JP2005273628A - 横型回転圧縮機及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 歯車ポンプの低回転時における給油能力を確保しながら、高回転時における圧力過昇を防止することができる横型回転圧縮機及び空気調和機を提供する。
【解決手段】 回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部に歯車ポンプ１０１を設けて成る横型ロータリコンプレッサ１０において、歯車ポンプ１０１は、ハウジング９０の歯車室９２内に設けられた外歯車９３Ａとこの外歯車９３Ａ内に位置して回転軸１６に嵌合された内歯車９３Ｂとから成る歯車対９３と、密閉容器１２内下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路１１２とを備え、内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａの噛み合わせ回転運動によって歯車対９３にポンプ作用を生じさせ、オイル吸入通路１１２を経てオイル吸入部１１２より歯車室９２にオイルを汲み上げ、オイル供給部９５より回転軸１６にオイルを供給すると共に、内歯車９３Ｂの回転中心を、外歯車９３Ａの回転中心の垂直方向上側に配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、横型の密閉容器内に、回転軸にて駆動される回転圧縮機構部と、この回転軸の回転圧縮機構部側の端部に設けられた歯車ポンプとを備える横型回転圧縮機に関するものである。

従来の横型回転圧縮機は、密閉容器内に駆動要素としての電動要素と、この電動要素の側方に位置して電動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮機構部とから構成されている。また、密閉容器の底部はオイル溜めとされており、当該オイル溜めから給油手段としての歯車ポンプにてオイルが汲み上げられて、圧縮機構部等にオイルが供給され、圧縮機構部等の摺動部の摩耗を防ぐと共に、圧縮室のシール性を向上させて、圧縮効率を確保していた。

ここで、前記歯車ポンプは回転軸の回転圧縮後部側の端部に設けられ歯車室内に外歯車と内歯車からなる歯車対を備え、内歯車の中央に形成された孔に前記回転軸を嵌合挿入して、回転軸より伝達される回転力を内歯車に伝達し、内歯車と外歯車のかみ合わせ回転運動により歯車対にポンプ作用を生じさせて、歯車ポンプを作動するものである。

そして、前記回転運動によりオイル吸入通路のオイル溜め内に開口した吸油口からの歯車室に吸い上げられたオイルは歯車対の回転運動により歯車室の中心部へと導かれて回転軸に形成されたオイル通路に供給される構成とされている。
（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−３２４７８１号公報

ところで、上述の歯車ポンプは回転軸の回転により、オイル溜めからオイルを汲み上げるため、回転軸が低速にて回転する低回転時には、オイル溜めから汲み上げられるオイル量が少なくなる。従って、歯車ポンプを回転軸が低回転であっても充分給油できるだけの能力とする必要があった。

しかしながら、上述の如く低回転であっても充分給油できる能力を確保すると、回転軸が高速にて回転する高回転時に歯車室ポンプの高圧側では圧力過昇状態となって、回転圧縮機の効率が低下するという問題が生じていた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、歯車ポンプの低回転時における給油能力を確保しながら、高回転時における圧力過昇状態を防止することができる横型回転圧縮機及び空気調和機を提供することを目的とする。

請求項１の発明の横型回転圧縮機は、横型の密閉容器内に、回転軸にて駆動される回転圧縮機構部と、この回転軸の回転圧縮機構部側の端部に設けられた歯車ポンプとを備え、歯車ポンプは、ハウジングの歯車室内に設けられた外歯車とこの外歯車内に位置して回転軸の回転圧縮機構部側に嵌合された内歯車とから成る歯車対と、密閉容器内下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路とを備え、内歯車と外歯車の噛み合わせ回転運動によって歯車対にポンプ作用を生じさせ、オイル吸入通路を経てオイル吸入部より歯車室にオイルを汲み上げると共に、内歯車の回転中心を、外歯車の回転中心の垂直方向上側に配置したものである。

