圧縮機及び圧縮機を搭載した車両用空調装置
【課題】車両が坂道走行した時に圧縮機の姿勢が上下左右に傾いても、圧縮機構部へのオイル供給が途絶えること無く、安定した潤滑状態を保つようにする。
【解決手段】圧縮機の上部吐出室１５と下部貯油室９とを区画分離する区画壁８ａを備え、仕切り板２２の上部に吐出室へ連通するガス連通穴２３を、仕切り板の下端には冷凍機油が貯油室へ流入するオイル連通穴２４を設けた構成としてあり、コンプケース下部に溜まっている冷凍機油が吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室へ流入し、かつ貯油室が他の空間と区画壁で区画分離されているので、冷凍機油が貯油室から出て行き難くなってそのまま溜まり、貯油室のオイルレベルを給油口より高く維持することができ、安定して給油口より圧縮機構部へオイル供給することが出来る。
【解決手段】圧縮機の上部吐出室１５と下部貯油室９とを区画分離する区画壁８ａを備え、仕切り板２２の上部に吐出室へ連通するガス連通穴２３を、仕切り板の下端には冷凍機油が貯油室へ流入するオイル連通穴２４を設けた構成としてあり、コンプケース下部に溜まっている冷凍機油が吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室へ流入し、かつ貯油室が他の空間と区画壁で区画分離されているので、冷凍機油が貯油室から出て行き難くなってそのまま溜まり、貯油室のオイルレベルを給油口より高く維持することができ、安定して給油口より圧縮機構部へオイル供給することが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動するモータとを密閉容器内に収納し、前記モータをモータ駆動回路により駆動する圧縮機に関するもので、特に電気自動車やハイブリッド車向け等の横置型の空調用圧縮機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に冷凍サイクルに用いられる圧縮機には、摺動部の信頼性を確保するため冷凍機油が封入されている。冷凍機油と吐出ガス冷媒とは互いに混ざり合うため、吐出ガス冷媒と供に冷凍機油が冷凍サイクルに送出してしまわないよう、圧縮機内で冷凍機油と吐出ガス冷媒を効率よく分離し、冷凍機油を摺動部に安定的に供給するための様々な方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１で開示されている圧縮機では、吐出パイプを備えた吐出空間部分とモータを収納する部分とを、上部及び下部に開口を設けた仕切り部材により仕切り、モータを収納する部分の油面を低下させ、モータの回転子により冷凍機油が攪拌され冷媒ガスと共に吐出されることを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１２４３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、回転子下端近傍まで冷凍機油を多量に封入しているが、これでは冷凍サイクル中へ吐出される冷凍機油が多くなり過ぎて空調装置の冷凍能力や冷凍サイクルの効率を下げてしまう。
【０００６】
これを解決するには信頼性を損なわない程度に冷凍機油封入量を減らすのが一般的な手法であるが、そうすると密閉容器側の油面が支持板切欠きより下回ってしまう。このような状態になると、吐出ガス冷媒が支持板と分離板の間を抜けて下部に溜まっている冷凍機油を上方へ巻き上げてしまい、吐出パイプから冷凍サイクル中へ吐き出してしまう冷凍機油量が増加し、給油管部近傍の油面が低下してしまうとともに、下部に溜まっている冷凍機油にも吐出ガス冷媒が流入し多くの吐出ガス冷媒が混入している状態となるため、ガス成分が多い冷凍機油が給油管を介して圧縮機構部へ供給されることになり、潤滑性が悪化して、圧縮機の信頼性を低下させるという課題を有していた。
【０００７】
また、前記従来の圧縮機を車両に搭載した場合に、車両は坂道走行をするので、圧縮機の搭載姿勢は常に上下左右に傾き、圧縮機下部に溜まっている冷凍機油の液面も車両の動きに連動して上下左右に傾いてしまう。
【０００８】
例えば、特許文献１の圧縮機が、圧縮機構部側が下に、吐出空間部分側が上に傾いた場合には、冷凍機油が圧縮機構部側へ偏って、給油管近傍には冷凍機油が溜まらない状態となってしまう。このような状態になると、給油管から冷凍機油が吸込まれず、圧縮機構部へ冷凍機油が供給されず、圧縮機構部が焼き付いたりする不具合を発生するなど耐久性を損なうという課題を有していた。更に冷凍機油を貯めるために支持板と分離板の２枚で構成しているので、部材が増えてコストアップとなるという課題も有していた。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するもので、圧縮機の姿勢が上下左右に傾いても、圧縮機構部へのオイル供給が途絶えること無く、安定した潤滑状態を保つようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために本発明は、モータおよび圧縮機構部を収納するコンプケースと、前記圧縮機構部により圧縮された吐出ガス冷媒を冷凍サイクルに送出する吐出口を有するリアケースと、前記コンプケースと前記リアケースとの間を仕切る仕切り板とを備え、前記リアケース内の空間との間を仕切る仕切り板とを備え、前記仕切り板と前記リアケースとの間に形成される空間の上部を吐出室、下部を貯油室とし、該貯油室内に設けた給油口から前記貯油室内の冷凍機油を前記圧縮機構部に供給する圧縮機であって、前記リアケース内に前記吐出室と前記貯油室とを区画分離する区画壁を設けるとともに、前記仕切り板の上部には、前記コンプケース内部の空間と前記吐出室とを連通するガス連通穴を設け、前記仕切り板の下部には、前記コンプケース内部の空間と前記貯油室とを連通するオイル連通穴を設けた構成としてある。
【００１１】
これによって、吐出ガス冷媒の主流がモータ上部から仕切り板上部のガス連通穴を通って吐出室へと流れる一方、コンプケース下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧で押されてオイル連通穴から貯油室へ流入し、かつ貯油室が他の空間と区画壁で区画分離されているので、冷凍機油が貯油室から出て行き難くなってそのまま貯油室に溜まり、貯油室のオイルレベルがコンプケース下部に溜まっている油面より高くなり、少ない冷凍機油であっても給油口よりも高く維持することが出来る。よって、冷凍機油を給油口から圧縮機構部へ安定して供給することができ、圧縮機の信頼性を向上することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、車両が坂道走行するなどして圧縮機の姿勢が上下左右に傾いても、圧縮機構部への冷凍機油供給が途絶え難く、安定した潤滑状態を保てるため圧縮機の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図
【図３】本発明の実施の形態１における圧縮機と従来品のオイルレベルを示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態２における圧縮機の断面図
【図５】図４のＡ−Ａ矢視断面図
【図６】本発明の実施の形態２における圧縮機と従来品のオイルレベルを示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態３における圧縮機の断面図
【図８】図７のＡ−Ａ矢視断面図
【図９】本発明の実施の形態４における圧縮機の断面図
【図１０】本発明の実施の形態５における圧縮機の断面図
【図１１】本発明の実施の形態６を示し、圧縮機を搭載した車両の概略図
【図１２】本発明の実施の形態６における圧縮機を傾斜した時の圧縮機の断面図
【図１３】本発明の実施の形態６における圧縮機と従来品のオイルレベルを示すグラフ
【図１４】本発明実施形態品と比較するための比較従来品における圧縮機の断面図
【図１５】図１４の比較従来品における圧縮機を傾斜した時の圧縮機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、モータおよび圧縮機構部を収納するコンプケースと、該圧縮機構部によ
り圧縮された吐出ガス冷媒を冷凍サイクルに送出する吐出口を有するリアケースと、前記コンプケースとリアケースとの間を仕切る仕切り板とを備え、前記仕切り板とリアケースとの間の上部を吐出室、下部を貯油室とし、当該貯油室内に開口させた給油口から貯油室内の冷凍機油を前記圧縮機構部に供給する圧縮機であって、前記吐出室と貯油室との間にこれらを区画分離する区画壁を設けるとともに、前記仕切り板の上部には吐出室に連通するガス連通穴を、下部には貯油室に連通する貯油室に連通するオイル連通穴を設けた構成としてある。
