(57)【要約】【課題】圧縮冷媒の体積流量変化に伴う潤滑油の分離効率低下を抑制する。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機構を有する圧縮機は、圧縮機構で圧縮された圧縮冷媒が吐出される吐出室Ｈ２と、吐出室Ｈ２に吐出された圧縮冷媒を旋回させて、相対的な比重差によって圧縮冷媒中に含まれる潤滑油の遠心分離を行う分離室Ｈ５と、吐出室Ｈ２と分離室Ｈ５とを連通して、吐出室Ｈ２内の圧縮冷媒を分離室Ｈ５に導入するための連通路Ｌ３と、連通路Ｌ３に設けられ、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量に応じて連通路Ｌ３の流路断面積が変化するように弁開度が変化する調整弁４０と、を備えている。連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が減少した場合には、調整弁４０により、連通路Ｌ３の流路断面積が小さくなることで、分離室Ｈ５に流入する圧縮冷媒の流入速度を低下させないようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機構を有する圧縮機であって、
前記圧縮機構により圧縮された圧縮冷媒が吐出される吐出室と、
前記吐出室に吐出された前記圧縮冷媒から潤滑油を分離するための分離室と、
前記吐出室と前記分離室とを連通する連通路と、
前記連通路に設けられ、前記連通路を通る前記圧縮冷媒の体積流量に応じて前記連通路の流路断面積が変化するように弁開度が変化する調整弁と、
を備えた圧縮機。
【請求項２】
前記調整弁の弁開度は、前記連通路を通る前記圧縮冷媒の体積流量が増大するに従って前記流路断面積が大きくなるように変化する一方、前記連通路を通る前記圧縮冷媒の体積流量が減少するに従って前記流路断面積が小さくなるように変化する、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記調整弁の弁開度は自律的に変化する、請求項１又は請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記調整弁は、前記連通路を通る前記圧縮冷媒の圧力によって弾性変形可能な弁体を含む、請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記調整弁は、前記連通路を通る前記圧縮冷媒を遮断しないように構成された請求項３又は請求項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、圧縮冷媒中の潤滑油を分離する分離室を備えた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両エアコンシステム等に使用される圧縮機では、吸入した冷媒に潤滑油を混入させて圧縮機各部の潤滑を行っているが、熱交換のための外部の冷媒回路へ潤滑油が流出するとシステム効率が低下するため、圧縮機から外部冷媒回路へ流出する潤滑油量を低減することが求められている。
【０００３】
このため、例えば、特許文献１に記載の圧縮機では、内蔵する圧縮機構で圧縮された圧縮冷媒を吐出室に吐出した後、吐出室から圧縮冷媒を導入して潤滑油を分離する遠心分離方式の分離室を備えている。かかる圧縮機では、圧縮冷媒を円筒状の分離室内へ周方向に流入させて旋回流を生じさせ、圧縮冷媒中の相対的に比重の高い潤滑油を遠心力で分離室の内周面に付着させることで、圧縮機から外部の冷媒回路へ流出する潤滑油量の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３８１４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、分離室に流入する圧縮冷媒の流入速度は圧縮冷媒の体積流量に応じて変化するため、圧縮冷媒の体積流量が低下した場合には、分離室に流入する圧縮冷媒の流入速度が低下して旋回流による遠心力が弱くなり、分離室における潤滑油の分離効率を低下させるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、圧縮冷媒の体積流量変化に伴う潤滑油の分離効率低下を抑制可能な