JP2006242061A - Mechanical seal structure for compressor - Google Patents

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Hiroshi Kanai
宏 金井
Hironobu Deguchi
裕展 出口
Shunichi Furuya
俊一 古屋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously prevent shortage of oil on a sliding surface at a time of operation stop of a compressor, creation of sludge due to retention of oil leaking to an inner side part of the sliding surface at a time of compressor operation, and trouble of not supplying sufficient oil to the sliding surface. <P>SOLUTION: A rotary ring 40 and a fixed ring 41 retained by a housing of a compressor on an opposite side of an open air side in relation to the rotary ring are included. A sliding projection part 44 is provided on one of the rotary ring 40 and the fixed ring 41. An oil storage space 45 is defined by the rotary ring 40, fixed ring 41, the sliding projection part 44 and a side surface of a drive shaft 7 inside of the sliding surface S. A first oil supply passage 46 is provided on the drive shaft 7. One end of the oil supply passage 46 is opened to the oil storage space 45. A second oil supply passage 47 is formed between the fixed ring 41 and the drive shaft 7. Consequently, the oil storage space 45 forms a part of an oil circulation passage communicating to a crank chamber 9 defined in a housing 2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、圧縮機の駆動軸の周面とカバー部材の当該駆動軸の周面と対峙する内側面とを、メカニカルシールを用いて軸封する構造の改良に関するものである。   The present invention relates to an improvement in a structure in which a peripheral surface of a drive shaft of a compressor and an inner surface of a cover member facing the peripheral surface of the drive shaft are sealed with a mechanical seal.

近年において冷媒として高圧のCO2 冷媒を用いることが一般的になりつつあることに伴い、圧縮機の駆動軸の周面とカバー部材の当該駆動軸の周面と対峙する内側面とを軸封するにあたり、リップを用いたオイルシールではなく、特許文献1から特許文献3に示されるようなメカニカルシールを用いることが多くなっている。 In recent years, as the use of high-pressure CO 2 refrigerant as a refrigerant is becoming more common, the peripheral surface of the drive shaft of the compressor and the inner surface of the cover member facing the peripheral surface of the drive shaft are shaft sealed. In doing so, mechanical seals such as those shown in Patent Documents 1 to 3 are often used instead of oil seals using lips.

このうち、特許文献1に記載のメカニカルシールの構造について説明すると、駆動軸と一体に回転する回転環が、圧縮機のハウジングの内周面に固定される固定環よりもクランク室側に配置されているもので、これにより回転環と駆動軸との間には隙間が形成されないこと等から、シール流体は、当該回転環と固定環との対向側面同士が密着して形成される摺動面のうちの外周側に封入されることとなる。   Among these, the structure of the mechanical seal described in Patent Document 1 will be described. The rotating ring that rotates integrally with the drive shaft is disposed closer to the crank chamber than the fixed ring that is fixed to the inner peripheral surface of the housing of the compressor. Thus, since no gap is formed between the rotating ring and the drive shaft, etc., the sealing fluid is a sliding surface formed by closely contacting the opposing side surfaces of the rotating ring and the fixed ring. It will be enclosed by the outer peripheral side.

しかるに、メカニカルシールの構造は、摺動面上に適量のオイルが常に供給される必要があるところ、上記特許文献1に示されるメカニカルシールの構造では、圧縮機の回転停止時に前記摺動面付近に供給されていたオイルが重力の作用によりその摺動面から離れてしまい、オイルを摺動面上に常時適量にて保持することが困難であるという不具合を有していた。   However, the structure of the mechanical seal requires that an appropriate amount of oil is always supplied onto the sliding surface. In the structure of the mechanical seal shown in Patent Document 1, the vicinity of the sliding surface when the compressor stops rotating. The oil supplied to the oil is separated from the sliding surface due to the action of gravity, and it is difficult to always hold the oil in an appropriate amount on the sliding surface.

このような特許文献1のオイル切れという不具合に対しては、特許文献2に示されるように、メカニカルシールとは別の第2のシール部材を用いてシール空間を画成し、圧縮機外部の供給経路から供給されるオイルをこのシール空間内に保持することにより、回転環と固定環との対向側面同士が密着して形成される摺動面上に適量のオイルが常に供給されるようにしたものが既に公知になっている。   For such a problem of running out of oil in Patent Document 1, as shown in Patent Document 2, a seal space is defined using a second seal member different from the mechanical seal, By holding the oil supplied from the supply path in this seal space, an appropriate amount of oil is always supplied on the sliding surface formed by closely contacting the opposing side surfaces of the rotating ring and the fixed ring. This is already known.

一方、回転環と固定環との対向側面同士が密着して摺動面を形成するメカニカルシールの構造では、この摺動面の隙間から微量のオイルが漏れるのを完全に防止することが困難なところ、上記特許文献1のようにシール流体が摺動面の外径側に封入される構造では、駆動軸の回転時の遠心力により、漏れたオイルが摺動突部の内縁側に滞留しやすくなり、この滞留したオイルがスラッジとなるという不具合を有していた。   On the other hand, in the structure of the mechanical seal in which the opposing side surfaces of the rotating ring and the stationary ring are in close contact with each other to form a sliding surface, it is difficult to completely prevent a small amount of oil from leaking from the clearance between the sliding surfaces. However, in the structure in which the sealing fluid is sealed on the outer diameter side of the sliding surface as in Patent Document 1, the leaked oil stays on the inner edge side of the sliding projection due to the centrifugal force when the drive shaft rotates. There was a problem that this accumulated oil became sludge.

さらに、上記特許文献2では、潤滑オイルが外部から供給される構造となっているが、自動車用空調装置の冷凍サイクルとして搭載する圧縮機においては実現性に欠けるもので、オイルの循環経路は圧縮機内部に備える必要がある。この点については、特許文献3に示されるように、駆動軸の内部に通路を設け、低圧室又は高圧室をこの通路を介してクランク室と連通させ、低圧室又は高圧室とクランク室との差圧を利用して冷媒とオイルとを循環させる構成が既に公知になっている。
特開2001−4034号公報 UK Patent Application GB 2313416 A 実開昭52−21009号公報
Furthermore, in Patent Document 2, the lubricating oil is supplied from the outside. However, in a compressor mounted as a refrigeration cycle for an automotive air conditioner, it is not feasible, and the oil circulation path is compressed. It is necessary to prepare inside the aircraft. With respect to this point, as shown in Patent Document 3, a passage is provided in the drive shaft, and the low pressure chamber or the high pressure chamber is communicated with the crank chamber via this passage. A configuration in which refrigerant and oil are circulated using differential pressure is already known.
JP 2001-4034 A UK Patent Application GB 2313416 A Japanese Utility Model Publication No. 52-21209

しかしながら、特許文献2に示されるように、第2のシール部材を用いてシール空間を隔離する構成では、オイルが摺動面に供給可能な領域において多量に保持される一方で、この保持されたオイルの循環が困難であるので、圧縮機の高速回転時にオイルが相対的に高温となり、摺動面付近でオイルスラッジが発生し、摺動面を損傷させるという不具合を有する。しかも、摺動面周辺に常に多量のオイルが存在することにより、摺動面にブリスターが発生しやすくなり、このブリスターの発生によっても摺動面を損傷させるという不具合もある。これに伴い、特許文献2では長期間におけるメカニカルシールによる気密性の保持が困難であるという不都合が発生する。   However, as shown in Patent Document 2, in the configuration in which the seal space is isolated using the second seal member, the oil is retained in a large amount in the region where the oil can be supplied to the sliding surface, but this is retained. Since it is difficult to circulate the oil, the oil becomes relatively hot at the time of high speed rotation of the compressor, and oil sludge is generated near the sliding surface, which causes a problem that the sliding surface is damaged. In addition, since there is always a large amount of oil around the sliding surface, blistering is likely to occur on the sliding surface, and there is also a problem that the sliding surface is damaged by the occurrence of this blister. In connection with this, in patent document 2, the inconvenience that it is difficult to maintain airtightness by a mechanical seal for a long period of time occurs.

また、特許文献3に示される構成では、オイルを摺動面に供給するオイル循環経路が摺動面から相対的に離れた位置にあるので、このオイル循環経路の構成のみではオイルを摺動面に十分に供給することができずに、発熱によるオイルスラッジの発生や摺動面の磨耗という不具合を生ずる。   Further, in the configuration shown in Patent Document 3, the oil circulation path for supplying oil to the sliding surface is located at a position relatively away from the sliding surface. Insufficient supply of oil to the surface causes problems such as generation of oil sludge due to heat generation and wear of the sliding surface.

