JP7213700B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、クランク室を横断する駆動軸の回転に伴うピストンの往復運動によって、吸入室からシリンダボア内に吸入された冷媒が圧縮されて吐出室に吐出される圧縮機に関する。

この種の圧縮機の一例として、特許文献１に記載の斜板式の圧縮機が知られている。この圧縮機は、吸入室とクランク室と吐出室とシリンダボアとを有するハウジングと、前記クランク室を横断する駆動軸と、前記駆動軸に固定され前記クランク室内において前記ハウジングの一端壁部に対向する回転体（ラグプレート）と、前記クランク室と前記吸入室との間を連通する排出通路（逃がし通路）とを有し、前記駆動軸の回転に伴う前記シリンダボア内のピストンの往復運動によって前記吸入室から前記シリンダボア内に吸入された冷媒が圧縮されて前記吐出室に吐出されるように構成されている。前記駆動軸の一端部は、前記ハウジングの前記一端壁部に開口される軸孔内を延びている。前記軸孔のクランク室内側開口部位には、前記駆動軸を回転可能に支持するラジアル軸受（プレーンベアリング）が設けられ、前記軸孔のクランク室外側開口部位には、軸封装置が前記ラジアル軸受の一端面との間に環状の空間を空けて設けられ、前記回転体と前記ハウジングの前記一端壁部との間にはスラスト軸受が設けられている。前記排出通路は、前記クランク室内の潤滑油が多い領域に連通する第１通路と、前記クランク室内の潤滑油が少ない領域に連通する第２通路とを有している。前記第１通路は、前記ハウジングの前記一端壁部に形成され、前記クランク室の外周域と前記空間との間を連通する油案内通路（油案内溝、油案内孔）、前記環状の空間、当該空間に接続し前記駆動軸内を延びる内部通路、及び、絞り孔からなり、前記クランク室内の潤滑油が多い領域と前記吸入室との間を連通している。前記内部通路は、駆動軸の回転方向の所定角度位置において径方向に延びる第１孔と、それぞれ軸心方向に延びる第２孔、連通孔及び流出孔とからなる。また、この圧縮機は、前記駆動軸の回転数の増加によって前記排出通路に占める前記第１通路の割合を大きくし、前記駆動軸の回転数の低下によって前記排出通路に占める前記第２通路の割合を大きくするように構成されている。

特開２００９－２０９６８２号公報

上記従来の圧縮機においては、前記内部通路の一端部である前記第１孔が開口する前記環状の空間は、前記軸封装置と前記ラジアル軸受の前記一端面との間の容積の小さい領域である。

ここで、前記空間及び前記第１孔は、前記クランク室と前記吸入室との間を連通する前記排出通路の一部を構成している。したがって、容積の小さい前記環状の空間に冷媒ガスと伴に流入した潤滑油の大半は、前記駆動軸の回転方向の角度位置によらず、前記冷媒ガスと伴に前記第１孔に流入し、その後、前記第１孔を含む前記内部通路を経由して前記吸入室に排出されることになる。その結果、例えば、前記駆動軸が高速で回転されることにより、前記クランク室内の多量に潤滑油を含む冷媒ガスが前記排出通路を介して前記吸入室に排出される状態が継続すると、前記クランク室内における潤滑オイルが過剰に少なくなり、ひいては、前記軸封装置等の摺動部材等の潤滑不足を招くおそれがある。

そこで、本発明は、クランク室と吸入室との間を連通しつつ、クランク室内の潤滑油の油量を適正に維持することのできる圧縮機を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、ハウジングと、駆動軸と、ラジアル軸受と、軸封装置と、円板状の回転体と、スラスト軸受と、ピストンと、排出通路と、油供給通路と、を含む、圧縮機が提供される。前記ハウジングは、圧縮前の冷媒が導かれる吸入室と、吐出室と、クランク室とを有する。前記駆動軸は、前記クランク室を横断し、一端部が前記ハウジングのクランク室形成壁における駆動軸延伸方向の一端壁部に開口される軸孔内を延びる。前記ラジアル軸受は、前記軸孔のクランク室内側開口部位に設けられ、前記駆動軸を回転可能に支持する。前記軸封装置は、前記軸孔のクランク室外側の部位において前記ラジアル軸受の一端面との間に空間を空けて設けられ、前記駆動軸の外周面と前記軸孔の内周面との間を気密に封止する。前記円板状の回転体は、前記駆動軸に固定され、前記クランク室内において前記一端壁部に対向する。前記スラスト軸受は、前記回転体と前記一端壁部との間に設けられ、前記駆動軸のスラスト方向荷重を支持する。前記ピストンは、前記クランク室形成壁の他端壁部に形成されるシリンダボア内に収容される。前記排出通路は、前記クランク室と前記吸入室との間を連通する。前記油供給通路は、前記クランク室内の潤滑油を前記空間に導くための通路である。前記圧縮機において、前記駆動軸の回転に伴う前記ピストンの往復運動によって前記吸入室から前記シリンダボア内に吸入された冷媒が圧縮されて前記吐出室に吐出される。前記排出通路は、前記駆動軸の前記一端部における外周面から軸内に延びる第１通路と該第１通路に連続して前記駆動軸の他端部側に延びる第２通路とを経由して、前記クランク室と前記吸入室との間を連通する。前記油供給通路は、一端が前記一端壁部における前記スラスト軸受より径方向外側にて前記クランク室に開口し、他端が前記空間に開口する。前記クランク室から前記油供給通路を介して前記空間に流入した潤滑油は、前記ラジアル軸受と前記駆動軸との間の面間隙間を経由して流出する。前記第１通路の外周面側開口端は、前記ラジアル軸受の他端面に対応した位置に凹設されると共に前記一端壁部と前記回転体との間のクランク室内領域に開口する凹部に開口している。

