唇型密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术的唇型密封装置，是对支承于规定外壳（１１）的旋转轴（Ｓ）外周进行密封的唇型密封装置。该唇型密封装置包括：为了拥有嵌接在外壳上的环状的嵌接部（２１）及从嵌接部朝向径向内侧大致圆锥环状延伸并与旋转轴抵接的唇部（２３）而由弹性材料形成的密封环（２０）；对与嵌接部接合的环状的接合部（３１）及穿过旋转轴的孔（３０ａ）加以确定且具有从接合部侧延伸至唇部的中途区域以将唇部从内侧加以支承的环状的支承部（３３）的支撑环（３０），唇部（２３）具有从与支承部（３３）开始成为非接触的区域起朝着前端逐渐壁厚变薄的前面细的截面形状。由此，在确保所需的密封性的同时减轻高压下的磨损、提高耐久性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及耐压用的唇型密封装置，尤其涉及对汽车等空调系统中使用的空调用压缩机的旋转轴与外壳之间进行密封的唇型密封装置。
技术介绍
装载在汽车等上的以往压缩机中，为了对从其外壳向外部突出的旋转轴周围进行密封，在外壳与旋转轴之间嵌接有唇型密封装置，以对外壳内的内部空间(流体)F与大气A遮断。作为该唇型密封装置，已知有以下结构，即如图1所示，为了确定嵌接在外壳H的孔Ha内的嵌接部1a及从嵌接部1a朝向径向内侧圆锥环状地延伸的唇部1b，由具有由橡胶弹性体材料形成的密封环1、与嵌接部1a接合的接合部2a及从接合部2a延伸至唇部1b的中途并对唇部1b从内侧加以支承的支承部2b的支撑环2等构成(例如，日本特许第3346743号说明书)。在该唇型密封装置中，由支撑环2的支承部2b对密封环1的唇部1b从内侧加以支承，且为了提高唇部1b的刚性，唇部1b形成为从其根基侧至前端构成大致相同的壁厚。即使流体F作用的压力是高压的情况下，也可尽量抑制唇部1b的变形，形成为唇部1b的前端保持与旋转轴S的外周面线接触的状态。但是，作为压缩机的制冷剂使用CO2等时，通常暴露在5MPa以上的高压环境下，尽管由支撑环2对唇部1b加以支承，但唇部1b的磨损很快，存在耐久性下降的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述传统问题的，其目的在于提供一种能确保高压环境下的密封性且结构简单、耐久性优良的唇型密封装置。为了达到上述目的，本专利技术者等经过刻苦的研究，发现为了确保密封性至今都是以保持线接触状态为常识的，但在高压下扩大唇部的接触宽度对耐久性来说更好。即，实现上述目的的本专利技术的唇型密封装置，是对支承于规定外壳的轴的外周进行密封的唇型密封装置，其包括密封环，其由弹性材料形成，具有嵌接在所述外壳的孔内的环状的嵌接部、从所述嵌接部朝向径向内侧大致圆锥环状延伸并可与轴抵接的唇部；支撑环，其具有与所述嵌接部接合的环状的接合部、以及具有穿过所述轴的孔且从所述接合部侧延伸至所述唇部的中途区域以从径向内侧支承所述唇部的环状的支承部，所述唇部形成从开始不与所述支承部接触的区域起朝着前端壁厚逐渐变薄的前面细的截面形状。采用该结构，处于远离支撑环的支承部的区域内的密封环的唇部，当暴露在高压环境下时适度变形，与轴的接触宽度扩大的状态下接触。由此，能得到确保密封性的适度的面压，同时面压被分散，最大面压下降，因而可减轻唇部的磨损，提高耐久性。上述结构中，将与支撑环的支承部开始成为非接触的区域的壁厚作为T1、前端的壁厚为T0时，唇部可采用α＝T0/T1的值成为0.3～0.7的结构。采用该结构，通过使处于远离支撑环的支承部的区域内的密封环的唇部形成满足上述条件(α＝0.3～0.7)的壁厚，能使唇部整个区域中的弯曲强度均匀化，防止局部的磨损，进一步提高密封性及耐久性。另外，上述结构中，将唇部的前端的内径作为D0、轴的外径作为D1时，可采用β＝(D1-D0)/D1的值成为0.03～0.15的结构。根据该结构，通过使唇部的前端形成为满足上述条件(β＝0.03～0.15)的紧固余量，可防止局部的磨损，进一步提高密封性及耐久性。上述结构中，唇部可采用如下结构将与支撑环的支承部开始成为非接触的区域的壁厚作为T1、前端的壁厚为T0时，α＝T0/T1的值形成为0.3～0.7，且将唇部的前端的内径作为D0、轴的外径作为D1时，β＝(D1-D0)/D1的值形成为0.03～0.15。根据该结构，通过使处于远离支撑环的支承部的区域内的密封环的唇部形成满足上述条件(α＝0.3～0.7)的壁厚，并且通过使唇部的前端形成为满足上述条件(β＝0.03～0.15)的紧固余量，可使唇部的整个区域的弯曲强度均匀化，进一步防止局部的磨损，进一步提高密封性及耐久性。