JP2020016291A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤の消耗を抑制することで、耐久寿命の向上を図ることのできる密封装置を提供する。【解決手段】軸に対して摺動自在に設けられるシールリップ１２２と、前記軸に固定された環状部材の端面に対して摺動自在に設けられるサイドリップ１２４と、を備え、サイドリップ１２４の摺動面には潤滑剤が塗布された状態で用いられる密封装置１００であって、サイドリップ１２４の摺動面には、サイドリップ１２４が前記環状部材の端面と摺動する際に前記潤滑剤を径方向内側に移動させる複数の外周側ネジ１２４ａが設けられていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置に関する。

従来、相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置が知られている。デファレンシャル装置、ハブベアリング、及び変速機等に用いられる密封装置においては、軸に対して摺動自在に設けられるシールリップの他に、軸に固定された環状部材の端面に対して摺動自在に設けられるサイドリップが備えられた技術が知られている。図６を参照して、従来例に係る密封装置について説明する。図６は従来例に係る密封装置の模式的断面図である。

従来例に係る密封装置７００は、補強環７１０と、補強環７１０に一体的に設けられる弾性体製のシール本体７２０とを備えている。このシール本体７２０は、軸に対して摺動自在に設けられるシールリップ７２１と、軸に固定された環状部材の端面に対して摺動自在に設けられるサイドリップ７２２とを備えている。サイドリップ７２２は、ダストや泥水が装置内に侵入してしまうことを防止する役割を担っている。そして、このサイドリップ７２２の摺動面には潤滑剤（グリス）が塗布される。これにより、ダストや泥水が装置内に侵入してしまうことを効果的に抑制することができる。

しかしながら、上記のように構成される従来例に係る密封装置７００においては、経時的に潤滑剤が消耗してしまうため、摺動摩耗が促進され、かつ密封性能は低下していく。

特開２０１５−６４０５４号公報

本発明の目的は、潤滑剤の消耗を抑制することで、耐久寿命の向上を図ることのできる密封装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の密封装置は、
相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置において、
前記軸に対して摺動自在に設けられるシールリップと、
前記軸に固定された環状部材の端面に対して摺動自在に設けられるサイドリップと、
を備え、
前記サイドリップの摺動面には潤滑剤が塗布された状態で用いられる密封装置であって、
前記サイドリップの摺動面には、該サイドリップが前記環状部材の端面と摺動する際に前記潤滑剤を径方向内側に移動させる複数の外周側ネジが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、サイドリップの摺動面に備えられた外周側ネジによって、潤滑剤がサ
イドリップよりも径方向外側に流出してしまうことが抑制される。これにより、潤滑剤の消耗を抑制することができる。

前記サイドリップの摺動面には、前記複数の外周側ネジよりも径方向内側に設けられ、該サイドリップが前記環状部材の端面と摺動する際に前記潤滑剤を径方向外側に移動させる複数の内周側ネジが設けられているとよい。

このように、外周側ネジよりも径方向の内側に内周側ネジを設けることによって、外周側ネジと内周側ネジとの間の付近に潤滑剤を保持させることができる。これにより、サイドリップの摺動面に、安定的に長期に亘って潤滑剤を保持させることができる。

前記複数の外周側ネジによる前記潤滑剤を移動させる能力の方が、前記複数の内周側ネジよる前記潤滑剤を移動させる能力よりも高いとよい。

すなわち、潤滑剤には遠心力が作用するため、複数の外周側ネジによる潤滑剤を移動させる能力と、複数の内周側ネジよる潤滑剤を移動させる能力が同一の場合には、潤滑剤が径方向外側に流出してしまい易い傾向が生じてしまうおそれがある。これに対して、前者の能力の方を後者の能力よりも高くすることによって、潤滑剤が径方向外側に流出してしまうことを、より確実に抑制することができる。

ここで、前者の能力の方を後者の能力よりも高くするための具体的な構成としては、例えば、以下の構成を採用し得る。前記外周側ネジの一端から他端までの長さの方が、前記内周側ネジの一端から他端までの長さよりも長くする構成を採用し得る。また、前記外周側ネジにおける回転方向に対する傾きのうち鋭角側の傾きの角度をＰとし、前記内周側ネジにおける回転方向に対する傾きのうち鋭角側の傾きの角度をＱとすると、Ｑ＜Ｐ＜９０°を満たす構成も採用し得る。更に、前記外周側ネジの個数の方が、前記内周側ネジの個数よりも多くする構成も採用し得る。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、潤滑剤の消耗を抑制することで、耐久寿命の向上を図ることができる。

