(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のサイドブロック間に設けられた内周略楕円筒状のシリンダと、上記一対のサイドブロック及びシリンダにより形成されるシリンダ室内に回転自在に横架されるロータと、上記ロータに形成されたベーン溝に装着され、ロータの径方向に進退可能な複数のベーンとを備え、上記ロータの回転により冷媒ガスをシリンダ室内に吸い込み圧縮し、圧縮後の冷媒ガスを吐出室に吐出する気体圧縮機において、
前記ロータのベーン溝に円盤状ベーンを装着するとともに、このベーンの外形と合致するようにシリンダの内周面は軸方向に沿って湾曲面に設定されていることにより、ロータの回転駆動時、円盤状ベーンが回転しながらベーン溝内を進退動作し、シリンダ内周面と摺接す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、カーエアコン等のエアコンシステムに使用される気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアコンシステムに使用される気体圧縮機は、図４，図５に示すようにケーシング１の開口端をフロントヘッド２で塞ぎ、ケーシング１内に電磁クラッチ３に連結された圧縮機本体４が収納されている。
【０００３】
上記圧縮機本体４は一対のサイドブロック（フロントサイドブロック５とリヤサイドブロック６）間に内周略楕円筒状のシリンダ７を有し、両サイドブロック５，６とシリンダ７により画成されるシリンダ室８内にはロータ９が回転可能に横架され、このロータ９の軸部１０はフロントサイドブロック５の軸受１１とリヤサイドブロック６の軸受１２により支持されている。
【０００４】
また、ロータ９には、径方向に放射状に伸びるスリット状のベーン溝１３が複数形成され、このベーン溝１３にはベーン１４がロータ９の径方向に進退可能に装着されており、ベーン１４は、ロータ９の回転時における遠心力とベーン溝１３底部の油圧とによりシリンダ７の内壁面側に付勢されている。
【０００５】
そして、図５に示すように、両サイドブロック５，６、シリンダ７、ロータ９、ベーン１４により仕切られた空間をシリンダ室８内の小室（圧縮作業室）１５として、ロータ９の回転により冷媒ガスの圧縮を行なう。
【０００６】
すなわち、ロータ９が回転して圧縮作業室１５の内圧が変化すると、その内圧変化により吸入室１６の冷媒ガスを圧縮作業室１５内に吸気し、圧縮する。
【０００７】
その際、吸入室１６の冷媒ガスは、ケーシング１の吸入口１７を介して導入され、圧縮後の冷媒ガスは、圧縮作業室１５からシリンダ７の吐出孔１８、リヤサイドブロック６の吐出連絡路、油分離器１９、吐出室２０を順次通過し、吐出口２１よりケーシング１外部のエアコンシステム側に至る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の気体圧縮機においては、図６に示すように、ロータ９にスリット状に穿設されたベーン溝１３内に長方形状、あるいは正方形状のベーン１４を装着しており、このベーン１４は、シリンダ７の内周面との間の摺動抵抗を緩和させるために、ベーン１４の四辺のうち、シリンダ７の内周面と摺接する一辺１４ａにはＲ加工が施されている。
【０００９】
しかし、長期使用により、ベーン１４の一辺１４ａとシリンダ７との間の摩耗が激しく、ベーン１４の寿命が短く、このことが気体圧縮機の寿命に大きく左右することから、気体圧縮機の耐久性を低下させるという欠点が指摘されている。
【００１０】
更に、従来のベーン１４においては、一辺１４ａにのみＲ加工を施す必要があり、かつロータ９にベーン１４を組付ける際、Ｒ加工を施した一辺１４ａがロータ９の周面に臨むように装着しなければならず、加工作業及び組付作業時、ベーン１４の方向性を考慮して作業を進めなければならず、作業が非常に面倒であり、生産性を低下させる大きな要因となっていた。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ベーンの寿命を長期化することにより、気体圧縮機の耐久性を高めるとともに、ベーンの加工作業やロータへの組付作業における作業性を向上させ、生産性を高めることを可能にした気体圧縮機を提供することを目的としている。
【００１２】
