JP2006194123A - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

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創 栗田
Seiji Katayama
誠二 片山
Masakazu Murase
正和 村瀬
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Abstract

【課題】圧縮機における軸封部材に対する強制冷却を確実に図り、軸封部材に対する駆動軸の摺動による熱の影響を軽減することができる可変容量型圧縮機の提供にある。
【解決手段】シリンダブロック11と、軸封部材収容部18及びクランク室16が区画形成されたフロントハウジング13と、クランク室16と軸封部材収容部18を貫通する駆動軸20と、フロントハウジング13と駆動軸20の軸封を図る軸封部材23と、斜板26を備えた容量変更機構25と、シリンダボア12a内を往復移動するピストン33と、クランク室16内の圧力を制御する容量制御弁44とを備え、駆動軸20には軸封部材収容部18と容量制御弁44を連通する連通路47が形成され、クランク室16の圧力変動により吐出容量を可変とする可変容量型圧縮機において、連通路47を通る圧縮性流体の流れを促進する流通促進機構が軸封部材収容部18を臨む駆動軸20に備えられた。
【選択図】 図1

Description

この発明は、車両空調装置等に用いられる可変容量型圧縮機に関する。
一般的に、車両用空調装置等に用いられる圧縮機として、吐出容量を可変制御することができる可変容量型圧縮機(以下、単に「圧縮機」と呼ぶ)が知られている。
この種の圧縮機においては、駆動軸に対して傾斜可能な斜板がクランク室に収容されている。
斜板は、クランク室の圧力が高くなるにつれて駆動軸の軸線に対して直角に近づき(斜板の傾斜角度が小さくなる)、一方、クランク室の圧力が低くなる場合には、駆動軸の軸線に近づくように(斜板の傾斜角度が大きくなる)斜板が傾斜する。
圧縮機が備えるピストンのストロークは、斜板の傾斜状態に応じて変化する。
例えば、クランク室の圧力が高く斜板の傾斜が小さい場合には、ピストンのストロークは小さく、逆に、クランク室の圧力が低く斜板の傾斜が大きい場合には、ピストンのストロークは大きい。
従って、ピストンのストロークが小さくなると吐出容量は少なくなり、またストロークが大きくなると吐出容量も大きくなる。
ところで、特許文献1には、吐出容量を可変制御することができる別の圧縮機が示されている。
この圧縮機は、駆動軸に対して傾斜角度が可変に連結された斜板と、斜板の傾斜面に摺動自在に配設され、揺動運動する揺動板と、複数のシリンダが形成された複数のピストンと、シリンダの両端を閉塞するフロントハウジング(クランクケース)及びリヤハウジング(リヤカバー)と、リヤハウジングに設けられた容量制御弁(圧力制御弁)を備えており、容量制御弁によりフロントハウジング内のクランク室の圧力を制御することにより斜板の傾斜角度を変化させ、吐出容量を可変としている。
また、この圧縮機は、駆動軸の軸端付近に備えられた軸封部材(軸シール部)に連通する連通路(制御通路、給油孔)を駆動軸に形成し、駆動軸のラジアル及びスラスト軸受を通ってクランク室内に潤滑油を流出させる経路を構成している。
この種の圧縮機によれば、高速回転域あるいは低負荷の可変容量時に、リヤハウジングに設けられた容量制御弁により吐出室の潤滑油を多く含んだ吐出圧の圧縮性流体(高圧ガス)が駆動軸における連通路内の潤滑油は給油孔を通じて遠心力により軸封部材に給油される。
さらに潤滑油はラジアル軸受を通って、駆動軸に締結されたドライブラグとフロントハウジングの隙間に流入してスラスト軸受からクランク室内へ戻され、これにより、クランク室内に潤滑油が不足した場合においても、軸封部材、ラジアル部及びスラスト軸受は十分に潤滑される。
特開平4−179874号公報(第1−4頁、図1)
しかしながら、従来の圧縮機では、圧縮性流体が容量制御弁などから軸封部材へ通るように、駆動軸に連通路を設けたことに止まる。
このため、例えば、圧縮機の駆動軸が高速回転する場合には、連通路を通じた圧縮性流体の軸封部材に対する供給を受けたとしても、軸封部材は高速回転する駆動軸との摺動による熱の影響を受けるおそれがある。
