JP6123946B2 - 密封構造 - Google Patents

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Description

本発明は、トーショナルバイブレーションダンパを備える密封構造に関する。
従来、トーショナルバイブレーションダンパとオイルシールとを備える密封構造において、外部からの異物の侵入を抑制するためにラビリンス構造が設けられる技術が知られている。図３を参照して、その一例を説明する。図３は従来例に係る密封構造の模式的断面図である。
図示のように、トーショナルバイブレーションダンパ６００は、クランク軸３００に取り付けられる筒状部６１０を有している。また、オイルシール５００は、補強環５１０と、補強環５１０に一体的に設けられる弾性体製のシール本体５２０とを備えている。そして、補強環５１０は、円筒部５１１と、この円筒部５１１における密封対象流体側とは反対側の端部に設けられる内向きフランジ部５１２とを有している。また、シール本体５２０は、筒状部６１０の外周面に対して摺動自在に設けられるオイルリップ５２１と、オイルリップ５２１よりも密封対象流体側とは反対側に設けられ、筒状部６１０の外周面に対して摺動自在に設けられるダストリップ５２２とを備えている。
更に、この従来例においては、シール本体５２０にサイドリップ５２３が設けられている。このサイドリップ５２３は、大気側からダストリップ５２２と筒状部６１０の外周面との摺動部分に異物が侵入し難いように、密封対象流体側とは反対側に向かって拡径するように構成されている。そして、トーショナルバイブレーションダンパ６００の本体部６２０に環状溝６２１が形成されており、この環状溝６２１内にサイドリップ５２３が入り込むように配置されている。このように、大気側からダストリップ５２２と筒状部６１０の外周面との摺動部分に至るまでに、狭く入り組んだ経路が形成される。これにより、ラビリンス構造が設けられる。
ここで、オイルシール５００を装着するスペースが狭い場合、補強環５１０の内向きフランジ部５１２を短くしなければならない。このような場合、上記のように構成されたサイドリップ５２３を採用することができない場合がある。その理由について以下に説明する。
オイルシール５００は、補強環５１０をインサート部品として、インサート成形によりシール本体５２０を成形することにより得られる。この場合、補強環５１０が金型に位置決めされた状態でシール本体５２０が成形されるため、シール本体５２０には、補強環５１０の内向きフランジ部５１２における密封対象流体側とは反対側の端面に通じる開口部５２４が形成される。つまり、金型に設けられた位置決め用の支持部（不図示）に相当する部分に開口部５２４が形成される。従って、補強環５１０の内向きフランジ部５１２における密封対象流体側とは反対側の端面の一部は露出された状態となっている。この露出された部分は、オイルシール５００を装着する際に利用されている。つまり、オイルシール５００の装着時には、治具などによりオイルシールが押圧されるが、弾性体製のシール本体５２０の部分が押圧されると傷ついたり破損したりしてしまうため、開口部５２４を介して補強環５１０が押圧される。
ここで、補強環５１０の内向きフランジ部５１２が短く、かつサイドリップ５２３が密封対象流体側とは反対側に向かって拡径するように構成されていると、開口部５２４がサイドリップ５２３により隠れてしまう。そのため、治具などにより開口部５２４を介して補強環５１０を押圧することができなくなってしまう。
また、運搬の際には、複数のオイルシール５００が中心軸線方向に重ねられた状態で運搬される。図３に示すオイルシール５００の場合には、複数のオイルシール５００を重ねると、サイドリップ５２３が、隣接するオイルシール５００におけるオイルリップ５２１と補強環５１０の円筒部５１１との間の環状隙間に収まる。従って、複数のオイルシール５００を重ねることに支障はない。しかしながら、補強環５１０の内向きフランジ部５１２が短く、かつサイドリップ５２３が密封対象流体側とは反対側に向かって拡径するように構成されていると、寸法によっては、サイドリップ５２３が、隣接するオイルシール５００における補強環５１０の円筒部５１１の先端付近に突き当たってしまう。この場合には、複数のオイルシール５００を重ねることができない。
更に、補強環５１０の内向きフランジ部５１２が短い場合には、トーショナルバイブレーションダンパ６００の本体部６２０に、ラビリンス構造を設けるための環状溝６２１を形成するのが難しくなる。
特開２０１１−２４１８９１号公報
本発明の目的は、補強環の内向きフランジ部が短くても、サイドリップを設けることができ、かつオイルシールとトーショナルバイブレーションダンパとの間でラビリンス構造を設けることを可能とする密封構造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、本発明の密封構造は、
クランク軸に取り付けられる筒状部を有するトーショナルバイブレーションダンパと、
