JP3974784B2

JP3974784B2 - Sealing device

Info

Publication number: JP3974784B2
Application number: JP2002006482A
Authority: JP
Inventors: 斉下浦; 健馬場
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-01-15
Also published as: JP2003207052A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーエアコン用コンプレッサ等の密封装置に関し、特に密封流体が高圧で、回転軸が高速回転するコンプレッサに対応する密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カーエアコン用コンプレッサ等における流体収納室内の流体、即ち、冷媒及び潤滑剤として作用する油の混合物が、回転軸摺接面から漏れるのを防止する密封装置として、回転軸シールが従来より用いられている。近年、地球温暖化対策において、冷媒としてフロン（ＨＦＣ１３４ａ）の使用を制限することが検討されており、次世代冷媒の候補として二酸化炭素（ＣＯ₂）が注目され、ＣＯ₂を用いたコンプレッサの開発が進められている。しかし、冷媒としてＣＯ₂を用いた場合、コンプレッサの流体圧力がＨＦＣ１３４ａを使用した場合に比べて10倍以上高くなり、この高圧化に対応した密封装置の開発が望まれている。
【０００３】
従来の冷媒を密封する密封装置として、図６に示すようなものが用いられている。この密封装置は、コンプレッサ等のハウジング41と回転軸42との間に介装された回転軸シール43を備えたものであって、流体収納室44の冷媒と油からなる流体を密封する。この回転軸シール43は、アウターケース45にゴム製シール部材46を接着したものを備え、回転軸42に摺接する摺接面に切込溝49を形成した樹脂（特にＰＴＦＥ）からなるシールエレメント47と金具48とをアウターケース45にかしめられて一体化されている。
【０００４】
さらに、回転軸シール43は、シール部材46の先端部が回転軸42の表面に当接してシールを行うが、回転軸42が回転すると完全にシールしきらず、少量の流体漏れを発生させる。この漏れた流体はシールエレメント47によりシールされることとなり、シール部材46とシールエレメント47とにより回転軸シール43全体として流体の漏れを防止する構造となる。つまり、シール部材46を通過しシールエレメント47の摺接面に設けたらせん状の切込溝49により、少量漏れた流体は流体収納室44側に押し戻されることによって、回転軸シール43全体としてシール機能を果たしている。なお、シール部材46から漏れた流体は、潤滑作用がある油が含まれているため、シール部材46と回転軸42、シールエレメント47と回転軸42の間に漏れた流体が介在することにより摩擦抵抗が減少し、シール部材46、シールエレメント47の摩耗・発熱を低減する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＣＯ₂を冷媒として使用した場合、流体収納室44が高圧となるためシール部材46が過大な押圧力を受けシール部材46の摺接部が回転軸42へ強く押圧されるため摩耗・発熱が促進され、ゴム製シール部材46の先端部（摺接部）が硬化し、クラックが発生する原因となっていた。さらに、高圧によりシール部材46がシールエレメント47を必要以上に回転軸42方向に押さえつけ、摩擦による熱が高く、シールエレメント47の摩耗が増大し、シール自体の耐久性の悪化を招く結果となっていた。
【０００６】
また、前述のように、この回転軸シール43は、シール部材46から少量の流体を意図的に漏らす構成であり、漏れた流体の油をシール部材46とシールエレメント47の潤滑材として利用するが、高圧によりシール部材46が予想以上に回転軸42に押しつけられると、流体が全くシールエレメント47に供給されなくなり、シール部材46及びシールエレメント47の摩耗が促進することとなり、回転軸シール43が設計通りに機能しないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、密封流体の高圧化に対応する密封装置として、高圧の流体による摩耗の促進を抑え、摩擦熱等による発熱を低減して、回転軸シールの耐久性を向上させることが可能な密封装置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】
上述の目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、回転軸シールと該回転軸シールより流体収納室側に配設される減圧シールを備えたコンプレッサ用密封装置であって、上記減圧シールが、上記流体収納室側に延伸して上記回転軸に摺接する摺接リップ部、及び、該摺接リップ部に対面する外リップ部を備え、該摺接リップ部と該外リップ部とが連結底部にて連結されて上記流体収納室側に開口する断面コ字状であり、該外リップ部の厚さを該摺接リップ部の厚さより厚く設定したものである。しかも、上記減圧シールの材質をポリアミド樹脂とする。
【０００９】
また、上記外リップ部の厚さを上記回転軸の軸心方向に渡って略均一としたものである。
また、上記外リップ部の外周面側に突起部を形成し、上記減圧シールの装着時該突起部が被装着用周溝の対応する内周面に当接して弾性変形するよう構成したものである。
また、上記外リップ部を上記回転軸の軸心方向に圧縮して上記減圧シールを装着する。
また、上記外リップ部の圧縮を圧縮率が５〜15％となるよう設定する。
また、上記摺接リップ部と上記外リップ部とを連結する連結底部を被装着用周溝の対応する端面に密着しうる形状としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【００１１】
図１は、本発明の密封装置の断面側面図を示している。この密封装置は、コンプレッサ等のケースのハウジング１と回転軸２との間に介装され、流体収納室10側に収納されている高圧の冷媒と潤滑剤として作用する油とを有する流体を、大気側20に対して、密封するものである。密封装置は、実際に流体を密封（シール）するリング状の回転軸シール３と、リング状の回転軸シール３より流体収納室10側に配設される減圧シール４と、を備えたものである。流体収納室10は図１において、減圧シール４よりも左側の空間が相当する。
また図１においてはハウジング１と回転軸２とを仮想線により示し、回転軸シール３と減圧シール４とは、装着前（弾性変形前）の自由状態を示している。そして、図２に回転軸シール３と減圧シール４とを、ハウジング１と回転軸２との間の所定位置に装着した状態の断面側面図を示す。
【００１２】
回転軸シール３と減圧シール４の配置は、ハウジング１と一体（若しくは別体）の間仕切部23を挟んで、減圧シール４を流体収納室10側に配置させており、これらの距離（間隔）に関しては特に限定しない。この距離については、例えば、減圧シール４及び回転軸シール３の摺動抵抗による摩擦熱がこもって、減圧シール４と回転軸シール３の間の空間（減圧室30）が高温とならない程度に離間させればよい。また、回転軸シール３と減圧シール４とを別体に設けているため、これらの距離、即ち、回転軸シール３と減圧シール４との間の空間容積を容易に調節でき、発生する摩擦熱の放熱の作用を高めることができる。
【００１３】
また、間仕切部23には、流体収納室10側と回転軸２側に開口する減圧シール用の被装着用周溝９───段付き部───を形成し、この被装着用周溝９は、流体収納室10に対向する端面９ｂに減圧シール４を密に接触させて位置保持し、流体収納室10の流体からの圧力により、減圧シール４が大気側20へ移動するのを規制している。また、間仕切部23の内周面を回転軸２の外周面近傍まで延伸することで、回転軸２に摺接する減圧シール４が高圧を受けても、その姿勢を安定保持することができる。
【００１４】
減圧シール４についてさらに、詳しく説明すると、図３の自由状態（未装着状態）の拡大断面図に示すように、この減圧シール４の断面形状は、流体収納室10側に延伸して回転軸２に摺接する摺接リップ部５と、摺接リップ部５に対面する外径側の外リップ部６と、摺接リップ部５の基端部５ｂと外リップ部６の基端部６ｂとを連結する連結底部７と、を備えて、流体収納室10側に開口する断面コ字状である。この連結底部７の背面は平坦面（平面）として、被装着用周溝９の端面９ｂに密接する。また、この連結底部７の背面と、外リップ部６の基端部６ｂ外周面とは、図３で明らかな如く、直角に形成されている。
