JP5051795B2 - 容量可変型圧縮機のオイル分離構造 - Google Patents

Description

本発明は、容量可変型圧縮機のオイル分離構造に関し、特に別途の部品を採用することなく斜板室の冷媒をオイルとガスとに適切に分離することができる容量可変型圧縮機のオイル分離構造に関する。

最近、自動車の空調装置などに使用される圧縮機として容量可変型圧縮機に関する多くの研究が行われている。これは、熱負荷の変動によって制御弁を用いて斜板の傾斜角を変化させ、ピストンの移送量を制御することによって、精密な温度制御を達成することができると共に、傾斜角度が連続的に変化することによって、圧縮機によるエンジンの急激なトーク変動を少なくし、車両の乗り心地を向上させることができる装置である。

このような従来の容量可変型圧縮機の一例が韓国特許公開第２００２−３８４６４号公報に開示されており、その構造を図１に示した。

図示のように、従来の容量可変型圧縮機は、内周面に長さ方向に沿って平行に形成された多数のシリンダーボア１２ａを有するシリンダーブロック１２と、前記シリンダーブロック１２の前方に密閉結合された前方ハウジング１１と、前記シリンダーブロック１２の後方に弁板１４ａを介在して密閉結合された後方ハウジング１３とで構成される。

前記前方ハウジング１１の内側には、斜板室１５が設けられ、前方ハウジング１１の中心付近には、駆動軸１６の一端が回転自在に支持され、且つ前記駆動軸１６の他端は、前記斜板室１５を通過し、シリンダーブロック１２に設けられた軸受１７を媒介にして支持される。

また、前記駆動軸１６には、ラグ板２３及び斜板２５が設けられており、ラグ板２３と斜板２５との間には、斜板２５を弾性支持するためのバネが介在されている。

前記ラグ板２３には、中央部にガイドホールがそれぞれ直線に穿孔された一対の動力伝達用支持アームが一面に一体に突設されており、前記斜板２５の一面には、ボール２６が形成されていて、前記ラグ板２３が回転するにつれて前記斜板２５のボール２６がラグ板２３のガイドホール内でスライディング移動しつつ斜板２５の傾斜角度が可変とされる。

また、前記斜板２５の外周面は、シュー２７を介在して各ピストン２１に摺動可能に嵌着される。

したがって、前記斜板２５が傾斜した状態で回転するにつれて、その外周面にシュー２７を介在して嵌着されたピストン２１は、前記シリンダーブロック１２の各シリンダーボア１２ａ内で往復運動するようになる。

また、前記後方ハウジング１３には、吸入室３１及び排出室３２がそれぞれ形成されており、後方ハウジング１３とシリンダーブロック１２との間に介在される弁板１４ａには、各シリンダーボア１２ａに対応する箇所に吸入口３３及び排出口３５がそれぞれ形成されている。前記吸入室３１及び排出室３２は、図示しない外部冷媒回路を通じて圧縮機の外部に接続されている。

一方、駆動軸１６の後端部側には、オイルセパレーター３９が設けられており、これは、オイル室４０によって取り囲まれている。また、駆動軸１６の内部には、斜板室１５とオイルセパレーター３９との間を連結する連通孔４２が形成されている。前記オイルセパレーター３９は、円筒形キャップの形状となっていて、円周方向に溝部３９ｂが形成されている。

実際圧縮機の作動時には、制御弁３８の操作によって斜板室１５の圧力が変化（例えば、低圧から高圧）することによって、斜板室１５に残留していた冷媒が付加排気通路４５を通じて吸気室３１の側に排出される。

このように、付加排気通路４５に沿って斜板室１５から吸入室３１の側に移動する冷媒ガスは、オイルセパレーター３９の内部を経由するようになる。また、前記オイルセパレーター３９の内部を通過する冷媒ガスのうち、オイルセパレーター３９の内周面近傍にあるものは、オイルセパレーター３９と一緒に回転するようになる。前記回転によって冷媒ガスの中に混在するミスト状のオイルが冷媒ガスから遠心分離される。