特に、クラッチレスタイプの圧縮機では常に駆動軸が動力源の状態に応じて回転されるので、駆動軸の回転数を低下させて発熱を抑制することはできないという制約がある。
また、例えば、最大容量運転時は、連通路において容量制御弁からの圧縮性流体の流通が殆どない状態となる。
このため、連通路を通じた圧縮性流体の軸封部材に対する供給は殆ど途絶えることになり、例えば、最大容量運転時において圧縮機が高速回転する場合には、軸封部材に対する駆動軸との摺動による熱の影響はさらに助長される。
こうした軸封部材に対する熱の影響は軸封部材の機能を損なうおそれがある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、圧縮機における軸封部材に対する強制冷却を確実に図り、軸封部材に対する駆動軸の摺動による熱の影響を軽減することができる可変容量型圧縮機の提供にある。
上記課題を達成するため、請求項1記載の発明は、シリンダボアを有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの前端に接合され、軸封部材収容部及びクランク室が区画形成されたフロントハウジングと、前記シリンダブロックの後端と接合され、吸入室及び吐出室を有するリヤハウジングと、少なくとも、前記クランク室と前記軸封部材収容部を貫通する駆動軸と、前記軸封部材収容部に収容され、前記フロントハウジングと前記駆動軸の軸封を図る軸封部材と、前記クランク室に収容され、前記駆動軸に対して傾斜角度が変更される斜板を備えた容量変更機構と、前記斜板と接続され、前記駆動軸の回転により前記シリンダボア内を往復移動するピストンと、前記クランク室内の圧力を制御する容量制御弁とを備え、前記駆動軸には前記軸封部材収容部と前記容量制御弁を連通する経路の一部を構成する連通路が形成され、前記クランク室の圧力変動により、前記駆動軸に対する前記斜板の傾斜角度に応じて吐出容量を可変とする可変容量型斜板式圧縮機において、前記連通路を通る圧縮性流体の流れを促進する流通促進機構が、前記軸封部材収容部を臨む前記駆動軸に備えられていることを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、例えば、圧縮性流体は容量制御弁から連通路を流れて軸封部材収容部に流出され、軸封部材を冷却した後、クランク室へ流れるが、圧縮機の運転時には駆動軸に備えられた流通促進機構が駆動軸とともに回転され、流通促進機構の回転により連通路を通る圧縮性流体の流れは促進される。
そして、連通路を通る圧縮性流体の流れが促進されることにより、圧縮性流体が軸封部材に勢いよく吹き付けられ、圧縮性流体による軸封部材の強制冷却が確実に行われる。
なお、圧縮性流体に潤滑油が含まれる場合には、潤滑油による軸封部材に対する冷却効果も期待できる。
つまり、流通促進機構の回転により連通路を通る圧縮性流体の流れが促進することにより、圧縮性流体による軸封部材の冷却を向上させることができる。
従って、圧縮機の駆動軸が高速回転される場合でも、圧縮機における軸封部材の冷却を確実に図り、軸封部材に対する駆動軸の摺動による熱の影響を軽減することができる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の可変容量型圧縮機において、前記流通促進機構は回転翼又は螺旋翼を含むことを特徴とする。
請求項2記載の発明によれば、流通促進機構が回転翼又螺旋翼であることから、圧縮性流体の流通促進のために駆動軸の回転力を効率的に利用することができる。
また、回転翼又螺旋翼であれば、流通促進機構としての構造が比較的簡単で済む。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の可変容量型圧縮機において、前記駆動軸は、前記クランク室と前記連通路を連通する分岐孔を備えたことを特徴とする。
請求項3記載の発明によれば、駆動軸の回転に伴う流通促進機構の回転により連通路を通る圧縮性流体の流れは促進されるが、クランク室と連通路を連通する分岐孔が備えられたことで、クランク室と軸封部材との間における圧縮性流体の流れが生じ、流通促進機構の回転によりさらにその流れが促進される。
