(57)【要約】【課題】  回転軸と、回転軸により駆動される圧縮機構と、回転軸と圧縮機構とを収容するクランク室と、回転軸のクランク室囲壁貫通部をシールする軸封部材とを備える圧縮機であって、圧縮機が長時間に亙って停止した時の軸封部材の負担増加が抑制された圧縮機を提供する。【解決手段】  回転軸と、回転軸により駆動される圧縮機構と、回転軸と圧縮機構とを収容するクランク室と、回転軸のクランク室囲壁貫通部をシールする軸封部材とを備え、回転軸の内部にクランク室に連通する空間が形成され、前記空間の体積を可変制御する制御機構が配設されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、回転軸により駆動される圧縮機構と、回転軸と圧縮機構とを収容するクランク室と、回転軸のクランク室囲壁貫通部をシールする軸封部材とを備え、クランク室に連通してクランク室から流体が流入可能な空間が回転軸の内部に形成され、前記空間の体積を可変制御する制御機構が配設されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記制御機構は回転軸の温度を感知して前記空間の体積を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記制御機構は形状記憶合金の伸縮により駆動されるピストンを有することを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記制御機構はクランク室圧力を感知して前記空間の体積を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記制御機構はベローズの伸縮により駆動されるピストンを有することを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸と、回転軸により駆動される圧縮機構と、回転軸と圧縮機構とを収容するクランク室と、回転軸のクランク室囲壁貫通部をシールする軸封部材とを備える圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転軸と、回転軸により駆動される圧縮機構と、回転軸と圧縮機構とを収容するクランク室と、回転軸のクランク室囲壁貫通部をシールする軸封部材とを備え、軸封部材収容空間とクランク室とがオリフィス通路を介して連通し、回転軸の内部に軸封部材収容空間に連通すると共に圧縮機の吸入領域に連通する空間が形成され、回転軸の回転により駆動し軸封部材収容空間との連通口から圧縮機の吸入領域との連通口へ向う気流を前記空間内に発生させるポンプが配設された圧縮機が特許文献１に開示されている。
特許文献１の圧縮機においては、圧縮機の稼働中、軸封部材収容空間がクランク室に対して減圧されることにより、軸封部材の負担が軽減される。
【特許文献１】特開２００４−０８４５４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
回転軸と、回転軸により駆動される圧縮機構と、回転軸と圧縮機構とを収容するクランク室と、回転軸のクランク室囲壁貫通部をシールする軸封部材とを備える圧縮機には、圧縮機が長時間に亙って停止した時に、クランク室圧力が圧縮機稼働時よりも上昇して、軸封部材の負担が圧縮機稼働時よりも増加する場合が起こり得るという問題がある。係る問題は、特許文献１の技術では解決することはできない。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、回転軸と、回転軸により駆動される圧縮機構と、回転軸と圧縮機構とを収容するクランク室と、回転軸のクランク室囲壁貫通部をシールする軸封部材とを備える圧縮機であって、圧縮機が長時間に亙って停止した時の軸封部材の負担増加が抑制された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、回転軸と、回転軸により駆動される圧縮機構と、回転軸と圧縮機構とを収容するクランク室と、回転軸のクランク室囲壁貫通部をシールする軸封部材とを備え、クランク室に連通してクランク室から流体が流入可能な空間が回転軸の内部に形成され、前記空間の体積を可変制御する制御機構が配設されていることを特徴とする圧縮機を提供する。
本発明に係る圧縮機においては、クランク室に連通してクランク室から流体が流入可能な空間が回転軸の内部に形成し、前記空間の体積を可変制御する制御機構を配設したので、圧縮機の停止時に前記空間の体積を増加させてクランク室の体積を増加させることにより、圧縮機停止時のクランク室圧力の上昇を抑制し、圧縮機が長時間に亙って停止した時の軸封部材の負担増加を抑制することができる。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、前記制御機構は回転軸の温度を感知して前記空間の体積を可変制御する。
本発明の好ましい態様においては、前記制御機構は形状記憶合金の伸縮により駆動されるピストンを有する。
