JP2002122242A - Shaft seal device and compressor - Google Patents

Shaft seal device and compressor

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JP2002122242A
JP2002122242A JP2000314974A JP2000314974A JP2002122242A JP 2002122242 A JP2002122242 A JP 2002122242A JP 2000314974 A JP2000314974 A JP 2000314974A JP 2000314974 A JP2000314974 A JP 2000314974A JP 2002122242 A JP2002122242 A JP 2002122242A
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JP
Japan
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lip ring
peripheral surface
sealing device
rotating shaft
diamond
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JP2000314974A
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Japanese (ja)
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Takeshi Yamada
健史 山田
Satoru Kuramoto
覚 藏本
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Toyota Industries Corp
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Toyota Industries Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prolong service life of a shaft seal device and improve its reliability. SOLUTION: A lip seal 30 is stored in a seal storage chamber 23 between a peripheral face 131 of a rotary shaft 13 and a front housing 12. The lip seal 30 is provided with a rubber lip ring 35 and a lip ring 36 made of resin. Diamondlike carbon films 39, 40 are provided in a slide contact part 351 of the rubber lip ring 35 coming into slide-contact with the peripheral face 131 of the rotary shaft 13 and a slide contact part 361 of the lip ring 36 made of resin.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リップリングを回
転軸の周面に接触させて前記周面に沿った流体の洩れを
防止する軸封装置及び圧縮機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft seal device and a compressor for preventing a fluid from leaking along a peripheral surface of a rotary shaft by bringing a lip ring into contact with the peripheral surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平7−139633号公報に開示さ
れるように、回転軸の周面に沿った流体の洩れを防止す
るためにゴム製のシールエレメント(本願でいうリップ
リング)を備えた軸封装置が用いられる。この種の軸封
装置は例えば冷凍回路を構成する圧縮機の回転軸に適用
される。
2. Description of the Related Art As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-139633, a rubber seal element (a lip ring in the present application) is provided to prevent leakage of fluid along the peripheral surface of a rotating shaft. A shaft sealing device is used. This type of shaft sealing device is applied to, for example, a rotating shaft of a compressor constituting a refrigeration circuit.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】シールエレメントは、
流体の圧力によって回転軸の周面に押接されている。流
体の圧力が高いと、シールエレメントと回転軸の周面と
の間の摩擦が大きくなり、シールエレメントが回転軸の
周面に対する摺接によって摩耗し易い。シールエレント
の摩耗は、シール性を低下させる。シールエレントの摩
耗によるシール性の低下は、軸封装置の寿命を短くす
る。特に、圧縮機において二酸化炭素を冷媒として用い
た場合、前記流体となる二酸化炭素の使用圧力は、フロ
ン系の冷媒に比べて非常に高い圧力となる。そのため、
二酸化炭素を冷媒として用いる圧縮機におけるシールエ
レメントは摩耗し易い。
The sealing element is
It is pressed against the peripheral surface of the rotating shaft by the pressure of the fluid. If the pressure of the fluid is high, the friction between the seal element and the peripheral surface of the rotating shaft increases, and the seal element is easily worn by sliding contact with the peripheral surface of the rotating shaft. Wear of the sealant reduces the sealability. A decrease in the sealing performance due to wear of the sealant shortens the life of the shaft sealing device. In particular, when carbon dioxide is used as a refrigerant in a compressor, the working pressure of carbon dioxide as the fluid is a very high pressure as compared with a chlorofluorocarbon-based refrigerant. for that reason,
A seal element in a compressor using carbon dioxide as a refrigerant is easily worn.

【0004】本発明は、軸封装置の長寿命化を図って信
頼性を向上することを目的とする。
[0004] It is an object of the present invention to extend the life of a shaft sealing device and improve reliability.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そのために請求項1乃至
請求項4の発明は、リップリングを回転軸の周面に接触
させて前記周面に沿った流体の洩れを防止する軸封装置
を対象とし、請求項1の発明では、前記回転軸の周面に
対する前記リップリングの摺接部にダイヤモンド・ライ
ク・カーボン膜を設けた。
According to the present invention, there is provided a shaft sealing device in which a lip ring is brought into contact with a peripheral surface of a rotating shaft to prevent fluid leakage along the peripheral surface. In the invention according to claim 1, a diamond-like carbon film is provided on a sliding portion of the lip ring with respect to the peripheral surface of the rotating shaft.

【0006】請求項2の発明では、請求項1において、
前記軸封装置は、ゴム製のリップリング及び樹脂製のリ
ップリングを備え、前記回転軸の周面に対する前記ゴム
製のリップリングの摺接部及び前記樹脂製のリップリン
グの摺接部の少なくとも一方にダイヤモンド・ライク・
カーボン膜を設けた。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect,
The shaft sealing device includes a rubber lip ring and a resin lip ring, and at least a sliding contact portion of the rubber lip ring and a sliding contact portion of the resin lip ring with respect to a peripheral surface of the rotating shaft. On the other hand, diamond like
A carbon film was provided.

【0007】請求項3の発明では、請求項2において、
前記回転軸の周面に対する前記ゴム製のリップリングの
摺接部にダイヤモンド・ライク・カーボン膜を設けた。
請求項4の発明では、請求項2及び請求項3のいずれか
1項において、前記回転軸の周面に対する前記樹脂製の
リップリングの摺接部にダイヤモンド・ライク・カーボ
ン膜を設けた。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect,
A diamond-like carbon film was provided on a sliding portion of the rubber lip ring with respect to the peripheral surface of the rotating shaft.
In a fourth aspect of the present invention, in any one of the second and third aspects, a diamond-like carbon film is provided on a sliding contact portion of the resin lip ring with respect to a peripheral surface of the rotating shaft.