【００１５】
これにより、吐出ガス冷媒の主流がモータ上部から仕切り板上部のガス連通穴を通って吐出室へと流れ、コンプケース下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室へ流入し、かつ貯油室が他の空間と区画壁で区画分離されているので、冷凍機油が貯油室から出て行き難くなってそのまま貯油室に溜まるので、貯油室のオイルレベルをコンプケース下部に溜まっている油面より高く維持することが出来る。よって、冷凍機油を少なくしても冷凍機油を給油口から圧縮機構部へ安定して供給することができ圧縮機の信頼性を向上することが出来る。また、従来例に比べて冷凍機油を貯めるための構成が仕切り板一枚で済み、区画壁もリアケースに一体形成すれば構成が簡単となりコストダウンを図ることが出来る。
【００１６】
第２の発明は、特に第１の発明のオイル連通穴の開口部の上部を前記給油口よりも高い位置に設け、且つ前記モータのステータ・インシュレータ下端よりも低い位置に設けた構成としてあり、モータのロータとステータとの隙間やステータ内の巻き線間の隙間から吐出ガス冷媒が吐き出されても、直接吐出ガス冷媒がオイル通路に流入しないので、ガス冷媒成分が少ない冷凍機油が貯油室内に溜まることになり、ガス冷媒成分の少ない冷凍機油を圧縮機構部へ供給できて、圧縮機構部の潤滑性が良化し圧縮機の信頼性を向上することが出来る。
【００１７】
第３の発明は、特に第１または第２の発明のガス連通穴は複数の穴からなり、そのうち少なくともひとつは前記区画壁近傍上部に設けた構成としてあり、吐出ガス冷媒より分離した冷凍機油が区画壁上部に溜まっても区画壁近傍上部のガス連通穴よりコンプケース内に戻るので、冷凍機油が吐出室下端に溜まり難い。そのため、吐出ガス冷媒が吐出室内の冷凍機油を巻き上げて吐出口から吐出ガス冷媒と一緒に冷凍サイクル中へ吐き出す冷凍機油をより低減することが出来、冷凍サイクルの冷凍能力や効率を向上することが出来る。
【００１８】
第４の発明は、特に第１〜第３の発明において、前記貯油室の下端及び前記給油口は、前記オイル連通穴下端より低くした構成としてあり、給油口下端の油面レベルに必要な冷凍機油量が低減できる。従って、市場で冷凍機油が漏れて圧縮機に戻る冷凍機油量が減っても、従来に比べて確実に圧縮機構部へ給油できるようになるので、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【００１９】
第５の発明は、特に第４の発明において、前記給油口の下端と前記オイル連通穴の下端を結んだ角度θは水平線から４５度以上となるように構成したものであり、車両が急加減速や旋回しても冷凍機油が貯油室から飛び出ずに残留するので、給油口から圧縮機構部へ冷凍機油を供給し続けるけることができて摺動部の潤滑を保つことができ、圧縮機の耐久性をより確実に向上することができる。
【００２０】
第６の発明は、特に第１〜５のいずれかの発明の圧縮機を車両に搭載して構成した車両用空調装置であり、圧縮機の姿勢が上下左右に傾いて、特に圧縮機構部側が下に、リアケース側が上に傾いた場合でも、コンプケース下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室に流入し、貯油室が区画壁によって区画分離され、かつオイル通路がステータ・インシュレータ下端より低くオイル連通穴の面積が小さいので、吐出ガス
冷媒の動圧に押されて貯油室に流入した冷凍機油が貯油室から抜け難くなって溜まりやすくなり、貯油室のオイルレベルを給油口より上方に維持することが出来る。よって、圧縮機構部へのオイル供給が途絶えることは無く、安定した潤滑状態を保て、圧縮機の信頼性をより向上することができる。
【００２１】
また、第４、第５の発明の圧縮機を用いたものにあっては、更に車両が急加減速や旋回しても冷凍機油が貯油室から飛び出ずに残留するので、給油口から圧縮部へ冷凍機油を供給し続けるけることができて摺動部の潤滑を保つことができ、圧縮機の耐久性を更に向上することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１３を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における圧縮機の断面図である。この図１に示す圧縮機１はその胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される構成としてあり、密閉容器内に、モータ３と該モータ３からの駆動軸４によって駆動される圧縮機構部５とを収納し、駆動軸４がほぼ水平になるように設置されている。密閉容器は、モータ３および圧縮機構部５を収納するコンプケース６と、圧縮された吐出ガス冷媒を冷凍サイクルに送出する吐出口７を有するリアケース８とを備え、モータ３はコンプケース６に取り付けたインバータケース１３内のモータ駆動回路部５０によって駆動するようにしている。
【００２３】
取り扱う流体はガス冷媒であり、冷凍機油は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、ガス冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部５と、この圧縮機構部５を駆動するモータ３と、圧縮機構部５を含む各摺動部の潤滑に供する冷凍機油を貯留する貯油室９と、吐出口７を備え、モータ３をモータ駆動回路部５０により駆動する横置型圧縮機であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００２４】
本実施の形態の横置型の圧縮機１の圧縮機構部５は、一つの例としてスクロール方式のものであって、図１に示すように固定スクロール１０と旋回スクロール１１を噛み合わせて圧縮空間１２を形成し、前記旋回スクロール１１をモータ３により駆動軸４を介して固定スクロール１０に対し旋回運動をさせたときに、前記圧縮空間１２が移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を行う。この冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出は、インバータケース１３に設けた吸入口１４およびリアケース８に設けた吐出口７を通じて行う。リアケース８は上部が吐出室１５、下部が貯油室９となっている。貯油室９の中にはポンプケース１７の給油通路１８からの給油口１６が開口しており、ポンプ室１９内の容積型ポンプ２０などを駆動軸４にて駆動するか、コンプケース６内の差圧を利用するなどして、吸引するようになっている。吸引された冷凍機油は駆動軸４内の給油通路２１を通じて圧縮機構部５へ給油している。
【００２５】
リアケース８とコンプケース６との間は仕切り板２２にて仕切り、当該仕切り板２２とリアケース８との間を区画壁８ａによって区画することにより吐出室１５と貯油室９とを区画形成してある。図２に示すように仕切り板２２の上部には複数のガス連通穴２３が開けてあり、圧縮機構部５からの吐出ガス冷媒（白抜き矢印で表示）がガス連通穴２３を通って吐出室１５へ流入する。圧縮機構部５からの吐出ガス冷媒はコンプケース６内のモータ３などやリアケース８の壁に衝突することにより冷凍機油を分離する。また、仕切り板２２の下端にはオイル連通穴２４が設けてあり、コンプケース６下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧に押されてコンプケース６下部からオイル連通穴２４を介して貯油室９に流入し、給油口１６よりオイルレベルを高く維持される。このことにより冷凍
機油を少なくしていても冷凍機油を給油口１６より安定的に吸入できることになる。
【００２６】
一方、前記駆動軸４の給油路２１を通じ圧縮機構部５へ供給された冷凍機油は、旋回スクロール１１の旋回駆動に伴い旋回スクロール１１の背面の液溜り２５に供給する。この液溜り２５に供給した冷凍機油の一部は旋回スクロール１１の外周部のラップ反対面の背圧室２６に、旋回スクロール鏡板１１ａを通じ、絞り２７などによる所定の制限の基に供給し、固定スクロール１０に設けた図示しない弁装置によりここに導いた背圧を所定量に調整し、旋回スクロール１１を押圧しバックアップする。
【００２７】
