WO2005111417A1

WO2005111417A1 - 圧縮機

Info

Publication number: WO2005111417A1
Application number: PCT/JP2005/002404
Authority: WO
Inventors: Hironobu Deguchi; Hiroshi Kanai
Original assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corporation
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2005-11-24
Also published as: JP2005330855A

Abstract

【課題】　吐出流路に設けられたオイル分離器で分離された潤滑オイルを効率良く軸封装置や滑り軸受に供給すること。【解決手段】　外部より回転力が伝達されて回転される駆動軸７と、この駆動軸７により揺動される斜板２１と、この斜板２１により往復動されるピストン１７とを備えた圧縮機において、吐出流路３５にオイル分離器３１が設けられ、このオイル分離器３１により潤滑オイルが分離される。分離されたオイルは、駆動軸７の後方に設けられた滑り軸受１４により画成される第１の隔離空間５０に導かれ、滑り軸受１４を潤滑する。そして、潤滑オイル導入流路５１を通って駆動軸７の前方に設けられた軸封装置１１及び滑り軸受１２により画成の第２の隔離空間６０に導かれ、軸封装置１１及び滑り軸受１２を潤滑し、さらに潤滑オイルは、第２の隔離空間６０とクランク室４との間に形成の還流流路６１からクランク室４へ圧力差によって導かれる。

Description

明細書

圧縮機

技術分野

[0001] この発明は、可変容量型の圧縮機において、オイル分離器により分離された潤滑オイルを軸封装置及び軸受に良好に供給することができるようにした圧縮機に関する背景技術

[0002] 従来、圧縮機にあって、回転軸 (駆動軸)を軸支する軸受には、焼付防止のため、潤滑油が供給されている。例えば特許文献 1に示されるような構成のものがある。即ち、駆動軸 6の先端側に設けられたリップシール 10と滑り軸受 7とにより区画された隔離空間 9aに、フロントハウジング 2に穿設した潤滑オイル通路 2bが接続され、クランク室 5からオイルが該通路 2bを通して前記隔離空間 9aに供給され、各リップシール 10 と、滑り軸受 7を潤滑する。そして、そのオイルを隔離空間 9aによりクランク室 5へ戻すための潤滑オイル通路 6aが回転軸 6に形成されて!、る。

特許文献 1：特開 2002 - 310067

[0003] 前記した特許文献 1では、クランク室内で回転部材（12, 13等）により攪拌された潤滑オイルと冷媒の混濁した液体が隔離空間 9aに導入され、ある、は内壁面に付着した潤滑オイルが重力の作用によって導入されるのみであるから、各潤滑部位に安定し且つ充分な潤滑オイルが供給されない不都合があり、潤滑オイル不足から焼付等の問題が起きていた。

[0004] そこで、この発明は、オイル分離器で分離された潤滑オイルの供給を効率良く軸封装置や滑り軸受に導入することを課題としている。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 上記課題を達成するために、この発明に係る圧縮機は、外部より回転力が伝達され、回転される駆動軸と、この駆動軸の回転により少なくとも揺動される斜板と、この斜板により往復動されるピストンとを備えた圧縮機において、圧縮機の吐出流体が流れる吐出流路に設けられ、冷媒から潤滑オイルを分離するオイル分離器と、前記駆動軸の後方に設けられ、前記オイル分離器により分離された潤滑オイルが供給され

、当該駆動軸に装着のシール構造により閉じられた第 1の隔離空間と、前記駆動軸の前方に設けられ、軸封装置により圧縮機外部と区画され、かつ前記した駆動軸後方のシール構造とは別体のシール構造によって前記クランク室と区画された第 2の隔離空間と、前記第 1の隔離空間と前記第 2の隔離空間と連通する潤滑オイル導入流路と、前記第 2の隔離空間から前記クランク室へ連通する還流流路とより成ることにある（請求項 1)。