このようにオイルセパレーター３９から分離されたオイルは、オイルセパレーター３９の内周面に付着された状態で後端側に摺動するようになり、このオイルは、オイルセパレーター３９の回転による遠心力などの作用によってオイルセパレーター３９の先端と弁・ポート形成体１４との隙間や溝部３９ｂを通じてオイルセパレーター３９の外部に排出され、オイル室４０内に滞留する。

また、前記オイルは、連続的に連通路４０ａを通じて給気通路３７に導入され、冷媒ガス類などによって斜板室１５に戻る。これにより、斜板室１５内のオイル量が豊かになり、潤滑状態が良好になる。

一方、オイルセパレーター３９でオイルが分離された後の冷媒ガスの一部は、通路４１を通じて吸入室３１に導入され、連続的に圧縮室２２と排出室３２を経由して外部冷媒回路に排出される。

前記公報には、このようなオイルセパレーター３９の構成が多様に開示されている。

しかし、このような従来の容量可変型圧縮機は、オイルセパレーターのような別途のオイル分離器が必要であり、これのための別途の空間が必要なので、設計及び組立において大きい制約になった。

韓国特許公開第２００２−３８４６４号公報

本発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、その目的は、別途のオイル分離器がなくてもオイル分離の機能を充分に発揮することができ、構造が簡単で且つ組立構成が容易な容量可変型圧縮機のオイル分離構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明による容量可変型圧縮機のオイル分離構造は、複数のシリンダーボアが形成されているシリンダーブロックと、前記シリンダーブロックの前方に配置され、斜板室を形成する前方ハウジングと、前記シリンダーブロックに回転自在に支持される駆動軸と、前記前方ハウジングの斜板室内で前記駆動軸に固着されたラグ板と、前記シリンダーブロックの後方に配置され、前記シリンダーボアと連通する吐出室及び吸入室が形成されている後方ハウジングと、前記ラグ板によって回転運動しながら傾斜角度が変わることができるように設けられる斜板と、前記斜板に連結され、前記シリンダーボアに沿って往復移動が可能に収容されるピストンと、前記斜板室と排出室を連通する給気通路と、前記斜板室と吸入室とを連通する付加排気通路と、前記給気通路の途中に設けられた制御弁とを備えて構成される容量可変型圧縮機のオイル分離構造であって、
前記ラグ板には、前記駆動軸の連結通路と斜板室とを連結させる連通孔が形成されていることを特徴とする。

また、前記ラグ板に形成された連通孔は、互いに連結されている第１連通孔及び第２連通孔で構成され、前記第１連通孔は、ラグ板を貫通し、前記第２連通孔は、前記連結通路と第１連通孔とを連結するように形成されることが好ましい。

また、前記駆動軸の後端部には、前記シリンダーブロックと駆動軸との間を密封する密封部材が設けられていることが好ましい。

この際、前記密封部材は、ロックナットであることが好ましい。

また、前記密封部材は、オイルレス軸受で構成されてもよい。

従来の容量可変型圧縮機の例を示す縦断面図である。 図１のオイル分離構造を示す詳細断面図である。 本発明による容量可変型圧縮機のオイル分離構造を示す縦断面図である。 図３の冷媒及びオイルの流れを示す流れ図である。 本発明による容量可変型圧縮機のオイル分離構造を示す部分断面斜視図及び要部詳細図である。 図３のラグ板の構造を示す分解斜視図である。 図３のラグ板の構造を示す前方斜視図である。 図３のラグ板の構造を示す後方斜視図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施例をさらに詳細に説明する。

