(57)【要約】【課題】  クランク室から冷媒を吸入室に戻す際に、ミストガスに含まれるオイルを効果的に分離できる圧縮機のオイルセパレータ構造を提供する。【解決手段】  圧縮機１のクランク室１４と吸入室１１を常時連通する抽気通路１５を有し、この抽気通路１５は、駆動軸５の後端部分に形成され、連通路１６を介して吸入室１１と連通する連通室１７と、駆動軸５の中間部から後端まで延びる連通穴１８と、この連通穴１８から径方向に延びる２組の縦穴１９〜２２とを備えている。これによって、クランク室１４からミストガスが縦穴２１を介し連通穴１８内に導入された後、遠心力でオイルが駆動軸５の軸心より離れる方向へ付勢されるので、オイルが分離して縦穴２２を介しクランク室１４へ戻される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１）のクランク室（１４）と吸入室（１１）を常時連通する抽気通路（１５）を有し、この抽気通路（１５）が、前記圧縮機（１）の駆動軸（５）の後端部分に形成され、前記吸入室（１１）と連通する連通室（１７）と、前記駆動軸（５）の中間部から後端まで延びる連通穴（１８，３３，４２）とを備え、前記クランク室（１４）から前記吸入室（１１）へ冷媒を戻す際に潤滑用オイルを分離する圧縮機（１）のオイルセパレータ構造（１３、３１、３２，３８、３９，４１）であって、前記駆動軸（５）の中間部に位置する前記連通穴（１８，３３，４２）の開始端（Ａ）が、前記駆動軸（５）の軸心から径方向にずれていることを特徴とする圧縮機（１）のオイルセパレータ構造（１３、３１、３２，３８、３９，４１）。
【請求項２】
請求項１記載の圧縮機のオイルセパレータ構造であって、前記連通穴（１８，４２）は、前記駆動軸（５）の軸心に対して傾斜し、前記駆動軸（５）の後端に位置する前記連通穴（１８，４２）の終止端（Ｂ）から前記開始端（Ａ）に向うにつれて前記連通穴（１８，４２）が前記駆動軸（５）の軸心からずれる量が大きくなることを特徴とする圧縮機（１）のオイルセパレータ構造（１３、３１、３９、４１）。
【請求項３】
請求項２記載の圧縮機のオイルセパレータ構造であって、前記連通穴（１８，４２）が前記終止端（Ｂ）にて前記駆動軸の軸心（５）に位置することを特徴とする圧縮機（１）のオイルセパレータ構造（１３、３１、３９、４１）。
【請求項４】
請求項１記載の圧縮機のオイルセパレータ構造であって、前記連通穴（１８、３３）から径方向に延びるとともに前記クランク室（１４）に臨む開口を有する縦穴（１９〜２２、３５，４０）を備え、前記連通穴（１８，３３）が前記終止端（Ｂ）にて前記連通室（１７）に臨む開口を有することを特徴とする圧縮機（１）のオイルセパレータ構造（１３，３２，３８，３９）。
【請求項５】
請求項４記載の圧縮機のオイルセパレータ構造であって、前記連通穴（３３）は、前記駆動軸（５）の軸心から径方向にずれるとともに、前記駆動軸（５）の軸心と平行に配置されていることを特徴とする記載の圧縮機（１）のオイルセパレータ構造（３２，３８）。
【請求項６】
請求項５記載の圧縮機のオイルセパレータ構造であって、前記連通穴（３３）の終止端（Ｂ）に前記連通穴（３３）からの油流出を防止する油止め部（３４）を設けたことを特徴とする圧縮機（１）のオイルセパレータ構造（３２）。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された圧縮機のオイルセパレータ構造であって、前記縦穴（１９〜２２）が、前記駆動軸（５）の軸心から前記連通穴（１８）が偏心する方向と同じ径方向へ延びる小径穴（２０，２２）と、前記連通穴（１８）が偏心する方向と逆の径方向へ延びる大径穴（１９，２１）とからなることを特徴とする圧縮機（１）のオイルセパレータ構造（１３、３１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置などに設けられる圧縮機（コンプレッサ）のオイルセパレータ構造に係り、クランク室から吸入室へ冷媒を戻す際に潤滑用オイルを分離する圧縮機のオイルセパレータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献1に「揺動斜板型圧縮機における圧縮容量可変機構」が記載されている。