JP7337641B2 - 環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造、及び、トーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造 - Google Patents

Description

本発明は、環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造、および、トーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造に関し、例えば、車両等のエンジンの回転軸に発生する捩り振動を吸収するためのトーショナルダンパと、このトーショナルダンパのためのオイルシールとによって形成される密封構造に関する。

例えば車両のエンジンにおいて、クランクシャフトの一端には、クランクシャフトの回転変動によって発生する捩り振動を低減するために、トーショナルダンパが取り付けられている。一般に、車両のエンジンにおいて、このトーショナルダンパはダンパプーリとして用いられており、動力伝達用のベルトを介して、ウォーターポンプやエアコン用コンプレッサ等の補機にエンジンの動力の一部を伝達する。また、このトーショナルダンパと、クランクシャフトが挿通される例えばフロントカバーの貫通穴との間の空間はオイルシールによって密封されている。

従来、車両のエンジンにおいて用いられているトーショナルダンパでは、トルクを上昇させることなく、泥水や砂、ダスト等の異物に対する耐ダスト性を向上させるべく、トーショナルダンパにおけるハブの環状突起部とエンジンにおけるフロントカバーの環状突起部との間の組み合わせによる非接触のラビリンスシール構造を採用している。近年、このような構造において、更に耐ダスト性を向上させる手法として、トーショナルダンパとフロントカバーの間に遠心ファンを設置し、遠心ファンの回転時に発生する気流によりトーショナルダンパとフロントカバーの隙間から侵入するダストを吹き飛ばす技術についても提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－２１４９９４号公報

特許文献１に示すような遠心ファンの気流を利用した技術においては、一定のダストを吹き飛ばすことができるものの、トーショナルダンパとフロントカバーの隙間から侵入するダストを十分に防ぐことができず、密封構造についての更なる改善が求められていた。また、遠心ファンが停止している状態では気流が全く発生しないため、停止時においてもダストの侵入を有効に抑制する技術の開発が求められていた。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、従来に比して異物に対する耐ダスト性を更に向上し得る環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造、及び、トーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造を提供する。

上述の課題を解決するため、本発明は、以下の環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造、及び、トーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造を提供する。

［１］ 環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造であって、
前記ポケットは、軸線周りに前記軸線に沿って延びる環状の内周面を有しており、軸線方向において一方の側に凹む前記軸線周りに環状の凹部を形成しており、前記密封装置が取り付けられる被取付対象の貫通穴を貫通する前記軸線周りに回転可能な軸部材又は当該軸部材に取り付けられる機能部材を含む回転系に設けられており、
前記密封装置は、前記軸線周りに設けられた環状のシールリップと、前記軸線方向において前記一方の側に向かって延びる前記軸線周りに設けられた環状のサイドリップとを備えており、前記被取付対象の前記貫通穴に取り付けられて、前記軸部材又は前記機能部材と前記貫通穴との間の密封を図り、
前記ポケットは、第一付属環部材によって形成された第一ポケットと、前記第一付属環部材によって形成された前記第一ポケットの内部に配設された第二付属環部材によって形成された第二ポケットと、からなり、
前記第一付属環部材は、前記回転系が前記機能部材を含まない場合は、前記軸部材に取り付けられ、前記回転系が前記機能部材を含む場合は、前記機能部材とは別体の部材として前記回転系に設けられ、且つ
前記第二付属環部材は、前記第一付属環部材とは更に別体の部材であり、
前記被取付対象に取り付けられた前記密封装置において、前記シールリップは前記軸部材又は前記機能部材に摺動可能に接触し、前記サイドリップは、前記第二ポケットに向かって延びて、前記第二ポケットの内周面との間に環状の間隙を形成して当該第二ポケットによるラビリンスシールを形成し、
前記第一付属環部材は、前記第一ポケットの外周側となる当該第一付属環部材の外周側に複数のフィンを有し、
前記複数のフィンは、前記軸部材又は前記機能部材の回転により前記第一ポケットよりも外周側において、前記軸線に沿って前記軸部材又は前記機能部材から前記被取付対象へ向かって気流を発生させる、環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造。

［２］ 前記軸部材には、前記軸線に沿って前記軸部材を貫通する窓部を備え、
前記複数のフィンは、前記窓部の外周側に設けられている、前記［１］に記載の環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造。

［３］ 一端側となる付け根部が前記第二付属環部材の外周面側の一部に固定されたゴム状弾性体からなるリップシール部を更に有し、前記リップシール部は、他端側となる先端部が前記被取付対象と接触するように配置されている、前記［１］又は［２］に記載の環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造。

［４］ トーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造であって、
前記トーショナルダンパは、ハブと、当該ハブの外周を覆う軸線を中心とする環状の質量体と、前記ハブと前記質量体との間に配設されて前記ハブと前記質量体とを弾性的に接続するダンパ弾性体とを備え、前記トーショナルダンパは、前記ハブが被取付対象の貫通穴に挿通された状態で回転軸の一端に取り付けられ、
前記オイルシールは、前記軸線を中心とする環状のシールリップと、前記軸線を中心とする環状のサイドリップとを備え、前記被取付対象の前記貫通穴に取り付けられて、前記ハブと前記被取付対象の前記貫通穴との間を密封し、
前記ハブは、前記軸線を中心とする環状のボス部と、当該ボス部の外周側に位置する前記軸線を中心とする環状のリム部と、前記ボス部と前記リム部とを接続する前記軸線を中心とする円盤状の円盤部を備え、
前記トーショナルダンパに取り付けられた前記ハブとは別体に設けられた前記軸線を中心とする環状の第一付属環部材と、当該第一付属環部材の内部に更に設けられた前記軸線を中心とする環状の板金からなるスリンガとを更に備え、
前記第一付属環部材によって第一ポケットが形成され、当該第一ポケット内に前記スリンガによって第二ポケットが形成され、
前記オイルシールにおいて、前記シールリップは前記ボス部に直接又は間接的に摺動可能に当接し、前記サイドリップは、前記第二ポケットに向かって延びて、前記第二ポケットの内周面との間に環状の間隙を形成して当該第二ポケットによるラビリンスシールを形成する、トーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造。

