JP2007218137A

JP2007218137A - Compressor

Info

Publication number: JP2007218137A
Application number: JP2006037915A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukumuro; 貴士福室
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-08-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compressor capable of surely and effectively preventing leakage of carbon dioxide refrigerant at low cost. <P>SOLUTION: In the compressor compressing and delivering carbon dioxide refrigerant, a seal member of the compressor is composed of a member including polycaprolactam. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、二酸化炭素冷媒を圧縮する圧縮機のシール性の改良に関し、とくに車両用空調装置の圧縮機に好適な圧縮機に関する。 The present invention relates to an improvement in sealing performance of a compressor that compresses a carbon dioxide refrigerant, and more particularly to a compressor suitable for a compressor of a vehicle air conditioner.

二酸化炭素冷媒を利用した冷凍システムのシール部材としては、ＮＢＲ系の材料に多数の添加物を添加し、二酸化炭素に対するシール性を向上した提案がなされている（特許文献１）。 As a sealing member of a refrigeration system using a carbon dioxide refrigerant, a proposal has been made in which a number of additives are added to an NBR material to improve the sealing performance against carbon dioxide (Patent Document 1).

しかし、ＮＢＲ系の材料に多数の添加物を添加し、さらに該各添加物の配合比率を微妙に変化させて材料を調製するのでは、製造コストが増加するおそれがある。また、上記提案は、ＮＢＲ系材料をシール部材とした場合の二酸化炭素に対するシール性の向上に関するものであるから、ＮＢＲ系以外の材料（たとえば、塩素化ポリエチレン等）がシール部材に用いられる既存の圧縮機に対しては適用されない。
特開２００３−１１９３２０号公報 However, if a large number of additives are added to the NBR-based material, and the material is prepared by slightly changing the blending ratio of each additive, the manufacturing cost may increase. Moreover, since the said proposal is related with the improvement of the sealing performance with respect to a carbon dioxide at the time of using NBR type material as a sealing member, materials (for example, chlorinated polyethylene etc.) other than NBR type are used for a sealing member. It does not apply to compressors.
JP 2003-119320 A

そこで本発明の課題は、二酸化炭素冷媒の漏洩を効果的、かつ確実に防止できる圧縮機を低コストで提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a compressor capable of effectively and reliably preventing leakage of carbon dioxide refrigerant at a low cost.

上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機は、二酸化炭素冷媒を圧縮して吐出する圧縮機において、前記圧縮機のシール部材をポリカプロラクタムを含む部材に構成したことを特徴とするものからなる。ポリカプロラクタム（以下、ナイロン６と言うこともある。）の二酸化炭素透過係数（０．００４６×１０^−１１ｍ^３・ｍ／（ｍ^２・ｓ・ＭＰａ））は他の樹脂等に比べて極めて小さい。したがって、圧縮機のシール部材をポリカプロラクタムを含む部材から構成すれば、シール部からの二酸化炭素の漏洩を効果的に防止できる。また、従来のように。ＮＢＲ系の材料に多数の添加物を添加し、さらに該各添加物の配合比率を微妙に変化させる煩雑な原料調製作業を廃止することができるので、シール部材ひいては装置全体のコストダウンを達成できる。また、ポリカプロラクタムを他の樹脂材等に添加することにより、該複合材料の二酸化炭素透過性を低減できるので、本発明はＮＢＲ系以外の材料を用いてシール部材が形成された圧縮機に対しても広く容易に適用できる。 In order to solve the above problems, a compressor according to the present invention is a compressor that compresses and discharges a carbon dioxide refrigerant, wherein the seal member of the compressor is configured as a member containing polycaprolactam. Consists of. The carbon dioxide permeability coefficient (0.0046 × 10 ⁻¹¹ m ³ · m / (m ² · s · MPa)) of polycaprolactam (hereinafter sometimes referred to as nylon 6) is extremely higher than that of other resins. small. Therefore, if the seal member of the compressor is composed of a member containing polycaprolactam, the leakage of carbon dioxide from the seal portion can be effectively prevented. Also as before. Numerous additives can be added to NBR-based materials, and complicated raw material preparation operations that slightly change the blending ratio of each additive can be eliminated, thereby reducing the cost of the seal member and thus the entire device. . Moreover, since the carbon dioxide permeability of the composite material can be reduced by adding polycaprolactam to other resin materials, etc., the present invention relates to a compressor in which a seal member is formed using a material other than the NBR system. But it can be applied widely and easily.

