JP2007232001A - Sealing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封構造体に係り、特に、ガス等の高圧流体を密封するのに用いられる密封構造体に関する。 The present invention relates to a sealing structure, and more particularly to a sealing structure used for sealing a high-pressure fluid such as a gas.
従来、図8に示すような回転軸シール31を用いた密封構造体が使用され(例えば、特許文献1参照)、回転軸32の表面に接触するゴム製リップ33の形状が、アウタケース34から密封流体側Cへ略L字状に延伸した断面形状であった。つまり、従来例を示す図8に於て、回転軸32とケーシング35の間に介装されるこの回転軸シール31は、密封流体側(高圧側)Cの端部に内鍔36を有するアウタケース34を備え、ゴム部材37が、このアウタケース34の内鍔36を包囲して、かつ、アウタケース34の外周面を被覆するように、接着や焼付にて一体化されている。そして、横断面略L字状のサポート金具38が、ゴム製リップ33を、低圧側E及び内周面側から(背後から)、保持しており、リップ先端部33aは、アウタケース34の内鍔36を含む軸心直交面P0 よりも大きく密封流体側(高圧側)Cへ離れた軸心方向位置にあった。即ち、リップ先端部33aが回転軸32に接触する摺接部S0 は、内鍔36を含む軸心直交面P0 より大きく離れた軸心方向位置に存在し、ゴム製リップ33は、サポート金具38の円筒部38aにて保持される円筒状延伸部33cを有する形状であった。
Conventionally, a sealing structure using a
密封流体室39に高圧が作用した高圧状態で、ゴム製リップ33の円筒状延伸部33cが圧縮変形するが、サポート金具38が存在するので、ゴムは逃げ場を失って矢印F方向へ流れ(移動し)、ゴム製リップ先端部33aは密封流体側Cからの圧力も受けるため、ゴムの内部応力が摺接部S0 直上に集中しゴムが柔軟性を失う。接触面圧は内部応力が集中している領域のゴムを介して、回転軸32に押付けられて発生するため、大きな接触面圧(圧力)Pが、摺接部S0 に発生する。そして、密封流体(の中の潤滑油)が回転軸32と摺接部S0 との界面に浸入することが、前記の大きな圧力Pによって困難となって、リップ先端部33aの摺接部S0 の摩耗が促進することとなり、極端な場合にはえぐられるように(凹窪状に)摩耗が進行して流体の外部漏洩を発生する。
In a high pressure state where high pressure is applied to the sealed
そこで、このような問題を解決するため本出願人は図9に例示するような密封構造体を提案した(特許文献2参照)。即ち、図9に示すように、回転軸32の表面に接触する摺接部S0 を有するゴム製シール部40と、金属製アウタケース34とを一体化し、かつ、アウタケース34の高圧側Cの内鍔部36はゴム製シール部40に被覆されているが、この内鍔部36を含む軸心直交面P0 上に、シール部40の摺接部S0 を、配設した構成である。言い換えれば、この図9では、シール部40は軸心直交壁部41を有し、上記軸心直交面P0 に沿って、軸心直交壁部41が形成され、摺接部S0 は、この軸心直交壁部41の内周端面に設けて、密封流体室39の圧力による、従来の図8の構造のものの前記摩耗の問題を解決せんとしている。
最近、密封流体室39の圧力をさらに高くしたいという要望があり、従来の図9に示した密封構造体であっても、過大な接触面圧が、回転軸32との摺接部S0 に生じ、摺接部S0 へ潤滑油が浸入せず、早期摩耗が発生することとなる。
そこで、本発明は、このような問題を解決して、一層高い圧力に耐えて、回転軸との摺接部の摩耗が少なく、長寿命で、特に高圧ガスの密封用として好適な密封構造体を提供することを目的とする。
Recently, there is a desire to further increase the pressure of the sealed
Therefore, the present invention solves such a problem, withstands higher pressure, reduces wear of the sliding contact portion with the rotating shaft, has a long life, and is particularly suitable for sealing high-pressure gas. The purpose is to provide.
