JP7535472B2

JP7535472B2 - 密封装置

Info

Publication number: JP7535472B2
Application number: JP2021066344A
Authority: JP
Inventors: 賢哉吉岡; 真太郎柏; 大輔正木; 達志森
Original assignee: Toyota Industries Corp; Nok Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Nok Corp
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2024-08-16
Anticipated expiration: 2041-04-09
Also published as: CN115199751A; DE102022108077A1; DE102022108077B4; JP2022161481A; CN115199751B

Description

本発明は、密封装置に関する。

従来から、軸孔が設けられた収納部材の内周面と、軸孔に挿入され、回転する軸部材の外周面との隙間を密封する密封装置が提案されている。例えば、特許文献１には、軸（「軸部材」の一例）の外周面と摺動する面にねじ溝が設けられた密封装置に係る技術が記載されている。この種の密封装置では、ねじ溝に対する軸の回転によってポンプ作用が発生する。ポンプ作用は、例えば、密封対象の流体を機内側（流体が密封された密封空間側）へ押し戻す力を発生させる作用である。したがって、ねじ溝が設けられた密封装置では、ポンプ作用により、流体の大気側への漏れが防止される。

特開２００１－１６５３２８号公報

ところで、ポンプ作用により、密封空間の圧力が所望の圧力より高くなる場合がある。この場合、軸の回転が停止しても、密封空間の圧力が正常時の密封空間の圧力に比べて高い状態で維持され、密封空間及び密封空間の周辺の部品に悪影響を与える懸念がある。

以上の事情を考慮して、本発明は、密封空間の流体が外部に漏れることを抑制しつつ、密封空間に蓄積された圧力を逃がすことを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の一態様に係る密封装置は、軸孔が設けられた収納部材と、前記軸孔に挿入された軸部材との間の空間を第１空間と第２空間とに区分する密封装置であって、前記収納部材の内周面に接触する環状の第１部分と、前記軸部材の外周面に摺動する環状の第２部分とを有し、前記第２部分には、前記軸部材の外周面と摺動する摺動面に、前記第１空間から前記第２空間にわたり、且つ、螺旋状の第１溝部と、前記第１空間から前記第２空間にわたり、且つ、曲線状の曲部を有する第２溝部とが設けられ、前記第２溝部の経路長は、前記第１溝部の経路長より短い。

実施形態に係る密封装置がハウジングに装着された状態を示す模式的断面図である。密封装置がハウジングに装着されていない状態における第２シール部を＋Ｚ方向から見た正面図である。螺旋ねじ溝及び圧抜きねじ溝の一例を示す斜視図である。変形例１に係る密封装置がハウジングに装着された状態を示す模式的断面図である。変形例１に係る第２シール部の断面図である。変形例２に係る密封装置がハウジングに装着された状態を示す模式的断面図である。変形例２に係る第２シール部の断面図である。変形例３に係る密封装置がハウジングに装着された状態を示す模式的断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

［１．実施形態］
以下、本発明の実施形態を説明する。先ず、図１を参照しながら、実施形態に係る密封装置１００の概要の一例について説明する。

図１は、実施形態に係る密封装置１００がハウジング３００に装着された状態を示す模式的断面図である。なお、図１は、密封装置１００を後述する軸部材２００の中心軸ＡＸを通る平面で切断した場合（密封装置１００を図２に示すＡ１－Ａ２線により切断した場合）の密封装置１００の断面図を模式的に示している。

本実施形態では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する３軸の直交座標系を導入する。以下では、Ｘ軸の矢印の指す方向は＋Ｘ方向と称され、＋Ｘ方向の反対方向は－Ｘ方向と称される。Ｙ軸の矢印の指す方向は＋Ｙ方向と称され、＋Ｙ方向の反対方向は－Ｙ方向と称される。また、Ｚ軸の矢印の指す方向は＋Ｚ方向と称され、＋Ｚ方向の反対方向は－Ｚ方向と称される。

密封装置１００（「密封装置」の一例）は、回転する軸部材２００を含む回転機器１（全体は図示せず）に用いられる。回転機器１は、例えば、オイル又はガス等の流体を送るためのポンプ等の自動車部品の一部分を構成する構成要素であってもよい。なお、回転機器１は、自動車関連以外の機器の一部分を構成する構成要素であってもよい。

