JP2013227895A - 往復動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】低速回転領域では圧縮機外に持ち出されるオイルが少なく、かつ高速回転領域ではクランク室内に多量のオイルが貯留されないようにした、簡易な構造の往復動圧縮機を提供する。
【解決手段】クランク室と吸入室とを連通する放圧通路を備えた往復動圧縮機において、複数のシリンダボアの圧縮機径方向内側にはクランク室と接続し周壁と底壁によって形成された凹部が設けられ、複数のシリンダボアの圧縮機径方向内側にはクランク室と接続し周壁と底壁によって形成された凹部が設けられ、放圧通路は、駆動軸よりも重力方向の上側の位置であって、複数のシリンダボアのうち重力方向の上側の最も高い位置にあるシリンダボアとこのシリンダボアに隣接したシリンダボア間の中心と駆動軸の軸線とで規定される平面と、上記凹部の底壁との交線上に開口していることを特徴とする往復動圧縮機。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒を圧縮する往復動圧縮機に関し、特に車両用空調システムに用いて好適な往復動圧縮機に関する。

車両用空調システムに使用される往復動圧縮機はよく知られており、冷媒とともに循環されるオイルの循環状態を改善するための技術も各種提案されている。例えば特許文献１には、駆動軸に設けられたオイルセパレータにより、放圧通路を流れる冷媒からオイルを分離する技術が提案されている。この提案構造においては、放圧通路（逃し通路）は２つの通路を有し、駆動軸の回転数に応じて、２つの通路のそれぞれの逃し通路に占める割合を自身に作用する遠心力により変化させるようにした開閉弁を備えている。

特開２００９−２０９６８２号公報

クランク室内に多量のオイルがある状態で圧縮機が高速回転領域で運転されると、斜板等の回転部品によってオイルが攪拌、せん断されて発熱し、オイルの粘性が低下して圧縮機内部の摺動部位の潤滑状態が悪化する。

したがって、圧縮機が低速回転領域あるいは中速回転領域で運転されているときは圧縮機外に持ち出されるオイルを低減して空調システムの冷凍能力を向上させ、圧縮機が高速回転領域で運転されているときはクランク室内部に多量のオイルが貯留されないようにすることが求められている。

上記特許文献１に示された技術は、オイルセパレータ及び遠心力で動作する開閉弁を付加して上述の課題を達成しようとするものであるが、この手法には、構造が複雑で、コストが著しく増大してしまうという問題がある。

また、特許文献１に示された技術では、圧力供給通路（給気通路）を経由して吐出室からクランク室に流入する冷媒に含まれるオイルによって積極的に圧縮機内部の摺動部位を潤滑することは何ら考慮されていない。吐出室からクランク室に還流されたオイルによる潤滑にはまだ改善の余地がある。

そこで本発明の課題は、圧縮機が低速回転領域あるいは中速回転領域で運転されているときには圧縮機外に持ち出されるオイルが少なく、かつ圧縮機が高速回転領域で運転されているときにはクランク室内部に多量のオイルが貯留されないようにした、簡易な構造の往復動圧縮機を提供することにある。

また、本発明は、吐出室からクランク室に還流されたオイルを圧縮機内部の潤滑に積極的に寄与させることができるようにした往復動圧縮機を提供することも課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る往復動圧縮機は、環状に配列された複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、
シリンダブロックの一端側を閉塞し、シリンダブロックとの協働によりクランク室を画成するフロントハウジングと、
シリンダブロックの他端側を閉塞し、シリンダボアと連通する吐出孔及び吸入孔が形成されたバルブプレートと、
バルブプレートを挟んでシリンダブロックと対向して設けられ吐出室と吸入室とが区画形成されたシリンダヘッドと、
複数のシリンダボアにそれぞれ配設されたピストンと、
一端側が滑り軸受を介してシリンダブロックにラジアル支持された駆動軸と、
駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、
クランク室と吸入室とを連通する放圧通路と、を備え、
吸入室からシリンダボアに吸入された冷媒を圧縮して吐出室に吐出する往復動圧縮機において、
複数のシリンダボアの圧縮機径方向内側にはクランク室と接続し周壁と底壁によって形成された凹部が設けられ、
前記放圧通路は、駆動軸よりも重力方向の上側の位置であって、複数のシリンダボアのうち重力方向の上側の最も高い位置にあるシリンダボアとこのシリンダボアに隣接したいずれか一方のシリンダボア間の中心と駆動軸の軸線とで規定される平面と、前記凹部の底壁との交線上に開口していることを特徴とするものからなる。