【0008】請求項1乃至請求項4の発明では、非常に
硬く、かつ摩擦係数が極めて小さいダイヤモンド・ライ
ク・カーボン膜がこのダイヤモンド・ライク・カーボン
膜を備えたリップリングの摩耗を抑制する。
According to the first to fourth aspects of the present invention, the diamond-like carbon film which is very hard and has a very small coefficient of friction suppresses abrasion of the lip ring having the diamond-like carbon film.

【0009】請求項5乃至請求項8の発明では、圧縮室
を区画する圧縮動作体を回転軸の回転によって動かし、
前記圧縮動作体の動作によって吸入圧領域から前記圧縮
室へ冷媒を吸入すると共に、前記圧縮室から吐出圧領域
へ冷媒を吐出する圧縮機を対象とし、請求項5の発明で
は、請求項1乃至請求項4のいずれかの軸封装置によっ
て前記回転軸の周面に沿った冷媒の洩れを防止するよう
にした。
According to the fifth to eighth aspects of the present invention, the compression operation body that partitions the compression chamber is moved by the rotation of the rotating shaft,
The invention of claim 5 is directed to a compressor that sucks refrigerant from a suction pressure region into the compression chamber by the operation of the compression operation body and discharges refrigerant from the compression chamber to a discharge pressure region. The leakage of the refrigerant along the peripheral surface of the rotating shaft is prevented by the shaft sealing device according to any one of claims 4 and 5.

【0010】リップリングに設けられたダイヤモンド・
ライク・カーボン膜がこのリップリングの摩耗を抑制す
る。請求項6の発明では、請求項5において、前記軸封
装置に対する前記回転軸の周面の摺接領域にダイヤモン
ド・ライク・カーボン膜を設けた。
[0010] The diamond provided on the lip ring
Like carbon film suppresses the wear of the lip ring. In a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, a diamond-like carbon film is provided in a sliding contact area of the peripheral surface of the rotary shaft with respect to the shaft sealing device.

【0011】軸封装置側のダイヤモンド・ライク・カー
ボン膜は、回転軸の周面に設けられたダイヤモンド・ラ
イク・カーボン膜と摺接する。回転軸側及び軸封装置側
の両方にダイヤモンド・ライク・カーボン膜を設けた構
成は、リップリング及び回転軸の両方の摩耗を抑制す
る。
The diamond-like carbon film on the shaft sealing device is in sliding contact with the diamond-like carbon film provided on the peripheral surface of the rotating shaft. The configuration in which the diamond-like carbon film is provided on both the rotating shaft side and the shaft sealing device side suppresses wear of both the lip ring and the rotating shaft.

【0012】請求項7の発明では、請求項5及び請求項
6のいずれか1項において、圧縮機は、吐出圧領域から
制御圧室へ冷媒を供給すると共に、前記制御圧室から吸
入圧領域へ冷媒を抜き出し、前記制御圧室の制御圧と前
記吸入圧領域の吸入圧との差圧に基づいて吐出容量を変
える可変容量型圧縮機とし、前記軸封装置は、前記制御
圧室から前記回転軸の周面に沿った冷媒洩れを防止する
ものとした。
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the fifth and sixth aspects, the compressor supplies the refrigerant from the discharge pressure area to the control pressure chamber, and supplies the refrigerant from the control pressure chamber to the suction pressure area. A variable capacity compressor that changes the discharge capacity based on the differential pressure between the control pressure of the control pressure chamber and the suction pressure of the suction pressure area, and the shaft sealing device is configured to remove the refrigerant from the control pressure chamber. The refrigerant is prevented from leaking along the peripheral surface of the rotating shaft.

【0013】圧力変動の大きい制御圧がリップリングに
作用する場合にも、軸封装置に設けられたダイヤモンド
・ライク・カーボン膜がリップリングの摩耗を抑制す
る。本発明の軸封装置は、可変容量型圧縮機の軸封装置
として好適である。
[0013] Even when a control pressure having a large pressure fluctuation acts on the lip ring, the diamond-like carbon film provided in the shaft sealing device suppresses abrasion of the lip ring. The shaft sealing device of the present invention is suitable as a shaft sealing device for a variable displacement compressor.

【0014】請求項8の発明では、請求項5乃至請求項
7のいずれか1項において、二酸化炭素を冷媒とした。
本発明の軸封装置は、使用圧力の高い二酸化炭素を冷媒
とした圧縮機の軸封装置として好適である。
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the fifth to seventh aspects, carbon dioxide is used as the refrigerant.
The shaft sealing device of the present invention is suitable as a shaft sealing device of a compressor using carbon dioxide having a high working pressure as a refrigerant.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、可変容量型圧縮機に本発明
を具体化した第1の実施の形態を図1〜図3に基づいて
説明する。本実施の形態では、冷媒として二酸化炭素を
用いている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment in which the present invention is embodied in a variable displacement compressor will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, carbon dioxide is used as a refrigerant.

