(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑すべき潤滑対象部と、その潤滑対象部へ潤滑油を導くための給油孔とを備えており、前記給油孔の流出口には、筒孔とその筒孔内を回転あるいは往復動する部材との間の隙間によって構成される流量規制用の通路を連通し、該通路は、前記給油孔の流出口の面積に対し、前記筒孔の周囲長さと通路高さとで規定される面積が極く小さくなるように形成されており、前記流出口からのスラッジ等の異物を前記回転あるいは往復動する部材によって掃き出すようにしたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機であって、前記潤滑油が、吐出冷媒から分離された潤滑油であり、その潤滑油は吐出側と吸入側との圧力差で前記潤滑対象部へ導かれることを特徴とする往復式圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載の圧縮機であって、前記冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載の圧縮機であって、前記通路が、駆動軸に設けられた回転体の外周面と、該回転体が回転可能に嵌合する円形孔の内周面との間に形成された隙間によって構成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
請求項４に記載の圧縮機であって、前記回転体の外周面には前記給油孔の流出口に対して断続する異物掃き出し用の溝を備えていることを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
請求項１に記載の圧縮機であって、前記通路が、直線往復運動を行うピストンの外周面と、そのピストンが摺動可能に嵌合するシリンダボアの内周面との間に形成された隙間によって構成されており、その隙間は、前記ピストンの頭部側におけるピストン外周面とシリンダボア内周面間のサイドクリアランスよりも大きく形成されて該サイドクリアランスとの境界部に段差面を有していることを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
請求項６に記載の圧縮機であって、前記段差面は、前記ピストンが下死点側へ移動するときに前記給油孔の流出口を横切る位置に設けられていることを特徴とする圧縮機。
【請求項８】
請求項６に記載の圧縮機であって、前記ピストンが下死点に位置したときに前記段差面が前記シリンダボアから抜け出ることを特徴とする圧縮機。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の圧縮機であって、前記通路が、前記ピストン外周面に設けられた軸方向に延びる溝によって構成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧縮機であって、前記流出口から掃き出されたスラッジ等の異物が、前記ピストンの基端部側が対向する駆動室に排出されることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両空調用として好適な圧縮機に係り、詳しくは潤滑油を駆動軸の軸受やピストンとシリンダボアとの摺動面等の潤滑対象部に導くための給油技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動軸の軸受に潤滑油を導く構成の圧縮機としては、例えば特開平７−２７０４７号公報がある。この公報記載の圧縮機は、斜板型圧縮機であって、吐出室に吐出された冷媒ガスをシリンダブロックに設けたオイルセパレータに導いて該冷媒ガス中の潤滑油を分離したのち、その分離された潤滑油をシリンダブロックに設けた給油孔を経て駆動軸の軸受に導いて潤滑する構成としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された圧縮機は、吐出冷媒から分離後の分離油を、高圧側である油分離室と低圧側である駆動室との圧力差を利用して軸受に導いて潤滑後、駆動室に戻す方式である。そのため、シリンダブロックに形成される潤滑油の給油孔の孔径が大きすぎる場合には、吐出冷媒が漏出することによる性能低下、また高温の潤滑油が大量に漏出して吸入冷媒を加熱することによる性能低下を招き、小さすぎる場合には、給油孔にスラッジ（油泥）等の異物が詰まり易く、また加工も困難であるといった問題がある。
