(57)【要約】【課題】圧縮機構の吐出側に、圧縮された高圧ガス冷媒から潤滑油を分離する分離室を設けて、オイル循環率を低減した圧縮機において、スラスト隙間を確保することにより耐久性を向上させること。【解決手段】後部側板７の高圧室１５と貯油室１７を仕切る高圧ケース１４の区画壁１８の根元部に分離室１６に相対する位置に薄肉部２４を設けることにより、高速高負荷運転時にロータ２と前部側板６及び後部側板７とのスラスト隙間が適度に拡大するので、圧縮機の耐久性を向上することができる。【選択図】図１
2011137403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を含むガス冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記圧縮機構により圧縮された高圧ガス冷媒が導かれる高圧室、高圧ガス冷媒に含まれる潤滑油の少なくとも一部が分離される分離手段、前記分離手段にて前記高圧ガス冷媒から分離された潤滑油が貯えられる貯油室を備えた高圧ケースと、
前記高圧ケース内で前記高圧室と前記貯油室とを区画する区画壁と、を備え、
前記区画壁が接続される面であって前記圧縮機構の後部側板と相対する面の一部に薄肉部を設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記薄肉部を、前記前記区画壁が接続される接続部近傍に設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記薄肉部が形成される面は、前記分離手段を構成する壁面であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮機構は、シャフトに固定されたロータが回転することで圧縮室を形成してガス冷媒の圧縮を行うものであり、前記薄肉部は、前記ロータの回転軌跡よりも内側であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記圧縮機構と前記後部側板との間に介在して高圧ガス冷媒を封止するガスケットをさらに設け、前記薄肉部は、高圧時の変形量が前記ガスケットの効き代内となり高圧室と貯油室が連通しないように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス冷媒の圧縮を行う圧縮機に関するもので、例えば、自動車用空調装置などの圧縮機等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧縮機においては、圧縮機構を潤滑する潤滑油が必要となる。この潤滑油は圧縮機内部で必要なものである。しかし、場合によっては圧縮された高圧ガス冷媒と共に圧縮機構を潤滑する潤滑油の一部を圧縮機から空調装置の冷凍サイクル中へ吐出してしまう。圧縮機より高圧ガス冷媒と共に吐出され循環する潤滑油の量が冷凍サイクル中に多くなればなるほど空調装置の冷房性能やシステム効率が低下する。
【０００３】
このため、冷凍サイクル中への潤滑油の吐出量を抑制し空調装置のシステム効率を向上させることを目的として、圧縮機構の吐出側に、圧縮された高圧ガス冷媒から潤滑油を分離する分離室を設けて、潤滑油の分離効率を向上させ冷凍サイクル中の冷媒に含まれるオイル循環率を減らす圧縮機が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の圧縮機においては、図７に示すように圧縮機構により圧縮された高圧ガス冷媒が導かれる高圧ケース１０１に区画壁１０２を設けて、高圧室１０３と、潤滑油の一部が分離される分離室１０４と、潤滑油が貯えられる貯油室１０５とを仕切って区画している。その区画壁１０２が高圧ケース１０１をほぼ２分しているので高圧ケース１０１の剛性が大きくなり、区画壁１０２で後部側板１０６を強く押し付ける構成となっている。
【０００６】
また、この種の圧縮機は高速高負荷運転時に圧縮機の吐出温度が上昇すると圧縮機構が膨張し、ロータ１０７と前部側板１０８及び後部側板１０６とのスラスト隙間を拡大することにより、耐久性を確保している。
【０００７】
