JP2000136881A

JP2000136881A - 高圧ガス圧縮機用軸シール装置

Info

Publication number: JP2000136881A
Application number: JP10312763A
Authority: JP
Inventors: Takao Shimomura; 孝夫下村
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】油分を含むガスを圧縮する圧縮機の駆動時に
メカニカルシール３の摺動端面３１ａ，３２ａの潤滑を
維持し、停止時に摺動端面３１ａ，３２ａが乾燥接触状
態となることによる高圧ガスの漏洩を防止する。【解決手段】静止側のメイティングリング３１と回転
側のシールリング３２の摺動端面３１ａ，３２ａによる
主シール部Ｓの外周側にリップシール４が配置される。
リップシール４はシールリング３２に定着され、メイテ
ィングリング３１の摺動端面３１ａに弾性的に摺接され
る摺動リップ４１ａの先端に、シールリング３２と共に
リップシール４が回転した時にその内周の主シール部Ｓ
側へ向けて流体力学的ポンプ作用を生じるスパイラル溝
４１ｃが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高圧ガス圧縮機、例
えば自動車の車室空調装置（カーエアコン）の冷媒圧縮
機等の軸封部のように、高圧ガス及び油を密封するため
の軸シール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カーエアコンのような空調装置には、従
来、冷媒として人間に無害で変質せず、不燃性の安全な
フロンＲ１２（ＣＦ_２Ｃｌ_２）が使用されて来た。とこ
ろが、フロンＲ１２は大気中に放出されても変質せずに
そのまま溜って大気の大循環により成層圏へ運ばれるた
め、地表付近では殆ど存在しなかった波長０．１９〜
０．２５μｍの紫外線により分解されて塩素Ｃｌが分離
し、この塩素が成層圏のオゾンＯ_３と結合して酸化塩素
ＣｌＯと酸素分子Ｏ_２を作り、更にこの酸化塩素が周囲
の酸素原子Ｏと反応することによって、塩素Ｃｌと酸素
分子Ｏ_２を作り、このような反応の繰り返しによって成
層圏のオゾンＯ_３と酸素原子Ｏの量が加速度的に減少し
て行くといったオゾン層破壊が問題となった。そしてこ
のようなオゾン層破壊の防止対策のため、近年、冷媒ガ
スとして塩素を含まないフロンＲ１３４ａに変更された
が、フロン等は、微量でも地表からの長波（赤外線）放
射を吸収して地球温暖化を来す温室効果に大きく関わっ
ていることが新たな問題となっている。したがって、フ
ロンＲ１３４ａに代わる冷媒の研究が行われているが、
現在最も有力視されているのは二酸化炭素ＣＯ_２であ
る。

【０００３】一方、冷媒圧縮機の軸シール装置として用
いられるメカニカルシールの典型的な従来例としては、
図７に示すようなものがある。すなわちこの種のメカニ
カルシールは、シールハウジング１側に非回転状態に装
着されたメイティングリング１０１に、回転軸２側にケ
ース１０３及び軸パッキン１０４を介して軸方向移動自
在に装着されてこの回転軸２と一体的に回転されるシー
ルリング１０２が、コイルスプリング１０５の付勢力に
よって押し付けられ、両リング１０１，１０２の摺動端
面１０１ａ，１０２ａにおいて、その外周側に連なる図
中右側の機内空間Ｐの冷媒ガス及び冷凍機油が、大気側
空間Ｑへ漏洩するのを防止しているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし冷媒ガスとして
二酸化炭素を用いた場合、上記従来技術のメカニカルシ
ールによれば次のような問題が発生する。すなわち、フ
ロンＲ１３４ａからなる冷媒ガスを用いた場合は、通常
の使用条件では冷媒圧縮機は吸入圧力０．２ＭＰａ、吐
出圧力１，５ＭＰａ、停止時圧力１．０ＭＰａ程度であ
ったのに対し、二酸化炭素からなる冷媒ガスを用いた場
合は、吸入圧力３．０ＭＰａ、吐出圧力８．０ＭＰａ、
停止時圧力５．０ＭＰａ程度に上昇してしまう。したが
って、前記メカニカルシールには停止時も大きな冷媒圧
力が作用することになり、メカニカルシールの摺動端面
１０１ａ，１０２ａから冷媒ガスの漏洩が起こる問題が
指摘されている。これは、冷媒圧縮機の駆動時において
は、冷媒ガス中にミスト状に混在する冷凍機油が、冷媒
ガスの流れに伴って摺動端面１０１ａ，１０２ａの外周
に供給されるので、この摺動端面１０１ａ，１０２ａ間
には油膜が形成されて冷媒ガスの通過を遮断している
が、冷媒圧縮機停止時は、冷凍機油が機内空間Ｐの下部
に落下し、機内空間Ｐは大部分がガスゾーンとなるた
め、前記摺動端面１０１ａ，１０２ａ間の油膜切れが起
こって高圧の冷媒ガスが漏れてしまいやすくなるからで
ある。

