(57)【要約】【課題】  歯車ポンプへのガスの吸入量を低減すると共に、歯車ポンプ内の高比重異物を積極的に外部へ排出して横型ロータリコンプレッサ及び当該横型ロータリコンプレッサを備えた空気調和機の信頼性の向上を図る。【解決手段】  回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部に歯車ポンプ１０１を設けて成る横型ロータリコンプレッサ１０であって、歯車ポンプ１０１は、ハウジング９０の歯車室９２内に設けられた外歯車９３Ａと外歯車９３Ａ内に位置して回転軸１６に取り付けられた内歯車９３Ｂとから成る歯車対９３と、密閉容器１２内下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路１１２とを備え、内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａの噛み合わせ回転運動によって歯車対９３にポンプ作用を生じさせ、オイル吸入通路１１２を経て歯車室９２にオイルを汲み上げると共に、オイル吸入通路１１２の歯車室９２へのオイル吸入部９４より上側にガス溜まり１１６を設ける。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横型の密閉容器内に、電動要素と、該電動要素の側方に位置して当該電動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮機構部とを備え、前記回転軸の前記回転圧縮機構部側の端部には歯車ポンプを設けて成る横型ロータリコンプレッサであって、
前記歯車ポンプは、ハウジングの歯車室内に設けられた外歯車と該外歯車内に位置して前記回転軸に取り付けられた内歯車とから成る歯車対と、前記密閉容器内下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路とを備え、前記内歯車と外歯車の噛み合わせ回転運動によって前記歯車対にポンプ作用を生じさせ、前記オイル吸入通路を経て前記歯車室にオイルを汲み上げると共に、
前記オイル吸入通路の前記歯車室へのオイル吸入部より上側にガス溜まりを設けたことを特徴とする横型ロータリコンプレッサ。
【請求項２】
前記内歯車の中心と前記歯車室の中心を結ぶ縦軸と該縦軸に直交して前記歯車室の中心を通る横軸とから成り、前記オイル吸入部及び前記回転軸側を正とする座標において、第１・第２象限と前記ガス溜まり間に連通路を設けると共に、第３・第４象限に前記ハウジングを貫通したガス抜き孔を設けたことを特徴とする請求項１の横型ロータリコンプレッサ。
【請求項３】
前記歯車室の第３・第４象限の外周部に第２象限から徐々に通路面積が拡大する形状の凹部を形成し、前記ガス抜き孔は、該凹部とハウジング外部とを連通したことを特徴とする請求項１又は請求項２の横型ロータリコンプレッサ。
【請求項４】
前記歯車室の第１・第２象限の外周部に第３象限に向けて通路面積が縮小する形状の凹部を形成し、前記連通路は、該凹部と前記ガス溜まりとを連通したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の横型ロータリコンプレッサ。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の横型ロータリコンプレッサを用いて冷媒回路が構成された空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横型の密閉容器内に、電動要素と、この電動要素の側方に位置して当該電動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮機構部とを備え、回転軸の回転圧縮機構部側の端部には歯車ポンプを設けて成る横型ロータリコンプレッサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の横型のロータリコンプレッサは、密閉容器内に駆動要素としての電動要素と、この電動要素の側方に位置して電動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮機構部とから構成されている。また、密閉容器の底部はオイル溜めとされており、当該オイル溜めから給油手段としての歯車ポンプにてオイルが汲み上げられて、圧縮機構部等にオイルが供給され、摺動部の摩耗を防いでいた。
【０００３】
ここで、前記歯車ポンプは回転軸の回転圧縮後部側の端部に設けられ歯車室内に外歯車と内歯車からなる歯車対を備え、内歯車の中央に形成された孔に前記回転軸を嵌合挿入して、回転軸より伝達される回転力を内歯車に伝達し、内歯車と外歯車のかみ合わせ回転運動により歯車対にポンプ作用を生じさせて、歯車ポンプを作動するものである。
【０００４】