請求項２の発明の横型回転圧縮機は、横型の密閉容器内に、回転軸にて駆動される回転圧縮機構部と、この回転軸の回転圧縮機構部側の端部に設けられた歯車ポンプとを備え、歯車ポンプは、ハウジングの歯車室内に設けられた外歯車とこの外歯車内に位置して回転軸の回転圧縮機構部側に嵌合された内歯車とから成る歯車対と、密閉容器内下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路とを備え、内歯車と外歯車の噛み合わせ回転運動によって歯車対にポンプ作用を生じさせ、オイル吸入通路を経てオイル吸入部より歯車室にオイルを汲み上げると共に、横軸をＸ、縦軸をＹ、内歯車の歯の中心までの半径をｒ、外歯車の歯の中心までの半径をＲ、圧力上昇時の外歯車の縦方向への偏位をＹ０とした場合に、
（Ｘ−Ａ／２）²＋Ｙ²＝ｒ²
（Ｘ＋Ｂ／２）²＋（Ｙ＋Ｙ０）²＝Ｒ²
（Ａ＋Ｂ）²＋Ｙ０²＝（Ｒ−ｒ）²
の関係式が成り立つ（Ｘ，Ｙ）位置に前記オイル吸入部を配置したものである。

請求項３の発明の空気調和機は、上記各発明の横型回転圧縮機を用いて冷媒回路が構成されたものである。

請求項１の発明の横型回転圧縮機によれば、低回転時には外歯車の自重を利用して内歯車と外歯車の隙間を無くしてポンプ作用を生じさせることで、給油量を確保することができるようになる。更に、請求項１の発明によれば、セットピンを用いること無く、位置決めを容易に行うことができるようになる。

請求項２の発明の横型回転圧縮機によれば、オイル吸入部の位置を設定することで、例えば、内歯車と回転軸間のクリアランスを外歯車と歯車室間のクリアランスより小さくすることで、高回転時になったとき、クリアランス分、内歯車と外歯車が偏位することにより、オイル吸入部とオイル供給部とが歯車室内で連通するようになる。これにより、歯車ポンプは低圧と高圧がバイパスして高回転時における圧力過昇を防止することができるようになる。

また、請求項３の如く横型回転圧縮機を空気調和機に用いた場合、オイルの安定供給が可能となるため、特に、この横型回転圧縮機を車両等に積載する場合、傾いてオイルが片寄ってしまっても、安定的をオイルを供給でき、空気調和機の信頼性の向上、及び性能の維持を図ることができるようになる。

次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の横型回転圧縮機の実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた内部中間圧型の横型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサ１０の縦断側面図を示している。

図１において、実施例のロータリコンプレッサ１０は二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒とする内部中間圧型の横型２段圧縮式ロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１０は横長円筒状の容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの端部開口を閉塞するように取り付けられた略椀状のエンドキャップ１２Ｂとから成る横型の密閉容器１２を備え、当該密閉容器１２の底部をオイル溜めとしている。この密閉容器１２内にはステータ２２とロータ２４から成る当該ロータリコンプレッサ１０の駆動要素としての電動要素１４と、この電動要素１４の側方に位置して電動要素１４の回転軸１６にて駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８が収納されている。尚、実施例のロータリコンプレッサ１０は車両用の空気調和機として使用されるものである。

前記電動要素１４は密閉容器１２の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ２４とから成る。このロータ２４は中心を通り密閉容器１２の軸心方向（横方向）に延在する回転軸１６に固定されている。

ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を有している。そして、前記ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成されている。

前記回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部には容積型オイルポンプの歯車ポンプ１０１が設けられている。この歯車ポンプ１０１は、密閉容器１２内に封入された潤滑用のオイルを回転圧縮機構部１８等の摺動部に供給し、摩耗を防止すると共に、シリンダ３８、４０（圧縮室）のシール性を向上して、圧縮効率を確保するためのものである。

ここで、当該歯車ポンプ１０１の構造について図２乃至図４を用いて説明する。歯車ポンプ１０１は、ステンレス等の金属製材料にて構成されており、ハウジング９０の歯車室９２内に設けられた外歯車９３Ａとこの外歯車９３Ａ内に位置して回転軸１６に取り付けられた内歯車９３Ｂとからなる歯車対９３と、密閉容器１２下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路１１２とを備えている。

前記歯車室９２内には、前記オイル吸入通路１１２と連通し、当該オイル吸入通路１１２の吸油口１１３からのオイルを歯車室９２内に吸入するためのオイル吸入部９４が設けられたと低圧側９２Ｌと、後述するポンプ作用により昇圧されたオイルを回転軸１６内に形成されたオイル通路８４へと供給するためのオイル供給部９５が設けられた高圧側９２Ｈとが形成されている。

