JP7372779B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングに形成された軸孔の内周面と軸孔に挿入される回転軸の外周面との間に設けられる密封装置に関する。

建築機械、農業機械、自動車といった回転軸を有する機械において、二種類の油が機械内の潤滑に用いられる場合がある。このような機械では、回転軸がハウジングに形成された軸孔に挿入され、この軸孔の一端が一方の油の油封入室に開口し軸孔の他端が他方の油の油封入室に開口する構造を有するものがある。このような構造を有する機械には、一方の油封入室の油と他方の油封入室の油が互いに混じり合うことを防止するための密封装置が装着されている。

この種の密封装置の一例として、例えば特許文献１に記載されたリップ型端面シール装置６が知られている。このリップ型端面シール装置６は、建築機械といった機械のエンジン系統に装着されており、クランク室Ｓ３のエンジンオイルと空間Ｓ５のクラッチオイルとの混合を防止するための密封装置である。装着対象の機械はハウジング２を有しており、このハウジング２には孔が開口されている。この孔の一端はクランク室Ｓ３に開口し孔の他端は空間Ｓ５に開口している。リップ型端面シール装置６は、ハウジング２に形成された孔の内周面２ａとこの孔に挿入されるクランク軸３の後端部３ａの外周面との間に設けられる一対の端面シール６Ａ，６Ｂを含んでいる。クランク室Ｓ３側の端面シール６Ａはクランク軸３の後端部３ａの外周面に装着される第１スリンガー６４とハウジング２の孔の内周面２ａに装着されるケース６１Ａ及び第１シールリップ６２とを有している。空間Ｓ５側の端面シール６Ｂはクランク軸３の後端部３ａの外周面に装着される第２スリンガー６５とハウジング２の孔の内周面２ａに装着されるケース６１Ｂ及び第２シールリップ６３とを有している。そして、第１シールリップ６２は第１スリンガー６４のフランジ部６４ｂに摺動自在に接触し、第２シールリップ６３は第２スリンガー６５のフランジ部６５ｂに摺動自在に接触している。フランジ部６４ｂやフランジ部６５ｂには、クランク軸３の回転時にオイルや空気といった流体をリップ型端面シール装置６のシール内部空間Ｓ２から外部に排出する作用を発揮するスパイラル状の溝が形成されている。エンジンオイルがクランク室Ｓ３側からリップ型端面シール装置６のシール内部空間Ｓ２に流入した場合、シール内部空間Ｓ２に流入したエンジンオイルはスパイラル状の溝による排出作用やフランジ部６４ｂの遠心力により、クランク室Ｓ３側に戻される。また、クラッチオイルが空間Ｓ５側からシール内部空間Ｓ２に流入した場合、シール内部空間Ｓ２に流入したクラッチオイルは前述の排出作用や遠心力により空間Ｓ５側に戻される。これらの場合、スパイラル状の溝の排出作用によって、オイルだけでなくシール内部空間Ｓ２内の空気もクランク室Ｓ３や空間Ｓ５に排出され、その結果、シール内部空間Ｓ２に過剰な負圧が発生するおそれがある。これを防止するため、ハウジング２にはシール内部空間Ｓ２と大気領域とを連通するベント孔２２が形成されている。その結果、過剰な負圧に起因した第１シールリップ６２や第２シールリップ６３の早期摩耗が有効に防止されている。なお、リップ型端面シール装置６では、フランジ部６４ｂ，６５ｂに形成される溝はスパイラル状に延びているが、溝はフランジ部６４ｂ，６５ｂにおける各シールリップ６２，６３の接触領域である円環状領域を径方向に交差するように延びていればよく、このような溝であれば前述した排出作用を発揮し得る。

特開２００５－２４０９９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたリップ型端面シール装置６では、負圧対策のベント孔２２がハウジング２に形成される構成であるため、リップ型端面シール装置６の装着対象の機械に大気領域まで延びる孔を形成する必要がある。そのため、このリップ型端面シール装置６では、装着対象の機械側で構造変更や加工コストの増加を招くおそれがあり、その工夫が求められている。

そこで、本発明は、装着対象の機械に加工を施すことなく負圧に起因するリップ部の早期摩耗を有効に防止することのできる密封装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、一対の密封体を含む密封装置が提供される。一対の密封体は軸孔の内周面と軸孔に挿入される回転軸の外周面との間に設けられる。軸孔はハウジングに形成され一端が第１油封入室に開口し他端が第２油封入室に開口している。一対の密封体はスリンガーとシール部材とをそれぞれ有する。スリンガーは円筒状の第１装着部とフランジ部とを有している。第１装着部は回転軸の外周面に装着されている。フランジ部は第１装着部の一端側から径方向外側に突出している。スリンガーのフランジ部における第１装着部の他端側の面であるフランジ背面において当該フランジ背面の中心から所定径を有する円環状領域を径方向に交差するように延びる溝が形成されている。シール部材は円筒状の第２装着部と連結部とテーパー筒状のリップ部とを有している。第２装着部は軸孔の内周面に装着されている。連結部は第２装着部から径方向内側に延在している。リップ部は連結部に接続された基端部及びフランジ背面における円環状領域に摺動自在に接触する先端部を有している。リップ部は基端部から先端部に向かって拡径している。一対の密封体は互いの第１装着部の他端側の端面が対向するように配置されている。一対の密封体の少なくとも一方において、リップ部の内周面における先端部側の部位又はフランジ背面における円環状領域の内側の部位には突起が形成されている。

本発明の一側面による密封装置によれば、装着対象の機械に加工を施すことなく負圧に起因するリップ部の早期摩耗を有効に防止することのできる密封装置を提供することができる。

