(57)【要約】  本発明は、コンプレッサ、特にラジアルピストン型コンプレッサであり、更に特に冷媒としてＣＯ２を使用するコンプレッサ（１０）に関し、冷媒を圧縮するコンプレッサユニット（１２）と、コンプレッサユニット（１２）を駆動する駆動軸（２２）と、モーターハウジング（１６）によって実質的に区切られているモーター室（１８）とを具え、モーター室（１８）が、前記駆動軸（２２）内に少なくとも部分的に形成された流体接続路（４５）によって、コンプレッサ（１０）のガス吸入側、特に吸入ガス室（２６）と流体接続されており、流体接続路（４５）内には、少なくとも一のオイルを貯溜する装置（６０、６２、６４）が設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ（１０）、特にラジアルピストン型コンプレッサ、更には冷媒としてＣＯ２を使用するコンプレッサ（１０）であって、冷媒を圧縮するコンプレッサユニット（１２）と、当該コンプレッサユニット（１２）を駆動する駆動軸（２２）と、モーターハウジング（１６）によって実質的に区切られたモーター室（１８）とを具え、当該モーター室（１８）が、前記コンプレッサ（１０）のガス吸入側、特に吸入ガス室（２６）に、少なくとも部分的に前記駆動軸（２２）中に形成されている少なくとも一の流体接続路（４５）を経て、流体連結されているコンプレッサにおいて、
前記流体接続路（４５）に少なくとも一のオイルを貯溜する装置（６０、６２、６４）が設置されていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項２】
請求項１に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記少なくとも一のオイルを貯溜する装置（６０、６２、６４）が、間断無い流体接続を維持するように形成されていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記流体接続路（４５）が、前記駆動軸（２２）内に軸線方向に形成された、特に円筒状の第１の軸上切欠き（４６）を具えることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記流体接続路（４５）が、少なくとも一の特に円筒状の半径方向切欠き（４８、５０、５２、５４）であり、当該切欠きが前記駆動軸と流体連結されていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記流体接続路（４５）は、外径が前記軸上切欠き（４６）の直径よりも小さいチューブ状部材（６０）を具えており、当該チューブ状部材（６０）が前記軸上切欠き（４６）と平行、あるいは同心で配置されており、少なくとも部分的に前記軸上切欠き内に突出していることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項６】
請求項５に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記チューブ状部材（６０）がガス吸入側、特に吸入ガス室（２６）と流体連結されていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか１項に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記流体接続路（４５）が、前記駆動軸内に軸線方向に形成されている、特に円筒状の第２の軸上切欠き（５６）を具えており、その断面、特に直径が前記第１の軸上切欠き（４６）よりも小さく、
前記第２の軸上切欠き（５６）が、一方の端部で前記第１の軸上切欠き（４６）と流体連結されており、他方の端部が前記ガス吸入側に開口していることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項８】
請求項７に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記第２の軸上切欠き（５６）は、一方の端部で、少なくとも一の半径方向切欠き（５４）によって、前記第１の軸上切欠き（４６）、好ましくは、前記第１の軸上切欠きに対して半径方向に延在する半径方向ボアに流体連結されていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記流体接続路（４５）が断面が減少した箇所を具えていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項１０】
