(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室、該クランク室に設置され駆動軸によって回転する斜板、前記駆動軸に平行して設けられた複数のシリンダボア、該シリンダボア内を往復動するピストン、前記斜板の回転運動を往復動に変換して前記ピストンに伝えるシュー等を有してなり、前記ピストンのピストンロッドの先端部を斜板をまたいでシリンダボア側部と反シリンダボア側部とに分かれる二股状部となし、該二股状部のシリンダボア側部及び反シリンダボア側部の前記斜板と対向するそれぞれの面に凹部を設け、該凹部に前記シューを係合保持してなる片側斜板式圧縮機において、前記二股状部の前記反シリンダボア側部に前記凹部と前記クランク室とを連通する導孔を設けたことを特徴とする片側斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記斜板の前記シリンダボアに面する部分に、このシリンダボアの存する側のクランク室内空間とシリンダボアの存しない側のクランク室内空間とを連通する貫通穴を設けたことを特徴とする請求項１記載の片側斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記二股状部の前記シリンダボア側部の前記凹部底面に、前記導孔の軸線上に窪みを設けたことを特徴とする請求項１記載の片側斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記シューを半球状シューとし、また前記凹部を半球状凹部とすると共に該半球状シューの球面部を前記半球状凹部に係合し、該半球状シューの平面部を前記斜板の周縁部と摺接する摺接面としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の片側斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記半球状シューに、該半球状シューの平面部から球面部の頂部にかけて貫通する導孔を設けたことを特徴とする請求項４記載の片側斜板式圧縮機。
【請求項６】
使用する冷媒を１、１、１、２−テトラフルオロエタンとしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の片側斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用空気調和機等において、冷媒用圧縮機として使用される片側斜板式圧縮機に関し、特に、ピストンロッドに係合するシューの潤滑に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クランク室、該クランク室に設置され駆動軸によって回転する斜板、前記駆動軸に平行して設けられた複数のシリンダボア、該シリンダボア内を往復動するピストン、前記斜板の回転運動を往復動に変換して前記ピストンに伝えるシュー等を有してなる従来の片側斜板式圧縮機として、例えば特開昭６０−１７５７８３号公報に記載のものがある。この片側斜板式圧縮機によれば、ピストンロッドの先端部を斜板をまたいでシリンダボア側部と反シリンダボア側部とに分かれる二股状部となし、該二股状部のシリンダボア側部及び反シリンダボア側部の前記斜板と対向するそれぞれの面に半球状凹部を設け、該半球状凹部に半球状のスライディングシュー（本発明の半球状シューに相当）を係合保持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の圧縮機においては、車輛を長期にわたり停止し放置しておくと、凝縮器、蒸発器、圧縮機等各部の温度差によって、圧縮機のクランク室内に冷媒が凝縮液化して溜まったり、逆に、圧縮機のクランク室内の冷媒が蒸発気化したりする。また、この現象が繰り返されることにより、クランク室内の潤滑油が圧縮機外に持ち出されて、半球状のスライディングシュー、斜板等の摺接面が乾いてしまう現象が、代替フロン採用後の最近になって市場で見られるようになってきた。尚、従来この種問題が少なかったのは、冷媒ガス中に含まれる塩素が固体潤滑作用を有していたことによると言われている。
【０００４】
クランク室の潤滑油が圧縮機外に持ち出され、摺接部に潤滑油が無くなってしまった状態（貧潤滑状態）で始動した場合、斜板は下部に僅かでも潤滑油が溜まっていれば、斜板自体が回転することにより、斜板の周縁に潤滑油が引き伸ばされる。即ち、斜板が一回転すると斜板の周縁部は全体に潤滑油が付着する。従って、斜板と半球状のスライディングシューとの間はこの潤滑油が引き伸ばされるため、短時間で貧潤滑状態が解消される。
