JP2019095052A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール寿命を考慮しつつ、締め代の大きさに関わらず、ディフレクターに対するサイドリップ部の先端部の接触面圧を維持できる密封装置の提供。【解決手段】この密封装置は、環状のシール本体４０及び環状のディフレクター４２を備える。シール本体は、軸３８に摺接する主リップ部５８と、主リップ部側から軸方向外方に向けて径方向外方に傾斜しつつ延在し、先端部９６においてディフレクターと接触するサイドリップ部６２とを有する。このサイドリップ部は、その根元側に薄肉の狭窄部９８を有し、狭窄部及び先端部から両者の軸方向中央部に向かって径方向外方に漸次膨出する膨出部１００を有する。膨出部の肉厚ｔｍが、狭窄部の肉厚ｔｖよりも厚く、先端部の肉厚ｔｓよりも厚い【選択図】図２

Description

本発明は、密封装置に関する。詳細には、本発明は、例えば、自動車のデフサイド、トランスファ、及び、足回りに用いられる密封装置に関する。

例えば、自動車のディファレンシャル装置は、デフピニオンギヤ及びデフサイドギヤを収容するデフケースと、デフケースを回転自在に支持するハウジングと、デフサイドギヤに連結されるとともに、ハウジングに挿通される軸とを備えている。ハウジングと軸との間の環状空間には、潤滑油の漏洩を防止し、ハウジングの軸方向外方からの異物の混入を防止するために、デフサイド用の密封装置が設けられる。

図７に示すように、デフサイド用の密封装置２は、通常、ハウジング４と軸６との間に装着されるシール本体８と、シール本体８の軸方向外方において軸６に装着されるディフレクター１０とを備えている。

シール本体８は、リップ部１２として、軸６に摺接する主リップ部１４と、この主リップ部１４よりも軸方向外方において軸６に摺接する補助リップ部１６と、この補助リップ部１６よりも径方向外方に設けられ且つ軸方向外方に向けて径方向外方に傾斜しつつ延在するサイドリップ部１８とを有している。ディフレクター１０は、径方向に沿って配置された円環状の環状板部２０を有している。この密封装置２では、サイドリップ部１８がディフレクター１０の環状板部２０に接触することで、軸方向外方からの異物の侵入が防止される。

密封装置２のサイドリップ部１８には、ディフレクター１０に対して締め代が設定される。この締め代は、ハウジング４に対するシール本体８の組み付け位置や、軸６に対するディフレクター１０の組み付け位置等によって変化する。自動車の走行中に軸６がスラスト移動することによっても、締め代は変化する。

締め代が小さい場合、サイドリップ部１８はその先端２２の部分においてディフレクター１０に接触する。締め代が大きい場合には、図８に示されているように、ディフレクター１０との接触部分は、サイドリップ部１８の径方向内方部分に拡がる傾向にある。この場合、接触面圧のピークがサイドリップ部１８の根元側に移動し、密封性が低下する恐れがある。このため、密封性確保の観点から、締め代が変化しても、サイドリップ部１８が適正な位置でしかも適正な接触面圧でディフレクター１０と接触するよう、密封装置２について様々な検討が行われている（例えば、特許文献１）。

この特許文献１に開示された密封装置（図示されず）では、サイドリップ部は概ね一様な厚さを有している。このサイドリップ部は、基端部と、この基端部から軸方向外方でかつ径方向外方へ延びる中間部と、この中間部から軸方向外方でかつ径方向外方へ延び、内周面がディフレクターに摺接する先端部とを備えている。

特開２０１７−０８９８０３公報

密封装置２では、主リップ部１４とサイドリップ部１８との間の空間の容積が軸６のスラスト移動により変化する。軸６が軸方向外方へ移動すると、この空間の容積が増加する。これにより負圧が生じ、例えば、サイドリップ部１８の接触面圧が増加する。これに対して、軸６が軸方向内方へ移動すると、この空間の容積が減少する。これにより、空間内の圧力が高まり、例えば、主リップ部１４の接触面圧が減少する。接触面圧の増加及び減少は、シール寿命に影響する。

前述の特許文献１に開示された密封装置では、締め代が大きい場合にも、サイドリップ部がその先端部においてディフレクターに接触する。しかし略一様な厚さで構成されたサイドリップ部は負圧により変形しやすく、接触面圧の増加によるシール寿命の低下が懸念される。

以上の状況から、シール寿命を考慮しつつ、締め代の大きさに関わらず、ディフレクターに対するサイドリップ部の先端部の接触面圧を維持することができる技術の確立が求められている。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、シール寿命を考慮しつつ、締め代の大きさに関わらず、ディフレクターに対するサイドリップ部の先端部の接触面圧を維持することができる、密封装置を提供することを目的としている。

本発明に係る密封装置は、互いに相対回転する軸とハウジングとの間に構成される環状の空間に装着され、当該軸と当該ハウジングとの間を封止する密封装置であって、前記軸と前記ハウジングとの間に装着される環状のシール本体と、前記シール本体の軸方向外方において前記軸に装着される環状のディフレクターとを備えており、前記シール本体が、前記軸に摺接する主リップ部と、前記主リップ部側から軸方向外方に向けて径方向外方に傾斜しつつ延在し、先端部において前記ディフレクターと接触するサイドリップ部とを有しており、前記サイドリップ部が、その根元側に薄肉の狭窄部を有し、当該狭窄部及び前記先端部から両者の軸方向中央部に向かって径方向外方に漸次膨出する膨出部を有しており、前記膨出部の肉厚が、前記狭窄部の肉厚よりも厚く、前記先端部の肉厚よりも厚いことを特徴としている。