［５］ 前記第一付属環部材は、前記第一ポケットの外周側となる当該第一付属環部材の外周側に複数のフィンを有し、
前記複数のフィンは、前記回転軸の回転により前記第一ポケットよりも外周側において、前記軸線に沿って前記被取付対象へ向かって気流を発生させる、前記［４］に記載のトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造。

［６］ 前記円盤部は、前記軸線に沿って前記円盤部を貫通する窓部を備え、
前記複数のフィンは、前記窓部の外周側に設けられている、前記［５］に記載のトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造。

［７］ 一端側となる付け根部が前記スリンガの外周面側の一部に接続固定されたゴム状弾性体からなるリップシール部を更に有し、前記リップシール部は、他端側となる先端部が前記被取付対象と接触するように配置されている、前記［４］～［６］のいずれかに記載のトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造。

本発明に係るトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造によれば、従来に比して異物に対する耐ダスト性を更に向上することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るダンパプーリとオイルシールとを用いた密封構造の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における部分断面図である。 図１に示す密封構造の部分拡大図である。 図１に示す密封構造におけるトーショナルダンパの概略構造を示すための背面図である。 図１に示す密封構造に用いられる外周に複数のフィンを設けた第一付属環部材の概略構成を示す略線的部分拡大斜視図である。 図４に示すフィンの側面視形状を示す側面図である。 複数のフィンにより軸線ｘ方向に沿って外側から内側へ気流が生じる現象の説明に供するフィンを示す平面図である。 複数のフィンにより生じた気流の方向の説明に供す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ダンパプーリとオイルシールとを用いた密封構造の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における部分断面図である。

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。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造の概略構成を示すための、軸線に沿う断面における部分断面図である。図２は、図１に示す密封構造の部分拡大図である。図３は、図１に示す密封構造におけるトーショナルダンパの概略構造を示すための背面図である。本発明の第１の実施の形態に係るトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造は、例えば、自動車のエンジンや回転用の密閉にオイルシールを利用するその他の汎用機器に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。より具体的には、外側とは、エンジンから離れる方向であり、内側とは、エンジンに近づく方向でありエンジン側である。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。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造１は、トーショナルダンパとしてのダンパプーリ１０と、オイルシール２０とを備える。ダンパプーリ１０は、エンジンのクランクシャフト５１の一端にボルト５２によって固定されている。オイルシール２０は、エンジンのフロントカバー５３の貫通穴５４に装着されており、当該フロントカバー５３とダンパプーリ１０との間を密封している。

ダンパプーリ１０は、ハブ１１と、質量体としてのプーリ１２と、ハブ１１とプーリ１２との間に配設されたダンパ弾性体１３とを備える。ハブ１１は、軸線ｘを中心とする環状の部材であり、内周側のボス部１４と、外周側のリム部１５と、ボス部１４とリム部１５とを接続する略円盤状の円盤部１６とを備える。ハブ１１は、例えば、金属材料から鋳造等によって製造されている。

ハブ１１のボス部１４は、貫通穴１４ａが形成された軸線ｘを中心とする環状の部分であり、外側（矢印ａ方向）の部分の外周面から外周側（矢印ｃ方向）に向かって円盤部１６が延びている。ボス部１４は、円筒状の内側（矢印ｂ方向）の部分の外周側の面である外周面１４ｂを備えている。ボス部１４の外周面１４ｂは、滑らかな面となっており、後述するように、オイルシール２０のシール面となっている。

ハブ１１のリム部１５は、軸線ｘを中心とする環状の、より具体的には円筒状の部分であり、ボス部１４に対して同心的に当該ボス部１４よりも外周側（矢印ｃ方向）に位置する部分である。リム部１５の内周側（矢印ｄ方向）の面である内周面１５ａからは円盤部１６が内周側（矢印ｄ方向）に向かって延びている。リム部１５の外周側の面である外周面１５ｂにはダンパ弾性体１３が圧着されている。

円盤部１６は、ボス部１４とリム部１５との間に延びて、ボス部１４とリム部１５とを接続している。円盤部１６は、軸線ｘに対して垂直な方向に延びていてもよく、軸線ｘに対して傾斜する方向に延びていてもよい。また、円盤部１６は、軸線ｘに沿う断面（以下、単に「断面」ともいう）が湾曲した形状であっても、真っ直ぐに延びる形状であってもよい。

また、図１及び図２に示すように、円盤部１６には、円盤部１６を内側（矢印ｂ方向）と外側（矢印ａ方向）との間を貫通する貫通穴である窓部１６ａが少なくとも１つ形成されており、本実施の形態においては、４つの窓部１６ａが軸線ｘに対して同心的に周方向に等角度間隔で形成されている（例えば、図３参照）。この窓部１６ａによって、ハブ１１、ひいてはダンパプーリ１０の軽量化が図られている。

