JPWO2009017022A1 - シール装置 - Google Patents

Abstract

エラストマにより環状に成形された外装シール部材２０と、回転軸Ｃの外周を囲繞する態様でハウジング孔Ｂに配置することにより外装シール部材２０の嵌着部２１をハウジング孔Ｂの内周面に圧接させる補強環１０と、補強環１０の内部に装着されるリテーナ４０と、一端部が補強環１０の内部においてリテーナ４０と補強環１０との間に挟持され、かつ他端部が回転軸Ｃの外周面に圧接される補助シール部材３０とを備え、リテーナ４０及び補強環１０の間に、リテーナ４０を補強環１０の内部に装着する場合には弾性的に変形してこれを許容する一方、互いの間に補助シール部材３０を挟持した場合に弾性的に復元してリテーナ４０の脱落を阻止する弾性舌片４２及び係合部１３を設けている。

Description

本発明は、ハウジング孔と軸との間に介在されるシール装置に関するものである。

例えば、冷房装置に設けられる冷凍機においては、図１２に示すように、コンプレッサの回転軸１と、ハウジング２のハウジング孔２ａとの間にシール装置が設けられている。このシール装置は、ハウジング２の内部に封入された冷媒ガスや冷凍機油等の流体が、ハウジング２と回転軸１との隙間から外部に漏出するのを防止するためのもので、補強環３、外装シール部材４、補助シール部材５及びリテーナ６を備えている。

補強環３は、金属によって構成された円筒状部材であり、回転軸１の外径よりも大きな内径を有し、かつハウジング孔２ａの内径よりも小さい外径を有して構成されている。補強環３には、その先端部を中心部側に向けて略直角に屈曲することによって挟持基部３ａが構成されている。

外装シール部材４は、ゴム状の弾性体であるエラストマによって成形されたもので、補強環３の外周部を覆うように設けられた嵌着部４ａと、補強環３の一端部から延設されたシールリップ部４ｂとを有している。嵌着部４ａは、ハウジング孔２ａの内径よりも大きな外径に成形されている。シールリップ部４ｂは、延在端部の内径が回転軸１の外径よりも小さくなるようにテーパの円筒状に構成されている。この外装シール部材４は、加硫接着によって補強環３と一体的に構成されている。

補助シール部材５は、筒状を成すシールリップ部５ａと、シールリップ部５ａの一端部から径外方向に向けて延在するフランジ部５ｂとを有したもので、エラストマよりも剛性を有した合成樹脂材によって成形されている。シールリップ部５ａの内径は、回転軸１の外径よりも小さく構成されている。

リテーナ６は、補強環３の内部に装着されるもので、金属により成形されている。このリテーナ６には、内筒部６ａ及び挟持部６ｂが設けられている。内筒部６ａは、補強環３の内径よりも小さい外径に構成された円筒状部分である。挟持部６ｂは、円筒状部分の一端部から中心部に向けて延在した円板状部分であり、その中心部に回転軸１を挿通するに十分な挿通孔を有している。このリテーナ６は、補助シール部材５が配置された状態で補強環３の内部に装着され、挟持部６ｂと補強環３の挟持基部３ａとの間において補助シール部材５のフランジ部５ｂを挟持している。

上記のように構成されたシール装置では、外装シール部材４のシールリップ部４ｂがハウジング２の内部に向かう態様でハウジング孔２ａに装着され、さらにその中心部に回転軸１が挿入される。この状態においては、補強環３によって外装シール部材４の嵌着部４ａがハウジング孔２ａの内周面に圧接される。一方、外装シール部材４におけるシールリップ部４ｂの先端部が回転軸１の外周面に圧接される。さらに、補助シール部材５におけるシールリップ部５ａの内周面が回転軸１の外周面に圧接されるとともに、このシールリップ部５ａによって外装シール部材４におけるシールリップ部４ｂの先端部が内周側から支承される。

これらの結果、ハウジング２に形成したハウジング孔２ａとコンプレッサの回転軸１との間の隙間が外装シール部材４及び補助シール部材５によって密封され、ハウジング２の内部から冷媒ガスや冷凍機油等の流体が外部に漏出する事態を防止することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３０５７７３号公報（図１）

ところで、上記のようなシール装置においてそのシール効果を確保するには、補強環３とリテーナ６との間にフランジ部５ｂを確実に挟持して補助シール部材５の配置位置を規定する必要がある。すなわち、補助シール部材５は、シールリップ部５ａによってシールリップ部４ｂの先端部を支承するものであり、その位置がずれた場合、回転軸１の外周面とシールリップ部４ｂとの間のシール効果に影響を及ぼす虞れがあるためである。

このため従来では、補強環３の内部にリテーナ６を装着した後に、補強環３の開口端部を内方側に向けて屈曲させ（いわゆる「カシメ」）、この補強環３の屈曲部分３ｂによって保持されたリテーナ６と挟持基部３ａとの間に補助シール部材５のフランジ部５ｂを挟持することにより補助シール部材５の位置ずれを防止するようにしている。

