JP2001227467A

JP2001227467A - 圧縮機内蔵型油分離器

Info

Publication number: JP2001227467A
Application number: JP2000109733A
Authority: JP
Inventors: Kil Sang Jang; 吉相張
Original assignee: Halla Climate Control Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-08-24
Also published as: KR20010066749A; US6237362B1; CA2310160A1; EP1113173A3; KR100318418B1; AU730353B1; EP1113173A2; CN1301944A; ID27216A

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮駆動部に潤滑油を安定的に供給し、圧縮
冷媒ガスに含有された潤滑油の分離性能などを向上させ
る圧縮機内蔵型油分離器を提供する。【解決手段】圧縮機ハウジング１の後方に結合され、
分離器カバー２により形成される油分離室２１は、上端
部が案内壁２２で区画されてＵ字形流路を有する。案内
壁の両側には、潤滑油を含有した混合冷媒ガスを油分離
室に流入するための流入口１３と、冷媒ガスを凝縮器側
に送るための流出口１４とがそれぞれ形成される。油分
離室の下部には潤滑油を貯留する集油部１７が凹設さ
れ、この集油部は圧縮機ハウジングと分離器カバーとの
間に介在されるガスケット３に形成された油回収路３１
の入口に連通し、油回収路の出口は圧縮機ハウジングの
後方壁面上端部にクランク室１８に連通するように形成
された給油路１６と連通する。油分離室には油分離プレ
ート４及び／又は油分離網５が更に設置できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用圧縮機に
内蔵されて、圧縮機の吐出側に排出される冷媒ガスに混
合された油を回収し、再び圧縮機の駆動摩擦部位に供給
する圧縮機内蔵型油分離器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用冷房システムは、低温低圧の気
状冷媒を圧縮して高温高圧の気状冷媒として吐き出す圧
縮機と、前記圧縮機から吐き出される高温高圧のガス冷
媒を熱交換により飽和液状態に形成する凝縮器と、前記
凝縮器から液化状態で移送される冷媒を絞縮して低圧の
飽和湿蒸気状態に形成する膨張バルブと、前記膨張バル
ブから移送されてくる冷媒を熱交換により蒸発させて飽
和蒸気状態に形成して圧縮機に送る蒸発器とを含んでな
る。そして、このような冷房システムを構成する圧縮機
は自動車のプーリを通じて伝達されるエンジンの動力を
電磁クラッチの断続作用により選択的に受け入れて、熱
交換された冷媒を蒸発器より吸入し、ピストンの直線往
復運動により圧縮し凝縮器に吐き出すもので、一般に、
圧縮方式及び構造によって往復式と回転式に大別され、
往復式の場合には、クランク式、斜板式、ウォッブルプ
レート式に、そして回転式の場合には、ベーンロータリ
ー式、スクロール式に更に分けられる。

【０００３】前述した圧縮機の一例として、斜板式圧縮
機は、前方ハウジングと、該前方ハウジングと結合され
る後方ハウジングと、前記前方ハウジングの内部に設け
られる前方シリンダーと、前記後方ハウジングに設けら
れる後方シリンダーと、前記前方シリンダーのボア及び
後方シリンダーボアに直線往復動可能に設けられる多数
のピストンと、前記前後方ハウジング及び前後方シリン
ダーの中央を貫通して回転可能に設けられる駆動軸と、
前記駆動軸に斜めに軸着され、駆動軸の回転により回転
してピストンを前後進させる斜板と、前記前後方シリン
ダーと前後方ハウジングの内面との間にそれぞれ設けら
れる両側バルブユニットとを含んでなる。このように構
成される圧縮機の駆動軸にエンジンの動力が伝達される
と、駆動軸と一緒に傾いた状態で回転する斜板によりピ
ストンが前後進する。このピストンの前後進のうち、ピ
ストンの吸入行程時にはバルブユニットを通じて冷媒が
シリンダーボアの内部に吸入され、ピストンの排出行程
時にはバルブユニットを通じて冷媒が圧縮されて排出さ
れる。このような圧縮機の駆動を円滑にするため、冷媒
に潤滑油を含有させることにより、システムの作動時、
潤滑油が冷媒とともに圧縮機の各駆動部に循環しなが
ら、ピストンとシリンダーボアとの隙間のように機械的
摩擦が生じる面の潤滑作用を行う。

【０００４】ところで、潤滑油が冷媒に含有されて冷媒
とともに冷房システムを循環すると、冷房システムを構
成する凝縮器、蒸発器などの熱交換器、又は膨張バル
ブ、パイプ及びホース類を経由することになり、これに
より潤滑油が熱交換器など油路壁面にコーティングされ
るか、潤滑油が熱交換器の空間をその分大きく占める。
したがって、冷媒流動性が低下して熱交換器の熱交換効
率を低下させるだけでなく、圧力降下量が増加して冷房
サイクルに深刻な悪影響を及ぼす。また、潤滑油が冷房
システムの全体を循環すると、圧縮機に供給される油量
の変動が酷くて、圧縮機の各駆動部に潤滑油が十分に供
給されないので、圧縮機の潤滑作用が安定的で円滑にな
されなく、これにより、ドライ運転となって、駆動部が
焼損するかロックが発生するなど、圧縮機の耐久性が低
下する。また、圧縮機の駆動部に潤滑油を十分に供給す
るために多量の潤滑油を使用する場合は、潤滑油が冷媒
の固有機能を喪失させるため、冷房システムの効率が低
下するだけでなく、冷房システムの全体大きさが増加し
て、自動車エンジンルームの装着性及びレイアウトに悪
影響を及ぼす。

【０００５】以上のような問題点に鑑み、冷房システム
には、通常圧縮機から圧縮されて吐き出される冷媒から
潤滑油を分離回収して圧縮機に復帰させ得る油分離器が
使用されている。このような油分離器は、設置される位
置によって、圧縮機に内蔵される圧縮機内蔵型油分離器
と圧縮機の外部に設けられる圧縮機吐出ライン油分離器
（すなわち、圧縮機外装型油分離器）に大別され、これ
らはそれぞれ長短所を持っている。

