JP2003262278A - 面シール装置の付勢手段 - Google Patents

面シール装置の付勢手段

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JP2003262278A JP2002375284A JP2002375284A JP2003262278A JP 2003262278 A JP2003262278 A JP 2003262278A JP 2002375284 A JP2002375284 A JP 2002375284A JP 2002375284 A JP2002375284 A JP 2002375284A JP 2003262278 A JP2003262278 A JP 2003262278A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 面シール装置の改良された付勢手段を提供す
る。 【解決手段】 一対の協働するシールリングの間にバイ
アス力をかけるための、面シール装置の付勢手段であ
り、軸方向に間隔を置いて配置された一対の支持要素
４，５と、支持要素の間に配置され、該支持要素によっ
て支持されるバイアスばね３とを含む。支持要素は、互
いに対して軸方向に移動可能である。一方の支持要素に
突起手段９，１０が設けられ、他方の支持要素と係合し
て、互いから離れる方向への支持要素の軸方向の移動を
制限することができる。突起手段は、付勢手段を面シー
ル装置に取り付けた後に支持要素がとり得る所定の軸方
向の最大作動間隔より大きく、バイアスばねの弛んだ状
態の軸方向の長さより小さい軸方向距離だけ、一方の支
持要素から間隔を置いて配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対の協働するシ
ールリングの間にバイアス力をかけるための、面シール
装置の付勢手段に関し、より具体的には、自動製造工場
のロボット機械により組み立てることができ、例えば圧
縮機のケーシングのような装備に取り付けることができ
る、面シール装置内の手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明の出発点は、取り付けスリーブの
形態の組み立て装置を用いて、組み立てる前、及び組み
立てている間に、面シール装置のシールリングの間に相
互に位置合わせされた位置関係が維持されるという面シ
ール装置である。作動中にシールリングを互いにシール
係合する状態に押し付けるのに必要とされるバイアス力
は、支持要素と、間にバイアスばねが配置されている駆
動要素とを含む付勢手段によって加えられる。
【０００３】
【特許文献１】独国実用新案第２０１２０９６６．７号
明細書
【０００４】
【特許文献２】独国実用新案第２０２１２５４２．４号
明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、面シ
ール装置の改良された付勢手段を提供することである。
本発明の他の目的は、完全自動方式で面シール装置の組
み立てを可能にする付勢手段を提供することである。本
発明のさらに他の目的は、例えば自動車において用いら
れる空調システムの冷媒圧縮機のような装置の自動取り
付けのために適する面シール装置の付勢手段を提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの及び他の目的
は、本発明の一形態による、軸方向に間隔を置いて配置
された一対の支持要素と、該支持要素の間に配置され、
これにより支持されるバイアスばねとを含む、一対の協
働するシールリングの間にバイアス力をかけるための、
面シール装置の改良した付勢手段により解決される。支
持要素は、互いに対して軸方向に相対的に移動可能であ
る。一方の支持要素に突起手段が設けられ、他方の支持
要素は、該突起手段と係合して、互いから離れる方向へ
の支持要素の軸方向の相対運動を制限することができ
る。この突起手段は、付勢手段を面シール装置に取り付
けた後に支持要素がとり得る所定の軸方向の最大作動間
隔より大きい軸方向距離だけ、一方の支持要素から間隔
をおいて配置される。バイアスばねと一緒にされた支持
要素は、締付具によって面シール装置の回転シールリン
