(57)【要約】【課題】  潤滑油封入量を増加させることなく、高速回転時にクランク室内に充分量の潤滑油が残留する固定容量往復動圧縮機を提供する。【解決手段】  吸入室と、吐出室と、クランク室と、シリンダボアと、シリンダボアに往復動可能に収容されたピストンと、駆動軸とを備え、駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換して、吸入室からシリンダボアへ吸入された冷媒を圧縮し、吐出室に排出する固定容量往復動圧縮機であって、吐出室とクランク室とを連通させる連通路と、連通路の開度を調整する開度調整手段とを備え、開度調整手段は吐出圧領域の２地点間の差圧が所定値以上の時に連通路を開放する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入室と、吐出室と、クランク室と、シリンダボアと、シリンダボアに往復動可能に収容されたピストンと、駆動軸とを備え、駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換して、吸入室からシリンダボアへ吸入された冷媒を圧縮し、吐出室に排出する固定容量往復動圧縮機であって、吐出室とクランク室とを連通させる連通路と、連通路の開度を調整する開度調整手段とを備え、開度調整手段は吐出圧領域の２地点間の差圧が所定値以上の時に連通路を開放することを特徴とする固定容量往復動圧縮機。
【請求項２】
開度調整手段は、吐出室と吐出ポートの間の冷媒通路に配設され前後差圧に応答して変位する差圧応答部材と、差圧応答部材の変位に追随して前記連通路の開度を調整する弁体と、弁体の開閉動作点を設定する弾性部材とを有し、弁体は差圧応答部材の前後差圧が所定値以上の時に前記連通路を開放することを特徴とする請求項１に記載の固定容量往復動圧縮機。
【請求項３】
差圧応答部材は冷媒通路に摺動可能に内嵌合していることを特徴とする請求項１又は２に記載の固定容量往復動圧縮機。
【請求項４】
差圧応答部材外周面と冷媒通路内周面との間の隙間が、冷媒の流れを制限する絞りを形成していることを特徴とする請求項２又は３に記載の固定容量往復動圧縮機。
【請求項５】
差圧応答部材外周面及び／又は冷媒通路内周面に、周溝が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の固定容量往復動圧縮機。
【請求項６】
前記連通路に冷媒の流れを制限する絞りが形成され又は配設されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の固定容量往復動圧縮機。
【請求項７】
前記絞りの入口側にフィルターが配設されていることを特徴とする請求項６に記載の固定容量往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定容量往復動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ピストンリングの配置を改善することにより、圧縮時にシリンダボアからクランク室へ漏洩する冷媒ガス量を増加させ、クランク室内に残留する潤滑油量を増加させた固定容量往復動圧縮機が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１６５０４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
クランク室内に残留する潤滑油量は、冷媒循環量、すなわち圧縮機回転数の増加に伴って減少する傾向にあり、高速回転領域でクランク室内に残留する潤滑油量が微量となって、クランク室内に収容された圧縮機構の潤滑状態が悪化し、圧縮機破損を招く場合がある。潤滑油封入量を増加させれば上記問題は解消するが、圧縮機に接続された空調装置の冷凍回路へ流出する潤滑油量が増加し、空調装置の冷房能力が悪化する。