JP2559645Y2 - 斜板式コンプレッサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、斜板式コンプレッサに
関し、ピストンリングのブローバイ量特性を一部のピス
トンについて変更することにより潤滑油の持ち出しを防
止したものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車用空気調和装置に使用され
るコンプレッサとしては、実開昭６２−７６２８９号公
報に開示された容量可変斜板式コンプレッサがある。

【０００３】かかる容量可変斜板式コンプレッサは、シ
リンダにおける圧縮室内容積をコンプレッサに帰還する
冷媒の吸込圧に応じて変化させて、該コンプレッサの吐
出冷媒量を調節し、コンプレッサの吸入圧を一定にした
ものである。

【０００４】このように吸入圧を一定にすることによ
り、エバポレータの出口における冷媒圧力（すなわち、
エバポレータにおける冷媒の蒸発圧力）がある程度一定
になり、いわゆる低負荷時のエバポレータ凍結を避ける
ことができる。また、コンプレッサが熱負荷に応じた吐
出量を現出することになり、従来から行なわれていたマ
グネットクラッチによるコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦを
可及的に減少することができ、コンプレッサのＯＮ／Ｏ
ＦＦによる吹出空気の急激な温度変化およびエンジン回
転の急激なトルク変化がなくなって、運転時の快適性を
向上させることもできる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところで、コンプレッ
サ内部には駆動斜板とソケットプレートとの摺動面であ
るスラスト軸受やラジアル軸受、駆動軸とコンプレッサ
ケーシングとの摺動面であるラジアル軸受、ソケットプ
レートと案内ピンとの摺動面であるシュー等の種々の摺
動部材が設けられており、コンプレッサが作動している
間はこれらの摺動部材に潤滑油を供給して焼き付きを防
止する必要がある。そのため、コンプレッサケーシング
の底部に形成した油溜めの潤滑油を駆動斜板の回転によ
り跳ね挙げることにより、または、冷房サイクル内を循
環する冷媒中に含まれた潤滑油を摺動部材に導くことに
より円滑な作動状態を保障している。特に、圧縮室内に
導かれた冷媒はある程度ピストンとシリンダとの間から
クランク室内にブローバイガスとして流出するため、こ
の冷媒中に含まれた潤滑油を利用して上述した摺動部材
への潤滑油の供給を期待しているのが実情であった。

【０００６】しかしながら、潤滑油を含有した冷媒がピ
ストンとシリンダとの間からクランク室内へ流入すると
いうことは、逆にクランク室内から圧縮室内へ流出する
ことであり、これによりブローバイガスの流入と流出と
のバランスが崩れると油溜めの潤滑油が減少してコンプ
レッサの耐久性に支承を来たすことになる。

【０００７】本考案は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、コンプレッサ内部の潤滑油
の持ち出しを抑制することによりコンプレッサの耐久性
を高めることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本考案は、下方に油溜め（６６）を有する密閉ケーシ
ング（１７）内に駆動軸（１１）を回転自在に設け、前
記ケーシング（１７）内に形成したクランク室（１２）
内を回転する駆動斜板（１３）を前記駆動軸（１１）に
対して傾斜して取り付け、前記ケーシング（１７）内に
形成した複数のシリンダ（２５）内を往復移動する複数
のピストン（２３）を前記駆動斜板（１３）に連結し、
前記ピストン（２３）の前面と前記シリンダ（２５）内
壁とで形成された圧縮室内に冷媒を吸入口（２９）を通
して吸入すると共に、当該冷媒を圧縮して吐出口（３
３）から吐出してなる斜板式コンプレッサにおいて、前
記ピストン（２３）のうち前記油溜め（６６）に近いピ
ストン（２３d,２３e ）のブローバイ量を、当該ピスト
ン以外のピストン（２３a,２３b,２３c ）のブローバイ
量より小さくしたことを特徴とする斜板式コンプレッサ
である。

【０００９】このとき、油溜め（６６）に近いピストン
（２３d,２３e ）のピストンリング（７０）を無端リン
グ（７０b ）とし、当該ピストン以外のピストン（２３
a,２３b,２３c ）のピストンリング（７０）を有端リン
グ（７０a ）とすることが好ましい。

