JP2006097495A

JP2006097495A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2006097495A
Application number: JP2004282083A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kudo; 孝行工藤
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2006-04-13
Also published as: US20060065012A1; US7281912B2

Abstract

【課題】冷媒吐出口を分離室の位置に拘わらず任意の位置に設けることができるとともに、部品点数及び加工工数を増加させることなく保護装置を設けることのできる圧縮機を提供する。
【解決手段】一端をそれぞれ第１のハウジング１１の外部に開口するとともに、互いに順次分岐して分離室５１と冷媒吐出口１４とを連通する第１、第２及び第３の冷媒通路６０，６１，６２と、第１及び第２の冷媒通路６０，６１の開口部６０ａ，６１ａを閉塞する第１の保護装置７０及び第２の保護装置８０を設けたシール部材を備えたので、冷媒吐出口１４を分離室５１の位置に拘わらず自由に配置することができ、設計上極めて有利である。また、従来のように第１の保護装置７０及び第２の保護装置８０を取付ける開口部を別途形成する必要がないので、部品点数及び加工工数を減らすことができ、生産性の向上及び製造コストの低減を図ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば車両用空気調和装置等の冷媒圧縮用に用いられる圧縮機に関するものである。

従来、この種の圧縮機としては、冷媒を吸入する圧縮機本体と、圧縮機本体内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部から吐出された冷媒に含まれる潤滑油を冷媒から分離する分離室とを備え、圧縮機本体内の圧縮部において潤滑油とともに圧縮された冷媒を分離室において冷媒と潤滑油とに分離して冷媒を冷媒吐出口から吐出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、従来の圧縮機においては、圧縮機本体内の一端側に圧縮部から冷媒が吐出される冷媒吐出室が設けられているが、冷媒吐出室内の冷媒ガスの圧力が異常上昇した場合には圧縮機を保護する必要がある。そこで、冷媒吐出室の外壁面を開口してプレッシャーリリーフバルブを取付け、冷媒吐出室内の圧力が所定圧力以上になると、プレッシャーリリーフバルブによって冷媒吐出室の冷媒ガスを外部に排出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、従来の圧縮機においては、冷媒吐出室内の冷媒ガスの温度が異常上昇した場合には圧縮機を保護する必要がある。そこで、冷媒吐出室の壁面にバイメタル等の感温部材からなるサーマルプロテクタを取付け、冷媒吐出室内の温度が所定温度以上になると、サーマルプロテクタによって電磁クラッチへの通電を遮断するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−２９５７６７号公報特開２０００−２２０５８７号公報実開平７−１４１８９号公報

しかしながら、従来の圧縮機では、分離室に分離管を挿入するために、分離室の一端を圧縮機本体の外部に開口し、開口部を冷媒吐出口としているため、冷媒吐出口の配置の自由度が制限されるという問題点がある。

また、従来の圧縮機では、プレッシャーリリーフバルブまたはサーマルプロテクタを取付けるための開口部を別途形成しなければならず、部品点数及び加工工数が多くなり、生産性の低下及び製造コストの増加を来すという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒吐出口を分離室の位置に拘わらず任意の位置に設けることができるとともに、部品点数及び加工工数を増加させることなく保護装置を設けることのできる圧縮機を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、圧縮機本体内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部から吐出された冷媒に含まれる潤滑油を冷媒から分離する分離室とを備え、分離室の冷媒を圧縮機本体の冷媒吐出口から外部に吐出するようにした圧縮機において、一端をそれぞれ圧縮機本体の外部に開口する複数の冷媒通路を備え、一つの冷媒通路に対して他の一つの冷媒通路を分岐させることにより、各冷媒通路によって前記分離室と冷媒吐出口とを連通し、冷媒吐出口となる開口部を除く他の冷媒通路の一端開口部をシール部材によって閉塞するとともに、少なくとも一つのシール部材に冷媒通路内の圧力または温度に応じて作動する保護装置を設けている。これにより、互いに順次分岐する複数の冷媒通路によって分離室と冷媒吐出口とが連通されることから、冷媒吐出口が分離室の位置に拘わらず自由に配置される。また、各冷媒通路の開口部を閉塞する少なくとも一つのシール部材に保護装置が設けられていることから、保護装置を取付ける開口部を別途形成する必要がない。