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、潤滑油封入量を増加させることなく、高速回転時にクランク室内に充分量の潤滑油が残留する固定容量往復動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】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明においては、吸入室と、吐出室と、クランク室と、シリンダボアと、シリンダボアに往復動可能に収容されたピストンと、駆動軸とを備え、駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換して、吸入室からシリンダボアへ吸入された冷媒を圧縮し、吐出室に排出する固定容量往復動圧縮機であって、吐出室とクランク室とを連通させる連通路と、連通路の開度を調整する開度調整手段とを備え、開度調整手段は吐出圧領域の２地点間の差圧が所定値以上の時に連通路を開放することを特徴とする固定容量往復動圧縮機を提供する。
本発明においては、吐出圧領域の２地点間の差圧が所定値以上の時に連通路が開放されて、吐出室内の冷媒ガスが連通路を介してクランク室へ流入し、冷媒ガス中に分散する潤滑油もクランク室へ流入する。吐出圧領域の２地点間の差圧は、冷媒流量の増加、ひいては圧縮機回転数の増加に伴って増加するので、本発明においては、高速回転時にクランク室へ潤滑油が流入し、充分な潤滑油がクランク室内に残留する。潤滑油封入量を増加させる必要はない。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、開度調整手段は、吐出室と吐出ポートの間の冷媒通路に配設され前後差圧に応答して変位する差圧応答部材と、差圧応答部材の変位に追随して前記連通路の開度を調整する弁体と、弁体の開閉動作点を設定する弾性部材とを有し、弁体は差圧応答部材の前後差圧が所定値以上の時に前記連通路を開放する。
上記構成の開度調整手段は構造が簡素であり、圧縮機製造コストの低減に寄与する。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、差圧応答部材は冷媒通路に摺動可能に内嵌合している。
差圧応答部材が冷媒通路に摺動可能に内嵌合することにより、差圧応答部材の支持部材を別途配設する必要がなくなり、圧縮機の製造コストが低減する。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、差圧応答部材外周面と冷媒通路内周面との間の隙間が、冷媒の流れを制限する絞りを形成している。
絞りを形成して差圧応答部材の前後差圧を発生させ、弁体の開閉動作を可能にする。絞りの形成により、吐出圧力脈動の空調装置への伝播が抑制される。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、差圧応答部材外周面及び／又は冷媒通路内周面に、周溝が形成されている。
差圧応答部材外周面及び／又は冷媒通路内周面に、周溝が形成されることにより、冷媒が流れる差圧応答部材外周面と冷媒通路内周面との間の隙間内の静圧の周方向分布が均一化され、差圧応答部材の片当たりがなくなり、差圧応答部材の作動がスムーズになる。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、前記連通路に冷媒の流れを制限する絞りが形成され又は配設されている。
絞りの形成又は配設により、吐出室内冷媒ガスのクランク室への過剰流入が抑制され、ひいては潤滑油のクランク室への過剰流入が抑制される。また圧縮機の能力低下も抑制される。
【００１０】
本発明の好ましい態様においては、絞りの入口側にフィルターが配設されている。
フィルターの配設により、異物による絞りの閉塞が防止される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、吐出圧領域の２地点間の差圧が所定値以上の時に連通路が開放されて、吐出室内の冷媒ガスが連通路を介してクランク室へ流入し、冷媒ガス中に分散する潤滑油もクランク室へ流入する。吐出圧領域の２地点間の差圧は、冷媒流量の増加、ひいては圧縮機回転数の増加に伴って増加するので、本発明においては、高速回転時にクランク室へ潤滑油が流入し、充分な潤滑油がクランク室内に残留する。