図３乃至図６に、本実施例に係る容量可変型斜板式圧縮機及びそのオイル分離構造が示されている。

図示のように、容量可変型斜板式圧縮機は、内周面に長さ方向に沿って平行に形成された複数のシリンダーボア１１０ａを有しており、圧縮機の外部を構成するシリンダーブロック１１０と、前記シリンダーブロック１１０の前端部に配置され、斜板室１２０ａを形成する前方ハウジング１２０と、前記シリンダーブロック１１０と前方ハウジング１２０に回転自在に支持される駆動軸１４０と、前記前方ハウジング１２０の斜板室１２０ａ内で前記駆動軸１４０に固着されたラグ板１８０と、内部に吸入室１３２及び排出室１３３が形成されており、前記シリンダーブロック１１０の後端部に配置されている後方ハウジング１３０と、前記ラグ板１８０によって回転運動しながら傾斜角度が変わることができ、円形の板状に形成された斜板１５０と、前記ラグ板１８０と斜板１５０との間に支持されたバネ１７０と、前記斜板１５０に連結され、シリンダーボア１１０ａ内で往復移動が可能に収容されるピストン２００とを備えて構成されている。

ここで、前記ピストン２００は、シュー２０１を介在して前記斜板１５０と摺動自在に結合されているが、シュー２０１の代わりに長い連結棒及び連結棒の一端に形成された案内溝によって連結された構成であっても構わない。

前記後方ハウジング１３０には、吸入室１３２及び排出室１３３がそれぞれ形成されており、弁板１３１には、シリンダーボア１１０ａと吸入室１３２とを連通させる吸入口１３１ａ、及びシリンダーボア１１０ａと排出室１３３とを連通させる排出口（図示せず）がそれぞれ形成されている。

また、前記弁板１３１に形成された吸入口１３１ａ及び排出口には、前記ピストン１８０の往復運動による圧力変化によって前記吸入口１３１ａ及び排出口を開閉させるための吸入弁及び排出弁がそれぞれ設けられる。

また、前記斜板室１２０ａと排出室１３３とを連通する給気通路１３７と、前記斜板室１２０ａと吸入室１３２とを連通する付加排気通路１４５と、前記給気通路１３７の途中に設けられた制御弁１３８が設けられている。

一方、前記駆動軸１４０の内部には、付加排気通路１４５の一部として斜板室１２０ａと吸入室１３２とを連通する連通孔１４２が長さ方向に形成されている。

また、前記ラグ板１８０の前後には、第１連通孔１８５ａが貫通形成されていて、斜板室１２０ａと連通している。また、前記ラグ板１８０の内部には、第１連通孔１８５ａと前記連通孔１４２とを連通する第２連通孔 １８５ｂが形成されている。前記第１連通孔１８５ａ及び第２連通孔１８５ｂは、一緒に連通孔１８５を形成する。

前記連通孔１８５が駆動軸１４０に隣接するように形成されれば、第１連通孔１８５ａだけでもオイル分離の機能が可能である。

また、前記第２連通孔１８５ｂと連通孔１４２とは、駆動軸１４０の連結孔１４７によって連通している。

前記連通孔１４２及び連結孔１４７は、駆動軸１４０の連結通路を構成する。

一方、前記駆動軸１４０とシリンダーブロック１１０との間には、ラジアル軸受３００が設けられている。

また、前記ラジアル軸受３００の後方である駆動軸１４０の後端部には、スラスト軸受４００が設けられている。これは、駆動軸１４０が軸方向に異常移動することを防止するためである。前記スラスト軸受４００としては、ニードル軸受などが使用されることができる。

ところが、前記ラジアル軸受３００とスラスト軸受４００を通じて斜板室１２０ａ内の冷媒がそのまま吸入室１３２に漏れ出ることができる。この冷媒は、オイルが分離されていない状態なので、吸入室１３２及び外部冷媒回路に流入され、圧縮機に悪影響を及ぼすことができる。