本発明によれば、冷媒吐出口を分離室の位置に拘わらず自由に配置することができるので、設計上極めて有利である。また、保護装置を取付ける開口部を別途形成する必要がないので、部品点数及び加工工数を減らすことができ、生産性の向上及び製造コストの低減を図ることができる。

図１乃至図５は本発明の一実施形態を示すもので、図１は圧縮機の側面断面図、図２は圧縮機の正面図、図３は圧縮機の部分側面断面図、図４は第１の保護装置の側面断面図、図５は圧力開放時の第１の保護装置の側面断面図である。

この圧縮機は、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体１０と、圧縮機本体１０内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部２０と、圧縮部２０を駆動する駆動シャフト３０と、駆動シャフト３０に外部からの動力を伝達する電磁クラッチ４０と、圧縮部２０から吐出された冷媒に含まれる潤滑油を冷媒から分離する分離部５０と、分離された冷媒を外部に流通させる第１、第２及び第３の冷媒通路６０，６１，６２と、第２の冷媒通路６１の開口部６１ａに設けられた第１の保護装置７０と、第１の冷媒通路６０の開口部６０ａに設けられた第２の保護装置８０と、分離された潤滑油を収容するとともに、圧縮部２０の冷媒吸入側に供給する貯油室９０とを備えている。

圧縮機本体１０は中空状に形成され、第１のハウジング１１および第２のハウジング１２からなる。第１のハウジング１１は圧縮機本体１０の一端面及び側面を形成しており、その内部の一端側には冷媒吐出室１３が設けられる。また、第１のハウジング１１の側面には図示しない冷媒吸入口が設けられ、一端面側側面の上部には冷媒吐出口１４が設けられている。第２のハウジング１２は圧縮機本体１０の他端面を形成しており、ボルト１５によって第１のハウジング１１に固定されている。

圧縮部２０は、第１のハウジング１１内の一端側に配置された固定スクロール部材２１と、第１のハウジング１１内の他端側に配置された可動スクロール部材２２とからなり、固定スクロール部材２１は冷媒吐出室１３を仕切るように第１のハウジング１１内に固定されている。固定スクロール部材２１の一端面には一方の渦巻体２１ａが設けられ、固定スクロール部材２１のほぼ中央には冷媒吐出室１３に連通する貫通孔２１ｂが設けられている。また、固定スクロール部材２１の他端面には貫通孔２１ｂを開閉する板状の吐出バルブ２３が設けられ、吐出バルブ２３は固定スクロール部材２１の他端面に取付けられたストッパ２４によって所定の開度に規制されるようになっている。可動スクロール部材２２の一端面には他方の渦巻体２２ａが設けられ、その他端面には第２のハウジング１２側に延びるボス部２２ｂが設けられている。また、可動スクロール部材２２と第２のハウジング１２との間には回転阻止機構２５が設けられ、回転阻止機構２５によって可動スクロール部材２２が自転を阻止された所定の旋回運動を行うようになっている。

駆動シャフト３０は一端側をローラベアリング３１を介して第２のハウジング１２に回動自在に支持され、その他端側はボールベアリング３２を介して第２のハウジング１２に回動自在に支持されている。駆動シャフト３０の一端面にはその軸心に対して偏心した偏心ピン３３が突設され、偏心ピン３３は偏心ブッシュ３４内に挿入されている。また、偏心ブッシュ３４はローラベアリング３５を介して可動スクロール部材２２のボス部２２ｂに回動自在に支持されている。

電磁クラッチ４０は、駆動シャフト３０に対して同軸状に回転するロータ４１と、ロータ４１に一体に設けられたプーリ４２と、ロータ４１に対して同軸状に回転するアーマチュア４３と、アーマチュア４３と一体に回転するハブ４４と、ロータ４１及びアーマチュア４３の軸方向の対向面を磁力によって互いに吸着可能な電磁コイル４５とから構成されている。

ロータ４１は環状に形成された磁性体からなり、その内周面をボールベアリング４１ａを介して圧縮機本体１０の第２ハウジング１２に回動自在に支持されている。ロータ４１の一端面側には環状の凹部４１ｂが設けられ、凹部４１ｂ内には電磁コイル４５が収容されている。ロータ４１の他端面はアーマチュア４３と軸方向に対向しており、電磁コイル４５によってアーマチュア４３を吸着するようになっている。