図１は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図である。 図２は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。 図３は本発明の実施例２に係る密封装置の模式的断面図である。 図４は本発明の実施例３に係る密封装置の模式的断面図である。 図５は本発明の実施例４に係る密封装置の模式的断面図である。 図６は従来例に係る密封装置の模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、本発明に係る密封装置、及びこれを備える密封構造は、デファレンシャル装置、ハブベアリング、及び変速機等に適用される。
（実施例１）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置、及びこれを備える密封構
造について説明する。図１は本発明の実施例１に係る密封構造の模式的断面図であり、図２は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。なお、本実施例に係る密封装置は、一部の構成を除いて回転対称形状であり、図１及び図２においては、密封装置の中心軸線を含む面で、密封構造と密封装置をそれぞれ切断した断面を示している。

＜密封構造＞
特に、図１を参照して、本実施例に係る密封構造について説明する。本実施例に係る密封構造は、相対的に回転する軸５００及びハウジング６００と、これらの軸５００とハウジング６００との間の環状隙間を封止する密封装置１００とから構成される。密封装置１００によって、軸５００とハウジング６００との間の環状隙間が隔てられることで、密封対象側（Ｏ）の密封対象流体（油など）が外部（Ａ）に漏出してしまうことを抑制し、かつ、外部（Ａ）から密封対象側（Ｏ）にダストや泥水が侵入してしまうことを抑制することができる。また、本実施例においては、軸５００には、軸５００と共に回転する環状部材５１０が固定されている。なお、本実施例に係る密封装置（密封構造）がデファレンシャル装置に適用される場合には、環状部材５１０はデフレクタに相当する。

＜密封装置＞
本実施例に係る密封装置１００について、より詳細に説明する。密封装置１００は、金属などにより構成される補強環１１０と、補強環１１０に一体的に設けられる弾性体製のシール本体１２０とを備えている。補強環１１０は、円筒状部１１１と、円筒状部１１１の一端側から径方向内側に伸びる内向きフランジ部１１２とを備えている。

シール本体１２０は、外周シール部１２１と、シールリップ（メインリップ）１２２と、ダストリップ１２３と、サイドリップ１２４とを一体に備えている。外周シール部１２１は、補強環１１０における円筒状部１１１の外周面側に設けられ、ハウジング６００の内周面に密着するように構成される。シールリップ１２２は、補強環１１０における内向きフランジ部１１２の先端付近から径方向内側かつ密封対象側（Ｏ）に向かって伸び、軸５００に対して摺動自在に設けられる。また、このシールリップ１２２の内周面には、ネジポンプ効果によって、密封対象流体を密封対象側（Ｏ）に戻すためのネジ１２２ａが複数設けられている。なお、ネジ１２２ａは、突起または溝により構成することができる。ポンプ効果を発生させるためのネジ突起またはネジ溝については、公知技術であるので、その詳細説明は省略する。また、シールリップ１２２の外周面側には、シールリップ１２２を径方向内側に押圧するガータスプリング１３０が設けられている。

ダストリップ１２３は、補強環１１０における内向きフランジ部１１２の先端付近から径方向内側かつ密封対象側（Ｏ）とは反対側（外部（Ａ）側）に向かって伸び、軸５００に対して摺動自在に設けられる。このダストリップ１２３は、主として、ダストや泥水がシールリップ１２２側に侵入してしまうことを抑制する役割を担っている。また、このダストリップ１２３の内周面側には、シールリップ１２２とダストリップ１２３との間の密閉空間が負圧になって、ダストリップ１２３が大きく変形した場合に、サイドリップ１２４側と連通する通路を形成させることで、負圧を解消させるための突起１２３ａが複数設けられている。これにより、シールリップ１２２及びダストリップ１２３の軸５００に対する摺動抵抗が異常に大きくなってしまうことを抑制することができる。

サイドリップ１２４は、補強環１１０における内向きフランジ部１１２の先端付近から径方向外側かつ密封対象側（Ｏ）とは反対側（外部（Ａ）側）に向かって伸び、環状部材５１０の端面に対して摺動自在に設けられる。このサイドリップ１２４は、ダストや泥水が装置内（密封対象側（Ｏ））に侵入してしまうことを防止する役割を担っている。そして、このサイドリップ１２４の摺動面には潤滑剤（グリス）Ｇが塗布される。これにより、ダストや泥水が装置内に侵入してしまうことを効果的に抑制することができる。

