(57)【要約】シリンダボア１２が形成されたシリンダブロック１と、シリンダブロックにバルブプレート２を介して固定され、吸入室２６と吐出室２７とを画設するリアヘッド３と、シリンダブロック１に固定され、クランク室６を画設するフロントヘッド４と、クランク室６を貫通するように設けられたシャフト７の回転に伴ってシリンダボア内を往復摺動するピストン１３とを備えた往復動型圧縮機において、吐出室２７に吐出する作動流体中に混在している潤滑油を分離する手段と、このオイル分離手段によって分離された潤滑油を貯めるオイルタンク３０とを設け、オイルタンク３０に貯められた潤滑油を、外部から吸入されて吸入室２６に導かれる作動流体によって冷却する。圧縮機内の潤滑油を効果的に冷却し、摺動部分での良好な潤滑を確保し、もって摺動部分の耐久性の向上を図る往復動型圧縮機を提供できる。
2003095834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、それぞれの前記シリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記シリンダブロックに前記バルブプレートを介して固定され、前記吸入孔に連通可能な吸入室および前記吐出孔に連通可能な吐出室を画設する第１ヘッドと、前記シリンダブロックに固定され、クランク室を画設する第２ヘッドと、前記クランク室を貫通するように回転可能に設けられるシャフトと、このシャフトの回転に伴い前記シリンダボア内を往復摺動するピストンとを備えた往復動型圧縮機において、
前記吐出室に吐出する作動流体中に混在している潤滑油を分離するオイル分離手段と、このオイル分離手段によって分離された潤滑油を貯めるオイルタンクとを設け、前記オイルタンクに貯められた潤滑油を、外部から吸入されて前記吸入室に導かれる作動流体によって冷却するようにしたことを特徴とする往復動型圧縮機。
【請求項２】
前記オイルタンクは、その一部がシリンダブロックに設けられており、前記シリンダブロックには、前記オイルタンクを取り巻くように前記作動流体が流れる吸入経路を設けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項３】
前記吸入経路は、外部から作動流体を吸入する吸入ポートと、前記シリンダブロックにおいて前記オイルタンクを取り巻くように形成されて前記バルブプレート側に開口されたチャンバと、前記吸入ポートと前記チャンバとを連通する第１通路と、前記チャンバと前記吸入室とを連通する前記バルブプレートに形成された第２通路とを有して構成されている請求項２記載の往復動型圧縮機。
【請求項４】
前記オイルタンクは、その一部が第１ヘッドに設けられており、前記第１ヘッドには、前記オイルタンクを取り巻くように前記吸入室が形成されていることを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項５】
前記オイル分離手段は、前記吐出室に連通するオイル分離室を備え、このオイル分離室で前記吐出室から流入された作動流体を旋回させて潤滑油を分離する遠心分離式であり、前記オイル分離室を前記オイルタンクと部分的に重なり合うように形成して連通させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項６】
前記チャンバは、前記シリンダボアをも取り巻くように形成されていることを特徴とする請求項３記載の往復動型圧縮機。
【請求項７】
前記チャンバは前記オイルタンクの周りと前記シリンダボアの周りとに筒状壁を残しつつ形成され、前記筒状壁間には補強リブが架設されていることを特徴とする請求項６記載の往復動型圧縮機。
【請求項８】
前記吐出室と前記クランク室との間には、圧力制御弁によって開度が調節される制御通路が形成されており、この制御通路のクランク室に臨む端部を前記斜板の周縁に向けて開口する第１の潤滑油供給経路と、前記オイルタンクに貯められた潤滑油を前記シャフトに形成された通路を介してシャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給する第２の潤滑油供給経路とを備え、前記クランク室と前記チャンバとを、前記シリンダブロックに形成されたリーク通路を介して連通するようにしたことを特徴とする請求項３記載の往復動型圧縮機。
【請求項９】
前記吐出室と前記クランク室との間には、圧力制御弁によって開度が調節される制御通路が形成されており、この制御通路のクランク室に臨む端部を前記斜板の周縁に向けて開口する第１の潤滑油供給経路と、前記オイルタンクに貯められた潤滑油を前記シリンダブロック並びに前記第２ヘッドに形成された通路、及び、この通路に通じる前記シャフトに形成された通路を介してシャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給する第２の潤滑油供給経路とを備え、前記クランク室と前記チャンバとを、前記シャフトに形成された通路とこれに連通する前記シリンダブロックに形成されたリーク通路とを介して連通するようにしたことを特徴とする請求項３記載の往復動型圧縮機。
【請求項１０】
前記シリンダブロック、前記バルブプレート、前記第１ヘッド、及び前記第２ヘッドは締結ボルトによって一体に締結されており、前記締結ボルトは、前記シリンダボアの外側に位置し、且つ、前記シリンダボアと同位相の位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項１１】
