JPH0454288A

JPH0454288A - 可変容量形斜板式圧縮機

Info

Publication number: JPH0454288A
Application number: JP2162622A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tojo; 健司東條; Kunihiko Takao; 邦彦高尾; Masaru Ito; 勝伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1990-06-22
Publication date: 1992-02-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車用空調システムに係り、特に。

このシステムに用いられる行程容積可変の圧縮機に好適
な、潤滑油の供給と分離、還流メカニズムに関する。

〔従来の技術〕

従来の自動車用空調システムに用いられている可変容量
圧縮機では、特公昭５８−４１９５号公報などに記載の
ように、冷媒ガスとともに圧縮機から排出された潤滑油
は、冷凍サイクル中を一巡して圧縮機のシリンダ内に吸
い込まれ、シリンダとピストンリングの隙間から斜板室
に漏れるブローバイガスとともに斜板室へはき出された
り、シリンダ壁面に付着し、ピストンシリンダによりか
きおとされ、斜板室へ貯る構造となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、吐出室に冷媒ガスとともに排出される
潤滑油の回収方法については何も考慮されていなかった
。このため、容量制御を行い、冷媒循環量が小さな運転
条件では、吐出冷媒ガスとともに冷凍サイクル中に排出
され潤滑油が、凝縮器や蒸発器などに貯り、圧縮機に戻
る量が低下するため、圧縮機に貯る潤滑油が不足し、摺
動部の焼付、摩耗などの損傷を生じる問題があった。

本発明の目的は、冷媒循環量が少ない容量制御運転時に
も、圧縮機内に十分な潤滑油を貯め、信頼性の高い可変
容量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〕

上記目的は、吐出室と斜板室を適当な絞りあるいは弁を
介して結ぶ通路を設け、冷媒ガスとともに吐出室に排出
される潤滑油を分離し斜板室へ戻す機構を設け、斜板室
への油の回収を可能とすることにより達成される。

〔作用〕

冷媒ガスとともに吐出室に排出された潤滑油は、吐出室
の壁面などに衝突して一部は冷媒ガスと分離され、下部
に貯る。吐出室下部と、斜板室とを絞りを介して結ぶ流
路を設けることにより、吐出室と斜板室の圧力差に応じ
て吐出室に貯る潤滑油、あるいは潤滑油と冷媒ガスのミ
ストが斜板室に送られ、潤滑油は斜板室に貯められる。

また、この流路の途中に開閉可能な弁を設け、冷媒循環
量が十分多い場合には閉じ、少ない場合には開けること
により、性能面での低下を抑え、斜板室に十分な潤滑油
を確保することが可能となる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図及び第２図は本発明による可変ストローク斜板式
圧縮機の全体構造を示したもので、第１図はビストンス
トロークが最大、つまり斜板傾斜角が最大となっている
状態を示しており、第２図は斜板傾斜角が最小の状態を
示したものである。第３図は、第１図及び第２図の■−
■線断面図である０円筒状のシリンダブロック２の一端
には、中央部にラジアル軸受１８．１９を介して主軸１
３を回転自在に支持するフロントハウジング１が配置さ
れ、斜板室１０を形成している。シリンダブロック２に
は、主軸１３を中心として主軸１３の軸線と平行にして
円周方向に配置された複数個のシリンダ３３が形成され
ている。

主軸１３は、シリンダブロック２のほぼ中心線上にあっ
て、シリンダブロック及びフロントハウジング１の中央
部に設けられたラジアル軸受１８゜１９により回転自在
に支持され、圧入ビン１１、あるいは、塑性結合等によ
りドライブプレート１４が固定されている。ドライブプ
レート１４にはカム溝１４２が設けられ、斜板耳部１２
１に係合されたピボットビン１６が移動可能に取り付け
られている。また、カム溝１４２が設けられたドライブ
プレート１４の側面１４１と、斜板耳部１２１の側面と
は接触する構造となっている。これにより、主軸１３が
回転すると、ドライブプレート１４が回転しドライブプ
レートの側面１４１から斜板耳部１２１に回転力が与え
られ、斜板１２が回転する。ドライブプレート１４に形
成されたカム溝１４２は一つの閉曲線であり、斜板の傾
転角が変りピボットビン１６がこのカム溝内を移動して
もピストン３１の上死点位置が変らないような曲線とな
っている。

主軸１３には、スリーブ１５が主軸１３に対して軸方向
に滑動可能に組み込まれており、スリーブ１５には、ス
リーブビン１７により斜板１２が回転自在に締結されて
いる。従って、主軸１３が回転すると、ドライブプレー
ト１４．斜板１２゜スリーブ１５が共に回転する。

