可変容量斜板式圧縮機
【課題】オイル循環量を広範囲の運転条件にて低減し、かつクランク室内の適正オイル量を保持することのできる可変容量斜板式圧縮機を提供する。
【解決手段】クランク室７と、該クランク室７を貫通する駆動軸８と、該駆動軸８の回転に同期して揺動する斜板９と、該斜板９の揺動に伴いシリンダボア１１内を往復動するピストン１２とを具備し、前記ピストン１２のストローク量が前記斜板９の傾斜角を変更することで可変される可変容量斜板式圧縮機において、前記駆動軸８を貫通して前記クランク室７と吸入室１６とを連通する抽気通路内に設けられた第1のオイルセパレータ機構と、吐出室１７から吐出口１８に至る吐出経路内に設けられた第2のオイルセパレータ機構と、前記吐出室１７と前記クランク室７とを常時連通し、前記第２のオイルセパレータ機構によって分離されたオイルをクランク室７に戻すオイル戻り経路３１とを設けた。
【解決手段】クランク室７と、該クランク室７を貫通する駆動軸８と、該駆動軸８の回転に同期して揺動する斜板９と、該斜板９の揺動に伴いシリンダボア１１内を往復動するピストン１２とを具備し、前記ピストン１２のストローク量が前記斜板９の傾斜角を変更することで可変される可変容量斜板式圧縮機において、前記駆動軸８を貫通して前記クランク室７と吸入室１６とを連通する抽気通路内に設けられた第1のオイルセパレータ機構と、吐出室１７から吐出口１８に至る吐出経路内に設けられた第2のオイルセパレータ機構と、前記吐出室１７と前記クランク室７とを常時連通し、前記第２のオイルセパレータ機構によって分離されたオイルをクランク室７に戻すオイル戻り経路３１とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷媒として二酸化炭素を用い、揺動する斜板によって移動するピストンにピストンリングが設けられた可変容量斜板式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される可変容量圧縮機は、クランク室と吸入室とを常時連通する抽気通路を駆動軸内に設け、クランク室に臨む抽気通路の入口部を、前記駆動軸の径方向に設定したことを特徴とする。ブローバイガスと共に抽気通路内に流れ込むミスト状のオイルは、まず駆動軸の回転運動により抽気通路の入口部の内周面に衝突して気液分離されて付着し、駆動軸の回転運動による遠心力によってクランク室に押し戻されるため、簡素な構成でクランク室から吸入室へ流出するオイル量を低減することができる。
【０００３】
特許文献２は、冷媒ガスの吐出通路上に遠心分離器よりなるオイルセパレータが設けられる冷媒圧縮機を開示する。この特許文献２において、オイルセパレータの貯留部とクランク室とは、給気通路を介して連通されており、オイル溜りのオイルが、容量制御のためにクランク室へと供給される冷媒ガスと共に、給気通路を介してクランク室へと戻されること、言い換えると給気通路がオイル戻り経路を兼ねていることが開示され、前記給気通路上に、クランク室へ供給される冷媒ガスの量を調節する制御弁が設けられることが開示される。これにより、冷媒から分離されたオイルは、オイル貯留部に貯められ、さらにオイル貯留部とクランク室を結ぶ給気通路、すなわちオイル戻り経路を介してクランク室に戻されるが、前記制御弁によってクランク室に戻される冷媒と共に戻される量が調節されることがわかる。
【特許文献１】特開２００３−３４３４４０号公報
【特許文献２】特開２００５−１２０９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、特許文献１には抽気経路の途中にオイルセパレータ（抽気ＯＳ）を設けた圧縮機が開示される。上記特許文献１に開示されている抽気ＯＳは、冷媒としてＲ１３４ａを使用する場合、冷凍サイクル内のオイル循環量をある程度低減できることが知られている。
【０００５】
しかしながら、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を使用した圧縮機の場合、クランク室と吸入室の差圧がＲ１３４ａの場合の数倍から１０倍高い上、クランク室内部の部品が中心に密集しているため、駆動軸近傍のガスの流速が高くなり、オイルがガス流に巻き込まれ吸入室へ排出されやすくなる。結果として、Ｒ１３４ａを使用した圧縮機に比して冷凍サイクル内のオイル循環量が多くなり、冷凍能力の低下を十分に抑えることができない。
【０００６】
また、ピストンとシリンダボアとの隙間からの冷媒のリーク（ブローバイ）を低減させるためにピストンリングを採用している圧縮機において、ピストンリングは圧縮効率を向上させるのに効果的であるが、シリンダボア内で圧縮される冷媒に含まれるオイルもクランク室への浸入が阻止されるため、一旦クランク室外に流出してしまったオイルをクランク室に戻すことについては大きな障害となる。このため、たとえ抽気経路の途中にオイルセパレータを設けたとしても、わずかにオイルがクランク室外に流出するために、クランク室内のオイル量がなくなり圧縮機が焼き付くという不具合が生じるおそれがある。
【０００７】
一方、特許文献２には冷媒ガスの吐出通路上にオイルセパレータを設けた構成（吐出ＯＳ）が開示されている。この構成においては、吐出ＯＳによって遠心分離されたオイルは、クランク室に供給される冷媒の量と共に制御弁によって絞られクランク室に戻されるため、高負荷時等の制御弁が閉鎖する条件においては、分離したオイルがクランク室に戻さず、特許文献１に開示される圧縮機と同様、クランク室内のオイルが不足するおそれがある。
【０００８】
仮に、この制御弁に換えてオリフィスを設けることによってクランク室へのオイル戻し量を絞る構成を採用した場合、貯留部の分離オイルが全てクランク室に戻されてしまうと、吐出室の高圧ガスがこのオリフィスを経由してクランク室へ吹き抜けてしまい、性能を大きく低下させるという問題がある（特に高負荷時）。そこで高圧ガスが吹き抜けないようオリフィスの径を小さく設定すると、低負荷時等の吐出圧とクランク室の圧力差が小さい条件時には、吐出ＯＳにより分離されたオイルが十分にクランク室に戻されず、分離オイルが貯留部から溢れて圧縮機外に流出してしまうという不都合がある。
【０００９】
本願発明は、以上の点を鑑みて、オイル循環量を広範囲の運転条件にて低減し、かつクランク室内の適正オイル量を保持することのできる可変容量斜板式圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本願発明は、ハウジング内に形成されたクランク室と、該クランク室を貫通してハウジングに回転自在に支持される駆動軸と、該駆動軸の回転に同期して揺動する斜板と、該斜板の周縁に係留され、該斜板の揺動に伴いハウジング内に固着されたシリンダブロックに形成されたシリンダボア内を往復動するピストンとを具備し、さらにハウジングの一部を構成するシリンダヘッドには吸入室及び吐出室とが形成され、前記ピストンの往復動によって前記吸入室から冷媒を吸引して吐出室に吐出すると共に、ピストンにはピストンリングが設けられ、前記ピストンのストローク量が前記斜板の傾斜角を変更することで可変される可変容量斜板式圧縮機において、前記駆動軸を貫通して前記クランク室と前記吸入室とを連通する抽気通路内に設けられた第1のオイルセパレータ機構と、前記吐出室から吐出口に至る吐出経路内に設けられた第２のオイルセパレータ機構と、前記吐出室と前記クランク室とを常時連通し、前記第２のオイルセパレータ機構によって分離されたオイルをクランク室に戻すオイル戻り経路とを設けることにある（請求項１）。