こうしたシール装置によれば、新たな部品を要しないため、部品点数の増大に起因した製造コストの増大を招来することなく、シール効果が低下する事態を防止することが可能となる。しかしながら、補強環３の開口端部は、リテーナ６を内部に装着する以前に予めカシメておくことができない。従って、シール装置を組み立てる場合には、補強環３の内部にリテーナ６を装着した後、都度補強環３をカシメて屈曲部分３ｂを構成しなければならない。この結果、組立作業が煩雑化するばかりでなく、組立工程が増えることに起因して製造コストが増大する要因となる。

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、組立作業の煩雑化や製造コストの増大を招来することなく、補助シール部材の位置ずれに起因したシール効果の低下を防止することのできるシール装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係るシール装置は、エラストマにより環状に成形され、ハウジング孔に嵌合される嵌着部と軸の外周面に圧接されるシールリップ部とを有した外装シール部材と、環状を成し、外周に前記外装シール部材の嵌着部を保持するとともに、先端部から前記外装シール部材のシールリップ部を延在させ、軸の外周を囲繞する態様でハウジング孔に配置することにより前記外装シール部材の嵌着部をハウジング孔の内周面に圧接させる補強環と、前記補強環の内部に装着されるリテーナと、一端部が前記補強環の内部において前記リテーナと前記補強環との間に挟持され、かつ他端部が軸の外周面に圧接される補助シール部材とを備え、前記リテーナ及び前記補強環の間に、前記リテーナを前記補強環の内部に装着する場合には弾性的に変形してこれを許容する一方、互いの間に前記補助シール部材を挟持した場合に弾性的に復元して他方に係合し、前記補強環からの前記リテーナの脱落を阻止する弾性係合手段を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るシール装置は、上述した請求項１において、前記補強環は、筒状を成す装着部を有したものであり、前記リテーナは、前記補強環との間に前記補助シール部材の一端部を挟持する挟持部を有した筒状を成すものであり、前記弾性係合手段は、前記補強環において装着部に隣接する部位に構成し、前記装着部の内径よりも小さい内径を有した係合部と、前記リテーナにおいて挟持部の外周縁となる部位から延在した複数の弾性舌片とを備え、さらに前記複数の弾性舌片は、無負荷状態においては前記係合部の内径よりも大きな外接円を構成する一方、互いに内方に向けて弾性変形した場合には前記係合部の内径よりも小さい外接円を構成し、前記補強環と前記リテーナとの間に前記補助シール部材を挟持する場合に前記補強環の係合部を経て装着部に配置されるものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るシール装置は、上述した請求項１において、前記補強環は、筒状を成す装着部を有したものであり、前記リテーナは、前記補強環との間に前記補助シール部材の一端部を挟持する挟持部と、前記装着部に挿通可能となる外径寸法に構成した内筒部とを有した筒状を成すものであり、前記弾性係合手段は、前記補強環の装着部に隣接する部位から内方に向けて突設し、無負荷状態においては前記内筒部の外径よりも小さい内接円を構成する一方、外方に向けて弾性変形した場合に前記内筒部の外径よりも大きい内接円を構成する弾性突部を備えて構成したものであり、前記補強環と前記リテーナとの間に前記補助シール部材を挟持する場合に前記リテーナの内筒部が弾性突部を経て装着部に配置されるものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係るシール装置は、上述した請求項１において、前記弾性係合手段は、前記補強環において前記リテーナを装着する開口の端部に構成したことを特徴とする。

本発明によれば、リテーナと補強環との間に、リテーナを補強環の内部に装着する場合には弾性的に変形してこれを許容する一方、互いの間に補助シール部材を挟持した場合に弾性的に復元して他方に係合し、補強環からのリテーナの脱落を阻止する弾性係合手段を設けている。この弾性係合手段は、リテーナや補強環に直接構成することが可能であるため、新たな部品を要せずとも補助シール部材の位置ずれを防止することができ、シール効果を確保する場合にも部品点数の増大に起因した製造コストの増大を招来することがない。しかも、弾性係合手段は、補強環の内部にリテーナを装着する以前においても補強環やリテーナに予め構成しておくことが可能である。従って、シール装置を組み立てる場合には、単に補強環の内部にリテーナを装着すればリテーナの脱落を防止することができ、組立作業が煩雑化する事態や組立工程が増えることに起因した製造コストの増大を招来する虞れがなくなる。

図１は、本発明の実施例１であるシール装置の断面側面図である。 図２は、図１に示したシール装置を適用した軸受部分の上半部を示す断面側面図である。 図３は、図１に示したシール装置の分解断面側面図である。 図４は、図１に示したシール装置に適用する内部装着体を弾性舌片側から見た図である。 図５は、図１に示したシール装置の組立過程を示す要部断面側面図である。 図６は、本発明の実施例２であるシール装置の断面側面図である。 図７は、図６に示したシール装置に分解断面側面図である。 図８は、本発明の実施例３であるシール装置の断面側面図である。 図９は、図８に示したシール装置の分解断面側面図である。 図１０は、図８に示したシール装置に適用する補強環を弾性突部側から見た図である。 図１１は、図８に示したシール装置の組立過程を示す要部断面側面図である。 図１２は、従来のシール装置を示した断面側面図である。

