JP2017048894A

JP2017048894A - クラッチ装置

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Publication number: JP2017048894A
Application number: JP2015174381A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　光司; Koji Sato; 光司佐藤; 直嗣北山; Naotsugu KITAYAMA
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2035-09-04
Also published as: JP6659280B2

Abstract

【課題】クラッチ装置が装着されている装置を洗う洗浄水がクラッチ装置に噴射された際にシール性が損なわれる事態を防止する。
【解決手段】シール装置５は、外方部材２に嵌合するスリンガ１３と、ハウジング３に嵌合するシール１４とからなる。シール１４は、ハウジング３に嵌合する円筒部１５から径方向に向けた立て板部１６をもった芯金１７と、スリンガ１３に摺接するように芯金１７に固着された内部側リップ１８〜２０とを有する。スリンガ１３は、外方部材２に嵌合する取付部２１から径方向に向けた側板部２２を有する。側板部２２は、シール１４との間に径方向のラビリンスすきま２３を形成する対向端を有する。シール１４は、ラビリンスすきま２３を外部側から完全に遮蔽する防水壁２５を有する。防水壁２５は、通常、スリンガ１３と非接触状態にあり、高圧水を受けたときに側板部２２との間の軸方向の隙間を塞ぐ。
【選択図】図１

Description

この発明は、シール装置を備えるクラッチ装置に関する。

従来、動力伝達装置として、内方部材と、内方部材と同心軸上にある中空の外方部材と、外方部材を取り囲むハウジングと、シール装置とを備え、内方部材及び外方部材間において動力の伝達と遮断とを行うクラッチ装置が利用されている（特許文献１）。

特許文献１のクラッチ装置に備わるシール装置は、外部からクラッチ装置内への泥水等の浸入を防止するシール性に優れたものであり、ハウジングに装着されたシールと、外方部材に装着されたスリンガとで構成されている。そのスリンガは、外方部材に嵌合する円筒状の取付部と、取付部から径方向に向けられた側板部とをもった断面略Ｌ字状になっている。シールは、断面略Ｌ字状の芯金と、スリンガに摺接する複数枚の内部側リップとを有する。これら内部側リップは、サイドリップとラジアルリップの二種類で構成されている。サイドリップは、側板部のハウジング内部側の側面に摺接する。ラジアルリップは、取付部の円筒状表面に摺接する。これら内部側リップは、その根元に芯金との固着部を有し、その固着部から舌片状に延びている。

特開２００３−１１３９４７号公報

しかしながら、特許文献１のような従来のシール装置では、スリンガの側板部の先端とシールとの間において、径方向のラビリンスすきまが外部に向かって開口している。クラッチ装置の装着されている装置（例えば自動車）が泥水等で汚れた場合、そのユーザが高圧洗浄機などを用いてクラッチ装置が装着されている装置を洗浄する可能性がある。このとき、クラッチ装置に装着されているシール装置のラビリンスすきまに洗浄水が高圧に噴射されると、高圧水が、ラビリンスすきまを通過してシール装置の内部を勢いよく進み、内部側リップとスリンガとの接触関係を狂わせ、シール性を損なう懸念がある。

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、クラッチ装置が装着されている装置を洗う洗浄水がクラッチ装置に噴射された際にシール性が損なわれる事態を防止することにある。

上記の課題を達成するため、この発明は、内方部材と、前記内方部材と同心軸上にある中空の外方部材と、前記外方部材を取り囲むハウジングと、前記ハウジングに形成された開口端部と前記外方部材との間を密封するシール装置とを備え、前記内方部材及び前記外方部材間で動力の伝達と遮断とを行うクラッチ装置において、前記シール装置が、前記外方部材に嵌合するスリンガと、前記外方部材に対して静止する前記ハウジングに嵌合するシールとからなり、前記シールが、前記ハウジングに嵌合する円筒部及び当該円筒部から径方向に向けられた立て板部をもった芯金と、前記スリンガに摺接する内部側リップとを有し、前記内部側リップが、前記芯金に固着されており、前記スリンガが、前記外方部材に嵌合する取付部と、前記取付部から径方向に向けられた側板部とを有し、前記側板部が、前記シールとの間に径方向のラビリンスすきまを形成する対向端を有し、前記シール又は前記スリンガが、前記ラビリンスすきまを外部側から完全に遮蔽する防水壁を有する構成を採用したものである。

上記構成によれば、シール又はスリンガの防水壁によってラビリンスすきまが外部から完全に遮蔽されているので、洗浄水が外部からシール装置に噴射された際、その洗浄水が直接にラビリンスすきまへ浸入することができない。