図１に示す例では、回転機器１は、ハウジング３００と、ハウジング３００に設けられた軸孔ＨＬａに挿入される軸部材２００と、ハウジング３００の内周面３００ｉｐに装着された環状の密封装置１００とを有する。なお、本実施形態において、「環状」とは、平面視した場合に、一の閉領域から、当該一の閉領域の内部に存在する他の閉領域を取り除いた形状である。ここで、「平面視」とは、対象物を、特定の方向から観察することである。また、「閉領域」とは、例えば、曲線及び線分の一方又は両方により囲まれた領域である。本実施形態では、一例として、密封装置１００が、＋Ｚ方向から平面視した場合に、環状の形状を有する場合を想定する。

密封装置１００は、例えば、軸孔ＨＬａが設けられたハウジング３００（「収納部材」の一例）と、軸孔ＨＬａに挿入された軸部材２００との間の空間を第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２とに区分する。本実施形態では、一例として、第１空間ＳＰ１にオイル（「流体」の一例）が充填され、第２空間ＳＰ２に大気が存在する場合を想定する。この場合、密封装置１００は、大気中に存在するダスト等の異物が、第２空間ＳＰ２から第１空間ＳＰ１に侵入することを防止し、且つ、第１空間ＳＰ１に充填されているオイルが、第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２に漏れ出すことを防止する。なお、第１空間ＳＰ１に充填される流体は、オイルに限定されない。

例えば、回転機器１がポンプの一部分を構成する構成要素である場合、密封装置１００は、モーターにより回転させられる軸部材２００の動力（回転）を伝達するギヤが配置されたギヤ室（例えば、図１の第１空間ＳＰ１）に密封された流体がモーターが配置されるモーター室（例えば、図１の第２空間ＳＰ２）に漏れ出すことを防止するために使用されてもよい。ギヤ室は、例えば、ポンプが配置されるポンプ室とモーター室との間に位置し、潤滑剤として使用されるオイル及びグリス等が密封される。なお、例えば、ポンプ室にはガス等が密封され、モーター室には大気が存在する。また、ギヤ室とポンプ室は、例えば、密封装置により区分される。なお、ギヤ室とポンプ室との区分に用いられる密封装置は、図１に示す密封装置１００とは異なる構成でもよいし、図１に示す密封装置１００と同様の構成でもよい。

図１に示す回転機器１では、ハウジング３００は、例えば、円筒形状の構造体である。また、軸孔ＨＬａは、ハウジング３００の内周面３００ｉｐの内側に存在する空間である。例えば、ハウジング３００の内周面３００ｉｐは、＋Ｚ方向から平面視した場合、円として把握される。また、軸部材２００は、例えば、ハウジング３００の軸孔ＨＬａに挿入される円柱形状の構造体である。なお、本実施形態では、一例として、軸部材２００の中心軸ＡＸがＺ軸に沿って延在し、軸部材２００が中心軸ＡＸを回転軸として回転方向ＤＲ（時計回り）に回転する場合を想定する。

密封装置１００は、例えば、ハウジング３００の内周面３００ｉｐに接触する環状の第１シール部１１０（「第１部分」の一例）と、軸部材２００の外周面２００ｏｐに摺動する環状の第２シール部１２０（「第２部分」の一例）とを有する。

第１シール部１１０は、フッ素ゴム、アクリルゴム及びニトリルゴム等のゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）により形成された弾性環１１２と、弾性環１１２を補強するための金属製の補強環１１４とを有する。補強環１１４は、軸部材２００の中心軸ＡＸを通る平面で切断した場合、略Ｌ字形状の断面形状を有する。例えば、補強環１１４は、円筒部１１４ｃｌと、円筒部１１４ｃｌの第２空間ＳＰ２側の端部から軸部材２００に向かって突出したフランジ部１１４ｆｇとを有する。図１に示す例では、補強環１１４は、フランジ部１１４ｆｇの一部分を除いて、弾性環１１２によって覆われている。なお、補強環１１４は、弾性環１１２を補強できる構造であればよく、一部分が弾性環１１２によって覆われていてもよいし、全体が弾性環１１２によって覆われていてもよい。

弾性環１１２は、例えば、成形型を用いて架橋（加硫）成型によって形成される。例えば、弾性環１１２は、補強環１１４の円筒部１１４ｃｌを覆う外周シール部１１２ｏｓと、補強環１１４のフランジ部１１４ｆｇの一部分を覆う支持部１１２ｓｐと、ダストリップ部１１２ｄｌとを有する。

外周シール部１１２ｏｓは、ハウジング３００の内周面３００ｉｐと補強環１１４との隙間を密封する。例えば、外周シール部１１２ｏｓは、ハウジング３００の内周面３００ｉｐに対して所定の締め代を有して補強環１１４の円筒部１１４ｃｌに接着される。

