圧縮機の軸封構造
【課題】冷凍機油が高温化で酸化することによって生じるスラッジの発生を防止し、摺動面の損傷を抑えて故障の少ない軸封構造を提供する。
【解決手段】駆動軸３５の回転によりハウジング内に流体圧を発生させる圧縮機１の駆動軸３５の周囲に設けられる軸封構造６０において、ハウジングと駆動軸３５の漏れを防ぐ第１のシール部６１を設ける。この第１のシール部６１の外側に冷媒又は冷凍機油の漏れを許容しつつ大気の浸入を防ぐ第２のシール部６２を設ける。第１のシール部６１と第２のシール部６２との間の空間に耐熱性の潤滑媒体を封入する。
【解決手段】駆動軸３５の回転によりハウジング内に流体圧を発生させる圧縮機１の駆動軸３５の周囲に設けられる軸封構造６０において、ハウジングと駆動軸３５の漏れを防ぐ第１のシール部６１を設ける。この第１のシール部６１の外側に冷媒又は冷凍機油の漏れを許容しつつ大気の浸入を防ぐ第２のシール部６２を設ける。第１のシール部６１と第２のシール部６２との間の空間に耐熱性の潤滑媒体を封入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体を圧縮して高圧力を発生させるようにした圧縮機の軸封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両空調装置に用いられる圧縮機は、駆動軸の回転によりハウジング内で冷媒を高圧化する構造となっており、この場合、駆動軸の回転入力部位をハウジングから外方へ突出させ、その突出部位に、プーリが取付けられている構成が一般的である。
【０００３】
このような構成にあって、駆動軸には、ハウジング内の圧力の流出を防ぐ目的から、軸封構造が取付けられており、この軸封構造としては、冷媒の高圧縮化が進行していることから、それに対処するべく各種構造が提案されている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１に示すような構造においては、冷凍機コンプレッサのハウジングＨとその内周に挿通された駆動軸１６との間に、ハウジング外方を隔成する第１のシール体３２と、ハウジング内方を隔成する第２のシール体３３を設けることにより、二段構えのシール部分を構成するとともに、第１のシール体及び第２のシール体の間にシール室３１を形成し、このシール室３１に加圧流体に対して非相溶性である潤滑油Ｌを充填することにより、機内の加圧流体（冷媒ガス）の漏洩を防いでいる。
【特許文献１】特開平２００４−１９７６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の軸封構造は、シール部から僅かに漏洩した潤滑油により摺接部を潤滑することを前提としているため、前記第２のシール体３３から前記シール室３１に漏洩した潤滑油及び冷媒により次第にシール室３３の圧力が上昇し、それに伴って前記第１のシール体と駆動軸１６との摺接部の荷重が増大し、その摺接部の発熱量も増大することとなる。前記第１のシール体３２からも、潤滑油が漏洩することを完全に防止することができないので、第１のシール体３１から機外側へ漏洩した潤滑油は、大気中の酸素に晒され、さらにその摺接部で発生した熱により、酸化が促進される。酸化した潤滑油は粘着性のある液膜をとなり、さらにそこに炭化した潤滑油や磨耗したシール体の磨耗粉等が混入することにより固体化したスラッジを形成し、第１のシール体３２の密封摺動面を傷つけてしまう。
【０００６】
第１のシール体３２の損傷は、シール室３３内に封入されていた潤滑油を流出させると共にシール室３３に大気を浸入させることになり、浸入した大気により第２のシール体３３の外側にもスラッジを発生させ、第２のシール体３３の密封摺動面を損傷させるに至り、ハウジング内の冷媒ガスや冷凍機油が突然に漏れ出すという事態が懸念されている。
【０００７】
そこで、この発明は、軸封部から漏洩した潤滑油が大気中の酸素に晒され、さらに摺接部で発生した熱により酸化が促進されてスラッジが生成されることを防止し、信頼性の高い軸封構造を提供することを主たる課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明に係る圧縮機の軸封構造は、駆動軸の回転によりハウジング内に流体圧を発生させる圧縮機の前記駆動軸の周囲に設けられる軸封構造において、前記ハウジングと前記駆動軸との間に、機内を流動する冷媒及び冷凍機油の漏れを防ぐ第１のシール部を設けると共に、この第１のシール部の外側に冷媒及び冷凍機油の漏れを許容しつつ大気の浸入を防ぐ第２のシール部を設けたことにある（請求項１）。
【０００９】
これにより、第１のシール部では、機内の冷媒及び冷凍機油の漏れを防ぐことができ、また、第１のシール部から冷媒及び冷凍機油が漏洩した場合でも、第２のシール部では、これら漏洩した冷媒及び冷凍機油の機外への流出は許容するため、漏洩した冷媒および冷凍機油によって前記第１のシール部と前記２のシール部との間の空間の圧力が高まることがなく、第２のシール部の摺接部の荷重を低く保つことができ、摺接部の発熱を最小限に抑えることができる。これにより、第２のシール部から大気側に漏洩した冷凍機油が酸素に晒されたとしても酸化が促進されず、第２のシール部でのスラッジの発生を防ぎ、スラッジによる摺接部の損傷を防ぐことが可能となる。
【００１０】
また、第１のシール部から漏洩した冷凍機油が、第１のシール部の摺接部の発熱によって高温下に置かれたとしても、第２のシールにより大気の浸入が防がれているため、漏洩した冷凍機油が酸化することがない。これにより、第1のシール部でのスラッジの発生を防ぎ、スラッジによる摺接部分の損傷を防ぐことが可能となる。
【００１１】
上述した構造においては、前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間に耐熱性の潤滑媒体を封入するようにしてもよい（請求項２）。この潤滑媒体の封入により第１のシール部と第２のシール部との間の空間に残留する空気を排除して、第1のシール部から漏洩した冷凍機油が残留酸素に触れて酸化することによって生じるスラッジの発生を阻止することが可能となる。
【００１２】
ここで、前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間に封入される耐熱性の潤滑媒体は、空間に残留する空気を排斥すればいいため、冷凍機油のみならずフッ素系又はシリコン系グリスを用いるようにしてもよい（請求項３，４）。
【００１３】
このような潤滑媒体の第１のシール部と第２のシール部との間の空間への封入は、格別な装置を用いずに、予め前記駆動軸に前記潤滑媒体を付着せしめて行うようにしてもよい（請求項５）。
【００１４】
また、潤滑媒体の第１のシール部と第２のシール部の間の空間への封入は、駆動軸に形成された注入孔を介して潤滑媒体を注入した後に、前記駆動軸に装着される部材を該駆動軸に固定するための固定部材（例えば、プーリを駆動軸に取り付ける取付ボルト）によって前記注入孔を封栓することで行うようにしても（請求項６）、ハウジングに形成された注入孔を介して潤滑媒体を注入した後に、このハウジングに装着される部材（例えば、プーリの軸受け）によって前記注入孔を封栓することで行うようにしてもよい（請求項７）。
【００１５】
このような構成においては、駆動軸又はハウジングに装着される部材の組付け前に潤滑媒体の注入が行われ、注入後に部材を駆動軸又はハウジングに組付けることで注入孔の封栓が行われるので、組付け作業の一連の作業の過程で潤滑媒体の封入が完了することになる。また、既存の部品で注入孔を封栓することができるので、注入孔を封栓する格別な部材が不要となる。
【００１６】
さらに、前記第２のシール部を前記第１のシール部と一体化すれば（請求項８）、両シール部の同時組付けを可能とし、組付工数の削減が可能となる。また、第１のシール部と第２のシール部との間の空間に潤滑媒体流出抑制手段を設けるようにすれば（請求項９、１０）、第１のシール部と第２のシール部との間の空間内に封入される潤滑媒体の流出を抑えて、空間内に潤滑媒体を留まらせることが可能となる。
【００１７】
さらに前記第２のシールの外側に、前記第２のシールから漏洩した冷凍機油および前記第1のシール部と第２のシール部との空間に封入された耐熱性の潤滑媒体を捕獲する捕獲部材を設けるようにしてもよい（請求項１１）。これにより、漏洩した冷凍機油および耐熱性の潤滑媒体が圧縮機外へ飛散することを防がれるので、異臭の発生や駆動ベルトの滑りを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、この発明によれば、第１のシール部において、機内を流動する冷媒及び冷凍機油の漏れを防ぐ作用を行うと共に、第1のシール部から冷媒及び冷凍機油が漏洩した場合でも、第２のシール部において、冷媒及び冷凍機油の機外への流出を許容するようになっているので、漏洩した冷媒および冷凍機油によって前記第１のシール部と前記２のシール部との間の空間の圧力が高まることがなく、第２のシール部の摺接部の荷重が低く保たれ、摺接部の発熱を最小限に抑えることができる。これにより、第２のシール部から大気側に漏洩した冷凍機油が酸素に晒されたとしても酸化が促進されず、第２のシール部でのスラッジの発生を防ぎ、スラッジによる摺接部の損傷を防ぐことが可能となる。さらに第２のシール部により大気の浸入が防止されるので、第1のシール部から漏洩した冷凍機油が酸素に晒され酸化することによって生じるスラッジの発生を防ぎ、スラッジによって生じるシール部の破損を防ぐことが可能となる。
