JPH06249146A - 斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】圧縮機の応答性等の特性を損なうことなく、あ
らゆる運転状況に応じて好適にクランク室内の潤滑が行
われるようにする。 【構成】吐出フランジ３０に油分離室３１を形成し、吐
出室２０、２５から導入する冷媒ガス中の潤滑油を分離
し、底部に貯溜する。油分離室３１の底部とクランク室
５とはスプール３３を介して還油通路３２により連通さ
れ、還油通路３２の開度は大容量運転により油分離室３
１内の圧力が高ければ縮小され、小容量運転により油分
離室３１内の圧力が低ければ拡大される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調装置等に用い
て好適な油分離・還油機構をもつ斜板式圧縮機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の斜板式圧縮機（以下、単に圧縮機
という。）のうち、可変容量型のものとしては、特開昭
６０−１７５７８３号公報に開示されたものが知られて
いる。この可変容量型圧縮機は、複数のボアを有するシ
リンダブロックがセンターハウジング内で中央部に配置
されており、その前方端は密閉状のクランク室を形成し
てフロントハウジングにより閉塞され、その後方端は弁
板を介してリアハウジングにより閉塞されている。リア
ハウジングには、ボアと連通する吸入室及び吐出室が設
けられている。フロントハウジングには駆動軸がシリン
ダブロックの中心軸孔に挿嵌支承されており、この駆動
軸にはクランク室内にロータが同期回転可能に支持され
るとともに、スリーブが軸方向に摺動可能に嵌挿されて
いる。ロータにはヒンジ機構を介して斜板が連結され、
この斜板は上記スリーブと球帯内面によって摺接するこ
とにより駆動軸に支承されている。こうして斜板は、ヒ
ンジ機構及びスリーブを介して駆動軸と同期回転及び傾
角変位可能になされている。また、斜板には、各ボア内
に嵌入された単頭ピストンが一対のシューを介して係留
されている。そして、シリンダブロックには、クランク
室と吸入室とを連通する抽気通路が設けられ、この抽気
通路の途中には開度制御されてクランク室の圧力を制御
する制御弁が設けられている。

【０００３】この可変容量型圧縮機では、駆動軸の駆動
に伴って斜板が回転すると、斜板の傾角に応じた揺動運
動がシューを介してピストンの往復動に変換されるの
で、ピストンがボア内で往復動する。これにより、吸入
室からボア内に冷媒ガスが吸入され、冷媒ガスは圧縮さ
れた後吐出室へ吐出される。こうして吐出室に吐出され
た冷媒ガスは外部冷凍回路に循環される。そして、吐出
室へ吐出される冷媒ガスの圧縮容量は、制御弁によるク
ランク室内の圧力調整により制御される。すなわち、制
御弁が抽気通路の開度を拡大すれば、クランク室から吸
入室へ冷媒ガスが流出するため、ピストンに作用する背
圧が下がることにより、ヒンジ機構及びスリーブの作動
により斜板の傾角が大きくなる。これにより、ピストン
のストロークが伸長されて大容量運転が実行される。逆
に、制御弁が抽気通路の開度を縮小すれば、ブローバイ
ガスでクランク室の圧力が高くなり、ピストンに作用す
る背圧が上がることにより、斜板の傾角が小さくなる。
これにより、ピストンのストロークが短縮されて小容量
運転が実行される。

【０００４】また、クランク室内において斜板が駆動軸
に固定された固定容量型の圧縮機も一般に知られてい
る。この固定容量型圧縮機では、斜板の一定の傾角に応
じた揺動運動がシューを介してピストンの往復動に変換
され、ピストンがボア内で往復動することにより、冷媒
ガスの吸入・圧縮・吐出が一定容量で実行される。そし
て、クランク室と吸入室とは抽気通路等により連通さ
れ、クランク室が低温の冷媒ガスで冷却されるととも
に、ブローバイガスでクランク室の圧力が異常上昇する
ことによる封止性の悪化が防止されている。