支持部１１２ｓｐは、補強環１１４のフランジ部１１４ｆｇの一部分を覆う連結部１１２ｊｏと、第２シール部１２０が嵌め込まれる円筒部１１２ｃｌとを有する。連結部１１２ｊｏの第１空間ＳＰ１側の面及び円筒部１１２ｃｌの内周面に、第２シール部１２０が接続される。また、連結部１１２ｊｏの軸部材２００側の端部には、ダストリップ部１１２ｄｌが設けられる。

ダストリップ部１１２ｄｌは、軸部材２００の外周面２００ｏｐに摺動し、第２空間ＳＰ２側からのダスト等の異物の進入を防止する。例えば、ダストリップ部１１２ｄｌは、ダストリップ部１１２ｄｌと軸部材２００とのなす角度のうちの第２空間ＳＰ２側の角度が鈍角となるように、連結部１１２ｊｏの軸部材２００側の端部から軸部材２００側に突出している。

第２シール部１２０は、例えば、ＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene：四フッ化エチレン樹脂）等の合成樹脂材料により形成される。ＰＴＦＥは、耐摩耗性、耐流体性及び耐熱性に優れ、かつ、摩擦係数が低く、固体潤滑材としても使用される材料である。なお、第２シール部１２０は、ＰＴＦＥ以外の合成樹脂材料により形成されてもよい。

第２シール部１２０は、密封装置１００がハウジング３００に装着されていない状態、すなわち、第２シール部１２０に軸部材２００が挿入されていない状態では、後述する図２に示すように、＋Ｚ方向から平面視した場合、中央に穴ＨＬｂがある円盤形状として把握される。第２シール部１２０は、シールリップ部１２０ｓｌと、第１シール部１１０に接続される基端部１２０ｂｅとを有する。シールリップ部１２０ｓｌは、例えば、中央の穴ＨＬｂと基端部１２０ｂｅとの間に位置する。すなわち、基端部１２０ｂｅは、シールリップ部１２０ｓｌより外周側に位置する。

図１に示すように、第２シール部１２０の基端部１２０ｂｅは、第１シール部１１０の支持部１１２ｓｐに設けられた円筒部１１２ｃｌの内周面に所定の締め代を有して嵌め込まれる。これにより、第２シール部１２０の基端部１２０ｂｅが第１シール部１１０の連結部１１２ｊｏ及び円筒部１１２ｃｌに接続され、第２シール部１２０が第１シール部１１０に対して固定される。なお、第２シール部１２０の固定方法は、円筒部１１２ｃｌへの嵌め込みによる接続に限定されない。例えば、第２シール部１２０の基端部１２０ｂｅは、第１シール部１１０の連結部１１２ｊｏ及び円筒部１１２ｃｌに接着されてもよい。

また、第２シール部１２０は、中央の穴ＨＬｂに軸部材２００が挿入された状態では、シールリップ部１２０ｓｌが第１空間ＳＰ１側に突出するように湾曲する。これにより、シールリップ部１２０ｓｌは、軸部材２００の外周面２００ｏｐに摺動する。なお、シールリップ部１２０ｓｌには、軸部材２００の外周面２００ｏｐと摺動する摺動面ＳＬＤに、第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２にわたる螺旋溝１２０ｓｓ（「第１溝部」の一例）と、第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２にわたる圧抜き溝１２０ｄｓ（「第２溝部」の一例）とが設けられている。

螺旋溝１２０ｓｓは、軸部材２００の外周面２００ｏｐに巻きつくように、螺旋状に設けられる。本実施形態では、図２に示すように、４本の螺旋溝１２０ｓｓが設けられた場合を想定する。例えば、図１の経路ＲＴ１は、４本の螺旋溝１２０ｓｓのうちの１本の螺旋溝１２０ｓｓの経路の一例を示している。図１に示した経路ＲＴ１のうち、破線で示した部分は、軸部材２００に対して－Ｘ方向に位置する螺旋溝１２０ｓｓの経路を示し、二点鎖線で示した部分は、軸部材２００に対して＋Ｘ方向に位置する螺旋溝１２０ｓｓの経路を示している。

螺旋溝１２０ｓｓは、軸部材２００の回転によってポンプ作用が発生するように、設けられている。例えば、軸部材２００が中心軸ＡＸを回転軸として回転方向ＤＲ（時計回り）に回転すると、ポンプ作用により、螺旋溝１２０ｓｓ等に存在するオイルを第２空間ＳＰ２から第１空間ＳＰ１に戻す流れ（オイルを第１空間ＳＰ１側へ押し戻す力）が発生する。これにより、第１空間ＳＰ１に充填されているオイルが、第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２に漏れ出すことを防止することができる。