【０００６】図１６は圧縮機吐出ライン油分離器が設け
られた一般的な冷房システムの構成を示す回路図であ
る。この圧縮機吐出ライン油分離器１１０は、圧縮機１
００の外部の吐出ライン１１２に圧縮機とは別に設けら
れ、圧縮機１００から吐き出される冷媒から潤滑油を分
離し、その潤滑油を油分離器１１０内の油溜空間に貯留
した後、毛細管のような流量調節器（図示せず）を通じ
て圧縮機１００の吸入側１１１に再供給することによ
り、潤滑油が冷房システムのほかの構成要素には供給さ
れなく、圧縮機１００の駆動摩擦部位（図示せず）の潤
滑作用をし得るようになっている。未説明符号１３０は
凝縮器、１４０はレシーバードライヤー、１５０は膨張
バルブ、１６０は蒸発器をそれぞれ示す。前記油分離器
１１０は圧縮機１００から吐き出される冷媒に含有され
た潤滑油を分離しバイパスライン１１３を通じて圧縮機
の吸入ライン１１１にバイパスさせるようになってい
る。このような圧縮機吐出ライン油分離器１１０は製作
及び設計が比較的易しく、油分離性能を確保しやすいと
いう長所を有する反面、バイパスライン１１３などの装
置が付加されるので、設置空間を大きく占めるという短
所を持っている。

【０００７】一方、圧縮機内蔵型油分離器は圧縮機の形
式によって多様な形態で提案されている。このような圧
縮機内蔵型油分離器の一例として、図１７に日本国特開
平５−２４０１５８号の油分離器を示す。この油分離器
は、シリンダーボアから吐き出された冷媒から潤滑油を
分離して貯留する油溜室１２２と、前記油溜室１２２に
並立し、前記油溜室１２２に、圧力差により流出される
潤滑油を管路１２３を通じて供給する給油室１２４と、
前記給油室１２４とハウジング１２１により形成される
クランク室１２８とを連通して給油室１２４の潤滑油を
クランク室１２８に誘導する給油路１２６と、前記給油
路１２６の入口に設けられ、油量を制御する油量制御バ
ルブ１２５とを含んでなる。しかし、このオイル分離器
においては、油溜室１２２と給油室１２４がハウジング
１２１内に並立しなければならないため、油溜室１２２
の大きさを拡大するに限界があるので、潤滑油を十分に
貯留することができない。したがって、油溜室１２２を
大きく拡大して多量の潤滑油を貯留しようとする場合に
は、圧縮機１２０の大きさがそれにしたがって大きくな
るため、圧縮機１２０の車両搭載が困難である。また、
車両走行中、車両の揺れにより圧縮機１２０が傾く場
合、油溜室１２２に貯留された油１２７の油面レベルが
ａからｂに変わり管路１２３の吸入口１２９が開放さ
れ、その吸入口１２９を通じて潤滑油でない冷媒ガスが
流入されてクランク室１２８に供給されることにより、
圧縮機１２０が損傷する問題点もある。

【０００８】圧縮機内蔵型油分離器は、そのほかにもい
ろいろのものが提案されているが以下の引用発明では前
述したものとその原理がほぼ同じであるので、簡単に説
明し、その図示は省力する。日本国特開平３−１２９２
７３号に開示された油分離器は、圧縮機から吐き出され
る混合流体を導入する円筒形空間が形成され、前記円筒
形空間と連通する入口通路、出口通路及び油導出口が形
成された油分離室を有する。また、この油分離器は前記
油導出口から導出された油を貯留する油溜室を有し、前
記油分離室と油溜室は圧縮機と一体的に形成されてい
る。したがって、潤滑油の混入された混合冷媒ガスが油
分離室２１の内周面に沿って旋回しながら流動する過程
で潤滑油が分離されて油留室に導入され圧縮機の吸入側
に復帰され、冷媒ガスは出口通路を通じて凝縮器側に排
出される。しかし、この油分離器においては、圧縮機の
上部に油分離器が設置されることによりエンジンルーム
の搭載空間が増加されるため、圧縮機の搭載性及びエン
ジンルームレイアウトに悪影響を及ぼす。更に、混合冷
媒ガスが円筒形空間の内周面に沿って渦巻形に旋回して
冷媒ガスの流速が速いため、この冷媒ガスの渦巻形流動
により潤滑油が冷媒ガスと一緒に出口通路に排出されて
しまう現象が発生する。すなわち、実質的に潤滑油分離
性能が低い問題点がある。

【０００９】日本国特開平７−１５１０８３号のベーン
型圧縮機に開示された油分離器は冷媒の逆流を防止する
目的で提案されたもので、油分離室内で混合冷媒ガスに
含有された潤滑油を分離して油溜室に貯留し、潤滑油の
除去された冷媒ガスは吐出経路を通じて凝縮器側に送出
するようになっている。そして、前記吐出経路には、ロ
ーターを停止した場合、この吐出経路を自動に閉鎖する
閉鎖装置が設けられている。この油分離器において、圧
縮機の後方に油分離器が設けられているが、油分離室及
び油溜室が後方ハウジングの内部容積の大部分を占める
ため、圧縮機の全体大きさが増加する。また、この油分
離器は混合冷媒ガスの旋回流による潤滑油分離構造を採
用しているため、日本国特開平３−１２９２７３号の油
分離器と同様に、潤滑油分離性能が低い問題点がある。

【００１０】日本国特開平１１−８２３３５号、同１１
−８２３３８号、同１１−８２３５１号、同１１−８２
３５２号及び同１１−９３８８０号のスクロール圧縮機
に開示された油分離器においては、圧縮後の冷媒ガスよ
り潤滑油を分離する油分離室が後方ハウジングの後方壁
面上端部に設けられ、この油分離室と連通し潤滑油を貯
留する油溜室はセルと後方ハウジングとの間に設けられ
ている。そして、油溜室は固定渦巻部と可動側板との摺
動部位に連通している。これら油分離器の油分離構造
は、前述した引用発明と同様に、渦流による遠心力を用
いるものではあるが、二重円筒形構造の大きさが制限さ
れるので、流速が速くて、吐出時、流動圧により油が引
き出される問題点と装着性が悪いという問題点があるた
め、実質的に潤滑油分離能力が低い。また、セルと後方
ハウジングとの間に油溜室が設けられ、後方ハウジング
の後方上端部に油分離室が設けられるので、これは圧縮
機の長さをかなり長くする要因となるとともに油分離器
の構造を複雑にする要因となる。

