WO2007004359A1 - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

　オイルの混入率の低い作動流体を圧力制御弁に送ることで、圧力制御弁の弁本体へのオイルの付着を減少させ、クランク室内の圧力制御の不安定化を回避することを目的とする。圧力制御弁３４に作動流体を供給する給気通路４４がリヤハウジング５に設けられている場合には、この給気通路４４の給気導入口４５を、オイル分離器３６のオイル分離筒３９の下流側に開口したものとする。これにより、オイル分離器３６でオイルが分離除去された作動流体は、給気導入口４５から給気通路４４を通って圧力制御弁３４に送られた後、給気通路４６を介してクランク室８に戻されることとなり、圧力制御弁３４に対し、作動流体に混在したオイルが付着する可能性が低減される。

Description

圧縮機

技術分野

[0001] この発明は、クランク室の圧力制御を行なうための圧力制御弁と、圧縮された作動 流体中に混在するオイルを分離するオイル分離機構とを有する圧縮機の構造に関 する。

背景技術

[0002] 圧縮機力 外部サイクルに流出するオイル (潤滑油）量が相対的に多くなることによ り、圧縮機のオイル不足を招くのみならず、サイクル上に配される熱交^^の熱交換 効率も低下する等の不都合が生ずる。このような不都合を回避するために、圧縮機 の吐出側に吐出室力 流出した圧縮された作動流体中に混在するオイルを分離す るオイル分離器 (オイルセパレータ)を設ける構造は既に公知である（例えば、特許文 献 1を参照。）。

[0003] また、圧縮機の吸入脈動又は吐出脈動を減衰させるために、リャハウジングの中央 側に形成された吸入室及び吐出室の一方が、トンネル形状の連通路を介して対応 する吐出口部と連通されると共に、前記トンネル状の連通路と前記吐出口部の装着 されるパイプ接続部との間にマフラ室を形成する構造は既に公知である（例えば、特 許文献 2を参照。）。

[0004] その一方で、圧力制御弁は、例えば、一方側が吐出室と給気導入口を介して連通 すると共に他方側がクランク室と連通している給気通路上に設けられて、この給気通 路の開度を調節することにより、クランク室の圧力を制御するものである（例えば、特 許文献 3を参照。）。

特許文献 1：特開 2005 - 23847号公報

特許文献 2：特開 2002— 202054号公報

特許文献 3 :特開 2004— 183623号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0005] これに対し、上記のように給気通路の給気導入口が吐出室に直接開口していると、 オイルを相対的に多く混入した作動流体が給気通路に送られるので、オイルが圧力 制御弁内部の弁部に付着し弁開閉動作が鈍くなり、また、弁部に付着するオイルに より通路面積が実質的に変動する。このため、クランク室内に供給する所望の作動流 体量を確保できず、ひ ヽてはクランク室の圧力制御が不安定ィ匕するおそれがある。

[0006] そこで、本発明は、相対的にオイルの混入率の低い作動流体を圧力制御弁に送る ことで圧力制御弁の弁部へのオイルの付着を減少させ、クランク室内の圧力制御の 不安定ィ匕を回避することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] この発明に係る圧縮機は、ノ、ウジングと、このハウジング内部に区画形成されたクラ ンク室と、前記ハウジングに回転自在に支持されて外部の駆動力にて回転動する駆 動軸と、この駆動軸の回転動を作動流体の圧縮作用に変換する圧縮機構と、前記圧 縮機構で圧縮されて相対的に高圧化した作動流体を前記クランク室内に供給してこ のクランク室内の圧力を制御する圧力制御弁と、前記圧縮機構によって圧縮された 作動流体からオイルを分離するオイル分離機構とを有する圧縮機にぉ ヽて、前記圧 力制御弁に前記作動流体を供給する給気通路の給気導入口は、前記オイル分離機 構でオイルが分離除去された作動流体を取り込むことが可能な流路上に開口して!/、 ることを特徴としている（請求項 1)。この作動流体は、例えばフロン圧縮機の冷媒で あっても C02圧縮機等の冷媒であってもよい。また、「前記圧縮機構で圧縮されて相 対的に高圧化した作動流体をクランク室内に供給してこのクランク室内の圧力を制御 する圧力制御弁」とは、給気通路の開度を調節してクランク室に流入する作動流体の 流量を制御するもの (入口制御）であっても、給気通路と抽気通路の双方の開度を調 節してクランク室の圧力を制御するものであっても良い。更に、この圧縮機は、特にピ ストン往復動式可変容量型のもので、片斜板型、ヮブル型、その他これらに類似する 型式に適用される。そして、分離されたオイルの供給先はクランク室や吸入室等の低 圧室である。