【００１０】

【作用】一般に、圧縮行程にあるピストンについて圧縮
室内の冷媒は、ピストン（２３）とシリンダ（２５）と
の間に存在する僅かな隙間を通過してクランク室（１
２）内に流入しようとし、冷媒中に含まれた潤滑油がク
ランク室（１２）内の摺動部材に供給される。ところが
逆に、吸入行程にあるピストンについては、クランク室
（１２）内の冷媒は当該隙間を通過して圧縮室内に流入
しようとし、クランク室内で冷媒中に含まれた潤滑油、
あるいは油溜め（６６）に貯溜された潤滑油がクランク
室外へ持ち出されようとする。しかしながら、本実施例
のコンプレッサは、油溜め（６６）に貯溜された潤滑
油、すなわち潤滑油濃度が高い部位のピストン（２３d,
２３e ）のブローバイ量を小さく設定しているため、他
のピストン（２３a,２３b,２３c ）からは冷媒中に含有
された状態でクランク室外に持ち出されるものの、コン
プレッサ全体としてはクランク室外への潤滑油の持ち出
しを抑制することができる。つまり、ピストンのブロー
バイ量を均一に小さくすると、クランク室外へ持ち出さ
れる潤滑油量を抑制することができるが、逆に圧縮室か
らクランク室内へ流入する潤滑油量も減少してクランク
室内の摺動部材への潤滑油の供給が期待できなくなり、
ピストンのブローバイガスによる潤滑油の供給において
は、各ピストンのブローバイ量のバランスによってコン
プレッサ全体の残留潤滑油量が決定される。そこで、本
考案にあっては潤滑油濃度が高い部位にあるピストンの
ブローバイ量を他のピストンより小さく設定しているの
である。

【００１１】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本考案の一実施例に係る斜板式コンプレ
ッサを示す断面図、図２は同実施例に係るピストンを示
す拡大断面図、図３は同実施例に係るピストンリングを
示す斜視図、図４は同実施例に係るピストンリングを示
す斜視図、図５は本考案の他の実施例に係るピストンを
示す斜視図、図６は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であ
る。

【００１２】本実施例の容量可変斜板式コンプレッサ３
は、図１に示すように、エンジンによりベルト（不図
示）、プーリ２およびマグネットクラッチ２a を介して
回転駆動される駆動軸１１を有している。この駆動軸１
１は、クランク室１２のケーシング１７の開口部に、駆
動軸用スラスト軸受６７、および駆動軸用ラジアル軸受
６８ａ、６８ｂを介して回動自在に支持されており、ま
た、ケーシング１７の開口部には、コンプレッサ内の冷
媒や潤滑油をケーシング１７内に密封するためのシール
部材６５が設けられている。この駆動軸１１には駆動棒
１１a が駆動軸１１に対して直角方向に突設され、クラ
ンク室１２内で駆動軸１１と共に回転するようなってい
る。

【００１３】駆動棒１１a にはピン１１b を支点として
駆動斜板１３が駆動軸１１に対して傾斜して揺動し得る
ように連結されており、駆動軸１１の回転力が駆動棒１
１aおよびピン１１b を介して駆動斜板１３に伝達す
る。また、駆動斜板１３には、スラスト軸受１４および
ラジアル軸受１５を介して、非回転のソケットプレート
１６を摺動自在に取付けてある。ソケットプレート１６
は、クランク室１２のケーシング１７に固定された案内
ピン１８に対して滑動自在に連結されたシュー１９を有
し、このシュー１９により回転が防止される一方、軸線
方向の往復動が許容されている。さらに、ソケットプレ
ート１６には、球面軸受２２a を介して複数のピストン
ロッド２２が円周方向等間隔に取付けられており、この
ピストンロッド２２の他端には球面軸受２２b を介しピ
ストン２３が連結されている。そして、駆動斜板１３の
回転にともなってソケットプレート１６がいわゆるみそ
すり的動作をして軸線方向に往復動することになり、こ
れによりピストンロッド２２を介してピストン２３を往
復動させるようになっている。なお、ピストン２３が嵌
挿されたシリンダ２５のピストン２３の前面側部分は圧
縮室となり、背面側部分は前記クランク室１２と連通し
ている。

