JP2018040436A - シール体、シールアダプタ及びシール部材 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の内部で発生した異物に起因するシール性能の低下を生じさせにくくする技術を提供することを目的とする。
【解決手段】本出願は、装置の外側の外部空間と前記装置の内側の内部空間との間での流体の流通を防ぐシール体を開示する。シール体は、前記装置の表面に圧接されるシール部を有するシール部材と、前記内部空間で発生した異物が前記シール部へ侵入することを防止する防止部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、装置内に収容された流体の流出や装置内への流体の流入を防ぐためのシール技術に関する。

シール部材は、様々な技術分野で利用される。たとえば、シール部材は、装置の内部に封入されたオイルの漏出を防止するために用いられる。あるいは、シール部材は、装置の内部への液体の流入を防ぐために用いられる（特許文献１）。

特許文献１のシール部材は、回転シャフトの外周面に当接される２つの部位を有する。２つの部位のうちの一方は、メインリップである。２つの部位のうちの他方は、ダストリップである。ダストリップは、メインリップよりも外側で、回転シャフトの外周面に当接されるので、装置の外側で浮遊する異物（たとえば、塵埃）は、メインリップに到達しにくい。

実開昭６２−１００３７４号公報

装置が、使用されている間、装置の内部に配置された部品から細かな異物が発生することもある。たとえば、装置の内部に配置されたギアの歯面からは、鉄粉が発生する。特許文献１のダストリップは、装置の内部で発生した異物が、メインリップに到達することを防止することに貢献しない。したがって、装置の内部で発生した異物は、メインリップと回転シャフトとの間の境界に侵入することもある。この場合、異物は、メインリップ及び／又は回転シャフトの外周面を傷つけることもある。メインリップ及び／又は回転シャフトの外周面の擦過は、シール部材のシール性能を著しく低下させる。

本発明は、装置の内部で発生した異物に起因するシール性能の低下を生じさせにくくする技術を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係るシール体は、装置の外側の外部空間と前記装置の内側の内部空間との間での流体の流通を防ぐ。シール体は、前記装置の表面に圧接されるシール部を有するシール部材と、前記内部空間で発生した異物が前記シール部へ侵入することを防止する防止部と、を備える。

上記の構成によれば、シール体は、内部空間で発生した異物が前記シール部へ侵入することを防止する防止部を備えるので、装置の内部で発生した異物に起因するシール性能の低下は、生じにくい。

上記の構成に関して、前記防止部は、前記装置の前記表面に圧接されるリップ部を含んでもよい。前記リップ部は、前記シール部を前記内部空間から隔離する。

上記の構成によれば、装置の表面に圧接されるリップ部は、シール部を内部空間から隔離するので、装置の内部空間で発生した異物は、シール部に到達しにくい。したがって、装置の内部で発生した異物に起因するシール性能の低下は、生じにくい。

上記の構成に関して、前記シール部は、前記装置の前記表面に第１圧接力で押しつけられてもよい。前記リップ部は、前記第１圧接力よりも小さな第２圧接力で押しつけられてもよい。

上記の構成によれば、リップ部は、第１圧接力よりも小さな第２圧接力で押しつけられるので、シール体と装置の表面との間での摩擦力は、過度に大きくならない。したがって、シール体は、装置の動作に抗する過度に大きな抗力を生じさせない。

上記の構成に関して、前記防止部は、前記装置内に形成された環状空間内に配置された防止リングであってもよい。前記防止リングは、前記リップ部と一体的に形成され、且つ、前記リップ部が突出する内周縁を有する環状の弾性壁と、前記内周縁を取り囲むように前記弾性壁に固定され、且つ、前記弾性壁よりも高い剛性を有する剛性環と、を含んでもよい。

上記の構成によれば、弾性壁よりも高い剛性を有する剛性環が、弾性壁の内周縁を取り囲むように弾性壁に固定されるので、作業者が、防止リングを、装置内に形成された環状空間内に配置するとき、弾性壁は、変形しにくい。したがって、作業者は、シール体を、装置に容易に取り付けることができる。弾性壁と一体的に形成されたリップ部は、弾性壁の内周縁から突出するので、作業者が、防止リングを、装置内に形成された環状空間内に配置すると、リップ部は、装置の表面に圧接される。この結果、装置の内部空間で発生した異物は、シール部に到達しにくくなる。したがって、装置の内部で発生した異物に起因するシール性能の低下は、生じにくい。

上記の構成に関して、前記防止部は、前記シール部材と一体的であってもよい。

上記の構成によれば、防止部は、シール部材と一体的であるので、作業者は、シール体を装置に容易に取り付けることができる。

上記の構成に関して、前記シール部材は、前記シール部を有し、且つ、前記装置内に形成された環状空間内に配置された環状のメインリップと、前記メインリップを前記装置の前記表面に押しつける押圧部と、を含んでもよい。前記リップ部は、前記メインリップと一体的であり、且つ、前記メインリップから前記内部空間へ突出してもよい。

上記の構成によれば、装置内に形成された環状空間内に配置された環状のメインリップは、押圧部によって、装置の表面に押しつけられるので、シール体は、良好なシール機能を有することができる。リップ部は、メインリップと一体的であるので、作業者は、シール体を装置に容易に取り付けることができる。リップ部は、メインリップから内部空間へ突出し、装置の表面に当接するので、リップ部は、装置内で発生した異物が、メインリップに到達することを妨げることができる。したがって、装置の内部で発生した異物に起因するシール性能の低下は、生じにくい。

