JPS59141777A - 斜板式圧縮機 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は斜板式圧縮機に係り、特に過少冷媒、膨張弁つ
まり等による負圧運転時に駆動軸のスラスト軸受の過度
の温度上昇を防止するのに好適な手段を備えた斜板式圧
縮機に関するものである。

〔従来技術〕

従来、自動車空調用斜板式圧縮機の潤滑方法としては、
オイルタンクを設けて圧縮機後部に設けた歯車ポンプに
よりオイルタンク内の潤滑油を吸い上げて駆動軸内部を
通過させて各軸受部へ潤滑する強制潤滑方式、オイルタ
ンク中の潤滑油と駆動軸に固着された斜板とが接触可能
な構造とし、上記斜板による油の掻き揚１げ効果を利用
して潤滑する掻き揚げ潤滑方式および積極的に冷媒中へ
潤滑油を溶解させ、潤滑油を含有した冷媒を各軸受部へ
噴霧状に当てて潤滑する噴霧潤滑方式等がある。

しかし、自動空調サイクルから冷媒が漏れる過少冷媒時
あるいは膨張弁つまり等が生じた場合の負圧運転時には
、冷媒の吸入量が少なくなり、それにともなって潤滑油
の帰還量も少なくなり、上記オイルタンク内の潤滑油が
減少したり、過少冷媒時に起こる吸入圧力の負圧による
上記歯車ポンプの効率低下により潤滑油供給量が低下し
て、特にスラスト軸受やスリッパの変形、焼き付き、異
常摩耗等を生ずることがある。

第１図は従来の斜板式圧縮機の一例を示す断面図である
。第１図において、１は駆動軸、２は駆動軸１に傾斜し
て固着された斜板、３は駆動軸１を中心として放射状に
配置され、駆動軸１と平行に穿設された複数対からなる
ンリンダボア、４はシリンダボア３内に嵌装されたピス
トンで、ピストン４は斜板２にスリッパ５、ボール６を
介して配置されていて、斜板２の回転によってシリンダ
ボア３内を往復動する。駆動軸１はラジアル軸受７．７
とスラスト軸受８，８′によって支えられていて、スラ
スト軸受８，８′は斜板２の回転を滑らかにすると同時
に、ピストン４の圧縮力によるスラスト力を支える。９
は上記構成の圧縮機を駆動させるマグネットクラッチで
ある。

第２図は第１図を吸入口部分で断面した断面図で、第１
図と同一部分は同じ符号で示しである。

吸入口１０から吸い込まれた潤滑油を含んだ冷媒は、斜
板室１１に入シ、斜板２の面およびスラスト軸受８，８
′を潤滑し、油分離室１２．１２’、通１＠１３．１３
’を経て低圧室１４．１４’に入る。低圧室１４．１４
’に入った冷媒は、ピストン４の吸入工程で吸い込まれ
て圧縮され、その後吐出される。油分離室１２′で分離
された潤滑油は油通路１５を経て油溜め室１６に溜まり
、駆動軸１の遠心ポンプ作用で駆動軸中心穴１７、袖穴
１８．１８’を通り、スラスト軸受８，８′の中心部よ
シスラスト軸受８，８′を潤滑した後吐出され、斜板２
の面の潤滑を行う。

しかしながら、過少冷媒または膨張弁等がつまった場合
のような低圧側が負圧になる状態では、冷媒の循環量が
極端に減少し、それとともに潤滑油の戻り量も大幅に低
下する。

第３図は吸入圧力と油戻９量との関係線図で、回転数４
０００１ｍの場合を例示しである。このように冷媒と一
緒に戻ってくる潤滑油の圧縮機への戻り量は吸入圧力の
低下とともに減少する。

したがって、上記のような状態では、従来の斜板式圧縮
機では、駆動軸１の中心穴１７を通って有効に潤滑に寄
与する潤滑油は数十チに低下する。

また、潤滑油の多くは、冷媒の流速が極端に小さいため
、潤滑に寄与することなく、斜板室１１の下に落下して
しまう。そのため、上記したように、潤滑不良によるス
ラスト軸受８，８′やスリッパ５の変形、焼き付き、異
常摩耗等を生するに至る。

〔発明の目的〕

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、過少冷媒時などの負圧運転時においても、駆
動軸のスラスト軸受が過度に温度上昇するのを防止する
ことができる斜板式圧縮機を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、負圧運転時にスラスト軸受の過度の温
度上昇を防止する温度上昇防止手段を具備した構成とし
た点にある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第５図〜第７図、第１０図、第１２図、第
１３図に示した実施例および第４図。

