JP3433849B2

JP3433849B2 - 往復動型圧縮機

Info

Publication number: JP3433849B2
Application number: JP25364294A
Authority: JP
Inventors: 太田　　雅樹; 友一加藤; 久和小林
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 2003-08-04
Anticipated expiration: 2018-08-04
Also published as: JPH08114182A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として冷房用に供さ
れる圧縮機に係り、詳しくは単頭形のピストンを装備し
た往復動型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の冷媒ガスを圧縮する冷房用圧縮
機において、吐出圧力脈動の緩和や吐出ガスの油分離を
行うといった着想は既に知られており、例えば実開昭５
０ー４４３１３号公報に開示されているような両頭ピス
トンを備えた斜板式圧縮機にあっては、ボア挟間に存在
する十分に広いスペース部分を、前後の吐出室から脈動
緩和機構へと向う吐出ガスの導通路として使用しうるた
め、圧縮機の中央付近に比較的容易に脈動緩和機構を設
置することが可能である。

【０００３】一方、単頭ピストンを有する斜板式又は揺
動板式等の圧縮機では、回路に接続される吸入口及び吐
出口をリヤハウジングに配設するのが一般的であり、こ
れは片側に並設された圧縮部のみで所定の吐出容量を確
保する必要から、上述した両頭斜板式のそれに比して並
設気筒（ボア）数が多く、ボア挟間にガス通路形成のた
めの余裕スペースを残しえないといった設計上の制約が
あるからである。そのため吐出圧力脈動の緩和や吐出ガ
スの油分離を行うために提案されている幾多の技術手段
のほとんどすべてが、リヤハウジングに直接主要機構を
内装するといった形態に終始しており、しかもかかる圧
縮機が容量可変機構を具備する型式のものでは、クラン
ク室圧力を調整する容量制御弁の多くが、これまたリヤ
ハウジングに組込まれているのが実情である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにリヤハウジングの内部に多彩な制御機構を配設する
ことは、実効容積の大小を問わずリヤハウジングの肥大
化を余儀なくされ、とくに小型、軽量化に厳しい要求の
ある車両搭載用圧縮機の全長増大に及ぼす影響は、まさ
に決定的ともいえる不利を被ることを免れない。また、
圧縮機の後部に設けられる吐出口の配置が、車両搭載時
における配管類の取回しに少なからぬ不便さを強いるこ
とも、かねてより指摘されている放置しえない事柄であ
る。

【０００５】本発明は、圧縮機の長大化を招くことな
く、吐出圧力脈動の緩和と吐出ガスの油分離とを同時に
達成することを、解決すべき技術課題とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題解決の
ため、複数のボアを並設して圧縮機の外郭を構成するシ
リンダブロックと、内部にクランク室を形成してシリン
ダブロックの前端を閉塞するフロントハウジングと、該
シリンダブロックとフロントハウジングに回転自在に支
承された駆動軸と、吐出室を有してシリンダブロックの
後端を閉塞するリヤハウジングと、クランク室内の駆動
軸に装着された斜板要素と連係して上記ボア内を直動す
るピストンとを備えた往復動型圧縮機において、上記シ
リンダブロックとフロントハウジングとの上部合せ面を
またいで空洞状に形成され、かつガス通路によって上記
吐出室と連通された鎮制室を配設し、上記合せ面封止用
のガスケットに鎮制室内を局部的に仕切る油分離スクリ
ーンを延設して該ガス通路の開口と対向させるととも
に、該油分離スクリーンの背面側に設けた凹陥状の油溜
部を小孔を介して上記クランク室と連通せしめたことを
特徴としている。

【０００７】好適な態様において、上記油分離スクリー
ンには多数の小孔若しくはスリットが貫設されている。
好適な態様において、上記油溜部は鎮制室の底壁から隆
起した突堤と共同して凹陥状に形成されている。なお、
上記斜板要素とは、回転斜板と組合された揺動板がコン
ロッドを介してピストンと連節されるワッブル型、並び
に回転斜板がシューを介して直接ピストンと連係される
スワッシュ型のいずれをも含む斜板要素である。

【０００８】

【作用】したがって、各ボアから吐出された高圧の吐出
ガスは、吐出室からガス通路を経て鎮制室へと導入さ
れ、該鎮制室のもつ膨張形のマフラ機能によって圧力脈
動成分が減衰せしめられたのち、吐出フランジ（吐出
口）を経てこれに接続された外部冷凍回路へと送出され
ることになるが、この場合、鎮制室内にはガスケットか
ら一体的に拡延された油分離スクリーンがガス通路の開
口と対向する形態で設けられており、ガス通路から放出
される吐出ガスは直接油分離スクリーンに衝突せしめら
れる。