また、圧抜き溝１２０ｄｓは、曲線状の曲部を有し、経路長が螺旋溝１２０ｓｓの経路長より短くなるように設けられている。本実施形態では、図２に示すように、１６本の圧抜き溝１２０ｄｓが設けられた場合を想定する。例えば、図１の経路ＲＴ２は、１６本の圧抜き溝１２０ｄｓのうちの１本の圧抜き溝１２０ｄｓの経路の一例を示している。図１に示した経路ＲＴ２のうち、破線で示した部分は、軸部材２００に対して－Ｘ方向に位置する圧抜き溝１２０ｄｓの経路を示している。

圧抜き溝１２０ｄｓも、螺旋溝１２０ｓｓと同様に、軸部材２００の回転によってとポンプ作用が発生するように、設けられている。例えば、軸部材２００が中心軸ＡＸを回転軸として回転方向ＤＲ（時計回り）に回転すると、ポンプ作用により、圧抜き溝１２０ｄｓ等に存在するオイルを第２空間ＳＰ２から第１空間ＳＰ１に戻す流れ（オイルを第１空間ＳＰ１側へ押し戻す力）が発生する。

なお、例えば、第２空間ＳＰ２から第１空間ＳＰ１にポンプ作用により蓄積された大気は、軸部材２００が停止したときに、圧抜き溝１２０ｄｓ及び螺旋溝１２０ｓｓ（主に、圧抜き溝１２０ｄｓ）を介して、第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２に抜ける。密封装置１００では、圧抜き溝１２０ｄｓが設けられていない構成に比べて、第１空間ＳＰ１側から第２空間ＳＰ２側に気体が抜ける経路が増加するため、第１空間ＳＰ１に蓄積される圧力（気体）を低減することができる。さらに、本実施形態では、圧抜き溝１２０ｄｓの経路長が螺旋溝１２０ｓｓの経路長より短いため、軸部材２００が停止したとき、又は、軸部材２００の回転速度が低速になったときに、第１空間ＳＰ１に蓄積された圧力（気体）を効率よく逃がすことができる。

図２は、密封装置１００がハウジング３００に装着されていない状態における第２シール部１２０を＋Ｚ方向から見た正面図である。図２の破線の円は、図１に示した軸部材２００の外周に対応する円を示している。

図２に示す例では、４本の螺旋溝１２０ｓｓの各々は、第２シール部１２０のシールリップ部１２０ｓｌにおける外周端部から内周端部にわたって、一本の螺旋状の溝として形成されている。なお、４本の螺旋溝１２０ｓｓは、例えば、シールリップ部１２０ｓｌの外周側のそれぞれの端部がシールリップ部１２０ｓｌの外周に沿って等間隔又はほぼ等間隔になるように配置され、互いに同じ又はほぼ同じ螺旋状に形成されている。このため、図２に示す４本の螺旋溝１２０ｓｓは、互いに交差することなく、配置されている。

また、１６本の圧抜き溝１２０ｄｓの各々は、第２シール部１２０のシールリップ部１２０ｓｌにおける外周端部から内周端部にわたって、経路長が螺旋溝１２０ｓｓの経路長より短い曲線状の溝として形成されている。図２に示す例では、螺旋溝１２０ｓｓが穴ＨＬｂの周りをほぼ２周しているのに対して、圧抜き溝１２０ｄｓは、穴ＨＬｂの周りを１周することなく、第２シール部１２０のシールリップ部１２０ｓｌにおける外周端部から内周端部に到達している。

例えば、螺旋溝１２０ｓｓにおける経路ＲＴ１の延在方向は、圧抜き溝１２０ｄｓにおける経路ＲＴ２の延在方向に比べて、軸部材２００の回転方向ＤＲに対して平行に近い。このため、螺旋溝１２０ｓｓに起因するポンプ作用は、圧抜き溝１２０ｄｓに起因するポンプ作用に比べて大きくなる。換言すれば、圧抜き溝１２０ｄｓに起因するポンプ作用は、螺旋溝１２０ｓｓに起因するポンプ作用に比べて小さい。したがって、軸部材２００の回転速度を低くしていくと、螺旋溝１２０ｓｓに起因するポンプ作用は発生するが、圧抜き溝１２０ｄｓに起因するポンプ作用は発生しない回転速度が存在する。例えば、本実施形態では、軸部材２００の回転速度が、圧抜き溝１２０ｄｓに起因するポンプ作用が発生しない回転速度以下になると、第１空間ＳＰ１に蓄積された圧力（気体）を圧抜き溝１２０ｄｓから第２空間ＳＰ２側（大気側）に逃がすことが可能となる。

