JP4142906B2

JP4142906B2 - Gas compressor

Info

Publication number: JP4142906B2
Application number: JP2002195197A
Authority: JP
Inventors: 誠井尻; 誠一郎依田; 公徳山添
Original assignee: カルソニックコンプレッサー株式会社
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-07-03
Also published as: JP2004036503A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスヒートポンプ（ＧＨＰ）、カーエアコンシステム等に用いられる気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の開放型気体圧縮機、すなわちエンジン等の外部動力により運転される気体圧縮機の断面図を示したものである。同図の開放型気体圧縮機は回転軸１３と一体にロータ１２が回転する構造であって、ロータ１２が回転すると、シリンダ５内側の圧縮室２６（図２参照）の容積が繰り返し大小変化する。この容積変化により吸入室８側から圧縮室２６内への冷媒ガスの吸入動作、圧縮室２６内での吸入冷媒ガスの圧縮動作、および圧縮室２６から吐出室９側への圧縮冷媒ガスの吐出動作がその順に連続的に行なわれる。
【０００３】
上記開放型気体圧縮機の回転軸１３はフロントサイドブロック６とリアサイドブロック７の軸受１４、１５で回転可能に支持され、その回転軸１３の先端部側はフロントサイドブロック６の軸受１４から突出しフロントヘッド４の開口部１６ａを貫通する構造となっている。このように開口部１６ａを貫通する回転軸１３の先端部側にクラッチ機構部１７が連結されている。
【０００４】
ところで、上記のような構造の開放型気体圧縮機において、その回転軸１３を回転駆動するための外部動力源の一つとしてエンジンがある。エンジンの動力を気体圧縮機の回転軸１３側に伝達する方式についてはベルトを用いる方式とベルトを用いない方式があるが、いずれの方式でも、エンジン側から気体圧縮機の回転軸１３側への動力伝達構造として、以下のような構造が採用されている。
【０００５】
（１）気体圧縮機のフロントヘッド４のボス部１６に例えばプーリー１９を装着するとともに、プーリー１９をエンジンの動力で常に回転させる。
【０００６】
（２）プーリー１９から回転軸１３までの動力伝達経路中に前述のクラッチ機構部１７を設置するとともに、クラッチ機構部１７のＯＮ・ＯＦＦ動作、すなわち該クラッチ機構部１７のアマチュア板２０をプーリー１９の端面側に磁力で引き寄せ密着接合させる等により、プーリー１９の回転トルクを回転軸１３側へ伝達、遮断する。
【０００７】
また、上記構造の開放型気体圧縮機においては、その回転軸１３を支持する軸受１４、１５にはオイルが圧送されるが、特にフロントサイドブロック６の軸受１４に圧送されるオイルは、ベーン背圧としてサライ溝３６の方向に流れ込むほか、これとは逆方向に流れてフロントヘッド４の開口部１６ａ側へ流出するものもある。このため、上記構造の開放型気体圧縮機では、開口部１６ａに流入したオイルが外部へ漏れることを防止するために、該開口部１６ａに軸シール手段３８を設け、この軸シール手段３８で軸受１４から開口部１６ａ側へ滲み出るオイルをシールしている。
【０００８】
上記軸シール手段３８としては、メカニカルシールやリップシール等、様々な方式のものが採用されているが、いずれもオイル漏れを起こす可能性があり、軸シール手段３８から漏れたオイルが開口部１６ａを伝ってクラッチ機構部１７のアマチュア板２０の摩擦面に付着すると、その摩擦抵抗が減少しスリップが生じるという問題がある。
【０００９】
このため、上記のような従来の開放型気体圧縮機においては、スリップ防止策として、下記（イ）または（ロ）のような構造を採用している。
【００１０】
（イ）軸シール手段３８から漏れたオイルを機外へ排出するためのドレーン孔４１を開口部１６ａに開設する。
【００１１】
（ロ）吸湿性のあるフェルトを開口部１６ａに装填して、漏れたオイルを該フェルトで吸収保持する。
【００１２】
しかし、上記（イ）のドレーン孔４１にはそのオイル排出量に限界があり、特に軸シール手段３８からのオイル漏れが激しい場合は、ドレーン孔４１によるオイルの排出が間に合わず、フロントヘッド４の開口部１６ａを通じてクラッチ機構部１７側へオイルが流出してしまう可能性がある。また、クラッチ機構部１７側で発生した摩耗粉等が該開口部１６ａからドレーン孔４１に進入し、ドレーン孔４１のオイル排出機能が損なわれる可能性もある。このことから、従来のドレーン孔４１だけではオイル漏れによるクラッチ機構部１７のスリップ現象を効果的に防止することはできない。
【００１３】
また、上記（ロ）のフェルトにはその油の吸い取り量に限界があり、フェルトが吸い取り限界を越えてしまった場合は、フロントヘッド４の開口部１６ａを通じてクラッチ機構部１７側へオイルが流出してしまう。このため、従来のフェルトによっても、オイル漏れによるクラッチ機構部１７のスリップ現象を効果的に防止することはできない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、オイル漏れによるクラッチ機構部のスリップ現象を効果的に防止するのに好適な気体圧縮機を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、先端部側にクラッチ機構部が設けられ、かつ、そのクラッチ機構部を介して外部からの回転動力が伝達される回転軸と、上記回転軸の回転により冷媒ガスを吸入圧縮し、吐出する圧縮機本体と、上記圧縮機本体を収容するとともに、上記回転軸を貫通させる開口部を有する外装ケースと、上記開口部に設けた第１の軸シール手段と、上記開口部に設けられるとともに、上記回転軸の先端側からみて上記第１の軸シール手段の前方に配置された第２の軸シール手段と、上記第１の軸シール手段と第２の軸シール手段との間の空隙部に流入口を開口し、上記第２の軸シール手段のシール面より上方位置に流出口を開口してなるドレーン孔と、上記空隙部に一端を開口し、他端を大気側に開口してなる大気連通孔と、を有し、上記空隙部に潤滑油が充填されてなることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の参考例である気体圧縮機の断面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、本発明の実施形態である気体圧縮機の断面図である。
