JP2005194932A - 可変容量型圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 クランク室内の潤滑油を確保し、摺動部での良好な潤滑を得ることができる可変容量型圧縮機を提供する。
【解決手段】 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4に配されて駆動軸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16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ようにしている可変容量型圧縮機において、吐出室26を含む吐出領域36とクランク室4とを連通する連通経路を設け、吐出領域36に作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構31を設けると共に、連通経路に吐出領域36からクランク室4へ導かれるオイル流量を調節する流量調節機構40を設ける。また、クランク室4と吸入室25を含む吸入領域とを連通する抽気通路Bにクランク室内の作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構120を設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】 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4に配されて駆動軸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16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ようにしている可変容量型圧縮機において、吐出室26を含む吐出領域36とクランク室4とを連通する連通経路を設け、吐出領域36に作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構31を設けると共に、連通経路に吐出領域36からクランク室4へ導かれるオイル流量を調節する流量調節機構40を設ける。また、クランク室4と吸入室25を含む吸入領域とを連通する抽気通路Bにクランク室内の作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構120を設ける。
【選択図】 図1
Description
この発明は、クランク室に収容されて駆動軸の回転に伴い回動する斜板と、この斜板の周縁に係留され、斜板の回転に伴ってシリンダボア内を往復摺動するピストンとを備え、斜板の傾斜角を変化させて吐出容量を制御する可変容量型圧縮機に関し、特に、オイル分離機構を備えたものに関する。
従来、この種の圧縮機として、特許文献1に示される斜板式圧縮機の構成が公知となっている。これは、吐出冷媒通路にオイルセパレータを設け、このオイルセパレータにより分離したオイルを吐出室圧とクランク室圧との差圧を利用してクランク室に戻すようにしたものである。また、この種の圧縮機においては、クランク室圧を制御する圧力制御弁が設けられており、同文献に示される構成においては、吐出室とクランク室とを連通する抽気通路の開度を圧力制御弁によって調節し、クランク室圧を制御するようにしている。
ところで、このような圧縮機においては、クランク室圧が抽気通路を介して吸入室へ送られるので、クランク室内の潤滑油が冷媒と共に流出されることとなり、クランク室の潤滑油不足を招く恐れがある。このため、クランク室内の潤滑油量を確保するために、抽気通路のクランク室へ通じる部分を、クランク室を画成するハウジング内に設けた孔と、この孔に接続され、クランク室内にパイプ状に突出して開口する孔形成部とによって構成し、クランク室内の潤滑油の流出を制限する構成も考えられている(特許文献2参照)。
特開2002−5022号公報
特開2003−97423号公報
しかしながら、前者(特許文献1)の構成においては、吐出室圧とクランク室圧との差圧が小さい低負荷時においては、十分なオイルをクランク室へ戻せない不都合がある。このため、クランク室内のオイルが不足し、摺動部分の円滑な潤滑を維持できなくなることが懸念されている。また、後者(特許文献2)の構成においても、パイプ状の孔形成部がクランク室に突き出して開口されているので、クランク室内で攪拌、拡散されて冷媒と混濁している潤滑油が、冷媒と共に孔形成部から容易に入り込み、クランク室外へ流出してクランク室内のオイル不足を招くことが懸念されている。
そこで、この発明においては、上述した点に鑑みてなされたものであり、クランク室内の潤滑油を十分に確保し、クランク室内の摺動部分での良好な潤滑を得ることができる可変容量型圧縮機を提供することを主たる課題としている。
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に設けられ、前記吐出室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機構と、前記オイル分離機構によって分離されたオイルの前記クランク室への導入量を前記吐出領域と前記クランク室との差圧に応じて調節する流量調節機構とを具備することを特徴としている(請求項1)。
したがって、このような構成においては、吐出領域に設けられたオイル分離機構によって吐出室に吐出された作動流体に混在しているオイルが分離され、この分離されたオイルのクランク室への導入量が流量調節機構によって調節されるので、吐出室圧とクランク室圧との差圧に応じてクランク室へ戻すオイル量を調節することが可能となり、吐出領域とクランク室との差圧が小さい場合でも十分なオイルをクランク室4に戻すことが可能となる。
ここで、流量調節機構は、吐出領域とクランク室とを連通する経路の通路面積を調節するものであり、吐出領域とクランク室との差圧が小さくなると前記経路の通路面積を増大させる構成としてもよい(請求項2)。吐出領域とクランク室との差圧が小さくなると、この差圧を利用して吐出領域からクランク室へオイルが供給されにくくなるが、上述のような構成によれば、吐出領域とクランク室とを連通する経路の通路面積が増大するので、クランク室へ導入するオイル量の低下を避けることが可能となる。
また、流量調節機構は、吐出領域とクランク室とを連通する経路に形成される絞りの長さを調節するものであり、吐出領域とクランク室との差圧が小さくなると前記経路の絞りの長さを小さくするものであってもよい(請求項3)。このような構成においては、吐出領域とクランク室との差圧が小さくなると、吐出領域とクランク室とを連通する経路の絞りの長さが小さくなるので、クランク室へ導入するオイル量を増やすことが可能となり、差圧が小さくなることに起因するオイル導入量の低減を打ち消すことが可能になる。
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、前記クランク室と前記吸入室を含む吸入領域とを直接又は連通状態を調節する制御弁を介して連通する抽気通路を設け、前記抽気通路に前記クランク室内の作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構を設けるようにしてもよい(請求項4)。
したがって、このような構成によれば、抽気通路に設けられたオイル分離機構によってクランク室から吸入領域へ導かれる作動流体に混在しているオイルが分離されるので、クランク室から吸入領域へ流出されるオイル量を低減することが可能となり、クランク室内にオイルを保持することが可能となる。
抽気通路に設けられるオイル分離機構は、抽気通路の途中に通路断面を大きく形成した空洞部を設け、前記空洞部の潤滑油の分布が相対的に小さい部位から空洞部の下流側へ冷媒を導くようにするものであっても(請求項5)ハウジングにクランク室に臨む凹部を形成し、この凹部に前記抽気通路を開口するものであってもよい(請求項6)。