本発明の一実施形態における装着状態の密封装置の概略断面図である。 一方の密封体のフランジ部のフランジ背面に向かって視た平面図である。 他方の密封体のフランジ部のフランジ背面に向かって視た平面図である。 一方の密封体の突起を含む要部の部分平面図である。 図４に示すＡ－Ａ矢視部分断面図である。 図４に示すＢ－Ｂ矢視部分断面図である。 密封装置のリップ部の弾性変形の一例を説明するための概念図である。 密封装置のリップ部の弾性変形の一例を説明するための別の概念図である。 突起の形成位置の変形例を説明するための部分断面図である。

[密封装置の概略構成]
以下、本発明に係る密封装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は本実施形態における密封装置１００の概略構成を説明するための図である。図１には装着対象の機械に装着された密封装置１００の状態の一例が示されている。

密封装置１００は、二種類の油を内部潤滑用に用いた建築機械、農業機械、自動車といった機械に装着され、二種類の油が互いに混じり合うことを防止又は効果的に抑制するために用いられるものである。二種類の油は特に限定されるものではないが以下ではエンジンオイルとクラッチオイルであるものとして説明する。エンジンオイルは図示を省略したクランク室Ｈ１（図１では右側）内に封入（収容）され、クラッチオイルは図示省略したクラッチ室Ｈ２（図１では左側）内に封入（収容）されているものとする。装着対象の機械はハウジング３０を有しており、クランク室Ｈ１とクラッチ室Ｈ２はハウジング３０に開口された軸孔３１により連通されている。つまり、軸孔３１はハウジング３０に形成され一端がクランク室Ｈ１に開口し他端がクラッチ室Ｈ２に開口している。そして、この軸孔３１には、装着対象の機械の回転軸４０がその軸線Ｘを軸孔３１の孔中心に合わせて挿入されている。なお、図１において、上側が重力方向上側であり下側が重力方向下側である。

密封装置１００は、軸孔３１の内周面３１ａと回転軸４０の外周面４０ａとの間に設けられる一対の密封体１，２を含む。密封装置１００は、クランク室Ｈ１のエンジンオイルとクラッチ室Ｈ２のクラッチオイルとの混合防止用の装置である。換言すると、密封装置１００は二液分離用のオイルシールである。なお、本実施形態では、クランク室Ｈ１及びクラッチ室Ｈ２が本発明に係る「第１油封入室」及び「第２油封入室」に相当する。以下では、一対の密封体１，２のうちの一方を第１密封体１と呼び、他方を第２密封体２と呼ぶ。

密封装置１００において、例えば、軸孔３１における軸線Ｘの延伸方向について、第１密封体１はクランク室Ｈ１側（図中右側）に配置され、第２密封体２はクラッチ室Ｈ２側（図中左側）に配置されているものとする。つまり、第１密封体１及び第２密封体２は互いに軸線Ｘの延伸方向に並列して設けられている。また、本実施形態では、第１密封体１の構造と第２密封体２の構造は、後述するスパイラル状溝３の巻方向が異なること及び突起４の有無を除いて同一である。

第１密封体１及び第２密封体２はそれぞれ回転軸４０の外周面４０ａに装着されるスリンガー１０と軸孔３１の内周面３１ａに装着されるシール部材２０とを有している。本実施形態では、これら（１０，２０）が組み合されることにより第１密封体１と第２密封体２がそれぞれ別個に組み立てられている。

スリンガー１０は、第１装着部１１とフランジ部１２とを有している。スリンガー１０は回転軸４０の外周面４０ａに装着された状態で回転軸４０とともに回転する。スリンガー１０は例えば金属材からなるものである。スリンガー１０用の金属材としては、ステンレス鋼やＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）やＳＰＨＣ（熱間圧延鋼）といった材料群の中から選択した所定の材料が用いられる。スリンガー１０は例えばプレス加工や鍛造によって形成される。

第１装着部１１は円筒状に形成され回転軸４０の外周面４０ａに装着された部位である。第１装着部１１は軸線Ｘに沿って直線的に延びる円筒状に形成されている。第１装着部１１が回転軸４０の外周面４０ａに沿って圧入されることによって、スリンガー１０が回転軸４０に固定されて装着される。

フランジ部１２は第１装着部１１の一端側から径方向外側に突出した部位である。換言すると、フランジ部１２は第１装着部１１の外周面から軸線Ｘと直交する方向に広がる中空円盤状の部位である。フランジ部１２は軸孔３１の内周面３１ａの近傍まで突出しており、フランジ部１２の外径は軸孔３１の孔径より小さい。フランジ部１２はその厚み方向の一方の面であるフランジ面１２ａと他方の面であるフランジ背面１２ｂとを有する。換言すると、フランジ背面１２ｂはフランジ部１２における第１装着部１１の他端側の面であり、フランジ面１２ａはフランジ背面１２ｂと反対側の面である。また、本実施形態では、フランジ部１２は第１装着部１１の一端部から径方向外側に突出している。つまり、第１装着部１１の一端部はフランジ部１２のフランジ面１２ａから軸線Ｘの延伸方向に突出していない。

シール部材２０は、第２装着部２１と連結部２２とリップ部２３とを有しており、これら（２１，２２，２３）が一体的に形成されている。シール部材２０はハウジング３０の軸孔３１の内周面３１ａに装着されてハウジング３０に固定され、回転軸４０が回転しても回転軸４０とともに回転しない。