そこで、本発明は、所定高圧側圧力の流体を密封するように密封流体側に配設されて回転軸に接触する第1摺接部を有する第1シール部と、所定低圧側圧力の低圧側に配設されて該第1シール部の背面との間に中間空室を形成するように上記回転軸に接触する第2摺接部を有する第2シール部とを、備えた密封構造体に於て、上記低圧側圧力よりも高く、かつ、上記高圧側圧力よりも低い中間圧力に上記中間空室内の圧力を上昇させる加圧手段を具備するものである。 Therefore, the present invention provides a first seal portion having a first sliding contact portion disposed on the sealing fluid side so as to seal a fluid having a predetermined high-pressure side pressure and contacting the rotating shaft, and a low-pressure side having a predetermined low-pressure side pressure. And a second seal portion having a second sliding contact portion that contacts the rotating shaft so as to form an intermediate space between the first seal portion and the back surface of the first seal portion. In this case, there is provided pressurizing means for increasing the pressure in the intermediate chamber to an intermediate pressure higher than the low pressure side pressure and lower than the high pressure side pressure.
また、上記加圧手段は、密封流体室の上記高圧側圧力を上記中間空室に減圧しつつ導入する連通路をもって構成した。
また、ハウジングと回転軸との間に介装される回転軸シールを備え、該回転軸シールは上記第1シール部と一体化されたアウタケースを有し、該アウタケースの外周面に一体形成されて上記ハウジングに密接する円筒部被覆部の外周面と、上記ハウジングとの間に形成した軸心方向連通部、及び、上記アウタケースと上記円筒部被覆部を径方向に貫通して上記軸心方向連通部と上記中間空室とを連通連結する小孔をもって、上記連通路を構成した。
また、上記加圧手段は、密封流体室と上記中間空室とを連通連結する流路、及び、該流路に介設された減圧弁とを、備え、高圧側圧力を減圧しつつ中間空室へ導入するよう構成している。
The pressurizing means has a communication passage that introduces the high-pressure side pressure of the sealed fluid chamber while reducing the pressure in the intermediate vacant chamber.
Further, a rotary shaft seal interposed between the housing and the rotary shaft is provided, the rotary shaft seal has an outer case integrated with the first seal portion, and is integrally formed on the outer peripheral surface of the outer case. And the axially communicating portion formed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion covering portion in close contact with the housing and the housing, and the shaft penetrating the outer case and the cylindrical portion covering portion in the radial direction. The communication path is configured with a small hole that connects the central communication portion and the intermediate vacancy.
The pressurizing means includes a flow path that connects and connects the sealed fluid chamber and the intermediate empty chamber, and a pressure reducing valve interposed in the flow path, and reduces the high pressure side pressure while reducing the intermediate pressure. It is configured to be introduced into the room.
また、上記第1シール部の上記第1摺接部を含む先端リップの断面形状が、上記中間圧力を受圧して回転軸接触面圧を低下させるようにラジアル外方へ持ち上るように背面突出部を有している。
また、上記第1シール部の上記第1摺接部を含む先端リップの断面形状が、上記中間圧力・高圧側圧力を各々受圧して、回転軸接触面圧を低下させるようにラジアル外方へ持ち上るように背面突出部・高圧突出部を有する横断面銀杏葉型である。
さらには、上記第1シール部は、上記先端リップの付根部に切れ込み凹部を有する形状とする。
In addition, the cross-sectional shape of the tip lip including the first sliding contact portion of the first seal portion protrudes from the back so as to be lifted radially outward so as to receive the intermediate pressure and reduce the rotating shaft contact surface pressure. Has a part.
Further, the cross-sectional shape of the tip lip including the first sliding contact portion of the first seal portion receives the intermediate pressure and the high pressure side pressure, respectively, and radially outwards so as to reduce the rotating shaft contact surface pressure. It is a cross-sectional Ginkgo biloba type that has a rear protrusion and a high-pressure protrusion to lift.
Furthermore, the first seal portion has a shape having a notch at the root portion of the tip lip.