また、上記圧縮機が、二酸化炭素冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮機構を駆動する駆動軸とを有するものである場合には、少なくとも駆動軸の軸封機構のシール部材がポリカプロラクタムを含む部材から構成されることが好ましい。 When the compressor has a compression mechanism that compresses the carbon dioxide refrigerant and a drive shaft that drives the compression mechanism, at least the seal member of the shaft seal mechanism of the drive shaft contains polycaprolactam. It is preferable to be comprised from a member.

本発明においてシール部材をポリカプロラクタムを含む部材から構成するとは、シール部材をポリカプロラクタムのみで成形した部材、シール部材をポリカプロラクタムが添加された複合材料から成形した部材、シール部材の表面にポリカプロラクタムを含む被膜を設けた部材を含む概念である。 In the present invention, the seal member is composed of a member containing polycaprolactam. The seal member is a member formed only from polycaprolactam, the seal member is formed from a composite material added with polycaprolactam, and the surface of the seal member is polycaprolactam. It is a concept including a member provided with a coating including

本発明に係る圧縮機によれば、シール部からの二酸化炭素の漏洩を効果的に防止できる。また、添加物の配合比率を微妙に変化させる煩雑な原料調製作業を廃止することができるので、シール部材ひいては装置全体のコストダウンを達成できる。また、ポリカプロラクタムを他の樹脂材等に添加することにより、該複合材料の二酸化炭素透過性を低減できるので、本発明はＮＢＲ系以外の材料を用いてシール部材が成形された圧縮機に対しても広く容易に適用できる。 The compressor according to the present invention can effectively prevent leakage of carbon dioxide from the seal portion. In addition, since the complicated raw material preparation operation that slightly changes the blending ratio of the additives can be eliminated, the cost of the sealing member and thus the entire apparatus can be reduced. In addition, since the carbon dioxide permeability of the composite material can be reduced by adding polycaprolactam to other resin materials, etc., the present invention relates to a compressor in which a seal member is molded using a material other than the NBR system. But it can be applied widely and easily.

以下に、本発明の圧縮機の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る圧縮機の全体を示している。図１において、１は圧縮機を示している。圧縮機１は、本実施態様においては可変容量型の斜板式圧縮機から構成されているが、これに限定されるものではなく、たとえばスクロール型圧縮機であってもよい。圧縮機１は、周方向に複数のシリンダボア２が穿設されたシリンダブロック３を有している。シリンダブロック３の一端にはフロントハウジング４が設けられている。また、シリンダブロック３の他端には、弁板機構５を介してリアハウジング６が設けられている。シリンダブロック３とフロントハウジング４により区画されるクランク室７内には駆動軸８が延設されている。駆動軸８には円板状の斜板９が一体回転可能に設けられている。斜板９は、駆同軸８に固着されたロータ１０に、連結部１１およびピボットピン１２を介して傾角可変可能に結合されている。 Hereinafter, preferred embodiments of the compressor of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an entire compressor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a compressor. Although the compressor 1 is composed of a variable capacity swash plate compressor in the present embodiment, the compressor 1 is not limited to this and may be, for example, a scroll compressor. The compressor 1 has a cylinder block 3 in which a plurality of cylinder bores 2 are formed in the circumferential direction. A front housing 4 is provided at one end of the cylinder block 3. A rear housing 6 is provided at the other end of the cylinder block 3 via a valve plate mechanism 5. A drive shaft 8 extends in the crank chamber 7 defined by the cylinder block 3 and the front housing 4. A disk-shaped swash plate 9 is provided on the drive shaft 8 so as to be integrally rotatable. The swash plate 9 is coupled to a rotor 10 fixed to the drive coaxial 8 via a connecting portion 11 and a pivot pin 12 so that the tilt angle can be changed.

