JP2005042881A - Shaft sealing structure by lip-type seal - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shaft sealing structure by a lip type seal capable of preventing the permeation and leakage of the fluid of a small molecular diameter in a sealed space to a non-sealed space. <P>SOLUTION: This lip type seal is provided with a first seal member 15 having a seal lip part 15d and a first backup ring 16 for controlling the deformation of the first seal member 15 on an inner periphery of a cylindrical case 14 fixed to an opening part 23 of a housing 11, successively from a sealed space A side, and an inner diameter edge 15c of the seal lip part 15d is slidably kept into contact with an outer peripheral face of a rotating shaft 12 to prevent the leakage of the fluid in the sealed space A to the non-sealed space B along the rotating shaft 12. A permeation preventing film 22 is mounted on a face at the sealed space A side, of the first seal member 15 to prevent the permeation of the fluid. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、シール部材を回転軸の外周面に摺動可能に接触させることにより、密封空間内の流体が回転軸の外周面に沿って非密封空間へ漏れ出すことを防止するリップ型シールによる軸封構造に関するもので、カーエアコン（自動車用空調装置）の圧縮機に適用して有効である。   The present invention provides a lip-type seal that prevents a fluid in a sealed space from leaking into a non-sealed space along the outer peripheral surface of the rotary shaft by bringing the seal member into slidable contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft. It relates to a shaft seal structure and is effective when applied to a compressor of a car air conditioner (automobile air conditioner).

従来、カーエアコン用圧縮機において、回転軸の外周面にシール部材を摺動可能に接触させることにより圧縮機内の空間を密封するリップ型シールによる軸封構造が特許文献１にて知られている。   Conventionally, in a compressor for a car air conditioner, a shaft seal structure using a lip seal that seals a space in a compressor by bringing a seal member into slidable contact with an outer peripheral surface of a rotary shaft is known in Patent Document 1. .

図４に示す特許文献１のリップ型シール３０は、圧縮機のハウジング１１にＯリング１９を介して固定される金属製の筒状ケース１４を備えている。この筒状ケース１４の内周には、密封対象である機内空間Ａ側から順にエラストマ製の第１シール部材１５、第１シール部材１５の過度の変形を背面（機内空間Ａと反対側）から規制する金属製の第１バックアップリング１６、四フッ化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥと略す）製の第２シール部材１７、第２シール部材１７の過度の変形を規制する金属製の第２バックアップリング１８が配置されている。   The lip seal 30 of Patent Document 1 shown in FIG. 4 includes a metallic cylindrical case 14 that is fixed to the housing 11 of the compressor via an O-ring 19. On the inner periphery of the cylindrical case 14, excessive deformation of the first seal member 15 made of elastomer and the first seal member 15 is sequentially performed from the back side (opposite to the in-machine space A) in order from the in-machine space A side to be sealed. The first backup ring 16 made of metal to be regulated, the second seal member 17 made of tetrafluoroethylene resin (hereinafter abbreviated as PTFE), and the second backup ring made of metal to regulate excessive deformation of the second seal member 17 18 is arranged.

これらは、それぞれの外径部を互いに密着した状態で筒状ケース１４の内周に保持されており、それぞれの内径部には回転軸１２が挿入される。なお、金属製の第１バックアップリング１６および第２バックアップリング１８の内径部は、当然に回転軸１２に接触しない形状となっている。   These are held on the inner periphery of the cylindrical case 14 with their respective outer diameter portions in close contact with each other, and the rotating shaft 12 is inserted into each inner diameter portion. Note that the inner diameter portions of the first backup ring 16 and the second backup ring 18 made of metal are naturally not in contact with the rotary shaft 12.

一方、第１シール部材１５に設けられたシールリップ部１５ｄの内径縁１５ｃおよび第２シール部材１７の内径部１７ａは、回転軸１２の外周面に摺動可能に接触する。これにより、機内空間Ａ内の冷媒ガスおよび潤滑油が非密封空間である大気Ｂ中へ漏れ出すのを防止できる。
特開２０００−１０４８３４ On the other hand, the inner diameter edge 15 c of the seal lip portion 15 d provided on the first seal member 15 and the inner diameter portion 17 a of the second seal member 17 are slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 12. Thereby, it is possible to prevent the refrigerant gas and the lubricating oil in the in-machine space A from leaking into the atmosphere B which is an unsealed space.
JP 2000-104834 A

ところで、第１シール部材１５および第２シール部材１７は回転軸１２の外周面に摺動可能に接するため、これらの材料には、（１）摺動摩擦抵抗が小さいこと、（２）耐摩耗性、（３）摺動による摩擦熱に対する耐熱性、さらに（４）流体を透過させないことが要求される。   Incidentally, since the first seal member 15 and the second seal member 17 are slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 12, these materials have (1) low sliding friction resistance and (2) wear resistance. (3) Heat resistance against frictional heat due to sliding, and (4) non-permeability of fluid.