【００１５】
摺接リップ部５は流体収納室10側に縮径する形状であり、摺接リップ部５の先端部５ａの内径側が回転軸２に摺接する。
外リップ部６は短円筒状であり、外リップ部６の厚さ（径方向寸法）ｔ₁は回転軸２（減圧シール４）の軸心方向に渡って略均一としている。即ち、外リップ部６の断面形状は回転軸２に略平行な辺を持つ矩形形状となる。そして、外リップ部６の先端部６ａが後述する固定金具24に当接することとなる。
【００１６】
また、外リップ部６の厚さｔ₁を摺接リップ部５の厚さｔ₂より厚く設定している（ｔ₁＞ｔ₂）。なお、減圧シール４の材質はポリアミド樹脂とする。ｔ₁＞ｔ₂とすることにより、減圧シール４の外リップ部６（外周部分）側の剛性を高めている。
【００１７】
そして、外リップ部６（減圧シール４）の外周面側であって、外リップ部６の先端部６ａ寄りの位置に例えば山形断面の突起部８を形成し、図２に示すように減圧シール４の装着時、この突起部８が被装着用周溝９（段付き部）の対応する内周面９ａに当接して弾性変形するよう構成している。この突起部８の形状は、減圧シール４の外周面部が拡径する方向の力を利用して被装着用周溝９への緊迫力を集中させ高めるための形状であれば、丸山型や複数の山型であってもよい。これにより、被装着用周溝９の内周面９ａに押付力を発生させ、減圧シール４を適切な姿勢に保持し続けるとともに、回転軸２の回転による減圧シール４の共回りも回避できる。
【００１８】
さらに、図４の減圧シール４の断面図に示すように、外リップ部６を回転軸２の軸心方向に圧縮して、減圧シール４を装着するものである。なお、図４の二点鎖線は、減圧シール４の装着前の状態を示す。
即ち、外リップ部６の高さ（軸方向寸法）ｈ₁が弾性変形して縮まり、高さがｈ_cとなる。具体的に説明すると、減圧シール４の連結底部７の背面を、被装着用周溝９の対応する端面９ｂに密着させ、固定金具24を減圧シール４の外リップ部６の先端部６ａに、流体収納室10側から大気側20へ押し当てて（図外のボルト等にて）固定する。
【００１９】
また、この時の外リップ部６の軸方向への圧縮を圧縮率ｋが２〜20％となるよう設定している。圧縮率ｋは、ｋ＝（ｈ₁- ｈ_c）／ｈ₁で表される。圧縮率ｋが２％より小さい場合、外リップ部６の緊迫力不足で、減圧シール４の位置保持（固定）が不良となり、圧縮率ｋが20％より大きくなると、減圧シール４の変形が大きく取付姿勢が好ましい状態とならず、何れの場合も摺接リップ部５において、減圧の効果が低減してしまったり、減圧作用が不安定な状態となる。さらに好ましくは、圧縮率ｋは５〜15％とすればよく、この範囲の場合、減圧シール４の保持姿勢、緊迫力が適切となり減圧の効果はもちろん、不要な摩擦熱の発生や表面への摺接傷が防げる。
また、この圧縮は外リップ部６の厚さｔ₁が厚く剛性が高いため、固定金具24との接触点が偏心していても、回転軸２の略軸方向へ外リップ部６は圧縮され、曲げ等の不良となる変形が生じることがない。
【００２０】
また、減圧シール４の材質としては、ポリアミド樹脂を用いる。これにより、コ字状減圧シール４を射出成形などにて溶融加工することができ、例えばＰＴＦＥを用いた場合に比べて低コストで成形できる。さらに、流体収納室10の液体と気体を有する流体を密封する場合、気体の漏れが皆無となることが大きな特徴である。
ポリアミド樹脂の例としては、ノナンジアミン−テレフタル酸共重合体、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン66）、ポリヘキサメチレンアゼラミド（ナイロン69）、ポリヘキサメチレンセバサミド（ナイロン610 ）、及びポリヘキサメチレンドデカノアミド（ナイロン612 ）、ポリ−ビス−（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタンドデカノアミド、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン46）またはラクタムの環開裂により生じるポリアミド；即ちポリカプロラクタム（ナイロン６）、及びポリラウリルラクタムが含まれる。また上記の重合体を製造する際に使用される少なくとも２種のアミンまたは酸の重合により製造されるポリアミド、例えばテレフタル酸、アジピン酸、ノナジアミン、及びヘキサメチレンジアミンから製造される重合体を用いることができる。ナイロン66及びナイロン６の配合物の如きポリアミドの配合物にはナイロン66／６の如き共重合体が含まれる。
【００２１】
また、図３に示すように減圧シール４の外リップ部６の高さｈ₁は、摺接リップ部５の高さｈ₂より長く設定している（ｈ₁＞ｈ₂）。そして、前述の外リップ部６の構成（突起部８，厚さｔ₁，端面９ｂとの密接）により外リップ部６と被装着用周溝９の内周面９ａとの緊迫力が、摺接リップ部５と回転軸２との緊迫力より強くなり、回転軸２の回転による減圧シール４の共回りを確実に防ぐことができる。さらに、外リップ部６の圧縮により、緊迫力を安定させることができる。
【００２２】
次に、回転軸シール３について具体的に説明すると、回転軸シール３は、金属製のアウターケース11と、アウターケース11の円筒部12の外周面と内鍔部13の両面に接着（溶着・焼付等を含む）して一体化されたゴム製シール部材14と、を有し、回転軸２との摺接面に切込溝16を形成するシールエレメント15と、シール部材14とシールエレメント15の間に介装しシール部材14を受持するサポート金具17と、断面Ｌ字型の金具18と、を備え、これらはアウターケース11によりかしめられて固定されている。
そして、回転軸シール３は大気側20（後方）に配設する固定金具19により、流体収納室10（前方）からの回転軸２の軸心方向の流体圧力に抗するようハウジング１に対し位置保持されている。
【００２３】
シール部材14は、流体収納室10側に延伸する（突設する）ゴムリップ部21を有し、ゴムリップ部21の断面形状は流体収納室10側に向かって次第に縮径する形状であり、ゴムリップ部21の先端側に回転軸２に摺接する略円弧断面形状の摺接部22を形成している。
【００２４】
シールエレメント15は、自然状態で（装着前）円環平板状であり、シールエレメント15の内径側（先端側）を流体収納室10側に屈曲させるように回転軸２を挿入すると、弾性変形して回転軸２の外周面に所定幅を持つように接触して摺接面を形成する。そしてその摺接面に切込溝16を備えている。
【００２５】
次に、本発明の密封装置におけるシール機能について説明すると、流体収納室10で冷媒と油等からなる流体が高圧に保たれると、被装着用周溝９により安定して姿勢保持されている減圧シール４の開口部25が受圧し、開口部25が未加圧状態よりも開口する。これに従い、摺接リップ部５が回転軸２の外周面に押圧する力が大きくなって、シール力が増大するため、流体収納室10の流体の高い圧力が回転軸シール３にそのまま作用することがない。
【００２６】
さらに、減圧シール４の材質をポリアミド樹脂とすると、減圧シール４における流体収納室10の流体漏れは、ほとんど油（液体）のみとすることができ、この漏れ油が減圧シール４の摺接リップ部５の接触面と回転軸２との間に介在し、潤滑効果を兼ねることができる。そして、この油は後方の回転軸シール３によりシールされる。
【００２７】
また、回転軸シール３においては、減圧室（中間空室部）30の流体は、シール部材14とシールエレメント15とによりシールされることとなる。即ち、シールエレメント15は、シールエレメント15の摺接面に設けた螺旋状の切込溝16により、回転軸２が回転すると、ハイドロダイナミック効果を引き起し、シールエレメント15の摺接面と回転軸２との間の油を減圧室30側に押し戻すため、流体（油）が大気側20に漏れることがない。
【００２８】
また、本発明は上述の図示の実施の形態に限定されず、設計変更自由である。例えば、回転軸シール３において、サポート金具17がないものや、ゴムリップ部21やシールエレメント15を２枚以上配設したり、シールエレメント15の摺接面に設ける切込溝16を、同心円状の独立溝としてもよく、さらに、金具18、アウターケース11の形状と結合構造等も種々変形自由である。
