(57)【要約】【課題】空調装置の冷凍サイクル中に残留している異物が冷媒と一緒に循環しても空調システムの性能や効率を向上し、圧縮機の耐久性を安定して向上することができる圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮されたガス冷媒が導かれる高圧室１４と、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室１５と、分離された潤滑油が蓄えられる貯油室１６とを備えた圧縮機において、後部側板７とガスケット２２の間に連通路２３を設け高圧室１４と貯油室１６との間を連通することで、高速回転時には冷凍サイクル中に異物が冷媒と一緒に循環していたとしても連通路に詰まることも無く、安定して冷凍サイクル中のＯＣＲ特性を大きくすることが出来るので、圧縮機の耐久性を向上することが出来る。【選択図】図１
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【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と、前記圧縮機構の高圧室側に設けられた後部側板との間に介在して前記高圧ガス冷媒を封止するガスケットと、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室と、前記分離室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とを備え、前記後部側板と前記ガスケットとの間に前記高圧室と前記貯油室との間を連通する連通路を設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記連通路の断面をΦ０．８ミリより大きくした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、ガス冷媒の圧縮を行う圧縮機に関するもので、たと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、このような圧縮機においては、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、当該圧縮機構部などの潤滑を行う潤滑油とから構成され、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については圧縮機から空調装置の冷凍サイクル中へ吐出される。しかし、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は低下する。
【０００３】
このため、従来の圧縮機においては、冷凍サイクル中への潤滑油の吐出を抑制し空調装置のシステム効率を向上させるため、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られている。そして、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（以下ＯＣＲと呼ぶ）を減らしてシステム効率を向上させているが、逆に吸入ガス冷媒中に含有される潤滑油の量が少なくなるので圧縮機の摺動部への供給量が減少して、高速回転時の耐久性が低下してしまう。
【０００４】
その解決のため、図７に示すように高圧室１０１と貯油室１０２との間にΦ０．５ミリ程度の連絡路１０３を設けることによって、高圧室１０１と貯油室１０２の差圧により高圧ガス冷媒の吐出流れの一部を高圧室１０１から連絡路１０３を介して貯油室１０２内へ流入させる構成としている。
【０００５】
上記の構成において、低速回転時には分離室１０４内の高圧ガス冷媒の旋回流が遅いため、冷凍サイクル中に吐出される潤滑油は少なくなるので空調システムの冷房性能やシステム効率は向上する。また、圧縮機の回転が高速になればなるほどガス冷媒の流入速度が速くなり、その影響が大きいほど貯油室１０２に溜まった潤滑油面は乱れ、波立つため、貯油室１０２と分離室１０４を結ぶ連絡口より潤滑油の一部が噴出され、その噴出された潤滑油は分離室１０４からガス排出口１０５へ向い、そして冷凍サイクル中へと多くの潤滑油が吐出される。その結果、潤滑油の一部が吸入ガス冷媒と一緒に圧縮機の圧縮機構へ戻ってくるので圧縮機の摺動部へも潤滑油が十分に供給されて、耐久性も向上するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５１２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、自動車用空調システムの熱交換器や配管内には部材の蝋材や異物が残留している。このため、一般的には０．５ミリ角の大きさまでの異物は許容されており、冷媒と一緒に冷凍サイクル中を循環している場合がある。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１記載の圧縮機においては、図７に示すようにその異物が高圧ガス冷媒と一緒に高圧室１０１へ吐出されてしまうため、Φ０．５ミリの大きさの連絡路１０３に詰まることも有る。
