(57)【要約】【課題】電磁制御弁を用いてクランク圧を調整する斜板式圧縮機において、最大能力運転時にも発熱摺動部を潤滑することのできる斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】斜板式圧縮機１には、リップシール８の近傍で潤滑路２６を介してクランク室６に連通する経路２５を一端とする制御経路と、制御経路の他端を構成する経路２２及び経路２８の連通と経路２９及び経路３０の連通とを切替可能な電磁制御弁２１とが設けられている。最大能力運転時に、電磁制御弁２１が間欠的に経路２９及び経路３０の連通を遮断し、経路２２及び経路２８を連通することにより、吐出室１７内の作動流体を、潤滑油を同伴させながら、間欠的にクランク室６内に導入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室内のクランク圧を制御することによって、作動流体の吐出容量が調節される斜板式圧縮機において、
前記クランク室内に設けられた発熱摺動部と、
吐出室と、
一端が前記発熱摺動部の近傍で前記クランク室に連通する制御経路と、
前記制御経路の他端と接続され、前記制御経路と前記吐出室とを連通可能とする電磁制御弁と
を備え、
前記斜板式圧縮機が最大容量で運転されているときに、前記電磁制御弁に通電される電流を制御することにより、間欠的に前記制御経路と前記吐出室とを連通して前記吐出室内の作動流体を前記発熱摺動部へ導入することを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記発熱摺動部の温度または前記発熱摺動部周辺の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記温度検出手段によって検出された温度に基づいて、前記電磁制御弁が間欠的に前記制御経路と前記吐出室とを連通して前記吐出室内の作動流体を前記発熱摺動部へ導入することを特徴とする請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記発熱摺動部は、リップシールであることを特徴とする請求項１または２に記載の斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記制御経路の少なくとも一部は、断熱部材によって覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、斜板式圧縮機に係り、特に、電磁制御弁を用いてクランク圧を調整する斜板式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の斜板式圧縮機の構造が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載される斜板式圧縮機では、駆動軸の軸心に、クランク圧の調整のための制御ガスが流通する圧力制御通路が設けられている。圧力制御通路は、リップシール及び制御弁を介した吐出室と連通する通路を有している。そして、制御弁は、熱負荷が低く、吸入圧力が制御弁に設定された吸入圧力制御点より低くなると、吐出室の潤滑油を多く含んだ制御ガスを、圧力制御通路に導入し、リップシールと連通する通路を介して、リップシールに供給する。これにより、リップシールは潤滑される。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１７９８７４号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
最大能力運転時、つまり最大容量運転時には、作動流体の循環量が多く、クランク室内を対流する潤滑油を含んだ作動流体ガスにより摺動部品の潤滑が行われる。しかしながら、最大容量運転時には、吐出室とリップシールとを連通する制御弁内の通路が閉じられているため、駆動軸内の圧力制御通路から発熱摺動部としてのリップシール及びベアリングを通ってクランク室へと抜ける作動流体の循環はほとんどない。更にリップシール及びベアリング周辺は、駆動軸との摺動による発熱のため、クランク室内と比較して温度が高くなっており、発熱摺動部周辺圧力がクランク室内圧力より若干高くなっている。そのため、クランク室内からベアリング及びリップシールへの作動流体の循環も厳しい状態となっており、発熱摺動部の耐久性が低下するおそれがある。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、電磁制御弁を用いてクランク圧を調整する斜板式圧縮機において、最大能力運転時にも発熱摺動部を潤滑することのできる斜板式圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
