(57)【要約】【課題】車両の速度は変動が激しく、また気温等の気候条件・環境変化が多い中で運転されるため、圧縮機の吐出室の圧力変動も大きく、吐出圧力は瞬時に異常に大きくなることがある。そういう場合は、圧縮機本体のシリンダー等に異常圧力がかからないように、圧力を分散するか、大気に逃がして圧縮機が破損しないように瞬時に圧力を下げる必要がある。【解決手段】吐出室内１０の底面に滞留する潤滑油を集める吐出室貯油部１０ａを設け、連通路３１ａ，３１ｂによって吐出室貯油部１０ａと貯油室１２とを連通し、孔径が大きい連通路３１ｂに開閉装置３２を設けることにより、高速回転時と異常圧力発生時に開閉装置３２を開放して圧縮機を保護し、圧縮機の定常運転時のように吐出室１０と貯油室１２の圧力差が小さい場合には連通路３１ａにより適度に吐出室貯油部１０ａと貯油室１２の両方に潤滑油を貯えることができる。【選択図】図２ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を含む流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構により圧縮された前記流体が導かれる吐出室と、前記流体に含まれる潤滑油の一部を分離する分離室と、排出孔を介して前記分離室と連通し前記分離室にて前記流体から分離された潤滑油が貯えられる貯油室とを備えた圧縮機において、前記吐出室下方には前記吐出室内に滞留する潤滑油を貯える吐出室内貯油部を形成して前記吐出室内貯油部の底部に前記貯油室と連通する連通路を備え、圧縮機の回転速度によって前記連通路を開閉する機構を備えていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
連通路を直径０．２ｍｍ〜０．５ｍｍφ穴としたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
連通路に、圧縮機の回転速度が３０００ｒｐｍ以上になった時に弁が開き、３０００ｒｐｍ未満になった時に弁が閉じる開閉機構を備えた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】
直径０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの第１の連通路に加えて、開閉機構を備えた直径１ｍｍ〜５ｍｍの第２の連通路を形成したことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項５】
吐出室の圧力が３４ＭＰａ以上になった時に第２の連通路の開閉機構が開くようにしたことを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車用空調装置などに用いられる、圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の圧縮機は、圧縮された気流体と共に圧縮機潤滑油の一部を空調装置のシステムサイクル中へ吐出しており、気流体と共に吐出される潤滑油量が多いほど空調装置のシステム効率が低下する傾向がある。このため、空調装置のシステムサイクル中への潤滑油の吐出を抑制するために圧縮機構の吐出側に圧縮された気流体から潤滑油を分離する機構を設けている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の圧縮機は、圧縮された気流体が導かれる吐出室と、潤滑油を分離する分離室と、吐出室と分離室を連通する導入孔と、分離された潤滑油を貯える貯油室と、分離室と貯油室を連通し分離室で分離された潤滑油を貯油室へ導く排出孔と、貯油室上部に溜まった気流体を分離室へ排出する再導入孔とを備え、これらは高圧ケースとして構成されている。また、貯油室に貯められた潤滑油は潤滑油給油口より圧縮機構を構成するロータ、ベーン、シリンダ等へ供給されて、各部を潤滑すると共に、ベーン背圧としてベーンをロータの外側へ押し出す働きをする。
【特許文献１】特開２００３−９０２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では圧縮機から吐出される気流体の圧力脈動を低減させるためには吐出室の容積をできるかぎり拡大する必要があるが、吐出室の容積は吐出室と貯油室を形成している高圧ケースの大きさによって制限されているために、高圧ケースの大きさを変えずに吐出室を拡大するためには貯油室を縮小しなければならない。しかしながら貯油室が縮小すると貯油室に貯えることができなかった潤滑油は空調装置のシステムサイクル中へ吐出されてシステム効率が低下するという課題があった。特に近年では、圧縮機の小型化・軽量化が要求されているため、高圧ケースの大型化による吐出室や貯油室容積の拡大は難しくなってきている。
