JP3346743B2 - 回転軸シール - Google Patents
回転軸シールInfo
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- JP3346743B2 JP3346743B2 JP33257498A JP33257498A JP3346743B2 JP 3346743 B2 JP3346743 B2 JP 3346743B2 JP 33257498 A JP33257498 A JP 33257498A JP 33257498 A JP33257498 A JP 33257498A JP 3346743 B2 JP3346743 B2 JP 3346743B2
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- JP
- Japan
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- tip
- lip
- receiving surface
- seal
- rotary shaft
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸シールに関
し、特にカーエアコン用コンプレッサ等に於ける高圧流
体を密封するのに用いられる回転軸シールに関する。
し、特にカーエアコン用コンプレッサ等に於ける高圧流
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６に示すようなものが知られている。即ち、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、流体収納室内の流体や気
体を密封する。
図６に示すようなものが知られている。即ち、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（かしめにて）一体化さ
れている。
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を有するが、略線接触
状に回転軸32にこのリップ先端部41の先端が接触して密
封作用をなす。即ち、静止時は流体収納室33の圧力、及
びリップ先端部41自身のゴム弾性力によって、流体が完
全に密封される。
しだいに縮径するリップ先端部41を有するが、略線接触
状に回転軸32にこのリップ先端部41の先端が接触して密
封作用をなす。即ち、静止時は流体収納室33の圧力、及
びリップ先端部41自身のゴム弾性力によって、流体が完
全に密封される。
【０００５】そして、回転軸32の回転時には、リップ先
端部41と回転軸32の摺接部から僅かな漏れを発生する
が、第１・第２シールエレメント36，37の螺旋溝（スク
リュ溝）のハイドロダイナミック効果により上記漏れを
（図６の左方向へ）押しもどし、回転軸シール全体とし
ては密封を行いえる構造である。
端部41と回転軸32の摺接部から僅かな漏れを発生する
が、第１・第２シールエレメント36，37の螺旋溝（スク
リュ溝）のハイドロダイナミック効果により上記漏れを
（図６の左方向へ）押しもどし、回転軸シール全体とし
ては密封を行いえる構造である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のシールに
於て、流体収納室33の圧力が高い場合、（図６中に矢印
Ｐ方向に高圧力が作用して）リップ先端部41が大きく変
形し、回転軸32と面接触状態となり、密封性（シール
性）が不安定となり、かつ、第１シールエレメント36の
密封性（シール性）にも影響し、早期に漏れが発生する
という問題、及び、リップ先端部41の回転軸32との接触
部位の摩耗も大きいという問題がある。
於て、流体収納室33の圧力が高い場合、（図６中に矢印
Ｐ方向に高圧力が作用して）リップ先端部41が大きく変
形し、回転軸32と面接触状態となり、密封性（シール
性）が不安定となり、かつ、第１シールエレメント36の
密封性（シール性）にも影響し、早期に漏れが発生する
という問題、及び、リップ先端部41の回転軸32との接触
部位の摩耗も大きいという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、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
されて上記回転軸に摺接するゴム製リップ先端部を有す
るシール部材とを、備えた回転軸シールに於て、該リッ
プ先端部は該回転軸の軸心に対して10°〜45°の傾斜角
度を有し、さらに、上記シール部材を保持するサポート
金具を設け、該サポート金具はその先端部に上記回転軸
の軸心に対して10°〜45°の傾斜角度で折曲部にて折り
曲げられた勾配受け面を有し、上記リップ先端部の上記
傾斜角度と上記サポート金具の上記勾配受け面の傾斜角
度とを略一致させ、該勾配受け面によって上記リップ先
端部の背面を保持するように構成されている。また、ゴ
ム製リップ先端部のＪＩＳ硬度を、87〜96に設定したも