ここで、抽気通路の途中に設けられた空洞部は、クランク室との間に遮蔽板を設け、一部をクランク室に開口させることによって構成されるものであっても(請求項7)、凹部の開口部分に網状の遮蔽板を設けるものであってもよい(請求項8)。
また、オイル分離機構は、抽気通路の途中に通路断面を大きく形成した空洞部を設け、この空洞部を徐々に通路断面を大きくしたディフュ−ザ形状としてもよい(請求項9)。
尚、抽気通路の途中に設けられた空洞部には、多孔質体を設けるようにしても(請求項10)、冷媒中に混在する潤滑油を空洞部の壁面に導く潤滑油案内子を設けるようにしてもよい(請求項11)。また、前記凹部はクランク室に向って下方へ傾斜するようにしても(請求項12)、前記オイル分離機構によって分離されたオイルをクランク室に戻すようにしても(請求項13)、前記凹部の開口部分にこの開口部分を絞る邪魔板を設け、この邪魔板を前記駆動軸のスラスト軸受を支持する軸受支持部材と一体化するようにしても(請求項14)、この邪魔板の自由端に開口部分へのオイルの流入を阻止する突起を設けるようにしてもよい(請求項15)。
さらに、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に設けられ、前記吐出室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機構と、前記オイル分離機構で分離されたオイルを前記クランク室へ導くオイル経路と、前記クランク室と前記吸入室を含む吸入領域とを直接又は連通状態を調節する制御弁を介して連通する抽気通路とを有し、前記オイル分離機構によって分離されたオイルの前記クランク室への導入量を前記吐出領域と前記クランク室との差圧に応じて調節する流量調節機構を設けると共に、前記抽気通路に前記クランク室内の作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構を設けるようにしてもよい(請求項16)。
このような構成によれば、吐出領域と抽気通路のそれぞれにオイル分離機構が設けられるので、それぞれの構成に伴う前述した作用効果を有し、クランク室内を豊富なオイルで満たすことが可能となる。
また、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、前記ハウジングは、前記シリンダボアが形成されたシリンダブロックを有し、前記クランク室と前記吸入室を含む吸入領域とを直接又は連通状態を調節する制御弁を介して連通する抽気通路を設け、前記シリンダブロックの端面に前記抽気通路の開口部よりも前記斜板の回転方向後方側に捕捉手段を設けるようにしてもよい(請求項17)。
ここで、捕捉手段は、開口部よりも下方に延ばすことが好ましく(請求項18)、また、溝又は突起で構成するようにしてもよい(請求項19)。
このような構成によれば、斜板の回転に伴い斜板の回転方向と同方向にシリンダブロックの端面を伝って流れるオイルは、捕捉手段によって周方向の移動が妨げられ、抽気通路の開口部に導かれることがなくなるので、クランク室から流出されるオイル量を低減することが可能となり、クランク室内にオイルを保持することが可能となる。
以上述べたように、この発明によれば、可変容量型圧縮機において、吐出室を含む吐出領域に設けられ、吐出室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機構と、オイル分離機構で分離されたオイルをクランク室へ導くオイル経路と、オイル分離機構によって分離されたオイルのクランク室への導入量を吐出領域とクランク室との差圧に応じて調節する流量調節機構とを設けたので、吐出室圧とクランク室圧との差圧が小さい低負荷時においても、十分なオイルをクランク室へ戻すことが可能となる。このため、クランク室内の潤滑油を十分に確保でき、摺動部分の良好な潤滑を維持することが可能となる。
また、上述の構成に代えて、又は、上述の構成に加えて、クランク室と前記吸入室を含む吸入領域とを直接又は連通状態を調節する制御弁を介して連通する抽気通路にクランク室内の作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構を設けたので、クランク室から流出するオイル量を低減することが可能となる。このため、クランク室内の潤滑油を十分に確保することが可能となり、摺動部での良好な潤滑を得ることが可能となる。
以下、この発明の最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
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を覆うように組付けられ、シリンダブロック1のフロント側でクランク室4を画成するフロントヘッド5とを有して構成されている。これらフロントヘッド5、バルブプレート2、及び、リアヘッド3は、締結ボルト6により軸方向に締結され、圧縮機のハウジングを構成している。
フロントヘッド5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4には、一端がフロントヘッド5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5から突出した部分には、ボルト8によって軸方向に固定された駆動プーリ9が、フロントヘッド5のボス部5aにベアリング10を介して回転自在に外嵌されている。
また、この駆動軸7の一端側は、フロントヘッド5との間に設けられたシール部材11を介してフロントヘッド5との間が気密よく封じられると共にラジアル軸受12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の支持凹部13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。
シリンダブロック1には、前記ラジアル軸受14が収容される支持凹部13と、この支持凹部13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。
前記駆動軸7には、クランク室4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5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。
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の周縁部分には、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が係留されている。
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内においてピストン17とバルブプレート2とにより画成された圧縮室24の容積が変更されるようになっている。
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、吐出領域36とクランク室4とを連通可能とする給気通路A、及び、クランク室4と吸入室25とを連通可能とする抽気通路Bのそれぞれの連通状態を調節する圧力制御弁30が装着されており、この圧力制御弁30によって、クランク室の圧力を制御し、ピストンストローク、即ち、吐出容量を調節するようにしている。ここで、ピストンストロークは、ピストン17の前面にかかる圧力、即ち圧縮室24の圧力(シリンダボア内の圧力)と、ピストン17の背面にかかる圧力、即ちクランク室4内の圧力(クランク室圧Pc)との差圧によって決定されるもので、クランク室圧Pcを高くすると、圧縮室24とクランク室4との差圧が小さくなるので、ピストンストロークは小さくなり、逆に、クランク室圧Pcを低くすると、圧縮室24とクランク室4との差圧が大きくなるので、ピストンストロークは大きくなる。
