JPH1026230A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸の偏心時、及び首振り時にもバンパー部と軸
との接触で鳴きが発生しない密封装置を提供する。 【解決手段】固定部４によりハウジング１５に固定さ
れ、軸の変位をシール部２におけるバンパー部２ｂで受
けて、ベロー部３で吸収する密封装置であって、そのバ
ンパー部２ｂにキャンバス材を焼付けるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車用
ステアリングコラムホールのダストシール等に利用され
る密封装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の密封装置としては、その
拡大断面図である図６に示したようなものがある。

【０００３】この密封装置１００は図６に示す通り、大
きく分けるとゴム状弾性体製のシール部１０２と、ハウ
ジング１１５に固定される固定部１０４と、この二つの
部分の間に介在するベロー部１０３とからなる。

【０００４】また更に、シール部１０２は、グリースを
介して軸１１１に当接し、ダストや、水、匂い、音など
を遮断する第１，第２シールリップ１０２ａ，ｄと、補
強環１０２ｃ、そしてバンパー部１０２ｂから構成され
ており、全く偏心もなく、首振りもなければ、バンパー
部１０２ｂは軸１１１に当接することなく、第１，第２
シールリップ及びグリースによってシールされる。

【０００５】これに対し、偏心及び首振り運動時には、
バンパー部１０２ｂが軸１１１から直接に力を受け、ベ
ロー部１０３にその力を伝え、そのベロー部１０３が撓
むことにより軸１１１のほとんどの変位を吸収する構成
となっている。

【０００６】これにより、シール部１０２からみた軸１
１１の相対位置関係は、上記のようにベロー部１０３に
よって吸収された部分以外の、バンパー部１０２ｂを中
心とした首振り運動が主となる。この場合にも、細長く
伸びた第２シールリップ１０２ｄが軸に対し追随し、比
較的大きな偏心運動や首振り運動にも対応することがで
きる構成になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来例においては、補強環以外のシール部はゴム
によって一体成型されたものが一般的であり、バンパー
部も他のリップ部等と同様に比較的弾性の大きなゴムか
らなっていたため、偏心が大きくなると、「鳴き」が発
生していた。

【０００８】これはつまり、大きな偏心時には、軸に対
してバンパー部が図７ａのように弾性変形して接触する
ことから、接触力が大きくなるとともに、接触面積も増
大し、軸表面とバンパー部内周との摩擦力が極度に増大
することに起因すると考えられる。この状態で軸が回転
すると、バンパー部の弾性変形と、その復元の繰り返し
現象が起きる。

【０００９】この結果、スティックスリップと呼ばれ
る、滑らかでない引っかかったようなビビリという振動
を伴った摩擦現象が起きる。この際に音響が発生し「鳴
き」となるのである。

【００１０】従って、このような状態で長く使用してい
ると、単にうるさいだけでなく、トルクが増大し、摩耗
が進行し、シール性の低下も引き起こすこととなってい
た。

【００１１】本発明では上記の従来技術の課題を解決す
るために、この「鳴き」の原因の一つであるバンパー部
の弾性変形に着目した。つまり、偏心時での弾性変形を
抑え、軸表面とバンパー部内周との接触面積を抑えるこ
とにより（図７ｂ）、スティックスリップ及び「鳴き」
を防止することを提案したものである。

【００１２】そして、その目的とするところは、大きな
偏心時にもスティックスリップ及び鳴きの生じないバン
パー部を用いることによって、高品質の密封装置を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、互いに同心的に相対可動自在に組
みつけられる２部材間の環状の隙間を潤滑材を用いてシ
ールするもので、前記２部材の一方の部材に固定される
固定部と、他方の部材に摺動自在に密封接触するシール
部と、該シール部と前記固定部間に設けられる前記他方
の部材の偏心に対して追随させるためのベロー部と、を
備えたゴム状弾性体製の密封装置において、前記シール
部に、前記他方の部材の偏心によって受けた力をベロー
部に伝えるバンパー部を有し、該バンパー部は前記ゴム
状弾性体に繊維を焼き付けてなることを特徴とする。ま
た、前記ゴム状弾性体がゴムであり、前記バンパー部は
これにキャンバスを焼き付けてなることも好適である。