前記歯車対９３は歯車室９２内の径方向に少許間隔を存して、回転可能に収容されている。即ち、外歯車９３Ａと歯車室９２の間には所定のクリアランスが構成されている。外歯車９３Ａの中心は歯車室９２の中心とほぼ一致する位置とされている。歯車対９３の内歯車９３Ｂの中心にはＤカット形状の孔１１１が形成されており、この孔１１１内には回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部が挿入されている。この内歯車９３Ｂの回転中心は外歯車９３Ａの回転中心の垂直方向上側となるように配置されている。このため、内歯車９３Ｂは外歯車９３Ａ内に当該外歯車９３Ａの内面の上側と当接し、下側と離れるようなかたちで配置されている。これにより、回転軸１６が低速で回転する低回転時には外歯車９３Ａの自重を利用して、内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａの隙間を無くし、ポンプ作用を生じさせることができるようになる。更に、係る構成とすることで、セットピン等を用いることなく容易に位置決めをすることができるようになる。また、内歯車９３Ｂの孔１１１は回転軸１６の径より若干大きく形成されているため、内歯車９３Ｂと回転軸１６の間には径方向にクリアランスが構成される。

そして、前記内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａの噛み合わせ回転運動によって歯車対９３にポンプ作用を生じさせ、オイル吸入通路１１２を経てオイル吸入部９４より歯車室９２にオイルを汲み上げ、オイル供給部９５より前記回転軸のオイル通路８４にオイルを供給する構成とされている。

ここで、本発明の歯車ポンプ１０１のオイル吸入部９４は、横軸をＸ、縦軸をＹ、内歯車９３Ｂの歯の中心までの半径をｒ、外歯車９３Ａの歯の中心までの半径をＲ、圧力上昇時の前記外歯車９３Ａの縦方向への偏位をＹ０とした場合に、
（Ｘ−Ａ／２）²＋Ｙ²＝ｒ²
（Ｘ＋Ｂ／２）²＋（Ｙ＋Ｙ０）²＝Ｒ²
（Ａ＋Ｂ）²＋Ｙ０²＝（Ｒ−ｒ）²
の関係式が成り立つ（Ｘ，Ｙ）位置に配置されている。

また、当該歯車ポンプ１０１では、内歯車９３Ｂと回転軸１６間のクリアランスを前記外歯車９３Ａと歯車室９２間のクリアランスより小さくなるように設定している。即ち、内歯車９３Ｂと回転軸１６間のクリアランスをＡ、前記外歯車９３Ａと歯車室９２間のクリアランスをＢとした場合に、Ｂ＞Ａとしている。

このようにオイル吸入部９４を上述の式に基づく位置に配置すると共に、内歯車９３Ｂと回転軸１６間のクリアランスを外歯車９３Ａと歯車室９２間のクリアランスより小さく設定することで、回転軸１６が高回転となった場合に、各クリアランス分、内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａは偏位するので、オイル吸入部９４とオイル供給部９５とが歯車室９２内で連通するようになる。

即ち、歯車ポンプ１０１の歯車対９３の回転運動により、昇圧したオイルによって、内歯車９３Ｂは低圧側９２Ｌ（前記Ｘ軸のプラス側）へ外歯車９３Ａは高圧側９２Ｈ（Ｘ軸のマイナス側）に偏位して、オイル吸入部９４とオイル供給部９５とが歯車室９２内で連通するようになる。これにより、歯車ポンプ１０１は低圧と高圧がバイパスする。

また、歯車室９２の高圧側９２Ｈには外歯車９３Ａを押圧するバネ部材９８が設けられている。即ち、歯車室９２の高圧側９２Ｈには拡張部９９が形成されており、この拡張部９９にはバネ部材９８が設けられている。このバネ部材９８は常には外歯車９３Ａが拡張部９９側に移動しないように外歯車９３Ａを歯車室９２側（Ｘ軸のプラス側）に押圧すると共に、歯車室９２内の高圧側９２Ｈが所定圧力に上昇すると、バネ部材９８が歯車室９２内の高圧側９２Ｈの圧力及び外歯車９３Ａにより拡張部９９側（Ｘ軸のマイナス側）に押されて変形する。