本発明の他の局面に係るシールアダプタは、上述のシール体と、前記装置のハウジングに取り付けられる取付部と、を備える。前記取付部は、前記装置のシャフトを取り囲む内周面を含む。前記シャフトは、前記装置の前記表面として外周面を有する。前記環状空間は、前記シャフトの前記外周面と前記取付部の前記内周面との間に形成される。

上記の構成によれば、シール体が配置される環状空間は、シャフトの外周面と取付部の内周面との間に形成されるので、作業者が、取付部を、装置のハウジングに取り付け、且つ、シャフトを、ハウジング内に配置すると、ハウジングとシャフトの外周面とによって形成された内部空間は、シール体によって、装置の外側の外部空間から離隔される。シール体は、防止部を有するので、内部空間で発生した異物は、シール部材のシール部に到達しない。したがって、シール部のシール性能は、長期間に亘って維持される。

上記の構成に関して、シールアダプタは、前記取付部から前記内部空間へ延出する保持筒と、前記保持筒と前記シャフトの前記外周面との間に嵌め込まれるベアリングと、を更に備えてもよい。前記リップ部は、前記弾性壁又は前記メインリップから前記ベアリングに向けて突出し、前記シャフトの前記外周面に圧接されてもよい。

上記の構成によれば、ベアリングは、シャフトの外周面と取付部から内部空間へ延出する保持筒との間に嵌め込まれるので、シャフトは、ハウジング内で回転することができる。あるいは、ハウジングは、シャフト周りに回転することができる。リップ部は、弾性壁又はメインリップからベアリングに向けて突出し、シャフトの外周面に圧接されるので、作業者が、シャフトを、シール体を通じてベアリングに嵌入させると、シャフトの挿入方向は、リップ部の突出方向に一致する。したがって、リップ部は、シャフトの外周面上で折れ曲がりにくい。

本発明の更に他の局面に係るシール部材は、装置内に形成された環状空間内に配置され、前記装置の外側の外部空間と前記装置の内側の内部空間との間での流体の流通を防ぐ。シール部材は、前記装置の表面に圧接されるシール部を有する環状のメインリップと、前記メインリップを前記装置の前記表面に押しつける押圧部と、前記メインリップよりも外側で前記装置の前記表面に押しつけられるダストリップと、を備える。前記ダストリップは、内径において、前記シール部よりも小さい。

上記の構成に関して、ダストリップは、内径において、シール部よりも小さいので、設計者は、ダストリップが当接される部位とメインリップが当接される部位との間に段差が形成されるように装置の表面を設計することができる。したがって、ダストリップと装置の表面との間の境界に塗布されたグリースは、段差によって、メインリップが当接される部位から離隔されるので、グリースと装置の内部空間に収容された潤滑油との接触に起因して生ずるスラッジのリスクは、大幅に低減される。スラッジは、シール部と装置の表面との間の境界に介在しにくいので、装置の内部で発生したスラッジに起因するシール性能の低下は、生じにくい。

上述のシール技術は、装置の内部で発生した異物に起因するシール性能の低下を生じさせにくくすることができる。

第１実施形態のシール体の概略的な断面図である。 第２実施形態のシール体の概略的な断面図である。 第３実施形態のシール体の概略的な断面図である。 第４実施形態のシールアダプタの概略的な断面図である。 シャフトをシールアダプタに取り付ける取付工程の概略図である。 シャフト及びシールアダプタからなる組立体をハウジングに取り付ける取付工程の概略図である。 第５実施形態のシール部材の概略的な断面図である。

＜第１実施形態＞
本発明者等は、装置の内部で発生した異物に起因するシール性能の低下を生じにくくする技術を開発した。第１実施形態において、良好なシール性能を長期間に亘って維持することができる例示的なシール体が説明される。

図１は、第１実施形態のシール体１００の概略的な断面図である。図１を参照して、シール体１００が説明される。

図１に示されるシール体１００は、装置ＡＰＴに組み込まれている。装置ＡＰＴは、シャフトＳＦＴとハウジングＨＳＧとを含む。以下の説明において、ハウジングＨＳＧとシャフトＳＦＴとによって囲まれた空間は、「内部空間」と称される。ハウジングＨＳＧの外側の空間は、「外部空間」と称される。

ハウジングＨＳＧが、固定されているならば、シャフトＳＦＴは、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。シャフトＳＦＴが固定されているならば、ハウジングＨＳＧは、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。装置ＡＰＴは、減速機であってもよいし、他の装置であってもよい。本実施形態の原理は、装置ＡＰＴとして用いられる特定の機構に限定されない。

