JP2016014417A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトの挿入の際に、ダストリップが内側に捲れてしまうことや、ダストリップが破損してしまうことを防止することができる密封装置を提供する。
【解決手段】密封装置１は、環状の弾性体から成る本体２と、環状の金属から成る補強環３とを備え、本体２は、被取付部の開口に内嵌される取付部４と、本体２に挿通されるシャフトの外周面に摺動可能に密接するシール部５とを備える。シール部５は、軸線ｘに沿って内側方向に延びるシールリップ部５１を備え、第１のダストリップ６と、第２のダストリップ７とを備える。第１のダストリップ６は外側に設けられており、第２のダストリップ７は内側に設けられている。第１のダストリップ６の内径Ｄ１はシャフトの外径よりも大きく設定されており、第２のダストリップ７の内径Ｄ２はシャフトの外径よりも小さく設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封装置に関し、特に、回動するシャフトに使用される、デフレクタの機能を有する密封装置に関する。

従来から、自動車等の車両のデファレンシャル（差動装置）や、ホイールハブにおいてケーシングとドライブシャフトとの間を密封するために密封装置が使用されている。図４は、この種の従来の密封装置の構造を示すための断面図である。

図４に示すように、従来の密封装置１００は、デファレンシャルやホイールハブのケーシング１０１の軸孔１０２と、ドライブシャフト１０３との間の環状の間隙１０４に配設されており、この間隙１０４を密封している。密封装置１００は、軸線を中心とする環状の形状を呈しており、環状の補強環１０５と、補強環１０５を覆うように一体に形成されたゴム材から成る本体１０６とを備える。本体１０６は、外周側に取付部１０７と内周側にシール部１０８とを有している。密封装置１００は、取付部１０７が軸孔１０２内に嵌合されて、ケーシング１０１に取り付けられている。取付部１０７の外周面１０７ａは、軸孔１０２の周面に密着している。また、シール部１０８は、ドライブシャフト１０３の周面に液密に当接するシールリップ部１０９を備える。本体１０６は、軸線を中心とするラッパ状のデフレクタ部１１０を備える。デフレクタ部１１０は、シールリップ部１０９とドライブシャフト１０３との当接部に石等の異物が入り込むことを防止する。

また、シール部１０８には、外側の端部にダストリップ１１１が設けられている。この種の従来の密封装置１００には、２つのダストリップが設けられているものがある。２つのダストリップ１１１は、同一の形状・サイズを有しており、軸線に向かう方向に同じ長さを有しており（内径が同じであり）、取付状態においてドライブシャフト１０３に接触するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

米国特許出願公開第２０１３／０２５６９９５号明細書

しかしながら、従来の密封装置１００においては、組み立て時において、ドライブシャフト１０３の挿入の際に、ダストリップ１１１にドライブシャフト１０３の先端角部が当たり、ダストリップ１１１が内側に捲れてしまう場合や、ダストリップ１１１が破損してしまう場合があった（図５参照）。

上記課題を解決するために、本発明の目的は、シャフトの挿入の際に、ダストリップが内側に捲れてしまうことや、ダストリップが破損してしまうことを防止することができる密封装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、弾性体から成る本体を備え、該本体は、被取付部の開口に内嵌される、軸線を中心とする環状の取付部と、前記被取付部の開口に挿通されるシャフトの外周面に摺動可能に密接するシール部と、密封対象物側とは反対の側に向かって延びる前記軸線を中心とする環状のデフレクタ部とを備え、前記シール部は、前記軸線を中心とする環状のシールリップを備える密封装置において、前記シール部は、前記軸線に向かって延設された前記軸線を中心とする環状の、第１のダストリップと第２のダストリップとを備え、前記第１のダストリップは、該第１のダストリップの先端部の内径が前記シャフトの外径よりも大きく、前記第２のダストリップは、該第２のダストリップの先端部の内径が前記シャフトの外径よりも小さく、前記第１のダストリップは、前記第２のダストリップに対して前記密封対象物側とは反対の側に設けられていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記第１のダストリップは、前記軸線に沿う面による断面の厚さが、前記第２のダストリップの前記面による断面の厚さよりも大きい。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記第１のダストリップは、前記密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて縮径する円錐筒状である。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記第２のダストリップは、前記密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて縮径する円錐筒状である。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記第１のダストリップと前記第２のダストリップとは、互いに平行に延びている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記デフレクタは、前記密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて拡径する円錐筒状である。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記シールリップは前記軸線に向かって凸の突条体を有する。