前記シリンダブロック、前記バルブプレート、前記第１ヘッド、及び前記第２ヘッドは締結ボルトによって一体に締結されており、前記締結ボルトの数は、前記シリンダボアの数よりも多いことを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項１２】
前記吸入ポートと前記チャンバとの間には、前記吸入ポートから流入する作動流体を収容する副吸入室を設けるようにしたことを特徴とする請求項３記載の往復動型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、ＣＯ２（二酸化炭素）等の冷媒を作動流体とする超臨界冷凍サイクルに適した往復動型圧縮機、特に圧縮された作動流体中に混在する潤滑油を分離して圧縮機内に残留させる構成を有する往復動型圧縮機に関する。
背景技術
冷媒としてＣＯ２（二酸化炭素）を用いる超臨界冷凍サイクルにおいては、フロン系冷媒を用いる冷凍サイクルに比べて圧力が１０倍程高くなる。このため、シリンダボア内で冷媒が圧縮されると、吐出圧が高くなる分、吐出冷媒の温度も高くなり、潤滑油の粘性が小さくなって潤滑効果が十分に得られなくなり、摺動部分の耐久性が低下する不都合がある。また、潤滑油が熱により劣化したり、粘性の低下により焼き付きが生じる等の不都合も生じる。
このため、従来においては、特開２０００−１８１５４号公報に示されるように、シリンダブロックに形成される複数のシリンダボアの周りに連続した空洞部を設け、この空洞部に吸入ポートを介して導入される帰還冷媒（冷却用媒体）を流し、各シリンダボア内と帰還冷媒とを積極的に熱交換させることで圧縮時のボア内温度が過度に上昇することを抑制し、潤滑油の劣化や焼き付きの発生を防ぐようにした構成が考えられている。
しかしながら、上述の構成においては、シリンダボアの冷却を十分に行える利点はあるが、潤滑油をシリンダボアの冷却に伴って冷却するだけの構成であるので、吐出冷媒中に混在している潤滑油を分離して直接クランク室に戻すような場合にあっては、高温の潤滑油が戻されることとなり、クランク室においては、粘性の小さい潤滑油が多くなって十分な潤滑効果が得られなくなり、摺動部分の耐久性の低下などの不都合が懸念される。また、上述のようにシリンダボアの周囲に空洞部を形成する場合には、ピストンの倒れ荷重がかかるとシリンダボアが容易に変形してしまうことが懸念される。
そこで、この発明においては、圧縮機内の潤滑油を効果的に冷却し、摺動部分での良好な潤滑を確保し、摺動部分の耐久性の向上を図るようにした往復動型圧縮機を提供することを主たる課題としている。また、これに加えてシリンダボアやピストンの冷却を促進すること、空洞部分をシリンダボアの周囲に形成したことに起因するボアの変形を阻止することなどをも課題としている。
発明の開示
上記課題を達成するために、この発明に係る往復動型圧縮機は、複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、それぞれの前記シリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記シリンダブロックに前記バルブプレートを介して固定され、前記吸入孔に連通可能な吸入室および前記吐出孔に連通可能な吐出室を画設する第１ヘッドと、前記シリンダブロックに固定され、クランク室を画設する第２ヘッドと、前記クランク室を貫通するように回転可能に設けられるシャフトと、このシャフトの回転に伴い前記シリンダボア内を往復摺動するピストンとを有して構成され、前記吐出室に吐出する作動流体中に混在している潤滑油を分離するオイル分離手段と、このオイル分離手段によって分離された潤滑油を貯めるオイルタンクとを設け、前記オイルタンクに貯められた潤滑油を、外部から吸入されて前記吸入室に導かれる作動流体によって冷却するようにしたことを特徴としている。
したがって、吐出ガスからオイル分離手段によって分離された潤滑油は、オイルタンクに貯められ、外部から吸入されて吸入室に導かれる圧縮前の比較的低温の作動流体によって冷却されるので、オイルタンクに貯められる潤滑油の粘性を大きく保つことが可能となり、潤滑効果を高めることが可能となる。
ここで、オイルタンクは、その一部がシリンダブロックに設けられており、シリンダブロックには、オイルタンクを取り巻くように作動流体が流れる吸入経路を設けるようにするとよい。
これにより、吸入室に導かれる作動流体がシリンダブロックの吸入経路を流れる過程においてオイルタンクの周囲を流れるので、オイルタンクを効率良く冷却することが可能となる。
より具体的には、吸入経路を、外部から作動流体を吸入する吸入ポートと、シリンダブロックにおいてオイルタンクを取り巻くように形成されてバルブプレート側に開口されたチャンバと、吸入ポートとチャンバとを連通する第１通路と、チャンバと吸入室とを連通する前記バルブプレートに形成された第２通路とを有して構成するとよい。
また、オイルタンクの一部を第１ヘッドに設け、この第１ヘッドに、オイルタンクを取り巻くように吸入室を形成するようにしてもよい。さらに、オイル分離手段を、吐出室に連通するオイル分離室を備え、このオイル分離室で吐出室から流入された作動流体を旋回させて潤滑油を分離する遠心分離式とし、オイル分離室をオイルタンクに部分的に重なり合うように形成して連通させるようにしてもよい。
尚、前記チャンバは、上述の構成に加えて、シリンダボアをも取り巻くように形成するようにしてもよい。これにより、シリンダボア内も冷却することが可能となる。
