JP2005016373A - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク室へオイルを勢いよく噴出することで摺動部の潤滑を確保する可変容量型圧縮機を提供する。
【解決手段】クランク室６を貫通してハウジングに回転自在に支持された駆動軸７と、クランク室６に配されて駆動軸７の回転に同期して回転する斜板２１と、斜板２１の回転に伴いシリンダボア内を往復摺動するピストン１７と、ピストン１７の往復摺動によりシリンダボアに選択的に連通する吸入室２５および吐出室２６とを有し、斜板２１の傾斜角を変更することで吐出容量を制御する可変容量圧縮機において、吐出室２６を含む吐出領域とクランク室６とを連通する連通路（オイル供給通路４０等）を設け、この連通路のクランク室６に臨む開口端部に絞り部４１を設ける。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクルなどに用いられる可変容量型圧縮機に関し、特に圧縮された作動流体中に混在するオイルをクランク室に戻す構成を備えた可変容量型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変容量型斜板式圧縮機においては、オイル分離器を吐出領域に設けることで吐出ガスに混在しているオイルを分離回収し、この回収されたオイルをクランク室に供給してクランク室内のオイル不足を回避する構成が考えられている。
【０００３】
このようなものとして、吐出室に連通するオイル分離室とクランク室とをオイル導入路で連通し、このオイル導入路の途中にオリフィスによる減圧手段を設けると共に、オイル導入路の出口をクランク室の下部に開口させたものや（特許文献１）、リアハウジングに吐出領域とクランク室とを連通する給気通路を設け、吐出領域にオイルセパレータを配設し、給気通路の途中に容量制御弁によって構成された絞り部を設けたもの（特許文献２）などが公知となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２７１７７号公報（０００８欄、図１，２）
【特許文献２】
特開平１０−２８１０６０号公報（００１０欄、００１５欄、００１７欄）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の構成によれば、吐出領域とクランク室とを連通する通路の途中に絞りが設けられているので、絞りから流出されたオイルは、絞りを通過した直後は流速が速くなるが、クランク室に至るまでには流速が低下してしまい、クランク室へゆっくりと流れ込む。このため、クランク室に対してオイルが噴出するような強い流れは形成されず、連通路の出口が摺動部の近傍に配される場合でも、摺動部にオイルを吹き付けることができず、摺動部の潤滑効果が不十分なものであった。
【０００６】
特に、絞り部の出口が特許文献２に示されるように、クランク室の低部から離れた箇所に設けられる場合には、分離された全てのオイルがコンプレッサのオフ時にクランク室に流れ込むと、絞り部はオイルに浸からなくなるので、コンプレッサの起動時に吐出室に吐出された吐出ガスが絞り部を介してクランク室へ流入し易くなり、クランク室の圧力が低下しにくくなって斜板の傾角変化が生じにくくなり、吐出容量が増加しにくくなる不都合がある。
【０００７】
この点、特許文献１に示される構成によれば、オイル導入路がクランク室の下部に開口され、オイルの液面よりも下方に位置しているので、連通路に形成された絞りは常時オイルに浸かっている状態にあり、圧縮機の起動時に吐出ガスがクランク室に流入する現象をなくすことが可能となる。しかしながら、このような構成においても、絞り部（オリフィス）が連通路の途中に設けられているので、オイルをクランク室に勢いよく噴出させることができず、クランク室内のオイルを攪拌させて積極的にオイルを摺動部に拡散させる効果を期待できないものであった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、クランク室へオイルを勢いよく噴出することで摺動部の潤滑を確保することを主たる課題としている。また、吐出室とクランク室とを連通する連通路を介して起動時に吐出ガスがクランク室に流入することを防止して起動性を向上させることをも課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明に係る可変容量型圧縮機は、クランク室を貫通してハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、前記クランク室に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、前記斜板の回転に伴いシリンダボア内を往復摺動するピストンと、前記ピストンの往復摺動により前記シリンダボアに選択的に連通する吸入室および吐出室とを有し、前記斜板の傾斜角を変更することで吐出容量を制御するようにしている構成において、前記吐出室を含む吐出領域と前記クランク室とを連通する連通路を設けると共に、前記連通路の前記クランク室に臨む開口端部に絞り部を設けたことを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
