JP2012197831A - 車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転軸のシール装置において、デフレクタ内に侵入した泥水の排出を促進し、泥水によるオイルシールの損傷を少なくして油漏れを減少させる。
【解決手段】 車両用動力伝達装置のハウジング１０の回転軸導出部１０ａに回転自在に支持された回転軸１１の先端部には回転部材１５が一体的に設けられ、回転軸導出部と回転部材の間にはオイルシール１７が設けられている。環状板部２０ａの外周縁に軸線方向に延びる外周フランジ部２０ｃを形成したデフレクタ２０は、回転部材に一体的に設けられて回転軸導出部の先端部とその外周部を隙間をおいて覆い、デフレクタの外周フランジ部には円周方向に距離をおいて、環状板部側からハウジング側に向かって延びる半径方向外向きに突出する複数の溝状の排出ポート２０ｃ１が形成されている。排出ポートは環状板部から離れるにつれて、深さが次第に大となるように傾斜している。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両に使用する動力伝達装置、特にそのような動力伝達装置における回転軸のシール装置の構造に関する。

このような車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置としては、例えば特開２００８−８９０７０号公報（特許文献１）に背景技術として開示されたものがある。この技術では、その図４に拡大して示すように、車両用変速機の出力軸の後部は、後部ケースの後端に形成した円筒状の出力軸導出部に軸受を介して回転自在に支持され、出力軸導出部と出力軸の先端部の間には、変速機ハウジング内の潤滑油の漏出を防ぐために、パッキン部と補強環部とガータスプリングよりなるオイルシールが設けられている。柔軟で耐油性のある弾性ゴムなどからなるパッキン部は、潤滑油が外部に漏出するのを防止するメインリップと、外部のダストなどからメインリップを保護するダストリップと、サイドリップを備えている。このような出力軸シール装置を備えた車両用変速機は、柔軟なゴムよりなるパッキン部がオイルシールの外面に露出されているので、車両走行時に生じる飛び石が当たって損傷を受けるおそれがある。そこで出力軸導出部の先端部と出力軸には、それぞれ環状板部とその外周及び内周に連続して形成された外フランジ部及び内フランジ部よりなる静止側及び回転側デフレクタを圧入固定し、各デフレクタの外フランジ部が互いに半径方向に隙間をおきかつ軸線方向に重なり合うよう配置して、両デフレクタの間の隙間よりも大きい飛び石がオイルシールのパッキン部に達することはないようにしている。この回転軸のシール装置では静止側及び回転側の２つのデフレクタを設けているが、静止側デフレクタを省略して回転側デフレクタだけとし、回転側デフレクタの環状板部と外フランジ部により出力軸導出部の先端部とその外周部を隙間をおいて覆うようにしたものもある。図３はこのような回転軸のシール装置の一例を示す。次にその構造の説明をする。

図３に示すように、車両用変速機（車両用動力伝達装置）のハウジング１０内に水平に配置された入力軸または出力軸などの回転軸１１は、ハウジング１０の側壁に形成された回転軸導出部１０ａに転がり軸受１２を介して同軸的に回転自在に支持されている。少なくとも一部が回転軸導出部１０ａから外部に突出する回転軸１１の一端部にはフランジ部材（回転部材）１５が同軸的に一体的に設けられ、このフランジ部材１５にはフランジ部１５ａと円筒状凹部１５ｂが形成されている。このフランジ部材１５は、そのボス部が回転軸１１の一端部にスプライン嵌合されて回転軸１１の段部に当接され、円筒状凹部１５ｂの底面は回転軸１１の先端の締付ねじ部１１ａにねじ込まれたナット１６の環状部１６ａの先端面により締め付けられ、ナット１６の薄肉部１６ｂを押し曲げて締付ねじ部１１ａの先端部の円周方向一部に形成した切欠き１１ａ１にかしめ込んで廻り止めすることにより、回転軸１１の先端部に一体的に固定される。回転軸導出部１０ａの先端部内周にはフランジ部材１５のボス部の外周との間をシールするオイルシール１７が設けられ、回転部材１５の円筒状凹部１５ｂの底面の内側部に形成された環状凹部１５ｃ内には、回転軸１１とフランジ部材１５のボス部内面の間をシールするＯリング１４が設けられている。回転部材１５のフランジ部１５ａには、駆動車輪に動力を伝達する推進軸２５などのフランジ部２５ａが、ボルト２６により同軸的に連結されている。