そして、前記回転運動によりオイル吸入通路のオイル溜め内に開口した吸油口からオイル吸入部を介して歯車室に吸い上げられたオイルは歯車対の回転運動により歯車室の中心部へと導かれてオイル供給部から回転軸に形成されたオイル通路に供給される構成とされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−３２４７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記オイル吸入通路から汲み上げられるオイル内には密閉容器内の冷媒が含まれており、当該オイル吸入通路内への吸い上げによって減圧されることにより、冷媒がオイルから分離して気化してしまう。また、オイル中に含まれる冷媒が歯車室内に入ると、歯車ポンプによる加熱や撹拌により気化してキャビテーションが生じて、振動や騒音が発生したり、歯車ポンプによるオイル汲み上げ能力が不安定となる問題が生じており、最悪の場合には、歯車ポンプが損傷をきたす恐れがあった。これにより、歯車ポンプの信頼性が低下すると共に、ロータリコンプレッサの効率が低下する不都合が発生していた。
【０００６】
また、オイル吸入通路から汲み上げられるオイル中には金属等の高比重異物が混入することもある。
【０００７】
そのため、従来の歯車ポンプでは歯車対の外歯車とハウジングの歯車室間に形成される隙間を利用して、ガス抜きと高比重異物の排出するものとしていたが、係る構成ではガスや高比重異物を積極的に外部へ排出することができなかった。
【０００８】
本発明は、係る技術的課題を解決するために成されたものであり、歯車ポンプへのガスの吸入量を低減すると共に、歯車ポンプ内の高比重異物を積極的且つ早期に外部へ排出して横型ロータリコンプレッサ及び当該横型ロータリコンプレッサを備えた空気調和機の信頼性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の横型ロータリコンプレッサは、横型の密閉容器内に、電動要素と、この電動要素の側方に位置して当該電動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮機構部とを備え、回転軸の回転圧縮機構部側の端部には歯車ポンプを設けて成るものであって、歯車ポンプは、ハウジングの歯車室内に設けられた外歯車とこの外歯車内に位置して回転軸に取り付けられた内歯車とから成る歯車対と、密閉容器内下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路とを備え、内歯車と外歯車の噛み合わせ回転運動によって歯車対にポンプ作用を生じさせ、オイル吸入通路を経て歯車室にオイルを汲み上げると共に、オイル吸入通路の歯車室へのオイル吸入部より上側にガス溜まりを設けたものである。
【００１０】
請求項２の発明の横型ロータリコンプレッサでは、上記発明において内歯車の中心と歯車室の中心を結ぶ縦軸とこの縦軸に直交して歯車室の中心を通る横軸とから成り、オイル吸入部及び回転軸側を正とする座標において、第１・第２象限とガス溜まり間に連通路を設けると共に、第３・第４象限にハウジングを貫通したガス抜き孔を設けたものである。
【００１１】
請求項３の発明の横型ロータリコンプレッサでは、上記各発明において歯車室の第３・第４象限の外周縁に第１象限に向けて徐々に通路面積が拡大する形状の凹部を形成し、ガス抜き孔は、この凹部とハウジング外部とを連通したものである。
【００１２】
請求項４の発明の横型ロータリコンプレッサでは、上記各発明において歯車室の第１・第２象限の外周縁に第３象限に向けて通路面積が縮小する形状の凹部を形成し、連通路は、この凹部とガス溜まりとを連通したものである。
【００１３】
請求項５の発明の空気調和機は、上記各発明の横型ロータリコンプレッサを用いて冷媒回路が構成されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の横型ロータリコンプレッサによれば、オイル吸入通路のオイル吸入部より上側にガス溜まりを設けて、ガスをオイルから分離し、当該ガス溜まりに溜めることで、オイル吸入部からのガスの吸入量を減らす、或いは、ガスの吸入を解消することができるようになる。
【００１５】
これにより、ガス吸入により生じる不都合を極力抑えることが可能となるので、歯車ポンプの信頼性と、横型ロータリコンプレッサの効率の改善を図ることができるようになる。
【００１６】
請求項２の発明では、上記発明に加えて歯車対の回転運動により、昇圧したオイルにより外歯車が歯車室内のオイル吸入部とは反対側に移動するので、第１・第４象限では、外歯車と歯車室の間が広がり、第２・３象限では狭まるようになる。
【００１７】
これにより、第１・第２象限に形成された連通孔からのガスを、外歯車と歯車室の間が広がって吸入作用が生じる第１・４象限側へと効果的に流し、外歯車と歯車室の間が徐々に狭くなって圧縮作用が生じる第３・第４象限に形成されたガス抜き孔から密閉容器内に排出させることができるようになる。
【００１８】
