JP2018071738A - 密封構造 - Google Patents

Abstract

【課題】耐泥水性を向上させることができる密封構造を提供する。【解決手段】密封構造１は、回転軸５３と貫通穴５２との間の空間に取り付けられる密封装置２と、回転軸５３に取り付けられる環状の部材である鍔部材３とを備えている。密封装置２は、環状の補強環１０と補強環１０に取り付けられている環状の弾性体から形成された弾性体部２０とを備え、弾性体部２０は、シールリップ２１、ダストリップ２２、サイドリップ２３を備えている。鍔部材３は、回転軸５３に取り付けられた使用状態においてハウジング５１と対向して環状の間隙である外周間隙ｇ１を形成する環状の面である間隙形成面３１を有している。サイドリップ２３は、先端２３ａが間隙形成面３１よりも内周側において使用状態における鍔部材３との間に環状の間隙である内周間隙ｇ２を形成するように延びている。外周間隙ｇ１及び内周間隙ｇ２は夫々ラビリンスシールを形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、密封構造に関し、特に、自動車や汎用機械等において貫通穴が形成された部材とこの貫通穴に通された回転軸との間の密封のために用いられる密封構造に関する。

従来から、例えば車両等のディファレンシャル装置において、回転軸とこの回転軸が通されたハウジングの貫通穴との間を密封するために密封構造が用いられている。図８は、従来の密封構造の一例の概略構成を示すための軸線に沿う断面における断面図である。従来の密封構造１００は、図８に示すように、密封装置１０１と、デフレクタ１０２とを備えている。密封装置１０１は、金属製の補強環１１１に一体的に弾性体から成る弾性体部１１２が形成されており、弾性体部１１２には、シールリップ１１３と、ダストリップ１１４と、サイドリップ１１５とが形成されている。図８に示すように、シールリップ１１３は、ディファレンシャル装置１３０の車軸である回転軸１３１に回転軸１３１が摺動可能に当接しており、ディファレンシャル装置１３０のハウジング１３２内の潤滑油の漏洩を抑制する。ダストリップ１１４は、シールリップ１１３よりも外側に形成されており、回転軸１３１に回転軸１３１が摺動可能に当接して、ハウジング１３２内に外部から泥水や雨水、ダスト等の異物が侵入することを抑制する。図８に示すように、サイドリップ１１５は、ダストリップ１１４よりも外周側において外側に向かって延出しており、一定の角度で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。サイドリップ１１５は、先端縁において、回転軸１３１に固定された環状のデフレクタ１０２の円盤状の内側に面する摺動面１２１にデフレクタ１０２が摺動可能に接触し、外部からの異物の侵入を抑制する。サイドリップ１１５は、デフレクタ１０２に接触する状態において弾性変形して湾曲し、先端縁の内周面がデフレクタ１０２の摺動面１２１に接触るように形成されている。

密封装置１０１は、ディファレンシャル装置１３０のハウジング１３２の貫通孔１３３と貫通孔１３３に通された回転軸１３１との間に取り付けられて、貫通孔１３３の密封を図り、ハウジング１３２内に貯留されている潤滑油の外部への漏洩の防止を図ると共に、デフレクタ１０２と協働して異物の内部への侵入の防止を図っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１４８３３１号公報

しかしながら、車両等の使用環境の多様化により、密封構造１００は水没する等の一段と苛酷な環境において使用されるようになっており、密封構造１００が水没した状態で使用される場合は、泥水等がサイドリップ１１５及びダストリップ１１４を超えて内部に侵入してしまう場合がある。泥水等が内部に侵入しシールリップ１１３のシール部に至るとシールリップ１１３がシール部において異物を噛み込みシール部の磨耗が促進され、ハウジング１３２内の潤滑油の漏洩に至る場合がある。