【００１１】
この請求項１の発明によれば、抽気側に設けられた第１のオイルセパレータ機構（抽気ＯＳ）と吐出側に設けられた第２のオイルセパレータ（吐出ＯＳ）を併用し、この吐出ＯＳによって分離されたオイルをクランク室に戻すオイル戻り経路を設けたことによって、ピストンリングによる高いブローバイシール性を維持しつつ、運転時のクランク室内のオイル量を適正に維持することができ、内部部品の信頼性を確保することができる。特に、抽気ＯＳにより、クランク室から吸入室へ流出するオイルが低減されているため、吐出ＯＳで分離・回収するオイル量を高く設定する必要がない。よってオイル戻り経路に設けたオリフィス径を小さく設定することができ、吐出室からクランク室へ流入する高圧流体（ガス・オイル）を抑えて性能の低下を最小限にすることができる。
【００１２】
また、前記第1のオイルセパレータ機構（抽気ＯＳ）は、前記駆動軸の径方向に貫通して設けられる導入孔と、前記駆動軸の略中心を軸方向に延出して前記導入孔及び前記駆動軸の弁板側端部とを連通する第１の排出孔と、前記シリンダブロックを貫通して吸入室と前記第１の排出孔とを連通する第２の排出孔とによって構成されること（請求項２）が望ましい。
【００１３】
請求項２の発明によれば、導入孔を径方向に貫通して設けたことによって、導入孔内のオイルの戻り流速が約１／２となるため、オイルがガス流に巻き込まれにくく、オイル分離性を向上させることができるものである。
【００１４】
さらに、前記導入孔の内径を４〜７ｍｍとし、導入孔が形成される駆動軸の部分（導入部）の外径を２０ｍｍから２６ｍｍの範囲内とすること（請求項３）が望ましい。
【００１５】
これは、導入孔の内径を４ｍｍより小さくした場合には、高速流によりオイルが排出されるおそれが生じ、７ｍｍより大きくした場合には、駆動軸の剛性が低下するというおそれが生じるからである。
【００１６】
また、駆動軸の導入部の外径を２０ｍｍ以上とすることで、オイルに働く遠心力を高め、二酸化炭素でも分離性を確保できるが、２６ｍｍより大きくした場合には、クランク室内に溜められるオイル量が少なくなるという恐れが生じるからである。言い換えると、通常、適正オイル量３０〜７０ｃｃであるが、駆動軸径が２６ｍｍを越えると７０ｃｃが溜められない可能性が大きくなるからである。
【００１７】
前記第１の排出孔は、第２の排出孔に向けて漸次径が拡大する拡径部を具備すること（請求項４）が望ましい。また、シリンダブロックには駆動軸に形成された第１の排出孔の拡径部に突入する突入部が形成され、前記第２の排出孔はこの突入部に形成されることが望ましい。これによって、第１の排出孔の拡径部に対して、第２の排出孔は、当然に小さい径を有するように形成されるため、第１の排出孔から第２の排出孔に至る段階で、第２のオイル分離を行うことが可能となるものである。
【００１８】
さらに、前記第２のオイルセパレータ機構（吐出ＯＳ）は、前記ピストンによって冷媒が押し出される吐出室から冷媒の押し出し方向に延出する第１の吐出通路と、該第１の吐出通路及び前記吐出口と連通する第２の吐出通路と、該第２の吐出通路に設けられ、前記第１の吐出通路と対峙する位置に前記第２の吐出通路に沿って延出する小径部及び該小径部から吐出口側に向かって前記第２の吐出通路に当接するように拡径する拡径部からなる分離部とを具備し、前記第２の吐出通路の吐出口の反対側端部には、前記オイル戻り経路が開口することが望ましい。尚、前記第２の吐出通路の下方には、フィルタが配されることが望ましく、さらに下方端部には、第１の集塵ポケットが形成されることが望ましい。また、集塵ポケット内には、例えば不織布のような異物捕捉手段を設けても良い。
【００１９】
これによって、第１の吐出通路から排出された吐出ガスは、第２の吐出通路に配された分離部の小径部の外周を旋回し渦状になって第２の吐出通路の下方に移動し、前記分離部の小径部の内部を上昇して拡径部から吐出口へ至るため、確実にオイル分離を実行することができるものである。
【００２０】
また、前記オイル戻り経路は、前記第２の吐出通路から延出する第１の戻り経路と、該第１の戻り経路に連通し、シリンダヘッドと、該シリンダヘッド及び前記シリンダブロックの間に配置される弁板、吐出弁及びシリンダガスケットと、前記シリンダブロックを貫通してクランク室に開口する第２の戻り経路とによって構成されることが望ましい。前記第１のオイル戻り経路から前記第２のオイル戻り経路に至る部分には、第２の集塵ポケットを設ける事が望ましい。
【００２１】
これによって、吐出ＯＳによって分離され第２の吐出通路の下方に溜まったオイルは、第１の戻り経路及び第２の戻り経路を経てクランク室に戻されるものである。
【００２２】
さらに、前記第２の戻り経路上に、絞り手段を設けたこと（請求項５）が望ましい。また、この絞り手段は、前記第２の戻り経路の前記シリンダヘッド内又は弁板のいずれかに設けることが望ましく、特に弁板に設けることが望ましい。さらに、この前記絞り手段の等価直径は、０．１５〜０．３５ｍｍの範囲内であること（請求項６）が望ましい。
【００２３】
このように、絞り手段を、第２の戻り経路上の前記シリンダヘッド内又は弁板のいずれかに設けることで、高圧のオイル戻り経路の気密性が大幅に向上し、これに伴って成績係数（ＣＯＰ）が向上するものである。また、絞り手段の等価直径を０．１５ｍｍ以上とすることで、低負荷時のオイル戻り性を向上させることができるものであり、０．３５ｍｍ以下とすることで、高負荷時のガスの戻りを抑制できるので、ＣＯＰの低下を抑制することができるものである。
【００２４】
さらに、高圧ガスが通過する前記吐出室、前記第１の吐出通路、前記第２の吐出通路の壁面と、低圧ガスが通過する前記吸入室の壁面のうち、少なくとも１つの壁面には断熱材が配されること（請求項７）が望ましい。断熱材の材料としては、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＩ、ＰＡＩ等の樹脂系材料を選択することができる。また、耐熱性を考慮してグラスファイバー等の強化繊維を適宜付加するようにしても良いものである。
【００２５】
これによって、高圧ガスと低圧ガスとを温度的に遮断できるため、高圧ガスのオイルによる冷却効果を防止し、また吸入ガスの過熱を防止することができるものである。さらに、低ＯＣＲ時の高吐出温度を防止することができるものである。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、この発明によれば、冷媒として二酸化炭素を用いた冷凍サイクルに使用され、ピストンリングを採用した容量斜板式圧縮機において、抽気ＯＳと吐出ＯＳとを併用し、この吐出ＯＳによって分離されたオイルをクランク室に戻すオイル戻り経路を設けたことによって、ピストンリングによる高いブローバイシール性を維持しつつ、クランク室内のオイル量を適正に維持し、オイル循環率（ＯＣＲ）を低負荷から高負荷にわたって低減することが可能になるものである。また、高低圧ガス間の熱伝導を抑制する断熱材を設けたことによって、高吐出温度を防止することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【００２８】
冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍サイクルの一部を構成する可変容量斜板式圧縮機１は、図１に示すように、フロントヘッド２、シリンダハウジング３及びシリンダヘッド４からなるハウジング５と、前記フロントヘッド２、シリンダハウジング３内に固着されたシリンダブロック６及びシリンダハウジング３によって画成されたクランク室７と、前記フロントヘッド２及び前記シリンダブロック６に回転自在に保持される駆動軸８と、この駆動軸８に揺動自在に保持される斜板９と、前記駆動軸８に固着され、前記斜板９に回転力を伝達するロッド１０と、前記シリンダブロック６に形成されたシリンダボア１１と、前記斜板９の周縁に保持され、前記斜板９の揺動運動によって前記シリンダボア１１内を往復動するピストン１２と、ピストン１２に設けられるピストンリング１３を具備する。また、前記シリンダブロック６と、前記シリンダヘッド４の間には、弁板１４及びシリンダヘッドガスケット３６が配され、さらにそのシリンダヘッド側には、吐出弁１５が装着される。
【００２９】
前記シリンダヘッド４には、吸入室１６と吐出室１７が形成され、吸入室１６は図示しない吸入口と連通し、前記吐出室１７は吐出口１８と連通する。また、吐出室１７とクランク室７を連絡する給気通路（図示せず）には、圧力制御弁（図示せず）が設けられている。
【００３０】
以上の構成により、駆動軸８の回転に伴って回転揺動運動を行う斜板９によってピストン１２がシリンダボア１１に沿って往復運動し、吸入室１６から吸引した冷媒を吐出室１７を介して吐出口１８から送出する。また、運転負荷に応じて前記制御弁の開度を調節することにより、吐出室１７内の高圧ガスをクランク室７に導入してクランク室7内の圧力を調節し、斜板９の傾斜角度を適宜変化させるものである。
【００３１】
以上の構成の可変容量斜板式圧縮機１において、駆動軸８には、この駆動軸８を径方向に貫通する導入孔１９が形成され、さらにこの導入孔１９の略中心から駆動軸８の軸方向に沿って形成された第１の排出孔２０が形成される。この第１の排出孔２０は、駆動軸８のシリンダブロック側に向かって拡径する拡径部２１を有し、この拡径部２１には前記シリンダブロック６から突出する突入部２２が位置し、この突入部２２の略中央には、前記第１の排出孔２０に開口し、この第１の排出孔２０と前記吸入室１６とを連通する第２の排出孔２３が形成される。これによって、前記導入孔１９、第１の排出孔２０及び第２の排出孔２３によって抽気通路が構成され、さらに第１のオイルセパレータ機構（抽気ＯＳ）が構成される。尚、図２に示すように、前記導入孔１９は、ロッド１０よりもフロントヘッド２側に設けても良い。この場合は、第１の排出孔２０とロッド１０が干渉するため、ロッド１０に連通部３７を設けても良い。
【００３２】
また、前記導入孔１９の直径は４ｍｍ〜７ｍｍの範囲内に設定される。４ｍｍ以上とすることで、冷媒ガスが高流速となり、オイルが分離されることなく排出されるという不具合を解消し、７ｍｍ以下とすることで、駆動軸８の剛性低下を防止するものである。また、導入孔１９が形成される駆動軸８の部分（導入部）８Ａは、外径を２０ｍｍ以上２６ｍｍ以下の範囲内に設定される。外径を２０ｍｍ以上とすることで、冷媒ガスのオイルに働く遠心力を高め、冷媒ガスからのオイル分離性を向上させることができ、２６ｍｍ以下とすることで、クランク室７に溜められるオイル量を確保することができるものである。通常、クランク室７内に溜められるオイルの適正量は、３０〜７０ｃｃであるが、２６ｍｍを超えた場合には、７０ｃｃまで溜められない可能性が大きくなるからである。
【００３３】
これにより、第１のオイルセパレータ機構（抽気ＯＳ）においては、駆動軸８の回転による遠心力によって、導入孔１９から流入した冷媒ガスからオイルが分離され（第１の抽気ＯＳ）、さらに第１の排出孔２０から第２の排出孔２３に流入する段階で、再度オイル分離（第２の抽気ＯＳ）が実行されるものである。また、導入孔１９が半径方向に貫通していることから、冷媒ガスの流速が低下し、第１の抽気ＯＳにおけるオイル分離性を向上させることができるものである。
【００３４】
また、前記シリンダヘッド４には、前記ピストン１２によって冷媒が押し出される吐出室１７から冷媒の押し出し方向に延出する第１の吐出通路２４と、この第１の吐出通路２４に対して垂直に形成され、前記吐出口１８と連通する第２の吐出通路２５とが形成される。また、前記第２の吐出通路２５には、前記第１の吐出通路２４と対峙する位置に前記第２の吐出通路２５に沿って延出する小径部２６及び小径部２６から吐出口１８側に向かって前記第２の吐出通路２５に当接するように拡径する拡径部２７からなる分離部２８が装着固定される。これにより、前記第１の吐出通路２４、第２の吐出通路２５及び分離部２８によって第２のオイルセパレータ機構（吐出ＯＳ）が構成されるものである。
【００３５】
さらに前記第２の吐出通路２５の下方には、フィルタ２９が配され、さらに下方端部には第１の集塵ポケット３０が形成される。また、第２のオイルセパレータ機構によって分離されたオイルは、下記するオイル戻り経路３１によってクランク室７内に戻されるものである。
【００３６】
以上の構成の第２のオイルセパレータ機構において、第１の吐出通路２４から吐出される冷媒ガスは、前記分離部２８の小径部２６の外周を旋回して渦巻き状に下降してさらに小径部２６の内部を上昇して前記吐出口１８から吐出される。この経路において、冷媒ガスが小径部２６の外周を高速で旋回しつつ、下降から上昇へと流れ方向が変化することによって冷媒ガス内に含まれるオイルが確実に分離されるものである。
【００３７】
以上のように、本願発明によれば、抽気ＯＳと吐出ＯＳを併用することによってオイル循環率（ＯＣＲ）を十分に低下させ、さらにオイル戻り経路を介して、分離されたオイルをいかなる条件のときもクランク室に戻すことができるものである。
【００３８】
また、前記オイル戻り経路３１は、前記第２の吐出通路２５に設けられたフィルタ２９の下方から前記第２の吐出通路２５の長手方向に沿ってシリンダヘッド４内を延出する第１の戻り経路３２と、この第１の戻り経路３２から垂直にシリンダヘッド４、弁板部分（シリンダヘッドガスケット３６、吐出弁１５及び弁板１４等を含む）、吸入弁４０及びシリンダブロック６を貫通してクランク室７内に開口する第２の戻り経路３３とによって構成される。また、前記第２の戻り経路３３のシリンダヘッド４から弁板１４に至る部分には、絞り機構３５が設けられる。仮に、この絞り機構３５がシリンダブロック６に設けられたとすると、その絞り機能の上流側である弁板部分には高圧（吐出圧）が作用することとなり、面接触により気密している弁板１４と吸入弁４０の間から、高圧ガスが漏れてしまう。本願発明の構成によれば、吸入弁４０の上流側に絞り機構３５が設けられているので、メタルコンタクト部の圧力は低圧になり、気密性を維持することができる。特に、この絞り機構３５を弁板１４に設けることが絞り機構３５の形成を容易にするものであり、特にレーザー加工で行うことが望ましい。また、前記第１の戻り経路３２と第２の戻り経路３３の間には、第２の集塵ポケット３４が形成されるものである。