【００１９】
また、第１のシール部と第２のシール部との間の空間に耐熱性の潤滑媒体を封入する構成とすることで、この空間に残留する空気を排除することが可能となり、空間内に漏洩する冷凍機油のスラッジ化やシール部の破損をより確実に防止することが可能となり、軸封構造の耐用年数を延ばすことが可能となる。
【００２０】
前記潤滑媒体の第１のシール部と第２のシール部との間の空間への封入は、予め駆動軸に潤滑媒体を付着せしめ、その後に第１及び第２のシール部を組付けることで行うようにしてもよく、このような構成とすれば、圧縮機に穿孔加工を施さずに簡単に潤滑媒体の封入が可能となる。
【００２１】
また、潤滑媒体の第１のシール部と第２のシール部との間の空間への封入は、
駆動軸に形成された注入孔を介して潤滑媒体を注入し、その後、駆動軸に装着される部材を該駆動軸に固定するための固定部材によって注入孔を封栓して行うようにしても、ハウジングに形成された注入孔を介して潤滑媒体を注入し、その後、ハウジングに装着される部材によって注入孔を封栓して行うようにしてもよく、これらの構成によれば、既存の部材によって注入孔を封栓することができるので、圧縮機の構造を複雑化させることがなく、また、部品点数を増加させることもない。
【００２２】
さらに、第２のシール部を第１のシール部に一体化する構成とすれば、両シール部を同時に組付けることが可能となり、組付工数を減らすことが可能となる。また第１のシール部と第２のシール部との間の空間にラビリンスシール等の潤滑媒体流出抑制手段を設ける構成とすれば、第１及び第２のシール部間の空間に封入される潤滑媒体を空間内に留まらせることが可能となる。
【００２３】
また、さらに前記第２のシールの外側に、前記第２のシールから漏洩した冷凍機油および前記第1のシール部と第２のシール部との空間に封入された耐熱性の潤滑媒体を捕獲する部材を設けるようにすれば、漏洩した冷凍機油および耐熱性の潤滑媒体の圧縮機外への飛散が防がれ、異臭の発生や駆動ベルトの滑りを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の最良の実施例を添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１において、例えばＣＯ２を冷媒とする冷凍サイクルに用いられるピストン往復動式の容量可変型の斜板式圧縮機が示されている。まずこの圧縮機１を説明すると、シリンダブロック２と、このシリンダブロック２のリア側（図中、右側）にバルブプレート３を介して組付けられたリアヘッド４と、前記シリンダブロック２のフロント側（図中、左側）を閉塞するように組付けられてクランク室５を画成するフロントヘッド６とを有して構成されているもので、これらフロントヘッド６，シリンダブロック２，バルブプレート３及びリアヘッド４は、締結ボルト７により軸方向に締結され、圧縮機全体のハウジングを構成している。
【００２６】
シリンダブロック２は、前記フロントヘッド６の径寸法と略等しい大径部２ａと、その図中左側に小径となる小径部２ｂとを有しており、この小径部２ｂが前記フロントヘッド６内に嵌挿して固定されている。そして、このシリンダブロック２の小径部２ｂには、その中心に凹部９が形成されると共に、この凹部９を中心に周方向に複数のシリンダボア１０が形成され、これら各シリンダボア１０には、片頭のピストン１１が往復動自在に挿入されている。
【００２７】
バルブプレート３は、前記シリンダブロック２とリアヘッド４との間に挟持された状態で介在され、シリンダボア１０と下記する吸入室１８とを連通する吸入孔１５が形成されると共にシリンダボア１０と下記する吐出室１９とを連通する吐出孔１６が形成されている。そして前記吸入孔１５は図示しない吸入弁により、また、前記吐出孔１６は図示しない吐出弁により、それぞれ弁体前後の圧力差に応じて開閉されるようになっている。
【００２８】
リアヘッド４は、その内部中央部に潤滑油（冷凍機油）回収室１７が、その外周側に吸入室１８が、更にその外周側に吐出室１９が形成されている。前記吸入室１８は、吸入通路２０を介して吸入口２１に接続され、外部の冷凍回路から冷媒が吸入される。前記吸入口２１には異物分離機２２が設置されており、外部冷凍回路から流入した異物を分離し、吸入室に異物が浸入することを防いでいる。
【００２９】
前記吐出室１９は、潤滑油分離装置２３に接続されている。この潤滑油分離装置２３は、円筒空間の分離室２４とその内部に同心円状に配された導出管２５とを有して構成され、前記吐出室１９から流出する冷媒ガスを分離室２４内に導いて、旋回させながら潤滑油を分離させ、分離された潤滑油を下方へ滴下し、分離室２４の下部に接続される通路２６を介して前記潤滑油回収室１７に導くようにしている。また、潤滑油が分離された冷媒は、前記導出管２５を介して流出され、逆止弁２７を介して吐出口２８から外部冷凍回路へ流出される。
【００３０】
尚、３０は圧力制御弁で、前記リアヘッド４に設けられ、この圧力制御弁３０により吐出室１９からクランク室５へ流入する冷媒流量を調節することでクランク室５内の圧力を制御するようにしている。この方式は、入口制御方式であるが、クランク室５から吸入室１８へ流出する冷媒流量を調整することでクランク室５内の圧力を制御する出口制御方式を採用しても、吐出室１９からクランク室５へ流入する冷媒流量とクランク室５から吸入室１８へ流出する冷媒流量とを調整することでクランク室５内の圧力を制御する出入口制御方式を採用しても良い。また、３２はアダプタで、前記潤滑油回収室１７を前記シリンダブロック２まで拡張し、且つシリンダブロック２にリアヘッド４を固定する機能を有している。
【００３１】
フロントヘッド６は、前記シリンダブロック２との間にクランク室５を形成し、このフロントヘッド６の前端部（図１左端部）を端壁６ａによって閉塞している。このクランク室５内には、一端がフロントヘッド６から突出する駆動軸３５が収容されている。
【００３２】
この駆動軸３５は、図中右側が、前記シリンダブロック２に形成された凹部９に配設されるラジアル軸受３６と、軸方向にばね荷重が付勢されたスラスト軸受３７とより支持されている。また、駆動軸３５の中程が、前記フロントヘッド６の端壁６ａに固着されたスラストフランジ３９の内側に設けられたプレーンベアリング４０と、前記スラストフランジ３９と駆動軸３５に形成された段部３８との間に介在されるスラスト軸受４１とによって支持されている。
【００３３】
斜板４２は、所定の厚みを有する円板状に形成されているもので、駆動軸３５に当該駆動軸３５の軸方向に形成された長孔４３を貫通する支軸４４を中心に傾動可能に取付けられ、また、駆動軸３５に突設固定されたピン４６が斜板４２の縦方向溝４７に係合して、駆動軸３５の回転に同期して一体に回転するようになっている。この斜板４２の周縁部位には、一対のシュー４８を介してクランク室５に突出したピストン１１の尾部１１ａが係留されている。
【００３４】
したがって、駆動軸３５が回転すると、これに同期して斜板４２が一体に回転し、この回転運動がシュー４８を介してピストン１１の往復直線運動に変換され、ピストン１１の往復動により、シリンダボア１０内においてピストン１１とバルブプレート３との間に形成された圧縮室５０の容積が変更されるようになっている。なお斜板４２を支える支軸４４はガイドチューブ５２に外挿され、且つスプリング５１によりシリンダブロック２の方向へ付勢されている。なお、このガイドチューブ５２は、前記潤滑油回収室１７と連通し、フロント側の下記する軸封構造６０まで、供給孔５３を介して潤滑油を供給している。
【００３５】
前記駆動軸の一端は、プーリを取付けるために円筒部６ｂを通り、外部に突出しており、突出した先端に軸方向に螺合されるボルト５５によりプーリ５６が取付けられている。そしてこのプーリ５６は、軸受５７により前記円筒部６ｂの外周壁に回転自在に支持されている。
【００３６】
この発明の第１の実施例である軸封構造６０は、図２に拡大して示すように、第１のシール部６１と、第２のシール部６２とより成り、前記第１のシール部６１は、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部６３にオーリング６４を介して設けられると共に駆動軸に対して所定のクリアランスを有して固定された固定環６５と、この固定環６５よりクランク室側に配され、駆動軸３５の外周に設けられたオーリング６６を介して軸方向に移動自在に装着された回転環６７と、この回転環６７の背面側に位置して駆動軸３５の外周面に形成された段部６８に係止されている環状の金属ケース６９と、この金属ケース６９と前記回転環６７との間に弾装された板ばね７０とにより構成されている。