一方、半球状凹部内面と半球状のスライディングシューとの間は、クランク室内に漂うミスト状の潤滑油或いはシリンダボアとピストンとの隙間から漏れ出してくるブローバイガス中の潤滑油が供給されるようになっている。即ち、この潤滑油の供給は、クランク室内空間に露出しているシューの球面部に付着した潤滑油が、斜板の回転に伴うシューの揺動によって両者間全体に引き伸ばされることにより得られるのであり、この引き伸ばしにはある程度の時間を必要とする。このため、上記の半球状のスライディングシューの平面部と斜板との間の摺接面に比し、潤滑油は供給されにくい。
特に、ブローバイガスは二股状部のシリンダボア側部の半球状のスライディングシューには流れ易いが、反シリンダボア側部の半球状のスライディングシューには、斜板がブローバイガスの流れを遮っているため流れにくい。
従って、二股状部のシリンダボア側部の半球状のスライディングシューと半球状凹部との間の摺接面は比較的潤滑され易いが、反シリンダボア側部の半球状のスライディングシューと半球状凹部内面との間の摺接面は潤滑されにくい。従って、カシリや焼き付けによるロックが最も生じ易いという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、貧潤滑状態から圧縮機起動の際、潤滑油を必要とする部位の中で、最も潤滑油が付着しにくい二股状部の反シリンダボア側部のシューと半球状凹部内面との間の摺接面に潤滑油を供給しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、吸入室と隔離されたクランク室、該クランク室に設置され駆動軸によって回転する斜板、前記駆動軸に平行して設けられた複数のシリンダボア、該シリンダボア内を往復動するピストン、前記斜板の回転運動を往復動に変換して前記ピストンに伝えるシュー等を有してなり、前記ピストンのピストンロッドの先端部を斜板をまたいでシリンダボア側部と反シリンダボア側部とに分かれる二股状部となし、該二股状部のシリンダボア側部及びシリンダボア側部の前記斜板と対向するそれぞれの面に凹部を設け、該凹部に前記シューを係合してなる片側斜板式圧縮機において、該二股状部の反シリンダボア側部に前記凹部と前記クランク室とを連通する導孔を設けたたものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の片側斜板式圧縮機において、前記斜板の前記シリンダボアに面する部分に、該シリンダボアの存する側のクランク室内空間とシリンダボアの存しない側のクランク室内空間とを連通する貫通穴を設けたものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の片側斜板式圧縮機において、前記二股状部のシリンダボア側部の凹部底面に、前記導孔と同軸上に窪みを設けたものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の片側斜板式圧縮機において、前記シューを半球状シューとし、また前記凹部を半球状凹部とすると共に該半球状シューの球面部を前記半球状凹部に係合し、該半球状シューの平面部を前記斜板の周縁部と摺接する摺接面としたものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の記載の片側斜板式圧縮機において、前記半球状シューに、該半球状シューの平面部から球面部の頂部にかけて貫通する導孔を設けたものである。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれか１項に記載の片側斜板式圧縮機において、使用する冷媒を１、１、１、２−テトラフルオロエタンとしたものである。
【００１２】
請求項１に記載の片側斜板式圧縮機において、駆動軸により斜板が回転され、シューを介しピストンが往復動されて、シリンダボア内で冷媒ガスの圧縮が行われる。この圧縮運転開始と共にシリンダボア内からピストンとシリンダボアとの隙間を通って、ブローバイガスがクランク室内へ漏れ出る。そして、このブローバイガス中にミスト状に存在する潤滑油が、ピストンロッドの二股状部の反シリンダボア側部に設けられた導孔を通して、反シリンダボア側部のシューと凹部内面との摺接部に導入され、この部分の潤滑が行われる。
【００１３】
請求項２に記載の片側斜板式圧縮機においては、圧縮運転開始と共にブローバイガスが、斜板のシリンダボアに面する部分に設けられた貫通穴を通して、斜板のシリンダボアの存しない側のクランク室内空間へ供給される。そして、この供給されたブローバイガス中の潤滑油が、二股状部の反シリンダボア側部の導孔を通して、シューと凹部との摺接面に供給され、良好な潤滑が行われる。
【００１４】
請求項３に記載の片側斜板式圧縮機においては、ピストンロッドの二股状部のシリンダボア側部の凹部底面の窪みが貯油穴として機能するので、運転停止の間に貧潤滑状態になることを回避できる。従って、該凹部とシューとの摺接面は、運転開始時この窪みに貯油された潤滑油により潤滑される。
【００１５】
