JPH06123280A - 往復動型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】十分な体積効率を維持するとともに、クランク
室内の潤滑不足及び封止装置の早期劣化を有効に防止す
る。 【構成】各ボア１Ａ等と中心軸孔１ａとの間に放射状に
導通路２Ａ等を形成する。駆動軸６には吸入行程にある
各ボア１Ａ等の導通路２Ａ等と吸入室１７とを順次連通
する吸入通路２５をもつ回転弁２２が同期回転可能に結
合される。この回転弁２２には、クランク室５内の冷媒
ガスを導入して回転により油を分離する油分離室２２ａ
と、この油分離室２２ａと連通して油分離を行った冷媒
ガスを吸入室１７に還流する所定径のガス戻し通路２２
ｂとが設けられている。また、回転弁２２及びシリンダ
ブロック１には、油分離室２２ａと連通し、分離した油
をクランク室５へ還流する油戻し通路２２ｂ、１ｄが設
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調用に供して好
適な往復動型圧縮機の改良に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、例えば特開昭５９−１４５３７８号
公報記載の斜板式圧縮機のように、シリンダブロックに
駆動軸と平行に形成された複数のボア内で各ピストンが
往復動することにより、冷媒ガスの圧縮を行う圧縮機が
知られている。この種の圧縮機では、シリンダブロック
の中心軸孔内に駆動軸が嵌挿支承され、各ピストンはこ
の駆動軸と共動するクランク室内の斜板に連係されて各
ボア内を直動する。シリンダブロックの端面には弁板を
介してハウジングが接合され、このハウジングにはボア
内に冷媒ガスを供給する吸入室と、ボア内でピストンに
よって圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出室とが形成
されている。そして、吸入室からボア内への冷媒ガスの
吸入は、ピストンの下死点位置への移動により、弁板に
形成された吸入ポートと、この吸入ポートのボア側に設
けられてボア内の圧力に応じて吸入ポートを開放する吸
入弁とを介して行われる。また、ボア内から吐出室への
冷媒ガスの吐出は、ピストンの上死点位置への移動によ
り、弁板に形成された吐出ポートと、この吐出ポートの
吐出室側に設けられてボア内の圧力に応じて吐出ポート
を開放する吐出弁とを介して行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の圧縮機
では、吸入弁が閉弁状態を維持する方向に働くそれ自身
の弾性力に打ち勝って開弁するように構成されているた
め、圧力損失が大きい。この圧力損失は体積効率の悪化
に繋がってしまう。そこで、本出願人は、特願平３−２
２９１６６号において、体積効率の優れた往復動型圧縮
機を提案した。この圧縮機は、各ボアと中心軸孔とを放
射状に連通する導通路が形成され、駆動軸には回転弁が
同期回転可能に結合されている。回転弁には、吸入行程
にある各ボアの導通路と吸入室とを順次連通する吸入通
路が形成されている。この提案の圧縮機では、駆動軸と
同期して回転弁が回転することにより、吸入室の冷媒ガ
スが順次各ボア内に吸入され、各ボアでは冷媒ガスの吸
入作用が円滑かつ安定して継続されるので、圧力損失が
きわめて小さくされる。こうして、この圧縮機では、固
定容量のものであると、可変容量のものであるとを問わ
ず、十分な体積効率を維持できる。

【０００４】しかしながら、この圧縮機では、可変容
量、固定容量を問わず、クランク室内の潤滑は、クラン
ク室内に貯溜された潤滑油によって行われている。ま
た、この圧縮機では、可変容量、固定容量を問わず、ク
ランク室内にはピストンとボアとの摺動間隙から漏れる
ブローバイガスも常に導入されている。そして、この圧
縮機が可変容量のものの場合、クランク室内の圧力が図
示しない制御弁により制御される。すなわち、制御弁
は、容量を縮小せんとする場合、吐出室から高圧の冷媒
ガスをクランク室内に導入してクランク室内の圧力を高
め、各ピストンに作用する背圧を上昇せしめることによ
って斜板の傾角を縮小し、これによりピストンストロー
クを短縮する。また、制御弁は、容量を拡大せんとする
場合、クランク室内の冷媒ガスを吸入室へ導出させてク
ランク室内の圧力を低くし、各ピストンに作用する背圧
を低下せしめることによって斜板の傾角を拡大し、これ
によりピストンストロークを延長する。

