【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール構造に関し、例えば空気調和装置の分割されたハウジング同士等を密封する軸シール構造に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の空気調和装置においては環境問題の観点から、冷媒としてそれまで使用されていたフロンに替わり、いわゆる代替フロンであるＣＯ２（二酸化炭素）を使用するように移行されてきている。
【０００３】
このＣＯ２を冷媒として使用する場合、空気調和装置の圧縮機内における圧力は、フロンを冷媒として使用する場合の圧力（３〔ＭＰａ〕程度）に比べて格段と高い圧力（１１〔ＭＰａ〕程度）になる傾向があるとともに、このＣＯ２はフロンに比較してシール部材として用いられるＯリングなどのゴム部材に対する透過性が高い性質を有している。
【０００４】
このため、ＣＯ２を冷媒に用いるための様々な工夫が考案されており、例えば特許文献１には図３に示すように、圧縮機のシリンダブロック７１とリアハウジング７２との接合部において、内側となるシリンダボア７１ａ側すなわち高圧側にニトリルゴムでなるＯリング７３を設けるとともに、外側すなわち低圧側にニトリル系のゴム板７４ａで金属板７４ｂを挟持してなるガスケット７４を設けて、簡易な構造で冷媒ガスに対して十分な密閉性を確保する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３１７７６４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる特許文献１の技術では、シリンダブロック７１とリアハウジング７２との接合部における同一平面上に、Ｏリング７３とガスケット７４とを配設しているため、これらＯリング７３とガスケット７４を配置するためのスペースが必要となり、スペース効率の点で不十分である問題があった。
【０００７】
また、この場合、Ｏリング７３とガスケット７４とによる２種類のシール部品を用いているため、コスト的にも安価なものとは言い難かった。
【０００８】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、省スペース化および低コスト化を図りつつ、冷媒ガスの耐透過性を格段と向上し得るシール構造を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１にあっては、同心円上の複数の部材間における接合部分にＯリングを軸方向に多段で設け、これら部材間内部の圧力をシールするシール構造において、多段のＯリングのうち、高圧側のＯリングが低圧側のＯリングよりシール媒体に対する透過性の高い材質でなるようにした。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１によれば、同心円上の複数の部材間における接合部分にＯリングを軸方向に多段で設け、これら部材間内部の圧力をシールすることにより、省スペース化を図ることができるとともに、シール部品としてＯリングのみを用いることによって、複数種類のシール部品を使用する場合に比べてコストを抑えることができる。
【００１１】
しかも、多段で設けたＯリングのうち、高圧側のＯリングが低圧側のＯリングよりシール媒体に対する透過性の高い材質でなるようにしたことにより、高圧側のＯリングで透過した冷媒ガスが、低圧側のＯリングに背圧として加えられるため、この低圧側のＯリングが適宜変形してシール面を確実に密閉することができ、かくして冷媒ガスの耐透過性を格段と向上し得るシール構造を実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳述する。
【００１３】
図１および図２は、本発明にかかるシール構造の一実施形態を示し、図１は本発明によるシール構造を適用した圧縮機の概略構成を示す断面図、図２は図１の圧縮機における要部（シール部）を示す断面図である。
【００１４】
図１において６０は本実施形態における圧縮機を示し、例えば、車両用空気調和装置の冷却システムに用いられる。そして、この圧縮機６０によって断熱圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、図外のコンデンサ（凝縮器）で液化し、膨張弁で断熱膨張し、エバポレータ（蒸発器）で冷風を作り出しながら加熱されて気化し、圧縮機６０に戻って断熱圧縮される。
【００１５】
この圧縮機６０は圧縮機ハウジング１を有しており、圧縮機ハウジング１は、周方向に配置された複数のシリンダボア３を有するシリンダブロック２と、シリンダブロック２の左側に配置され、シリンダブロック２との間にクランク室５を形成するフロントハウジング４と、シリンダブロック２の右側に吸入板３０、バルブプレート９、吐出板３１、リテーナ３２、ガスケット３３を挟んで配置され、冷媒吸入室７と冷媒吐出室８とを形成するリヤハウジング６等から構成されている。
【００１６】
冷媒吸入室７は冷媒流路を介してエバポレータ側に接続されており、冷媒吐出室８は冷媒流路を介してコンデンサ側に接続されている。
【００１７】
クランク室５の内部には、ドライブシャフト１０に固定されたドライブプレート１１と、ドライブシャフト１０の外周に移動自在に弛み嵌合したスリーブ１２と、スリーブ１２にピン１３によって揺動自在に連結されたジャーナル１４と、ジャーナル１４の外周に螺着された斜板１５等が収容されている。
【００１８】
ジャーナル１４は、ドライブプレート１１の長孔１６にピン１７によって連結されており、ジャーナル１４（斜板１５）の揺動角度は、この長孔１６によって規制されている。
【００１９】