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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構を有するものであって、圧縮機構で圧縮された圧縮冷媒が吐出される吐出室と、吐出室に吐出された圧縮冷媒から潤滑油を分離するための分離室と、吐出室と分離室とを連通する連通路と、連通路に設けられ、連通路を通る圧縮冷媒の体積流量に応じて連通路の流路断面積が変化するように弁開度が変化する調整弁と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の圧縮機によれば、吐出室と分離室とを連通する連通路に、連通路を通る圧縮冷媒の体積流量に応じて連通路の流路断面積が変化するように弁開度が変化する調整弁を備えているので、連通路を流れる圧縮冷媒の体積流量が減少しても、分離室に流入する圧縮冷媒の流入速度は低下し難くなり、圧縮冷媒の体積流量変化に伴う潤滑油の分離効率低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】同圧縮機におけるクランク機構を部分拡大して示す拡大部分断面図である。
【図３】同圧縮機における分離室を部分拡大して示す拡大部分断面図である。
【図４】同圧縮機における調整弁の一例のうち最小弁開度状態を示し、（ａ）は分離室から吐出室に向かう方向の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】同圧縮機における調整弁の一例のうち弁開度増大状態を示し、（ａ）は分離室から吐出室に向かう方向の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図６】同圧縮機における調整弁の別例のうち最小弁開度状態を分離室から吐出室に向かう方向で示した正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
【００１１】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧縮機の一例を示す。
圧縮機１００は、例えば車両用空調装置の冷媒回路に組み込まれ、冷媒回路の低圧側から吸入した冷媒（流体）を圧縮して冷媒回路の高圧側へ吐出するものであり、冷媒を圧縮するための圧縮機構であるスクロールユニット１と、スクロールユニット１を駆動する電動モータ１０と、電動モータ１０への電力供給を制御するインバータ２０と、冷媒の吸入室Ｈ１及び吐出室Ｈ２を有するハウジング３０と、を備えている。なお、本実施形態においては、上記車両用空調装置の冷媒回路は、車室内の冷房だけでなく暖房についても冷媒との熱交換により実行可能に構成されたヒートポンプ式冷媒回路である。また、圧縮機１００は、いわゆるインバータ一体型の場合を一例に挙げて説明する。
【００１２】
スクロールユニット１は、互いに噛み合わされる固定スクロール２及び可動スクロール３を有する。固定スクロール２は、底板２ａ上にスクロールラップ２ｂが一体形成されてなる。可動スクロール３は、同様に、底板３ａ上にスクロールラップ３ｂが一体形成されてなる。
【００１３】
両スクロール２，３は、その両スクロールラップ２ｂ，３ｂを噛み合わせるように配置される。詳しくは、両スクロール２，３は、固定スクロール２のスクロールラップ２ｂの突出側の端縁が可動スクロール３の底板３ａに接触し、可動スクロール３のスクロールラップ３ｂの突出側の端縁が固定スクロール２の底板２ａに接触するように配設される。なお、両スクロールラップ２ｂ，３ｂの突出側の端縁にはチップシールが設けられている。
【００１４】
また、両スクロール２，３は、両スクロールラップ２ｂ，３ｂの周方向の角度が互いにずれた状態で、両スクロールラップ２ｂ，３ｂの側壁が互いに部分的に接触するように配設される。これにより、両スクロールラップ２ｂ，３ｂ間に三日月状の密閉空間が形成される。
【００１５】
可動スクロール３は、その自転が阻止された状態で、後述するクランク機構を介して、固定スクロール２の軸心周りに公転旋回運動可能に構成されている。これにより、スクロールユニット１は、両スクロールラップ２ｂ，３ｂ間に形成される上記密閉空間を中央部に移動させ、その容積を徐々に減少させる。その結果、スクロールユニット１は、スクロールラップ２ｂ，３ｂの外端部側から密閉空間内に流入される冷媒を密閉空間内で圧縮する。