これにより、外歯車９３Ａが拡張部９９側に移動するため、オイル吸入部９４とオイル供給部９５とが歯車室９２内で連通するようになる。従って、高回転時において上述の低圧と高圧のバイパスがより確実に起こるようになり、より一層確実に高圧側９２Ｈの圧力過昇を解消、若しくは、未然に回避することができるようになる。また、バネ部材９８のバネ定数を変えるだけで、低圧と高圧のバイパス量を容易にコントロールすることが可能となる。

以上の如く、歯車室９２の高圧側９２Ｈに外歯車９３Ａを押圧するバネ部材９８を設けることにより、低回転時のポンプ作用確保と高回転時の自動バイパス運転をバネ部材９８で確実に行うことができるようになるものである。

更に、外歯車９３Ａの比重をオイルの２倍以上としている。これにより、前述の外歯車９３Ａの自重による効果を確実に得ることが可能となる。

尚、歯車ポンプ１０１は、ハウジング９０の歯車室９２内に歯車対９３を設置した状態で、中心部に回転軸１６を挿入するための孔が形成されたドーナッツ形状の蓋部材９６で歯車室９２の開口を覆い、周囲を図示しないネジ等で締結、若しくは、溶接した後、蓋部材９６に形成された孔に回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部を挿入接続して、内歯車９３Ｂの孔１１１に嵌合挿入した状態で蓋部材９６を回転圧縮機構部１８の第１の回転圧縮要素３２のカバー６８にスポット溶接、又は、ボルト止めすることにより取り付けられる。

一方、前記第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４は、それぞれ中間仕切板３６の両側（図１では左右）に配置された圧縮室としてのシリンダ３８、４０と、１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けられた偏心部４２、４４に嵌合され、シリンダ３８、４０内を偏心回転するローラ４６、４８と、これらローラ４６、４８にそれぞれ当接してシリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画するベーン５０、５２と、シリンダ３８の電動要素１４側の開口面及びシリンダ４０の電動要素１４とは反対側（オイルポンプ１０１側）の開口面をそれぞれ閉塞して回転軸１６の軸受を兼用する支持部材５４、５６とから構成されている。

そして、シリンダ３８、４０には図示しない吸込ポートにてシリンダ３８、４０内部の低圧室側とそれぞれ連通する図示しない吸込通路が形成されている。また、シリンダ３８と連通する吸込通路はバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側の密閉容器１２内に開口しており、ここから第２の回転圧縮要素３４にバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側の冷媒ガスが吸い込まれるように構成されている。

また、前記支持部材５４の電動要素１４側は一部が凹陥されており、この凹陥部をカバー６６で塞ぐことにより、吐出消音室６２が形成されている。また、支持部材５６の電動要素１４側とは反対側は一部が凹陥されており、この凹陥部をカバー６８で塞ぐことにより、吐出消音室６４が形成されている。これら吐出消音室６２、６４はそれぞれ図示しない吐出ポートを介してシリンダ３８、４０の高圧側９２Ｈと連通している。

そして、吐出消音室６４と密閉容器１２内は、シリンダ３８、４０や中間仕切板３６、支持部材５４、バッフル板１００を貫通して電動要素１４側に開口する連通路１２０にて連通されており、この連通路１２０の端部には中間吐出管１２１が立設され、この中間吐出管１２１から第１の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒ガスを密閉容器１２内の前記バッフル板１００の電動要素１４側に吐出させるように構成している。このとき、冷媒ガス中には第１の回転圧縮要素３２に供給されたオイルが混入しているが、このオイルもバッフル板１００のの電動要素１４側に吐出されることになる。ここで、冷媒ガス中に混入したオイルは冷媒ガスから分離して密閉容器１２内底部のオイル溜めに溜まる。

前述したバッフル板１００は、密閉容器１２内を電動要素１４側と回転圧縮機構部１８側とに区画して差圧を構成するためのものであり、密閉容器１２の容器本体１２Ａ上方に取り付けられたターミナル２０の下側に位置して、密閉容器１２内面（容器本体１２Ａの内面）と僅かな隙間を存して設けられている。当該バッフル板１００は、密閉容器１２内を区画する円盤状の区画部１０３と、この区画部１０３の周囲から電動要素１４側に延在する周壁部１０４とから構成されており、周壁部１０４の先端（周壁部１０４の電動要素１４側の端部）を電動要素１４のステータ２２にスポット溶接又はボルト止め固定することにより取り付けられている。尚、前記ターミナル２０は、電動要素１４に電力を供給するためのものであり、密閉容器１２の容器本体１２Ａ上方に形成された円形の取付孔１２Ｄ内に取り付けられている。

