JPH0326876A - 斜板型可変容量圧縮機 - 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］ この発明は、例えば自動車用空調装置において、冷媒を
圧縮し吐出するために使用される、斜板型のｈＪ変容量
圧縮機に関する。

［従来の技術］ 斜板型圧縮機においては、斜板室内に導入されたシャフ
トに斜板を一体的に回転されるように取付け、シャフト
の回転に伴って、斜板の外周部がシャフトの軸方向に平
行に揺動されるようにしている。そして、この斜板によ
って、例えば両頭ピストンを往復運動させ、冷媒を吸入
し、圧縮吐出させるようにしている。

この場合、シャフトの軸方向位置を変位する可変部材に
よって、斜板の回転中心位置のシャフトに対する取付け
位置を変位させるとＪ（に、斜板の類斜角を変化させ、
江縮機の吐出容量を連続的に変化させる可変機構が考え
られている。

このような圧縮機においては、特に摺動機構部の多い斜
板室に潤滑油が設定され、圧縮機の動作と共に潤滑油が
循環されるようにしている。しかし、斜板のシャフトに
対する傾斜角度が直角に近い状態とされ、ピストンの動
作ストロークが小さくされた吐出容量の低減時において
は、吸入ガス中に含まれる帰還冷媒中のオイルが減少す
るようになり、斜板室に対する潤滑油の循環量が低下し
、潤滑油が不足して摺動機構部の耐久性の低下の不安が
ある。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、特に
小容量で運転された状態で、摺動機構部が多く設定され
る特に斜板室内に潤滑油が充分に循環され、耐久性と共
に信頼性が確実に向上されるようにした斜板型可変容量
圧縮機を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る斜板型可変容量圧縮機にあっては、シャ
フトの回転に伴って回転される斜板によってピストンを
駆動し、このピストンによって例えば冷媒を吸入し、圧
縮吐出するように構成し、前記斜板の傾斜角に対応して
冷媒吐出容量が連続的に可変されるようにした圧縮機に
おいて、前記ピストンからの吐出冷媒が供給される吐出
室に連続してオイル分離室を形成し、このオイル分離室
と前記斜板が設定される斜板室との間に通路を形成し、
この通路に特定される制御圧若しくは吐出圧力による作
動圧力に対応して開閉される制御弁を設けるようにして
いる。

［作用］ このように構成される斜仮型可嚢容量圧縮機においては
、例えば前記制御圧に対応して斜板のシャフトに対する
取付け位置、およびシャフトに対する斜板の傾斜角度が
可変制御され、これによってピストンの動作ストローク
が’ｎＪ変され、吐出容量が連続的に変化される。この
場合、吐出容量の大きい状態では、帰還冷媒中に含まれ
る潤滑油が多量であり、斜板室内の摺動機構部は良好に
潤滑される。しかし、吐出容量の小さい状態のときは、
帰還する冷媒およびオイルの量が少なく、摺動機構部に
循環されるオイル量が減少する。この状態で作動圧と斜
板室圧力との差によって制御弁を開くことにより、オイ
ル分離室のオイル廂め部と斜板室との間に通路が形成さ
れて、オイル溜め部のオイルが斜板室に送られ、斜板に
より撹拌され、摺動部分に供給されるようになる。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図は斜板型圧縮機の断面ｆｉｌｌ成を示しているも
ので、この圧縮機は例えば自動車用空調装置において、
冷媒の圧縮装置として使用され、圧縮された冷媒が吐出
出力され、膨脹された冷媒が帰還されて吸入されるよう
になる。

この圧縮機は、アルミニウム合金により円筒状に構成さ
れるシリンダハウジングｉｔを備え、このシリンダハウ
ジングｌ１の内部には、その外周部に沿って、例えば５
箇所に分けて５つのシリンダ室１２がそれぞれ平行に形
成されている（図では１ケ所分のみ示されている）。そ
して、各シリンダ室ｌ２には、それぞれフロントシリン
ダ１２１およびリアシリンダ１２２が同軸的に形成され
ている。