【0016】図1に示すように、制御圧室121を形成
するフロントハウジング12とシリンダブロック11と
には回転軸13が支持されている。回転軸13は、外部
駆動源(例えば車両エンジン)から回転駆動力を得る。
回転軸13には回転支持体14が止着されていると共
に、斜板15が回転軸13の軸方向へスライド可能かつ
傾動可能に支持されている。斜板15にはガイドピン1
6が止着されている。ガイドピン16は、回転支持体1
4に形成されたガイド孔141にスライド可能に嵌入さ
れている。斜板15は、ガイド孔141とガイドピン1
6との連係により回転軸13の軸方向へ傾動可能かつ回
転軸13と一体的に回転可能である。斜板15の傾動
は、ガイド孔141とガイドピン16とのスライドガイ
ド関係、及び回転軸13のスライド支持作用により案内
される。
As shown in FIG. 1, a rotary shaft 13 is supported by a front housing 12 and a cylinder block 11 which form a control pressure chamber 121. The rotating shaft 13 obtains a rotational driving force from an external driving source (for example, a vehicle engine).
A rotation support 14 is fixed to the rotation shaft 13, and a swash plate 15 is supported so as to be slidable and tiltable in the axial direction of the rotation shaft 13. Guide pin 1 on swash plate 15
6 is fixed. The guide pin 16 is attached to the rotating support 1.
4 is slidably fitted in a guide hole 141 formed in the guide hole 141. The swash plate 15 has a guide hole 141 and a guide pin 1.
6 can be tilted in the axial direction of the rotating shaft 13 and can rotate integrally with the rotating shaft 13. The tilting of the swash plate 15 is guided by the slide guide relationship between the guide hole 141 and the guide pin 16 and the slide support action of the rotating shaft 13.

【0017】斜板15の傾角は、制御圧室121内の制
御圧の変更に基づいて変えられる。制御圧室121内の
制御圧が増大すると斜板15の傾角が減少し、制御圧室
121内の制御圧が減少すると斜板15の傾角が増大す
る。制御圧室121内の冷媒は、図示しない放圧通路を
介してリヤハウジング19内の吸入室191へ流出して
おり、リヤハウジング19内の吐出室192内の冷媒
は、図示しない圧力供給通路を介して制御圧室121へ
供給可能である。前記圧力供給通路上には容量制御弁2
5が介在されており、吐出室192から制御圧室121
へ供給される冷媒流量が容量制御弁25によって制御さ
れる。吐出室192から制御圧室121へ供給される冷
媒流量が増大すると制御圧室121内の制御圧が増大
し、吐出室192から制御圧室121へ供給される冷媒
流量が減少すると制御圧室121内の制御圧が減少す
る。即ち、斜板15の傾角は、容量制御弁25によって
制御される。
The inclination angle of the swash plate 15 can be changed based on a change in the control pressure in the control pressure chamber 121. When the control pressure in the control pressure chamber 121 increases, the tilt angle of the swash plate 15 decreases, and when the control pressure in the control pressure chamber 121 decreases, the tilt angle of the swash plate 15 increases. The refrigerant in the control pressure chamber 121 flows out to the suction chamber 191 in the rear housing 19 via a pressure release passage (not shown), and the refrigerant in the discharge chamber 192 in the rear housing 19 passes through a pressure supply passage (not shown). The pressure can be supplied to the control pressure chamber 121 via the control pressure chamber 121. A capacity control valve 2 is provided on the pressure supply passage.
5 from the discharge chamber 192 to the control pressure chamber 121.
The flow rate of the refrigerant supplied to is controlled by the capacity control valve 25. When the flow rate of the refrigerant supplied from the discharge chamber 192 to the control pressure chamber 121 increases, the control pressure in the control pressure chamber 121 increases, and when the flow rate of the refrigerant supplied from the discharge chamber 192 to the control pressure chamber 121 decreases, the control pressure chamber 121 decreases. The control pressure inside is reduced. That is, the inclination angle of the swash plate 15 is controlled by the capacity control valve 25.

【0018】斜板15の最大傾角は、斜板15と回転支
持体14との当接によって規定される。斜板15の最小
傾角は、回転軸13上のサークリップ24と斜板15と
の当接によって規定される。
The maximum inclination angle of the swash plate 15 is defined by the contact between the swash plate 15 and the rotary support 14. The minimum inclination angle of the swash plate 15 is defined by the contact between the circlip 24 on the rotating shaft 13 and the swash plate 15.

【0019】シリンダブロック11において回転軸13
の周りには複数のシリンダボア111(図1では1つの
み示す)が配列されている。各シリンダボア111には
ピストン17が収容されている。圧縮動作体であるピス
トン17は、シリンダボア111内に圧縮室112を区
画する。回転軸13と一体的に回転する斜板15の回転
運動は、シュー18を介してピストン17の前後往復運
動に変換され、ピストン17がシリンダボア111内を
往復動する。
In the cylinder block 11, the rotating shaft 13
A plurality of cylinder bores 111 (only one is shown in FIG. 1) are arranged around the. The piston 17 is housed in each cylinder bore 111. The piston 17 serving as a compression operation body defines a compression chamber 112 in the cylinder bore 111. Rotational movement of the swash plate 15 that rotates integrally with the rotation shaft 13 is converted into reciprocating movement of the piston 17 via the shoe 18, and the piston 17 reciprocates in the cylinder bore 111.

【0020】吸入圧領域である吸入室191内の冷媒
は、ピストン17の復動動作(図1において右側から左
側への移動)によりバルブプレート20上の吸入ポート
201から弁形成プレート21上の吸入弁211を押し
退けて圧縮室112へ流入する。圧縮室112へ流入し
た冷媒は、ピストン17の往動動作(図1において左側
から右側への移動)によりバルブプレート20上の吐出
ポート202から弁形成プレート22上の吐出弁221
を押し退けて吐出圧領域である吐出室192へ吐出され
る。
The refrigerant in the suction chamber 191 in the suction pressure region is sucked from the suction port 201 on the valve plate 20 to the suction port on the valve forming plate 21 by the reciprocating operation of the piston 17 (moving from right to left in FIG. 1). The valve 211 is pushed back and flows into the compression chamber 112. The refrigerant flowing into the compression chamber 112 is moved from the discharge port 202 on the valve plate 20 to the discharge valve 221 on the valve forming plate 22 by the forward movement of the piston 17 (moving from left to right in FIG. 1).
And is discharged into the discharge chamber 192 which is the discharge pressure region.

