JP2006336590A - 斜板型又は揺動斜板型の圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 斜板とシュー間又は回り止め機構等の摺動部の潤滑状態を良好に保つことで信頼性を向上した斜板型及び揺動斜板型の圧縮機を提供する。
【解決手段】 駆動軸４、旋回板５、回り止め機構７により回転は阻止される揺動斜板６、ピストン９及び中心軸８を備えている揺動斜板型圧縮機１００が、冷媒ガス中のオイルを分離する装置３５と、分離したオイルを貯蔵する高圧貯油室３６とを有していて、高圧貯油室から回り止め機構の摺動部に直接給油できるオイル導入路８５を中心軸に設けている。なお、斜板型圧縮機１００においては、駆動軸１０４及び／又はシリンダブロック１１１にオイル導入路１２４を設けて、高圧貯油室１２２からのオイルを斜板１０８とシュー１０９の摺動部に直接給油している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、容積型ポンプや空調装置の冷媒圧縮に用いられる圧縮機、特に斜板型および揺動斜板型の圧縮機に関するものであって、バス等の大容量を必要とする揺動斜板型可変容量圧縮機に好適なものである。

従来技術として、揺動斜板（ワッブルプレート）の回り止め機構として等速ジョイントを用い、これを揺動斜板の中央に配置する構造は、よく知られている。この場合、等速ジョイントはグリス潤滑中で使用されるのが一般的であるが、圧縮機に使用する場合グリス潤滑では使用できないので、信頼性を確保するために、特許文献１に記載されているように、等速ジョイントの摺動部にオイルを導く通路を設置する構成が知られている。

米国特許第５，１２９，７５２号明細書

しかしながら、この特許文献１に示される構成では、クランク室（制御圧室）内の雰囲気オイルがこの通路内に導かれるだけであって、積極的に等速ジョイントの摺動部にオイルを導く思想が開示されているものではなく、摺動部の潤滑状態が良好であるとは言えないものである。そのため、揺動斜板の回り止めの信頼性が悪化し、最終的には摺動部の焼付きが発生し、圧縮機がロックして停止してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、斜板とシュー間又は回り止め機構等の摺動部の潤滑状態を良好に保つことで信頼性の向上した斜板型及び揺動斜板型の圧縮機を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された斜板型及び揺動斜板型の圧縮機を提供する。
請求項１に記載の斜板型の圧縮機は、少なくとも駆動軸１０４、斜板１０８、ピストン１１２、シリンダブロック１１１及び一対のシュー１０９等を備えているのに加えて、冷媒ガス中のオイルを分離する装置１２１と、その分離したオイルを貯蔵する高圧貯油室１２２とを有していて、一端が高圧貯油室１２２に連通すると共に、他端がシュー１０９の摺動部に向けて開口しているオイル導入路１２４を設けたものであり、これにより、斜板１０８とシュー１０９間の摺動部に向けてオイルを供給することができ、摺動部の良好な潤滑状態を得ることができ、圧縮機の信頼性を向上させることができる。
請求項２の圧縮機は、オイル導入路１２４が駆動軸１０４又はシリンダブロック１１１或いはその両者に設けられているかのいずれかであることを規定したものであり、これにより、特別な部材を使用することなくオイル導入路１２４を形成することができる。

請求項３に記載の揺動斜板型の圧縮機は、少なくとも駆動軸４、旋回板５、回り止め機構７により回転は阻止される揺動斜板６、ピストン９及び中心軸８等を備えているのに加えて、冷媒ガス中のオイルを分離する装置３５と、その分離したオイルを貯蔵する高圧貯油室３６とを有していて、高圧貯油室３６から回り止め機構７の摺動部に向けて給油できるオイル導入路８５を設けたものであり、これにより、回り止め機構７の摺動部に向けてオイルを供給することができ、摺動部を良好な潤滑状態に保つことができ、圧縮機の信頼性を高めることができる。

請求項４の圧縮機は、可変容量型の圧縮機に特定したものであり、本発明は、この可変容量型の圧縮機に特に好適である。
請求項５の圧縮機は、オイル導入路８５を中心軸８に設けたものであり、オイル導入路が設けられる部位を限定したものである。

請求項６の圧縮機は、回り止め機構７として等速ジョイント７を使用し、この等速ジョイント７の摺動部にオイル保持溝７５を設けたものであり、これにより、等速ジョイント７の摺動部を良好な潤滑状態に維持させることができる。
請求項７の圧縮機は、回り止め機構７を支持する中心軸８を片持ち支持にしたものである。この場合、例えば一端が自由端で他端をシリンダブロック２の中心部に圧入固定することで、片持ち支持であっても中心軸の十分な剛性を確保できる。

請求項８の圧縮機は、回り止め機構７を支持する中心軸８を、一端を駆動軸４に配置されたベアリング４４で支持し、他端をシリンダブロック１１等のハウジングに回転不可に支持する両持ち支持にしたものであり、これにより、中心軸８に作用する荷重を両端で保持することで、圧縮機の信頼性向上、振動・騒音を低減することが可能となる。
請求項９の圧縮機は、フロン系冷媒であるＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）１３４ａの冷媒換算で３００cc以上の能力を確保できるようにしたものであり、これにより、バス等の大型車両の空調装置に適用可能な大容量の圧縮機に好適である。