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遠心分離式のオイル分離機構31が設けられている。このオイル分離機構31は、吐出室26に対して導入ポート32を介して連通するオイル分離室33を備えているもので、このオイル分離室33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分離筒34を挿入して構成されている。したがって、吐出室26に吐出された冷媒ガスは、導入ポート32を介して側方からオイル分離室33に導入され、分離筒34の周りを旋回しながら下方へ導かれ、その過程において混在しているオイルが分離されるようになっている。そして、オイルが分離された吐出ガスは、分離筒34を介してオイル分離機構31の上方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33の底部に接続されたオイル流出通路37を介してオイル分離室33より下方に配されたオイル溜り室38に貯められるようになっている。
このオイル溜り室38は、吸入室25の内側、即ち、リアヘッド3の中央部に設けられているもので、シリンダブロック1とバルブプレート2とを固定するためのボルト39を収容するように形成されている。
ボルト39は、駆動軸7と軸心をほぼ一致させて設けられており、このボルト39には、軸方向に通孔39aが形成されている。また、駆動軸7には、シリンダブロック1に挿入された端部から軸方向に形成された縦孔7aと、この縦孔7aに一端が接続され、他端がヒンジボール22と摺接する外周部分、スラスト軸受19に臨む外周部分、およびシール部材11とラジアル軸受12との間に位置する外周部分にそれぞれ開口する横孔7d,7c,7bとが形成されている。したがって、上述の構成においては、吐出室26とこれに導入ポート32を介して接続されたオイル分離室33とによって吐出領域36が形成され、前記オイル流出通路37、オイル溜室38、ボルト39の通孔39a、駆動軸7の縦孔7aと横孔7b,7c,7d、及び、駆動軸7とヒンジボール22との摺接部分のクリアランス、スラスト軸受19の隙間、及びラジアル軸受12,14の隙間などによって吐出領域36とクランク室4とを連通する連通経路が形成されている。
そして、上述の構成においては、連通経路の一部を構成するオイル流出通路37の途中に、吐出領域36からクランク室へ導かれるオイル流量を調節する流量調節機構40が設けられている。
図2において、流量調節機構40の具体的な構成例が示されている。この流量調節機構40は、リアヘッド3に一体又は別体に設けられた有底のケース41とこのケース41の開口部を閉塞する蓋体42とにより内部に収容空間43を形成し、この収容空間43に弁体44を収容して構成されている。ケース41の底部41aには、クランク室4と収容空間43とを連通させる流出側ポート45が形成され、蓋体42に吐出領域36(オイル分離室33)と収容空間43とを連通させる流入側ポート46及び弁体保持ポート47とが設けられている。弁体44は、流出側ポート45を開閉する円柱部44aとこの円柱部44aよりも径が大きく形成され、弁体保持ポート47を開閉するフランジ部44bと、弁体保持ポート47と軸心を一致させて軸方向への移動を案内するよう弁体保持通路47に挿通させるロッド44cとが一体に形成されているもので、流出側ポート45の周囲とフランジ部44bとの間に所定のセット力に設定された圧縮スプリング48を弾装し、弁体44を流出側ポート45から離反する方向に付勢するようにしている。
したがって、弁体44には、流入側ポート46及び弁体保持ポート47を介して吐出領域36の圧力Pdが作用すると共に、流出側ポート45を介してクランク室4の圧力Pcが作用し、これら圧力差(吐出領域36とクランク室との差圧Pd−Pc)により弁体のリフト量が調節される。このため、このような流量調節機構40を設けることで、吐出領域36とクランク室4とを連通する経路の通路面積を調節することが可能となり、吐出領域36(オイル分離室33)からクランク室4へ導入されるオイル流量が調節されることとなる。
即ち、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が大きくなる高負荷時においては、弁体44がスプリング48のバネ力に抗して移動し、流出側ポート45に通じる弁体44とケース41の底部41aとの隙間を小さくする。このため、オイル分離室33で分離されたオイルは前述した連通経路を絞られた状態で吐出領域36とクランク室4との大きな差圧を利用してクランク室へ戻されることになり、連通経路の各所に形成される絞り(ボルト39の通孔39a、駆動軸7とヒンジボール22との摺接部分のクリアランス、スラスト軸受19の隙間、及びラジアル軸受12,14の隙間など)を介してクランク室4へ導かれる。
これに対して、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が小さくなると、弁体44がスプリング48のばね力により流出側ポート45から離れ、弁体保持ポート47を閉塞すると共に流出側ポート45に通じる弁体44とケース41の底部41aとの隙間を大きくする。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さいことから、連通経路を介して導入されるオイル量が少なくなることを防ぐために、流量調節機構40を調節してオイル分離室33で分離されたオイルが流入側ポート46、収容空間43、流出側ポート45を介してクランク室4に導入されるので、クランク室4に導入されるオイル量を多くすることが可能となる。よって、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さい低負荷時においても、クランク室内のオイルが不足する事態を回避することが可能となり、クランク室内に豊富な潤滑油を確保し、摺動部分(シール部材11、スラスト軸受19、ラジアル軸受12,14、斜板21、シュー23など)の良好な潤滑を維持することが可能となる。尚、上述の構成において、差圧に応じて変化する流量調節機構40の通路面積は、連続的に無段階に変化させるようにしても、通路面積をオンオフの2段階に変化させるものであってもよい。
図3に上述した流量調節機構40の他の具体的構成例が示されている。この構成において、流量調節機構40は、例えばバルブプレート2に形成された弁体収容凹部50にボール弁からなる弁体51を収容して構成されているもので、弁体収容凹部50には、吐出領域36に連通する開口部52に弁体51のリフト量を規制するストッパナット53が嵌合されている。そして、このストッパナット53には、弁体51との当接の有無に拘わらず、吐出領域36と弁体収容凹部50との連通状態を確保するよう流入側ポート54が形成されている。
弁体収容凹部50の開口部52と反対側の端部には、クランク室4に連通する流出側ポート55が形成され、この流出側ポート55の手前に、弁体51をシートさせる弁座部56と、流出側ポート55の周囲に配されると共に、所定のセット力にて弁体51をストッパナット53に向かって付勢するスプリング57とが設けられている。また、弁座部56には、シートしたボール弁51との間に隙間が形成されるよう放射方向に延びる複数の溝58が形成されている。
したがって、このような構成においても、吐出領域36とクランク室との差圧Pd−Pc)により弁体のリフト量が調節されので、吐出領域36とクランク室4とを連通する経路の通路面積を調節することが可能となり、吐出領域36(オイル分離室33)からクランク室4へ導かれるオイル流量が調節されることとなる。
即ち、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が大きくなる高負荷時には、弁体51がスプリング57のバネ力に抗して流出側ポート55を閉塞する方向に移動し、ある所定以上の差圧においては弁座部56に着座する。このため、オイル分離室33で分離されたオイルは、弁体51と弁座部56の隙間や弁座部56に形成された溝58を介してクランク室4に戻されるので、各所に設けられた絞り(弁座部55に形成された溝58、ボルト39の通孔39a、駆動軸7とヒンジボール22との摺接部分のクリアランス、スラスト軸受19の隙間、及びラジアル軸受12,14の隙間など)を介してクランク室4へ導かれる。