【0021】吐出室192と吸入室191とは、外部冷
媒回路26を介して接続している。吐出室192から外
部冷媒回路26へ流出した冷媒は、凝縮器27、膨張弁
28及び蒸発器29を経由して吸入室191へ還流す
る。
The discharge chamber 192 and the suction chamber 191 are connected via an external refrigerant circuit 26. The refrigerant flowing from the discharge chamber 192 to the external refrigerant circuit 26 returns to the suction chamber 191 via the condenser 27, the expansion valve 28, and the evaporator 29.

【0022】回転軸13の周面131とフロントハウジ
ング12との間にはシール収容室23が形成されてお
り、軸封装置であるリップシール30がシール収容室2
3に収容されている。
A seal accommodating chamber 23 is formed between the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 and the front housing 12, and a lip seal 30 as a shaft sealing device is provided in the seal accommodating chamber 2.
3 housed.

【0023】リップシール30は、リングケース31
と、リングケース31の外周側の凹条311に嵌められ
たゴム製のオーリング32と、リングケース31の内周
に配置された一対のリング形状の保持金具33,34
と、保持金具33に保持されたゴム製のリップリング3
5と、保持金具34に保持された樹脂製のリップリング
36と、ゴム製のリップリング35を補強するためのリ
ング形状の補強金具37とからなる。樹脂製のリップリ
ング36は、フッ素系の樹脂製、例えばポリ・テトラ・
フルオロ・エチレン製である。リングケース31は、シ
ール収容室23の端面231と、シール収容室23の周
面232に組み付けられたサークリップ38との間に位
置規制されている。オーリング32は、リングケース3
1の外周側の凹条311とシール収容室23の周面23
2とに接合されている。樹脂製のリップリング36は、
一対の保持金具33,34の間にあり、保持金具33
は、ゴム製のリップリング35と樹脂製のリップリング
36との間に配置されている。
The lip seal 30 includes a ring case 31
A rubber O-ring 32 fitted in the concave ridge 311 on the outer peripheral side of the ring case 31, and a pair of ring-shaped holding brackets 33 and 34 disposed on the inner periphery of the ring case 31.
And the rubber lip ring 3 held by the holding bracket 33
5, a resin-made lip ring 36 held by a holding metal member 34, and a ring-shaped reinforcing metal member 37 for reinforcing the rubber lip ring 35. The resin lip ring 36 is made of a fluorine resin, for example, polytetra
Made of fluoroethylene. The position of the ring case 31 is restricted between the end surface 231 of the seal housing chamber 23 and the circlip 38 attached to the peripheral surface 232 of the seal housing chamber 23. O-ring 32 is ring case 3
1 and the peripheral surface 23 of the seal accommodating chamber 23
And 2 are joined. The lip ring 36 made of resin is
The holding member 33 is located between the pair of holding members 33 and 34.
Is disposed between a rubber lip ring 35 and a resin lip ring 36.

【0024】図2に示すように、シール収容室23にリ
ップシール30を組み付けてリップシール30に回転軸
13を通した状態では、ゴム製のリップリング35の内
周側及び樹脂製のリップリング36の内周側が回転軸1
3の周面131に接触する。回転軸13の周面131に
摺接するゴム製のリップリング35の摺接部351には
ダイヤモンド・ライク・カーボン膜39が蒸着法によっ
て形成されている。回転軸13の周面131に摺接する
樹脂製のリップリング36の摺接部361にはダイヤモ
ンド・ライク・カーボン膜40が蒸着法によって形成さ
れている。
As shown in FIG. 2, in a state where the lip seal 30 is assembled in the seal accommodating chamber 23 and the rotary shaft 13 is passed through the lip seal 30, the inner peripheral side of the rubber lip ring 35 and the resin lip ring 36 is the rotating shaft 1
3 is in contact with the peripheral surface 131. A diamond-like carbon film 39 is formed on a sliding contact portion 351 of the rubber lip ring 35 which is in sliding contact with the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 by a vapor deposition method. A diamond-like carbon film 40 is formed on the sliding contact portion 361 of the resin lip ring 36 that is in sliding contact with the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 by a vapor deposition method.

【0025】樹脂製のリップリング36の摺接部361
には図3(b)に示すような螺旋溝362が形成されて
いる。リップシール30の組立前の樹脂製のリップリン
グ36は、図3(b)に示すように平板なリングであ
る。螺旋溝362は、図3(a)に示すようにダイヤモ
ンド・ライク・カーボン膜40を樹脂製のリップリング
36に設けた後に形成される。螺旋溝362は、回転軸
13との間の相対回転によって回転軸13の周面131
と摺接部361との間の潤滑油を制御圧室121側へ送
り返す。
The sliding portion 361 of the resin lip ring 36
Is formed with a spiral groove 362 as shown in FIG. The resin lip ring 36 before the assembly of the lip seal 30 is a flat ring as shown in FIG. The spiral groove 362 is formed after the diamond-like carbon film 40 is provided on the resin lip ring 36 as shown in FIG. The spiral groove 362 is formed on the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 by the relative rotation with the rotating shaft 13.
And the lubricating oil between the sliding contact portion 361 is returned to the control pressure chamber 121 side.

【0026】第1の実施の形態では以下の効果が得られ
る。 (1-1)回転軸13の周面131に摺接するゴム製のリ
ップリング35及び樹脂製のリップリング36は、制御
圧室121からの回転軸13の周面131に沿った冷媒
の洩れを防止する。オーリング32は制御圧室121か
らのシール収容室23の周面232に沿った冷媒の洩れ
を防止する。
In the first embodiment, the following effects can be obtained. (1-1) The rubber lip ring 35 and the resin lip ring 36 slidably contacting the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 prevent the refrigerant from leaking from the control pressure chamber 121 along the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13. To prevent. The O-ring 32 prevents leakage of the refrigerant from the control pressure chamber 121 along the peripheral surface 232 of the seal accommodating chamber 23.