【００１４】これにより、バンパー部は非弾性体に近い
ものとなり、弾性変形しにくくなるため、大きな偏心時
にも、バンパー部と前記他方の部材との接触面積を減少
させることができる。

【００１５】また前記シール部に前記バンパー部に対し
潤滑材を供給する潤滑材保持部を設けたことを特徴とす
る。

【００１６】これにより、密封装置を２部材間に組みつ
ける際に潤滑材が掻き出され、シール面及びバンパ−部
の接触面がセミドライ状態になるということもなく、使
用時にもバンパー部と、前記他方の部材との間に十分潤
滑材が介在することとなり、摩擦を低減できる。

【００１７】また、前記バンパー部の前記他方の部材に
対向する面に潤滑材保持用の溝を設けたことを特徴とす
る。

【００１８】これにより、バンパー部と、前記他方の部
材との間に十分潤滑材が介在することとなり、摩擦を低
減できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特定的な記載がない
かぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨
のものではない。

【００２０】（実施の形態１）図１乃至図４に、本発明
の第１の実施の形態に係る密封装置を用いた具体例及び
密封装置の詳細な構成を示す。

【００２１】図１はその密封装置１の装着部の周辺部を
示す一部破断斜視図である。

【００２２】図１において、Ａはエンジンルーム側、Ｂ
は運転席側である。１１は首振りタイプのチルトハンド
ル（不図示）からステアリングギアボックス（不図示）
へ伸びるステアリングホイールシャフトつまり密封装置
に対する軸である。１２はその軸１１のステアリングコ
ラム、１３は軸１１とジョイント１４を介して連結して
いるピットマンアームである。

【００２３】また１５は、１１，１３，１４を覆う二重
カバーで、その二重カバー１５のピットマンアーム１３
側開口端部は、不図示のフロントフロアパンにねじ止め
されており、他方の軸１１側開口端部にはステアリング
コラム１２の先端部が位置している。

【００２４】この二重カバー１５の軸１１側開口端部に
おいて、その軸１１の外周面と二重カバー内周面間に密
封装置１が装着されている。

【００２５】次に、図２において、密封装置の装着部の
一部破断斜視図を示す。上記の通り、軸１１はエンジン
ルーム側Ａにあるステアリングギアボックス（不図示）
と運転席側Ｂにあるハンドル（不図示）とを接続してい
る。この軸１１はその接続において、エンジンルーム側
Ａと運転席側Ｂとを遮断する、ハウジングとしての二重
カバー１５、に設けてある環状の開口部を貫通するよう
に構成され、この軸１１とハウジング１５との隙間をシ
ールするように密封装置１が装着されている。

【００２６】次に、図３において、密封装置１の詳しい
構成について説明する。

【００２７】ここで１は、環状のシール部２の内周に軸
１１を挿入してその軸１１の外周面に密封接触する密封
装置を示している。

【００２８】図のように１は、大きく分けると、前記環
状のシール部２以外に、ハウジングと嵌合固定される固
定部４と、このシール部２と固定部４とを連結する波形
状のベロー部３と、からなっている。このベロー部３は
軸１１が偏心や首振りを起こした場合にその軸の変位を
吸収し、シール部２の、形状及び軸に対する相対的な位
置関係、を維持するためのものである。

【００２９】シール部２において最も重要なのは、第２
シールリップ２ｄであり、軸に接触し、エンジンルーム
側からのダストや匂い、音等も運転席側に洩れないよう
にシールしているものである。その第２シールリップ２
ｄの運転席側Ｂには第１シールリップ２ａがあり、運転
席側のダストや砂、その他水滴などがエンジンルーム側
に入らないようにしている。

【００３０】そして、その第１シールリップ２ａの更に
運転席側Ｂに連続して設けられた断面略矩形状の部分が
バンパー部２ｂであり、大きな偏心や首振りが起きた場
合に軸１１からの力をこの部位で受け、上記ベロー部３
に伝えている。これにより、軸１１が偏心や首振りを起
こしても、第１，第２シールリップに対し偏った大きな
力がかかることはなく、常にほぼ同様の接触力で軸１１
に接触することとなり、シール性が低下することを防い
でいる。