このため、例えば、連通路において容量制御弁からの圧縮性流体の流通が殆どない最大容量運転時においては、例えば、圧縮性流体がクランク室から分岐孔を通じて連通路を経て、さらに軸封部材収容部へ流れてクランク室へ戻るといった圧縮性流体の内部循環が可能となる。
つまり、容量制御弁側からの圧縮性流体の供給を受けない場合であっても、クランク室内に存在する圧縮性流体を内部循環させることにより、軸封部材の冷却を図ることができる。
請求項4記載の発明は、請求項3記載の可変容量型圧縮機において、前記分岐孔は斜板よりもフロントハウジング寄りに形成されることを特徴とする。
請求項4記載の発明によれば、分岐孔は斜板よりもフロントハウジング寄りに形成されることから、分岐孔と軸封部材との距離が短くなり、分岐孔、連通路、軸封部材収容部、クランク室へ至る圧縮性流体の内部循環の経路が短縮化される。
圧縮性流体の内部循環の経路が短縮化されることにより、流通促進機構による圧縮性流体の流通促進の効率低下を抑制することができる。
この発明によれば、圧縮機における軸封部材に対する強制冷却を確実に図り、軸封部材に対する駆動軸の摺動による熱の影響を軽減することができる。
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係る可変容量型圧縮機(以下、単に「圧縮機」と呼ぶ)を図1〜図4に基づいて説明する。
図1に示す圧縮機10には、圧縮機10の外殻であるハウジング11が形成されているが、このハウジング11は、複数のシリンダボア12aが形成されたシリンダブロック12と、そのシリンダブロック12の前部側に接合されるフロントハウジング13と、シリンダブロック12の後部側に接合されるリヤハウジング14とから構成されている。
そして、フロントハウジング13からリヤハウジング14まで通される通しボルト15の前後方向の締め付けにより、フロントハウジング13、シリンダブロック12及びリヤハウジング14が一体的に固定され、ハウジング11が形成される。
フロントハウジング13には、クランク室16が後部側をシリンダブロック12により閉鎖した状態にて形成されている。
そして、クランク室16から前方へ貫通する通孔17がフロントハウジング13に形成されており、通孔17とクランク室16の間には軸封部材収容部18が形成されている。
そして、回転自在の駆動軸20がそのクランク室16を中央付近を貫通するように備えられており、この駆動軸20は、ラグプレート24のボス部24a外周とフロントハウジング13との間に設けられるラジアル軸受21と、シリンダブロック12に設けられる別のラジアル軸受22により支持されている。
この駆動軸20の前部を支持するラジアル軸受21の前方に、駆動軸20の周面に亘って摺接する軸封部材23が備えられている。
この実施形態の軸封部材23はリップシールであり、クランク室16内の圧縮性流体としての冷媒がフロントハウジング13と駆動軸20の間から漏れ出すことを防止するものとなっている。
この実施形態における駆動軸20の前端には、図示しない動力伝達機構を介して外部駆動源に連結されており、動力を常に伝達することが可能なベルトとプーリーとの組み合わせによるクラッチレス機構としている。
なお、動力伝達機構はクラッチレス機構に限らず、動力伝達機構は外部からの電気制御により動力の伝達又は遮断を選択することができる電磁クラッチ等のクラッチ機構を採用してもよい。
前記クランク室16における駆動軸20には、ラグプレート24が一体回転可能に固着されている。
ラグプレート24の後方における駆動軸20には、容量変更機構25の一部を構成する斜板26が、駆動軸20の軸線方向へスライド可能及び傾動可能に支持されている。
斜板26とラグプレート24との間にはヒンジ機構27が介在され、このヒンジ機構27を介して斜板26がラグプレート24および駆動軸20に対して、同期回転可能及び傾動可能に連結されている。
なお、この実施形態の容量変更機構25は、斜板26のほかにラグプレート24やヒンジ機構27を含む。
ラグプレート24の外周前面とフロントハウジング13の内面との間にはスラスト軸受19が介在されており、ラグプレート24において生じるスラスト方向の力はスラスト軸受19を介してフロントハウジング13が受けることが可能となっている。