このような本発明に係る往復動圧縮機においては、クランク室と接続する凹部がクランク室の径方向中心領域に設けられ、この凹部の底壁の駆動軸よりも上位の位置に、冷媒とともにオイルを吸入室側に逃がすことが可能な連通路としての放圧通路が開口されているので、この凹部が形成されていない場合に比べて、さらに放圧通路の開口が駆動軸よりも下位の位置に設けられている場合に比べて、クランク室内のオイルは吸入室側には流出しにくくなる。したがって、往復動圧縮機が低速回転領域や中速回転領域で運転されており、クランク室内の回転部品による冷媒・オイルの攪拌の程度が弱いときには、クランク室内にオイルが十分に確保されて圧縮機内部の摺動部位の潤滑が効果的に行なわれると共に、吸入室側を介しての圧縮機外へのオイルの過度の流出が抑制されて空調システムの性能向上に寄与することが可能になる。また、圧縮機が高速回転領域で運転されており、クランク室内の冷媒・オイルの攪拌の程度が上記低速回転領域や中速回転領域の場合よりも強くなるときには、オイルが放圧通路を介して適度に吸入室側に流出され、クランク室内のオイルが低速回転領域や中速回転領域の場合より減少するので（つまり、オイルが過度にクランク室内に貯留されることが回避され）、斜板等の回転部品によってオイルが攪拌、せん断されて発熱し、オイルの粘性が低下して圧縮機内部の摺動部位の潤滑状態が悪化することが回避される。このとき同時に、オイルが吸入室側に、ひいては圧縮機外に、過度に流出することも抑制されるので、空調システムの性能向上もはかられる。

上記本発明に係る往復動圧縮機においては、駆動軸に向かって凸曲面をなす複数のシリンダボアの形成壁が、上記凹部の周壁を形成しており、上記凹部の底壁に開口する放圧通路は、上記隣り合うシリンダボアの形成壁の接続領域に隣接した位置に開口している構造を採ることができる。

このような構造を採用すれば、凹部内において放圧通路の開口端を駆動軸から最も遠ざかった位置に配置でき、また上記接続領域に隣接した位置であるので底壁や周壁に付着したオイルが流入しにくくなり、吸入室側へのオイルの流出がより抑制される。

また、上記本発明に係る往復動圧縮機においては、上記凹部の底壁に開口する放圧通路の開口端の周縁が、上記凹部の周壁に隣接した上記凹部の底壁の他の領域よりもクランク室側に突出している構造を採ることができる。

このような構造を採用すれば、放圧通路の開口端に凹部の底壁の他の領域に付着したオイルが流入し難くなり、吸入室へのオイルの流出がさらに抑制される。

また、上記本発明に係る往復動圧縮機においては、複数のシリンダボアの圧縮機径方向内側にはセンタボアが形成され、センタボアは、上記凹部をなす第１ボアと、上記滑り軸受を支持する第２ボアと、第２ボアとバルブプレートとの間に配置され、バルブプレート側の領域の周壁が第２ボアより径方向外側に配置された第３ボアと、を備え、
上記放圧通路は、第１ボアと、第１ボアの底壁に開口し吸入室に向かって延設されて第３ボアと連通する第１通路と、第３ボアと、第３ボアと吸入室とを連通する第２通路と、を備え、
上記第２通路は駆動軸の軸線よりも重力方向の上側の位置で第３ボアに開口している構造を採ることができる。

このような構造を採用すれば、第３ボアにオイルを適度に貯留することができ、吸入室へのオイルの流出がさらに一層抑制できる。この第３ボアに貯留されたオイルは滑り軸受と駆動軸の外周面との隙間を介して徐々にクランク室に還流されるので、クランク室の潤滑に寄与することができる。

また、上記本発明に係る往復動圧縮機においては、上記変換機構は駆動軸の軸線に対して傾角が可変となるように駆動軸に摺動自在に取り付けられた斜板を備えており、往復動圧縮機は、さらに吐出室とクランク室とを連通する圧力供給通路と、圧力供給通路の開度を調整する制御弁と、放圧通路の途上の前記第２通路に配設された絞りと、を備えた可変容量型の圧縮機であって、
上記第１ボア、上記第１通路及び上記第３ボアは圧力供給通路と放圧通路の共通の通路を形成しているとともに、第３ボアが圧力供給通路と放圧通路の分岐空間を形成しており、第３ボアと吐出室とを連通する圧力供給通路の途上に前述の制御弁が配設されている構造を採ることができる。

このような構造を採用すれば、吐出室からクランク室へガスが流れている時は、吐出ガスに含まれるオイルは圧縮側の斜板の面とシューとの摺動面の潤滑に直接的に寄与するとともに、フロントハウジング側の特定の部位の潤滑にも寄与することができる。

また、上記本発明に係る往復動圧縮機においては、駆動軸の他端はフロントハウジングから外側に突出して駆動軸の他端側はフロントハウジングに装着された軸封装置により封止され、フロントハウジングには軸封装置を潤滑するための潤滑通路が２つ形成されており、
上記隣り合うシリンダボア間の中心と駆動軸の軸線とで規定される平面でフロントハウジングを分けたとき、この平面は上記２つの潤滑通路のクランク室側の開口端の間に位置する構造を採ることができる。