本発明の密封装置では、サイドリップ部の根元側に薄肉の狭窄部が設けられている。この密封装置では、サイドリップ部の変形の起点は根元にあり、狭窄部から先端部までの長さが十分に確保されている。この密封装置では、締め代の変化に追従してサイドリップ部はディフレクターとの接触を保ちながら変形することができる。さらに先端部の肉厚は膨出部の肉厚よりも薄いので、締め代が変化しても、サイドリップ部の先端部とディフレクターとの接触状態が適切に維持される。そして、厚肉の膨出部が剛性に寄与するので、サイドリップ部の先端部における接触面圧も適正に確保される。この密封装置では、締め代の大きさに関わらず、ディフレクターに対するサイドリップ部の先端部の接触面圧を維持することができる。しかも膨出部が狭窄部及び先端部から両者の軸方向中央部に向かって径方向外方に漸次膨出するように構成されているので、軸がスラスト移動し負圧が生じてもサイドリップ部は変形しにくい。このため、この密封装置では、接触面圧の増加によるシール寿命の低下が効果的に抑えられる。この密封装置では、シール寿命が考慮されつつ、ディフレクターに対する先端部の接触面圧が、締め代の大きさに関わらず維持される。

好ましくは、この密封装置では、前記狭窄部の肉厚に対する前記膨出部の肉厚の比は１．５以上３．５以下である。かかる構成により、厚肉の膨出部が剛性に寄与するので、サイドリップ部の先端部における接触面圧が適正に確保される。軸がスラスト移動し負圧が生じてもサイドリップ部は変形しにくいため、接触面圧の増加によるシール寿命の低下が効果的に抑えられる。

好ましくは、この密封装置では、前記狭窄部の肉厚に対する前記先端部の肉厚の比は０．５以上２．０以下である。かかる構成により、締め代が変化しても、サイドリップ部の先端部とディフレクターとの接触状態が適切に維持される。この密封装置では、シール寿命が考慮されつつ、ディフレクターに対する先端部の接触面圧が、締め代の大きさに関わらず維持される。

好ましくは、この密封装置では、前記狭窄部から前記膨出部までの長さＬ１に対する当該膨出部から前記先端部までの長さＬ２の比（Ｌ２／Ｌ１）は０．６以上０．８以下である。かかる構成により、接触面圧を適正に維持しながら、締め代の変化に追従してサイドリップ部が効果的に変形できる。

好ましくは、この密封装置では、前記主リップ部は、当該主リップ部の最小径部である先端から軸方向外方に向けて拡径状となる傾斜面と、前記傾斜面の全面が前記軸に接触するのを規制する規制部とを備えている。かかる構成により、軸に対する主リップ部の接触部位が分散し、主リップ部の傾斜面の全面が軸に接触するのを抑制することができる。このため、主リップ部の傾斜面の摩耗や発熱を抑制することができる。この密封装置では、接触面圧の増加によるシール寿命の低下がより効果的に抑えられる。

好ましくは、この密封装置では、前記サイドリップ部はその根元側から先端に向かって拡径状となる面で構成された内周面を備えており、前記内周面が径方向に対してなす角度は７０°〜８０°の範囲で設定される。かかる構成により、内周面がサイドリップ部の剛性向上に寄与する。サイドリップ部が適度な剛性を有するので、このサイドリップ部の先端部における接触面圧が適正に確保される。さらにシール本体を他のシール本体に積み重ねる際の、サイドリップ部の自重による変形が防止される。そしてサイドリップ部の内周面にグリースを塗布したシール本体を他のシール本体と積み重ねて運搬しても、この運搬中の揺れにより、他のシール本体の主リップ部にこのグリースが付着することも防止される。

好ましくは、この密封装置では、前記サイドリップ部は前記内周面の先端から軸方向内方に向けて拡径状となる面で構成された先端面を備えており、前記内周面と前記先端面とで構成される角は丸められており、前記丸められた角の前記内周面側の端から前記先端面側の端までの径方向距離が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、前記丸められた角の軸方向外端から前記内周面側の端までの軸方向距離が０．０３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。かかる構成により、サイドリップ部の先端部における接触面圧を適正に確保しつつ、締め代の変化に追従してこのサイドリップ部が効果的に変形できる。

好ましくは、この密封装置では、前記シール本体は前記主リップ部及び前記サイドリップ部を有する環状のシール部材を備えており、前記シール部材は弾性部材からなる。かかる構成により、サイドリップ部の先端部における接触面圧を適正に確保しつつ、締め代の変化に追従してこのサイドリップ部が効果的に変形できる。

好ましくは、この密封装置では、前記シール部材のＴＲ−１０値は−４０℃以下である。かかる構成により、低温時においても、シール部材は弾性体としての機能が維持される。サイドリップ部の先端部における接触面圧を適正に確保しつつ、締め代の変化に追従してこのサイドリップ部が効果的に変形できる。しかもこのシール部材を用いることにより、低温時における偏心が防止される。

好ましくは、この密封装置では、前記シール部材の損失正接は０．１５以上０．３０以下である。かかる構成により、スティックスリップによる鳴き音の発生が防止される。

好ましくは、この密封装置では、前記シール部材の引張強さは８ＭＰａ以上である。かかる構成により、シール部材は適度な強度を有する。この密封装置では、スラスト移動によるサイドリップ部の破損が防止される。

