JP2019007552A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物の進入の抑制および音の伝達の抑制の機能をさらに改善することができる密封装置を提供する。【解決手段】密封装置は、ハウジングに設けられた軸孔の内周面に取り付けられる環状の取付部と、取付部よりも半径方向内側に配置された内側環状部と、内側環状部から延びて、回転軸の外周面に接するシールリップ部と、取付部と内側環状部とを接続するベロー部と、内側環状部の内側に配置されて、回転軸の外周面が摺動する樹脂製の環状の摺動部材と、摺動部材に固定または一体に成形されて、摺動部材の外側に広がり、音の伝達を阻害する遮音壁部と、遮音壁部よりもベロー部から遠くに配置され、取付部の内周面に全周にわたって接触し、取付部に回転軸の軸線方向における移動が規制された形式で取り付けられ、遮音壁部に隙間なく接触し、音の伝達を阻害する第１の遮音環とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングダストシールとして用いられるのに適した密封装置に関する。

ステアリングダストシールは、フロントダッシュパネルに配置され、その内部にステアリングシャフトが回転自在に挿入されている（特許文献１）。

特許第５１２０７６３号

ステアリングダストシールは、エンジンルームから乗員車室内への異物（ダスト、泥水など）の進入を抑制するとともに、エンジンルームから乗員車室内への音の伝達を抑制する機能を有する。

本発明は、異物の進入の抑制および音の伝達の抑制の機能をさらに改善することができる密封装置を提供する。

本発明に係る密封装置は、ハウジングと、前記ハウジングに設けられた軸孔内に配置された回転軸との間の隙間をシールする密封装置であって、前記軸孔の内周面に取り付けられる環状の取付部と、前記取付部よりも半径方向内側に配置された内側環状部と、前記内側環状部から延びて、前記回転軸の外周面に接するシールリップ部と、前記取付部と前記内側環状部とを接続するベロー部と、前記内側環状部の内側に配置されて、前記回転軸の外周面が摺動する樹脂製の環状の摺動部材と、前記摺動部材に固定または一体に成形されて、前記摺動部材から外側に広がり、音の伝達を阻害する遮音壁部と、前記遮音壁部よりも前記ベロー部から遠くに配置され、前記取付部の内周面に全周にわたって接触し、前記取付部に前記回転軸の軸線方向における移動が規制された形式で取り付けられ、前記遮音壁部に隙間なく接触し、音の伝達を阻害する第１の遮音環とを備える。

本発明においては、摺動部材に固定または一体に成形された遮音壁部に、第１の遮音環が隙間なく接触し、第１の遮音環は取付部の内周面に全周にわたって接触する。したがって、エンジンルームから乗員車室内への音の伝達を抑制する機能がさらに改善する。また、回転軸の軸線方向における第１の遮音環の移動が規制されているため、これに接触する遮音壁部の姿勢、ひいては摺動部材およびシールリップ部の姿勢が安定する。このようにシールリップ部の姿勢が安定することにより、エンジンルームから乗員車室内への異物の進入の抑制機能をさらに改善することができる。

好ましくは、密封装置は、前記遮音壁部よりも前記ベロー部の近くに配置され、前記取付部の内周面に全周にわたって接触し、前記取付部に前記回転軸の軸線方向における移動が規制された形式で取り付けられ、前記遮音壁部に隙間なく接触し、音の伝達を阻害する第２の遮音環をさらに備えてよい。

この場合には、第２の遮音環の追加により、エンジンルームから乗員車室内への音の伝達を抑制する機能がさらに改善する。また、遮音壁部は、第１の遮音環と第２の遮音環の間に挟まれ、これらの遮音環は両方とも回転軸の軸線方向における移動が規制されているため、遮音壁部の移動が防止される。したがって、遮音壁部の姿勢、ひいては摺動部材およびシールリップ部の姿勢がより安定し、エンジンルームから乗員車室内への異物の進入の抑制機能をさらに改善することができる。

さらに好ましくは、前記第２の遮音環と前記ベロー部の間に、音の伝達を阻害する遮音材が配置されていてよい。この場合には、遮音材によって、エンジンルームから乗員車室内への音の伝達を抑制する機能がさらに改善する。

本発明の第１実施形態に係る密封装置を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る密封装置を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る密封装置を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る密封装置を示す断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。
第１実施形態
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る密封装置１は、ハウジング（フロントダッシュパネル）２と、ハウジング２に設けられた軸孔２Ａ内に配置された回転軸（ステアリングシャフト）４との間の隙間をシールするステアリングダストシールである。密封装置１は環状の部品であって、図１においては、その左半分が示されている。図１において、符号Ｅはエンジンルーム側の空間を示し、Ｐは乗員車室側の空間を示す。

