JP2009108688A - Shaft sealing device for compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば車両用空調装置の冷凍システムに用いられる圧縮機の軸封装置に関する。 The present invention relates to a shaft seal device for a compressor used in, for example, a refrigeration system for a vehicle air conditioner.
圧縮機における回転軸周りには、一般に、圧縮機内部と外部とのシールを行なうための軸封装置が設けられている。軸封装置としては、図7に示すようなメカニカルシール構造を備えた軸封装置が知られている。図7において、100は圧縮機の回転軸(シャフト)を示しており、回転軸100の周りには軸封装置101が設けられている。軸封装置101は、シールリング102とメイティングリング103を備えている。シールリング102は回転軸100とともに回転可能に構成されている。また、シールリング102は、スプリング104によりメイティングリング側に付勢され、シールリング102の側面102aがハウジング105に固定されたメイティングリング103の側面103aに摺接されている。そして、該摺接面の油膜により封入流体(たとえば、冷媒)の漏れを防止するシール構造が形成されるようになっている。
A shaft seal device for sealing the inside and outside of the compressor is generally provided around the rotation shaft of the compressor. As a shaft seal device, a shaft seal device having a mechanical seal structure as shown in FIG. 7 is known. In FIG. 7,
このような、メカニカルシール構造を備えた軸封装置は、流体やオイル(潤滑油)の漏れを極めて少なくすることがでるとともに、動力損失を低減でき熱の発生も少ない。また、摺動部の摩耗が少なく耐久性に優れ、高温、高圧環境下においても使用できる等の優れた特性を有する。 Such a shaft seal device having a mechanical seal structure can significantly reduce leakage of fluid and oil (lubricating oil), reduce power loss, and generate less heat. In addition, it has excellent properties such as low wear of sliding parts, excellent durability, and use under high temperature and high pressure environments.
しかしながら、とくに軸封装置が新品である場合、あるいは装置が長期間停止されていた場合等における運転の初期段階においては、側面102aと側面103a間のなじみが進行していないために油膜形成が不十分となり、図7の矢印で示すような経路で圧縮機外部にオイル(潤滑油)および封入流体が漏れるおそれがある。とくに、冷凍システム運転時において、そのシステム制御が開始される前(たとえば、斜板式圧縮機等においては斜板の傾斜角の変更を行なう前)に圧縮機内部最高圧がかかるため、制御運転開始前の運転の初期段階にオイルがシステム外に漏れ易い。
However, particularly when the shaft seal device is new or when the device has been stopped for a long period of time, since the familiarity between the
このような問題を解消するために、たとえばオイルの漏れを防止する堰き止め構造に関する提案もなされているが(たとえば、特許文献1、2)、運転の初期段階におけるオイルの漏れ防止は十分とは言い難い。また、これら提案においては、構造が複雑化するおそれがある。
そこで、本発明の課題は、とくに制御運転開始前の運転の初期段階におけるオイルの漏れを確実に防止でき、優れた信頼性を有する圧縮機の軸封装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a shaft seal device for a compressor that can reliably prevent oil leakage particularly in the initial stage of operation before the start of control operation and has excellent reliability.
上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機の軸封装置は、圧縮機の回転軸周りに、ハウジング側に固定されたメイティングリングと、回転軸とともに回転し前記メイティングリングと側面同士が摺動可能に当接されて両リング間にシール部を形成するシールリングとからなるメカニカルシールを用いた圧縮機の軸封装置において、前記メイティングリングの内周面と前記回転軸の外周面との間に、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材を装着したことを特徴とするものからなる。このような構成においては、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材が装着されているので、圧縮機外部へのオイルの漏れを確実に防止することができる。また、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルを確実にシールすることにより、該部分にオイル溜りが形成されるので、オイル溜りのシール効果により流体の漏れ防止にも寄与することができる In order to solve the above-described problems, a shaft seal device for a compressor according to the present invention includes a mating ring fixed to a housing around a rotating shaft of the compressor, and the mating ring and side surfaces that rotate together with the rotating shaft. In a shaft seal device of a compressor using a mechanical seal comprising a seal ring that is slidably contacted with each other to form a seal portion between both rings, the inner peripheral surface of the mating ring and the rotary shaft An oil seal member having a function of sealing oil between both sides in the axial direction of the mating ring is mounted between the outer peripheral surface and the outer peripheral surface. In such a configuration, since an oil seal member having a function of sealing oil between both sides in the axial direction of the mating ring is mounted, oil leakage to the outside of the compressor can be reliably prevented. . In addition, by securely sealing the oil between both sides of the mating ring in the axial direction, an oil reservoir is formed in the portion, so that it is possible to contribute to prevention of fluid leakage by the sealing effect of the oil reservoir.
