JPH10122146A - 斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】運転開始後の短時間内に斜板式圧縮機内のスラ
ストベアリングまたは斜板とベアリング部材との間に潤
滑油を多量に導入すること。 【解決手段】斜板式圧縮機(10)は、ハウジング(12)内に
収容されたシリンダブロック(14)およ複数のピストン(1
8)を備える。シリンダブロックにシャフト(15)が回転可
能に支承されている。シャフトにはこれと共に回転可能
である斜板(16)が取り付けられている。斜板は、一対の
スラストベアリング(66)を介してシリンダブロック(14)
に接している。シャフトはその端面に開放する中空部(6
3)と、その周面に開放しかつ中空部(63)に連なる一対の
開口(65)とを有する。シャフトの中空部(63)はハウジン
グに設けられた冷媒導入空間(55)に連なりまた各開口(6
5)は各スラストベアリングに対向している。シリンダブ
ロックはその軸線方向に関する端面(75)に形成された、
シリンダブロックの下端からシャフトの端面(61)に向け
て伸びる少なくとも１条の溝(76)を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用空調シス
テムに用いられる斜板式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空調システムに組み込まれ、車
載エンジンの回転動力を受けて圧縮仕事を行なう圧縮機
の一つに斜板式圧縮機がある。斜板式圧縮機では、エン
ジンの回転動力を受けて回転されるシャフトの回転運動
が、前記シャフトの周りに該シャフトと平行に配置され
た複数のピストンの往復運動に変換される。

【０００３】この運動変換のため、前記シャフトにこれ
と斜めに交差する円形の斜板が取り付けられている。前
記斜板は、前記ピストンを保持するシリンダブロックに
設けられた空洞と各ピストンに設けられた窪みとが規定
する空間に受け入れられ、該空間内を回転することがで
きる。前記斜板と各ピストンとは、各ピストンの前記窪
みに配置されたボールやシューのようなベアリング部材
を介して接し、また、前記斜板と前記シリンダブロック
とは前記斜板の回転抵抗を軽減するために前記シャフト
の周りに配置されたスラストベアリングを介して接して
いる。

【０００４】前記斜板は前記シャフトと共に回転し、回
転の間、前記斜板の周方向に関する各部位の前記シャフ
トの軸線方向に関する位置が変化する。このため、前記
斜板に接する各ピストンは軸線方向に強制的に変位さ
れ、往復運動をする。その結果、前記自動車用空調シス
テムにおいて、前記シリンダブロックを収容するハウジ
ングの外部からその内部に供給された冷媒が圧縮され、
圧縮された冷媒は前記ハウジングの外部に吐出される。

【０００５】ところで、斜板式圧縮機にあっては、その
運転が開始されると、前記ハウジングの底部に溜った潤
滑油の一部が前記斜板を伝って、また、前記潤滑油の蒸
発成分が前記冷媒と共に、それぞれ、前記シリンダブロ
ックの空洞および各ピストンの窪みに入り込み、前記斜
板と前記ベアリング部材との間および前記スラストベア
リングの潤滑の用に供される。しかし、実際には、始動
後の短時間のうちに前記斜板と前記ベアリング部材との
間または前記スラストベアリングのレースところとの間
に焼付きが生じ、前記斜板式圧縮機の運転が停止するこ
とがあった。これは、前記斜板と前記ベアリング部材と
の間または前記スラストベアリングへの潤滑油の供給が
十分でないことによる。

【０００６】このことから、従来、潤滑油の他の供給ル
ートを追加することが提案された。この供給ルートは、
前記シャフトに設けられその一端に開放するねじ穴と、
該ねじ穴に連通し前記スラストベアリングに向けて開放
する複数の開口とからなる（特開平６−１０１６４１
号）。

