JP3752098B2 - 気体圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体圧縮機に関し、特に、コスト低減化を実現した気体圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来よりカーエアコンなどに使用されて来ている気体圧縮機の断面図を図5に示す。
【0003】
この気体圧縮機は、フロントサイドブロック1、リアサイドブロック2およびシリンダ3によって形成される内周が楕円筒状のシリンダ室4に、ロータ5が回転可能に設けられ、ロータ5には、図6(図5のA−A断面図)に示すように、複数のベーン溝6にそれぞれベーン7がスライド自在に装着されている。
【0004】
ベーン7によりシリンダ室4が複数の圧縮室8に仕切られ、これらの圧縮室8はロータ5の回転により容量の大小変化を繰り返すとともに、その容量変化により低圧冷媒ガスの圧縮を行っている。圧縮後の高圧冷媒ガスは吐出口13と吐出弁14を通り吐出室11に吐出される。
【0005】
ベーン室9は、ベーン溝6とベーン7とで形成され、このベーン室9と吐出室11とを連通する通路21(図7に図示)が備えられ、通路21の途中には図7に示すようなバルブ20が設けられている。
【0006】
このバルブ20は、通路21に弁体22とスプリング23a、23bが挿入され、弁体22は、バルブ20の閉時にシート面24に密着し、吐出室11よりの高圧冷媒ガスの供給圧FKとベーン室9の内圧FNと弁体22へのスプリング力FSに応じて開閉される。気体圧縮機の起動時にはバルブ20は開かれ、ベーン室9に吐出室11よりの高圧冷媒ガスがサライ溝10を介し供給され、ベーン室9が所定圧になった後には閉となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の気体圧縮機には、次のような問題があった。
【0008】
従来の気体圧縮機は、ロータ5とベーン7により冷媒ガスを圧縮して吐出することができるが、上記したごとく、ベーン7のベーン室9と吐出室11とを連通する通路21に、気体圧縮機の起動時には開き、ベーン室9が所定圧になった後には閉となるバルブ20を設けている。
【0009】
ベーン室9が高圧になった場合は、ベーン7がシリンダの内壁に強く押さえられ摩耗するおそれがあるため、供給される冷媒ガスの高圧を遮断し所定値に保ちベーン7をシリンダの内壁に円滑に摺動させる必要があることから、従来の気体圧縮機ではバルブ20を必要とする。
【0010】
そのため、通路21の特別加工(弁体22とシート面24の高精度加工などを必要とする)や、数種の部品の取付を行わなければならず、コスト高となっているという問題があった。
【0011】
なお、バルブ20は、上記した弁式以外のバルプを使用することも考えられるが、やはり、そのための加工や、数種の部品の取付を行わなければならず、コスト高となるという問題があった。
【0012】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コスト低減化を実現する気体圧縮機を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の気体圧縮機は、内周が楕円筒状のシリンダ室内に回転可能に設けられたロータと、該ロータに設けられたベーン溝にスライド自在に装着されたベーンとを備え、前記ロータの回転により吸入気体を圧縮して吐出する気体圧縮機において、前記ベーンは、前記ロータの側面側の面に設けられた第1開口部と、前記ベーンをスライドさせる圧が加えられるベーン室側に設けられた第2開口部と、前記第1開口部と第2開口部を連通する連通路とを備え、前記ロータの側面には、これに近接して油圧供給穴が開口するように設けられ、前記油圧供給穴の開口端は、前記ベーン溝から前記ベーンが飛び出しているときの前記第1開口部の移動円軌跡と重ならないように、当該ベーンが飛び出していないときの前記第1開口部の移動円軌跡上に開口し、前記ベーンが飛び出していないときのみ、前記第1開口部が前記油圧供給穴の開口端上を移動し、前記第1開口部と前記油圧供給穴の開口端とが直接連通し、前記油圧供給穴の開口端から前記第1開口部、前記連通路および前記第2開口部を介して前記ベーン室に油圧が供給され、前記ベーンが飛び出すと、前記第1開口部が前記油圧供給穴の開口端から離れた位置を移動し、前記油圧供給穴の開口端から前記ベーン室への油圧供給が遮断されることを特徴とする。