以上の説明から明らかなように、本発明の密封装置では、シール寿命を考慮しつつ、締め代の大きさに関わらず、ディフレクターに対するサイドリップ部の先端部の接触面圧を維持することができる。この密封装置では、シール寿命を確保しながら、良好な密封性が得られる。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る密封装置の一部が示された断面図である。 図２は、図１の密封装置におけるシール本体が示された断面図である。 図３は、図１の密封装置において、締め代が最大のときのサイドリップ部が示された断面図である。 図４は、サイドリップ部の拡大した断面図である。 図５は、密封装置に用いられるシール本体の保管状態を説明する図である。 図６は、本発明の第二の実施形態に係る密封装置の一部が示された断面図である。 図７は、従来の密封装置が示された断面図である。 図８は、図７の密封装置において、締め代が最大のときのサイドリップ部が示された断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

［密封装置３２］
図１には、本発明の第一の実施形態に係る密封装置３２の一例が示されている。この密封装置３２は、自動車のディファレンシャル装置において、デフピニオンギヤ及びデフサイドギヤを収容するデフケースを回転自在に支持するハウジング３４と、デフサイドギヤに連結され、このハウジング３４の軸孔３６に挿通された軸３８（ドライブシャフトともいう。）との間に用いられる。この密封装置３２は、デフサイド用である。

密封装置３２は、互いに相対回転する軸３８とハウジング３４との間に構成される環状の空間に装着され、軸３８とハウジング３４との間を封止する。この密封装置３２は、ハウジング３４内部の密封空間Ａ内に密封された潤滑油等の流体がハウジング３４の外部へ漏洩するのを防止する。なお、この図１には、軸３８とハウジング３４との間に装着される前、すなわち、変形前の自然状態にある密封装置３２が示されている。

この密封装置３２は、環状のシール本体４０と、環状のディフレクター４２とを備えている。シール本体４０は、軸３８とハウジング３４との間に装着される。ディフレクター４２は、シール本体４０の軸方向外方において軸３８に装着される。このディフレクター４２は、径方向に沿って配置される円環状の環状板部４４を有している。

［シール本体４０］
図２には、密封装置３２のシール本体４０の要部が示されている。この図２には、変形前の自然状態にあるシール本体４０が示されている。この図２において、右側が密封空間Ａ側に相当する。

シール本体４０は、断面略Ｌ字形の環状の芯金４６と、芯金４６に固定されているシール部材４８と、環状のバネリング５０とを備えている。このシール本体４０は、芯金４６、シール部材４８及びバネリング５０で構成されている。

芯金４６は、金属（例えば、ＳＰＣＣ）製の環状部材である。この芯金４６は、円筒形状の円筒部５２と、円環状の環状板部５４とで構成されている。円筒部５２は、その軸心が軸３８の軸心と一致するように配置されている。環状板部５４は、円筒部５２の軸方向外方の一端から径方向内方へ延在している。

シール部材４８は、合成ゴム（例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）等）を基材ゴムとする弾性部材（すなわち加硫ゴム）からなる。シール部材４８は、加硫による接着処理（焼き付けともいう。）により芯金４６に固定されている。シール部材４８は、環状に形成されており、本体部５６と、主リップ部５８と、補助リップ部６０と、サイドリップ部６２とを有している。

本体部５６は、外周部６４と、側面部６６と、内周部６８とを備えている。外周部６４は、芯金４６の円筒部５２の外周面に積層されており、ハウジング３４の軸孔３６に固定される。側面部６６は、環状板部５４の軸方向外方の側面に積層されている。内周部６８は、環状板部５４の内周部を覆っている。このシール部材４８では、外周部６４、側面部６６及び内周部６８は、一体的に形成されている。外周部６４は軸方向に延在し、側面部６６は径方向に延在している。

［主リップ部５８］
主リップ部５８は、本体部５６の内周部６８の径方向内側において密封空間Ａ側へ延びている。主リップ部５８の外周面７０には、周溝７２が形成されている。そして、この周溝７２には、ガータスプリングと呼ばれるバネリング５０が装着されている。このバネリング５０により、主リップ部５８が径方向内方へ締め付けられている。

この密封装置３２では、主リップ部５８は軸３８と摺接する。この主リップ部５８は、軸３８の外周面７４に締め代を持って接触して密封空間内Ａの密封流体が軸方向外方へ漏れるのを防止している。主リップ部５８の断面形状は、径方向内方に向けて先細りである。この主リップ部５８の先端７６は最小径部であり、この主リップ部５８の内周面７８は、この先端７６から密封空間Ａ側に向けて拡径状となる第一傾斜面８０と、この先端７６から軸方向外方に向けて拡径状となる第二傾斜面８２とを備えている。

［補助リップ部６０］
補助リップ部６０は、本体部５６の内周部６８から径方向内方で且つ軸方向外方へ延在している。この密封装置３２では、補助リップ部６０は軸３８と摺接する。この補助リップ部６０は、軸３８の外周面７４に締め代をもって接触して軸方向外方から密封空間Ａ内への異物の侵入を防止している。補助リップ部６０の内周面８４は、密封空間Ａ側から軸方向外方に向かって縮径状となる第三傾斜面８６と、この第三傾斜面８６の最小径部から軸方向外方に向かって拡径状となる第四傾斜面８８とを備えている。この補助リップ部６０においても、その最小径部が先端９０である。図示されていないが、第三傾斜面８６には、周方向に間隔をあけて負圧防止突起が配置されている。