【０００５】
また、吐出室と分離室とを連通する導入孔が吐出室上部に配設しているために、吐出室では常に潤滑油の一部が滞留する傾向があり、吐出室容積の拡大は滞留する潤滑油の量をさらに増加させてしまう。吐出室内で滞留する潤滑油は空調装置としては無駄であるために、コスト面からも滞留する潤滑油の量を削減することが望ましい。
【０００６】
また、圧縮機の起動直後は、空調装置のシステムサイクルから戻ってくる潤滑油量が一時的に減少するために貯油室内の貯油量が低下する傾向がある。特に高速運転時においては、貯油室内の潤滑油量の減少によって、本来潤滑油のみを供給すべき潤滑油供給口から圧縮された流体の一部がガス成分として混入し、ベーン背圧部に供給される潤滑油の圧力が不安定になりベーンとシリンダの衝突によって圧縮機の振動や騒音が発生するという課題と、ベーン先端の磨耗が大きくなって耐久性が低下するという課題がある。
【０００７】
さらに、車両は加減速等が頻繁で車速の変動が激しかったり、気温等の気候条件・環境変化が多い中で運転されるため、圧縮機の吐出室の圧力変動も大きくなる。そのため圧縮される流体が液で圧縮される可能性も高く、その時吐出圧力は瞬時に異常に大きくなる。そういう場合は、圧縮機本体のシリンダー等に異常圧力がかからないように、圧力を分散したり、大気に逃がしたりするなどして圧縮機が破損しないように瞬時に圧力を下げる必
要がある。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機から吐出される気流体の圧力脈動低減に十分な吐出室容積を確保しながら、貯油室容積を超える量の潤滑油を圧縮機内に貯える構造と、貯油室内の潤滑油量が低下を抑制する構造を持つ圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、吐出室内の下部に吐出室内に滞留する潤滑油を集めて貯える貯油部を設け、連通路によって吐出室貯油部と貯油室を連通させたものである。
【００１０】
これによって、貯油室容積を超える量の潤滑油の一部は吐出室貯油部に貯えることができ、圧縮機の定常運転時には空調装置のシステムサイクル中へ吐出される潤滑油量を抑制し、システム効率の低下を抑制できる。この吐出室貯油部に貯えられた潤滑油は吐出室と貯油室の圧力差によって吐出室から貯油室に連通路を通じて移動するが、圧縮機の運転時には吐出室と貯油室の圧力差は小さいため、連通通路の通路径を最適化することで、潤滑油は殆ど移動することなく吐出室貯油部と貯油室に貯えられる。また、圧縮機の起動直後は、空調装置のシステムサイクルから戻ってくる潤滑油量が一時的に減少するため、貯油室内の貯油量が低下するが、吐出室と貯油室の圧力差も大きくなるために、吐出室貯油部に貯えられた潤滑油が貯油室に移動し、貯油室の潤滑油量の減少が抑制される。
【００１１】
また、吐出室内の潤滑油が滞留する貯油部と貯油室を連通する連通路を設け連通路の少なくても１つには開閉する機構を備え、圧縮機の回転速度により連通路を開閉させ貯油部分に吐出圧力をかけることによりシステム中へ潤滑油を排出しシステム中の潤滑油量を適正にする手段を備えたものである。また、吐出室が圧縮機を破壊するような異常な高圧になった場合、貯油室と吐出室の間に連通路を設けることにより吐出室の圧力を一気に圧力を下げる手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の圧縮機は、貯油室内の潤滑油量が減少する条件下で、連通路を通じて吐出室貯油部から貯油室に潤滑油を供給する構造を有しているため、圧縮機から吐出される気流体の圧力脈動低減に十分な吐出室容積を確保しながら、圧縮機の定常運転時には空調装置のシステムサイクル中へ吐出される潤滑油量を抑制してシステム効率の低下を抑制すると共に、圧縮機の起動直後における貯油室の潤滑油量の減少を抑制して圧縮機の振動及び騒音の発生を抑制し耐久性も向上させることができる。
【００１３】