このような構造を採用すれば、吐出ガスに含まれるオイルが軸封装置に効率よく効果的に供給されるので、軸封装置の潤滑に寄与することができる。

このような本発明に係る往復動圧縮機は、車両用空調システムに使用されて好適なものであり、その場合に、とくに本発明で規定した放圧通路の開口位置を満足するようにエンジンに取り付けられればよい。

このように、本発明に係る往復動圧縮機によれば、圧縮機が低速回転領域や中速回転領域で運転されているときには圧縮機外に過度にオイルが持ち出されるのを抑えて空調システムの性能向上に寄与することが可能になり、圧縮機が高速回転領域で運転されているときには、クランク室内のオイルが放圧通路を介して適度に吸入室側に流出されるようにし、オイルが過度にクランク室内に貯留されることを回避して、クランク室内での回転部品によるオイルの攪拌、せん断による発熱、オイルの粘性低下に起因して圧縮機内部の潤滑状態が悪化することを、効果的に回避でき、同時に、オイルが圧縮機外に過度に流出することも抑制できるため、空調システムの性能向上をはかることができる。また、本発明では、吐出室からクランク室に還流されたオイルを圧縮機内部の潤滑に積極的に寄与させることも可能になる。

本発明の一実施態様に係る往復動圧縮機としての可変容量圧縮機の縦断面図である。 図１の圧縮機のセンタボア、放圧通路及び圧力供給通路部分の部分拡大縦断面図である。 図１の圧縮機の放圧通路の開口位置を示す、シリンダボアをクランク室側から見たシリンダブロックの正面図である。 図３の平面Ｗの断面で見た、斜板の下死点位置における図１の圧縮機の部分縦断面図である。 図１の圧縮機の潤滑通路の配置を示す、クランク室側から見たフロントハウジングの背面図である。 図６（Ａ）は実施例としての図３に示した連通路の位置Ａと比較例としての連通路の位置Ｂとを示す、クランク室側から見たシリンダブロックの正面図であり、図６（Ｂ）は連通路の位置Ａ、Ｂの場合の実験データを示す、圧縮機回転数とオイル循環率との関係を表したグラフである。 図１の圧縮機の凹部の底壁の変形例を示す部分縦断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（１）圧縮機全体構成（図１）
図１は、本発明の一実施態様に係る往復動圧縮機としての、車両用空調システムに使用される可変容量圧縮機１００を示している。可変容量圧縮機１００はクラッチレス圧縮機であって、環状に配列された複数のシリンダボア１０１ａとその径方向内側に配置されたセンタボア１０１ｂとが区画形成されたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、シリンダブロック１０１の他端にバルブプレート１０３を介して設けられたシリンダヘッド１０４とを備えている。

シリンダブロック１０１と、フロントハウジング１０２とによって規定されるクランク室１４０内を横断して、駆動軸１１０が設けられ、その中心部の周囲には、斜板１１１が配置されている。斜板１１１は、駆動軸１１０に固定されたロータ１１２とリンク機構１２０を介して連結し、駆動軸１１０に沿ってその傾角が変化可能となっている。

リンク機構１２０は、ロータ１１２から突設された第１アーム１１２ａと、斜板１１１から突設された第２アーム１１１ａと、一端側が第１連結ピン１２２を介して第１アーム１１２ａに対して回動自在に連結され、他端側が第２連結ピン１２３を介して第２アーム１１１ａに対して回動自在に連結されたリンクアーム１２１から構成されている。

斜板１１１の貫通孔１１１ｂは斜板１１１が最大傾角と最小傾角の範囲で傾動可能となるように形状が形成されており、貫通孔１１１ｂには駆動軸１１０と当接する最小傾角規制部が形成されている。斜板１１１が駆動軸１１０に対して直交するときの斜板の傾角を０°とした場合、貫通孔１１１ｂの最小傾角規制部は斜板１１１をほぼ０°まで傾角変位可能なように形成されている。尚ほぼ０°とは−０．５°より大きく０．５°より小さい範囲を指す。

ロータ１１２と斜板１１１の間には斜板１１１を最小傾角に向けて最小傾角に至るまで付勢する傾角減少バネ１１４が装着され、また、斜板１１１とバネ支持部材１１６との間には斜板１１１の傾角を増大する方向に付勢する傾角増大バネ１１５が装着されている。最小傾角において傾角増大バネ１１５の付勢力は傾角減少バネ１１４の付勢力より大きく設定されているので、斜板１１１は駆動軸１１０が回転していないときは、傾角減少バネ１１４と傾角増大バネ１１５の付勢力がバランスする、最小傾角より大きな傾角に位置する。

駆動軸１１０は一端側がセンタボア１０１ｂに挿通されてラジアル方向に滑り軸受１３１で支持され、また一端面がスラストプレート１３２で支持されている。また駆動軸１１０の他端側はラジアル方向に滑り軸受１３３で支持され、スラスト方向は駆動軸１１０に固定されたロータ１１２が軸受１３４で支持されている。駆動軸１１０の一端面とスラストプレート１３２との隙間は調整ネジ１３５により所定の隙間に調整されている。

