JP2008075460A - 圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転軸に沿ってハウジングの外部へ冷媒が漏洩することを防止する回転軸のシール部、回転軸軸受及びスラスト軸受を効率的に潤滑することができる圧縮機を提供する。
【解決手段】軸シール室が隔壁31によって、シール部材側30aと軸受側30bとに区画されている。フロントハウジング3に設けられた第1通路32を介して、クランク室6と軸シール室30のシール部材側30aとが連通している。フロントハウジング3に設けられた第2通路33を介して、クランク室6と軸シール室30の軸受側30bとが直接連通している。駆動シャフト7には吐出冷媒通路34が斜めに設けられ、吐出側圧力領域の冷媒ガスが、隔壁31に軸シール室30の軸受側30bへ導入されるように構成されている。隔壁31は中空の円板状であり、軸シール室30の外周面30cよりも径方向内側に隙間Aが形成されている。
【選択図】図3
【解決手段】軸シール室が隔壁31によって、シール部材側30aと軸受側30bとに区画されている。フロントハウジング3に設けられた第1通路32を介して、クランク室6と軸シール室30のシール部材側30aとが連通している。フロントハウジング3に設けられた第2通路33を介して、クランク室6と軸シール室30の軸受側30bとが直接連通している。駆動シャフト7には吐出冷媒通路34が斜めに設けられ、吐出側圧力領域の冷媒ガスが、隔壁31に軸シール室30の軸受側30bへ導入されるように構成されている。隔壁31は中空の円板状であり、軸シール室30の外周面30cよりも径方向内側に隙間Aが形成されている。
【選択図】図3
Description
この発明は圧縮機に係り、特に圧縮機の回転軸をシールする部分、回転軸軸受及びスラスト軸受の潤滑構造に関する。
特許文献1には、クランク室を有するハウジングが回転軸を貫通するための筒形状の軸貫通孔を有し、この軸貫通孔に、その内壁と回転軸との間をシールする軸シール部材が設けられた圧縮機が開示されている。これによれば、軸シール部材の周辺に窪み部が設けられ、窪み部とクランク室との間を連通するオイル通路がハウジングに形成され、クランク室からオイル通路に導入される潤滑油が窪み部に溜められる。また、インジェクション回路により、冷媒の一部をクランク室からオイル通路を介して軸シール部材に送り、軸シール部材を冷却している。
特許文献2には、ハウジングにシール部と滑り軸受とで区画された隔離空間が形成された圧縮機が開示されている。これによれば、シール部と滑り軸受とで区画された隔離空間とクランク室とを連通するオイル通路がハウジング内に形成されている。さらに、滑り軸受と回転軸との間に隙間を形成する平坦面が設けられ、この隙間も隔離空間とクランク室とを連通するオイル通路として機能する。隔離空間とクランク室とを2つの通路で連通することにより、隔離空間とクランク室との間でオイルの循環を行い、シール部と回転軸との間の焼き付き等を防止している。
特許文献2には、ハウジングにシール部と滑り軸受とで区画された隔離空間が形成された圧縮機が開示されている。これによれば、シール部と滑り軸受とで区画された隔離空間とクランク室とを連通するオイル通路がハウジング内に形成されている。さらに、滑り軸受と回転軸との間に隙間を形成する平坦面が設けられ、この隙間も隔離空間とクランク室とを連通するオイル通路として機能する。隔離空間とクランク室とを2つの通路で連通することにより、隔離空間とクランク室との間でオイルの循環を行い、シール部と回転軸との間の焼き付き等を防止している。
しかしながら、上述した窪み部や隔離空間のように、シール部材周辺に設けられた空間(以下、軸シール室と略称する)は、回転軸の中心軸線から比較的近い部位に形成されている。一方、圧縮機の稼働中、クランク室内の斜板、ラグプレート、回転軸などは回転するため、潤滑油は回転軸の中心軸線から遠い部位であるクランク室内の外周付近に多く存在する状態であり、この傾向はシール部材の潤滑が重要となる高速回転時には特に強くなる。また、クランク室内の潤滑油は、冷媒ガスの中にミスト状のオイル成分として存在しているため、軸シール室をシール部材周辺に設けても、軸シール室内に多量のオイル成分を導入することは難しい。
さらに、圧縮機は回転軸を支持する回転軸軸受と、ラグプレートを支持するスラスト軸受とを備えており、それぞれの軸受には隙間が形成されている。これらの隙間を介してクランク室と軸シール室との間で冷媒ガスを循環させる場合、冷媒ガスが軸受に吹き付けられることによって、軸受に付着している潤滑油が洗い流される可能性がある。
さらに、圧縮機は回転軸を支持する回転軸軸受と、ラグプレートを支持するスラスト軸受とを備えており、それぞれの軸受には隙間が形成されている。これらの隙間を介してクランク室と軸シール室との間で冷媒ガスを循環させる場合、冷媒ガスが軸受に吹き付けられることによって、軸受に付着している潤滑油が洗い流される可能性がある。
この発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、回転軸に沿ってハウジングの外部へ冷媒が漏洩することを防止する回転軸のシール部、回転軸軸受及びスラスト軸受を効率的に潤滑することができる圧縮機を提供することを目的とする。