前記圧縮機においては、前記クランク室から前記油供給通路を介して前記空間に流入した潤滑油は、前記ラジアル軸受と前記駆動軸との間の面間隙間を経由してから流出する。つまり、前記油供給通路を介して前記空間に流入した潤滑油は、前記面間隙間を流通して前記ラジアル軸受の他端面側から流出する。しかし、前記面間隙間により形成される流路の断面積は小さいため、前記ラジアル軸受の他端面側から流出する潤滑油の油量は制限される。そして、前記圧縮機においては、前記一端壁部と前記回転体との間のクランク室内領域に開口する前記凹部が前記ラジアル軸受の他端面に対応した位置に凹設され、前記第１通路の外周面側開口端は前記凹部に開口している。このため、前記ラジアル軸受の他端面側から流出する潤滑油の大半は、前記凹部内に流入し、その後、前記凹部、前記駆動軸内の前記第１通路及び前記第２通路を経由して前記吸入室に導かれる。しかし、前記凹部に流入する潤滑油の油量は前記面間隙間により制限されているため、前記クランク室から前記吸入室に流出する潤滑油の油量を制限することができる。その結果、クランク室内の潤滑油の油量を適正に維持することができる。

このようにして、クランク室と吸入室との間を連通しつつ、クランク室内の潤滑油の油量を適正に維持することのできる圧縮機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る圧縮機の概略の断面図である。 前記圧縮機の供給通路及び排出通路を模式的に示す図である。 前記圧縮機の要部断面図である。 前記圧縮機の回転体の背面図である。 図３に示すＡ部の拡大図である。 前記圧縮機の第１通路についての変形例を説明するための図である。 前記圧縮機の凹部の形状についての変形例を説明するための図である。 前記圧縮機の案内周壁の外周面の変形例を説明するための図である。 前記圧縮機の前記案内周壁の形成位置についての変形例を説明するための図である。 前記圧縮機の前記回転体の変形例について説明するための図である。 前記圧縮機の前記凹部の形成位置についての変形例を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る圧縮機の断面図である。実施形態に係る圧縮機は、主に車両用のエアコンシステム（エア・コンディショナー・システム）に適用されるクラッチレス圧縮機として構成されている。なお、本実施形態では、斜板式の吐出容量可変の可変容量圧縮機の場合を一例に挙げて説明する。図１における上側が重力方向の上側であり、図１における下側が重力方向の下側である。

図１に示されるように、圧縮機１００は、環状に配列された複数のシリンダボア１０１ａを有するシリンダブロック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、を含む。

そして、フロントハウジング１０２、センターガスケット（図示省略）、シリンダブロック１０１、シリンダガスケット１５２、吸入弁形成板１５０、バルブプレート１０３、吐出弁形成板１５１、ヘッドガスケット１５３、シリンダヘッド１０４が順次接続され、複数の通しボルト１０５によって締結されて圧縮機１００のハウジングが形成されている。また、シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによってクランク室１４０（制御圧室）が形成されており、水平方向に延びる駆動軸１１０がクランク室１４０を横断して設けられている。フロントハウジング１０２は、有底筒状に形成され、概ね円筒状の周壁１０２ａと周壁１０２ａの一端を閉止する一端壁部１０２ｂとを有し、周壁１０２ａの他端の開口がシリンダブロック１０１によって閉止されている。シリンダボア１０１ａはシリンダブロック１０１に形成されている。なお、本実施形態において、シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２が本発明に係る「クランク室形成壁」に相当し、フロントハウジング１０２の一端壁部１０２ｂが本発明に係る「前記ハウジングのクランク室形成壁における駆動軸延伸方向の一端壁部」に相当し、シリンダブロック１０１が本発明に係る「前記クランク室形成壁の他端壁部」に相当する。

駆動軸１１０の軸方向の中間部の周囲には、斜板１１１が配置されている。斜板１１１は、駆動軸１１０に固定された円板状の回転体１１２にリンク機構１２０を介して連結され、駆動軸１１０と伴に回転する。また、斜板１１１は、駆動軸１１０の軸心Ｏに直交する平面に対する角度（斜板１１１の傾角）が変更可能に構成されている。回転体１１２は、クランク室１４０内においてフロントハウジング１０２の一端壁部１０２ｂに対向する。回転体１１２における一端壁部１０２ｂ側の端面１１２ｂと一端壁部１０２ｂとの間には隙間が設けられている。

リンク機構１２０は、回転体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と、を含む。

駆動軸１１０が挿通される斜板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な形状に形成されている。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に直交するときの斜板１１１の傾角を０°とした場合、貫通孔１１１ｂの前記最小傾角規制部は、斜板１１１の傾角がほぼ０°となると駆動軸１１０に当接し、斜板１１１のそれ以上の傾動を規制するように形成されている。斜板１１１は、その傾角が最大傾角となると回転体１１２に当接してそれ以上の傾動が規制される。

駆動軸１１０には、斜板１１１の傾角を減少させる方向に斜板１１１を付勢する傾角減少バネ１１４と、斜板１１１の傾角を増大させる方向に斜板１１１を付勢する傾角増大バネ１１５とが装着されている。傾角減少バネ１１４は、斜板１１１と回転体１１２との間に配置され、傾角増大バネ１１５は、斜板１１１と駆動軸１１０に固定されたバネ支持部材１１６との間に装着されている。