潤滑油封入量を増加させる必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例に係る固定容量往復動圧縮機を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１に示すように、車載空調装置用の固定容量斜板式圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａが形成されたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端側に設けられたフロントハウジング１０２と、シリンダブロック１０１の他端側に弁板１０３を介して設けられたリアハウジング１０４とを備えている。シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによって画成されたクランク室１０５を横断して、駆動軸１０６が設けられ、斜板１０７が駆動軸１０６に中心部を貫通され且つ駆動軸１０６に固定されている。駆動軸１０６の一端は、フロントハウジング１０２のボス部１０２ａを貫通して、フロントハウジング１０２外へ延びている。
【００１４】
電磁クラッチ１５０が、ベアリング１０８を介してボス部１０２ａに取り付けられている。電磁クラッチ１５０は、ボス部１０２ａの周囲に設けられたプーリー１５１と、プーリー１５１内に収容された電磁石装置１５２と、プーリー１５１の摩擦面に対向配置されたクラッチ板１５３とを有している。駆動軸１０６の一端はボルト等の固定部材１０９を介してクラッチ板１５３に連結している。駆動軸１０６とボス部１０２ａとの間には、シール部材１１０が介挿され、フロントハウジング１０２の内部と外部とを遮断している。駆動軸１０６の一端近傍部はベアリング１１２を介してフロントハウジング１０２に回転可能に支持され、斜板１０７はベアリング１１３を介してフロントハウジング１０２により回転可能に支持され、駆動軸１０６の他端はベアリング１１４を介してシリンダブロック１０１により回転可能に支持されている。
電磁クラッチ１５０は、エアコンスイッチ及び蒸発器出口空気温度を検出する温度センサーの出力信号に応じて接点をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御装置により着脱制御される。これにより、蒸発器の凍結が防止され、所望の冷房性能が得られる。
【００１５】
シリンダボア１０１ａ内に、ピストン１１５が配設され、ピストン１１５のシューポケット１１５ａに一対のシュー１１６が保持され、シュー１１６が斜板１０７の外縁部を相対摺動可能に挟持し、シュー１１６を介して、斜板１０７の回転が往復運動に変換されてピストン１１５に伝達される。
【００１６】
リアハウジング１０４内に、吸入室１１７と吐出室１１８とが形成されている。吸入室１１７は、弁板１０３に形成された吸入孔と弁板１０３に装着された吸入弁とを介してシリンダボア１０１ａに連通し、吐出室１１８は、弁板１０３に装着された吐出弁と弁板１０３に形成された吐出孔とを介してシリンダボア１０１ａに連通している。吸入室１１７は、図示しない連通路を介して、駆動軸１０６の他端に隣接して形成された室１１９に連通している。従って、クランク室１０５内の冷媒ガスは、駆動軸１０６の他端とベアリング１１４との間の隙間と室１１９と図示しない連通路とを介して、吸入室１１７へ流出する。
【００１７】
リアハウジング１０４に、吐出ポート１０４ａが形成されている。吐出ポート１０４ａは、連通孔１０４ｂと、吐出室１１８内に形成されて差圧応答部材１２０を収容する収容室１０４ｃと、差圧応答部材１２０外周面と収容室１０４ｃ内周面との間の隙間が形成する絞りとを介して、吐出室１１８に連通している。差圧応答部材１２０の一端は吐出室１１８に面し、他端は吐出室１１８よりも下流の冷媒通路である収容室１０４ｃに面している。シリンダボア１０１ａから吐出室１１８へ吐出された冷媒ガスは、前記絞りにより流量が制限されて吐出ポート１０４ａへ流出する。
差圧応答部材１２０には弁体１２０ａが一体形成されている。弁体１２０ａは、吐出室１１８内で延在しており、弁板１０３に形成された弁孔１０３ａを開閉し、弁孔１０３ａと、弁孔１０３ａの小径部が形成するオリフィス１０３ｂと、シリンダブロック１０１に形成された貫通孔１２１とにより形成される、吐出室１１８とクランク室１０５との間の連通路を開閉する。差圧応答部材１２０は収容室１０４ｃに摺動可能に内嵌合しており、差圧応答部材１２０の外周面と収容室１０４ｃの内周面１０４ｄとの間の隙間が絞りを形成している。差圧応答部材１２０の外周面に、周溝１２０ｂが形成されている。差圧応答部材１２０は、バネ１２２により閉弁方向へ付勢されている。