圧縮機稼働時には回転軸の温度は上昇し、圧縮機停止時には回転軸の温度は低下するので、回転軸の温度変化に応じて回転軸の内部に形成した空間の体積を可変制御することにより、圧縮機の停止時に前記空間の体積を増加させることができる。
形状記憶合金の伸縮により駆動されるピストンを用いることにより、回転軸の温度変化に応じて回転軸の内部に形成した空間の体積を可変制御し、圧縮機の停止時に前記空間の体積を増加させることができる。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、前記制御機構はクランク室圧力を感知して前記空間の体積を可変制御する。
本発明の好ましい態様においては、前記制御機構はベローズの伸縮により駆動されるピストンを有する。
クランク室圧力を感知して前記空間の体積を可変制御することにより、圧縮機が長期間に亙って停止しクランク室圧力が上昇した時に、前記空間の体積を増加させることができる。
ベローズの伸縮により駆動されるピストンを用いることにより、クランク室圧力に応じて回転軸の内部に形成した空間の体積を可変制御し、圧縮機が長期間に亙って停止した時に前記空間の体積を増加させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る圧縮機においては、クランク室に連通してクランク室から流体が流入可能な空間が回転軸の内部に形成し、前記空間の体積を可変制御する制御機構を配設したので、圧縮機の停止時に前記空間の体積を増加させてクランク室の体積を増加させることにより、圧縮機停止時のクランク室圧力の上昇を抑制し、圧縮機が長時間に亙って停止した時の軸封部材の負担増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施例に係る圧縮機を説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１に示すように、可変容量型斜板式圧縮機Ａは、回転軸１０と、回転軸１０に固定されたローター１１と、傾角可変に回転軸１０に支持された斜板１２とを備えている。斜板１２は、斜板１２の傾角変動を許容するリンク機構１３を介してローター１１に連結され、ローター１１ひいては回転軸１０に同期して回転する。
斜板１２の周縁部に摺接する一対のシュー１４を介してピストン１５が斜板１２に係留されている。
ピストン１５は、シリンダブロック１６に形成されたボア１６ａに挿入されている。
複数対のシュー１４と、複数のピストン１５とボア１６ａとが、周方向に互いに間隔を隔てて配設されている。
ローター１１、斜板１２、リンク機構１３、シュー１４、ピストン１５は回転軸１０により駆動される圧縮機構を形成している。
回転軸１０と圧縮機構とを収容するクランク室１７を形成する有底円筒状のフロントハウジング１８が配設されている。回転軸１０は、フロントハウジング１８を貫通して外部へ延びている。
【００１０】
回転軸１０のフロントハウジング貫通部を密封する軸封部材１９が配設されている。
フロントハウジング１８に取り付けられた電磁クラッチ２０を介して図示しない外部駆動源から回転軸１０の先端部に回転動力が伝達される。
吸入室２１ａと吐出室２１ｂとを形成するシリンダヘッド２１が配設されている。
【００１１】
シリンダブロック１６とシリンダヘッド２１との間にボア１６ａに連通する吸入穴２２ａと吐出穴２２ｂとが形成された弁板２２が配設されている。弁板２２に吸入弁２３と吐出弁２４とが装着されている。
【００１２】
フロントハウジング１８、シリンダブロック１６、弁板２２、シリンダヘッド２１は、ボルト２５により一体に組み付けられている。
【００１３】
回転軸１０は、ラジアルベアリング２６、２７を介してフロントハウジング１８、シリンダブロック１６により回転可能に支持され、ローター１１はスラストベアリング２８を介してフロントハウジング１８により回転可能に支持されている。
図２、３に示すように、回転軸１０のラジアルベアリング２７側の端部からラジアルベアリング２６により支持された部位の近傍まで到達する穴１０ａが、回転軸１０の中心軸線に沿って、回転軸１０の内部に形成されている。回転軸１０のクランク室１７内で延在する部位の周側面に一端が開口し他端が穴１０ａのラジアルベアリング２６側端部の周側面に開口する小径の傾斜穴１０ｂが回転軸１０の周壁内に形成されている。
穴１０ａ内にピストン２９が配設されている。ピストン２９は、ラジアルベアリング２６側のピストンヘッド２９ａと、ラジアルベアリング２７側の基部２９ｂと、前記両者を連結する内部を真空にして形状記憶合金製のコイルを配設したベローズ２９ｃと、基部２９ｂに螺着すると共に穴１０ａの開放端に圧入された蓋部２９ｄとを有している。ベローズ２９ｃのコイルを形成する形状記憶合金の変態温度は約４０℃に設定されており、当該コイルは、温度が約４０℃以上になると最大長さまで伸長し、温度が約４０℃未満になると最少長さまで縮小するように設計されている。
回転軸１０のラジアルベアリング２７近傍の部位に、回転軸１０の周壁を径方向に貫通して穴１０ａに達する穴１０ｃが形成されている。穴１０ｃは、ベローズ２９ｃの伸縮の如何に係わらず、常にベローズ２９ｃに対峙するように位置決めされている。
【００１４】