[0006] これにより、オイル分離器で強制的に分離された潤滑オイルが第 1の隔離空間に流入されて、シール構造となる軸受を潤滑し、さらに潤滑オイル導入流路を介して第 2 の隔離空間内に流入する。そこで、軸封装置を潤滑すると共に、前方側のシール構造となる軸受を潤滑する。そして、潤滑オイルは還流流路カもクランク室内に戻される。このように、吐出圧が力かるオイル分離器とクランク室との圧力差により、潤滑オイルに流動性が与えられる。

[0007] 前記還流流路はフロントヘッドあるいは前記駆動軸のどちらか一方に形成したことにある（請求項 2)。これにより、潤滑オイルに圧力差が付加されることから、潤滑オイルを確実に軸封装置等に供給できる。

[0008] 前記オイル分離器と前記第 1の隔離空間との間の潤滑オイル流路に絞りが設けられている（請求項 3)。これにより、潤滑オイル圧を減圧することができる。前記シール構造として前記駆動軸を支える軸受がシールを兼ね備えている (請求項 4)。前記駆動軸を支える軸受には潤滑油導入流路から潤滑オイルが供給される (請求項 5)。また、前記駆動軸を支える軸受として滑り軸受が用いられる（請求項 6)。さらにまた、前記潤滑油導入流路は、駆動軸とは別体で、当該駆動軸内に設けられた中空軸であっても良い（請求項 7)。

[0009] 前記潤滑オイル導入流路には潤滑オイル圧送用のボンビング機構が設けられて!/ヽる（請求項 8)。これにより、潤滑オイルの流動性が高められる。前記ボンビング機構は、前記駆動軸端に設けた翼列である (請求項 9)。

[0010] 前記軸封装置はメカニカルシール (請求項 10)や、リップシール (請求項 11)が採用されている。このメカ-カルシールは、その摺動部材の少なくとも一部に焼成炭素系の材料あるいは炭化珪素系の材料が用いられている（請求項 12)。リップシールは

、その摺動部材の少なくとも一部にフッ素榭脂材料あるいは水素添加-トリルゴム系材料が用いられてヽる（請求項 13)。

[0011] 前記滑り軸受はスラスト荷重とラジアル荷重を受けることができる（請求項 14)、その構成は、環状部材と筒状部材を組み合わせることによりスラスト兼ラジアル荷重を受けるようにして、る（請求項 15)。

[0012] 前記第 1の隔離空間を画成する滑り軸受に、スラストギャップを解消する弾性体が当接され (請求項 16)、また弾性材料が当接されている (請求項 17)。

[0013] この圧縮機に用いられる圧縮媒体が二酸ィ匕炭素であるし (請求項 18)、また潤滑ォィルはポリアルキレングリコール系の基油であるし (請求項 19)、さらに圧縮機はクラッチレス圧縮機である (請求項 20)。

発明の効果

[0014] 以上のように、この発明によれば、オイル分離器によって分離された潤滑オイルはクランク室を介さずに直接軸封装置等に導くことができる。第 1及び第 2の隔離空間および潤滑オイル導入流路をクランク室と区画すると共に、還流流路を持つことから、潤滑オイルに吐出圧とクランク室圧との圧力差が持たされ、潤滑オイルに流動性を与えることができる。したがって、潤滑オイルのオイル量の確保のみならず流動性が確保されるので、軸封装置や軸受の摺動による発生熱をクランク室へ輸送'放散することができる。これにより、軸封装置や軸受の耐摩耗性が著しく向上させることができる。図面の簡単な説明

[0015] [図 1]この発明の実施例 1を示す断面図である。

[図 2]同上の軸封装置 11及び滑り軸受 12付近の拡大断面図である。

[図 3]同上の滑り軸受 14及び第 1の隔離空間 50付近の拡大断面図である。

[図 4]この発明の実施例 2を示し、軸封装置 11及び滑り軸受 12付近の拡大断面図である。

[図 5]この発明の実施例 3を示し、軸封装置 11及び滑り軸受 12付近の拡大断面図である。圆 6]この発明の実施例 4を示し、滑り軸受 14及び第 1の隔離空間 50付近の拡大断面図である。