以下、図面に従って本発明の実施の形態の揺動斜板型の圧縮機について説明する。図１は、最大の吐出容量（１００％容量）をもたらす運動状態における第１実施形態の揺動斜板型可変容量圧縮機の全体構造を示す縦断面図であり、図２は、図１の圧縮機の最小吐出容量（０％容量）をもたらす運転状態を示している。これらの図面において、符号１は圧縮機１００のフロントハウジングを、符号３は圧縮機１００のリアハウジングを示しており、フロントハウジング１とリアハウジング３との間に挟まれる形でミドルハウジングとしてのシリンダブロック２が配置され、これらは図示しないスルーボルトのような締結手段によって一体化されて、圧縮機１００のハウジングを形成している。シリンダブロック２には、図１において横方向（後述の駆動軸の軸方向）に複数個（例えば５個）のシリンダボア２１が、中心線の周りに概ね均等に配置されるように形成されている。リアハウジング３の後部の外周部分には、概ね環状の空間としての吐出室３１が形成されていると共に、中心部分の空間には吸入室３２が形成されている。また、このリアハウジング３には、後述するオイルセパレータ及び高圧貯油室が設けられている。

符号４は外部の動力源（例えばエンジン）から回転動力を受け入れるための駆動軸であり、この駆動軸４と直交するように円板部４０が一体的に形成されている。また、円板部４０の外周寄りの一部から所定の間隔をあけて平行に２枚のアーム４１が後方に向かって突出するように形成されている。この駆動軸４は、２個のラジアルベアリング１１及び１３を介してハウジングの一部であるフロントハウジング１によって軸承されていると共に、円板部４０の背面を支持するスラストベアリング１４を介して、軸方向にもフロントハウジング１によって軸承されている。また、ラジアルベアリング１１及び１３の間には、軸封装置１２が設けられて、駆動軸４の周囲から流体が外部へ漏洩するのを防止している。なお、ラジアルベアリング１１，１３は、サークリップ１５及び１７により、また軸封装置１２は、サークリップ１６によって軸方向に移動しないようにそれぞれ固定されている。

符号５は、概ね円環状の旋回板（ドライブプレート）であって、その一部が前方に突出するアーム部分５０を備えている。アーム部分５０には、カムとして作動する所定の形状の長孔５１が設けられていて、駆動軸４側の平行な２枚のアーム４１を橋絡するようにそれらの間に取り付けられたピン４２が、長孔５１内に挿入されて係合している。このように駆動軸４のアーム４１と旋回板５のアーム部分５０とが、２面幅で嵌合してピン４２によって連結されることによってリンク機構を形成しており、旋回板５が駆動軸４と共に回転することができると共に、駆動軸４やその円板部４０に対して角度可変の状態で傾斜する（揺動する）ことができる。旋回板５には、後述の手段によって回転を阻止されて揺動のみをする概ね円環状の揺動斜板（ワッブルプレート）６が、ラジアルベアリング５２とスラストベアリング５３を介して支持されている。なお、上述したリンク機構は、それと同等の作用する斜面とアーム、球座と球などの他のリンク機構によって置き換えることができることは言うまでもない。

揺動斜板６の開口６１には、後に詳述する回り止め機構として採用した等速ジョイント７の構成の一部である概ね円筒形の外輪７１が嵌合していて、揺動斜板６と一体化されていると共に、外輪７１の小径部分７１ａでラジアルベアリング５２を支持している。また、ラジアルベアリング５２は、円環状の旋回板５の開口内面によって支持され、かしめ等で固定されている。外輪７１の小径部分７１ａの図１における左端部には螺子部が形成されていて、それに螺合するナット５４及びワッシャ５５によって、ラジアルベアリング５２が外輪７１に取り付けられている。

このようにして、ラジアルベアリング５２が旋回板５と外輪７１及び揺動斜板６とを相対回転可能に結合していると共に、前述のスラストベアリング５３が旋回板５と揺動斜板６との間に挟み込まれているので、これらの構成によって、揺動斜板６と外輪７１とが旋回板５と共に摺動運動はするものの、旋回板５の回転運動とは無関係に回転をしないで停止していることが可能である。

外輪７１と揺動斜板６の回転運動を阻止する回り止め機構として、本実施形態においては、それ自体は公知の等速ジョイント７を使用しているが、他の回り止め機構も適宜採用可能である。

旋回板５及び揺動斜板６を支持する中心軸８は、駆動軸４の延長線上において回転しないようにシリンダブロック２によって固定支持される。そのため、例えば、シリンダブロック２の中心部に軸方向のスプライン溝を有する穴２２を形成する一方、それに挿入される中心軸８の外面にも対応するスプライン突条を形成してそれらを噛み合わせるとか、中心軸８及びシリンダブロック２の穴２２の断面形状を正方形その他の多角形にするとか、或いは中心軸８とシリンダブロック２の穴２２をキー２３とキー溝によって連結するというように、それ自体は公知の様々な手段を利用することができる。このようにして、本実施形態の圧縮機１００においては、等速ジョイント７と回転を阻止された中心軸８とによって、揺動斜板６のための回り止め機構が構成されている。