【０００７】これによれば、斜板圧縮機の始動後、前記
ハウジング底部の潤滑油の蒸発成分が前記ハウジング内
を流動する冷媒とともに前記シャフトの一端に開放する
ねじ穴に流れ込み、該ねじ穴から前記開口を経て前記ス
ラストベアリング、さらに前記斜板と前記ベアリング部
との間に導かれ、また、前記ねじ穴に付着して液状にな
った潤滑油が前記シャフトの回転に伴って前記ねじ穴を
各開口に送られ、前記シャフトに作用する遠心力により
前記開口から前記スラストベアリングに供給され、さら
に、この遠心力により前記斜板の板面上を伝って前記斜
板と前記ベアリング部材との間に供給される。しかし、
これによっても焼付きが生じることがあり、これらの部
位への潤滑油の補給は十分でなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、運転
開始後の短時間内に斜板式圧縮機の前記スラストベアリ
ングまたは前記斜板と前記ベアリング部との間に潤滑油
を多量に導入することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】斜板式圧縮機は、ハウジ
ングと、該ハウジング内に収容されたシリンダブロック
および該シリンダブロックにその軸線方向へ移動可能に
保持された複数のピストンとを備える。前記シリンダブ
ロックにはその軸線方向に伸びるシャフトが回転可能に
支承されている。前記シャフトに斜板が取り付けられて
いる。前記斜板は、前記シリンダブロックに設けられた
空洞と各ピストンに設けられた窪みとが規定する空間に
受け入れられ、一対のスラストベアリングを介して前記
シリンダブロックに接している。前記シャフトはその端
面に開放する中空部と、前記シャフトの周面に開放しか
つ前記中空部に連なる一対の開口とを有する。前記シャ
フトの中空部は前記ハウジングに設けられた冷媒導入空
間に連なりまた各開口は各スラストベアリングに対向し
ている。また、前記シリンダブロックは、該シリンダブ
ロックの軸線方向に関する端面に形成され前記シリンダ
ブロックの下端から前記シャフトの端面に向けて伸びる
少なくとも１条の溝を有する。

【００１０】前記シャフトの端面と前記シリンダブロッ
クの端面とは、前記ハウジング内に配置され該ハウジン
グと共同して前記冷媒導入空間を規定するバルブプレー
トに相対している。前記溝は例えば矩形の横断面形状を
有し、前記溝は約 2mmの幅寸法と、約 1mmの深さ寸法と
を有する。

【００１１】

【発明の作用および効果】本発明によれば、斜板式圧縮
機の始動により前記複数のピストンがそれぞれ往復運動
を開始し、これにより、前記ハウジングの外部からその
内部に冷媒が吸引され、前記ハウジングの冷媒導入空間
を経て各シリンダ内に流入し、圧縮され、前記ハウジン
グの外部に吐出される。前記ハウジングの内部に流入し
た冷媒の一部は前記シャフトの端面からその中空部、そ
の開口および前記スラストベアリングを経て、ハウジン
グ内の他の流入冷媒に合流する。

【００１２】前記冷媒の一部が前記シャフトの中空部を
通るとき、該中空部内の圧力が前記ハウジングの底部空
間における圧力より低下する。このため、前記ハウジン
グの底部に貯留された潤滑油が前記シリンダブロックの
端面に形成された前記溝を伝って引き上げられ、前記シ
ャフトの端面まで上昇する。前記シャフトの端面に達し
た潤滑油は、前記冷媒の一部を搬送媒体として、前記シ
ャフトの端面からその中空部およびその開口を経て前記
スラストベアリングに導かれる。さらに、前記スラスト
ベアリングに供給された潤滑油の一部は遠心力の作用に
より前記斜板上をその径方向外方へ伝い、前記斜板と前
記ベアリング部材との間に達しこれを潤滑する。これに
より、斜板式圧縮機の始動後の短時間内に前記ハウジン
グ底部のオイルパンに溜まっていた潤滑油の一部が前記
スラストベアリングまたは前記斜板と前記ベアリング部
材との間に連続的にまた多量に導入され、その結果、こ
れらの部位における焼付きの発生が防止される。

【００１３】前記シャフトの端面と前記シリンダブロッ
クの端面とは、例えば、前記ハウジング内に配置され該
ハウジングと共同して前記冷媒導入空間を規定するバル
ブプレートに相対する。

【００１４】前記溝の数量、幅寸法、深さ寸法、断面形
状等を変えることにより、前記ピストンの窪みへの潤滑
油の導入量を変更することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１および図２を参照すると、斜
板式圧縮機が全体に符号１０で示されている。