密封流体の(高圧側)圧力が高い苛酷な使用条件下でも、回転軸との摺接部に異常(早期)摩耗が発生せず、安定して優れた密封性能を発揮する。特に、高圧ガスの密封用として好適であり、密封流体の(高圧側)圧力が高くなっても、それに対応して第1シール部の背面に作用する中間圧力によって、第1シール部の過大変形を阻止し、長期間にわたって良好なシール性(密封性)を発揮できる。 Even under severe operating conditions where the pressure of the sealing fluid (high pressure side) is high, abnormal (early) wear does not occur in the sliding contact portion with the rotating shaft, and stable and excellent sealing performance is exhibited. In particular, it is suitable for sealing high-pressure gas, and even if the pressure (high-pressure side) of the sealing fluid increases, the intermediate pressure acting on the back surface of the first seal portion correspondingly increases the excessive deformation of the first seal portion. Can be prevented and good sealing performance (sealing performance) can be exhibited over a long period of time.
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
図1と図2は本発明の実施の一形態を示し、図1は要部断面図、図2は図1の要部拡大断面図である。図1と図2に示す密封構造体は、例えば、密封流体室21側に高圧の冷媒体の流体を密封するものであり、図1では、断面の上半分のみを示し、しかも、実線は回転軸シール16の自由状態(未装着状態)を示し、2点鎖線で示した回転軸20とハウジング22との間に回転軸シール16が介装されて、密封構造体が構成される。回転軸シール16は、ハウジング22と回転軸20との間に介装された介装状態では、各部が弾性変形する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of the main part, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. The sealing structure shown in FIGS. 1 and 2 seals, for example, the fluid of the high-pressure refrigerant on the sealed
図1に於て、1は内鍔部2,3を有する金属製アウタケースであり、このアウタケース1の円筒壁部4の外周面、及び、密封流体側C(密封流体室21側)の内鍔部2の前後両面に、接着・溶着・焼付け等にてゴム製シール部材5が一体状に固着保持されている。このシール部材5は、軸心Lと直交する方向に設けられた軸心直交壁部5bを有し、この軸心直交壁部5bよりも反密封流体側(低圧側)Eに、螺旋溝6付きのシールエレメント7が設けられている。このシールエレメント7の材質はPTFE等のフッ素樹脂が好ましい。 9は第1インナーケースであり、断面L字型として、円筒部9aと軸心直交部9bとから成り、円筒部9aはアウタケース1の内周面に接触するように嵌入され、かつ、軸心直交部9bは軸心直交壁部5bを背面から接触して支えるサポート金具の役目をなす。この第1インナーケース9,第2インナーケース10,シールエレメント7,第3インナーケース11と順次重ね合うようにして、両内鍔部2,3間に保持固定されている。
In FIG. 1,
アウタケース1に一体状に固着されたゴム製シール部材5は、ハウジング22の内周面22aに弾発的に接して密封作用をなすための(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、内鍔部2の前後両面を被覆する断面U字形の内鍔被覆部を外周寄りに有して内径方向に延伸すると共に第1摺接部23を内周端縁に有する軸心直交壁部5bとを、備えている。
つまり、回転軸20(回転軸シール16)の軸心Lに直交する軸心直交壁部5bの内周端縁が丸味(アール部)を有する第1摺接部23を構成し、軸心Lに直交状の軸心直交部9bは、この軸心直交壁部5bを低圧側E───反密封流体側───から支持している。しかも、ゴム製軸心直交壁部5bが(金属板製)軸心直交部9bに対応する背面側には、円環凹溝状の切れ込み凹部59を有する。
The
In other words, the first