【0027】制御圧室121内の圧力は、ゴム製のリッ
プリング35及び樹脂製のリップリング36を回転軸1
3の周面131に押接する。回転軸13の周面131に
は摺接部351,361のダイヤモンド・ライク・カー
ボン膜39,40が直接接触する。ダイヤモンド・ライ
ク・カーボン膜39,40は、非常に硬く、かつ摩擦係
数が極めて小さい。このような性質を有するダイヤモン
ド・ライク・カーボン膜39,40が回転軸13の周面
131に接触するため、ゴム製のリップリング35及び
樹脂製のリップリング36の摩耗が抑制される。リップ
リング35,36の摩耗の抑制は、リップシール30の
長寿命化をもたらす。
The pressure in the control pressure chamber 121 is controlled by a rubber lip ring 35 and a resin lip ring 36.
3 is pressed against the peripheral surface 131. The diamond-like carbon films 39 and 40 of the sliding portions 351 and 361 are in direct contact with the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13. The diamond-like carbon films 39 and 40 are very hard and have a very small coefficient of friction. Since the diamond-like carbon films 39 and 40 having such properties come into contact with the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13, wear of the rubber lip ring 35 and the resin lip ring 36 is suppressed. Suppression of wear of the lip rings 35 and 36 leads to a longer life of the lip seal 30.

【0028】(1-2)ダイヤモンド・ライク・カーボン
膜39,40の摩擦係数は極めて小さいため、回転軸1
3とリップシール30との間の摩擦抵抗が小さい。従っ
て、摩擦抵抗による動力損失は非常に少なく、圧縮機を
駆動するための動力を低減することができる。
(1-2) Since the friction coefficient of the diamond-like carbon films 39 and 40 is extremely small, the rotation shaft 1
3 and the lip seal 30 have small frictional resistance. Therefore, power loss due to frictional resistance is very small, and power for driving the compressor can be reduced.

【0029】(1-3)リップリング35,36に対する
回転軸13の周面131における摺接領域の摩耗が進行
すると、リップシール30のシール性が低下する。特
に、フロン系の冷媒に比べて使用圧力が非常に高い二酸
化炭素を冷媒とした場合、ダイヤモンド・ライク・カー
ボン膜39,40のないリップリングが回転軸13の周
面131に直接接触する従来構成では、リップリングの
摩耗の進行が早い。ダイヤモンド・ライク・カーボン膜
39,40の摩擦係数は極めて小さいため、ダイヤモン
ド・ライク・カーボン膜39,40に対して摺接する回
転軸13側の摺接領域の摩耗も抑制される。
(1-3) As the abrasion of the slidable area of the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 with respect to the lip rings 35 and 36 progresses, the sealing performance of the lip seal 30 decreases. In particular, in the case of using carbon dioxide as a refrigerant whose operating pressure is much higher than that of a chlorofluorocarbon-based refrigerant, the conventional configuration in which the lip ring without the diamond-like carbon films 39 and 40 directly contacts the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 Then, the progress of wear of the lip ring is rapid. Since the friction coefficient of the diamond-like carbon films 39 and 40 is extremely small, wear of the sliding contact area on the rotating shaft 13 side that slides on the diamond-like carbon films 39 and 40 is also suppressed.

【0030】(1-4)ゴム製のリップリング35は熱劣
化し易く、熱劣化したゴム製のリップリング35のシー
ル性は低下する。一般に、ゴム製のリップリング35に
比べ、回転軸13に対する樹脂製のリップリング36の
接触面積が大きい。そのため、樹脂製のリップリング3
6と回転軸13との摺接による発熱は、ゴム製のリップ
リング35と回転軸13との摺接による発熱よりも大き
い。樹脂製のリップリング36の発熱を抑えることは、
隣接するゴム製のリップリング35の熱劣化の抑制に寄
与する。ダイヤモンド・ライク・カーボン膜40は、樹
脂製のリップリング36の摺接部における発熱を低減
し、隣接するゴム製のリップリング35の熱劣化が抑制
される。
(1-4) The rubber lip ring 35 is easily thermally degraded, and the sealing performance of the thermally degraded rubber lip ring 35 is reduced. Generally, the contact area of the resin lip ring 36 with the rotating shaft 13 is larger than that of the rubber lip ring 35. Therefore, the resin lip ring 3
The heat generated by the sliding contact between the rotary shaft 13 and the rotary shaft 13 is larger than the heat generated by the sliding contact between the rubber lip ring 35 and the rotary shaft 13. To suppress the heat generation of the resin lip ring 36,
This contributes to suppressing thermal deterioration of the adjacent rubber lip ring 35. The diamond-like carbon film 40 reduces heat generation in the sliding portion of the resin lip ring 36 and suppresses thermal degradation of the adjacent rubber lip ring 35.

【0031】(1-5)制御圧室121の制御圧は吐出圧
相当になることがあり、制御圧室121の制御圧は大き
く変動する。圧力変動の大きい制御圧がゴム製のリップ
リング35に作用する場合、ダイヤモンド・ライク・カ
ーボン膜39がない場合には、ゴム製のリップリング3
5は摩耗を生じ易い。ダイヤモンド・ライク・カーボン
膜39を備えたリップシール30は、可変容量型圧縮機
の軸封装置として特に好適である。
(1-5) The control pressure in the control pressure chamber 121 may be equivalent to the discharge pressure, and the control pressure in the control pressure chamber 121 fluctuates greatly. When the control pressure having large pressure fluctuation acts on the rubber lip ring 35, and when there is no diamond-like carbon film 39, the rubber lip ring 3
No. 5 is liable to wear. The lip seal 30 including the diamond-like carbon film 39 is particularly suitable as a shaft sealing device for a variable displacement compressor.

