JP3203890B2 - 往復動型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調用に供して好
適な圧縮機に係り、詳しくは単頭ピストンを内装した多
気筒往復動型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に車両空調用に供される圧縮機はエ
ンジンによって駆動されるため、回転数の変動範囲がき
わめて広く、とくに高負荷時や高回転時に、軸封装置を
含む回転摺動部分の十分な給油による潤滑が行われない
と、圧縮機の寿命に大きな影響を与えることになる。

【０００３】往復動型圧縮機として知られている斜板
式、揺動板式等の圧縮機においては、通常クランク室が
潤滑油の貯槽も兼ねる形で設けられており、回転摺動部
分の潤滑は専らブローバイガスに含まれてクランク室内
へ還元される油成分や、貯留油の遠心流動に依存する形
態で行われている。そして構造上、潤滑油が進入し難い
軸封装置に対しては、クランク室の内壁を伝って流動す
る潤滑油を積極的に導く導入孔なども設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧縮機
が上述した苛酷な条件下で運転されると、その発熱によ
り潤滑油の温度も上昇して粘度が低下し、このような厳
しい潤滑状況が繰返されれば、焼付やガス漏れなど圧縮
機の信頼性を損う事故を誘起することにもなりかねな
い。

【０００５】このため、クランク室を形成するフロント
ハウジングに低圧回路と接続される吸入口を開設し、低
温の帰還冷媒（吸入ガス）をクランク室からシリンダブ
ロックを経由てしリヤハウジングの吸入室へ案内するよ
うに構成し、この吸入ガス中に含まれる油成分で潤滑を
を行うことも提唱されているが、かかる方式では吸入ガ
スの流れに随伴する油成分が多くなって、これをクラン
ク室に残留させることが難しく、また、クランク室に冷
媒が停滞した際には潤滑油の希釈が進展して、逆に潤滑
機能が低下するといった問題も生じる。

【０００６】本発明は、潤滑方式の改良によりあらゆる
運転条件下においても圧縮機の信頼性を確保すること
を、解決すべき技術課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題解決の
ため、複数のボアを並設したシリンダブロックと、クラ
ンク室を形成して該シリンダブロックの一端を閉塞する
フロントハウジングと、内方域に吐出室、外方域には吸
入室を形成し、かつ吸入孔及び吐出孔をもつ弁板を介し
て該シリンダブロックの他端を閉塞するリヤハウジング
と、上記クランク室内に延在する駆動軸に固着された斜
板要素と、該斜板要素と連係して上記ボア内を直動する
単頭ピストンとを備えた往復動型圧縮機において、上記
吸入室を周方向に区画する隔壁を設けてその近傍に低圧
回路と接続される吸入口を開設するとともに、上記シリ
ンダブロック及び弁板には、吸入室内の上記隔壁を挟む
領域と上記クランク室とを個別に連通する導通路を貫設
してなる新規な構成を採用している。

【０００８】本発明の好適な形態として、上記隔壁を挟
む領域のうち上記吸入口から遠隔した側にある一方は、
該領域に開口する上記導通路及び少なくとも一つの吸入
孔を内包して更なる隔壁により個室化してもよく、ま
た、上記導通路のいずれか一方は、上記吸入室内の領域
とフロントハウジングに内装された軸封装置とを直接的
に連通すべく形成することもできる。

【０００９】

【作用】駆動軸と共に回転する斜板要素と連係した単頭
ピストンがボア内を直動することによって圧縮仕事が開
始されると、隔壁によって区画された吸入室内は流路抵
抗によって吸入口に近い領域と遠い領域との間に圧力差
を生じる。しかし圧縮機が低速で運転されている間は、
両導通路が個別に開口されているこれら二つの領域の圧
力差は比較的小さく、しかもブローバイガスによってク
ランク室圧力が高い状態にあるため、ブローバイガスは
両導通路から吸入室へと還流されて従来装置と同様各ボ
アに吸入される。