これに対して、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が小さくなると、弁体51がスプリング57のばね力によってリフトし、ある所定以下の差圧においては、ストッパナット53に当接して流出側ポート55に通じる弁体51と弁座部56との隙間を大きくする。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さいことから、連通経路を介して導入されるオイル量が少なくなることを防ぐために、流量調節機構40を調節してオイル分離室33で分離されたオイルが流入側ポート54から弁体51を回り込んで流出側ポート55からクランク室4に流出されるので、クランク室4へ戻されるオイル量を多くすることが可能となる。よって、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さい低負荷時においても、クランク室内のオイルが不足する事態を回避することが可能となり、クランク室内に豊富な潤滑油を確保し、摺動部分の良好な潤滑を維持することが可能となる。
図4及び図5に流量調節機構の他の構成例が示されている。これらの構成は、通路面積を変える弾性変形体を設けることで流量調節機構を構成するようにしたもので、図4に示す構成においては、バルブプレート2に一端がクランク室に開口し、他端が吐出領域36に通じる連通ポート60を形成し、リアヘッド側の端面に、連通ポート60の周囲に座ぐり61を形成すると共にこの座ぐり部分から放射方向に延びる溝62を形成し、座ぐり部分の全体と溝62の一部を覆うように可撓性のリード弁63が固定されている。
したがって、このような構成においては、吐出領域36とクランク室との差圧Pd−Pc)によりリード弁63の撓み量が調節されるので、吐出領域36とクランク室4とを連通する経路の通路面積を調節することが可能となり、吐出領域36(オイル分離室33)からクランク室4へ導かれるオイル流量が調節されることとなる。
即ち、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が大きくなる高負荷時には、リード弁63が吐出領域36の圧力によって大きく撓められ、座ぐり61との隙間を小さくして連通ポート60に通じる経路を絞る。このため、オイル分離室33で分離されたオイルは前述した連通経路を絞られた状態で吐出領域36とクランク室4との大きな差圧を利用してクランク室へ戻されることになり、連通経路の各所に形成される絞り(ボルト39の通孔39a、駆動軸7とヒンジボール22との摺接部分のクリアランス、スラスト軸受19の隙間、及びラジアル軸受12,14の隙間など)を介してクランク室4へ導かれる。
これに対して、吐出領域36とクランク室との差圧(Pd−Pc)が小さくなると、リード弁63の復元力により、リード弁63が座ぐり61から離れ、リード弁63と座ぐり61との隙間を大きくする。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さいことから、連通経路を介して導入されるオイル量が少なくなることを防ぐために、流量調節機構40を調節してオイル分離室33で分離されたオイルが溝62から座ぐり61を通って連通ポート60を介してクランク室4に流出されるので、クランク室4に導入されるオイル量を多くすることが可能となる。よって、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さい低負荷時においても、クランク室内のオイルが不足する事態を回避することが可能となり、クランク室内に豊富な潤滑油を確保し、摺動部分の良好な潤滑を維持することが可能となる。
また、図5に示す構成においては、例えばリアヘッド3に吐出領域36に連通する流入側ポート70が一端に形成され、クランク室4に連通する流出側ポート71が他端に形成された弁体収容空間72を形成し、この弁体収容空間72に有底筒状の弾性変形体73を収容し、流出側ポート71に弾性変形体73の動きを規制する多数の孔が形成されたストッパ74を配設して流量調節機構40が構成されている。弾性変形体73は、内外の圧力差によって径方向に伸縮するもので、開口部73aを流入側ポート70側に向けて収容されており、吐出領域36とクランク室4との差圧により収容空間72を通過するオイル量を調節するようになっている。
したがって、このような構成においては、吐出領域36とクランク室との差圧Pd−Pc)により弾性変形体73の伸縮量が調節されるので、吐出領域36とクランク室4とを連通する経路の通路面積を調節することが可能となり、吐出領域36(オイル分離室33)からクランク室4へ導かれるオイル流量が調節されることとなる。
即ち、吐出領域36とクランク室との差圧(Pd−Pc)が大きくなる高負荷時には、弾性変形体73の径が大きくなり、弾性変形体73と収容空間72の内壁との間のクリアランスが小さくなるので、オイル分離室33で分離されたオイルは、弾性変形体73と収容空間72の内壁との間のクリアランスを介してクランク室4に戻されるので、各所に設けられた絞り(弾性変形体73と収容空間72の内壁との間のクリアランス、ボルト39の通孔39a、駆動軸7とヒンジボール22との摺接部分のクリアランス、スラスト軸受19の隙間、及びラジアル軸受12,14の隙間など)を介してクランク室4へ導かれる。
これに対して、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が小さくなると、弾性変形体73の径が小さくなり、弾性変形体73と収容空間72の内壁との間のクリアランスが大きくなる。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧がが小さいことから、連通経路を介して導入されるオイル量が少なくなることを防ぐために、オイル分離室33で分離されたオイルが弾性変形体73と収容空間72の内壁との間の大きなクリアランスを介してクランク室4に流出されるので、クランク室4へ戻されるオイル量を多くすることが可能となる。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さい低負荷時においても、クランク室内のオイルが不足することを回避することが可能となり、クランク室内に豊富な潤滑油を確保し、摺動部分の良好な潤滑を維持することが可能となる。
図6において、流量調節機構40の他の構成例が示されている。この流量調節機構40は、オイル分離機構31と一体に構成されているもので、吐出室26に導入ポート32を介して連通し、オイル分離機構31の分離筒34を収容する分離筒収容空間80と、これに連通ポート81を介してクランク室4に連通し、弁体82を収容する弁体収容空間83とを備えている。オイル分離機構31の分離筒34は、パイプ状に形成され、基端部に径を拡大した拡径部34aが一体に形成されている。拡径部34aは、分離筒収容空間80の内径よりも僅かに小さい径に形成され、この拡径部34aによって分離筒収容空間80の分離筒34を配した側をオイル分離室33としている。また、分離筒34には、軸方向に形成された軸通路84が設けられ、この軸通路84によってオイル分離室33と吐出ポート35とが連通されている。そして、吐出ポート35を構成するコネクタ85と前記拡径部34aとの間にスプリング86が弾装され、このスプリング86によるばね力により、分離筒34を連通ポート81の周囲に形成された環状壁部87に向って付勢するようにしている。
また、弁体収容空間83には、連通ポート81を挿通するように設けられたロッド88を介して分離筒34と一体に連結された弁体82が収容されている。この弁体82は、分離筒34が環状壁部87から遠ざかる場合に連通ポート81を弁体収容空間83から閉塞する方向に移動して弁体82と環状壁部87との隙間を小さくし、分離筒34が環状壁部87に近づくほど弁体82と環状壁部87との隙間を大きくする。尚、オイル分離室33の下端部には、オイル溜室38へオイルを導くオイル流出通路37が開口されている。