ハウジングにおける前記クランク軸が挿通される軸孔の内周面と前記筒状部の外周面との間の環状隙間を密封するオイルシールと、
を備える密封構造において、
前記オイルシールは、
円筒部と、該円筒部における密封対象流体側とは反対側の端部に設けられる内向きフランジ部とを有する補強環と、
該補強環に一体的に設けられる弾性体製のシール本体と、
を備えると共に、
前記補強環は、前記内向きフランジ部における密封対象流体側とは反対側の端面の一部が露出されるように構成されており、
前記シール本体は、
前記内向きフランジ部の先端付近から密封対象流体側に向かって伸び、前記筒状部の外周面に対して摺動自在に設けられるオイルリップと、
前記内向きフランジ部の先端付近から密封対象流体側とは反対側に向かって伸び、前記筒状部の外周面に対して摺動自在に設けられるダストリップと、
前記内向きフランジ部の先端付近から径方向内側かつ前記ダストリップよりも密封対象流体側とは反対側に向かって、前記筒状部の外周面に届かない位置まで伸びるサイドリップと、
を備えると共に、
前記筒状部の外周面に対して前記サイドリップよりも密封対象流体側とは反対側で固定され、かつ前記サイドリップの外周面との間に隙間が形成されるように該外周面を覆う環状部材が備えられていることを特徴とする。
本発明によれば、サイドリップは、補強環における内向きフランジ部の先端付近から径方向内側かつダストリップよりも密封対象流体側とは反対側に向かって、トーショナルバイブレーションダンパにおける筒状部の外周面に届かない位置まで伸びるように構成されている。そのため、補強環における内向きフランジ部が短くても、この内向きフランジ部における密封対象流体側とは反対側の端面の一部が露出されている部分が、サイドリップによって隠されてしまうことはない。従って、オイルシールを装着する場合に、治具等により、内向きフランジ部を直接押圧することができる。また、複数のオイルシールを中心軸線方向に重ねても、サイドリップが、隣接するオイルシールにおける補強環の円筒部の先端付近に突き当たってしまうこともない。
そして、サイドリップの外周面との間に隙間が形成されるように該外周面を覆う環状部材が備えられているので、密封対象流体側とは反対側からダストリップと筒状部の外周面との摺動部分に至るまでに、狭く入り組んだ経路を形成できる。つまり、ラビリンス構造を設けることができる。このように、本発明においては、補強環の内向きフランジ部が短くても、サイドリップを設けることができ、かつオイルシールとトーショナルバイブレーションダンパとの間でラビリンス構造を設けることができる。
前記環状部材は、前記筒状部の外周面に固定される円筒部と、該円筒部の密封対象流体側の端部から密封対象流体側に向かって拡径するテーパ状部と、を備え、
前記テーパ状部の内周面と前記サイドリップの外周面が対向し、これらの間に隙間が形成されているとよい。
以上説明したように、本発明によれば、補強環の内向きフランジ部が短くても、サイドリップを設けることができ、かつオイルシールとトーショナルバイブレーションダンパとの間でラビリンス構造を設けることができる。
図１は本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図である。 図２は本発明の実施例に係るオイルシールの模式的断面図である。 図３は従来例に係る密封構造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。
（実施例）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係る密封構造について説明する。図１は本発明の実施例に係る密封構造の模式的断面図であり、クランク軸の中心軸線を含む面で切断した断面図である。また、図１においては、トーショナルバイブレーションダンパについては簡略的に示している。図２は本発明の実施例に係るオイルシールの模式的断面図であり、略回転対称形状であるオイルシールの中心軸線を含む面で切断した断面図である。
＜密封構造＞
特に図１を参照して、本実施例に係る密封構造全体の構成について説明する。本実施例に係る密封構造は、オイルシール１００と、クランク軸３００に取り付けられるトーショナルバイブレーションダンパ２００と、ハウジングとしてのフロントカバー４００とを備えている。
トーショナルバイブレーションダンパ２００は、クランク軸３００に取り付けられたエネルギー吸収装置であり、過度のねじり振動振幅を防止するために設けられている。トーショナルバイブレーションダンパ２００は、環状の本体部２２０の内周面側に、クランク軸３００に取り付けられる円筒状の筒状部２１０が設けられている。また、本体部２２０の外周面側には、金属製の環状質量体２３０と、本体部２２０と環状質量体２３０とを連結するゴムなどの弾性体製の環状弾性体２４０とが設けられている。これら環状質量体２３０及び環状弾性体２４０によって、クランク軸３００のねじり振動振幅を抑制する機能が発揮される。