第２装着部２１は軸孔３１の内周面３１ａに装着された円筒状の部位である。連結部２２は第２装着部２１から径方向内側に延在した部位である。リップ部２３は連結部２２に接続された基端部２３１及びフランジ背面１２ｂ（詳しくはフランジ背面１２ｂにおける後述する円環状領域１２ｂ１）に摺動自在に接触する先端部２３２を有すると共に基端部２３１から先端部２３２に向かって拡径するテーパー筒状に形成された部位である。

本実施形態では、シール部材２０は金属材と弾性材との異種の材料からなる。材料別に要素を述べると、シール部材２０は補強環２０Ａと弾性体部２０Ｂとを有する。

シール部材２０について、その材料別の要素について詳述する。補強環２０Ａは金属材からなるものであり、弾性体部２０Ｂは補強環２０Ａと一体的に形成された弾性材からなるものである。補強環２０Ａ用の金属材としては、スリンガー１０と同様の材料が用いられ、補強環２０Ａも例えばプレス加工や鍛造によって形成される。弾性体部２０Ｂ用の弾性材としては、ゴム又は熱可塑性エラストマーといった材料が用いられている。弾性材としてゴムを用いる場合は、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素化ゴム（ＦＫＭ）といった材料群の中から選択した所定の材料が用いられる。弾性体部２０Ｂは例えば成形型を用いて成形される。

補強環２０Ａは、例えば概ねＬ字状断面を有して軸線Ｘ周りに環状に形成されており、弾性体部２０Ｂを補強する部材である。補強環２０Ａは円筒部２１ａと外側円盤部２２ａと内側円盤部２２ｂと傾斜部２２ｃを含み、これらの部位（２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）が一体に形成されている。円筒部２１ａは第２装着部２１の一部を構成し、外側円盤部２２ａ、内側円盤部２２ｂ及び傾斜部２２ｃは連結部２２の一部を構成している。

円筒部２１ａは円筒状に形成され第１装着部１１の径方向外側で軸孔３１の内周面３１ａに装着された部位である。円筒部２１ａは軸線Ｘに沿って一方向に延びる円筒状に形成されている。円筒部２１ａの最大外径は軸孔３１の孔径より僅かに大きく形成されている。円筒部２１ａが軸孔３１の内周面３１ａに沿って圧入されることによって、シール部材２０が軸孔３１を有するハウジング３０に固定されている。具体的には、特に限定されるものではないが、円筒部２１ａは全体として径方向外側に向かって膨出した湾曲形状に形成されている。円筒部２１ａの外周面における軸線Ｘの延伸方向の中央部位が直線的に延びている。この円筒部２１ａの外周面の中央部位が軸孔３１の内周面３１ａに接している。また、円筒部２１ａにおけるフランジ部１２と反対側の部位は円筒部２１ａにおけるフランジ部１２側の部位よりも径方向内側に大きく湾曲している。なお、円筒部２１ａは前述の湾曲形状に限らず、軸線Ｘに沿って直線的に伸びる円筒状に形成されていてもよい。

外側円盤部２２ａは円筒部２１ａにおけるフランジ部１２と反対側の端部から径方向内側に延在した中空円盤状（換言すると円環状）の部分であり、軸線Ｘと直交する方向に延びている。内側円盤部２２ｂは外側円盤部２２ａの径方向内側に位置する中空円盤状の部分であり、軸線Ｘと直交する方向に延びている。傾斜部２２ｃは外側円盤部２２ａと内側円盤部２２ｂとを接続する部位である。内側円盤部２２ｂの内周縁が補強環２０Ａの中央部の孔の内周縁２２ｄを構成し、この内周縁２２ｄの内径は回転軸４０の外径より大きい。このように、外側円盤部２２ａ、内側円盤部２２ｂ及び傾斜部２２ｃからなる部位が円筒部２１ａから径方向内側に延在している。なお、外側円盤部２２ａ、内側円盤部２２ｂ及び傾斜部２２ｃからなる部位が屈曲して延在しているが、これに限らず、これらの部位（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）が軸線Ｘと直交する方向に直線的に延在してもよい。

弾性体部２０Ｂは、補強環２０Ａに一体的に取り付けられている。弾性体部２０Ｂは、補強環２０Ａの一部を覆うように補強環２０Ａと一体的に成形されている。弾性体部２０Ｂは円筒部２１ｂと被覆部２２ｅとシールリップ部２３ａとオイル受容部２４を含み、これらの部位（２１ｂ，２２ｅ，２３ａ，２４）が一体に形成されている。円筒部２１ｂは第２装着部２１の一部を構成し、被覆部２２ｅは連結部２２の一部を構成し、シールリップ部２３ａはリップ部２３を構成するものである。

円筒部２１ｂは、円筒状に形成され軸孔３１の内周面３１ａに装着された部位であり、補強環２０Ａの円筒部２１ａの一部を径方向外側から被覆するように設けられている。円筒部２１ｂは詳しくは補強環２０Ａの円筒部２１ａにおけるフランジ部１２と反対側の大きく湾曲した部位の外周面と軸孔３１の内周面３１ａとの間に位置している。円筒部２１ｂの外周面における軸線Ｘの延伸方向の中央部は径方向外側に凸状に膨出している。この円筒部２１ｂにおける膨出した部位が軸孔３１の内周面３１ａに押し潰されることにより、シール部材２０の外周面（円筒部２１ｂの外周面）と軸孔３１の内周面３１ａとの間の隙間が密封される。