しかし図７に示す圧縮機では、高圧ケース１０１の区画壁１０２が後部側板１０６を強く押し付けているので、圧縮機構の後部側板１０６の膨張が抑制されて、スラスト隙間の拡大量が小さくなり、ロータ１０７と前部側板１０８或いは後部側板１０６とが局部的に接触することが懸念される。
【０００８】
さらに、圧縮機の高速高負荷運転時は、圧縮機の吐出温度が上昇し潤滑油の粘度が小さくなり、ロータ１０７と前部側板１０８或いは後部側板１０６との間の潤滑油の油膜が薄くなる。このため、潤滑性が厳しい状態になるので、ロータ１０７と前部側板１０８或いは後部側板１０６とが局部的に接触して摩耗が進展し、圧縮機の耐久性が低下してしまう懸念もある。
【０００９】
ここで、圧縮機の耐久性低下を補うために、高速高負荷運転時に適正なスラスト隙間を確保することが考えられる。すなわち、組立時のスラスト隙間設定を若干大きくするなどの方法が考えられる。しかしながら、そうするとスラスト隙間が大きくなるので、低速運転時に圧縮機構内のガス冷媒の漏れ量が大きくなり、性能が低下してしまうという課題が
あった。
【００１０】
そこで本発明は上述の従来の課題に鑑み、高速高負荷運転時に温度が上昇して圧縮機構が膨張して後部側板を膨らませても高圧ケースの区画壁が突っ張らず、ロータと前部側板及び後部側板とのスラスト隙間を適度に拡大させることで耐久性が向上する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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明による圧縮機においては、圧縮機構により圧縮された高圧ガス冷媒が導かれる高圧室、高圧ガス冷媒に含まれる潤滑油の少なくとも一部が分離される分離手段、分離手段にて高圧ガス冷媒から分離された潤滑油が貯えられる貯油室を備えた高圧ケースと、前記高圧ケース内を高圧室と貯油室に仕切る区画壁とを備え、前記区画壁が接続される面であって前記圧縮機構の後部側板と相対する面の一部に薄肉部を設けた構成としている。
【００１２】
このような構成によって、高速高負荷運転時に圧縮機の吐出温度が上昇して圧縮機構が膨張し、後部側板が高圧ケース側に膨らんでも、高圧ケース内の区画壁が接続される面であって前記圧縮機構の後部側板と相対する面の一部を薄肉化しているため、高圧室と分離手段若しくは貯油室との圧力差により区画壁が外側に変形するので、後部側板固定する力が抑制される。これにより、区画壁が突っ張らないためロータと前部側板及び後部側板とのスラスト隙間が確保でき、圧縮機の耐久性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による圧縮機においては、ロータと前部側板及び後部側板とのスラスト隙間を適度に拡大することができ、ロータと前部側板或いは後部側板とが局部的に接触することがなくなるので、ロータと前部側板及び後部側板の摩耗も進展することなく、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１における圧縮機の横断面図
【図２】同実施の形態１における圧縮機のＡ−Ａ断面図
【図３】同実施の形態１における圧縮機の高圧室側から見たガスケットのＢ矢視図
【図４】同実施の形態１における圧縮機の高圧ケースのＢ矢視図
【図５】本発明の形態２における圧縮機の高圧ケースのＢ矢視図
【図６】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態２及び３における圧縮機の薄肉部の拡大断面図
【図７】従来例の圧縮機の横断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、潤滑油を含むガス冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構により圧縮された高圧ガス冷媒が導かれる高圧室、高圧ガス冷媒に含まれる潤滑油の少なくとも一部が分離される分離手段、分離手段にて高圧ガス冷媒から分離された潤滑油が貯えられる貯油室を備えた高圧ケースと、高圧ケース内を高圧室と貯油室に仕切る区画壁と、を備え、区画壁が接続される面であって圧縮機構の後部側板と相対する面の一部に薄肉部を設けた構成としている。
【００１６】