揺動斜板６の周辺部には、前述のシリンダボア２１と同数の球形の窪み６２が形成されており、それに対して同数のコネクティングロッド９１の一端に形成された球形端部９１ａが係合している。また、それぞれのシリンダボア２１内に摺動可能に挿入されているピストン９にも球形の窪み９２が形成されていて、それらに対してコネクティングロッド９１の他端に形成された球形端部９１ｂが係合している。

なお、揺動斜板６の球形の窪み６２は、コネクティングロッド９１の球形端部９１ａの周りにかしめ加工されることにより抜け止めを施されており、同様に、ピストン９の球形の窪み９２もまた、球形端部９１ｂの周りにかしめ加工されることによって抜け止めを施されている。なお、本実施形態においては、揺動斜板６及びピストン９をかしめ加工によってコネクティングロッド９１の球形端部９１ａ，９１ｂに連結しているが、本発明におけるこの部分の連結手段が「かしめ加工」のみに限定される訳ではなく、それ以外の連結手段を採る場合もあり得る。

符号１９は厚板からなるバルブプレートであって、各シリンダボア２１に対応する位置において、バルブプレート１９を貫通するように少なくとも１個ずつ吐出口１９ａと吸入口１９ｂが開口している。バルブプレート１９の各吸入口１９ｂには、１枚の薄いばね鋼板からなる吸入バルブ（図示せず）の各一部に形成されたリード弁状の吸入バルブによって、シリンダボア２１の側から閉塞されている。また、各吐出口１９ａには、同様に薄いばね鋼板からなるリード弁状の吐出バルブ（図示せず）が配置され、吐出室３１の側から閉塞されている。バルブプレート１９、吸入バルブは、シリンダブロック２とリアハウジング３とが図示しない手段によって固定されて一体化されるときに、それらの間に挟み込まれて固定される。吐出弁、吐出バルブのリフト量を規制するストッパ（図示せず）はボルト等によってバルブプレート１９に取り付けられている。また、バルブプレート１９がシリンダブロック２とリアハウジング３とによって挟持固定される際には、ガスケット２０も一緒に挟持される。なお、ガスケットは、フロントハウジング１とシリンダブロック２との間、シリンダブロック２とバルブプレート１９との間及びバルブプレート１９とリアハウジング３との間に配置されている。

リアハウジング３の後端には制御弁３３が取り付けられており、図示しない電子式制御装置によって制御されて、吸入室３２にある流体（冷媒）の圧力、即ち吸入圧と、吐出室３１にある流体（冷媒）の圧力、即ち吐出圧との間の任意の高さの流体圧を作り出して、それを制御圧として旋回板５や揺動斜板６のあるクランク室（制御圧室）１８へ供給している。このクランク室１８内に導入される制御圧によって、揺動斜板６の傾斜が制御される。

次に本実施形態の回り止め機構の構成について図４，５に従って詳述する。本実施形態においては、回り止め機構として自動車用又は産業機械用の等速ジョイント７を使用している。等速ジョイント７は、外輪７１、ケージ７２、内輪７３及び複数個のボール７４とで構成されている。等速ジョイント７の外輪７１は、揺動斜板６の開口６１に一体的に嵌合し、また内輪７３は、前記した中心軸８に軸方向に移動可能に取り付けられている。中心軸８は、一端側が自由端で、他端側がシリンダブロック２に固定されていて、回転しないだけでなく軸方向にも移動しない。従って、中心軸８の自由端の外周面に形成されたスプライン突条８１が、等速ジョイント７の内輪７３に形成されたスプライン溝にスプライン係合して、等速ジョイント７の軸方向における移動を許すと共に、内輪７３を介して揺動斜板６の回転を阻止するようになっている。

図４，５に示されるように、一方の揺動側である揺動斜板６に取り付けられた、等速ジョイント７の外輪７１の球面状の内周面には、中心軸８と平行に複数のボール溝７１ａが形成されており、他方の軸側である中心軸８に支持された内輪７３の球面状の外周面には、球面状の内周面の前記複数のボール溝７１ａに対応した、中心軸８と平行な複数のボール溝７３ａが形成されている。これら外輪７１と内輪７３とは、外輪７１の内周面と内輪７３の外周面に摺接する球環状のケージ７２を介すると共にこのケージ７２に保持された複数のボール７４がボール溝７１ａ，７３ａに接触する状態で連結されている。即ち、等速ジョイント７は、外輪７１と内輪７３とがケージ７２の内外周面を内輪７３の外周面及び外輪７１の内周面と極めて小さなクリアランスのもとに摺接嵌合されている。そして、揺動斜板６の傾斜に伴い、ボール７４はボール溝７１ａ，７３ａを往復転動すると共にケージ７２は外輪７１と内輪７３との間を摺動し、常にその位置関係を維持するように相互間に相対的運動がなされる。

