JP4016556B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両空調用として好適な圧縮機に係り、詳しくは潤滑油を駆動軸の軸受あるいはピストンとシリンダボアや回転斜板とシューとの摺動面等の潤滑対象部に導くための給油技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動軸の軸受に潤滑油を導く構成の圧縮機としては、例えば特開平７−２７０４７号公報がある。この公報記載の圧縮機は、斜板型圧縮機であって、吐出室に吐出された冷媒ガスをシリンダブロックに設けたオイルセパレータに導いて該冷媒ガス中の潤滑油を分離したのち、その分離された潤滑油をシリンダブロックに設けた給油孔を経て駆動軸の軸受に導いて潤滑する構成としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された圧縮機は、吐出冷媒から分離後の分離油を、高圧側である油分離室と低圧側である駆動室との圧力差を利用して軸受に導いて潤滑後、駆動室に戻す方式である。そのため、シリンダブロックに形成される潤滑油の給油孔の孔径が大きい場合には、吐出冷媒が漏出することによる性能低下、また高温の潤滑油が大量に漏出して吸入冷媒を加熱することによる性能低下を招き、小さい場合には、給油孔にスラッジ（油泥）等の異物が詰まり易いといった問題がある。
特に、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ₂）を用いる圧縮機の場合には、作動圧力差（吐出圧と吸入圧との差）が高い（５Ｍｐａ以上）ため、上記の背反事象の両立がより困難化する。
【０００４】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機において、スラッジ等の異物による給油孔の孔詰まりを防止するとともに、吐出冷媒の漏出による性能低下を回避することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明に係る圧縮機は、特許請求の範囲の各請求項に記載の通りの構成を備えた。
従って、請求項１に記載の発明によれば、給油部から潤滑対象部へ送り込まれる潤滑油を給油部と潤滑対象部に交互に連通する潤滑油移送部によって間欠的に移送することによって、給油部と潤滑対象部とを直接に連通させないことが可能となる。このため、潤滑油通路としての孔の孔径を十分大きくすることで異物による孔詰まりを防止できるとともに、吐出冷媒の漏出量を低減し、吐出冷媒の漏出による性能低下を防止できる。
【０００６】
さらに、回転体が１回転される毎に、その外周面の溝によって給油部から流入される潤滑油を受け入れて移送し、そして放出孔に放出する。このため、請求項１の発明と同様に、給油孔の孔詰まりを防止できるとともに、吐出冷媒の漏出量を低減し、吐出冷媒の漏出による性能低下を防止できる。
この場合、請求項１の発明において、前記回転体を駆動軸を支持する軸受に隣接して設け、そして給油部から送り込まれる潤滑油が、回転体と該回転体が嵌合する円形孔との間の隙間を経て軸受に導かれる構成を採用することが望ましい。このような構成を採用したときは、駆動軸の軸受に対して前記隙間によって適量の潤滑油を給油できるように調整することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明によれば、ピストンがシリンダボア内を往復運動するとき、給油部と潤滑対象部とに対して交互に連通することによって、給油部から送り込まれる潤滑油を潤滑対象部に放出することができる。このため、上述した請求項１の発明と同様に、給油孔の孔詰まりを防止できるとともに、吐出冷媒の漏出量を低減し、吐出冷媒の漏出による性能低下を防止できる。
なお、請求項１又は２の発明において、潤滑対象部へ導かれる潤滑油は、オイルセパレータによって吐出冷媒から分離された潤滑油であることが望ましく、しかも吐出側と吸入側との圧力差で導かれる構成とすることが望ましい。特に、冷媒として二酸化炭素を用いる圧縮機に適用した場合に効果的である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は圧縮機の断面図であり、図２及び図３はそれぞれ図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。本実施の形態は斜板型圧縮機に適用したものであって、図示のように、圧縮機の外郭の一部を構成するシリンダブロック１の前端には、フロントハウジング２が結合され、同後端には、吸入室３及び吐出室４が形成されたリヤハウジング５が弁板６を介して結合されている。