さらに、冷凍機油は旋回スクロール１１を通じ固定スクロール１０と旋回スクロール１１との間のシールおよび潤滑剤として作用する。また、液溜り２５に供給した冷凍機油の別の一部は、偏心ベアリング２８、主ベアリング２９を経ながら、それらベアリング２８、２９を潤滑した後、モータ３側に流出し、貯油室９へと回収される。
【００２８】
なお、この圧縮機の容積型ポンプ２０は仕切り板２２とポンプケース１７との間に保持し、駆動軸を支持する副ベアリング３０は仕切り板２２で支持している。また、ポンプケース１７の内側に貯油室９に通じるポンプ室１９を形成して給油通路１８を介して貯油室９に通じるようにしてある。さらにモータ３はステータ３ａをコンプケース６の内周に焼き嵌めなどして固定し、駆動軸４の途中まわりに固定したロータ３ｂとによって駆動軸４を回転駆動できるようにしている。主軸受部３１は主ベアリング２９を保持しており、駆動軸４の圧縮機構部５側を主ベアリング２９により軸受している。
【００２９】
主軸受部３１には固定スクロール１０を図示しないボルトなどによって取付け、これら主軸受部３１と固定スクロール１０との間に旋回スクロール１１を挟み込んで圧縮機構部５を構成している。主軸受部３１と旋回スクロール１１の間には、旋回スクロール１１の自転を防止して旋回運動させるためのオルダムリング３２が設けられている。駆動軸４の端面には偏心軸４ａが一体形成されており、偏心軸４ａにはブッシュ３３が嵌合して支持されている。
【００３０】
ブッシュ３３には旋回スクロール１１が固定スクロール１０と対向するように偏心ベアリング２８を介して旋回運動可能に支持されている。旋回スクロール１１の旋回スクロール鏡板１１ａの背面には筒部１１ｂが突設されており、偏心ベアリング２８は筒部１１ｂ内に収容されている。偏心ベアリング２８の内輪は、ブッシュ３３に嵌合されており、偏心ベアリング２８の外輪は、筒部１１ｂに嵌合されている。
【００３１】
圧縮機構部５の外面は、インバータケース１３で覆い、インバータケース１３はボルトにてコンプケース６に固定し、リアケース８と軸線方向に反対側の端部壁１３ａを形成している。圧縮機構部５はインバータケース１３の吸入口１４とリアケース８の吐出口７との間に位置し、図示していない圧縮機構部５の吸入孔がインバータケース１３の吸入口１４と接続され、圧縮機構部５の吐出孔３４がリード弁３５を介して吐出室蓋３６の側に開口して相互間を吐出弁室３７としている。吐出弁室３７は固定スクロール１０および主軸受部３１に形成した連絡通路３８を通じて圧縮機構部５と仕切り板２２との間の、モータ３側に通じている。連絡通路３８は、吸入口１４およびリード弁３５などの構成上の制約から、モータ３の回転中心より下部に設けられている。
【００３２】
モータ３のリード線３ｃは、インバータケース１３に貫装された図示しない密封端子に接続され、さらに密封端子はモータ駆動回路５０と接続されている。
【００３３】
このようにして構成した圧縮機は、そのモータ３がモータ駆動回路部５０により駆動され、駆動軸４を介して圧縮機構部５を旋回運動させるとともに、容積型ポンプ２０を駆動
する。このとき圧縮機構部５は容積型ポンプ２０により貯油室９の冷凍機油を供給されて潤滑、シールおよび押圧作用を受けながら、インバータケース１３の吸入口１４さらに圧縮機構部５の固定スクロール１０に設けた図示しない吸入口を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、圧縮機構部５の吐出孔３４から吐出弁室３７に吐出する。吐出弁室３７に吐出された冷媒は連絡通路３８を通じてモータ３側に入り、モータ３を冷却しながら仕切り板２２のガス連通穴２３を通じてリアケース８の吐出室１５を介し吐出口７から吐出されるまでの過程で、冷媒は衝突、絞りなどの気液分離を図って冷凍機油の分離をしながら、随伴している一部冷凍機油によって副ベアリング３０の潤滑も行う。
【００３４】
ここで、本実施の形態の圧縮機は、図１および図１のＡ−Ａ矢視断面図である図２に示すように、特に、リアケース８には区画壁８ａを設け、この区画壁８ａによって吐出室１５と貯油室９とを区画分離している。そして、仕切り板２２の上部に吐出ガス冷媒が吐出室１５へ流入するガス連通穴２３を、また仕切り板２２の下端に冷凍機油が貯油室９へ流入するオイル連通穴２４を設けてある。具体的には仕切り板２２の直径は１１２ｍｍ、ガス連通穴２３は直径１０ｍｍで仕切り板上部に３箇所開けてある。また、オイル連通穴２４は高さ２２ｍｍ、幅３０ｍｍの穴としてある。
【００３５】
以上の構成により、吐出ガス冷媒の主流はモータ３上部から仕切り板２２上部のガス連通穴２３を通り、またコンプケース６下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室９へ流入し、かつ貯油室９が他の空間と区画壁８ａで区画分離されているので、冷凍機油が貯油室９から出て行き難くなってそのまま貯油室９に溜まることになり、貯油室９のオイルレベルをコンプケース６下部に溜まっている油面より高く維持することが出来る。そのため、圧縮機が前後方向で多少傾斜しても冷凍機油を給油口１６から圧縮機構部５へ安定して供給することができ圧縮機の信頼性を向上することが出来る。
【００３６】
次に、これを図３のオイルレベル特性を示すグラフで説明する。まず本発明と比較するため、本発明の基本構成を入れない場合の従来技術で製作した圧縮機の構成を図１４、図１５で説明する。なお、本実施形態品と同一部分には同一番号を付記して説明は省略する。
【００３７】
この比較従来品は当然区画壁がなく、リアケース上部と下部は連通していて、仕切り板２２上部のガス連通穴は直径１０ｍｍの穴が３箇所、仕切り板下部のオイル連通穴は高さ２２ｍｍ、幅３０ｍｍの穴となっている。
【００３８】
さて、図３において、本実施形態品は黒丸（●）の実線、比較従来品は菱形（◆）の破線で示す。オイルレベルＨは本実施形態品および比較従来品ともリアケースの貯油室下端にサイトグラスを付けて目視により油面の高さを測定している。冷凍機油の量は、オイルレベル２０ｍｍで封入量１５０ｇ（１００％）である。また給油口１６は貯油室底面から２ｍｍの高さ位置で開口している。
【００３９】
実験の結果では、比較従来品は吐出ガス冷媒の動圧でコンプケース６下部に溜まった冷凍機油をリアケース８下部に押し込むが、モータ３のロータ３ｂとステータ３ａとの隙間やステータ３ａ内の巻き線間の隙間から吐出ガス冷媒が吐き出されて、吐出ガス冷媒が直接にオイル連通穴２４内に流入してリアケース８下部からリアケース８上部へ吹き上がって吐出口７から吐き出されるので、リアケース８下部に押し込まれてきた冷凍機油も吐出ガス冷媒と一緒に巻き上げられてしまい、高速運転になるに従いリアケース８下部に溜まる冷凍機油量が減少してしまう。したがって、圧縮機のオイルレベルＨは菱形（◆）の破線で示すように、高速回転になるとオイルレベルＨがかなり低下する。高回転数の８３００ｒ／ｍｉｎではオイルレベルＨは２ｍｍとなり給油口１６とほぼ同じレベルで、ミスト状の潤滑油状態となってしまう。よって、給油口１６から圧縮機構部５へ供給されている
冷凍機油中にはかなりガス成分を含み、圧縮機構部の潤滑状態は低下する。
【００４０】
これに対し、黒丸（●）の実線で示す本実施形態品では、３０００ｒ／ｍｉｎ以上の領域では比較従来品よりオイルレベルＨは高く維持できている。特に高速回転の８３００ｒ／ｍｉｎでは給油口よりかなり高い５ｍｍのレベルを維持しており、給油口１６近傍の冷凍機油中のガス成分は少なくなっている。よって、給油口１６から圧縮機構部５へ供給される冷凍機油はオイルリッチな状態となっており、圧縮機構部の潤滑状態は良好となり、圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００４１】
また、従来品に比べて冷凍機油を貯めるための構成が仕切り板２２一枚で済み、区画壁８ａもリアケース８一体で形成すれば構成が簡単となりコストダウンを図ることが出来る。
（実施の形態２）
図４及び図５は本発明の第２の実施形態を示す図である。この実施の形態ではオイル連通穴２４の開口部の上部を給油口１６よりも高い位置に設け、且つモータのステータ・インシュレータ３９下端よりも低い位置に設けている。具体的にはオイル連通穴２４の直径を５ｍｍとし開口部の高さもコンプケース６下端から５ｍｍとしている。すなわち、給油口１６の高さ２ｍｍよりも高く、ステータ・インシュレータ３９下端の高さ１０ｍｍよりも低くなる位置に設けてある。
