JP2005188508A

JP2005188508A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2005188508A
Application number: JP2004350478A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukumuro; 貴士福室; Hidenori Hosoi; 秀紀細井
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】動力伝達機能を有するシャフトと、シャフトにより駆動される圧縮機構と、シャフトと圧縮機構とを収容するハウジングと、シャフトのハウジング貫通部をシールする軸封装置と、圧縮機構の吐出ガスから潤滑油を除去する潤滑油除去装置とを備え、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油をハウジング内に戻すように構成された圧縮機であって、十分な量の潤滑油が軸封装置に供給される圧縮機を提供する。
【解決手段】動力伝達機能を有するシャフトと、シャフトにより駆動される圧縮機構と、シャフトと圧縮機構とを収容するハウジングと、シャフトのハウジング貫通部をシールする軸封装置と、圧縮機構の吐出ガスから潤滑油を除去する潤滑油除去装置と、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油を軸封装置まで直接導く潤滑油導通路とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達機能を有するシャフトと、シャフトにより駆動される圧縮機構と、シャフトと圧縮機構とを収容するハウジングと、シャフトのハウジング貫通部をシールする軸封装置と、圧縮機構の吐出ガスから潤滑油を除去する潤滑油除去装置とを備え、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油をハウジング内に戻すように構成された圧縮機に関するものである。

動力伝達機能を有するシャフトと、シャフトにより駆動される圧縮機構と、シャフトと圧縮機構とを収容するハウジングと、シャフトのハウジング貫通部をシールする軸封装置と、圧縮機構の吐出ガスから潤滑油を除去する潤滑油除去装置とを備え、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油をハウジング内に戻すように構成された圧縮機であって、吐出ガスから除去した潤滑油を圧縮機構近傍まで導く潤滑油導通路を備える圧縮機が特許文献１に開示されている。
特許文献１の圧縮機においては、圧縮機構近傍まで潤滑油が戻されることにより、圧縮機構が適正に潤滑される。
特開２００２−５０２２

特許文献１の圧縮機には、潤滑油は圧縮機構近傍まで導かれるのみであり、圧縮機構から軸封装置までは、圧縮機構や回転軸やハウジング内壁を伝わって流れて行かざるを得ないので、軸封装置に供給される潤滑油が不足するという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、動力伝達機能を有するシャフトと、シャフトにより駆動される圧縮機構と、シャフトと圧縮機構とを収容するハウジングと、シャフトのハウジング貫通部をシールする軸封装置と、圧縮機構の吐出ガスから潤滑油を除去する潤滑油除去装置とを備え、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油をハウジング内に戻すように構成された圧縮機であって、十分な量の潤滑油が軸封装置に供給される圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、動力伝達機能を有するシャフトと、シャフトにより駆動される圧縮機構と、シャフトと圧縮機構とを収容するハウジングと、シャフトのハウジング貫通部をシールする軸封装置と、圧縮機構の吐出ガスから潤滑油を除去する潤滑油除去装置と、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油を軸封装置まで直接導く潤滑油導通路とを備えることを特徴とする圧縮機を提供する。
本発明に係る圧縮機においては、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油は、潤滑油導通路を介して軸封装置に直接導かれるので、軸封装置には十分な潤滑油が供給される。

本発明の好ましい態様においては、圧縮機は、シャフトや圧縮機構を支持するベアリングと、潤滑油導通路から分岐しベアリングに潤滑油を直接導く分岐導通路とを備える。
特許文献１の圧縮機では、潤滑油は、圧縮機構や回転軸やハウジング内壁を伝わって、シャフトや圧縮機構を支持するベアリングまで流れて行かざるを得ないので、ベアリングに供給される潤滑油が不足するという問題があるが、本発明の好ましい態様においては、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油が、分岐導通路を介してベアリングに直接導かれるので、当該ベアリングに十分な潤滑油が供給される。

本発明の好ましい態様においては、潤滑油導通路は圧縮機の構成部材に形成された潤滑油導通孔と、ハウジング内のオープンスペースに配設された潤滑油導通管とを有する。
ハウジング内のオープンスペースには潤滑油導通管を通すことにより、潤滑油導通路の工作が容易になる。