尚、駆動軸１１０の他端側は、フロントハウジング１０２の外側に突出したボス部１０２ａ内を貫通して外側まで延在し、動力伝達装置１５０に連結されている。駆動軸１１０とボス部１０２ａとの間には、軸封装置１３０が挿入され、内部と外部とを遮断している。外部駆動源（エンジン）からの動力が動力伝達装置１５０に伝達され、駆動軸１１０は動力伝達装置１５０の回転と同期して回転可能となっている。

シリンダボア１０１ａ内には、ピストン１３６が配置され、ピストン１３６のクランク室１４０側に突出している端部の内側空間には、斜板１１１の外周部が収容され、斜板１１１は一対のシュー１３７を介して、ピストン１３６と連動する構成となっている。したがって斜板１１１の回転によりピストン１３６がシリンダボア１０１ａ内を往復動することが可能となる。

シリンダヘッド１０４には、中央部に吸入室１４１及び吸入室１４１を環状に取り囲む吐出室１４２が区画形成され、吸入室１４１は、シリンダボア１０１ａとは、バルブプレート１０３に設けられた吸入孔１０３ａ、吸入弁（図示せず）を介して連通し、吐出室１４２は、シリンダボア１０１ａとは、吐出弁（図示せず）、バルブプレート１０３に設けられた吐出孔１０３ｂを介して連通している。

フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、シリンダヘッド１０４が、図示しないガスケットを介して複数の通しボルト１０５によって締結されて圧縮機ハウジングが形成される。

シリンダヘッド１０４には吸入通路１０４ａが形成され、吸入室１４１は吸入通路１０４ａを介して空調システムの吸入側冷媒回路と接続されている。

また、シリンダヘッド１０４には図示しない吐出通路が形成され、吐出室１４２は吐出通路を介して空調システムの吐出側冷媒回路と接続されている。尚吐出通路の途上には図示しない逆止弁が配置されている。逆止弁は上流側（吐出室１４２）と下流側（吐出側冷媒回路）との圧力差に応答して動作し、圧力差が所定値より小さい場合は吐出通路を遮断し、圧力差が所定値より大きい場合に吐出通路を開放する。

シリンダヘッド１０４にはさらに制御弁３００が設けられている。制御弁３００は吐出室１４２とクランク室１４０とを連通する圧力供給通路１４５の開度を調整し、クランク室１４０への吐出ガス導入量を制御する。制御弁３００には連通路１４６により吸入室１４１の圧力が導かれ、制御弁３００は吸入室１４１の圧力及び内蔵されるソレノイドの通電量に応答して動作する。またクランク室１４０内の冷媒は放圧通路１４７を経由して吸入室１４１へ流れ、放圧通路１４７にはバルブプレート１０３に形成されたオリフィス１０３ｃが配設されている。

したがって、制御弁３００によりクランク室１４０の圧力を変化させ、斜板１１１の傾斜角、つまりピストン１３６のストロークを変化させることにより可変容量圧縮機１００の吐出容量を可変制御することができる。

空調作動時、つまり可変容量圧縮機１００の作動状態では、外部信号に基づいて制御弁３００に内蔵されるソレノイドの通電量が調整され、吸入室１４１の圧力が所定値になるように吐出容量が可変制御される。制御弁３００は、外部環境に応じて、吸入圧力を最適制御することができる。

また空調非作動時、つまり可変容量圧縮機１００の非作動状態では、制御弁３００に内蔵されるソレノイドの通電をＯＦＦすることにより圧力供給通路１４５を強制開放し、可変容量圧縮機１００の吐出容量を最小に制御する。

可変容量圧縮機１００は、フロントハウジング１０２及びシリンダヘッド１０４の外方に車両エンジン側への取り付けを行うためのボルト挿通孔を有する取付部１０２ｂ及び１０４ｂを介して車両のエンジンに装着される。このエンジンに取り付けられた状態にて、本発明における各種上下位置関係が満たされるようになっている。

（２）放圧通路
図２に示すように、シリンダブロック１０１に形成されたセンタボア１０１ｂは、クランク室１４０に接続する第１ボア１０１ｂ１と、滑り軸受１３１を支持する第２ボア１０１ｂ２と、第２ボア１０１ｂ２とバルブプレート１０３との間に配置され、バルブプレート１０３側の領域の周壁が第２ボア１０１ｂ２より径方向外側に配置された第３ボア１０１ｂ３とを備えている。

クランク室１４０と吸入室１４１とを連通する放圧通路１４７は第１ボア１０１ｂ１と、第１ボア１０１ｂ１の底壁１０１ｃに開口し第３ボア１０１ｂ３と連通する第１通路１０１ｄと、第３ボア１０１ｂ３と、第３ボア１０１ｂ３と吸入室１４１とを連通する第２通路１４８とを備えている。