符号の説明

１０ 補強環
１１ 装着部
１３ 係合部
２０ 外装シール部材
２１ 嵌着部
２２ シールリップ部
３０ 補助シール部材
４０ リテーナ
４１ 挟持部
４２ 弾性舌片
４２ａ 外接円
１４０ リテーナ
１４１ 挟持部
１４２ 弾性舌片
１４２ｄ 外接円
２１０ 補強環
２１１ 装着部
２１３ 弾性突部
２１３ａ 内接円
２２０ 外装シール部材
２２１ 嵌着部
２２２ シールリップ部
２３０ 補助シール部材
２４０ リテーナ
２４１ 挟持部
２４２ 内筒部
Ａ ハウジング
Ｂ ハウジング孔
Ｃ 回転軸

以下に添付図面を参照して、本発明に係るシール装置の好適な実施例について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１であるシール装置を示したものである。ここで例示するシール装置は、図２に示すように、カーエアコン用のコンプレッサにおいてハウジングＡに設けたハウジング孔Ｂと回転軸Ｃとの間に介在させることにより、ハウジングＡの内部（図２中において右側）に封入された冷媒ガスや冷凍機油等の流体が、ハウジングＡと回転軸Ｃとの隙間からハウジングＡの外部（図２中において左側）に漏出するのを防止するためのものである。図１〜図３に示すように、このシール装置は、補強環１０、外装シール部材２０、補助シール部材３０、リテーナ４０を備えている。

補強環１０は、装着部１１、挟持基部１２及び係合部１３を有して構成したものである。装着部１１は、円筒状に成形した部分であり、回転軸Ｃの外径よりも大きな内径を有し、かつハウジング孔Ｂの内径よりも小さい外径を有するように構成してある。挟持基部１２は、装着部１１の一端部から軸心方向に向けて略直角に屈曲した部分である。挟持基部１２の中心部には、回転軸Ｃの外径よりも大きな内径の貫通孔１２ａが設けてある。係合部１３は、装着部１１の他端部に設けた円筒状部分であり、装着部１１の内径よりも小さい内径を有して構成してある。この係合部１３は、装着部１１と隣接した位置に設けてあり、装着部１１との間に環状の係合面１４を構成している。これら装着部１１、挟持基部１２及び係合部１３は、金属によって一体に成形してあり、後述する外装シール部材２０や補助シール部材３０に比べて大きな剛性が確保してある。

外装シール部材２０は、エラストマによって成形したもので、補強環１０の外周を覆うように設けた嵌着部２１と、補強環１０の一端部から延設したシールリップ部２２とを有している。

嵌着部２１は、補強環１０における係合部１３の外周面から装着部１１の外周面に亘る部位を覆うとともに、挟持基部１２の外表面及び内表面に亘る部位を覆う態様で設けてある。この嵌着部２１は、無負荷状態においてハウジングＡに形成したハウジング孔Ｂの内径よりも大きな外径を有する一方、弾性変形した場合にはハウジングＡのハウジング孔Ｂに挿通することが可能である。

シールリップ部２２は、補強環１０における挟持基部１２の内端部から装着部１１の軸心方向に沿って筒状に延在した部分である。図からも明らかなように、シールリップ部２２の延在端部には、その内周面にリップ先端２３が構成してある。リップ先端２３は、シールリップ部２２の延在端部から中心軸方向に向けて略直角状に突出した環状部分であり、その稜線２３ａの内径が回転軸Ｃの外径よりも小さくなるように構成してある。

上述の嵌着部２１及びシールリップ部２２を有した外装シール部材２０は、加硫接着等の接着手段によって補強環１０と一体的に構成してある。より具体的には、補強環１０における装着部１１の一端部及び挟持基部１２を外装シール部材２０における嵌着部２１の内部に埋設する態様でこれら外装シール部材２０及び補強環１０が一体的に構成してある。補強環１０における装着部１１の他端部内周面及び係合部１３の内周面は、外装シール部材２０によって覆われることなく外部に露出した状態にある。

補助シール部材３０は、一端部に回転軸Ｃの外径よりも小さい内径の中心孔３１を有し、かつ他端部側に向けて漸次太径となる筒状のシールリップ部３２と、シールリップ部３２において最も太径となる部分から径外方向に向けて延在するフランジ部３３とを有したもので、エラストマよりも剛性を有した合成樹脂材によって一体に成形してある。フランジ部３３の外径は、補強環１０における装着部１１の内径よりも小さく、かつ挟持基部１２に形成した貫通孔１２ａの内径よりも大きく構成してある。補助シール部材３０においてシールリップ部３２の一端面からフランジ部３３までの長さは、外装シール部材２０において挟持基部１２の内表面を覆う部分の内方当接端面２４からシールリップ部２２のリップ先端２３までの距離よりも小さく構成してある。