【００１４】シリンダヘッド３０には吸入ポート２９お
よび吐出ポート３３が設けられ、この吸入ポート２９に
は、エバポレータからの帰環冷媒が流入し、この冷媒は
バルブプレート２０に開設された吸入口２７を閉鎖する
吸入弁３４の閉鎖弾発力に抗してシリンダボア２６内に
形成される圧縮室に流入するようになっている。また、
この冷媒はシリンダヘッド３０に形成された前記吸入ポ
ート２９と連通する連通路３２a を介して吸入側圧力室
３２に導かれるようになっている。

【００１５】一方、吐出ポート３３は圧縮された冷媒が
流出する部分であり、バルブプレート２０に開設された
吐出口２８から吐出された冷媒をコンデンサに送り込む
配管（いずれも図示せず）と連通され、さらに連通路３
５a を介して吐出側圧力室３５とも連通している。

【００１６】上述した吸入側圧力室３２と吐出側圧力室
３５との間には、シリンダ２５の吸入ポート２９に帰還
する冷媒の圧力に応じて作動するコントロールバルブＣ
v が設けられている。このコントロールバルブＣv は、
帰還する冷媒の圧力が低圧ならば第１弁口４０を閉止
し、第２弁口４７を開放する方向に移動し、高圧ならば
第１弁口４０を開放し、第２弁口４７を閉止する方向に
移動するようになっており、下部に第１制御弁３６を、
頂部に第２制御弁３９を有している。第１制御弁３６
は、吸入側圧力室３２の内部圧力に応じて伸縮するベロ
ーズ３７と、このベローズ３７内に設けられたばね３８
との力の均衡により第１弁口４０の開度を調整するよう
になっている。また、第１制御弁３６には作動ロッド４
６が設けられ、この作動ロッド４６により第２制御弁３
９が開閉され、すなわち、この両制御弁３６，３９は連
動して動作するようになっており、前述のように第１制
御弁３６が第１弁口４０の開度を大きくする場合には、
この第２制御弁３９は、第２弁口４７の開度を小さくす
るように作動するようになっている。

【００１７】本実施例の容量可変斜板式コンプレッサ３
のピストン２３は、図６に示すように都合５つ設けられ
ているが（図６には各ピストンの行程上「ピストン２３
a 」のみが現れている）、ケーシング１７の油溜め６６
が位置する下方の２つのピストン２３d,２３e と残りの
３つのピストン２３a,２３b,２３c とにそれぞれ取り付
けるピストンリング７０の構成を変えている。すなわ
ち、何れのピストンリング７０も比較的硬く、しかも摩
擦抵抗の少ない合成樹脂、例えばトリフルオロエチレン
樹脂（テフロン樹脂）等により構成し、何れのピストン
２３にもかかるピストンリング７０を２個づつ嵌挿して
いるが、図６に示す上方の３つのピストン２３a,２３b,
２３c にあってはピストンリング７０を図３に示す如き
有端リング７０a により構成し、一方、下方の２つのピ
ストン２３d,２３e にあってはピストンリング７０を図
４に示す如き無端リング７０b により構成している。こ
のように有端リング７０a で構成されたピストンリング
を有するピストン２３d,２３e にあってはピストンリン
グ７０a の両端部の隙間から圧縮室内の冷媒がブローバ
イガスとしてクランク室１２内に流入しがちであり、一
方、無端リング７０bで構成されたピストンリングを有
するピストン２３a,２３b,２３c は、有端リング７０a
が嵌挿されたピストンに比べて、ピストン２３とシリン
ダ２５とのシール性に優れているためブローバイ量が少
なくなる。したがって、ケーシング１７の油溜め６６に
近接した２つのピストン２３d,２３e から漏洩する冷媒
量はこれらのピストン以外のピストン２３a,２３b,２３
c から漏洩する冷媒量に比べて少なくなるため、潤滑油
濃度が高い部分の潤滑油の持ち出しを抑制することがで
きる。