請求項９に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記断面が減少した箇所が、ノズル（５８）、あるいは開口（６２）、あるいは切欠きの素材が少なくなった部分又はフラップを具えることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記断面が減少した箇所が、前記第２の軸上切欠き（５６）、及び／又は、前記半径方向の切欠き（５４）に設置されていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記断面が減少した箇所が調整可能であり、特に制御可能又は調節可能な断面を具えていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記流体接続路（４５）が、少なくとも一の、特にリザーバ状又はバケツ状の切欠き（６４）を更に具えており、当該切欠きが前記駆動軸（２２）内に設けられており、前記オイル（４１）を貯留するように設計されていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のコンプレッサ（１０）において、
貯溜するあるいは蓄えるオイル（４１）量を決めるオイルオーバーフロー装置が設けられていることを特徴とするコンプレッサ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンプレッサ（１０）において、
前記オイルオーバーフロー装置が、前記駆動軸（２２）内の半径方向切欠きに配置されており、前記モーター室（１８）とガス吸入側との間の流体接続路（４５）に突出しているチューブ状部材（６１）を具えることを特徴とするコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンプレッサ、特にラジアルピストン型コンプレッサであり、請求項１の序文に記載のＣＯ２を冷媒とするコンプレッサに関する。
【０００２】
コンプレッサ、特に冷媒として、例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ５０７、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ２２、あるいはＲ７４４（ＣＯ２）を用いるコンプレッサは、今日では必須のものであり、例えば乗用車や実用車の空調、バスや電車等の空調や輸送中の冷却、また、冷蔵倉庫や医療の分野における食品の静的冷蔵、の分野でとりわけ使用されている。また、建築物の空調の分野でも、この種のコンプレッサは今日では不可欠である。
【背景技術】
【０００３】
上述のいくつかの分野において使用されているコンプレッサの例は、出願人の密封型コンプレッサのカタログから知られている。特に、２気筒、４気筒、６気筒、及び８気筒のレシプロ型コンプレッサがこのカタログから知られており、これらの行程容量は、概ね６２乃至３，２１５ｃｍ３である。
【０００４】
更に、ＤＥ１０３５６３７３Ａ１は、ラジアルピストン型のコンプレッサが開示されており、このコンプレッサは、冷媒を圧縮するコンプレッサユニットと、当該コンプレッサユニットを駆動する駆動軸を具えている。ＤＥ１０３５６３７３Ａ１に開示されているコンプレッサにおいては、ピストンの中心点が共通の面に配置されており、この面を駆動軸が直交して貫通している、あるいは、駆動軸の長手方向に延びる中心軸がこの面に直交している。
【０００５】
更に、従来技術においては、コンプレッサ、特に、コンプレッサの駆動軸が電動モーターに動作可能に連結されており、このモーターが、モーター室を規定するモーターハウジングによって実質的に区切られており、モーター室が駆動軸に設けた穴を通って圧縮された冷媒が吸い込まれる吸引ガス室に流体連結されている、ラジアルピストン型コンプレッサが知られている。モーターを冷却するには、吸入ガスの質量流量の一部が吸引ガス室からダクトを介してモーター室に送られ、上述した駆動軸に設けた穴を通って吸入ガス中に再び戻される。このような流動条件であるため、吸入ガスへ戻る部分質量流量は油分を含有している。この油分は軸受その他を潤滑させるためのものであるが、コンプレッサの稼動状態によっては（例えば、回転数が低いとき）、最適な潤滑作用が発揮されないことがある。
【発明の概要】
【０００６】
上述した従来技術に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、広い作動範囲において潤滑性能が優れているコンプレッサを提供する点にある。
【０００７】
この課題は、請求項１に記載の特徴を具えるコンプレッサによって達成される、本発明の更なる特徴と利点は、後述の図面の説明及び従属請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
以下に、添付図面と実行可能な実施例に基づいて、例示の形で本発明を説明する。
【図１】図１は、本発明に係るコンプレッサの第１実施例を横置して示す部分的断面図である。
【図２】図２は、図１の実施例を縦置して示す図である。
【図３】図３は、図１及び図２の詳細を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係るコンプレッサの第２実施例を、図３と同様に示す図である。
【図５】図５は、本発明に係るコンプレッサの第３実施例を、図３と同様に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
