JP2007225064A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸の装着時にサイドリップ部とダストリップ部との間の空間部にかかる圧力を逃がすことができるとともに、主リップ部とサイドリップ部との間の空間部における負圧の発生を防止することができる密封装置を提供する。
【解決手段】主リップ部１０と、ダストリップ部１１と、サイドリップ部１２とを有するシール本体５、及びこのシール本体５の外部側Ｂに設けられ且つ軸２６に装着されたディフレクター６を備え、主リップ部１０の内周面に複数の突起条１７が形成されている。サイドリップ部１２の内周面１２ａの前記ディフレクター６と接触する箇所に、複数の溝２５が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種装置の軸封部、特に自動車のデフサイドに用いられる密封装置に関する。

従来、自動車のデフサイドに用いられる密封装置として、軸に対して接触させられる主リップ部と、この主リップ部よりも外部側に空間部を介して設けられていると共に前記軸に接触しているダストリップ部と、このダストリップ部の外部側に設けられ且つ外部側の径方向斜め外向きに延びるサイドリップ部とを有するシール本体、及びこのシール本体の外部側に設けられ且つ軸に装着されたディフレクターを備えたものが用いられている。この密封装置において、主リップ部の内周面には、外部側へ漏れようとする密封流体を軸の回転に伴うポンプ作用により密封空間内へ戻すための多数の突起条が設けられ、外部側から泥水等の異物が侵入しないようにサイドリップ部は締め代を持ってディフレクターに摺接している。

しかしながら、上記密封装置は、サイドリップ部に締め代を持たせていることから、軸を装着する際に、サイドリップ部とダストリップ部との間の空間が圧縮されて両リップ間の内圧が上昇する。この圧力は抜けるところがないため、初期から圧力がかかった状態で運転される結果、サイドリップ部がディフレクターに面当たりしてリップ摩耗が促進されていた。また、主リップ部に設けられた突起条のポンプ作用により、主リップ部とサイドリップ部との間の空間容積が大きい場合や軸が低速で回転した場合であっても、両リップ間に負圧が発生し、主リップ部及びサイドリップ部のリップ摩耗が促進されて寿命が低下するという問題もある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、軸の装着時にサイドリップ部とダストリップ部との間の空間部にかかる圧力を逃がすことができるとともに、主リップ部とサイドリップ部との間の空間部における負圧の発生を防止することができる密封装置を提供することを目的としている。

本発明の密封装置は、互いに相対回転する軸とケーシングとの間に構成される環状空間に装着され、前記軸の外周面に接触して密封空間内の密封流体が外部側へ漏れるのを防止する主リップ部と、この主リップ部よりも前記外部側に空間部を介して設けられていると共に前記軸の外周面に接触して前記外部側から前記密封空間内への異物の侵入を防止するダストリップ部と、このダストリップ部の外部側に設けられ且つ外部側の径方向斜め外向きに延びるサイドリップ部とを有するシール本体、及びこのシール本体の外部側に設けられ且つ軸に装着されたディフレクターを備え、前記主リップ部の内周面に、前記外部側へ漏れようとする密封流体を前記軸との相対的な回転に伴うポンプ作用により前記密封空間内へ戻すための多数の突起条が形成されている密封装置において、
前記サイドリップ部の内周面又は外周面の前記ディフレクターと接触する箇所に、複数の溝が形成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、サイドリップ部の軸との接触面に設けられた複数の溝が通気孔としての役割を果たすため、軸の装着時にサイドリップ部とダストリップ部との間の空間部にかかった圧力を外部側に逃がすことができる。また、この溝を空気が流通することによって、主リップ部に設けられた突起条のポンプ作用により主リップ部とサイドリップ部との間に負圧が発生することを防止することができる。

本発明の密封装置において、サイドリップ部の内周面又は外周面に形成された溝の深さが５〜３０μｍであることが好ましい。
この場合、軸の装着時にかかる圧力を解消する効果及び突起条のポンプ作用により発生する負圧を防止する効果が確実に得られるとともに、外部側からの異物の侵入を防ぐことができる。

本発明の密封装置によれば、サイドリップ部の接触面に複数の溝を設けているため、軸の装着時にサイドリップ部とダストリップ部との間の空間部にかかる圧力を逃がすことができるとともに、主リップ部とサイドリップ部との間の空間部における負圧の発生を防止することができる。

