JPH01150074A - 軸封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ハウジングと、このハウジングに回転自在に
支承された回転軸と、前記ハウジングに回転自在に装架
され動力源により回転駆動される回転部材と、前記ハウ
ジングに装架された電磁コイルと、前記電磁コイルが付
勢された際に前記回転軸の軸線方向の一方向に移動して
前記回転部材に駆動連結されることにより前記回転部材
の回転を前記回転軸に伝達し、前記電磁コイルが消勢さ
れた時に他方向に移動して前記連結部材から離れる連結
部材とを備えた回転機械における軸封装置に関する。

この回転機械としては、例えば車両用空調装置のコンプ
レッサなどがある。

〈従来の技術） 第１１図は従来の軸封装置の一例を備えたコンプレッサ
の関係部分のみを示す一部断面図である。

コンプレッサの一部をなすハウジング７はこの回転機械
の回転軸１３を回転可能に支承している。

回転軸１３の一端にはハブ５が連結されている。

ハウジング７の、はぼ円筒形の一端には軸受１２ａを介
して回転部材であるプーリ１が回転自在に装架され、こ
のプーリ１は図示していないベルトにより車両のエンジ
ンによって回転駆動される。

プーリ１内には電磁コイル６が配設され、この電磁コイ
ル６が付勢されると連結部材であるアーマチャ２がプー
リ１に対して吸着されてプーリ１に駆動連結される。電
磁コイル６が付勢されていない時にはアーマチャ２とプ
ーリ１との間には間隙Ｇが画成されている。アーマチャ
２は回転軸１３の軸線方向に移動可能に、ハブ５に防振
用ゴム部材４を介して装着されている。従って、電磁コ
イル６が付勢されてアーマチャ２がプーリ１に駆動連結
されると、プーリ１の回転が、アーマチャ２、防振用ゴ
ム部材４及びハブ５を介して、回転軸１３に伝達される
。

ハウジング７の内側Ａ内に存在するフレオンガスが大気
中に漏洩されるのを防止させるための軸封装＠Ｓがハウ
ジング７と回転軸１３との間に配置されている。この軸
封装＠Ｓは、ハウジング７の内面に取り付けられた支持
リング７ｂによって位置決め固定されている固定リング
３と、回転軸１３に取り付けられた支持座１２にばね１
１を介して支持された回転リング９とを含んでいる。固
定リング３の外周面に形成された周溝内にはＯリング８
が嵌着され、固定リング３とハウジング７との間をシー
ルしている。回転リング９の内周面に形成された周溝に
も０リング１ｏが嵌着され、回転リング９と回転軸１３
との間をシールしている。回転リング９の側面はシール
面２１ａを形成し、固定リング３の側面はシール面２１
ｂを形成し、シール面２１ａはシール面２１ｂに対して
回転摺動可能であり、このシール面２１ａと２１ｂとが
ハウジング７の内側Ａと外側との間を気密にシールして
フレオンガスが洩れるのを阻止するためのシール装置を
構成している。シール面２１ａと２１ｂとには、これら
が相対的に回転摺動された時に両者の間の封止（シール
）性能を向上させる溝パターン（溝による表面模様）が
備えられているが、この点については後に詳述する。

従来技術における軸封装置の他の例としては、実公昭６
１−１００５３号公報が開示するごときものが知られて
おり、この軸封装置は、運転時には第１軸封環が作用し
、運転停止時には第１＠封環と停止時に上昇する内部圧
力によって作用する弾性部材で形成した第２軸封環が軸
封板に密着封止するようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） 前述した従来技術において、前者すなわち第１１図に従
って説明したものは、回転軸１３が静止している時には
シール面２１ａと２１ｂとの間の相対的回転摺動がない
ために前述した溝パターンによるシール効果が減少され
てしまう。特に車両用空調装置のコンプレッサの軸封装
置にあっては、夏季の乗車時以外は回転軸は回転されず
に静止しているから、１年のうちの大なる期間に亘って
溝パターンによるシール効果を期待できないことになる
。近年、フレオンガスの大気放散によるオゾン層破壊が
世界的に問題となっているとき、車両用空調装置のコン
プレッサからの７レオンガスの漏洩を完全に阻止するこ
とが望まれるわけであるが、前述した従来技術はこの要
請に完全には応えることができない。