【００１６】
電動モータ１０は、ロータ１１と、ロータ１１の径方向外側に配置されるステータコアユニット１２とを有し、例えば、三相直流ブラシレスモータが適用される。例えば車両のバッテリー（図示省略）からの直流電流が、インバータ２０により交流電流に変換され、電動モータ１０へ給電される。
【００１７】
ロータ１１は、その径方向中心に形成された軸孔に嵌合（焼嵌め）される駆動軸１３を介して、ステータコアユニット１２の径方向内側で回転可能に支持される。駆動軸１３の一方の軸端部１３ａは、後述する軸支部３１ｂ１に回転自在に軸支され、駆動軸１３の他方の軸端部１３ｂは、後述するベアリング１６によって回転自在に軸支される。インバータ２０からの給電によりステータコアユニット１２に磁界が発生すると、ロータ１１に回転力が作用して駆動軸１３が回転駆動される。駆動軸１３の他方の軸端部１３ｂは、後述するクランク機構を介して可動スクロール３に連結されている。
【００１８】
本実施形態において上記クランク機構は、図２に示すように、可動スクロール３の底板３ａのうち背圧室Ｈ３側の端面に突出形成された円筒状のボス部３ｃと、駆動軸１３の他方の軸端部１３ｂに設けたクランク１３ｂ１に偏心状態で取付けられた偏心ブッシュ１４と、を含む。偏心ブッシュ１４はボス部３ｃ内に回転可能に支持される。なお、駆動軸１３の他方の軸端部１３ｂには、可動スクロール３の動作時の遠心力に対向するバランサウエイト１５が取付けられる。また、図示を省略したが、可動スクロール３の自転を阻止する自転阻止機構が適宜に備えられる。これにより、可動スクロール３は、その自転が阻止された状態で、上記クランク機構を介して固定スクロール２の軸心周りに公転旋回運動可能に構成される。
【００１９】
ハウジング３０は、図１に示すように、電動モータ１０及びインバータ２０をその内側に収容するフロントハウジング３１と、スクロールユニット１をその内側に収容するセンターハウジング３２と、リアハウジング３３と、インバータカバー３４と、を有する。そして、これら（３１，３２，３３，３４）がボルトなどの締結手段（図示省略）によって一体的に締結されて圧縮機１００のハウジング３０が構成される。
【００２０】
フロントハウジング３１は、略円環状の周壁部３１ａと仕切壁部３１ｂとを有する。フロントハウジング３１は、その内部空間が仕切壁部３１ｂにより仕切られて、一端側において電動モータ１０を収容するための空間と他端側においてインバータ２０を収容するための空間とに区画される。周壁部３１ａの一端側（図１では、左側）の開口はインバータカバー３４によって閉塞される。また、周壁部３１ａの他端側（図１では、右側）の開口はセンターハウジング３２によって閉塞される。仕切壁部３１ｂには、その径方向中央部に、駆動軸１３の一方の軸端部１３ａを回転自在に軸支するための筒状の軸支部３１ｂ１が、周壁部３１ａの他端側に向って突設されている。
【００２１】
また、フロントハウジング３１の周壁部３１ａ及び仕切壁部３１ｂと、センターハウジング３２とにより、冷媒の吸入室Ｈ１が区画される。吸入室Ｈ１内には、周壁部３１ａに形成される冷媒の吸入ポートＰinを介して冷媒回路の低圧側からの冷媒が吸入される。電動モータ１０は吸入室Ｈ１内に収容されるため、吸入ポートＰinを介して吸入室Ｈ１内に吸入された冷媒が電動モータ１０を冷却しつつセンターハウジング３２側へ向かって流れるように、図示省略の通路が形成される。吸入室Ｈ１内には、例えばスクロールユニット１等、圧縮機１００における各摺動部位の潤滑のため、適量の潤滑油が貯留されている。そのため、吸入ポートＰinから吸入された冷媒は、吸入室Ｈ１において潤滑油と混合されて、混合流体として圧縮機１００内を流れる。
【００２２】