また、オイル吸入通路からオイル中に混入して汲み上げられ、歯車対９３の回転による遠心力で、外歯車とハウジングの歯車室間に飛ばされた金属等の高比重異物もガス抜き孔から積極的に歯車ポンプ外部に排出することができる。
【００１９】
請求項３の発明では、上記各発明に加えて凹部を第１象限に向けて徐々に通路面積が拡大するように形成することで、当該凹部が第１象限に向けて徐々に広くなって吸引作用が生じるようになり、ガス溜まり内のガスを連通孔から第１・第２象限側に吸入し易くなると共に、該連通孔を経て凹部に流入したガスが、第１・第４象限側に流れ易くなる。
【００２０】
請求項４の発明では、上記各発明に加えて凹部を第３象限に向けて通路面積が縮小するように形成することで、当該凹部が第３象限に向けて徐々に狭くなって圧縮作用が生じるようになり、ガス抜き孔からガス及び金属等の高比重異物を積極的に排出することができるようになる。
【００２１】
また、請求項５の如く上記各発明の横型ロータリコンプレッサを空気調和機として用いることで、当該空気調和機の信頼性の向上及び性能の改善を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明の横型ロータリコンプレッサの実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた内部中間圧型の横型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサ１０の縦断側面図を示している。
【００２４】
図１において、実施例のロータリコンプレッサ１０は二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒とする内部中間圧型の横型２段圧縮式ロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１０は横長円筒状の容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの端部開口を閉塞するように取り付けられた略椀状のエンドキャップ１２Ｂとから成る密閉容器１２を備え、当該密閉容器１２の底部をオイル溜めとしている。この密閉容器１２内にはステータ２２とロータ２４から成る当該ロータリコンプレッサ１０の駆動要素としての電動要素１４と、この電動要素１４の側方に位置して電動要素１４の回転軸１６にて駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８が収納されている。尚、実施例のロータリコンプレッサ１０は車両用の空気調和機として使用されるものである。
【００２５】
前記電動要素１４は密閉容器１２の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ２４とから成る。このロータ２４は中心を通り密閉容器１２の軸心方向（横方向）に延在する回転軸１６に固定されている。
【００２６】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を有している。そして、前記ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成されている。
【００２７】
前記回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部には容積型オイルポンプの歯車ポンプ１０１が設けられている。この歯車ポンプ１０１は、密閉容器１２内に封入された潤滑用のオイルを回転圧縮機構部１８等の摺動部に供給し、摩耗を防止するためものである。
【００２８】
ここで、当該歯車ポンプ１０１の構造について図２乃至図５を用いて説明する。歯車ポンプ１０１は、ステンレス等の金属製材料にて構成されており、ハウジング９０の歯車室９２と、このハウジング９０の歯車室９２内に設けられた外歯車９３Ａとこの外歯車９３Ａ内に位置して回転軸１６に取り付けられた内歯車９３Ｂとからなる歯車対９３と、密閉容器１２下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路１１２とを備えている。
【００２９】
前記歯車室９２は歯車対９３を設置するための円盤状の室と、前記オイル吸入通路１１２と連通し、当該オイル吸入通路１１２の吸油口１１３からのオイルを歯車室９２内に吸入するためのオイル吸入部９４と歯車室９２内に吸入されたオイルを回転軸１６内に形成されたオイル通路８４へと供給するためのオイル供給部９５とが形成された給油通路９７にて構成されている。
【００３０】
前記歯車対９３は歯車室９２内の径方向に少許間隔を存して、回転可能に収容されている。外歯車９３Ａの中心は歯車室９２の中心とほぼ一致する位置とされている。歯車対９３の内歯車９３Ｂの中心にはＤカット形状の孔１１１が形成されており、この孔１１１内には回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部が嵌合挿入されている。この内歯車９３Ｂの中心は歯車室９２及び外歯車９３Ａの中心より上側に位置するため、内歯車９３Ｂは外歯車９３Ａ内に当該外歯車９３Ａの内面の上側と当接し、下側と離れるようなかたちとなる。