【００１１】一方、前記引用発明の問題点を改善するた
め、本出願人による韓国公開特許第９９−８０９３３号
の圧縮機に開示された油分離器が提案されている。この
油分離器においては、後方ハウジングとその後方に結合
されるエンドキャップにより油分離室と油溜室が上下に
形成され、前記油分離室は案内壁により分割されてＵ字
形流路を有する。したがって、油分離室に流入された混
合冷媒ガスがＵ字形に流動する過程で、遠心力により混
合冷媒ガスから潤滑油が分離されて油溜室に貯留され、
油溜室に貯留された潤滑油は油流出路を通じてクランク
室に復帰される。この油分離器の場合は、油分離器での
混合冷媒ガスがＵ字形に流動するため、冷媒ガスより比
重のずっと大きい潤滑油の自重及び遠心力により、潤滑
油分離性能が優秀であり、これにより油分離器をコンパ
クトに構成することができる。しかし、エンドキャップ
と後方ハウジングとの結合部間に潤滑油又は冷媒ガスが
漏洩するおそれがあり、一方には、油流出路が油溜室の
底面からかなり上方に配置されて、水平にクランク室に
潤滑油が復帰する構造を有するため、油溜量が不足する
場合は、油流出路を通じてクランク室に冷媒ガスが逆流
する現象が発生し得るという欠点と、油が油溜室からク
ランク室の下側に流入されるため、クランク室の全体の
潤滑作用をし得ない欠点があり、更に車両の走行中に圧
縮機が所定角度に傾く場合、冷媒ガスが斜板室に流入さ
れることもある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、油分離室の下部に適量の潤滑油が常に貯留するよう
にして、圧縮機が傾くか揺れる場合にも、圧縮駆動部に
潤滑油を安定的に供給し、また、圧縮機により圧縮され
排出される混合冷媒ガスが略Ｕ字形の流路を経るように
して、圧縮ガス冷媒ガスに含有された潤滑油の分離性能
を向上させることで、圧縮機の焼損又はロックの防止に
よる圧縮機の耐久性向上を図り得る油分離器を適用する
ことを目的とする。本発明の他の目的は、ハウジングの
後方に薄板形の油分離器を設置して圧縮機の小型化に寄
与することである。本発明の更に他の目的は、潤滑油の
貯留量が少なくても、圧縮機の内部に潤滑油を復帰させ
る流路の入口を排出される冷媒ガスに露出されないよう
にして、排出される冷媒ガスが圧縮機の内部に逆流する
ことを防止する油分離器を提供することである。本発明
の更に他の目的は、圧縮機の駆動時に発生する脈動音と
騒音を付随して低減させて、脈動音及び騒音の低減を効
率的に達成し得る油分離器を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明による圧縮機内蔵型油分離器は、蒸発器から
排出される冷媒ガスを圧縮機内に吸入するための冷媒吸
入口及び圧縮された冷媒ガスを凝縮器側に排出するため
の冷媒排出口が上部に区画形成された圧縮機ハウジング
の後方に結合される分離器カバーにより略Ｕ字形流路を
有するように形成される油分離室と、圧縮機用潤滑油が
含有された圧縮混合冷媒ガスを前記油分離室に導入する
ため、圧縮機ハウジングの後方壁面に形成される流入口
と、前記油分離室から冷媒ガスを冷媒排出口に排出する
ため、圧縮機ハウジングの後方壁面に形成される流出口
と、前記油分離室で分離される潤滑油を貯留するため、
油分離室の下部に凹設される集油部と、前記集油部に貯
留された潤滑油を圧縮機の吸入側に復帰させるため、圧
縮機ハウジングの後方壁面上端部に形成される給油路
と、前記圧縮機ハウジングと分離器カバー間を密封する
ため、これらの間に介在され、前記給油路と前記集油部
を互いに連通させる油回収路が切取形成されたガスケッ
トとからなることを特徴とする。

【００１４】本発明によると、前記圧縮機ハウジングの
後方壁面に略円形又は楕円形に近い閉曲線形状に第１凹
部が凹設され、前記第１凹部に対応する形状に前記分離
器カバーの内面に第２凹部が凹設され、前記第１及び第
２凹部の結合により油分離室が形成できる。また、前記
第１凹部の上端中央から第１凹部の中心に向かって第１
案内壁が突設され、前記第１案内壁に対応する形状に前
記第２凹部の上端中央から第２凹部の中心に第２案内壁
が突設され、前記第１及び第２案内壁が突き合わせられ
ることにより案内壁が形成され、この案内壁により油分
離室の流路がＵ字形流路になる。

【００１５】本発明によると、前記第１凹部の最下部に
第１集油部が下方に凹設され、前記第１集油溝に対応し
て、第２凹部の最下部に第２集油溝が下方に凹設され、
前記第１及び第２集油溝が合わせられて集油部を形成で
きる。

【００１６】また、本発明によると、前記油分離室のな
かに、前記集油部の上部に多数の孔が穿設された油分離
プレートが水平に設けられて、油分離室を上部油分離空
間と下部貯油空間とに区画することができる。また、前
記油分離プレートの両端をガスケットに一体的に連結し
得る。

【００１７】また、本発明によると、前後の開放部が前
記圧縮機ハウジングの後方壁面及び分離器カバーの内壁
面にそれぞれ臨み、前後開放部のなかの上端部が流入口
を取り囲むように、バンド状の油分離網が油分離室に上
下方に設けられる。前記油分離網の両側網は異物質濾過
用網体からなることが好ましく、よって、油分離網の底
面は濾過された異物質を貯留する空間として活用し得
る。

【００１８】また、本発明によると、前記圧縮機ハウジ
ングの後方壁面に形成される第１凹部を排除し、分離器
カバーの内壁面に円形又は楕円形に近い閉曲線状に凹設
された凹部のみにより油分離室を形成することもでき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明による実施例の構成及び機能を具体的に説明する。＜実施例１＞図１ないし図６を参照しつつ本発明の実施
例１による圧縮機内蔵型油分離器について説明する。以
降の説明で、前方及び後方とは図３の圧縮機ハウジング
１（具体的には、圧縮機の後方ハウジングを示す）を基
準とし、左側方向は前方、右側方向は後方を意味し、ま
た、左側及び右側は図２のように圧縮機ハウジング１の
後方に見る場合の左側及び右側を意味する。

