JP6402593B2 - 遮音シール付き密封装置 - Google Patents

Description

本発明は遮音シール付き密封装置に関し、詳しくは、例えば自動車等の車両におけるステアリングシャフトのダストシール等、軸偏心や取付偏心が大きい軸封部に用いられ、シール機能のほかに高い遮音機能を発揮できるようにした遮音シール付きの密封装置に関する。

従来、遮音シール付き密封装置として特許文献１に記載のものが知られている。この密封装置は、ハウジングの軸孔周面と軸孔に挿通した軸との間の隙間をシールするシール本体と、この隙間を透過する透過音を遮断する遮音部材とを有して構成されている。シール本体は、ハウジングに取り付けられる取付部と、軸に接するシール部との間に、軸の偏心によるシール部の動きを許容するためのベロー部を一体に有している。そして、遮音部材は、取付部の内周面とシール部の外周面との間に密接された状態でシール本体に保持されるようになっている。

この密封装置によれば、遮音部材がシール本体の取付部とシール部との間に密接した状態で取り付けられるため、これら取付部とシール部との間が遮音部材によって完全に遮蔽され、ベロー部を透過した透過音が通過してしまうような隙間が形成されない。これにより優れた遮音性能を発揮することができるものである。

特開２００６−１７７４００号公報

特許文献１記載のように、遮音部材がシール本体の取付部とシール部との間に密接した状態で取り付けられる構造の場合、軸孔に挿通された軸（ステアリングシャフト等）の偏心が大きくなった場合でも、シール部の動きを妨げることのないように、遮音部材の密度を低く軟らかなものに設定し、シール部への追随性を維持することが要求される。

しかしながら、一般に遮音部材の密度を低く設定すると、シール部への追随性は良好となるものの、遮音効果は低くなる。このため、本発明者は、遮音部材の軸方向の厚みを従来よりも大きく形成して遮音効果を上げることも検討したが、遮音部材の厚みを大きくすると、軸の偏心が大きくなった場合に、シール部の動きに遮音部材の弾性変形が追随し難くなるおそれがあることがわかった。したがって、シール部への追随性と遮音性とを両立する観点で、更なる改良の余地がある。

そこで、本発明は、シール部への追随性を損なうことなく、遮音性の向上を図ることができる遮音シール付き密封装置を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．ハウジングの軸孔と前記軸孔に挿通された軸との間の隙間に設けられるシール本体と、前記隙間を透過する透過音を遮断する遮音部材とを有し、
前記シール本体は、前記ハウジングに取り付けられる取付部と、前記軸に接するシール部との間にベロー部を一体に有し、
前記遮音部材は、前記取付部の内周面と前記シール部の外周面との間に保持される遮音シール付き密封装置において、
前記遮音部材は、前記ベロー部側から軸方向に第１の遮音部材と第２の遮音部材の少なくとも２つに分割され、そのうちの前記第１の遮音部材が、前記取付部の内周面と前記シール部の外周面とにそれぞれ接していることを特徴とする遮音シール付き密封装置。

２．前記第１の遮音部材の厚みをＸ１、前記第２の遮音部材の厚みをＸ２としたとき、Ｘ１≦Ｘ２であることを特徴とする前記１記載の遮音シール付き密封装置。

３．前記第１の遮音部材の密度をＹ１、前記第２の遮音部材の密度をＹ２としたとき、Ｙ１＜Ｙ２であることを特徴とする前記１又は２記載の遮音シール付き密封装置。

４．前記第１の遮音部材の厚みをＸ１、前記第２の遮音部材の厚みをＸ２としたとき、Ｘ１＜Ｘ２であり、かつ、前記第１の遮音部材の密度をＹ１、前記第２の遮音部材の密度をＹ２としたとき、Ｙ１＞Ｙ２であることを特徴とする前記１記載の遮音シール付き密封装置。

５．前記第１の遮音部材と前記第２の遮音部材の接触面のうち、少なくともいずれか一方に、接触面積を小とする凹部又は凸部が形成されていることを特徴とする前記１〜４の何れかに記載の遮音シール付き密封装置。

