JP2002005010A - 可変容量圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動軸のハウジングからの突出端側に設けら
れた軸封装置の収容部への潤滑油を適量供給し、軸封装
置及びその近傍に設けられたベアリングの潤滑を良好に
行う。 【解決手段】 フロントハウジング12に吸入室19及び吐
出室20が形成され、駆動軸18は吸入室19を貫通してフロ
ントハウジング12から突出するように配設されている。
駆動軸18には吸入室19とクランク室17とを連通する経路
を構成する連通孔60が、入口60ａが第２ラジアルベアリ
ング25よりリヤ側に、出口60ｂが第１ラジアルベアリン
グ24よりリヤ側に位置するように形成されている。吸入
室19とクランク室17との間に設けられたシールリング63
に駆動軸18の回転に伴って潤滑油をクランク室17側へ戻
す作用をなす螺旋溝が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両等の
空調装置に使用される片頭ピストンを備えた可変容量圧
縮機に係り、詳しくはピストンを駆動する駆動軸（回転
軸）のシール部等への潤滑油の供給に特徴を有する可変
容量圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量圧縮機では、一般に図
６に示すように、ハウジングは互いに接合固定されたフ
ロントハウジング７１、シリンダブロック７２及びリヤ
ハウジング７３で構成されている。駆動軸７４は第１端
部がフロントハウジング７１から突出するように、第１
端部側及び第２端部側において一対のラジアルベアリン
グ７５，７６を介してハウジングに回転可能に支持され
ている。ハウジングには第１ラジアルベアリング７５よ
り駆動軸７４の第１端部寄りに、冷媒ガスがクランク室
７７から大気へ洩れるのを防止する軸封装置７８が配設
されている。

【０００３】圧縮機ではベアリング等の摺動部の潤滑
は、冷媒ガス中にミスト状で存在する潤滑油によって行
われる。また、近年フロンに代えて二酸化炭素（Ｃ
Ｏ₂ ）等、冷媒の臨界温度を超えた超臨界域で冷媒を冷
却する場合を含む熱交換を行う冷凍回路に使用される圧
縮機も提案されている。このような冷媒を使用した場合
は、冷媒圧力がフロンを用いた場合の圧力よりも１０倍
以上となり、ベアリングや軸封装置への負荷が大きくな
るため、特に潤滑を良好に行う必要がある。

【０００４】特開平１１−２４１６８１号公報に記載さ
れた圧縮機では図６に示すように、駆動軸７４に減圧通
路７９が形成されている。減圧通路７９の入口７９ａ
が、第１ラジアルベアリング７５より駆動軸７４の第１
端部側の、軸封装置７８が収容されている隔離室８０と
対応する位置に開口しており、減圧通路７９の出口７９
ｂが駆動軸７４の第２端部端面に開口している。駆動軸
７４の第２端部にはファン８１が嵌合止着されている。
そして、ファン８１が駆動軸７４と一体的に回転する
と、減圧通路７９内の冷媒が出口７９ｂ側へ汲み出され
る。出口７９ｂ側へ汲み出された冷媒はラジアルベアリ
ング７６の隙間からクランク室７７へ流出する。

【０００５】隔離室８０は、ラジアルベアリング７５内
の隙間及びスラストベアリング８２の隙間を介して、ク
ランク室７７に連通されている。ラジアルベアリング７
５内の隙間及びスラストベアリング８２内の隙間は潤滑
油供給通路として機能する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開平１１−２４１６
８１号公報に開示の装置では、駆動軸７４に設けられた
ファン８１の作用によってクランク室７７内の冷媒ガス
の一部が第１ラジアルベアリング７５あるいはスラスト
ベアリング８２の隙間を経て減圧通路７９へ導入され、
第２ラジアルベアリング７６の隙間を経てクランク室７
７へ戻る流れが発生し、両ラジアルベアリング７５，７
６や軸封装置７８の潤滑が良好になる。しかし、減圧通
路７９への流れを生じさせるためのファン８１が必要と
なり、構造が複雑になる。

【０００７】また、従来の可変容量圧縮機では、フロン
トハウジング７１に形成された駆動軸７４が貫挿される
孔を介してのクランク室７７と、軸封装置７８が収容さ
れた隔離室８０との連通を、シール機構を設けて積極的
に阻止する構成は取られていない。むしろ前記孔及び第
１ラジアルベアリング７５の隙間を通してクランク室７
７内の冷媒ガスの一部を隔離室８０側へ供給するのに利
用していた。しかし、可変容量圧縮機では、斜板（カム
プレート）８３の傾斜角は、ピストン８４に作用するク
ランク室７７内の圧力と吸入圧力との差の大きさによっ
て変化し、クランク室７７内の圧力を制御することでピ
ストン８４のストローク量、即ち圧縮機の吐出容量が変
更される。従って、クランク室７７と隔離室８０とを駆
動軸７４が貫挿される孔を介して連通状態に保持するの
は容量制御の観点からは好ましくない。特に冷媒として
二酸化炭素のように従来のフロン冷媒に比較して圧力が
高くなるものを使用する場合は問題となる。

