JPH0530637U - 温度補償型オイルシール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転中の温度上昇と密封圧によるゴム製リッ
プシールの変形を抑えて、温度が上昇しても安定な密封
性を維持できるとともに、ゴム製リップ部の磨耗量を少
なくし、更にゴム製リップ部と回転軸との摺接によって
発生する摩擦熱による熱劣化を防止して耐久性を向上さ
せた温度補償型オイルシールを提供する点にある。 【構成】 ハウジング（4)内に基部(14)を密封固定し、
先端部(15)を回転軸（3)に摺接すべく高圧密封側 (A)へ
膨出させてコーン状のリップ部(16)を形成したゴム製リ
ップシール（5)を備え、該ゴム製リップシールの反密封
側 (B)の先端部に、熱膨張率５×１０^-5／℃以上の耐熱
性を有する合成樹脂製で形成され、回転軸の外径よりそ
の最小内径を大きく設定したリング状の補強環（8)を密
着してなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車空調用圧縮機等の開放型圧縮機に用いるゴム製リップシール を備えたオイルシールに係わり、更に詳しくは運転中の温度上昇と密封圧による ゴム製リップシールの変形を抑えて、摩擦熱による熱劣化を防止して耐久性を向 上させた温度補償型オイルシールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、密封性及び軸振れへの追従性に優れたゴム製リップシールを備えたオイ ルシールは各種提供されている。自動車空調用圧縮機等の開放型圧縮機に使用す る場合、オイルシールは最高温度１５０℃、最高圧力１５ｋｇ／ｃｍ² にも達す る冷凍機油及び冷媒の雰囲気中に常に曝され、しかも回転軸との摺接による摩擦 熱が発生する。そのため運転中のゴム製リップシールのリップ部は、密封油液の 温度上昇及び回転軸との摩擦熱による温度上昇に伴って軟化し、密封圧によって そのリップ部が変形して回転軸との接触面積が増大する。それによりゴム製リッ プ部の磨耗量が増加するとともに、更に摩擦熱による温度上昇が生じるといった 悪循環現象を起こして、その耐久性を著しく損なう結果となる。

【０００３】 そのため、実開平３−１２６６６号公報にて開示されるように、ゴム製リップ シールの先端側であって反密封側に、回転軸と摺接するように低摩擦係数の合成 樹脂製リングを焼付け一体化したリップ型シールが提供されるに至った。

【０００４】 しかし、合成樹脂製リングが回転軸に摺接した状態で、ゴム製リップシールの 先端部の変形を抑えるものであるため、この合成樹脂製リングもやはり回転軸と の摺接によって摩擦熱が発生し、ゴム製リップシールのリップ部の熱劣化すると いった問題は解決されないままとなっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 本考案は前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、運転中の温度上昇と 密封圧によるゴム製リップシールの変形を抑えて、温度が上昇しても安定な密封 性を維持できるとともに、ゴム製リップ部の磨耗量を少なくし、更にゴム製リッ プ部と回転軸との摺接によって発生する摩擦熱による熱劣化を防止して耐久性を 向上させた温度補償型オイルシールを提供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前述の課題解決のために、ハウジング内に基部を密封固定し、先端 部を回転軸に摺接すべく高圧密封側へ膨出させてコーン状のリップ部を形成した ゴム製リップシールを備え、該ゴム製リップシールの反密封側の先端部に、熱膨 張率５×１０^-5／℃以上の耐熱性を有する合成樹脂製で形成され、回転軸の外径 よりその最小内径を大きく設定したリング状の補強環を密着してなる温度補償型 オイルシールを構成した。

【０００７】 また、ハウジング内に基部を密封固定し、先端部を回転軸に摺接すべく高圧密 封側へ膨出させてコーン状のリップ部を形成したゴム製リップシールと、ハウジ ング内であって前記ゴム製リップシールより反密封側に位置し、フランジ部を前 記基部に密封固定するとともに、該フランジ部から前記リップ部の半径方向内方 へ延びたコーン状のリップ部を有する合成樹脂製リップシールとを備え、前記ゴ ム製リップシールの反密封側の先端部であって、合成樹脂製リップシールのリッ プ部の半径方向外方位置に、熱膨張率５×１０^-5／℃以上の耐熱性を有する合成 樹脂製で形成され、回転軸の外径よりその最小内径を大きく設定したリング状の 補強環を密着してなる温度補償型オイルシールを構成した。

【０００８】 そして、前記補強環を装着する構造として、補強環をゴム製リップシールの反 密封側の先端部に形成した環状凹溝内に密着状態で添設する構造、若しくは補強 環をゴム製リップシールの反密封側の先端部に焼付け装着する構造を採用してい る。

