(57)【要約】【課題】  オイルセパレータを設けることによる部品費用や組立費用の増加を抑えると共に、分離管の配置に拘わらず、簡単な構成にて吐出ポートの配置を選択可能な圧縮機を提供する。【解決手段】  圧縮作動ガスから潤滑油を分離する分離管８０を分離室６６内に挿入するために吐出ポート２９とは別に形成された挿入孔８２と、挿入孔８２に螺合して挿入孔８２を閉塞するシールボルト８４とを備え、シールボルト８４と分離管８０とが一体的に形成され、シールボルト８４には、シールボルト８４が挿入孔８２を閉塞しているときに、分離管８０内と吐出ポート２９とを連通させる流路が形成されている。【選択図】      図１
2006207494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に配置され、潤滑油を含んだ作動流体を圧縮する圧縮ユニットと、
前記圧縮ユニットによって圧縮された前記作動流体から前記潤滑油の一部を分離した後、前記作動流体を前記ハウジングに設けられた吐出ポートに向けて送出するオイルセパレータとを備え、
前記オイルセパレータは、
円筒状をなして前記作動流体が導入される分離室と、
前記分離室内に配設され、前記分離室内に導入された前記作動ガスを、その内部を通じ前記吐出ポートに向けて導出させる分離管とを含み、
前記分離管を前記分離室内に挿入するために前記吐出ポートとは別に前記ハウジングに形成された挿入孔と、
前記挿入孔に螺合して前記挿入孔を閉塞するシールボルトとを備えた圧縮機において、
前記シールボルトと前記分離管とが一体的に形成され、
前記シールボルトには、前記シールボルトが前記挿入孔を閉塞しているときに、前記分離管内と前記吐出ポートとを連通させる流路が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記シールボルトは頭部と前記挿入孔に螺合するねじ山が形成された軸部とからなり、
前記分離管は、前記シールボルトと中心軸線を共有して前記シールボルトの軸部側端部に一体的に延設され、
前記流路は、前記分離管内と連通し、前記シールボルトの中心軸線と平行に前記軸部内に形成された第１流路と、前記第１流路と連通すると共に、前記軸部の外周面において前記シールボルトの側方に開口し、前記シールボルトが前記挿入孔に螺合しているときに前記吐出ポートと連通する第２流路とからなることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動流体に含まれる潤滑油を分離するためのオイルセパレータを備えた圧縮機であって、例えば車両用空調装置の冷凍回路に好適な圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷凍回路用の圧縮機はそのハウジング内に圧縮ユニットを備え、この圧縮ユニットは作動流体としての冷媒を吸入して圧縮し、この後、圧縮された冷媒はハウジングの吐出ポートから冷凍回路の凝縮器に向けて送出され、冷凍回路内を循環する。
冷凍回路内の冷媒には通常潤滑油が含まれており、この潤滑油は圧縮機内の摺動面や軸受等を潤滑し、また、圧縮機内の摺動面のシールにも役立つ。しかしながら、冷媒中の潤滑油量が多いと、冷凍回路の冷房能力を低下させる要因となるため、この種の圧縮機にはオイルセパレータが組み込まれている。このオイルセパレータは圧縮ユニットによって圧縮された冷媒を導いて、この冷媒から潤滑オイルの一部を分離した後、吐出ポートに向けて冷媒を導出する。
【０００３】
より詳しくは、このオイルセパレータは、その内周面に導入口を有した円筒状の分離室を備えており、この分離室内に分離管が同心的に配置されている。圧縮ユニットによって圧縮された後、導入口を通じて分離室に導入された冷媒は分離室の内周壁に沿って分離管の回りを螺旋状に旋回して流れ、この際、冷媒中の潤滑オイルの一部が遠心分離される。分離処理を受けた冷媒は分離管内を通じて吐出ポートに向かう一方、分離された潤滑オイルは分離室から貯油室に排出され、この貯油室内に蓄えられる。
