JP7475453B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、密封装置に関し、特に、軸に用いられる密封装置に関する。

近年、自動車の電動化が進んでおり、ＥＶ(Electric Vehicle)やＨＶ(Hybrid Vehicle)等の電動自動車の開発が進んでいる。これらの電動自動車においては、動力源として駆動モータが使用されており、この駆動モータで発生する誘起電流が電磁波ノイズとなり、ＡＭラジオに影響を及ぼすことがある。

そこで、金属製の導電性ブラシを介して駆動される軸とケーシングとの間に接地のための導通経路を形成し、高周波ノイズの原因となる駆動モータからのリーク電流を、導電性ブラシによる導通経路を介してケーシングに放電する車両用動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

しかしながら、上述したような車両用動力伝達装置においては、軸と導電性ブラシとの間の摺動により金属粉が発生するため、導電性ブラシから発生する金属粉の飛散を防止するために飛散防止用のカバーを設ける必要があり、このカバーの設置スペースを確保する必要がある。

これに対して、省スペース化を図るために、車体に接地されたハウジングの貫通孔と電動機の回転軸との間を密封するオイルシールを導電性ゴムから形成し、この導電性ゴムを介してハウジングと回転軸とを電気的に導通させることにより、回転軸に誘起された電磁ノイズを金属製のハウジングに逃がす電磁ノイズ抑制装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

さらに、ハブベアリング用の密封装置として、導電性カーボンを含有するゴム材からなるシールリップ部材を使用して電気的ノイズ対策を施すベアリングシールがある（例えば、特許文献３を参照）。

特開２０１５－２０７５３４号公報 特開２０００－２４４１８０号公報 特開２０１５－１４２９６号公報

このような特許文献２が開示するような電磁ノイズ抑制装置においては、省スペース化は図れるものの、例えば回転軸が偏心している場合、或いは、導電性のオイルシールが長期間使用されて回転軸と接触するリップ先端部にへたりが生じている場合、導電性のオイルシールと回転軸とが離間してしまうことになる。これにより、シール性能が低下する場合や、電気的ノイズをハウジングに十分に逃がすことができなくなる場合がある。

さらに、上述した特許文献３が開示するような密封装置においては、電気的ノイズの発生を抑制することはできるが、導電性リップ部がハブ輪と接触しているため、摺動抵抗が増加してしまう。

また、上述のような電気的ノイズの影響の抑制を図る構成を有する従来のシールに対しては、更なる導電性能の向上が求められている。

このように、従来の電気的ノイズの影響の抑制を図る構成を有するシールに対しては、更なる導電性能の向上に加え、導電性能が使用状況や使用時間に影響を受けることなく、シール性能の低下を抑制することができ、摺動抵抗を低減することができる構成が求められていた。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、導電性能が使用状態や使用時間に影響を受けることを抑制でき、シール性能の低下を抑制することができ、摺動抵抗を低減することができ、更なる導電性能の向上を図ることができる密封装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、軸と外周側部材との間を環状の空間を密封する密封装置であって、軸線周りに環状の補強環と、前記補強環に取り付けられ、前記軸線周りに環状の導電性の弾性体から形成された弾性体部と、導電性グリースと、前記軸線周りに環状の導電性ファブリックとを備え、前記弾性体部は、前記軸線に向かって延びる前記軸線周りに環状のダストリップと、前記ダストリップより内側に設けられた前記軸線に向かって延びる前記軸線周りに環状のシールリップと、前記外周側部材に接触可能に形成されたガスケット部とを有しており、前記シールリップは、前記軸に接触可能に形成された前記軸線に沿って延びる筒面状の面であるリップ接触面を有しており、前記導電性ファブリックは、前記軸に接触可能に形成された前記軸線周りに環状の部分である内周側接触部と、前記外周側部材に接触可能に形成された前記軸線周りに環状の部分である外周側接触部とを有しており、前記導電性グリースは、前記リップ接触面の少なくとも一部及び前記シールリップと前記ダストリップとの間の環状の空間であるリップ間空間の少なくとも一部に存在するように設けら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、前記リップ接触面には、前記軸線周りに環状の溝が少なくとも１つ形成されている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記弾性体部は、環状の弾性部材である緊迫力付与部材を有しており、前記緊迫力付与部材は、前記シールリップにおいて前記リップ接触面を前記軸に押し付ける緊迫力を付与す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、前記導電性ファブリックの前記内周側接触部は、前記軸線方向に延びる筒状に形成されている。