駆動軸20におけるラグプレート24と斜板26との間にはコイルスプリング28が巻装されているほか、コイルスプリング28の押圧により後方へ付勢される摺動自在の筒状体29が駆動軸20に嵌挿されている。
斜板26は、コイルスプリング28の付勢力を受けた筒状体29により常に後方、すなわち、斜板26の傾斜角度が減少する方向へ向けて押圧される。
なお、斜板26の傾斜角度とは、ここでは駆動軸20と直交する面と斜板26の面により成す角度を意味している。
斜板26の前部にはストッパ部26aが突設され、図1に示すように、このストッパ部26aがラグプレート24に当接することにより、斜板26の最大傾斜位置が規制されるようになっている。
斜板26の後方における駆動軸20には止め輪30が取り付けられ、この止め輪30の前方において別のコイルスプリング31が駆動軸20に巻装されている。
このコイルスプリング31の前部に当接することにより斜板26の最小傾斜位置が規制されるようになっている。
また、駆動軸20の後端とリヤハウジング14の間に別のコイルスプリング32が介在され、駆動軸20を常に前方へ付勢する。
さらに、シリンダブロック12及びリヤハウジング14にわたってコイルスプリング32を収容する空間部が形成されている。
前記シリンダブロック12の各シリンダボア12aには、片頭型のピストン33が夫々往復移動可能に収容され、これらのピストン33の首部がシュー34を介して斜板26の外周に係留されている。
そして、駆動軸20の回転に伴って斜板26が回転運動されるとき、シュー34を介して各ピストン33が往復移動される。
一方、図1に示されるように、リヤハウジング14の前部側とシリンダブロック12の後部側は接合されているが、両者14、12との間には弁板35と、弁体形成板36、37と、リテーナ38が介装されている。
リヤハウジング14は、シリンダブロック12に接合される後部側のハウジングであるが、このリヤハウジング14内の中心側には、吸入室39が形成されており、吸入室39は弁板35に設けられる吸入ポート41によりシリンダボア12a内の圧縮室43と連通されている。
また、リヤハウジング14の外周側には、吐出室40が形成されており、この吐出室40と吸入室39は隔壁14aにより隔絶されている。
弁板35はシリンダボア12aにおいてピストン33とともに圧縮室43を形成するためのものであるが、リヤハウジング14側の吸入室39と連通する吸入ポート41と、吐出室40と連通する吐出ポート42を有している。
弁体形成板36は、圧縮室43及び吸入ポート41との間に介在される吸入弁(図示せず)を形成する吸入弁形成板であり、一方、弁体形成板37は、吐出ポート42及び吐出室40との間に介在されるリード式の吐出弁37aを形成する吐出弁形成板である。
また、リテーナ38は吐出弁37aの最大開度を規制するためのものである。
ところで、吸入室39の冷媒はピストン33の上死点位置から下死点位置への移動により、吸入ポート41及び吸入弁を介して圧縮室43内に吸入されることになる。
圧縮室43内に吸入された冷媒はピストン33の下死点位置から上死点位置への移動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート42及び吐出弁37aを介して吐出室40へ吐出される。
斜板26の傾斜角度は、斜板26の遠心力に起因する回転運動のモーメント、ピストン33の往復慣性力によるモーメント、冷媒の圧力によるモーメント等の各モーメントとの相互バランスに基づき決定される。
冷媒の圧力によるモーメントとは圧縮室43内の圧力と、ピストン33の背面に作用するクランク室16内の圧力との相関に基づいて発生するモーメントであり、クランク室16の圧力変動に応じて傾斜角度の増大方向又は減少方向に作用する。
この実施形態の圧縮機10では、リヤハウジング14に備えられる容量制御弁44を用いてクランク室16内の圧力を調節し、冷媒の圧力によるモーメントを適宜変更することで、斜板26の傾斜角度を最小傾斜角度から最大傾斜角度との間の任意の角度に設定することを可能としている。
この実施形態の容量制御弁44は、吐出圧の冷媒の一部をクランク室16へ供給する給気制御を行う制御弁である。
吐出圧の冷媒の制御経路は、主に容量制御弁44、第1通路45、第2通路46、駆動軸20における連通路47から構成される。
