JP2008106721A - 圧縮機における油還流構造 - Google Patents

Abstract

【課題】必要最小限の還油量を保つための簡素かつ組み立て容易な油還流構造を提供する。
【解決手段】シリンダ１１に形成された台座３２の上端にはマフラー形成部材３３が平板形状のシール用のガスケット３４を介して連結されている。台座３２とマフラー形成部材３３とには油分離室３６が台座３２からマフラー形成部材３３にわたって連なるように形成されている。台座３２には貯油室３７が油分離室３６に連通するように形成されている。貯油室３７と斜板室１７とは、油供給通路４９及び収容室４５を介して連通しており、収容室４５には円柱形状の絞り体４７が収容されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機における油還流構造に関する。

特許文献１に開示の圧縮機では、圧縮機のハウジングの一部となるシリンダの外周にシェルが設けられており、シェル内には油分離室及び油溜室が形成されている。油分離室で分離された油は、油溜室に貯留され、油溜室内の油は、還油孔を介して斜板室へ流出可能である。油溜室に開口する還油孔の入口は、リード弁によって開閉されるようになっている。還油孔の入口の周辺における油溜室の形成壁面は、粗面化加工を施されており、リード弁が閉位置にある状態でも、必要最小限の還油量が保たれるようになっている。そのため、必要最小限の還油量が確保され、且つ吐出圧領域のガス状冷媒が還油孔から斜板室へ流出しないように油溜室内の貯油が確保されるようになっている。
特開平５−２４０１５８号公報

しかし、必要最小限の還油量が保たれるようにするための粗面化加工は、面倒であり、しかも、リード弁を油溜室の形成壁面に止着するための機構が必要である。図示の例では、ネジ止め機構であるが、ネジを螺合するためのネジ孔を形成したり、リード弁を適正な向きとなるようにネジ止めするための組み付け作業を必要とする等の煩雑さがある。

本発明は、必要最小限の還油量を保つための簡素かつ組み立て容易な油還流構造を提供することを目的とする。

本発明は、吐出圧領域内の冷媒から分離された油を貯留する貯油室と、前記吐出圧領域以外の圧力領域へ前記貯油室内の油を供給する油供給通路とを備えた圧縮機における油還流構造を対象とし、請求項１の発明は、前記油供給通路に連なる収容室が設けられており、前記油供給通路における通過断面積を零よりも大きい通過断面積に絞るための凸周面を備えた絞り体が前記収容室に収容されていることを特徴とする。

収容室に絞り体を収容する構成は、簡素であって組み立て容易である。
好適な例では、前記収容室は、前記油供給通路の途中に設けられており、前記絞り体は、前記収容室よりも下流の油供給通路の入口における通過断面積を絞る。

絞り体によって収容室よりも下流の油供給通路の入口における通過断面積を絞る構成は、油供給通路及び収容室における油流を利用して絞る上で、好適である。
好適な例では、前記収容室は、円周面形状の凹周壁面を有し、前記絞り体は、前記凹周壁面の径よりも小さい径の円周面形状の凸周面を有し、前記収容室よりも下流の油供給通路の入口は、前記収容室の凹周壁面上に開口しており、前記入口と前記凸周面とが対向するように前記凹周壁面と前記凸周面とが対向している。

下流側油供給通路の入口と凸周面とが対向するように凹周壁面と凸周面とを対向させた構成は、必要最小限の還油量を保つ上で簡便な構成である。
好適な例では、前記絞り体は、前記油供給通路及び前記収容室における油流によって、前記収容室よりも下流の油供給通路の入口における通過断面積を絞る。

圧縮機が運転状態にあるときには、油供給通路及び収容室に油流が生じ、この油流が前記収容室よりも下流の油供給通路の入口に向けて絞り体を付勢する。
好適な例では、前記収容室よりも上流の油供給通路の入口は、前記貯油室の内壁面に開口しており、前記収容室よりも下流の油供給通路の入口は、前記上流の油供給通路の入口よりも高い位置にある。