斜板１２には、ベアリング２３を介してピストンサポー
ト２１が締結されており、斜板１２に固定された止め輸
２２により、ベアリング２３が、斜板１２の軸方向に移
動しないように、斜板のハブ部１２２に固定されている
。一方、ピストンサポート２１は、ベアリング２３に対
し突起部２１１により、第１図及び第２図の右方向への
移動を規制され、しかも、斜板１２との間に設置された
スラストベアリング２５により、第１図、第２図の左方
向への移動も規制されている。

また、ピストンサポート２１には、半径方向にサポート
ビン２６が圧入、ねじこみ、あるいは塑性結合等の方法
で固定されており、サポートビン２６には、スライドボ
ール２７．スライドボールに当接する球面部をもつ一対
の半円筒形状のスライドシュー２９が、回転及び滑動自
在に装着されている、また、スライドシュー２９は、フ
ロントハウジング１の内周部に設けられた軸方向案内溝
２８に沿って往復運動し、前記ピストンサポート２１が
主軸１３のまわりに回転しないよう、軸回りの運動を拘
束している。

ピストンサポート２１には１両端にボール３２１゜３２
２をもつ複数個のコネクチングロッド３２の一端が、ボ
ール３２１の中心口りに回転自在に取り付けられ、他端
にはボール３２２の中心まわりにピストン３１が取り付
けられている。ピストン３１には、ピストンリング３４
．３５が装着され。

シリンダブロック２に設けられたシリンダ３３に組み込
まれている。また、シリンダブロック２には、吸入弁５
．シリンダヘッド４．吐出弁６．パツキン７、リアカバ
ー３が配置され、ドライブプレート１４．斜板１２．ピ
ストサポート２１等を取り囲むように配置されたフロン
トハウジング１と一体に、ボルト（図示せず）などで結
合されている。

フロントハウジング１とシリンダブロック２とは、Ｏリ
ング３８で、リアカバー３とシリンダブロック２とは、
Ｏリング３９により機密を持っている。シリンダヘッド
４には、各シリンダ３３に対応して吸入ボート４０１と
、吐出ポート４０２が設けられ、リアカバー３に設けら
れた吸入室８と、吐出室９にそれぞれ通じている。

リアカバー３には、吸入口３０１と吐出口（図示せず）
とが設けられ、吸入路３０２路と吸入室８との間に制御
弁４１が備えられている。制御弁４１の上流側とフロン
トハウジング１内の斜板室１０とは、リアカバー３．パ
ツキン７、吐出弁６゜シリンダヘッド４、及び吸入弁５
の中心部に設けられた導通孔３０３，３０４，７０３，
６０３゜４０３及び５０３と、主軸１３の中心部に設け
られた通路１３１、これに接続しドライブプレート１４
に半径方向に開口する通路１４３により連通している。

また、制御弁４１の下流側は吸入室８に通じている。

リアカバー３に設けられた吐出室９の下部と、斜板室１
０とは、シリンダヘッド４．吸入弁板及びシリンダブロ
ック２に設けられた導通孔４０５゜５０５及び２０５に
より連通している。また、導通孔２０５には絞りパイプ
２０６が挿入されている。

このような構成とすることにより、エンジン（図示せず
）により圧縮機の主軸１３が駆動されるとドライブプレ
ート１４．斜板１２が回転し、主軸の回転に対しピスト
ンサポート２１が揺動運動する。これに伴い、ピストン
３１はシリンダ３３内を往復運動し、冷媒ガスを吸入、
圧縮する。

なお、ガスを圧縮する際に作用するラジアル力は、フロ
ントハウジング１及びシリンダブロック２に設けられた
二個のラジアル軸受１８．１９で支持される。

次に、斜板室２８に貯る潤滑油の流れについて説明する
。斜板室底部に貯る潤滑油は、斜板の回転、ピストンサ
ポートの揺動運動によりかき揚げられ軸受なと摺動部の
潤滑に供される。シリンダ壁面に付着した油は、ピスト
ン３１とシリンダ壁との摺動に供され、一部はピストン
リング３４゜３５により掻き揚げられ、シリンダ室（図
示せず）へ入る。一方、冷凍サイクル中を回って冷媒ガ
スとともに圧縮機に戻った潤滑油は、シリンダ室に吸い
込まれ、シリンダ壁に付着して、一部はブローバイガス
とともに斜板室２８へ排出される。シリンダ室に残った
潤滑油は、再び、冷媒ガスとともに吐出室９へ排出され
る。吐出室９へ排出された潤滑油は、吐出室９の壁面に
衝突し、流速が遅くなるため冷媒ガスから分離され、重
力により下部に落下し貯る。下部に貯った油は、吐出室
と斜板室の圧力差により吐出室と斜板室を結ぶ流路を通
り、斜板室に送られる。斜板室への還油量は、流路２０
５に設けられた絞り管２０６の径と長さにより調節され
る。斜板室２８へ戻った潤滑油は斜板室底部に貯り、斜
板の回転、ピストンサポートの揺動運動などにより掻き
揚げられ、再び摺動部へ送られ潤滑に供される。一方、
ブロー　バイガスや、吐出室８から潤滑油に混じって斜
板室２８へ流入した冷媒ガスは、ドライブプレート１４
に半径方向に開口する通路１４３から、主軸１３の中心
部に設けられた通路１３１を通り、吸入弁５゜シリンダ
ヘッド４．−吐出弁６、及びパツキン７の中心部に設け
られた導通孔５０３，４０３，６０３゜７０３を経由し
てリアカバー３に設けられた流路３０３から、制御弁４
１の上流側の吸入路に戻される。第２図に示すようにエ
アコンの熱負荷が小さくなると、これを検知して制御弁
５０が働き、吸入路３０２から吸入室８へ至る開孔面積
を減少させる。このため、シリンダ入口、すなわち、制
御弁下流の圧力は低下する。