【００１０】そしてかかる状態から圧縮機が高速運転に
切換えられると、上述した二つの領域の圧力差が大きく
なって、吸入口に遠い領域の圧力が格段に低下するた
め、吸入室から各吸入孔を経由してボアに吸入される通
常のガス流と並行して、吸入口に近い領域から一方の導
通路を介してクランク室に向う流れと、クランク室から
他方の導通路を介して吸入口に遠い領域へと向う流れの
二つのガス流が生起する。その結果クランク室内の回転
摺動部分や軸封装置は、該クランク室を経由して流動す
る低温の吸入ガス及びこれに含まれる油成分によっても
合理的に潤滑され、かつ冷却される。

【００１１】

【実施例】以下、図に基づいて本発明の実施例を具体的
に説明する。図１において、圧縮機の外郭の一部を構成
するシリンダブロック１の前端にはフロントハウジング
２が結合され、同後端には吸入室５及び吐出室６が形成
されたリヤハウジング３が弁板４を介して結合されてい
る。そしてフロントハウジング２内に形成されたクラン
ク室７には、動力源に連結された駆動軸８が挿通され、
該駆動軸８はシリンダブロック１及びフロントハウジン
グ２にそれぞれラジアル軸受２０及び２１を介して回転
自在に支承されている。クランク室７内の駆動軸８上に
は回転斜板９が固着され、該回転斜板９の後面側には揺
動板１０が相対回転可能に支持され、かつ外縁部に設け
た案内部１０ａが通しボルト１１と係合することにより
自転が拘束されるとともに、シリンダブロック１に貫設
されたボア１２内の単頭ピストン１３と該揺動板１０と
はコンロッド１４により連節されている。したがって、
駆動軸８の回転運動が回転斜板９を介して揺動板１０の
前後揺動に変換され、単頭ピストン１３がボア１２内を
往復動することにより、各吸入孔１５及び吸入弁（図示
せず）を介して吸入室５からボア１２内へ吸入された冷
媒ガスが、圧縮されつつ吐出弁（図示せず）及び吐出孔
１６を介して吐出室６へ吐出される。

【００１２】また、シリンダブロック１の軸心部分には
クランク室７内へ突出したボス部１ａが形成されて、該
ボス部１ａに穿設された中心軸孔には上記ラジアル軸受
２０が内装圧入されており、該ラジアル軸受２０に支承
された駆動軸８の後端は、中心軸孔内に収納されたスラ
ストレース２２及び皿ばね２３によって支持されてお
り、該皿ばね２３の付勢力は、該駆動軸８に固着された
回転斜板９とフロントハウジング２との間に介装された
スラスト軸受２４により受承されている。なお、１７は
フロントハウジング２に内装された軸封装置１８へ積極
的に含油冷媒を案内する導入孔である。

【００１３】次いで本発明のもっとも特徴とする吸入冷
媒を活用した潤滑方式について更に詳しく説明する。図
１のＡーＡ線断面を示す図２、並びに図２のＢーＢ線展
開断面を示す図３から理解されるように、リヤハウジン
グ３内に凹設された環状の吸入室５は、ボア挟間に対応
すべく形成された隔壁３０によって周方向に区画され、
該隔壁３０の近傍に位置する吸入室５の底壁には低圧回
路に接続される吸入口１９が開設されている。そして上
記シリンダブロック１及び弁板４には、吸入室５内の該
隔壁３０を挟む二つの領域とクランク室７とを個別に連
通する導通路が貫設されており、詳しくは吸入口１９に
近い領域Ｐに開口されているのが第１導通路３１ａであ
り、吸入口１９に遠い領域Ｑに開口されているのが第２
導通路３１ｂである。