このシリンダハウジング１１の中心軸部分には、シャフ
トｌ３が設定されているもので、このシャフトｌ３は、
ベアリング１４およびｌ５によって四転自７［に支持さ
れている。ここで、シャフトｌ３の外周部には、筒状の
支持部材ｌ６がシャフトｌ３の長手方向、すなわち軸方
向に移動自在にして設定されているもので、この支持部
材ｌ６の外周部にベアリング！５が設定され、このベア
リングｌ５はシャフト１３のスブールｌ７に対して支持
されるようにする。

スブール１７は、シリンダハウジングｌ１の中心軸部分
を取り巻くように形成した筒体ｌ８の内部に、軸方向移
動自在に支持されている。

シャフト１３に作用するスラスト力は、スラストベアリ
ングｌ９および２０によって支持されるようにする。ス
ラストベアリング２０は、支持部材ｌ６に形成した支持
段部２ｌとスプールｌ７の端面との間に介在設定され、
またズラストベアリングｌ９は、シャフトｌ３に形成し
た係止段部２２とハウジング１ｌに形成した係止肩部２
３との間に挟持されている。

ハウジングＩ１の内部は斜板室２４とされるもので、こ
の斜板室２４内に位置して、球杉状の同転支Ｆ，１７体
２５が支持部材１Ｂに一体的に形成されており、この支
持体２５に斜板２６の回転中心位置が嵌め込み設定され
、斜板２６が回転支持体２５を中心に傾動され、シャフ
トｌ３と一体的に回転されるようにしている。

すなわち、シャフトｌ３が回転されることによって、シ
ャフトｌ３の軸線に対して傾斜した状態で取付けられる
斜板２６が、この傾斜した状態で回転され、斜板２０の
外周縁部がシャフトｌ３の軸線と平行に揺動されるよう
になる。この場合、この揺動範囲は斜板２６の傾斜角に
よって決定され、傾斜角の大きいはど揺動範囲が大きく
なる。

ここで、斜板２６には一体的にビン２７が形成されてい
るもので、このピン２７はシャフトｌ３に形或したリン
ク溝２８に係合し、回転支持体２５と共に斜板２Ｇがシ
ャフトｌ３の軸方向に移動するように変位したときに、
斜板２Ｂのシャフトｌ３に対する傾斜角が変化されるよ
うにする。

回転支持体２５が設定される支持部材ｌ６とシャフトＩ
３との間には、スプリング２９が介７Ｅされ、支持部材
ｌ６をリンク満２８から離れる方向に移動させる力が設
定されるようにするもので、この力はスブール１７と一
体的に設けられる制御ピストン３ｏによって受けられる
ようにする。すなわち、制御ピストン３０を変位させる
ことによって支持部材ｌ６が移動され、斜板２６の支持
中心位置が変位されるようになると共に、ピン２７がリ
ンク溝２８に沿って移動され、斜板２６の傾斜角度が可
変されるようになる。

具体的には、制御ピストン３０がリンク溝２８から離れ
る方向に変位されることにより、支持部材ｉ６はスプリ
ング２９の力によって制御ピストン３０と同じ方向に変
位され、斜板２Ｇの位置を変位するとノ（に、大きく傾
くようになる。

斜板２Ｇの外周縁部には、シュー３１が一体的に形成さ
れ、このシュー３ｌでピストン３１１および３１２が連
結される。ここで、シュー３１は球形に構成され、斜板
２Ｂがシャフト１３と共に回転され、揺動されることに
よって、ピストンａｌｌおよび３１２それぞれが、フロ
ントおよびリアシリンダ１２１および１２２内で直線的
に往復運動される。

ピストン３１１および３１２は、それぞれシリンダ１２
１および１２２内で作動室を形成するもので、この作動
室は吸入口３２１および３２２をそれぞれ介して吸入室
３３１および３３２に連通される。また、シリンダ１２
１および１２２それぞれの作動室は、吐出口３４１およ
び３４２をそれぞれ介して吐出室３５１および３５２に
連通される。尚、詳細は図示していないが、吸入口３２
１および３２２の作動室側、および吐出口３４１および
３４２の吐出室３５１および３５２側には、それぞれ吸
入弁および吐出弁が配置設定され、吸入媒体および吐出
媒体のみが通過されるようにしている。

