JPH0512552B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は、例えば車両用冷房装置等に使用する
圧縮機の軸封装置に関する。

≪従来の技術≫ 車両用冷房装置等に使用する圧縮機、例えばベ
ーン型回転圧縮機は、特開昭59−115490号公報等
で知られており、これによれば、一対のフロント
並びにリアサイドプレートで封止したカムリング
内に回転自在に収装したロータの回転主軸が前記
フロントサイドプレートを貫通する部分にシール
リングを介装し、またこの回転主軸が圧縮機のケ
ーシングを貫通する部分にメカニカルシールを装
着したものである。これらの両シール間、すなわ
ちフロントサイドプレートとケーシング間にはシ
ール室が画成され、このシール室は連通孔を介し
て冷媒の吸入室に連通している。また、この冷媒
中に含まれた油成分により上記ロータ等からなる
圧縮機構部の回転摺動部位を潤滑する。また、シ
ール室内にも吸入室よりストレーナで分離された
潤滑油が供給されている。

したがつて、シール室内は吸入圧（低圧）に保
持され、冷媒ガスおよび潤滑油の外部への漏れは
メカニカルシールによつて防止される。

また、このようなシール室の低圧化に伴い、メ
カニカルシールに代えて、ゴムシールを用いる場
合もある。

≪発明が解決しようとする問題点≫ しかしながら、このような従来の軸封装置にあ
つては、シール室は連通孔及び吸入室を介して圧
縮機構部のポンプ室への吸入ポートに連通してい
るために、ロータの回転停止後瞬間的に高圧の吐
出圧がシールに作用することとなり、この結果、
低圧用として設定していたシールからシール室と
外気との圧力差に応じて規定量以上の冷媒ガス或
いは潤滑油の漏れが発生する虞があつた。特に、
ゴムシールを用いた場合には高圧によりシールが
反転等してその漏れ量が増大するという不具合が
あつた。

そこで、本発明は、上記従来の問題点を解決す
るため、たとえ、高圧の吐出圧が吸入室に作用し
たとしても、この吐出圧の影響をシール室には及
ばないようにして、冷媒ガス或いは潤滑油の漏れ
を発生させないようにした圧縮機の軸封装置を提
供することを目的とする。

≪問題点を解決するための手段≫ そこで、本発明は、回転主軸の圧縮機ケーシン
グ貫通部に第１シール部材を、回転主軸の圧縮機
構部ハウジング貫通部に第２シール部材を、それ
ぞれ装着して、これらの両シール部材間に潤滑油
を充填するシール室を画成するとともに、該シー
ル室と前記吸入室との間に連通孔を設け、該連通
孔に前記シール室の圧力が所定圧力以上に達した
ときに、該シール室内の流体を前記吸入室に排出
する逆止弁またはシール室内の気体を吸入室に排
出する半透膜を設けて構成する。

≪作用≫ 本発明は、シール室内の圧力を逆止弁または半
透膜により常時所定値に保持するもので、圧縮機
吸入側の圧力変動にシール室の圧力を追従させな
いようにして、第１シール部材から潤滑油の洩れ
を規定以下の微小量に抑えるようにした。

≪実施例≫ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明をベーン型回転圧縮機に適用し
た場合の一実施例を示すものである。

同図において、１１は有底円筒状のハウジング
で、フロントカバー１２により閉止されている。
これらのハウジング１１およびカバー１２は圧縮
機のケーシングを構成し、このケーシングの内部
には圧縮機構部が収装されている。圧縮機構部
は、略楕円形のカム面を有するカムリング１３の
両端をフロントおよびリヤの一対のサイドプレー
ト１４，１５で封止し、その内部にロータ１６を
回転自在に収装している。ロータ１６には先端カ
ム面に摺接するベーン１７が複数個、その半径方
向に出没自在に嵌挿されており、各ベーン１７に
よつて拡縮自在のポンプ室１８が円周方向に複数
個画成されている。ロータ１６の回転主軸２０は
これらのサイドプレート１４，１５に軸受２１，
２２を介して軸支されており、その一端はフロン
トカバー１２を貫通して突出し、突出端に電磁ク
ラツチ２３が装着されている。

フロントカバー１２の図中上部には冷媒の吸入
口２４が形成され、この吸入口２４は吸入室２５
を介してカムリング１３の吸入ポートに接続され
ている。また、カムリング１３の吐出ポートはハ
ウジング１１の内部空間２６に連通し、この内部
空間２６は吐出口２７を介して冷凍サイクルの機
器に接続されている。したがつて、低温、低圧の
冷媒は吸入口２４より、吸入室２５を介してポン
プ室１８に吸入されて圧縮された後、内部空間２
６より吐出口２７を介して吐出される。