この密封装置３２では、主リップ部５８と補助リップ部６０との間には、凹溝９２が設けられている。このため、この密封装置３２では、主リップ部５８と、補助リップ部６０と、これらが接触する軸３８の外周面７４とで囲まれた、環状の第一空間部Ｓ１が構成される。

［サイドリップ部６２］
サイドリップ部６２は、主リップ部５８側から軸方向外方に向けて径方向外方に傾斜しつつ延在している。この密封装置３２では、サイドリップ部６２は、本体部５６と一体的に形成されている。このサイドリップ部６２は、この本体部５６の側面部６６から軸方向外方に向けて延在している。このサイドリップ部６２は、その先端９４の部分（以下、先端部９６）において、ディフレクター４２の環状板部４４と接触する。

このサイドリップ部６２は、その根元側に薄肉の狭窄部９８を有している。このサイドリップ部６２はさらに、この狭窄部９８及び先端部９６から両者の軸方向中央部に向かって径方向外方に漸次膨出する膨出部１００を有している。本発明においては、狭窄部９８において最も肉厚の薄い個所が底と称され、膨出部１００において最も肉厚の厚い個所が頂と称される。図１において、符号Ｐｖ及び符号Ｐｍはサイドリップ部６２の外周面上の特定の位置を表している。この密封装置３２では、位置Ｐｖが狭窄部９８における底であり、位置Ｐｍが膨出部１００における頂である。

この密封装置３２では、サイドリップ部６２の外周面１０２は、根元側から底Ｐｖに向かって縮径状となる第一外周面１０４と、この底Ｐｖから頂Ｐｍに向かって拡径状となる第二外周面１０６と、この頂Ｐｍからこの外周面１０２の先端１０８に向かって略同径状となる第三外周面１１０とを有している。この外周面１０２は、第一外周面１０４と第二外周面１０６との間で屈曲し、第二外周面１０６と第三外周面１１０との間で屈曲している。この外周面１０２は、ジグザグ状を呈している。

図２において、角度θ１は第二外周面１０６が径方向に対してなす角度である。この密封装置３２では、角度θ１は鋭角であり、５０°〜７０°の範囲で設定される。この図２において、角度θ２は第三外周面１１０が径方向に対してなす角度である。この密封装置３２では、角度θ２は鋭角又は鈍角であり、８０°〜１００°の範囲で設定される。

この密封装置３２では、サイドリップ部６２の内周面１１２は、根元側からこの内周面１１２の先端１１４に向かって拡径状となる面で構成されている。この内周面１１２には、外周面１０２のような屈曲部分は設けられていない。この内周面１１２は、単一の平面で構成されている。詳細には、この内周面１１２は錐面である。なお、この内周面１１２が内向きに凸な湾曲面とされてもよく、この内周面１１２が外向きに凸な湾曲面とされてもよい。

図２において、角度θ３は内周面１１２が径方向に対してなす角度である。この密封装置３２では、角度θ３は鋭角であり、７０°〜８０°の範囲で設定される。

この密封装置３２では、内周面１１２の先端１１４が外周面１０２の先端１０８よりも軸方向外方に位置している。この密封装置３２においては、内周面１１２の先端１１４がサイドリップ部６２の先端９４である。なお、外周面１０２の先端１０８が内周面１１２の先端１１４よりも軸方向外方に位置している場合には、この外周面１０２の先端１０８において、サイドリップ部６２の先端９４が特定される。

この密封装置３２では、外周面１０２の先端１０８と内周面１１２の先端１１４とを繋ぐ面は先端面１１６である。この密封装置３２では、先端面１１６は外周面１０２の先端１０８から軸方向外方に向けて縮径状となる面で構成されている。言い換えれば、この先端面１１６は、内周面１１２の先端１１４から軸方向内方に向けて拡径状となる面で構成されている。

図２において、角度θ４は先端面１１６が内周面１１２に対してなす角度である。この角度θ４は、７０°〜１５０°の範囲で設定される。なお、先端面１１６と内周面１１２とで構成される角が丸めとされている場合は、図２に示された断面において、先端面１１６の延長線が内周面１１２の延長線に対してなす角度が角度θ４として表わされる。

図２において、両矢印ｔｖはサイドリップ部６２の狭窄部９８の肉厚（厚さともいう。）である。肉厚ｔｖは、狭窄部９８の底Ｐｖにおける厚さで表される。両矢印ｔｍは、サイドリップ部６２の膨出部１００の肉厚である。肉厚ｔｍは、膨出部１００の頂Ｐｍにおける厚さで表される。両矢印ｔｓは、サイドリップ部６２の先端部９６の肉厚である。肉厚ｔｓは、外周面１０２の先端１０８における厚さで表される。なお、前述したように、先端面１１６と内周面１１２とで構成される角が丸めとされている場合は、図２に示された断面において、内周面１１２の延長線に基づいて前述の肉厚ｔｓは特定される。さらに、外周面１０２の先端１０８が、変形前の自由状態において本体部５６の側面部６６から軸方向に最も離れた位置にある場合は、内周面１１２の先端１１４における厚さで、この肉厚ｔｓは表わされる。この場合において、先端面１１６と内周面１１２とで構成される角が丸めとされている場合は、図２に示された断面において、先端面１１６の延長線と内周面１１２の延長線との交点を求め、この交点における厚さで、前述の肉厚ｔｓは表わされる。

