JP7045309B2 - 流体機械 - Google Patents
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Description
以下、流体機械をルーツポンプに具体化した第1の実施形態を図1~図6にしたがって説明する。本実施形態のルーツポンプは、燃料電池車に搭載されている。燃料電池車には、酸素及び水素を供給して発電させる燃料電池システムが搭載されている。そして、ルーツポンプは、燃料電池に流体としての水素(水素オフガス)を供給するポンプとして用いられている。
シール部材50は、シール部材50がシール収容溝60内に収容されてシール収容溝60内で弾性変形する前の状態において、押付け用突起52の先端部52eをシール本体部51の軸線方向で通過するシール部材50の断面でのシール収容溝60に対する充填率が100%を超えるように設計されている。このため、カバー部材15がロータハウジング14に取り付けられる際に、シール部材50は、二つの第1リップ部53がシール収容溝60の溝底面63に接するとともに、二つの第2リップ部54がカバー部材15の一端面15aに接した状態で、ロータハウジング14の開口端面14dとカバー部材15の一端面15aとの合わせ方向に押し潰される。そして、シール部材50が、ロータハウジング14の開口端面14dとカバー部材15の一端面15aとの合わせ方向に押し潰されるように弾性変形することにより、複数の押付け用突起52が、溝内側周面61に接触して溝内側周面61を押圧する。
(1-1)シール部材50は、シール本体部51から溝内側周面61に向けて突出するとともにシール本体部51の周方向に間隔をおいて配置される複数の押付け用突起52を備えている。そして、シール本体部51は、複数の押付け用突起52によって溝内側周面61及び溝外側周面62間に押圧されている。これによれば、シール収容溝60における溝外側周面62とシール部材50との間の隙間が小さくなる。このため、シール収容溝60における溝外側周面62とシール部材50との間の隙間に塩水が溜まり難くなる。したがって、ハウジング11やシール部材50の耐腐食性を向上させることができる。
以下、流体機械をルーツポンプに具体化した第2の実施形態を図7~図9にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第1の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
シール本体部51の周方向で各押付け用突起52と対応するそれぞれの部分は、各押付け用突起52による溝内側周面61への押圧力に対する反発力を溝内側周面61から受けると、各押付け用突起52が押し潰される分だけ、その他の部分よりも変形量が大きくなる。このとき、シール本体部51は、第1凹み部53a及び第2凹み部54aにおけるシール本体部51の周方向で各押付け用突起52と対応するそれぞれの部分の深さが、その他の部分の深さよりも深くなっている。したがって、各押付け用突起52が押し潰されてシール本体部51が変形したときに、第1凹み部53a及び第2凹み部54aにおけるシール本体部51の周方向で各押付け用突起52と対応する部分が消滅してしまうことが抑制されている。
以下、流体機械をルーツポンプに具体化した第3の実施形態を図10にしたがって説明する。
以下、流体機械をルーツポンプに具体化した第4の実施形態を図11及び図12にしたがって説明する。
図12に示すように、例えば、各押付け用突起52が、シール収容溝60の周方向で各屈曲部66と一致した位置にそれぞれ配置されている場合を考える。この場合、各押付け用突起52が溝内側周面61の各屈曲部66を押圧すると、各押付け用突起52による各屈曲部66への押圧力に対する反発力を屈曲部66から受けることにより各押付け用突起52が押し潰される。このとき、シール本体部51は、各押付け用突起52が押し潰されても、各押付け用突起52に対してシール本体部51の周方向両側に広がるように弾性変形し難くなっている。このため、二つの第1リップ部53のうち、シール本体部51の径方向内側に位置する第1リップ部53、及び二つの第2リップ部54のうち、シール本体部51の径方向内側に位置する第2リップ部54におけるシール本体部51の周方向で押付け用突起52と対応する部分が、第1凹み部53a及び第2凹み部54aそれぞれに向けて倒れ易い。その結果、各押付け用突起52が押し潰されてシール本体部51が変形したときに、第1凹み部53a及び第2凹み部54aにおけるシール本体部51の周方向で各押付け用突起52と対応する部分が消滅し易くなっている。
○ 上記各実施形態において、第2リップ部54の数を3つ以上にしてもよい。特に、第3の実施形態のように、二つの第2リップ部54のリップ幅H3,H4の合計を、二つの第1リップ部53のリップ幅H1,H2の合計よりも大きくするために、リップ幅H3,H4を変更するのではなく、第2リップ部54の数を第1リップ部53の数よりも多くするようにしてもよい。
○ 上記各実施形態において、押付け用突起52は、溝内側周面61に向けて突出する押付け用突起と、溝外側周面62に向けて突出する押付け用突起とを、シール本体部51の周方向に交互に設けてもよい。要は、シール部材50は、シール本体部51から溝内側周面61及び溝外側周面62の少なくとも一方に向けて突出する複数の押付け用突起を備えていればよい。
