(57)【要約】【課題】オイルの戻し量を適正化する。【解決手段】吐出室３６と背圧室３２との圧力差ΔＰに応じて、流路断面積を変更可能な可変オリフィス機構５１を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出室の圧力を受けて背圧室へとオイルが供給される流路と、
前記オイルを減圧するために前記流路に設けられ、前記吐出室と前記背圧室との圧力差に応じて、流路断面積を変更可能な可変オリフィス機構と、を備えることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記可変オリフィス機構は、
前記圧力差が大きいほど、前記流路断面積を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記可変オリフィス機構は、
圧縮機回転数が低いほど、前記流路断面積を小さくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記可変オリフィス機構は、
前記流路の軸線と平行な回動軸を有し、外周面に歯車の歯が形成され、径方向の一部が前記流路の前記吐出室側と前記背圧室側との間に介在するように配置され、前記吐出室側と前記背圧室側とを連通する断面積の異なる複数の貫通孔が周方向に沿って形成され、回動位置によって何れかの前記貫通孔が前記流路と重なる回動部材と、
前記回動部材の前記歯に噛み合い、前記回動部材を回動させる駆動機構と、
前記圧力差に応じて前記駆動機構を制御する制御部と、を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記回動部材には、前記吐出室側と前記背圧室側とを連通し、且つ周方向に沿って隣り合う前記貫通孔同士を連通させる長穴が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記可変オリフィス機構は、
前記流路の前記吐出室側と前記背圧室側との間に介在するように配置され、前記吐出室側と前記背圧室側とを連通する多数の貫通孔が形成された多孔板と、
前記流路の径方向外側に配置され、前記吐出室の圧力を受けて前記流路に対して前進する第一のピストンと、
前記流路の径方向外側で前記第一のピストンに対向して配置され、前記背圧室の圧力を受けて前記流路に対して前進する第二のピストンと、
前記第二のピストンを前記流路に対して前進させる方向に付勢する弾性部材と、
板状であり、前記多孔板の一方の面に沿って設けられ、前記第一のピストンに連結された一端側に前記多孔板を遮蔽する遮蔽領域が形成され、前記第二のピストンに連結された他端側に前記多孔板を露出させる露出領域が形成され、前記圧力差が小さいほど前記第二のピストンが前記第一のピストンを後退させることで、前記露出領域が前記多孔板を露出させ、前記圧力差が大きいほど前記第一のピストンが前記第二のピストンを後退させることで、前記遮蔽領域が前記多孔板を遮蔽する遮蔽板と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、背圧室に至る経路上にオリフィスが設けられ、オイルは高圧から中間圧力に減圧される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９７６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固定オリフィスの場合、吐出室と背圧室との圧力差によってオリフィスを通過する流量が左右されるため、圧力差が大きいとオイルが戻り過ぎてしまう。
本発明の課題は、オイルの戻し量を適正化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る圧縮機は、
吐出室の圧力を受けて背圧室へとオイルが供給される流路と、
オイルを減圧するために流路に設けられ、吐出室と背圧室との圧力差に応じて、流路断面積を変更可能な可変オリフィス機構と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、吐出室と背圧室との圧力差に応じて流路断面積が変更されるので、オイルの戻し量を適正化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】圧縮機における軸方向に沿った断面図である。
【図２】可変オリフィス機構の概略構成図である。