例えば、密封空間Ａの流体（冷媒ガス）としてＣＯ２のように分子径が小さいものを使用する場合には、エラストマ製の第１シール部材１５およびＰＴＦＥ製の第２シール部材１７は上述の要求項目（１）〜（３）を満たしているが、要求項目（４）を満たしていない。このためＣＯ２冷媒が、わずかずつではあるがシール部材１５、１７を透過してしまい、１〜２年という長期間になると冷媒ガスが不足してしまうという問題が発生する。   For example, when a fluid having a small molecular diameter such as CO2 is used as the fluid (refrigerant gas) in the sealed space A, the first seal member 15 made of elastomer and the second seal member 17 made of PTFE have the above-mentioned requirements. Although (1) to (3) are satisfied, the requirement item (4) is not satisfied. For this reason, the CO2 refrigerant permeates through the seal members 15 and 17 slightly, but there is a problem that the refrigerant gas becomes insufficient for a long period of one to two years.

また、ブチルゴム等のゴムは、上述の要求項目（４）を満たしているが要求項目（２）、（３）を満たしていない。そのため、回転軸１２との摺動による磨耗が激しく、摺動による摩擦熱に対する耐熱性が悪いため第１シール部材１５の材料には適さない。   Further, rubber such as butyl rubber satisfies the above-described requirement item (4), but does not satisfy the requirement items (2) and (3). For this reason, wear due to sliding with the rotating shaft 12 is severe, and heat resistance against frictional heat due to sliding is poor, so it is not suitable for the material of the first seal member 15.

なお、金属製の第１バックアップリング１６および第２バックアップリング１８は、当然に分子径が小さな流体を透過させないが回転軸１２とは非接触、すなわち回転軸１２との間に隙間があるため流体の漏出を防ぐことができない。   The first backup ring 16 and the second backup ring 18 made of metal do not allow the fluid having a small molecular diameter to pass therethrough, but are not in contact with the rotating shaft 12, that is, there is a gap between the rotating shaft 12 and the fluid. Can not prevent leakage.

本発明は、上記点に鑑み、密封空間の分子径の小さな流体がシール部材を透過して非密封空間へ漏れ出すのを防止できるリップ型シールによる軸封構造の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a shaft seal structure using a lip seal that can prevent a fluid having a small molecular diameter in a sealed space from passing through a seal member and leaking into a non-sealed space.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、流体が満たされている密封対象空間（Ａ）を形成するハウジング（１１）と、ハウジング（１１）に配置された開口部（１１ｄ）と、開口部（１１ｄ）の内周に固定される筒状ケース（１４）と、筒状ケース（１４）の内周に隙間を持って差し込まれ、かつハウジング（１１）内外を貫通する回転軸（１２）とを備え、
筒状ケース（１４）の内周にシール部材（１５、１７）と、シール部材（１５、１７）の背面を支えるバックアップリング（１６、１８）を配置し、
シール部材（１５、１７）において、密封対象空間（Ａ）側へ延びる内径側の端部にシールリップ部（１５ｄ、１７ａ）を形成し、
シールリップ部（１５ｄ、１７ａ）が回転軸（１２）の外周面に摺動可能に接することにより、外周面に沿って流体が漏れ出ることを防止するリップ型シールによる軸封構造において、
流体の透過を防止する透過防止膜（２２）をシール部材（１５、１７）に配置したリップ型シールによる軸封構造を特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a housing (11) that forms a sealed space (A) filled with fluid, and an opening (11d) disposed in the housing (11). A cylindrical case (14) fixed to the inner periphery of the opening (11d), and a rotating shaft that is inserted into the inner periphery of the cylindrical case (14) with a gap and penetrates the inside and outside of the housing (11) (12)
The seal member (15, 17) and the backup ring (16, 18) that supports the back surface of the seal member (15, 17) are arranged on the inner periphery of the cylindrical case (14),
In the seal member (15, 17), a seal lip portion (15d, 17a) is formed at an inner diameter side end extending to the space to be sealed (A),
In the shaft seal structure by the lip type seal that prevents the fluid from leaking along the outer peripheral surface by the seal lip portions (15d, 17a) slidably contacting the outer peripheral surface of the rotating shaft (12),
It is characterized by a shaft seal structure by a lip type seal in which a permeation preventive film (22) for preventing permeation of fluid is disposed on a seal member (15, 17).

