(57)【要約】【課題】制御運転開始前の運転の初期段階におけるオイルの漏れを確実に防止でき、優れた信頼性を有する圧縮機の軸封装置を提供する。【解決手段】圧縮機の回転軸周りに、ハウジング側に固定されたメイティングリングと、回転軸とともに回転し前記メイティングリングと側面同士が摺動可能に当接されて両リング間にシール部を形成するシールリングとからなるメカニカルシールを用いた圧縮機の軸封装置において、前記メイティングリングの内周面と前記回転軸の外周面との間に、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材を装着したことを特徴とする圧縮機の軸封装置。【選択図】図２
2009108688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の回転軸周りに、ハウジング側に固定されたメイティングリングと、回転軸とともに回転し前記メイティングリングと側面同士が摺動可能に当接されて両リング間にシール部を形成するシールリングとからなるメカニカルシールを用いた圧縮機の軸封装置において、前記メイティングリングの内周面と前記回転軸の外周面との間に、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材を装着したことを特徴とする圧縮機の軸封装置。
【請求項２】
前記オイルシール部材が、前記メイティングリングの軸方向片側に圧縮機内部最高圧がかかった際の、メイティングリングの軸方向他側の圧縮機外大気圧との差圧発生時に、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有する部材からなる、請求項１に記載の圧縮機の軸封装置。
【請求項３】
前記オイルシール部材が、前記メイティングリングの内周面側に、前記回転軸の外周面に摺接可能に保持されたＯ−リング、角リング、円筒状シール、リップシールのいずれかからなる、請求項１または２に記載の圧縮機の軸封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば車両用空調装置の冷凍システムに用いられる圧縮機の軸封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機における回転軸周りには、一般に、圧縮機内部と外部とのシールを行なうための軸封装置が設けられている。軸封装置としては、図７に示すようなメカニカルシール構造を備えた軸封装置が知られている。図７において、１００は圧縮機の回転軸（シャフト）を示しており、回転軸１００の周りには軸封装置１０１が設けられている。軸封装置１０１は、シールリング１０２とメイティングリング１０３を備えている。シールリング１０２は回転軸１００とともに回転可能に構成されている。また、シールリング１０２は、スプリング１０４によりメイティングリング側に付勢され、シールリング１０２の側面１０２ａがハウジング１０５に固定されたメイティングリング１０３の側面１０３ａに摺接されている。そして、該摺接面の油膜により封入流体（たとえば、冷媒）の漏れを防止するシール構造が形成されるようになっている。
【０００３】
このような、メカニカルシール構造を備えた軸封装置は、流体やオイル（潤滑油）の漏れを極めて少なくすることがでるとともに、動力損失を低減でき熱の発生も少ない。また、摺動部の摩耗が少なく耐久性に優れ、高温、高圧環境下においても使用できる等の優れた特性を有する。
【０００４】
しかしながら、とくに軸封装置が新品である場合、あるいは装置が長期間停止されていた場合等における運転の初期段階においては、側面１０２ａと側面１０３ａ間のなじみが進行していないために油膜形成が不十分となり、図７の矢印で示すような経路で圧縮機外部にオイル（潤滑油）および封入流体が漏れるおそれがある。とくに、冷凍システム運転時において、そのシステム制御が開始される前（たとえば、斜板式圧縮機等においては斜板の傾斜角の変更を行なう前）に圧縮機内部最高圧がかかるため、制御運転開始前の運転の初期段階にオイルがシステム外に漏れ易い。
【０００５】
このような問題を解消するために、たとえばオイルの漏れを防止する堰き止め構造に関する提案もなされているが（たとえば、特許文献１、２）、運転の初期段階におけるオイルの漏れ防止は十分とは言い難い。また、これら提案においては、構造が複雑化するおそれがある。
【特許文献１】特開平７−１４５７８０号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、とくに制御運転開始前の運転の初期段階におけるオイルの漏れを確実に防止でき、優れた信頼性を有する圧縮機の軸封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機の軸封装置は、圧縮機の回転軸周りに、ハウジング側に固定されたメイティングリングと、回転軸とともに回転し前記メイティングリングと側面同士が摺動可能に当接されて両リング間にシール部を形成するシールリングとからなるメカニカルシールを用いた圧縮機の軸封装置において、前記メイティングリングの内周面と前記回転軸の外周面との間に、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材を装着したことを特徴とするものからなる。このような構成においては、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材が装着されているので、圧縮機外部へのオイルの漏れを確実に防止することができる。また、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルを確実にシールすることにより、該部分にオイル溜りが形成されるので、オイル溜りのシール効果により流体の漏れ防止にも寄与することができる