従って、図1に示すように、リヤハウジング14には、容量制御弁44と吐出室40等の吐出圧領域と接続する第1通路45と、吐出圧の冷媒を容量制御弁44から連通路47に通すため第2通路46が形成されている。
一方、駆動軸20には、駆動軸20の後端から前方の軸封部材収容部18に抜ける連通路47が形成されている。
また、駆動軸20は、軸封部材収容部18に臨む縮径部20aを有しており、駆動軸20の小径部20bは軸封部材収容部18から前方に位置し、大径部20cは後方に位置する。
そして、駆動軸20の縮径部20aには連通路47の開口47aが形成され、この実施形態では連通路47の前端付近が二又となっているので、開口47aは2つ形成されている。
このように、駆動軸20には、軸封部材収容部18と容量制御弁44を連通する経路の一部を構成する連通路47が形成されていると言える。
なお、軸封部材収容部18はラグプレート24とフロントハウジング13との間隙によりクランク室16と連通している。
従って、容量制御弁44とクランク室16を連通する冷媒の制御通路が構成されることにより、容量制御弁44の制御により、吐出圧の冷媒を最終的にクランク室16へ供給させることが可能となっている。
因みに、ラグプレート24のボス部24aとフロントハウジング13の間にラジアル軸受21が介在されるが、ここでは、冷媒がラジアル軸受21を通過することができるとしている。
この実施形態の連通路47にはクランク室16と連通する分岐孔48が設けられており、分岐孔48は斜板26とラグプレート24の間に位置している。
この実施形態の分岐孔48はクランク室16と連通路47との間で冷媒の出入りを図るために設けられている。
この実施形態では、主に容量制御弁44からの冷媒の供給が殆ど見込めない最大容量運転時において、クランク室16内の冷媒を分岐孔48から連通路47へ通して軸封部材収容部18へ流出させ、さらに軸封部材収容部18からクランク室16へ戻すといった冷媒の内部循環を図るための経路の一部を構成する。
なお、クランク室16の冷媒を吸入室39へ戻す抽気のための経路(図示せず)が設けられているが、経路中において絞りが設けられている。
次に、連通路47を通る冷媒の流れを促進させる流通促進機構について説明する。
この実施形態の流通促進機構は、具体的には、駆動軸20に備えられた回転翼50であり、図2に示すように、回転翼50は複数の羽根50aを備えており、軸封部材収容部18に位置するように駆動軸20に対して固定されている。
また、回転翼50は軸封部材収容部18において、軸封部材23と開口47aとの間に位置している。
さらに、回転翼50とフロントハウジング13と干渉しないように、回転翼50の外周縁とフロントハウジング13との間には間隙が設定されている。
このため、駆動軸20の回転に伴い回転翼50も回転し、回転翼50が回転することにより一方から他方への流れを生じるように図られている。
この実施形態における回転翼50は、容量制御弁44を通じて軸封部材収容部18へ供給される連通路47の冷媒の流れを促進するために設けられており、駆動軸20の回転により連通路47の開口47aから流出される冷媒の流れを強くする。
次に、この実施形態に係る圧縮機10の作動について説明する。
圧縮機10が備えるピストン33のストロークは、斜板26の傾斜状態に応じて変化するから、ここでは、クランク室16の圧力が高く斜板26の傾斜が最も小さい最小容量運転と、クランク室16の圧力が低く斜板26の傾斜が最も大きい最大容量運転に分けて説明する。
最小容量運転及び最大容量運転も駆動軸20は高速回転していることを前提とする。
まず、最小容量運転について説明する。
圧縮機10が最小容量運転される場合、斜板26は駆動軸20の軸線に対してほぼ直角となり、ピストン33のストロークは最も小さい状態にある。
このとき、動力源からの駆動力を受けて駆動軸20が回転されているが、最小容量運転では容量制御弁44への通電がないため、第1通路45と第2通路46との連通を制御する容量制御弁44内の制御通路は全開となる。
そのため、吐出圧の冷媒の一部は、第1通路45を通り容量制御弁44を経て第2通路46を通過する。
第2通路46を通過した冷媒は、駆動軸20の後端付近から連通路47を流れ、図3に示されるように、冷媒の大部分は開口47aから軸封部材収容部18へ流出される。