この場合、ケージ７２と外輪７１及び内輪７３とが主に摺動する摺動部は、ケージ７２の内外周面の軸方向の両側部であり、軸方向略中央部は、実質的な摺動が行われない摺動部である。本実施形態では、この軸方向略中央部である摺動部にオイル保持溝７５を形成している。即ち、図５に示すものでは、内輪７３の外周面の軸方向略中央部にオイル保持溝７５を形成すると共に、ケージ７２の外周面の軸方向略中央部にオイル保持溝７５を形成している。オイル保持溝７５の溝形状は、内輪７３の外周面の凸球面及びケージ７２の外周面の凸球面を平面状にカットした形状をしている。この場合、オイル保持溝７５の両縁部は、球面から平面に移行する部分にエッジを形成しないようにＲ（丸み）形状にされている。なお、オイル保持溝７５は、ケージ７２の内周面の軸方向略中央部及び外輪７１の内周面の軸方向略中央部に設けるようにしてもよい。この場合は、両者の内周面は凹球面であるので、適宜の形状のオイル保持溝７５を形成する。

中心軸８は、シリンダブロック２に固定される側は、大径に形成され、等速ジョイント７の内輪７３を摺動自在に嵌合する側は、小径に形成されていて、その移行部分に段差８２が形成され、これが最小容量規制部分８２として機能する。これにより、内輪７３がこの最小容量規制部分８２に当接することで揺動斜板６の傾斜角度を規制し、図２に示すように圧縮機１００の最小容量を規制している。

また最小容量規制部分８２に隣接した中心軸８の大径部分に止められてバネ等の付勢部材８３が軸上に設けられ、揺動斜板６を最大容量側に付勢する。この付勢部材８３は、容量復帰時の制御をアシストする。他方で、中心軸８のシリンダブロック２に固定支持された側と反対の自由端側の端面に止められて、バネ等の付勢部材８４が軸上に設けられ、等速ジョイント７の内輪７３をリア側に押している。この付勢部材８４によって、圧縮機運転時は、圧縮機容量の最小側への制御をアシストし、圧縮機停止時は常に容量の少ない側に揺動斜板６を保つ役割をし、再起動時の動力を低減することが可能となる。

次に、本実施形態の特徴である、圧縮機１００内の摺動部へのオイルの供給機構について図３に基づいて説明する。
本実施形態では、リアハウジング３には、吐出室３１の下流に、これと連通する垂直円筒室３４が設けられている。この垂直円筒室３４には、オイルセパレータ３５が圧入され、図３に示すように吐出室３１から垂直円筒室３４に入ってくるオイルと冷媒ガスとの混合流体を遠心分離して、オイルと冷媒ガスとに分離される。分離された冷媒ガスは、オイルセパレータ３５上方から冷凍サイクル内に排出され、オイルはリアハウジング３とシリンダブロック２間に跨がって設けられた高圧貯油室３６に蓄えられる。

この高圧貯油室３６内に蓄えられたオイルは、高圧貯油室３６内の高圧とクランク室１８との差圧を利用して、図３に示すようにリアハウジング３とバルブプレート１９の間に配置されたガスケット２０に設けられた溝（図示せず）を介して、中心軸８に設けられたオイル導入路８５を通って、回り止め機構である等速ジョイント７の摺動部に向かってオイルを噴出する。即ち、オイル導入路８５は、中心軸８の略中央部分をシリンダブロック２側から延在し、段差８２近辺でクランク室１８に開口している。このように、オイルセパレータ３５で分離したオイルを、等速ジョイント７の摺動部を狙って積極的に噴出することで、等速ジョイント７の良好な摺動状態を得ることができる。

上記構成よりなる本実施形態の揺動斜板型圧縮機１００の作動について説明する。圧縮機１００の最も好適な用途は車両用空調装置の冷媒圧縮機として使用されることであるから、この場合も圧縮機１００が車両用空調装置に使用されるものとして説明する。

駆動軸４が車両に搭載された内燃機関やモータのような外部の動力源によって、ベルト、伝動装置等を介して、或いは直接に回転駆動されると、駆動軸４の円板部４０に対してアーム４１、ピン４２、長孔５１、アーム部分５０を介して連結される旋回板５が駆動軸４と共に回転する。しかし、揺動斜板６は旋回板５に対しラジアルベアリング５２及びスラストベアリング５３を介して連結されているのと、中心部が等速ジョイント７を介して回転しない中心軸８によって支持されているので回転することはなく、駆動軸４と直交している仮想の平面に対して旋回板５が傾斜している場合には、その傾斜角度に応じた大きさの振幅を有する揺動運動のみをする。それによって、揺動斜板６に対してコネクティングロッド９１を介して連結されている複数個のピストン９がそれぞれのシリンダボア２１内で往復運動をする。

