JPH01106997A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧縮機に関し、例えば自動車用空調装置の冷
媒圧縮機として用いて有効である。

〔従来技術及び問題点〕

従来より、自動車空調用の冷媒圧縮機では、ハウジング
内に圧縮機部と油溜部を形成し、油溜部内の潤滑油を、
給油通路を介し、圧縮機部の被給油部分に供給すること
は知られていた（例えば、特開昭５７−１５７０９３号
公報）。

しかしながら、本発明者らの検討によれば、必要とされ
る潤滑油量は、圧縮機の使用状況に応じて大幅に変動す
ることが確かめられた。

圧縮機が定常運転にある場合には、多量の潤滑油が圧縮
機部側へ供給され、ひいては多量の潤滑油が圧縮機より
冷凍サイクル中に吐出されることは望ましくない。すな
わち、このような場合にあっては、冷媒とともに冷凍サ
イクルを循環する潤滑油は、冷凍サイクルにおける冷却
効率を低下させるものであるからである。一方、圧縮機
が高負荷でかつ低回転であるような状態では、圧縮機の
円滑な作動を維持するためにも、多量の潤滑油が供給さ
れることが必要とされる。

このように、圧縮機には、その使用状況に応じて必要潤
滑油量が変更されるものである。

そこで、本発明者等は圧縮機に給油される潤滑油量を必
要に応じて可変制御することを先に提案した（特願昭６
１−２０６２２３号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は本発明者等が先に提案した圧縮機の改良に関す
るもので、圧縮機部に供給される潤滑油の油量を、圧縮
機の必要に応し、可変制御できるようにし、特に圧縮機
の運転状態に応じて供給する潤滑油量を連続的に変化さ
せるようにすることを目的とする。

〔構成及び作動〕 上記目的を達成するため、本発明の圧縮機では、ハウジ
ング内に圧縮機部と油溜部とを形成し、かつこの圧縮機
部と油溜部とをサイドプレートで仕切る。そしてこのサ
イドプレート中には給油通路の通ったスプール弁を設け
、給油通路はスプール弁の下端で、油溜部下方に開口す
るようにする。

そして、スプール弁は圧縮機部の高圧側の圧力の影響を
受けて上下し、それに伴い給油通路開口端が上下する様
にする。つまり、高圧側圧力が高い程給油通路開口端が
下がり多量の潤滑油を圧縮機部側へ供給する様にする。

ここで、圧縮機部の高圧側圧力は、圧縮機の置かれた使
用環境に応じて大きく変動するものである。すなわち圧
縮機が高負荷運転を行うと、高圧側圧力はそれに応じて
上昇する。従って、本発明の圧縮機によれば圧縮機が高
負荷運転状態である高圧側圧力が高い状態にはその圧力
に対応した位置までスプール弁が下方へ変位し運転状態
に見合った潤滑油量を供給する。すなわち、圧縮機の運
転状態をその高圧側圧力によって感知し、運転状態に応
じた潤滑油供給量を連続的に可変制御することが可能と
なる。

〔実施例〕

以下本発明圧縮機の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図中、２はシリンダハウジングで、円筒形状をして
おり、内部にシリンダ空間１０１を形成する。３はこの
シリンダハウジングの前方側開口端を封止するフロント
サイドプレート、４はシリンダハウジングの後方側の開
口端を封止するリアサイドプレートである。フロントサ
イドプレート３およびリアサイドプレート４には、それ
ぞれ軸受１０２，１０３が固定されており、この軸受に
より、シャフト７およびロータ５が回転自在に支持され
る。すなわち、ロータ５はシリンダ室１０１内に偏心配
置され、シリンダ空間１０１内で回転するものである。

また、ロータ５にはベーン溝がその直径方向に貫通形成
されており、このベーン溝内にベーン６が摺動自在に配
設されてイル。ベーン６はその先端がシリンダ空間１０
１の内面を摺接するものである。したがって、ロータ５
外周、シリンダ空間１０１内面、およびベーン６側面に
より、圧縮室１０８が形成される。

１１０はフロントサイドプレート３の前方側に配設され
たフロントハウジングで、フロントサイドプレート３と
の間に吸入室１１１を形成する。

この吸入室は吸入サービスバルブ８を介し、冷凍サイク
ルの図示しないエバポレータに連通している。エバポレ
ータより低温低圧の冷媒が吸入サービスバルブ８を介し
、吸入室１１１に吸入される。

