JP2002031242A

JP2002031242A - 回転軸シール

Info

Publication number: JP2002031242A
Application number: JP2000210808A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hosokawa; 敦細川; Tomoya Inagaki; 朋也稲垣; Takeshi Yamada; 健史山田; Takayuki Imai; 崇行今井
Original assignee: Toyota Industries Corp; Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2020-07-12
Also published as: JP4502471B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高い圧力によるリップ先端部の過大変形を抑
えて回転軸との面接触を防止し、安定した密封性を確保
できると共に、回転軸との摺接面の摩耗を低減し、耐久
性の優れた回転軸シールを提供することを目的とする。【解決手段】流体収納室33側に配設されて回転軸32に
摺接するゴム製リップ先端部13ｂを有する第１シール部
材５を備え、リップ先端部13ｂに補強金具21が内装され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転軸シールに係
り、特に、カーエアコン用コンプレッサ等に於てＣＯ₂
ガス等の高圧流体を密封するのに用いられる回転軸シー
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の回転軸シールとしては、
図８に示すようなものが知られており、この回転軸シー
ルは、コンプレッサのケース等のハウジング31と、回転
軸32の間に介装され、流体収納室33内の流体や気体を密
封する。

【０００３】その構造は、アウターケース34にゴム製シ
ール部材35が接着され、さらに、螺旋溝付きの第１シー
ルエレメント36・第２シールエレメント37を、第１イン
ナーケース38・ワッシャ39・第２インナーケース40等を
介して、アウターケース34内に、かしめ等にて、一体化
されている。

【０００４】ゴム製シール部材35は、流体収納室33側へ
しだいに縮径するリップ先端部41を有する。このリップ
先端部41の先端が略線接触状に回転軸32に接触して、密
封作用をなす。

【０００５】そして、回転軸32の回転時には、リップ先
端部41の先端と回転軸32の摺接部位から、仮に僅かの流
体洩れが発生したとしても、第１・第２シールエレメン
ト36, 37の螺旋溝（スクリュー溝）のハイドロダイナミ
ック効果（ポンピング作用）によって、上記流体洩れ
を、図８の左方向へ押しもどし、回転軸シール全体とし
ての回転時の密封を行う構造である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の回
転軸シールにあっては、図８中の矢印Ｐ方向に高い圧力
が作用したとき、リップ先端部41は、大きく変形（過大
変形）して回転軸32に強く押し付けられた面接触状態と
なり、密封性（シール性）が不安定になると共に、摺接
面が早期に摩耗し、シール寿命が低下する虞れがある。

【０００７】そこで、本発明は、高い圧力によるリップ
先端部の過大変形を抑えて回転軸との面接触を防止し、
安定した密封性を確保できると共に、回転軸との摺接面
の摩耗を低減し、耐久性の優れた回転軸シールを提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る回転軸シー
ルは、流体収納室側に配設されて回転軸に摺接するゴム
製リップ先端部を有する第１シール部材を備え、該リッ
プ先端部に補強金具が内装されている。

【０００９】また、ハウジングと回転軸の間に介装さ
れ、該回転軸に摺接するシールエレメントと、該シール
エレメントより流体収納室側に配設されて該回転軸に摺
接するゴム製リップ先端部を有する第１シール部材と、
金属製アウターケースと、を備え、該リップ先端部に補
強金具が内装されると共に、上記アウターケースの内鍔
部に上記補強金具が連設されている。また、アウターケ
ースの内鍔部乃至補強金具に成形用孔部が貫設されてい
る。

【００１０】また、低圧側に配設されて静止状態の回転
軸に接触するゴム製リップ先端部を有する第２シール部
材を備えている。また、第２シール部材の締め代を、第
１シール部材の締め代よりも小さく設定している。さら
に、第２シール部材の締め代を、零又はマイナスに設定
している。

【００１１】また、リップ先端部の背面を保持するサポ
ート金具を備えている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づき、本発明を詳説する。