そこで、本発明は、圧縮機の運転停止時での摺動面におけるオイル切れの防止、圧縮機の回転時における漏れたオイルの摺動面の内側部への滞留によるスラッジの発生防止、並びに、オイルが十分に摺動面に供給されないという不具合の防止を同時に図った圧縮機のメカニカルシール構造を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention prevents oil from running out on the sliding surface when the compressor is stopped, prevents sludge from staying inside the sliding surface of the leaked oil during rotation of the compressor, and It is an object of the present invention to provide a compressor mechanical seal structure that simultaneously prevents the problem that oil is not sufficiently supplied to a sliding surface.

請求項1に係る圧縮機のメカニカルシール構造は、圧縮機の駆動軸と一体に回転される回転環と、この回転環に対し前記駆動軸の軸方向のうち外気側とは反対側にて圧縮機のハウジングに保持されることで非回転の固定環とを有し、これらの回転環と固定環とは、この回転環と固定環のうちの少なくともいずれか一方から突出した摺動突部の対向側面と、この摺動突部を有しない対向側面とで形成された摺動面にて密着していると共に、前記回転環、前記固定環、前記摺動突部及び前記駆動軸の側面で、前記摺動面よりも内側にオイル収容空間を画成し、前記駆動軸に第1のオイル供給通路を設け、このオイル供給通路の少なくとも一方端を前記オイル収容空間に開口させ、更に前記固定環と前記駆動軸との間に第2のオイル供給通路を形成することで、前記オイル収容空間は、前記ハウジング内に画成されたクランク室とも連通し、オイル循環経路の一部を成すものとしたことを特徴としている。前記摺動突部は自己潤滑性摺動材により成り、その対向側の少なくとも摺動突部との摺接部は相対的に高硬度なものとなっている。   The mechanical seal structure of the compressor according to claim 1 includes a rotary ring that is rotated integrally with a drive shaft of the compressor, and compresses the rotary ring on the side opposite to the outside air side in the axial direction of the drive shaft. A non-rotating stationary ring that is held by the housing of the machine, and the rotating ring and the stationary ring are sliding protrusions protruding from at least one of the rotating ring and the stationary ring. It is in close contact with the sliding surface formed by the opposing side surface and the opposing side surface not having this sliding protrusion, and at the side surface of the rotating ring, the fixed ring, the sliding protrusion, and the drive shaft. An oil storage space is defined on the inner side of the sliding surface, a first oil supply passage is provided on the drive shaft, at least one end of the oil supply passage is opened to the oil storage space, and the fixing is performed A second oil supply passage is formed between the ring and the drive shaft In Rukoto, the oil receiving space is communicated with a crank chamber defined in the housing, it is characterized in that the form part of the oil circulation path. The sliding protrusion is made of a self-lubricating sliding material, and at least the sliding contact portion with the sliding protrusion on the opposite side is relatively hard.

請求項2に係る圧縮機のメカニカルシール構造は、前記回転環と前記駆動軸との間に第1のシール部材が介装されていると共に、この回転環に対し前記駆動軸の軸方向の外気側には、この回転環の抜け防止手段が前記駆動軸と嵌合されていることを特徴としている。前記抜け防止手段は、スナップリングである(請求項5)。また、前記抜け防止手段は、前記駆動軸に圧入固定された金属製リングである(請求項6)。更に、前記抜け防止手段は、前記駆動軸に締結されたロックナットである(請求項7)。   In the mechanical seal structure of the compressor according to claim 2, a first seal member is interposed between the rotary ring and the drive shaft, and the outside air in the axial direction of the drive shaft with respect to the rotary ring. On the side, the rotating ring removal preventing means is fitted to the drive shaft. The disconnection preventing means is a snap ring. The drop prevention means is a metal ring press-fitted and fixed to the drive shaft. Furthermore, the removal preventing means is a lock nut fastened to the drive shaft.

請求項3に係る前記固定環は、第2のシール部材を介してハウジングに設けられた環状段差部に保持されていると共に、弾性機構の付勢力により回転環側に付勢されていることを特徴としている。前記弾性機構は、前記環状段差部と接する部位及び前記駆動軸の軸方向に延びる部位から成る保持器と前記固定環とで空間を画成し、この空間内に弾性部材を介装することで構成されている(請求項4)。この弾性部材としては、バネやOリングが挙げられる。   The fixed ring according to claim 3 is held by an annular step provided in the housing via a second seal member, and is urged toward the rotating ring by an urging force of an elastic mechanism. It is a feature. The elastic mechanism defines a space by the retainer and the stationary ring that are formed of a portion in contact with the annular step portion and a portion extending in the axial direction of the drive shaft, and an elastic member is interposed in the space. (Claim 4). Examples of the elastic member include a spring and an O-ring.

請求項8に係る圧縮機のメカニカルシール構造は、前記回転環よりも軸方向の外側において支持部材を駆動軸に環装させたことを特徴とする。前記支持部材は、圧縮機の機内圧による前記回転環の押出力が前記回転側シール部材を経由して抜け防止手段に伝達されるのを防止する補強用部材であると共に回転環で発生する摺動熱を外気又は駆動軸を介して圧縮機の動力伝達機構に放熱させるための放熱用部材である(請求項9)。   The mechanical seal structure of the compressor according to claim 8 is characterized in that a support member is attached to the drive shaft outside the rotating ring in the axial direction. The support member is a reinforcing member for preventing the pushing force of the rotating ring due to the internal pressure of the compressor from being transmitted to the drop prevention means via the rotating side seal member, and the sliding member generated in the rotating ring. A heat radiating member for dissipating dynamic heat to the power transmission mechanism of the compressor via outside air or a drive shaft.

請求項10に係る前記環状段差部は、その前記第2のシール部材が気密的に当接される内周面の径方向側の位置を、前記摺動面の外周側縁辺よりも圧縮機の中心側で且つ前記摺動面の内周側縁辺よりも圧縮機の外側となる位置としたことを特徴とする。   The annular stepped portion according to claim 10 is configured such that the position on the radial side of the inner peripheral surface with which the second seal member abuts in an airtight manner is closer to the compressor than the outer peripheral side edge of the sliding surface. The position is located on the center side and on the outer side of the compressor with respect to the inner peripheral side edge of the sliding surface.

よって、これらの発明によれば、オイル収納空間が固定環と突部と駆動軸とで囲まれて摺動面の内側に画成され、このオイル収納空間がトラップの役割を果たすことから、圧縮機の回転停止時でも、摺動面付近に供給されていたオイルが重力の作用によりその摺動面から離れることがなく、オイル収納空間にはオイルが常時保持された状態となるので、摺動面にオイル切れが生ずることを防止することができる。   Therefore, according to these inventions, the oil storage space is defined by the inside of the sliding surface surrounded by the fixed ring, the protrusion, and the drive shaft, and this oil storage space serves as a trap. Even when the machine stops rotating, the oil that has been supplied near the sliding surface does not leave the sliding surface due to the action of gravity, and the oil is always held in the oil storage space. It is possible to prevent oil from running out on the surface.

また、これらの発明によれば、駆動軸にその軸方向に沿って延びる第1のオイル供給通路を設け、この第1のオイル供給通路の少なくとも一方をオイル収容空間内に開口して直接に連通させ、且つ固定環の内周面と駆動軸の側面との間に第2のオイル供給通路を設けて、オイル収容空間とハウジング内に画成されたクランク室とも連通させることで、オイル収容空間がオイル循環経路の一部を構成するので、オイル収容空間内に留まるオイル量が過多となったり、反対に不足するのを防止することができる。これにより、摺動面へのブリスターの発生と摺動面付近でのオイルスラッジの発生を同時に防止することができる。   Further, according to these inventions, the drive shaft is provided with the first oil supply passage extending along the axial direction, and at least one of the first oil supply passages is opened in the oil containing space and communicated directly. And providing a second oil supply passage between the inner peripheral surface of the stationary ring and the side surface of the drive shaft so as to communicate with the oil storage space and the crank chamber defined in the housing. Constitutes a part of the oil circulation path, so that it is possible to prevent the amount of oil remaining in the oil accommodating space from being excessive or conversely insufficient. Thereby, generation | occurrence | production of the blister on a sliding surface and generation | occurrence | production of the oil sludge near sliding surface can be prevented simultaneously.

