(57)【要約】【課題】シャフトとシールとの間の摺動部分に確実に潤滑油が供給される冷凍サイクル用圧縮機を提供すること。【解決手段】冷凍サイクル用圧縮機（１０）は、ハウジング（２０）と、回転可能なシャフト（１２）と、ハウジング（２０）及びシャフト（１２）の間をシールしているシール（１３）と、ハウジング（２０）の内部に回転可能に設けられている圧縮機構（１５）と、を有している。ハウジング（２０）には、シール収納部（２６）と、シール冷却室（２７）と、第１通路（２８）と、第２通路（２９）と、が形成されている。シャフト（１２）は、水平方向に向けて配置されている。第１通路（２８）の一端であって、シール冷却室（２７）に臨む第１の冷却室側開口部（２８ａ）、及び、第２通路（２９）の一端であって、シール冷却室（２７）に臨む第２の冷却室側開口部（２９ａ）は、それぞれシャフト（１２）の下端（１２ａ）よりも高い位置に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２０）と、このハウジング（２０）に回転可能に支持されているシャフト（１２）と、これらのハウジング（２０）及びシャフト（１２）の間をシールしているシール（１３）と、前記シャフト（１２）に固定され前記ハウジング（２０）の内部に回転可能に設けられている圧縮機構（１５）と、を有し、
前記ハウジング（２０）には、外部から冷媒が吸入される吸入ポート（２１）と、この吸入ポート（２１）の先端が臨み前記冷媒が導入される環状の吸入室（２２）と、この吸入室（２２）の内周に形成され前記圧縮機構（１５）が収納されているシリンダ室（２３）と、これらの吸入室（２２）及びシリンダ室（２３）を繋ぐ第１接続部（２４）及び第２接続部（２５）と、前記シール（１３）が収納されたシール収納部（２６）と、このシール収納部（２６）に臨み前記冷媒が供給されるシール冷却室（２７）と、前記吸入室（２２）から前記シール冷却室（２７）へ前記冷媒の一部が流入する第１通路（２８）と、前記シール冷却室（２７）から前記吸入室（２２）へ前記冷媒が戻る第２通路（２９）と、が形成されている冷凍サイクル用圧縮機（１０）において、
前記シャフト（１２）は、水平方向に向けて配置され、
前記第１通路（２８）の一端であって、前記シール冷却室（２７）に臨む第１の冷却室側開口部（２８ａ）、及び、前記第２通路（２９）の一端であって、前記シール冷却室（２７）に臨む第２の冷却室側開口部（２９ａ）は、それぞれ前記シャフト（１２）の下端（１２ａ）よりも高い位置に形成されていることを特徴とする冷凍サイクル用圧縮機。
【請求項２】
前記シャフト（１２）の中心軸（ＣＬ１）を通り鉛直方向に延びる鉛直軸（ＣＬ２）を基準として前記シール冷却室（２７）を二分し、前記シール冷却室（２７）のうち、前記シャフト（１２）が下から上に回転する室を第１室（２７ａ）とし、前記シャフトが上から下に回転する室を第２室（２７ｂ）とした場合に、
前記第２の冷却室側開口部（２９ａ）は、前記第２室（２７ｂ）に臨んでいることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル用圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を循環させる冷凍サイクル用圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコン装置には、冷媒を循環させるために冷凍サイクル用圧縮機が搭載される。冷凍サイクル用圧縮機に関する従来技術として、特許文献１に開示される技術がある。
【０００３】
図５を参照する。図５には、特許文献１の図２が再掲されている。ベーンタイプの冷凍サイクル用圧縮機１００は、ハウジング１２０と、このハウジング１２０に回転可能に支持されているシャフト１１２と、シャフト１１２に固定されハウジング１２０の内部に回転可能に設けられている圧縮機構１１５と、を有している。また、シャフト１１２とハウジング１２０との間は、シールによってシールされている。
