(57)【要約】【課題】簡単な構造で信頼性が高く、部品費用や組立費用を低減させうる圧縮機のシール構造を提供する。【解決手段】流体を圧縮する圧縮ユニット５２を回転駆動する回転軸３０と圧縮ユニット５２を収容するハウジング２０との間に介装され、回転軸３０を回転可能に支持するベアリング３８と、ベアリング３８に隣接してベアリング３８よりもハウジング２０の内方のハウジング２０と回転軸３０との間に介装され、ハウジング２０内から外への流体の漏出を防止するリップシール４０とを備え、リップシール４０は、ベアリング３８によって回転軸３０の軸線方向に沿ったハウジング２０外方への移動が規制される。【選択図】図２
2008002356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に収容され、回転駆動されて流体の圧縮を行う圧縮ユニットと、
前記圧縮ユニットに連結され、前記圧縮ユニットを回転駆動する回転軸と、
前記回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、前記回転軸を回転可能に支持するベアリングと、
前記ベアリングに隣接して前記ベアリングよりも前記ハウジングの内方の前記ハウジングと前記回転軸との間に介装され、前記ハウジング内から外への前記流体の漏出を防止するリップシールとを備え、
前記リップシールは、前記ベアリングによって前記回転軸の軸線方向に沿った前記ハウジング外方への移動が規制されることを特徴とする圧縮機のシール構造。
【請求項２】
前記回転軸は、前記圧縮ユニットに連結される大径軸部と、前記大径軸部から延設されて端部が前記ハウジングから外方に突出する小径軸部とからなり、
前記ベアリングと前記リップシールとは前記ハウジングと前記小径軸部との間に介装されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を圧縮する圧縮機であって、例えば車両用空調装置の冷凍回路に好適な圧縮機において、特に流体の漏出を防止するためのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷凍回路用の圧縮機はそのハウジング内に圧縮ユニットを備え、この圧縮ユニットは回転駆動されることにより、流体としての冷媒を吸入して圧縮し、この後、圧縮された冷媒はハウジングの吐出ポートから冷凍回路の凝縮器に向けて送出され、冷凍回路内を循環する。
圧縮ユニットには回転軸が連結されており、エンジンなどの外部動力源から動力が伝達されて回転軸が回転し、この回転軸によって圧縮ユニットが回転駆動されるようになっている。回転軸は、その一端が圧縮ユニットに連結されると共に、他端がハウジングに形成された開口からハウジング外方に突出しており、この他端に連結されている電磁クラッチなどを介して外部動力源からの動力が回転軸に伝達される。
【０００３】
回転軸は、ハウジングの上記開口近傍においてベアリングを介してハウジングに回転可能に支持されているが、ベアリングのみではハウジング内の冷媒が上記開口から漏出するのを防ぐことができない。このため、ベアリングよりもハウジングの内方において、ハウジングと回転軸との間にリップシールを介装し、ハウジング内の冷媒が上記開口から漏出しないようにしている。
【０００４】
ハウジングの内部は冷媒の圧縮に伴って圧力が上昇しており、リップシールはこのようなハウジングの内圧を受けて回転軸の軸線に沿いハウジング外方に移動しようとする。このような動きを規制するため、ハウジングにリップシールを装着した後、スナップリングによってリップシールを固定するようにした構造が知られている(例えば特許文献１)。
【特許文献１】実開平７−１４１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の圧縮機では、スナップリングの装着が不完全であったり、誤って異なるスナップリングを装着したりすると、リップシールの固定が不十分となり、ハウジングの内圧を受けてリップシールが回転軸の軸線に沿ってハウジング外方に移動してしまうという問題が生じる。そして、ハウジング内圧の変化に伴いリップシールが回転軸上での移動を繰り返すことにより、リップシールによる密封が不十分となり、ハウジング内の冷媒が漏出するおそれがある。
【０００６】
