JP2004278734A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール本体のリップが摩耗して同リップと回転軸との間の摩擦係合力が経時的に低下しても、回転軸に必要十分な摩擦抵抗を与えることを可能とする。
【解決手段】密封装置１０は、ハウジング２０と回転軸３０との間の環状隙間Ａを密封するものである。この密封装置１０は、回転軸３０に摺動可能に接触する環状のリップ１１ｂ１を有してハウジング２０に一体的に組付けられる環状のシール本体１１と、このシール本体１１に一体的に組付けられ回転軸３０に摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与する環状の摩擦付与材１２と、この摩擦付与材１２に回転軸３０への押圧力を付与するスプリング１３を備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジングと回転軸との間の環状隙間を密封する密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の密封装置の一つとして、回転軸に摺動可能に接触する環状のリップを有してハウジングに一体的に組付けられる環状のシール本体と、このシール本体に組付けられてリップに回転軸への緊迫力を付与するガータースプリングとを備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３９０７３号公報
【０００４】
上記した公報の密封装置では、シール本体がシールリップとダストリップの二つのリップを有していて、これら両リップの根本を支えて各リップの回転軸表面に対する距離を位置決めするための位置決めリングがシール本体の内周に組付けられて回転軸の外周に配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した公報の密封装置において採用されている位置決めリングは、低摩擦係数の樹脂等で構成されていて、回転軸との間で必要十分な摩擦係合力を得ることができない。また、シール本体が有するシールリップとダストリップは、ゴム系材料によって形成されているため、回転軸の回転によって擦られて摩耗し、各リップと回転軸との間の摩擦係合力が経時的に低下する。したがって、上記した公報の密封装置では、初期の摩擦係合力を長期間にわたって確保することが難しく、回転軸に必要十分な摩擦抵抗を与える必要がある部位での使用には適していない。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、上記した課題に対処すべくなされたものであり、ハウジングと回転軸との間の環状隙間を密封する密封装置を、回転軸またはハウジングに摺動可能に接触する環状のリップを有してハウジングまたは回転軸に一体的に組付けられる環状のシール本体と、このシール本体に一体的に組付けられ回転軸またはハウジングに摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与する耐摩耗性素材からなる環状の摩擦付与材を備える構成としたこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。
【０００７】
この密封装置（請求項１に係る発明）では、シール本体に一体的に組付けた摩擦付与材が回転軸またはハウジングに摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与する。また、摩擦付与材が耐摩耗性素材からなるため、初期の摩擦係合力を長期間にわたって確保することが可能である。したがって、シール本体が有するリップが摩耗して同リップと回転軸またはハウジングとの間の摩擦係合力が経時的に低下しても、摩擦付与材と回転軸またはハウジングとの間にて必要十分な摩擦係合力が長期間にわたって確保されるため、摩擦係合力による効果を長期間にわたって安定して得ることが可能である。
【０００８】
また、本発明は、ハウジングと回転軸との間の環状隙間を密封する密封装置を、回転軸またはハウジングに摺動可能に接触する環状のリップを有してハウジングまたは回転軸に一体的に組付けられる環状のシール本体と、このシール本体に一体的に組付けられ回転軸またはハウジングに摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与する環状の摩擦付与材と、この摩擦付与材に回転軸またはハウジングへの押圧力を付与するスプリングを備える構成としたこと（請求項２に係る発明）に特徴がある。
【０００９】