【０００４】
ハウジング１２０には、外部から冷媒が吸入される吸入ポート１２１と、この吸入ポート１２１の先端が臨み冷媒が導入される環状の吸入室１２２と、この吸入室１２２の内周に形成され圧縮機構１１５が収納されているシリンダ室１２３と、吸入室１２２及びシリンダ室１２３を繋ぐ第１接続部１２４及び第２接続部１２５と、シール収納部に臨み冷媒が供給されるシール冷却室１２７と、吸入室１２２からシール冷却室１２７へ冷媒が流入する第１通路１２８と、シール冷却室１２７から吸入室１２２へ冷媒が戻る第２通路１２９と、が形成されている。また、ハウジング１２０には、シールを収納するためのシール収納部が形成されている。
【０００５】
環状に形成された吸入室１２２には、吸入ポート１２１を基準として反時計回りに（第１方向に沿って）、第１接続部１２４、第１通路１２８、第２接続部１２５、第２通路１２９がこの順に臨んでいる。
【０００６】
第１接続部１２４及び第２接続部１２５は楕円形のシリンダ室１２３の短径部近傍に形成されている。圧縮機構１１５の回転により短径部近傍の圧縮室１３０の容積が膨張し圧力が低下するため、吸入室１２２の冷媒は、第１接続部１２４及び第２接続部１２５を介してシリンダ室１２３内に吸入される。シール冷却室１２７は、第１通路１２８及び第２通路１２９を介して吸入室１２２と連通している。第１通路１２８の開口部１２８ｂは、吸入ポート１２１から第１接続部１２４の間に位置していないのに対し、第２通路１２９の開口部１２９ｂは、吸入ポート１２１から第２接続部１２５の間に位置している。すなわち、第２通路１２９の開口部１２９ｂは、冷媒が吸入ポート１２１から第２接続部１２５へ流れる部位に開口しているため、圧力が開口部１２８ｂよりも低くなる（ベルヌーイの定理）。結果、第１通路１２８から第２通路１２９への流れが生じる。第１通路１２８及び第２通路１２９の間にシール冷却室１２７が形成されているため、効率よくシールを冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−１８０３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示されるような冷凍サイクル用圧縮機１００において、シールは、ハウジング１２０とシャフト１１２との間に配置されている。通常、シャフト１１２とシールとが接触する部位には、潤滑油が供給される。潤滑油は、ハウジング１２０内を循環している。仮に、シャフト１１２とシールとが接触する部位に潤滑油が供給されないと、シールは短時間で摩耗する。圧縮機の長寿命化を図るためには、シャフト１１２とシールとの間の摺動部分に確実に潤滑油が供給されることが望まれる。
【０００９】
本発明は、シャフトとシールとの間の摺動部分に確実に潤滑油が供給される冷凍サイクル用圧縮機の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、ハウジング（２０）と、このハウジング（２０）に回転可能に支持されているシャフト（１２）と、これらのハウジング（２０）及びシャフト（１２）の間をシールしているシール（１３）と、前記シャフト（１２）に固定され前記ハウジング（２０）の内部に回転可能に設けられている圧縮機構（１５）と、を有し、
前記ハウジング（２０）には、外部から前記冷媒が吸入される吸入ポート（２１）と、この吸入ポート（２１）の先端が臨み前記冷媒が導入される環状の吸入室（２２）と、この吸入室（２２）の内周に形成され前記圧縮機構（１５）が収納されているシリンダ室（２３）と、これらの吸入室（２２）及びシリンダ室（２３）を繋ぐ第１接続部（２４）及び第２接続部（２５）と、前記シール（１３）が収納されたシール収納部（２６）と、このシール収納部（２６）に臨み前記冷媒が供給されるシール冷却室（２７）と、前記吸入室（２２）から前記シール冷却室（２７）へ冷媒が流入する第１通路（２８）と、前記シール冷却室（２７）から前記吸入室（２２）へ冷媒が戻る第２通路（２９）と、が形成されている冷凍サイクル用圧縮機（１０）において、