この従来の圧縮機にあっては、駆動軸の軸心部分に軸心と平行なセンター穴（特許文献1におけるバイパス逃し孔）を開けて、このセンター穴とクランク室とを連通する径方向の縦穴が設けられており、圧縮機の作動時にミストガス（ガス冷媒と霧状オイルからなる混合流体）がクランク室から縦穴を介してセンター穴へ導かれるが、その際にまず縦穴の入口付近で冷媒より比重が大きいオイルの一部が遠心力によりミストガスから分離されてクランク室へ戻される。その後、残りのオイルを含むミストガスが駆動軸のセンター穴を通る際に、センター穴の壁面部分で遠心力によりオイルと冷媒の分離がさらに行なわれる。このようにしてオイルを冷媒から分離してクランク室へ戻すとともに、冷媒のみをセンター穴から吸入室まで導くようになっている。
【０００３】
このような従来の圧縮機では、潤滑用オイルと空調用冷媒の分離を行なうことにより、クランク室内の潤滑用オイルが冷媒とともに吸入室へ流出してしまうことを防止できるので、クランク室の機構部品やシャフトシールを十分に潤滑することができる。また、上記のように潤滑用オイルと空調用冷媒の分離を行なうことにより、圧縮機の動力効率や体積効率を良好な状態に保つことができるとともに、車両用空調装置の熱交換器の効率も良好な状態に保つことができる。
【特許文献１】特開昭６１−２５５２８５号公報（１３頁及び１４頁、図１）
【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、特許文献１に記載されている圧縮機では、駆動軸の軸心と平行なセンター穴が駆動軸の軸心部分に位置していることから、ミストガスが駆動軸のセンター穴を通る際にセンター穴の内周壁面部分で遠心力によりオイルの分離を効果的に行なうために、センター穴の直径を大きくする必要があり、これに伴い、駆動軸が太くなり圧縮機が大型化して重量が増加するという問題があるとともに、駆動軸自体の強度が低下することも懸念されていた。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術を考慮してなされたもので、その目的は、クランク室から冷媒を吸入室に戻す際に、クランク室内のミストガスに含まれるオイルを効果的に分離することのできる圧縮機のオイルセパレータ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、圧縮機のクランク室と吸入室を常時連通する抽気通路を有し、この抽気通路が、前記圧縮機の駆動軸の後端部分に形成され、前記吸入室と連通する連通室と、前記駆動軸の長手方向の中間部から後端まで延びる連通穴とを備え、前記クランク室から前記吸入室へ冷媒を戻す際に潤滑用オイルを分離する圧縮機のオイルセパレータ構造であって、前記駆動軸の長手方向の中間部に位置する前記連通穴の開始端が、前記駆動軸の軸心から径方向にずれている構成にしてある。
【０００７】
このように構成した本発明では、圧縮機が作動して駆動軸が回転し、圧縮機のクランク室からミストガスが連通穴に入ると、この連通穴の開始端が駆動軸の軸心から径方向にずれているので、連通穴の内周壁面部分で大きな遠心力がミストガスに働いて冷媒より比重の大きなオイルが分離される。これにより、クランク室から抽気通路を介して冷媒を吸入室に戻す際に、クランク室内のミストガスに含まれるオイルを効果的に分離できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、クランク室から抽気通路を介して冷媒を吸入室に戻す際に、クランク室内のミストガスに含まれる潤滑用オイルを駆動軸の連通穴内で遠心力により効果的に分離できる。
【０００９】
したがって、連通穴が駆動軸の軸心に位置する従来の場合のように駆動軸の直径を大きくする必要がないので、駆動軸を太くする必要もなくて済み圧縮機の大型化や重量増加及び駆動軸の強度低下を避けることができ、コンパクトで軽い圧縮機が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係る圧縮機のオイルセパレータ構造の詳細を図に基づいて説明する。
【００１１】
〔第１実施形態が備えられる圧縮機１の構成〕