【００２０】
本実施形態の気体圧縮機は、図１に示したように外装ケース１内に圧縮機本体２を収容した構造を採用している。
【００２１】
上記外装ケース１は、一端開口型のコンプレッサケース３と、このコンプレッサケース３の開口端側に取り付けられたフロントヘッド４とにより形成されている。
【００２２】
圧縮機本体２は内周略楕円のシリンダ５を有し、シリンダ５はその一端面がフロントヘッド４の内面方向を向くように配置されている。また、このシリンダ５の一端面（フロントヘッド４の内面と対向する面）にはフロントサイドブロック６が取り付けられている。したがって、本実施形態の場合、上記フロントヘッド４は、フロントサイドブロック６を介してシリンダ５の一端面と対向する位置に配置される構造となっている。また、上記シリンダ５の他端面にはリアサイドブロック７が取り付けられている。
【００２３】
フロントサイドブロック６とこれに対向するフロントヘッド４の内側面との間の空間部は吸入室８として設けられ、リアサイドブロック７とこれに対向するコンプレッサケース３の内側密閉端との間の空間部は吐出室９として設けられている。なお、上記吸入室８は、フロントヘッド４の吸入ポート１０を介して図示しないエアコンシステムのエバポレータ側に接続され、上記吐出室９は、コンプレッサケース３の吐出ポート１１を介して同エアコンシステムのコンデンサ側に接続される。
【００２４】
シリンダ５内にはロータ１２が配設されており、このロータ１２はその軸心に一体に設けた回転軸１３を有し、回転軸１３は、フロントサイドブロック６とリアサイドブロック７にそれぞれ設けた軸受１４、１５を介して回転可能に支持されている。
【００２５】
回転軸１３の先端部１３ａ側は、フロントサイドブロック６の軸受１４から突出し外装ケース１の開口部、具体的にはフロントヘッド４に開設された開口部１６ａを貫通する構造となっており、このように開口部１６ａを貫通する回転軸１３の先端部１３ａ側にクラッチ機構部１７が連結されている。
【００２６】
なお、本実施形態の場合、上記フロントヘッド４の開口部１６ａはこのフロントヘッド４のボス部１６に穿設され、フロントヘッド４のボス部１６には転がり軸受１８を介しプーリー（回転部材）１９が取り付けられている。
【００２７】
上記クラッチ機構部１７は、上記プーリー１９の端面と対向する円板状のアマチュア板２０を有し、このアマチュア板２０は、その軸心に位置するアマチュア軸２１と、このアマチュア軸２１とアマチュア板２０とを連結するゴム等の弾性部材２２を介して、回転軸１３の先端部１３ａ側に一体に取り付け固定されている。そして、プーリー１９の内側に位置する電磁石２３の磁力により、アマチュア板２０がプーリー１９の端面側に引き寄せられ、かつ、このアマチュア板２０のプーリー対向面（摩擦面）が該プーリー１９の端面に密着接合すると、そのプーリー１９の回転トルクがアマチュア板２０を介して回転軸１３に伝達され、かつ、該回転軸１３と一体にロータ１２が回転する構造となっている。また、プーリー１９には図示しないベルトを介してエンジン等の外部動力源の出力軸に連結されている。
【００２８】
つまり、本実施形態の場合、回転軸１３には、プーリー１９やクラッチ機構部１７等からなる回転力伝達手段を介して外部からの回転動力が伝達される構造となっている。
【００２９】
図２に示したように、本実施形態の場合、上記ロータ１２にはその径方向にベーン溝２４が５つ切込み形成され、これらのベーン溝２４にはベーン２５が１つずつ摺動可能に装着されており、各ベーン２５は、いずれもロータ１２の外周面からシリンダ５の内周面に向かって出没自在に設けられている。
【００３０】
上記シリンダ５内側は、シリンダ５内壁、フロントサイドブロック６内面、リアサイドブロック７内面、ロータ１２外周面およびベーン２５先端側両側面によって複数の小室に仕切られている。この仕切り形成されたシリンダ５内側の各小室が圧縮室２６であり、圧縮室２６は、回転軸１３と一体にロータ１２が図中矢印イの方向に回転することにより容積の大小変化を繰り返し、この容積変化により吸入室８側から冷媒ガスを吸気し圧縮する構造となっている。
【００３１】
すなわち、上記圧縮室２６の容積変化が生じると、その容積増加時に、吸入室８内の低圧冷媒ガスが、シリンダ５等の吸入通路２７とフロントサイドブロック６およびリアサイドブロック７の吸入口２８を介し圧縮室２６へ吸入される。そして、圧縮室２６の容積が減少し始めると、その容積減少効果により圧縮室２６内の冷媒ガスが圧縮され始める。その後、圧縮室２６の容積が最小付近に近づくと、圧縮された高圧冷媒ガスのガス圧により、シリンダ５楕円短径部付近に位置するシリンダ吐出孔２９のリードバルブ３０が開く。これにより、圧縮室２６内の高圧冷媒ガスは、シリンダ吐出孔２９からシリンダ５外部の吐出チャンバ３１とリアサイドブロック７の高圧ガス通路３２を経て吐出室９側に吐出する。
【００３２】
なお、ロータ軸１３の回転により冷媒ガスを吸入圧縮し吐出する圧縮機本体２の具体的な構造については各種考えられるが、本実施形態の気体圧縮機においては、その圧縮機本体２の具体的な構造として、回転軸１３やロータ１２と一体的にベーン２５が回転しシリンダ５の内周面を摺動する、いわゆるロータリーベーン方式を採用している。
【００３３】
上記のように吸入室８から圧縮室２６内に吸気される冷媒ガス中には、図示しないエアコンシステム内を循環するオイルが通常数％含まれており、このオイル含有冷媒ガスが上記の如く圧縮室２６内で圧縮されるので、吐出チャンバ３１側へ吐出した高圧冷媒中にもオイルがミストの状態で含まれている。このような高圧冷媒ガス中のオイル成分は、高圧ガス通路３２の吐出室９側開口端に設けられている油分離器３３により分離捕獲され、かつ、吐出室９底部のオイル溜まり３４に滴下し貯留される。
【００３４】
