JP2015048904A

JP2015048904A - 密封装置

Info

Publication number: JP2015048904A
Application number: JP2013181276A
Authority: JP
Inventors: 森　達也; Tatsuya Mori; 達也森
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2015-03-16

Abstract

【課題】補助リップと軸表面との間にグリースを安定的に保持することを可能とする密封装置を提供する。【解決手段】相対的に回転する軸２００とハウジング３００との間の環状隙間を封止する密封装置１００であって、軸２００の表面に対して摺動自在なメインリップ２２と、軸２００の表面に対して摺動自在に設けられ、かつメインリップ２２に対して大気側（Ａ）に隣接するように設けられる補助リップ２３と、を備え、メインリップ２２と補助リップ２３との間の空間内にグリースＧが充填される密封装置１００において、メインリップ２２の先端は、周方向に対して真っ直ぐに伸びるように構成されると共に、補助リップ２３の先端は、周方向に対して波状に伸びるように構成されることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置に関する。

自動車のパワーステアリングにおけるピニオンシャフト部分においては、回転かつ揺動する軸と、ハウジングとの間の環状隙間を封止するために密封装置が設けられている（特許文献１及び２参照）。図５を参照して、従来例に係る密封装置について説明する。図５は従来例に係る密封装置の一部破断断面図である。

図示のように、従来例に係る密封装置５００は、補強環５１０と、補強環５１０に一体成形されるゴム状弾性体製のシール部５２０とを備えている。そして、シール部５２０は、潤滑油などが密封されている領域側に設けられるメインリップ５２１と、メインリップ５２１に対して密封領域とは反対側に隣接するように設けられる補助リップ５２２と、大気側に設けられるダストリップ５２３とを備えている。メインリップ５２１と補助リップ５２２との間の空間内には、潤滑性を高めるためにグリースが充填される。

そして、この従来例に係る密封装置５００においては、密封領域が高圧になった際に補助リップ５２２全体が軸表面に密着してしまったり、グリースが不足してしまったりした場合に、異音の発生を抑制するために、補助リップ５２２の表面には複数の微小な穴５２２ａが設けられている。これにより、補助リップ５２２の表面にグリースを保持する機能が発揮されるため、異音の発生を抑制することができる。

しかしながら、補助リップ５２２の表面は摺動により摩耗するため、穴５２２ａの深さは、経時的に浅くなっていく。そのため、グリースを保持する機能は経時的に損なわれる。また、複数の微小な穴５２２ａを形成するためには、シール部５２０を成形する金型表面に複数の微小な突起を設ける必要があり、これら複数の微小な突起を管理しなければならない問題もある。更に、複数の微小な穴５２２ａによって、グリースを保持する機能が発揮されるものの、補助リップ５２２と軸表面との間にグリースを均等に拡げる機能が発揮される訳ではなく、グリースが不足する箇所が点在してしまうこともある。

特開２００２−１３９１５６号公報特開２００２−２２０２８号公報特開昭４８−７３６４２号公報

本発明の目的は、補助リップと軸表面との間にグリースを安定的に保持することを可能とする密封装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の密封装置は、
相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置であって、
前記軸表面に対して摺動自在なメインリップと、
前記軸表面に対して摺動自在に設けられ、かつ前記メインリップに対して密封領域とは反対側に隣接するように設けられる補助リップと、
を備え、前記メインリップと補助リップとの間の空間内にグリースが充填される密封装置において、
前記メインリップの先端は、周方向に対して真っ直ぐに伸びるように構成されると共に、前記補助リップの先端は、周方向に対して波状に伸びるように構成されることを特徴とする。

本発明によれば、補助リップの先端は、周方向に対して波状に伸びるように構成されるため、補助リップと軸表面との摺動時に、補助リップ先端によって、グリースが周方向に引き伸ばされる。これにより、補助リップと軸表面との摺動部分にグリースを均一的に存在させることができる。また、メインリップの先端は、周方向に対して真っ直ぐに伸びるように構成されるため、メインリップの先端付近でグリースと密封対象流体が混ざり合ってしまうことは抑制される。従って、グリースが密封領域側に漏れてしまうことを抑制できる。