そして、図1の構成(構造)について別の観点から説明すれば、所定高圧側圧力P1 の(密封)流体を密封するように密封流体側Cに配設されて回転軸20に接触する第1摺接部23を有する第1シール部51と、所定低圧側圧力P3 の低圧側Eに配設されて回転軸20に接触する第2摺接部25を有する第2シール部52とを、備えており、後者(第2シール部52)は、前述したシールエレメント7が相当する。そして、第2摺接部25には螺旋溝6が形成されて、回転中の回転軸20との摺接にて、ポンピング作用にて流体を、中間空室15へもどす。
このようにして、中間空室15が、第1シール部51の背面と、第2シール部52との間に、(区画)形成されている。
Then, it will be described from another point of view the structure of FIG. 1 (structure), the contacts are arranged at the sealed fluid side C to seal a predetermined high side pressure P 1 (sealed) fluid to the rotary shaft 20 A
Thus, the intermediate
そして、本発明では、上記低圧側圧力P3 よりも高く、かつ、高圧側圧力P1 よりも低い中間圧力P2 に、上記中間空室15内の圧力P2 を上昇させる加圧手段Yを、備えている。つまり、P3 <P2 <P1 なる関係式が成立するように、加圧手段Yにて、中間空室15内の圧力P2 を上昇(加圧)させる。
In the present invention, the pressurizing means Y for increasing the pressure P 2 in the intermediate
図1と図2に於て、加圧手段Yは、密封流体室21の高圧側圧力P1 を、中間空室15に減圧しつつ導入する連通路12をもって構成される。図1と図2では、回転軸シール16自体に連通路12を形成している。詳しく説明すると、回転軸シール16に於て、第1シール部51と一体化されたアウタケース1の外周面に一体形成されてハウジング22の内周面22aに密接する前記円筒部被覆部5aの外周面5cと、ハウジング22の内周面22aとの間に軸心方向連通部13を形成する。つまり、図1と図2では、軸心Lと平行な方向に、円筒部被覆部5aの外周面5cに狭小幅の溝17を、1本(又は2本以上)凹設して、ハウジング22へ装着した状態で、軸心方向連通部13を形成している。なお、図示省略するが、ハウジング22の内周面22aに軸心方向に狭小幅の溝を、1本(又は2本以上)凹設して、軸心方向連通部13を形成しても自由である(図示省略)。
1 and 2, the pressurizing means Y is constituted by a
さらに、アウタケース1の円筒壁部4と、円筒部被覆部5a、及び、第1インナーケース9の円筒部9aを、径方向に貫通して、上記軸心方向連通部13と中間空室15とを連通連結する小孔18を形成する。
加圧手段Yとしての連通路12は、このような軸心方向連通部13と、径方向の小孔18をもって、構成している。勿論、軸心方向連通部13は、円筒部被覆部5aの軸心方向中間位置から高圧側Cに到る範囲で設けられる。
Furthermore, the cylindrical wall portion 4 of the
The
次に、図3に示した他の実施の形態では、小孔18と低圧側(反密封流体側)Eとの間の範囲(図1参照)では、円筒部被覆部5aの凹凸波形の外周面5cの外径寸法を、ハウジング22の内周面22aの内径寸法よりも、大きく設定して、装着状態では円筒部被覆部5aが弾性的に圧縮されて、内周面22aに弾発的に圧接して、密封性を保っているが、他方、小孔18と高圧側(密封流体側)Cとの間の範囲では、円筒部被覆部5aの外周面5cの外径寸法を、ハウジング内周面22aの内径寸法と同一乃至僅かに大きく設定して、高圧側圧力P1 が低い場合には閉鎖状であるが、所定の値よりも上昇すれば、その圧力P1 を受けてハウジング内周面22aとの間に円筒状に薄い通路(間隙)が形成されて、中間空室15内へ、高圧側圧力P1 が減圧されつつ、導入される。
このように、図3では、加圧手段Yは、密封流体室21の高圧側圧力P1 を、中間空室15に減圧しつつ導入する円筒状の薄い通路(間隙)から成る軸心方向連通部13、及び、径方向の(図2と同様の)小孔18から成る連通路12にて構成されている。
Next, in another embodiment shown in FIG. 3, in the range between the
Thus, in FIG. 3, the pressurizing means Y is connected in the axial direction consisting of a thin cylindrical passage (gap) that introduces the high pressure side pressure P 1 of the sealed