以下、本発明の密封装置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、本発明の第一実施形態に係る密封装置の要部を示す断面図である。この密封装置１は、自動車のデフサイドに用いられるものであり、互いに相対回転する軸２６とケーシング２７との間に構成される環状空間に装着されて、密封空間内Ａの密封流体が外部側Ｂへ漏洩するのを防止している。なお、図１に示している密封装置１は、軸２６の外周面２６ａとケーシング２７の内周面２７ａとの間に装着される前である変形前の自然状態を示している。

この密封装置１は、断面略Ｌ字形の環状の芯金２と、芯金２に固定されているシール部材３と、環状のバネリング４とで構成されるシール本体５と、断面略Ｔ字形の環状のディフレクター６とを備えている。
芯金２は、金属（例えば、ＳＰＣＣ）製の環状部材であり、円筒部７と、この大径円筒部の一端部から径方向内向きに屈曲した環状板部８とで構成されている。

シール部材３は、合成ゴム（例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ））等の弾性部材からなり、加硫による接着、焼き付けなどにより芯金２に固定されている。シール部材３は、本体部９と、主リップ部１０と、ダストリップ部１１と、サイドリップ部１２とを有している。
本体部９は、芯金２の円筒部７の外側に設けられ且つケーシング２７の内周面２７ａ側に固定される軸方向外周部９ａと、環状板部８の外側に設けられている径方向外周部９ｂと、環状板部８の内周側の領域を覆う内周部９ｃとで構成されている。

主リップ部１０は、本体部９の内周部９ｃの内周側から軸２６側で且つ密封空間内Ａ側へ延伸しており、その外周面には周溝１３が形成されている。そして、この周溝１３には、いわゆるガータスプリングと呼ばれるバネリング４が装着されており、主リップ部１０を径方向内向きに締め付けている。
ダストリップ部１１は、本体部９の内周部９ｃの内周側から軸２６側で且つ外部側Ｂへ延伸している。そして、サイドリップ部１２は、本体部９の径方向外周部９ｂの内周側から外部側Ｂの径方向斜め外向きにスカート状に延伸している。

ここで、シール部材３の主リップ部１０は、軸２６の外周面２６ａに締め代を持って接触して密封空間内Ａの密封流体が外部側Ｂへ漏れるのを防止している。主リップ部１０は、その断面形状が径方向内方に向けて細くなる（軸方向幅寸法が小さくなる）ほぼＶ字形とされており、最小径部（頂部）がリップ先端部１４とされている。主リップ部１０の内周面において、リップ先端部１４よりも外部側Ｂの面が第１傾斜面１５とされ、リップ先端部１４よりも密封空間内Ａ側が第２傾斜面１６とされている。

さらに、主リップ部１１の第１傾斜面１５に、軸２６の回転（又はケーシング２７側の回転）により漏洩しようとする密封流体を密封空間内Ａへ戻すための複数の突起条１７が形成されている。この突起条１７は、第１傾斜面１５の周方向に中心軸線に対して所要角度傾斜して複数設けられており、主リップ部１０のリップ先端部１４から所定幅で長さが０．１〜０．７ｍｍ、且つ高さが０．０２〜０．０７ｍｍの範囲で設けられる低隆起部１７ａと、この低隆起部１７ａに連なり且つリップ先端部１４から離れる側へ向けて漸次高く隆起する形態で設けられる傾斜隆起部１７ｂと、この傾斜隆起部１７ｂに連なり且つ低隆起部１７ａよりも高く設定されると共に一定の高さとなる形態で設けられる高隆起部１７ｃとを有し、主リップ部１０の内周面（第１傾斜面１５）に対する傾斜隆起部１７ｂの傾斜角度が３〜１０度に設定されている。そして、突起条１７の低隆起部１７ａが使用初期において軸２６に対して接触する状態に設定されることにより、軸２６との相対的な回転に伴うポンプ作用（主リップ部１０の軸２６との接触部分から外部側Ｂへ漏れようとする密封流体を密封空間内Ａへ戻す作用）が使用初期から強力に発揮され、さらにこのポンプ効果が長期間にわたって持続する。

シール部材３のダストリップ部１１は、前記主リップ部１０よりも外部側Ｂに第１空間部（閉空間部）１８を介して設けられている。つまり、ダストリップ部１１の内周面（後述する第１傾斜面１９）と主リップ部１０の内周面（第１傾斜面１５）と軸２６の外周面２６ａとの間に環状の第１空間部１８が形成されている。
ダストリップ部１１は、軸２６の外周面２６ａに締め代をもって接触して外部側Ｂから密封空間内Ａへの異物の侵入を防止している。ダストリップ部１１の内周面は、シール部材３の本体部９の内周部９ｃから先端側に向かって縮径状となる第１傾斜面１９と、この第１傾斜面１９の最小径部から反対に径方向外向きに連続して拡径状となる第２傾斜面２０とが形成されており、前記最小径部がリップ先端部２１とされている。つまり、ダストリップ部１１の内周面において、リップ先端部２１よりも密封空間内Ａ側の面が軸２６との接触面（摺接面）を有する第１傾斜面１９とされ、リップ先端部２１よりも外部側Ｂが第２傾斜面２０とされている。