前記シャフト（１２）は、水平方向に向けて配置され、
前記第１通路（２８）の一端であって、前記シール冷却室（２７）に臨む第１の冷却室側開口部（２８ａ）、及び、前記第２通路（２９）の一端であって、前記シール冷却室（２７）に臨む第２の冷却室側開口部（２９ａ）は、それぞれ前記シャフト（１２）の下端（１２ａ）よりも高い位置に形成されていることを特徴とする冷凍サイクル用圧縮機が提供される。
【００１１】
好ましくは、前記シャフト（１２）の中心軸（ＣＬ１）を通り鉛直方向に延びる鉛直軸（ＣＬ２）を基準として前記シール冷却室（２７）を二分し、前記シール冷却室（２７）のうち、前記シャフト（１２）が下から上に回転する室を第１室（２７ａ）とし、前記シャフトが上から下に回転する室を第２室（２７ｂ）とした場合に、
前記第２の冷却室側開口部（２９ａ）は、前記第２室（２７ｂ）に臨んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、シャフトが水平方向に向けて配置され、第１の冷却室側開口部及び第２の冷却室側開口部は、シャフトの下端よりも高い位置に形成されている。これにより、シール冷却室に潤滑油を溜め、シャフトの下端を潤滑油に浸すことができる。潤滑油に浸されることにより、シールとシャフトとの間の摺動部分に確実に潤滑油を供給することができる。シールの摩耗を抑制し、冷凍サイクル用圧縮機の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例による冷凍サイクル用圧縮機の断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】図１の４−４線断面図である。
【図５】従来の技術による冷凍サイクル用圧縮機の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。図中Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例＞
【００１５】
図１を参照する。冷凍サイクル用圧縮機１０（以下、「圧縮機１０」という。）は、例えば、車両用エアコン装置に搭載されるベーンタイプの圧縮機である。圧縮機１０は、冷媒を圧縮すると共に車両用エアコン装置内に冷媒を循環させる。
【００１６】
圧縮機１０は、例えば、横置きにして用いられる。圧縮機１０は、第１部材２０ａ乃至第３部材２０ｃが重ね合わされてなるハウジング２０と、このハウジング２０に形成された第１軸受部２０ｄ及び第２軸受部２０ｅによって回転可能に支持されているシャフト１２と、これらのハウジング２０及びシャフト１２の間をシールしているシール１３と、ハウジング２０の第１軸受部２０ｄ及び第２軸受部２０ｅの間に形成された略楕円形のシリンダ室２３と、シャフト１２に固定されシリンダ２３ａの内部に回転可能に設けられている圧縮機構１５と、この圧縮機構１５とシリンダ室２３によって形成される圧縮室３０と、この圧縮室３０から送られる冷媒及び潤滑油を分離する分離器１６と、を有している。
【００１７】
ハウジング２０は、第１部材２０ａの一端を覆うように第２部材２０ｂが配置されていると共に、第２部材２０ｂの一端及び側面並びに第１部材２０ａの側面が、第３部材２０ｃによって覆われてなる。
【００１８】
