JP6930027B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、密封装置に関し、特に、回転する軸に用いられる密封装置に関する。

従来から、回転する軸と、この軸が挿入される貫通孔との間の隙間を密封するために密封装置が使用されている。このような密封装置の中には、車両のディファレンシャル機構やハブベアリングのように、泥水や雨水、ダスト等の異物に晒される機構に用いられるものがある。このような密封装置には、異物の侵入を防止するために、外気側に延びるように形成されたサイドリップを有するものがある。サイドリップは、デフレクタ等の軸から径方向に延びる部材に接触して、外気側から内部に異物が侵入することを防ぐ。

図９は、例えばディファレンシャル機構に用いられる従来の密封装置１００の概略構成を示すための断面図であり、図１０は、例えばトランスアクスルが備えるディファレンシャル機構に取り付けられた状態における図９に示す従来の密封装置の断面図である。図９に示すように、従来の密封装置１００は、環状の補強環１０１と、補強環１０１に一体的に形成されている弾性体から成る環状の弾性体部１０２とを備え、弾性体部１０２は、シールリップ１０３と、ダストリップ１０４と、サイドリップ１０５とを備えている。図１０に示すように、使用状態において、シールリップ１０３は、ディファレンシャル機構１１０の車軸１１１に当接しており、ディファレンシャル機構１１０が収容されているハウジング１１２内の潤滑油の漏洩を防止する。ダストリップ１０４は、シールリップ１０３よりも外側（外気側）に形成されており、車軸１１１に当接又は近接して、ハウジング１１２内に外部から異物が侵入することを防止する。図９に示すように、サイドリップ１０５は、ダストリップ１０４よりも外周側において外側に向かって延びており、外側に向かうに連れて拡径する円錐筒状の形状を有している。サイドリップ１０５は、先端部分が内側に屈折するように曲がった形状を有している。サイドリップ１０５は、使用状態において、図１０に示すように、先端縁において、車軸１１１に固定された環状のデフレクタ１１３の摺動面１１３ａに当接し、外部からの異物の侵入を防止する。サイドリップ１０５は、デフレクタ１１３に当接する状態において弾性変形して湾曲し、先端縁の内周面がデフレクタ１１３の摺動面１１３ａに当接するように形成されている。

密封装置１００は、ディファレンシャル機構１１０が収容されるハウジング１１２の貫通孔１１４と貫通孔１１４に挿通された車軸１１１との間に取り付けられて、貫通孔１１４の密封を図り、ハウジング１１２内に貯留されている潤滑油の外部への漏洩の防止を図ると共に、異物の内部への侵入の防止を図っている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１７／０５１９２０号

従来の密封装置１００においては、上述のようにサイドリップ１０５の先端部分が屈曲している。これにより、サイドリップ１０５の先端のデフレクタ１１３に対する接触圧力が使用状態において低下することを防止して、サイドリップ１０５の先端がデフレクタ１１３の摺動面１１３ａから浮き上がることを防止している。これにより、内部への異物の侵入が防止されている。このように従来の密封装置１００は、高い異物侵入防止性能を有しているが、近年の更なる低燃費化等の要求から、また、サイドリップ１０５の耐久性向上の更なる要求から、サイドリップ１０５の摺動によって生じる摺動トルクの低減が求められるようになっている。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイドリップによる摺動トルクを低減することができる密封装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、貫通孔と該貫通孔に挿通される軸との間の密封を図るための密封装置であって、軸線周りに環状の補強環と、前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、前記弾性体部は、前記軸に該軸が摺動可能に当接する環状のシールリップと、該シールリップよりも外側に設けられており前記軸線に向かって延びる環状のダストリップと、前記ダストリップよりも外周側において前記外側に向かって延びる環状のサイドリップとを有しており、前記サイドリップは、前記軸線方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の中間部と、該中間部に接続する前記中間部よりも外側の部分であって前記軸線方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の先端部とを有しており、前記サイドリップにおいて、前記先端部は、前記中間部から内周側に屈曲しており、前記中間部には、少なくとも１つの前記軸線周りに環状の溝が形成されていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記サイドリップの先端部は、厚さが前記中間部側に向かうに連れて薄くなるように形成されている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記溝は、前記中間部の内周面に形成されている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記溝の前記軸線に沿う断面における輪郭は、一定の曲率を有する円弧である。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記溝は、前記先端部と前記中間部との接続部分には形成されていない。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記溝が複数形成されており、互いに隣接する前記溝の間の間隔は一定である。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、貫通孔と該貫通孔に挿通される軸との間の密封を図るための密封装置であって、軸線周りに環状の補強環と、前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、前記弾性体部は、前記軸に該軸が摺動可能に当接する環状のシールリップと、該シールリップよりも外側に設けられており前記軸線に向かって延びる環状のダストリップと、前記ダストリップよりも外周側において前記外側に向かって延びる環状のサイドリップとを有しており、前記サイドリップは、前記軸線方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の中間部と、該中間部に接続する前記中間部よりも外側の部分であって前記軸線方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の先端部とを有しており、前記サイドリップにおいて、前記先端部は、前記中間部から内周側に屈曲しており、前記サイドリップの先端部は、厚さが前記中間部側に向かうに連れて薄くなるように形成されていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記中間部は、厚さが一定となるように形成されている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記先端部は、前記軸線を中心とする円錐筒状の形状を呈しており、前記中間部は、前記軸線を中心とする円錐筒状の形状を呈している。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記サイドリップは、前記軸線周りに環状の根元部を有しており、前記中間部は、前記根元部に接続する前記根元部よりも外側の部分である。