このように、従来の密封構造１００に対しては、泥水や雨水等の侵入を防止する性能である耐泥水性の向上が求められていた。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐泥水性を向上させることができる密封構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封構造は、貫通穴が形成されたカバー部材と前記貫通穴に回動自在に通される回転軸との間の密封を図るための密封構造であって、前記回転軸と前記貫通穴との間の空間に取り付けられる密封装置と、前記回転軸に取り付けられる環状の部材である鍔部材とを備え、前記密封装置は、軸線周りに環状の補強環と、該補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、前記弾性体部は、前記回転軸に該回転軸が摺動可能に当接可能に形成された環状のシールリップと、該シールリップよりも外側に設けられた環状のダストリップと、前記ダストリップよりも外周側において前記外側に向かって延びる環状のサイドリップとを有しており、前記鍔部材は、前記回転軸に取り付けられた状態において、前記カバー部材と対向して前記軸線周りに環状の間隙である外周間隙を形成する環状の面である間隙形成面を有しており、前記サイドリップは該サイドリップの先端が、前記間隙形成面よりも内周側において前記回転軸に取り付けられた状態における前記鍔部材との間に環状の間隙である内周間隙を形成するように延びており、前記外周間隙及び前記内周間隙は夫々ラビリンスシールを形成することを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封構造において、前記外周間隙の幅は３ｍｍ以下である。

本発明の一態様に係る密封構造において、前記鍔部材の前記間隙形成面は、平面に沿って延びている。

本発明の一態様に係る密封構造において、前記鍔部材は、前記間隙形成面よりも内周側に、前記間隙形成面が面する方向とは反対方向に凹む環状の凹部を有しており、前記サイドリップは、先端側の部分が前記凹部の中に入り込んでおり、前記凹部との間に前記内周間隙を形成する。

本発明の一態様に係る密封構造において、前記凹部は外周側に円筒面状の面である外周円筒面を有しており、前記サイドリップは、前記凹部の前記外周円筒面との間に前記内周間隙を形成する。

本発明に係る密封構造によれば、耐泥水性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る密封構造の備える密封装置の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における断面図である。 本発明の実施の形態に係る密封構造の備える鍔部材の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における断面図である。 使用状態における本発明の実施の形態に係る密封構造の様子を示す軸線ｘに沿う断面における部分拡大断面図である。 本発明の実施の形態に係る密封構造における外周間隙の耐泥水性の試験に用いる試験装置の概略構成を示す断面図である。 図４に示す試験装置による外周間隙の耐泥水性の試験方法を説明するための図である。 図４に示す試験装置による試験の結果を示すための図である。 本発明の実施の形態に係る密封構造における鍔部材の変形例としての鍔部材の概略構成を示すための軸線に沿う断面における断面図である。 従来の密封構造の一例の概略構成を示すための軸線に沿う断面における断面図である。

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構造１の備える密封装置２の概略構成を示すための、軸線ｘ１に沿う断面における断面図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る密封構造１の備える鍔部材３の概略構成を示すための、軸線ｘ２に沿う断面における断面図である。また、図３は、使用状態における本発明の実施の形態に係る密封構造１の様子を示す軸線ｘに沿う断面における部分拡大断面図である。本発明の実施の形態に係る密封構造１は、自動車や汎用機械等において回転軸とこの回転軸が挿通される貫通穴を有する部材であるカバー部材との間を密封を図るために用いられる。カバー部材は、回転軸を有する機構を覆うための部材である。密封構造１は、例えば、図３に示すように、自動車や汎用機械等のディファレンシャル装置５０において用いられ、カバー部材としてのハウジング５１の貫通穴５２に回動自在に通された回転軸５３とハウジング５１との間の密封が図られる。以下、説明の便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１〜３参照）方向を外側とし、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１〜３参照）方向を内側とする。より具体的には、外側とは、密封構造１の使用状態において、泥水や雨水、ダスト等の異物が存在する外部側であり、内側とは、グリース等の潤滑剤が存在するハウジング５１の内部側である。また、軸線ｘ，ｘ１，ｘ２に垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘ，ｘ１，ｘ２から離れる方向（図１〜３の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘ，ｘ１，ｘ２に近づく方向（図１〜３の矢印ｄ方向）を内周側とする。