【０００５】これらの圧縮機では、吸入・圧縮・吐出工
程の実行時、クランク室内において摺接運動を行なう斜
板等の潤滑がクランク室内に貯溜された潤滑油により行
われ、斜板等の焼付きを防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記各圧縮機
では、クランク室と吸入室とを連通する抽気通路等によ
り、クランク室内に貯溜されていた潤滑油も吸入室まで
流出される。吸入室まで流出された潤滑油は、ピストン
の往復動によりボア内に流入され、ブローバイガスとと
もにクランク室内に戻されるものもあるが、クランク室
内に戻されないものは吐出室を経て、冷凍回路を循環す
ることとなる。

【０００７】かかる潤滑油の冷凍回路への流出は、圧縮
機が可変容量型のものであれば、大容量運転時又は駆動
軸が高速で回転されているときには、冷凍回路内の冷媒
循環量が多く、冷媒とともにミスト状の潤滑油もブロー
バイガス等により多量にクランク室内に補充されるた
め、さほど問題とはならないが、小容量運転時又は駆動
軸が低速で回転されているときには、冷凍回路内の冷媒
循環量が少なく、ミスト状の潤滑油がクランク室内に補
充される量よりも冷凍回路で滞留している潤滑油量が多
いことから、クランク室内の潤滑油の貯溜量が減少して
しまう。

【０００８】もっとも、オリフィスを途中に有する給気
通路が吐出室とクランク室との間に形成された可変容量
型圧縮機も知られている。この可変容量型圧縮機では、
ブローバイガス以外にもかかる給気通路により潤滑油を
クランク室に補充することができるため、上記不具合は
多少緩和されるものの、かかる給気通路では断面積が一
定に形成されているため、小容量運転時及び低速回転時
に未だ潤滑油のクランク室への補充量が流出量に満たな
い。かといって、これを回避すべく、給気通路の断面積
を大きくすれば、クランク室の圧力が低下しにくくなる
ため、小容量運転から大容量運転への応答性が遅延して
しまう。

【０００９】また、かかる冷凍回路への潤滑油の流出
は、圧縮機が固定容量型のものであれば、駆動軸が高速
で回転されているときには、冷凍回路内の冷媒循環量が
多く、やはり冷媒とともにミスト状の潤滑油もブローバ
イガス等により多量にクランク室内に補充されるため、
さほど問題とはならないが、駆動軸が低速で回転されて
いるときには、冷凍回路内の冷媒循環量が少なく、やは
りミスト状の潤滑油がクランク室内に補充される量より
も冷凍回路で滞留している潤滑油量が多いことから、ク
ランク室内の潤滑油の貯溜量が減少してしまう。

【００１０】このため、従来の圧縮機では、クランク室
内の潤滑油不足となるおそれがあり、最悪の場合に斜板
等の焼付きのおそれがある。本発明は、圧縮機の応答性
等の特性を損なうことなく、あらゆる運転状況に応じて
好適にクランク室内の潤滑が行われるようにすることを
解決すべき課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の斜板式圧縮機
は、上記課題を解決するため、シリンダブロックに複数
のボアが同心状に区画形成されるとともに、該各ボアに
はそれぞれ単頭ピストンが往復動可能に収容され、該シ
リンダブロックにハウジングが接合されることにより吸
入室、吐出室及びクランク室が形成され、該ハウジング
に支持された駆動軸には該クランク室内において斜板が
連係され、該斜板に係留された該ピストンが該斜板の傾
角に応じた揺動運動で該ボア内を往復動することによ
り、該吸入室から該ボア内に冷媒ガスを吸入するととも
に、該ボア内から該吐出室に冷媒ガスを吐出するように
構成された斜板式圧縮機において、前記シリンダブロッ
クに形成された吐出フランジには、前記吐出室内の冷媒
ガスが導入されて冷媒ガス中の潤滑油を分離し、底部に
分離した潤滑油を貯溜する油分離室が形成され、該油分
離室の底部と前記クランク室との間には両者を連通する
還油通路が貫設され、該還油通路内には、該油分離室内
の圧力が高ければ該還油通路の開度を縮小し、該油分離
室内の圧力が低ければ該還油通路の開度を拡大する弁手
段が設けられているという新規な構成を採用している。