駆同軸８の一端は、フロントハウジング４の外側に突出したボス部１３内に貫通されている。ボス部１３の周囲にはアンギュラベアリング１４を介して電磁クラッチ１５が設けられている。電磁クラッチ１５は、ボス部１３の周囲に設けられたプーリ１６内に収容された電磁石装置１７と、プーリ１６の外側一端面に設けられたクラッチ板１８とを備えている。ボス部１３に貫通された駆同軸８の先端は固定部材１９を介してクラッチ板１８に連結されている。 One end of the drive coaxial 8 is penetrated into a boss portion 13 protruding to the outside of the front housing 4. An electromagnetic clutch 15 is provided around the boss portion 13 via an angular bearing 14. The electromagnetic clutch 15 includes an electromagnet device 17 accommodated in a pulley 16 provided around the boss portion 13, and a clutch plate 18 provided on an outer end surface of the pulley 16. The distal end of the drive coaxial 8 that penetrates the boss portion 13 is connected to the clutch plate 18 via a fixing member 19.

駆同軸８とボス部１３との間には軸封機構２０が設けられており、該軸封機構２０によりクランク室７内と圧縮機外部とが遮断されるようになっている。 A shaft sealing mechanism 20 is provided between the drive coaxial 8 and the boss portion 13, and the shaft sealing mechanism 20 blocks the inside of the crank chamber 7 from the outside of the compressor.

駆同軸８の他端はベアリング２１を介してシリンダブロック３に支持されている。 The other end of the drive shaft 8 is supported by the cylinder block 3 via a bearing 21.

上記シリンダボア２内には、ピストン２２が往復動自在に収容されている。ピストン２２のブリッジ部２３内には、斜板９の外側に設けられたシュー２４が摺動自在に収容されている。 A piston 22 is accommodated in the cylinder bore 2 so as to be able to reciprocate. A shoe 24 provided outside the swash plate 9 is slidably accommodated in the bridge portion 23 of the piston 22.

リアハウジング６内は、吸入室２５および吐出室２６に区画されている。シリンダボア２と吸入室２５とは吸入孔２７を介して連通されており、該吸入孔２７は吸入弁２８により開閉されるようになっている。また、シリンダボア２と吐出室２６とは吐出孔２９を介して連通されており、該吐出孔２９は吐出弁３０により開閉されるようになっている。 The rear housing 6 is partitioned into a suction chamber 25 and a discharge chamber 26. The cylinder bore 2 and the suction chamber 25 communicate with each other via a suction hole 27, and the suction hole 27 is opened and closed by a suction valve 28. The cylinder bore 2 and the discharge chamber 26 communicate with each other via a discharge hole 29, and the discharge hole 29 is opened and closed by a discharge valve 30.

軸封機構２０は、図２に示すように、シャフト８の外周面３１に当接するリップシール部材３２およびリップシール部材３３、保持金具３４、３５等を備えている。リップシール部材３２は、ＨＮＢＲ(水素化ニトリルゴム)を主体に配合されておりＨＮＢＲの他にナイロン６が添加された複合材料から形成されている。リップシール部材３２は固定部３６と、該固定部３６から延びる可動部３７を有している。一方、リップシール部材３３の表面にはナイロン６を主体にした高分子被膜が設けられている。リップシール部材３３は、リップシール部材３２と保持金具３５との間に配置されている。保持金具３４、３５はいずれも金属製で、保持金具３４がリップシール部材３２を保持し、保持金具３５がリップシール部材３３を保持するようになっている。なお、リップシール部材３２の外周側に形成される空間部３８はクランク室７と連通している。したがって、クランク室７の冷媒の圧力が空間部３８に入り込み、リップシール部材３２の可動部３７に作用することになる。 As shown in FIG. 2, the shaft sealing mechanism 20 includes a lip seal member 32 and a lip seal member 33 that are in contact with the outer peripheral surface 31 of the shaft 8, holding metal fittings 34 and 35, and the like. The lip seal member 32 is mainly composed of HNBR (hydrogenated nitrile rubber), and is formed of a composite material in which nylon 6 is added in addition to HNBR. The lip seal member 32 has a fixed portion 36 and a movable portion 37 extending from the fixed portion 36. On the other hand, a polymer coating mainly composed of nylon 6 is provided on the surface of the lip seal member 33. The lip seal member 33 is disposed between the lip seal member 32 and the holding metal fitting 35. Both the holding metal fittings 34 and 35 are made of metal, the holding metal fitting 34 holds the lip seal member 32, and the holding metal fitting 35 holds the lip seal member 33. A space 38 formed on the outer peripheral side of the lip seal member 32 communicates with the crank chamber 7. Therefore, the refrigerant pressure in the crank chamber 7 enters the space 38 and acts on the movable portion 37 of the lip seal member 32.

