(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
弾性体から成る本体を備え、該本体は、被取付部の開口に内嵌される、軸線を中心とする環状の取付部と、前記被取付部の開口に挿通されるシャフトの外周面に摺動可能に密接するシール部と、密封対象物側とは反対の側に向かって延びる前記軸線を中心とする環状のデフレクタ部とを備え、前記シール部は、前記軸線を中心とする環状のシールリップを備える密封装置において、
前記シール部は、前記軸線に向かって延設された前記軸線を中心とする環状の、第1のダストリップと第2のダストリップとを備え、
前記第1のダストリップは、該第1のダストリップの先端部の内径が前記シャフトの外径よりも大きく、
前記第2のダストリップは、該第2のダストリップの先端部の内径が前記シャフトの外径よりも小さく、
前記第1のダストリップは、前記第2のダストリップに対して前記密封対象物側とは反対の側に設けられており、
前記第1のダストリップは、前記軸線に沿う面による断面の厚さが、前記第2のダストリップの前記面による断面の厚さよりも大きいことを特徴とする密封装置。
【背景技術】
【0002】
従来から、自動車等の車両のデファレンシャル(差動装置)や、ホイールハブにおいてケーシングとドライブシャフトとの間を密封するために密封装置が使用されている。
図4は、この種の従来の密封装置の構造を示すための断面図である。
【0003】
図4に示すように、従来の密封装置100は、デファレンシャルやホイールハブのケーシング101の軸孔102と、ドライブシャフト103との間の環状の間隙104に配設されており、この間隙104を密封している。密封装置100は、軸線を中心とする環状の形状を呈しており、環状の補強環105と、補強環105を覆うように一体に形成されたゴム材から成る本体106とを備える。本体106は、外周側に取付部107と内周側にシール部108とを有している。密封装置100は、取付部107が軸孔102内に嵌合されて、ケーシング101に取り付けられている。取付部107の外周面107aは、軸孔102の周面に密着している。また、シール部108は、ドライブシャフト103の周面に液密に当接するシールリップ部109を備える。本体106は、軸線を中心とするラッパ状のデフレクタ部110を備える。デフレクタ部110は、シールリップ部109とドライブシャフト103との当接部に石等の異物が入り込むことを防止する。
【0004】
また、シール部108には、外側の端部にダストリップ111が設けられている。この種の従来の密封装置100には、2つのダストリップが設けられているものがある。2つのダストリップ111は、同一の形状・サイズを有しており、軸線に向かう方向に同じ長さを有しており(内径が同じであり)、取付状態においてドライブシャフト103に接触するようになっている(例えば、特許文献1参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の密封装置100においては、組み立て時において、ドライブシャフト103の挿入の際に、ダストリップ111にドライブシャフト103の先端角部が当たり、ダストリップ111が内側に捲れてしまう場合や、ダストリップ111が破損してしまう場合があった(
図5参照)。
【0007】
上記課題を解決するために、本発明の目的は、シャフトの挿入の際に、ダストリップが内側に捲れてしまうことや、ダストリップが破損してしまうことを防止することができる密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明に係る密封装置は、弾性体から成る本体を備え、該本体は、被取付部の開口に内嵌される、軸線を中心とする環状の取付部と、前記被取付部の開口に挿通されるシャフトの外周面に摺動可能に密接するシール部と、密封対象物側とは反対の側に向かって延びる前記軸線を中心とする環状のデフレクタ部とを備え、前記シール部は、前記軸線を中心とする環状のシールリップを備える密封装置において、前記シール部は、前記軸線に向かって延設された前記軸線を中心とする環状の、第1のダストリップと第2のダストリップとを備え、前記第1のダストリップは、該第1のダストリップの先端部の内径が前記シャフトの外径よりも大きく、前記第2のダストリップは、該第2のダストリップの先端部の内径が前記シャフトの外径よりも小さく、前記第1のダストリップは、前記第2のダストリップに対して前記密封対象物側とは反対の側に設けられていることを特徴とする。
