JP2017180555A - 密封部材 - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け時に補助リップ部が反転することを防止することができる密封部材を提供する。
【解決手段】回転軸２９と、この回転軸２９を包囲しているハウジング３０との間の環状空間を密封する密封部材１であって、回転軸２９の外周面２９ａに摺接して環状空間内の密封流体が外部側Ｂへ漏れるのを防止する主リップ部１１と、主リップ部１１よりも外部側に空間部２３を介して設けられ、外部側に傾斜して延び、その内周側の先端２６が回転軸２９に対して締め代を有し、且つ、回転軸２９の外周面２９ａに摺接する補助リップ部１２と、を備え、補助リップ部１２は、その外周側２７から外部側Ｂに向かって延び、内径が回転軸２９の外径よりも大きく、補助リップ部１２側から挿入される回転軸２９の外周面２９ａと当接して補助リップ１２が反転するのを防止する環状の突出部２８を備える密封部材１。
【選択図】図１

Description

本発明は、密封部材に関する。

自動車用エンジンにおいて、クランク室と、上記クランク室を貫通したクランクシャフトのフロント側の端部との間から潤滑油が漏洩するのを防止するために密封部材が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
図３は、上述した用途に用いられる従来の密封部材の一例を示す断面説明図であり、図４は、図３に示した密封部材の補助リップ部が反転した状態を示す拡大断面図である。
密封部材１００は、クランク室のハウジング１０６と、このハウジング１０６から突出したクランクシャフトＳのフロント側の端部（以下、単に「軸端部」ともいう）１０５との間の環状空間に取り付けられており、ハウジング１０６と、軸端部１０５との間からクランク室内Ａの潤滑油が外部に漏洩しないように密封している。
密封部材１００は、図３に示すように軸端部１０５の外周面に摺接してクランク室内Ａの潤滑油を密封する主リップ部１０１と、この主リップ部１０１よりクランク室の外部側Ｂに設けられ、外部側Ｂに傾斜して延び、クランク室内Ａに異物が侵入するのを防止する補助リップ部１０２とを備えている。
このような密封部材１００においては、補助リップ部１０２による異物の侵入を防止する効果を高めるために、補助リップ部１０２に締め代を持たせて軸端部１０５と接触させている。

特開２００８−２５６５４号公報

上述した密封部材１００の軸端部１０５への組み付けは、密封部材１００の外部側Ｂ（補助リップ部１０２側）から軸端部１０５を挿入することによって行われることがある。
このとき、補助リップ部１０２が締め代を持って軸端部１０５と接触する密封部材１００では、図４に示すように、軸端部１０５を挿入した際に、補助リップ部１０２がクランク室内Ａ側（主リップ部１０１側）に反転してしまうことがあった。
このように補助リップ部１０２が反転すると、クランクシャフトＳの回転時に密封部材１００の摺動トルクが大きくなってしまう。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、組み付け時に補助リップ部が反転することを防止することができる密封部材を提供することを目的とする。

本発明の密封部材は、回転軸と、この回転軸を包囲しているハウジングとの間の環状空間を密封する密封部材であって、
上記回転軸の外周面に摺接して上記環状空間内の密封流体が外部側へ漏れるのを防止する主リップ部と、
上記主リップ部よりも上記外部側に空間部を介して設けられ、上記外部側に傾斜して延び、その内周側の先端が上記回転軸に対して締め代を有し、且つ、上記回転軸の外周面に摺接する補助リップ部と、を備え、
上記補助リップ部は、その外周側から上記外部側に向かって延び、内径が上記回転軸の外径よりも大きく、上記補助リップ部側から挿入される上記回転軸の外周面と当接して上記補助リップが反転するのを防止する環状の突出部を備えることを特徴とする。

上記密封部材は、上記補助リップ部の外周側から上記外部側に向かって延び、内径が上記回転軸の外径よりも大きい突出部を備えており、この突出部は、回転軸を補助リップ部側から挿入する際に上記補助リップ部が反転する方向に変形すると、上記回転軸の外周面に当接するように構成されている。そして、上記突出部が上記回転軸の外周面に当接すると、上記補助リップ部は、それ以上の反転する方向への変形が上記突出部によって阻止される。
そのため、本発明の密封部材は、回転軸を補助リップ部側から挿入して回転軸に組み付ける際に、上記補助リップ部が反転することを防止することができる。

上記密封部材において、上記突出部の内径と上記回転軸の外径との差は、上記密封部材の装着部における軸偏心と取付偏心との合計偏心量よりも０．２〜１．０ｍｍ大きいことが好ましい。
この場合、上記環状空間を密封した際に、上記突出部と上記回転軸との間にラビリンスシールが構成されることになるため、上記外部側から異物が侵入することをより効果的に防止することができる。