特に、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ2）を用いる圧縮機の場合には、作動圧力差（吐出圧と吸入圧との差）が高い（５Ｍｐａ以上）ため、上記の背反事象の両立がより困難化する。
【０００４】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機において、スラッジ等の異物による給油孔の孔詰まりを防止するとともに、吐出冷媒の漏出による性能低下を回避することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明に係る圧縮機は、特許請求の範囲の各請求項に記載の通りの構成を備えた。
従って、請求項１に記載の発明によれば、潤滑油が給油孔を経て潤滑対象部に送られる場合において、給油孔の流出口には通路が連通され、その通路は筒孔とその筒孔内を回転あるいは往復動する部材との間に形成されているため、潤滑油は通路によって流れを規制され、流量が絞られる。一方、スラッジ等の異物が給油孔から通路へ流れてきたときは、該異物はその通路を構成している部材の相対運動によって給油孔の流出口から掃き出される。
従って、本発明によれば、異物による給油孔の孔詰まりを防止した上で、吐出冷媒の漏出による性能低下を回避することが可能となる。
また、筒孔とその筒孔内を回転あるいは往復動する部材との間の隙間によって通路を形成する構成のため、孔開け加工によって通路を形成する場合に比べて、その加工を容易に行うことができる。
なお、請求項１の発明において、潤滑対象部に送られる潤滑油は、吐出冷媒から分離された潤滑油であることが望ましく、しかも吐出側と吸入側との圧力差で導かれる構成とすることが望ましい（請求項２の発明に対応）。特に、冷媒として二酸化炭素を用いる圧縮機に適用した場合に効果的である（請求項３の発明に対応）。
【０００６】
また、請求項４に記載の発明によれば、駆動軸と共に回転する回転体の外周面と、その回転体が嵌合する円形孔の内周面との隙間によって通路を構成しているため、給油孔を経て流入するスラッジ等の異物を給油孔の流出口から回転体の回転によって掃き出して給油孔の孔詰まりを防止し、かつ吐出冷媒の漏出を抑えて性能低下を回避できる。
なお、請求項４の発明においては、回転体の外周面に給油孔の流出口に対して断続する異物掃き出し用の溝を設けることが好ましく（請求項５の発明に対応）、そのときは、該溝が給油孔の流出口と対向する毎に給油孔を経て流入するスラッジ等の異物を捕捉することができる。このため、スラッジ等の異物の掃き出しがより積極的に行われ、給油孔の孔詰まり防止効果をより高めることが可能となる。
【０００７】
また、請求項６に記載の発明によれば、ピストンとシリンダボアとの摺動面を潤滑対象部としたものであり、給油孔を経て摺動面に流入する潤滑油は、ピストンとシリンダボアとの間に形成した通路によって流量を規制される。また、ピストンがシリンダボア内を往復運動するとき、スラッジ等の異物は、ピストン１３に付着してあるいは潤滑油とともに移動される。このことによって、給油孔の孔詰まりを防止し、かつ吐出冷媒の漏出を抑えて性能低下を回避できる。
【０００８】
なお、請求項６に記載の圧縮機において、前記段差面は、前記ピストンが下死点側へ移動するときに前記給油孔の流出口を横切る位置に設けられていることが望ましく（請求項７の発明に対応）、そのときは、給油孔を経て流入するスラッジ等の異物を段差面によって給油孔の流出口から捕捉して掃き出すことができる。また、ピストンが下死点に位置したときに、段差面がシリンダボアから抜け出る構成を採用することが望ましく（請求項８の発明に対応）、そのときは、給油孔の流出口から捕捉した異物をシリンダボアの外側へ確実に掃き出すことができる。また、ピストンとシリンダボアとの間に形成される通路を、ピストン外周面に設けた軸方向に延びる溝によって構成することが望ましく（請求項９の発明に対応）、そのときは通路よる流量絞り効果をより高めて吐出冷媒の漏出規制を向上できる。さらには、給油孔から掃き出された異物は、比較的広いスペースを有する駆動室に排出される構成であることが好ましい（請求項１０の発明に対応）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は圧縮機の断面図であり、図２は回転体及び給油孔を示す拡大断面図であり、図３は図１のＡ部拡大図である。本実施の形態は斜板型圧縮機に適用したものであって、図示のように、圧縮機の外郭の一部を構成するシリンダブロック１の前端には、フロントハウジング２が結合され、同後端には、吸入室３及び吐出室４が形成されたリヤハウジング５が弁板６を介して結合されている。