【0009】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記第1のダストリップは、前記軸線に沿う面による断面の厚さが、前記第2のダストリップの前記面による断面の厚さよりも大きい。
【0010】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記第1のダストリップは、前記密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて縮径する円錐筒状である。
【0011】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記第2のダストリップは、前記密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて縮径する円錐筒状である。
【0012】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記第1のダストリップと前記第2のダストリップとは、互いに平行に延びている。
【0013】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記デフレクタは、前記密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて拡径する円錐筒状である。
【0014】
本発明の一態様に係る密封装置において、前記シールリップは前記軸線に向かって凸の突条体を有する。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係る密封装置によれば、密封対象物側とは反対の側に設けられている第1のダストリップの先端部の内径がシャフトの外径よりも大きいので、シャフトの挿入の際に、第1のダストリップをシャフトのガイドとして機能させることができる。このため、シャフトの挿入の際に、密封対象物側に設けられている第2のダストリップが内側に捲れてしまうことや、ダストリップが破損してしまうことを防止することができる。また、第1のダストリップとシャフトとの間に空間が形成されて、ラビリンスシールを形成することができる。
【0016】
本発明に係る密封装置によれば、第1のダストリップの軸線に沿う面による断面の厚さが、第2のダストリップの前記面による断面の厚さよりも大きいので、シャフトの挿入の際に、シャフトが第1のダストリップに当接しても、第1のダストリップが内側に捲れてしまうことや、ダストリップが破損してしまうことを防止することができる。
【0017】
本発明に係る密封装置によれば、第1のダストリップは、密封対象物側とは反対の側に向かうにつれて縮径する円錐筒状であるので、異物の浸入をより効果的に防止することができる。
【0018】
本発明に係る密封装置によれば、第2のダストリップは、密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて縮径する円錐筒状であるので、異物の浸入をより効果的に防止することができる。
【0019】
本発明に係る密封装置によれば、第1のダストリップと第2のダストリップとは互いに平行に延びているので、第1のダストリップのガイドとしての機能をより向上させることができ、第2のダストリップが内側に捲れてしまうことや、ダストリップが破損してしまうことをより効果的に防止することができる。
【0020】
本発明に係る密封装置によれば、デフレクタは密封対象物側とは反対の側に向かうに連れて拡径する円錐筒状であるので、石等の異物の浸入をより効果的に防止することができる。
【0021】
本発明に係る密封装置によれば、シールリップは軸線に向かって凸の突条体を有するので、密封装置とシャフトとの間を密封することができる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
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。
【0024】
図1は、本発明の実施の形態に係る密封装置の概略構成を示す、密封装置の軸線に沿った断面における断面図である。
【0025】
図1に示すように、本発明の実施の形態に係る密封装置1は、軸線xを中心とする環状の弾性体から成る本体2と、軸線xを中心とする環状の金属から成る補強環3とを備える。本体2の弾性体としては、例えば、各種ゴム材があり、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)等の合成ゴムである。補強環3の金属としては、例えば、ステンレス鋼やSPCC(冷間圧延鋼)がある。
