(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに形成される吐出室と、
円筒内面を有するとともに前記吐出室から吐出された冷媒からオイルを遠心分離により分離するオイルセパレータと、
前記円筒内面の内側に形成される分離室と、
前記ハウジングにおける前記分離室よりも冷媒の流通方向の下流側に形成され、前記オイルセパレータによりオイルが分離された冷媒を外部冷媒回路に吐出する吐出通路と、を備え、
前記分離室内に導入された冷媒が前記円筒内面に沿って旋回することで、前記冷媒に含まれるオイルが前記冷媒から遠心分離される圧縮機であって、
前記吐出通路に、前記分離室内で発生した前記冷媒の旋回流れを、前記冷媒が衝突することにより、前記冷媒の旋回流れとは異なる流れに変化させる衝突部を備え、
前記吐出通路は、前記円筒内面の接線方向であって、且つ前記冷媒の旋回方向とは逆向きに延在する延在通路を含むことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）は、圧縮機と外部冷媒回路とから構成されている。外部冷媒回路は、圧縮機で圧縮されて圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器に接続される膨張弁と、膨張弁を通過して膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えている。
【０００３】
冷媒には、圧縮機の内部の各摺動部分の潤滑のために用いられるオイル（潤滑油）が含まれている。ここで、圧縮機で圧縮された冷媒が、外部冷媒回路に吐出される際に、オイルが冷媒と共に外部冷媒回路に吐出されると、オイルが凝縮器や蒸発器の内壁等に付着して、凝縮器や蒸発器における熱交換効率が低下してしまう。そこで、圧縮機において、オイルが冷媒と共に外部冷媒回路に吐出されてしまうことを抑制するために、冷媒に含まれるオイルを冷媒から分離する遠心分離式のオイルセパレータを有するものが、特許文献１に開示されている。特許文献１の圧縮機では、分離室内に導入された冷媒が分離室内で周方向に旋回し、遠心力によって冷媒に含まれるオイルが遠心分離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２１９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のような遠心分離式のオイルセパレータにおいては、分離室内でオイルが分離された冷媒が、旋回した状態を維持したまま、分離室よりも冷媒の流通方向の下流側の吐出通路を流れる場合がある。冷媒が旋回しながら吐出通路を流れると、吐出通路を形成する内壁に冷媒が接触し易くなり、冷媒が吐出通路を流れる際に圧力損失が発生し易くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、冷媒が吐出通路を流れる際の圧力損失の発生を抑制することができる圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する圧縮機は、ハウジングに形成される吐出室と、円筒内面を有するとともに前記吐出室から吐出された冷媒からオイルを遠心分離により分離するオイルセパレータと、前記円筒内面の内側に形成される分離室と、前記ハウジングにおける前記分離室よりも冷媒の流通方向の下流側に形成され、前記オイルセパレータによりオイルが分離された冷媒を外部冷媒回路に吐出する吐出通路と、を備え、前記分離室内に導入された冷媒が前記円筒内面に沿って旋回することで、前記冷媒に含まれるオイルが前記冷媒から遠心分離される圧縮機であって、前記吐出通路に、前記分離室内で発生した前記冷媒の旋回流れを、前記冷媒が衝突することにより、前記冷媒の旋回流れとは異なる流れに変化させる衝突部を備えた。
【０００８】
これによれば、冷媒が衝突部に衝突することで、冷媒の旋回流れが、冷媒の旋回流れとは異なる流れに変化するため、冷媒の旋回した状態を無くすことができる。よって、吐出通路を流れる冷媒が旋回しながら流れてしまうことを抑制することができ、冷媒が旋回しながら吐出通路を流れる場合に比べると、吐出通路を形成する内壁に冷媒が接触し難くなる。その結果、冷媒が吐出通路を流れる際の圧力損失の発生を抑制することができる。