また、圧縮機の回転速度が高速になった時のシステム中の潤滑油量不足に対する課題が解決され圧縮機の信頼性・耐久性が向上する。また、吐出室の異常な高圧を逃がす手段を備えることにより安全性が向上すると共に信頼性・耐久性も向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、潤滑油を含む気流体を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構により圧縮された気流体が導かれる吐出室と、導入孔を介して吐出室と連通し気流体に含まれる潤滑油の少なくとも一部が分離される分離室と、排出孔を介して分離室と連通し分離室にて分離された潤滑油を貯える貯油室とを備え、吐出室下方には吐出室内に滞留する潤滑油を貯える吐出室貯油部を形成し、吐出室貯油部の底部に設けられた連通路を介して吐出室貯油部と貯油室とを連通させることにより、油室容積を超える量の潤滑油の一部は吐出室貯油部に貯えることができ、また、吐出室貯油部に貯えられた潤滑油が貯油室に移動できるようになるために貯油室の潤滑油量の減少を抑制することができる。
【００１５】
また、回転数によって連通路を開閉する機構を備えることにより、吐出室貯油部に溜まった潤滑油を貯油室に移動できるようになり貯油室内の潤滑油量の低下を抑制すると共に高速運転時にシステム中の潤滑油を最適量にすることができ圧縮機の信頼性・耐久性を確保することができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明の連通路を断面積の小さい直径０．２ｍｍ〜０．５ｍｍとすることにより、潤滑油を吐出室貯油部に貯えながら徐々に貯油室に排出できる構造にしたもので、吐出室と貯油室の圧力差に応じて潤滑油が適宜移動する。
【００１７】
第３の発明は、連通路に圧縮機の回転速度が３０００ｒｐｍ以上になった時に弁が開き、３０００ｒｐｍ未満になった時に弁が閉じる開閉機構を備えたもので、圧縮機の回転数に応じたシステム中の潤滑油量をコントロールすることができる。
【００１８】
第４の発明は、直径０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの第１の連通路に加えて、開閉機構を備えた直径１ｍｍ〜５ｍｍの第２の連通路を形成したもので、潤滑油の排出が直径０．２ｍｍ〜０．５ｍｍで対応できない場合、直径１ｍｍ〜５ｍｍの連通路で対応することにより、負荷範囲を拡大することが可能となる。
【００１９】
第５の発明は、第４の発明において、吐出室の圧力が３４ＭＰａ以上になった時に第２の連通路の開閉機構が開くようにしたもので、吐出室内の圧力が異常になった場合一気に吐出室の圧力を下げ圧縮機の信頼性・耐久性を確保することを可能とするものである。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における圧縮機の横断面図を示すものであり、図２は、図1におけるＡ−Ａ断面図で、本発明の実施の形態における連通路を持つ高圧ケース内の構造を示すものである。
【００２２】
図１及び図２において、円筒内壁を有するシリンダ１の内部に偏芯して、その外周の一部がシリンダ１の内壁と微少隙間を形成するロータを有し、ロータ２には複数のべ一ンスロットが設けられて、その内部に摺動自在に複数のベーン３が挿入されている。ロータ２の中心には回転自在に軸支される駆動軸４が一体的に形成され、前部側板５及び後部側板６は、それぞれシリンダ１の両端を閉塞してシリンダ１の内部に作動室を形成する。吐出孔７と、吐出孔に配設された吐出弁８より高圧側の作動室から圧縮した気流体が吐出され、高圧通路９を通じて圧縮された気流体が吐出室１０へ導かれる。分離室１１は吐出室１０と導入孔１３で連通し、圧縮された気流体から潤滑油を分離する。貯油室１２は分離室１１の下部で排出孔１４で連通して潤滑油を貯える。
【００２３】
吐出室１１の下部は、一部を一段低くして吐出室貯油部１０ａを形成している。吐出室貯油部１０ａと貯油室１２は２つの連通路３１ａ，３１ｂで連通し、連通路３１ｂには高回転時や異常圧力発生時に開く開閉装置３２が設けられている。開閉装置３２は、連通路３１ｂを遮断するボール弁３２ａと、ボール弁３２ａを所定の圧力で付勢するばね３２ｂと、回転数に応じてボール弁３２ａを開閉する駆動装置（図示せず）とにより構成される。
【００２４】
また、本実施の形態では、連通路３１ａは直径０．３ｍｍ、連通路３１ｂは直径５ｍｍに開口しているが、連通路３１ａは徐々に潤滑油を排出させるために、直径は０．２ｍｍ
〜０．５ｍｍ程度が望ましく、連通路３１ｂは、短時間で排出できるように１ｍｍ〜５ｍｍ程度が望ましい。
【００２５】
また、分離室１１の上部には圧縮された気流体を圧縮機から空調装置のシステムサイクルに吐出する圧縮ガス排出口１６を有し、吐出室１０、貯油室１２と共に高圧ケース１５として一体に形成され、さらに高圧ケース１５は後部側板６に気密的に接続される。