本発明に係る密封装置によれば、サイドリップによる摺動トルクを低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における断面図である。 図１に示す密封装置の部分拡大断面図である。 使用状態における図１に示す密封装置を示すための図であり、密封装置及びその近傍を拡大して示す軸線ｘに沿う部分拡大断面図である。 適用対象の所望の位置に密封装置が取り付けられた状態におけるサイドリップの様子を示すためのサイドリップの拡大断面図である。 適用対象の軸部が変位した状態におけるサイドリップの様子を示すためのサイドリップの拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における部分拡大断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における部分拡大断面図である。 本発明の実施の形態に係る密封装置の変形例の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における部分拡大断面図である。 ディファレンシャル機構に用いられる従来の密封装置の概略構成を示すための断面図である。 トランスアクスルが備えるディファレンシャル機構に取り付けられた状態における図９に示す従来の密封装置の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１の概略構成を示すための、軸線ｘに沿う断面における断面図であり、図２は、図１に示す密封装置１の部分拡大断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１は、互いに相対回転する、貫通孔とこの貫通孔に挿通された軸との間の隙間を密封するために用いられる。密封装置１は、例えば、車両や汎用機械等において旋回時における左右の駆動輪の回転速度の差を吸収するためのディファレンシャル機構を備える装置に用いられる。ディファレンシャル機構を備える装置としては、例えば、トランスアクスルやディファレンシャル装置がある。本実施の形態においては、密封装置１はトランスアクスルに用いられるものとする。具体的には、密封装置１は、後述するように、トランスアクスルにおいて、ハウジングに形成された貫通孔と、この貫通孔に回動自在に挿通されたディファレンシャル機構の出力軸としての車軸との間の密封を図るために用いられる。密封装置１の適用対象はこの具体例に限られず、種々の機械において回転する部材の密封装置として適用することができる。

以下、説明の便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ（図１参照）方向を外側とし、軸線ｘ方向において矢印ｂ（図１参照）方向を内側とする。外側とは適用対象の外部に面する側であり、内側とは適用対象の内部に面する側である。より具体的には、外側とは、ディファレンシャル機構を備えるトランスアクスルにおいてハウジングの外部に面する側であり、大気側であり、内側とは、トランスアクスルにおいてハウジングの内部に面する側である。また、軸線ｘに垂直な方向（以下、「径方向」ともいう。）において、軸線ｘから離れる方向（図１の矢印ｃ方向）を外周側とし、軸線ｘに近づく方向（図１の矢印ｄ方向）を内周側とする。

密封装置１は、軸線ｘ周りに環状の補強環１０と、補強環１０に取り付けられている軸線ｘ周りに環状の弾性体から形成された弾性体部２０とを備えている。弾性体部２０は、後述する適用対象の軸にこの軸が摺動可能に当接する環状のシールリップ２１と、シールリップ２１よりも外側（矢印ａ方向側）に設けられており軸線ｘに向かって延びる環状のダストリップ２２と、ダストリップ２２よりも外周側（矢印方向ｃ方向側）において外側に向かって延びる環状のサイドリップ２３とを有している。サイドリップ２３は、軸線ｘ方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の中間部３２と、中間部３２に接続する中間部３２よりも外側の部分であって軸線ｘ方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の先端部３１とを有している。サイドリップ２３において、先端部３１は、中間部３２から内周側（矢印ｄ方向側）に屈曲しており、中間部３２には、少なくとも１つの軸線ｘ周りに環状の溝３４が形成されている。以下、密封装置１の構造を具体的に説明する。

補強環１０は、図１，２に示すように、軸線ｘを中心又は略中心とする環状の金属製の部材であり、軸線ｘに沿う断面（以下、単に「断面」という。）の形状がＬ字状又は略Ｌ字状の形状を呈している。補強環１０は、例えば、軸線ｘ方向に延びる円筒状又は略円筒状の部分である円筒部１１と、円筒部１１の外側の端部から内周側に向かって延びる中空円盤状の部分である円盤部１２とを有している。円筒部１１は、後述するように、トランスアクスルのハウジングに形成された貫通孔の内周面に密封装置１が嵌合可能となるように形成されており、直接貫通孔の内周面に接触して嵌合可能となっていてもよく、また、弾性体部２０の部分を介して貫通孔の内周面に接触して嵌合可能となっていてもよい。