【０００９】
上記圧縮機において、前記吐出通路は、前記円筒内面の接線方向であって、且つ前記冷媒の旋回方向とは逆向きに延在する延在通路を含むことが好ましい。
これによれば、旋回しながら流れる冷媒が延在通路に流出する際に、延在通路を形成するハウジングの内壁における延在通路の入口側の開口部に衝突し易くなる。したがって、延在通路を形成するハウジングの内壁における延在通路の入口側の開口部は、冷媒が衝突する衝突部として機能する。よって、衝突部を別途設ける場合に比べると、圧縮機の構成を簡素化させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、冷媒が吐出通路を流れる際の圧力損失の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態における斜板式圧縮機を示す側断面図。
【図２】斜板式圧縮機の一部分を拡大して示す側断面図。
【図３】（ａ）は図２における３ａ−３ａ線断面図、（ｂ）は図２における３ｂ−３ｂ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、圧縮機を可変容量型の斜板式圧縮機に具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。なお、斜板式圧縮機は車両空調装置に用いられる。
図１に示すように、斜板式圧縮機１０のハウジング１１は、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２の前端に連結されるフロントハウジング１３と、シリンダブロック１２の後端に弁・ポート形成体１４を介して連結されるリヤハウジング１５とから構成されている。ハウジング１１内において、フロントハウジング１３とシリンダブロック１２とで囲まれた空間にはクランク室１６が区画形成されている。シリンダブロック１２及びフロントハウジング１３には、回転軸１７がラジアルベアリング１８を介して回転可能に支持されるとともに、回転軸１７はクランク室１６を貫通するように支持されている。
【００１３】
回転軸１７には、車両の走行駆動源であるエンジンＥが、クラッチレスタイプ（常時伝達型）の動力伝達機構ＰＴを介して作動連結されている。従って、エンジンＥの稼動時においては、エンジンＥから動力の供給を受けて回転軸１７が常時回転される。
【００１４】
クランク室１６において、回転軸１７には回転支持体１９が一体回転可能に止着されている。回転支持体１９はスラストベアリング２０を介してフロントハウジング１３に支持されている。また、回転軸１７には、斜板２１が、回転軸１７に対してその回転軸線Ｌが延びる方向（回転軸１７の軸方向）へスライド移動可能で且つ傾動可能に支持されている。回転支持体１９と斜板２１との間には、ヒンジ機構２２が介在されている。そして、斜板２１は、回転支持体１９との間でのヒンジ機構２２の介在により、回転軸１７の回転軸線Ｌに対して傾動可能で且つ回転軸１７と一体的に回転可能となっている。
【００１５】
シリンダブロック１２には複数のシリンダボア１２ａが回転軸１７の周囲に配列されるとともに、各シリンダボア１２ａには片頭型のピストン２３が往復動可能に収容されている。ピストン２３は、一対のシュー２４を介して斜板２１の外周部に係留されるとともに、ピストン２３は、斜板２１の回転運動によりシリンダボア１２ａ内で往復運動される。そして、シリンダボア１２ａ内には、ピストン２３の往復運動に応じて容積変化する圧縮室２５が形成されている。
【００１６】
ハウジング１１内において、弁・ポート形成体１４とリヤハウジング１５との間には、環状の吸入室２６が区画形成されるとともに、この吸入室２６の内側に吐出室２７が区画形成されている。そして、弁・ポート形成体１４には、圧縮室２５と吸入室２６との間に位置するように、吸入ポート２８及び吸入弁２９がそれぞれ形成されているとともに、圧縮室２５と吐出室２７との間に位置するように、吐出ポート３０及び吐出弁３１がそれぞれ形成されている。
【００１７】
リヤハウジング１５には、吸入室２６に連通する吸入通路３２が形成されている。また、吐出室２７は、リヤハウジング１５に形成される収容室４０を含む。収容室４０には、冷媒（本実施形態では二酸化炭素）に含まれるオイルを遠心分離により分離する円板状のオイルセパレータ５０が収容されている。