さらに、吸入経路がオイルタンクの周りとシリンダボアの周りとに筒状壁を残しつつ形成される場合には、ピストンの倒れ荷重に起因するシリンダボアの変形を防止するために、筒状壁間に補強リブを架設するようにするとよい。
以上の潤滑油の冷却を促す上述の構成を前提とし、潤滑油の供給経路を２系統にして潤滑必要箇所への供給を効率よく行うようにしてもよい。即ち、吐出室とクランク室との間に圧力制御弁によって開度が調節される制御通路を形成し、この制御通路のクランク室に臨む端部を斜板の周縁に向けて開口する第１の潤滑油供給経路と、オイルタンクに貯められた潤滑油をシャフトに形成された通路を介してシャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給する第２の潤滑油供給経路とを設け、クランク室とチャンバとを、シリンダブロックに形成されたリーク通路を介して連通するようにしてもよい。
このような構成によれば、第１の潤滑油供給経路を介して、ピストンに係留する斜板の周縁部分に向けて吐出室に吐出された作動流体が潤滑油を混在した状態で直接供給されることとなる。また、第２の潤滑油供給経路を介して、作動流体から分離してオイルタンクに貯められた潤滑油がシャフト周囲の潤滑必要箇所、例えば、第２ヘッドとシャフトとの間をシールするシャフトシール部材などに直接供給されることとなり、潤滑必要箇所に応じて適切な潤滑油供給経路を介して潤滑油が供給されることとなる。
また、吐出室とクランク室との間には、圧力制御弁によって開度が調節される制御通路が形成されており、この制御通路のクランク室に臨む端部を斜板の周縁に向けて開口する第１の潤滑油供給経路と、オイルタンクに貯められた潤滑油をシリンダブロック並びに第２ヘッドに形成された通路、及び、この通路に通じるシャフトに形成された通路を介してシャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給する第２の潤滑油供給経路とを備え、クランク室とチャンバとを、シャフトに形成された通路とこれに連通するシリンダブロックに形成されたリーク通路とを介して連通するようにしてもよい。
このような構成においても、第１の潤滑油供給経路を介して、ピストンに係留する斜板の周縁部分に向けて吐出室に吐出された作動流体が潤滑油を混在した状態で直接供給されることとなる。また、第２の潤滑油供給経路を介して、作動流体から分離してオイルタンクに貯められた潤滑油がシャフト周囲の潤滑必要箇所、例えば、第２ヘッドとシャフトとの間をシールするシャフトシール部材などに直接供給されることとなり、潤滑必要箇所に応じて適切な潤滑油供給経路を介して潤滑油の供給が可能となる。
尚、上述したシリンダブロック、バルブプレート、第１ヘッド、及び第２ヘッドを締結ボルトによって一体に締結する場合には、締結ボルトを、シリンダボアの外側で、且つ、シリンダボアと同位相の位置に設けることが、吸入経路の障害を無くす上で好ましく、また、締結ボルトの数は、シリンダボアの数よりも多くすることが高耐圧・高気密構造を得る上で好ましい。さらに、吸入脈動を低減するために、吸入ポートとチャンバとの間に、吸入ポートから流入する作動流体を収容する副吸入室を設けるようにしてもよい。
また、上述した構成は、従来から多用されている圧縮機、即ち、第１ヘッドをリアヘッドとし、第２ヘッドをフロントヘッドとする圧縮機に適した構成であるが、第１ヘッドをフロントヘッドとし、第２ヘッドをリアヘッドとする圧縮機に適用することも可能である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。第１図及び第２図において、往復動型圧縮機は、ＣＯ２（二酸化炭素）等の冷媒を作動流体とする超臨界冷凍サイクルに用いられるもので、この圧縮機は、シリンダブロック１と、このシリンダブロック１のリア側（図中、右側）をバルブプレート２を介して組み付けられたリアヘッド３と、シリンダブロック１のフロント側（図中、左側）を閉塞するように組み付けられたフロントヘッド４とを有して構成されているもので、これらフロントヘッド４、シリンダブロック１、バルブプレート２、及び、リアヘッド３は、締結ボルト５により軸方向に締結され、圧縮機全体のハウジングを構成している。
フロントヘッド４をシリンダブロック１に組み付けることによって画設されるクランク室６には、一端がフロントヘッド４から突出して図示しない電磁クラッチのアマチュアに固定されるシャフト７が収容されている。このシャフト７の一端側は、スラストフランジ１５を介して、フロントヘッド４に収容されたラジアル軸受１６及びスラスト軸受１７によって回転自在に支持され、他端は、シリンダブロック１に収容されたラジアル軸受９及びスラスト軸受１０によって回転自在に支持されている。
シリンダブロック１には、前記ラジアル軸受９及びスラスト軸受１０を収容する軸受収容室１１と、シャフト７の周囲を取り囲むように、シャフトを中心とする円周上に等間隔に配された複数（６個）のシリンダボア１２が形成されている。そして、それぞれのシリンダボア１２内には、片頭ピストン１３が往復摺動可能に挿入されている。尚、この例において、前記締結ボルト５は、シリンダボアよりも外側で、且つ、各シリンダボア１２と同位相となる位置、即ち、シャフト７と各シリンダボア１２とを結ぶ直線の延長線上に１つづつ設けられている。