この密封装置３２では、膨出部１００の肉厚ｔｍは、狭窄部９８の肉厚ｔｖよりも厚く、先端部９６の肉厚ｔｓよりも厚い。つまり、このサイドリップ部６２は、膨出部１００の肉厚ｔｍが狭窄部９８の肉厚ｔｖよりも厚く、先端部９６の肉厚ｔｓよりも厚くなるように構成されている。

以上説明したように、本発明に係る密封装置３２は、互いに相対回転する軸３８とハウジング３４との間に構成される環状の空間に装着され、軸３８とハウジング３４との間を封止する密封装置３２であって、以下の特徴を有している。つまり、この密封装置３２は、軸３８とハウジング３４との間に装着される環状のシール本体４０と、シール本体４０の軸方向外方において軸３８に装着される環状のディフレクター４２とを備えている。シール本体４０は、軸３８に摺接する主リップ部５８と、主リップ部５８側から軸方向外方に向けて径方向外方に傾斜しつつ延在し、先端部９６においてディフレクター４２と接触するサイドリップ部６２とを有している。このサイドリップ部６２は、その根元側に薄肉の狭窄部９８と、狭窄部９８及び先端部９６から両者の軸方向中央部に向かって径方向外方に漸次膨出する膨出部１００とを有している。このサイドリップ部６２においては、膨出部１００の肉厚ｔｍは、狭窄部９８の肉厚ｔｖよりも厚く、先端部９６の肉厚ｔｓよりも厚い。

密封装置３２において、サイドリップ部６２の締め代は、ハウジング３４、軸３８、シール本体４０、ディフレクター４２の組み付けの際の相対位置や、自動車の走行中における軸３８のスライド量等によって大きく異なる。

図１において、二点鎖線Ｄ１で表されたディフレクター４２は、サイドリップ部６２の締め代が最小となる位置にある。この図１において、二点鎖線Ｄ２で表されたディフレクター４２は、このサイドリップ部６２の締め代が最大となる位置にある。なお、締め代が最大のときのサイドリップ部６２の状態が図３に示されている。

例えば、自動車の走行中における軸３８のスライド量は約３ｍｍであり、このスライド量も加味したサイドリップ部６２の締め代の範囲Ｅは、１〜７ｍｍ程度になる。

この密封装置３２では、サイドリップ部６２が、締め代の大きさに関わらず、適切にディフレクター４２に接触することができるように、その形状が設計されている。具体的には、この密封装置３２では、サイドリップ部６２の根元側に薄肉の狭窄部９８が設けられている。この密封装置３２では、サイドリップ部６２の変形の起点は根元にあり、狭窄部９８から先端部９６までの長さが十分に確保されている。この密封装置３２では、締め代の変化に追従してサイドリップ部６２はディフレクター４２との接触を保ちながら変形することができる。さらに先端部９６の肉厚ｔｓは膨出部１００の肉厚ｔｍよりも薄いので、締め代が変化しても、サイドリップ部６２の先端部９６とディフレクター４２との接触状態が適切に維持される。そして、狭窄部９８及び先端部９６よりも厚肉の膨出部１００が剛性に寄与するので、サイドリップ部６２の先端部９６における接触面圧も適正に確保される。この密封装置３２では、締め代の大きさに関わらず、ディフレクター４２に対するサイドリップ部６２の先端部９６の接触面圧を維持することができる。この密封装置３２では、軸方向外方からの異物の侵入を確実に防止できる。

この密封装置３２では、シール本体４０のサイドリップ部６２は、その内周面１１２が締め代を有してディフレクター４２と接触する。そして、サイドリップ部６２の内周面１１２と、ディフレクター４２の環状板部４４と、軸３８の外周面７４と、補助リップ部６０の外周面１１８との間には、第二空間部Ｓ２が構成される。

前述したように、この密封装置３２では、主リップ部５８と、補助リップ部６０と、これらが接触する軸３８の外周面７４とで囲まれた、環状の第一空間部Ｓ１が構成される。そして、補助リップ部６０の第三傾斜面８６には、負圧防止突起が設けられている。

この密封装置３２では、自動車の走行中に軸３８が軸方向外方へスラスト移動すると、第二空間部Ｓ２の容積が増加する。これにより、第二空間部Ｓ２には負圧が生じる。補助リップ部６０の第三傾斜面８６には負圧防止突起が設けられているので、第一空間部Ｓ１にも負圧が生じる。この負圧は、接触面圧の増加に寄与するので、その程度によっては、シール寿命が低下することが懸念される。

この密封装置３２では、膨出部１００が狭窄部９８及び先端部９６から両者の軸方向中央部に向かって径方向外方に漸次膨出するように構成されている。このため、軸３８がスラスト移動し負圧が生じてもサイドリップ部６２は変形しにくい。この密封装置３２では、接触面圧の増加によるシール寿命の低下が効果的に抑えられる。前述したように、この密封装置３２では、締め代の大きさに関わらず、ディフレクター４２に対するサイドリップ部６２の先端部９６の接触面圧を維持することができる。つまり、この密封装置３２では、シール寿命が考慮されつつ、ディフレクター４２に対する先端部９６の接触面圧が、締め代の大きさに関わらず維持される。