【0014】
また、前記ベーンは、定常運転時には、前記ロータの外方へスライドすることにより前記油圧供給穴より前記連絡路への油圧の供給が断たれ、前記ロータの側面に前記油圧供給穴より油が漏出することを特徴とする。
【0015】
また、前記ベーンに備えられた連通路は、前記ロータの左右の側面側のいずれかまたは両方の面に設けられた1個または複数個の開口部と、前記ベーン室側に設けられた開口部とを連通するものであることを特徴とする。
【0016】
また、前記ベーンに備えられた連通路は、前記ロータの左右の側面側のそれぞれの面に設けられた開口部と、前記ベーン室側に設けられた開口部とを連通するものであることを特徴とする。
【0017】
さらに、前記ベーンに備えられた連通路は、前記ロータの左右の側面側のそれぞれの面に設けられた開口部と、前記ベーン室側に設けられた複数の開口部とを連通するものであることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるカーエアコンなどに使用される気体圧縮機の実施形態について図1ないし図4を基に詳細に説明する。
【0019】
なお、図1ないし図4は、図5ないし図7に示した従来の部材と同一の部材には同一符号を付している。
【0020】
図1は、本発明に係わる気体圧縮機の断面図を示し、ベーン室41(図2に図示)と油溜まり12とを連通する油圧供給穴30とを有している。油溜まり12に貯留された油は吐出室11の圧縮された高圧の冷媒ガスにより加圧され、ベーン室41に流入する。
【0021】
図2は、図1の断面図を示し、リアサイドブロック2に明けられた油圧供給穴30の孔設状況と、ベーン40の設置状況を示す。ベーン40は、図3(A)に代表例を示すごとく、ロータ5の側面側の面40aと、ベーン室41側の面40bとを連通する連通路42を備えている。ロータ5の側面側の面40aには開口部43(第1開口部)が、ベーン室41側の面40bには開口部44(第2開口部)が、それぞれ設けられている。
【0022】
図2に示すごとく、ロータ5の側面側の面40aの開口部43は、ベーン40がベーン溝6に対しスライドするため飛び出しているときと飛び出していないときとでは回転位置が変わり、従って、開口部43は、ベーン40が飛び出していないときには矢印に示すような移動円軌跡KAを通り、ベーン40が飛び出しているときには、矢印に示すような移動軌跡KBを通る。
【0023】
油圧供給穴30は、ベーン40が飛び出していないときの開口部43の移動円軌跡KAに対応するリアサイドブロック2の位置に、設けられている。
【0024】
油圧供給穴30は、近接して複数個設けることも、ロータ5の中心の対称位置に設けることもできる。
【0025】
図3は、ベーン40の各種の実施例を示す。図3(A)は、連通路42が面40aと面40bとを連通している例を示し、図3(B)は、連通路42が面40aと、面40bと、面40cとを連通している例を示し、図3(C)は、連通路42が面40aと、面40cと、面40bの複数の開口部44とを連通している例を示し、図3(D)は、連通路42が、面40aと、面40bとを連通すると共に、独立して、面40bと、面40cとを連通している例を示し、図3(E)は、連通路42が面40aと面40bとを斜め最短距離で連通している例を示す。
【0026】
なお、図3(A)と、図3(B)とは、連通路42が面40aと面40bとを連通している例について述べたが、面40bと面40cとを連通するようにすることもできる。
【0027】