ここで、回転主軸２０がフロントサイドプレー
ト１４（圧縮機構部のハウジング）を貫通する部
分には例えばテフロン製のシールリング３０が介
装されており、一方、回転主軸２０がフロントカ
バー１２（圧縮機のケーシング）を貫通する部分
にはメカニカルシール３１が装着されている。こ
のメカニカルシール３１はフロントカバー１２側
に固定された金属製のシールリング３２と、回転
主軸２０側に嵌装された例えば黒鉛からなるシー
ルリング３３とを、スプリング３４の付勢により
当接したものである。したがつて、メカニカルシ
ール３１は第１シール部材を、シールリング３０
は第２シール部材を、それぞれ構成し、これらの
両シール部材３１，３０間で回転主軸２０の周囲
にはシール室３５が画されている。このシール室
３５はシールリング３０で圧縮機後部の内部とは
密封されるとともに、メカニカルシール３１によ
つてケーシング外部と密封され、その内部に潤滑
油が充填されている。また、シール室３５はフロ
ントカバー１２に形成した連通孔３６を介して冷
媒の吸入口２４と連通可能とされ、この連通孔３
６には該シール室３５内の圧力が所定値（吸入圧
＋スプリングセツト圧）を超えると開弁する逆止
弁４０が装着されている。

また、上記軸受２１，２２にはグリースを封入
したものや、セラミツクの転動体を用いたものを
用い、カムリング１３と摺接するベーン１７等の
摺動部分には自己潤滑性を有するプラスチツク
（石綿繊維入りフエノール樹脂）あるいはセラミ
ツク等を使用している。そのため、圧縮部分を潤
滑するオイルを無くすことができ、冷凍サイクル
を循環する冷媒（例えばフレオンガス）中には潤
滑油が霧状となつて混入されることはない。さら
に、ベーンの背圧をガスで行うのでベーン１７と
ロータ１６又はカムリング１３等との摺動部位の
クリアランスを一定値以下に保持するため、ベー
ン１７には上記材料を用いてその熱膨張量を微少
に抑制している。

次に作用について説明する。

本圧縮機においては、電磁クラツチ２３の接続
により回転駆動し、吸入口２４より吸入した冷媒
を圧縮機構部にて圧縮し、吐出する。

ここで、圧縮機の停止時は、その吸入側と吐出
側との圧力は同等に（例えば４Kg／cm²Ｇ〜５Kg／
cm²Ｇ）保持されているが、ロータ１６の回転によ
り吸入側の圧力は低下し、吐出側の圧力は増加す
る（例えば、吸入側２Kg／cm²Ｇ、吐出側は18Kg／
cm²Ｇ）。このとき、ベーン１７背面には、オリフ
イスリング等で絞られて吐出圧と吸入圧との中間
圧が背圧として加えられている。なお、ベーン１
７の背圧として作用する冷媒はその後大部分が吸
入工程のポンプ室１８にロータ１６等の〓間より
吸入されるが、その一部はシールリング３０を介
して（リングを透過して、あるいは、リングと回
転主軸間を通つて）シール室３５に漏れる。この
シール室３５に流入した冷媒は該シール室３５の
上部に溜り、シール室３５内が逆止弁４０の設定
圧力より高くなると逆止弁４０を開いて吸入側に
流出する。すなわち、シール室３５内はほぼ吸入
圧以下に保持され、その結果、メカニカルシール
３１より外部への潤滑油の漏れは規定の最小値に
保持される。これは、漏れ量がシール室３５と外
部との圧力差に比例して増加することから、上述
のようにシール室３５内を低圧に保持することで
（吸入圧の最低値と略同等にすることで）漏れを
減少したものである。また、圧縮機の運転が長期
に及び圧縮機構部が高圧になる等の結果、シール
室３５内も高温化し潤滑油（冷媒ガスを飽和して
いる）の体積が増加した場合、該シール室３５内
のガスはその増加に応じて逆止弁４０より吸入側
に戻される。すなわち、潤滑油の体積変化によつ
ても逆止弁４０が開閉作動し、シール室３５内の
圧力を所定値に保持するのである。次いで、圧縮
機の運転が停止されると、吸入側と吐出側とはそ
の圧力が徐々に同一になり、吸入側の圧力は運転
中よりも上昇するが、逆止弁４０が閉じているた
め、シール室３５内の圧力は停止前と同様に吸入
圧と同等（低圧）である。その後温度が下がり潤
滑油の体積が減少するとガス部分の体積が増加
し、シール室３５内の圧力は低下する。すなわ
ち、車両用冷房装置に圧縮機を使用した場合その
大部分を占める停止時において、その油漏れを上
記シール室３５の低圧化により微少値にまで減少
させるのである。

また、冷媒中に潤滑油が混入することはないた
め、冷凍サイクル内を油分が循環せず、冷凍サイ
クルにおける熱交換の効率が向上し、さらに、潤
滑油としては冷媒とは無関係に（例えばスニソオ
イル等の特殊オイルを用いずに）シール性を向上
させたものを使用できる。

