(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入孔と、吐出孔と、流体を吸入圧縮する圧縮機構を備えた圧縮機であって、前記吐出孔に連通し、前記圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出される流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導き貯油室内の潤滑油中に連通している排出孔を分離室下部に設けた圧縮機において、貯油室内上部と分離室を連通する再導入孔を設け、前記分離室に設けられた排出孔と再導入孔を合わせた面積は、導入孔の面積以下であることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記再導入孔の面積は、分離室に設けられた排出孔の面積以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
吸入孔と、吐出孔と、流体を吸入圧縮する圧縮機構を備え、圧縮機構内の圧力が所定の圧力以上となった場合に圧力を逃がすリリーフ穴を備えた圧縮機であって、前記吐出孔に連通し、前記圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出される流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導き貯油室内に貯えられた潤滑油中に連通している排出孔を備えた圧縮機において、前記リリーフ穴は貯油室内に開口し、前記排出孔の面積は、前記リリーフ穴の通路面積以上であることを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
吸入孔と、吐出孔と、流体を吸入圧縮する圧縮機構を備え、圧縮機構内の圧力が所定の圧力以上となった場合に圧力を逃がすリリーフ穴を備えた圧縮機であって、前記吐出孔に連通し、前記圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出される流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導き貯油室内に貯えられた潤滑油中に連通している排出孔と、貯油室内上部と分離室を連通する再導入孔を備えた圧縮機において、前記リリーフ穴は貯油室内に開口し、前記排出孔と再導入孔を加えた面積は、前記リリーフ穴の通路面積以上であることを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
吸入孔と、吐出孔と、流体を吸入圧縮する圧縮機構を備え、圧縮機構内の圧力が所定の圧力以上となった場合に圧力を逃がすリリーフ穴を備えた圧縮機であって、前記吐出孔に連通し、前記圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出される流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導き貯油室内に貯えられた潤滑油中に連通している排出孔を備えた圧縮機において、前記リリーフ穴は吐出孔から分離室間の連通路内に開口し、前記導入孔の面積は、前記リリーフ穴の通路面積以上であることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧縮を行う圧縮機に関するもので、特に自動車用空調装置などに供される圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば冷凍サイクルの圧縮機においては、冷媒と共に潤滑油を圧縮機外に吐出すると冷凍サイクルの効率が低下するので、特開平１１−８２３５２号公報に記載のごとく、圧縮機構の吐出側に冷媒と潤滑油とを分離するオイルセパレータ等の分離室を設けている。そして分離室の下側（重力の向き）に分離した潤滑油を貯える貯油室を形成するとともに、貯油室内の油面に対して平行な方向に開口する排出孔を分離室に形成し、油面の変動を抑制し分離室への潤滑油の逆流を防止している。また、特開平１１−９３８８０号公報によれば、分離室へのガス流入速度の減少を抑え、分離効率を高めるために、吐出室容積を理論吐出容積以下（７０〜９０％）としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記記載のごとく、排出孔が油面に対して平行な方向に開口する分離室においては、分離室にて分離された潤滑油が貯油室から分離室への逆流現象による分離能力の低下を防ぐため、排出孔は貯油室内の最大油面高さより高い位置に配設されている。しかしながら分離室の下側（重力の向き）に位置する排出孔を貯油室内の最大油面高さより上に構成するには、貯油室の体積を圧縮機の駆動軸方向に拡大して最大油面高さを低くすることができるが、圧縮機の大型化を招いてしまう。