この発明に係る圧縮機は、内部にクランク室が形成されるハウジングと、少なくとも一端が前記ハウジングの外部に露出して配設される回転軸と、回転軸をハウジングに回転可能に支持する回転軸軸受と、ハウジングにおいて回転軸軸受よりも外部側に設けられ、ハウジングの外部への回転軸に沿った冷媒漏洩を防止するシール部材と、シール部材、回転軸軸受、ハウジング及び回転軸で区画された空間である軸シール室と、回転軸に固定されるラグプレートと、ラグプレートをハウジングに対して回転自在に支持するスラスト軸受と、ハウジングに設けられ、クランク室と軸シール室とを連通し、クランク室から潤滑油を含む冷媒ガスが導かれる第1通路と、ハウジングに設けられ、クランク室と軸シール室とを連通し、軸シール室から冷媒ガスが導かれる第2通路と、回転軸に設けられ、軸シール室と吐出側圧力領域とを連通し、吐出側圧力領域から冷媒ガスが導かれる第3通路とを備え、軸シール室にはシール部材と回転軸軸受とを隔てる隔壁が設けられ、隔壁には、軸シール室のシール部材側から軸シール室の回転軸軸受側に冷媒ガスが導かれる隙間が形成され、隙間は、軸シール室の外周面よりも径方向内側に形成され、第1通路は、軸シール室のシール部材側に連通し、第2通路は、軸シール室の回転軸軸受側に連通し、第3通路は、軸シール室の回転軸軸受側に連通し、吐出側圧力領域の冷媒ガスは、第3通路を介して、隔壁に触れるように軸シール室の回転軸軸受側に導かれ、軸シール室の回転軸軸受側の冷媒ガスは、第2通路を介して前記クランク室に導かれることを特徴とするものである。
この発明によれば、クランク室内の冷媒ガスが、第1通路、軸シール室のシール部材側、隔壁の隙間、軸シール室の回転軸軸受側、第2通路を順次介してクランク室内に戻る循環経路が形成され、冷媒ガスに含まれている潤滑油がシール部材を潤滑する。軸シール室内において冷媒ガス中の潤滑油は、遠心力の作用によって軸シール室の外周面付近に多く存在するため、隔壁の隙間を軸シール室の外周面より径方向内側に形成することによって、潤滑油が軸シール室のシール部材側に滞留しやすくなり、効率的なシール部材の潤滑が可能となる。
また、吐出側圧力領域の冷媒ガスは、第3通路を介して隔壁に触れるように軸シール室の回転軸軸受側に導入されるため、隔壁が冷却され、軸シール室のシール部材側も冷却される。軸シール室のシール部材側が冷却されることによって、シール部材及び回転軸も冷却される。したがって、シール部材と回転軸との摺動部における発熱が抑制され、さらに効率的な潤滑が可能となる。
さらに、軸シール室の回転軸軸受側とクランク室とを直接連通する第2通路をハウジングに設けることによって、回転軸軸受及びスラスト軸受の隙間を冷媒ガスが流通しにくくなる。したがって、これらの軸受に付着している潤滑油が、冷媒ガスが吹き付けられることによって洗い流されにくくなり、軸受についても効率的な潤滑が可能となる。
また、吐出側圧力領域の冷媒ガスは、第3通路を介して隔壁に触れるように軸シール室の回転軸軸受側に導入されるため、隔壁が冷却され、軸シール室のシール部材側も冷却される。軸シール室のシール部材側が冷却されることによって、シール部材及び回転軸も冷却される。したがって、シール部材と回転軸との摺動部における発熱が抑制され、さらに効率的な潤滑が可能となる。
さらに、軸シール室の回転軸軸受側とクランク室とを直接連通する第2通路をハウジングに設けることによって、回転軸軸受及びスラスト軸受の隙間を冷媒ガスが流通しにくくなる。したがって、これらの軸受に付着している潤滑油が、冷媒ガスが吹き付けられることによって洗い流されにくくなり、軸受についても効率的な潤滑が可能となる。
ハウジング、ラグプレート及びスラスト軸受によって空間部が区画され、ハウジングの、軸シールに対して重力方向上方側には、空間部とクランク室とを連通する第4通路が設けられてもよい。重力の作用によって、第4通路を介して空間部に潤滑油が供給され、ラグプレートの回転によってスラスト軸受に潤滑油を供給することが可能となる。
第2通路は軸シール室に対して重力方向下方側に設けられてもよい。冷媒ガスによってクランク室内の底部に溜まっている潤滑油がクランク室の上方に巻き上げられ、より多くの潤滑油が第1通路及び第4通路に入りやすくなる。
第4通路の空間部に連通する側の一端には、円周方向に沿って溝部が設けられてもよい。溝部を介して第4通路と空間部が連通され、潤滑油が空間部を介してスラスト軸受に供給される範囲が広くなる。したがって、スラスト軸受に潤滑油が供給されやすくなり、効率的なスラスト軸受の潤滑が可能となる。
隙間は、隔壁の内周面と、この内周面に対向する回転軸の外周面との間に形成されてもよい。軸シール室の径方向の最も内側に隙間が形成されるため、軸シール室のシール部材側に導入された冷媒ガスに含まれる潤滑油が、軸シール室の回転軸軸受側に抜けにくい構造とすることが可能となる。
隙間の断面積は、第1通路の断面積よりも小さくてもよい。冷媒ガスが、クランク室から軸シール室のシール部材側には入りやすいが、軸シール室のシール部材側から軸シール室の回転軸軸受側には抜けにくい構造となり、さらに効率的なシール部材の潤滑が可能となる。
この発明によれば、回転軸に沿ってハウジングの外部へ冷媒が漏洩することを防止する回転軸のシール部、回転軸軸受及びスラスト軸受を効率的に潤滑することが可能となる。
以下に、この発明の実施の形態について、添付図面に基いて説明する。
実施の形態1.