したがって、吐出領域で分離されたオイルは、連通路を介してクランク室へ供給されることになるが、連通路の開口端部には絞り部が設けられているので、この絞り部によって流速が速められ、クランク室へ勢いよく噴出されることとなる。
【００１１】
ここで、吐出室には、作動流体のオイル分離を促進するために、吐出領域に、この領域に吐出された作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離器が設けることが好ましい（請求項２）。
【００１２】
また、連通路の開口端部に設けられる絞り部はクランク室の最下部に設けるようにしても（請求項３）、また、斜板に対峙して設けるようにしてもよい（請求項４）。
【００１３】
特に、前者の構成によれば、クランク室に溜まっているオイルに絞り部が浸されることになるので、圧縮機の起動時に連通路を介して吐出ガスがクランク室に流入する不都合がなくなり、クランク室圧の低下を阻害する不都合がなくなる。また、クランク室に溜められたオイルを絞り部から噴出するオイルによって積極的に攪拌することが可能となり、クランク室の下部に溜められたオイルをクランク室に拡散させて摺動部に供給することが可能となる。また、後者の構成によれば、絞り部から噴出したオイルを斜板に直接吹き付けることが可能となり、摺動部の良好な潤滑を確保することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。図１において、圧縮機の一例として冷凍サイクルに用いられる可変容量型圧縮機が示されている。この圧縮機は、シリンダブロック１と、このシリンダブロック１のリア側（図中、右側）にバルブプレート２を介して組み付けられたリアヘッド３と、シリンダブロック１のフロント側（図中、左側）を閉塞するように組み付けられたフロントヘッド４とを有して構成されている。これらフロントヘッド４、シリンダブロック１、バルブプレート２、及び、リアヘッド３は、図示しない締結ボルトにより軸方向に締結されており、圧縮機全体のハウジングを構成している。
【００１５】
フロントヘッド４とシリンダブロック１とによって画設されるクランク室６には、一端がフロントヘッド４から突出する駆動軸７が収容されている。この駆動軸７のフロントヘッド４から突出した部分には、軸方向に取り付けられた中継部材８を介してクラッチ板９が固定されている。フロントヘッド４のボス部４ａには回転自在に外嵌された駆動プーリ１０がクラッチ板９に対峙して設けられ、クラッチ板９は、駆動プーリ１０に埋設された励磁コイル１１への通電により駆動プーリ１０に吸着され、駆動プーリ１０に与えられる回転動力を駆動軸７に伝達するようにしている。
【００１６】
また、この駆動軸７の一端側は、フロントヘッド４との間に設けられたシール部材１２を介してフロントヘッド４との間が気密よく封じられると共にラジアル軸受１３にて回転自在に支持されており、駆動軸７の他端側は、シリンダブロック１に収容されたラジアル軸受１４にて回転自在に支持されている。
【００１７】
シリンダブロック１には、前記ラジアル軸受１４が収容される支持孔１５と、この支持孔１５を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア１６とが形成されており、それぞれのシリンダボア１６には、片頭ピストン１７が往復摺動可能に挿入されている。この片頭ピストン１７は、シリンダボア１６内に挿入される頭部１７ａと、クランク室６に突出する係合部１７ｂとを軸方向に接合して中空に形成されている。
【００１８】
前記駆動軸７には、クランク室６内において、該駆動軸７と一体に回転するスラストフランジ１８が固定されている。このスラストフランジ１８は、駆動軸７に対して略垂直に形成されたフロントヘッド４の内壁面に対してスラスト軸受１９を介して回転自在に支持されている。そして、このスラストフランジ１８には、リンク部材２０を介して斜板２１が連結されている。
【００１９】
斜板２１は、駆動軸７上に設けられたヒンジボール２２を中心に傾動可能に取り付けられているもので、スラストフランジ１８の回転に同期して一体に回転するようになっている。そして、斜板２１は、その周縁部分が前後に設けられた一対のシュー２３を介して片頭ピストン１７の係合部１７ｂに係留されている。
【００２０】
したがって、駆動軸７が回転すると、これに伴って斜板２１が回転し、この斜板２１の回転運動がシュー２３を介して片頭ピストン１７の往復直線動に変換され、シリンダボア１６の片頭ピストン１７とバルブプレート２との間に画成される圧縮室２４の容積が変更されるようになっている。
【００２１】
リアヘッド３には、吸入室２５とこの吸入室２５の周囲に連続的に形成された吐出室２６とが画成され、バルブプレート２には、吸入室２５と圧縮室２４とを図示しない吸入弁を介して連通する吸入孔２７と、吐出室２６と圧縮室２４とを図示しない吐出弁を介して連通する吐出孔２８とが形成されている。また、リアヘッド３には、吐出室２６とクランク室６との連通状態を制御し、クランク室圧を制御する図示しない容量制御弁が装着されており、この容量制御弁によってクランク室圧を制御することで斜板２１の傾動角度が調節され、ピストンストロークが変化するようになっている。
【００２２】