【００３１】ここで、このバンパー部２ｂをゴム状弾性
体としてのゴムに，繊維としての綿のキャンバスを焼き
付けた構成とすることで、偏心時の軸からの接触力によ
る弾性変形を抑えて、軸との接触面積を低下させ、摩擦
を押えてスティックスリップ及び鳴きを防いでいる。

【００３２】一方、バンパー部の弾性率を増加させるの
に、ゴム状弾性部材に繊維を焼き付けるという方法をと
ったので、密封装置をゴム状弾性体で一体成形した後、
バンパー部に繊維を焼き付けたとしても、また、或はそ
れらを同時に一体成形しても、容易に製作加工できる。

【００３３】また、第１シールリップ２ａと細長く伸び
た第２シールリップ２ｄは共に用いられることにより、
軸１１が大きく首を振るような場合にも、エンジンルー
ム側Ａのダストが運転席側Ｂに侵入しないようにシール
できるものである。

【００３４】軸の首振り時には、まず上記のように、ベ
ロー部３によって軸１１の変位のほとんどが吸収される
が、軸１１とシール部２が完全にその相対的位置関係を
保つわけでなく、相対的に見ても軸１１がバンパー部２
ｂを中心とした首振り運動をすることとなる。このと
き、軸がリップから離れる側でも細長い第２シールリッ
プ２ｄは軸に追随することができ、軸がリップに強く押
しつけられる側でも第１シールリップ２ａが起点とな
り、第２シールリップ２ｄは適当な接触力で軸に接触す
ることができ、シール性は保たれる。

【００３５】更に、シール部２には、バンパー部２ｂの
運転席側Ｂに連続して、潤滑材保持部としてのグリース
リップ２ｅが設けてある。このグリースリップ２ｅは、
バンパー部２ｂの径方向所定位置から軸方向運転席側に
伸び、径方向内方、即ち軸の外周面に向かって曲がる断
面略Ｌ字状の薄肉リップ形状となっている。これによ
り、軸のシール部への挿入時に潤滑材であるグリースが
その内周面に供給し易くなっている。また、使用時に
も、バンパー部２ｂに対して、保持されているグリース
を供給することにより、バンパー部と軸との摺動摩擦を
抑え、スティックスリップ及び鳴きを防止することがで
きる。

【００３６】なお、シールリップの外周にスプリングホ
ルダ２ｆを設け、このスプリングホルダ内に、リップ先
端に軸に対する緊迫力を付与すべく、ガータスプリング
を装着する構成としてもよい。

【００３７】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態にかかる密封装置を図４に示す。

【００３８】この実施の形態は、第１の実施の形態に対
し、バンパー部２ｂ内周に潤滑材保持用の溝２ｇを設け
たものである。

【００３９】すなわち、バンパー部２ｂによるスティッ
クスリップ及び鳴きの発生原因は、バンパー部２ｂ内周
と軸１１との摺動摩擦によるところも大きいので、バン
パー部２ｂ内周に常に潤滑材が供給されるようにしたも
のである。

【００４０】図５に本実施の形態にかかるバンパー部の
Ｘ−Ｘ断面図を示す。

【００４１】このようにバンパー部内周に、溝２ｇをい
くつか設け、この溝２ｇに潤滑材であるグリースを満た
しておくことにより、偏心時及び首振り時にも摺動摩擦
が抑えられ、スティックスリップ及び鳴きを防止するこ
とができる。

【００４２】この場合、偏心時及び首振り時にシール部
の変形を阻止し、軸の変位をベロー部に伝えるという、
バンパー部本来の機能を損なわなければ、溝部の形状、
大きさ、数は問わない。

【００４３】その他の構成及び作用については第１の実
施の形態と同一なので、同位置の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は省略する。

【００４４】（その他の実施の形態）上記実施の形態で
は、ゴム製のバンパー部に対してキャンバスを焼き付け
たものとしたが、ゴム以外のゴム状弾性体にキャンバス
以外の繊維を焼き付けてもよく、また焼き付け以外の方
法により繊維強化してもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、一方の部材に固定された密封
装置のシール部に、他方の部材の偏心によって受けた力
をベロー部に伝えるバンパー部を有し、このバンパー部
はゴム状弾性体に繊維を焼き付けてなるので、大きな偏
心時にも、バンパー部と、他方の部材との接触面積が増
加することを防ぐことができる。これにより、バンパー
部と、他方の部材との間の摩擦抵抗を抑えることがで
き、スティックスリップ及び鳴きを防止できる。また、
それに伴い、低トルク化、耐摩耗性の向上、シール性の
向上、さらには寿命の延長が可能になる。