【００１８】なお、本考案は上述した実施例のみに限定
されることなく、種々に改変することができる。例え
ば、コンプレッサ全体としてブローバイ量を多少増加さ
せたい場合には図６に示す上方の３つのピストン２３a,
２３b,２３c のピストンリングを有端リング７０a と
し、一方、下方の２つのピストン２３d,２３e のピスト
ンリングは図５に示すように２つの無端リング７０b と
１つの有端リング７０a により構成しても良い。

【００１９】次に作用を説明する。まず冷房サイクルに
おける熱負荷が小さい場合には、帰環冷媒の圧力は十分
スーパーヒート量が得られず低圧で帰還するため、吸入
側圧力室３２内の圧力（以下吸入圧力Ｐs ）が低くな
り、ベローズ３７は上方に伸び、第２弁口４７を大きく
開き、吐出口２８から圧縮工程にあるピストン２３によ
って圧縮された圧縮冷媒（以下吐出圧力Ｐd ）の一部
を、この第２弁口４７より通路６２→通路６３→通路４
８→中心孔４４→中心通路４５を通ってクランク室１２
に導入し、このクランク室１２の内部圧力（以下クラン
ク室圧Ｐc ）を高めることになる。この作用によって、
ソケットプレート１６の傾斜角は複数のピストン２３に
対して加わる前後の圧力バランスによってコントロール
されることになる。つまり、クランク室１２内の圧力Ｐ
c が吸入側の圧力より少しでも大きくなると、複数のピ
ストン２３の背面に加わる力の合成力は、ソケットプレ
ート１６に、ピン１１b を中心とするモーメントとして
働き、このソケットプレート１６の傾斜角度を減少させ
るにように作用する。このため、吸入工程にあるピスト
ン２３は、充分に大きなストロークとなるように後退で
きず、次に圧縮工程に入るときに僅かな圧縮ストローク
しかとることができないため、冷媒の圧縮量は少なくな
り、吐出冷媒量は少なく、冷房サイクル内を循環する冷
媒流量が減少し、低い熱負荷に応じた適正な冷媒量とな
る。この冷媒量の減少により、コンプレッサ３の吸入圧
Ｐs が次第に上昇し、結果的に吸入圧Ｐs が一定に維持
される。

【００２０】一方、冷房サイクルにおける熱負荷が大き
い場合には、吸入圧Ｐs が高くなり、ベローズ３７が縮
少して第１制御弁３６が下方に移動し、第１弁口４０の
開度を大きくし、第２弁口４７の開度を小さくする。し
たがって高圧の吐出圧Ｐd はクランク室１２内に導入さ
れず、吸入圧Ｐs がクランク室１２内の圧力Ｐc より小
さいとクランク室１２内の冷媒は、シリンダ通路６１→
通路４１→第１弁口４０→ベローズ室６４を通って流
れ、これによりクランク室圧Ｐc と吸入圧力Ｐsがほぼ
等しくなる。このため、前述したモーメントの作用によ
りソケットプレート１６および駆動傾斜板１３が駆動軸
１１に対して最大に傾斜することになり、ピストン２３
の往復動ストロークが長くなる。したがって、この状態
で圧縮を行なうと、吐出冷媒量は増大し、冷房サイクル
内を循環する冷媒流量が増大し、高い熱負荷に応じた適
正な冷媒流量となり、コンプレッサ３の吸入圧力Ｐs が
次第に下降し、その結果一定の吸入圧力Ｐs に保たれる
ことになる。