そして、第１の回転圧縮要素３２で圧縮され、密閉容器１２内のバッフル板１００の電動要素１４側に吐出された中間圧の冷媒ガスは、バッフル板１００と密閉容器１２の内面との間に形成された隙間を通って回転圧縮機構部１８側に流入することになるが、係るバッフル板１００の存在により、密閉容器１２内にはバッフル板１００の電動要素１４側の圧力が高く、回転圧縮機構部１８側が低い差圧が構成されることになる。

また、区画部１０３の周囲から電動要素１４側に延在する周壁部１０４を設けることで、当該ロータリコンプレッサ１０が電動要素１４側に大きく傾斜した場合、オイル溜めに位置する周壁部１０４の存在により、バッフル板１００の電動要素１４側に溜まるオイル量が少なくなるため、その分、バッフル板１００の回転圧縮機構部１８側のオイルレベル（油面）を上昇させることができる。これにより、ロータリコンプレッサ１０が電動要素１４側に傾斜する状況下でもバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側のオイル吸入通路１１２の吸油口１１３がオイル中に浸漬されるようになり、オイル供給を行うことが可能となる。

また、この周壁部１０４には切欠部１０５が形成されている。この切欠部１０５はバッフル板１００が取り付けられた際、前記ターミナル２０に対応する位置に形成されており、この切欠部１０５内にターミナル２０の端子や図示しない配線等が位置する。即ち、バッフル板１００の周壁部１０４に形成された切欠部１０５により、ターミナル２０の端子や配線の取り回しが阻害されず、且つ、絶縁距離も確保することができるようになる。これにより、ターミナル２０をバッフル板１００に対応する位置となる密閉容器１２の上方に取り付けることが可能となり、メンテナンス性の向上を図ることができるようになる。また、ターミナル２０をバッフル板１００に対応する位置の密閉容器１２（容器本体１２Ａ）に取り付けることで、ターミナル２０の取り付けを従来のエンドキャップ１２Ｂから容器本体１２Ａの上方に変更することによるロータリコンプレッサ１０の全長の拡大も回避することができるようになる。

更に、バッフル板１００は切欠部１０５近傍の部分の周壁部１０４と密閉容器１２の内面間の間隙は、他の部分の周壁部１０４（切欠部１０５近傍以外の部分の周壁部１０４）と密閉容器１２内面との間隙よりも狭くされている。

即ち、切欠部１０５を形成することで、当該切欠部１０５からも冷媒の流通が成されるようになるため、密閉容器１２内面とバッフル板１００の周壁部１０４の間の間隙を従来の如く他の部分の周壁部１０４と密閉容器１２内面と同じ間隙とすると、切欠部１０５により差圧が有効に構成されなくなってしまう。

このため、バッフル板１００の回転圧縮機構部１８側のオイルレベルを充分に確保できなくなってしまう。特に、二酸化炭素（ＣＯ₂）などの密度の高い冷媒を使用した場合には、冷媒ガスの流速が遅く、通路抵抗が小さいため、他の冷媒と比べて差圧が構成され難くなり、切欠部１０５形成による影響は著しく、最悪の場合、差圧が殆ど構成されない恐れもある。

しかしながら、切欠部１０５近傍の周壁部１０４と密閉容器内１２内面の間隙を他の部分の周壁部１０４と密閉容器１２内面との間隙よりも狭くすることで、切欠部１０５付近の通路抵抗が増大し、差圧が構成されるようになる。

これにより、所望の差圧を得ることができるようになる。この差圧によって密閉容器１２内底部のオイル溜めに貯溜されたオイルはバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側に移動し、バッフル板１００の電動要素１４側より回転圧縮機構部１８側のオイルレベルが上昇する。これにより、オイル吸入通路１１２の吸油口は支障無くオイル中に浸漬されるようになるので、歯車ポンプ１０１による回転圧縮機構部１８の摺動部へのオイルの供給が円滑に行われるようになる。