さらに、リアヘッド３には、吐出室２６に吐出した吐出ガスに混在しているオイルを分離するための遠心分離式のオイル分離器３０が設けられている。このオイル分離器３０は、吐出室２６に対して導入孔３１を介して連通するオイル分離室３２を備えているもので、このオイル分離室３２を上下方向に延びる空間によって形成し、その内部に上方から下方に向けて導入筒３３を延設して構成されており、吐出室２６から導入孔３１を介してオイル分離室３２に導入された吐出ガスを導入筒３３の周りを旋回させながら下方へ導き、その過程において混在しているオイルを分離するようにしている。そして、オイルが分離された作動流体は、導入筒３３を介してオイル分離器３０の上端に形成された吐出ポート３５から送出し、分離されたオイルは、オイル分離室３２の底部に形成されたオイル流出孔３６からオイル流出通路３７を介してオイル分離室３２の下方に配されたオイル溜り３８に貯められるようになっている。
【００２３】
また、リアヘッド３、バルブプレート２、及びシリンダブロック１には、オイル溜り３８の下部からクランク室６にかけてオイル供給通路４０が穿設されている。このオイル供給通路４０は、オイル溜り３８よりも下方に位置するクランク室６の最下部に開口し、このオイル供給通路４０の出口部、即ち、オイル供給通路４０のクランク室６に臨む開口端部には、通路面積を小さくした絞り部４１が設けられている。この絞り部４１は、同図の破線円にも示されるように、オリフィス４２が形成された別体の絞り部材４３をオイル供給通路４０の開口端部に取り付けて構成されているもので、このオリフィス径は、圧縮機の仕様などを考慮して予め設定されている。
【００２４】
したがって、上述の構成においては、吐出室２６とこれに導入孔３１を介して接続されたオイル分離室３２によって吐出領域が形成され、この吐出領域とクランク室６との間がオイル流出通路３７、オイル溜り３８、オイル供給通路４０によってクランク室にオイルを供給する連通路が構成され、オイル分離器３０は、吐出領域に設けられている。
【００２５】
以上の構成を、図２に示される構成、即ち、オイル溜り３８からクランク室６へオイルを供給するオイル供給通路４０の入口部（オイル溜り３８の出口部）に絞り部４１を設けた構成と比較すると、図２に示される構成においては、絞り部４１がオイル供給通路４０のクランク室６に開口した部分よりも上方にあり、且つ、クランク室６内のオイルの液面よりも上方に位置しているので、圧縮機が停止した後に、オイル溜り３８のオイルが全てクランク室６へ流れ込んだ場合には、絞り部４１がオイルに浸からなくなるので、圧縮機の起動時には、吐出室２６に吐出した吐出ガスが絞り部４１を介してクランク室６へ供給されてしまい、クランク室圧の低下が阻害されて斜板の揺動角が大きくならず、吐出容量が増加しにくくなる不都合が生じる。
【００２６】
しかしながら、図１に示される構成においては、圧縮機が停止した後に、オイル溜り３８のオイルが全てクランク室６に流れ込んだ場合でも、絞り部４１は、クランク室６の最下端部に位置するオイル供給通路４０の開口端部に設けられてクランク室６に溜められたオイルの液面よりも下方に位置しているので、オイルに常時浸かった状態にある。このため、オイル供給通路４０の絞り部４１がクランク室６内のオイルで塞がれた状態となるので、圧縮機の起動時に吐出ガスが連通路の絞り部４１を介してクランク室６へ導かれることがなくなり、クランク室圧の低下が阻害される不都合がなくなり、圧縮機の良好な起動性を確保することが可能となる。
【００２７】
また、オイル供給通路４０の開口端部に絞り部４１が設けられているので、この絞り部４１によってクランク室６へ供給されるオイルの流速が速められ、クランク室６に勢いよく噴出されることとなる。このため、クランク室内のオイルが絞り部４１からの噴流によって攪拌されることとなり、クランク室内に溜まっていたオイルをクランク室の上方に拡散させて摺動部に供給することが可能となる。即ち、絞り部４１からの噴流によってクランク室の下部に溜まっていたオイルを吹き上がらせて摺動部に付着させ、摺動部の良好な潤滑を確保することが可能となる。
【００２８】
図３において、オイルをクランク室６に帰還させるオイル供給通路４０の他の構成例が示されている。この例においては、シリンダブロック１に他のオイル溜り５０を設け、オイル溜り３８からクランク室６に掛けて形成されるオイル供給通路４０をオイル溜り３８と他のオイル溜り５０とを接続する供給通路４０ａと、他のオイル溜り５０とクランク室６とを接続する供給通路４０ｂとによって構成し、この供給通路４０ｂのクランク室６の開口端部に絞り部４１を設けると共に、この絞り部４１を斜板２１に対峙させている。尚、絞り部４１の構成やその他の構成については、前記構成例と同様であるので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。
【００２９】
以上の構成を、図４に示される構成、即ち、オイル溜り３８からクランク室６へオイルを供給するオイル供給通路４０の入口部（オイル溜り３８の出口部）に絞り部４１を設けた構成と比較すると、図４に示される構成においては、オイル溜りから流出したオイルはオイル供給通路４０を介して他のオイル溜り５０に一旦溜められるが、絞り部４１で流速が高められたオイルは、他のオイル溜り５０に入ると流速が低下し、その後、供給通路４０ｂを介してクランク室６へゆっくり供給される。このため、供給通路４０ｂからクランク室６に供給されるオイルは、図４の破線円に示されるように、シリンダブロック１の壁伝いに流れ込み、勢いよく噴出されることはないので、斜板２１へ噴き付けられることはない。