収容室よりも下流の油供給通路の入口を上流の油供給通路の入口よりも高い位置に設けた構成では、吐出圧領域の冷媒が油供給通路を経由して洩れることはない。

本発明は、必要最小限の還油量を保つための簡素な油還流構造を容易に組み立てることができるという優れた効果を奏する。

以下、固定容量型のピストン式圧縮機に本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、シリンダ１１にはフロントハウジング１２及びリヤハウジング１３が連結されている。リヤハウジング１３には吸入室１３１及び吐出室１３２が形成されている。シリンダ１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１３は、圧縮機１０の全体ハウジングを構成する。

シリンダ１１とフロントハウジング１２とには回転軸１４が回転可能に支持されている。回転軸１４は、シリンダ１１とフロントハウジング１２とに貫設された軸孔１１１，１２１に挿通されている。回転軸１４は、軸孔１１１，１２１に設けられたラジアルベアリング１８，１９を介してシリンダ１１とフロントハウジング１２とによって支持されている。回転軸１４には斜板１６が固着されている。斜板１６は、斜板室１７に収容されている。

フロントハウジング１２と回転軸１４との間にはリップシール型の軸封装置１５が介在されている。軸封装置１５を収容する収容空間４３は、斜板室１７に連通している。軸封装置１５は、回転軸１４の周面とフロントハウジング１２との間からの冷媒洩れを防止する。

斜板室１７は、フロントハウジング１２に設けられた吸入孔１２２を介して外部冷媒回路２８に通じている。外部冷媒回路２８上には、冷媒から熱を奪うための熱交換器２９、膨張弁３０、及び周囲の熱を冷媒に移すための熱交換器３１が介在されている。

シリンダ１１には複数のシリンダボア２０が回転軸１４の周囲に配列されるように形成されている。シリンダボア２０にはピストン２１が収容されている。回転軸１４と一体的に回転する斜板１６の回転運動は、図１（ａ）に示すように斜板１６に摺接するシュー２２を介してピストン２１に伝えられ、ピストン２１がシリンダボア２０内を前後に往復動する。

回転軸１４内には軸内通路１４１が形成されている。軸内通路１４１は、吸入室１３１に連通している。回転軸１４には導入孔２７が軸内通路１４１に連通するように形成されている。吸入圧領域（吐出圧領域以外の圧力領域）である斜板室１７内のガス状の冷媒は、導入孔２７を経由して軸内通路１４１へ流入する。軸内通路１４１内の冷媒は、吸入室１３１へ流入する。

ピストン２１が吸入行程の状態〔ピストン２１が図１（ａ）の右側から左側へ移動する行程〕にあるときには、吸入室１３１内の冷媒が吸入弁２３を押し退けて吸入ポート２４からシリンダボア２０へ吸入される。ピストン２１が吐出行程の状態〔ピストン２１が図１（ａ）の左側から右側へ移動する行程〕にあるときには、シリンダボア２０内のガス状の冷媒が吐出ポート２５から吐出弁２６を押し退けて吐出室１３２へ吐出される。斜板１６とフロントハウジング１２との間に介在されたスラストベアリング４８は、シリンダボア２０からピストン２１及びシュー２２を介して斜板１６に作用する吐出反力を受け止める。

圧縮機１０の全体ハウジングの一部であるシリンダ１１の上部側の外周面１１０には台座３２が一体的に立ち上げ形成されている。図１（ｂ）に示すように、台座３２の上端は、平らになっており、台座３２の上端にはマフラー形成部材３３が平板形状のシール用のガスケット３４を介して連結されている。図２に示すように、マフラー形成部材３３及びガスケット３４は、ネジ３５によって台座３２に共締め固定されている。

図３に示すように、台座３２とマフラー形成部材３３とには油分離室３６が台座３２からマフラー形成部材３３にわたって連なるように形成されている。台座３２には貯油室３７が油分離室３６に連通するように形成されている。

図４に示すように、貯油室３７は、台座３２に一体形成された円弧形状の隔壁３８によって油分離室３６から区画されている。貯油室３７は、連絡口３９を介して油分離室３６に連通している。

図３に示すように、ガスケット３４を貫通する吐出通路４０が台座３２からマフラー形成部材３３にわたって連なるように形成されている。吐出通路４０は、マフラー形成部材３３側の油分離室３６に連通している。吐出室１３２のガス状の冷媒は、吐出通路４０を経由して油分離室３６へ導入される。吐出通路４０から油分離室３６へ導入される冷媒は、図５に矢印Ｒで示すように油分離室３６内を旋回する。