本発明に係る密封装置によれば、密封対象物側とは反対の側に設けられている第１のダストリップの先端部の内径がシャフトの外径よりも大きいので、シャフトの挿入の際に、第１のダストリップをシャフトのガイドとして機能させることができる。このため、シャフトの挿入の際に、密封対象物側に設けられている第２のダストリップが内側に捲れてしまうことや、ダストリップが破損してしまうことを防止することができる。また、第１のダストリップとシャフトとの間に空間が形成されて、ラビリンスシールを形成することができる。

本発明に係る密封装置によれば、第１のダストリップの軸線に沿う面による断面の厚さが、第２のダストリップの前記面による断面の厚さよりも大きいので、シャフトの挿入の際に、シャフトが第１のダストリップに当接しても、第１のダストリップが内側に捲れてしまうことや、ダストリップが破損してしまうことを防止することができる。

本発明に係る密封装置によれば、第１のダストリップは、密封対象物側とは反対の側に向かうにつれて縮径する円錐筒状であるので、異物の浸入をより効果的に防止することができる。

本発明に係る密封装置によれば、第２のダストリップは、密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて縮径する円錐筒状であるので、異物の浸入をより効果的に防止することができる。

本発明に係る密封装置によれば、第１のダストリップと第２のダストリップとは互いに平行に延びているので、第１のダストリップのガイドとしての機能をより向上させることができ、第２のダストリップが内側に捲れてしまうことや、ダストリップが破損してしまうことをより効果的に防止することができる。

本発明に係る密封装置によれば、デフレクタは密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて拡径する円錐筒状であるので、石等の異物の浸入をより効果的に防止することができる。

本発明に係る密封装置によれば、シールリップは軸線に向かって凸の突条体を有するので、密封装置とシャフトとの間を密封することができる。

本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す、密封装置の軸線に沿った断面における断面図である。 車両おいて組み付けられた状態の図１の密封装置の様子を概略的に示すための部分断面図である。 図１の密封装置の車両への組み付け時において、ドライブシャフトを挿入する際の様子を示すための概略図である。 従来の密封装置の構造を示すための断面図である。 図４の密封装置にドライブシャフトを挿入する様子を示すための図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す、密封装置の軸線に沿った断面における断面図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る密封装置１は、軸線ｘを中心とする環状の弾性体から成る本体２と、軸線ｘを中心とする環状の金属から成る補強環３とを備える。本体２の弾性体としては、例えば、各種ゴム材があり、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。補強環３の金属としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。

本体２は、ケーシングやハウジング等の被取付部の開口に内嵌される取付部４と、本体２に挿通されるシャフトの外周面に摺動可能に密接するシール部５とを備える。

取付部４は、本体２において外周側にある、軸線ｘを中心とする円筒状の環状の部分である。取付部４の外周側の周面である外周面４１は、図示しない被取付部の開口の寸法に応じた厚さ（径方向寸法）を有する締め代部４２に基づいて画定されている。ここで、説明の便宜上、外側とは、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１参照）方向とし、内側とは、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１参照）方向とする。つまり、内側とは、使用状態において、潤滑オイル等の密封対象物が存在する領域に面する方向であり、外側とは、密封対象物が存在しない若しくは密封対象物を存在させないようにする領域に面する方向（密封対象物とは反対の側）である。また、軸線ｘに垂直な方向において、軸線ｘから離れる方向（図１の矢印ｃ方向）を外周側と、軸線ｘに近づく方向（図１の矢印ｄ方向）を内周側とする。

シール部５は、本体２において内周側にある、軸線ｘを中心とする円筒状の環状の部分であり、軸線ｘに沿って内側方向に延びるシールリップ部５１を備える。シール部５は、後述するように、シールリップ部５１において、その内周面が内側に向かうにつれて縮径されている。

シールリップ部５１は、その内周側において内側の部分に、リップ先端部５２を備える。リップ先端部５２は、図１に示すように、軸線ｘを含む断面（以下、単に断面ともいう）における形状が、内周方向に凸のくさび形状であり、軸線ｘを中心とする環状の突条体である。リップ先端部５２は、その内周側先端部において、図示しないシャフトの外周面に液密に当接して、密封装置１とシャフトとの間をこの当接部において密封する。

また、シールリップ部５１は、リップ先端部５２に対向する外周側の面に環状の凹部５３を備え、この凹部５３には、密封装置１が備える環状のばね５４が収容されており、リップ先端部５４を内周方向に付勢している。

