JP2004332767A

JP2004332767A - 圧縮機用メカニカルシール

Info

Publication number: JP2004332767A
Application number: JP2003125560A
Authority: JP
Inventors: Masataka Tsunoda; 正隆角田
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】回転環と固定環との間の偏摩耗を防止して軸封機能を向上させた圧縮機用メカニカルシールを提供する。
【解決手段】フロントハウジング１３とフロントハウジング１３を貫通したシャフト１２との間に、シャフト１２とともに回転する回転環１４２と回転環１４２に密接する固定環１４３とを備え、回転環１４２と固定環１４３を固定部材１４８で固定したメカニカルシール１４において、固定部材１４８はフロントハウジング１３に螺合する耐押圧性のネジ部材で構成した。これにより、固定環１４３を通じて固定部材１４８に偏った押圧力が加わったとしても、この偏押圧力に充分に対抗することができるので、固定部材１４８が変形することがない。従って、回転環１４２と固定環１４３は常に均一に接触し、接触面Ｓ１で偏摩耗を起こすことがない。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフトとハウジングとの間に介装してシャフトを軸封する圧縮機用メカニカルシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機１は、図４に示すように、そのハウジング本体１１内にピストン（図示しない）等を配置し、ピストン駆動により冷媒等を圧縮する構造のものであるが、駆動源からピストンに動力を伝達する伝達手段としてシャフト１２が配置されている。また、ハウジング本体１１の一端はフロントハウジング１３で閉塞されており、シャフト１２がフロントハウジング１３に回転自在に貫通支持されている。
【０００３】
このようなシャフト１２の配置構造において、圧縮機１内の冷媒ガスがシャフト１２の外面を通って圧縮機１の外に漏れないよう、シャフト１２とフロントハウジング１３との間にメカニカルシール１４が介装されている。
【０００４】
このメカニカルシール１４の詳細構造を図５を参照して説明する。メカニカルシール１４はシャフト１２に連結した回転付与ケース１４１と、回転付与ケース１４１に係合する回転環１４２と、フロントハウジング１３の内面に固定的に嵌入された固定環１４３と、回転付与ケース１４１と回転環１４２との間に介装されたスプリング１４４と、回転環１４２の内面に配置されたＯリング１４５と、固定環１４３の外面に配置されたＯリング１４６と、固定環１４３の後面側に配置され各部材１４１〜１４６を固定する固定部材（スナップリング）１４７とを有している。
【０００５】
このように構成されたメカニカルシール１４において、シャフト１２が回転するときは回転付与ケース１４１に係合した回転環１４２が回転する。ここで、回転環１４２はスプリング１４４により固定環１４３に向かって付勢されているため、回転環１４２及び固定環１４３が互いに接触し（接触面Ｓ１）、回転環１４２が固定環１４３に対して摺動状態で回転する。
【０００６】
これにより、回転環１４２と固定環１４３との間の密接状態が確保され、ハウジング本体１１内の高圧冷媒が回転環１４２から固定環１４３側に漏れることがない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−２４１３２４号公報
【０００８】
【発明が解決しよとする課題】
ところで、ハウジング本体１１内の圧力は冷媒の吸入圧縮作用により随時変化（脈動）しており、メカニカルシール１４を固定するスナップリング１４７に加わる圧力も随時変化する。また、各部材１４１〜１４６の加工や組み付け誤差等によって、スナップリング１４７に加わる押圧力が周方向全体に均一になっていない場合がある。このような状態で圧縮機１の運転を継続するときは、図５の破線に示すように、スナップリング１４７の一部が変形し、これに伴い、回転環１４２と固定環１４３が傾いて接触して接触面Ｓ１が小さくなる（メカニカルシート１４の偏摩耗）。この接触面Ｓ１の狭小化は接触面Ｓ１での気密性を低下させ、メカニカルシール１４の軸封機能の低下を招くという問題点を有していた。