図３に示すように、マフラー形成部材３３には冷媒旋回用筒４１がマフラー形成部材３３側から台座３２側へ向けて油分離室３６内へ突出するように一体形成されている。マフラー形成部材３３にはマフラー室４２が冷媒旋回用筒４１の筒内通路４１１に連通するように形成されている。マフラー室４２は、ガスケット３４によって貯油室３７から区画されている。

吐出圧領域である吐出室１３２へ吐出された冷媒は、吐出圧領域である吐出通路４０、吐出圧領域である油分離室３６、冷媒旋回用筒４１の筒内通路４１１、及び吐出圧領域であるマフラー室４２を経由して外部冷媒回路２８へ流出する。外部冷媒回路２８へ流出した冷媒は、吸入圧領域である斜板室１７へ還流する。

圧縮機１０及び外部冷媒回路２８からなる回路内には油が入れられており、この油は、冷媒と共に流動する。吐出通路４０から油分離室３６へ流入した冷媒は、油分離室３６内を矢印Ｒの方向に旋回しながら油分離室３６の底へ向かい、冷媒と共に流動するミスト状の油が分離される。冷媒から分離された油は、連絡口３９を通って貯油室３７へ移される。冷媒から分離された油は、貯油室３７に貯められる。

図１（ｂ）に示すように、シリンダ１１には上流側油供給通路４４が貯油室３７の内壁面の一部である側壁３７１に開口するように形成されている。又、シリンダ１１には上流側油供給通路４４に連なる収容室４５、及び収容室４５に連なる下流側油供給通路４６が形成されている。下流側油供給通路４６は、斜板室１７に連通しており、貯油室３７は、上流側油供給通路４４、収容室４５及び下流側油供給通路４６を介して斜板室１７に連通している。上流側油供給通路４４及び下流側油供給通路４６は、横断面形状が円形状のストレート通路である。上流側油供給通路４４と下流側油供給通路４６とからなる油供給通路４９の途中に介在された収容室４５は、横断面形状が円形状のストレート孔である。

図６（ａ）に示すように、収容室４５は、台座３２の上面３２１に開口しており、収容室４５には円柱形状の絞り体４７が垂立状態で収容されている。図６（ｂ）に示すように、絞り体４７の径ｄは、円形孔形状の収容室４５の凹周壁面４５２の径Ｄ１よりも小さくしてあり、絞り体４７は、収容室４５内で径方向に変位可能である。下流側油供給通路４６の内径ｒは、絞り体４７の径Ｄ１よりも小さくしてある。

図６（ａ）に示すように、上流側油供給通路４４の出口及び下流側油供給通路４６の入口４６１は、収容室４５の凹周壁面４５２上に開口している。上流側油供給通路４４の入口４４１は、貯油室３７の底３７２よりも高い位置にあり、下流側油供給通路４６の入口４６１は、上流側油供給通路４４の入口４４１よりも高い位置にある。収容室４５の底４５１は、上流側油供給通路４４の入口４４１よりも低い位置にあり、下流側油供給通路４６の入口４６１は、収容室４５に収容されている絞り体４７の円周面形状の凸周面４７１に対向している。

貯油室３７に貯められた油は、吐出圧領域である貯油室３７内の圧力と、吸入圧領域である斜板室１７内の圧力との差圧によって、上流側油供給通路４４、収容室４５及び下流側油供給通路４６を経由して斜板室１７へ供給される。斜板室１７へ供給された油は、斜板室１７内の潤滑必要部位（斜板１６とシュー２２との摺接部、軸封装置１５、ラジアルベアリング１８，１９、スラストベアリング４８等）を潤滑する。

図１（ｂ）及び図６（ｂ）では、絞り体４７は、下流側油供給通路４６の入口４６１側の凹周壁面４５２から離れた位置にある。このような状態は、上流側油供給通路４４、収容室４５及び下流側油供給通路４６に油流が生じていない場合（圧縮機１０が運転されていない場合）に生じる。