図1に、この実施の形態1に係る可変容量型圧縮機1を、図の左方を可変容量型圧縮機1の前方、図の右方を後方として示す。
可変容量型圧縮機1は、シリンダブロック2を備えている。シリンダブロック2の前端にはフロントハウジング3が接合されており、その内部にクランク室6が形成されている。シリンダブロック2の後端には、弁・ポート形成体4を介してリヤハウジング5が接合されている。
実施の形態1.
図1に、この実施の形態1に係る可変容量型圧縮機1を、図の左方を可変容量型圧縮機1の前方、図の右方を後方として示す。
可変容量型圧縮機1は、シリンダブロック2を備えている。シリンダブロック2の前端にはフロントハウジング3が接合されており、その内部にクランク室6が形成されている。シリンダブロック2の後端には、弁・ポート形成体4を介してリヤハウジング5が接合されている。
クランク室6内において、フロントハウジング3及びシリンダブロック2の中央には、回転軸である駆動シャフト7が回転可能に設けられている。駆動シャフト7は、その前方側をフロントハウジング3に嵌入された回転軸軸受であるラジアルローラベアリング39によって回転自在に支持されている。駆動シャフト7の後方側は、シリンダブロック2に嵌入されたラジアルローラベアリング40によって回転自在に支持されている。また、駆動シャフト7の前方側端部は、フロントハウジング3の外部に露出し、図示しない駆動源に接続される。
駆動シャフト7は、一端が開口した中空円筒形の第1シャフト7aの内側に、両端が開口した中空円筒形の第2シャフト7bが圧入される構造となっている。第2シャフト7bの前端近傍において、第1シャフト7aの内周面と第2シャフト7bの外周面との間には、Oリング7cが挟持されている。また、第1シャフト7aの内周側及び第2シャフト7bの内周側には通路26が形成されており、第1シャフト7aの内周面と第2シャフト7bの外周面との間には通路27が形成されている。
クランク室6内の、ラジアルローラベアリング39の後方において、駆動シャフト7の外周面にはラグプレート9が固定されており、駆動シャフト7とラグプレート9とが一体となって回転するようになっている。ラグプレート9とフロントハウジング3の内部側壁面3aとの間には、スラストベアリング10が設けられており、ラグプレート9はフロントハウジング3に対して回転自在に支持されている。スラストベアリング10は、ベアリング本体部10aと、1対のベアリングレース10b及び10cとによって構成されている。ベアリング本体部10aはニードルが円周状に多数、間隔をおいて配設されている。ベアリングレース10b及び10cはL字断面を有する中空の円板状であり、その内周側と外周側とにおいて対向する端部同士が開口し、隙間dを形成した状態でベアリング本体部10aを囲むように挟持している。したがって、冷媒ガスや潤滑油はベアリングレース10b及び10cの隙間dを通ってスラストベアリング10内を流通可能となっている。また、フロントハウジング3、ラグプレート9、スラストベアリング10によって空間部36が区画されており、空間部36はベアリングレース10b及び10cの隙間dからスラストベアリング10内を通り、クランク室6に連通している。
ラグプレート9の後方には、斜板11が、駆動シャフト7の軸方向に傾動可能かつスライド可能に設けられている。斜板11には連結部11aが突出して設けられており、連結部11aの先端にはガイドピン12が取り付けられている。ガイドピン12はラグプレート9のガイド孔9bに係合しており、斜板11はラグプレート9と同期回転するようになっている。また、斜板11には、駆動シャフト7を中心とする円周上に配置された複数のピストン13が、シュー14を介して連結されている。ピストン13は、シリンダブロック2に形成されたシリンダボア16内に往復動可能に収容されており、斜板11が回転することにより、ピストン13はシリンダボア16内を往復動するようになっている。
一方、フロントハウジング3内の、ラジアルローラベアリング39の前方には、駆動シャフト7に対するシール部材を構成するリップシール8が設けられている。リップシール8は、外部に露出して設けられている駆動シャフト7に沿って、冷媒ガスや潤滑油が可変容量型圧縮機1の外部に漏洩することを防止している。また、リップシール8、ラジアルローラベアリング39、フロントハウジング3及び駆動シャフト7によって区画された空間は、軸シール室30を構成している。
軸シール室30内には、リップシール8とラジアルローラベアリング39とを隔てる隔壁31が設けられている。隔壁31は中空の円板状であり、図2に詳細に示すように、隔壁31の内周面31aと、その内周面に対向する駆動シャフト7の外周面7dとの間には隙間Aが形成されている。隙間Aは半径に換算して例えば0.2〜0.3mm程度であり、その断面積は後述する第1通路よりも小さくなるように形成されている。また、隙間Aは、軸シール室30の外周面30cよりも径方向内側に形成されている。隔壁31によって、軸シール室30は、リップシール8側であるシール部材側30aと、ラジアルローラベアリング39側である回転軸軸受側(以下、軸受側と略称する)30bとに区画されている。