デフレクタ１は、鋼板を絞り加工により成形した板金製品であり、半径方向に延びる環状板部１ａと、その内周縁及び外周縁からそれぞれ軸線方向に延びる円筒状の内周フランジ部１ｂ及び外周フランジ部１ｃを備えており、外周フランジ部１ｃの先端縁はＵ字状に折り曲げられて補強部１ｃ１が形成されている。このデフレクタ１は、二重に重ねて折り曲げられた内周フランジ部１ｂが、ハウジング１０よりも多少外側となるフランジ部材１５のボス部の外周に圧入されて回転軸１１に同軸的に固定され、環状板部１ａ及び外周フランジ部１ｃにより回転軸導出部１０ａの先端部とその外周部外周を隙間をおいて覆い、オイルシール１７を飛び石などから保護するラビリンスＬを形成している。耐油性ゴムなどの柔軟弾性材を補強環により補強したオイルシール１７は、柔軟弾性材から内方に突出するメインリップ１７ａ及びダストリップ１７ｂの各先端部がフランジ部材１５のボス部の外周面に摺動自在に当接され、また同じ柔軟弾性材から軸線方向に突出するサイドリップ１７ｃの先端部がデフレクタ１の環状板部１ａの内面に摺動自在に当接されて、ハウジング１０の内部を外部からシールしている。

特開２００８−８９０７０号公報（段落〔０００２〕〜〔０００３〕、図４）

上述のような従来技術による車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置では、ハウジング１０の回転軸導出部１０ａとデフレクタ１の間に形成されるラビリンスＬによりラビリンスＬ内に飛び石や地面から巻き上げられた砂塵や飛散した泥水をある程度抑制することはできるが、ラビリンスＬ内への侵入を完全に防ぐことはできない。上述した従来技術では、一旦デフレクタ１内に侵入した泥水などは、回転するデフレクタ１の外周フランジ部１ｃの内周面に遠心力により押し付けられ、外周フランジ部１ｃの内周面に泥水がある程度蓄積されることで、押し出されるように外周部に排出される。しかし泥水が浸入し続けた場合は外周部への排出が間に合わず、ラビリンスＬ内に泥水が蓄積され、オイルシール１７のサイドリップ１７ｃ及びデフレクタ１の環状板部１ａの内面に異常摩耗が生じ、サイドリップ１７ｃの締め代が減少してシール性能が低下するので、泥水の浸入が生じるようになる。これによりサイドリップ１７ｃの内側に侵入した泥水は、次にダストリップ１７ｂ及びそれが当接されるボス部外周面を損傷してシール機能を低下させ、さらにこの泥水がメインリップ１７ａに達するとメインリップ１７ａ及びそれが当接されるボス部外周面を損傷して油漏れを生じるようになる。

本発明は、デフレクタ内に侵入した泥水の排出を促進し、これによりデフレクタの外周フランジ部の内周面に蓄積される泥水の量を少なくし、泥水による各シールリップ及びそれが当接される部材の損傷を少なくして油漏れを減少させることを目的とする。

このために、本発明による車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置は、円筒状の回転軸導出部を有する車両用動力伝達装置のハウジングと、このハウジングに回転軸導出部と同軸的に回転自在に支持されて先端部の少なくとも一部が回転軸導出部より外方に突出される回転軸と、この回転軸の先端部に一体的に同軸的に設けられた回転部材と、回転軸導出部の内周と回転部材の間に設けられたオイルシールと、環状板部とその外周縁から軸線方向に延びる外周フランジ部よりなり回転部材に一体的に同軸的に設けられて回転軸導出部の先端部とその外周部を隙間をおいて覆うデフレクタよりなる車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置において、デフレクタの外周フランジ部には円周方向に距離をおいて、環状板部側からハウジング側となる末端縁に向かって延び半径方向外向きに突出する複数の溝状の排出ポートを形成したことを特徴とするものである。

前項に記載の車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置において、溝状の排出ポートの底部は環状板部側からハウジング側に進むにつれて深さが次第に大となるように傾斜させることが好ましい。

前２項に記載の車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置は、溝状の排出ポートの断面形状をＶ形とすることが好ましい。

前３項に記載の車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置は、オイルシールから軸線方向に突出する柔軟弾性材よりなるサイドリップの先端縁をデフレクタの環状板部の内面に摺動自在に弾性的に押圧することが好ましい。