そして、本実施例に係るサイドリップ１２４においては、その摺動面に、サイドリップ１２４が環状部材５１０の端面と摺動する際に潤滑剤Ｇを径方向内側に移動させる複数の外周側ネジ１２４ａが設けられている。また、サイドリップ１２４の摺動面には、複数の外周側ネジ１２４ａよりも径方向内側に設けられ、サイドリップ１２４が環状部材５１０の端面と摺動する際に潤滑剤Ｇを径方向外側に移動させる複数の内周側ネジ１２４ｂも設けられている。軸５００及び環状部材５１０と、ハウジング６００及び密封装置１００とが相対的に回転した場合において、図２中矢印Ｘが軸５００及び環状部材５１０の相対的な回転方向に相当し、矢印Ｙがハウジング６００及び密封装置１００の相対的な回転方向に相当する。

図示のように、外周側ネジ１２４ａは、サイドリップ１２４の根元側からリップ先端側に向かうにつれて、矢印Ｙ方向に向かって伸びるように構成されている。これにより、軸５００とハウジング６００が相対的に回転している際においては、潤滑剤Ｇは、それぞれの外周側ネジ１２４ａに沿って、図１及び図２中、矢印Ｓ方向に移動する。つまり、潤滑剤Ｇは径方向内側に移動する。これに対して、内周側ネジ１２４ｂは、サイドリップ１２４の根元側からリップ先端側に向かうにつれて、矢印Ｘ方向に向かって伸びるように構成されている。これにより、軸５００とハウジング６００が相対的に回転している際においては、潤滑剤Ｇは、内周側ネジ１２４ｂに沿って、図１及び図２中、矢印Ｔ方向に移動する。つまり、潤滑剤Ｇは径方向外側に移動する。

なお、外周側ネジ１２４ａと内周側ネジ１２４ｂについては、いずれも、突起により構成することもできるし、溝または切り込みにより構成することもできる。すなわち、図２に示すように伸びる突起、溝、または切り込みを設けることによって、環状部材５１０の端面とサイドリップ１２４が摺動することにより、ネジポンプ効果が発揮され、上記の通り、潤滑剤Ｇは移動する。

＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１００によれば、サイドリップ１２４の摺動面に備えられた外周側ネジ１２４ａによって、潤滑剤Ｇがサイドリップ１２４よりも径方向外側に流出してしまうことが抑制される。これにより、潤滑剤Ｇの消耗を抑制することができる。従って、密封装置１００の耐久寿命の向上を図ることができる。

また、本実施例に係る密封装置１００においては、サイドリップ１２４の摺動面には、複数の外周側ネジ１２４ａよりも径方向内側に設けられ、サイドリップ１２４が環状部材５１０の端面と摺動する際に潤滑剤Ｇを径方向外側に移動させる複数の内周側ネジ１２４ｂが設けられている。これにより、外周側ネジ１２４ａと内周側ネジ１２４ｂとの間の付近に潤滑剤Ｇを保持させることができる。従って、サイドリップ１２４の摺動面に、安定的に長期に亘って潤滑剤Ｇを保持させることができる。これにより、サイドリップ１２４の摺動摩耗をより一層抑制することができ、かつ回転トルクを低減できる効果も発揮される。

（実施例２）
図３には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、外周側ネジと内周側ネジの構成が上記実施例１の場合とは異なる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図３は本発明の実施例２に係る密封装置の模式的断面図である。なお、図３においては、密封装置の中心軸線を含む面で密封装置を切断した断面を示している。本実施例に係る
密封装置１００Ｘを備える密封構造については、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。

本実施例に係る密封装置１００Ｘは、上記実施例１の場合と同様に、金属などにより構成される補強環１１０と、補強環１１０に一体的に設けられる弾性体製のシール本体１２０とを備えている。補強環１１０については、上記実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。また、本実施例に係るシール本体１２０についても、上記実施例１の場合と同様に、外周シール部１２１と、シールリップ（メインリップ）１２２と、ダストリップ１２３と、サイドリップ１２４とを一体に備えている。外周シール部１２１と、シールリップ（メインリップ）１２２と、ダストリップ１２３の構成については、上記実施例１の場合と同一の構成であるので、その説明は省略する。