[0008] より具体的には、前記オイル分離機構は、前記圧縮機構により圧縮された作動流 体が一時的に蓄えられる吐出室と連通するオイル分離室と、このオイル分離室に突 出されて前記吐出室から導入された前記作動流体を旋回させると共に前記作動流 体を圧縮機外に吐出するための吐出口部と前記オイル分離室とを連通させるオイル 分離筒とから構成され、前記給気導入口は、前記オイル分離筒の下流側に開口して いる（請求項 2)。このオイル分離器はオイル分離室で分離されたオイルをクランク室 や吸入室等の低圧室に供給するための通路が前記給気通路とは別に設けられてい る。

[0009] また、前記オイル分離機構は、前記ハウジングにマフラ室を画成し、このマフラ室と 前記圧縮機構により圧縮された作動流体が吐出される吐出室とを第 1の連通路を介 して連通すると共に、前記マフラ室と作動流体を圧縮機外に吐出するための吐出口 部とを第 2の連通路を介して連通することで構成され、前記給気導入口は、前記マフ ラ室の下流側に開口したものとしても良い（請求項 3)。このマフラ室は、分離されたォ ィルを第 2の連通路力 流出させない機能を有する共に、マフラ室力 分離されたォ ィルをクランク室や吸入室等の低圧室に供給するための通路が前記第 1及び第 2の 連通路とは別に連通している。

発明の効果

[0010] よって、これらの発明によれば、圧力制御弁には、オイル分離機構でオイルが分離 除去されて、オイルの混入率が相対的に低下した作動流体が送られるので、圧力制 御弁内部の弁部にオイルが付着する割合が減少する。これに伴い、圧力制御弁の 弁開閉動作を所望通りに制御することが可能となり、圧縮機の制御性が向上する。

[0011] 特に請求項 3に記載の発明において、マフラ室は圧縮機の吸入脈動又は吐出脈 動を減衰させるためのものであるところ、マフラ室内を作動流体が通過する際にオイ ルが作動流体から分離されるもので、この分離したオイルをクランク室や低圧室に供 給するための通路を別途に有することにより、オイル分離機構ともなる。よって、この 請求項 3に記載の発明によれば、オイル分離機構としての機能を備えたマフラ室を 利用するので、圧力制御弁に送られる作動流体からオイルを分離するために請求項 2に記載するようなオイル分離機構を別途設ける必要がなぐ圧縮機の構造を相対に 単純なものとすることができる。