車両用動力伝達装置のハウジングに回転自在に支持された回転軸の先端部に回転部材を介して一体的に同軸的に設けられて回転するデフレクタの外周フランジ部の内周面に遠心力により押し付けられた泥水は、車輌の加減速などにより外周フランジ部の内周面を円周方向に移動される。請求項１の発明によれば、上述のように、デフレクタの外周フランジ部には円周方向に距離をおいて、環状板部側からハウジング側となる末端縁に向かって延び半径方向外向きに突出する複数の溝状の排出ポートを形成したので、デフレクタの外周フランジ部の内周面を円周方向に移動する泥水は排出ポート内に入って遠心力により排出ポートの底部に押し付けられ、外周フランジ部の内周面に戻ることはない。デフレクタの外周フランジ部に円周方向に距離をおいて形成された排出ポートの面積は外周フランジ部の内周面の面積よりは相当に小さく、従って排出ポート内に入ってその底部に押し付けられた泥水の水位は外周フランジ部の内周面に存在していた場合よりも相当に高くなるので、すぐにハウジング１０側となる排出ポートの末端縁から溢れ、飛沫となって半径方向に飛散されて排出されやすくなる。これにより泥水が浸入し続けた場合でもデフレクタの外周フランジ部の内面に蓄積される泥水の量が増大することはなくなり、そのような泥水によるオイルシールの各シールリップ及びそれが当接される部材の損傷は少なくなるので、油漏れを減少させることができる。

溝状の排出ポートの底部は環状板部側からハウジング側に進むにつれて深さが次第に大となるように傾斜させた請求項２の発明によれば、排出ポート内に入った泥水は、遠心力により排出ポートの傾斜した底面に沿って、ハウジング１０側となる排出ポートの末端縁側に積極的に送り出される。これにより排出ポート内に入った泥水の排出の効率が高まるので、オイルシールの各シールリップ及びそれが当接される部材の損傷は一層少なくなって、油漏れを一層減少させることができる。

溝状の排出ポートの断面形状をＶ形とした請求項３の発明によれば、排出ポートの底部の断面積が減少し、これにより排出ポート内に入った泥水の量が同じ場合の排出ポートの底部に貯まる泥水の水位が高くなるので、排出ポート内に入った泥水の排出の効率が高まる。これによりオイルシールの各シールリップ及びそれが当接される部材の損傷はさらに一層少なくなるので、油漏れをさらに一層減少させることができる。

オイルシールから軸線方向に突出する柔軟弾性材よりなるサイドリップの先端縁をデフレクタの環状板部の内面に摺動自在に弾性的に押圧するようにした請求項４の発明によれば、オイルシールのシールリップの数が増大するので、油漏れをさらに一層減少させることができる。

本発明による車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置の一実施形態の全体構造を示す縦断面図である。 図１に示す実施形態の要部であるデフレクタの右側より見た正面図である。 従来技術による車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置の一例の図１と同様な縦断面図である。

以下に、図１及び図２により、本発明による車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置の一実施形態の説明をする。この実施形態は、デフレクタ２０の構造を除き、前述した従来技術と実質的に同じであるので主としてデフレクタ２０の説明をし、それ以外の説明は省略する。

図１及び図２に示すように、デフレクタ２０は、前述した従来技術のデフレクタ１と同様、鋼板を絞り加工により成形した板金製品で、半径方向に延びる環状板部２０ａと、その内周縁及び外周縁から軸線方向で互いに逆向きに延びるそれぞれ円筒状の内周フランジ部２０ｂ及び外周フランジ部２０ｃを備えている。デフレクタ２０は、二重に重ねて折り曲げられてハウジング１０側とは逆向きに延びる内周フランジ部２０ｂが、ハウジング１０の回転軸導出部１０ａの先端部よりも多少外側となるフランジ部材（回転部材）１５のボス部の外周に圧入されて回転軸１１に同軸的に固定される。この取り付け状態では外周フランジ部２０ｃは環状板部２０ａの外周縁からハウジング１０側に向かって延び、環状板部２０ａと外周フランジ部２０ｃは回転軸導出部１０ａの先端部とその外周部を多少の隙間をおいて覆い、オイルシール１７と外部の間にラビリンスＬを形成している。