この補助シール部材３０は、図１に示すように、シールリップ部３２を外装シール部材２０におけるシールリップ部２２の内方に配置させ、かつフランジ部３３を内方当接端面２４に当接させた状態で補強環１０における装着部１１の内部に装着されることになる。

リテーナ４０は、図１、図３及び図４に示すように、補強環１０における装着部１１の内部に装着されるもので、挟持部４１及び複数の弾性舌片４２を備えて構成してある。挟持部４１は、補強環１０における係合部１３の内径よりも小さい外径に構成した略円板状を成すもので、その中心部に回転軸Ｃの外径よりも大きな貫挿孔４３を有している。弾性舌片４２は、挟持部４１の外周縁部からそれぞれ軸心方向に沿って漸次外方に傾斜する態様で延在した部分である。図３及び図４からも明らかなように、それぞれの弾性舌片４２は、無負荷状態にある場合、個々の延在端部によって規定される外接円４２ａが補強環１０における係合部１３の内径よりも大きくなるように構成してある。弾性舌片４２の軸心方向に沿った延在長さは、補強環１０において装着部１１と係合部１３との間に構成される係合面１４から補助シール部材３０におけるフランジ部３３の端面までの距離よりも大きく構成してある。これら挟持部４１及び複数の弾性舌片４２は、金属によって一体に成形してあり、外装シール部材２０や補助シール部材３０に比べて大きな剛性が確保してある。

上記のように構成したリテーナ４０は、補強環１０の内部に補助シール部材３０を収容させた後に補強環１０の内部に装着することにより、その挟持部４１と補強環１０の挟持基部１２との間に補助シール部材３０のフランジ部３３を挟持するように機能する。

ここで、上述したシール装置では、補強環１０における装着部１１の開口端部に係合部１３を構成する一方、無負荷状態の外接円４２ａが係合部１３の内径よりも大きくなる弾性舌片４２をリテーナ４０に設けるようにしている。従って、補強環１０の内部にリテーナ４０を装着する場合には、図５に順次示すように、補強環１０の装着部１１に対して係合部１３からリテーナ４０を単に押し込めば良い。すなわち、リテーナ４０を補強環１０の係合部１３に対して押し込むと、弾性舌片４２が互いに内方に向けて弾性的に変形し、個々の延在端部によって規定される外接円４２ａが補強環１０における係合部１３の内径以下となるため、係合部１３の内部を経てリテーナ４０を装着部１１に挿入することが可能となる。その後、さらにリテーナ４０を補強環１０の内部に押し入れれば、弾性舌片４２の延在端が係合面１４を通過した時点で直ちに弾性舌片４２が弾性的に復元して拡開し、個々の端面が係合面１４に係合するため、装着部１１からの脱落が阻止されることになる。

しかも、この状態においては、リテーナ４０の挟持部４１と補強環１０の挟持基部１２との間に外装シール部材２０を介して補助シール部材３０のフランジ部３３が挟持されるため、補強環１０に対する補助シール部材３０の位置ずれを確実に防止することができるようになる。

従って、図２に示すように、外装シール部材２０のシールリップ部２２がハウジングＡの内部に向かう態様でシール装置をハウジング孔Ｂに装着するとともに、中心部にコンプレッサの回転軸Ｃを挿入配置させれば、ハウジングＡのハウジング孔Ｂとコンプレッサの回転軸Ｃとの間の隙間が外装シール部材２０及び補助シール部材３０によって確実に密封されることになる。すなわち、補強環１０によって外装シール部材２０における嵌着部２１の外周部がハウジング孔Ｂの内周面に圧接される一方、外装シール部材２０におけるシールリップ部２２がリップ先端２３の稜線２３ａを介して回転軸Ｃの外周面に圧接される。さらに、補助シール部材３０におけるシールリップ部３２の内周面が回転軸Ｃの外周面に圧接されるとともに、このシールリップ部３２によって外装シール部材２０におけるシールリップ部２２の先端部が内周側から支承される。

これにより、上記シール装置を適用したコンプレッサによれば、回転軸Ｃを回転させた場合にも、ハウジングＡの内部から冷媒ガスや冷凍機油等の流体が外部に漏出する事態を防止することが可能となる。尚、図２中の符号Ｄは、抜け止めリングである。

このように、上記シール装置によれば、新たな部品を要することなく補強環１０に対する補助シール部材３０の位置ずれを確実に防止することができるため、部品点数の増大に起因した製造コストの増大を招来することなく、シール効果が低下する事態を有効に防止することが可能となる。しかも、補強環１０の係合部１３及びリテーナ４０の弾性舌片４２は、これらを組み立てる以前において予めそれぞれに形成しておくことが可能である。従って、シール装置を組み立てる場合には、補助シール部材３０を収容した補強環１０の装着部１１に対して単にリテーナ４０を押し込めば良い。この結果、組立作業を容易化することができるとともに、従前の如くカシメ工程を設ける必要もないため、組立工程が増えることに起因した製造コストの増大を招来する虞れもない。