上記オイル溜まり３４には、吐出室９内へ吐出した高圧冷媒ガスのガス圧（以下「吐出圧力」という。）が作用している。本実施形態においては、この吐出圧力の作用するオイル溜まり３４のオイルが、フロントサイドブロック６、リアサイドブロック７ならびにシリンダ５の油穴３５や、フロントサイドブロック６およびリアサイドブロック７の各軸受１４、１５のクリアランスを通って、最終的にベーン２５底部に連通するベーン背圧空間へ圧送される。
【００３５】
本実施形態の場合、上記ベーン背圧空間は、フロントサイドブロック６とリアサイドブロック７のシリンダ対向面に形成されたサライ溝３６、３７と、これに連通するベーン溝２４の底部空間とにより構成され、そして、このようなベーン背圧空間に圧送されたオイルの圧力が、ベーン２５をシリンダ５の内周面に向かって押し上げる力（ベーン背圧）として、当該ベーン２５の底部に作用する。
【００３６】
ところで、フロントサイドブロック６の軸受１４に供給されるオイルは、ベーン背圧としてサライ溝３６の方向に流れ込むものだけでなく、これとは逆方向に流れてフロントヘッド４の開口部１６ａに滲み出るものもある。このように軸受１４から開口部１６ａ側へ流出するオイルをシールし外部へ漏れることを防止するために、フロントヘッド４の開口部１６ａには、メカニカルシールやリップシール等からなる第１の軸シール手段３８が設けられている。
【００３７】
フロントヘッド４の開口部１６ａには、第１の軸シール手段３８とは別に、第２の軸シール手段３９が設けられている。この第２の軸シール手段３９は、回転軸１３の先端部１３ａ側からみて第１の軸シール手段３８の前方に配置され、かつ、第１の軸シール手段３９から滲み出るオイルをシールし外部へ漏れることを防止する機能と、クラッチ機構部１７側からのコンタミがドレーン孔４１に入り込むことを防止する機能とを有している。
【００３８】
第２の軸シール手段３９の具体的な構造については各種考えられるが、本実施形態では、その軸シール手段３９の構造として、フロントヘッド４の開口部１６ａの内周面側にシール部品３９−１を取り付け固定するとともに、そのシール部品３９−１が回転軸１３の先端部１３ａに取り付けたアマチュア軸２１の外周面に接触してシール面を構成する構造を採用している。
【００３９】
第１の軸シール手段３８と第２の軸シール手段３９との間の空隙部４０、すなわち、その間における開口部１６ａの内周面と回転軸１３の外周面との間の隙間空間には、フロントヘッド４に穿設されたドレーン孔４１の流入口４１ａが開口する構造となっており、このドレーン孔４１の流出口４１ｂはドレーンチューブ４２を介して機外に開口している。
【００４０】
本実施形態においては、第１の軸シール手段３８として公知のメカニカルシールを採用している。メカニカルシールは、フロントヘッド４の開口部１６ａの内周面に固定されている固定シール部品３８−１に対し回転軸１３と一体に回転する回転シール部品３８−２が押し付けられて摺動する構造となっているが、その押し付け摺動面の摩耗等により、この押し付け摺動面のシール性が低下する場合もある。この場合、フロントサイドブロック６の軸受１４からフロントヘッド４の開口部１６ａ側に流出したオイルは、上記押し付け摺動面を介して第１の軸シール手段３８と第２の軸シール手段３９との間の空隙部４０に漏れ出るが、この空隙部４０に漏れ出たオイルはドレーン孔４１を介して機外に排出される。第１の軸シール手段３８としてリップシールを採用した場合も同様である。
【００４１】
ところで、本実施形態の気体圧縮機においても、クラッチ機構部１７におけるアマチュア板２０のプーリー対向面（摩擦面）とプーリー１９の端面との摩擦により、摩耗粉等が発生する可能性もあるが、このような摩耗粉等のコンタミがドレーン孔４１に詰まることにより該ドレーン孔４１の正常なオイル排出機能が損なわれるという事態は殆ど生じ得ない。これは、本実施形態では、第１の軸シール手段３８と第２の軸シール手段３９との間の空隙部４０にドレーン孔４１の流入口４１ａが開口するドレーン孔流入口開口構造を採用したため、この第２の軸シール手段３９により、クラッチ機構部１７側からのコンタミがドレーン孔４１に入り込む現象が効果的に防止されるためである。また、第１の軸シール手段３８側から空隙部４０に漏れ出たオイルは第２の軸シール手段３９で遮られ強制的に自重でドレーン孔４１を通じて機外に排出されるから、クラッチ機構１７側へのオイル漏れを効果的に防止することができる。
【００４２】
上記実施形態では、第２の軸シール手段３９のシール構造として、固定のシール部品３９−１がアマチュア軸２１の外周面に接触する構造を採用したが、この構造において、その固定のシール部品３９−１の耐摩耗性や耐久性等を高めるために、第１の軸シール手段３８と第２の軸シール手段３９との間の空隙部４０にオイルが常時充填される構造を採用することもできる。
【００４３】
空隙部４０にオイルを常時充填可能とするための具体的な構造については、たとえば図３に示したように、ドレーン孔流出口開口構造として、ドレーン孔４１に接続されているドレーンチューブ４２を延長しかつ折り曲げることにより、そのドレーン孔４１の流出口４１ｂを第２の軸シール手段３９のシール面より上方位置に開口配置する構造を採用することができる。
【００４４】
ところで、上記のように空隙部４０をオイルで満たす構造を採用する場合、第１の軸シール手段３８側から空隙部４０側への漏れオイルの流入により、空隙部４０に予め充填されているオイルの圧力は徐々に高まるものと考えられる。空隙部４０のオイルの圧力が高まると、第２の軸シール手段３９からオイル漏れが生じる可能性もある。
【００４５】
このため、空隙部４０をオイルで満たす構造を採用する場合には、その空隙部４０のオイルの圧力を常時大気圧とすることで、第２の軸シール手段３９からのオイル漏れを防止する手段を講じることが望ましい。空隙部４０のオイルの圧力を常時大気圧とする手段については、たとえば、この図３に示したように、フロントヘッド４に大気開放孔４３を穿設することができる。この場合、大気開放孔４３の一端４３ａは空隙部４０に開口し、その大気開放孔４３の他端４３ｂは大気側に開口するものとする。
【００４６】
上記実施形態では、第１の軸シール手段３８と第２の軸シール手段３９との間の空隙部４０にドレーン孔４１の流入口４１ａを開口する構造を採用したが、その第２の軸シール手段３９に代えて図４に示した仕切り板４４を設けるとともに、この仕切り板４４と第１の軸シール手段３８との間の空隙部４０にドレーン孔４１の流入口４１ａを開口する構造を採用することもできる。
