JPH0557520U - リップ型シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リップ部材１４の耐熱性及び耐圧性を向上さ
せ、シール性を長期間維持することにある。 【構成】 リップ部材１４が、エラストマーよりも剛性
が高くフレオンの浸透性が低い樹脂材製の接液側本体１
４１と、この本体１４１の内径部１４１ａの内周面に被
着された合成ゴム製薄膜１４２とからなり、リップ部材
１４の背面がエラストマーよりも剛性が高い樹脂材製の
サポートリング１５で支持され、サポートリング１５の
内径にシャフト１８の外周面にほぼ摺接してリップ部材
１４の内径部に接触するリップ部１５ａを有する構成と
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、リップ型シールであって、とくに冷凍機の冷媒であるフレオンを密 封対象とするものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、例えばカークーラーのコンプレッサに使用される軸封装置として、 図２に示すようなリップ型シールがある。このリップ型シールは、ハウジング６ の軸孔に形成された取付部６ａにＯリング７を介して密嵌固定される金属ケース １の内周に、密封空間Ａ側にあって外径の基部が金属リング３で補強されたニト リルゴム（ＮＢＲ）からなるゴム材製リップ部材２と、反密封空間（大気）Ｂ側 の耐熱性を有するＰＴＦＥ製リップ部材４と、このＰＴＦＥ製リップ部材４をそ の反密封空間Ｂ側から支承する金属製バックアップリング５が、それぞれの外径 部を互いに密着した状態で保持され、各リップ部材２，４の内径部２ａ，４ａ， がシャフト８の外周面と気密摺接し、密封空間Ａ内の冷媒および冷凍機油が反密 封空間Ｂすなわち大気中へ漏れるのを阻止するものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記リップ型シールにおいて、通常運転時の密封空間Ａの圧力は１kg／cm² 〜 ４kg／cm² 程度であり、いわゆる斜板式を代表とする比較的運転条件の緩いコン プレッサに使用されることが多かった。しかしながら、近年のクーラー用コンプ レッサは、小型化・高速化によって、密封空間Ａ（圧縮室）の温度が高くなる傾 向にあり、また、新たに開発された可変容量式のコンプレッサについては、密封 空間Ａ（圧縮室）の圧力が増大するため、それに伴って密封空間Ａ側のゴム材製 リップ部材２とシャフト８の摺動による発熱量も増大する傾向にある。

【０００４】 ところが、上記従来のリップ型シールによると、ゴム材製リップ部材２の材料 であるニトリルゴムは耐油性及び耐摩耗性、耐フレオン性を重視したものである ため、高温雰囲気条件や高速摺動による高発熱条件ではゴム弾性が劣化し、クラ ックや異常摩耗による漏れの発生が散見されていた。また、ゴム材製リップ部材 ２の内径部２ａはＰＴＦＥ製リップ部材４でバックアップされていないため、密 封空間Ａが高圧の場合は、シャフト８に対するゴム材製リップ部材２の内径部２ ａの摺動負荷がきわめて大きくなり、上記クラックや以上摩耗、焼き付きといっ た不具合が発生しやすかった。

【０００５】 ところで、耐熱性の向上を図る場合、ゴム材製リップ部材２の材料としてはフ ッ素ゴムを用いることが望ましいが、高圧条件での摺動負荷の上昇は避けること ができず、しかも、フッ素ゴムは密封空間Ａ内の冷媒であるフレオンの浸透性が 高いため、ゴム内部に多量のフレオンが浸透しやすく、フレオンが浸透した状態 で雰囲気温度が上昇すると、ゴム雰囲気中のフレオンの飽和蒸気圧が高くなり、 ゴム材製リップ部材２に発泡による亀裂が生じてしまうため、実際はフッ素ゴム を使用することができなかった。

【０００６】 本考案のリップ型シールは、このような点に鑑みてなされたもので、その目的 とするところは、リップ部材の耐熱性及び耐圧性を向上させ、シール性を長期間 維持することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案に係るリップ型シールは、金属ケースの内周 に、シャフトの外周面に摺接する内径部が密封空間側へ屈曲して延びるリップ部 材を一体に保持したリップ型シールにおいて、リップ部材が、エラストマーより も剛性が高くフレオンの浸透性が低い樹脂材製の接液側本体と、この本体の内径 部の内周面に被着された合成ゴム製薄膜とからなり、リップ部材の内径部を含む 背面が、内径にシャフトの外周面にほぼ摺接するリップ部を有しエラストマーよ りも剛性が高い樹脂材製のサポートリングで支持された構成としたものである。