図６及び図７は、本発明の実施例２であるシール装置を示したものである。ここで例示するシール装置は、実施例１と同様、カーエアコン用のコンプレッサにおいてハウジングＡに設けたハウジング孔Ｂと回転軸Ｃとの間に介在させ、ハウジングＡの内部に封入された冷媒ガスや冷凍機油等の流体が、ハウジングＡと回転軸Ｃとの隙間から外部に漏出するのを防止するためのもので、実施例１とはリテーナの構成のみが異なっている。以下、このリテーナ１４０の構成を中心に実施例２について説明を行う。尚、実施例２において実施例１と同様の構成に関しては、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。

実施例２のシール装置で適用するリテーナ１４０は、補強環１０における装着部１１の内部に装着されるもので、挟持部１４１及び複数の弾性舌片１４２を備えて構成してある。挟持部１４１は、補強環１０における係合部１３の内径よりも小さい外径に構成した略円板状を成すもので、その中心部に回転軸Ｃよりも大きな貫挿孔１４３を有している。弾性舌片１４２は、挟持部１４１の外周縁部からそれぞれ同一の方向に向けて延在したもので、筒状延在部１４２ａ、傾斜延在部１４２ｂ、係合端面部１４２ｃを有して構成してある。筒状延在部１４２ａは、挟持部１４１の外周縁部から軸心方向に沿って互いに平行に延在した部分である。傾斜延在部１４２ｂは、軸心方向に沿って漸次外方に傾斜する態様で延在した部分である。係合端面部１４２ｃは、傾斜延在部１４２ｂの延在端部から軸心方向に沿って内方側に延在した部分である。

それぞれの弾性舌片１４２は、無負荷状態にある場合、個々の係合端面部１４２ｃによって規定される外接円１４２ｄが補強環１０における係合部１３の内径よりも大きくなるように構成してある。一方、個々の筒状延在部１４２ａによって規定される外接円１４２ｅは、挟持部１４１の外径とほぼ同一であり、補強環１０における係合部１３の内径よりも小さくなるように構成してある。弾性舌片１４２の軸方向に沿った延在長さは、補強環１０において装着部１１と係合部１３との間に構成される係合面１４から補助シール部材３０におけるフランジ部３３の端面までの距離よりも大きく構成してある。これら挟持部１４１及び複数の弾性舌片１４２は、金属によって一体に成形してあり、外装シール部材２０や補助シール部材３０に比べて大きな剛性が確保してある。

上記のように構成したリテーナ１４０は、補強環１０の内部に補助シール部材３０を収容させた後に補強環１０の内部に装着することにより、その挟持部１４１と補強環１０の挟持基部１２との間に補助シール部材３０のフランジ部３３を挟持するように機能する。

ここで、上述したシール装置では、補強環１０における装着部１１の開口端部に係合部１３を構成する一方、無負荷状態の外接円１４２ｄが係合部１３の内径よりも大きくなる弾性舌片１４２をリテーナ１４０に設けるようにしている。従って、補強環１０の内部にリテーナ１４０を装着する場合、補強環１０の装着部１１に対して係合部１３からリテーナ１４０を単に押し込めば良い。すなわち、リテーナ１４０を係合部１３に対して押し込むと、弾性舌片１４２が互いに内方に向けて弾性的に変形し、個々の延在端部によって規定される外接円１４２ｄが補強環１０における係合部１３の内径以下となるため、係合部１３の内部を経てリテーナ１４０を装着部１１に挿入することが可能となる。その後、さらにリテーナ１４０を補強環１０の内部に押し入れれば、弾性舌片１４２における係合端面部１４２ｃの端面が係合面１４を通過した時点で直ちに弾性舌片１４２が弾性的に復元して拡開し、個々の端面が係合面１４に係合するため、装着部１１からの脱落が阻止されることになる。

上記シール装置によれば、弾性舌片１４２の基端部に軸心方向に沿って延在した筒状延在部１４２ａを設け、かつこれら筒状延在部１４２ａによって規定される外接円１４２ｅを、補強環１０における装着部１１の内径よりも小さく構成している。従って、筒状延在部１４２ａが補強環１０に対してリテーナ１４０を押し入れる際の案内となり、補強環１０に対するリテーナ１４０の組立作業をより容易に行うことが可能となる。

しかも、この状態においては、リテーナ１４０の挟持部１４１と補強環１０の挟持基部１２との間に外装シール部材２０を介して補助シール部材３０のフランジ部３３が挟持されるため、補強環１０に対する補助シール部材３０の位置ずれを確実に防止することができるようになる。

従って、実施例１の図２に示したものと同様に、外装シール部材２０のシールリップ部２２がハウジングＡの内部に向かう態様でシール装置をハウジング孔Ｂに装着するとともに、中心部にコンプレッサの回転軸Ｃを挿入配置させれば、ハウジングＡのハウジング孔Ｂとコンプレッサの回転軸Ｃとの間の隙間が外装シール部材２０及び補助シール部材３０によって確実に密封されることになる。すなわち、補強環１０によって外装シール部材２０における嵌着部２１の外周部がハウジング孔Ｂの内周面に圧接される一方、外装シール部材２０におけるシールリップ部２２がリップ先端２３の稜線２３ａを介して回転軸Ｃの外周面に圧接される。さらに、補助シール部材３０におけるシールリップ部３２の内周面が回転軸Ｃの外周面に圧接されるとともに、このシールリップ部３２によって外装シール部材２０におけるシールリップ部２２の先端部が内周側から支承される。