本発明によれば、シール部への追随性を損なうことなく、遮音性の向上を図ることができる遮音シール付き密封装置を提供することができる。

本発明に係る遮音シール付き密封装置の一例を示す要部断面図 図１に示す密封装置における組立前の状態の要部断面図 （ａ）（ｂ）は凹部を形成した遮音部材の要部断面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る遮音シール付き密封装置（以下、単に密封装置という。）の一例を示す要部断面図、図２は、図１に示す密封装置における組立前の状態の要部断面図である。なお、本実施形態に示す密封装置１は、車両用ステアリングダストシールに適用した場合を例示している。

図１に示すように、密封装置１は、ハウジングであるフロントダッシュパネル１００に設けられた軸孔の内周面１０１と、この軸孔に挿通された軸であるステアリングシャフト２００との間の隙間３００をシールする環状のシール本体２を有している。このシール本体２に対して、隙間３００をエンジンルーム側Ａから車室内側Ｂへと透過するエンジン音、走行音等の透過音を遮断する環状の遮音シール３が組み付けられている。

シール本体２は、フロントダッシュパネル１００の軸孔の内周面１０１に取り付けられる円筒状の取付部２１と、ステアリングシャフト２００の外周面に接するシール部２２とを一体に有している。取付部２１とシール部２２との間には、これら取付部２１とシール部２２との間の隙間３００を遮蔽するとともに、ステアリングシャフト２００の軸偏心等に対応してシール部２２の動きを許容するためのベロー部２３が一体に成形されている。

取付部２１は、フロントダッシュパネル１００の軸孔の内周面１０１に嵌合される金属環２１ａの表面にゴム状弾性体を加硫接着したものであって、このゴム状弾性体の軸方向一端部（図示上端部）に同じ材質よりなるベロー部２３が一体成形され、更にベロー部２３の内周端部に同じ材質よりなるシール部２２が一体成形されている。

シール部２２は、軸方向に沿って図示上方から、ステアリングシャフト２００の外周面に密接するダストリップ２２ａと、このダストリップ２２ａを軸偏心等に追随させるためのバンパー２２ｂとを一体に有している。ベロー部２３は、このバンパー２２ｂの外周部２２ｃに対してその軸方向の一方（図示上方）から一体化されている。

取付部２１の内側には、図２に示すように、所定の軸方向幅Ｌを有する遮音部材保持スペース２４が、ベロー部２３の車室内側Ｂに位置して設けられている。その一端（図示上端）であって、取付部２１の内周面には、遮音部材位置決め用の段差状の係合部２１ｂが設けられている。取付部２１は、この係合部２１ｂを境にして、軸方向上方側よりも軸方向下方側の遮音部材保持スペース２４の内径が僅かに大径となるように形成されている。

また、遮音部材保持スペース２４の他端（図示下端）であって、取付部２１の軸方向他端部（図示下端部）には、取付部２１と同じゴム状弾性体よりなるリップ状を呈する遮音部材支持部２５が径方向内方へ向けて一体成形されている。このリップ状の遮音部材支持部２５は、取付部２１の軸方向他端部から径方向の内方かつやや下方に向けて延びる斜面部２５ａと、この斜面部２５ａの先端から径方向内方に延びる平面部２５ｂとを一体に有して環状を呈し、遮音部材保持スペース２４に装着される遮音部材３の最下面３ａ（図１参照）を車室内側Ｂから受ける形状に形成されている。また、遮音部材保持スペース２４の内周側には、バンパー２２ｂの外周部２２ｃが位置している。

遮音部材３は、シール本体２に設けた遮音部材保持スペース２４に組み付けられて保持されている。この遮音部材３は、弾性体によって環状に形成されている。弾性体としては、例えばスポンジ状発泡材（例えば、日本発条株式会社製スーパーシール（登録商標））が好ましく使用される。

本実施形態に示す遮音部材３は、ベロー部２３側から順に軸方向に第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２の２つに分割されて構成されている。すなわち、それぞれ環状に形成された第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２が軸方向に重ねられた状態で遮音部材保持スペース２４に組み付けられている。

分割された各遮音部材相互の間、すなわち第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２との間の接触面同士は固着していてもいなくてもよい。固着していない場合は、第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２との相互間の移動が容易となり、後述するシール部２２への追随性を最も良好にすることができるために好ましい。固着している場合は、第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２とを一体に取り扱うことができるため、遮音部材３を遮音部材保持スペース２４に組み付け易くすることができる。

