JP6852657B2 - シール装置 - Google Patents

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本発明は、シール装置に関する。
従来、ダストシール機能が要求されるシール装置は、各種の機器に使用されている。例えば、車両の動力伝達装置のケースを動力伝達用の回転軸が貫通する部位、または他の装置のハウジングを回転軸が貫通する部位において、外部からの埃や泥水等のケース内への浸入を防止するようにシール装置が設置される。
例えば、特許文献1には、軸線方向に離間しつつ対向する一方側のシール面および他方側のシール面を有するとともにケースに支持されるシール部材と、一方側のシール面に摺接可能な一方側のリップ部、および他方側のシール面に摺接可能な他方側のリップ部を有するとともに回転軸に支持される他のシール部材とを備えるシール装置が開示されている。
特開2010−210044号公報
従来技術によるシール装置は、相対回転する2つの部材の一方に取り付けられた第1のシール部材と、他方に取り付けられた第2のシール部材とを有して構成されている。シール装置においては、第1シール部材から軸線方向に延びたリップ部を第2シール部材のシール面に当接させることによって、異物の浸入を抑制している。第2シール部材の径方向に沿った長さ(径方向長)は、シール装置やシール装置が取り付けられている相対回転する部材の公差が考慮されて設定されている。すなわち、第2シール部材の径方向長は、第1シール部材と第2シール部材との間の軸方向に沿った距離(軸方向距離)が最も小さい場合であっても、リップ部の先端がシール面に当接可能になるように確保する必要がある。この場合、第2シール部材の径方向に沿ったサイズ、すなわち外径が大きくなるという問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、シール装置やシール装置が取り付けられている相対回転する部材の公差などによって、一方のシール部材と他方のシール部材との間の軸方向距離が変化したり異なったりした場合であっても、一方のシール部材のリップ部における、他方のシール部材のリップ面への当接を確保しつつ、他方のシール部材の外径の増加を抑制することができるシール装置を提供することにある。
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るシール装置は、互いに相対回転可能に配置された第1部材と第2部材との間に設けられ、前記第1部材に取り付け可能で、前記第1部材および前記第2部材の回転軸方向に延在するリップ部を有する第1シール部材と、前記第2部材に取り付け可能な第2シール部材と、を備え、前記リップ部と前記第2シール部材とが当接することによりシールするシール装置であって、前記第2シール部材の径方向に沿った自由端側は、前記回転軸方向に沿って前記第1シール部材と離間するような傾斜状態可能に構成されることを特徴とする。
本発明に係るシール装置によれば、一方のシール部材と他方のシール部材との間の軸方向距離が変化したり異なったりした場合であっても、一方のシール部材のリップ部における、他方のシール部材のリップ面への当接を確保しつつ、他方のシール部材の外径の増加を抑制することが可能となる。
図1は、本発明の第1の実施形態によるシール装置を示す断面図である。 図2は、本発明の第2の実施形態によるシール装置を示す断面図である。 図3は、従来技術によるディファレンシャルギヤのシール装置部分を示す断面図である。 図4は、図3における囲み部Aを拡大した、シール装置の問題点を説明するための拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。
まず、本発明の理解を容易にするために、従来技術によるシール装置の問題点について説明する。図3は、従来技術によるディファレンシャルギヤのシール装置部分を示す断面図である。図4は、図3における囲み部Aを拡大した、シール装置の問題点を説明するための拡大断面図である。
図3に示すように、ディファレンシャルギヤ200は、変速機(図示せず)とともに、ケース201内に収容されている。ディファレンシャルギヤ200のシール装置100の部分においては、一対で設けられるドライブシャフト300が、シール装置100を介して、トランスアクスルケース(以下、ケース)201に嵌入されている。ケース201は、必要に応じて複数の部材に分割して構成される。