これにより、上記シール装置を適用したコンプレッサによれば、回転軸Ｃを回転させた場合にも、ハウジングＡの内部から冷媒ガスや冷凍機油等の流体が外部に漏出する事態を防止することが可能となる。

このように、上記シール装置によれば、新たな部品を要することなく補強環１０に対する補助シール部材３０の位置ずれを確実に防止することができるため、部品点数の増大に起因した製造コストの増大を招来することなく、シール効果が低下する事態を有効に防止することが可能となる。しかも、補強環１０の係合部１３及びリテーナ１４０の弾性舌片１４２は、これらを組み立てる以前において予めそれぞれに形成しておくことが可能である。従って、シール装置を組み立てる場合には、補助シール部材３０を収容した補強環１０の装着部１１に対して単にリテーナ１４０を押し込めば良い。この結果、組立作業を容易化することができるとともに、従前の如くカシメ工程を設ける必要もないため、組立工程が増えることに起因した製造コストの増大を招来する虞れもない。

図８は、本発明の実施例３であるシール装置を示したものである。ここで例示するシール装置は、実施例１と同様、カーエアコン用のコンプレッサにおいてハウジングＡに設けたハウジング孔Ｂと回転軸Ｃとの間に介在させ、ハウジングＡの内部に封入された冷媒ガスや冷凍機油等の流体が、ハウジングＡと回転軸Ｃとの隙間から外部に漏出するのを防止するためのものである。図８及び図９に示すように、このシール装置は、補強環２１０、外装シール部材２２０、補助シール部材２３０、リテーナ２４０を備えている。

補強環２１０は、装着部２１１、挟持基部２１２を有して構成したものである。装着部２１１は、円筒状に成形した部分であり、回転軸Ｃの外径よりも大きな内径を有し、かつハウジング孔Ｂの内径よりも小さい外径を有するように構成してある。挟持基部２１２は、装着部２１１の一端部から軸心方向に向けて略直角に屈曲した部分である。挟持基部２１２の中心部には、回転軸Ｃの外径よりも大きな内径の貫通孔２１２ａが設けてある。これら装着部２１１及び挟持基部２１２は、金属によって一体に成形してあり、後述する外装シール部材２２０や補助シール部材２３０に比べて大きな剛性が確保してある。

外装シール部材２２０は、エラストマによって成形したもので、補強環２１０を覆うように設けた嵌着部２２１と、補強環２１０の一端部から延設したシールリップ部２２２とを有している。

嵌着部２２１は、補強環２１０における装着部２１１の外周面を覆うとともに、挟持基部２１２の外表面及び内表面に亘る部位を覆う態様で設けてある。この嵌着部２２１は、無負荷状態においてハウジングＡに形成したハウジング孔Ｂの内径よりも大きな外径を有する一方、弾性変形した場合にはハウジングＡのハウジング孔Ｂに挿通することが可能である。

シールリップ部２２２は、補強環２１０における挟持基部２１２の内端部から装着部２１１の軸心方向に沿って筒状に延在した部分である。図からも明らかなように、シールリップ部２２２の延在端部には、その内周面にリップ先端２２３が構成してある。リップ先端２２３は、シールリップ部２２２の延在端部から中心軸方向に向けて略直角状に突出した環状部分であり、その稜線２２３ａの内径が回転軸Ｃの外径よりも小さくなるように構成してある。

上述の嵌着部２２１及びシールリップ部２２２を有した外装シール部材２２０は、加硫接着等の接着手段によって補強環２１０と一体的に構成してある。より具体的には、補強環２１０における装着部２１１の一端部及び挟持基部２１２を外装シール部材２２０における嵌着部２２１の内部に埋設する態様でこれら外装シール部材２２０及び補強環２１０が一体的に構成してある。補強環２１０における装着部２１１の他端部内周面は、外装シール部材２２０によって覆われることなく外部に露出した状態にある。

補助シール部材２３０は、一端部に回転軸Ｃの外径よりも小さい内径の中心孔２３１を有し、かつ他端部側に向けて漸次太径となる筒状のシールリップ部２３２と、シールリップ部２３２において最も太径となる部分から径外方向に向けて延在するフランジ部２３３とを有したもので、エラストマよりも剛性を有した合成樹脂材によって一体に成形してある。フランジ部２３３の外径は、補強環２１０における装着部２１１の内径よりも小さく、かつ挟持基部２１２に形成した貫通孔２１２ａの内径よりも大きく構成してある。補助シール部材２３０においてシールリップ部２３２の一端面からフランジ部２３３までの長さは、外装シール部材２２０において挟持基部２１２の内表面を覆う部分の内方当接端面２２４からシールリップ部２２２のリップ先端２２３までの距離よりも小さく構成してある。