弾性体部２０は、図１，２に示すように、補強環１０に取り付けられており、本実施の形態においては補強環１０全体を覆うように補強環１０と一体的に形成されている。弾性体部２０は、上述のように、シールリップ２１と、ダストリップ２２と、サイドリップ２３とを有しており、また、環状のリップ腰部２４を有している。シールリップ２１は、後述するように、ディファレンシャル機構の車軸にこの車軸が摺動可能に当接するように形成されており、ダストリップ２２は、シールリップ２１よりも外側に設けられており車軸に該車軸が摺動可能に当接するように形成されている。サイドリップ２３は、後述するように、車軸に固定された環状のデフレクタにこのデフレクタが摺動可能に当接するように形成されており、ダストリップ２２よりも外周側において外側に向かって延びている。リップ腰部２４は、弾性体部２０において、補強環１０の円盤部１２の内周側の端部近傍に位置する部分である。

シールリップ２１は、具体的には、図１，２に示すように、リップ腰部２４から内側に向かって延びる部分であり、軸線ｘを中心又は略中心とする環状の部分であり、補強環１０の円筒部１１に対向して形成されている。シールリップ２１は、内側の端部に、断面形状が内周側に向かって凸の楔形状の環状のリップ先端部２５を有している。また、シールリップ２１の外周側には、リップ先端部２５に背向する位置に、ガータスプリング２６が嵌着されている。ガータスプリング２６は、リップ先端部２５を軸線ｘに向かう方向に押して、リップ先端部２５が車軸の変位に対して追随するようにリップ先端部２５に車軸に対する所定の大きさの緊迫力を与える。リップ先端部２５は、後述するように車軸の外周面に当接して、密封装置１と車軸との間の密封を図る。また、図１に示すように、リップ先端部２５の外側の円錐面状のテーパ面２５ａには、リップ先端部２５の先端に対して斜めに延びる内周側に突き出した突起であるネジ突起２５ｂが複数、周方向に等角度間隔で形成されている。ネジ突起２５ｂは、車軸が摺動する際に、外側から内側に向かう気流を発生させ、内側からの潤滑油の漏洩の防止を図る。弾性体部２０には、ネジ突起２５ｂが設けられていなくてもよい。

ダストリップ２２は、リップ腰部２４から外側に軸線ｘに向かって延びており、具体的には、図１，２に示すように、リップ腰部２４から外側且つ内周側の方向に延出している。ダストリップ２２により、外側からリップ先端部２５方向への、泥水や砂、ダスト等の異物の侵入の防止が図られている。また、ダストリップ２２には、使用状態において、ダストリップ２２とシールリップ２１との空間に負圧が発生しないように、ダストリップ２２と車軸との当接を部分的に解除して隙間を形成し、負圧の発生の抑制又は負圧を解消するための内周方向に突き出た複数の突起２２ａが周方向に等角度間隔で形成されている。ダストリップ２２は、車軸に当接せずに近接するようになっていてもよく、また、突起２２ａを有していなくてもよい。

また、弾性体部２０は、ガスケット部２７と、後方カバー部２８と、ライニング部２９とを有している。ガスケット部２７は、弾性体部２０において、補強環１０の円筒部１１を外周側から覆っている部分であり、後述するように、トランスアクスルにおいて車軸が挿通される貫通孔に密封装置１が圧入された際に、この貫通孔と補強環１０の円筒部１１との間において径方向に圧縮されて、径方向に向かう力である嵌合力を所定の大きさ発生するように、径方向の厚さが設定されている。後方カバー部２８は、補強環１０の円盤部１２を外側から覆っている部分であり、ライニング部２９は、補強環１０を内側及び内周側から覆っている部分である。

サイドリップ２３は、図１，２に示すように、先端部３１、中間部３２、及び根元部３３を有している。根元部３３は、軸線ｘ方向に延びる環状の部分である。中間部３２は、根元部３３に接続している根元部３３よりも外側の部分であり、先端部３１は、中間部３２に接続している中間部３２よりも外側の部分である。具体的には、サイドリップ２３は、弾性体部２０においてリップ腰部２４の外側の側部から外側に向かって延設されており、根元部３３がリップ腰部２４から外側に向かって延びている。中間部３２は、根元部３３の外側の端部から外側に延びており、先端部３１は、中間部３２の外側の端部から外側に延びている。なお、サイドリップ２３は、根元部３３を有していなくてもよく、中間部３２がリップ腰部２４から延びていてもよい。