なお、圧抜き溝１２０ｄｓは、穴ＨＬｂの周りを回る量が螺旋溝１２０ｓｓが穴ＨＬｂの周りを回る量より少なければ、穴ＨＬｂの周りを１周以上するように形成されてもよい。すなわち、圧抜き溝１２０ｄｓは、経路長が螺旋溝１２０ｓｓの経路長より短ければ、穴ＨＬｂの周りを１周以上するように形成されてもよい。

また、１６本の圧抜き溝１２０ｄｓの各々は、例えば、シールリップ部１２０ｓｌの外周側のそれぞれの端部がシールリップ部１２０ｓｌの外周に沿って等間隔又はほぼ等間隔になるように配置され、互いに同じ又はほぼ同じ曲線状に形成されている。そして、１６本の圧抜き溝１２０ｄｓの各々は、４本の螺旋溝１２０ｓｓの各々と交差している。

なお、螺旋溝１２０ｓｓの数は、４本に限定されない。例えば、螺旋溝１２０ｓｓの数は、１本以上、３本以下でもよい。あるいは、螺旋溝１２０ｓｓの数は、５本以上でもよい。同様に、圧抜き溝１２０ｄｓの数は、１６本に限定されない。例えば、圧抜き溝１２０ｄｓの数は、１本以上、１５本以下でもよい。あるいは、圧抜き溝１２０ｄｓの数は、１７本以上でもよい。また、図２に示す例では、圧抜き溝１２０ｄｓの数を螺旋溝１２０ｓｓの数より多くすることにより、第１空間ＳＰ１に蓄積された圧力（気体）を効率よく逃がしている。但し、圧抜き溝１２０ｄｓの数は、螺旋溝１２０ｓｓの数と同じでもよいし、螺旋溝１２０ｓｓの数より少なくてもよい。また、例えば、螺旋溝１２０ｓｓの数及び圧抜き溝１２０ｄｓの数がそれぞれ１本の場合等では、圧抜き溝１２０ｄｓは、螺旋溝１２０ｓｓと交差してもよいし、螺旋溝１２０ｓｓと交差しなくてもよい。

図３は、螺旋溝１２０ｓｓ及び圧抜き溝１２０ｄｓの一例を示す斜視図である。なお、図３は、図２における範囲ＡＲ１を拡大した斜視図である。すなわち、図３では、密封装置１００がハウジング３００に装着されていない場合を想定する。図３の網掛けは、＋Ｚ方向の位置が、第２シール部１２０の基端部１２０ｂｅと同じ位置又はほぼ同じ位置の面を示している。すなわち、密封装置１００がハウジング３００に装着されていない場合、シールリップ部１２０ｓｌの表面（＋Ｚ方向から見える面）の＋Ｚ方向の位置は、基端部１２０ｂｅの表面（＋Ｚ方向から見える面）の＋Ｚ方向の位置と同じ又はほぼ同じである。したがって、密封装置１００がハウジング３００に装着されていない場合、螺旋溝１２０ｓｓ及び圧抜き溝１２０ｄｓは、基端部１２０ｂｅに対して－Ｚ方向に凹んでいる。本実施形態では、螺旋溝１２０ｓｓの深さＤ１と圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２とは互いに同じである。

本実施形態では、螺旋溝１２０ｓｓの深さＤ１、圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２、螺旋溝１２０ｓｓの本数及び圧抜き溝１２０ｄｓの本数等を調整することにより、密封対象のオイルを第１空間ＳＰ１から漏らさずに圧力（気体）のみを第２空間ＳＰ２に逃がすことが可能となる。

以上、本実施形態では、密封装置１００は、ハウジング３００の内周面３００ｉｐに接触する環状の第１シール部１１０と、軸部材２００の外周面２００ｏｐに摺動する環状の第２シール部１２０とを有する。そして、第２シール部１２０には、軸部材２００の外周面２００ｏｐに摺動する摺動面ＳＬＤに、第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２にわたる螺旋溝１２０ｓｓと、第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２にわたる圧抜き溝１２０ｄｓとが設けられている。なお、圧抜き溝１２０ｄｓの経路長は、螺旋溝１２０ｓｓの経路長より短い。例えば、圧抜き溝１２０ｄｓは、螺旋溝１２０ｓｓと交差している。