【００３１】
そして、前記内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａの噛み合わせ回転運動によって歯車対９３にポンプ作用を生じさせ、オイル吸入通路１１２を経て歯車室９２にオイルを汲み上げる構成とされている。このオイル吸入通路１１２の歯車室９２へのオイル吸入部９４より上側にはガス溜まり１１６が設けられている。このガス溜まり１１６は、吸油口１１３からオイルと共に汲み上げられる冷媒ガスをオイルから分離し、貯溜するためのものである。
【００３２】
また、本発明では歯車ポンプ１０１の前記内歯車９３Ｂの中心と歯車室９２の中心（外歯車９３Ａの中心）を結ぶ縦軸と歯車室９２の中心を通る横軸から成り、オイル吸入部９４及び回転軸１６側を正とする座標において、第１・第２象限とオイル吸入通路１１２のガス溜まり１１６間に連通路１１７が設けられている。更に、第３・第４象限にはハウジング９０を貫通するガス抜き孔１１８が設けられている。
【００３３】
尚、歯車ポンプ１０１は、ハウジング９０の歯車室９２内に歯車対９３を設置した状態で、中心部に回転軸１６を挿入するための孔が形成されたドーナッツ形状の蓋部材９６で歯車室９２の開口を覆い、周囲を図示しないネジ等で締結、若しくは、溶接した後、蓋部材９６に形成された孔に回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部を挿入接続して、内歯車９３Ｂの孔１１１に嵌合挿入した状態で蓋部材９６を回転圧縮機構部１８の第１の回転圧縮要素３２のカバー６８にスポット溶接、又は、ボルト止めすることにより取り付けられる。
【００３４】
一方、前記第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４は、それぞれ中間仕切板３６の両側（図１では左右）に配置されたシリンダ３８、４０と、１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けられた偏心部４２、４４に嵌合され、シリンダ３８、４０内を偏心回転するローラ４６、４８と、これらローラ４６、４８にそれぞれ当接してシリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画するベーン５０、５２と、シリンダ３８の電動要素１４側の開口面及びシリンダ４０の電動要素１４とは反対側（歯車ポンプ１０１側）の開口面をそれぞれ閉塞して回転軸１６の軸受を兼用する支持部材５４、５６とから構成されている。
【００３５】
そして、シリンダ３８、４０には図示しない吸込ポートにてシリンダ３８、４０内部の低圧室側とそれぞれ連通する図示しない吸込通路が形成されている。また、シリンダ３８と連通する吸込通路はバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側の密閉容器１２内に開口しており、ここから第２の回転圧縮要素３４にバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側の冷媒ガスが吸い込まれるように構成されている。
【００３６】
また、前記支持部材５４の電動要素１４側は一部が凹陥されており、この凹陥部をカバー６６で塞ぐことにより、吐出消音室６２が形成されている。また、支持部材５６の電動要素１４側とは反対側は一部が凹陥されており、この凹陥部をカバー６８で塞ぐことにより、吐出消音室６４が形成されている。これら吐出消音室６２、６４はそれぞれ図示しない吐出ポートを介してシリンダ３８、４０の高圧側と連通している。
【００３７】
そして、吐出消音室６４と密閉容器１２内は、シリンダ３８、４０や中間仕切板３６、支持部材５４、バッフル板１００を貫通して電動要素１４側に開口する連通路１２０にて連通されており、この連通路１２０の端部には中間吐出管１２１が立設され、この中間吐出管１２１から第１の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒ガスを密閉容器１２内の前記バッフル板１００の電動要素１４側に吐出させるように構成している。このとき、冷媒ガス中には第１の回転圧縮要素３２に供給されたオイルが混入しているが、このオイルもバッフル板１００のの電動要素１４側に吐出されることになる。ここで、冷媒ガス中に混入したオイルは冷媒ガスから分離して密閉容器１２内底部のオイル溜めに溜まる。
【００３８】