ここで、吸入口３２１　、３２２　、吐出口３４１　，
　３４２は、サイドプレート３６および３７に形成され
るもので、このサイドプレート３Ｂおよび３７をハウジ
ングＩＩのフロント側およびリア側にそれぞれ保持する
ようにして、フロントハウジング３８およびリアハウジ
ング３９が設定され、適宜スルーボルト４ｏによって、
ハウジングＩ１と一体的に組み立てられている。そして
、吸入口３２１および吐出口３４１はフロントハウジン
グ３８に形成され、吸入口３２２および吐出口３４１は
リアハウジング３９に形成されるようにしている。

そして吸入室３３２は、リアハウジング３９内に制御ピ
ストン３０によって区画されるようにして構成されるも
ので、この制御ピストン３０の背圧が設定される制御圧
室４ｌには、制御圧が設定される。この制御圧は、吸入
室３３２に設定される吸入圧と吐出室３５２に設定され
る吐出圧とを、図示しない制御弁により混合制御するこ
とで発生される。

ここで、制御ピストン３０はスプリング４２によってシ
ャフト】３の方向に押されているもので、制御圧の大き
さと吸入圧の大きさとの差圧に対応してその位置が変位
設定される。

リア側の吐出室３５２に隣接してオイル分Ｍ室４３が形
成される。すなわち、吐出室３５２の隔壁に形威した開
口を介して吐出ガスをひとまとめにし、オイル分離室４
３の側壁であるリアハウジング３９の内壁に向けた流れ
を作り、冷媒ガス中のオイルが慣性力によって壁面に付
着され、オイル分離室４３の底部に重力によって溜まる
ようにした構戊とする。４３１は溜まりオイルである。

そして、オイル分離室４３の底部と斜板室２４との間に
通路４４が形成され、この通路４４にオイルリーターン
弁４５が介在されるもので、この弁４５が開放された状
態で、溜まりオイル４３１が斜板室２４に回収されるよ
うにしている。

第２図はオイルリターン弁４５を示しているもので、ス
プリング４５１で支えられるようにしてボール弁４５２
が設定され、スブール弁４５３によってボール弁４５２
をスプリング４５１に抗して、図の左側に押し込み設定
することにより、オイル通路４４が閉じられるようにな
っている。この場合、スブール弁４５３には背圧として
作動圧が作用され、この作動圧と斜板室２４に設定され
る設定圧との差圧によって、スブール弁４５３が駆動さ
れる。具体的には、作動圧が設定圧とスプリング４５１
の付勢力との合算値より大きい状態で、（Ａ）図のよう
に通路４４を閉じるようになり、合算値が作動圧より大
きい状態で、（Ｂ）図のようにボール弁４５２が開かれ
、通路４４が開いて溜まりオイル４３１が斜板室２４に
導かれるようになる。

ここで、作動圧力は制御圧室４１に設定される制御圧力
によって設定されるもので、この圧縮機の容量の低い状
態、すなわちピストン３１１　，　３１２のストローク
が小さくなる斜板２Ｇの角度の設定される状態では、制
御圧力が低い状態となる。したがって、オイルリータン
弁４５は第２図の（Ｂ）の状態となり、この小容１ｉｎ
ｌには溜まりオイル４３１が斜板室２４に送ることがで
きるようになる。

斜板室２４に送り込まれたオイルは、斜板２Ｂが回転す
ることによって撹拌され、斜板室２４内の各部摺動箇所
に送込まれ、潤滑のために供されるようになる。

また、斜仮型可変容量圧縮機の構成として、斜板室２４
を吸入ガス通路と隔離し、斜板室２４をオイル溜め室と
して利用するようにした場合、斜板室２４のオイル溜め
室４６の浦面が高くなり、斜板２６、シュー３１部の潤
滑性がさらに向上する。

