WO2011121669A1 - ピストン型圧縮機 - Google Patents

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crank chamber
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chamber
working fluid
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高橋知靖
寺屋孝則
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Valeo Japan Co Ltd
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    • F04B39/0223—Lubrication characterised by the compressor type
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    • F04B39/0238—Hermetic compressors with oil distribution channels
    • F04B39/0246—Hermetic compressors with oil distribution channels in the rotating shaft
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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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
    • F04B39/04—Measures to avoid lubricant contaminating the pumped fluid

Definitions

  • the present invention relates to a piston type compressor having a structure capable of separating oil mixed in a working fluid on a working fluid path in the compressor, and more particularly to a piston type compressor that is used in a vehicle air conditioner and sucked from a suction port.
  • the present invention relates to a compressor having a working fluid path that guides a working fluid to a suction chamber via a crank chamber, and discharges the working fluid from a discharge port via the discharge chamber after being compressed by a piston.
  • the applicant of the present invention firstly, in the compressor that guides the working fluid from the suction port to the suction chamber via the crank chamber, the shaft direction of the shaft passes through the crank chamber. And at least a side hole that communicates with the shaft hole and that is provided in the radial direction of the shaft and opens into the crank chamber. At least the working fluid that has flowed into the crank chamber is allowed to pass through the shaft hole.
  • the oil in the working fluid that is going to flow from the crank chamber to the suction chamber flows through the side hole opened in the crank chamber by utilizing the centrifugal separation action caused by the rotation of the shaft.
  • separate is proposed (refer patent document 1).
  • the present applicant introduces the working fluid that has flowed into the crank chamber to the suction chamber through the shaft and guides it to the suction chamber, and guides the working fluid sucked from the suction port to the suction chamber without passing through the crank chamber.
  • a configuration in which another suction path is provided so that a part of the sucked working fluid passes through the shaft from the crank chamber and is directly guided to the suction chamber see Patent Document 2.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is accommodated in the crank chamber while effectively reducing the outflow of oil to the outside of the compressor by effectively performing the centrifugal separation action by the rotation of the shaft.
  • the main object is to provide a piston-type compressor capable of promoting the cooling of internal parts and suppressing the wear of sliding parts such as bearings.
  • Another object of the present invention is to remove wear powder when wear occurs at a sliding portion in the crank chamber and to suppress adverse effects caused by the wear powder adhering to the sliding parts.
  • the present inventors only have to reduce the flow rate of the working fluid flowing into the shaft from the crank chamber in order to effectively perform the centrifugal separation action by the rotation of the shaft.
  • the amount of working fluid supplied to the crank chamber decreases, the cooling effect in the crank chamber will be impaired, so the flow rate of the working fluid flowing into the shaft is secured while ensuring the flow rate of refrigerant supplied to the crank chamber.
  • the piston type compressor includes at least one cylinder block formed with a cylinder bore facing the crank chamber, a piston reciprocatingly sliding in the cylinder bore, a suction chamber and a discharge chamber, and a valve plate.
  • a shaft Via at least one cylinder head joined to the cylinder block, a shaft that passes through the crank chamber and is rotatably supported by the cylinder block, and is accommodated in the crank chamber and rotates by rotation of the shaft.
  • a swash plate that reciprocates the piston, a suction port that is formed in the cylinder block or the cylinder head and sucks the working fluid, and a discharge port that discharges the working fluid. And then discharged from the discharge port through the discharge chamber after being compressed by the piston.
  • a piston-type compressor and a shaft hole provided in the shaft along the axial direction; a side hole communicating with the shaft hole and provided in a radial direction of the shaft and opening into the crank chamber; At least a first suction path for directly guiding the working fluid flowing from the suction port to the suction chamber without passing through the crank chamber, and the working fluid flowing from the suction port to the crank chamber A second suction path that leads to the suction chamber via the second suction path.
  • the second suction path passes from the crank chamber to the suction chamber through the side hole and the shaft hole formed in the shaft.
  • the oil separation passage is guided, and the bypass passage is guided from the crank chamber to the suction chamber through the cylinder block without passing through the shaft.
  • the second suction path for guiding the working fluid from the crank chamber to the suction chamber is configured by providing the bypass passage and the oil separation passage in parallel, all of the working fluid guided to the crank chamber is transferred only to the shaft.
  • the amount of working fluid flowing into the crank chamber can be increased compared to the previous configuration that leads to the suction chamber via the oil passage (through only the oil separation passage), and cooling of the crank chamber can be promoted.
  • the working fluid led to the crank chamber is divided into a bypass passage and an oil separation passage and led to the suction chamber, a side hole formed in the shaft is formed even if the amount of working fluid led to the crank chamber increases.
  • the amount of working fluid that passes through (the flow rate of working fluid) is not increased, and the oil separation function when passing through the shaft is not impaired. For this reason, while ensuring the cooling of the crank chamber, the centrifugal separation function by the rotation of the shaft is maintained, and the oil can be left in the crank chamber.
  • the bypass passage receives a thrust trace of the thrust bearing, more specifically, between a thrust bearing that rotatably supports the swash plate and a thrust bearing receiving surface provided in the cylinder block that receives the thrust bearing. It is preferable to have a groove provided on the thrust bearing receiving surface.
  • a part of the bypass passage that allows the working fluid to flow from the crank chamber to the suction chamber is formed between the thrust bearing that is particularly likely to be insufficiently cooled and the thrust bearing receiving surface provided in the cylinder block. Therefore, the vicinity of the thrust bearing can be preferentially cooled, and wear of the thrust bearing and the thrust bearing receiving surface that receives the thrust bearing can be reduced. Further, wear powder that can be generated in the vicinity of the thrust bearing can be discharged from the crank chamber through the bypass passage.
  • a bypass passage As a specific configuration of such a bypass passage, a groove provided between a thrust bearing that rotatably supports the swash plate and a thrust bearing receiving surface provided in a cylinder block, and a communication with the groove, the shaft And a shaft insertion hole into which the shaft is inserted, and a through hole formed in the cylinder block so as to open to the inner peripheral surface of the shaft insertion hole.
