(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの回転動力が伝達される回転軸と、
該回転軸の回転により冷媒ガスを吸入圧縮し、吐出する圧縮機本体と、
該圧縮機本体を収容するとともに、前記回転軸を貫通させる開口部と、該開口部の外部に前記回転軸より大径の軸穴とを備えたコンプレッサケースと、
前記開口部に設けられた軸シールと、
前記コンプレッサケースの外気側で前記軸穴の底部に設けられ、前記軸シールから滲み出る潤滑油を排出する油抜き孔と、
該油抜き孔周囲の外気を流動させる外気流生成手段とを有し、
前記軸穴の前記油抜き孔よりも高い位置には空気吸入口が設けられていることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記空気吸入口は前記軸穴の中心より上向きに設けられ、コンプレッサケースに取り付けられて開口を下向きにしたチューブにつながってい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】
前記外気流生成手段は、前記開口部側から前記回転軸の先端側方向へ向く空気流を生成するフィンであることを特徴とする請求項１または２記載の気体圧縮機。
【請求項４】
外部からの回転動力を伝達する動力伝達手段と、
該動力伝達手段に接続され回転する回転軸と、
該回転軸の回転により冷媒ガスを吸入圧縮し、吐出する圧縮機本体と、
該圧縮機本体を収容するとともに、前記回転軸を貫通させる開口部と、該開口部の外部に前記回転軸より大径の軸穴とを備えたコンプレッサケースと、
前記開口部に設けられた軸シールと、
前記コンプレッサケースの外気側で前記軸穴の底部に設けられ、前記軸シールから滲み出る潤滑油を排出する油抜き孔と、
前記軸穴の前記油抜き孔よりも高い位置に設けられた空気吸入口と、
前記油抜き孔周囲の外気を流動させる外気流生成手段とを有し、
該外気流生成手段が前記動力伝達手段に設けられ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、車両の空調システム等に用いられる気体圧縮機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の圧縮機の一例を図９に示す。
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、圧縮機本体を構成している。
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を貫通したうえ、前端側がフロントヘッド１２との間に設けた軸シールとしてのシール機構７０を貫通して延び、後端はリヤサイドブロック３０に支持されている。回転軸５１の前端には電磁クラッチ９０を備えたプーリ８０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。
【０００３】
ベーン５８はロータ５０に形成された径方向のベーン溝に摺動可能に装着され、ロータ５０の回転時にシリンダ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。
【０００４】
フロントサイドブロック２０のシリンダ４０と反対側には、フロントヘッド１２内壁とフロントサイドブロック２０により画成されたフロント側吸入室１３が形成され、フロント側吸入室１３は冷媒ガス吸入ポート１４を備えている。
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が貫通して開口している。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
ロータ５０が回転すると、冷媒ガス吸入ポート１４から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、直接フロント側から圧縮室４８へ吸入されるとともに、吸入口２２から連通穴４１、リヤ側吸入口３１を経てリヤ側からも圧縮室４８へ吸入される。そして、冷媒ガスは圧縮室４８で圧縮された後、吐出室１５へ吐出され、冷媒ガス吐出ポート１６から外部へ供給される。
【０００８】
このような気体圧縮機では、回転軸５１の貫通する支持穴３２における潤滑、および図示しないベーン溝の背圧室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、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、ベーン溝の背圧室に連通するように配した凹部（さらい）３５が設けられている。
【０００９】
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へ流れる。
