(57)【要約】【課題】使用圧力の高い冷媒を用いた場合における冷凍能力の低下を防止する冷凍回路及び圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機の吐出領域と膨張弁とを連通する高圧通路(5)には高圧通路を開閉する開閉手段(82)が設けられ、開閉手段は少なくとも圧縮機の停止状態には高圧通路を閉止するようにし、開閉手段より下流側には圧縮機内が異常高圧状態となったときに、圧縮機内の圧力を冷凍回路の系外に放出する破裂板(98)を配設し、開閉手段及び破裂板が共に圧縮機のハウジング(14)に取着される。【選択図】図２
2007232343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、膨張弁とを備えた冷凍回路において、
前記圧縮機の吐出領域と膨張弁とを連通する高圧通路には該高圧通路を開閉する開閉手段が設けられ、前記開閉手段は少なくとも圧縮機の停止状態には高圧通路を閉止するようにし、
前記開閉手段より下流側には前記圧縮機内が異常高圧状態となったときに、該圧縮機内の圧力を冷凍回路の系外に放出する破裂板を配設し、
前記開閉手段及び破裂板を共に前記圧縮機のハウジングに取着した冷凍回路。
【請求項２】
前記開閉手段は、該開閉手段より上流側の高圧通路内の圧力と下流側の高圧通路内の圧力との差により開閉する逆止弁である請求項１に記載の冷凍回路。
【請求項３】
前記圧縮機のハウジングには吐出領域を含む高圧通路上に吐出室が形成され、前記開閉手段は前記吐出室の出口側に配設され、前記破裂板が前記開閉手段と冷凍回路の間に配設された請求項１に記載の冷凍回路。
【請求項４】
前記破裂板は、前記開閉手段が配設される前記吐出室の出口側とは異なる前記吐出室の側壁に取着した請求項３に記載の冷凍回路。
【請求項５】
圧縮機と、膨張弁とを備えた冷凍回路において、
前記圧縮機の吐出領域と膨張弁とを連通する高圧通路には異常高圧状態となったときに該圧縮機内の圧力を冷凍回路の系外に放出する破裂板を配設し、破裂板破裂時以降は、膨張弁と前記開閉手段によって低圧側回路及び圧縮機内の気密を保つ冷凍回路。
【請求項６】
膨張弁と高圧通路及び低圧通路を介して接続され、ハウジングの内部で冷媒ガスを圧縮し、圧縮された冷媒ガスを吐出領域に吐出するようにした圧縮機において、
前記圧縮機の吐出領域と膨張弁とを連通する高圧通路には該高圧通路を開閉する開閉手段が設けられ、前記開閉手段は少なくとも圧縮機の停止状態には高圧通路を閉止するようにし、前記開閉手段より上流側には前記圧縮機内が異常高圧状態となったときに該圧縮機内の圧力を圧縮機外に放出する破裂板を配設し、前記開閉手段及び破裂板は共に前記ハウジングに取着した圧縮機。
【請求項７】
前記開閉手段は、該開閉手段より上流側の高圧通路内の圧力と下流側の高圧通路内の圧力との差により開閉する逆止弁である請求項６に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記圧縮機のハウジングには吐出領域を含む高圧通路上に吐出室が区画形成され、前記破裂板は前記吐出室と対応するように取着した請求項７に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記破裂板の高圧開放設定圧力は、前記開閉手段の開弁圧力に対し差圧１０ＭＰａ以上である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧縮機および冷凍回路。
【請求項１０】
二酸化炭素冷媒を使用する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の圧縮機および冷凍回路。
【請求項１１】
前記破裂板がハウジングに取着され、前記開閉手段と同軸上で吐出経路を形成する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の圧縮機および冷凍回路。
【請求項１２】