【０００９】このため、吐出ガス中に混在する油分は慣
性や比重差などにより分離されて該スクリーン表面に液
膜状に付着し、重力による流下を待つことなく、貫設さ
れた小孔若しくはスリット群を潜通してその背面側へ押
出される。鎮制室内にあって該スクリーンの背面側を占
める領域は、その底壁が凹陥状をなす油溜部に形成され
ているので、これに集溜された分離油は逐次小孔を介し
てクランク室へと還元され、摺動各部の潤滑に供され
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を可変容量型圧縮機に具体化し
た実施例を図面に基づいて説明する。図１及び図２にお
いて、１はシリンダブロックであって、該シリンダブロ
ック１の前端側はフロントハウジング２によって閉塞さ
れ、同後端側は弁板４を介してリヤハウジング３によっ
て閉塞されるとともに、これらは通しボルト２１により
共締めされている。シリンダブロック１とフロントハウ
ジング２とによって形成されるクランク室５内には軸心
方向に延在する駆動軸６が収容されて、ラジアル軸受７
ａ、７ｂにより回転自在に支持されている。そして該駆
動軸６の前端は、例えば図示しない電磁クラッチ及び伝
動機構を介して自動車エンジンに連結されている。ま
た、シリンダブロック１には該駆動軸６を囲繞する位置
に複数個のボア８が穿設されており、各ボア８にはピス
トン９がそれぞれ往復動可能に嵌挿されている。なお、
７ｃは軸封装置である。

【００１１】クランク室５内において、駆動軸６にはロ
ータ１０がフロントハウジング２との間にスラスト軸受
１１を介して同期回転可能に結合され、ロータ１０の後
方には斜板１２が嵌合されている。そして、該斜板１２
はロータ１０との間に介装された押圧ばね１３により常
に後方に向け付勢されている。斜板１２には、両端面外
周側に平滑な摺動面１２ａが形成され、摺動面１２ａに
は半球状のシュ−１４、１４が当接されており、これら
シュ−１４、１４の凸球面はピストン９の凹球面と係合
されている。

【００１２】また、斜板１２の摺動面１２ａより内方域
のロータ１０側には、一対のブラケット１２ｂ、１２ｂ
が該斜板１２の上死点位置Ｔを跨いで突設され、各ブラ
ケット１２ｂ、１２ｂにはガイドピン１２ｃ、１２ｃの
基端が固着されるとともに、各ガイドピン１２ｃ、１２
ｃの先端には球体部１２ｄ、１２ｄが形成されている。
かくして本圧縮機では、ブラケット１２ｂ、１２ｂ、ガ
イドピン１２ｃ、１２ｃ及び球体部１２ｄ、１２ｄによ
り、ヒンジ機構Ｋの一部を構成している。

【００１３】斜板１２の中心部には駆動軸６上で該斜板
１２の傾角変位を許容する屈折状の貫通孔２０が設けら
れており、また、斜板１２の下死点領域におけるロータ
１０側には、駆動軸６の軸心から径外方向に延在され、
かつロータ１０側のシュ−１４を回避しつつ摺動面１２
ａを覆蔽するカウンタウェイト１５がリベットなどによ
り装着されている。そして該斜板１２は、カウンタウェ
イト１５よりも中心寄りの前端面１２ｅがロータ１０の
後端面１０ａと当接することにより最大傾角が規制され
る一方、後端面の座繰孔部がサークリップ２２と当接す
ることにより最小傾角が規制されている。

【００１４】また、ロータ１０の上部には、上記ヒンジ
機構Ｋの残部を構成する一対の支持アーム１７、１７が
各ガイドピン１２ｃ、１２ｃと整合するよう軸心方向後
方に突出され、各支持アーム１７、１７の先端部には、
駆動軸６の軸心と斜板１２の上死点位置Ｔとで決定され
る面と平行に、かつ駆動軸６の軸心に対して外方から近
づく向きにガイド孔１７ａ、１７ａが貫設されている。
これらガイド孔１７ａ、１７ａの向きは、斜板１２の傾
角変位にかかわらずピストン９の上死点位置が不動に保
たれるよう設定されており、各ガイド孔１７ａ、１７ａ
内には、それぞれガイドピン１２ｃ、１２ｃの球体部１
２ｄ、１２ｄが摺動可能に挿入されている。

