JP2005163793A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素な構成でコストを抑えた油分離器の構造を提供する。
【解決手段】 略円柱穴形状に形成された分離室１１を有し、分離室１１の開口端側を吐出配管２０との接続部とし、分離室１１の接続部より内部に、分離管１２ａを嵌挿した。これにより従来、分離管１２ａと吐出配管２０の接続部とを一体として切削加工で仕上げていたジョイント１２は、パイプ材をプレスして分離管１２ａの部分だけを作れば良くなるため、歩留まりと生産性が向上し、部品コストを大幅に抑えることができる。更に、シール用のＯリング１６や、ジョイント１２を固定していたボルト１７やそのねじ穴の加工も不要となり、コストを抑えることができる。また、吐出配管２０はジョイント１２を介さずに直接リアハウジング４に接続されるようになり、配管接続部分がコンパクトとなるうえ、従来構造と比べてシール箇所が２ヶ所から１ヶ所となることで信頼性が向上する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷媒等の流体と共に潤滑油を吸入させることにより、スクロール型圧縮機構等の圧縮機構の潤滑を行う圧縮機に関するもので、車両用冷凍サイクルの圧縮機に用いて有効である。

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７−１５１０８３号公報に示すごとく、圧縮機構の吐出側に冷媒と潤滑油とを分離する油分離器等の分離室を設けている。また、その油分離器についても、圧縮機の大型化を招くことなく冷媒と潤滑油との分離能力を図ったものとして、特開平１１−８２３５２号公報に示す構造が提案されている。

図９に、図１中のＣ矢視に相当する従来の油分離器の断面構造図と、外部への吐出配管の接続状態を示す。この構造は、まず圧縮機のリアハウジング４に形成した分離室１１に対し、シール用のＯリング１６を組付け、その上に分離管部分１２ａと吐出配管２０の接続部分１２ｂとを一体に形成したジョイント１２を組付け、ボルト１７にてリアハウジング４に締結固定している。

さらに、外部への吐出配管２０にシール用のＯリング２１を組付け、ジョイント１２の接続部分１２ｂに組付け、ボルト２２にてリアハウジング４に締結固定している。ジョイント１２は切削加工で仕上げられており、これら構成する部品のコストと上記組付け作業に係わるコストを勘案すると、簡素な構造としてのコスト低減が望まれている。

本実施形態は、上記従来に鑑みて成されたものであり、簡素な構成でコストを抑えた油分離器の構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本実施形態では、油分離器（１０）は、分離室（１１）と、この分離室（１１）内に配される分離管（１２ａ）とからなり、分離室（１１）はハウジング（２、３、４）内に形成されるもので所定の内容積を有し、その一端側に開口端部を有し、分離管（１２ａ）は、分離室（１１）の内壁面（１１ｂ）との間に所定の間隔を保つような外径を有するもので、分離室（１１）の開口端部に挿嵌固定され、分離管（１２ａ）とは別体に形成され、分離管（１２ａ）より導出された冷媒を外部に導くための吐出配管（２０）が開口端部に接続固定されることを特徴とする。

これにより従来、分離管と吐出配管の接続部とを一体として切削加工で仕上げていたジョイントは、パイプ材をプレスして分離管の部分だけを作れば良くなるため、歩留まりと生産性が向上し、部品コストを大幅に抑えることができる。更に、シール用のＯリングや、ジョイントを固定していたボルトやそのねじ穴の加工も不要となり、コストを抑えることができる。

また、本実施形態では吐出配管はジョイントを介さずに直接ハウジングに接続されるようになり、配管接続部分がコンパクトとなるうえ、従来構造と比べてシール箇所が２ヶ所から１ヶ所となることで信頼性が向上する。

また、本実施形態では分離管（１２ａ）を分離室（１１）の内面に圧入固定したことを特徴とする。これにより、ボルト等の締結部品を使うことなく、分離管を所定の位置に固定することができる。また組付け作業も締結から圧入と、簡単な作業となる。