前述したバッフル板１００は、密閉容器１２内を電動要素１４側と回転圧縮機構部１８側とに区画して差圧を構成するためのものであり、密閉容器１２の容器本体１２Ａ上方に取り付けられたターミナル２０の下側に位置して、密閉容器１２内面（容器本体１２Ａの内面）と僅かな隙間を存して設けられている。当該バッフル板１００は、密閉容器１２内を区画する円盤状の区画部１０３と、この区画部１０３の周囲から電動要素１４側に延在する周壁部１０４とから構成されており、周壁部１０４の先端（周壁部１０４の電動要素１４側の端部）を電動要素１４のステータ２２にスポット溶接又はボルト止め固定することにより取り付けられている。尚、前記ターミナル２０は、電動要素１４に電力を供給するためのものであり、密閉容器１２の容器本体１２Ａ上方に形成された円形の取付孔１２Ｄ内に取り付けられている。
【００３９】
そして、第１の回転圧縮要素３２で圧縮され、密閉容器１２内のバッフル板１００の電動要素１４側に吐出された中間圧の冷媒ガスは、バッフル板１００と密閉容器１２の内面との間に形成された隙間を通って回転圧縮機構部１８側に流入することになるが、係るバッフル板１００の存在により、密閉容器１２内にはバッフル板１００の電動要素１４側の圧力が高く、回転圧縮機構部１８側が低い差圧が構成されることになる。
【００４０】
また、区画部１０３の周囲から電動要素１４側に延在する周壁部１０４を設けることで、当該ロータリコンプレッサ１０が電動要素１４側に大きく傾斜した場合、オイル溜めに位置する周壁部１０４の存在により、バッフル板１００の電動要素１４側に溜まるオイル量が少なくなるため、その分、バッフル板１００の回転圧縮機構部１８側のオイルレベル（油面）を上昇させることができる。これにより、ロータリコンプレッサ１０が電動要素１４側に傾斜する状況下でもバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側のオイル吸入通路１１２の吸油口１１３がオイル中に浸漬されるようになり、オイル供給を行うことが可能となる。
【００４１】
また、この周壁部１０４には切欠部１０５が形成されている。この切欠部１０５はバッフル板１００が取り付けられた際、前記ターミナル２０に対応する位置に形成されており、この切欠部１０５内にターミナル２０の端子や図示しない配線等が位置する。即ち、バッフル板１００の周壁部１０４に形成された切欠部１０５により、ターミナル２０の端子や配線の取り回しが阻害されず、且つ、絶縁距離も確保することができるようになる。これにより、ターミナル２０をバッフル板１００に対応する位置となる密閉容器１２の上方に取り付けることが可能となり、メンテナンス性の向上を図ることができるようになる。また、ターミナル２０をバッフル板１００に対応する位置の密閉容器１２（容器本体１２Ａ）に取り付けることで、ターミナル２０の取り付けを従来のエンドキャップ１２Ｂから容器本体１２Ａの上方に変更することによるロータリコンプレッサ１０の全長の拡大も回避することができるようになる。
【００４２】
更に、バッフル板１００は切欠部１０５近傍の部分の周壁部１０４と密閉容器１２の内面間の間隙は、他の部分の周壁部１０４（切欠部１０５近傍以外の部分の周壁部１０４）と密閉容器１２内面との間隙よりも狭くされている。
【００４３】
即ち、切欠部１０５を形成することで、当該切欠部１０５からも冷媒の流通が成されるようになるため、密閉容器１２内面とバッフル板１００の周壁部１０４の間の間隙を従来の如く他の部分の周壁部１０４と密閉容器１２内面と同じ間隙とすると、切欠部１０５により差圧が有効に構成されなくなってしまう。
【００４４】
このため、バッフル板１００の回転圧縮機構部１８側のオイルレベルを充分に確保できなくなってしまう。特に、二酸化炭素（ＣＯ2）などの密度の高い冷媒を使用した場合には、冷媒ガスの流速が遅く、通路抵抗が小さいため、他の冷媒と比べて差圧が構成され難くなり、切欠部１０５形成による影響は著しく、最悪の場合、差圧が殆ど構成されない恐れもある。
【００４５】
しかしながら、本発明の如く切欠部１０５近傍の周壁部１０４と密閉容器内１２内面の間隙を他の部分の周壁部１０４と密閉容器１２内面との間隙よりも狭くすることで、切欠部１０５付近の通路抵抗が増大し、差圧が構成されるようになる。
【００４６】
これにより、所望の差圧を得ることができるようになる。この差圧によって密閉容器１２内底部のオイル溜めに貯溜されたオイルはバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側に移動し、バッフル板１００の電動要素１４側より回転圧縮機構部１８側のオイルレベルが上昇する。これにより、オイル吸入通路１１２の吸油口は支障無くオイル中に浸漬されるようになるので、歯車ポンプ１０１による回転圧縮機構部１８の摺動部へのオイルの供給が円滑に行われるようになる。
【００４７】
尚、密閉容器１２内に封入される潤滑油としてのオイルとしては、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキルグリコール）等既存のオイルが使用される。そして、冷媒としては、地球環境にやさしく可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ2）を使用する。このように、自然冷媒である二酸化炭素を冷媒として使用することで環境問題にも寄与することができるようになる。