【０００９】
本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、回転環と固定環との間の偏摩耗を防止して軸封機能を向上させた圧縮機用メカニカルシールを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、圧縮機ハウジングと圧縮機ハウジングを貫通したシャフトとの間に、シャフトとともに回転する回転環と回転環に密接する固定環とを備え、回転環と固定環を固定部材で固定した圧縮機用メカニカルシールにおいて、固定部材は圧縮機ハウジングに螺合する耐押圧性のネジ部材で構成した。
【００１１】
本発明によれば、固定環を通じて固定部材に偏った押圧力が加わったとしても、この偏押圧力に充分に対抗することができるので、固定部材が変形することがない。従って、回転環と固定環は常に均一に接触し、接触面で偏摩耗を起こすことがない。
【００１２】
なお、固定部材の耐押圧性を確保するため、その材質をアルミニウム又は鉄系材料で形成するようにしてもよいし（請求項２の発明）、また、固定部材の厚さ寸法を５ｍｍ以上として、その厚みで耐押圧性を確保するようにしてもよい（請求項３の発明）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は本発明に係る電動圧縮機の一実施形態を示すもので、図１は圧縮機のフロントハウジング側を示す一部省略断面図、図２は本発明の要部を示す拡大断面図、図３はメカニカルシールの組み付け方法を示す斜視図である。なお、図４及び図５に示した従来例と同一構成部分は同一符号をもって表す。
【００１４】
まず、圧縮機１のフロントハウジング１３側の構造を図１を参照して説明する。圧縮機１のハウジング本体１１の内部には、駆動源により回転駆動するシャフト１２、シャフト１２の回転運動を往復直線運動に変換する運動変換機構（図示しない例えば揺動斜板機構）、運動変換機構により往復動するピストン（図示しない）等が設置されており、このピストンの往復動により冷媒を吸入圧縮するようになっている。
【００１５】
ハウジング本体１１の一端開口はフロントハウジング１３で閉塞され、このハウジング本体１１とフロントハウジング１３により圧縮機ハウジングを構成している。フロントハウジング１３は中央に前後に貫通する貫通孔１３１が形成されており、貫通孔１３１にシャフト１２が滑り軸受け１３２を介して軸支されている。また、シャフト１２の先端側には電磁クラッチ１５が設置されている。電磁クラッチ１５は周知のもので、シャフト１２に固定された連結プレート１５１、連結プレート１５１に連結した板バネ１５２と、板バネ１５２に固定されたクラッチプレート１５３と、クラッチプレート１５３を吸着自在とするクラッチケース１５４と、クラッチケース１５４の外周面に形成されたプーリ１５５と、クラッチケース１５４をフロントハウジング１３の外面に回動自在に支持した転がり軸受け１５６と、クラッチケース１５４内に内蔵された電磁石１５７とを有している。電磁石１５７に通電されるとき、クラッチプレート１５３がクラッチケース１５４に吸着される。一方、プーリ１５５には自動車エンジンに連結したベルト（図示しない）が架け渡されている。従って、このエンジンの回転力がクラッチプレート１５３、板バネ１５２及び連結プレート１５１を通じてシャフト１２に伝達され、シャフト１２が回転するようになっている。
【００１６】
次に、本発明に係るメカニカルシール１４の構造を図２を参照して説明する。メカニカルシール１４はシャフト１２に連結した回転付与ケース１４１と、回転付与ケース１４１に係合するカーボン製の回転環１４２と、フロントハウジング１３の内面に固定的に嵌入されたシリコン・カーバイト製の固定環１４３と、回転付与ケース１４１と回転環１４２との間に介装されたスプリング１４４と、回転環１４２の内面に配置されたＯリング１４５と、固定環１４３の外面に配置されたＯリング１４６とを有している。ここで、固定環１４３の前面側には環状の突出部１４３ａを有し、この突出部１４３ａの先端面が回転環１４２の後面と接触している。また、回転環１４２がスプリング１４４により突出部１４３ａ側に付勢されており、これにより、突出部１４３ａと回転環１４２との接触面Ｓ１は密接状態となっている。また、Ｏリング１４５はシャフト１２と回転環１４２との間の気密性を保持し、Ｏリング１４６は貫通孔１３１の内周面と固定環１４３との間の気密性を保持している。従って、接触面Ｓ１と各Ｏリング１４５，１４６によってハウジング本体１１内の冷媒が圧縮機１の外に漏れないようにしている。なお、回転付与ケース１４１の内周面にはフェルト部材が接合している。