本発明に係る圧縮機は、たとえば車両用空調装置の圧縮機に好適であるが、このような冷凍システムにおいては、冷凍システム運転開始時に、そのシステム制御が開始される前(たとえば、斜板式圧縮機においては斜板の傾斜角の変更を行なう前)の方が圧縮機内部に圧縮機内部最高圧がかかる。このため、制御運転開始前の運転の初期段階においてオイルが漏れ易くなる。したがって、上記オイルシール部材は、メイティングリングの軸方向片側に圧縮機内部最高圧がかかった際の、メイティングリングの軸方向他側の圧縮機外大気圧との差圧発生時に、メイティングリングの軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有する部材であることが好ましい。このような構成によれば、とくに制御運転開始前の運転の初期段階におけるオイルの漏れを効果的に防止することができる。 The compressor according to the present invention is suitable for a compressor of a vehicle air conditioner, for example, but in such a refrigeration system, before the system control is started (for example, swash plate compression) In the machine, the maximum internal pressure of the compressor is applied inside the compressor before changing the inclination angle of the swash plate. For this reason, it becomes easy for oil to leak in the initial stage of the operation before starting the control operation. Therefore, the oil seal member is mated when a differential pressure is generated between the external pressure outside the compressor on the other axial side of the mating ring when the maximum internal pressure of the compressor is applied to one side of the mating ring in the axial direction. A member having a function of sealing oil between both axial sides of the ring is preferable. According to such a configuration, it is possible to effectively prevent oil leakage particularly in the initial stage of the operation before the start of the control operation.
上記オイルシール部材は、メイティングリングの内周面側に、回転軸の外周面に摺接可能に保持されたシール部材、たとえばO−リング、角リング、円筒状シール、リップシールのいずれかから形成することができる。 The oil seal member is a seal member held on the inner peripheral surface side of the mating ring so as to be slidable on the outer peripheral surface of the rotating shaft, for example, any of an O-ring, a square ring, a cylindrical seal, and a lip seal. Can be formed.
本発明に係る圧縮機の軸封装置においては、圧縮機内部からのオイルの漏れを確実に防止でき、とくにシステム制御開始前の運転の初期段階におけるオイルの漏れを効果的に防止できる。 In the shaft seal device for a compressor according to the present invention, oil leakage from the inside of the compressor can be reliably prevented, and oil leakage can be effectively prevented particularly at the initial stage of operation before the start of system control.
また、上記オイルシール部材は、たとえばO−リング、角リング、円筒状シール、リップシールのいずれかから形成することができ、既存の圧縮機に対しても簡単な改良を施すだけで簡単に適用することができる。 The oil seal member can be formed of, for example, an O-ring, a square ring, a cylindrical seal, or a lip seal, and can be easily applied to existing compressors simply by making improvements. can do.
以下に、本発明に係る圧縮機の軸封装置の望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。
図1〜図3は本発明の第1実施態様に係る圧縮機の軸封装置を示している。図1において、1は圧縮機を示している、なお、以下の実施態様においては、圧縮機は車両用空調装置の冷凍サイクルに適用される圧縮機に構成されている。圧縮機1は、ハウジング2を有しており、ハウジング2にはベアリング3a、3bを介して回転軸4が回転自在に支承されている。回転軸4の周りには軸封装置5が設けられている。軸封装置5は、ハウジング側に固定されたメイティングリング6と回転軸4とともに回転するシールリング7とを備えている。シールリング7は回転軸4の軸方向に移動可能に構成されており、本実施態様においては、スプリング20によりメイティングリング6側に付勢されている。そして、シールリング7の側面9がメイティングリング6の側面8に摺接されている。
Preferred embodiments of a shaft seal device for a compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 3 show a shaft seal device for a compressor according to a first embodiment of the present invention. 1,
メイティングリング6の内周面10と回転軸4の外周面11との間には、メイティングリング6の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材としてのO−リング12が設けられている。O−リング12はメイティングリング6の内周面10に設けられた溝13に装着され、回転軸4の外周面11に当接されている。なお、メイティングリング6の外周面14に設けられた溝15にはハウジング2の内周面に当接するO−リング16が装着されている。
Between the inner
O−リング12は、メイティングリング6の軸方向片側(図1においては、メイティングリング6の右側)に圧縮機内部最高圧がかかった際の、メイティングリング6の軸方向他側(図1においては、メイティングリング6の左側)の圧縮機外大気圧との差圧発生時に、メイティングリング6の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有する部材として構成されている。
The O-
本実施態様においては、イティングリング6の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材としてO−リング12が装着されているので、圧縮機外部へのオイルの漏れを確実に防止することができる。また、メイティングリング6の軸方向両側間に対しオイルを確実にシールすることにより、O−リング12の上流にオイル溜りが形成されるので、オイル溜りのシール効果により流体の漏れ防止にも寄与することができる。さらに、O−リング12は、メイティングリング6の軸方向片側(図1においては、メイティングリング6の右側)に圧縮機内部最高圧がかかった際の、メイティングリング6の軸方向他側(図1においては、メイティングリング6の左側)の圧縮機外大気圧との差圧発生時に、メイティングリング6の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有する部材として構成されている。したがって、オイルが漏れ易くなる時点、すなわち、そのシステム制御が開始される前(たとえば、斜板式圧縮機においては斜板の傾斜角の変更を行なう前)であって、圧縮機内部最高圧がかかる際のオイルの漏れを確実に防止することができる。一方、運転の初期段階が経過し、側面8と側面9とがなじんできた場合には、オイルおよび流体の漏れは側面8と側面9間に形成されるシール面により確実に防止されるので、この場合にはO−リング12と回転軸4の外周面11に非接触の状態になっても差し支えない。