【００３７】
前記金属ケース６９の先端部には、駆動軸３５の先端方向に延設された複数の係合爪７３が形成され、この係合爪７３は、回転環６７の外周面に形成された軸方向に延びる軸方向溝７４と係合し、これにより、回転環６７は、駆動軸３５と共に回転されると共に板ばね７０の付勢力を受けて固定環６５に当接されている。この回転環６７と固定環６５との当接部分により密封摺動面７６が形成されている。
【００３８】
この第１のシール部６１は、前記供給孔５３から供給される冷凍機油と、スラストフランジ３９と駆動軸３５との間のクリアランスを介して導かれる冷媒とをハウジングの外部へ流出することを防止するようにしているもので、ハウジング内部の圧力が大きいほど密封摺動面７６の面圧が増大する。
【００３９】
第２のシール部６２は、前記固定環６５よりも外側（大気側）にあり、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部７８にリップ７９を装着して構成されている。このリップ７９は、ゴム又は樹脂製で、コ字状断面を有し、その開口側が外側（大気側）に向けられており、駆動軸３５に対する接触面を固定環６５から遠ざかる方向（反固定環側）に延ばして接触している。この第２のシール６２は、第1のシール６１（固定環６５）から離して固定されているもので、駆動軸３５に対して密接されていることから前記第１のシール部６１との間に閉塞された空間８１が形成され、開口側が外側に向けられていることから、内側から外側への流体（冷媒及び冷凍機油）の漏れは許容するが、外側から内側への流体（空気）の浸入は阻止する構造となっている。
【００４０】
以上の構成において、前記第１のシール部６１は冷媒及び冷凍機油の漏れを防いでいるが、漏れを完全に無くすことはできないため、第1のシール部６１を介して流出された冷媒及び冷凍機油は空間８１に溜められ、この空間８１内が所定の圧力以上に上昇した場合に第２のシール部６２を押し広げて外部へ排出される。これにより、空間８１の圧力は所定の圧力以下に保持されることとなり，第２のシール部の摺接部の荷重は初期締め代以下に保たれることとなる。したがって第２のシール部の摺動発熱が最小限に抑えられ、スラッジ発生の一因である高温状態が阻止される。
【００４１】
さらに、リップ７９は駆動軸３５と密着して開口側が外側（大気側）に向けられているので、外部からの空気の浸入は阻止される。このため、空気中の酸素の浸入が阻止されることから、第1のシール部６１を介して空間８１内に漏洩した冷凍機油が酸化することで生じるスラッジの発生が阻止され、第１及び第２のシール部の破損を防止することが可能となる。
【００４２】
尚、上述した構成において、第１のシール部６１と第２のシール部６２との間の空間８１には、フッ素系又はシリコン系グリスや冷凍機油などの潤滑媒体が封入される。この潤滑媒体は、耐熱性のものが用いられ、シール部の摺接部分で発生する熱による劣化を少なくしている。この潤滑媒体の前記空間８１への封入は、駆動軸３５の組付前にこの駆動軸３５の摺動部位に潤滑媒体を予め付着しておき、その後、第１のシール部６１と第２のシール部６２とを装着することで行われる。
【００４３】
このように、潤滑媒体が空間８１内に封入されると、空間８１に残留する空気を排除することができるので、残留する空気（酸素）による潤滑媒体の酸化がなくなり、軸封構造の耐用年数を延ばすことが可能となる。
【００４４】
潤滑媒体の空間８１への封入は、上述した圧縮機本体の組付時における封入に限定されるわけではなく、圧縮機本体の組付後に封入する構成としても良い。
そのような構成例として、図１，図２の二点鎖線で示すように、潤滑媒体を注入する注入孔８３を駆動軸３５の先端から軸方向に穿設された縦孔と駆動軸３５の径方向に空間８１に臨むように穿設された横孔とにより構成し、縦孔の先端を前記ボルト５５が螺合する雌ねじ部８６に連通させている。
【００４５】
このような注入孔８３を利用した潤滑媒体の封入は、先ず、注入器具（図示せず）を注入孔８３に接続し、圧力を加えて潤滑媒体を空間８１に注入する。そして、空間８１への封入が完了したら、プーリ５６の取付用のボルト５５を雌ねじ部８６に螺合することで、この注入孔８２を封栓する。
【００４６】
また他の構成例としては、同じく図１，図２に二点鎖線で示すように、潤滑媒体を注入する注入孔８４をフロントヘッド６の円筒部６ｂの径方向に形成し、一端を空間８１に開口し、他端をプーリ５６の軸受５７が装着される円筒部６ｂの外周面に開口するようにしている。
【００４７】
このような注入孔８４を利用した潤滑媒体の注入は、プーリ５６の組付前に、注入孔８４に注入器具（図示せず）を接続し、圧力を加えて潤滑媒体を空間８１に注入する。そして、空間８１への封入が完了したら、プーリ５６を軸受け５７を介して組付けることで、その軸受５７によりこの注入孔８４を封栓する。
【００４８】
これらの注入孔を利用した構成によれば、プーリ５６の組付け作業の過程で潤滑媒体の封入を完了させることが可能となる。また、既存の部品で注入孔を封栓することができるので、注入孔を封栓する格別な部材が不要となり、圧縮機の構造の複雑化を避けることができ、また、部品点数を増加させないことが可能となる。
【実施例２】
【００４９】
図３において、この発明の第２の実施例である軸封構造６０が示されている。この例では、機内側にゴム又は樹脂製の第1のシール部を構成するリップシール９０が金属ケース９１にリテーナ９２を介して取付けられ、このリップシール９０の先端側を、クランク室５側に曲げて駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触させている。また、リップシール９０の外側（大気側）には、孔９３を有する介在部材９４を介してゴム又は樹脂製の第２のシール部を構成するリップ９５が前記金属ケース９１に取付けられ、このリップ９５の先端側を、クランク室と反対側に曲げて駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触させている。尚、９６は、軸封構造６０を固定する止め輪である。
【００５０】
したがって、リップシール９０は冷媒及び冷凍機油が機内側から漏洩しにくい構成となっており、また、リップ９５は、リップシール９０を介して機内の冷媒及び冷凍機油が漏洩した場合でも機外への排出を許容しつつ、機外からの空気の浸入を阻止する構成となっている。
【００５１】
また、リップシール９０とリップ９５との間に形成される空間８１には、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された注入孔８４が連通し、この注入孔８４を介して耐熱性の潤滑媒体が封入されるようになっている。
尚、他の構成は、前記実施例と同様であるので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。
【００５２】
このような構成においても、前記構成例と同様の作用効果が得られ、空間８１内に封入された潤滑媒体とリップシール９０及びリップ９５とにより、外部からの空気の浸入が阻止され、スラッジの発生及びシール部の破損が防止される。
【実施例３】
【００５３】
図４において、この発明の第３の実施例である軸封構造６０が示されている。この例では、第２のシール部６２が第１のシール部６１と一体化されているもので、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部６３に、第２のシール部６２を構成するリップ９８が第１のシール部６１の固定環６５と共に固定されている。このリップ９８は、全体としてＬ字形状をなし、先端側がクランク室と反対側に曲げられて駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触している。
また、この構成においても、リップ９８と第１のシール部６１の固定環６５及び回転環６７とにより囲まれた空間８１に耐熱性の潤滑媒体が封入されている。
【００５４】
尚、この実施例において、第１の実施例と同一の部分は同一の番号を付して説明を省略するが、この実施例では、第１の実施例の板ばね７０に代えてコイルスプリング７０ａ及びコイルスプリング７０ａを受けるリテーナ９７を具備している。
【００５５】
したがって、第3の実施例においても、リップ９８により外部からの空気の浸入が阻止されると共に空間８１に封入される潤滑媒体により空間８１内の空気が排除されるので、酸素の浸入に伴うスラッジの発生によるシール部の破損を防止することが可能となる。なお、潤滑媒体の空間８１内への封入は、前述したごとく、駆動軸３５に付着して行うか、駆動軸３５に注入孔を穿設してこの注入孔を介して潤滑媒体を注入する方式で行われる。また、この構成においては、第２のシール部６２を構成するリップ９８が第１のシール部６１と一体化しているので、第１のシール部６１と第２のシール部６２とを同時に装着することが可能となり、これらシール部の装着作業が容易となる。
【実施例４】
【００５６】
