JP3603175B2 - 気体圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の空調設備等に使用される気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、気体圧縮機の一例として、図３〜図５に記載のものが知られている。
この気体圧縮機は、図３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、そのケーシング（外装ケース）１内に圧縮機本体３を収納する構成が採用されている。
圧縮機本体３は両端が開口するシリンダ６を備え、このシリンダ６の両端側にフロントサイドブロック４とリヤサイドブロック５とが取り付けられており、これらシリンダ６、フロントサイドブロック４、リヤサイドブロック５によって、図４に示すような楕円筒状の圧縮室７が形成されている。
【０００３】
圧縮室７には、ロータ８が回転自在に収納されている。このロータ８には、端面間を貫通するロータ軸８ａが一体に設けられており、ロータ軸８ａはフロントサイドブロック４の軸受４ａとリヤサイドブロック５の軸受５ａに回転可能に支持されている。
ロータ８の径方向には、図４に示すように、ベーン１０を収納する複数（５個）のベーン溝９が設けられ、この各ベーン溝９にはベーン１０が圧縮室７の内周面に向けて出没自在に収納されている。このベーン１０は、ロータ８の回転時に、遠心力とベーン溝９の底部（ベーン１０の背圧空間）の油圧とにより圧縮室７の内周面に付勢される。
【０００４】
圧縮室７の吸入口は、フロントサイドブロック吸入口を介して吸入室１２と連通可能に構成されている。
また、圧縮室７の吐出口１３、１３には、吐出弁１４、１４が設けられている。その吐出口１３、１３は、リヤサイドブロック５の厚み方向に形成される吐出通路１５と連通し、この吐出通路１５はリヤサイドブロック５と油分離器用ブロック１７との間で形成される吐出通路１６に接続されている。この吐出通路１６の終端は、油分離器用ブロック１７の上部に形成される油分離器１８に接続されている。
【０００５】
油分離器１８は、開口部を有する筒部内に円筒状のフィルタ（金網）を設けたものである。油分離器１８の吐出口は、吐出室２０内に臨ませている。この吐出室２０の底部には、潤滑油を貯留する油溜り２１が形成されている。
この油溜り２１の潤滑油は、油分離器用ブロック１７に設けたオイル通路２２（図５参照）、リヤサイドブロック５内に設けたオイル通路２３、軸受５ａ、背圧溝２４を経由してベーン１０の背圧空間であるベーン溝９の底部に供給されるように構成されている。また、その潤滑油はオイル通路２３の途中から分岐したのち、シリンダ６内に設けたオイル通路２５、フロントサイドブロック４内に設けたオイル通路２６、軸受４ａ、背圧溝２７を経由してベーン１０の背圧空間であるベーン溝９の底部に供給されるように構成されている。
【０００６】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、油分離器用ブロック１７に設けたオイル通路２２の途中には、そのオイル通路２２の開閉を行うためのオイル通路開閉器２８が設けられている。
このオイル通路開閉器２８は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、オイル通路２２の途中に、このオイル通路２２と交差する円筒状の弁室３０を設け、この弁室３０内の長さ方向に弁体３１を摺動自在に設けたものである。弁室３０は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、油分離器用ブロック１７側の弁室３０ａとリヤサイドブロック５側の弁室３０ｂとの２つの部分から形成されている。
弁体３１は、底面を有する円筒状のものであり、その胴部の一部の周方向には、オイル通路２２と係合してオイルの通路を形成する凹状溝３２が形成されている。弁体３１の底面（受圧面）３３の外側は、吐出通路１５の途中に臨み、圧縮室７から吐出した直後の吐出ガス噴流が直接作用するように構成されている。
また、弁体３１の内側には、この弁体３１を吐出通路１５側に常時付勢する圧縮コイルバネ３４が設けられ、圧縮コイルバネ３４の一端は弁体３１の内側底部に接し、その他端は弁室３０の吐出室２０側の端部に接している。
【０００７】
次に、このような構成からなる従来の気体圧縮機の動作について説明する。
いま、ロータ８が回転を開始すると、吸入室１２から低圧冷媒ガスを圧縮室７内に吸入し、この吸入されたガスはベーン１０の回転に伴って圧縮される。
このように、圧縮室７が圧縮動作を開始して高圧の冷媒ガスが吐出されると、この吐出された冷媒ガスは、吐出通路１５を経て弁体３１の底面３３に衝突するので、図５（Ａ）に示すように、弁体３１は、圧縮コイルバネ３４の力に抗して図５の左側に移動する。
【０００８】