第８図、第９図、第１１図を用いて詳細に説明する。

（１）実施例■ 潤滑上の限界を確認するため、第４図に示すように、駆
動軸ｌの中心穴１７を通す内径側からの実線矢印で示す
給油Ａだけを使う場合と、従来の仕様である破線矢印で
示す外部給油Ｂが主体で、給油Ａが補助手段である場合
の潤滑の効果を実験的に比較したところ、後者の場合は
、油戻り０．５ｃｃ／ｍｉｎに焼付限界があるのに対し
て、前者の場合は油戻ｐ　０．０５　ｃｃ　／ｍｉｎに
焼付限界があることがわかった。そこで、本実施例にお
いては、吸入側が負圧となる負圧運転のときのように冷
媒とともに循環して戻る冷媒に溶解させた循滑油の戻り
が悪い場合の潤滑方式として前者の方式を採用できるよ
うに構成し、戻ってくる潤滑油の一滴までも有効に潤滑
に使用できるようにした。

第５図は本発明の斜板式圧縮機の一実施例を示す第２図
に相当する断面図で、第１図、第２図と同一部分は同じ
符号で示し、ここでは説明を省略する。第５図において
は、吸入口１０に圧力差により開閉する吸入弁１９を設
置しである。吸入弁１９は、第６図（ａ）に示すように
、台２０、鉄網製袋２１、スプリング２２、弁２３とか
ら構成してあり、吸入圧力ＰＩＡ（圧縮機内圧力Ｐ２＋
スプリング２２による圧力）との圧力差によって弁２３
が開閉するようＫなっている。また、吸入弁１９に予備
通路２４をシェル２５とシリンダ２６との間に形成した
通路２７に連通ずるように設けてあり、通路２７は第５
図に示すようにパイプ２８を経て油通路１５に接続しで
ある。第６図（ｂ）は弁２３が開いた状態を示している
。

パイプ２８には、第７図（ａ）に示すように、スライド
弁２９、スプリング３０および油分離室１２′に連通す
る穴３１が設けである。スライド弁２９はパイプ２８内
を流体が上方から下方に流れることにより下方へ下がり
、第７図（ｂ）の状態となり、穴３１をふさぐようにな
っている。

次に作用について説明する。正規冷媒時や膨張弁つまり
等の吸入側絞り現象がない正常の場合は、吸入弁１９は
差圧により弁２３が押し下げられ、第６図（ｂ）の状態
となる。そのため、冷媒の流れは、図示矢印のようにな
り、従来と同様直接斜板室１１（第５図参照）に吸入さ
れる。その後、冷媒は艮ラスト軸受８，８′等の潤滑を
し、油分離室１２．１２’で潤滑油が分離され、通路１
３゜１３′を通り、低圧室１４．１４’へと移動する。

油分離室１２．１２’で一分離された潤滑油は、・くイ
ブ２８が第７図（ａ）の状態になっているから、穴３１
を通シバイブ２８、油通路１５、油溜め室１６、駆動軸
中心穴１７、油入１８，１８’を経てスラスト軸受８，
８′や斜板２の面の潤滑を行う。

一方、過少冷媒あるいは吸入側絞り現象により吸入側が
負圧になる負圧運転の場合は、冷媒流量が極端に低下す
るため、吸入弁１９は第６図（ａ）の状態となり、冷媒
は、予備通路２４、通路２７へと流れ、パイプ２８へ流
入する。この場合、・ζイブ２８内に設けであるスライ
ド弁２９は、冷媒の流れにより下方へ押し下げられ、第
７図（ｂ）に示すように穴３１を塞ぐ。そのため、冷媒
はスライド弁２９を通過し、油通路１５、油溜め室１６
、駆動軸中心穴１７、油入１８，１８’を経てスラスト
軸受８，８′の中心部からスラスト軸受８，８′を潤滑
し、斜板室１１に流出する。このとき、斜板２の面に衝
突し、斜板２の面も潤滑する。

上記した本発明の実施例によれば、吸入側が負圧にｄつ
だ状態においても、潤滑に寄与する油は従来の数十チか
ら１００％近くまで増加し、スラスト軸受８，８′やス
リッパ５（第１図参照）が十分潤滑され、温度上昇が防
止されて、変形、焼き付き、異常摩耗等がほとんど起こ
らなくなる。

