JPH0523838Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、クランクケース内の油がシリンダー
側に入らないようにクランクケースとシリンダ間
に配置される油切り装置を備えた往復動圧縮機に
関するものである。

〔従来の技術〕

往復動圧縮機においては、第４図に示すように
シリンダー２１内に配設されたピストン２２から
クランクケースに向かつてピストンロツド２３が
延出され、ピストンロツド２３の先端部は、クロ
スガイド部２４にて摺動自在に支持されたクロス
ヘツド２５に連結されている。そして、シリンダ
ー２１とクロスガイド部２４との間には、クラン
クケース内の油がクロスヘツド２５及びピストン
ロツド２３を経てシリンダー２１内に入らないよ
うにするために、油切り装置２６が配設されてい
る。

ところで、従来の油切り装置２６は、第５図に
示すように、金属製の油切りリング２７とゴム製
のオイルシール２８を組み合わせるか、若しくは
第６図に示すようにゴム製のオイルシール２８を
単独で使用し、これらを金属製ケース２９内にお
いて径方向及び軸方向にわずかな隙間を設けて取
付けられ、ピストンロツド２３の外面に付着した
油を油切りリング２７やオイルシール２８で掻き
落とすように構成されている。

ところが、上記オイルシール２８は、径方向及
び軸方向の動き代がないため、ピストン２２の外
周に外嵌されたピストンライダリング３０（第４
図参照）の摩耗等に起因してピストンロツド２３
の軸心が変位したときに、オイルシール２８のリ
ツプ部とピストンロツド２３の外周面との間に隙
間が発生するという問題を生じている。つまり、
第７図ａに示すように、オイルシール２８とピス
トンロツド２３とが互いに同心状に位置し、した
がつて、オイルシール２８のリツプ部が全周にわ
たつて均等な初期弾性変形を生じてピストンロツ
ド２３の外周面に接している状態から、第７図ｂ
に示すように、ピストンロツド２３に、オイルシ
ール２８のリツプ部の初期弾性変形量を超える軸
心の変位ｄを生じたときに、軸心の変位方向とは
反対側に、オイルシール２８のリツプ部とピスト
ンロツド２３間に隙間δを生じる。そして、この
隙間δを通して油漏れが急激に増加する。このよ
うな油漏れによつて、クロスガイド部２４へのク
ロスヘツド２５の焼付きを生じ、この結果、往復
動圧縮機の寿命が著しく短縮されてしまう。

このような軸心の変位に伴う油漏れや、また、
外部からのダストの侵入を防止するために、例え
ば実公昭59−10445号公報には、ピストンロツド
に外嵌されるゴム製のダストシールの外周面と、
このダストシールを覆うケース内周面との間に、
上記ダストシールよりも弾性係数の小さなＯリン
グを間装した構造が開示されている。つまり、ピ
ストンロツドにその軸心の変位が生じる場合、ダ
ストシールもこのピストンロツドと一体的に変位
し、これによつて、ダストシールとピストンロツ
ドとの間に隙間が生じないようになつている。こ
のとき、ダストシール及びＯリングの配設空間の
形状が周方向に不均一となるが、このような配設
空間の不均一に応じた変形が上記Ｏリングに生じ
るようになつているのである。このように、ダス
トシールがピストンロツドと一体的に変位し得る
構造、いわゆるフローデイング構造を採用するこ
とによつて、上記公報記載のシール装置では、ピ
ストンロツドが振動するときの油漏れや外方から
のダストの侵入を防止するようになつている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の構成では、変位量の
小さな微小振動時と比べて、前記した芯下がり時
等のようにピストンロツドが比較的大きな変位量
で変位し、かつ、例えば下方向に変位した状態が
継続するような場合には、油漏れの防止性能が
徐々に低下するという問題を生じる。つまり、上
記構成においては、ピストンロツドの変位量が大
きくなると、その変位量の分だけ、Ｏリングにお
ける弾性変形量が大きくなり、したがつて、この
Ｏリングからダストシール（以下、シール部材と
称する）に作用する弾性反力も大きくなる。この
Ｏリングによる弾性反力によつて、シール部材に
弾性変形を生じるものとなり、この結果、ピスト
ンロツドと同心状態が損なわれて、完全なフロー
テイング状態を維持できなくなり、ピストンロツ
ドとシール部材との間に隙間が生じて、この隙間
を通して油漏れが発生するのである。