クランク室内のクランク圧を制御することによって、作動流体の吐出容量が調節される斜板式圧縮機において、クランク室内に設けられた発熱摺動部と、吐出室と、一端が発熱摺動部の近傍でクランク室に連通する制御経路と、制御経路の他端と接続され、制御経路と吐出室とを連通可能とする電磁制御弁とを備え、斜板式圧縮機が最大容量で運転されているときに、電磁制御弁に通電される電流を制御することにより、間欠的に制御経路と吐出室とを連通して吐出室内の作動流体を発熱摺動部へ導入することを特徴とする。吐出室内の潤滑油が作動流体に同伴されて、間欠的に、電磁制御弁を介して制御経路を通り、クランク室内へ導入されるので、発熱摺動部が潤滑される。
発熱摺動部の温度または発熱摺動部周辺の温度を検出する温度検出手段を備え、温度検出手段によって検出された温度に基づいて、電磁制御弁が間欠的に制御経路と吐出室とを連通して吐出室内の作動流体を発熱摺動部へ導入するようにしてもよい。発熱摺動部または発熱摺動部周辺の温度が所定温度以上の場合に発熱摺動部を冷却することにより、発熱摺動部が所定温度以下に維持される。
発熱摺動部は、リップシールであってもよい。
制御経路の少なくとも一部は、断熱部材によって覆われていることが好ましい。クランク室内へ導入される作動流体は電磁制御弁を通過する際に温度が低下するが、作動流体が制御経路を通過する際に、制御経路の外部と断熱されるので、発熱摺動部が効率的に冷却される。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、斜板式圧縮機の吐出容量が最大容量の場合において、電磁制御弁が間欠的に制御経路と吐出室とを連通して、吐出室内の潤滑油を作動流体に同伴させてクランク室内へ導入するので、発熱摺動部を潤滑することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に示されるように、この実施の形態１に係る斜板式圧縮機１は、シリンダブロック２、フロントハウジング３、弁板４及びリヤハウジング５で形成されるハウジングを備えている。シリンダブロック２の前端にはフロントハウジング３が接合し、後端には弁板４を介してリヤハウジング５が接合している。シリンダブロック２とフロントハウジング３とによってクランク室６が形成されている。
【０００９】
クランク室６内には、フロントハウジング３及びシリンダブロック２の中央に、駆動シャフト７がラジアルベアリング１５により回転可能に設けられている。駆動シャフト７の前端外周とフロントハウジング３との間には、リップシール８が設けられ、クランク室６とフロントハウジング３の外部とをシールしている。クランク室６において、駆動シャフト７上には、回転支持体９が駆動シャフト７と一体的に回転するように固定されている。回転支持体９とフロントハウジング３の内壁面との間には、スラストベアリング１０が設けられている。ここで、リップシール８、スラストベアリング１０及びラジアルベアリング１５はそれぞれ、発熱摺動部を構成する。
【００１０】
また、クランク室６内には、円盤状の斜板１１が、斜板１１の中心を駆動シャフト７が貫通するようにして、駆動シャフト７に取り付けられている。さらに、斜板１１は、駆動シャフト７に垂直な面に対する傾斜角度を変更可能に、リンク部１２を介して回転支持体９に接続されている。このような構成により、斜板１１は、駆動シャフト７の軸方向へのスライド移動を伴いながら、駆動シャフト７と一体的に回転するようになっている。
斜板１１の外周部には、複数のピストン１３が、シリンダブロック２に向かって延びるように、シュー１４を介して連結されている。ピストン１３は、シリンダブロック２に形成されたシリンダボア１６に、往復動可能に収容されている。斜板１１が駆動シャフト７の軸方向へスライド移動を伴いながら回転することにより、ピストン１３はシリンダボア１６内を往復動するようになっている。
【００１１】