尚、密閉容器１２内に封入される潤滑油としてのオイルとしては、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキルグリコール）等既存のオイルが使用される。そして、冷媒としては、地球環境にやさしく可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ₂）を使用する。このように、自然冷媒である二酸化炭素を冷媒として使用することで環境問題にも寄与することができるようになる。

他方、前記密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面には、シリンダ４０の図示しない吸込通路に対応する位置にスリーブ１４２が溶接固定されている（図５）。このスリーブ１４２内には冷媒導入管７４の一端が挿入接続され、シリンダ４０の吸込通路と連通する。

また、容器本体１２Ａの側面の吐出消音室６２に対応する位置にはスリーブ１４３が形成されている。このスリーブ１４３内には冷媒吐出管７６が挿入接続され、この冷媒吐出管７６の一端は吐出消音室６２と連通されており、第２の回転圧縮要素３４のシリンダ３８で圧縮され、図示しない吐出ポートを通って吐出消音室６２に吐出された冷媒ガスが冷媒吐出管７６から外部のガスクーラ１５４（放熱器）に供給される。更に、密閉容器１２の底部には取付用台座１１０が設けられている。

次に、図５は本発明のロータリコンプレッサ１０を用いて冷媒回路１４０が構成された車両用空気調和機の冷媒回路図である。この冷媒回路１４０は前記ロータリコンプレッサ１０、ガスクーラ１５４、膨張弁１５５及び蒸発器１５７を順次環状に配管接続することにより構成されている。即ち、ロータリコンプレッサ１０の冷媒吐出管７６はガスクーラ１５４の入口に接続されている。ガスクーラ１５４を出た配管は膨張弁１５５を経て蒸発器１５７の入口に接続されている。また、蒸発器１５７の出口にはロータリコンプレッサ１０の冷媒導入管７４が接続されている。

以上の構成で次にロータリコンプレッサ１０の動作を説明する。ターミナル２０及び図示しない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けられた偏心部４２、４４に嵌合されたローラ４６、４８がシリンダ３８、４０内で偏心回転する。

また、回転軸１６が回転すると、回転軸１６により伝達される回転力が内歯車９３Ｂに伝達し、内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａのかみ合わせ回転運動により歯車対９３にポンプ作用が生じ、歯車ポンプ１０１が作動する。このとき、前述の如く内歯車９３Ｂの回転中心を外歯車９３Ａの回転中心の垂直方向上側に配置したことと、外歯車９３Ａの比重をオイルの２倍以上としたことで、低回転時に外歯車９３Ａの自重を利用して内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａの隙間を無くし、確実にポンプ作用を生じさせることができるようになる。

これにより、低回転時における歯車ポンプ１０１による給油量を確実に確保することができるようになる。

一方、前述のポンプ作用により、密閉容器１２内底部のオイル溜めのオイルが当該オイル溜めにて開口したオイル吸入通路１１２の吸油口１１３から汲み上げられて、オイル吸入部９４から歯車室９２内の低圧側９２Ｌに吸入される。

そして、オイル吸入部９４から歯車室９２内に吸入されたオイルは、前述の内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａのかみ合わせ回転運動により歯車室９２の高圧側９２Ｈへと導かれて、中心部に形成されたオイル供給部９５から回転軸１６のオイル通路８４へと供給される。このオイル通路８４に供給されたオイルは、このオイル通路８４を通って回転圧縮機構部１８の摺動部等に供給される。

他方、前記ローラ４６、４８の回転により、冷媒導入管７４及び支持部材５６に形成された図示しない吸込通路を経由して吸込ポートから第１の回転圧縮要素３２のシリンダ４０の低圧室側に低圧の冷媒ガスが吸入され、ローラ４８とベーン５２の動作により圧縮されて中間圧となり、シリンダ４０の高圧室側より連通路１２０を経てバッフル板１００の電動要素１４側に吐出される。このとき、密閉容器１２内のバッフル板１００の電動要素１４側に吐出された中間圧の冷媒ガス中には、第１の回転圧縮要素３２に供給されたオイルが混入しており、このオイルは分離して密閉容器１２内底部のオイル溜めに溜まる。