また、図１に示すように、本体２は、取付部４とシール部５との間を接続する、軸線ｘを中心とする中空円板状の接続部２１と、接続部２１の外側の面である外側面２１ａから外側に向かって延設された、軸線ｘを中心とする環状のデフレクタ部２２とを備える。より具体的には、デフレクタ部２２は、軸線ｘ方向において外側に向かうに連れて拡径する円錐筒状の形状を有している。デフレクタ部２２は、車両等に組付けられた状態において、リップ先端部５２と図示しないシャフトとの当接部に石等の異物が入り込むことを防止する。接続部２１は、取付部４の外側端部とシール部５の外側端部とを接続している。なお、デフレクタ部２２の形状は他の形状であってもよい。例えば、デフレクタ部２２は、円筒状の形状を有していてもよい。デフレクタ部２２が外側に向かうに連れて拡径する円錐筒状である場合、石等の異物の浸入をより効果的に防止することができる。

補強環３は、本体２に覆われて、本体２と一体になっており、本体２を補強している。補強環３の断面は、略Ｌ字状であり、本体２の断面形状に対応した断面形状を有している。具体的には、補強環３の断面形状は、取付部４及び接続部２１の断面形状に対応しており、取付部４や、取付部４と接続部２１との間の接続部分、並びに接続部２１とシール部５との間の接続部分を補強している。なお、補強環３は、本体２を補強できる構造であれば、一部分が本体２によって覆われていても、全体が本体２によって覆われていてもよい。

補強環３は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、本体２は成形型を用いて加硫成形によって成形される。この加硫成形の際に、補強環３は成形型の中に配置されており、補強環３と本体２とが一体的に成形される。

また、本体２のシール部５は、図１に示すように、第１のダストリップ６と、第２のダストリップ７との２つのダストリップを備えている。第１のダストリップ６及び第２のダストリップ７は、シール部５の外側端部に延設されている。第１及び第２のダストリップダスト６，７は、異物がシールリップ部５１とシャフト（図示せず）との当接部に進入することを防止する。

第１のダストリップ６は、シール部５の外側端部において、外側に設けられており、軸線ｘに向かって延びている、軸線ｘを中心とする環状の部材である。より具体的には、第１のダストリップ６は、軸線ｘ方向において外側に向かうにつれて縮径する円錐筒状の形状を呈している。第１のダストリップ６は、図１に示すように、軸線ｘを含む面における断面において、その延び方向とは直交する方向の寸法である厚さが厚さＴ１である。また、第１のダストリップ６の内周側の先端部である先端部６ａの直径（内径）は、図１に示すように、内径Ｄ１となっている。

第２のダストリップ７は、シール部５の外側端部において、内側に設けられており、軸線ｘに向かって延びている、軸線ｘを中心とする環状の部材である。より具体的には、第２のダストリップ７は、第１のダストリップ６よりも内側に設けられており、軸線ｘ方向において外側に向かうにつれて縮径する円錐筒状の形状を呈している。第２のダストリップ７は、図１に示すように、軸線ｘを含む面における断面において、その延び方向とは直交する方向の寸法である厚さが厚さＴ２である。また、第２のダストリップ７の内周側の先端部である先端部７ａの直径（内径）は、図１に示すように、内径Ｄ２となっている。

第１のダストリップ６の厚さＴ１は、第２のダストリップ７の厚さＴ２よりも大きく（厚く）なっている（Ｔ１＞Ｔ２）。つまり、第１のダストリップ６は、第２のダストリップ７よりも変形し難くなっている。

また、第１のダストリップ６の内径Ｄ１は、第２のダストリップ７の内径Ｄ２よりも大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。さらに、後述するように、第１のダストリップ６の内径Ｄ１は、密封装置１に挿入されるシャフトの外径よりも大きく設定されており、第２のダストリップ７の内径Ｄ２は、密封装置１に挿入される上記シャフトの外径よりも小さく設定されている。

図１に示すように、本実施の形態においては、第１のダストリップ６と第２のダストリップ７とは、互いに平行に延びている。しかしながら、第１のダストリップ６と第２のダストリップ７とは、互いに平行でなくてもよい。

次いで、上記本発明の実施の形態に係る密封装置１の使用状態について説明する。本説明においては、密封装置１は、自動車等の車両のデファレンシャルのドライブシャフトに適用されているものとする。より具体的には、密封装置１は、デファレンシャルのケーシングとこのケーシング内に挿通されたドライブシャフトとの間の間隙に、この間隙を密封するために配設されているものとする。