デフレクタ２０の外周フランジ部２０ｃには、円周方向に等角度間隔に距離をおいて、環状板部２０ａ側からハウジング１０側となる末端縁に向かって延び、半径方向外向きに突出する複数（４個）の溝状の排出ポート２０ｃ１が形成されている。各排出ポート２０ｃ１の断面形状はＶ形であり、その底部は環状板部２０ａ側からハウジング１０側に進むにつれて深さが次第に大となるよう傾斜され、ハウジング１０側となる末端縁はＶ形のまま解放されている。フランジ部材１５に対するデフレクタ２０の取り付けは、内周フランジ部２０ｂによる圧入に限らず、内周フランジ部２０ｂを省略し、フランジ部材１５の外周に形成した小フランジ部あるいは段部の端面に環状板部２０ａを当接してねじ止めあるいはかしめ止めにより取り付けるなど、任意である。またフランジ部材１５は、削り出しなどにより回転軸１１と一体形成してもよい。

耐油性ゴムなどの柔軟弾性材を金属の補強環により補強したオイルシール１７は、柔軟弾性材を内方に傾斜して突出させたメインリップ１７ａ及びダストリップ１７ｂの各先端部がフランジ部材１５のボス部の外周面に摺動自在に弾性的に押圧され、また同じ柔軟弾性材を外向きに傾斜して軸線方向に突出させたサイドリップ１７ｃの先端部はデフレクタ１の環状板部１ａの内面に摺動自在に弾性的に押圧されて、ハウジング１０の内部を外部からシールしている。

上述した実施形態では、自動車の走行状態において、ハウジング１０の回転軸導出部１０ａとデフレクタ２０の間に形成されるラビリンスＬ内に浸入した泥水などは、フランジ部材１５を介して回転軸１１と共に回転するデフレクタ２０の外周フランジ部２０ｃの内周面に遠心力により押し付けられ、デフレクタ２０の回転速度は車輌の加減速や変速などにより変動するので、外周フランジ部２０ｃの内周面を円周方向に移動する。この泥水はデフレクタ２０の外周フランジ部２０ｃに円周方向に距離をおいて形成された複数の溝状の排出ポート２０ｃ１内に入り、その底部を遠心力により深さが次第に大となる半径方向外向きに移動し、ハウジング１０側となる排出ポート２０ｃ１の末端縁から飛沫となって半径方向に飛散されて排出される。これにより、泥水が浸入し続けた場合でもデフレクタ２０の外周フランジ部２０ｃの内面に蓄積される泥水の量が増大することはなくなり、そのような泥水によるオイルシール１７のサイドリップ１７ｃ及びそれが当接されるデフレクタ２０の環状板部２０ａの内面の損傷はなくなり、さらにオイルシール１７のシールリップ１７ｂ，１７ａ及びそれらが当接されるフランジ部材１５のボス部の損傷も少なくなるので、油漏れを減少させることができる。

上述した実施形態では、排出ポート２０ｃ１の底部は環状板部２０ａ側からハウジング１０側に進むにつれて深さが次第に大となるよう傾斜されており、このようにすれば排出ポート２０ｃ１内に入った泥水は、遠心力により傾斜した底面に沿って、ハウジング１０側となる排出ポート２０ｃ１の末端縁側に積極的に送り出される。これにより排出ポート内に入った泥水の排出の効率が高まるので、オイルシールの各シールリップ及びそれが当接される部材の損傷は一層少なくなって、油漏れを一層減少させることができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、排出ポート２０ｃ１の底部を傾斜させないようにして実施することも可能である。その場合でも外周フランジ部２０ｃの内周面を円周方向に移動する泥水は排出ポート２０ｃ１内に入って遠心力によりその底部に押し付けられ、外周フランジ部２０ｃの内周面に戻ることはない。外周フランジ部２０ｃの内面側から見た排出ポート２０ｃ１の面積は外周フランジ部２０ｃの内周面の面積よりは相当に小さく、従ってＶ形断面形状の排出ポート２０ｃ１内に入ってその底部に押し付けられた泥水の水位は外周フランジ部２０ｃの内周面に存在していた場合よりも相当に高くなるので、排出ポート２０ｃ１の底部を傾斜させない場合でもハウジング１０側となる排出ポート２０ｃ１の末端縁から容易に溢れ、飛沫となって半径方向に飛散されて排出される。これによりデフレクタ２０の外周フランジ部２０ｃの内面に貯まる泥水の量は減少するので、排出ポート２０ｃ１の底部を傾斜させない場合でも泥水によるオイルシールの各シールリップ及びそれが当接される部材の損傷は相当少なくなるので、油漏れを減少させるという効果は得られる。