密封構造１は、図１〜３に示すように、回転軸５３と貫通穴５２との間の空間に取り付けられる密封装置２と、回転軸５３に取り付けられる環状の部材である鍔部材３とを備えている。密封装置２は、図１に示すように、軸線ｘ１周りに環状の補強環１０と、補強環１０に取り付けられている軸線ｘ１周りに環状の弾性体から形成された弾性体部２０とを備えている。弾性体部２０は、シールリップ２１と、ダストリップ２２と、サイドリップ２３とを備えている。シールリップ２１は、図３に示すように使用状態において回転軸５３に回転軸５３が摺動可能に当接可能に形成された環状のリップである。ダストリップ２２は、シールリップ２１よりも外側に設けられている環状のリップである。サイドリップ２３は、ダストリップ２２よりも外周側において外側に向かって延びる環状のリップである。鍔部材３は、図３に示すように回転軸５３に取り付けられた使用状態においてハウジング５１と対向して軸線ｘ周りに環状の間隙である外周間隙ｇ１を形成する環状の面である間隙形成面３１を有している。また、サイドリップ２３は、サイドリップ２３の先端（先端２３ａ）が、間隙形成面３１よりも内周側において回転軸５３に取り付けられた使用状態における鍔部材３との間に環状の間隙である内周間隙ｇ２を形成するように延びている。そして、外周間隙ｇ１及び内周間隙ｇ２は夫々ラビリンスシールを形成する。

補強環１０は、例えば金属製であり、補強環１０の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。弾性体部２０の弾性体としは、例えば、各種ゴム材がある。各種ゴム材としては、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１０は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部２０は成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際に、補強環１０は成形型の中に配置されており、弾性体部２０が架橋接着により補強環１０に接着され、弾性体部２０が補強環１０と一体的に成形される。

補強環１０は、例えば、図１に示すように、軸線ｘ１を中心とする円環状に形成されており、軸線ｘ１に沿う断面（以下、単に「ｘ１断面」ともいう。）が略Ｌ字状の形状を呈しており、軸線ｘ方向に延びる円筒状又は略円筒状の部分である円筒部１１と、円筒部１１の外側の端部から内周側に向かって広がる中空円盤状の部分であるフランジ部１２とを有している。また、補強環１０は、断面において、その厚さが一定又は略一定となっている。

弾性体部２０は、補強環１０に取り付けられており、補強環１０を全体又は略全体を覆うように補強環１０と一体的に形成されている。弾性体部２０は補強環１０を外側及び外周側から覆うように形成されていてもよい。シールリップ２１は、具体的には、図１に示すように、リップ腰部２４を有しており、リップ腰部２４は、弾性体部２０において、補強環１０のフランジ部１２における内周側の端部の近傍に位置する環状の部分である。シールリップ２１は、外側の端部においてリップ腰部２４に繋がっており、リップ腰部２４から内側に向かって延びる部分であり、補強環１０の円筒部１１に対向して配置されている。また、シールリップ２１は、内周側において軸線ｘ１に向かって凸の環状の部分であるリップ先端部２５と、外周側においてリップ先端部２５に背向して形成された環状の溝であるスプリング収容溝２６とを有している。

リップ先端部２５は、具体的には、シールリップ２１の内側の端部に形成されて環状のリップ部分であり、ｘ１断面形状が内周側に向かって凸の楔形状を呈している。リップ先端部２５は、使用状態において（図３参照）、内周側の尖端部分が、回転軸５３の外周面５３ａに密接するように形成されている。また、リップ先端部２５の外側の円錐面状のテーパ面２５ａには、リップ先端部２５の先端に対して斜めに延びる内周方向に突き出した突起であるネジ突起２５ｂが複数、周方向に等角度間隔で螺旋状に形成されている。ネジ突起２５ｂは、回転軸５３が摺動する際に、外側から内側に向かう気流を発生させ、内側からの潤滑油の漏洩の防止を図る。なお、リップ先端部２５は、ネジ突起２５ｂを有していなくてもよい。