そして、本実施例に係るサイドリップ１２４においても、その摺動面に、複数の外周側ネジ１２４ｃと複数の内周側ネジ１２４ｄが設けられている。これら外周側ネジ１２４ｃ及び内周側ネジ１２４ｄの機能については、上記実施例１の場合と同様である。ただし、本実施例においては、複数の外周側ネジ１２４ｃによる潤滑剤Ｇを移動させる能力の方が、複数の内周側ネジ１２４ｄよる潤滑剤Ｇを移動させる能力よりも高くなるように構成されている。具体的には、本実施例においては、外周側ネジ１２４ｃの一端から他端までの長さの方が、内周側ネジ１２４ｄの一端から他端までの長さよりも長くなるように構成されている。

以上のように構成される本実施例に係る密封装置１００Ｘにおいても、上記実施例１に係る密封装置１００の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例に係る密封装置１００Ｘの場合には、複数の外周側ネジ１２４ｃによる潤滑剤Ｇを移動させる能力の方が、複数の内周側ネジ１２４ｄよる潤滑剤Ｇを移動させる能力よりも高いため、更に、以下の効果を得ることができる。すなわち、潤滑剤には遠心力が作用するため、複数の外周側ネジによる潤滑剤を移動させる能力と、複数の内周側ネジよる潤滑剤を移動させる能力が同一の場合には、潤滑剤が径方向外側に流出してしまい易い傾向が生じてしまうおそれがある。これに対して、前者の能力の方を後者の能力よりも高くすることによって、潤滑剤が径方向外側に流出してしまうことを、より確実に抑制することができる。

（実施例３）
図４には、本発明の実施例３が示されている。本実施例においては、外周側ネジと内周側ネジの構成が上記実施例１の場合とは異なる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図４は本発明の実施例３に係る密封装置の模式的断面図である。なお、図４においては、密封装置の中心軸線を含む面で密封装置を切断した断面を示している。本実施例に係る密封装置１００Ｙを備える密封構造については、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。

本実施例に係る密封装置１００Ｙは、上記実施例１の場合と同様に、金属などにより構成される補強環１１０と、補強環１１０に一体的に設けられる弾性体製のシール本体１２０とを備えている。補強環１１０については、上記実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。また、本実施例に係るシール本体１２０についても、上記実施例１の場合と同様に、外周シール部１２１と、シールリップ（メインリップ）１２２と、ダストリップ１２３と、サイドリップ１２４とを一体に備えている。外周シール部１２１と、シールリップ（メインリップ）１２２と、ダストリップ１２３の構成については、上記実施例１の場合と同一の構成であるので、その説明は省略する。

そして、本実施例に係るサイドリップ１２４においても、その摺動面に、複数の外周側ネジ１２４ｅと複数の内周側ネジ１２４ｆが設けられている。これら外周側ネジ１２４ｅ及び内周側ネジ１２４ｆの機能については、上記実施例１の場合と同様である。ただし、本実施例においては、上記実施例２の場合と同様に、複数の外周側ネジ１２４ｅによる潤滑剤Ｇを移動させる能力の方が、複数の内周側ネジ１２４ｆよる潤滑剤Ｇを移動させる能力よりも高くなるように構成されている。具体的には、本実施例においては、外周側ネジ１２４ｅにおける回転方向に対する傾きのうち鋭角側の傾きの角度をＰとし、内周側ネジ１２４ｆにおける回転方向に対する傾きのうち鋭角側の傾きの角度をＱとすると、Ｑ＜Ｐ＜９０°を満たす。

以上のように構成される本実施例に係る密封装置１００Ｙにおいても、上記実施例１に係る密封装置１００の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例に係る密封装置１００Ｙの場合には、複数の外周側ネジ１２４ｅによる潤滑剤Ｇを移動させる能力の方が、複数の内周側ネジ１２４ｆよる潤滑剤Ｇを移動させる能力よりも高いため、上記実施例２の場合と同様の効果を得ることができる。

（実施例４）
図５には、本発明の実施例４が示されている。本実施例においては、外周側ネジと内周側ネジの構成が上記実施例１の場合とは異なる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図５は本発明の実施例４に係る密封装置の模式的断面図である。なお、図５においては、密封装置の中心軸線を含む面で密封装置を切断した断面を示している。本実施例に係る密封装置１００Ｚを備える密封構造については、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。