【０００８】

【作用】 上記構成によると、密封空間と接するリップ部材の接液側本体はフレオンの浸 透性が低いものである一方、本体の内径部の内周面に被着した合成ゴム製薄膜は 、その弾性によってシャフトの外周面に確実に密接するもので、本体の先端内径 から露出した端面が僅かに密封空間に接するのみであるため、密封空間内のフレ オンの浸透が抑えられる。また、リップ部材の接液側本体はエラストマーよりも 剛性が高く、しかもリップ部材は、シャフトとの摺動面を除く背面がサポートリ ングで支持されており、このサポートリングは内径にシャフトの外周面にほぼ摺 接するリップ部を有するとともにエラストマーよりも剛性の大きい樹脂材製であ ることから、リップ部材に対する支持力が大きく、このため、密封空間が高圧に なっても、シャフトに対するリップ部材内径部の合成ゴム製薄膜からなる摺動面 の負荷が高くならない。

【０００９】

【実施例】

図１は、クーラー用コンプレッサの軸封装置として用いられる本考案リップ型 シールの一実施例を示すもので、１１は断面Ｌ字形の金属製アウターケース、１ ２はこのアウターケース１１の内周にカシメ固定された断面Ｌ字形の金属製イン ナーケースである。アウターケース１１には、その外径筒状部１１ａの外周にあ って環状に突出したガスケット部１３ａと、内径フランジ１１ｂの内径端部から 反密封空間Ｂすなわち大気側へ傾斜して延びるダストリップ１３ｂとを有するニ トリルゴム製のシール部材１３が加硫接着されている。

【００１０】 アウターケース１１とインナーケース１２の内径フランジ１１ｂ，１２ａは軸 方向に互いに対向しており、両フランジ１１ｂ，１２ａ間には、内径部が密封空 間Ａ側へ屈曲して延びるリップ部材１４と、その反密封空間Ｂ側のサポートリン グ１５が挟着されている。このうち、リップ部材１４は、合成ゴム等エラストマ ーよりも剛性が高くかつフレオンが殆ど浸透しないＰＴＦＥ等の樹脂材製の接液 側本体１４１と、この本体１４１の内径部１４１ａの内周面を含む背面全体に接 着剤をもって被着されたフッ素ゴム製薄膜１４２とから構成されている。具体的 には、例えば接液側本体１４１の肉厚が 1.0mm程度であるのに対し、フッ素ゴム 製薄膜１４２の肉厚は 0.1mm〜0.5mm としてある。

【００１１】 また、サポートリング１５は、合成ゴム等のエラストマーに比較して十分に剛 性が高いＰＴＦＥ等の樹脂材からなるものであって、その内径には密封空間Ａ側 へ向けて傾斜したリップ部１５ａが設けられている。このリップ部１５ａを含む サポートリング１５の正面１５ｂは、リップ部材１４の形状に合ったなだらかな 湾曲面をなしており、リップ部材１４の背面すなわちフッ素ゴム製薄膜１４２の 背面に接触している。また、サポートリング１５の背面１５ｃは、シール部材１ ３の一部であってアウターケース１１の内径フランジ１１ｂの正面に被着された 薄膜部１３ｃと密接する平坦な面をなしている。

【００１２】 上記構成のリップ型シールは、ハウジング１６の軸孔に形成された取付部１６ ａにシール部材１３のガスケット部１３ａにおいて密嵌され、スナップリング１ ７で固定されるとともに、リップ部材１４の内径部の内周面、すなわちフッ素ゴ ム薄膜１４２の内径部１４２ａがシャフト１８の外周面と気密摺接することによ って、密封空間Ａ内の冷媒および冷凍機油が反密封空間Ｂの大気中へ漏れるのを 阻止するものである。

【００１３】 接液側本体１４１を構成する樹脂材（ＰＴＦＥ）は耐熱性が高く、しかもフレ オンの浸透もないが、フッ素ゴム製薄膜１４２は、その内径部１４２ａの先端面 １４２ｂが本体１４１の先端内径から密封空間Ａに露出しているので、この先端 面１４２ｂから密封空間Ａ内のフレオンが浸透する。しかしながら、本実施例の 構成によると、フッ素ゴム製薄膜１３２の肉厚すなわち密封空間Ａへの露出幅は 0.1mm 〜0.2mm のきわめて小さいものであるため、フレオンの浸透量は微量に抑 えられる。また、薄肉であることによって、浸透したフレオンが高温時あるいは 低圧時に気化しても、この気化したフレオンがゴム表面から放出され、ゴム雰囲 気中での発泡現象が起こらない。したがって、フレオンが浸透しやすいフッ素ゴ ムを用いたにも拘らず、フレオンの多量の浸透及びそれによる発泡現象を防止す ることができる。