被覆部２２ｅは、円筒部２１ｂから径方向内側に延在する部位であり、円筒部２１ｂから補強環２０Ａの内周縁２２ｄまで延びている。被覆部２２ｅは、補強環２０Ａの外側円盤部２２ａ、内側円盤部２２ｂ及び傾斜部２２ｃからなる部位におけるフランジ部１２と反対側の面を覆っている。

シールリップ部２３ａは、テーパー筒状に形成された部位であり、被覆部２２ｅに接続された基端部２３１及びフランジ背面１２ｂ（詳しくはフランジ背面１２ｂにおける後述する円環状領域１２ｂ１）に摺動自在に接触する先端部２３２を有する。シールリップ部２３ａは基端部２３１から先端部２３２に向かって拡径している。シールリップ部２３ａの基端部２３１は補強環２０Ａの内周縁２２ｄを囲みつつ被覆部２２ｅに接続している。シールリップ部２３ａの基端部２３１の内径は第１装着部１１の外径より大きく、シールリップ部２３ａの基端部２３１の内周面と第１装着部１１の外周面との間に隙間がある。

オイル受容部２４はシールリップ部２３ａの基端部２３１からフランジ部１２側に向って直線的に円筒状に延びる部位であり、シールリップ部２３ａと一体に形成されている。

本実施形態では、軸孔３１の内周面３１ａに装着された円筒状の第２装着部２１は、補強環２０Ａの円筒部２１ａと弾性体部２０Ｂの円筒部２１ｂとにより構成されている。また、この第２装着部２１から径方向内側に延在した連結部２２は、補強環２０Ａの外側円盤部２２ａ、内側円盤部２２ｂ及び傾斜部２２ｃと、弾性体部２０Ｂの被覆部２２ｅとにより構成されている。そして、この連結部２２に接続された基端部２３１及びフランジ背面１２ｂに摺動自在に接触する先端部２３２を有すると共に基端部２３１から先端部２３２に向かって拡径するテーパー筒状に形成されたリップ部２３は弾性体部２０Ｂのシールリップ部２３ａにより構成されている。

また、第１密封体１及び第２密封体２は互いの第１装着部１１の他端側（フランジ部１２と反対側）の端面１ａ，２ａを対向させて配置されている。本実施形態では、第１密封体１及び第２密封体２は互いに軸線Ｘの延伸方向に隙間を空けて配置されている。つまり、第１密封体１における第１装着部１１の他端側の端面１ａと第２密封体２における第１装着部１１の他端側の端面２ａとの間には隙間が設けられている。

本実施形態では、シール部材２０はダストリップ部２５を更に有している。ダストリップ部２５は不織布といった良好な通気性を有する部材からなるものである。ダストリップ部２５は中空円盤状に形成されており、連結部２２の被覆部２２ｅ側における径方向内側に形成された段差部２２ｆの内周面とスリンガー１０の第１装着部１１の外周面との間に装着されている。ダストリップ部２５の内周面はスリンガー１０の第１装着部１１の外周面に摺動自在に接触している。

以上のように構成されたスリンガー１０が回転軸４０の外周面４０ａに装着されると共にシール部材２０が軸孔３１の内周面３１ａに装着されることにより、第１密封体１及び第２密封体２がそれぞれ組み立てられる。このとき、シール部材２０におけるリップ部２３の先端部２３２がスリンガー１０におけるフランジ部１２のフランジ背面１２ｂに所定の締め代で接触するように、スリンガー１０に対するシール部材２０の軸線Ｘの延伸方向の位置が決められている。

ここで、シール部材２０の第２装着部２１の一部を構成する円筒部２１ｂの外周面の凸状に膨出した部位が軸孔３１の内周面３１ａに接触しており、シール部材２０のリップ部２３の先端部２３２がスリンガー１０のフランジ部１２のフランジ背面１２ｂに接触している。これにより、密封装置１００の内部空間Ｓが画成されている。内部空間Ｓは、詳しくは、第１密封体１におけるスリンガー１０とリップ部２３とダストリップ部２５とにより区画された第１領域Ｓ１と、第１密封体１のシール部材２０の連結部２２及びダストリップ部２５と第２密封体２のシール部材の連結部２２及びダストリップ部２５とにより区画された第２領域Ｓ２と、第２密封体２におけるスリンガー１０とリップ部２３とダストリップ部２５とにより区画された第３領域Ｓ３とに区分される。ダストリップ部２５は通気性を有しているため、これらの領域（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は互いに連通している。

[密閉装置の詳細構造]
次に、本実施形態における密封装置１００の詳細構造について説明する。図２は第１密封体１のフランジ部１２のフランジ背面１２ｂに向かって視た平面図であり、図３は第２密封体２のフランジ部１２のフランジ背面１２ｂに向かって視た平面図である。

第１密封体１のフランジ部１２のフランジ背面１２ｂ及び第２密封体２のフランジ部１２のフランジ背面１２ｂには溝３がそれぞれ形成されている。溝３は、フランジ背面１２ｂにおいてフランジ背面１２ｂの中心から所定径を有する円環状領域１２ｂ１を径方向に交差するように延びている。この円環状領域１２ｂ１はフランジ背面１２ｂにおけるリップ部２３の先端部２３２が接触する部位に相当する。後に詳述するが、溝３は内部空間Ｓに流入したオイルを内部空間Ｓから外部に排出する機能を有するものである。本実施形態では、溝３はスパイラル状に延びており、以下では、溝３をスパイラル状溝３と呼ぶと共に、フランジ部１２のフランジ背面１２ｂにおけるスパイラル状溝３が形成された部位を溝形成部位１２ｂ２と呼ぶ。