第３ボア１０１ｂ３はバルブプレート１０３を間に挟んで吸入室１４１と隣接しているので、第２通路１４８は、第３ボア１０１ｂ３と吸入室１４１との間に配設されている部材（吸入弁が形成された吸入弁形成板、バルブプレート１０３、吐出弁が形成された吐出弁形成板、ガスケット）に貫通孔を形成すれば容易に形成できる。この第２通路１４８に配設される絞りとしてのオリフィス１０３ｃは、本実施態様ではバルブプレート１０３に形成してあるが、第２通路１４８を形成する他の部材に形成してもよい。

第１ボア１０１ｂ１は複数のシリンダボア１０１ａの内側に形成され、駆動軸に向かって凸曲面をなすシリンダボアの各形成壁（１０１ｂ１１、１０１ｂ１２、・・・）（図３）が周壁をなし、第２ボア１０１ｂ２と接続する底壁１０１ｃとで構成される凹部である。

図３は、複数のシリンダボア１０１ａをクランク室１４０側（図１の左方向）から見た状態を示すもので、Ｕは取付部（１０２ｂ及び１０４ｂ）のエンジン側の端面で規定される平面Ｔと平行で駆動軸の軸線Ｏを含む平面であり、Ｖは平面Ｕと直交し駆動軸の軸線Ｏを含む平面である。図中の平面Ｕ（及び平面Ｔ）の上下方向は可変容量圧縮機１００をエンジンに装着した状態で重力方向にほぼ一致している。尚、実際の装着状態においては、平面Ｕは重力方向に対して多少傾斜している場合が多いが、その傾斜は例えば３０°以内なので平面Ｕ（及び平面Ｔ）を重力方向と見なしても差し支えない。

また、Ｗは複数のシリンダボア１０１ａの内重力方向の上側にある最も高い位置にあるシリンダボア１０１ａ１とこのシリンダボア１０１ａ１に隣接した一方のシリンダボア１０１ａ２間の中心と駆動軸１１０（滑り軸受１３１）の軸線Ｏとで規定される平面である。尚、図１（及び図２）の圧縮機内部の断面は平面Ｗの切断面である。

第１通路１０１ｄのクランク室１４０側開口端は、駆動軸１１０より重力方向の上側であって、平面Ｗと前記凹部（第１ボア１０１ｂ１）の底壁１０１ｃとの交線上であって、隣り合うシリンダボアの形成壁（１０１ｂ１１、１０１ｂ１２）の接続領域１０１ｅに隣接した位置に開口している。また、第２通路１４８は、平面Ｖより重力方向上側で第３ボア１０１ｂ２に開口している。

（３）圧力供給通路
吐出室１４２とクランク室１４０とを連通する圧力供給通路１４５は、吐出室１４２と第３ボア１０１ｂ３とを連通する第３通路１４５ａと、第３ボア１０１ｂ３と、第１通路１０１ｄと、第１ボア１０１ｂ１とを備えている。尚制御弁３００は、シリンダヘッド１０４内において、第３通路１４５ａの途上に配置されている。

つまり、第１ボア１０１ｂ１、第１通路１０１ｄ及び第３ボア１０１ｂ３は、圧力供給通路１４５と放圧通路１４７との共通の通路となっており、第３ボア１０１ｂ３が圧力供給通路１４５と放圧通路１４７の分岐空間となっている。第３通路１４５ａは、平面Ｖより重力方向下側で第３ボア１０１ｂ３に開口している。

尚、第１通路１０１ｄは圧力供給通路１４５と放圧通路１４７との共通の通路となっているので、その孔径は例えば５〜８ｍｍ程度と一方向流れの場合の孔径より大きく設定してある。

（４）クランク室から吸入室へのガスの流れ
例えば制御弁３００が閉じると圧力供給通路１４５が遮断され、その結果ピストン１３６がガスを圧縮する際に発生するブローバイガスが放圧通路１４７を介してクランク室１４０から吸入室１４１に流れる。このときクランク室１４０内のオイルもガスの流れに沿って吸入室１４１に流れようとするが、以下の理由により第１通路１０１ｄへのオイルの流入が抑制される。

・第１ボア１０１ｂ１はクランク室１４０よりも凹んでおり、かつクランク室１４０の径方向中心領域に存在するので、第１ボア１０１ｂ１内はクランク室１４０よりもオイルプアな領域である。
・第１通路１０１ｄのクランク室１４０側の開口端は底壁１０１ｃの重力方向の上側に配置されており、底壁や周壁に付着したオイルが流入しにくい。
・第１通路１０１ｄのクランク室１４０側の開口端は平面Ｗと底壁１０１ｃとの交線上にあるので、駆動軸１１０から最も遠ざかる位置に配置でき、底壁や周壁に付着したオイルがさらに流入しにくい。また、シリンダボアの形成壁（１０１ｂ１１、・・・）は駆動軸１１０に向かって凸となる曲面であり、シリンダボアの形成壁１０１ｂ１１、１０１ｂ１２に付着したオイルは、その凸曲面に沿って接続領域１０１ｅから左右方向に移動して接続領域１０１ｅの直下にある第１通路１０１ｄのクランク室１４０側の開口端にオイルが流入しにくくなる。