前述した従来技術において、後者すなわち実公昭６１−
１００５３号公報に開示されているものは、圧縮機の停
止時におけるシール効果を完全なものとするように意図
したものであるが、圧縮機停止時において上昇する内部
圧力を用いて第２のシール作用を得ているので、第２の
シール作用を奏することの応動性、確実性などにおいて
問題があり、圧縮機停止時におけるフレオンガスの漏洩
を完全に阻止することに難点があった。

（問題を解決するための手段） 本発明は、前述したごとき回転機械における回転軸とハ
ウジングとの間の軸封装置において、前記ハウジング側
に備えられた第１のシール面及び前記回転軸側に備えら
れて前記第１のシール面に対して回転摺動する第２のシ
ール面を有する第１のシール装置と、前記ハウジング側
に備えられた第３のシール面及び前記回転軸側に備えら
れた第４のシール面を有し、これら第３のシール面と第
に ４のシール面との間に働く押圧力が可か唸れた第２のシ
ール装置と、前記コイルの付勢力に応動して、前記第２
のシール装置における、前記第３のシール面と前記第４
のシール面との間に働く押圧力を減少させる押圧力可変
部材を備えることを特徴とする。

（作用） 本発明においては、コンプレッサの停止時においては、
前記第３のシール面と第４のシール面との密接によりハ
ウジング内側のガスを確実に気密にシールする。回転機
械の作動開始時に前記コイルの付勢力に応動する押圧力
可変部材によって、前記第３のシール面と第４のシール
面との間に働く押圧力が低減され、回転機械の作動中に
第３及び第４のシール面の摩耗が防止される。

（実施例） 第１図から第５図までは本発明の軸封装置の第１の実施
例を示すものであって、第１図はこの軸封装置を備えた
コンプレッサの要部断面図、第１Ａ図は回転軸の斜視図
、第２図はこの軸封装置の一要素をなすスライダ部材の
斜視図、第３図は支持座の斜視図、第４図はシール面の
溝パターンを説明する図、第５図は第１図において回転
軸が回転されている場合の状態を示した一部断面図であ
る。

これらの図面において前述した第１１図と同じ符号は同
じ又は同等の部分を示しているので、繰り返えして説明
することは省略する。

第１図において、第１１図に示されたものと相違してい
る主な点は、連結部材であるアーマチャ２にはスライダ
部材２０が連結されており、回転軸１３の大径部１３ａ
に回転リングブロック１７が取付けられたことである。

スライダ部材２０は第２図に示すごとき形状をなし、そ
の一端にある円板部２０ａは第１図の符号２１で示すよ
うにアーマチャ２の中心開口と同心的な凹部に嵌め合わ
されて固定されている。スライダ部材２０の円板部２０
ａには、回転軸１３を通す軸孔を備えた段付き円筒部２
０ｂが接続し、これは回転軸１３上にその軸線方向に摺
動可能に装架される。スライダ部材２０の円筒部２０ｂ
の内周面に形成された周溝にはＯリング１４ａが備えら
れて回転軸１３の外方端部に近い小径部１３Ｃとスライ
ダ部材２ｏとの間の気密性を維持している。回転リング
９は、第１１図で示したものと相違して、０リング１ｏ
を介してスライダ部材２０の円筒部２０ｂの外周面上に
備えられている。

回転リング９はスライダ部材２０の円筒部２Ｏｂ上で軸
線方向に若干移動可能とされ、ばね１１によって常時固
定リング３の方に押圧されている。

従って、スライダ部材２０が回転軸１３上を軸線方向に
若干の距離だけ第１図で見て右側に摺動しても、回転リ
ング９のシール面２１ａは、固定リング３のシール面２
１ｂに当接したままの状態に保たれる。シール面２１ａ
及び２１ｂのうちの少くとも一方には、前述したように
シール面２１ａ。

２１ｂ同士が相対的に回転摺動した時にシール効果を向
上させるための溝パターン２１Ｃ（第４図）が備えられ
ている。この溝パターン２１Ｇは第４図に示すようなほ
ぼ放射状の多数の溝で構成されている。スライダ部材２
ｏの円筒部２０ｂの自由端（円板部２０ａとは反対側の
端）には、第２図に示すごとく、切欠き１４が切設され
て、円筒部２０ｂの周壁の該自由端に一対の突出部１５
．１５が形成される。この一対の突出部１５．１５は、
第３図に示すほぼ環状の支持座１２に形成された一対の
円弧状孔ｉｅ、ｉｅを貫通して第１図において右方向に
延びている。支持座１２は回転軸１３の大径部１３ａと
小径部１３ｃとの間の面取り部１３ｂと該大径部１３ａ
との間の１１３ｄにより係止されてばね１１を受は止め
ている。