前記吐出経路と同軸上にオイルセパレータおよび圧縮機制御弁を配置し吐出空間を形成した請求項１１に記載の圧縮機および冷凍回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用圧力の高い冷媒を用いた冷凍回路、及びこの回路に用いられて好適な圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮機は冷凍回路に組み込まれており、圧縮機は回路の低圧側回路を介して蒸発器側に接続される一方、回路の高圧通路を介して凝縮器側に接続されている。そして、圧縮機は低圧側回路から冷媒を吸入して圧縮し、この圧縮した冷媒は吐出室を介して凝縮器に向けて吐出される。
吐出室と凝縮器とは圧縮機内の高圧通路を介して接続され、この高圧通路には逆止弁が配設されている（例えば、特許文献１参照）。これら凝縮器や蒸発器の如くの熱交換器は圧縮機に比して熱容量が小さく、圧縮機の停止期間が長い場合には熱交換器と圧縮機との温度差による圧力差が生じ、特に凝縮器に向かうべき冷媒が吐出室に逆流し得るからである。更に、当該技術ではこの逆止弁の上流側に安全弁（リリーフ弁）を設けており、逆止弁が機能しない場合にはリリーフ弁が作動して冷媒を冷凍回路の系外に放出し、冷媒が吐出室に逆流するのを防止している。
【０００３】
一方、上記冷媒には通常、潤滑油が含まれている。冷媒中の潤滑油は圧縮機内の摺動面や軸受等の潤滑のみならず、摺動面のシールとしての機能を有するが、この潤滑油が回路内を循環する場合には冷凍回路の冷房能力を低下させる要因となる。このため、上記の高圧通路には圧縮した冷媒と潤滑油とを分離するオイルセパレータが配設され、潤滑油が圧縮機内に戻されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３５８２２８４号公報
【特許文献２】特開２００２−５０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１，２に記載の技術を仮に組み合わせれば、高圧通路には冷媒の流れ方向でみて、オイルセパレータ、リリーフ弁及び逆止弁の順に配設され、冷媒は吐出室に戻されることなく凝縮器側に向けて吐出されるし、潤滑油は凝縮器に流出することなく圧縮機内に戻される。
しかしながら、上記リリーフ弁には微少漏れが生ずる点に留意しなければならない。詳しくは、リリーフ弁は、一般に高圧通路内の圧力が設定された開弁圧力に達するまでは弁体が弁座に当接し続け、開弁圧力に達した時点で弁体が弁座から離間するものであるが、この開弁圧力に達する以前に弁体と弁座との当接力が弱くなり、冷媒が徐々に系外に放出され初めてしまうからである。
【０００５】
このリリーフ弁に微少漏れが生ずる点は、使用圧力の高い冷媒、例えば二酸化炭素冷媒を用いた場合には大きな問題になる。つまり、二酸化炭素冷媒の作動領域は高圧通路にて超臨界領域で使用され、圧縮機から吐出された二酸化炭素冷媒は液化されないことから、吐出圧力の変動量が非常に大きくなり、上記微少漏れの量も多くなって看過できず、この結果、冷媒量が不足して冷凍能力の低下を招くからである。
【０００６】
このように、使用圧力の高い冷媒を用いた場合には上記微少漏れに対する許容範囲は非常に狭くなるが、上記各従来の技術では、当該冷媒を用いた場合における冷凍能力の低下防止については格別な配慮がなされていない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、使用圧力の高い冷媒を用いた場合における冷凍能力の低下を防止する冷凍回路及び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】