そして、冷媒ガスはバッフル板１００の周壁部１０４と密閉容器１２の内周との間に形成された隙間を通過してバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側に流入する。このとき、冷媒ガスがバッフル板１００の周壁部１０４と密閉容器１２の内周との間に形成された隙間を通過すると云う作用により、バッフル板１００の電動要素１４側の圧力が回転圧縮機構部１８側の圧力より高くなる。

この差圧により、密閉容器１２内のオイルはバッフル板１００の回転圧縮機構部１８側に流入しやすくなるので、回転圧縮機構部１８側の油面が上昇して、オイル吸入通路１１２の吸油口１１３をオイル中に浸漬させることができる。これにより、オイル吸入通路１１２の吸油口１１３から歯車ポンプ１０１内にオイルを確実に汲み上げることができるようになる。

更に、回転圧縮機構部１８側に流入した中間圧の冷媒ガスは密閉容器１２内の回転圧縮機構部１８側に開口した前記吸込通路を経由して図示しない吸込ポートから上シリンダ３８の低圧室側に吸入される。

第２の回転圧縮要素３４に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り吐出消音室６２に吐出される。吐出消音室６２に吐出された冷媒ガスは、冷媒吐出管７６を経てロータリコンプレッサ１０の外部のガスクーラ１５４に流入する。

ガスクーラ１５４に流入した冷媒は、空冷方式により放熱した後、膨張弁１５５にて減圧され、蒸発器１５７に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮して車内を冷却する。

尚、蒸発器１５７を出た冷媒は冷媒導入管７４からロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２に吸い込まれるサイクルを繰り返す。

一方、回転軸１６が高速で回転する高回転時には歯車ポンプ１０１は歯車対９３の回転運動により、前述の如くオイルの昇圧により歯車室９２の高圧側９２Ｈの圧力が非常に高くなる。これにより、前述のクリアタンス分、内歯車９３Ｂが低圧側９２Ｌ（Ｘ軸のプラス側）へ、外歯車９３Ａが高圧側９２Ｈ（Ｘ軸のマイナス側）に偏位する。更に、歯車室９２の高圧側９２Ｈが所定の圧力より高くなると、前記バネ部材９８が係る高圧と外歯車９３Ａにより拡張部９９側（Ｘ軸のマイナス側）に強く押されて変形する。即ち、バネ部材９８が外歯車９３ＡをＸ軸のプラス側に押圧するバネの付勢力より、外歯車９３Ａと高圧側の圧力により押圧される力の方が強くなるため、バネ部材９８が図４に示すように変形して、外歯車９３Ａが拡張部９９側（Ｘ軸のマイナス側）に移動する（図４）。

係る外歯車９３Ａの移動により、オイル吸入部９４とオイル供給部９５とが歯車室９２内で連通するようになり、歯車室９２内の低圧と高圧とをバイパスすることができるようになる。これにより、歯車室９２の高圧側９２Ｈの圧力過昇状態を解消、若しくは、未然に回避することができるようになる。従って、作動動力を低減することができ、横型ロータリコンプレッサ１０の効率の改善を図ることができるようになる。

このように、空気調和機に本発明のロータリコンプレッサ１０を用いることで、オイルの安定供給が可能となる。特に、傾斜してオイルが片寄りし易い車両用の空気調和機に本発明のロータリコンプレッサ１０を用いた場合、ロータリコンプレッサ１０が傾いてもオイルを安定供給できるため、製品の長期に渡っての信頼性の確保や、性能の維持を図ることができる。

尚、本実施例では、歯車室９２の高圧側９２Ｈに拡張部９９と外歯車９３Ａを押圧するバネ部材９８を設けて、歯車室９２の高圧側９２Ｈが所定の圧力に上昇するとバネ部材９８が変形して外歯車９３Ａが拡張部９９側に移動するものとしたが、これに限らず、拡張部９９及びバネ部材９８を設けずに、請求項２の如く内歯車９３Ｂと回転軸１６間のクリアランスを外歯車９３Ａと歯車室９２間のクリアランスより小さくするだけでも構わない。この場合にも、高回転時にクリアランス分内歯車９３Ｂと外歯車９３Ａが変位することで、オイル吸入部９４とオイル供給部９５とが連通するため、高回転時の圧力過昇状態を解消、若しくは、未然に防ぐことができる。