回転軸１３の大径部１３ａには回転リングブロック１７
が、その内周面の周溝に嵌挿されたＯリング１９を介し
て、装架されている。回転リングブロック１７の傾斜し
た一側面に形成された環状溝には別のＯリング１８が取
り付けられ、このＯリング１８はハウジング７に備えら
れた傾斜した環状のシール面７ａと圧接可能なシール面
を有している。回転リングブロック１７はＯリング１９
によって若干、回転軸１３の軸線方向に移動可能とされ
ている。スライダ部材２０の突出部１５゜１５が回転リ
ングブロック１７の環状のシール面７ａの内周縁部に当
接しており、スライダ部材２０が第１図において右方向
に移動した時に回転リングブロック１７が多少動いて、
０リング１８とハウジング７のシール面７ａとの間の圧
接力が解除又は低減されるようになっている。突出部１
５゜１５と回転リングブロック１７との相互間は、単に
接触されたままにしておいても、固定してもかまわない
。

以上説明した第１の実施例の作動は次の通りである。電
磁コイル６が付勢すなわち通電されず、回転軸１３が静
止している状態においては、アーマチャ２はプーリ１に
対して吸着されておらず、従って、０リング１８はハウ
ジング７のシール面７ａに密着し、ハウジング７の内側
Ａ内の７レオンガスは、シール面２１ａ及び２１ｂを含
む第１のシール装置と、シール面７ａ及び０リング１８
のシール面を含む第２のシール装置とによって２重に、
確実にシールされる。電磁コイル６が付勢されると、連
結部材であるアーマチャ２が第１図の右側に吸引され、
間隙Ｇは無くなって、アーマチャ２がプーリ１に駆動結
合される。かくて、プーリ１の回転は、アーマチャ２、
防振用ゴム４、ハブ５を介して回転軸１３に伝達され、
回転軸１３が回転してコンプレッサが作動を開始する。

この時、アーマチャ２に固定されているスライダ部材２
０はアーマチャ２と一緒に回転するとともに、間隙Ｇに
相当する長さだけ第１図において右方向に回転軸１３上
を摺動する。よって、スライダ部材２０の突出部１５．
１５は回転リングブロック１７を第１図で右方向に押圧
して、第５図に示されているように、０リング１８のシ
ール面をハウジング７のシール面７ａから離して両者の
間に間隙Ｇ１を形成させる。かくて、回転軸１３が回転
されている時には、Ｏリング１８のシール面とハウジン
グ７のシール面７ａとは離されて、これらシール面に摩
耗が生じないようにされる。かように、Ｏリング１８の
シール面とハウジング７のシール面７ａとを含む第２の
シール装置の役目は、回転軸１３が静止している時のみ
シール作用を奏することである。なお、第５図に示し声
状態においては、シール面７ａとＯリング１８のシール
面とは完全に離れてしまって両者間に働く圧接力は解除
されてしまっているが、これは限定的なことではなく、
第１０図に示した状態図のように、シール面７ａとＯリ
ング１８のシール面とが完全には分離せず、ただ、スラ
イダ部材２ｏの円筒部２０ｂの突出部１５で回動リング
ブロック１７を第１０図で右方向に押圧することで、シ
ール面７ａとＯリング１８のシール面との間の圧接力を
低減させるだけに止めてもよく、このようにしても、摩
耗は大幅に低減される。

第６図から第８図までは本発明の第２の実施例を示すも
ので、第６図は軸封装置の部分的断面図、第７図は円筒
シール部材２２の斜視図、第８図は電磁コイルが付勢さ
れて回転軸１３が回転されている状態を説明する一部断
面図である。