この密封装置３２では、狭窄部９８の肉厚ｔｖに対する膨出部１００の肉厚ｔｍの比（ｔｍ／ｔｖ）は、１．５以上が好ましく、３．５以下が好ましい。かかる構成により、厚肉の膨出部１００が剛性に寄与するので、サイドリップ部６２の先端部９６における接触面圧が適正に確保される。軸３８がスラスト移動し負圧が生じてもサイドリップ部６２は変形しにくいため、接触面圧の増加によるシール寿命の低下が効果的に抑えられる。この密封装置３２では、接触面圧を適正に維持しながら、締め代の変化に追従してサイドリップ部６２が効果的に変形できる。

この密封装置３２では、狭窄部９８の肉厚ｔｖに対する先端部９６の肉厚ｔｓの比（ｔｓ／ｔｖ）は、０．５以上が好ましく、２．０以下が好ましい。かかる構成により、締め代が変化しても、サイドリップ部６２の先端部９６とディフレクター４２との接触状態が適切に維持される。この密封装置３２では、接触面圧を適正に維持しながら、締め代の変化に追従してサイドリップ部６２が効果的に変形できる。

図２において、両矢印Ｌ１は、肉厚ｔｖを特定する内周面１１２上の位置から肉厚ｔｍを特定する内周面１１２上の位置までの距離を表している。本発明においては、この距離Ｌ１は狭窄部９８から膨出部１００までの長さである。両矢印Ｌ２は、肉厚ｔｍを特定する内周面１１２上の位置から内周面１１２の先端１１４、すなわち、サイドリップ部６２の先端９４までの距離を表している。本発明においては、この距離Ｌ２は膨出部１００から先端部９６までの長さである。

この密封装置３２では、狭窄部９８から膨出部１００までの長さＬ１に対する膨出部１００から先端部９６までの長さＬ２の比（Ｌ２／Ｌ１）は０．６以上が好ましく、０．８以下が好ましい。これにより、接触面圧を適正に維持しながら、締め代の変化に追従してサイドリップ部６２が効果的に変形できる。この密封装置３２では、シール寿命が考慮されつつ、ディフレクター４２に対する先端部９６の接触面圧が、締め代の大きさに関わらず維持される。

前述したように、シール部材４８は、合成ゴムを基材ゴムとする弾性部材からなる。この密封装置では、サイドリップ部の先端部における接触面圧を適正に確保しつつ、締め代の変化に追従して、このサイドリップ部が効果的に変形できる。

この密封装置３２では、シール部材４８のＴＲ−１０値は−４０℃以下が好ましい。これにより、この密封装置３２では、低温時においても、シール部材４８は弾性体としての機能が維持される。サイドリップ部６２の先端部９６における接触面圧を適正に確保しつつ、締め代の変化に追従してこのサイドリップ部６２は効果的に変形できる。しかもこのシール部材４２を用いることにより、低温時における偏心が防止される。なお、このシール部材４８のＴＲ−１０値は、ＪＩＳ Ｋ６２６１−４に規定の低温弾性回復試験（ＴＲ試験）により得られる。

この密封装置３２では、シール部材４８の損失正接は０．１５以上０．３０以下が好ましい。これにより、スティックスリップによる鳴き音の発生が防止される。なお、このシール部材４８の損失正接は、市販の粘弾性スペクトロメーター：（株式会社ユービーエム社製の商品名「ＲＨＥＯＧＥＬ−Ｅ４０００」）を用いて、ＪＩＳ Ｋ６３９４の規定に準拠して測定される。この測定のための条件は、以下の通りである。
初期歪み：２％
歪み振幅：±０．１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：３０℃

この密封装置３２では、シール部材４８の引張強さは８ＭＰａ以上が好ましい。これにより、シール部材４８は適度な強度を有する。この密封装置３２では、スラスト移動によるサイドリップ部６２の破損が防止される。なお、このシール部材４８の引張強さは、市販の引張試験機：（株式会社島津製作所社製の商品名「ＡＧＳ−１ｋＮＸ」）を用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５１の規定に準拠して測定される。

図４には、サイドリップ部６２の拡大した断面図が示される。この拡大した断面図の先端部９６においては、サイドリップ部６２の先端面１１６と内周面１１２とで構成される角Ｃは丸められている。この密封装置３２では、丸められた角Ｃの形状は、円弧で表される。

この密封装置３２では、先端部９６の角Ｃが丸められることにより、この先端部９６がディフレクター４２の環状板部４４をスムーズに移動できる。先端部９６の環状板部４４に対する滑りが促され、サイドリップ部６２が環状板部４４に対して突っ張ることが抑制されるので、サイドリップ部６２が適正に変形する。この密封装置３２では、サイドリップ部６２の先端部９６における接触面圧を適正に確保しつつ、締め代の変化に追従してこのサイドリップ部６２が効果的に変形できる。

図４において、符号ＰＴは丸められた角Ｃの先端面１１６側の端である。符号ＰＵは、この丸められた角Ｃの内周面１１２側の端である。この内周面１１２側の端ＰＵは、軸方向において、先端面１１６側の端ＰＴよりも内側に位置する。符号ＰＥは、この丸められた角Ｃの軸方向外端である。この外端ＰＥは、サイドリップ部６２の先端面１１６と内周面１１２とで構成される角Ｃが丸められた場合の、サイドリップ部６２の先端９４である。両矢印ＴＵは、先端面１１６側の端ＰＴから内周面１１２側の端ＰＵまでの径方向距離である。両矢印ＥＵは、軸方向外端ＰＥから内周面１１２側の端ＰＵまでの軸方向距離である。