第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２の固着は、相互間の移動を大きく損なうことがないような、例えば凹凸による嵌合や接着剤を用いた接着によって行うことができる。凹凸による嵌合は、変形の少ない部分、例えば取付け部２１側だけ部分的に嵌合（固着）することにより、追随性を損なわずに組付け性も向上することができる。接着剤による接着（固着）は、全面又は部分的に行うことができる。部分接着する場合は、変形の少ない部分、例えば取付け部２１側だけ接着することにより、追随性を損なわずに組付け性も向上することができる。また、接着力が時間変化と共に弱くなる接着剤を使用する場合は組付け後に接着が剥がれ、接着力の弱い接着剤を使用する場合は第１の遮音部材３１がバンパー２２ｂに押圧されて第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２が剥がれるため、いずれも追随性と組付け性を両立することができる。

そして、第１の遮音部材３１が、係合部２１ｂよりも図示下方の取付部２１の内周面と、シール部２２の外周部２２ｃとの間に亘って取り付けられることにより、シール本体２に保持されている。

具体的には、第１の遮音部材３１は、図２に示すように、その外径寸法Ｄ１を遮音部材保持スペース２４の内径寸法ｄ１と同じか又はこれよりも少々大きく形成されるとともに、その内径寸法Ｄ２をシール部２２におけるバンパー２２ｂの外周部２２ｃの外径寸法ｄ２よりも小さく形成されている。これにより、第１の遮音部材３１が遮音部材保持スペース２４内に組み付けられたとき、その外周部３１ａにて取付部２１の内周面に圧接するとともに、その内周部３１ｂにてシール部２２のバンパー２２ｂの外周部２２ｃに圧接し、取付部２１とシール部２２との間に密接状態で保持されている。

すなわち、図２に示すように、第１の遮音部材３１は組立前、断面長方形状に成形されているが、図１に示すように、第１の遮音部材３１がシール本体２に組み付けられると、この第１の遮音部材３１は、シール部２２のバンパー２２ｂの外周部２２ｃに干渉し、該外周部２２ｃに押圧されて該部が凹んだ状態にてシール部２２に密接する構造とされている。

なお、図１に示すように、シール本体２に組み付けられた第１の遮音部材３１は、係合部２１ｂと係合することにより、図示軸方向上方への移動が規制され、ベロー部２３に対しては直接接触しないように構成されている。また同様に、第１の遮音部材３１は、ステアリングシャフト２００の外周面に対して直接接触しないように構成されている。

一方、第２の遮音部材３２は、第１の遮音部材３１と遮音部材支持部２５との間に配置されている。すなわち、第２の遮音部材３２の外周面は、取付部２１の内周面に接するものの、第２の遮音部材３２の内周面はバンパー２２ｂの外周部２２ｃよりも図示軸方向下方に位置しており、シール部２２とは干渉していない。そして、第２の遮音部材３２は、図１に示すように、その下面３ａが遮音部材支持部２５と当接して支持され、第１の遮音部材３１との間で挟着されることにより、遮音部材保持スペース２４内に保持されている。したがって、前記ベロー部２３、シール部２２、及びステアリングシャフト２００の外周面に対して直接接触しないように構成されている。

この第２の遮音部材３２の外径寸法は、取付部２１の内周面に対して圧接できるように、第１の遮音部材３１の外径寸法Ｄ１と同様に、遮音部材保持スペース２４の内径寸法ｄ１と同じか又はこれよりも少々大きく形成される。また、第２の遮音部材３２の内径寸法は、ステアリングシャフト２００の外周面に対して直接接触しないように構成されていれば特に問わないが、例えば第１の遮音部材３１の内径寸法Ｄ２と同一とすることができる。

このように、遮音部材３が第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２の複数に分割されていることにより、以下の顕著な作用効果を奏する。

まず、第１の作用効果は、遮音部材保持スペース２４の軸方向幅Ｌを大きく確保し、軸方向の厚み（第１の遮音部材３１の厚み＋第２の遮音部材３２の厚み）を従来よりも大きく形成した遮音部材３を組み付けることによって遮音性を向上させるようにしても、シール部２２への追随性を損なうことがないということである。