次に、図4に示す別の実施の形態に於て、小孔18と低圧側Eとの間の範囲(図1参照)では、円筒部被覆部5aの外周面5cがハウジング内周面22aに弾発的に圧接して、密封性を保っている点は、図1,図2及び図3と同様であるが、他方、小孔18と高圧側Cとの間の範囲では、1本(又は複数本)の弁作用をなす突条14を円筒部被覆部5aの外周面5cに突出状に形成して、ハウジング内周面22aにこの突条14を弾発的に圧接可能とする。そして、この突条14以外の部分は、ハウジング内周面22aの内径よりも僅かに小さな外径に形成して、高圧側圧力P1 を突条14に作用させ、高圧側圧力P1 が低い場合には、突条14の頂部(外周端縁)がハウジング内周面22aに弾発的に圧接状態として、流体を閉鎖しているが、所定の値よりも高圧側圧力P1 が上昇すれば、その圧力P1 を受けて、図4中の矢印Bのように(実線から2点鎖線のように)揺動して倒れて、ハウジング内周面22aとの間を流体が流れて、密封流体室21から(小孔18を介して)中間空室15内へ、高圧側圧力P1 が減圧されつつ導入されるように連通路12が構成される。
なお、図示省略したが、図2と図4とを合体したような構成とするも好ましい。即ち、円筒部被覆部5aの外周面5cに、軸心方向に1本又は複数本の溝を凹設して、その溝の途中に、図4に例示したように矢印B方向に揺動して開放可能な弁としての突条(突片)14を配設する構成としても良い。
Next, in another embodiment shown in FIG. 4, in the range between the
Although not shown in the figure, it is also preferable to adopt a configuration in which FIGS. 2 and 4 are combined. That is, one or a plurality of grooves are provided in the axial direction on the outer
次に、図5はさらに他の実施の形態である。つまり、加圧手段Yとして、図1〜図4に示した如き連通路12を省略して、代りに、ハウジング22と回転軸20との間に回転軸シール16を装着した装着状態にて、低圧側Eから矢印のようにシールエレメント7(第2シール部52)を介して加圧流体を導入する構成である。
但し、シールエレメント7(第2シール部52)の耐圧性能以下の中間圧力P2 とする。
Next, FIG. 5 shows still another embodiment. That is, as the pressurizing means Y, the
However, the intermediate pressure P 2 is equal to or lower than the pressure resistance of the seal element 7 (second seal portion 52).
そして、図7に示すさらに別の実施の形態に於て、加圧手段Yは、密封流体室21と中間空室15とを、例えば、配管又はハウジング22内の孔をもって連通連結する流路19を設け、さらに、この流路19に減圧弁26を介設して、高圧側圧力P1 を減圧しつつ中間空室15へ導入するように構成している。なお、図7では、既述の実施の形態と同様の小孔18を上記流路19の一部として用いている。この図7の実施の形態によれば、中間空室15の中間圧力P2 を適切な値に安定して設定(調整)できる利点があり、第1シール部51及び第2シール部52が適切な接触面圧をもって回転軸20に接触するようにでき、寿命・耐久性が確実に延びる。
In still another embodiment shown in FIG. 7, the pressurizing means Y includes a
図6(a)〜(f)に示した要部拡大断面図に於て、前述のように、中間空室15内の中間圧力P2 が低圧側圧力P3 よりも高い値になるよう加圧手段Yにて加圧されるが、その加圧された中間圧力P2 を有効に活用するのに好適な第1シール部51の各種の実施例を列挙する。
図6(a)〜(f)の各実施例に於て、第1シール部51の第1摺接部23を含む先端リップ53の断面形状が、中間圧力P2 を受圧して回転軸接触面圧を低下させるようにラジアル外方へ持ち上るように背面突出部54を有している。
At a main part enlarged sectional view shown in FIG. 6 (a) ~ (f) , as described above, so that the intermediate pressure P 2 of the
At a respective embodiment of FIG. 6 (a) ~ (f) , the cross-sectional shape of the
さらに、具体的に説明すれば、第1シール部51の第1摺接部23を含む先端リップ53の断面形状は、中間圧力P2 ・高圧側圧力P1 を各々受圧する背面突出部54・高圧突出部55を横断面銀杏葉型(撥型)である。
言い換えれば、背面突出部54は、内周面側が円弧状であって、外周面側が勾配直線状として横断面略三角形状に中間空室15へ突出し、他方、高圧突出部55は、内周面側が円弧状であって、外周面側が勾配直線状として横断面三角形状に高圧側(密封流体側)Cへ突出し、この高圧突出部55の部位は、従来例の図9、及び、既述の実施の形態を示した図1,図5,図7と同様の横断面形状であるといえる。