例えば、図１及び図２に示すように、本発明によるコンプレッサ１０の第１実施例は、コンプレッサユニット１２とモーターユニット１４を具えている。モーターユニット１４はモーターハウジング１６を具えており、第１実施例ではこのハウジングは、モーター室１８のみならずコンプレッサユニット１２も部分的に区切られている。モーター室１８にはモーター２０に加えて、駆動軸２２が配置されており、この駆動軸を介してモーター２０がコンプレッサユニット１２に動作可能に連結されている。ここで述べる第１実施例では、コンプレッサユニット１２が半径方向に配置された６本のピストン２４を具えている。ピストン２４は、ピストン長手方向に延びているピストン長軸によって広がっている共通面に配置されており、この面は駆動軸２２に対して直交している。この接合部分においては明らかに様々な数のピストン２４を配置することが考えられ、このピストンの本数は、コンプレッサ１０のユーザの技術的要求に応じて（容量及び所望の圧縮能力）決まる点に留意すべきである。
【００１０】
コンプレッサユニット１２は、冷媒圧縮用に設けられており、例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ５０７、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ２２、あるいは好ましくは、Ｒ７４４（ＣＯ２）のような冷媒が考えられる。吸入側においては、この冷媒は吸入側に配置された吸入ガス室２６を介して、コンプレッサ１０の（半径方向に形成された）シリンダー内腔２８に入り、シリンダー内腔内にはピストン２４が往復運動するように配置されている。冷媒の圧縮は、ピストン２４の半径方向の動きによって行われる。ピストン２４がシリンダー内腔２８の上側位置にくる、すなわち、ピストン２４が外側に向けられた半径方向外側に面した位置に達すると、そこで圧縮された冷媒が、高圧側に配置された圧縮ガス室３０に放出され、そこから、圧縮された冷媒がコンプレッサ１０の冷却回路に提供される。
【００１１】
コンプレッサ１０は、コンプレッサユニット１２及びモーターユニット１４のほかに、電子ターミナルボックス３２を設けており、これは、例えばネジなどの固定部材を用いてコンプレッサ１０のモーターハウジング１６に固定されている。モーター２０のステーターは、モーターハウジング１６内に設置されており、例えばネジを用いてこれに固定することができる。
【００１２】
ターミナルボックス３２には、コンプレッサ１０の電子ターミナル、特にモーター２０への電流又は電圧供給用ターミナルが配置されている。更に、ターミナルボックス３２には、モーター保護用電子部品が収容されており、これに例えば熱防御用サーモスタット３８といった部品を接続することができる。ターミナルボックス３２は、電源供給用の複数のケーブル取入口３６を具えており、図１に示すように、使用しないときは、例えば閉止部材を用いて閉止することができる。図に示すケーブル取入口３６は、予めパンチされていて、当初は閉じられた状態にあり、使用に際して押し抜いて開けるようになっていることが好ましい。従って、別途部品を必要とせず、ターミナルボックス３２の外郭に予めパンチされた領域があり、これを容易に開けることができる。
【００１３】
熱防御用サーモスタット３８は、冷媒（例えばＣＯ２）の圧力が高いことから、冷媒に直接接触するのではなく、モーターハウジング１６の中に冷媒から隔てて配置されていることが好ましい。これによって、熱防御用サーモスタット３８は、冷媒に間接的に熱接続するだけになる。熱防御用サーモスタット３８は、ケーブル３９によって、例えば、ケーブル取入口３６の１つを経て、ターミナルボックス３２内の部品に接続するようにしてもよい。
【００１４】
コンプレッサ１０の潤滑のために、コンプレッサ１０にはオイル４１の形態で潤滑剤が配置されている。オイル４１はモーター室１８に貯留されているが、ここでオイル４１はモーター室１８に配置されたコンプレッサ１０の構成部品を潤滑するだけではなく、モーター室１８の外側に配置されたコンプレッサ１０の構成部品も潤滑する。モーター室１８のこの領域には、軸受４０、４２、４４（前側軸受ブッシュ４２、後側軸受ブッシュ４４、及びモーターハウジング１６で駆動軸２２を軸支する軸受４０）を潤滑するのに必要である。モーター室１８の外側では、圧縮ユニット１２の可動部品、特にピストン２４を適切に潤滑することが必要である。
【００１５】
コンプレッサ１０は、モーター室１８と吸入側（吸入ガス室２６）との間に流体接続路４５を具えており、この接続は、モーター冷却用の部分質量流量を還流させる以外に、軸受４０、４２、４４を潤滑する役割も果たしている。流体接続路４５はその大部分が駆動軸２２内に形成されており、とりわけ、駆動軸２２内に、軸方向に延在するボア４６の形をとる軸内切欠きで構成されている。更に、流体接続路４５は、駆動軸２２中に半径方向に配置されている４つの切欠きを具え、この切欠きは、ボア４６に流体連結する、第１の半径方向ボア４８、第２の半径方向ボア５０、第３の半径方向ボア５２、及び第４の半径方向ボア５４の形をとる。駆動軸２２全体を貫通している第１半径方向ボア４８は、モーター室１８への２つの開口部を有するように延在して、やはり油分又はオイルミストを含む、部分質量流量を受けている。第２、第３、及び第４の半径方向ボア５０、５２、５４は、軸受４０、４２、４４の潤滑用に設けられている。オイル４１は、これらのボアを通って半径方向に、潤滑するべき軸受各部へ広がる。オイル４１の半径方向への流出は、駆動軸２２の回転運動とそれによって生じる遠心力によって支援される。