図５において、この発明の第４の実施例である軸封構造６０が示されている。この例では、第１のシール部６１と第２のシール部６２とを持ち、前記第１のシール部６１は、金属ケース６９に保持される回転環グ６７と、これを押圧するコイルスプリング７０ａと、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部７２にオーリング６４を介して取付けられた固定環６５とを有して構成されている。第１のシール部６１と第２のシール部６２との間の空間８１には（この例では、固定環６５の内側に）、第1のシール部６１と一体をなす（固定環６５と一体をなす）ラビリンスシール９９が設けられている。
【００５７】
第２のシール部６２は、前記固定環６５よりも外側に離れて設けられ、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部７８に装着されると共に先端側がクランク室と反対側（固定環と反対側）に曲げられて駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触されるゴム製又は樹脂製のリップ１００によって構成されている。また、この構成においては、第１のシール部６１と第２のシール部６２との間の空間８１に、ラビリンスシール９９が配設されていると共に耐熱性の潤滑媒体が封入されている。尚、他の構成において前述した実施例と同一の部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【００５８】
したがって、このような構成においても、前述した構成例と同様の作用効果が得られ、リップ１００により外部からの空気の浸入が阻止されると共に、空間８１に封入される潤滑媒体により空間内の空気が排除されるので、酸素の浸入に伴うスラッジの発生によるシール部の破損を防止することが可能となる。また、空間８１にラビリンスシール９９が設けられているので、この空間８１に封入された潤滑媒体を保持しやすくなり、スラッジの発生やシール部の破損の阻止効果を持続させることが可能となる。尚、潤滑媒体の空間８１への封入は、前述したごとく、駆動軸３５に予め付着して行うか駆動軸３５やフロントヘッド６の円筒部６ｂに注入孔を穿設してこの注入孔を介して潤滑媒体を注入する方式で行われる。
【実施例５】
【００５９】
図６において、この発明の第５の実施例である軸封構造６０が示されている。この例では、前記に詳述した第３の実施例の第２のシール部６２が第１のシール部６１と一体化されている構造に、さらに前記第２のシール６２の外側（大気側）にフェルト又は不織布の冷凍機油および／又は前記潤滑媒体を捕獲する捕獲部材１０２を設けている。具体的には捕獲部材１０２は、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部１０３に止め輪１０４により取付けられ、先端が駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触している。
【００６０】
また、この構成においても、リップ９８と第１のシール部６１の固定環６５及び回転環６７とに囲まれた空間に耐熱性の潤滑媒体が封入されている。この第５の実施例においても、前記第３の実施例と同一の部分は同一の番号を付して説明を省略している。
【００６１】
したがって、第５の実施例にあっては、前記第１のシール部６１が冷媒及び冷凍機油の漏れを防いでいるが、漏れを完全に無くすことはできないため、第１のシール部６１を介して流出された冷媒及び冷凍機油は空間８１に溜められ、この空間８１内が所定の圧力以上に上昇した場合に第２のシール部６２を押し広げて外部へ排出される。
【００６２】
これにより、空間８１の圧力は所定圧力以下に保持されることになり、第２のシール部の摺動部の荷重は初期締め代以下に保たれ、第３の実施例と同一の作用効果を奏するが、前記した第２のシール部６２を押し広げて外部へ排出された冷凍機油及び耐熱性の潤滑媒体は、捕獲部材１０２に捕獲される。これにより、漏洩した冷凍機油及び耐熱性の潤滑媒体が圧縮機外に飛散することを防がれ、異臭の発生を阻止し、また近接するプーリ５６やそれに架装の駆動ベルト（図示せず）に付着されず、滑りを防ぐことができる。また、この第５の実施例である捕獲部材１０２が、前記第３の実施例ばかりでなく、第１、第２、第４の実施例にも実施できることは勿論である。
【００６３】
尚、前述した軸封構造６０において、第１のシール部６１の構成として５種類の実施例を示したが、これらの構成には限定されるものではない。また、前述の構成では、第２のシール部６２のリップ７９，９５，９８，１００をリップシール形として示しているが、同様の機能を有するオーリングやメカニカルシール等の構成に変えても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の軸封構造が実施されている圧縮機の断面図である。
【図２】この発明の軸封構造の第１の実施例の拡大断面図である。
【図３】この発明の軸封構造の第２の実施例の断面図である。
【図４】この発明の軸封構造の第３の実施例の断面図である。
【図５】この発明の軸封構造の第４の実施例の断面図である。
【図６】この発明の軸封構造の第５の実施例の断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 圧縮機
２ シリンダブロック
３ バルブプレート
４ リアヘッド
５ クランク室
６ フロントヘッド
６ｂ 円筒部
１０ シリンダボア
１１ ピストン
１５ 吸入孔
１６ 吐出孔
１７ 潤滑油回収室
２２ 異物分離器
２３ 潤滑油分離装置
３０ 圧力制御弁
３５ 駆動軸
３９ スラストフランジ
４２ 斜板
４４ 支軸
５０ 圧縮室
５５ ボルト
５６ プーリ
５７ 軸受
６０ 軸封構造
６１ 第１のシール部
６２ 第２のシール部
６５ 固定環
６７ 回転環
７６ 密接摺動面
７９ リップ
８１ 空間
８３ 注入孔
８４ 注入孔
８６ ボルト螺合雌ねじ部
９０ リップシール
９５ リップ
９９ ラビリンスシール
１００ リップ
１０２ 捕獲部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体を圧縮して高圧力を発生させるようにした圧縮機の軸封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両空調装置に用いられる圧縮機は、駆動軸の回転によりハウジング内で冷媒を高圧化する構造となっており、この場合、駆動軸の回転入力部位をハウジングから外方へ突出させ、その突出部位に、プーリが取付けられている構成が一般的である。
【０００３】
このような構成にあって、駆動軸には、ハウジング内の圧力の流出を防ぐ目的から、軸封構造が取付けられており、この軸封構造としては、冷媒の高圧縮化が進行していることから、それに対処するべく各種構造が提案されている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１に示すような構造においては、冷凍機コンプレッサのハウジングＨとその内周に挿通された駆動軸１６との間に、ハウジング外方を隔成する第１のシール体３２と、ハウジング内方を隔成する第２のシール体３３を設けることにより、二段構えのシール部分を構成するとともに、第１のシール体及び第２のシール体の間にシール室３１を形成し、このシール室３１に加圧流体に対して非相溶性である潤滑油Ｌを充填することにより、機内の加圧流体（冷媒ガス）の漏洩を防いでいる。
【特許文献１】特開平２００４−１９７６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の軸封構造は、シール部から僅かに漏洩した潤滑油により摺接部を潤滑することを前提としているため、前記第２のシール体３３から前記シール室３１に漏洩した潤滑油及び冷媒により次第にシール室３３の圧力が上昇し、それに伴って前記第１のシール体と駆動軸１６との摺接部の荷重が増大し、その摺接部の発熱量も増大することとなる。前記第１のシール体３２からも、潤滑油が漏洩することを完全に防止することができないので、第１のシール体３１から機外側へ漏洩した潤滑油は、大気中の酸素に晒され、さらにその摺接部で発生した熱により、酸化が促進される。酸化した潤滑油は粘着性のある液膜をとなり、さらにそこに炭化した潤滑油や磨耗したシール体の磨耗粉等が混入することにより固体化したスラッジを形成し、第１のシール体３２の密封摺動面を傷つけてしまう。
【０００６】
第１のシール体３２の損傷は、シール室３３内に封入されていた潤滑油を流出させると共にシール室３３に大気を浸入させることになり、浸入した大気により第２のシール体３３の外側にもスラッジを発生させ、第２のシール体３３の密封摺動面を損傷させるに至り、ハウジング内の冷媒ガスや冷凍機油が突然に漏れ出すという事態が懸念されている。
【０００７】