また、各シリンダボア３に嵌装されたピストン１８は、斜板１５を挟んだ一対のピストンシュー１９、１９を介して斜板１５に連結されており、このピストン１８は、クランク室５の周面と接触して形成されている回り止め部１８ａによって、シリンダボア３に対して回転するのを防止されるようになされている。
【００２０】
さらに、フロントハウジング４の左端部には、軸受け２１を介してプーリ２０が支承されている。プーリ２０の内周には第１駆動伝達プレート２２が螺着されており、ドライブシャフト１０の先端部には第２駆動伝達プレート２３が固定されている。
【００２１】
これらプレート２２、２３は、設定値以上の駆動トルクでは摺動可能に連結され、プーリ２０の回転をドライブシャフト１０に伝達するようにされている。
【００２２】
また、リヤハウジング６には圧力調整手段４０が配置されており、この圧力調整手段４０はエバポレータ側の冷媒吸入室７とクランク室５との差圧を調整する。
【００２３】
斜板１５の傾斜角度は、圧力調整手段４０による冷媒吸入室７とクランク室５との差圧調整によって変化し、この傾斜角度変化に伴って各ピストン１８のストロークが変わり、冷媒ガスの吐出容量が制御されるようになされている。
【００２４】
ここで、同心円上の複数の部材である前記シリンダブロック２とリヤハウジング６との接合部分には、図２に示すように、シリンダブロック２およびリアハウジング６のドライブシャフト１０方向、すなわち軸方向にＯリング５０、５１が多段（この場合、２段）で設けられており、このＯリング５０はシリンダブロック２の高圧側に形成された環状溝２ａに嵌合されており、Ｏリング５１はシリンダブロック２の低圧側に形成された環状溝２ｂに嵌合されている。
【００２５】
この場合、Ｏリング５０はガス透過性の高いエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）でなり、Ｏリング５１は高圧側のＯリング５０よりガス透過性の低い、すなわち耐透過性に優れたブチルゴム（ＩＩＲ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、高ニトリルＨ−ＮＢＲまたは高ニトリルＮＢＲ等でなる。
【００２６】
このとき、高圧側のＯリング５０において冷媒ガスが僅かに透過されるが、この透過された冷媒ガスが低圧側のＯリング５１に背圧として加えられるため、この低圧側のＯリング５１が適宜変形し、シリンダブロック２とリアハウジング６との接合部、つまりシリンダブロック２の環状溝２ｂとリアハウジング６との間の外部と連通する連通部５３を確実に密閉することができる。
【００２７】
このように、同心円上の複数の部材（シリンダブロック２とリアハウジング６）間における接合部分にＯリング５０、５１を軸（ドライブシャフト１０）方向に多段で設け、これら部材２、６間内部の圧力をシールすることにより、シール部品をシール部分の同一平面上に複数（例えば２重に）設けるようなシール構造に比べて省スペース化を図ることができるとともに、シール部品としてＯリング５０、５１のみを用いることによって、複数種類のシール部品（例えばＯリングとガスケット等）を使用する場合に比べてコストを抑えることができる。
【００２８】
しかも、多段で設けたＯリング５０、５１のうち、高圧側のＯリング５０が低圧側のＯリング５１よりシール媒体である冷媒ガスに対する透過性の高い材質で構成されるようにしたことによって、高圧側のＯリング５０で透過した冷媒ガスが、低圧側のＯリング５１に背圧として加えられるため、この低圧側のＯリング５１が適宜変形してシール面を確実に密閉することができ、かくして冷媒ガスの耐透過性を格段と向上することができる。
【００２９】
なお、本発明のシール構造を上述した実施形態を例に取って説明したが、本発明はこれに限ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。
【００３０】
例えば、上述の実施形態では、Ｏリング５０、５１を圧縮機６０におけるシリンダブロック２とリアハウジング６との接合部分におけるドライブシャフト１０方向に多段で設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他様々な軸シール部分に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における圧縮機の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の圧縮機における要部を拡大して示す断面図である。
【図３】従来のシール構造を示す断面図である。
【符号の説明】
２・・・シリンダブロック（部材）
２ａ、２ｂ・・・環状溝
６・・・リアハウジング（部材）
１０・・・ドライブシャフト（軸）
５０・・・高圧側のＯリング
５１・・・低圧側のＯリング
５３・・・連通部
６０・・・圧縮機[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a seal structure, and is suitably applied to, for example, a shaft seal structure that seals divided housings of an air conditioner and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of environmental problems, air conditioners for automobiles have been shifted to using CO 2 (carbon dioxide), which is a so-called alternative CFC, instead of CFC that has been used as a refrigerant.