シール体１００は、全体的に、環状である。シャフトＳＦＴは、全体的に、円柱状である。シャフトＳＦＴは、シール体１００が当接される外周面ＯＳＦを含む。ハウジングＨＳＧは、全体的に円筒形状である。ハウジングＨＳＧは、第１内周面ＦＩＳと、第２内周面ＳＩＳと、肩面ＳＳＦと、を含む。第１内周面ＦＩＳは、外部空間と内部空間との間でシャフトＳＦＴを取り囲み、環状空間を形成する。シール体１００は、外周面ＯＳＦと第１内周面ＦＩＳとの間に形成された環状空間に嵌め込まれる。第２内周面ＳＩＳは、第１内周面ＦＩＳよりも内方で、シャフトＳＦＴを取り囲む。内部空間の少なくとも一部は、第２内周面ＳＩＳと外周面ＯＳＦとの間で形成される。第２内周面ＳＩＳは、直径において、第１内周面ＦＩＳよりも小さい。したがって、肩面ＳＳＦは、第１内周面ＦＩＳと第２内周面ＳＩＳとの間に形成される。肩面ＳＳＦは、回転軸ＲＡＸに直交する仮想平面に沿う環状面である。

潤滑油は、内部空間に収容される。潤滑油は、内部空間に配置された装置ＡＰＴの部品（図示せず：たとえば、ギア）を潤滑するために用いられてもよい。本実施形態の原理は、潤滑油によって潤滑される特定の部品に限定されない。

シール体１００は、環状空間に嵌め込まれ、内部空間を外部空間から離隔する。この結果、内部空間からの潤滑油の流出は、シール体１００によって妨げられる。装置ＡＰＴの周囲で液体（たとえば、洗浄液）が散布されるならば、シール体１００は、外部空間に存在する液体が内部空間へ流入することを妨げる。

シール体１００は、環状のシール部材２００と環状の防止リング３００とを含む。シール部材２００及び防止リング３００は、ハウジングＨＳＧの第１内周面ＦＩＳとシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦとの間に形成された環状空間に配置される。防止リング３００は、シール部材２００よりも内方に配置される。すなわち、防止リング３００は、内部空間に臨む。一方、シール部材２００は、外部空間に臨む。

シール部材２００は、主リング部２１０と、環状のメインリップ２２０と、環状のダストリップ２３０と、スプリングリング２４０と、を含む。主リング部２１０は、回転軸ＲＡＸを包含する仮想平面上において、略Ｌ字状の断面を有する。主リング部２１０は、金属環２１１と、被覆層２１２と、を含む。金属環２１１は、回転軸ＲＡＸを包含する仮想平面上において、略Ｌ字状の断面を有する。被覆層２１２は、金属環２１１を全体的に覆う。被覆層２１２は、ゴム材料から形成されてもよいし、弾性を有する樹脂から形成されてもよい。

被覆層２１２は、第１当接面２１３と、第２当接面２１４と、外面２１５と、内面２１６と、内周面２１７と、を形成する。第１当接面２１３は、防止リング３００の外周領域に当接し、防止リング３００の外周領域を、ハウジングＨＳＧの肩面ＳＳＦに押しつける。したがって、防止リング３００は、シール部材２００と肩面ＳＳＦとの間で固定される。第２当接面２１４は、ハウジングＨＳＧの第１内周面ＦＩＳに当接する。第２当接面２１４が第１内周面ＦＩＳに接触する領域の面積は、メインリップ２２０及びダストリップ２３０がシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに接触する領域の面積よりも大きい。したがって、第２当接面２１４は、第１内周面ＦＩＳに対して固定される一方で、メインリップ２２０及びダストリップ２３０は、外周面ＯＳＦ上で摺動する。外面２１５は、外部空間に露出する。内面２１６は、第１当接面２１３から外面２１５に向けて広がり、且つ、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦを取り囲む第１領域２１８と、第１領域２１８からシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに向けて広がり、且つ、防止リング３００に対向する第２領域２１９と、を含む。内周面２１７は、外周面ＯＳＦに対向する。ダストリップ２３０は、内周面２１７と外周面ＯＳＦとの間で形成される。

ダストリップ２３０は、被覆層２１２の内周面２１７からシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに向かう方向、且つ、外部空間に向かう方向へ突出する。ダストリップ２３０は、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに圧接され、外部空間で浮遊する異物がメインリップ２２０に到達することを防止する。ダストリップ２３０は、被覆層２１２と同一の材料から形成されてもよい。

メインリップ２２０は、被覆層２１２と同一の材料から形成されてもよい。メインリップ２２０は、圧接部２２１と連結部２２２とを含む。圧接部２２１は、ダストリップ２３０と防止リング３００との間で、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに圧接される。メインリップ２２０は、ダストリップ２３０を通じて内部空間へ向かう液体の流入を防ぐ。加えて、メインリップ２２０は、防止リング３００を通じて外部空間へ向かう潤滑油の流出を防ぐ。本実施形態において、シール部は、外周面ＯＳＦに圧接されるメインリップ２２０の表面領域によって例示される。装置の表面は、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦによって例示される。

連結部２２２は、主リング部２１０の内面２１６から内方に（すなわち、防止リング３００に向けて）突出し、圧接部２２１に連結される。上述の如く、ダストリップ２３０は、外部空間で浮遊する異物の侵入を防ぐので、異物は、ダストリップ２３０、連結部２２２、圧接部２２１及びシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦによって囲まれた空間にはほとんど入り込まない。