【０００５】このため、圧縮機が可変容量のものであ
り、容量を拡大せんとする場合、クランク室内の冷媒ガ
スを吸入室へ導出すると同時に、クランク室内の潤滑油
も吸入室に導出されやすく、クランク室内が潤滑不足に
なる場合がある。また、圧縮機が可変容量のものであ
り、例えば長期間使用されたことによりブローバイガス
の量が比較的多いならば、ブローバイガスの圧力によっ
てクランク室内に貯溜されていた油もクランク室内の冷
媒ガスとともに吸入室に導出されやすく、やはりクラン
ク室内が潤滑不足になる場合がある。

【０００６】さらに、圧縮機が固定容量のものであり、
ブローバイガスの導入量がクランク室内の減圧速度を大
きく上回るならば、ブローバイガスの圧力によってクラ
ンク室を封止する封止装置が過酷な条件下におかれやす
く、封止装置が早期劣化を生じてしまう。本発明は、十
分な体積効率を維持するとともに、クランク室内の潤滑
不足及び封止装置の早期劣化を有効に防止することを解
決すべき課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の往復動型圧縮機
は、上記課題を解決するため、軸心まわりに複数のボア
を有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの軸
孔内に嵌挿支承された駆動軸と、該駆動軸と共動するク
ランク室内の斜板に連係されて該ボア内を直動するピス
トンとを備えた往復動型圧縮機において、前記各ボアと
前記軸孔との間には導通路が形成され、前記駆動軸には
吸入行程にある各ボアの導通路と吸入室とを順次連通す
る吸入通路をもつ回転弁が同期回転可能に結合され、該
回転弁には、前記クランク室内の冷媒ガスを導入して回
転により油を分離する油分離室と、該油分離室と連通
し、油分離を行った冷媒ガスを該吸入室に還流するガス
戻し通路とが設けられ、かつ該回転弁及び前記シリンダ
ブロックには、該油分離室と連通し、分離した油を該ク
ランク室へ還流する油戻し通路が設けられているという
新規な構成を採用している。

【０００８】

【作用】本発明の往復動型圧縮機では、駆動軸と同期し
て回転弁が回転することにより、吸入室の冷媒ガスが回
転弁の吸入通路、吸入行程にある各ボアの導通路を介し
て順次各ボア内に吸入され、各ボアでは冷媒ガスの吸入
作用が円滑かつ安定して継続されるので、圧力損失がき
わめて小さくされる。

【０００９】また、この圧縮機では、駆動軸と同期して
回転弁が回転することにより、クランク室内の冷媒ガス
は、回転弁の油分離室に導入され、回転による遠心力に
より、油が分離される。油分離室で油分離が行われた冷
媒ガスは、油分離室と連通する所定径のガス戻し通路を
経て吸入通路、吸入室に還流される。また、油分離室で
分離された油は、油分離室と連通する油戻し通路によっ
てクランク室へ還流される。

【００１０】このため、クランク室内に導入されるブロ
ーバイガスの量が比較的多くても、クランク室内の冷媒
ガスは油だけをクランク室に貯溜させながら吸入室に導
出され、クランク室内には常に潤滑油が満たされる。こ
うして、クランク室内は好適に潤滑される。また、この
圧縮機が固定容量のものの場合、ブローバイガスの導入
量がクランク室内の減圧速度を大きく上回っても、クラ
ンク室内の冷媒ガスは油だけをクランク室に貯溜させな
がら吸入室に導出されるため、クランク室内は好適に減
圧され、クランク室を封止する封止装置が過酷な条件下
に置かれずに延命される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面に基
づき説明する。図１及び図２において、１は軸方向に貫
通する中心軸孔１ａ及び６個のボア１Ａ〜１Ｆを有する
シリンダブロックであって、このシリンダブロック１の
一端面にはＯリング１ｂを介してフロントハウジング２
が接合され、他端面にはＯリング１ｃ、リング状の弁板
３を介してリアハウジング４が接合されている。フロン
トハウジング２内のクランク室５には、鉄合金製の駆動
軸６がフロントハウジング２にスラスト軸受、ラジアル
軸受及び軸封装置２ａを介して挿通されるとともに、ラ
ジアル軸受６ｂを介してシリンダブロック１の中心軸孔
１ａに嵌挿され、回転可能に支承されている。この駆動
軸６上にはロータ７が固着され、このロータ７の後面側
に延出した支持アーム８の先端部には長孔８ａが貫設さ
れている。この長孔８ａにはピン８ｂがスライド可能に
嵌入されており、同ピン８ｂには斜板９が傾動可能に連
結されている。