【００１３】図１は、本発明に係る回転軸シールの第１
の実施の形態を示し、例えば、流体収納室33側に高圧の
冷媒（ＣＯ₂ 等）が作用するカーエアコンコンプレッサ
等に用いられる。この回転軸シールは、コンプレッサの
ケース等のハウジング31と、回転軸32（の外周面）との
間に介装され、高圧の冷媒等の流体を密封するのに用い
られる。

【００１４】なお、図１では回転軸シールの縦断面の半
分のみを図示し、かつ、回転軸32とハウジング31は２点
鎖線にて示す。また回転軸シールの形状は、未装着状態
───自由状態───の場合を示し、回転軸32とハウジ
ング31の間に介装された装着状態では、各部が弾性変形
して介装される。

【００１５】具体的構成は、図１に於て、内鍔部２，３
を有する金属製アウターケース１と、このアウターケー
ス１の円筒部４の外周面と前方（流体収納室33側）の内
鍔部２の前後両面に接着・溶着・焼付等によって固着一
体化されたゴム製第１シール部材５と、溝６付きの第１
シールエレメント７・第２シールエレメント８と、第１
インナーケース９と、第１ワッシャ10と、第２インナー
ケース11と、アウターケース１の内鍔部２に一体的に連
設───具体的には一体もので形成───された補強金
具21と、から成る。

【００１６】アウターケース１の前半部位に一体状に固
着された第１シール部材５は、ハウジング31の内周面に
弾発的に接して密封作用を成すため（自由状態では）凹
凸波形に外周面が形成された円筒部被覆部５ａと、前方
の内鍔部２の前後両面を被覆する内鍔外被部５ｂと、そ
の内鍔外被部５ｂの内周側から流体収納室33側（前方）
へ突設されたリップ部13と、から構成されている。

【００１７】このリップ部13は、さらに、回転軸32と平
行な短円筒部13ａと、流体収納室33側へしだいに縮径す
る───前内方へ傾斜する───リップ先端部13ｂと、
から成り、このリップ部13は断面“へ”の字状に折曲っ
た形状である。このリップ先端部13ｂの先端14が、装着
（使用）状態で、回転軸32の外周面に線接触状態に接し
て、密封作用をなす。要するに、第１シール部材５は、
回転軸32の回転時及び静止時の両方に於て、密封作用を
なす。

【００１８】補強金具21は、リップ先端部13ｂに内装さ
れると共に、アウターケース１の内鍔部２に連設されて
いる。具体的に述べると、補強金具21は、リップ部13に
対応した断面“へ”の字状に折曲った形状であり、リッ
プ先端部13ｂの内部から短円筒部13ａの内部に至る部分
に装着され、内鍔部２に連設される。言い換えると、リ
ップ部13は、補強金具21の内外周両面を被覆している。

【００１９】また、補強金具21は、リップ先端部13ｂの
全長に渡って内装されるのではなく、補強金具21の先端
は、リップ先端部13ｂの先端部14を含む端部を除いた位
置まで延設される。

【００２０】従って、矢印Ｐ方向に高い圧力が作用した
とき、リップ先端部13ｂの全体の過大変形を抑えて回転
軸32との面接触を防止する。即ち、リップ先端部13ｂの
端部（補強金具21が内装されていない部位）が、その圧
力により（理想的に）変形して、リップ先端部13ｂの先
端14が、回転軸32に対して、適切な線接触状態となり、
高い密封性（シール性）が確保できる。

【００２１】例えば、カーエアコン用コンプレッサ等に
於て、ＣＯ₂ 等の冷媒（流体）を用いたとき、全般に圧
力が従来コンプレッサよりも高くなる。（例えば、3.5
ＭＰａ〜６ＭＰａの高圧となる。）