そして、シール本体５の外部側Ｂにはディフレクター６が設けられている。このディフレクター９は、径方向内向きに延伸して軸方向外向きに屈曲した環状板部２２と、この環状板部２２の端部から軸方向内向きに延伸する円筒部２３とで構成される金属製の環状部材であり、前記サイドリップ部１２に対向するように、当該円筒部２３が軸２６の外周面２６ａに嵌合されている。そして、サイドリップ部１２が、その内周面１２ａに締め代を有してディフレクター６と接触し、サイドリップ部１２の内周面１２ａと、ディフレクター６の内周面６ａと、軸２６の外周面２６ａと、ダストリップ部１１の外周面１１ａとの間に第２空間部２４を形成している。

サイドリップ部１２の内周面１２ａの締め代は、デフサイドにおけるシール本体５の軸２６、ケーシング２７との軸方向の相対組付け位置を考慮して設定されており、その内周面１２ａのうち、ディフレクター６と接触する部分に、複数の溝２５が設けられている。この溝２５は、通気のみを行い、泥水等の異物の侵入を防止するものである。例えば、図２に示すように、断面矩形状の溝２５を、円周方向に４等配で各２本ずつ設けることができる。溝２５の深さは、５〜３０μｍとし、軸方向長さは、サイドリップ部１２の締め代設定に応じて通気孔として機能する任意の長さにする。溝２５の深さが５μｍ未満であると、軸２６の装着時に第２空間部２４にかかる圧力を逃がす効果が少なく、また第１空間部１８及び第２空間部２４の負圧を解消する効果が少なくなる。３０μｍを超えると異物が侵入する恐れがあるため好ましくない。４等配としたのは、取り付け位置にかかわらず、また軸２６が回転又は静止している状態を問わず常時通気孔としての機能を果たすためであり、各２本としたのは、溝の深さが浅いため、加工上の誤差を考慮して確実に通気孔としての機能を満足させるためである。

以上の第一実施形態（互いに相対回転する軸２６とケーシング２７との間に構成される環状空間に装着され、前記軸２６の外周面２６ａに接触して密封空間内Ａの密封流体が外部側Ｂへ漏れるのを防止する主リップ部１０と、この主リップ部１０よりも前記外部側Ｂに第１空間部１８を介して設けられていると共に前記軸２６の外周面２６ａに接触して前記外部側Ｂから前記密封空間内Ａへの異物の侵入を防止するダストリップ部１１と、このダストリップ部１１の外部側Ｂに設けられ且つ外部側Ｂの径方向斜め外向きに延びるサイドリップ部１２とを有するシール本体５、及びこのシール本体５の外部側Ｂに設けられ且つ軸２６に装着されたディフレクター６を備え、前記主リップ部１０の内周面に、前記外部側Ｂへ漏れようとする密封流体を前記軸２６との相対的な回転に伴うポンプ作用により前記密封空間内Ａへ戻すため、主リップ部１０のリップ先端部１４から所定幅で長さが０．１〜０．７ｍｍ、且つ高さが０．０２〜０．０７ｍｍの範囲で設けられる低隆起部１７ａと、この低隆起部１７ａに連なり且つ前記リップ先端部１４から離れる側へ向けて漸次高く隆起する形態で設けられる傾斜隆起部１７ｂと、この傾斜隆起部１７ｂに連なり且つ前記低隆起部１７ａよりも高く設定されると共に一定の高さとなる形態で設けられる高隆起部１７ｃとを有し、前記主リップ部１０の内周面（第１傾斜面１５）に対する傾斜隆起部１７ｂの傾斜角度が３〜１０度に設定されている多数の突起条１７が形成されている密封装置１において、前記サイドリップ部１２の内周面１２ａの前記ディフレクター６と接触する箇所に、複数の溝２５が形成されている密封装置１）では、シール本体５を固定したケーシング２７の内周側に、ディフレクター６を固定した軸２６が外部側Ｂから装着されるので、サイドリップ部１２の内周面１２ａと、ディフレクター６の内周面６ａと、軸２６の外周面２６ａと、ダストリップ部１１の外周面１１ａとの間に形成される第２空間部２４が圧縮されて内圧が上昇するが、サイドリップ部１２の内周面１２ａのディフレクター６と接触する部分に、複数の溝２５が設けられているので、この溝２５から圧力を外部側Ｂに逃がすことができる。また、主リップ部１０の突起条１７による前記ポンプ作用により第１空間部１８及び第２空間部２４内が減圧されるが、この溝２５が通気孔として機能するので、両空間部１８，２４における負圧の発生を防止することができる。