【００１２】ロータ７の後端に隣接して駆動軸６上には
スリーブ１０が遊嵌され、コイルばね１１により常にロ
ータ７側へ付勢されるとともに、スリーブ１０の左右両
側に突設された枢軸１０ａ（一方のみ図示）が斜板９の
図示しない係合孔に嵌入されて、斜板９は枢軸１０ａの
周りを揺動しうるように支持されている。斜板９の後面
側には揺動板１２がスラスト軸受等を介して支持され、
揺動板１２は図示しない切欠けにより自転が拘束されて
いる。また、揺動板１２の外縁には等間隔で６本のコン
ロッド１４が係留され、各コンロッド１４はボア１Ａ〜
１Ｆ内のピストン１５と係留されている。したがって、
駆動軸４の回転運動がロータ７及び斜板９の介入により
揺動板１２の前後揺動に変換され、各ピストン１５がボ
ア１Ａ〜１Ｆ内を往復動するとともに、クランク室５内
の圧力と吸入圧力との差圧に応じてピストン１５のスト
ローク及び揺動板１２の傾角が変化するように構成され
ている。なお、クランク室５内の圧力はリアハウジング
４に内装された図示しない制御弁により冷房負荷に基づ
いて制御される。

【００１３】リアハウジング４には、中央においてリア
側端面に開口するとともにシリンダブロック１の中心軸
孔１ａと連通する吸入室１７が設けられており、吸入室
１７の外方域には吐出室１８が形成されている。弁板３
には各ボア１Ａ〜１Ｆのヘッドと連通する吐出ポート３
ａが貫設され、各吐出ポート３ａの吐出室１８側には吐
出弁２０を介してリテーナ２１が挟持されている。な
お、制御弁には、クランク室５と吐出室１８とを連通す
る図示しない給気通路と、クランク室５と吸入室１７と
を連通する図示しない抽気通路とが接続されている。

【００１４】また、シリンダブロック１には、図２にも
示すように、各ボア１Ａ〜１Ｆと中心軸孔１ａとの間に
放射状に導通路２Ａ〜２Ｆが形成されている。また、中
心軸孔１ａ内に延出した駆動軸６の先端には、中心軸孔
１ａと滑合する円柱状の回転弁２２が装着されており、
回転弁２２のリア側はスラスト軸受を介して吸入室１７
の内壁に支持されている。

【００１５】回転弁２２は、図１及び図３に示すよう
に、アルミ合金製の円筒状の外部材２２１と、この外部
材２２ａ内のクランク室５側に圧入された鉄合金製の内
部材２２２とからなる。外部材２２１の外周面には内面
に連通する所定角度の開口が形成され、この開口と外部
材２２１の内面とにより吸入室１７と連通する吸入通路
２５が形成されている。内部材２２２には、図３に特に
明示するように、クランク室５側に広がって長方形で開
口する四角すい台形状の油分離室２２ａが形成されてい
る。この油分離室２２ａは、駆動軸６の先端に突設され
た同四角すい台形状の係止部６ａと回動不能に、かつ傾
斜面及び底面とは間隙を有して係止されている。また、
この油分離室２２ａの底面には吸入通路２５と連通する
ガス戻し通路２２ｂが貫設され、油分離室２２ａはこの
ガス戻し通路２２ｂ、吸入通路２５により吸入室１７と
連通されている。内部材２２２及び外部材２２１のクラ
ンク室５側端面には、油分離室２２ａの両傾斜面を対称
に切り欠いた２本の油戻し通路２２ｃが形成され、シリ
ンダブロック１には、回転弁２２の回転によって各油戻
し通路２２ｃと連通可能に、クランク室５に下降しつつ
連通する油戻し通路１ｄが形成されている。