プーリ１２は、軸線ｘを中心とする環状の部材であり、ハブ１１の外周側を覆う形状を呈している。具体的には、プーリ１２の内周側（矢印ｄ方向）の面である内周面１２ａは、ハブ１１のリム部１５の外周面１５ｂに対応した形状を有している。プーリ１２は、その内周面１２ａがリム部１５の外周面１５ｂに径方向（矢印ｃｄ方向）において間隔を空けて対向するように位置している。また、プーリ１２の外周側（矢印ｃ方向）の面である外周面１２ｂには、環状のｖ溝１２ｃが複数形成されており、図示しないタイミングベルトが巻回可能である。

ダンパ弾性体１３は、プーリ１２とリム部１５との間に設けられている。ダンパ弾性体１３は、ダンパゴムであり、耐熱性、耐寒性、及び疲労強度において優れたゴム状弾性材料から架橋（加硫）成形されて形成されている。ダンパ弾性体１３は、プーリ１２とリム部１５との間に圧入されており、プーリ１２の内周面１２ａとリム部１５の外周面１５ｂとに嵌着されて固定されている。

ダンパプーリ１０において、プーリ１２とダンパ弾性体１３とがダンパ部を形成しており、ダンパ部の捩り方向固有振動数が、クランクシャフト５１の捩れ角が最大となる所定の振動数域である、クランクシャフト５１の捩り方向固有振動数と一致するように同調されている。つまり、ダンパ部の捩り方向固有振動数がクランクシャフト５１の捩り方向固有振動数と一致するように、プーリ１２の円周方向の慣性質量と、ダンパ弾性体１３の捩り方向剪断ばね定数とが調整されている。

上述のように、ダンパプーリ１０は、エンジンにおいてクランクシャフト５１の一端に取り付けられている。具体的には、クランクシャフト５１の一端がハブ１１のボス部１４の貫通穴１４ａに挿通され、外側（矢印ａ方向）からボルト５２がクランクシャフト５１に螺合されて、ダンパプーリ１０がクランクシャフト５１に固定されている。また、クランクシャフト５１とボス部１４との間には、クランクシャフト５１とボス部１４とに係合する半月キー等のキーが設けられて、ダンパプーリ１０がクランクシャフト５１に対して相対回動不能になっている。

ダンパプーリ１０は、クランクシャフト５１に取り付けられた状態において、ボス部１４の外周面１４ｂのうち内側（矢印ｂ方向）の部分がフロントカバー５３の貫通穴５４内に挿通された状態になっており、ボス部１４の外周面１４ｂと、フロントカバー５３との間に環状の空間が形成されている。

オイルシール２０は、軸線ｘを中心とする環状の金属製の補強環２１と、軸線ｘを中心とする環状の弾性体から成る弾性体部２２とを備える。弾性体部２２は、補強環２１に一体的に取り付けられている。補強環２１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。弾性体部２２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２１は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、弾性体部２２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２１は成形型の中に配置されており、弾性体部２２が架橋（加硫）接着により補強環２１に接着され、弾性体部２２が補強環２１と一体的に成形される。

補強環２１は、例えば、断面略Ｌ字状の形状を呈しており、円盤部２１ａと、円筒部２１ｂとを備える（図２参照）。円盤部２１ａは、軸線ｘに略垂直な方向に広がる中空円盤状の部分である。円筒部２１ｂは、円盤部２１ａの外周側（矢印ｃ方向）の端部から軸線ｘ方向において内側（矢印ｂ方向）に延びる円筒状の部分である。

弾性体部２２は、補強環２１に取り付けられており、本実施の形態においては補強環２１を外側（矢印ａ方向）及び外周側（矢印ｃ方向）から覆うように当該補強環２１と一体的に成形されている。弾性体部２２は、リップ腰部２３と、シールリップ２４と、ダストリップ２５とを備える。

リップ腰部２３は、補強環２１の円盤部２１ａにおける内周側（矢印ｄ方向）の端部の近傍に位置する部分である。シールリップ２４は、リップ腰部２３から内側（矢印ｂ方向）に向かって延びる部分であり、補強環２１の円筒部２１ｂに対向して配置されている。ダストリップ２５は、リップ腰部２３から軸線ｘ方向に向かって延びる部分である。

シールリップ２４は、内側（矢印ｂ方向）の端部に、その断面形状が内周側（矢印ｄ方向）に向かって凸の楔形状の環状のリップ先端部２４ａを有している。リップ先端部２４ａは、後述するように、ハブ１１のボス部１４の外周面１４ｂと摺動可能に当該外周面１４ｂに密接して接触するように形成されており、ダンパプーリ１０との間を密封するようになっている。また、シールリップ２４の外周側（矢印ｃ方向）には、当該シールリップ２４を径方向（矢印ｃｄ方向）において内周側（矢印ｄ方向）に押し付けるガータースプリング２６が嵌着されている。

ダストリップ２５は、リップ腰部２３から延びる部位であり、外側（矢印ａ方向）且つ内周側（矢印ｄ方向）に斜めに延出している。ダストリップ２５により、使用状態におけるリップ先端部２４ａ方向への異物の侵入の防止が図られている。

また、弾性体部２２は、外側カバー２７と、ガスケット部２８とを備える。外側カバー２７は、補強環２１の円盤部２１ａを外側（矢印ａ方向）から覆い、ガスケット部２８は、補強環２１の円筒部２１ｂを外周側（矢印ｃ方向）から覆っている。