先端部３１の内周側の面である内周面３１ａと、中間部３２の内周側の面である内周面３２ａとは、環状の線を描く内周接続部ｃ１において接続しており、先端部３１の外周側の面である外周面３１ｂと、中間部３２の外周側の面である外周面３２ｂとは、環状の線を描く外周接続部ｃ２において接続している。先端部３１の内周面３１ａと中間部３２の内周面３２ａとは、滑らかに接続していてもよく、同様に、先端部３１の外周面３１ｂと中間部３２の外周面３２ｂとは、滑らかに接続していてもよい。

具体的には、先端部３１は、軸線ｘを中心又は略中心とする円錐筒状又は略円錐筒状の形状を呈しており、中間部３２は、軸線ｘを中心又は略中心とする円錐筒状又は略円錐筒状の形状を呈しており、根元部３３は、軸線ｘを中心又は略中心とする円筒状又は略円筒状の形状を呈している。根本部３３は、円錐筒状又は略円錐筒状の形状を呈していてもよい。上述のように、先端部３１は中間部３２から内周側に屈曲しており、先端部３１の内周面３１ａ又は外周面３１ｂの母線の軸線ｘとの間の角度（角度α）は、中間部３２の内周面３２ａ又は外周面３２ｂの母線の軸線ｘとの間の角度（角度β）よりも小さくなっている（図１参照）。

図２に示すように、先端部３１の厚さｗ１は、つまり、先端部３１の内周面３１ａと外周面３１ｂとの間の幅は、一定の厚さ又は略一定の厚さとなっており、また、中間部３２の厚さｗ２は、つまり、中間部３２の内周面３２ａと外周面３２ｂとの間の幅は、一定の厚さ又は略一定の厚さとなっている。また、図２に示すように、根元部３３の厚さｗ３は、つまり、根元部３３の内周面３３ａと外周面３３ｂとの間の幅は、一定の厚さ又は略一定の厚さとなっている。

図２に示すように、先端部３１と中間部３２とが接続する部分である接続部分Ｃは、内周面３１ａ，３２ａの内周接続部ｃ１が、外周面３１ｂ，３２ｂの外周接続部ｃ２よりも、軸線ｘ方向において内側に位置するようになっている。つまり、先端部３１は、軸線ｘ方向において、内周面３１ａの方が外周面３１ｂよりも長くなっている。なお、接続部分Ｃの形態はこれに限られない。例えば、接続部分Ｃは、内周接続部ｃ１と外周接続部ｃ２とが軸線ｘ方向において同じ又は略同じ位置に位置するようになっていてもよい。

上述のように、サイドリップ２３の中間部３２には、少なくとも１つの軸線ｘ周りに環状の溝３４が形成されている。溝３４は、中間部３２の内周面３２ａに形成されており、内周面３２ａから凹んでいる。本実施の形態においては複数の溝３４が形成されており、例えば図１，２に示すように、５つの溝３４が形成されている。溝３４は、具体的には、軸線ｘを中心又は略中心とする円状又は略円状に延びており、溝３４は互いに同心円又は略同心円になっている。図２に示すように、溝３４の軸線ｘに沿う断面における輪郭は、一定の曲率を有する円弧である。溝３４のこの断面における輪郭は、例えば、半円である。溝３４のこの断面における輪郭は、半円でなくてもよく、例えば、半円よりも小さい円弧であってもよい。溝３４の断面における輪郭は、一定の曲率を有する円弧に限らず、曲線や直線の組み合わせ等であってよい。溝３４の断面における輪郭は、後述するように、サイドリップ２３が外周側に向かって反り易くなる形状であることが好ましい。

互いに隣接する溝３４の間の間隔は一定又は略一定であり、具体的には、サイドリップ２３の中間部３２において、溝３４は、中間部３２の内周面３２ａに沿って等間隔又は略等間隔に並んでいる。溝３４は、先端部３１と中間部３２との接続部分Ｃには形成されていない。つまり、溝３４は、先端部３１と中間部３２との間の内周接続部ｃ１には形成されておらず、中間部３２において外側に位置する溝３４は、内周接続部ｃ１から内側に間隔を空けて形成されている。

サイドリップ２３は、上述のように、先端部３１が中間部３２から内周側に屈曲している。このため、サイドリップ２３は、後述するように密封装置１の使用状態において、サイドリップ２３の先端３５とデフレクタとの間の当接が解除されないような、中間部３２のデフレクタに対する接触圧力に対した先端部３１のデフレクタに対する接触圧力を発生している。つまり、サイドリップ２３のデフレクタに対する接触位置が先端部３１を越えて中間部３２まで達した場合において、サイドリップ２３の先端部３１におけるデフレクタとの接触圧力が、サイドリップ２３の先端３５がデフレクタから浮き上がらないように、中間部３２におけるデフレクタとの接触圧力よりも大きくなる。