本発明の一態様に係る密封装置において、前記導電性ファブリックは、前記ダストリップよりも外側において前記弾性体部に取り付けられている。

本発明に係る密封装置によれば、導電性能が使用状況や使用時間に影響を受けることを抑制でき、シール性能の低下を抑制することができ、摺動抵抗を低減することができ、更なる導電性能の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す、軸線に沿う断面における断面図である。 図１に示す密封装置の断面の一方を拡大して示す部分拡大断面図である。 図１に示す密封装置における弾性体部のリップ間空間を拡大して示す部分拡大断面図である。 図１に示す密封装置の使用状態を示す部分拡大断面図である。

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、本発明の実施の形態に係る密封装置１の構成を示す、軸線ｘに沿う断面における断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る密封装置１の構成を示す部分拡大断面図である。図２においては、図１に示す密封装置１の断面の一方（上側）が示されている。以下、説明の便宜上、軸線ｘにおいて矢印ａ方向を外側、矢印ｂ方向を内側とする。外側とは、ダストや砂、泥水等の異物が存在する大気側であり、内側とは、大気側の反対側の密封対象空間側である。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から遠ざかる方向を外周側とし（矢印ｃ方向）、軸線ｘに向かう方向を内周側とする（矢印ｄ方向）。

本発明の実施の形態に係る密封装置１は、図示しない内周側部材としての軸と外周側部材との間の環状の空間を密封するためのものである。密封装置１は、例えば後述するように、電気自動車のモータ駆動装置に用いられる。この場合、軸は、電動モータの出力軸であり、外周側部材は、電動モータが収容されてこの電動モータの出力軸が貫通する貫通孔を有するケーシングである。なお、内周側部材は、軸線に沿って往復動する部材であってもよい。また、密封装置１による密封対象としては、電気自動車用のモータ駆動装置に限られない。例えば、インホイールモータのモータ駆動部、ハイブリッド自動車のモータ駆動装置、電動バイクのモータ駆動装置、電動自転車のモータ駆動装置等のその他種々のモータ駆動装置にも密封装置１は用いることができる。

図１，２に示すように、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、軸線ｘ周りに環状の導電性の弾性体から形成された弾性体部２０と、導電性グリースＧと、軸線ｘ周りに環状の導電性ファブリック３０とを備えている。なお、図１においては、導電性グリースＧの図示が省略されている。弾性体部２０は、軸線ｘに向かって延びる軸線ｘ周りに環状のダストリップ２１と、ダストリップ２１より内側（矢印ｂ方向側）に設けられた軸線ｘに向かって延びる軸線ｘ周りに環状のシールリップ２２と、ガスケット部２３とを有している。ガスケット部２３は、密封装置１が軸と外周側部材との間の空間に取り付けられた後述する使用状態（以下、単に「使用状態」ともいう。）において、外周側部材に接触可能に形成されている。シールリップ２２は、後述する使用状態において軸に接触可能に形成された、軸線ｘに沿って延びる筒状の面であるリップ接触面２４を有している。導電性ファブリック３０は、後述する使用状態において軸に接触可能に形成された、軸線ｘ周りに環状の部分である内周側接触部３１と、後述する使用状態において外周側部材に接触可能に形成された、軸線ｘ周りに環状の部分である外周側接触部３２とを有している。導電性グリースＧは、リップ接触面２４の少なくとも一部及びシールリップ２２とダストリップ２１との間の環状の空間であるリップ間空間Ｓの少なくとも一部に存在するように設けられている。以下、密封装置１の構成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」ともいう。）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（矢印ａ方向側）の端部から内周側（矢印ｄ方向側）へ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、図示しない外周側部材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、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る。円筒部１１は、円筒部１１の軸線ｘ方向における途中に段差を形成する錐環部を有するような形状となっていてもよく、円筒部１１は、使用状態において一部分が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、ダストリップ２１と、ダストリップ２１よりも内側に設けられたシールリップ２２と、ガスケット部２３とを有している。また、弾性体部２０は、環状のリップ腰部２５と、カバー部２６とを有している。リップ腰部２５は、補強環１０における円盤部１２の内周側の端部近傍に位置する部分である。カバー部２６は、リップ腰部２５とガスケット部２３との間において外側及び内側から円盤部１２に取り付けられている部分である。

ダストリップ２１は、リップ腰部２５から外側へ軸線ｘに向かって斜めに延びており、外側に向かうに連れて縮径する形状を有している。ダストリップ２１の先端の部分であるダストリップ先端部２１ａは、密封装置１の使用状態において、軸が摺動可能に軸の外周側の面に接触するように形成されている。