ディファレンシャルギヤ200は、回転軸Oが車両の幅方向と略平行でかつ略水平になる姿勢でケース201内に配設されている。デフケース202は、有底円筒形状を有し、内部にピニオンシャフトを介してピニオンギヤ(いずれも図示せず)が回転可能に支持されている。デフケース202には、回転軸O方向に沿って、ドライブシャフト300を挿通させるための挿通孔203を有するボス部204が、回転軸Oと同心に設けられている。挿通孔203の内周面には、その長手方向である回転軸O方向の略全長に亘って螺旋状に2条の油溝が設けられており、ドライブシャフト300を潤滑しつつ相対回転可能に支持する摺接部として機能する。デフケース202は、ボス部204の外周側に配設されたベアリング205を介してケース201により回転軸Oまわりに回転可能に支持されている。また、ケース201には、ドライブシャフト300を挿通させる挿通孔206が回転軸Oと同心に設けられている。挿通孔206にはドライブシャフト300との間をシールするシール装置100が設けられている。
従来技術によるシール装置100は、略円環状に構成されている。シール装置100は、略円環状のデフサイドオイルシール(以下、オイルシール)101と、略円環状のドライブシャフトダストカバー(以下、ダストカバー)102と、オイルシール101からダストカバー102に向けて突出した略円環状のサイドリップ103とから構成される。オイルシール101は、ケース201の挿通孔206に固定されている。ダストカバー102は、ドライブシャフト300のケース201側の端部の周面に固定されている。ここで、シール装置100によって、外部からの埃や泥水等がケース201内へ浸入することを防止するためには、サイドリップ103とダストカバー102とは、円環状の全周に亘って、常に接触している必要がある。
ところが、図3および図4(a)に示すように、ドライブシャフト300とケース201とは、回転軸Oの方向に沿って公差による組み付けばらつきDが生じる。そこで、サイドリップ103とダストカバー102とを常に接触した状態に維持するためには、サイドリップ103の長さを大きくすることが有効である。この場合、図3に示すダストカバー102とサイドリップ103とが接触する平面必要範囲が大きくなり、ダストカバー102の回転軸Oを中心とした円の径方向に沿った長さ(径方向長)を大きくする必要がある。すなわち、オイルシール101とダストカバー102とが最も離れた場合、図4(b)に示すようにサイドリップ103の接触位置における回転軸Oからの距離は、最小の径方向長d0minになる。一方で、ダストカバー102とサイドリップ103とが最も近づいた場合は、図4(c)に示すように接触位置が最大の径方向長d0maxになる。この場合、ダストカバー102の径方向長は、少なくとも(d0max−d0min)より大きくする必要がある。これによって、回転軸Oの方向に沿った組み付けばらつきDに依存して、ダストカバー102の径方向長が大きくなる分だけ、その外径Φ0が大きくなるという問題があった。そこで、本発明者は鋭意検討を重ね、本発明によるシール装置を案出するに至った。
次に、本発明の第1の実施形態によるシール装置について説明する。図1は、第1の実施形態によるシール装置1を示す。図1(a)〜図1(c)に示すように、シール装置1は、略円環状に構成されている。シール装置1は、第1シール部材としてのオイルシール11と、第2シール部材としてのダストカバー12と、リップ部としてのサイドリップ13とから構成される。オイルシール11、ダストカバー12、およびサイドリップ13はいずれも、略円環状を有する。サイドリップ13は、オイルシール11からダストカバー12に回転軸O方向に沿って突出して延在し、ダストカバー12のオイルシール11側の面に摺接している。オイルシール11は、第1部材としてのケース21の挿通孔22に取り付け可能に構成され、挿通孔22に固定されている。ダストカバー12は、第2部材としてのドライブシャフト30に取り付け可能に構成され、ケース21側の端部の周面に取り付けられている。ケース21とドライブシャフト30とは、回転軸Oの回りで相対回転可能に配置されている。
シール装置1において、オイルシール11およびサイドリップ13はそれぞれ、従来技術によるオイルシール101およびサイドリップ103と同様に構成される。この第1の実施形態によるダストカバー12において、回転軸Oを中心とした円の径方向に沿った自由端側である外周側が、ケース21からドライブシャフト30側に向かって、ケース21から離間するように傾斜した傾斜部12aを有する。傾斜部12aは、ダストカバー12の径方向に沿った円環状の幅における、ドライブシャフト30への組み付け位置に対応して傾斜状態可能に形成されている。すなわち、ケース21およびドライブシャフト30はそれぞれ、従来技術によるケース201およびドライブシャフト300と同様に構成可能である。これにより、ダストカバー12をドライブシャフト30に組み付ける際の組み付け方法および設備を変更する必要がない。