【００４７】
仕切り板４４の形状、取り付け構造等については各種考えられるが、図４の例では、環状の仕切り板４４を止め輪４５で開口部１６ａの内周面に取り付け固定する構造を採用している。仕切り板４４を環状としたのは、クラッチ機構部１７側からのコンタミがドレーン孔４１に入り込む余地を可能な限り少なくするためである。このような観点からすると、その仕切り板４４の高さは、図４に示したように、できる限りアマチュア軸２１の外周面近くまで高く設けることが望ましい。
【００４８】
上記のような仕切り板４４を採用した構造によると、仕切り板４４の仕切り効果によりクラッチ機構部１７側からのコンタミがドレーン孔４１に入り込む現象を効果的に防止することができ、ドレーン孔４１のオイル排出機能を確実に確保することが可能となる。また、第１の軸シール手段３８側から空隙部４０に漏れ出たオイルは仕切り板４４で遮られ強制的に自重でドレーン孔４１を介して機外に排出されることから、クラッチ機構１７側へのオイル漏れを効果的に防止することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態の気体圧縮機は、エンジン等の外部動力により運転される開放型気体圧縮機であって、そのエンジン等の外部動力源の出力軸と気体圧縮機側のプーリー１９とが図示しないベルトを介して連結される方式を採用したものである。本発明はこの方式に限定されることはなく、たとえば、プーリー１９に代えて回転部材を備え、かつ、この回転部材と外部動力源の出力軸とがカップリングを介して直結されるベルトレス方式の構造にも本発明を適用することができる。
【００５０】
上記実施形態の気体圧縮機においては、冷媒ガスの圧縮機構として、ロータ１２、ベーン２５、圧縮室２６等を有する構造からなる、いわゆるベーンロータリー式圧縮機構を採用した気体圧縮機の例について説明したが、本発明は、この種ベーンロータリー式圧縮機構以外の他の圧縮機構、たとえばスクロール式圧縮機構を採用する気体圧縮機にも適用できる。
【００５１】
本発明に係る気体圧縮機にあっては、上記の如く、第１の軸シール手段と第２の軸シール手段との間の空隙部にドレーン孔の流入口が開口する構造を採用したため、第２の軸シール手段により、クラッチ機構部側からのコンタミがドレーン孔に入り込む現象が効果的に防止される。また、第１の軸シール手段側から空隙部に漏れ出たオイルは第２の軸シール手段で遮られ強制的に自重でドレーン孔を通じて機外に排出されるから、クラッチ機構側へのオイル漏れを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例である気体圧縮機の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の実施形態である気体圧縮機の断面図。
【図４】本発明の参考例である気体圧縮機の断面図。
【図５】従来の開放型気体圧縮機の断面図。
【符号の説明】
１外装ケース
２圧縮機本体
３コンプレッサケース
４フロントヘッド
５シリンダ
６フロントサイドブロック
７リアサイドブロック
８吸入室
９吐出室
１０吸入ポート
１１吐出ポート
１２ロータ
１３回転軸
１４フロントサイドブロックの軸受
１５リアサイドブロックの軸受
１６ボス部
１６ａ開口部
１７クラッチ機構部
１８転がり軸受
１９プーリー
２０アマチュア板
２１アマチュア軸
２２弾性部材
２３電磁石
２４ベーン溝
２５ベーン
２６圧縮室
２７吸入通路
２８吸入口
２９シリンダ吐出孔
３０リードバルブ
３１吐出チャンバ
３２高圧ガス通路
３３油分離器
３４オイル溜まり
３５油穴
３６、３７サライ溝
３８第１の軸シール手段
３８−１固定シール部品
３８−２回転シール部品
３９第２の軸シール手段
３９−１シール部品
４０空隙部
４１ドレーン孔
４１ａドレーン孔の流入口
４１ｂドレーン孔の流出口
４２ドレーンチューブ
４３大気開放孔
４３ａ大気開放孔の一端
４３ｂ大気開放孔の他端
４４仕切り板
４５止め輪[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas compressor used in a gas heat pump (GHP), a car air conditioner system, and the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 shows a sectional view of a conventional open type gas compressor, that is, a gas compressor operated by external power such as an engine. The open type gas compressor shown in the figure has a structure in which the rotor 12 rotates integrally with the rotary shaft 13. When the rotor 12 rotates, the volume of the compression chamber 26 (see FIG. 2) inside the cylinder 5 repeatedly changes in size. . Due to this volume change, the refrigerant gas is sucked into the compression chamber 26 from the suction chamber 8 side, the suction refrigerant gas is compressed in the compression chamber 26, and the compressed refrigerant gas is discharged from the compression chamber 26 to the discharge chamber 9 side. Operations are performed sequentially in that order.