【００２９】
該コ字状シールＳについて詳しく説明すると、図３の自由状態（未装着状態）、図４の装着状態の拡大断面図に示すように、このシールＳの断面形状は、流体収納室10側に延伸して回転軸２に摺接する摺接リップ部５と、摺接リップ部５に対面する外径側の外リップ部６と、摺接リップ部５の基端部５ｂと外リップ部６の基端部６ｂとを連結する連結底部７と、を備えて、流体収納室10側に開口する断面コ字状としている。
【００３０】
摺接リップ部５は流体収納室10側に縮径する形状であり、摺接リップ部５の先端部５ａの内径側が回転軸２に摺接する。
また、外リップ部６は短円筒状であり、外リップ部６の厚さ（径方向寸法）ｔ₁は回転軸２（シールＳ）の軸心方向に渡って略均一としている。即ち、外リップ部６の断面形状は回転軸２に略平行な辺を持つ矩形形状となる。そして、外リップ部６の先端部６ａが後述する固定金具24に当接することとなる。さらに、外リップ部６の外周面は、ハウジング等に形成した被装着用周溝９の内周面９ａ───ハウジング等に形成した固定部───に接触してシールするものである。
また、連結底部７の背面は平坦面（平面）として、被装着用周溝９の端面９ｂに密接する。また、この連結底部７の背面と、外リップ部６の基端部６ｂ外周面とは、図３で明らかな如く、直角に形成されている。
【００３１】
また、外リップ部６の厚さｔ₁を摺接リップ部５の厚さｔ₂より厚く設定している（ｔ₁＞ｔ₂）。なお、コ字状シールＳの材質はポリアミド樹脂とするのが好ましく、ｔ₁＞ｔ₂とすることにより、外リップ部６（外周部分）側の剛性を高めている。
【００３２】
そして、外リップ部６（コ字状シールＳ）の外周面側であって、外リップ部６の先端部６ａ寄りの位置に例えば山形断面の突起部８を形成し、図４に示すようにコ字状シールＳの装着時、この突起部８が被装着用周溝９（段付き部）の対応する内周面９ａに当接して弾性変形するよう構成している。この突起部８の形状は、コ字状シールＳの外周面部が拡径する方向の力を利用して被装着用周溝９への緊迫力を集中させ高めるための形状であれば、丸山型や複数の山型であってもよい。これにより、被装着用周溝９の内周面９ａに押付力を発生させ、コ字状シールＳを適切な姿勢に保持し続けるとともに、回転軸２の回転によるコ字状シールＳの共回りも回避できる。
【００３３】
さらに、図４に示すように、外リップ部６を回転軸２の軸心方向に圧縮して、コ字状シールＳを装着するものである。なお、図４の二点鎖線は、装着前の状態を示す。
即ち、外リップ部６の高さ（軸方向寸法）ｈ₁が弾性変形して縮まり、高さがｈ_cとなる。具体的に説明すると、連結底部７の背面を、被装着用周溝９の対応する端面９ｂに密着させ、固定金具24を外リップ部６の先端部６ａに、流体収納室10側から大気側20へ押し当てて（図外のボルト等にて）固定する。
【００３４】
また、この時の外リップ部６の軸方向への圧縮を圧縮率ｋが２〜20％となるよう設定している。圧縮率ｋは、ｋ＝（ｈ₁- ｈ_c）／ｈ₁で表される。圧縮率ｋが２％より小さい場合、外リップ部６の緊迫力不足で、シール全体の位置保持（固定）が不良となり、圧縮率ｋが20％より大きくなると、シール全体の変形が大きく取付姿勢が好ましい状態とならず、何れの場合も摺接リップ部５において、シールの効果が低減してしまったり、シール状態が不安定な状態となる。さらに好ましくは、圧縮率ｋは５〜15％とすればよく、この範囲の場合、コ字状シールＳ全体の保持姿勢、緊迫力が適切となりシールの効果はもちろん、不要な摩擦熱の発生や表面への摺接傷が防げる。
また、この圧縮は外リップ部６の厚さｔ₁が厚く剛性が高いため、固定金具24との接触点が偏心していても、回転軸２の略軸方向へ外リップ部６は圧縮され、曲げ等の不良となる変形が生じることがない。
【００３５】
また、コ字状シールＳの材質としては、ポリアミド樹脂を用いる。これにより、コ字状シールＳを射出成形などにて溶融加工することができ、例えばＰＴＦＥを用いた場合に比べて低コストで成形できる。さらに、流体収納室10の液体と気体を有する流体を密封する場合、気体の漏れが皆無となることが大きな特徴である。なお、ポリアミド樹脂の例としては、上述のものと同様である。
【００３６】
また、図３に示すように外リップ部６の高さｈ₁は、摺接リップ部５の高さｈ₂より長く設定している（ｈ₁＞ｈ₂）。そして、前述の外リップ部６の構成（突起部８，厚さｔ₁，端面９ｂとの密接）により外リップ部６と被装着用周溝９の内周面９ａとの緊迫力が、摺接リップ部５と回転軸２との緊迫力より強くなり、回転軸２の回転によるシールＳの共回りを確実に防ぐことができる。さらに、外リップ部６の圧縮により、緊迫力を安定させることができる。
【００３７】
次に、密封装置の回転耐久試験として、本発明の実施例と比較例における、密封装置全体としての油（流体）漏れ開始時間について試験を行った。その結果を表１に示す。
実施例としては、図３に示す断面形状の減圧シール４を用いた密封装置であって、材質をノナンジアミン−テレフタル酸共重合体（クラレ社製ＰＡ９Ｔ）とし減圧シール４の外リップ部６（外周部）の圧縮率ｋを11％に設定して固定したものを用いた。比較例１としては、減圧シール４の断面形状は実施例と同じものを用いた密封装置であるが、減圧シール４を圧縮しないで（圧縮率ｋが０％）固定したものとし、比較例２は、図５に示すＵ字形断面形状の減圧シール50を用いた密封装置で、減圧シール50を圧縮なしで固定したものとし、比較例３は、減圧シールを設けず回転軸シール３のみで密封装置を構成したものとした。なお、すべての例において、回転軸シール３には、図１と図２に示すようなサポート金具17を備えている。
【００３８】
【表１】

【００３９】
上記表１からもわかるように、本発明の実施例は優れたシール性と耐久性を有するもので、実施例は、回転軸シール３のゴムリップ部21（摺接部22）の摩耗・過度の発熱の発生もなく、減圧シール４の減圧効果が十分発揮されたことがわかる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００４１】
（請求項１によれば）簡単な構成により、高圧流体による回転軸シール３の摩耗の促進を抑え、摩擦熱等による発熱を低減することができる。従って、回転軸シール３の耐久性を向上させることが可能な密封装置とすることができる。
さらに、高圧条件下で減圧シール４の外リップ部６（外周部）の形状を保持し、適切に内周側の摺接リップ部５を支持することができる。さらに、減圧シール４固定時に不要な変形や割れを生じさせることがない。従って、適切な姿勢で減圧シール４を保持させて、適切に減圧効果を発揮させることができる。
【００４２】
さらに、突起部８が内周面９ａに当接して弾性変形して、被装着用周溝９への緊迫力を集中させて高めることができ、減圧シール４の装着時に安定性が増し、シール性能を安定させることができる。
【００４３】
しかも、外リップ部６を軸心方向に圧縮して装着するので、外リップ部６の被装着用周溝９へのシール緊迫力が増加し、さらに、回転軸２への緊迫力（抱きつき力）も向上し、運転時における流体収納室10側の圧力変動や、振動に対して摺接リップ部５の接触状態の変化（接触部分の揺れ）を小さくすることができ、減圧効果を安定させることができる。特に、圧縮率ｋを５〜15％としたことによって、減圧シール４の保持姿勢、緊迫力が適切となり減圧の効果はもちろん、不要な摩擦熱の発生や表面への摺接傷が防げる。
かつ、減圧シール４は、その材質をポリアミド樹脂としたので、射出成形等の溶融加工にて、少ない工程で材料ロスを生ずることなく、低コストで量産できる。そして、特に気体を遮断し、減圧シール４としての効果をさらに向上させることができ、コンプレッサ用として好適である。
【００４４】
（請求項２によれば）減圧シール４装着時の減圧シール４の姿勢保持が容易となる。従って、適切な姿勢で摺接リップ部５を保持できる。
【００４５】
（請求項３によれば）加圧時において減圧シール４をふらつかせることがなく、摺接リップ部５を回転軸２に安定して接触させることができ、減圧作用の変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の密封装置の実施の一形態を示す断面側面図である。
【図２】密封装置の装着状態を示す断面側面図である。
【図３】減圧シールの断面図である。