[0003]
When this CO 2 is used as a refrigerant, the pressure in the compressor of the air conditioner is much higher (about 11 [MPa]) than the pressure when fluorocarbon is used as a refrigerant (about 3 [MPa]). And CO 2 has a higher permeability to rubber members such as O-rings used as seal members than CFCs.
[0004]
For this reason, various devices for using CO 2 as a refrigerant have been devised. For example, as shown in FIG. 3 in Patent Document 1, an inner portion of a joint between a cylinder block 71 of a compressor and a rear housing 72 is provided. The O-ring 73 made of nitrile rubber is provided on the cylinder bore 71a side, that is, the high-pressure side, and the gasket 74 that sandwiches the metal plate 74b with the nitrile rubber plate 74a is provided on the outer side, that is, on the low-pressure side. A technique for ensuring a sufficient hermeticity with respect to a refrigerant gas has been disclosed.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-317764
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique of Patent Document 1, the O-ring 73 and the gasket 74 are disposed on the same plane at the joint between the cylinder block 71 and the rear housing 72. There is a problem that a space for arrangement is required, and the space efficiency is insufficient.
[0007]
Further, in this case, since two types of sealing parts including the O-ring 73 and the gasket 74 are used, it is difficult to say that the cost is low.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a seal structure capable of remarkably improving the permeation resistance of a refrigerant gas while reducing the space and cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, in a sealing structure for providing an O-ring at multiple stages in the axial direction at a joint portion between a plurality of members on a concentric circle and sealing a pressure inside these members, the multi-stage O-ring has a high pressure. The O-ring on the side is made of a material having higher permeability to the sealing medium than the O-ring on the low-pressure side.
[0010]
【The invention's effect】
According to the first aspect, O-rings are provided in multiple stages in the axial direction at joints between a plurality of members on a concentric circle, and the pressure inside these members is sealed, thereby saving space. By using only the O-ring as the seal component, the cost can be reduced as compared with the case where a plurality of types of seal components are used.
[0011]
Moreover, of the O-rings provided in multiple stages, the high-pressure side O-ring is made of a material having higher permeability to the sealing medium than the low-pressure side O-ring, so that the refrigerant gas permeated by the high-pressure side O-ring is reduced. Since the low pressure side O-ring is applied as back pressure to the low pressure side O-ring, the low pressure side O-ring can be appropriately deformed to reliably seal the sealing surface, and thus the seal which can significantly improve the refrigerant gas permeability resistance. The structure can be realized.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
1 and 2 show an embodiment of a seal structure according to the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a compressor to which a seal structure according to the present invention is applied. It is sectional drawing which shows a principal part (seal part).
[0014]
In FIG. 1, reference numeral 60 denotes a compressor according to the present embodiment, which is used, for example, in a cooling system of a vehicle air conditioner. The high-temperature and high-pressure refrigerant gas adiabatically compressed by the compressor 60 is liquefied by a condenser (not shown), adiabatically expanded by an expansion valve, and heated while producing cool air by an evaporator (evaporator). It is vaporized and returned to the compressor 60 to be adiabatically compressed.
[0015]
The compressor 60 has a compressor housing 1. The compressor housing 1 is provided with a cylinder block 2 having a plurality of cylinder bores 3 arranged in a circumferential direction and a cylinder block 2 which is arranged on the left side of the cylinder block 2. A suction housing 30, a valve plate 9, a discharge plate 31, a retainer 32, and a gasket 33 are disposed on the right side of the cylinder block 2 between the front housing 4 forming a crank chamber 5 therebetween. It comprises a rear housing 6 and the like forming a discharge chamber 8.
[0016]
The refrigerant suction chamber 7 is connected to the evaporator side via a refrigerant flow path, and the refrigerant discharge chamber 8 is connected to the condenser side via a refrigerant flow path.
[0017]
Inside the crank chamber 5, a drive plate 11 fixed to the drive shaft 10, a sleeve 12 movably loosely fitted on the outer periphery of the drive shaft 10, and are swingably connected to the sleeve 12 by pins 13. The journal 14 and a swash plate 15 screwed around the outer periphery of the journal 14 are housed.