また、第１通路１０１ｄに流入したオイルは、一旦第３ボア１０１ｂ３に貯留されるので、吸入室１４１へオイルが流出することが抑制される。第３ボア１０１ｂ３に貯留されたオイルは、駆動軸１１０の外周面と滑り軸受１３１との間の微小な隙間を介して徐々にクランク室１４０に還流される。

したがって、可変容量圧縮機１００が低速回転領域（中速回転領域を含む）で運転されているときは、斜板１１１等の回転部品やピストン１３６によるクランク室１４０内の冷媒・オイルの攪拌の程度が弱く、クランク室１４０内のオイルが第１通路１０１ｄに流入することが抑制されてクランク室１４０内のオイルが確保され、摺動部位の潤滑が効果的に行なわれる。同時に吸入室１４１へのオイルの流出、つまり圧縮機外へのオイルの流出が抑制されて空調システムの性能向上に寄与する。

また、可変容量圧縮機１００が高速回転領域で運転されているときは、斜板１１１等の回転部品やピストン１３６によるクランク室１４０内の冷媒・オイルの攪拌の程度が上記低速回転領域の場合より強くなり、クランク室１４０内のオイルが第１通路１０１ｄに流入しやすくなって、クランク室１４０内に確保されるオイルが低速回転領域の場合より減少して過度にオイルがクランク室１４０内に貯留されることが回避され、同時にオイルが吸入室に過度に流出することが抑制される。したがって、斜板１１１等の回転部品によってオイルが攪拌、せん断されて発熱し、オイルの粘性が低下して圧縮機内部の摺動部位の潤滑状態が悪化することは無い。

（５）吐出室からクランク室へのガスの流れ
例えば制御弁３００が閉じた状態から制御弁３００が開放されると、吐出室１４２からクランク室１４０に向けた吐出ガスの流れが発生する。

吐出ガスは第３通路１４５ａ、第３ボア１０１ｂ３、第１通路１０１ｄ及び第１ボア１０１ｂ１を経由してクランク室１４０に流入するが、吐出ガスにはオイルも含まれているので吐出ガスの噴流に沿ってオイルが飛散して摺動部位を潤滑する。

第１通路１０１ｄのクランク室１４０側の開口端は底壁１０１ｃの中で重力方向の上側の最も高い位置に配置されており、これによって斜板１１１とシュー１３７との摺動面に近接した位置に吐出ガスの噴流に沿ってオイルが飛散し、特に圧縮側の斜板１１１とシュー１３７との摺動面の潤滑に寄与する。

また、図４は可変容量圧縮機１００の内部を平面Ｗで切断したもので、斜板１１１の下死点位置が平面Ｗに一致する状態を示したものである。第１通路１０１ｄの軸線は平面Ｗに一致する。尚、斜板１１１の下死点位置とはピストン１３６による吸入工程が終了する位置を指す。

第１通路１０１ｄのクランク室１４０側の開口端から噴射された吐出ガスの主流（矢印）は、傾斜した斜板１１１に衝突し、斜板１１１の遠心力により斜面に沿ってクランク室１４０の内壁の図中上方向に向きを変え、圧縮側の斜板１１１の面とシュー１３７との摺動面を潤滑する。平面Ｗは隣り合うシュー１３７及びピストン１３６の間にあるので、噴射された吐出ガスの一部は隣り合うシュー１３７及びピストン１３６との間を抜けてクランク室１４０の内壁に衝突しフロントハウジング１０２の底壁１０２ｃに向かう流れとなり、軸受１３４の潤滑に寄与する。

フロントハウジング１０２の底壁１０２ｃには、図５に示すように、軸封装置１３０が収容されている空間に向けて潤滑通路１０２ｄ１、１０２ｄ２が２つ形成されており、平面Ｗは２つの開口端（オイル捕捉溝）１０２ｅ１、１０２ｅ２の間にあるので、斜板１１１の下死点位置が平面Ｗに近い領域では吐出ガスの噴流に含まれるオイルは２つのオイル捕捉溝１０２ｅ１、１０２ｅ２に捕捉されて軸封装置１３０の潤滑にも寄与する。

以上説明したように、可変容量圧縮機１００が低速回転領域や中速回転領域で運転され、クランク室１４０から吸入室１４１へガスが流れているときは、クランク室１４０内のオイルが確保され、摺動部位の潤滑が効果的に行なわれると共に、圧縮機外へのオイルの流出が抑制されて空調システムの性能向上に寄与する。また、高速回転領域で運転されているときは、クランク室１４０内のオイルが低速回転領域や中速回転領域の場合より減少するが、過度に流出することが抑制され、斜板１１１等の回転部品によってオイルが攪拌、せん断されて発熱し、オイルの粘性が低下して圧縮機内部の摺動部位の潤滑状態が悪化することは無い。