【０００５】本発明は、上記のような従来の問題に鑑み
てなされたもので、その技術的課題とするところは、油
分を含むガスを圧縮する圧縮機の駆動時に、その回転軸
の軸周をシールするメカニカルシールの摺動端面の潤滑
状態を維持し、圧縮機の停止時に、前記摺動端面が乾燥
接触状態となることによる機内の高圧ガスの漏洩を有効
に防止することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を有
効に解決するための第一の手段として、本発明に係る高
圧ガス圧縮機用軸シール装置は、内周に回転軸を挿通し
たシールハウジング側に気密的に設けられた非回転の静
止側摺動環と、前記回転軸側に気密的に設けられてこの
回転軸と共に回転し前記静止側摺動環と軸方向端面同士
で密接される回転側摺動環と、前記両摺動環の互いの密
接による主シール部の外周側に配置されて静止側及び回
転側のいずれか一方に定着されると共に他方に弾性的に
摺接されるリップシールとを備え、このリップシールの
摺動リップ及びこれと密接する相手摺動面のうちいずれ
か一方に、前記摺動リップ及び相手摺動面の相対的な回
転時に前記主シール部側へ向けて流体力学的ポンプ作用
を生じるスパイラル状の溝を形成したものである。

【０００７】上記構成によれば、圧縮機の駆動時（軸回
転時）には、リップシールの摺動リップと相手摺動面と
の間にスパイラル溝によって漏れ方向の流体力学的ポン
プ作用を生じると共に、前記スパイラル溝による流体力
学的な動圧によってリップシールの摺動面が押し広げら
れるので、静止側摺動環と回転側摺動環による主シール
部にその外周側から機内の油が供給されて前記両摺動環
の摺動端面間に潤滑油膜を形成し、この潤滑油膜によっ
て前記主シール部における圧縮ガスの通過を遮断する。
圧縮機の停止時には前記ポンプ作用及び動圧が失われる
ので、リップシールの弾性によってその摺動リップが相
手摺動面に密着し、機内のガスが前記主シール部側へ通
過するのを有効に防止する。

【０００８】また、上述した技術的課題を有効に解決す
るための他の手段として、本発明に係る高圧ガス圧縮機
用軸シール装置は、上記リップシールの摺動リップに、
上記スパイラル溝に代えて、前記摺動リップ及び相手摺
動面の相対的な回転時に流体力学的な動圧を発生する凹
凸を円周方向所定間隔で反復形成したものである。

【０００９】上記構成によれば、圧縮機の駆動時には、
リップシールの摺動リップと相手摺動面との間に前記摺
動リップの凹凸による流体力学的動圧を生じるので、こ
の摺動リップが押し広げられ、静止側摺動環と回転側摺
動環による主シール部にその外周側から機内の油が供給
されて前記両摺動環の摺動端面間に潤滑油膜を形成し、
この潤滑油膜によって前記主シール部における圧縮ガス
の通過を遮断する。圧縮機の停止時には前記動圧が失わ
れるので、リップシールの弾性によってその摺動リップ
が相手摺動面に密着し、機内のガスが主シール部側へ通
過するのを有効に防止する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る高圧ガス圧
縮機用軸シール装置の第一の実施形態を示すもので、図
中の参照符号１は二酸化炭素を冷媒ガスとして用いるカ
ーエアコンにおける冷媒圧縮機のシールハウジング、参
照符号２はこのシールハウジング１の内周から前記冷媒
圧縮機内部に挿通され、エンジンのクランク軸からの駆
動力を電磁クラッチ（図示省略）を介して伝達されるこ
とにより回転して圧縮機の内部機構を駆動させる回転軸
である。前記シールハウジング１と回転軸２との間には
メカニカルシール３が装着されている。