【図４】減圧シールの断面図である。
【図５】比較例の減圧シールの断面図である。
【図６】従来の密封装置の断面側面図である。
【符号の説明】
１ハウジング
２回転軸
３回転軸シール
４減圧シール
５摺接リップ部
６外リップ部
７連結底部
８突起部
９被装着用周溝
９ａ内周面
９ｂ端面
10 流体収納室
ｋ圧縮率
Ｓコ字状シール
ｔ₁ 厚さ
ｔ₂ 厚さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device such as a compressor for a car air conditioner, and more particularly to a sealing device corresponding to a compressor whose sealing fluid has a high pressure and whose rotating shaft rotates at a high speed.
[0002]
[Prior art]
A rotary shaft seal has been conventionally used as a sealing device for preventing a fluid in a fluid storage chamber in a car air conditioner compressor, that is, a mixture of oil acting as a refrigerant and a lubricant, from leaking from the sliding surface of the rotary shaft. Yes. In recent years, it has been studied to limit the use of Freon (HFC134a) as a refrigerant in global warming countermeasures, and carbon dioxide (CO ₂ ) has attracted attention as a candidate for the next-generation refrigerant, and development of a compressor using CO ₂ Is underway. However, when CO ₂ is used as the refrigerant, the fluid pressure of the compressor becomes 10 times higher than when HFC134a is used, and it is desired to develop a sealing device that can cope with this high pressure.
[0003]
As a sealing device for sealing a conventional refrigerant, a device as shown in FIG. 6 is used. This sealing device includes a rotary shaft seal 43 interposed between a housing 41 such as a compressor and a rotary shaft 42, and seals a fluid made up of refrigerant and oil in the fluid storage chamber 44. The rotary shaft seal 43 includes a rubber seal member 46 bonded to an outer case 45, and a seal element 47 made of a resin (particularly PTFE) in which a cut groove 49 is formed in a sliding contact surface that is in sliding contact with the rotary shaft 42. And the metal fitting 48 are integrated into the outer case 45 by caulking.
[0004]
Further, the rotary shaft seal 43 seals the tip of the seal member 46 against the surface of the rotary shaft 42. However, when the rotary shaft 42 rotates, the rotary shaft seal 43 is not completely sealed, and a small amount of fluid leaks. The leaked fluid is sealed by the seal element 47, and the seal member 46 and the seal element 47 constitute a structure that prevents the fluid from leaking as the entire rotary shaft seal 43. That is, a small amount of leaked fluid is pushed back to the fluid storage chamber 44 by a spiral cut groove 49 provided on the sliding contact surface of the seal element 47 through the seal member 46, thereby sealing the rotary shaft seal 43 as a whole. Plays a function. Since the fluid leaking from the seal member 46 contains oil having a lubricating action, the fluid leaked between the seal member 46 and the rotary shaft 42 and between the seal element 47 and the rotary shaft 42 causes friction. Resistance is reduced, and wear and heat generation of the seal member 46 and the seal element 47 are reduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when CO ₂ is used as a refrigerant, the fluid storage chamber 44 has a high pressure, so that the seal member 46 receives an excessive pressing force, and the sliding contact portion of the seal member 46 is strongly pressed against the rotating shaft 42. Is promoted, and the tip end portion (sliding contact portion) of the rubber seal member 46 is cured, causing cracks. Furthermore, the seal member 46 presses the seal element 47 in the direction of the rotating shaft 42 more than necessary due to the high pressure, heat due to friction is high, wear of the seal element 47 increases, and the durability of the seal itself is deteriorated. It was.