また、サイドリップ13のダストカバー12と摺接する端部(摺接端部)の側が、傾斜部12aに接触するのが好ましい。オイルシール11とダストカバー12とが組み付けばらつきDの範囲において最も離れた場合、図1(b)に示すように接触位置が最小の径方向長d1minになる。一方で、オイルシール11とダストカバー12とが組み付けばらつきDの範囲において最も近づいた場合は、図1(c)に示すように、サイドリップ13とダストカバー12との接触位置は、最大の径方向長d1maxになる。ここで、ダストカバー12がサイドリップ13の延伸方向にやや沿うような傾斜部12aを有していることにより、接触位置が最大となる場合の径方向長d1maxを従来に比して小さくできるので、ダストカバー12の外径Φ1を従来の外径Φ0に比して縮径化できる。換言すると、サイドリップ13の変形を小さくするような傾斜部12aによって、サイドリップ13の先端のダストカバー12のリップ面への当接を確保しつつ、ダストカバー12の外径Φ1の増加を抑制できる。
以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、シール装置1におけるダストカバー12の外径Φ1を小さくできる。したがって、ダストカバー12と近接するエンジンや変速機との隙間を確保でき、エンジンや変速機の設計自由度を向上できたり、ダストカバー12との隙間を確保するために、エンジンに対する追加の加工が不要になったりする。
次に、本発明の第2の実施形態によるシール装置について説明する。図2は、第2の実施形態によるシール装置2を示す。図2(a)〜図2(c)に示すように、第2の実施形態によるシール装置2において、オイルシール11およびサイドリップ13は、第1の実施形態と同様である。ダストカバー14は、第1の実施形態と異なり、接触部14a、固定部14b、および傾斜可動部14cから構成される。接触部14aは、サイドリップ13のダストカバー14側の先端部と接触する部位である。固定部14bは、ドライブシャフト30に組み付けによって固定される部分である。傾斜可動部14cは、接触部14aと固定部14bとの間におけるゴムに対して円環状に加硫されて構成される。これにより、ダストカバー14の接触部14aに外力が作用すると、傾斜可動部14cによって接触部14aを傾斜状態可能に構成できる。
すなわち、オイルシール11とダストカバー14とが組み付けばらつきDの範囲において最も離れた場合、図2(b)に示すように、ダストカバー14の接触部14aは傾斜することなくサイドリップ13の端部と接触する。この場合、接触位置は最小の径方向長d2minになる。一方で、オイルシール11とダストカバー12とが組み付けばらつきDの範囲において最も近づいた場合は、図2(c)に示すように、ダストカバー14の接触部14aが傾斜可動部14cから屈曲して、接触部14aが傾斜しつつサイドリップ13の端部と接触する。この場合、接触位置は最大の径方向長d2maxになる。ここで、接触部14aがサイドリップ13の延伸方向に沿うように傾斜状態になるため、接触位置が最大となる場合の径方向長d2maxを従来に比して小さくできる。そのため、傾斜可動部14cが屈曲していない状態でのダストカバー14の外径Φ2を、従来の外径Φ0に比して縮径化できる。換言すると、サイドリップ13の先端のダストカバー14のリップ面への当接を確保しつつ、ダストカバー12の外径Φ2の増加を抑制できる。その他の構成は、第1の実施形態におけるシール装置1と同様である。
この第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
1,2 シール装置-
11 オイルシール(デフサイドオイルシール)
12,14 ダストカバー(ドライブシャフトダストカバー)
12a 傾斜部
13 サイドリップ
14a 接触部
14b 固定部
14c 傾斜可動部
21 ケース(トランスアクスルケース)
22 挿通孔
30 ドライブシャフト

Claims (3)

  1. 互いに相対回転可能に配置された第1部材と第2部材との間に設けられ、
    前記第1部材に取り付け可能で、前記第1部材および前記第2部材の回転軸方向に延在するリップ部を有する第1シール部材と、
    前記第2部材に取り付け可能な第2シール部材と、を備え、
    前記リップ部と前記第2シール部材とが当接することによりシールするシール装置であって、
    前記第2シール部材は、前記第2シール部材の径方向に沿って、傾斜可動部および接触部が順次設けられて構成され、前記接触部に前記リップ部の端部が接触して外力が作用されると、前記接触部は前記傾斜可動部によって前記回転軸方向に沿って前記第1シール部材と離間するような傾斜状態可能に構成される
    ことを特徴とするシール装置。
  2. 前記第2シール部材は、前記第2部材に固定される固定部を有し、
    前記接触部は、前記リップ部の前記第2シール部材の側の先端部と接触する部分からなり、
    前記傾斜可動部は、前記固定部と前記接触部との間において円環状に構成される
    ことを特徴とする請求項1に記載のシール装置。
  3. 前記傾斜可動部は、ゴムに対して加硫されてなる
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のシール装置。
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