【０００４】
また分離室全長を短くすることにより排出孔を最大油面高さより上に配設することはできるが分離能力の低下を招いてしまう。この問題に対して特開平１１−８２３５２号公報では分離室の軸線方向を油面に対して垂直な基準線に対して傾けることにより最大油面高さを高くしているが、この手段では分離室内に同軸状に配設された円筒状の分離管と、その一端側が圧縮機の吐出孔を構成するタイプにおいては、車両搭載時の吐出配管のレイアウトに自由度がなく、また車両の坂道走行時などで発生する油面の傾きにより最大油面高さを十分確保できない。そのため分離室から貯油室に排出される際に動圧が上昇し、この動圧により貯油室内の油面が大きく変動し、貯油室内から圧縮部に潤滑油を供給する供給口の位置より油面が低下する場合がある。また、高速回転時においては、冷凍サイクルへのオイル吐出が過小となり、冷凍サイクル内を循環するオイルによる潤滑が不足することがある。従って、圧縮部に供給すべき潤滑油が不足する場合があり、圧縮部に安定的に潤滑油を供給することができない。延いては圧縮部の焼き付き等を招き、圧縮機の耐久性を低下させるという課題がある。
【０００５】
また、特開平１１−９３８８０号公報によれば、分離室へのガス流入速度の減少を抑え、分離効率を高めるために、吐出室容積を理論吐出容積以下（７０〜９０％）としている。このことで吐出室容積が少なくなるため、吐出される流体の脈動が増加する。これを抑えるため、分離室と貯油室とを共鳴させて流体の脈動を平準化している。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、安定した分離能力の向上を図るとともに圧縮機の大型化を招くことなく、油分離室の各孔面積を適正化することで油分離効率を確保し潤滑油を安定的に貯油室内に溜めることと、高速回転時のオイル潤滑を確保することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
圧縮機の回転数が高くなり冷媒の循環量が多くなるにつれ油分離機内のガス流速がさらに速くなり分離される量が増加し、冷凍サイクルを循環するオイル率が必要以上に減少することとなる。これに対し、本発明は前記分離室に設けられた貯油室の油中に開口された排出孔と貯油室内上部と分離室を連通する再導入孔を合わせた面積を、導入孔の面積以下とすることで、ある程度の抵抗をもってオイルが排出孔より排出されるので、排出量より分離室内のオイルが増加し油分離室内での油面が上昇することとなる。この結果冷凍サイクル内に排出されるオイルが増加傾向となり、オイル循環率の過剰な低下が抑制できる。このことで、高回転域でのオイル循環量の過剰な減少による潤滑不良や焼き付きが防止できる。
【０００９】
次に、貯油室内上部と分離室を連通する再導入孔を設け、前記再導入孔の面積は、分離室に設けられた排出孔の面積以下であることを特徴とする。これにより、分離室で分離されたオイルはオイル中の排出孔側に排出されやすくなり、再導入孔から排出が多くなった場合に発生する、排出孔からオイルが分離室内へ逆流することでのオイル吐出が防止できる。
【００１０】
次に、吸入孔と、吐出孔と、流体を吸入圧縮する圧縮機構を備え、圧縮機構内の圧力が所定の圧力以上となった場合に圧力を逃がすリリーフ穴を備えた圧縮機であって、前記吐出孔に連通し、前記圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出される流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導き貯油室内に貯えられた潤滑油中に連通している排出孔を備えた圧縮機において、前記リリーフ穴は貯油室内に開口し、前記排出孔の面積は、前記リリーフ穴の通路面積以上であることを特徴とする。
【００１１】
このことにより、液冷媒を吸入した際などの過大な液圧縮圧力がリリーフ穴から貯油室内に伝播し、貯油室内が過大な圧力となるが、排出孔面積を大きくすることで貯油室内の圧力の過上昇を防止できる。従って、ハウジングの破損防止のための過剰な強度アップが不要となり、また、それによる重量増も防止できる。
【００１２】