なお、本実施例において、圧縮機構部内でのベ
ーン１７とカム面との摺接はベーン１７に自己潤
滑性を有するプラスチツク等を用いることによ
り、また、軸受２１，２２をグリース封入型もの
を用いることにより、その潤滑性能は充分に確保
している。

第２図は本発明の他の実施例を示している。本
実施例は、第１シール部材としてゴム製のシール
リングを用い、逆止弁に代えて半透膜を使用して
いる。

すなわち、ケーシングであるフロントカバー１
２の貫通部に補強環４１で補通したゴムリング４
２を嵌装し、そのリツプ４２Ａを主軸２０に摺接
してシール室３５と外部とのシール性を向上させ
たものである。吸入口２４との連通孔３６に装着
した半透膜４４はシール室３５内のガス（シール
リング３０を介して漏出した冷媒）のみを吸入口
２４に戻すものである。したがつて、シール室３
５内は前記実施例と同様にほぼ吸入圧以下に保持
され、潤滑油の漏れも抑制されて、さらに、冷媒
中に潤滑油が混入することもない。なお、４５は
ガータスプリングである。

その他の構成および作用は略同様である。

第３図は本発明のさらに他の実施例を示してい
る。本実施例は斜板型圧縮機へ本発明を適用した
例である。

すなわち、圧縮機ケーシング５１を回転主軸５
２が貫通する部分にメカニカルシール５３を、圧
縮機構部ハウジング５４を回転主軸５２が貫通す
る部分にシールリング５５を、それぞれ装着し、
これらのシール部材５３，５５間に潤滑油を充填
するシール室５６を隔成し、さらに、シール室５
６と冷媒の吸入口５７とを逆止弁５８を介して接
続したものである。この逆止弁５８を装着した連
通孔５９はシール室５６の上方位置に形成して、
ガス抜きを容易としている。なお、圧縮機構部の
各摺動部位には、前記実施例と同様、軸受６０の
グリース封入或いは斜板６１、ピストン６２等の
セラミツク化等の対策が構じられている。

したがつて、本実施例にあつても前記各実施例
と同様の作用効果を有するものである。

≪効果≫ 本発明によれば、シール室と吸入室との間に設
けた連通構に、シール室の圧力が所定値以上に達
したときに、シール室内の流体を前記吸入室に排
出する逆止弁または半透膜を設けて構成して、シ
ール室内の圧力を逆止弁または半透膜により常時
所定圧力に保持するもので、圧縮機吸入側の圧力
変動にシール室の圧力が追従することなく、第１
シール部材から潤滑油の洩れを規定以下の微少量
に抑えることができ、しかも、その圧力を任意に
調整できるため、より安価なシール部材を使用す
ることができる効果を発揮する。

また、第２シール部材としてメカニカルシール
を用いた場合、シール室の内圧を所定値に保持で
きる結果として、その設計が容易となる。

また、シール室と吸入室との間に設けた連通孔
に、半透膜を使用した場合、この半透膜は、シー
ル室内のガスのみを吸入側に戻すこととなり、冷
媒中に潤滑油が混入することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧縮機の軸封装置の一実
施例を示すその正面断面図、第２図は本発明の他
の実施例を示す正面断面図、第３図は本発明の更
に他の実施例を示す正面断面図である。 １２……フロントカバー（圧縮機ケーシング）、
１４……フロントサイドプレート（圧縮機構部ハ
ウジング）、２０……回転主軸、２４……冷媒の
吸入口、２５……吸入室、３０……シールリング
（第２シール部材）、３１……メカニカルシール
（第１シール部材）、３５……シール室、３６……
連通孔、４０……逆止弁、４２……ゴムリング
（第１シール部材）、４４……半透膜、５２……回
転主軸、５３……メカニカルシール（第１シール
部材）、５５……シールリング（第２シール部
材）、５８……逆止弁、５９……連通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸入室側から供給される冷媒を圧縮して吐出
   側に吐出する圧縮機において回転主軸の圧縮機ケ
   ーシング貫通部に第１シール部材を、回転主軸の
   圧縮機構部ハウジング貫通部に第２シール部材
   を、それぞれ装着して、これらの両シール部材間
   に潤滑油を充填するシール室を画成するととも
   に、該シール室と前記吸入室との間に連通孔を設
   け、該連通孔に前記シール室の圧力が所定圧力以
   上に達したときに、該シール室内の流体を前記吸
   入室に排出する逆止弁を設けたことを特徴とする
   圧縮機の軸封装置。 ２ 前記逆止弁が前記シール室内の気体を吸入室
   に排出する半透膜で構成した特許請求の範囲第１
   項記載の圧縮機の軸封装置。