轴封制造技术

本发明专利技术提供轴封，其能够降低旋转扭矩，同时密封性优异。轴封(1)是与旋转轴(6)的外周面密合而将密封流体密封的环状的轴封；旋转轴(6)与安装轴封(1)的壳体(7)的间隙被轴封(1)划分为高压侧和低压侧；轴封(1)是在轴向的剖视图中呈大致U字状的注射成型体，具备向高压侧延伸并与旋转轴(6)滑动的密封唇部(2)、和相对于该密封唇部(2)设置于外径侧的外唇部(3)；密封唇部(2)相对于旋转轴(6)的外周面的倾斜角度α为5

Shaft seal

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轴封


[0001]本专利技术涉及旋转轴的轴封，尤其涉及车载空调的涡旋式压缩机的旋转轴的轴封。

技术介绍

[0002]在压缩机中使用防止制冷剂、冷冻机油的泄漏的密封构件。例如，在具备将固定涡旋件和相对于该固定涡旋件进行回旋运动的可动涡旋件组合而成的压缩机构部的涡旋式压缩机中，在驱动压缩机构部的旋转轴安装有轴封。
[0003]作为轴封，公开了如专利文献1、2那样的唇形密封件。例如，将专利文献1的唇形密封件示于图6。如图6中所示，唇形密封件21在沿着驱动轴22的轴向的剖视图中具有与驱动轴22的外周面接触的内周密封部25、26、27。进而，唇形密封件21成为内周密封部25、26具备相对于向轴孔23侧的固定部28、29位于壳体24的驱动轴方向内部侧的第一密封唇L1和第二密封唇L2、内周密封部27具备相对于向轴孔23侧的固定部30位于壳体24的驱动轴方向外部侧的第三密封唇L3的结构。由于在第二密封唇L2与第三密封唇L3之间形成能够保持润滑油的空间S，因此通过保持于该空间S的润滑油来防止第二密封唇L2与第三密封唇L3的磨损，确保密封性。在专利文献1中，第二密封唇L2相对于驱动轴22的外周面的倾斜角度θ为30
°
左右，但并未研究θ与旋转扭矩的关系等。
[0004]将专利文献2的唇形密封件示于图7。如图7中所示，唇形密封件31安装于壳体32与旋转轴33之间，利用第一密封元件34的密封唇部35和第二密封元件36的密封唇部37，防止流体容纳室R的流体(制冷剂和冷冻机油)向低压侧A泄漏。第一密封元件34由合成橡胶形成，第二密封元件36由四氟乙烯(PTFE)树脂等合成树脂形成。在旋转轴静止时，第一密封元件34的密封唇部35与旋转轴33弹性接触，防止流体的泄漏。另外，在旋转时从第一密封元件34轻微泄漏的流体用第二密封元件36的密封唇部37密封。在专利文献2中，没有提及第一密封元件35相对于旋转轴的外周面的倾斜角度。
[0005]另一方面，作为简易结构的轴封，已知剖面为大致U字状的轴封。例如，在专利文献3中，作为大致U字状的轴封，公开了包括底壁、内唇部和外唇部的
コ
字状(
コ
字状)密封件，其安装于被安装用凹周槽，内唇部与旋转轴滑动接触。在该
コ
字状密封件中，底壁的背面形成为与凹周槽的内端面密合的平坦面，并且底壁的两端角部的外表面角部分别为直角，在内表面
·
外表面分别形成有从背面侧规定高度的直线部。进而，从各直线部的终端形成梯度部，内唇部和外唇部在前端相互分离的方向上倾斜地突出设置。
コ
字状密封件在自由状态下，梯度部相对于轴心以规定角度倾斜。
[0006]另外，在专利文献4中公开了可用于涡旋式压缩机的密封环。作为该密封环的形状，可列举出方形环、U形密封环(剖面为大致U字状的环状密封件)。该密封环为树脂组合物的成型体，作为树脂组合物，提出了相对于聚醚砜100重量份，含有具有层状晶体结构的化合物的粉末1重量份～7重量份和未改性的聚四氟乙烯粉末8重量份～27重量份的树脂组合物。另外，据称在该树脂组合物中可以含有弹性体，含量小于7.5质量％时，在不损害由耐磨损性和断裂伸长率表示的机械物性的范围内，弯曲弹性模量降低。
[0007]另外，专利文献5中公开了由含有由热塑性弹性体和动态交联树脂中的至少1种组成的软质树脂和硬质树脂的混合物构成的密封环。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2018
‑
17161号公报
[0011]专利文献2：日本专利第2847277号公报
[0012]专利文献3：日本特开2003
‑
166649号公报
[0013]专利文献4：日本专利第5876007号公报
[0014]专利文献5：日本特开2014
‑
156935号公报

