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JP2001289164A - 可変容量圧縮機及びそれへの潤滑油供給方法 - Google Patents

可変容量圧縮機及びそれへの潤滑油供給方法

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Publication number
JP2001289164A
JP2001289164A JP2000106777A JP2000106777A JP2001289164A JP 2001289164 A JP2001289164 A JP 2001289164A JP 2000106777 A JP2000106777 A JP 2000106777A JP 2000106777 A JP2000106777 A JP 2000106777A JP 2001289164 A JP2001289164 A JP 2001289164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lubricating oil
passage
drive chamber
chamber
oil separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000106777A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Ota
太田　　雅樹
Takeshi Mizufuji
健 水藤
Hiroshi Ataya
拓 安谷屋
Akira Matsubara
亮 松原
Hirotaka Kurakake
浩隆 倉掛
Hiroyuki Yoshida
寛之 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP2000106777A priority Critical patent/JP2001289164A/ja
Priority to DE60141551T priority patent/DE60141551D1/de
Priority to EP01107810A priority patent/EP1143145B1/en
Priority to US09/828,264 priority patent/US6551072B2/en
Publication of JP2001289164A publication Critical patent/JP2001289164A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/14—Control
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    • F04B27/18—Control of pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16—Filtration; Moisture separation
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変容量圧縮機において、運転中、オイルセ
パレータによって分離された潤滑油を常に駆動室に供給
するようにして安定した潤滑性を確保する。 【解決手段】 オイルセパレータ１８によって吐出冷媒
ガスから分離された潤滑油を、容量制御弁２４によって
開閉される吐出圧力導入通路２３を経由して駆動室７に
供給する構成の可変容量圧縮機において、オイルセパレ
ータ１８内の潤滑油を、前記吐出圧力導入通路２３のほ
か、該吐出圧力導入通路２３とは別系統の絞り通路２５
によって駆動室７に供給可能とする。絞り通路２５はシ
リンダブロック１と駆動軸８との摺動面のラジアルクリ
アランスによって構成し、そのラジアルクリアランスを
容量制御弁２４の上流側において吐出圧力導入通路２３
と連通した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として車両空調
用として好適な可変容量圧縮機に係り、詳しくは吐出冷
媒ガスに含まれるオイル（以下、潤滑油という）を駆動
室（クランク室）へ供給する（戻す）技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】斜板式の車載用可変容量圧縮機は、斜板
が収容される駆動室内の圧力を変化（増減）することに
よって吐出容量を変更（増減）するものであり、駆動室
内の圧力は、容量制御弁の開閉作動を介して吐出圧力を
駆動室に導くことによって制御される。一方、吐出冷媒
ガス中に含まれる潤滑油は、オイルセパレータによって
冷媒ガスから分離されたのち、駆動室に供給されて潤滑
に供される。そして、従来の可変容量圧縮機において
は、オイルセパレータ内の潤滑油を駆動室に供給する通
路を、圧縮機の容量制御のために吐出圧力を駆動室に導
入する駆動室圧力制御用の吐出圧力導入通路として利用
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に、潤滑油の供給通路を容量制御のために設定される吐
出圧力導入通路として利用する場合、圧縮機が１００％
で運転（斜板が駆動軸に対して最大に傾斜された最大吐
出容量で運転）されるとき、容量制御弁は閉じられるた
め、潤滑油が駆動室に供給されないことになる。従っ
