JPS6135384B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば自動車用冷房装置等に用いられ
る冷却装置の圧縮機、特に主軸の回転力をシリン
ダ内でのピストンの往復摺動力に変換して冷媒を
圧縮する圧縮機の潤滑装置に関する。

この種の圧縮機においては、シリンダとピスト
ンとの隙間を通して冷媒が洩れるのを完全に防止
することは不可能である。このため従来よりシリ
ンダの後方、つまりピストンに駆動力を伝達する
機構側、に設けたクランク室にこの洩れ冷媒を一
旦受け入れ、その後にこのクランク室と冷媒の吸
入経路とを連通させた圧力バランス路を通してこ
の洩れ冷媒を吸入経路に帰還させるようにしてい
る。しかしこの場合、クランク室は相対的に移動
する部分のための潤滑油を受け入れる貯油室を兼
ているので、この潤滑油が洩れ冷媒を帰還させる
ための圧力バランス路を通つて冷却回路中に流出
することがある。この冷却回路中に流出した潤滑
油の一部は上述した洩れ冷媒に含まれて貯油室に
戻るが、その大部分は冷媒に含まれた状態で吐出
されて冷却回路中を循環することとなる。このた
め潤滑油の初期封入量を潤滑のみに必要な量の何
倍にもしなければならないし、さらに冷却回路の
長さが異なる場合や冷却回路中に潤滑油の停滞し
やすい箇所があつたりするために、場合によつて
は潤滑油はその必要な初期封入量が変わるのでそ
の都度潤滑油の封入量を決定しなければならない
し、また冷媒中に含まれた潤滑油が熱交換器の熱
交換効率を低下させる原因になつてしまう。

またピストンに駆動力を伝えるために回転させ
られる主軸の回転の潤滑はクランク室内の潤滑油
を、クランク室内の部品の動きを利用して強制的
に主軸のシール部に導いて行つているが、これで
はそのための機構が複雑になる。

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したがつて本発明の目的は、洩れ冷媒を帰還さ
せるための圧力バランス路を通つて冷却回路中に
流出した潤滑油を冷却回路から除去して主軸のシ
ール室に導きかつクランク室に戻す構造を備えた
冷却用圧縮機を提供することにある。

本発明の他の目的は、圧縮機のシリンダヘツド
の中央部に設けた吐出室に、簡単な構造で容易に
しかも軸方向寸法を大にすることなく組みつける
ことできる油分離装置の提供にある。

本発明のさらに他の目的は、油分離能力の劣化
がない油分離装置の提供にある。

本発明のさらに他の目的は、吐出経路の抵抗を
増大させることのない油分離装置の提供にある。

本発明は、シリンダと該シリンダ内で往復摺動
するピストンとの隙間を通つてクランク室に洩れ
る冷媒を吸入経路に帰還させる圧力バランス路を
備えた冷却用圧縮機において、シリンダヘツドの
中央部の吐出室に配置された油分離装置を含み、
該油分離装置は、上記吐出室の周壁面に対し上部
にのみ油通過用隙間を残して上記吐出室を実質的
に前後に二分した遮蔽板と、該遮蔽板の後面側に
突設され、該遮蔽板の前方空間を上記シリンダヘ
ツドの吐出ポートに連通させた両端開口の筒部
と、該遮蔽板の前面下部位置に上記吐出室の周壁
面に対し間隔を残して突設され、上記吐出室の周
壁面に沿つた前向きの油案内溝を形成する突壁と
を有しており、さらに該遮蔽板の後方空間よりな
る油収集室を上記ピストンに駆動力を伝達するた
めの主軸のシール室に連通させた油帰還路を設
け、該主軸の回転の潤滑を上記油分離装置にて分
離された潤滑油にて行うようにしたことを特徴と
する潤滑装置である。