図面の簡単な説明 [0012] [図 1]図 1は、この発明が用いられる圧縮機の一例の全体構成を示す断面図である。

[図 2]図 2は、この発明が用いられる圧縮機の他の例の全体構成を示す断面図である

[図 3]図 3は、同上の圧縮機のマフラ室の構成を示す概略図である。

符号の説明

[0013] 1 圧縮機

2 ハウジング

6 駆動軸

8 クランク室

19 片頭ピストン

20 スラストフランジ

23 斜板

29 吸入室

30 吐出室

34 圧力制御弁

36 オイル分離器

38 オイル分離室

39 オイル分離筒

40 吐出口部

49 マフラ室

50 第 1の連通路

51 第 2の連通路

発明を実施するための最良の形態

[0014] 以下、この発明の実施形態について添付図面により説明する。

[0015] 図 1において、この発明が用いられる圧縮機 1の一例としてのピストン往復動式の容 量可変型の圧縮機 1が示されている。この圧縮機 1の構成を説明すると、シリンダブ口 ック 3と、このシリンダブロック 3のフロント側に固定されるフロントハウジング 4と、前記 シリンダブロック 3のリャ側（図 1中、右側）にバルブプレート 26を介して組み付けるリ ャハウジング 5と、駆動軸 6とを備え、これらシリンダブロック 3、フロントハウジング 4、 バルブプレート 26及びリャハウジング 5は、締結ボルト 7を後述のシリンダボア 18の軸 方向に沿って挿通させて相互に接合し固定することにより、金属製で略円筒状のハ ウジング 2を構成している。

[0016] そして、フロントハウジング 4とシリンダブロック 3とによりクランク室 8が区画形成され ている。このクランク室 8には、一端がフロントハウジング 4力も突出する駆動軸 6が収 納されている。この駆動軸 6のフロントハウジング 4力も突出した部分には、軸方向に 取り付けられた中継部材 9を介してクラッチ板 10が固定されている。フロントハウジン グ 4のボス部 4aには回転自在に外嵌された駆動プーリ 11がクラッチ板 10と対畤して 設けられ、この駆動プーリ 11は、ボス部 4aにベアリング 12を介して回動自在に外嵌 されている。クラッチ板 10は、駆動プーリ 11に埋設された励磁コイル 13への通電に より駆動プーリ 11に吸着され、駆動プーリ 11に与えられる回転動力を駆動軸 6に伝 達するようにしている。

[0017] また、この駆動軸 6の一端側は、フロントハウジング 4との間に設けられた軸封装置 1 4を介してフロントハウジング 4との間が気密性良く封じられると共に外周面に外装さ れたラジアル軸受け 15にてフロントハウジング 4に回転自在に支持されており、駆動 軸 6の他端側は、シリンダブロック 3の支持凹部 16に収納されたラジアル軸受け 17に てシリンダブロック 3に回転自在に支持されている。

[0018] シリンダブロック 3には、駆動軸 6を支持する前記支持凹部 16とこの支持凹部 16を 中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア 18とが形成されている。そ して、それぞれのシリンダボア 18内には、片頭ピストン 19が往復動可能に挿入されて いる。

[0019] 前記駆動軸 6には、クランク室 8内において、当該駆動軸 6と一体に回転するスラス トフランジ 20が固定されている。このスラストフランジ 20は、駆動軸 6に対して略垂直 に形成されたフロントハウジング 4の内壁面にスラスト軸受け 21を介して回転自在に 支持されている。そして、このスラストフランジ 20には、リンク部材 22を介して斜板 23 が連結されている。

[0020] 斜板 23は、駆動軸 6上に設けられたヒンジボール 24を介して傾動自在に保持され て！、るもので、スラストフランジ 20の回転に同期して一体に回転するようになって!/、る 。そして、斜板 23の周縁部分は、前後に設けられた一対のシユー 25を介して片頭ピ ストン 19の係合部 19aに係留されている。

[0021] このようなスラストフランジ 20、斜板 23、及び片頭ピストン 19によって、駆動軸 6の回 転を作動流体の圧縮作用に変換する圧縮機機構が構成されて、駆動軸 6が回転す ると、これに同期して斜板 23がー体に回転し、この回転運動がシユー 25を介して片 頭ピストン 19の往復直線運動に変換され、片頭ピストン 19の往復動により、シリンダ ボア 18内において片頭ピストン 19とバルブプレート 26との間に形成された圧縮室 27 の容積が変更されるようになって 、る。

[0022] リャハウジング 5は、シリンダブロック 3とバルブプレート 26を介して接合することで、 吸入室 29と、この吸入室 29の周囲に連続的に形成された吐出室 30とが画成されて いる。そして、バルブプレート 26には、吸入室 29と圧縮室 27とを図示しない吸入弁 を介して連通する吸入孔 31と、吐出室 30と圧縮室 27とを図示しない吸入弁を介して 連通する吐出孔 32とが形成されている。