斜板室２８は、制御弁５０の上流と連通しているため、
斜板室２８の圧力が、シリンダ３３人口の圧力よりも高
くなり、斜板１２には斜板傾点角を小さくする方向のモ
ーメントが発生する。この結果、斜板１２は、傾点にビ
ストンストロークが減少して、圧縮機の吐出量は低下す
る。このような状態でも、潤滑油の流れは変らず、冷媒
ガスとともに吐出室９に排出された潤滑油は、吐出室内
９で冷媒ガスと分離され、圧力差により斜板室２８へ送
られる。斜板１２が傾転し、ピストンストロ−りが減少
して圧縮機の吐出量が低下するほど、吐出室内へ排出さ
れる冷媒ガス量は少なくなるのでこれに含まれる。潤滑
油の分離は促進され、斜板室２８へ回収される割合は増
加する。

さらにエアコンの熱負荷が低下し、斜板１２が傾転して
ビストンストロークが小さくなり、圧縮機の吐８量が減
少すると、冷凍サイクル中を回る冷媒ガスの流速が低下
するため、凝縮器、蒸発器などに貯る潤滑油は、圧縮機
に戻らなくなる。この様な場合でも、吐出室９に排出さ
れる冷媒ガス量が少なくなるので、二九に含まれる大部
分の潤滑油は分離され、斜板室２８へ還流するため、斜
板室２８に貯る潤滑油量は減少せず、十分な潤滑油量を
確保できる。すなわち、第４図に示すように、斜板室２
８から、直接、掻き揚げられシリンダ室へ入った潤滑油
、あるいは、ブローバイガスの還流路から吸入路３０２
を経てシリンダ室へ入った潤滑油は、冷媒ガスとともに
吐出室９へ排出され、吐出室９でガスと分離され、斜板
室２８へ戻る。潤滑油は第４図に実線で示す経路を、循
環することになる。

このように、圧縮機の容量制御を行い、小容量で運転し
た場合でも、圧縮機内に潤滑油を確保し長期間にわたり
、信頼性の高い運転を行うことができる。

次に、他の実施例について説明する。第５図は、吐出室
９と斜板室２８を結ぶ流路２０５の途中に、開閉可能な
弁を設置した例である。弁は、エアコンの熱負荷が大き
く、吐出圧力が高い場合には閉じ、熱負荷が少なくなり
、吐出圧力が低くなると開く構造となっている。すなわ
ち、第５図かられかるように、弁は、弁体６とこれを押
す弁ばね６２から構成されている。弁体６１には、吐出
室９と斜板室２８の圧力との差圧が作用する。この力が
弁体６１を押す弁ばね６２の力よりも大きいと弁体６１
は弁座６３に密着し、流路２０５は閉じられる。一方、
差圧による力が、弁ばね６２の力よりも小さいと、弁体
６１は弁ばね６２により押し上げられ、流路が開く、こ
のような弁を、流路の途中に設けることにより、エアコ
ンの熱負荷が大きく、冷凍サイクル中を回る冷媒量が充
分多い場合には、流路２０５を閉じ、吐出室から斜板室
へ戻る潤滑油に混じる冷媒による若干の性能低下を抑え
、最大能力で運転することができる。−方、熱負荷が小
さくなると、吐出圧力が低下し、吐出室と斜板室との圧
力差が小さくなり、弁ばね６２により弁体６１が押し上
げられ流路が開いて、吐出室９で分離された潤滑油は斜
板室２８に還流され、斜板室２８に十分な潤滑油を保持
することが可能となる。