したがって、このような構成においては、吐出領域36とクランク室との差圧Pd−Pc)により分離筒34のリフト量、即ち弁体82のリフト量が調節されるので、吐出領域36とクランク室4とを連通する経路の通路面積を調節することが可能となり、吐出領域36(オイル分離室33)からクランク室4へ導かれるオイル流量が調節されることとなる。
即ち、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が大きくなる高負荷時には、導入ポート32から導入されるガス流量が多くなるので、分離筒34がスプリング86のバネ力に抗して吐出ポート35側へ変位し、弁体82と環状壁部87との隙間を小さくする。このため、オイル分離室33で分離されたオイルは前述した連通経路を絞られた状態で吐出領域36とクランク室4との大きな差圧を利用してクランク室へ戻されることになり、連通経路の各所に形成される絞り(ボルト39の通孔39a、駆動軸7とヒンジボール22との摺接部分のクリアランス、スラスト軸受19の隙間、及びラジアル軸受12,14の隙間など)を介してクランク室4へ導かれる。
これに対して、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が小さくなる低負荷時には、吐出流量が少なくなるので、分離筒34がスプリング86のばね力により環状壁部87に向って変位し、弁体82と環状壁部87との隙間を大きくする。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さいことから、連通経路を介して導入されるオイル量が少なくなることを防ぐために、オイル分離室33で分離されたオイルは、弁体82と環状壁部87との大きな隙間を通って弁体収容空間83を介してクランク室4へ送出されるので、クランク室4へ戻されるオイル量を多くすることが可能となる。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さい低負荷時においても、クランク室内のオイルが不足することを回避することが可能となり、クランク室内に豊富な潤滑油を確保し、摺動部分の良好な潤滑を維持することが可能となる。
図7に上述した流量調節機構40の他の具体的構成例が示されている。この構成において、流量調節機構40は、バルブプレート2又はリアヘッド3又はボルト39に形成された収容凹部90にオリフィス通路91が中央に形成された弁体92を収容して構成されているもので、収容凹部90の吐出領域36側の開口部には、弁体92のリフト量を規制するストッパナット93が螺合されている。そして、このストッパナット93には、弁体92との当接の有無に拘わらず吐出領域36と弁体収容凹部90との直接連通状態を確保する流入側ポート94と、弁体92のオリフィス通路91と整合し、オリフィス通路91との直接連通状態が断続される流入側ポート95とが形成されている。
収容凹部90の開口部と反対側の端部には、クランク室4に連通する流出側ポート96が形成され、この流出側ポート96の手前に、弁体92をシートさせる弁座部97と、流出側ポート96の周囲に配されると共に、所定のセット力にて弁体92をストッパナット93に向かって付勢するスプリング98とが設けられている。
したがって、このような構成においては、吐出領域36とクランク室との差圧Pd−Pc)により弁体92のリフト量が調節されるので、吐出領域36とクランク室4とを連通する経路の通路面積を調節することが可能となり、吐出領域36(オイル分離室33)からクランク室4へ導かれるオイル流量が調節されることとなる。
即ち、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が大きくなる高負荷時には、弁体92がスプリング98のバネ力に抗して流出側ポート96を閉塞する方向に移動し、所定以上の差圧では弁座部97に着座する。このため、オイル分離室33で分離されたオイルは、弁体92と弁座部97との隙間を介してクランク室4に戻されると共に、弁体92に形成されたオリフィス孔91を介してクランク室4に戻されるので、各所に設けられた絞り(弁体92に形成されたオリフィス孔91、ボルト39の通孔39a、駆動軸7とヒンジボール22との摺接部分のクリアランス、スラスト軸受19の隙間、及びラジアル軸受12,14の隙間など)を介してクランク室4へ導かれる。
これに対して、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が小さくなる低負荷時には、弁体92がスプリング98のばね力によってリフトし、所定以下の差圧ではストッパナット93に当接する。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さいことから、弁体92に形成されたオリフィス孔91を介して導入されるオイル量は少なくなるが、オイル分離室33で分離されたオイルはストッパナット93の流入側ポート94から弁体92を回り込んで、弁体92と弁座部97との隙間も介して流出側ポート96から流出されるので、クランク室4へ戻されるオイル量を多くすることが可能となる。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さい低負荷時においても、クランク室内のオイルが不足することを回避することが可能となり、クランク室内に豊富な潤滑油を確保し、摺動部分の良好な潤滑を維持することが可能となる。
図8に上述した流量調節機構40の他の構成例が示されている。この構成において、流量調節機構40は、前述した連通経路の各所の絞りα(ボルト39の通孔39a、駆動軸7とヒンジボール22との摺接部分のクリアランス、スラスト軸受19の隙間、及びラジアル軸受12,14の隙間など)又はそれとは別に設けられた絞りβを介して吐出領域36とクランク室4とを連通する連通経路Cと、この連通経路Cに並列に設けられ、吐出領域36とクランク室との差圧が小さくなった場合に通路面積を大きくするバイパス通路Dとを有して構成されている。より具体的には、バイパス通路Dの途中にクランク室4に連通する流出側ポート100と、吐出領域36に連通する流入側ポート101とを有する弁体収容空間102を設け、この弁体収容空間102に、流入側ポート101を開閉可能とし、スプリング103によって開弁方向に常時付勢された弁体104を収容し、弁体104の背面に吐出領域36の圧力を背圧供給ポート105を介して供給する構成となっている。
したがって、このような構成においては、吐出領域36とクランク室4との差圧Pd−Pc)により弁体104のリフト量が調節されるので、吐出領域36とクランク室4とを連通する経路の通路面積を調節することが可能となり、吐出領域36(オイル分離室33)からクランク室4へ導かれるオイル流量が調節されることとなる。
即ち、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が大きくなる高負荷時には、弁体104に作用する背圧が大きくなって弁体104がスプリング103のバネ力に抗して流入側ポート101を所定以上の差圧においては閉塞する。このため、このため、オイル分離室33で分離されたオイルは絞りα(β)のみを介してクランク室4に戻されることになる。
これに対して、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が小さくなる低負荷時には、弁体104がスプリング103のばね力によってリフトし、流入側ポート101が全開となる。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さいことから、絞りα(β)を介して導入されるオイル量は少なくなるが、オイル分離室33で分離されたオイルは弁体収容空間102を介して多量にクランク室4へ流出されるので、クランク室4へ戻されるオイル量を多くすることが可能となる。よって、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さい低負荷時においても、クランク室内のオイルが不足することを回避することが可能となり、クランク室内に豊富な潤滑油を確保し、摺動部分の良好な潤滑を維持することが可能となる。