【０００４】
圧縮機に上述したオイルセパレータが内蔵されていれば、圧縮機は潤滑オイル量が適度に低減した冷媒を冷凍回路内にて循環させることができ、冷凍能力の低下を回避することができる。
上述のようなオイルセパレータを備えた圧縮機では、分離室内に分離管を配設するため、ハウジングに挿入孔が形成されており、この挿入孔から分離管を挿入して分離室に装着し、スナップリングなどで分離管を固定する。そしてその後、この挿入孔にシールボルトを螺合することにより、挿入孔を閉塞して、冷媒が挿入孔から漏出しないようにしている。
【０００５】
このため、圧縮機は、性能が向上する一方で、オイルセパレータのない圧縮機と比較して、分離管、スナップリング及びシールボルトなどの部品が追加され、製造工程も増えるため、部品費用及び組立費用が増加してしまうという問題があった。
このような問題の解決策の１つとして、分離管と吐出ポートとを一体化し、挿入口を設けることなく分離管を分離室に配設できるようにしたものが知られている（特許文献１）。
【０００６】
特許文献１に示されたオイルセパレータでは、分離管の一端に吐出ポートが形成されているので、分離室に分離管を装着するだけで組み付けが完了する。
【特許文献１】特開２００１−２９５７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の圧縮機では、分離管に対して吐出ポートが同軸に配置され、冷媒配管の先端により分離管を押し付けて固定するようにしている。このため、吐出ポートの位置が分離室の軸線方向に限定されるので、吐出ポートの配置の自由度が制限され、更には圧縮機の設置場所や向きも制限されるという問題があった。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、オイルセパレータを設けることによる部品費用や組立費用の増加を抑えると共に、分離管の配置に拘わらず、簡単な構成にて吐出ポートの配置を選択可能な圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明による圧縮機は、ハウジング内に配置され、潤滑油を含んだ作動流体を圧縮する圧縮ユニットと、前記圧縮ユニットによって圧縮された前記作動流体から前記潤滑油の一部を分離した後、前記作動流体を前記ハウジングに設けられた吐出ポートに向けて送出するオイルセパレータとを備え、前記オイルセパレータは、円筒状をなして前記作動流体が導入される分離室と、前記分離室内に配設され、前記分離室内に導入された前記作動ガスを、その内部を通じ前記吐出ポートに向けて導出させる分離管とを含み、前記分離管を前記分離室内に挿入するために前記吐出ポートとは別に前記ハウジングに形成された挿入孔と、
前記挿入孔に螺合して前記挿入孔を閉塞するシールボルトとを備えた圧縮機において、前記シールボルトと前記分離管とが一体的に形成され、前記シールボルトには、前記シールボルトが前記挿入孔を閉塞しているときに、前記分離管内と前記吐出ポートとを連通させる流路が形成されていることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
具体的には、前記シールボルトが頭部と前記挿入孔に螺合するねじ山が形成された軸部とからなり、前記分離管は、前記シールボルトと中心軸線を共有して前記シールボルトの軸部側端部に一体的に延設され、前記流路は、前記分離管内と連通し、前記シールボルトの中心軸線と平行に前記軸部内に形成された第１流路と、前記第１流路と連通すると共に、前記軸部の外周面において前記シールボルトの側方に開口し、前記シールボルトが前記挿入孔に螺合しているときに前記吐出ポートと連通する第２流路とからなることを特徴とする（請求項２）。
【００１０】