In this embodiment, since the O-
図4は、本発明の第2実施態様に係る圧縮機の軸封装置を示している。なお、以下の実施態様において、上記第1実施態様と同一の部材には同一の番号を付しその説明を省略する。本実施態様においては、メイティングリング6の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材として角リング17が設けられている。角リング17は横断面形状が角形に形成されており、メイティングリング6の溝13に装着されている。
FIG. 4 shows a shaft seal device for a compressor according to a second embodiment of the present invention. In the following embodiments, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the present embodiment, a
図5は、本発明の第3実施態様に係る圧縮機の軸封装置を示している。本実施態様においては、メイティングリング6の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材としてメイティングリング6の内周面10には円筒状シール18が設けられている。円筒状シール18はメイティングリング6の内周面10に接着等により固定されている。
FIG. 5 shows a shaft seal device for a compressor according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, a
図6は、本発明の第4実施態様に係る圧縮機の軸封装置を示している。本実施態様においては、メイティングリング6の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材としてリップシール19が設けられている。リップシール19はメイティングリング6の溝13に装着されている。
FIG. 6 shows a shaft seal device for a compressor according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a
上記第2〜第4実施態様においては、イティングリング6の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有するオイルシール部材が装着されているので、圧縮機外部へのオイルの漏れを確実に防止することができる。また、メイティングリング6の軸方向両側間に対しオイルを確実にシールすることにより、オイルシール部材の上流にオイル溜りが形成されるので、オイル溜りのシールにより流体の漏れを効果的に防止することができる。さらに、オイルシール部材は、メイティングリング6の軸方向片側(図4〜図6においては、メイティングリング6の右側)に圧縮機内部最高圧がかかった際の、メイティングリング6の軸方向他側(図4〜図6においては、メイティングリング6の左側)の圧縮機外大気圧との差圧発生時に、メイティングリング6の軸方向両側間に対しオイルをシールする機能を有する部材として構成されている。したがって、オイルが漏れ易くなる時、すなわち、そのシステム制御が開始される前(たとえば、斜板式圧縮機においては斜板の傾斜角の変更を行なう前)であって、圧縮機内部最高圧がかかる際のオイルの漏れを確実に防止することができる。
In the second to fourth embodiments, since the oil seal member having the function of sealing the oil between both axial sides of the
本発明に係る圧縮機の軸封装置は、様々な分野に利用される圧縮機に適用可能であるが、とくに車両用空調装置の冷凍システムに用いられる圧縮機の軸封装置として好適である。 The compressor shaft seal device according to the present invention can be applied to a compressor used in various fields, and is particularly suitable as a shaft seal device for a compressor used in a refrigeration system for a vehicle air conditioner.
1 圧縮機
2 ハウジング
3 ベアリング
4 回転軸
5 軸封装置
6 メイティングリング
7 シールリング
8 メイティングリングの側面
9 シールリングの側面
10 メイティングリングの内周面
11 回転軸の外周面
12 オイルシール部材としてのO−リング
13 溝
14 メイティングリングの外周面
15 溝
16 O−リング
17 オイルシール部材としての角リング
18 オイルシール部材としての円筒状リング
19 オイル」シール部材としてのリップシール
20 スプリング
DESCRIPTION OF
Claims (3)
The oil seal member is formed of any one of an O-ring, a square ring, a cylindrical seal, and a lip seal that are slidably held on the outer peripheral surface of the rotating shaft on the inner peripheral surface side of the mating ring. A shaft seal device for a compressor according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
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| JP2007278788A JP2009108688A (en) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | Shaft sealing device for compressor |
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| JP2009108688A true JP2009108688A (en) | 2009-05-21 |
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| JP2007278788A Pending JP2009108688A (en) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | Shaft sealing device for compressor |
Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100994067B1 (en) | 2010-09-13 | 2010-11-11 | 극동씰테크 주식회사 | Mechanical seal for high pressure and high speed |
| WO2013077398A1 (en) * | 2011-11-25 | 2013-05-30 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Pump device |
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| JP2013113102A (en) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Pump device |
| US9709056B2 (en) | 2011-11-25 | 2017-07-18 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Sealing for a pump device |
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