尚、本実施例では、横型回転圧縮機を第１と第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた２段圧縮式の横型ロータリコンプレッサ１０で説明したが、これに限らず、密閉容器内に回転軸にて駆動される回転圧縮機構部と、この回転軸の回転圧縮機構部側に設けられた歯車ポンプとを備えた横型回転圧縮機であれば、スクロールタイプや斜板タイプの圧縮要素を備えた圧縮機など、どのようなものに適応しても本発明は有効である。

また、実施例では冷媒として二酸化炭素を使用するものとしたが、これに限らず、他の冷媒を使用した場合にも本発明は有効である。

本発明の一実施例の横型２段圧縮式ロータリコンプレッサの縦断側面図である。 図１の横型ロータリコンプレッサの歯車ポンプの歯車対を設置していない状態の断面図である。 図１の横型ロータリコンプレッサの歯車ポンプの歯車対を設置した状態の断面図である。 図１の横型ロータリコンプレッサの歯車ポンプの歯車室のバネ部材が変形した状態を示す図である。 図１の横型ロータリコンプレッサを備えた車両用空気調和機の冷媒回路図である。

符号の説明

１０ 横型２段圧縮式ロータリコンプレッサ
１２ 密閉容器
１４ 電動要素
１６ 回転軸
１８ 回転圧縮機構部
３２ 第１の回転圧縮要素
３４ 第２の回転圧縮要素
３８、４０ シリンダ
９０ ハウジング
９２ 歯車室
９３ 歯車対
９３Ａ 外歯車
９３Ｂ 内歯車
９４ オイル吸入部
９５ オイル供給部
９６ 蓋部材
９８ バネ部材
９９ 拡張部
１００ バッフル板
１０１ 歯車ポンプ
１１１ 孔
１１２ オイル吸入通路
１１３ 吸油口
１１６ ガス溜まり
１１７ 連通路
１１８ ガス抜き孔
１４０ 冷媒回路

Claims (3)

1. 横型の密閉容器内に回転軸にて駆動される回転圧縮機構部と、該回転軸の回転圧縮機構部側の端部に設けられた歯車ポンプとを備え、
   前記歯車ポンプは、ハウジングの歯車室内に設けられた外歯車と該外歯車内に位置して前記回転圧縮機構部側の回転軸に嵌合された内歯車とから成る歯車対と、前記密閉容器内下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路とを備え、前記内歯車と外歯車の噛み合わせ回転運動によって前記歯車対にポンプ作用を生じさせ、前記オイル吸入通路を経てオイル吸入部より前記歯車室にオイルを汲み上げると共に、
   前記内歯車の回転中心を、前記外歯車の回転中心の垂直方向上側に配置したことを特徴とする横型回転圧縮機。
2. 横型の密閉容器内に回転軸にて駆動される回転圧縮機構部と、該回転軸の回転圧縮機構部側の端部に設けられた歯車ポンプとを備え、
   前記歯車ポンプは、ハウジングの歯車室内に設けられた外歯車と該外歯車内に位置して前記回転圧縮機構部側の回転軸に嵌合された内歯車とから成る歯車対と、前記密閉容器内下部よりオイルを汲み上げるためのオイル吸入通路とを備え、前記内歯車と外歯車の噛み合わせ回転運動によって前記歯車対にポンプ作用を生じさせ、前記オイル吸入通路を経てオイル吸入部より前記歯車室にオイルを汲み上げると共に、
   横軸をＸ、縦軸をＹ、前記内歯車の歯の中心までの半径をｒ、前記外歯車の歯の中心までの半径をＲ、圧力上昇時の前記外歯車の縦方向への偏位をＹ０とした場合に、
   （Ｘ−Ａ／２）²＋Ｙ²＝ｒ²
   （Ｘ＋Ｂ／２）²＋（Ｙ＋Ｙ０）²＝Ｒ²
   （Ａ＋Ｂ）²＋Ｙ０²＝（Ｒ−ｒ）²
   の関係式が成り立つ（Ｘ，Ｙ）位置に前記オイル吸入部を配置したことを特徴とする横型回転圧縮機。
3. 請求項１又は請求項２の横型回転圧縮機を用いて冷媒回路が構成された空気調和機。

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