【００１６】以上のように構成された圧縮機は、車両空
調用冷凍装置としてその回路中に配設され、使用に供さ
れる。この圧縮機が運転されて図１に示す駆動軸６が回
転すると、斜板９は駆動軸６とともに回転しつつ揺動
し、揺動板１２は斜板９に対して回転を規制された状態
で揺動運動のみを行い、これによりピストン１５がボア
１Ａ〜１Ｆ内を往復動する。そして、ボア１Ａ〜１Ｆ内
でピストン１５が上死点から下死点に向かって移動を開
始すれば、ボア１Ａ〜１Ｆは吸入行程に入る。また、ボ
ア１Ａ〜１Ｆ内でピストン１５が下死点から上死点に向
かって移動を開始すれば、ボア１Ａ〜１Ｆは圧縮・吐出
行程に入る。

【００１７】ここで、駆動軸６と同期して回転弁２２が
図２に矢視する方向に回転することにより、吸入行程に
あるボア１Ａ〜１Ｆは、それらの導通路２Ａ〜２Ｆが吸
入通路２５と連通し、吸入室１７の冷媒ガスが吸入通路
２５、導通路２Ａ〜２Ｆを介して順次各ボア１Ａ〜１Ｆ
内に吸入される。その後、回転弁２２の回転により、各
ボア１Ａ〜１Ｆが圧縮・吐出行程にあれば、それらの導
通路２Ａ〜２Ｆが吸入通路２５とは連通せず、回転弁２
２のシール部位によって閉塞されている。このとき、圧
縮行程のボア１Ａ〜１Ｆ内は未だ吐出室１８内の圧力よ
り低く、吐出弁２０は閉弁されている。また、吐出行程
にあるボア１Ａ〜１Ｆも、その導通路２Ａ〜２Ｆが吸入
通路２５とは連通せず、回転弁２２のシール部位によっ
て閉塞されている。しかし、このとき、吐出行程にある
ボア１Ａ〜１Ｆ内は吐出室１８内の圧力より高くなり、
吐出弁２０が開弁される。

【００１８】こうして、ピストン１５の往復動と同期回
転する回転弁２２を介して、各ボア１Ａ〜１Ｆは、順次
吸入・圧縮・吐出行程を繰り返す。このとき、吸入行程
にあるボア１Ａ〜１Ｆは、導通路２Ａ〜２Ｆ、吸入通路
２５を介して吸入室１７と連通され、冷媒ガスの吸入作
用が円滑かつ安定して継続されるので、圧力損失がきわ
めて小さくされる。したがって、この圧縮機では、十分
な体積効率を維持することができる。

【００１９】また、この圧縮機では、駆動軸６と同期し
て回転弁２２が回転すれば、クランク室５内の冷媒ガス
は、ラジアル軸受６ｂの間隙から回転弁２２の油分離室
２２ａに導入される。ここ油分離室２２ａにおいて、冷
媒ガスは、回転弁２２の回転による遠心力により、油が
分離される。油分離室２２ａで油分離が行われた冷媒ガ
スは、所定径のガス戻し通路２２ｂを経て、吸入通路２
５、吸入室１７に還流される。また、油分離室２２ａで
分離された油は内部材２２２の傾斜面から油戻し通路２
２ｃに移動され、油戻し通路１ｄによってクランク室５
へ還流される。このとき、この圧縮機では、２本の油戻
し通路２２ｃによっても回転時の遠心力が作用し、分離
不十分な油が確実に分離される。また、この圧縮機で
は、シリンダブロック１に形成された油戻し通路１ｄが
クランク室５に下降しつつ連通するため、分離された油
は滑らかにクランク室５内に還流される。