本発明の第二実施形態に係る密封装置１は、図３に示すように、軸２６が、同心状に設けられた第１軸２８と第２軸２９とで構成されている。ディフレクター６は、大径筒部３０と、その一端部から径方向内向きに延伸する環状板部３１と、その端部から軸方向内向きに延伸する小径筒部３２とで構成されている。そして、第１軸２８の外周面２８ａに主リップ部１０及びダストリップ部１１が摺接しており、第２軸２９の外周面２９ａに固定されたディフレクター６の大径筒部３０の内周面３０ａに、サイドリップ部１２の外周面１２ｂが締め代を持って接触しており、その外周面１２ｂのうち、ディフレクター６と接触する部分に、複数の溝２５が図４のように設けられている。その他は上記第一実施形態と同様であり、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

第二実施形態では、ディフレクター６が固体された第２軸２９とシール本体５が固定されたケーシング２７とを所定の位置に配置し、サイドリップ部１２の外周面１２ｂをディフレクター６の大径筒部３０の内周面３０ａに接触させた状態で、シール本体５の内周側に、第１軸２８が密封空間内Ａ側から装着される。この第１軸２６の挿入により、サイドリップ部１２の内周面１２ａと、ディフレクター６の内周面６ａと、第２軸２９の外周面２９ａと、第１軸２８の外周面２８ａと、ダストリップ部１１の外周面１１ａと、サイドリップ部１２の先端部との間に形成される第２空間部２４が圧縮されて内圧が上昇するが、サイドリップ部１２の外周面１２ｂのディフレクター６と接触する部分に、複数の溝２５が設けられているので、この溝２５から圧力を外部側Ｂに逃がすことができる。また、主リップ部１０の突起条１７による前記ポンプ作用により第１空間部１８及び第２空間部２４内が減圧されるが、この溝２５が通気孔として機能するので、両空間部１８，２４における負圧の発生を防止することができる。

本発明の密封装置１は、上記実施の形態に限られるものではなく、この発明の範囲内において、構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等について適宜変更することができる。溝２５の断面形状は矩形状に限られず、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すような略半円状であってもかまわない。また、主リップ部１０における突起条１７の数、寸法、中心軸線に対する角度等の形態も、図示するものに限らず変更可能である。

本発明の第一実施形態に係る密封装置を示す断面説明図である。 図１のサイドリップ部のリップ先端部を軸の中心から見た状態を示す拡大展開図である。 本発明の第二実施形態に係る密封装置を示す断面説明図である。 図３のサイドリップ部のリップ先端部を軸の中心から見た状態を示す拡大展開図である。 異なる形状の溝をサイドリップ部のリップ先端部を軸の中心から見た状態を示す拡大展開図であり、（ａ）は溝が内周部に形成された図であり、（ｂ）は外周部に形成された図である。

符号の説明

１ 密封装置
３ シール部材
６ ディフレクター
１０ 主リップ部
１１ ダストリップ部
１２ サイドリップ部
１７ 突起条
２４ 第２空間部
２５ 溝
２６ 軸
２６ａ 外周面
Ａ 密封空間内
Ｂ 外部側

Claims (2)

1. 互いに相対回転する軸とケーシングとの間に構成される環状空間に装着され、前記軸の外周面に接触して密封空間内の密封流体が外部側へ漏れるのを防止する主リップ部と、この主リップ部よりも前記外部側に空間部を介して設けられていると共に前記軸の外周面に接触して前記外部側から前記密封空間内への異物の侵入を防止するダストリップ部と、このダストリップ部の外部側に設けられ且つ外部側の径方向斜め外向きに延びるサイドリップ部とを有するシール本体、及びこのシール本体の外部側に設けられ且つ軸に装着されたディフレクターを備え、前記主リップ部の内周面に、前記外部側へ漏れようとする密封流体を前記軸との相対的な回転に伴うポンプ作用により前記密封空間内へ戻すための多数の突起条が形成されている密封装置において、
   前記サイドリップ部の内周面又は外周面の前記ディフレクターと接触する箇所に、複数の溝が形成されていることを特徴とする密封装置。
2. 前記サイドリップ部の内周面又は外周面に形成された溝の深さが５〜３０μｍである請求項１に記載の密封装置。

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