（２）実施例■ 第８図は斜板式圧縮機を用いた自動車空調サイクルにお
いて吸込側を閉鎖したときの圧縮機のスラストレース温
度とシリンダシート面温度との測定結果を示す線図で、
曲線ａはスラストレース温度、曲線すはシリンダ７−ト
面温度を示し、Ｌはスラストレースのナンバ温度、Ｍは
斜板−スリッパ焼付温度である。また、第９図はシリン
ダシート面温度と実験後のスラストレースの変形量との
関係を示す線図である。第８図工りスラストレース温度
とシリンダシート面温度とは絶対値は相違しているが、
温度の時間的変化の傾向は全く同じであることがわかる
。また、第９図よりシリンダシート面の温度上昇ととも
にスラストレース変形量がほぼ直線的に大きくなってい
ることがわかる。

そして、第８図によれば、シリンダシート面温度の第１
のピーク点は１９００程度であり、このときのスラスト
レース変形量は、第９図より３３０μに達していること
がわかり、これが斜板式圧縮機の異常な騒音発生に重大
な影響を与えている。

しかし、この時点でのスラストレース温度は、第８図に
よれば３００Ｃ程度まで達しており、この温度はスラス
トレースの焼き戻し温度であり、明らかにテーパ温度に
達したことによるスラストレース変形であることがわか
る。以上の結果から、スラストレースの限界温度はナン
バ温度と考えられ、スラストレースのナンバ温度りに対
応したシリンダシート面温度をもってスラスト軸受の限
界温度とすることができることがわかる。なお、第８図
によれば、斜板面の潤滑不足による斜板−スリッパの焼
き付きが発生する斜板−スリッパ焼付温度Ｍは、スラス
トレースのナンバ温度り以上となっており、以上の点か
らシリンダシート面温度の監視が重要であることがわか
る。

そこで、本実施例においては、シリンダシート面温度を
監視し、その温度がスラスト軸受の限界温度（スラスト
レースのナンバ温度Ｌ）に対応する温度に達したときは
、マグネットクラッチ回路を遮断して、過少冷媒時に生
ずる斜板−スリッパ間の潤滑不良による斜板−スリッパ
焼付現象の発生を防止するとともに、スラストレースの
過度の変形を抑止するようにした。

第１０図は一実施例を示す要部説明図でおる。

第１０図において、１は駆動軸、２は斜板、８′はスラ
スト軸受、３２はシリンダで、スラスト軸受８′のスラ
ストレース３３は、斜板２の回転にともなって斜板回転
数以下の回転数で回転する。

ところで、本実施例においては、スラスト軸受８′の温
度を示すスラストレース３３の温度に密接な関係があり
、かつ、非回転部分であるシリンダ３２の７リンダ；”
−）　３４のスラストレース３３の摺動面側に熱電対３
５を設け、固着剤３６で固着しである。熱電対３５のリ
ード線３７は、シリンダ３２、Ｓｖプレート３８、シリ
ンダヘッド３９、サイドカバー４０を経て、サイドカバ
ー４０に固定したリード線固定プラグ４１に接続するよ
うにしだ。固定プラグ４１よシ外部に導き出された熱電
対３５の出力は、増幅器４２で増幅した後、あらかじめ
設定したスラスト軸受耐久温度に相当するシリンダ７一
ト温度１９０Ｃに対応する電圧とコンパレータ４３で比
較し、熱電対３５からの出力に対応する電圧の方が大き
くなったときは、コンパレータ４３の出力によってマグ
ネットクラッチ回路４４をオフするようにした。

上記した実施例によれば、過少冷媒時などの場合に、ス
ラスト軸受８，８′の潤滑不足によってスラスト軸受８
，８′が耐久温度まで上昇すると、マグネットクラッチ
回路４４がオフとなるから、駆動軸１の回転が止まり、
スラスト軸受８．８′、スリッパ５（第１図参照）の過
度の変形、焼き付き、異常摩耗等の発生を防止すること
ができる。

なお、第１０図に示す実施例では、温度検出に熱電対３
５を用いたが、熱電対の代わりに溶融温度１９０°の温
度ヒユーズを用いるようにしてもよぐ、この場合は、温
度−ヒユーズを溶断する毎に交換しなければならないが
、コンパレータ４３などを設けることなくマグネットク
ラッチ回路４４をオフできるという利点がある。