軸封装置２０が組付けられる前の自然荷状態においては、リップシール部材３２の可動部３７およびリップシール部材３３の先端部３９は、図２の二点鎖線で示すようになっている。一方、軸封装置２０が駆動軸８に対応して組みつけられると、リップシール部材３２の可動部３７およびリップシール部材３３の先端部３９は駆動軸８の外周面３１によって押圧され、図２の実線で示すように塑性変形される。この状態では、リップシール部材３２およびリップシール部材３３の緊迫力が駆動軸８の外周面３１に作用しており、この緊迫力こそがハウジング内外をシールするシール作用を付与し、クランク室７の冷媒が駆動軸８の外周面３１に沿ってハウジング外へ漏れるのを防止する。 In a natural load state before the shaft seal device 20 is assembled, the movable portion 37 of the lip seal member 32 and the distal end portion 39 of the lip seal member 33 are shown by two-dot chain lines in FIG. On the other hand, when the shaft seal device 20 is assembled corresponding to the drive shaft 8, the movable portion 37 of the lip seal member 32 and the tip portion 39 of the lip seal member 33 are pressed by the outer peripheral surface 31 of the drive shaft 8, and FIG. It is plastically deformed as indicated by the solid line. In this state, the urging force of the lip seal member 32 and the lip seal member 33 acts on the outer peripheral surface 31 of the drive shaft 8, and this urging force provides a sealing action for sealing the inside and outside of the housing, and The refrigerant is prevented from leaking out of the housing along the outer peripheral surface 31 of the drive shaft 8.

なお、図２においては、リップシール部材３２を、ＨＮＢＲにナイロン６が添加された複合材料から形成した部材から構成し、一方、リップシール部材３３を、表面にナイロン６を主体にした高分子被膜が設けられたた部材から構成しているが、リップシール部材３２を、表面にナイロン６を主体にした高分子被膜が設けられた部材から構成し、リップシール部材３３を上記複合材料から形成した部材から構成することも可能である。また、両リップシール部材３２、３３を上記複合材料で形成した部材から構成する態様、両リップシール部材３２、３３を、表面にナイロン６を主体にした高分子被膜を設けた部材から構成する態様を採用することも可能である。さらに、両リップシール部材３２、３３をナイロン６のみにより形成された部材から構成することも可能である。 In FIG. 2, the lip seal member 32 is composed of a member formed from a composite material in which nylon 6 is added to HNBR, while the lip seal member 33 is a polymer film mainly composed of nylon 6 on the surface. The lip seal member 32 is formed of a member provided with a polymer film mainly composed of nylon 6 on the surface, and the lip seal member 33 is formed of the above composite material. It is also possible to configure it from members. Also, an aspect in which both lip seal members 32 and 33 are formed from a member formed of the above composite material, and an aspect in which both lip seal members 32 and 33 are formed from a member provided with a polymer film mainly composed of nylon 6 on the surface. It is also possible to adopt. Furthermore, both the lip seal members 32 and 33 can be formed of a member formed only of nylon 6.

本実施態様においては、シール部材３２、３３がナイロン６を含む部材に構成されている。そして、ナイロン６の二酸化炭素透過係数（０．００４６×１０^−１１ｍ^３・ｍ／（ｍ^２・ｓ・ＭＰａ））は他の樹脂等に比べて極めて小さい。したがって、圧縮機のシール部材３２、３３をナイロン６を含む部材から構成すれば、シール部からの二酸化炭素の漏洩を効果的に防止できる。また、従来のように。ＮＢＲ系の材料に多数の添加物を添加し、さらに該各添加物の配合比率を微妙に変化させる煩雑な原料調製作業を廃止することができるので、シール部材ひいては装置全体のコストダウンを達成できる。また、ナイロン６を他の樹脂材等に添加することにより、該複合材料の二酸化炭素透過性を低減できるので、本発明はＨＮＢＲ系以外の材料を用いてシール部材が成形された圧縮機に対しても広く容易に適用できる。 In the present embodiment, the seal members 32 and 33 are configured as members including nylon 6. Nylon 6 has a carbon dioxide permeability coefficient (0.0046 × 10 ⁻¹¹ m ³ · m / (m ² · s · MPa)) that is extremely small compared to other resins. Therefore, if the seal members 32 and 33 of the compressor are made of a member containing nylon 6, leakage of carbon dioxide from the seal portion can be effectively prevented. Also as before. Numerous additives can be added to NBR-based materials, and complicated raw material preparation operations that slightly change the blending ratio of each additive can be eliminated, thereby reducing the cost of the seal member and thus the entire device. . In addition, by adding nylon 6 to other resin materials, etc., the carbon dioxide permeability of the composite material can be reduced. Therefore, the present invention is applied to a compressor in which a seal member is formed using a material other than the HNBR system. But it can be applied widely and easily.