また、油溜まり12から開口部43を介し連通路42への油の供給は、油圧供給穴30を通り行われるが、油溜まり12から開口部45を介し連通路42への油の供給は、別途、フロントサイドブロック1を通る油圧供給穴(特に図示せず)を設けて行うようにすることができる。
【0028】
次に、上記の如く構成された気体圧縮機の動作について図4を基に説明する。
【0029】
図4は、ベーン40が飛びださない起動時の連通路42の移動円軌跡KAと、ベーン40が飛び出すときの定常運転時の開口部43の移動軌跡KBと、リアサイドブロック2に孔設された油圧供給穴30との関係を示す。
【0030】
図4に示すようにベーン40が飛びださない起動運転時には、ロータ5の回転により開口部43が矢印に示す移動円軌跡KAに沿って移動し、油圧供給穴30と対応する位置に来たとき、油圧供給穴30と開口部43が連通するため、油溜まり12よりの油が油圧供給穴30を通り開口部43に供給され、さらに連通路42を通りベーン室41に供給され、ベーン室41の油圧が上がる。
【0031】
ベーン室41の油圧が上がりベーン40が飛び出す状況になると、ベーン40はロータ5の回転に応じてスライド移動するため、開口部43は矢印に示す開口部43の移動軌跡KBに従い移動する。そのため、開口部43は油圧供給穴30とは連通しなくなり、ベーン室41へは所定圧が供給された状態でベーン室41への油の供給は停止し、定常運転が行われる。
【0032】
ベーン室41へ所定圧が供給されベーン室41への油の供給の停止後は、定常運転が行われるが、油圧供給穴30からはロータ5とリアサイドブロック2またはフロントサイドブロック1との隙間に、ある程度の油の供給が行われ、ロータ5サイドのシール性の向上と、潤滑性能の向上も行われる。
【0033】
再び、ベーン室41の油圧が所定低下した時には、同様の動作が行われ、ベーン室41へは所定圧が供給された状態でベーン室41への油の供給は停止し、定常運転が行われる。
【0034】
定常運転では、冷媒ガスは圧縮動作が行われ、圧縮された冷媒ガスは吐出口13と吐出弁14を通り吐出室11に吐出される。
【0035】
以上述べたごとく、ベーン室41への油の断続(開閉)供給は、油圧供給穴30と連通路42とで行われるため、バルブを特に必要とせず、極めて廉価な機構にすることができる。また、油圧供給穴30からは、定常運転時にロータ5とリアサイドブロック2またはフロントサイドブロック1との隙間に油が漏出され、ロータ5サイドのシール性の向上と、潤滑性能の向上も行われる。
【0036】
なお、上記実施例の気体圧縮機は、冷媒ガスを使用する例について述べたが、これに限定されることなく、他の気体の圧縮を行うもの全般について使用するようにすることができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明の気体圧縮機は、内周が楕円筒状のシリンダ室内に回転可能に設けられたロータと、該ロータに設けられたベーン溝にスライド自在に装着されたベーンとを備え、前記ロータの回転により気体を圧縮して吐出する気体圧縮機において、前記ベーンは、前記ロータの側面側の面に設けられた開口部と、この開口部と前記ベーンをスライドさせる圧が加えられるベーン室側に設けられた開口部とを連通する連通路とを備え、前記ロータの側面に近接して設けられた油圧供給穴より前記連絡路を介し始動時に前記ベーン室に油圧が供給されるため、前記ベーン室へのバルブを必要とせず、極めて廉価なものにすることができる。
【0038】
また、前記ベーンは、定常運転時には、前記ロータの外方へスライドすることにより前記油圧供給穴より前記連絡路への油圧の供給が断たれ、前記ロータの側面に前記油圧供給穴より油が漏出するため、極めて廉価なものにすることができると共に、前記ロータの潤滑性能の向上も行うことができる。
【0039】
また、前記ベーンに備えられた連通路は、前記ロータの左右の側面側のいずれかの面に設けられた開口部と、前記ベーン室側に設けられた開口部とを連通するものであるため、簡潔構造で前記ベーン室に油を供給するようにすることができる。
【0040】