これにより、圧縮室７の圧縮開始から圧縮停止までの間、弁体３１の凹状溝３２がオイル通路２２と係合してオイル通路２２を開状態にする。このとき、吸入室１２または圧縮室７と吐出室２０との間には、吐出室２０が高圧で吸入室１２または圧縮室７が低圧の圧力差が生じている。
このため、油溜り２１の潤滑油がオイル通路２２、オイル通路２３、軸受５ａ、背圧溝２４を経由してベーン溝９の底部に供給されたのち、圧縮室７内に供給される。また、オイル通路２３から分岐した潤滑油がオイル通路２５、オイル通路２６、軸受４ａ、背圧溝２７を経由してベーン溝９の底部に供給されたのち、圧縮室７内に供給される。
圧縮室７から吐出され弁体３１の底面３３に作用した冷媒ガスは、吐出通路１６、油分離器１８を経て吐出室２０に流れ込む。この際に、油分離器１８では高圧冷媒ガスから油分を分離し、この分離された油分は、吐出室２０の底部の油溜り２１に落下する。
【０００９】
一方、圧縮室７の圧縮動作が停止すると、圧縮室７から高圧の冷媒ガスが吐出されなくなるので、弁体３１の底面３３への冷媒ガスの作用が停止し、弁体３１は圧縮コイルバネ３４の力により図５（Ｂ）に示す位置になる。
このため、圧縮室７の圧縮停止時には、この停止に連動して図５（Ｂ）に示すように弁体３１がオイル通路２２を閉状態とするので、油溜り２１の潤滑油が圧縮室７や吸入室１２に流れ込むのを阻止できる。
これにより、圧縮動作の再開時に、吸入室１２から圧縮室７に吸い込む潤滑油を可及的に減少でき、起動時における圧縮室７でのオイル圧縮を防止でき、もって起動トルクを低減でき、起動時のショックを軽減できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の気体圧縮機では、オイル通路開閉器２８の大部分が油分離器用ブロック１７に一体に設けられており、その長さ方向の一端側が吐出室２０内に突出するように構成されている。このため、その突出する長さに応じてケーシング（外装ケース）１を大きくする必要があるので、気体圧縮機の全長が延びて大型化する上に、オイル通路開閉器２８がない気体圧縮機に従来から使用されているケーシングが使用できないという不都合があった。
【００１１】
また、オイル通路開閉器２８の弁室３０は、上記のように、油分離器用ブロック１７側の弁室３０ａとリヤサイドブロック５側の弁室３０ｂとの２つの部分から形成されるので、オイル通路開閉器２８の部分の組立て性などを考慮して、弁室３０ｂの内径は弁室３０ａの内径よりもを大きくしておく必要性がある。このため、弁体３１の外周面と弁室３０ｂの内周面との間で隙間が形成されるので、圧縮室７の圧縮動作の開始直後に吐出されるガスにより弁体３１が開方向に少し移動する際に、弁体３１の底面３３に作用するガスの一部が、その隙間を経て吐出通路１６側に逃げ、この逃げた分だけ吐出ガスの力が軽減されてしまう。この結果、弁体３１の移動量が減り、弁機能としての信頼性が低下するという不都合があった。
【００１２】
さらに、上記のように、弁室３０は弁室３０ａと弁室３０ｂの２つの部分から構成されるため、オイル通路開閉器２８の部分の組み立ての際に、弁室３０ａと弁室３０ｂとの位置合わせが必要になり、その組立て性が悪いという不都合があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、弁体に吐出ガス噴流を直接作用させることで動作するオイル通路開閉器を有する場合であっても、小型化でき、かつ弁機能の信頼性の向上、組立て性の向上が図れるようにした気体圧縮機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、シリンダブロック、フロントサイドブロック、およびリヤサイドブロックから形成され、回転体の回転運動に伴う容積変化によって気体を圧縮する圧縮室と、この圧縮室で圧縮後の気体を吐出する吐出室と、この吐出室の圧力が作用する油溜りと、この油溜りと前記圧縮室の前記回転体の摺動部とを連通し、前記吐出室と前記圧縮室との圧力差によって、前記油溜りの潤滑油を前記摺動部に供給するオイル通路と、このオイル通路の途中に介在させ、前記圧縮室の圧縮動作時には前記オイル通路を開状態にし、前記圧縮室の圧縮停止時には前記オイル通路を閉状態にするオイル通路開閉手段と、前記シリンダブロック内に形成された第１吐出通路と、を備え、前記オイル通路開閉手段は、前記リヤサイドブロック内に一体形成され、前記オイル通路の途中に介在させた弁室と、この弁室内に摺動自在に配置され、前記オイル通路の開閉を行う弁体と、この弁体に前記圧縮室から吐出した直後の吐出ガス噴流を直接作用させ、前記弁体により前記オイル通路を開状態にする気体衝突手段と、前記弁体が前記オイル通路が閉状態になるように、前記弁体を前記第１吐出通路側に常時付勢する弾性部材と、を備え、前記弁室は、前記第１吐出通路と連通し、かつ、その開口端が前記リヤサイドブロックと前記シリンダブロックとの接合面に位置するように形成され、前記気体衝突手段は、前記第１吐出通路からなり、前記弁体は、前記吐出ガス噴流を受ける受圧面が、圧縮停止時に前記リヤサイドブロックと前記シリンダブロックとの接合面に位置し、前記弁体の受圧面の移動可能範囲内であり、かつ、前記リヤサイドブロックと前記シリンダブロックとの接合面から離れた位置に形成された、前記吐出室と前記弁室を連通する第２吐出通路を備えることにより前記目的を達成する。