グを締め付けることができる。これは、協働するシール
リングが取り付けスリーブ上で相互の位置を合わせられ
た後に、或いはシールリングがこの位置関係を維持しな
がらシャフト上に配置された後に実行されることが好ま
しい。
【０００７】自動組み立て工場のロボットによって面シ
ール装置の個々の部品の取り扱いを更に向上させるため
に、本発明の出願人によりなされた検討の過程におい
て、本発明の好ましい実施形態によれば、付勢手段が個
別の取付用ユニットとして形成され、バイアスばねを軸
方向に支持する支持要素の軸方向の相対運動が、上述の
ように制限されるだけではなく、バイアスばねが完全に
弛んだ状態になり得ないような軸方向距離に制限される
場合には、付勢手段自体の組み立て及び面シール装置へ
の付勢手段の組み立ての両方を著しく簡単化することが
できることがわかった。従って、バイアスばねは、常に
圧縮された状態に保持され、これにより支持要素に減少
するが一定であるばね力を及ぼして、一方の支持要素が
他方と係合するようにし、それゆえ支持要素が一定の相
互位置に保持されて、面シール装置に組み立てる前又は
組み立てる間に、輸送する間に、又は保管時に、付勢手
段の構成部品が望ましい相互の位置合わせから離れる危
険なく取り扱い機械によって捉まれ、移動されるのに適
した、安定したユニットが形成される。バイアスばね
が、面シール装置の作動中に一方の支持要素を他方に向
けて押し付けるのに適切な機能を果たすことができるよ
うに、更に圧縮されるので、このバイアスばねは、面シ
ール装置に取り付けられた後に最終的な作動的な状態に
なる。
【０００８】従って、本発明の別の形態によると、一対
の協働するシールリングの間にバイアス力をかけるため
の面シール装置の付勢手段が提供され、この付勢手段
は、軸方向に間隔を置いて配置された一対の支持要素
と、支持要素の間に配置され、該支持要素によって支持
されるバイアスばねとを含み、支持要素は、互いに対し
て軸方向に相対的に移動可能であり、一方の支持要素に
突起手段が設けられ、他方の支持要素は、突起手段と係
合して、互いから離れる方向への支持要素の軸方向の相
対的な移動を制限することができ、この突起手段は、付
勢手段を面シール装置に取り付けた後に支持要素がとり
得る所定の軸方向の最大作動間隔より大きく、バイアス
ばねの弛んだ状態の軸方向の長さより小さい軸方向距離
だけ、一方の支持要素から間隔を置いて配置されてい
る。
【０００９】更に、付勢手段は、同時に、該付勢手段が
取り付けられるシールリングにトルクを伝達するのに役
立つことが好ましく、一方の支持要素から他方の支持要
素に向けて軸方向に延び、かつ直径方向に正反対に位置
する取り付け部に、突起手段が設けられている。これら
の取り付け部は、付勢されることになるシールリングの
位置合わせされた凹部内に、軸方向に移動可能な方法で
収容される。従って、この配置は、噛み合い継手に類似
した方法で機能する。本発明の別の実施形態によると、
支持要素は、該支持要素を特に経済的な方法で製造する
ことができるように打ち抜き作業によって作られた金属
材料の一部としてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を示す図面を参
照して、以下に本発明をより詳細に説明する。
【００１１】本発明の適用領域は、例えば自動車の空調
システムにおいて使用されるＣＯ２のような冷媒を圧縮
するのに用いられる冷媒圧縮機の駆動軸をシールするた
めの面シール装置におけるものであるが、本発明がこの
適用領域に制限されず、面シール装置の組立てを、例え
ば、いわゆる自動ロボット組立て工場によって自動的に
行う時には常に利点を提供することを理解すべきであ
る。
【００１２】面シール装置の基本的な構成は、当業者に
は周知であり、ここで詳細に説明する必要はない。例え
ば、本発明の開示に組み入れられる独国実用新案第２０
１２０９６６．７号明細書を参照することができる。本
発明の目的のためには、本発明を用いることができる面
シール装置が、少なくとも一対の協働するシールリング
を備え、該シールリングの一方は、例えば、圧縮機ケー
シングのようなケーシング上に非回転式に取り付けるた
めに設けられ、他方はシャフトと共に回転するように設
けられることに言及することで十分である。シールリン