【００１０】
さらにシリンダ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における回転軸の支持部２３を接続して、当該支持部２３へ潤滑油を導くようになっている。
【００１１】
支持部２３へ導かれた潤滑油は、該支持部の軸受け面を軸方向に流れて一部は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、また残りはロータ５０と反対側の端面からシール機構７０が設けられた空間Ｓへ流れる。
フロントサイドブロック２０にはこの空間Ｓと凹部２７を結ぶ連通路２８が設けられ、空間Ｓへ流れ出た潤滑油を凹部２７へ吸引するようになっている。
【００１２】
図１０はシール機構部分を含むフロントヘッドまわりを拡大して示している。フロントヘッド１２は前端に軸部１８を有し、軸部１８の外周にはベアリング８５を介してプーリ８０が回転自由に支持されている。プーリ８０はその外周にベルト溝８１を有する。また後方に開口したコア収納空間８２を備え、このコア収納空間８２内にはフロントヘッド１２に固定されたマグネットコア９１が配置されている。
軸部１８には途中に肩部１９が形成された貫通穴が設けられ、アーマチュア９３のハブ９４のボス部９５が肩部１９より外方端までの前側穴８７内に挿入されてボルト１００でロータ５０の回転軸５１に結合されている。
【００１３】
アーマチュア９３は、マグネットコア９１に対応する径位置において、プーリ８０にわずかな間隙を置いて対向させた摩擦プレート９６を備える。摩擦プレート９６は弾性ゴム９７を介してハブ９４に支持されている。
マグネットコア９１に通電して摩擦プレート９６を吸引し、摩擦プレート９６とプーリ８０を締結することにより、回転軸５１をプーリ８０と一体回転可能とする。
マグネットコア９１、アーマチュア９３、およびプーリ８０におけるアーマチュアの摩擦プレート９６と対向する部分で動力伝達手段としての電磁クラッチ９０が構成される。
なお、アーマチュア９３のハブ９４には作業用のネジ穴９８等が開口している。
【００１４】
回転軸５１はフロントサイドブロック２０の支持部２３より前方に突出したところで当該支持部貫通部分より小径となっている。
シール機構７０は、小径となった回転軸上に配置したカバープレート７１と、シールリング７２とからなっている。
貫通穴の肩部１９より内方の内側穴８８に、前端面を肩部１９に当接させてカバープレート７１が取り付けられ、カバープレート７１の外周面と内側穴８８の内周面の間は弾性Ｏリング１０５でシールされている。
【００１５】
シールリング７２はそのリップ７３をカバープレート７１の後端面に当接させて回転軸５１に取り付けられている。シールリング７２の後方に開口した穴７４には弾性Ｏリング７５と押圧リング７６とが設けられている。支持部２３直前の段差部において回転軸５１上に位置決めされたスプリング受け７７と押圧リング７６間にスプリング７８が設けられ、これにより、シールリング７２のリップ７３がカバープレート７１に押し付けられるとともに、押圧リング７６で押圧された弾性Ｏリング７５がシールリング７２と回転軸５１間をシールする。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の構成において、支持部２３から空間Ｓへ流れ出た潤滑油は、前述のように連通路２８から凹部２７へ導かれるが、シールリング７２とカバープレート７１が相対回転するので、互いに押し付けられているとは言え、シールリング７２のリップ７３とカバープレート７１の後端面の摺接面からも漏れるのを完全には阻止できない。
【００１７】
このシール機構７０のリップ７３とカバープレート７１の摺接面から漏れた潤滑油は、カバープレート７１と回転軸５１間の隙間を通って、アーマチュア９３のボス部９５が回転軸５１に結合される前側穴８７へ流れる。こうして前側穴８７へ流れた潤滑油がその後プーリ８０と摩擦プレート９６間に入ると、クラッチスリップを招くことになり、またプーリ８０のベルト溝８１にかかるとベルトのスリップが発生する。
そこで、従来、フロントヘッド１２の前側穴８７に油抜き孔１１０を設け、油路１１１を経てチューブ１１２により、シール機構７０から漏れ出た潤滑油を外部へ排出するようにしている。
【００１８】
しかしながら、油抜き孔１１０が設けられた前側穴８７は、プーリ８０と摩擦プレート９６間の間隙を通して外部と通じ、またアーマチュア９３にはハブ９４に作業用のネジ穴９８等も開口しているので、外部から埃が侵入して堆積する。このため、潤滑油が埃と混じりあって凝固し、油抜き孔１１０の開口を塞いでしまうという問題がある。油抜き孔１１０が塞がれると、結局潤滑油がプーリ８０と摩擦プレート９６間に入ってしまうので、クラッチスリップを防止するという目的が達せられないこととなる。