また、例えば、螺旋溝１２０ｓｓは、軸部材２００の回転時に密封対象の流体を第２空間ＳＰ２から第１空間ＳＰ１に戻す流れを発生させるように、螺旋状に形成される。圧抜き溝１２０ｄｓは、軸部材２００の回転時に密封対象の流体を第２空間ＳＰ２から第１空間ＳＰ１に戻す流れを発生させるように、曲線状の曲部を有する。これにより、本実施形態では、第１空間ＳＰ１に密封された流体が、第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２に漏れ出すことを防止することができる。

また、本実施形態では、上述したように、第２シール部１２０には、螺旋溝１２０ｓｓの他に圧抜き溝１２０ｄｓが設けられている。このため、本実施形態では、螺旋溝１２０ｓｓ等に起因するポンプ作用により第２空間ＳＰ２から第１空間ＳＰ１に蓄積された圧力（気体）を、第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２に逃がす経路は、圧抜き溝１２０ｄｓが設けられていない構成に比べて、増加する。したがって、本実施形態では、圧抜き溝１２０ｄｓが設けられていない構成に比べて、第１空間ＳＰ１に蓄積される圧力（気体）を低減することができる。また、本実施形態では、圧抜き溝１２０ｄｓの経路長が螺旋溝１２０ｓｓの経路長より短いため、軸部材２００が停止したとき、又は、軸部材２００の回転速度が低く、螺旋溝１２０ｓｓのポンプ作用が低いときに、第１空間ＳＰ１に蓄積された圧力（気体）を効率よく逃がすことができる。

また、例えば、圧抜き溝１２０ｄｓの本数が螺旋溝１２０ｓｓの本数より多い場合、第１空間ＳＰ１に蓄積された圧力（気体）を効率よく逃がすことができる。

このように、本実施形態では、第１空間ＳＰ１等の密封空間の流体が外部に漏れることを抑制しつつ、密封空間に蓄積された圧力を逃がすことができる。この結果、本実施形態では、軸部材２００が停止した場合に、密封空間の圧力が正常時の密封空間の圧力に比べて高い状態に維持されることを抑制でき、密封空間及び密封空間の周辺の部品に悪影響を与えることを低減することができる。

［２．変形例］
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で併合してもよい。

［変形例１］
上述した実施形態では、密封装置１００がハウジング３００に装着されていない場合における螺旋溝１２０ｓｓ及び圧抜き溝１２０ｄｓが、基端部１２０ｂｅに対して－Ｚ方向に凹んでいる態様を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、密封装置１００がハウジング３００に装着されていない場合における螺旋溝１２０ｓｓの壁及び圧抜き溝１２０ｄｓの壁は、図５に示すように、基端部１２０ｂｅに対して＋Ｚ方向に突出していてもよい。

図４は、変形例１に係る密封装置１００Ａがハウジング３００に装着された状態を示す模式的断面図である。なお、図４は、密封装置１００Ａを軸部材２００の中心軸ＡＸを通る平面で切断した場合（密封装置１００Ａを図２に示したＡ１－Ａ２線により切断した場合）の密封装置１００Ａの断面図を模式的に示している。図１から図３において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

密封装置１００Ａは、図１に示した第２シール部１２０の代わりに第２シール部１２０Ａを有することを除いて、図１に示した密封装置１００と同様である。図５を参照しながら、変形例１に係る第２シール部１２０Ａいついて説明する。

図５は、変形例１に係る第２シール部１２０Ａの断面図である。なお、図５は、図２に示した範囲ＡＲ１に対応する部分の第２シール部１２０Ａを図２に示したＡ１－Ａ２線により切断した場合における第２シール部１２０Ａの断面図を示している。

密封装置１００がハウジング３００に装着されていない場合、第２シール部１２０Ａのシールリップ部１２０ｓｌの表面Ｍ１（＋Ｚ方向から見える面）は、基端部１２０ｂｅの表面Ｍ２（＋Ｚ方向から見える面）に対して＋Ｚ方向に位置する。そして、第２シール部１２０Ａのシールリップ部１２０ｓｌの表面Ｍ１（＋Ｚ方向から見える面）に、螺旋溝１２０ｓｓ及び圧抜き溝１２０ｄｓが設けられている。すなわち、第２シール部１２０Ａにおいても、軸部材２００の外周面２００ｏｐに摺動する摺動面ＳＬＤに、螺旋溝１２０ｓｓ及び圧抜き溝１２０ｄｓが設けられている。図５に示す変形例１では、密封装置１００がハウジング３００に装着されていない場合、螺旋溝１２０ｓｓの底面及び圧抜き溝１２０ｄｓの底面の＋Ｚ方向の位置は、第２シール部１２０Ａの基端部１２０ｂｅの表面Ｍ２（＋Ｚ方向から見える面）の＋Ｚ方向の位置と同じ又はほぼ同じである。