プーリ４２はロータ４１の外周面に設けられ、図示しないＶベルトが巻き掛けられるようになっている。

アーマチュア４３は環状の板状部材によって形成された磁性体からなり、その一端面はロータ４１の他端面と僅かな間隙を介して対向しており、電磁コイル４５によってロータ４１の他端面に吸着されるようになっている。

ハブ４４は円板状に形成された金属製の部材からなり、その中央には駆動シャフト３０の一端側が連結され、駆動シャフト３０はナット４４ａによってハブ４４に固定されている。ハブ４４は連結板４４ｂ及び板バネ４４ｃを介してアーマチュア４３に連結されており、板バネ４４ｃの弾性変形によってアーマチュア４３がロータ４１側へ変位可能になっている。

電磁コイル４５は絶縁皮膜を施した導線の巻腺からなり、ステータ４５ａの内部にエポキシ等の樹脂部材によってモールド固定されている。ステータ４５ａは環状に形成された断面略コ字状の磁性体からなり、ロータ４１の凹部４１ｂ内に固定されている。また、ステータ４５ａは環状の連結部材４５ｂを介して圧縮機本体１０に連結されている。

分離部５０は、第１のハウジング１１の一端側に設けられた分離室５１と、分離室５１内に設けられた分離管５２とから構成されている。

分離室５１は上方を開放されるとともに、上下方向に延びるように設けられ、内部を断面円形状に形成されている。分離室５１の下端側は下面中央部に向って傾斜するように形成され、最下部には貯油室９０と連通する導入孔５１ａが設けられている。また、分離室５１の冷媒吐出室１３側の側面上部には一対の連通孔５１ｂが互いに上下方向に間隔をおいて設けられ、各連通孔５１ｂは分離室５１の中心軸に対して幅方向に所定距離をおいて円周状の内壁の接線方向に向くように配置されている。

分離管５２は略円筒状に形成された部材からなり、その上端側は分離室５１の内壁に接する外径を有し、下端側は内壁から所定の間隔を保持する外径を有している。分離管５２は分離室５１の上方に位置する第１の冷媒通路６０の開口部６０ａから分離室５１内に挿入されるとともに、その上端側を分離室５１内に圧入されている。この場合、分離室５１の内壁に設けられた溝５１ｃに規制リング５２ａを係合することにより、分離管５２の上方への移動が規制されるようになっている。また、分離管５２の下端側は分離室５１の下面との間に所定距離をおいて配置されている。

第１の冷媒通路６０は上下方向に延びるように形成され、一端側を分離室の側面上部に連通し、他端側を開口部６０ａを設けることにより開放している。

第２の冷媒通路６１は図２中左右方向に延びるように形成され、一端側を第１の冷媒通路６０に連通し、他端側を開口部６１ａを設けることにより開放している。

第３の冷媒通路６２は上下方向に延びるように形成され、一端側を第２の冷媒通路６１に連通し、他端側を冷媒吐出口１４を設けることにより開放している。

第１の保護装置７０は、第２の冷媒通路６１の開口部６１ａを閉塞するシール部材７１と、シール部材７１内に軸方向に移動自在に設けられた開閉部材７２と、開閉部材７２をシール部材７１内の一端側に付勢するコイルバネ７３とから構成されている。

シール部材７１は中空状に形成された外形がボルト形状の部材からなり、シール部材７１に設けられたネジ部７１ａを開口部６１ａに螺合することによって、開口部６１ａに取付けられるようになっている。また、シール部材７１の一端側は径方向中央に貫通孔７１ｂが設けられ、シール部材７１の他端側は径方向中央を開口した板状部材７１ｃによって覆われている。

開閉部材７２はシール部材７１の一端側の内径よりもやや小さい外形を有する円柱部７２ａと、円柱部７２ａの一端側に設けられたシール部７２ｂとからなり、シール部材７１の内周面と開閉部材７２の外周面との間には冷媒を流通可能な隙間が設けられている。開閉部材７２は円柱部７２ａとシール部７２ｂとを一体に形成され、シール部材７１の一端側に挿入されることによりシール部７２ｂがシール部材７１の貫通孔７１ｂと対向するようになっている。

コイルバネ７３はシール部材７１の板状部材７１ｃと開閉部材７２との間に圧縮状態で介装され、シール部７２ｂが貫通孔７１ｂに圧接するように付勢している。この場合、シール部材７１の一端側の圧力が所定圧力以上になると、コイルバネ７３の付勢力に抗して開閉部材７２の開放方向への移動が許容されるようになっている。