【００４８】
他方、前記密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面には、シリンダ４０の図示しない吸込通路に対応する位置にスリーブ１４２が溶接固定されている（図６）。このスリーブ１４２内には冷媒導入管７４の一端が挿入接続され、シリンダ４０の吸込通路と連通する。
【００４９】
また、容器本体１２Ａの側面の吐出消音室６２に対応する位置にはスリーブ１４３が形成されている。このスリーブ１４３内には冷媒吐出管７６が挿入接続され、この冷媒吐出管７６の一端は吐出消音室６２と連通されており、第２の回転圧縮要素３４のシリンダ３８で圧縮され、図示しない吐出ポートを通って吐出消音室６２に吐出された冷媒ガスが冷媒吐出管７６から外部のガスクーラ１５４（放熱器）に供給される。更に、密閉容器１２の底部には取付用台座１１０が設けられている。
【００５０】
次に、図６は本発明のロータリコンプレッサ１０を用いて冷媒回路１４０が構成された車両用空気調和機の冷媒回路図である。この冷媒回路１４０は前記ロータリコンプレッサ１０、ガスクーラ１５４、膨張弁１５５及び蒸発器１５７を順次環状に配管接続することにより構成されている。即ち、ロータリコンプレッサ１０の冷媒吐出管７６はガスクーラ１５４の入口に接続されている。ガスクーラ１５４を出た配管は膨張弁１５５を経て蒸発器１５７の入口に接続されている。また、蒸発器１５７の出口にはロータリコンプレッサ１０の冷媒導入管７４が接続されている。
【００５１】
以上の構成で次にロータリコンプレッサ１０の動作を説明する。ターミナル２０及び図示しない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けられた偏心部４２、４４に嵌合されたローラ４６、４８がシリンダ３８、４０内で偏心回転する。
【００５２】
また、回転軸１６が回転すると、回転軸１６により伝達される回転力が内歯車９３Ｂに伝達し、内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａのかみ合わせ回転運動により歯車対９３にポンプ作用が生じ、歯車ポンプ１０１が作動する。これにより、密閉容器１２内底部のオイル溜めのオイルが当該オイル溜めにて開口したオイル吸入通路１１２の吸油口１１３から汲み上げられて、オイル吸入部９４から歯車室９２内に吸入される。
【００５３】
このとき、吸油口１１３から汲み上げられたオイル内には、密閉容器１２内の冷媒が含まれるが、ガス溜まり１１６により、オイルから分離した冷媒ガスを溜めることができるので、オイル吸入部９４から歯車室９２内に吸入されるガスを減らす、或いは、ガスの吸入を解消することができる。
【００５４】
そして、オイル吸入部９４から歯車室９２内に吸入されたオイルは、前述の内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａのかみ合わせ回転運動により給油通路９７を通って歯車室９２の中心部へと導かれて、オイル供給部９５から回転軸１６に形成されたオイル通路８４へと供給される。このオイル通路８４に供給されたオイルは、このオイル通路８４を通って回転圧縮機構部１８の摺動部等に供給される。
【００５５】
一方、前記ローラ４６、４８の回転により、冷媒導入管７４及び支持部材５６に形成された図示しない吸込通路を経由して吸込ポートから第１の回転圧縮要素３２のシリンダ４０の低圧室側に低圧の冷媒ガスが吸入され、ローラ４８とベーン５２の動作により圧縮されて中間圧となり、シリンダ４０の高圧室側より連通路１２０を経てバッフル板１００の電動要素１４側に吐出される。このとき、密閉容器１２内のバッフル板１００の電動要素１４側に吐出された中間圧の冷媒ガス中には、第１の回転圧縮要素３２に供給されたオイルが混入しており、このオイルは分離して密閉容器１２内底部のオイル溜めに溜まる。
【００５６】
そして、冷媒ガスはバッフル板１００の周壁部１０４と密閉容器１２の内周との間に形成された隙間を通過してバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側に流入する。このとき、冷媒ガスがバッフル板１００の周壁部１０４と密閉容器１２の内周との間に形成された隙間を通過すると云う作用により、バッフル板１００の電動要素１４側の圧力が回転圧縮機構部１８側の圧力より高くなる。
【００５７】
この差圧により、密閉容器１２内のオイルはバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側に流入しやすくなるので、回転圧縮機構部１８側の油面が上昇して、オイル吸入通路１１２の吸油口１１３をオイル中に浸漬させることができる。これにより、オイル吸入通路１１２の吸油口１１３から歯車ポンプ１０１内にオイルを確実に汲み上げることができるようになる。