図２は、車両おいて組み付けられた状態の密封装置１の様子を概略的に示すための部分断面図である。

図２に示すように、被取付部としての、デファレンシャルのケーシング８１は、円筒状の開口としての軸孔８２を備え、また、この軸孔８２にはドライブシャフト８３が挿通されている。軸孔８２の内周の面である内周面８４と、ドライブシャフト８３の表面である外周面８５との間の間隙８６には、この間隙８６を密封するために密封装置１が取り付けられている。

具体的には、密封装置１は、取付部４がハウジング８１の軸孔８２に内嵌されてハウジング８１に取り付けられている。より具体的には、取付部４の外周面４１が軸孔８２の内周面８４に密接して、補強環３と軸孔８２の内周面８４との間において、取付部４の締め代部４２が圧縮されて、密封装置１はハウジング８１に嵌合されて強固に固定されている。また、ドライブシャフト８３は、シールリップ部５１に挿通されており、シールリップ部５１のリップ先端５２が、ドライブシャフト８３の外周面８５に液密に当接している。この取付部４による嵌合と、リップ先端５２の当接により、間隙８６は密封されている。

上述のように、第１のダストリップ６の内径Ｄ１は、ドライブシャフト８３の外径ＤＳよりも大きくなっている（Ｄ１＞ＤＳ）。このため、第１のダストリップ６の先端部６ａとドライブシャフト８３の外周面８５との間には、環状の間隙が形成されており、この間隙によってラビリンスシール６１が形成されている。なお、第１のダストリップ６の先端部６ａとドライブシャフト８３の外周面８５との間の間隙は、軸線ｘに直交する方向において所定の幅を有している。

また、第２のダストリップ７の内径Ｄ２は、ドライブシャフト８３の外径ＤＳよりも小さくなっている（Ｄ２＜ＤＳ）。このため、第２のダストリップ７の先端部７ａはドライブシャフト８３の外周面８５に当接しており、第２のダストリップ７は、ドライブシャフト８３に対して、所定量の締め代を持つ摺動シールとなっている。この締め代の量は、使用状況等に応じて適宜設定される。また、第２のダストリップ７の厚さＴ２は、上記締め代の量や所望する第２のダストリップ７の追従性等を考慮して適宜設定される。

図３は、密封装置１の車両への組み付け時において、ドライブシャフト８３を挿入する際の様子を示すための概略図である。

上述のように、第１のダストリップ６の内径Ｄ１は、ドライブシャフト８３の外径ＤＳよりも大きくなっているので、図３に示すように、ドライブシャフト８３の密封装置１への挿入時において、第１のダストリップ６の先端部６ａに外側からぶつかることなくドライブシャフト８３は第１のダストリップ６を挿通可能である。また、ドライブシャフト８３が第１のダストリップ６を挿通する際に、第１のダストリップ６の先端部６ａは、ドライブシャフト８３の外周面８５に接触して、ドライブシャフト８３の挿入のためのガイドとして機能する。このため、ドライブシャフト８３を第２のダストリップ７に挿通させる際に、ドライブシャフト８３の先端の角部である先端角部８７が、第２のダストリップ７の締め代の領域を大きく超えて第２のダストリップ７に接触することはない。つまり、ドライブシャフト８３の密封装置１への挿通に際して、第１のダストリップ６が、ドライブシャフト８３の挿入のためのガイドとして働くので、ドライブシャフト８３の先端角部８７が、第２のダストリップ７を内側に捲って、または、第２のダストリップ７を破損させて、第２のダストリップ７に挿入されることが防止される。

また、第１のダストリップ６の厚さＴ１は上述のように厚くなっているので、ドライブシャフト８３の挿入の際に、ドライブシャフト８３が第１のダストリップ６に外側からぶつかったとしても、第１のダストリップ６は内側に捲れることはなく、また、容易に破損することはない。

なお、上述の第１のダストリップ６の先端部６ａとドライブシャフト８３の外周面８５との間の間隙の所定の幅は、第１のダストリップ６が上記ガイドとして効果的に機能するように適宜設定されている。

上述のように、本発明の実施の形態に係る密封装置１によれば、シール部５の外側端部において、外側に設けられている第１のダストリップ６の先端部６ａの内径Ｄ１はドライブシャフト８３の外径ＤＳよりも大きいので、ドライブシャフト８３の挿入の際に、第１のダストリップ６をドライブシャフト８３の挿入ガイドとして機能させることができる。このため、ドライブシャフト８３の挿入の際に、第１のダストリップ６より内側に設けられている第２のダストリップ７が内側に捲れてしまうことや、破損してしまうことを防止することができる。