【００２０】圧縮機ハウジング１の上部には、蒸発器
（図示せず）から排出される冷媒ガスを圧縮機内に吸入
するための冷媒吸入口１１及び圧縮機の内部で圧縮され
た冷媒ガスを凝縮器（図示せず）側に排出するための冷
媒排出口１２が前後に並んで区画形成されている。圧縮
機ハウジング１の前方側は開放されて、冷媒圧縮のため
の駆動部が設置されるように、クランク室１８が形成さ
れており、圧縮機１の後方側は閉鎖されている。

【００２１】冷媒排出口１２は、後述する油分離室２１
と冷媒排出口１２を連結する流出口１４よりかなり大き
い断面積を有し、よって冷媒ガスが小さい断面積を有す
る流出口１４を通じて大きい断面積を有する冷媒排出口
１２に排出されながら、膨張によりその排出圧力が降下
するため、冷媒ガスの排出時の脈動音及び騒音が低減さ
れる。

【００２２】実施例１によると、排出される圧縮冷媒ガ
スを導入し、この圧縮冷媒ガスに含有された潤滑油を分
離してクランク室１８に復帰させ、潤滑油を含有してい
ない圧縮冷媒ガスのみを凝縮器側に送出し得るように、
圧縮機ハウジング１の後方壁面に分離器カバー２が結合
されて、圧縮機ハウジング１の後方壁面と分離器カバー
２との間に油分離室２１が形成されている。すなわち、
圧縮機ハウジング１の後方壁面には円形又は楕円形に近
い閉曲線形の第１凹部２１１が形成され、この第１凹部
２１１に対応して、分離器カバー２の内面にも第２凹部
２１２が形成されるので、前記第１凹部２１１と第２凹
部２１２が結合して油分離室２１を形成する。

【００２３】そして、油分離室２１の上端中央から油分
離室２１の中央側に案内壁２２が形成されるので、油分
離室２１の流路は略Ｕ字形の構造となる。すなわち、第
１凹部２１１の上端中央から第１凹部２１１の中心側に
第１案内壁２２１が突設され、前記第１案内壁２２１に
対応して、第２凹部２１２の上端中央から第２凹部２１
２の中心側に第２案内壁２２２が突設される。したがっ
て、圧縮機ハウジング１に分離器カバー２が結合される
と、第１案内壁２２１と第２案内壁２２２が密着して前
記案内壁２２を形成し、この案内壁２２により油分離室
２１の流路は略Ｕ字形の構造を有することになる。この
油分離室２１のＵ字形流路は第１凹部２１１及び第２凹
部２１２が円形又は楕円形に近い形態に形成されている
ため、完全なＵ字形の流路構造でなく、図３及び図４に
示すように、両側がふくらんでいる形態のＵ字形の流路
構造を有することになる。このような油分離室２１の特
殊な流路構造の利点については後述する。

【００２４】そして、油分離室２１の最下部には、油分
離室２１に連通する集油部１７が下方に凹設されてい
る。すなわち、第１凹部２１１の最下部にはこれに連通
する第１集油溝１７１が下方に凹設され、この第１集油
溝１７１に対応して、第２凹部２１２の最下部にはこれ
に連通する第２集油溝１７２が下方に凹設され、集油溝
１７１及び１７２が合って集油部１７を形成することに
なる。

【００２５】一方、圧縮機により圧縮され、潤滑油の含
有された混合冷媒ガスを冷媒排出口１２を通じて凝縮器
側に排出する前に油分離室２１を経由するようにし、こ
の油分離室２１で混合冷媒ガスに含有された潤滑油を分
離することにより、分離された潤滑油を再び圧縮機ハウ
ジング１のクランク室１８に復帰させるとともに潤滑油
の除去された冷媒ガスのみを凝縮器側に排出するため、
圧縮機ハウジング１の後方壁面に形成された第１凹部２
１１の右側上端部には、圧縮された混合冷媒ガスを油分
離室２１側に流入するための流入口１３が分離器カバー
２に面するように形成され、第１凹部２１１の左側上端
部には、油分離室２１から冷媒ガスを冷媒排出口１２に
排出するための流出口１４が形成されている。すなわ
ち、流入口１３は油分離室２１のＵ字形流路の入口に相
当し、流出口１４は油分離室２１のＵ字形流路の出口に
相当する。

【００２６】前記のように形成される油分離室２１に流
入される混合冷媒ガス及びこの冷媒ガスから分離される
潤滑油の圧縮機外部への漏洩を防止する一方、分離され
た潤滑油をクランク室１８に復帰させる流路を提供する
ため、圧縮機ハウジング１の後方壁面と分離器カバー２
との間にはガスケット３が介在され、圧縮機ハウジング
１の後方壁面縁部の左側上端部には、圧縮機ハウジング
１のクランク室１８に連通する給油路１６が形成されて
いる。

【００２７】前記ガスケット３は、漏洩防止機能をする
ため、油分離室２１（具体的には、圧縮機ハウジング１
の第１凹部２１１又は分離器カバー２の第２凹部２１
２）と同形状の孔を持ち油分離室２１の外郭に介在さ
れ、油分離室２１の冷媒排出側に対応するガスケット３
の一側縁部（すなわち、ガスケット３の左半部の縁部）
を、集油部１７と給油路１６を連通させる油回収路３１
が上下に所定の軌跡に切取形成されている。また、ガス
ケット３には、圧縮機ハウジング１の締結孔６１及び分
離器カバー２の締結孔６１に対応する締結孔６１が形成
されており、圧縮機ハウジング１の案内壁２２１及び分
離壁２の案内壁２２２に対応する形状のリブ３２１が上
端中央から下方に突設されている。このリブ３２１は案
内壁２２１及び案内壁２２２間の密封作用をすることに
なる。また、図４ないし図６に点線で示すように、ガス
ケット３には、油回収路３１の経路３１に沿ってその両
側を囲むように第１ビード部３１１が分離器カバー２側
に突設され、前記第１ビード部３１１から延長され、前
記油分離室２１の外側輪郭に沿って閉曲線をなすように
第２ビード部３１２が分離器カバー２側に突設され、前
記ガスケット３の締結孔６１をその外側で取り囲むよ
うに第３ビード部３１３が分離器カバー２側に突設され
る。