【００２２】要するに、リップ部13（リップ先端部13
ｂ）は、高圧下に於ても、（従来コンプレッサの場合と
同様の）低圧下と同じような挙動（変形）を保つことが
でき、回転軸32の摺接面の摩耗を低減し、耐久性の優れ
たものとなる。特に、先端14が回転中の回転軸32に摺接
する接触面積の増加を防ぎ、発熱・摩耗を防止して、第
１シール部材５の寿命を延長できる。

【００２３】また、この補強金具21（及び内鍔部２）
は、第１シール部材５の先端14の近傍を除く略全域で、
該第１シール部材５に内装されてガス遮蔽部材の役目
（作用・機能）をはたしている。即ち、流体収納室33内
の流体としてＣＯ₂ ガスのような、比較的ゴムや樹脂に
対してガス透過性の高い冷媒ガスを使用する場合に、ガ
ス遮蔽部材としての補強金具21（及び内鍔部２）の役目
（作用・機能）は重要性を増す。

【００２４】そして、このような回転軸シールの製作に
ついては、第１シール部材５が予め接着等によって一体
化されているアウターケース１の後方の内鍔部３が形成
されていないストレート状態（円筒状態）のものに対し
て、第１シールエレメント７、断面Ｌ字形の第１インナ
ーケース９、第１ワッシャ10、第２シールエレメント
８、断面Ｌ字形の第２インナーケース11を順次嵌め込
み、その後、塑性加工にて内鍔部３を折曲形成して、全
体を一体化すればよい。

【００２５】特に、アウターケース１の内鍔部２乃至補
強金具21には、予め、成形用孔部23を貫設しておくこと
によって、第１シール部材５との一体化をより強固なも
のとし、さらに、第１シール部材５の製造時に、成形用
孔部23から、内鍔部２乃至補強金具21の後方（内側）
へ、ゴム材料を容易にかつ十分に充填することができ、
内鍔部２乃至補強金具21の後方のゴムを完全に成形する
ことができる。従って、第１シール部材５と第１シール
エレメント７との間の隙間を無くして密着状とし、第１
シール部材５と第１シールエレメント７との間からの流
体収納室33の流体の低圧側（大気側）42への漏れを防止
することができる。

【００２６】要するに、図１に示した回転軸シールは、
ハウジング31と回転軸32の間に介装され、回転軸32に摺
接するシールエレメント（即ち、螺旋状の溝６付きの第
１シールエレメント７・同心円状の溝６付きの第２シー
ルエレメント８）と、このシールエレメントより流体収
納室33側に配設されて回転軸32に摺接するゴム製リップ
先端部13ｂを有する第１シール部材５と、を備えてい
る。

【００２７】そして、第１シール部材５は、運転時（回
転中）及び静止時の密封作用をなすものであり、第２シ
ールエレメント８は、主として、静止漏れ防止用である
といえる。また、第１シールエレメント７は、静止時に
第１シール部材５から漏れて（図１中の点線斜線にて示
した）第１空室部28内に溜まった流体を螺旋状の溝６の
ポンピング作用（ハイドロダイナミック作用）により、
流体収納室33側に送り返す働きをなす。

【００２８】なお、各構成部品の材質について述べる。
補強金具21、アウターケース１、第１・第２インナーケ
ース９，11、第１ワッシャ10の材質は、鋼等の金属とす
る。また、第１・第２シールエレメント７，８は、ＰＴ
ＦＥ等のふっ素系樹脂とし、かつ、第１シール部材５は
耐冷媒性を考慮してＨＮＢＲを用いるが、特に好ましい
のは、ＪＩＳ硬度を87〜96に設定する。（ＪＩＳ硬度87
未満だと変形が過大となり、逆に96を越すと弾性が不足
する。）

【００２９】また、第１シール部材５のリップ先端部13
ｂは回転軸32の軸心Ｌに対して所定傾斜角度θをもって
（前方縮径状に）傾斜している。この傾斜角度θとして
は、10°≦θ≦45°が好適である。なお、傾斜角度θが
上述の下限値未満であると、リップ先端部13ｂが（不要
に）長寸となり、かつ、先端14の受圧時に線接触を保つ
のが難しくなる。逆に、θが上限値を越えると、リップ
先端部13ｂが過小となり、流体収納室33内の圧力の増減
に微妙に対応しにくくなり、シール性を低下する。