本発明によれば、圧力バランス路を通つて冷却
回路中に流出した潤滑油が吐出室の油分離装置に
よつて冷媒から効率よく分離されるので、大容量
の圧縮機においても潤滑油の封入量は少なくてす
む上に、潤滑油の初期封入量は冷却回路にかかわ
らず一定ですみ、かつ熱交換効率の低下の原因も
除され、またその冷媒から分離した潤滑油はクラ
ンク室に戻される途中で主軸の回転の潤滑も行う
ようなつているので、主軸の回転の潤滑のため専
用の機構は不要になるという利点もある。さら
に、使用された油分離装置は板部材によつて作ら
れたものであるため、特別な固定補助装置を要す
ることなくビス等を用いて簡単に固定することが
でき、したがつて組みつけが容易な上に、軸方向
寸法の小さいシリンダヘツド内空間への油分離装
置の組み込みも可能になる。また油分離装置が目
詰りを起したりすることはないので油分離能力の
劣化はない。その上、冷媒の通路は従来同様に保
たれているため、吐出経路の抵抗を増大させると
う問題も生じない。

以下図面を参照しながら、本発明につき実施例
を用いて説明する。

先ず第１図を参照して、区筒状のケーシング１
０は一端に嵌合固定されたシリンダブロツク１１
と他端に固定されたフロントハウジング１２との
間に、潤滑油の貯留室を兼ねたクランク室１３を
形成している。このクランク室１３内に配置され
たロータ１４は、フロントハウジング１２の中央
部に軸受１５を介して回転自在な状態で挿通され
た主軸１６に固定され、かつフロントハウジング
１２にスラストニードルベアリング１７を介して
対向している。

クランク室１３内にはまた、ロータ１４の傾斜
面１４ａにスラストニードルベアリング１８を介
して対向したリング状の揺動板１９が配置されて
おり、この揺動板１９は揺動中心軸体２０の先端
に、回転自在な鋼球２０を介して揺動自在に受け
られている。揺動中心軸体２０はシリンダブロツ
ク１１の中央孔２２に嵌合されたもので、軸方向
では可動であるが回転は阻止されており、穴２０
ａに嵌合されたばね２３によつて揺動板１９に向
けて付勢されている。このときのばね２３の付勢
力は、中央孔２２にねじ込まれたねじ体２４を回
すことによつて調整されうる。

揺動中心軸体２０はまた先端に傘歯車２０ｂを
有しており、この傘歯車２０ｂが揺動板１９に固
着された傘歯車２５に噛合うことにより、揺動板
１９の回転を阻止している。

さらにシリンダブロツク１１には複数のシリン
ダ２６が形成されてり、それらのシリンダ２６の
夫々にはピストン２７が摺動自在に夫々挿入され
ている。そしてこれらのピストン２７をロツド２
８にて揺動板１９の周辺近傍部分に連結してあ
る。なおロツド２８と揺動板１９との結合、およ
びロツド２８とピストン２７との結合か、いずれ
も球関節継手にて行わせてある。

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またシリンダブロツク１１の一端にはガスケツ
ト（図示せず）および弁板アセブリ２９を介して
シリンダヘツド３０が重ね合わされ、かつボルト
３１によつてそこに固定されている。シリンダヘ
ツド３０は第２図をも参照して、外周辺近傍部分
に吸入室３２を、中央部に吐出室３３を有してい
る。弁板アセンブリ２９は、シリンダ２６の夫々
を吸入室３２に連通させる吸入口３４とシリンダ
２６の夫々を吐出室３３に連通させる吐出口３５
とを有する弁板、吸入口３４のシリンダ２６側に
設けた可撓性の吸入弁および吐出口３５の吐出室
３３側に設けた可撓性の吐出弁を、固定ボルト３
６にて一体に固定したものである。なお３７は吐
出弁の過度な撓みを防止する弁押えであつて、こ
れも固定ボルト３６にて弁板アセンブリ２９に一
体に固定されている。