シャフト７には、クランク室内において、該シャフト７と一体に回転するスラストフランジ１５が固定されている。このスラストフランジ１５は、ラジアル軸受１６によって支持された先端側においてフロントヘッド４との間にメカニカルシール８からなる軸封装置を収容するシャフトシール室１８を形成するようにしている。
また、スラストフランジ１５には、リンク機構１９を介して斜板２０が連結されている。この斜板２０は、シャフト７に遊嵌されたヒンジボール２１を中心に傾動可能に支持されており、スラストフランジ１５の回転に同期して一体に回転するようになっている。そして、斜板２０は、その周縁部分を前後に挟み込むように設けられた一対にシュー２２を介して片頭ピストン１３のクランク室６に突出している尾部に係留されている。したがって、シャフト７が回転して斜板２０が回転すると、その回転運動がシュー２２を介して片頭ピストン１３の往復直線運動に変換され、この片頭ピストン１３の往復動により、シリンダボア１２内において片頭ピストン１３とバルブプレート２との間に形成される圧縮室２３の容積が変更されるようになっている。
バルブプレート２には、それぞれのシリンダボア１２に対応して吸入孔２４と吐出孔２５が形成され、また、リアヘッド３には、圧縮室２３に供給する作動流体を収容する吸入室２６と、圧縮室２３から吐出された作動流体を収容する吐出室２７とが画設されている。吸入室２６は、吐出室２７の周囲に連続して形成されており、バルブプレート２の吸入孔２４を介して圧縮室２３と連通し、また、吐出室２７は、下記するオイルタンク３０の周囲に連続して形成されており、バルブプレート２の吐出孔２５を介して圧縮室２３と連通するようになっている。また、吸入孔２４は、バルブプレート２のフロント側端面に設けられた吸入弁２８によって開閉され、また、吐出孔２５は、バルブプレート２のリア側端面に設けられた吐出弁２９によって開閉されるようになっている。ここで、吐出弁２９は、第３図に示されるように、リアヘッド３と一体に形成されたストッパ６０によって開成時のリフト量が規制されており、特にこの例においては、吐出弁２９の耐久性を確保する必要から、吐出弁２９と対峙するストッパ６０の面を吐出弁９の自由端側へ向うにつれて吐出孔２５からの距離を徐々に長くする湾曲状に形成し、吐出弁２９とストッパ６０とを面接触させるようにしている。
さらに、シリンダブロック１、バルププレート２、リアヘッド３には、吐出室２７の下部とクランク室６とを連通する制御通路３１が形成され、リアヘッド３には、この制御通路３１の開度を調節する圧力制御弁６２が設けられている。この圧力制御弁６２は、吸入室圧が所望の圧力となるように、吐出室２７とクランク室６との連通状態を調節し、クランク室圧を制御するようにしているもので、片頭ピストン１３の前後に作用するクランク室圧とシリンダボア内の圧力との差を調節し、斜板２０の傾角を調節して片頭ピストン１３のストローク、即ち吐出容量を制御するようにしている。また、制御通路３１のクランク室６に臨む端部は、シュー２２との摺接面となる斜板２０の周縁に向けて開口するように形成されており、この制御通路３１により、第１の潤滑油供給経路が構成されている。
リアヘッド３には、吐出室２７に吐出した作動流体中に混在している潤滑油を分離する遠心分離式のオイル分離手段が設けられている。即ち、このオイル分離手段は、リアヘッド３に吐出室２７の上部において連通路３２を介して連通するオイル分離室３３を有しているもので、このオイル分離室３３は、上下方向に形成された空間であり、内部には、上方から垂下するガス導入筒３４が設けられ、連通路３２を介してオイル分離室３３に導入された作動流体をガス導入筒３４の周りを旋回させながら下方へ導き、その過程において作動流体中に混在する潤滑油を分離するようになっている。そして、潤滑油が分離された作動流体は、ガス導入筒３４を介して図示しない吐出ポートから流出し、また、分離された潤滑油は、オイル分離室３３の底部に設けられたオイル導出孔３５を介してオイル分離室３３の下方に位置するオイルタンク３０に貯められるようになっている。ここで、３６は、オイルタンク３０内に設けられた除塵用のフィルタである。
尚、この例においては、オイル分離室３３をオイルタンク３０の上方に設け、オイル分離室３３とオイルタンク３０とをオイル導出孔３５を介して連通するようにしたが、第４図に示されるように、オイル分離室３３をオイルタンクに部分的に重なり合うように形成することで、オイル分離室３３の内周面の一部をオイルタンク３０に開口させ、この開口部６１によって、オイル分離室３３をオイルタンク３０に連通させるようにしてもよい。特に、この例においては、オイル分離室３３の下端部がオイルタンク３０と部分的に重なり合うようにすることが好ましく、このような構成によれば、オイル分離室３３の内壁面を旋回しながら降下する潤滑油（破線の矢印で示す）をオイルタンク３０に効率よく導入することができる。また、オイル分離室３３とオイルタンク３０とを連通する連通孔を個別に穿設する必要がなくなるので、圧縮機の大型化を避けることができ、また、作業効率の向上を図ることも可能となる。
オイルタンク３０は、リアヘッド３から、バルブプレート２、シリンダブロック１にかけて設けられているもので、このオイルタンク３０に貯められる潤滑油は、軸受収容室１１を介して、シャフト７に穿設された軸方向に延びる軸方向通路３７に導入され、この軸方向通路３７から径方向に穿設された径方向通路３８，３９，４０を介して、スラスト軸受１０、ヒンジボール２１が摺接するシャフト７の周面、メカニカルシールを収容するシャフトシール室１８などのシャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給され、しかる後にクランク室６へ流出されるようになっている。この軸方向通路３７及び径方向通路３８〜４０により、オイルタンク３０からシャフト周囲の潤滑必要箇所へ潤滑油を供給する第２の潤滑油供給経路が構成されている。