【０００９】
フロントハウジング２内に形成された駆動室７には、動力源に接続される駆動軸８が挿通され、その駆動軸８は、シリンダブロック１及びフロントハウジング２にそれぞれラジアル軸受９，１０を介して回転可能に支持されている。そして、駆動室７内には回転斜板１１が収容され、該回転斜板１１は駆動軸８に固着されている。なお、駆動室７の底部は、潤滑油が貯留される油溜り、すなわち貯油室を構成している。
一方、シリンダブロック１は円周方向に所定間隔で貫設された複数のシリンダボア１２を備え、そのシリンダボア１２内には、それぞれピストン１３が摺動可能に嵌入されている。そして、ピストン１３の基端部が駆動室７内に延出するとともに回転斜板１１にシュー１４を介して係留されている。
【００１０】
従って、駆動軸８が回転されると、その回転運動が回転斜板１１及びシュー１４を介してピストン１３の直線往復運動に変換される。そして、ピストン１３がシリンダボア１２内を往復動することによって、吸入室３内の冷媒は、吸入弁（図示省略）を介してシリンダボア１２内へ吸入されたのち、圧縮されつつ吐出弁１５を介して吐出室４へ吐出される。図１の上側には上死点位置（吐出終了位置）のピストン１３が示され、下側に下死点位置（吸入終了位置）のピストン１３が示されている。
【００１１】
また、シリンダブロック１の軸芯部分には、一端が駆動室７に開口する円形孔３１が設けられ、その円形孔３１内には、駆動軸８を支持する前記ラジアル軸受１０の他、後述の回転体３０が配置され、さらに孔底側に駆動軸８の後端部を前方に付勢するためのスラストレース１６及び皿ばね１７が収容されている。そして、皿ばね１７の付勢力を、回転斜板１１とフロントハウジング２との間に介在されたスラスト軸受１８によって支持している。
【００１２】
前記弁板６と対向するシリンダブロック１の中心域には、チャンバ１９が穿設され、そのチャンバ１９は上下方向の略中間部付近においては第１吐出通路２０によって吐出室４と連通され、上部側においては第２吐出通路２１によって外部回路である冷凍回路と連通される。なお、第１吐出通路２０は、吐出弁１５を弁板６に固定するための固定具２２に貫設されている。
上記チャンバ１９内には、該チャンバ１９を通って冷凍回路へ送り出される高圧の冷媒ガスから潤滑油を分離するための遠心分離式のオイルセパレータ２３が設けられている。オイルセパレータ２３は有底円孔状の分離室２４を有する基体２５と、分離室２４の上方開口縁から同心状に垂下するように基体２５に装着されたフランジ付導気管２６とからなり、基体２５の側壁には分離室２４と第１吐出通路２０とを連通する通孔２７が貫設されている。この通孔２７は分離室２４内に向かって略接線状に開口されている。
【００１３】
従って、第１吐出通路２０から通孔２７を経て、導気管２６の周りを旋回するように、冷媒とともに分離室２４内に圧送・導入される潤滑油は、遠心力によって分離室２４の周壁に衝突するとともに冷媒から分離されて流下し、分離室２４の底壁に設けられた貫通孔２８を通過してチャンバ１９内の底部に滞留する。
一方、潤滑油が分離された吐出冷媒は、導気管２６から第２吐出通路２１を経由して冷凍回路へと送出される。
【００１４】
シリンダブロック１には、チャンバ１９内に貯留された潤滑油を駆動軸８のラジアル軸受１０に導くための給油孔２９が設けられている。この給油孔２９は、一端がチャンバ１９の底面に流入口として開口され、他端が円形孔３１の内周面における回転体３０の外周面と対向する部位に流出口２９ａ（図２及び図３参照）として開口されている。オイルセパレータ２３と給油孔２９は給油部を構成する。
回転体３０はラジアル軸受１０に隣接して配置されており、駆動軸８の後端部に２面幅によって嵌合（図２及び図３参照）されて駆動軸８と一体に回転する。そして、回転体３０はシリンダブロック１に形成された円形孔３１内に所定の隙間をもって嵌合されており、この隙間を介して給油孔２９がラジアル軸受１０の側面に連通されている。従って、上記の隙間は、ラジアル軸受１０の潤滑に好適な量の潤滑油が導入されるように設定されている。
【００１５】
また、回転体３０の外面には、給油孔２９を経て送り込まれる潤滑油を低圧側である駆動室７へ間欠的に移送するための１つの溝（又は凹部）３２が形成され、この溝３２によって潤滑油移送部が構成されている。そして、シリンダブロック１には放出孔３３が形成され、この放出孔３３は一端が円形孔３１の内周面における回転体３０の外周面と対向する部位に流入口３３ａとして開口され、他端が駆動室７に流出口として開口されている。なお、放出孔３３の流入口３３ａは、回転体３０の中心を挟んで給油孔２９の流出口２９ａと対称位置に設定されている。かくして、溝３２は回転体３０が一回転される毎に給油孔２９と放出孔３３に対して交互に一回ずつ連通される。駆動室７は潤滑対象部を構成する。