１１３はフロントハウジング１１２内に配設されたシャ
フトシールで、冷媒および潤滑油がシャフ゛ドアに沿っ
て外部に導出するのを防止する。

１２はリアサイドプレート４の後方に配設された油溜部
ハウジングで、内部に油溜部１３を形成する。この油溜
部ハウジング１２は、リアサイドプレート４・シリンダ
ハウジング２・フロントサイドプレート３およびフロン
トハウジング１１０とともにスルーボルト１１５によっ
て連結される。

また、ｌはシリンダハウジング２の側方に配設された吐
出室カバーで、内部に吐出室１１９を形成する。この吐
出室１１９は、吐出孔１０を介し、圧縮室１０８に連通
ずる。すなわち、圧縮室１０８の容積が量も減少した部
位に吐出孔１０が開口しており、この吐出孔１０を介し
高温高圧の冷媒が吐出室１１９に吐出される。吐出室１
１９側には、吐出弁１１が配設されている。また、吐出
室１１９は、リアサイドプレート４に形成された連通孔
１２１を介して油溜部１３に連通している。

吐出室１１９より油溜部１３側に吐出された冷媒は、そ
の容積の急膨張に伴い、冷媒中より潤滑油を分離する。

分離された潤滑油は、油溜部１３の下方に溜められ、潤
滑油を分離した冷媒が吐出サービスバルブ１５より、冷
凍サイクルの図示しないコンデンサ側へ吐出される。

リアサイドプレート４内には、内径が１０ｍｍ程度の円
筒状空間４００が形成され、この空間４００内にはスプ
ール弁２１が摺動自在に配設される。

円筒状空間４００のうちスプール弁２１の上面２１１と
対向する部位は第１圧力室４１０となり、導圧通路２５
を介してロータ５の後端部側圧力を受けるようになって
いる。スプール弁２１は、段付き円筒状をしており、円
筒状空間４００のうち段付部２１２と対向する部位は第
２圧力室４１１となっている。この第２圧力室４１１に
は導圧通路４２０を介して圧縮機の吸入側圧力が導入さ
れる。尚、スプール弁２１の小径部２２０内には第１給
油通路２２が形成され、この第１給油通路２２の一端は
小径部下方端２０１に開口している。

小径部２２０はリアサイドプレート４下面の開口部４１
０より下方へ突出しており、従って、小径部下方端２０
１は油溜部１３内の潤滑油中に露出することになる。ま
たスプール弁２１の大径部２３０の外周には、環状溝２
１４が形成されており第１給油通路２２の他端はこの環
状溝２１４と連通している。この環状溝２１４は第３図
に示すようにスプール弁２１が所定量下方に変位した際
、第１給油通路２２と第２給油通路２０とを連通ずるも
のである。従って第１．第２給油通路２２゜２０によっ
て圧縮機部１００と油溜部１３とが連通される。即ち第
２給油通路２０の圧縮機部１００側の開口部２０８は圧
縮室内１０８のうち吸入行程にあたる部位に開口してお
り、第１．第２給油通路２２．２０を介して供給された
潤滑油によりベーン６．ロータ５の潤滑が行なわれる。

尚、上述の導圧通路４２０はこの第２給油通路２０を介
して吸入側圧力を導入する。第１給油通路２２の開口端
２０１は上述したように油溜部１３中に露出しているの
で、油溜部１３内の潤滑油はその液面が開口端２０１よ
り上方にあれば給油通路２２中に流入することになる。

その結果、油溜部１３内の潤滑油の液面は開口端２０１
の変位に応じ変動することになる。即ち、第３図及び第
４図より明らかなように、開口端２０１が下方に変位す
れば、それに応じて液面Ｓも下降する。ここで油溜部１
３の容積は第３図に示ずようにスプール弁かわずかに下
方に変位した場合は、約４０ｃｃ程度の潤滑油が残−る
ような大きさに設定されている。