具体的には、スパイラル状溝３は、フランジ背面１２ｂに向かって視た平面視で径方向の内側から外側に向かって回転軸４０の回転方向Ｒと反対の巻方向でスパイラル状に延びている。スパイラル状溝３は径方向の内側から外側に向かうにしたがってその曲率半径が大きくなるように延びている。本実施形態では、回転軸４０は例えば第１密封体１のフランジ背面１２ｂに向かって視て右回りの回転方向Ｒで回転している。したがって、図２に示すように、第１密封体１のスパイラル状溝３は、フランジ背面１２ｂに向かって視た平面視で径方向の内側から外側に向かって左回りの巻方向でスパイラル状に延びている。また、図３に示すように、第２密封体２のスパイラル状溝３は、フランジ背面１２ｂに向かって視た平面視で径方向の内側から外側に向かって右回りの巻方向でスパイラル状に延びている。つまり、フランジ背面１２ｂに向かって視た平面視で、第１密封体１のスパイラル状溝３の巻方向と第２密封体２のスパイラル状溝３の巻方向は互いに逆向きである。

本実施形態では、各フランジ背面１２ｂにおける溝形成部位１２ｂ２はフランジ背面１２ｂにおける外周側で円環状の範囲として設定されている。図２及び図３ではフランジ背面１２ｂにおける溝形成部位１２ｂ２の径方向内側と径方向外側が破線で示されている。このフランジ背面１２ｂにおける溝形成部位１２ｂ２の範囲内に、リップ部２３の先端部２３２が接触する円環状領域１２ｂ１が位置している。つまり、スパイラル状溝３は、フランジ背面１２ｂにおけるリップ部２３の先端部２３２が接触する部位である円環状領域１２ｂ１を、径方向の内外方向に横切るように（交差するように）延びている。フランジ背面１２ｂにおける円環状領域１２ｂ１は径方向についての先端部２３２の接触幅に応じた僅かな幅を有したドーナツ状（円環状）の部位である。図２及び図３ではフランジ背面１２ｂにおける円環状領域１２ｂ１の範囲の径方向内側と径方向外側が二点鎖線で示されている。図１ではスパイラル状溝３の幅Ｗは誇張して示されているが、実際には、スパイラル状溝３は、図２及び図３に示したように平面視で線状に視えるほどの幅で形成されている。また、スパイラル状溝３は例えばＶ字状の断面を有して延びている。

より具体的には、スパイラル状溝３は、特に限定するものではないが、複数の条数（図では４条）で形成されている。各スパイラル状溝３は互いに交わることなく独立して形成されている。各スパイラル状溝３はそれぞれの始点が互いに概ね９０°ずつ離間した位置に設定されていると共に、それぞれの終点も互いに概ね９０°ずつ離間した位置に設定されている。

本実施形態では、図１、図４～図６に示すように、第１密封体１において、リップ部２３の内周面２３３における先端部２３２側の部位には突起４が形成されている。図４は第１密封体１の突起４を含む要部の部分平面図であり、リップ部２３の内周面２３３をフランジ部１２側から視た図である。図５は図４に示すＡ－Ａ矢視部分断面図であり、図６は図４に示すＢ－Ｂ矢視部分断面図である。

突起４は、リップ部２３の内周面２３３における先端部２３２の近傍の部位に形成されている。本実施形態では、フランジ部１２のフランジ背面１２ｂにおける溝形成部位１２ｂ２との関係では、突起４の形成位置は溝形成部位１２ｂ２に対応した内周面２３３における部位に設定されている。具体的には、突起４の突出端４ａが溝形成部位１２ｂ２の円環状の範囲に対応した内周面２３３における部位（範囲）内に位置している（後述の図７（ａ）参照）。また、突起４は、シール部材２０をスリンガー１０に組み付けた初期状態において、突起４の突出端４ａがフランジ部１２のフランジ背面１２ｂに接触しないような高さで内周面２３３に突設されている。

本実施形態では、突起４はリップ部２３の内周面２３３において径方向に所定の長さを有して延びるように形成されている。突起４は図４に示すＡ－Ａ矢視断面で視た長手方向（径方向）の断面では径方向の内側（図５では左側）に先細りの楔状断面を有し、図５に示すＢ－Ｂ矢視断面で視た長手方向と直交する方向の断面で台形状断面を有している。本実施形態では、突起４の径方向の所定の長さＬはスパイラル状溝３の幅Ｗより長い。

本実施形態では、突起４は回転軸４０の軸線Ｘ周りの周方向に間隔を空けた複数の箇所に設けられている。具体的には、軸線Ｘ周りの周方向に互いに間隔を空けて隣り合わせに設けられた一対の突起４，４を一単位とし、この一対の突起４，４が軸線Ｘ周りの周方向に等間隔（例えば３等配）で設けられている。つまり、本実施形態では、６個の突起４が設けられている。図１では、便宜上、突起４がリップ部２３の内周面２３３における重力方向の上側と下側にそれぞれ示されている。

[オイルの流れとリップ部の弾性変形]
次に、回転軸４０の回転時における各オイルの流れと密封装置１００のリップ部２３の弾性変形の一例について、図１、図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８はリップ部２３の弾性変形の一例を説明するための概念図である。図７は第１密封体１のリップ部２３を含む部分断面である。リップ部２３は図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）の順に徐々に弾性変形している。図８からリップ部２３の先端部２３２とフランジ部１２のフランジ背面１２ｂとの接触状態が分かる。図８（ａ）は図７（ａ）に示すＣ１方向から視た部分側面図であり、図８（ｂ）は図７（ｂ）に示すＣ２方向から視た部分側面図であり、図８（ｃ）は図７（ｃ）に示すＣ３方向から視た部分側面図である。なお、図７（ａ）及び図８（ａ）には、回転軸４０が回転していないときの状態が示されており、図７（ｂ）及び図８（ｂ）と図７（ｃ）及び図８（ｃ）には、回転軸４０が回転しているときの状態がそれぞれ示されている。図１では、回転軸４０が回転していない状態が示されている。