【００１２】

【作用】本発明の圧縮機においても、クランク室と吸入
室とを連通する抽気通路等により、クランク室内に貯溜
されていた潤滑油が吸入室まで流出し、ボア、吐出室を
経て冷凍回路まで流出される。しかし、この圧縮機で
は、吐出フランジの油分離室において、吐出室内の冷媒
ガスを導入し、冷媒ガス中の潤滑油を分離する。そし
て、油分離した潤滑油を油分離室の底部に貯溜する。

【００１３】ここで、油分離室とクランク室を連通する
還油通路内に設けられている弁手段は、可変容量型圧縮
機では大容量運転及び高速回転、また固定容量型圧縮機
では高速回転による高い吐出圧力により、油分離室内の
圧力が高くなれば、還油通路の開度を縮小する。これに
より、油分離室の底部から還油通路を経てクランク室に
供給される潤滑油量は減少するが、このときには多量の
冷媒循環量に起因してブローバイガス等によりクランク
室内には十分に潤滑油が供給されている。

【００１４】一方、弁手段は、可変容量型圧縮機では小
容量運転及び低速回転、また固定容量型圧縮機では低速
回転による低い吐出圧力により、油分離室内の圧力が低
くなれば、還油通路の開度を拡大する。これにより少量
の冷媒循環量に起因してブローバイガス等によりクラン
ク室に補充される潤滑油が少なくても、底部に貯溜され
た潤滑油が還油通路を経てクランク室まで流入される。

【００１５】したがって、この圧縮機では、クランク室
には、冷媒循環量に応じた量の潤滑油と、還油通路から
供給される開度に応じた量の潤滑油との合計が十分に確
保されている。また、この圧縮機が吐出室とクランク室
とを連通する給気通路をもつ可変容量型のものであって
も、小容量運転時に潤滑油をクランク室へ補充すべくか
かる給気通路の断面積を大きくすることはないため、従
来通りクランク室の圧力は好適に低下し、小容量運転か
ら大容量運転への応答性を遅延させることはない。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例１、２を図
面を参照しつつ説明する。 （実施例１）図１において、この可変容量型圧縮機の主
体をなすシリンダブロック１の前端にはセンターハウジ
ング４が接合され、このセンターハウジング４の前端に
はフロントハウジング２が結合されている。また、シリ
ンダブロック１の後端にはリアハウジング３が吸入弁１
５ａ、弁体１５ｂ、吐出弁１５ｃ及びリテーナ１５ｄを
介して結合されている。シリンダブロック１、センター
ハウジング４及びフロントハウジング２とによって形成
されるクランク室５には所定量の潤滑油が予め封入され
ている。このクランク室５には、図示しない車両のエン
ジンに連動連結された駆動軸６が収納され、この駆動軸
６はフロントハウジング２との間に軸封装置を介し、軸
受７、８によって回転可能に支承されている。シリンダ
ブロック１には駆動軸６を囲んで同心平行状に配置され
た複数個のボア９が穿設されており、各ボア９にはそれ
ぞれ単頭ピストン１０が嵌挿されている。

【００１７】クランク室５内の駆動軸６上には、駆動軸
６と同期回転可能にロータ１１が固着され、さらに球帯
状の軸受面をもつスリーブ１２が回転及びスライド可能
に嵌装されている。また、駆動軸６の段差部とスリーブ
１２との間には対抗ばね１３が介装されてスリーブ１２
をリア方向へ付勢しており、このスリーブ１２上には軸
受面と嵌合する球帯内面を備えた斜板１４が傾動可能に
枢支されている。そして、斜板１４の外周部に形成され
たディスク面には半球状のシュ−２６、２６を介して上
記ピストン１０が係留されている。