また、サイドリップ２３の中間部３２には、上述のように溝３４が形成されており、中間部３２の外周側への反り（曲げ）に対する剛性（抵抗）を低下させることができる。このため、溝３４が形成されていないサイドリップに比べて、サイドリップ２３は、先端部３１のデフレクタとの接触部がデフレクタを押す力（押圧力）又はデフレクタの接触部におけるデフレクタからの反力を小さくすることができる。このため、サイドリップ２３の摺動トルクを低減することができる。一方、上述のように、サイドリップ２３において、先端部３１は中間部３２から内周側に屈曲しているため、サイドリップ２３の先端部３１におけるデフレクタとの接触圧力を中間部３２におけるデフレクタとの接触圧力よりも大きく維持することができ、サイドリップ２３の先端３５がデフレクタから浮き上がらないようにでき、異物の内部への侵入を防ぐことができる。中間部３２に溝３４が設けられているため、溝３４を有していないサイドリップに対して、中間部３２のデフレクタとの接触面積は小さくなり、中間部３２の接触圧力は大きくなるが、先端部３１の中間部３２に対する屈曲により、サイドリップ２３の先端部３１の接触圧力は、中間部３２のこの接触圧力よりも大きくなる。このため、サイドリップ２３の先端部３１は、デフレクタから浮き上がることなく、安定して接触する。

このように、サイドリップ２３は、先端部３１がデフレクタから浮き上がることなく、安定した接触状態を維持させつつ、サイドリップ２３による摺動トルクを低減させることができる。

なお、弾性体部２０は弾性材から一体に形成されており、シールリップ２１、ダストリップ２２、サイドリップ２３、リップ腰部２４、ガスケット部２７、後方カバー部２８、及びライニング部２９は、弾性材から一体に形成された弾性体部２０の各部分である。

補強環１０の金属材としては、例えば、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）がある。また、弾性体部２０の弾性体としては、例えば、各種ゴム材がある。各種ゴム材としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等の合成ゴムである。補強環１０は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部２０は成形型を用いて架橋（加硫）成型によって成形される。この架橋成型の際に、補強環１０は成形型の中に配置されており、弾性体部２０が架橋接着により補強環１０に接着され、弾性体部２０が補強環１０と一体的に成形される。

次いで、上述の構成を有する密封装置１の作用について説明する。図３は、適用対象の一例であるトランスアクスル５０に取り付けられた状態における密封装置１を示すための図であり、トランスアクスル５０の密封装置１近傍を拡大して示す軸線ｘに沿う部分拡大断面図である。なお、図３においては、トランスアクスル５０の所望の位置に密封装置１が取り付けられた状態（以下、「初期状態」という。）を示している。つまり、トランスアクスル５０の図示しないディファレンシャル機構の出力軸としての車軸５１に固定された環状のデフレクタ５２の摺動面５３に所望の接触幅δを持ってサイドリップ２３の先端部３１が当接するように、密封装置１がトランスアクスル５０に取り付けられている。トランスアクスル５０は公知のトランスアクスル（図９参照）であり、その構成の詳細な説明は省略する。なお、デフレクタ５２は、車軸５１とは別体の部材によって形成されていてもよく、車軸５１の一部が外周側に向かって環状に突出して形成されていてもよい。

密封装置１は、図３に示すように、トランスアクスル５０のハウジング５４に形成された貫通孔５５に嵌着されている。貫通孔５５には車軸５１が回動自在に挿通されている。なお、トランスアクスル５０には、左右の車輪に対応して、２つの貫通孔及び車軸が設けられているが、各車輪に対応する貫通孔及び車軸は互いに同様の構成を有しており、貫通孔５５及び車軸５１は、左右の車輪に対応する。

ハウジング５４の貫通孔５５において、車軸５１の外周面５１ａと貫通孔５５の内周面５５ａとの間は、密封装置１によって密封が図られている。具体的には、密封装置１は貫通孔５５に嵌合されて、補強環１０の円筒部１１と貫通孔５５の内周面５５ａとの間で弾性体部２０のガスケット部２７が圧縮されてガスケット部２７が貫通孔５５の内周面５５ａに密着し、外周側において密封装置１と貫通孔５５との間の密封が図られている。また、弾性体部２０のシールリップ２１のリップ先端部２５が、車軸５１の外周面５１ａに車軸５１が摺動可能に当接し、内周側において密封装置１と車軸５１との間の密封が図られている。これにより、ハウジング５４の内部に貯留された潤滑油が外部に漏れ出ることの防止が図られている。

また、ダストリップ２２は、その先端縁が車軸５１の外周面５１ａに車軸５１が摺動可能に当接しており、ハウジング５４の外部から異物が内部に侵入することを抑制している。ダストリップ２２は、車軸５１に当接していなくてもよい。サイドリップ２３は、先端部３１の接触幅δの範囲の先端縁が内周面３１ａにおいて、デフレクタ５２の摺動面５３に当接しており、ハウジング５４の外部から異物が内部に侵入することを抑制している。