以上説明したように、本発明によれば、補助リップと軸表面との間にグリースを安定的に保持させることができる。

図１は本発明の実施例に係る密封装置の一部破断断面図である。図２は本発明の実施例に係る密封装置の使用時の様子を示す模式的断面図である。図３は軸表面に対するメインリップ及び補助リップの接触位置を説明する説明図である。図４は本実施例に係る密封装置における補助リップによるグリースを引き伸ばすメカニズムを説明する説明図である。図５は従来例に係る密封装置の一部破断断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、以下に説明する実施例においては、密封装置が、自動車のパワーステアリングにおけるピニオンシャフト部分において、回転かつ揺動する軸（ピニオンシャフト）と、ハウジングとの間の環状隙間を封止するオイルシールとして用いられる場合を例にして説明する。ただし、本発明に係る密封装置は、そのような用途に限らず、各種装置において、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する部位に好適に用いることができる。なお、密封領域内に密封される密封対象となる流体は、潤滑油などの各種油である。

（実施例）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例に係る密封装置について説明する。

＜密封装置の構成＞
特に、図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係る密封装置の構成について説明する。図１は本発明の実施例に係る密封装置の一部破断断面図である。図２は本発明の実施例に係る密封装置の使用時の様子を示す模式的断面図である。本実施例に係る密封装置１
００は、回転かつ揺動する軸２００と、軸２００が挿通される軸孔を有するハウジング３００との間の環状隙間を封止するために用いられる。

密封装置１００は、金属製の補強環１０と、補強環１０に一体成形されるゴム状弾性体製のシール部２０とから構成される。補強環１０は、円環状部１１と、内向きフランジ部１２とを有する断面が略Ｌ字形状の環状の部材である。シール部２０は、外周シール部２１と、メインリップ２２と、補助リップ２３と、ダストリップ２４とを備えている。また、メインリップ２２の外周面側には、メインリップ２２の先端を軸２００の表面に押し付けるためのガータスプリング３０が装着されている。

外周シール部２１は、ハウジング３００の軸孔内周面に密着するように構成されている。メインリップ２２は、軸２００の外周面に対して摺動自在に設けられている。また、このメインリップ２２は、密封領域側（Ｏ）に設けられている。このメインリップ２２によって、密封対象流体が密封領域（Ｏ）から密封領域（Ｏ）とは反対側（大気側（Ａ））に漏れてしまうことを抑制している。補助リップ２３は、軸２００の外周面に対して摺動自在に設けられている。また、この補助リップ２３は、メインリップ２２に対して大気側（Ａ）に隣接するように設けられている。この補助リップ２３は、メインリップ２２の変形を抑制するために設けられている。ダストリップ２４は、軸２００の外周面に対して摺動自在に設けられている。このダストリップ２４は、大気側（Ａ）に設けられている。このダストリップ２４によって、大気側（Ａ）から埃などの異物が密封領域（Ｏ）内に侵入することを抑制している。

図２に示すように、メインリップ２２と補助リップ２３との間の空間内には、グリースＧが充填される。グリースＧは、メインリップ２２及び補助リップ２３と軸２００の表面との間の摺動性を高めるために設けられている。このグリースＧは、密封領域（Ｏ）に密封される密封対象流体に要求される特性とは異なっている。従って、密封対象流体がメインリップ２２と補助リップ２３との間の空間内に浸入したり、グリースＧが密封領域（Ｏ）に漏れたりすると、品質が低下してしまう。

＜メインリップと補助リップの先端形状の詳細＞
特に、図１及び図３を参照して、メインリップ２２と補助リップ２３の先端形状について、より詳細に説明する。図３は軸表面に対するメインリップ２２及び補助リップ２３の接触位置を説明する説明図である。図３においては、軸表面に対して、メインリップ２２の先端が接触する接触位置（接触ライン２２ａ）と、補助リップ２３の先端が接触する接触位置（接触ライン２３ａ）を平面的に示している。