第６図は、吐出室９と斜板室２８を結ぶ流路の途中に、
電気的に開閉する弁を設けた例である。

圧縮機外部から弁部に通電することにより、マグネット
６３により吸引され、流路２０５は開く、電流を遮断す
ると、弁体６１は弁ばね６２により押され、流路２０５
は閉じる。エアコンの熱負荷が大きい場合には電流を遮
断し、流路を瀾じ、熱負荷が小さな場合には通電して流
路を開くことにより、前述と同様の効果を得ることがで
きる。

さらに第７図は、シリンダから構成される装置ガスを集
める吐出室９を設け、吐出室９と斜板室２８を結ぶ流路
２０５を設け、さらに斜板室２８と吸入室８を結ぶ流路
２０６を設けた例を示す。

このような構成とすることにより、吐出室で分離された
油、あるいは油と冷媒ガスのミストが吐出室から斜板室
２８へ戻される。また、斜板室２８に貯る油が、吸入室
８へ送られ、シリンダ室へ吸い込まれ、シリンダ３３壁
面の潤滑に供される。

本実施例では、流路２０６の途中に弁装置７１゜７２が
設置されており、通常の熱負荷の高い運転条件では、圧
縮機は最大容量で運転され、吐出室９と斜板室２８を結
ぶ流路に設置された弁装置Ａは前述のように閉じ、一方
、斜板室と吸入室を結ぶ流路に備えられた弁装置Ｂも弁
体７１が弁ばね７２に押され閉じる。一方、熱負荷が小
さくなり、ビストンストロークが減少して容量制御運転
状態になると、吐出室９と斜板室２８の圧力差が減少し
て前述のように弁装置Ａは開く、一方、容量制御状態で
は斜板室２８の圧力は吸入室８の圧力よりも高く、この
圧力差により弁体７１は押し上げられ、弁装置Ｂも開く
、このような弁装置Ａ、Ｂを流路の途中に設けることに
より、エアコンの熱負荷が高く、サイクル中を回る冷媒
量が充分多い場合には流路２０５，２０６を閉じ、流路
を開くことによる若干の性能低下を抑える。一方、熱負
荷が小さく、冷媒循環量が減少した場合には、流路２０
５，２０６を開き、吐出室９で分離された油を斜板室２
８に還流し、斜板室２８に十分な潤滑油を保持するとと
もに斜板室２８に貯る潤滑油を、吸入室８に送ることに
より、シリンダ室に潤滑油が吸い込まれ、シリンダ３３
壁とピストン３１あるいはピストンシリンダ３４．３５
間の潤滑に供することができ、どのような運転状態でも
十分な潤滑がなされ、信頼性の高い運転を行うことがで
きる。

このような構成では、圧縮容量が低下し、冷媒循環量が
減少して、サイクルからの油戻りが期待できないような
運転状態でも、常に、斜板室→吸入室→シリンダ室→吐
出室→斜板室なる潤滑油の流れが形成されるため、長期
間にわたり、信頼性の高い運転が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、冷媒ガスとともに吐出室に排出された
潤滑油を、効率良く斜板室へ還流させることができるの
で、斜板室に十分な潤滑油を保持し、摺動部各部の潤滑
に供することが可能となる。

また、シリンダ壁面など摺動部への給油も確実に行われ
る。

このため、圧縮機の容量制御を行い冷凍サイクルの冷媒
循環量が少ない状態でも、常に、斜板室に潤滑油を保持
し、長時間にわたり運転することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の最大容量時の断面図、第２
図は最小容量時の断面図、第３図は第１図及び第２図の
■−■線断面図、第４図は潤滑油の流れの系統図、第５
図ないし第７図は流路部所面図である。ｌ・・・フロントハウジング、２・・・シリンダブロッ
ク。３・・・リアカバー、１２・・・斜板、１３・・・主軸
、１４・・・ドライブプレート、１５・・・スリーブ、
１６・・・ピボットピン、１７・・・スリーブピン、３
１・・、ピストン、３２・・・コネクティングロッド、
５ｏ・・・制御弁。

Claims

【特許請求の範囲】

１．複数個のシリンダが同一の円周上に配置されたハウ
ジング内に、傾斜角が変えられる斜板を前記円と同軸的
に設置するとともに、前記斜板が傾斜して回転すること
により往復運動するピストンを前記シリンダ内に配設し
、前記斜板の傾斜角を変えた際に、前記ピストンのスト
ロークが変化する可変容量斜板式圧縮機において、前記
複数個のシリンダから排出される冷媒ガスを集める吐出
室を設け、前記吐出室と、前記斜板を収容する斜板室と
を結ぶ流路を設け前記吐出室で冷媒ガスから分離された
油あるいは油と冷媒ガスのミストを前記吐出室から前記
斜板室へ戻すように構成されたことを特徴とする可変容
量形斜板式圧縮機。