本発明の密封部材によれば、組み付け時に補助リップ部が反転することを防止することができる。

第１実施形態に係る密封部材の要部を示す断面説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る密封部材を回転軸に組み付ける際の補助リップ部の状態を説明するための拡大断面図である。 従来の密封部材の要部を示す断面説明図である。 図３に示した密封部材の補助リップ部が反転した状態を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る密封部材について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る密封部材の要部を示す断面説明図である。
本実施形態に係る密封部材１は、自動車用エンジンのクランク室（図示せず）と、上記クランク室を貫通したクランクシャフトＳのフロント側の端部（軸端部）２９との間から潤滑油が漏洩するのを防止するために用いられる。
回転軸としてのクランクシャフトＳは、上記クランク室に包囲されるとともに上記クランク室内で回転自在に支持されている。
密封部材１は、環状に構成されており、上記クランク室に設けられているハウジング３０と、クランクシャフトＳにおける軸端部２９との間に形成される環状空間に装着されて、上記クランクシャフトＳと上記クランク室との間を密封する。
なお、図１に示している密封部材１は、軸端部２９の外周面２９ａとハウジング３０の内周面３０ａとの間に装着される前である変形前の自然状態を示している。

密封部材１は、断面Ｌ字形の環状の芯金２と、芯金２に固定されているシール部材３と、環状のバネリング４とを備えている。
芯金２は、金属（例えば、ＳＰＣＣ）製の環状部材であり、円筒部６と、この円筒部６の外部側端部から径方向内向きに屈曲した環状板部７とで構成されている。

シール部材３は、合成ゴム（例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムなど）等の弾性素材からなり、加硫による接着、焼き付けなどにより芯金２に固定されている。このシール部材３は、本体部１０と、主リップ部１１と、補助リップ部１２と、サイドリップ部１３とを有している。
本体部１０は、芯金２の円筒部６の外側に設けられ、且つハウジング３０の内周面３０ａ側に固定される第１本体部１０ａと、環状板部７の外側に設けられている第２本体部１０ｂと、環状板部７の内側に設けられている第３本体部１０ｃとを有している。

主リップ部１１は、第３本体部１０ｃの内周側から軸端部２９側で且つクランク室内Ａ側へ延伸しており、その外周面には周溝１４が形成されている。この周溝１４には、いわゆるガータスプリングと呼ばれるバネリング４が装着されており、主リップ部１１を径方向内向きに締め付けている。
補助リップ部１２は、第３本体部１０ｃの内周側から軸端部２９側で且つ外部側Ｂへ延伸している。
サイドリップ部１３は、第２本体部１０ｂから外部側Ｂに軸方向に略平行に延伸している。サイドリップ部１３は、異物がクランク室内Ａに近づくことを抑制している。

シール部材３の主リップ部１１は、軸端部２９の外周面２９ａに締め代を持って接触しており、クランク室内Ａの潤滑油が外部側Ｂへ漏れるのを防止している。主リップ部１１は、径方向内方へ向けて漸次厚みが薄くなる（軸方向寸法が小さくなる）先細り形状であり、その断面形状はほぼＶ字形に形成され、最小径部がリップ先端部１９とされている。主リップ部１１の内周面において、リップ先端部１９よりも外部側Ｂの面が第１傾斜面２０とされ、リップ先端部１９よりもクランク室内Ａ側の面が第２傾斜面２１とされている。

シール部材３の補助リップ部１２は、主リップ部１１よりも外部側Ｂに空間部２３を介して設けられている。つまり、補助リップ部１２の内周面（後述する第１傾斜面２４）と主リップ部１１の内周面（第１傾斜面２０）との間に環状の空間部２３が形成されている。

補助リップ部１２は、軸端部２９の外周面２９ａに締め代をもって接触して外部側Ｂからクランク室内Ａへの異物の侵入を防止している。補助リップ部１２の内周側には、シール部材３の第３本体部１０ｃから先端側に向かって縮径状となる第１傾斜面２４と、この第１傾斜面２４の最小径部から反対に径方向外向きに連続して拡径状となる第２傾斜面２５とが形成されており、上記最小径部がリップ先端部２６とされている。つまり、補助リップ部１２の内周面において、リップ先端部２６よりもクランク室内Ａ側の面が軸端部２９との接触面（摺接面）を有する第１傾斜面２４とされ、リップ先端部２６よりも外部側Ｂの面が第２傾斜面２５とされている。

更に、補助リップ部１２には、補助リップ部１２の外周側２７から外部側Ｂに向かって軸端部２９に略平行に延びる円筒状の突出部２８が設けられている。そのため、補助リップ部１２は、組み付け時に主リップ部１１側に反転しそうになっても、突出部２８によって、その反転が妨げられる。