のである。また、サポート金具の勾配受け面の先端角部
にアール状面取り部を形成した。
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
されて上記回転軸に摺接するゴム製リップ先端部を有す
るシール部材とを、備えた回転軸シールに於て、該リッ
プ先端部は該回転軸の軸心に対して10°〜45°の傾斜角
度を有し、さらに、上記シール部材を保持するサポート
金具を設け、該サポート金具はその先端部に上記回転軸
の軸心に対して10°〜45°の傾斜角度で折曲部にて折り
曲げられた勾配受け面を有し、上記リップ先端部の上記
傾斜角度と上記サポート金具の上記勾配受け面の傾斜角
度とを略一致させ、該勾配受け面によって上記リップ先
端部の背面を保持するように構成されている。また、ゴ
ム製リップ先端部のＪＩＳ硬度を、87〜96に設定したも
のである。また、サポート金具の勾配受け面の先端角部
にアール状面取り部を形成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
き本発明を詳説する。
き本発明を詳説する。
【０００９】図１は本発明に係る回転軸シールを示し、
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使用される。
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使用される。
【００１０】即ち、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。
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。
【００１１】具体的構成は、図１に示すように、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の外周面と内鍔部２の両面に接着
・溶着・焼付等によって固着一体化されたゴム製シール
部材５と、螺旋溝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、
ワッシャ10と、第２インナーケース11と、サポート金具
12と、から成る。
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の外周面と内鍔部２の両面に接着
・溶着・焼付等によって固着一体化されたゴム製シール
部材５と、螺旋溝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、
ワッシャ10と、第２インナーケース11と、サポート金具
12と、から成る。
【００１２】ゴム製シール部材５は、ハウジング31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）凹凸波状に外周面が形成された円筒部被覆部５ａ
と、一方の内鍔部２の内外両面を被覆する断面Ｕ字形の
内鍔外被部５ｂと、この断面Ｕ字形の内鍔外被部５ｂの
内周側から流体収納室33側へ突設されたリップ部13と、
から構成されている。
面に弾発的に接して密封作用を成すため（自由状態で
は）凹凸波状に外周面が形成された円筒部被覆部５ａ
と、一方の内鍔部２の内外両面を被覆する断面Ｕ字形の
内鍔外被部５ｂと、この断面Ｕ字形の内鍔外被部５ｂの
内周側から流体収納室33側へ突設されたリップ部13と、
から構成されている。
【００１３】このリップ部13は、さらに、短円筒部13ａ
と、流体収納室側へしだいに縮径するリップ先端部13ｂ
とから成り、リップ部13は略同一の肉厚で、（図１のよ
うに）断面“へ”の字状に折曲がった形状である。この
リップ先端部13ｂの先端14は、装着（使用）状態では回
転軸32（の外周面）に線接触状態で接して密封作用をな
す。
と、流体収納室側へしだいに縮径するリップ先端部13ｂ
とから成り、リップ部13は略同一の肉厚で、（図１のよ
うに）断面“へ”の字状に折曲がった形状である。この
リップ先端部13ｂの先端14は、装着（使用）状態では回
転軸32（の外周面）に線接触状態で接して密封作用をな
す。
【００１４】ところで、このゴム製シール部材５の内鍔
外被部５ｂの反流体収納室側部乃至内径部、及び、短円
筒部13ａと、リップ先端部13ｂに密着して支持するよう
に、サポート金具12が、第１シールエレメント７とこの
ゴム製シール部材５との間に、介装されている。
外被部５ｂの反流体収納室側部乃至内径部、及び、短円
筒部13ａと、リップ先端部13ｂに密着して支持するよう
に、サポート金具12が、第１シールエレメント７とこの
ゴム製シール部材５との間に、介装されている。
【００１５】図２と図１に示すように、回転軸32の軸心
Ｌに対して、リップ先端部13ｂは10°〜45°の傾斜角度
を有するので、これに対応させてサポート金具12は、上
記軸心Ｌに対して、10°〜45°の傾斜角度θを成すよう
に勾配受け面Ａを有する。
Ｌに対して、リップ先端部13ｂは10°〜45°の傾斜角度
を有するので、これに対応させてサポート金具12は、上