また、圧縮機の組み立て時に、スナップリングを装着するための工程が必要となり、その分だけ組立費用や部品費用が必要となる。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構造で信頼性が高く、部品費用や組立費用を低減させうる圧縮機のシール構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明による圧縮機のシール構造は、ハウジングと、前記ハウジング内に収容され、回転駆動されて流体の圧縮を行う圧縮ユニットと、前記圧縮ユニットに連結され、前記圧縮ユニットを回転駆動する回転軸と、前記回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、前記回転軸を回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングに隣接して前記ベアリングよりも前記ハウジングの内方の前記ハウジングと前記回転軸との間に介装され、前記ハウジング内から外への前記流体の漏出を防止するリップシールとを備え、前記リップシールは、前記ベアリングによって前記回転軸の軸線方向に沿った前記ハウジング外方への移動が規制されることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
より具体的には、前記回転軸が、前記圧縮ユニットに連結される大径軸部と、前記大径軸部から延設されて端部が前記ハウジングから外方に突出する小径軸部とからなり、前記ベアリングと前記リップシールとは前記ハウジングと前記小径軸部との間に介装されることを特徴とする（請求項２）。
請求項１及び２の構成によれば、ベアリングよりもハウジングの内方のハウジングと回転軸との間にリップシールを介装することにより、ハウジング内から外への流体の漏出が防止される。そして、リップシールは、ベアリングによって回転軸の軸線方向に沿ったハウジング外方への移動が規制される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１及び２の圧縮機のシール構造によれば、リップシールの回転軸軸線方向に沿ったハウジング外方への移動がベアリングによって規制されるので、リップシールがハウジングの内圧を受けても回転軸の軸線方向に沿ってハウジング外方に移動せず、リップシールを固定するためのスナップリングを装着する必要がなくなる。
従って、スナップリングの不完全な装着や、スナップリングの誤取り付けに起因するリップシールの移動やハウジング内からの流体の漏出がなくなり、信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００１０】
また、スナップリングが不要となるので、圧縮機の部品費用や組立費用を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の１実施形態について、図１乃至３に基づき以下に説明する。
図１は自動車用空調システムの冷凍回路を示す。
冷凍回路は、自動車のエンジンルーム２内に配置されたスクロール型の圧縮機４を備えている。この圧縮機４は、エンジンルーム２と車室６との間を区画するインストルメントパネル８内に配置された蒸発器１２に循環管路１４を介して接続され、この循環回路１４の往路には凝縮器１６及び膨張弁１８が設けられている。
【００１２】
圧縮機４にはエンジン１５から動力が駆動ベルト１７を介して伝達され、流体として冷媒を循環管路１４の復路から吸い込んで圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器１６に向けて吐出する。この後、圧縮冷媒は凝縮器１６にて凝縮された後、膨張弁１８を通じて蒸発器１２内にて膨張し、蒸発器１２は冷媒と車室６内の空気との間にて熱交換を行い、車室６内の空気を冷却する。なお、蒸発器１２を通過した冷媒は循環管路１４の復路を通じて圧縮機４に戻される。
【００１３】
圧縮機４の詳細は図２に示されており、この圧縮機４はハウジング２０を備えている。ハウジング２０は駆動ケーシング２２及び圧縮ケーシング２４を有し、駆動ケーシング２２は圧縮ケーシング２４側が大径となる段付きの筒形状をなし、それぞれ開口した両端を有する。一方、圧縮ケーシング２４は駆動ケーシング２２の大径端に向けて開口したカップ形状をなし、その開口端が駆動ケーシング２２の大径端にシールリング２６を介して気密に嵌合され、そして、複数の連結ねじ２８を介して駆動ケーシング２２の大径端に連結されている。
【００１４】
駆動ケーシング２２内には回転軸３０が配置され、この回転軸３０は一端側の小径軸部３２と、その他端側の大径軸部３４とを有する。
回転軸３０の大径軸部３４はニードル軸受３６を介して駆動ケーシング２２に回転自在に支持されている。ここで、ニードル軸受３６は開放型であって、その両側の空間をその内部を通じて自由に流通させることができる。
【００１５】