また第４図に示すようにスプール弁２１が最も下方に変
位した場合には約１０ｃｃ程度の潤滑油が残るような大
きさに設定されている。尚、本例ではスプール弁２１が
最も上方へ変位した状態（第２図）から最も下方へ変位
した状態までのストロークが２０胴程度となっている。

スプール弁２１の段付き部２１２には、スプリング２３
が配設されており、このスプリング２３は所定の付勢力
でスプール弁２１を図中上方側へ押圧するものである。

次に、上記構成圧縮機の作動を説明する。図示しない自
動車走行用エンジンの駆動力を、同じく図示しない電磁
クラッチを介して受け、シャフト７が回転すれば、ロー
タ５はシリンダ室１０１内で回転する。その回転に伴い
、圧縮室１０８の容積は増減を繰り返す。圧縮室１０８
が容積膨張する部位では、吸入室１１１より冷媒が吸入
孔９を介し、圧縮室１０Ｂに吸入される。また、圧縮室
１０８の容積減少に伴い、圧縮室内の冷媒は圧縮され、
その圧力が所定圧以上に上昇すると、吐出弁１１を押し
開き、吐出孔１０より吐出室１２１へ吐出する。吐出室
１１９に吐出された冷媒は、油溜部１３を介し、冷凍サ
イクルのコンデンサ側に吐出される。

ここで、圧縮機停止時には給油通路２０が閉じられてい
ることが必要である。すなわち、停止時に油溜部１３内
の潤滑油が圧縮室１０８内に流入するようでは、圧縮機
の起動時に液圧縮が起こり大きな起動トルクを必要とす
るばかりでなく、圧縮機の耐久性を損ねることにもなる
。

ところで、本例のスプール弁２１はリアサイドプレート
４に形成された導圧通路２５の圧力に基づいて、通路の
開閉を行うようになっており、かつ、導圧通路２５はロ
ータ５の後端部側に連通しているため、圧縮機の高圧側
の圧力の影響を受けることとなる。すなわちこの導圧通
路２５開口部では圧縮機部１００の低圧側圧力と高圧側
圧力のほぼ中間の圧力が得られることとなる。

ここで、圧縮機停止時には冷凍サイクル全体が均圧化し
、吸入側の圧力は６気圧程度まで上昇する。同時に高圧
側圧力も６気圧程度まで低下し、その結果停止時には吸
入側圧力、高圧側圧力ともに６気圧程度で平衡する。従
ってロータ５の端面に発生する中間圧力も６気圧程度ま
で低下する。

その為、導圧通路２５を介して第１圧力室４１０に導入
される中間圧力と導圧通路４２０を介して第２圧力室４
１１に導入される吸入側圧力とが均衡し、スプール２１
の上下に働く圧力が平衡するためスプリング２３の付勢
力により第２図に示すようにスプール弁２１は最も上方
に変位する。この状態ではスプール弁２１の環状溝２１
４が第２給油通路２０から離脱し、第２給油通路２０は
閉じられることになる。

従って圧縮機の停止時に、油溜部１３内の潤滑油が圧縮
機部１００側へ流れることはない。

圧縮機が起動し、定常回転となると低圧側の圧力は２か
ら３気圧程度まで低下し、一方、高圧側の圧力は１２〜
１４気圧程度まで上昇する。従って、ロータ５背面の中
間圧も９気圧程度まで上昇する。この圧力上昇に伴い、
導圧通路２５より第１圧力室４１１に導かれた中間圧力
がスプール弁２１の上面２１１に加わることとなる。同
時に導圧通路４２０より第２圧力室４１１に導かれた吸
入側圧力がスプール弁２１の段付面２１２に加わること
になる。その結果、第３図に示すようにスプール弁２１
は所定量押し下げられる。この場合には、スプール弁２
１に形成された環状溝２１４が第１給油通路２２と第２
給油通路２０を連通ずる。従って油溜部１３内の潤滑油
は給油通路２０８を介し、低圧側の圧縮室１０８内に供
給される。

この部位に潤滑油が供給されることによりロータ５の円
滑な回転が確保される。ここで、給油通路２２の開口部
２０１は、油溜部底面より所定高さの位置に開口してい
るため、この給油通路２２から圧縮機部１００側へ潤滑
油が供給されてもなお所定量（本例では４０ＣＣ）程度
の潤滑油は油溜部１３内に溜められることになる。