【００４２】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。モータ３のステータ３ａとロータ３ｂとの隙間やステータ３ａ内の巻き線間の隙間から吐出ガス冷媒が吐き出されても、吐出ガス冷媒が仕切り板２２に衝突して、直接にオイル連通穴２４に流入しないので、ガス冷媒成分が少ない冷凍機油が貯油室９内に溜まる。また、オイル連通穴２４の面積が小さいので、吐出ガス冷媒の動圧に押されて貯油室９に流入した冷凍機油が貯油室９から抜け難くなって溜まりやすくなり、貯油室９のオイルレベルを第１の実施形態よりも高く維持することが出来る。
【００４３】
これを図６のオイルレベルの特性を示すグラフで説明する。黒丸（●）の実線が第１の実施形態のオイルレベル特性を表しており、低速回転８００ｒ／ｍｉｎでオイルレベルＨは１０ｍｍ、高速回転８３００ｒ／ｍｉｎで５ｍｍとなっている。それに対し、四角は第２の実施形態のオイルレベル特性を示しており、低速８００ｒ／ｍｉｎで１３ｍｍ、高速８３００ｒ／ｍｉｎで７ｍｍとオイルレベルが高くなっている。
【００４４】
従って、ガス冷媒成分がより少ない冷凍機油を給油口１６から圧縮機構部５へ供給できて、圧縮機構部５の潤滑性が良化し圧縮機の信頼性を向上することが出来る。
（実施の形態３）
図７及び図８は本発明の第３の実施形態を示す図である。この実施の形態では、ガス連通穴２３は複数の穴からなり、そのうち少なくともひとつは区画壁８ａ近傍上部に設けてある。具体的には。ガス連通穴の直径は１０ｍｍで仕切り板２２上部に３個、区画壁８ａ近傍上部に２個設けている。
【００４５】
以上の構成としたことにより、吐出ガス冷媒より分離した冷凍機油が区画壁８ａ上部に溜まっても、区画壁８ａ近傍上部のガス連通穴２３よりコンプケース６内に戻るので、冷凍機油が吐出室１５下端に溜まり難い。そのため、吐出ガス冷媒が吐出室１５内の冷凍機油を巻き上げて吐出口７から吐出ガス冷媒と一緒に冷凍サイクル中へ吐き出す冷凍機油をより確実に低減することができ、冷凍サイクルの冷凍能力や効率を向上することが出来る。
【００４６】
（実施の形態４）
図９は本発明の第４の実施形態を示す図である。この実施形態では貯油室９の下端９ａ及び給油口１６は、オイル連通穴２４下端より低く構成されている。具体的にはオイル連通穴２４下端より給油口１６は５ｍｍ低く設けている。
【００４７】
以上の構成としたことにより、従来構成では給油口１６が冷凍機油中に浸って圧縮部へ給油可能となるためには約２０ｃｍ３必要であったが、本実施形態の例では約２ｃｍ３の冷凍機油でよくなるので、市場で冷凍機油が漏れて圧縮機に戻る冷凍機油量が減っても、従来構成に比べると確実に給油できるようになり、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【００４８】
（実施の形態５）
図１０は本発明の第５の実施形態を示す図である。この実施形態では給油口１６の下端とオイル連通穴２４の下端を結んだ角度θが水平線から４５度以上となるように構成している。車両の急加減速や旋回時に慣性力や遠心力を受けると貯油室９に溜まっている冷凍機油が貯油室９から飛び出るが、実験によると少なくとも３０度以上好ましくは４５度以上傾ければ飛び出なくなることが確認できた。そこでこの実施形態では、オイル連通穴２４下端より給油口１６は１０ｍｍ低く設け、給油口１６の下端とオイル連通穴２４の下端を結んだ角度θを水平線から４６度としている。
【００４９】
以上の構成としたことにより、車両が急加減速や旋回しても冷凍機油が貯油室から飛び出ずに残留するので給油口１６から圧縮部へ冷凍機油を供給し続けるけることができて摺動部の潤滑を保つことができ、圧縮機の耐久性を一段と向上することができる。
【００５０】
（実施の形態６）
図１１は本発明の実施形態１〜５のいずれかの圧縮機を車両に搭載した一例を示す図である。圧縮機１は車両の駆動モータ４０（またはエンジン）に水平に取り付けられており、インバータケース１３側が車両前方、リアケース８側が車両後方に向いて取り付けてある。
【００５１】
図１２は本実施の形態の圧縮機１を駆動モータ４０に取り付けた車両が坂道を下る時の状態を示した図で、インバータケース１３側が下がり、リアケース８側が上がる状態となる。坂道の傾斜は道路最大勾配を想定して、圧縮機の傾きを１０度傾けている。
【００５２】
コンプケース６下部に溜まっている冷凍機油が吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室９に流入し、貯油室９が区画壁８ａによって区画分離され、かつオイル連通穴２４がステータ・インシュレータ３９下端より低くオイル連通穴２４の面積が小さいので、吐出ガス冷媒の動圧に押されて貯油室９に流入した冷凍機油が貯油室９から抜け難くなって溜まりやすくなり、貯油室９のオイルレベルを給油口１６より上方に維持することが出来る。
【００５３】
実験の結果では図１３の四角実線で示すように、高速運転の８３００ｒ／ｍｉｎでは給油口１６より高い５ｍｍのオイルレベルを維持できているので、圧縮機構部５へのオイル供給が途絶えることは無く、安定した潤滑状態を保てるため圧縮機の信頼性を向上することができた。これに対し比較従来品の場合は図１５に示すように１０度傾けると主軸受部３１側に冷凍機油が溜まり、吐出冷媒の動圧で冷凍機油が貯油室９側に押されても、オイル連通穴２４の上部が冷凍機油で塞がれないので、吐出ガス冷媒がリアケース８下部から上部へ吹き上がり、冷凍機油もそれと一緒に巻き上げられて吐出口７から冷凍サイクル中へ送出されてしまい、リアケース８下部の給油口１６近傍には溜まらない。そのため菱形（◆）破線で示すとおり、オイルレベルＨは４０００ｒ／ｍｉｎ以下ではゼロｍｍ、高速側の８３００ｒ／ｍｉｎでも１ｍｍであり、給油口１６の高さより低くなるので、圧縮機構部５へ供給する冷凍機油が途切れてしまうことがあり、圧縮機の信頼性を低下させてし
まうのであるが、本発明に示す構成によればこのようなことはなくなる。
【００５４】
更に、第４、第５の実施形態の圧縮機を搭載した場合では、給油口１６の下端とオイル連通穴２４の下端を結んだ角度θが４５度以上となるように構成しているので、車両の急加減速や旋回時に慣性力や遠心力を受けても冷凍機油が貯油室９から飛び出なくなり、常に貯油室９のオイルレベルを給油口１６よりも高く維持することが出来る。
【００５５】
従って、車両が急加減速や旋回をしても、常に圧縮機構部５へ冷凍機油を供給し続けるけることができて摺動部の潤滑を保つことができるので、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明は圧縮機の姿勢が上下左右に傾いても、圧縮機構部へのオイル供給が途絶えることは無く、安定した潤滑状態を保てるため圧縮機構部の信頼性を向上することができ、また、冷凍サイクル中へ吐き出す冷凍機油を低減することができ、車両用空調装置の冷凍能力や冷凍サイクルの効率を向上することができる。よって、車両に限らず電車や重機などの輸送機器向けの圧縮機などにも適用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 圧縮機
４ 駆動軸
５ 圧縮機構部
６ コンプケース
７ 吐出口
８ リアケース
８ａ 区画壁
９ 貯油室
１０ 固定スクロール
１１ 旋回スクロール
１３ インバータケース
１４ 吸入口
１５ 吐出室
１６ 給油口
２２ 仕切り板
２３ ガス連通穴
２４ オイル連通穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動するモータとを密閉容器内に収納し、前記モータをモータ駆動回路により駆動する圧縮機に関するもので、特に電気自動車やハイブリッド車向け等の横置型の空調用圧縮機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に冷凍サイクルに用いられる圧縮機には、摺動部の信頼性を確保するため冷凍機油が封入されている。冷凍機油と吐出ガス冷媒とは互いに混ざり合うため、吐出ガス冷媒と供に冷凍機油が冷凍サイクルに送出してしまわないよう、圧縮機内で冷凍機油と吐出ガス冷媒を効率よく分離し、冷凍機油を摺動部に安定的に供給するための様々な方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１で開示されている圧縮機では、吐出パイプを備えた吐出空間部分とモータを収納する部分とを、上部及び下部に開口を設けた仕切り部材により仕切り、モータを収納する部分の油面を低下させ、モータの回転子により冷凍機油が攪拌され冷媒ガスと共に吐出されることを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１２４３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、回転子下端近傍まで冷凍機油を多量に封入しているが、これでは冷凍サイクル中へ吐出される冷凍機油が多くなり過ぎて空調装置の冷凍能力や冷凍サイクルの効率を下げてしまう。