本発明の好ましい態様においては、圧縮機はクラッチを介することなく駆動源に接続している。
本発明の好ましい態様においては、圧縮機はクラッチを介して駆動源に接続している。
圧縮機がクラッチを介することなく駆動源に接続している場合は、駆動源の作動中は圧縮機が常時運転されるので、軸封装置やベアリングに十分な潤滑油を供給して摩擦抵抗低を減少させると、圧縮機の運転動力が大幅に低減する。
圧縮機がクラッチを介して駆動源に接続している場合でも、軸封装置やベアリングの摩擦抵抗を減少させるのは、圧縮機の運転動力低減に有効である。

本発明の好ましい態様においては、被圧縮流体は二酸化炭素である。
二酸化炭素用圧縮機の場合、圧縮反力が大きく、圧縮機の運転に要する動力が大きくなるので、軸封装置やベアリングに十分な潤滑油を供給して摩擦抵抗低を減少させ、圧縮機の運転動力の低減を図るのが望ましい。

本発明の好ましい態様においては、シャフトは回転軸であり、圧縮機構は、傾角可変に回転軸に係合して回転軸により回転駆動される斜板と、斜板に作動係合するピストンと、ピストンを摺動可能に収容するシリンダボアとを備え、ハウジング内に回転軸と斜板とを収容するクランク室が形成され、クランク室への圧縮機吐出ガスの供給量を制御してクランク室内圧を調整する圧力調整弁を備え、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油は圧縮機吐出ガスの一部と共に圧力調整弁を介して軸封装置へ導かれる。
圧縮機が圧力調整弁を備える場合には、圧力調整弁からクランク室へ延びるガス通路を利用して、圧縮機吐出ガスから分離した潤滑油を軸封装置やベアリングへ導くのが望ましい。前記ガス通路とは別個に潤滑油通路を形成する場合に比べて部品点数が減少する。

本発明に係る圧縮機においては、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油は、潤滑油導通路を介して直接軸封装置に導かれるので、軸封装置には十分な潤滑油が供給される。

本発明の実施例に係る圧縮機を説明する。

図１に示すように、可変容量型斜板式圧縮機Ａは、回転軸１０と、回転軸１０に固定されたローター１１と、傾角可変に回転軸１０に支持された斜板１２とを備えている。斜板１２は、斜板１２の傾角変動を許容するリンク機構１３を介してローター１１に連結され、ローター１１ひいては回転軸１０に同期して回転する。
斜板１２の周縁部に摺接する一対のシュー１４を介してピストン１５が斜板１２に係留されている。ピストン１５は、シリンダブロック１６に形成されたシリンダボア１６ａに挿入されている。複数対のシュー１４と複数のピストン１５とシリンダボア１６ａとが、周方向に互いに間隔を隔てて配設されている。
ローター１１、リンク機構１３、斜板１２、シュー１４、ピストン１５は、回転軸１０により駆動される圧縮機構を形成している。

回転軸１０、ローター１１、斜板１２を収容するクランク室１７を形成する有底円筒状のフロントハウジング１８が配設されている。回転軸１０は、フロントハウジング１８を貫通して外部へ延びている。回転軸１０のフロントハウジング貫通部を密封する軸封装置１９が配設されている。
フロントハウジング１８に取り付けられた電磁クラッチ２０を介して、図示しない外部駆動源から回転軸１０の先端部に回転動力が伝達される。

吸入室２１と吐出室２２とを形成するシリンダヘッド２３が配設されている。
シリンダブロック１６とシリンダヘッド２３との間に、ボア１６ａに連通する吸入穴２４ａと吐出穴２４ｂとが形成された弁板２４が配設されている。弁板２４は吸入穴２４ａを開閉する吸入弁と、吐出穴２４ｂを開閉する吐出弁とを装備している。
吸入室２１はシリンダヘッド２３の囲壁に形成された吸入ポート２５に連通すると共に、吸入穴２４ａと吸入弁とを介してシリンダボア１６ａに連通している。