この補助シール部材２３０は、図８に示すように、シールリップ部２３２を外装シール部材２２０におけるシールリップ部２２２の内方に配置させ、かつフランジ部２３３を内方当接端面２２４に当接させた状態で補強環２１０における装着部２１１の内部に装着されることになる。

リテーナ２４０は、図８及び図９に示すように、補強環２１０における装着部２１１の内部に装着されるもので、挟持部２４１及び内筒部２４２を備えて構成してある。挟持部２４１は、補強環２１０における装着部２１１の内径よりも小さい外径に構成した略円板状を成すもので、その中心部に回転軸Ｃの外径よりも大きな貫挿孔２４３を有している。内筒部２４２は、挟持部２４１の外周縁部から軸心方向に沿って延在した円筒状部分である。この内筒部２４２の外径は、挟持部２４１の外径と同様に、補強環２１０における装着部２１１の内径よりも小さく構成してある。これら挟持部２４１及び内筒部２４２は、金属によって一体に成形してあり、外装シール部材２２０や補助シール部材２３０に比べて大きな剛性が確保してある。

一方、上記シール装置には、図８〜図１０に示すように、補強環２１０における装着部２１１の他端部に複数の弾性突部２１３が設けてある。弾性突部２１３は、装着部２１１の外周面が凹となり、かつ装着部２１１の内周面が凸となるようにエンボス状に構成した部分であり、装着部２１１の周方向に互いに等間隔となる位置に設けてある。本実施例３では、互いに９０°離隔した位置に４つの弾性突部２１３を設けるようにしている。弾性突部２１３において軸方向に沿った奥側の端部は、補助シール部材２３０の内部に装着した状態においてフランジ部２３３の端面までの距離がリテーナ２４０の軸方向長さよりも小さくなるようにそれぞれの位置が設定してある。

それぞれの弾性突部２１３は、内周側から外周側に向けて外力を加えた場合に弾性的に変形するものであり、無負荷状態にある場合、装着部２１１の内周面側に凸となる部分によって規定される内接円２１３ａがリテーナ２４０における内筒部２４２の外径よりも小さくなるように構成してある。

上記のように構成した補強環２１０に対してリテーナ２４０は、補強環２１０の内部に補助シール部材２３０を収容させた後に補強環２１０の内部に装着することにより、その挟持部２４１と補強環２１０の挟持基部２１２との間に補助シール部材２３０のフランジ部２３３を挟持するように機能する。

ここで、上述したシール装置では、補強環２１０における装着部２１１の開口端部に弾性突部２１３を設け、無負荷状態の内接円２１３ａがリテーナ２４０の外径よりも小さくなるように構成している。従って、補強環２１０の内部にリテーナ２４０を装着する場合、図１１に順次示すように、補強環２１０の装着部２１１に対して弾性突部２１３を設けた開口端部からリテーナ２４０を単に押し込めば良い。すなわち、リテーナ２４０を補強環２１０の装着部２１１に対して押し込むと、リテーナ２４０の内筒部２４２から加えられる外力により弾性突部２１３が互いに外周方向に向けて弾性的に変形し、個々の凸となる部分によって規定される内接円２１３ａがリテーナ２４０における内筒部２４２の外径以上となるため、これら弾性突部２１３を経てリテーナ２４０を装着部２１１に挿入することが可能となる。その後、さらにリテーナ２４０を補強環２１０の内部に押し入れれば、内筒部２４２の端面が弾性突部２１３の内方側端部を通過した時点で直ちに弾性突部２１３が弾性的に復元して縮径し、個々の奥方側の端部が内筒部２４２の端面に係合するため、装着部２１１からのリテーナ２４０の脱落を阻止することになる。

しかも、この状態においては、リテーナ２４０の挟持部２４１と補強環２１０の挟持基部２１２との間に外装シール部材２２０を介して補助シール部材２３０のフランジ部２３３が挟持されるため、補強環２１０に対する補助シール部材２３０の位置ずれを確実に防止することができるようになる。

従って、実施例１の図２に示したものと同様に、外装シール部材２２０のシールリップ部２２２がハウジングＡの内部に向かう態様でシール装置をハウジング孔Ｂに装着するとともに、中心部にコンプレッサの回転軸Ｃを挿入配置させれば、ハウジングＡのハウジング孔Ｂとコンプレッサの回転軸Ｃとの間の隙間が外装シール部材２２０及び補助シール部材２３０によって確実に密封されることになる。すなわち、補強環２１０によって外装シール部材２２０における嵌着部２２１の外周部がハウジング孔Ｂの内周面に圧接される一方、外装シール部材２２０におけるシールリップ部２２２がリップ先端２２３の稜線２２３ａを介して回転軸Ｃの外周面に圧接される。さらに、補助シール部材２３０におけるシールリップ部２３２の内周面が回転軸Ｃの外周面に圧接されるとともに、このシールリップ部２３２によって外装シール部材２２０におけるシールリップ部２２２の先端部が内周側から支承される。