変形例１においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、変形例１においても、第１空間ＳＰ１等の密封空間の流体が外部に漏れることを抑制しつつ、密封空間に蓄積された圧力を逃がすことができる。

［変形例２］
上述した実施形態及び変形例１では、螺旋溝１２０ｓｓの深さＤ１と圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２とが互いに同じである態様を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、摺動面ＳＬＤに対する圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２は、摺動面ＳＬＤに対する螺旋溝１２０ｓｓの深さＤ１と異なる深さでもよい。

図６は、変形例２に係る密封装置１００Ｂがハウジング３００に装着された状態を示す模式的断面図である。なお、図６は、密封装置１００Ｂを軸部材２００の中心軸ＡＸを通る平面で切断した場合（密封装置１００Ｂを図２に示したＡ１－Ａ２線により切断した場合）の密封装置１００Ｂの断面図を模式的に示している。図１から図５において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

密封装置１００Ｂは、図１に示した第２シール部１２０の代わりに第２シール部１２０Ｂを有することを除いて、図１に示した密封装置１００と同様である。図７を参照しながら、変形例２に係る第２シール部１２０Ｂいついて説明する。

図７は、変形例２に係る第２シール部１２０Ｂの断面図である。なお、図７は、図２に示した範囲ＡＲ１に対応する部分の第２シール部１２０Ｂを図２に示したＡ１－Ａ２線により切断した場合における第２シール部１２０Ｂの断面図を示している。図１から図５において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図７に示す第２シール部１２０Ｂは、圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２を除いて、図１から図３に示した第２シール部１２０と同様である。第２シール部１２０Ｂは、摺動面ＳＬＤに対する圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２が摺動面ＳＬＤに対する螺旋溝１２０ｓｓの深さＤ１よりも浅くなるように、形成されている。

変形例２においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、変形例２においても、第１空間ＳＰ１等の密封空間の流体が外部に漏れることを抑制しつつ、密封空間に蓄積された圧力を逃がすことができる。また、図７に示した変形例２では、摺動面ＳＬＤに対する圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２が摺動面ＳＬＤに対する螺旋溝１２０ｓｓの深さＤ１よりも浅い。このため、図７に示した変形例２では、摺動面ＳＬＤに対する圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２が摺動面ＳＬＤに対する螺旋溝１２０ｓｓの深さＤ１と同じ場合に比べて、第１空間ＳＰ１に密封された流体が第２空間ＳＰ２に漏れることを抑制することができる。

なお、摺動面ＳＬＤに対する圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２は、摺動面ＳＬＤに対する螺旋溝１２０ｓｓの深さＤ１より深くてもよい。変形例２においても、螺旋溝１２０ｓｓの深さＤ１、圧抜き溝１２０ｄｓの深さＤ２、螺旋溝１２０ｓｓの本数及び圧抜き溝１２０ｄｓの本数等を調整することにより、密封対象のオイル等の流体を第１空間ＳＰ１から漏らさずに圧力（気体）のみを第２空間ＳＰ２に逃がすことが可能となる。

［変形例３］
上述した実施形態、変形例１及び変形例２では、第２シール部１２０、１２０Ａ及び１２０Ｂの各々の基端部１２０ｂｅが第１シール部１１０の支持部１１２ｓｐに設けられた円筒部１１２ｃｌの内周面に嵌め込まれる態様を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、第２シール部１２０、１２０Ａ及び１２０Ｂの各々の基端部１２０ｂｅは、図８に示すように、第１シール部１１０の補強環１１４における円筒部１１４ｃｌの内周面に嵌め込まれてもよい。

図８は、変形例３に係る密封装置１００Ｃがハウジング３００に装着された状態を示す模式的断面図である。なお、図８は、密封装置１００Ｃを軸部材２００の中心軸ＡＸを通る平面で切断した場合（密封装置１００Ｃを図２に示したＡ１－Ａ２線により切断した場合）の密封装置１００Ｃの断面図を模式的に示している。図１から図７において説明した要素と同様の要素については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