ここで、斜板１１１の傾角が最小傾角であるとき、傾角増大バネ１１５の付勢力の方が傾角減少バネ１１４の付勢力よりも大きくなるように設定されており、駆動軸１１０が回転していないとき、斜板１１１は、傾角減少バネ１１４の付勢力と傾角増大バネ１１５の付勢力とがバランスする傾角に位置決めされる。

駆動軸１１０の一端部（図１における左端側）は、フロントハウジング１０２の一端壁部１０２ｂに開口される軸孔１０２ｄ内を延び、フロントハウジング１０２の外側まで延在している。詳しくは、軸孔１０２ｄは、フロントハウジング１０２の一端壁部１０２ｂの径方向中央部において外側に部分的に突出する突出部１０２ｃ内を貫通している。駆動軸１１０の前記一端部には、図示省略の動力伝達装置が連結される。前記動力伝達装置を介して駆動軸１１０の回転動力が外部動力源から入力される。クランク室１４０の内部は、突出部１０２ｃに設けられた軸封装置１３０によって外部空間から遮断されている。軸孔１０２ｄのクランク室内側開口部位には、駆動軸１１０を回転可能に支持する第１軸受１３１が設けられている。軸封装置１３０は、軸孔１０２ｄのクランク室外側の部位において第１軸受１３１の軸方向の一端面１３１ａとの間に空間Ｗを空けて設けられ、駆動軸１１０の外周面と軸孔１０２ｄの内周面との間を気密に封止するものである。なお、本実施形態において第１軸受１３１が本発明に係る「ラジアル軸受」に相当する。

駆動軸１１０の他端部（図１における右端側）は、シリンダブロック１０１に形成されたセンターボア１０１ｂに挿通されている。センターボア１０１ｂは、複数のシリンダボア１０１ａの中央においてシリンダブロック１０１を貫通しており、バルブプレート１０３側からクランク室１４０側に向かって、シリンダブロック１０１のシリンダヘッド１０４側の端面に開口する大径部１０１ｂ１と、大径部１０１ｂ１よりも小径の中径部１０１ｂ２及び中径部１０１ｂ２よりも小径の小径部１０１ｂ３を有している。駆動軸１１０の他端部はセンターボア１０１ｂの小径部１０１ｂ３に設けられる第２軸受１３２により回転可能に支持される。

駆動軸１１０と駆動軸１１０に固定された回転体１１２とからなる連結体は、ラジアル方向においては第１軸受１３１、第２軸受１３２で支持され、スラスト方向においてはスラスト軸受１３３で支持されている。本実施形態では、第１軸受１３１及び第２軸受１３２はすべり軸受からなる。スラスト軸受１３３は、回転体１１２とフロントハウジング１０２の一端壁部１０２ｂとの間に設けられ、回転体１１２に作用するスラスト方向荷重を支持するものである。そして、駆動軸１１０は、外部駆動源からの動力が前記動力伝達装置に伝達されることにより、前記動力伝達装置の回転と同期して回転するように構成されている。

各シリンダボア１０１ａ内には、ピストン１３６が収容されている。ピストン１３６のクランク室１４０内に突出する突出部に形成された内側空間には、斜板１１１の外周部及びその近傍が収容されており、斜板１１１は、一対のシュー１３７を介してピストン１３６と連動するように構成されている。そして、駆動軸１１０の回転に伴う斜板１１１の回転によって各ピストン１３６が対応するシリンダボア１０１ａ内を往復動する。

シリンダヘッド１０４には、中央部に配置された吸入室１４１と、吸入室１４１を環状に取り囲む吐出室１４２とが区画形成されている。つまり、圧縮機１００の前記ハウジングは、吸入室１４１と、吐出室１４２と、クランク室１４０とを有する。吸入室１４１と各シリンダボア１０１ａとは、バルブプレート１０３に設けられた連通孔１０３ａ及び吸入弁形成板１５０に形成された吸入弁（図示省略）を介して連通している。吐出室１４２と各シリンダボア１０１ａとは、バルブプレート１０３に設けられた連通孔１０３ｂ及び吐出弁形成板１５１に形成された吐出弁（図示省略）を介して連通している。また、吐出室１４２には、吐出逆止弁２００が配置されている。

吸入室１４１には、吸入ポート１０６及び吸入通路１０７を介して前記エアコンシステムの冷媒回路の低圧側の冷媒（つまり、圧縮前の冷媒）が導かれる。吸入室１４１内の冷媒は、各ピストン１３６の往復運動によって対応するシリンダボア１０１ａ内に吸入され、圧縮されて吐出室１４２に吐出される。つまり、駆動軸１１０の回転に伴うピストン１３６の往復運動によって吸入室１４１からシリンダボア１０１ａ内に吸入された冷媒が圧縮されて吐出室１４２に吐出される。シリンダボア１０１ａ及びピストン１３６によって吸入室１４１内の冷媒を吸入して圧縮する圧縮部が構成されている。そして、吐出室１４２に吐出された冷媒は、吐出通路１０８及び吐出ポート１０９を介して前記エアコンシステムの前記冷媒回路の高圧側へと導かれる。また、吐出逆止弁２００によって前記エアコンシステムの前記冷媒回路の高圧側から吐出室１４２に向かう冷媒（冷媒ガス）の逆流が阻止される。

本実施形態において、圧縮機１００は、吐出室１４２内の冷媒をクランク室１４０に供給するための供給通路１４５と、クランク室１４０内の冷媒を吸入室１４１に排出するための排出通路１４６と、を有している。図２は、供給通路１４５及び排出通路１４６を模式的に示す図である。