溜まりオイル４３１のリターン量が多いと、吐出ガスが
逆流することがある。このためには通路４４に絞りを設
けるようにすると有効である。

斜板室２４が吸入ガス通路と隔離されるように構成され
ている場合には、給油特に斜板室２４内の圧力も上昇す
るようになり、斜板室と吸入圧室との差圧が増加する。

このタイプの圧縮機においては、その差圧を利用し、各
摺動部に斜板室内のオイルを送ることが可能である。

第３図はオイルリータン弁４５の簡易型にした他の例を
示したもので、この例は制御圧として吐出圧力を利用す
るようにしている。圧縮機容量は吐出圧力によって変わ
るものではないが、圧縮機に大きな容量が必要とされる
高熱負荷時には、一般的に吐出側の高圧は上昇し、圧縮
機に大きな容量が必要とされない低熱負荷時には、吐出
側の高圧はあまり上昇されず、このため吐出圧を用いる
ことで圧縮機容量が、間接的ではあるが判断できる。

第２図と同一構成部分は同一符号を付して示している。

そして、この例では吐出圧の供給通路、および斜板室２
４への通路４４にそれぞれ絞り４７１４７２が形戊され
ている。

ここで戻しオイル量は、オイル分離室４３において分離
されたオイルのほとんど全てを戻すことが望ましい。な
ぜならば、オイル分離室４３の底部に溜まったオイルは
、潤滑に寄与しないデッドオイルとなるからである。し
かしながら、オイル分離室４３のオイルを全て戻すため
には、通路の径を大きくしなければならない。しかし、
通路径を大きくすると、吐出または冷媒ガスの一部分ま
で吸入側にバイパスされることになり、圧縮機の性能・
効率が著しく低下される。このため、戻しオイルの通路
は、加工面さらにオイル戻り量確保のため、直径０．３
〜０．５ｍｓ程度と同等の通路面積とすることが望まし
い。またオイル通路４４の斜板室２４側の出口部分の高
さは、斜板室圧縮機において最も摺動条件の厳しいシュ
ー３１、斜板２Ｂの摺動部位置に設定されるこ・とが望
ましい。

ここで、オイルリターン弁４５を制御するようになる作
動圧力の設定値は、この圧縮機の容量がほぼ１７３程度
となったときに、オイルが戻し制御されるように設定す
ることが望ましい。実際の値は、リンク溝２８の形状（
制御圧力と圧縮機容量との関係の可変特性を決定してい
る）により決定されるが、例えば制御圧力と斜板室２４
の圧力との差圧が３Ｋｇ／ｃｍ２程度に設定される。

第１図で示した実施例においては、斜板室が吸入ガス通
路と分離された構成のものを示しているが、この斜板室
と吸入ガス通路とが分離された構成のものにおいては、
より効果的なものとすることができると考えられる。す
なわち、この分離された構造の圧縮機にあっては、斜板
室が吸入側と絞られた均圧孔によって結ばれるのみで、
万一吐出ガスがオイルと一猪に戻ったようなときにも、
性能の急激な低下が防止できるからである。

第４図は他の尖施例を示すもので、第１図で示した実施
例と同一構或部分は同一符号を付してその説明を省略す
る。

この尖施例にあっては、シリンダハウジング１１の斜板
室２４と制御ピストン３０のスプールｌ７に外周面との
間に第１のオイル通路５０を形成し、さらにこのオイル
通路５０のスプール３０の外周面側開口部と近接して開
口され、オイル分離室４３の溜まりオイル４３１部に連
通ずる第２のオイル通路５ｌとを形成する。そして、ス
ブールｌ７の外周面に溝５２を形成し、制御ピストン３
０と共にスブールｌ７が軸方向に移動することにより、
第１および第２の通路５１，５０が連通され、溜まりオ
イル４３１が斜板室２４に、通路５Ｌおよび５０を介し
て戻されるようにする。