ハウジング２０には、外部から冷媒が吸入される吸入ポート２１と、この吸入ポート２１の先端が臨み冷媒が導入される吸入室２２と、この吸入室２２の内周に形成され圧縮機構１５が収納されているシリンダ室２３と、これらの吸入室２２及びシリンダ室２３を繋ぐ第１接続部２４及び第２接続部２５と、シール１３が収納されたシール収納部２６と、このシール収納部２６に臨み冷媒が供給されるシール冷却室２７と、吸入室２２からシール冷却室２７へ冷媒が流入する第１通路２８と、シール冷却室２７から吸入室２２へ冷媒が戻る第２通路２９と、圧縮室３０において圧縮された冷媒が吐出される吐出部４０と、この吐出部４０に接続され分離器１６が収納されている分離室３２と、分離室３２から圧縮機構１５に繋げられ分離器１６において分離された潤滑油が戻される戻し流路３３と、分離室３２に接続され分離器１６において分離された冷媒が外部へ吐出される吐出ポート３４と、が形成されている。
【００１９】
吸入ポート２１は、第３部材２０ｃに形成されている。吸入ポート２１には、例えば、蒸発器を通過した冷媒が導入される。
【００２０】
図２を併せて参照する。吸入室２２は、略円環状に形成されている。吸入室２２の両側壁面及び内周面は、第１部材２０ａによって形成されている。吸入室２２の外周面は、第３部材２０ｃによって形成されている。
【００２１】
圧縮室３０は、第１部材２０ａの内周面に形成された有底穴のシリンダ室２３の側壁であるシリンダ２３ａと、第１部材２０ａに形成されたシリンダ室２３の底面と、第１部材２０ａのシリンダ室２３を塞ぐ第２部材２０ｂの端面と、圧縮機構１５を構成するロータ１５ａの外周面と、ロータ１５ａにスライド可能に収納されている隣り合う２つのベーン１５ｃと、により形成されている。
【００２２】
第１接続部２４及び第２接続部２５は、それぞれ第１部材２０ａに形成されている。第１接続部２４及び第２接続部２５は、シャフト１２の中心軸ＣＬ１を挟んで略対向した位置に形成され、同じ形状を呈する。
【００２３】
図１を参照する。シール収納部２６及びシール冷却室２７は、互いに隣接し、それぞれ第１部材２０ａに開けられた円柱状の穴によって構成されている。つまり、シール冷却室２７は、第１軸受部２０ｄとシール収納部２６との間に位置している。シール収納部２６及びシール冷却室２７は、それぞれ内径が異なり、シール収納部２６の内径の方がシール冷却室２７の内径よりも大きく設定されている。これにより、シール収納部２６及びシール冷却室２７の間には段差が形成されている。シール１３は、段差によってシール冷却室２７への移動が規制されている。
【００２４】
図３を参照する。シャフト１２の中心軸ＣＬ１を通り鉛直方向に延びる鉛直軸ＣＬ２を基準としてシール冷却室２７を二分し、シール冷却室２７のうち、シャフト１２が下から上に回転する室（図面左側の室）を第１室２７ａといい、シャフト１２が上から下に回転する室（図面右側の室）を第２室２７ｂという。
【００２５】
第１通路２８の一端である第１の冷却室側開口部２８ａは、第１室２７ａのうちシャフト１２の下端１２ａよりも高い位置に臨んでいる。第１通路２８の他端である第１の吸入室側開口部２８ｂは、吸入室２２に臨んでいる。第１の冷却室側開口部２８ａは、第１の吸入室側開口部２８ｂよりも低い位置に形成されている。
【００２６】
第２通路２９の一端である第２の冷却室側開口部２９ａは、第２室２７ｂのうちシャフト１２の下端１２ａよりも高い位置に臨んでいる。第２通路２９の他端である第２の吸入室側開口部２９ｂは、吸入室２２に臨んでいる。第２の冷却室側開口部２９ａは、第２の吸入室側開口部２９ｂよりも高い位置に形成されている。
【００２７】
第２の冷却室側開口部２９ａは、第１の冷却室側開口部２８ａとは異なる室に臨んでいる。第２の冷却室側開口部２９ａは、第１の冷却室側開口部２８ａよりも低い位置に形成されている。
【００２８】
図２を参照する。吸入ポート２１から吸入され第１接続部２４に流れる冷媒の流れ方向Ｒ１を基準として、第１の吸入室側開口部２８ｂは、第１接続部２４よりも下流側に臨んでいる。
【００２９】
吸入ポート２１から吸入され第２接続部２５に流れる冷媒の流れ方向Ｒ２を基準として、第２の吸入室側開口部２９ｂは、第２接続部２５よりも上流側に臨んでいる。
【００３０】