請求項４に記載の片側斜板式圧縮機においては、シューを半球状としたことにより、シューの３次元的摺動或いはそれ自体の凹部内での回転等の動きが可能となるので、斜板の傾角の変動に対し安定した摺接を行うことができ、信頼性が高くなる。
【００１６】
請求項５に記載の片側斜板式圧縮機においては、斜板の周縁部は、自らの回転によりクランク室の下部に溜まっている潤滑油に触れ、斜板の一回転により全域に潤滑油が付着するので、斜板周縁部の両側と半球状シューの平面部との摺接面部は、運転開始後迅速に潤滑油が供給される。そして、この潤滑油が半球状シューに形成された導孔から半球状シューの球面部と半球状凹部の内面との摺接面に供給される。また、反シリンダボア側部の半球状シューの球面部と半球状凹部の球面部との摺接面には、上記潤滑油の供給に加え、前記のように二股状部の反シリンダボア側部の導孔からもクランク室のミスト状の潤滑油が導入供給される。従って、両作用により極めて効率の良い潤滑が行われる。
【００１７】
請求項６に記載の片側斜板式圧縮機においては、使用冷媒が塩素を含まない代替フロンであるので、修理等により仮に大気に放出されることがあってもオゾン層破壊の問題を生じない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下この発明を実施した第一の実施の形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、シリンダブロック２１は圧縮機全体のハウジングの一部を構成し、その前端面にはフロントハウジング２２が接合されると共に、後端面にはリヤハウジング２３が弁板２４を介して接合されている。
【００１９】
駆動軸２５は前記フロントハウジング２２及びシリンダブロック２１の中央に、一対のラジアルベアリング２６、２７を介して支持されている。
複数のシリンダボア２８は前記駆動軸２５の軸線と平行な軸線上に位置するように、シリンダブロック２１の両端部間に同一円周上で所定間隔おきに貫通形成され、それらの内部には片頭型のピストン２９が往復動可能に嵌挿されている。そして、クランク室３０がシリンダブロック２１の前面側において、シリンダブロック２１とフロントハウジング２２との間に区画形成されている。
【００２０】
ラグプレート３１は、クランク室３０内において駆動軸２５に一体回転可能に止着されている。支持アーム３２は、ラグプレート３１に突設され、その先端には駆動軸２５の軸線と交差する方向に延びる一対のガイド孔３３が形成されている。
ほぼ円盤状をなす斜板３５は、駆動軸２５に傾動可能に嵌挿され、その前面には一対の球状連結体３６が突設されている。そして、この球状連結体３６が支持アーム３２のガイド孔３３に回動及び摺動自在に係入することによって、斜板３５がラグプレート３１に対して傾角の変更可能にヒンジ結合されている。
【００２１】
駆動軸２５上において、斜板３５とラグプレート３１との間にはバネ３８が介装されている。斜板３５は、このバネ３８により、傾角を減少させる方向に向かって付勢されている。３９はストッパで、駆動軸２５の中央に配設され、斜板２５が傾角の減少方向に移動されたとき、このストッパ３９が斜板２５に係合して、斜板２５の最小傾角位置が規制される。
【００２２】
ピストンロッド４０は、斜板３５の周縁部３７をまたいでシリンダボア側部４１ａと反シリンダボア側部４１ｂとの二股状部４１に形成されている。そして、該二股状部４１の両側部４１ａ、４１ｂの斜板３５に対向するそれぞれの面には、半球状凹部４１ｃ、４１ｄが形成されている。
半球状シュー４５は、その球面部を半球状凹部４１ｃ，４１ｄに係合し、また、その平面部を斜板３５の周縁部３７の両側面との摺接面４６としている。
このように、斜板３５は、その周縁部３７において一対の半球状シュー４５を介して各ピストン２９のピストンロッド４０に連結されている。なお、半球状シュー４５は斜板３５の両側一対でほぼ球体をなしている。
【００２３】
ピストンロッド４０の二股状部４１の反シリンダボア側部４１ｂには、半球状凹部４１ｄとクランク室３０とを連通する導孔５０が設けられ、クランク室３０内のミスト状の潤滑油が半球状凹部４１ｄの内面へ導入されるように構成されている。
また、  ピストン２９の外周面には、軸線方向に延びるように切欠部５１が形成され、シリンダボア２８からクランク室３０へブローバイガスが円滑に流れるようになっている。
【００２４】
リヤハウジング２３は環状外周部と中央部とに区画形成され、外周部が吸入室５５、中央部が吐出室５６とされ、それぞれは図示しない冷媒回路の吸入配管、吐出配管に接続されている。また、吸入室５５は吸入弁機構５７を介し、吐出室５６は吐出弁機構５８を介し、それぞれシリンダボアに接続されている。そして、冷媒回路には１、１、１、２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）が封入されている。