供給通路１４５は、吐出室１４２とクランク室１４０との間を連通する通路として形成されており、供給通路１４５の途中には、制御弁３００が設けられている。制御弁３００は、供給通路１４５の開度（通路断面積）を調整し、これにより、吐出室１４２内の冷媒（吐出冷媒）のクランク室１４０への供給量を制御するように構成されている。

排出通路１４６は、クランク室１４０と吸入室１４１との間を連通する通路として形成されており、絞り部（後述する絞り通路１０３ｃ）を有している。

制御弁３００は、弁ユニットと、弁ユニットを開閉作動させる駆動ユニット（ソレノイド）と、を含み、シリンダヘッド１０４に形成された連通路１０４ｂ（図１参照）を介して導入される吸入室１４１の圧力と、外部信号に応じてソレノイドに流れる電流によって発生する電磁力と、に応答して供給通路１４５の開度を制御するように構成されている。具体的には、前記駆動ユニットのコイルは、信号線等を介して、圧縮機１００の外部に設けられた制御装置（図示せず）に接続されている。前記駆動ユニットは、前記制御装置から前記コイルに制御電流Ｉが供給されると、電磁力Ｆ（Ｉ）を発生する。前記駆動ユニットが電磁力Ｆ（Ｉ）を発生すると、前記弁ユニットの弁体が閉弁方向に移動する。また、前記弁体は、吸入室１４１の圧力が制御電流Ｉにより設定された設定圧力より高くなると、吐出容量を増大させるために、弁孔（すなわち、供給通路１４５）の開度（通路断面積）を小さくしてクランク室１４０の圧力を低下させ、吸入室１４１の圧力が前記設定圧力を下回ると、吐出容量を減少するために、前記弁孔（すなわち、供給通路１４５）の開度を大きくしてクランク室１４０の圧力を上昇させる。つまり、制御弁３００は、吸入室１４１の圧力が前記設定圧力に近づくように供給通路１４５の開度を自律制御する。前記弁体には、前記駆動ユニットの電磁力が閉弁方向に作用するので、前記コイルの通電量が増加すると供給通路１４５の開度を小さくする方向（すなわち、閉弁方向）の力が増大し、設定圧力が低下する方向に変化する。前記制御装置は、例えば４００Ｈｚ～５００Ｈｚの範囲の所定の周波数でパルス幅変調（ＰＷＭ制御）により前記駆動ユニットのコイルへの通電を制御し、前記コイルを流れる電流値が所望の値となるようにパルス幅（デューティ比）を変更する。

制御弁３００が閉弁すると、吐出室１４２とクランク室１４０との連通は遮断され、クランク室１４０内の冷媒が排出通路１４６を介して吸入室１４１に排出されてクランク室１４０の圧力が低下する。クランク室１４０の圧力が低下すると斜板１１１の傾角が増加し、ピストン１３６のストローク（すなわち、圧縮機１００の吐出容量）も増加する。

一方、制御弁３００が開弁すると、吐出室１４２とクランク室１４０との間が連通されて、吐出室１４２内の冷媒が供給通路１４５を介してクランク室１４０内に導かれる。このとき、クランク室１４０と吸入室１４１とは排出通路１４６によって連通しているが、排出通路１４６は前記絞り部を有しているため、クランク室１４０内の冷媒が吸入室１４１に排出されることが制限されてクランク室１４０の圧力が上昇する。そして、制御弁３００による供給通路１４５の開度に応じて吐出室１４２内の冷媒が供給通路１４５を介してクランク室１４０に供給されてクランク室１４０の圧力が上昇する。クランク室１４０の圧力が上昇すると、斜板１１１の傾角が減少してピストン１３６のストローク（すなわち、圧縮機１００の吐出容量）も減少する。

このように、圧縮機１００は、供給通路１４５を介して吐出室１４２内の冷媒がクランク室１４０に供給されると共に、排出通路１４６を介してクランク室１４０内の冷媒が吸入室１４１に排出されることでクランク室１４０の圧力が調整され、これによって、吐出容量が変化するように構成されている。

ここで、クランク室１４０内には、主に軸封装置１３０、各軸受（１３１，１３２，１３３）、斜板１１１等の摺動部材等の摺動面を潤滑するための潤滑油が貯留されている。このクランク室１４０内の潤滑油は、駆動軸１１０の回転が停止しているときには、クランク室１４０内の重力方向下方に貯留されている。また、駆動軸１１０が回転すると、クランク室１４０内の潤滑油は駆動軸１１０の回転に伴って撹拌され、クランク室１４０内における周壁１０２ａ側の領域は潤滑油の含有量の多い領域となり、クランク室１４０内における径方向中心側（駆動軸１１０側）の領域は潤滑油の含有量の少ない領域となる。

圧縮機１００では、クランク室１４０内の潤滑油を、軸封装置１３０と第１軸受１３１との間の空間Ｗに導くための油供給通路１４７がフロントハウジング１０２の一端壁部１０２ｂに形成されている。また、クランク室１４０内の潤滑油の一部は、冷媒の移動に伴って排出通路１４６を介して吸入室１４１に排出され、その後、例えば、シリンダボア１０１ａ内に吸入されてピストン１３６等の摺動部材等に供給される。つまり、駆動軸１１０の回転に伴って潤滑油が撹拌されると共に冷媒の移動に伴って潤滑油が油供給通路１４７や排出通路１４６を介して移動することによって、圧縮機１００内部が潤滑される。