シールリップ２２は、ダストリップ２１よりも内側に位置しており、リップ腰部２５から内側へ軸線ｘに沿って延びている。また、シールリップ２２の先端の部分であるシールリップ先端部２２ａは、内周側へ向かって凸の環状の部分となっている。シールリップ先端部２２ａの断面形状は、例えば、図２に示すように略矩形状又は略台形状の形状となっている。シールリップ先端部２２ａは、密封装置１の使用状態において、軸が摺動可能に軸の外周面に接触するように形成されている。具体的には、図２に示すように、シールリップ先端部２２ａは、内周側に筒状の面であるリップ接触面２４を有しており、使用状態においてシールリップ先端部２２ａは、リップ接触面２４において軸が摺動自在に軸の外周面に接触するように形成されている。

リップ接触面２４は、筒状の面であり、例えば図２に示すように、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円筒面又は略円筒面である。リップ接触面２４には、軸線ｘ周りに環状の溝２７が少なくとも１つ形成されている。本実施の形態においては、図１，２に示すように３つの溝２７が形成されている。溝２７は、無端環状の溝であり、例えば、軸線ｘを中心又は略中心とする円環状又は略円環状に延びる溝である。また、溝２７は、リップ接触面２４から外周側に凹む空間を形成する溝である。リップ接触面２４に形成される溝２７の数は上記数に限られない。また、溝２７の形状は上述の形状に限られない。溝２７は、１つ又は複数の円弧状の溝によって形成された溝であってもよい。例えば、溝２７は、複数の円弧状の溝が間隔を空けて環状に配置されて形成されたものであってもよい。

また、弾性体部２０は、環状の弾性部材である緊迫力付与部材２８を有している。緊迫力付与部材２８は、使用状態においてシールリップ２２においてリップ接触面２４を軸に押し付ける緊迫力を付与するように形成されている。緊迫力付与部材２８は、具体的にはガータスプリング２８であり、ガータスプリング２８は、シールリップ２２に形成された凹部２２ｂに嵌着されている。凹部２２ｂは、内周側に向かって凹む部分であり、シールリップ２２においてシールリップ先端部２２ａに背向する外周側の位置に設けられている。ガータスプリング２８は、例えば金属製のコイル状のばね部材であり、シールリップ先端部２２ａを軸線ｘに向かう方向に押して、シールリップ先端部２２ａのリップ接触面２４が軸の変位に対して軸の外周面に追随するようにシールリップ先端部２２ａに軸に対する所定の大きさの緊迫力を与える。なお、ガータスプリング２８は、金属製に限られず、樹脂製等のその他の種々の材料により形成されていてもよい。

ガスケット部２３は、補強環１０の円筒部１１を外周側及び内周側から包囲するように、円筒部１１に取り付けられており、円筒部１１を外周側から覆う部分である外周側ガスケット部２３ａと、円筒部１１を内周側から覆う部分である内周側ガスケット部２３ｂとを有している。外周側ガスケット部２３ａは、外周側部材の内周側の面（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が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。補強環１０の円筒部１１及び弾性体部２０のガスケット部２３は、密封装置１が外周側部材の貫通孔に嵌着された際に、密封装置１の軸線ｘと軸の軸線との一致が図られるように夫々形成されている。

弾性体部２０の導電性の弾性体としては、例えば、カーボンブラック粒子又は金属粉等の導電性フィラーを含む導電性ゴムがある。このような導電性ゴムは、導電性フィラーを含み、比較的低い電気抵抗を備えたものである。導電性ゴムの体積電気抵抗率は、例えば１０^８Ω・ｃｍ以下である。より具体的には、導電性ゴムは、任意のゴム材と導電性粒子と導電性繊維とが夫々所望量混ぜ合わされて形成されるものである。ゴム材料には、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）、シリコーンゴム等の合成ゴムが挙げられる。導電性粒子としては、カーボンブラックの他に、グラファイトやインジウム／スズ酸化物、アンチモン／スズ酸化物等の導電性金属酸化物を使用することもできる。また、これらの材料を適宜選択して用いてもよい。導電性繊維としては、ステンレス繊維、炭素繊維（カーボンファイバー、カーボンチューブ）、或いはチタン酸カリウムにメッキをした導電性繊維がある。また、導電性繊維の太さ、長さは任意に選択可能である。

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。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）成形によって成形される。この架橋成形の際に、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と補強環１０とが一体的に形成される。