このような構成によって、高速高負荷運転時に圧縮機の吐出温度が上昇して圧縮機構が膨張し、後部側板が高圧ケース側に膨らんでも、区画壁が接続される面に薄肉部を設けたため、上記面が変形するので区画壁が後部側板を固定する力が抑制される。これにより、ロータと前部側板及び後部側板とのスラスト隙間が確保できるため、圧縮機の耐久性を確
保することが可能となる。
【００１７】
また、第２の発明は、特に第１の発明の薄肉部を、前記前記区画壁が接続される接続部近傍に設けたものであり、力を受ける部分を薄肉化して区画壁が突っ張ることを抑制することができる。
【００１８】
また、第３の発明は、特に第１の発明の薄肉部を、高圧ケース内に設けられた分離手段を構成する壁面に設けたものである。これによって、高圧ケースの機密性を保ちつつ、区画壁の突っ張りを抑制することができる。
【００１９】
また、第４の発明の圧縮機は、圧縮機構がシャフトに固定されたロータが回転することで圧縮室を形成してガス冷媒の圧縮を行うものであり、薄肉部を前記ロータの回転軌跡よりも内側に設けたものである。
【００２０】
このような構成によって、高速高負荷運転時に圧縮機の吐出温度が上昇して圧縮機構が膨張し、後部側板が高圧ケース側に膨らんでも、区画壁が後部側板を突っ張ることを確実に防止できる。
【００２１】
また、第５の発明は、前記圧縮機構と前記後部側板との間に介在して高圧ガス冷媒を封止するガスケットをさらに設け、第１の発明における薄肉部が、高圧時の変形量が前記ガスケットの効き代内となり高圧室と貯油室が連通しないように構成したものである。
【００２２】
これによって、高圧ケースの分離室の少なくとも一部に相対する区画壁根元部に薄肉部を設けたため、区画壁がガスケットの効き代内で高圧ケース側に変形するだけで、後部側板を突っ張ることがない。そして、ロータと前部側板及び後部側板とのスラスト隙間が適度に拡大されて、圧縮機の耐久性を向上することができる。また、後部側板の高圧時の変形量がガスケットの効き代内となり高圧室と貯油室が連通しないように構成されるので、高圧室の吐出冷媒ガスの動圧が、貯油室に流入して、貯油室に溜まっている潤滑油を巻き上げて吐出口から冷凍サイクル中へ出難くなり、冷凍サイクル中の冷媒に含まれるオイル循環率が減るため、冷凍サイクルの性能や効率を向上することができる。
【００２３】
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。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の本発明の実施の形態１における圧縮機の横断面図、図２は同圧縮機のＡ−Ａ断面図、図３は同圧縮機後部（貯油室側）から見たガスケットのＢ矢視図、図４は同圧縮機後部から見た高圧ケースのＢ矢視図である。
【００２５】
図示したように、この圧縮機においては、円筒内壁を有するシリンダ１に略円柱状のロータ２が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ように回転自在に収容されている。ロータ２には複数のベーンスロット３が等間隔に設けられており、ベーンスロット３内には、摺動自在にベーン４がそれぞれ挿入されている。
【００２６】
ロータ２はこれと一体的に形成された駆動軸５が回転駆動されることにより回転する。シリンダ１の両端開口部はそれぞれ前部側板６及び後部側板７により閉塞され、シリンダ１内部に作動室８が形成される。
【００２７】
作動室８には吸入口９及び吐出口１０が連通している。吐出口１０は高圧通路１１に接続され、吐出口１０と高圧通路１１との間には吐出弁１２が配設されている。後部側板７
にはガスケット１３を介して高圧ケース１４が取り付けられている。高圧ケース１４内には高圧室１５、分離室１６及び貯油室１７が形成されている。高圧ケース１４には後部側板７側へ延出した区画壁１８を設けて高圧室１５と貯油室１７を仕切り区画形成している。なお、図３の破線は、区画壁１８がガスケット１３に接触する範囲を示している。高圧室１５は導入孔１９を介して分離手段である分離室１６と連通している。分離室１６は、圧縮された高圧ガス冷媒に含まれる潤滑油を分離するために設けられている。分離室１６は排油口２０を介して貯油室１７と連通している。