【００２８】したがって、圧縮機ハウジング１、ガスケ
ット３及び分離器カバー２はこれらの縁部に沿って互い
に対応して形成された締結孔６１を貫通するボルト６に
より結合されると、前記ビード部３１１、３１２、３１
３が分離器カバー２に密着されるので、優秀な密封性を
得ることができる。密封性をもっと高めるためにボルト
６を締結するときには、図６に示すように、ボルト６に
メタルワッシャー６３を結合し、前記メタルワッシャー
６３が分離器カバー２の後方壁面に密着されるようにす
る。

【００２９】したがって、潤滑油を含有する混合冷媒ガ
スがクランク室１８から流入口１３を通じて油分離室２
１に流入されると、混合冷媒ガスがＵ字形の流動をする
過程で、混合冷媒ガスから潤滑油が分離されて集油部１
７に貯留される。この集油部１７に貯留される潤滑油
は、油分離室２１が高圧であり、クランク室１８は油分
離室２１に比べて相対的に低圧であるので、この圧力差
によりガスケット３の油回収路３１及び圧縮機ハウジン
グ１の給油路１６を通じて再びクランク室１８に復帰で
きる。一方、混合冷媒ガスのうち、潤滑油が分離されて
から残った冷媒ガスは流出口１４を通じて冷媒排出口１
２に排出されて凝縮器に供給できる。この過程で、油分
離室２１内を流動する混合冷媒ガス、集油室１７に貯留
される潤滑油及びこの集油室１７から油回収路３１を通
じて給油路１６に流動する潤滑油はガスケット３の密封
作用により圧縮機の外部に漏洩されない。この作用につ
いては後述する。

【００３０】一方、油分離室２１とクランク室１８を連
通させる給油路１６は、冷媒排出口１２が冷媒吸入口１
１より後方に形成されている関係で、冷媒排出口１２の
下側を通じて冷媒吸入口１１の低部まで形成され、結局
前記冷媒吸入口１１を通じてクランク室１８に連通され
る。このような給油路１６の構造は、冷媒排出口１２よ
り冷媒吸入口１１を深く形成することにより得られる。
したがって、油分離室２１で分離され集油部１７に貯留
される潤滑油は油回収路３１及び給油路１６を通じて冷
媒吸入口１１に排出された後、蒸発器から冷媒吸入口１
１に流入される冷媒ガスとともにクランク室１８に復帰
される。この潤滑油の復帰時、蒸発器から冷媒吸入口１
１に流入される冷媒ガスが給油路１６を通じて油分離室
２１に流入されないようにするため、給油路１６は冷媒
吸入口１１側にいくほどに段階的に断面積が狭くなる多
段構造に形成されることが好ましい。

【００３１】つぎに、本発明の実施例１による圧縮機内
蔵型油分離器により、潤滑油が含有された混合冷媒ガス
を排出させる過程で混合冷媒ガスから潤滑油を分離して
クランク室１８に復帰させるとともに潤滑油の除去され
た冷媒ガスのみを凝縮器に送る作用について詳述する。

【００３２】電磁クラッチを通じてエンジンのような動
力発生装置の回転力が圧縮機の駆動軸に伝達されると、
ピストン、ベーン、スクロールなどの圧縮駆動部が駆動
され、圧力差により、蒸発器から蒸発した冷媒ガスが冷
媒吸入口１１を通じてクランク室１８に吸入される。こ
のような冷媒ガスの吸入過程において、油分離室２１の
下部及び集油部１７に残留する油が、クランク室１８と
油分離室２１との圧力差により油回収路３１及び給油路
１６を通じて冷媒吸入口１１の低部に流動して冷媒ガス
とともにクランク室１８に吸入される。したがって、ク
ランク室１８に存在する冷媒ガスは潤滑油の含有された
混合冷媒ガスであり、この混合冷媒ガスが圧縮駆動部の
駆動により圧縮されて、クランク室１８と油分離室２１
を連通する流入口１３を通じてクランク室１８から油分
離室２１の右側上端部に排出される。圧縮冷媒ガスが油
分離室２１の右側上端部に排出されるとき、１次に分離
器カバー２の内壁面（つまり、第２凹部の壁面）にぶつ
かって飛散されるので、純粋冷媒ガスより比重の高い潤
滑油が混合冷媒ガスの飛散により１次に混合冷媒ガスか
ら分離されて油分離室２１の壁面に付着され、この付着
された潤滑油は自重により油分離室２１の壁面に沿って
集油部１７側に流れて油分離室２１の下端部と集油部１
７に貯留される。

【００３３】また、実施例１において、油分離室２１に
流入された混合冷媒ガスは、油分離室２１が案内壁２２
によりＵ字形の流路構造になっているため、流出口１４
側にＵ字形の流動をし、混合冷媒ガスのＵ字形流動によ
る遠心力により、比重の大きい潤滑油が２次に混合冷媒
ガスから効果的に分離され集油部１７側に落下して貯留
される。また、本発明においては、油分離室２１のＵ字
形流路構造は、完全なＵ字形流路構造でなくて、両側が
膨らんでいる形態の流路構造であるため、飛散による壁
面に付着された潤滑油が、Ｕ字形に流動する冷媒ガスの
流速により引き寄せられて冷媒ガスに混入されることが
発生しないので、潤滑油の分離性能に卓越する。

【００３４】前記のように、油分離室２１に流入される
混合冷媒ガスから分離されて集油部１７に貯留される潤
滑油は、油分離室２１が高圧であり、クランク室１８は
低圧であるため、この２箇所の圧力差により、油回収路
３１及び給油路１６を通じて冷媒吸入口１１に流動し、
これにより、蒸発器から吸入される冷媒ガスと混合され
てクランク室１８に再び復帰することにより、循環する
潤滑油により圧縮駆動部に対する潤滑作用が継続的に行
われる。このような潤滑油の循環過程で、給油路１６が
冷媒吸入口１１の低部に連結され、かつ冷媒吸入口側に
行くほどに断面積が小さくなる多段構造に形成されてい
るため、蒸発器から冷媒流入口１１に流入される冷媒ガ
スが給油路１６を通じて油分離室２１に流入される現象
は発生しない。