【００１４】 接液側本体１４１はフッ素ゴム製薄膜１４２に比較してヤング率が高い樹脂材 からなるため、密封空間Ａの圧力による縮径変形量が小さく、したがって、高圧 時におけるリップ部材１４のシャフト１８の外周面に対する接触幅の増大に伴う 摺動発熱量の増大が抑制される。また、前記本体１４１は、逆にヤング率が高い が故にシャフト１８に対する初期の締め付け力すなわち緊迫力が大きくなってし まうため、このような緊迫力による摺動負荷を緩和する目的で、少なくとも本体 １４１の内径部１４１ａを厚さ 1.0mm程度の薄肉構造としているものである。な お、この肉厚は、使用条件例えば密封空間Ａの圧力等を考慮して適宜に設定すれ ば良い。

【００１５】 また、合成ゴム等のエラストマーに比較して十分に剛性が高いＰＴＦＥ等の樹 脂材からなるサポートリング１５は、内径のリップ部１５ａを含むサポートリン グ１５の正面１５ｂが、リップ部材１４の背面を、シャフト１８との摺動面とな る内径部１４２ａ近傍まで支持しており、しかも、サポートリング１５のリップ 部１５ａは、シャフト１８の外周面とほぼ摺接するように形成されているので、 リップ部材１４に対する支持力が大きい。すなわち、リップ部材１４の接液側本 体１４１自体の有する高い剛性に加え、サポートリング１５がリップ部材１４に 対する優れた支持力を有することから、密封空間Ａが高圧になっても、シャフト １８に対するリップ部材１４の摺動負荷の上昇を微小に抑えることができる。

【００１６】 なお、サポートリング１５の正面１５ｂは、軸心と直交する平面に対する傾斜 角度を大きくすると、リップ部材１４に加わる総荷重が小さくなり、シャフト１ ８に対する摺動面圧の低下によって密封性が低下し、逆に前記傾斜角度を小さく すると、密封空間Ａの圧力上昇時にリップ部材１４とシャフト１８の接触幅が大 きくなって発熱量の増大を招くため、この傾斜角度は20〜70°の範囲とすること が望ましい。

【００１７】 アウターケース１１に一体に加硫接着されたシール部１３は、ダストリップ１ ３ｂ以外の部分では摺動部のような摩擦熱の発生がなく、また、ダストリップ１ ３ｂも密封空間Ａの圧力を受けるものではないので摺動負荷が小さく、それほど 高い耐熱性を要求する必要がない、したがって、耐熱性の低いニトリルゴムの使 用が可能となったものである。

【００１８】 なお、本考案は、図示の一実施例の構造に限定されるものではなく、例えばフ ッ素ゴム製薄膜１３２は、ＰＴＦＥ製本体１３の内径部１３１ａの内周面にのみ 被着した構造としても良い。また、ダストリップ１３ｂは大気中の異物の介入を 阻止するものであるが、その要否は使用環境条件によって決定される。

【００１９】

【考案の効果】

以上、本考案によると、密封空間と接するリップ部材の接液側本体が剛性の高 い樹脂材からなり、加えて、シャフトとの摺動面を除くリップ部材の背面がサポ ートリングで支持されており、このサポートリングは内径にシャフトの外周面に ほぼ摺接するリップ部を有するとともにエラストマーよりも剛性の大きい樹脂材 製であることから、リップ部材に対する支持力が大きく、したがって、密封空間 が高圧になっても、シャフトに対するリップ部材の摺動負荷が高くならず、耐圧 性及び耐熱性を向上して長期間優れた密封性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す半裁断面図である。

【図２】従来構造の一例を示す半裁断面図である。

【符号の説明】

１１ アウターケース（金属ケース） １２ インナーケース（金属ケース） １４ リップ部材 １４１ 接液側本体 １４２ フッ素ゴム製薄膜（合成ゴム製薄膜） １５ サポートリング １５ａ リップ部 １８ シャフト Ａ 密封空間 Ｂ 反密封空間

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ケースの内周に、シャフトの外周面
   に摺接する内径部が密封空間側へ屈曲して延びるリップ
   部材を一体に保持したリップ型シールにおいて、リップ
   部材が、エラストマーよりも剛性が高くフレオンの浸透
   性の低い樹脂材製の接液側本体と、この本体の内径部の
   内周面に被着された合成ゴム製薄膜とからなり、リップ
   部材のシャフトとの摺動面を除く背面が、内径にシャフ
   トの外周面にほぼ摺接するリップ部を有しエラストマー
   よりも剛性が高い樹脂材製のサポートリングで支持され
   ていることを特徴とするリップ型シール。