また、オイルシール２０は、外側（矢印ａ方向）に向かって延びるサイドリップ２９を備える。サイドリップ２９の詳細については、図２を用いて後述する。

上述のように、オイルシール２０は、フロントカバー５３の貫通穴５４と、ダンパプーリ１０のボス部１４の外周面１４ｂとの間に形成される空間を密封している。具体的には、オイルシール２０は、フロントカバー５３の貫通穴５４に圧入されて取り付けられ、弾性体部２２のガスケット部２８が圧縮されて当該フロントカバー５３の内周側（矢印ｄ方向）の面である内周面に液密に当接している。これにより、オイルシール２０とフロントカバー５３の貫通穴５４との間が密閉されている。また、シールリップ２４のリップ先端部２４ａが、ハブ１１のボス部１４の外周面１４ｂに液密に当接し、オイルシール２０とダンパプーリ１０との間が密閉されている。

図１に示す密封構造１は、ダンパプーリ１０に取り付けられたハブ１１とは別体に設けられた第一付属環部材と、この第一付属環部材の内周側に更に別体に設けられた第二付属環部材とを備えている。図１において、第一付属環部材は、後述する第一ポケット３０を画成している環状の第一ポケット形成部材３４であり、第二付属環部材は、環状の板金からなるスリンガ４４である。第一ポケット形成部材３４及びスリンガ４４は、回転軸である軸部材としてのボス部１４に取り付けられた付属環部材である。以下、第一ポケット形成部材３４を第一付属環部材とし、スリンガ４４を第二付属環部材とする。第一ポケット形成部材３４及びスリンガ４４は、ダンパプーリ１０に取り付けられたハブ１１とオイルシール２０との間に配置されている。

密封構造１は、第一付属環部材としての第一ポケット形成部材３４によって画成された第一ポケット３０と、第二付属環部材としてのスリンガ４４によって画成された第二ポケット４０とを有する。第一ポケット形成部材３４は、ボス部１４の外周面１４ｂと内周側（矢印ｄ方向）で接続固定される環状の内環部と、第一ポケット形成部材３４の外周側（矢印ｃ方向）を構成する環状の外環部と、第一ポケット形成部材３４の内環部と外環部とを繋ぐように延びる中間部とを有している。第一ポケット３０は、第一ポケット形成部材３４の内環部の外周側（矢印ｃ方向）の面である外周面３３と、第一ポケット形成部材３４の外環部の内周側（矢印ｄ方向）の面である内周面３１と、内周面３１と外周面３３との間を繋ぐように延びる底面３２と、を備えている。第一ポケット形成部材３４によって画成された第一ポケット３０は、第一ポケット３０の外周面３３から外周側（矢印ｃ方向）に向かって拡がり、かつ、軸線ｘに沿って一方の側である外側（矢印ａ方向）に凹む軸線ｘを中心とする環状の凹部である。第一ポケット形成部材３４の外周側（矢印ｃ方向）に位置する外環部の外周側（矢印ｃ方向）には、後述する複数のフィン７０が配設されていることが好ましい。即ち、第一ポケット形成部材３４は、後述する複数のフィン７０を支持するための支持部材であってもよい。

スリンガ４４は、軸部材としてのボス部１４に対して設けられた鍔部材としての第二付属環部材である。スリンガ４４は、ボス部１４の外周面１４ｂ又は第一ポケット形成部材３４の内環部と内周側（矢印ｄ方向）で接続固定される環状の内環部と、スリンガ４４の外周側（矢印ｃ方向）を構成する環状の外環部と、スリンガ４４の内環部と外環部とを繋ぐように延びる中間部とを有している。スリンガ４４は、第一ポケット形成部材３４によって形成される第一ポケット３０の内部に配置される。このため、第二ポケット４０は、第一ポケット３０の内部に存在する。第二ポケット４０は、第一ポケット３０と同様に、第二ポケット４０の外周面４３から外周側（矢印ｃ方向）に向かって拡がり、かつ、軸線ｘに沿って一方の側である外側（矢印ａ方向）に凹む軸線ｘを中心とする環状の凹部である。第一ポケット３０及び第二ポケット４０の詳細については、図２を用いて後述する。

図２は、トーショナルダンパであるダンパプーリ１０とオイルシール２０とを用いた密封構造１の部分拡大図である。図２に示すように、第一ポケット３０を画成する第一ポケット形成部材３４は、ハブ１１の円盤部１６よりも内側（矢印ｄ方向）に、このハブ１１とは別体に設けられている。第一ポケット３０は、オイルシール２０が配置された側から外側（矢印ａ方向）に向かって凹む軸線ｘを中心とする環状の凹部である。

オイルシール２０のサイドリップ２９は、一方の側である外側（矢印ａ方向）に延びており、軸線ｘと平行に、又は、軸線ｘに対して外側（矢印ａ方向）及び外周側（矢印ｃ方向）へ斜めに延びた部位である。

特に、オイルシール２０のサイドリップ２９は、スリンガ４４によって画成された第二ポケット４０の内周面４１に向かって延びている。サイドリップ２９は、その少なくとも一部が、径方向において第二ポケット４０の内周面４１に対向しており、サイドリップ２９の外側（矢印ｃ方向）の端部である外側端２９ａと、第二ポケット４０の内周面４１との間に、環状の所定の微小な幅の間隙である間隙ｇ１が形成されている。サイドリップ２９の外側の端部である外側端２９ａは、第二ポケット４０の内周面４１に当接していない。

サイドリップ２９の外側端２９ａと第二ポケット４０の内周面４１とが形成する環状の間隙ｇ１は、ラビリンスシールを形成している。このため、ダンパプーリ１０とフロントカバー５３との間に加えて、ハブ１１の円盤部１６の窓部１６ａを介して外部から泥水や砂、ダスト等の異物が侵入してきても、サイドリップ２９と第二ポケット４０とが形成するラビリンスシール（間隙ｇ１）によって、異物が更にシールリップ２４側へ侵入することを抑制することができる