【００１１】メカニカルシール３は、シールハウジング
１側に非回転状態に装着された静止側摺動環であるメイ
ティングリング３１と、回転軸２側に装着されてこの回
転軸２と一体的に回転する回転側摺動環であるシールリ
ング３２が、軸方向に対向する摺動端面３１ａ，３２ａ
同士で密接することによって主シール部Ｓを構成してい
る。このメカニカルシール３の軸方向両側の軸周空間の
うち、シールハウジング１の図中右側の空間Ｐが密封対
象の機内空間、前記主シール部Ｓの内周側に連なる図中
左側の空間Ｑが機外に開放された大気側空間である。

【００１２】メカニカルシール３の構成について更に詳
しく説明すると、メイティングリング３１は、シールハ
ウジング１の軸孔の機内側開口部に拡径形成された環状
段差部１１に収容され、外周面が、前記環状段差部１１
の周面に沿って連続した環状溝１１ａに装着されたＯリ
ング３３に固定的に密嵌されている。一方、シールリン
グ３２は、メイティングリング３１からみて機内空間Ｐ
側に配置され、回転軸２の外周面にＯリングからなる軸
パッキン３４を介して軸方向移動自在に装着されてい
る。

【００１３】シールリング３２の背面側（メイティング
リング３１と反対側）には軸方向に適当な間隔で鍔状の
金属ケース３５が配置されており、回転軸２の外周面に
形成されたテーパ状段差部２１に軸方向に係止されると
共に、このテーパ状段差部２１の円周方向一部に形成さ
れた切欠部２１ａと円周方向に係合している。軸パッキ
ン３４の背面には環状のリテーナ３６が当接配置されて
おり、このリテーナ３６と前記金属ケース３５との間
に、円錐状コイルスプリング３７が軸方向に適宜圧縮さ
れた状態で介在されている。また、金属ケース３５の外
周部には、軸方向に延在された複数の係合爪３５ａが円
周方向等配形成されており、シールリング３２の外周面
に円周方向等配形成された軸方向溝３２ｂと係合してい
る。すなわちシールリング３２は、コイルスプリング３
７による軸方向付勢力をリテーナ３６及び軸パッキン３
４を介して与えられることにより、摺動端面３２ａがメ
イティングリング３１の摺動端面３１ａに適当な面圧で
押し付けられ、回転軸２からの回転トルクを金属ケース
３５を介して与えられることにより、回転軸２と共に回
転するようになっている。

【００１４】メイティングリング３１とシールリング３
２の摺動端面３１ａ，３２ａによる主シール部Ｓの外周
側にはリップシール４が配置されている。このリップシ
ール４は、エラストマ材料で成形されたリップシール本
体４１と、その肉厚における内周側に偏在して埋設され
た補強用の金属環４２とからなるものであって、テーパ
状に開いた前記リップシール本体４１の摺動リップ４１
ａの先端が、メイティングリング３１の摺動端面３１ａ
に主シール部Ｓの外周側の位置で密接されると共に、円
筒状の基部４１ｂの内周面が、シールリング３２の摺動
端面３２ａを形成しているノーズ部３２ｃの外周側の環
状段差部３２ｄに、適当な締め代で密封的に嵌着されて
いる。また、このリップシール４によって、前記主シー
ル部Ｓの外周側に環状密閉空間Ｔが画成される。

【００１５】メイティングリング３１の摺動端面３１ａ
と対向されるリップシール４の摺動リップ４１ａの先端
部には多数のスパイラル溝４１ｃが形成されている。各
スパイラル溝４１ｃは、図１（Ｂ）に示すように、シー
ルリング３２と一体的に回転するリップシール４の回転
方向Ｒへ向かって漸次外周側へ偏在するように延びてお
り、このため、回転時に、前記メイティングリング３１
の摺動端面３１ａとの間で、流体を遠心力に抗して内周
側へ送る流体力学的ポンプ作用を発生するものである。