また、回転軸３０の小径軸部３２もまたベアリングとしてのボール軸受３８を介して駆動ケーシング２２の小径端に回転自在に支持されている。
更に、ボール軸受３８のハウジング２０内方側には、ボール軸受３８に隣接してリップシール４０が配置されており、このリップシール４０は回転軸３０の小径軸部３２に相対的に摺接し、駆動ケーシング２２内を気密に区画している。
【００１６】
より詳細には図３に示すように、リップシール４０は、コ字状断面を有する環状且つ金属製のベース部材４０ａと、ベース部材４０ａに固定された環状且つゴム製の第１リップ部材４０ｂと、この第１リップ部材の内側に設けられてベース部材４０ａに固定され、環状且つ樹脂製の第２リップ部材４０ｃとを有している。
また、駆動ケーシング２２の小径端開口部分には、ボール軸受３８が嵌入される段部２２ａと、リップシール４０が嵌入される段部２２ｂとが隣接して形成されており、リップシール４０のベース部材４０ａを段部２２ｂに嵌入した後、ボール軸受３８を段部２２ａに圧入することにより、リップシール４０がボール軸受３８に隣接した状態で駆動ケーシング２２に固定される。このとき、リップシール４０の第１リップ部材４０ｂと第２リップ部材４０ｃとが回転軸３０の小径軸部３２の周面に摺接することにより、駆動ケーシング２２内の気密が保持される。
【００１７】
回転軸３０の小径軸部３２は、図２に示すように、駆動ケーシング２２の小径端から突出し、その突出端に駆動ディスク４２がナット４４を介して取付けられている。駆動ディスク４２は電磁クラッチ４６を介して駆動プーリ４８に連結されており、駆動プーリ４８は電磁クラッチ４６のソレノイドを内蔵し、プーリ軸受５０を介して駆動ケーシング２２の小径端に回転自在に支持されている。
【００１８】
駆動プーリ４８には前述した駆動ベルト１７が掛け回されており、電磁クラッチ４６は駆動プーリ４８から駆動ディスク４２、即ち、回転軸３０に伝達される駆動力を断続する。従って、電磁クラッチ４６がオン作動したとき、電磁クラッチ４６は駆動プーリ４８と駆動ディスク４２を一体的に連結し、駆動ディスク４２、即ち、回転軸３０を駆動プーリ４８とともに一方向に回転させる。これに対し、電磁クラッチ４６がオフ作動されているとき、電磁クラッチ４６は駆動プーリ４８と駆動ディスク４２との間の連結を解除し、駆動プーリ４８から回転軸３０への動力の伝達を断つ。
【００１９】
一方、圧縮ケーシング２４内には圧縮ユニットとしてスクールユニット５２が収容され、このスクロールユニット５２は可動スクロール５４及び固定スクロール５６を備えている。これら可動スクロール５４及び固定スクロール５６は互いに噛み合うような渦巻きラップ５４ａ，５６ａを有し、これら渦巻きラップ５４ａ，５６ａは互いに協働し、シールを介して圧縮室５８を形成する。この圧縮室５８は可動スクロール５４の旋回運動により、渦巻きラップ５４ａ，５６ａの径方向外周側から中心に向けて移動し、この際、その容積が減少される。
【００２０】
上述した可動スクロール５４の旋回運動を達成するため、可動スクロール５４の基板６０は駆動ケーシング２２側に向けて突出するボス６２を有しており、このボス６２は開放型のニードル軸受６４を介して偏心ブッシュ６６に回転自在に支持されている。この偏心ブッシュ６６はクランクピン６８に支持され、このクランクピン６８は回転軸３０の大径軸部３４から偏心して突出している。従って、回転軸３０の回転に伴い、クランクピン６８及び偏心ブッシュ６６を介して可動スクロール５４が旋回運動することなる。
【００２１】
また、偏心ブッシュ６６にはこの偏心ブッシュ６６と大径軸部３４との間に挟持されるようにしてカウンタウエイト７０が取付けられており、このカウンタウエイト７０は複数の大小の円弧状プレートを重ね合わせて構成され、可動スクロール５４の旋回運動に対するバランスウエイトとなる。より詳しくは、カウンタウエイト７０は偏心ブッシュ６６に連結ピン７１を介して取付けられ、この連結ピン７１回りの回転がクランクピン６８により阻止されている。従って、カウンタウエイト７０もまた可動スクロール５４と同様に、その旋回姿勢を一定にした状態で旋回運動する。
【００２２】
更に、駆動ケーシング２２の大径端と可動スクロール５４の基板６０との間には自転阻止機構としてのボールカップリング７２が介装されている。例えば、ボールカップリング７２は駆動ケーシング２２の大径端及び基板６０にそれぞれ支持され、その周方向に等間隔を存して環状レースを有した一対のリングプレート７４と、これらリングプレート７４の環状レース間に挟持されたボール７６とからなり、ニードル軸受６４の軸線を中心とした可動スクロール５４の自転を阻止する。