【００１６】
本実施の形態に係る圧縮機は上記のように構成したものである。従って、駆動軸８と共に回転する回転斜板１１に連係したピストン１３が、シリンダボア１２内を直線的に往復動して圧縮仕事を開始すると、ピストン１３によって圧縮された冷媒ガスは吐出弁１５を押し開いて吐出室４に吐出されたのち、第１吐出路２０からチャンバ１９内へ旋回しつつ導入される。そして、チャンバ１９内に導入された冷媒ガス中の潤滑油が、分離室２４内で遠心力によって冷媒ガスから分離され、自重によって分離室２４の壁面を伝って流下し、貫通孔２８からチャンバ１９の底部に貯留される。
【００１７】
チャンバ１９内に貯留された潤滑油は、給油孔２９から回転体３０の外周面と円形孔３１の内周面との間の隙間を通ってチャンバ１９内の圧力（吐出圧）よりも低圧側である駆動軸８のラジアル軸受１０へ給油され、該ラジアル軸受１０を潤滑する。
一方、分離室２４内で油分離された吐出冷媒は、導気管２６から第２吐出通路２１を経て冷凍回路へと送出される。
【００１８】
給油孔２９から流入した潤滑油は、図２に示す如く、駆動軸８と共に回転体３０が回転されて外周面の溝３２が給油孔２９の流出口２９ａと連通すると、該溝３２内に流入する。そして、図３に示す如く、溝３２が１８０度回動して放出孔３３の流入口３３ａに連通すると、該放出孔３３を通って低圧側である駆動室７へと放出され、該駆動室７の底部の貯油室に貯留される。
すなわち、回転体３０の溝３２は、回転体３０が一回転する毎に、給油孔２９内の潤滑油を運び出し放出孔３３を経由して駆動室７へ放出する。このような潤滑油の駆動室７への間欠的な放出を積極的に行うことによって、駆動室７内の回転斜板１１とシュー１４との摺動面等を潤滑することが可能となる。また、溝３２による潤滑油の放出量は、溝３２が駆動室７に対して間欠的に連通する構成のため、該溝３２の大きさによって適切に調整することができる。さらに、給油孔２９と放出孔３３とは直接に連通することがないため、駆動室７と吐出室４との圧力差が大きい場合でも、急激な冷媒流入を確実に防止することができる。
【００１９】
かくして、本実施の形態によれば、給油孔２９内に異物が滞留することを回避して孔詰まりを防止することができるとともに、吐出冷媒の漏出量を低減し、吐出冷媒の漏出による性能低下を防止できる。なお、給油孔２９を大きく設定した場合には、穴開け作業を容易に行うことが可能となる。
そして、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を用いるような非常に高圧状態に導く圧縮機に適用した場合において、より有効となる。
【００２０】
また、本実施の形態においては、給油孔２９から導入される潤滑油を、回転体３０と円形孔３１との間の隙間を通してラジアル軸受１０へ給油する構成としてあるため、上記隙間によってラジアル軸受１０への給油量が適量となるように調整することが可能となり、給油孔２９の孔径の設定に関して自由度を得ることができる。
【００２１】
次に、本発明の他の実施の形態を図４〜図６に基づいて説明する。図示のように、シリンダブロック１に設けられる給油孔２９は、流入口がオイルセパレータ２３の底面に開口され、流出口２９ａがシリンダボア１２の内周面に開口されている。
一方、ピストン１３の外周面には、ピストン１３の往復運動時に、給油孔２９の流出口２９ａと駆動室７とに対して交互に連通することが可能な潤滑油移送用の溝（又は凹部）３４が形成されている。すなわち、この溝３４によって、給油孔２９から送り込まれる潤滑油をそれより低圧の駆動室７へ間欠的に移送するための潤滑油移送部を構成している。
そして、溝３４はピストン１３が上死点側（圧縮・吐出行程）へ移動したときに、流入口２９の流出口２９ａを横切るか又は一致し、ピストン１３が下死点（吸入行程終端）に位置したときには、シリンダボア１２から抜け出て駆動室７と連通する位置に設けられている。
【００２２】
従って、オイルセパレータ２３にて吐出冷媒から分離された潤滑油は、給油孔２９を経てピストン１３とシリンダボア１２との摺動面に給油され、これを潤滑する。この場合において、給油孔２９から送られた潤滑油は、ピストン１３の上死点側への移動時に溝３４が給油孔２９の流出口２９ａに連通すると、溝３４内に流入し、ピストン１３が下死点へ移動されて溝３４が駆動室７に連通すると、駆動室７へ放出されて回転斜板１１とシュー１４との摺動面を潤滑する。