【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、一対のサイドブロック間に設けられた内周略楕円筒状のシリンダと、上記一対のサイドブロック及びシリンダにより形成されるシリンダ室内に回転自在に横架されるロータと、上記ロータに形成されたベーン溝に装着され、ロータの径方向に進退可能な複数のベーンとを備え、上記ロータの回転により冷媒ガスをシリンダ室内に吸い込み圧縮し、圧縮後の冷媒ガスを吐出室に吐出する気体圧縮機において、前記ロータのベーン溝に円盤状ベーンを装着するとともに、このベーンの外形と合致するようにシリンダの内周面は軸方向に沿って湾曲面に設定されていることにより、ロータの回転駆動時、円盤状ベーンが回転しながらベーン溝内を進退動作し、シリンダ内周面と摺接することを特徴とする。
【００１３】
ここで、内周楕円筒状のシリンダは、その内周面が軸方向に沿って湾曲状に設定されており、その湾曲面は円盤状ベーンの曲率と等しい曲率を備えている。
【００１４】
同様にロータの外周面も軸方向に沿って湾曲しており、シリンダ内周面の曲率と等しい曲率を備えている。
【００１５】
一方、円盤状ベーンは、シリンダ内周面との間の摺動抵抗を低減させるため、外周縁に沿ってＲ加工が施されており、この円盤状ベーンは、ロータのベーン溝の底部にオイルが供給され、ベーンに背圧を加える構成になっている。
【００１６】
以上の構成から明らかなように、ロータのベーン溝内には円盤状ベーンが装着されており、かつシリンダ内周面は、その軸方向に沿ってベーンの外形と等しい湾曲面に設定されている。ベーン溝内の円盤状ベーンは、両側を両サイドブロックに挟まれ、気体圧縮機運転中は、オイルの背圧を受けて湾曲面のシリンダ内周面に押し付けられながら進退動作する。オイルの背圧を受けるベーン溝内の円盤状ベーンは、シリンダ内周面、両サイドブロック、ベーン溝に対して摺動するばかりでなく、その中心軸回りに自由に回転しやすくなっている。
この円盤状ベーンを備えた気体圧縮機運転を継続すると、円盤状ベーンが不規則に回転している。その理由は、以下の現象が生じるためと思われる。すなわち、気体圧縮機運転中は、種々の振動が発生し、また、背圧の変動が逐次起こることが知られている。その振動エネルギーは、回転自在の円盤状ベーンに回転自励運動発生を促し、背圧の変動は、円盤状ベーンに不均一に加わり、確率的に左向きまたは右向きに回転させる回転トルクとして働くものと思われる。
【００１７】
従って、円盤状ベーンの周縁における、シリンダ内周面との摺接部位は部分的に集中することがなく、全周に沿って分散されることになる。
【００１８】
更に、ロータのベーン溝に装着するベーンは円盤状に設定されているため、Ｒ加工の方向性を考慮する必要がなく、かつロータのベーン溝に装着する際の方向性についても考慮する必要がない。
【００１９】
【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、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る気体圧縮機の全体構成を示すロータの軸方向断面図、図２は同気体圧縮機のロータの径方向断面図、図３は本発明に係る気体圧縮機における要部構成を示す説明図である。
【００２１】
尚、従来例と同一構成部分については同一符合を付して説明する。
【００２２】
図面において、本発明に係る気体圧縮機は、ケーシング１の開口端をフロントヘッド２で塞ぎ、ケーシング１内に電磁クラッチ３に連結された圧縮機本体３０が収納されている。
【００２３】
そして、この圧縮機本体３０は、両サイドブロック５，６間に内周略楕円筒状のシリンダ３１を有し、両サイドブロック５，６とシリンダ３１により画成されるシリンダ室８内にはロータ３２が回転可能に横架されており、このロータ３２の径方向に沿って複数のベーン溝３３が穿設加工され、各ベーン溝３３内にはロータ３２の径方向に進退可能に円盤状ベーン３４が装着されている。
【００２４】
次いで、本発明に係る気体圧縮機の全体構成について、冷媒ガスの流れに沿って説明する。
【００２５】
まず、ケーシング１の吸入口１７、吸入室１６を通じてシリンダ室８内に導入される冷媒ガスは、圧縮機本体３０を構成するシリンダ３１、ロータ３２、両サイドブロック５，６及び円盤状ベーン３４により区画される圧縮作業室３５内に供給され、ロータ３２の回転駆動により圧縮作業室３５内で冷媒ガスが圧縮され、シリンダ３１に設けた吐出孔１８、リヤサイドブロック６の吐出連絡路、油分離器１９、吐出室２０を順次通過し、吐出口２１より高圧の冷媒ガスがケーシング１外部のエアコンシステム側に至る。
【００２６】
ところで、本発明は、気体圧縮機の耐久性を高めるとともに、ベーンの加工精度及びベーンの組付作業性を高めることを目的としている。
【００２７】