[0023] また、リャハウジング 5は、側周面に取付孔 33を設けて、この実施形態ではクランク 室 8の圧力を制御する圧力制御弁 34が装着されている力 この圧力制御弁 34に関 しては後に詳述する。

[0024] 更に、リャハウジング 5には、吐出室 30に吐出した圧縮された作動流体に混在して V、るオイルを分離するオイル分離器 36が設けられて 、る。このオイル分離器 36は、 吐出室 30に対して吐出流路 37を介して連通するオイル分離室 38と、オイル分離室 38内に吐出されて吐出室 30から吐出流路 37を介して流入された作動流体を旋回さ せると共に外部サイクルと分離室 38とを連通するオイル分離筒 39とから構成されて いる。すなわち、オイル分離室 38は、外部サイクルと接続するための吐出口部 40と 連通し当該吐出口部 40の軸方向に延びる空間を有してなるもので、この吐出口部 4 0とオイル分離室 38との境界に形成の小径口部分に吐出口部 40の開口側からオイ ル分離筒 39を挿着することで画成される。

[0025] これにより、圧縮された作動流体が吐出室 30から吐出流路 37を介してオイル分離 室 38に導入され、この導入された作動流体は分離筒 39の周りを旋回しながらリャハ ウジング 5の中央部側に導かれ、その過程において作動流体に混在されているオイ ルは分離される。そして、オイルが分離された作動流体は分離筒 39の内部を通って 吐出口部 40から外部サイクルに送出され、分離されたオイルは、潤滑オイル流路 42 を経てクランク室 8又は吸入室 29等の低圧室に供給される。

[0026] ところで、前記圧力制御弁 34に作動流体を送るための給気通路 44は、その給気 導入口 45が吐出口部 40内にて分離筒 39の下流側よりも更に下流側に開口してい る。そして、作動流体をクランク室 8に送るために、圧力制御弁 34からクランク室 8ま で延出した給気通路 46を有している。また、クランク室 8に流入した作動流体を吸入 室 29に逃がすための抽気通路 47が、バルブプレート 26に設けられている。この実施 形態では、給気通路 44、 46の途中に設けた圧力制御弁 34によりクランク室 8に供給 する作動流体の量のみを制御する 、わゆる入口制御方式を示したが、給気通路と抽 気通路双方の開度を圧力制御弁により制御するいわゆる出入り口制御方式を適用し ても良い。

[0027] 以上の構成によれば、オイル分離器 36を通過することによりオイルが分離除去され た作動流体が、給気導入口 45から給気通路 44を通って圧力制御弁 34に送られた 後、給気通路 46を介してクランク室 8に戻されるので、圧力制御弁 34に作動流体に 混在したオイルが付着する可能性を低減することが可能である。これによつて、圧力 制御弁 34の弁開閉動作を所望通りに制御することが可能となり、圧縮機 1の制御性 を向上させることができる。

[0028] 図 2及び図 3において、この発明の他の実施形態として、オイル分離器 36を有しな い圧縮機 1が示されており、以下、当該圧縮機 1についてこれらの図に基づいて説明 する。但し、先の実施形態と同様の構成は同一の符号を付してその説明を省略する

[0029] 図 2に示される圧縮機 1は、シリンダブロック 3の外周壁内に圧縮機 1の吐出脈動を 減衰させるためのマフラ室 49が形成されており、このマフラ室 49は、シリンダブロック 3の軸方向及び径方向に延設するように設けられて 、る。

[0030] このマフラ室 49は吐出室 30と第 1の連通路 50を介して連通し、吐出口部 40と第 2 の連通路 51を介して連通している。これら第 1の連通路 50及び第 2の連通路 51のマ フラ室側端部は、この実施形態では、マフラ室 49の吐出口部側の周方向の略中央 に近接して当該マフラ室 49と接続するように配置されている。また、ノ レブプレート 2 6にも第 1の連通路 50とマフラ室 49とを連通するための通孔 53及び第 2の連通路 51 とマフラ室 49とを連通するための通孔 54が形成されている。