オイルシール１００は、フロントカバー４００におけるクランク軸３００が挿通される軸孔の内周面と、トーショナルバイブレーションダンパ２００における筒状部２１０の外周面との間の環状隙間を密封する役割を担っている。より具体的には、密封対象流体側（Ｏ）から密封対象流体であるオイルが、密封対象流体側（Ｏ）とは反対側の大気側（Ａ）に漏れることを抑制すると共に、大気側（Ａ）から埃や泥水などの異物が密封対象流体側（Ｏ）に侵入することを抑制する役割を担っている。
＜オイルシール＞
図１及び図２を参照して、オイルシール１００について、より詳細に説明する。オイルシール１００は、金属製の補強環１１０と、補強環１１０に一体的に設けられるゴムなどの弾性体製のシール本体１２０とを備えている。なお、補強環１１０をインサート部品として、インサート成形によってシール本体１２０を成形することにより、オイルシール１００を得ることができる。
補強環１１０は、円筒部１１１と、円筒部１１１における大気側（Ａ）の端部に設けられる内向きフランジ部１１２とから構成される。また、シール本体１２０は、トーショナルバイブレーションダンパ２００における筒状部２１０の外周面に対して摺動自在に設けられるオイルリップ１２１及びダストリップ１２２と、フロントカバー４００における軸孔の内周面に密着する外周シール部１２３と、サイドリップ１２４とを一体に備えている。
オイルリップ１２１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流体側（Ｏ）に向かって伸びるように構成されている。また、このオイルリップ１２１の内周面側には、漏れ出たオイルを密封対象流体側（Ｏ）に戻すポンプ効果を発揮するネジ溝１２１ａが複数設けられている。更に、このオイルリップ１２１の外周面側には、オイルリップ１２１が筒状部２１０の外周面から離れてしまわないように径方向の内側に向かって力を付与するガータスプリング１３０が装着されている。ダストリップ１２２は、内向きフランジ部１１２の先端付近から径方向内側かつ大気側（Ａ）に向かって伸びるように構成されている。
そして、本実施例に係るサイドリップ１２４は、内向きフランジ部１１２の先端付近から径方向内側かつダストリップ１２２よりも大気側（Ａ）に向かって、筒状部２１０の外周面に届かない位置まで伸びるように構成されている。
また、シール本体１２０には、開口部１２５が設けられている。この開口部１２５は周方向に間隔を空けて複数設けられている。これら複数の開口部１２５は、背景技術でも説明したように、インサート成形の際に、金型に設けられた位置決め用の支持部（不図示）に相当する部分に形成される。これらの開口部１２５によって、補強環１１０の内向きフランジ部１１２における大気側（Ａ）の端面の一部が露出される。
＜ラビリンス構造＞
特に、図１を参照して、本実施例に係る密封構造に設けられるラビリンス構造について説明する。本実施例においては、トーショナルバイブレーションダンパ２００における筒状部２１０の外周面に対して、金属製の環状部材２５０が備えられている。この環状部材２５０は、筒状部２１０の外周面に対してサイドリップ１２４よりも大気側（Ａ）で固定され、かつサイドリップ１２４の外周面との間に隙間が形成されるように、当該外周面を覆っている。より具体的には、この環状部材２５０は、筒状部２１０の外周面に固定される円筒部２５１と、この円筒部２５１の密封対象流体側（Ｏ）の端部から密封対象流体側（Ｏ）に向かって拡径するテーパ状部２５２とから構成されている。そして、テーパ状部２５２の内周面とサイドリップ１２４の外周面が対向し、これらの間に隙間が形成されるように、環状部材２５０は筒状部２１０に備えられている。
このように、環状部材２５０におけるテーパ状部２５２とサイドリップ１２４との間の隙間によって、大気側（Ａ）からダストリップ１２２と筒状部２１０の外周面との摺動部分に至るまでに、狭く入り組んだ経路が形成される。これにより、第１のラビリンス構造Ｌ１が設けられる。
また、本実施例に係る密封構造においては、フロントカバー４００の本体部４１０から大気側（Ａ）に向かって突出する環状突出部４２０が設けられている。また、トーショナルバイブレーションダンパ２００の本体部２２０の密封対象流体側（Ｏ）には、環状溝２２１が設けられている。フロントカバー４００における環状突出部４２０は、この環状溝２２１内に入り込むように配置されている。これにより、環状突出部４２０の外周面側から内周面側に至るまでに、狭く入り組んだ経路が形成される。これにより、第２のラビリンス構造Ｌ２が設けられる。
このように、第１のラビリンス構造Ｌ１及び第２のラビリンス構造Ｌ２が設けられることにより、トルクの増加を伴うことなく、ダストリップ１２２と筒状部２１０の外周面との摺動部分に埃や泥水などの異物が侵入することを抑制することができる。これにより、オイルシール１００によるシール機能を長期に亘り安定的に発揮させることが可能となる。
＜本実施例に係る密封構造の優れた点＞