以下では、供給通路１４５、排出通路１４６及び油供給通路１４７について詳細に説明する。

「供給通路１４５」
制御弁３００が開弁すると、吐出室１４２とクランク室１４０とは供給通路１４５によって連通し、供給通路１４５を介して吐出室１４２内の冷媒がクランク室１４０に供給される。図１～図３に示すように、本実施形態では、供給通路１４５は、シリンダヘッド１０４に形成された連通路１０４ｃ、制御弁３００内通路、シリンダヘッド１０４及びシリンダブロック１０１内を延びる連通路１０４ｄによって形成されている。

「排出通路１４６」
排出通路１４６は、駆動軸１１０の前記一端部（図１中左側、軸封装置１３０側端部）における外周面から軸内に延びる第１通路１４６ａと第１通路１４６ａに連続して駆動軸１１０の他端部側（図１中右側、シリンダヘッド１０４側）に延びる第２通路１４６ｂとを経由して、クランク室１４０と吸入室１４１との間を連通する。第１通路１４６ａは、駆動軸１１０の外周面の周方向の所定角度位置において前記外周面から径方向に延びている。第２通路１４６ｂは第１通路１４６ａの軸内側端部から軸心Ｏに沿って駆動軸１１０の前記他端部側の端面を貫通するように延びている。第１通路１４６ａの外周面側開口端は、第１軸受１３１の軸方向の他端面１３１ｂに対応した位置に凹設されると共にフロントハウジング１０２の一端壁部１０２ｂと回転体１１２との間のクランク室内領域１４０ａに開口する凹部１４６ｃに開口している。クランク室内領域１４０ａは、一端壁部１０２ｂと回転体１１２との間の隙間からなる領域であり、クランク室１４０内の領域の一部である。したがって、第１通路１４６ａは、凹部１４６ｃを介してクランク室１４０に連通している。つまり、凹部１４６ｃは、排出通路１４６のクランク室１４０側の開口端部を構成している。本実施形態において、クランク室１４０と吸入室１４１との間を連通する排出通路１４６は、凹部１４６ｃと、第１通路１４６ａと、第２通路１４６ｂと、中径部１０１ｂ２と、大径部１０１ｂ１と、バルブプレート１０３に形成された絞り通路（固定絞り）１０３ｃとにより形成されている（図１参照）。なお、排出通路１４６において、第１通路１４６ａの流路断面積は、第２通路１４６ｂの流路断面積より小さく、且つ、絞り通路１０３ｃの流路断面積より大きく設定されている。

図３は、凹部１４６ｃを含む要部断面図であり、図４は、一端壁部１０２ｂ側から視た回転体１１２の背面図であり、図５は、図３に示すＡ部の拡大図である。図１及び図３～図５に示すように、本実施形態では、凹部１４６ｃは、円板状の回転体１１２における一端壁部１０２ｂ側の端面（つまり、前記背面）において、第１軸受１３１の他端面１３１ｂに対向して形成される。また、本実施形態では、凹部１４６ｃは、駆動軸１１０の外周面を囲むように環状に設けられる。回転体１１２の径方向中央部には、駆動軸１１０用の嵌合孔が開口されており、前記嵌合孔における一端壁部１０２ｂ側の開口部が駆動軸１１０の外径よりも大きく拡径されている。凹部１４６ｃは前記開口部の周壁と前記開口部の底壁とにより形成されている。凹部１４６ｃの前記周壁の内径は第１軸受１３１の外径よりも大きく、凹部１４６ｃの前記底壁は第１軸受１３１の他端面１３１ｂと対向している。つまり、回転体１１２における凹部１４６ｃは、第１軸受１３１の他端面１３１ｂを覆うように配置されている。そして、凹部１４６ｃは駆動軸１１０の外周面と協働して回転体１１２における一端壁部１０２ｂ側の端面１１２ｂにクランク室内領域１４０ａに開口する円環状の開口を形成している。なお、一端壁部１０２ｂにおける軸孔１０２ｄのクランク室側の開口周縁と、この開口周縁と対向する回転体１１２における一端壁部１０２ｂ側の端面１１２ｂとの間の隙間（クランク室内領域１４０ａ）は、小さく設定することが望ましく、例えば、０．５ｍｍ～３ｍｍの範囲の所定値に設定されている。

「油供給通路１４７」
油供給通路１４７は、一端が一端壁部１０２ｂにおけるスラスト軸受１３３より径方向外側にてクランク室１４０に開口し、他端が軸封装置１３０と第１軸受１３１の一端面１３１ａとの間の空間Ｗに開口する。本実施形態では、油供給通路１４７の前記一端は、駆動軸１１０より重力方向上方においてクランク室１４０に開口している。油供給通路１４７は、例えば、油案内溝部１４７ａと、油案内孔１４７ｂと、スラスト軸受１３３の一端壁部１０２ｂ側の端面とにより形成されている。油案内溝部１４７ａは、一端壁部１０２ｂにおけるスラスト軸受１３３の外縁部より上方の部位から下方に向かって、一端壁部１０２ｂのクランク室１４０側の壁面に沿って下方に延びる溝である。油案内溝部１４７ａの下方側の部位は、スラスト軸受１３３の一端壁部１０２ｂ側の端面により塞がれており、油案内溝部１４７ａの上方側の部位は、クランク室１４０に開口し、油供給通路１４７の前記一端（つまり、入口の開口端）を構成している。油案内孔１４７ｂは、油案内溝部１４７ａの下端部から一端壁部１０２ｂ内を斜めに延伸し空間Ｗに開口している。駆動軸１１０が回転すると、クランク室１４０内の潤滑油は撹拌され、クランク室１４０内における周壁１０２ａ側の領域は潤滑油の含有量の多い領域となる。このクランク室１４０内における周壁１０２ａ側の領域の潤滑油は、主に油供給通路１４７を介して軸封装置１３０や第１軸受１３１に供給されるが、その一部の潤滑油はスラスト軸受１３３の径方向外縁部からスラスト軸受１３３内の隙間に流入する。