尚、バイパス通路D上に流量調節機構を設ける構成としては、図2、図3、図4、図5、図6、図7、図11のような構成としてもよい。また、以上の構成は、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さくなる場合に吐出領域36からクランク室4に至る経路の通路断面を大きくするものであったが、通路断面を大きくする構成は、図9のいずれかの特性線に示されるように、差圧に応じて通路面積を連続的に変化させるようにしても、図10のいずれかの特性線に示されるように、段階的に変化させるようにしてもよい。
図11に上述した流量調節機構の他の具体的構成例が示されている。この構成において、流量調節機構40は、弁体110を所定の径を有する円柱形状に形成し、リアヘッド3に形成された弁体収容凹部111を弁体110の径よりも僅かに大きい小径収容部111aとこの小径収容部111aよりも径を大きくした大径収容部111bとによって構成し、大径収容部111bの端部を吐出領域36に連通させると共に、小径収容部111aの端部を流出側ポート112を介してクランク室4に連通させ、小径収容部111aに挿入される弁体110の挿入量を調節することで、吐出領域36からクランク室4へ供給されるオイル量を調節するようにしている。そして、大径収容部111bには、弁体110のリフト量を規制する多数の孔113aが形成されたストッパ113が内嵌され、また、小径収容部111aには、流出側ポート112の周囲に配されると共に、所定のセット力にて弁体110をストッパ113に向かって付勢するスプリング114が設けられている。
したがって、このような構成においては、吐出領域36とクランク室との差圧Pd−Pc)により弁体110の移動量が調節されるので、吐出領域とクランク室とを連通する経路の絞りの長さを調節することが可能となり、吐出領域36からクランク室4へ導かれるオイル流量が調節されることとなる。
即ち、吐出領域36とクランク室(Pd−Pc)との差圧が大きくなる高負荷時には、弁体110がスプリング114のバネ力に抗して小径収容部111a内に移動する。このため、弁体110と小径収容部111aの内壁面との間に形成される絞り部分の軸方向の距離は長くなり、吐出領域36側の開口部から流入したオイルは、この長い距離の絞り部分を介してクランク室側へ供給されるので、オイル分離室33で分離されたオイルは、弁体110と小径収容部111aの内壁面との間に形成される長い距離の絞り部分を介し、さらに各所に設けられた絞り(弁体110と小径収容部111aの内壁面との間に形成される絞り部分、ボルト39の通孔39a、駆動軸7とヒンジボール22との摺接部分のクリアランス、スラスト軸受19の隙間、及びラジアル軸受12,14の隙間など)を介してクランク室4へ導かれる。
これに対して、吐出領域36とクランク室4との差圧(Pd−Pc)が小さくなる低負荷時には、弁体110がスプリング114のばね力によってストッパ113側へ移動する。このため、吐出領域36とクランク室4との差圧が小さくなっているので、導入されるオイル量が少なくなることを防ぐために、弁体110と小径収容部111aの内壁面との間に形成される絞り部の軸方向の距離は短くなり、吐出領域36側から流入したオイルは、この絞り部が大きな抵抗とならず、吐出領域36で分離されたオイルを多量にクランク室側へ戻すことが可能となる。よって、吐出流域36とクランク室4との差圧が小さい低負荷時においても、クランク室内のオイルが不足することを回避することが可能となり、クランク室内に豊富な潤滑油を確保し、摺動部分の良好な潤滑を維持することが可能となる。
以上の構成にあっては、吐出された作動流体中のオイルを吐出領域36とクランク室4との差圧が小さくなる低負荷時においても効果的に回収する構成であるが、図1に示される圧縮機においては、クランク室4と吸入室25とが抽気通路Bを介して連通可能となっているので、クランク室内のオイルをクランク室外へ流出することを極力抑え、これにより、クランク室内のオイル不足を回避することも有益である。
そのような構成が図12〜図23に示されている。これらは、作動流体に混在するオイルを分離するためのオイル分離機構120を抽気通路Bに設けたもので、各図においては、シリンダブロック1に設けられた抽気通路Bの部分が示されている。
このうち、図12に示される構成は、抽気通路Bのシリンダブロック1に形成された部分に通路断面を大きく形成した空洞部121を設け、この空洞部121の中の潤滑油分布が相対的に小さくなる部位から下流側へ冷媒を導くようにしたものである。
より具体的には、空洞部121の形状を通路断面を徐々に大きくしたディフュ−ザ形状に形成し、最も通路断面が大きくなる部位に冷媒の流れに対して下流側に向けて開口させたU字状のパイプ122を設け、このパイプ122をリアヘッド3に形成された抽気通路の一部を構成する通路に接続するようにしている。また、空洞部121の中程には、網状の遮蔽板123を通路全体を遮るように設け、その下流側の空洞部の下部にシリンダブロック3の支持凹部13と駆動軸7との間に形成される空間124へオイルを導く戻し通路125が形成されている。
より具体的には、空洞部121の形状を通路断面を徐々に大きくしたディフュ−ザ形状に形成し、最も通路断面が大きくなる部位に冷媒の流れに対して下流側に向けて開口させたU字状のパイプ122を設け、このパイプ122をリアヘッド3に形成された抽気通路の一部を構成する通路に接続するようにしている。また、空洞部121の中程には、網状の遮蔽板123を通路全体を遮るように設け、その下流側の空洞部の下部にシリンダブロック3の支持凹部13と駆動軸7との間に形成される空間124へオイルを導く戻し通路125が形成されている。
したがって、上述の構成においては、シリンダブロック1に形成された抽気通路Bの開口部から、クランク室内の回転部品(斜板21やスラストフランジ18等)によって攪拌、拡散されて噴霧状ないしは油滴状となったオイルが冷媒と共に流入されるが、ディフューザ形状に形成された空洞部121に至ると通路面積が徐々に大きくなるので速度が徐々に低下し、オイルが空洞部121の内壁に付着して下方へ導かれる。また、分離されなかったオイルは、網状の遮蔽板123を通過する際にこの遮蔽板123に付着して下方へ導かれ、内壁を伝って下方へ導かれたオイルと共に戻し通路125を介して空間124へ送られ、ラジアル軸受14の隙間などを介してクランク室4へ戻される。よって、パイプ122の開口部から流入される冷媒は、混在するオイルが極めて少ないものであり、吸入室25へオイルが殆ど流出することがなくなる。このため、クランク室内のオイルの流出を抑えることが可能となり、クランク室内の摺動部(シール部材11、軸受12,14,19、斜板21、シュー23など)の潤滑維持を図ることが可能となる。
図13に、前記構成の変形例が示されており、この例においては、U字状のパイプの代わりに、開口部を上流側に向けて開口させたパイプ126を用いるようにし、また、戻し通路125を空間部121の最下流側の下部に設けたものである。他の構成は図12と同様である。このような構成においても、シリンダブロック1に形成された抽気通路Bの開口部から流入された冷媒は、ディフューザ形状に形成された空洞部121で徐々に速度が低下し、混在しているオイルが空洞部121の内壁に付着すると共に、網状の遮蔽板123を通過する際に遮蔽板123に付着するので、遮蔽板123の下流側においては、極めてオイル分布の少ない領域が形成される。このため、前記構成と同様の作用効果を得ることが可能となる。
図14に、さらに他の変形例が示され、この構成においては、空洞部121をディフューザ形状に形成した上で、パイプを突設せずに、空洞部121の最下流側の上端部に抽気通路の下流側に続く通路B1を開口させ、また、戻し通路125を空間部121の最下流側の下部に設けるようにしたものである。このような構成においても、ディフューザ形状に形成された空洞部121によって冷媒速度が徐々に低下し、混在しているオイルが空洞部121の内壁に付着して下方へ流れるので、通路が開口している付近でオイル分布が極めて少なくなり、オイルの流出を避けることが可能となり、同様の作用効果を得ることができる。