また、本実施形態では分離室（１１）の内面に底面方向が狭くなる段差部（１１ａ）を設けたことを特徴とする。これにより段差部がストッパーとなり、分離管が分離室の底面方向落ち込むことを防止できる。

また、本実施形態では吐出配管（２０）の配管端面（２０ａ）と、分離管（１２ａ）の大径側の管端面（１２ｃ）とを対向させたことを特徴とする。これにより吐出配管がストッパーとなり、分離管が外部方向へ抜け出ることを防止できる。

また、本実施形態では配管端面（２０ａ）と、管端面（１２ｃ）とはわずかに離間する配置としたことを特徴とする。これにより、分離管の端面に吐出配管の端面が担いで吐出配管の締め付け座面が浮いてしまいシール箇所に悪影響を及ぼすような事態が未然に防げる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する具体的手段と対応関係を示すものである。

次に、本発明の実施形態を、図面に基づき説明する。図１は油分離器付き圧縮機の断面構造図であり、図２は図１中のＡ−Ａ断面を示す。

本実施形態は、車両用冷凍サイクルのスクロール圧縮機１に本発明を適用したものである。Ｓは、冷媒（流体）を吸入圧縮する圧縮機構であり、この圧縮機構Ｓは、フロントハウジング３に固定された固定スクロール（固定部）２、及び固定スクロール２に対して可動（旋回）する可動スクロール（可動部）５を有して構成されている。

なお、可動スクロール５は、フロントハウジング３に回転可能に配設されたシャフト６により旋回駆動され、可動スクロール５の旋回とともに、両スクロール２、５によって形成される作動室ＶＣ の体積を拡大縮小することにより冷媒を吸入圧縮する。ちなみに、本実施形態に係る圧縮機１は、シャフト６に接続される図示しない電磁クラッチ内蔵型プーリを介して車両エンジンにより回転駆動される。

また、４は、固定スクロール（シェル）２を介してフロントハウジング３に固定されたリアハウジングであり、このリアハウジング４は、固定スクロール２と共に、圧縮機構Ｓの図示しない吐出ポートから吐出される冷媒から潤滑油を分離する分離室１１、および分離室１１にて分離された潤滑油を貯える貯油室１５を構成している。

ところで、分離室１１内の空間形状は、図２に示すように、円柱状に形成されており、分離室１１の円周内壁面１１ｂには、圧縮機構Ｓから吐出される冷媒を分離室１１内に導く導入孔１３、および分離された潤滑油を貯油室１５に排出する排出孔１４が形成されている。

そして、分離室１１の軸線方向を貯油室１５内の油面に対して垂直にした状態で、導入孔１３を排出孔１４より上方側に位置させて、両孔１３、１４を円周内壁面１１ｂの接線方向に向けて開口させている。

なお、本実施形態では、導入孔１３および排出孔１４は、固定スクロール２側に向けて同一の向きに開口している。したがって、本実施形態では、導入孔１３および排出孔１４は、貯油室１５内の油面と平行な方向、すなわち水平方向に向けて開口していることとなり、シャフト６の軸方向と一致する。

１２ａは、分離室１１内に圧入されて同軸状に配設された略円筒状の分離管（セパレータパイプ）であり、その管端面１２ｃは圧縮機１に組み付けられる外部への吐出配管２０の配管端面２０ａと対向している。２１はシール用のＯリングである。なお、分離室１１、分離管１２ａ、導入孔１３、排出孔１４を総称して遠心分離型の油分離器（オイルセパレータ）１０と呼ぶ。

ちなみに、本実施形態では、導入孔１３を分離管１２ａの外壁に面する部位に形成することにより、分離室１１内に導入された冷媒を分離管１２ａと円周内壁面１１ｂとの間の円筒空間内で旋回させて、確実に潤滑油を冷媒から分離することができるようにしている。