【０００６】
これを解決するには信頼性を損なわない程度に冷凍機油封入量を減らすのが一般的な手法であるが、そうすると密閉容器側の油面が支持板切欠きより下回ってしまう。このような状態になると、吐出ガス冷媒が支持板と分離板の間を抜けて下部に溜まっている冷凍機油を上方へ巻き上げてしまい、吐出パイプから冷凍サイクル中へ吐き出してしまう冷凍機油量が増加し、給油管部近傍の油面が低下してしまうとともに、下部に溜まっている冷凍機油にも吐出ガス冷媒が流入し多くの吐出ガス冷媒が混入している状態となるため、ガス成分が多い冷凍機油が給油管を介して圧縮機構部へ供給されることになり、潤滑性が悪化して、圧縮機の信頼性を低下させるという課題を有していた。
【０００７】
また、前記従来の圧縮機を車両に搭載した場合に、車両は坂道走行をするので、圧縮機の搭載姿勢は常に上下左右に傾き、圧縮機下部に溜まっている冷凍機油の液面も車両の動きに連動して上下左右に傾いてしまう。
【０００８】
例えば、特許文献１の圧縮機が、圧縮機構部側が下に、吐出空間部分側が上に傾いた場合には、冷凍機油が圧縮機構部側へ偏って、給油管近傍には冷凍機油が溜まらない状態となってしまう。このような状態になると、給油管から冷凍機油が吸込まれず、圧縮機構部へ冷凍機油が供給されず、圧縮機構部が焼き付いたりする不具合を発生するなど耐久性を損なうという課題を有していた。更に冷凍機油を貯めるために支持板と分離板の２枚で構成しているので、部材が増えてコストアップとなるという課題も有していた。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するもので、圧縮機の姿勢が上下左右に傾いても、圧縮機構部へのオイル供給が途絶えること無く、安定した潤滑状態を保つようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために本発明は、モータおよび圧縮機構部を収納するコンプケースと、前記圧縮機構部により圧縮された吐出ガス冷媒を冷凍サイクルに送出する吐出口を有するリアケースと、前記コンプケースと前記リアケースとの間を仕切る仕切り板とを備え、前記リアケース内の空間との間を仕切る仕切り板とを備え、前記仕切り板と前記リアケースとの間に形成される空間の上部を吐出室、下部を貯油室とし、該貯油室内に設けた給油口から前記貯油室内の冷凍機油を前記圧縮機構部に供給する圧縮機であって、前記リアケース内に前記吐出室と前記貯油室とを区画分離する区画壁を設けるとともに、前記仕切り板の上部には、前記コンプケース内部の空間と前記吐出室とを連通するガス連通穴を設け、前記仕切り板の下部には、前記コンプケース内部の空間と前記貯油室とを連通するオイル連通穴を設けた構成としてある。
【００１１】
これによって、吐出ガス冷媒の主流がモータ上部から仕切り板上部のガス連通穴を通って吐出室へと流れる一方、コンプケース下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧で押されてオイル連通穴から貯油室へ流入し、かつ貯油室が他の空間と区画壁で区画分離されているので、冷凍機油が貯油室から出て行き難くなってそのまま貯油室に溜まり、貯油室のオイルレベルがコンプケース下部に溜まっている油面より高くなり、少ない冷凍機油であっても給油口よりも高く維持することが出来る。よって、冷凍機油を給油口から圧縮機構部へ安定して供給することができ、圧縮機の信頼性を向上することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、車両が坂道走行するなどして圧縮機の姿勢が上下左右に傾いても、圧縮機構部への冷凍機油供給が途絶え難く、安定した潤滑状態を保てるため圧縮機の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図
【図３】本発明の実施の形態１における圧縮機と従来品のオイルレベルを示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態２における圧縮機の断面図
【図５】図４のＡ−Ａ矢視断面図
【図６】本発明の実施の形態２における圧縮機と従来品のオイルレベルを示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態３における圧縮機の断面図
【図８】図７のＡ−Ａ矢視断面図
【図９】本発明の実施の形態４における圧縮機の断面図
【図１０】本発明の実施の形態５における圧縮機の断面図
【図１１】本発明の実施の形態６を示し、圧縮機を搭載した車両の概略図
【図１２】本発明の実施の形態６における圧縮機を傾斜した時の圧縮機の断面図
【図１３】本発明の実施の形態６における圧縮機と従来品のオイルレベルを示すグラフ
【図１４】本発明実施形態品と比較するための比較従来品における圧縮機の断面図
【図１５】図１４の比較従来品における圧縮機を傾斜した時の圧縮機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、モータおよび圧縮機構部を収納するコンプケースと、該圧縮機構部によ
り圧縮された吐出ガス冷媒を冷凍サイクルに送出する吐出口を有するリアケースと、前記コンプケースとリアケースとの間を仕切る仕切り板とを備え、前記仕切り板とリアケースとの間の上部を吐出室、下部を貯油室とし、当該貯油室内に開口させた給油口から貯油室内の冷凍機油を前記圧縮機構部に供給する圧縮機であって、前記吐出室と貯油室との間にこれらを区画分離する区画壁を設けるとともに、前記仕切り板の上部には吐出室に連通するガス連通穴を、下部には貯油室に連通する貯油室に連通するオイル連通穴を設けた構成としてある。
【００１５】
これにより、吐出ガス冷媒の主流がモータ上部から仕切り板上部のガス連通穴を通って吐出室へと流れ、コンプケース下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室へ流入し、かつ貯油室が他の空間と区画壁で区画分離されているので、冷凍機油が貯油室から出て行き難くなってそのまま貯油室に溜まるので、貯油室のオイルレベルをコンプケース下部に溜まっている油面より高く維持することが出来る。よって、冷凍機油を少なくしても冷凍機油を給油口から圧縮機構部へ安定して供給することができ圧縮機の信頼性を向上することが出来る。また、従来例に比べて冷凍機油を貯めるための構成が仕切り板一枚で済み、区画壁もリアケースに一体形成すれば構成が簡単となりコストダウンを図ることが出来る。
【００１６】
第２の発明は、特に第１の発明のオイル連通穴の開口部の上部を前記給油口よりも高い位置に設け、且つ前記モータのステータ・インシュレータ下端よりも低い位置に設けた構成としてあり、モータのロータとステータとの隙間やステータ内の巻き線間の隙間から吐出ガス冷媒が吐き出されても、直接吐出ガス冷媒がオイル通路に流入しないので、ガス冷媒成分が少ない冷凍機油が貯油室内に溜まることになり、ガス冷媒成分の少ない冷凍機油を圧縮機構部へ供給できて、圧縮機構部の潤滑性が良化し圧縮機の信頼性を向上することが出来る。
【００１７】
第３の発明は、特に第１または第２の発明のガス連通穴は複数の穴からなり、そのうち少なくともひとつは前記区画壁近傍上部に設けた構成としてあり、吐出ガス冷媒より分離した冷凍機油が区画壁上部に溜まっても区画壁近傍上部のガス連通穴よりコンプケース内に戻るので、冷凍機油が吐出室下端に溜まり難い。そのため、吐出ガス冷媒が吐出室内の冷凍機油を巻き上げて吐出口から吐出ガス冷媒と一緒に冷凍サイクル中へ吐き出す冷凍機油をより低減することが出来、冷凍サイクルの冷凍能力や効率を向上することが出来る。
【００１８】
第４の発明は、特に第１〜第３の発明において、前記貯油室の下端及び前記給油口は、前記オイル連通穴下端より低くした構成としてあり、給油口下端の油面レベルに必要な冷凍機油量が低減できる。従って、市場で冷凍機油が漏れて圧縮機に戻る冷凍機油量が減っても、従来に比べて確実に圧縮機構部へ給油できるようになるので、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【００１９】
第５の発明は、特に第４の発明において、前記給油口の下端と前記オイル連通穴の下端を結んだ角度θは水平線から４５度以上となるように構成したものであり、車両が急加減速や旋回しても冷凍機油が貯油室から飛び出ずに残留するので、給油口から圧縮機構部へ冷凍機油を供給し続けるけることができて摺動部の潤滑を保つことができ、圧縮機の耐久性をより確実に向上することができる。