本実施形態では、前述したように、第１軸受１３１はすべり軸受からなる。そのため、第１軸受１３１の内周面と駆動軸１１０の外周面との間には微小な隙間、つまり、面間隙間が存在する。したがって、クランク室１４０から油供給通路１４７を介して空間Ｗに流入した潤滑油は、第１軸受１３１と駆動軸１１０との間の前記面間隙間を経由して流出することになる。つまり、軸封装置１３０と第１軸受１３１の一端面１３１ａとの間の空間Ｗに供給された潤滑油の空間Ｗからの排出通路は、前記面間隙間からなる円環状の流路のみで形成される。空間Ｗ内の潤滑油は前記面間隙間を介して駆動軸１１０の外周面に沿って第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側に向って流通し、他端面１３１ｂの内縁から流出する。前記面間隙間により形成される流路の断面積は小さい。したがって、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側から流出する潤滑油の油量は制限されている。

また、凹部１４６ｃは第１軸受１３１の他端面１３１ｂに対応した位置に凹設され、第１通路１４６ａの外周面側開口端は凹部１４６ｃに開口している。このため、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側から流出する潤滑油の大半は、凹部１４６ｃ内に流入し（受け入れられ）、その後、凹部１４６ｃ、第１通路１４６ａ及び第２通路１４６ｂを経由して吸入室１４１に導かれることになる。しかし、凹部１４６ｃに流入する潤滑油の油量は前記面間隙間により制限されているため、クランク室１４０から吸入室１４１に流出する潤滑油の油量は制限される。その結果、クランク室１４０内の潤滑油の油量は適正に維持される。

前述したスラスト軸受１３３内の隙間に流入する潤滑油に対して、本実施形態では、図３及び図５に示すように、一端壁部１０２ｂにおける回転体１１２側の端面には、円筒状の案内周壁１４８が突設されている。案内周壁１４８の外周面１４８ａは、スラスト軸受１３３の径方向内縁部と対向し、且つ、凹部１４６ｃより径方向外側に位置する。具体的には、案内周壁１４８は駆動軸１１０と同心の円形断面を有し、外周面１４８ａは駆動軸１１０の外周面と平行に軸心Ｏ方向に延びている。案内周壁１４８は、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側の部位の外周を囲むように、一端壁部１０２ｂにおける回転体１１２側の端面に円筒状に突設されている。例えば、スラスト軸受１３３の径方向外縁部における上部からスラスト軸受１３３内の隙間に流入した潤滑油は、下方に向かって流れスラスト軸受１３３の径方向内縁部から下方に垂れ落ちる。この垂れ落ちた潤滑油は、案内周壁１４８の外周面１４８ａに沿って流れ落ち、凹部１４６ｃの領域を迂回する。そして、外周面１４８ａに沿って流れ落ちた潤滑油は、外周面１４８ａの最下端部から垂れ落ちて、その後、スラスト軸受１３３内の隙間を介して、クランク室１４０内の下部領域に排出される。

本実施形態に係る圧縮機１００によれば、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側から流出する潤滑油の油量は制限される。そして、一端壁部１０２ｂと回転体１１２との間のクランク室内領域１４０ａに開口する凹部１４６ｃが第１軸受１３１の他端面１３１ｂに対応した位置に凹設され、第１通路１４６ａの外周面側開口端は凹部１４６ｃに開口している。このため、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側から流出する潤滑油の大半は、凹部１４６ｃ内に流入し、その後、凹部１４６ｃ、第１通路１４６ａ及び第２通路１４６ｂを経由して吸入室１４１に導かれる。しかし、凹部１４６ｃに流入する潤滑油の油量は駆動軸１１０と第１軸受１３１との間の前記面間隙間により制限されているため、クランク室１４０から吸入室１４１に流出する潤滑油の油量を制限することができる。その結果、クランク室１４０内の潤滑油の油量を適正に維持することができる。

このようにして、クランク室１４０と吸入室１４１との間を連通しつつ、クランク室１４０内の潤滑油の油量を適正に維持することのできる圧縮機１００を提供することができる。

このようにクランク室１４０から多量の潤滑油が排出されることは制限されているが、例えば、ピストン１３６等に潤滑油を供給するために少量の潤滑油を吸入室１４１に排出する必要性がある。この点、本実施形態では、凹部１４６ｃは、回転体１１２における一端壁部１０２ｂ側の端面において、第１軸受１３１の他端面１３１ｂに対向して形成されている。したがって、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側から流出する潤滑油は、凹部１４６ｃを形成する形成壁（前記周壁と前記底壁）にガイドされて凹部１４６ｃ内に一時的に留まり易くなっている。そして、凹部１４６ｃ内の潤滑油は、その後、クランク室１４０から吸入室１４１に流出する冷媒ガスの流れに乗って、第１通路１４６ａ及び第２通路１４６ｂを介して吸入室１４１に排出される。このように、凹部１４６ｃを第１軸受１３１の他端面１３１ｂに対向するように回転体１１２に設けたことにより、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側から流出する少量の潤滑油を凹部１４６ｃによって、確実に受け止め、吸入室１４１へ排出することができる。

本実施形態では、凹部１４６ｃは、駆動軸１１０の外周面を囲むように環状に設けられている。これにより、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側から流出する少量の潤滑油を凹部１４６ｃによって、より確実に受け止めることができる。