【００３０】次に、図２に、本発明の第２の実施の形態
を示し、図１の第１の実施の形態と比較すると、明らか
に次の構成が相違する。（なお、同様の構成は、同一符
号をもって示したので説明を省略する。）

【００３１】即ち、第１シール部材５の背面乃至内面を
保持するサポート金具12を備えている。具体的に述べる
と、サポート金具12は、鋼等の金属の材質とし、第１シ
ール部材５と第１シールエレメント７との間に、介装さ
れ、第１シール部材５の内鍔外被部５ｂの後方側壁部乃
至内径部、及び、リップ部13の短円筒部13ａ乃至リップ
先端部13ｂを、支持する断面略Ｌ字形である。

【００３２】サポート金具12は、傾斜した上記リップ先
端部13ｂを背面（後方）から受持する勾配受け面12ａを
前端に有する。この勾配受け面12ａの傾斜角度は前述の
リップ先端部13ｂの傾斜角度θと同じに設定する。

【００３３】このように、サポート金具12の勾配受け面
12ａは、リップ先端部13ｂの背面（内面）に密着して受
持して、リップ先端部13ｂの受圧時の過度の変形を防止
して、優れたシール性能（密封性）及び耐久性を発揮さ
せている。さらに、補強金具21と共働きして、相乗効果
をもたらす。

【００３４】また、サポート金具12は、第１シール部材
５の先端14の近傍を除く略全域で、第１シール部材５の
後面乃至内面に密着（接触）して、ガス遮蔽部材の役目
（作用・機能）をはたしている。さらに、補強金具21と
共働きして、相乗効果をもたらす。

【００３５】さらに、第１シール部材５の製造時に、成
形用孔部23から、補強金具21とサポート金具12の間に、
ゴム材料を完全に充填することができ、第１シール部材
５とサポート金具12との間の隙間を無くして密着状と
し、第１シール部材５とサポート金具12との間からの流
体収納室33の流体の低圧側（大気側）42への漏れを防止
することができる。

【００３６】次に、図３に、本発明の第３の実施の形態
を示し、図２の第２の実施の形態と比較すると、明らか
に次の構成が相違する。（なお、同様の構成は、同一符
号をもって示したので説明を省略する。）

【００３７】即ち、図２に示した上述の実施の形態に於
ける第２シールエレメント８を省略して、代わりに第２
シール部材25が低圧側（大気側）42に配設されている。
具体的に述べると、第２シール部材25は、（ワッシャ状
の）金属製円環平板部26と、この平板部26の前面側及び
内周縁に接着・溶着・焼付等で一体化されたゴム部27
と、から成る。このゴム部27は、円環平板部26の前面に
一体化される前壁部27ａと、該平板部26の内周縁位置か
ら前内方へ延伸した（ゴム製）リップ先端部27ｂとを、
有する。このリップ先端部27ｂは、静止状態の回転軸32
の外周面に、第１空室部28に加圧状態の流体が貯った状
態（静止加圧状態と呼ぶことがある）で、接触して、密
封作用をなす。

【００３８】この第２シール部材25のゴム製リップ先端
部27ｂの締め代は、第１シール部材５のリップ先端部13
ｂの締め代よりも小さく、零又はマイナスに設定される
のが望ましい。つまり、回転軸32が回転時の密封は、第
１シール部材５及び第１シールエレメント７にて行うの
で、回転時には第２シール部材25は機能しなくても良
く、この第２シール部材25の締め代は零、又は、軸ずれ
を考慮して僅かにマイナス───未加圧状態でリップ先
端部27ｂの先端が回転軸32と微小間隙が存在する状態─
──とする。そして、静止加圧状態に於て、この第２シ
ール部材25のリップ先端部27ｂの先端が回転軸32に接触
・押圧されて、密封機能（シール性）を発揮する。従っ
て、この第２シール部材25は、静止漏れ防止用のリップ
先端部27ｂを有しているといえる。

