(57)【要約】【課題】斜板室からシール室に入ってくる冷媒ガス圧力を一定圧に絞り込むと同時に減圧効率を向上させてシール部材の負担を軽減し、該シール部材の信頼性を向上させた圧縮機におけるシール部材の減圧装置。【解決手段】フロントハウジング２の挿通孔１２０と回転軸５との間には、第１シール部材２１によって大気と離隔され第２シール部材２２によって斜板室４と離隔されたシール室２３が区画形成されている。回転軸５内には、入口がシール室２３に、出口が回転軸５の吸入室１５側の端部に開口した減圧通路１５０が形成されている。ヘリカルポンプ２５は、回転軸５の出口側の端部に嵌合止着され、ヘリカルポンプ２５の駆動によりシール室２３内の冷媒が減圧通路１５０を介して吸入室１５へ吸引される。又、シール室２３はフロントハウジング２に形成された固定絞り通路２６を介して、斜板室４に連通されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア内に位置するピストンを回転軸の回転によって動かし、
該ピストンの移動によって吸入圧領域から前記シリンダボア内に冷媒を吸入し、そのシリンダボアから吐出圧領域へ冷媒を吐出するとともに、
ハウジング内に形成された斜板室と連通し、かつハウジングと前記回転軸との間にあってシール部材と軸受部材とが介装されるシール室とを備えた圧縮機において、
前記シール室を斜板室から独立した室に形成するための離隔手段と、
前記斜板室内の冷媒を前記シール室へ供給可能な絞り通路手段と、
前記回転軸内に形成されて前記シール室と前記吸入圧領域とを連通する減圧通路と、
前記回転軸に、減圧通路を介して前記シール室内圧力を吸引する減圧ポンプ手段とを備えたことを特徴とする圧縮機におけるシール室の減圧装置。
【請求項２】
前記シール室内には、軸受部材と該軸受部材の前後に配置されるシール部材とが介装されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機におけるシール室の減圧装置。
【請求項３】
前記離隔手段は、前記シール室を形成するハウジングの前記軸受部材より斜板室側に形成したシール室の一壁面を成す隔壁部材であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機におけるシール室の減圧装置。
【請求項４】
前記離隔手段は、前記シール室内の軸受部材より斜板室側に介装したシール室の一壁面を成すシール部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機におけるシール室の減圧装置。
【請求項５】
前記絞り通路手段は、前記シール室と斜板室とを連通すべく前記ハウジングに形成された固定絞り通路であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機におけるシール室の減圧装置。
【請求項６】
前記絞り通路手段は、前記シール部材と前記回転軸表面若しくは前記ハウジング内面との間に形成される遊嵌部であることを特徴とする請求項１、２、４、５のいずれか１項に記載の圧縮機におけるシール室の減圧装置。
【請求項７】
前記減圧ポンプ手段は、ヘリカルポンプであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧縮機におけるシール室の減圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、圧縮機におけるシール室の内圧を減圧させる減圧装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置に用いられる例えば斜板式圧縮機は、シリンダブロックに形成されたシリンダボア内にピストンが配置され、該ピストンは、回転軸に装着された斜板の回転により圧縮動作及び吸入動作を行う。このピストンの吸入動作により吸入圧領域からシリンダボア内に冷媒が吸入され、ピストンの圧縮動作によりシリンダボアから吐出圧領域へ冷媒が吐出される。前記斜板は、フロントハウジング内に形成された斜板室内に収容される。フロントハウジング先端側に穿設された前記回転軸支持用の挿通孔位置には、該斜板室と連通されたシール室が備えられている。該シール室内には、圧縮機内の冷媒の回転軸に沿った漏洩を防止するためのシール部材と、回転軸を支持する軸受部材とが介装されている。通常、この種のシール部材は、吐出圧領域の圧力よりも低い吸入圧領域と大気との遮断、あるいは傾角可変な斜板を備えた可変容量型圧縮機では斜板を収容する斜板室と大気との遮断を行う位置に配置されている。