【0026】
本体2は、ケーシングやハウジング等の被取付部の開口に内嵌される取付部4と、本体2に挿通されるシャフトの外周面に摺動可能に密接するシール部5とを備える。
【0027】
取付部4は、本体2において外周側にある、軸線xを中心とする円筒状の環状の部分である。取付部4の外周側の周面である外周面41は、図示しない被取付部の開口の寸法に応じた厚さ(径方向寸法)を有する締め代部42に基づいて画定されている。ここで、説明の便宜上、外側とは、軸線x方向において矢印a(
図1参照)方向とし、内側とは、軸線x方向において矢印b(
図1参照)方向とする。つまり、内側とは、使用状態において、潤滑オイル等の密封対象物が存在する領域に面する方向であり、外側とは、密封対象物が存在しない若しくは密封対象物を存在させないようにする領域に面する方向(密封対象物とは反対の側)である。また、軸線xに垂直な方向において、軸線xから離れる方向(
図1の矢印c方向)を外周側と、軸線xに近づく方向(
図1の矢印d方向)を内周側とする。
【0028】
シール部5は、本体2において内周側にある、軸線xを中心とする円筒状の環状の部分であり、軸線xに沿って内側方向に延びるシールリップ部51を備える。シール部5は、後述するように、シールリップ部51において、その内周面が内側に向かうにつれて縮径されている。
【0029】
シールリップ部51は、その内周側において内側の部分に、リップ先端部52を備える。リップ先端部52は、
図1に示すように、軸線xを含む断面(以下、単に断面ともいう)における形状が、内周方向に凸のくさび形状であり、軸線xを中心とする環状の突条体である。リップ先端部52は、その内周側先端部において、図示しないシャフトの外周面に液密に当接して、密封装置1とシャフトとの間をこの当接部において密封する。
【0030】
また、シールリップ部51は、リップ先端部52に対向する外周側の面に環状の凹部53を備え、この凹部53には、密封装置1が備える環状のばね54が収容されており、リップ先端部54を内周方向に付勢している。
【0031】
また、
図1に示すように、本体2は、取付部4とシール部5との間を接続する、軸線xを中心とする中空円板状の接続部21と、接続部21の外側の面である外側面21aから外側に向かって延設された、軸線xを中心とする環状のデフレクタ部22とを備える。より具体的には、デフレクタ部22は、軸線x方向において外側に向かうに連れて拡径する円錐筒状の形状を有している。デフレクタ部22は、車両等に組付けられた状態において、リップ先端部52と図示しないシャフトとの当接部に石等の異物が入り込むことを防止する。接続部21は、取付部4の外側端部とシール部5の外側端部とを接続している。なお、デフレクタ部22の形状は他の形状であってもよい。例えば、デフレクタ部22は、円筒状の形状を有していてもよい。デフレクタ部22が外側に向かうに連れて拡径する円錐筒状である場合、石等の異物の浸入をより効果的に防止することができる。
【0032】
補強環3は、本体2に覆われて、本体2と一体になっており、本体2を補強している。補強環3の断面は、略L字状であり、本体2の断面形状に対応した断面形状を有している。具体的には、補強環3の断面形状は、取付部4及び接続部21の断面形状に対応しており、取付部4や、取付部4と接続部21との間の接続部分、並びに接続部21とシール部5との間の接続部分を補強している。なお、補強環3は、本体2を補強できる構造であれば、一部分が本体2によって覆われていても、全体が本体2によって覆われていてもよい。
【0033】
補強環3は、例えばプレス加工や鍛造によって製造され、本体2は成形型を用いて加硫成形によって成形される。この加硫成形の際に、補強環3は成形型の中に配置されており、補強環3と本体2とが一体的に成形される。
【0034】
また、本体2のシール部5は、
図1に示すように、第1のダストリップ6と、第2のダストリップ7との2つのダストリップを備えている。第1のダストリップ6及び第2のダストリップ7は、シール部5の外側端部に延設されている。第1及び第2のダストリップダスト6,7は、異物がシールリップ部51とシャフト(図示せず)との当接部に進入することを防止する。
【0035】