その結果、複数個のピストン９の頂面にそれぞれ形成される作動室の中でも吸入行程にあるものは拡大して低圧となるので、その中へ吸入室３２内にある圧縮すべき冷媒がバルブプレート１９の吸入口１９ｂに設けられた吸入バルブを押し開いて流入する。これと反対に、圧送行程にあるピストン９の頂面に形成される作動室は縮小するため、その内部にある冷媒は圧縮されて高圧となり、バルブプレート１９の吐出口１９ａに設けられた吐出バルブを押し開いて吐出室３１に吐出される。駆動軸４の１回転当りの圧縮機１００の吐出量は、旋回板５及び揺動斜板６の傾斜角度θによって決まるピストン９のストローク長さに概ね比例している。

このように、旋回板５及び揺動斜板６の傾斜角度θを変化させると圧縮機１００の吐出容量が変化するので、吐出容量を制御するために、本実施形態の圧縮機１００においては、全てのピストン９の背圧となるクランク室１８内の圧力を制御弁３３によって図示しない制御装置が指令する任意の高さに変化させる。クランク室１８内には、吐出室３１内の高圧と吸入室３２内の低圧との中間の任意の高さの圧力が制御弁３３から導入される。

例えば、クランク室１８内の圧力、即ちピストン９の背圧を高めると、各ピストン９の頂面に形成される作動室内の圧力との釣り合い状態が変化するので、新たな釣り合い状態が得られるところまで、複数個のピストン９に共通な下死点の位置がバルブプレート１９に近い位置に向かって移動する。それに伴って揺動斜板６の揺動中心もバルブプレート１９に近い位置に向かって移動するため、揺動斜板６と旋回板５の傾斜角度θ（θの定義：中心軸に対して垂直な線をθ＝０とする。そのため１００％容量時の図１がθ最大、最小容量時の図２がθ最小）が小さくなって、全てのピストン９のストロークが一斉に小さくなるので、圧縮機１００の吐出容量が無段階に減少する。

図２は、クランク室１８内の圧力が最大とされることによって、ピストン９の下死点がバルブプレート１９に最も接近した位置において上死点と概ね一致して、ピストン９のストロークが実質的に零になる結果、吐出容量が実質的に零になった状態を示している。この場合は、旋回板５及び揺動斜板６の傾斜角度θが実質的に０度になっているから、旋回板５が駆動軸４と共に回転しても、揺動斜板６が回転は勿論揺動運動もしないで実質的に静止している。そのため、全てのピストン９が実質的に上死点の位置にあって、シリンダボア２１内で実質的に往復運動をすることがない。しかし、本実施形態では、中心軸８の最小容量規制部分８２を等速ジョイント７の内輪７３に当接すると共に、最小容量規制部分８２に隣接して付勢部材８３を設けることによって、傾斜角度θが厳密な０度になるのを防止し、吐出容量を完全に零（０％容量）にはしないで僅かに残して、次の制御の応答性を高めている。

これと反対に、図示しない制御装置によって制御弁３３を作動させて制御圧室１８内の圧力を吸入圧までの任意の高さまで低下させると、ピストン９に作用する背圧が小さくなるために、作動室内で冷媒を圧縮することにより発生する圧縮反力によって、全てのピストン９の往復運動の下死点が、ピストン９の背圧（制御圧室１８内の圧力）による軸方向力が圧縮反力による軸方向力に釣り合う位置まで、バルブプレート１９から遠ざかる方向へ移動する。

その結果、揺動斜板６と旋回板５の傾斜角度θが大きくなると共に揺動運動の振幅が大きくなるので、全てのピストン９のストロークが一斉に大きくなって、圧縮機１００の吐出容量が無段階に大きくなる。図１は、制御圧室１８内の圧力を最小とすることによって、旋回板５と揺動斜板６の傾斜角度θが大きくなって、ピストン９のストロークと圧縮機１００の吐出容量が最大（１００％容量）となった状態を示している。

このように作動する圧縮機１００においては、圧縮機１００内の様々な摺動部、例えば、ピストン９とピストンボア２１、コネクティングロッド９１の球形端部９１ａと揺動斜板６の窪み６２、等速ジョイント７の外輪７１とケージ７２及び内輪７３とケージ７２等、を潤滑するためのオイルが内蔵されていて、冷媒と一緒になって運ばれ各摺動部に供給されるようになっている。

本実施形態においては、リアハウジング３にオイルセパレータ３５を備えた垂直円筒室３４を設けると共に、リアハウジング３とシリンダブロック２間に跨がって高圧貯油室３６を設けていて、圧縮機１００から吐出されるオイルと冷媒ガスの混合流体を遠心分離してオイルと冷媒ガスとを分離して、このオイルを高圧貯油室３６とクランク室１８の差圧を利用して、高圧貯油室３６からオイル導入路８５を通って等速ジョイント７の摺動部に直接噴出するようにしているので、回り止め機構である等速ジョイント７の摺動性を高めることができる。このようにして、揺動斜板型の圧縮機１００の回り止め機構の摺動部を良好な潤滑状態に保つことができ、回り止め機能の信頼性を確保し、圧縮機自体の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態においては、等速ジョイント７の外輪７１の内周面及びケージ７２の外周面、或いはケージ７２の内周面及び内輪７３の外周面とで形成される球面摺接部の軸方向略中央部の摺動部にオイル保持溝７５を形成している。即ち、図５では、内輪７３の凸状球面の外周面の軸方向略中央部にオイル保持溝７５を形成し、またケージ７２の凸状球面の外周面の軸方向略中央部にオイル保持溝７５を形成している。したがって、オイル保持溝７５に保持されたオイルが、球面摺接部の軸方向略中央部を挟んでいる両側部の摺動部に供給されるようになり、内・外輪７３，７１及びケージ７２との良好な摺動状態が得られる。