第１接続部２４、第１の吸入室側開口部２８ｂ、第２接続部２５、第２の吸入室側開口部２９ｂは、吸入ポート２１から吸入室２２を反時計回り（第１方向）に回り吸入ポート２１まで戻った場合に、吸入室２２に対してこの順に形成されている。
【００３１】
図４を参照する。吐出部４０は、第１部材２０ａ及び第３部材２０ｃによって、２つ形成されている。圧縮室３０に接続され冷媒及び潤滑油が流れる圧縮室接続部４１と、この圧縮室接続部４１を通過した冷媒及び潤滑油が流れる吐出室４２と、この吐出室４２から分離器１６（図１参照）までを繋ぐ分離器接続部４３と、吐出室４２内に設けられ圧縮室接続部４１を開閉可能なバルブ４４（リード弁４４）と、を有する。
【００３２】
図１を参照する。分離室３２は、第２部材２０ｂ及び第３部材２０ｃによって区画されている。
【００３３】
戻し流路３３は、第２部材２０ｂに形成され、分離室３２内に溜まった潤滑油を圧縮機構１５に戻すための流路である。
【００３４】
吐出ポート３４は、第３部材２０ｃに形成されている。吐出ポート３４から吐出された冷媒は、例えば、凝縮器に送られる。
【００３５】
図３を併せて参照する。シャフト１２は、水平方向に向けて配置されている。シャフト１２は、先端が第２部材２０ｂの軸受け部２０ｅによって支持されていると共に、他端第１部材２０ａの第１軸受け部２０ｄに支持されている。シャフト１２は、例えば、図示しないベルトとクラッチを介してエンジンに接続され、エンジンの動力によって時計回りに回転する。
【００３６】
図１を参照する。シール１３は、ハウジング２０及びシャフト１２に挟み込まれている。シール１３は、例えば、リング状のゴムや軟質樹脂によって構成されたオイルシールやメカニカルシールを用いることができる。
【００３７】
図２を参照する。圧縮機構１５は、シャフト１２に固定されシャフト１２と共に回転可能なロータ１５ａと、このロータ１５ａに形成された５つのベーン溝１５ｂにそれぞれスライド可能に収納されているベーン１５ｃと、を有する。
【００３８】
ベーン１５ｃは、ベーン溝１５ｂ内に導かれた高圧の作動媒体（冷媒及び潤滑油）によって圧縮室３０の壁面に向かって押し付けられている。
【００３９】
図１を参照する。分離器１６は、冷媒及び潤滑油が導入されるケース１６ａと、このケース１６ａ内に配置され内部を冷媒のみが通過する筒体１６ｂと、を有する。
【００４０】
圧縮機１０の作用について説明する。
【００４１】
図２を参照する。例えば、エンジンが作動することにより、これに連動してシャフト１２が回転する。シャフト１２が回転することにより、圧縮機構１５が回転し、圧縮室３０内において冷媒及び圧縮機構１５の周縁を循環する潤滑油が圧縮される。
【００４２】
図４を参照する。圧縮された冷媒及び潤滑油の圧によって、バルブ４４が変位し（想像線参照）、圧縮室接続部４１が開放される。冷媒及び潤滑油は、吐出室４２及び分離器接続部４３を通過する。
【００４３】
図１を参照する。分離器接続部４３を通過した冷媒及び潤滑油は、分離器１６内に導入される。分離器１６内に導入された冷媒及び潤滑油は、筒体１６ｂの外周を旋回する。このとき遠心分離によって冷媒及び潤滑油が分離される。分離された潤滑油は、戻し流路３３から圧縮機構１５のベーン溝１５ｂ（図２参照）に戻される。分離された冷媒は、筒体１６ｂの内部を通過し、吐出ポート３４から吐出される。一部の潤滑油は、シャフト１２を伝ってシール冷却室２７に達する。
【００４４】
吐出ポート３４から吐出された冷媒は、冷媒凝縮器や蒸発器を経て吸入ポート２１から吸入される。
【００４５】
図２を参照する。吸入ポート２１から吸入された冷媒は、吸入室２２を経由して第１接続部２４及び第２接続部２５から圧縮室３０に流れる。吸入室２２へ流れた冷媒の一部は、第１通路２８を通ってシール冷却室２７へ入り、さらにこのシール冷却室２７から第２通路２９を通って吸入室２２に戻り、第２接続部２５から圧縮室３０に流れる。