これを防止するために、前記スラスト軸受４００の後方には、密封部材５００としてのロックナットが設けられており、前記ロックナットが前記シリンダーブロック１１０と駆動軸１４０との間を密封するように設けられている。このように構成すれば、軸受３００、４００を通じて冷媒が漏出されることを防止することができると共に、駆動軸１４０をさらに堅固に軸支することができるようになる。

勿論、前記スラスト軸受４００は、シリンダーブロック１１０によって支持されるようにし、前記スラスト軸受４００の後方のシリンダーブロック１１０と駆動軸１４０との間には、支持機能がない密封部材が別途に設けられていても良い。

以下、本発明による容量可変型圧縮機のオイル分離構造の作用を説明する。

まず、図４に示されたように、制御弁１３８の作用によって排出室１３３の高圧冷媒が斜板室１２０ａ内に供給されれば、斜板室１２０ａ内の圧力が変化し、斜板室内にある冷媒が付加排気通路１４５を通じて吸入室１３２に流入される。この時、前記冷媒には、ミスト状のオイルが含まれている。

前記冷媒は、付加排気通路１４５の一部としてラグ板１８０に形成された第１連通孔１８５ａと第２連通孔１８５ｂをまず通過するようになる。この場合、ラグ板１８０の回転による遠心力の作用によりオイルと冷媒ガスとは分離され、オイルは、第１連通孔１８５ａに付着され、斜板室１２０ａに摺動しながら供給され、冷媒ガスは、第２連通孔１８５ｂを通じて低圧の吸入室１３２に排出される。

これにより、斜板室１２０ａ内にオイルが豊かになり、円滑な潤滑が可能になる。

このように、別途のオイル分離器がなく、ラグ板の内部に形成された連通孔によってオイルの自然な分離がなされる。

Claims (4)

1. 複数のシリンダーボアが形成されているシリンダーブロックと、前記シリンダーブロックの前方に配置され、斜板室を形成する前方ハウジングと、前記シリンダーブロックに回転自在に支持される駆動軸と、前記前方ハウジングの斜板室内で前記駆動軸に固着されたラグ板と、前記シリンダーブロックの後方に配置され、前記シリンダーボアと連通する吐出室及び吸入室が形成されている後方ハウジングと、前記ラグ板によって回転運動しながら傾斜角度が変わることができるように設けられる斜板と、前記斜板に連結され、前記シリンダーボアに沿って往復移動が可能に収容されるピストンと、前記斜板室と排出室とを連通する給気通路と、前記斜板室と吸入室とを連通する付加排気通路と、前記給気通路の途中に設けられた制御弁とを備えて構成される容量可変型圧縮機のオイル分離構造であって、
   前記ラグ板１８０には、前記駆動軸１４０の連結通路１４２、１４７と斜板室１２０ａとを連結させる連通孔が形成され、かつ前記ラグ板１８０に形成された連通孔は、互いに連結されている第１連通孔１８５ａ及び第２連通孔１８５ｂで構成され、前記第１連通孔１８５ｂは、ラグ板１８０を貫通し、前記第２連通孔１８５ｂは、前記連結通路と第１連通孔１８５ｂとを連結するように形成され、ラグ板１８０の回転による遠心力の作用によりオイルと冷媒ガスとの分離時、オイルは第１連通孔１８５ａに付着されて斜板室１２０ａに摺動しながら供給され、冷媒ガスは第２連通孔１８５ｂを通じて低圧の吸入室１３２に排出されることを特徴とする容量可変型圧縮機のオイル分離構造。
2. 前記駆動軸１４０の後端部には、前記シリンダーブロック１１０と駆動軸１４０との間を密封する密封部材５００が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型圧縮機のオイル分離構造。
3. 前記密封部材５００は、ロックナットであることを特徴とする請求項２に記載の容量可変型圧縮機のオイル分離構造。
4. 前記密封部材５００は、オイルレス軸受であることを特徴とする請求項２に記載の容量可変型圧縮機のオイル分離構造。

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