上述した構造において、主軸１６を適当な回転
駆動手段にて回転させると、クランク室１３内で
ロータ１４が回転し、このロータ１４の傾斜面１
４ａに従つて揺動板１９が鋼球２１を中心として
回転することなく揺動するため、それに基いて複
数のピストン２７がシリンダ２６内で時差をもつ
て往復摺動し、その結果として吸入室３２の流体
を吸入口３４を通してシリンダ２６内に吸込みか
つ吐出口３５を通して吐出室３３に排出する。実
際には、シリンダヘツド３０に設けた吸入ポート
３８と吐出ポート３９との間に冷却回路を接続し
て使用されるため、この冷却回路中の冷媒が凝
縮・蒸発を繰返しつつ循環することとなる。

ところで吐出室３３の圧力は比較的高いのに対
し、クランク室１３の圧力は比較的低いため、ピ
ストン２７の圧縮行程において冷媒ガスがシリン
ダ２６とピストン２７との隙間を通つてクランク
室１３に洩れる現象が起り、冷媒損失が起る。か
といつてクランク室１３を密封構造にしても、吸
入室３２の圧力は比較的低いため、上述した現象
の逆、つまり冷媒の戻りはほとんど期待できず、
それ故にクランク室１３の内圧が高くなつてしま
う。高い圧力に耐えるクランク室１３はコスト高
の原因になつてしまうことはいうまでもない。

そこで第３図に示すように、クランク室１３と
吸入室３２とを互いに連通させた圧力バランス路
４０を上部位置に備え、クランク室１３に洩れ出
た冷媒ガスをこの圧力バランス路４０を通して吸
入室３２に帰還させるようにしている。

しかしクランク室１３は前述したように潤滑油
の貯留室も兼ねているため、ここに貯留された潤
滑油が圧力バランス路４０を通して吸入室３２に
流出するおそれがある。この流出した潤滑油が冷
却回路を循環する構造ならば各種の欠点が生じる
ことは前述したとおりである。

さてこの圧縮機においてさらに第４図をも参照
して、シリンダヘツド３０の吐出室３３には、吐
出ポート３９に連通した管状突起４１と、吐出室
３３を３分する如き２つの隔壁４２と、吸入室３
２および吐出室３３間の隔壁４３に沿つてのびた
受け段４４とを設ける。吐出室３３を３分する隔
壁４２と受け段４４とは互いの高さ寸法を実質的
に同等に作り、一方、管状突起４１の高さはそれ
らよりも少し低い程度とする。そして隔壁４２の
上端面にはビス穴４５を設ける。なお管状突起４
１、隔壁４２および受け段４４はシリンダヘツド
３０を作る際に一体に成形しうることはもちろん
である。

こうして得られたシリンダヘツド３０の吐出室
３３には油分離装置４６を嵌め込み、かつその小
穴４７を隔壁４２のビス穴４５に位置合わせして
ビス（図示せず）にてその位置に固着する。油分
離装置４６はさらに第５図および第６図にも示す
ように、後面に突出した円筒部４８と上部周縁に
設けた後方に向う斜面部４９とを有する遮蔽板５
０の前面下部に、遮蔽板５０の周縁よりも少し内
側において前方に突出した突壁５１を有するデフ
レクタ５２を固着したものである。そしてこの油
分離装置４６をシリンダヘツド３０の吐出室３３
に組込むときには、円筒部４８を管状突起４１に
密着嵌合させるとともに、隔壁４２および受け段
４４に押し当てる。こうして油分離装置４６を組
込んだシリンダヘツド３０においては、油分離装
置４６によつて吐出室３３から仕切られた油収集
室５３が形成される上に、円筒部４８が管状突起
４１に嵌合することにより冷媒ガス通路５４が形
成され、さらに第７図にも示すように斜面部４９
の周縁部と隔壁４３との間に油通過用隙間５５が
形成され、また突壁５１と隔壁４３との間に油案
内溝５６が形成される。