【００４６】
より詳細に説明すると、冷媒は、吸入ポート２１から吸入室２２へ入り第１接続部２４側と第２接続部２５側のそれぞれから圧縮室３０へ吸入される。第１接続部２４側を流れる場合、冷媒は第１接続部２４を経由し圧縮室３０に吸入される。吸入室側開口部２８ｂは、吸入ポート２１から見て第１接続部２４より遠い位置に開口している。そのため吸入室側開口部２８ｂが開口している領域には、冷媒の流れがない。一方、第２接続部２５側を流れる場合、冷媒は吸入室側開口部２９ｂが開口している領域を通り、第２接続部２５を経由して圧縮室３０に吸入される。そのため吸入室側開口部２９ｂが開口している領域には、冷媒の流れがある。したがって吸入室側開口部２９ｂの圧力は、吸入室側開口部２８ｂの圧力よりも低い（ベルヌーイの定理）。その結果、第１通路２８からシール冷却室２７を経由して第２通路２９へ冷媒の流れが生じる。
【００４７】
図３を併せて参照する。シール冷却室２７に流入した冷媒は、シール１３及び第１軸受部２０ｄを冷却した後に流出する。
【００４８】
なお、摺動部へ供給する潤滑油Ｏｉの供給量を増すためには、第２の冷却室側開口部２９ａの位置は、シャフト１２の下端１２ａより高い位置に設定されることがより好ましい。
【００４９】
以上に説明した圧縮機１０は、以下の効果を奏する。
【００５０】
図３を参照する。シャフト１２が水平方向に向けて配置され、第１の冷却室側開口部２８ａ及び第２の冷却室側開口部２９ａは、シャフト１２の下端１２ａよりも高い位置に形成されている。これにより、シール冷却室２７に潤滑油Ｏｉを溜め、シャフト１２の下端１２ａを潤滑油Ｏｉに浸すことができる。潤滑油Ｏｉに浸されることにより、シール１３とシャフト１２との間の摺動部分に確実に潤滑油Ｏｉを供給することができる。シール１３の摩耗を抑制し、冷凍サイクル用圧縮機１０の長寿命化を図ることができる。
【００５１】
第２の冷却室側開口部２９ａは、第２室２７ｂに臨んでいる。回転するシャフト１２に巻き込まれて、シール冷却室２７内に潤滑油Ｏｉが飛散することがある。潤滑油Ｏｉは、シャフト１２が油面から上方に向かって回転する第１室２７ａにおいて、特に飛散する。第２の冷却室側開口部２９ａが第２室２７ｂに臨んでいることにより、飛散した潤滑油Ｏｉが第２通路２９に達することを抑制することができる。シール冷却室２７により多くの潤滑油Ｏｉを溜めることができ、より確実にシャフト１２の下端１２ａを潤滑油Ｏｉに浸すことができる。結果、シール１３の摩耗を抑制し、冷凍サイクル用圧縮機１０の長寿命化を図ることができる。
【００５２】
尚、本発明による冷凍サイクル用圧縮機が搭載されるのは、車両用エアコン装置に限られるものではない。さらに、冷凍サイクル用圧縮機は、いわゆるベーンタイプの圧縮機を例に説明したが、その他のタイプの圧縮機であっても本発明を適用することができる。
【００５３】
本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の冷凍サイクル用圧縮機は、車両用エアコン装置に搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…冷凍サイクル用圧縮機
１２…シャフト、１２ａ…下端
１３…シール
１５…圧縮機構
２０…ハウジング
２１…吸入ポート
２２…吸入室
２３…シリンダ室
２３ａ…シリンダ
２４…第１接続部
２５…第２接続部
２６…シール収納部
２７…シール冷却室、２７ａ…第１室、２７ｂ…第２室
２８…第１通路、２８ａ…第１の冷却室側開口部
２９…第２通路、２９ａ…第２の冷却室側開口部
３０…圧縮室
ＣＬ１…中心軸
ＣＬ２…鉛直軸
【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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