【００２８】
貯油室１７に貯められた潤滑油は、給油路入口１３ａから給油路２１を介して、圧縮機構を構成するロータ２、ベーン４、シリンダ１内壁等に供給される。潤滑油は、各部を潤滑すると共に、ベーン背圧室２２に供給され、その圧力によりベーン４をロータ２の外側へ押し出す働きをする。
【００２９】
給油路２１の途中には、ベーン背圧調整装置２３が設けられている。ベーン背圧調整装置２３は、圧縮機構へ供給する潤滑油の給油圧力や給油量を、圧縮機構周辺の冷媒圧力に応じて制御する。
【００３０】
さらに、図１及び図４に示すように、区画壁１８が接続される接続部である分離室１６の側面の接続部近傍に、薄肉部２４を設けた構成としている。
【００３１】
エンジンなどの駆動源より動力伝達を受けて、駆動軸５及びロータ２が、図２において時計方向に回転すると、これに伴いガス冷媒が吸入口９より作動室８内に流入する。ロータ２の回転に伴い圧縮された高圧ガス冷媒は吐出口１０より吐出弁１２を押し上げて高圧通路１１に吐出され、高圧室１５内に流入する。さらに、高圧ガス冷媒は導入孔１９から分離室１６に流入し、分離室１６で高圧ガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。
【００３２】
ところで、分離室１６は円筒状の空間が設けられている。この円筒空間に高圧ガス冷媒を導く導入孔１９は、この円筒空間の接線方向に高圧ガス冷媒を導くように形成される。このため、高圧ガス冷媒はこの円筒空間を旋回する。高圧ガス冷媒に含まれる潤滑油は円筒空間を旋回中に、遠心力により、分離室１６の円筒状部の内周面に接触しながら冷媒ガスから分離される。
【００３３】
高圧ガス冷媒はガス排出口２５より圧縮機外に吐出され、分離された潤滑油は分離室１６の内周面に沿って下方に移動する。
【００３４】
分離室１６の下端部には、分離された潤滑油を貯油室１７に導く導油路２６が形成されている。導油路２６は鉛直下方に向かって形成されており、導油路２６の排油口２０は貯油室１７に貯まった潤滑油の油面より鉛直方向において下方の潤滑油中で開口している。
【００３５】
ここで、圧縮機の高速高負荷運転時は圧縮機の吐出温度が上昇するので、熱膨張により、前部側板６、後部側板７が膨らむ傾向となる。しかし、上述のような構成により、後部側板７が圧縮機の後方（貯油室側）へ膨らんだとしても、分離室１６の隔壁が外側に変形するので、高圧ケース１４内に設けられた区画壁１８が突っ張って後部側板７を固定することがない。圧縮機構部により圧縮された冷媒は、高圧室１５、分離室１６へと導かれる過程で圧力差が生じているので、分離室１６の側面は分離室１６側に変形する。
【００３６】
すなわち、本実施の形態における圧縮機では、高圧ケース１４内に構成された分離室１６の一部であって、区画壁１８が接続される接続部近傍を薄肉化しているため、区画壁１８が後部側板７を固定する力が抑制される。このため、ロータ２と前部側板６及び後部側板７とのスラスト隙間が組立初期より若干拡大でき、圧縮機の耐久性を確保することがで
きる。
【００３７】
また、分離室１６に薄肉部２４を設けているため、高速回転時に薄肉部２４に力がかかっても分離室１６の側面が変形するだけであるので、高圧ケース１４の高い機密性が確保される。
【００３８】
また、薄肉部２４は高圧ケース１４に鋳抜き形状で形成できるので、コストアップとはならず安価に製作できる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、薄肉部２４を分離室１６の側面に設ける構成について説明したが、高圧ケースの壁面に区画壁１８が接続される場合は、当該高圧ケースの壁面に薄肉部を設けても良い。
【００４０】
（実施の形態２）
本実施の形態における圧縮機では、区画壁１８の接続部近傍に設けた薄肉部２４の厚みを高圧時の変形量がガスケット１３の効き代内となるよう構成している。さらに、薄肉部２４の位置は、区画壁１８の位置におけるロータの回転軌跡２ａ近傍としている。
【００４１】
区画壁１８が接続される接続部近傍に設けた薄肉部２４について、図５を用いて詳しく説明する。図５に示すように、薄肉部２４の位置は区画壁１８の位置におけるロータの回転軌跡２ａよりも内側に形成される。
