構造であることから、シリンダ４とサイドブロック５、６のネジ止め接合前に、その接合部に従来のような隙間（図６の符号Ｇ１参照）が生じることはない。
【００２５】
このため、本実施形態の気体圧縮機によると、シリンダ４とサイドブロック５、６をネジ止め接合したときに、従来のようにサイドブロック５、６の中央部がロータ７の端面７ａに向って張り出し変形したり、シリンダ４が太鼓状に変形することはなく、この種サイドブロック５、６やシリンダ４のネジ止め締結による形状変形は低減され、かつ、サイドブロック５、６内側面の凹曲面形状はネジ止め締結後もそれ以前と同じ形状が維持される。そして、このようにネジ止め締結後も形状が変化しないサイドブロック５、６内側面の凹曲面形状部分により、ロータサイドクリアランス（ロータ端面７ａとサイドブロック５、６との間の摺動隙間）は十分に確保され、かつ、ロータサイド（ロータ端面７ａ）に十分な油膜を確保することができ、この油膜によりロータ端面７ａとサイドブロック５、６の摺接部の潤滑が確実に行われることから、気体圧縮機としての耐久性、特に耐摩耗性が向上し、かつ、その摺接部における摺動摩擦抵抗が減り、気体圧縮機の運転に要する動力の低減も図れる。
【００２６】
また、本実施形態の気体圧縮機によると、上記の如くシリンダ４の太鼓状変形が防止されるので、従来のようにベーン１２先端とシリンダ４との間に不要な隙間（図７の符号Ｇ２参照）が生じることもなく、この種の隙間から圧縮室１３内の高圧冷媒ガスが低圧部（吸入室）側へ漏れ出る、いわゆる内部リーク量を低減することができ、冷房能力の向上も図れる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、サイドブロック５、６の内側面のうち、凹曲面形状のロータ摺接部ｂと平面形状のシリンダ接合部ｃとの間を繋ぐ繋ぎ部ｄを、ロータ摺接部ｂの延長面として曲面形状とする構成を採用したが（図１参照）、この繋ぎ面ｄについては、図２に示したようにシリンダ接合部ｃの延長面として平面形状とすることもできる。
【００２８】
また、シリンダ４とサイドブロック５、６のネジ止め締結による形状変形を防止する手段については、上記実施形態とは別に、たとえば図３に示したような変形防止構造を採用することもできる。この図の構造は、サイドブロック５、６の内側面全体を、ロータ端面７ａ側からみて凹の形状、具体的にはロータ端面７ａ側からみて中央部が窪んでいる凹曲面形状とするとともに、サイドブロック５、６が接合されるシリンダ４のサイドブロック接合部ａを、上記サイドブロック５、６内側面の凹の形状と同じ形状、具体的にはサイドブロック５、６内側面の凹曲面形状と同じ曲率の曲面形状としたものである。この図３の構造によると、サイドブロック５、６内側面とシリンダ端面４ａの接合部は同じ曲率の曲面どうしが接合される構造となるから、上記実施形態と同じく、シリンダ４とサイドブロック５、６のネジ止め接合前や接合後に、従来のような不要な隙間（図６の符号Ｇ１および図７の符号Ｇ２参照）が生じることはなく、よって、この図３の変形防止構造によっても、上記実施形態と同様の効果、すなわち気体圧縮機の耐久性や冷房能力の向上、ならびに省動力化を図ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る気体圧縮機にあっては、上記の如く、サイドブロックのシリンダ接合部をシリンダの端面と同じ形状とする、または、シリンダのサイドブロック接合部をサイドブロックの凹形状と同じ形状とする構成を採用したものである。このため、サイドブロックとシリンダの接合部は同じ形状どうしが接合される構造となるので、シリンダとサイドブロックのネジ止め接合前に、その接合部に隙間が生じることはなく、この種の隙間による従来の不具合、すなわちサイドブロックやシリンダのねじ止め締結による形状変形が防止され、ロータサイドクリアランスとロータサイドの油膜を十分に確保することが可能となり、気体圧縮機としての耐久性や冷房能力の向上ならびに省動力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気体圧縮機の要部の一実施形態を示した説明図。
【図２】図１に示した実施形態の変形例の説明図。
【図３】本発明に係る気体圧縮機の要部の他の実施形態を示した説明図。
【図４】気体圧縮機の基本的な構成を示した断面図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】従来の気体圧縮機におけるシリンダとサイドブロックの接合部の構造説明図。
【図７】図６に示した従来のシリンダとサイドブロックをねじ止め接合したときのシリンダとサイドブロックの形状変形の様子を示した説明図。
【符号の説明】
１  コンプレッサケース
２  圧縮機構部
３  フロントヘッド
４  シリンダ
４ａ  シリンダ端面
５  フロント側のサイドブロック
６  リア側のサイドブロック
７  ロータ
７ａ  ロータ端面（ロータサイド）
８  ロータ軸
９、１０  軸受
１１  ベーン溝
１２  ベーン
１３  圧縮室
１４  吸入室（低圧室）
１５  吐出室（高圧室）
１６  シリンダ吐出孔
１７  リードバルブ
１８  吐出チャンバ
１９  油分離器
２０  オイル溜まり
２１  油穴
ａ  シリンダのサイドブロック接合部
ｂ  サイドブロックのロータ摺接部
ｃ  サイドブロックのシリンダ接合部
【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】
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【図６】
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【図７】
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