【０００８】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、駆動軸のハウジングからの突
出端側に設けられた軸封装置の収容空間と、クランク室
との間にシール機構が設けられた可変容量圧縮機におい
て、軸封装置及びその近傍に設けられたベアリングの潤
滑を良好に行うことができる可変容量圧縮機を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、吸入室及び吐出室を
備えたハウジングと、前記ハウジングに区画形成された
クランク室と、第１端部が前記ハウジングから突出する
ように前記ハウジングに回転可能に支持された駆動軸
と、前記駆動軸及びハウジング間に介在されて前記ハウ
ジング内と大気側とのシール作用をなす軸封装置と、前
記ハウジングに形成されたシリンダボア内に往復動可能
に収容された片頭型のピストンと、前記クランク室内に
収容され、前記駆動軸の回転運動を前記ピストンの往復
運動に変換するため前記ピストンと作動連結されたカム
プレートと、前記クランク室内の圧力を制御することに
より前記カムプレートの傾角を制御して前記ピストンの
往復動に伴う前記シリンダボアから前記吐出室への吐出
容量を変化させる傾角制御手段とを備えた可変容量圧縮
機であって、前記軸封装置を吸入圧領域に設けるととも
に、該吸入圧領域と前記クランク室との間のシール作用
をなすシール機構を設け、該シール機構を構成するシー
ルリング及び前記駆動軸の摺接面の一方に、駆動軸の回
転に伴って潤滑油の流れを生じさせる螺旋溝を形成し、
前記シール機構を介しての潤滑油の流れを制御するよう
にした。なお、カムプレートの傾角とは駆動軸に直交す
る仮想平面とカムプレートとが成す角度を意味する。

【００１０】この発明においては、駆動軸の回転運動が
カムプレートを介してピストンの往復運動に変換されて
冷媒ガスの圧縮動作が行われる。傾角制御手段によりカ
ムプレートの傾角が変更されてピストンのストロークが
変更される。駆動軸の軸封装置を収容する吸入圧領域と
クランク室との間はシール機構によりシールが確保され
る。従って、クランク室の圧力を調整して傾角制御手段
によりカムプレートの傾角を変更する際の制御が精度良
く円滑に行われる。シール機構を構成するシールリング
及び駆動軸の摺接面の一方に螺旋溝が形成されているた
め、駆動軸の回転に伴ってシール機構部分においてクラ
ンク室側から吸入圧領域側又は吸入圧領域側からクラン
ク室側への潤滑油の流れが生じる。潤滑油の流れの方向
は、駆動軸の回転方向と螺旋溝が右巻か左巻かとで決ま
る。吸入圧領域への潤滑油の供給が不足しがちの構造の
場合は、潤滑油を吸入圧領域側へ送り込む流れが生じる
ように螺旋溝が形成され、吸入圧領域への潤滑油の供給
が過剰になりがちの構造の場合は、潤滑油をクランク室
側へ送り込む流れが生じるように螺旋溝が形成される。
従って、吸入圧領域に収容された軸封装置の潤滑が良好
に行われる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記吸入圧領域は吸入室である。従
って、この発明では、軸封装置の雰囲気温度がクランク
室の温度より低温となり、軸封装置の耐久性が向上す
る。また、軸封装置を収容するために特別に吸入圧領域
を設ける必要がなく、構造が簡単になる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、前記吸入室及び吐出室
は前記クランク室に対して前記駆動軸の突出側に設けら
れ、前記螺旋溝は前記駆動軸の回転に伴って潤滑油を前
記吸入圧領域側へ送る作用をなすように形成されてい
る。

【００１３】この発明においては、駆動軸の回転に伴っ
てクランク室側から吸入圧領域側への潤滑油の流れが生
じる。従って、吸入圧領域の構造が軸封装置の潤滑油が
不足しがちな状態であっても、潤滑油の供給が円滑に行
われる。また、駆動軸にピストンの圧縮反力が作用する
とともに、第２端部にクランク室の圧力が作用する。そ
して、後者の力が圧縮反力と逆方向に作用するため、前
記両者の作用方向が同じであった従来の圧縮機に比較し
て駆動軸を駆動するための動力が大幅に低減される。ま
た、ハウジングから突出する駆動軸とハウジングとの間
をシールする軸封装置は吸入室と外気との差圧に耐える
シール力を確保すればよい。従って、吸入室より圧力の
高いクランク室と外気との差圧に耐えるシール力を必要
とする従来の圧縮機に比較して、軸封装置の寿命を伸ば
すことができるとともに軸シールの信頼性が向上する。
このことは、冷媒としてＣＯ₂ を使用した場合のように
クランク室内の圧力がフロン冷媒に比較して大幅に高く
なる場合に特に有効となる。