【０００７】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載の冷凍回路は、圧縮機と、膨張弁とを備えた冷凍回路において、圧縮機の吐出領域と膨張弁とを連通する高圧通路には高圧通路を開閉する開閉手段が設けられ、開閉手段は少なくとも圧縮機の停止状態には高圧通路を閉止するようにし、開閉手段より下流側には圧縮機内が異常高圧状態となったときに、圧縮機内の圧力を冷凍回路の系外に放出する破裂板を配設し、開閉手段及び破裂板を共に圧縮機のハウジングに取着したことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２記載の発明では、開閉手段は、開閉手段より上流側の高圧通路内の圧力と下流側の高圧通路内の圧力との差により開閉する逆止弁であることを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、圧縮機のハウジングには吐出領域を含む高圧通路上に吐出室が形成され、開閉手段は吐出室の出口側に配設され、破裂板が開閉手段と冷凍回路の間に配設されたことを特徴としている。
【０００９】
更にまた、請求項４記載の発明では、破裂板は、開閉手段が配設される吐出室の出口側とは異なる吐出室の側壁に取着したことを特徴としている。
また、請求項５記載の冷凍回路は、圧縮機と、膨張弁とを備えた冷凍回路において、圧縮機の吐出領域と膨張弁とを連通する高圧通路には異常高圧状態となったときに圧縮機内の圧力を冷凍回路の系外に放出する破裂板を配設し、破裂板破裂時以降は、膨張弁と開閉手段によって低圧側回路及び圧縮機内の気密を保つことを特徴としている。
【００１０】
更に、請求項６記載の圧縮機は、膨張弁と高圧通路及び低圧通路を介して接続され、ハウジングの内部で冷媒ガスを圧縮し、圧縮された冷媒ガスを吐出領域に吐出するようにした圧縮機において、圧縮機の吐出領域と膨張弁とを連通する高圧通路には高圧通路を開閉する開閉手段が設けられ、開閉手段は少なくとも圧縮機の停止状態には高圧通路を閉止するようにし、開閉手段より上流側には圧縮機内が異常高圧状態となったときに圧縮機内の圧力を圧縮機外に放出する破裂板を配設し、開閉手段及び破裂板は共にハウジングに取着したことを特徴としている。
【００１１】
更にまた、請求項７記載の発明では、開閉手段は、開閉手段より上流側の高圧通路内の圧力と下流側の高圧通路内の圧力との差により開閉する逆止弁であることを特徴としている。
また、請求項８記載の発明では、圧縮機のハウジングには吐出領域を含む高圧通路上に吐出室が区画形成され、破裂板は吐出室と対応するように取着したことを特徴としている。
【００１２】
更に、請求項９記載の発明では、破裂板の高圧開放設定圧力は、開閉手段の開弁圧力に対し差圧１０ＭＰａ以上であることを特徴としている。
更にまた、請求項１０記載の発明では、二酸化炭素冷媒を使用することを特徴としている。
また、請求項１１記載の発明では、破裂板がハウジングに取着され、開閉手段と同軸上で吐出経路を形成することを特徴としている。
【００１３】
更に、請求項１２記載の発明では、吐出経路と同軸上にオイルセパレータおよび圧縮機制御弁を配置し吐出空間を形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
従って、請求項１，６記載の本発明の冷凍回路や圧縮機によれば、圧縮機の吐出領域と膨張弁とを連通する高圧通路には、圧縮機内の圧力が規定値よりも過剰に高くなった場合に破裂し、圧縮機内の圧力を冷凍回路の系外に放出する破裂板が配設されている。よって、圧縮機内の圧力がこの規定値に到達するまでの気密性が十分に確保され、微少漏れが確実に回避される。この結果、従来に比して冷凍能力の低下防止に寄与する。
【００１５】
しかも、高圧通路には圧縮機の停止時に閉止される開閉手段が配設されていることから、高圧通路に向かうべき作動流体が圧縮機内に向けて逆流しなくなる。
ところで、冷凍回路では、蒸発器や凝縮器等といった熱交換器は熱容量が小さく温まりやすく、逆に圧縮機は熱容量が大きく温まりにくいものとなっている。このため、圧縮機が停止した状態で長期間放置されると、周囲の環境温度の変化に伴って、圧縮機と熱交換器との間で温度差が生じ、これにより圧力差が生じることがある。このような圧力差が生じると、熱交換器内の液冷媒が圧縮機内に流入し、圧縮機内に液冷媒が溜まることがある。この液冷媒は、圧縮機内に貯留されていたオイルを大量に溶解した状態で、圧縮機の再起動時のフォーミングにより一挙に圧縮機外に排出される。そして、圧縮機内のオイルが不足がちとなって、圧縮機内の摺動部の潤滑不足を招くおそれがあった。しかし、請求項２，７記載の発明によれば、逆止弁により圧縮機の停止時に高圧通路が閉止されて、冷凍回路から圧縮機内への液冷媒の逆流が阻止される。よって、仮に環境温度の変化によって圧縮機と蒸発器等との間に温度差が生じても、圧縮機内への液冷媒の侵入が回避される。
