JP2008111391A

JP2008111391A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2008111391A
Application number: JP2006295519A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukumuro; 貴士福室
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-15
Also published as: WO2008053718A1

Abstract

【課題】ゴムリップ部が受ける圧力を大気圧と同等レベルにまで低く抑えることで、ゴムリップ部の摩耗を軽減し、優れた耐摩耗性とシール性を発揮できるとともにその優れた性能を長期間にわたって維持可能な軸封装置を備えた圧縮機を提供する。
【解決手段】吸入室と吐出室が設けられたハウジングと、動力伝達機能を持つシャフトと、シャフトとハウジング間の隙間を密封する樹脂リップとゴムリップを有する軸封装置を備えた圧縮機において、ゴムリップ（４２）が樹脂リップ（４３、４４）に対して圧縮機外部側（大気側）に配置されていることを特徴とする圧縮機。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸封装置設置部の耐摩耗性やシール性を改良した、車両用空調装置等に好適な圧縮機に関する。

圧縮機における動力伝達シャフト（駆動軸）周りには、一般に、圧縮機の内部と外部との間のシールを行うために軸封装置が設けられ、軸封装置としては、リップシールを備えた軸封装置が知られている。この軸封装置設置部分には、高いシール性が求められるとともに、高い耐久性、長い寿命が求められる。

例えば特許文献１には、リップシールを備えた軸封装置におけるゴムリップ部の先端形状を支持部と非接触となり始める領域から先端に向かって徐々に薄肉となる断面形状を有する構造が開示されている。
ＷＯ２００４／０９０３９１号公報

しかしながら、上記のような従来技術では、従来の通常のリップ型シールと同様に、変形が容易なゴムリップ部が圧縮機のクランク室内の圧力を受けることから、高圧下におけるゴムリップ部の摩耗が発生して、とくに断面形状が徐々に変化するゴムリップ部部分で高圧を受けて摩耗が進行するおそれがあり、圧縮機が本来必要とするシール性が十分得られないおそれがある。

そこで本発明の課題は、上記のような問題に鑑み、ゴムリップ部が受ける圧力を大気圧と同等レベルにまで低く抑えることで、ゴムリップ部の摩耗を軽減し、優れた耐摩耗性とシール性を発揮できるとともにその優れた性能を長期間にわたって維持可能な軸封装置を備えた圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機は、吸入室と吐出室が設けられたハウジングと、動力伝達機能を持つシャフトと、シャフトとハウジング間の隙間を密封する樹脂リップとゴムリップを有する軸封装置を備えた圧縮機において、前記ゴムリップが樹脂リップに対して圧縮機外部側に配置されていることを特徴とするものからなる。

従来の軸封装置におけるゴムリップの配置と異なり、本発明では変形の容易なゴムリップが樹脂リップに対して圧縮機外部側（大気側）に配置されているので、ゴムリップ部が受ける圧力を大気圧と同等レベルにまで低く抑えることができる。その結果、ゴムリップをシャフトに押しつける力が、ゴムリップの弾性による力のみかそれに近い値となって大幅に低減され、ゴムリップ部分の摩耗が軽減されて、耐摩耗性が向上されるとともに、望ましい高いシール性が長期間にわたって維持されることになる。

上記樹脂リップを構成する樹脂としては、例えば、低摩擦係数で優れた摺動特性を有するフッ素系樹脂が好ましく、フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。このような優れた摺動特性を有するフッ素系樹脂の樹脂リップとすることにより、樹脂リップで圧縮機内部側から加わる圧力を樹脂リップ部分で良好に遮断でき、ゴムリップ部分に加わる圧力をより低く抑えることが可能になる。

本発明に係る圧縮機の種類としても特に限定されないが、本発明は、とくに高圧仕様となる、二酸化炭素冷媒を圧縮して吐出する圧縮機に好適なものである。なかでも、大量に製造され、かつ、外部に対して良好なシール性が求められるとともに、長期間にわたる優れた耐久性が要求される車両用空調装置の圧縮機として好適なものである。