【００１４】したがって、駆動軸８と共に回転する斜板
要素（回転斜板９及び揺動板１０）と連係した単頭ピス
トン１３がボア１２内を直動することによって圧縮仕事
が開始されると、上記隔壁３０によって区画された吸入
室５内は流路抵抗によって吸入口１９に近い領域Ｐと遠
い領域Ｑとの間に圧力差を生じる。しかし圧縮機が低速
で運転されている間は、上記第１、第２導通路３１ａ、
３１ｂが個別に開口されているこれら二つの領域Ｐ、Ｑ
の圧力差は比較的小さく、しかもブローバイガスによっ
てクランク室圧力が高い状態にあるため、ブローバイガ
スは両導通路３１ａ、３１ｂから吸入室５へと還流され
て従来装置と同様各ボア１２に吸入される。 そしてか
かる状態から圧縮機が高速運転に切換えられると、上述
した二つの領域Ｐ、Ｑの圧力差が大きくなって、吸入口
１９に遠い領域Ｑの圧力が格段と低下するため、吸入室
５とクランク室７との間には、領域Ｐ＞クランク室７＞
領域Ｑなる圧力勾配が生じ、吸入室５から各吸入孔１５
を経由してボア１２に吸入される通常のガス流と並行し
て、領域Ｐから第１導通路３１ａを介してクランク室７
に向う流れと、クランク室７から第２導通路３１ｂを介
して領域Ｑへと向う流れの二つのガス流が生起する。そ
の結果クランク室７内の回転摺動部分や軸封装置１８に
は、該クランク室７を経由して流動する低温の吸入ガス
及びこれに含まれる油成分が、直接若しくは導入孔１７
を介して供給され、要部の潤滑、冷却に一層有効に作用
する。

【００１５】図４は本発明の他の実施例を示すもので、
本実施例は、吸入室５内の隔壁３０Ａを挟む領域Ｐ、Ｑ
のうち上記吸入口１９に遠い領域Ｑを、該領域Ｑに開口
された上記第２導通路３１ｂ及び少なくとも一つの吸入
孔１５を内包して、更なる隔壁３０Ｂによって個室化し
たものである。すなわち、領域Ｑの個室化により上記第
１、第２導通路３１ａ、３１ｂが開口する両領域Ｐ、Ｑ
に一層確実な圧力差を生じさせ、吸入室５とクランク室
７との間に惹起される領域Ｐ＞クランク室７＞領域Ｑな
る圧力勾配を大きくして、クランク室７を経由する吸入
ガスの流量を十分確保するようにしたものである。

【００１６】なお、上記隔壁３０Ａ、３０Ｂによって個
室化された領域Ｑを、領域Ｐを含む残余の領域と完全に
離断すべく構成すると、仮に第１、第２導通路３１ａ、
３１ｂの通路断面積が不十分な場合、該領域Ｑ内に開口
された吸入孔１５と対応するボア１２に吸入効率の低下
を生じるため、上記隔壁３０Ａ、３０Ｂの少なくとも一
方（図は双方）には、領域Ｑと、領域Ｐを含む残余の領
域との適度の流通を許す間隙Ｓが与えられている。

【００１７】図５は本発明の更に他の実施例を示すもの
で、本実施例は上記第１、第２導通路３１ａ、３１ｂの
いずれか一方を延在させ、上記吸入室５内の領域Ｐ、Ｑ
と、上記フロントハウジング２に内装された軸封装置１
８とを直接的に連通すべく形成したものである。すなわ
ち、前実施例に示す例えば第１導通路３１ａは、クラン
ク室７に開口されることなく、そのままフロントハウジ
ング２に形成された副導通路３１ａ′に接続されて軸封
装置１８の収容室に開口されており、具体的にはクラン
ク室７の内壁の一部を図に鎖線で示す局部断面のように
膨出させ、該膨出部２ａに設けた穿孔と、フロントハウ
ジング２の外郭部に倣って設けた各穿孔とを順次接続さ
せることにより、上記副導通路３１ａ′が形成されてい
る。なお、３５は盲蓋である。