ところで、本圧縮機においては、第２図に示されるように、シリンダブロック１内の各シリンダボア１２の周り、及び、オイルタンク３０の周りに、これらを取り巻くように連続しているチャンバ５０が形成されている。このチャンバ５０は、オイルタンク３０とそれぞれのシリンダボア１２の周りに筒状壁４１，４２を残しつつ形成されているもので、シリンダブロック１に形成された吸入ポート４３と第１通路４４を介して連通され、また、リアヘッド３の吸入室２６とバルブプレート２に形成された第２通路４５を介して連通されている。これら第１通路４４、チャンバ５０、及び第２通路４５によって、オイルタンク３０やシリンダボア１２を取り巻くように作動流体を流す吸入経路が構成されている。また、クランク室６とチャンバ５０とは、シリンダブロック１に形成されたオリフィス状のリーク通路４６を介して連通され、クランク室圧がチャンバ５０に（吸入室側に）徐々にリークされるようになっている。
また、オイルタンク３０やシリンダボア１２を画成する筒状壁４１，４２の隣り合う筒状壁間、及び、シリンダボア１２を画成する筒状壁４１とシリンダブロック１の内壁との間には、吸入通路を遮断しない程度の高さをもって補強リブ４７が架設されている。
上記構成において、吸入ポート４３から吸入された作動流体は、第１通路４４を介してチャンバ５０に流入し、シリンダボア１２の周囲やオイルタンク３０の周囲を通ってチャンバ５０の全体に広がり、第２通路４５を介して吸入室２６へ導かれることとなる。吸入室２６に導かれた作動流体は、片頭ピストン１３の下降行程において吸入孔２４を介して圧縮室２３へ吸入され、上昇行程において圧縮されて吐出孔２５を介して吐出室２７へ吐出されることとなる。
この吐出室２７に突出された作動流体には潤滑油が混在しているので、制御通路３１を介して吐出室２７とクランク室６とが連通する場合には、吐出室２７に突出された作動流体が潤滑油を混在した状態で斜板２０の周縁に供給されることとなる。また、吐出室２７の上部はオイル分離室３３に連通しているので、このオイル分離室３３で作動流体中に混在している潤滑油が分離されてオイルタンク３０に貯められる。このオイルタンクに導かれる潤滑油は温度が高くなっているが、オイルタンク内の潤滑油は、シリンダブロック１のチャンバ５０を流れる吸入側の作動流体（冷凍サイクルの低圧ラインから帰還した比較的温度の低い冷媒）によって冷却されるので、潤滑油の冷却を促進して粘性を大きく保つことが可能となる。しかも、上述の構成によれば、チャンバ５０がシリンダボア１２をも取り巻くように形成されているので、シリンダボア１２やこれに挿入されている片頭ピストン１３も吸入側の作動流体によって冷却されることとなる。
また、オイルタンク３０やシリンダボア１２を画成する筒状壁４１，４２の周囲には補強リブ４７が設けられているので、片頭ピストン１３の倒れ荷重に起因するシリンダボア１２の変形を防止することができ、チャンバ５０を設けたことによる構造上の不都合を避けることができる。しかも、締結ボルト５がシリンダボアよりも外側で該シリンダボア１２と同位相となる位置に設けられているので、締結ボルト５の挿通部がチャンバ５０内に形成されることが無くなり、作動流体の流れを邪魔することがなくなる。
さらに、上述の構成においては、潤滑油の供給経路を、制御通路３１を介して斜板２０の周縁に潤滑油を供給する潤滑油供給経路と、オイルタンク３０に貯められた潤滑油をシャフト７に形成された通路を介してシャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給する潤滑油供給経路との２系統にしたので、潤滑必要箇所に応じて適切に潤滑油を供給することが可能となり、潤滑必要箇所への潤滑油の供給を効率よく行うことが可能となる。
即ち、ヒンジボール２１とシャフト７との摺接面やフロントヘッド４とシャフト７との間をシールするメカニカルシール８の部分などには、オイルリッチな潤滑油を供給する要請があるので、それらの部分に対しては、オイルタンク３０に貯められた潤滑油が直接供給され、また、斜板２０とシュー２２との摺接面となる斜板２０の周縁に対しても、確実な潤滑油の供給が要請されるので、この部分に対しては、制御通路３１を介して潤滑油が吹き付けられることとなり、潤滑必要箇所に応じて適切に潤滑油を供給することが可能となる。
尚、上述の構成においては、オイルタンク３０の周囲に吐出室２７を設け、この吐出室２７の周囲に吸入室２６を設けるようにしたが、吸入室２６と吐出室２７との位置関係を逆にしてもよく、このような構成とした場合には、リアヘッド３に設けられたオイルタンク３０の一部を取り巻くように吸入室２６が形成されることから、作動流体が吸入室２６を流れる過程においてオイルタンク３０を冷却することが可能となり、オイルタンク３０をシリンダヘッド側とリアヘッド側の両側から冷却することで、オイルタンク３０の冷却の一層の促進を図ることができるようになる。