【００２１】このとき、圧縮行程にあるピストンについ
て圧縮室内の冷媒はピストン２３とシリンダ２５との間
に存在する僅かな隙間を通過してクランク室１２内に流
入しようとし、冷媒中に含まれた潤滑油がクランク室１
２内の摺動部材１４，１５，６７，６８a,６８b に供給
される。ところが逆に吸入行程にあるピストンについて
は、クランク室１２内の冷媒は当該隙間を通過して圧縮
室内に流入しようとし、クランク室内で冷媒中に含まれ
た潤滑油、あるいは油溜め６６に貯溜された潤滑油がク
ランク室外へ持ち出されようとする。しかしながら、本
実施例のコンプレッサは、油溜め６６に貯溜された潤滑
油、すなわち潤滑油濃度が高い部位のピストン２３d,２
３e のブローバイ量を小さく設定しているため、図６に
示す上方の３つのピストン２３a,２３b,２３c からは冷
媒中に含有された状態でクランク室外に持ち出されるも
のの、コンプレッサ全体としてはクランク室外への潤滑
油の持ち出しを抑制することができる。つまり、ピスト
ン２３のブローバイ量を均一に小さくすると、クランク
室外へ持ち出される潤滑油量を抑制することができる
が、逆に圧縮室からクランク室内へ流入する潤滑油量も
減少してクランク室内の摺動部材への潤滑油の供給が期
待できなくなる。このように、ピストンのブローバイガ
スによる潤滑油の供給においては、各ピストンのブロー
バイ量のバランスによってコンプレッサ全体の残留潤滑
油量が決定されることから、本考案にあっては潤滑油濃
度が高い部位にあるピストンのブローバイ量を他のピス
トンより小さく設定しているのである。

【００２２】

【考案の効果】以上述べたように本考案によれば、下方
に油溜めを有する密閉ケーシング内に駆動軸を回転自在
に設け、前記ケーシング内に形成したクランク室内を回
転する駆動斜板を前記駆動軸に対して傾斜して取り付
け、前記ケーシング内に形成した複数のシリンダ内を往
復移動する複数のピストンを前記駆動斜板に連結し、前
記ピストンの前面と前記シリンダ内壁とで形成された圧
縮室内に冷媒を吸入口を通して吸入すると共に、当該冷
媒を圧縮して吐出口から吐出してなる斜板式コンプレッ
サにおいて、前記ピストンのうち前記油溜めに近いピス
トンのブローバイ量を、当該ピストン以外のピストンの
ブローバイ量より小さくしたため、油溜めに近いピスト
ンとシリンダとの隙間からコンプレッサ外へ持ち出され
る潤滑油量を抑制することができ、総合的にコンプレッ
サ内に貯溜される潤滑油量を確保することができる。し
たがって、コンプレッサの耐久性が高まり冷房サイクル
の冷房能力が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例に係る斜板式コンプレ
ッサを示す断面図である。

【図２】図２は同実施例に係るピストンを示す拡大断面
図である。

【図３】図３は同実施例に係るピストンリングを示す斜
視図である。

【図４】図４は同実施例に係るピストンリングを示す斜
視図である。

【図５】図５は本考案の他の実施例に係るピストンを示
す斜視図である。

【図６】図６は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１１…駆動軸、 １２…クランク室、
１３…駆動斜板、 １７…ケーシング、２３…ピス
トン、 ２５…シリンダ、２７…吸入
口、 ２８…吐出口、６６…油溜め。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】下方に油溜め（６６）を有する密閉ケーシ
   ング（１７）内に駆動軸（１１）を回転自在に設け、前
   記ケーシング（１７）内に形成したクランク室（１２）
   内を回転する駆動斜板（１３）を前記駆動軸（１１）に
   対して傾斜して取り付け、前記ケーシング（１７）内に
   形成した複数のシリンダ（２５）内を往復移動する複数
   のピストン（２３）を前記駆動斜板（１３）に連結し、
   前記ピストン（２３）の前面と前記シリンダ（２５）内
   壁とで形成された圧縮室内に冷媒を吸入口（２７）を通
   して吸入すると共に、当該冷媒を圧縮して吐出口（２
   ８）から吐出してなる斜板式コンプレッサにおいて、 前記ピストン（２３）のうち前記油溜め（６６）に近い
   ピストン（２３d,２３e ）のブローバイ量を、当該ピス
   トン以外のピストン（２３a,２３b,２３c ）のブローバ
   イ量より小さくしたことを特徴とする斜板式コンプレッ
   サ。
2. 【請求項２】前記油溜め（６６）に近いピストン（２３
   d,２３e ）のピストンリング（７０）を無端リング（７
   ０b ）とし、当該ピストン以外のピストン（２３a,２３
   b,２３c ）のピストンリング（７０）を有端リング（７
   ０a ）としたことを特徴とする請求項１記載の斜板式コ
   ンプレッサ。