センターハウジング３２は、略円筒状に形成され、円筒部３２ａと、円筒部３２ａのうちフロントハウジング３１が締結される一端側を閉塞する底壁部３２ｂと、を有し、この円筒部３２ａと底壁部３２ｂとによって区画される空間内にスクロールユニット１が収容される。円筒部３２ａの他端側には、固定スクロール２の底板２ａの外周縁部が全周で嵌合される嵌合部３２ａ１が形成される。したがって、円筒部３２ａの他端側の開口は、固定スクロール２の底板２ａによって閉塞される。また、底壁部３２ｂは、その径方向中央部がフロントハウジング３１側に向って膨出するように形成される。底壁部３２ｂのこの膨出部３２ｂ１の径方向中央部には、後述する駆動軸１３の他方の軸端部１３ｂを挿通させるための貫通孔が開口する。そして、膨出部３２ｂ１のスクロールユニット１側には、駆動軸１３の他方の軸端部１３ｂを回転自在に軸支するベアリング１６が嵌合する。
【００２３】
センターハウジング３２の底壁部３２ｂのうちスクロールユニット１側には、環状のスラストプレート１７が配置され、可動スクロール３の底板３ａと当接して可動スクロール３のスラスト方向の荷重を受ける。底壁部３２ｂ及び底板３ａのスラストプレート１７と当接する部位には、それぞれ図示省略のシール部材が埋設される。
【００２４】
また、センターハウジング３２の膨出部３２ｂ１と可動スクロール３の底板３ａのうち固定スクロール２とは反対側の端面との間には背圧室Ｈ３が形成されている。センターハウジング３２（例えば円筒部３２ａ内）には、吸入室Ｈ１からスクロールユニット１の両スクロールラップ２ｂ，３ｂの外端部付近における空間Ｈ４へ冷媒（詳しくは冷媒と潤滑油との混合流体）を導入するための冷媒導入通路Ｌ１が形成される。冷媒導入通路Ｌ１は、空間Ｈ４と吸入室Ｈ１との間を連通するため、空間Ｈ４の内圧は吸入室Ｈ１の内圧（吸入室内圧力Ｐｓ）と等しくなる。
【００２５】
リアハウジング３３は、略円環状の周壁部３３ａと、周壁部３３ａのうちセンターハウジング３２が締結される一端側と反対側の他端側の開口を閉塞する底壁部３３ｂと、を有する。周壁部３３ａの一端側は、センターハウジング３２の円筒部３２ａのうち他端側（すなわち嵌合部３２ａ１側）の端部に締結され、これにより、固定スクロール２の底板２ａの外周縁部が、嵌合部３２ａ１とリアハウジング３３との間で挟持固定されて、リアハウジング３３の周壁部３３ａ及び底壁部３３ｂと固定スクロール２の底板２ａとで囲まれる吐出室Ｈ２が区画される。固定スクロール２の底板２ａの中心部には、両スクロールラップ２ｂ，３ｂ間に形成される密閉空間で圧縮された圧縮冷媒を吐出室Ｈ２へ吐出するための吐出通路（吐出孔）Ｌ２が形成され、吐出通路Ｌ２の出口には、吐出室Ｈ２からスクロールユニット１側への流れを規制する逆止弁として一方向弁４が付設される。圧縮冷媒が吐出される吐出室Ｈ２の内圧（吐出室内圧力Ｐｄ）は吸入室内圧力Ｐｓに対して上昇する。
【００２６】
リアハウジング３３の底壁部３３ｂ内には、圧縮冷媒から潤滑油を分離するための分離室Ｈ５が上下方向に延びて形成される。分離室Ｈ５の上部には、吐出室Ｈ２へ吐出された圧縮冷媒を分離室Ｈ５へ導入するために、吐出室Ｈ２と分離室Ｈ５との間を連通する連通路Ｌ３が形成される。また、分離室Ｈ５の上部には、分離室Ｈ５内で潤滑油の分離処理が行われた圧縮冷媒を外部の冷媒回路へ吐出するために、分離室Ｈ５と圧縮機１００の外部との間を連通する吐出ポートＰoutが形成される。
【００２７】
なお、図１等において、吸入ポートＰinから吸入される潤滑油混合前の冷媒又は吐出ポートＰoutから吐出される潤滑油分離後の圧縮冷媒の流れは斜線付き矢印で示され、吸入室Ｈ１内で潤滑油と混合された冷媒（混合流体）の流れは太線矢印で示され、分離室Ｈ５で圧縮冷媒から分離された潤滑油の流れは白抜き矢印で示される。
【００２８】
図３に示すように、分離室Ｈ５は、吐出室Ｈ２から連通路Ｌ３を介して導入された圧縮冷媒（太線矢印参照）を旋回させて、相対的な比重差によって圧縮冷媒中に含まれる潤滑油の遠心分離を行い、分離した潤滑油（白抜き矢印参照）を降下させて潤滑油の分離処理を行う遠心分離方式の分離室である。具体的には、分離室Ｈ５は断面が略円形状の円筒内周面Ｈ５１を有し、連通路Ｌ３は、分離室Ｈ５における圧縮冷媒の旋回流生起を促進すべく、圧縮冷媒が分離室Ｈ５の略接線方向から導入されて分離室Ｈ５の円筒内周面Ｈ５１に沿って螺旋状に流れるように配向される。
【００２９】