さらに、上記従来構造においては次のような問
題も発生する。すなわち、シール部材はケースと
の間の軸方向の隙間の範囲で、ピストンロツドの
往復動に伴う移動動作を生じる。このようにシー
ル部材に軸方向移動が生じる結果、シール部材と
この外周を囲うＯリングとの接触面において、軸
方向の相対移動が繰り返し生じる。このような接
触面においては、上記ダストシール内周面側のよ
うな油分の介在がないことから、Ｏリングにおけ
るシール部材への接触部位において摩耗を生じ易
く、特に、ピストンロツドが変位してＯリングに
径方向の押付け力が生じている側ほど大きく摩耗
する。こうしてＯリングに偏摩耗が生じ易い結
果、ピストンロツドとシール部材との同心状態が
徐々に損なわれ、これによつて、一体的に変位す
るフローテイング構造を維持し得なくなる。

また、上記では、ピストンロツドの軸方向の移
動に伴つて、上記シール部材における端面がケー
スの壁面に押付けられた状態となる。この状態に
おいて、ピストンロツドの軸心が変位する場合に
は、上記シール部材の端面がケース壁面への当接
状態で摺動することが必要である。そして、シー
ル部材の内周面によつて、ピストンロツドの外周
から掻き取られた油が存在する端面とは反対側の
端面には、上記のように掻き取られた油の回りが
必ずしも生じない。そして、この端面がケース壁
面に押付けられた状態でピストンロツドが変位す
る場合には、大きな摩擦抵抗が生じる。したがつ
て、シール部材はピストンロツドと一体的には変
位し得なくなつて、フローテイング状態が損なわ
れ易く、これによつて、シール部材とピストンロ
ツドとの間に隙間を生じて、油漏れを発生する。

本考案は、上記従来の問題点に鑑みなされたも
のであつて、その目的は、ピストンロツドにフロ
ーテイング状態で外嵌されるシール部材における
上記フローテイング機能がより長期にわたり効果
的に発揮され、これによつて、油漏れを極力小さ
くなし得る往復動圧縮機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の往復動圧縮機は、シリンダー内のピス
トンとクランクケース側のクロスヘツドとを連結
するピストンロツドに油切り装置が設けられ、こ
の油切り装置は、上記ピストンロツドに外嵌され
弾性材料より成るリング状のオイルシールと、こ
のオイルシールの外周面側を圧入嵌合することに
より上記オイルシールを外周側から補強するハウ
ジングとから成るシール部材を、上記ピストンロ
ツドが貫通するケースに内蔵させて成る往復動圧
縮機であつて、上記シール部材とケースとの間
に、上記ピストンロツドの変位による荷重を受け
ないフローテイング状態を形成しうる隙間が径方
向に設けられると共に、軸方向には、定常運転時
における温度変化に伴なう寸法変化が生じるとき
も上記シール部材の非拘束状態を維持しうる最小
隙間に近づけた微小な隙間が設けられ、かつ、上
記ハウジングは、オイルシールにおけるシリンダ
ー側の端面に沿う端面部を備えると共に、低摩擦
係数を有する合成樹脂材料から成ることを特徴と
している。

〔作用〕

上記構成においては、シール部材とケースとの
間に、ピストンロツドの芯下がりの許容量に対応
する充分な隙間が径方向に設けられ、これによつ
て、ピストンロツドに変位量の大きな芯下がりが
生じた場合等においてもフローテイング状態が維
持される。そして、この場合に、シール部材の外
周側と軸方向端面側の各隙間が連なつて外部への
連通路が形成されるが、軸方向の隙間は、運転時
の温度変化範囲において常時軸方向の隙間が確保
される最小の隙間寸法に極力近づけた寸法として
いるので、上記連通路を通しての油漏れが極力抑
制されると共に、運転中においても、シール部材
が軸方向端面側から拘束されるということがな
く、この結果、シール部材がピストンロツドと径
方向に一体的に変位し得るフローテイング状態が
常時確保される。

また、上記シール部材は、ピストンロツドの軸
方向の移動に伴つて、端面がケースの壁面に押付
けられが状態となるが、この状態において、ピス
トンロツドの軸心が変位する場合、油の掻き取り
側と反対側のシール部材の端面には、低摩擦係数
の合成樹脂材料から成るハウジングの端面部が位
置する構成となつているので、ピストンロツドの
変位に伴つてシール部材は一体的に滑らかに変位
し、これによつても、フローテイング状態がより
確実に保持される。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図ないし第４図に基づ
いて説明する。