【００１６】以上の構成において、まず回転軸２が電磁
クラッチを介してエンジンからの駆動力を与えられて回
転している冷媒圧縮機駆動時には、機内で高圧・高温に
圧縮される冷媒ガス中に冷凍機油がミスト状に混在され
ており、その一部は、リップシール４の摺動リップ４１
ａとその相手摺動面であるメイティングリング３１の摺
動端面３１ａとの摺動部に介入する。そしてこの摺動部
では、前記摺動リップ４１ａに形成されたスパイラル溝
４１ｃの回転によって、流体力学的ポンプ作用及び動圧
が発生するため、前記動圧及び摺動リップ４１ａに作用
する遠心力によって摺動端面３１ａから摺動リップ４１
ａの先端部が僅かに離間し、その隙間に、前記ポンプ作
用によって内周の環状密閉空間Ｔ側へ向かう冷凍機油の
流れが惹起される。

【００１７】環状密閉空間Ｔに供給された冷凍機油は、
前記主シール部Ｓにおいて互いに密接摺動するメイティ
ングリング３１の摺動端面３１ａとシールリング３２の
摺動端面３２ａの間に介入して潤滑油膜を形成する。こ
のため、前記摺動端面３１ａ，３２ａ間を良好に潤滑す
ると共に、大気側空間Ｑへの冷媒ガスの通過を遮断す
る。

【００１８】なお、スパイラル溝４１ｃによる流体力学
的ポンプ作用によって、冷凍機油と共に冷媒ガスもリッ
プシール４の摺動リップ４１ａとメイティングリング３
１の摺動端面３１ａとの間を環状密閉空間Ｔへ僅かに漏
洩するが、これによる環状密閉空間Ｔの機内空間Ｐに対
する冷媒ガス圧の上昇は僅かであり、主シール部Ｓにお
ける密封性に悪影響を与えるものではない。

【００１９】また、電磁クラッチがエンジンからの駆動
力を遮断し、回転軸２が停止した状態にある時は、冷凍
機油が機内空間Ｐの下部に落下してこの機内空間Ｐがガ
スゾーンとなる。しかし、回転軸２の停止時は回転側摺
動環であるシールリング３２に装着されたリップシール
４も停止することによって、スパイラル溝４１ｃによる
流体力学的ポンプ作用及び動圧が失われるので、リップ
シール本体４１の弾性及び機内空間Ｐの冷媒ガス圧によ
ってその摺動リップ４１ａがメイティングリング３１の
摺動端面３１ａに対して密着状態となり、冷媒ガスに対
するシール作用を発揮する。

【００２０】この場合、エラストマからなる摺動リップ
４１ａは、メカニカルシール３の主シール部Ｓのような
剛体接触と異なり、メイティングリング３１の摺動端面
３１ａに偏摩耗や微小な傷がある場合でもこれに良く馴
染んだ状態で密接する。このため、フロンＲ１３４ａに
代わる冷媒ガスとして二酸化炭素を採用することによっ
て、圧縮機停止時の機内空間Ｐの冷媒ガス圧力が５．０
ＭＰａ程度の高圧状態になっても、この冷媒ガスは環状
密閉空間Ｔへの通過が僅かである。したがって、圧縮機
の停止時に主シール部Ｓが油膜切れによって乾燥接触状
態となっても、大気側空間Ｑへの冷媒ガスの漏洩を有効
に低減することができる。

【００２１】図２は、上述の実施形態の軸シール装置で
冷媒圧縮機を軸封した場合と、先の図７に示すメカニカ
ルシールによる従来の軸シール装置で軸封した場合につ
いて下記の条件で漏洩試験を行い、二酸化炭素ＣＯ_２か
らなる冷媒ガスの漏洩量を比較したものである。この試
験結果から明らかなように、上記実施形態の軸シール装
置によれば従来に比較して冷媒ガスの漏洩量を著しく低
減できることが確認された。試験条件冷媒ガス・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ＣＯ_２冷凍機油・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ＰＡＧ油冷媒ガス圧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４ＭＰａ試験温度・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２０℃

【００２２】上記実施形態では、スパイラル溝をリップ
シール４の摺動リップ４１ａに形成したが、逆に、メイ
ティングリング３１の摺動端面３１ａにおける前記摺動
リップ４１ａとの摺接部分にスパイラル溝を形成して
も、同様の効果を得ることができる。この場合のスパイ
ラル溝は、摺動リップ４１ａに形成した場合とは逆に、
リップシール４の回転方向Ｒへ向かって漸次内周側へ偏
在するように延びるものとする。

