JPS63280876A

JPS63280876A - 斜板式圧縮機の潤滑機構

Info

Publication number: JPS63280876A
Application number: JP62114452A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kobayashi; 久雄小林; Hiroyuki Deguchi; 出口　弘幸; Katsunori Kawai; 河合　克則; Koji Okamoto; 好司岡本
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1988-11-17

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、斜板式圧縮機に関し、特に斜板の回転に従っ
てシリンダポア内を往復動するピストンにより、冷媒ガ
スをシリンダポア内に吸入して圧縮し、圧縮後の冷媒ガ
スを吐出室へ吐出する形式の斜板式圧縮機における機内
の潤滑機構に関するものである。

〔従来技術〕

斜板式圧縮機は、回転駆動軸上に固定れた斜板の回転に
依ってピストンをシリンダポア内で往復運動させ、冷媒
ガスの圧縮を行うことから、機内の回転動作部、摺動々
構部、特にラジアル及びスラスト軸受、ピストン摺動面
、シリンダ壁面、斜板とピストンとの係合部等は、潤滑
油の供給により、適正な潤滑状態に維持し、かつ潤滑油
による冷却作用によって、異常摩耗、焼付現象を防止す
ることが圧縮機の耐用性を確保するヒで必須とされる。

このために、従来より、斜板式圧′＆４機では、冷媒流
体中に潤滑油を混入させ、該潤滑油を夫々の動作部に対
して供給する種々の機内潤滑機構が提供されている。例
えば、実開昭５０−１９００２号公報や実開昭５４−８
１０６号公報にはシリンダ底部に潤滑油貯溜室を設け、
また、回転斜板が固定された駆動軸の一端にオイルポン
プを取り付けて潤滑油貯溜室内に溜まった潤滑油を駆動
軸を介しｔ軸受等の所要部に供給するものが開示されて
いる。

また、特開昭５７−２０３８８３号公報に開示　された
斜板式圧縮機は、ピストンの作用面に吸入弁機構を有し
た頭上弁型のピストンを有した圧縮機で、シリンダボア
挟間の空間を冷媒ガスの吸入通路、吐出通路に形成する
と共にその吸入通路を形成する空間の底部を潤滑油の貯
溜室に形成し、且つ該潤滑油貯溜室を斜板室に連通させ
、斜板の回転に依って潤滑油を跳ね上げて動作要素に潤
滑油を供給する構成を備えている。また、頭上弁からシ
リンダポア内に冷媒ガスを吸入する際にシリンダポア内
を冷媒ガス中の潤滑油で潤滑することも可能に形成され
ていることがわかる。

〔解決すべき問題点と作用〕

然しなから、上述の前者の潤滑機構では、どうしても潤
滑油室としてのオイルパン及びオイルポンプ手段が必要
で、このために、圧縮機の外側体格がどうしても大型化
することから、車両の空調用圧縮機では、車両内におけ
る圧縮機の搭載場所が確保困難になると言う不具合があ
り、また、後者の潤滑機構では、シリンダボアの挟間に
冷媒吸入通路と潤滑油貯溜室とを確保しなければ、成ら
ないから、圧縮機の気筒数にどうしても制限が発生して
、気筒数を片側３気筒程度に制限しなければ成らないた
め、例えば、片側５気筒としたと、吸入、吐出の両冷媒
通路を充分に確保し難くなる不利がある。また、吸入、
吐出管がシリンダ端面から軸方向に突出した構造は、圧
縮機々体の軸方向の体長を増大化させ、やはり、車両へ
の取付は空間を増大することとなり、車両エンジン室内
でへの搭載を困難にする問題点がある。