[0006]
Further, as described above, the rotary shaft seal 43 is configured to intentionally leak a small amount of fluid from the seal member 46, and the oil of the leaked fluid is used as a lubricant for the seal member 46 and the seal element 47. If the seal member 46 is pressed against the rotating shaft 42 more than expected due to high pressure, no fluid will be supplied to the seal element 47 and the wear of the seal member 46 and the seal element 47 will be promoted, and the rotary shaft seal 43 is designed. There was a problem that it did not work.
[0007]
Therefore, the present invention can improve the durability of the rotary shaft seal by suppressing the acceleration of wear caused by the high-pressure fluid, reducing the heat generated by frictional heat, etc., as a sealing device corresponding to the high pressure of the sealing fluid. An object is to provide a sealing device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a sealing device according to the present invention is a compressor sealing device provided with a rotary shaft seal and a pressure reducing seal disposed on the fluid storage chamber side from the rotary shaft seal, The seal includes a sliding contact lip portion extending toward the fluid storage chamber and slidingly contacting the rotating shaft, and an outer lip portion facing the sliding contact lip portion, the sliding contact lip portion and the outer lip portion; Are connected to each other at the bottom of the connection and open to the fluid storage chamber, and the outer lip is thicker than the sliding lip. Moreover, the material of the vacuum seal is a polyamide resin.
[0009]
Further, the thickness of the outer lip portion is made substantially uniform over the axial direction of the rotating shaft.
Further, a protrusion is formed on the outer peripheral surface side of the outer lip portion, and the protrusion is in contact with the corresponding inner peripheral surface of the peripheral groove for mounting and elastically deformed when the pressure reducing seal is mounted. is there.
Further, the outer lip portion is compressed in the axial direction of the rotary shaft and the decompression seal is attached.
Further, the compression of the outer lip is set so that the compression ratio is 5 to 15%.
Moreover, the connection bottom part which connects the said sliding contact lip | rip part and the said outer lip | rip part is made into the shape which can closely_contact | adhere to the corresponding end surface of the to-be-attached circumferential groove .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
[0011]
FIG. 1 shows a cross-sectional side view of the sealing device of the present invention. This sealing device is interposed between a housing 1 and a rotary shaft 2 of a case such as a compressor, and contains a fluid having a high-pressure refrigerant stored in the fluid storage chamber 10 side and oil acting as a lubricant. It is sealed against the atmosphere side 20. The sealing device includes a ring-shaped rotary shaft seal 3 that actually seals (seals) a fluid, and a decompression seal 4 that is disposed closer to the fluid storage chamber 10 than the ring-shaped rotary shaft seal 3. is there. The fluid storage chamber 10 corresponds to the space on the left side of the decompression seal 4 in FIG.
In FIG. 1, the housing 1 and the rotary shaft 2 are indicated by phantom lines, and the rotary shaft seal 3 and the pressure reducing seal 4 show a free state before mounting (before elastic deformation). FIG. 2 shows a sectional side view of the state where the rotary shaft seal 3 and the pressure reducing seal 4 are mounted at predetermined positions between the housing 1 and the rotary shaft 2.
[0012]
The rotary shaft seal 3 and the pressure reducing seal 4 are arranged such that the pressure reducing seal 4 is arranged on the fluid storage chamber 10 side with the partition 23 integrated with the housing 1 (or a separate body) therebetween, and the distance (interval) between them. Is not particularly limited. With respect to this distance, for example, frictional heat due to sliding resistance of the decompression seal 4 and the rotary shaft seal 3 is accumulated, so that the space (the decompression chamber 30) between the decompression seal 4 and the rotary shaft seal 3 does not reach a high temperature. You can do it. Further, since the rotary shaft seal 3 and the pressure reducing seal 4 are provided separately, the distance between them, that is, the space volume between the rotary shaft seal 3 and the pressure reducing seal 4 can be easily adjusted, and the generated frictional heat. The effect of heat dissipation can be enhanced.
[0013]
In addition, the partition 23 is provided with a mounting groove 9 for mounting the pressure reducing seal opening on the fluid storage chamber 10 side and the rotating shaft 2 side. 9 restricts the pressure reducing seal 4 from moving to the atmosphere side 20 by the pressure from the fluid in the fluid storage chamber 10 by holding the pressure reducing seal 4 in close contact with the end face 9b facing the fluid storage chamber 10. is doing. Further, by extending the inner peripheral surface of the partition 23 to the vicinity of the outer peripheral surface of the rotary shaft 2, even if the decompression seal 4 slidably contacting the rotary shaft 2 receives a high pressure, the posture can be stably maintained.
[0014]
The decompression seal 4 will be described in more detail. As shown in the enlarged sectional view of the free state (non-attached state) in FIG. 3, the sectional shape of the decompression seal 4 extends toward the fluid storage chamber 10 and rotates to the rotating shaft 2. A sliding contact lip portion 5 that is in sliding contact with the sliding contact lip portion 5, an outer diameter outer lip portion 6 that faces the sliding contact lip portion 5, a proximal end portion 5 b of the sliding contact lip portion 5, and a proximal end portion 6 b of the outer lip portion 6. And a connection bottom portion 7 to be connected, and has a U-shaped cross section that opens to the fluid storage chamber 10 side. The back surface of the connecting bottom portion 7 is a flat surface (flat surface) and is in close contact with the end surface 9b of the peripheral groove 9 for mounting. Further, as is apparent from FIG. 3, the back surface of the connecting bottom portion 7 and the outer peripheral surface of the base end portion 6b of the outer lip portion 6 are formed at right angles.
[0015]
The sliding contact lip portion 5 has a shape that decreases in diameter toward the fluid storage chamber 10, and the inner diameter side of the distal end portion 5 a of the sliding contact lip portion 5 is in sliding contact with the rotary shaft 2.
The outer lip portion 6 has a short cylindrical shape, and the thickness (diameter dimension) t ₁ of the outer lip portion 6 is substantially uniform over the axial direction of the rotary shaft 2 (decompression seal 4). That is, the cross-sectional shape of the outer lip portion 6 is a rectangular shape having sides substantially parallel to the rotation shaft 2. And the front-end | tip part 6a of the outer lip | rip part 6 will contact | abut to the fixture 24 mentioned later.