次に、吸入孔と、吐出孔と、流体を吸入圧縮する圧縮機構を備え、圧縮機構内の圧力が所定の圧力以上となった場合に圧力を逃がすリリーフ穴を備えた圧縮機であって、前記吐出孔に連通し、前記圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出される流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導き貯油室内に貯えられた潤滑油中に連通している排出孔と、貯油室内上部と分離室を連通する再導入孔を備えた圧縮機において、前記リリーフ穴は貯油室内に開口し、前記排出孔と再導入孔を加えた面積は、前記リリーフ穴の通路面積以上であることを特徴とする。
【００１３】
このことにより、液冷媒を吸入した際などの過大な液圧縮圧力がリリーフ穴から貯油室内に伝播し、貯油室内が過大な圧力となるが、排出孔面積と再導入孔面積を加えた面積を大きくすることで貯油室内の圧力の過上昇を防止できる。従って、ハウジングの破損防止のための過剰な強度アップが不要となり、また、それによる重量増も防止できる。
【００１４】
次に  吸入孔と、吐出孔と、流体を吸入圧縮する圧縮機構を備え、圧縮機構内の圧力が所定の圧力以上となった場合に圧力を逃がすリリーフ穴を備えた圧縮機であって、前記吐出孔に連通し、前記圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出される流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導き貯油室内に貯えられた潤滑油中に連通している排出孔を備えた圧縮機において、前記リリーフ穴は吐出孔から分離室間の連通路内に開口し、前記導入孔の面積は、前記リリーフ穴の通路面積以上であることを特徴とする。
【００１５】
このことにより、液冷媒を吸入した際などの過大な液圧縮圧力がリリーフ穴から吐出室内に伝播し、吐出室内が過大な圧力となるが、導入孔面積を大きくすることで吐出室内の圧力の過上昇を防止できる。従って、ハウジングの破損防止のための過剰な強度アップが不要となり、また、それによる重量増も防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１の圧縮機（ロータリタイプ）について、図面を参照しながら説明する。図１、２において、１は円筒内壁を有するシリンダ、２はその外周の一部がシリンダ１内壁と微少隙間を形成するロータ、３はロータ２に設けられた複数のべ一ンスロット、４はベーンスロット３内に摺動自在に挿入された複数のベーン、５はロータ２と一体的に形成され回転自在に軸支される駆動軸、６及び７はそれぞれシリンダ１の両端を閉塞して内部に作動室８を形成する前部側板及び後部側板である。
【００１７】
９は低圧側の作動室８に連通する吸入孔、１０は高圧側の作動室８に連通する吐出孔、１１は吐出孔に配設された吐出弁、１２は高圧通路１３に連通する高圧室１４を形成して圧縮された高圧流体中の潤滑油を分離捕捉する分離室５１および分離室５１にて分離された潤滑油を貯える貯油室５２を配設した高圧ケースである。１６は後部側板７に配設されたベーン背圧付与装置本体で、貯油室５２内に貯まった潤滑油をベーン背庄室１７に供給している。
【００１８】
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、時計方向に回転すると、これに伴い低圧流体が吸入孔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流体は吐出孔１０より吐出弁１１を押し上げて高圧通路１３より高圧室１４内に流入し、分離室５１によって潤滑油が分離捕捉される。
【００１９】
ところで分離室５１の構成は、上部は円柱状、下部は排出孔５４に向かって円錐状に形成されており、分離室５１上部の円周内壁面の接線方向に圧縮機構から吐出される冷媒を分離室５１内に導く導入孔５３が形成され、分離室５１の底部には分離された潤滑油を貯油室５２に排出する排出孔５４が貯油室５２内に貯まる油中にあり、且つベーン背圧室１７に潤滑油の供給を行うベーン背圧付与装置１６のオイル供給口５５より下に連通している。また、導入孔５３の分離室５１軸線Ｌｌと平行な方向の同一線Ｌ２上で、分離室５１円周内中心部にある分離管５６の下端付近には貯油室５２内上部に貯まったガスを再び分離室５１に導入する再導入孔５７が、導入孔５３同様に円周内壁面の接線方向に連通している。
【００２０】
導入孔５３と再導入孔５７は分離室５１円周内壁面の接線方向に向けて開口しているので、導入孔５３から分離室５１に入射した流体が分離室５１円周内壁面に沿って旋回する。よって再導入孔５７では分離室５１内の旋回流によって、貯油室５２内上部に貯まったガスを再度分離室５１内に激しく吸引できる。これにより貯油室５２内の油面上昇が促進され、分離室５１から貯油室５２への潤滑油の排出効率、つまり分離能力の向上を図ることができる