ダストリップ２２は、具体的には図１に示すように、リップ腰部２４から延びる部位であり、リップ腰部２４から外側且つ内周側の方向に延出している。ダストリップ２２により、使用状態において（図３参照）、外側からリップ先端部２５方向への、泥水や砂、ダスト等の異物の侵入の防止が図られている。ダストリップ２２は、後述するように、その先端部分が使用状態において回転軸５３との間にラビリンスシールを形成するように回転軸５３に接触しないようにその延び方向の長さが設定されている。

サイドリップ２３は、具体的には、図１に示すように、リップ腰部２４から外側及び外周側に向かって斜めに延びる環状の部分であり、軸線ｘ１を中心とする外側に向かうに連れて拡径する円錐筒状又は略円錐筒状の形状を有している。サイドリップ２３は、リップ腰部２４において、ダストリップ２２が接続する部分よりも外周側から延びている。また、サイドリップ２３は、図３に示すように、回転軸５３に取り付けられた鍔部材３の内側の面に間隙形成面３１よりも内周側において、先端２３ａが対向するように、その延び方向の長さや軸線ｘ１に対する角度が設定されている。

また、弾性体部２０は、ガスケット部２７と、後方カバー２８とを有している。ガスケット部２７は、補強環１０の円筒部１１を外周側から覆う部分であり、後方カバー２８は、補強環１０のフランジ部１２を外側から覆う部分である。ガスケット部２７は、図３に示すように使用状態において、ハウジング５１の貫通穴５２に密封装置２を固定させるための部分であり、密封装置２が上述の貫通穴５２に圧入された際に、この貫通穴５２と補強環１０の円筒部１１との間において径方向に圧縮されて、径方向に向かう力である嵌合力を発生する。ガスケット部２７は、貫通穴５２に圧入された際に、所定の大きさの嵌合力が発生するように、径方向の厚さが設定されている。

上述のように、弾性体部２０は、シールリップ２１、ダストリップ２２、サイドリップ２３、リップ腰部２４、ガスケット部２７、及び後方カバー２８の各部分を有しており、弾性体から一体に形成されている。

また、密封装置２は、ガータスプリング２９を有している。ガータスプリング２９は、環状のコイルバネであり、例えば、線状のコイルバネの端部同士が繋ぎ合わされて形成されている。ガータスプリング２９は、シールリップ２１のスプリング収容溝２６内に嵌め込まれている。ガータスプリング２９は、使用状態において、シールリップ２１のリップ先端部２５を径方向において内周側に押圧し、リップ先端部２５を回転軸５３に押し付けて、リップ先端部２５に回転軸５３に対する所定の大きさの緊迫力を与えている。

鍔部材３は、具体的には、図２に示すように、軸線ｘ２を中心とする円盤状の金属製又は樹脂製の部材であり、鍔部材３において間隙形成面３１は、内側（矢印ｂ方向）に面する軸線ｘ２に直交する平面に沿う中空円盤面である。鍔部材３は、間隙形成面３１よりも内周側に、間隙形成面３１が面する方向とは反対方向である外側（矢印ａ方向）に凹む環状の凹部３２を有している。この凹部３２は、図３に示すように使用状態においてサイドリップ２３の先端２３ａ側の部分が凹部３２の中に入り込むような形状に形成されている。また、凹部３２は、使用状態においてサイドリップ２３の先端２３ａとの間に内周間隙ｇ２を形成するように形成されている。本実施の形態においては、凹部３２は、軸線ｘ２を中心とする環状の面である外周面３２ａと、外周面３２ａよりも内周側に延びている軸線ｘ２を中心とする環状の面である内周面３２ｂと、外周面３２ａと内周面３２ｂとを外側の端部において接続する軸線ｘ２を中心とする中空円盤状の底面３２ｃとによって画成されている。より具体的には、凹部３２の外周面３２ａは、軸線ｘ２を中心とする円筒面状の面となっている。