スプリングリング２４０は、メインリップ２２０の圧接部２２１の外周面（すなわち、主リング部２１０の内面２１６の第１領域２１８に対向する面）に形成された環状溝に嵌め込まれる。シール部材２００にシャフトＳＦＴが嵌入されると、スプリングリング２４０は弾性的に伸長される。この結果、回転軸ＲＡＸに向かう力が、圧接部２２１に作用する。圧接部２２１は、弾性的に圧縮変形される。したがって、良好なシール構造が、圧接部２２１とシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦとの間の境界で形成される。本実施形態において、押圧部は、スプリングリング２４０によって例示される。代替的に、押圧部は、シャフトＳＦＴの嵌入に応じて弾性的に伸長される他の部材によって形成されてもよい。本実施形態の原理は、押圧部に利用される特定の部品に限定されない。

防止リング３００は、リング壁３１０とリップ部３２０とを含む。リング壁３１０は、内当接面３１１と、外当接面３１２と、外周面３１３と、内周面３１４と、を含む。外周面３１３は、ハウジングＨＳＧの第１内周面ＦＩＳに当接される。内当接面３１１は、外周面３１３の近くで、ハウジングＨＳＧの肩面ＳＳＦに当接される外周領域と、内部空間に臨む内周領域と、を含む。内当接面３１１の反対側の外当接面３１２は、シール部材２００の第１当接面２１３と当接される外周領域と、シール部材２００の内面２１６の第２領域２１９に対向する内周領域と、を含む。外周面３１３とは反対側の内周面３１４は、直径において、シャフトＳＦＴよりも大きい。内周面３１４は、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに対向する。リップ部３２０は、内周面３１４と外周面ＯＳＦとの間に位置する。

リング壁３１０は、環状の弾性壁３１５と、剛性環３１６と、を含む。弾性壁３１５は、外周面３１３、内周面３１４及び内当接面３１１を形成する。加えて、弾性壁３１５は、外当接面３１２の一部を形成する。剛性環３１６は、弾性壁３１５よりも剛性において大きい。弾性壁３１５は、ゴム材料や弾性を有する樹脂材料から形成される一方で、剛性環３１６は、金属や硬質樹脂から形成されてもよい。剛性環３１６は、リング壁３１０の形状を維持するので、作業者は、防止リング３００を装置ＡＰＴ内に容易に配置することができる。本実施形態の原理は、弾性壁３１５及び剛性環３１６に利用される特定の材料に限定されない。

剛性環３１６は、内周面３１４とは反対側の弾性壁３１５の領域において凹設された溝部に嵌め込まれる。この結果、剛性環３１６は、内周面３１４を取り囲むように、弾性壁３１５に固定される。

リップ部３２０は、弾性壁３１５と一体的に形成される。リップ部３２０は、弾性壁３１５と同一の材料から形成されてもよい。リップ部３２０は、リング壁３１０の内周面３１４からシャフトＳＦＴに向けて突出する。リップ部３２０は、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦの近くで、内部空間に向けて若干屈曲し、外周面ＯＳＦに圧接される。この結果、圧接部２２１は、防止リング３００によって、内部空間から離隔される。本実施形態において、内周縁は、リング壁３１０の内周面３１４によって例示される。

図１は、内部空間内で生じた鉄粉ＩＰＤを示す。たとえば、鉄粉ＩＰＤは、装置ＡＰＴ内に配置されたギアの歯面から生ずる。本実施形態の原理は、鉄粉ＩＰＤを発生させる特定の発生源に限定されない。

鉄粉ＩＰＤは、異物として、圧接部２２１とシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦとの間の境界に入り込もうとすることもある。しかしながら、図１に示される如く、リップ部３２０は、鉄粉ＩＰＤを堰き止めるので、鉄粉ＩＰＤは、防止リング３００とシール部材２００との間に形成された空間には、ほとんど入り込まない。したがって、鉄粉ＩＰＤが、圧接部２２１とシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦとの間の境界で擦過を引き起こすリスクは非常に小さい。この結果、シール体１００は、長期間に亘って、良好なシール性能を発揮することができる。本実施形態において、防止部は、防止リング３００によって例示される。

リップ部３２０は、圧接部２２１よりも弱い力で、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに押しつけられてもよい。この結果、シャフトＳＦＴとシール体１００との間で発生する摩擦力は、不必要に高くなることはない。本実施形態において、第１圧接力は、圧接部２２１に作用する圧縮力（すなわち、スプリングリング２４０が発生させる押圧力）によって例示される。第２圧接力は、リップ部３２０をシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに押しつける力によって例示される。

＜第２実施形態＞
第１実施形態に関連して説明された防止リングは、弾性材料と剛性材料とからなる複合構造を有する。しかしながら、防止リングは、単一の材料から形成されてもよい。第２実施形態において、単一の材料から形成された防止リングを有する例示的なシール体が説明される。

図２は、第２実施形態のシール体１００Ａの概略的な断面図である。図２を参照して、シール体１００Ａが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

第１実施形態と同様に、シール体１００Ａは、シール部材２００を備える。第１実施形態の説明は、シール部材２００に援用される。

シール体１００Ａは、防止リング３００Ａを更に備える。防止リング３００Ａは、全体的に、フェルト材料から形成される。

防止リング３００Ａは、内当接面３１１Ａと、外当接面３１２Ａと、外周面３１３Ａと、内周面３１４Ａと、を含む。外周面３１３Ａは、ハウジングＨＳＧの第１内周面ＦＩＳに当接される。内当接面３１１Ａは、外周面３１３Ａの近くで、ハウジングＨＳＧの肩面ＳＳＦに当接される外周領域と、内部空間に臨む内周領域と、を含む。内当接面３１１Ａの反対側の外当接面３１２Ａは、シール部材２００の第１当接面２１３と当接される外周領域と、シール部材２００の内面２１６の第２領域２１９に対向する内周領域と、を含む。外周面３１３Ａとは反対側の内周面３１４Ａは、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに当接される。したがって、シール部材２００は、防止リング３００Ａによって、内部空間から離隔される。

