(57)【要約】【課題】  従来に比べて、ブローバイガス量が少なく、回転軸を径方向に支持する軸受部材の寿命が長い往復動圧縮機を提供する。【解決手段】  回転軸と、動力変換機構を介して回転軸により往復駆動されるピストンと、ピストンが挿入されるシリンダボアが形成されたセンターハウジングと、センターハウジングの一端側に配設されセンターハウジングと協働して動力変換機構を収容するクランク室を形成するフロントハウジングと、センターハウジングの他端側に配設されシリンダボアに連通する吸入穴と吐出穴とが形成された弁板と、センターハウジングと協働して弁板を挟持すると共に弁板と協働して吸入室と吐出室とを形成するリアハウジングとを備え、回転軸を径方向に支持する軸受部材が、フロントハウジングとリアハウジングとに配設されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、動力変換機構を介して回転軸により往復駆動されるピストンと、ピストンが挿入されるシリンダボアが形成されたセンターハウジングと、センターハウジングの一端側に配設されセンターハウジングと協働して動力変換機構を収容するクランク室を形成するフロントハウジングと、センターハウジングの他端側に配設されシリンダボアに連通する吸入穴と吐出穴とが形成された弁板と、センターハウジングと協働して弁板を挟持すると共に弁板と協働して吸入室と吐出室とを形成するリアハウジングとを備え、回転軸を径方向に支持する軸受部材が、フロントハウジングとリアハウジングとに配設されていることを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項２】
リアハウジングに配設された軸受部材は、吸入室内に形成された軸受支持部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機。
【請求項３】
軸受支持部はセンターハウジングと協働して弁板を挟持することを特徴とする請求項２に記載の往復動圧縮機。
【請求項４】
軸受部材は、クランク室と吸入室とを連通させる放圧通路内に配設されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の往復動圧縮機。
【請求項５】
センターハウジングに形成された回転軸挿通穴の断面積が、弁板側端部からクランク室側端部へ向けて拡大していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項６】
動力変換機構は回転軸と同期回転する傾角可変の斜板を有し、クランク室内圧が調整されて斜板傾角が変化し、ピストンストロークが可変制御されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の往復動圧縮機。
【請求項７】
クランク室と吐出室とが圧力供給通路を介して連通し、吐出室からクランク室へ流れる冷媒量を調整する制御弁が圧力供給通路に配設され、クランク室から吸入室への冷媒の流れを規制する固定絞りが配設されていることを特徴とする請求項６に記載の往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転軸と、動力変換機構を介して回転軸により往復駆動されるピストンと、ピストンが挿入されるシリンダボアが形成されたセンターハウジングと、センターハウジングの一端側に配設されセンターハウジングと協働して動力変換機構を収容するクランク室を形成するフロントハウジングと、センターハウジングの他端側に配設されシリンダボアに連通する吸入穴と吐出穴とが形成された弁板と、センターハウジングと協働して弁板を挟持すると共に弁板と協働して吸入室と吐出室とを形成するリアハウジングとを備える往復動圧縮機が特許文献１等に開示されている。
従来の往復動圧縮機においては、回転軸を径方向に支持する軸受部材は、フロントハウジングとセンターハウジングとに圧入固定されていた。