【００１８】したがって、吸入室５内の領域Ｐから第１
導通路３１ａ及び副導通路３１ａ′によって案内された
吸入ガスは、優先的に軸封装置１８に供給され、更にラ
ジアル軸受２１やスラスト軸受２４などを経由する間に
これら各要素の潤滑、冷却を果したのち、クランク室
７、第２導通路３１ｂ、領域Ｑ及び吸入孔１５を経て対
応するボア１２に吸入される。つまり本実施例ではとく
に潤滑不良に基づく加熱劣化によってガス漏れなどの事
故を生じやすい軸封装置１８を、より積極的に防護する
ものであり、圧縮機の延命にきわめて有効である。な
お、軸封装置１８との直接的な接続は吸入ガスの往路を
なす第１導通路３１ａに限るものでなく、同復路を構成
する第２導通路３１ｂに置換えて実施することは勿論可
能である。

【００１９】また、上記各実施例は全て吸入ガスのごく
一部をクランク室７に導くものであり、冒頭述べたごと
き吸入ガスの全量をクランク室７に導入させる方式に比
べて、吸入ガスの流れに随伴する油成分は至って少な
く、クランク室７内の残油量に及ぼす影響や停滞冷媒に
よる潤滑油の希釈といった問題も、実質的に無害な程度
に軽微である。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明は、吸入室
内に積極的に醸成した圧力差を利用し、吸入ガスの一部
がクランク室を巡って迂回流動すべく構成したものであ
るから、かかる低温の吸入ガス及びこれに含まれる油成
分により、とくに高回転時における回転摺動部分の潤
滑、冷却を良好に果すことができる。

【００２１】また、当該吸入ガスを直接的に軸封装置を
経由すべく構成したものでは、きわめて劣化しやすい軸
封装置を優先、かつ効果的に防護することができる。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【００２３】

【図１】本発明の実施例に係る圧縮機の全容を示す断面
図。

【００２４】

【図２】図１のＡーＡ線断面図。

【００２５】

【図３】図２のＢーＢ線展開断面図。

【００２６】

【図４】本発明の他の実施例を示す図２の同様の断面
図。

【００２７】

【図５】本発明の更に他の実施例の要部を示す一部切欠
断面図。

【００２８】

【符号の説明】

１はシリンダブロック、２はフロントハウジング、３は
リヤハウジング、４は弁板、５は吸入室、７はクランク
室、１２はボア、１５は吸入孔、１８は軸封装置、１９
は吸入口、３０は隔壁、３１ａは第１導通路、３１ｂは
第２導通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱岡 貴裕 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 天野 晃浩 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 徳永 英二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のボアを並設したシリンダブロック
   と、クランク室を形成して該シリンダブロックの一端を
   閉塞するフロントハウジングと、内方域に吐出室、外方
   域には吸入室を形成し、かつ吸入孔及び吐出孔をもつ弁
   板を介して該シリンダブロックの他端を閉塞するリヤハ
   ウジングと、上記クランク室内に延在する駆動軸に固着
   された斜板要素と、該斜板要素と連係して上記ボア内を
   直動する単頭ピストンとを備えた往復動型圧縮機におい
   て、上記吸入室を周方向に区画する隔壁を設けてその近
   傍に低圧回路と接続される吸入口を開設するとともに、
   上記シリンダブロック及び弁板には、吸入室内の上記隔
   壁を挟む領域と上記クランク室とを個別に連通する導通
   路を貫設してなる往復動型圧縮機。
2. 【請求項２】上記隔壁を挟む領域のうち上記吸入口から
   遠隔した側にある一方は、該領域に開口された上記導通
   路及び少なくとも一つの吸入孔を内包して更なる隔壁に
   より個室化されてなる請求項１記載の圧縮機。
3. 【請求項３】上記導通路のいずれか一方は、上記吸入室
   内の領域と上記フロントハウジングに内装された軸封装
   置とを直接的に連通すべく形成されてなる請求項１又は
   ２記載の圧縮機。