（３）実施例■ 過少冷媒で運転された場合の潤滑不足によって損傷を起
す部位は、スリッパ５とスラスト軸受８゜８１が主なる
ものであるが、この実施例はスラス上軸受８，８′を対
象としている。スラスト軸受８，８′に潤滑不足が生ず
ると、温度が上昇し、スラスト軸受８．８′のスラスト
レース３３が変形し、基準の締め代が遊びとなり、回転
中にスラスト軸受８．８′がおどり、斜板２のボス部に
当り、異質の騒音を発するという問題も生ずる。

スラスト部は、第１１図に示すように、シリンダボス部
４５と斜板ボス部４６との間にスラストレース３３とコ
ロ４７とからなるスラスト軸受８′災 が挾持された状態になっている（スラスト―ゆ８につい
ても同じ）。このスラストレース３３およびコロ４７は
従来、圧縮機の回転中に異質の騒音を発生しないように
、あらかじめ余圧を受けた状態に保持されている。この
場合、スラストレース３３は図示のように変形する。ま
た、コロ４７は斜板２の回転により斜板側スラストレー
ス３３の面のフリクションにより回転がスムーズに行わ
れるように構成されていなければならないが、従来のコ
ロ４７は外周方向に長い一体のものであった休め、構造
上外周部に近いほど滑シ長さが長くなり、第１１図に示
すように、スラストレース３３の変形があった。！Ｓｌ
するいは潤滑が不足すると、スラスト軸受８′のコロ４
７が自転できなくなシ、スムーズな回転ができなくなっ
て異常な温度上昇が発生し、スラストレース３３が永久
変形するに至る。

このため、スラストレース３３は余圧によるスプリング
アクションを失い、シリンダボス部４５と斜板ボス部４
６との間に隙間が生じ、圧縮機の回転中に異質の騒音を
発生するようになる。そこで、本実施例において、余圧
をなくシ、シかも、コロの滑りを極力小さく抑える構造
とした。

第１２図は一実施例を示す要部説明図で、第１１図と同
一部分は同じ符号で示ニア、ここでは説明を省略する。

第１２図においては、斜板ボス部４６とスラストレース
３３との間に微少な間隙４８を設けるようにし、かつ、
斜板ボス部４６のスラストレース側にそれぞれスプリン
グ４９を設けて、それぞれのスラストレース３３をそれ
ぞれコロ４７へ押し付けるようにした。すなわち、従来
の余圧構造を間隙４８を設けることによって遊びを設け
、スラストレース３３とコロ４７の回転中の動きをスプ
リング４９によってそれぞれノ１ノンダボス部４５側に
押し付けるようにし、各スラストレース３３が変形する
ことがないようにし、回転がスムーズに行われるように
した。

マタ、スラスト軸受８．８′のコロ４７は一体のものと
せず、内周側と外周側のものとに２分割した構成のもの
とした。

第１３図（ａ）は第１２図のスラスト軸受８，８′ノ側
面図、第１３図（ｂ）は第１３図（ａ）Ｉ　−Ｉ線断面
図である。１は駆動軸、５０は内周側のコロ、５１は外
周側のコロで、３３はスラストレースである。このよう
に、コロを内外に分割した構成としたので、スラストレ
ース３３の外周側の周速が露 内外側のそれより相対的に大きくなっていても、コロ５
１の滑りをコロ５０の滑りと大差ないようにすることが
でき、全体として摺りが少なくなるようにすることがで
き、摺りにともなう温度上昇を低減することができる。