○ 上記各実施形態において、駆動ロータ20及び従動ロータ21は、駆動軸16及び従動軸17の回転軸線方向に直交する断面視が、例えば、三葉状であったり、四葉状であったりしてもよい。
○ 上記各実施形態において、流体機械としては、ルーツポンプ10に限らず、例えば、スクロール型圧縮機やピストン型圧縮機などであってもよい。要は、互いに連結される第1ハウジング構成体及び第2ハウジング構成体を有するハウジング11を備えた流体機械であれば、その型式は特に限定されるものではない。
Claims (6)
- 互いに連結される第1ハウジング構成体及び第2ハウジング構成体を有するハウジングと、
前記第1ハウジング構成体と前記第2ハウジング構成体との合わせ面を形成する前記第1ハウジング構成体の第1形成面及び前記第2ハウジング構成体の第2形成面の少なくとも一方に形成される環状のシール収容溝と、
前記シール収容溝に収容されるとともに前記ハウジング内外をシールする弾性体である環状のシール部材と、を備え、
前記シール収容溝は、底面と、前記底面に接続される一対の側面と、を有している流体機械であって、
前記一対の側面は、前記ハウジングの内部側に位置する溝内側周面と、前記ハウジングの外部側に位置する溝外側周面と、を含み、
前記シール部材は、
前記第1ハウジング構成体及び前記第2ハウジング構成体に接する環状のシール本体部と、
前記シール本体部の内周面から前記溝内側周面に向けて突出するとともに前記シール本体部の周方向に間隔をおいて配置される複数の押付け用突起と、を備え、
前記シール部材が前記シール収容溝に収容される前の状態において、前記シール本体部の径方向における前記シール本体部の外周面と前記押付け用突起の先端部との間の距離は、前記シール収容溝の径方向における前記溝内側周面と前記溝外側周面との間の距離よりも小さく、
前記シール本体部は、前記複数の押付け用突起によって前記溝内側周面と前記溝外側周面との間に押圧され、
前記シール本体部の外周面は、前記溝外側周面に接触していることを特徴とする流体機械。 - 前記シール本体部は、前記第1形成面と前記第2形成面との合わせ方向で前記第1ハウジング構成体に接する第1シール部と、前記合わせ方向で前記第2ハウジング構成体に接する第2シール部と、を有し、
前記第1シール部は、複数の環状の第1リップ部により構成されており、前記第2シール部は、複数の環状の第2リップ部により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の流体機械。 - 互いに連結される第1ハウジング構成体及び第2ハウジング構成体を有するハウジングと、
前記第1ハウジング構成体と前記第2ハウジング構成体との合わせ面を形成する前記第1ハウジング構成体の第1形成面及び前記第2ハウジング構成体の第2形成面の少なくとも一方に形成される環状のシール収容溝と、
前記シール収容溝に収容されるとともに前記ハウジング内外をシールする弾性体である環状のシール部材と、を備え、
前記シール収容溝は、底面と、前記底面に接続される一対の側面と、を有している流体機械であって、
前記シール部材は、
前記第1ハウジング構成体及び前記第2ハウジング構成体に接する環状のシール本体部と、
前記シール本体部から前記一対の側面の少なくとも一方に向けて突出するとともに前記シール本体部の周方向に間隔をおいて配置される複数の押付け用突起と、を備え、
前記シール本体部は、前記複数の押付け用突起によって前記一対の側面間に押圧され、
前記シール本体部は、前記第1形成面と前記第2形成面との合わせ方向で前記第1ハウジング構成体に接する第1シール部と、前記合わせ方向で前記第2ハウジング構成体に接する第2シール部と、を有し、
前記第1シール部は、複数の環状の第1リップ部により構成されており、前記第2シール部は、複数の環状の第2リップ部により構成され、
前記シール本体部は、隣り合う第1リップ部の間に形成される環状の第1凹み部、及び隣り合う第2リップ部の間に形成される環状の第2凹み部における前記シール本体部の周方向で前記各押付け用突起と対応するそれぞれの部分の深さが、その他の部分の深さよりも深くなっていることを特徴とする流体機械。 - 前記シール収容溝は、前記第1形成面に形成されており、
前記シール収容溝の開口は、前記第2形成面に閉塞され、
前記複数の第2リップ部のリップ幅の合計は、前記複数の第1リップ部のリップ幅の合計よりも大きいことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の流体機械。 - 前記一対の側面は、前記シール収容溝の周方向で局所的に屈曲する屈曲部を有しており、
前記複数の押付け用突起は、前記シール収容溝の周方向で前記屈曲部に対してずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の流体機械。 - 前記シール本体部は、隣り合う第1リップ部の間に形成される環状の第1凹み部と、隣り合う第2リップ部の間に形成される環状の第2凹み部と、を有し、
前記シール収容溝の深さは、前記第1凹み部の最深部と前記第2凹み部の最深部とを結ぶ直線の長さよりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の流体機械。
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