【００１６】
さらに、請求項３，４，８記載の発明によれば、逆止弁及び破裂板が吐出室の出口側にて冷凍回路に達するまでの間に配設されており、これら逆止弁及び破裂板の取着位置の自由度が増大される。
さらにまた、請求項５記載の冷凍回路によれば、破裂板の作動前は、この破裂板によって高圧通路内の気密性が確保されるのに対し、破裂板の作動後には、開閉手段が高圧通路を閉止し、膨張弁が低圧側回路を閉止することによって膨張弁の出口側から圧縮機の出口側までに至る経路内の気密性が確保される。換言すれば、冷凍回路の低圧側回路及び圧縮機の耐久性低下が回避され、冷凍回路の信頼性向上が図られる。
【００１７】
また、請求項９記載の発明によれば、破裂板の作動頻度が抑えられて高圧通路内の気密性が確実に確保され、しかも、開閉手段の作動による作動流体の流れの改善も確実に実施される。
さらに、請求項１０記載の発明によれば、使用圧力が特に高い二酸化炭素冷媒を用いても微少漏れが確実に回避され、冷凍能力の低下防止に寄与するし、また、二酸化炭素冷媒を用いれば、環境負荷の軽減に大きく貢献する。
【００１８】
さらにまた、請求項１１記載の発明によれば、破裂板が開閉手段と同軸上で吐出経路を形成しているので、吐出経路の小型化が達成可能となる。
また、請求項１２記載の発明によれば、ハウジング内壁とパイプにより構成されるオイルセパレータは遠心力により潤滑油を分離し圧縮機外への流出量を低減する。その結果、冷凍回路の熱交換器での潤滑油に起因する圧力損失や熱交換効率の低下を防止する。また圧縮機内に保持される潤滑油量を多く保つことが出来るので破裂板作動後においても圧縮機へのダメージが少なくて済む。またオイルセパレータのためには相応の筒状空間が必要であり、そこにパイプを装着する都合一端は必ず外部開放した穴があいたハウジングが必要となる。この穴を制御弁で封止することにより外部への冷媒漏れ経路の増加を最小にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の冷凍回路では二酸化炭素冷媒（以下、冷媒と称する）が用いられ、車両用空調装置に適用されている。また、図１に示される如く斜板式の可変容量型圧縮機（圧縮機）４が冷凍回路の一機器として構成されている。詳しくは、図２に示されるように、この冷凍回路２には圧縮機４、ガスクーラ６、膨張弁８及び蒸発器１０が順次介挿されている。上記冷媒は潤滑油を含み、この潤滑油は圧縮機４内の軸受や種々の摺動面を潤滑する他、摺動面のシールする機能をも発揮する。
【００２０】
再び図１に戻り、この圧縮機４はフロントハウジング１２を備え、このフロントハウジング１２の後方側にはシリンダヘッド（ハウジング）１４が接合されており、これらフロントハウジング１２とシリンダヘッド１４とは、複数のボルト６６により結合されている。
具体的には、フロントハウジング１２はシリンダヘッド１４に向けて大径となる筒形状をなし、それぞれ開口した両端を有しており、フロントハウジング１２内にはクランク室１６が形成され、クランク室１６内にはシャフト１８が配置されている。このシャフト１８は段付き形状なし、その一端側がフロントハウジング１２から突出し、その突出端には駆動ディスク２０がナット２２を介して取り付けられている。より詳しくは、この駆動ディスク２０は電磁クラッチ２４を介して駆動プーリ２６に連結可能に配置されており、駆動プーリ２６は軸受２８を介してフロントハウジング１２に回転自在に支持されている。
【００２１】
そして、電磁クラッチ２４がＯＮ作動されたときには、電磁クラッチ２４は駆動プーリ２６と駆動ディスク２０とを一体的に連結し、シャフト１８を駆動プーリ２６とともに一方向に回転させる。これに対し、電磁クラッチ２４がＯＦＦ作動されたときには、電磁クラッチ２４は駆動プーリ２６と駆動ディスク２０との間の連結を解除し、駆動プーリ２６からシャフト１８への動力の伝達を断つ。