第２の保護装置８０は第１の冷媒通路６０の開口部６０ａを閉塞するシール部材８１と、シール部材８１と一体に設けられた感温部材８２とから構成されている。

シール部材８１は外形がボルト形状の部材からなり、シール部材８１に設けられたネジ部８１ａを開口部６０ａに螺合することによって、開口部６０ａを閉塞するようになっている。

感温部材８２は、例えばバイメタル等のように温度の変化に伴って一対の電気接点間を開閉する周知の機器からなり、シール部材８１の内部に埋没されている。感温部材８２の図示しない各電気接点にはそれぞれ導線８２ａが接続され、図示していないが各導線８２ａは電磁クラッチ４０の電磁コイル４５への通電回路に接続されている。この場合、感温部材８２に伝達される温度が所定温度以上になると、感温部材８２によっって各導線８２ａ間の通電が遮断されるようになっている。

貯油室９０は第１のハウジング１１内の一端側及び固定スクロール部材２１の他端側の間に形成され、貯油室９０の上部は導入孔５１ａを介して分離部５０と連通しており、貯油室９０の下部は固定スクロール部材２１に設けられたフィルタ９１及びオリフィス９２を介して圧縮部２０の冷媒吸入側と連通している。

以上のように構成された圧縮機においては、エンジンの動力が電磁クラッチ４０のプーリ４２に入力されると、プーリ４２と一体にロータ４１が回転する。その際、電磁コイル４５の通電停止時は、ロータ４１とアーマチュア４３の軸方向の対向面が互いに間隔をおいて保持されているため、ロータ４１がアーマチュア４３に対して空転し、ロータ４１の回転力はアーマチュア４３に伝達されない。また電磁コイル４５が通電されると、電磁コイル４５の磁力によってアーマチュア４３がロータ４１側に吸引され、ロータ４１とアーマチュア４３が互いに圧着して摩擦係合する。これにより、ロータ４１の回転力が伝達され、アーマチュア４３の回転力が駆動シャフト３０に伝達される。

駆動シャフト３０が回転すると、圧縮部２０の可動スクロール部材２２が偏心ブッシュ３４の回転によって所定の旋回運動を行う。これにより、圧縮機本体１０の冷媒吸入口から第１のハウジング１１内に流入した冷媒が可動スクロール部材２２の渦巻体２２ａと固定スクロール２１の渦巻体２１ａとの間に吸入され、各渦巻体２１ａ，２２ａ間で圧縮される。尚、各渦巻体２１ａ，２２ａの圧縮動作については、周知のスクロール型圧縮機と同様であるため、詳細な説明は省略する。

圧縮された冷媒は冷媒吐出室１３内に吐出され、冷媒吐出室１３から連通孔５１ｂを経て分離室５１に吐出される。分離室５１の各連通孔５１ｂは分離室５１の中心軸に対して幅方向に所定距離をおいて内壁の接線方向に向けて設けられているため、圧縮された冷媒は分離室５１の内壁に沿って旋回するように下降する。このとき、圧縮された冷媒には潤滑油が含まれており、分離室５１の内壁に沿って圧縮された冷媒を旋回させることにより、潤滑油が分離室５１の内壁に付着して冷媒と潤滑油が分離される。潤滑油と分離された冷媒は分離室５１内の分離管５２の下端から上方へ流通し、第１、第２及び第３の冷媒通路６０，６１，６２を経て冷媒吐出口１４から吐出される。また、潤滑油は自重によって下降し、分離室５１下部の導入孔５１ａを経て貯油室９０に吐出される。

分離部５０から吐出された潤滑油は貯油室９０に貯蔵され、貯蔵された潤滑油は圧縮部２０の冷媒吸入側と貯油室９０との内部圧力の差によって圧縮部２０の冷媒吸入側に吸引され、フィルタ９１により不純物を取除かれた後にオリフィス９２によって供給量を調整されて圧縮部２０の冷媒吸入側に供給される。

前記第１の保護装置７０においては、第２の冷媒通路６１内の冷媒の圧力が所定よりも低い場合は、図４に示すように、コイルバネ７３によって開閉部材７２に設けられたシール部７２ｂがシール部材７１の貫通孔７１ｂに圧接し、貫通孔７１ｂが気密状態で閉鎖される。