また、第二ポケット４０は、第一付属環部材としての第一ポケット形成部材３４によって画成された第一ポケット３０内に存在している。この第一ポケット３０により、第二ポケット４０を画成するスリンガ４４を設けるスペースが確保でき、更に、スリンガ４４との空間ができることで、ダストが直接サイドリップ２９に侵入することを極めて有効に防止することができる。

これにより、上述のようにダンパプーリ１０から侵入する異物にオイルシール２０のシールリップ２４が曝されることを抑制することができる。このため、リップ先端部２４ａが異物を噛み込んで損傷又は劣化し、オイルシール２０のシール性能が低下してオイルが漏洩してしまうことを抑制することができる。なお、ダンパプーリ１０から侵入する異物とは、ダンパプーリ１０とフロントカバー５３との間を介して外部から侵入する異物、及びハブ１１の円盤部１６の窓部１６ａを介して外部から侵入する異物を含む。

かかる構成に加えて、図１、図２、図４に示すように、第一ポケット形成部材３４の外周側（矢印ｃ方向）には、複数のフィン７０が配設されていることが好ましい。複数のフィン７０は、第一ポケット形成部材３４の外周側（矢印ｃ方向）において、軸線ｘとは垂直な径方向（矢印ｃｄ方向）に沿って外周側（矢印ｃ方向）へ延びるように設けられている。例えば、フィン７０は、第一ポケット形成部材３４の、第一ポケット３０の内周面３１を構成する外環部の外周面上であって、円盤部１６の窓部１６ａの開口端の近傍に設けられている。このように構成することによって、第一ポケット形成部材３４の回転に伴って、複数のフィン７０がフロントカバー５３とハブ１１との間を周回して、気流Ｖを発生させることができる。

フィン７０は、所定の厚さを有する直方体形状であり、例えば、各種のゴム状弾性部材からなり、複数のフィン７０を等間隔に固定する環状の第一ポケット形成部材３４に対して架橋（加硫）接着されている。ゴム状弾性部材としては、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。ただし、これに限るものではなく、フィン７０を環状の第一ポケット形成部材３４に対してプレス加工等により直接形成するようにしてもよい。

フィン７０は、ダンパプーリ１０を内側（矢印ｂ方向）から視たときに、内側（矢印ｂ方向）を向いた正面７０ａ、外周側（矢印ｃ方向）を向いた天井面７０ｂ、右側（矢印ｅ方向）を向いた右側面７０ｃ、左側（矢印ｆ方向）を向いた左側面７０ｄ、および、外側（矢印ａ方向）を向いた後背面７０ｅを備えている。

フィン７０の高さについては特に制限はなく、当該フィン７０により発生させる気流Ｖ（図６参照）の風量、風速、または、風圧等に応じて任意に設定することが可能である。フィン７０の高さは任意に設定することができる。

図６に示すように、フィン７０は、外側（矢印ａ方向）から内側（矢印ｂ方向）に向かって軸線ｘから次第に傾くように、当該軸線ｘに対して所定の傾斜角度θに沿って斜めに配置された状態で第一ポケット形成部材３４に設けられている。

このフィン７０は、環状の第一ポケット形成部材３４に周方向に沿って等間隔で複数配置されている。但し、フィン７０の数や傾斜角度θについても、当該フィン７０により発生させる気流Ｖの風量、風速、または、風圧等に応じて任意に設定することが可能である。

すなわち、矢印Ａ方向に回転した場合、軸線ｘに対し、傾斜角度θに沿って斜めに等配された複数のフィン７０の左側面７０ｄにより内側（矢印ｂ方向）に向かって空気が流れる気流Ｖを発生させることが可能となる。この気流Ｖは、複数のフィン７０において同時に発生するので、外側（矢印ａ方向）から内側（矢印ｂ方向）へ向かう気流Ｖが生じることになる。

以上の構成を有する密封構造１においては、図７に示すように、複数のフィン７０の回転により気流Ｖを発生させることができる。具体的には、複数のフィン７０の正面７０ａから軸線ｘ方向に沿って内側（矢印ｂ方向）へ向かう軸線方向気流成分である「軸線方向気流Ｖｘ」が主に発生するとともに、複数のフィン７０の天井面７０ｂから軸線ｘ方向とは垂直な径方向（ｃｄ方向）に沿って外周側（矢印ｃ方向）へ向かう垂直方向気流成分である「垂直方向気流Ｖｚ」が発生する。

この場合、軸線方向気流Ｖｘは、フィン７０の正面７０ａから内側（矢印ｂ方向）へ向かってフロントカバー５３とハブ１１と間を横切るように流れた後、フロントカバー５３の側面に沿って外周側（矢印ｃ方向）へその流れの向きが変更され、フロントカバー５３とハブ１１と間から外部へ流出される。同時に、垂直方向気流Ｖｚは、フィン７０の天井面７０ｂから外周側（矢印ｃ方向）へ向かってフロントカバー５３とハブ１１と間から外部へ流出される。

このように、複数のフィン７０により発生した軸線方向気流Ｖｘ及び垂直方向気流Ｖｚにより、フロントカバー５３とハブ１１との間から異物が侵入し難くなる。さらに、複数のフィン７０により発生した軸線方向気流Ｖｘ及び垂直方向気流Ｖｚは、双方が合成された状態の気流Ｖとして、フロントカバー５３とハブ１１と間から外部へ向かって流出することになる。このとき、気流Ｖの外部へ向かう風圧は、フロントカバー５３とハブ１１と間において所謂エアーカーテンのように作用する。