【００３９】また、第２シール部材25は第１ワッシャ10
と第２インナーケース11によって挾着保持されている。
このときゴム部27の前壁部27ａが第１ワッシャ10に圧着
されるので、密封性（シール性）が確保され、第２シー
ル部材25の外周端縁部と、アウターケース１の内面との
間から、低圧側（大気側）42への外部洩れは防止でき
る。

【００４０】なお、平板部26の材質は、鋼等の金属とす
る。また、第２シール部材25は耐冷媒性を考慮してＨＮ
ＢＲを用いるが、特に好ましいのは、ＪＩＳ硬度を87〜
96に設定する。（ＪＩＳ硬度87未満だと変形が過大とな
り、逆に96を越すと弾性が不足する。）

【００４１】次に、図４に、本発明の第４の実施の形態
を示し、図３の第３の実施の形態と比較すると、明らか
に次の構成が相違する。（なお、同様の構成は、同一符
号をもって示したので説明を省略する。）

【００４２】即ち、大気側（低圧側）42に配設される第
２シール部材25、及び、それを保持する前後部品が相違
している。また、第１シールエレメント７の（直）後方
に、（鋼等の金属製の）第３インナーケース19が付設さ
れている。具体的に述べると、第２シール部材25は、ゴ
ム部27の形状及び金属部16の形状が図３と相違し、か
つ、サポート金具22が存在する点が相違する。金属部16
は断面Ｌ字形であり、図３の円環平板部26と第１ワッシ
ャ10及び第１インナーケース９の一部を、一体化した如
き形状である。ゴム部27は、金属部16の円筒部16ａの外
周面を被覆した凹凸波形部を有する円筒部被覆部27ｃ
と、金属部16の内鍔部16ｂを被覆する（断面Ｕ字状の）
内鍔外被部27ｄと、この内鍔外被部27ｄから前方へ延伸
状に連設されたリップ部27ｅと、から成る。リップ部27
ｅは、軸心Ｌと平行な短円筒部27ｆと、前方へ縮径する
リップ先端部27ｂと、から成り、第１シール部材５のリ
ップ部13と類似形状である。

【００４３】そして、サポート金具22の形状、機能は、
図２に於て説明したサポート金具12と同様である。即
ち、このサポート金具22もＣＯ₂ 等の冷媒のガス遮蔽部
材の役目（作用・機能）をはたしている。従って、第１
サポート金具12と第２サポート金具22によって、２重の
ガス遮蔽を行う構造となる。さらに、第２シール部材25
のリップ先端部27ｂは、10°≦θ≦45°の範囲の所定角
度θをもって、（前方縮径状に）傾斜している。これと
同じ傾斜角度θをもって傾斜した勾配受け面22ａを、上
記サポート金具22は前端に有しており、この勾配受け面
22ａが、リップ先端部27ｂを後方（低圧側）から、受持
する。その作用・機能は、第１サポート金具12と同様で
ある。但し、主として回転軸32の静止時の加圧状態で特
にその受持作用（サポート機能）が重要となる。

【００４４】なお、第２シール部材25の締め代を、零又
はマイナスに設定し、未受圧状態では、リップ先端部27
ｂの先端が回転軸に非接触又は極めて軽く接触するよう
に構成する。また、第２シール部材25のゴム部27の円筒
部被覆部27ｃは、（自由状態で）凹凸波形であり、これ
がアウターケース１の内周面に圧接して組立てられる構
造であるのでアウターケース１の内周面を通じての流体
漏洩を、有効阻止できる。

【００４５】次に、図５に、本発明の第５の実施の形態
を示し、図４の第４の実施の形態と比較すると、明らか
に次の構成が相違する。（なお、同様の構成は、同一符
号をもって示したので説明を省略する。）