また、上述のように、密封装置１には導電性グリースＧが設けられており、導電性グリースＧは、リップ接触面２４の少なくとも一部及びシールリップ２２とダストリップ２１との間の環状の空間であるリップ間空間Ｓの少なくとも一部に存在するように設けられている。例えば図３に示すように、導電性グリースＧは、リップ間空間Ｓを形成する底面２９に付されている。底面２９は、図３に示す仮想線ｌに沿って延びる面であり、シールリップ２２、リップ腰部２５、及びダストリップ２１の夫々の内周側に面する面から形成される面である。底面２９、具体的には、シールリップ先端部２２ａのリップ接触面２４の外側の端（外側端２４ａ）と、ダストリップ２１のダストリップ先端部２１ａとの間に延びる内周側に面する面である。図３に示すように、底面２９は、外周側に凹む面となっている。リップ間空間Ｓは、底面２９が囲む環状の空間であり、内周側の境界Ｂは、リップ接触面２４の外側端２４ａとダストリップ２１のダストリップ先端部２１ａとの間に延びる円錐面又は円筒面である。

導電性グリースＧは、リップ間空間Ｓの少なくとも一部を充たすように底面２９に付けられており、例えば、図３に示す例のようにリップ間空間Ｓを完全に充たさないように設けられている。導電性グリースＧは、上述のようにリップ間空間Ｓの一部を充たすように設けられていてもよく、リップ間空間Ｓを完全に充たすように設けられていてもよく、リップ間空間Ｓから溢れるように設けられていてもよい。また、導電性グリースＧは、リップ間空間Ｓからはみ出すように設けられていてもよい。

また、シールリップ２２のリップ接触面２４の一部にも導電性グリースＧが付されている。例えば図３に示すように、導電性グリースＧはリップ接触面２４の全体に付されている。導電性グリースＧは溝２７内を充填するように付されている。導電性グリースＧは、上述のようにリップ接触面２４の一部を覆うように設けられていてもよく、リップ接触面２４全体を覆うように設けられていてもよく、リップ接触面２４からはみ出すように設けられていてもよい。

導電性グリースＧは、導電性物質を含んでいるグリースであればどのようなものであってもよい。導電性グリースＧに使用される基油は特に限定されず、潤滑油の基油として使用されている油は全て使用することができる。また、導電性物質は、導電性を有する物質であればよく、この導電性を有する物質は特に制限されるものではない。導電性物質としては導電性が良好な物質が好ましい。また導電性物質は、液体であっても固体であってもよい。導電性物質は、例えばカーボンブラックである。導電性グリースＧの体積電気抵抗率は、例えば１０^８Ω・ｃｍ以下である。

また、上述のように、密封装置１は、導電性ファブリック３０を有している。導電性ファブリック３０は、導電性繊維から形成された部材であり、例えば導電性繊維の織物又は不織布から形成された部材である。導電性繊維としては、例えば、ステンレス繊維、炭素繊維（カーボンファイバー、カーボンチューブ）、或いはチタン酸カリウムにメッキをした導電性繊維がある。導電性ファブリック３０は、使用状態において軸が摺動可能に軸に接触可能に形成された内周側接触部３１と、外周側部材に接触可能に形成された外周側接触部３２とを有している。

導電性ファブリック３０は、具体的には図１，２に示すように、中空円盤状の形状をしており、例えば、内周側接触部３１と外周側接触部３２との間に延びる部分である円盤部３３を有している。円盤部３３は、径方向に平板状又は略平板状に延びる円環状の形状を有している部分であり、互いに背向する一対の円環状の面である内側面３３ａ及び外側面３３ｂを有している。内周側接触部３１は、円盤部３３の内周側の端部（内周端部３３ｃ）において外側面３３ｂから筒状に延びており、外周側接触部３２は、円盤部３３の外周側の端部（外周端部３３ｄ）において外側面３３ｂから筒状に延びている。

内周側接触部３１は、例えば、図２に示すように、内周端部３３ｃにおいてフランジ部を形成するように、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円筒状又は略円筒状に形成されている。内周側接触部３１は、内周側に面する環状の面である接触面３１ａを有しており、接触面３１ａは、使用状態において軸が摺動可能に軸に接触可能な形状となっている。接触面３１ａは、例えば軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円筒面又は略円筒面である。この場合、内周側接触部３１の接触面３１ａは円筒面状の面となっているため、軸との接触面積が大きくなっている。また、内周側接触部３１はフランジ状に形成されているため、使用状態において軸の偏心に対して軸の外周面に追随し易くなっている。

外周側接触部３２は、例えば、図２に示すように、外周端部３３ｄにおいてフランジ部を形成するように、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円筒状又は略円筒状に形成されている。外周側接触部３２は、外周側に面する環状の面である接触面３２ａを有しており、接触面３２ａは、使用状態において外周側部材の貫通孔の内周面に接触可能な形状となっている。接触面３２ａは、例えば軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円筒面又は略円筒面である。この場合、外周側接触部３２の接触面３２ａは円筒面状の面となっているため、外周側部材の貫通孔との接触面積が大きくなっている。