この密封装置（請求項２に係る発明）では、シール本体に一体的に組付けた摩擦付与材が回転軸またはハウジングに摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与する。また、スプリングが摩擦付与材に回転軸またはハウジングへの押圧力を付与する。したがって、シール本体が有するリップが摩耗して同リップと回転軸またはハウジングとの間の摩擦係合力が経時的に低下しても、また、摩擦付与材が摩耗しても、スプリングが摩擦付与材を回転軸またはハウジングに押圧する。このため、摩擦付与材と回転軸またはハウジングとの間では、必要十分な摩擦係合力が長期間にわたって確保されて、摩擦係合力による効果を長期間にわたって安定して得ることが可能である。なお、スプリングの作用線上に摩擦付与材が配置される場合には、摩擦付与材の偏摩耗を抑制することが可能である。
【００１０】
また、この場合において、摩擦付与材の軸方向両側にリップをそれぞれ設けて、摩擦付与材とリップ間に環状のグリース溜りを形成すること（請求項３に係る発明）が好ましい。この場合には、摩擦材の偏摩耗を抑制することが可能である。また、回転軸が例えば車両用のステアリングシャフトであって、車両に搭載したときにステアリングシャフトに傾角が付き、操舵回転時にこじり力が発生してステアリングシャフトが軸偏心しても、その軸偏心に各リップが追従して変形するため、グリース溜りに封入されるグリースの流出を抑制することが可能であり、グリース流出による異音（擦れ音）発生を抑制することが可能である。
【００１１】
また、これらの場合において、摩擦付与材は、スプリング側の面積が他側（摩擦係合側）の面積より大きい断面形状にて形成されていること（請求項４に係る発明）が好ましい。この場合には、スプリングによる押圧力の一部を摩擦付与材を介してリップに伝えることが可能であり、リップと回転軸またはハウジングとの接触を安定させることが可能である。また、摩擦付与材とシール本体との接触面積を多くすることができて、摩擦付与材とシール本体の相対回転を抑制することが可能である。
【００１２】
また、これらの場合において、摩擦付与材は、周方向にて複数個に分割されていること（請求項５に係る発明）が好ましい。この場合には、当該密封装置の組付時に偏心したり外乱が入っても、また、当該密封装置の使用によって摩擦付与材が摩耗した場合にも、摩擦付与材がスプリングにより押されて的確に追従するため、摩擦付与材と回転軸またはハウジングとの接触面圧が全周にわたって略均一に保たれる。
【００１３】
また、これらの場合において、回転軸が車両用のステアリングシャフトである場合（請求項６に係る発明）には、車両のステアリング装置における逆入力振動問題、例えば、フラッター、ハンドル振動、ハンドルとられ等の悪化を的確に抑えることが可能であり、車両における操縦安定性の向上を図ることが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明による密封装置の第１実施形態を概略的に示していて、この第１実施形態は車両用のステアリング装置においてダストシールとして実施したものである。この第１実施形態の密封装置１０は、ハウジング２０に組付けられてハウジング２０と回転軸であるステアリングシャフト３０との間の環状隙間Ａを密封するものであり、環状のシール本体１１と、このシール本体に組付けた摩擦付与材１２およびガータースプリング１３を備えている。
【００１５】
シール本体１１は、ハウジング２０の取付部２１に圧入されて一体的に組付けられており、断面Ｌ字状の補強金属リング１１ａと、これに加硫成形したゴムシールリング１１ｂによって形成されている。ゴムシールリング１１ｂは、ステアリングシャフト３０の外周に摺動可能に接触する環状のリップ１１ｂ１を有するとともに、摩擦付与材１２を組付けるための内周環状溝１１ｂ２と、ガータースプリング１３を組付けるための外周環状溝１１ｂ３を有している。
【００１６】
摩擦付与材１２は、ステアリングシャフト３０の外周に摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与するものであり、耐摩耗性素材によって図３の（ａ）に示したようにＣリング形状または図３の（ｂ）に示したようにスリット入りリング形状に形成されている。また、摩擦付与材１２は、外周に向けて突出する回り止め突起１２ａを複数個有していて、各回り止め突起１２ａがシール本体１１の内周環状溝１１ｂ２に形成した凹部Ｓ（図４参照）に嵌合するようにして、シール本体１１に一体的に組付けられている。なお、摩擦付与材１２がシール本体１１に組付けられることにより摩擦付与材１２とリップ１１ｂ１間に形成される環状のグリース溜りＲには、グリースが封入されている。
【００１７】
ガータースプリング１３は、シール本体１１のリップ１１ｂ１をステアリングシャフト３０の外周に向けて押圧するものであり、リップ１１ｂ１の外周に形成した外周環状溝１１ｂ３に組付けられて、リップ１１ｂ１にステアリングシャフト３０への緊迫力を付与する。
【００１８】