そこで、この発明は、軸封部から漏洩した潤滑油が大気中の酸素に晒され、さらに摺接部で発生した熱により酸化が促進されてスラッジが生成されることを防止し、信頼性の高い軸封構造を提供することを主たる課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明に係る圧縮機の軸封構造は、駆動軸の回転によりハウジング内に流体圧を発生させる圧縮機の前記駆動軸の周囲に設けられる軸封構造において、前記ハウジングと前記駆動軸との間に、機内を流動する冷媒及び冷凍機油の漏れを防ぐ第１のシール部を設けると共に、この第１のシール部の外側に冷媒及び冷凍機油の漏れを許容しつつ大気の浸入を防ぐ第２のシール部を設けたことにある（請求項１）。
【０００９】
これにより、第１のシール部では、機内の冷媒及び冷凍機油の漏れを防ぐことができ、また、第１のシール部から冷媒及び冷凍機油が漏洩した場合でも、第２のシール部では、これら漏洩した冷媒及び冷凍機油の機外への流出は許容するため、漏洩した冷媒および冷凍機油によって前記第１のシール部と前記２のシール部との間の空間の圧力が高まることがなく、第２のシール部の摺接部の荷重を低く保つことができ、摺接部の発熱を最小限に抑えることができる。これにより、第２のシール部から大気側に漏洩した冷凍機油が酸素に晒されたとしても酸化が促進されず、第２のシール部でのスラッジの発生を防ぎ、スラッジによる摺接部の損傷を防ぐことが可能となる。
【００１０】
また、第１のシール部から漏洩した冷凍機油が、第１のシール部の摺接部の発熱によって高温下に置かれたとしても、第２のシールにより大気の浸入が防がれているため、漏洩した冷凍機油が酸化することがない。これにより、第1のシール部でのスラッジの発生を防ぎ、スラッジによる摺接部分の損傷を防ぐことが可能となる。
【００１１】
上述した構造においては、前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間に耐熱性の潤滑媒体を封入するようにしてもよい（請求項２）。この潤滑媒体の封入により第１のシール部と第２のシール部との間の空間に残留する空気を排除して、第1のシール部から漏洩した冷凍機油が残留酸素に触れて酸化することによって生じるスラッジの発生を阻止することが可能となる。
【００１２】
ここで、前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間に封入される耐熱性の潤滑媒体は、空間に残留する空気を排斥すればいいため、冷凍機油のみならずフッ素系又はシリコン系グリスを用いるようにしてもよい（請求項３，４）。
【００１３】
このような潤滑媒体の第１のシール部と第２のシール部との間の空間への封入は、格別な装置を用いずに、予め前記駆動軸に前記潤滑媒体を付着せしめて行うようにしてもよい（請求項５）。
【００１４】
また、潤滑媒体の第１のシール部と第２のシール部の間の空間への封入は、駆動軸に形成された注入孔を介して潤滑媒体を注入した後に、前記駆動軸に装着される部材を該駆動軸に固定するための固定部材（例えば、プーリを駆動軸に取り付ける取付ボルト）によって前記注入孔を封栓することで行うようにしても（請求項６）、ハウジングに形成された注入孔を介して潤滑媒体を注入した後に、このハウジングに装着される部材（例えば、プーリの軸受け）によって前記注入孔を封栓することで行うようにしてもよい（請求項７）。
【００１５】
このような構成においては、駆動軸又はハウジングに装着される部材の組付け前に潤滑媒体の注入が行われ、注入後に部材を駆動軸又はハウジングに組付けることで注入孔の封栓が行われるので、組付け作業の一連の作業の過程で潤滑媒体の封入が完了することになる。また、既存の部品で注入孔を封栓することができるので、注入孔を封栓する格別な部材が不要となる。
【００１６】
さらに、前記第２のシール部を前記第１のシール部と一体化すれば（請求項８）、両シール部の同時組付けを可能とし、組付工数の削減が可能となる。また、第１のシール部と第２のシール部との間の空間に潤滑媒体流出抑制手段を設けるようにすれば（請求項９、１０）、第１のシール部と第２のシール部との間の空間内に封入される潤滑媒体の流出を抑えて、空間内に潤滑媒体を留まらせることが可能となる。
【００１７】
さらに前記第２のシールの外側に、前記第２のシールから漏洩した冷凍機油および前記第1のシール部と第２のシール部との空間に封入された耐熱性の潤滑媒体を捕獲する捕獲部材を設けるようにしてもよい（請求項１１）。これにより、漏洩した冷凍機油および耐熱性の潤滑媒体が圧縮機外へ飛散することを防がれるので、異臭の発生や駆動ベルトの滑りを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、この発明によれば、第１のシール部において、機内を流動する冷媒及び冷凍機油の漏れを防ぐ作用を行うと共に、第1のシール部から冷媒及び冷凍機油が漏洩した場合でも、第２のシール部において、冷媒及び冷凍機油の機外への流出を許容するようになっているので、漏洩した冷媒および冷凍機油によって前記第１のシール部と前記２のシール部との間の空間の圧力が高まることがなく、第２のシール部の摺接部の荷重が低く保たれ、摺接部の発熱を最小限に抑えることができる。これにより、第２のシール部から大気側に漏洩した冷凍機油が酸素に晒されたとしても酸化が促進されず、第２のシール部でのスラッジの発生を防ぎ、スラッジによる摺接部の損傷を防ぐことが可能となる。さらに第２のシール部により大気の浸入が防止されるので、第1のシール部から漏洩した冷凍機油が酸素に晒され酸化することによって生じるスラッジの発生を防ぎ、スラッジによって生じるシール部の破損を防ぐことが可能となる。
【００１９】
また、第１のシール部と第２のシール部との間の空間に耐熱性の潤滑媒体を封入する構成とすることで、この空間に残留する空気を排除することが可能となり、空間内に漏洩する冷凍機油のスラッジ化やシール部の破損をより確実に防止することが可能となり、軸封構造の耐用年数を延ばすことが可能となる。
【００２０】
前記潤滑媒体の第１のシール部と第２のシール部との間の空間への封入は、予め駆動軸に潤滑媒体を付着せしめ、その後に第１及び第２のシール部を組付けることで行うようにしてもよく、このような構成とすれば、圧縮機に穿孔加工を施さずに簡単に潤滑媒体の封入が可能となる。
【００２１】
また、潤滑媒体の第１のシール部と第２のシール部との間の空間への封入は、
駆動軸に形成された注入孔を介して潤滑媒体を注入し、その後、駆動軸に装着される部材を該駆動軸に固定するための固定部材によって注入孔を封栓して行うようにしても、ハウジングに形成された注入孔を介して潤滑媒体を注入し、その後、ハウジングに装着される部材によって注入孔を封栓して行うようにしてもよく、これらの構成によれば、既存の部材によって注入孔を封栓することができるので、圧縮機の構造を複雑化させることがなく、また、部品点数を増加させることもない。
【００２２】
さらに、第２のシール部を第１のシール部に一体化する構成とすれば、両シール部を同時に組付けることが可能となり、組付工数を減らすことが可能となる。また第１のシール部と第２のシール部との間の空間にラビリンスシール等の潤滑媒体流出抑制手段を設ける構成とすれば、第１及び第２のシール部間の空間に封入される潤滑媒体を空間内に留まらせることが可能となる。
【００２３】
また、さらに前記第２のシールの外側に、前記第２のシールから漏洩した冷凍機油および前記第1のシール部と第２のシール部との空間に封入された耐熱性の潤滑媒体を捕獲する部材を設けるようにすれば、漏洩した冷凍機油および耐熱性の潤滑媒体の圧縮機外への飛散が防がれ、異臭の発生や駆動ベルトの滑りを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の最良の実施例を添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１において、例えばＣＯ２を冷媒とする冷凍サイクルに用いられるピストン往復動式の容量可変型の斜板式圧縮機が示されている。まずこの圧縮機１を説明すると、シリンダブロック２と、このシリンダブロック２のリア側（図中、右側）にバルブプレート３を介して組付けられたリアヘッド４と、前記シリンダブロック２のフロント側（図中、左側）を閉塞するように組付けられてクランク室５を画成するフロントヘッド６とを有して構成されているもので、これらフロントヘッド６，シリンダブロック２，バルブプレート３及びリアヘッド４は、締結ボルト７により軸方向に締結され、圧縮機全体のハウジングを構成している。
【００２６】
シリンダブロック２は、前記フロントヘッド６の径寸法と略等しい大径部２ａと、その図中左側に小径となる小径部２ｂとを有しており、この小径部２ｂが前記フロントヘッド６内に嵌挿して固定されている。そして、このシリンダブロック２の小径部２ｂには、その中心に凹部９が形成されると共に、この凹部９を中心に周方向に複数のシリンダボア１０が形成され、これら各シリンダボア１０には、片頭のピストン１１が往復動自在に挿入されている。
【００２７】