【００１８】一方、ロータ１１の外周縁部に突出された
アーム１６の先端部には軸直角方向に支軸１７が回動可
能に挿入されている。そして、支軸１７にはアーム１６
を挟んで径方向に貫通するガイドピン１８、１８の基端
が固着され、延在する両ガイドピン１８の先端部分は斜
板１４の前面側に形成された連節部１９にスライド可能
に挿通されている。なお、これらアーム１６、支軸１
７、ガイドピン１８及び連節部１９によりヒンジ機構Ｋ
が構成される。

【００１９】リアハウジング３内は隔壁によって吸入室
２１及び吐出室２０に区画され、弁板１５ｂ、吐出弁１
５ｃ及びリテーナ１５ｄには各ボア９に対応して吸入口
２３が開口形成されており、吸入弁１５ａ及び弁板１５
ｂには各ボア９に対応して吐出口２２が開口形成されて
いる。また、シリンダブロック１には外部冷凍回路と接
続される吐出フランジ３０が形成されており、この吐出
フランジ３０内には各ボア９間において油分離室３１が
形成されている。また、リアハウジング３には吐出室２
０と連通する第２吐出室２５が形成され、この第２吐出
室２５は、図２に示すように、側壁が円弧状に形成され
た油分離室３１に対して接線方向で連通する導入路２４
により、油分離室３１と連通されている。こうして、吐
出室２０から第２吐出室２５を経て油分離室３１に導入
される冷媒ガスが遠心力を生じるようになされている。
油分離室３１の下方には、図１に示すように、クランク
室５に連通する還油通路３２が貫設されており、この還
油通路３２内には弁手段としてのスプール３３が摺動可
能に挿入されている。このスプール３３は、還油通路３
２との間に間隙を有すべく切欠け３３ａが形成され、ク
ランク室５側に係止されたサークリップ３４との間に付
勢ばね３５が介在されている。

【００２０】なお、吸入室２１とクランク室５とは抽気
通路２７により連通され、リアハウジング３内において
この抽気通路２７の途中にはクランク室５の圧力を調整
する図示しない制御弁２８が装備されている。また、吐
出室２０とクランク室５とは途中にオリフィスを有する
図示しない給気通路により連通されている。以上のよう
に構成された圧縮機において、駆動軸６の駆動に伴って
斜板１４が回転すると、斜板１４の傾角に応じた揺動運
動がシュー２６、２６を介して各ピストン１０の往復動
に変換される。これにより、吸入室２１からボア９内に
冷媒ガスが吸入され、冷媒ガスはピストン１０によって
圧縮された後、吐出室２０へ吐出される。このとき、吐
出室２０へ吐出される冷媒ガスの圧縮容量は制御弁によ
るクランク室５内の圧力調整により制御される。

【００２１】すなわち、制御弁２８の抽気通路２７の開
度調整によりクランク室５の圧力が低下すれば、ピスト
ン１０に作用する背圧が下がることにより、斜板１４の
傾角が大きくなる。つまり、スリーブ１２が対抗バネ１
３に抗して前進して斜板１４がスリーブ１２の軸受面に
沿って俯伏方向に回動するとともに、ヒンジ機構Ｋの連
節部１９は支軸１７の回転を伴うスライドピン１８を挿
入する方向に変動し、斜板１４の傾角が大きくなる。こ
れにより、ピストン１０のストロークが伸長されて圧縮
容量は大きくなる。

【００２２】逆に、同制御弁２８の抽気通路２７の開度
調整によりクランク室５の圧力が高くなれば、ピストン
１０に作用する背圧が上がることにより、斜板１４の傾
角が小さくなる。つまり、スリーブ１２が対抗バネ１３
の付勢力により後退して斜板１４がスリーブ１２の軸受
面に沿って仰立方向に回動するとともに、ヒンジ機構Ｋ
の連節部１９は支軸１７の回転を伴うスライドピン１８
を離脱する方向に変動し、斜板１４の傾角が小さくな
る。これにより、ピストン１０のストロークが短縮され
て圧縮容量は小さくなる。