【特許文献１】特開昭６１−１７１８８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の往復動圧縮機においては、軸受部材の圧入によりシリンダボアが多少変形するので、当該変形を考慮してピストンとシリンダボアとの間の隙間を多少広くする必要があった。この結果、ピストンが冷媒ガスを圧縮する際にシリンダボアからクランク室に漏れるブローバイガス量が多くなり、圧縮機の体積効率の低下を招いていた。また、回転軸を径方向に支持する軸受部材間の距離が短いので、圧縮機稼働時に発生する回転軸を傾動させるモーメントにより前記軸受部材に加わる荷重が大きく、前記軸受部材の寿命低下を招いていた。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、従来に比べて、ブローバイガス量が少なく、回転軸を径方向に支持する軸受部材の寿命が長い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、回転軸と、動力変換機構を介して回転軸により往復駆動されるピストンと、ピストンが挿入されるシリンダボアが形成されたセンターハウジングと、センターハウジングの一端側に配設されセンターハウジングと協働して動力変換機構を収容するクランク室を形成するフロントハウジングと、センターハウジングの他端側に配設されシリンダボアに連通する吸入穴と吐出穴とが形成された弁板と、センターハウジングと協働して弁板を挟持すると共に弁板と協働して吸入室と吐出室とを形成するリアハウジングとを備え、回転軸を径方向に支持する軸受部材が、フロントハウジングとリアハウジングとに配設されていることを特徴とする往復動圧縮機を提供する。
本発明に係る往復動圧縮機においては、回転軸を径方向に支持する軸受部材の一方を、シリンダボアが形成されたセンターハウジングからリアハウジングへ移動したので、軸受部材の圧入によるシリンダボアの変形が、従来の往復動圧縮機に比べて抑制されている。従って、本発明に係る往復動圧縮機においては、ピストンとシリンダボアとの間の隙間を従来に比べて狭くでき、ブローバイガス量を従来に比べて減少させることができる。また、回転軸を径方向に支持する軸受部材間の距離が従来に比べて長く、圧縮機稼働時に発生する、回転軸を傾動させるモーメントにより前記軸受部材に加わる荷重が従来に比べて小さいので、前記軸受部材の寿命が従来に比べて長い。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、リアハウジングに配設された軸受部材は、吸入室内に形成された軸受支持部に固定されている。
ブローバイガスを吸入室へ戻すために、クランク室と吸入室とは連通している。従って、軸受支持部を吸入室内に形成すれば、クランク室から吸入室に至る回転軸の周囲をシールする必要がなくなり、圧縮機の構造が簡素化される。これに対して軸受支持部を吐出室内に形成すると、クランク室と吐出室との連通を阻止するために、クランク室から吐出室に至る回転軸の周囲をシールする必要が生じ、圧縮機の構造が複雑になる。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、軸受支持部はセンターハウジングと協働して弁板を挟持する。
軸受支持部がセンターハウジングと協働して弁板を挟持することにより、冷媒圧縮時の弁板の浮き上がりを効果的に抑制できる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、軸受部材は、クランク室と吸入室とを連通させる放圧通路内に配設されている。
軸受部材が、クランク室と吸入室とを連通させる放圧通路内に配設されていれば、放圧通路を冷媒ガスが流れる際に、冷媒ガス中に含まれる潤滑油が軸受部材に付着し、軸受部材の信頼性が向上する。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、センターハウジングに形成された回転軸挿通穴の断面積が、弁板側端部からクランク室側端部へ向けて拡大している。
センターハウジングに形成された回転軸挿通穴の断面積が、弁板側端部からクランク室側端部へ向けて拡大していれば、前記挿通穴を冷媒ガスが流れる際に挿通穴周壁に付着した潤滑油が、前記周壁を流れてクランク室に戻るので、クランク室に貯留された潤滑油の量が適正値に維持される。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、動力変換機構は回転軸と同期回転する傾角可変の斜板を有し、クランク室内圧が調整されて斜板傾角が変化し、ピストンストロークが可変制御される。