バルブプレート３は、前記シリンダブロック２とリアヘッド４との間に挟持された状態で介在され、シリンダボア１０と下記する吸入室１８とを連通する吸入孔１５が形成されると共にシリンダボア１０と下記する吐出室１９とを連通する吐出孔１６が形成されている。そして前記吸入孔１５は図示しない吸入弁により、また、前記吐出孔１６は図示しない吐出弁により、それぞれ弁体前後の圧力差に応じて開閉されるようになっている。
【００２８】
リアヘッド４は、その内部中央部に潤滑油（冷凍機油）回収室１７が、その外周側に吸入室１８が、更にその外周側に吐出室１９が形成されている。前記吸入室１８は、吸入通路２０を介して吸入口２１に接続され、外部の冷凍回路から冷媒が吸入される。前記吸入口２１には異物分離機２２が設置されており、外部冷凍回路から流入した異物を分離し、吸入室に異物が浸入することを防いでいる。
【００２９】
前記吐出室１９は、潤滑油分離装置２３に接続されている。この潤滑油分離装置２３は、円筒空間の分離室２４とその内部に同心円状に配された導出管２５とを有して構成され、前記吐出室１９から流出する冷媒ガスを分離室２４内に導いて、旋回させながら潤滑油を分離させ、分離された潤滑油を下方へ滴下し、分離室２４の下部に接続される通路２６を介して前記潤滑油回収室１７に導くようにしている。また、潤滑油が分離された冷媒は、前記導出管２５を介して流出され、逆止弁２７を介して吐出口２８から外部冷凍回路へ流出される。
【００３０】
尚、３０は圧力制御弁で、前記リアヘッド４に設けられ、この圧力制御弁３０により吐出室１９からクランク室５へ流入する冷媒流量を調節することでクランク室５内の圧力を制御するようにしている。この方式は、入口制御方式であるが、クランク室５から吸入室１８へ流出する冷媒流量を調整することでクランク室５内の圧力を制御する出口制御方式を採用しても、吐出室１９からクランク室５へ流入する冷媒流量とクランク室５から吸入室１８へ流出する冷媒流量とを調整することでクランク室５内の圧力を制御する出入口制御方式を採用しても良い。また、３２はアダプタで、前記潤滑油回収室１７を前記シリンダブロック２まで拡張し、且つシリンダブロック２にリアヘッド４を固定する機能を有している。
【００３１】
フロントヘッド６は、前記シリンダブロック２との間にクランク室５を形成し、このフロントヘッド６の前端部（図１左端部）を端壁６ａによって閉塞している。このクランク室５内には、一端がフロントヘッド６から突出する駆動軸３５が収容されている。
【００３２】
この駆動軸３５は、図中右側が、前記シリンダブロック２に形成された凹部９に配設されるラジアル軸受３６と、軸方向にばね荷重が付勢されたスラスト軸受３７とより支持されている。また、駆動軸３５の中程が、前記フロントヘッド６の端壁６ａに固着されたスラストフランジ３９の内側に設けられたプレーンベアリング４０と、前記スラストフランジ３９と駆動軸３５に形成された段部３８との間に介在されるスラスト軸受４１とによって支持されている。
【００３３】
斜板４２は、所定の厚みを有する円板状に形成されているもので、駆動軸３５に当該駆動軸３５の軸方向に形成された長孔４３を貫通する支軸４４を中心に傾動可能に取付けられ、また、駆動軸３５に突設固定されたピン４６が斜板４２の縦方向溝４７に係合して、駆動軸３５の回転に同期して一体に回転するようになっている。この斜板４２の周縁部位には、一対のシュー４８を介してクランク室５に突出したピストン１１の尾部１１ａが係留されている。
【００３４】
したがって、駆動軸３５が回転すると、これに同期して斜板４２が一体に回転し、この回転運動がシュー４８を介してピストン１１の往復直線運動に変換され、ピストン１１の往復動により、シリンダボア１０内においてピストン１１とバルブプレート３との間に形成された圧縮室５０の容積が変更されるようになっている。なお斜板４２を支える支軸４４はガイドチューブ５２に外挿され、且つスプリング５１によりシリンダブロック２の方向へ付勢されている。なお、このガイドチューブ５２は、前記潤滑油回収室１７と連通し、フロント側の下記する軸封構造６０まで、供給孔５３を介して潤滑油を供給している。
【００３５】
前記駆動軸の一端は、プーリを取付けるために円筒部６ｂを通り、外部に突出しており、突出した先端に軸方向に螺合されるボルト５５によりプーリ５６が取付けられている。そしてこのプーリ５６は、軸受５７により前記円筒部６ｂの外周壁に回転自在に支持されている。
【００３６】
この発明の第１の実施例である軸封構造６０は、図２に拡大して示すように、第１のシール部６１と、第２のシール部６２とより成り、前記第１のシール部６１は、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部６３にオーリング６４を介して設けられると共に駆動軸に対して所定のクリアランスを有して固定された固定環６５と、この固定環６５よりクランク室側に配され、駆動軸３５の外周に設けられたオーリング６６を介して軸方向に移動自在に装着された回転環６７と、この回転環６７の背面側に位置して駆動軸３５の外周面に形成された段部６８に係止されている環状の金属ケース６９と、この金属ケース６９と前記回転環６７との間に弾装された板ばね７０とにより構成されている。
【００３７】
前記金属ケース６９の先端部には、駆動軸３５の先端方向に延設された複数の係合爪７３が形成され、この係合爪７３は、回転環６７の外周面に形成された軸方向に延びる軸方向溝７４と係合し、これにより、回転環６７は、駆動軸３５と共に回転されると共に板ばね７０の付勢力を受けて固定環６５に当接されている。この回転環６７と固定環６５との当接部分により密封摺動面７６が形成されている。
【００３８】
この第１のシール部６１は、前記供給孔５３から供給される冷凍機油と、スラストフランジ３９と駆動軸３５との間のクリアランスを介して導かれる冷媒とをハウジングの外部へ流出することを防止するようにしているもので、ハウジング内部の圧力が大きいほど密封摺動面７６の面圧が増大する。
【００３９】
第２のシール部６２は、前記固定環６５よりも外側（大気側）にあり、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部７８にリップ７９を装着して構成されている。このリップ７９は、ゴム又は樹脂製で、コ字状断面を有し、その開口側が外側（大気側）に向けられており、駆動軸３５に対する接触面を固定環６５から遠ざかる方向（反固定環側）に延ばして接触している。この第２のシール６２は、第1のシール６１（固定環６５）から離して固定されているもので、駆動軸３５に対して密接されていることから前記第１のシール部６１との間に閉塞された空間８１が形成され、開口側が外側に向けられていることから、内側から外側への流体（冷媒及び冷凍機油）の漏れは許容するが、外側から内側への流体（空気）の浸入は阻止する構造となっている。
【００４０】
以上の構成において、前記第１のシール部６１は冷媒及び冷凍機油の漏れを防いでいるが、漏れを完全に無くすことはできないため、第1のシール部６１を介して流出された冷媒及び冷凍機油は空間８１に溜められ、この空間８１内が所定の圧力以上に上昇した場合に第２のシール部６２を押し広げて外部へ排出される。これにより、空間８１の圧力は所定の圧力以下に保持されることとなり，第２のシール部の摺接部の荷重は初期締め代以下に保たれることとなる。したがって第２のシール部の摺動発熱が最小限に抑えられ、スラッジ発生の一因である高温状態が阻止される。
【００４１】
さらに、リップ７９は駆動軸３５と密着して開口側が外側（大気側）に向けられているので、外部からの空気の浸入は阻止される。このため、空気中の酸素の浸入が阻止されることから、第1のシール部６１を介して空間８１内に漏洩した冷凍機油が酸化することで生じるスラッジの発生が阻止され、第１及び第２のシール部の破損を防止することが可能となる。
【００４２】
尚、上述した構成において、第１のシール部６１と第２のシール部６２との間の空間８１には、フッ素系又はシリコン系グリスや冷凍機油などの潤滑媒体が封入される。この潤滑媒体は、耐熱性のものが用いられ、シール部の摺接部分で発生する熱による劣化を少なくしている。この潤滑媒体の前記空間８１への封入は、駆動軸３５の組付前にこの駆動軸３５の摺動部位に潤滑媒体を予め付着しておき、その後、第１のシール部６１と第２のシール部６２とを装着することで行われる。
【００４３】
このように、潤滑媒体が空間８１内に封入されると、空間８１に残留する空気を排除することができるので、残留する空気（酸素）による潤滑媒体の酸化がなくなり、軸封構造の耐用年数を延ばすことが可能となる。
【００４４】
潤滑媒体の空間８１への封入は、上述した圧縮機本体の組付時における封入に限定されるわけではなく、圧縮機本体の組付後に封入する構成としても良い。
そのような構成例として、図１，図２の二点鎖線で示すように、潤滑媒体を注入する注入孔８３を駆動軸３５の先端から軸方向に穿設された縦孔と駆動軸３５の径方向に空間８１に臨むように穿設された横孔とにより構成し、縦孔の先端を前記ボルト５５が螺合する雌ねじ部８６に連通させている。
【００４５】