【０００９】

【作用】

以上の如き内容からなる本考案の温度補償型オイルシールは、運転中における 密封油液の温度上昇及び回転軸との摩擦熱による温度上昇に伴ってゴム製リップ シール、特にその先端部のリップ部が軟化して、密封圧によってそのリップ部が 変形して回転軸の周面へ過度に接触することをゴム製リップシールの先端部であ って反密封側に密着状態で装着した補強環で防止するのである。即ち、密封圧は リップ部を回転軸の周面へ押しつける方向へ作用するが、熱膨張率５×１０^-5／ ℃以上の耐熱性を有する合成樹脂製で形成された補強環は、雰囲気温度１００〜 １５０℃でその直径の０．５〜１％程度熱膨張し、その膨張力は前記リップ部を 拡げようとする半径方向外方へ作用し、密封圧と膨張力が釣り合ってゴム製リッ プシールの変形を抑制するのである。また、補強環の最小内径を回転軸の外径よ り大きく設定しているので、補強環が回転軸に摺接して摩擦熱を発生することは なく、しかもリップ部と回転軸の接触面積は略一定に維持されているので、摩擦 熱が過度に上昇することはないので、リップ部の摩擦熱による熱劣化を抑制でき る。

【００１０】

【実施例】

次に添付図面に示した実施例に基づき更に本考案の詳細を説明する。

【００１１】 図１は、本考案の温度補償型オイルシール１の代表的実施例を示し、圧縮機本 体のケーシング２の開口部とそれに貫通した回転軸３との間に装着して、オイル シール１の一方を冷凍機油及び冷媒等を封入する高圧密封側Ａとし、他方を反密 封側Ｂとするものである。

【００１２】 本考案のオイルシール１は、ケーシング２に密封装着するハウジング４の内部 に、ゴム製リップシール５と合成樹脂製リップシール６を環状支持部材７で密封 装着するとともに、ゴム製リップシール５の先端部であって反密封側に、熱膨張 性且つ耐熱性を有する合成樹脂製の補強環８を密着状態で装着した構造を有する 。以下にその各部の詳細を説明する。

【００１３】 前記ハウジング４は、圧縮機本体のケーシング２の開口部に密封装着するもの で、金属製の中空環体９の軸方向一側、即ち反密封側Ｂには半径方向へ外側環状 壁１０を延設し、他側、即ち密封側Ａには半径方向内方へ内側環状壁１１を延設 するとともに、該内側環状壁１１の内周縁を軸方向に沿って外方へ延設し且つ半 径方向外方へ延設して外方へ開放したＯリング溝１２を形成し、もって前記中空 環体９内壁と外側環状壁１０及び内側環状壁１１とで内方へ開放した環状凹所１ ３が形成されている。また、前記外側環状壁１０は、ゴム製リップシール５、合 成樹脂製リップシール６及び環状支持部材７を環状凹所１３内に内装した後に、 中空環体９の端部を半径方向内方へかしめるか又は中空環体９の端部に切り込み を入れて半径方向内方へ折曲して形成するのである。

【００１４】 前記ゴム製リップシール５は、前記環状凹所１３の内壁及び内側環状壁１１に 密接する基部１４と、該基部１４から半径方向内方へ延び、更に密封側Ａへ膨出 させた先端部１５を有し、該先端部１５の先端は前記回転軸３に摺接するコーン 状のリップ部１６となしている。そして、前記基部１４には、金属製の芯環１７ が補強用に埋設されている。また、前記先端部１５の反密封側Ｂであって、その 内周面の中間位置には環状凹溝１８を形成し、この環状凹溝１８には、補強環８ が密着状態で添設されている。

【００１５】 前記合成樹脂製リップシール６は、四ふっ化エチレン樹脂等の合成樹脂で成形 され、前記ゴム製リップシール５の基部１４に密着し得るフランジ部１９と、該 フランジ部１９から回転軸３に沿って密封側Ａへ延びたコーン状のリップ部２０ とを備えたものである。尚、四ふっ化エチレン樹脂にグラファイト微粒子を５〜 １０重量％並びにカーボン短繊維を５〜１０重量％添加したものは、低摩擦性、 低磨耗性、機械的強度等に優れているのでより好ましい。

【００１６】 前記環状支持部材７は、前記合成樹脂製リップシール６のフランジ部１９に当 接する半径方向の内方環状壁２１と、前記環状凹所１３の内壁に当接する軸方向 の円筒壁２２及び前記外側環状壁１０の内面に当接する外方環状壁２３とを有す る形状のものである。