【図３】第２実施形態を示す可変オリフィス機構の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【０００９】
《第１実施形態》
《構成》
図１は、圧縮機における軸方向に沿った断面図である。
圧縮機１１は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられる電動型の圧縮機であり、冷媒（熱媒体）を吸入し、圧縮してから排出する。
以下の説明では、便宜的に、圧縮機１１における軸方向の一方側を前側とし、軸方向の他方側を後側とする。
【００１０】
圧縮機１１は、軸方向に沿って前側から順に並んだ、フロントハウジング１２と、センタハウジング１３と、リアハウジング１４と、によって気密性を保つように一体化されている。フロントハウジング１２には、冷媒を吸入する吸入口（図示省略）が形成されており、リアハウジング１４には、圧縮された冷媒を排出する排出口（図示省略）が形成されている。
フロントハウジング１２は、図示しない吸入口に連通した吸入室２１を備え、この吸入室２１に電動モータ２２が収容されている。電動モータ２２の回転軸２３は、前側がフロントハウジング１２によって回転自在に支持され、後側がセンタハウジング１３によって回転自在に支持されている。
【００１１】
センタハウジング１３には、固定スクロール２４と、可動スクロール２５と、が収容されている。
固定スクロール２４は、フロントハウジング１２の後側を閉塞するように固定されており、円板状に形成された固定端板２６と、この固定端板２６の前面に形成された固定渦巻き２７と、を備える。
可動スクロール２５は、固定端板２６の前側に配置されており、円板状に形成された可動端板２８と、この可動端板２８の後面に形成され、固定渦巻き２７と噛み合う可動渦巻き２９と、を備える。
【００１２】
固定端板２６の前面と可動端板２８の後面とが対向し、固定渦巻き２７と可動渦巻き２９とが噛み合っている。固定渦巻き２７の先端は、図示しないチップシールを介して可動端板２８の後面に摺動可能に接触し、可動渦巻き２９の先端は、図示しないチップシールを介して固定端板２６の前面に摺動可能に接触している。固定端板２６の前面、固定渦巻き２７、可動端板２８の後面、及び可動渦巻き２９で囲まれた区画によって、冷媒を圧縮するための圧縮室３１が形成されている。前後方向から見ると、圧縮室３１は、三日月状の密閉空間となる。
【００１３】
可動スクロール２５の前側には、背圧室３２が形成されている。背圧室３２には、後述する中間圧力のオイルが供給されることにより、固定スクロール２４に対して可動スクロール２５を押圧し、圧縮室３１の密閉性を高めている。
可動端板２８の前面には、ボス３３が形成され、回転軸２３の後端には、偏心させたクランク端部３４が形成され、クランク端部３４がボス３３に回転自在の状態で嵌め込まれている。回転軸２３の回転運動は、クランク端部３４によって旋回運動として可動スクロール２５に伝達される。可動スクロール２５は、例えばピン＆ホールを介して自転が阻止され、且つ固定スクロール２４に対する公転が許容されている。
【００１４】
固定端板２６の中央には、前後方向に貫通した吐出孔３５が形成され、吐出孔３５は、固定端板２６の後側に形成された吐出室３６に連通している。固定端板２６の後面には、吐出孔３５の後端側を開閉可能な吐出弁３７が設けられている。
固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が公転すると、圧縮室３１は、前後方向から見て、スクロール中心に向かって変位してゆき、且つ容積が縮小してゆく。圧縮室３１は、スクロール外側にあるときに、図示しない吸入口と連通して冷媒を吸入し、スクロール中心にあるときに吐出孔３５と連通して圧縮した冷媒を吐出する。吐出弁３７は、吐出圧を受けるときに、吐出室３６に冷媒を吐出させる。吐出された冷媒は、図示しない吐出口から外部へ吐出される。
【００１５】
吐出室３６の底部には、冷媒から分離させたオイルを貯留する貯留部４１が形成されている。リアハウジング１４には、貯留部４１に連通するオイル戻し流路４２が形成されている。センタハウジング１３には、一方がオイル戻し流路４２に連通し、他方が背圧室３２に連通するオイル戻し流路４３（流路）が形成されている。オイル戻し流路４３には、オリフィスが設けられている。したがって、貯留部４１に貯留されたオイルは、吐出室３６の吐出圧を受けて、オイル戻し流路４２、オイル戻し流路４３を順に経て背圧室３２に供給される。これにより、可動スクロール２５に背圧を与え、軸受を含む各摺動部の潤滑が行なわれる。高圧のオイルは、オイル戻し流路４３の可変オリフィス機構５１によって中間圧力に減圧され、また、回転軸２３の内方には、前後方向に沿って延び背圧室３２に連通するオイル戻し流路４４が形成されている。したがって、背圧室３２に供給されたオイルは、さらにオイル戻し流路４４を経て、回転軸２３の前端側へ供給される。これにより、軸受を含む各摺動部の潤滑が行なわれる。