[0016]
Further, the thickness t ₁ of the outer lip portion 6 is set to be thicker than the thickness t ₂ of the sliding contact lip portion 5 (t ₁ > t ₂ ). The material of the vacuum seal 4 is polyamide resin . By setting t ₁ > t ₂ , the rigidity of the decompression seal 4 on the outer lip portion 6 (outer peripheral portion) side is increased.
[0017]
Then, for example, a protrusion 8 having a chevron-shaped cross section is formed on the outer peripheral surface side of the outer lip portion 6 (the decompression seal 4) and near the front end portion 6a of the outer lip portion 6, and as shown in FIG. 4, the protrusion 8 is configured to abut against the corresponding inner peripheral surface 9a of the mounting circumferential groove 9 (stepped portion) to be elastically deformed. As long as the shape of the protruding portion 8 is a shape for concentrating and enhancing the pressing force on the circumferential groove 9 to be mounted using the force in the direction in which the outer peripheral surface portion of the decompression seal 4 expands, It may be a mountain shape. Accordingly, a pressing force is generated on the inner peripheral surface 9a of the mounting circumferential groove 9 to keep the pressure reducing seal 4 in an appropriate posture, and the rotation of the rotating shaft 2 can also avoid the rotation of the pressure reducing seal 4 together.
[0018]
Further, as shown in the sectional view of the pressure reducing seal 4 in FIG. 4, the outer lip 6 is compressed in the axial direction of the rotary shaft 2 and the pressure reducing seal 4 is attached. In addition, the two-dot chain line of FIG.
That is, the height (axial dimension) h _{1 of} the outer lip portion 6 is elastically deformed and contracts, and the height becomes h _c . More specifically, the back surface of the connecting bottom portion 7 of the decompression seal 4 is brought into close contact with the corresponding end surface 9b of the mounting circumferential groove 9, and the fixing bracket 24 is attached to the distal end portion 6a of the outer lip portion 6 of the decompression seal 4. Press against the fluid storage chamber 10 side to the atmosphere side 20 (with bolts etc. not shown) and fix.
[0019]
Further, the compression in the axial direction of the outer lip 6 at this time is set so that the compression rate k is 2 to 20%. The compression rate k is represented by k = (h ₁ −h _c ) / h ₁ . When the compression ratio k is smaller than 2%, the pressure retaining force of the outer lip portion 6 is insufficient, so that the position holding (fixing) of the decompression seal 4 becomes poor. When the compression ratio k exceeds 20%, the deformation of the decompression seal 4 is large. The mounting posture is not in a preferable state, and in either case, the sliding contact lip portion 5 has a reduced pressure reduction effect or a reduced pressure action. More preferably, the compression ratio k may be 5 to 15%. In this range, the holding posture and the tightening force of the pressure-reducing seal 4 are appropriate, and not only the effect of pressure-reducing, but also the generation of unnecessary frictional heat and Prevents sliding contact.
Further, since the thickness t ₁ of the outer lip portion 6 is thick and the rigidity is high, the outer lip portion 6 is compressed substantially in the axial direction of the rotary shaft 2 even if the contact point with the fixing bracket 24 is eccentric. Deformation that causes defects such as bending does not occur.
[0020]
As a material for the decompression seal 4, a polyamide resin is used. Thereby, the U-shaped depressurization seal 4 can be melt-processed by injection molding or the like, and can be molded at a lower cost than when PTFE is used, for example. Further, when the fluid containing the liquid and the gas in the fluid storage chamber 10 is sealed, a major feature is that no gas leaks.
Examples of polyamide resins include nonanediamine-terephthalic acid copolymer, polyhexamethylene adipamide (nylon 66), polyhexamethylene azelamide (nylon 69), polyhexamethylene sebasamide (nylon 610), and polyhexa Methylene dodecanoamide (nylon 612), poly-bis- (p-aminocyclohexyl) methane dodecanoamide, polytetramethylene adipamide (nylon 46) or polyamide resulting from ring cleavage of lactam; ie polycaprolactam (nylon 6) And polylauryl lactam. Also, use a polyamide produced by polymerization of at least two amines or acids used in producing the above polymers, for example, a polymer produced from terephthalic acid, adipic acid, nonadiamine, and hexamethylenediamine. Can do. Polyamide blends such as nylon 66 and nylon 6 blends include copolymers such as nylon 66/6.
[0021]
As shown in FIG. 3, the height h ₁ of the outer lip portion 6 of the decompression seal 4 is set to be longer than the height h ₂ of the sliding contact lip portion 5 (h ₁ > h ₂ ). Then, due to the configuration of the outer lip portion 6 described above (protrusion portion 8, thickness t ₁ , close contact with the end surface 9b), the compressive force between the outer lip portion 6 and the inner peripheral surface 9a of the peripheral groove 9 to be attached is reduced. The tightening force between the contact lip portion 5 and the rotary shaft 2 becomes stronger, and the rotation of the rotary shaft 2 can surely prevent the decompression seal 4 from rotating together. Furthermore, the compression force of the outer lip 6 can be stabilized.
[0022]
Next, the rotary shaft seal 3 will be described in detail. The rotary shaft seal 3 is bonded (welded / bonded) to the outer case 11 made of metal, the outer peripheral surface of the cylindrical portion 12 of the outer case 11 and the inner flange portion 13. A rubber seal member 14 integrated with the seal member 15 (including baking), a seal element 15 that forms a cut groove 16 in a sliding contact surface with the rotary shaft 2, and a seal member 14 and a seal element 15 A support metal fitting 17 that is interposed between them and receives the seal member 14 and a metal fitting 18 having an L-shaped cross section are provided, and these are caulked and fixed by the outer case 11.
The rotary shaft seal 3 is positioned relative to the housing 1 so as to resist the fluid pressure in the axial direction of the rotary shaft 2 from the fluid storage chamber 10 (front) by a fixing bracket 19 disposed on the atmosphere side 20 (rear). Is retained.
[0023]
The seal member 14 has a rubber lip portion 21 that extends (projects) toward the fluid storage chamber 10, and the rubber lip portion 21 has a cross-sectional shape that gradually decreases in diameter toward the fluid storage chamber 10 side. A slidable contact portion 22 having a substantially arc cross-sectional shape that is in slidable contact with the rotary shaft 2 is formed on the tip end side of the directional shaft 21.
[0024]
The seal element 15 is an annular flat plate in a natural state (before mounting), and is elastically deformed when the rotary shaft 2 is inserted so that the inner diameter side (tip side) of the seal element 15 is bent toward the fluid storage chamber 10 side. Thus, the sliding contact surface is formed by contacting the outer peripheral surface of the rotating shaft 2 with a predetermined width. A notch groove 16 is provided on the sliding contact surface.