【００１７】 また、前記補強環８は、熱膨張率５×１０^-5／℃以上の耐熱性を有する合成樹 脂製で形成され、本実施例ではゴム製リップシール５の先端部１５の傾斜に合わ せて、密封側Ａの径をやや小さくしたテーパー形状に形成している。そして、そ の最小内径は、前記回転軸３の外径よりも大きく設定し、該回転軸３に直接接触 しないようにしている。この補強環８の材質としては、エチレンテトラフルオロ エチレン樹脂（熱膨張率９×１０^-5／℃）やポリフェニレンサルファイド樹脂（ 熱膨張率７〜９×１０^-5／℃）等が使用できる。この補強環８は、雰囲気温度１ ００〜１５０℃で直径の０．５〜１．０％の熱膨張し、通常の自動車の空調用圧 縮機に使用する寸法においては、約０．１５ｍｍの熱膨張になる。この補強環８ の寸法変化量は、ゴム製リップシール５のリップ部１６のシール性能を阻害せず 、高圧によるゴム製リップシール５の圧縮変形と適度に釣り合う値である。また 、補強環８を該補強環８の軸方向寸法より若干幅の広い環状凹溝１８に嵌合装着 した場合には、ゴム製リップシール５の軸振れへの追従性を全く阻害しないので ある。

【００１８】 しかして、本考案のオイルシール１を組立てるには、前記ハウジング４の環状 凹所１３内に、補強環８を環状凹溝１８内に嵌合したゴム製リップシール５、合 成樹脂製リップシール６及び環状支持部材７を次々に内挿した後、外側環状壁１ ０を前述の如く形成して、前記各部材を内側環状壁１１の方向に押圧し、ゴム製 リップシール５及び合成樹脂製リップシール６をハウジング４内に密封状態で固 定するのである。

【００１９】 そして、このオイルシール１のＯリング溝１２にＯリング２４を装着した状態 で、ケーシング２の開口部に内嵌するとともに、その中心に回転軸３を挿通し、 外側環状壁１０をその段部２５に当止し、そして密封側Ａの端部をケーシング２ の内壁に嵌合した抜止めリング２６で当止するのである。この状態で、前記補強 環８は、ゴム製リップシール５の先端部１５と、合成樹脂製リップシール６のリ ップ部１６の間に位置するように設定している。このようにすれば、補強環８が 回転軸３に直接接触することを確実に防止できるのである。

【００２０】 また、図２に示したオイルシール１は、前記同様の構造を有するが、前記補強 環８のゴム製リップシール５の先端部１５への装着を、焼付けにて行ったもので ある。このように焼付けにて補強環８を添設した場合には、該補強環８が軸方向 へずれる恐れが全くないのである。他の構成は前記同様であるので、同一構成に は同一符号を付して説明を省略する。

【００２１】 最後に、本考案に係る補強環８の作用効果について図３に基づき更に説明する 。前記ゴム製リップシール５の先端部１５の密封側Ａの表面には、密封した冷凍 機油や冷媒等の密封油液の密封圧Ｐが一様に加わっている。圧縮機等の運転によ って回転軸３が回転すると、ゴム製リップシール５のリップ部１６はその摩擦熱 によって温度が上昇し、また密封油液の温度上昇に伴って昇温して軟化し、その 結果、密封圧Ｐの作用で先端部１５は回転軸３の周面方向へ押しつけられる。一 方、前記補強環８はゴム製リップシール５からの熱伝導及び雰囲気温度に伴って 運転中は温度が上昇し、その温度は約１００〜１５０℃になり、その材料の持つ 熱膨張率が高い特性によって熱膨張する。その熱膨張に伴って半径方向外方へ膨 張力Ｆがゴム製リップシール５の先端部１５の内面に作用する。それにより、前 記密封圧Ｐと膨張力Ｆとが釣り合った状態で安定化する。従って、雰囲気温度が 上昇しても、補強環８の熱膨張作用によって、ゴム製リップシール５のリップ部 １６が過度に回転軸３に接触して、接触面積及び摩擦抵抗が増加することによる リップ部１６の磨耗量の増加及び著しい摩擦熱の上昇が抑制され、リップ部１６ の熱劣化を防止できるのである。

【００２２】 また、前記補強環８の装着位置を、ゴム製リップシール５の先端部１５と、合 成樹脂製リップシール６のリップ部２０との間に設定するとともに、中心に回転 軸３を挿通した状態で、合成樹脂製リップシール６のリップ部２０の先端外面に 補強環８の内面を接触するように設定すれば、過度の軸振れが生じても、補強環 ８がガタつくことはなく、更に大きな密封圧Ｐが生じて補強環８が内方へ変形し ようとしても、そのリップ部２０で変形を規制できるのである。勿論、前記補強 環８と前記リップ部２０は接触しないように設定することも可能であり、この場 合には軸振れへの追従性に優れるのである。