【００１８】
図２に示すように、収容室４０は、幅広部４０ａと、幅広部４０ａに連続するとともに幅広部４０ａよりも幅狭の幅狭部４０ｂとから構成されている。幅狭部４０ｂの底面４０ｅには、凹部４１が形成されている。幅狭部４０ｂの底面４０ｅであって、且つ凹部４１における幅狭部４０ｂ寄りの内周面には、環状溝部４３が形成されている。
【００１９】
オイルセパレータ５０は平面視真円状であるとともに、リヤハウジング１５とは別部材である。オイルセパレータ５０は、基板５１と、基板５１に設けられる円柱状の旋回軸５２とを備えている。基板５１には、旋回軸５２の周りに円環状に形成される円環部５３が延設されている。円環部５３の延設方向は、回転軸１７の軸方向に一致している。旋回軸５２の軸方向は、回転軸１７の軸方向に一致している。
【００２０】
円環部５３は円筒内面５３ａを有する。円筒内面５３ａの内側には分離室５３ｂが形成されている。凹部４１の内側は、オイルセパレータ５０によりオイルが分離された冷媒が排出される冷媒排出空間４５になっている。分離室５３ｂと冷媒排出空間４５とは連続している。凹部４１の内周面４１ａは、円筒内面５３ａと同様な円筒内面に形成されている。
【００２１】
円環部５３における基板５１とは反対寄りの外周縁部には、外側に突出する円環板状のフランジ部５６が形成されている。そして、オイルセパレータ５０は、フランジ部５６における基板５１とは反対側の端面５６ａが、幅狭部４０ｂの底面４０ｅに当接した状態で、収容室４０に収容され、幅狭部４０ｂに圧入されている。
【００２２】
フランジ部５６の端面５６ａの一部、及び円環部５３における基板５１とは反対側の端面５３ｅと、環状溝部４３とによって、貯油空間４６が区画形成されている。貯油空間４６は、分離室５３ｂに連続するとともに、リヤハウジング１５における分離室５３ｂよりも円環部５３の径方向の外側に延在している。リヤハウジング１５には、オイルセパレータ５０により冷媒から分離されたオイルをクランク室１６に導入するオイル通路４８が形成されている。オイル通路４８は、貯油空間４６を含む。また、収容室４０における円環部５３の外側には円環状の間隙４７が形成されている。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、円環部５３には、間隙４７（吐出室２７）と分離室５３ｂとを連通させる導入孔５７が複数（本実施形態では六つ）形成されている。各導入孔５７は、円環部５３を直線状に貫通するように形成されており、円環部５３の接線方向に沿って延在している。よって、各導入孔５７における分離室５３ｂ側の開口は、円筒内面５３ａに対して接線方向に向けて開口している。吐出室２７に吐出された冷媒は、基板５１及び円環部５３により間隙４７に案内され、各導入孔５７を介して分離室５３ｂに導入される。分離室５３ｂに流入した冷媒は、分離室５３ｂ内で円筒内面５３ａに沿って図３（ａ）において矢印Ｒ１で示す方向に沿って旋回する。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、リヤハウジング１５には、冷媒排出空間４５に排出された冷媒が流出する延在通路３３ａが形成されている。冷媒排出空間４５及び延在通路３３ａは、リヤハウジング１５における分離室５３ｂよりも冷媒の流通方向の下流側に形成され、オイルセパレータ５０によりオイルが分離された冷媒を外部冷媒回路３５に吐出する吐出通路３３を形成している。したがって、吐出通路３３は、延在通路３３ａを含む。延在通路３３ａは、凹部４１の内周面４１ａの接線方向であって、且つ冷媒の旋回方向（図３（ｂ）において矢印Ｒ２で示す方向）とは逆向きに延在している。延在通路３３ａの内周面は円形状である。
【００２５】
図１に示すように、吸入通路３２と吐出通路３３とは外部冷媒回路３５により接続されている。外部冷媒回路３５は、吐出通路３３に接続された凝縮器３５ａ、凝縮器３５ａに接続された膨張弁３５ｂ、及び膨張弁３５ｂに接続された蒸発器３５ｃを備えるとともに、蒸発器３５ｃには吸入通路３２が接続されている。そして、斜板式圧縮機１０は、冷凍回路に組み込まれている。
【００２６】