記軸心Ｌに対して、10°〜45°の傾斜角度θを成すよう
に勾配受け面Ａを有する。
【００１６】具体的には、サポート金具12は、軸心Ｌに
直交する平板部15と、軸心Ｌを中心とする短円筒状の円
筒部16と、から成り、断面略Ｌ字形であるが、その円筒
部16の（流体収納室33側の）先端部16ａを、先端へしだ
いに縮径するように折曲部17にて前記傾斜角度θをもっ
て折曲げて、該先端部16ａの外周面を前記勾配受け面Ａ
としている。折曲部17は、シール部材５の短円筒部13ａ
とリップ先端部13ｂの折曲内隅部に、対応して、密着す
る。そして、図２（ロ）に示すように、サポート金具12
の勾配受け面Ａの先端角部にアール状面取り部20を形成
するのが、良い。即ち、圧力Ｐが作用したとき、サポー
ト金具12の先端角部がリップ部13のリップ先端部13ｂに
食い込んでリップ先端部13ｂに亀裂が入るのを、有効に
防止できる。
直交する平板部15と、軸心Ｌを中心とする短円筒状の円
筒部16と、から成り、断面略Ｌ字形であるが、その円筒
部16の（流体収納室33側の）先端部16ａを、先端へしだ
いに縮径するように折曲部17にて前記傾斜角度θをもっ
て折曲げて、該先端部16ａの外周面を前記勾配受け面Ａ
としている。折曲部17は、シール部材５の短円筒部13ａ
とリップ先端部13ｂの折曲内隅部に、対応して、密着す
る。そして、図２（ロ）に示すように、サポート金具12
の勾配受け面Ａの先端角部にアール状面取り部20を形成
するのが、良い。即ち、圧力Ｐが作用したとき、サポー
ト金具12の先端角部がリップ部13のリップ先端部13ｂに
食い込んでリップ先端部13ｂに亀裂が入るのを、有効に
防止できる。
【００１７】なお、図１に示したように、ゴム製シール
部材５が予め接着等で一体化されたアウターケース１で
あって、他方の内鍔部３を形成しないストレート状態
（円筒状態）で、サポート金具12、第１シールエレメン
ト７、第１インナーケース９、ワッシャ10、第２シール
エレメント８、第２インナーケース11を順次嵌込み、そ
の後、かしめ加工にて内鍔部３を形成して、全体を一体
化する。
部材５が予め接着等で一体化されたアウターケース１で
あって、他方の内鍔部３を形成しないストレート状態
（円筒状態）で、サポート金具12、第１シールエレメン
ト７、第１インナーケース９、ワッシャ10、第２シール
エレメント８、第２インナーケース11を順次嵌込み、そ
の後、かしめ加工にて内鍔部３を形成して、全体を一体
化する。
【００１８】サポート金具12、第１・第２インナーケー
ス９，11、ワッシャ10、及び、アウターケース１の材質
は鋼等の金属とし、かつ、第１・第２シールエレメント
７，８はＰＴＦＥ等のふっ素系樹脂とし、さらに、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、受圧時の変形を防止するため（配合に
よって）ＪＩＳ硬度を87〜96に設定したものが良い。Ｊ
ＩＳ硬度が87未満であると変形が多くなり、逆に96を越
すと弾性がやや不足する。
ス９，11、ワッシャ10、及び、アウターケース１の材質
は鋼等の金属とし、かつ、第１・第２シールエレメント
７，８はＰＴＦＥ等のふっ素系樹脂とし、さらに、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、受圧時の変形を防止するため（配合に
よって）ＪＩＳ硬度を87〜96に設定したものが良い。Ｊ
ＩＳ硬度が87未満であると変形が多くなり、逆に96を越
すと弾性がやや不足する。
【００１９】シール機能は既述の従来と同様であるが、
流体収納室33側に於てリップ先端部13ｂに圧力Ｐが（図
２のように）作用した際、裏面側（内径側）から、サポ
ート金具12の勾配受け面Ａによって受持（サポート）さ
れ、変形防止が図られ、高圧力下でのリップ先端部13ｂ
の密封（シール）性能を良好に維持できる。
流体収納室33側に於てリップ先端部13ｂに圧力Ｐが（図
２のように）作用した際、裏面側（内径側）から、サポ
ート金具12の勾配受け面Ａによって受持（サポート）さ
れ、変形防止が図られ、高圧力下でのリップ先端部13ｂ
の密封（シール）性能を良好に維持できる。
【００２０】ところで、図３は比較例を示し、従来のオ
イルシールに於て提案されている実公平２−４７３１１
号公報記載のバックアップリング45を、ゴム製シール部
材５のリップ部13の保持に適用した場合を示す。即ち、
このバックアップリング45ではその先端45ａが直角90°
に曲がりかつ極めて短い寸法であるので、リップ部13の
短円筒部13ａのバックアップ（保持）は可能であって
も、リップ先端部13ｂの受圧時の変形防止には役立たな
い、ことが分かる。
イルシールに於て提案されている実公平２−４７３１１
号公報記載のバックアップリング45を、ゴム製シール部
材５のリップ部13の保持に適用した場合を示す。即ち、
このバックアップリング45ではその先端45ａが直角90°
に曲がりかつ極めて短い寸法であるので、リップ部13の
短円筒部13ａのバックアップ（保持）は可能であって