密封装置１は、基本的に、弾性体、例えばエラストマーから形成された高弾性部品であって、軸孔２Ａの内周面に取り付けられる環状の取付部６と、取付部６よりも半径方向内側に配置された内側環状部８と、取付部６と内側環状部８とを接続する曲折したベロー部１０とを有する。

さらに、密封装置１は、内側環状部８から延びて、回転軸４の外周面に全周にわたって接する複数のシールリップ部１２，１４，１６を有する。図においては、シールリップ部１２は、仮想線で示す回転軸４に接触していない初期状態が示されているが、実際にはシールリップ部１２は回転軸４に接触して弾性変形させられる。この実施形態においては、複数のシールリップ部１２，１４，１６が設けられているが、シールリップ部の数は実施形態に限定されず、１つでもよい。

取付部６は、弾性体、例えばエラストマーから形成された弾性環２２と、弾性環２２の周囲に固着された剛体、例えば金属から形成された剛性環２４とを有する。剛性環２４は、軸孔２Ａに嵌め込まれている。また、剛性環２４において、一端部２４ａは他の部分よりも小さい直径を有しており、端部２４ａの周囲には弾性環２２の一部分２２ａが全周にわたって配置されている。部分２２ａは、剛性環２４の端部２４ａとハウジング２の間で圧縮され、取付部６とハウジング２の間の隙間を封止してもよい。あるいは、部分２２ａは、剛性環２４の端部２４ａとハウジング２の間で圧縮されず、取付部６とハウジング２の間の隙間を封止しなくてもよい。

回転軸４は、チルトステアリング機構に設けられたステアリングシャフトである。このため、回転軸４は、ドライバーによって、その軸線方向に垂直な方向に移動、すなわち偏心させられうる。ベロー部１０は、弾性変形しやすい部分であり、その弾性変形によって回転軸４のこの移動、すなわち偏心を許容し、なおかつシールリップ部１２，１４，１６が回転軸４の外周面に全周にわたって接触することが可能なように設けられている。

さらに、密封装置１は、内側環状部８の内側に配置されており、内側環状部８に固定された環状の摺動部材２６を有する。例えば、内側環状部８に形成された凹部８ｃに、摺動部材２６に形成された凸部を嵌め込むことによって、摺動部材２６は内側環状部８に固定されてよい。ただし、摺動部材２６を内側環状部８に固定する方式は限定されない。

摺動部材２６は、回転軸４が偏心しても、シールリップ部１２，１４，１６が回転軸４の外周面に全周にわたって接触することが可能なように設けられている。具体的には、回転軸４がその軸線方向に垂直な方向に移動させられるとき、回転軸４の周囲にある摺動部材２６は回転軸４の移動に追随して移動させられる。シールリップ部１２，１４，１６は、摺動部材２６に相対的に固定された位置に存在するので、回転軸４に対しても相対的に固定された位置に存在する。したがって、シールリップ部１２，１４，１６は回転軸４の外周面に全周にわたって接触することが可能である。

かくして、回転軸４が回転する時、回転軸４の外周面が摺動部材２６の内周面の一部に対して摺動する。摺動部材２６は、例えばポリテトラフルオロエチレンのような、エラストマーより硬い低摩擦係数の樹脂から形成されている。したがって、回転軸４が回転しても、回転軸４の外周面と摺動部材２６の内周面との摩擦によって異音が発生することが防止される。

不可欠ではないが、摺動部材２６の内周面には、グリースを保持するための溝２６Ａが形成されている。グリースによって、回転軸４の外周面と摺動部材２６の内周面との摩擦がさらに低減させられる。

不可欠ではないが、密封装置１は、内側環状部８に埋設された補強環２８を有する。補強環２８は、剛体、例えば金属から形成されており、内側環状部８の変形を抑制し、シールリップ部１２，１４，１６が安定した姿勢で回転軸４に接触することができるようにする。

さらに、密封装置１は、摺動部材２６から外側に広がる環状の遮音壁部３０を有する。遮音壁部３０は、音の伝達を阻害する材料から形成されている。遮音壁部３０は、摺動部材２６と同じ材料から摺動部材２６と一体に成形されていてもよいし、摺動部材２６と同じ材料または異なる材料から形成されて摺動部材２６に固定されていてもよい。

さらに、密封装置１は、回転軸４の軸線方向において遮音壁部３０よりもベロー部１０から遠くに配置された遮音環３２（第１の遮音環）を有する。遮音環３２は、音の伝達を阻害するために設けられ、その材質は限定されない。但し、遮音環３２は、遮音壁部３０を補強して遮音壁部３０の姿勢を安定化させるためにも設けられているため、剛体、例えば樹脂または金属から形成されていることが好ましい。