図６は、最大の吐出容量（１００容量）をもたらす運転状態における第２実施形態の揺動斜板型圧縮機の全体構成を示す縦断面図であり、図７は、最小の吐出容量をもたらす運転状態における第２実施形態の揺動斜板型圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。この第２実施形態では、駆動軸４の中心軸８に面する側の中央部に凹部４３を形成し、この凹部４３内にラジアルベアリング（すべり軸受）４４を配置し、ここに中心軸８の端部を挿入し支持するようにしたものである。即ち、第１実施形態では、中心軸８がシリンダブロック（ハウジング）２によって一端側のみが固定・支持された片持ち支持であったのに対し、第２実施形態では、中心軸８は、一端側がシリンダブロック２によって、他端側が駆動軸４によって支持されている両持ち支持構造にしたものである。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

このように中心軸８を両端側で支持することにより、中心軸８に作用する荷重を両側で受けることができ、片持ち支持よりも剛性が高くなり、信頼性が一層向上し、また振動・騒音の一層の低減を図ることができる。なお、中心軸８を支持するベアリング（軸受）としては、ラジアルベアリング４４ではなくボールベアリング（転がり軸受）にしてもよい。

図８は、本発明の第３実施形態である斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。前記した第１及び第２実施形態では、本発明を揺動斜板型の圧縮機に適用したものであるが、第３実施形態では、本発明を斜板型の圧縮機に適用したものである。斜板型の圧縮機１００においては、シリンダブロック１１１の前端にフロントハウジング１１０が接合され、シリンダブロック１１１の後端には、バルブプレート、弁形成プレート等の板材１１５を介してリアハウジング１１３が接合している。クランク室（制御圧室）１０７を形成するフロントハウジング１１０とシリンダブロック１１１とには、駆動軸（回転軸）１０４が回転自在に支持されている。外部駆動源、例えば車両エンジン、からベルト等を介してプーリ（図示せず）に伝達された動力が、駆動軸１０４に伝達される。

駆動軸１０４には、ラグプレート１０５が圧入等で一体化されていると共に、斜板１０８が駆動軸１０４に軸方向にスライド可能かつ傾動可能に支持されている。斜板１０８には連結片１０８ａが固着されており、この連結片にはガイドピン１０６が圧入等で一体化されている。ラグプレート１０５には、ガイド孔１０５ａが形成され、ガイドピン１０６の頭部がガイド孔１０５ａにスライド可能に挿入されている。斜板１０８は、ガイド孔１０５ａとガイドピン１０６との連係により、駆動軸１０４の軸方向に傾動可能かつ駆動軸１０４と一体的に回転する。

斜板１０８の中心部がラグプレート１０５側へ移動すると、斜板１０８の傾角が増大する。斜板１０８の最大傾角は、ラグプレート１０５と斜板１０８との当接によって規制される。斜板１０８の中心部がシリンダブロック１１１側へ移動すると、斜板１０８の傾角が減少する。斜板１０８の最小傾角は、斜板１０８と駆動軸１０４上に設けられたサークリップ１１６との当接によって規制される。

シリンダブロック１１１に穿設された複数のシリンダボア１１１ａ内には、ピストン１１２が収容されている。ピストン１１２の後部には、一対のシュー１０９が配置され、このシュー１０９が斜板１０８の周端部を摺動可能に挟持している。このようにして、斜板１０８の回転運動はシュー１０９を介してピストンの前後往復運動に変換され、ピストン１１２がシリンダボア１１１ａ内を前後にスライドする。

リアハウジング１１３内には、吸入室１１７と吐出室１１８とが区画形成されている。シリンダブロック１１１とリアハウジング１１３との間に介在しているバルブプレート、弁形成プレート等の板材１１５には、吸入弁及び吐出弁が形成されている。従って、吸入室１１７内の冷媒ガスはピストン１１２の復動動作により吸入弁を押し退けてシリンダボア１１１ａ内に流入する。この流入した冷媒ガスはピストン１１２の往復動作により吐出弁を押し退けて吐出室１１８に吐出される。

図示されていないが、吐出室１１８とクランク室１０７とは圧力供給通路で接続されており、クランク室１０７と吸入室１１７とは放圧通路で接続されている。圧力供給通路は、吐出室１１８内の冷媒をクランク室１０７へ送り、クランク室１０７内の冷媒は放圧通路を介して吸入室１１７へ流出する。従って、クランク室１０７内の潤滑のためのオイルは、冷媒に混入して冷凍サイクル内を冷媒と一緒に循環する。なお、符号１１９は圧力供給通路に設けられる制御弁である。