【００１５】リヤハウジング３内には、吸入室３０及び
吐出室３１が画設され、弁板４にはボア８に対応して吸
入ポート３２及び吐出ポート３３が開口されており、弁
板４とピストン９との間に形成される圧縮室が吸入ポー
ト３２及び吐出ポート３３を介して吸入室３０及び吐出
室３１に連通されている。そして弁板４には各吸入ポー
ト３２及び吐出ポート３３を開閉する図示しない吸入弁
及び吐出弁が装着されている。なお、３５はクランク室
５と吸入圧領域（吸入室）３０とを連通する絞り付抽気
通路である。

【００１６】本実施例の特徴的構成である鎮制室９０
は、シリンダブロック１とフロントハウジング２との上
部合せ面をまたいで空洞状に形成されており、該鎮制室
９０はガス通路９１を介して吐出室３１に連通されると
ともに、フランジ孔（吐出口）９２に嵌合される図示し
ないホースジョイントを介して外部冷凍回路に接続され
ている。

【００１７】そして上記合せ面封止用に挟装されている
ガスケット５０には、シリンダブロック１側の鎮制室９
０ａ内に開口するガス通路９１と対向させて、図２のよ
うに右半分を仕切る油分離スクリーン５０ａが一体的に
延設されており、該油分離スクリーン５０ａ上には、図
２に示すような多数のスリット５１若しくは図４に示す
ような多数の小孔５２が貫設されている。

【００１８】また、フロントハウジング２側の鎮制室９
０ｂは、該油分離スクリーン５０ａの背面側を占める領
域が、底壁から隆起する突堤９３と共同して凹陥状をな
す油溜部９４に形成され、該油溜部９４は小孔９５を介
してクランク室５に連通されている。なお、図示は省略
されているが、シリンダブロック１には鎮制室９０ａに
隣接して周知の容量制御弁が内装されている。

【００１９】本圧縮機は上述のように構成されており、
図示しない電磁クラッチを介して駆動軸６が回転される
と、この回転運動がロータ１０及びヒンジ機構Ｋを介し
て斜板１２の回転揺動、さらにはピストン９の往復運動
へと変換されて圧縮仕事が開始される。そして圧縮機の
起動初期においては通常車室温度と共に吸入圧力も高
く、図示しない容量制御弁は給気通路の閉鎖状態を維持
しているので、圧縮作用によりクランク室５に漏入した
ブローバイガスは抽気通路３５を介して逐次吸入室３０
に還流され、クランク室圧力と吸入圧力との差圧は所定
値よりも低く保たれる結果、ピストン９は最大ストロー
ク、つまり圧縮機は全容量状態で運転される。したがっ
て、吸入室３０からボア８内へ吸入された冷媒ガスは圧
縮されつつ吐出室３１へと吐出され、この高圧の吐出ガ
スはさらにガス通路９１を経由して鎮制室９０へと導入
されるので、該鎮制室９０のもつ膨張形のマフラ機能に
よって圧力脈動成分を減衰せしめられた吐出ガスは、フ
ランジ孔９２に嵌合された図示しないホースジョイント
を介して外部冷凍回路へと送出される。

【００２０】この場合、鎮制室９０内にはガスケット５
０から一体的に拡延された油分離スクリーン５０ａが、
ガス通路９１の開口と対向する形態で設けられており、
ガス通路９１から放出される吐出ガスは、図１に矢印で
示すごとく直接油分離スクリーン５０ａに衝突せしめら
れる。このため、吐出ガス中に混在する油分は慣性や比
重差などにより分離されて、該油分離スクリーン５０ａ
の表面に液膜状に付着し、重力による流下を待つことな
く、貫設されたスリット５１若しくは小孔５２群を潜通
してその背面側へ押出される。鎮制室９０内にあって該
油分離スクリーン５０ａの背面側を占める領域は、その
底壁が凹陥状をなす油溜部９４に形成されているので、
これに集溜された分離油は逐次小孔９５を介してクラン
ク室５に還元され、回転系に関連する各摺動部の潤滑に
供される。

【００２１】かかる全容量運転の継続により次第に車室
温度が低下し、これに追従する吸入圧力が設定値を越え
て低下すると、クランク室５には容量制御弁の給気通路
より高圧の吐出ガスが導入され、クランク室圧力を上昇
させる。このようにクランク室圧力が上昇されて吸入圧
力との差圧が大きくなると、斜板１２の傾角並びにピス
トンストロークが縮小されて圧縮機は小容量の制御運転
に移行し、その後は、熱負荷に基づいた吸入圧力の復活
をまって容量制御弁５０は再び給気通路を閉鎖する。