  • the bypass passage may be provided in the cylinder block so as to bypass the plain bearing.
  • At least one through hole is provided on the side opposite to the portion where the working fluid flows into the crank chamber with respect to the shaft center.
  • the first suction path that guides the working fluid sucked by the compressor directly to the suction chamber without passing through the crank chamber and the first suction path that leads to the suction chamber via the crank chamber.
  • an oil separation passage for guiding the second suction path to the suction chamber via the shaft and a guide block provided in parallel with the second suction path to the suction chamber via the cylinder block without passing the shaft Since the bypass passage is provided, the working fluid guided to the crank chamber can be relatively increased while the increase of the working fluid guided to the suction chamber via the shaft can be suppressed.
  • the bypass passage is configured to have a groove provided between a thrust bearing that rotatably supports the swash plate and a thrust bearing receiving surface provided in a cylinder block that receives the thrust bearing. It becomes possible to preferentially cool the vicinity of the thrust bearing, which tends to be insufficient, and to reduce wear on that portion.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a piston type compressor according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a front side cylinder block and a rear side cylinder block of the piston compressor according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view of the front-side cylinder block and the rear-side cylinder block of the piston compressor according to the present invention as seen from the crank chamber side.
  • FIG. 4 is a view of the front head and the rear head of the piston compressor according to the present invention as seen from the cylinder block side.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view showing the bypass passage.
  • FIG. 6 is a view of the bypass passage as viewed from the crank chamber side, (a) is a view as seen from the axial direction of the shaft, and (b) is a perspective view.
  • FIG. 1 shows a piston type compressor called a fixed capacity swash plate type reciprocating type used in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner using a refrigerant as a working fluid.
  • the compressor is assembled via a valve plate 3 on the front side cylinder block 1, the rear side cylinder block 2 assembled to the front side cylinder block 1, and the front side (left side in the figure) of the front side cylinder block 1.
  • the rear head 6 assembled to the rear side (right side in the drawing) of the rear cylinder block 2 via the valve plate 5.
  • the front head 4, the front side cylinder block 1, the rear side cylinder block 2, and the rear head 6 are fastened in the axial direction by fastening bolts (not shown) to constitute a housing for the entire compressor.
  • the front cylinder block 1 and the rear cylinder block 2 are assembled via a gasket 16, and the cranks defined by assembling the respective cylinder blocks are assembled inside.
  • a chamber 7 is formed.
  • the crank chamber 7 is rotatably supported by shaft insertion holes 8 and 9 formed in the front side cylinder block 1 and the rear side cylinder block 2 via bearings composed of plain bearings 10 and 11, and one end thereof is a front head.
  • a shaft 12 protruding from 4 is disposed.
  • the plain bearings 10 and 11 are attached at positions that do not hinder the opening of the side holes of the in-shaft passage described later.
  • a seal member 13 for preventing refrigerant leakage is disposed between the front end portion of the shaft 12 and the front head 4, and an electromagnetic clutch 14 is attached to the front end of the shaft 12 protruding from the front head 4. It is supposed to be.
  • each cylinder block 1, 2 is parallel to the shaft insertion holes 8, 9, and has a plurality of parts arranged at equal intervals on the circumference around the shaft.
  • a cylinder bore 15 is formed.
  • a double-headed piston 17 having heads 17b at both ends is inserted into each cylinder bore 15 so as to be reciprocally slidable.
  • a compression chamber 18 is interposed between the head 17b of the double-headed piston 17 and the valve plates 3 and 5. Is defined.
  • a swash plate 20 that is accommodated in the crank chamber 7 and rotates together with the shaft 12 is formed integrally with the shaft 12.
  • the swash plate 20 is rotatably supported via thrust bearings 21 and 22 with respect to the front side cylinder block 1 and the rear side cylinder block 2, and a hemispherical shape provided so that a peripheral portion sandwiches the front and rear.
  • a pair of shoes 23a and 23b are moored in a mooring recess 17a formed at the center of the double-headed piston 17. Therefore, when the shaft 12 rotates and the swash plate 20 rotates, the rotational motion is converted into the reciprocating motion of the double-headed piston 17 via the shoes 23a and 23b, and the volume of the compression chamber 18 changes.
  • Each of the valve plates 3 and 5 has suction holes 3a and 5a that are opened and closed by a suction valve provided on the cylinder block side end surface, and a discharge hole 3b that is opened and closed by a discharge valve provided on the cylinder head side end surface. 5b is formed corresponding to each cylinder bore.
  • the front head 4 and the rear head 6 contain the suction chambers 27 a and 27 b for containing the refrigerant supplied to the compression chamber 18 and the refrigerant discharged from the compression chamber 18.
  • the discharge chambers 28a and 28b are respectively formed.
  • the suction chambers 27a and 27b are formed at substantially the center of the respective heads 4 and 6, and the discharge chambers 28a and 28b are formed around the suction chambers 27a and 27b.
  • the rear cylinder block 2 constituting the housing has a suction port 30 for sucking refrigerant from an external cycle, and a discharge port 31 for discharging compressed refrigerant that communicates with the discharge chambers 28a and 28b. Is formed.
  • the suction path from the suction port 30 to the suction chambers 27a and 27b is a first suction that guides the refrigerant flowing from the suction port 30 directly to the suction chambers 27a and 27b without passing through the crank chamber 7. It has a path and a second suction path that leads to the suction chamber via the crank chamber 7 that communicates with the suction port 30. Further, the second suction path further separates oil reaching the respective suction chambers 27a and 27b of the front head 4 and the rear head 6 via a passage in the shaft formed in the shaft 12 penetrating the crank chamber 7.
  • the passage 32 and the oil separation passage 32 are provided in parallel, and include a bypass passage 33 that bypasses the shaft 12 from the crank chamber 7 to the suction chambers 27a and 27b through the cylinder block 1.2. ing.
  • an axial passage 34 extending in the axial direction connected to the suction port 30 is formed outside the crank chamber 7, and the first suction passage is formed outside the crank chamber 7.