グは、互いに向かい合う半径方向シール面を有し、その
シール面の内側周辺部分に対して面シール装置の外側周
辺部分がシールされる。作動においては、シール面の間
にシール用間隙が形成され得、この間隙は、面シール装
置が非接触式に作動できるようにする。シール面にポン
ピング溝又は凹部を形成することができる。別の方法と
しては、シール面の接触係合によりシール効果を確立す
ることができる。
【００１３】本発明は、回転シールリングを固定シール
リング（図示せず）に押し当てて圧迫するように、図に
全体として参照番号１で示される回転シールリングに、
適切な軸方向のバイアス力をかけるための付勢手段に関
する。
【００１４】図において、全体として参照番号２で示さ
れ、好ましくは波形ばねの形態のバイアスばね３を備え
る付勢手段が、取付用ユニットとして形成されている。
バイアスばね３は、その軸方向の一端で第１の支持リン
グすなわち支持要素４に支持され、軸方向の他端で第２
の支持リングすなわち支持要素５に支持されている。引
き続きより詳細に説明するように、第１の支持要素４
は、それに回転シールリング１を取り付けることができ
るように設計され、これにより取付用ユニット２からシ
ールリング１にトルクが伝達される。
【００１５】支持要素４、５の各々は、環状の座金の形
態であるか、或いは、少なくとも環状の座金の形態の半
径方向の基部４’、５’（第１の支持要素４のものだけ
が示されている）を含むことが好ましい。このことは、
支持要素４、５の互いに向かい合う端面上での、バイア
スばね３の適切な軸方向支持を保証するだけでなく、第
１の支持要素４がシールリング１の互いに面する端面上
に配置される時に、例えば、Ｏーリングの形態の２次的
なシール要素（図示せず）を配置することが可能な、シ
ールリング１に形成され支持要素４に向けて開いた軸方
向の凹部（図示せず）を軸方向に覆うこともできるよう
にし、２次的なシール要素が該凹部から抜け落ちるのを
防ぐ。
【００１６】図示されるように、バイアスばね３を心合
わせするか又は長手方向中心軸に対して位置合わせされ
た状態に保持するための手段が、取付用ユニット２上に
設けられることが好ましい。このために、シールリング
１から離れた第２の支持要素５は、該第２の支持要素５
から軸方向に突出し、バイアスばね３の隣接部分の外周
を囲むような半径方向の寸法を有し、それによりばねの
軸方向の移動度に影響を与えずに、該ばねを心合わせす
るようにする周囲フランジ６を備えることが好ましい。
所望の場合には、既述した配置に加えて、或いはその代
わりに、同様の心合わせ配置を第１のシールリング４上
に設けることができる。周囲フランジ６は、連続的なも
のであってもよいし、非連続的なものであってもよい。
【００１７】一対の軸方向のアーム部すなわち取付部
７、８が、第２の支持要素５の外周における直径方向に
正反対の部分から、第１の支持要素４に向けて軸方向に
突出している。各アーム部７及び８の軸方向外端部の近
くには、半径方向内方に突出する突起９及び１０が設け
られている。直径方向に正反対の位置にある突起９、１
０は、第１の支持要素４のための停止部を提供し、第１
の支持要素４はこの停止部に、支持要素４及び５の互い
から離れる軸方向への移動を制限するように静止するこ
とができる。突起９及び１０は、アーム部７及び８の材
料から打ち出されたビード又はボスとして形成されるこ
とが好ましいが、アーム部と一体型に作られていないも
のを含む他の形態の突起を設けることもできる。
【００１８】取付用ユニットとして付勢手段を形成する
ために、アーム部７及び８が取り付けられている第２の
支持要素５の端面からの突起９及び１０の軸方向の距離
は、本発明によると、第１の支持要素４が突起９及び１
０に静止しているときに、バイアスばね３が依然として
適切に少量だけ軸方向に圧縮されるような寸法にされて
いる。一方では、支持要素４及び５とバイアスばね３と
が共に保持され、これにより、自動製造工場で、すなわ
ち取付用ユニットが面シール装置に取り付けられる前に
取扱うことができる取付用ユニットが形成され、他方で
は、面シール装置に取り付けられたときに、所望の作動
バイアス力がシールリング１にかかるように、バイアス
ばね３をある程度まで更に圧縮することができる。更