【００１６】
次に、可変オリフィス機構５１について説明する。
図２は、可変オリフィス機構の概略構成図である。
図中の（ａ）は、オイル戻し流路４３の断面、及び可変オリフィス機構５１の断面を示している。図中の（ｂ）は、オイル戻し流路４３、及び可変オリフィス機構５１を軸方向から見た図である。
可変オリフィス機構５１は、回動部材５２と、駆動機構５３と、制御部５４と、を備える。
【００１７】
回動部材５２は、略円板状であり、オイル戻し流路４３の軸線と平行な回動軸５５を有し、外周面には、歯車の歯５６が形成されている。回動部材５２は、径方向の一部がオイル戻し流路４３の吐出室３６側と背圧室３２側との間に介在するように配置されている。回動部材５２には、吐出室３６側と背圧室３２側とを連通する断面積の異なる複数の貫通孔６２が周方向に沿って形成されている。回動部材５２には、オイル戻し流路４３の中心を通る位置に、基準円６１があり、この基準円６１に沿って貫通孔６２が形成されている。ここでは一例として断面積の異なる４つの貫通孔６２を形成している。したがって、回動部材５２の回動位置によって、何れかの貫通孔６２がオイル戻し流路４３と重なる。各貫通孔６２は、吐出室３６側と背圧室３２側とを連通し、且つ基準円６１に沿って形成された長穴６３によって連通されている。
【００１８】
駆動機構５３は、ステッピングモータであり、その回転軸に歯車６４を備えている。歯車６４は、回動部材５２の歯５６に噛み合っている。
制御部５４は、例えばマイクロコンピュータであり、吐出室３６の圧力Ｐｄと、背圧室３２の圧力Ｐｍと、圧縮機回転数Ｎｃを入力し、圧力Ｐｄと圧力Ｐｍとの圧力差ΔＰ、及び圧縮機回転数Ｎｃに応じて、駆動機構５３の回転角を制御する。
具体的には、圧力差ΔＰが大きいほど、断面積の小さな貫通孔６２に切り替える。さらに、圧縮機回転数Ｎｃが低いほど、断面積の小さな貫通孔６２に切り替える。なお、貫通孔６２を切り替えている途中は、長穴６３によって吐出室３６側と背圧室３２側との連通状態が確保される。
【００１９】
《作用》
次に、第１実施形態の主要な作用効果について説明する。
固定オリフィスの場合、吐出室３６と背圧室３２との圧力差ΔＰによってオリフィスを通過する流量が左右されるため、圧力差ΔＰが大きいとオイルが戻り過ぎてしまう。オイルが戻り過ぎると、貯油量が低下し、圧縮機性能にも影響を及ぼす。
そこで、吐出室３６と背圧室３２との圧力差ΔＰに応じて、流路断面積を変更可能な可変オリフィス機構５１を設けた。したがって、吐出室３６と背圧室３２との圧力差ΔＰに応じて流路断面積が変更されるので、オイルの戻し量を適正化することができる。
【００２０】
具体的には、回動部材５２に、断面積の異なる複数の貫通孔６２を形成し、駆動機構５３を介して回動部材５２を回動させることで、貫通孔６２を切り替える。すなわち、圧力差ΔＰが大きいほど、断面積の小さな貫通孔６２に切り替えることで、流路断面積を小さくする。これにより、オイルの戻り過ぎを抑制することができる。
また、圧縮機回転数Ｎｃが低いほど、回転軸２３のオイル戻し流路４４に必要なオイル流量も低下する。そこで、圧縮機回転数Ｎｃが低いほど、断面積の小さな貫通孔６２に切り替えることで、流路断面積を小さくする。これにより、オイルの戻り過ぎを抑制し、回転軸２３のオイル戻し流路４４に必要十分なオイルを戻すことができる。
また、周方向に沿って隣り合う貫通孔６２同士は、長穴６３によって連通されている。これにより、貫通孔６２を切り替えている途中でも、長穴６３によって吐出室３６側と背圧室３２側との連通状態を確保できる。すなわち、オイルの戻りが遮断されることを防止し、オイルを適切に戻すことができる。
【００２１】
《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態は、可変オリフィス機構５１の他の構造を示すものである。
図３は、第２実施形態を示す可変オリフィス機構の概略構成図である。