  • the axial passage 34 extends to the front head 4 and the rear head 6, and the introduction chamber 35 a formed in the front head 4 and the rear head 6 through the through holes 3 c and 5 c formed in the valve plates 3 and 5,
  • the radial passages 36a and 36b are formed in the radial direction so as not to interfere with the discharge chambers 28a and 28b in the front head 4 and the rear head 6, respectively.
  • the inlet chambers 35a and 35b and the suction chambers 27a and 27b are connected to each other, and a part of the refrigerant sucked from the suction port 30 is not passed through the crank chamber 7 before the compressor.
  • the second suction path is provided with an opening 39 communicating with the crank chamber 7 in the middle of the axial passage 34, and the working fluid is led from the opening 39 to the crank chamber, and then led to the suction chamber.
  • the oil separation passage 32 is drilled in the shaft 12 from the rear end to the front side along the axial direction, and the opening end on the rear side opens into a suction chamber 27b provided in the rear head 6;
  • the front head 4 communicates with the shaft hole 32a, is provided in the radial direction of the shaft 12 and opens to the crank chamber 7, and communicates with the shaft hole 32a and is provided in the radial direction of the shaft 12.
  • an outflow side hole 32c opened in the suction chamber 27a.
  • the bypass passage 33 includes thrust bearings 21 and 22 that rotatably support the swash plate 20 and thrust blocks provided in the cylinder blocks 1 and 2 that receive the thrust bearings 21 and 22.
  • a groove 41 provided between the bearing receiving surface 40, a space 42 between the shaft 12 and the shaft insertion holes 8 and 9 into which the shaft 12 is inserted, and the cylinder blocks 1 and 2 are formed at one end.
  • a block through-hole 43 is formed in the inner wall surface of the holes 8 and 9, and the other end communicates with the suction chambers 27a and 27b through the through-holes 3d and 5d formed in the valve plates 3 and 5, respectively.
  • the grooves 41 are formed radially on the thrust bearing receiving surfaces 40 of the cylinder blocks 1 and 2 that are in contact with the thrust traces of the thrust bearings 21 and 22 as shown in FIG.
  • the radial grooves 41 are formed by forming from the portion outside the portion where the thrust traces of the thrust bearings 21 and 22 abut to the shaft insertion holes 8 and 9.
  • the radial grooves 41 are substantially equally spaced in the circumferential direction.
  • the five cylinder bores 15 are formed between adjacent cylinder bores.
  • the block through-hole 43 is open on the inner peripheral surface of the shaft insertion holes 8 and 9 on the front side (crank chamber side) with respect to the plain bearings 10 and 11 that rotatably support the shaft 12, and the groove 41
  • the working fluid flowing out through the space 42 between the shaft 12 and the shaft insertion holes 8 and 9 bypasses the plain bearings 10 and 11 and is guided to the suction chambers 27a and 27b.
  • a plurality of bottomed parallel holes (casting holes) 43b drilled substantially parallel to the shaft center of the shaft 12 from the non-crank chamber side of the cylinder blocks 1 and 2 and the inner periphery of the shaft insertion hole 8
  • a block through-hole 43 is formed by an inclined hole 43a formed on the surface at a predetermined angle with respect to the shaft center of the shaft, and a space 42 between the shaft insertion holes 8 and 9 and the shaft 12 is formed via the inclined hole 43a.
  • the parallel holes 43b communicate with each other.
  • the block through-hole 43 (inclined hole 43a) is opposite to the opening 39 through which the working fluid flows into the crank chamber 7 with respect to the shaft center of the shaft 12 (the shaft as viewed from the opening 39). Two are provided on the side farther from the axis of 12 (see FIG. 6B).
  • FIG. 1 for convenience of explanation, the position where the inclined hole 43 a is provided is drawn on the upper side of the shaft 12.
  • the opening 39 is located with respect to the axis of the shaft 12. It is possible to guide the working fluid flowing into the crank chamber 7 to a part of the plurality of grooves 41 constituting the bypass passage 33 without being biased.
  • the distribution ratio of the working fluid flowing in from the suction port 30 is set as follows, for example.
  • the flow rate directly led from the suction port 30 to the suction chambers 27a and 27b without passing through the crank chamber 7 is about 35% of the total suction amount for each of the front side and the rear side, and diverted to the crank chamber 7 Is set to be about 30% of the total inhalation amount.
  • the first suction path that leads directly from the suction port 30 to the front or rear suction chambers 27a, 27b is set so that the minimum path cross section of the path is equivalent to about ⁇ 12 hole (equivalent to a circle having a diameter of about 12 mm). Therefore, the pressure loss is formed to a level acceptable for performance.
  • the flow rate that has flowed into the crank chamber 7 the flow rate that is guided to the suction chambers 27 a and 27 b via the oil separation passage 32 (the inflow side hole 32 b, the shaft hole 32 a, and the outflow side hole 32 c of the shaft 12).
  • the flow rate led to the suction chambers 27a and 27b through the bypass passage 33 is set to about 60% (about 18% of the total suction flow rate).
  • the first suction path led directly from the suction port 30 to the suction chambers 27a and 27b is provided to reduce the flow rate flowing into the crank chamber 7, but from the crank chamber 7 to the suction chamber.
  • the second suction path that guides the working fluid to 27a and 27b is configured by providing the bypass passage 33 and the oil separation passage 32 in parallel, so that the second suction path passes through the shaft 12 and the suction chamber 27a. , 27b, it is possible to relatively increase the amount of working fluid flowing into the crank chamber as compared with the conventional configuration in which only the oil separation passage is provided.
  • the working fluid led to the crank chamber is divided into a bypass passage and an oil separation passage and led to the suction chamber, the inflow side formed in the shaft 12 even if the amount of the working fluid led to the crank chamber increases. It becomes possible to suppress the amount of working fluid (flow velocity of working fluid) passing through the side hole 32b.