請求項１及び２の構成によれば、シールボルトと分離管とが一体的に形成されているので、挿入孔から分離管を挿入してシールボルトを挿入孔に螺合することにより、分離管が分離室に配設されて固定されると共に、挿入孔がシールボルトによって閉塞される。このとき、分離室は分離管内からシールボルト内に形成された流路を介して吐出室と連通することになる。
【００１１】
そして、圧縮機の作動時に分離室に導入された作動流体は、円筒状の分離室の内周壁に沿って螺旋状に旋回して流れ、作動流体中の潤滑油の一部が遠心分離される。その後、分離室から分離管内に流入した作動流体は、シールボルト内に形成された流路を介し、挿入孔とは別に形成された吐出ポートに導出される。このため、吐出ポートは分離管と同軸に配置する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び２の圧縮機によれば、吐出ポート及び分離管を同軸に配置する必要がなく、圧縮機の設置場所に適した位置及び方向にてハウジングに吐出ポートを形成することができ、設置場所が制限されない。
また、シールボルトと分離管とが一体に形成され、挿入孔から分離管を挿入してシールボルトを挿入孔に螺合することにより、分離管が分離室に配設されると共に、挿入孔がシールボルトによって閉塞されるので、圧縮機の部品点数を減少させ、オイルセパレータを設けることによる部品費用や組立費用の増加を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の１実施形態について、図１乃至４に基づき以下に説明する。
図１は車両用空調装置の冷凍回路に組み込まれるスクロール型の圧縮機を示し、この圧縮機は、冷凍回路の冷媒（作動流体）を圧縮するために使用される。ここで、冷媒には潤滑油としての冷凍機油が含まれており、この冷凍機油は冷媒と共に圧縮機内の軸受や種々摺動面に供給され、これらを潤滑するだけではなく、摺動面をシールする機能も発揮する。
【００１４】
圧縮機はハウジング２を備え、このハウジング２は駆動ケーシング４及び圧縮ケーシング６からなる。これらケーシング４，６は複数の連結ボルト８により相互に連結されている。なお、この圧縮機は、後述するように潤滑油が圧縮ケーシング６内の底部に貯留されることから、図１の縦方向が上下方向に略一致するように車室内に設置される。
駆動ケーシング４内には駆動軸１０が配置され、この駆動軸１０は圧縮ケーシング６側に大径端部１２を有し、この大径端部１２から小径軸部１４が延びている。大径端部１２はニードル軸受１６を介して駆動ケーシング４に回転自在に支持され、小径軸部１４はボール軸受１８を介して駆動ケーシング４に回転自在に支持されている。更に、小径軸部１４にはボール軸受１８と大径端部１２との間にリップシール２０が取付けられ、このリップシール２０は小径軸部１４に相対的に摺接し、駆動ケーシング４内を気密に区画している。
【００１５】
駆動軸１０における小径軸部１４は駆動ケーシング４から突出し、その突出端に電磁クラッチ２２を内蔵した駆動プーリ２４が取付けられており、この駆動プーリ２４は、軸受２６を介して駆動ケーシング４に回転自在に支持されている。
駆動プーリ２４は車両のエンジンからの動力を受けて回転され、駆動プーリ２４の回転はその電磁クラッチ２２を介して駆動軸１０に伝達可能である。従って、エンジンの駆動中、電磁クラッチ２２がオン作動されれば、駆動軸１０は駆動プーリ２４とともに回転する。
【００１６】
一方、圧縮ケーシング６は、圧縮機を車室に固定するための複数の脚部２７が外周壁の下部に形成されており、外周壁の上部には水平方向に突出するヘッド部を有する。このヘッド部を貫通して、吸入ポート（図示せず）及び吐出ポート２９が形成され、吸入ポート及び吐出ポート２９は、冷凍回路の蒸発器（図示せず）及び凝縮器に対して冷媒管路により接続される（図２参照）。
【００１７】