このとき、駆動軸20が高速回転されることで、回転翼50も駆動軸20に伴って高速回転される。
そして、連通路47を流れる冷媒の流れは促進され、この冷媒は勢いよく開口47aから軸封部材収容部18へ流出される。
このため、軸封部材23は勢いよく流出された冷媒に吹き付けられる状態となり、軸封部材23が強制冷却される。
また、冷媒に含まれるミスト状の潤滑油が軸封部材23へ供給されることから、駆動軸20と軸封部材23との摺動が潤滑油により向上する。
さらに、軸封部材収容部18に流出される冷媒は容量制御弁44内の制御通路による絞り効果により冷却されているため、軸封部材23は冷却の効果を受ける。
軸封部材収容部18へ流出された冷媒は、軸封部材23の冷却とともにラグプレート24とフロントハウジング13との間を通過してクランク室16へ達する。
この冷媒がラグプレート24とフロントハウジング13の間を通過する際に、ラグプレート24やスラスト軸受19等の摺動部の潤滑と冷却がこの冷媒により行われる。
このようにして、容量制御弁44により連通路47を流れる吐出圧の冷媒は、クランク室16内の圧力を高い状態に維持する一方、軸封部材23やラグプレート24等の冷却及び潤滑を行う。
なお、この実施形態では、最小容量運転時においては別の経路によりクランク室16の冷媒を一部を絞りをかけつつ吸入室39へ戻すようにしている。
次に、最大容量運転について説明する。
圧縮機10が最大容量で運転される場合、斜板26は駆動軸20の軸線に対して最大に傾斜し、ピストン33のストロークは最も大きい状態にある。
このとき、動力源からの駆動力を受けて駆動軸20が回転されているが、最大容量運転では容量制御弁44がクランク室16に対する吐出圧の冷媒の供給を遮断するように制御される。
このため、クランク室16に対して吐出圧の冷媒は供給されずクランク室16内の冷媒は少なくなる。
一方、駆動軸20が高速回転することと、冷媒量が少ないことにより、軸封部材23は駆動軸20との摺動のために温度上昇しようとする。
他方、駆動軸20の高速回転により回転翼50も高速回転され、連通路47内の流れが促進される状態にあり、図4に示すように、回転翼50による流れの促進により分岐孔48からクランク室16内の冷媒が連通路47に取り込まれる。
クランク室16から連通路47に取り込まれた冷媒は、流れが促進されて勢いよく開口47aから軸封部材収容部18へ流出され、軸封部材23は流出された冷媒に吹き付けられて強制冷却されるから、軸封部材23の温度上昇は防止される。
また、軸封部材収容部18へ流出された冷媒は、軸封部材23の冷却とともにラグプレート24とフロントハウジング13との間を通過してクランク室16へ達する。
この冷媒がラグプレート24とフロントハウジング13の間を通過する際に、ラグプレート24やスラスト軸受19等の摺動部の潤滑と冷却が冷媒により行われる。
なお、図3及び図4に示す墨付矢印は、冷媒の流れを示す矢印である。
このように、軸封部材収容部18は、最大容量運転において新たな冷媒の供給を受けることは殆どないが、回転翼50の回転によりクランク室16内の冷媒を分岐孔48から連通路47を通して軸封部材収容部18へ流出させ、さらに、軸封部材収容部18からクランク室16へ戻すという内部循環により、冷媒による軸封部材23の冷却を実現している。
この実施形態に係る圧縮機によれば以下の効果を奏する。
(1)回転翼50が回転して連通路47を通る冷媒の流れが促進されることにより、軸封部材23に冷媒が勢いよく吹き付けられ、冷媒による軸封部材23の強制冷却が確実に行われる。なお、冷媒に潤滑油が含まれる場合には、潤滑油による軸封部材23に対する冷却効果も期待できる。つまり、回転翼50の回転により連通路47を通る冷媒の流れが促進することにより、冷媒による軸封部材23の冷却を向上させることができる。 従って、駆動軸20が高速回転される場合でも、圧縮機10における軸封部材23の冷却を確実に図り、軸封部材23に対する駆動軸20の摺動による熱の影響を軽減することができる。
(2)連通路47において容量制御弁44からの冷媒の流通が殆どない最大容量運転時においては、冷媒がクランク室16から分岐孔48を通じて連通路47を経て、さらに軸封部材収容部18へ流れてクランク室16へ戻るといった冷媒の内部循環が可能となる。つまり、容量制御弁44側からの冷媒の供給を受けない場合であっても、クランク室16内に存在する冷媒を内部循環させることにより、軸封部材23の冷却を図ることができる。