これらの図面においても、前述したと同じ符号は同じ又
は同等部分を示している。第６図を参照すると、回転軸
１３にはＯリング２３．２３を介して円筒シール部材２
２が軸方向に可動に装架され、ハウジング７には支持リ
ング７ｂによって抜は止めされた固定リング２４が装架
され、固定リング２４はＯリング２５を介してハウジン
グ７との間を、また、Ｏリング２６を介して円筒シール
部材２２のシール面２２ｂとの間を、それぞれ気密にシ
ールしている。スライダ部材２０の円筒部２０ｂは短く
、その自由端は円筒シール部材２２の一側面に当接され
ている。円筒シール部材２２の外周面である円筒シール
面２２ａには前述したごとき運転時におけるシール効果
を向上させる溝パターン２８が備えられている。円筒シ
ール面２２ａとハウジング７の内周面であるシール面７
Ｇとは第１のシール装置に含まれる。また、固定リング
２４の０リング２６のシール面と円筒シール部材２２の
側面のシール面２２ｂとは第２のシール装置に含まれる
。第２のシール装置は専ら回転軸静止時におけるシール
の役目を果たす。

この第２の実施例の作動は次の通りである。

回転軸１３が静止している時には、円筒シール面２２ａ
とシール面７Ｃとを含む第１のシール装置と、固定リン
グ２４のＯリング２６のシール面と円筒シール部材のシ
ール面２２ｂとを含む第２のシール装置とによって、ハ
ウジング７の内側Ａ内の７レオンガスは２重にシールさ
れている。電磁コイルが付勢されて、前述したごとき機
構により、スライダ部材２０Ｃが第６図において右方向
に回転軸１３上を枢動すると、第８図に示すごとく、固
定リング２４のＯリング２６と、円筒シール部材２２の
シール面２２ｂとの間に間隙Ｇ２が形成されるように、
円筒シール部材２２が若干右方向に移動させられる。従
って、回転軸１３が回転される時には、０リング２６の
シール面と円筒シール部材２２のシール面２２ｂとの間
に働いている押圧力は解除されて、これらのシール面が
摩耗されることがないようになる。この押圧力を完全に
は解除しないで低減させるだけ（すなわち間隙Ｇ２が生
じなくても）でもシール面の摩耗が低減されることは前
述した通りである。

第９図は本発明の軸封装置の第３の実施例の要部を断面
で示す図である。ここにおいても、前述したと同じ符号
は同じ又は同等部分を示している。

この実施例においては、回転軸１３にはＯリング２９を
介して回転リング２８が備えられ、ハウジング７にはＯ
リング３１を介して固定リング３゜が備えられている。

回転リング２８の一側面に形成された環状溝にはＯリン
グ２７が装着され、ハウジング７に固定されたリングク
リップ３３のシール面３３ａに、このＯリング２７のシ
ール面が押圧されるように、ハウジング７と固定リング
３０との間にばね３２が張設されている。固定リング３
０及び回転リング２８は回転軸１３の軸線方向に若干揺
動することが許容される。固定リング３０のシール面３
０ａに対しで回動リング２８の他側面から成るシール面
２８ａが回転摺動し、これらのシール面３０ａ及び２８
ａが第１のシール装置の一部を構成する。第２のシール
装置はリングクリップ３３のシール面３３ａとＯリング
２７のシール面とが第２のシール装置を構成し、専ら回
転軸１３が静止している場合のシールの役目を果たす。

第９図に示した回転軸静止状態から、電磁コイルが付勢
されて、スライダ部材２ｏが第９図で右方向に駆動され
ると、回転リング２８及び固定リング３０が若干右方向
に動き、リングクリップ３３のシール面３３ａとＯリン
グ２７のシール面との間に作用していた押圧力が解除又
は低減される。