リヤハウジング５の中央部には吐出室１７が設けられ、図示しない吐出開口を介して外部の作動流体回路に接続されている。一方、リヤハウジング５内の外周部には、吸入室１８が環状に設けられ、図示しない吸入開口を介して外部の作動流体回路に接続されている。
弁板４には、シリンダボア１６ごとに、シリンダボア１６を吸入室１８に連通するための吸入ポート１９と、シリンダボア１６を吐出室１７に連通するための吐出ポート２０が設けられている。
【００１２】
また、リヤハウジング５内には、電磁制御弁２１が設けられている。電磁制御弁２１は、一端がクランク室６に連通する経路２９の他端と、一端が吸入室１８に連通する経路３０の他端とを連通するようになっている。また、電磁制御弁２１は、一端が吐出室１７に連通する経路２８の他端と、経路２２の一端とを連通するようにもなっている。経路２２は電磁制御弁２１から弁板４に向かって延び、他端が、弁板４内に形成された経路２３の一端と連通している。経路２３の他端は、シリンダブロック２内に設けられた経路２４の一端と連通している。経路２４の他端は、駆動シャフト７内に、駆動シャフト７の軸方向に形成された経路２５の一端と連通している。経路２５の他端２５ａは、クランク室６と潤滑路２６を介して連通すると共に、リップシール８の近傍に位置している。電磁制御弁２１は、経路２９と経路３０との連通、及び経路２８と経路２２との連通を切り替えることにより、どちらか一方の連通を選択するようになっている。ここで、経路２２，２３，２４，２５は、クランク室６内の圧力であるクランク圧（Ｐｃ）を調整するために、クランク室６内へ導入される作動流体が流通する制御経路を構成する。また、経路２５は制御経路の一端を、経路２２は制御経路の他端を構成する。
電磁制御弁２１には、斜板式圧縮機１の外部に設けられると共に電磁制御弁２１を作動させる制御装置２７が、電気的に接続されている。
【００１３】
次に、この実施の形態１に係る斜板式圧縮機１の動作について説明する。
図示しない駆動源によって駆動シャフト７が回転すると、斜板１１が駆動シャフト７の軸方向へスライド移動を伴いながら回転することにより、ピストン１３がシリンダボア１６内を往復動する。外部の作動流体回路を循環する作動流体が、吸入室１８から吸入ポート１９を介して各シリンダボア１６内に入り、ピストン１３によって圧縮される。圧縮された作動流体は、吐出ポート２０を介して吐出室１７へ放出され、外部の作動流体回路を循環する。
【００１４】
斜板式圧縮機１の吐出量が最大容量の場合には、制御装置２７の制御電流がオンのままとなり、電磁制御弁２１は経路２９と経路３０とを連通させる。これにより、クランク室６内の作動流体は、経路２９を流通して吸入室１８へ抜き出される。作動流体には潤滑油が含まれており、この潤滑油はクランク室６内に滞留し、回転支持体９及び斜板１１の回転に巻き上げられてクランク室６内を潤滑する。これにより、スラストベアリング１０及びラジアルベアリング１５が潤滑される。また、クランク室６内の潤滑により、潤滑路２６を介してリップシール８も潤滑されるが、クランク室６内の作動流体は斜板式圧縮機１の稼動中に温度が上昇するので、冷却を要するリップシール８の冷却が妨げられてしまう。
【００１５】
そこで、斜板式圧縮機１の吐出量が最大容量の場合には、次のような制御を行う。図２に示されるように、制御装置２７の制御電流を間欠的にオフにする。制御装置２７は、制御電流がオンとなっている時間の割合であるデューティ比が９５％となるように制御する。これにより、斜板式圧縮機１の稼働時間の５％の時間に相当する割合で、制御装置２７の制御電流が間欠的にオフとなるが、制御装置２７の制御電流がオフになると、電磁制御弁２１は経路２２と経路２８とを連通させる。すると、吐出室１７内の作動流体は、吐出室１７内にて作動流体から分離された潤滑油を同伴して電磁制御弁２１を通過する。電磁制御弁２１を通過する際、作動流体は絞られて温度が低下する。電磁制御弁２１を通過後、作動流体は経路２２，２３，２４，２５及び潤滑路２６を順次流通して、クランク室６内に導入される。作動流体は、経路２５から潤滑路２６へ流通する際、リップシール８に吹きかかる。これにより、リップシール８は、作動流体によって冷却されると共に作動流体に同伴される潤滑油により潤滑される。クランク室６内に導入された作動流体は、ピストン１３の外周面とシリンダボア１６との隙間からシリンダボア１６内に流入し、吸入ポート１９を介して吸入室１８内へ抜き出される。