そして、これらの発明によれば、オイル収納空間から摺動面の隙間を介して漏れたオイルは、圧縮機の運転時に遠心力によって摺動面から離れる方向に排除されるので、この点からも摺動面の付近でオイルスラッジが発生するのを防止することができる。   According to these inventions, oil leaking from the oil storage space through the clearance of the sliding surface is excluded in the direction away from the sliding surface by centrifugal force during operation of the compressor. Oil sludge can be prevented from being generated in the vicinity of the sliding surface.

特に、請求項2に記載の発明によれば、回転環は、第1のシール部材を介して駆動軸に取付けられているため、駆動軸とは完全には連結されておらず、オイル収納空間の気密性を保持しながら駆動軸の軸方向に沿ってある程度の移動が可能であるところ、圧縮機内と外気圧との気圧差により、回転環は抜け防止手段に付勢されているので、このような構造としても、回転環は駆動軸と同期して一対に回転することができる。   In particular, according to the second aspect of the present invention, since the rotary ring is attached to the drive shaft via the first seal member, it is not completely connected to the drive shaft, and the oil storage space While the airtightness of the drive shaft can be kept to some extent along the axial direction of the drive shaft, the rotating ring is urged by the prevention means to come off due to the difference in pressure between the inside and outside pressure of the compressor. Even with such a structure, the rotary ring can rotate in a pair in synchronization with the drive shaft.

特に、請求項3に記載の発明によれば、固定環も、第2のシール部材を介してハウジングの環状段差部に取り付けられているため、環状段差部に完全には固定されておらず、回転環が上記のように抜け防止手段側に付勢され、移動しても、固定環は回転環側に弾性機構により付勢されているので、回転環の軸方向への移動に従って固定環も軸方向に移動することから、摺動面は常時隙間のない密着状態が維持されている。このため、摺動面の隙間からオイルが漏洩するのを効果的に抑制することができる。このように、回転環は軸方向に移動可能なので、圧縮機内の圧力が外気圧よりも低くなった際(冷媒充填前の真空引き)にも良好な密着状態が維持される。   In particular, according to the invention described in claim 3, since the stationary ring is also attached to the annular step portion of the housing via the second seal member, it is not completely fixed to the annular step portion, Even if the rotating ring is urged and moved to the removal preventing means side as described above, the stationary ring is also urged by the elastic mechanism to the rotating ring side. Since it moves in the axial direction, the sliding surface is always kept in close contact with no gap. For this reason, it can suppress effectively that oil leaks from the clearance gap between sliding surfaces. As described above, since the rotary ring can move in the axial direction, a good adhesion state is maintained even when the pressure in the compressor becomes lower than the external atmospheric pressure (evacuation before charging the refrigerant).

特に、請求項8に記載の発明によれば、支持部材により機内圧による前記回転環の押出力が前記回転側シール部材を経由して抜け防止手段に伝達されるのを防止することができると同時に回転環で発生する摺動熱を外気又は駆動軸を介して圧縮機の動力伝達機構に放熱させることができる。   In particular, according to the eighth aspect of the invention, the supporting member can prevent the pushing force of the rotating ring caused by the internal pressure from being transmitted to the removal preventing means via the rotating side sealing member. At the same time, the sliding heat generated in the rotating ring can be radiated to the power transmission mechanism of the compressor via the outside air or the drive shaft.

特に、請求項10に記載の発明によれば、環状段差部の第2のシール部材が気密的に当接される内周面の径方向側の位置を摺動面の外周側縁辺よりも圧縮機の中心側としたことで、摺動面圧過大による摺動突部の早期摩耗を防止することがきると同時に環状段差部の第2のシール部材が気密的に当接される内周面の径方向側の位置を摺動面の内周側縁辺よりも圧縮機の外側としたことで摺動面圧過少による冷媒漏れを防止することができる。   In particular, according to the invention described in claim 10, the position on the radial side of the inner peripheral surface where the second seal member of the annular step portion is hermetically abutted is compressed more than the outer peripheral side edge of the sliding surface. By adopting the center side of the machine, it is possible to prevent early wear of the sliding protrusion due to excessive pressure on the sliding surface, and at the same time, the inner peripheral surface where the second seal member of the annular step portion is hermetically contacted Refrigerant leakage due to excessive sliding surface pressure can be prevented by setting the radial side position to the outside of the compressor with respect to the inner peripheral edge of the sliding surface.

以下、この発明の実施形態について添付図面により説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1において、この発明が用いられる圧縮機1の一例として、ピストン往復動型の斜板式の圧縮機1が示されている。この圧縮機1は、例えば、CO2 (二酸化炭素)を冷媒として用いた冷凍サイクルの一部を構成する。すなわち、この圧縮機1は、図示しない蒸発器で低温低圧化されたCO2 冷媒を圧縮して高温高圧化し、この圧縮されたCO2 冷媒を図示しない冷却器に送り出す作用をなすものである。 In FIG. 1, a piston reciprocating swash plate compressor 1 is shown as an example of a compressor 1 to which the present invention is used. The compressor 1 constitutes a part of a refrigeration cycle using, for example, CO 2 (carbon dioxide) as a refrigerant. That is, the compressor 1 compresses the low-temperature and low-pressure CO 2 refrigerant by an evaporator (not shown) to increase the temperature and pressure, and sends the compressed CO 2 refrigerant to a cooler (not shown).

この圧縮機1の構成を説明すると、シリンダブロック3と、このシリンダブロック3のリヤ側(図1中、右側)にバルブプレート5を介して組み付けられれたリアヘッド6と、前記シリンダブロック3を収容するように前記リアヘッド6のフロント側(図1中、左側)に固定されたフロントヘッド4と、駆動軸7とを備え、これらフロントヘッド4及びリアヘッド6は、締結ボルト8、8を後述のシリンダボア11の軸方向に沿って挿通させて相互に接合し固定することにより、略円筒状のハウジング2を構成している。シリンダブロック3は、図示しない締結手段によってリアヘッド6に固定されている。   The configuration of the compressor 1 will be described. The cylinder block 3, the rear head 6 assembled on the rear side (right side in FIG. 1) of the cylinder block 3 via the valve plate 5, and the cylinder block 3 are accommodated. Thus, the front head 4 fixed to the front side (the left side in FIG. 1) of the rear head 6 and the drive shaft 7 are provided, and the front head 4 and the rear head 6 are provided with fastening bolts 8 and 8 for a cylinder bore 11 described later. The substantially cylindrical housing 2 is configured by being inserted and fixed to each other along the axial direction. The cylinder block 3 is fixed to the rear head 6 by fastening means (not shown).

そして、フロントヘッド4とシリンダブロック3とによりクランク室9が画成されている。このクランク室9には、一端がフロントヘッド4から突出してプーリ等の図示しない動力伝達部材が固定される駆動軸7が収納されている。この駆動軸7の一端側は、フロントヘッド4の中央部を外側へ突出するボス部4aを挿通するように設けられている。   A crank chamber 9 is defined by the front head 4 and the cylinder block 3. The crank chamber 9 houses a drive shaft 7 whose one end projects from the front head 4 and to which a power transmission member (not shown) such as a pulley is fixed. One end side of the drive shaft 7 is provided so as to pass through a boss portion 4 a that protrudes outward from the center portion of the front head 4.

また、駆動軸7の先端側は、フロントヘッド4との間に設けられたメカニカルシール10を介してフロントヘッド4との間が気密性良く封じられている共に、外周面に外装されたスラストフランジ12、ボス部4aの内面に設けられたラジアル軸受13及びフロントヘッド4の内面に設けられたスラスト軸受14を介して回動自在に支持されている。そして、駆動軸7の後端側は、シリンダブロック3の支持凹部15に収納されたラジアル軸受16を介して回動自在に支持されている。尚、前記メカニカルシール10の詳細な構成は後述する。   Further, the front end side of the drive shaft 7 is hermetically sealed with the front head 4 through a mechanical seal 10 provided between the front shaft 4 and a thrust flange that is externally provided on the outer peripheral surface. 12, a radial bearing 13 provided on the inner surface of the boss portion 4a and a thrust bearing 14 provided on the inner surface of the front head 4 are rotatably supported. The rear end side of the drive shaft 7 is rotatably supported via a radial bearing 16 housed in the support recess 15 of the cylinder block 3. The detailed configuration of the mechanical seal 10 will be described later.