また、前記ベーンに備えられた連通路は、前記ロータの左右の側面側のそれぞれの面に設けられた開口部と、前記ベーン室側に設けられた開口部とを連通するものであるため、簡潔構造で円滑に前記ベーン室に油を供給するようにすることができる。
【0041】
さらに、前記ベーンに備えられた連通路は、前記ロータの左右の側面側のそれぞれの面に設けられた開口部と、前記ベーン室側に設けられた複数の開口部とを連通するものであるため、バランスよく円滑に前記ベーン室に油を供給するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の気体圧縮機の側面図。
【図2】図1の断面図を示し、リアサイドブロックに明けられた油圧供給穴の孔設状況と、ベーンの設置状況の説明図。
【図3】図3(A)、(B)、(C)、(D)および(E)は、ベーンの各種の実施形態を示す斜視図。
【図4】本発明の気体圧縮機の運転時におけるベーンと油圧供給穴の作動状況の説明図。
【図5】従来よりカーエアコンなどに使用されてきている気体圧縮機の断面図。
【図6】複数のベーン溝にそれぞれベーンがスライド自在に装着されている図5に示すロータの断面図。
【図7】ベーン室と吐出室とを連通する通路に設けられたバルブの断面図。
【符号の説明】
1 フロントサイドブロック
2 リアサイドブロック
3 シリンダ
4 シリンダ室
5 ロータ
6 ベーン溝
7、40 ベーン
8 圧縮室
9、41 ベーン室
11 吐出室
12 油溜まり
30 油圧供給穴
42 連通路
43、44、45 開口部
Claims (5)
- 内周が楕円筒状のシリンダ室内に回転可能に設けられたロータと、該ロータに設けられたベーン溝にスライド自在に装着されたベーンとを備え、前記ロータの回転により吸入気体を圧縮して吐出する気体圧縮機において、
前記ベーンは、前記ロータの側面側の面に設けられた第1開口部と、前記ベーンをスライドさせる圧が加えられるベーン室側に設けられた第2開口部と、前記第1開口部と第2開口部を連通する連通路とを備え、
前記ロータの側面には、これに近接して油圧供給穴が開口するように設けられ、
前記油圧供給穴の開口端は、前記ベーン溝から前記ベーンが飛び出しているときの前記第1開口部の移動円軌跡と重ならないように、当該ベーンが飛び出していないときの前記第1開口部の移動円軌跡上に開口し、
前記ベーンが飛び出していないときのみ、前記第1開口部が前記油圧供給穴の開口端上を移動し、前記第1開口部と前記油圧供給穴の開口端とが直接連通し、前記油圧供給穴の開口端から前記第1開口部、前記連通路および前記第2開口部を介して前記ベーン室に油圧が供給され、
前記ベーンが飛び出すと、前記第1開口部が前記油圧供給穴の開口端から離れた位置を移動し、前記油圧供給穴の開口端から前記ベーン室への油圧供給が遮断されること
を特徴とする気体圧縮機。 - 前記ベーンは、定常運転時には、前記ロータの外方へスライドすることにより前記油圧供給穴より前記連通路への油圧の供給が断たれ、前記ロータの側面に前記油圧供給穴より油が漏出することを特徴とする請求項1に記載の気体圧縮機。
- 前記ベーンに備えられた連通路は、前記ロータの左右の側面側のいずれかの面に設けられた開口部と、前記ベーン室側に設けられた開口部とを連通するものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の気体圧縮機。
- 前記ベーンに備えられた連通路は、前記ロータの左右の側面側のそれぞれの面に設けられた開口部と、前記ベーン室側に設けられた開口部とを連通するものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の気体圧縮機。
- 前記ベーンに備えられた連通路は、前記ロータの左右の側面側のそれぞれの面に設けられた開口部と、前記ベーン室側に設けられた複数の開口部とを連通するものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の気体圧縮機。
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