したがって、この発明は、上記構成の採用により、クラッチ装置が装着されている装置を洗う洗浄水がシール装置に噴射された際にシール装置の内部へ高圧水が浸入しにくくなるので、シール装置のシール性が損なわれる事態を防止することができる。

この発明の第一実施形態に係るクラッチ装置のシール装置付近を示す断面図この発明の第一実施形態に係るクラッチ装置を示す断面図図１の防水壁付近の拡大図この発明の第二実施形態に係るクラッチ装置のシール装置付近を示す断面図図４の防水壁付近の拡大図

この発明の第一実施形態に係るクラッチ装置を図１〜図３に基づいて説明する。このクラッチ装置は、図２に示すように、内方部材１と、内方部材１と同心軸上にある中空の外方部材２と、外方部材２を取り囲む中空のハウジング３と、ハウジング３に形成された開口端部４と外方部材２との間を密封するシール装置５とを備え、内方部材１及び外方部材２間で動力の伝達と遮断とを行うようになっている。以下、「軸方向」とは、内方部材１及び外方部材２の同心軸に沿った方向のことをいう。また、「径方向」とは、その同心軸に直角な方向のことをいう。また、「周方向」とは、その同心軸周りの円周方向のことをいう。

内方部材１の内周には、第一伝達軸６がセレーションによって接続されている。外方部材２には、第二伝達軸７が一体に設けられている。外方部材２は、転がり軸受８を介してハウジング３に支持されている。内方部材１と外方部材２は、転がり軸受９を介して相対回転可能に配置されている。内方部材１と外方部材２のうちの一方が駆動側となり、残る他方が被動側となる。その動力の伝達と遮断とを行う機構は、内方部材１と外方部材２との間に配置された複数の係合子１０と、係合子１０をポケットに収める保持器１１と、内方部材１又は外方部材２に対して保持器１１の位相を変更するための電磁アクチュータ１２とを備え、その保持器１１の位相変更により、係合子１０が内方部材１及び外方部材２に係合し、又は係合を解除することが可能になっている。この機構は、特許文献１と同様のものなので、その詳細説明を省略する。このクラッチ装置は、係合子１０としてローラを採用したローラクラッチを例示したが、クラッチ装置の機構は特に限定されない。例えば、クラッチ装置は、係合子としてスプラグを採用したスプラグクラッチでもよく、また、一方向クラッチ、二方向クラッチのいずれでもよい。

シール装置５は、回転部材としての外方部材２に嵌合するスリンガ１３と、外方部材２に対して静止する固定部材としてのハウジング３に嵌合するシール１４とからなる。これらの嵌合は、締め代をもった圧入になっている。その圧入より、スリンガ１３が外方部材２に装着され、シール１４がハウジング３に装着されている。

図１、図３に拡大図示するように、シール１４は、ハウジング３の開口端部４に嵌合する円筒部１５及び円筒部１５から径方向に向けられた立て板部１６をもった芯金１７と、スリンガ１３に摺接する複数の内部側リップ１８〜２０とを有する。一方、スリンガ１３は、外方部材２の外径面に嵌合する円筒状の取付部２１と、取付部２１から径方向に向けられた側板部２２とを有する。

シール１４の内部側リップ１８〜２０は、サイドリップ１８，１９と、ラジアルリップ２０の二種類で構成されている。これら内部側リップ１８〜２０は、その根元で芯金１７に固着されており、その固着部から舌片状に延びている。サイドリップ１８，１９は、スリンガ１３の側板部２２のうち、ハウジング３の内部側に向いた方の側面に摺接する。ラジアルリップ２０は、スリンガ１３の取付部２１の外径面に摺接する。

スリンガ１３の側板部２２は、シール１４との間に径方向のラビリンスすきま２３を形成する対向端２４を有する。対向端２４は、側板部２２の外径を規定する先端になっている。ラビリンスすきま２３は、シール装置５を境とした外部側からの泥水等の浸入を防ぐため、スリンガ１３とシール１４との間の空間を周方向全周に亘って径方向に絞った隙間になっている。そのラビリンスすきま２３の径方向幅は、例えば、０．２〜１．０（ｍｍ）に設定することができる。

シール１４は、ラビリンスすきま２３を外部側から完全に遮蔽する防水壁２５を有する。防水壁２５は、芯金１７に固着された外部側リップからなる。防水壁２５は、その根元で芯金１７の外部側の端部に固着され、ラビリンスすきま２３を外部側から覆い、かつ側板部２２に外部側から軸方向に隙間２６をもって対向するように設けられている。