ここで、図3に、図の上方を重力方向の上方、下方を重力方向の下方として軸シール室30周辺の構造を模式的に示す。図3は、異なる断面を表すために太線C、D、Eによって区切り、後述する第1〜第4通路を同一図面内に示している。
フロントハウジング3には、第1通路32、第2通路33、第4通路35が、それぞれ径方向に延びて設けられている。第4通路35は重力方向に沿って設けられている。第4通路35の両側には、第4通路35に対して対称となるように、第1通路32及び第2通路33が重力方向に対して斜めに設けられている。また、第3通路である吐出冷媒通路34が、駆動シャフト7に径方向に延びて設けられている。
フロントハウジング3には、第1通路32、第2通路33、第4通路35が、それぞれ径方向に延びて設けられている。第4通路35は重力方向に沿って設けられている。第4通路35の両側には、第4通路35に対して対称となるように、第1通路32及び第2通路33が重力方向に対して斜めに設けられている。また、第3通路である吐出冷媒通路34が、駆動シャフト7に径方向に延びて設けられている。
第1通路32は、図4に示すように、フロントハウジング3に設けられた溝である通路32aと、フロントハウジング3を貫通する孔である通路32bとで構成されている。通路32aはフロントハウジング3の内部側壁面3aに径方向に延びて設けられており、ベアリングレース10bによって塞がれている。通路32aの径方向外側に位置する一端はクランク室6の外周付近に連通しており、通路32aの径方向内側に位置する他端は、通路32bの一端に接続されている。通路32bの他端は軸シール室30のシール部材側30aに連通している。このように構成される第1通路32によって、クランク室6の外周付近と、軸シール室30のシール部材側30aとが連通している。また、通路32aはベアリングレース10bによって塞がれているため、第1通路32内の冷媒ガスが、ベアリング本体部10a及び空間部36に流通しないように遮断されている。
第2通路33は、図5に示すように、フロントハウジング3に設けられた溝である通路33aと、フロントハウジング3を貫通する孔である通路33bとで構成されている。通路33aはフロントハウジング3の内部側壁面3aに径方向に延びて設けられており、ベアリングレース10bによって塞がれている。通路33aの径方向外側に位置する一端はクランク室6の外周付近に連通しており、通路33aの径方向内側に位置する他端は、通路33bの一端に接続されている。通路33bの他端は軸シール室30の軸受側30bに連通している。このように構成される第2通路33によって、クランク室6の外周付近と、軸シール室30の軸受側30bとが連通している。また、通路33aはベアリングレース10bによって塞がれているため、第2通路33内の冷媒ガスが、ベアリング本体部10a及び空間部36に流通しないように遮断されている。
吐出冷媒通路34は、図2に示すように、駆動シャフト7に斜めに設けられており、軸シール室30の軸受側30bと、駆動シャフト7内に形成されている通路26とを連通している。通路26は後述する吐出側圧力領域と連通しており、軸シール室30の軸受側30bには吐出側圧力領域から冷媒ガスが導入される。吐出冷媒通路34は駆動シャフト7に斜めに設けられているため、冷媒ガスが吐出側圧力領域から軸シール室30の軸受側30bに導入される際に、冷媒ガスが隔壁31に触れるようになっている。
また、フロントハウジング3の内部側壁面3aに径方向に延びて設けられた溝を、ベアリングレース10bが塞いで第4通路35が形成されている。第4通路35の径方向外側に位置する一端はクランク室6の外周付近に連通している。第4通路35の径方向内側に位置する他端は、スラストベアリング10の径方向内側において、駆動シャフト7の軸中心方向に沿ってクランク室6に向かって曲がり、空間部36に連通している。
軸シール室30周辺には、以上のような構成で第1通路32、第2通路33、吐出冷媒通路34、第4通路35が形成されている。
図3を用いてまとめると、第1通路32によってクランク室6と軸シール室30のシール部材側30aとが連通され、第2通路33によってクランク室6と軸シール室30の軸受側30bとが連通される。したがって、クランク室6から第1通路32、軸シール室30のシール部材側30a、隙間A、軸シール室30の軸受側30b、第2通路33を順次介してクランク室6に連通する循環経路が形成される。また、吐出冷媒通路34によって駆動シャフト7内の通路26と軸シール室30の軸受側30bとが連通されるため、吐出側圧力領域から吐出冷媒通路34、軸シール室30の軸受側30b、第2通路33を順次介してクランク室6へ連通する経路が形成される。さらに、第4通路35によってクランク室6の外周付近と空間部36(図2参照)とが連通されるため、クランク室6から第4通路35、空間部36、スラストベアリング10内を順次介してクランク室6に連通する循環経路も形成される。