また、鍔部材３は、鍔部材３を回転軸５３に取り付けるための嵌合部３３及びボルト穴としての貫通穴３４を有している。嵌合部３３は、例えば図２に示すように、鍔部材３の内側の面である内側面３５に形成されており、外側に凹む軸線ｘ２を中心とする円盤状の空間を画成する凹部である。嵌合部３３は、具体的には、軸線ｘ２に直交する平面に沿う軸線ｘ２を中心とする中空円盤面状の底面３３ａと、底面３３ａから外側に向かって延びる軸線ｘ２を中心とする円筒面状の外周面３３ｂとによって形成されている。貫通穴３４は、嵌合部３３の底面３３ａから外側に向かって鍔部材３を貫通する穴であり、軸線ｘ２を中心とする円筒面状の周面により画成されている。嵌合部３３は、使用状態において回転軸５３の先端部分に嵌合するようにその寸法等が設定されている。

鍔部材３において、間隙形成面３１は、図３に示すように使用状態において、間隙形成面３１の少なくとも環状の一部分がハウジング５１に対向して外周間隙ｇ１を形成するように、間隙形成面３１と嵌合部３３の底面３３ａとの間の距離、軸線ｘ２から径方向の距離等が設定されている。また、凹部３２は、図３に示すように使用状態において、サイドリップ２３の先端２３ａが外周面３２ａに径方向において対向して内周間隙ｇ２を形成するように、凹部３２の底面３２ｃと嵌合部３３の底面３３ａとの間の距離、軸線ｘ２から外周面３２ａまでの径方向の距離等が設定されている。

次いで、上述の構成を有する密封構造１の使用状態について説明する。図３に示すように、密封構造１は、ディファレンシャル装置５０に適用された使用状態において、密封装置２が回転軸５３とハウジング５１の貫通穴５２との間の空間に取り付けられ、鍔部材３が回転軸５３に取り付けられ、回転軸５３とハウジング５１との間の密封を図る。

図３に示すように、使用状態において、密封装置２は、ハウジング５１の貫通穴５２に圧入されて取り付けられ、弾性体部２０のガスケット部２７がハウジング５１と補強環１０との間で圧縮されて貫通穴５２の内周面５２ａに密接している。これにより、密封装置２とハウジング５１の貫通穴５２との間の密閉が図られている。また、使用状態において、回転軸５３が貫通されたシールリップ２１は、リップ先端部２５において回転軸５３の外周面５３ａに回転軸５３が摺動可能に接触し、内周側において密封装置２と回転軸５３との間の密閉が図られている。これにより、ハウジング５１の内部に貯留された潤滑油が外部に漏れ出ることの防止が図られている。

鍔部材３は、使用状態において、ボルト５４が回転軸５３に螺合されることにより、回転軸５３の先端部に固定されている。鍔部材３は嵌合部３３が回転軸５３の先端部に嵌合され、嵌合部３３の外周面３３ｂが回転軸５３の外周面５３ａに接触し、嵌合部３３の底面３３ａが回転軸５３の先端面５３ｂに接触して、ディファレンシャル装置５０において所定の位置に固定されている。ボルト５４は、鍔部材３の貫通穴３４を貫通して回転軸５３に螺合され、鍔部材３が所定の位置で回転軸５３に固定されている。

鍔部材３の間隙形成面３１は、上述のように回転軸５３に固定された使用状態において、ハウジング５１の外側の表面を形成する外面において密封装置２のサイドリップ２３の先端２３ａよりも外周側の部分であるハウジング外周面５５に対向して、幅ｗ１の外周間隙ｇ１を形成している。鍔部材３において間隙形成面３１は、上述のように使用状態においてハウジング外周面５５に対向して外周間隙ｇ１を形成するように配置されている。外周間隙ｇ１の軸線ｘに直交する径方向の幅はハウジング５１のハウジング外周面５５の形状に基づくが、間隙形成面３１は、少なくとも間隙形成面３１の径方向の幅の一部に亘る環状の部分においてハウジング５１のハウジング外周面５５に対向するように形成されている。ハウジング外周面５５が軸線ｘに直交する平面に沿う場合、間隙形成面３１は図３に示すように、全体においてハウジング外周面５５に対向して、間隙形成面３１の全面に亘る外周間隙ｇ１を形成する。鍔部材３の間隙形成面３１は、平面状ではなく、ハウジング外周面５５に一定の間隔をあけて対向するようにハウジング外周面５５に沿った曲面形状に形成されていてもよい。外周間隙ｇ１の幅ｗ１は、後述するように３ｍｍ以下が好ましい。また、外周間隙ｇ１の径方向の幅は大きいほど好ましい。