【００１６】斜板式圧縮機１０は、ハウジング１２と、
ハウジング１２内に収容されたシリンダブロック１４
と、シリンダブロック１４に回転可能に支承されたシャ
フト１５と、シャフト１５に固定された斜板１６と、シ
リンダブロック１４に設けられシャフト１５と平行に伸
びる複数（図示の例では５つ）のシリンダ１７内にそれ
ぞれ配置された複数のピストン１８とを備える。

【００１７】ハウジング１２は全体に円筒状の本体１９
と、本体１９の一端から突出して伸びる減径管部２０
と、本体１９の開放端部（他端部）に固定されこれを覆
うキャップ２１とからなる。

【００１８】ハウジング１２の本体１９は、その内部
に、２つの窪み２２，２４を有する。両窪み２２，２４
は本体１９の頂部および底部にそれぞれ設けられ、本体
１９の軸線方向に関する両端部間のほぼ中間に位置す
る。頂部の窪み２２は、本体１９に設けられたポート
（図示せず）を介してハウジング１２内に導入される冷
媒の受入空間をなす。また、底部の窪み２４は油受（オ
イルパン）をなす。これらの窪み２２，２４は、本体１
９内に密閉空間を画する後記バルブプレート３４，３６
間にあり、前記密閉空間内には前記潤滑油が封入されて
いる。前記潤滑油の液面は、斜板式圧縮機１０の運転停
止時において、通常、シャフト１５の下方の高さ位置に
ある。

【００１９】ハウジングの本体１９内に収容されシャフ
ト１５の軸線方向へ伸びるシリンダブロック１４は、本
体１９の内壁面２５に接し円筒面の一部を規定する両側
部２８（図２）と、頂部３０とを有する。各側部２８と
頂部３０とは、本体１９の筒状の内壁面と共同して該本
体の上部にハウジング１２の軸線方向へ伸びる前記冷媒
のための通路３２を規定する。

【００２０】シリンダブロック１４に設けられた複数の
シリンダ１７は、シャフト１５の軸線の周りに互いに間
隔をおいて配置されている。各シリンダ１７は、シャフ
ト１５の軸線の方向へ伸びかつシリンダブロック１４の
両端面で開放している。シリンダブロック１４の両端面
は、それぞれ、一対のバルブプレート３４，３６を介し
て本体１９の前記一端部側およびキャップ２１に接して
いる。

【００２１】本体１９の一端部側すなわち減径管部２０
側の一方のバルブプレート３４には、各シリンダ１７
と、本体１９の前記一端部側に設けられた２つの同心的
な環状空間３８，４０とにそれぞれ連通する２つの孔４
２，４４が設けられている。また、キャップ２１側の他
方のバルブプレート３６には、各シリンダ１７と、キャ
ップ２１に設けられた２つの環状空間４６，４８とにそ
れぞれ連通する２つの孔５０，５２が設けられている。
各バルブプレート３４，３６の両側には、各孔４２，４
４，５０，５２に関し、各バルブプレート３４，３６に
接する板ばね製の逆止弁が配置されている。

【００２２】前記冷媒は、各バルブプレート３４，３６
とシリンダブロック１４との間の前記逆止弁（内側の逆
止弁）の作用により、内側の環状空間３８，４６から各
シリンダ内への一方向の流動が可能とされ、また、各バ
ルブプレート３４，３６とハウジング１２の前記一端部
およびキャップ２１のそれぞれとの間の前記逆止弁（外
側の逆止弁）の作用により各シリンダから外側の環状空
間４０，４８への一方向の流動が可能とされている（後
の説明の便宜のため、キャップ２１側の逆止弁であって
バルブプレート３６とシリンダブロック１４との間に配
置された逆止弁５３のみを図３に示す。）。

【００２３】各シリンダ１７内の各ピストン１８の軸線
方向への往復運動により、斜板式圧縮機１０とともに自
動車用空調システムの一部をなす蒸発器（図示せず）か
ら送り出された冷媒がハウジング１２の頂部の窪みすな
わち空間２２へ導入され、空間２２からこれに連通する
各通路３２を経て内側の環状空間３８，４６に至り、さ
らに、各環状空間３８，４６から各バルブプレート３
４，３６の各孔４２，５０を経て各シリンダ１７内に吸
引される。