【０００３】
しかし、特開平８−１１０１０４号公報に開示されるように、冷媒圧力が、フロンを用いた冷媒の圧力よりも１０倍以上となるような二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として用いた場合には、前記シール部材の負担が非常に大きい。このような過負担はシール部材の寿命を縮める。特に、前記斜板室の圧力を増減して斜板の傾角を制御する可変容量型圧縮機では、斜板室の圧力が固定容量型圧縮機の吸入圧力よりもさらに高圧となり、前記シール部材の負担が一層大きい。
【０００４】
その対応策として特開平１１−２４１６８１号公報に開示されるように、斜板室、シール室、回転軸内に形成された減圧通路、斜板室を循環する流路を形成し減圧通路中の回転軸端に設けたファン等による減圧手段により、シール室の減圧を行っている。
【０００５】
しかしこの減圧方法では、斜板室内の変動圧力が軸受通路（軸受部材とハウジングとの隙間）から直接入るため、シール室内の圧力は斜板室内圧力に近く、シール室内の圧力を低い領域で常に一定圧に抑止することが難しかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、二酸化炭素のような高圧冷媒を用いた圧縮機においても、斜板室から前記シール室に入ってくる冷媒ガス圧力を一定圧に絞り込むと同時に減圧効率を向上させてシール部材の負担を軽減し、該シール部材の信頼性を向上させた圧縮機におけるシール室の減圧装置を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１、３、４、７の発明では、シリンダボア内に位置するピストンを回転軸の回転によって動かし、該ピストンの移動によって吸入圧領域から前記シリンダボア内に冷媒を吸入し、そのシリンダボアから吐出圧領域へ冷媒を吐出するとともに、ハウジング内に形成された斜板室と連通し、かつハウジングと前記回転軸との間にあってシール部材と軸受部材とが介装されるシール室とを備えた圧縮機において、前記シール室を斜板室から独立した室に形成するための例えば隔壁部材又はシール部材からなる離隔手段と、前記斜板室内の冷媒を前記シール室へ供給可能な絞り通路手段と、前記回転軸内に形成されて前記シール室と前記吸入圧領域とを連通する減圧通路と、前記回転軸に、減圧通路を介して前記シール室内圧力を吸引するための例えばヘリカルポンプからなる減圧ポンプ手段とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
この発明によると、斜板室から独立した室を成すシール室と斜板室とを絞り通路手段を介して連通することにより、斜板室内の冷媒が一定圧に絞り込まれてシール室内へ流入し、一方で減圧ポンプ手段が圧縮機起動と同時に減圧通路を介してシール室内圧力を吸引することによりシール室内が減圧される。これによりシール室と大気との差圧が低減されるとともに、シール部材にかかる圧力の負担を低減し、シール部材の信頼性を向上させる。
【０００９】
請求項２の発明では、前記シール室内には、軸受部材と該軸受部材の前後に配置されるシール部材とが介装されていることを要旨とする。
【００１０】
この発明によると、シール部材によってシール室内が斜板室から密閉され、斜板室内の圧力変動がシール室内に直接入ってくることがない。このためシール室内の圧力を比較的低い領域で一定に保つことが可能となる。
【００１１】
請求項５、６の発明では、前記絞り通路手段は、前記シール室と斜板室とを連通すべく前記ハウジングに形成された固定絞り通路、又はシール部材と回転軸表面若しくはハウジング内面との間に形成される遊嵌部であることを要旨とする。
【００１２】
この発明によると、斜板室内の冷媒は絞り通路手段を介してシール室へ流入し、冷媒に混じった潤滑油がラジアルベアリング、シール部材を潤滑する。即ち、ラジアルベアリング、シール部材に必要な潤滑が行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