図15に、他の構成例が示され、この構成においては、空洞部121がディフューザ形状に形成されておらず、シリンダブロック1に形成された抽気通路Bの途中に通路面積を急激に大きくして形成され、空洞部121の最下流側の上端部に抽気通路の下流側に続く通路B2を開口させるようにしたものである。このような構成においては、空洞部121によって通路面積が急激に変化するので、シリンダブロック1に形成された抽気通路Bの開口部から流入された冷媒は、急速に減速し、混在しているオイルは、空洞部121の内壁に付着したり、凝縮して滴下して下方に導かれる。このため、空洞部121の最下流側の上端部付近は、オイル分布が極めて少ない領域となり、オイルの流出を避けることが可能となる。このため、前記構成例と同様の作用効果を得ることが可能となる。
尚、この構成において、図16に示されるように、空洞部121に多孔質体127を配設するようにしてもよい。このような構成においては、前述した作用効果に加え、冷媒が多孔質体127を通過する際に混在しているオイルが多孔質体127によって分離されることとなり、効果的にオイル分離が実現される。
図17に、図15の構成の変形例が示されている。図15に示される構成例にあっては、空洞部121がシリンダブロック1を加工して別部材を用いることなく形成されるものであったが、図17の構成においては、シリンダブロック1にクランク室4に開口する空洞部形成用凹部130を形成し、この空洞部形成用凹部130のクランク室4に開口する部分に邪魔板131を設け、この邪魔板131によってシリンダブロック内に空洞部121を形成し、この空洞部121の一部をクランク室4に開口するようにしたものである。
このような構成においても、邪魔板131と空洞部形成用凹部との間の隙間を介して通路面積が大きい空洞部121に冷媒が流入するので、通路面積の急激な変化で空洞部121に導かれた冷媒は急激に減速し、混在しているオイルは、空洞部121の内壁に付着したり、油滴として凝縮しやすくなるので、内壁を伝うなどして下方に導かれる。このため、空洞部121の最下流側の上端部付近は、オイル分布が極めて少ない領域となり、オイルの流出を避けることが可能となる。
尚、この構成においては、図18(a)に示されるように、スラスト軸受128を支持するスラスト軸受支持部材129を径方向に延設して空洞部形成用凹部130に突設し、このスラスト軸受支持部材129によってシリンダブロック内に空洞部121を形成し、この空洞部121を、図18(b)に示されるように、スラスト軸受支持部材129に形成された小孔135を介して、又は、図18(c)に示されるように、スラスト軸受支持部材129に形成された切欠き136を介してクランク室4に開口するようにしてもよい。また、図19に示されるように、邪魔板131の代わりに網状の遮蔽体132を空洞部形成用凹部130の開口部分に設けるようにしてもよい。このような構成によれば、遮蔽体132によって通路面積が絞られると共に混在しているオイルをここを通過する際に分離することが可能となり、効果的にオイル分離を実現することが可能となる。
図20に、他の構成例が示されており、この例においては、シリンダブロック1にクランク室4に開口する空洞部形成用凹部130を形成し、この空洞部形成用凹部130のクランク室4の開口部を邪魔板131を覆い、この邪魔板131によって覆われた空洞部形成用凹部130によってシリンダブロック内に空洞部121を形成し、この空洞部131の一部をクランク室4に開口するようにしたものである。また、この構成例においては、抽気通路の一部をなすパイプ133を空洞部121に上部に対して開口部を上流側に向けて突設し、また、この例においては、戻し通路を設けず、空洞部形成用凹部130の下面がクランク室4に向って下方に傾斜させている。
したがって、このような構成においては、邪魔板131と空洞部形成用凹部130との間の隙間を介して通路面積が大きい空洞部121に冷媒が流入するので、通路面積の急激な変化で空洞部121に導かれた冷媒は急激に減速し、混在しているオイルは、空洞部121の内壁に付着したり油滴として凝縮し、内壁を伝うなどして下方に導かれる。そして、空洞部1の下方に導かれたオイルは、クランク室に向って下方に傾斜する下面を伝ってクランク室4に戻されることとなる。このため、空洞部121の下流側の上部付近は、オイル分布が少ない領域となり、オイルの流出を避けることが可能となり、また、空洞部121に流入したオイルは、傾斜した下面を伝ってクランク室4に戻されるので、クランク室内に所定量のオイルを保持することが可能となる。
以上の構成においては、空洞部121に至るまでの通路が何らかの手段によって流速を低減する構成であったが、図21に示されるように、クランク室4に望む開口凹部140を形成し、この開口凹部140に抽気通路Bの開口端を構成するパイプ141を突設させるようにしてもよい。このような構成においては、抽気通路Bの途中で通路面積を大きくして冷媒の流速を低減するものではないが、開口凹部140によってクランク室4に淀みを形成する領域が形成されるので、オイル分布の少なくなる領域を形成でき、パイプから流出されるオイル量を低減することが可能となる。
さらに、流速を低減する構成に代えて、空洞部121に冷媒中の混在するオイルを空洞部の壁面へ導く案内子145を設けるようにしてもよい。例えば、図22に示されるように、ディフューザ形状の空洞部に内面にそって徐々に末広がりとなる風下側に開口された案内子を設け、この案内子の風下側直後に案内子145の内部に向けて開口するパイプ146を配設するようにしてよい。特に、この例においては、空洞部121の内面とこれに対向する案内子145の表面とが直線状に傾斜させるようにしている。このような構成においては、抽気通路Bに流入された冷媒が案内子145の表面に案内されて空洞部121の内面に沿うように導かれるので、冷媒中に混在しているオイルを空洞部121の内壁面に付着させて分離させやすくすることが可能となる。
図23において、空洞部121に案内子145を設けた変形例が示されており、この例においては、空洞部121の内面とこれに対向する案内子145の表面の形状が指数関数的に徐々に末広がりとなるように形成されている。その他の構成は前記図22の構成と同様であるので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。このような構成においては、抽気通路Bに流入された冷媒が案内子145の表面に案内されて空洞部121の内面に衝突しやすくなるので、冷媒中に混在しているオイルを空洞部121の内壁面に付着させやすくなり、オイルの分離が促進されることになる。
また、このような構成に対して、図24に示されるように、パイプ146の開口端部を案内子145の内部に挿入した上で、案内子145の開口端を網状の遮蔽体147で遮蔽するようにしてよい。このような構成においては、冷媒中に混在しているオイルは、案内子145によって空洞部121の内壁に導かれて分離されることに加え、遮蔽体147を介してパイプ146の開口部に至る際にこの遮蔽体147に付着して分離されるので、パイプ146に流入する冷媒はオイルが殆ど混在しないものとなる。
図25において、クランク室内のオイルが抽気通路Bを介してクランク室外へ流出するのを抑制する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のクランク室4に臨む端面に向かって右回転方向に斜板が回転するが、抽気通路Bの開口部よりも斜板21の回転方向後方側にオイルを捕捉する捕捉手段150が設けられている。この捕捉手段150は、シリンダブロック1の端面に略径方向に延びる突起又は溝によって構成され、この捕捉手段150は、抽気通路Bの開口部よりも下方となる部分まで延設されている。