シリンダブロック3には、駆動軸7を支持する前記支持凹部15と、この支持凹部15を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア11とが形成されている。そして、それぞのシリンダボア11内には、片頭ピストン18が往復動可能に挿入されている。   The cylinder block 3 is formed with the support recess 15 that supports the drive shaft 7 and a plurality of cylinder bores 11 that are arranged at equal intervals on a circumference centered on the support recess 15. A single-head piston 18 is inserted into each cylinder bore 11 so as to be able to reciprocate.

斜板19は、所定の厚みを有する円柱状に形成されているもので、駆動軸7に当該駆動軸7の軸方向に長く形成された長孔20内に挿入された支軸21を中心に傾動可能に取り付けられ、そして、駆動軸7に突設のピン22が斜板19の縦方向穴23に係合しており駆動軸7の回転に同期して一体に回転するようになっている。この斜板19の周縁部分には、一対のシュー24を介してクランク室9に突出した片頭ピストン18の尾部18aが係留されている。   The swash plate 19 is formed in a columnar shape having a predetermined thickness. The swash plate 19 is centered on a support shaft 21 inserted in a long hole 20 formed in the drive shaft 7 in the axial direction of the drive shaft 7. The pin 22 is attached so as to be tiltable, and a pin 22 protruding from the drive shaft 7 is engaged with the longitudinal hole 23 of the swash plate 19 so as to rotate integrally with the rotation of the drive shaft 7. . A tail portion 18 a of a single-head piston 18 projecting into the crank chamber 9 via a pair of shoes 24 is moored at the peripheral portion of the swash plate 19.

したがって、駆動軸7が回転すると、これに同期して斜板19が一体に回転し、この回転運動がシュー24を介して片頭ピストン18の往復直線運動に変換され、片頭ピストン18の往復動により、シリンダボア11内においてピストン18とバルブプレート5との間に形成された圧縮室26の容積が変更されるようになっている。   Therefore, when the drive shaft 7 rotates, the swash plate 19 rotates integrally with the rotation of the drive shaft 7, and this rotational motion is converted into the reciprocating linear motion of the single-headed piston 18 via the shoe 24. The volume of the compression chamber 26 formed between the piston 18 and the valve plate 5 in the cylinder bore 11 is changed.

駆動軸7の内部には、支軸21の前後にわたって軸方向に延びる収納空間27が形成されている。この収納空間27は、駆動軸7のシリンダブロック3側端を開放し、これと反対側の端部に底部7aが形成された有底の円筒状に形成することで構成されており、シリンダブロック3側からフロントヘッド4のボス部4aに臨む付近にかけて位置している。   A storage space 27 extending in the axial direction over the front and rear of the support shaft 21 is formed inside the drive shaft 7. The storage space 27 is formed by opening a cylinder block 3 side end of the drive shaft 7 and forming a bottomed cylinder with a bottom 7a formed at the opposite end thereof. It is located from the 3 side to the vicinity facing the boss 4a of the front head 4.

この収納空間27には、前記支軸21が貫通する滑り部材28と、この滑り部材28と底部7aとの間に弾装されて滑り部材28に対してフロントヘッド4側から軸方向に付勢力を付与するデストローキングスプリング29と、滑り部材28と駆動軸7の開口部近傍に設けられたバネ受け30との間に弾装されて滑り部材28に対してシリンダブロック3側から軸方向に付勢力を付与するストローキングスプリング31とが収容されている。   In this storage space 27, a sliding member 28 through which the support shaft 21 passes, and an elastic biasing force from the front head 4 side to the sliding member 28 are elastically mounted between the sliding member 28 and the bottom portion 7a. Is provided between the sliding member 28 and the spring receiver 30 provided in the vicinity of the opening of the drive shaft 7 so that the sliding member 28 is axially viewed from the cylinder block 3 side. A stroking spring 31 for applying an urging force is accommodated.

リアヘッド6は、シリンダブロック3とバルブプレート5を介して接合することで、吸入室33と、この吸入室33の周囲に連続的に形成された吐出室34とが画成されている。また、バルブプレート5には、吸入室33と圧縮室26とを図示しない吸入弁を介して連通する吸入孔35と、吐出室34と圧縮室26とを図示しない吸入弁を介して連通する吐出孔36とが形成されている。そして、リアヘッド6には図示しない圧力制御弁が装着されて、吐出室34とクランク室9との連通状態、及び、クランク室9と吸入室33との連通状態を制御してクランク室圧を制御するようになっている。   The rear head 6 is joined to the cylinder block 3 via the valve plate 5 to define a suction chamber 33 and a discharge chamber 34 continuously formed around the suction chamber 33. Further, the valve plate 5 has a suction hole 35 that communicates the suction chamber 33 and the compression chamber 26 via a suction valve (not shown), and a discharge that communicates the discharge chamber 34 and the compression chamber 26 via a suction valve (not shown). A hole 36 is formed. The rear head 6 is equipped with a pressure control valve (not shown) to control the communication state between the discharge chamber 34 and the crank chamber 9 and the communication state between the crank chamber 9 and the suction chamber 33 to control the crank chamber pressure. It is supposed to be.

従って、駆動軸7が回転すると、その回転力は支軸21を介して斜板19に伝達されて、この斜板19が回転し、ピストン18がシリンダボア11内を往復動するので、ピストン18の下降行程においては吸入室33内の作動流体が吸入孔35を介して圧縮室26に吸入され、ピストン18の上昇行程においては圧縮室26内の作動流体が圧縮されて吐出孔36を介して吐出室34へ吐出されることとなる。   Therefore, when the drive shaft 7 rotates, the rotational force is transmitted to the swash plate 19 via the support shaft 21, and the swash plate 19 rotates and the piston 18 reciprocates in the cylinder bore 11. In the downward stroke, the working fluid in the suction chamber 33 is sucked into the compression chamber 26 through the suction hole 35, and in the upward stroke of the piston 18, the working fluid in the compression chamber 26 is compressed and discharged through the discharge hole 36. It will be discharged into the chamber 34.

そして、圧力制御弁によりクランク室圧を減少させると、クランク室圧とピストン18の背圧(圧縮室圧)との圧力差により生ずるストローク増大方向のモーメントが大きくなり、デストローキングスプリング29のバネ力に抗して斜板19がフロントヘッド4側に移動し、斜板19がピン22の頭部を中心に回転して斜板19の駆動軸7と垂直な面に対する傾斜角度が大きくなり、ピストンストロークが大きくなって吐出容量が大きくなる。これに対し、クランク室圧を増大させると、クランク室圧とピストン18の背圧(圧縮室圧)との圧力差により生ずるストローク減少方向のモーメントが大きくなり、ストローキングスプリング31のバネ力に抗して斜板19がシリンダブロック3側へ移動し、斜板19がピン22の頭部を中心に回転して斜板19の傾斜角度が小さくなり、ピストンストロークが小さくなって吐出容量が小さくなる。   When the crank chamber pressure is reduced by the pressure control valve, the moment in the stroke increasing direction caused by the pressure difference between the crank chamber pressure and the back pressure (compression chamber pressure) of the piston 18 increases, and the spring of the destroking spring 29 is increased. The swash plate 19 moves to the front head 4 side against the force, the swash plate 19 rotates around the head of the pin 22 and the inclination angle of the swash plate 19 with respect to the plane perpendicular to the drive shaft 7 increases. The piston stroke increases and the discharge capacity increases. On the other hand, when the crank chamber pressure is increased, the moment in the stroke decreasing direction caused by the pressure difference between the crank chamber pressure and the back pressure (compression chamber pressure) of the piston 18 increases, and the spring force of the stroking spring 31 is resisted. Then, the swash plate 19 moves to the cylinder block 3 side, the swash plate 19 rotates around the head of the pin 22, the inclination angle of the swash plate 19 decreases, the piston stroke decreases, and the discharge capacity decreases. .

ところで、メカニカルシール10は、駆動軸7と一体に回転される回転環40と、この回転環40に対し前記駆動軸7の軸方向のうち外気側とは反対側にて、ハウジング2の環状段差部42に保持されることで非回転の固定環41とを有している。   By the way, the mechanical seal 10 includes a rotary ring 40 that rotates integrally with the drive shaft 7, and an annular step of the housing 2 on the opposite side of the axial direction of the drive shaft 7 from the outside air side with respect to the rotary ring 40. The non-rotating fixed ring 41 is held by the portion 42.