【００１６】
モーターを冷却するために、上述したとおり、吸入ガス室２６はモーター室１８と流体接続路４５によって接続されている。流体接続路４５は、特に部分質量流量の取入口として作用する第１の半径方向ボア４８と、この第１の半径方向ボアに流体連結したボア４６とを具えている。軸受４４（第２軸受ブッシュ）を潤滑するために、流体接続路は、ボア４６に流体連結した半径方向ボア５４を具える。半径方向ボア５４は、駆動軸２２内に軸線方向に延びている第２のボア５６の形をとる第２の軸内切欠きに流体連結されており、この第２のボアはボア４６より断面が小さく、モーター室１８と反対側の端部が吸入ガス室２６に流体連結している。ボア５６のガス吸入側端部には、小さくなった断面がノズル５８の形で設けられており、これが吸入ガス室２６へのオイル流入を画定している。ノズル５８は必要に応じて既製品の中から選択され、相応の断面と流量レートは、設計の必要に応じて適合させる。
【００１７】
また、本発明の代替実施例によれば、ノズル５８に加えて、又はこれに替えて、オイルの流入を、半径方向ボア５４又は軸内ボア５６のボア断面、例えばボアの断面自体によって、又は、ボア５４又は５６に配置した狭窄部によって、又は開口又はフラップによって、調節することができる。開口又はフラップは、調節不可能に、あるいは調節可能に設計することができ、これによって、吸入ガス室２６を経由するオイル流もしくは潤滑剤は、外的パラメータ及び、適切であればコンプレッサ自体のパラメータに応じて制御又は調整することができる。更に、ノズル５８を断面可変式のものにするか、および／または、所定のもしくは可変のクロックサイクルで開閉する上流側弁を具えるノズルにして、これによって、吸入ガス室２６に供給されるオイル量を調整又は制御できるようにしてもよい。
【００１８】
２つの軸上切欠き４６、５６は、好ましくは、半径方向に互いに間隔を取って軸線と平行に駆動軸２２内に形成されており、軸方向に平行なボアであることが望ましい。
【００１９】
特に、軸受４２、４４へのオイル供給を確実なものにするために、筒状部材又はチューブ６０の形でオイルを貯留するデバイスが流体接続路４５に設けられており、このデバイスがノズル５８と半径方向のボア５２、５４に充分なオイル４１を確実に供給する。オイルの貯溜機能に加えて、チューブ６０はモーター室と反対側で吸入ガスと流体連結されているので、モーターから吸入ガス室へ部分質量流量が確実に戻る。駆動軸２２に押し込まれており、軸状ボア４６へ延在しているチューブ６１の形をとるオイルオーバーフロー装置は、過剰に貯溜されたオイル４１を排出する働きをする。しかしながら、チューブ６０はコンプレッサユニット１２の潤滑用ではなく、むしろあまり大量のオイルが貯溜された場合のオーバーフロー機能のみに設けられていることに留意すべきである。チューブ６０の形をとるオイルを貯溜する装置は、間断の無い流体接続を維持しつつオイル４１を貯溜するように設計されている。なお、チューブ６０は軸状ボア４６の直径よりも外形が小さく、チューブ６０は軸状ボア４６に対して同心で、軸状ボアに突出している。代替的に、同心でなく、ボア４６に対して平行に配置されているものも考えられる。
【００２０】
図２には、図１に示すコンプレッサ１０を縦方向に設置したものが示されており、この設置位置において、オイル４１の形をとる潤滑剤が半径方向切欠き（半径方向ボア４８）を覆っている。半径方向の切欠きがオイルで覆われていても、コンプレッサの稼動は可能であり、その場合には、半径方向のボア４８もオイルレベルの上に配置されて、オイル４１ではなくオイルミストを吸引することが考えられる。
【００２１】
オイル貯溜装置としてのチューブ６０に加えて、あるいはこれの代替として、モーター室１８とガス吸入側もしくは吸入ガス室２６との間の流体接続４５に、例えば駆動軸２２に開口６２（図４を参照）を設ける、あるいは、半径方向に延在するリザーバ状又はバケツ状の切欠き６４（図５を参照）を設けることも考えられる。図５に示すように、リザーバ状の切欠き６４は、半径方向ボア５２、５４の領域に形成されている。このようなリザーバ状の切欠きを、駆動軸に半径方向に配置された更なる切欠き／ボアの領域にも設けることが当然に考えられる。駆動軸２２が回転するときに生じる遠心力は、切欠き６４へのオイル供給を確実なものにする。
【００２２】
特定の特徴点の組み合わせの実施例に基づいて本発明を説明したが、特定されてはいるが従属項によって完全に記載されていない更なる組み合わせにも本発明は及ぶ。
【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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【国際調査報告】
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