【０００８】
本発明に係る圧縮機は、たとえば車両用空調装置の圧縮機に好適であるが、このような冷凍システムにおいては、冷凍システム運転開始時に、そのシステム制御が開始される前（たとえば、斜板式圧縮機においては斜板の傾斜角の変更を行なう前）の方が圧縮機内部に圧縮機内部最高圧がかかる。このため、制御運転開始前の運転の初期段階においてオイルが漏れ易くなる。したがって、上記オイルシール部材は、メイティングリングの軸方向片側に圧縮機内部最高圧がかかった際の、メイティングリングの軸方向他側の圧縮機外大気圧との差圧発生時に、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有する部材であることが好ましい。このような構成によれば、とくに制御運転開始前の運転の初期段階におけるオイルの漏れを効果的に防止することができる。
【０００９】
上記オイルシール部材は、メイティングリングの内周面側に、回転軸の外周面に摺接可能に保持されたシール部材、たとえばＯ−リング、角リング、円筒状シール、リップシールのいずれかから形成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る圧縮機の軸封装置においては、圧縮機内部からのオイルの漏れを確実に防止でき、とくにシステム制御開始前の運転の初期段階におけるオイルの漏れを効果的に防止できる。
【００１１】
また、上記オイルシール部材は、たとえばＯ−リング、角リング、円筒状シール、リップシールのいずれかから形成することができ、既存の圧縮機に対しても簡単な改良を施すだけで簡単に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る圧縮機の軸封装置の望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明の第１実施態様に係る圧縮機の軸封装置を示している。図１において、１は圧縮機を示している、なお、以下の実施態様においては、圧縮機は車両用空調装置の冷凍サイクルに適用される圧縮機に構成されている。圧縮機１は、ハウジング２を有しており、ハウジング２にはベアリング３ａ、３ｂを介して回転軸４が回転自在に支承されている。回転軸４の周りには軸封装置５が設けられている。軸封装置５は、ハウジング側に固定されたメイティングリング６と回転軸４とともに回転するシールリング７とを備えている。シールリング７は回転軸４の軸方向に移動可能に構成されており、本実施態様においては、スプリング２０によりメイティングリング６側に付勢されている。そして、シールリング７の側面９がメイティングリング６の側面８に摺接されている。
【００１３】
メイティングリング６の内周面１０と回転軸４の外周面１１との間には、メイティングリング６の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材としてのＯ−リング１２が設けられている。Ｏ−リング１２はメイティングリング６の内周面１０に設けられた溝１３に装着され、回転軸４の外周面１１に当接されている。なお、メイティングリング６の外周面１４に設けられた溝１５にはハウジング２の内周面に当接するＯ−リング１６が装着されている。
【００１４】
Ｏ−リング１２は、メイティングリング６の軸方向片側（図１においては、メイティングリング６の右側）に圧縮機内部最高圧がかかった際の、メイティングリング６の軸方向他側（図１においては、メイティングリング６の左側）の圧縮機外大気圧との差圧発生時に、メイティングリング６の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有する部材として構成されている。
【００１５】
本実施態様においては、イティングリング６の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材としてＯ−リング１２が装着されているので、圧縮機外部へのオイルの漏れを確実に防止することができる。また、メイティングリング６の軸方向両側間に対しオイルを確実にシールすることにより、Ｏ−リング１２の上流にオイル溜りが形成されるので、オイル溜りのシール効果により流体の漏れ防止にも寄与することができる。さらに、Ｏ−リング１２は、メイティングリング６の軸方向片側（図１においては、メイティングリング６の右側）に圧縮機内部最高圧がかかった際の、メイティングリング６の軸方向他側（図１においては、メイティングリング６の左側）の圧縮機外大気圧との差圧発生時に、メイティングリング６の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有する部材として構成されている。したがって、オイルが漏れ易くなる時点、すなわち、そのシステム制御が開始される前（たとえば、斜板式圧縮機においては斜板の傾斜角の変更を行なう前）であって、圧縮機内部最高圧がかかる際のオイルの漏れを確実に防止することができる。一方、運転の初期段階が経過し、側面８と側面９とがなじんできた場合には、オイルおよび流体の漏れは側面８と側面９間に形成されるシール面により確実に防止されるので、この場合にはＯ−リング１２と回転軸４の外周面１１に非接触の状態になっても差し支えない。