図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る密封部材を回転軸（クランクシャフトにおける軸端部）に組み付ける際の補助リップ部の状態を説明するための拡大断面図である。
密封部材１は、図２（ａ）に示すように、外部側Ｂから軸端部２９の挿入を行うことによって、クランクシャフトＳにおける軸端部２９に組み付けられる。
ここで、補助リップ部１２は、図２（ｂ）に示すように、軸端部２９の端面２９ｃ側の外周面に設けられた面取り部２９ｂに接触した際に、主リップ部側に反転する方向に変形する（反転しようとする）。一方、補助リップ部１２が反転する方向に変形すると突出部２８の先端２８ａが軸端部２９の外周面２９ａと当接することになる。このとき、突出部２８は補助リップ部１２の反転方向へのさらなる変形を妨げる突っ支い部として機能する。そのため、補助リップ部１２は、軸端部２９との接触によって反転する方向に変形しても完全に反転してしまうことがなく、組み付け完了時には、図２（ｃ）に示すように正常な組み付け状態で軸端部２９の外周面２９ａと締め代を持って接触することになる。

突出部２８は、上述した役割を果たすために、軸端部２９が挿入されて補助リップ部１２が反転する方向に変形する前には、突出部２８の内周面２８ｂが軸端部２９の外周面２９ａと接触しない位置に設けられている。つまり、突出部２８の内径は、軸端部２９の外径よりも大きくされている。これにより、軸端部２９の挿入を開始した時点（補助リップ部１２が変形する前の時点）では、突出部２８は軸端部２９の外周面２９ａと接触せず、補助リップ部１２が変形し始めた際に軸端部２９の外周面２９ａと接触する。そのため、突出部２８は反転することがなく、確実に補助リップ部１２の反転を防止することができる。

密封部材１では、補助リップ部１２が変形する前の状態において、突出部２８の内周面と、軸端部２９の外周面２９ａとの距離Ｌ１（図２（ａ）参照）は、例えば、密封部材１の装着部における軸偏心が０．６ｍｍＴＩＲで取付偏心が０．８ｍｍＴＩＲで偏心量の合計が１．４ｍｍＴＩＲである場合、０．８〜１．２ｍｍに設定されている。
これにより突起部２８の内周面２８ｂは、組み付け後に軸端部２９の外周面２９ａとの間に微小隙間を形成することができる。そのため、密封部材１が組み付けられた軸端部２９では、軸端部２９の外周面２９ａと密封部材１（突起部２８）との間にラビリンスシールが構成されることになり、外部側Ｂからクランク室内Ａ側へ異物が侵入することをより効果的に防止することができる。
なお、上記軸偏心とは、軸振れともいい、軸中心（上記回転軸の中心）と軸中心回転軌跡の中心との軸偏心量の２倍で表される値である。また、上記取付偏心とは、ハウジング穴中心と軸の回転中心との偏心量の２倍で表される値である。これらの値は一般にＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｒｅａｄｉｎｇ）で表される。

突起部２８の軸方向寸法Ｌ２（図２（ａ）参照）は、例えば０．５〜１．０ｍｍである。これにより、補助リップ部１２の反転をより効果的に防止することができる。
このような本実施形態の密封部材によれば、組み付け時に補助リップ部１２が反転することを防止することができる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、適宜変更することができる。
第１実施形態において、上記突出部は周方向全体に設けられているが、上記突出部は必ずしも周方向全体に設けられていなくても良く、補助リップ部の反転を防止することができれば、周方向において断続的に設けられていても良い。

本発明の実施形態に係る密封部材は、自動車用エンジンのクランク室と、クランク室から突出したクランクシャフトの端部との間を密封するものに限定されず、補助リップ側から回転軸が挿入され、回転軸とその周囲のハウジングとの間の環状空間を密封する用途に対して好適に用いることができる。
上記密封部材は、例えば、デファレンシャルギヤのサイドシール等としても用いることができる。

１：密封部材、２：芯金、３：シール部材、１１：主リップ部、１２：補助リップ部、１３：サイドリップ部、２３：空間部、２４：第１傾斜面、２５：第２傾斜面、２６：リップ先端部、２７：外周側、２８：突出部、２９：軸端部、３０：ハウジング、Ｓ：クランクシャフト

Claims (2)

1. 回転軸と、この回転軸を包囲しているハウジングとの間の環状空間を密封する密封部材であって、
   前記回転軸の外周面に摺接して前記環状空間内の密封流体が外部側へ漏れるのを防止する主リップ部と、
   前記主リップ部よりも前記外部側に空間部を介して設けられ、前記外部側に傾斜して延び、その内周側の先端が前記回転軸に対して締め代を有し、且つ、前記回転軸の外周面に摺接する補助リップ部と、を備え、
   前記補助リップ部は、その外周側から前記外部側に向かって延び、内径が前記回転軸の外径よりも大きく、前記補助リップ部側から挿入される前記回転軸の外周面と当接して前記補助リップが反転するのを防止する環状の突出部を備えることを特徴とする密封部材。
2. 前記突出部の内径と前記回転軸の外径との差は、前記密封部材の装着部における軸偏心と取付偏心との合計偏心量よりも０．２〜１．０ｍｍ大きい請求項１に記載の密封部材。

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