【００４６】即ち、図４に示した上述の実施の形態に於
けるサポート金具22を省略して、代わりに第２シールエ
レメント８を付加した構成である。そして、第２シール
エレメント８は、螺旋状の溝６を有すると共に、溝６が
存在しない平滑接触部（ストレート部）20を有してい
る。

【００４７】この第２シールエレメント８の機能は、静
止漏れ防止用の第２シール部材25のリップ先端部27ｂ
が、受圧して変形するまでの微小な漏れを、防止する。
上述の平滑接触部（ストレート部）20は、そのため、必
要である。なお、図１〜図５（及び後述の図６、図７）
に於て、第１シールエレメント７は、このような平滑接
触部（ストレート部）がなくて、貫通タイプの方がポン
ピング作用（ハイドロダイナミック効果）が大きくて好
ましい。勿論、第１シールエレメント７に平滑接触部
（ストレート部）を設けても、圧力差による流体の流れ
を生じて、ほぼ同様の流体押し戻し作用がある。

【００４８】次に、図６に、本発明の第６の実施の形態
を示し、図４の第４の実施の形態と比較すると、明らか
に次の構成が相違する。（なお、同様の構成は、同一符
号をもって示したので説明を省略する。）

【００４９】即ち、図４の実施の形態のものに、第１イ
ンナーケース９、第１ワッシャ10、第２シールエレメン
ト８を追加した構成である。具体的に述べると、図４に
示したサポート金具12と第１シールエレメント７との間
に、第１インナーケース９と第１ワッシャ10とを挾圧状
に介在させ、第２空室部29を形成する。また、図４に示
した第２サポート金具22と第２インナーケース11との間
に、第２シールエレメント８を密着状に介在させてい
る。

【００５０】なお、第１シールエレメント７は、静止時
に第１空室部28内に溜まった流体を螺旋状の溝６のポン
ピング作用（ハイドロダイナミック作用）により、第２
空室部29及び流体収納室33側に送り返す働きをなす。ま
た、第２シールエレメント８の作用（機能）について
は、上述の図１又は図５の場合と同様である。

【００５１】次に、図７に、本発明の第７の実施の形態
を示し、図６の第６の実施の形態と比較すると、明らか
に次の構成が相違する。（なお、同様の構成は、同一符
号をもって示したので説明を省略する。）

【００５２】即ち、前述の図６に於ける第１インナーケ
ース９と第１ワッシャ10の２部品を（一体化して）１部
品とした形状の第１インナーケース９ａを有する。ま
た、図６に示した第２シールエレメント８を省略する構
成とする。

【００５３】そして、この金属製のインナーケース９ａ
は、内端寄りを軸心Ｌと平行に流体収納室33側へ延伸し
た形状の保持筒部45を有し、第１シールエレメント７の
癖付けを補助する機能を備える。

【００５４】つまり、回転軸32を挿通する前の自由状態
では、この第１シールエレメント７は円環状で、回転軸
32に挿通し易い程度に癖付けされているが、完全には癖
が付いていない。このような第１シールエレメント７の
内周寄りを、回転軸32の外周面に沿って完全に弯曲（変
形）させるには、組付け状態に依存している。従って、
組付け状態（装着状態）に於て、第１シールエレメント
７の回転軸32への接触面圧は、屈曲部で大きく、保持筒
部45の先端へゆくに従って接触面圧が減少し、そのこと
によって、流体圧力が高かったり、圧力変動が激しい場
合に、その先端がめくれあがる（先端が回転軸32の外周
面から遊離する）虞がある。図７に示したように、保持
筒部45によって、第１シールエレメント７の内周寄り円
筒部46を、外周側から受けるようにして、組付け時に安
定して正規姿勢・正規形状に癖を付け、かつ、高圧流体
が作用したときにも、安定して回転軸32の外周面に密着
させる。なお、図７ではシールエレメントが１枚の場合
を示したが、これが２枚以上の場合には、同様のインナ
ーケース９ａを各々のシールエレメントに配設する。