  • the amount of working fluid flowing into the crank chamber can be increased to ensure cooling of the crank chamber, and a part of the working fluid introduced into the crank chamber can be transferred to the suction chamber via the bypass passage 33. Therefore, the flow rate of the working fluid flowing into the inflow side hole 32b of the shaft 12 is suppressed, and the oil-mixed refrigerant in the crank chamber 7 is separated from the oil by the centrifugal separation action by the rotation of the shaft 12, Oil can be left in the crank chamber.
  • the groove 41 constituting the bypass passage 33 has the thrust bearings provided on the thrust bearings 21 and 22 that rotatably support the swash plate 20 and the cylinder blocks 1 and 2 that receive the thrust bearings. 40, the thrust bearings 21 and 22 can be preferentially cooled, wear in the vicinity of the thrust bearing can be reduced, and wear powder generated by wear of the thrust bearing can be reduced. Can be discharged from the crank chamber through the bypass passage.
  • bypass passage 33 is provided so as to bypass the plain bearings 10 and 11, the wear powder in the working fluid flowing through the bypass passage 33 is not guided to the plain bearing, and the shaft 12 can be smoothly smoothed.
  • the bypass passage 33 is formed in the groove 41, the space between the shaft 12 and the shaft insertion holes 8 and 9 into which the shaft 12 is inserted, and the shaft insertion holes 8 and 8. 9 is formed by the block through-holes 43 formed in the cylinder blocks 1 and 2 so as to open to the inner peripheral surface of the cylinder 9, and flows into the suction chamber from the crank chamber 7 via the bypass passage 33. Oil outflow can also be suppressed.

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Abstract

シャフトの回転による遠心分離作用を効果的に行って圧縮機外へのオイルの流出を効果的に低減しつつ、クランク室に収容される内部部品の冷却を促進できるピストン型圧縮機を提供する。 【解決手段】吸入口３０から流入された作動流体をクランク室７を経由せずに吸入室２７ａ，２７ｂへ直接導く第１の吸入経路と、吸入口３０から流入された作動流体をクランク室７を経由して吸入室２７ａ，２７ｂへ導く第２の吸入経路とを有し、第２の吸入経路を、クランク室７からシャフト内に形成された孔を介して吸入室２７ａ，２７ｂに導くオイル分離通路３２と、クランク室７からシャフト１２を経由しないでシリンダブロック１，２を通して吸入室２７ａ，２７ｂへ導くバイパス通路３３とを具備して構成する。

Description

ピストン型圧縮機
　この発明は、圧縮機内の作動流体経路上で作動流体中に混在するオイルを分離することが可能な構造を備えたピストン型圧縮機に関し、特に車両用空調装置に用いられ、吸入口から吸入した作動流体を、クランク室を経由して吸入室へ導き、ピストンで圧縮した後に吐出室を介して吐出口から吐出させる作動流体経路を備えた圧縮機に関する。
　冷凍サイクルに用いられる圧縮機においては、圧縮機から外部サイクルにオイルが流出されると、圧縮機内のオイル不足を招くのみならず、オイルが冷媒と共にサイクルを循環することになり、冷凍効率が低下する不都合が生じる。
　このような不都合を回避するために、本出願人は、先に、作動流体を吸入口からクランク室を経由して吸入室に導く圧縮機において、クランク室を貫通するシャフトに、シャフトの軸方向に沿って延びる軸孔と、この軸孔に連通し、シャフトの径方向に設けられてクランク室に開口する側孔とを少なくとも設け、クランク室に流入した作動流体を少なくともこの側孔及び軸孔を経由させて吸入室へ導くようにし、シャフトの回転による遠心分離作用を利用して、クランク室から吸入室へ流動しようとする作動流体中のオイルをクランク室に開口された側孔を流れる際に分離させるようにした構成を提案している（特許文献１参照）。
　しかしながら、このような構成においては、吸入口から流入した作動流体の全量をシャフトに形成された側孔や軸孔を通過させて吸入室へ導こうとすると、シャフトの側孔入口で作動流体の流速が早くなり、遠心分離が有効に作用せずに作動流体中に混在するオイルが吸入室へ吸い出されてしまい、結果として圧縮機外へのオイル流出量を十分に抑えることができない。