弁体１２０ａを一体形成した差圧応答部材１２０と、収容室１０４ｃと、弁孔１０３ａとバネ１２２とで差圧応答弁が構成されている。
【００１８】
差圧応答弁の開弁条件は下式で表される。
△Ｐｄ＞（Ｓｖ／Ｓｐ）・（Ｐｄ−Ｐｓ）＋Ｆｓ／Ｓｐ・・・・・（１）
Ｐ１：差圧応答部材１２０の入口側圧力（吐出室圧力Ｐｄ）
Ｐ２：差圧応答部材１２０の出口側圧力
△Ｐｄ：Ｐ１−Ｐ２（差圧応答部材１２０の前後差圧）
Ｐｄ：吐出室圧力
Ｐｓ：吸入室圧力
Ｓｖ：弁孔１０３ａの面積
Ｓｐ：差圧応答部材１２０の有効面積
Ｆｓ：バネ１２２の付勢力
【００１９】
固定容量往復動圧縮機の作動を説明する。
圧縮吐出される冷媒循環量が通常の範囲、すなわち差圧応答部材１２０の前後差圧△Ｐｄが、式（１）で表される所定値より小さい場合は、図２（ａ）に示すように、弁体１２０ａが弁孔１０３ａを閉じ、吐出室１１８とクランク室１０５との連通が遮断され、吐出冷媒ガスはクランク室１０５に導入されない。ピストン１１５が冷媒ガスを圧縮する際に発生するブローバイガスが、駆動軸１０６の他端とベアリング１１４との間の隙間と室１１９と図示しない連通路とを通って、クランク室１０５から吸入室１１７へ流出する。クランク室１０５の内圧は吸入室１１７の内圧と同等になる。
【００２０】
圧縮吐出される冷媒循環量が所定値を超えて、差圧応答部材１２０の前後差圧△Ｐｄが、式（１）で表される所定値より大きくなると、図２（ｂ）に示すように、差圧応答部材１２０がバネ１２２の付勢力に抗して吐出ポート１０４ａ側へ移動し、弁孔１０３ａが開放されて、吐出室１１８内の冷媒ガスがクランク室１０５に導入される。クランク室１０５へ導入される冷媒ガスの流量はオリフィス１０３ｂにより制限されるので、圧縮機の能力低下は僅かであり、クランク室１０５の内圧も上昇せず吸入室１１７の内圧と同等値に維持される。
吐出室１１８内の冷媒ガスが、弁孔１０３ａとオリフィス１０３ｂと貫通孔１２１とにより形成される連通路を介してクランク室１０５へ流入することにより、冷媒ガス中に分散する潤滑油もクランク室１０５へ流入する。吐出圧領域の２地点間の差圧である差圧応答部材１２０の前後差圧は、冷媒流量の増加、ひいては圧縮機回転数の増加に伴って増加するので、圧縮機１００においては、高速回転時にクランク１０５室へ潤滑油が流入し、充分な潤滑油がクランク室１０５内に残留する。潤滑油封入量を増加させる必要はない。
【００２１】
式（１）で表される前後差圧△Ｐｄの所定値は、吐出圧力と吸入圧力の差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）の関数であり、図３に示すように、前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）の増加と共に増加する。吐出圧力と吸入圧力の差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）は、空調装置の熱負荷をある程度反映するので、空調装置の熱負荷に見合った潤滑油のクランク室１０５への戻し制御がなされることになる。
式（１）で表される前後差圧△Ｐｄの所定値は、バネ１２２の付勢力Ｆｓの関数なので、バネ１２２の付勢力Ｆｓが変わると、式（１）で表される前後差圧△Ｐｄの所定値、すなわち弁孔１０３を閉じていた弁体１２０ａが開弁方向への移動を開始する弁体１２０ａの開閉動作点が変わる。すなわちバネ１２２は、弁体１２０ａの開閉動作点を決める開閉動作点設定手段として機能する。
【００２２】
本実施例に係る固定容量往復動圧縮機においては、弁体１２０ａを一体形成した差圧応答部材１２０と、収容室１０４ｃと、弁孔１０３ａとバネ１２２とで構成された差圧応答弁が、吐出室１１８とクランク室１０５との間の連通路の開度を調整する開度調整手段を構成している。上記構成の開度調整手段は構造が簡素であり、圧縮機製造コストの低減に寄与する。
差圧応答部材１２０が冷媒通路である収容室１０４ｃに摺動可能に内嵌合することにより、差圧応答部材１２０の支持部材を別途配設する必要がなくなり、圧縮機の製造コストが低減する。
差圧応答部材１２０外周面と収容室１０４ｃ内周面との間の隙間が絞りを形成し、差圧応答部材１２２の前後差圧を発生させ、弁体１２０ａの開閉動作を可能にする。絞りの形成により、吐出圧力脈動の空調装置への伝播が抑制される。