図１に示すように圧縮機１は、ハウジング２と、このハウジング２の後端側（図１の右側）に接合されるリアハウジング３と、これらのハウジング２とリアハウジング３との間に介在するバルブプレート４と、ハウジング２に回転可能に支持される駆動軸５と、この駆動軸５の先端に連結され、図示しないエンジンによる回転駆動力を伝達する駆動力伝達部６と、駆動軸５の長手方向の中間部に固設される回転支持体７と、この回転支持体７を介して支持される斜板８と、この斜板８に連結され、シリンダボア９内を往復動するピストン１０とにより主として構成されている。この圧縮機１にあっては、リアハウジング２内の吸入室１１及び吐出室１２が図示しない外部冷媒回路と接続されており、シリンダボア９内でピストン１０が往復動することにより冷媒ガスが吸入室１１からシリンダボア９内に流入し、このシリンダボア９内で所定の圧力まで圧縮された後、高圧冷媒ガスが吐出室１２へ吐出されて外部冷媒回路を循環するようになっている。
【００１２】
〔第１実施形態〕次に本発明の第１実施形態を図１乃至図３に示す。
【００１３】
第１実施形態のオイルセパレータ構造１３にあっては、図1乃至図３に示すように圧縮機１のクランク室１４と吸入室１１を常時連通する抽気通路１５を有している。この抽気通路１５は、駆動軸５の後端部分に形成され、連通路１６を介して吸入室１１と連通する連通室１７と、駆動軸５の長手方向の中間部から後端まで延びる連通穴１８と、この連通穴１８の開始端Ａから径方向に延びる１組の縦穴１９，２０と、連通穴１８の開始端Ａより後部から径方向に延びるもう１組の縦穴２１、２２とを備えている。
【００１４】
連通穴１８は所定の直径Ｄを有し、駆動軸５の軸心に対して斜め方向に形成されている。連通穴１８の開始端Ａは、駆動軸５の長手方向の中間部に位置しており、一方、連通穴１８の終止端Ｂは、駆動軸５の後端に位置するとともに連通室１７に臨む開口を有している。また、連通穴１８の軸心は終止端Ｂにて駆動軸５の軸心に配置され、終止端Ｂから開始端Ａに向うにつれて連通穴１８が駆動軸５の軸心から径方向にずれる量が大きくなっている。なお、連通穴１８の開始端Ａにおける内周壁部の外側回転直径Ｒは、連通穴１８の直径Ｄより大きい。
【００１５】
１組の縦穴１９、２０はそれぞれクランク室１４に臨む開口を有し、一方の縦穴１９は、駆動軸５の軸心から連通穴１８が偏心する方向と逆の径方向（駆動軸５の肉厚の大きい側）へ延びる大径穴であり、他方の縦穴２０は、上記の偏心方向と同じ径方向（駆動軸５の肉厚の小さい側）へ延びる小径穴である。同様に、もう１組の縦穴２１、２２もそれぞれクランク室１４に臨む開口を有し、一方の縦穴２１は、駆動軸５の軸心から連通穴１８が偏心する方向と逆の径方向へ延びる大径穴であり、他方の縦穴２２は、上記の偏心方向と同じ径方向へ延びる小径穴である。これらのうち一方の縦穴１９，２１（大径穴）の直径は、それぞれ連通穴１８の直径Ｄより小さく設定されており、これらの縦穴１９、２１を介してクランク室１４からミストガス（霧状オイルとガス冷媒からなる混合流体）が導入されるとともに分離されたオイルがクランク室１４へ排出される。また、分離されたオイルが他方の縦穴２０、２２（小径穴）を介してもクランク室１４へ排出される。
【００１６】
駆動軸５には、斜板８の中心部を支持する斜板支持部２３がスライド自在に挿入されており、図１及び図２に示すように、斜板８の傾きが大きくピストン１０がフロストローク状態にある場合、斜板支持部２３が前端側へ移動して開始端Ａに位置する１組の縦穴１９、２０がふさがれ、これより後端側に位置するもう１組の縦穴２１、２２が露出する。一方、図３に示すように、斜板８の傾きが小さくピストン１０が小ストローク状態にある場合、斜板支持部２３が後端側へ移動して１組の縦穴２１、２２がふさがれるとともに、開始端Ａに位置するもう１組の縦穴１９、２０が露出する。
【００１７】
このように構成した第１実施形態では、圧縮機１の作動により駆動軸５が回転し、図１及び図２に示すように１組の縦穴２１、２２が露出している場合、クランク室１４内のミストガス２４が大径の縦穴２１を介して連通穴１８に入る際、第１次のオイル分離過程として、縦穴２１の入口（開口）付近にて冷媒より比重の大きいオイルが遠心力である程度分離されてクランク室１４へ戻される。次いで、残りのオイルを含むミストガス２４は連通穴１８内に導入された後、第２次のオイル分離過程として、連通穴１８の中間部から終止端Ｂ側へ移動する際に遠心力で比重の大きいオイルが駆動軸５の軸心から離れる方向（外径方向）へ付勢されるので、オイル２５が分離して連通穴１８の内周壁部に付着し、駆動軸５の軸心より連通穴１８がずれる量が大きくなる方向（図２の左方向）へ戻されて、小径の縦穴２２を介してオイル２５がクランク室１４へ排出される。同時に、他の小径の縦穴２０を介してオイル２５が浸透することにより斜板支持部２３及び駆動軸５間の潤滑が行なわれる。また、このようにしてオイル２５をミストガス２４から分離した後、残りの冷媒２６を連通穴１８の終止端Ｂから駆動軸５の後端部分の連通室１７に導入するとともに、連通路１６を介して吸入室１１へ導くようになっている。