【０００９】
もし異物が連絡路１０３に詰まった場合、高圧ガス冷媒の吐出流れの一部が高圧室１０１から連絡路１０３より貯油室１０２内へ流入しなくなるので、貯油室１０２に溜まった潤滑油面は乱れたり、波立つことも無いので、貯油室１０２と分離室１０３を結ぶ連絡口より潤滑油の一部が噴出されなくなる。そして冷凍サイクル中へ潤滑油が吐出されにくくなるので、吸入ガス冷媒と一緒に圧縮機の圧縮機構へ戻ってくる潤滑油が少なくなり圧縮機の摺動部への潤滑も不十分となって、圧縮機構が焼き付く等の原因となり耐久性が低下する。
【００１０】
そこで本発明は上述の従来の課題に鑑み、空調システムの冷凍サイクル中に異物が残留していて冷媒と一緒に循環したとしても、安定して高速回転時のＯＣＲ特性が過度に少なくなることを抑制し圧縮機の信頼性を低下しないようにした構造の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】
前記従来の課題を解決するために、本発明による圧縮機においては、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室と、分離室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とを備え、後部側板とガスケットとの間に高圧室と貯油室との間を連通する連通路を設けた構成としている。
【００１２】
このような構成によって、貯油室に流入する吐出流れは、連通路の位置を高圧ガス冷媒の主流と反対側の後部側板とガスケットの間に設けているので、動圧がかかりにくくなり、従来の圧縮機より吐出流れが遅くなるので、高速回転時でも貯油室に溜まった潤滑油面は乱れたり、波立しにくくなる。
【００１３】
そのため、貯油室と分離室を結ぶ導油路より潤滑油の一部が噴出されにくくなるのでガス排出口から吐出される潤滑油も減少し、冷凍サイクル中のＯＣＲは小さくなるので、ＯＣＲ特性が改善され、従来の圧縮機より空調システムの冷房性能やシステム効率は更に向上する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による圧縮機においては、後部側板とガスケットとの間に高圧室と貯油室との間を連通する連通路を設けたことで、圧縮機の低速回転時には冷凍サイクルのＯＣＲ特性を低く維持して冷房性能やシステム効率を向上し、高速回転時には冷凍サイクル中に異物が冷媒と一緒に循環していたとしても連通路に詰まることも無く、安定して冷凍サイクル中のＯＣＲ特性を大きくすることが出来るので、圧縮機の耐久性を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態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室側から見た後部側板のＢ矢視図
【図５】本発明の実施の形態２における圧縮機の連通路の断面図（ａ）断面の一例を示す図（ｂ）断面の別の一例を示す図
【図６】本発明及び従来の圧縮機における冷凍サイクル中のＯＣＲ特性を示すグラフ
【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】
【００１６】
第１の発明は、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室と、分離室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とを備え、後部側板とガスケットとの間に高圧室と貯油室との間を連通する連通路を設けた構成としている。
【００１７】
これによって、貯油室と分離室を結ぶ導油路より潤滑油の一部が噴出されにくくなるので、ガス排出口から吐出される潤滑油も減少し、ＯＣＲ特性が改善されるため、従来の圧縮機より空調システムの冷房性能やシステム効率が向上する。
【００１８】
第２の発明は、前記連通路の断面をΦ０．８ミリより大きくしたものである。
これによって、冷凍サイクル中に残留している異物が冷媒と一緒に循環し、高圧室に流入したとしても連通路の位置を高圧ガス冷媒の主流と反対側のガスケットの背面に設けているので、連通路に入りにくく、また万一、最大許容寸法０．５ミリ角の異物が連通路に入ったとしても、連通路の断面がΦ０．８ミリ以上の大きさなので異物が詰まらず、貯油室へ流出することができる。
【００１９】
また、従来の圧縮機においては連通路を大きくすると低速回転時にもＯＣＲ特性が大きくなるが、連通路の位置を動圧がかかりにくい高圧ガス冷媒の主流と反対側の後部側板とガスケットの間に設けているので、連通路をΦ０．８ミリ以上より大きくしても低速回転時のＯＣＲ特性は小さく維持することができ、高速回転時のＯＣＲ特性は圧縮機の摺動部を適度に潤滑することができるＯＣＲ特性とすることができる。
【００２０】
このように連通路の位置を動圧がかかりにくい所に設けたり、連通路の通路面積を大きくすることで、空調装置の冷凍サイクル中に異物が循環していても、安定して低速回転時にはＯＣＲ特性を低く、高速回転時にはＯＣＲ特性を大きくすることが出来るので、圧縮機の信頼性を確保しつつ空調装置の冷房性能やシステム効率を向上する圧縮機を提供することができる。