【００２２】
シャフト１８は軸受３０，３２を介してフロントハウジング１２内に回転自在に支持されている。また、フロントハウジング１２内において、シャフト１８の一端側と軸受３０との間にはリップシール３４が配置され、リップシール３４はクランク室１６を気密に区画している。更に、シャフト１８には円盤状のロータ３６が固定され、ロータ３６の背面側には軸受３８が配置されている。シャフト１８には、このシャフト１８の回転を斜板４０に伝達するアーム４２が固定されており、これらロータ３６とアーム４２とはヒンジ４４を介して連結されている。そして、上述した斜板４０はシャフト１８の回転軸線に直交する仮想面に対して傾斜可能に構成され、斜板４０はシャフト１８の外側で揺動する。
【００２３】
フロントハウジング１２内にはシリンダブロック４６が配設されている。なお、このシリンダブロック４６はフロントハウジング１２に一体的に構成されても良い。また、シリンダブロック４６には、シャフト１８を中心とした周方向に所定間隔を存して複数のシリンダボア４８が配設され、各シリンダボア４８内にはピストン５０が収容されている。ピストン５０はシリンダボア４８から突出したテールを有し、このテールに斜板４０の外周縁を挟む一対のシュー５２が保持されている。そして、斜板４０はその回転時にシュー５２の内面に摺接される。
【００２４】
これにより、駆動プーリ２６の回転がシャフト１８に伝達されると、シャフト１８はアーム４２を介して斜板４０を回転させる。斜板４０の回転運動は、シュー５２を介してピストン５０の往復動に変換される。一方、斜板４０の傾斜角が変更されると、ピストン５０のストローク量が変更され、ひいては圧縮機４の吐出容量が調整される。
シリンダヘッド１４はフロントハウジング１２に向けて開口したカップ形状をなし、その開口端がバルブプレート５４を介してシリンダブロック４６やフロントハウジング１２に気密に連結されている。シリンダヘッド１４内には冷媒の吸入室５６と吐出領域５８とが形成され、吸入室５６は吐出領域５８の周囲に配置されている。吸入室５６は、バルブプレート５４の吸入孔を介して各シリンダボア４８に連通することができ、この吸入孔はシリンダボア４８側から開閉される吸入リード弁（図示しない）により開閉される。また、クランク室１６と吸入室５６とは、バルブプレート５４やシリンダブロック４６に穿設された通路６０を介して常時連通されている。この通路６０はその途中に固定絞りを有し、クランク室１６内の圧力を吸入室５６側に向けて徐々に逃がすことができる。
【００２５】
一方、吐出領域５８はバルブプレート５４の吐出孔を介して各シリンダボア４８に連通し、この吐出孔は吐出リード弁（図示しない）により開閉される。この吐出リード弁は弁押さえ６２とともに吐出領域５８側にボルトで取り付けられている。また、吐出領域５８とクランク室１６とは通路（図示しない）を介して連通されており、この通路は電磁制御弁（圧縮機制御弁）６４によって開閉可能に構成されている。これにより、上記吐出容量が調整され、蒸発器１０からの吹き出し温度が一定に制御される。この電磁制御弁６４は車室内のコントローラ（図示しない）からの信号によって駆動されており、また、このコントローラは上述した膨張弁８をも開閉可能に構成されている。
【００２６】
また、シリンダヘッド１４には循環経路（高圧通路）５が形成され、循環経路５は吐出領域５８を含み、吐出室６８や吐出口７４を介して吐出領域５８と膨張弁８とを連通している。具体的には、この吐出室６８は、吐出領域５８に連通する冷媒噴出孔７０と、吐出経路である筒状空間部７２と、ガスクーラ６に向かう循環経路５に連通する吐出口７４とから構成されており、冷媒噴出孔７０及び吐出口７４はシャフト１８の軸線方向に沿って穿設されているのに対し、筒状空間部７２はシリンダヘッド１４の端壁に沿ってその周壁（吐出室６８の側壁）に達するまで穿設されている。なお、シリンダヘッド１４の周壁の適宜位置には吸入口が形成されており、吸入口は循環経路（低圧側回路）１１を介して蒸発器１０に接続されているとともに、吸入室５６に連通されている。一方、吐出口７４はオイルセパレータ７６を介して吐出領域５８に連通されているとともに、上記循環経路５を介してガスクーラ６に接続されている。このガスクーラ６は循環経路（高圧通路）７を介して膨張弁８に接続され、膨張弁８は循環経路（低圧側回路）９を介して蒸発器１０に接続されている（図２）。