【００２４】各ピストン１８の前記往復運動により圧縮
された各シリンダ１７内の冷媒は、バルブプレート３
４，３６の各孔４４，５２を経て外側の環状空間４０，
４８に押し出される。両環状空間４０，４８は、シリン
ダブロック１４をその軸線方向に貫通する孔に通された
管５４（図２）を介して互いに連通しており、両環状空
間４０，４８内の圧縮冷媒は、一方の空間４８に連なる
ポート５６を経て斜板式圧縮機１０の外部に吐出され
る。吐出された圧縮冷媒は、前記空調システムの一部を
なす凝縮器（図示せず）に送られる。

【００２５】キャップ２１には、また、環状空間４６に
取り囲まれた空間５５が設けられている。空間５５は、
キャップ２１側のバルブプレート３６に設けられた孔５
７と連通している。孔５７は、逆止弁５３により塞がれ
ている。この空間５５に前記冷媒が導入されると、導入
圧力を受けて弾性変形する逆止弁５３を経て、シャフト
１５の端面６１から後記中空部６３に至る。

【００２６】また、シリンダブロック１４は、各シリン
ダ１７に連なる該シリンダの軸線方向へ伸びる長孔５８
（図１）を有する。各孔５８は各シリンダ１７の軸線方
向におけるほぼ中央部に位置し、シリンダブロック１４
の周面に開放している。シリンダブロック１４は、軸線
方向に互いに突き合わされた一対のブロック部５９から
なり、両ブロック５９が共同して各孔５８を規定してい
る。

【００２７】シャフト１５は、ハウジングの減径管部２
０を経てシリンダブロック１４をその軸線に沿って貫通
して伸び、一対のラジアルベアリング６０を介して、シ
リンダブロック１４に回転可能に支承されている。減径
管部２０と反対の側のシャフト１５のキャップ２１側の
端面６１は、シリンダブロック１４の端面とほぼ同じ面
内にあり、バルブプレート３６、より詳細には逆止弁５
３に相対している。

【００２８】シャフト１５はその端面６１に開放する中
空部６３と、中空部６３に連なる一対の開口６５とを有
する。中空部６３は端面６１からシャフト１５の長手方
向へ、該シャフトのほぼ半分の長さに相当する距離を伸
びる。各開口６５は、シャフト１５の周面に開放し、後
記各スラストベアリング６６に対向している。より詳細
には、スラストベアリングの両レースの間のころに相対
している。

【００２９】シャフト１５は、車載エンジン（図示せ
ず）の回転動力を受けて回転される。シャフト１５の回
転運動は、斜板１６を介して、各ピストン１８の往復運
動に変換される。

【００３０】斜板１６は、シャフト１５に通されかつこ
れに固定されたボス部６２と、ボス部６２から伸びる円
板部６４とからなる。ボス部６２は両ブロック部５９間
に配置され、また、ボス部６２と各ブロック部５９との
間にスラストベアリング６６が配置されている。

【００３１】斜板１６は、シリンダブロックの両ブロッ
ク部５９が互いに共同して規定する空洞６８と、各ピス
トン１８に設けられた窪み７０とが規定する空間に受け
入れられている。より詳細には、斜板のボス部６２がシ
リンダブロックの空洞６８に受け入れられ、円板部６４
が各シリンダの窪み７０内に受け入れられている。空洞
６８にはスラストベアリング６６が位置し、各窪み７０
内には、円板部６４の各面に接する円板状のシュー７２
と、シュー７２と窪み７０を規定する壁面とに回転可能
に保持されたボール７４（ベアリング部材）とが配置さ
れている。円板部６４は、これらのシュー７２およびボ
ール７４を介して、各ピストン１８に接している。

【００３２】斜板の円板部６４はシャフト１５に対して
傾斜している。すなわち、円板部６４はシャフト１５に
対して９０度以外の交差角度をなしている。このため、
斜板１６がシャフト１５と共に回転するとき、円板部６
４の周方向に関する任意の部位の位置が、シャフト１５
の軸線方向に関して変化する。