依って、本発明は、このような不利や問題点を解消し、
可及的に小型化した斜板式圧縮機に適用可能な機内潤滑
機構を提供することを目的としたものである。

〔解決手段と作用〕

即ち、本発明によれば、シリンダブロック内の斜板室に
設けられ、駆動軸と共に回転する回転斜板と、その回転
斜板に押動されて多気筒シリンダボア内を往復運動する
ことにより冷媒の吸入、圧縮を行う複数のピストンと、
該ピストンの作用端面に設けられてピストンの吸入行程
時に開弁じて前記斜板室からシリンダボア内に冷媒ガス
を吸入可能にする頭上弁と、シリンダブロックの前後両
端に設けられ、圧縮後の冷媒ガスを前記シリンダボアか
ら受容する吐出室を有した前後のハウジングとを具備し
て成る斜板式圧縮機において、帰還冷媒を圧縮機入口か
ら前記斜板室に導入する主吸入冷媒通路と、前記主吸入
冷媒通路とは別の分岐路として形成され、前記前後のハ
ウジングの一方のハウジング内に底部を有し、該底部か
ら絞り通路を介して前記駆動軸及び斜板の回転機構部を
経由して前記斜板室に連通ずる副吸入冷媒通路とを具備
して構成され、前記副吸入冷媒通路中の冷媒に混入した
潤滑油で前記駆動軸及び斜板の回転機構部を潤滑するよ
うに構成した斜板式圧縮機の潤滑機構を提供し、吸入冷
媒は主吸入冷媒通路から主として斜板室を経由してシリ
ンダボア内に吸入させ、副吸入冷媒通路は、潤滑油の供
給に供し、これによって、シリンダブロックの両端面に
装着されるハウジングの少なくとも一方のハウジングに
は冷媒吸入室を設ける必要をなくして、空間削減を図り
、圧縮機々体の小型化を達成するものである。しかも、
副吸入冷媒通路は、斜板が固定される回転駆動軸内に貫
通、延設することにより、圧縮機の前方部と後方部とに
有る回転機構等の諸動作部分に充分に潤滑油を供給し得
るようにしている。以下、本発明を、添付図面に示す実
施例に基づいて、更に詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係る潤滑機構を具備した斜板式圧縮
機の１実施例の縦断面図、第２図は、同実施例による斜
板式圧縮機の一方の側面図、第３図は、他の実施例の縦
断面図である。

さて、第１図及び第２図を参照すると、本発明に係る斜
板式圧縮機は、略円筒形のシリンダブロック１０を存し
、このシリンダブロック１０の中心軸線の回りに複数の
シリンダボア１２が該中心軸線と平行に、且つ互いに平
行に穿設されておりこれらのシリンダボア１２はシリン
ダブロック１０の前後両端面に開口した貫通孔に形成さ
れている。シリンダブロック１０の前後の端面には弁板
１４を介してフロントハウジング１６、リヤハウジング
１８が、通しボルト１１の共締めにより、密封取付けさ
れ、そのフロントハウジング１６内には環状の前方吐出
室１６ａが形成されており、他方、リヤハウジング１８
には同じく環状の後方吐出室１８ａが形成されている。

そして両畦出室１６ａ、１８ａは、それぞれの弁板１４
の該吐出室側に付設された吐出弁２０ａ、２２ａが開口
することにより、シリンダボア１２から圧縮された冷媒
ガスを受容する高圧の冷媒ガス室として設けられている
もので、図示されていない吐出口から圧縮機外の空調回
路に圧縮冷媒を送出する。さて、シリンダブロック１０
の中心部の前方と後方とには軸受保持部１０ａ、１０ｂ
が設けられ、この軸受保持部１０ａ、１０ｂに保持され
たラジアル軸受２４ａ、２４ｂに依って駆動軸２６が回
転可能に支承され、該駆動軸２６の前端はフロントハウ
ジング１６の中心に設けられた軸封室２７を貫通して前
方に延長し、外部の回転駆動源、例えば車両エンジンか
らの駆動力で回転駆動されるようになっている。軸封室
２７の内部には軸封装置３０が備えられている。駆動軸
２６の略中央部には斜板３２が適宜の固定手段、例えば
、喫手段等により固着れ、駆動軸２６と一体に斜板室２
８内で回転可能になっており、フロント側及びリヤ側ス
ラスト軸受３４ａ、３４ｂを介してシリンダブロック１
０の軸受保持部１０ａ、１０ｂの端面に支承されてい。