また、分離室Ｈ５には、一端が分離室Ｈ５に開口し、他端が排出ポートＰoutに接続される内挿管Ｈ５２が分離室Ｈ５と略同軸に配置固定される。圧縮冷媒（太線矢印参照）が分離室Ｈ５の円筒内周面Ｈ５１に沿って螺旋状に降下して旋回運動が弱くなると、潤滑油の混入率が低下した圧縮冷媒（斜線付き矢印参照）は、内挿管Ｈ５２の一端開口に向かって流れ始め、吐出ポートＰoutから外部の冷媒回路へ吐出される。一方、圧縮冷媒から分離した潤滑油（白抜き矢印参照）は円筒内周面Ｈ５１に沿って分離室Ｈ５の下部へ降下していく。なお、内挿管Ｈ５２は、分離室Ｈ５における旋回流を阻害しないように、横断面外形が略円形状であることが好ましい。
【００３０】
図１を再び参照して、リアハウジング３３のうちセンターハウジング３２が締結される周壁部３３ａの一端側の端面には軸方向に凹部が形成され、この凹部が、固定スクロール２の底板２ａとセンターハウジング３２の円筒部３２ａのうちリアハウジング３３が締結される他端側の端面との少なくとも一方によって閉塞されて、貯油室Ｈ６が形成される。分離室Ｈ５の下部には、分離室Ｈ５で圧縮冷媒から分離されて下部へ降下した潤滑油を貯油室Ｈ６へ流出させるために、分離室Ｈ５と貯油室Ｈ６との間を連通する連通路Ｌ４が形成される。
【００３１】
貯油室Ｈ６は、リアハウジング３３の周壁部３３ａ並びにセンターハウジング３２の円筒部３２ａ及び底壁部３２ｂ（膨出部３２ｂ１も含み得る）に形成された第１潤滑油戻り通路Ｌ５によって背圧室Ｈ３と連通する。背圧室Ｈ３は、駆動軸１３の内部に他方の軸端部１３ｂから一方の軸端部１３ａへ貫通形成された第２潤滑油戻り通路Ｌ６によって吸入室Ｈ１と連通する。これにより、貯油室Ｈ６に流出した潤滑油は、吐出室内圧力Ｐｄと吸入室内圧力Ｐｓとの差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）によって、第１潤滑油戻り通路Ｌ５、背圧室Ｈ３及び第２潤滑油戻り通路Ｌ６からなる潤滑油戻り経路を介して吸入室Ｈ１へと戻る。また、貯油室Ｈ６から吸入室Ｈ１へ戻る潤滑油は、潤滑油戻り経路において、各摺動部位（例えば、軸支部３１ｂ１やベアリング１６）の潤滑に供される。なお、潤滑油戻り経路又は連通路Ｌ４にオリフィスを設けて、分離室Ｈ５に流入した圧縮冷媒が貯油室Ｈ６及び潤滑油戻り経路を介して吸入室Ｈ１へ還流してしまうことを抑制してもよい。
【００３２】
ここで、図３に示すように、連通路Ｌ３には、その流路断面積を絞る調整弁４０が設けられる。調整弁４０の弁開度は、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量に応じて連通路Ｌ３の流路断面積が変化するように変化する。すなわち、調整弁４０の弁開度は、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が増大するに従って連通路Ｌ３の流路断面積が大きくなるように変化する一方、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が減少するに従って連通路Ｌ３の流路断面積が小さくなるように変化する。
【００３３】
仮に、連通路Ｌ３に調整弁４０を設けない場合、分離室Ｈ５に流入する圧縮冷媒の流入速度は圧縮冷媒の体積流量に応じて変化するため、圧縮冷媒の体積流量が低下した場合には、分離室Ｈ５に流入する圧縮冷媒の流入速度が低下して旋回流による遠心力が弱くなり、分離室Ｈ５における潤滑油の分離効率が低下するおそれがある。このため、連通路Ｌ３に調整弁４０を設けて、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量に応じて連通路Ｌ３の流路断面積を変化させることで、連通路Ｌ３を流れる圧縮冷媒の体積流量変化に伴って分離室Ｈ５に流入する圧縮冷媒の流入速度が低下することを抑制している。
【００３４】
図４及び図５を用いて後述するように、調整弁４０は、弁開度が圧縮冷媒の体積流量に応じて自律的に変化するように構成され、連通路Ｌ３を流れる圧縮冷媒の体積流量が最低流量（すなわち圧縮機１００の運転中に想定される体積流量範囲の最低流量）となる場合に弁開度が最小となる最小弁開度状態となり、圧縮冷媒の体積流量が高くなるに従って弁開度が増大する弁開度増大状態となる。
【００３５】
図４は、弁開度が最小となる最小弁開度状態における調整弁４０の一例を示している。調整弁４０は、連通路Ｌ３の開口のうち吐出室Ｈ２側の周縁部と当接して固定される環状のフランジ４０ａと、フランジ４０ａの内周縁部から分離室Ｈ５に向けて連通路Ｌ３内を徐々に縮径しつつ延びるノズル状の弁体４０ｂと、を有している。
