JP3859258B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば各種装置の軸封部等に用いられる密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の密封装置としては、たとえば図５に示すようなものがある。すなわち、この密封装置１００は、可動する軸１０１の外周面に潤滑材を介して密封接触する環状のシール本体１０２を備えており、大気側Ａのダストが密封対象流体側Ｏに侵入しないようにシールする構成としている。
【０００３】
シール本体１０２は、軸１０１の外周面に摺動自在に密封接触するゴム状弾性体製のシールリップ１０３と、シールリップ１０３と軸方向に連続して設けられる軸１０１の傾斜時に軸１０１の外周面と接触するゴム状弾性体製のバンパー部１０４Ａと、不図示の相手材の内周面に嵌合される嵌合部１０４Ｂと、この嵌合部１０４Ｂとバンパー部１０４Ａ間を連結する波形状のベロー部１０４Ｃとを備えている。
【０００４】
バンパー部１０４Ａは、使用時において軸１０１が傾斜した際シールリップ１０３の軸１０１に対する接触状態が変化しないように軸１０１の傾斜を緩衝するためのものである。
【０００５】
このように構成された密封装置１００は、環状のシール本体１０２内周に軸１０１を図中矢印方向に挿入することで装着されて使用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術の場合には、軸１０１を環状のシール本体１０２内周に挿入する時に、軸１０１の外周面がシール本体１０２の内周面であるシールリップ１０３やバンパー部１０４Ａの内周面に接触する場合があることから、シール本体１０２の内周面に付着している潤滑材（例えばグリース）が軸１０１によって掻き出されてしまい、シール本体１０２の内周面には潤滑材が少量しか残留しなくなる。
【０００７】
このため、シール本体１０２の内周面と軸１０１の外周面との間がセミドライ状態となり、使用時にシールリップ１０３の軸１０１の外周面に密封接触する部分におけるトルクが大きくなると共に、そのシール部の鳴き、及びシールリップ１０３の摩耗促進、シール耐久性の低下等が発生していた。
【０００８】
本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、シール性の向上を図り得る密封装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明にあっては、環状のシール本体内周に可動する軸を挿入して該軸の外周面に潤滑材を介して密封接触して成る自動車用のステアリング装置に使用される密封装置において、前記シール本体の前記軸の挿入方向上流側に前記潤滑材を保持している潤滑材保持部を設け、前記潤滑材保持部は薄肉のリップ形状にて構成するとともに、前記軸が傾斜しない状態では前記潤滑材保持部のリップ先端が前記軸に接触しないように構成したことを特徴とする。
【００１１】
上記構成の密封装置にあっては、環状のシール本体の軸の挿入方向の上流側に潤滑材を保持している潤滑材保持部を設けたため、環状のシール本体の内周に軸を挿入していく時に、シール本体の内周面の潤滑材が掻き出されていっても、潤滑材保持部に保持されている潤滑材がシール本体の内周面に供給されることになる。
【００１２】
このため、潤滑材がシール本体の内周面に充分残留することになり、従来のようにセミドライ状態になるということがなく、シール本体の内周面と軸の外周面との間に充分潤滑材が介在することになる。
【００１３】
これにより、使用時にシール本体の密封接触部においてトルクが上昇することがなく、またそのシール部における耐鳴き性（鳴き発生なし）及び耐摩耗性の向上を図ることができる。よってシール性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、潤滑材保持部を薄肉のリップ形状にて構成することで、軸の挿入時における抵抗が小さくなるため、軸の挿入性が向上する。さらに、万一、軸が傾斜して潤滑材保持部へ接触しても、薄肉のリップ形状であるためトルクの上昇及び変形することがないので、使用時におけるシール性は損なわれない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。本発明の一実施の形態に係る密封装置を示す図１において、１は、環状のシール本体３の内周に可動する軸２を挿入してその軸２の外周面に潤滑材を介して密封接触して成る密封装置を示しており、従来技術で示した密封装置において軸２の挿入方向上流側に潤滑材保持部４を設けた構成となっている。