内周側接触部３１は、使用状態において軸に接触可能な形状であれば他の形状であってもよい。また、外周側接触部３２は、使用状態において外周側部材に接触可能な形状であれば他の形状であってもよい。また、導電性ファブリック３０は、内周側接触部３１を有しておらず、円盤部３３の内周端部３３ｃにおいて軸に接触するように形成されていてもよい。導電性ファブリック３０は、外周側接触部３２を有しておらず、円盤部３３の外周端部３３ｄにおいて外周側部材に接触するように形成されていてもよい。また、導電性ファブリック３０は、外周側接触部３２を有しておらず、また、円盤部３３の外周端部３３ｄにおいて外周側部材に接触しないように形成されていてもよい。

導電性ファブリック３０は、弾性体部２０に接着等によって固定されている。導電性ファブリック３０は、ダストリップ２１よりも外側において弾性体部２０に取り付けられており、例えば図１，２に示すように、弾性体部２０のカバー部２６に、円盤部３３の内側面３３ａにおいて固定されている。このため、密封装置１において、導電性ファブリック３０の内周側接触部３１及び外周側接触部３２は、外側に向かって延びる。また、上述したように、使用状態において内周側接触部３１及び外周側接触部３２が軸及び外周側部材に夫々接触するように、導電性ファブリック３０は、弾性体部２０に固定されている。内周側接触部３１及び外周側接触部３２は、弾性体部２０に干渉しないように固定されている。導電性ファブリック３０は、カバー部２６において弾性体部２０に固定されているため、導電性ファブリック３０と弾性体部２０との間の接触面積を大きくすることができる。

内周側接触部３１及び外周側接触部３２は、円盤部３３に関して互いに異なる方向に延びていてもよく、内周側接触部３１及び外周側接触部３２は、共に内側に向かって延びていてもよい。

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４は、使用状態における密封装置１の部分拡大断面図である。図４は密封装置１の使用状態の一例を示しており、密封装置１は、電気自動車のモータ駆動装置１００に取り付けられて使用状態になっている。図４に示すように、密封装置１は、使用状態において、電動モータ１０１の出力軸１０２と、この出力軸１０２が挿通される貫通孔１０５を形成する開口部１０４との間の環状の隙間を密封するために、出力軸１０２と開口部１０４との間に取り付けられる。開口部１０４はモータ駆動装置１００のケーシング１０３に形成されており、電動モータ１０１はケーシング１０３内に収容されており、出力軸１０２は図示しないベアリングによって支持されている。

ケーシング１０３内には、潤滑油が封入されており、密封装置１は、ケーシング１０３内の潤滑油の外部への漏洩の防止を図ると共に、外部からのダストや砂、泥水等の異物のケーシング１０３内への進入の防止を図っている。

図４に示すように、使用状態において、密封装置１は、ケーシング１０３の開口部１０４に圧入されて取り付けられ、弾性体部２０のガスケット部２３が開口部１０４の内周面１０４ａに接触して開口部１０４と補強環１０との間で圧縮されている。これにより、密封装置１とケーシング１０３の開口部１０４との間が密封されている。また、シールリップ２２のシールリップ先端部２２ａが、リップ接触面２４において、出力軸１０２の外周面１０２ａに出力軸１０２が摺動可能に接触し、密封装置１と出力軸１０２との間が密封されている。

使用状態において、弾性体部２０のシールリップ２２及びダストリップ２１は、リップ接触面２４及びダストリップ先端部２１ａにおいて、出力軸１０２の外周面１０２ａに夫々接触しており、底面２９と出力軸１０２の外周面１０２ａとの間に閉じられた空間（リップ間空間Ｓ）を形成している。この接触により、シールリップ２２及びダストリップ２１は変形しており、使用状態においてリップ間空間Ｓは変形し、使用状態においてリップ間空間Ｓの容積は、モータ駆動装置１００に取り付けられていない自由状態の密封装置１におけるリップ間空間Ｓの容積よりも小さくなっている。なお、使用状態において、シールリップ２２及びダストリップ２１はいずれも変形しないようになっていてもよく、いずれかが変形しないようになっていてもよい。

上述のように、リップ接触面２４は、環状の面を形成しており、軸線ｘに沿って延びる円筒面又は略円筒面となっている。このため、リップ接触面２４は、軸線ｘ方向の広い幅で出力軸１０２の外周面１０２ａに接触している。また、リップ接触面２４は、ガータスプリング２８によって出力軸１０２に対する緊迫力が与えられている。このため、出力軸１０２が偏心した場合であっても、リップ接触面２４は、ガータスプリング２８によって出力軸１０２の外周面１０２ａに追随し、このリップ接触面２４の広い接触面が維持される。