上記斜板３２が駆動軸２６と共に回転すると、シリンダ
ブロック１０の複数の各シリンダボア１２内に摺動可能
に密嵌されたピストン３６は、ボール継手３８を介して
軸方向の作動力を受け、それぞれのシリンダボア１２内
で往復動作する。つまり、シリンダボア１２内で後述の
ように、冷媒ガスの吸入と圧縮及び圧縮後の冷媒ガスの
吐出の三作甲を順次に繰り返すのである。ここで、ピス
トン３６はフロント側及びリヤ側の２つの頭部３６ａ、
３６ｂと、その両ｇ３６ａ、３６ｂの中央部に形成さ２
１．た斜板係合部３６ｃとを有してなり、後者の斜板係
合部３６ｃにおいて、既述のようにボール継手３８を介
して斜板３２に係合し、また、前者のピストン頭部３６
ａ、３６ｂには適数個づつ小径の軸方向の冷媒吸入孔４
０が穿設され、ピストン作用面に装着された吸入弁４２
ａ、４２ｂと協働して冷媒ガスを吸入側のシリンダボア
１２内に吸入する。つまり、第１図に図示のピストン３
６が左方に摺動する過程では、リヤ側のピストン頭部３
６ｂにおけるピストン作用面に装着された吸入弁４２ｂ
が開弁じて冷媒吸入孔４０から右側のシリンダボア１２
内に冷媒ガスが吸入されるのである。さて、該冷媒ガス
は外部の空調回路から帰還すると、圧縮機のリヤハウジ
ング１８に縦礼状に形成された吸入筒４４の上端に開口
された機体吸入口４６から吸入筒４４内の副吸入冷媒通
路４８ｂに向けてる。この副吸入冷媒通路４８ｂは、吸
入筒４４内に縦方向に延設されており、主吸入冷媒通路
４８ａとは機体吸入口４６の直下近くで相互に分岐した
構造で穿設されている。主吸入冷媒通路４８ａは、縦方
向に延設された副吸入冷媒通路４８ｂに対して略直角方
向に開口し、シリンダブロック１０の膨出した通路壁５
０の内部を延長して、前述の斜板室２８に連通している
。つまり、主吸入冷媒通路４８ａが帰還冷媒ガスの主た
る吸入通路として設けられ、機体吸入口４６から副吸入
冷媒通路４８ｂに入った冷媒ガスも吸入筒４４内に該副
吸入冷媒通路４８ｂの底部４８Ｃに衝突すると、反転し
て上昇し、主吸入冷媒通路４８ａを通って結局は斜板室
２８に吸入されるように構成されている。上記副吸入冷
媒通路４８ｂは、上述のように、冷媒ガスの衝突、反転
がその底部４８Ｃにおいて生ずるように、比較的長孔構
造を有し、該底部４８Ｃは、リヤハウジング１８に形成
された絞り５２を通って小室５４に連通し、該小室５４
はリヤ側の弁板１４の中央孔５６ｂを介して駆動軸２６
の中心に穿設された潤滑油通路５６に、かつ、リヤ側ラ
ジアル軸受２４ｂとリヤ側スラスト軸受３４ｂとに連通
している。上記潤滑油通路５６は駆動軸内を延長してフ
ロントハウジング１６の軸封室２７に開口し、更にフロ
ント側の弁板１４の中央孔５６ａを介してフロント側ラ
ジアル軸受２４ａとフロント側スラスト軸受３４ａに連
通している。

ここで、機体吸入孔４６から流入した冷媒ガスについて
更に注目すると、この冷媒ガス中には潤滑油が混入され
ており、従って、吸入筒４４の副吸入冷媒通路４８ｂに
直進した冷媒ガスが、底部４８ｃで絞り５２の絞り効果
により、流量を制限されるから、多くのガスは底部４８
ｃに衝突し、反転する。そして、その衝突、反転過程で
、冷媒ガス中の潤滑油分はガス体より慣性が大きいため
に冷媒ガスから分離され、斯くして混入潤滑油分が減少
した冷媒ガスが、反転して主吸入冷媒通路４８ａへ流動
することとなる。そして、吸入筒４４の底部４８ｃには
分離した潤滑油が溜まる。