【００１６】
図４は、本発明の第２実施態様に係る圧縮機の軸封装置を示している。なお、以下の実施態様において、上記第１実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、メイティングリング６の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材として角リング１７が設けられている。角リング１７は横断面形状が角形に形成されており、メイティングリング６の溝１３に装着されている。
【００１７】
図５は、本発明の第３実施態様に係る圧縮機の軸封装置を示している。本実施態様においては、メイティングリング６の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材としてメイティングリング６の内周面１０には円筒状シール１８が設けられている。円筒状シール１８はメイティングリング６の内周面１０に接着等により固定されている。
【００１８】
図６は、本発明の第４実施態様に係る圧縮機の軸封装置を示している。本実施態様においては、メイティングリング６の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材としてリップシール１９が設けられている。リップシール１９はメイティングリング６の溝１３に装着されている。
【００１９】
上記第２〜第４実施態様においては、イティングリング６の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材が装着されているので、圧縮機外部へのオイルの漏れを確実に防止することができる。また、メイティングリング６の軸方向両側間に対しオイルを確実にシールすることにより、オイルシール部材の上流にオイル溜りが形成されるので、オイル溜りのシールにより流体の漏れを効果的に防止することができる。さらに、オイルシール部材は、メイティングリング６の軸方向片側（図４〜図６においては、メイティングリング６の右側）に圧縮機内部最高圧がかかった際の、メイティングリング６の軸方向他側（図４〜図６においては、メイティングリング６の左側）の圧縮機外大気圧との差圧発生時に、メイティングリング６の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有する部材として構成されている。したがって、オイルが漏れ易くなる時、すなわち、そのシステム制御が開始される前（たとえば、斜板式圧縮機においては斜板の傾斜角の変更を行なう前）であって、圧縮機内部最高圧がかかる際のオイルの漏れを確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係る圧縮機の軸封装置は、様々な分野に利用される圧縮機に適用可能であるが、とくに車両用空調装置の冷凍システムに用いられる圧縮機の軸封装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施態様に係る軸封装置を備えた圧縮機の部分縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機の軸封装置の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ部の拡大図である。
【図４】本発明の第２実施態様に係る圧縮機の軸封装置の部分拡大断面図である。
【図５】本発明の第３実施態様に係る圧縮機の軸封装置の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の第４実施態様に係る圧縮機の軸封装置の部分拡大断面図である。
【図７】従来の圧縮機の軸封装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  圧縮機
２  ハウジング
３  ベアリング
４  回転軸
５  軸封装置
６  メイティングリング
７  シールリング
８  メイティングリングの側面
９  シールリングの側面
１０  メイティングリングの内周面
１１  回転軸の外周面
１２  オイルシール部材としてのＯ−リング
１３  溝
１４  メイティングリングの外周面
１５  溝
１６  Ｏ−リング
１７  オイルシール部材としての角リング
１８  オイルシール部材としての円筒状リング
１９  オイル」シール部材としてのリップシール
２０  スプリング
【図１】
2009108688.tif 000003
【図２】
2009108688.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009108688.tif 000006
【図５】
2009108688.tif 000007
【図６】
2009108688.tif 000008
【図７】
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