(3)最小容量運転時においては、容量制御弁44側からの供給される冷媒は軸封部材23の強制冷却を最初に行うことになるから、軸封部材23に対する強制冷却の効果が顕著となる。また、吐出圧の冷媒が容量制御弁44内の制御通路における絞りにより冷却され、軸封部材23の冷却が期待できる。
(4)駆動軸20に回転翼50を固定することにより駆動軸20の回転を直接的に利用して連通路47における冷媒の流れを促進することができ、回転翼50の回転のために別途に駆動力を必要としない。
(5)駆動軸20の回転数の増減に対応して回転翼50の回転数も増減するから、回転翼50による連通路47の冷媒の流れの促進の増減も駆動軸20の回転数の増減に対応する。つまり、例えば、駆動軸20の回転数が高い場合には、冷媒の流れも強く促進され、軸封部材23に対する冷却効果を高めることができるる。
(6)回転翼50が軸封部材収容部18内を攪拌するから、軸封部材23に対する安定した冷却効果が期待できるほか、フロントハウジング13及びラグプレート24の一部(軸封部材収容部18付近)を冷却することができる。
(7)駆動軸20における分岐孔48は斜板26よりもフロントハウジング13寄りに形成されることから、分岐孔48と軸封部材23との距離が短くなり、分岐孔48、連通路47、軸封部材収容部18、クランク室16へ至る冷媒の内部循環の経路が短縮化される。冷媒の内部循環の経路が短縮化されることにより、回転翼50の回転による冷媒の流通促進の効率低下を抑制することができる。
(第2の実施形態)
次に第2の実施形態に係る圧縮機60について図5に基づき説明する。
この実施形態の圧縮機60は、第1の実施形態に係る圧縮機10と一部共通する。
従って、第1の実施形態と共通又は類似する要素については符号を共通して用い、共通または類似する要素については第1の実施形態の説明を援用し、説明を省略する。
第2の実施形態の圧縮機60では、流通促進機構として螺旋翼61を採用している。
図5に示すように、螺旋翼61はスクリュー羽根61aを備えており、螺旋翼61は軸封部材収容部18を臨む駆動軸20に固定されている。
この実施形態では、螺旋翼61を収容するために軸封部材収容部18が軸方向に対して十分に設定されている。
このため、駆動軸20の回転に伴い螺旋翼61も回転し、螺旋翼61が回転することにより一方から他方への流れを生じるように図られている。
つまり、螺旋翼61は、容量制御弁44を通じて軸封部材収容部18へ供給される連通路47の冷媒の流れを促進するために設けられており、駆動軸20の回転により連通路47の開口47aから流出される冷媒の流れを強くする。
従って、連通路47における冷媒は螺旋翼61の回転により流れが促進され、開口47aから軸封部材収容部18へ勢いよく流出され、流出された冷媒は螺旋翼61に案内されて軸封部材23に対して吹き付けられる。
このように、この実施形態の螺旋翼61を備えた圧縮機60によれば、第1の実施形態に係る圧縮機10とほぼ同じ効果を奏する。
なお、図5に示す墨付矢印は冷媒の流れを示す矢印である。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 上記の第1、第2の実施形態では、軸封部材としてリップシールを採り上げたが、軸封部材はリップシールに限らず、メカニカルシール等を用いてもよく、少なくとも、駆動軸の回転の維持しつつ冷媒の漏洩を防ぐことができるシールであれば特にシールの種類や構造は限定されない。
○ 上記の第1、第2の実施形態では、クランク室への吐出圧の冷媒の供給を制御する所謂給気制御の容量制御弁としたが、容量制御弁はクランク室の冷媒を吸入室へ戻す場合に用いる抽気制御の容量制御弁や、給気と抽気の両方を制御する3方弁タイプの容量制御弁でもよい。抽気制御を行う容量制御弁を用いる場合、クランク室内の冷媒はクランク室から軸封部材収容部を通り、さらに連通路から吸入室へ冷媒が戻るようにして、軸封部材の冷却を行うことになる。従って、回転翼あるいは螺旋翼の向きを上記の実施形態のものと逆にすることが好ましい。