本発明に係る圧縮機によれば、圧力によって変形しやすいゴムリップが樹脂リップに対して圧縮機外部側（大気側）に配置されるので、ゴムリップ部が受ける圧力を大気圧と同等レベルにまで低く抑えることができ、ゴムリップの摩耗を軽減して、耐摩耗性、耐久性に優れた、信頼性の高い圧縮機が提供される。さらに、ゴムリップ部の摩耗が低減されることで、シール性能（特に軸静置時のシール性能）が向上し、高いシール性を長期間にわたって良好に維持できる、信頼性の高い圧縮機が提供される。

以下に、本発明の圧縮機の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る圧縮機の全体を示している。図１において、１は圧縮機を示している。圧縮機１は、本実施態様においては可変容量型の斜板式圧縮機から構成されているが、これに限定されるものではなく、たとえばスクロール型圧縮機であってもよい。圧縮機１は、複数のシリンダボア２を備えたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の一端に設けられたフロントハウジング４と、シリンダブロック３に弁板装置５を介して設けられたリアハウジング６とを備えている。シリンダブロック３と、フロントハウジング４とによって形成されるクランク室７内を横断して、駆動軸であるシャフト８が設けられている。シャフト８のその中央部の周囲には、円板状の斜板９が配置されている。斜板９は、シャフト８に固着されたロータ１０に斜板連結部１１ならびにピボットピン１２を介して傾角を可変に結合している。

シャフト８の一端は、フロントハウジング４の外側に突出したボス部１３内を貫通して、外部側まで延在している。ボス部１３の周囲にはアンギュラベアリング１４を介して電磁クラッチ１５が設けられている。この電磁クラッチ１５は、ボス部１３の周囲に設けられたプーリ１６内に収容された電磁石装置１７と、プーリ１６の外側端面側に設けられたクラッチ板１８とを備えている。シャフト８の一端は、ボルト等の固定部材１９を介してクラッチ板１８と連結している。

シャフト８とボス部１３との間には、軸封装置２０が挿入されており、軸封装置２０は、この部分で圧縮機内部側と外部側（大気側）とを遮断しこの間をシールしている。また、シャフト８は、軸封装置２０の内側部分でベアリング２１によってフロントハウジング４に、他端側はベアリング２２によってシリンダブロック３に、それぞれ回転自在に支持されている。なお、２３は、ロータ１０とフロントハウジング４内面との間に設けられたスラストベアリングである。

各シリンダボア２内には、ピストン２４が配置され、ピストン２４のブリッジ部２５内には、斜板９の外周部の周囲が収容され、保持部２６に保持された一対のシュー２７を介して、ピストン２４と斜板９とが互いに連動する構成となっている。

リアハウジング６内は、吸入室２８および吐出室２９が区画形成されている。吸入室２８とシリンダボア２とは、弁板装置５に設けられた吸入弁３０を介して連通可能に構成されている。吐出室２９とシリンダボア２とは、弁板装置５に設けられた吐出弁３１を介して連通可能に構成されている。なお、３２は、吐出室２９とクランク室７間で圧力調整することにより、斜板９の傾角を可変し、それによって圧縮機１の吐出容量を制御する容量制御弁を示している。

この圧縮機１においては、回転駆動されるシャフト８に斜板９を連結し、往復動可能な各ピストン２４に一対保持されたシュー２７を斜板９の軸方向面に摺接させ、これにより斜板９の回転運動をピストン２４の往復運動に変換するようになっている。