【００１８】
このように構成した第１実施形態のオイルセパレータ構造１３では、連通穴１８が駆動軸５の軸心に対して斜め方向に形成され、連通穴１８の開始端Ａ側が径方向へオフセットし、縦穴２１から連通穴１８内に導入されたミストガス２４に大きな遠心力が働くので、ミストガス２４に含まれるオイル２５を効果的に分離することができる。
【００１９】
また、第１実施形態では、連通穴１８の直径Ｄが大径の縦穴１９、２１の直径より大きく、ミストガス２４が縦穴１９、２１を通る際の流速より連通穴１８を通る際の流速が落ちるので、この連通穴１８内でより確実にオイル２５を分離できる。
【００２０】
また、第１実施形態では、連通穴１８内で分離したオイル２５を戻す縦穴２０，２２の直径を縦穴１９，２１の直径より小さく設定したので、縦穴２０，２２からオイル２５が通過する時間をつくりだせるため、結果として縦穴１９、２１を介してミストガス２４を導入する流速が落ちることになり、オイル２５を分離する時間をつくりだせる。さらに縦穴２０，２２の直径が小さいので、連通穴１８の内周壁面にオイル２５が溜まるが、遠心力で駆動軸５の軸心より離れる方向へ付勢され、駆動軸５の軸心より連通穴１８がずれる量が大きくなる方向（図２の左方向）へ戻されるので、オイル２５が連通穴１８の終止端Ｂ側（図２の右側）へ流れることはない。
【００２１】
なお、上記第１実施形態では、斜板８の傾きが大きい場合について説明したが、図３に示すように斜板８の傾きが小さい場合も同様であり、この場合には１組の縦穴１９、２０が露出するので、クランク室１４内のミストガス２４が大径の縦穴１９を介して連通穴１８に入るとともに、連通穴１８内で分離されたオイル２５が小径の縦穴２０を介してクランク室１４へ戻される。さらに、２組の縦穴１９〜２２のいずれが斜板支持部２３により塞がれる構成を説明したが、本発明はこれに限らず、斜板支持部２３の代わりにスリーブなどの円筒体によって２組の縦穴１９〜２２のいずれ一方の組が塞がれるような構成にも応用することができる。
【００２２】
〔第２実施形態〕本発明の第２実施形態を図４乃至図６に示す。なお、図４乃至図６において前述した図１乃至図３に示すものと同様のものには同一符号を付してある。
【００２３】
図４乃至図６に示すように第２の実施形態のオイルセパレータ構造３１にあっては、前述した図１乃至図３に示す第１実施形態と比べて、連通穴１８の開始端Ａより径方向にそれぞれ延びる１組の縦穴１９、２０のみを設けて、もう１組の縦穴２１、２２を省略した点が異なっており、その他の構成は第１実施形態と基本的に同様である。
【００２４】
このように構成した第２実施形態のオイルセパレータ構造３１にあっても、第１実施形態と同様に、クランク室１４から冷媒を吸入室１１に戻す際にミストガス２４に含まれるオイル２５を効果的に分離することができる。
【００２５】
〔第３実施形態〕本発明の第３実施形態を図７に示す。なお、図７において前述した図１乃至図６に示すものと同様のものには同一符号を付してある。
【００２６】
図７に示すように第３の実施形態のオイルセパレータ構造３２にあっては、前述した図１乃至図３に示す第１実施形態と比べて、連通穴３３が、駆動軸５の軸心から径方向にずれるとともに駆動軸５の軸心と平行に配置されていることと、連通穴３３の終止端Ｂに連通穴３３からの油流出を防止する油止め部３４を設けたことと、連通穴３３の開始端Ａより延びる１つのみの縦穴３５を設けたことが異なっており、その他の構成は第１実施形態と基本的に同様である。
【００２７】