【００３６】
弁体４０ｂは、吐出室Ｈ２から分離室Ｈ５へ向かう方向に沿って分離する一対の対称部材４０ｂ１，４０ｂ２を有し、一対の対称部材４０ｂ１，４０ｂ２は、最小弁開度状態で組み合わさって１つの中空截頭円錐体を構成する。中空円錐体ではなく中空截頭円錐体としているのは、最小弁開度状態でも連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒を遮断しないようにするためである。
【００３７】
調整弁４０において、フランジ４０ａと一対の対称部材４０ｂ１，４０ｂ２とは一体成形あるいは接合形成されたもののいずれでもよいが、少なくとも一対の対称部材４０ｂ１，４０ｂ２は、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の圧力によって曲げ変形量が変化する弾性変形可能な部材である。弾性変形可能な部材である一対の対称部材４０ｂ１，４０ｂ２は、最小弁開度状態となるように、すなわち、１つの中空截頭円錐体を構成するように付勢される。
【００３８】
調整弁４０の最小弁開度状態では、連通路Ｌ３のうち吐出室Ｈ２側の流路断面積Ｓinは、連通路Ｌ３の分離室Ｈ５側で流路断面積Ｓout1（Ｓin＞Ｓout1）に絞られる。最小弁開度状態における連通路Ｌ３の分離室Ｈ５側の流路断面積Ｓout1は、連通路Ｌ３を流れる圧縮冷媒の体積流量が最低流量となる場合に、分離室Ｈ５に流入する圧縮冷媒の流入速度が所定速度Ｖ0よりも低下しないように設定される。この所定速度Ｖ0は、分離室Ｈ５における潤滑油の分離効率という観点、ひいては、圧縮機１００が適用される車両エアコンシステム等のシステム効率の観点から、許容できる流入速度の下限値である。
【００３９】
図５は、弁開度が最小弁開度状態から増大した弁開度増大状態における調整弁４０の一例を示している。連通路Ｌ３を流れる圧縮流体の体積流量が増大すると、一対の対称部材４０ｂ１，４０ｂ２は、連通路Ｌ３を通る圧縮流体の圧力によって曲げ変形を起こして分離し、それぞれ連通路Ｌ３の内周面に向けて接近する。
【００４０】
調整弁４０の弁開度増大状態では、連通路Ｌ３のうち吐出室Ｈ２側の流路断面積Ｓinは連通路Ｌ３の分離室Ｈ５側で流路断面積Ｓout2（Ｓin＞Ｓout2）に絞られるが、流路断面積Ｓout2は、最小弁開度状態のときの分離室Ｈ５側の流路断面積Ｓout1よりも大きくなる（Ｓout2＞Ｓout1）。弁開度増大状態における連通路Ｌ３の分離室Ｈ５側の流路断面積Ｓout2も、分離室Ｈ５に流入する圧縮冷媒の流入速度が所定速度Ｖ0よりも低下しないように設定される。
【００４１】
第１実施形態に係る圧縮機１００によれば、吐出室Ｈ２と分離室Ｈ５とを連通する連通路Ｌ３に、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量に応じて連通路Ｌ３の流路断面積が変化するように弁開度が自律的に変化する調整弁４０を備え、調整弁４０の弁開度は、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が増大するに従って連通路Ｌ３の流路断面積が大きくなるように自律的に変化する一方、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が減少するに従って連通路Ｌ３の流路断面積が小さくなるように自律的に変化する。したがって、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が減少しても、連通路Ｌ３の流路断面積が小さくなって、分離室Ｈ５に流入する圧縮冷媒の流入速度が低下し難くなるので、圧縮冷媒の体積流量変化に伴う潤滑油の分離効率低下を抑制することが可能となる。
【００４２】