本実施例に係る密封構造によれば、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内側かつダストリップ１２２よりも大気側（Ａ）に向かって、トーショナルバイブレーションダンパ２００における筒状部２１０の外周面に届かない位置まで伸びるように構成されている。そのため、補強環１１０における内向きフランジ部１１２が短くても、シール本体１２０に形成されている開口部１２５がサイドリップ１２４によって隠されてしまうことはない。つまり、この内向きフランジ部１１２における大気側（Ａ）の端面の一部が露出されている部分が、サイドリップ１２４によって隠されてしまうことはない。従って、オイルシール１００を装着する際に、治具等により、内向きフランジ部１１２を直接押圧することができる。つまり、オイルシール１００は、フロントカバー４００に設けられた軸孔内に、図１中左側から治具などにより押圧されることにより装着される。本実施例においては、治具等により、開口部１２５を介して金属製の内向きフランジ部１１２が直接押圧されるため、弾性体製のシール本体１２０が傷ついたり破損したりしてしまうことがない。
また、複数のオイルシール１００を中心軸線方向に重ねても、サイドリップ１２４が、隣接するオイルシール１００における補強環１１０の円筒部１１１の先端付近に突き当たってしまうこともない。従って、本実施例に係るオイルシール１００は、中心軸線方向に複数重ねることができる。
更に、本実施例に係る密封構造によれば、トーショナルバイブレーションダンパ２００における筒状部２１０の外周面に備えられる環状部材２５０と、オイルシール１００におけるサイドリップ１２４との間に、第１のラビリンス構造Ｌ１が設けられる。従って、本実施例に係る密封構造によれば、補強環１１０の内向きフランジ部１１２が短くても、サイドリップ１２４を設けることができ、かつオイルシール１００とトーショナルバイブレーションダンパ２００との間でラビリンス構造を設けることができる。このように、トーショナルバイブレーションダンパ側に一般的に加工が面倒となる環状溝を設けなくても、第１のラビリンス構造Ｌ１を設けることができる。本実施例の場合には、環状部材２５０を筒状部２１０の外周面に装着する（取り付ける）だけで良いので、製造コストを軽減できる。
１００ オイルシール
１１０ 補強環
１１１ 円筒部
１１２ 内向きフランジ部
１２０ シール本体
１２１ オイルリップ
１２１ａ ネジ溝
１２２ ダストリップ
１２３ 外周シール部
１２４ サイドリップ
１２５ 開口部
１３０ ガータスプリング
２００ トーショナルバイブレーションダンパ
２１０ 筒状部
２２０ 本体部
２２１ 環状溝
２３０ 環状質量体
２４０ 環状弾性体
２５０ 環状部材
２５１ 円筒部
２５２ テーパ状部
３００ クランク軸
４００ フロントカバー
４１０ 本体部
４２０ 環状突出部
Ｌ１ 第１のラビリンス構造
Ｌ２ 第２のラビリンス構造

Claims (2)

  1. クランク軸に取り付けられる筒状部を有するトーショナルバイブレーションダンパと、
    ハウジングにおける前記クランク軸が挿通される軸孔の内周面と前記筒状部の外周面との間の環状隙間を密封するオイルシールと、
    を備える密封構造において、
    前記オイルシールは、
    円筒部と、該円筒部における密封対象流体側とは反対側の端部に設けられる内向きフランジ部とを有する補強環と、
    該補強環に一体的に設けられる弾性体製のシール本体と、
    を備えると共に、
    前記補強環は、前記内向きフランジ部における密封対象流体側とは反対側の端面の一部が露出されるように構成されており、
    前記シール本体は、
    前記内向きフランジ部の先端付近から密封対象流体側に向かって伸び、前記筒状部の外周面に対して摺動自在に設けられるオイルリップと、
    前記内向きフランジ部の先端付近から密封対象流体側とは反対側に向かって伸び、前記筒状部の外周面に対して摺動自在に設けられるダストリップと、
    前記内向きフランジ部の先端付近から径方向内側かつ前記ダストリップよりも密封対象流体側とは反対側に向かって、前記筒状部の外周面に届かない位置まで伸びるサイドリップと、
    を備えると共に、
    前記筒状部の外周面に対して前記サイドリップよりも密封対象流体側とは反対側で固定され、かつ前記サイドリップの外周面との間に隙間が形成されるように該外周面を覆う環状部材が備えられていることを特徴とする密封構造。
  2. 前記環状部材は、前記筒状部の外周面に固定される円筒部と、該円筒部の密封対象流体側の端部から密封対象流体側に向かって拡径するテーパ状部と、を備え、
    前記テーパ状部の内周面と前記サイドリップの外周面が対向し、これらの間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の密封構造。
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