すなわち、この密封装置１は、軸方向に複数に分割されたうちの第１の遮音部材３１のみが取付部２１の内周面とシール部２２の外周面との間に接して保持される構造である。したがって、ステアリングシャフト２００の偏心が大きくなってシール部２２の位置が図中の左右方向に移動した場合に、この第１の遮音部材３１のみがシール部２２の動きに追随するだけで済む。つまり、シール部２２の動きに追随させることができる最低限の厚みとすることができる第１の遮音部材３１となっている。そしてシール部２２の動きに対する追随を必要としない第２の遮音部材３２を厚くすることができ、結果として遮音部材３全体の厚みを大きくすることができ且つ遮音性を向上させることができるものである。

このような作用効果は、遮音部材３を軸方向に複数に分割したことによって得られるものである。したがって、第１の遮音部材３１の厚みをＸ１、第２の遮音部材３２の厚みをＸ２としたとき、Ｘ１とＸ２を異ならせるように形成してもよいし、Ｘ１＝Ｘ２となるように形成してもよい。

しかし、シール部２２の動きに対する追随性をより向上させる観点からは、図１に示すように、第１の遮音部材３１の厚みを第２の遮音部材３２の厚みよりも小さくする（Ｘ１＜Ｘ２）ことが好ましい。追随性が問題となるシール部２２の動きは、図１中に白抜き矢印で示す径方向の動きである。このとき、第１の遮音部材３１には、その内径を拡大させる方向に圧縮力が加わり、それに伴って第１の遮音部材３１は弾性変形するが、厚みを小さくすることにより、圧縮力に対して軸方向にも撓み変形し易くなるため、より追随性を高めることができる。

なお、図１は、第２の遮音部材３２がバンパー２２ｂの下端面に接する程度まで第１の遮音部材３１の厚みを最も小さくした状態を示している。この場合、シール部２２の動きに対して、第１の遮音部材３１を最も良好に追随させることができる。

次に、第２の作用効果として、遮音部材３を軸方向に複数に分割したことにより、第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２とで、積極的に密度を異ならせることができるということである。上述した第１の作用効果を得る上では、第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２とは同一密度とすることができるが、密度を積極的に異ならせることにより、シール部２２の追随性を損なうことなく、より遮音性を高めることができるようになる。

すなわち、一般に遮音部材の密度が高くなるほど遮音効果は高くなる。しかし、密度が高くなるほど遮音部材は硬くなり、シール部２２の動きに対する追随性は低下してしまう。ところが、本発明に係る密封装置１では、遮音部材３を軸方向に複数に分割することができ、第１の遮音部材３１の密度をＹ１、第２の遮音部材３２の密度をＹ２としたとき、Ｙ１＜Ｙ２とすることにより、シール部２２の動きに追随させる必要のない第２の遮音部材３２の密度を高めて遮音性をより向上させることが容易に可能となる。

遮音部材には、一般に密度が３５〜１３０ｋｇ／ｃｍ^３のものを使用することができるが、例えば、第１の遮音部材３１として、密度Ｙ１が、３５〜５０ｋｇ／ｃｍ^３程度の比較的軟らかいものを使用してシール部２２の動きに対する追随性を維持できるようにする。そして、第２の遮音部材３２として、密度Ｙ２が、例えば５０〜１５０ｋｇ／ｃｍ^３程度の比較的硬いものを使用して遮音効果を高めるようにすることができる。

特に、図１に示したように、この密封装置１は、遮音部材３全体の厚みを従来よりも大きく形成しても、第１の遮音部材３１を十分に薄く、反対に第２の遮音部材３２を十分に厚くすることが可能であるため、シール部２２の動きに追随させる必要のない第２の遮音部材３２の厚みと密度を第１の遮音部材３１に対して大きく形成することにより、シール部２２の動きに対する追随性を何ら損なわずに、遮音効果を従来よりも大幅に向上させることができる。

また、図１に示したように、第１の遮音部材３１の厚みＸ１と第２の遮音部材３２の厚みＸ２を、Ｘ１＜Ｘ２とした場合、第１の遮音部材３１の密度Ｙ１と第２の遮音部材３２の密度Ｙ２を、Ｙ１＞Ｙ２とすることもできる。この場合、第１の遮音部材３１の方が第２の遮音部材３２よりも硬くなるが、厚みが薄くなることにより剛性を低く抑えることできるため、軸方向に撓み変形し易くでき、シール部２２の動きに対する追随性を大きく損なうことはない。また、第１の遮音部材３１は、係合部２１ｂとシール部２２の外周部２２ｃとの間に亘って密に取り付けられ、音漏れ等の隙間が無い部位であることより、密度の高い第１の遮音部材３１を使用することでより遮音効果が得やすい。