【００２１】
以下、本発明の圧縮機について、添付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。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は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は図１の圧縮機を高圧室側から見たガスケットのＢ矢視図、図４は同圧縮機を高圧室側から見た後部側板のＢ矢視図である。
【００２３】
図１及び２に示したように、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。
【００２４】
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。
【００２５】
作動室８には吸入口９及び吐出口１０が連通し、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には高圧ケース１３が取り付けられており、高圧ケース１３内には高圧室１４、分離室１５及び貯油室１６が形成されている。高圧ケース１３には後部側板７側へ延出した区画壁１３ａを設けて高圧室１４と貯油室１６を区画形成している。
【００２６】
高圧室１４は導入孔１７を介して分離室１５と連通している。分離室１５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１５は導油路１８を介して貯油室１６と連通している。
【００２７】
貯油室１６に貯められた潤滑油は給油路１９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、各部を潤滑すると共に、ベーン背圧室２０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。このように、潤滑油の給油は貯油室１６から圧縮機構に潤滑油を供給する給油路１９を介して行われ、給油路１９の途中には、ベーン背圧調整装置２１が設けられている。ベーン背圧調整装置２１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。
【００２８】
さらに、本実施の形態においては、後部側板７と高圧ケース１３との間に高圧ガス冷媒を封止するガスケット２２を設け、後部側板７とガスケット２２との間に高圧室１４と貯油室１６との間を連通する連通路２３を設けている。
【００２９】
この連通路２３について、図３及び図４に基づいて詳しく説明する。図３に示すように後部側板７には連通路２３を構成するため溝２３ａを設けている。図３の２点鎖線は高圧ケース１３の区画壁１３ａの当たり面を示しているが、溝２３ａはこの区画壁１３ａを跨ぐように設け、具体的には幅０．５ミリ、深さ０．５ミリの溝形状としている。また、図４に示すようにガスケット２２の２点鎖線は区画壁１３ａの当たり面を示すがその上部の高圧室１４側に連通路２３の連通路入口２２ａを開け、２点鎖線の下部の貯油室１６側には連通路２３の連通路出口２２ｂの穴を開けている。
【００３０】
このガスケット２２を後部側板７、高圧ケース１３、区画壁１３ａで密着固定することで連通路２３を構成している。こうすることで、高圧室１４と貯油室１６を連通することができ、ガス抜き効果をもたらすことが出来る。また、以上のように説明した連通路２３は１個又は複数個になる場合もある。
【００３１】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３２】
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１４内に流入する。さらに、高圧ガス冷媒は導入孔１７から分離室１５に流入し、分離室１５で高圧ガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。
【００３３】
ところで、分離室１５は円筒状の空間が設けられており、この円筒空間に高圧ガス冷媒を導く導入孔１７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し、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１５の円筒状部の内周面２４に接触し冷媒ガスから分離される。
【００３４】
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内周面２４に沿って下方に移動する。
【００３５】
分離室１５の下端部には分離された潤滑油を貯油室１６に導く導油路１８が形成されている。導油路１８は鉛直下方に向かって形成されており、導油路１８の貯油室側開口部２６は貯油室１６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。
【００３６】