なお、クランク室３０は吸入室５５及び吐出室５６とは隔離されており、図示しない固定絞りを介して吸入室５５と、また、図示しない制御弁を介して吐出室５６とそれぞれ連通されている。そして、固定絞り及び冷房負荷に応じた制御弁の作用により、クランク室３０の圧力が調節されている。
【００２５】
次に、以上のように構成された片側斜板式圧縮機について動作を説明する。
この圧縮機の運転は車輛エンジン等の駆動源により行われる。該駆動源により駆動軸２５を介してラグプレート３１が回転されると、球状連結体３６を介して斜板３５が回転され、斜板３５の傾角に応じたストロークで各ピストン２９が往復動される。これにより、冷媒ガスが吸入室５５から各シリンダボア２８の圧縮室内に吸入され、圧縮された後吐出室５６に吐出される。そして、吐出室５６の冷媒ガスは冷媒回路に供給されて冷房作用した後、吸入室５５に吸入される。
また、ピストン２９の背面側に作用するクランク室３０の圧力と各ピストン２９の前面に作用するシリンダボア２８内の圧縮室の圧力との差圧に応じて、斜板３５の傾角が変更され、圧縮機の容量が調節される。
【００２６】
上記圧縮運転時には、シリンダボア２８とピストン２９との隙間からクランク室３０内にミスト状の潤滑油を含む冷媒ガスがブローバイされ、その潤滑油がクランク室３０の内部に滞留される。また、吐出室５６で冷媒から分離された潤滑油が小径の通路（図示しない）を介してクランク室３０に導かれて、クランク室３０内部に滞留される。
このようにして、クランク室３０内に滞留された潤滑油の一部は、ラグプレート３１及び斜板３５の回転によって巻き上げられミスト状となって、各部の摺接面、摺動部に供給される。
【００２７】
貧潤滑状態から片側斜板式圧縮機を始動した場合、クランク室３０の下部に溜まっていた潤滑油は、斜板３５が一回転することにより、斜板３５の周縁部３７全域に付着し、その付着した潤滑油が、半球状シュー４５の平面部と斜板３５の周縁部３７側面との摺接面４６に供給される。
また、ピストン２９とシリンダボア２８との隙間からのブローバイガスが、クランク室３０内全域に拡がり充満する。特に、シリンダボア側部４１ａの半球状シュー４５と半球状凹部４１ｃとの摺接面に対しては、ブローバイガスが直接的に供給される。従って、該ブローバイガス中の潤滑油は、この摺接面に比較的容易に供給される。
また、クランク室３０内にミスト状に浮遊している潤滑油が、前記二股状部４１の反シリンダボア側部４１ｂに設けられた導孔５０を通じて、二股状部４１の反シリンダボア側部４１ｂの半球状シュー４５と半球状凹部４１ｄとの摺接面に供給される。
【００２８】
以上のように構成した本実施形態によれば、以下のような優れた効果を奏する。
（ａ）  圧縮機の運転開始と共に、クランク室３０内ミスト状に存在する潤滑油が、ピストンロッド４０の二股状部４１の反シリンダボア側部４１ｂに設けられた導孔５０を通して、半球状シュー４５と半球状凹部４１ｄ内面との摺接部に導入されるので、従来最も潤滑油が付着しにくいとされていたこの摺接面が効率よく潤滑される。
（ｂ）  シューを半球状シュー４５としたことにより、半球状シュー４５は、３次元的な摺動或いは半球状凹部４１ｃ，４１ｄ内でのそれ自身の回転が可能となり、斜板３５の傾角の変動に対し安定した摺接を行うことができ、信頼性が高くなる。
（ｃ）  使用冷媒が塩素を含まない代替フロンであるので、修理等により仮に大気に放出されることがあってもオゾン層破壊の問題を生じない。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施形態を図２に基づき説明する。
この第２の実施形態においては、斜板３５のシリンダボア２８に面する部分に、シリンダボアの存する側のクランク室内空間とシリンダボアの存しない側のクランク室内空間とを連絡する貫通穴５２を設けている。従って、図２の点線矢印の如く、ピストン２９とシリンダボア２８との隙間から流れてくるブローバイガスが、この貫通穴５２を通じて迅速にシリンダボアの存しない側の空間に流れるので、二股状部４１の反シリンダボア側部４１ｂの導孔５０を介して半球状シュー４５と半球状凹部４１ｄとの摺接面に潤滑油がより迅速に効率よく供給される。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施形態を図３に基づき説明する。
この第３の実施形態においては、二股状部４１のシリンダボア側部４１ａの半球状凹部４１ｃの底部に窪み５３を設けている。この窪み５３は、反シリンダボア側部の導孔５０と同心とされ、ドリルで導孔５０を孔明けする際、同時にそのドリルの先端で加工される。従って、この加工は極めて容易である。また、この窪み５３は、貯油穴として機能し、該凹部４１Ｃと半球状シュー４５との摺接面が運転停止の間に貧潤滑状態になることを回避できる。従って、この摺接面は、運転開始時この窪みに貯油された潤滑油により潤滑される。
【００３１】