[0018]
The journal 14 is connected to a long hole 16 of the drive plate 11 by a pin 17, and the swing angle of the journal 14 (swash plate 15) is regulated by the long hole 16.
[0019]
Further, a piston 18 fitted in each cylinder bore 3 is connected to the swash plate 15 via a pair of piston shoes 19, 19 sandwiching the swash plate 15. The rotation preventing portion 18a formed in contact with the cylinder bore 3 prevents rotation with respect to the cylinder bore 3.
[0020]
Further, a pulley 20 is supported at the left end of the front housing 4 via a bearing 21. A first drive transmission plate 22 is screwed on the inner periphery of the pulley 20, and a second drive transmission plate 23 is fixed to a tip end of the drive shaft 10.
[0021]
These plates 22 and 23 are slidably connected with a drive torque greater than a set value, and transmit the rotation of the pulley 20 to the drive shaft 10.
[0022]
Further, a pressure adjusting means 40 is arranged in the rear housing 6, and the pressure adjusting means 40 adjusts a differential pressure between the refrigerant suction chamber 7 on the evaporator side and the crank chamber 5.
[0023]
The inclination angle of the swash plate 15 changes by adjusting the pressure difference between the refrigerant suction chamber 7 and the crank chamber 5 by the pressure adjusting means 40, and the stroke of each piston 18 changes according to the change in the inclination angle, and the refrigerant gas discharge capacity. Is controlled.
[0024]
Here, as shown in FIG. 2, the cylinder block 2 and the rear housing 6 are connected to the drive shaft 10 of the cylinder block 2 and the rear housing 6 in the direction of the drive shaft 10, that is, in the axial direction. The O-rings 50 and 51 are provided in multiple stages (in this case, two stages). The O-rings 50 are fitted in annular grooves 2 a formed on the high pressure side of the cylinder block 2. The block 2 is fitted in an annular groove 2b formed on the low pressure side.
[0025]
In this case, the O-ring 50 is made of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) having high gas permeability, and the O-ring 51 is butyl rubber (IIR) having lower gas permeability than the O-ring 50 on the high pressure side, that is, superior in permeation resistance. ), Chlorinated polyethylene (CPE), high nitrile H-NBR or high nitrile NBR.
[0026]
At this time, although the refrigerant gas is slightly transmitted through the O-ring 50 on the high pressure side, the transmitted refrigerant gas is applied as back pressure to the O-ring 51 on the low pressure side. It is possible to reliably seal the joint between the cylinder block 2 and the rear housing 6, that is, the communication portion 53 that communicates with the outside between the annular groove 2 b of the cylinder block 2 and the rear housing 6.
[0027]
As described above, the O-rings 50 and 51 are provided in multiple stages in the axis (drive shaft 10) direction at the joint between the plurality of members (cylinder block 2 and rear housing 6) on the concentric circles. By sealing the pressure, it is possible to save space as compared with a seal structure in which a plurality of (for example, double) seal components are provided on the same plane of the seal portion, and the O-rings 50 and 51 are used as the seal components. By using only the seal components, the cost can be reduced as compared with a case where a plurality of types of seal components (for example, an O-ring and a gasket) are used.
[0028]
Moreover, among the O-rings 50 and 51 provided in multiple stages, the O-ring 50 on the high pressure side is made of a material having a higher permeability to the refrigerant gas as the sealing medium than the O-ring 51 on the low pressure side. Since the refrigerant gas that has passed through the high-pressure side O-ring 50 is applied as back pressure to the low-pressure side O-ring 51, the low-pressure side O-ring 51 can be appropriately deformed to securely seal the sealing surface, Thus, the permeation resistance of the refrigerant gas can be remarkably improved.
[0029]
Although the seal structure of the present invention has been described by taking the above embodiment as an example, the present invention is not limited to this, and various embodiments can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0030]
For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which the O-rings 50 and 51 are provided in multiple stages in the direction of the drive shaft 10 at the joint between the cylinder block 2 and the rear housing 6 in the compressor 60. The present invention is not limited to this, and can be applied to various other shaft seal portions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of the compressor of FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing a conventional sealing structure.
[Explanation of symbols]
2 ... Cylinder block (member)
2a, 2b: annular groove 6: rear housing (member)
10 Drive shaft (axis)
50 ... O-ring 51 on the high pressure side ... O-ring 53 on the low pressure side ... Communication part 60 ... Compressor