この第３実施形態では、駆動軸５の後端に中心部に貫通穴３６を有するキャップ体３７を装着することにより、上記の油止め部３４が形成されている。縦穴３５は、駆動軸５の軸心より連通穴３３がずれる方向と同じ径方向（駆動軸５の肉厚の小さい側）へ延びている。圧縮機１の作動により駆動軸５が回転し、縦穴３５を介して導入されたミストオイルが連通穴１８の中間部から終止端Ｂ側へ移動する際に、遠心力でオイル２５が駆動軸５の軸心から離れる方向に分離されて連通穴３３の内周壁部に付着した後、縦穴３５を介してクランク室１４内に戻される。このとき、オイル２５の一部が終止端Ｂ側へ移動すると、このオイル２５が油止め部３４により止められてキャップ体３７及び駆動軸５の後端間に溜まる。一方、比重の小さい冷媒２６はキャップ体３７の貫通穴３６を介して連通室１７に流出する。
【００２８】
このように構成した第３実施形態のオイルセパレータ構造３２にあっても、第１実施形態と同様に、クランク室１４から冷媒を吸入室１１に戻す際にミストガスに含まれるオイルを効果的に分離することができる。
【００２９】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
なお、図８乃至図１０に示すものも本発明の範囲に含まれている。図８に示すオイルセパレータ構造３８は、図７に示す第３実施形態の応用例であり、連通穴３３の終止端Ｂの油止め部３４を省略してある。また、図９に示すオイルセパレータ構造３９は、図４乃至図６に示す第２実施形態の応用例であり、連通穴１８が偏心する方向と同じ径方向へ延びる大径の縦穴４０を１つのみ有している。さらに、図１０に示すオイルセパレータ構造４１は、図４乃至図６に示す第２実施形態の応用例であり、駆動軸５の中間部の外周面から後端まで軸心に対して斜め方向に直線状の連通穴４２が設けられている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、クランク室から抽気通路を介して冷媒を吸入室に戻す際にミストガスに含まれるオイルを駆動軸の連通穴内で遠心力により効果的に分離でき、コンパクトで軽い圧縮機が得られるという効果があるので、一般的な車両用の空調装置として適用できるとともに、その他、一般機械用あるいは産業機械用などの空調装置としても広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るオイルセパレータ構造を備えた圧縮機の断面図である。
【図２】第１実施形態のオイルセパレータ構造を示す断面図である。
【図３】圧縮機の斜板支持部が移動した状態で第１実施形態のオイルセパレータ構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る圧縮機のオイルセパレータ構造を示す断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿う駆動軸の断面図である。
【図６】第２実施形態のオイルセパレータ構造でオイルを分離する処理を説明する断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る圧縮機のオイルセパレータ構造を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る圧縮機のオイルセパレータ構造の応用例を示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る圧縮機のオイルセパレータ構造の他の応用例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る圧縮機のオイルセパレータ構造の他の応用例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  圧縮機
５  駆動軸
１１  吸入室
１３  オイルセパレータ構造
１４  クランク室
１５  抽気通路
１６  連通路
１７  連通室
１８  連通穴
１９  縦穴（大径穴）
２０  縦穴（小径穴）
２１  縦穴（大径穴）
２２  縦穴（小径穴）
２３  斜板支持部
３１  オイルセパレータ構造
３２  オイルセパレータ構造
３３  連通穴
３４  油止め部
３５  縦穴
３８  オイルセパレータ構造
３９  オイルセパレータ構造
４０  縦穴
４１  オイルセパレータ構造
４２  連通穴
Ａ  開始端
Ｂ  終止端
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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