図２に示される如く、内部空間で浮遊する鉄粉ＩＰＤは、防止リング３００Ａの内当接面３１１Ａで捕捉される。したがって、鉄粉ＩＰＤは、防止リング３００Ａとシール部材２００との間の空隙には、ほとんど入り込まない。鉄粉ＩＰＤが、圧接部２２１とシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦとの間の境界で擦過を引き起こすリスクは非常に小さいので、シール体１００Ａは、長期間に亘って、良好なシール性能を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
上述の実施形態に関して、装置の内部で発生した異物を堰き止める防止部は、シール部材とは別異の部材として形成されている。代替的に、防止部は、シール部材と一体的に形成されてもよい。この場合、作業者は、シール体を装置に容易に取り付けることができる。第３実施形態において、シール部材と一体化された防止部を有する例示的なシール体が説明される。

図３は、第３実施形態のシール体１００Ｂの概略的な断面図である。図１及び図３を参照して、シール体１００Ｂが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

シール体１００Ｂは、環状のシール部材２００Ｂとリップ部３２０Ｂとを備える。リップ部３２０Ｂは、図１を参照して説明されたリップ部３２０と同様に、鉄粉ＩＰＤを堰き止めるために用いられる。上述の実施形態とは異なり、リップ部３２０Ｂは、シール部材２００Ｂと一体的である。本実施形態において、防止部は、リップ部３２０Ｂによって例示される。

第１実施形態と同様に、シール部材２００Ｂは、主リング部２１０と、ダストリップ２３０と、スプリングリング２４０と、を含む。第１実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

シール部材２００Ｂは、環状のメインリップ２２０Ｂを更に含む。第１実施形態と同様に、メインリップ２２０Ｂは、連結部２２２を含む。第１実施形態の説明は、連結部２２２に援用される。

メインリップ２２０Ｂは、圧接部２２１Ｂを更に含む。圧接部２２１Ｂは、スプリングリング２４０によって、ダストリップ２３０とリップ部３２０Ｂとの間で、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに圧接される。メインリップ２２０Ｂは、ダストリップ２３０を通じて内部空間へ向かう液体の流入を防ぐ。加えて、メインリップ２２０Ｂは、リップ部３２０Ｂを通じて外部空間へ向かう潤滑油の流出を防ぐ。本実施形態において、シール部は、外周面ＯＳＦに圧接されるメインリップ２２０Ｂの表面領域によって例示される。

リップ部３２０Ｂは、圧接部２２１Ｂと一体的に形成される。リップ部３２０Ｂは、圧接部２２１Ｂから内部空間及びシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに向けて突出し、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに押しつけられる。

圧接部２２１Ｂは、スプリングリング２４０に囲まれる一方で、リップ部３２０Ｂは、スプリングリング２４０によって囲まれていない。したがって、スプリングリング２４０の弾性変形によって生じた押圧力は、圧接部２２１Ｂに強く作用する一方で、リップ部３２０Ｂには弱く作用する。この結果、シール体１００ＢとシャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦとの間の摩擦力は、不必要に高くならない。

シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに圧接される圧接部２２１Ｂの表面領域は、リップ部３２０Ｂとダストリップ２３０とによって、内部空間及び外部空間から離隔される。したがって、内部領域で浮遊する鉄粉ＩＰＤや外部空間で浮遊する異物は、圧接部２２１とシャフトＳＦＴとの間の境界において擦過を引き起こしにくい。

＜第４実施形態＞
ダストリップは、外部空間に露出しているので、作業者は、装置に組み込まれたダストリップが折れ曲がっているか否かを視認することができる。しかしながら、内部空間で発生した異物を堰き止めるためのリップ部は、内部空間に露出しているので、作業者は、シール体が、リップ部が折れ曲がっているか否かを視認することはできない。リップ部が装置内で折れ曲がっているならば、内部空間で浮遊する異物は、メインリップに到達し、シャフトとメインリップとの間の境界に擦過を引き起こすこともある。第４実施形態において、リップ部が装置内で折れ曲がるリスクを低減するための例示的な技術が説明される。

図４は、第４実施形態のシールアダプタ４００の概略的な断面図である。図１、図３及び図４を参照して、シールアダプタ４００が説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

シールアダプタ４００は、シール体１００Ｃと、ベアリング４１０と、止め環４２０と、アダプタ筒４３０と、を備える。シール体１００Ｃは、図１を参照して説明されたシール体１００であってもよい。代替的に、シール体１００Ｃは、図３を参照して説明されたシール体１００Ｂであってもよい。シール体１００，１００Ｂに関する説明は、シール体１００Ｃに援用される。