すなわち、ロータ３２のベーン溝３３内に円盤状ベーン３４を装着するとともに、この円盤状ベーン３４の外形と合致するようにシリンダ３１の内周面を軸方向に沿って湾曲面３１ａに設定したことにある。
【００２８】
さらに詳しくは、円盤状ベーン３４はシリンダ３１の内周面との間の摺動抵抗を緩和するようにＲ加工が施されているとともに、図３に示すように、ロータ３２のベーン溝３３の底部には、ベーン背圧用オイルがシリンダ３１の背圧オイル供給路３６を通じて供給されており、気体圧縮機の運転時、ロータ３２の回転により、円盤状ベーン３４はそれ自体の自励運動及びベーン背圧用オイル、すなわち油圧により図中矢印方向に回転しながらベーン溝３３内を進退動作して、シリンダ３１の内周面３１ａと摺接する。
【００２９】
従って、気体圧縮機の運転時、ロータ３２の回転により、円盤状ベーン３４は回転しながらシリンダ３１の内周面３１ａと摺接し、冷媒ガスの圧縮作業を行なうという構成であるから、シリンダ３１の内周面３１ａに対する円盤状ベーン３４の摺接箇所は、従来のように部分的に集中することがなく、円盤状ベーン３４の全周に沿って分散させることができ、円盤状ベーン３４の寿命を長期化させることができ、ひいては気体圧縮機の寿命を長期化させ、耐久性を著しく高めることができる。
【００３０】
さらに、円盤状ベーン３４は周縁にＲ加工を施すだけであり、従来のように長方形状、あるいは正方形状のように特定の一辺のみにＲ加工を施すという加工作業に比べ、加工の方向性を考慮する必要がなく、かつロータ３２に円盤状ベーン３４を組み付ける組付作業においても同様に方向性を考慮する必要がないため、ベーン３４の加工作業及び組付作業における作業性を従来に比べ高めることができ、生産性を向上させるという有利さがある。
【００３１】
尚、本実施形態においては、ロータ３２の２箇所にベーン溝３３を穿設加工して、２箇所のベーン溝３３内に円盤状ベーン３４を装着するというベーン２枚を使用した実施形態であるが、３枚，４枚…等、円盤状ベーン３４の設置枚数は任意に設定して良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係る気体圧縮機は、以下に記載する格別の作用効果を有する。
【００３３】
（１）本発明に係る気体圧縮機は、ロータ内に円盤状ベーンを進退可能に装着するとともに、シリンダの内周面は円盤状ベーンの外形に等しい湾曲面を軸方向に設定することにより、気体圧縮機の運転時、円盤状ベーンの自励運動及びベーン背圧により回転しながらベーンがシリンダ内周面と摺接して圧縮作業を行なうという構成であるため、従来のようにベーンの一辺のみがシリンダ内周面と摺接して摩耗が早まるということがなく、円盤状ベーンの全周に沿って摩耗代を分散させ、ベーンの寿命を長期化させることにより、気体圧縮機の寿命を長期化させ、気体圧縮機の耐久性を著しく向上させることができるという効果を有する。
【００３４】
（２）本発明に係る気体圧縮機は、ロータ内に円盤状ベーンを進退可能に装着するとともに、シリンダの軸方向に沿う内周面は、ベーンの外形に合致する湾曲面に設定するという構成であるため、従来のようにベーン加工時における方向性やベーンをロータに組み付ける際の方向性を考慮する必要がなく、ベーンの加工作業及びベーンの組付作業における作業性を向上させることができ、生産性を高めることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気体圧縮機の一実施形態を示すもので、ロータの軸方向断面図。
【図２】図１中II−II線断面図であり、同気体圧縮機におけるロータの径方向断面図。
【図３】同気体圧縮機における要部を示すロータの軸方向断面図。
【図４】従来の気体圧縮機におけるロータの軸方向断面図。
【図５】図４中V −V 線断面図であり、同気体圧縮機におけるロータの径方向断面図。
【図６】従来のベーンとロータとを示す説明図。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  フロントヘッド
５  フロントサイドブロック
６  リヤサイドブロック
１６  吸入室
１７  吸入口
１８  吐出孔
２１  吐出口
３０  圧縮機本体
３１  シリンダ
３２  ロータ
３３  ベーン溝
３４  円盤状ベーン
３５  圧縮作業室
３６  背圧オイル供給路
【図１】
0003850507.tif 000002
【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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