さらに言えば、図6(a)〜(f)では、ゴム製シール部材5の軸心直交壁部5bの内周縁を、横断面銀杏葉型(撥型)に形成し、中間圧力P2 及び高圧側圧力P1 を受圧して、第1摺接部23が回転軸20に接触する接触面圧を低下させるように、ラジアル外方へ持ち上る。
More specifically, the cross-sectional shape of the
In other words, the
Further, in FIGS. 6A to 6F, the inner peripheral edge of the axial center
図6(a)では、略左右対称に背面突出部54と高圧突出部55が突設された銀杏葉型横断面形である。なお、図6(a)中に2点鎖線56にて示すように、高圧突出部55を省略して、(いわば、図1,図5,図7に示した先端リップ53を内外逆として、)中間圧力P2 による持ち上げ作用への影響を増大させるも好ましい。
次に、図6(b)では、先端リップ53の付根部57に切れ込み凹部58,59を形成して、先端リップ53のラジアル外方向への(受圧時の)弾性変形を容易とし、回転軸20との接触面圧を一層低減している。
また、図6(c)に於て、高圧側切れ込み凹部58と中間圧側切れ込み凹部59の径方向位置を相違させるも好ましい。特に、第1インナーケース9の軸心直交部9bの内端縁に切れ込み凹部59を対応させることで、背面突出部54を大きくして、中間圧力P2 によるラジアル外方への持ち上り力を大きくしている。
FIG. 6A shows a ginkgo-leaf type cross-sectional shape in which a
Next, in FIG. 6 (b), a
In FIG. 6C, it is also preferable that the high-pressure
また、図6(d)に於て、背面(中間空室15)側にのみ切れ込み凹部59を形成して、圧力P1 と圧力P2 の大小差を巧妙にバランスさせて、有効にラジアル外方への持ち上げ力を発生させて、第1摺接部23の回転軸20への接触面圧を低減させている。
さらに、図6(e)に於て、背面(中間空室15)側には大き目の切れ込み凹部59を配設し、密封流体側Cには、小さ目の切れ込み凹部58を配設している。
Further, At a FIG. 6 (d), the back to form a
Further, in FIG. 6 (e), a
点O1 は、高圧側圧力P1 による先端リップ53の揺動変形中心を示し、他方、点O2 は、前後の凹部58,59の底部を結ぶ線分の中心点───つまり、m,mの長さで2等分した点───であって、中間圧力P2 による先端リップ53の揺動変形の中心を示し、この点O2 が点O1 よりもラジアル外方位置に存在することによって、中間圧力P2 の作用する背面突出部54の曲げモーメントの影響が、高圧側圧力P1 の作用する高圧突出部55の曲げモーメントの影響よりも、大きくして、圧力P2 と圧力P1 の圧力の相違を巧妙にバランスさせて、有効にラジアル外方へリップ53を持ち上げて、回転軸20との接触面圧を低減させている。なお、図6(e)では、背面突出部54の断面積を、高圧突出部55の断面積よりも大きくして(サイズを相違させて)バランスを一層良好に保つようにしている。
Point O 1 indicates the center of rocking deformation of the
次に、図6(f)に示した実施例に於て、内外2枚の金具(金属板片)60,61にて、サンドイッチ状に第1シール部51を挾着状に保持している。具体的には、銀杏葉型の先端リップ53の外径側勾配面53a,53bに各々対応した先端折曲片60a,61aを金属板片(金具)60,61に形成する。図6(f)中の矢印P1 ,P2 にて示すように流体圧力が作用すると、2点鎖線にて示すように先端リップ53は確実に安定して変形する。このように、(受圧状態での)弾性変形後の形状が規制されて、安定姿勢を保ちつつラジアル外方へ変形し、回転軸20との接触面圧が確実に低減して、早期摩耗や異常摩耗を防止して、著しく耐久性が向上できる。なお、金属板片(金具)60としては、図1の第1インナーケース9にて構成可能であり、他方、金属板片(金具)61としては、図1のアウタケース1の内鍔部2を内径方向へ折曲り状に延伸形成することも可能である。また、図6(f)では、切れ込み凹部58,59を付根部57に凹設した場合を示し、一層、ラジアル外方への先端リップ53の弾性変形を容易としている。
Next, in the embodiment shown in FIG. 6 (f), the
なお、以上の各実施の形態(実施例)を相互に組み合わせ、例えば、図6(a)〜(f)等のものを、図1,図2、又は、図3,図4、若しくは、図5や図7と組み合わせることは所期の前記目的を一層確実に達成する上で望ましい。 In addition, the above embodiments (examples) are combined with each other, for example, those shown in FIGS. 6 (a) to 6 (f) are replaced with those shown in FIGS. 5 and FIG. 7 are desirable in order to more reliably achieve the intended purpose.