勿論、僅かな冷媒ガスは、絞り５２を通って、小室５４
を通過し、更にラジアル軸受２４ｂとスラスト軸受３４
ｂとの隙間を経て、斜板室２８に達する。

また、主吸入冷媒通路４８ａの冷媒ガスは、斜板室２８
に達して該斜板室２８内に拡散し、ピストン３６による
吸入作用を受けて、シリンダボア１２内に吸入されるこ
ととなる。ここで、斜板室２８内の冷媒ガスは大きな斜
板室２８に拡散する過程で圧力を減じるため、吸入筒４
４に機体吸入口４６から流入した冷媒ガスの圧力が大き
い関係にある。つまり、副吸入冷媒通路４．８　ｂの圧
力が斜板室２８内の圧力より高い状態にある。

このように、圧力差が存在することから、前述した底部
４８ｃに溜まった潤滑油は、該圧力差に基づく押圧力を
受け、絞り５２を経て小室５４に流入し、そこを充満す
ると共にリヤ側のラジアル及びスラスト軸受２４ｂ及び
３４ｂを潤滑しながら、斜板室２８に入り、該室２８の
底に溜まる。

また、潤滑油は同時に小室５４から駆動軸２６の潤滑通
路５６を進んで、フロント側にも達し、フロント側のラ
ジアル及びスラスト軸受２４ａ及び３４ａを潤滑する。

即ち、圧縮機内の回転要素の潤滑を行うのである。なお
、斜板室２８内では主吸入冷媒通路４８ａを経由して流
入した冷媒ガスにも潤滑油が依然として含まれており、
しかも上述した副吸入冷媒通路４８ｂの系統から斜板室
２８に流入して室底に溜まった潤滑油が、斜板の回転で
ｔ８ね上げられることとなり、斜板室２８内には潤滑油
分が充分に存在するので、それが、斜板３２とピストン
３６との係合部のポール継手３８等の動作要素やその周
囲の表面も潤滑し、更に冷媒ガスと共にピストン３６の
吸入孔４０からシリンダポア１２内にも吸入されてシリ
ンダボア壁面とピストン摺動面を潤滑することとなる。

潤滑油はその後、圧縮された冷媒ガスと一諸にシリンダ
ボア１２から吐出室１６ａ、ｆ８ａへ吐出され、高圧冷
媒ガスと共に外部空調回路に相溶状態で送出される。な
お、上述の潤滑油の潤滑過程で、該潤滑油は元々冷媒ガ
スで低温状態になされているから、潤滑と共に動作要素
類に冷却効果をも付与するのである。

以上の説明から明らかなように、本実施例に係る斜板式
圧縮機の潤滑機構によれば、帰還冷媒ガスの吸入通路系
統を斜板室に直結する主吸入冷媒通路４８ａと、それと
は別の副吸入冷媒通路４８ｂとに分岐させて、主吸入冷
媒通路４８ａを主として冷媒ガスの吸入に供し、副吸入
冷媒通路４８ｂは冷媒ガス中の潤滑油を分離させて、圧
縮機内の動作要素、特に軸受類に潤滑油を供給するため
の通路手段としたから、従来用いられオイルポンプを使
用することなく、しかも、リヤハウジング１８の一部に
副吸入冷媒通路４８ｂ、底部４８Ｇ、絞り５２を設ける
だけで、外形寸法の拡大を極力抑制し、駆動軸２６に潤
滑油通路５６を貫通させて潤滑油の分配を図る潤滑機構
としたから、圧縮機の小型化を維持しながら、なおかつ
、機内潤滑を巧みに達成しているのである。

次に本発明に係る他の実施１例を示す第３図を参照する
と、ここに図示された実施例は、前述の第１図、第２図
の実施例における主吸入冷媒Ｊ路４８ａの一部に流量調
整弁６０を設けたことを除いて構造的には違いは無い。

上記流量調整弁６０は、シリンダブロック１０の外部に
立設した中空の弁ハウジング６２を有し、該弁ハウジン
グ６２は上部は大気中に開口し、また内部にフランジ付
き弁体６４をばね６６で下方に押圧付勢して、該弁体６
４の下部の弁作用部を上下動可能に主吸入冷媒通路４８
ａ内に突出させている。また、該弁体６４のフランジ６
５とシリンダブロック１０の外周との間にベローズ６８
を伸縮自在に張設して吸入圧力室７０を形成し、この吸
入圧力室７０をシリンダブロック１０に穿設した通孔７
２を介して主吸入冷媒通路４８ａに連通させた構成とし
ている。