【００２６】
高圧ケース１５に覆われる後部側板６には、ベーン背圧付与装置１７、潤滑油を吸い上げる潤滑油供給口１８、ベーン背部に潤滑油を供給する給油路１９が設けられ、潤滑油供給口１４から吸い上げられた潤滑油はベーン背圧付与装置１７を経由し、給油路１９を通じてベーン背圧部２０に供給される。
【００２７】
エンジン等の駆動源より動力伝達を受けて駆動軸４及びロータ２が回転すると、圧縮された気流体は吐出孔７より吐出弁８を押し上げて高圧通路９を通じて吐出室１０に流入する。この時、吐出室１０の内部壁面との衝突によって圧縮された気流体から潤滑油の一部が分離され、吐出室１０下部の吐出室貯油部１０ａに貯えられる。吐出室１０に流入した気流体は導入孔１３から分離室１１へ流入し、高圧気流体に含まれる潤滑油のほとんどは分離室１１内の円筒空間を旋回することで遠心力によって分離される。分離された潤滑油は分離室１１下方に移動し排出孔１４と通じて貯油室１２に貯えられ、潤滑油が分離された気流体は圧縮ガス排出口１６より吐出される。
【００２８】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、及び作用を説明する。
【００２９】
吐出室１０では潤滑油の一部が滞留して吐出室下部に設けられた吐出室貯油部１０ａに集められ貯えられる。吐出室貯油部１０ａに貯えられた潤滑油は、連通路３１ａを通じて徐々に貯油室１２に移動する。さらに、連通路３１ｂにおいては、圧縮機の回転数が所定値以上になった時や、吐出室１０の圧力と貯油室１２の圧力に所定値以上の圧力差が生じる場合に、開閉装置３２が開放される。本実施の形態においては、開閉装置３２の設定は、圧縮機の回転数が３０００ｒｐｍ以上で潤滑油が不足しないように開放し、吐出の異常圧力として吐出室１０が３４ＭＰａ以上になると開放するようにしている。
【００３０】
これにより、圧縮機の定常運転時には開閉装置３２によって連通路３１が全閉となって吐出室貯油部１０ａと貯油室１２の両方に潤滑油を貯えることができ、空調装置のシステムサイクル中へ吐出される潤滑油量を抑制し、システム効率の低下を抑制できる。また、圧縮機の回転数が高くなって潤滑油量が不足する時や吐出室１０と貯油室１２に規定値以上の圧力差が生じる場合には、開閉装置３２が開いて吐出室貯油部１０ａに貯えられた潤滑油が貯油室１２へ移動して貯油室１２の潤滑油量の減少を抑制することができ、圧縮機の振動及び騒音の発生を抑制し、耐久性も向上させることができる。また、吐出圧力が異常に大きくなった時には圧縮機が破損しないようにすることもできる。さらに、貯油室１２の容積を小さくして吐出室１０の容積を拡大することにより、圧縮機から吐出される気流体の圧力脈動の低減効果が期待できる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態においては、吐出室１０に吐出室貯油部１０ａを設けて連通路３１ａ，３１ｂと開閉装置３２とにより貯油室１２と連通させることにより、システム効率の低下を抑制し、また、圧縮機から吐出される気流体の圧力脈動を低減して振動及び騒音の発生を抑制し、さらには、耐久性の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、圧縮機の信頼性・耐久性を確保するためのシステム中の潤滑油量を適正にする効果があり、また圧縮機内の圧力が異常な高圧になった
時には圧縮機が破損しないようにできるため、その他の形式の圧縮機構を持った圧縮機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図
【図２】図1におけるＡ−Ａ断面図
【符号の説明】
【００３４】
１  シリンダ
２  ロータ
３  ベーン
４  駆動軸
５  前部側板
６  後部側板
７  吐出孔
８  吐出弁
９  高圧通路
１０  吐出室
１０ａ  吐出室貯油部
１１  分離室
１２  貯油室
１３  導入孔
１４  排出孔
１５  高圧ケース
１６  圧縮ガス吐出口
１７  ベーン背圧付与装置
１８  潤滑油供給口
１９  給油路
２０  ベーン背圧部
３１ａ  第１の連通路
３１ｂ  第２の連通路
３２  開閉装置
３２ａ  ボール弁
３２ｂ  ばね
【図１】
2006037928.tif 000003
【図２】
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