【００１６】
密封装置１は、可動する軸２の外周面に潤滑材を介して密封接触する環状のシール本体３を備え、大気側Ａのダストが密封対象流体側Ｏに侵入しないようにシールする構成としており、シール本体３の軸２の挿入方向上流側に潤滑材保持部４を設けている。
【００１７】
シール本体３は、軸２の外周面に摺動自在に密封接触するゴム状弾性体製のシールリップ５と、シールリップ５の軸方向密封対象流体側Ｏに連続して設けらており、軸２の傾斜時に軸２の外周面と接触する断面略矩形状のゴム状弾性体製のバンパー部６１と、不図示の相手材の内周面に嵌合される嵌合部６２と、この嵌合部６２とバンパー部６１間を連結する波形状のベロー部６３と、潤滑材を保持している潤滑材保持部４とを備えている。
【００１８】
バンパー部６１は、使用時において軸２が傾斜した際シールリップ５の軸２に対する接触状態が変化しないように軸２の傾斜を緩衝するためのものである。
【００１９】
シールリップ５は、軸２の外周面に沿って延びており、断面段付の楔状（本実施の形態では２段）となっている。そして、それぞれのリップ先端が軸２の外周面に摺動自在に密封接触する。
【００２０】
尚、シールリップ５の外周にスプリングホルダーを設け、このスプリングホルダー内に、リップ先端に軸２に対して緊迫力を付与すべくガータースプリングを装着する構成としても良い。
【００２１】
そして、シール本体３の軸２の挿入方向上流側として、バンパー部６１の軸２の挿入方向上流側に潤滑材保持部４を設けている。
【００２２】
この潤滑材保持部４は、バンパー部６１の径方向所定位置から軸方向密封対象流体側Ｏに延び、径方向内方、即ち軸２の外周面に向って曲がる断面略Ｌ字状の薄肉のリップ形状となっている。
【００２３】
このように構成された密封装置１は、環状のシール本体３内周に軸２を図中矢印方向に挿入することで装着され、シールリップ５のリップ先端が軸２の外周面に摺動自在に密封接触されて大気側Ａのダストが密封対象流体側Ｏに侵入しないようシールしている。
【００２４】
また、使用時、軸２が傾斜したとしても、軸２の外周面がシール本体３のバンパー部６１に接触し、その弾性力によってシールリップ５に対して軸２の傾斜を緩衝し、ベロー部６３が撓むことによって相手材に対して軸２の傾斜を緩衝している。このように、シールリップ５の変形が阻止されるため、シール性が損なわれることはない。
【００２５】
上記構成の密封装置にあっては、シール本体３の軸２の挿入方向の上流側に潤滑材を保持している潤滑材保持部４を設けたので、シール本体３の内周に軸２を挿入していく時に、シール本体３のシールリップ５及びバンパー部６１の内周面の潤滑材が掻き出されていっても、潤滑材保持部４に保持されている潤滑材がその内周面に供給される。
【００２６】
このため、潤滑材がシール本体３の内周面に充分残留することになり、従来のようにセミドライ状態になるということがなく、シール本体３のシールリップ５の内周面と軸２の外周面との間に充分潤滑材が介在することになる。
【００２７】
これにより、使用時にシール本体３のシールリップ５の密封接触部においてトルクが上昇することがなく、またそのシール部における耐鳴き性（鳴き発生なし）及び耐摩耗性の向上を図ることができる。このことから、シール性の向上を図ることができる。
【００２８】
また、潤滑材保持部４を薄肉のリップ形状にて構成しているので、軸２の挿入時における抵抗が小さく、軸２の挿入性が向上する。さらに、万一、軸２が傾斜して潤滑材保持部４のリップ先端へ接触しても、薄肉のリップ形状であるためトルクの上昇及び変形することがないので、使用時におけるシール性は損なわれない。
【００２９】
ここで、上記構成と同様な密封装置１０を用いた具体例を図２乃至図４に基づいて説明する。
【００３０】
すなわち、図２に示すような密封装置１０は、自動車のステアリング装置に使用されるもので、可動する軸として首振りタイプのチルトハンドル（不図示）のステアリングホイールシャフト１１の外周面に潤滑材としてのグリースを介して密封接触して密封対象流体側としての室内ＲＩ側と大気側としての室外ＲＯ側との間をシールするものである。