このような構成によって、連通路２３を介して貯油室１６に流入する吐出流れは、連通路２３の位置を高圧ガス冷媒の主流（図１の矢印で示す）と反対側に位置する後部側板７とガスケット２２の間に設けているので、従来の圧縮機の吐出流れの流速より遅くなり、
油面に対して動圧がかかりにくくなる。従って、圧縮機の回転が高速になっても、貯油室１６に溜まった潤滑油面は乱れたり、波立しにくくなる。
【００３７】
そのため、貯油室１６と分離室１５を結ぶ導油路１８より潤滑油の一部が噴出されにくくなるのでガス排出口２５から吐出される潤滑油も減少し、冷凍サイクル中のＯＣＲ特性は少なくなるので、従来の圧縮機より空調システムの冷房性能やシステム効率は更に向上する。
【００３８】
具体的に実験で確認した結果を図６で説明する。図６の縦軸は冷凍サイクルのオイル循環率（ＯＣＲ）を示し、横軸は圧縮機の回転数を示す。グラフのＰは特許文献１に記載の圧縮機のＯＣＲ特性である。実施の形態１の圧縮機のＯＣＲ特性はグラフのＱで示しており、従来のものよりオイル循環率が低くなりＯＣＲ特性が向上している。
【００３９】
従って、実施の形態１の圧縮機は従来の圧縮機より空調システムの冷房性能やシステム効率は更に向上する。
【００４０】
なお、連通路２３は後部側板７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。
【００４１】
また、連通路入口２２ａが高圧室にあるため、圧縮機組立時に潤滑油を封入する際にガス抜き効果を発揮して、貯油室１６内に潤滑油が満杯になっても潤滑油を容易に封入することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
本実施の形態における圧縮機は、実施の形態１において、特に連通路の断面をΦ０．８ミリより大きくしたものである。
【００４３】
連通路２３の具体的な形状は図５（ａ）の断面図に示すように幅１ミリ、深さ１ミリの溝形状としている。また、溝形状は図５（ｂ）に示すように半径１ミリの半円状のものであっても良い。
【００４４】
これによって、冷凍サイクル中に残留している異物が冷媒と一緒に循環し、高圧室１４に流入したとしても連通路２３の連通路入口２２ａの位置を高圧ガス冷媒の主流と反対側のガスケット２２の背面に設けているので、連通路２３に入りにくく、また万一、最大許容寸法０．５ミリ角の異物が連通路２３に入ったとしても、連通路をΦ０．８ミリより大きくしているので異物が詰まらず、貯油室１６へ流出することができる。
【００４５】
また、従来の圧縮機において連通路２３を異物が詰まらないように幅１ミリ、深さ１ミリまで大きくすると低速回転時にも動圧がかかるので冷凍サイクル中のＯＣＲ特性が悪化する。図６のグラフのＲに示すとおり低速回転時でもオイル循環率が増加してＯＣＲ特性が大幅に悪化し、システムの冷房性能やシステム効率は低下する。
【００４６】
しかしながら、本実施の形態の圧縮機では、連通路２３を動圧がかかりにくい高圧ガス冷媒の主流と反対側の後部側板７とガスケット２２の間に設けているので、連通路をΦ０．８ミリより大きくしたとしても図６のグラフのＳに示すように冷凍サイクル中の低速回転時のＯＣＲ特性は小さく維持することができ、高速回転時のＯＣＲ特性は大きくすることが出来るので、圧縮機の摺動部を十分に潤滑することができ、冷凍サイクル中の異物も連通路２３に詰まらないので圧縮機の耐久性を安定して向上することが出来る。
【００４７】
なお、圧縮機の潤滑油は搭載される空調システムの大きさに応じて封入量を決め、所要
のＯＣＲ特性となるように調整して封入する必要があるが、本発明ではこれにより効果が左右されることはない。
【００４８】
なお、上述の実施の形態では、圧縮機として、スライディングベーン型ロータリ圧縮機構を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ローリングピストン型、スクロール型等その他の圧縮機構であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明に係る圧縮機は、耐久性が高く、システム効率を向上した圧縮機を提供することが可能となるので、自動車用エアコンの圧縮機等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  シリンダ
２  ロータ
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
８  作動室
９  吸入口
１０  吐出口
１１  高圧通路
１２  吐出弁
１３  高圧ケース
１３ａ  区画壁
１４  高圧室
１５  分離室
１６  貯油室
１７  導入孔
１８  導油路
１９  給油路
２０  ベーン背圧室
２１  ベーン背圧付与装置
２２  ガスケット
２２ａ  連通路入口
２２ｂ  連通路出口
２３ａ  溝
２３  連通路
２４  内周面
２５  ガス排出口
２６  貯油室側開口路
【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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