図４は、初期状態におけるサイドリップ２３の様子を示すためのサイドリップ２３の拡大断面図である。図４に示すように、サイドリップ２３は、初期状態において、先端部３１が部分的に湾曲して又は弾性変形して、先端部３１の内周面３１ａが、先端３５から接触幅δ０の範囲においてデフレクタ５２の摺動面５３に当接している。

トランスアクスル５０においては、その各構成の寸法公差や組付け誤差により、車軸５１が軸線ｘ方向において内側に変位してデフレクタ５２の摺動面５３が軸線ｘ方向に変位する場合や、車軸５１が軸線ｘに対して傾斜してデフレクタ５２の摺動面５３が傾斜する場合がある。また、トランスアクスル５０の作動時に、各構成間の隙間に基づいて、車軸５１が軸線ｘ方向に又は軸線ｘに対して斜めに変位する場合がある。このような変位（ガタ）が発生すると、図５に示すようにサイドリップ２３のデフレクタ５２に対する接触幅δが大きくなる。密封装置１のサイドリップ２３は、上述のように、先端部３１が中間部３２から内周側に屈曲しており、このため、接触幅δが大きくなっても、先端３５のデフレクタ５２に対する接触圧力が低下して、先端３５における接触圧力と根本側における接触圧力との差が、サイドリップ２３の先端３５がデフレクタ５２の摺動面５３から浮き上がる程小さくなることはない。

具体的には、図５に示すように、車軸５１に大きなガタが発生し、接触幅δが大きくなり、サイドリップ２３が先端部３１の内周面３１ａを根元側に越えて中間部３２の内周面３２ａにおいてもデフレクタ５２の摺動面５３に当接する接触幅δ１となっても、先端３５がデフレクタ５２の摺動面５３から浮き上がることを抑制することができる。この図５に示すような大きな接触幅δ１の状態でも、サイドリップ２３の先端部３１の接触圧力は、サイドリップ２３の中間部３２の接触圧力よりも大きくなっている。

また、サイドリップ２３の中間部３２には溝３４が形成されており、サイドリップ２３は、中間部３２において外周側に曲がり易くなっている。このため、図５に示すようなサイドリップ２３の接触幅が大きくなっている状態において、中間部３２の湾曲によって発生する反力は小さくなっており、サイドリップ２３をデフレクタ５２に押し付ける力は、溝３４を有さないサイドリップに比べて小さくなっている。このため、サイドリップ２３の押圧力を従来よりも低減でき、サイドリップ２３のデフレクタ５２との接触によって発生する摺動抵抗を低減することができ、サイドリップ２３が車軸５１に与える摺動トルクを低減させることができる。一方、上述のように、サイドリップ２３の先端部３１の接触圧力をサイドリップ２３の中間部３２の接触圧力よりも大きく維持することができ、サイドリップ２３の先端３５がデフレクタ５２の摺動面５３から浮き上がることを防止することができる。

このように、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１によれば、サイドリップ２３による摺動トルクを低減することができる。

次いで、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２の概略構成を示すための、軸線ｘに沿う断面における部分拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２は、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１に対して、サイドリップの構造が異なる。以下、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２について、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１と同一又は同様の機能を有する構成については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。

図６に示すように、密封装置２において、サイドリップ４０は、密封装置１のサイドリップ２３とは異なり、溝３４を有しておらず、また、先端部３１とは異なる形状の先端部４１を有している。先端部４１は、厚さが中間部３２側に向かうに連れて薄くなるように形成されている。具体的には、先端部４１において、内周面４１ａと外周面４１ｂとは平行になっておらず、内周面４１ａと外周面４１ｂとの間の間隔が先端３５から中間部３２側に向かうに連れて狭まるように、内周面４１ａと外周面４１ｂとは互いに傾いている。このため、先端部４１の接続部分Ｃにおける厚さは、先端部４１の先端３５における厚さはｗ１´よりも小さくなっている。厚さｗ１´は例えば、密封装置１のサイドリップ２３の先端部３１の厚さｗ１と同じであり、密封装置２において、中間部３２の厚さｗ２´及び根本部３３の厚さｗ３´は、密封装置１における中間部３２の厚さｗ２及び根本部３３の厚さｗ３よりも夫々薄くなっている。また、先端部４１の先端３５の角度（先端角度θ）は鋭角となっている。先端角度θは、図６に示すように、軸線ｘに沿う断面における、先端部４１の外側の面である外側面４１ｃと内周面４１ａとの間の角度である。