密封装置１００Ｃは、図１に示した第１シール部１１０の代わりに第１シール部１１０Ｃを有し、図１に示した第２シール部１２０の代わりに第２シール部１２０Ｃを有している。

第１シール部１１０Ｃは、図１に示した弾性環１１２の代わりに弾性環１１２Ｃ有することを除いて、図１に示した第１シール部１１０と同様である。弾性環１１２Ｃと図１に示した弾性環１１２との主な相違点は、弾性環１１２Ｃが支持部１１２ｓｐの代わりに支持部１１２Ｃｓｐを有する点である。また、支持部１１２Ｃｓｐと図１に示した支持部１１２ｓｐとの主な相違点は、支持部１１２Ｃｓｐには図１に示した円筒部１１２ｃｌが設けられていない点である。

第２シール部１２０Ｃは、第１シール部１１０Ｃの補強環１１４における円筒部１１４ｃｌの内周面に嵌め込まれる基端部１２０Ｃｂｅを図１に示した基端部１２０ｂｅの代わりに有することを除いて、図１に示した第２シール部１２０と同様である。すなわち、密封装置１００Ｃでは、第２シール部１２０Ｃの基端部１２０Ｃｂｅは、第１シール部１１０Ｃの補強環１１４における円筒部１１４ｃｌの内周面に所定の締め代を有して嵌め込まれる。これにより、第２シール部１２０Ｃの基端部１２０Ｃｂｅが第１シール部１１０Ｃの支持部１１２Ｃｓｐ及び補強環１１４の円筒部１１４ｃｌに接続され、第２シール部１２０Ｃが第１シール部１１０Ｃに対して固定される。なお、第２シール部１２０Ｃの固定方法は、円筒部１１４ｃｌへの嵌め込みによる接続に限定されない。例えば、第２シール部１２０Ｃの基端部１２０Ｃｂｅは、第１シール部１１０の支持部１１２Ｃｓｐ及び補強環１１４の円筒部１１４ｃｌに接着されてもよい。

変形例３においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、変形例３においても、第１空間ＳＰ１等の密封空間の流体が外部に漏れることを抑制しつつ、密封空間に蓄積された圧力を逃がすことができる。

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ…密封装置、１１０、１１０Ｃ…第１シール部、１１２、１１２Ｃ…弾性環、１１２ｃｌ…円筒部、１１２ｄｌ…ダストリップ部、１１２ｊｏ…連結部、１１２ｏｓ…外周シール部、１１２ｓｐ、１１２Ｃｓｐ…支持部、１１４…補強環、１１４ｃｌ…円筒部、１１４ｆｇ…フランジ部、１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ…第２シール部、１２０ｂｅ、１２０Ｃｂｅ…基端部、１２０ｄｓ…圧抜き溝、１２０ｓｌ…シールリップ部、１２０ｓｓ…螺旋溝、２００…軸部材、２００ｏｐ…外周面、３００…ハウジング、３００ｉｐ…内周面、ＡＸ…中心軸、ＨＬａ…軸孔、ＨＬｂ…穴、ＳＬＤ…摺動面、ＳＰ１…第１空間、ＳＰ２…第２空間。

Claims

軸孔が設けられた収納部材と、前記軸孔に挿入された軸部材との間の空間を第１空間と第２空間とに区分する密封装置であって、
前記収納部材の内周面に接触する環状の第１部分と、
前記軸部材の外周面に摺動する環状の第２部分とを有し、
前記第２部分には、
前記軸部材の外周面と摺動する摺動面に、
前記第１空間から前記第２空間にわたり、且つ、螺旋状の第１溝部と、
前記第１空間から前記第２空間にわたり、且つ、曲線状の曲部を有する第２溝部とが設けられ、
前記第２溝部の経路長は、前記第１溝部の経路長より短い、
ことを特徴とする密封装置。
前記第２溝部は、前記第１溝部と交差している、
ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
前記第２溝部の摺動面からの深さは、前記第１溝部の摺動面からの深さはよりも浅い、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の密封装置。
前記第２溝部の本数は、前記第１溝部の本数より多い、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の密封装置。
前記第１空間には密封対象の流体が充填されており、前記第２空間には気体が存在し、
前記第１溝部は、前記軸部材の回転時に前記密封対象の流体を前記第２空間から前記第１空間に戻す流れを発生させ、
前記第２溝部は、前記軸部材の回転時に前記密封対象の流体を前記第２空間から前記第１空間に戻す流れを発生させる、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の密封装置。