【００１５】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記オイル通路開閉手段は、その長さ方向が前記リヤサイドブロックの厚み方向に一致するように設置し、かつ、前記長さ方向の一端が前記リヤサイドブロックと前記シリンダブロックとの接合面に位置するようにする。
【００１６】
このように本発明では、そのオイル通路開閉手段を、圧縮室を形成する部材内に設置するようにした。このため、本発明では、オイル通路開閉手段を有していても、小型化でき、かつ弁機能の信頼性の向上、組立て性の向上が図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１および図２を参照して詳細に説明する。
図１は、この実施の形態の気体圧縮機の全体構成を示す断面図である。図２は、オイル通路開閉器の構成を示す断面図であり、（Ａ）は圧縮時の状態、（Ｂ）は圧縮停止時の状態を示す図である。なお、この実施の形態は、図３〜図５で示した従来の気体圧縮機と同様の構成部分を有するので、その同様な構成部分については、以下の説明では省略または簡略化する。
この実施の形態では、図１に示すように、オイル通路開閉器４１の弁室４２を、リヤサイドブロック５の下部側であって、オイル通路２３の途中に一体に形成するようにした。そして、弁室４２は、その長さ方向がリヤサイドブロック５の厚み方向に一致するように形成し、かつ、その長さ方向の一端がそのリヤサイドブロック５とシリンダ６との接合面４５に位置するようにした。
【００１８】
次に、オイル通路開閉器４１の詳細な構成について説明する。
このオイル通路開閉器４１は、図１、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、リヤサイドブロック５内に設けたオイル通路２３の途中に、このオイル通路２３と交差する円筒状の弁室４２を設け、この弁室４２内の長さ方向に弁体３１が摺動自在に設けられている。
弁室４２のシリンダ６側の開口部は、図２（Ａ）に示すように、シリンダ６の一部に形成され圧縮室７と連通する吐出通路４３に接続されている。また、弁体３１がシリンダ６側へ移動するのを規制するために、その吐出通路４３の内径は弁室４２の内径よりも小さく構成されている。
この弁体３１の胴部の一部の周方向には、オイル通路２３と係合してオイルの通路を形成する凹状溝３２が形成されている。弁体３１の底面（受圧面）３３の外側は、吐出通路４３の終端側に臨み、圧縮室７から吐出した直後の吐出ガス噴流が直接作用するように構成されている。
また、弁体３１の内側には、弁体３１を吐出通路４３側に常時付勢する圧縮コイルバネ３４が設けられ、圧縮コイルバネ３４の一端は弁体３１の内側底部に接し、その他端は弁室４２の吐出室２０側に接している。
【００１９】
オイル通路２３の始端側は油溜り２１内に位置し、その終端側はリヤサイドブロック５の軸受５ａに接続されている。また、オイル通路２３は、その途中から分岐してシリンダ６内に設けたオイル通路２５に接続されている。
さらに、吐出通路４３は、弁室４２の一部、リヤサイドブロック５と油分離器用ブロック１７とで構成される吐出通路４４、油分離器１８を経由して吐出室２０に連通するように構成されている。
【００２０】
このような構成からなる実施の形態では、オイル通路開閉器４１の弁室４２をリヤサイドブロック５にのみ一体に形成させるとともに、その弁室４２の長さ方向の一端側が、リヤサイドブロック５とシリンダ６との接合面４５に位置するようにした。このため、オイル通路開閉器４１の長さを、従来のオイル通路開閉器２８の長さと同一とすれば、ほぼリヤサイドブロック５の厚み分だけオイル通路開閉器４１が吐出室２０側に突出する長さを短縮できる。したがって、この実施の形態では、オイル通路開閉器４１を備えていても、小型化を実現できる上に、オイル通路開閉器がない気体圧縮機に従来から使用されているケーシング（外装ケース）が使用できる。
【００２１】
また、この実施の形態では、弁室４２をリヤサイドブロック５にのみ一体に形成するようにしたので、弁室４２の吐出通路４３側において、弁室４２の内周面と弁体３１の外周面との間で従来のような隙間が形成されない。このため、圧縮室７の圧縮動作の開始直後に吐出されるガスが弁体３１の底面３３に作用して弁体３１が開方向に少し移動する際に、弁体３１の底面３３に作用する吐出ガスの一部が、従来のように吐出通路４４側に逃げて吐出ガスの力が軽減されることがない。したがって、この実施の形態では、圧縮室７の圧縮動作の開始直後に吐出されるガスが弁体３１の底面３３に確実に作用するので、オイル通路開閉器４１は弁機能としての信頼性が向上する。