上述结构中，支撑环的支承部可采用向唇部侧弯曲形成为凸状的结构。根据该结构，支撑环的弯曲的支承部对密封环的唇部不是局部而是通过均匀平缓的曲面加以支撑，故促使在高压环境下的唇部构成平缓的倾斜变形，能使接触面压进一步均匀化。上述结构中，密封环的唇部可采用其材料硬度为JIS(DuroA)硬度85度～98度的结构。根据该结构，可将密封环的唇部与轴的接触状态保持在最佳的状态，可进一步提高耐磨损性、耐久性。附图说明图1是表示以往的唇型密封装置的局部剖视图。图2是表示本专利技术的唇型密封装置安装在压缩机的外壳及旋转轴之间状态的局部剖视图。图3是表示本专利技术的唇型密封装置安装前状态的局部剖视图。图4A及图4B是表示将图3所示的唇型密封装置的局部放大的放大剖视图。图5A是表示对本专利技术的唇型密封装置的唇部未作用压力的状态的局部剖视图，图5B表示对唇部作用高压的状态的局部剖视图，图5C是表示图5B的状态下的密封面的面压分布的图。图6A是表示对以往的唇型密封装置的唇部未作用压力的状态的局部剖视图，图6B表示对唇部作用高压的状态的局部剖视图，图6C是表示图6B的状态下的密封面的面压分布的图。图7A是表示唇型密封装置的唇部产生的“凹陷磨损”的局部剖视图，图7B是表示唇型的唇部产生“前倒现象”时发生的磨损的局部剖视图。图8是表示本专利技术的唇型密封装置的耐久试验结果的图。图9是表示本专利技术的唇型密封装置的其他实施形态的安装之前的局部剖视图。图10A及图10B是将图9所示的唇型密封装置的一部分放大表示的放大剖视图。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的最佳实施形态进行说明。这里，本专利技术的唇型密封装置，对构成汽车等的空调系统一部分的空调用压缩机中使用的情况进行说明。压缩机具有确定外轮廓的外壳H、收容在外壳H内的从外部将旋转驱动力向压缩机构传递的旋转轴S等。为了对旋转轴S(的外周面)与外壳H(的孔的内壁面)之间进行密封，安装有本专利技术的唇型密封装置10，将内部空间(流体)F与大气A遮断。如图2及图3所示，唇型密封装置10作为基本结构，具有确定外轮廓且面向内部空间(流体)F侧的密封环20、与密封环20的内侧接合的支撑环30，还具有紧挨着支撑环30在旋转轴S的轴线方向S1上依次排列接合的第2密封环40、第2支撑环50、挡环60、支架环70、第3密封环80、第3支撑环90等。密封环20由橡胶材料形成，如图2及图3所示，由嵌接在外壳H的孔Ha内的嵌接部21、朝向轴线方向S1的内部空间F从嵌接部21延伸的圆筒部22、从圆筒部22朝径向内侧以规定倾斜角度大致圆锥环状地伸出并与旋转轴S(的外周面)抵接的唇部23等构成。嵌接部21一体地具有埋设在嵌接部21内侧的金属环24。金属环24形成为具有朝径向内侧的凸缘部24a及铆接部24b的圆筒状，提高嵌接部21的强度，且在所有部件组装后实施铆接处理以成形铆接部24b，对整体加以固定。圆筒部22用于将嵌接部21与唇部23一体地连接，轴线方向S1上的圆筒部22的长度适宜地加以选定。即，圆筒部22是用于将唇部23从嵌接部21朝径向内侧延伸而夹装的，圆筒部22也可形成得短，以使唇部23与嵌接部21相邻形成。如图3、图4A及图4B所示，唇部23作为整体具有区域L的长度，由形成为大致相同的壁厚的基部23a(区域L1)、紧接着基部23a一体地形成的前端部23b(区域L2)。这里，前端部23b(区域L2)形成为唇部23(区域L)整体的大致一半的长度。如图4B所示，前端部23b形成为前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种唇型密封装置，对支承于规定外壳的轴的外周进行密封，其特征在于，包括：　　　　密封环，其由弹性材料形成，具有嵌接在所述外壳的孔内的环状的嵌接部、从所述嵌接部朝向径向内侧大致圆锥环状延伸并可与轴抵接的唇部；　　　　支撑环，其具有与所述嵌接部接合的环状的接合部、以及具有穿过所述轴的孔且从所述接合部侧延伸至所述唇部的中途区域以从径向内侧支承所述唇部的环状的支承部，　　　　所述唇部形成从开始不与所述支承部接触的区域起朝着前端壁厚逐渐变薄的前面细的截面形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：老山幸一郎，池田康浩，一安一，宫井一郎，山田健史，大迫真实，
申请(专利权)人：伊格尔工业股份有限公司，株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：JP[日本]