外部冷媒回路３５における蒸発器３５ｃの出口側から吸入室２６に導入された冷媒は、各ピストン２３の上死点位置から下死点位置側への移動により、吸入ポート２８及び吸入弁２９を介して圧縮室２５に吸入される。圧縮室２５に吸入された冷媒は、ピストン２３の下死点位置から上死点位置側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート３０及び吐出弁３１を介して吐出室２７に吐出される。
【００２７】
シリンダブロック１２及びリヤハウジング１５には、吸入室２６とクランク室１６を接続する抽気通路３６が形成されている。また、シリンダブロック１２及びリヤハウジング１５には、吐出室２７とクランク室１６を接続する給気通路３７が形成されるとともに、この給気通路３７には容量制御弁３８が配設されている。容量制御弁３８は電磁弁よりなり、ソレノイド（図示せず）の励磁・消磁によって給気通路３７を開閉する。貯油空間４６は、通路４８ａを介して容量制御弁３８に接続されている。
【００２８】
そして、容量制御弁３８が給気通路３７を開閉することで、吐出室２７からクランク室１６への高圧な冷媒の供給量が変更され、抽気通路３６を介したクランク室１６から吸入室２６への冷媒の排出量との関係から、クランク室１６の圧力が変更される。その結果、クランク室１６とシリンダボア１２ａとのピストン２３を介した圧力差が変更され、斜板２１の傾角が変更されて吐出容量が調節される。
【００２９】
具体的には、容量制御弁３８のソレノイドの励磁・消磁は図示しない制御コンピュータによって制御されるとともに、この制御コンピュータにはエアコンスイッチが信号接続されている。制御コンピュータは、エアコンスイッチがＯＦＦされると、容量制御弁３８のソレノイドを消磁する。すると、容量制御弁３８によって給気通路３７が開かれ、吐出室２７とクランク室１６とが連通される。したがって、吐出室２７の高圧な冷媒が給気通路３７を介してクランク室１６へ供給される。さらに、クランク室１６の圧力が抽気通路３６を介して吸入室２６に抜ける。その結果、クランク室１６の圧力とシリンダボア１２ａの圧力とのピストン２３を介した差が変更され、斜板２１の傾角が最小となって吐出容量が最小となる。
【００３０】
一方、エアコンスイッチがＯＮされ、ソレノイドが励磁されると容量制御弁３８によって給気通路３７の開度が小さくなり、クランク室１６の圧力が抽気通路３６を介した吸入室２６への放圧に基づいて低下していく。この減圧により、斜板２１が最小傾角から離脱されて傾角が大きくなり、斜板式圧縮機１０では、最小吐出容量を越えた吐出容量で圧縮が行われる。
【００３１】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、吐出室２７に吐出された冷媒は、基板５１及び円環部５３により間隙４７に案内され、各導入孔５７を介して分離室５３ｂに導入される。分離室５３ｂに流入した冷媒は、円筒内面５３ａに沿って旋回されることで、冷媒に含まれるオイルが遠心分離されて円筒内面５３ａに付着する。円筒内面５３ａに付着したオイルは、円筒内面５３ａを伝って貯油空間４６に排出される。貯油空間４６に貯油されたオイルは、通路４８ａ、容量制御弁３８及び給気通路３７を介してクランク室１６へ供給され、各摺動部分を潤滑する。
【００３２】
一方、オイルセパレータ５０によりオイルが分離された冷媒は、冷媒排出空間４５に排出される。そして、冷媒排出空間４５に排出された冷媒は、凹部４１の内周面４１ａに沿って旋回される。
【００３３】
図３（ｂ）に示すように、延在通路３３ａが、円筒内面５３ａと同様な円筒内面に形成された凹部４１の内周面４１ａの接線方向であって、且つ冷媒の旋回方向とは逆向きに延在している。このため、旋回しながら流れる冷媒が延在通路３３ａに流出する際に、延在通路３３ａを形成するリヤハウジング１５の内壁における延在通路３３ａの入口側の開口部３３ｂに衝突し易くなる。冷媒が開口部３３ｂに衝突することで、冷媒の旋回流れが、冷媒の旋回流れとは異なる流れに変化するため、冷媒の旋回した状態が無くなる。したがって、延在通路３３ａを形成するリヤハウジング１５の内壁における延在通路３３ａの入口側の開口部３３ｂは、分離室５３ｂ内で発生した冷媒の旋回流れを、冷媒が衝突することにより、冷媒の旋回流れとは異なる流れに変化させる衝突部として機能する。よって、吐出通路３３は衝突部を備えている。そして、延在通路３３ａを流れる冷媒が旋回しながら流れてしまうことが抑制され、冷媒が旋回しながら延在通路３３ａを流れる場合に比べると、延在通路３３ａを形成するリヤハウジング１５の内壁に冷媒が接触し難くなる。その結果、冷媒が延在通路３３ａを流れる際の圧力損失の発生が抑制される。
