JP2007218137A

JP2007218137A - 圧縮機

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

【課題】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。
【解決手段】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圧縮機。
【選択図】図１

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。

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）。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の一実施態様に係る圧縮機の縦断面図である。図１の圧縮機の軸封部分の拡大断面図である。

符号の説明

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

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。
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。
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。
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。
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。
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。