具体的には、圧縮機容量が１／３から最大容量の間では
、第５図の（Ａ）で示すように溝５２が通路５０および
５ｌを連通することがなく、溜まりオイル４３１は斜板
室２４に戻されない。しかし、同図の（Ｂ．）で示すよ
うに圧縮機容量が約１７３以下の容量のときの制御ピス
トン３０の位置では、溝５２により通路５０と５１とが
連通され、庸まりオイル４３１が通路５１を介して溝５
２に送られ、さらに通路５０を介して斜板室２４に戻さ
れる。

この場合、戻りオイル量を低減させるためには、オイル
通路５０および５１の径を小さくすればよいものであり
、また溝５２の深さ寸法を小さく設定することによって
絞り機能が設定されるようにしてもよいもので、この満
５２の深さ寸法を小さく設定するようにすれば、異物に
対する影響の上で効果的である。

これまで示した実施例においては、通路５０は直接斜板
室２４に開口し、溜まりオイル４３１は一旦斜板室２４
に戻された後に斜板２６、シュー３ｌ等の被給油部の潤
滑を行うようにしているものであるが、通路５０は必要
に応じて軸受け等の被給油部に開口させるようにしても
よい。この場合、溜まりオイル４３１は、先ず軸受け部
の潤滑を行った後に斜板室２４に供給され、ついでシュ
ー３ｔ等の潤滑を行うことになる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る斜板型可変容量圧縮機によ
れば、特に小容量で運転している状態で摺動部分に充分
な潤滑オイルが行き渡るように戻しオイル制御が行われ
るようになり、圧縮機の耐久性と共に、その信頼性が充
分なものとされるようになり、例えば自動車用空調装置
の冷媒圧縮機として信頼性の高いものとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る斜板型可嚢容量圧縮
機を説明するための断面構成図、第２図の（Ａ）および
（Ｂ）はそれぞれ上記実施例におけるオイルリターン弁
の状態を示す図、第３図はオイルリターン弁の他の例を
示す図、第４図はこの発明の他の実施例を説明する断面
構威図、第５図の（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ上記実
施例の戻しオイル通路の状態を説明する図である。 １ｌ・・・シリンダハウジング、１２・・・シリンダ室
、ｌ３・・・シャフト、１７・・・スブール、２４・・
・斜板室、２６・・・斜板、３０・・・制御ピストン、
３ｌ・・・シュー、３１１　，　３１２・・・ピストン
、３２１　，　３２２・・・吸入口、３３１　，　３３
２・・・吸入室、３４１　，　３４２゜・・・吐出口、
３５１　，　８５２・・・吐出室、４ｌ・・・制御圧室
、４３・・・オイル分離室、４３１・・・溜まりオイル
、４５・・・オイルリターン弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シャフトが貫通設定され、内部にシリンダ室および斜板
   室が設定されたハウジングと、 前記シャフトに傾斜角度が可変されるように取付け設定
   され、前記斜板室内に設定されて前記シャフトの回転に
   伴って揺動回転される斜板と、前記斜板室内に設定され
   たシリンダ室内に直線運動自在に設定され、前シャフト
   の回転に伴う前記斜板の揺動によって往復運動されるピ
   ストン機構と、 制御圧力に基づき、前記シャフトに対する前記斜板の回
   転中心を前記シャフトの軸方向に変位させると共に、前
   記斜板の傾斜角度を変化させ、前記ピストン機構による
   吐出容量を連続的に変化させる容量可変機構と、 前記ピストン機構の動作によって吐出される圧縮冷媒お
   よびオイルが供給される吐出室に連続して形成されたオ
   イル分離室と、 このオイル分離室と前記斜板室とを連通する通路に形成
   され、前記制御圧力若しくは吐出圧力からなる作動圧力
   と、前記斜板室内圧力との差圧によって開閉される制御
   弁とを具備し、 前記作動圧力若しくは吐出圧力と斜板室内圧力との差圧
   が小さくなった状態で、この斜板室内にオイルが導入さ
   れるようにしたことを特徴とする斜板型可変容量圧縮機
   。