これによると、シール部材（１５、１７）に透過防止膜（２２）を配置したため、密封対象空間（Ａ）からシール部材（１５、１７）を透過して流体が漏れ出してしまうのを防止できる。   According to this, since the permeation preventive film (22) is disposed on the seal member (15, 17), it is possible to prevent the fluid from leaking through the seal member (15, 17) from the space to be sealed (A). .

また、請求項２に記載の発明のように、請求項１において、透過防止膜（２２）を、予めシール部材（１５、１７）の密封対象空間（Ａ）側の面に対応する形状に形成し、
透過防止膜（２２）をシール部材（１５、１７）の密封対象空間（Ａ）側の面に固着してもよい。 Further, as in the invention described in claim 2, in claim 1, the permeation preventive film (22) is previously formed in a shape corresponding to the surface of the sealing member (15, 17) on the space to be sealed (A) side. And
The permeation preventive film (22) may be fixed to the surface of the sealing member (15, 17) on the side to be sealed (A) side.

また、請求項３に記載の発明では、請求項１において、透過防止膜（２２）をシール部材（１５、１７）の密封対象空間（Ａ）側の面に透過防止材料をコーティングすることによって形成したリップ型シールによる軸封構造を特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the permeation preventive film (22) is formed by coating the permeation preventive material on the surface to be sealed (A) side of the seal member (15, 17). It features a shaft seal structure with a lip-type seal.

ここで、コーティングとは流体の透過を防止できる材料を塗布、蒸着等によりシール部材（１５、１７）の密封対象空間（Ａ）側の表面を覆うことを意味している。このコーティングにより、シール部材（１５、１７）の面に透過防止膜（２２）を直接形成できるため、透過防止膜（２２）の形成が容易となる。   Here, the coating means covering the surface of the sealing member (15, 17) on the side to be sealed (A) side by applying a material capable of preventing fluid permeation, vapor deposition, or the like. By this coating, since the permeation preventive film (22) can be directly formed on the surface of the seal member (15, 17), the permeation preventive film (22) can be easily formed.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
図１は、本発明に係るリップ型シールによる軸封構造をカーエアコン用圧縮機の機内空間の密封手段として適用した一実施形態を示している。カーエアコン（自動車用空調装置）用圧縮機は、周知のようにカーエアコン冷凍サイクルにおいて空気から熱を奪って気化した冷媒ガスを吸入、圧縮して高温高圧にするものである。 (First embodiment)
FIG. 1 shows an embodiment in which a shaft seal structure using a lip seal according to the present invention is applied as a sealing means for an interior space of a compressor for a car air conditioner. As is well known, a compressor for a car air conditioner (automobile air conditioner) sucks and compresses a refrigerant gas which is vaporized by taking heat from the air in a car air conditioner refrigeration cycle, and makes it a high temperature and a high pressure.

カーエアコン用圧縮機は、密封対象空間である機内空間Ａを形成するハウジング１１を備え、このハウジング１１には開口部２３が配置される。このハウジング１１の開口部２３には、ハウジング１１の内外を貫通する円柱軸形状の回転軸１２が挿入される。   The car air conditioner compressor includes a housing 11 that forms an in-machine space A that is a space to be sealed, and an opening 23 is disposed in the housing 11. A cylindrical shaft-shaped rotating shaft 12 that passes through the inside and outside of the housing 11 is inserted into the opening 23 of the housing 11.

回転軸１２は、ハウジング１１に装着された軸受（図示せず）によりハウジング１１に回転可能に支持されている。そして、回転軸１２のハウジング１１外側の端部には車両走行用エンジン（図示せず）からの駆動力を受ける電磁クラッチ（図示せず）が配置されている。   The rotating shaft 12 is rotatably supported on the housing 11 by a bearing (not shown) mounted on the housing 11. An electromagnetic clutch (not shown) that receives a driving force from a vehicle travel engine (not shown) is disposed at the outer end of the housing 11 of the rotating shaft 12.

一方、回転軸１２のハウジング１１内側部位（機内空間Ａ）には、回転軸１２の回転力を利用して冷媒ガス（本実施形態ではＣＯ２）を圧縮する圧縮手段（図示せず）が配置されている。この圧縮手段の駆動により、機内空間Ａの圧力はハウジング外の大気Ｂよりも高くなる。   On the other hand, a compression means (not shown) for compressing the refrigerant gas (CO2 in the present embodiment) using the rotational force of the rotary shaft 12 is disposed in a portion of the rotary shaft 12 inside the housing 11 (internal space A). ing. By driving the compression means, the pressure in the in-machine space A becomes higher than the atmosphere B outside the housing.