技术实现思路

[0015]专利技术所要解决的课题
[0016]在上述专利文献1、2中，尚未研究在改变密封唇相对于旋转轴的外周面的倾斜角度、剖视图中的密封唇的长度时，旋转扭矩、密封性如何。另外，上述专利文献1、2的唇形密封件是由环状的金属芯材和由树脂或橡胶形成的多个密封唇构成的复杂形状，有可能为高成本。
[0017]另一方面，关于大致U字状的轴封，在上述专利文献3中，虽然提及了梯度部的倾斜角度，但并未对安装于旋转轴的状态的密封唇相对于旋转轴的外周面的倾斜角度进行研究。另外，尚未研究在改变剖视图中的密封唇的长度时，旋转扭矩、密封性如何。在专利文献4、5中，未提及密封唇的具体的剖面形状。
[0018]本专利技术鉴于这样的情况而完成，其目的在于提供在剖面为大致U字状的轴封中能够降低旋转扭矩同时密封性优异的轴封。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]本专利技术的轴封是与旋转轴的外周面密合而将密封流体密封的环状的轴封，其特征在于，所述旋转轴与安装所述轴封的壳体的间隙被所述轴封划分为高压侧和低压侧；所述轴封是在轴向的剖视图中呈大致U字状的注射成型体，具备向所述高压侧延伸并与所述旋转轴滑动的密封唇部、和相对于该密封唇部设置于外径侧的外唇部；所述密封唇部相对于所述旋转轴的外周面的倾斜角度为5
°
～20
°
，在所述轴封的轴向的剖视图中，所述密封唇部的长度为2.0mm～6.5mm。本专利技术中的“密封唇部的倾斜角度”是指在将轴封安装于旋转轴的状态下密封唇部相对于旋转轴的外周面倾斜的角度。
[0021]特征在于，所述轴封由树脂组合物或热塑性弹性体组合物形成。
[0022]特征在于，就上述轴封而言，基于ASTM D790的弯曲弹性模量为200MPa～2400MPa。
[0023]特征在于，所述轴封由树脂组合物形成，该树脂组合物包含乙烯
‑
四氟乙烯共聚物(ETFE)树脂或四氟乙烯
‑
全氟烷氧基乙烯共聚物(PFA)树脂作为主成分。
[0024]特征在于，相对于该树脂组合物100体积％，所述树脂组合物包含1体积％～20体积％的碳纤维、石墨和PTFE树脂中的至少1种。
[0025]特征在于，所述树脂组合物包含所述碳纤维，该碳纤维的平均纤维长度为20μm～200μm。
[0026]特征在于，所述轴封由热塑性弹性体组合物形成，该热塑性弹性体组合物以聚酯
系弹性体为主成分，所述聚酯系弹性体是包含芳香族聚酯单元的硬链段与包含聚酯单元或聚醚单元的软链段的共聚物。
[0027]特征在于，所述芳香族聚酯单元中包含萘环。
[0028]特征在于，相对于该热塑性弹性体组合物100体积％，所述热塑性弹性体组合物包含1体积％～40体积％的PTFE树脂。
[0029]特征在于，将组装所述旋转轴前的所述轴封的内径尺寸设为d，将所述旋转轴的外径尺寸设为D，将所述轴封与所述旋转轴的过盈量设为(D
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种轴封，是与旋转轴的外周面密合而将密封流体密封的环状的轴封，其特征在于，所述旋转轴与安装所述轴封的壳体的间隙被所述轴封划分为高压侧和低压侧；所述轴封是在轴向的剖视图中呈大致U字状的注射成型体，具备向所述高压侧延伸并与所述旋转轴滑动的密封唇部、和相对于该密封唇部设置于外径侧的外唇部；所述密封唇部相对于所述旋转轴的外周面的倾斜角度为5
°
～20
°
，在所述轴封的轴向的剖视图中，所述密封唇部的长度为2.0mm～6.5mm。2.根据权利要求1所述的轴封，其特征在于，所述轴封由树脂组合物或热塑性弹性体组合物形成。3.根据权利要求1所述的轴封，其特征在于，就所述轴封而言，基于ASTM D790的弯曲弹性模量为200MPa～2400MPa。4.根据权利要求1所述的轴封，其特征在于，所述轴封由树脂组合物形成，该树脂组合物包含乙烯
‑
四氟乙烯共聚物树脂或四氟乙烯
‑
全氟烷氧基乙烯共聚物树脂作为主成分。5.根据权利要求4所述的轴封，其特征在于，相对于该树脂组合物100体积％，所述树脂组合物包含1体积％～20体积％的碳纤维、石墨和聚四氟乙烯树脂中的至少1种。6.根据权利要求5所述的轴封，其特征在于，所述树脂组合物包含所述碳纤维，该碳纤维的平均纤维长度为20μm～200μm。7.根据权利要求1所述的轴封，其特征在于，所述轴封由热塑性弹性体组合物形成，该热塑性弹性体组合物以聚酯系弹性体为主成分；所述聚酯系弹性体是包含芳香族聚酯单元的硬链段与包含聚酯单元或聚醚单元的软链段的共聚物。8.根据权利要求7所述的轴封，其特征在于，所述芳香族聚酯单元中包含萘环。9.根据权利要求7所述的轴封，其特征在于，相对于该热塑性弹性体组合物100体积％，所述热塑性弹性体组合物包含1体积％～40体积％的聚四氟乙烯树脂。10.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安田健，高桥佳大，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：