【００１４】請求項４に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、前記吸入室及び吐出室
は前記クランク室に対して前記駆動軸の突出側に設けら
れ、前記駆動軸には前記吸入圧領域と前記クランク室と
を連通する経路の一部を構成する連通孔が、入口が前記
駆動軸の第２端部側を支持するラジアルベアリングより
第２端部側に、出口が前記シールリングより前記吸入圧
領域側に位置するように形成され、前記螺旋溝は前記駆
動軸の回転に伴って潤滑油を前記クランク室側へ戻す作
用をなすように形成されている。

【００１５】この発明においては、吸入圧領域には、ク
ランク室内の圧力と、吸入圧領域の圧力との差圧に基づ
いて、クランク室内の冷媒ガスが駆動軸に形成された連
通孔を介して流入する。この冷媒ガスとともに潤滑油が
吸入圧領域に供給される。潤滑油が吸入圧領域に過剰に
供給されると、前記螺旋溝の作用により潤滑油の一部が
クランク室側へ戻される。従って、仮に吸入圧領域に潤
滑油が過剰に供給された場合でも、潤滑油が軸封装置か
らハウジング外へ漏洩するのを防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用空調装置の
可変容量圧縮機に具体化した一実施の形態を図１及び図
２に従って説明する。

【００１７】図１に示すように、圧縮機１０のハウジン
グ１１を構成するフロントハウジング１２、シリンダブ
ロック１３及びリヤハウジング１４は、ハウジング１１
の第１端部側（図１の左側）から順に配置され、複数の
通しボルト（１本のみ図示）１５によって相互に接合固
定されている。弁・ポート形成体１６はフロントハウジ
ング１２とシリンダブロック１３との間に介装されてい
る。クランク室１７は、シリンダブロック１３とリヤハ
ウジング１４とで囲まれた領域に区画されている。

【００１８】駆動軸１８は、弁・ポート形成体１６に形
成された孔を遊貫するとともに、第１端部がフロントハ
ウジング１２から突出し、第２端部がクランク室１７内
に配置された状態でハウジング１１に回転可能に支承さ
れている。フロントハウジング１２には駆動軸１８の第
１端部寄りと対応する位置に吸入圧領域としての吸入室
１９が形成され、吸入室１９を取り囲むようにほぼ環状
の吐出室２０が区画形成されている。フロントハウジン
グ１２内の吸入室１９には弁・ポート形成体１６と対向
する側に収容凹部２１が形成されている。シリンダブロ
ック１３にはクランク室１７と吸入室１９とを連通する
ように軸孔２２が形成されている。リヤハウジング１４
にはクランク室１７側に収容凹部２３が形成されてい
る。収容凹部２３はクランク室１７の一部を構成する。

【００１９】駆動軸１８は軸孔２２、吸入室１９、収容
凹部２１及びフロントハウジング１２に形成された挿通
孔を貫通した状態で、中間部が軸孔２２内に配設された
第１ラジアルベアリング２４を介して、第２端部が収容
凹部２３内に配設された第２ラジアルベアリング２５を
介してシリンダブロック１３及びリヤハウジング１４に
回転可能に支持されている。

【００２０】吸入室１９内には軸封装置２６が配設され
ている。軸封装置２６にはメカニカルシールやリップシ
ールが使用される。この実施の形態ではメカニカルシー
ルが使用されている。

【００２１】複数（図面には一つのみ示す）のシリンダ
ボア３３は、駆動軸１８を等角度間隔にて取り囲むよう
にしてシリンダブロック１３に形成されている。片頭型
のピストン３４は、各シリンダボア３３に往復動可能に
収容されている。シリンダボア３３の前後開口は、弁・
ポート形成体１６及びピストン３４によって閉塞されて
おり、シリンダボア３３内にはピストン３４の往復動に
応じて体積変化する圧縮室３５が区画されている。

【００２２】回転支持体としてのラグプレート３６は、
クランク室１７において駆動軸１８の第２端部側に一体
回転可能に固定されている。ラグプレート３６は第１の
スラストベアリング３７を介してリヤハウジング１４の
内壁面１４ａに当接している。内壁面１４ａはピストン
３４の圧縮反力による軸荷重を支承し、駆動軸１８の軸
方向位置を規制する規制面として機能する。

【００２３】カムプレートとしての斜板３８は、貫通孔
３８ａに駆動軸１８が貫通された状態でクランク室１７
内に配設されている。ヒンジ機構３９は、ラグプレート
３６と斜板３８との間に介在されている。ヒンジ機構３
９は、ラグプレート３６のフロント面から突設された２
本の支持アーム４０（１本のみ図示）と、各支持アーム
４０に形成されたガイド孔４１と、斜板３８に固定され
た２本のガイドピン（一本のみ図示）４２とから構成さ
れている。各ガイドピン４２は先端にガイド孔４１と係
合する球状部４２ａを備えている。そして、斜板３８
は、ヒンジ機構３９を介したラグプレート３６との間で
のヒンジ連結及び駆動軸１８の支持により、ラグプレー
ト３６及び駆動軸１８と同期回転可能で、かつ駆動軸１
８の軸線方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸１８
に対し傾動可能となっている。ラグプレート３６及びヒ
ンジ機構３９は傾角制御手段を構成する。なお、斜板３
８には、駆動軸１８を挟んでヒンジ機構３９と反対側に
カウンタウェイト部３８ｂが一体に形成されている。