また、鍔部材３の凹部３２は、上述のように回転軸５３に固定された使用状態において、ハウジング５１の貫通穴５２に嵌着された密封装置２のサイドリップ２３の先端２３ａ及びそれに続く部分である先端側の一部が凹部３２内に入り込み、サイドリップ２３の先端２３ａが径方向において凹部３２の外周面３２ａと対向して内周間隙ｇ２を形成している。鍔部材３において凹部３２は、また、密封装置２においてサイドリップ２３は、上述のように使用状態において凹部３２の外周面３２ａとサイドリップ２３の先端２３ａとが互いに径方向において対向して内周間隙ｇ２を形成するように夫々配置されている。

外周間隙ｇ１及び内周間隙ｇ２は、夫々ラビリンスシールを形成しており、密封装置２のサイドリップ２３、並びに鍔部材３の間隙形成面３１及び凹部３２は、形成する外周間隙ｇ１及び内周間隙ｇ２が夫々ラビリンスシールを形成するように密封装置２及び鍔部材３において夫々形成されている。

また、ダストリップ２２は、図３に示すように使用状態において、回転軸５３の外周面５３ａに接触しておらず、ダストリップ２２の先端（先端２２ａ）は、ラビリンスシールを形成する微小な隙間を介して回転軸５３の外周面５３ａに対向している。

次いで、本発明の実施の形態に係る密封構造１の作用について説明する。上述のように密封構造１の使用状態において、密封構造１の外部からシールリップ２１のリップ先端部２５に至る経路（以下、「異物侵入経路」という。）においてリップ先端部２５の上流側に、サイドリップ２３による密封に加えて外周間隙ｇ１によるラビリンスシールが形成されている。また、このラビリンスシールである外周間隙ｇ１は、鍔部材３が回転することにより、内部に空気層を形成することができ、この空気層により異物の侵入を更に抑えることができる。このため、密封構造１全体が泥水等の液体の中につかった場合でも、２つのラビリンスシールである外周間隙ｇ１と内周間隙ｇ２とにより、泥水等の液体がシールリップ２１のリップ先端部２５にまで至ることを抑制することができ、耐泥水性を向上させることができる。このため、リップ先端部２５と回転軸５３との間のシール部が異物を噛み込むことを抑制することができ、シールリップ２１の耐久性を向上させ、密封装置２の密封性能を向上させることができる。

また、上述のように、外周間隙ｇ１の幅ｗ１（図３参照）の値は、３ｍｍ以下が好ましい。これは、後述する試験に基づくと、外周間隙ｇ１の幅ｗ１の値が３ｍｍ以下であると、外周間隙ｇ１の耐泥水性を高くすることができると分かるからである。図４は、外周間隙ｇ１の耐泥水性の試験に用いる試験装置の概略構成を示す断面図である。耐泥水性の試験は、図４に示すように、ハウジング５１の仮想部材としての保持部材により軸受を介して回動可能に保持された回転軸の先端に間隙形成面３１の仮想部材としてのアクリル円盤を固定し、アクリル円板と保持部材とを軸心方向において幅ｈの間隔で対向させ、幅ｈの外周間隙ｇ１の仮想間隙としての仮想外周間隙を形成し、これを水が溜められたケース内に入れ、回転軸の軸心が水の液面上となる位置に保持部材を固定し、回転軸（アクリル円板）を回転させることにより行った。より詳細には、図５に示すように、仮想外周間隙における液面の回転軸の静止時の液面からの変位角度（液面角度θ）と回転軸の回転数とを測定することにより、耐泥水性の試験を行った。耐泥水性の試験は、外周間隙ｇ１の幅ｈを複数の値（ｈ＝１ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍ）に変更し、各幅ｈの仮想外周間隙に対して行った。