【００２０】
第６の発明は、特に第１〜５のいずれかの発明の圧縮機を車両に搭載して構成した車両用空調装置であり、圧縮機の姿勢が上下左右に傾いて、特に圧縮機構部側が下に、リアケース側が上に傾いた場合でも、コンプケース下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室に流入し、貯油室が区画壁によって区画分離され、かつオイル通路がステータ・インシュレータ下端より低くオイル連通穴の面積が小さいので、吐出ガス
冷媒の動圧に押されて貯油室に流入した冷凍機油が貯油室から抜け難くなって溜まりやすくなり、貯油室のオイルレベルを給油口より上方に維持することが出来る。よって、圧縮機構部へのオイル供給が途絶えることは無く、安定した潤滑状態を保て、圧縮機の信頼性をより向上することができる。
【００２１】
また、第４、第５の発明の圧縮機を用いたものにあっては、更に車両が急加減速や旋回しても冷凍機油が貯油室から飛び出ずに残留するので、給油口から圧縮部へ冷凍機油を供給し続けるけることができて摺動部の潤滑を保つことができ、圧縮機の耐久性を更に向上することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１３を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における圧縮機の断面図である。この図１に示す圧縮機１はその胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される構成としてあり、密閉容器内に、モータ３と該モータ３からの駆動軸４によって駆動される圧縮機構部５とを収納し、駆動軸４がほぼ水平になるように設置されている。密閉容器は、モータ３および圧縮機構部５を収納するコンプケース６と、圧縮された吐出ガス冷媒を冷凍サイクルに送出する吐出口７を有するリアケース８とを備え、モータ３はコンプケース６に取り付けたインバータケース１３内のモータ駆動回路部５０によって駆動するようにしている。
【００２３】
取り扱う流体はガス冷媒であり、冷凍機油は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、ガス冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部５と、この圧縮機構部５を駆動するモータ３と、圧縮機構部５を含む各摺動部の潤滑に供する冷凍機油を貯留する貯油室９と、吐出口７を備え、モータ３をモータ駆動回路部５０により駆動する横置型圧縮機であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００２４】
本実施の形態の横置型の圧縮機１の圧縮機構部５は、一つの例としてスクロール方式のものであって、図１に示すように固定スクロール１０と旋回スクロール１１を噛み合わせて圧縮空間１２を形成し、前記旋回スクロール１１をモータ３により駆動軸４を介して固定スクロール１０に対し旋回運動をさせたときに、前記圧縮空間１２が移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を行う。この冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出は、インバータケース１３に設けた吸入口１４およびリアケース８に設けた吐出口７を通じて行う。リアケース８は上部が吐出室１５、下部が貯油室９となっている。貯油室９の中にはポンプケース１７の給油通路１８からの給油口１６が開口しており、ポンプ室１９内の容積型ポンプ２０などを駆動軸４にて駆動するか、コンプケース６内の差圧を利用するなどして、吸引するようになっている。吸引された冷凍機油は駆動軸４内の給油通路２１を通じて圧縮機構部５へ給油している。
【００２５】
リアケース８とコンプケース６との間は仕切り板２２にて仕切り、当該仕切り板２２とリアケース８との間を区画壁８ａによって区画することにより吐出室１５と貯油室９とを区画形成してある。図２に示すように仕切り板２２の上部には複数のガス連通穴２３が開けてあり、圧縮機構部５からの吐出ガス冷媒（白抜き矢印で表示）がガス連通穴２３を通って吐出室１５へ流入する。圧縮機構部５からの吐出ガス冷媒はコンプケース６内のモータ３などやリアケース８の壁に衝突することにより冷凍機油を分離する。また、仕切り板２２の下端にはオイル連通穴２４が設けてあり、コンプケース６下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧に押されてコンプケース６下部からオイル連通穴２４を介して貯油室９に流入し、給油口１６よりオイルレベルを高く維持される。このことにより冷凍
機油を少なくしていても冷凍機油を給油口１６より安定的に吸入できることになる。
【００２６】
一方、前記駆動軸４の給油路２１を通じ圧縮機構部５へ供給された冷凍機油は、旋回スクロール１１の旋回駆動に伴い旋回スクロール１１の背面の液溜り２５に供給する。この液溜り２５に供給した冷凍機油の一部は旋回スクロール１１の外周部のラップ反対面の背圧室２６に、旋回スクロール鏡板１１ａを通じ、絞り２７などによる所定の制限の基に供給し、固定スクロール１０に設けた図示しない弁装置によりここに導いた背圧を所定量に調整し、旋回スクロール１１を押圧しバックアップする。
【００２７】
さらに、冷凍機油は旋回スクロール１１を通じ固定スクロール１０と旋回スクロール１１との間のシールおよび潤滑剤として作用する。また、液溜り２５に供給した冷凍機油の別の一部は、偏心ベアリング２８、主ベアリング２９を経ながら、それらベアリング２８、２９を潤滑した後、モータ３側に流出し、貯油室９へと回収される。
【００２８】
なお、この圧縮機の容積型ポンプ２０は仕切り板２２とポンプケース１７との間に保持し、駆動軸を支持する副ベアリング３０は仕切り板２２で支持している。また、ポンプケース１７の内側に貯油室９に通じるポンプ室１９を形成して給油通路１８を介して貯油室９に通じるようにしてある。さらにモータ３はステータ３ａをコンプケース６の内周に焼き嵌めなどして固定し、駆動軸４の途中まわりに固定したロータ３ｂとによって駆動軸４を回転駆動できるようにしている。主軸受部３１は主ベアリング２９を保持しており、駆動軸４の圧縮機構部５側を主ベアリング２９により軸受している。
【００２９】
主軸受部３１には固定スクロール１０を図示しないボルトなどによって取付け、これら主軸受部３１と固定スクロール１０との間に旋回スクロール１１を挟み込んで圧縮機構部５を構成している。主軸受部３１と旋回スクロール１１の間には、旋回スクロール１１の自転を防止して旋回運動させるためのオルダムリング３２が設けられている。駆動軸４の端面には偏心軸４ａが一体形成されており、偏心軸４ａにはブッシュ３３が嵌合して支持されている。
【００３０】
ブッシュ３３には旋回スクロール１１が固定スクロール１０と対向するように偏心ベアリング２８を介して旋回運動可能に支持されている。旋回スクロール１１の旋回スクロール鏡板１１ａの背面には筒部１１ｂが突設されており、偏心ベアリング２８は筒部１１ｂ内に収容されている。偏心ベアリング２８の内輪は、ブッシュ３３に嵌合されており、偏心ベアリング２８の外輪は、筒部１１ｂに嵌合されている。
【００３１】
圧縮機構部５の外面は、インバータケース１３で覆い、インバータケース１３はボルトにてコンプケース６に固定し、リアケース８と軸線方向に反対側の端部壁１３ａを形成している。圧縮機構部５はインバータケース１３の吸入口１４とリアケース８の吐出口７との間に位置し、図示していない圧縮機構部５の吸入孔がインバータケース１３の吸入口１４と接続され、圧縮機構部５の吐出孔３４がリード弁３５を介して吐出室蓋３６の側に開口して相互間を吐出弁室３７としている。吐出弁室３７は固定スクロール１０および主軸受部３１に形成した連絡通路３８を通じて圧縮機構部５と仕切り板２２との間の、モータ３側に通じている。連絡通路３８は、吸入口１４およびリード弁３５などの構成上の制約から、モータ３の回転中心より下部に設けられている。
【００３２】
モータ３のリード線３ｃは、インバータケース１３に貫装された図示しない密封端子に接続され、さらに密封端子はモータ駆動回路５０と接続されている。
【００３３】
このようにして構成した圧縮機は、そのモータ３がモータ駆動回路部５０により駆動され、駆動軸４を介して圧縮機構部５を旋回運動させるとともに、容積型ポンプ２０を駆動