【００３９】
また、前記絞り機構３５の等価直径は、０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲内に設定される。図４に示されるように、等価直径を０．１５ｍｍ以上とすることで、低負荷時にオイルが十分戻らず圧縮機外に流出してしまうという不具合を解消し、０．３５ｍｍ以下とすることで、高負荷時にクランク室にガスが吹き抜けて成績係数（ＣＯＰ）が低下するという不具合を解消する。
【００４０】
本願発明に係る構成（抽気ＯＳ＋ピストンリング＋吐出ＯＳ＋オイル戻しの絞り機構：０．２７ｍｍ）を採用したところ、低負荷条件から高負荷条件に亘ってＯＣＲが０．５（％）以下となり、抽気ＯＳのみの場合の４．５〜５．７％に比して高いオイル分離効果が得られた。ＣＯＰの向上率は、中低負荷条件において２５％に達した。
【００４１】
ところで、冷凍サイクル内を循環するオイルは、冷凍サイクル中で熱交換を阻害して冷凍能力を低下させるという問題を有する一方で、シリンダボアで圧縮され高圧・高温となった冷媒ガスから熱を奪い、吐出ガスの温度上昇を抑えるという好ましい効果も持っている。よってオイルセパレータによって冷凍サイクルを循環するオイルを低減した結果、吐出ガスの温度が上昇し、その吐出ガスの熱が吸入ガスに伝導して、吸入ガスの密度が小さくなり体積効率を低下させてしまう恐れがある。
【００４２】
しかしながら、本願発明に係る容量斜板式圧縮機１においては、さらに、高圧側となる吐出室１７、第１の吐出通路２４及び第２の吐出通路２５の周壁に断熱材３８を配し、さらに低圧側となる吸入室１６の周壁にも断熱材３８を配している。
【００４３】
これによって、高圧側を通過する高圧・高温の冷媒ガスと、低圧側を通過する低圧・低温の冷媒ガスとの熱伝導を遮断することができるため、吸入ガスの過熱を防止できるため、体積効率の低下を防止でき、さらに図３で示すように、低ＯＣＲ時の高吐出温度を防止することができるものである。断熱材３８の材質として、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＩ、ＰＡＩ等の樹脂系材料を選択することができる。また、耐熱性を考慮してグラスファイバー等の強化繊維を適宜添加しても良いものである。尚、図３において、一点鎖線で示す特性線は、断熱材なしの場合の圧縮機の回転速度と吐出温度Ｔｄの関係を示すものであり、点線で示す特性線は、吐出側のみに断熱材（ＰＢＴ）を配した場合の圧縮機の回転速度と吐出温度Ｔｄの関係を示すものであり、実線で示す特性線は、高圧側及び低圧側に断熱材を配した場合の圧縮機の回転速度と吐出温度Ｔｄの関係を示すものである。このように、高圧側若しくは低圧側のみに断熱材を設けて、高圧側と低圧側の熱伝導を遮断するようにしても相応の効果を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本願発明の実施例に係る容量斜板式圧縮機の概略を示した断面図である。
【図２】シャフト部分の別の形態を示した一部拡大断面図である。
【図３】本願発明に係る容量斜板式圧縮機の回転速度と吐出温度との関係を示した特性線図である。
【図４】絞り機構の等価直径とＣＯＰの関係を示した特性線図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 可変容量斜板式圧縮機
２ フロントヘッド
３ シリンダハウジング
４ シリンダヘッド
５ ハウジング
６ シリンダブロック
７ クランク室
８ 駆動軸
９ 斜板
１０ ロッド
１１ シリンダボア
１２ ピストン
１３ ピストンリング
１４ 弁板
１５ 吐出弁
１６ 吸入室
１７ 吐出室
１８ 吐出口
１９ 導入孔
２０ 第１の排出孔
２１ 拡径部
２２ 突入部
２３ 第２の排出孔
２４ 第１の吐出通路
２５ 第２の吐出通路
２６ 小径部
２７ 拡径部
２８ 分離部
２９ フィルタ
３０ 第１の集塵ポケット
３１ オイル戻り経路
３２ 第１のオイル戻り経路
３３ 第２のオイル戻り経路
３４ 第２の集塵ポケット
３５ 絞り機構
３６ シリンダヘッドガスケット
３７ 連通部
３８ 断熱材
４０ 吸入弁
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷媒として二酸化炭素を用い、揺動する斜板によって移動するピストンにピストンリングが設けられた可変容量斜板式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される可変容量圧縮機は、クランク室と吸入室とを常時連通する抽気通路を駆動軸内に設け、クランク室に臨む抽気通路の入口部を、前記駆動軸の径方向に設定したことを特徴とする。ブローバイガスと共に抽気通路内に流れ込むミスト状のオイルは、まず駆動軸の回転運動により抽気通路の入口部の内周面に衝突して気液分離されて付着し、駆動軸の回転運動による遠心力によってクランク室に押し戻されるため、簡素な構成でクランク室から吸入室へ流出するオイル量を低減することができる。
【０００３】
特許文献２は、冷媒ガスの吐出通路上に遠心分離器よりなるオイルセパレータが設けられる冷媒圧縮機を開示する。この特許文献２において、オイルセパレータの貯留部とクランク室とは、給気通路を介して連通されており、オイル溜りのオイルが、容量制御のためにクランク室へと供給される冷媒ガスと共に、給気通路を介してクランク室へと戻されること、言い換えると給気通路がオイル戻り経路を兼ねていることが開示され、前記給気通路上に、クランク室へ供給される冷媒ガスの量を調節する制御弁が設けられることが開示される。これにより、冷媒から分離されたオイルは、オイル貯留部に貯められ、さらにオイル貯留部とクランク室を結ぶ給気通路、すなわちオイル戻り経路を介してクランク室に戻されるが、前記制御弁によってクランク室に戻される冷媒と共に戻される量が調節されることがわかる。
【特許文献１】特開２００３−３４３４４０号公報
【特許文献２】特開２００５−１２０９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、特許文献１には抽気経路の途中にオイルセパレータ（抽気ＯＳ）を設けた圧縮機が開示される。上記特許文献１に開示されている抽気ＯＳは、冷媒としてＲ１３４ａを使用する場合、冷凍サイクル内のオイル循環量をある程度低減できることが知られている。
【０００５】