図3を用いてまとめると、第1通路32によってクランク室6と軸シール室30のシール部材側30aとが連通され、第2通路33によってクランク室6と軸シール室30の軸受側30bとが連通される。したがって、クランク室6から第1通路32、軸シール室30のシール部材側30a、隙間A、軸シール室30の軸受側30b、第2通路33を順次介してクランク室6に連通する循環経路が形成される。また、吐出冷媒通路34によって駆動シャフト7内の通路26と軸シール室30の軸受側30bとが連通されるため、吐出側圧力領域から吐出冷媒通路34、軸シール室30の軸受側30b、第2通路33を順次介してクランク室6へ連通する経路が形成される。さらに、第4通路35によってクランク室6の外周付近と空間部36(図2参照)とが連通されるため、クランク室6から第4通路35、空間部36、スラストベアリング10内を順次介してクランク室6に連通する循環経路も形成される。
図1に戻って、リヤハウジング5の中央部には吐出側圧力領域としての吐出室17が設けられ、図示しない吐出開口を介して外部の冷媒回路に接続されている。また、リヤハウジング5の外周部には、吸入側圧力領域としての吸入室18が環状に設けられ、図示しない吸入開口を介して外部の冷媒回路に接続されている。
弁・ポート形成体4には、シリンダボア16ごとに、シリンダボア16を吸入室18に連通するための吸入ポート19及び図示しない吸入弁と、シリンダボア16を吐出室17に連通するための吐出ポート20及び図示しない吐出弁が設けられている。
弁・ポート形成体4には、シリンダボア16ごとに、シリンダボア16を吸入室18に連通するための吸入ポート19及び図示しない吸入弁と、シリンダボア16を吐出室17に連通するための吐出ポート20及び図示しない吐出弁が設けられている。
また、リヤハウジング5内には、クランク室6内の内圧(クランク圧Pc)を制御するために、クランク室6内に導入される冷媒の流量を調節する制御弁21が設けられている。制御弁21は図示しない絞りを形成する弁部を有しており、一方で通路21aを介して吐出室17と連通している。また、制御弁21は他方でリヤハウジング5内に形成された通路22の一端と連通している。通路22は制御弁21から弁・ポート形成体4に向かって延び、弁・ポート形成体4内に形成された通路23の一端と連通している。通路23の他端は、シリンダブロック2内に設けられた通路24の一端と連通している。通路24の他端は、シリンダブロック2の中央付近に設けられた開口部25を介して、駆動シャフト7内に形成された通路26の一端と連通している。通路26の他端は、上述した吐出冷媒通路34に連通している。
また、駆動シャフト7には、斜板11とラグプレート9との間に、冷媒ガスをクランク室6から吸入室18に排出する通路28が設けられている。通路28は、通路27を介して、シリンダブロック2内に設けられた通路42の一端に連通する。駆動シャフト7の後端部の外周にはリップシール41が配設され、開口部25における駆動シャフト7の通路26側と通路27側とを遮断している。また、通路42の他端は、弁・ポート形成体4内に設けられた通路43の一端に連通し、通路43の他端は吸入室18に開口している。
次に、この実施の形態1に係る可変容量型圧縮機1の動作を図1に基いて説明する。
図示しない駆動源によって駆動シャフト7が回転すると斜板11も回転し、斜板11が回転することによってピストン13がシリンダボア16内を往復動する。ピストン13の往復動に伴って、外部の冷媒回路内の冷媒ガスは吸入室18から吸入ポート19を介して各シリンダボア16内に入り、ピストン13によって圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、吐出ポート20を介して吐出室17へ放出され、外部の冷媒回路を循環する。
図示しない駆動源によって駆動シャフト7が回転すると斜板11も回転し、斜板11が回転することによってピストン13がシリンダボア16内を往復動する。ピストン13の往復動に伴って、外部の冷媒回路内の冷媒ガスは吸入室18から吸入ポート19を介して各シリンダボア16内に入り、ピストン13によって圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、吐出ポート20を介して吐出室17へ放出され、外部の冷媒回路を循環する。
ここで、圧縮された冷媒ガスは外部の冷媒回路を循環する一方で、制御弁21を介してクランク室6内にも導入される。クランク室6内へ導入される冷媒ガスの流量は、制御弁21の開度を調整することによって制御される。また、冷媒ガスは制御弁21を通過する際に制御弁21の弁部によって絞られるため、冷媒ガスの温度が低下する。温度の低下した冷媒ガスは、通路22、23、24、開口部25、通路26、吐出冷媒通路34を順次介して、軸シール室30の軸受側30b内に、隔壁31に触れるように導入される。軸シール室30の軸受側30b内において、冷媒ガスはラジアルローラベアリング39には流通しにくく、通路断面積が比較的大きい第2通路33(図5参照)を介してクランク室6内に導入される。
このように、冷媒ガスは制御弁21の開度に対応してクランク室6内に導入され、導入された冷媒ガスによって、クランク室6内にクランク圧Pcが生じる。クランク圧Pcとシリンダボア16内の内圧との差圧によって、斜板11の傾斜角度が制御され、可変容量型圧縮機1の吐出容量が調節される。すなわち、クランク室6内のクランク圧Pcを制御することによって、斜板11の傾斜角度を変化させることができる。また、クランク室6内に導入された冷媒ガスは、通路28、27、42、43を順次通って吸入室18に排出される。