ここで、高負荷時に吐出冷媒の圧力が異常上昇した場合など、第２の冷媒通路６１の冷媒の圧力が所定圧力以上になると、図５に示すように、第２の冷媒通路６１内の圧力によって開閉部材７２がシール部材７１の他端側に移動する。これにより、シール部７２ｂがシール部材７１の貫通孔７１ｂから離れることにより貫通孔７１ｂが開放される。これにより、第２の冷媒通路６１内がシール部材７１の内部を介して圧縮機本体１０の外部に連通し、第２の冷媒通路内６１の冷媒がシール部材７１内を通って外部に排出される。

また、前記第２の保護装置８０においては、高負荷時に吐出冷媒の温度が異常上昇した場合など、第１の冷媒通路６０内の冷媒の温度が所定温度以上になると、感温部材８２によって各導線８２ａ間の通電が遮断され、電磁クラッチ４０から駆動シャフト３０に動力が伝達されなくなる。

本実施形態によれば、一端をそれぞれ第１のハウジング１１の外部に開口するとともに、互いに順次分岐して分離室５１と冷媒吐出口１４とを連通する第１、第２及び第３の冷媒通路６０，６１，６２と、第１及び第２の冷媒通路６０，６１の開口部６０ａ，６１ａを閉塞するシール部材としての第１の保護装置７０及び第２の保護装置８０を備えたので、冷媒吐出口１４を分離室５１の位置に拘わらず自由に配置することができ、設計上極めて有利である。また、従来のように第１の保護装置７０及び第２の保護装置８０を取付ける開口部を別途形成する必要がないので、部品点数及び加工工数を減らすことができ、生産性の向上及び製造コストの低減を図ることができる。また、第１の保護装置７０を圧縮機本体１０の上部に取付けることができるので、液化した冷媒が吐出されることがない。

また、シール部材７１，８１一端側に第１及び第２の冷媒通路６０，６１の開口部６０ａ，６１ａに螺合するネジ部７１ａ，８１ａを設けたので、シール部材７１，８１を容易に取付けることができる。

尚、前記実施形態では、第１及び第２の冷媒通路６０，６１の開口部６０ａ，６１ａにシール部材として第１の保護装置７０及び第２の保護装置８０を取付けることによって閉塞するようにしたものを示したが、開口部６０ａ，６１ａのどちらか一方に第１の保護装置７０または第２の保護装置８０を取付け、他方をシールボルトによって閉塞するようにしてもよい。

本発明の一実施形態を示す圧縮機の側面断面図圧縮機の正面図圧縮機の部分側面断面図第１の保護装置の側面断面図圧力開放時の第１の保護装置の側面断面図

符号の説明

１０…圧縮機本体、１４…冷媒吐出口、２０…圧縮部、５０…分離部、５１…分離室、６０…第１の冷媒通路、６０ａ…開口部、６１…第２の冷媒通路、６１ａ…開口部、６２…第３の冷媒通路、７０…第１の保護装置、８０…第２の保護装置。

Claims

圧縮機本体内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部と、圧縮部から吐出された冷媒に含まれる潤滑油を冷媒から分離する分離室とを備え、分離室の冷媒を圧縮機本体の冷媒吐出口から外部に吐出するようにした圧縮機において、
一端をそれぞれ圧縮機本体の外部に開口する複数の冷媒通路を備え、一つの冷媒通路に対して他の一つの冷媒通路を分岐させることにより、各冷媒通路によって前記分離室と冷媒吐出口とを連通し、
冷媒吐出口となる開口部を除く他の冷媒通路の一端開口部をシール部材によって閉塞するとともに、
少なくとも一つのシール部材に冷媒通路内の圧力または温度に応じて作動する保護装置を設けた
ことを特徴とする圧縮機。
前記各冷媒通路を、他端を分離室に連通する第１の冷媒通路と、第１の冷媒通路から分岐する第２の冷媒通路と、第２の冷媒通路から分岐して一端開口部を冷媒吐出口に連通する第３の冷媒通路とから形成し、
第１及び第２の冷媒通路の開口部を閉塞するシール部材のうち、一方のシール部材に冷媒通路内の圧力に応じて作動する第１の保護装置を設け、
他方のシール部材には冷媒通路内の温度に応じて作動する第２の保護装置を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
前記シール部材に冷媒通路の一端開口部に螺合するネジ部を設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載の圧縮機。