以下、本発明を車両空調システムに用いられる圧縮機のシール室の減圧装置に具体化した例を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示すように、シリンダブロック１の前後にはフロントハウジング２及びリヤハウジング３が接合固定されている。シリンダブロック１とフロントハウジング２との間には斜板室４が区画形成されている。
【００１５】
シリンダブロック１及びフロントハウジング２との間には、回転軸５が軸受部材であるラジアルベアリング６、７を介して回転可能に支持されている。ラジアルベアリング６はフロントハウジング２に貫設された挿通孔１２０内で回転軸５を支持しており、ラジアルベアリング７はシリンダブロック１に貫設された挿通孔１１０内で回転軸５を支持している。前記斜板室４内の回転軸５部分には円板形状の回転支持体８が止着されており、回転支持体８に形成された支持アーム８０には斜板１３が回転軸５に沿って傾倒可能に支持されている。回転支持体８とフロントハウジング２との間にはスラストベアリング９が介装されている。
【００１６】
シリンダブロック１に貫設された複数個のシリンダボア１００内には各々ピストン１４が嵌合されている。このピストン１４は、シリンダボア１００内において圧縮室１１１を区画する。ピストン１４の首部と斜板１３とは一対のシュー１２を介して連結されており、斜板１３の揺動運動はシュー１２を介してピストン１４の前後往復運動に変換され、ピストン１４がシリンダボア１００内を前後動する。
【００１７】
リヤハウジング３内には吸入圧領域としての吸入室１５及び吐出圧領域としての吐出室１６が区画形成されている。シリンダブロック１とリヤハウジング３との間には弁板１７及び吸入弁１８、吐出弁１９が介在されており、弁板１７には吸入ポート１７０及び吐出ポート１７１が設けられている。吸入行程となるピストン１４の往動（フロントハウジング２側への移動）により吸入室１５内の冷媒が吸入弁１８を押し退けて吸入ポート１７０から圧縮室１１１へ吸入され、吐出行程となるピストン１４の復動（リヤハウジング３側への移動）により圧縮室１１１内の冷媒が吐出弁１９を押し退けて吐出ポート１７１から吐出室１６へ吐出される。
【００１８】
ピストン１４のストロークは、斜板室４内の圧力と圧縮室１１１内の圧力とのピストン１４を介した差圧、即ち斜板室４内の圧力と吸入圧との差圧に応じて変わり、吐出容量を左右する斜板１３の傾角が変化する。斜板室４内の圧力が増加すると斜板１３の傾角が小さくなり吐出容量が減る。斜板室４内の圧力が減少すると斜板１３の傾角が大きくなり、吐出容量が増える。
【００１９】
フロントハウジング２の前記挿通孔１２０と回転軸５との間には、第１シール部材２１、ラジアルベアリング６、弾性体よりなる離隔手段としての機能を持つ第２シール部材２２が軸端から斜板室４にかけて順に介在されている。即ち挿通孔１２０内には、第１シール部材２１によって大気と離隔され、第２シール部材２２によって斜板室４と離隔されたシール室２３が斜板室４から独立した室として区画形成されている。
【００２０】
回転軸５の軸心部には減圧通路１５０が形成されており、該通路１５０の入口は、シール室２３に開口し、減圧通路１５０の出口は、回転軸５の吸入室１５側の端部に開口している。出口側の回転軸５の端部には、減圧通路１５０と連結した減圧ポンプ手段としてのヘリカルポンプ２５が取付けられている。このヘリカルポンプ２５は回転軸５の回転により駆動し、シール室２３内の冷媒が減圧通路１５０、減圧ポート１７２を介して吸入室１５へ連続的に吸引され、これによりシール室２３内の圧力が減圧される。すなわち減圧通路１５０とヘリカルポンプ２５とによりシール室２３の減圧装置が構成される。
【００２１】
又、シール室２３は、フロントハウジング２に形成された絞り通路手段としての固定絞り通路２６を介して斜板室４に連通されている。従って斜板室４内の冷媒は、シール室２３の減圧に伴って固定絞り通路２６を介してシール室２３に流入し、冷媒に混じった油が固定絞り通路２６からシール室２３内のシール部材２１、２２、ラジアルベアリング６へ一定量効率良く供給される。
【００２２】
第一実施形態では以下の効果が得られる。
【００２３】
（１）シール室２３が、第２シール部材２２により斜板室４から独立した室として閉塞されることにより斜板室４内の変動圧力が直接シール室２３内に入ってこない。このためシール室２３内圧力を低い領域で一定圧に保つことができる。このシール室２３内の減圧は、シール室２３と大気とを遮断する第１シール部材２１の負担を軽減し、第１シール部材の信頼性を向上させる上で特に好適である。