なお、図３（ａ）に示すように、第２の遮音部材３２における第１の遮音部材３１との接触面に環状に凹部３３を形成してもよい。これにより、第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２との接触面積を小さくでき、それだけ第１の遮音部材３１を径方向に動き易くすることができるとともに、第１の遮音部材３１を軸方向に撓み変形し易くすることができる。したがって、シール部２２の動きに対する第１の遮音部材３１の追随性をより高めることができる。

このような凹部３３は、図３（ｂ）に示すように、第１の遮音部材３１における第２の遮音部材３２との接触面に形成してもよい。また、図示しないが、第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２の両方にそれぞれ凹部３３を形成してもよい。

また、図示しないが、環状の凹部３３を形成することに代えて、第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２のいずれか又は両方に、両者間の接触面積を小とするための凸部を形成することによって、上記同様の効果を得るようにしてもよい。

以上の実施形態では、遮音部材３を第１の遮音部材３１と第２の遮音部材３２の２つに分割したものを例示したが、３つ以上に分割して、第２の遮音部材３２と遮音部材支持部２５との間に、更に１以上の他の遮音部材を保持させるようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、密封装置１を車両用ステアリングダストシールに適用した場合を例示したが、本発明に係る密封装置は、ハウジングの軸孔と、この軸孔に挿通され、偏心を生じる可能性のある軸との間の隙間を透過する透過音を遮断する用途の密封装置として広く適用可能である。

１：密封装置
２：シール本体
２１：取付部
２１ａ：金属環
２１ｂ：係合部
２２：シール部
２２ａ：ダストリップ
２２ｂ：バンパー
２２ｃ：外周部
２３：ベロー部
２４：遮音部材保持スペース
２５：遮音部材支持部
２５ａ：斜面部
２５ｂ：平面部
３：遮音部材
３ａ：下面
３１：第１の遮音部材
３１ａ：外周部
３１ｂ：内周部
３２：第２の遮音部材
３３：凹部
１００：フロントダッシュパネル（ハウジング）
１０１：軸孔の内周面
２００：ステアリングシャフト（軸）
３００：隙間
Ａ：エンジンルーム側
Ｂ：車室内側

Claims (5)

1. ハウジングの軸孔と前記軸孔に挿通された軸との間の隙間に設けられるシール本体と、前記隙間を透過する透過音を遮断する遮音部材とを有し、
   前記シール本体は、前記ハウジングに取り付けられる取付部と、前記軸に接するシール部との間にベロー部を一体に有し、
   前記遮音部材は、前記取付部の内周面と前記シール部の外周面との間に保持される遮音シール付き密封装置において、
   前記遮音部材は、前記ベロー部側から軸方向に第１の遮音部材と第２の遮音部材の少なくとも２つに分割され、そのうちの前記第１の遮音部材が、前記取付部の内周面と前記シール部の外周面とにそれぞれ接していることを特徴とする遮音シール付き密封装置。
2. 前記第１の遮音部材の厚みをＸ１、前記第２の遮音部材の厚みをＸ２としたとき、Ｘ１≦Ｘ２であることを特徴とする請求項１記載の遮音シール付き密封装置。
3. 前記第１の遮音部材の密度をＹ１、前記第２の遮音部材の密度をＹ２としたとき、Ｙ１＜Ｙ２であることを特徴とする請求項１又は２記載の遮音シール付き密封装置。
4. 前記第１の遮音部材の厚みをＸ１、前記第２の遮音部材の厚みをＸ２としたとき、Ｘ１＜Ｘ２であり、かつ、前記第１の遮音部材の密度をＹ１、前記第２の遮音部材の密度をＹ２としたとき、Ｙ１＞Ｙ２であることを特徴とする請求項１記載の遮音シール付き密封装置。
5. 前記第１の遮音部材と前記第２の遮音部材の接触面のうち、少なくともいずれか一方に、接触面積を小とする凹部又は凸部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の遮音シール付き密封装置。

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