【００１０】
フロントハウジング２内に形成された駆動室７には、動力源に接続される駆動軸８が挿通され、その駆動軸８は、シリンダブロック１及びフロントハウジング２にそれぞれラジアル軸受９，１０を介して回転可能に支持されている。そして、駆動室７内には回転斜板１１が収容され、該回転斜板１１は駆動軸８に固着されている。
一方、シリンダブロック１は円周方向に所定間隔で貫設された複数のシリンダボア１２を備え、そのシリンダボア１２内には、それぞれピストン１３が摺動可能に嵌入されている。そして、ピストン１３の前端部が駆動室７内に延出するとともに回転斜板１１にシュー１４を介して係留されている。
【００１１】
従って、駆動軸８が回転されると、その回転運動が回転斜板１１及びシュー１４を介してピストン１３の直線往復運動に変換される。そして、ピストン１３がシリンダボア１２内を往復動することによって、吸入室３内の冷媒は、吸入弁（図示省略）を介してシリンダボア１２内へ吸入されたのち、圧縮されつつ吐出弁１５を介して吐出室４へ吐出される。図１の上側には上死点位置（吐出終了位置）のピストン１３が示され、下側に下死点位置（吸入終了位置）のピストン１３が示されている。
【００１２】
また、シリンダブロック１の軸芯部分には、一端が駆動室７に開口する円形孔３１が設けられ、その円形孔３１内には、駆動軸８を支持する前記ラジアル軸受１０の他、後述の回転体３０が配置され、さらに孔底側に駆動軸８の後端部を前方に付勢するためのスラストレース１６及び皿ばね１７が収容されている。そして、皿ばね１７の付勢力を、回転斜板１１とフロントハウジング２との間に介在されたスラスト軸受１８によって支持している。
【００１３】
前記弁板６と対向するシリンダブロック１の中心域には、チャンバ１９が穿設され、そのチャンバ１９は上下方向の略中間部付近においては第１吐出通路２０によって吐出室４と連通され、上部側においては第２吐出通路２１によって外部回路である冷凍回路と連通される。なお、第１吐出通路２０は、吐出弁１５を弁板６に固定するための固定具２２に貫設されている。
上記チャンバ１９内には、該チャンバ１９を通って冷凍回路へ送り出される高圧の冷媒ガスから潤滑油を分離するための遠心分離式のオイルセパレータ２３が設けられている。オイルセパレータ２３は有底円孔状の分離室２４を有する基体２５と、分離室２４の上方開口縁から同心状に垂下するように基体２５に装着されたフランジ付導気管２６とからなり、基体２５の側壁には分離室２４と第１吐出通路２０とを連通する通孔２７が貫設されている。この通孔２７は分離室２４内に向かって略接線状に開口されている。
【００１４】
従って、第１吐出通路２０から通孔２７を経て、導気管２６の周りを旋回するように、冷媒ガスとともに分離室２４内に圧送・導入される潤滑油は、遠心力によって分離室２４の周壁に衝突するとともに冷媒から分離されて流下し、分離室２４の底壁に設けられた貫通孔２８を通過してチャンバ１９内の底部に滞留する。
一方、潤滑油が分離された吐出冷媒は、導気管２６から第２吐出通路２１を経由して冷凍回路へと送出される。
【００１５】
シリンダブロック１には、チャンバ１９内に貯留された潤滑油を駆動軸８のラジアル軸受１０に導くための給油孔２９が設けられている。この給油孔２９は、流入口がチャンバ１９の底面に開口され、流出口２９ａ（図３参照）が円形孔３１の内周面における回転体３０の外周面と対向する部位に開口されている。
回転体３０はラジアル軸受１０に隣接して配置されており、駆動軸８の後端部に２面幅によって嵌合（図２参照）されて駆動軸８と一体に回転する。そして、回転体３０はシリンダブロック１に形成された円形孔３１内に隙間をもって嵌合されており、この隙間の一端がラジアル軸受１０の側面に対向している。すなわち、図３の拡大図に示すように、上記の隙間によって潤滑油の流量を規制する（絞る）ための通路３２が形成され、その通路３２を介して給油孔２９が駆動軸８のラジアル軸受１０に連通されている。すなわち、通路３２は、給油孔２９の流出口２９ａの面積に対し、円形孔３１（筒孔）の周囲長さと通路３２の高さ（回転体３０と円形孔３１との対向間隔）とで規定される面積が極く小さくなるよう形成されている。これにより通路３２は絞り通路として働くようになっている。