次に、図2、4、5を用いて軸シール室30周辺における冷媒ガスの挙動を説明する。
クランク室6内に導入された冷媒ガスは、潤滑油としてのオイル成分を含んでおり、このオイル成分はミスト状となっている。駆動シャフト7が回転するとラグプレート9及び斜板11も回転し、これらに付着したオイル成分は径方向外側に飛び散るため、クランク室6の外周付近には比較的多くのオイル成分が存在している状態となる。
クランク室6内に導入された冷媒ガスは、潤滑油としてのオイル成分を含んでおり、このオイル成分はミスト状となっている。駆動シャフト7が回転するとラグプレート9及び斜板11も回転し、これらに付着したオイル成分は径方向外側に飛び散るため、クランク室6の外周付近には比較的多くのオイル成分が存在している状態となる。
クランク室6内の冷媒ガスは、吸入室18に排出される一方で、第1通路32(図4参照)を介して軸シール室30のシール部材側30a内に導入される。軸シール室30のシール部材側30a内に導入された冷媒ガスは、隙間Aを介して軸シール室30の軸受側30bに導かれる。軸シール室30の軸受側30b内において、冷媒ガスはラジアルローラベアリング39には流通しにくく、通路断面積が比較的大きい第2通路33(図5参照)を介してクランク室6内に戻る。また、軸シール室30内において、導入された冷媒ガスは駆動シャフト7の回転に連れ回りして流動するため、冷媒ガスに含まれるオイル成分は、遠心力によって軸シール室30の径方向外側に位置する外周面30c付近に多く存在している状態となっている。
ここで、隔壁31の隙間Aは、軸シール室30の外周面30cよりも径方向内側に形成されているため、隙間Aの周辺にはオイル成分の少ない冷媒ガスが多く存在している。したがって、軸シール室30の軸受側30bには、オイル成分の少ない冷媒ガスが多く導かれ、径方向外側に多く存在するオイル成分は軸シール室30のシール部材側30a内に滞留しやすくなっている。特に、駆動シャフト7が高速に回転するにつれて、この傾向が強くなる。
一方、クランク室6内において、重力方向上方の外周付近に付着しているオイル成分は、重力によって第4通路35(図2参照)を介して空間部36内に導かれて滞留する。空間部36は、スラストベアリング10内を介してクランク室6と連通しているため、空間部36内に滞留しているオイル成分は、ラグプレート9の遠心力によってクランク室6内に戻される。
このように、クランク室6内の冷媒ガスが、第1通路32、軸シール室30のシール部材側30a、隔壁31の隙間A、軸シール室30の軸受側30b、第2通路32を順次介してクランク室6内に戻る循環経路を形成したので、冷媒ガスに含まれているオイル成分がリップシール8を潤滑する。隙間Aは、軸シール室30の外周面30cより径方向内側である、隔壁31の内周面31aと、駆動シャフト7の外周面7dとの間に形成されているため、オイル成分は軸シール室30のシール部材側30aに滞留しやすく、効率的なリップシール8の潤滑が可能となる。
また、隙間Aの断面積は第1通路32の断面積よりも小さく形成されているため、クランク室6から軸シール室30のシール部材側30aに入った冷媒ガスが、軸シール室30の軸受側30bには抜けにくい構造となり、より効率的なリップシール8の潤滑が可能となる。
さらに、吐出側圧力領域の冷媒ガスは、吐出冷媒通路34を介して隔壁31に触れるように軸シール室30の軸受側30bに導入されるため、隔壁31が冷却される。よって、軸シール室30のシール部材側30aも冷却され、さらに、リップシール8及び駆動シャフト7も冷却される。したがって、リップシール8と駆動シャフト7との摺動部における発熱が抑制され、さらに効率的な潤滑が可能となる。
一方、軸シール室30の軸受側30bとクランク室6とを、第2通路33によって直接連通したので、ラジアルローラベアリング39及びスラストベアリング10内を冷媒ガスが流通しにくくなる。したがって、これらの軸受に付着しているオイル成分が、冷媒ガスが吹き付けられることによって洗い流されにくくなり、軸受についても効率的な潤滑が可能となる。
また、第4通路35によって、クランク室6内の上部に付着しているオイル成分が空間部36に供給され、空間部36内のオイル成分はラグプレートの回転によってスラストベアリング10に供給される。したがって、効率的なスラストベアリング10の潤滑が可能となる。
実施の形態2
図6、7に、図の上方を重力方向の上方、下方を重力方向の下方として、実施の形態2に係る可変容量型圧縮機を示す。図7は、異なる断面を表すために太線F、Gによって区切り、第1〜第4通路を同一図面内に示している。尚、以下の実施の形態において、図1〜5の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態2は、実施の形態1におけるフロントハウジング3の代わりにフロントハウジング53を用いるように構成したものである。