[0031] そして、前記圧力制御弁 34に作動流体を送るための給気通路 44を有し、この給気 通路 44の給気導入口 45は、マフラ室 49の下流側となる第 2の連通路 51の途中に開 口している。また、作動流体をクランク室 8に送るために、取付孔 33からクランク室 8ま で延出した給気通路 46を有している。尚、給気通路 44の給気導入口 45は、マフラ 室 49の下流側となる吐出口部 40内に開口したものとしても良い。また、クランク室 8 に流入した作動流体を吸入室 29に逃がすための抽気通路 47が、バルブプレート 26 に設けられている。この実施形態では、給気通路 44、 46の途中に設けた圧力制御 弁 34によりクランク室 8に供給する作動流体の量のみを制御するいわゆる入口制御 方式を示したが、給気通路と抽気通路双方の開度を圧力制御弁により制御するいわ ゆる出入り口制御方式を適用しても良！、。

[0032] 更に、マフラ室 49は、このマフラ室 39内で分離したオイルが第 2の連通路 51から 流出しないように、例えば第 2の連通路 51の開口部よりもその圧縮機の中心側面が 深くなつていると共に、分離されたオイルを、軸封装置 14やラジアル軸受 15、 17に 供給するために、潤滑オイル流路 42の端部が圧縮機の中心側面等に開口している 。これにより、マフラ室 49は、作動流体からオイルを分離除去するオイル分離機構と しての機能も有するものとなる。

[0033] 以上の構成によれば、マフラ室 49を通過することによりオイルが分離除去された作 動流体が、給気導入口 45から給気通路 44を通って圧力制御弁 34に送られた後、給 気通路 46を介してクランク室 8に戻されるので、圧力制御弁 34に作動流体に混在し たオイルが付着する可能性を低減することが可能である。これによつて、圧力制御弁 34の弁開閉動作を所望通りに制御することが可能となり、圧縮機 1の制御性を向上さ せることができる。

Claims

請求の範囲

[1] ハウジングと、このハウジング内部に区画形成されたクランク室と、前記ハウジングに 回転自在に支持されて外部の駆動力にて回転動する駆動軸と、この駆動軸の回転 動を作動流体の圧縮作用に変換する圧縮機構と、前記圧縮機構で圧縮されて相対 的に高圧化した作動流体を前記クランク室内に供給してこのクランク室内の圧力を制 御する圧力制御弁と、前記圧縮機構によって圧縮された作動流体からオイルを分離 するオイル分離機構とを有する圧縮機にぉ ヽて、

前記圧力制御弁に前記作動流体を供給する給気通路の給気導入口は、前記オイ ル分離機構でオイルが分離除去された作動流体を取り込むことが可能な流路上に 開口して 、ることを特徴とする圧縮機。

[2] 前記オイル分離機構は、前記圧縮機構により圧縮された作動流体が一時的に蓄えら れる吐出室と連通するオイル分離室と、このオイル分離室に突出されて前記吐出室 力 導入された前記作動流体を旋回させると共に前記作動流体を圧縮機外に吐出 するための吐出口部と前記オイル分離室とを連通させるオイル分離筒とから構成され 、前記給気導入口は、前記オイル分離筒の下流側に開口していることを特徴とする 請求項 1に記載の圧縮機。

[3] 前記オイル分離機構は、前記ハウジングにマフラ室を画成し、このマフラ室と前記圧 縮機構により圧縮された作動流体が吐出される吐出室とを第 1の連通路を介して連 通すると共に、前記マフラ室と作動流体を圧縮機外に吐出するための吐出口部とを 第 2の連通路を介して連通することで構成され、前記給気導入口は、前記マフラ室の 下流側に開口して 、ることを特徴とする請求項 1に記載の圧縮機。