これにより、フロントカバー５３とハブ１１との間からオイルシール２０に向かって侵入しようとする異物を気流Ｖによるエアーカーテンの作用により予め侵入させずに済むため、第一ポケット３０及び第二ポケット４０内へのダストの侵入を予め防止し、低トルク状態を維持したまま耐ダスト性を向上することができる。このため、これまでに説明したサイドリップ２９とスリンガ４４とが形成するラビリンスシールによる効果と相俟って、異物がシールリップ２４側へ侵入することを極めて有効に抑制することができる。

また、密封構造１では、複数のフィン７０により気流Ｖを発生させることにより、フロントカバー５３とハブ１１との間に熱が籠もることを未然に防止することができる。これにより、ダンパ弾性体１３のゴム熱硬化が進行することを阻止し、シール性および耐久性を悪化させずに済む。

なお、本実施の形態においては、気流Ｖを発生させる機構として、図４に示すような複数のフィン７０によって構成された、いわゆる軸心ファンを用いた例について説明したが、気流Ｖを発生させる機構については、図４に示すような構成に限定されることはない。例えば、図示は省略するが、遠心方向に気流を送り出すように複数のフィンが配置された、いわゆる遠心ファンを用いることもできる。

複数のフィン７０は、円盤部１６の窓部１６ａの外周側に設けられていることが好ましい。このように構成することによって、窓部１６ａからの気流（及びダスト）が、フロントカバー５３の側面に沿って外周側（矢印ｃ方向）に向かい易く、複数のフィン７０で更に外周側（矢印ｃ方向）に向けて吹き飛ばすことができる。また、複数のフィン７０が配設された環状の第一ポケット形成部材３４の円盤部１６側の側面（底面３２）には孔が形成されていないことが好ましい。このように構成することによって、窓部１６ａからの気流（及びダスト）が、フロントカバー５３の側面に沿って外周側（矢印ｃ方向）により向かい易くなる。

＜第２の実施の形態＞
次いで、本発明の第２の実施の形態に係るトーショナルダンパとしてのダンパプーリ１０とオイルシール２０とを用いた密封構造３について説明する。本発明の第２の実施の形態に係る密封構造３は、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封構造１に対して、更に、スリンガ４４の外周面側の一部に固定されたリップシール部８０を更に有している。以下、上述の本発明の第１の実施の形態に係る密封構造１と同一の又は類似する機能を有する構成についてはその説明を省略して同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係るダンパプーリ１０とオイルシール２０とを用いた密封構造３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。図８に示すように、密封構造３のダンパプーリ１０においては、ダンパプーリ１０に取り付けられたハブ１１とは別体に設けられた第一ポケット形成部材３４と、この第一ポケット形成部材３４の内周側に別体で更に設けられた環状の板金からなるスリンガ４４とを備えている。第一ポケット形成部材３４の外周側（矢印ｃ方向）には、複数のフィン７０が配設されている。ハブ１１とオイルシール２０との間には、第一付属環部材としての第一ポケット形成部材３４によって第一ポケット３０が形成され、この第一ポケット３０の内部に、第二付属環部材としてのスリンガ４４によって第二ポケット４０が形成されている。また、サイドリップ２９の外側（矢印ｃ方向）の端部である外側端２９ａと、第二ポケット４０の内周面４１との間に、環状の所定の微小な幅の間隙である間隙ｇ１が形成されている。そして、サイドリップ２９の外側端２９ａと第二ポケット４０の内周面４１とが形成する環状の間隙ｇ１は、ラビリンスシールを形成している。

本実施の形態においては、更に、一端側となる付け根部がスリンガ４４の一部に固定されたゴム状弾性体からなるリップシール部８０を更に有する。リップシール部８０は、他端側となる先端部が被取付対象であるフロントカバー５３と接触するように配置されている。ここで、リップシール部８０は、上述したようにゴム状弾性体からなり、ハブ１１のボス部１４の回転により生じる遠心力により、その回転中においてリップシール部８０の先端部がフロントカバー５３の側面から離間するように構成されている。即ち、リップシール部８０の先端部が被取付対象であるフロントカバー５３と接触する状態が実現されるのは、ハブ１１か回転していない状態（以下、「停止中」ともいう）である。上述したように、回転中においてリップシール部８０の先端部がフロントカバー５３の側面から離間するため、回転中のトルクの上昇を有効に抑制することができる。

リップシール部８０は、停止中において、ダンパプーリ１０とフロントカバー５３との間を介するように配置されており、ダンパプーリ１０から侵入する異物にオイルシール２０のシールリップ２４が曝されることを極めて有効に抑制することができる。例えば、停止中においては、第一ポケット形成部材３４の外周側（矢印ｃ方向）に複数のフィン７０を配設したとしても、複数のフィン７０の回転に伴う気流Ｖ（図７参照）が発生しないため、停止中における耐ダスト性を、サイドリップ２９と第二ポケット４０（別言すれば、スリンガ４４）とが形成するラビリンスシールと、フロントカバー５３に接触したリップシール部８０とによって実現することにより、耐ダスト性の更なる向上を図ることができる。