【００３４】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）旋回しながら流れる冷媒が延在通路３３ａに流出する際に、延在通路３３ａを形成するリヤハウジング１５の内壁における延在通路３３ａの入口側の開口部３３ｂに衝突する。これによれば、冷媒が開口部３３ｂに衝突することで、冷媒の旋回流れが、冷媒の旋回流れとは異なる流れに変化するため、冷媒の旋回した状態を無くすことができる。よって、吐出通路３３を流れる冷媒が旋回しながら流れてしまうことを抑制することができ、冷媒が旋回しながら吐出通路３３を流れる場合に比べると、吐出通路３３を形成する内壁に冷媒が接触し難くなる。その結果、冷媒が吐出通路３３を流れる際の圧力損失の発生を抑制することができる。
【００３５】
（２）吐出通路３３は、円筒内面５３ａの接線方向であって、且つ冷媒の旋回方向とは逆向きに延在する延在通路３３ａを含む。これによれば、旋回しながら流れる冷媒が延在通路３３ａに流出する際に、延在通路３３ａを形成するリヤハウジング１５の内壁における延在通路３３ａの入口側の開口部３３ｂに衝突し易くなる。したがって、延在通路３３ａを形成するリヤハウジング１５の内壁における延在通路３３ａの入口側の開口部３３ｂは、オイルが分離された冷媒が衝突する衝突部として機能する。よって、衝突部を別途設ける場合に比べると、斜板式圧縮機１０の構成を簡素化させることができる。
【００３６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  実施形態において、延在通路３３ａの内周面が四角形状であってもよい。これによれば、延在通路３３ａが円形状である場合に比べると、延在通路３３ａを流れる冷媒が旋回し難くなる。
【００３７】
○  実施形態において、オイルセパレータ５０は、旋回軸５２を備えていなくてもよい。
○  実施形態において、導入孔５７の数は特に限定されるものではない。
【００３８】
○  実施形態において、貯油空間４６は、リヤハウジング１５に形成される通路を介して吸入室２６に接続されていてもよい。この場合、貯油空間４６に貯油されたオイルは、通路を介して吸入室２６へ供給されるとともに、外部冷媒回路３５における蒸発器３５ｃの出口側から吸入室２６に導入された冷媒と混合され、斜板式圧縮機１０の各摺動部分を潤滑する。
【００３９】
○  実施形態において、円環部５３の延設方向が、回転軸１７の軸方向に対して交差する方向となるようにオイルセパレータ５０を配置してもよい。
○  実施形態において、オイルセパレータ５０が平面視楕円状であってもよい。
【００４０】
○  実施形態において、オイルセパレータ５０の一部がハウジング１１の一部から形成されていてもよい。
○  実施形態において、斜板式圧縮機１０を可変容量型に具体化したが、固定容量型としてもよい。
【００４１】
○  実施形態において、斜板式圧縮機１０を片頭ピストンタイプとしたが、両頭ピストンタイプとしてもよい。
○  実施形態において、斜板式圧縮機１０は、車両空調装置に用いられなくてもよく、その他の空調装置に用いられてもよい。
【００４２】
○  実施形態において、圧縮機は、斜板式圧縮機１０に限らず、例えば、スクロール型、ベーン型、又はルーツ式の圧縮機であってもよい。
○  実施形態において、冷媒として二酸化炭素を用いたが、冷媒として、例えば、フロンを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…圧縮機としての斜板式圧縮機、１１…ハウジング、２７…吐出室、３３…吐出通路、３３ａ…延在通路、３３ｂ…衝突部として機能する開口部、３５…外部冷媒回路、５０…オイルセパレータ、５３ａ…円筒内面、５３ｂ…分離室。
【図１】
0006418024.tif 000002
【図２】
0006418024.tif 000003
【図３】
0006418024.tif 000004