圧縮ケーシング６内には圧縮ユニットとしてスクロールユニット２８が収容され、圧縮ケーシング６の外周壁とスクロールユニット２８との間には、吸入ポートと連通する吸引室３１が形成されている。スクロールユニット２８は可動スクロール３０及び固定スクロール３２を備えている。これら可動及び固定スクロール３０，３２は共にアルミニウム合金からなり、端板（基板）３４と、この端板３４に一体に形成された渦巻き壁（渦巻きラップ）３６とから形成されている。
【００１８】
図１から明らかなように可動及び固定スクロール３０，３２は端板３４同士が互いに対向し、且つ、渦巻き壁３６同士が互いに噛み合うようにして配置され、これにより、渦巻き壁３６間に圧縮室３８が形成されている。このような圧縮室３８の容積は、固定スクロール３２に対する可動スクロール３０の旋回運動に伴い増減され、これにより、圧縮室３８内への冷媒の吸込工程及び冷媒の圧縮／吐出工程が実行されることになる。
【００１９】
上述した可動スクロール３０に旋回運動を付与するため、可動スクロール３０の端板３４には駆動ケーシング４内に突出するボス４０を有し、このボス４０はニードル軸受４２を介して偏心ブッシュ４４に回転自在に支持されている。この偏心ブッシュ４４はクランクピン４６に支持されており、このクランクピン４６は駆動軸１０の大径端部１２から偏心した状態で突出している。従って、駆動軸１０が回転すると、クランクピン４６及び偏心ブッシュ４４を介して可動スクロール３０が旋回運動する。
【００２０】
また、偏心ブッシュ４４には可動スクロール３０に対するカウンタウエイト４８が取付けられていると共に、駆動ケーシング４と可動スクロール３０との間には可動スクロール３０のための自転ストッパ５０が設けられている。より詳しくは、自転ストッパ５０は、駆動ケーシング４の大径端及び可動スクロール３０の端板３４にそれぞれ支持され、その周方向に等間隔を存して環状レースを有した一対のリングプレート５２と、これらリングプレート５２の環状レース間に挟持された複数のボール５４とからなり、ニードル軸受４２の軸線を中心とした可動スクロール３０の自転を阻止する。
【００２１】
一方、固定スクロール３２は圧縮ケーシング６内にて固定されており、固定スクロール３２の端板３４と圧縮ケーシング６の内壁との間には吐出室５６が形成されている。吐出室５６は、固定スクロール３２の吐出孔５８及び吐出弁６０を通じて圧縮室３８に連通可能である。
より詳しくは、吐出孔５８は固定スクロール３２における端板３４の中央を貫通して形成され、吐出弁６０により開閉される。吐出弁６０は吐出室５６側から吐出孔５８を開閉するリード弁体６２と、このリード弁体６２の開度を規制するストッパプレート６４とからなり、これらリード弁体６２及びストッパプレート６４は共に取付けねじを介して固定スクロール３２の端板３４に取付けられている。
【００２２】
そして、この圧縮機では、吐出室５６の一部を区画して、分離室６６及び油貯留室６８が更に設けられ、吐出弁６０を囲繞する吐出室５６は、分離室６６を介して前述の吐出ポート２９と連通している。
より詳しくは、吐出室５６内は、略水平に広がる仕切壁７０により上下に区画され、仕切壁７０は油貯留室６８の上面を形成している。固定スクロール３２には、油貯留室６８から可動スクロール３０側まで延びる連通路が形成され、この連通路にはフィルタ７２及びオリフィス７４が設けられている。従って、油貯留室６８の潤滑油は、オリフィス７４を通して可動スクロール３０側に供給される。
【００２３】
仕切壁７０の上面からは、圧縮ケーシング６の端壁７６と一体に形成された円筒状の周壁７８が上方に向けて延び、周壁７８の上端は圧縮ケーシング６の外周壁に連なっている。
分離室６６の上方には、圧縮ケーシング６の外周壁から外方に開口すると共に分離室６６に連通する挿入孔８２が分離室６６と同軸に形成されており、この挿入孔８２は、シールボルト８４が螺合することによって閉塞される。シールボルト８４は、挿入孔８２に螺合する際に工具を係止するための頭部８４ａと、挿入孔８２に螺合するねじ山が形成された軸部８４ｂとからなり、軸部８４ｂの端部には、シールボルト８４が挿入孔８２に螺合した状態にあるとき分離室６６内に配置されるように、分離管８０が軸部８４ｂと一体的に形成されている。このようにして分離室６６内に配設された分離管８０と分離室６６とによりオイルセパレータが構成される。