図７（ａ）及び図８（ａ）に示す回転軸４０の回転前の状態では、リップ部２３の先端部２３２が初期設定された締め代でフランジ部１２のフランジ背面１２ｂに接触していると共に、突起４はフランジ背面１２ｂに接触していない。図示を省略したが、第２密封体２の状態も第１密封体１の状態と同じである。この状態において、密封装置１００の内部空間Ｓの圧力は、クランク室Ｈ１の圧力及びクラッチ室Ｈ２の圧力と同じ又は同程度である。

ここで、クランク室Ｈ１側から密封装置１００の内部空間Ｓ（詳しくは第１領域Ｓ１）へのエンジンオイルの流入（漏洩）が第１密封体１のリップ部２３により抑制されていると共に、クラッチ室Ｈ２側から密封装置１００の内部空間Ｓ（詳しくは第３領域Ｓ３）へのクラッチオイルの流入（漏洩）が第２密封体２のリップ部２３により抑制されている。しかし、リップ部２３の先端部２３２とフランジ部１２のフランジ背面１２ｂとの接触界面を通じて、微量のエンジンオイルが第１領域Ｓ１に流入したり、微量のクラッチオイルが第３領域Ｓ３に流入したりする場合がある。

また、第１領域Ｓ１に流入したエンジンオイルの一部はフランジ背面１２ｂを伝って中心側に流動しようとするが、回転軸４０と伴に回転するフランジ部１２の遠心力によって径方向の外側に戻され、リップ部２３の先端部２３２まで到達する。このリップ部２３の先端部２３２に到達したエンジンオイルは、スパイラル状溝３の排出作用によって、スパイラル状溝３を通じてクランク室Ｈ１側に戻される。また、第３領域Ｓ３内に流入したクラッチオイルについても、同様に、第２密封体２のフランジ部１２のフランジ背面１２ｂに形成れたスパイラル状溝３による流体の排出作用とフランジ部１２の遠心力とによって、クラッチ室Ｈ２側に戻される。これにより、第１密封体１の第１領域Ｓ１内のエンジンオイルが第２領域Ｓ２及び第３領域Ｓ３を介してクラッチ室Ｈ２に排出されることが防止又は効果的に抑制されている。また、第２密封体２の第３領域Ｓ３内のクラッチオイルが第２領域Ｓ２及び第１領域Ｓ１を介してクランク室Ｈ１に排出されることが防止又は効果的に抑制されている。その結果、密封装置１００の両側に存在するオイルが互いに混じり合うことが防止又は効果的に抑制されている。

また、第１密封体１において、重力方向上側から第１領域Ｓ１に流入してリップ部２３の内周面２３３に沿って下方に流れたエンジンオイルはオイル受容部２４に受け容れられ、その後、オイル受容部２４の外周面、軸線Ｘより重力方向下方のリップ部２３の内周面２３３に沿って下方に流れる。このエンジンオイルは、その後、フランジ部１２の遠心力とスパイラル状溝３の排出作用によって、クランク室Ｈ１側に戻される。第２密封体２においても、リップ部２３の内周面２３３に沿って流れたクラッチオイルは、同様にして、クラッチ室Ｈ２側に戻される。

ところで、回転軸４０が回転すると、スパイラル状溝３の排出作用によって、オイルだけでなく内部空間Ｓの空気もクランク室Ｈ１やクラッチ室Ｈ２に排出され得る。その結果、内部空間Ｓに負圧が発生し始める。

図７（ｂ）は、内部空間Ｓ（第１領域Ｓ１）に負圧が発生し始めたときの第１密封体１の状態が示されている。この負圧によってリップ部２３全体が内側に僅かに弾性変形し始めている。つまり、リップ部２３の内周面２３３の先端部２３２側の部位は、負圧によってフランジ背面１２ｂに近づくように弾性変形し始め、フランジ背面１２ｂに対するリップ部２３の内周面２３３の傾斜が小さくなり始めている。そして、図７（ｂ）に示すように、リップ部２３の突起４の突出端４ａがフランジ背面１２ｂに当接し始めている。このとき、図８（ｂ）に示すように、第１密封体１のリップ部２３の先端部２３２とフランジ背面１２ｂとの接触は維持されている。図示を省略したが、第２密封体２のリップ部２３の先端部２３２とフランジ背面１２ｂとの接触も維持されている。第２密封体２のリップ部２３には突起４が形成されていないが、第２密封体２は第１密封体１と同程度に弾性変形している。

図７（ｃ）は図７（ｂ）の状態から更に内部空間Ｓ内の空気がクランク室Ｈ１やクラッチ室Ｈ２に排出されたときの第１密封体１の状態が示されている。この状態では、第１密封体１において、フランジ背面１２ｂに対するリップ部２３の内周面２３３の傾斜が更に小さくなっている。このとき、リップ部２３における突起４より径方向外側の少なくとも突起近傍の部位は、突起４の突出端４ａを支点としてフランジ背面１２ｂから離れる方向（図７（ｃ）及び図８（ｃ）では点線矢印で示す方向）に反り返り始めている。その結果、図８（ｃ）に示すように、少なくとも突起近傍におけるリップ部２３の先端部２３２とフランジ部１２のフランジ背面１２ｂとの間に僅かな隙間Ｇが生じている。つまり、リップ部２３の先端部２３２の周方向の全周又は突起近傍の部分において、フランジ部１２との間に僅かな口開きが生じている。第２密封体２のリップ部２３には突起４が形成されていないため、第２密封体２のリップ部２３の先端部２３２とフランジ背面１２ｂとの接触は維持されている。そして、第１密封体１側で僅かな隙間Ｇが生じた瞬間に密封装置１００の内部空間Ｓの負圧は解消される。その結果、過剰な負圧の発生が防止される。このため、過剰な負圧に起因するリップ部２３の早期摩耗が防止される。