なお、本発明は、上述の実施例以外に次のような設計変更も自由である。即ち、第2シール部52としては、図示のシールエレメント7の代りに、ゴム製リップを有するシール部を用いたり、シールエレメント7の前方(高圧側)又は後方(低圧側)に別のゴム製リップを有するシール材を付設し、又は、他のシールエレメントをさらに付設しても自由である。
In addition to the above-described embodiments, the present invention can be freely modified as follows. That is, as the
本発明は上述のように、所定高圧側圧力P1 の流体を密封するように密封流体側Cに配設されて回転軸20に接触する第1摺接部23を有する第1シール部51と、所定低圧側圧力P3 の低圧側Eに配設されて第1シール部51の背面との間に中間空室15を形成するように回転軸20に接触する第2摺接部25を有する第2シール部52とを、備えた密封構造体に於て、低圧側圧力P3 よりも高く、かつ、高圧側圧力P1 よりも低い中間圧力P2 に中間空室15内の圧力P2 を上昇させる加圧手段Yを具備したので、高圧側圧力P1 が最近の要望によってしだいに高圧化しても、第1シール部51には高圧側圧力P1 と中間圧力P2 とのいわば差圧に相当する小さ目の圧力として作用して、十分に高圧化に対応可能となり、特に、回転軸20と接触する第1シール部51の第1摺接部23に早期摩耗や異常摩耗が生ずることを有効に防止でき、耐久性に優れて、冷媒等の高圧ガスの密封として好適なものである。
As described above, the present invention includes a
また、加圧手段Yは、密封流体室21の高圧側圧力P1 を中間空室15に減圧しつつ導入する連通路12をもって構成したので、構造が簡易となり、高圧側圧力P1 の変動に迅速確実に対応して中間空室15の中間圧力P2 を、第1シール部51に付与できる。
Further, the pressurizing means Y is constituted by the
また、ハウジング22と回転軸20との間に介装される回転軸シール16を備え、回転軸シール16は第1シール部51と一体化されたアウタケース1を有し、アウタケース1の外周面に一体形成されてハウジング22に密接する円筒部被覆部5aの外周面5cと、ハウジング22との間に形成した軸心方向連通部13、及び、アウタケース1と円筒部被覆部5aを径方向に貫通して軸心方向連通部13と中間空室15とを連通連結する小孔18をもって、連通路12を構成したので、構造が簡易で、製作も容易かつ安価であり、部品点数の増加も無く、高圧側圧力P1 の変動に迅速確実に対応して中間空室15の中間圧力P2 を、第1シール部51に付与できる。
The
また、加圧手段Yは、密封流体室21と中間空室15とを連通連結する流路19、及び、流路19に介設された減圧弁26とを、備え、高圧側圧力P1 を減圧しつつ中間空室15へ導入するよう構成したので、減圧弁26によって高精度に中間圧力P2 を制御可能となり、第1摺接部23の摩耗を一層安定して防止できて、長寿命の密封構造体が得られる。
The pressure means Y has a
また、第1シール部51の第1摺接部23を含む先端リップ53の断面形状が、中間圧力P2 を受圧して回転軸接触面圧を低下させるようにラジアル外方へ持ち上るように背面突出部54を有しているので、第1摺接部23の摩耗を一層防止でき、寿命が著しく延びる。
また、第1シール部51の第1摺接部23を含む先端リップ53の断面形状が、中間圧力P2 ・高圧側圧力P1 を各々受圧して、回転軸接触面圧を低下させるようにラジアル外方へ持ち上るように背面突出部54・高圧突出部55を有する横断面銀杏葉型であるので、安定姿勢を保ちつつ適正な低い接触面圧をもって回転軸20に摺接し、摩耗を確実に防いで、耐久性が向上できる。
また、第1シール部51は、先端リップ53の付根部57に切れ込み凹部58,59を有するので、ラジアル外方への弾性的変形が一層容易となって、回転軸20との接触面圧を確実に低減して、一層の耐久性が得られる。
Further, as the cross-sectional shape of the
Further, the cross-sectional shape of the
Further, since the
1 アウタケース
5 シール部材
5a 円筒部被覆部
5c 外周面
12 連通路
13 軸心方向連通部
15 中間空室
16 回転軸シール
18 小孔
19 流路
20 回転軸
22 ハウジング
23 第1摺接部
25 第2摺接部
26 減圧弁
51 第1シール部
52 第2シール部
53 先端リップ
54 背面突出部
55 高圧突出部
57 付根部
58,59 切れ込み凹部
C 密封流体側(高圧側)
E 低圧側(反密封流体側)
P1 高圧側圧力
P2 中間圧力
Y 加圧手段
P0 軸心直交面
DESCRIPTION OF
12 passage