図６は、試験結果を示す図である。図６から分かるように、仮想外周間隙の幅ｈが１０ｍｍの場合は、いずれの回転数（０Ｈｚ〜１５００Ｈｚ）において液面角度θの変化はなく、回転軸の回転によって空気層が液面を押し下げて静止時の液面よりも下方に空気層が形成されることはなかった。仮想外周間隙の幅ｈが５ｍｍの場合は、回転数（０Ｈｚ〜１５００Ｈｚ）の上昇に伴い液面角度θは増加したが、液面角度θの最大値は４５度（ｄｅｇ）よりも小さく、仮想外周間隙内全体に空気層を形成することはできなかった。仮想外周間隙の幅ｈが３ｍｍの場合は、回転数（０Ｈｚ〜１５００Ｈｚ）の上昇に伴い液面角度θは増加し、回転数が８００Ｈｚより大きくなると液面角度θは大きく増加し、回転数１２００Ｈｚにおいて仮想外周間隙内全体に空気層が形成された。仮想外周間隙の幅ｈが１ｍｍの場合は、回転数（０Ｈｚ〜１５００Ｈｚ）の上昇に伴いｈ＝３ｍｍの場合よりも高い増加率で液面角度θは増加し、回転数８００Ｈｚにおいて仮想外周間隙内全体に空気層が形成された。この結果から、仮想外周間隙の幅ｈが３ｍｍ以下の場合に、空気層に基づく仮想外周間隙の密封性能が上昇することが分かり、上述のように、密封構造１の外周間隙ｇ１の耐泥水性については、外周間隙ｇ１の幅ｗ１が３ｍｍ以上であることが好ましいと考えられる。また、ラビリンスシールを形成する外周間隙ｇ１の幅ｗ１は、小さいほどよいが、回転軸５３の偏心等により鍔部材３の間隙形成面３１がハウジング５１に衝突することがないような値であることが好ましい。

密封構造１においては、密封構造１の使用状態において、異物侵入経路におけるサイドリップ２３の上流側に、外周間隙ｇ１がラビリンスシールを形成しているので、サイドリップ２３に至る異物の量を低減又はゼロにすることができる。このため、サイドリップ２３と鍔部材３との間の密封形態を非接触型のラビリンスシールにすることができる。また同様に、異物侵入経路においてダストリップ２２の上流側に、外周間隙ｇ１と内周間隙ｇ２との２つのラビリンスシールが形成されるので、ダストリップ２２に至る異物の量を低減又はゼロにすることができる。このため、ダストリップ２２と回転軸５３との間の密封形態を非接触型のラビリンスシールにすることができる。このように、密封構造１においては、サイドリップ２３及びダストリップ２２が鍔部材３及び回転軸５３に夫々接触することがないので、密封構造１が回転軸５３に与える抵抗を低減することができる。

このように、本発明の実施の形態に係る密封構造１によれば、耐泥水性を向上させることができる。

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係る密封構造１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。

例えば、本発明に係る密封構造において、鍔部材は上述の形態の鍔部材３に限定されない。鍔部材は、ハウジングとの間に外周間隙ｇ１を形成し、また、密封装置のサイドリップとの間に内周間隙ｇ２を形成可能な形態のものであればよい。例えば、鍔部材３において、凹部３２の形状は図２に図示した矩形の断面形状ではなく、断面において曲線状の輪郭を有するものであってもよい。また、鍔部材は、鍔部材３のように、ボルト５４によって回転軸５３に固定されるものではなく、回転軸５３に圧入されて固定されるものであってもよい。図７は、鍔部材３の変形例としての鍔部材４の概略構成を示すための軸線ｘ３に沿う断面における断面図である。鍔部材３の変形例としての鍔部材４は、金属板から形成されたデフレクタ又はスリンガであり、鍔部材３と同様に、使用状態においてハウジング５１と対向して外周間隙ｇ１を形成する間隙形成面３１と、使用状態においてサイドリップ２３が入り込み、サイドリップ２３の先端２３ａとの間に内周間隙ｇ２を形成する凹部３２を有している。また、鍔部材４は、回転軸５３の先端部分が圧入される貫通穴４１を有しており、軸線ｘ３を中心とする円筒状の面である内周面４２が貫通穴４１を画成している。使用状態において、鍔部材４は、回転軸５３が圧入され、内周面４２と回転軸５３の外周面５３ａとが密接し、回転軸５３に固定される。密封構造１において鍔部材４は鍔部材３と同様に作用し、鍔部材４を用いても上記密封構造１と同様の効果が得られる。