【００２７】
上述したオイルセパレータ７６は筒状空間部７２に配設されている。同図に示されるように、この筒状空間部７２内に分離室７８を有し、分離室７８には分離管８０が上方から圧入固定されている。より詳しくは、分離管８０は筒状空間部７２の長手方向の軸線と同一軸線上に配置され、筒状空間部７２の狭窄部分に固定されている。そして、分離室７８の内周面と分離管８０の外周面との間には環状の空間が形成され、この環状の空間に冷媒噴出孔７０が対峙している。また、分離室７８の下方は電磁制御弁６４にて封止され、貯油室８１が形成されており（図１）、この貯油室８１とクランク室１６とはリターン経路（図示しない）を介して連通されている。また、この電磁制御弁６４は筒状空間部７２の上記軸線と同一軸線上に配置されている。
【００２８】
一方、吐出室６８の出口側において、分離管８０の上端には大径部が形成され、この大径部は筒状空間部７２内に気密に嵌合されている。また、この大径部には逆止弁（開閉手段）８２が載置されており、分離管８０を開閉している。
具体的には、図２に示されるように、本実施形態の逆止弁８２もまた筒状空間部７２の上記軸線と同一軸線上に配置されており、有底部を有する筒状の弁ケーシング８４を備え、この弁ケーシング８４の開口が分離管８０の大径部に嵌合されている。また、弁ケーシング８４の有底部には小径の貫通孔８６が上記軸線と同一軸線上に穿設されている。これに対し、弁ケーシング８４の周壁には吐出口７４に連通する大径の連通孔８８が上記軸線に直交して穿設されている。
【００２９】
弁ケーシング８４内には弁体９０が配置され、この弁体９０の下端部分が分離管８０の大径部に形成された弁座９２に着座する。これら弁体９０と弁座９２との当接は、上記有底部と弁体９０の上端部分との間に配設されたスプリング９４によって行われ、このスプリング９４は弁体９０を弁座９２に当接する方向に付勢されている。これにより、逆止弁８２は、電磁クラッチ２４のＯＦＦ作動時である圧縮機４の停止時や、弁体９０よりも上流側に位置する分離室７８内の圧力が弁体９０よりも下流側に位置する弁ハウジング８４内の圧力よりも低い場合には吐出室６８を閉止する一方、分離室７８内の圧力が弁ハウジング８４内の圧力よりも高い場合には吐出室６８を開放する。
【００３０】
ここで、筒状空間部７２の最上端部分はシリンダヘッド１４の周壁に達し、この最上端部分は栓９６との螺合によって覆われている。この栓９６の内周側には穴が形成され、この穴の内側には円盤状の破裂板９８が溶接にて取着されている。本実施形態の破裂板９８は、吐出室６８と対応、つまり、吐出室６８内の圧力に反応するように、その中心が上記軸線と同一軸線上に配置され、上記小径の貫通孔８６に対峙して配置されている。これにより、破裂板９８には弁ケーシング８４内の圧力と略同等の圧力が作用する。
【００３１】
また、本実施形態の破裂板９８は、その作動圧力、つまり、吐出室６８を開放させる高圧開放設定圧力が１７ＭＰａに設定され、吐出領域５８に連通する弁ケーシング８４内の圧力がこの値に達した場合に作動し、吐出室６８内の冷媒及び潤滑油を大気中に放出させる。この高圧開放設定圧力は、逆止弁８２による吐出室６８を開放させる圧力（開弁圧力）よりも約１０ＭＰａ以上高いものである。これにより、破裂板９８の作動頻度が抑えられて吐出室６８内の気密性が確実に確保されるし、逆止弁８２の作動による冷媒流れの改善も確実に実施可能となる。
【００３２】