13 Axial communication section
15 Intermediate vacancy
16 Rotating shaft seal
18 small holes
19 Flow path
20 axis of rotation
22 Housing
23 First sliding contact
25 Second sliding contact
26 Pressure reducing valve
51 First seal
52 Second seal
53 Tip lip
54 Rear protrusion
55 High pressure protrusion
57 Root
58, 59 Notch recess C Sealed fluid side (high pressure side)
E Low pressure side (anti-sealing fluid side)
P 1 High pressure side P 2 Intermediate pressure Y Pressurizing means P 0
Claims (7)
上記低圧側圧力(P3 )よりも高く、かつ、上記高圧側圧力(P1 )よりも低い中間圧力(P2 )に上記中間空室(15)内の圧力(P2 )を上昇させる加圧手段(Y)を具備したことを特徴とする密封構造体。 A first sealing portion (51) having a first sliding contact portion (23) disposed on the sealing fluid side (C) and in contact with the rotating shaft (20) so as to seal a fluid having a predetermined high pressure side pressure (P 1 ). ) And the low pressure side (E) of the predetermined low pressure side pressure (P 3 ) and the rotating shaft so as to form an intermediate vacant space (15) between the back surface of the first seal portion (51). In a sealing structure including a second seal portion (52) having a second sliding contact portion (25) in contact with (20),
Higher than the low-pressure side pressure (P 3), and pressurized to increase the pressure (P 2) of the intermediate check (15) in the intermediate pressure (P 2) is lower than the high-pressure side pressure (P 1) A sealing structure comprising a pressure means (Y).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006051808A JP2007232001A (en) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | Sealing structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006051808A JP2007232001A (en) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | Sealing structure |
Publications (1)
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JP2007232001A true JP2007232001A (en) | 2007-09-13 |
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ID=38552810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006051808A Pending JP2007232001A (en) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | Sealing structure |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007232001A (en) |
-
2006
- 2006-02-28 JP JP2006051808A patent/JP2007232001A/en active Pending
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