【００２４】駆動軸１８には軸孔２２のクランク室１７
寄りの大径部２２ａと対応する位置に係止リング（例え
ばサークリップ）４３が固着されている。大径部２２ａ
内には第２のスラストベアリング４４が駆動軸１８に挿
通された状態で収容され、係止リング４３とスラストベ
アリング４４との間の駆動軸１８上には付勢手段として
の第１コイルバネ４５が巻装されている。このコイルバ
ネ４５は少なくとも圧縮機１０の運転停止時に駆動軸１
８を、駆動軸１８の軸方向位置を規制する前記規制面
（内壁面１４ａ）に向けて付勢する。

【００２５】ラグプレート３６と斜板３８との間におい
て駆動軸１８上には、傾角減少バネとしての第２コイル
バネ４６が巻装されている。このコイルバネ４６は斜板
３８をシリンダブロック１３に接近する方向（即ち傾角
減少方向）に付勢する。

【００２６】また、斜板３８と係止リング４３との間に
おいて駆動軸１８上には、復帰バネとしての第３コイル
バネ４７が設けられている。斜板３８が大傾角状態にあ
るとき（例えば図１に実線で示す位置にあるとき）に
は、第３コイルバネ４７は、自然長のまま駆動軸１８の
周囲に単に存在するのみで斜板３８やその他の部材に対
していかなる付勢作用も及ぼさない。他方、図１に鎖線
で示すように斜板３８が小傾角状態に移行すると、第３
コイルバネ４７は斜板３８と係止リング４３との間に挟
まれて収縮されると共に、係止リング４３を支座として
コイルの収縮の程度に応じて斜板３８をシリンダブロッ
ク１３から離間する方向（即ち傾角増大方向）に付勢す
る。

【００２７】ピストン３４はシュー４８を介して斜板３
８の周縁部に係留されている。従って、駆動軸１８の回
転に伴う斜板３８の回転運動が、シュー４８を介してピ
ストン３４の往復運動に変換される。斜板３８及びシュ
ー４８は共に鉄系金属製で、斜板３８のシュー４８との
摺接部には焼付き防止のための表面処理、例えば、アル
ミニウム系金属の溶射や摩擦圧接等の処理が施されてい
る。

【００２８】駆動軸１８は、動力伝達機構４９を介して
駆動源としてのエンジン５０に作動連結されている。動
力伝達機構４９は、外部からの電気制御によって動力の
伝達／遮断を選択可能なクラッチ機構（例えば電磁クラ
ッチ）であってもよく、又は、そのようなクラッチ機構
を持たない常時伝達型のクラッチレス機構（例えばベル
ト／プーリの組合せ）であってもよい。なお、本実施形
態では、クラッチレスタイプの動力伝達機構４９が採用
されている。

【００２９】弁・ポート形成体１６には各シリンダボア
３３に対応して、吸入ポート５１、同ポート５１を開閉
する吸入弁５２、吐出ポート５３、及び同ポート５３を
開閉する吐出弁５４が形成されている。吸入ポート５１
を介して吸入室１９と各シリンダボア３３とが連通さ
れ、吐出ポート５３を介して各シリンダボア３３と吐出
室２０とが連通される。

【００３０】シリンダブロック１３及びリヤハウジング
１４にはクランク室１７と吐出室２０とを連通する給気
通路５５が設けられ、給気通路５５の途中には、傾角制
御手段を構成する制御弁５６が設けられている。給気通
路５５の出口５５ａは第１のスラストベアリング３７の
上方に形成されている。制御弁５６は公知の電磁弁より
なり、弁室が給気通路５５上に形成され、ソレノイドの
励磁により給気通路５５が開放され、ソレノイドの消磁
により給気通路５５が閉塞されるようになっている。ま
た、ソレノイドの励磁電流の大きさにより開度が調整可
能となっている。

【００３１】吸入室１９と吐出室２０とは外部冷媒回路
５７で接続されている。外部冷媒回路５７と前記構成の
可変容量型圧縮機とで、車両空調装置の冷凍回路が構成
されている。

【００３２】駆動軸１８には吸入室１９とクランク室１
７とを連通する経路の一部を構成する連通孔６０が形成
されている。連通孔６０は、入口６０ａが第２ラジアル
ベアリング２５より第２端部側に、出口６０ｂが第１ラ
ジアルベアリング２４より第２端部側に位置するように
形成されている。連通孔６０の途中には絞り部６１が設
けられている。絞り部６１は所定の小径の孔が形成され
た別部材を連通孔６０内に嵌合固定することで形成され
ている。