【００３０】
これに対して、図３に示される構成によれば、絞り部４１がクランク室６に開口端部に設けられているので、他のオイル溜り５０に流入されたオイルは、一旦流速は低下するが、クランク室６に供給される際には、絞り部４１によって流速が速められ、勢いよく噴出されることとなる。このため、供給通路４０を介してクランク室６に供給されるオイルは、斜板２１に直接噴き付けられることとなるので、斜板２１に潤沢なオイルが供給されて円滑な摺動が確保されることとなる。
【００３１】
尚、上述の構成においては、絞り部を別部材からなる絞り部材によって構成したが、ハウジング（シリンダブロック）に一体に形成された絞りによって構成するようにしてもよい。また、絞り部４１は、絞り部材４３のオリフィス４２によって構成したが、クランク室圧を制御する容量制御弁で代用するようにしてもよい。さらに、絞り部とは別に、絞り部の上流の連通路上に容量制御弁を設けても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、吐出領域とクランク室とを連通する連通路に、クランク室に臨む開口端部に絞り部を設けるようにしたので、クランク室へオイルを勢いよく噴出させることが可能となり、摺動部の良好な潤滑を確保することが可能となる。特に、吐出領域にオイル分離器を設ける場合には、圧縮機から流出するオイルを低減しつつクランク室へのオイル供給量を増大させることが可能となる。
【００３３】
また、連通路の開口端部に設けられる絞りをクランク室の最下部に設ける構成によれば、圧縮室の起動時に吐出領域とクランク室とを連通する連通路を介して吐出ガスがクランク室へ流入することを阻止することが可能となり、起動時においてクランク室圧の低下が阻害される不都合がなくなり、圧縮機の機動性を向上させることが可能となる。加えて、連通路の出口側の開口端部に絞り部が設けられているので、クランク室内に溜められたオイルを積極的に攪拌させることで、クランク室内にオイルを積極的に拡散させて摺動部に付着させることが可能となり、摺動部の良好な潤滑を確保することが可能となる。
【００３４】
また、連通路の開口端部に設けられる絞り部を斜板に対峙して設ける構成によれば、噴出したオイルを斜板に直接噴きつけることが可能となり、斜板の摺動部分の良好な潤滑を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る可変容量型圧縮機の実施形態を示す断面図で、オイル供給通路の出口部をクランク室の下部に臨ませると共に該出口部に絞り部を設けた構成例を示す図である。
【図２】図２は、図１に係る構成において、オイル供給通路の入口部に絞り部を設けた例を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る可変容量型圧縮機の他の実施形態を示す断面図で、オイル供給通路の出口部に絞り部を設けた例を示す図である。
【図４】図４は、図３に係る構成において、オイル供給通路の入口部に絞り部を設けた例を示す図である。
【符号の説明】
１ シリンダブロック
２ バルブプレート
３ リアヘッド
４ フロントヘッド
６ クランク室
７ 駆動軸
１６ シリンダボア
１７ ピストン
２１ 斜板
２５ 吸入室
２６ 吐出室
３０ オイル分離器
３２ オイル分離室
３７ オイル流出通路
３８ オイル溜り
４０ オイル供給通路
４０ａ，４０ｂ 供給通路
４１ 絞り部
５０ オイル溜り

Claims (4)

1. クランク室を貫通してハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、前記クランク室に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、前記斜板の回転に伴いシリンダボア内を往復摺動するピストンと、前記ピストンの往復摺動により前記シリンダボアに選択的に連通する吸入室および吐出室とを有し、前記斜板の傾斜角を変更することで吐出容量を制御するようにしている可変容量型圧縮機において、
   前記吐出室を含む吐出領域と前記クランク室とを連通する連通路を設けると共に、前記連通路の前記クランク室に臨む開口端部に絞り部を設けたことを特徴とする可変容量型圧縮機。
2. 前記吐出領域には、この領域に吐出された作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離器が設けられていることを特徴とする請求項１記載の可変容量型圧縮機。
3. 前記絞り部は前記クランク室の最下部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の可変容量型圧縮機。
4. 前記絞り部は前記斜板に対峙して設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の可変容量型圧縮機。

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