図６（ａ）に鎖線で示す絞り体４７及び図６（ｃ）に示す絞り体４７は、下流側油供給通路４６の入口４６１側の凹周壁面４５２に接した位置にある。このような状態は、上流側油供給通路４４、収容室４５及び下流側油供給通路４６に油流が生じている場合（圧縮機１０が運転されている場合）に生じる。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）絞り体４７の凸周面４７１が下流側油供給通路４６の入口４６１側の凹周壁面４５２に接している場合にも、下流側油供給通路４６の入口４６１が絞り体４７の凸周面４７１によって塞がれてしまうことはない。そのため、斜板室１７と貯油室３７との間に差圧が生じていれば、貯油室３７内の油は、斜板室１７へ供給される。収容室４５の径Ｄ１と絞り体４７の径ｄと下流側油供給通路４６の内径ｒとを適宜に設定すれば、必要最小限の還油量を確保するように、油供給通路４９における通過断面積（入口４６１における通過断面積）を絞ることができる。

収容室４５に絞り体４７を収容すれば油供給通路４９における通過断面積を零よりも大きい通過断面積に絞ることができ、台座３２の上面３２１上の開口から収容室４５に絞り体４７を挿入するという簡単な作業によって、収容室４５に絞り体４７を収容することができる。

収容室４５に絞り体４７を収容することによって油供給通路４９における通過断面積を絞ることができる構成は、簡素な構成である。
（２）収容室４５内の絞り体４７は、油供給通路４９及び収容室４５における油流によって、入口４６１側の凹周壁面４５２に接する位置に配置され、これにより入口４６１における通過断面積が絞られる。絞り体４７によって収容室４５よりも下流の油供給通路４６の入口４６１における通過断面積を絞る構成は、油供給通路４９及び収容室４５における油流を利用して通過断面積を絞る上で、好適である。

（３）収容室４５内を径方向へ変位可能な絞り体４７の凸周面４７１と収容室４５の凹周壁面４５２とを対向させた構成では、下流側油供給通路４６の入口４６１が塞がれることはなく、入口４６１における通過断面積が必ず零よりも大きくなる。凸周面４７１と凹周壁面４５２とを対向させた構成では、絞り体４７は、油流によって、入口４６１を最も大きく被覆する位置に配置されるように付勢される。入口４６１と凸周面４７１とが対向するように凹周壁面４５２と凸周面４７１とを対向させた構成は、必要最小限の還油量を保つ上で簡便な構成である。

（４）収容室４５よりも下流の油供給通路４６の入口４６１を収容室４５よりも上流の油供給通路４４の入口４４１よりも高い位置に設けた構成では、貯油室３７内の油面が上流側油供給通路４４の入口４４１よりも高い位置となる。そのため、貯油室３７（吐出圧領域）内の冷媒が油供給通路４９を経由して洩れることはない。

（５）絞り体４７の径ｄと収容室４５の径Ｄ１とを決めれば、下流側油供給通路４６の入口４６１の絞り程度が規定される。絞り体４７の径ｄと収容室４５の径Ｄ１とは、高い精度で設定できるため、下流側油供給通路４６の入口４６１の絞り程度も高い精度で設定することができる。そのため、油供給通路４９における絞り精度が安定する。

（６）収容室４５は、シリンダ１１の型成形時に同時に形成でき、収容室４５の形成が容易である上に、製造工数も減らすことが可能である。
次に、図７の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。

マフラー形成部材３３には収容室４５Ａが収容室４５に対向するように設けられており、絞り体４７Ａが収容室４５，４５Ａ内で径方向に変位可能に収容室４５，４５Ａに収容されている。下流側油供給通路４６の入口４６１を絞る絞り体４７Ａは、シリンダ１１に対するマフラー形成部材３３の連結位置を仮決めする役割も果たす。

次に、図８の第３の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。
貯油室３７の底部には収容室５０が凹み形成されており、収容室５０内には円柱形状の絞り体４７が横置き状態で収容されている。収容室５０の底部は、円周面形状の凹周壁面５０１を有し、凹周壁面５０１の底位置には油供給通路５１の入口５１１が開口している。油供給通路５１は、斜板室１７に連通している。絞り体４７の径ｄは、凹周壁面５０１の径Ｄ２よりも小さくしてある。