【００１９】
したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、油抜き孔が塞がれないようにして、シール機構から漏れ出た潤滑油が円滑に外部へ排出されるよう構成した気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００２０】
【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、外部からの回転動力が伝達される回転軸と、該回転軸の回転により冷媒ガスを吸入圧縮し、吐出する圧縮機本体と、該圧縮機本体を収容するとともに、回転軸を貫通させる開口部を備えたコンプレッサケースと、開口部に設けられた軸シールと、コンプレッサケースの外気側に設けられ、軸シールから滲み出る潤滑油を排出する油抜き孔と、該油抜き孔周囲の外気を流動させる外気流生成手段とを有する。
そしてさらに、コンプレッサケースが開口部の外部に回転軸より大径の軸穴を備え、油抜き孔は軸穴の底部に設けられ、軸穴の油抜き孔よりも高い位置には空気吸入口が設けられているものとした。
【００２１】
請求項２の発明は、空気吸入口が軸穴の中心より上向きに設けられ、コンプレッサケースに取り付けられて開口を下向きにしたチューブにつながっているものである。
【００２２】
請求項３の発明は、外気流生成手段が、開口部側から回転軸の先端側方向へ向く空気流を生成するフィンであるものとした。
【００２３】
請求項４の発明は、外部からの回転動力を伝達する動力伝達手段と、該動力伝達手段に接続され回転する回転軸と、該回転軸の回転により冷媒ガスを吸入圧縮し、吐出する圧縮機本体と、該圧縮機本体を収容するとともに、回転軸を貫通させる開口部と、該開口部の外部に回転軸より大径の軸穴とを備えたコンプレッサケースと、開口部に設けられた軸シールと、コンプレッサケースの外気側で軸穴の底部に設けられ、軸シールから滲み出る潤滑油を排出する油抜き孔と、軸穴の油抜き孔よりも高い位置に設けられた空気吸入口と、該油抜き孔周囲の外気を流動させる外気流生成手段とを有し、該外気流生成手段が動力伝達手段に設けられているものとした。
【００２４】
【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の実施例の構成を示す縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ部断面図におけるフロントヘッドを示す図である。
図１はシール機構部分を含むフロントヘッドまわりを示し、アーマチュア９３は、従来例と同じく、マグネットコア９１に対応する径位置において、プーリ８０にわずかな間隙を置いて対向させるとともに、弾性ゴム９７を介してハブ９４に支持された摩擦プレート９６を備える。
【００２５】
ハブ９４のボス部９５はフロントヘッド１２の軸部１８に形成された前側穴８７内に挿入されて、ボルト１００でロータ５０の回転軸５１に結合されている。すなわち、回転軸５１先端の外周面にはスプライン５３が形成されており、ボス部９５は先端に回転軸５１のスプライン５３と噛み合うスプライン穴１０２を有するとともに、基部にスプライン穴１０２より大径の穴１０３を有している。そして、スプライン穴１０２と穴１０３間の肩部に着座させたワッシャ１０１を通してボルト１００を回転軸５１の端面に開口するネジ穴５４にねじ込んで、アーマチュア９３と回転軸５１が結合されている。
【００２６】
軸部１８の内側穴８８内には、回転軸５１上に配置したカバープレート７１とシールリング７２とからなるシール機構７０が設けられている。
とくに図２に示すように、フロントヘッド１２の前側穴８７には、気体圧縮機の設置状態において最下部となる位置に従来例と同じ油抜き孔１１０を設け、油路１１１を経てチューブ１１２により、シール機構７０から漏れ出た潤滑油を外部へ排出するようにしている。この油抜き孔１１０の構成は図１０に示した従来例と同じである。
【００２７】
フロントヘッド１２の前側穴８７にはさらに、下向きの空気吸入口１１５が設けられ、通路１１６を経て外部に通じている。空気吸入口１１５の開口は潤滑油が流れ込まないように油抜き孔１１０から離間させて油抜き孔１１０を挟んだ両側に設けられ、好ましくは、気体圧縮機の設置状態において、図２に示すように、鉛直下向きからそれぞれ４５°以上の角度αの位置に配置される。
なお、図１には、図２のＢ−Ｂ部断面における空気吸入口１１５および通路１１６が示されている。
【００２８】
一方、アーマチュア９３のボス部９５の外周面には、フィン１０４が設けられている。
図３はフィン１０４の形状を示すアーマチュア９３の斜視図で、図４はボス部９５の横断面を示す。