吐出室２２は吐出弁と吐出穴２４ｂとを介してシリンダボア１６ａに連通すると共に、シリンダヘッド２３に取りつけられたサイクロン式の潤滑油分離装置２６を介して吐出ポート２７に連通している。
潤滑油分離装置２６から延びるガス導通路兼潤滑油導通路２８が、圧力調整弁２９へ延びている。ガス導通路兼潤滑油導通路２８の一部は、潤滑油分離装置２６の囲壁とシリンダヘッド２３の囲壁に形成されたガス導通孔兼潤滑油導通孔２８ａとして形成され、他の一部は吐出室２２内で延在するガス導通管兼潤滑油導通管２８ｂとして形成されている。
圧力調整弁２９は、電磁ソレノイドと電磁ソレノイドにより駆動される弁体とを備えている。ガス導通路兼潤滑油導通路３０が、圧力調整弁２９から軸封装置１９まで延びている。ガス導通路兼潤滑油導通路３０の一部は、シリンダヘッド２３の囲壁と弁板２４とシリンダブロック１６とに形成されたガス導通孔兼潤滑油導通孔３０ａ及びフロントハウジング１８に形成されたガス導通孔兼潤滑油導通孔３０ｂとして形成され、他の一部はクランク１７内で延在するガス導通管兼潤滑油導通管３０ｃとして形成されている。
クランク室１７と吸入室２１とを連通させるオリフィス３１が、シリンダブロック１６に形成されている。

フロントハウジング１８、シリンダブロック１６、弁板２４、シリンダヘッド２３は、図示しない通しボルトにより一体に組み付けられている。
回転軸１０はラジアルベアリング３２、３３を介してフロントハウジング１８、シリンダブロック１６により回転可能に支持されている。
ローター１１はスラストベアリング３４を介してフロントハウジング１８により回転可能に支持されている。

可変容量型斜板式圧縮機Ａにおいては、図示しない外部駆動源の回転動力が電磁クラッチ２０を介して回転軸１０に伝達され、回転軸１０の回転がローター１１、リンク機構１３を介して斜板１２に伝達される。斜板１２の回転に伴う斜板１２周縁部の回転軸１０延在方向の往復動が、シュー１４を介してピストン１５に伝達され、ピストン１５がボア１６ａ内で往復動する。外部冷凍回路から還流した冷媒ガスが、吸入ポート２５と吸入室２１と吸入孔２４ａと吸入弁とを介してボア１６ａへ吸入され、ボア１６ａ内で圧縮され、吐出穴２４ｂと吐出弁と吐出室２２と潤滑油除去装置２６と吐出ポート２７とを介して外部冷凍回路へ流出する。

冷媒ガスが潤滑油除去装置２６を通過する際に、冷媒ガスから潤滑油が除去される。冷媒ガスから除去された潤滑油と冷媒ガスの一部とは、ガス導通路兼潤滑油導通路２８を通って圧力調整弁２９へ流入する。圧力調整弁２９の作動が外部制御され、所望量の冷媒ガスが潤滑油と共にガス導通路兼潤滑油導通路３０を通って、軸封装置１９へ導かれる。潤滑油が、ガス導通路兼潤滑油導通路３０を通って、軸封装置１９まで直接導かれることにより、軸封装置１９には十分な量の潤滑油が供給される。この結果、軸封装置１９が十分に潤滑され、軸封装置１９の摩擦抵抗が減少し、圧縮機Ａの運転動力が低減する。軸封装置１９まで導かれた冷媒ガスは、回転軸１０とラジアルベアリング３２との間の隙間を通ってクランク室１７に流入する。この結果、クランク室内圧が調整され、斜板１２の傾角が調整され、圧縮機Ａの吐出容量が調整される。

ガス導通路兼潤滑油導通路２８、３０の一部を、吐出室２２、クランク室１７内で延在する潤滑油導通管２８ｂ、３０ｃとして形成したので、ガス導通路兼潤滑油導通路２８、３０の全てを圧縮機Ａの構成部材に形成した潤滑油導通孔により構成する場合に比べて、ガス導通路兼潤滑油導通路２８、３０の工作が容易になっている。

圧力調整弁２９からクランク室１７へ延びるガス通路３０ａを利用して、圧縮機吐出ガスから分離した潤滑油を圧縮機吐出ガスの一部と共に軸封装置１９へ導いているので、圧力調整弁２９には圧縮機吐出ガスのみを導き、当該ガスをガス通路３０ａを介してクランク室１７へ導くと共に、圧縮機吐出ガスから分離した潤滑油は圧力調整弁２９を介することなくガス通路３０ａとは別個に形成した潤滑油導通孔を介して潤滑油導通管３０ｃへ導く場合に比べて、部品点数が減少している。