上述のように、密封装置１の底面２９には、導電性グリースＧがリップ間空間Ｓの一部を充たすように付けられており、使用状態において、底面２９の少なくとも一部と出力軸１０２の外周面１０２ａの一部とが導電性グリースＧを介して接続されるようになっている。導電性グリースＧは、導電性グリースＧが使用状態における密封装置１のリップ間空間Ｓを充たすように、密封装置１の底面２９に付けられていてもよい。図４の例においては、使用状態における密封装置１において、リップ間空間Ｓが導電性グリースＧによって充たされている。

なお、使用状態において導電性グリースＧが膨張して導電性グリースＧの体積がリップ間空間Ｓの容積よりも大きくなることがないように、密封装置１の底面２９に付けられる導電性グリースＧの量が設定されていることが好ましい。これは、使用状態において、導電性グリースＧが膨張して導電性グリースＧの体積がリップ間空間Ｓの容積よりも大きくなることを防止するためである。これにより、シールリップ２２が浮き上がり、リップ接触面２４と出力軸１０２の外周面１０２ａとの間の接触が解除されることが防止される。また、同様に、ダストリップ２１の出力軸１０２の外周面１０２ａとの間の接触が解除されることが防止される。このため、自由状態の密封装置１において、底面２９に付ける導電性グリースＧの量は、リップ間空間Ｓを完全には充たさない量が好ましい。

また、上述のように、自由状態の密封装置１において、シールリップ２２のリップ接触面２４にも導電性グリースＧが付けられているため、使用状態において、シールリップ２２のリップ接触面２４と出力軸１０２の外周面１０２ａとの間には導電性グリースＧが介在している。図４の例においては、シールリップ２２のリップ接触面２４の全面と出力軸１０２の外周面１０２ａとの間に導電性グリースＧが介在している。このため、自由状態の密封装置１において、シールリップ２２のリップ接触面２４の全面又は略全面に導電性グリースＧが付けられている。なお、使用状態において、導電性グリースＧは、リップ接触面２４の全面と出力軸１０２の外周面１０２ａとの間に介在していなくてもよく、リップ接触面２４の一部と出力軸１０２の外周面１０２ａとの間に介在していてもよい。従って、自由状態の密封装置１において、導電性グリースＧは、シールリップ２２のリップ接触面２４の全面に付けられていなくてもよい。

また、図４に示すように、使用状態において、リップ接触面２４の溝２７内にも導電性グリースＧが存在している。図４の例においては、リップ接触面２４の溝２７内の全体に導電性グリースＧが存在している。導電性グリースＧは、リップ接触面２４の溝２７内の全体に存在していなくてもよい。

また、使用状態において、導電性ファブリック３０の内周側接触部３１が円筒面又は略円筒面状の接触面３１ａにおいて出力軸１０２の外周面１０２ａに接触しており、また、導電性ファブリック３０の外周側接触部３２が円筒面又は略円筒面状の接触面３２ａにおいてケーシング１０３の開口部１０４の内周面１０４ａに接触している。

上述のように、使用状態において、密封装置１は、導電性ゴムから形成された弾性体部２０を介して、出力軸１０２とケーシング１０３との間を電気的に接続しており、弾性体部２０を介して出力軸１０２とケーシング１０３との間の導通を確保することができる。このように弾性体部２０は、使用状態において、出力軸１０２とケーシング１０３との間を電気的に接続する導通路を形成している。このため、電動モータ１０１において発生するリーク電流を、出力軸１０２からケーシング１０３へ放電し、ノイズの発生を抑制することができる。

また、上述のように、シールリップ２２のリップ接触面２４は軸線ｘに沿って延びる円筒状又は略円筒状の面であるため、リップ接触面２４は軸線ｘ方向において広い幅で出力軸１０２に接触している。このため、リップ接触面２４は、弾性体部２０が形成する導通路の導電性を向上させることができる。これにより、電動モータ１０１において発生するリーク電流の出力軸１０２からケーシング１０３への放電量を増やすことができ、ノイズの発生を更に抑制することができる。

また、ガータスプリング２８の緊迫力によって、リップ接触面２４は出力軸１０２に追随するようになっており、リップ接触面２４の出力軸１０２の外周面１０２ａに対する姿勢の維持を図ることができる。このため、出力軸１０２が偏心等した場合でも、リップ接触面２４の出力軸１０２の外周面１０２ａに対する接触面積の低減を抑制することができる。これにより、リップ接触面２４の出力軸１０２の外周面１０２ａに対する大きな接触面積を、使用状態において、安定して維持することができ、弾性体部２０が形成する導通路の導電性を安定して維持することができ、ノイズの発生を安定して抑制することができる。