【００２４】
また、シールボルト８４の軸部８４ｂ内には分離管８０の内部と連通する流路９０が形成されている。図２は図１のII−II線に沿った断面図であり、図３は図２のシールボルト８４周りの拡大図であるが、流路９０は、これら図２及び図３に示すように、軸部８４ｂの中心軸線に平行な第１流路９０ａと、この第１流路９０ａに連通すると共に軸部８４ｂの外周面においてシールボルト８４の側方に開口する第２流路９０ｂとからなっている。
【００２５】
そして、シールボルト８４を挿入孔８２に螺合して挿入孔８２を閉塞した状態にあるとき、第２流路９０ｂの開口部分を含む軸部８４ｂの外周を囲繞する状態となるように、環状室９２が圧縮ケーシング６に形成され、この環状室９２が吐出ポート２９に連通している。
図４は図２のIV−IV線に沿った断面においてシールボルト８４周りを示すものであるが、図４に示すように、環状室９２はシールボルト８４の軸部８４ｂ全周を囲繞している。このため、シールボルト８４を締め付けたときに軸部８４ｂの外周面における第２流路９０ｂの開口が吐出ポート２９の方向に向かなかった場合でも、流路９０と吐出ポート２９との連通は確保される。
【００２６】
また、シールボルト８４の軸部８４ｂは図３に示すように環状室９２よりも下方まで挿入孔８２に螺合するようにしているので、分離室６６が挿入孔８２を介して直接吐出ポート２９や環状室９２と連通することはない。
従って、シールボルト８４を挿入孔８２に螺合すると、挿入孔８２がシールボルト８４によって閉塞されると共に、分離室６６は、分離管８０の内部から、シールボルト８４内の流路９０及び圧縮ケーシング６の環状室９２を介して吐出ポート２９に連通することとなる。
【００２７】
分離室６６は、周壁７８に形成された２つの導入孔８６を介してその上部が吐出室５６と連通し、これら導入孔８６は、分離管８０の外周面と周壁７８の内周面との間に区画された環状の空間に対して、内周面の接線方向に延びている。また、分離室６６は、仕切壁７０に形成された貫通孔８８を介して油貯留室６８と連通している。
上述したスクロール型圧縮機によれば、駆動軸１０の回転に伴い可動スクロール３０が旋回運動する。この際、可動スクロール３０の自転は自転ストッパ５０により阻止された状態にある。可動スクロール３０の旋回運動は圧縮室３８を吐出孔５８に対して接離する方向に周期的に移動させ、これに伴い、圧縮室３８の容積が増減される。
【００２８】
この結果、吸引室３１から圧縮室３８内に冷媒が吸い込まれ、そして、吸い込まれた冷媒は圧縮室３８が吐出孔５８に向けて移動し、その容積が減少していく過程にて圧縮される。そして、圧縮室３８が吐出孔５８に達すると、圧縮室３８内の冷媒の圧力は吐出弁６０の締切圧に打ち勝って吐出弁６０を開き、圧縮冷媒が圧縮室３８から吐出孔５８を通じて吐出室５６内に吐出される。
【００２９】
そして、圧縮冷媒は、吐出室５６から導入孔８６を通じて分離室６６に流入し、分離管８０の外周面及び円筒状の周壁７８の内周面に沿い、分離室６６内の環状の空間を螺旋状に旋回しながら下方へ向かって流れる。この際、冷媒に含まれる霧状の潤滑油は、遠心分離されて周壁７８の内周面に付着した後、その自重により下降し、貫通孔８８を通じて油貯留室６８へと流入する。
【００３０】
こうして潤滑油が分離された圧縮冷媒は、分離管８０の下端から分離管８０内に流入して上昇し、シールボルト８４の軸部８４ｂ内の流路９０に流入する。流路９０の第２流路９０ｂは軸部８４ｂの外周面においてシールボルト８４の側方に向けて開口しており、圧縮ケーシング６の環状室９２に連通しているので、流路９０内の圧縮冷媒は、第１流路９０ａを経た後、第２流路９０ｂから環状室９２へと至り、更に環状室９２から吐出ポート２９を通じて冷凍回路の凝縮器に圧縮冷媒が供給される。