【００３３】駆動軸１８の第２端部には連通孔の入口６
０ａにフィルタ６２が一体回転可能に固定されている。
フィルタ６２は、例えば網、多数の孔が形成された板あ
るいは多孔質プレートで形成されている。連通孔６０は
クランク室１７と吸入室１９とを連通する抽気通路を構
成する。

【００３４】軸孔２２内において駆動軸１８の外周面と
シリンダブロック１３内面との間には、シール機構を構
成するシールリング６３が出口６０ｂより第２のスラス
トベアリング４４側に設けられている。シールリング６
３は、軸孔２２を介してクランク室１７内の圧力が吸入
室１９に洩れるのを防止する。従って、クランク室１７
と吸入室１９とを連通する経路は連通孔６０だけとな
る。

【００３５】シールリング６３は例えばゴム材やフッ素
樹脂で形成され、断面形状はＵ字形状に形成されてい
る。シールリング６３には駆動軸１８との摺接面に、駆
動軸１８の回転に伴って潤滑油をクランク室１７側へ戻
す作用をなす螺旋溝６４（図２に図示）が形成されてい
る。

【００３６】次に前記のように構成された圧縮機の作用
を説明する。駆動軸１８の回転に伴いラグプレート３６
及びヒンジ機構３９を介して斜板３８が一体回転され、
斜板３８の回転運動がシュー４８を介して各ピストン３
４の往復運動に変換される。この駆動の継続によって圧
縮室３５では、冷媒の吸入、圧縮及び吐出が順次繰り返
される。外部冷媒回路５７から吸入室１９に供給された
冷媒は、吸入ポート５１を介して圧縮室３５に吸入さ
れ、ピストン３４の移動による圧縮作用を受けた後、吐
出ポート５３を介して吐出室２０に吐出される。吐出室
２０に吐出された冷媒は吐出通路を経て外部冷媒回路５
７に送り出される。

【００３７】そして、図示しない制御装置により、制御
弁５６の開度、即ち給気通路５５の開度が冷房負荷に応
じて調整され、吐出室２０とクランク室１７との連通状
態が変更される。

【００３８】冷房負荷が大きい場合は給気通路５５の開
度が減少され、吐出室２０からクランク室１７に供給さ
れる冷媒ガスの流量が減少する。クランク室１７に供給
される冷媒ガスの量が減少すると、連通孔（抽気通路）
６０を介した吸入室１９への冷媒ガスの逃がしにより、
クランク室１７の圧力が次第に低下する。その結果、ク
ランク室１７の圧力とシリンダボア３３の圧力とのピス
トン３４を介した差が小さくなるため、斜板３８が最大
傾斜角側に変位される。従って、ピストン３４のストロ
ーク量が増大し、吐出容量が増大される。

【００３９】逆に、冷房負荷が小さくなると、制御弁５
６の開度が増大され、吐出室２０からクランク室１７に
供給される冷媒ガスの流量が増大する。クランク室１７
に供給される冷媒ガスの量が、連通孔６０を介した吸入
室１９への冷媒ガスの逃がし量を上回ると、クランク室
１７の圧力が次第に上昇していく。その結果、クランク
室１７の圧力とシリンダボア３３の圧力とのピストン３
４を介した差が大きくなるため、斜板３８が最小傾斜角
側に変位される。従って、ピストン３４のストローク量
が減少し、吐出容量が減少される。

【００４０】ピストン３４が冷媒ガスの圧縮動作を行う
際、駆動軸１８にはピストン３４の圧縮反力Ｆ１がシュ
ー４８、ヒンジ機構３９及びラグプレート３６を介して
リヤハウジング１４側に向かうように作用する。また、
駆動軸１８の第２端部にはクランク室１７の圧力Ｐｃが
圧縮反力と逆向きに作用するとともに、第１端部にはク
ランク室１７の圧力Ｐｃより低圧雰囲気にある外気圧
（大気圧Ｐａ）が圧縮反力と同じ向きに作用する。即
ち、クランク室１７の圧力Ｐｃと外気圧（大気圧Ｐａ）
との差圧にクランク室１７内における駆動軸１８のシー
ルリング６３と対応する部分の断面積Ｓを掛け合わせた
力Ｆ２＝（Ｐｃ−Ｐａ）・Ｓが前記圧縮反力と逆向きに
駆動軸１８に作用する。従来は、圧縮反力Ｆ１及び力Ｆ
２の作用方向が同じであったのに対して、本発明では後
者の力Ｆ２が圧縮反力Ｆ１と逆方向に作用する。従っ
て、駆動軸１８を駆動するための動力が低減される。