このような注入孔８３を利用した潤滑媒体の封入は、先ず、注入器具（図示せず）を注入孔８３に接続し、圧力を加えて潤滑媒体を空間８１に注入する。そして、空間８１への封入が完了したら、プーリ５６の取付用のボルト５５を雌ねじ部８６に螺合することで、この注入孔８２を封栓する。
【００４６】
また他の構成例としては、同じく図１，図２に二点鎖線で示すように、潤滑媒体を注入する注入孔８４をフロントヘッド６の円筒部６ｂの径方向に形成し、一端を空間８１に開口し、他端をプーリ５６の軸受５７が装着される円筒部６ｂの外周面に開口するようにしている。
【００４７】
このような注入孔８４を利用した潤滑媒体の注入は、プーリ５６の組付前に、注入孔８４に注入器具（図示せず）を接続し、圧力を加えて潤滑媒体を空間８１に注入する。そして、空間８１への封入が完了したら、プーリ５６を軸受け５７を介して組付けることで、その軸受５７によりこの注入孔８４を封栓する。
【００４８】
これらの注入孔を利用した構成によれば、プーリ５６の組付け作業の過程で潤滑媒体の封入を完了させることが可能となる。また、既存の部品で注入孔を封栓することができるので、注入孔を封栓する格別な部材が不要となり、圧縮機の構造の複雑化を避けることができ、また、部品点数を増加させないことが可能となる。
【実施例２】
【００４９】
図３において、この発明の第２の実施例である軸封構造６０が示されている。この例では、機内側にゴム又は樹脂製の第1のシール部を構成するリップシール９０が金属ケース９１にリテーナ９２を介して取付けられ、このリップシール９０の先端側を、クランク室５側に曲げて駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触させている。また、リップシール９０の外側（大気側）には、孔９３を有する介在部材９４を介してゴム又は樹脂製の第２のシール部を構成するリップ９５が前記金属ケース９１に取付けられ、このリップ９５の先端側を、クランク室と反対側に曲げて駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触させている。尚、９６は、軸封構造６０を固定する止め輪である。
【００５０】
したがって、リップシール９０は冷媒及び冷凍機油が機内側から漏洩しにくい構成となっており、また、リップ９５は、リップシール９０を介して機内の冷媒及び冷凍機油が漏洩した場合でも機外への排出を許容しつつ、機外からの空気の浸入を阻止する構成となっている。
【００５１】
また、リップシール９０とリップ９５との間に形成される空間８１には、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された注入孔８４が連通し、この注入孔８４を介して耐熱性の潤滑媒体が封入されるようになっている。
尚、他の構成は、前記実施例と同様であるので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。
【００５２】
このような構成においても、前記構成例と同様の作用効果が得られ、空間８１内に封入された潤滑媒体とリップシール９０及びリップ９５とにより、外部からの空気の浸入が阻止され、スラッジの発生及びシール部の破損が防止される。
【実施例３】
【００５３】
図４において、この発明の第３の実施例である軸封構造６０が示されている。この例では、第２のシール部６２が第１のシール部６１と一体化されているもので、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部６３に、第２のシール部６２を構成するリップ９８が第１のシール部６１の固定環６５と共に固定されている。このリップ９８は、全体としてＬ字形状をなし、先端側がクランク室と反対側に曲げられて駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触している。
また、この構成においても、リップ９８と第１のシール部６１の固定環６５及び回転環６７とにより囲まれた空間８１に耐熱性の潤滑媒体が封入されている。
【００５４】
尚、この実施例において、第１の実施例と同一の部分は同一の番号を付して説明を省略するが、この実施例では、第１の実施例の板ばね７０に代えてコイルスプリング７０ａ及びコイルスプリング７０ａを受けるリテーナ９７を具備している。
【００５５】
したがって、第3の実施例においても、リップ９８により外部からの空気の浸入が阻止されると共に空間８１に封入される潤滑媒体により空間８１内の空気が排除されるので、酸素の浸入に伴うスラッジの発生によるシール部の破損を防止することが可能となる。なお、潤滑媒体の空間８１内への封入は、前述したごとく、駆動軸３５に付着して行うか、駆動軸３５に注入孔を穿設してこの注入孔を介して潤滑媒体を注入する方式で行われる。また、この構成においては、第２のシール部６２を構成するリップ９８が第１のシール部６１と一体化しているので、第１のシール部６１と第２のシール部６２とを同時に装着することが可能となり、これらシール部の装着作業が容易となる。
【実施例４】
【００５６】
図５において、この発明の第４の実施例である軸封構造６０が示されている。この例では、第１のシール部６１と第２のシール部６２とを持ち、前記第１のシール部６１は、金属ケース６９に保持される回転環グ６７と、これを押圧するコイルスプリング７０ａと、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部７２にオーリング６４を介して取付けられた固定環６５とを有して構成されている。第１のシール部６１と第２のシール部６２との間の空間８１には（この例では、固定環６５の内側に）、第1のシール部６１と一体をなす（固定環６５と一体をなす）ラビリンスシール９９が設けられている。
【００５７】
第２のシール部６２は、前記固定環６５よりも外側に離れて設けられ、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部７８に装着されると共に先端側がクランク室と反対側（固定環と反対側）に曲げられて駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触されるゴム製又は樹脂製のリップ１００によって構成されている。また、この構成においては、第１のシール部６１と第２のシール部６２との間の空間８１に、ラビリンスシール９９が配設されていると共に耐熱性の潤滑媒体が封入されている。尚、他の構成において前述した実施例と同一の部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【００５８】
したがって、このような構成においても、前述した構成例と同様の作用効果が得られ、リップ１００により外部からの空気の浸入が阻止されると共に、空間８１に封入される潤滑媒体により空間内の空気が排除されるので、酸素の浸入に伴うスラッジの発生によるシール部の破損を防止することが可能となる。また、空間８１にラビリンスシール９９が設けられているので、この空間８１に封入された潤滑媒体を保持しやすくなり、スラッジの発生やシール部の破損の阻止効果を持続させることが可能となる。尚、潤滑媒体の空間８１への封入は、前述したごとく、駆動軸３５に予め付着して行うか駆動軸３５やフロントヘッド６の円筒部６ｂに注入孔を穿設してこの注入孔を介して潤滑媒体を注入する方式で行われる。
【実施例５】
【００５９】
図６において、この発明の第５の実施例である軸封構造６０が示されている。この例では、前記に詳述した第３の実施例の第２のシール部６２が第１のシール部６１と一体化されている構造に、さらに前記第２のシール６２の外側（大気側）にフェルト又は不織布の冷凍機油および／又は前記潤滑媒体を捕獲する捕獲部材１０２を設けている。具体的には捕獲部材１０２は、フロントヘッド６の円筒部６ｂに形成された装着部１０３に止め輪１０４により取付けられ、先端が駆動軸３５の外周面に摺接可能に接触している。
【００６０】
また、この構成においても、リップ９８と第１のシール部６１の固定環６５及び回転環６７とに囲まれた空間に耐熱性の潤滑媒体が封入されている。この第５の実施例においても、前記第３の実施例と同一の部分は同一の番号を付して説明を省略している。
【００６１】
したがって、第５の実施例にあっては、前記第１のシール部６１が冷媒及び冷凍機油の漏れを防いでいるが、漏れを完全に無くすことはできないため、第１のシール部６１を介して流出された冷媒及び冷凍機油は空間８１に溜められ、この空間８１内が所定の圧力以上に上昇した場合に第２のシール部６２を押し広げて外部へ排出される。
【００６２】
これにより、空間８１の圧力は所定圧力以下に保持されることになり、第２のシール部の摺動部の荷重は初期締め代以下に保たれ、第３の実施例と同一の作用効果を奏するが、前記した第２のシール部６２を押し広げて外部へ排出された冷凍機油及び耐熱性の潤滑媒体は、捕獲部材１０２に捕獲される。これにより、漏洩した冷凍機油及び耐熱性の潤滑媒体が圧縮機外に飛散することを防がれ、異臭の発生を阻止し、また近接するプーリ５６やそれに架装の駆動ベルト（図示せず）に付着されず、滑りを防ぐことができる。また、この第５の実施例である捕獲部材１０２が、前記第３の実施例ばかりでなく、第１、第２、第４の実施例にも実施できることは勿論である。