また、回転体３０の外周面には、スラッジ等の異物の積極的掃き出し用として軸方向に延びる１つの溝３３が形成されている。この溝３３は軸方向の一端が円形孔３１の孔底側に開口され、ラジアル軸受１０と対向する他端側は閉じられている。
【００１６】
本実施の形態に係る圧縮機は上記のように構成したものである。従って、駆動軸８と共に回転する回転斜板１１に連係したピストン１３が、シリンダボア１２内を直線的に往復動して圧縮仕事を開始すると、圧縮された冷媒ガスは吐出弁１５を押し開いて吐出室４に吐出されたのち、第１吐出路２０からチャンバ１９内へ導入される。そして、チャンバ１９内に旋回しつつ導入された冷媒ガス中の潤滑油が、分離室２４内で遠心力によって冷媒ガスから分離され、自重によって分離室２４の壁面を伝って流下し、貫通孔２８からチャンバ１９の底部に貯留される。
【００１７】
チャンバ１９内に貯留された潤滑油は、図３に矢印で示すように、給油孔２９から通路３２を経てチャンバ１９内の圧力（吐出圧）よりも低圧側である駆動軸８のラジアル軸受１０へと圧送され、該ラジアル軸受１０を潤滑したのち、駆動室７へ放出される。
このとき、給油孔２９の流出口２９ａから流出される潤滑油は、回転体３０の外周面と円形孔３１の内周面との間に形成された通路３２による流量規制を受ける。すなわち、給油孔２９を経て送り込まれる潤滑油は、ラジアル軸受１０側へ流出される際に、通路（隙間）３２の断面積を最小絞りとして流量を規制される。このことによって、チャンバ１９内の吐出冷媒が潤滑油の給油通路を通して駆動室７側に漏出することを抑制することができる。
【００１８】
一方、給油孔２９を経てスラッジ等の異物が流入してきた場合、その異物は回転体３０の回転運動によって給油孔２９の流出口２９ａから掃き出される。すなわち、大きい圧力で流出口２９ａから狭い通路３２に顔を出したスラッジ等の異物は、回転体３０の回転運動によって動かされ、それに付着して移動したり、通路３２内を潤滑油とともにラジアル軸受１０側へ移動する。これにより、異物の詰まりが防止される。
本実施の形態ではさらに、回転体３０の外周面に軸方向に延びる溝３３を設けてあるため、該溝３３が給油孔２９の流出口２９ａと断続的に対向することによって異物を積極的に捕捉して掃き出すこともできる。かくして、給油孔２９の孔詰まりが防止されることになり、孔詰まりに起因する潤滑油不足を解消して良好な潤滑効果を得ることができる。なお、溝３３に捕集された異物は、滞留量が増えるに連れて該溝３３の開口端から順次円形孔３１の孔底側へ送り出されて滞留される。このとき、溝３３の他端側は塞がれているため、異物がラジアル軸受１０側への流出が抑えられる。
【００１９】
このように、本実施の形態によれば、駆動軸８のラジアル軸受１０に対する潤滑油の給油システムにおいて、スラッジ等の異物による給油孔２９の孔詰まりを防止するとともに、吐出冷媒の漏出量を減少して冷媒漏出に起因する性能低下を回避することができる。
そして、本実施の形態では、給油孔２９の流出口２９ａに連通する通路３２にて流量規制を行う構成としたことによって、給油孔２９の孔径を大きく設定することが可能となるため、その孔加工が容易になる。また、通路３２は回転体３０と円形孔３１との隙間で構成されるため、孔開け加工により通路を形成する場合に比べると、製作が容易化される。
【００２０】
次に、本発明の他の実施の形態を図４及び図５に基づいて説明する。この実施の形態は、シリンダボア１２とそのシリンダボア１２内を往復運動するピストン１３との摺動面を潤滑すべき潤滑対象部としたものである。図示のように、シリンダブロック１に設けられる給油孔２９は、流入口がオイルセパレータ２３の底面に開口され、流出口２９ａがシリンダボア１２の内周面に開口されている。
そして、ピストン１３の外周面には、図５に示すように、給油孔２９の流出口２９ａに対向する部位に、シリンダボア１２の内周面との間に所定大の隙間を得るための溝が形成してある。すなわち、この溝によって潤滑油の流量規制用の通路３４が構成されており、該通路３４は、給油孔２９の流出口２９ａの面積に対し、シリンダボア１２（筒孔）の周囲長さと通路３４の高さ（シリンダボア内周面から溝底までの距離）とで規定される面積が極く小さくなるよう形成されている。これにより通路３４は絞り通路として働くようになっている。
【００２１】