上述した圧縮機４によれば、電磁クラッチ２４のＯＦＦ作動時には、逆止弁８２が吐出室６８を閉止し、循環経路５からの吐出室６８への冷媒の逆流が防止される。一方、電磁クラッチ２４のＯＮ作動時には、シャフト１８は、外部からの動力が電磁クラッチ２４を介して伝達されて回転する。このシャフト１８の回転は斜板４０を介してピストン５０の往復運動に変換され、各ピストン５０の往復運動は、吸入室５６内の冷媒がシリンダボア４８に吸入される吸入工程と、シリンダボア４８内で冷媒が圧縮される圧縮工程と、圧縮冷媒が吐出領域５８に吐出される吐出工程との一連のプロセスを実施する。なお、この冷媒の吐出容量は、上記電磁制御弁６４の開閉作動によってクランク室１６内の圧力を制御し、ピストン５０のストローク長を増減させることにより調整される。
【００３３】
吐出領域５８内の圧縮冷媒は、冷媒噴出孔７０を通過して分離室７８に流入し、分離管８０の外周面を旋回しながら下降する。この過程にて、分離室７８内の圧力は弁ハウジング８４内の圧力よりも高いので、逆止弁８２が吐出室６８を開放する。よって、圧縮冷媒は分離管８０内を通じて上昇して吐出口７４に至り、この吐出口７４からガスクーラ６に向けて吐出される。これに対し、圧縮冷媒中の潤滑油は遠心分離の原理に基づいて冷媒から分離され、分離室７８の内周面を伝って流下して貯油室８１に蓄えられる。貯油室８１内の潤滑油は貯油室側８１とクランク室側１６との間の圧力差に基づき、リターン経路を通じてクランク室１６に向けて戻され、軸受３０、３２の潤滑等に供される。
【００３４】
ここで、例えば車輌の加速要求等によりエンジン回転数が急上昇すると、吐出領域５８内の圧力も大きく上昇する。そして、破裂板にかかる（図２では上方向に向かう）圧力が設定圧（例えば上記１７ＭＰａ）に達した場合、作動し冷媒を一定量冷凍回路の系外に放出する。逆止弁の開弁圧は前述の破裂板設定圧に較べ非常に小さな０．５ＭＰａ程度の開弁圧の設定にしておくのが一般的である。破裂板作動後、逆止弁は開弁圧以下になった時点で閉弁する。このとき高圧側熱交換器下流にある膨張弁は制御信号により閉弁する。その結果、冷凍回路の圧縮機を含む低圧側には冷媒及び潤滑油が残される。
【００３５】
以上のように、本発明によれば、循環経路５には、吐出室６８内の圧力が規定値よりも過剰に高くなった場合に破裂し、冷媒等を系外に放出する破裂板９８が配設されている。よって、微少漏れが確実に回避される。
この点につき詳述すれば、図３（ａ）に示される如く、リリーフ弁２００は弁体２０２をバネ２０４で支持する構造であり、この場合には、図４に示されるように、圧縮機の内圧上昇に伴いシート面圧は減少し、図中の設定開弁圧でシート面圧＝０になる。それ以降は開弁しているため面圧は生じない。そして、この設定開弁圧近傍ではシート面圧が小さく洩れを起こしやすいのである。これに対し、上述した破裂板９８は略パイプ状の筐体の端面に薄板を熔接しパイプの一端を封止する構造となっている（図３（ｂ））。
【００３６】
この結果、従来の如くリリーフ弁を用いた場合に比して、吐出室６８内の圧力が上記規定値に到達するまで、その気密性が十分に確保され、微少漏れが確実に回避され、冷凍能力の低下防止に寄与することになる。また、この破裂板９８の設置によってシールボルトが不要になり、圧縮機の生産性向上にも寄与する。
しかも、循環経路５には、圧縮機４の停止時に閉止される逆止弁８２が配設されていることから、この高圧側の循環経路５に向かうべき冷媒が吐出室６８に向けて逆流しなくなる。
【００３７】
また、この逆止弁８２を設けることにより、圧縮機４による冷媒の流動の生成は妨げられず、冷媒流れの改善が達成されるし、弁押さえ６２の小型化も達成可能となる。また、蒸発器１０等の熱交換器から圧縮機４内への液冷媒の逆流も阻止されるので、仮に環境温度の変化によって圧縮機４と蒸発器１０等との間に温度差が生じても、圧縮機内への液冷媒の侵入が回避される。
【００３８】
さらに、逆止弁８２及び破裂板９８が吐出室６８の出口側にて循環経路５に達するまで、例えば吐出口７４までの間に配設されており、これら逆止弁８２及び破裂板９８の取着位置の自由度が増大される。
そして、上述の如く破裂板９８の作動前は、この破裂板９８によって吐出室６８内の気密性が確保されるのに対し、破裂板９８の作動後には、逆止弁８２が吐出室６８を閉止し、膨張弁８が低圧側の循環経路９を閉止することによって膨張弁８の出口側から圧縮機４の出口側までに至る経路内の気密性が確保される。換言すれば、低圧側の循環経路９，１１及び各種の可動部品を有する圧縮機４の耐久性低下が回避され、冷凍回路の信頼性向上が図られる。