【００３５】一方、混合冷媒ガスから潤滑油が分離され
た残りの冷媒ガスは最終に流出口１４を通じて冷媒排出
口１２に流動して凝縮器側に供給される。実施例１によ
る油分離器では、油分離性能が卓越するため、凝縮器側
に供給される冷媒ガスには潤滑油がほとんど含有されて
いなく、よって、潤滑油が冷房システムを循環しながら
熱交換器、膨張バルブ、そのほかの構成要素の流路壁面
にコーティングされるか、これら空間を占めないので、
冷媒の流動性が向上して熱交換器の熱交換効率が向上で
きる。

【００３６】前述したような油回収過程において、混合
冷媒ガスが油分離室２１のＵ字形流路に沿って流動する
ことにより流速が１次に減少するので、冷媒ガスの流動
により発生する脈動音及び騒音が油分離室２１により付
随して低減できる。そして、実施例１においては、集油
部１７が油分離室２１の下部に凹設されているので、集
油部１７の下に油面が下がらない程度に潤滑油が貯留さ
れていても、油回収路３１の入口がＵ字形流動をする冷
媒ガスに露出されないので、冷媒ガスが油分離室２１か
らクランク室１８に逆流することを遮断することがで
き、このような冷媒ガス遮断作用は圧縮機が傾いた状態
で置かれるか車両が険路を走行する場合のように、圧縮
機が揺れて油面が急激に変動するときにも同様に行われ
る。更に、実施例１においては、集油部１７から潤滑油
をクランク室１８に復帰させるため、ガスケット３に上
下に形成された油回収路３１を潤滑油が経るようになっ
ているので、冷媒ガスの逆流をより安全に遮断すること
ができる。

【００３７】前記のように、実施例１による油分離器に
おいては、悪条件下でも圧縮機の圧縮駆動部に潤滑油を
供給しつづけて、圧縮駆動部の焼損又はロック現象の発
生を防止することができるので、圧縮機の耐久性を向上
させることができる。また、潤滑油が冷房システムを循
環しないようにして熱交換性能を向上させることができ
るので、冷房システムの稼動に必要な動力を節減するこ
とができる。また、油分離室２１の下部に凹設された集
油部１７を採用することにより、少量の潤滑油が貯留さ
れていても、圧縮機の内部に潤滑油を十分に供給し得る
ので、潤滑油の過多使用を抑制することができる。した
がって、油分離器の厚さが板状のように薄くてもよいの
で、油分離器及び圧縮機ハウジング１の大きさを縮小す
ることができ、これにより、圧縮機のコンパクト化が可
能であるので、圧縮機の搭載性及びエンジンルームのレ
イアウトを改善することができる。

【００３８】また、実施例１においては、油分離室２１
の外側輪郭の対応形状に形成されたガスケット３が圧縮
機ハウジング１と分離器カバー２との間に介在されてお
り、このガスケット３には第１ビード部３１１、第２ビ
ード部３１２及び第３ビード部３１３が分離器カバー２
側に突設され、このガスケット３が分離器カバー２に密
着されるので、油分離室２１の内部を流動する混合冷媒
ガスと、集油部１７に貯留される潤滑油と、この集油部
１７から油回収路３１を通じて給油路１６側に流動する
潤滑油は圧縮機の外部に漏洩されなく、かつ集油部１７
から油回収路３１に沿って流動する潤滑油と油分離室２
１の内部を流動する混合冷媒ガスも互いに混合されな
い。

【００３９】＜実施例２＞図７ないし図９を参照しなが
ら本発明の実施例２による圧縮機内蔵型油分離器につい
て説明する。実施例２による油分離器は、前述した実施
例１において、油分離室２１に油分離プレート４が更に
設けられたことを除き、そのほかの構成及び作用は実施
例１と同様になされているので、実施例１と異なる部分
のみを説明し、その以外の説明は省略する。すなわち、
油分離プレート４は多数の孔４１が穿孔された矩形にな
っており、油分離室２１のなかで案内壁２２と集油部１
７間のほぼ中間位置（つまり、集油部１７の上部）に水
平に挿入することで、油分離室２１を上部油分離空間２
１５と下部貯油空間２１６とに区画している。

【００４０】したがって、Ｕ字形流動をする混合冷媒ガ
スから分離される潤滑油が油分離プレート４に形成され
た孔４１を通過して貯油空間２１６と集油部１７にわた
って貯留される。油分離プレート４は貯留される潤滑油
と油分離空間２１５に流動する冷媒ガスが油回収路３１
の入口に流入されることを更に遮断することにより、油
分離室２１からクランク室１８に冷媒ガスが逆流するこ
とがより確かに防止される。更に、冷媒ガスの流速によ
り潤滑油が引き寄せられて凝縮器側に排出されることが
油分離プレート４により防止されるので、潤滑油分離性
能が更に向上され、これにより、圧縮駆動部に対する潤
滑油の不足現象が発生しなくて、圧縮機の耐久性がもう
一層向上できる。

【００４１】＜実施例３＞図１０及び図１１を参照して
本発明の実施例３による圧縮機内蔵型油分離器について
説明する。実施例３による油分離器は、実施例２におい
て、油分離プレート４がガスケット３と一体的に形成さ
れていることを除き、そのほかの構成及び作用は実施例
２と同様である。すなわち、実施例３において、油分離
プレート４は前記実施例２の油分離プレート４と同形状
を有し、水平に配置された油分離プレート４の両端がガ
スケット３に一体的に連結されている。この油分離プレ
ート４が一体的に連結されたガスケット３を製造すると
きは、油分離プレート４及びガスケット３を両側リブ４
２、４２で連結された状態の同一平面を有するように平
らに成形され、この状態で油分離プレート４を９０°だ
け捩じって、ガスケット３の面と油分離プレート４の面
とが直角をなすようにして使用する。実施例３による圧
縮機内蔵型油分離器は、油分離プレート４がガスケット
３と一体的に形成されているため、実施例２による油分
離プレート４より製造原価が低廉である利点を有する。