また、導入孔５３の面積は、吐出孔１０の面積以下であり、導入孔５３の絞り効果で、吐出室容積の如何にかかわらず分離室へガスが減速することなく流入し油の分離効率が確保され潤滑油を安定的に貯油室５２内に溜めることができる。
【００２１】
また図４に示すように、コンプレッサー回転数が高くなり冷媒の循環量が多くなるにつれ油分離室５１内のガス流速が速くなり分離されるオイル量が増加し、吐出孔５８から吐出されるオイル量が減少することとなり、冷凍サイクルを循環するオイル率（ＯＣＲ）が必要以上に減少する。これに対し、前記分離室５１に設けられた排出孔５４あるいは、排出孔５４と再導入孔５７を加えた面積は、導入孔５３の面積以下であることを特徴とすることで、オイルが排出孔５４から排出される量より分離室５１内のオイル量が増加し分離室５１内での油面が上昇することとなる。この結果冷凍サイクル内に排出されるオイルが増加傾向となりオイルの循環率の過剰な低下が抑制できる。このことで、高回転域でのオイル循環量の過剰な減少による潤滑不良が抑制できる。
【００２２】
吐出孔１０の面積に対し、導入孔５３の面積を小さくしすぎると吐出抵抗・圧損の増加となるため、導入孔５３の面積は、吐出孔１０の面積の５０〜９０％程度とするのが好ましい。また、導入孔５３の面積に対し排出孔５４の面積を小さくしすぎると貯油室５２へのオイル流出抵抗が増加し、分離室５１内のオイル量が多くなり、冷凍サイクルへのオイル吐出が増加することとなり本来の目的を達成することができない。従って、排出孔５４又は、排出孔５４と再導入孔５７の面積を加えた面積は、導入孔５３の２０〜５０％程度が好ましい。
【００２３】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２の圧縮機（ロータリタイプ）について、図面を参照しながら説明する。図５、６において、１は円筒内壁を有するシリンダ、２はその外周の一部がシリンダ１内壁と微少隙間を形成するロータ、３はロータ２に設けられた複数のべ一ンスロット、４はベーンスロット３内に摺動自在に挿入された複数のベーン、５はロータ２と一体的に形成され回転自在に軸支される駆動軸、６及び７はそれぞれシリンダ１の両端を閉塞して内部に作動室８を形成する前部側板及び後部側板である。
【００２４】
９は低圧側の作動室８に連通する吸入孔、１０は高圧側の作動室８に連通する吐出孔、１１は吐出孔に配設された吐出弁、１２は高圧通路１３に連通する高圧室１４を形成して圧縮された高圧流体中の潤滑油を分離捕捉する分離室５１および分離室５１にて分離された潤滑油を貯える貯油室５２を配設した高圧ケースである。１６は後部側板７に配設されたベーン背圧付与装置本体で、貯油室５２内に貯まった潤滑油をベーン背庄室１７に供給している。
【００２５】
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、時計方向に回転すると、これに伴い低圧流体が吸入孔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流体は吐出孔１０より吐出弁１１を押し上げて高圧通路１３より高圧室１４内に流入し、分離室５１によって潤滑油が分離捕捉される。
【００２６】
後部側板７に設けられたリリーフ穴１９は、貯油室５２内に開口し、作動室８内で発生した液圧縮などの過大な圧力を貯油室５２に開放する。このリリーフ穴１９の面積より分離室５１の排出孔５４面積あるいは、排出孔５４と再導入孔５７を加えた面積以上とする。
【００２７】
以上のように構成した圧縮機によれば、液冷媒を吸入した際などの過大な液圧縮圧力がリリーフ穴１９から貯油室５２内に伝播し、貯油室５２内が過大な圧力となるが、排出孔５４面積を大きくすることで貯油室５２内の圧力の過上昇を防止できる。従って、ハウジングの破損防止のための過剰な強度アップが不要となり、また、それによる重量増も防止できる。
【００２８】
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３の圧縮機（ロータリタイプ）について、図面を参照しながら説明する。図７、８において、１は円筒内壁を有するシリンダ、２はその外周の一部がシリンダ１内壁と微少隙間を形成するロータ、３はロータ２に設けられた複数のべ一ンスロット、４はベーンスロット３内に摺動自在に挿入された複数のベーン、５はロータ２と一体的に形成され回転自在に軸支される駆動軸、６及び７はそれぞれシリンダ１の両端を閉塞して内部に作動室８を形成する前部側板及び後部側板である。