【００５５】なお、図４〜図７に於て、円筒部被覆部27
ｃは自由状態（未嵌合状態）では外周面が凹凸波状であ
り、組立時にこれを円筒部４に密に嵌合する構造である
が、図４〜図７に於ては、自由状態の円筒部被覆部27ｃ
の外周面を、そのまま実線にて（凹凸形状のままで）図
示しているが、実際上は、密に嵌合して、外周面は当然
に円筒部４の内面と同一となるように、弾性圧縮され
る。このように、円筒部被覆部27ｃの外周面の凹凸形状
の効果として、円筒部４と円筒部被覆部27ｃの間から流
体が漏れるのを防止する。つまり、外周面を、凹凸形状
とすることで、凸状部の面圧が高くなって、凹凸形状と
しない場合よりも密封効果が向上する。

【００５６】上述の図３〜図７の全ての実施の形態を、
まとめて、次のように表現できる。つまり、ゴム製リッ
プ先端部13ｂを有する第１シール部材５、及び、（樹脂
製）第１シールエレメント７をもって、いわば“基本シ
ール部”を形成し、この“基本シール部”の後方の低圧
側42に、ゴム製リップ先端部27ｂを有する第２シール部
材25を、付設していると、表現することもできる。そし
て、回転軸32の回転時（運転時）には、“基本シール
部”で密封（シール）を行い、回転軸32の停止時（静止
時）に、低圧側42へ漏洩しようとするのを、第２シール
部材25のゴム製リップ先端部27ｂにて、密封して阻止す
る。

【００５７】例えばＣＯ₂ 等の冷媒（流体）を用いたカ
ーエアコン用コンプレッサ等に於て、回転時（運転時）
には圧力が（例えば 3.5ＭＰａに）低くなり、静止時に
は圧力は（例えば６ＭＰａに）高くなる。

【００５８】このように静止時に流体収納室33内の圧力
が高圧となった場合、第１シール部材５は、補強金具21
を内装したリップ先端部13ｂを有しているため、リップ
先端部13ｂの過大変形による回転軸32への面接触を抑制
して流体（ＣＯ₂ 等）の漏洩を防止するが、それでも漏
洩した流体は、“基本シール部”を経て、第１空室部28
の空間に溜まる。第２シール部材25はゴム製リップ先端
部27ｂを有しているので、上記高圧によって、リップ先
端部27ｂは静止状態の回転軸32に押えられ、弾性変形し
て、密封（シール）作用を発揮し、外部漏洩を防止でき
る。

【００５９】その後、回転軸32が回転すると、流体収納
室33側の圧力が（上述のように）低下するので、流体は
第１空室部28から流体収納室33側へ押し戻される。この
際、第１シールエレメント７の螺旋状の溝（スクリュー
溝）６のポンピング作用（ハイドロダイナミック効果）
によって、一層確実に、かつ早期に、流体収納室33側へ
押し戻される。

【００６０】しかも、第２シール部材25のゴム製リップ
先端部27ｂは、締め代を零（又はマイナス）としてい
て、未受圧状態では、密封作用（シール性）を有しない
が、静止時に高圧が作用した静止受圧状態では、シール
性を発揮する。しかも、回転時には、回転軸32の表面か
ら、リップ先端部27ｂが離れる方向に変形するため、耐
久性も向上（改善）する。

【００６１】

【発明の効果】本発明は上述の構成により次のような著
大な効果を奏する。

【００６２】（請求項１によれば、）リップ先端部13ｂ
の受圧（特に、高圧）による過大変形を抑え、回転軸32
への面接触を防止し、線接触状態とし、安定した密封性
（シール性）が確保できると共に、リップ先端部13ｂの
早期摩耗が防止できてシール寿命が向上する。