○ 上記の第1、第2の実施形態では、最大容量運転時においてクランク室内の冷媒を分岐孔、連通路、軸封部材収容部、クランク室という形で内部循環させたが、軸封部材収容部、連通路、分岐孔、クランク室という逆回りの内部循環としてもよい。この場合、少なくとも、回転翼あるいは螺旋翼の向きを上記の実施形態のものと逆にすればよい。
○ 上記の第1、第2の実施形態では、分岐孔を斜板とラグプレートとの間に位置するように形成したが、分岐孔はクランク室と連通路との間で冷媒の出入りが可能な位置であればよく、熱の発生部位である摺動部から離れた位置に設けることが好ましい。
○ 上記の第1、第2の実施形態では、流通促進部材として回転翼あるいは螺旋翼を例示したが、例えば、円柱体72に螺旋溝72aを形成した部材71(図6(a)を参照。)や遠心力を利用して冷媒の流れを促進する円盤部材73(図6(b)を参照。)や突起部材74(図6(c))等を採用してもよく、少なくとも、軸部材収容部に対する冷媒の流れを促進する機構であればその構造、形状、材質は特に制限されない。また、流通促進部材は駆動軸と一体形成してもよい。
○ 上記の第1、第2の実施形態では、軸封部材収容部とクランク室はラグプレートとフロントハウジングとの間隙により連通するとしたが、例えば、軸封部材収容部からクランク室へ連通する別の通路を設けてもよい。
第1の実施形態に係る圧縮機の概要を示す縦断面図である。 第1の実施形態に係る圧縮機における回転翼の正面図である。 最小容量運転時における冷媒の流れを説明する圧縮機要部の縦断面図である。 最大容量運転時における冷媒の流れを説明する圧縮機要部の縦断面図である。 第2の実施形態に係る圧縮機の要部を示す縦断面図である。 流通促進機構の別例を示す要部の縦断面図である。
符号の説明
10、60 圧縮機
12 シリンダブロック
13 フロントハウジング
16 クランク室
18 軸封部材収容部
19 スラスト軸受
20 駆動軸
24 ラグプレート
25 容量変更機構
26 斜板
33 ピストン
44 容量制御弁
45 第1通路
46 第2通路
47 連通路
48 分岐孔
50 回転翼(流通促進機構としての)
61 螺旋翼(流通促進機構としての)
71 部材(流通促進機構としての)
73 円盤部材(流通促進機構としての)
74 突起部材(流通促進機構としての)

Claims (4)

  1. シリンダボアを有するシリンダブロックと、
    前記シリンダブロックの前端に接合され、軸封部材収容部及びクランク室が区画形成されたフロントハウジングと、
    前記シリンダブロックの後端に接合され、吸入室及び吐出室を有するリヤハウジングと、
    少なくとも、前記クランク室と前記軸封部材収容部を貫通する駆動軸と、
    前記軸封部材収容部に収容され、前記フロントハウジングと前記駆動軸の軸封を図る軸封部材と、
    前記クランク室に収容され、前記駆動軸に対して傾斜角度が変更される斜板を備えた容量変更機構と、
    前記斜板と接続され、前記駆動軸の回転により前記シリンダボア内を往復移動するピストンと、
    前記クランク室内の圧力を制御する容量制御弁とを備え、
    前記駆動軸には前記軸封部材収容部と前記容量制御弁を連通する経路の一部を構成する連通路が形成され、
    前記クランク室の圧力変動により、前記駆動軸に対する前記斜板の傾斜角度に応じて吐出容量を可変とする可変容量型斜板式圧縮機において、
    前記連通路を通る圧縮性流体の流れを促進する流通促進機構が、前記軸封部材収容部を臨む前記駆動軸に備えられていることを特徴とする可変容量型圧縮機。
  2. 前記流通促進機構は回転翼又は螺旋翼を含むことを特徴とする請求項1記載の可変容量型圧縮機。
  3. 前記駆動軸は、前記クランク室と前記連通路を連通する分岐孔を備えた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. 前記分岐孔は前記斜板よりも前記フロントハウジング寄りに形成されることを特徴とする請求項3記載の可変容量型圧縮機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100897801B1 (ko) * 2007-05-21 2009-05-15 학교법인 두원학원 사판식 압축기

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