換言すれば、潤滑油が吐出サービスバルブ１５より、冷
凍サイクルに多量に流出するのが防止される。ここで、
潤滑油は冷凍サイクルの冷房能力に何ら役立たないもの
であるため、多量の潤滑油が冷凍サイクルを循環するこ
とは、冷房能力上望ましくない。その点、本例の圧縮機
では、一定の潤滑油を常に油溜部１３内に保持するよう
にしているため、圧縮機の潤滑を円滑に行いつつ、冷凍
サイクルの冷房能力の低減を防ぐことができる。

冷凍サイクルの使用状況によっては、圧縮機に加わる負
荷が特に高くなることがある。例えば、夏季で自動車が
低速走行をしているような状態である。この状態では、
冷房負荷が極めて大きくなっており、また圧縮機の回転
数も低くなる。そのため、高圧側の圧力が大幅に上昇し
、２０気圧以上となることもある。また、吸入側の圧力
も３〜４気圧程度に上昇することとなる。すなわち、こ
のような状態では、中間圧は１１〜１２気圧程度まで上
昇するようになる。そのため、第４図に示すように、ス
プール弁２１の上面２１１に加わる圧力により、スプー
ル弁２１は、最も下方まで変位する。この変位に伴い、
給油通路２２の開口部２０１の位置も油溜部底面近くま
で下方に連続的に変位する。。

ここで、スプール弁２１の大径部２３０の直径は、例え
ば１０鵬程度となっており、−カル径部２２０の直径は
例えば４ｍｍ程度となっている。また小径部２２０とリ
アサイドに設けられた穴との隙間は４０μｍ程度に設定
されているため、油溜部１３内の圧力によりスプール弁
２１が再び図中上方向に押し上げられることはない。

この圧縮機の高負荷運転時には、圧縮機の潤滑が特に重
要になる。そのため、多少冷凍サイクルの冷房能力の低
下を招いても、圧縮機に充分な潤滑油を供給することが
必要となる。本例の圧縮機では、第４図に示すようにス
プール弁２１が更に下方に変位するため、油溜部１３内
に残っていた潤滑油をその下方変位に応じて連続的に圧
縮機部１００側に供給することが可能となる。そのため
、このような高負荷運転状態であっても、圧縮機の焼付
等の不具合を良好に防止することができる。

なお、上述の例では、スプール弁としてリアサイドプレ
ート４内を往復摺動するピストン状のものを採用したが
、他の形式の弁を用いても良いことはもちろんである。

また、スプール弁を駆動する信号圧力は、必ずしも上述
の中間圧としなければならないものではない。圧縮機の
高圧側圧力の影響を受けるものであれば、どのような圧
力を用いても良い。すなわち、圧縮機の定常運転時、お
よび高負荷運転時を判別できるようにできる信号圧力で
あればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の圧縮機では運転状態に応
じて給油通路開口端位置を可変制御するようにしたため
、圧縮機の潤滑が広範囲にわたり円滑に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図〜第４
図は第１図図示切換弁の作動状態を示す断面図である。 ２・・・シリンダハウジング、４・・・リアサイドプレ
ート、５・・・ロータ、６・・・ベーン、１２・・・油
溜部ハウジング、１３・・・油溜部、２１切換弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内部に圧縮機部及び油溜部を有するハウジングと、こ
   のハウジング内に配設され前記圧縮機部と油溜部とを区
   画するサイドプレートと、このサイドプレートに上下方
   向に形成された空間と、この空間内に摺動自在に配設さ
   れ下方端が前記油溜部と対向するスプール弁と、このス
   プール弁内に形成され一端が前記スプール弁下方端より
   前記油溜部に連通し他端が前記スプール弁側面に開口す
   る第１給油通路と、前記サイドプレートに形成され一端
   が前記空間に開口し他端が前記圧縮機部の被給油部分と
   連通する第２給油通路と、前記空間のうち前記スプール
   弁の上方側に形成され前記圧縮機の高圧側に関係する圧
   力を導入する圧力室とを備え、前記圧縮機部の高圧側に
   関係する圧力に応じて前記スプール弁が上下方向に変化
   して前記第１給油通路の前記一端側開口端の位置を変化
   することを特徴とする圧縮機。