【００３１】
以上のようにして、冷媒を圧縮して冷凍回路の凝縮器に供給する際に、圧縮冷媒中に含まれる潤滑油の一部が分離され、潤滑油の過多に起因する冷房能力の低下が防止される。
前述したとおり、分離室６６と共にオイルセパレータを構成する分離管８０はシールボルト８４と一体的に形成されており、圧縮ケーシング６に形成された挿入孔８２から分離管８０を分離室６６内に挿入した後、シールボルト８４を挿入孔８２に螺合することにより、分離管８０の分離室６６内への配設及び固定と挿入孔８２の閉塞とを一括して行うことができる。従って、製造工程を簡略化するだけではなく、分離管８０を固定するための部材を別途準備する必要がなく、圧縮機にオイルセパレータを設けることによる部品費用や組み立て費用の増加を抑えることができる。
【００３２】
また、分離室６６で潤滑油の一部が分離された圧縮冷媒は、分離管８０の内部から、シールボルト８４の軸部８４ｂ内の流路９０を通り、一旦圧縮ケーシング６の環状室９２に導入された後、吐出ポート２９に供給されるので、吐出ポート２９及び分離管８０を同軸に配置する必要がない。このため、この圧縮機では、分離管８０に対する吐出ポート２９の相対的な配置を自由に選択することができ、その結果、車室内のレイアウトに合わせて圧縮機における吐出ポート２９の位置や向きを決定することができる。
【００３３】
本発明は上述の一実施形態に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
例えば、シールボルト８４の軸部８４ｂに形成された第２流路９０ｂは、図３及び図４に示すように、軸部８４ｂの外周面において１方向にのみ開口するようにしているが、反対方向と併せて２方向に開口するようにしても良い。また、このとき環状室９２は、図４に示すように軸部８４ｂの全周にわたって形成せずに、半周或いはそれ以上の範囲にわたってＣ字状に形成するようにしても、シールボルト８４締め付け時の第２流路９０ｂの向きにかかわらず、流路９０と環状室９２との連通を確保することができる。
【００３４】
また、環状室９２は圧縮ケーシング６に形成されているが、シールボルト８４の軸部８４ｂ側に形成するようにしても良い。即ち、第２流路９０ｂの軸部８４ｂにおける開口を通るように、軸部８４ｂの外周面に環状溝を形成し、シールボルト８４を挿入孔８２に螺合している状態で、この環状溝が吐出ポート２９と連通するようにしても良い。
最後に、本発明の圧縮機は、上記実施形態のように車両用空調装置の冷凍回路に用いられる圧縮機に限定されるものではなく、潤滑油を含む作動流体を圧縮するためのものであれば同様の効果を得ることができる。また、その形式はスクロール型圧縮機に限られず、斜板型圧縮機やベーン型圧縮機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態であるスクロール型圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１中、II−II線に沿う断面図である。
【図３】図２中、シールボルト周りの拡大図である。
【図４】図２中、IV−IV線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
６        圧縮ケーシング（ハウジング）
２８        スクロールユニット(圧縮ユニット)
２９        吐出ポート
６６        分離室
８０        分離管
８２        挿入孔
８４        シールボルト
９０        流路
【図１】
2006207494.tif 000003
【図２】
2006207494.tif 000004
【図３】
2006207494.tif 000005
【図４】
2006207494.tif 000006