　そこで、本出願人は、クランク室に流入した作動流体をシャフトを通過させて吸入室へ導く吸入経路に加えて、吸入口から吸入された作動流体をクランク室を経由せずに吸入室へ導く別の吸入経路を設け、吸入された作動流体の一部をクランク室からシャフト内を通過させ、残りを直接吸入室へ導くようにした構成を提案している（特許文献２参照）。
　これにより、シャフトの側孔から吸い込まれる作動流体の流速が遅くなり、十分なオイル分離機能が得られるようになっている。
特開２００８－２５４７６号公報 ＷＯ ２００８／０５６５３３ Ａ１
　ところが、作動流体の一部のみをクランク室に導く上述の構成においては、クランク室に導入される作動流体の量が少なくなるため、クランク室内部の摺動部品を、クランク室に流入する作動流体により冷却する点において不利である。また、高温下のクランク室内において、摺動部位に摩耗が発生した場合、その摩耗粉が作動流体の流れによって除去されにくいという不都合がある。
　本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、シャフトの回転による遠心分離作用を効果的に行って圧縮機外へのオイルの流出を効果的に低減しつつ、クランク室に収容される内部部品の冷却を促進して軸受け等の摺動部品の摩耗を抑制することが可能なピストン型圧縮機を提供することを主たる課題としている。
　また、クランク室内の摺動部位で摩耗が発生した場合の摩耗粉の除去を図り、摺動部品に摩耗粉が付着することによる悪影響を抑えることをも課題としている。
　上記課題を達成するために、本発明者らは、シャフトの回転による遠心分離作用を効果的に行うようにするためには、クランク室からシャフト内を流入する作動流体の流量を低減すればよいが、クランク室に供給される作動流体量が少なくなるとクランク室内の冷却効果が損なわれることになるため、クランク室に供給される冷媒流量を確保しつつ、シャフト内に流入する作動流体の流量を低減することができる構成について鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させるに至った。
　即ち、本発明に係るピストン型圧縮機は、クランク室に臨むシリンダボアが形成された少なくとも１つのシリンダブロックと、シリンダボア内を往復摺動するピストンと、吸入室及び吐出室が形成されてバルブプレートを介して前記シリンダブロックに接合される少なくとも１つのシリンダヘッドと、前記クランク室を貫通し、前記シリンダブロックに回転自在に支承されたシャフトと、前記クランク室に収容され、前記シャフトの回転により回転して前記ピストンを往復動させる斜板と、前記シリンダブロック又は前記シリンダヘッドに形成されて作動流体を吸入する吸入口及び吐出する吐出口とを有し、前記吸入口から吸入した作動流体を前記吸入室へ導き、前記ピストンにより圧縮した後に前記吐出室を介して前記吐出口から吐出させるピストン型圧縮機であって、前記シャフトに、軸方向に沿って設けられた軸孔と、この軸孔に連通し、前記シャフトの径方向に設けられて前記クランク室に開口する側孔とを少なくとも形成し、前記吸入口から流入された作動流体を前記クランク室を経由せずに前記吸入室へ直接導く第１の吸入経路と、前記吸入口から流入された作動流体を前記クランク室を経由して前記吸入室へ導く第２の吸入経路とを有し、前記第２の吸入経路は、前記クランク室から前記シャフトに形成された前記側孔及び前記軸孔を介して前記吸入室に導かれるオイル分離通路と、前記クランク室から前記シャフト内を経由せずに前記シリンダブロックを通して前記吸入室へ導かれるバイパス通路とを具備することを特徴としている。
　したがって、クランク室から吸入室へ作動流体を導く第２の吸入経路が、バイパス通路とオイル分離通路とを並列に設けて構成されているので、クランク室に導かれた作動流体の全てをシャフトのみを介して（オイル分離通路のみを介して）吸入室へ導く従前の構成よりもクランク室へ流入する作動流体の量を多くすることができ、クランク室内の冷却を促進することが可能となる。また、クランク室に導かれた作動流体は、バイパス通路とオイル分離通路とに分かれて吸入室へ導かれるので、クランク室に導かれる作動流体量が多くなってもシャフトに形成された側孔を通過する作動流体量（作動流体の流速）を増加させることがなく、シャフトを通過する際のオイル分離機能が損なわれることはない。
　このため、クランク室内の冷却を確保しつつ、シャフトの回転による遠心分離機能が維持されて、クランク室にオイルを残留させることが可能となる。
　ここで、バイパス通路は、前記斜板を回転支持するスラスト軸受とこのスラスト軸受を受ける前記シリンダブロックに設けられたスラスト軸受受け面との間、より具体的には、スラスト軸受のスラストレースを受けるスラスト軸受受け面に設けられた溝を有して構成するとよい。
　このような構成においては、特に冷却が不十分になりやすいスラスト軸受とシリンダブロックに設けられたスラスト軸受受け面との間に、クランク室から吸入室へ作動流体を流すバイパス通路の一部を構成する溝が形成されているので、スラスト軸受近傍を優先的に冷却することができ、スラスト軸受とこれを受けるスラスト軸受受け面の摩耗を低減することが可能となる。また、スラスト軸受近傍で発生し得る摩耗粉を、このバイパス通路を介してクランク室から排出させることが可能となる。
　このようなバイパス通路の具体的構成としては、前記斜板を回転支持するスラスト軸受とシリンダブロックに設けられたスラスト軸受受け面との間に設けられた溝と、この溝に連通し、前記シャフトとこのシャフトを挿入するシャフト挿入孔との間の空間、及び前記シャフト挿入孔の内周面に開口するよう前記シリンダブロックに形成された通孔とにより構成するとよい。
　このような構成においては、バイパス通路を入り組んだ構造にすることで、上述した作用効果に加えて、クランク室からのオイルの流出の懸念を回避することも可能となる。
　さらに、特に、シャフトがハウジングに対してプレーンベアリングを介して回転自在に支承されている構成においては、前記バイパス通路をプレーンベアリングを迂回するようにシリンダブロックに設けるようにするとよい。