図４に示すように、フィン１０４はボス部９５の外周面に対して径方向、すなわち放射方向に設けられ、図３に示すように周方向には曲面をなして、アーマチュア９３が矢示方向に回転したとき、空気をボス部９５の先端側から基部側方向へ付勢するようになっている。これにより、フロントヘッド１２の軸部１８の前側穴８７内では、空気吸入口１１５から外部の空気が吸入され、アーマチュア９３のハブ９４の作業用ネジ穴９８やプーリ８０と摩擦プレート９６間の間隙から排出される空気流が生成される。
その他の構成は、従来例の図９、図１０に示した構成と同じである。
【００２９】
本実施例は以上のように構成され、回転軸５１の電磁クラッチ９０連結側のシール機構７０から漏れ出た潤滑油を、アーマチュア９３のボス部９５が挿入されるフロントヘッド軸部１８における前側穴８７の油抜き孔１１０から排出するようにした気体圧縮機において、前側穴８７に空気吸入口１１５を設けるとともに、ボス部９５の外周面にフィン１０４を設けて、前側穴８７内に空気流を生成するものとしたので、埃は外部へ排出され、前側穴８７内に堆積して凝固し油抜き孔１１０を塞ぐことが防止される。これにより、潤滑油が油抜き孔１１０から確実に排出されるから、したがってクラッチスリップの発生もなくなる。
【００３０】
図５は第２の実施例の構成を示す縦断面図、図６は図５におけるＣ−Ｃ部断面図におけるフロントヘッドを示す図である。
この実施例では、フロントヘッド１２Ａにおいて、空気吸入口１１５Ａを上向きに設けてあり、通路１１６Ａを経てチューブ１１７により外部に通じている。とくに図６に示すように、空気吸入口１１５Ａおよび通路１１６Ａは上向き２方向に延び、通路に接続されたチューブ１１７はそれぞれ折り返してその開口１１８を下向きとしてある。
なお、図５には、図６のＤ−Ｄ部断面における空気吸入口１１５Ａおよび通路１１６Ａが示されている。
アーマチュア９３のボス部９５の外周面にフィン１０４を設けてある点を含めて、その他の構成は、第１の実施例と同じである。
【００３１】
本実施例によっても、ボス部９５にフィン１０４を設けたアーマチュア９３の回転によって前側穴８７内に空気吸入口１１５Ａから空気が吸入され、空気流が生成されるので、埃が堆積して凝固し油抜き孔１１０を塞ぐことが防止される。また、空気吸入口１１５Ａが上向きとなっているので、空気吸入口は一層確実に潤滑油から隔離されて、前側穴８７内の潤滑油が空気吸入口１１５Ａに流入するおそれがなく、チューブ１１７は折り返されて開口１１８が下向きとなっているので、外部から埃やベルトの摩耗粉等が入ることもない。
【００３２】
なお、ボス部９５の外周面のフィン１０４の枚数は１枚でもよく、少なくも前側穴８７内の空気をかき乱すことによって埃が堆積、凝固することが阻止されるが、実施例のように複数のフィンを設けるのが、強い空気流が生成されてとくに好ましい。
【００３３】
また、実施例ではボス部９５の外周面に設けるフィン１０４が放射方向で、外周面に対して垂直なものとしたが、これに限らず、例えば図７に示すように、外周面に対して回転方向に傾斜したフィン１０４Ａとすることもできる。これにより垂直の場合よりもフィンから外方へ逃げる空気量が低減し、アーマチュアハブ９４の作業用ねじ穴９８等からの排出を促進する軸方向の空気流が増大する。
さらに製作上などの必要に応じて、図８に示すように、軸方向に分割して形成したフィン１０４Ｂとしてもよい。
【００３４】
なお、各実施例では軸シールとしてメカニカルシールからなるシール機構７０を備えるものとしたが、これに限定されることなく、ロータの回転軸の外周面と高分子材料の弾性体とが直接接触摺動するリップシールでもよい。
また、回転軸と電磁クラッチの接続は、回転軸の先端にオスのスプラインを形成し、電磁クラッチのボス部内周にメスのスプラインを形成した結合方式としたが、逆に、回転軸の先端にメスのスプラインを形成し、電磁クラッチのボス部外周にオスのスプラインを形成して両者を結合するものとしてもよい。この場合には、フィンは回転軸の先端部外周に設け、あるいは別体として組み込む。
【００３５】
さらにまた、実施例は、動力伝達手段として電磁クラッチを備えるものとして説明したが、締結・解放作用をもたないカップリングなどでもよい。
なおまた、実施例における圧縮機本体は複数のベーンを備えたベーンロータリタイプの構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えばスクロールタイプ、斜板タイプ、ベーンが回転しないローリングピストンタイプなど種々の圧縮機に適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のとおり本発明は、コンプレッサケースに回転軸を貫通させる開口部を備えた気体圧縮機において、開口部に設けられた軸シールと、コンプレッサケースの外気側に設けられ、軸シールから滲み出る潤滑油を排出する油抜き孔と、該油抜き孔周囲の外気を流動させる外気流生成手段とを有するものとしたので、油抜き孔周辺に埃が侵入しても外気流生成手段が空気をかき乱すことによって、埃が堆積、凝固して油抜き孔の開口を塞いでしまうことが阻止される。したがって、潤滑油が油抜き孔から確実に排出される。