ところで、ハウジング１１と回転軸１２との隙間にはリップ型シール１３が配置されており、機内空間Ａから冷媒ガスおよび潤滑油が大気Ｂ中に漏れ出すことを防止している。このリップ型シール１３は、金属製の筒状ケース１４と、この筒状ケース１４の内周にそれぞれ外周部が保持された第１シール部材１５、金属製の第１バックアップリング１６、第２シール部材１７および金属製の第２バックアップリング１８を備えている。   By the way, a lip seal 13 is disposed in the gap between the housing 11 and the rotary shaft 12 to prevent the refrigerant gas and the lubricating oil from leaking into the atmosphere B from the in-machine space A. The lip-type seal 13 includes a metal cylindrical case 14, a first seal member 15 having an outer periphery held on the inner periphery of the cylindrical case 14, a metal first backup ring 16, and a second seal. A member 17 and a second backup ring 18 made of metal are provided.

筒状ケース１４は略円筒形状をしており、機内空間Ａ側の部位にくびれ形状で形成されたＯリング装着部１４ａと、そこから大気Ｂ側に延びる円筒状本体部１４ｂと、この円筒状本体部１４ｂの大気Ｂ側の端部に内径側へ屈曲形成されたカシメ部１４ｃとを有する。   The cylindrical case 14 has a substantially cylindrical shape, an O-ring mounting portion 14a formed in a constricted shape at a site on the in-machine space A side, a cylindrical main body portion 14b extending from there to the atmosphere B side, and this cylindrical shape. There is a crimping portion 14c that is bent toward the inner diameter side at the end of the main body portion 14b on the atmosphere B side.

そして、この筒状ケース１４は、Ｏリング装着部１４ａに装着したＯリング１９を介してハウジング１１の内周面１１ａに圧入されると共に、内周面１１ａに形成された環状溝１１ｂに嵌着したスナップリング２０とハウジング１１の段差面１１ｃとの間で回転軸１２の軸方向に対して拘束されるようになっている。   The cylindrical case 14 is press-fitted into the inner peripheral surface 11a of the housing 11 via an O-ring 19 mounted on the O-ring mounting portion 14a, and is fitted into an annular groove 11b formed on the inner peripheral surface 11a. The snap ring 20 and the step surface 11 c of the housing 11 are restrained with respect to the axial direction of the rotary shaft 12.

第１シール部材１５は、高温では熱可塑性樹脂のように成形可能であり、一方、常温ではゴム弾性を示す弾性材料である熱可塑性エラストマを材料としており、第１シール部材１５の外径基部１５ａには、断面略Ｌ字形の金属製の補強環２１が埋設されている。   The first seal member 15 can be molded like a thermoplastic resin at a high temperature. On the other hand, the first seal member 15 is made of a thermoplastic elastomer that is an elastic material exhibiting rubber elasticity at a normal temperature, and the outer diameter base portion 15a of the first seal member 15 is used. A metal reinforcing ring 21 having a substantially L-shaped cross section is embedded in the inside.

この外径基部１５ａから内径側かつ機内空間Ａ側へ湾曲して延びる本体部分１５ｂの先端部には、内径縁１５ｃが回転軸１２の外周面に摺動可能に接触するシールリップ部１５ｄが形成されている。   A seal lip portion 15d in which the inner diameter edge 15c is slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 12 is formed at the distal end portion of the main body portion 15b that is curved and extends from the outer diameter base portion 15a toward the inner diameter side and the internal space A side. Has been.

そして、第１シール部材１５に埋設された補強環２１よりも外周側のエラストマ１５ｅは、筒状ケース１４の円筒状本体部１４ｂの内周面に適当な圧縮状態で密接されることによって、筒状ケース１４と第１シール部材１５の間の気密性を保持するガスケット部として機能している。   The elastomer 15e on the outer peripheral side of the reinforcing ring 21 embedded in the first seal member 15 is brought into close contact with the inner peripheral surface of the cylindrical main body portion 14b of the cylindrical case 14 in an appropriate compressed state, thereby It functions as a gasket portion that maintains the airtightness between the case 14 and the first seal member 15.