アダプタ筒４３０は、環状のフランジ４３１と、保持筒４３２と、を含む。フランジ４３１は、内面４４１と、外面４４２と、内周面４４３と、外周面４４４と、肩面４４５と、を含む。内面４４１は、ハウジング（図示せず）の表面に当接される。内面４４１と反対側の外面４４２は、外部空間に露出する。外面４４２から内面４４１へ延びる複数の挿通孔４４６が、フランジ４３１に形成される。複数のネジは、複数の挿通孔にそれぞれ挿入され、ハウジングに形成されたネジ孔に螺合される。この結果、フランジ４３１は、ハウジングに固定される。本実施形態において、取付部は、フランジ４３１によって例示される。

外周面４４４は、内周面４４３を取り囲む。外周面４４４の軸長は、ハウジングに形成された円形凹部（図示せず）の深さに略一致する。外周面４４４の直径は、ハウジングに形成された円形凹部の直径に略一致する。

外周面４４４の反対側の内周面４４３は、シャフト（図示せず）が挿入される空間を形成する。内周面４４３の直径は、シャフトの直径よりも大きい。したがって、内周面４４３は、シャフトを取り囲み、環状空間が、内周面４４３とシャフトの外周面（図示せず）との間に形成される。シール体１００Ｃは、環状空間に嵌め込まれる。

内周面４４３の直径は、保持筒４３２の内径よりも大きい。したがって、肩面４４５が、内周面４４３と保持筒４３２との間に形成される。肩面４４５は、回転軸ＲＡＸに直交する仮想平面に沿って形成された環状面である。作業者は、内周面４４３によって形成された空間にシール体１００Ｃを押し込み、肩面４４５に押しつけることができる。

保持筒４３２は、肩面４４５から内部空間へ延出する。保持筒４３２は、主部４５１と、先端部４５２と、を含む。先端部４５２は、内径において、主部４５１よりも小さい。したがって、先端部４５２は、主部４５１から回転軸ＲＡＸに向けて突出する。作業者は、ベアリング４１０を保持筒４３２内へ押し込み、先端部４５２に当接させる。

主部４５１は、ベアリング４１０のアウターレースに当接する内周面４５３を含む。回転軸ＲＡＸを取り囲む環状溝は、内周面４５３に形成される。作業者は、ベアリング４１０を保持筒４３２に嵌入した後、止め環４２０を、内周面４５３に形成された環状溝に嵌め込む。止め環４２０及び先端部４５２は、ベアリング４１０を挟むので、ベアリング４１０は、回転軸ＲＡＸの延設方向に変位しない。作業者は、止め環４２０を、保持筒４３２に取り付けた後、シール体１００Ｃをフランジ４３１に嵌め込む。この結果、シールアダプタ４００が完成する。

図５は、シャフトＳＦＴをシールアダプタ４００に取り付ける取付工程の概略図である。図１、図３及び図５を参照して、取付工程が説明される。

シャフトＳＦＴは、外部空間から内部空間へ向かう方向（すなわち、フランジ４３１の外面４４２から内面４４１へ向かう方向）で、シールアダプタ４００に挿入される。シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦは、ベアリング４１０の内周面に当接し、ベアリング４１０によって保持される。したがって、シャフトＳＦＴは、回転軸ＲＡＸ周りに回転することができる。

図１及び図３に関連して説明された如く、リップ部３２０，３２０Ｂは、内部空間に向けて突出するので、リップ部３２０，３２０Ｂの突出方向は、シャフトＳＦＴの挿入方向に一致する。シャフトＳＦＴの挿入の間、リップ部３２０，３２０Ｂは、ベアリング４１０に向けて突出する姿勢を維持することができるので、リップ部３２０，３２０Ｂは、折れ曲がりにくい。

シャフトＳＦＴは、ギアシャフトＧＳＦと、シャフト筒ＳＴＴと、を含む。ギアシャフトＧＳＦの基端部は、シャフト筒ＳＴＴに嵌入される。ギアシャフトＧＳＦの先端部には、ギア部ＧＰＴが形成される。ギア部ＧＰＴは、装置（図示せず）内に配置された他のギアと噛み合う。図１及び図３を参照して説明された鉄粉ＩＰＤは、ギア部ＧＰＴと他のギアとの間の噛み合いに起因して生じてもよい。

シャフト筒ＳＴＴは、第１筒部ＦＴＢと、第２筒部ＳＴＢと、を含む。第２筒部ＳＴＢは、第１筒部ＦＴＢから内部空間に向けて延びる。第１筒部ＦＴＢは、外径において、第２筒部ＳＴＢよりも大きい。したがって、肩面ＳＬＤは、第１筒部ＦＴＢと第２筒部ＳＴＢとの間の境界に形成される。肩面ＳＬＤが、ベアリング４１０に当接するまで、作業者は、シャフトＳＦＴをシールアダプタ４００に挿入する。この結果、シール体１００Ｃは、第１筒部ＦＴＢの外周面ＯＳＦとフランジ４３１の内周面４４３との間に形成された環状空間に収まることになる。図１及び図３を参照して説明されたリップ部３２０，３２０Ｂの先端は、第１筒部ＦＴＢの外周面ＯＳＦに圧接される。このとき、ベアリング４１０は、保持筒４３２の内周面４５３と第２筒部ＳＴＢの外周面ＯＳＦとの間に形成された環状空間に収まることになる。本実施形態において、装置の表面は、シャフト筒ＳＴＴの外周面ＯＳＦによって例示される。