【００４２】＜実施例４＞図１２及び図１３を参照して
実施例４による圧縮機内蔵型油分離器について説明す
る。実施例４による油分離器は、実施例１において、油
分離室２１の流入口１３を含む領域に油分離網５を更に
設けたことを除き、そのほかの構成及び作用は実施例１
と同様であるので、実施例１と異なる部分のみを説明
し、その以外の部分の説明は省略する。前記油分離網５
はバンドの形態になったもので、前後の開放部が圧縮機
ハウジング１の後方壁面及び分離器カバー２の内壁面に
それぞれ臨み、また、前後の開放部のなかで上端部が流
入口１３を含むように、油分離室２１に上下方に配設さ
れる。そして、油分離網５の両側面は網体５２からなっ
ている。

【００４３】したがって、流入口１３を通じて油分離室
２１に混合冷媒ガスが流入されると、両側網体５２、５
２にぶつかって飛散されて、混合冷媒ガスから潤滑油を
分離する性能が更に向上されるので、圧縮機の耐久性を
更に向上させることができる。また、冷房システムを流
動する過程で冷媒ガスに混入可能な金属チップのような
粒子の大きい異物質は両側網体５２、５２を通過し得な
く、下方に落下して、両側網体５２、５２の下端を連結
する低部上に溜まる。すなわち、両側網体５２、５２を
連結する油分離網５の低部は圧縮機ハウジング１の後方
壁面と分離器カバー２の後方壁面とともに、異物質を貯
蔵する貯蔵室の機能を果たす。したがって、異物質の濾
過された冷媒ガスが凝縮器に排出されることにより冷房
システムの流路が異物質で詰まらないので、冷媒流動性
の増加による熱交換効率の向上を図ることができ、ま
た、異物質の含有されていない潤滑油がクランク室１８
に復帰されるので、潤滑油の流路の詰まりが発生しない
とともに、圧縮駆動部に異物質が流入されないので、圧
縮機の損傷を防止することができる。また、簡単な構造
の油分離網５が高価の油濾過フィルターの機能に代わる
ので、相対的に圧縮機の製作原価も節減することができ
る。

【００４４】＜実施例５＞図１４を参照して本発明の実
施例５による圧縮機内蔵型油分離器について説明する。
実施例５による油分離器は、実施例２（又は実施例３）
による油分離器に、実施例４で採用した油分離網５を更
に設けたことを除き、そのほかの構成及び作用は前述し
た実施例と同様であるので、その詳細な説明は省略す
る。

【００４５】＜実施例６＞図１５を参照して本発明の実
施例６による油分離器について説明する。実施例６によ
る油分離器は、前述した実施例において、油分離室２１
を構成するように、圧縮機ハウジング１の後方壁面に形
成された第１凹部２１１及び第１集油溝１７１が排除さ
れ、分離器カバー２に形成された第２凹部２１２及び第
２案内壁２２２のみにより油分離室２１が構成され、か
つ分離器カバー２に形成された第２集油溝１７２のみに
より集油部１７が構成されることを除き、そのほかの構
成及び作用は前述した実施例と同様である。

【００４６】このように、分離器カバー２に形成された
第２凹部２１２及び第２案内壁２２２のみによってだけ
油分離室２１を構成することができることは、本発明に
おいては、潤滑油分離性能が高く、かつ油分離室２１に
潤滑油を多量で貯留させなくてもよいためである。この
ように、分離器カバー２に形成された第２凹部２１２及
び第２案内壁２２２によってだけ油分離室２１を構成す
る場合は油分離器をより薄いプレート形に構成できるの
で、圧縮機をよりコンパクトに構成することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による圧縮
機内蔵型油分離器においては、潤滑油を貯留するため集
油部１７が油分離室２１の下部に凹設されているので、
圧縮機が傾くか揺れる場合などの悪条件下でも、集油部
１７の下に油面が下がらない限り、圧縮駆動部に潤滑油
を安定的に供給し得るので、圧縮機の焼損又はロックを
防止して圧縮機の耐久性を向上させることができる。

【００４８】また、圧縮機ハウジング１の後方に油分離
室２１が設けられ、油分離室２１の下部に凹設された集
油部１７の採用により、少量の潤滑油が貯留されていて
も、圧縮機の内部に潤滑油を不足しないように供給する
ことができるので、潤滑油の過多使用を抑制することが
できる。したがって、油分離器がプレートのように薄く
てもよいので、油分離器及び圧縮機ハウジング１の大き
さを縮小することができ、これにより、圧縮機をコンパ
クト化して圧縮機の搭載性及びエンジンルームのレイア
ウトを改善することができる。

【００４９】また、油分離室２１の混合冷媒ガス流動構
造としてＵ字形の流動構造を採用することにより、飛散
及び遠心力により潤滑油が分離されるのみならず、冷媒
ガスの流速により油が引き寄せられて排出されないの
で、潤滑油分離性能が向上され、更に油分離プレート４
及び／又は油分離網５が付加される場合は、潤滑油分離
性能が更に向上される。したがって、潤滑油が冷房シス
テムを循環しないので、冷媒流動性の向上に伴う熱交換
性能の向上により、冷房性能を向上させることができる
ことはもちろんのこと、冷房システムの稼動に必要な動
力を節減することができ、かつクランク室１８への潤滑
油復帰量が増えることにより圧縮機の耐久性を更に高め
ることができる。

【００５０】また、流入口１３を通じて混合冷媒ガスが
流入され油分離室２１のＵ字形流路に沿って流動されな
がらその流速が１次に減少するので、冷媒ガスの流動に
より発生する脈動音及び騒音が付随して減少され、かつ
冷媒ガスが流出口１４を通じて冷媒排出口１２に排出さ
れとき、脈動音及び騒音が２次に減少されるので、車両
の室内に伝達される脈動音及び騒音が効果的に減少され
て静粛な運転が可能とされる。