これにより、上記シール装置を適用したコンプレッサによれば、回転軸Ｃを回転させた場合にも、ハウジングＡの内部から冷媒ガスや冷凍機油等の流体が外部に漏出する事態を防止することが可能となる。

このように、上記シール装置によれば、新たな部品を要することなく補強環２１０に対する補助シール部材２３０の位置ずれを確実に防止することができるため、部品点数の増大に起因した製造コストの増大を招来することなく、シール効果が低下する事態を有効に防止することが可能となる。しかも、補強環２１０の弾性突部２１３は、リテーナ２４０を内部に装着する以前に予め形成しておくことが可能である。従って、シール装置を組み立てる場合には、補助シール部材２３０を収容した補強環２１０の装着部２１１に対して単にリテーナ２４０を押し込めば良い。この結果、組立作業を容易化することができるとともに、従前の如くカシメ工程を設ける必要もないため、組立工程が増えることに起因した製造コストの増大を招来する虞れもない。

尚、上述した実施例１〜３では、いずれもカーエアコン用のコンプレッサを適用対象としているが、軸受部材と軸部材との間に介在させるものであれば、その他の用途にももちろん適用することが可能である。この場合、シール装置の構成としては、必ずしも外装シール部材、補強環、リテーナ、補助シール部材から成るものに限らない。例えば、外装シール部材のシールリップ部と補助シール部材との間に金属製の耐圧バックアップリングを介在させるようにしても良い。

また、上述した実施例１〜３では、補強環及びリテーナをそれぞれ金属により成形しているが、必ずしも金属である必要はなく、エラストマに対して大きな剛性を有するものであれば、その他の材質によって構成しても構わない。

さらに、上述した実施例１〜３では、補強環の開口端部に弾性係合手段を構成しているため、外部から弾性係合手段の係合状態を容易に確認することが可能となる。しかしながら、本発明では必ずしも弾性係合手段を補強環の開口端部に設ける必要はなく、補強環の内部奥方において係合するように弾性係合手段を構成することも可能である。

以上のように、本発明は、ハウジング孔と軸との間に介在されるシール装置に有用であり、組立作業の煩雑化や製造コストの増大を招来することなく、補助シール部材の位置ずれに起因したシール効果の低下を防止する場合に好適である。

Claims (4)

1. エラストマにより環状に成形され、ハウジング孔に嵌合される嵌着部と軸の外周面に圧接されるシールリップ部とを有した外装シール部材と、
   環状を成し、外周に前記外装シール部材の嵌着部を保持するとともに、先端部から前記外装シール部材のシールリップ部を延在させ、軸の外周を囲繞する態様でハウジング孔に配置することにより前記外装シール部材の嵌着部をハウジング孔の内周面に圧接させる補強環と、
   前記補強環の内部に装着されるリテーナと、
   一端部が前記補強環の内部において前記リテーナと前記補強環との間に挟持され、かつ他端部が軸の外周面に圧接される補助シール部材と
   を備え、前記リテーナ及び前記補強環の間に、前記リテーナを前記補強環の内部に装着する場合には弾性的に変形してこれを許容する一方、互いの間に前記補助シール部材を挟持した場合に弾性的に復元して他方に係合し、前記補強環からの前記リテーナの脱落を阻止する弾性係合手段を設けたことを特徴とするシール装置。
2. 前記補強環は、筒状を成す装着部を有したものであり、
   前記リテーナは、前記補強環との間に前記補助シール部材の一端部を挟持する挟持部を有した筒状を成すものであり、
   前記弾性係合手段は、
   前記補強環において装着部に隣接する部位に構成し、前記装着部の内径よりも小さい内径を有した係合部と、
   前記リテーナにおいて挟持部の外周縁となる部位から延在した複数の弾性舌片と
   を備え、さらに前記複数の弾性舌片は、無負荷状態においては前記係合部の内径よりも大きな外接円を構成する一方、互いに内方に向けて弾性変形した場合には前記係合部の内径よりも小さい外接円を構成し、前記補強環と前記リテーナとの間に前記補助シール部材を挟持する場合に前記補強環の係合部を経て装着部に配置されるものである
   ことを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
3. 前記補強環は、筒状を成す装着部を有したものであり、
   前記リテーナは、前記補強環との間に前記補助シール部材の一端部を挟持する挟持部と、前記装着部に挿通可能となる外径寸法に構成した内筒部とを有した筒状を成すものであり、
   前記弾性係合手段は、前記補強環の装着部に隣接する部位から内方に向けて突設し、無負荷状態においては前記内筒部の外径よりも小さい内接円を構成する一方、外方に向けて弾性変形した場合に前記内筒部の外径よりも大きい内接円を構成する弾性突部を備えて構成したものであり、前記補強環と前記リテーナとの間に前記補助シール部材を挟持する場合に前記リテーナの内筒部が弾性突部を経て装着部に配置されるものである
   ことを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
4. 前記弾性係合手段は、前記補強環において前記リテーナを装着する開口の端部に構成したことを特徴とする請求項１に記載のシール装置。

Images