て、最大吐出容量での運転が長時間にわたって連続した
ような場合には、駆動室内の潤滑油が不足する可能性が
ある。
【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、運転
中、オイルセパレータによって分離された潤滑油を常に
駆動室に供給するようにして安定した潤滑性を確保する
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、本発明に係る可変容量圧縮機は、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、可変容量圧縮機が最大吐出容
量で運転されているときは、オイルセパレータ内の潤滑
油は、容量制御弁が閉じることに伴ない吐出圧力導入通
路を経由して駆動室へ供給されることはないが、常時連
通状態の絞り通路を経て駆動室へ導入される。一方、容
量可変運転時には、容量制御弁が開くので、このときは
オイルセパレータ内の潤滑油が上記の絞り通路に加えて
吐出圧力導入通路を経て駆動室に供給される。すなわ
ち、本発明によれば、圧縮機の運転中は、容量制御弁の
開閉動作の如何に拘らず、オイルセパレータ内によって
分離された潤滑油を駆動室に供給して潤滑に供すること
ができる。
【０００６】この場合において、請求項２に記載したよ
うに、絞り通路が、シリンダブロックと、該シリンダブ
ロックに回転可能に貫通される駆動軸との摺動面のラジ
アルクリアランスによって構成されていることが望まし
い。このときは、オイルセパレータ内の潤滑油が前記ラ
ジアルクリアランスを通して駆動室に供給されると同時
に摺動面を潤滑することができる。
【０００７】また、請求項３に記載したように、絞り通
路が、シリンダボアと、該シリンダボア内を往復動する
ピストンとの摺動面のラジアルクリアランスによって構
成されていることが望ましい。このような構成を採用し
たときは、オイルセパレータ内の潤滑油が前記ラジアル
クリアランスを通して駆動室に供給される間に摺動面を
潤滑することができる。
【０００８】また、請求項４に記載の発明によれば、可
変容量圧縮機が最大吐出容量で運転されているときは、
容量制御弁が閉じられ、従って、オイルセパレータ内の
潤滑油は、絞り通路を経て駆動室へ供給される。一方、
可変容量運転時には、容量制御弁が開放され、オイルセ
パレータ内の潤滑油は、絞り通路と吐出圧力導入通路と
の両通路を経て駆動室に供給される。従って、可変容量
圧縮機の運転中、駆動室には潤滑油を常に供給すること
ができる。
【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はピストンの図示を省略した
可変容量圧縮機の縦断面図、図２は可変容量圧縮機の図
１とは異なる切断部位の縦断面図、図３は図１のＡ部拡
大図である。図１及び図２に示すように、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に貫通されて回転可能に支持されている。駆動室７
内には斜板１１が収容され、該斜板１１は駆動軸８に軸
方向に摺動可能にかつ傾動可能に支持されている。ま
た、駆動軸８にはローター１２が固着され、このロータ
ー１２は斜板１１とヒンジ機構１３を介して連係され、
斜板１１を一体的に回転させるとともに、斜板１１の傾
動を可能とする。斜板１１はその前後に配置されたバラ
ンススプリング９，１０によって、軸方向から加圧され
て圧縮機の停止中、例えば５度位の僅かな傾斜角度に保
持される。なお、一方のバランススプリング９はロータ
ー１２によって受けられ、他方のバランススプリング１
０は止め輪１０ａにて受られる。
【００１１】シリンダブロック１は円周方向に所定間隔
で貫設された所定数のシリンダボア１４を備え、各シリ
ンダボア１４内にはそれぞれピストン１５が摺動可能に
嵌入されている。ピストン１５の背面側は駆動室７側に
延出され、斜板１１にシュー１６を介して係留されてい
る。従って、斜板１１の回転運動はシュー１６を介して
ピストン１５の直線往復運動に変換され、ピストン１５
がシリンダボア１４内を往復動する。このことによっ
て、吸入室３内の冷媒は、吸入ポート２６から吸入弁２
７を介してシリンダボア１４内へ吸入されたのち、圧縮
されつつ吐出ポート２８から吐出弁２９を介して吐出室
４へ吐出される。図２の上側には上死点位置（吐出終了
位置）のピストン１５が示され、下側に下死点位置（吸
入終了位置）のピストン１５が示されている。なお、吸
入弁２７、吐出弁２９及び弁押え３０は固定具３１によ
って弁板６に固定されている。
【００１２】また、シリンダブロック１の軸孔には駆動
軸８の後端部を前方に付勢するためのスラストレース３
２及び加圧ばね３３が収容され、加圧ばね３３の付勢力
をローター１２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３４によって支持している。
【００１３】シリンダブロック１における１つのボア挟
間には、オイルセパレータ１８が設けられている。オイ
ルセパレータ１８はシリンダブロック１に形成された油
分離室１９と、その油分離室１９内に同心状に装着され
たフランジ付分離筒２０とからなり、分離筒２０は止め
輪２１によって固定されている。油分離室１９は吐出室
４と吐出通路２２によって連通されている。この吐出通
路２２は油分離室１９内に向かって略接線状に開口され
ている。従って、吐出室４から吐出通路２２を経て油分