【００２０】このため、この圧縮機では、クランク室５
内に導入されるブローバイガスの量が比較的多くても、
クランク室５内の冷媒ガスは油だけをクランク室５に貯
溜させながら吸入室１７に導出され、クランク室１７内
には常に潤滑油が満たされる。こうして、クランク室７
内の斜板９、揺動板１２等は好適に潤滑される。なお、
制御弁と接続された抽気通路は、シリンダブロック１の
横（上方も可能）に貫設されており、クランク室５内に
貯溜された油が抽気通路により吸入室１７へ導出されに
くくされている。

【００２１】また、この圧縮機では、抽気通路によって
クランク室５内が減圧される速度を超えてブローバイガ
スの導入量が多い場合でも、クランク室５内の冷媒ガス
は油だけをクランク室５に貯溜させながら吸入室１７に
導出されるため、クランク室５内は好適に減圧され、ク
ランク室５を封止するＯリング１ｂ及び軸封装置２ａが
過酷な条件下に置かれずに延命される。

【００２２】したがって、この圧縮機では、十分な体積
効率を維持できるとともに、クランク室５内の潤滑不足
を有効に防止し、かつＯリング１ｂ及び軸封装置２ａの
早期劣化を有効に防止することにより優れた耐久性を発
揮することができる。なお、上述の実施例では、回転弁
２２をアルミ合金製の外部材２２１と鉄合金製の内部材
２２とで構成し、鉄合金製の駆動軸６と外部材２２２と
が直接当接することによる摩耗を防止しているが、かか
る摩耗を例えばプレーンベリングの介装等により回避す
るのであれば回転弁２２を一体に構成することもでき
る。

【００２３】また、上記実施例では回転弁２２の油戻し
通路２２ｃを２本としたが、回転弁２２の油戻し通路を
さらに多数としてこれらによってフィンを構成し、回転
時の遠心力により一層油分離を行いやすくすることもで
きる。さらに、上述の実施例は、一方側にピストンヘッ
ドをもつ単頭型ピストンを用いて構成された揺動斜板式
圧縮機を例にとって説明したが、シリンダブロックの中
央部に斜板室（クランク室）をもち、その両側に対設さ
れたボア内を両頭型のピストンが往復動するように構成
された斜板式圧縮機に対しても、本発明を適用しうるこ
とは勿論である。そして、この圧縮機が固定容量のもの
の場合も、十分な体積効率を維持できるとともに、クラ
ンク室内の潤滑不足を有効に防止し、顕著に封止装置を
延命することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の往復動型
圧縮機では、特許請求の範囲記載の構成を採用している
ため、十分な体積効率を維持するとともに、クランク室
内の潤滑不足及び封止装置の早期劣化を有効に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例の圧縮機の横断面図である。

【図３】実施例の圧縮機に係り、回転弁の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…シリンダブロック １ａ…中心軸孔 １Ａ
〜１Ｆ…ボア ３…弁板 ４…リヤハウジング ６…
駆動軸 ５…クランク室 ９…斜板 １５
…ピストン １７…吸入室 １８…吐出室 ２Ａ
〜２Ｆ…導通路 ２２…回転弁 ２５…吸入通路 ２２
ａ…油分離室 ２２ｂ…ガス戻し通路 ２２ｃ、１ｄ…油戻し通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 秀樹 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心まわりに複数のボアを有するシリンダ
   ブロックと、該シリンダブロックの軸孔内に嵌挿支承さ
   れた駆動軸と、該駆動軸と共動するクランク室内の斜板
   に連係されて該ボア内を直動するピストンとを備えた往
   復動型圧縮機において、 前記各ボアと前記軸孔との間には導通路が形成され、前
   記駆動軸には吸入行程にある各ボアの導通路と吸入室と
   を順次連通する吸入通路をもつ回転弁が同期回転可能に
   結合され、該回転弁には、前記クランク室内の冷媒ガス
   を導入して回転により油を分離する油分離室と、該油分
   離室と連通し、油分離を行った冷媒ガスを該吸入室に還
   流するガス戻し通路とが設けられ、かつ該回転弁及び前
   記シリンダブロックには、該油分離室と連通し、分離し
   た油を該クランク室へ還流する油戻し通路が設けられて
   いることを特徴とする往復動型圧縮機。