差圧応答部材１２０の外周面に、周溝１２０ｂが形成されることにより、冷媒が流れる差圧応答部材１２０外周面と収容室１０４ｃ内周面との間の隙間内の静圧の周方向分布が均一化され、差圧応答部材１２０の片当たりが防止されて、差圧応答部材１２０の作動がスムーズになる。周溝１２０ｂに代えて、収容室１０４ｃの内周面１０４ｄに周溝を形成しても良い。
弾性部材であるバネ１２２が弁体１２０ａの開閉作動点設定手段を構成することにより、開閉作動点設定手段の構成が簡素化され、圧縮機の製造コストが低減する。
【００２３】
閉弁状態でのバネ１２２の圧縮量を調整する調整螺子等の、バネ１２２の付勢力Ｆｓを調整する部材を配設しても良い。差圧応答部材１２０の移動量を規制する部材を配設しても良い。
【実施例２】
【００２４】
オリフィス１０３ｂに代えて、図４に示すように、貫通孔１２１にオリフィス１２３を配設しても良い。オリフィス１２３は、オリフィス形成部材１２３ａと、オリフィス形成部材１２３ａの入口側に配設されたフィルター１２３ｂと、オリフィス形成部材１２３ａとフィルター１２３ｂとが一体に固着された樹脂製のハウジング部材１２３ｃと、ハウジング部材１２３ｃに装着され、ハウジング部材１２３ｃと貫通孔１２１内周面との間の隙間を密封するシール部材１２３ｄとを有している。フィルター１２３ｂにより異物が捕捉され、異物によるオリフィス形成部材１２３ａの閉塞が防止される。
弁孔１０３ａは、潤滑油が溜まり易い吐出室１１８の下部に配設するのが望ましい。弁孔１０３ａは弁板ではなく、リアハウジング１０４や差圧応答部材１２０を収容する専用のハウジングに形成しても良い。
【実施例３】
【００２５】
図５に示すように、吐出室１１８の内圧Ｐ１と、絞り１２４を介して吐出室１１８に連通する吐出ポート１０４ａの内圧Ｐ２との差圧△Ｐｄを受ける差圧応答部材（ベローズ）１２５と、一端が差圧応答部材１２５に固定されたロッド１２６の他端に固定された弁体１２７と、弁体１２７により開閉される弁孔１２８と、弁体１２７を閉弁方向に付勢するバネ１２９とにより、差圧応答弁を構成し、差圧応答弁により吐出室室１１８とクランク室１０５との間の連通路１３０を開閉するように構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、固定容量往復動圧縮機に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例に係る固定容量往復動圧縮機の構造図である。（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図２】図１の固定容量往復動圧縮機が備える差圧応答弁の拡大断面図である。
【図３】図１の固定容量往復動圧縮機が備える差圧応答弁の作動特性を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る固定容量往復動圧縮機の部分拡大断面図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る固定容量往復動圧縮機が備える差圧応答弁の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１００  固定容量往復動圧縮機
１０１  シリンダブロック
１０２  フロントハウジング
１０３  弁板
１０３ａ、１２８  弁孔
１０３ｂ、１２３  オリフィス
１０４  リアハウジング
１０４ａ  吐出ポート
１０４ｂ  連通孔
１０４ｃ  収容室
１０５  クランク室
１０６  駆動軸
１０７  斜板
１１５  ピストン
１１７  吸入室
１１８  吐出室
１２０、１２５  差圧応答部材
１２０ａ、１２７  弁体
１２１  貫通孔
１２２、１２９  バネ
【図１】
2006052705.tif 000003
【図２】
2006052705.tif 000004
【図３】
2006052705.tif 000005
【図４】
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【図５】
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