ピストン１３はシリンダボア１２に対して適正な摺動動作に必要な最小隙間Ｃ（以下、サイドクリアランスという）をもって嵌合されている。そして、前記通路３４の隙間は、サイドクリアランスＣよりも大きいため、該サイドクリアランスＣとの境界部に段差面３４ａを保有する。この段差面３４ａは、給油孔２９の流出口２９ａからスラッジ等の異物を積極的に掃き出すためのものであり、ピストン１３が駆動室７側へ移動される吸入行程において、ピストン１３が下死点に位置したとき、少なくとも給油孔２９の流出口２９ａを横切る位置、本実施の形態では、異物の掃き出しに最適と考えられるシリンダボア１２から抜け出る位置に設けられている。
【００２２】
このため、流出口２９ａから狭い通路３４に顔を出したスラッジ等の異物は、ピストン１３の往復運動によって動かされ、それに付着して移動したり、通路３４内の潤滑油とともに駆動室７側へ移動する。これにより異物の詰まりが防止される。本実施例ではさらに、特定箇所に段差面３４ａを設けているので、ピストン１３の吸入行程時において、段差面３４ａは給油孔２９の流出口２９ａにスラッジ等の異物があれば、これを掃き出して広いスペースを有する駆動室７へ積極的に排出することもできる。また、給油孔２９から流入される潤滑油は、給油孔２９よりも断面積の小さい通路３４によって流量を規制されるため、このような流量規制によって、吐出冷媒の漏出が抑えられるとともに、潤滑油のピストン１３とシリンダボア１２との摺動面への供給が積極的に行われる。
従って、他の実施の形態によるときも、前述の実施の形態と同様に、ピストン１３とシリンダボア１２との摺動面に対する潤滑油の給油システムにおいて、スラッジ等の異物による給油孔２９の孔詰まりを防止し、かつ吐出冷媒の漏出量を減少して冷媒漏出に起因する性能低下を回避することができる。
【００２３】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。
例えば、ラジアル軸受１０を潤滑対象物とした実施の形態では、回転体３０の外周面に異物掃き出し用として１つの溝３３を設けたが、これを増加又は廃止した形で実施してもよい。また、回転体３０は駆動軸８に一体形成してもよい。
また、ピストン１３とシリンダボア１２との摺動面を潤滑対象物とする実施の形態では、通路３４をピストン１３の外周面に溝を設けることによって構成したが、ピストン全周に隙間を設定する、すなわち、小径部を形成することによってシリンダボア１２との間に通路３４を構成してもよい。
また、ピストン１３とシリンダボア１２との摺動面を潤滑対象物とする実施の形態において、ピストン１３に形成される段差面３４ａを、スラッジ等の異物を積極的に掻き出すためのものであって、ピストン１３の往復運動時に給油孔２９の流出口２９ａを横切る位置、好ましくはシリンダボア１２から抜け出る位置に設定するとしたが、必ずしも上記位置に限定されるものではなく、ピストン１３が下死点位置へ移動されたときに、流出口２９ａを横切らない位置に設定されていても差し支えない。ただし、このときの段差面３４ａはスラッジ等の異物がピストン１３の頭部側へ抜け出ないよう規制する機能を持つことになる。
また、図示の斜板型以外の圧縮機に適用できることは当然であり、さらにはオイルセパレータ２３は図示の遠心分離方式に限らず、他の形式であっても差し支えない。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、圧縮機において、スラッジ等の異物による給油孔の孔詰まりを防止するとともに、吐出冷媒の漏出による性能低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る圧縮機を示す断面図である。
【図２】回転体及び給油孔を示す拡大断面図である。
【図３】図１のＡ部拡大図である。
【図４】他の実施の形態に係る圧縮機を示す断面図である。
【図５】図４のＢ部拡大図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック
２…フロントハウジング
３…吸入室
４…吐出室
５…リヤハウジング
６…弁板
７…駆動室
８…駆動軸
１１…回転斜板
１２…シリンダボア
１３…ピストン
１９…チャンバ
２３…オイルセパレータ
２９…給油孔
２９ａ…流出口
３０…回転体
３１…円形孔
３２…流量規制用の通路
３３…異物掃き出し用の溝
３４…流量規制用の通路
３４ａ…異物掃き出し用の段差面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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