本発明の好ましい態様においては、クランク室と吐出室とが圧力供給通路を介して連通し、吐出室からクランク室へ流れる冷媒量を調整する制御弁が圧力供給通路に配設され、クランク室から吸入室への冷媒の流れを規制する固定絞りが配設されている。
可変容量斜板式圧縮機に本発明を適用した場合には、ブローバイガス量が低減するので、クランク室から吸入室への冷媒の流れを規制する固定絞りの開口面積を小さくできる。この結果、容量制御状態での制御弁によるクランク室への吐出ガスの導入量を低減でき、容量制御状態での圧縮機の体積効率が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る往復動圧縮機においては、回転軸を径方向に支持する軸受部材の一方を、シリンダボアが形成されたセンターハウジングからリアハウジングへ移動したので、軸受部材の圧入によるシリンダボアの変形が、従来の往復動圧縮機に比べて抑制されている。従って、本発明に係る往復動圧縮機においては、ピストンとシリンダボアとの間の隙間を従来に比べて狭くでき、ブローバイガス量を従来に比べて減少させることができる。また、回転軸を径方向に支持する軸受部材間の距離が従来に比べて長く、圧縮機稼働時に発生する、回転軸を傾動させるモーメントにより前記軸受部材に加わる荷重が従来に比べて小さいので、前記軸受部材の寿命が従来に比べて長い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施例に係る往復動圧縮機を説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１に示すように、可変容量斜板式圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａが形成されたセンターハウジング１０１と、センターハウジング１０１の一端側に配設されたフロントハウジング１０２と、センターハウジング１０１の他端側に配設され、シリンダボア１０１ａに連通する吸入穴１０３ａと吐出穴１０３ｂとが形成された弁板１０３と、センターハウジング１０１と協働して弁板１０３を挟持すると共に弁板１０３と協働して中央の吸入室１２０と、吸入室１２０を取り巻く吐出室１２１とを形成するリアハウジング１０４とを備えている。
吸入室１２０は吸入ポート１０４ｂを介して図示しない車載空調装置の蒸発器に連通すると共に、吸入穴１０３ａと、弁板１０３に装着された図示しない吸入弁とを介してシリンダボア１０１ａに連通している。吐出室１２１は吐出ポート１０４ｃを介して図示しない車載空調装置の凝縮器に連通すると共に、弁板１０３に装着された図示しない吐出弁と吐出穴１０３ｂとを介してシリンダボア１０１ａに連通している。
【００１３】
センターハウジング１０１とフロントハウジング１０２とが協働して形成するクランク室１０５を横断して、回転軸１０６が配設されている。回転軸１０６に傾角可変に係合する斜板１０７と、回転軸１０６に固定されたローター１０８と、斜板１０７とローター１０８とを連結する連結部１０９と、斜板１０７の周縁部に摺動可能に係合するシュー１１９とにより形成される動力変換機構を介して回転軸１０６により往復駆動されるピストン１１８が、シリンダボア１０１ａに挿入されている。ピストン１１８とシリンダボア１０１ａとの間の隙間は、従来の可変容量斜板式圧縮機に比べて小さな値に設定されている。シュー１１９はピストン１１８の一端部の窪み１１８ａ内に収容されて、斜板１０７に係合している。クランク室１０５は動力変換機構を収容している。
【００１４】
回転軸１０６の一端は、フロントハウジング１０２のボス部１０２ａを貫通して外側へ延びている。ボス部１０２ａに、ベアリング１１０を介して電磁クラッチ１５０が取り付けられている。電磁クラッチ１５０は、ボス部１０２ａにより回転可能に支持されたプーリー１５１と、プーリー１５１内に収容された電磁石１５２と、プーリー１５１の摩擦面１５１ａに対向して配設されたクラッチ板１５３とを備えている。回転軸１０６の一端は、固定部材１１１によりクラッチ板１５３に連結固定されている。ボス部１０２ａの回転軸１０６貫通部は、軸封装置１１２によりシールされている。
【００１５】