また、導入孔１３は、分離室１１の円周内壁面１１ｂの接線方向に向けて開口しているので、導入孔１３から分離室１１に入射した冷媒が、円周内壁面１１ｂに沿って旋回する。そして、排出孔１４も円周内壁面１１ｂの接線方向に向けて開口しているので、その旋回流れに沿って、潤滑油が滑らかに排出孔１４から貯油室１５に排出する。

なお、貯油室１５に貯えられた潤滑油は、図３、４に示すように、固定スクロール２とリアハウジング４との間に配設された図示しないガスケット２３に形成された異形孔２３ａをオイル通路として、固定スクロール２に形成されたオイル通路２ａを経由して、圧縮機構Ｓの吸入室２４に導かれる。

また、固定スクロール２に形成された図示しない吐出ポートから導入孔１３に至る導入通路１３ａと貯油室１５とを離隔する隔壁は、リアハウジング４に一体形成した突出壁（リブ）４ａと固定スクロール２に一体形成した突出壁（リブ）２ｂとによって形成されている。

次に、本実施形態の特徴を述べる。

本実施形態によれば、油分離器１０は、分離室１１と、この分離室１１内に配した分離管１２ａとからなり、分離室１１はハウジング４内に形成されて所定の内容積を有し、その一端側に開口端部を有し、分離管１２ａは、分離室１１の内壁面１１ｂとの間に所定の間隔を保つ外径を有するもので、分離室１１の開口端部に挿嵌固定され、分離管１２ａとは別体に形成され、分離管１２ａより導出された冷媒を外部に導くための吐出配管２０が開口端部に接続固定している。

これにより従来、分離管１２ａと吐出配管２０の接続部とを一体として切削加工で仕上げていたジョイント１２は、パイプ材をプレスして分離管１２ａの部分だけを作れば良くなるため、歩留まりと生産性が向上し、部品コストを大幅に抑えることができる。更に、シール用のＯリング１６や、ジョイント１２を固定していたボルト１７やそのねじ穴の加工も不要となり、コストを抑えることができる。

また、吐出配管２０はジョイント１２を介さずに直接リアハウジング４に接続されるようになり、配管接続部分がコンパクトとなるうえ、従来構造と比べてシール箇所が２ヶ所から１ヶ所となることで信頼性が向上する。

また、分離管１２ａを分離室１１の内面に圧入固定している。これにより、ボルト１７等の締結部品を使うことなく、分離管１２ａを所定の位置に固定することができる。また組付け作業も締結から圧入と、簡単な作業となる。

また、分離室１１の内面に底面方向が狭くなる段差部１１ａを設けている。これにより段差部１１ａがストッパーとなって、分離管１２ａが分離室１１の底面方向落ち込むことを防止できる。

また、吐出配管２０の配管端面２０ａと、分離管１２ａの大径側の管端面１２ｃとを対向させている。これにより吐出配管２０がストッパーとなって、分離管１２ａが外部方向へ抜け出ることを防止できる。

配管端面２０ａと、管端面１２ｃとはわずかに離間する配置とした。これにより、分離管１２ａの端面１２ｃに吐出配管２０の端面２０ａが担いで吐出配管２０の締め付け座面が浮いてしまいシール箇所に悪影響を及ぼすような事態が未然に防げる。

（他の実施形態）
図５から図８は、本発明の他の実施形態における油分離器周りの断面構造図を示す。なお、可動スクロール５を含むフロントハウジング３側の構造は第１実施形態と同様のため、図示を省略する。

図５は、本発明の油分離器１０を、固定スクロール２に一体として形成したものである。冷媒は、リアハウジング４側に明いた導入孔１３から分離室１１に入って、分離された潤滑油は同じくリアハウジング４側に開いた排出孔１４から貯油室１５へと出てゆく。また、吐出配管２０は固定スクロール２に接続される。

図６は、本発明の油分離器１０を、固定スクロール２を覆う様に構成されたシェル型のリアハウジング４に一体として形成したものである。

図７は、本発明の油分離器１０において、吐出配管２０を平面シールで接続したものである。シール用のＯリング２１はリアハウジング４側への組み付けとなる。また、分離管１２ａは図７に示すように、切削や冷鍛等で作ったもので均肉なものでなくとも良い。