図中の（ａ）は、オイル戻し流路４３の断面、及び可変オリフィス機構７１の断面を示している。図中の（ｂ）及び（ｃ）は、オイル戻し流路４３、及び可変オリフィス機構７１を、吐出室３６側から見た図である。
可変オリフィス機構７１は、多孔板７２と、ピストン７３（第一のピストン）と、ピストン７４（第二のピストン）と、コイルバネ７５（弾性部材）と、遮蔽板７６と、を備える。
【００２２】
多孔板７２は、オイル戻し流路４３の吐出室３６側と背圧室３２側との間に介在するように配置されている。多孔板７２には、吐出室３６側と背圧室３２側とを連通する多数の貫通孔８１が形成されている。
ピストン７３は、シリンダ８２に収容され、オイル戻し流路４３の径方向外側に配置され、吐出室３６の圧力Ｐｄを受けてオイル戻し流路４３に対して前進する。
ピストン７４は、シリンダ８３に収容され、オイル戻し流路４３の径方向外側でピストン７３に対向して配置され、背圧室３２の圧力Ｐｍを受けてオイル戻し流路４３に対して前進する。
【００２３】
シリンダ８３には、ピストン７４をオイル戻し流路４３に対して前進させる方向に付勢するコイルバネ７５（弾性部材）が収容されている。
遮蔽板７６は、板状であり、多孔板７２における吐出室３６側の面に沿って設けられている。遮蔽板７６のうち、ピストン７３に連結された一端側には、多孔板７２を遮蔽する遮蔽領域８４が形成されている。一方、ピストン７４に連結された他端側には、多孔板７２を露出させる露出領域８５が形成されている。露出領域８５は、吐出室３６側と背圧室３２側とを連通させた開口部８６によって形成されている。
遮蔽板７６は、吐出室３６の圧力Ｐｄが小さく、圧力差ΔＰが小さくなるほどピストン７４がピストン７３を後退させることで、図中の（ｂ）に示すように、露出領域８５が多孔板７２を露出させる。一方、吐出室３６の圧力が大きく、圧力差ΔＰが大きくなるほどピストン７３がコイルバネ７５の反発力に抗してピストン７４を後退させることで、図中の（ｃ）に示すように、遮蔽領域８４が多孔板７２の一部を遮蔽する。
【００２４】
《作用》
次に、第２実施形態の主要な作用効果について説明する。
可変オリフィス機構７１では、オイル戻し流路４３に多孔板７２を設け、この多孔板７２に沿うように遮蔽板７６を設けている。遮蔽板７６は、一端がピストン７３に連結されており、他端がピストン７４に連結されている。ピストン７３は、吐出室３６の圧力Ｐｄを受け、ピストン７４は、背圧室３２の圧力Ｐｍ、及びコイルバネ７５の伸長力を受けている。遮蔽板７６には、多孔板７２を遮蔽する遮蔽領域８４と、多孔板７２を露出させる露出領域８５と、が形成されている。
【００２５】
したがって、圧力差ΔＰが小さいほど、ピストン７４がピストン７３を後退させることで、露出領域８５によって多孔板７２を露出させる。これにより、オイルが通過できる貫通孔８１の数が増加し、流路断面積が増加する。一方、圧力差ΔＰが大きいほど、ピストン７３がピストン７４を後退させることで、遮蔽領域８４によって多孔板７２の一部が遮蔽される。これにより、オイルが通過できる貫通孔８１の数が減少し、流路断面積が減少する。このように、吐出室３６と背圧室３２との圧力差ΔＰに応じて、流路断面積が変更されるので、オイルの戻し量を適正化することができる。また、圧力差ΔＰに応じて流路断面積が自動的に変更されるので、電力消費もない。
【００２６】
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
【符号の説明】
【００２７】
１１…圧縮機、１２…フロントハウジング、１３…センタハウジング、１４…リアハウジング、２１…吸入室、２２…電動モータ、２３…回転軸、２４…固定スクロール、２５…可動スクロール、２６…固定端板、２７…固定渦巻き、２８…可動端板、２９…可動渦巻き、３１…圧縮室、３２…背圧室、３３…ボス、３４…クランク端部、３５…吐出孔、３６…吐出室、３７…吐出弁、４１…貯留部、４２…オイル戻し流路、４３…オイル戻し流路、４４…オイル戻し流路、５１…可変オリフィス機構、５２…回動部材、５３…駆動機構、５４…制御部、５５…回動軸、５６…歯、６１…基準円、６２…貫通孔、６３…長穴、６４…歯車、７１…可変オリフィス機構、７２…多孔板、７３…ピストン、７４…ピストン、７５…コイルバネ、７６…遮蔽板、８１…貫通孔、８２…シリンダ、８３…シリンダ、８４…遮蔽領域、８５…露出領域、８６…開口部
【図１】
2020056349.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020056349.tif 000005