また、第１シール部材１５の機内空間Ａ側の面には、ＣＯ２を透過させない材料であるアルミを蒸着することによって形成した透過防止膜２２が配置されている。この透過防止膜２２は、予め第１シール部材１５の密封空間Ａ側の面に対応する形状に形成されたアルミ箔を接着剤により密封空間Ａ側の面に貼り付けて形成してもよい。   Further, a permeation preventive film 22 formed by vapor-depositing aluminum, which is a material that does not transmit CO 2, is disposed on the surface of the first seal member 15 on the side of the in-machine space A. The permeation preventive film 22 may be formed by pasting an aluminum foil formed in a shape corresponding to the surface on the sealed space A side of the first seal member 15 on the surface on the sealed space A side with an adhesive.

第１バックアップリング１６は鋼板等の金属板であり、第１シール部材１５の背面に沿って湾曲した形状に成形されており、内径側へ屈曲した先端部１６ａは、第１シール部材１５のシールリップ１５ｄの背面１５ｆと密接状態にある。   The first backup ring 16 is a metal plate such as a steel plate and is formed in a curved shape along the back surface of the first seal member 15, and the tip end portion 16 a bent toward the inner diameter side is a seal of the first seal member 15. It is in close contact with the back surface 15f of the lip 15d.

すなわち、この第１バックアップリング１６は、第１シール部材１５における外径基部１５ａからシールリップ部１５ｄにかけての背面全体を支え、機内空間Ａの冷媒ガス圧力による第１シール部材１５の変形を規制しているものである。   That is, the first backup ring 16 supports the entire back surface of the first seal member 15 from the outer diameter base portion 15a to the seal lip portion 15d, and restricts deformation of the first seal member 15 due to the refrigerant gas pressure in the in-machine space A. It is what.

第２シール部材１７は、弾性材料であるＰＴＦＥを材料としており、第１バックアップリング１６の背面とほぼ対応する湾曲形状をなすものであって、機内空間Ａ側へ延びる内径部１７ａの内周面が第１バックアップリング１６の先端部１６ａより大気Ｂ側へ適宜後退した位置で回転軸１２の外周面と摺動可能に接するようになっている。   The second seal member 17 is made of PTFE, which is an elastic material, has a curved shape substantially corresponding to the back surface of the first backup ring 16, and has an inner peripheral surface of an inner diameter portion 17a extending to the in-machine space A side. Is slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 12 at a position appropriately retracted from the front end portion 16a of the first backup ring 16 to the atmosphere B side.

また、第２バックアップリング１８は鋼板等の金属板であり、第２シール部材１７の外径部１７ｂおよび湾曲部１７ｃをその背面側から支え、機内空間の冷媒ガス圧力による第２シール部材１７の変形を規制しているものである。   The second backup ring 18 is a metal plate such as a steel plate, and supports the outer diameter portion 17b and the curved portion 17c of the second seal member 17 from the back side thereof. The deformation is restricted.

上述した第１シール部材１５、第１バックアップリング１６、第２シール部材１７および第２バックアップリング１８は、各外径部同士が互いに回転軸１２の軸方向に密接した状態で、筒状ケース１４におけるＯリング装着部１４ａとカシメ部１４ｃとの間に固定される。   The first seal member 15, the first backup ring 16, the second seal member 17, and the second backup ring 18 described above are in a cylindrical case 14 with their outer diameter portions being in close contact with each other in the axial direction of the rotary shaft 12. Are fixed between the O-ring mounting portion 14a and the caulking portion 14c.

次に上記構成による作動を説明すると、リップ型シール１３の第１シール部材１５の内径縁１５ｃおよび第２シール部材１７の内径部１７ａは、回転軸１２の外周面に摺動可能に接することにより回転軸１２の軸の周りを封じる。つまり、リップ型シール１３はハウジング１１内の機内空間Ａを密封し、機内空間Ａ中の冷媒ガス（ＣＯ２）および潤滑油がハウジング１１外の大気Ｂへ漏れ出すのを防止している。   Next, the operation of the above configuration will be described. The inner diameter edge 15c of the first seal member 15 of the lip seal 13 and the inner diameter portion 17a of the second seal member 17 are slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 12. The periphery of the rotating shaft 12 is sealed. That is, the lip seal 13 seals the in-machine space A in the housing 11 and prevents the refrigerant gas (CO 2) and the lubricating oil in the in-machine space A from leaking out to the atmosphere B outside the housing 11.