上記で説明した構成は、斜板型の圧縮機１００の公知の一般的な構成である。
次に本発明の第３実施形態の斜板型の圧縮機１００の特徴となる構造について説明する。この第３実施形態でも、第１、第２実施形態と同様に、リアハウジング１１３には、吐出室１１８の下流に、この吐出室１１８と連通する垂直円筒室１２０が設けられている。この垂直円筒室１２０には、オイルセパレータ１２１が圧入され、図３に示されるのと同様に吐出室１１８から垂直円筒室１２０に入ってくるオイルと冷媒ガスとの混合流体を遠心分離し、オイルと冷媒ガスとに分離される。分離された冷媒ガスは、オイルセパレータ１２１上方から冷凍サイクル内に排出され、オイルは、リアハウジング１１３とシリンダブロック１１１との間に跨がって設けられた高圧貯油室１２２に貯蔵される。

斜板型の圧縮機１００は、前記した揺動斜板型の圧縮機とは異なり、回り止め機構を有していない。そこで、本実施形態では、この高圧貯油室１２２に蓄えられたオイルを、高圧貯油室１２２内の高圧とクランク室１０７との差圧を利用して、リアハウジング１１３と板材１１５の間に配置されたガスケット１２３に設けられた溝（図示せず）を介して供給し、更にシリンダブロック１１１に設けられたオイル導入路１２４を通って、斜板１０８とシュー１０９との摺動部に向けて、オイルを噴出させるようにしている。即ち、オイル導入路１２４は、駆動軸１０４の一端を回転可能に支持しているシリンダブロック１１１の支持部分の外周側にリアハウジング１１３側からフロントハウジング１１０側へと軸方向に延在し、フロントハウジング１１０側で、斜板１０８とシュー１０９との摺動部へ向けて開口している。このように、オイルセパレータ１２１で分離したオイルを、斜板１０８とシュー１０９との摺動部を狙って積極的に噴出、給油することで、この摺動部の良好な潤滑状態が得られ、圧縮機１００の信頼性が向上する。

図９は、本発明の第４実施形態の斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。第３実施形態においては、オイル導入路１２４をシリンダブロック１１１に形成しているが、第４実施形態では、このオイル導入路１２４をシリンダブロック１１１に代えて駆動軸１０４に設けている。即ち、オイル導入路１２４は、駆動軸１０４のリアハウジング１１３側の先端から略中心部をフロントハウジング１１０側へと軸方向に延在し、ピストン１１２が上死点にあるときのシュー１０９の直下の地点で径方向へと開口している。したがって、高圧貯油室１２２内のオイルが、ガスケット１２３の溝（図示せず）を経由して駆動軸１０４のオイル導入路１２４を通って、斜板１０８とシュー１０９との摺動部を狙って積極的に噴出、給油することができる。その他の構成は、第３実施形態と同様であるので説明を省略する。

図１０は、本発明の第５実施形態の斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。本実施形態では、斜板１０８の構造を、前記した揺動斜板型圧縮機の旋回板と揺動斜板との関係のように、２枚の板状体をベアリングを介して重ね合わせた構造としており、斜板１０８とシュー１０９間にベアリングを入れて転がり化している。即ち、斜板１０８は、斜板本体１０８Ａに円環状の副斜板１０８Ｂがラジアルベアリング１２６とスラストベアリング１２７を介して支持された構造となっている。この場合、斜板１０８は、当然回り止め機構を有していない。オイルと冷媒ガスとを分離して、オイルを斜板１０８とシュー１０９との摺動部に直接給油する給油構成については、第３実施形態と同様であり、オイル導入路１２４はシリンダブロック１１１に設けられている。更にその他の構成については、先の第３実施形態と同様であるので説明を省略する。

図１１は、本発明の第６実施形態の斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。本実施形態では、斜板１０８の構造としては、第５実施形態の斜板１０８を採用している。しかしながら、オイル導入路１２４をシリンダブロック１１１と駆動軸１０４との両者に設けている。この場合には、オイルセパレータ１２１で分離され高圧貯油室１２２に蓄えられたオイルが、シリンダブロック１１１のオイル導入路１２４ａと駆動軸１０４のオイル導入路１２４ｂの両方から、斜板１０８とシュー１０９との摺動部に向けて噴出されるので、摺動部の一層良好な潤滑状態が期待でき、圧縮機の信頼性が向上する。なお、その他の構成について第３実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上説明した第１〜第６実施形態では、フロン系冷媒であるＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）１３４ａの冷媒換算で３００cc以上の能力を確保できるようにすることが好ましい。これにより、バス等の空調装置に適用可能な大容量の圧縮機が得られる。なお、ＨＦＣ１３４ａの冷媒換算で３００cc以上とは、例えばＣＯ₂冷媒の場合、１００cc以上である。
また、上記説明においては、揺動斜板型可変容量圧縮機及び斜板型可変容量圧縮機を例として説明しているが、本発明は可変容量型に限定するものではなく、固定容量型の圧縮機にも適用可能である。