すなわち、この実施の形態によれば、ピストン１３が一回往復運動を行う毎に、給油孔２９から送られる潤滑油を溝３４によって駆動室７へ積極的に移送することによって、間欠的に潤滑油を駆動室７へ放出することが可能となる。このため、前述した実施の形態の場合と同様に、給油孔２９内に異物が滞留することを回避して孔詰まりを防止できるとともに、給油孔２９の孔径の大小に関係なく、吐出冷媒の漏出量を低減し、吐出冷媒の漏出による性能低下を防止でき、又、給油孔２９の孔径を大きく設定して孔加工の容易化を図ることもできる。
【００２３】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。
例えば、回転体３０の外周面に潤滑油移送用として１つの溝３２を設けたが、この溝３２を２〜３個に増加した形で実施してもよい。また、回転体３０は駆動軸８に一体に形成しても差し支えない。
また、ピストン１３の外周面における給油孔２９の流出口２９ａと対向する部位に、潤滑油移送用として所定大の溝３４を形成したが、この溝３４を外周面の全周に環状に設けてもよい。
また、間欠的に移送される潤滑油の移送先を駆動室７としたが、駆動室７とは別に貯油室を設定し、そこに移送する構成に変更することは何ら差し支えなく、要は吐出側よりも低圧状態でかつ潤滑油を貯留可能な室であればよい。
また、図示の斜板型以外の圧縮機に適用できることは当然であり、さらにはオイルセパレータ２３は図示の遠心分離方式に限らず、他の形式であっても差し支えない。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、圧縮機において、スラッジ等の異物による給油孔の孔詰まりを防止するとともに、吐出冷媒の漏出による性能低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る圧縮機を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図であり、油放出用の溝が給油孔に連通した状態を示す。
【図３】図１のＡ−Ａ線拡大断面図であり、油放出用の溝が放出孔に連通した状態を示す。
【図４】他の実施の形態に係る圧縮機を示す断面図である。
【図５】図４のＢ部拡大図であり、油放出用の溝が給油孔に連通した状態を示す。
【図６】図４のＢ部拡大図であり、油放出用の溝が駆動室に連通した状態を示す。
【符号の説明】
１…シリンダブロック
２…フロントハウジング
３…吸入室
４…吐出室
５…リヤハウジング
６…弁板
７…駆動室
８…駆動軸
１１…回転斜板
１２…シリンダボア
１３…ピストン
１９…チャンバ
２３…オイルセパレータ
２９…給油孔
２９ａ…流出口
３０…回転体
３１…円形孔
３２…潤滑油移送用の溝
３３…放出孔
３４…潤滑油移送用の溝

Claims (5)

1. 潤滑油の給油部と、潤滑すべき潤滑対象部と、前記給油部と前記潤滑対象部に対して交互に連通することによって、潤滑油を前記潤滑対象部へ間欠的に移送する潤滑油移送部とを備え、
   前記潤滑油移送部が、回転体の外周面に形成された溝によって構成されており、前記回転体の回転運動によって前記給油部の流出口と、前記潤滑対象部に通じる放出孔の流入口とに対して交互に連通されることを特徴とする圧縮機。
2. 潤滑油の給油部と、潤滑すべき潤滑対象部と、前記給油部と前記潤滑対象部に対して交互に連通することによって、潤滑油を前記潤滑対象部へ間欠的に移送する潤滑油移送部とを備え、
   前記潤滑油移送部が、シリンダボア内を往復運動するピストンの外周面に形成された溝によって構成されており、前記ピストンの往復運動によって前記給油部の流出口と、前記潤滑対象部とに交互に連通されることを特徴とする圧縮機。
3. 請求項１又は２に記載の圧縮機であって、前記潤滑油が、オイルセパレータによって吐出冷媒から分離された潤滑油であって、しかも吐出側と吸入側との圧力差で前記潤滑対象部へ導かれることを特徴とする往復式圧縮機。
4. 請求項３に記載の圧縮機であって、前記冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする圧縮機。
5. 請求項１に記載の圧縮機であって、前記回転体が、駆動軸を回転可能に支持するための軸受に隣接して配置されるとともに前記駆動軸に一体回転するように設けられており、しかも前記給油部を経て送り込まれる潤滑油が、前記回転体とその回転体が嵌合する円形孔との隙間を通して前記軸受に給油される構成としたことを特徴とする圧縮機。

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