このような流量調整弁６０は、大気圧とばね６６の付勢
力に対する吸入冷媒ガスの圧力の変化を感知して弁体６
４の主吸入冷媒通路４８ａ内への突出量を調節し、その
結果、主吸入冷媒通路４８ａの通路断面積を増減調節す
るものである。

こうして、主吸入冷媒通路４８ａの通路断面積を増減調
節すると、空調回路の冷房負荷の増減に応じて圧縮冷媒
の吐出量を調節し得るもので、冷房負荷が大きいときに
は、帰還冷媒の流入量が多く、吸入圧が大きいから流量
調整弁６０の吸入室７０の圧力が太き（、大気圧とばね
６６の付勢力に抗して弁体６４は主吸入冷媒通路４８ａ
から退出させ、通路断面積を大きく保つから圧縮機内に
多量の冷媒ガスが吸入され、圧縮機の吐出容量も大とな
る。他方、冷房負荷が小となると、吸入圧が減少し、流
量調整弁６０の吸入室７０の圧力が小さくなるから、主
吸入冷媒通路４８ａへの弁体６４の吐出量が増加し、通
路断面積が減少するから、圧縮機への吸入ガス量が減少
し、故に圧縮機の吐出容量は低下することとなる。つま
り、冷房負荷に対応した圧縮機吐出容量が得られること
になる。

ここで、本実施例の圧縮機の特徴として、流量調整弁６
０の弁体６４が主吸入冷媒通路４８ａの通路断面積を減
少させると、吸入冷媒ガスの斜板室２８への流量が減少
して斜板室２８内の圧力は低下し、そのとき、主吸入冷
媒通路４８ａからの潤滑油の流入量も減少するが、他方
、副吸入冷媒通路４８ｂの底部４８Ｃには流量調整弁６
０に影響されることなく、冷媒ガスが流入して、底部４
８Ｃに衝突、反転し、潤滑油を分離させている。

また、副吸入冷媒通路４８ｂの底部４８Ｃでは冷媒ガス
流入量が、流量調整弁６０により減少させられることも
無いから、斜板室２８よりも圧力は高く維持される。斯
くして、底部４８ｃに溜まる潤滑油は、この副吸入冷媒
通路４８ｂの底部４８ｃと斜板室２８との圧力差により
、絞り５２、小室５４を介し、また駆動軸２６の潤滑油
通路５６を介して夫々の軸受類やボール継手等に圧送さ
れて潤滑を行い、また、究極的には斜板室２８を経由し
てシリンダボア１２内に入り、シリンダボア壁面とピス
トン表面とを潤滑することとなる。従って、流量調整弁
６０が設けられていることにより、圧縮機の吐出容量を
冷房負荷に見合って調節しながら、機内の潤滑は、副吸
入冷媒通路４８ｂの系統からの潤滑油で適正に達成し得
るのである。