【００４１】また、クラッチレスタイプの場合は空調装
置の運転を停止した状態においても駆動軸１８にエンジ
ン５０の回転が伝達される。このとき、斜板３８の傾角
は最小に保持されるが、ピストン３４の圧縮動作が行わ
れ（圧縮機のオフ運転）、駆動軸１８に圧縮反力が作用
する。しかし、前記のように駆動軸１８にクランク圧Ｐ
ｃと大気圧Ｐａとの差圧に基づく力が圧縮反力を打ち消
す方向に作用するため、圧縮機１０のオフ運転時の動力
消費が低減される。

【００４２】クランク室１７と吸入室１９とが駆動軸１
８に形成された連通孔６０を介して連通され、連通孔６
０の出口６０ｂよりクランク室１７側にはシールリング
６３が設けられている。従って、クランク室１７と吸入
室１９とを連通する経路は、第１のスラストベアリング
３７の隙間、ラグプレート３６とリヤハウジング１４の
内壁面１４ａとの隙間、第２ラジアルベアリング２５の
隙間、収容凹部２３、連通孔６０及び第１ラジアルベア
リング２４の隙間を通る経路のみとなる。その結果、ク
ランク室１７の圧力Ｐｃと吸入室１９の圧力Ｐｓとの差
圧に基づいてクランク室１７から吸入室１９へ移動する
冷媒ガスの流れは、第１のスラストベアリング３７、第
２ラジアルベアリング２５及び第１ラジアルベアリング
２４を必ず通過し、各ベアリング３７，２５，２４が冷
媒ガス中の潤滑油によって確実に潤滑される。また、軸
封装置２６が収容された吸入室１９に絶えず冷媒ガスが
流入するため、軸封装置２６の潤滑も良好に行われる。

【００４３】駆動軸１８が回転すると、シールリング６
３に形成された螺旋溝６４の作用により、シールリング
６３と駆動軸１８との摺動面に存在する潤滑油がクラン
ク室１７側へと送り出される。その結果、吸入室１９に
潤滑油が過剰に供給されて、軸封装置２６からハウジン
グ１１外へ漏れ出す虞がない。

【００４４】この実施の形態は以下に示す効果を有す
る。 （１） 駆動軸１８の軸封装置２６を収容する吸入圧領
域（吸入室１９）とクランク室１７との間はシール機構
によりシールが確保される。従って、軸孔２２を介して
のクランク室１７からの冷媒ガスの漏洩が防止され、ク
ランク室１７の圧力を調整して傾角制御手段によりカム
プレートの傾角を変更する際の制御が精度良く円滑に行
われる。この効果は、冷媒としてフロンに代えてＣＯ₂
を使用した場合、クランク室内の圧力がフロン冷媒を使
用した場合に比較して大幅に増加するため顕著になる。

【００４５】（２） シール機構を構成するシールリン
グ６３に、駆動軸１８の回転に伴って潤滑油に吸入室１
９からクランク室１７側に向かう流れを生じさせる螺旋
溝６４が形成されている。従って、連通孔６０を介して
積極的に冷媒ガスをクランク室１７から吸入室１９に導
入しても、吸入室１９内に潤滑油が過剰に溜まって軸封
装置２６側からハウジング１１外に漏洩する虞がない。
また、クランク室１７側に戻される潤滑油により第２の
スラストベアリング４４の潤滑も良好に行われるととも
に、クランク室１７内に必要な量の潤滑油を確保でき
る。

【００４６】（３） クランク室１７内の冷媒ガスが駆
動軸１８に形成された連通孔６０を介して吸入圧領域へ
導入される際、冷媒ガスが第１のスラストベアリング３
７及び第２ラジアルベアリング２５を通過するため、両
ベアリング３７，２５の潤滑が良好に行われる。

【００４７】（４） 吸入室１９が軸封装置２６を収容
する吸入圧領域を構成するため、吸入圧領域を別に配設
する必要がなく、構造が簡単になる。また、軸封装置２
６の雰囲気温度が従来の構成に比べて低くなり、耐久性
が向上する。

【００４８】（５） 吸入室１９及び吐出室２０はクラ
ンク室１７に対して駆動軸１８の突出側に設けられ、軸
封装置２６は吸入室１９内に配置されている。従って、
吸入室より圧力の高いクランク室と外気との差圧に耐え
るシール力を必要とする従来の圧縮機に比較して、軸封
装置２６の寿命を伸ばすことができるとともに軸シール
の信頼性が向上する。このことは、冷媒としてＣＯ₂ を
使用した場合のようにクランク室１７内の圧力がフロン
冷媒に比較して大幅に高くなる場合に特に有効となる。

【００４９】（６） 駆動軸１８に対してクランク室１
７の圧力と外気（大気）との差圧に比例した力が、駆動
軸１８に作用する圧縮反力と逆方向に作用する。従っ
て、前記両者の作用方向が同じである従来の圧縮機に比
較して駆動軸１８を駆動するための動力を大幅に低減で
きる。また、スラストベアリング３７の耐久性が向上す
る。これらの効果は、冷媒としてフロンに代えてＣＯ₂
を使用した場合に顕著になる。