隙間２６は、通常時に防水壁２５とスリンガ１３とを非接触の状態に保つための空間になっている。隙間２６は、その隙間２６よりも外部側に位置する任意の一点とラビリンスすきま２３とを結ぶ直線が防水壁２５に交差する限り（すなわち前述の完全な遮蔽が可能な限り）、適宜に設定すればよい。隙間２６は、微小な程に高圧の洗浄水の浸入防止性に優れるので、例えば、０．５（ｍｍ）以下に設定することが好ましい。また、防水壁２５とスリンガ１３とを非接触の状態を保つため、隙間２６は、０．１（ｍｍ）以上に設定することが好ましい。

内部側リップ１８〜２０及び防水壁２５は、同一のシール材で形成されている。図示例では、シール材として、芯金１７に加硫接着するゴムが採用されている。そのゴムとして、例えば、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴムが挙げられる。ゴム以外の他のシール材としては、四フッ化エチレン樹脂、ファブリックが挙げられる。これらシール材の各特性と、シール装置５の使用環境とに応じて、これらシール材の中のいずれかを選択すればよい。

シール装置５の装着工程では、内部側に配置するシール１４がハウジング３の開口端部４に圧入嵌合された状態で、外方部材２に圧入嵌合されたスリンガ１３をシール１４に対して所定に配置することになる。この際、シール材で形成する外部側リップからなる防水壁２５は、スリンガ１３の側板部２２に押されて撓み、防水壁２５との接触がなくなると、自己復元する。このため、シール１４に防水壁２５を一体に設けても、シール装置５の装着に支障はない。

第一実施形態は、上述のようなものであり、外方部材２とハウジング３の開口端部４との間を密封するシール装置５のラビリンスすきま２３は、常に、シール１４の防水壁２５によって外部から完全に遮蔽されている状態にある。このため、高圧洗浄機等による洗浄で高圧に洗浄水がシール装置５に噴射されても、その高圧水は、防水壁２５に邪魔されてラビリンスすきま２３に直接に（すなわち直線的に）浸入することができない。それ故、高圧水がシール装置５の内部へ浸入しにくくなる。すなわち、シール装置５の内部でスリンガ１３に接する内部側リップ１８〜２０は、高圧水によって変形させられにくくなる。したがって、このクラッチ装置は、洗浄水がシール装置５に噴射された際にシール性が損なわれる事態を防止することができる。

また、このクラッチ装置は、防水壁２５が芯金１７に固着された外部側リップからなり、かつスリンガ１３の側板部２２に外部側から軸方向に隙間２６をもって対向するように設けられているので、通常、シール１４の防水壁２５がスリンガ１３と非接触の状態にある。このため、スリンガ１３とシール１４の相対回転に伴う回転トルクが大きくなる、引き摺り音が大きくなる等の問題は生じない。さらに、洗浄圧が非常に高い場合、防水壁２５は、その水圧によって側板部２２に押し付けられ（この様子を図３中に二点鎖線で例示した。）、隙間２６を塞ぐ状態になる。したがって、このクラッチ装置は、高圧水の浸入を防ぎ易い。

また、このクラッチ装置は、内部側リップ１８〜２０及び防水壁２５が同一のシール材で形成されているため、カバー等の別部品を使用せずに安価にシール性を向上させることができる。

第一実施形態では、シールに防水壁を設けた例を示したが、スリンガに防水壁を設けることも可能である。その一例としての第二実施形態を図４、図５に基づいて説明する。以下、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

第二実施形態に係るスリンガ３０は、側板部３１の対向端３２からラビリンスすきま３３を外部側から覆うように一連に形成された先端部分からなる防水壁３４を有する。このような防水壁３４を形成するため、側板部３１は、その外径縁と対向端３２との間において軸方向に外部側へ段差を付けた形状になっている。

シール１４は、基本的に第一実施形態と同様のものであるが、防水壁をシールから省略したことに伴い、スリンガ３０の対向端３２と径方向に対向する一端部３５を有する。防水壁３４は、シール１４の一端部３５に外部側から軸方向に隙間３６をもって対向するように設けられている。

防水壁３４の軸方向の位置は、ハウジング３の端面３７よりも外部側へ出っ張らないように設定されている。このため、隙間３６は、ハウジング３の内部側へ軸方向に入り込んだ位置で開口し、ハウジング３の内周によって径方向から覆われている。なお、ハウジング３と、防水壁３４との間には、内部側から外部側へ圧力を逃がすラビリンスシールとしての機能を担保するため、若干の隙間が設定されている。