本実施形態では、一端壁部１０２ｂにおける凹部１４６ｃより径方向外側の部位には、スラスト軸受１３３の径方向内縁部と対向する外周面１４８ａを有する案内周壁１４８が設けられている。これにより、スラスト軸受１３３の径方向外縁部からスラスト軸受１３３内の隙間に流入した潤滑油は、案内周壁１４８の外周面１４８ａに案内されて凹部１４６ｃの領域を迂回するように流れ、クランク室１４０内の下部領域に戻ることになる。したがって、凹部１４６ｃに流入する潤滑油の油量を効果的に抑制することができる。

以下では、本実施形態に係る圧縮機１００についての幾つかの変形例を図６～図１１を参照して説明する。図６～図１１はそれぞれ圧縮機１００の変形例について説明するための図である。

図６は、第１通路１４６ａの個数についての変形例を説明するための図であり、回転体１１２の背面図である。第１通路１４６ａの個数は一つに限らず、複数（図では二つ）であってもよい。図６に示すように、例えば、二つの第１通路１４６ａがそれぞれ第２通路１４６ｂから分岐して駆動軸１１０の外周面に開口するように形成されている。これにより、凹部１４６ｃ内に受け入れられた潤滑油は、より確実に、第２通路１４６ｂに導かれる。

図７は、凹部１４６ｃの形状についての変形例を説明するための図であり、回転体１１２の背面図である。本実施形態では、凹部１４６ｃは駆動軸１１０の外周面を囲むように環状に設けられたが（図４参照）、これに限らない。図７に示すように、凹部１４６ｃは、駆動軸１１０の外周面を周方向に部分的に囲むように設けられるようにしてもよい。この場合、例えば、第１通路１４６ａの外周面側開口端は、凹部１４６ｃにおける回転体１１２の回転方向Ｒと反対側の端部領域に開口させる。これにより、凹部１４６ｃに受け入れて保持された潤滑油を効果的に第１通路１４６ａに導くことができる。

図８は、案内周壁１４８の外周面１４８ａの形状についての変形例を説明するための図であり、図５に対応する案内周壁１４８を含む要部拡大図断面図である。本実施形態では、案内周壁１４８の外周面１４８ａは駆動軸１１０の外周面と平行であるものとしたが（図３及び図５参照）、これに限らない。図８に示すように、案内周壁１４８の外周面１４８ａは、一端壁部１０２ｂと回転体１１２との間のクランク室内領域１４０ａから駆動軸延伸方向（軸心Ｏ方向）に離れるほど、駆動軸１１０に近づくように傾斜している。つまり、円筒状に突設された案内周壁１４８における最大外径を有する部位より内側に凹設された領域が、案内周壁１４８の突設基部に設けられている。これにより、スラスト軸受１３３内の隙間に流入した潤滑油をより確実に受け止めて、クランク室１４０内の下部領域に戻すことができる。

図９は、案内周壁１４８の形成位置についての変形例を説明するための図であり、案内周壁１４８を含む要部断面図である。本実施形態では、円筒状の案内周壁１４８は、フロントハウジング１０２の一端壁部１０２ｂに設けられていたが、これに限らない。図９に示すように、案内周壁１４８は回転体１１２に設けられてもよい。この場合、円筒状の案内周壁１４８は、回転体１１２における一端壁部１０２ｂ側の端面１１２ｂに突設され、案内周壁１４８の外周面１４８ａは、スラスト軸受１３３の径方向内縁部と対向し、且つ、凹部１４６ｃより径方向外側に位置していればよい。

図１０は、回転体１１２の変形例について説明するための図である。図１０に示すように、円板状の回転体１１２には、第１アーム１１２ａ側における駆動軸１１０の近傍のクランク室１４０の領域と、凹部１４６ｃとの間を連通の連通孔１１２ｃが開口されている。詳しくは、連通孔１１２ｃの一端は回転体１１２の第１アーム１１２ａ側の端面における径方向中央部位に開口し、連通孔１１２ｃの他端は凹部１４６ｃに開口している。これにより、凹部１４６ｃ内の領域と第１アーム１１２ａ側における駆動軸１１０の近傍のクランク室１４０の領域とが連通して、均圧化が図られる。そのため、潤滑油の含有量の多いスラスト軸受１３３の径方向外縁部側の領域からスラスト軸受１３３内の隙間を介して凹部１４６ｃに流入する冷媒ガスの流量が減少する。その結果、スラスト軸受１３３の径方向外縁部側からスラスト軸受１３３内の隙間を介して凹部１４６ｃに流入（進入）する潤滑油の油量がさらに低減される。なお、駆動軸１１０の近傍のクランク室１４０の領域は潤滑油の含有量の少ない領域であるため、連通孔１１２ｃからの凹部１４６ｃに流入する潤滑油の油量が少ない。また、図１０に示すように、連通孔１１２ｃは第１通路１４６ａに対して駆動軸１１０の回転方向で異なる角度位置に形成するとよい。これにより、凹部１４６ｃ内に冷媒ガスの流れが発生し、凹部１４６ｃ内の潤滑油が第１通路１４６ａに効果的に導かれる。