次に、本発明の第４の実施形態を図４に基づき説明する。
この第４の実施形態においては、半球状シュー４５の平面部から球面部の頂部にかけて貫通する導孔５４を設けたものである。従って、二股状部４１の反シリンダボア側部の半球状シュー４５の球面部と半球状凹部４１ｄの内面との摺接面へは、次の二つの作用により潤滑油が供給される。
（イ）  クランク室３０内のミスト状潤滑油が二股状部４１の反シリンダボア側部４１ｂの導孔５０を通じて導入される。
（ロ）  斜板３５の回転により、斜板３５の周縁部３７にクランク室３０の下部に溜まっている潤滑油が付着し、この潤滑油が半球状シュー４５の導孔５４を通じて導入される。
従って、潤滑が良好に行われる。
【００３２】
次に、本発明の第５の実施形態を図５に基づき説明する。
この第５の実施形態においては、第４の実施形態における半球状シュー４５の導孔５４の端部を拡げたもので、潤滑油の導入、導出を容易にしたものである。
【００３３】
次に、本発明の第６の実施形態を図６に基づき説明する。
この第６の実施形態においては、第４の実施形態の半球状シュー４５の平面部に、半球状シュー４５自身の回転方向（図６の実線矢印）に曲がった湾曲凹溝５９を放射状に設けたものである。斜板３５の周縁部３７に付着した潤滑油を導孔５４に集め易くしたものである。
【００３４】
次に、本発明の第７の実施形態を図７に基づき説明する。
この第７の実施形態においては、第４の実施形態の半球状シュー４５の平面部に直線凹溝６０を放射状に設けたものである。斜板３５の周縁部３７に付着した潤滑油を導孔５４に集め易くしたものである。
【００３５】
なお、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
（Ａ）  シューを、平板状のものとすること。
（Ｂ）  シューの形状を、完全球を半分に割った半球とすること。或いは、  長円球状の球を半分に割った半球とすること。
（Ｃ）  ＨＦＣ−１３４ａ以外の冷媒を塩素を含まない他の代替フロンとすること。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１の発明によれば、最も潤滑されにくいピストンロッドの二股状部の反シリンダボア側部の凹部とシューとの摺接面に、二股状部の反シリンダボア側部に設けた導孔から、クランク室内のミスト状潤滑油が供給されるので、車両を長期間放置した後に始動しても効率よく潤滑され、カシリ、焼き付けなどの支障が生じない。
請求項２の発明によれば、斜板に設けた貫通穴を通して、ピストンとシリンダボアとの隙間からのブローバイガスがシリンダボアの存しないクランク室内空間側にも迅速に流れるので、ピストンロッドの二股状部の反シリンダボア側部の半球状シューと半球状凹部との摺接面が迅速に潤滑される。
請求項３の発明によれば、ピストンロッドの二股状部のシリンダボア側部の半球状凹部の底部の窪みが、貯油穴として機能するので、車両の長期間放置後の始動であっても良好な潤滑が得られる。また、この窪みは、二股状部の反シリンダボア側部の導孔と同軸上にあるので、簡単な加工により製作できる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、シューを介する斜板とピストンとの摺接係合の機能が安定する。
請求項５の発明によれば、半球状シューと半球状凹部の摺接面に、ミスト状潤滑油の供給以外に斜板の周縁部に付着した潤滑油も供給されるので、より潤滑性能が良好となる。
請求項６の発明によれば、塩素を含有しない冷媒を使用するので、大気圏のオゾン層破壊の虞れがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の片側斜板式圧縮機を示す断面図。
【図２】第２の実施形態に係わり、要部であるシュー回りの拡大断面図。
【図３】第３の実施形態に係わり、要部であるシュー回りの拡大断面図。
【図４】第４の実施形態に係わり、要部であるシュー回りの拡大断面図。
【図５】第５の実施形態に係わり、要部であるシューの拡大断面図。
【図６】第６の実施形態に係わり、要部であるシューの拡大斜視図。
【図７】第７の実施形態に係わり、要部であるシューの拡大斜視図。
【符号の説明】
２１…シリンダブロック、２２…フロントハウジング、２３…リヤハウジング、２５…駆動軸、２８…シリンダボア、２９…ピストン、３０…クランク室、３５…斜板、３７…周縁部、４０…ピストンロッド、４１…二股状部、４１ａ…シリンダボア側部、４１ｂ…反シリンダボア側部、４１ｃ…半球状凹部、４１ｄ…半球状凹部、４５…半球状シュー、４６…摺接面、５０…導孔、５２…貫通穴、５３…窪み、５４…導孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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