【００５０】（７） 駆動軸１８に形成された連通孔６
０が抽気通路の役割を果たし、連通孔６０の途中に絞り
部６１が形成されている。冷媒としてクランク室１７内
が高圧になるＣＯ₂ を使用する際には、抽気通路の径の
僅かな違いで吸入室１９への抽気量が大きく変化し、容
量制御を正確に行うのが難しくなる。抽気通路としての
連通孔６０を一定径で形成する場合は加工がし難いが、
途中に絞り部６１を設けることにより、加工が簡単にな
る。

【００５１】（８） 駆動軸１８の第１端部側を支持す
るラジアルベアリング（第１ラジアルベアリング２４）
が軸封装置２６とシール機構の間に配設されているた
め、軸封装置２６と同様にラジアルベアリングの潤滑が
良好に行われる。

【００５２】実施の形態は前記に限定されるものではな
く、例えば次のように構成してもよい。 ○ シール機構に設ける螺旋溝６４をシールリング６３
側に形成する代わりに駆動軸１８側に形成してもよい。
この場合もシールリング６３側に形成したものと同様な
効果を奏する。

【００５３】○ 抽気通路を兼ねた連通孔６０を駆動軸
１８に形成せず、抽気通路（図示せず）をシリンダブロ
ック１３に形成する。そして、クランク室１７と吸入室
１９間のシールを行うシール機構を構成するシールリン
グ６３及び駆動軸１８の摺接面の一方に、駆動軸１８の
回転に伴って、潤滑油を吸入室１９側へ送る作用をなす
螺旋溝を形成する。例えば、図３に示すように駆動軸１
８側に螺旋溝６５を形成する。この場合、シール機構を
介して潤滑油がクランク室１７側から吸入室１９側へ送
られる。従って、駆動軸１８の第１端部側を支持する第
１ラジアルベアリング２４が軸封装置２６より第２端部
側に配置された構成において、駆動軸１８に連通孔６０
を形成することなく第１ラジアルベアリング２４の潤滑
も円滑に行われる。

【００５４】○ 軸封装置２６は必ずしも吸入室１９内
に配設する必要はなく、図４に示すように、軸封装置２
６が収容される吸入圧領域としての室６６を環状の吸入
室１９の内側に環状の区画壁６７により区画形成し、吸
入室１９と室６６とを孔６７ａで連通した構成としても
よい。そして、他の構成を駆動軸１８に連通孔６０を設
けた前記実施の形態と同様にすれば、前記実施の形態の
（１）、（３）、（５）〜（８）の効果を有する。

【００５５】○ 軸封装置２６を収容する吸入圧領域を
吸入室１９と独立させた構成の場合は、吸入室１９を吐
出室２０の外側に配置して吸入圧領域と吸入室１９を連
通する通路を設けてもよい。

【００５６】○ 図５に示すように、吸入室１９及び吐
出室２０をリヤハウジング１４に、即ち駆動軸１８の突
出側と反対側に設ける構成の圧縮機１０に適用してもよ
い。この圧縮機１０では、収容凹部２３の周壁と駆動軸
１８との間にシールリング６８が介装され、駆動軸１８
の連通孔６０の入口６０ａと対向する空間がクランク室
１７に対して密閉されている。クランク室１７と吸入室
１９とは図示しない抽気通路で連通されている。空間は
シリンダブロック１３及び弁・ポート形成体１６に形成
された通路６９を介して吸入室１９に連通されている。
駆動軸１８の第１端部は電磁クラッチ７０を構成する支
持リング７０ａに支持されている。シールリング６３を
含むシール機構に設けられる螺旋溝（図示せず）の向き
は、設計思想によって潤滑油をクランク室１７側から軸
封装置２６が収容された吸入圧領域側へ送る向きと、吸
入圧領域側からクランク室１７側へ送る向きとのいずれ
か一方が選択される。即ち、連通孔６０を介しての潤滑
油の供給が多くなされる構造の場合は、シール機構では
潤滑油をクランク室１７側へ送る構成となり、潤滑油の
供給が少ない構造の場合は、潤滑油を吸入圧領域側へ送
る構成となる。この場合、軸封装置２６の潤滑が良好に
行われるとともに、クランク室１７の圧力調整が精度良
く円滑に行われる。また、シール機構の螺旋溝の向きに
対応して、前記と同様な効果が得られる。

【００５７】○ 抽気通路を兼ねる連通孔６０の絞り部
６１をなくして、連通孔６０を一定径に形成してもよ
い。しかし、絞り部６１を嵌合固定して設ける方が加工
が簡単になる。

【００５８】○ カムプレート（斜板３８）が駆動軸１
８と一体回転する構成に代えて、カムプレートが駆動軸
に対して相対回転可能に支承されて揺動するワッブルタ
イプの圧縮機に適用してもよい。