第５図において、潤滑油供給経路の他の構成例が示されている。この例において、第１の潤滑油供給経路は、第１図に示す構成例と同様の構成であるが、第２の潤滑油供給経路が、一端がオイルタンク３０に連通し、シリンダブロック１及びフロントヘッド４に形成されたハウジング通路４８を介して他端がメカニカルシール８を収容するシャフトシール室１８に連通する通路と、シャフト７の軸方向に穿設された軸方向通路３７と、この軸方向通路３７から径方向に延びてスラスト軸受１０や、ヒンジボール２１が摺接するシャフト７の周面、メカニカルシール８を収容するシャフトシール室１８などのシャフト周囲の潤滑必要箇所に開口する径方向通路３８，３９，４０とによって構成されている。したがって、オイルタンク３０に貯められた潤滑油は、シリンダブロック１及びフロントヘッド４に形成されたハウジング通路４８を介してシャフトシール室１８に供給され、このシャフトシール室１８からスラストフランジ１５とフロントヘッド４との間に介在されるラジアル軸受１６及びスラスト軸受１７を介してクランク室６へ導かれると共に、シャフト７の径方向通路４０から軸方向通路３７及び他の径方向通路３８，３９を介してシャフト周囲の他の潤滑必要箇所へ導かれることとなる。
また、この構成例において、シリンダブロック１の軸受収容室１１とチャンバ５０とが、シリンダブロック１に形成されたオリフィス状のリーク通路４９を介して連通され、クランク室６とチャンバ５０とは、スラストフランジ１５とフロントヘッド４との間に介在されるスラスト軸受１７及びラジアル軸受１６、シャフトシール室１８、シャフト７に形成された通路（径方向通路４０、軸方向通路３７）、軸受収容室１１、及びリーク通路４９を介して、又は、シャフト７とシリンダブロック１との間に介在されるスラスト軸受１０及びラジアル軸受９、軸受収容室１１、及びリーク通路４９を介して連通されている。したがって、クランク室圧は、最終的にリーク通路４９を介してチャンバ５０に（吸入室側に）徐々にリークされるようになっている。尚、他の構成においては、前記構成例と同様であるので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。
このような構成においても、オイル分離室３３で分離されて、オイルタンク３０に貯められた潤滑油は、シリンダブロック１のチャンバ５０を流れる吸入側の作動流体（冷凍サイクルの低圧ラインから帰還した比較的温度の低い冷媒）によって冷却され、シャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給されることとなり、潤滑油の供給経路を、制御通路３１を介して斜板２０の周縁に潤滑油を供給する潤滑油供給経路と、オイルタンク３０から第２の潤滑供給経路を介してシャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給する経路との２系統にしたので、潤滑必要箇所に応じて適切に潤滑油を供給することが可能となり、潤滑必要箇所への供給を効率よく行うことが可能となる。
以上の圧縮機においては、フロントヘッド４、シリンダブロック１、バルブプレート２、及び、リアヘッド３を、それぞれのシリンダボア１２と同位相の位置に設けられた締結ボルト５によって軸方向に締結した構成例を示したが、圧縮機の小型化を図ると共に十分な耐圧・気密構造を得る必要から、第６図に示されるように、従来の破線で示される締結ボルト５に対し、直径の小さい締結ボルト５１を各シリンダボア１２の近傍に対称的に２つずつ設けるような構成としてもよい。このような構成においては、締結ボルト５１の数がシリンダボア１２の数よりも増加することとなるので、フロントヘッド４、シリンダブロック１、バルブプレート２、及び、リアヘッド３を、より均一かつ強固に締結することが可能となり、また、締結ボルト５１の径を従来よりも小さくしたので、圧縮機全体の径を小さくすることが可能となる。
さらに、以上の構成を前提とした上で、第７図及び第８図に示されるように、吸入ポート４３とチャンバ５０との間に吸入ポート４３から流入する作動流体を収容する副吸入室５２を設ける構成としてもよい。
即ち、第７図に示す構成においては、副吸入室５２が、別体をなすヘッダ５３をシリンダブロック１に組み付けて画設されるもので、この例においては、ヘッダ５３を締結ボルト５の挿通部分を跨ぐようにシリンダブロックに組み付け、ヘッダ５３に吸入ポート４３と、この吸入ポート４３に連通する補強リブ５４によって画成された２つの副吸入室５２とを設け、それぞれの副吸入室５２を締結ボルト５の挿通部分の両脇を通るように形成された第１通路４４を介してチャンバ５０にそれぞれ接続する構成となっている。
また、第８図に示す構成においては、シリンダブロック１の締結ボルト５の挿通部分を覆うようにシリンダブロック１の周縁部分の一部を膨出させ、この膨出部分に、締結ボルト５の挿通部分から延設された補強リブ５４によって２つに画成された副吸入室５２と、それぞれの副吸入室を締結ボルトの挿通部分の両脇を通ってチャンバ５０に接続する第１通路４４とを形成し、リアヘッドに形成された吸入ポート４３をバルブプレート２を介して副吸入室５２に接続するような構成となっている。尚、上述のいずれの構成においても、補強リブ５４を削除して１つの副吸入室５２としてもよい。
これらの構成においては、吸入ポート４３を介して流入する作動流体が副吸入室５２を通った後に第１通路４４を介してチャンバ５０に導かれるので、吸入脈動の低減を図ることが可能となる。
尚、上述の構成においては、オイルタンク３０をシリンダブロック１の中心付近に配置した構成を示したが、これに限定されるものではなく、吸入ポート４３から吸入された作動流体によって冷却できる位置であれば、シリンダブロック１の周縁寄りに配置するようにしてもよい。さらに、吸入ポート４３の位置やオイル分離室３０の位置も、上述の位置に限定されるものではなく、他の部分に設けるようにしてもよい。また、上述の構成は、クラッチレスの圧縮機においても同様に適用することが可能である。