また、この負圧が解消すると、第１密封体１は図１、図７（ａ）及び図８（ａ）に示す状態に瞬間的に戻り、リップ部２３の先端部２３２がフランジ背面１２ｂに再び接し、前述した口開きが解消する。第２密封体２においては負圧に起因するリップ部２３の弾性変形が解消されて図１に示す状態に戻る。その後、第１密封体１及び第２密封体２は再びスパイラル状溝３の排出作用による負圧に起因して内側に弾性変形し始め、以降、第１密封体１では弾性変形及び口開きとこれらの解消を繰り返し、第２密封体２では弾性変形とその解消を繰り返す。

本実施形態による密封装置１００によれば、このようにして、装着対象の機械に加工を施すことなく負圧に起因するリップ部２３の早期摩耗を有効に防止することができる。

本実施形態では、突起４はリップ部２３側に形成されると共にリップ部２３の径方向に所定の長さＬを有しており、突起４の径方向の所定の長さＬはスパイラル状溝３の幅Ｗより長い。これにより、突起４がスパイラル状溝３内に入り込むことが防止され、摺動抵抗をより効果的に低減することができる。

本実施形態では、突起４は回転軸４０の軸線Ｘ周りの周方向に間隔を空けた複数の箇所に設けられている。これにより、リップ部２３が複数の突起４を支点としてより確実に反り返る方向に弾性変形する。また、本実施形態では、互いに隣接した一対の突起４，４が突起の一単位とされている。これにより、より確実にリップ部２３が安定して反り返る方向に弾性変形すると共に、一対の突起４，４の間に流体の排出通路が確実且つ安定的に形成され、負圧が速やか且つより確実に解消される。また、突起４は周方向に等配に配置した。これにより、周方向について偏った弾性変形が生じることを抑制又は防止することができる。

本実施形態では、突起４は二つの油封入室としてのクランク室Ｈ１及びクラッチ室Ｈ２の一方側（クランク室Ｈ１）の密封体（本実施形態では第１密封体１側）に設けられている。したがって、内部空間Ｓの負圧解消のために、一方の密封体（本実施形態では第１密封体１）側において突起４による口開き（隙間Ｇ）が生じたとしても、他方の密封体（本実施形態では密封体２）側におけるリップ部２３とフランジ背面１２ｂとの接触は維持されている。その結果、オイルが密封装置１００の内部空間Ｓに流入（漏洩）することが効果的に抑制される。

［変形例］
なお、本実施形態では突起４がリップ部２３に形成されているものとしたが、これに限らず、スリンガー１０のフランジ部１２のフランジ背面１２ｂに形成されてもよい。この場合、図９に示すように、突起４は、フランジ背面１２ｂにおける円環状領域１２ｂ１の内側の部位に形成される。具体的には、突起４は、図９に示すように、径方向についてフランジ背面１２ｂにおける円環状領域１２ｂ１の内側で且つ溝形成部位１２ｂ２の内側に形成される。また、図示省略するが、これに限らず、突起４は、フランジ背面１２ｂにおける溝形成部位１２ｂ２の範囲内に突起４の全体又は突出端４ａが位置するように形成されてもよい。つまり、フランジ背面１２ｂにおいて、突起４の形成部位と溝形成部位１２ｂ２とが重複してもよい。この場合、スパイラル状溝３は突起４の部位だけ中断されることになるが、中断されたスパイラル状溝３であっても排出作用を有する。

本実施形態では、第１密封体１と第２密封体２は互いに離間して配置されているものとしたが、これに限らず、第１密封体１における第１装着部１１の他端側の端面１ａが第２密封体２における第１装着部１１の他端側の端面２ａに接触していてもよい。また、第１密封体１の構造と第２密封体２の構造は、スパイラル状溝３の巻方向が異なること及び突起４の有無を除いて同一であるものとしたが、これに限らない。例えば、第１密封体１のスリンガー１０の第１装着部１１が第２密封体２側に延長され、第１密封体１の第１装着部１１と第２密封体２の第１装着部１１とが互いに嵌合し、第１密封体１及び第２密封体２が一体的に組み立てられてもよい。また、第１密封体１のシール部材２０の第２装着部２１が第２密封体２側に延長され、第１密封体１の第２装着部２１と第２密封体２の第２装着部２１とが互いに嵌合し、第１密封体１及び第２密封体２が一体的に組み立てられてもよい。また、シール部材２０はダストリップ部２５を有さなくてもよい。

また、図示を省略するが、第１密封体１のフランジ部１２における径方向の外縁部を軸線Ｘの延伸方向で第２密封体２側に全周に亘って折り返すように形成してもよい。これにより、リップ部２３の先端部２３２の径方向外側に円環状のオイル流入抑制部が形成される。このオイル流入抑制部は、突起４による口開き（隙間Ｇ）が生じたときに、クランク室Ｈ１側から内部空間Ｓ（第１領域Ｓ１）に流入し得るエンジンオイルの量を低減する。