【００２３】また、リップシール４の摺動リップ４１ａ
の先端部には、スパイラル溝の代わりに、図３に示す第
二の実施形態のように、うねり状凹凸面４１ｄを円周方
向所定間隔で反復形成しても良い。この場合、メイティ
ングリング３１の摺動端面３１ａに対する前記摺動リッ
プ４１ａの接触幅、ひいては接触面圧が前記うねり状凹
凸面４１ｄに対応して変化しているので、その接触面間
に介在する流体潤滑層の層厚も前記うねり状凹凸面４１
ｄに対応して変化する。

【００２４】すなわち、この第二の実施形態によれば、
冷媒圧縮機の駆動時には、リップシール４の摺動リップ
４１ａとメイティングリング３１の摺動端面３１ａとの
摺動部では、前記摺動リップ４１ａのうねり状凹凸面４
１ｄの回転によって、前記摺動部に介在する流体潤滑層
に流体力学的な動圧が発生するため、前記動圧及び摺動
リップ４１ａに作用する遠心力によって摺動端面３１ａ
から摺動リップ４１ａが僅かに離間する。うねり状凹凸
面４１ｄでは、スパイラル溝のようなポンプ作用は生じ
ないが、前記流体潤滑層の層厚が大きい部分では冷凍機
油が容易に介入するので、その一部が先の図１に示す環
状密閉空間Ｔに侵入する。このため、主シール部Ｓにお
いて互いに密接摺動するメイティングリング３１の摺動
端面３１ａとシールリング３２の摺動端面３２ａの間に
良好な潤滑油膜が形成される。

【００２５】また、回転軸２が停止した圧縮機停止時に
は、リップシール４の回転も停止することによって、う
ねり状凹凸面４１ｄによる流体力学的動圧が失われるの
で、リップシール本体４１の弾性及び機内空間Ｐの冷媒
ガス圧によってその摺動リップ４１ａがメイティングリ
ング３１の摺動端面３１ａに密着し、冷媒ガスの通過を
遮断する。

【００２６】次に図４は、本発明に係る高圧ガス圧縮機
用軸シール装置の第三の実施形態を示すものである。こ
の実施形態においては、メカニカルシール３のメイティ
ングリング３１とシールリング３２の摺動端面３１ａ，
３２ａによる主シール部Ｓの外周側に配置されたリップ
シール４が静止側に固定され、回転側に摺接されるよう
になっている。

【００２７】これを更に詳しく説明すると、リップシー
ル４は上述した第一及び第二の実施形態と同様、エラス
トマ材料で成形されたリップシール本体４３と、その肉
厚における内周側に偏在して埋設された補強用の金属環
４４とからなるものであって、前記リップシール本体４
３の摺動リップ４３ａが、先端へ向けて漸次小径になる
テーパ状を呈し、円筒状の基部４３ｂの内周面が、シー
ルハウジング１の環状段差部１１から露出したメイティ
ングリング３１の機内側外周面に適当な締め代で密封的
に嵌着されている。一方、シールリング３２のノーズ部
３２ｃの外周側に形成された環状段差部３２ｄには、硬
質の金属又はセラミックス摺動材からなる環状のライナ
５が嵌着されており、前記リップシール４の摺動リップ
４３ａの先端部が、このライナ５の外周面に密接されて
いる。

【００２８】リップシール４の摺動リップ４３ａの先端
部には多数のスパイラル溝４３ｃが形成されている。各
スパイラル溝４１ｃは、図５に一層明確に示されるよう
に、シールリング３２の回転方向（ライナ５の摺動方
向）Ｒへ向かって漸次環状密閉空間Ｔ側へ偏在するよう
に延びており、前記ライナ５の外周面との間で、流体を
メイティングリング３１側（環状密閉空間Ｔ）へ送る流
体力学的ポンプ作用を発生するものである。

【００２９】なお、メカニカルシール３は、メイティン
グリング３１の機内側の端部がシールハウジング１の環
状段差部１１から機内空間Ｐへ突出しているほかは、各
部に図１と同一の符号を付して示すように、基本的には
先に説明した第一の実施形態のものと同様の構成を有す
る。