【００２２】とくに本圧縮機においては、シリンダブロ
ック１とフロントハウジング２との上部合せ面をまたい
で、十分な有効容積を確保した鎮制室（吐出マフラ）９
０の形成と、該合せ面封止用のガスケット５０を利用し
た巧みな油分離スクリーン５０ａの延設により、リヤハ
ウジング３の簡素化、つまりは圧縮機の肥大化を伴うこ
となく、吐出圧力脈動の緩和と吐出ガスの油分離とを一
挙に達成することができる。

【００２３】なお、上述の実施例は、油溜部９４を小孔
９５を介してクランク室５と連通させているが、フロン
トハウジング２及びシリンダブロック１を経由する油路
を設けて、油溜部９４に集溜された分離油を吸入室３０
へ還元すべく構成することもできる。また、上記分離油
を容量制御弁の給気通路を介してクランク室５へ還元さ
せることも可能であり、この場合、循環冷媒量の少ない
小容量運転時に危惧される潤滑不足を良好に補填するこ
とができる。

【００２４】さらに上述の実施例は、可変容量型斜板式
圧縮機について説明したが、定容量型又は揺動斜板式等
いずれの型式に限定されるものでなく、要は単頭ピスト
ンを備えた往復動型圧縮機のすべてに本発明は適用可能
である。

【００２５】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明は、特許請
求の範囲に記載の構成を有するものであるから、きわめ
て簡素、かつ安価な構成によって、吐出圧力脈動の緩和
と吐出ガスの油分離とを達成しうるので、冷房能力と共
に圧縮機の信頼性を著しく向上させることができる。し
かも鎮制室と結合されたフランジ孔（吐出口）を機体の
ほぼ中央外郭部に配置しうるので、車両搭載時における
接続配管類の取回しの自由度が著しく拡大される。

【００２６】また、油分離スクリーンの採用により、油
溜部がその背面側に配置されているので、従来の油分離
構造にみられる巻き上げ防止手段が不要となるほか、ス
クリーンに付着する油液膜の大小にかかわらず、効率の
よい油分離が可能となるなど見逃し難い効果を付随す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る圧縮機の全容を示す断面
正面図。

【図２】同圧縮機のとくに鎮制室を示す図１のＡ線部分
断面側面図。

【図３】フロントハウジング側の鎮制室を示す斜視図。

【図４】ガスケットの油分離スクリーン部分を示す斜視
図。

【符号の説明】

１はシリンダブロック、２はフロントハウジング、３は
リヤハウジング、５はクランク室、８はボア、１２は斜
板、３０は吸入室、３１は吐出室、５０はガスケット、
５０ａは油分離スクリーン、９０は鎮制室、９１はガス
通路、９３は突堤、９４は油溜部、９５は小孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭54−31611（ＪＰ，Ａ) 特開平６−147114（ＪＰ，Ａ) 特開平６−249146（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−123715（ＪＰ，Ａ) 特開平２−308986（ＪＰ，Ａ) 特開平３−70878（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/08 F04B 39/00 101 F04B 39/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のボアを並設して圧縮機の外郭を構成
するシリンダブロックと、内部にクランク室を形成して
シリンダブロックの前端を閉塞するフロントハウジング
と、該シリンダブロックとフロントハウジングに回転自
在に支承された駆動軸と、吐出室を有してシリンダブロ
ックの後端を閉塞するリヤハウジングと、クランク室内
の駆動軸に装着された斜板要素と連係して上記ボア内を
直動するピストンとを備えた往復動型圧縮機において、
上記シリンダブロックとフロントハウジングとの上部合
せ面をまたいで空洞状に形成され、かつガス通路によっ
て上記吐出室と連通された鎮制室を配設し、上記合せ面
封止用のガスケットに鎮制室内を局部的に仕切る油分離
スクリーンを延設して該ガス通路の開口と対向させると
ともに、該油分離スクリーンの背面側に設けた凹陥状の
油溜部を小孔を介して上記クランク室と連通せしめたこ
とを特徴とする往復動型圧縮機。
【請求項２】上記油分離スクリーンには多数の小孔若し
くはスリットが貫設されている請求項１記載の往復動型
圧縮機。
【請求項３】上記油溜部は鎮制室の底壁から隆起した突
堤と共同して凹陥状に形成されている請求項１又は２記
載の往復動型圧縮機。