一方で、回転中においては、サイドリップ２９と第二ポケット４０（別言すれば、スリンガ４４）とが形成するラビリンスシールにより耐ダスト性の向上を図ることができる。また、第一ポケット形成部材３４の外周側（矢印ｃ方向）に複数のフィン７０を配設した場合には、複数のフィン７０によって発生した気流Ｖ（図７参照）によりフロントカバー５３とハブ１１との間からの異物の侵入が更に抑制され、サイドリップ２９と第二ポケット４０（別言すれば、スリンガ４４）とが形成するラビリンスシールとともに耐ダスト性の向上が実現される。もちろん、フロントカバー５３とハブ１１との間にリップシール部８０が存在することにより、このリップシール部８０が異物に対する障壁にもなる。

リップシール部８０を構成するゴム状弾性体の材質については特に制限はない。ゴム状弾性部材としては、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。

リップシール部８０のスリンガ４４との固定方法については特に制限はない。例えば、スリンガ４４の一部に対してゴム状弾性体を架橋（加硫）接着させてリップシール部８０を固定させてもよい。リップシール部８０の固定位置としては、環状のスリンガ４４の外周側（矢印ｃ方向）の最外周面側の一部であればよく、このスリンガ４４の第二ポケット４０の底部４２寄りの外側（矢印ａ方向）であることが好ましい。このように構成することによって、リップシール部８０によるシールと、サイドリップ２９とスリンガ４４とが形成するラビリンスシールとの２段階でのシール性を良好に確保することができる。

＜他の実施の形態＞
以上、本発明の第１及び第２の実施の形態について説明したが、本発明は第１及び第２の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許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、第１及び第２の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。

例えば、本発明に係る環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造は、上述のトーショナルダンパであるダンパプーリ１０とそのオイルシール２０との間に適用された、トーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造に限られるものではなく、軸部材又は回転する機能部材と、これらに用いられる密封装置との間に適用されるものであってもよい。例えば、本発明に係る環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造は、エンジンの後端や、車輪を保持するためのハブベアリングや、ディファレンシャル装置等に適用することができる。

本発明に係る環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造をエンジンの後端に適用する場合、クランクシャフトの後端においてケースとクランクシャフトの間の隙間を密封するために用いられるオイルシールが密封装置となり、フライホイールが機能部材となる。そして、フライホイールに直接、第一付属環部材としての第一ポケット形成部材３４及び第二付属環部材としてのスリンガ４４がフライホイールに取り付けられることにより、第一ポケット３０及び第二ポケット４０が形成される。

また、本発明に係る環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造をハブベアリングに適用する場合、外輪と内輪との間の隙間を密封するために用いられるシールが密封装置となり、内輪が軸部材となる。そして、第一ポケット３０及び第二ポケット４０が第一付属環部材としての第一ポケット形成部材３４及び第二付属環部材としてのスリンガ４４によって形成され、これらの付属環部材が内輪に取り付けられることにより内輪に各ポケット（第一ポケット３０及び第二ポケット４０）が形成される。

また、本発明に係る環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造をディファレンシャル装置に適用する場合、ハウジングと出力軸との間の隙間を密封するために用いられるシールが密封装置となり、出力軸が軸部材となる。そして、第一ポケット３０及び第二ポケット４０が第一付属環部材としての第一ポケット形成部材３４及び第二付属環部材としてのスリンガ４４によって形成され、これらの付属環部材が出力軸に取り付けられることにより出力軸に各ポケット（第一ポケット３０及び第二ポケット４０）が形成される。

また、上述のような間隙ｇ１（ラビリンスシール）を形成するスリンガ４４及びサイドリップ２９、並びに第一ポケット３０を画成するための第一ポケット形成部材３４をそれぞれ有しているものであれば、ダンパプーリ１０、オイルシール２０の形態は他の形態であってもよい。なお、第一ポケット形成部材３４の外周側（矢印ｃ方向）には、複数のフィン７０が配設されていてもよい。

更に、第１及び第２の実施の形態におけるダンパプーリ１０は、円盤部１６を内側（矢印ｂ方向）と外側（矢印ａ方向）との間で貫通する貫通穴である窓部１６ａが形成されているものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、窓部１６ａが形成されていないものに対しても本発明は適用可能である。

また、第１及び第２の実施の形態に係るダンパプーリ１０とオイルシール２０とを用いた密封構造１、３は、自動車のエンジンに適用されるものとしたが、本発明に係る密封構造１、３の適用対象はこれに限られるものではなく、他の車両や汎用機械、産業機械等の回転軸等、本発明の奏する効果を利用し得るすべての構成に対して、本発明は適用可能である。

本発明は、環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造に利用することができる。

１、３：密封構造
１０：ダンパプーリ（トーショナルダンパ）
１１：ハブ
１２：プーリ（質量体）
１２ａ：内周面
１２ｂ：外周面
１２ｃ：ｖ溝
１３：ダンパ弾性体
１４：ボス部（軸部材）
１４ａ：貫通穴
１４ｂ：外周面
１５：リム部
１５ａ：内周面
１５ｂ：外周面
１６：円盤部
１６ａ：窓部
２０：オイルシール（密封装置）
２１：補強環
２１ａ：円盤部
２１ｂ：円筒部
２２：弾性体部
２３：リップ腰部
２４：シールリップ
２４ａ：リップ先端部
２５：ダストリップ
２６：ガータースプリング
２７：外側カバー
２８：ガスケット部
２９：サイドリップ
２９ａ：外側端
３０：第一ポケット（ポケット）
３１：内周面
３２：底面
３３：外周面
３４：第一ポケット形成部材（第一付属環部材）
４０：第二ポケット（ポケット）
４１：内周面
４２：底面
４３：外周面
４４：スリンガ（第二付属環部材）
５１：クランクシャフト（回転軸）
５２：ボルト
５３：フロントカバー（被取付対象）
５４：貫通穴
７０：フィン
７０ａ：正面
７０ｂ：天井面
７０ｃ：右側面
７０ｄ：左側面
７０ｅ：後背面
７０ｓ：傾斜面
８０：リップシール部
ｇ１：間隙（ラビリンスシール）
Ｘ：軸線
Ｖ：気流
Ｖｘ：軸線方向気流（軸線方向気流成分）
Ｖｚ：垂直方向気流（垂直方向気流成分）