ボス部１０２ａのクランク室１０５近傍部に、ラジアルベアリング１１３が圧入固定されている。回転軸１０６の一端部がラジアルベアリング１１３により径方向に支持されている。
吸入室１２０内に形成された円筒状の軸受支持部１０４ａに、ラジアルベアリング１１４が圧入固定されている。回転軸１０６の他端部が、センターハウジング１０１と弁板１０３とを貫通して軸受支持部１０４ａ内へ延び、ラジアルベアリング１１４により径方向に支持されている。円筒状の軸受支持部１０４ａから、吸入室１２０と吐出室１２１との間の円筒状の隔壁１０４ｄに向けて、図示しない複数の補強リブが放射状に形成されている。軸受支持部１０４ａはセンターハウジング１０１と協働して弁板１０３を挟持している。
回転軸１０６は、ローター１０８とフロントハウジング１０２との間に配設されたスラストベアリング１１５と、回転軸他端部の段差１０６ａと弁板１０３との間に配設されたスラストベアリング１１６とにより、軸線方向に支持されている。スラストベアリング１１６は皿バネ１１７によりスラストベアリング１１５側へ付勢されている。
【００１６】
フロントハウジング１０２とセンターハウジング１０１と弁板１０３とリアハウジング１０４とは、ボルト１２２により一体に組付けられている。
吐出室１２１とクランク室１０５とを連通させる圧力供給通路１２３が、センターハウジング１０１とリアハウジング１０４とに形成されている。
センターハウジング１０１に形成された回転軸１０６の挿通穴１２４の断面積が、弁板１０３側端部からクランク室１０５側端部へ向けて拡大している。
円筒状の軸受支持部１０４ａの内部空間１２５は、弁板１０３に形成された回転軸１０６の挿通穴と、センターハウジング１０１に形成された回転軸１０６の挿通穴１２４とを介してクランク室１０５に連通すると共に、軸受支持部１０４ａに形成された通路１２６を介して吸入室１２０に連通している。通路１２６に固定絞り１２７が配設されている。固定絞り１２７の開口面積は、従来の可変容量斜板式圧縮機に比べて小さな値に設定されている。
センターハウジング１０１に形成された回転軸１０６の挿通穴１２４、弁板１０３に形成された回転軸１０６の挿通穴、ラジアルベアリング１１４と回転軸１０６との間の隙間、軸受支持部１０４ａの内部空間１２５、通路１２６、固定絞り１２７は、協働してクランク室１０５から吸入室１２０への放圧通路を形成している。
図１から分かるように、ラジアルベアリング１１４は前記放圧通路内に配設されている。
【００１７】
圧力供給通路１２３の途上に、制御弁２００が配設されている。制御弁２００は、吸入室１２０の内圧に応じて変位するダイアフラムと、圧力供給通路１２３の一部を形成する弁穴と、ダイアフラムの変位に応じて前記弁穴を開閉する弁体とを備えている。
【００１８】
可変容量型斜板式圧縮機１００においては、図示しない車載エンジンから電磁クラッチ１５０を介して回転軸１０６に回転動力が伝達される。回転軸１０６の回転が動力変換機構を介してピストン１１８に伝達され、ピストン１１８がシリンダボア１０１ａ内を往復動する。
図示しない車載空調装置の蒸発器から吸入ポート１０４ｂを通って吸入室１２０へ流入した冷媒ガスが、吸入穴１０３ａと図示しない吸入弁とを通ってシリンダボア１０１ａへ吸引され、シリンダボア１０１ａ内で圧縮され、吐出穴１０３ｂと図示しない吐出弁とを通って吐出室１２１に吐出し、吐出ポート１０４ｃを通って図示しない車載空調装置の凝縮器へ流出する。
吸入室１２０の内圧（以下、吸入圧と呼ぶ）が所定値を越えていると、制御弁２００は圧力供給通路１２３を閉じ、吐出室１２１からクランク室１０５への冷媒ガスの供給を停止させる。クランク室には、ピストン１１８が冷媒ガスを圧縮する際にシリンダボア１０１ａから漏れたブローバイガスのみが供給される。固定絞り１２７はブローバイガスを吸入室１２０へ放出するのに十分な開口面積を有しているので、クランク室１０５の内圧（以下、クランク室圧と呼ぶ）が低下して吸入圧と同等になる。この結果、斜板１０７の傾角が増加して圧縮機は最大容量に維持され、吸入圧力が徐々に低下する。
吸入圧が所定値まで低下すると、制御弁２００は圧力供給通路１２３を開いて、吐出室１２１からクランク室１０５へ冷媒ガスを供給させる。クランク室１０５から吸入室１２０への冷媒ガス放出量は、固定絞り１２７により規制されるので、クランク室圧が上昇し、クランク室圧と吸入圧との圧力差の増加により斜板１０７の傾角が減少して圧縮機の吐出容量は減少する。