【0032】次に、図4の第2の実施の形態を説明す
る。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用い
てある。ダイヤモンド・ライク・カーボン膜39Aは、
ゴム製のリップリング35と保持金具33との間の接合
領域内に入り込んでおり、ダイヤモンド・ライク・カー
ボン膜40Aは、樹脂製のリップリング36と保持金具
34との間の接合領域内に入り込んでいる。
Next, a second embodiment shown in FIG. 4 will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The diamond-like carbon film 39A is
The diamond-like carbon film 40A has penetrated into the bonding region between the rubber lip ring 35 and the holding bracket 33, and has entered the bonding region between the resin lip ring 36 and the holding bracket 34. In.

【0033】二酸化炭素はフロン系の冷媒よりも高圧の
状態で使用される。二酸化炭素は、ゴム製のリップリン
グ35の材質であるゴムの内部及び樹脂製のリップリン
グ36の材質であるフッ素系樹脂の内部に浸透して透過
可能である。特に、ゴム製のリップリング35の材質で
あるゴムでは二酸化炭素が透過し易い。
Carbon dioxide is used at a higher pressure than fluorocarbon refrigerants. The carbon dioxide can penetrate into the inside of the rubber, which is the material of the rubber lip ring 35, and the inside of the fluorine resin, which is the material of the resin lip ring 36. In particular, rubber, which is a material of the rubber lip ring 35, easily transmits carbon dioxide.

【0034】ゴム製のリップリング35と保持金具33
との間の接合領域内に入り込んでいるダイヤモンド・ラ
イク・カーボン膜39Aは、ゴム製のリップリング35
における二酸化炭素の透過を阻止する。又、樹脂製のリ
ップリング36と保持金具34との間の接合領域内に入
り込んでいるダイヤモンド・ライク・カーボン膜40A
は、樹脂製のリップリング36における二酸化炭素の透
過を阻止する。
Rubber lip ring 35 and holding bracket 33
The diamond-like carbon film 39A that has penetrated into the bonding region between
To prevent carbon dioxide from permeating through. In addition, the diamond-like carbon film 40A that has entered the bonding region between the resin lip ring 36 and the holding fitting 34
Prevents the permeation of carbon dioxide through the lip ring 36 made of resin.

【0035】次に、図5の第3の実施の形態を説明す
る。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号を用い
ている。第3の実施の形態では、リップシール30の組
み立て前にゴム製のリップリング35の全表面にダイヤ
モンド・ライク・カーボン膜39Bが蒸着して形成され
ると共に、樹脂製のリップリング36の全表面にダイヤ
モンド・ライク・カーボン膜40Bが蒸着して形成され
る。この実施の形態では、ゴム製のリップリング35に
おける二酸化炭素の透過阻止、及び樹脂製のリップリン
グ36における二酸化炭素の透過阻止が第2の実施の形
態の場合よりも一層確実に行われる。
Next, a third embodiment shown in FIG. 5 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment. In the third embodiment, before assembling the lip seal 30, a diamond-like carbon film 39B is formed by vapor deposition on the entire surface of the rubber lip ring 35, and the entire surface of the resin lip ring 36 is formed. A diamond-like carbon film 40B is formed by evaporation. In this embodiment, the permeation of carbon dioxide in the rubber lip ring 35 and the permeation of carbon dioxide in the resin lip ring 36 are more reliably performed than in the second embodiment.

【0036】次に、図6の第4の実施の形態を説明す
る。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号を用い
ている。第4の実施の形態では、リップシール30の組
み立て後にリップシール30の全表面にダイヤモンド・
ライク・カーボン膜41が蒸着して形成される。この実
施の形態では、第3の実施の形態と同じ効果が得られ
る。
Next, a fourth embodiment shown in FIG. 6 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment. In the fourth embodiment, after assembling the lip seal 30, the entire surface of the lip seal 30 is coated with diamond.
Like carbon film 41 is formed by vapor deposition. In this embodiment, the same effects as in the third embodiment can be obtained.

【0037】次に、図7の第5の実施の形態を説明す
る。第2の実施の形態と同じ構成部には同じ符号を用い
ている。第5の実施の形態では、ゴム製のリップリング
35の摺接部351及び樹脂製のリップリング36の摺
接部361に接する回転軸13の周面131の摺接領域
にダイヤモンド・ライク・カーボン膜42が蒸着して形
成されている。リップシール30側のダイヤモンド・ラ
イク・カーボン膜39A,40Aは、ダイヤモンド・ラ
イク・カーボン膜42と摺接する。
Next, a fifth embodiment shown in FIG. 7 will be described. The same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals. In the fifth embodiment, the diamond-like carbon is formed in the sliding contact area of the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 which contacts the sliding contact part 351 of the rubber lip ring 35 and the sliding contact part 361 of the resin lip ring 36. The film 42 is formed by vapor deposition. The diamond-like carbon films 39A and 40A on the lip seal 30 side are in sliding contact with the diamond-like carbon film.