また、上述の構成においては、往復動型圧縮機として回転斜板型圧縮機に適用した構成例を示したが、揺動斜板型圧縮機に適用するようにしてもよい。また、上述の構成において、フロントヘッド４、シリンダブロック１、バルブプレート２、及び、リアヘッド３は、締結ボルト５により組み付けられる場合を示したが、締結ボルト５に代えて、１つのリングナットを用いるようにしても、又は、溶接や接着剤などによってこれらを組み付けるようにしてもよい。
さらに、上述した圧縮機においては、シリンダブロック１にバルブプレート２を介してリアヘッド３を固定することで吸入室２６と吐出室２７とを画設し、また、シリンダブロック１にフロントヘッド４を固定することでクランク室６を画設するようにしているが、シリンダブロックにバルブプレートを介してフロントヘッドを固定することで吸入室と吐出室とを画設し、シリンダブロックにリアヘッドを固定することでクランク室を画設するようにしてもよく、このような圧縮機に対して、上述した構成を適用するようにしてもよい。
さらにまた、上述した構成は、シリンダブロックと第２ヘッドが一体となっている圧縮機に対して適用することも、バルブプレートがシリンダブロックあるいは第１ヘッドに形成された溝の中に収められた（上記締結ボルト用の穴を持たない）圧縮機に対して適用することも可能である。
産業上の利用可能性
以上述べたように、請求項１に係る発明によれば、オイル分離手段によって分離された潤滑油をオイルタンクに貯め、このオイルタンクに貯められた潤滑油を、外部から吸入されて吸入室に導かれる作動流体によって冷却するようにしたので、潤滑油の粘性が大きく保つことが可能となり、潤滑効果を高めることが可能となる。
請求項２及び３に係る発明によれば、オイルタンクの一部をシリンダブロックに設け、シリンダブロックに、オイルタンクを取り巻くように吸入経路が設けられるので、吸入室に導かれる作動流体がシリンダブロックの吸入経路を流れる過程においてオイルタンクの周囲を流れることになり、この作動流体によりオイルタンクを効率良く冷却することが可能となる。
請求項４に係る発明によれば、オイルタンクの一部を第１ヘッドに設け、第１ヘッドに、オイルタンクを取り巻くように吸入室が形成されるので、作動流体が吸入室を流れる過程においてオイルタンクを冷却することが可能となる。
請求項５に係る発明によれば、オイル分離手段を遠心分離式とし、吐出室に連通するオイル分離室をオイルタンクに部分的に重なり合うように形成して連通させ、これにより分離された潤滑油をオイルタンクに導入するようにしたので、潤滑油を効率よくオイルタンクに導入することができ、また、分離された潤滑油をオイルタンクに導く通孔を個別に穿設する必要がなくなる。
請求項６に係る発明によれば、チャンバがシリンダボアをも取り巻くように形成されるので、シリンダボアやこれに挿入されるピストンも効率よく冷却することが可能となる。
請求項７に係る発明によれば、チャンバがオイルタンクの周りとシリンダボアの周りとに筒状壁を残しつつ形成される場合において、筒状壁間に補強リブが架設されるので、ピストンの倒れ荷重に起因するシリンダボアが変形を防止することが可能となる。
請求項８及び９に係る発明によれば、２系統の潤滑経路が形成されるので、潤滑必要箇所に応じて適切な潤滑油の供給が可能となる。
請求項１０に係る発明によれば、シリンダブロック、バルブプレート、第１ヘッド、及び第２ヘッドを締結する締結ボルトが、シリンダボアの外側で、且つ、シリンダボアと同位相の位置に設けられるので、吸入経路の障害を無くすことが可能となる。
請求項１１に係る発明によれば、シリンダブロック、バルブプレート、第１ヘッド、及び第２ヘッドを一体に締結する締結ボルトの数を、シリンダボアの数よりも多くしたので、圧縮機の小型化を図りつつ、高耐圧・高気密構造を得る上で望ましい。請求項１２に係る発明によれば、吸入ポートとチャンバとの間に吸入ポートから流入する作動流体を収容する副吸入室を設けるようにしたので、吸入脈動を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明にかかる往復動型圧縮機を示す断面図であり、第２図のＩ−Ｉ線で切断した断面を示す。
第２図（ａ）は、第１図で示す圧縮機のシリンダブロックをリアヘッド側から見た端面であり、第２図（ｂ）は、第１図で示す圧縮機のバルブプレートを示す端面である。
第３図は、リアヘッド３に一体に形成されたストッパ６０と叶出弁２９と関係を説明する吐出室部分の拡大図である。
第４図は、オイル分離室３３とオイルタンク３０とを連通させる他の構成例を示す図である。
第５図は、本発明に係る往復動型圧縮機を示す断面図であり、オイルタンクからの潤滑油供給経路、及び、クランク室とチャンバとを連通する経路を異ならせた構成を示す図である。
第６図は、締結ボルトによる締結箇所を変更した例を説明するシリンダブロックの端面の一部を示す図である。
第７図は、吸入ポートとチャンバとを連通する通路上に副吸入室を設けた構成を説明する図である。
第８図は、吸入ポートとチャンバとを連通する通路上に副吸入室を設けた他の構成を説明する図であり、第８図（ｂ）は、第８図（ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面を示す。
【図１】