しかしながら、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を使用した圧縮機の場合、クランク室と吸入室の差圧がＲ１３４ａの場合の数倍から１０倍高い上、クランク室内部の部品が中心に密集しているため、駆動軸近傍のガスの流速が高くなり、オイルがガス流に巻き込まれ吸入室へ排出されやすくなる。結果として、Ｒ１３４ａを使用した圧縮機に比して冷凍サイクル内のオイル循環量が多くなり、冷凍能力の低下を十分に抑えることができない。
【０００６】
また、ピストンとシリンダボアとの隙間からの冷媒のリーク（ブローバイ）を低減させるためにピストンリングを採用している圧縮機において、ピストンリングは圧縮効率を向上させるのに効果的であるが、シリンダボア内で圧縮される冷媒に含まれるオイルもクランク室への浸入が阻止されるため、一旦クランク室外に流出してしまったオイルをクランク室に戻すことについては大きな障害となる。このため、たとえ抽気経路の途中にオイルセパレータを設けたとしても、わずかにオイルがクランク室外に流出するために、クランク室内のオイル量がなくなり圧縮機が焼き付くという不具合が生じるおそれがある。
【０００７】
一方、特許文献２には冷媒ガスの吐出通路上にオイルセパレータを設けた構成（吐出ＯＳ）が開示されている。この構成においては、吐出ＯＳによって遠心分離されたオイルは、クランク室に供給される冷媒の量と共に制御弁によって絞られクランク室に戻されるため、高負荷時等の制御弁が閉鎖する条件においては、分離したオイルがクランク室に戻さず、特許文献１に開示される圧縮機と同様、クランク室内のオイルが不足するおそれがある。
【０００８】
仮に、この制御弁に換えてオリフィスを設けることによってクランク室へのオイル戻し量を絞る構成を採用した場合、貯留部の分離オイルが全てクランク室に戻されてしまうと、吐出室の高圧ガスがこのオリフィスを経由してクランク室へ吹き抜けてしまい、性能を大きく低下させるという問題がある（特に高負荷時）。そこで高圧ガスが吹き抜けないようオリフィスの径を小さく設定すると、低負荷時等の吐出圧とクランク室の圧力差が小さい条件時には、吐出ＯＳにより分離されたオイルが十分にクランク室に戻されず、分離オイルが貯留部から溢れて圧縮機外に流出してしまうという不都合がある。
【０００９】
本願発明は、以上の点を鑑みて、オイル循環量を広範囲の運転条件にて低減し、かつクランク室内の適正オイル量を保持することのできる可変容量斜板式圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本願発明は、ハウジング内に形成されたクランク室と、該クランク室を貫通してハウジングに回転自在に支持される駆動軸と、該駆動軸の回転に同期して揺動する斜板と、該斜板の周縁に係留され、該斜板の揺動に伴いハウジング内に固着されたシリンダブロックに形成されたシリンダボア内を往復動するピストンとを具備し、さらにハウジングの一部を構成するシリンダヘッドには吸入室及び吐出室とが形成され、前記ピストンの往復動によって前記吸入室から冷媒を吸引して吐出室に吐出すると共に、ピストンにはピストンリングが設けられ、前記ピストンのストローク量が前記斜板の傾斜角を変更することで可変される可変容量斜板式圧縮機において、前記駆動軸を貫通して前記クランク室と前記吸入室とを連通する抽気通路内に設けられた第1のオイルセパレータ機構と、前記吐出室から吐出口に至る吐出経路内に設けられた第２のオイルセパレータ機構と、前記吐出室と前記クランク室とを常時連通し、前記第２のオイルセパレータ機構によって分離されたオイルをクランク室に戻すオイル戻り経路とを設けることにある（請求項１）。
【００１１】
この請求項１の発明によれば、抽気側に設けられた第１のオイルセパレータ機構（抽気ＯＳ）と吐出側に設けられた第２のオイルセパレータ（吐出ＯＳ）を併用し、この吐出ＯＳによって分離されたオイルをクランク室に戻すオイル戻り経路を設けたことによって、ピストンリングによる高いブローバイシール性を維持しつつ、運転時のクランク室内のオイル量を適正に維持することができ、内部部品の信頼性を確保することができる。特に、抽気ＯＳにより、クランク室から吸入室へ流出するオイルが低減されているため、吐出ＯＳで分離・回収するオイル量を高く設定する必要がない。よってオイル戻り経路に設けたオリフィス径を小さく設定することができ、吐出室からクランク室へ流入する高圧流体（ガス・オイル）を抑えて性能の低下を最小限にすることができる。
【００１２】
また、前記第1のオイルセパレータ機構（抽気ＯＳ）は、前記駆動軸の径方向に貫通して設けられる導入孔と、前記駆動軸の略中心を軸方向に延出して前記導入孔及び前記駆動軸の弁板側端部とを連通する第１の排出孔と、前記シリンダブロックを貫通して吸入室と前記第１の排出孔とを連通する第２の排出孔とによって構成されること（請求項２）が望ましい。
【００１３】
請求項２の発明によれば、導入孔を径方向に貫通して設けたことによって、導入孔内のオイルの戻り流速が約１／２となるため、オイルがガス流に巻き込まれにくく、オイル分離性を向上させることができるものである。
【００１４】
さらに、前記導入孔の内径を４〜７ｍｍとし、導入孔が形成される駆動軸の部分（導入部）の外径を２０ｍｍから２６ｍｍの範囲内とすること（請求項３）が望ましい。
【００１５】
これは、導入孔の内径を４ｍｍより小さくした場合には、高速流によりオイルが排出されるおそれが生じ、７ｍｍより大きくした場合には、駆動軸の剛性が低下するというおそれが生じるからである。
【００１６】
また、駆動軸の導入部の外径を２０ｍｍ以上とすることで、オイルに働く遠心力を高め、二酸化炭素でも分離性を確保できるが、２６ｍｍより大きくした場合には、クランク室内に溜められるオイル量が少なくなるという恐れが生じるからである。言い換えると、通常、適正オイル量３０〜７０ｃｃであるが、駆動軸径が２６ｍｍを越えると７０ｃｃが溜められない可能性が大きくなるからである。
【００１７】
前記第１の排出孔は、第２の排出孔に向けて漸次径が拡大する拡径部を具備すること（請求項４）が望ましい。また、シリンダブロックには駆動軸に形成された第１の排出孔の拡径部に突入する突入部が形成され、前記第２の排出孔はこの突入部に形成されることが望ましい。これによって、第１の排出孔の拡径部に対して、第２の排出孔は、当然に小さい径を有するように形成されるため、第１の排出孔から第２の排出孔に至る段階で、第２のオイル分離を行うことが可能となるものである。
【００１８】
さらに、前記第２のオイルセパレータ機構（吐出ＯＳ）は、前記ピストンによって冷媒が押し出される吐出室から冷媒の押し出し方向に延出する第１の吐出通路と、該第１の吐出通路及び前記吐出口と連通する第２の吐出通路と、該第２の吐出通路に設けられ、前記第１の吐出通路と対峙する位置に前記第２の吐出通路に沿って延出する小径部及び該小径部から吐出口側に向かって前記第２の吐出通路に当接するように拡径する拡径部からなる分離部とを具備し、前記第２の吐出通路の吐出口の反対側端部には、前記オイル戻り経路が開口することが望ましい。尚、前記第２の吐出通路の下方には、フィルタが配されることが望ましく、さらに下方端部には、第１の集塵ポケットが形成されることが望ましい。また、集塵ポケット内には、例えば不織布のような異物捕捉手段を設けても良い。
【００１９】