さらにシリンダヘツド３０は、下部位置に油溜
り室５７を形成するとともに、この油溜り室５７
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を油収集室５３に連通させる連通孔５８を設け
る。

一方、弁板アセンブリ２９には油溜り室５７に
対向する部分に細孔５９ａを貫通させ、またケー
シング１０にも細孔５９ａに連通した細孔５９ｂ
を貫通させ、さらにフロシトハウジング１２にも
細孔５９ｂをシヤフトシール６０の内側のシール
室６１に連通させる細孔５９ｃを形成する。そし
てキヤピラリー等６２をこれらの細孔に通して細
孔５９ａ，５９ｂ，５９ｃやキヤピラリー等６２
にて油帰還路を構成させる。ここで全ての細孔５
９ａ，５９ｂ，５９ｃにわたつて一本のキヤピラ
リーを通してもよいし、また油溜り室５７におい
て油帰還路の手前に目づまり防止用の区筒状の金
網６３を備えるのは好ましいことである。シール
室６１は軸受１５部分の隙間を通してクランク室
１３に連通しているが、さらに主軸１６に設けた
通油孔６４をも介してクランク室１３に連通する
ようになす。なお吐出室３３とクランク室１３と
の圧力差に基いて吐出冷媒が逃げることによる圧
縮機の性能低下を防止するためには前記した如く
油帰還路に充分なキヤピラリー長さを確保すれば
よい。

このような構造の圧縮機において、クランク室
１３に貯留された潤滑油はロータ１４の回転によ
つてかき上げられ、ロータ１４の回転方向と同一
の方向にクランク室１３の内壁面を層状をなして
移動し、その際に圧力バランス路４０を通つて吸
入室３２内に流出する。この流出した潤滑油は吸
入ポート３８より吸入された冷媒と共にシリンダ
２６内に吸入され、ピストン２７の圧縮行程中に
シリンダ２６とピストン２７との隙間を通つて微
少量が冷媒に含まれたままクランク室１３に戻
り、その他は冷媒ガスに含まれたまま吐出室３３
に押出される。

こうして吐出室３３に吐出される潤滑油を含ん
だ冷媒ガスは、吐出弁を弁押え３７に接触するま
で押し曲げ、そして隔壁４３の内周壁面に衝突す
る。すると潤滑油の大部分は隔壁４３の内周壁面
に付着するが、冷媒ガスは方向をかえて冷媒ガス
通路５４を通つて吐出ポート３９から回路へ流出
する。隔壁４３の内周壁面の比較的上部位置に付
着した潤滑油は弁押え３７に沿つて外方に向けて
吐出される冷媒ガスによつて、上部の油通過用隙
間５５を通つて油収集室５３に押し込められる。
一方、隔壁４３の内周壁面の比較的下部位置に付
着した潤滑油は、吐出される冷媒ガスによつて油
案内溝５６に押し込められ、かつ第７図に矢印で
明示したように油案内溝５６に案内されつつ上部
に導かれ、油通過用隙間５５を通つて油収集室５
３に押し込められる。こうして冷媒ガスから分離
された油収集室５３に集められた潤滑油は連通孔
５８を通つて油溜り室５７に溜ることとなる。

油溜り室５７の潤滑油は、その油溜り室５７の
圧力がクランク室１３内の圧力よりもきわめて大
きいことにより、上述した油帰還路を通つてシー
ル室６１に流れてメカニカルシールを潤滑し、さ
らに主軸１６の中心の通油孔６４と軸受１５の隙
間との両方を通つてクランク室１３に戻る。軸受
１５の隙間よりクランク室１３に戻る潤滑油は、
軸受１５を潤滑する一方、フロントハウジング１
２の内壁面とロータ１４との間隔を通り、ロータ
１４の回転による遠心力によつて外方に飛散し、
そしてスラストニードルベアリング１７を潤滑す
る。また、主軸１６の通油孔６４を通つてクラン
ク室１３に戻る潤滑油は、ロータ１４と揺動板１
９との隙間に流入し、ロータ１４の回転による遠
心力によつて外方に飛散してスラストニードルベ
アリング１８および揺動板１９とロツド２８との
球関節継手部分を潤滑する一方、鋼球２１を支承
している部分にも流出してこの部分の潤滑も行
う。