また、密封装置２の補強環１０や弾性体部２０の形態は他の形態であってもよい。弾性体部２０はダストリップ２２を備えないものであってもよい。また、弾性体部２０のダストリップ２２は回転軸５３に接触するものであってもよい。

また、本実施の形態に係る密封構造１は、自動車や汎用機械のディファレンシャル装置５０に適用されるものとしたが、本発明に係る密封構造の適用対象はこれに限られるものではなく、他の車両や汎用機械、産業機械等の回転軸とカバー部材との間等、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。具体的には、車輪を保持するハブベアリングに用いられる密封構造としても用いることができ、エンジンのクランクシャフト等の回転軸のための密封構造としても用いることができる。

１，１００ 密封構造
２，１０１ 密封装置
３，４ 鍔部材
１０，１１１ 補強環
１１ 円筒部
１２ フランジ部
２０，１１２ 弾性体部
２１，１１３ シールリップ
２２，１１４ ダストリップ
２２ａ 先端
２３，１１５ サイドリップ
２３ａ 先端
２４ リップ腰部
２５ リップ先端部
２５ａ テーパ面
２５ｂ ネジ突起
２６ スプリング収容溝
２７ ガスケット部
２８ 後方カバー
２９ ガータスプリング
３１ 間隙形成面
３２ 凹部
３２ａ 外周面
３２ｂ 内周面
３２ｃ 底面
３３ 嵌合部
３３ａ 底面
３３ｂ 外周面
３４，４１ 貫通穴
３５ 内側面
４２ 内周面
５０，１３０ ディファレンシャル装置
５１，１３２ ハウジング
５２，１３３ 貫通穴
５３，１３１ 回転軸
５４ ボルト
５５ ハウジング外周面
１０２ デフレクタ
１２１ 摺動面
ｇ１ 外周間隙
ｇ２ 内周間隙
ｈ，ｗ１ 幅
ｘ，ｘ１，ｘ２，ｘ３ 軸線

Claims (5)

1. 貫通穴が形成されたカバー部材と前記貫通穴に回動自在に通される回転軸との間の密封を図るための密封構造であって、
   前記回転軸と前記貫通穴との間の空間に取り付けられる密封装置と、
   前記回転軸に取り付けられる環状の部材である鍔部材とを備え、
   前記密封装置は、軸線周りに環状の補強環と、該補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、
   前記弾性体部は、前記回転軸に該回転軸が摺動可能に当接可能に形成された環状のシールリップと、該シールリップよりも外側に設けられた環状のダストリップと、前記ダストリップよりも外周側において前記外側に向かって延びる環状のサイドリップとを有しており、
   前記鍔部材は、前記回転軸に取り付けられた状態において、前記カバー部材と対向して前記軸線周りに環状の間隙である外周間隙を形成する環状の面である間隙形成面を有しており、
   前記サイドリップは該サイドリップの先端が、前記間隙形成面よりも内周側において前記回転軸に取り付けられた状態における前記鍔部材との間に環状の間隙である内周間隙を形成するように延びており、
   前記外周間隙及び前記内周間隙は夫々ラビリンスシールを形成することを特徴とする密封構造。
2. 前記外周間隙の幅は３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の密封構造。
3. 前記鍔部材の前記間隙形成面は、平面に沿って延びていることを特徴とする請求項１又は２記載の密封構造。
4. 前記鍔部材は、前記間隙形成面よりも内周側に、前記間隙形成面が面する方向とは反対方向に凹む環状の凹部を有しており、前記サイドリップは、先端側の部分が前記凹部の中に入り込んでおり、前記凹部との間に前記内周間隙を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封構造。
5. 前記凹部は外周側に円筒面状の面である外周円筒面を有しており、前記サイドリップは、前記凹部の前記外周円筒面との間に前記内周間隙を形成することを特徴とする請求項４記載の密封構造。