遮音環３２の外周端には、外側円筒部３２Ａが形成されている。外側円筒部３２Ａは、取付部６の弾性環２２の内周面に全周にわたって接触し、取付部６に回転軸４の軸線方向における移動（特に乗員車室側の空間Ｐへの移動）が規制された形式で取り付けられている。例えば、取付部６の弾性環２２の内周面の部分２２ｂは、ベロー部１０から遠くなるほど断面積が小さくなるテーパ状に形成されてよく、一旦、部分２２ｂに遮音環３２が嵌め込まれると、遮音環３２がベロー部１０から遠くに移動しがたいように保持されてもよい。あるいは、部分２２ｂに、外側円筒部３２Ａが嵌め込まれる周溝が形成されていてもよく、一旦周溝に遮音環３２が嵌め込まれると、遮音環３２がベロー部１０から遠ざけがたく、かつベロー部１０に近づけがたく保持されてもよい。

遮音環３２は遮音壁部３０に隙間なく接触し、これによりエンジンルーム側の空間Ｅから乗員車室側の空間Ｐへの音の伝達を遮音壁部３０および遮音環３２が協働して阻害する。具体的には、この実施形態では、遮音壁部３０の外周端には、遮音環３２側に突出する周壁３０Ａが形成されており、周壁３０Ａは、遮音環３２の一面に隙間なく接触する。あるいは、またはこれに加えて、遮音環３２に遮音壁部３０側に突出して遮音壁部３０の一面に隙間なく接触する周壁を形成してもよい。

この実施形態においては、摺動部材２６に固定または一体に成形された遮音壁部３０に、遮音環３２が隙間なく接触し、遮音環３２は取付部６の内周面に全周にわたって接触する。したがって、エンジンルーム側の空間Ｅから乗員車室側の空間Ｐへの音の伝達を抑制する機能がさらに改善する。

回転軸４が偏心させられると、内側環状部８および摺動部材２６が回転軸４の軸線に対して傾くおそれがあり、その場合、シールリップ部１２，１４，１６が回転軸４の外周面に全周にわたって接触しない事態が想定される。しかし、この実施形態においては、回転軸４の軸線方向における遮音環３２の移動（特に乗員車室側の空間Ｐへの移動）が規制されているため、これに接触する遮音壁部３０の姿勢、ひいては摺動部材２６およびシールリップ部１２，１４，１６の姿勢が安定する。このようにシールリップ部１２，１４，１６の姿勢が安定し、これらが回転軸４の外周面に全周にわたって確実に接触することにより、エンジンルーム側の空間Ｅから乗員車室側の空間Ｐへの異物の進入の抑制機能をさらに改善することができる。

第２実施形態
図２に示すように、本発明の第２実施形態に係る密封装置４０は、第１の実施形態の構造に加えて、第２の遮音環４１を有する。

第２の遮音環４１は、音の伝達を阻害するために設けられ、その材質は限定されない。但し、第２の遮音環４１は、遮音壁部３０を補強して遮音壁部３０の姿勢を安定化させるためにも設けられているため、剛体、例えば樹脂または金属から形成されていることが好ましい。

第２の遮音環４１の外周端には、外側円筒部４１Ａが形成されている。外側円筒部４１Ａは、取付部６の弾性環２２の内周面に全周にわたって接触し、取付部６に回転軸４の軸線方向における移動（特にエンジンルーム側の空間Ｅへの移動）が規制された形式で取り付けられている。例えば、取付部６の弾性環２２の内周面の部分２２ｂは、これよりベロー部１０に近い部分より大きい直径を有しており、部分２２ｂに第２の遮音環４１が嵌め込まれると、第２の遮音環４１がベロー部１０に近づきがたいように保持されてもよい。あるいは、部分２２ｂに、外側円筒部４１Ａが嵌め込まれる周溝が形成されていてもよく、一旦周溝に第２の遮音環４１が嵌め込まれると、第２の遮音環４１がベロー部１０から遠ざけがたく、かつベロー部１０に近づけがたく保持されてもよい。

第２の遮音環４１は遮音壁部３０に隙間なく接触し、これによりエンジンルーム側の空間Ｅから乗員車室側の空間Ｐへの音の伝達を遮音壁部３０、第１の遮音環３２および第２の遮音環４１が協働して阻害する。具体的には、この実施形態では、遮音壁部３０の外周端には、第２の遮音環４１側に突出する周壁３０Ｂが形成されており、周壁３０Ｂは、第２の遮音環４１の一面に隙間なく接触する。あるいは、またはこれに加えて、第２の遮音環４１に遮音壁部３０側に突出して遮音壁部３０の一面に隙間なく接触する周壁を形成してもよい。