[0025]
Next, the sealing function of the sealing device of the present invention will be described. When the fluid containing the refrigerant and oil is kept at a high pressure in the fluid storage chamber 10, the posture is stably maintained by the mounting circumferential groove 9. The opening 25 of the decompression seal 4 receives pressure, and the opening 25 opens more than the unpressurized state. Accordingly, the force that the sliding contact lip portion 5 presses against the outer peripheral surface of the rotary shaft 2 increases and the sealing force increases, so that the high fluid pressure in the fluid storage chamber 10 acts on the rotary shaft seal 3 as it is. There is no.
[0026]
Further, if the material of the decompression seal 4 is polyamide resin, the fluid leakage in the fluid storage chamber 10 in the decompression seal 4 can be almost oil (liquid), and this leakage oil is the sliding contact lip portion of the decompression seal 4. 5 between the contact surface 5 and the rotating shaft 2, and can also serve as a lubricating effect. This oil is sealed by the rear rotating shaft seal 3.
[0027]
In the rotary shaft seal 3, the fluid in the decompression chamber (intermediate empty chamber portion) 30 is sealed by the seal member 14 and the seal element 15. That is, the seal element 15 causes a hydrodynamic effect when the rotary shaft 2 rotates due to the spiral cut groove 16 provided on the slide contact surface of the seal element 15, and rotates with the slide contact surface of the seal element 15. Since the oil between the shaft 2 is pushed back to the decompression chamber 30 side, the fluid (oil) does not leak to the atmosphere side 20.
[0028]
Further, the present invention is not limited to the above-described illustrated embodiment, and can be freely changed in design. For example, in the rotary shaft seal 3, there are no support fittings 17, two or more rubber lip portions 21 and seal elements 15 are provided, or the notch groove 16 provided on the sliding contact surface of the seal element 15 is formed in a concentric shape. The groove may be an independent groove, and the shape of the metal fitting 18 and the outer case 11 and the coupling structure are freely deformable.
[0029]
When explained in detail the U-shaped seal S, free state in FIG. 3 (unattached state), as shown in an enlarged sectional view of the mounting state of FIG. 4, the cross-sectional shape of the seal S is a fluid storing chamber 10 side The slidable lip portion 5 that extends and slidably contacts the rotating shaft 2, the outer lip portion 6 on the outer diameter side facing the slidable lip portion 5, the base end portion 5 b of the slidable lip portion 5, and the outer lip portion 6. A connecting bottom portion 7 that connects the base end portion 6b, and has a U-shaped cross section that opens to the fluid storage chamber 10 side.
[0030]
The sliding contact lip portion 5 has a shape that decreases in diameter toward the fluid storage chamber 10, and the inner diameter side of the distal end portion 5 a of the sliding contact lip portion 5 is in sliding contact with the rotary shaft 2.
The outer lip portion 6 has a short cylindrical shape, and the thickness (radial dimension) t ₁ of the outer lip portion 6 is substantially uniform over the axial direction of the rotating shaft 2 (seal S). That is, the cross-sectional shape of the outer lip portion 6 is a rectangular shape having sides substantially parallel to the rotation shaft 2. And the front-end | tip part 6a of the outer lip | rip part 6 will contact | abut to the fixture 24 mentioned later. Further, the outer peripheral surface of the outer lip portion 6 contacts and seals an inner peripheral surface 9a of a mounting circumferential groove 9 formed in the housing or the like--a fixed portion formed in the housing or the like.
Further, the back surface of the connecting bottom portion 7 is a flat surface (flat surface) and is in close contact with the end surface 9b of the circumferential groove 9 to be mounted. Further, as is apparent from FIG. 3, the back surface of the connecting bottom portion 7 and the outer peripheral surface of the base end portion 6b of the outer lip portion 6 are formed at right angles.
[0031]
Further, the thickness t ₁ of the outer lip portion 6 is set to be thicker than the thickness t ₂ of the sliding contact lip portion 5 (t ₁ > t ₂ ). The material of the U-shaped seal S is preferably a polyamide resin, and the rigidity on the outer lip portion 6 (outer peripheral portion) side is enhanced by satisfying t ₁ > t ₂ .
[0032]
Then, on the outer peripheral surface side of the outer lip portion 6 (the U-shaped seal S), for example, a projection 8 having a mountain-shaped cross section is formed at a position near the tip portion 6a of the outer lip portion 6, as shown in FIG. When the U-shaped seal S is mounted, the protruding portion 8 is configured to abut against the corresponding inner peripheral surface 9a of the mounting circumferential groove 9 (stepped portion) and elastically deform. As long as the shape of the protrusion 8 is a shape for concentrating and enhancing the pressing force on the circumferential groove 9 to be mounted using the force in the direction in which the outer peripheral surface portion of the U-shaped seal S expands, it is a Maruyama type. Or a plurality of mountain shapes. As a result, a pressing force is generated on the inner peripheral surface 9a of the circumferential groove 9 to be mounted, the U-shaped seal S is kept in an appropriate posture, and the U-shaped seal S is rotated by the rotation of the rotary shaft 2. Can also be avoided.
[0033]
Furthermore, as shown in FIG. 4, the outer lip 6 is compressed in the axial direction of the rotary shaft 2 and a U-shaped seal S is attached. In addition, the dashed-two dotted line of FIG. 4 shows the state before mounting | wearing.
That is, the height (axial dimension) h _{1 of} the outer lip portion 6 is elastically deformed and contracts, and the height becomes h _c . More specifically, the back surface of the connecting bottom portion 7 is brought into close contact with the corresponding end surface 9b of the circumferential groove 9 to be mounted, and the fixing bracket 24 is attached to the distal end portion 6a of the outer lip portion 6 from the fluid storage chamber 10 side to the atmosphere side. Press to 20 (with bolts not shown) and fix.
[0034]
Further, the compression in the axial direction of the outer lip 6 at this time is set so that the compression rate k is 2 to 20%. The compression rate k is represented by k = (h ₁ −h _c ) / h ₁ . If the compression rate k is less than 2%, the outer lip portion 6 is insufficiently tightened, resulting in poor position retention (fixation) of the entire seal. If the compression rate k is greater than 20%, the entire seal is greatly deformed and the mounting posture is increased. However, in any case, in the sliding contact lip portion 5, the sealing effect is reduced, or the sealing state becomes unstable. More preferably, the compression ratio k may be 5 to 15%. In this range, the holding posture and the tightening force of the entire U-shaped seal S are appropriate, and the effect of the seal is not to be avoided. Prevents sliding contact with the surface.
Further, since the thickness t ₁ of the outer lip portion 6 is thick and the rigidity is high, the outer lip portion 6 is compressed substantially in the axial direction of the rotary shaft 2 even if the contact point with the fixing bracket 24 is eccentric. Deformation that causes defects such as bending does not occur.
[0035]
As the material of the U-shaped seal S, a polyamide resin is used. Thereby, the U-shaped seal S can be melt-processed by injection molding or the like, and can be molded at a lower cost than when PTFE is used, for example. Further, when the fluid containing the liquid and the gas in the fluid storage chamber 10 is sealed, a major feature is that no gas leaks. Examples of the polyamide resin are the same as those described above.