これによって、第１の吐出通路から排出された吐出ガスは、第２の吐出通路に配された分離部の小径部の外周を旋回し渦状になって第２の吐出通路の下方に移動し、前記分離部の小径部の内部を上昇して拡径部から吐出口へ至るため、確実にオイル分離を実行することができるものである。
【００２０】
また、前記オイル戻り経路は、前記第２の吐出通路から延出する第１の戻り経路と、該第１の戻り経路に連通し、シリンダヘッドと、該シリンダヘッド及び前記シリンダブロックの間に配置される弁板、吐出弁及びシリンダガスケットと、前記シリンダブロックを貫通してクランク室に開口する第２の戻り経路とによって構成されることが望ましい。前記第１のオイル戻り経路から前記第２のオイル戻り経路に至る部分には、第２の集塵ポケットを設ける事が望ましい。
【００２１】
これによって、吐出ＯＳによって分離され第２の吐出通路の下方に溜まったオイルは、第１の戻り経路及び第２の戻り経路を経てクランク室に戻されるものである。
【００２２】
さらに、前記第２の戻り経路上に、絞り手段を設けたこと（請求項５）が望ましい。また、この絞り手段は、前記第２の戻り経路の前記シリンダヘッド内又は弁板のいずれかに設けることが望ましく、特に弁板に設けることが望ましい。さらに、この前記絞り手段の等価直径は、０．１５〜０．３５ｍｍの範囲内であること（請求項６）が望ましい。
【００２３】
このように、絞り手段を、第２の戻り経路上の前記シリンダヘッド内又は弁板のいずれかに設けることで、高圧のオイル戻り経路の気密性が大幅に向上し、これに伴って成績係数（ＣＯＰ）が向上するものである。また、絞り手段の等価直径を０．１５ｍｍ以上とすることで、低負荷時のオイル戻り性を向上させることができるものであり、０．３５ｍｍ以下とすることで、高負荷時のガスの戻りを抑制できるので、ＣＯＰの低下を抑制することができるものである。
【００２４】
さらに、高圧ガスが通過する前記吐出室、前記第１の吐出通路、前記第２の吐出通路の壁面と、低圧ガスが通過する前記吸入室の壁面のうち、少なくとも１つの壁面には断熱材が配されること（請求項７）が望ましい。断熱材の材料としては、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＩ、ＰＡＩ等の樹脂系材料を選択することができる。また、耐熱性を考慮してグラスファイバー等の強化繊維を適宜付加するようにしても良いものである。
【００２５】
これによって、高圧ガスと低圧ガスとを温度的に遮断できるため、高圧ガスのオイルによる冷却効果を防止し、また吸入ガスの過熱を防止することができるものである。さらに、低ＯＣＲ時の高吐出温度を防止することができるものである。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、この発明によれば、冷媒として二酸化炭素を用いた冷凍サイクルに使用され、ピストンリングを採用した容量斜板式圧縮機において、抽気ＯＳと吐出ＯＳとを併用し、この吐出ＯＳによって分離されたオイルをクランク室に戻すオイル戻り経路を設けたことによって、ピストンリングによる高いブローバイシール性を維持しつつ、クランク室内のオイル量を適正に維持し、オイル循環率（ＯＣＲ）を低負荷から高負荷にわたって低減することが可能になるものである。また、高低圧ガス間の熱伝導を抑制する断熱材を設けたことによって、高吐出温度を防止することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【００２８】
冷媒として二酸化炭素を用いる冷凍サイクルの一部を構成する可変容量斜板式圧縮機１は、図１に示すように、フロントヘッド２、シリンダハウジング３及びシリンダヘッド４からなるハウジング５と、前記フロントヘッド２、シリンダハウジング３内に固着されたシリンダブロック６及びシリンダハウジング３によって画成されたクランク室７と、前記フロントヘッド２及び前記シリンダブロック６に回転自在に保持される駆動軸８と、この駆動軸８に揺動自在に保持される斜板９と、前記駆動軸８に固着され、前記斜板９に回転力を伝達するロッド１０と、前記シリンダブロック６に形成されたシリンダボア１１と、前記斜板９の周縁に保持され、前記斜板９の揺動運動によって前記シリンダボア１１内を往復動するピストン１２と、ピストン１２に設けられるピストンリング１３を具備する。また、前記シリンダブロック６と、前記シリンダヘッド４の間には、弁板１４及びシリンダヘッドガスケット３６が配され、さらにそのシリンダヘッド側には、吐出弁１５が装着される。
【００２９】
前記シリンダヘッド４には、吸入室１６と吐出室１７が形成され、吸入室１６は図示しない吸入口と連通し、前記吐出室１７は吐出口１８と連通する。また、吐出室１７とクランク室７を連絡する給気通路（図示せず）には、圧力制御弁（図示せず）が設けられている。
【００３０】
以上の構成により、駆動軸８の回転に伴って回転揺動運動を行う斜板９によってピストン１２がシリンダボア１１に沿って往復運動し、吸入室１６から吸引した冷媒を吐出室１７を介して吐出口１８から送出する。また、運転負荷に応じて前記制御弁の開度を調節することにより、吐出室１７内の高圧ガスをクランク室７に導入してクランク室7内の圧力を調節し、斜板９の傾斜角度を適宜変化させるものである。
【００３１】
以上の構成の可変容量斜板式圧縮機１において、駆動軸８には、この駆動軸８を径方向に貫通する導入孔１９が形成され、さらにこの導入孔１９の略中心から駆動軸８の軸方向に沿って形成された第１の排出孔２０が形成される。この第１の排出孔２０は、駆動軸８のシリンダブロック側に向かって拡径する拡径部２１を有し、この拡径部２１には前記シリンダブロック６から突出する突入部２２が位置し、この突入部２２の略中央には、前記第１の排出孔２０に開口し、この第１の排出孔２０と前記吸入室１６とを連通する第２の排出孔２３が形成される。これによって、前記導入孔１９、第１の排出孔２０及び第２の排出孔２３によって抽気通路が構成され、さらに第１のオイルセパレータ機構（抽気ＯＳ）が構成される。尚、図２に示すように、前記導入孔１９は、ロッド１０よりもフロントヘッド２側に設けても良い。この場合は、第１の排出孔２０とロッド１０が干渉するため、ロッド１０に連通部３７を設けても良い。
【００３２】
また、前記導入孔１９の直径は４ｍｍ〜７ｍｍの範囲内に設定される。４ｍｍ以上とすることで、冷媒ガスが高流速となり、オイルが分離されることなく排出されるという不具合を解消し、７ｍｍ以下とすることで、駆動軸８の剛性低下を防止するものである。また、導入孔１９が形成される駆動軸８の部分（導入部）８Ａは、外径を２０ｍｍ以上２６ｍｍ以下の範囲内に設定される。外径を２０ｍｍ以上とすることで、冷媒ガスのオイルに働く遠心力を高め、冷媒ガスからのオイル分離性を向上させることができ、２６ｍｍ以下とすることで、クランク室７に溜められるオイル量を確保することができるものである。通常、クランク室７内に溜められるオイルの適正量は、３０〜７０ｃｃであるが、２６ｍｍを超えた場合には、７０ｃｃまで溜められない可能性が大きくなるからである。
【００３３】