[図 7]この発明の実施例 5を示し、滑り軸受 14及び第 1の隔離空間 50付近の拡大断面図である。

符号の説明

1 シリンダブロック

2 バノレブプレート

3 リアヘッド

4 クランク室

5 フロントヘッド

7 駆動軸

12 滑り軸受

12a 円筒部材

12b 環状部材

14 滑り軸受

14a 円筒部材

14b 環状部材

16 シリンダボア

17 片頭ピストン

18 スラストフランジ

21 斜板

25 吸入室

26 吐出室

29 支軸

30 圧力制御弁

31 オイル分離器

33 オイル分離室

35 吐出流路 37 潤滑オイル流路

50 第 1の隔離室

51 潤滑オイル導入流路

53 中空軸

56 翼列

57 穿設孔

58a, 58b, 58c 枝孔

Ό1 流流路

63 コイルスプリング

65 ねじ筒

66 弾性材料

67 ネジ加工

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

[0018] 図 1乃至図 3において、圧縮機の一例として冷凍サイクルに用いられるクラッチレスの可変容量型圧縮機が示されている。この圧縮機は、シリンダブロック 1と、このシリンダブロック 1のリア側（図中、右側）にバルブプレート 2を介して組み付けられたリアへッド 3と、シリンダブロック 1を覆うように組付けられ、シリンダブロックのフロント側（図中、左側）でクランク室 4を画成するフロントヘッド 5とを有して構成されている。これらフロントヘッド 5、バルブプレート 2、及び、リアヘッド 3は、締結ボルト 6により軸方向に締結され、圧縮機のハウジングを構成している。

[0019] フロントヘッド 5とシリンダブロック 1とによって画成されるクランク室 4には、一端がフロントヘッド 5から突出する駆動軸 7が収容されている。この駆動軸 7のフロントヘッド 5 力も突出した部分には、ボルト 8によって軸方向に固定された駆動プーリ 9が、フロントヘッド 5の円筒部 5aにベアリング 10を介して回転自在に外嵌されて、る。

[0020] また、この駆動軸 7の先端側は、フロントヘッド 5との間に設けられた軸封装置 11を介してフロントヘッド 5との間が気密よく封じられると共に滑り軸受 12にて回転自在に支持されており、駆動軸 7の後端側は、シリンダブロック 1の支持凹部 13に収容された滑り軸受 14にて回転自在に支持されて、る。

前記軸封装置 11は、メカ-カルシール又はリップシールが用いられ、メカ-カルシールの場合、その摺動部の一方に焼成炭素の材料あるいは炭化珪素系が採用されている。ここでは、摺動部の一方（固定側）がフロントヘッド 5と一体に設けられている。またリップシールの場合、その摺動部の一方にフッ素榭脂系の材料あるいは水素添加二トリルゴム系材料が採用される。なお、前記軸封装置 11及び滑り軸受 12, 14 に対するオイルの供給手段を下記に改めて説明する。

[0021] また、前記滑り軸受 12, 14は、円筒部材 (管状部材） 12a, 12a及び 14a, 14aが前記駆動軸 7の外周に摺動可能に 2つ軸方向に直列に配されてラジアル荷重を受けると共に、前方側の滑り軸受 12では、その軸封装置側に環状（円板状)部材 12bが配され、スラスト荷重を受けている。

[0022] また、後方側の滑り軸受 14では、そのリアヘッド側に環状（円板状)部材 14bが配され、スラストギャップを解消するためのコイルスプリング 63が当接しており、やはりスラスト荷重を受けている。前記した滑り軸受 12, 14の素材については、公知の材質を用いることができるもので、その材質を開示しな、。

[0023] シリンダブロック 1には、前記滑り軸受 14が収容される支持凹部 13と、この支持凹部 13を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア 16とが形成されており、それぞれのシリンダボア 16には、片頭ピストン 17が往復摺動可能に挿入されている。

[0024] 前記駆動軸 7には、クランク室 4内において、該駆動軸 7と一体に回転するスラストフランジ 18が固定されている。このスラストフランジ 18には、リンク部材 20を介して斜板 21が連結されている。

