JPS61123779A - 圧縮機の軸封装置 - 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、圧縮機の軸封装置、例えば車両用冷房装置等
に使用される圧縮機の軸封装置に関する。

（従来の技術） 従来の圧縮機の軸封装置としては１例えば第４図に示す
ものが知られている。

同図に示すように、この圧縮機は１回転主軸１に固定し
た斜板２の回転によりピストン３を往復動させて冷媒を
吸入、圧縮、吐出するもので、この圧縮機構部４の各摺
動部の潤滑は、冷媒中に含まれるオイルにより行う構成
である。主軸１が圧縮機の本体ケーシング５を貫通する
軸封部には、メカニカルシール６が装着され、そのメカ
ニカルシール６と主軸１の圧縮機構部のハウジング７貫
通部との間にはシール室８が画成されている。このシー
ル室８は冷媒の吸入口９と接続され、メカニカルシール
６のシール面にも冷媒中より分離されたオイルの膜が形
成されている。換言すれば、高速回転する各摺動部の潤
滑油が冷媒中に混入している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の圧縮機においては、潤
滑オイルが霧状となって冷媒（フレオンガス）中に混入
して冷凍サイクル中を循環する結果、該冷凍サイクルに
おいて熱交換効率を低下させているという問題点を有し
ていた。すなわち。

冷凍サイクルを構成するコンデンサ、エバポレータ等の
細管の内部に当該潤滑油によるオイル被膜が形成されて
いたため、また、熱交換用媒体として作用しないオイル
が冷媒の容量を減少させる結果、全体として効率を低下
させていたのである。

（問題点を解決するための手段及び作用）そこで１本発
明は、主軸が圧縮機のケーシングを貫通する部分に第１
シール部材を装着し、主軸が圧縮機構部のハウジングを
貫通する部分に第２シール部材を装着し、もってこれら
のシール部材間にシール室を画成することにより、該シ
ール室を圧縮機構部内部及び冷媒の吸入、吐出部とは隔
成し、シール室に潤滑油を封入して必要部位を潤滑する
と共に、冷媒中への油分の混入を防止している。

その結果、冷凍サイクルにおける熱交換効率を大幅に上
昇させることができる。また、シール室内を所定の圧力
に保持できる結果、第１シール部材の耐久性を向上させ
ることができる。

（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及び
カバー１２は圧縮機のケージングを構成し、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
をフロント及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には先端がカム面に摺接するベーン１
７が複数個、その半径方向に出没自在に嵌挿されており
、各べ−、ン１７によっ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２
１．２２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、突出端に電磁クラッチ２
３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。

従って、低温、低圧の冷媒は吸入口２４より、吸入室２
５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２６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トリング３２と１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。従って、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が画成されている。このシ
ール室３５はシールリング３０で圧縮機構部の内部とは
密封されると共に、メカニカルシール３１によってケー
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３６には該シール室３５内の圧力が所
定値（吸入圧＋スプリングｓｅｔ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、セラミッ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ック（石綿繊維入りフェノール樹脂
）あるいはセラミック等を使用している。そのため、圧
縮機部分を潤滑するオイルを無くすることができ、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
潤滑油が霧状となっ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、電磁クラッチ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／ａｊａ〜５ｋｇ／ｃ１ｆＧ
）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
側は２ｋｇ／ａＪＧ、吐出側は１８ｋｇ／ｄＧ）。この
とき、ベーン１７背面には、オリフィスリング等で絞ら
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Ｉ７の背圧として作用する冷媒はそ
の後大部分が吸入行程のポンプ室１８にロータ１６等の
間隙より吸入されるが、その一部はシールリング２１を
介して（リングを透過して、あるいは、リングと主軸間
を通って）シール室３５に洩れる。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４
０を開いて吸入側に流出する。すなわち、シール室３５
内は常に所定値に保持され、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少値に保持
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温になる等の結
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。すなりち、潤滑油の体積変化によっても逆止弁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除々に同一になり、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３
５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
ラスチック等を用いることにより、また、軸受２１．２
２をグリース封入型の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１２の貫通
部に補強環４１で補選したゴムリング４２を嵌装し、そ
のリップ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。

従って、シール室３５内は前記実施例と同様に所定の低
圧に保持され、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。

その他の構成及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を主軸５２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を主軸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
を充填したシール室５６を画成し、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
例と同様に、軸受６０のグリース封入あるいは斜板６１
、ピストン６２等のセラミック化等の対策が講じられて
いる。

従って、本実施例にあっても前記各実施例と同様の作用
効果を有することになる。

（効果） 以上説明してきたように本発明によれば、冷媒中に潤滑
油成分が混入することなく、冷凍サイクルにおける熱交
換効率を向上させることができる。また、潤滑油として
シール性の良好な種類のものを使用できる等その選択の
幅が増大する。さらに、シール室内を常時低圧に保持で
きシール部材によるシール性を向上できると共に、その
耐久性をも向上できる。

従って、同一容量の冷凍サイクル中に本圧縮機を使用す
ればその冷房能力を向上させることができる。また、配
管系等からのガス漏れに対しても圧縮機に焼付きが生じ
ることはない。

【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
すその正面断面図である。第２図は本発明の他の実施例
を示すその正面断面図である。 第３図は本発明のさらに他の実施例を示すその正面断面
図である。第４図は従来の圧縮機の軸封装置を示すその
正面断面図である。 １２・・・・・・フロントカバー（圧縮機のケーシング
）、１４・・・・・フロントサイドプレート（圧縮機構
部のハウジング）、 ２０・・・・・・回転主軸。 ２４・・・・・・冷媒の吸入口。 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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）油分を含まない冷媒を吸入、圧縮する圧縮機にお
   いて、主軸の圧縮機ケーシング貫通部に第１シール部材
   を、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
   滑油を充填したシール室を画成したことを特徴とする圧
   縮機の軸封装置。
2. （２）上記シール室を吸入側に逆止弁を介して連通し、
   該シール室内の気体を吸入側に排出可能とした特許請求
   の範囲第１項記載の圧縮機の軸封装置。
3. （３）上記シール室を吸入側に半透膜を介して連通し、
   該半透膜を透過してシール室内の気体を吸入側に排出可
   能とした特許請求の範囲第１項記載の圧縮機の軸封装置
   。