電磁クラッチ２０を介することなく圧縮機Ａを駆動源に接続しても良い。圧縮機Ａが駆動源に直結している場合は、駆動源の作動中は圧縮機Ａが常時運転されるので、軸封装置１９に十分な潤滑油を供給して摩擦抵抗低を減少させると、圧縮機Ａの運転動力が大幅に低減する。

冷媒ガスには特に制限は無いが、冷媒ガスが二酸化炭素である場合には、圧縮反力が大きく、圧縮機Ａの運転に要する動力が大きくなる。従って、軸封装置１９に十分な潤滑油を供給して摩擦抵抗低を減少させるのは、圧縮機Ａの運転動力の低減を図る上で好ましい。

図１に一点鎖線で示すように、ガス導通孔兼潤滑油導通孔３０ａから分岐導通孔３０ｄを分岐させ、ガス導通孔兼潤滑油導通孔３０ｂから分岐導通孔３０ｅ、３０ｆを分岐させ、ラジアルベアリング３３、３２、スラストベアリング３４に潤滑油を直接導いても良い。圧縮機吐出ガスから分離した潤滑油が、分岐導通孔３０ｄ、３０ｅ、３０ｆを介してラジアルベアリング３３、３２、スラストベアリング３４に直接導かれることにより、前記ベアリングに十分な潤滑油が供給され、前記ベアリングの耐久性が向上すると共に、前記ベアリングの摩擦抵抗が減少して、圧縮機Ａの運転動力が低減する。

本発明は、可変容量型斜板式圧縮機のみならず、固定容量型斜板式圧縮機、斜板式圧縮機以外の往復動圧縮機、スクロール型圧縮機、ロータリー式圧縮機等、軸封装置を備える種々形式の圧縮機に適用可能である。

本発明の実施例に係る可変容量型斜板式圧縮機の断面図である。

符号の説明

Ａ可変容量型斜板式圧縮機
１０回転軸
１１ローター
１２斜板
１３リンク機構
１４シュー
１５ピストン
１６シリンダブロック
１７クランク室
１８フロントハウジング
１９軸封装置
２０電磁クラッチ
２２吐出室
２３シリンダヘッド
２６潤滑油除去装置
２８ガス導通路兼潤滑油導通路
２９圧力調整弁
３０ガス導通路兼潤滑油導通路
３０ａ、３０ｂガス導通孔兼潤滑油導通孔
３０ｃガス導通管兼潤滑油導通管
３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ分岐導通孔
３２、３３ラジアルベアリング
３４スラストベアリング

Claims

動力伝達機能を有するシャフトと、シャフトにより駆動される圧縮機構と、シャフトと圧縮機構とを収容するハウジングと、シャフトのハウジング貫通部をシールする軸封装置と、圧縮機構の吐出ガスから潤滑油を除去する潤滑油除去装置と、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油を軸封装置まで直接導く潤滑油導通路とを備えることを特徴とする圧縮機。
シャフトや圧縮機構を支持するベアリングと、潤滑油導通路から分岐しベアリングに潤滑油を直接導く分岐導通路とを備えることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
潤滑油導通路は圧縮機の構成部材に形成された潤滑油導通孔と、ハウジング内のオープンスペースに配設された潤滑油導通管とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
圧縮機はクラッチを介することなく駆動源に接続していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の圧縮機。
圧縮機はクラッチを介して駆動源に接続していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の圧縮機。
被圧縮ガスは二酸化炭素であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の圧縮機。
シャフトは回転軸であり、圧縮機構は、傾角可変に回転軸に係合して回転軸により回転駆動される斜板と、斜板に作動係合するピストンと、ピストンを摺動可能に収容するシリンダボアとを備え、ハウジング内に回転軸と斜板とを収容するクランク室が形成され、クランク室内圧を調整する圧力調整弁を備え、圧縮機構の吐出ガスから除去された潤滑油は圧縮機吐出ガスの一部と共に圧力調整弁を介して軸封装置へ導かれることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の圧縮機。