【００２３】これらの間、この圧縮機においても、クラ
ンク室５と吸入室２１とを連通する抽気通路２７によ
り、クランク室５内に貯溜されていた潤滑油が吸入室２
１まで流出される。そして、吸入室２１まで流出された
潤滑油は、ピストン１０の往復動によりボア９内に流入
され、ブローバイガスとともにクランク室５内に戻され
るものもあるが、クランク室５内に戻されないものは吐
出室２０に至る。

【００２４】ここで、この圧縮機では、吐出フランジ３
０の油分離室３１には吐出室２０、第２吐出室２５及び
導入路２４を経て吐出室２０内の冷媒ガスが導入され
る。そして、冷媒ガスは油分離室３１の側壁に沿って円
弧状に導入されるため、遠心力により含有する潤滑油を
分離する。分離された潤滑油は油分離室３１の底部に貯
溜される。

【００２５】このとき、大容量運転又は駆動軸６の高速
回転による高い吐出圧力により、油分離室３１内の圧力
が高ければ、還油通路３２内に設けられたスプール３３
は、図３に示すように、付勢ばね３５の付勢力に抗して
後端がサークリップ３４に当接するまでクランク室５側
に移動する。これにより、スプール３３の切欠け３３ａ
による連通面積が油分離室３１の内壁により閉鎖され、
油分離室３１の底部からスプール３３の切欠け３３ａ及
び還油通路３２を経てクランク室５に供給される潤滑油
量は減少する。しかし、このときには大容量運転又は高
速回転であり、多量の冷媒が冷凍回路内を循環している
ため、給気通路及びブローバイガスによりクランク室５
内には十分に潤滑油が供給されている。

【００２６】一方、小容量運転又は駆動軸６の低速回転
による低い吐出圧力により、油分離室３１内の圧力が低
くなれば、スプール３３は、図４に示すように、付勢ば
ね３５の付勢力に負けて膨出部が還油通路３２の段部に
当接するまで油分離室３１側に移動する。これにより、
スプール３３の切欠け３３ａによる連通面積が油分離室
３１の内壁から開放されて拡大される。このため、小容
量運転又は低速回転で少量の冷媒しか冷凍回路内を循環
しておらず、給気通路及びブローバイガスによりクラン
ク室５に補充される潤滑油が少なくても、油分離室３１
の底部に貯溜された潤滑油はスプール３３の切欠け３３
ａ及び還油通路３２を経てクランク室５まで流入され
る。

【００２７】したがって、この圧縮機では、クランク室
５には、冷媒循環量に応じた量の潤滑油と、還油通路３
２から供給されるスプール３３の開度に応じた量の潤滑
油との合計が十分に確保されている。このため、この圧
縮機では、あらゆる運転状況に応じ、好適にクランク室
５内の潤滑を行なうことができるため、斜板１４とシュ
ー２６、２６、斜板１４とスリーブ１２等の焼付きを有
効に防止することができる。

【００２８】また、この圧縮機では、小容量運転時及び
低速回転時に大量の潤滑油をクランク室５へ補充すべく
給気通路の断面積を大きくすることはないため、従来通
りクランク室５の圧力は好適に低下し、小容量運転から
大容量運転への応答性を遅延させることはない。 （実施例２）この可変容量型圧縮機では、図５に示すよ
うに、先端に向かうに従い浅くなる切欠け３６ａが形成
されたスプール３６を採用している。他の構成は実施例
１のものと同一であるため同一符号を付し、同一の構
成、作用及び効果については詳説を省略する。

【００２９】この圧縮機では、大容量運転又は駆動軸６
の高速回転により、油分離室３１内の圧力が高くなれ
ば、スプール３６は付勢ばね３５の付勢力に抗してクラ
ンク室５側に移動する。これにより、スプール３６の切
欠け３６ａによる連通面積が縮小され、油分離室３１の
底部からクランク室５に供給される潤滑油量は減少す
る。