上記した実施例によれば、スラストレース３３トコロ５
０．５１の回転がスムースに行われ、たとえ過少冷媒で
潤滑不足が生じてもスラスト軸受８．８′の温度上昇を
低減させ、捷だ、スラストレース３３の変形もないから
異常な騒音が発生しないようにできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、一本発明によれば、過少冷媒時な
どの負圧運転時においても駆動軸のスラスト軸受が過度
に温度上昇するのを防止でき、スラスト軸受の変形、焼
き付き、異常摩耗等が生じないようにできるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の斜板式圧縮機の一例を示す断面図、第２
図は第１図を吸入口部分で断面した断面図、第３図は吸
入圧力と油戻り量との関係線図、第４図は潤滑上の限界
を確認するだめの潤滑方法を説明するだめの説明図、第
５図は本発明の斜板式圧縮機の一実施例を示す第２図に
相当する断面図、第６図は第５図の吸入弁の詳細を示す
断面図、第７図は第５図のパイプの詳細を示す断面図、
第８図は過少冷媒時のスラストレース温度白シリンダ／
−ト面温度の測定結果を示す線図、第９図は／リンダシ
ート面温度と実験後のスラストレースの変形量との関係
を示す線図、第１０図は本発明の他の実施例を示す要部
説明図、第１１図はスラスト部の説明図、第１２図は本
発明のさらに他の実施例を示す要部説明図、第１３図は
第１２図のスラスト軸受の一実施例を示す構造説明図で
ある。 １・・・駆動軸、２・・・斜板、３・・・シリンダボア
、４・・・ピストン、５・・・スリッパ、６・・・ボー
ル、８１８′・・・スラスト軸受、９・・・マグネット
クラッチ、１０・・・吸入口、１１・・・斜板室、１２
．１２’・・・油分離室、１３．１３’・・・通路、１
４’、１４’・・・低圧室、１５・・・油通路、１６・
・・油溜め室、１７・・・駆動軸中心穴、１８．１８’
・・・油入、１９・−・吸入弁、２０・・・台、２１・
・・鉄網製袋、２２・・スプリング、２３・・・弁、２
４・・・予備通路、２６・・・シリンダ、２７・・・通
路、２８・・・パイプ、２９・・・スライド弁、３０・
・・スプリング、３１・・・穴、３２・・・シリンダ、
３３・・・スラストレース、３４・・・シリンダンート
、３５・・・熱電対、３６・・・固着剤、３７・・・リ
ード線、４２・・・増１１１Ｍ器、４３・・・コンパレ
ータ、４４・・・マクネットクラッチ回路、４５・・・
７リンダポス部、４６・・・斜板ボス部、４８・・・間
隙、４９・・・スプリング、５０゜（ほか１名） ￥６日 第９口 （ａ）　　　　　　　　（ｂ） 弔８図 １１云ＥＪ４　Ｆ！ｌ’ｌ　（ｍ＾） 削１０口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動軸を中心として放射状に配置され、前記駆動軸
   に平行に穿設された複数個のシリンダボア内に嵌装され
   たピストンが前記駆動軸に傾斜して固着された斜板の回
   転によって前記シリンダボア内を往復動するようＫして
   なり、前記駆動軸に前記斜板の回転を滑らかにすると同
   時に前記ピストンの圧縮力によるスラスト力を支えるス
   ラスト軸受を設けてなる斜板式圧縮機において、負圧運
   転時に前記スラスト軸受の過度の温度上昇を防止する温
   度上昇防止手段を具備することを特徴とする斜板式圧縮
   機。 ２、前記温度上昇防止手段は、潤滑油を溶蟹した冷媒を
   前記斜板が設けである斜板室内に吸入する吸入口に吸入
   圧力と圧縮機内圧力との差によって開閉する弁を有する
   吸入弁を設け、前記冷媒の圧力が低い場合は、前記冷媒
   が前記吸入弁、前記吸入弁の予備通路と前記駆動軸に設
   けた中心穴との間に設けたパイプおよび前記中心穴を経
   て流れ、前記スラスト軸受を潤滑し、その後前記斜板室
   に流出する構成としである特許請求の範囲第１項記載の
   斜板式圧縮機。 ３゜前記パイプは、冷媒が流入したときは、前記パイプ
   に設けた潤滑油流入穴を閉じ、前記冷媒の流入がないと
   きは開くスライド弁を備えている特許請求の範囲第２項
   記載の斜板式圧縮機。 ４、前記温度上昇防止手段は、前記スラスト軸受のスラ
   ストレースの温度を検出する検出手段と、該検出手段で
   検出された温度があらかじめ設定し記駆動軸に伝達する
   マグネットクラッチの電源をオフする手段とからなる特
   許請求の範囲第１項記載の斜板式圧縮機。 ５、前記温度上昇防止手段は、前記斜板のボス部と前記
   スラスト軸受のスラストレースとの間に微小の間隙を設
   け、前記ボス部に設けた弾性部材により前記スラストレ
   ースを前記スラスト軸受のコロへ押し付けるようになし
   、前記コロは内周側と外周側とに２分割した構成としで
   ある特許請求の範囲第１項記載の斜板式圧縮機。