【0038】回転軸13側のダイヤモンド・ライク・カ
ーボン膜42は、リップリング35,36に対する回転
軸13の摺接領域における磨耗を抑制する。又、摩擦が
極めて小さいダイヤモンド・ライク・カーボン膜39
A,40Aとダイヤモンド・ライク・カーボン膜42と
を摺接させる構成は、発熱の抑制、摩擦抵抗の低減に関
して前記各実施の形態の場合よりも一層効果的である。
The diamond-like carbon film 42 on the side of the rotating shaft 13 suppresses wear of the rotating shaft 13 in the sliding contact area with the lip rings 35 and 36. In addition, a diamond-like carbon film 39 having extremely small friction is used.
The configuration in which the A, 40A and the diamond-like carbon film 42 are in sliding contact with each other is more effective in suppressing heat generation and reducing frictional resistance than in the above embodiments.

【0039】本発明では以下のような実施の形態も可能
である。 (1)樹脂製のリップリング36はゴム製のリップリン
グ35に比して摩耗しにくく、しかも、シール機能はゴ
ム製のリップリング35が専ら受持つ。そのため、樹脂
製のリップリング36の異常摩耗の影響はゴム製のリッ
プリング35の異常摩耗に比して軽微である。そこで、
ゴム製のリップリング35側にのみダイヤモンド・ライ
ク・カーボン膜を設けたリップシール30でも寿命が延
びて信頼性が向上する。
In the present invention, the following embodiments are also possible. (1) The resin lip ring 36 is less likely to be worn than the rubber lip ring 35, and the rubber lip ring 35 is solely responsible for the sealing function. Therefore, the influence of the abnormal wear of the resin lip ring 36 is small compared to the abnormal wear of the rubber lip ring 35. Therefore,
Even if the lip seal 30 is provided with a diamond-like carbon film only on the rubber lip ring 35 side, the life is extended and the reliability is improved.

【0040】(2)樹脂製のリップリング36側にのみ
ダイヤモンド・ライク・カーボン膜を設けること。樹脂
製のリップリング36の摩耗の抑制の他、樹脂製のリッ
プリング36の摺接部における発熱が低減され、隣接す
るゴム製のリップリング35のゴムの劣化が抑制される
という効果が得られる。
(2) A diamond-like carbon film is provided only on the resin lip ring 36 side. In addition to suppressing the abrasion of the resin lip ring 36, the effect of reducing the heat generation at the sliding portion of the resin lip ring 36 and suppressing the deterioration of the rubber of the adjacent rubber lip ring 35 is obtained. .

【0041】(3)回転軸13側にダイヤモンド・ライ
ク・カーボン膜を設ける場合、ゴム製のリップリング3
5の摺接部351に接する回転軸13の周面131の摺
接領域にのみダイヤモンド・ライク・カーボン膜を設け
ること。
(3) When a diamond-like carbon film is provided on the rotating shaft 13 side, a rubber lip ring 3
The diamond-like carbon film is provided only in the sliding contact area of the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 in contact with the sliding contact portion 351 of No. 5.

【0042】(4)回転軸13側にダイヤモンド・ライ
ク・カーボン膜を設ける場合、樹脂製のリップリング3
6の摺接部361に接する回転軸13の周面131の摺
接領域にのみダイヤモンド・ライク・カーボン膜を設け
ること。
(4) When a diamond-like carbon film is provided on the rotating shaft 13 side, a resin lip ring 3
The diamond-like carbon film is provided only in the sliding contact area of the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 in contact with the sliding contact portion 361 of No. 6.

【0043】(5)回転軸13側にダイヤモンド・ライ
ク・カーボン膜を設ける場合、回転軸13の周面131
全体にダイヤモンド・ライク・カーボン膜を設けるこ
と。即ち、斜板15に接触する回転軸13の周面131
の領域、斜板傾角変更時に斜板15と摺接する回転軸1
3の周面131の領域にダイヤモンド・ライク・カーボ
ン膜が設けられる。
(5) When a diamond-like carbon film is provided on the rotating shaft 13 side, the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13
Provide a diamond-like carbon film throughout. That is, the peripheral surface 131 of the rotating shaft 13 that contacts the swash plate 15
, The rotating shaft 1 that slides on the swash plate 15 when the swash plate tilt angle is changed
3 is provided with a diamond-like carbon film in the region of the peripheral surface 131.

【0044】(6)ゴム製のリップリングのみからなる
軸封装置に本発明を適用すること。 (7)樹脂製のリップリングのみからなる軸封装置に本
発明を適用すること。 (8)圧縮機内の吸入圧領域から回転軸に沿った冷媒の
洩れを防止する軸封装置に本発明を適用すること。
(6) The present invention is applied to a shaft sealing device including only a rubber lip ring. (7) The present invention is applied to a shaft sealing device including only a resin lip ring. (8) The present invention is applied to a shaft sealing device that prevents refrigerant from leaking along a rotating shaft from a suction pressure region in a compressor.

【0045】(9)圧縮機以外の回転軸に沿った流体の
洩れを防止する軸封装置に本発明を適用すること。
(9) The present invention is applied to a shaft sealing device for preventing fluid leakage along a rotating shaft other than a compressor.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、回転軸
の周面に対するリップリングの摺接部にダイヤモンド・
ライク・カーボン膜を設けたので、軸封装置の長寿命化
を図って信頼性を向上し得るという優れた効果を奏す
る。
As described above in detail, according to the present invention, the diamond lip ring slides against the peripheral surface of the rotating shaft.
Since the like carbon film is provided, there is an excellent effect that the life of the shaft sealing device can be extended and the reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態を示し、要部拡大断面図を組
み込んだ圧縮機全体の側断面図。
FIG. 1 shows a first embodiment, and is a side sectional view of the entire compressor in which a main part enlarged sectional view is incorporated.

【図2】要部拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part.

【図3】(a)はリップシールの組立前の樹脂製のリッ
プリングにダイヤモンド・ライク・カーボン膜を蒸着し
て形成した状態を示す正面図。(b)は螺旋溝を形成し
た状態を示す正面図。
FIG. 3A is a front view showing a state in which a diamond-like carbon film is formed by vapor deposition on a resin lip ring before assembling a lip seal. (B) is a front view showing the state where the spiral groove was formed.