本実施形態では、スパイラル状溝３はＶ字状の断面を有するものとしたが、これに限らず、Ｕ字状、矩形状といった適宜の断面形状を採用することができる。本実施形態では、スパイラル状溝３は始点から終点まで概ね１周分程度の渦巻きで形成されているが、これに限るものではない。スパイラル状溝３は半周程度、３／４周程度といった一周以下でもよいし、１周半程度以上の渦巻きで形成されてもよい。また、本実施形態では、溝３はスパイラル状溝３であるものとし、スパイラル状に延びているものとしたが、溝３はこれに限らない。溝３は、フランジ背面１２ｂにおいてフランジ背面１２ｂの円環状領域１２ｂ１を径方向に交差するように延びていればよい。例えば、溝３は、径方向に直線的に放射状に延びていてもよい。また溝３は周方向に間隔を空けて複数本形成されることが好ましいが、溝３は１本でもよい。

また、突起４は全体として概ね楔状を有するものとしたがこれに限らない。突起４は例えば半球体状、柱体状といった適宜の形状を採用することができる。突起４は例えば図５に相当する断面で半円状、台形状、矩形状を有し周方向に所定の幅を有して形成されてもよいし、図６に相当する断面で半円状、矩形状を有して形成されてもよい。

本実施形態では、突起４は第１密封体１及び第２密封体２のうちの一方である第１密封体１にのみ設けられているものとしたが、これに限らず、第１密封体１及び第２密封体２に設けられてもよいし、第２密封体２にのみ設けられていてもよい。つまり、突起４は第１密封体１及び第２密封体２の少なくとも一方において、リップ部２３の内周面２３３における先端部２３２側の部位又はフランジ背面１２ｂにおける円環状領域１２ｂ１の内側の部位に形成されていればよい。第２密封体２に突起４が形成される場合は、第２密封体２のフランジ部１２に、前述したオイル流入抑制部を形成するとよい。また、本実施形態では、シール部材２０は金属材と弾性材からなるものとしたがこれに限らず、弾性材のみからなるものとしてもよい。この場合、例えば、シール部材２０の補強環２０Ａに相当する部位が弾性材に置き換えられる。また、フランジ部１２は第１装着部１１の一端部から突出しているものとしたが、これに限らず、第１装着部１１の一端側から突出されていればよい。つまり、第１装着部１１の一端部がフランジ部１２のフランジ面１２ａから軸線Ｘの延伸方向に突出していてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態及びその変形例について幾つか説明したが、本発明は上記実施形態及び上記変形例に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。

１，２…第１密封体及び第２密封体（一対の密封体）、１ａ…第１装着部の他端側の端面、２ａ…第１装着部の他端側の端面、３…溝（スパイラル状溝）、４…突起、１０…スリンガー、１１…第１装着部、１２…フランジ部、１２ｂ…フランジ背面、１２ｂ１…円環状領域、１２ｂ２…溝形成部位、２０…シール部材、２１…第２装着部、２２…連結部、２３…リップ部、３０…ハウジング、３１…軸孔、３１ａ…軸孔の内周面、４０…回転軸、４０ａ…回転軸の外周面、２３１…リップ部の基端部、２３２…リップ部の先端部、２３３…リップ部の内周面、Ｈ１…クランク室（第１油封入室）、Ｈ２…クラッチ室（第２油封入室）、Ｘ…回転軸の軸線、Ｌ…突起の径方向の所定の長さ、Ｗ…スパイラル溝の幅

Claims (4)

1. ハウジングに形成され一端が第１油封入室に開口し他端が第２油封入室に開口する軸孔の内周面と前記軸孔に挿入される回転軸の外周面との間に設けられる一対の密封体を含む密封装置であって、
   前記一対の密封体は、
   前記回転軸の前記外周面に装着された円筒状の第１装着部と、前記第１装着部の一端側から径方向外側に突出したフランジ部と、を有し、前記フランジ部における前記第１装着部の他端側の面であるフランジ背面において当該フランジ背面の中心から所定径を有する円環状領域を径方向に交差するように延びる溝が形成されている、スリンガーと、
   前記軸孔の前記内周面に装着された円筒状の第２装着部と、前記第２装着部から径方向内側に延在した連結部と、前記連結部に接続された基端部及び前記フランジ背面における前記円環状領域に摺動自在に接触する先端部を有すると共に前記基端部から前記先端部に向かって拡径するテーパー筒状のリップ部と、を有するシール部材と、
   をそれぞれ有すると共に、互いの前記第１装着部の他端側の端面が対向するように配置されており、
   前記一対の密封体の少なくとも一方において、前記リップ部の内周面における前記先端部側の部位又は前記フランジ背面における前記円環状領域の内側の部位には突起が形成されており、
   前記突起は前記リップ部側に形成されると共に前記リップ部の径方向に所定の長さを有しており、
   前記突起の前記径方向の前記所定の長さは前記溝の幅より長い、
   密封装置。
2. 前記突起は前記回転軸の軸線周りの周方向に間隔を空けた複数の箇所に設けられている、請求項１に記載の密封装置。
3. 前記溝はスパイラル状に延びている、請求項１又は２に記載の密封装置。
4. 前記一対の密封体は、さらに、前記第１装着部の外周面と前記連結部の内周面との間に装着された通気性のダストリップ部をそれぞれ有し、
   前記一対の密封体のうち一方の密封体の前記ダストリップ部と他方の密封体の前記ダストリップ部とは、前記一対の密封体の間の空間を挟んで互いに対向する
   請求項１～３のいずれか一つに記載の密封装置。