この密封装置３２では、サイドリップ部６２の先端部９６における接触面圧を適正に確保しつつ、締め代の変化に追従してこのサイドリップ部６２が効果的に変形できる観点から、丸められた角Ｃの内周面１１２側の端ＰＵから先端面１１６側の端ＰＴまでの径方向距離ＴＵは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。この丸められた角の軸方向外端ＰＥから内周面１１２側の端ＰＵまでの軸方向距離ＥＵは、０．０３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。

図５には、密封装置３２に用いられるシール本体４０の保管状態が示される。このシール本体４０の保管状態では、図５に示されるように複数のシール本体４０が積重ねられる。サイドリップ部６２の剛性が不足すると、このサイドリップ部６２が自重により変形し、複数のシール本体４０を積重ねて保管できない恐れがある。運搬中の揺れにより、サイドリップ部６２の内周面１１２に付着させたグリースＧが、別のシール本体４０の主リップ部５８の外周面７０に付着する恐れもある。

前述したように、この密封装置３２では、内周面１１２が径方向に対してなす角度θ３は鋭角Ｃであり、７０°〜８０°の範囲で設定される。この密封装置３２では、角度θ３を７０°以上に設定することにより、内周面１１２がサイドリップ部６２の剛性向上に寄与する。サイドリップ部６２が適度な剛性を有するので、このサイドリップ部６２の先端部９６における接触面圧が適正に確保される。さらにシール本体４０を他のシール本体４０に積み重ねる際の、サイドリップ部６２の自重による変形が防止される。この角度θ３が８０°以下に設定されることにより、内周面１１２の傾斜が適切に維持される。このため、サイドリップ部６２の内周面１１２にグリースＧを塗布したシール本体４０を他のシール本体４０と積み重ねて運搬しても、この運搬中の揺れにより、他のシール本体４０の主リップ部５８にこのグリースＧが付着することが防止される。

以上の説明から明らかなように、本発明の密封装置３２では、シール寿命を考慮しつつ、締め代の大きさに関わらず、ディフレクター４２に対するサイドリップ部６２の先端部９６の接触面圧を維持することができる。この密封装置３２では、シール寿命を確保しながら、良好な密封性が得られる。

図６には、本発明の第二の実施形態にかかる密封装置１３２の一部が示されている。この図６には、この密封装置１３２を構成するシール本体１３４の主リップ部１３６が示されている。この密封装置１３２では、主リップ部１３６以外は図１に示された密封装置３２のシール本体４０の構成と同等の構成を有している。このため、この図６において、図１の密封装置３２の構成部材と同一の部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

主リップ部１３６は、本体部５６の内周部６８の径方向内側において密封空間Ａ側へ延びている。主リップ部１３６の外周面１３８には、周溝１４０が形成されている。そして、この周溝１４０にはバネリング５０が装着されている。

この密封装置１３２では、主リップ部１３６は軸３８と摺接する。この主リップ部１３６は、軸３８の外周面７４に締め代を持って接触して密封空間内Ａの密封流体が軸方向外方へ漏れるのを防止している。主リップ部１３６の断面形状は、径方向内方に向けて先細りである。この主リップ部１３６の先端１４２は最小径部であり、この主リップ部１３６の内周面１４４は、この先端１４２から密封空間Ａ側に向けて拡径状となる第一傾斜面１４６と、この先端１４２から軸方向外方に向けて拡径状となる第二傾斜面１４８とを備えている。この第二傾斜面１４８は、軸３８の外周面７４に接触するシール面として機能する。

第一傾斜面１４６と第二傾斜面１４８とがなす角度（図６中の角度θ５）は、鈍角Ｃである。この角度θ５は、例えば、９５°〜１４０°の範囲で設定することができる。

この密封装置１３２では、第二傾斜面１４８の軸方向外方側には、略軸方向に沿った円筒形状の円筒面１５０が設けられている。第二傾斜面１４８と円筒面１５０とがなす角度（図６中の角度θ６）は、鈍角Ｃである。この角度θ６は、例えば、１３０°〜１７０°の範囲で設定することができる。

この密封装置１３２では、円筒面１５０の軸方向外方には、凹溝１５２が設けられている。円筒面１５０に隣接する凹溝１５２の内側面１５４と円筒面１５０とがなす角度（図６中の角度θ７）は、鈍角Ｃである。この角度θ７は、例えば、１００°〜１７０°の範囲で設定することができる。

図６（ｂ）に拡大して示すように、この密封装置１３２では、円筒面１５０と凹溝１５２の内側面１５４とは、第二傾斜面１４８に垂直な方向に関してこの第二傾斜面１４８よりも径方向内側に突出する突部１５６を形成している。そして、この突部１５６は、第二傾斜面１４８の全面が軸３８の外周面７４に接触するのを規制する規制部を構成する。

図示されていないが、規制部が設けられていない主リップ部を有するシール本体では、第二傾斜面の全面が軸３８に接触する恐れがある。このため、第二傾斜面全体の摩耗や発熱が大きくなる。これに対して、この密封装置１３２のシール本体１３４では、規制部により、軸３８に対する主リップ部１３６の接触部位が分散し、主リップ部１３６の第二傾斜面１４８の全面が軸３８に接触するのを抑制することができる。このため、主リップ部１３６の第二傾斜面１４８の摩耗や発熱を抑制することができる。