【００５９】○ 給気通路の開度を調整する制御弁５６
は電磁制御弁に限らず、例えば、特開平６−１２３２８
１号公報に開示された制御弁のように、吸入圧力を検知
して変位するダイアフラムと、ダイアフラムの変位によ
り給気通路の開度を制御する弁機構を備えた、所謂内部
制御弁であってもよい。しかし、クラッチレスタイプの
圧縮機においては、外部から制御可能な電磁弁が好まし
い。

【００６０】○ 駆動源はエンジン５０に限らず、モー
タとしてもよい。この場合、電気自動車に装備できる。
前記各実施の形態から把握される請求項記載以外の技術
的思想について、以下に記載する。

【００６１】（１） 請求項４に記載の発明において、
前記連通孔は前記クランク室の圧力を吸入室へ放出する
抽気通路を兼用し、その途中に絞り部が形成されてい
る。 （２） 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発
明において、前記駆動軸の第１端部側を支持するラジア
ルベアリングが前記軸封装置と前記シール機構の間に配
設されている。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜請求項
４に記載の発明によれば、駆動軸のハウジングからの突
出端側に設けられた軸封装置及びその近傍に設けられた
ベアリングの潤滑を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施の形態の圧縮機の断面図。

【図２】 シール機構付近の部分拡大断面図。

【図３】 別の実施の形態の部分断面図。

【図４】 別の実施の形態の部分断面図。

【図５】 別の実施の形態の部分断面図。

【図６】 従来技術の可変容量圧縮機の断面図。

【符号の説明】

１０…圧縮機、１１…ハウジング、１７…クランク室、
１８…駆動軸、１９…吸入圧領域としての吸入室、２０
…吐出室、２５…第２ラジアルベアリング、２６…軸封
装置、３３…シリンダボア、３４…ピストン、３８…カ
ムプレートとしての斜板、３９…傾角制御手段を構成す
るヒンジ機構、５６…同じく制御弁、６０…連通孔、６
０ａ…入口、６０ｂ…出口、６３，６８…シールリン
グ、６４，６５…螺旋溝、６６…吸入圧領域としての
室。

フロントページの続き (72)発明者 小出 達也 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 (72)発明者 八木 聖史 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 (72)発明者 藤井 俊郎 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 Ｆターム(参考） 3H076 AA06 BB17 CC12 CC17 CC36 CC68 CC72

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入室及び吐出室を備えたハウジング
   と、 前記ハウジングに区画形成されたクランク室と、 第１端部が前記ハウジングから突出するように前記ハウ
   ジングに回転可能に支持された駆動軸と、 前記駆動軸及びハウジング間に介在されて前記ハウジン
   グ内と大気側とのシール作用をなす軸封装置と、 前記ハウジングに形成されたシリンダボア内に往復動可
   能に収容された片頭型のピストンと、 前記クランク室内に収容され、前記駆動軸の回転運動を
   前記ピストンの往復運動に変換するため前記ピストンと
   作動連結されたカムプレートと、 前記クランク室内の圧力を制御することにより前記カム
   プレートの傾角を制御して前記ピストンの往復動に伴う
   前記シリンダボアから前記吐出室への吐出容量を変化さ
   せる傾角制御手段とを備えた可変容量圧縮機であって、 前記軸封装置を吸入圧領域に設けるとともに、該吸入圧
   領域と前記クランク室との間のシール作用をなすシール
   機構を設け、該シール機構を構成するシールリング及び
   前記駆動軸の摺接面の一方に、駆動軸の回転に伴って潤
   滑油の流れを生じさせる螺旋溝を形成し、前記シール機
   構を介しての潤滑油の流れを制御するようにした可変容
   量圧縮機。
2. 【請求項２】 前記吸入圧領域は吸入室である請求項１
   に記載の可変容量圧縮機。
3. 【請求項３】 前記吸入室及び吐出室は前記クランク室
   に対して前記駆動軸の突出側に設けられ、前記螺旋溝は
   前記駆動軸の回転に伴って潤滑油を前記吸入圧領域側へ
   送る作用をなすように形成されている請求項１又は請求
   項２に記載の可変容量圧縮機。
4. 【請求項４】 前記吸入室及び吐出室は前記クランク室
   に対して前記駆動軸の突出側に設けられ、前記駆動軸に
   は前記吸入圧領域と前記クランク室とを連通する経路の
   一部を構成する連通孔が、入口が前記駆動軸の第２端部
   側を支持するラジアルベアリングより第２端部側に、出
   口が前記シールリングより前記吸入圧領域側に位置する
   ように形成され、前記螺旋溝は前記駆動軸の回転に伴っ
   て潤滑油を前記クランク室側へ戻す作用をなすように形
   成されている請求項１又は請求項２に記載の可変容量圧
   縮機。