に、この手段は、バイアスばね３と支持要素４及び５の
一方又は双方との固定的な連結を回避するものである。
作動バイアス力は、取付用ユニットの取り付けの前にバ
イアスばね３が支持要素４、５にかける軸方向の力より
著しく大きい。突起９及び１０と第２の支持要素５との
間の軸方向の距離は、面シール装置が作動している間に
支持要素４及び５がとる最大作動間隔よりも大きくなけ
ればならず、これにより、第１の支持要素４は、取付用
ユニットの取り付けの間に所望の作動バイアス力を与え
るためにバイアスばね３が圧縮されているとき、常に突
起９、１０から離れることになる。従って、作動中に支
持要素４、５が互いに軸方向に移動可能であることが保
証される。特定の面シール装置の取り付け条件により、
最大作動間隔が定められる。
【００１９】アーム部と突起は、第１の支持要素４に設
けることもできることが理解されるべきである。更に、
そのように望まれる場合には、例えば周方向に互いに等
しく間隔を置いて配置された３つ又はそれ以上のアーム
部のような、２つ以上のアーム部及び突起を設けること
もできる。
【００２０】作動中における支持要素４、５の軸方向へ
の自由な相対運動を保証するために、溝すなわち凹部１
１、１２（図には１つの凹部だけが示されている）が、
シールリング１の外周の直径方向に正反対の部分に設け
られ、これらの溝は、アーム部７、８に対して軸方向に
位置合わせされている。バイアスばね３が作動バイアス
力を与えるようになるまで圧縮され、シールリング１
が、その隣接端面が第１の支持要素４上にある作動的な
位置にされるときに、アーム部７、８は、溝すなわち凹
部１１及び１２内に収容される。トルクを伝達すること
ができる部品間の相互連結結合が同時に得られる。
【００２１】シールリング１を取付用ユニットに取り付
けるために、一対の留め金すなわち締付具（クランプ）
１３、１４が、第１の支持要素４の外周の直径方向に正
反対の部分からシールリング１に向けて突出している。
締付具１３、１４は、これに対応して位置合わせされ
た、シールリング１の外周にある軸方向の凹部１５，１
６に係合することができ、このことは締付具１３、１４
が半径方向に広がることを必要とする。従って、締付具
１３、１４は、シールリング１に対して半径方向の締め
付け力と保持力を及ぼし、更に、凹部１５、１６内に位
置する締付具１３及び１４は、トルクを伝達することが
できる部品間の別の相互連結結合を形成する。
【００２２】これは図には示されていないが、第２の支
持要素５には、該支持要素５と共に回転するようにシャ
フトに連結するための手段が設けられている。この目的
のために、第２の支持要素５の中に、シャフト用のいわ
ゆる２つの縁又は多数の縁の構成をもつ貫通孔が設けら
れ、この貫通孔は、対応する相補的なシャフトの縁付け
られた部分に相互連結式に係合することができる。この
目的のために役立つ他の形態の結合手段が同様に設けら
れてもよい。
【００２３】支持要素４、５、アーム部７、８、或いは
締付具１３、１４は、打ち抜き及び折り曲げにより形成
される、金属シート材料の素材により形成されることが
好ましい。
【００２４】面シール装置内に取り付ける前に、シール
リングは、既述のような取付用ユニットとして形成され
た付勢手段に締め付けられるか、或いは付勢手段が、組
み立て済みのシールリングに続いて施されさてもよい。
【００２５】上記の好ましい実施形態についての説明
は、一例として与えられたものである。与えられた開示
から、当業者であれば、本発明とこれに付随する利点を
理解するだけでなく、開示された構造への明らかな種々
の変形及び変更も見出すことができるであろう。従っ
て、特許請求の範囲及びその均等物により定められるよ
うに、本発明の精神及び範囲内に含まれるような全ての
変形及び変更を含むことが求められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による付勢手段と、バイアス力が加えら
れることになる面シール装置のシールリングを共に示す
概略的な部分斜視図である。
【符号の説明】