かくて、これらのシール面が摩耗されることが防止され
る。

以上説明した実施例において、数多くのＯリングを用い
ているが、これ等は０リングである必要はなくパツキン
など任意のシール部材を用いることができる。

（発明の効果） 本発明によれば、回転機械静止時においては、第２のシ
ール装置が軸封を確実に行なうので、回転機械のハウジ
ング内から７レオンガス等の流体が漏洩することはない
。また回転機械が作動されて回転軸が回転を開始する時
には第２のシール装置の両シール面間の押圧力が電磁コ
イルの付勢に同期して解除又は低軽されるようにしたの
で、第２のシール装置は専ら回転機械静止の場合のみの
シール効果を奏する役目を果たし、回転機械の作動中に
第２のシール装置のシール面が摩耗することが防止され
る。この押圧力の解除又は低減は電磁コイルにより回転
部材に対して係脱される連結部材の動きに応動して行な
われるようになっており、応答性が速く且つ確実である
などといった優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軸封装置の第１の実施例を備えたコン
プレッサの要部断面図、第１Ａ図は回転軸の斜視図、第
２図はこの＠封装置の一構成要素をなすスライダ部材の
斜視図、第３図は支持座の斜視図、第４図はシール面の
溝パターンを説明する図、第５図は第１図において 回転軸が回転されている場合の状態を示した一部断面図
、第６図は第２の実施例の部分断面図、第７図は円筒シ
ール部材の斜視図、第８図は第６図において回転軸が回
転されている場合の状態を示した一部断面図、第９図は
第３の実施例の要部断面図、第１０図は第１図に示した
実施例の変形例を示す部分断面図、第１１図は従来の軸
封装置を備えたコンプレッサの要部断面図である。 １・・・プーリ、２・・・アーマチャ、３・・・固定リ
ング、４・・・防振用ゴム、５・・・ハブ、６・・・電
磁コイル、７・・・ハウジング、７ａ・・・シール面、
７ｂ・・・支持リング、７Ｃ・・・シール面、８・・・
０リング、９・・・回転リング、１０・・・０リング、
１１・・・ばね、１２・・・支持座、１２ａ・・・軸受
、１３・・・回転軸、１４・・・切欠き、１４ａ・・・
Ｏリング、１５・・・突出部、１６・・・円弧状孔、１
７・・・回転リングブロック、１７ａ・・・シール面、
１８・・・０リング、１９・・・０リング、２０・・・
スライダ部材、２０ａ・・・円板部、２０ｂ・・・円筒
部、２１・・・嵌め合い、２１ａ、２１ｂ・・・シール
面、２２・・・円筒シール部材、２２ａ・・・円筒シー
ル面、２２ｂ・・・シール面、２３・・・０リング、２
４・・・固定リング、２５・・・Ｏリング、２６・・・
０リング、２７・・・０リング、２８・・・回転リング
、２８ａ・・・シール面、２９・・・Ｏリング、３０・
・・固定リング、３０ａ・・・シール面、３１・・・Ｏ
リング、３２・・・ばね、３３・・・リングクリップ、
３３ａ・・・シール面。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングと、このハウジングに回転自在に支承
   された回転軸と、前記ハウジングに回転自在に装架され
   動力源により回転駆動される回転部材と、前記ハウジン
   グに装架された電磁コイルと、前記電磁コイルが付勢さ
   れた際に前記回転軸の軸線方向の一方向に移動して前記
   回転部材に駆動連結されることにより前記回転部材の回
   転を前記回転軸に伝達し、前記電磁コイルが消勢される
   と他方向に移動して前記回転部材から離れる連結部材と
   を備えた回転機械において前記回転軸とハウジングとの
   間をシールする軸封装置であつて、前記ハウジング側に
   備えられた第１のシール面及び前記回転軸側に備えられ
   て前記第１のシール面に対して回転摺動する第２のシー
   ル面とを有する第１のシール装置と、前記ハウジング側
   に備えられた第３のシール面及び前記回転軸側に備えら
   れた第４のシール面を有し、これら第３のシール面と第
   ４のシール面との間に働く押圧力が可変にされた第２の
   シール装置と、前記コイルの付勢力に応動して、前記第
   ２のシール装置における、前記第３のシール面と前記第
   ４のシール面との間に働く押圧力を減少させる押圧力可
   変部材とを備えることを特徴とする軸封装置。
2. （２）前記第２のシール装置の前記第４のシール面が、
   前記軸線方向に変位可能であつて、この変位により、前
   記第３のシール面との間に働く押圧力が可変に構成され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の軸封
   装置。
3. （３）前記押圧力可変部材は、前記連結部材と連動し、
   該連結部材が前記回転部材に駆動連結されるように前記
   軸線方向に移動された際に、前記第４のシール面を前記
   軸線方向に移動させるスライダ部材を備えることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の軸封装置。
4. （４）前記第１のシール装置は、主として前記第１のシ
   ール面と前記第２のシール面との間の回転摺動によりシ
   ール作用を発生するメカニカルシールであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の軸封装置。