さらに、吐出室１４２からクランク室１４０へガスが流れているときは、吐出ガスに含まれるオイルで圧縮側の斜板１１１の面とシュー１３７との摺動面の潤滑のみならず軸封装置１３０等の潤滑にも寄与する。

尚、可変容量圧縮機１００が吐出容量制御状態で制御弁３００の開度が全閉と全開の間の任意の開度にあるときは第３ボア１０１ｂ３に制御された量の吐出ガスが流入するので、その導入される吐出ガス量によって圧力供給通路１４５と放圧通路１４７との共通の通路に双方向の流れが生じ、これによってクランク室１４０の圧力を変化させ、斜板１１１の傾斜角、つまりピストン１３６のストロークを変化させることにより吐出容量を可変制御することができる。

図６（Ｂ）は、可変容量圧縮機１００を試験設備で運転したときの空調システムを流れる冷媒循環量に対するオイル循環率を示したもので、図６（Ａ）における位置Ａは本発明の第１連通路１０１ｄの位置を示し、位置Ｂは比較例としての第１連通路の位置を示している。位置Ｂは、底壁１０１ｃ内の重力方向の最も下側に第１連通路が配置されている状態である。

図６（Ｂ）に示すように、第１連通路が位置Ａにある場合、位置Ｂにある場合に比べて明らかにすべての圧縮機回転数においてオイル循環率が小さくなっており、圧縮機外へのオイルの流出が抑制されて空調システムの性能向上に寄与することが確認された。オイル循環率は空調システムの性能の観点から１％以下が望ましいが、本発明により常用回転数領域（アイドリング相当回転数〜３０００ｒｐｍ）では１％以下のオイル循環率を達成できていることが確認された。

また、高速回転領域（５０００ｒｐｍ、８０００ｒｐｍ）では、８００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍの回転数領域に比べてオイル循環率が増大し、クランク室に過度にオイルが貯留されることがなく、かつ圧縮機外への過度なオイルの流出が抑制されていることも確認できた。

なお、上記空調システム（少なくとも、上記圧縮機とエバポレータを含む空調システム）における試験の条件を表１に示す。

上記実施態様では、平面Ｕはシリンダボア１０１ａ１と１０１ａ２間の中心にあるが、これをシリンダボア１０１ａ１と１０１ａ３（図３）間の中心と駆動軸の軸線とで規定される平面Ｕとしてもよい。

また、凹部（第１ボア１０１ｂ１）の底壁１０１ｃには凹凸があってもよい。例えば図７に示すように、凹部の底壁１０１ｃに開口する第１通路１０１ｄの開口端の周縁１０１ｃ１を他の底壁の領域１０１ｃ２（特に周壁に近接した領域）よりクランク室１４０側に向かって突出させてもよい。このようにすれば、他の底壁の領域１０１ｃ２に付着したオイルが第１通路１０１ｄの開口端に流入し難くなり、吸入室１４１へのオイルの流出がさらに抑制される。

また、前記実施態様では圧力供給通路１４５と放圧通路１４７との共通の通路が形成されているが、共通の通路構成が必要とされない構造の場合には、圧力供給通路と放圧通路が別々に形成されている可変容量圧縮機としてもよい。

さらに、前記実施態様では、クラッチレス圧縮機としたが、電磁クラッチを使用した圧縮機としてもよい。また、本発明は固定容量圧縮機にも適用可能である。

本発明に係る往復動圧縮機は、冷媒を圧縮するあらゆる往復動圧縮機に適用可能であり、特に車両用空調システムに用いられる圧縮機として好適である。

１００ 往復動圧縮機としての可変容量圧縮機
１０１ シリンダブロック
１０１ａ、１０１ａ１、１０１ａ２、１０１ａ３ シリンダボア
１０１ｂ センタボア
１０１ｂ１ 第１ボア
１０１ｂ２ 第２ボア
１０１ｂ３ 第３ボア
１０１ｂ１１、１０１ｂ１２ シリンダボアの形成壁
１０１ｃ 底壁
１０１ｃ１ 開口端の周縁
１０１ｃ２ 他の底壁の領域
１０１ｄ 第１通路
１０１ｅ 接続領域
１０２ フロントハウジング
１０２ａ ボス部
１０２ｂ、１０４ｂ 取付部
１０２ｃ フロントハウジングの底壁
１０２ｄ１、１０２ｄ２ 潤滑通路
１０２ｅ１、１０２ｅ２ オイル捕捉溝
１０３ バルブプレート
１０３ａ 吸入孔
１０３ｂ 吐出孔
１０３ｃ オリフィス
１０４ シリンダヘッド
１０４ａ 吸入通路
１０５ 通しボルト
１１０ 駆動軸
１１１ 斜板
１１１ｂ 貫通孔
１１１ａ 第２アーム
１１２ ロータ
１１２ａ 第１アーム
１１４ 傾角減少バネ
１１５ 傾角増大バネ
１１６ バネ支持部材
１２０ リンク機構
１２１ リンクアーム
１２２ 第１連結ピン
１２３ 第２連結ピン
１３０ 軸封装置
１３１ 滑り軸受
１３２ スラストプレート
１３３ 滑り軸受
１３４ 軸受
１３５ 調整ネジ
１３６ ピストン
１３７ シュー
１４０ クランク室
１４１ 吸入室
１４２ 吐出室
１４５ 圧力供給通路
１４５ａ 第３通路
１４６ 連通路
１４７ 放圧通路
１４８ 第２通路
１５０ 動力伝達装置
３００ 制御弁
Ｕ、Ｔ、Ｖ、Ｗ 平面
Ｏ 駆動軸の軸線