　シャフトがプレーンベアリングを介してハウジングに支承されている構成においては、クランク室内の摺動部分で発生した摩耗粉がプレーンベアリングに付着すると、円滑なシャフトの回転が損なわれる不都合があるが、上述のような構成とすることで、クランク室内の摺動部分で発生した摩耗粉がバイパス通路を介して流れる作動流体によりプレーンベアリングに導かれることがなくなり、上述した不都合を回避することが可能となる。
　また、前記通孔は、シャフトの軸心に対して作動流体が前記クランク室に流入される部位とは反対側に少なくとも１つ設けることが好ましい。このような構成とすることで、バイパス通路を構成する溝を複数設けた場合に、クランク室に流入した作動流体をその一部に偏ることなく導くことが可能となる。
　以上述べたように、本発明によれば、圧縮機が吸入した作動流体をクランク室を経由せずに吸入室へ直接導く第１の吸入経路と、クランク室を経由して吸入室へ導く第２の吸入経路とを設け、この第２の吸入経路を、シャフトを経由して吸入室に導くオイル分離通路と、これと並列に設けられてシャフトを経由せずにシリンダブロックを通して吸入室に導くバイパス通路とを具備して構成したので、クランク室に導かれる作動流体を相対的に多くしつつ、シャフトを介して吸入室に導かれる作動流体の増加を抑えることができ、クランク室内の内部部品の冷却を確保することができると共に、シャフトのクランク室に開口する側孔を流れる作動流体の流速を抑えて、シャフトの回転に伴う遠心分離作用によるオイル分離を確保することが可能となる。
　このため、クランク室内の摺動部品の信頼性を確保することができ、また、クランク室から吸い出されるオイルを低減することが可能となる。
　特に、前記バイパス通路を、斜板を回転支持するスラスト軸受とこのスラスト軸受を受けるシリンダブロックに設けられたスラスト軸受受面との間に設けられる溝を有して構成することで、特に冷却が不十分になりやすいスラスト軸受近傍を優先的に冷却することが可能となり、その部分の摩耗を低減することが可能となる。
　また、シャフトがハウジングに対してプレーンベアリングを介して回転自在に支承されている構成においては、バイパス通路をプレーンベアリングを迂回するようにハウジングに設けることにより、プレーンベアリング近傍の摩耗粉がバイパス通路を流れる作動流体に導かれて排出され、円滑なシャフトの回転を確保することが可能となる。
図１は、本発明に係るピストン型圧縮機の構成例を示す断面図である。 図２は、本発明に係るピストン型圧縮機のフロント側シリンダブロックと、リア側シリンダブロックとを示す斜視図である。 図３は、本発明に係るピストン型圧縮機のフロント側シリンダブロックとリア側シリンダブロックとをクランク室側から見た図である。 図４は、本発明に係るピストン型圧縮機のフロントヘッドとリアヘッドとをシリンダブロック側から見た図である。 図５は、バイパス通路を示す拡大断面図である。 図６は、バイパス通路をクランク室側から見た図であり、（ａ）はシャフトの軸方向から見た図、（ｂ）は斜視図である。
　１　フロント側シリンダブロック
　２　リア側シリンダブロック
　４　フロントヘッド
　６　リアヘッド
　７　クランク室
　８，９　シャフト挿入孔
　１０，１１　プレーンベアリング
　１２　シャフト
　１５　シリンダボア
　１７　ピストン
　２０　斜板
２１，２２　スラスト軸受
２７ａ，２７ｂ　吸入室
　２８ａ，２８ｂ　吐出室
　３０　吸入口
　３１　吐出口
　３２　オイル分離通路
　３２ａ　軸孔
　３２ｂ　流入側側孔
　３２ｃ　流出側側孔
　３３　バイパス通路
　４０　スラスト軸受受面
　４１　溝
　４２　空間
　４３　ブロック貫通孔
　以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
　図１において、冷媒を作動流体とする車両用空調装置の冷凍サイクルに用いられる固定容量斜板式往復動型と称されるピストン型圧縮機が示されている。
　この圧縮機は、フロント側シリンダブロック１と、このフロント側シリンダブロック１に組み付けられるリア側シリンダブロック２と、フロント側シリンダブロック１のフロント側（図中、左側）にバルブプレート３を介して組み付けられたフロントヘッド４と、リア側シリンダブロック２のリア側（図中、右側）にバルブプレート５を介して組み付けられたリアヘッド６とを有して構成されている。そして、これらフロントヘッド４、フロント側シリンダブロック１、リア側シリンダブロック２、及びリアヘッド６は、図示しない締結ボルトにより軸方向に締結され、圧縮機全体のハウジングを構成している。
　フロント側シリンダブロック１とリア側シリンダブロック２とは、図２にも示すように、ガスケット１６を介して組みつけられており、内部には、それぞれのシリンダブロックを組み付けることによって画成されたクランク室７が形成されている。このクランク室７には、フロント側シリンダブロック１及びリア側シリンダブロック２に形成されたシャフト挿入孔８，９にプレーンベアリング１０，１１からなる軸受けを介して回転自在に支持され、一端がフロントヘッド４から突出するシャフト１２が配設されている。プレーンベアリング１０，１１は、後述するシャフト内通路の側孔の開口の妨げとならない位置に取り付けられている。また、シャフト１２の先端部とフロントヘッド４との間には、冷媒の漏洩を防止するためのシール部材１３が配され、フロントヘッド４から突出したシャフト１２の先端には、電磁クラッチ１４が取り付けられるようになっている。
　それぞれのシリンダブロック１，２には、図３にも示されるように、シャフト挿入孔８，９に対して平行に、且つ、シャフトを中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア１５が形成されている。そして、それぞれのシリンダボア１５内には、両端に頭部１７ｂを有する両頭ピストン１７が往復摺動可能に挿入され、この両頭ピストン１７の頭部１７ｂとバルブプレート３，５との間に圧縮室１８が画成されている。
　シャフト１２には、クランク室７に収容され、このシャフト１２と共に回転する斜板２０がシャフト１２と一体に形成されている。
　この斜板２０は、フロント側シリンダブロック１及びリア側シリンダブロック２に対してスラスト軸受２１，２２を介して回転自在に支持されており、周縁部分が前後を挟み込むように設けられた半球状の一対のシュー２３ａ，２３ｂを介して両頭ピストン１７の中央部に形成された係留凹部１７ａに係留されている。したがって、シャフト１２が回転して斜板２０が回転すると、その回転運動がシュー２３ａ，２３ｂを介して両頭ピストン１７の往復運動に変換され、圧縮室１８の容積が変化するようになっている。