【００２９】
９は低圧側の作動室８に連通する吸入孔、１０は高圧側の作動室８に連通する吐出孔、１１は吐出孔に配設された吐出弁、１２は高圧通路１３に連通する高圧室１４を形成して圧縮された高圧流体中の潤滑油を分離捕捉する分離室５１および分離室５１にて分離された潤滑油を貯える貯油室５２を配設した高圧ケースである。１６は後部側板７に配設されたベーン背圧付与装置本体で、貯油室５２内に貯まった潤滑油をベーン背庄室１７に供給している。
【００３０】
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、時計方向に回転すると、これに伴い低圧流体が吸入孔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流体は吐出孔１０より吐出弁１１を押し上げて高圧通路１３より高圧室１４内に流入し、分離室５１によって潤滑油が分離捕捉される。
【００３１】
後部側板７に設けられたリリーフ穴１９は、高圧室１４内に開口し、作動室８内で発生した液圧縮などの過大な圧力を高圧室１４に開放する。分離室５１の導入孔５３の面積をこのリリーフ穴１９の面積以上とする。
【００３２】
以上のように構成した圧縮機によれば、液冷媒を吸入した際などの過大な液圧縮圧力がリリーフ穴１９から高圧室１４内に伝播し、高圧室１４内が過大な圧力となるが、導入孔５３面積を大きくすることで高圧室１４内の圧力の過上昇を防止できる。従って、ハウジングの破損防止のための過剰な強度アップが不要となり、また、それによる重量増も防止できる。
【００３３】
なお、上述の実施形態では、圧縮機としてスライディングベーン型ロータリ圧縮機で説明したが、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であってもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の圧縮機では、分離室に設けられた排出孔の面積を、導入孔の面積以下とすることで、オイルが排出孔より排出される量より分離室内のオイルが増加し分離機内での油面が上昇することとなる。この結果冷凍サイクル内に排出されるオイルが増加傾向となりオイルの循環率の過剰な低下が抑制できる。このことで、高回転域でのオイル循環量の過剰な減少による潤滑不良が抑制できる。
【００３６】
また、リリーフ穴を貯油室あるいは高圧室内に開口し、前記排出孔あるいは、導入孔の面積は、前記リリーフ穴の通路面積以上であることを特徴とする。このことにより、液冷媒を吸入した際などの過大な液圧縮圧力がリリーフ穴から貯油室または高圧室内に伝播し、貯油室または高圧室内が過大な圧力となるが、排出孔面積を大きくすることで貯油室内の圧力の過上昇を防止できる。従って、ハウジングの破損防止のための過剰な強度アップが不要となり、また、それによる重量増も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す圧縮機の横断面図
【図２】同上実施形態の圧縮機の作動室断面図
【図３】本発明の第１の実施形態の高圧ケースを作動室側から見た図
【図４】本発明の第１の実施形態を示す、分離室の断面図
【図５】本発明の第２の実施形態を示す圧縮機の横断面図
【図６】同上実施形態の圧縮機の作動室断面図
【図７】本発明の第３の実施形態を示す圧縮機の横断面図
【図８】同上実施形態の圧縮機の作動室断面図
【符号の説明】
１  シリンダ
２  ロ一夕
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  吸入孔
１０  吐出孔
１１  吐出弁
１２  高圧ケース
１３  高圧通路
１４  高圧室
１５  ベーン背庄付与装置本体
１７  ベーン背庄室
１８  給油通路
１９  リリーフ穴
５１  分離室
５２  貯油室
５３  導入孔
５４  排出孔
５５  供給口
５６  分離管
５７  再導入孔
５８  吐出ロ
５９  バイプ
【図１】
0004013554.tif 000002
【図２】
0004013554.tif 000003
【図３】
0004013554.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004013554.tif 000006
【図６】
0004013554.tif 000007
【図７】
0004013554.tif 000008
【図８】
0004013554.tif 000009