図５の左図に示される如く、第２筒部ＳＴＢの外周面ＯＳＦに、環状溝ＡＧＶが形成される。肩面ＳＬＤがベアリング４１０に当接すると、環状溝ＡＧＶは、保持筒４３２の先端部４５２によって囲まれた円形空間内に現れる。図５の右図に示される如く、作業者は、止め環ＳＰＲを、環状溝ＡＧＶに嵌め込む。この結果、ベアリング４１０のインナーレースは、肩面ＳＬＤと止め環ＳＰＲとによって挟まれる。一方、ベアリング４１０のアウターレースは、保持筒４３２の先端部４５２と止め環４２０とによって挟まれる。したがって、ベアリング４１０は、回転軸ＲＡＸの延設方向において、保持筒４３２内で固定される。

図６は、シャフトＳＦＴ及びシールアダプタ４００からなる組立体をハウジングＨＳＨに取り付ける取付工程の概略図である。図１、図３乃至図６を参照して、取付工程が説明される。

ハウジングＨＳＨは、外端面ＯＥＳと、凹面ＲＣＳと、保持壁面ＳＷＳと、を含む。外端面ＯＥＳは、外部空間に露出する。凹面ＲＣＳは、回転軸ＲＡＸ周りに外端面ＯＥＳから凹設される。フランジ４３１は、凹部ＲＣＳによって囲まれた凹空間内に収容される。複数のネジＳＣＷは、複数の挿通孔４４６（図４を参照）にそれぞれ挿通され、凹面ＲＣＳに形成されたネジ孔に螺合される。この結果、フランジ４３１は、ハウジングＨＳＨに固定される。

保持壁面ＳＷＳは、内部空間の一部を形成する貫通孔を形成する。シャフトＳＦＴは、貫通孔を貫通する。保持筒４３２は、保持壁面ＳＷＳによって形成された貫通孔に挿入される。保持筒４３２は、保持壁面ＳＷＳによって支持される。

本実施形態の原理によれば、作業者は、シャフトＳＦＴ及びシールアダプタ４００からなる組立体を作成した後、組立体をハウジングＨＳＨに組み込む。図５を参照して説明された如く、組立体の作成時において、リップ部３２０，３２０Ｂ（図１及び図３を参照）は、折れ曲がりにくい。ハウジングＨＳＨへの組立体の組み込み時において、アダプタ筒４３０は、シール体１００ＣとハウジングＨＳＨとの間に存在するので、シール体１００Ｃは、ハウジングＨＳＨと干渉しない。したがって、リップ部３２０，３２０Ｂは、折れ曲がることなく、シャフトＳＦＴの外周面ＯＳＦに圧接された状態を維持することができる。リップ部３２０，３２０Ｂは、ギア部ＧＰＴや他の摺接部位から生じた鉄粉ＩＰＤ（図１及び図３を参照）を効果的に堰き止めることができるので、鉄粉ＩＰＤがシール体１００Ｃのシール機能を損なうリスクは、大幅に低減される。

＜第５実施形態＞
ダストリップとシャフトとの間の摩擦力を低減させるためにグリースが塗布される。第１実施形態に関連して説明された如く、ダストリップは、メインリップの近くに配置されるので、グリース層が、メインリップとシャフトとの間の境界にも形成されることもある。この場合、ギア間の摩擦力を低減するためにハウジング内に収容された潤滑油が、メインリップとシャフトとの間の境界のグリース層に接触しうる。潤滑油及びグリースの成分の組み合わせに依存するけれども、グリース層に対する潤滑油の接触は、メインリップとシャフトとの間の境界でのスラッジの生成に帰結することもある。スラッジは、異物として作用し、メインリップの擦過を引き起こし得る。第５実施形態において、スラッジの生成のリスクを低減する例示的な技術が説明される。

図７は、第５実施形態のシール部材２００Ｄの概略的な断面図である。図７を参照して、シール部材２００Ｄが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

第１実施形態と同様に、シール部材２００Ｄは、主リング部２１０と、メインリップ２２０と、スプリングリング２４０と、を含む。第１実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

図７は、装置ＡＰＵを示す。第１実施形態と同様に、装置ＡＰＵは、ハウジングＨＳＧを含む。第１実施形態の説明は、ハウジングＨＳＧに援用される。

装置ＡＰＵは、シャフトＳＦＵを更に含む。シャフトＳＦＵは、ハウジングＨＳＧによって取り囲まれる。シール部材２００Ｄは、ハウジングＨＳＧとシャフトＳＦＵとの間に形成された環状空間に嵌め込まれ、外部空間と内部空間との間での流体の流通を防ぐ。

シャフトＳＦＵは、第１外周面ＦＯＳと、第２外周面ＳＯＳと、テーパ周面ＴＰＣと、を含む。内部空間の少なくとも一部は、ハウジングＨＳＧと第１外周面ＦＯＳとの間に形成される。メインリップ２２０は、スプリングリング２４０によって第１外周面ＦＯＳに押しつけられる。本実施形態において、押圧部は、スプリングリング２４０によって例示される。

第２外周面ＳＯＳは、外部空間に、部分的に露出する。第２外周面ＳＯＳは、直径において、第１外周面ＦＯＳよりも小さい。テーパ周面ＴＰＣは、第１外周面ＦＯＳから第２外周面ＳＯＳに向けて狭まる円錐台の周面を形成する。