[0003]
The rotary shaft 13 of the open type gas compressor is rotatably supported by the bearings 14 and 15 of the front side block 6 and the rear side block 7, and the tip end side of the rotary shaft 13 protrudes from the bearing 14 of the front side block 6. The structure penetrates through the opening 16 a of the head 4. Thus, the clutch mechanism part 17 is connected to the front end part side of the rotating shaft 13 that passes through the opening 16a.
[0004]
By the way, in the open type gas compressor having the above structure, there is an engine as one of external power sources for rotationally driving the rotary shaft 13. There are two methods for transmitting the engine power to the rotary shaft 13 side of the gas compressor: a method using a belt and a method not using a belt. In either method, the engine side is connected to the rotary shaft 13 side of the gas compressor. The following structure is adopted as the power transmission structure.
[0005]
(1) For example, a pulley 19 is attached to the boss portion 16 of the front head 4 of the gas compressor, and the pulley 19 is always rotated by the power of the engine.
[0006]
(2) The above-described clutch mechanism 17 is installed in the power transmission path from the pulley 19 to the rotary shaft 13, and the ON / OFF operation of the clutch mechanism 17, that is, the armature plate 20 of the clutch mechanism 17 is connected to the pulley 19. The rotational torque of the pulley 19 is transmitted to and cut off from the rotating shaft 13 side by attracting and tightly adhering to the end face side thereof.
[0007]
In the open type gas compressor having the above structure, oil is pumped to the bearings 14 and 15 that support the rotary shaft 13, and in particular, the oil pumped to the bearing 14 of the front side block 6 is the vane back. In addition to flowing in the direction of the Sarai groove 36 as a pressure, there is also a flow that flows in the opposite direction and flows out to the opening 16 a side of the front head 4. For this reason, in the open type gas compressor having the above structure, in order to prevent the oil flowing into the opening portion 16a from leaking to the outside, the shaft sealing means 38 is provided in the opening portion 16a. The oil which oozes out from 14 toward the opening 16a is sealed.
[0008]
As the shaft seal means 38, various types such as a mechanical seal and a lip seal are adopted. Any of them may cause oil leakage, and the oil leaked from the shaft seal means 38 is opened in the opening 16a. If it adheres to the friction surface of the armature plate 20 of the clutch mechanism portion 17 through this, there is a problem that the frictional resistance decreases and slip occurs.
[0009]
For this reason, in the conventional open type gas compressor as described above, the following structure (A) or (B) is adopted as a slip prevention measure.
[0010]
(A) A drain hole 41 is formed in the opening 16a for discharging oil leaked from the shaft sealing means 38 to the outside of the machine.
[0011]
(B) A hygroscopic felt is loaded into the opening 16a, and the leaked oil is absorbed and held by the felt.
[0012]
However, the drain hole 41 of the above (a) has a limit in the amount of oil discharged. Especially when the oil leakage from the shaft seal means 38 is severe, the oil discharge through the drain hole 41 is not in time, and the front head 4 There is a possibility that oil flows out to the clutch mechanism 17 side through the opening 16a. In addition, wear powder or the like generated on the clutch mechanism portion 17 side may enter the drain hole 41 from the opening 16a, and the oil discharge function of the drain hole 41 may be impaired. For this reason, the slip phenomenon of the clutch mechanism part 17 due to oil leakage cannot be effectively prevented by the conventional drain hole 41 alone.
[0013]
Further, the felt (b) has a limit in the amount of oil sucked, and when the felt exceeds the sucking limit, the oil flows out to the clutch mechanism 17 side through the opening 16a of the front head 4. End up. For this reason, the slip phenomenon of the clutch mechanism part 17 due to oil leakage cannot be effectively prevented even by the conventional felt.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas compressor suitable for effectively preventing a slip phenomenon of the clutch mechanism portion due to oil leakage. is there.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a rotating shaft that is provided with a clutch mechanism portion on the tip end side and from which external rotational power is transmitted via the clutch mechanism portion, and the rotation of the rotating shaft. A compressor body that sucks and compresses refrigerant gas and discharges, an exterior case that houses the compressor body and has an opening that penetrates the rotating shaft, and first shaft sealing means provided in the opening A second shaft sealing means provided in the opening and disposed in front of the first shaft sealing means when viewed from the front end side of the rotating shaft, and the first shaft sealing means and the second shaft sealing means. A drain hole formed by opening an inflow port in a gap between the shaft seal means, an outlet opening at a position above the seal surface of the second shaft seal means, and one end opened in the gap portion; Atmospheric ream with the other end opened to the atmosphere side It has a hole, the one in which the lubricating oil in the gap portion is characterized by comprising filled.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a cross-sectional view of a gas compressor that is a reference example of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a gas compressor that is an embodiment of the present invention. is there.
[0020]
The gas compressor of this embodiment employs a structure in which a compressor body 2 is accommodated in an exterior case 1 as shown in FIG.