【００５８】
更に、回転圧縮機構部１８側に流入した中間圧の冷媒ガスは密閉容器１２内の回転圧縮機構部１８側に開口した前記吸込通路を経由して図示しない吸込ポートから上シリンダ３８の低圧室側に吸入される。
【００５９】
第２の回転圧縮要素３４に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り吐出消音室６２に吐出される。吐出消音室６２に吐出された冷媒ガスは、冷媒吐出管７６を経てロータリコンプレッサ１０の外部のガスクーラ１５４に流入する。
【００６０】
ガスクーラ１５４に流入した冷媒は、空冷方式により放熱した後、膨張弁１５５にて減圧され、蒸発器１５７に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮して車内を冷却する。
【００６１】
尚、蒸発器１５７を出た冷媒は冷媒導入管７４からロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００６２】
他方、前記歯車ポンプ１０１の歯車対９３の回転運動により、昇圧したオイルによって、外歯車９３Ａが歯車室９２内のオイル吸入部９４が形成された側とは反対側に移動する。即ち、外歯車９３Ａが前記第２・第３象限側に移動するため、第１・第４象限付近では、外歯車９３Ａと歯車室９２の間が広がって吸入作用が生じ、第２・３象限付近では外歯車９３Ａと歯車室９２の間が狭まって圧縮作用が生じるようになる。
【００６３】
これにより、ガス溜まり１１６内のガスは連通路１１７を介してと第１・第２象限の外歯車９３Ａと歯車室９２の隙間に吸引され、両者間の隙間を歯車対９３の回転方向と同じ方向に流れて、ガス抜き孔１１８に至る。このガス抜き孔１１８は、外歯車９３Ａと歯車室９２との間の隙間が徐々に狭くなる第３・第４象限に形成されているので、前述の圧縮作用が生じるようになる。この圧縮作用により、ガス抜き孔１１８から密閉容器１２内にガスが排出される。
【００６４】
このように、オイル吸入通路１１２の吸油口１１３から汲み上げられたガスをオイル吸入部９４から歯車室９２内に吸入される以前にオイルから分離して、ガス溜まり１１６に貯溜することで、歯車室９２内へのガスの吸入量を低減、或いは、歯車室９２内へのガスの吸入を解消することができるようになる。これにより、歯車ポンプ１０１でのキャビテーションの発生を抑えることができるようになり、歯車ポンプ１０１の信頼性が向上すると共に、横型ロータリコンプレッサ１０の効率も改善することができるようになる。
【００６５】
更に、歯車対９３の回転運動、及び、オイルの昇圧により、外歯車９３Ａが第２・第３象限側に移動するという性質を利用して、ガス溜まり１１６のガスを連通路１１７から外歯車９３Ａと歯車室９２の第１・第２象限の間に吸引させ、第３・第４象限に形成されたガス抜き孔１１８から密閉容器１２内に排出することができるようになる。
【００６６】
また、前記オイル吸入通路１１２の吸油口１１３から歯車ポンプ１０１内にオイルと共に金属等の高比重異物が汲み上げられることもある。この高比重異物は歯車対９３の回転による遠心力で、外歯車９３Ａとハウジング９０の歯車室９２の外周縁に飛ばされる。ここで、本発明ではこの外歯車９３Ａとハウジング９０の歯車室９２の外周縁に飛ばされた高比重異物を前述の圧縮作用によりガスと共に、ガス抜き孔１１８から積極的、且つ、早期に排出することができる。
【００６７】
このように、空気調和機に本発明のロータリコンプレッサ１０を用いることで、オイルの安定供給が可能となる。特に、傾斜してオイルが片寄りし易い車両用の空気調和機に本発明のロータリコンプレッサ１０を用いた場合、ロータリコンプレッサ１０が傾いてもオイルを安定供給できるため、製品の長期に渡っての信頼性の確保や、性能の維持を図ることができる。
【００６８】
尚、本実施例では、横型ロータリコンプレッサ１０を第１と第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた２段圧縮式の横型ロータリコンプレッサで説明したが、これに限らず、密閉容器内にステータとロータから成る電動要素と、この側方に位置してロータの回転軸にて駆動される回転圧縮機構部とを備えた横型ロータリコンプレッサであれば、どのようなものであっても本発明は有効である。
【００６９】
また、実施例では冷媒として二酸化炭素を使用するものとしたが、これに限らず、他の冷媒を使用した場合にも本発明は有効である。
【実施例２】
【００７０】
次に、本発明の横型ロータリコンプレッサの他の実施例について図７及び図８を用いて説明する。図７はこの場合の歯車ポンプの平断面図である。尚、図７及び図８において図１乃至図６と同じ符号が付されているものは同様若しくは類似の効果を奏するものである。
【００７１】