【００４２】
このような構成によって、高速高負荷運転時に圧縮機の吐出温度が上昇して圧縮機構が膨張し、後部側板７が高圧ケース１４側に膨らんでも、高圧ケース１４の区画壁１８が突っ張ることがない。
【００４３】
すなわち、通常分離室は圧縮機構の回転中心軸付近に配置されることより、圧縮機構の回転軌跡部に相対する範囲においては、区画壁１８が高圧室１５と分離室１６の圧力差により分離室側に変形するだけで、後部側板７を突っ張ることがない。これにより、ロータ２と前部側板６及び後部側板７とのスラスト隙間を適度に拡大することができる。したがって、ロータ２と前部側板６或いは後部側板７とが局部的に接触することがなくなるのでロータ２、前部側板６及び後部側板７の摩耗も進展することなく、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【００４４】
また、区画壁１８が接続される接続部に設けた薄肉部２４の位置を、特に、高圧室１５と分離室１６との隔壁部に設定しているため、薄肉化により高圧ケース１４の気密性が低下することを防止することが可能である。
【００４５】
以上のように、本実施の形態の圧縮機は、高速高負荷運転時の耐久性の低下を懸念する必要がないため、組立時のスラスト隙間設定を狭くすることができる。これにより、低速運転時のスラスト隙間が小さくなるので、圧縮機構内のガス冷媒の漏れ量が少なくなり、圧縮機の性能を向上することが可能となる。
【００４６】
（実施の形態３）
また、本発明の圧縮機では、実施の形態１又は２の区画壁１８の接続される接続部に設けた薄肉部２４の厚みが、高圧時の変形量がガスケット１３の効き代範囲となるように設定される。これによって、区画壁１８の根元部が変形してもガスケット１３の効果が失われずに密閉され、高圧室１５と貯油室１７が連通しないよう構成している。
【００４７】
図６を用いて、詳細の構成について説明する。図６（ａ）は低圧時、（ｂ）は高圧時の
薄肉部の拡大断面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、高圧ケース１４の区画壁１８が、高圧時の変形量がガスケット１３の効き代範囲となるようガスケット１３を押えている構成となっている。したがって、高圧室１５と貯油室１７は後部側板７とガスケット１３と区画壁１８とによって、高圧での区画壁１８の変形時においても高圧室１５側から貯油室１７側へ高圧ガス冷媒が侵入しないように封止されているので、高圧ガス冷媒が貯油室１７側へ漏れこむことがない。
【００４８】
このような構成によって、高圧室１５の吐出冷媒ガスの動圧が、高圧時の区画壁１８の変形による隙間を介して貯油室１７の油面にかかることを防止できる。このため、吐出高圧ガス冷媒が貯油室１７に直接流入して、貯油室１７に溜まっている潤滑油を巻き上げて吐出口２５から冷凍サイクル中へ排出されることがなくなる。したがって、冷凍サイクル中の冷媒に含まれるオイル循環率が減るので冷凍サイクルの熱交換が良くなり、冷凍サイクルの性能や効率を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、高圧ケースの分離室の少なくとも一部に相対する区画壁の根元部に薄肉部を設けたため、高速高負荷運転時にもロータと前部側板及び後部側板とのスラスト隙間が適度に拡大することができ、ロータ等の回転部材と前部側板及び後部側板の摩耗も進展することなく、圧縮機の耐久性を向上することができるので、各種の圧縮機にも適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  シリンダ
２  ロータ
２ａ  ロータの回転軌跡
３  ベーンスロット
４  ベーン
５  駆動軸
６  前部側板
７  後部側板
１３  ガスケット
１４  高圧ケース
１５  高圧室
１６  分離室（分離手段）
１７  貯油室
１８  区画壁
２４  薄肉部
【図１】
2011137403.tif 000003
【図２】
2011137403.tif 000004
【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】
2011137403.tif 000009