具体的には、図６に示すように、先端部４１の内周面４１ａと中間部３２の内周面３２ａとの間の角度（屈曲角度γ１）は、先端部４１の外周面４１ｂと中間部３２の外周面３２ｂとの間（背面側）の角度（屈曲角度γ２）よりも小さくなっている。つまり、密封装置２においては、サイドリップ４０の先端部４１の内周面４１ａは、上述の密封装置１のサイドリップ２３の先端部３１の内周面３１ａよりも内周側に傾いている。密封装置２において、先端部４１の内周面４１ａは、密封装置１の先端部３１の内周面３１ａよりも内周側に傾いていなくてもよい。この場合、密封装置２において、先端部４１の外周面４１ｂが、密封装置１の先端部３１の外周面３１ｂよりも外周側に傾いている。図６においては、先端部４１の厚さは、内周面４１ａに直交する方向における幅となっているが、先端部４１の厚さは、外周面４１ｂに直交する方向における幅となっていてもよく、また、他の方法で規定された厚さであってもよい。

先端部４１の内周面４１ａは、軸線ｘを中心又は略中心とする円錐面又は略円錐面である。内周面４１ａは他の曲面であってもよく、例えば、断面における輪郭が外周側に凹む曲線となる曲面や、断面における輪郭が内周側に凸の曲線となる曲面、それらの組み合わせであってもよい。同様に、先端部４１の外周面４１ｂは、軸線ｘを中心又は略中心とする円錐面又は略円錐面である。外周面４１ｂは他の曲面であってもよく、例えば、断面における輪郭が内周側に凹む曲線となる曲面や、断面における輪郭が外周側に凸の曲線となる曲面、それらの組み合わせであってもよい。

密封装置２においては、サイドリップ４０の先端部４１と中間部３２との間の屈曲により、上述の密封装置１のサイドリップ２３の先端部３１と中間部３２との間の屈曲により得られる効果を同様に奏することができる。また、サイドリップ４０においては、先端部４１の厚さが、根本側に（外側から内側に）向かうに連れて薄くなっており、中間部３２及び根本部３３が薄くなっており、中間部３２及び根本部３３の剛性が低下させられている。このため、使用状態において、サイドリップ４０は、先端部４１のデフレクタ５２との接触部のデフレクタ５２への押圧力又はデフレクタ５２からの反力を小さくすることができる。これにより、サイドリップ４０のデフレクタ５２との接触によって発生する摺動抵抗を低減することができ、サイドリップ４０が車軸５１に与える摺動トルクを低減させることができる。一方、サイドリップ４０の先端部４１の先端３５の先端角度θは鋭角となっており、先端部４１のデフレクタ５２に対する接触幅を小さくすることができ、デフレクタ５２への押圧力又はデフレクタ５２からの反力の低下により先端３５における接触圧力の低下を抑制又は防止することができる。これにより、サイドリップ４０の先端３５における密封性を高めることができ、異物の侵入防止性能を向上させることができる。または、サイドリップ４０の先端３５における密封性の低下を抑制又は防止することができ、異物の侵入防止性能の低下を抑制又は防止することができる。

このように、本発明の第２の実施の形態に係る密封装置２によれば、サイドリップ４０による摺動トルクを低減させることができる。

次いで、本発明の第３の実施の形態に係る密封装置３について説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態に係る密封装置３の概略構成を示すための、軸線ｘに沿う断面における部分拡大断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る密封装置３は、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１に対して、サイドリップの構造が異なる。以下、本発明の第３の実施の形態に係る密封装置３について、本発明の第１の実施の形態に係る密封装置１と同一又は同様の機能を有する構成については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。

図７に示すように、密封装置３において、サイドリップ４５は、密封装置１のサイドリップ２３とは異なり、先端部３１とは異なる上述の密封装置２の先端部４１を有している。先端部４１は、上述のように、厚さが中間部３２側に向かうに連れて薄くなるように形成されている。

密封装置３においては、上述の密封装置１及び密封装置２と同様の効果を奏することができる。具体的には、密封装置３のサイドリップ４５は、中間部３２に溝３４を有しており、また、先端部４１が中間部３２に対して内周側に屈曲しており、中間部３２に向かうに連れて肉薄となる形状になっている。このため、サイドリップ４５を中間部３２において曲がりやすくしつつ、先端部４１における接触圧力を高めることができる。または、サイドリップ４５を中間部３２において曲がりやすくしつつ、先端部４１における接触圧力の低下を抑制又は防止することができる。これにより、サイドリップ４５が中間部３２においてもデフレクタ５２の摺動面５３に当接するようになっても、サイドリップ４５の先端３５がデフレクタ５２の摺動面５３から浮き上がることを抑制することができると共に、サイドリップ４５が車軸５１に与える摺動トルクを低減させることができる。

このように、本発明の第３の実施の形態に係る密封装置３によれば、サイドリップ４５による摺動トルクを低減させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係る密封装置１〜３に限定されるものではなく、本発明の概念及び請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