これらの回転環40と固定環41とは、駆動軸7の軸方向に沿って互いに対向して並列しており、その対向側面同士が密着して摺動面が形成されて軸シール機能を果たすところ、図2の実施形態では回転環40から固定環41に向けて摺動突部44が突出形成され、この摺動突部44の対向側面と固定環41の対向側面とで相対的に接触面積の小さな摺動面Sが形成されたものとなっている。この摺動突部44は、この実施形態では自己潤滑性摺動材が用いられ、その対向側の固定環41は相対的に高硬度なものとなっていると共に、溝部43が対向側面に形成されている。尚、摺動突部44と対峙する固定環41の対向側面は、例えばセラミックスなどの素材が用いらるようにしても良い。   The rotary ring 40 and the fixed ring 41 face each other in parallel along the axial direction of the drive shaft 7, and the opposed side surfaces are in close contact with each other to form a sliding surface, thereby fulfilling a shaft sealing function. However, in the embodiment of FIG. 2, a sliding protrusion 44 is formed to project from the rotating ring 40 toward the fixed ring 41, and the opposing side surface of the sliding protrusion 44 and the opposing side surface of the fixed ring 41 make relative contact. A sliding surface S having a small area is formed. In this embodiment, the sliding protrusion 44 is made of a self-lubricating sliding material, the stationary ring 41 on the opposite side is relatively hard, and the groove 43 is formed on the opposite side surface. Has been. For example, a material such as ceramics may be used for the opposite side surface of the fixed ring 41 facing the sliding protrusion 44.

これにより、回転環40の非突部分の対向側面、摺動突部44の突出方向に沿った面、及び固定環41の対向側面及び駆動軸7の軸方向に沿った面とで、摺動面Sに供給する潤滑オイルを収納するための環状のオイル収容空間45が当該摺動面Sよりも内側(駆動軸7側)に画成されたものとなっている。前記環状段差部42は、固定側シール部材57が気密的に当接される内周面の径方向側の位置を、摺動面Sの外周側縁辺よりも圧縮機1の中心側で且つ摺動面Sの内周側縁辺よりも圧縮機1の外側となる位置としている。よって、摺動面Sの当該面圧過大による摺動突部44の早期摩耗を防止することがきると同時に摺動面Sの当該面圧過少による冷媒漏れを防止することもできる。   Thus, sliding is performed on the opposite side surface of the non-projecting portion of the rotating ring 40, the surface along the protruding direction of the sliding protrusion 44, and the opposite side surface of the fixed ring 41 and the surface along the axial direction of the drive shaft 7. An annular oil storage space 45 for storing lubricating oil to be supplied to the surface S is defined on the inner side (the drive shaft 7 side) than the sliding surface S. The annular step portion 42 slides the position on the radial side of the inner peripheral surface with which the fixed-side seal member 57 comes into airtight contact with the center side of the compressor 1 with respect to the outer peripheral side edge of the sliding surface S. The position is located outside the compressor 1 with respect to the inner peripheral side edge of the moving surface S. Therefore, it is possible to prevent early wear of the sliding protrusion 44 due to the excessive surface pressure of the sliding surface S, and it is also possible to prevent refrigerant leakage due to the excessive surface pressure of the sliding surface S.

一方、この発明に係る圧縮機1は、リアヘッド6に図示しないオイル分離器が装着されて吐出室34に吐出された吐出冷媒ガスに混入されているオイルを分離可能となっており、この分離されたオイルは、オイル溜まり室58に一旦送られ、更にこのオイル溜まり室58から通路48を経て駆動軸7内の収容空間27内に送られた後、第1のオイル供給通路46に至るオイル循環経路を有している。前記第1のオイル供給通路46は、収容空間27から駆動軸7の軸方向先端側に延びた後、底部7a近傍にて駆動軸7の径方向に延びて当該駆動軸7の側方周面に開口したものとなっている。そして、この第1のオイル供給通路46の底部7a側の開口端はオイル収容空間45と直接的に接続している。   On the other hand, in the compressor 1 according to the present invention, an oil separator (not shown) is attached to the rear head 6 so that oil mixed in the discharged refrigerant gas discharged into the discharge chamber 34 can be separated. The oil is once sent to the oil reservoir chamber 58, further sent from the oil reservoir chamber 58 through the passage 48 into the accommodation space 27 in the drive shaft 7, and then the oil circulation reaching the first oil supply passage 46. Have a route. The first oil supply passage 46 extends from the accommodation space 27 toward the distal end side in the axial direction of the drive shaft 7, and then extends in the radial direction of the drive shaft 7 in the vicinity of the bottom portion 7 a, so It has become an opening. The opening end of the first oil supply passage 46 on the bottom 7 a side is directly connected to the oil storage space 45.

また、この発明に係る圧縮機1では、メカニカルシール10のうち圧縮機内側となるクランク室9側に配されているのが固定環41であり、この固定環41と駆動軸7とは固定する必要性がないことに基づき、固定環41と駆動軸7との間には所定幅の隙間が形成可能であり、この隙間の一方端側をオイル収容空間45のクランク室側と連通し、他方端側をラジアル軸受13内の隙間を経由してクランク室9と連通させることにより、前記オイル循環経路の一部を構成する第2のオイル供給通路47が形成されている。前記所定幅は、適宜に設定可能であるが、第2のオイル供給通路47の流通性を考慮するなら1mm程度、運転停止時のオイル保持性を考慮するなら20μmから200μmとすることが好ましい。   In the compressor 1 according to the present invention, the fixed ring 41 is disposed on the crank chamber 9 side inside the compressor in the mechanical seal 10, and the fixed ring 41 and the drive shaft 7 are fixed. Based on the fact that there is no need, a gap with a predetermined width can be formed between the fixed ring 41 and the drive shaft 7. One end of this gap communicates with the crank chamber side of the oil storage space 45, and the other A second oil supply passage 47 constituting a part of the oil circulation path is formed by communicating the end side with the crank chamber 9 via a clearance in the radial bearing 13. The predetermined width can be set as appropriate, but is preferably about 1 mm if the flowability of the second oil supply passage 47 is taken into consideration, and is preferably 20 μm to 200 μm if the oil retention during operation stop is taken into consideration.

これにより、図示しない圧力制御弁で上述するようにクランク室圧を相対的に低くすることによりオイル吸引力が生まれるので、オイル分離器で分離されたオイルが、少なくとも第1のオイル供給通路46を介してオイル収容空間45に送られ、このオイル収容空間45で一時的に貯められた後、第2のオイル供給通路47を通ってクランク室9に達するというルートが得られる。   As a result, an oil suction force is generated by relatively lowering the crank chamber pressure as described above with a pressure control valve (not shown), so that the oil separated by the oil separator passes through at least the first oil supply passage 46. To the oil storage space 45, and after being temporarily stored in the oil storage space 45, a route that reaches the crank chamber 9 through the second oil supply passage 47 is obtained.

しかるに、この構成によれば、オイル収容空間45がトラップの役割を果たすと共に摺動突部44の対向側面に溝部43が形成されているため、圧縮機1の運転停止時でもある程度のオイルがオイル収容空間45内及び摺動面Sに保持されるので、圧縮機1の運転初期時でも摺動面Sについて潤滑オイル不足を生ずることがない。また、圧縮機1の運転時には、遠心力によりオイル収容空間45から摺動面Sにオイルが自動的に供給されるので、摺動面Sにオイルを供給するための特別な機構を設ける必要もない。   However, according to this configuration, since the oil storage space 45 serves as a trap and the groove 43 is formed on the opposite side surface of the sliding projection 44, a certain amount of oil is retained even when the compressor 1 is stopped. Since it is held in the housing space 45 and the sliding surface S, there is no shortage of lubricating oil in the sliding surface S even at the initial operation of the compressor 1. Further, when the compressor 1 is operated, oil is automatically supplied from the oil storage space 45 to the sliding surface S by centrifugal force, so that it is necessary to provide a special mechanism for supplying oil to the sliding surface S. Absent.