この動作が、斜板式圧縮機１の稼働時間の５％の時間に相当するように、適当な間隔で間欠的に行われるので、斜板式圧縮機１の稼動中に温度の上昇するリップシール８が周期的に冷却される。
【００１６】
また、斜板式圧縮機１の吐出量を調節する場合には、斜板１１の傾きを調整してピストン１３のストロークを調整する。斜板１１の傾きは、クランク室６内の圧力（クランク圧Ｐｃ）とシリンダボア１６の内圧との差によって調整される。通常は、クランク圧Ｐｃを制御することによって、斜板１１の傾きが調整される。クランク圧Ｐｃの制御は、制御装置２７が電磁制御弁２１を作動させてクランク室６内へ作動流体を導入する動作と、クランク室６内の作動流体を抜き出す動作とを交互に行い、それぞれの動作が行われる時間の割合を調整することによって行われる。
【００１７】
例えば、デューティ比の設定を９５％から４０〜７０％の範囲に変更する。すると、吐出室１７からクランク室６内へ作動流体が導入される時間の割合が大きくなる。ピストン１３の外周面とシリンダボア１６との隙間からシリンダボア１６を介して、クランク室６内の作動流体が吸入室１８内へ抜き出される流量は、吐出室１７内の作動流体がクランク室６内へ導入される流量よりも小さいので、クランク圧Ｐｃは高くなる。クランク圧Ｐｃが高くなると斜板１１の傾きが小さくなり、ピストン１３のストロークが小さくなって、斜板式圧縮機１の吐出量が小さくなる。すなわち、デューティ比の設定を小さくするほど、斜板式圧縮機１の吐出量が小さくなる。したがって、デューティ比を４０〜７０％に制御することにより、斜板式圧縮機１の吐出容量を可変できる。
【００１８】
このように、一端がリップシール８の近傍でクランク室６に連通する制御経路と、制御経路及び吐出室１７を連通可能とする電磁制御弁２１とを備えた斜板式圧縮機１において、斜板式圧縮機１が最大容量で運転されているときに、電磁制御弁２１が間欠的に経路２９と経路３０との連通を遮断し、経路２２と経路２８とを連通する。すると、吐出室１７内の作動流体が、間欠的に電磁制御弁２１及び制御経路を介してクランク室６へ導入される。作動流体は、電磁制御弁２１による絞り効果によって温度が低下することにより、斜板式圧縮機１の稼動中に温度の上昇したリップシール８に吹きかかる。これにより、適当な間隔で周期的にリップシール８を冷却することができる。また、クランク室６へ導入される作動流体には、潤滑油が同伴されているので、リップシール８の潤滑も同時に行うことができる。
【００１９】
この実施の形態１では、斜板式圧縮機１の吐出量が一定の場合に、デューティ比を９５％に設定しているが、この値に限定されるものではない。斜板式圧縮機１が使用される環境及び条件等によって、適当な値を設定することができる。また、吐出容量を変更する際のデューティ比の設定値４０〜７０％についても同様に、適当な値を設定することができる。
【００２０】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る斜板式圧縮機について説明する。尚、以下の実施の形態において、図１の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態２に係る斜板式圧縮機は、実施の形態１に対して、リップシール８の温度に基づいて、間欠的に電磁制御弁２１を切り替える動作を行うようにしたものである。
図３に示されるように、斜板式圧縮機４０には、フロントハウジング３の内部に埋め込まれるように、温度検出手段である温度センサ４１が設けられている。温度センサ４１は、制御装置２７と電気的に接続されている。制御装置２７は、温度センサ４１が検出する温度に基づいて電磁制御弁２１を制御するようになっている。その他の構成については、実施の形態１と同じである。
【００２１】
実施の形態１と同様にして、斜板式圧縮機４０が起動すると、斜板式圧縮機４０によって圧縮された作動流体は、外部の作動流体回路を循環する。斜板式圧縮機４０の吐出容量が一定の場合には、デューティ比１００％の設定となっている。すると、クランク室６内の作動流体は、斜板式圧縮機４０の稼動中温度が上昇するので、リップシール８の冷却が妨げられて、リップシール８の温度が上昇する。リップシール８の温度が上昇すると、フロントハウジング３の温度も上昇する。そして、温度センサ４１によって検出される温度が所定温度になると、実施の形態１と同じように、制御装置２７が制御電流を間欠的にオフすることにより、電磁制御弁２１を適当な間隔で間欠的に切り替えるようになる。これにより、リップシール８の温度が徐々に低下し、所定温度まで低下すると、この動作を終了する。また、リップシール８の冷却と共に潤滑も同時に行われる。