図８は、本発明の油分離器１０において、分離管１２ａに鍔部１２ｄを形成して分離室１１内での落ち込み及び抜け出しを防止する部分としたものである。

なお、上述の実施形態では、圧縮機構Ｓとしてスクロール型圧縮機構を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ベーン型、ローリングピストン型等その他の圧縮機構であってもよく、別体のオイルセパレータを内蔵するものを除いて適用可能である。

本発明の一実施形態における油分離器付き圧縮機の断面構造図である。 図１中のＡ−Ａ断面を示す。 図１中のＢ−Ｂ断面を示す。 ガスケットのＣ矢視図である。 本発明の他の実施形態における油分離器周りの断面構造図である。 本発明の他の実施形態における油分離器周りの断面構造図である。 本発明の他の実施形態における油分離器周りの断面構造図である。 本発明の他の実施形態における油分離器周りの断面構造図である。 図１中のＣ矢視に相当する従来の油分離器の断面構造図である。

符号の説明

２ 固定スクロール（ハウジング）
３ フロントハウジング
４ リアハウジング
１０ オイルセパレータ（油分離器）
１１ 分離室
１１ａ 段差部
１１ｂ 内壁面
１２ａ セパレータパイプ（分離管）
１２ｃ 管端面
２０ 吐出配管
２０ａ 配管端面
Ｓ 圧縮機構

Claims (3)

1. 流体を吸入圧縮する圧縮機構（Ｓ）をハウジング（２、３、４）内に有し、流体と共に潤滑油を前記圧縮機構（Ｓ）内に吸入させることにより、前記圧縮機構（Ｓ）の潤滑を行なう圧縮機であって、
   前記圧縮機構（Ｓ）から吐出される流体から潤滑油を分離する遠心分離式の油分離器（１０）を備え、
   前記油分離器（１０）は、分離室（１１）と、この分離室（１１）内に配される分離管（１２ａ）とからなり、
   前記分離室（１１）は前記ハウジング（２、３、４）内に形成されるもので所定の内容積を有し、その一端側に開口端部を有し、
   前記分離管（１２ａ）は、前記分離室（１１）の内壁面（１１ｂ）との間に所定の間隔を保つような外径を有するもので、前記分離室（１１）の前記開口端部に前記開口端部よりも前記分離室の内方に位置するように挿嵌固定されることを特徴とする圧縮機。
2. 流体を吸入圧縮する圧縮機構（Ｓ）をハウジング（２、３、４）内に有し、流体と共に潤滑油を前記圧縮機構（Ｓ）内に吸入させることにより、前記圧縮機構（Ｓ）の潤滑を行なう圧縮機であって、
   前記圧縮機構（Ｓ）から吐出される流体から潤滑油を分離する遠心分離式の油分離器（１０）を備え、
   前記油分離器（１０）は、分離室（１１）と、この分離室（１１）内に配される分離管（１２ａ）とからなり、
   前記分離室（１１）は前記ハウジング（２、３、４）内に形成されるもので、内面に底面方向が狭くなる段差部（１１ａ）が設けられた所定の内容積を有し、その一端側に開口端部を有し、
   前記分離管（１２ａ）は、径の異なる２つの円筒からなっており、前記分離管（１２ａ）の小径側は前記分離室（１１）の内壁面（１１ｂ）との間に所定の間隔を保つような外径を有し、前記分離管（１２ａ）の大径側は前記分離室（１１）の前記開口端部に前記開口端部よりも前記分離室の内方に位置するように挿嵌固定され、
   前記段差部（１１ａ）は、分離管（１２ａ）が分離室（１１）の底面方向に落ち込むことを防止するストッパーとなることを特徴とする圧縮機。
3. 前記分離管（１２ａ）を前記分離室（１１）の内面に圧入固定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮機。

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