図示されていないが、この密封装置１３２のサイドリップ部は、図１に示された密封装置３２のサイドリップ部６２の構成と同等の構成を有している。このため、軸３８がスラスト移動し負圧が生じてもサイドリップ部は変形しにくい。しかも前述したように、この密封装置１３２では、主リップ部１３６の第二傾斜面１４８の摩耗や発熱が抑制される。この密封装置１３２では、接触面圧の増加によるシール寿命の低下がより効果的に抑えられる。さらにこの密封装置１３２では、図１に示された密封装置３２と同様、締め代の大きさに関わらず、ディフレクターに対するサイドリップ部の先端部の接触面圧を維持することができる。つまり、この密封装置１３２では、シール寿命が考慮されつつ、ディフレクターに対する先端部の接触面圧が、締め代の大きさに関わらず維持される。

以上説明された密封装置におけるサイドリップ部に関する技術は、シール寿命及び密封性の両立に貢献できる。この技術は、自動車のトランスファ、足回り等の、ディフレクターとシール本体とを組み合わせて構成される密封装置に適用できる。

２、３２、１３２・・・密封装置
４、３４・・・ハウジング
６、３８・・・軸
８、４０、１３４・・・シール本体
１０、４２・・・ディフレクター
１２・・・リップ部
１４、５８、１３６・・・主リップ部
１６、６０・・・補助リップ部
１８、６２・・・サイドリップ部
２０、４４・・・環状板部
２２・・・サイドリップ部１８の先端
３６・・・軸孔
４６・・・芯金
４８・・・シール部材
５０・・・バネリング
５２・・・円筒部
５４・・・環状板部
５６・・・本体部
６４・・・外周部
６６・・・側面部
６８・・・内周部
７０、１３８・・・主リップ部５８の外周面
７２、１４０・・・周溝
７４・・・軸３８の外周面
７６、１４２・・・主リップ部５８の先端
７８、１４４・・・主リップ部５８の内周面
８０、１４６・・・第一傾斜面
８２、１４８・・・第二傾斜面
８４・・・補助リップ部６０の内周面
８６・・・第三傾斜面
８８・・・第四傾斜面
９０・・・補助リップ部６０の先端
９２、１５２・・・凹溝
９４・・・サイドリップ部６２の先端
９６・・・先端部
９８・・・狭窄部
１００・・・膨出部
１０２・・・サイドリップ部６２の外周面
１０４・・・第一外周面
１０６・・・第二外周面
１０８・・・外周面１０２の先端
１１０・・・第三外周面
１１２・・・サイドリップ部６２の内周面
１１４・・・内周面１１２の先端
１１６・・・先端面
１１８・・・補助リップ部６０の外周面
１５０・・・円筒面
１５４・・・凹溝１５２の内側面
１５６・・・突部

Claims (11)

1. 互いに相対回転する軸とハウジングとの間に構成される環状の空間に装着され、当該軸と当該ハウジングとの間を封止する、密封装置であって、
   前記軸と前記ハウジングとの間に装着される環状のシール本体と、前記シール本体の軸方向外方において前記軸に装着される環状のディフレクターとを備えており、
   前記シール本体が、前記軸に摺接する主リップ部と、前記主リップ部側から軸方向外方に向けて径方向外方に傾斜しつつ延在し、先端部において前記ディフレクターと接触するサイドリップ部とを有しており、
   前記サイドリップ部が、その根元側に薄肉の狭窄部を有し、当該狭窄部及び前記先端部から両者の軸方向中央部に向かって径方向外方に漸次膨出する膨出部を有しており、
   前記膨出部の肉厚が、前記狭窄部の肉厚よりも厚く、前記先端部の肉厚よりも厚いことを特徴とする、密封装置。
2. 前記狭窄部の肉厚に対する前記膨出部の肉厚の比が１．５以上３．５以下である、請求項１に記載の密封装置。
3. 前記狭窄部の肉厚に対する前記先端部の肉厚の比が０．５以上２．０以下である、請求項１又は２に記載の密封装置。
4. 前記狭窄部から前記膨出部までの長さＬ１に対する当該膨出部から前記先端部までの長さＬ２の比（Ｌ２／Ｌ１）が０．６以上０．８以下である、請求項１から３のいずれかに記載の密封装置。
5. 前記主リップ部が、当該主リップ部の最小径部である先端から軸方向外方に向けて拡径状となる傾斜面と、前記傾斜面の全面が前記軸に接触するのを規制する規制部とを備えている、請求項１から４のいずれかに記載の密封装置。
6. 前記サイドリップ部が、その根元側から先端に向かって拡径状となる面で構成された内周面を備えており、
   前記内周面が径方向に対してなす角度が７０°〜８０°の範囲で設定される、請求項１から５のいずれかに記載の密封装置。
7. 前記サイドリップ部が、前記内周面の先端から軸方向内方に向けて拡径状となる面で構成された先端面を備えており、
   前記内周面と前記先端面とで構成される角が丸められており、
   前記丸められた角の前記内周面側の端から前記先端面側の端までの径方向距離が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
   前記丸められた角の軸方向外端から前記内周面側の端までの軸方向距離が０．０３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、請求項６に記載の密封装置。
8. 前記シール本体が、前記主リップ部及び前記サイドリップ部を有する、環状のシール部材を備えており、
   前記シール部材が弾性部材からなる、請求項１から７のいずれかに記載の密封装置。
9. 前記シール部材のＴＲ−１０値が−４０℃以下である、請求項８に記載の密封装置。
10. 前記シール部材の損失正接が０．１５以上０．３０以下である、請求項８又は９に記載の密封装置。
11. 前記シール部材の引張強さが８ＭＰａ以上である、請求項８から１０のいずれかに記載の密封装置。

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