シール部材２００Ｄは、主リング部２１０の内周面２１７から第２外周面ＳＯＳに向けて延びるダストリップ２３０Ｄを更に備える。ダストリップ２３０Ｄは、第２外周面ＳＯＳに当接される先端部２３１を含む。すなわち、先端部２３１は、メインリップ２２０よりも外側でシャフトＳＦＵの表面に圧接される。

先端部２３１によって定められるダストリップ２３０Ｄの内径は、メインリップ２２０の内径よりも小さい。上述の如く、第２外周面ＳＯＳは、第１外周面ＦＯＳよりも小さな直径を有するので、先端部２３１は、第２外周面ＳＯＳに過度に強く押し当てられない。本実施形態において、装置の表面は、第１外周面ＦＯＳ及び第２外周面ＳＯＳによって例示される。

作業者は、グリースを第２外周面ＳＯＳに塗布し、先端部２３１と第２外周面ＳＯＳとの間の摩擦を低減することができる。第１外周面ＦＯＳと第２外周面ＳＯＳとの間のテーパ周面ＴＰＣは、第２外周面ＳＯＳに塗布されたグリースが第１外周面ＦＯＳへ乗り移ることを防止する。したがって、グリースは、内部空間に収容された潤滑油に接触しにくい。このことは、メインリップ２２０と第１外周面ＦＯＳとの間でのスラッジの発生のリスクが低減されることを意味する。この結果、メインリップ２２０及び第１外周面ＦＯＳの擦過のリスクも低減される。

上述の様々な実施形態に関連して説明された設計原理は、様々なシール構造に適用可能である。上述の様々な実施形態のうち１つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう１つの実施形態に関連して説明されたシール技術に適用されてもよい。

上述の実施形態の原理は、様々な機械設備に好適に利用される。

１００，１００Ａ〜１００Ｃ・・・・・・・・・・・・・シール体
２００，２００Ｂ，２００Ｄ・・・・・・・・・・・・・シール部材
２２０，２２０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・メインリップ
２４０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スプリングリング（押圧部）
３００，３００Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・防止リング
３１４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内周面（内周縁）
３１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性壁
３１６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・剛性環
３２０，３２０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・リップ部
４１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ベアリング
４３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・フランジ
４３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持筒
４４３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内周面
ＡＰＴ，ＡＰＵ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・装置
ＨＳＧ，ＨＳＨ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
ＯＳＦ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外周面
ＳＦＴ，ＳＦＵ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シャフト

Claims (9)

1. 装置の外側の外部空間と前記装置の内側の内部空間との間での流体の流通を防ぐシール体であって、
   前記装置の表面に圧接されるシール部を有するシール部材と、
   前記内部空間で発生した異物が前記シール部へ侵入することを防止する防止部と、を備える
   シール体。
2. 前記防止部は、前記装置の前記表面に圧接されるリップ部を含み、
   前記リップ部は、前記シール部を前記内部空間から隔離する
   請求項１に記載のシール体。
3. 前記シール部は、前記装置の前記表面に第１圧接力で押しつけられ、
   前記リップ部は、前記第１圧接力よりも小さな第２圧接力で押しつけられる
   請求項２に記載のシール体。
4. 前記防止部は、前記装置内に形成された環状空間内に配置された防止リングであり、
   前記防止リングは、前記リップ部と一体的に形成され、且つ、前記リップ部が突出する内周縁を有する環状の弾性壁と、前記内周縁を取り囲むように前記弾性壁に固定され、且つ、前記弾性壁よりも高い剛性を有する剛性環と、を含む
   請求項２又は３に記載のシール体。
5. 前記防止部は、前記シール部材と一体的である
   請求項１乃至３に記載のシール体。
6. 前記シール部材は、前記シール部を有し、且つ、前記装置内に形成された環状空間内に配置された環状のメインリップと、前記メインリップを前記装置の前記表面に押しつける押圧部と、を含み、
   前記リップ部は、前記メインリップと一体的であり、且つ、前記メインリップから前記内部空間へ突出する
   請求項２又は３に記載のシール体。
7. 請求項４又は６に記載のシール体と、
   前記装置のハウジングに取り付けられる取付部と、を備え、
   前記取付部は、前記装置のシャフトを取り囲む内周面を含み、
   前記シャフトは、前記装置の前記表面として外周面を有し、
   前記環状空間は、前記シャフトの前記外周面と前記取付部の前記内周面との間に形成される
   シールアダプタ。
8. 前記取付部から前記内部空間へ延出する保持筒と、
   前記保持筒と前記シャフトの前記外周面との間に嵌め込まれるベアリングと、を更に備え、
   前記リップ部は、前記弾性壁又は前記メインリップから前記ベアリングに向けて突出し、前記シャフトの前記外周面に圧接される
   請求項７に記載のシールアダプタ。
9. 装置内に形成された環状空間内に配置され、前記装置の外側の外部空間と前記装置の内側の内部空間との間での流体の流通を防ぐシール部材であって、
   前記装置の表面に圧接されるシール部を有する環状のメインリップと、
   前記メインリップを前記装置の前記表面に押しつける押圧部と、
   前記メインリップよりも外側で前記装置の前記表面に押しつけられるダストリップと、を備え、
   前記ダストリップは、内径において、前記シール部よりも小さい
   シール部材。