【００３１】
まず、密封装置１０が用いられている部分について図３を参照して説明する。
【００３２】
図３において、１１は不図示の首振りタイプのチルトハンドルから延びるステアリングホイールシャフト、１２はステアリングホイールシャフト１１のステアリングコラム、１３はステアリングホイールシャフト１１とジョイント１４を介して連結しているピットマンアームである。
【００３３】
また１５は、ステアリングホイールシャフト１１，ピットマンアーム１３，ジョイント１４を覆う二重カバーで、ジョイント１４の部分の図中上側は内側のカバーと外側のカバー間が隙間を有している。
【００３４】
そして、二重カバー１５のピットマンアーム１３側開口端部は、不図示のフロントフロアパンにねじ止めされており、他方のステアリングホイールシャフト１１側開口端部にはステアリングコラム１２の先端部が位置している。
【００３５】
この二重カバー１５のステアリングホイールシャフト１１側開口端部において、ステアリングホイールシャフト１１の外周面と二重カバー１５の内周面間に密封装置１１が装着されることになる。
【００３６】
次に密封装置１０について説明する。
【００３７】
この密封装置１０は、上記した図１に示す密封装置１において、シールリップ５の軸方向室外ＲＯ側内径端から室外ＲＯ側に延びるダストリップ１６と、バンパー部６１にインサート成形された補強環１７とを設けたもので、シール本体３の嵌合部６２を詳細に示したものである。
【００３８】
補強環１７は、断面矩形状で、バンパー部６１内のシールリップ５の腰部側、いわゆる外径側に設けている。
【００３９】
ダストリップ１６は、シールリップ５の室外ＲＯ側内径端から軸方向室外ＲＯ側に延び、径方向内側、すなわちステアリングホイールシャフト１１側に傾き、リップ先端は断面楔状となっている。またリップ先端の外径側には軸方向室外ＲＯ側に延びる突出部１６Ａを有している。
【００４０】
このダストリップ１６のリップ先端が、ステアリングホイールシャフト１１の外周面に摺動自在に密封接触することで、室外ＲＯ側からのダストをシールリップ５側に侵入するのをより防止している。
【００４１】
嵌合部６２は、二重カバー１５の内周面に対して嵌合されるもので、嵌合環６２１と、嵌合環６２１に一体的に焼付け固定されるゴム状弾性体６２２と、ステアリングコラム１２の外周面に取付けられる音を吸収するためのウレタン発砲体１８が装着されるウレタン装着部６２３とを備えている。
【００４２】
嵌合環６２１は、円筒部６２１Ａと、その円筒部６２１Ａの軸方向室内ＲＩ側端部から径方向外方に延びる外向きフランジ部６２１Ｂと、円筒部６２１Ａの軸方向室外ＲＯ側端部から径方向内側に傾いて、径方向内方に延びる内向きフランジ部６２１Ｃとを有している。
【００４３】
嵌合環６２１の内向きフランジ部６２１Ｃのほぼ全面にわたってゴム状弾性体６２２を一体的に焼付け固定しており、ベロー部６３の連結部を成している。
【００４４】
また、円筒部６２１Ａの内周面及び外向きフランジ部６２１Ｂの室内ＲＩ側端面にもゴム状弾性体６２２を一体的に焼付け固定しており、外向きフランジ部６２１Ｂの室内ＲＩ側端面のゴム状弾性体６２２は径方向所定位置から軸方向室内ＲＩ側に所定厚さを有して延び、ウレタン装着部６２３を形成している。
【００４５】
このウレタン装着部６２３の内周に、内径がステアリングホイールシャフト１１の外径より大きい環状部材で、断面略矩形状のウレタン発砲体１８を装着している。
【００４６】
このように構成された嵌合部６２の嵌合環６２１の円筒部６２１Ａの外周面が二重カバー１５の内周面に流体密に嵌合することで、密封装置１０が装着される。このとき、嵌合環６２１の外向きフランジ部６２１Ｂにて軸方向の移動を規制している。
【００４７】
そして、この密封装置１０においては、バンパー部６１の内周面の室内ＲＩ及び室外ＲＯ側は拡径となるテーパ面６１１，６１２を形成しており、さらにテーパ面６１１から潤滑材保持部４である断面略Ｌ字状の薄肉のリップの根本までは円弧状となっている。
【００４８】
このようにバンパー部６１からリップの根本部分までテーパ面６１１、円弧状となっていることから、その内周面に沿ってステアリングホイールシャフト１１挿入時、潤滑材保持部４に保持されているグリースがシール本体３の内周面に供給しやすくなっている。