また、圧縮機の駆動により機内空間Ａは約０．７ＭＰａ以上の高圧状態となる。この時、第１シール部材１５のシールリップ部１５ｄは、第１バックアップリング１６の先端部１６ａの前面（機内空間Ａ側の面）で、ある程度の自由度（軸の偏心等に対する追従性）を有するため、図２に示すように機内空間Ａの圧力Ｐの増大によって圧力方向に変形する。   Further, the internal space A becomes a high pressure state of about 0.7 MPa or more by driving the compressor. At this time, the seal lip portion 15d of the first seal member 15 has a certain degree of freedom (followability with respect to shaft eccentricity, etc.) on the front surface (surface on the in-machine space A side) of the tip portion 16a of the first backup ring 16. Therefore, as shown in FIG. 2, it is deformed in the pressure direction by the increase of the pressure P in the in-machine space A.

しかし、第１バックアップリング１６の先端部１６ａが圧力Ｐによるシールリップ部１５ｄの大気Ｂ側への軸方向変位を規制しており、シールリップ部１５ｄが回転軸１２の外周面に摺動接触する位置および摺動面積の変化を小さく抑えている。   However, the tip portion 16a of the first backup ring 16 regulates the axial displacement of the seal lip portion 15d toward the atmosphere B due to the pressure P, and the seal lip portion 15d is in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft 12. Changes in position and sliding area are kept small.

次に、第１実施形態による作用効果を述べると、第１シール部材１５に透過防止膜２２を配置したため、機内空間Ａ内の冷媒ガス（ＣＯ２）が第１シール部材１５、１７を透過して大気Ｂ中に漏れ出してしまうのを防止できる。   Next, the operational effects of the first embodiment will be described. Since the permeation preventing film 22 is disposed on the first seal member 15, the refrigerant gas (CO 2) in the interior space A passes through the first seal members 15 and 17. Leakage into the atmosphere B can be prevented.

具体的に述べると、透過防止膜２２を配置することにより、分子径が小さい冷媒ガス（ＣＯ２）が図２中矢印Ｄのように第１シール部材１５を透過し、その後第１バックアップリング１６と回転軸１２との隙間を通過し、さらに第２シール部材１７を透過して大気Ｂ中に漏れ出すのを防止できる。これにより、１〜２年という長期間では冷媒ガスがシール部材１５、１７を透過してしまい、冷凍サイクル中の冷媒ガスが不足してしまうという問題を防止できる。   More specifically, by arranging the permeation preventive film 22, the refrigerant gas (CO2) having a small molecular diameter permeates the first seal member 15 as indicated by an arrow D in FIG. It is possible to prevent leakage through the atmosphere B through the second seal member 17 through the gap with the rotating shaft 12. Accordingly, it is possible to prevent the problem that the refrigerant gas permeates through the seal members 15 and 17 for a long period of 1 to 2 years, and the refrigerant gas in the refrigeration cycle becomes insufficient.

また、第１シール部材１５、１７の材料には、多少冷媒ガスを透過させてしまう材料であっても、摺動摩擦抵抗の小ささ、耐摩耗性および摺動摩擦熱に対する耐熱性等を重視したエラストマやＰＴＦＥを使用し、冷媒ガスの透過を透過防止膜２２により防止することができる。そのため、第１シール部材１５に使用できる材料の選択幅を広げることができる。   In addition, even if the material of the first seal members 15 and 17 is a material that allows the refrigerant gas to permeate to some extent, an elastomer that emphasizes low sliding friction resistance, wear resistance, heat resistance against sliding friction heat, and the like. Further, the permeation of the refrigerant gas can be prevented by the permeation preventing film 22 using PTFE. Therefore, the selection range of materials that can be used for the first seal member 15 can be expanded.

（第２実施形態）
第１、第２実施形態では円柱軸形状の回転軸１２を用いたが、図３に示す第２実施形態では回転軸１２において、第１シール部材１５の内径縁１５ｃと第１パックアップリング１６の先端部１６ａとの間の部位に段差部１２ａを備えている。 (Second Embodiment)
In the first and second embodiments, the cylindrical shaft-shaped rotating shaft 12 is used. However, in the second embodiment shown in FIG. 3, in the rotating shaft 12, the inner diameter edge 15 c of the first seal member 15 and the first pack-up ring 16. The step part 12a is provided in the site | part between the front-end | tip parts 16a.

ところで、第１シール部材１５のシールリップ部１５ｄは、機内空間Ａの圧力Ｐ´によって軸の径内方向へも変形する。しかし、本実施形態では回転軸１２の段差部１２ａが摺動部であるシールリップ部１５ｄの内径縁１５ｃと第１バックアップリング１６の先端部１６ａとの間に位置して存在するため、摺動面積が一定の面積以上には増大せず、したがって摺動発熱量の増大や潤滑不足の発生を有効に抑制することができる。   By the way, the seal lip portion 15d of the first seal member 15 is also deformed in the radial direction of the shaft by the pressure P ′ of the in-machine space A. However, in this embodiment, the step portion 12a of the rotary shaft 12 is located between the inner diameter edge 15c of the seal lip portion 15d, which is a sliding portion, and the tip portion 16a of the first backup ring 16, so that the sliding portion The area does not increase beyond a certain area, and therefore an increase in the amount of heat generated by sliding and the occurrence of insufficient lubrication can be effectively suppressed.