する。このとき圧縮機構部５は容積型ポンプ２０により貯油室９の冷凍機油を供給されて潤滑、シールおよび押圧作用を受けながら、インバータケース１３の吸入口１４さらに圧縮機構部５の固定スクロール１０に設けた図示しない吸入口を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、圧縮機構部５の吐出孔３４から吐出弁室３７に吐出する。吐出弁室３７に吐出された冷媒は連絡通路３８を通じてモータ３側に入り、モータ３を冷却しながら仕切り板２２のガス連通穴２３を通じてリアケース８の吐出室１５を介し吐出口７から吐出されるまでの過程で、冷媒は衝突、絞りなどの気液分離を図って冷凍機油の分離をしながら、随伴している一部冷凍機油によって副ベアリング３０の潤滑も行う。
【００３４】
ここで、本実施の形態の圧縮機は、図１および図１のＡ−Ａ矢視断面図である図２に示すように、特に、リアケース８には区画壁８ａを設け、この区画壁８ａによって吐出室１５と貯油室９とを区画分離している。そして、仕切り板２２の上部に吐出ガス冷媒が吐出室１５へ流入するガス連通穴２３を、また仕切り板２２の下端に冷凍機油が貯油室９へ流入するオイル連通穴２４を設けてある。具体的には仕切り板２２の直径は１１２ｍｍ、ガス連通穴２３は直径１０ｍｍで仕切り板上部に３箇所開けてある。また、オイル連通穴２４は高さ２２ｍｍ、幅３０ｍｍの穴としてある。
【００３５】
以上の構成により、吐出ガス冷媒の主流はモータ３上部から仕切り板２２上部のガス連通穴２３を通り、またコンプケース６下部に溜まっている冷凍機油は吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室９へ流入し、かつ貯油室９が他の空間と区画壁８ａで区画分離されているので、冷凍機油が貯油室９から出て行き難くなってそのまま貯油室９に溜まることになり、貯油室９のオイルレベルをコンプケース６下部に溜まっている油面より高く維持することが出来る。そのため、圧縮機が前後方向で多少傾斜しても冷凍機油を給油口１６から圧縮機構部５へ安定して供給することができ圧縮機の信頼性を向上することが出来る。
【００３６】
次に、これを図３のオイルレベル特性を示すグラフで説明する。まず本発明と比較するため、本発明の基本構成を入れない場合の従来技術で製作した圧縮機の構成を図１４、図１５で説明する。なお、本実施形態品と同一部分には同一番号を付記して説明は省略する。
【００３７】
この比較従来品は当然区画壁がなく、リアケース上部と下部は連通していて、仕切り板２２上部のガス連通穴は直径１０ｍｍの穴が３箇所、仕切り板下部のオイル連通穴は高さ２２ｍｍ、幅３０ｍｍの穴となっている。
【００３８】
さて、図３において、本実施形態品は黒丸（●）の実線、比較従来品は菱形（◆）の破線で示す。オイルレベルＨは本実施形態品および比較従来品ともリアケースの貯油室下端にサイトグラスを付けて目視により油面の高さを測定している。冷凍機油の量は、オイルレベル２０ｍｍで封入量１５０ｇ（１００％）である。また給油口１６は貯油室底面から２ｍｍの高さ位置で開口している。
【００３９】
実験の結果では、比較従来品は吐出ガス冷媒の動圧でコンプケース６下部に溜まった冷凍機油をリアケース８下部に押し込むが、モータ３のロータ３ｂとステータ３ａとの隙間やステータ３ａ内の巻き線間の隙間から吐出ガス冷媒が吐き出されて、吐出ガス冷媒が直接にオイル連通穴２４内に流入してリアケース８下部からリアケース８上部へ吹き上がって吐出口７から吐き出されるので、リアケース８下部に押し込まれてきた冷凍機油も吐出ガス冷媒と一緒に巻き上げられてしまい、高速運転になるに従いリアケース８下部に溜まる冷凍機油量が減少してしまう。したがって、圧縮機のオイルレベルＨは菱形（◆）の破線で示すように、高速回転になるとオイルレベルＨがかなり低下する。高回転数の８３００ｒ／ｍｉｎではオイルレベルＨは２ｍｍとなり給油口１６とほぼ同じレベルで、ミスト状の潤滑油状態となってしまう。よって、給油口１６から圧縮機構部５へ供給されている
冷凍機油中にはかなりガス成分を含み、圧縮機構部の潤滑状態は低下する。
【００４０】
これに対し、黒丸（●）の実線で示す本実施形態品では、３０００ｒ／ｍｉｎ以上の領域では比較従来品よりオイルレベルＨは高く維持できている。特に高速回転の８３００ｒ／ｍｉｎでは給油口よりかなり高い５ｍｍのレベルを維持しており、給油口１６近傍の冷凍機油中のガス成分は少なくなっている。よって、給油口１６から圧縮機構部５へ供給される冷凍機油はオイルリッチな状態となっており、圧縮機構部の潤滑状態は良好となり、圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００４１】
また、従来品に比べて冷凍機油を貯めるための構成が仕切り板２２一枚で済み、区画壁８ａもリアケース８一体で形成すれば構成が簡単となりコストダウンを図ることが出来る。
（実施の形態２）
図４及び図５は本発明の第２の実施形態を示す図である。この実施の形態ではオイル連通穴２４の開口部の上部を給油口１６よりも高い位置に設け、且つモータのステータ・インシュレータ３９下端よりも低い位置に設けている。具体的にはオイル連通穴２４の直径を５ｍｍとし開口部の高さもコンプケース６下端から５ｍｍとしている。すなわち、給油口１６の高さ２ｍｍよりも高く、ステータ・インシュレータ３９下端の高さ１０ｍｍよりも低くなる位置に設けてある。
【００４２】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。モータ３のステータ３ａとロータ３ｂとの隙間やステータ３ａ内の巻き線間の隙間から吐出ガス冷媒が吐き出されても、吐出ガス冷媒が仕切り板２２に衝突して、直接にオイル連通穴２４に流入しないので、ガス冷媒成分が少ない冷凍機油が貯油室９内に溜まる。また、オイル連通穴２４の面積が小さいので、吐出ガス冷媒の動圧に押されて貯油室９に流入した冷凍機油が貯油室９から抜け難くなって溜まりやすくなり、貯油室９のオイルレベルを第１の実施形態よりも高く維持することが出来る。
【００４３】
これを図６のオイルレベルの特性を示すグラフで説明する。黒丸（●）の実線が第１の実施形態のオイルレベル特性を表しており、低速回転８００ｒ／ｍｉｎでオイルレベルＨは１０ｍｍ、高速回転８３００ｒ／ｍｉｎで５ｍｍとなっている。それに対し、四角は第２の実施形態のオイルレベル特性を示しており、低速８００ｒ／ｍｉｎで１３ｍｍ、高速８３００ｒ／ｍｉｎで７ｍｍとオイルレベルが高くなっている。
【００４４】
従って、ガス冷媒成分がより少ない冷凍機油を給油口１６から圧縮機構部５へ供給できて、圧縮機構部５の潤滑性が良化し圧縮機の信頼性を向上することが出来る。
（実施の形態３）
図７及び図８は本発明の第３の実施形態を示す図である。この実施の形態では、ガス連通穴２３は複数の穴からなり、そのうち少なくともひとつは区画壁８ａ近傍上部に設けてある。具体的には。ガス連通穴の直径は１０ｍｍで仕切り板２２上部に３個、区画壁８ａ近傍上部に２個設けている。
【００４５】
以上の構成としたことにより、吐出ガス冷媒より分離した冷凍機油が区画壁８ａ上部に溜まっても、区画壁８ａ近傍上部のガス連通穴２３よりコンプケース６内に戻るので、冷凍機油が吐出室１５下端に溜まり難い。そのため、吐出ガス冷媒が吐出室１５内の冷凍機油を巻き上げて吐出口７から吐出ガス冷媒と一緒に冷凍サイクル中へ吐き出す冷凍機油をより確実に低減することができ、冷凍サイクルの冷凍能力や効率を向上することが出来る。
【００４６】
（実施の形態４）
図９は本発明の第４の実施形態を示す図である。この実施形態では貯油室９の下端９ａ及び給油口１６は、オイル連通穴２４下端より低く構成されている。具体的にはオイル連通穴２４下端より給油口１６は５ｍｍ低く設けている。
【００４７】
以上の構成としたことにより、従来構成では給油口１６が冷凍機油中に浸って圧縮部へ給油可能となるためには約２０ｃｍ３必要であったが、本実施形態の例では約２ｃｍ３の冷凍機油でよくなるので、市場で冷凍機油が漏れて圧縮機に戻る冷凍機油量が減っても、従来構成に比べると確実に給油できるようになり、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【００４８】
（実施の形態５）
図１０は本発明の第５の実施形態を示す図である。この実施形態では給油口１６の下端とオイル連通穴２４の下端を結んだ角度θが水平線から４５度以上となるように構成している。車両の急加減速や旋回時に慣性力や遠心力を受けると貯油室９に溜まっている冷凍機油が貯油室９から飛び出るが、実験によると少なくとも３０度以上好ましくは４５度以上傾ければ飛び出なくなることが確認できた。そこでこの実施形態では、オイル連通穴２４下端より給油口１６は１０ｍｍ低く設け、給油口１６の下端とオイル連通穴２４の下端を結んだ角度θを水平線から４６度としている。