図１１は、凹部１４６ｃの形成位置についての変形例を説明するための図である。本実施形態では、凹部１４６ｃは回転体１１２に形成したが、これに限らない。図１１に示すように、凹部１４６ｃはフロントハウジング１０２の一端壁部１０２ｂに形成されてもよい。この場合、凹部１４６ｃは、一端壁部１０２ｂにおける軸孔１０２ｄのクランク室側開口部において、第１軸受１３１の他端面１３１ｂまで凹設される。つまり、第１軸受１３１の他端面１３１ｂは、凹部１４６ｃと隣接しており、凹部１４６ｃの底面まで到達して、凹部１４６ｃ内の領域に露出している。したがって、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側から流出する潤滑油は、凹部１４６ｃ内に直接的に流入する。凹部１４６ｃは回転体１１２の端面１１２ｂによって覆われているため、凹部１４６ｃ内に潤滑油が一時的に溜り易くなっている。そして、凹部１４６ｃ内の潤滑油は、その後、クランク室１４０から吸入室１４１に流出する冷媒ガスの流れに乗って、第１通路１４６ａ及び第２通路１４６ｂを介して吸入室１４１に排出される。このように、この変形例においても、第１軸受１３１の他端面１３１ｂ側から流出する少量の潤滑油を凹部１４６ｃによって、確実に受け止め、吸入室１４１へ排出することができる。

なお、本実施形態では、圧縮機１００は、斜板式の吐出容量可変の可変容量圧縮機の場合を一例に挙げて説明したが、これに限らず、揺動板式の可変容量圧縮機でもよく、また、吐出容量固定の固定容量タイプの圧縮機であってもよい。また、駆動軸１１０の回転動力の動力源はモータ等の適宜の動力源を適用できる。

以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上述の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能である。

１００…圧縮機、１０１…シリンダブロック（ハウジング、クランク室形成壁、他端壁部）、１０１ａ…シリンダボア、１０２…フロントハウジング（ハウジング、クランク室形成壁）、１０２ｂ…一端壁部、１０２ｄ…軸孔、１０４…シリンダヘッド（ハウジング）、１１０…駆動軸、１１２…回転体、端面１１２ｂ、１３０…軸封装置、１３１…第１軸受（ラジアル軸受）、１３１ａ…一端面、１３１ｂ…他端面、Ｗ…空間、１３３…スラスト軸受、１３６…ピストン、１４０…クランク室、１４０ａ…クランク室内領域、１４１…吸入室、１４２…吐出室、１４６…排出通路、１４６ａ…第１通路、１４６ｂ…第２通路、１４６ｃ凹部、１４７…油供給通路、１４８…案内周壁、１４８ａ…外周面

Claims (7)

1. 圧縮前の冷媒が導かれる吸入室と、吐出室と、クランク室とを有するハウジングと、
   前記クランク室を横断する駆動軸であって、一端部が前記ハウジングのクランク室形成壁における駆動軸延伸方向の一端壁部に開口される軸孔内を延びる前記駆動軸と、
   前記軸孔のクランク室内側開口部位に設けられ、前記駆動軸を回転可能に支持するラジアル軸受と、
   前記軸孔のクランク室外側の部位において前記ラジアル軸受の一端面との間に空間を空けて設けられ、前記駆動軸の外周面と前記軸孔の内周面との間を気密に封止する軸封装置と、
   前記駆動軸に固定され、前記クランク室内において前記一端壁部に対向する円板状の回転体と、
   前記回転体と前記一端壁部との間に設けられ、前記回転体に作用するスラスト方向荷重を支持するスラスト軸受と、
   前記クランク室形成壁の他端壁部に形成されるシリンダボア内に収容されるピストンと、
   前記クランク室と前記吸入室との間を連通する排出通路と、
   前記クランク室内の潤滑油を前記空間に導くための油供給通路と、
   を含み、前記駆動軸の回転に伴う前記ピストンの往復運動によって前記吸入室から前記シリンダボア内に吸入された冷媒が圧縮されて前記吐出室に吐出される、圧縮機であって、
   前記排出通路は、前記駆動軸の前記一端部における外周面から軸内に延びる第１通路と該第１通路に連続して前記駆動軸の他端部側に延びる第２通路とを経由して、前記クランク室と前記吸入室との間を連通し、
   前記油供給通路は、一端が前記一端壁部における前記スラスト軸受より径方向外側にて前記クランク室に開口し、他端が前記空間に開口し、
   前記クランク室から前記油供給通路を介して前記空間に流入した潤滑油は、前記ラジアル軸受と前記駆動軸との間の面間隙間を経由して流出し、
   前記第１通路の外周面側開口端は、前記ラジアル軸受の他端面に対応した位置に凹設されると共に前記一端壁部と前記回転体との間のクランク室内領域に開口する凹部に開口している、圧縮機。
2. 前記凹部は、前記回転体における前記一端壁部側の端面において、前記ラジアル軸受の前記他端面に対向して形成される、請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記凹部は、前記一端壁部における前記軸孔のクランク室側開口部において、前記ラジアル軸受の前記他端面まで凹設される、請求項１に記載の圧縮機。
4. 前記凹部は、前記駆動軸の前記外周面を囲むように環状に設けられる、請求項２又は３に記載の圧縮機。
5. 前記凹部は、前記駆動軸の前記外周面を周方向に部分的に囲むように設けられ、
   前記第１通路の前記外周面側開口端は、前記凹部における前記回転体の回転方向と反対側の端部領域に開口している、請求項２又は３に記載の圧縮機。
6. 前記クランク室形成壁の前記一端壁部における前記回転体側の端面又は前記回転体における前記一端壁部側の端面のいずれか一方に突設される円筒状の案内周壁を含み、
   前記案内周壁の外周面は、前記スラスト軸受の径方向内縁部と対向し、且つ、前記凹部より径方向外側に位置する、請求項１～５のいずれか一つに記載の圧縮機。
7. 前記案内周壁の前記外周面は、前記一端壁部と前記回転体との間の前記クランク室内領域から前記駆動軸延伸方向に離れるほど、前記駆動軸に近づくように傾斜している、請求項６に記載の圧縮機。

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