【図4】第2の実施の形態を示す要部拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part showing a second embodiment.

【図5】第3の実施の形態を示す要部拡大断面図。FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part showing a third embodiment.

【図6】第4の実施の形態を示す要部拡大断面図。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part showing a fourth embodiment.

【図7】第5の実施の形態を示す要部拡大断面図。FIG. 7 is an enlarged sectional view of a main part showing a fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

112…圧縮室。121…制御圧室。13…回転軸。1
31…周面。191…吸入圧領域である吸入室。192
…吐出圧領域である吐出室。30…軸封装置であるリッ
プシール。35…ゴム製のリップリング。36…樹脂製
のリップリング。351,361…摺接部。39,4
0,39A,40A,39B,40B,41,42…ダ
イヤモンド・ライク・カーボン膜。
112: Compression chamber. 121 ... Control pressure chamber. 13 ... Rotary axis. 1
31 ... peripheral surface. 191, a suction chamber which is a suction pressure region. 192
... Discharge chamber which is a discharge pressure region. 30: Lip seal which is a shaft sealing device. 35 ... rubber lip ring. 36 ... Rip ring made of resin. 351, 361: sliding contact portion. 39,4
0, 39A, 40A, 39B, 40B, 41, 42 ... diamond-like carbon film.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】リップリングを回転軸の周面に接触させて
前記周面に沿った流体の洩れを防止する軸封装置におい
て、 前記回転軸の周面に対する前記リップリングの摺接部に
ダイヤモンド・ライク・カーボン膜を設けた軸封装置。
1. A shaft sealing device for preventing a fluid from leaking along a peripheral surface of a rotary shaft by bringing the lip ring into contact with a peripheral surface of the rotary shaft.・ Shaft sealing device with like carbon film.
【請求項2】前記軸封装置は、ゴム製のリップリング及
び樹脂製のリップリングを備え、前記回転軸の周面に対
する前記ゴム製のリップリングの摺接部及び前記樹脂製
のリップリングの摺接部の少なくとも一方にダイヤモン
ド・ライク・カーボン膜を設けた請求項1に記載の軸封
装置。
2. The shaft sealing device includes a rubber lip ring and a resin lip ring, and a sliding portion of the rubber lip ring on a peripheral surface of the rotating shaft and a resin lip ring. The shaft sealing device according to claim 1, wherein a diamond-like carbon film is provided on at least one of the sliding contact portions.
【請求項3】前記回転軸の周面に対する前記ゴム製のリ
ップリングの摺接部にダイヤモンド・ライク・カーボン
膜を設けた請求項2に記載の軸封装置。
3. The shaft sealing device according to claim 2, wherein a diamond-like carbon film is provided on a sliding portion of the rubber lip ring with respect to a peripheral surface of the rotating shaft.
【請求項4】前記回転軸の周面に対する前記樹脂製のリ
ップリングの摺接部にダイヤモンド・ライク・カーボン
膜を設けた請求項2及び請求項3のいずれか1項に記載
の軸封装置。
4. The shaft sealing device according to claim 2, wherein a diamond-like carbon film is provided on a sliding portion of the resin lip ring with respect to a peripheral surface of the rotating shaft. .
【請求項5】圧縮室を区画する圧縮動作体を回転軸の回
転によって動かし、前記圧縮動作体の動作によって吸入
圧領域から前記圧縮室へ冷媒を吸入すると共に、前記圧
縮室から吐出圧領域へ冷媒を吐出する圧縮機において、 請求項1乃至請求項4のいずれかの軸封装置によって前
記回転軸の周面に沿った冷媒の洩れを防止するようにし
た圧縮機。
5. A compression operation body that partitions a compression chamber is moved by rotation of a rotation shaft, and the operation of the compression operation body draws refrigerant from a suction pressure region into the compression chamber, and from the compression chamber to a discharge pressure region. A compressor for discharging a refrigerant, wherein the shaft sealing device according to any one of claims 1 to 4 prevents leakage of the refrigerant along a peripheral surface of the rotating shaft.
【請求項6】前記軸封装置に対する前記回転軸の周面の
摺接領域にダイヤモンド・ライク・カーボン膜を設けた
請求項5に記載の圧縮機。
6. The compressor according to claim 5, wherein a diamond-like carbon film is provided in a sliding contact area of said rotating shaft with respect to said shaft sealing device.
【請求項7】圧縮機は、吐出圧領域から制御圧室へ冷媒
を供給すると共に、前記制御圧室から吸入圧領域へ冷媒
を抜き出し、前記制御圧室の制御圧と前記吸入圧領域の
吸入圧との差圧に基づいて吐出容量を変える可変容量型
圧縮機であり、前記軸封装置は、前記制御圧室から前記
回転軸の周面に沿った冷媒洩れを防止する請求項5及び
請求項6のいずれか1項に記載の圧縮機。
7. A compressor supplies a refrigerant from a discharge pressure area to a control pressure chamber, extracts a refrigerant from the control pressure chamber to a suction pressure area, and controls the control pressure of the control pressure chamber and the suction of the suction pressure area. 6. A variable displacement compressor that changes a discharge capacity based on a pressure difference from a pressure, wherein the shaft sealing device prevents refrigerant leakage from the control pressure chamber along a peripheral surface of the rotating shaft. Item 7. The compressor according to any one of items 6.
【請求項8】二酸化炭素を冷媒とした請求項5乃至請求
項7のいずれか1項に記載の圧縮機。
8. The compressor according to claim 5, wherein carbon dioxide is used as a refrigerant.
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