も、リップ先端部13ｂの受圧時の変形防止には役立たな
い、ことが分かる。
【００２１】要するに、本発明のものは軸心Ｌに対し
て、10°≦θ≦45°なる式を満たす傾斜角度θの勾配受
け面Ａを、サポート金具12に形成して、リップ先端部13
ｂの傾斜角度と略一致して、これを裏面（背面）側から
確実に保持（サポート）して、受圧（符号Ｐ参照）時の
変形を防止するものである。リップ先端部13ｂの傾斜角
度を10°〜45°に維持することによって、優れたシール
性（密封性）を発揮できる。
て、10°≦θ≦45°なる式を満たす傾斜角度θの勾配受
け面Ａを、サポート金具12に形成して、リップ先端部13
ｂの傾斜角度と略一致して、これを裏面（背面）側から
確実に保持（サポート）して、受圧（符号Ｐ参照）時の
変形を防止するものである。リップ先端部13ｂの傾斜角
度を10°〜45°に維持することによって、優れたシール
性（密封性）を発揮できる。
【００２２】次に、図４と図５は、本発明の他の実施の
形態を示す。図１，図２と比較すれば明らかな如く、次
の構成が相違している。
形態を示す。図１，図２と比較すれば明らかな如く、次
の構成が相違している。
【００２３】即ち、図１の第１シールエレメント７を省
略し、その分、十分な肉厚寸法Ｔのサポート金具12とす
ると共に、このサポート金具12は（図１の折曲部17等を
省略して）先端面をシール部材５のリップ部13の裏面
（背面）側に密着受持する形状として、勾配受け面Ａを
形成したものである。
略し、その分、十分な肉厚寸法Ｔのサポート金具12とす
ると共に、このサポート金具12は（図１の折曲部17等を
省略して）先端面をシール部材５のリップ部13の裏面
（背面）側に密着受持する形状として、勾配受け面Ａを
形成したものである。
【００２４】この勾配受け面Ａが、回転軸の軸心Ｌをな
す傾斜角度θは前実施の形態と同様の数値範囲に設定さ
れる。それ以外も、同一符号は同様の構成であるので、
説明を省略する。
す傾斜角度θは前実施の形態と同様の数値範囲に設定さ
れる。それ以外も、同一符号は同様の構成であるので、
説明を省略する。
【００２５】
【実施例】本発明の図２(ロ)と図１に示した構造のもの
（実施例１）と、本発明の図２（イ）と図１に示した構
造のもの（実施例２）を製作し、これを、図６に示した
従来例のものと、下記の試験条件でシール機能の試験を
行った。 上記試験の結果を次の表１に示す。
（実施例１）と、本発明の図２（イ）と図１に示した構
造のもの（実施例２）を製作し、これを、図６に示した
従来例のものと、下記の試験条件でシール機能の試験を
行った。 上記試験の結果を次の表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】上記表１から、サポート金具12を付設した
ことによってリップ先端部13ｂの変形を防止し、回転軸
32への接触面積の増加を防ぎ、発熱・摩耗を防止して、
優れたシール性能を発揮することが分かる。また、図２
（ロ）の如く、アール状面取り部20によって、一層漏れ
発生までの時間（寿命）が延びることが分かる。
ことによってリップ先端部13ｂの変形を防止し、回転軸
32への接触面積の増加を防ぎ、発熱・摩耗を防止して、
優れたシール性能を発揮することが分かる。また、図２
（ロ）の如く、アール状面取り部20によって、一層漏れ
発生までの時間（寿命）が延びることが分かる。
【００２８】
【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。
大な効果を奏する。
【００２９】 リップ先端部13ｂの背面に勾配受け面
Ａが確実に密着して保持して、リップ先端部13ｂの受圧
時の変形を防止するので、優れたシール性能及び耐久性
を発揮する。
Ａが確実に密着して保持して、リップ先端部13ｂの受圧
時の変形を防止するので、優れたシール性能及び耐久性
を発揮する。
【００３０】 特にリップ先端部13ｂの先端が回転軸
32に摺接する接触面積の増加を防ぎ、発熱・摩耗を防止
できて、長寿命である。
32に摺接する接触面積の増加を防ぎ、発熱・摩耗を防止
できて、長寿命である。
【００３１】 （請求項２によれば、）ゴム硬度が高
いため、サポート金具12との相乗効果によって、シール
性能及び耐久性が、一層良好となる。
いため、サポート金具12との相乗効果によって、シール
性能及び耐久性が、一層良好となる。
【００３２】 （請求項３によれば、）リップ先端部
13ｂの背面に、サポート金具12の先端角部が食い込ん
で、亀裂を発生することを有効に防止し、ゴム製シール
部材５の寿命が延びる。
13ｂの背面に、サポート金具12の先端角部が食い込ん
で、亀裂を発生することを有効に防止し、ゴム製シール
部材５の寿命が延びる。
【図１】本発明の実施の一形態を示す半截正面図であ
る。
る。
【図２】要部拡大断面図である。
【図３】比較例を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す半截正面図であ
る。
る。
【図５】要部拡大断面図である。