更に、オイル収容空間45はオイル循環経路の一部をなしているので、オイル収容空間45に第1のオイル供給通路46からオイルが常時供給され、且つ余剰のオイルは第2のオイル供給通路47を通ってクランク室9側に送られる。このため、オイルがオイル循環経路と離れているためにオイル収容空間45に十分に送られないという不具合は発生しない。また、多量のオイルがオイル収容空間45内に滞留することで、圧縮機1の高速運転時に当該オイルが高温となり、摺動面S付近でオイルスラッジが発生するという事態も回避することができる。そして、オイル収容空間45内のオイル量が過多とはならないので、オイル収容空間45と連なる摺動面Sでブリスターが発生することも防止することができる。更にまた、摺動面Sの隙間から外側にオイルが漏洩しても、圧縮機1の運転時における遠心力により摺動面Sから離れる方向に排除されるので、摺動面S付近でのオイルスラッジの発生を防止することができる。   Further, since the oil storage space 45 forms a part of the oil circulation path, oil is always supplied to the oil storage space 45 from the first oil supply passage 46 and excess oil is supplied to the second oil supply passage 47. It is sent to the crank chamber 9 side. For this reason, since the oil is separated from the oil circulation path, a problem that the oil is not sufficiently sent to the oil accommodating space 45 does not occur. Further, since a large amount of oil stays in the oil storage space 45, it is possible to avoid a situation in which the oil becomes high temperature during the high speed operation of the compressor 1 and oil sludge is generated in the vicinity of the sliding surface S. Since the amount of oil in the oil storage space 45 does not become excessive, it is possible to prevent blisters from occurring on the sliding surface S connected to the oil storage space 45. Furthermore, even if oil leaks outside through the clearance of the sliding surface S, it is eliminated in the direction away from the sliding surface S due to the centrifugal force during operation of the compressor 1, so that the oil near the sliding surface S Generation of sludge can be prevented.

そして、この実施形態では、図2(a)に示されるように、回転環40の駆動軸7側の一部を切欠き、この切欠きにより形成された空間49内に、環状の回転側シール部材50が介装されている。この回転側シール部材50は、図2(b)においては、エラストマー材50aで成る独立の部材で、円筒形状に形成されている。もっとも、この回転側シール部材50の構成は図2(b)に示されるものに限定されない。図2(c)に示されるように、回転側シール部材50について、その基本形態は図2(b)と同様に単体のエラストマー材50aから成るとしつつ、その駆動軸側面、駆動軸とは反対側の側面に対し、その両側又は片側に1つ以上の環状膨出部50cを設けても良い(尚、図2(c)では両側に各々3つの膨出部が設けられている。)。また、図示しないが、回転側シール部材50の断面形状は円形、楕円形、長方形、X字型等とすることができる。更に、図示しないが、回転環40に対し直接に加硫接着されたエラストマー材から成るものであっても良い。このような構成とすることにより、回転環40は、エラストマー材50aの弾性変形で駆動軸7に保持されるが、この駆動軸7に完全に連結固定されていないものとすることができる。従って、この回転側シール部材50は回転環40の軸方向への移動を可能とする。   In this embodiment, as shown in FIG. 2A, a part of the rotary ring 40 on the drive shaft 7 side is cut out, and an annular rotary side seal is formed in a space 49 formed by the cutout. A member 50 is interposed. In FIG. 2 (b), the rotation side seal member 50 is an independent member made of an elastomer material 50a and is formed in a cylindrical shape. But the structure of this rotation side sealing member 50 is not limited to what is shown by FIG.2 (b). As shown in FIG. 2 (c), the rotation side seal member 50 is basically composed of a single elastomer material 50a as in FIG. 2 (b), but is opposite to the drive shaft side surface and drive shaft. One or more annular bulges 50c may be provided on both sides or one side of the side surface (in FIG. 2 (c), three bulges are provided on each side). Moreover, although not shown, the cross-sectional shape of the rotation-side seal member 50 can be a circle, an ellipse, a rectangle, an X-shape, or the like. Further, although not shown, it may be made of an elastomer material that is directly vulcanized and bonded to the rotating ring 40. With such a configuration, the rotating ring 40 can be held by the drive shaft 7 by elastic deformation of the elastomer material 50a, but cannot be completely connected and fixed to the drive shaft 7. Therefore, the rotation-side seal member 50 enables the rotation ring 40 to move in the axial direction.

また、前記回転環40の補強用として、回転環40よりも軸方向外気側に、支持部材51が駆動軸7に環装されている。この支持部材51は、圧縮機の機内圧による前記回転環40の押出力が前記回転側シール部材50を経由して抜け防止手段に伝達されるのを防止するためのバックアップリングである。また、この支持部材51は、回転環40に発生する摺動熱をすみやかに外気又は駆動軸7を介して動力伝達機構に放熱するという機能も兼ね備えている。   Further, as a reinforcing member for the rotary ring 40, a support member 51 is mounted on the drive shaft 7 on the axial outside air side of the rotary ring 40. The support member 51 is a backup ring for preventing the pushing force of the rotating ring 40 due to the internal pressure of the compressor from being transmitted to the removal preventing means via the rotating side seal member 50. The support member 51 also has a function of quickly radiating the sliding heat generated in the rotating ring 40 to the power transmission mechanism through the outside air or the drive shaft 7.

更にこの支持部材51よりも軸方向外側において、これら回転環40及び支持部材51が駆動軸7から抜けるのを防止するための抜け防止手段として、図2(a)、図4、図5に示されるスナップリング52が外嵌されている。これにより、従来技術とは反対に回転環40が固定環41よりも駆動軸7の外気側に配置されていても、回転環40が駆動軸7から抜け落ちるという不具合はない。しかも、このような抜け防止手段を有した構成とした場合に、回転環40が、圧縮機1の機内圧によりスナップリング52に支持部材51を介在して付勢されるので、回転環40は、駆動軸7と完全に連結固定されていなくても駆動軸7と一体に同期して回転することができる。   Further, as a means for preventing the rotation ring 40 and the support member 51 from coming out of the drive shaft 7 on the outer side in the axial direction from the support member 51, FIGS. A snap ring 52 is fitted. Thereby, contrary to the prior art, even if the rotating ring 40 is arranged on the outside air side of the drive shaft 7 with respect to the fixed ring 41, there is no problem that the rotating ring 40 falls off from the drive shaft 7. In addition, in the case of such a configuration having the prevention means, the rotary ring 40 is biased by the internal pressure of the compressor 1 with the support member 51 interposed between the snap ring 52 and the rotary ring 40 is Even if the drive shaft 7 is not completely connected and fixed, the drive shaft 7 can rotate in unison with the drive shaft 7.

そして、固定環41は、回転環側につば部41bを有する筒状体41aであるところ、固定側シール部材57を介して環状段差部42に対しある程度駆動軸7の軸方向に移動可能に装着されており、ハウジング2に完全に連結されていない。そして、環状段差部42の立面に接するように、断面が略L字状の保持器55を装着し、この保持器55とつば部41bとで画成された空間内にバネ等の弾性部材56を介装させてなる弾性機構を有することで、固定環41は、つば部41bが弾性部材56に押圧され、回転環側に常時付勢されている。   The fixed ring 41 is a cylindrical body 41a having a collar portion 41b on the rotating ring side, and is attached to the annular stepped portion 42 via the fixed-side seal member 57 so as to be movable to some extent in the axial direction of the drive shaft 7. And is not completely connected to the housing 2. A retainer 55 having a substantially L-shaped cross section is attached so as to be in contact with the vertical surface of the annular step portion 42, and an elastic member such as a spring is formed in a space defined by the retainer 55 and the flange portion 41b. By having an elastic mechanism including 56, the fixed ring 41 is always urged toward the rotating ring by the collar 41b being pressed by the elastic member 56.