これにより、第１のオイルセパレータ機構（抽気ＯＳ）においては、駆動軸８の回転による遠心力によって、導入孔１９から流入した冷媒ガスからオイルが分離され（第１の抽気ＯＳ）、さらに第１の排出孔２０から第２の排出孔２３に流入する段階で、再度オイル分離（第２の抽気ＯＳ）が実行されるものである。また、導入孔１９が半径方向に貫通していることから、冷媒ガスの流速が低下し、第１の抽気ＯＳにおけるオイル分離性を向上させることができるものである。
【００３４】
また、前記シリンダヘッド４には、前記ピストン１２によって冷媒が押し出される吐出室１７から冷媒の押し出し方向に延出する第１の吐出通路２４と、この第１の吐出通路２４に対して垂直に形成され、前記吐出口１８と連通する第２の吐出通路２５とが形成される。また、前記第２の吐出通路２５には、前記第１の吐出通路２４と対峙する位置に前記第２の吐出通路２５に沿って延出する小径部２６及び小径部２６から吐出口１８側に向かって前記第２の吐出通路２５に当接するように拡径する拡径部２７からなる分離部２８が装着固定される。これにより、前記第１の吐出通路２４、第２の吐出通路２５及び分離部２８によって第２のオイルセパレータ機構（吐出ＯＳ）が構成されるものである。
【００３５】
さらに前記第２の吐出通路２５の下方には、フィルタ２９が配され、さらに下方端部には第１の集塵ポケット３０が形成される。また、第２のオイルセパレータ機構によって分離されたオイルは、下記するオイル戻り経路３１によってクランク室７内に戻されるものである。
【００３６】
以上の構成の第２のオイルセパレータ機構において、第１の吐出通路２４から吐出される冷媒ガスは、前記分離部２８の小径部２６の外周を旋回して渦巻き状に下降してさらに小径部２６の内部を上昇して前記吐出口１８から吐出される。この経路において、冷媒ガスが小径部２６の外周を高速で旋回しつつ、下降から上昇へと流れ方向が変化することによって冷媒ガス内に含まれるオイルが確実に分離されるものである。
【００３７】
以上のように、本願発明によれば、抽気ＯＳと吐出ＯＳを併用することによってオイル循環率（ＯＣＲ）を十分に低下させ、さらにオイル戻り経路を介して、分離されたオイルをいかなる条件のときもクランク室に戻すことができるものである。
【００３８】
また、前記オイル戻り経路３１は、前記第２の吐出通路２５に設けられたフィルタ２９の下方から前記第２の吐出通路２５の長手方向に沿ってシリンダヘッド４内を延出する第１の戻り経路３２と、この第１の戻り経路３２から垂直にシリンダヘッド４、弁板部分（シリンダヘッドガスケット３６、吐出弁１５及び弁板１４等を含む）、吸入弁４０及びシリンダブロック６を貫通してクランク室７内に開口する第２の戻り経路３３とによって構成される。また、前記第２の戻り経路３３のシリンダヘッド４から弁板１４に至る部分には、絞り機構３５が設けられる。仮に、この絞り機構３５がシリンダブロック６に設けられたとすると、その絞り機能の上流側である弁板部分には高圧（吐出圧）が作用することとなり、面接触により気密している弁板１４と吸入弁４０の間から、高圧ガスが漏れてしまう。本願発明の構成によれば、吸入弁４０の上流側に絞り機構３５が設けられているので、メタルコンタクト部の圧力は低圧になり、気密性を維持することができる。特に、この絞り機構３５を弁板１４に設けることが絞り機構３５の形成を容易にするものであり、特にレーザー加工で行うことが望ましい。また、前記第１の戻り経路３２と第２の戻り経路３３の間には、第２の集塵ポケット３４が形成されるものである。
【００３９】
また、前記絞り機構３５の等価直径は、０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲内に設定される。図４に示されるように、等価直径を０．１５ｍｍ以上とすることで、低負荷時にオイルが十分戻らず圧縮機外に流出してしまうという不具合を解消し、０．３５ｍｍ以下とすることで、高負荷時にクランク室にガスが吹き抜けて成績係数（ＣＯＰ）が低下するという不具合を解消する。
【００４０】
本願発明に係る構成（抽気ＯＳ＋ピストンリング＋吐出ＯＳ＋オイル戻しの絞り機構：０．２７ｍｍ）を採用したところ、低負荷条件から高負荷条件に亘ってＯＣＲが０．５（％）以下となり、抽気ＯＳのみの場合の４．５〜５．７％に比して高いオイル分離効果が得られた。ＣＯＰの向上率は、中低負荷条件において２５％に達した。
【００４１】
ところで、冷凍サイクル内を循環するオイルは、冷凍サイクル中で熱交換を阻害して冷凍能力を低下させるという問題を有する一方で、シリンダボアで圧縮され高圧・高温となった冷媒ガスから熱を奪い、吐出ガスの温度上昇を抑えるという好ましい効果も持っている。よってオイルセパレータによって冷凍サイクルを循環するオイルを低減した結果、吐出ガスの温度が上昇し、その吐出ガスの熱が吸入ガスに伝導して、吸入ガスの密度が小さくなり体積効率を低下させてしまう恐れがある。
【００４２】
しかしながら、本願発明に係る容量斜板式圧縮機１においては、さらに、高圧側となる吐出室１７、第１の吐出通路２４及び第２の吐出通路２５の周壁に断熱材３８を配し、さらに低圧側となる吸入室１６の周壁にも断熱材３８を配している。
【００４３】
これによって、高圧側を通過する高圧・高温の冷媒ガスと、低圧側を通過する低圧・低温の冷媒ガスとの熱伝導を遮断することができるため、吸入ガスの過熱を防止できるため、体積効率の低下を防止でき、さらに図３で示すように、低ＯＣＲ時の高吐出温度を防止することができるものである。断熱材３８の材質として、ＰＴＦＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＩ、ＰＡＩ等の樹脂系材料を選択することができる。また、耐熱性を考慮してグラスファイバー等の強化繊維を適宜添加しても良いものである。尚、図３において、一点鎖線で示す特性線は、断熱材なしの場合の圧縮機の回転速度と吐出温度Ｔｄの関係を示すものであり、点線で示す特性線は、吐出側のみに断熱材（ＰＢＴ）を配した場合の圧縮機の回転速度と吐出温度Ｔｄの関係を示すものであり、実線で示す特性線は、高圧側及び低圧側に断熱材を配した場合の圧縮機の回転速度と吐出温度Ｔｄの関係を示すものである。このように、高圧側若しくは低圧側のみに断熱材を設けて、高圧側と低圧側の熱伝導を遮断するようにしても相応の効果を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本願発明の実施例に係る容量斜板式圧縮機の概略を示した断面図である。
【図２】シャフト部分の別の形態を示した一部拡大断面図である。
【図３】本願発明に係る容量斜板式圧縮機の回転速度と吐出温度との関係を示した特性線図である。
【図４】絞り機構の等価直径とＣＯＰの関係を示した特性線図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 可変容量斜板式圧縮機
２ フロントヘッド
３ シリンダハウジング
４ シリンダヘッド
５ ハウジング
６ シリンダブロック
７ クランク室
８ 駆動軸
９ 斜板
１０ ロッド
１１ シリンダボア
１２ ピストン
１３ ピストンリング
１４ 弁板
１５ 吐出弁
１６ 吸入室
１７ 吐出室
１８ 吐出口
１９ 導入孔
２０ 第１の排出孔