また上述した実施形態では、排出ポート２０ｃ１の断面形状をＶ形としており、このようにすれば排出ポート２０ｃ１の底部の幅従って断面積が減少し、これにより排出ポート２０ｃ１内に入った泥水の量が同じ場合の排出ポート２０ｃ１の底部に貯まるの水位が高くなるので、排出ポート２０ｃ１内に入った泥水の排出の効率が高まる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、排出ポート２０ｃ１の断面形状をＶ形以外の形状（例えばＵ形）とした場合でも、外周フランジ部２０ｃの内周面を円周方向に移動する泥水は排出ポート２０ｃ１内に入って外周フランジ部２０ｃの内周面に戻ることはない、内面から見た排出ポート２０ｃ１の面積は外周フランジ部２０ｃの内周面の面積よりは相当に小さく、従って排出ポート２０ｃ１内に入ってその底部に押し付けられた泥水の水位は外周フランジ部２０ｃの内周面に存在していた場合よりも相当に高くなるという作用に変わりはないので、程度の差はあるが泥水によるオイルシール及びそれが当接される部材の損傷が少なくなって、油漏れを減少させるという効果を得ることができる。

また上述した実施形態では、排出ポート２０ｃ１の数は９０度おきに４個としたが、排出ポート２０ｃ１の数を多くすればデフレクタ２０内に入った泥水の排出機能が増大すると共に、デフレクタ２０内に入る泥水の量も多少増大する。回転軸１１の平均的回転速度及びラビリンスＬの隙間などに応じて排出ポート２０ｃ１の数を増減することにより、各シールリップ１７ａ〜１７ｃに達する泥水の量が最少となるように、泥水の排出性能を調整することができる。

上述した実施形態では、オイルシール１７に軸線方向に突出するサイドリップ１７ｃを設け、このサイドリップ１７ｃの先端をデフレクタ２０の環状板部２０ａの内面に摺動自在に当接しており、このようにすればメインリップ１７ａの外側に設けるダストリップが二重になるので油漏れを一層減少させることができる。しかし本発明はこれに限られるものではなく、サイドリップ１７ｃを省略して実施してもよく、使用環境によってはそれで充分に目的を達成することができる。本発明は、車両用エンジン、変速機、トランスファなどの入出力軸のハウジングから外部に突出される部分に適用可能である。

１０…ハウジング、１０ａ…回転軸導出部、１１…回転軸、１５…回転部材（フランジ部材）、１７…オイルシール、１７ｃ…サイドリップ、２０…デフレクタ、２０ａ…環状板部、２０ｃ…外周フランジ部、２０ｃ１…排出ポート。

Claims (4)

1. 円筒状の回転軸導出部を有する車両用動力伝達装置のハウジングと、このハウジングに前記回転軸導出部と同軸的に回転自在に支持されて先端部の少なくとも一部が前記回転軸導出部より外方に突出される回転軸と、この回転軸の先端部に一体的に同軸的に設けられた回転部材と、前記回転軸導出部の内周と回転部材の間に設けられたオイルシールと、環状板部とその外周縁から軸線方向に延びる外周フランジ部よりなり前記回転部材に一体的に同軸的に設けられて前記回転軸導出部の先端部とその外周部を隙間をおいて覆うデフレクタよりなる車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置において、
   前記デフレクタの外周フランジ部には円周方向に距離をおいて、前記環状板部側から前記ハウジング側となる末端縁に向かって延び半径方向外向きに突出する複数の溝状の排出ポートを形成したことを特徴とする車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置。
2. 請求項１に記載の車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置において、前記溝状の排出ポートの底部は前記環状板部側から前記ハウジング側に進むにつれて深さが次第に大となるように傾斜させたことを特徴とする車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置において、前記溝状の排出ポートの断面形状をＶ形としたことを特徴とする車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置において、前記オイルシールから軸線方向に突出する柔軟弾性材よりなるサイドリップの先端縁を前記デフレクタの環状板部の内面に摺動自在に弾性的に押圧したことを特徴とする車両用動力伝達装置における回転軸のシール装置。

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