【００３０】この構成によれば、回転軸２が回転してい
る冷媒圧縮機駆動時には、機内の高圧の冷媒ガス中にミ
スト状に混在する冷凍機油の一部がリップシール４の摺
動リップ４３ａとシールリング３２に嵌着されたライナ
５との摺動部に介入する。この摺動部では、回転するラ
イナ５の外周面と接する前記冷媒ガスが共回りするの
で、スパイラル溝４３ｃによって流体力学的ポンプ作用
及び動圧が発生し、この動圧によってライナ５の外周面
から摺動リップ４３ａの先端部が僅かに外周側へ離間
し、その隙間に、前記ポンプ作用によって環状密閉空間
Ｔ側へ向かう冷凍機油の流れが惹起される。環状密閉空
間Ｔに供給された冷凍機油は、前記主シール部Ｓにおい
て互いに密接摺動するメイティングリング３１の摺動端
面３１ａとシールリング３２の摺動端面３２ａの間に毛
細管現象により介入して潤滑油膜を形成し、前記摺動端
面３１ａ，３２ａ間を良好に潤滑すると共に、大気側空
間Ｑへの冷媒ガスの通過を遮断する。

【００３１】なお、スパイラル溝４３ｃによる流体力学
的ポンプ作用によって、冷凍機油と共に冷媒ガスもリッ
プシール４の摺動リップ４３ａとライナ５の外周面との
間を環状密閉空間Ｔへ漏洩するが、これによる環状密閉
空間Ｔの冷媒ガス圧の上昇は僅かであり、主シール部Ｓ
における密封性に悪影響を与えるものではない。

【００３２】回転軸２の回転が停止した圧縮機停止時
は、冷凍機油が機内空間Ｐの下部に落下してこの機内空
間Ｐがガスゾーンとなる。しかし、この時はシールリン
グ３２も非回転であって、ライナ５とリップシール４の
摺動リップ４３ａの間にはスパイラル溝４３ｃによる流
体力学的動圧が生じないので、リップシール本体４３の
弾性及び機内空間Ｐの冷媒ガス圧によってその摺動リッ
プ４３ａがライナ５の外周面に密着する。このため、機
内空間Ｐの高圧の冷媒ガスは環状密閉空間Ｔへ通過でき
ず、主シール部Ｓから大気側空間Ｑへの冷媒ガスの漏洩
を有効に低減することができる。

【００３３】上記第三の実施形態では、スパイラル溝を
リップシール４の摺動リップ４３ａに形成したが、逆
に、相手摺動面であるライナ５の外周面にスパイラル溝
を形成しても、同様の効果を得ることができる。この場
合のスパイラル溝は、摺動リップ４３ａに形成した場合
とは逆に、リップシール４の回転方向Ｒへ向かって漸次
機内空間Ｐ側へ偏在するように延びるものとする。

【００３４】また、リップシール４の摺動リップ４３ａ
には、スパイラル溝４３ｃの代わりに、図６に示す第四
の実施形態のように、うねり状凹凸面４３ｄを円周方向
所定間隔で反復形成しても良い。

【００３５】すなわち、この第四の実施形態によれば、
先の第二の実施形態で説明したのと同様に、ライナ５の
外周面と摺動リップ４３ａとの摺動部に介在する流体潤
滑層の層厚がうねり状凹凸面４３ｄに対応して円周方向
に変化しているので、冷媒圧縮機の駆動時には、ライナ
５と摺動リップ４３ａの摺動によって前記流体潤滑層に
流体力学的な動圧が発生し、この動圧によってライナ５
の外周面から摺動リップ４３ａが外周側へ僅かに離間す
るため、冷凍機油が前記摺動部に容易に介入してその一
部が先の図４に示す環状密閉空間Ｔに侵入する。このた
め、主シール部Ｓにおいて互いに密接摺動するメイティ
ングリング３１の摺動端面３１ａとシールリング３２の
摺動端面３２ａの間に良好な潤滑油膜が形成される。

【００３６】また、回転軸２が停止する圧縮機停止時に
は、シールリング３２（ライナ５）の回転も停止し、う
ねり状凹凸面４３ｄによる流体力学的動圧が失われるの
で、リップシール本体４３の弾性及び機内空間Ｐの冷媒
ガス圧によってその摺動リップ４３ａがライナ５の外周
面に隙間なく密着し、冷媒ガスの通過を遮断する。