制御弁２００による圧力供給通路１２３の開閉が繰り返されることにより、吸入圧が所定値に維持される。
【００１９】
可変容量斜板式圧縮機１００においては、回転軸１０６を径方向に支持するラジアルベアリング１１４を、従来の配設位置であるセンターハウジング１０１からリアハウジング１０４へ移動したので、ラジアルベアリング１１４の圧入によるシリンダボア１０１ａの変形が、従来の可変容量斜板式圧縮機に比べて抑制されている。従って、可変容量斜板式圧縮機１００においては、ピストン１１８とシリンダボア１０１ａとの間の隙間を従来に比べて狭くでき、ブローバイガス量を従来に比べて減少させることができる。また、回転軸１０６を径方向に支持するラジアルベアリング１１３、１１４間の距離が従来に比べて長く、圧縮機稼働時に発生する、回転軸１０６を傾動させるモーメントによりラジアルベアリング１１３、１１４に加わる荷重が従来に比べて小さいので、ラジアルベアリング１１３、１１４の寿命が従来に比べて長い。
【００２０】
ブローバイガスをクランク室１０５から吸入室１２０へ戻すために、クランク室１０５と吸入室１２０とは連通している。従って、軸受支持部１０４ａを吸入室内１２０に形成すれば、クランク室１０５から吸入室１２０に至る回転軸１０６の周囲をシールする必要がなくなり、圧縮機の構造が簡素化される。これに対して、吐出室１２１をリアハウジング１０４の中央部に形成し、軸受支持部１０４ａを吐出室１２１内に形成すると、クランク室１０５と吐出室１２０との連通を阻止するために、クランク室１０５から吐出室１２０に至る回転軸１０６の周囲をシールする必要が生じ、圧縮機の構造が複雑になる。
【００２１】
軸受支持部１０４ａがセンターハウジング１０１と協働して弁板１０３を挟持することにより、冷媒圧縮時の弁板１０３の浮き上がりを効果的に抑制できる。
【００２２】
ラジアルベアリング１１４が、クランク室１０５と吸入室１２０とを連通させる放圧通路内に配設されているで、放圧通路を冷媒ガスが流れる際に、冷媒ガス中に含まれる潤滑油がラジアルベアリング１１４に付着し、ラジアルベアリング１１４の信頼性が向上する。
【００２３】
センターハウジング１０１に形成された回転軸挿通穴１２４の断面積が、弁板１０３側端部からクランク室１０５側端部へ向けて拡大しているので、回転軸挿通穴１２４を冷媒ガスが流れる際に回転軸挿通穴１２４周壁に付着した潤滑油は、圧縮機設置状態でクランク室１０５へ向けて下り斜面になる回転軸挿通穴１２４の周壁下部を流れてクランク室１０５に戻る。この結果、クランク室１０５に貯留された潤滑油の量が適正値に維持される。
【００２４】
可変容量斜板式圧縮機１００においては、ブローバイガス量が従来に比べて低減するので、クランク室１０５から吸入室１２０への冷媒ガスの流れを規制する固定絞り１２７の開口面積を、従来に比べて小さくできる。この結果、容量制御状態での制御弁２００によるクランク室１０５への吐出ガスの導入量を従来に比べて低減でき、容量制御状態での圧縮機の体積効率が従来に比べて向上する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、実施例に示した内部制御方式の可変容量斜板式圧縮機のみならず、外部制御方式の可変容量斜板式圧縮機にも利用可能である。また電磁クラッチを使用しないクラッチレス圧縮機、固定容量斜板式圧縮機、その他の回転軸により往復駆動されるピストンを有する各種往復動圧縮機に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例に係る可変容量型斜板式圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００  可変容量型斜板式圧縮機
１０１  センターハウジング
１０２  フロントハウジング
１０４  リアハウジング
１０４ａ  軸受支持部
１０６  回転軸
１１３、１１４  ラジアルベアリング
１２３  圧力供給通路
１２４  回転軸挿通穴
１２７  固定絞り
２００  制御弁
【図１】
2007016673.tif 000003