【００４９】
以上の構成としたことにより、車両が急加減速や旋回しても冷凍機油が貯油室から飛び出ずに残留するので給油口１６から圧縮部へ冷凍機油を供給し続けるけることができて摺動部の潤滑を保つことができ、圧縮機の耐久性を一段と向上することができる。
【００５０】
（実施の形態６）
図１１は本発明の実施形態１〜５のいずれかの圧縮機を車両に搭載した一例を示す図である。圧縮機１は車両の駆動モータ４０（またはエンジン）に水平に取り付けられており、インバータケース１３側が車両前方、リアケース８側が車両後方に向いて取り付けてある。
【００５１】
図１２は本実施の形態の圧縮機１を駆動モータ４０に取り付けた車両が坂道を下る時の状態を示した図で、インバータケース１３側が下がり、リアケース８側が上がる状態となる。坂道の傾斜は道路最大勾配を想定して、圧縮機の傾きを１０度傾けている。
【００５２】
コンプケース６下部に溜まっている冷凍機油が吐出ガス冷媒の動圧で押されて貯油室９に流入し、貯油室９が区画壁８ａによって区画分離され、かつオイル連通穴２４がステータ・インシュレータ３９下端より低くオイル連通穴２４の面積が小さいので、吐出ガス冷媒の動圧に押されて貯油室９に流入した冷凍機油が貯油室９から抜け難くなって溜まりやすくなり、貯油室９のオイルレベルを給油口１６より上方に維持することが出来る。
【００５３】
実験の結果では図１３の四角実線で示すように、高速運転の８３００ｒ／ｍｉｎでは給油口１６より高い５ｍｍのオイルレベルを維持できているので、圧縮機構部５へのオイル供給が途絶えることは無く、安定した潤滑状態を保てるため圧縮機の信頼性を向上することができた。これに対し比較従来品の場合は図１５に示すように１０度傾けると主軸受部３１側に冷凍機油が溜まり、吐出冷媒の動圧で冷凍機油が貯油室９側に押されても、オイル連通穴２４の上部が冷凍機油で塞がれないので、吐出ガス冷媒がリアケース８下部から上部へ吹き上がり、冷凍機油もそれと一緒に巻き上げられて吐出口７から冷凍サイクル中へ送出されてしまい、リアケース８下部の給油口１６近傍には溜まらない。そのため菱形（◆）破線で示すとおり、オイルレベルＨは４０００ｒ／ｍｉｎ以下ではゼロｍｍ、高速側の８３００ｒ／ｍｉｎでも１ｍｍであり、給油口１６の高さより低くなるので、圧縮機構部５へ供給する冷凍機油が途切れてしまうことがあり、圧縮機の信頼性を低下させてし
まうのであるが、本発明に示す構成によればこのようなことはなくなる。
【００５４】
更に、第４、第５の実施形態の圧縮機を搭載した場合では、給油口１６の下端とオイル連通穴２４の下端を結んだ角度θが４５度以上となるように構成しているので、車両の急加減速や旋回時に慣性力や遠心力を受けても冷凍機油が貯油室９から飛び出なくなり、常に貯油室９のオイルレベルを給油口１６よりも高く維持することが出来る。
【００５５】
従って、車両が急加減速や旋回をしても、常に圧縮機構部５へ冷凍機油を供給し続けるけることができて摺動部の潤滑を保つことができるので、圧縮機の耐久性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明は圧縮機の姿勢が上下左右に傾いても、圧縮機構部へのオイル供給が途絶えることは無く、安定した潤滑状態を保てるため圧縮機構部の信頼性を向上することができ、また、冷凍サイクル中へ吐き出す冷凍機油を低減することができ、車両用空調装置の冷凍能力や冷凍サイクルの効率を向上することができる。よって、車両に限らず電車や重機などの輸送機器向けの圧縮機などにも適用できる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 圧縮機
４ 駆動軸
５ 圧縮機構部
６ コンプケース
７ 吐出口
８ リアケース
８ａ 区画壁
９ 貯油室
１０ 固定スクロール
１１ 旋回スクロール
１３ インバータケース
１４ 吸入口
１５ 吐出室
１６ 給油口
２２ 仕切り板
２３ ガス連通穴
２４ オイル連通穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータおよび圧縮機構部を収納するコンプケースと、前記圧縮機構部により圧縮された吐出ガス冷媒を冷凍サイクルに送出する吐出口を有するリアケースと、前記モータの収納される空間と前記リアケース内の空間との間を仕切る仕切り板とを備え、前記仕切り板と前記リアケースとの間に形成される空間の上部を吐出室、下部を貯油室とし、該貯油室内に設けた給油口から前記貯油室内の冷凍機油を前記圧縮機構部に供給する圧縮機であって、前記リアケース内に前記吐出室と前記貯油室とを区画分離する区画壁を設けるとともに、前記仕切り板の上部には、前記コンプケース内部の空間と前記吐出室とを連通するガス連通穴を設け、前記仕切り板の下部には、前記コンプケース内部の空間と前記貯油室とを連通するオイル連通穴を設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記オイル連通穴の開口部の上部を、前記給油口よりも高い位置であって且つ前記モータのステータ・インシュレータ下端よりも低い位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記ガス連通穴は複数の穴からなり、そのうち少なくともひとつは前記区画壁近傍上部に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記貯油室の下端及び前記給油口は、前記オイル連通穴下端より低くしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記給油口の下端と前記オイル連通穴の下端を結んだ角度θが水平線から４５度以上であることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の圧縮機を車両に搭載して構成した車両用空調装置。
【請求項１】
モータおよび圧縮機構部を収納するコンプケースと、前記圧縮機構部により圧縮された吐出ガス冷媒を冷凍サイクルに送出する吐出口を有するリアケースと、前記モータの収納される空間と前記リアケース内の空間との間を仕切る仕切り板とを備え、前記仕切り板と前記リアケースとの間に形成される空間の上部を吐出室、下部を貯油室とし、該貯油室内に設けた給油口から前記貯油室内の冷凍機油を前記圧縮機構部に供給する圧縮機であって、前記リアケース内に前記吐出室と前記貯油室とを区画分離する区画壁を設けるとともに、前記仕切り板の上部には、前記コンプケース内部の空間と前記吐出室とを連通するガス連通穴を設け、前記仕切り板の下部には、前記コンプケース内部の空間と前記貯油室とを連通するオイル連通穴を設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記オイル連通穴の開口部の上部を、前記給油口よりも高い位置であって且つ前記モータのステータ・インシュレータ下端よりも低い位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記ガス連通穴は複数の穴からなり、そのうち少なくともひとつは前記区画壁近傍上部に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記貯油室の下端及び前記給油口は、前記オイル連通穴下端より低くしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記給油口の下端と前記オイル連通穴の下端を結んだ角度θが水平線から４５度以上であることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の圧縮機を車両に搭載して構成した車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１００８１０（Ｐ２０１３−１００８１０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７２６２３（Ｐ２０１２−１７２６２３）
【出願日】平成２４年８月３日（２０１２．８．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月３日（２０１２．８．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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