【００４６】また、前記ゴム状弾性体がゴムであり、前
記バンパー部はこれにキャンバスを焼き付けてなること
によって、簡単な構成で上記効果を得ることができる。

【００４７】また前記シールリップ部に前記バンパー部
を軸方向にはさむ形で潤滑材保持リップを設けたことに
より、密封装置を２部材間に組みつける際に潤滑材が掻
き出され、シール面及びバンパ−部の接触面がセミドラ
イ状態になるということもなく、使用時にもバンパー部
と、前記他方の部材との間に十分潤滑材が介在すること
となり、摩擦を低減できる。従って、更に効果的にステ
ィックスリップ及び鳴きを防止できる。

【００４８】また、前記バンパー部の前記他方の部材に
対向する面に潤滑材保持用の溝を設けたことを特徴とす
る特徴とする。

【００４９】これにより、バンパー部と、前記他方の部
材との間に十分潤滑材が介在することとなり、摩擦を低
減できる。従って、更に効果的にスティックスリップ及
び鳴きを防止できる。

【００５０】上記のように本発明によると、バンパー部
の性能を向上し、高品質の密封装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施の形態にかかる密封
装置の装着部の周辺部を示す一部破断斜視図である。

【図２】図２は本発明の第１の実施の形態にかかる密封
装置の装着部の一部破断斜視図である。

【図３】図３は本発明の第１の実施の形態にかかる密封
装置の断面図である。

【図４】図４は本発明の第２の実施の形態にかかる密封
装置の断面図である。

【図５】図５は図４におけるバンパー部２ｂのＸ−Ｘ断
面図である。

【図６】図６は従来の密封装置の断面図である。

【図７】図７（ａ）は軸が偏心した時の従来の密封装置
におけるバンパー部の断面図であり、図７（ｂ）は軸が
偏心したときの本発明にかかる密封装置におけるバンパ
ー部の断面図である。

【符号の説明】

Ａ，Ａ’ エンジンルーム側 Ｂ，Ｂ’ 運転席側 １，１００ 密封装置 ２，１０２ シール部 ２ａ，１０２ａ 第１シールリップ ２ｂ，１０２ｂ バンパー部 ２ｃ，１０２ｃ 補強環 ２ｄ，１０２ｄ 第２シールリップ ２ｅ グリースリップ ２ｆ スプリングホルダ ２ｇ 溝 ３，１０３ ベロー部 ４，１０４ 固定部 １１，１１１ 軸（ステアリングホイールシャフト） １２ ステアリングコラム １３ ピットマンアーム １４ ジョイント １５，１１５ 二重カバー（ハウジング）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに同心的に相対可動自在に組みつけら
   れる２部材間の環状の隙間を潤滑材を用いてシールする
   もので、 前記２部材の一方の部材に固定される固定部と、 他方の部材に摺動自在に密封接触するシール部と、 該シール部と前記固定部間に設けられ、シール部を前記
   他方の部材の偏心に対して追随させるためのベロー部
   と、 を備えたゴム状弾性体製の密封装置において、 前記シール部に、前記他方の部材の偏心によって受けた
   力をベロー部に伝えるバンパー部を有し、 該バンパー部は前記ゴム状弾性体に繊維を焼付けてなる
   ことを特徴とする密封装置。
2. 【請求項２】前記ゴム状弾性体がゴムであり、前記バン
   パー部はこれにキャンバスを焼付けてなることを特徴と
   する請求項１に記載の密封装置。
3. 【請求項３】前記シール部に、前記バンパー部に対し潤
   滑材を供給する潤滑材保持部を設けたことを特徴とする
   請求項１または２に記載の密封装置。
4. 【請求項４】前記バンパー部の前記他方の部材に対向す
   る面に、潤滑材保持用の溝を設けたことを特徴とする請
   求項１，２または３に記載の密封装置。