Claims (7)

1. 環状に配列された複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、
   シリンダブロックの一端側を閉塞し、シリンダブロックとの協働によりクランク室を画成するフロントハウジングと、
   シリンダブロックの他端側を閉塞し、シリンダボアと連通する吐出孔及び吸入孔が形成されたバルブプレートと、
   バルブプレートを挟んでシリンダブロックと対向して設けられ吐出室と吸入室とが区画形成されたシリンダヘッドと、
   複数のシリンダボアにそれぞれ配設されたピストンと、
   一端側が滑り軸受を介してシリンダブロックにラジアル支持された駆動軸と、
   駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構と、
   クランク室と吸入室とを連通する放圧通路と、を備え、
   吸入室からシリンダボアに吸入された冷媒を圧縮して吐出室に吐出する往復動圧縮機において、
   複数のシリンダボアの圧縮機径方向内側にはクランク室と接続し周壁と底壁によって形成された凹部が設けられ、
   前記放圧通路は、駆動軸よりも重力方向の上側の位置であって、複数のシリンダボアのうち重力方向の上側の最も高い位置にあるシリンダボアとこのシリンダボアに隣接したいずれか一方のシリンダボア間の中心と駆動軸の軸線とで規定される平面と、前記凹部の底壁との交線上に開口していることを特徴とする往復動圧縮機。
2. 駆動軸に向かって凸曲面をなす複数のシリンダボアの形成壁が、前記凹部の周壁を形成しており、前記凹部の底壁に開口する放圧通路は、前記隣り合うシリンダボアの形成壁の接続領域に隣接した位置に開口していることを特徴とする、請求項１に記載の往復動圧縮機。
3. 前記凹部の底壁に開口する放圧通路の開口端の周縁は、前記凹部の周壁に隣接した前記凹部の底壁の他の領域よりもクランク室側に突出していることを特徴とする、請求項１または２に記載の往復動圧縮機。
4. 複数のシリンダボアの圧縮機径方向内側にはセンタボアが形成され、センタボアは、前記凹部をなす第１ボアと、前記滑り軸受を支持する第２ボアと、第２ボアとバルブプレートとの間に配置され、バルブプレート側の領域の周壁が第２ボアより径方向外側に配置された第３ボアと、を備え、
   前記放圧通路は、第１ボアと、第１ボアの底壁に開口し吸入室に向かって延設されて第３ボアと連通する第１通路と、第３ボアと、第３ボアと吸入室とを連通する第２通路と、を備え、
   前記第２通路は駆動軸の軸線よりも重力方向の上側の位置で第３ボアに開口していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の往復動圧縮機。
5. 前記変換機構は駆動軸の軸線に対して傾角が可変となるように駆動軸に摺動自在に取り付けられた斜板を備えており、往復動圧縮機は、さらに吐出室とクランク室とを連通する圧力供給通路と、圧力供給通路の開度を調整する制御弁と、放圧通路の途上の前記第２通路に配設された絞りと、を備えた可変容量型の圧縮機であって、
   前記第１ボア、前記第１通路及び前記第３ボアは圧力供給通路と放圧通路の共通の通路を形成しているとともに、第３ボアが圧力供給通路と放圧通路の分岐空間を形成しており、第３ボアと吐出室とを連通する圧力供給通路の途上に制御弁が配設されていることを特徴とする、請求項４に記載の往復動圧縮機。
6. 駆動軸の他端はフロントハウジングから外側に突出して駆動軸の他端側はフロントハウジングに装着された軸封装置により封止され、フロントハウジングには軸封装置を潤滑するための潤滑通路が２つ形成されており、
   前記隣り合うシリンダボア間の中心と駆動軸の軸線とで規定される平面でフロントハウジングを分けたとき、前記平面は２つの潤滑通路のクランク室側の開口端の間に位置することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の往復動圧縮機。
7. 車両用空調システムに使用され、エンジンに取り付けられる、請求項１〜６のいずれかに記載の往復動圧縮機。

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