第３の実施形態では、絞り体４７が自重によって凹周壁面５０１の底に位置する。そのため、収容室５０内に油流がない場合にも、入口５１１が絞り体４７によって絞られ、油供給通路５１における通過断面積を簡素な構成によって絞ることができる。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第１の実施形態において、絞り体４７の線膨張率をシリンダ１１の線膨張率よりも小さくしてもよい。このようにすれば、圧縮機１０の温度が高くなるほど、絞り体４７の径と収容室４５の内径との差が大きくなり、下流側油供給通路４６の入口４６１における通路断面積が増大する。従って、油還流量の多い方が望ましい圧縮機１０の高温度状態には、入口４６１における通路断面積が大きくなって油還流量が多くなる。

○収容室４５の横断面形状及び絞り体４７の横断面形状は、下流側油供給通路４６の入口４６１を零よりも大きい通過断面積に絞り得る形状であれば、円形以外の形状（例えば、半円形、楕円形等）であってもよい。

○絞り体４７の長さは、直径の大きさ以下であってもよい。
○絞り体は、筒形状であってもよい。この場合、筒の外周面が凸周面となる。
○外部冷媒回路２８から吸入室１３１へ直接冷媒を導入する圧縮機に本発明を適用してもよい。

○可変容量型ピストン式圧縮機に本発明を適用し、傾角可変な斜板を収容する制御圧室へ油を還流するようにしてもよい。
○ピストン式圧縮機以外の圧縮機（例えばスクロール圧縮機等）に本発明を適用してもよい。

前記した実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
〔１〕前記収容室よりも下流の油供給通路の入口は、前記絞り体の下側にあり、前記絞り体は、自重によって、油供給通路の入口における通過断面積を絞る請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の圧縮機における油還流構造。

第１の実施形態を示し、（ａ）は、圧縮機全体の側断面図。（ｂ）は、部分拡大側断面図。 図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 図１（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図。 図３のＣ−Ｃ線断面図。 図３のＤ−Ｄ線断面図。 （ａ）は、部分拡大断面図。（ｂ）は、図６（ａ）のＥ-Ｅ線断面図。（ｃ）は、部分拡大平断面図。 第２の実施形態を示す部分拡大側断面図。 第３の実施形態を示す部分拡大側断面図。

符号の説明

１０…圧縮機。１３２…吐出圧領域としての吐出室。１７…吐出圧領域以外の圧力領域としての斜板室。３７…貯油室。３７１…内壁面としての側壁。４４…上流側油供給通路。４４１…入口。４５，４５Ａ，５０…収容室。４５２…凹周壁面。４６…下流側油供給通路。４６１…入口。４７，４７Ａ…絞り体。４７１…凸周面。４９，５１…油供給通路。ｄ…径。Ｄ１，Ｄ２…径。

Claims (5)

1. 吐出圧領域内の冷媒から分離された油を貯留する貯油室と、前記吐出圧領域以外の圧力領域へ前記貯油室内の油を供給する油供給通路とを備えた圧縮機における油還流構造において、
   前記油供給通路に連なる収容室が設けられており、前記油供給通路における通過断面積を零よりも大きい通過断面積に絞るための凸周面を備えた絞り体が前記収容室に収容されている圧縮機における油還流構造。
2. 前記収容室は、前記油供給通路の途中に設けられており、前記絞り体は、前記収容室よりも下流の油供給通路の入口における通過断面積を絞る請求項１に記載の圧縮機における油還流構造。
3. 前記収容室は、円周面形状の凹周壁面を有し、前記絞り体は、前記凹周壁面の径よりも小さい径の円周面形状の凸周面を有し、前記収容室よりも下流の油供給通路の入口は、前記収容室の凹周壁面上に開口しており、前記入口と前記凸周面とが対向するように前記凹周壁面と前記凸周面とが対向している請求項２に記載の圧縮機における油還流構造。
4. 前記絞り体は、前記油供給通路及び前記収容室における油流によって、前記収容室よりも下流の油供給通路の入口における通過断面積を絞る請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の圧縮機における油還流構造。
5. 前記収容室よりも上流の油供給通路の入口は、前記貯油室の内壁面に開口しており、前記収容室よりも下流の油供給通路の入口は、前記上流の油供給通路の入口よりも高い位置にある請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧縮機における油還流構造。

Images