このように構成された圧縮機１において、図２も参照しながら、本発明における軸封装置の構造について説明する。
軸封装置２０は、シャフト８周りの所定の位置に設けられている。この軸封装置２０は、図２に示すように、シャフト８の周面４１に当接するリップシール部材４２（ゴムリップ）およびリップシール部材４３、４４（本実施態様では２連の樹脂リップ）、保持金具４５、４６を備えている。ゴムリップシール部材４２は、本実施態様では水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を主体に配合され、樹脂リップシール部材４３、４４は、本実施態様ではポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主体に配合されたものからなる。また、ゴムリップシール部材４２は、その固定部４７から延びる可動部４８を有する。固定部４７は、例えばフロントハウジング４との間から大気中へ冷媒および潤滑油を封止する役目を果たしている。一方、可動部４８はシャフト８との間から大気中へ冷媒および潤滑油を封止する役目を果たしているため、優れた耐摩耗性ならびに耐冷媒透過性を兼ね備えた材質であることが求められる。リップシール部材４３、４４は、樹脂製で、リップシール部材４２と保持金具４６との間に配置されている。保持金具４５、４６は例えばいずれも金属製で、保持金具４５がリップシール部材４２を保持し、保持金具４６がリップシール部材４３、４４を保持するようになっている。なお、リップシール部材４２の外周側に形成される空間部４９はクランク室７と連通しており、したがってクランク室７の冷媒の圧力が空間部４９に入り込み、リップシール４２に作用することになる。

軸封装置２０が組み付けられる前の無負荷状態においては、リップシール部材４２およびリップシール部材４３、４４は、図２中の二点鎖線で示すようになっている。一方、軸封装置２０がシャフト８に対応して組みつけられると、リップシール部材４２およびリップシール部材４３、４４はシャフト８の周面４１によって押圧され、図２中の実線で示すようになる。この状態では、リップシール部材４２およびリップシール部材４３、４４の緊迫力がシャフト８の周面４１に作用しており、この緊迫力こそがハウジング内外をシールするシール作用を付与し、クランク室７の冷媒がシャフト８の周面４１に沿ってハウジング外へ漏れるのを阻止する。

このように構成された軸封装置２０においては、ゴムリップ部（リップシール部材４２）が樹脂リップ部（リップシール部材４３、４４）よりも大気側に配置されているため、ゴムリップ部が受ける圧力を大気圧と同等レベルにまで抑えることが可能になる。この結果、ゴムリップ部の摩耗、とくにその可動部４８の摩耗を軽減でき、耐摩耗性と優れたシール性能を有した軸封装置２０を備えた圧縮機１を提供できる。したがって、耐久性、シール性（特に軸静置時）を向上した、信頼性の高い圧縮機１を提供できる。

本発明に係る圧縮機の構造は、シャフトに接触する樹脂リップとゴムリップを有する軸封装置を備えたあらゆるタイプの圧縮機に適用可能である。

本発明の一実施態様に係る圧縮機の縦断面図である。図１の圧縮機の軸封装置部の拡大縦断面図である。

符号の説明

１圧縮機
２シリンダボア
３シリンダブロック
４フロントハウジング
５弁板装置
６リアハウジング
７クランク室
８シャフト
９斜板
１０ロータ
１１斜板連結部
１２ピボットピン
１３ボス部
１４アンギュラベアリング
１５電磁クラッチ
１６プーリ
１７電磁石装置
１８クラッチ板
１９固定部材
２０軸封装置
２１、２２ベアリング
２３スラストベアリング
２４ピストン
２５ブリッジ部
２６保持部
２７シュー
２８吸入室
２９吐出室
３０吸入弁
３１吐出弁
３２容量制御弁
４１シャフトの周面
４２リップシール部材（ゴムリップ）
４３、４４リップシール部材（樹脂リップ）
４５、４６保持金具
４７リップシール部材（ゴムリップ）の固定部
４８リップシール部材（ゴムリップ）の可動部
４９空間部

Claims

吸入室と吐出室が設けられたハウジングと、動力伝達機能を持つシャフトと、シャフトとハウジング間の隙間を密封する樹脂リップとゴムリップを有する軸封装置を備えた圧縮機において、前記ゴムリップが樹脂リップに対して圧縮機外部側に配置されていることを特徴とする圧縮機。
前記樹脂リップを構成する樹脂がフッ素系樹脂からなる、請求項１に記載の圧縮機。
前記フッ素系樹脂がポリテトラフルオロエチレンからなる、請求項２に記載の圧縮機。
前記圧縮機が、二酸化炭素冷媒を圧縮して吐出する圧縮機からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
前記圧縮機が車両用空調装置の圧縮機からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機。