【００３７】
そしてさらに、コンプレッサケースの開口部の外部に軸穴を備え、油抜き孔は軸穴の底部に設け、軸穴の油抜き孔よりも高い位置には空気吸入口を設けているので、空気吸入口からの新鮮な空気を用いて外気流を生成でき、また空気吸入口に潤滑油が流れ込むことが防止される。
また、空気吸入口をとくに軸穴の中心より上向きに設け、ケーシングに取り付けられて開口を下向きにしたチューブにつながるものとすることにより、空気吸入口の潤滑油からの隔離が一層確実となる。
【００３８】
さらに、開口部側から回転軸の先端側方向へ向く空気流を生成するフィンで外気流生成手段を構成することにより、埃が外部へ積極的に排出される。
また、外部からの回転動力を伝達する動力伝達手段を有し、該動力伝達手段に回転軸が接続される場合には、外気流生成手段は動力伝達手段に設けることができるとともに、動力伝達手段へ潤滑油が流れてスリップなどを起こすおそれもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の第１の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部断面図である。
【図３】アーマチュアを示す斜視図である。
【図４】アーマチュアのボス部の横断面図である。
【図５】第２の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図６】図５におけるＣ−Ｃ部断面図である。
【図７】フィンの変形例を示す横断面図である。
【図８】フィンの変形例を示す斜視図である。
【図９】従来例を示す縦断面図である。
【図１０】図９の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０      コンプレッサケース
１１      ハウジング
１２、１２Ａ    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      軸部
１９      肩部
２０      フロントサイドブロック
２２      吸入口
２３      支持部
２６      油路
２７、３５    凹部
２８、３４    連通路
３０      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
４０      シリンダ
４１      連通穴
４６      貫通穴
４８      圧縮室
５０      ロータ
５１      回転軸
５３      スプライン
５４      ネジ穴
５８      ベーン
６０      サイクロンブロック
６２      オイルセパレータ
７０      シール機構
７１      カバープレート
７２      シールリング
７３      リップ
７４      穴
７５、１０５    弾性Ｏリング
７６      押圧リング
７７      スプリング受け
７８      スプリング
８０      プーリ
８１      ベルト溝
８２      コア収納空間
８５      ベアリング
８７      前側穴
８８      内側穴
９０      電磁クラッチ
９１      マグネットコア
９３      アーマチュア
９４      ハブ
９５      ボス部
９６      摩擦プレート
９７      弾性ゴム
９８      ネジ穴
１００    ボルト
１０１    ワッシャ
１０２    スプライン穴
１０３    穴
１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ    フィン
１１０    油抜き孔
１１１    油路
１１２、１１７    チューブ
１１５、１１５Ａ    空気吸入口
１１６、１１６Ａ    通路
１１８    開口
【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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【図８】
0004071976.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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