図6、7に示すように、フロントハウジング53には、軸シール室30に対して下方側に第2通路55が設けられ、軸シール室30の軸受側30bとクランク室6とを連通している。第2通路55は、重力方向上方側において軸シール室30の軸受側30bに連通し、重力方向下方側においてクランク室6の外周付近の部位に連通している。したがって、軸シール室30の軸受側30b内の冷媒ガスは、第2通路55を介してクランク室6内の底部(重力方向下方側)に向けて導かれるように構成されている。
図6、7に、図の上方を重力方向の上方、下方を重力方向の下方として、実施の形態2に係る可変容量型圧縮機を示す。図7は、異なる断面を表すために太線F、Gによって区切り、第1〜第4通路を同一図面内に示している。尚、以下の実施の形態において、図1〜5の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態2は、実施の形態1におけるフロントハウジング3の代わりにフロントハウジング53を用いるように構成したものである。
図6、7に示すように、フロントハウジング53には、軸シール室30に対して下方側に第2通路55が設けられ、軸シール室30の軸受側30bとクランク室6とを連通している。第2通路55は、重力方向上方側において軸シール室30の軸受側30bに連通し、重力方向下方側においてクランク室6の外周付近の部位に連通している。したがって、軸シール室30の軸受側30b内の冷媒ガスは、第2通路55を介してクランク室6内の底部(重力方向下方側)に向けて導かれるように構成されている。
また、図7に示すように、フロントハウジング53には、第4通路56が実施の形態1における第4通路35と同様の構成で設けられている。第4通路56の両側には、第4通路56に対して対称となるように、一対の第1通路54が重力方向に対して斜めに設けられている。第1通路54は、実施の形態1における第1通路32と同様に、クランク室6と軸シール室30のシール部材側30aとを連通している。その他の構成については実施の形態1と同様である。
このように、第2通路55を軸シール室30に対して下方側に設けることにより、クランク室6内の底部に溜まっているオイル成分が冷媒ガスによってクランク室6内の上方に巻き上げられる。したがって、より多くの量のオイル成分が第1通路54及び第4通路56に入りやすくなり、さらに効率的な潤滑が可能となる。
実施の形態3
実施の形態3に係る可変容量型圧縮機を図8に示す。図8は、異なる断面を表すために太線H、I、Jによって区切り、第1〜第4通路を同一図面内に示している。この実施の形態3は、実施の形態1におけるフロントハウジング3の代わりに、フロントハウジング63を用いるように構成したものである。
フロントハウジング63には、クランク室6と空間部36とを連通する第4通路66が設けられており、第4通路66の空間部36側の一端には溝部66aが設けられている。溝部66aは円周方向に延びて設けられた溝であり、溝部66aを介して第4通路66と空間部36とが連通している。また、第1通路64及び第2通路65が、それぞれ実施の形態1における第1通路32及び第2通路33と同様の構成で設けられている。その他の構成については、実施の形態1と同様である。
実施の形態3に係る可変容量型圧縮機を図8に示す。図8は、異なる断面を表すために太線H、I、Jによって区切り、第1〜第4通路を同一図面内に示している。この実施の形態3は、実施の形態1におけるフロントハウジング3の代わりに、フロントハウジング63を用いるように構成したものである。
フロントハウジング63には、クランク室6と空間部36とを連通する第4通路66が設けられており、第4通路66の空間部36側の一端には溝部66aが設けられている。溝部66aは円周方向に延びて設けられた溝であり、溝部66aを介して第4通路66と空間部36とが連通している。また、第1通路64及び第2通路65が、それぞれ実施の形態1における第1通路32及び第2通路33と同様の構成で設けられている。その他の構成については、実施の形態1と同様である。
このように、溝部66aを介して第4通路66と空間部36とを連通したことにより、オイル成分を空間部36及びスラストベアリング10に供給する範囲が広くなる。よって、スラストベアリング10にオイル成分を供給しやすくなり、効率的なスラストベアリング10の潤滑が可能となる。
また、実施の形態3では第1通路64及び第2通路65を実施の形態1と同様に構成したが、それぞれ実施の形態2における第1通路54、第2通路55と同様の構成にすることも可能である。
また、実施の形態3では第1通路64及び第2通路65を実施の形態1と同様に構成したが、それぞれ実施の形態2における第1通路54、第2通路55と同様の構成にすることも可能である。
実施の形態1〜3において、第3通路が駆動シャフトに斜めに設けられたが、冷媒ガスが軸シール室の回転軸軸受側に導入されて隔壁は冷却される。したがって、第3通路の方向は、隔壁を向いていることに限定されるものではない。
実施の形態1〜3において、第4通路は重力方向に沿って設けられたが、重力方向に対して斜めであっても重力の作用によってクランク室から空間部へオイル成分が供給されるので、第4通路の方向は重力方向に沿うことに限定されるものではない。