【００３３】このことから、斜板１６が回転するとき、
その円板部６４に接する各ピストン１８は該円板部によ
り各ピストンの軸線方向に強制的に変位され、これによ
り往復運動をする。

【００３４】各ピストン１８は、また、その周面に開放
しかつその周方向へ伸びる周溝７３を有する。各ピスト
ンの周溝７３は、各ピストンの窪み７０と連通してい
る。また、各周溝７３はシリンダブロック１４の周面に
開口する各孔５８に面している。このため、各ピストン
１５が各シリンダ１７内を往復運動をするとき、各ピス
トンの周溝７３は各孔５８と連通関係におかれる。した
がって、冷媒受入空間２２内の冷媒の一部はピストンの
窪み７０、シリンダブロックの空洞６８および油受２４
内を流動し、このとき流動冷媒に搬送される潤滑油の蒸
気がスラストベアリング６６や、シュー７２およびボー
ル７４に付着する。

【００３５】ところで、図示の例のように、下方に位置
する２つのピストン（第１のピストン）１８およびこれ
を受け入れるシリンダ（第１のシリンダ）１７が前記潤
滑油の液面の下方にある場合、これらの２つの第１のピ
ストン１８の窪み７０の一部は前記潤滑油で満たされて
おり、したがって、この場合にはこれらの窪み７０内の
各シュー７２およびボール７４への潤滑油の補給は必要
でない。前記潤滑油の液面の下方に位置することとなる
ピストン１８の数量は、ピストン１８の総数、直径等に
より異なる。

【００３６】他方、上方位置にある残りの３つのピスト
ン１８の窪み７０内のシュー７２およびボール７４につ
いては、斜板１６の一部すなわち円板部６４の先端部分
が前記潤滑油の一部に浸っているため、斜板式圧縮機１
０の始動により斜板１６が回転されるときに潤滑され
る。さらに、斜板式圧縮機１０の始動後に発生する前記
潤滑油の蒸発成分がラジアルベアリング６０と、シュー
７２および円板部６４の接触部とを潤滑する。しかし、
十分な潤滑とはいえない。

【００３７】この潤滑の不足を補うため、シリンダブロ
ック１４の端面、より詳細にはキャップ２１に相対する
一方のブロック部５９の端面７５に少なくとも１条の溝
７６が設けられている。この溝７６を介して、スラスト
ベアリング６６と、前記上方位置の３つのピストンすな
わち最上方のピストン（第２のピストン）１８およびそ
の下方の高さ位置にある２つのピストン（第３のピスト
ン）１８におけるシュー７２および円板部６４の接触部
に潤滑油を補給することができる。

【００３８】溝７６は、前記一方のブロック部５９の下
端からシャフトの端面６１に向けて、より詳細にはシャ
フトの端面６１の中心部へ向けて放射状に伸びる。すな
わち、溝７６は、前記潤滑油の液面より下方の位置から
ブロック部５９の端面７５を上方へ伸び、ラジアルベア
リング６０の配置空間に開放している。

【００３９】溝７６は、油受２４に溜まった前記潤滑油
のための通路を規定し、前記潤滑油は、斜板式圧縮機１
０の始動に伴って、前記冷媒の一部がキャップ２１の空
間５５からシャフト１５の中空部６３へ流動するときに
発生する負圧の作用により、溝７６を伝って上方へ流動
する。

【００４０】溝７６を上方へ流動する前記潤滑油は、前
記負圧作用のため、溝７６の上部開放端からシャフト１
５の端面６１を経てその中空部６３内に引き込まれ、前
記冷媒を搬送媒体として中空部６３および各開口６５を
経て各スラストベアリング６６に至る（実線および点線
で示す矢印参照）。各スラストベアリング６６は、この
ようにして搬送された潤滑油により潤滑される。溝７６
を流れる前記潤滑油は、途中、ラジアルベアリング６０
をも潤滑する。