往復動圧縮機は、第４図に示すように、シリン
ダー２１内に配設されたピストン２２からクラン
クケースに向かつてピストンロツド２３が延出さ
れ、ピストンロツド２３の先端部は、クロスガイ
ド部２４にて摺動自在に支持されたクロスヘツド
２５に連結されている。そして、シリンダー２１
とクロスガイド部２４との間には、クランクケー
ス内の油がクロスヘツド２５及びピストンロツド
２３を経てシリンダー２１内に入らないようにす
るために、油切り装置２６が配設されている。ま
た、ピストン２２の外周にはピストンライダリン
グ３０が嵌められ、シリンダー２１の内周面と摺
接するように構成されている。なお、上記ピスト
ンロツド２３は、以下に説明するピストンロツド
２と共通のものである。

上記油切り装置２６は、第１図に示すように、
図示しないクランクケース及びクロスガイド部２
４に連なる壁板１のピストンロツド２貫通部にボ
ス３が形成され、このボス３の側面に形成された
凹部４に、金属製の油切りリング５がピストンロ
ツド２に外嵌した状態で配置されている。前記ボ
ス３には、凹部４内をクランクケース側に連通さ
せて油を戻すための戻し通路６が形成されてい
る。ボス３の側面には、中間リング７を介して金
属製ケース８が当接配置され、ボルト９にて締結
し固定されている。

金属製ケース８は、中間リング７側に開放され
た空間１０を備え、この空間１０内にシール部材
１１がピストンロツド２に外嵌して配置されてい
る。上記シール部材１１は、ゴム製のオイルシー
ル１２を、ゴムよりも剛性があり且つ摩擦係数の
小さい合成樹脂からなるハウジング１３内に圧入
嵌合して一体化することにより構成されている。
上記ハウジング１３は、オイルシール１２の外周
面側が圧入嵌合される円筒部と、この円筒部にお
けるシリンダー２１側の端部から軸心方向に延び
る端面部とを有する断面Ｌ字形状をなしている。
上記シール部材１１は、金属製ケース８との間
で、上記空間１０内において径方向に大きな隙間
d₁を有し、かつ、軸方向にわずかな隙間d₂を有す
るように配置されていて、シール部材１１がフロ
ーテイング状態を形成しうるようになつている。

すなわち、上記の径方向の隙間d₁は、ピストン
ロツド２の変位を十分に吸収しうる大きさに設定
される一方、軸方向の隙間d₂は、第３図に示すよ
うに、ハウジング１３の熱膨張を拘束しないよう
にするのに必要な隙間より大きく、かつ、油洩れ
が生じ始める隙間よりも小さい隙間に設定され、
ハウジング１３が径方向に自由に移動するのを許
容するように、すなわち、定常運転時における温
度変化に伴つて軸方向の寸法変化が生じるとき
も、上記シール部材１１が非拘束状態で維持され
ると共に、このための最小隙間に極力近づけた微
小な隙間の設定が行われている。これによつて、
シール部材１１は、フローテイング状態を形成し
うることになる。

前記ハウジング１３の中間リング７側の開放端
縁には、複数の油逃がし用の切込１４が周方向に
複数形成されている。また、中間リング７には、
金属製ケース８の空間１０を前記ボス３の凹部４
に連通させる通路１５が形成されている。

以上の構成において、往復動圧縮機の運転時に
は、クランクケース内の油がクロスヘツド２５を
経てピストンロツド２に付着するが、その油はピ
ストンロツド２の移動に伴つてシリンダー２１内
に入る前に、油切り装置２６にて取り除かれる。
即ち、ピストンロツド２に付着した油は、まず油
切りリング５にて大部分の油が掻き取られ、さら
に、残つた油はオイルシール１２のリツプ部にて
掻き取られるのである。その際、オイルシール１
２は剛性のあるハウジング１３内に嵌合されてい
るので、十分にその機能を発揮して確実に油が掻
き取られる。

油切りリング５で掻き取られた油は、凹部４か
ら戻し通路６を経てクランクケース側に戻される
一方、オイルシール１２で掻き取られた油は、そ
のハウジング１３の切込１４を通つて一時的に空
間１０内に溜り、その後、中間リング７の通路１
５を経て凹部４に入り、上記と同様にクランクケ
ース側に戻される。