以上、本発明を２つの実施例に基づいて説明したが、こ
れらに対し、本発明の潤滑機構の思想に基づき更に他の
実施例としたことも可能であり、例えば、副吸入冷媒通
路４８ｂ内に金網等のじゃま板を設けて、冷媒ガスと潤
滑油との分離を促進するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、斜板式圧縮機における機内の潤
滑に当たり、帰還冷媒ガスの吸入系統を主、副２つの吸
入冷媒通路に分岐配置し、主吸入冷媒通路は冷媒ガスを
斜板室経由でシリンダボア内に吸入する系統に構成し、
副吸入冷媒通路は主に潤滑油を帰還冷媒ガスから分離し
て、機内の軸受等の回転動作要素や摺動部分、要素類に
潤滑油の供給を行うように構成したから、圧縮機々内の
潤滑をポンプレスに潤滑すると共に圧縮機の外形形状を
拡張することなく、むしろ小型化を図りつつ、適正潤滑
を図る潤滑機構を提供し得るという効果を奏するのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る潤滑機構を具備した斜板式圧縮
機の１実施例の縦断面図、第２図は、同実施例による斜
板式圧縮機の一方の側面図、第３図は、他の実施例の縦
断面図。１０・・・シリンダブロック、１２・・・シリンダボア、１４・・・弁板、１６・・・フロントハウジング、１６ａ・・・フロント吐出室、１８・・・リヤハウジング、１８ａ・・・リヤ吐出室、２４ａ、２４ｂ・・・フロント及びリヤ側ラジアル軸受
、２６・・・駆動軸、２８・・・斜板室、３２・・・斜板、３４ａ、３４ｂ・・・フロント及びリヤ側スラスト軸受
、３６・・　・ピストン、４０・・・吸入孔、４２ａ、４２ｂ・−−吸入弁、４４・・・吸入筒、４６、・・・機体吸入口、４８ａ・・・主吸入冷媒通路、４８ｂ・・・副吸入冷媒通路、４８Ｃ・・・底部、５２・　・　・絞り、５４・・・小室、５６・・・潤滑油通路、６０・・・流量調整弁。俸１回第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１．　シリンダブロック内の斜板室に設けられ、駆動軸
と共に回転する回転斜板と、その回転斜板に押動されて
多気筒シリンダボア内を往復運動することにより冷媒の
吸入、圧縮を行う複数のピストンと、該ピストンの作用
端面に設けられてピストンの吸入行程時に開弁して前記
斜板室からシリンダボア内に冷媒ガスを吸入可能にする
頭上弁と、シリンダブロックの前後両端に設けられ、圧
縮後の冷媒ガスを前記シリンダボアから受容する吐出室
を有した前後のハウジングとを具備して成る斜板式圧縮
機において、帰還冷媒を圧縮機入口から前記斜板室に導
入する主吸入冷媒通路と、前記主吸入冷媒通路とは別の
分岐路として形成され、前記前後のハウジングの一方の
ハウジング内に底部を有し、該底部から絞り通路を介し
て前記駆動軸及び斜板の回転機構部を経由して前記斜板
室に連通する副吸入冷媒通路とを具備して構成され、前
記副吸入冷媒通路中の冷媒に混入した潤滑油で前記駆動
軸及び斜板の回転機構部を潤滑するように構成した斜板
式圧縮機の潤滑機構。
２．　前記主冷媒吸入通路は、前記圧縮機入口における
冷媒流れ方向に対して略直角方向に延設されて、前記斜
板に連通するように形成れ、前記副吸入冷媒通路は、前
記圧縮機入口から前記底部まで冷媒流れ方向に延設され
た略直線通路に形成されていることを特徴とした特許請
求の範囲第１項に記載の斜板式圧縮機の潤滑機構。
３．　前記副吸入冷媒通路は、前記底部に潤滑油溜めを
備えた長尺通路に形成されていることを特徴とした特許
請求の範囲第１項に記載の斜板式圧縮機の潤滑機構。
４．　前記主吸入冷媒通路は、その通路内に流量調整弁
を備えていることを特徴とした特許請求の範囲第１項に
記載の斜板式圧縮機の潤滑機構。
５．　前記絞り通路は、前記後部のハウジング内に形成
された細い流体流路から成る特許請求の範囲第５項に記
載の斜板式圧縮機の潤滑機構。
６．　前記副吸入冷媒通路は、前記圧縮機入口と前記底
部との間に金網製のじゃま板を備えていることを特徴と
した特許請求の範囲第１項に記載の斜板式圧縮機の潤滑
機構。
７．　前記副吸入冷媒通路が、前記駆動軸及び斜板の回
転機構部の駆動軸を支持するラジアル軸受と、斜板を支
持するスラスト軸受を経由して設けられたことを特徴と
した特許請求の範囲第１項に記載の斜板式圧縮機の潤滑
機構。
８．　前記副吸入冷媒通路は、前記後部ハウジング内に
前記底部を有する吸入冷媒通路として形成れ、かつ前記
駆動軸内に形成れた貫通孔を介して該駆動軸の前方側に
設けられた回転機構に連通し、潤滑油を供給可能に形成
されている特許請求の範囲第１項に記載の斜板式圧縮機
の潤滑機構。