また、第１のダストリップ６とドライブシャフト８３との間に空間が形成されて、ラビリンスシール６１を形成することができる。このため、第１のダストリップ６に挿入ガイドとしての機能を持たせつつ、シールとしての機能を維持させることができる。

また、第１のダストリップ６の厚さＴ１は、第２のダストリップ７の厚さＴ２よりも大きい（厚い）ので、ドライブシャフト８３の挿入の際に、ドライブシャフト８３が第１のダストリップ６に当接しても、第１のダストリップ６が内側に捲れてしまうことや、破損してしまうことを防止することができる。また、第１のダストリップ６の厚さＴ１が厚いので、第１のダストリップ６の強度を高めることができ、挿入ガイドとして機能しているときに第１のダストリップ６が容易に変形することがない。このため、第１のダストリップ６の挿入ガイドとしての機能をより向上させることができる。

また、第１，２のダストリップ６，７は、外側に向かうにつれて縮径する円錐筒状であるので、異物の浸入をより効果的に防止することができる。

また、第１のダストリップ６と第２のダストリップ７とが互いに平行に延びている場合、第１のダストリップ６の挿入ガイドとしての機能をより向上させることができる。このため、第２のダストリップ７が内側に捲れてしまうことや破損してしまうことをより効果的に防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。具体的には、取付部４やシール部５、補強環３の形状は上述の形状に限るものではない。

また、本実施の形態に係る密封装置１は、デファレンシャルのケーシングとこのケーシングの開口に挿通されたドライブシャフトとの間の間隙に適用されるものとしたが、本発明に係る密封装置の適用対象はこれに限られるものではない。例えば、本発明に係る密封装置は、車両のホイールハブにおいてケーシングとこのケーシングの開口に挿通されたドライブシャフトとの間の間隙に適用することもでき、本発明の奏する効果を利用し得るすべての構成に対して、本発明は適用可能である。

１，１００ 密封装置
２，１０６ 本体
３，１０５ 補強環
４，１０７ 取付部
５，１０８ シール部
６ 第１のダストリップ
６ａ 先端部
７ 第２のダストリップ
２１ 接続部
２１ａ 外側面
２２，１１０ デフレクタ部
４１，１０７ａ 外周面
４２ 締め代部
５１，１０９ シールリップ部
５２ リップ先端部
５３ 凹部
５４ ばね
８１，１０１ ケーシング
８２，１０２ 軸孔
８３，１０３ ドライブシャフト
８４ 内周面
８５ 外周面
８６，１０４ 間隙
８７ 先端角部
１１１ ダストリップ
Ｄ１，Ｄ２ 内径
ＤＳ 外径
Ｔ１，Ｔ２ 厚さ
ｘ 軸線

Claims (7)

1. 弾性体から成る本体を備え、該本体は、被取付部の開口に内嵌される、軸線を中心とする環状の取付部と、前記被取付部の開口に挿通されるシャフトの外周面に摺動可能に密接するシール部と、密封対象物側とは反対の側に向かって延びる前記軸線を中心とする環状のデフレクタ部とを備え、前記シール部は、前記軸線を中心とする環状のシールリップを備える密封装置において、
   前記シール部は、前記軸線に向かって延設された前記軸線を中心とする環状の、第１のダストリップと第２のダストリップとを備え、
   前記第１のダストリップは、該第１のダストリップの先端部の内径が前記シャフトの外径よりも大きく、
   前記第２のダストリップは、該第２のダストリップの先端部の内径が前記シャフトの外径よりも小さく、
   前記第１のダストリップは、前記第２のダストリップに対して前記密封対象物側とは反対の側に設けられていることを特徴とする密封装置。
2. 前記第１のダストリップは、前記軸線に沿う面による断面の厚さが、前記第２のダストリップの前記面による断面の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１記載の密封装置。
3. 前記第１のダストリップは、前記密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて縮径する円錐筒状であることを特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。
4. 前記第２のダストリップは、前記密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて縮径する円錐筒状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封装置。
5. 前記第１のダストリップと前記第２のダストリップとは、互いに平行に延びていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の密封装置。
6. 前記デフレクタは、前記密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて拡径する円錐筒状であることを特徴とする請求項１又は２記載の密封装置。
7. 前記シールリップは前記軸線に向かって凸の突条体を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の密封装置。

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