往復動圧縮機の長期使用によつてピストンライ
ダリング３０が摩耗し、ピストンロツド２が下方
に変位した場合（即ち、芯下りを生じた場合）、
オイルシール１２を嵌合したハウジング１３は、
径方向に大きな隙間d₁をあけ、軸方向には径方向
の移動を自由に許すような隙間d₂をあけて金属製
ケース８の空間１０内に配置され、いわゆるフロ
ーテイング構造にされているので、ピストンロツ
ド２の変位にオイルシール１２が確実に追従す
る。

それゆえ、オイルシール１２のリツプ部とピス
トンロツド２の外周面との間に隙間を生じること
はない。しかも、第２図に示すように、従来は芯
下がりが一定以上になると急激に油洩れが生じて
いたのに対して、芯下がりが大きくなつても殆ど
油洩れを生じない。そのうえ、上記した芯下がり
の状態で、往復動圧縮機を長時間にわたり運転を
継続しても、シール部材１１はフローテイング状
態に保持されると共に、ハウジング１３が摩擦係
数の小さい材質で形成されていることによつて、
シール部材１１の円滑な追従が確保されるので、
オイルシールをピストンロツドの軸芯の変位に対
して十分に追従させることができる。このため、
軸芯の変位が生じてもオイルシールの性能は低下
することがなく、また、ピストンロツドの軸芯の
変位状態が長時間にわたり継続する場合でも、十
分なシール性能を保持することができる。したが
つて、長期間にわたつて安定した油切り性能が維
持され、往復動圧縮機の寿命を向上することがで
きる。

〔考案の効果〕

本考案の往復動圧縮機は、以上のように、ピス
トンロツドに外嵌されるシール部材とこのシール
部材を囲うケースとの間に、上記ピストンロツド
の変位による荷重を受けないフローテイング状態
を形成しうる隙間が径方向に設けられると共に、
軸方向には、定常運転時における温度変化に伴な
う寸法変化が生じるときも上記シール部材の非拘
束状態を維持しうる最小隙間に近づけた微小な隙
間が設けられ、かつ、オイルシールを外周側から
補強して上記シール部材を構成するハウジング
が、オイルシールにおけるシリンダー側の端面に
沿う端面部を備えると共に、低摩擦係数を有する
合成樹脂材料から成る構成である。

これにより、ピストンロツドに比較的大きな軸
線の変位が生じたり、温度変化による形状寸法の
変化が生じるような場合にも、シール部材がピス
トンロツドと一体的に径方向に変位するフローテ
イング状態が保持されると共に、上記シール部材
における外周面側を通しての油漏れも極力抑制さ
れるので、油漏れを極力小さく抑えた安定した油
掻き取り機能を長期にわたつて維持することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本考案の一実施例を示
すものである。第１図は本考案の往復動圧縮機に
おける油切り装置の構造を示す縦断面図である。
第２図及び第３図は、往復動圧縮機の油切り性能
を説明するグラフである。第４図は、往復動圧縮
機における油切り装置の配置説明図であつて、本
考案と従来例とに共通するものである。第５図及
び第６図は、それぞれ従来例の縦断面図である。
第７図ａ，ｂは、従来例における油切り状態およ
び油漏れ状態を示す説明図である。 ２，２３はピストンロツド、８は金属製ケー
ス、１０は空間、１１はシール部材、１２はオイ
ルシール、１３はハウジング、d₁，d₂は隙間、２
１はシリンダー、２２はピストン、２５はクロス
ヘツド、２６は油切り装置である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダー内のピストンとクランクケース側の
   クロスヘツドとを連結するピストンロツドに油切
   り装置が設けられ、この油切り装置は、上記ピス
   トンロツドに外嵌され弾性材料より成るリング状
   のオイルシールと、このオイルシールの外周面側
   を圧入嵌合することにより上記オイルシールを外
   周側から補強するハウジングとから成るシール部
   材を、上記ピストンロツドが貫通するケースに内
   蔵させて成る往復動圧縮機であつて、 上記シール部材とケースとの間に、上記ピスト
   ンロツドの変位による荷重を受けないフローテイ
   ング状態を形成しうる隙間が径方向に設けられる
   と共に、軸方向には、定常運転時における温度変
   化に伴なう寸法変化が生じるときも上記シール部
   材の非拘束状態を維持しうる最小隙間に近づけた
   微小な隙間が設けられ、かつ、上記ハウジング
   は、オイルシールにおけるシリンダー側の端面に
   沿う端面部を備えると共に、低摩擦係数を有する
   合成樹脂材料から成ることを特徴とする往復動圧
   縮機。