【００４９】
また、潤滑材保持部４を成すリップの内径Ｄは、トルク上昇、リップ変形によるグリース漏れ等を考慮して、図４に示すようにステアリングホイールシャフト１１が図中上側にθ°傾斜した際、及び偏心時で干渉しない様設定している。
【００５０】
万一、ステアリングホイールシャフト１１がリップへ接触しても、リップが薄肉であるためトルクの上昇、リップの変形はない。
【００５１】
図中、Ｃはステアリングホイールシャフト１１（軸）の傾斜の回転中心位置、Ｅは軸傾斜時のシール本体３のバンパー部６１の変形部、Ｆは図中下側のバンパー部６１の軸との接触点、Ｇは図中上側のバンパー部６１の軸との接触点を示している。
【００５２】
尚、密封装置１０においてその他の構成及び作用については上記密封装置１と同一なので、同一の構成部分については図中同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５３】
上記実施の形態における構成部分の材質・形状は、本発明の主旨から外れない限り、適宜変更できる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成および作用を有するもので、シール本体の軸の挿入方向の上流側に潤滑材を保持している潤滑材保持部を設けたので、シール本体の内周に軸を挿入していく時に、シール本体の内周面の潤滑材が掻き出されていっても、潤滑材保持部に保持されている潤滑材がシール本体の内周面に供給される。
【００５５】
このため、潤滑材がシール本体の内周面に充分残留することになり、従来のようにセミドライ状態になるということがなく、シール本体の内周面と軸の外周面との間に充分潤滑材が介在することになる。
【００５６】
これにより、使用時にシール本体の密封接触部においてトルクが上昇することがなく、またそのシール部における耐鳴き性（鳴き発生なし）及び耐摩耗性の向上を図ることができる。このことから、シール性の向上を図ることができる。
【００５７】
また、潤滑材保持部を薄肉のリップ形状にて構成しているので、軸の挿入時における抵抗が小さくなり、軸の挿入性が向上する。さらに、万一、軸が傾斜して潤滑材保持部のリップ先端へ接触しても、薄肉のリップ形状であるためトルクの上昇及び変形することがないので、使用時におけるシール性は損なわれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る密封装置を示しており、同図（ａ）はシールリップの正面図、同図（ｂ）は密封装置の断面図である。
【図２】図２は本発明の一実施の形態に係る他の態様の密封装置の断面図である。
【図３】図３（ａ）は図２の密封装置が装着されている装着部の要部断面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の密封装置の半断面拡大図である。
【図４】図４は図２の密封装置における軸の傾斜時の説明図である。
【図５】図５は従来の密封装置を示しており、同図（ａ）はシールリップの正面図、同図（ｂ）は密封装置の断面図である。
【符号の説明】
１，１０ 密封装置
２ 軸
３ シール本体
４ 潤滑材保持部
５ シールリップ
６１ バンパー部
６１１，６１２ テーパ面
６２ 嵌合部
６２１ 嵌合環
６２１Ａ 円筒部
６２１Ｂ 外向きフランジ部
６２１Ｃ 内向きフランジ部
６２２ ゴム状弾性体
６２３ ウレタン装着部
６３ ベロー部
１１ ステアリングホイールシャフト（軸）
１２ ステアリングコラム
１３ ピットマンアーム
１４ ジョイント
１５ 二重カバー
１６ ダストリップ
１６Ａ 突出部
１７ 補強環
１８ ウレタン発砲体

Claims (1)

1. 環状のシール本体内周に可動する軸を挿入して該軸の外周面に潤滑材を介して密封接触して成る自動車用のステアリング装置に使用される密封装置において、
   前記シール本体の前記軸の挿入方向上流側に前記潤滑材を保持している潤滑材保持部を設け、
   前記潤滑材保持部は、薄肉のリップ形状にて構成するとともに、前記軸が傾斜しない状態では前記潤滑材保持部のリップ先端が前記軸に接触しないように構成したことを特徴とする密封装置。

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