可変容量型斜板式圧縮機Ａにおいては、図示しない外部駆動源の回転動力が電磁クラッチ２０を介して回転軸１０に伝達され、回転軸１０の回転がローター１１、リンク機構１３を介して斜板１２に伝達される。斜板１２の回転に伴う斜板１２周縁部の回転軸１０延在方向の往復動が、シュー１４を介してピストン１５に伝達され、ピストン１５がボア１６ａ内で往復動する。外部冷凍回路から還流した冷媒が、シリンダヘッド２１に形成された吸入ポートと吸入室２１ａと吸入穴２２ａと吸入弁２３とを介してボア１６ａへ吸入され、ボア１６ａ内で圧縮され、吐出穴２２ｂと吐出弁２４と吐出室２１ｂとシリンダヘッド２１に形成された吐出ポートとを介して外部冷凍回路へ流出する。
【００１５】
可変容量型斜板式圧縮機Ａにおいては、稼働時には回転軸１０の温度が４０℃以上になり、図２に示すように、回転軸１０内に配設されたベローズ２９ｃのコイルが最大長さまで伸長してベローズ２９ｃが最大長さまで伸長し、ピストンヘッド２９ａが穴１０ａのラジアルベアリング２６側端部まで移動している。穴１０ａはピストンヘッド２９ａと伸長したベローズ２９ｃと基部２９ｂとにより略満たされており、傾斜穴１０ｂと穴１０ｃとを介してクランク室１７から冷媒ガスが流入可能な穴１０ａの体積は略零になっている。
可変容量型斜板式圧縮機Ａが停止し、回転軸１０の温度が低下して４０℃未満になると、図３に示すように、回転軸１０内に配設されたベローズ２９ｃのコイルが最少長さまで縮小してベローズ２９ｃが最少長さまで縮小し、ピストンヘッド２９ａがラジアルベアリング２７近傍まで移動して、穴１０ａのピストンヘッド２９ａよりもラジアルベアリング２６側の部位の体積が略零から最大値まで増加する。クランク室内の冷媒ガスが傾斜穴１０ｂを介して穴１０ａのピストンヘッド２９ａよりもラジアルベアリング２６側の部位に流入する。傾斜穴１０ｂを介してクランク室１７から冷媒ガスが流入可能な穴１０ａの体積が増加することにより、クランク室１７の体積が増加し、クランク室圧力の上昇が抑制され、可変容量型斜板式圧縮機Ａが長時間に亙って停止した時の軸封部材１９の負担増加が抑制される。
【実施例２】
【００１６】
形状記憶合金製のコイルに代えて、コイルバネをベローズ２９ｃ内に配設しても良い。
可変容量型斜板式圧縮機Ａの稼働時には、クランク室１７の圧力が低いので、図２に示すように、ベローズ２９ｃが伸長し、ピストンヘッド２９ａが穴１０ａのラジアルベアリング２６側端部まで移動している。穴１０ａはピストンヘッド２９ａと伸長したベローズ２９ｃと基部２９ｂとにより略満たされており、傾斜穴１０ｂと穴１０ｃとを介してクランク室１７から冷媒ガスが流入可能な穴１０ａの体積は略零になっている。
可変容量型斜板式圧縮機Ａが停止し、当該停止が長時間に及んで、クランク室圧力が上昇すると、図３に示すようにベローズ２９ｃが縮小し、ピストンヘッド２９ａがラジアルベアリング２７近傍まで移動して、穴１０ａのピストンヘッド２９ａよりもラジアルベアリング２６側の部位の体積が略零から増加する。クランク室内の冷媒ガスが傾斜穴１０ｂを介して穴１０ａのピストンヘッド２９ａよりもラジアルベアリング２６側の部位に流入する。傾斜穴１０ｂを介してクランク室１７から冷媒ガスが流入可能な穴１０ａの体積が増加することにより、クランク室圧力の上昇が抑制され、可変容量型斜板式圧縮機Ａが長時間に亙って停止した時の軸封部材１９の負担増加が抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、斜板式圧縮機のみならず、スクロール式圧縮機、べーン式圧縮機等、回転軸と、回転軸により駆動される圧縮機構と、回転軸と圧縮機構とを収容するクランク室と、回転軸のクランク室囲壁貫通部をシールする軸封部材とを備える圧縮機に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例に係る変容量型斜板式圧縮機の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る変容量型斜板式圧縮機が備える回転軸の断面図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る変容量型斜板式圧縮機が備える回転軸の断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
Ａ  可変容量型斜板式圧縮機
１０  回転軸
１０ａ、１０ｃ  穴
１０ｂ  傾斜穴
１１  ローター
１２  斜板
１３  リンク機構
１４  シュー
１５  ピストン
１６  シリンダブロック
１８  フロントハウジング
１９  軸封部材
２１  シリンダヘッド
２２  弁板
２３  吸入弁
２４  吐出弁
２６、２７  ラジアルベアリング
２８  スラストベアリング
２９  ピストン
２９ａ  ピストンヘッド
２９ｂ  基部
２９ｃ  ベローズ
２９ｄ  蓋部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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