【００３７】なお、本発明は図示の実施形態に限定され
るものではない。例えばメカニカルシール３の構成は図
示の構成以外のものも適用することができる。また、リ
ップシール４の摺動リップの凹凸面も、停止時に相手摺
動面に対して密接可能であれば、図示のようなうねり形
状以外であっても良い。また、図４乃至図６の実施形態
においては、ライナ５を設けずに摺動リップ４３ａの先
端を直接シールリング３２に密接させる構成とすること
もできる。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係る高圧ガス圧縮機用軸シール
装置によると、静止側及び回転側摺動環による主シール
部の外周側に配置されたリップシールが、圧縮機の駆動
時（軸回転時）には相手摺動面との間に漏れ隙間を形成
して、前記主シール部側への機内油の漏洩を許容し、圧
縮機の停止時（軸停止時）には前記相手摺動面と密着す
るため、前記軸回転時には、主シール部における静止側
摺動環と回転側摺動環の摺動端面が機内油の介入によっ
て良好に潤滑されると共に大気側への圧縮ガスの漏洩が
有効に防止され、前記軸停止時には、機内の高圧ガスの
漏洩を前記リップシールにおいて防止する。したがっ
て、例えば空調装置の冷媒圧縮機において、環境保全の
目的で冷媒ガスを従来のフロンから二酸化炭素に変更す
ることによって、停止時の冷媒圧力が高圧になることに
よる冷媒ガスの漏洩にも対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高圧ガス圧縮機用軸シール装置の
第一の実施形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面
図である。

【図２】試験結果を示す説明図である。

【図３】本発明に係る高圧ガス圧縮機用軸シール装置の
第二の実施形態としてのリップシールを示す部分断面図
である。

【図４】本発明に係る高圧ガス圧縮機用軸シール装置の
第三の実施形態を、軸心を通る平面で切断して示す断面
図である。

【図５】上記第三の実施形態におけるリップシールを示
す部分断面図である。

【図６】本発明に係る高圧ガス圧縮機用軸シール装置の
第四の実施形態としてのリップシールを示す部分断面図
である。

【図７】従来技術に係る高圧ガス圧縮機用軸シール装置
を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

【符号の説明】

１シールハウジング２回転軸３メカニカルシール３１メイティングリング（静止側摺動環）３１ａ，３２ａ摺動端面３２シールリング（回転側摺動環）４リップシール４１ａ，４３ａ摺動リップ４１ｃ，４３ｃスパイラル溝４１ｄ，４３ｄうねり状凹凸５ライナＰ機内空間Ｑ大気側空間Ｓ主シール部Ｔ環状密閉空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周に回転軸を挿通したシールハウジン
グ側に気密的に設けられた非回転の静止側摺動環と、前記回転軸側に気密的に設けられてこの回転軸と共に回
転し前記静止側摺動環と軸方向端面同士で密接される回
転側摺動環と、前記両摺動環の互いの密接による主シール部の外周側に
配置されて静止側及び回転側のいずれか一方に定着され
ると共に他方に弾性的に摺接されるリップシールとを備
え、このリップシールの摺動リップ及びこれと密接する相手
摺動面のうちいずれか一方に、前記摺動リップ及び相手
摺動面の相対的な回転時に前記主シール部側へ向けて流
体力学的ポンプ作用を生じるスパイラル状の溝が形成さ
れたことを特徴とする高圧ガス圧縮機用軸シール装置。
【請求項２】内周に回転軸を挿通したシールハウジン
グ側に気密的に設けられた非回転の静止側摺動環と、前記回転軸側に気密的に設けられてこの回転軸と共に回
転し前記静止側摺動環と軸方向端面同士で密接される回
転側摺動環と、前記両摺動環の互いの密接による主シール部の外周側に
配置されて静止側及び回転側のいずれか一方に定着され
ると共に他方に弾性的に摺接されるリップシールとを備
え、このリップシールの摺動リップに、前記摺動リップ及び
相手摺動面の相対的な回転時に流体力学的な動圧を発生
する凹凸が円周方向所定間隔で反復形成されたことを特
徴とする高圧ガス圧縮機用軸シール装置。