本発明の第１実施形態の揺動斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図であり、その１００％（最大）容量時を示している。 最小容量時における第１実施形態の揺動斜板型の圧縮機の縦断面図である。 揺動斜板型の圧縮機の回り止め機構へのオイルの噴出を説明する図である。 回り止め機構である等速ジョイントを軸方向から見た図である。 等速ジョイントの内輪とケージの斜視図である。 本発明の第２実施形態の揺動斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。 最小容量時における第２実施形態の揺動斜板型の圧縮機の縦断面図である。 本発明の第３実施形態の斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態の斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。 本発明の第５実施形態の斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。 本発明の第６実施形態の斜板型の圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１，１１０ フロントハウジング
２，１１１ シリンダブロック
３，１１３ リアハウジング
３１，１１８ 吐出室
３２，１１７ 吸入室
３３，１１９ 制御弁
３４，１２０ 垂直円筒室
３５，１２１ オイルセパレータ
３６，１２２ 高圧貯油室
４，１０４ 駆動軸
４３ 凹部
５ 旋回板（ドライブプレート）
６ 揺動斜板（ワッブルプレート）
７ 回り止め機構（等速ジョイント）
７１ 外輪
７２ ケージ
７３ 内輪
７４ ボール
７５ オイル保持溝
８ 中心軸
８５，１２４ オイル導入路
９，１１２ ピストン
１８，１０７ クランク室（制御室）
１９，１１５ バルブプレート（板材）
２０，１２３ ガスケット
１０８ 斜板
１０９ シュー
１００ 圧縮機

Claims (9)

1. ベアリングを介してハウジングによって軸承された駆動軸（１０４）と、
   前記ハウジング内に収容され、前記駆動軸と一体的に回転し、前記駆動軸に対して傾角可変に設けられた斜板（１０８）と、
   前記斜板に連動し、前記斜板の回転によって往復動作するピストン（１１２）と、
   前記ピストンを収容するシリンダボア（１１１ａ）が穿設されたシリンダブロック（１１１）と、
   前記ピストンに摺動かつ回転可能に配置され、前記斜板を摺動可能に挟持することで、前記斜板の回転運動を前記ピストンの往復運動に変換する一対のシュー（１０９）と、
   を備えている斜板型の圧縮機が、
   前記ピストンと前記シリンダボアとによって圧縮された冷媒ガス中のオイルを分離する装置（１２１）と、
   その分離したオイルを貯蔵する高圧貯油室（１２２）とを有していて、
   一端が前記高圧貯油室（１２２）に連通すると共に、他端が前記シュー（１０９）の摺動部に向けて開口しているオイル導入路（１２４）を設けたことを特徴とする斜板型の圧縮機。
2. 前記オイル導入路（１２４）が、前記駆動軸（１０４）又は前記シリンダブロック（１１１）或いはその両者に設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. ベアリングを介してハウジングによって軸承されて動力源からの回転動力を受け入れる駆動軸（４）と、
   前記駆動軸に連結されて回転すると共に、前記駆動軸に対して傾斜することができる旋回板（５）と、
   ベアリング（５２，５３）を介して前記旋回板（５）に連結され、前記旋回板（５）と同じ傾斜角度をとるが、回り止め機構（７）により回転は阻止される揺動斜板（６）と、
   前記揺動斜板（６）に連結されて前記駆動軸（４）の軸方向に往復運動をすると共に、シリンダブロック（２）に形成されたシリンダボア（２１）内に挿入されて流体を吸入及び圧縮するピストン（９）と、
   前記旋回板（５）と前記揺動斜板（６）を支持するために、前記駆動軸（４）の延長線上において前記シリンダブロック（２）に支持される中心軸（８）と、
   を備えている揺動斜板型の圧縮機が、
   冷媒ガス中のオイルを分離する装置（３５）と、
   その分離したオイルを貯蔵する高圧貯油室（３６）とを有していて、
   前記高圧貯油室（３６）から前記回り止め機構（７）の摺動部に向けて給油できるオイル導入路（８５）を設けたことを特徴とする揺動斜板型の圧縮機。
4. 前記圧縮機が可変容量型であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の圧縮機。
5. 前記オイル導入路（８５）が前記中心軸（８）に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
6. 前記回り止め機構（７）として等速ジョイント（７）を採用していて、前記等速ジョイントの摺動部にオイル保持溝（７５）が設けられていることを特徴とする請求項３又は５に記載の圧縮機。
7. 前記回り止め機構（７）を支持する前記中心軸（８）が片持ち支持であることを特徴とする請求項３，５又は６に記載の圧縮機。
8. 前記回り止め機構（７）を支持する前記中心軸（８）が、一端が前記駆動軸（４）に配置されたベアリング（４４）で支持され、他端が前記シリンダブロック（２）等のハウジングで回転不可に支持されていることを特徴とする請求項３，５又は６に記載の圧縮機。
9. フロン系冷媒であるＨＦＣ１３４ａの冷媒換算で３００cc以上の能力を確保することができることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧縮機。

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