【００３９】
この点についても詳述する。破裂板９８の作動後における圧縮機４内の冷媒は、冷凍回路２の系外にほぼ総て放出され、これは、車両用空調装置のメインテナンスが行われるまで破裂板９８の交換は困難であるので、特に、電磁クラッチを有しないクラッチレス式の圧縮機の場合には冷媒の存在しない状態、つまり、空気や異物が混入した状態で運転されることになり、循環経路９，１１内及び圧縮機４内の酸化、異物の混入による噛み込み、摩耗や焼き付きによる損傷等が特に生ずることになる。
【００４０】
しかしながら、本発明の如く破裂板９８の作動後には、逆止弁８２を閉弁させ、更に、膨張弁８も閉弁させているので、循環経路９，１１及び圧縮機４には冷媒及び潤滑油が大気圧よりも僅かに高い圧力で保持できることになる。
さらにまた、逆止弁８２及び破裂板９８が筒状空間部７２の軸線上に配設されており、吐出室６８の小型化が達成可能となる。また、オイルセパレータ７６の分離管８０もまた筒状空間部７２の軸線上に配設されているので、吐出室６８のより一層の小型化が達成可能となる。
【００４１】
しかも、ハウジング内壁とパイプにより構成されるオイルセパレータ７６は遠心力により潤滑油を分離し圧縮機外への流出量を低減する。その結果、蒸発器１０での潤滑油に起因する圧力損失や熱交換効率の低下を防止する。また圧縮機内に保持される潤滑油量を多く保つことが出来るので破裂板９８の作動後においても圧縮機へのダメージが少なくて済む。またオイルセパレータのためには相応の筒状空間が必要であり、そこにパイプを装着する都合一端は必ず外部開放した穴があいたハウジングが必要となる。この穴を制御弁６４で封止することにより外部への冷媒漏れ経路の増加を最小にできる。
【００４２】
また、使用圧力が特に高い二酸化炭素冷媒を用いても微少漏れが確実に回避され、冷凍能力の低下防止に寄与するし、二酸化炭素冷媒を用いれば、環境負荷の軽減に大きく貢献する。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
【００４３】
例えば、上記実施形態ではピストン往復動型の圧縮機について示されているが、本発明は当該圧縮機に必ずしも限定されるものではなく、例えば回転式のスクロール型圧縮機等、自動車のエンジンに取り付けられる容積形の開放式圧縮機に適用可能である。
また、使用圧力の高い作動流体であれば二酸化炭素冷媒にも限定されるものではなく、更に、本発明の開閉手段は、上記逆止弁８２の他、電磁弁等であっても良く、この場合にも、冷媒による吐出室への逆流を防止するとの効果を奏する。また、本発明は、クラッチレス式の圧縮機にも適用可能であるし、更に、固定容量型の圧縮機にも同様に適用できることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の冷凍回路に適用された圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機における要部拡大図である。
【図３】（ａ）はリリーフ弁を備えた栓の断面図、（ｂ）は本発明の破裂板を備えた栓の断面図である。
【図４】圧縮機の内圧と図３（ａ）の弁のシート面圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
２  冷凍回路
４  圧縮機
５，７  循環経路（高圧通路）
６  ガスクーラ
８  膨張弁
９，１１  循環経路（低圧側回路）
１０  蒸発器
１４  シリンダヘッド（ハウジング）
５８  吐出領域
６４  電磁制御弁（圧縮機制御弁）
６８  吐出室
７２  筒状空間部（吐出経路）
７６  オイルセパレータ
８２  逆止弁（開閉手段）
９８  破裂板
【図１】
2007232343.tif 000003
【図２】
2007232343.tif 000004
【図３】
2007232343.tif 000005
【図４】
2007232343.tif 000006