第二実施形態に係るクラッチ装置は、上述のようなものであり、ラビリンスすきま３３は、常に、スリンガ３０の防水壁３４によって外部から完全に遮蔽されている状態にある。このため、噴射された洗浄水は、防水壁３４に邪魔されてラビリンスすきま３３に直接に浸入することができない。したがって、第二実施形態に係るクラッチ装置は、第一実施形態と同じく内部側リップ１８〜２０の不正な変形を防止し、ひいては、シール性が損なわれる事態を防止することができる。

また、第二実施形態に係るクラッチ装置は、防水壁３４が側板部３１の対向端３２からラビリンスすきま３３を外部側から覆うように一連に形成された先端部分からなるので、カバー等の別部品を使用せずに安価にシール性を向上させることができる。

また、第二実施形態に係るクラッチ装置は、シール１４が側板部３１の対向端３２と径方向に対向する一端部３５を有し、防水壁３４が一端部３５に外部側から軸方向に隙間３６をもって対向するように設けられているので、通常、スリンガ３０の防水壁３４がシール１４と非接触の状態にある。このため、スリンガ３０とシール１４の相対回転に伴う回転トルクが大きくなる、引き摺り音が大きくなる等の問題は生じない。さらに、洗浄圧が非常に高い場合、その水圧によって側板部３１が内部側へ傾けられ、その結果、側板部３１の先端部分からなる防水壁３４がシール１４の一端部３５に押し付けられ（この様子を図５中に二点鎖線で例示した。）、隙間３６を塞ぐ状態になる。したがって、第二実施形態に係るクラッチ装置は、高圧水の浸入を防ぎ易い。

また、第二実施形態に係るクラッチ装置は、スリンガ３０の防水壁３４とシール１４の一端部３５との間の隙間３６がハウジング３によって径方向から覆われているので、高圧水の隙間３６への浸入がハウジング３によって邪魔される。このため、第二実施形態に係るクラッチ装置は、第一実施形態よりも高圧水の浸入を防ぎ易い。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１内方部材
２外方部材
３ハウジング
４開口端部
５シール装置
１３，３０スリンガ
１４シール
１５円筒部
１６立て板部
１７芯金
１８，１９，２０内部側リップ
２１取付部
２２，３１側板部
２３，３３ラビリンスすきま
２４，３２対向端
２５，３４防水壁
２６，３６隙間
３５一端部

Claims

内方部材と、前記内方部材と同心軸上にある中空の外方部材と、前記外方部材を取り囲むハウジングと、前記ハウジングに形成された開口端部と前記外方部材との間を密封するシール装置とを備え、前記内方部材及び前記外方部材間で動力の伝達と遮断とを行うクラッチ装置において、
前記シール装置が、前記外方部材に嵌合するスリンガと、前記外方部材に対して静止する前記ハウジングに嵌合するシールとからなり、前記シールが、前記ハウジングに嵌合する円筒部及び当該円筒部から径方向に向けられた立て板部をもった芯金と、前記スリンガに摺接する内部側リップとを有し、前記内部側リップが、前記芯金に固着されており、前記スリンガが、前記外方部材に嵌合する取付部と、前記取付部から径方向に向けられた側板部とを有し、前記側板部が、前記シールとの間に径方向のラビリンスすきまを形成する対向端を有し、
前記シール又は前記スリンガが、前記ラビリンスすきまを外部側から完全に遮蔽する防水壁を有することを特徴とするクラッチ装置。
前記防水壁が、前記芯金に固着された外部側リップからなり、かつ前記側板部に外部側から軸方向に隙間をもって対向するように設けられている請求項１に記載のクラッチ装置。
前記内部側リップ及び前記防水壁が、同一のシール材で形成されている請求項２に記載のクラッチ装置。
前記防水壁が、前記側板部の前記対向端から前記ラビリンスすきまを外部側から覆うように一連に形成された先端部分からなる請求項１に記載のクラッチ装置。
前記シールが、前記側板部の前記対向端と径方向に対向する一端部を有し、
前記防水壁が、前記一端部に外部側から軸方向に隙間をもって対向するように設けられている請求項４に記載のクラッチ装置。
前記防水壁と前記一端部との間の前記隙間が、前記ハウジングによって径方向から覆われている請求項５に記載のクラッチ装置。