これにより、シールリップ部１５ｄの安定した摺動状態を確保して、密封性能を長期間維持することができる。なお、本実施形態においても、第１実施形態で述べた冷媒ガス（ＣＯ２）を透過させない効果および第１シール部材１５の材料の選択幅が広がる効果が発揮できるのは当然である。   Thereby, the stable sliding state of the seal lip portion 15d can be ensured, and the sealing performance can be maintained for a long time. In this embodiment, it is natural that the effect of not allowing the refrigerant gas (CO 2) to permeate as described in the first embodiment and the effect of widening the selection range of the material of the first seal member 15 can be exhibited.

（他の実施形態）
第１、第２実施形態では、第１シール部材１５の機内空間Ａ側の面に透過防止膜２２を配置した例を示したが、第２シール部材１７の機内空間Ａ側の面に透過防止膜２２を配置してもよい。 (Other embodiments)
In the first and second embodiments, the example in which the permeation preventing film 22 is disposed on the surface of the first seal member 15 on the in-machine space A side is shown. The film 22 may be disposed.

また、第１実施形態のように第２シール部材１７と第１パックアップリング１６の背面が密着している場合には、第２シール部材１７において第１バックアップリング１６の先端部１６ａに対向する部位１７ｄにのみ透過防止膜２２を形成してもよい。なお、必要であれば第１シール部材、第２シール部材の両方の機内空間Ａ側の面に透過防止膜２２を配置してもよい。   Further, when the second seal member 17 and the back surface of the first pack-up ring 16 are in close contact as in the first embodiment, the second seal member 17 faces the tip portion 16a of the first backup ring 16. The permeation preventive film 22 may be formed only on the portion 17d. If necessary, the permeation preventive film 22 may be disposed on the surface of the first seal member and the second seal member on the in-machine space A side.

また、第１、第２実施形態では、透過防止膜２２の材料にアルミを使用した例を示したが、透過防止膜２２の材料はアルミに限らず、蒸着可能または貼り付け可能な箔形状に加工可能で流体の透過を防止できる材料が使用可能である。同様に、塗布可能で流体の透過を防止できる様々な材料の塗布により、透過防止膜２２を形成してもよい。   In the first and second embodiments, the example in which aluminum is used as the material of the permeation preventive film 22 has been described. However, the material of the permeation preventive film 22 is not limited to aluminum, but a foil shape that can be deposited or pasted. A material that can be processed and can prevent permeation of fluid can be used. Similarly, the permeation preventive film 22 may be formed by applying various materials that can be applied and prevent the permeation of fluid.

また、第１、第２実施形態では、冷媒ガスに分子径の小さいＣＯ２を使用し、このＣＯ２が第１シール部材１５、１７を透過して大気Ｂへ漏れ出すのを防止する例を示したが、冷媒ガスはＣＯ２に限られず、ＣＯ２と分子径が同程度の冷媒ガスであれば大気Ｂ中への漏出を防止できるのは当然である。   Moreover, in 1st, 2nd embodiment, CO2 with a small molecular diameter was used for refrigerant gas, and the example which prevents this CO2 permeate | transmitting the 1st sealing members 15 and 17 and leaking out to the atmosphere B was shown. However, the refrigerant gas is not limited to CO2, and it is natural that leakage into the atmosphere B can be prevented if the refrigerant gas has the same molecular diameter as CO2.

本発明の第１実施形態に係るリップ型シールによる軸封構造を示す半断面図である。It is a half sectional view showing a shaft seal structure by a lip type seal concerning a 1st embodiment of the present invention. 図１のＣ部の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the C section of FIG. 本発明の第２実施形態に係るリップ型シールによる軸封構造を示す半断面図である。It is a half sectional view showing a shaft seal structure by a lip type seal concerning a 2nd embodiment of the present invention. 従来のリップ型シールによる軸封構造を示す半断面図である。It is a half sectional view showing a shaft seal structure by a conventional lip type seal.