【００６３】
尚、前述した軸封構造６０において、第１のシール部６１の構成として５種類の実施例を示したが、これらの構成には限定されるものではない。また、前述の構成では、第２のシール部６２のリップ７９，９５，９８，１００をリップシール形として示しているが、同様の機能を有するオーリングやメカニカルシール等の構成に変えても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の軸封構造が実施されている圧縮機の断面図である。
【図２】この発明の軸封構造の第１の実施例の拡大断面図である。
【図３】この発明の軸封構造の第２の実施例の断面図である。
【図４】この発明の軸封構造の第３の実施例の断面図である。
【図５】この発明の軸封構造の第４の実施例の断面図である。
【図６】この発明の軸封構造の第５の実施例の断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 圧縮機
２ シリンダブロック
３ バルブプレート
４ リアヘッド
５ クランク室
６ フロントヘッド
６ｂ 円筒部
１０ シリンダボア
１１ ピストン
１５ 吸入孔
１６ 吐出孔
１７ 潤滑油回収室
２２ 異物分離器
２３ 潤滑油分離装置
３０ 圧力制御弁
３５ 駆動軸
３９ スラストフランジ
４２ 斜板
４４ 支軸
５０ 圧縮室
５５ ボルト
５６ プーリ
５７ 軸受
６０ 軸封構造
６１ 第１のシール部
６２ 第２のシール部
６５ 固定環
６７ 回転環
７６ 密接摺動面
７９ リップ
８１ 空間
８３ 注入孔
８４ 注入孔
８６ ボルト螺合雌ねじ部
９０ リップシール
９５ リップ
９９ ラビリンスシール
１００ リップ
１０２ 捕獲部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の回転によりハウジング内に流体圧を発生させる圧縮機の前記駆動軸の周囲に設けられる軸封構造において、
前記ハウジングと前記駆動軸との間に、機内を流動する冷媒及び冷凍機油の漏れを防ぐ第１のシール部を設けると共に、この第１のシール部の外側に冷媒及び冷凍機油の漏れを許容しつつ大気の浸入を防ぐ第２のシール部を設けたことを特徴とする圧縮機の軸封構造。
【請求項２】
前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間に耐熱性の潤滑媒体を封入したことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項３】
前記潤滑媒体は、冷凍機油であることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項４】
前記潤滑媒体は、フッ素系又はシリコン系グリスであることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項５】
前記潤滑媒体の前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間への封入は、予め前記駆動軸に前記潤滑媒体を付着せしめて行われることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項６】
前記潤滑媒体の前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間への封入は、前記駆動軸に形成された注入孔を介して注入した後に、前記駆動軸に装着される部材を該駆動軸に固定するための固定部材によって前記注入孔を封栓することで行われることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項７】
前記潤滑媒体の前記第１のシール部と前記第２のシール部の間への封入は、前記ハウジングに形成された注入孔を介して注入された後に、このハウジングに装着される部材によって前記注入孔を封栓することで行われることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項８】
前記第２のシール部を前記第１のシール部に一体化したことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項９】
前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間に潤滑媒体流出抑制手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項１０】
前記潤滑媒体流出抑制手段はラビリンスシールであることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項１１】
前記第２のシール部の外側に第２のシール部より漏洩した冷凍機油および／又は前記潤滑媒体を捕獲する捕獲部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項１】
駆動軸の回転によりハウジング内に流体圧を発生させる圧縮機の前記駆動軸の周囲に設けられる軸封構造において、
前記ハウジングと前記駆動軸との間に、機内を流動する冷媒及び冷凍機油の漏れを防ぐ第１のシール部を設けると共に、この第１のシール部の外側に冷媒及び冷凍機油の漏れを許容しつつ大気の浸入を防ぐ第２のシール部を設けたことを特徴とする圧縮機の軸封構造。
【請求項２】
前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間に耐熱性の潤滑媒体を封入したことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項３】
前記潤滑媒体は、冷凍機油であることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項４】
前記潤滑媒体は、フッ素系又はシリコン系グリスであることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項５】
前記潤滑媒体の前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間への封入は、予め前記駆動軸に前記潤滑媒体を付着せしめて行われることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項６】
前記潤滑媒体の前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間への封入は、前記駆動軸に形成された注入孔を介して注入した後に、前記駆動軸に装着される部材を該駆動軸に固定するための固定部材によって前記注入孔を封栓することで行われることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項７】
前記潤滑媒体の前記第１のシール部と前記第２のシール部の間への封入は、前記ハウジングに形成された注入孔を介して注入された後に、このハウジングに装着される部材によって前記注入孔を封栓することで行われることを特徴とする請求項２記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項８】
前記第２のシール部を前記第１のシール部に一体化したことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項９】
前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の空間に潤滑媒体流出抑制手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項１０】
前記潤滑媒体流出抑制手段はラビリンスシールであることを特徴とする請求項９記載の圧縮機の軸封構造。
【請求項１１】
前記第２のシール部の外側に第２のシール部より漏洩した冷凍機油および／又は前記潤滑媒体を捕獲する捕獲部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧縮機の軸封構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１７４３７６（Ｐ２００９−１７４３７６Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２５００（Ｐ２００８−１２５００）
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオサーマルシステムズ (282)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（５００３０９１２６）株式会社ヴァレオサーマルシステムズ (282)
【Ｆターム（参考）】
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