本発明は、二酸化炭素冷媒を圧縮する圧縮機に広く適用できるが、とくに車両用空調装置の圧縮機として好適である。 The present invention can be widely applied to a compressor that compresses a carbon dioxide refrigerant, but is particularly suitable as a compressor for a vehicle air conditioner.

本発明の一実施態様に係る圧縮機の縦断面図である。It is a longitudinal section of the compressor concerning one embodiment of the present invention. 図１の圧縮機の軸封部分の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the shaft seal part of the compressor of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１圧縮機
２シリンダボア
３シリンダブロック
４フロントハウジング
５弁板機構
６リアハウジング
７クランク室
８駆動軸
９斜板
１０ロータ
１１連結部
１２ピボットピン
１３フロントハウジングのボス部
１４アンギュラベアリング
１５電磁クラッチ
１６プーリ
１７電磁石装置
１８クラッチ板
１９固定部材
２０軸封機構
２１ベアリング
２２ピストン
２３ピストンのブリッジ部
２４シュー
２５吸入室
２６吐出室
２７吸入孔
２８吸入弁
２９吐出孔
３０吐出弁
３１駆同軸の外周面
３２、３３リップシール部材
３４、３５保持金具
３６リップシール部材の固定部
３７リップシール部材の可動部
３８空間部
３９リップシール部材の先端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Cylinder bore 3 Cylinder block 4 Front housing 5 Valve plate mechanism 6 Rear housing 7 Crank chamber 8 Drive shaft 9 Swash plate 10 Rotor 11 Connecting part 12 Pivot pin 13 Front housing boss part 14 Angular bearing 15 Electromagnetic clutch 16 Pulley 17 Electromagnet device 18 Clutch plate 19 Fixed member 20 Shaft seal mechanism 21 Bearing 22 Piston 23 Piston bridge portion 24 Shoe 25 Suction chamber 26 Discharge chamber 27 Suction hole 28 Suction valve 29 Discharge hole 30 Discharge valve 31 Drive coaxial outer peripheral surface 32, 33 Lip seal member 34, 35 Holding metal fitting 36 Fixed portion of lip seal member 37 Movable portion of lip seal member 38 Space portion 39 Tip portion of lip seal member

Claims

二酸化炭素冷媒を圧縮して吐出する圧縮機において、前記圧縮機のシール部材をポリカプロラクタムを含む部材から構成したことを特徴とする圧縮機。 The compressor which compresses and discharges a carbon dioxide refrigerant, The seal member of the compressor was constituted from the member containing polycaprolactam, The compressor characterized by things.

前記圧縮機が、二酸化炭素冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮機構を駆動する駆動軸とを有しており、少なくとも前記駆動軸の軸封機構のシール部材がポリカプロラクタムを含む部材からなる、請求項１の圧縮機。 The compressor has a compression mechanism that compresses the carbon dioxide refrigerant and a drive shaft that drives the compression mechanism, and at least a seal member of the shaft seal mechanism of the drive shaft is made of a member containing polycaprolactam. The compressor according to claim 1.

前記シール部材がポリカプロラクタムから形成されている、請求項１の圧縮機。 The compressor of claim 1, wherein the seal member is formed from polycaprolactam.

前記シール部材がポリカプロラクタムが添加された複合材料から形成されている、請求項１の圧縮機。 The compressor according to claim 1, wherein the sealing member is formed of a composite material to which polycaprolactam is added.

前記シール部材の表面にポリカプロラクタムを含む被膜が設けられている、請求項１の圧縮機。 The compressor according to claim 1, wherein a film containing polycaprolactam is provided on a surface of the seal member.

前記圧縮機が車両用空調装置の圧縮機からなる、請求項１ないし５のいずれかに記載の圧縮機。 The compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein the compressor comprises a compressor of a vehicle air conditioner.