上述の本発明の第１，３の実施の形態に係る密封装置１，３においては、溝３４は、サイドリップ２３，４５の中間部３２のみに設けられるとしたが、溝３４は、先端部３１，４１にも１つ又は複数設けられていてもよい。例えば、図８に示すように、密封装置３において、先端部４１の内周面４１ａに溝３４が形成されていてもよい。同様に、密封装置１において、先端部３１の内周面３１ａに溝３４が形成されていてもよい。先端部３１，４１に形成される溝３４の断面形状は、中間部３２に形成される溝３４の断面形状と同一でなくてもよい。溝３４が先端部３１，４１に形成されている場合、先端部３１，４１においても中間部３２と同様に、サイドリップ２３，４５が生じる摺動トルクを低減させる作用を得ることができる。また、先端部３１，４１の溝３４は、塗布されるグリースを保持することができ、塗布されたグリースによる潤滑作用をより長く持続させることができる。

１，２，３，１００…密封装置、１０，１０１…補強環、１１…円筒部、１２…円盤部、２０，１０２…弾性体部、２１，１０３…シールリップ、２２，１０４…ダストリップ、２２ａ…突起、２３，４０，４５，１０５…サイドリップ、２４…リップ腰部、２５…リップ先端部、２５ａ…テーパ面、２５ｂ…ネジ突起、２６…ガータスプリング、２７…ガスケット部、２８…後方カバー部、２９…ライニング部、３１，４１…先端部、３１ａ，４１ａ…内周面、３１ｂ，４１ｂ…外周面、３２…中間部、３２ａ…内周面、３２ｂ…外周面、３３…根本部、３３ａ…内周面、３３ｂ…外周面、３４…溝、３５…先端、４１ｃ…外側面、５０…トランスアクスル、５１，１１１…車軸、５１ａ…外周面、５２，１１３…デフレクタ、５３，１１３ａ…摺動面、５４，１１２…ハウジング、５５，１１４…貫通孔、５５ａ…内周面、１１０…ディファレンシャル機構、Ｃ…接続部分、ｃ１…内周接続部、ｃ２…外周接続部、ｗ１，ｗ１´，ｗ２，ｗ３…厚さ、θ…先端角度、δ，δ１，δ２…接触幅、γ１，γ２…屈曲角度

Claims (9)

1. 貫通孔と該貫通孔に挿通される軸との間の密封を図るための密封装置であって、
   軸線周りに環状の補強環と、
   前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、
   前記弾性体部は、前記軸に該軸が摺動可能に当接する環状のシールリップと、該シールリップよりも外側に設けられており前記軸線に向かって延びる環状のダストリップと、前記ダストリップよりも外周側において前記外側に向かって延びる環状のサイドリップとを有しており、
   前記サイドリップは、前記軸線方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の中間部と、該中間部に接続する前記中間部よりも外側の部分であって前記軸線方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の先端部とを有しており、
   前記サイドリップにおいて、前記先端部は、前記中間部から内周側に屈曲しており、
   前記中間部には、少なくとも１つの前記軸線周りに環状の溝が形成されていて、
   前記サイドリップの先端部は、厚さが前記中間部側に向かうに連れて薄くなるように形成されていることを特徴とする密封装置。
2. 前記溝は、前記中間部の内周面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の密封装置。
3. 前記溝の前記軸線に沿う断面における輪郭は、一定の曲率を有する円弧であることを特徴とする請求項１または２記載の密封装置。
4. 前記溝は、前記先端部と前記中間部との接続部分には形成されていないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の密封装置。
5. 前記溝が複数形成されており、
   互いに隣接する前記溝の間の間隔は一定であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の密封装置。
6. 貫通孔と該貫通孔に挿通される軸との間の密封を図るための密封装置であって、
   軸線周りに環状の補強環と、
   前記補強環に取り付けられている前記軸線周りに環状の弾性体から形成された弾性体部とを備え、
   前記弾性体部は、前記軸に該軸が摺動可能に当接する環状のシールリップと、該シールリップよりも外側に設けられており前記軸線に向かって延びる環状のダストリップと、前記ダストリップよりも外周側において前記外側に向かって延びる環状のサイドリップとを有しており、
   前記サイドリップは、前記軸線方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の中間部と、該中間部に接続する前記中間部よりも外側の部分であって前記軸線方向において外側に向かうに連れて拡径する環状の先端部とを有しており、
   前記サイドリップにおいて、前記先端部は、前記中間部から内周側に屈曲しており、
   前記サイドリップの先端部は、厚さが前記中間部側に向かうに連れて薄くなるように形成されていることを特徴とする密封装置。
7. 前記中間部は、厚さが一定となるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の密封装置。
8. 前記先端部は、前記軸線を中心とする円錐筒状の形状を呈しており、前記中間部は、前記軸線を中心とする円錐筒状の形状を呈していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の密封装置。
9. 前記サイドリップは、前記軸線周りに環状の根元部を有しており、前記中間部は、前記根元部に接続する前記根元部よりも外側の部分であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の密封装置。

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