Claims (7)

1. 環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造であって、
   前記ポケットは、軸線周りに前記軸線に沿って延びる環状の内周面を有しており、軸線方向において一方の側に凹む前記軸線周りに環状の凹部を形成しており、前記密封装置が取り付けられる被取付対象の貫通穴を貫通する前記軸線周りに回転可能な軸部材又は当該軸部材に取り付けられる機能部材を含む回転系に設けられており、
   前記密封装置は、前記軸線周りに設けられた環状のシールリップと、前記軸線方向において前記一方の側に向かって延びる前記軸線周りに設けられた環状のサイドリップとを備えており、前記被取付対象の前記貫通穴に取り付けられて、前記軸部材又は前記機能部材と前記貫通穴との間の密封を図り、
   前記ポケットは、第一付属環部材によって形成された第一ポケットと、前記第一付属環部材によって形成された前記第一ポケットの内部に配設された第二付属環部材によって形成された第二ポケットと、からなり、
   前記第一付属環部材は、前記回転系が前記機能部材を含まない場合は、前記軸部材に取り付けられ、前記回転系が前記機能部材を含む場合は、前記機能部材とは別体の部材として前記回転系に設けられ、且つ
   前記第二付属環部材は、前記第一付属環部材とは更に別体の部材であり、
   前記被取付対象に取り付けられた前記密封装置において、前記シールリップは前記軸部材又は前記機能部材に摺動可能に接触し、前記サイドリップは、前記第二ポケットに向かって延びて、前記第二ポケットの内周面との間に環状の間隙を形成して当該第二ポケットによるラビリンスシールを形成し、
   前記第一付属環部材は、前記第一ポケットの外周側となる当該第一付属環部材の外周側に複数のフィンを有し、
   前記複数のフィンは、前記軸部材又は前記機能部材の回転により前記第一ポケットよりも外周側において、前記軸線に沿って前記軸部材又は前記機能部材から前記被取付対象へ向かって気流を発生させる、環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造。
2. 前記軸部材には、前記軸線に沿って前記軸部材を貫通する窓部を備え、
   前記複数のフィンは、前記窓部の外周側に設けられている、請求項１に記載の環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造。
3. 一端側となる付け根部が前記第二付属環部材の外周面側の一部に固定されたゴム状弾性体からなるリップシール部を更に有し、前記リップシール部は、他端側となる先端部が前記被取付対象と接触するように配置されている、請求項１又は２に記載の環状のポケットと密封装置とを用いた密封構造。
4. トーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造であって、
   前記トーショナルダンパは、ハブと、当該ハブの外周を覆う軸線を中心とする環状の質量体と、前記ハブと前記質量体との間に配設されて前記ハブと前記質量体とを弾性的に接続するダンパ弾性体とを備え、前記トーショナルダンパは、前記ハブが被取付対象の貫通穴に挿通された状態で回転軸の一端に取り付けられ、
   前記オイルシールは、前記軸線を中心とする環状のシールリップと、前記軸線を中心とする環状のサイドリップとを備え、前記被取付対象の前記貫通穴に取り付けられて、前記ハブと前記被取付対象の前記貫通穴との間を密封し、
   前記ハブは、前記軸線を中心とする環状のボス部と、当該ボス部の外周側に位置する前記軸線を中心とする環状のリム部と、前記ボス部と前記リム部とを接続する前記軸線を中心とする円盤状の円盤部を備え、
   前記トーショナルダンパに取り付けられた前記ハブとは別体に設けられた前記軸線を中心とする環状の第一付属環部材と、当該第一付属環部材の内部に更に設けられた前記軸線を中心とする環状の板金からなるスリンガとを更に備え、
   前記第一付属環部材によって第一ポケットが形成され、当該第一ポケット内に前記スリンガによって第二ポケットが形成され、
   前記第一付属環部材は、前記第一ポケットの外周側となる当該第一付属環部材の外周側に複数のフィンを有し、
   前記オイルシールにおいて、前記シールリップは前記ボス部に直接又は間接的に摺動可能に当接し、前記サイドリップは、前記第二ポケットに向かって延びて、前記第二ポケットの内周面との間に環状の間隙を形成して当該第二ポケットによるラビリンスシールを形成する、トーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造。
5. 前記第一付属環部材は、前記第一ポケットの外周側となる当該第一付属環部材の外周側に複数のフィンを有し、
   前記複数のフィンは、前記回転軸の回転により前記第一ポケットよりも外周側において、前記軸線に沿って前記被取付対象へ向かって気流を発生させる、請求項４に記載のトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造。
6. 前記円盤部は、前記軸線に沿って前記円盤部を貫通する窓部を備え、
   前記複数のフィンは、前記窓部の外周側に設けられている、請求項５に記載のトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造。
7. 一端側となる付け根部が前記スリンガの外周面側の一部に接続固定されたゴム状弾性体からなるリップシール部を更に有し、前記リップシール部は、他端側となる先端部が前記被取付対象と接触するように配置されている、請求項４～６のいずれか一項に記載のトーショナルダンパとオイルシールとを用いた密封構造。

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