【００６３】（請求項２によれば、）リップ先端部13ｂ
の受圧（特に、高圧）による過大変形を抑え、回転軸32
への面接触を防止し、線接触状態とし、安定した密封性
（シール性）が確保できると共に、リップ先端部13ｂの
早期摩耗が防止できてシール寿命が向上する。また、補
強金具21は、アウターケース１の内鍔部２に連設されて
いるため、剛性も高く、姿勢が安定し、容易に（一体）
成形でき、リップ先端部13ｂの受圧による過大変形を確
実に抑えることができる。

【００６４】（請求項３によれば、）製造時に、第１シ
ール部材５の成形不良を防止でき、密封性の優れた回転
軸シールを提供できる。

【００６５】（請求項４によれば、）回転軸32の回転時
のみならず、静止時にも、優れた密封性（シール性）を
有する。特に、静止時に（回転時よりも）高圧となるカ
ーエアコン用コンプレッサ等に好適な回転軸シールであ
る。

【００６６】（請求項５又は６によれば、）回転軸32の
回転時のシール性は、第１シール部材５にて受持ち、第
２シール部材25はいわば休んだ状態となり、第２シール
部材25のリップ先端部が早期摩耗することが防止でき
て、長寿命となり、長期間、静止時の外部漏洩を防止で
きる。

【００６７】（請求項７によれば、）第１シール部材５
のリップ先端部13ｂの受圧による過大変形を、補強金具
21とサポート金具12との共働きにて、一層確実に防止で
きる。また、第２シール部材25のリップ先端部27ｂの受
圧による過大変形を、サポート金具22にて、確実に防止
できる。従って、安定して、優れた密封性（シール性）
を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す要部縦断面図
である。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す要部縦断面図
である。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示す要部縦断面図
である。

【図４】本発明の第４の実施の形態を示す要部縦断面図
である。

【図５】本発明の第５の実施の形態を示す要部縦断面図
である。

【図６】本発明の第６の実施の形態を示す要部縦断面図
である。

【図７】本発明の第７の実施の形態を示す要部縦断面図
である。

【図８】従来例を示す半截側面図である。

【符号の説明】

１アウターケース２内鍔部５第１シール部材７第１シールエレメント８第２シールエレメント 12 サポート金具 13ｂリップ先端部 21 補強金具 22 サポート金具 23 成形用孔部 25 第２シール部材 27ｂリップ先端部 31 ハウジング 32 回転軸 33 流体収納室 42 低圧側（大気側）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲垣朋也和歌山県有田市箕島663番地三菱電線工業株式会社箕島製作所内 (72)発明者山田健史愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者今井崇行愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内Ｆターム(参考） 3H003 AC03 AD03 BC01 CA01 3J006 AE16 AE30 AF01 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体収納室側に配設されて回転軸に摺接
するゴム製リップ先端部を有する第１シール部材を備
え、該リップ先端部に補強金具が内装されたことを特徴
とする回転軸シール。
【請求項２】ハウジングと回転軸の間に介装され、該
回転軸に摺接するシールエレメントと、該シールエレメ
ントより流体収納室側に配設されて該回転軸に摺接する
ゴム製リップ先端部を有する第１シール部材と、金属製
アウターケースと、を備え、該リップ先端部に補強金具
が内装されると共に、上記アウターケースの内鍔部に上
記補強金具が連設されたことを特徴とする回転軸シー
ル。
【請求項３】アウターケースの内鍔部乃至補強金具に
成形用孔部が貫設された請求項２記載の回転軸シール。
【請求項４】低圧側に配設されて静止状態の回転軸に
接触するゴム製リップ先端部を有する第２シール部材を
備えた請求項１、２又は３記載の回転軸シール。
【請求項５】第２シール部材の締め代を、第１シール
部材の締め代よりも小さく設定した請求項４記載の回転
軸シール。
【請求項６】第２シール部材の締め代を、零又はマイ
ナスに設定した請求項５記載の回転軸シール。
【請求項７】リップ先端部の背面を保持するサポート
金具を備えた請求項１、２、３、４、５又は６記載の回
転軸シール。