したがって、斜板21の回転に伴い斜板21の回転方向と同方向にシリンダブロック1の端面を伝って流れるオイルは、捕捉手段150によって周方向の移動が妨げられ、抽気通路Bの開口部よりも斜板21の回転方向後方側において、抽気通路Bの開口部よりも下方となる位置へ案内されることになる。このため、抽気通路Bの開口部にオイルが流れ込むことがなくなり、クランク室4からのオイル流出を避けてクランク室内に所定量のオイルを保持することが可能となる。
以上の捕捉手段は、シリンダブロック1にクランク室4に開口する空洞部形成用凹部130を形成し、この空洞部形成用凹部130のクランク室4の開口部を邪魔板131を覆う図20で示されるような構成に適用してもよい。即ち、図26に示されるように、邪魔板131の自由端部に邪魔板131の表面を伝って空洞部121の開口部から侵入しようとするオイルを阻止する突起状の捕捉手段151を設けるようにしてもよい。このような構成においても、捕捉手段151を構成する突起の下端は、抽気通路Bの開口部よりも下方となる位置まで延設されている。
したがって、このような構成においては、斜板21の回転に伴い斜板21の回転方向と同方向にシリンダブロック1の端面から邪魔板131の表面を伝って流れるオイルが、捕捉手段151によって周方向の移動を妨げられ、抽気通路Bの開口部よりも下方へ案内されることになるので、空洞部131にオイルが流れ込みにくくなり、クランク室4からのオイル流出を避けてクランク室内に所定量のオイルを保持することが可能となる。
尚、上述の構成例においては、オイル流出通路37に流量調節機構40を設けた例を示したが、流量調節機構40は、圧縮領域36からクランク室4にかけて形成される連通経路の絞り部よりも上流側となる他の箇所に設けるようにしてもよい。また、図1に示す圧縮機においては、抽気通路Bに設けられるオイル分離機構をシリンダブロックに設けた構成例を示したが、リアヘッド等に設けるようにしてもよい。さらに、上述した各構成は適宜組み合わせて用いるようにしてもよい。また、図1に示す圧縮機においては、クランク室4と吸入室25を含む吸入領域とを圧力制御弁30を介して連通する給気通路Bを設けた構成例を示したが、クランク室4と吸入室25を含む吸入領域とを直接連通する給気通路Bを設けた圧縮機に対しても、上述した各構成を採用してもよい。
1 シリンダブロック
2 バルブプレート
3 リアヘッド
4 クランク室
5 フロントヘッド
7 駆動軸
16 シリンダボア
17 ピストン
21 斜板
31 オイル分離機構
36 吐出領域
40 流量調節機構
120 オイル分離機構
121 空洞部
131 邪魔板
150 捕捉手段
B 抽気通路
2 バルブプレート
3 リアヘッド
4 クランク室
5 フロントヘッド
7 駆動軸
16 シリンダボア
17 ピストン
21 斜板
31 オイル分離機構
36 吐出領域
40 流量調節機構
120 オイル分離機構
121 空洞部
131 邪魔板
150 捕捉手段
B 抽気通路
Claims (19)
- 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に設けられ、前記吐出室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機構と、
前記オイル分離機構によって分離されたオイルの前記クランク室への導入量を前記吐出領域と前記クランク室との差圧に応じて調節する流量調節機構と
を具備することを特徴とする可変容量型圧縮機。 - 前記流量調節機構は、前記吐出領域と前記クランク室とを連通する経路の通路面積を調節するものであり、前記吐出領域と前記クランク室との差圧が小さくなると前記経路の通路面積を増大させるものである請求項1記載の可変容量型圧縮機。
- 前記流量調節機構は、前記吐出領域と前記クランク室とを連通する経路に形成される絞りの長さを調節するものであり、前記吐出領域と前記クランク室との差圧が小さくなると前記経路の絞りの長さを小さくするものである請求項1記載の可変容量型圧縮機。
- 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、
前記クランク室と前記吸入室を含む吸入領域とを直接又は連通状態を調節する制御弁を介して連通する抽気通路を設け、前記抽気通路に前記クランク室内の作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構を設けたことを特徴とする可変容量型圧縮機。 - 前記オイル分離機構は、前記抽気通路の途中に通路断面を大きく形成した空洞部を設け、前記空洞部の潤滑油の分布が相対的に小さい部位から空洞部の下流側へ冷媒を導くようにしたことを特徴とする請求項4記載の可変容量型圧縮機。
- 前記オイル分離機構は、前記ハウジングに前記クランク室に臨む凹部を形成し、この凹部に前記抽気通路を開口したことを特徴とする請求項4記載の可変容量型圧縮機。
- 前記抽気通路の途中に設けられた空洞部は、前記クランク室との間に遮蔽板を設け、一部をクランク室に開口させることによって構成されていることを特徴とする請求項5記載の可変容量型圧縮機。
- オイル分離機構は、前記凹部の開口部分に網状の遮蔽板を設けることによって形成されることを特徴とする請求項6記載の可変容量型圧縮機。
- 前記オイル分離機構は、前記抽気通路の途中に通路断面を大きく形成した空洞部を設け、この空洞部を徐々に通路断面を大きくしたディフュ−ザ形状としたことを特徴とする請求項4記載の可変容量型圧縮機。
- 前記抽気通路の途中に設けられる空洞部には、多孔質体が設けられていることを特徴とする請求項5記載の可変容量型圧縮機。
- 前記抽気通路の途中に設けられた空洞部には、冷媒中に混在する潤滑油を壁面に導く潤滑油案内子が設けられていることを特徴とする請求項5記載の可変容量型圧縮機。
- 前記凹部は前記クランク室に向って下方へ傾斜していることを特徴とする請求項6又は8記載の可変容量型圧縮機。
- 前記オイル分離機構によって分離されたオイルは前記クランク室に戻されることを特徴とする請求項4記載の可変容量型圧縮機。
- 前記凹部の開口部分にこの開口部分を絞る邪魔板を設け、この邪魔板が前記駆動軸のスラスト軸受を支持する軸受支持部材と一体化していることを特徴とする請求項6記載の可変容量型圧縮機。
- 前記凹部の開口部分にこの開口部分を絞る邪魔板を設け、この邪魔板の自由端に前記開口部分へのオイルの流入を阻止する突起を設けたことを特徴とする請求項6記載の可変容量型圧縮機。
- 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に設けられ、前記吐出室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機構と、前記オイル分離機構で分離されたオイルを前記クランク室へ導くオイル経路と、前記クランク室と前記吸入室を含む吸入領域とを直接又は連通状態を調節する制御弁を介して連通する抽気通路とを有し、前記オイル分離機構によって分離されたオイルの前記クランク室への導入量を前記吐出領域と前記クランク室との差圧に応じて調節する流量調節機構を設けると共に、前記抽気通路に前記クランク室内の作動流体に混在するオイルを分離するオイル分離機構を設けたことを特徴とする可変容量型圧縮機。 - 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、
前記ハウジングは、前記シリンダボアが形成されたシリンダブロックを有し、前記クランク室と前記吸入室を含む吸入領域とを直接又は連通状態を調節する制御弁を介して連通する抽気通路を設け、前記シリンダブロックの端面に前記抽気通路の開口部よりも前記斜板の回転方向後方側に捕捉手段が設けられていることを特徴とする可変容量型圧縮機。 - 前記捕捉手段は、前記開口部よりも下方に延びていることを特徴とする請求項17記載の可変容量型圧縮機。
- 前記捕捉手段は、溝又は突起であることを特徴とする請求項17又は18記載の可変容量型圧縮機。
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