実施の形態1〜3において、駆動シャフト7内に通路27が形成され、クランク室6内の冷媒ガスが通路27を介して吸入室18へ排出されたが、駆動シャフト7以外に通路を設けることも可能であり、クランク室6と吸入室18とを連通して冷媒ガスを吸入室18に排出しうるならば、これに限定されるものではない。
また、実施の形態1〜3において、第1通路の一部及び第2通路の一部、第4通路はフロントハウジングに設けられた溝であったが、溝の断面形状は、冷媒ガスを流通可能な形状であれば、U字形や矩形などのように、その断面形状を限定されるものではない。
実施の形態1〜3において、第4通路は重力方向に沿って設けられたが、重力方向に対して斜めであっても重力の作用によってクランク室から空間部へオイル成分が供給されるので、第4通路の方向は重力方向に沿うことに限定されるものではない。
実施の形態1〜3において、駆動シャフト7内に通路27が形成され、クランク室6内の冷媒ガスが通路27を介して吸入室18へ排出されたが、駆動シャフト7以外に通路を設けることも可能であり、クランク室6と吸入室18とを連通して冷媒ガスを吸入室18に排出しうるならば、これに限定されるものではない。
また、実施の形態1〜3において、第1通路の一部及び第2通路の一部、第4通路はフロントハウジングに設けられた溝であったが、溝の断面形状は、冷媒ガスを流通可能な形状であれば、U字形や矩形などのように、その断面形状を限定されるものではない。
3,53,63 フロントハウジング(ハウジング)、6 クランク室、7 駆動シャフト(回転軸)、7d 駆動シャフトの外周面(回転軸の外周面)、8 リップシール(シール部材)、9 ラグプレート、10 スラストベアリング(スラスト軸受)、17 吐出室(吐出側圧力領域)、30 軸シール室、30a 軸シール室のシール部材側、30b 軸シール室の回転軸軸受側、30c 軸シール室の外周面、31 隔壁、31a 隔壁の内周面、32,54,64 第1通路、33,55,65 第2通路、34 吐出冷媒通路(第3通路)、35,56,66 第4通路、36 空間部、39 ラジアルローラベアリング(回転軸軸受)、66a 溝部、A 隙間。
Claims (6)
- 内部にクランク室が形成されるハウジングと、
少なくとも一端が前記ハウジングの外部に露出して配設される回転軸と、
前記回転軸を前記ハウジングに回転可能に支持する回転軸軸受と、
前記ハウジングにおいて前記回転軸軸受よりも外部側に設けられ、前記ハウジングの外部への前記回転軸に沿った冷媒漏洩を防止するシール部材と、
前記シール部材、前記回転軸軸受、前記ハウジング及び前記回転軸で区画された空間である軸シール室と、
前記回転軸に固定されるラグプレートと、
前記ラグプレートを、前記ハウジングに対して回転自在に支持するスラスト軸受と、
前記ハウジングに設けられ、前記クランク室と前記軸シール室とを連通し、前記クランク室から潤滑油を含む冷媒ガスが導かれる第1通路と、
前記ハウジングに設けられ、前記クランク室と前記軸シール室とを連通し、前記軸シール室から冷媒ガスが導かれる第2通路と、
前記回転軸に設けられ、前記軸シール室と吐出側圧力領域とを連通し、吐出側圧力領域から冷媒ガスが導かれる第3通路とを備え、
前記軸シール室には前記シール部材と前記回転軸軸受とを隔てる隔壁が設けられ、
前記隔壁には、前記軸シール室の前記シール部材側から前記軸シール室の前記回転軸軸受側に冷媒ガスが導かれる隙間が形成され、
前記隙間は、前記軸シール室の外周面よりも径方向内側に形成され、
前記第1通路は、前記軸シール室の前記シール部材側に連通し、
前記第2通路は、前記軸シール室の前記回転軸軸受側に連通し、
前記第3通路は、前記軸シール室の前記回転軸軸受側に連通し、
前記吐出側圧力領域の冷媒ガスは、前記第3通路を介して、前記隔壁に触れるように前記軸シール室の前記回転軸軸受側に導かれ、
前記軸シール室の前記回転軸軸受側の冷媒ガスは、前記第2通路を介して前記クランク室に導かれることを特徴とする圧縮機。 - 前記ハウジング、前記ラグプレート及び前記スラスト軸受によって空間部が区画され、
前記ハウジングの、前記軸シール室に対して重力方向上方側には、前記空間部と前記クランク室とを連通する第4通路が設けられる請求項1に記載の圧縮機。 - 前記第2通路は、前記軸シール室に対して重力方向下方側に設けられる請求項1または2に記載の圧縮機。
- 前記第4通路の、前記空間部に連通する側の一端には、円周方向に沿って溝部が設けられる請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧縮機。
- 前記隙間は、前記隔壁の内周面と、この内周面に対向する、前記回転軸の外周面との間に形成される請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧縮機。
- 前記隙間の断面積は、前記第1通路の断面積よりも小さい請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧縮機。
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