【図６】従来例の半截正面図である。
６ 螺旋溝 ７ シールエレメント ８ シールエレメント 12 サポート金具 13ｂ リップ先端部 14 先端 20 アール状面取り部 Ｌ 軸心 Ａ 勾配受け面 θ 傾斜角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 俊郎 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 横町 尚也 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 (56)参考文献 特開 平10−3212（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−222169（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−28363（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−59366（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−41264（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−146066（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−85070（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/32
Claims (3)
- 【請求項１】 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上記回転軸に摺接す
るゴム製リップ先端部を有するシール部材とを、備えた
回転軸シールに於て、該リップ先端部は該回転軸の軸心
に対して10°〜45°の傾斜角度を有し、さらに、上記シ
ール部材を保持するサポート金具を設け、該サポート金
具はその先端部に上記回転軸の軸心に対して10°〜45°
の傾斜角度で折曲部にて折り曲げられた勾配受け面を有
し、上記リップ先端部の上記傾斜角度と上記サポート金
具の上記勾配受け面の傾斜角度とを略一致させ、該勾配
受け面によって上記リップ先端部の背面を保持するよう
に構成したことを特徴とする回転軸シール。 - 【請求項２】 ゴム製リップ先端部のＪＩＳ硬度を、87
〜96に設定した請求項１記載の回転軸シール。 - 【請求項３】 サポート金具の勾配受け面の先端角部に
アール状面取り部を形成した請求項１又は２記載の回転
軸シール。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33257498A JP3346743B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 回転軸シール |
| US09/444,390 US6367811B1 (en) | 1998-11-24 | 1999-11-22 | Rotation shaft seal |
| EP99123169A EP1004801B1 (en) | 1998-11-24 | 1999-11-23 | Rotation shaft seal |
| DE69929489T DE69929489T2 (de) | 1998-11-24 | 1999-11-23 | Wellendichtung |
| KR10-1999-0052059A KR100374882B1 (ko) | 1998-11-24 | 1999-11-23 | 회전축 밀봉부 |
| US10/046,221 US6715769B2 (en) | 1998-11-24 | 2002-01-16 | Rotation shaft seal |
| US10/046,299 US6764080B2 (en) | 1998-11-24 | 2002-01-16 | Rotation shaft seal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33257498A JP3346743B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 回転軸シール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161499A JP2000161499A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3346743B2 true JP3346743B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=18256453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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