メインリップ２２は、密封領域側（Ｏ）に向かって拡径する傾斜面と、大気側（Ａ）に向かって拡径する傾斜面とを有している。そして、これらの傾斜面の交わりによって、メインリップ２２の先端はエッジ形状となっている。また、本実施例においては、密封領域側（Ｏ）の傾斜面の傾斜角度の方が、大気側（Ａ）の傾斜面の傾斜角度よりも大きく設定されている。これにより、軸２００が搖動することで、メインリップ２２の先端と軸２００の表面とが相対的に往復移動する際に、密封対象流体を密封領域側（Ｏ）に戻す機能が発揮される。そして、図３中の接触ライン２２ａから明らかなように、メインリップ２２の先端は、周方向に対して真っ直ぐに伸びるように構成されている。

補助リップ２３も、密封領域側（Ｏ）に向かって拡径する傾斜面と、大気側（Ａ）に向かって拡径する傾斜面とを有している。そして、これらの傾斜面の交わりによって、補助リップ２３の先端もエッジ形状となっている。また、補助リップ２３においても、回転および搖動時のグリース保持性の観点から、密封領域側（Ｏ）の傾斜面の傾斜角度の方が、大気側（Ａ）の傾斜面の傾斜角度よりも大きく設定されている。そして、図３中の接触ラ
イン２３ａから明らかなように、補助リップ２３の先端は、周方向に対して波状に伸びるように構成されている。

＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
以上のように構成された本実施例に係る密封装置１００によれば、補助リップ２３の先端は、周方向に対して波状に伸びるように構成されている。そのため、補助リップ２３と軸２００の表面との摺動時に、補助リップ２３の先端によって、グリースＧが周方向に引き伸ばされる。この点について、図４を参照して、より詳細に説明する。図４は本実施例に係る密封装置１００における補助リップ２３によるグリースＧを引き伸ばすメカニズムを説明する説明図である。なお、図４は、図３中のＡＡ部分の模式的断面図に相当する。

グリースＧは、上記の通り、メインリップ２２と補助リップ２３との間の空間内に充填されている。そして、補助リップ２３の先端と軸２００の表面とが相対的に回転する際においては、グリースＧに対して、補助リップ２３に対する軸２００の回転方向に向かう力が作用する。図４中の矢印Ｒは、補助リップ２３に対する軸２００の回転方向を示している。従って、グリースＧには、図中、矢印Ｘ方向に向かう力が作用する。これにより、補助リップ２３の先端にグリースＧが流れ込んでいく。

以上により、補助リップ２３と軸２００の表面との摺動部分にグリースＧを均一的に存在させることができる。

また、メインリップ２２の先端は、周方向に対して真っ直ぐに伸びるように構成されるため、メインリップ２２の先端付近でグリースＧと密封対象流体が混ざり合ってしまうことは抑制される。従って、グリースＧが密封領域側に漏れてしまうことを抑制できる。

以上のように、本実施例に係る密封装置１００によれば、補助リップ２３と軸２００の表面との間にグリースＧを安定的に保持させることができる。

１００密封装置
１０補強環
１１円環状部
１２内向きフランジ部
２０シール部
２１外周シール部
２２メインリップ
２２ａ接触ライン
２３補助リップ
２３ａ接触ライン
２４ダストリップ
３０ガータスプリング
２００軸
３００ハウジング

Claims

相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置であって、
前記軸表面に対して摺動自在なメインリップと、
前記軸表面に対して摺動自在に設けられ、かつ前記メインリップに対して密封領域とは反対側に隣接するように設けられる補助リップと、
を備え、前記メインリップと補助リップとの間の空間内にグリースが充填される密封装置において、
前記メインリップの先端は、周方向に対して真っ直ぐに伸びるように構成されると共に、前記補助リップの先端は、周方向に対して波状に伸びるように構成されることを特徴とする密封装置。