　それぞれのバルブプレート３，５には、シリンダブロック側端面に設けられた吸入バルブによって開閉される吸入孔３ａ，５ａ，と、シリンダヘッド側端面に設けられた吐出バルブによって開閉される吐出孔３ｂ，５ｂとがそれぞれのシリンダボアに対応して形成されている。また、フロントヘッド４とリアヘッド６とには、図４にも示されるように、圧縮室１８に供給する冷媒を収容するための吸入室２７ａ，２７ｂと圧縮室１８から吐出した冷媒を収容するための吐出室２８ａ，２８ｂとがそれぞれ形成されている。この例において、吸入室２７ａ，２７ｂはそれぞれのヘッド４，６の略中央に形成され、吐出室２８ａ，２８ｂは吸入室２７ａ，２７ｂの周囲に形成されている。
　また、ハウジングを構成するリア側シリンダブロック２には、外部サイクルから冷媒を吸入するための吸入口３０と、吐出室２８ａ，２８ｂに連通し、圧縮した冷媒を吐出するための吐出口３１とが形成されている。
　本構成例において、吸入口３０から吸入室２７ａ，２７ｂに至る吸入経路は、吸入口３０から流入された冷媒を前記クランク室７を経由せずに直接吸入室２７ａ，２７ｂへ導く第１の吸入経路と、吸入口３０に連通するクランク室７を介して吸入室に導く第２の吸入経路とを有して構成されている。また、この第２の吸入経路は、さらに、クランク室７を貫通するシャフト１２に形成されたシャフト内の通路を経由してフロントヘッド４及びリアヘッド６のそれぞれの吸入室２７ａ，２７ｂに至るオイル分離通路３２と、このオイル分離通路３２とは並列に設けられ、前記クランク室７からシャフト１２をバイパスしてシリンダブロック１．２を通して吸入室２７ａ，２７ｂに至るバイパス通路３３とを有して構成されている。
　より具体的には、クランク室７の外側に吸入口３０と接続する軸方向に延設された軸方向通路３４を形成し、前記第１の吸入経路は、クランク室７の外側に形成された前記軸方向通路３４をフロントヘッド４及びリアヘッド６にかけて延設して、バルブプレート３，５に形成された通孔３ｃ，５ｃを介してフロントヘッド４とリアヘッド６とに形成された導入室３５ａ，３５ｂに連通し、また、フロントヘッド４及びリアヘッド６のそれぞれに吐出室２８ａ，２８ｂと干渉しないように径方向に穿設された径方向通路３６ａ，３６ｂを形成し、この径方向通路３６ａ，３６ｂにより導入室３５ａ，３５ｂと吸入室２７ａ，２７ｂとを接続して構成されており、吸入口３０から吸入された冷媒の一部を、クランク室７を経由しないで圧縮機前後の吸入室２７ａ，２７ｂへ導くようにしている。
　また、第２の吸入経路は、軸方向通路３４の途中にクランク室７に連通する開口部３９を設け、この開口部３９からクランク室に作動流体を導き、その後、吸入室に導くもので、オイル分離通路３２は、シャフト１２内に、リア側先端からフロント側へ軸方向に沿って穿設されると共にリア側の開口端がリアヘッド６に設けられた吸入室２７ｂに開口する軸孔３２ａと、この軸孔３２ａに連通し、シャフト１２の径方向に設けられてクランク室７に開口する流入側側孔３２ｂと、軸孔３２ａに連通し、シャフト１２の径方向に設けられてフロントヘッド４に形成された吸入室２７ａに開口する流出側側孔３２ｃとから構成されている。
　これに対して、バイパス通路３３は、図５にも示されるように、斜板２０を回転支持するスラスト軸受２１，２２とこのスラスト軸受２１，２２を受けるシリンダブロック１，２に設けられたスラスト軸受受面４０との間に設けられた溝４１と、前記シャフト１２とこれを挿入するシャフト挿入孔８，９との間の空間４２と、シリンダブロック１，２に形成され、一端がシャフト挿入孔８，９の内壁面に開口し、他端がバルブプレート３，５に形成された通孔３ｄ、５ｄを介して吸入室２７ａ，２７ｂに連通するブロック貫通孔４３とから構成されている。
　より具体的には、溝４１は、スラスト軸受２１，２２のスラストレースが接触するシリンダブロック１，２のスラスト軸受受面４０に、図６にも示されるように、放射状に溝を形成し、この放射状の溝４１をスラスト軸受２１，２２のスラストレースが当接する部位よりも外側の部位からシャフト挿入孔８，９にかけて形成することにより構成されており、この例では、周方向に略等間隔に形成せれた５つのシリンダボア１５のそれぞれの隣り合うシリンダボア間に形成されている。
　また、ブロック貫通孔４３は、シャフト１２を回転可能に支持するプレーンベアリング１０，１１よりも手前側（クランク室側）で一端がシャフト挿入孔８，９の内周面に開口し、前記溝４１を通ってシャフト１２とシャフト挿入孔８，９との間の空間４２を介して流出する作動流体をプレーンベアリング１０，１１を迂回させて吸入室２７ａ，２７ｂに導くようにしている。
　この例では、シリンダブロック１，２の反クランク室側からシャフト１２の軸心と略平行に穿設された複数の有底の平行穴（鋳抜き孔）４３ｂと、シャフト挿入孔８の内周面にシャフトの軸心に対して所定の角度で穿設された傾斜孔４３ａとによってブロック貫通孔４３を構成し、シャフト挿入孔８，９とシャフト１２の間の空間４２を傾斜孔４３ａを介して平行穴４３ｂに連通させるようにしている。
　また、この例では、ブロック貫通孔４３（傾斜孔４３ａ）が、シャフト１２の軸心に対して作動流体がクランク室７に流入される開口部３９とは反対側（開口部３９から見てシャフト１２の軸心より遠い側）に２つ設けられている（図６（ｂ）参照）。図１においては、説明の便宜上、傾斜孔４３ａを設けた位置がシャフト１２の上側に描かれているが、図６（ｂ）に示されるように、シャフト１２の軸心に対して開口部３９と反対側に設けることにより、クランク室７に流入した作動流体をバイパス通路３３を構成する複数の溝４１の一部に偏ることなく導くことが可能となる。
　ここで、吸入口３０から流入した作動流体の分配割合は、例えば、以下のように設定されている。
　先ず、吸入口３０からクランク室７を経由せずに直接吸入室２７ａ，２７ｂへ導く流量を、フロント側、リア側のそれぞれについて全体の吸入量の約３５％づつとし、クランク室７へ導く流用を全体の吸入量の約３０％とするように通路断面を設定する。この例においては、吸入口３０からフロント側又はリア側の吸入室２７ａ，２７ｂへ直接導く第１の吸入経路は、経路の最小通路断面が約φ１２孔相当（直径約１２ｍｍの円相当）に設定されており、圧力損失が性能上許容できるレベルに大きく形成されている。