【００４１】各スラストベアリング６６を潤滑した潤滑
油は、遠心力の作用により、さらに斜板１６の円板部６
４上をその放射方向外方に伝い、シュー７２およびボー
ル７４を濡らしこれらを潤滑する。この遠心作用による
潤滑は、前記２つのピストン（第１のピストン）１８お
よびこれを受け入れるシリンダ（第１のシリンダ）１７
が前記潤滑油の液面より上方にある場合におけるこれら
のピストンおよびシリンダに適用された下方位置のシュ
ー７２およびボール７４に対しても及ぼされる。潤滑後
の前記潤滑油はその後油受２４に落下する。

【００４２】このようにして、スラストベアリング６６
の内部、シュー７２とボール７４との間、および、シュ
ー７２と円板部６４との間に潤滑油が補給される。しか
も、溝７６を介しての潤滑油の供給は絶え間なく続くこ
とから、斜板圧縮機１０の始動直後から、これらの部分
が十分に潤滑される。その結果、斜板圧縮機の始動後の
短時間内における潤滑油不足を補い、潤滑油の補給不足
に伴うこれらの部分の焼付きおよび斜板圧縮機１０の運
転停止を防止することができる。

【００４３】図示の溝７６は矩形の横断面形状を有す
る。溝７６の幅寸法ａ（図４）は約 2mmでありかつその
深さ寸法ｂは約 1mmである。このような寸法に設定する
とき、溝７６に沿っての前記潤滑油の吸い上げ効率が最
も良い。

【００４４】前記溝の横断面形状は、前記矩形に代え
て、例えば三角形、半円形等とすることができる。ま
た、１の溝７６に代えて、互いに間隔をおいて平行に伸
びる複数条の溝または互いに放射方向へ伸びる複数条の
溝を設けることができる。前記溝は、直線的に伸びる図
示の例に代えて、円弧のような曲線を描いて伸びるもの
であってもよい。さらに、前記溝の横断面形状、前記溝
の幅寸法、深さ寸法、複数の溝を設ける場合の溝相互の
間隔等は、前記溝を伝う潤滑油の吸い上げ効率を考慮し
て定めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の斜板式圧縮機の縦断面図である。

【図２】図１の線２−２に沿って得た横断面図である。

【図３】シャフトおよびシリンダブロックの各端面の近
傍を拡大して示す部分断面図である。

【図４】溝の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ 斜板式圧縮機 １２ ハウジング １４ シリンダブロック １５ シャフト １６ 斜板 １８ ピストン ２４ 油受（オイルパン） ５５ 冷媒導入空間 ６１，７５ シャフトの端面およびシリンダブロックの
端面 ６３，６５ シャフトに設けられた中空部および開口 ６６ スラストベアリング ７６ 溝

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 前記ハウジング内に収容されたシリンダブロックおよび
   該シリンダブロックにその軸線方向へ移動可能に保持さ
   れた複数のピストンと、 前記シリンダブロックに回転可能に支承され該シリンダ
   ブロックの軸線方向へ伸びるシャフトと、 前記シリンダブロックに設けられた空洞と各ピストンに
   設けられた窪みとが規定する空間に受け入れられかつ前
   記シャフトに固定され該シャフトと共に回転可能である
   斜板であって一対のスラストベアリングを介して前記シ
   リンダブロックに接する斜板とを含み、 前記シャフトがその端面に開放する中空部と、前記シャ
   フトの周面に開放しかつ前記中空部に連なる一対の開口
   とを有し、前記シャフトの中空部が前記ハウジングに設
   けられた冷媒導入空間に連なりまた前記シャフトの各開
   口が各スラストベアリングに対向しており、また、前記
   シリンダブロックが、該シリンダブロックの軸線方向に
   関する端面に形成され前記シリンダブロックの下端から
   前記シャフトの端面に向けて伸びる少なくとも１条の溝
   を有する、斜板式圧縮機。
2. 【請求項２】 前記シャフトの端面と前記シリンダブロ
   ックの端面とが、前記ハウジング内に配置され該ハウジ
   ングと共同して前記冷媒導入空間を規定するバルブプレ
   ートに相対する、請求項１に記載の斜板式圧縮機。
3. 【請求項３】 前記溝は矩形の横断面形状を有する、請
   求項１に記載の斜板圧縮機。
4. 【請求項４】 前記溝が約 2mmの幅寸法と、約 1mmの深
   さ寸法とを有する、請求項３に記載の斜板圧縮機。