2003095834.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年5月27日(2003.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（補正後）複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、それぞれの前記シリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記シリンダブロックに前記バルブプレートを介して固定され、前記吸入孔に連通可能な吸入室および前記吐出孔に連通可能な吐出室を画設する第１ヘッドと、前記シリンダブロックに固定され、クランク室を画設する第２ヘッドと、前記クランク室を貫通するように回転可能に設けられるシャフトと、このシャフトの回転に伴い前記シリンダボア内を往復摺動するピストンとを備えた往復動型圧縮機において、
前記吐出室に吐出する作動流体中に混在している潤滑油を分離するオイル分離手段と、このオイル分離手段によって分離された潤滑油を貯めるオイルタンクとを設け、前記オイルタンクの一部をシリンダブロックに設けると共に前記シリンダブロックに前記オイルタンクを取り巻くように前記作動流体が流れる吸入経路を設けることにより、前記オイルタンクに貯められた潤滑油を、外部から吸入されて前記吸入室に導かれる作動流体によって冷却するようにしたことを特徴とする往復動型圧縮機。
【請求項２】
削除
【請求項３】
（補正後）前記吸入経路は、外部から作動流体を吸入する吸入ポートと、前記シリンダブロックにおいて前記オイルタンクを取り巻くように形成されて前記バルブプレート側に開口されたチャンバと、前記吸入ポートと前記チャンバとを連通する第１通路と、前記チャンバと前記吸入室とを連通する前記バルブプレートに形成された第２通路とを有して構成されている請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項４】
前記オイルタンクは、その一部が第１ヘッドに設けられており、前記第１ヘッドには、前記オイルタンクを取り巻くように前記吸入室が形成されていることを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項５】
前記オイル分離手段は、前記吐出室に連通するオイル分離室を備え、このオイル分離室で前記吐出室から流入された作動流体を旋回させて潤滑油を分離する遠心分離式であり、前記オイル分離室を前記オイルタンクと部分的に重なり合うように形成して連通させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項６】
前記チャンバは、前記シリンダボアをも取り巻くように形成されていることを特徴とする請求項３記載の往復動型圧縮機。
【請求項７】
前記チャンバは前記オイルタンクの周りと前記シリンダボアの周りとに筒状壁を残しつつ形成され、前記筒状壁間には補強リブが架設されていることを特徴とする請求項６記載の往復動型圧縮機。
【請求項８】
前記吐出室と前記クランク室との間には、圧力制御弁によって開度が調節される制御通路が形成されており、この制御通路のクランク室に臨む端部を前記斜板の周縁に向けて開口する第１の潤滑油供給経路と、前記オイルタンクに貯められた潤滑油を前記シャフトに形成された通路を介してシャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給する第２の潤滑油供給経路とを備え、前記クランク室と前記チャンバとを、前記シリンダブロックに形成されたリーク通路を介して連通するようにしたことを特徴とする請求項３記載の往復動型圧縮機。
【請求項９】
前記吐出室と前記クランク室との間には、圧力制御弁によって開度が調節される制御通路が形成されており、この制御通路のクランク室に臨む端部を前記斜板の周縁に向けて開口する第１の潤滑油供給経路と、前記オイルタンクに貯められた潤滑油を前記シリンダブロック並びに前記第２ヘッドに形成された通路、及び、この通路に通じる前記シャフトに形成された通路を介してシャフト周囲の潤滑必要箇所へ供給する第２の潤滑油供給経路とを備え、前記クランク室と前記チャンバとを、前記シャフトに形成された通路とこれに連通する前記シリンダブロックに形成されたリーク通路とを介して連通するようにしたことを特徴とする請求項３記載の往復動型圧縮機。
【請求項１０】
前記シリンダブロック、前記バルブプレート、前記第１ヘッド、及び前記第２ヘッドは締結ボルトによって一体に締結されており、前記締結ボルトは、前記シリンダボアの外側に位置し、且つ、前記シリンダボアと同位相の位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項１１】
前記シリンダブロック、前記バルブプレート、前記第１ヘッド、及び前記第２ヘッドは締結ボルトによって一体に締結されており、前記締結ボルトの数は、前記シリンダボアの数よりも多いことを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
【請求項１２】
前記吸入ポートと前記チャンバとの間には、前記吸入ポートから流入する作動流体を収容する副吸入室を設けるようにしたことを特徴とする請求項３記載の往復動型圧縮機。
【国際調査報告】
2003095834.tif 000011
2003095834.tif 000012
2003095834.tif 000013
2003095834.tif 000014