このため、回転環40が上述のように抜け防止手段に向けて付勢されており、抜け防止手段側に移動することがあっても、この回転環40の移動に従動して固定環41も移動するので、固定環41と回転環40との対向側面は密着して、摺動面Sを形成した状態を維持することができる。よって、機内圧が外気圧よりも高くなっても、オイルがオイル収容空間45から摺動面Sを抜けて圧縮機1外に向けて多量に漏洩することを回避できる。また、この固定環41の回転環40との共回りは、図示しないが、保持器55が形状的にハウジング2に対して相対回転不能であると同時に固定環41のつば部41bが保持器55に対して同様に相対回転不能となっているためである。   For this reason, the rotating ring 40 is urged toward the removal preventing means as described above, and even if the rotating ring 40 moves to the removal preventing means side, the stationary ring 41 is also moved by the movement of the rotating ring 40. Since it moves, the opposing side surfaces of the stationary ring 41 and the rotating ring 40 are in close contact with each other, and the state where the sliding surface S is formed can be maintained. Therefore, even when the internal pressure becomes higher than the external pressure, it is possible to avoid a large amount of oil leaking from the oil accommodating space 45 through the sliding surface S toward the outside of the compressor 1. In addition, although not shown in the figure, the rotation of the fixed ring 41 with the rotary ring 40 is not possible to rotate relative to the housing 2 due to the shape of the retainer 55, and at the same time, the collar portion 41b of the fixed ring 41 has the retainer 55. This is because the relative rotation is impossible.

もっとも、抜け防止手段は、上記スナップリング52に限定されず、図3に示されるように駆動軸7に圧入固定される金属製リング53、図6に示される駆動軸7に締結されたロックナット54や、図示しないが駆動軸7に締結されるアーマチュア、ハブ等の、駆動源(例えばエンジン)からの駆動力を駆動軸7に伝達するための駆動力伝達部材であっても良い。尚、図3、図6のメカニカルシール10の構造のうち図2と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略した。   However, the slip-off preventing means is not limited to the snap ring 52, but a metal ring 53 that is press-fitted and fixed to the drive shaft 7 as shown in FIG. 3, and a lock nut fastened to the drive shaft 7 shown in FIG. 54 or a driving force transmission member for transmitting a driving force from a driving source (for example, an engine) to the driving shaft 7 such as an armature or a hub fastened to the driving shaft 7 (not shown). In addition, about the structure similar to FIG. 2 among the structures of the mechanical seal 10 of FIG. 3, FIG. 6, the same code | symbol was attached | subjected and the description was abbreviate | omitted.

これにより、回転環40が圧縮機1の機内圧により金属製リング53、ロックナット54又は駆動力伝達部材に、支持部材51を介在して或いは直接に付勢されるので、スナップリング52と同様に、回転環40は、駆動軸7と完全に連結されていなくても駆動軸7と同期して回転することができる。そして、金属製リング53を用いる場合には、回転環40の抜け防止と同時に当該回転環40の補強及び放熱も図ることができるので、支持部材を省略し、部品点数の削減を図ることも可能である。   As a result, the rotary ring 40 is urged by the internal pressure of the compressor 1 to the metal ring 53, the lock nut 54, or the driving force transmission member via the support member 51 or directly, so that it is the same as the snap ring 52. In addition, the rotary ring 40 can rotate in synchronization with the drive shaft 7 even if it is not completely connected to the drive shaft 7. When the metal ring 53 is used, the rotating ring 40 can be prevented from coming off, and at the same time, the rotating ring 40 can be reinforced and radiated, so that the support member can be omitted and the number of parts can be reduced. It is.

また、摺動突部44は、上述した図2(a)や、図3、図5及び図6に示されるように、回転環40側に形成される構成に限定されず、図4に示されるように、固定環41側に形成されるようにしても良い。尚、図4のメカニカルシール10の構造についても図2と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略した。   Further, the sliding protrusion 44 is not limited to the configuration formed on the rotating ring 40 side as shown in FIG. 2A and FIG. 3, FIG. 5, and FIG. As shown, it may be formed on the fixed ring 41 side. In addition, also about the structure of the mechanical seal 10 of FIG. 4, about the structure similar to FIG. 2, the same code | symbol was attached | subjected and the description was abbreviate | omitted.

更に、固定環41に対し回転環40側への付勢力を与える弾性機構も、上述のように、環状段差部42の立面に接するように、断面が略L字状の保持器55を装着し、この保持器55とつば部41bとで画成された空間内にスプリング等の弾性部材56を介装させる構造に限定されない。すなわち、図5に示されるように、環状段差部42について固定環41の筒状体41aの反フランジ側端と対峙する凸部を設け、保持器55を駆動軸7の軸方向に延びる部位と駆動軸7の径方向に延びる部位とのL字形状とし、駆動軸7の軸方向に延びる部位は固定環41の内周面に接し、駆動軸7の軸方向に延びる部位を固定環41と環状段差部42の前記凸部との間に介在させることで空間を画成し、この空間内に弾性部材たるバネ60を介装させても良い。更に、図6に示されるように、バネ60の代わりに固定側シール部材を兼ねた弾性部材たるOリング61を介装させても良い。これにより、バネ60やOリング61が固定環41の筒状体41aを押圧するため、固定環41が回転環側に常時付勢されるので、図2の弾性機構と同様の作用効果を得ることができる。   Further, as described above, the elastic mechanism that applies the urging force toward the rotating ring 40 with respect to the fixed ring 41 is mounted with the retainer 55 having a substantially L-shaped cross section so as to contact the vertical surface of the annular stepped portion 42. However, the present invention is not limited to a structure in which an elastic member 56 such as a spring is interposed in a space defined by the retainer 55 and the collar portion 41b. That is, as shown in FIG. 5, the annular stepped portion 42 is provided with a convex portion facing the opposite end of the cylindrical body 41 a of the fixed ring 41, and the cage 55 extends in the axial direction of the drive shaft 7. The drive shaft 7 is L-shaped with a portion extending in the radial direction, the portion extending in the axial direction of the drive shaft 7 is in contact with the inner peripheral surface of the fixed ring 41, and the portion extending in the axial direction of the drive shaft 7 is the fixed ring 41. A space may be defined by interposing between the annular step portion 42 and the convex portion, and a spring 60 as an elastic member may be interposed in the space. Furthermore, as shown in FIG. 6, an O-ring 61, which is an elastic member that also serves as a fixed-side seal member, may be interposed instead of the spring 60. Thereby, since the spring 60 and the O-ring 61 press the cylindrical body 41a of the stationary ring 41, the stationary ring 41 is always urged toward the rotating ring side, so that the same effect as the elastic mechanism of FIG. 2 is obtained. be able to.

そして、図6に示されるように、例えば、回転環40の摺動突部44よりも外側の面及び固定環41のうちの回転環摺動突部外側面と対峙する面を外側に向うに従って拡がるようにすることで、オイル排出部63を形成するようにしても良い。これにより、仮に摺動面Sの隙間からオイルが漏洩してもオイル排出部63により摺動面Sから離れた位置まで排出されるので、摺動面Sの近傍にオイルスラッジが発生堆積するのを防止することができる。漏洩したオイルは、ボス部4aの重力方向下側に設けたオイル排出孔64より圧縮機外部へ排出される。   And as FIG. 6 shows, for example, the surface which faces the outer surface of the sliding projection 44 of the rotating ring 40 and the outer surface of the rotating ring sliding projection of the fixed ring 41 is directed outward. You may make it form the oil discharge part 63 by making it expand. As a result, even if oil leaks from the clearance of the sliding surface S, it is discharged to a position away from the sliding surface S by the oil discharge portion 63, so that oil sludge is generated and accumulated in the vicinity of the sliding surface S. Can be prevented. The leaked oil is discharged out of the compressor through an oil discharge hole 64 provided on the lower side of the boss portion 4a in the direction of gravity.

最後に、この発明が用いられる圧縮機について、図1を用いてピストン往復動式の容量可変型の圧縮機1として説明したが、必ずしもこの型の圧縮機に限定されるものではなく、同様に上述してきた回転環40及び固定環41等からなるメカニカルシール10を介装させることが可能であれば良いので、あらゆる圧縮機であってもこの発明を用いることができる。   Finally, the compressor in which the present invention is used has been described as a piston reciprocating variable displacement compressor 1 with reference to FIG. 1, but is not necessarily limited to this type of compressor. Since the mechanical seal 10 including the rotating ring 40 and the fixed ring 41 described above can be interposed, the present invention can be used with any compressor.