【００２２】
このように、リップシール８周辺の温度を検出する温度センサ４１を備え、温度センサ４１によって検出された温度に基づいて、電磁制御弁２１が間欠的に経路２９と経路３０との連通を遮断し、経路２２と経路２８とを連通することにより、吐出室１７内の作動流体を、潤滑油を同伴させながらクランク室６内へ導入するようにしたので、リップシール８の温度を所定温度以下に維持することができると共にリップシール８を潤滑することができる。
【００２３】
この実施の形態２では、温度センサ４１を、フロントハウジング３の内部に埋め込むように設けているが、この形態に限定されるものではない。リップシール８の温度を直接検出するようにしたり、クランク室６内の作動流体の温度を検出するようにしてもよい。すなわち、リップシール８の温度またはリップシール８周辺の温度を検出することができれば、どのような形態であってもよい
【００２４】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る斜板式圧縮機について説明する。この発明の実施の形態３に係る斜板式圧縮機は、実施の形態１に対して、制御経路を断熱部材で覆ったものである。
図４に示されるように、斜板式圧縮機５０は、経路２２，２３，２４，２５が断熱部材５１によって覆われている。その他の構成については、実施の形態１と同じである。
【００２５】
このように、経路２２，２３，２４，２５が断熱部材５１によって覆われていることにより、吐出室１７内の作動流体が電磁制御弁２１に絞られて温度が低下した後、経路２２，２３，２４，２５を流通する際に、それぞれの経路の外部からの熱移動が遮断されるので、実施の形態１及び２の場合よりも温度の低い作動流体がクランク室６内に導入される。これにより、リップシール８の冷却効果を向上することができる。
【００２６】
実施の形態３では、経路２２，２３，２４，２５の全てに断熱部材５１を覆っているが、この形態に限定されるものではない。経路２２，２３，２４，２５の一部に断熱部材５１を覆うようにしても、実施の形態１及び２に比べてリップシール８の冷却効果を向上することができる。
【００２７】
実施の形態１〜３では、電磁制御弁２１は、クランク室６及び吐出室１７の連通と、クランク室６及び吸入室１８の連通とを切り替えるものであるが、これに限定するものではない。電磁制御弁２１として、クランク室６及び吐出室１７の連通と遮断とを行う制御弁、いわゆる入れ側制御弁を使用してもよい。
また、作動流体による冷却及び潤滑の対象部品をリップシール８としたが、これに限定するものではない。経路２５の端部２５ａを他の発熱摺動部付近に位置させることにより、他の発熱摺動部も冷却と共に潤滑することができる。他の発熱摺動部としては、スラストベアリング１０やラジアルベアリング１５、リンク部１２等が挙げられる。
さらに、実施の形態１〜３では、制御経路が駆動シャフト７内を通るように設けられているが、この形態に限定されるものではない。ハウジングを通るように、制御経路を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る斜板式圧縮機の断面図である。
【図２】この実施の形態１に係る斜板式圧縮機の制御電流の変化の一例を表した図である。
【図３】この実施の形態２に係る斜板式圧縮機の断面図である。
【図４】この実施の形態３に係る斜板式圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，４０，５０  斜板式圧縮機、６  クランク室、８  リップシール（発熱摺動部）、１０  スラストベアリング（発熱摺動部）、１２  リンク部（発熱摺動部）、１５  ラジアルベアリング（発熱摺動部）、１７  吐出室、２１  電磁制御弁、２２，２３，２４，２５  経路（制御経路）、３１  温度センサ（温度検出手段）、４１  断熱部材。
【図１】
2006207392.tif 000003
【図２】
2006207392.tif 000004
【図３】
2006207392.tif 000005
【図４】
2006207392.tif 000006