[0021]
The outer case 1 is formed of a compressor case 3 having an opening at one end and a front head 4 attached to the opening end of the compressor case 3.
[0022]
The compressor main body 2 has a cylinder 5 having an approximately elliptical inner periphery, and the cylinder 5 is arranged so that one end surface thereof faces the inner surface direction of the front head 4. A front side block 6 is attached to one end surface of the cylinder 5 (a surface facing the inner surface of the front head 4). Therefore, in the case of the present embodiment, the front head 4 is configured to be disposed at a position facing one end surface of the cylinder 5 via the front side block 6. A rear side block 7 is attached to the other end surface of the cylinder 5.
[0023]
A space portion between the front side block 6 and the inner side surface of the front head 4 facing the front side block 6 is provided as a suction chamber 8, and a space portion between the rear side block 7 and the inner sealed end of the compressor case 3 facing the rear side block 7. Is provided as a discharge chamber 9. The suction chamber 8 is connected to an evaporator side of an air conditioner system (not shown) via a suction port 10 of the front head 4, and the discharge chamber 9 is connected to a condenser of the air conditioner system via a discharge port 11 of the compressor case 3. Connected to the side.
[0024]
A rotor 12 is disposed in the cylinder 5, and the rotor 12 has a rotation shaft 13 provided integrally with the shaft center. The rotation shafts 13 are provided on the front side block 6 and the rear side block 7, respectively. The bearings 14 and 15 are rotatably supported.
[0025]
The front end portion 13a side of the rotating shaft 13 protrudes from the bearing 14 of the front side block 6 and has a structure that penetrates the opening portion of the outer case 1, specifically, the opening portion 16a provided in the front head 4. Thus, the clutch mechanism part 17 is connected to the tip part 13a side of the rotary shaft 13 that penetrates the opening part 16a.
[0026]
In the present embodiment, the opening 16a of the front head 4 is formed in the boss 16 of the front head 4, and a pulley (rotating member) 19 is provided in the boss 16 of the front head 4 via a rolling bearing 18. Is attached.
[0027]
The clutch mechanism portion 17 has a disk-shaped amateur plate 20 that faces the end surface of the pulley 19. The armature plate 20 includes an armature shaft 21 that is positioned at the axis thereof, and the armature shaft 21 and the armature plate. The elastic shaft 22 is integrally attached and fixed to the distal end portion 13 a side of the rotating shaft 13 through an elastic member 22 such as rubber that connects to the rotating shaft 13. The armature plate 20 is attracted to the end face side of the pulley 19 by the magnetic force of the electromagnet 23 located inside the pulley 19, and the pulley facing surface (friction surface) of the armature plate 20 is in close contact with the end face of the pulley 19. When joined, the rotational torque of the pulley 19 is transmitted to the rotary shaft 13 via the armature plate 20, and the rotor 12 rotates integrally with the rotary shaft 13. The pulley 19 is connected to an output shaft of an external power source such as an engine via a belt (not shown).
[0028]
In other words, in the case of the present embodiment, the rotary shaft 13 has a structure in which the rotational power from the outside is transmitted to the rotary shaft 13 through the rotational force transmitting means including the pulley 19 and the clutch mechanism portion 17.
[0029]
As shown in FIG. 2, in the case of this embodiment, the rotor 12 is formed with five vane grooves 24 in the radial direction, and the vanes 25 can slide one by one in the vane grooves 24. Each vane 25 is provided so as to be able to protrude and retract from the outer peripheral surface of the rotor 12 toward the inner peripheral surface of the cylinder 5.
[0030]
The inside of the cylinder 5 is partitioned into a plurality of small chambers by an inner wall of the cylinder 5, an inner surface of the front side block 6, an inner surface of the rear side block 7, an outer peripheral surface of the rotor 12, and both side surfaces on the tip side of the vane 25. Each of the small chambers inside the cylinder 5 formed with the partition is a compression chamber 26. The compression chamber 26 repeats a change in the volume by rotating the rotor 12 integrally with the rotary shaft 13 in the direction of arrow A in the figure. With this volume change, the refrigerant gas is sucked from the suction chamber 8 side and compressed.
[0031]
That is, when the volume change of the compression chamber 26 occurs, the low-pressure refrigerant gas in the suction chamber 8 passes through the suction passage 27 such as the cylinder 5 and the suction ports 28 of the front side block 6 and the rear side block 7 when the volume increases. It is sucked into the compression chamber 26. When the volume of the compression chamber 26 starts to decrease, the refrigerant gas in the compression chamber 26 starts to be compressed due to the volume reduction effect. Thereafter, when the volume of the compression chamber 26 approaches the minimum, the reed valve 30 of the cylinder discharge hole 29 located near the elliptical short diameter portion of the cylinder 5 is opened by the gas pressure of the compressed high-pressure refrigerant gas. Thereby, the high-pressure refrigerant gas in the compression chamber 26 is discharged from the cylinder discharge hole 29 to the discharge chamber 9 side through the discharge chamber 31 outside the cylinder 5 and the high-pressure gas passage 32 of the rear side block 7.
[0032]
Various specific structures of the compressor body 2 that sucks and compresses and discharges the refrigerant gas by the rotation of the rotor shaft 13 can be considered. In the gas compressor of this embodiment, the specific structure of the compressor body 2 is considered. As a simple structure, a so-called rotary vane system in which the vane 25 rotates integrally with the rotary shaft 13 and the rotor 12 and slides on the inner peripheral surface of the cylinder 5 is adopted.