また、上述のように、使用状態において、密封装置１は、導電性ファブリック３０を介して、出力軸１０２とケーシング１０３との間を電気的に接続しており、導電性ファブリック３０を介して出力軸１０２とケーシング１０３との間の導通を確保することができる。このように導電性ファブリック３０は、使用状態において、出力軸１０２とケーシング１０３との間を電気的に接続する導通路を形成している。このため、弾性体部２０に加えて、導電性ファブリック３０によっても、電動モータ１０１において発生するリーク電流を出力軸１０２からケーシング１０３へ放電することができ、ノイズの発生を更に抑制することができる。

このように、密封装置１は、弾性体部２０の形成する導通路に加え、導電性ファブリック３０の形成する導通路を有している。このため、出力軸１０２とケーシング１０３との間の導通量を増加させることができ、密封装置１の導電性を向上させることができる。これにより、電動モータ１０１において発生するリーク電流の出力軸１０２からケーシング１０３への放電量を増やすことができ、ノイズの発生を更に抑制することができる。

また、出力軸１０２の偏心等によって、導電性ファブリック３０の内周側接触部３１と出力軸１０２の外周面１０２ａとの間の接触面積が減少した場合や、使用による導電性ファブリック３０の変形により、内周側接触部３１と出力軸１０２の外周面１０２ａとの間の接触面積が減少した場合、導電性ファブリック３０の形成する導通路の導電性が低下する。しかしながら、密封装置１は、弾性体部２０が形成する導通路を有しており、密封装置１全体としての導電性を維持することができ、使用状況や使用時間に拘わらず、ノイズの発生の抑制作用を維持することができる。

また、導電性ファブリック３０の内周側接触部３１はフランジ状に形成されているため、使用状態において出力軸１０２の偏心に対して出力軸１０２の外周面１０２ａに追随し易くなっている。また、導電性ファブリック３０の内周側接触部３１の接触面３１ａは円筒面又は略円筒面状の面となっているため、出力軸１０２の外周面１０２ａとの接触面積が大きくなっている。また、外周側接触部３２の接触面３２ａは円筒面又は略円筒面状の面となっているため、開口部１０４の内周面１０４ａとの接触面積が大きくなっている。また、導電性ファブリック３０は、カバー部２６において弾性体部２０に固定されているため、導電性ファブリック３０と弾性体部２０との間の接触面積は大きくなっている。このため、導電性ファブリック３０は、導通量を大きくすることができ、ノイズの発生を効果的に抑制することができ、また、使用状況に拘わらず導電性を安定して維持でき、ノイズの発生の抑制作用を安定して維持することができる。

また、密封装置１は、リップ間空間Ｓ及びシールリップ２２のリップ接触面２４に導電性グリースＧが設けられており、使用状態において、弾性体部２０と出力軸１０２との間に導電性グリースＧが介在する。この介在する導電性グリースＧにより、出力軸１０２とケーシング１０３との間の電気的な抵抗を低減させることができ、ノイズの発生をより低減することができる。

また、密封装置１においては、シールリップ２２及びダストリップ２１の２つのリップを有しているが、導電性グリースＧがリップ接触面２４及びリップ間空間Ｓに設けられているため、グリースの潤滑により摺動抵抗の低減を図ることができ、リップの数が増えたことによる摺動抵抗の増加を抑制することができる。

また、シールリップ２２のリップ接触面２４は大きな接触面積を有しており、また、ガータスプリング２８による緊迫力を与えられており、シールリップ２２による摺動抵抗が大きくなることが懸念されるが、上述のように、リップ接触面２４には溝２７が形成されており、リップ接触面２４が安定姿勢を維持するためにリップ接触面２４の軸線ｘ方向における幅を確保しつつ、リップ接触面２４の接触面積を低減させることができる。このため、シールリップ２２による摺動抵抗の増加を抑制することができる。また、使用状態において、溝２７内に導電性グリースＧを保持することができ、グリースの潤滑により摺動抵抗の低減を図ることができ、シールリップ２２による摺動抵抗の増加を抑制することができる。

リップ接触面２４は、上述のように出力軸１０２の外周面１０２ａに面する環状の面を有している。このため、密封装置１によれば、例えば断面楔状のリップ先端部を有する従来の密封装置とは異なり、出力軸１０２の外周面１０２ａに接した状態におけるシールリップ先端部２２ａの変形が少ない。つまり、密封装置１のシールリップ２２は、耐久性に優れ、加えて、出力軸１０２への接触面積を増加させることができる。