【００１７】
以上のような構造は従来例と同一であり、本発明はメカニカルシール１４の各部材１４１〜１４６を固定する固定部材１４８に特徴を有する。
【００１８】
即ち、この固定部材１４８は、図２及び図３に示すように、環状のネジ部材で形成されている。即ち、固定部材１４８はその外面に雄ねじ１４８ａを螺刻する一方、貫通孔１３１の内面で固定部材１４８が設置される部位には雌ねじ１３１ａを螺刻し、固定部材１４８が貫通孔１３１の内面にネジ止めできるよう構成されている。また、固定部材１４８には前後方向に貫通する２個の差込孔１４８ｂが形成されている。固定部材１４８の材質はアルミニウム又は鉄系の材料で形成されており、耐押圧性に優れたものとなっており、更に、その耐押圧性を向上させるため、その厚さ寸法が５ｍｍ又はそれ以上に設計されている。
【００１９】
固定部材１４８を貫通孔１３１にネジ止めする際は、図３に示すように、Ｏリング１４６が巻回された固定環１４３を貫通孔１３１に装着する。なお、図示しないが、回転付与ケース１４１、回転環１４２、スプリング１４４、Ｏリング１４５は予め貫通孔１３１に装着されている。次いで、固定部材１４８の差込孔１４８ａに締結工具１６の突起１６１を差し込み、貫通孔１３１の内部に固定部材１４８を移動する。しかる後、固定部材１４８の雄ねじ１４８ａを貫通孔１３１の雌ねじ１３１ａに螺合する。これにより、固定部材１４８の取り付けが完了する。
【００２０】
本実施形態に係るメカニカルシール１４は貫通孔１３１に螺合して装着されるため、メカニカルシール１４を簡単に組み付けることができる。
【００２１】
また、メカニカルシール１４が耐押圧性を備えているため、圧縮機１の動作時の脈動や部分押圧力に対しても変形することなく充分に対応でき、接触面Ｓ１で偏摩耗を起こすことがない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固定環を通じて固定部材に偏った押圧力が加わったとしても、この偏押圧力に充分に対抗することができるので、固定部材が変形することがない。従って、回転環と固定環は常に均一に接触し、接触面で偏摩耗を起こすことがなく、メカニカルシールの軸封機能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧縮機のフロントハウジング側を示す一部省略断面図
【図２】本発明の要部を示す拡大断面図
【図３】メカニカルシールの組み付け方法を示す斜視図
【図４】従来の圧縮機のフロントハウジング側を示す一部省略断面図
【図５】従来のメカニカルシールを示す拡大断面図
【符号の説明】
１…圧縮機、１１…ハウジング本体、１３…フロントハウジング、１４…メカニカルシール、１４２…回転環、１４３…固定環、１４８…固定部材、１４８ａ…雄ねじ、Ｓ１…接触面。

Claims

圧縮機ハウジングと該圧縮機ハウジングを貫通したシャフトとの間に、該シャフトとともに回転する回転環と該回転環に密接する固定環とを備え、該回転環と該固定環を固定部材で固定した圧縮機用メカニカルシールにおいて、
前記固定部材は前記圧縮機ハウジングに螺合する耐押圧性のネジ部材で構成された
ことを特徴とする圧縮機用メカニカルシール。
前記固定部材はアルミニウム又は鉄系材料で形成された
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機用メカニカルシール。
前記固定部材の厚さ寸法は５ｍｍ以上となっている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の圧縮機用メカニカルシール。