図７において、２０２は歯車室９２の外周縁に形成された凹部である。この凹部２０２は、歯車室９２の第３・第４象限の外周縁から第１象限に向けて徐々に通路面積が拡大する形状を有する吐出側２０２Ａと、歯車室９２の第１・第２象限の外周縁から第３象限に向けて通路面積が縮小する形状を有する吸入側２０２Ｂとから構成されている。即ち、凹部２０２は全体で、歯車室９２の第３・第４象限の外周縁から第１象限に向けて徐々に通路面積が拡大し、第１・第４象限で通路面積が最大となり、その後、第１・第２象限に向けて徐々に通路面積が縮小する略三日月形状とされている。
【００７２】
このため、第１・第２象限から第４象限に向かって凹部２０２が徐々に広がるため吸入作用が生じ、第３・４象限に向かって凹部２０２が徐々に狭まって圧縮作用が生じるようになる。
【００７３】
また、凹部２０２はハウジング９０の歯車室９２の深さ方向の一部、即ち、図８に示す如く歯車対９３の厚さ寸法より薄く形成されている。このため、歯車対９３がずれて、凹部２０２に移動する恐れはない。
【００７４】
また、当該凹部２０２の吐出側２０２Ａは、ガス抜き孔１１８を介してハウジング９０外部と連通されている。更に、凹部２０２の吸入側２０２Ｂは連通路１１７を介してガス溜まり１１６と連通されている。
【００７５】
これにより、ガス溜まり１１６内のガスは連通路１１７を介して第１・第２象限の凹部２０２の吸入側２０２Ｂに吸引され、当該凹部２０２を通って、歯車対９３の回転方向と同じ方向である第４象限側に流れて、凹部２０２の吐出側となる第３・第４象限に形成されたガス抜き孔１１８に至る。このガス抜き孔１１８は、前述の如く凹部２０２が徐々に狭くなる第３・第４象限に形成されているので、前述の圧縮作用によりガス抜き孔１１８からハウジング９０の外部の密閉容器１２内にガスが排出される。
【００７６】
また、前記オイル吸入通路１１２の吸油口１１３から歯車ポンプ１０１内にオイルと共に金属等の高比重異物が汲み上げられることもある。この高比重異物は歯車対９３の回転による遠心力で、外歯車９３Ａとハウジング９０の歯車室９２の外周縁、又は、凹部２０２に飛ばされる。ここで、本発明ではこの外歯車９３Ａとハウジング９０の歯車室９２の外周縁及び凹部２０２に飛ばされた高比重異物を前述の圧縮作用によりガスと共に、ガス抜き孔１１８から積極的、且つ、早期に排出することができる。
【００７７】
このように、本実施例の横型ロータリコンプレッサを用いた場合にも前記実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００７８】
尚、上記実施例では凹部２０２はハウジング９０の歯車室９２の深さ方向の一部に形成するものとしたが、凹部を歯車対９３の厚さ寸法と同じ、若しくは、歯車対９３の厚さ寸法より大きくする場合には、図９に示すように凹部３０２の径をハウジング９０の径より小さくすれば、上記実施例と同様に歯車対９３がずれて、凹部２０２に移動する不都合を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施例の横型２段圧縮式ロータリコンプレッサの縦断側面図である。
【図２】図１の横型ロータリコンプレッサの歯車ポンプの歯車対を設置していない状態の縦断面図である。
【図３】図１の横型ロータリコンプレッサの歯車ポンプの歯車対を設置した状態の縦断面図である。
【図４】図１の横型ロータリコンプレッサの歯車ポンプの縦断面図である。
【図５】図１の横型ロータリコンプレッサの歯車ポンプの平断面図である。
【図６】図１の横型ロータリコンプレッサを備えた車両用空気調和機の冷媒回路図である。
【図７】他の実施例の横型ロータリコンプレッサの歯車ポンプの平断面図である。
【図８】図７の歯車ポンプのＸ−Ｘ断面図である。
【図９】もう一つの他の実施例の横型ロータリコンプレッサの歯車ポンプの平断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  横型２段圧縮式ロータリコンプレッサ
１２  密閉容器
１４  電動要素
１６  回転軸
１８  回転圧縮機構部
３２  第１の回転圧縮要素
３４  第２の回転圧縮要素
３８、４０  シリンダ
９０  ハウジング
９２  歯車室
９３  歯車対
９３Ａ  外歯車
９３Ｂ  内歯車
９４  オイル吸入部
９５  オイル供給部
９６  蓋部材
１００  バッフル板
１０１  歯車ポンプ
１１１  孔
１１２  オイル吸入通路
１１３  吸油口
１１６  ガス溜まり
１１７  連通路
１１８  ガス抜き孔
１４０  冷媒回路
【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】
2005282489.tif 000008
【図７】
2005282489.tif 000009
【図８】
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【図９】
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