【００２３】
一方、固定スクロール５６は圧縮ケーシング２４内にて固定され、その基板７８が圧縮ケーシング２４内を圧縮室５８側と吐出室８０とに仕切っている。基板７８にはその中央に圧縮室５８に連なる吐出孔８２が形成され、この吐出孔８２は吐出弁としてのリード弁８４により開閉される。このリード弁８４はその弁押さえ８６と共に基板７８の外面にボルトを介して取付けられている。
【００２４】
なお、図２には示されていないが、圧縮ケーシング２４の周壁には圧縮室５８及び吐出室８０にそれぞれ連通する吸込口及び送出口が形成されており、吸込口は前述した循環管路の復路に接続され、そして、送出口は循環管路の往路に接続されている。
上述したスクロール型圧縮機によれば、回転軸３０の回転に伴い、クランクピン６８及び偏心ブッシュ６６を介して可動スクロール５４が旋回運動し、この際、可動スクロール５４の自転がボールカップリング７２の働きにより阻止された状態にある。この結果、可動スクロール５４はその旋回姿勢を一定に維持した状態で、固定スクロール５６に対して旋回運動し、圧縮室５８が渦巻きラップ５４ａ，５６ａの径方向外周側から中心に向けて移動すると共に、その容積が減少される。
【００２５】
圧縮室５８の容積の減少に伴い、循環管路の往路から吸込口を通じて圧縮室５８内に冷媒ガスが吸入され、圧縮室５８内で冷媒ガスが圧縮される。そして、圧縮冷媒はリード弁８４を通じて吐出室８０内に吐出され、この後、圧縮冷媒は吐出室８０から送出口を通じて循環管路の往路に供給される。
一方、上述したスクロールユニット５２は、吸込口を通じて吸い込んだ冷媒ガスの一部を駆動ケーシング２２内に導くことができ、これにより、駆動ケーシング２２内は冷媒ガスで満たされた状態にある。この冷媒ガスは霧状の潤滑油を含んでいるので、冷媒ガスが駆動ケーシング２２内のニードル軸受３６，６４や、ボールカップリング７２に接触すると、これらに潤滑油が付着し、その潤滑がなされる。
【００２６】
また、ニードル軸受３６，６４は開放型であるので、冷媒ガスはニードル軸受３６を通じて、ニードル軸受３６とリップシール４０との間にて形成される空間に進入し、リップシール４０の潤滑が行われる。
このとき、リップシール４０は駆動ケーシング２２内に流入した冷媒ガスの圧力を受けて、回転軸３０の軸線方向に沿い駆動ケーシング２２の外方、即ちボール軸受３８に向けて移動しようとする。しかしながら、リップシール４０はボール軸受３８に隣接して配置されており、ボール軸受３８に当接しているので、冷媒ガスの圧力を受けてもボール軸受３８によってこのような動きが規制される。
【００２７】
従って、駆動ケーシング２２の内圧上昇に伴うリップシール４０の移動を規制するために別途スナップリングなどの部材を使用する必要がなくなる。このため、圧縮機２の組み立て工程においてスナップリングの組み付け不良や誤組み付けが生じるおそれもなく、簡単な構造で信頼性の高い圧縮機を提供することができる。また、スナップリングの組み付け工程が不要となり、組立費用や部品費用も減少する。
【００２８】
なお、本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、ボール軸受３８は駆動ケーシング２２の段部２２ａに圧入して固定するようにしたが、段部２２ａに嵌入した後に駆動ケーシング２２の開口端をかしめることによりボール軸受３８を固定するようにしてもよい。
また、リップシール４０も上述した実施形態にて用いたものに限られるものではなく、駆動ケーシング２２と回転軸３０との間を密封するものであればよい。
【００２９】
本発明が適用される圧縮機は、上述の実施形態のように自動車用空調装置の冷凍回路に使用される圧縮機に限定されるものではなく、回転駆動されて流体の圧縮を行う圧縮機であれば同様の効果を得ることができる。また、その形式は上述の実施形態のようなスクロール型圧縮機に限られず、斜板型圧縮機やベーン型圧縮機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】自動車用空調システムの冷凍回路を示した概略図である。
【図２】本発明の一実施形態であるスクロール型圧縮機の縦断面図である。
【図３】図２におけるリップシール周辺の拡大図である。
【符号の説明】
【００３１】
４    圧縮機
２０    ハウジング
３０    回転軸
３８    ボール軸受（ベアリング）
４０    リップシール
５２    スクロールユニット（圧縮ユニット）
【図１】
2008002356.tif 000003
【図２】
2008002356.tif 000004
【図３】
2008002356.tif 000005