離室１９に流入した吐出冷媒ガスは、分離筒２０との間
の環状隙間を旋回しながら分離筒２０の筒孔内を通って
外部通路（コンデンサ）へと送出される。その間に冷媒
ガス中に混入している潤滑油は遠心力によって油分離室
１９の周壁に衝突するとともに冷媒から分離され、油分
離室１９の底部に流下する。
【００１４】油分離室１９はシリンダブロック１に設け
られた吐出圧力導入通路２３によって駆動室７に連通さ
れている。このため、吐出冷媒ガスから分離された油分
離室１９内の潤滑油は吐出圧力導入通路２３を経て駆動
室７に供給される。吐出圧力導入通路２３はシリンダブ
ロック１に組付けられた容量制御弁２４によって開閉制
御される。容量制御弁２４としては、例えば通路を開閉
する弁体と、その弁体を開閉作動するソレノイドとを有
する外部制御式の電磁弁が用いられ、ソレノイドの励磁
・非励磁によって駆動室７へ連なる吐出圧力導入通路２
３を開閉する。
【００１５】可変容量圧縮機の吐出容量は、ピストン１
５のストロークの大きさによって定められ、ピストン１
５のストローク量は斜板１１の傾角によって定められ
る。すなわち、斜板１１の傾角が大きいほど、ピストン
１５のストロークが大きくなって、吐出容量は大きくな
り、傾角が小さいほど（駆動軸８に対して直角に近づく
ほど）、ピストン１５のストロークが小さくなって吐出
容量は小さくなる。運転中における斜板１１の傾角はピ
ストン１５のヘッド面と背面に作用する圧力差、すなわ
ちシリンダボア１４内の圧力と駆動室７内の圧力差によ
って決定され、この差圧は上記の容量制御弁２４の開閉
動作によって調整される。なお、容量制御弁２４の開閉
動作は図示省略の制御手段によって制御されるが、その
制御手段は、例えば吸入圧力を検出し、その検出値が基
準値を越えたときには、容量制御弁２４を開き、基準値
を下回っているときは閉じるように動作させる。
【００１６】容量制御弁２４が開き側に動作したとき
は、吐出圧力導入通路２３を経て吐出側圧力が駆動室７
に導入されて該駆動室７内の圧力が高められる。他方、
容量制御弁２４が閉じ側に動作したときは、吐出圧力導
入通路２３が閉じられ、駆動室７への吐出側圧力の供給
が遮断される。駆動室７は図示省略の通路を経て吸入室
に連通しているので、吐出側圧力の供給が遮断されたと
きは、駆動室７内の圧力は次第に下がることになる。
【００１７】上記のような可変容量圧縮機において、吐
出圧力導入通路２３はその途中において、シリンダブロ
ック１の駆動軸８との嵌合面に環状通路２３ａを有して
いる。この環状通路２３ａは容量制御弁２４よりも上流
側に設けられ、シリンダブロック１と駆動軸８との摺動
面のラジアルクリアランスによって構成される絞り通路
２５（図３参照）を介して常に駆動室７と連通してい
る。このように吐出圧力導入通路２３は、容量制御弁２
４を介する系統と、駆動軸８周りの絞り通路２５との２
系統の通路によって駆動室７と連通されている。
【００１８】上述したように、本実施の形態に係る可変
容量圧縮機は、駆動室７内の圧力を変化することによっ
て吐出容量を可変とするものであり、また駆動室７内の
圧力は、容量制御弁２４で開閉される吐出圧力導入通路
２３を介してオイルセパレータ１８内の吐出圧力を駆動
室７に導くことによって制御する。従って、可変容量圧
縮機が最大吐出容量で運転されているときは、容量制御
弁２４が閉じるため、吐出圧力導入通路２３を経由して
オイルセパレータ１８内の潤滑油が駆動室７に供給され
ることはない。しかしながら、吐出圧力導入通路２３の
環状通路２３ａが絞り通路２５を経て常に駆動室７に連
通されているため、オイルセパレータ１８内の潤滑油
は、この絞り通路２５を経て駆動室７に供給されること
になる。一方、可変容量圧縮機の可変容量運転時には、
容量制御弁２４が開放されるため、オイルセパレータ１
８内の潤滑油は、吐出圧力導入通路２３を通る流れと、
絞り通路２５を通る流れとの２系統の通路を経て駆動室
７に供給される。
【００１９】このように、本実施の形態によれば、圧縮
機の運転中、オイルセパレータ１８によって吐出冷媒ガ
スから分離された潤滑油を、容量制御弁２４の開閉動作
に拘らず、常に駆動室７へ供給することができる。この
ため、たとえ容量制御弁２４が閉じられた最大吐出容量
での運転が長時間にわたって連続したような場合であっ
ても駆動室７内の潤滑油が不足するといった虞が解消さ
れる。その結果、斜板１１、シュー１６及びピストン１
５の摺動面、ローター１２と斜板１１との連係部である
ヒンジ機構１３の摺動面、駆動軸８と斜板１１との摺動
面等の各摺動箇所の潤滑効果を確保できる。
【００２０】また、本実施例では、シリンダブロック１
と駆動軸８との摺動面のラジアルクリアランスを絞り通
路２５として利用しているので、駆動室７への潤滑油の
供給作用のみならず、該摺動面の潤滑効果を得ることが
できる。また、シリンダブロック１に絞り通路２５を設
定するための穴明け加工をする必要がない。
【００２１】図４は本発明の他の実施の形態を示したも
のである。この実施の形態は、オイルセパレータ１８と
駆動室７とを連通する絞り通路２５を、ピストン１５と
シリンダボア１４との摺動面のサイドクリアランスによ
って構成したものである。そして、シリンダボア１４の
内周面に環状通路２３ａが形成され、この環状通路２３
ａによって前述した実施の形態における吐出圧力導入通
路２３に対して絞り通路２５が連通される。具体的に
は、オイルセパレータ１８からの吐出圧力導入通路２３