１ 回転シールリング ２ 取付用ユニット ３ バイアスばね ４、５ 支持要素 ７、８ アーム部 ９、１０ 突起 １１、１２ 凹部 １３、１４ 締付具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター ファイグル ドイツ デー−82335 ホーエンライン ラーシェンウェグ ５ (72)発明者 クレメンス シモン ドイツ デー−82319 シュタンベルク ギゼラシュトラーセ ６ Ｆターム(参考） 3H003 AA01 AC03 BC00 CD00 3J041 AA01 BA04 BD06

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の協働するシールリングの間にバイ
    アス力をかけるための面シール装置の付勢手段であっ
    て、軸方向に間隔を置いて配置された一対の支持要素
    と、前記支持要素の間に配置され、該支持要素により支
    持されたバイアスばねとを含み、前記支持要素は、互い
    に対して軸方向に相対的に移動可能であり、前記一方の
    支持要素に突起手段が設けられ、他方の支持要素と係合
    して、互いに離れる方向への支持要素の軸方向の移動を
    制限することができ、前記突起手段は、付勢手段を面シ
    ール装置に取り付けた後に支持要素がとり得る所定の軸
    方向の最大作動間隔より大きい距離だけ前記一方の支持
    要素から軸方向に間隔を置いて配置されていることを特
    徴とする付勢手段。
  2. 【請求項２】 前記突起手段は、取付用ユニットとして
    の付勢手段を形成するために、前記一方の支持要素か
    ら、バイアスばねの弛んだ状態での軸方向長さより短い
    軸方向距離に設けられていることを特徴とする請求項１
    に記載の付勢手段。
  3. 【請求項３】 前記突起手段は、前記一方の支持要素か
    ら前記他方の支持要素に向けて軸方向に延びている、直
    径方向に正反対に位置する取り付け部に形成された少な
    くとも一対の突起を備え、前記取り付け部は、付勢手段
    が取り付けられるシールリングの位置合わせされた凹部
    内に、軸方向に移動可能な方法で収容されることを特徴
    とする請求項１に記載の付勢手段。
  4. 【請求項４】 支持要素の少なくとも１つが、バイアス
    ばねを心合わせするための手段を備えることを特徴とす
    る請求項１に記載の付勢手段。
  5. 【請求項５】 前記心合わせ用手段は、前記一方の支持
    要素に設けられた心合わせ用フランジを含み、前記フラ
    ンジが、前記バイアスばねの隣接する端部の周りを囲む
    ことを特徴とする請求項４に記載の付勢手段。
  6. 【請求項６】 バイアスばねは、波形ばねを備えること
    を特徴とする請求項１に記載の付勢手段。
  7. 【請求項７】 付勢手段が取り付けられるシールリング
    と外周摩擦係合する保持用締付具が一方の支持要素に設
    けらていることを特徴とする請求項１に記載の付勢手
    段。
  8. 【請求項８】 各支持要素の少なくとも基部は、環状の
    座金の形態であることを特徴とする請求項１に記載の付
    勢手段。
  9. 【請求項９】 各支持要素は、打ち抜きにより作られた
    金属材料の一部であることを特徴とする請求項１の付勢
    手段。
  10. 【請求項１０】 一対の協働するシールリングの間にバ
    イアス力をかけるための面シール装置の付勢手段であっ
    て、軸方向に間隔を置いて配置された一対の支持要素
    と、前記支持要素の間に配置され、該支持要素により支
    持されるバイアスばねとを含み、前記支持要素は、互い
    に対して軸方向に相対的に移動可能であり、前記一方の
    支持要素に突起手段が設けられ、他方の支持要素と係合
    して、互いに離れる方向への支持要素の軸方向の移動を
    制限することができ、前記突起手段は、付勢手段を面シ
    ール装置に取り付けた後に支持要素が取り得る所定の軸
    方向の最大作動間隔より大きく、弛んだ状態でのバイア
    スばねの軸方向の長さより小さい軸方向距離だけ、前記
    一方の支持要素から間隔を置いて配置されていることを
    特徴とする付勢手段。
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