[0025] 斜板 21は、駆動軸 7に形成の長穴 22内に挿入の支軸 29を中心に傾動可能に取り付けられているもので、スラストフランジ 18の回転に同期して一体に回転するようになつている。そして、斜板 21は、その周縁部分が前後に設けられた一対のシユー 23を介して片頭ピストン 17の係合部 17bに係留されて、る。

[0026] したがって、駆動軸 7が回転すると、これに伴って斜板 21が回転し、この斜板 21の回転運動がシユー 23を介して片頭ピストン 17の直線往復運動に変換され、シリンダボア 16内においてピストン 17とバルブプレート 2とにより画成される圧縮室 24の容積が変更されるようになっている。なお、前記斜板 21を支える支軸 29はスプリング 36によりシリンダブロック 1方向に付勢されて、る。

[0027] リアヘッド 3には、吸入室 25とこの吸入室 25の周囲に連続的に形成された吐出室 2 6とが画成され、バルブプレート 2には、吸入室 25と圧縮室 24とを図示しない吸入弁を介して連通する吸入孔 27と、吐出室 26と圧縮室 24とを図示しない吐出弁を介して連通する吐出孔 28とが形成されている。

[0028] また、リアヘッド 3には、クランク室内の圧力を制御する圧力制御弁 30が装着されており、この圧力制御弁 30に吐出圧側と接続の吐出圧側接続通路 40、クランク室 4と接続のクランク室接続通路 41及び吸入室 25と接続の吸入圧側接続通路 42が接続されている。この圧力制御弁 30によってクランク室圧を制御することでピストンストローク、即ち吐出容量を調節するようにしている。

[0029] ここで、ピストンストロークは、ピストン 17の前面に力かる圧力、即ち圧縮室の圧力（シリンダボア内の圧力）と、ピストンの背面に力かる圧力、即ちクランク室 4内の圧力（クランク室圧 Pc)との差圧によって決定されるもので、クランク室圧を高くすれば、圧縮室とクランク室 4との差圧が小さくなるので、斜板 21の傾斜角（揺動角）が小さくなり、ピストンストロークは小さくなる。逆に、クランク室圧を低くすれば、圧縮室 24とクランク室 4との差圧が大きくなるので、斜板 21の傾斜角（揺動角）が大きくなり、ピストンストロークは大さくなる。

[0030] さらに、リアヘッド 3には、吐出室 26に吐出した吐出冷媒ガスに混在しているオイルを分離する遠心分離式のオイル分離器 31が設けられている。このオイル分離器 31 は、吐出室 26からの吐出流路 32にオイル分離室 33を備えているもので、このオイル分離室 33を上下方向に延びる空間によって形成し、その内部に上方から下方に向けて分離筒 34を挿入して構成されて、る。

[0031] したがって、吐出室 26から吐出流路 32を介して側方力もオイル分離室 33に吐出冷媒ガスが導入され、この導入された吐出冷媒ガスは、分離筒 34の周りを旋回しながら下方へ導かれ、その過程にぉヽて混在してヽる潤滑オイルが分離されるようになつている。そして、潤滑オイルが分離された吐出冷媒ガスは、分離筒 34を介してオイル分離器 31の上端に形成された吐出流路 35から送出し、分離された潤滑オイルは、下記するオイル供給手段を介して前記軸封装置 11及び前記滑り軸受 12, 14に供給される。即ち、オイルは、オイル分離室 33の底部に形成された潤滑オイル流路 37 を介して流出し、オイル分離室 33より下方に配されたオイル溜り室 38に貯められるようになつている。

[0032] このオイル溜り室 38は、吸入室 25の内側、即ち、リアヘッド 3の中央部に設けられているもので、シリンダブロック 1とバルブプレート 2とを固定するためのボルト 39が収容され、このボルト 39には、軸方向に絞りとなる通孔 39aが形成され、該通孔 39aが第 1の隔離空間 50に開口している。したがって、オイルは第 1の隔離空間 50に流される力その際に通孔 39aの絞り作用にて潤滑オイルの圧力が低下される。