【００２４】
（２）回転軸５の回転を駆動源とするヘリカルポンプ２５を減圧装置とした構成は、ヘリカルポンプ２５を作動するための特別の駆動機構を必要としないため簡便な構成といえる。
【００２５】
（３）斜板室４内の冷媒は、シール室２３の減圧に伴って固定絞り通路２６を介してシール室２３に流入し、冷媒に混じった油が固定絞り通路２６からシール室２３へ一定量効率良く供給される。固定絞り通路２６は、シール部材２１、２２、ラジアルベアリング６への潤滑油供給通路として機能する。
【００２６】
次に図２の第二実施形態、図３の第三実施形態を説明する。各実施形態の基本的構成は第一実施形態と同様であるので、同じ構成部には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２７】
図２に示す第二実施形態では、シール室２３におけるフロントハウジング２の挿通孔１２０と回転軸５との間に、第一の実施形態における斜板室４との離隔手段として設けた第２シール部材２２の代わりに板状の隔壁部材２２０が介装されていることを特徴とする。隔壁部材２２０はすべり軸受、又はフロントハウジング２と一体形成された環状の突起であってもよい。
【００２８】
隔壁部材２２０によってシール室２３を斜板室４から独立した室に形成したことによりシール室２３内への斜板室４内の変動圧力の流入が、固定絞り通路２６によって規制され、軸受部材、シール部材の負担を軽減できる。
【００２９】
図３に示す第三実施形態では、第一実施形態における固定絞り通路２６の代わりに第２シール部材２２と回転軸５表面との間に絞り通路手段としての遊嵌部２７を形成する。斜板室４内の冷媒はシール室２３の減圧に伴って遊嵌部２７を介して絞られた状態でシール室２３に流入し、冷媒に混じった油が油供給通路からシール室２３へ効率良く供給される。これにより第１シール部材２１及びラジアルベアリング６への潤滑が行われる。
【００３０】
上記実施形態は、次のように変更して実施することも可能である。
【００３１】
上記実施形態では、遊嵌部２７は第２シール部材２２と駆動軸５表面との間に形成されているが、第２シール部材２２とフロントハウジング２の挿通孔１２０内面との間に形成しても同様の作用、効果を得ることができる。
【００３２】
また、固定絞り通路２６と遊嵌部２７の両方を併せて絞り通路手段として用いることもできる。これにより第２シール部材２２は、斜板室４との隔壁部材としての機能の他に、シール室２３壁面すなわち回転軸５の表面若しくはフロントハウジング２側の内壁面との間に形成される遊嵌部２７を絞り通路手段として利用でき、固定絞り通路２６に加えた潤滑油供給通路として機能し、シール室２３へ供給する冷媒ガス絞り量の定量化への設計自由度を高めることが可能となる。
【００３３】
本実施形態におけるヘリカルポンプ２５としては、その他にスクリュー式、スクロール式、ロータリ式等、様々な構成の減圧ポンプ手段が考えられる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、二酸化炭素のような高圧冷媒を用いた圧縮機においても、斜板室から前記シール室に入ってくる冷媒ガス圧力を一定圧に絞り込むと同時に減圧効率を向上させてシール部材の負担を軽減し、該シール部材の信頼性を向上させた圧縮機におけるシール部材の減圧装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における、第一実施形態の圧縮機の全体図である。
【図２】本発明における、第二実施形態の圧縮機の要部拡大図である。
【図３】本発明における、第三実施形態の圧縮機の要部拡大図である。
【符号の説明】
４　斜板室
５　回転軸
６、７　軸受部材としてのラジアルベアリング
９　軸受部材としてのスラストベアリング
１４　ピストン
１５　吸入圧領域としての吸入室
１６　吐出圧領域としての吐出室
２１　シール部材としての第１シール部材
２２　シール部材としての第２シール部材
２３　シール室
２５　減圧ポンプ手段としてのヘリカルポンプ
２６　絞り通路手段としての固定絞り通路
２７　遊嵌部
１００　シリンダボア
１５０　減圧通路
２２０　隔壁部材。
【図１】
2004084542.tif 000003
【図２】
2004084542.tif 000004
【図３】
2004084542.tif 000005