[0033]
As described above, the refrigerant gas sucked into the compression chamber 26 from the suction chamber 8 usually contains several percent of oil circulating in an air conditioner system (not shown), and the oil-containing refrigerant gas is compressed as described above. Since it is compressed in the chamber 26, the high-pressure refrigerant discharged to the discharge chamber 31 side also contains oil in a mist state. Such oil components in the high-pressure refrigerant gas are separated and captured by the oil separator 33 provided at the opening end of the high-pressure gas passage 32 on the discharge chamber 9 side, and dropped into the oil reservoir 34 at the bottom of the discharge chamber 9. Stored.
[0034]
A gas pressure of high-pressure refrigerant gas discharged into the discharge chamber 9 (hereinafter referred to as “discharge pressure”) acts on the oil reservoir 34. In the present embodiment, the oil in the oil reservoir 34 on which the discharge pressure acts is the oil holes 35 of the front side block 6, the rear side block 7 and the cylinder 5, and the bearings 14 and 15 of the front side block 6 and the rear side block 7. , And finally, it is pumped to the vane back pressure space communicating with the bottom of the vane 25.
[0035]
In the case of the present embodiment, the vane back pressure space is constituted by the Sarai grooves 36 and 37 formed on the cylinder facing surfaces of the front side block 6 and the rear side block 7, and the bottom space of the vane groove 24 communicating therewith. And the pressure of the oil pumped to such a vane back pressure space acts on the bottom part of the said vane 25 as a force (vane back pressure) which pushes up the vane 25 toward the internal peripheral surface of the cylinder 5. FIG.
[0036]
By the way, the oil supplied to the bearing 14 of the front side block 6 not only flows in the direction of the Sarai groove 36 as a vane back pressure, but also flows in the opposite direction to ooze out to the opening 16a of the front head 4. There are also things. Thus, in order to prevent the oil flowing out from the bearing 14 to the opening 16a side and prevent the oil from leaking to the outside, the opening 16a of the front head 4 has a first shaft seal made of a mechanical seal, a lip seal or the like. Means 38 are provided.
[0037]
In addition to the first shaft sealing means 38, second shaft sealing means 39 is provided in the opening 16 a of the front head 4. The second shaft sealing means 39 is disposed in front of the first shaft sealing means 38 when viewed from the tip end portion 13a side of the rotary shaft 13, and seals oil that oozes out from the first shaft sealing means 39 to the outside. And a function of preventing contamination from the clutch mechanism portion 17 side from entering the drain hole 41.
[0038]
Various concrete structures of the second shaft sealing means 39 are conceivable. In this embodiment, as the structure of the shaft sealing means 39, the seal part 39-is provided on the inner peripheral surface side of the opening 16 a of the front head 4. 1 is attached and fixed, and the seal part 39-1 is in contact with the outer peripheral surface of the armature shaft 21 attached to the distal end portion 13a of the rotary shaft 13 to constitute a seal surface.
[0039]
In the gap 40 between the first shaft sealing means 38 and the second shaft sealing means 39, that is, in the gap space between the inner peripheral surface of the opening 16a and the outer peripheral surface of the rotary shaft 13 therebetween, An inlet 41a of a drain hole 41 formed in the front head 4 is open, and an outlet 41b of the drain hole 41 is opened to the outside through a drain tube.
[0040]
In the present embodiment, a known mechanical seal is employed as the first shaft sealing means 38. The mechanical seal has a structure in which a rotary seal part 38-2 that rotates integrally with the rotary shaft 13 is pressed against and slides against a fixed seal part 38-1 fixed to the inner peripheral surface of the opening 16a of the front head 4. However, the sealing property of the pressing sliding surface may be deteriorated due to wear of the pressing sliding surface. In this case, the oil that has flowed out from the bearing 14 of the front side block 6 to the opening 16a side of the front head 4 flows between the first shaft sealing means 38 and the second shaft sealing means 39 via the pressing sliding surface. The oil leaks into the gap 40 between them, but the oil leaked into the gap 40 is discharged outside the machine through the drain hole 41. The same applies to the case where a lip seal is employed as the first shaft sealing means 38.
[0041]
By the way, also in the gas compressor of this embodiment, there is a possibility that abrasion powder etc. may be generated due to friction between the pulley facing surface (friction surface) of the armature plate 20 and the end surface of the pulley 19 in the clutch mechanism 17. A situation in which the normal oil discharge function of the drain hole 41 is impaired due to such contamination of wear powder or the like in the drain hole 41 can hardly occur. This is because, in this embodiment, a drain hole inlet opening structure in which the inlet 41a of the drain hole 41 opens in the gap 40 between the first shaft sealing means 38 and the second shaft sealing means 39 is employed. This is because the phenomenon of contamination from the clutch mechanism 17 side entering the drain hole 41 is effectively prevented by the second shaft sealing means 39. Further, the oil leaking from the first shaft sealing means 38 side into the gap 40 is blocked by the second shaft sealing means 39 and forcedly discharged by the dead weight through the drain hole 41, so that the clutch mechanism 17 Oil leakage to the side can be effectively prevented.
[0042]
In the embodiment described above, a structure in which the fixed seal part 39-1 is in contact with the outer peripheral surface of the armature shaft 21 is adopted as the seal structure of the second shaft sealing means 39. In this structure, however, the fixed seal part 39 is fixed. In order to improve the wear resistance, durability, etc. of −1, it is also possible to adopt a structure in which oil is always filled in the gap 40 between the first shaft sealing means 38 and the second shaft sealing means 39. it can.
[0043]
For example, as shown in FIG. 3, the drain tube 42 connected to the drain hole 41 is extended as a concrete structure for allowing the gap 40 to be always filled with oil. Then, a structure in which the outflow port 41b of the drain hole 41 is opened at a position higher than the sealing surface of the second shaft sealing means 39 can be employed by bending the bent hole 41.