[0036]
As shown in FIG. 3, the height h ₁ of the outer lip 6 is set longer than the height h ₂ of the sliding contact lip 5 (h ₁ > h ₂ ). Then, due to the configuration of the outer lip portion 6 described above (protrusion portion 8, thickness t ₁ , close contact with the end surface 9b), the compressive force between the outer lip portion 6 and the inner peripheral surface 9a of the peripheral groove 9 to be attached is reduced. The tightening force between the contact lip portion 5 and the rotating shaft 2 becomes stronger, and the joint rotation of the seal S due to the rotation of the rotating shaft 2 can be reliably prevented. Furthermore, the compression force of the outer lip 6 can be stabilized.
[0037]
Next, as a rotational durability test of the sealing device, the oil (fluid) leakage start time as the whole sealing device in the examples and comparative examples of the present invention was tested. The results are shown in Table 1.
As an example, a sealing device using the reduced pressure seal 4 having a cross-sectional shape shown in FIG. 3 is made of nonanediamine-terephthalic acid copolymer (PA9T manufactured by Kuraray Co., Ltd.), and the outer lip portion 6 (outer periphery) of the reduced pressure seal 4 Part) was used with a compression rate k set to 11% and fixed. As a comparative example 1, the cross-sectional shape of the pressure reducing seal 4 is a sealing device using the same as that of the example, but the pressure reducing seal 4 is fixed without being compressed (compression rate k is 0%). Is a sealing device using a U-shaped cross-sectional reduced pressure seal 50 shown in FIG. 5, and the reduced pressure seal 50 is fixed without compression. In Comparative Example 3, no reduced pressure seal is provided and only the rotary shaft seal 3 is sealed. The apparatus was configured. In all examples, the rotary shaft seal 3 is provided with a support fitting 17 as shown in FIGS.
[0038]
[Table 1]

[0039]
As can be seen from Table 1 above, the embodiment of the present invention has excellent sealing properties and durability, and the embodiment shows that the rubber lip portion 21 (sliding contact portion 22) of the rotary shaft seal 3 is worn and excessively worn. It can be seen that the pressure reducing effect of the pressure reducing seal 4 was sufficiently exhibited without generation of heat.
[0040]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects by the above-described configuration.
[0041]
(According to claim 1) With a simple configuration, it is possible to suppress the acceleration of wear of the rotary shaft seal 3 by the high-pressure fluid, and to reduce heat generation due to frictional heat or the like. Therefore, a sealing device that can improve the durability of the rotary shaft seal 3 can be obtained.
Furthermore, the shape of the outer lip portion 6 (outer peripheral portion) of the decompression seal 4 can be maintained under high pressure conditions, and the inner slidable lip portion 5 can be appropriately supported. Further, unnecessary deformation or cracking does not occur when the decompression seal 4 is fixed. Therefore, the decompression seal 4 can be held in an appropriate posture, and the decompression effect can be exhibited appropriately.
[0042]
Further, the protrusion 8 abuts on the inner peripheral surface 9a and elastically deforms, and the tightening force on the peripheral groove 9 to be attached can be concentrated and enhanced, and the stability is increased when the decompression seal 4 is attached. The performance can be stabilized.
[0043]
In addition, since the outer lip portion 6 is mounted while being compressed in the axial direction, the sealing force of the outer lip portion 6 to the circumferential groove 9 to be mounted is increased, and further, the pressing force (holding force) to the rotating shaft 2 is increased. ) Can also be improved, and the pressure fluctuation on the fluid storage chamber 10 side during operation and the change in the contact state of the sliding lip portion 5 with respect to vibration (swing of the contact portion) can be reduced, and the pressure reduction effect is stabilized. be able to. In particular, by setting the compression ratio k to 5 to 15%, the holding posture and the tightening force of the decompression seal 4 are appropriate, and not only the effect of decompression but also generation of unnecessary frictional heat and sliding contact with the surface can be prevented.
Moreover, since the material of the decompression seal 4 is made of polyamide resin, it can be mass-produced at low cost without causing material loss in a small number of steps by melt processing such as injection molding. And especially gas can be interrupted | blocked and the effect as the pressure-reduction seal | sticker 4 can be improved further, and it is suitable for compressor use.
[0044]
(According to claim 2) The posture of the pressure reducing seal 4 can be easily maintained when the pressure reducing seal 4 is mounted. Therefore, the sliding contact lip portion 5 can be held in an appropriate posture.
[0045]
(According to claim 3) The pressure-reducing seal 4 is not wobbling at the time of pressurization, the sliding contact lip portion 5 can be stably brought into contact with the rotating shaft 2, and fluctuations in the pressure-reducing action can be suppressed. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional side view showing an embodiment of a sealing device of the present invention.
FIG. 2 is a sectional side view showing a mounting state of the sealing device.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a vacuum seal.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a vacuum seal.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a reduced pressure seal of a comparative example.
FIG. 6 is a cross-sectional side view of a conventional sealing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Rotating shaft 3 Rotating shaft seal 4 Pressure-reducing seal 5 Sliding contact lip portion 6 Outer lip portion 7 Connection bottom portion 8 Projection portion 9 Mounted peripheral groove 9a Inner peripheral surface 9b End surface
10 Fluid storage chamber k Compression ratio S U-shaped seal t ₁ thickness t ₂ thickness

Claims

A compressor sealing device including a rotary shaft seal (3) and a pressure reducing seal (4) disposed on the fluid storage chamber (10) side from the rotary shaft seal (3), wherein the pressure reducing seal (4) is A sliding contact lip portion (5) extending toward the fluid storage chamber (10) and slidingly contacting the rotating shaft (2), and an outer lip portion (6) facing the sliding contact lip portion (5). The sliding lip portion (5) and the outer lip portion (6) are connected at the connecting bottom portion (7) and open to the fluid storage chamber (10), The thickness of the lip portion (6) is set to be greater than the thickness of the sliding contact lip portion (5), and the outer lip portion (6) is compressed in the axial direction of the rotating shaft (2) to Attach the decompression seal (4) and set the compression ratio (k) of the outer lip (6) in the axial direction to be 5 to 15%. Further, a protrusion (8) is formed on the outer peripheral surface side of the outer lip portion (6), and the protrusion (8) corresponds to the peripheral groove (9) for mounting when the pressure reducing seal (4) is mounted. A sealing device characterized in that the pressure reducing seal (4) is made of a polyamide resin so as to be elastically deformed in contact with an inner peripheral surface.

The sealing device according to claim 1, wherein the thickness of the outer lip portion (6) is substantially uniform in the axial direction of the rotary shaft.

The connecting bottom portion (7) for connecting the sliding contact lip portion (5) and the outer lip portion (6) has a shape that can be brought into close contact with the corresponding end surface (9b) of the mounting circumferential groove (9). The sealing device according to 1 or 2.