本実施例に係る密封装置１００Ｚは、上記実施例１の場合と同様に、金属などにより構成される補強環１１０と、補強環１１０に一体的に設けられる弾性体製のシール本体１２０とを備えている。補強環１１０については、上記実施例１で説明した通りであるので、その説明は省略する。また、本実施例に係るシール本体１２０についても、上記実施例１の場合と同様に、外周シール部１２１と、シールリップ（メインリップ）１２２と、ダストリップ１２３と、サイドリップ１２４とを一体に備えている。外周シール部１２１と、シールリップ（メインリップ）１２２と、ダストリップ１２３の構成については、上記実施例１の場合と同一の構成であるので、その説明は省略する。

そして、本実施例に係るサイドリップ１２４においても、その摺動面に、複数の外周側ネジ１２４ｇと複数の内周側ネジ１２４ｈが設けられている。これら外周側ネジ１２４ｇ及び内周側ネジ１２４ｈの機能については、上記実施例１の場合と同様である。ただし、本実施例においては、上記実施例２の場合と同様に、複数の外周側ネジ１２４ｇによる潤滑剤Ｇを移動させる能力の方が、複数の内周側ネジ１２４ｈよる潤滑剤Ｇを移動させる能力よりも高くなるように構成されている。具体的には、本実施例においては、外周側ネジ１２４ｇの個数の方が、内周側ネジ１２４ｈの個数よりも多くなるように構成されている。

以上のように構成される本実施例に係る密封装置１００Ｚにおいても、上記実施例１に係る密封装置１００の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例に係る密封装置１００Ｚの場合には、複数の外周側ネジ１２４ｇによる潤滑剤Ｇを移動させる能力の方が、複数の内周側ネジ１２４ｈよる潤滑剤Ｇを移動させる能力よりも高いため、上記実
施例２の場合と同様の効果を得ることができる。

（その他）
実施例２〜４では、複数の外周側ネジによる潤滑剤を移動させる能力の方が、複数の内周側ネジよる潤滑剤を移動させる能力よりも高くなるように構成される場合の具体例をそれぞれ示した。これらの実施例は、それぞれ単独で適用することもできるし、適宜、組み合わせて適用することもできる。つまり、実施例２に示す構成と実施例３に示す構成を組み合わせてもよいし、実施例２に示す構成と実施例４に示す構成を組み合わせてもよいし、実施例３に示す構成と実施例４に示す構成を組み合わせてもよいし、実施例２〜４の構成を全て組み合わせてもよい。

１００，１００Ｘ，１００Ｙ，１００Ｚ 密封装置
１１０ 補強環
１１１ 円筒状部
１１２ 内向きフランジ部
１２０ シール本体
１２１ 外周シール部
１２２ シールリップ
１２２ａ ネジ
１２３ ダストリップ
１２３ａ 突起
１２４ サイドリップ
１２４ａ，１２４ｃ，１２４ｅ，１２４ｇ 外周側ネジ
１２４ｂ，１２４ｄ，１２４ｆ，１２４ｈ 内周側ネジ
１３０ ガータスプリング
５００ 軸
５１０ 環状部材
６００ ハウジング
Ｇ 潤滑剤

Claims (6)

1. 相対的に回転する軸とハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置において、
   前記軸に対して摺動自在に設けられるシールリップと、
   前記軸に固定された環状部材の端面に対して摺動自在に設けられるサイドリップと、
   を備え、
   前記サイドリップの摺動面には潤滑剤が塗布された状態で用いられる密封装置であって、
   前記サイドリップの摺動面には、該サイドリップが前記環状部材の端面と摺動する際に前記潤滑剤を径方向内側に移動させる複数の外周側ネジが設けられていることを特徴とする密封装置。
2. 前記サイドリップの摺動面には、前記複数の外周側ネジよりも径方向内側に設けられ、該サイドリップが前記環状部材の端面と摺動する際に前記潤滑剤を径方向外側に移動させる複数の内周側ネジが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記複数の外周側ネジによる前記潤滑剤を移動させる能力の方が、前記複数の内周側ネジよる前記潤滑剤を移動させる能力よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の密封装置。
4. 前記外周側ネジの一端から他端までの長さの方が、前記内周側ネジの一端から他端までの長さよりも長いことを特徴とする請求項３に記載の密封装置。
5. 前記外周側ネジにおける回転方向に対する傾きのうち鋭角側の傾きの角度をＰとし、前記内周側ネジにおける回転方向に対する傾きのうち鋭角側の傾きの角度をＱとすると、Ｑ＜Ｐ＜９０°を満たすことを特徴とする請求項３または４に記載の密封装置。
6. 前記外周側ネジの個数の方が、前記内周側ネジの個数よりも多いことを特徴とする請求項３，４または５に記載の密封装置。