【００２３】

【考案の効果】

以上にしてなる本考案の温度補償型オイルシールによれば、ゴム製リップシー ルの反密封側の先端部に、熱膨張率５×１０^-5／℃以上の耐熱性を有する合成樹 脂製で形成され、回転軸の外径よりその最小内径を大きく設定したリング状の補 強環を密着してなるので、運転中における密封油液の温度上昇及び回転軸との摩 擦熱による温度上昇に伴ってゴム製リップシール、特にその先端部のリップ部が 軟化して、密封圧によってそのリップ部が変形して回転軸の周面へ過度に接触す ることを補強環で防止することができ、また補強環の最小内径を回転軸の外径よ り大きく設定しているので、補強環が回転軸に摺接して摩擦熱を発生することは なく、しかもリップ部と回転軸の接触面積は略一定に維持されているので、摩擦 熱が過度に上昇することはなく、その結果、リップ部の摩擦熱による熱劣化を抑 制でき、耐久性の向上が図れるのである。

【００２４】 また、ゴム製リップシールの反密封側の先端部であって、合成樹脂製リップシ ールのリップ部の半径方向外方位置に、熱膨張率５×１０^-5／℃以上の耐熱性を 有する合成樹脂製で形成され、回転軸の外径よりその最小内径を大きく設定した リング状の補強環を密着してなるので、回転軸に大きな軸振れが生じても補強環 が回転軸に直接接触することはなく、しかも補強環のガタつき、ずれを確実に規 制でき、補強環に大きな半径方向内方への変形力が作用してもその変形を最小限 に抑制できるのである。

【００２５】 また、補強環をゴム製リップシールの反密封側の先端部に形成した環状凹溝内 に密着状態で添設した場合には、軸振れへの追従性に対する自由度が増し、また 焼付け装着した場合には、補強環が安定にその位置を保持するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の代表的実施例を示す部分断面図

【図２】本考案の他の実施例を示す部分断面図

【図３】本考案に係る補強環の作用を説明するための部
分断面図

【符号の説明】

１ オイルシール ２ ケーシング ３ 回転軸 ４ ハウジング ５ ゴム製リップシール ６ 合成樹脂製リッ
プシール ７ 環状支持部材 ８ 補強環 ９ 中空環体 10 外側環状壁 11 内側環状壁 12 Ｏリング溝 13 環状凹所 14 基部 15 先端部 16 リップ部 17 芯環 18 環状凹溝 19 フランジ部 20 リップ部 21 内方環状壁 22 円筒壁 23 外方環状壁 24 Ｏリング 25 段部 26 抜止めリング Ａ 密封側 Ｂ 反密封側

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を有する本体に密封装着し且つ該
   回転軸と密封係合して本体内部に密封室を形成するオイ
   ルシールにおいて、ハウジング内に基部を密封固定し、
   先端部を回転軸に摺接すべく高圧密封側へ膨出させてコ
   ーン状のリップ部を形成したゴム製リップシールを備
   え、該ゴム製リップシールの反密封側の先端部に、熱膨
   張率５×１０^-5／℃以上の耐熱性を有する合成樹脂製で
   形成され、回転軸の外径よりその最小内径を大きく設定
   したリング状の補強環を密着してなることを特徴とする
   温度補償型オイルシール。
2. 【請求項２】 前記補強環を、ゴム製リップシールの反
   密封側の先端部に形成した環状凹溝内に、密着状態で添
   設してなる請求項１記載の温度補償型オイルシール。
3. 【請求項３】 前記補強環を、ゴム製リップシールの反
   密封側の先端部に、焼付け装着してなる請求項１記載の
   温度補償型オイルシール。
4. 【請求項４】 回転軸を有する本体に密封装着し且つ該
   回転軸と密封係合して本体内部に密封室を形成するオイ
   ルシールにおいて、ハウジング内に基部を密封固定し、
   先端部を回転軸に摺接すべく高圧密封側へ膨出させてコ
   ーン状のリップ部を形成したゴム製リップシールと、ハ
   ウジング内であって前記ゴム製リップシールより反密封
   側に位置し、フランジ部を前記基部に密封固定するとと
   もに、該フランジ部から前記リップ部の半径方向内方へ
   延びたコーン状のリップ部を有する合成樹脂製リップシ
   ールとを備え、前記ゴム製リップシールの反密封側の先
   端部であって、合成樹脂製リップシールのリップ部の半
   径方向外方位置に、熱膨張率５×１０^-5／℃以上の耐熱
   性を有する合成樹脂製で形成され、回転軸の外径よりそ
   の最小内径を大きく設定したリング状の補強環を密着し
   てなることを特徴とする温度補償型オイルシール。
5. 【請求項５】 前記補強環を、ゴム製リップシールの反
   密封側の先端部に形成した環状凹溝内に、密着状態で添
   設してなる請求項４記載の温度補償型オイルシール。
6. 【請求項６】 前記補強環を、ゴム製リップシールの反
   密封側の先端部に、焼付け装着してなる請求項４記載の
   温度補償型オイルシール。