なお、第１実施形態において、調整弁４０の弁体４０ｂは、吐出室Ｈ２から分離室Ｈ５へ向かう方向に沿って分離する一対の対称部材４０ｂ１，４０ｂ２を有するものとして説明したが、これに限定するものではなく、弁体４０ｂが２つよりも多い複数の部材で構成されていてもよい。例えば、調整弁４０の別例として、図６に示すように、最小弁開度状態で中空截頭円錐体を構成する弁体４０ｂが、軸中心に四等分されて、吐出室Ｈ２から分離室Ｈ５へ向かう方向に沿って分離する４つの対称部材４０ｂ３，４０ｂ４，４０ｂ５，４０ｂ６を有していてもよい。調整弁４０の弁体４０ｂが１つの弾性変形可能な部材で構成される場合には、この弁体４０ｂと連通路Ｌ３の内周面とによって連通路Ｌ３の流路断面積を絞ってもよい。
【００４３】
また、弁体４０ｂを構成する一対の対称部材４０ｂ１，４０ｂ２が弾性変形可能な部材であるものとして説明したが、これに限られず、剛性部材であっても調整弁４０の弁開度を自律的に変化させることができる。例えば、剛性部材である一対の対称部材４０ｂ１，４０ｂ２が、フランジ４０ａの内周縁部にヒンジで回転可能に取り付けられるとともに、最小弁開度状態となるように付勢された構成とすることもできる。かかる構成は、弁体４０ｂが２つ以外の１つ以上の部材で構成される場合にも適用可能である。
【００４４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る圧縮機について説明する。なお、第１実施形態と共通の構成については、同一の符号を付してその説明を極力省略する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る圧縮機の一例を示す。
【００４５】
第２実施形態に係る圧縮機１００は、連通路Ｌ３において、第１実施形態の調整弁４０に代えて、外部から弁開度の制御が可能な電磁弁である調整弁５０を備える。調整弁５０は、第１実施形態の調整弁４０と同様に、連通路Ｌ３の流路断面積を絞るものであり、調整弁５０の弁開度は、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量に応じて連通路Ｌ３の流路断面積が変化するように制御される。すなわち、調整弁５０の弁開度は、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が増大するに従って連通路Ｌ３の流路断面積が大きくなるように制御される一方、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が減少するに従って連通路Ｌ３の流路断面積が小さくなるように制御される。
【００４６】
また、圧縮機１００は、吸入室Ｈ１において吸入室内圧力Ｐｓ及び吸入冷媒温度Ｔｓを検出する第１センサＤ１、吐出室Ｈ２において吐出室内圧力Ｐｄを検出する第２センサＤ２、インバータ２０において電動モータ１０のロータ１１の回転速度Ｎｃを検出するための回転速度センサ２１を更に備える。そして、圧縮機１００は、第１センサＤ１、第２センサＤ２及び回転速度センサ２１からの検出信号を入力して、これら検出信号に基づいて調整弁５０の弁開度を制御する、コンピュータ内蔵の弁制御ユニット２２を、インバータ２０に付随して更に備える。
【００４７】
弁制御ユニット２２は、第１センサＤ１からの検出信号による吸入室内圧力Ｐｓ及び吸入冷媒温度Ｔｓ、第２センサＤ２からの検出信号による吐出室内圧力Ｐｄ、及び回転速度センサ２１からの検出信号による回転速度Ｎｃに基づいて、スクロールユニット１から吐出通路Ｌ２を介して吐出室Ｈ２へ吐出される圧縮冷媒の体積流量を推定（演算）する。そして、弁制御ユニット２２は、推定された圧縮冷媒の体積流量に基づいて、分離室Ｈ５への圧縮冷媒の流入速度が所定速度Ｖ0以上となるように調整弁５０の弁開度を設定する。弁制御ユニット２２は、例えば、圧縮冷媒の体積流量と、これに応じて分離室Ｈ５への圧縮冷媒の流入速度を所定速度Ｖ0以上とするための調整弁５０の弁開度と、を関連付けて内蔵ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段に予め記憶したマップを参照することで、調整弁５０の弁開度を設定してもよい。ただし、調整弁５０の弁開度は、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒を遮断しないようにすべく、零よりも大きい所定値以上に制限される。弁制御ユニット２２は、設定した調整弁５０の弁開度に応じた制御信号（例えばパルス幅変調信号）を、調整弁５０を駆動するための駆動回路（図示省略）へ出力して、調整弁５０の弁開度を制御する。