を１ないしそれ以上の数のシリンダボア１４周りへ導
き、シリンダボア内周面に環状通路２３ａを形成する。
従って、この実施の形態によるときも前述した実施の形
態と同様、圧縮機の運転中、オイルセパレータ１８によ
って吐出冷媒ガスから分離された潤滑油を、容量制御弁
２４の開閉動作に拘らず、常に駆動室７へ供給して潤滑
に供することができるとともに、ピストン１５とシリン
ダボア１４間の摺動面を潤滑することができる。
【００２２】なお、絞り通路２５は前述したサイドクリ
アランスに限らず、例えばシリンダブロック１に穴明け
加工で形成する形態であっても差し支えない。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
可変容量圧縮機において、その運転中は、オイルセパレ
ータ内の潤滑油を常に駆動室に供給して潤滑に供するこ
とができる。このため、駆動室内における潤滑油不足の
問題を回避し、摺動部位の潤滑性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変容量圧縮機の縦断面図である。
【図２】可変容量圧縮機の図１とは異なる切断部位の縦
断面図である。
【図３】図１のＡ部の拡大図である。
【図４】他の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック ３…吸入室 ４…吐出室 ７…駆動室 ８…駆動軸 １１…斜板 １２…ローター １４…シリンダボア １５…ピストン １８…オイルセパレータ ２３…吐出圧力導入通路 ２４…容量制御弁 ２５…絞り通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安谷屋 拓 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 松原 亮 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 倉掛 浩隆 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 吉田 寛之 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB07 AC03 BD03 BD08 BD12 BG09 BH06 CA02 CC09 CC11 CE01 3H076 AA06 BB16 BB17 BB26 BB28 BB40 BB41 BB43 CC12 CC20 CC28 CC33 CC36 CC46 CC62 CC69 CC70 CC85 CC99

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダボア内を往復動し、吸入室から
    吸入した冷媒ガスを圧縮して吐出室に吐出するピストン
    と、駆動室内で駆動軸と共に回転し、かつ前記ピストン
    のストロークを変化させる傾角変位可能な斜板と、吐出
    冷媒ガスに含まれる潤滑油を分離するオイルセパレータ
    と、該オイルセパレータ内の潤滑油を前記駆動室に導入
    する吐出圧力導入通路と、該吐出圧力導入通路に設けら
    れ、開閉作動することによって前記駆動室内圧力を変化
    させて吐出容量を変更する容量制御弁と、前記オイルセ
    パレータと前記駆動室とを連通する絞り通路とを備えた
    可変容量圧縮機。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の可変容量圧縮機であっ
    て、前記絞り通路は、前記シリンダブロックと、該シリ
    ンダブロックに回転可能に貫通される駆動軸との摺動面
    のラジアルクリアランスによって構成されていることを
    特徴とする可変容量圧縮機。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の可変容量圧縮機であっ
    て、前記絞り通路は、前記シリンダボアと、該シリンダ
    ボア内を往復動するピストンとの摺動面のラジアルクリ
    アランスによって構成されていることを特徴とする可変
    容量圧縮機。
  4. 【請求項４】 シリンダボア内を往復動し、吸入室から
    吸入した冷媒ガスを圧縮して吐出室に吐出するピストン
    と、駆動室内で駆動軸と共に回転し、かつ前記ピストン
    のストロークを変化させる傾角変位可能な斜板と、吐出
    冷媒ガスに含まれる潤滑油を分離するオイルセパレータ
    と、該オイルセパレータ内の潤滑油を前記駆動室に導入
    する吐出圧力導入通路と、該吐出圧力導入通路に設けら
    れ、開閉作動することによって前記駆動室内圧力を変化
    させて吐出容量を変更する容量制御弁と、前記オイルセ
    パレータと前記駆動室とを連通する絞り通路とを備えた
    可変容量圧縮機の潤滑油供給方法であって、 最大吐出運転時には、前記容量制御弁を閉じて前記オイ
    ルセパレータにて分離された潤滑油を前記絞り通路を経
    て前記駆動室に供給し、可変容量運転時には、前記容量
    制御弁を開放して前記オイルセパレータにて分離された
    潤滑油を前記絞り通路と前記吐出圧力導入通路との両通
    路を経て前記駆動室に供給する可変容量圧縮機の潤滑油
    供給方法。
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