上記のように構成したこの第１実施形態においては、シール本体１１に一体的に組付けた摩擦付与材１２がステアリングシャフト３０の外周に摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与する。また、摩擦付与材１２が耐摩耗性素材からなるため、初期の摩擦係合力を長期間にわたって確保することが可能である。したがって、シール本体１１が有するリップ１１ｂ１が摩耗して同リップ１１ｂ１とステアリングシャフト３０との間の摩擦係合力が経時的に低下しても、摩擦付与材１２とステアリングシャフト３０との間にて必要十分な摩擦係合力が長期間にわたって確保されるため、摩擦係合力による効果を長期間にわたって安定して得ることが可能である。
【００１９】
上記した第１実施形態においては、図１および図２に示したように、摩擦付与材１２をリップ１１ｂ１の図示下方に配置して実施したが、図５に示したように、摩擦付与材１２をリップ１１ｂ１の図示上方に配置して実施することも可能である。図５に示した実施形態は、図示下方が大気側である場合に適したものであり、環状のグリース溜りＲを摩擦付与材１２の大気側に設定することでダスト進入防止性を向上させることが可能である。
【００２０】
また、上記した第１実施形態においては、図１に示したように、シール本体１１がハウジング２０に一体的に組付けられるようにして、摩擦付与材１２およびリップ１１ｂ１がステアリングシャフト３０に密着するように構成したが、図６に示したように、シール本体１１がステアリングシャフト３０に一体的に組付けられるようにして、摩擦付与材１２およびリップ１１ｂ１がハウジング２０に密着するように構成して実施することも可能である。なお、シール本体１１は、ステアリングシャフト３０の段部３１まで圧入されて、クリップ４０により抜け止め固定される。
【００２１】
また、上記した第１実施形態においては、ガータースプリング１３が、シール本体１１のリップ１１ｂ１をステアリングシャフト３０の外周に向けて押圧する構成として実施したが、図７に示した第２実施形態、図８または図９に示した第３実施形態、図１０〜図１２に示した第４実施形態のように、ガータースプリング１１３が、摩擦付与材１１２をステアリングシャフト１３０の外周に向けて押圧する構成として実施することも可能である。
【００２２】
図７に示した第２実施形態においては、摩擦付与材１１２の軸方向両側にリップ１１１ｂ１がそれぞれ設けられていて、摩擦付与材１１２と各リップ１１１ｂ１間に環状のグリース溜りＲがそれぞれ形成されている。なお、この第２実施形態では、摩擦付与材１１２を耐摩耗性素材によって形成する必要はなく、その素材は適宜自由に選定することが可能である。その他の構成は、上記第１実施形態の構成と実質的に同じであるため、１００番台の同一符号を付して説明は省略する。
【００２３】
この第２実施形態においては、シール本体１１１に一体的に組付けた摩擦付与材１１２がステアリングシャフト１３０の外周に摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与する。また、ガータースプリング１１３が摩擦付与材１１２にステアリングシャフト１３０への押圧力を付与する。したがって、シール本体１１１が有する両リップ１１１ｂ１が摩耗して同リップ１１１ｂ１とステアリングシャフト１３０との間の摩擦係合力が経時的に低下しても、また、摩擦付与材１１２が摩耗しても、ガータースプリング１１３が摩擦付与材１１２をステアリングシャフト１３０に押圧する。
【００２４】
このため、摩擦付与材１１２とステアリングシャフト１３０との間では、必要十分な摩擦係合力が長期間にわたって確保されて、摩擦係合力による効果を長期間にわたって安定して得ることが可能である。また、この第２実施形態においては、ガータースプリング１１３の作用線上に摩擦付与材１１２が配置されているため、摩擦付与材１１２の偏摩耗を抑制することが可能である。
【００２５】
また、この第２実施形態においては、摩擦付与材１１２の軸方向両側にリップ１１１ｂ１がそれぞれ設けられていて、摩擦付与材１１２と各リップ１１１ｂ１間に環状のグリース溜りＲがそれぞれ形成されている。このため、これによっても、摩擦材１１２の偏摩耗を抑制することが可能である。また、ステアリングシャフト１３０が軸偏心しても、その軸偏心に各リップ１１１ｂ１が追従して変形するため、グリース溜りＲに封入されるグリースの流出を抑制することが可能であり、グリース流出による異音（擦れ音）発生を抑制することが可能である。
【００２６】
図８に示した第３実施形態においては、摩擦付与材１１２が断面Ｔ字形状すなわちガータースプリング１１３側の面積が他側（摩擦係合側）の面積より大きい断面形状にて形成されている。このため、この第３実施形態においては、ガータースプリング１１３による押圧力の一部を摩擦付与材１１２を介して各リップ１１１ｂ１に伝えることが可能であり、各リップ１１１ｂ１とステアリングシャフト１３０との接触を安定させることが可能である。また、摩擦付与材１１２とシール本体１１１におけるゴムシールリング１１１ｂとの接触面積を多くすることができて、摩擦付与材１１２とシール本体１１１の相対回転を抑制することが可能である。