２１ 拡径部
２２ 突入部
２３ 第２の排出孔
２４ 第１の吐出通路
２５ 第２の吐出通路
２６ 小径部
２７ 拡径部
２８ 分離部
２９ フィルタ
３０ 第１の集塵ポケット
３１ オイル戻り経路
３２ 第１のオイル戻り経路
３３ 第２のオイル戻り経路
３４ 第２の集塵ポケット
３５ 絞り機構
３６ シリンダヘッドガスケット
３７ 連通部
３８ 断熱材
４０ 吸入弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に形成されたクランク室と、該クランク室を貫通してハウジングに回転自在に支持される駆動軸と、該駆動軸の回転に同期して揺動する斜板と、該斜板の周縁に係留され、該斜板の揺動に伴いハウジング内に固着されたシリンダブロックに形成されたシリンダボア内を往復動するピストンとを具備し、さらにハウジングの一部を構成するシリンダヘッドには吸入室及び吐出室とが形成され、前記ピストンの往復動によって前記吸入室から冷媒を吸引して吐出室に吐出すると共に、ピストンにはピストンリングが設けられ、前記ピストンのストローク量が前記斜板の傾斜角を変更することで可変される可変容量斜板式圧縮機において、
前記駆動軸を貫通して前記クランク室と前記吸入室とを連通する抽気通路内に設けられた第1のオイルセパレータ機構と、
前記吐出室から吐出口に至る吐出経路内に設けられた第2のオイルセパレータ機構と、
前記吐出室と前記クランク室とを常時連通し、前記第２のオイルセパレータ機構によって分離されたオイルをクランク室に戻すオイル戻り経路とを設けることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記第1のオイルセパレータ機構は、前記駆動軸の径方向に貫通して設けられる導入孔と、前記駆動軸の略中心を軸方向に延出して前記導入孔及び前記駆動軸のシリンダヘッド側端部とを連通する第１の排出孔と、前記シリンダブロックを貫通して吸入室と前記第１の排出孔とを連通する第２の排出孔とによって構成されることを特徴とする請求項１記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記導入孔の内径を４〜７ｍｍとし、導入孔が形成される駆動軸の部分の外径を２０ｍｍから２６ｍｍの範囲内とすることを特徴とする請求項２記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記第１の排出孔は、第２の排出孔に向けて漸次径が拡大する拡径部を具備することを特徴とする請求項２又は３記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記オイル戻り経路上に、絞り手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項６】
前記絞り手段の等価直径は、０．１５〜０．３５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項５記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項７】
高圧ガスが通過する前記吐出室、前記第１の吐出通路、前記第２の吐出通路の壁面と、低圧ガスが通過する前記吸入室の壁面のうち、少なくとも１つの壁面には断熱材が配されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項１】
ハウジング内に形成されたクランク室と、該クランク室を貫通してハウジングに回転自在に支持される駆動軸と、該駆動軸の回転に同期して揺動する斜板と、該斜板の周縁に係留され、該斜板の揺動に伴いハウジング内に固着されたシリンダブロックに形成されたシリンダボア内を往復動するピストンとを具備し、さらにハウジングの一部を構成するシリンダヘッドには吸入室及び吐出室とが形成され、前記ピストンの往復動によって前記吸入室から冷媒を吸引して吐出室に吐出すると共に、ピストンにはピストンリングが設けられ、前記ピストンのストローク量が前記斜板の傾斜角を変更することで可変される可変容量斜板式圧縮機において、
前記駆動軸を貫通して前記クランク室と前記吸入室とを連通する抽気通路内に設けられた第1のオイルセパレータ機構と、
前記吐出室から吐出口に至る吐出経路内に設けられた第2のオイルセパレータ機構と、
前記吐出室と前記クランク室とを常時連通し、前記第２のオイルセパレータ機構によって分離されたオイルをクランク室に戻すオイル戻り経路とを設けることを特徴とする可変容量斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記第1のオイルセパレータ機構は、前記駆動軸の径方向に貫通して設けられる導入孔と、前記駆動軸の略中心を軸方向に延出して前記導入孔及び前記駆動軸のシリンダヘッド側端部とを連通する第１の排出孔と、前記シリンダブロックを貫通して吸入室と前記第１の排出孔とを連通する第２の排出孔とによって構成されることを特徴とする請求項１記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記導入孔の内径を４〜７ｍｍとし、導入孔が形成される駆動軸の部分の外径を２０ｍｍから２６ｍｍの範囲内とすることを特徴とする請求項２記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記第１の排出孔は、第２の排出孔に向けて漸次径が拡大する拡径部を具備することを特徴とする請求項２又は３記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記オイル戻り経路上に、絞り手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項６】
前記絞り手段の等価直径は、０．１５〜０．３５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項５記載の可変容量斜板式圧縮機。
【請求項７】
高圧ガスが通過する前記吐出室、前記第１の吐出通路、前記第２の吐出通路の壁面と、低圧ガスが通過する前記吸入室の壁面のうち、少なくとも１つの壁面には断熱材が配されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の可変容量斜板式圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−７７８０７（Ｐ２０１０−７７８０７Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４３４９０（Ｐ２００８−２４３４９０）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオサーマルシステムズ (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオサーマルシステムズ (282)
【Ｆターム（参考）】
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