また、上述のように密封装置１自体が導電性を有しているため、出力軸１０２とケーシング１０３との導通を図るために金属ブラシ等を別個に用意する必要がなく、モータ駆動装置１００の構成を簡素化でき、モータ駆動装置１００の省スペース化を図ることができる。

また、密封装置１では、例えば０℃以下等の低温環境下における弾性体部２０のゴム硬化時においても、ガータスプリング２８の緊迫力によってリップ接触面２４を出力軸１０２の外周面１０２ａに対して強く押し付けることができるので、出力軸１０２とケーシング１０３との導通状態を維持し、低温環境下でもノイズの発生を安定的に低減することができる。

また、密封装置１では、長時間使用後における弾性体部２０のシールリップ２２のへたり時や磨耗時にシールリップ先端部２２ａのリップ接触面２４と出力軸１０２の外周面１０２ａとの接触面積が部分的に減少することがある。このような場合でも、密封装置１では、ガータスプリング２８の緊迫力によって弾性体部２０のリップ接触面２４の出力軸１０２の外周面１０２ａに対する姿勢が安定しているため、また、シールリップ２２のリップ接触面２４が出力軸１０２の外周面１０２ａに強く押し付けられている状態に維持できるため、使用時間に拘わらず、出力軸１０２とケーシング１０３との導通状態を維持し、ノイズの発生を安定的に低減することができる。

上述のように、本発明の実施の形態に係る密封装置１によれば、導電性能が使用状況や使用時間に影響を受けることを抑制でき、シール性能の低下を抑制することができ、摺動抵抗を低減することができ、更なる導電性能の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態に係る密封装置１について説明したが、本発明に係る密封装置は上述の密封装置１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解決又は奏するように、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応じて適宜変更され得る。

１…密封装置、１０…補強環、１１…円筒部、１２…円盤部、２０…弾性体部、２１…ダストリップ、２１ａ…ダストリップ先端部、２２…シールリップ、２２ａ…シールリップ先端部、２２ｂ…凹部、２３…ガスケット部、２３ａ…外周側ガスケット部、２３ｂ…内周側ガスケット部、２４…リップ接触面、２４ａ…外側端、２５…リップ腰部、２６…カバー部、２７…溝、２８…ガータスプリング（緊迫力付与部材）、２９…底面、３０…導電性ファブリック、３１…内周側接触部、３１ａ…接触面、３２…外周側接触部、３２ａ…接触面、３３…円盤部、３３ａ…内側面、３３ｂ…外側面、３３ｃ…内周端部、３３ｄ…外周端部、１００…モータ駆動装置、１０１…電動モータ、１０２…出力軸、１０２ａ…外周面、１０３…ケーシング、１０４…開口部、１０４ａ…内周面、１０５…貫通孔、Ｂ…境界、Ｇ…導電性グリース、Ｓ…リップ間空間、ｘ…軸線

Claims (5)

1. 軸と外周側部材との間の環状の空間を密封する密封装置であって、
   軸線周りに環状の補強環と、
   前記補強環に取り付けられ、前記軸線周りに環状の導電性の弾性体から形成された弾性体部と、
   導電性グリースと、
   前記軸線周りに環状の導電性ファブリックとを備え、
   前記弾性体部は、前記軸線に向かって延びる前記軸線周りに環状のダストリップと、前記ダストリップより内側に設けられた前記軸線に向かって延びる前記軸線周りに環状のシールリップと、前記外周側部材に接触可能に形成されたガスケット部とを有しており、
   前記シールリップは、前記軸に接触可能に形成されたリップ接触面を有しており、
   前記リップ接触面は、前記密封装置が前記軸と前記外周側部材との間の前記空間に取り付けられていない自由状態において前記軸線に沿って延びる筒面状の面であり、
   前記導電性ファブリックは、前記軸に接触可能に形成された前記軸線周りに環状の部分である内周側接触部と、前記外周側部材に接触可能に形成された前記軸線周りに環状の部分である外周側接触部とを有しており、
   前記導電性グリースは、前記自由状態において、前記リップ接触面の少なくとも一部及び前記シールリップと前記ダストリップとの間の環状の空間であるリップ間空間の少なくとも一部に存在するように設けられていることを特徴とする密封装置。
2. 前記リップ接触面には、前記軸線周りに環状の溝が少なくとも１つ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 前記弾性体部は、環状の弾性部材である緊迫力付与部材を有しており、
   前記緊迫力付与部材は、前記シールリップにおいて前記リップ接触面を前記軸に押し付ける緊迫力を付与するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の密封装置。
4. 前記導電性ファブリックの前記内周側接触部は、前記軸線方向に延びる筒状に形成されている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. 前記導電性ファブリックは、前記ダストリップよりも外側において前記弾性体部に取り付けられてい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。

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