【００４８】
第２実施形態に係る圧縮機１００によれば、吐出室Ｈ２と分離室Ｈ５とを連通する連通路Ｌ３に、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量に応じて連通路Ｌ３の流路断面積が変化するように弁開度が制御される調整弁５０を備え、調整弁５０の弁開度は、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が増大するに従って連通路Ｌ３の流路断面積が大きくなるように制御される一方、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が減少するに従って連通路Ｌ３の流路断面積が小さくなるように制御される。したがって、連通路Ｌ３を通る圧縮冷媒の体積流量が減少しても、連通路Ｌ３の流路断面積を小さくして、分離室Ｈ５に流入する圧縮冷媒の流入速度が低下しないようにしているので、圧縮冷媒の体積流量変化に伴う潤滑油の分離効率低下を抑制することが可能となる。
【００４９】
なお、第２実施形態において、弁制御ユニット２２は、インバータ２０に備えられるものとして説明したが、これに限らず、フロントハウジング３１のインバータ２０を収容する空間においてインバータ２０と別に収容されてもよく、あるいは、調整弁５０と一体的に又はその近傍等、圧縮機１００の内外を問わず他の場所に配置されてもよい。
【００５０】
また、弁制御ユニット２２と、調整弁５０、回転速度センサ２１、第１センサＤ１及び第２センサＤ２との間は、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の有線に限らず、無線で各種信号の送受信ができるように構成してもよい。
【００５１】
さらに、電動モータ１０のロータ１１の回転速度Ｎｃをインバータ２０の回転速度センサ２１から検出する構成としたが、回転速度センサ２１を採用しない場合には、インバータ２０における電動モータ１０の相電圧・相電流等の検出値に基づいて、回転速度Ｎｃを検出する構成としてもよい。
【００５２】
以上、本発明者にとってなされた発明を上記の第１実施形態及び第２実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることはいうまでもない。
【００５３】
例えば、第１実施形態及び第２実施形態において、分離室Ｈ５を遠心分離方式の分離室として説明したが、これに限られず、圧縮冷媒を圧縮機１００の内部構造部材へ意図的に衝突させて潤滑油を分離する衝突分離方式の分離室としてもよい。このように分離室Ｈ５を衝突分離方式の分離室とした場合においても、調整弁４０又は５０を連通路Ｌ３に設けて連通路Ｌ３の流路断面積を調整することで、圧縮冷媒の体積流量変化に伴う潤滑油の分離効率低下を抑制することが可能となる。
【００５４】
また、スクロールユニット１を圧縮機構とする圧縮機１００は、固定スクロール２に対して可動スクロール３を電動モータ１０で旋回せしめることで冷媒を圧縮するものとして説明した。しかし、電動モータ１０に代えて、外部の駆動源によって可動スクロール３を旋回させてもよい。例えば、圧縮機１００が車両エアコンシステムに適用される場合、外部の駆動源としてはエンジンを用い、クランクシャフトの回転力を、プーリを介して駆動軸１３に伝達してもよい。あるいは、スクロールユニット１を圧縮機構とするスクロール型の圧縮機１００に代えて、ピストンの往復運動によるシリンダーの容積変化で冷媒を圧縮する往復圧縮機や、ハウジング内において複数のベーンを側面に有するロータがベーンをハウジング内壁に接触させつつ回転することで冷媒を圧縮するロータリーベーン型圧縮機等、いかなる圧縮方式の圧縮機であって本発明の適用は可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…スクロールユニット、４０，５０…調整弁、４０ｂ…弁体、４０ｂ１，４０ｂ２…一対の部材、１００…圧縮機、Ｈ２…吐出室、Ｈ５…分離室、Ｌ３…連通路
【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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