[0044]
By the way, when the structure which fills the space | gap part 40 with oil as mentioned above is employ | adopted, the oil with which the space | gap part 40 is filled beforehand by the inflow of the leak oil from the 1st shaft seal means 38 side to the space | gap part 40 side is employ | adopted. It is thought that the pressure of will gradually increase. When the oil pressure in the gap 40 increases, oil leakage may occur from the second shaft seal means 39.
[0045]
For this reason, when adopting a structure in which the gap 40 is filled with oil, means for preventing oil leakage from the second shaft seal means 39 by always setting the oil pressure in the gap 40 to atmospheric pressure. It is desirable to take As a means for constantly setting the oil pressure in the gap 40 to atmospheric pressure, for example, as shown in FIG. 3, an air opening hole 43 can be formed in the front head 4. In this case, it is assumed that one end 43a of the air opening hole 43 opens to the gap 40 and the other end 43b of the air opening hole 43 opens to the atmosphere side.
[0046]
In the above embodiment, the structure in which the inlet 41a of the drain hole 41 is opened in the gap 40 between the first shaft sealing means 38 and the second shaft sealing means 39 is adopted. The partition plate 44 shown in FIG. 4 is provided in place of the means 39, and a structure in which the inlet 41a of the drain hole 41 is opened in the gap 40 between the partition plate 44 and the first shaft seal means 38 is adopted. You can also
[0047]
Various shapes and attachment structures of the partition plate 44 are conceivable. In the example of FIG. 4, a structure in which the annular partition plate 44 is attached and fixed to the inner peripheral surface of the opening 16 a with a retaining ring 45 is employed. The reason why the partition plate 44 is formed in an annular shape is to reduce as much as possible the room for contamination from the clutch mechanism 17 side to enter the drain hole 41. From this point of view, it is desirable that the height of the partition plate 44 be as high as possible near the outer peripheral surface of the armature shaft 21 as shown in FIG.
[0048]
According to the structure employing the partition plate 44 as described above, the phenomenon of contamination from the clutch mechanism portion 17 side due to the partition effect of the partition plate 44 can be effectively prevented, and the drain hole 41 It is possible to ensure the oil discharge function. Further, the oil leaking from the first shaft sealing means 38 side into the gap 40 is blocked by the partition plate 44 and forcedly discharged by its own weight through the drain hole 41, so that the clutch mechanism 17 side It is possible to effectively prevent oil leakage to the water.
[0049]
The gas compressor of the above embodiment is an open type gas compressor that is operated by external power such as an engine, and an output shaft of an external power source such as the engine and a pulley 19 on the gas compressor side are illustrated. This is a system that is connected through a belt that does not. The present invention is not limited to this method. For example, a beltless method in which a rotating member is provided in place of the pulley 19 and the rotating member and the output shaft of the external power source are directly connected via a coupling. The present invention can also be applied to these structures.
[0050]
In the gas compressor of the above-described embodiment, an example of a gas compressor that employs a so-called vane rotary type compression mechanism having a structure including the rotor 12, the vane 25, the compression chamber 26, and the like as the refrigerant gas compression mechanism has been described. However, the present invention can also be applied to a compression mechanism other than this type of vane rotary compression mechanism, for example, a gas compressor that employs a scroll compression mechanism.
[0051]
In the gas compressor according to the present invention , as described above, because the structure in which the inflow port of the drain hole opens in the gap between the first shaft sealing means and the second shaft sealing means , The second shaft sealing means effectively prevents the phenomenon that the contamination from the clutch mechanism side enters the drain hole. In addition, oil leaking into the gap from the first shaft seal means side is blocked by the second shaft seal means and forcedly discharged by its own weight through the drain hole, leading to oil leakage to the clutch mechanism side. Can be effectively prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas compressor as a reference example of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a gas compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a gas compressor that is a reference example of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional open type gas compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exterior case 2 Compressor main body 3 Compressor case 4 Front head 5 Cylinder 6 Front side block 7 Rear side block 8 Suction chamber 9 Discharge chamber 10 Suction port 11 Discharge port 12 Rotor 13 Rotating shaft 14 Front side block bearing 15 Rear side block bearing 16 Boss portion 16a Opening portion 17 Clutch mechanism portion 18 Rolling bearing 19 Pulley 20 Amateur plate 21 Amateur shaft 22 Elastic member 23 Electromagnet 24 Vane groove 25 Vane 26 Compression chamber 27 Suction passage 28 Suction port 29 Cylinder discharge hole 30 Reed valve 31 Discharge chamber 32 High pressure gas passage 33 Oil separator 34 Oil reservoir 35 Oil hole 36, 37 Salai groove 38 First shaft seal means 38-1 Fixed seal part 38-2 Rotating seal part 39 Second shaft seal means 39-1 Seal part 0 gap portion 41 drain hole 41a and the other end 44 the partition plate 45 retaining ring end 43b air vent hole outlet 42 drain tube 43 the air vent hole 43a air open hole inlet 41b drain hole drain hole

Claims

A rotating shaft that is provided with a clutch mechanism portion on the tip end portion and to which rotational power from the outside is transmitted via the clutch mechanism portion;
A compressor body that sucks and compresses refrigerant gas by the rotation of the rotating shaft, and discharges the refrigerant gas;
An outer case that houses the compressor body and has an opening that penetrates the rotating shaft;
First shaft sealing means provided in the opening;
A second shaft sealing means provided at the opening and disposed in front of the first shaft sealing means when viewed from the tip side of the rotating shaft;
A drain hole having an inflow opening in a gap between the first shaft sealing means and the second shaft sealing means, and an outflow opening at a position above the sealing surface of the second shaft sealing means. and,
An air communication hole formed by opening one end in the gap and opening the other end to the atmosphere side,
A gas compressor, wherein the gap is filled with lubricating oil .