【００２２】
さらに、この実施の形態では、弁室４２をリヤサイドブロック５にのみ一体に形成するようにしたので、従来のように、弁室３０を油分離器用ブロック１８とシリンダブロック５とを接続して組み立てる必要がない。このため、オイル通路開閉器４１の部分の組み立ての際に、その組立て作業が容易になって組み立て性が向上する。
また、この実施の形態では、弁室４２をリヤサイドブロック５に一体に形成するようにし、しかもリヤサイドブロック５は硬い材質のものを使用するようにしている。このため、弁室４２を硬い材質で構成できるので、弁体３１の摺動による弁室４２の磨耗が少なく、耐久性が良い。
【００２３】
なお、この実施の形態では、オイル通路開閉器４１をリヤサイドブロック５内に設置するようにしたが、本発明では圧縮室を形成する部材であるシリンダブロック６やフロントサイドブロック４内に設置することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、弁体に吐出ガス噴流を直接作用させることで動作するオイル通路開閉手段を、前記リヤサイドブロック内に一体形成するようにした。このため、本発明では、オイル通路開閉手段を有していても、小型化でき、かつ弁機能の信頼性の向上、組立て性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の気体圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】オイル通路開閉器の構成を示す断面図であり、（Ａ）は圧縮時の状態、（Ｂ）は圧縮停止時の状態を示す図である。
【図３】従来の気体圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線の断面図である。
【図５】従来のオイル通路開閉器の構成を示す断面図であり、（Ａ）は圧縮時の状態、（Ｂ）は圧縮停止時の状態を示す図である。
【符号の説明】
３ 圧縮機本体
４ フロントサイドブロック
５ リヤサイドブロック
６ シリンダ
７ 圧縮室
８ ロータ
２０ 吐出室
２１ 油溜り
２３、２５、２６ オイル通路
３１ 弁体
３４ 圧縮コイルバネ
４１ オイル通路開閉器
４２ 弁室
４３、４４ 吐出通路
４５ リヤサイドブロックとシリンダとの接合面

Claims (2)

1. シリンダブロック、フロントサイドブロック、およびリヤサイドブロックから形成され、回転体の回転運動に伴う容積変化によって気体を圧縮する圧縮室と、
   この圧縮室で圧縮後の気体を吐出する吐出室と、
   この吐出室の圧力が作用する油溜りと、
   この油溜りと前記圧縮室の前記回転体の摺動部とを連通し、前記吐出室と前記圧縮室との圧力差によって、前記油溜りの潤滑油を前記摺動部に供給するオイル通路と、
   このオイル通路の途中に介在させ、前記圧縮室の圧縮動作時には前記オイル通路を開状態にし、前記圧縮室の圧縮停止時には前記オイル通路を閉状態にするオイル通路開閉手段と、
   前記シリンダブロック内に形成された第１吐出通路と、を備え、
   前記オイル通路開閉手段は、前記リヤサイドブロック内に一体形成され、前記オイル通路の途中に介在させた弁室と、この弁室内に摺動自在に配置され、前記オイル通路の開閉を行う弁体と、この弁体に前記圧縮室から吐出した直後の吐出ガス噴流を直接作用させ、前記弁体により前記オイル通路を開状態にする気体衝突手段と、前記弁体が前記オイル通路が閉状態になるように、前記弁体を前記第１吐出通路側に常時付勢する弾性部材と、を備え、
   前記弁室は、前記第１吐出通路と連通し、かつ、その開口端が前記リヤサイドブロックと前記シリンダブロックとの接合面に位置するように形成され、
   前記気体衝突手段は、前記第１吐出通路からなり、
   前記弁体は、前記吐出ガス噴流を受ける受圧面が、圧縮停止時に前記リヤサイドブロックと前記シリンダブロックとの接合面に位置し、
   前記弁体の受圧面の移動可能範囲内であり、かつ、前記リヤサイドブロックと前記シリンダブロックとの接合面から離れた位置に形成された、前記吐出室と前記弁室を連通する第２吐出通路を備えたことを特徴とする気体圧縮機。
2. 前記オイル通路開閉手段は、その長さ方向が前記リヤサイドブロックの厚み方向に一致するように設置し、かつ、前記長さ方向の一端が前記リヤサイドブロックと前記シリンダブロックとの接合面に位置するようにしたことを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。

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