【００２７】
図９に示した第３実施形態の変形実施形態においては、摩擦付与材１１２が断面台形形状すなわちガータースプリング１１３側の面積が他側（摩擦係合側）の面積より大きい断面形状にて形成されている。このため、この実施形態においても、上記した図８に示した第３実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００２８】
図１０〜図１２に示した第４実施形態においては、摩擦付与材１１２が周方向にて複数個、例えば、４個に分割されている。このため、この第４実施形態においては、当該密封装置の組付時に偏心したり外乱が入っても、また、当該密封装置の使用によって摩擦付与材１１２が摩耗した場合にも、摩擦付与材１１２がガータースプリング１１３により押されて的確に追従するため、摩擦付与材１１２とステアリングシャフト１３０との接触面圧が全周にわたって略均一に保たれる。
【００２９】
上記した各実施形態においては、本発明による密封装置を車両用のステアリング装置においてダストシールとして実施したものであるため、車両のステアリング装置における逆入力振動問題、例えば、フラッター、ハンドル振動、ハンドルとられ等の悪化を的確に抑えることが可能であり、車両における操縦安定性の向上を図ることが可能である。
【００３０】
本発明による密封装置は、ハウジングと回転軸との間の環状隙間を密封する必要があって、回転軸に必要十分な摩擦抵抗を与える必要がある部位であれば、適宜実施可能であり、車両用のステアリング装置以外にも上記した各実施形態と同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による密封装置の第１実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１に示した密封装置の要部拡大断面図である。
【図３】図１および図２に示した摩擦付与材の形状例を示す図である。
【図４】図１および図２に示した摩擦付与材に形成されている回り止め突起とシール本体に形成した凹部を示す断面図である。
【図５】第１実施形態の第１変形実施形態を示す要部断面図である。
【図６】第１実施形態の第２変形実施形態を示す要部断面図である。
【図７】本発明による密封装置の第２実施形態を示す要部縦断側面図である。
【図８】本発明による密封装置の第３実施形態を示す要部縦断側面図である。
【図９】第３実施形態の変形実施形態を示す要部断面図である。
【図１０】本発明による密封装置の第４実施形態を示す要部縦断側面図である。
【図１１】図１０に示した摩擦付与材の平面図である。
【図１２】図１０に示した摩擦付与材の側面図である。
【符号の説明】
１０…密封装置、１１…シール本体、１１ａ…補強金属リング、１１ｂ…ゴムシールリング、１１ｂ１…リップ、１２…摩擦付与材、１３…ガータースプリング、２０…ハウジング、２１…ハウジングの取付部、３０…ステアリングシャフト、Ａ…環状隙間、Ｒ…グリース溜り。

Claims (6)

1. ハウジングと回転軸との間の環状隙間を密封する密封装置であり、前記回転軸または前記ハウジングに摺動可能に接触する環状のリップを有して前記ハウジングまたは前記回転軸に一体的に組付けられる環状のシール本体と、このシール本体に一体的に組付けられ前記回転軸または前記ハウジングに摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与する耐摩耗性素材からなる環状の摩擦付与材を備えていることを特徴とする密封装置。
2. ハウジングと回転軸との間の環状隙間を密封する密封装置であり、前記回転軸または前記ハウジングに摺動可能に接触する環状のリップを有して前記ハウジングまたは前記回転軸に一体的に組付けられる環状のシール本体と、このシール本体に一体的に組付けられ前記回転軸または前記ハウジングに摺動可能に圧接して摩擦係合力を付与する環状の摩擦付与材と、この摩擦付与材に前記回転軸または前記ハウジングへの押圧力を付与するスプリングを備えていることを特徴とする密封装置。
3. 請求項２に記載の密封装置において、前記摩擦付与材の軸方向両側に前記リップをそれぞれ設けて、前記摩擦付与材と前記リップ間に環状のグリース溜りを形成したことを特徴とする密封装置。
4. 請求項２または３に記載の密封装置において、前記摩擦付与材は、前記スプリング側の面積が他側の面積より大きい断面形状にて形成されていることを特徴とする密封装置。
5. 請求項２〜４の何れか一つに記載の密封装置において、前記摩擦付与材は、周方向にて複数個に分割されていることを特徴とする密封装置。
6. 請求項１〜５の何れか一つに記載の密封装置において、前記回転軸は、車両用のステアリングシャフトであることを特徴とする密封装置。

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