　また、クランク室７に流入された流量のうち、オイル分離通路３２（シャフト１２の流入側側孔３２ｂ、軸孔３２ａ、流出側側孔３２ｃ）を介して吸入室２７ａ，２７ｂに導かれる流量を約４０％（全体の吸入流量の約１２％）とし、バイパス通路３３を介して吸入室２７ａ，２７ｂに導かれる流量を約６０％（全体の吸入流量の約１８％）としている。
　したがって、上述の構成においては、吸入口３０から直接吸入室２７ａ，２７ｂへ導かれる第１の吸入経路を設けて、クランク室７に流入される流量を減らしているが、クランク室７から吸入室２７ａ，２７ｂへ作動流体を導く第２の吸入経路は、バイパス通路３３とオイル分離通路３２とを並列に設けて構成されているので、第２の吸入経路をシャフト１２内を通って吸入室２７ａ，２７ｂに導くオイル分離通路のみとしている従前の構成よりもクランク室に流入する作動流体の量を相対的に多くすることが可能となる。
　また、クランク室に導かれた作動流体は、バイパス通路とオイル分離通路とに分かれて吸入室へ導かれるので、クランク室に導かれる作動流体量が多くなってもシャフト１２に形成された流入側側孔３２ｂを通過する作動流体量（作動流体の流速）を抑えることが可能になる。
　このため、クランク室に流入する作動流体量を多くしてクランク室内の冷却を確保することができ、また、クランク室内に導かれた作動流体の一部をバイパス通路３３を経由して吸入室に導くので、シャフト１２の流入側側孔３２ｂに流入する作動流体の流速が抑えられ、クランク室７内のオイル混じりの冷媒は、シャフト１２の回転による遠心分離作用によりオイルが分離されることとなり、クランク室にオイルを残留させることが可能となる。
　尚、吸入口３０からクランク室７を経由せずに直接吸入室２７ａ，２７ｂへ吸入された冷媒は、オイルを含んだまま圧縮され、そのまま外部冷凍サイクルへ吐出されるが、冷凍サイクルを循環して再び圧縮機へ吸入される際に、その一部が第２の吸入経路に分配されてオイル分離されることとなるので、このプロセスが連続的に行われるうちに、冷凍回路を循環するオイルが確実に分離されクランク室内に保持されることとなる。
　また、上述の構成によれば、バイパス通路３３を構成する溝４１が、斜板２０を回転支持するスラスト軸受２１，２２とこのスラスト軸受を受けるシリンダブロック１，２に設けられたスラスト軸受受面４０との間に設けられているので、スラスト軸受２１，２２を優先的に冷却することができ、スラスト軸受近傍の摩耗を低減することが可能になると共に、スラスト軸受の摩耗で発生した摩耗粉を、このバイパス通路を介してクランク室から排出させることが可能となる。
　さらに、バイパス通路３３は、プレーンベアリング１０，１１を迂回するように設けられているので、バイパス通路３３を介して流れる作動流体中の摩耗粉がプレーンベアリングに導かれることがなくなり、シャフト１２の円滑な回転を確保することが可能となり、また、上述のようにバイパス通路３３を、溝４１と、シャフト１２とこれを挿入するシャフト挿入孔８，９との間の空間と、シャフト挿入孔８，９の内周面に開口するようシリンダブロック１，２に形成されたブロック貫通孔４３とにより構成して、入り組んだ構造としているので、クランク室７からバイパス通路３３を介して吸入室へ流出するオイルの流出も抑制することが可能となる。
　尚、上述の実施例においては、両頭ピストンを備えたピストン型固定容量圧縮機に適用した場合について説明したが、シャフトに対する傾斜角度が固定された斜板によって片頭ピストンを往復摺動させる固定容量型圧縮機にも同様に適用することが可能である。

Claims (5)

  1. 　クランク室に臨むシリンダボアが形成された少なくとも１つのシリンダブロックと、シリンダボア内を往復摺動するピストンと、吸入室及び吐出室が形成されてバルブプレートを介して前記シリンダブロックに接合される少なくとも１つのシリンダヘッドと、前記クランク室を貫通し、前記シリンダブロックに回転自在に支承されたシャフトと、前記クランク室に収容され、前記シャフトの回転により回転して前記ピストンを往復動させる斜板と、前記シリンダブロック又は前記シリンダヘッドに形成されて作動流体を吸入する吸入口及び吐出する吐出口とを有し、前記吸入口から吸入した作動流体を前記吸入室へ導き、前記ピストンにより圧縮した後に前記吐出室を介して前記吐出口から吐出させるピストン型圧縮機であって、
    　前記シャフトに、軸方向に沿って設けられた軸孔と、この軸孔に連通し、前記シャフトの径方向に設けられて前記クランク室に開口する側孔とを少なくとも形成し、
    　前記吸入口から流入された作動流体を前記クランク室を経由せずに前記吸入室へ直接導く第１の吸入経路と、
    　前記吸入口から流入された作動流体を前記クランク室を経由して前記吸入室へ導く第２の吸入経路とを有し、
    　前記第２の吸入経路は、前記クランク室から前記シャフトに形成された前記側孔及び前記軸孔を介して前記吸入室に導かれるオイル分離通路と、前記クランク室から前記シャフト内を経由せずに前記シリンダブロックを通して前記吸入室へ導かれるバイパス通路とを具備する
    ことを特徴とするピストン型圧縮機。
  2. 　前記バイパス通路は、前記斜板を回転支持するスラスト軸受とこのスラスト軸受を受ける前記シリンダブロックに設けられたスラスト軸受受面との間に設けられた溝を有して構成されることを特徴とする請求項１記載のピストン型圧縮機。
  3. 　前記バイパス通路は、前記斜板を回転支持するスラスト軸受と前記シリンダブロックに設けられた前記スラスト軸受受け面との間に設けられた溝と、この溝に連通し、前記シャフトとこのシャフトを挿入するシャフト挿入孔との間の空間、及び前記シャフト挿入孔の内周面に開口するよう前記シリンダブロックに形成された通孔とにより構成されることを特徴とする請求項２記載のピストン型圧縮機。
  4. 　前記シャフトは、前記ハウジングに対してプレーンベアリングを介して回転自在に支承され、
    　前記バイパス通路は、前記プレーンベアリングを迂回するように前記シリンダブロックに設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のピストン型圧縮機。
  5. 前記通孔は、前記シャフトの軸心に対して前記作動流体が前記クランク室に流入される部位とは反対側に少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項３記載のピストン型圧縮機。
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