[0033] 第 1の隔離空間 50は前記した支持凹部 13と、駆動軸 7の後端と、前記したシール構造となる滑り軸受 14とで囲まれる空間で、潤滑オイルが満たされている。この潤滑オイルは滑り軸受 14を潤滑すると共に、潤滑オイル導入流路 51に流入する。

[0034] 潤滑オイル導入流路 51は、中心に縦孔 52を持つ中空軸 53等で構成され、前記中空軸 53は、前記駆動軸 7の中心に形成の縦孔 54に挿入されている。この潤滑オイル導入流路 51を介してオイルを他の部位に流すために翼列 56が前記駆動軸 7の後端に設けられ、駆動軸 7の回転に伴って回転されてポンプ作用が行われる。なお、前記中空軸 53は、図 4,図 5に示すように駆動軸 7にねじ込まれ、または圧入されている。

[0035] 潤滑オイル導入流路 51の左端は、駆動軸 7に穿設した穿設孔 57となっており、その枝孔 58a, 58b, 58cが前記したシール構造となる滑り軸受 12及び軸封装置 11等により構成される第 2の隔離空間 60に連通している。この第 2の隔離空間 60は、潤滑オイル導入流路 51を介して供給される潤滑オイルが満たされ、この潤滑オイルが軸封装置 11を潤滑する。

[0036] 第 2の隔離空間 60内の潤滑オイルに流れを与えるために、前述の滑り軸受 12の外周に添ってフロントヘッド 5に形成の還流流路 61が圧力の低、前記クランク室 4まで伸び、第 2の隔離空間 60内のオイルを圧力差によりクランク室 4内に流している。このために、第 2隔離空間 60の圧力が第 1の隔離空間 50の圧力よりも低下して、オイルに流れが与えられる。なお、還流流路 61として、前記実施例と異なり、図示しないが、駆動軸 7又は滑り軸受 12に形成しても良い。

[0037] 図 4,図 5において、この発明の第 2,第 3の実施例が示されている。図 4に示す例では、潤滑オイル導入流路 51を構成する中空軸 53が、その先端に設けられたねじ筒 65にて駆動軸 7にねじ込まれて取付られる実施例が示され、また滑り軸受 12は、複数の筒状 (管状)部材 12aが駆動軸 7とフロントヘッド 5との間に設けられ、ラジアル荷重を受け、複数の環状（円板状)部材 12bがフロントヘッド 5とスラストフランジ 18との間に設けられ、スラスト荷重を受けて、荷重の性質ごとに分担を図っている。

そして、潤滑オイル導入流路 51を介して送られる潤滑オイルは、穿設孔 57から各枝孔 58a, 58bを介して筒状部材 12a、環状部材 12bに送られ、また枝孔 58cを介して軸封装置 11にも送られる。

[0038] 図 5に示す例では、潤滑オイル導入流路 51を構成する中空軸 53が、その先端を駆動軸 7に圧入して取付られる実施例が示され、また、滑り軸受 12は、複数の筒状（管状)部材 12aと、その前後に配された複数の環状（円板状)部材 12bとを組み合わせてスラスト及びラジアル荷重を受ける構成としている。この実施例 2, 3において、その他の部分は前述の実施例 1と同一のため同一の番号を付して説明を省略する。

[0039] 図 6,図 7において、この発明の第 4, 5の実施例が示されている。図 6に示す例では、スラストギャップを解消するためのパネ荷重を発生させるために、滑り軸受 14の環状部材 14bにゴム等の弾性材料 66が設けられている。また図 7に示す例では、ラジアル及びスラスト荷重を受ける滑り軸受 14の端に直接コイルスプリング 63が設けられ、スラストギャップの解消を図っている。また前述した潤滑オイル導入流路 51内を流れる潤滑オイルの流動性の向上のために、ポンプ作用をなすネジカ卩ェ 67が施されている。その他の部分は実施例 1と同一のため同一の番号を付して説明を省略する。なお、前述のコイルスプリング 63に代わってコ-カルヮッシャ等のパネ座金でも良い。