【００５１】また、油分離室２１の外側輪郭に対応する
形状に構成され、圧縮機ハウジング１と分離器カバー２
との間に介在されるガスケット３に第１ビード３１１、
第２ビード３１２及び第３ビード３１３が分離器カバー
２側に突設され、これらが分離器カバー２に密着される
ことにより、油分離室２１内を流動する混合冷媒ガス
と、集油室１７に貯留される潤滑油と、この集油室１７
から油回収路３１を通じて給油路１６側に流動する潤滑
油とが圧縮機の外部に漏洩されないので、密封効果が優
秀であり、また、油分離室２１の内部を流動する混合冷
媒ガスが集油室１７から油回収路３１に沿って流動する
潤滑油に混入されないので、冷媒ガスの逆流を防止する
効果をもう一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による油分離器の結合状態を
示す分解斜視図である。

【図２】本発明の実施例１による油分離器を後方から一
部透視して示す背面図である。

【図３】図２のIII―III線についての圧縮機ハウジング
の断面図である。

【図４】本発明の実施例１による油分離器を構成するガ
スケットの背面図である。

【図５】図４のＶ―Ｖ線についての断面図である。

【図６】図５の部分がハウジングと分離器カバーとの間
に介在され、ボルトで締結される状態を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の実施例２による油分離器の結合状態を
示す分解斜視図である。

【図８】本発明の実施例２による油分離器を後方から一
部透視して示す背面図である。

【図９】本発明の実施例２による油分離器を構成する油
分離プレートを示す斜視図である。

【図１０】本発明の実施例３による油分離器の結合状態
を示す分解斜視図である。

【図１１】本発明の実施例３による油分離器を構成する
ガスケットと油分離プレートが一体的に結合されている
ものを示す図である。

【図１２】本発明の実施例４による油分離器を後方から
一部透視して示す背面図である。

【図１３】本発明の実施例４による油分離器を構成する
油分離網の斜視図である。

【図１４】本発明の実施例５による油分離器を後方から
一部透視して示す背面図である。

【図１５】本発明の実施例６による油分離器の結合状態
を示す分解斜視図である。

【図１６】従来の圧縮機外装型油分離器を含む冷房シス
テムを示す回路図である。

【図１７】従来の圧縮機内蔵型油分離器が設けられた圧
縮機を示す断面図である。

【符号の説明】

１圧縮機ハウジング２分離器カバー３ガスケット４油分離プレート５油分離網１１冷媒吸入口１２冷媒排出口１４流出口１６給油路１７集油溝２１油分離室２２案内壁３１油回収路４１孔５２網体１７１第１集油溝１７２第２集油溝２１１第１凹部２１２第２凹部２１５油分離空間２１６貯油空間２２１第１案内壁２２２第２案内壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発器から排出される冷媒ガスを圧縮機
内に吸入するための冷媒吸入口及び圧縮された冷媒ガス
を凝縮器側に排出するための冷媒排出口が上部に区画形
成された圧縮機ハウジングの後方に結合される分離器カ
バーにより略Ｕ字形流路を有するように形成される油分
離室と、圧縮機用潤滑油が含有された圧縮混合冷媒ガスを前記油
分離室に導入するため、前記圧縮機ハウジングの後方壁面に形成される流入口
と、前記油分離室から冷媒ガスを冷媒排出口に排出する
ため、前記圧縮機ハウジングの後方壁面に形成される流
出口と、前記油分離室で分離される潤滑油を貯留するため、油分
離室の下部に凹設される集油部と、前記集油部に貯留された潤滑油を圧縮機の吸入側に復帰
させるため、前記圧縮機ハウジングの後方壁面上端部に
形成される給油路と、前記圧縮機ハウジングと分離器カバー間を密封するた
め、これらの間に介在され、前記給油路と前記集油部を
互いに連通させる油回収路が切取形成されたガスケット
とからなることを特徴とする圧縮機内蔵型油分離器。
【請求項２】前記油分離室は，前記圧縮機の後方壁面に
略円形又は楕円形に近い閉曲線形状に凹設された第１凹
部と、前記第１凹部に対応する形状に前記分離器カバー
に凹設された第２凹部とが結合されてなり，また前記油
分離室は，前記第１凹部の上端中央から前記集油部に向
かって突設された第１案内壁と、前記第１案内壁に対応
する形状に分離器カバーに形成された第２案内壁との結
合により形成される前記Ｕ字形流路を有し，前記集油部
は，前記第１凹部の最下部に凹設された第１集油溝と、
前記第１集油溝に対応する形状に、前記第２凹部の最下
部に凹設されて、前記第１集油溝と合わせられる第２集
油溝よりなることを特徴とする請求項１記載の圧縮機内
蔵型油分離器。
【請求項３】前記油分離室は、分離器カバーの内面に円
形又は楕円形に近い閉曲線形状に凹設された第２凹部
と、前記第２凹部の上端中央から前記集油部に向かって
突設された第２案内壁により略Ｕ字形流路を有するよう
に形成されることを特徴とする請求項１記載の圧縮機内
蔵型油分離器。
【請求項４】前記油分離室のなかに、前記集油部の上
部に多数の孔が穿設された油分離プレートが水平に設け
られて、油分離室を上部油分離空間と下部貯油空間とに
区画することを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれかに記載の圧縮機内蔵型油分離器。
【請求項５】前記油分離プレートの両端がガスケット
に一体的に連結されることを特徴とする請求項４記載の
圧縮機内蔵型油分離器。
【請求項６】異物質濾過用網体がバンド状に形成され
た油分離網が、前記流入口を取り囲むように、油分離室
内に設けられて、前記流入口を通じて流入された圧縮混
合冷媒ガスが前記網体を通過するようになることを特徴
とする請求項４記載の圧縮機内蔵型油分離器。
【請求項７】異物質濾過用網体がバンド状に形成され
た油分離網が、前記流入口を取り囲むように、油分離室
内に設けられて、前記流入口を通じて流入された圧縮混
合冷媒ガスが前記網体を通過するようになることを特徴
とする請求項５記載の圧縮機内蔵型油分離器。
【請求項８】前記ガスケットは、前記油回収路に沿っ
てその両側に形成された第１ビード部と、前記第１ビー
ド部から延長され、前記油分離室の外側輪郭に沿って閉
曲線をなすように形成された第２ビード部と、前記分離
器カバー締結用ボルトが貫通される多数の締結孔を取り
囲むように形成された第３ビード部を含むことを特徴と
する請求項１記載の圧縮機内蔵型油分離器。