また鋼球２１を支承している部分の潤滑は、揺
動中心軸体２０とね体２４とにそれぞれ細孔２０
ｃ，２４ａを設けることによつて行われうる。即
ち吐出室３３に充満した潤滑油を含む高圧の冷媒
ガスが固定ボルト３６の周囲の隙間を通つてさら
にねじ体２４の細孔２４ａ、揺動中心軸体２０の
穴２０ａおび細孔２０ｃを通つて鋼球２１の周囲
に達し、かつ揺動中心軸体２０と鋼体２１との隙
間からクランク室１３に洩れ、その際に鋼球２１
の支承部の潤滑を行う。

なお、クランク室１３から圧力バイパス路４０
を通つて吸入室３２に流出する潤滑油を、吐出室
３３内で油分離装置４６により分離してクランク
室１３に戻すとともに、その戻り途中で各部分の
潤滑を行わせる構成なので、その良好なる潤滑作
用を得るには圧力バランス路４０のクランク室１
〓〓〓〓
３内への開口をなるべくクランク室１３の内周壁
面に近くに選び、それにより多くの潤滑油が吸入
室３２が流出するようにした方が好ましい。こう
すれば潤滑を要求される部分に多くの潤滑油を供
給することが可能となり、良好なる潤滑作用が得
られる。

なお上述では特定の実施例について説明した
が、本発明はこれに限られることなく、各種の変
更が可能なことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図
はシリンダヘツド単体の正面図、第３図は圧力バ
ランス路を示した要部断面端面図、第４図はシリ
ンダヘツド部分の分解斜視図、第５図は油分離装
置の正面図、第６図は第５図の―線に沿つた
断面図、第７図はシリンダヘツドに油分離装置を
組合わせた状態の要部のみの正面図である。 １０……ケーシング、１１……シリンダブロツ
ク、１２……フロントハウジング、１３……潤滑
油の貯留室を兼ねたクランク室、１６……主軸、
２６……シリンダ、２７……ピストン、３０……
シリンダヘツド、３２……吸入室、３３……吐出
室、４０……圧力バランス路、４６……油分離装
置、５３……油収集室、５５……油通過用隙間、
５６……油案内溝、５７……油溜り室、６１……
シール室。 〓〓〓〓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダと該シリンダ内で往復摺動するピス
   トンとの隙間を通つてクランク室に洩れる冷媒を
   吸入経路に帰還させる圧力バランス路を備えた冷
   却用圧縮機において、シリンダヘツドの中央部の
   吐出室に配置された油分離装置を含み、該油分離
   装置は、上記吐出室の周壁面に対し上部にのみ油
   通過用隙間を残して上記吐出室を実質的に前後に
   二分した遮蔽板と、該遮蔽板の後面側に突設さ
   れ、該遮蔽板の前方空間を上記シリンダヘツドの
   吐出ポートに連通させた両端開口の筒部と、該遮
   蔽板の前面下部位置に上記吐出室の周壁面に対し
   間隔を残して突設され、上記吐出室の周壁面に沿
   つた前向きの油案内溝を形成する突壁とを有して
   おり、さらに該遮蔽板の後方空間よりなる油収集
   室を上記ピストンに駆動力を伝達するための主軸
   のシール室に連通させた油帰還路を設け、該上軸
   の回転の潤滑を上記油分離装置にて分離された潤
   滑油にて行うようにしたことを特徴とする潤滑装
   置。