この実施形態によれば、第２の遮音環４１の追加により、エンジンルーム側の空間Ｅから乗員車室側の空間Ｐへの音の伝達を抑制する機能がさらに改善する。また、遮音壁部３０は、第１の遮音環３２と第２の遮音環４１の間に挟まれ、これらの遮音環３２，４１は両方とも回転軸４の軸線方向における移動が規制されているため、遮音壁部３０の移動が防止される。したがって、遮音壁部３０の姿勢、ひいては摺動部材２６およびシールリップ部１２の姿勢がより安定し、エンジンルーム側の空間Ｅから乗員車室側の空間Ｐへの異物の進入の抑制機能をさらに改善することができる。

第３実施形態
図３に示すように、本発明の第３実施形態に係る密封装置５０は、第２の実施形態の構造に加えて、遮音材５１を有する。

遮音材５１は、第２の遮音環４１とベロー部１０の間に配置されている。遮音材５１は、音の伝達を阻害するために設けられ、その材質は限定されない。例えば、スポンジまたはエラストマーで遮音材５１を形成してもよい。この実施形態によれば、遮音材５１によって、エンジンルーム側の空間Ｅから乗員車室側の空間Ｐへの音の伝達を抑制する機能がさらに改善する。

図３においては、ベロー部１０の内部が遮音材５１で満たされていないが、ベロー部１０の内部を遮音材５１で満たしてもよい。この場合には、ベロー部１０の動きを阻害しないように、遮音材５１はスポンジまたはエラストマーのような弾性変形しやすい材料から形成すると好ましい。

第４実施形態
図４に示すように、本発明の第４実施形態に係る密封装置６０は、第１実施形態に係る密封装置１と、第１実施形態の変形に係る密封装置６１とを備える二重構造を有する。密封装置６１のベロー部１０は、例えば金属から形成された連結環６２を介して、密封装置１の取付部６の弾性環２２に連結されている。したがって、密封装置１の取付部６は、密封装置６１の取付部としても使用されている。

この二重構造によって、エンジンルーム側の空間Ｅから乗員車室側の空間Ｐへの音の伝達を抑制する機能がさらに改善し、エンジンルーム側の空間Ｅから乗員車室側の空間Ｐへの異物の進入の抑制機能をさらに改善することができる。

以上、本発明の様々な実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。

Ｅ エンジンルーム側の空間
Ｐ 乗員車室側の空間
１，４０，５０，６０，６１ 密封装置
２ ハウジング
２Ａ 軸孔
４ 回転軸
６ 取付部
８ 内側環状部
８ｃ 凹部
１０ ベロー部
１２，１４，１６ シールリップ部
２２ 弾性環
２４ 剛性環
２６ 摺動部材
２６Ａ 溝
２８ 補強環
３０ 遮音壁部
３０Ａ 周壁
３０Ｂ 周壁
３２ 遮音環（第１の遮音環）
４１ 第２の遮音環
５１ 遮音材
６２ 連結環

Claims (3)

1. ハウジングと、前記ハウジングに設けられた軸孔内に配置された回転軸との間の隙間をシールする密封装置であって、
   前記軸孔の内周面に取り付けられる環状の取付部と、
   前記取付部よりも半径方向内側に配置された内側環状部と、
   前記内側環状部から延びて、前記回転軸の外周面に接するシールリップ部と、
   前記取付部と前記内側環状部とを接続するベロー部と、
   前記内側環状部の内側に配置されて、前記回転軸の外周面が摺動する樹脂製の環状の摺動部材と、
   前記摺動部材に固定または一体に成形されて、前記摺動部材から外側に広がり、音の伝達を阻害する遮音壁部と、
   前記遮音壁部よりも前記ベロー部から遠くに配置され、前記取付部の内周面に全周にわたって接触し、前記取付部に前記回転軸の軸線方向における移動が規制された形式で取り付けられ、前記遮音壁部に隙間なく接触し、音の伝達を阻害する第１の遮音環と
   を備えることを特徴とする密封装置。
2. 前記遮音壁部よりも前記ベロー部の近くに配置され、前記取付部の内周面に全周にわたって接触し、前記取付部に前記回転軸の軸線方向における移動が規制された形式で取り付けられ、前記遮音壁部に隙間なく接触し、音の伝達を阻害する第２の遮音環をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記第２の遮音環と前記ベロー部の間に、音の伝達を阻害する遮音材が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の密封装置。

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