符号の説明Explanation of symbols

１１…ハウジング、１２…回転軸、１４…筒状ケース、
１５…第１シール部材（シール部材）、１５ｄ…シールリップ部、
１６…第１バックアップリング（バックアップリング）、
１７…第２シール部材（シール部材）、１７ａ…内径部（シールリップ部）、
１８…第２バックアップリング（バックアップリング）
２２…透過防止膜、２３…開口部、Ａ…機内空間（密封対象空間）。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Housing, 12 ... Rotating shaft, 14 ... Cylindrical case,
15 ... 1st seal member (seal member), 15d ... Seal lip part,
16 ... 1st backup ring (backup ring),
17 ... Second seal member (seal member), 17a ... Inner diameter part (seal lip part),
18 ... Second backup ring (backup ring)
22 ... Permeation prevention film, 23 ... Opening, A ... In-machine space (sealing target space).

Claims (3)

流体が満たされている密封対象空間（Ａ）を形成するハウジング（１１）と、
前記ハウジング（１１）に配置された開口部（２３）と、
前記開口部（２３）の内周に固定される筒状ケース（１４）と、
前記筒状ケース（１４）の内周に隙間を持って差し込まれ、かつ前記ハウジング（１１）内外を貫通する回転軸（１２）と、
前記筒状ケース（１４）の内周に配置されるシール部材（１５、１７）と、
前記筒状ケース（１４）の内周に配置され、前記シール部材（１５、１７）の背面を支えるバックアップリング（１６、１８）とを備え、
前記シール部材（１５、１７）において、前記密封対象空間（Ａ）側へ延びる内径側部位にシールリップ部（１５ｄ、１７ａ）を形成し、
前記シールリップ部（１５ｄ、１７ａ）が前記回転軸（１２）の外周面に摺動可能に接することにより、前記密封空間（Ａ）から前記外周面に沿って前記流体が外部へ漏れ出ることを防止するリップ型シールによる軸封構造において、
前記シール部材（１５、１７）に前記流体の透過を防止する透過防止膜（２２）を配置したことを特徴とするリップ型シールによる軸封構造。 A housing (11) forming a sealed space (A) filled with fluid;
An opening (23) disposed in the housing (11);
A cylindrical case (14) fixed to the inner periphery of the opening (23);
A rotating shaft (12) inserted into the inner periphery of the cylindrical case (14) with a gap and penetrating through the inside and outside of the housing (11);
Sealing members (15, 17) disposed on the inner periphery of the cylindrical case (14);
A backup ring (16, 18) disposed on the inner periphery of the cylindrical case (14) and supporting the back surface of the seal member (15, 17);
In the seal member (15, 17), a seal lip portion (15d, 17a) is formed at an inner diameter side portion extending toward the sealed object space (A),
When the seal lip portion (15d, 17a) is slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft (12), the fluid leaks out from the sealed space (A) along the outer peripheral surface. In the shaft seal structure with the lip type seal to prevent,
A shaft seal structure using a lip-type seal, wherein a permeation preventive film (22) for preventing permeation of the fluid is disposed on the seal member (15, 17). 前記透過防止膜（２２）は、予め前記シール部材（１５、１７）の前記密封対象空間（Ａ）側の面に対応する形状に形成されており、
前記透過防止膜（２２）を前記シール部材（１５、１７）の前記密封対象空間（Ａ）側の面に固着したことを特徴とする請求項１に記載のリップ型シールによる軸封構造。 The permeation preventive film (22) is formed in advance in a shape corresponding to the surface of the seal target space (A) side of the seal member (15, 17),
The shaft sealing structure with a lip-type seal according to claim 1, wherein the permeation preventive film (22) is fixed to a surface of the seal member (15, 17) on the sealing target space (A) side. 前記透過防止膜（２２）は、前記シール部材（１５、１７）の前記密封対象空間（Ａ）側の面に透過防止材料をコーティングすることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載のリップ型シールによる軸封構造。

The said permeation prevention film (22) is formed by coating the surface of the said sealing member (15, 17) by the side of the said sealing object space (A) with a permeation prevention material. Shaft seal structure with lip type seal.

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008069909A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Mitsubishi Cable Ind Ltd Rotary shaft seal
WO2014140379A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Nli Asker Subsea As Improved seal assembly
WO2020054843A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 イーグル工業株式会社 Lip type shaft sealing device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008069909A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Mitsubishi Cable Ind Ltd Rotary shaft seal
WO2014140379A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Nli Asker Subsea As Improved seal assembly
GB2527253A (en) * 2013-03-15 2015-12-16 Nli Asker Subsea As Improved seal assembly
WO2020054843A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 イーグル工業株式会社 Lip type shaft sealing device

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