Claims

請求の範囲

[1] 外部より回転力が伝達され、回転される駆動軸と、

この駆動軸の回転により少なくとも揺動される斜板と、

この斜板により往復動されるピストンとを備えた圧縮機において、

圧縮機の吐出流体が流れる吐出流路に設けられ、冷媒から潤滑オイルを分離するオイル分離器と、

前記駆動軸の後方に設けられ、前記オイル分離器により分離された潤滑オイルが供給され、当該駆動軸に装着のシール構造により閉じられた第 1の隔離空間と、前記駆動軸の前方に設けられ、軸封装置により圧縮機外部と区画され、かつ前記した駆動軸後方のシール構造とは別体のシール構造によって前記クランク室と区画された第 2の隔離空間と、

前記第 1の隔離空間と前記第 2の隔離空間と連通する潤滑オイル導入流路と、前記第 2の隔離空間から前記クランク室へ連通する還流流路とより成ることを特徴とする圧縮機。

[2] 前記還流流路はフロントヘッドあるいは前記駆動軸のどちらか一方に形成したことを特徴とする請求項 1記載の圧縮機。

[3] 前記オイル分離器と前記第 1の隔離空間との間の潤滑オイル流路に絞りが設けられたことを特徴とする請求項 1記載の圧縮機。

[4] 前記シール構造として前記駆動軸を支える軸受がシールを兼ね備えることを特徴とする請求項 1記載の圧縮機。

[5] 前記駆動軸を支える軸受に前記潤滑油導入流路から潤滑オイルが供給されるようにしたことを特徴とする請求項 1記載の圧縮機。

[6] 前記駆動軸を支える軸受として滑り軸受が用いられることを特徴とする請求項 4又は 5記載の圧縮機。

[7] 前記潤滑オイル導入流路は、駆動軸と別体で、当該駆動軸内に設けられた中空軸であることを特徴とする請求項 1記載の圧縮機。

[8] 前記潤滑オイル導入流路には潤滑オイル圧送用のボンビング機構を設けたことを特徴とする請求項 1又は 7記載の圧縮機。

[9] 前記ボンビング機構は、前記駆動軸端に設けた翼列であることを特徴とする請求項 8記載の圧縮機。

[10] 前記軸封装置はメカニカルシールであることを特徴とする請求項 1記載の圧縮機。

[11] 前記軸封装置はリップシールであることを特徴とする請求項 1記載の圧縮機。

[12] 前記メカ-カルシールは、その摺動部材の少なくとも一部に焼成炭素系の材料あるいは炭化珪素系の材料が用いられていることを特徴とする請求項 10記載の圧縮機。

[13] 前記リップシールは、その摺動部材の少なくとも一部にフッ素榭脂材料あるいは水素添加-トリルゴム系材料であることを特徴とする請求項 11記載の圧縮機。

[14] 前記滑り軸受はスラスト荷重とラジアル荷重を受けることができることを特徴とする請求項 6記載の圧縮機。

[15] 前記滑り軸受は環状部材と筒状部材を組み合せによりスラスト兼ラジアル荷重を受けることができる請求項 14記載の圧縮機。

[16] 前記第 1の隔離空間を画成する滑り軸受に、スラストギャップを解消する弾性体が当接していることを特徴とする請求項 1, 5, 14又は 15記載の圧縮機。

[17] 前記第 1の隔離空間を画成する滑り軸受に、スラストギャップを解消する弾性材料が当接していることを特徴とする請求項 1, 5, 14又は 15記載の圧縮機。

[18] 圧縮媒体が二酸ィ匕炭素であることを特徴とする請求項 1から 17のいずれか 1つに記載の圧縮機。

[19] 前記潤滑オイルがポリアルキレングリコール系の基油であることを特徴とする請求項

1から 18のいずれか 1つに記載の圧縮機。

[20] 圧縮機としてクラッチレス圧縮機であることを特徴とする請求項 1から 19のいずれか

1つに記載の圧縮機。