【００３０】一方、小容量運転又は駆動軸６の低速回転
により、油分離室３１内の圧力が低くなれば、スプール
３６は付勢ばね３５の付勢力に負けて油分離室３１側に
移動する。これにより、スプール３６の切欠け３６ａに
よる連通面積が拡大され、油分離室３１の底部からクラ
ンク室５に供給される潤滑油量は増大する。したがっ
て、この圧縮機では、クランク室５には、冷媒循環量に
応じた量の潤滑油と、還油通路３２から供給されるスプ
ール３３の開度に応じた量の潤滑油との合計がより十分
に確保される。このため、この圧縮機では、より好適に
焼付きを防止できる。

【００３１】なお、上記実施例１、２では、可変容量型
斜板式圧縮機を例にとり本発明を説明したが、容量固定
型片側斜板式圧縮機等にも本発明を適用することも可能
である。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の斜板式圧
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、可変容量型、固定容量型を問わず、クランク室に冷
媒循環量に応じた量の潤滑油と、還油通路から供給され
る開度に応じた量の潤滑油との合計を十分に確保するこ
とができる。

【００３３】したがって、この圧縮機では、あらゆる運
転状況に応じてクランク室内の潤滑油不足を確実に回避
して好適にクランク室内の潤滑を行なうことができるた
め、斜板等の焼付きを有効に防止することができる。ま
た、この圧縮機が吐出室とクランク室とを連通する給気
通路をもつものであっても、潤滑油をクランク室へ補充
すべくかかる給気通路の断面積を大きくすることはない
ため、小容量運転から大容量運転への応答性を損なうこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の斜板式圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例１の斜板式圧縮機の一部断面平面図であ
る。

【図３】実施例１の斜板式圧縮機に係り、大容量運転時
における要部断面図である。

【図４】実施例１の斜板式圧縮機に係り、小容量運転時
における要部断面図である。

【図５】実施例２の斜板式圧縮機に係り、大容量運転時
における要部断面図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック ２…フロントハウジング
３…リアハウジング ４…センターハウジング ５…クランク室 ６
…駆動軸 ９…ボア １０…ピストン １
１…ロータ １２…スリーブ １４…斜板 ２
６…シュー Ｋ…ヒンジ機構 ２１…吸入室 ２
０…吐出室 ２７…抽気通路 ３０…吐出フランジ ３
１…油分離室 ３２…還油通路 ３３、３６…スプール（弁手
段）

フロントページの続き (72)発明者 横野 智彦 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】シリンダブロックに複数のボアが同心状に
   区画形成されるとともに、該各ボアにはそれぞれ単頭ピ
   ストンが往復動可能に収容され、該シリンダブロックに
   ハウジングが接合されることにより吸入室、吐出室及び
   クランク室が形成され、該ハウジングに支持された駆動
   軸には該クランク室内において斜板が連係され、該斜板
   に係留された該ピストンが該斜板の傾角に応じた揺動運
   動で該ボア内を往復動することにより、該吸入室から該
   ボア内に冷媒ガスを吸入するとともに、該ボア内から該
   吐出室に冷媒ガスを吐出するように構成された斜板式圧
   縮機において、 前記シリンダブロックに形成された吐出フランジには、
   前記吐出室内の冷媒ガスが導入されて冷媒ガス中の潤滑
   油を分離し、底部に分離した潤滑油を貯溜する油分離室
   が形成され、該油分離室の底部と前記クランク室との間
   には両者を連通する還油通路が貫設され、該還油通路内
   には、該油分離室内の圧力が高ければ該還油通路の開度
   を縮小し、該油分離室内の圧力が低ければ該還油通路の
   開度を拡大する弁手段が設けられていることを特徴とす
   る斜板式圧縮機。