図1は、この発明が用いられる圧縮機の一例の全体構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an example of a compressor in which the present invention is used. 図2(a)は、同上の圧縮機のメカニカルシール近傍の要部拡大断面図であり、図2(b)は、第1のシール部材の拡大断面図であり、図2(c)は更に他の第1のシール部材の変形例の拡大段面図である。FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view of the main part in the vicinity of the mechanical seal of the above-described compressor, FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the first seal member, and FIG. It is an enlarged step view of the modification of another 1st seal member. 図3は、防止手段及び回転環補強手段として金属製リングを回転環よりも外気側に装着してなる、他の実施形態を示した要部拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing another embodiment in which a metal ring is mounted on the outside air side as a prevention means and a rotating ring reinforcing means. 図4は、摺動突部を固定環ではなく回転環側に設けてなる、他の実施形態を示した要部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing another embodiment in which the sliding protrusion is provided not on the fixed ring but on the rotating ring side. 図5は、固定環と環状段差部との間に弾性機構及び保持部を配置してなる、他の実施形態を示した要部拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing another embodiment in which an elastic mechanism and a holding part are arranged between the fixed ring and the annular step part. 図6は、回転環と固定環とに漏洩オイルの排出を容易にし且つ摺動面付近でのオイルスラッジ堆積防止のための構造を形成してなる、他の実施形態を示した要部拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing another embodiment in which a structure for facilitating the discharge of leaked oil and prevention of oil sludge accumulation near the sliding surface is formed on the rotating ring and the stationary ring. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧縮機
2 ハウジング
7 駆動軸
9 クランク室
10 メカニカルシール
40 回転環
41 固定環
42 環状段差部
44 摺動突部
45 オイル収容空間
46 第1のオイル供給通路
47 第2のオイル供給通路
50 回転側シール部材(第1のシール部材)
50a エラストマー材
51 支持部材
52 スナップリング(抜け防止手段)
53 金属製リング(抜け防止手段)
54 ロックナット(抜け防止手段)
55 保持器
56 弾性部材(弾性機構)
57 固定側シール部材(第2のシール部材)
60 バネ(弾性機構)
61 Oリング(弾性機構)
S 摺動面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Housing 7 Drive shaft 9 Crank chamber 10 Mechanical seal 40 Rotating ring 41 Fixed ring 42 Annular step part 44 Sliding protrusion 45 Oil accommodation space 46 1st oil supply path 47 2nd oil supply path 50 Rotation side Seal member (first seal member)
50a Elastomer material 51 Support member 52 Snap ring (detachment prevention means)
53 Metal ring (prevention means)
54 Lock nut (prevention means)
55 Cage 56 Elastic member (elastic mechanism)
57 Fixed-side seal member (second seal member)
60 Spring (elastic mechanism)
61 O-ring (elastic mechanism)
S Sliding surface

Claims (10)

圧縮機の駆動軸と一体に回転される回転環と、この回転環に対し前記駆動軸の軸方向のうち外気側とは反対側にて圧縮機のハウジングに保持されることで非回転の固定環とを有し、
これらの回転環と固定環とは、この回転環と固定環のうちの少なくともいずれか一方から突出した摺動突部の対向側面とこの摺動突部を有しない対向側面とで形成された摺動面にて密着していると共に、
前記回転環、前記固定環、前記摺動突部及び前記駆動軸の側面で、前記摺動面よりも内側にオイル収容空間を画成し、前記駆動軸に第1のオイル供給通路を設け、このオイル供給通路の少なくとも一方端を前記オイル収容空間に開口させ、更に前記固定環と前記駆動軸との間に第2のオイル供給通路を形成することで、前記オイル収容空間は、前記ハウジング内に画成されたクランク室とも連通し、オイル循環経路の一部を成すものとしたことを特徴とする圧縮機のメカニカルシール構造。
A rotating ring that rotates integrally with the drive shaft of the compressor, and a non-rotation fixed by being held in the housing of the compressor on the opposite side to the outside of the axial direction of the drive shaft with respect to the rotating ring Having a ring,
The rotating ring and the stationary ring are a sliding formed by an opposing side surface of the sliding projection protruding from at least one of the rotating ring and the stationary ring and an opposing side surface having no sliding projection. In close contact with the moving surface,
An oil storage space is defined on the inner side of the sliding surface on the rotating ring, the fixed ring, the sliding protrusion, and the side surface of the driving shaft, and a first oil supply passage is provided in the driving shaft. By opening at least one end of the oil supply passage into the oil storage space and further forming a second oil supply passage between the stationary ring and the drive shaft, the oil storage space is formed in the housing. A mechanical seal structure for a compressor, which communicates with a crank chamber defined in the above and forms part of an oil circulation path.
前記回転環と前記駆動軸との間に第1のシール部材が介装されていると共に、この回転環に対し前記駆動軸の軸方向の外気側には、この回転環の抜け防止手段が前記駆動軸と嵌合されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機のメカニカルシール構造。 A first seal member is interposed between the rotary ring and the drive shaft. On the outside air side of the drive shaft in the axial direction with respect to the rotary ring, a means for preventing the rotary ring from dropping is provided. The mechanical seal structure for a compressor according to claim 1, wherein the mechanical seal structure is fitted to a drive shaft. 前記固定環は、第2のシール部材を介してハウジングに設けられた環状段差部に保持されていると共に、弾性機構の付勢力により回転環側に付勢されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧縮機のメカニカルシール構造。 The fixed ring is held by an annular step portion provided in the housing via a second seal member, and is urged toward the rotating ring by an urging force of an elastic mechanism. A mechanical seal structure of the compressor according to 1 or 2. 前記弾性機構は、前記環状段差部と接する部位及び前記駆動軸の軸方向に延びる部位から成る保持器と前記固定環とで空間を画成し、この空間内に弾性部材を介装することで構成されていることを特徴とする請求項3に記載の圧縮機のメカニカルシール構造。 The elastic mechanism defines a space by the retainer and the stationary ring that are formed of a portion in contact with the annular step portion and a portion extending in the axial direction of the drive shaft, and an elastic member is interposed in the space. It is comprised, The mechanical seal structure of the compressor of Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記抜け防止手段は、スナップリングであることを特徴とする請求項2から4までのいずれかに記載の圧縮機のメカニカルシール構造。 The mechanical seal structure for a compressor according to any one of claims 2 to 4, wherein the dropout prevention means is a snap ring. 前記抜け防止手段は、前記駆動軸に圧入固定された金属製リングであることを特徴とする請求項2から4までのいずれかに記載の圧縮機のメカニカルシール構造。 The mechanical seal structure for a compressor according to any one of claims 2 to 4, wherein the drop-off prevention means is a metal ring press-fitted and fixed to the drive shaft. 前記抜け防止手段は、前記駆動軸に締結されたロックナットであることを特徴とする請求項2から4までのいずれかに記載の圧縮機のメカニカルシール構造。 The mechanical seal structure for a compressor according to any one of claims 2 to 4, wherein the drop-off prevention means is a lock nut fastened to the drive shaft. 前記回転環よりも軸方向の外側において支持部材を駆動軸に環装させたことを特徴とする請求項1から7までのいずれかに記載の圧縮機のメカニカルシール構造。 The mechanical seal structure for a compressor according to any one of claims 1 to 7, wherein a support member is mounted on the drive shaft outside in the axial direction from the rotating ring. 前記支持部材は、圧縮機の機内圧による前記回転環の押出力が前記回転側シール部材を経由して抜け防止手段に伝達されるのを防止する補強用部材であると共に回転環で発生する摺動熱を外気又は駆動軸を介して圧縮機の動力伝達機構に放熱させるための放熱用部材であることを特徴とする請求項8に記載の圧縮機のメカニカルシール構造。 The support member is a reinforcing member for preventing the pushing force of the rotating ring due to the internal pressure of the compressor from being transmitted to the drop prevention means via the rotating side seal member, and the sliding member generated in the rotating ring. The mechanical seal structure for a compressor according to claim 8, wherein the mechanical seal structure is a heat radiating member for radiating dynamic heat to the power transmission mechanism of the compressor via outside air or a drive shaft. 前記環状段差部は、その前記第2のシール部材が気密的に当接される内周面の径方向側の位置を、前記摺動面の外周側縁辺よりも圧縮機の中心側で且つ前記摺動面の内周側縁辺よりも圧縮機の外側となる位置としたことを特徴とする請求項3から9までのいずれかに記載の圧縮機のメカニカルシール構造。 The annular stepped portion has a radial position on the inner peripheral surface with which the second seal member is hermetically abutted, closer to the center of the compressor than the outer peripheral edge of the sliding surface, and The mechanical seal structure for a compressor according to any one of claims 3 to 9, wherein the mechanical seal structure is located outside the compressor with respect to an inner peripheral edge of the sliding surface.
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