第1のダストリップ6は、シール部5の外側端部において、外側に設けられており、軸線xに向かって延びている、軸線xを中心とする環状の部材である。より具体的には、第1のダストリップ6は、軸線x方向において外側に向かうにつれて縮径する円錐筒状の形状を呈している。第1のダストリップ6は、
図1に示すように、軸線xを含む面における断面において、その延び方向とは直交する方向の寸法である厚さが厚さT1である。また、第1のダストリップ6の内周側の先端部である先端部6aの直径(内径)は、
図1に示すように、内径D1となっている。
【0036】
第2のダストリップ7は、シール部5の外側端部において、内側に設けられており、軸線xに向かって延びている、軸線xを中心とする環状の部材である。より具体的には、第2のダストリップ7は、第1のダストリップ6よりも内側に設けられており、軸線x方向において外側に向かうにつれて縮径する円錐筒状の形状を呈している。第2のダストリップ7は、
図1に示すように、軸線xを含む面における断面において、その延び方向とは直交する方向の寸法である厚さが厚さT2である。また、第2のダストリップ7の内周側の先端部である先端部7aの直径(内径)は、
図1に示すように、内径D2となっている。
【0037】
第1のダストリップ6の厚さT1は、第2のダストリップ7の厚さT2よりも大きく(厚く)なっている(T1>T2)。つまり、第1のダストリップ6は、第2のダストリップ7よりも変形し難くなっている。
【0038】
また、第1のダストリップ6の内径D1は、第2のダストリップ7の内径D2よりも大きくなっている(D1>D2)。さらに、後述するように、第1のダストリップ6の内径D1は、密封装置1に挿入されるシャフトの外径よりも大きく設定されており、第2のダストリップ7の内径D2は、密封装置1に挿入される上記シャフトの外径よりも小さく設定されている。
【0039】
図1に示すように、本実施の形態においては、第1のダストリップ6と第2のダストリップ7とは、互いに平行に延びている。しかしながら、第1のダストリップ6と第2のダストリップ7とは、互いに平行でなくてもよい。
【0040】
次いで、上記本発明の実施の形態に係る密封装置1の使用状態について説明する。本説明においては、密封装置1は、自動車等の車両のデファレンシャルのドライブシャフトに適用されているものとする。より具体的には、密封装置1は、デファレンシャルのケーシングとこのケーシング内に挿通されたドライブシャフトとの間の間隙に、この間隙を密封するために配設されているものとする。
【0041】
図2は、車両おいて組み付けられた状態の密封装置1の様子を概略的に示すための部分断面図である。
【0042】
図2に示すように、被取付部としての、デファレンシャルのケーシング81は、円筒状の開口としての軸孔82を備え、また、この軸孔82にはドライブシャフト83が挿通されている。軸孔82の内周の面である内周面84と、ドライブシャフト83の表面である外周面85との間の間隙86には、この間隙86を密封するために密封装置1が取り付けられている。
【0043】
具体的には、密封装置1は、取付部4がハウジング81の軸孔82に内嵌されてハウジング81に取り付けられている。より具体的には、取付部4の外周面41が軸孔82の内周面84に密接して、補強環3と軸孔82の内周面84との間において、取付部4の締め代部42が圧縮されて、密封装置1はハウジング81に嵌合されて強固に固定されている。また、ドライブシャフト83は、シールリップ部51に挿通されており、シールリップ部51のリップ先端52が、ドライブシャフト83の外周面85に液密に当接している。この取付部4による嵌合と、リップ先端52の当接により、間隙86は密封されている。
【0044】
上述のように、第1のダストリップ6の内径D1は、ドライブシャフト83の外径DSよりも大きくなっている(D1>DS)。このため、第1のダストリップ6の先端部6aとドライブシャフト83の外周面85との間には、環状の間隙が形成されており、この間隙によってラビリンスシール61が形成されている。なお、第1のダストリップ6の先端部6aとドライブシャフト83の外周面85との間の間隙は、軸線xに直交する方向において所定の幅を有している。
【0045】
また、第2のダストリップ7の内径D2は、ドライブシャフト83の外径DSよりも小さくなっている(D2<DS)。このため、第2のダストリップ7の先端部7aはドライブシャフト83の外周面85に当接しており、第2のダストリップ7は、ドライブシャフト83に対して、所定量の締め代を持つ摺動シールとなっている。この締め代の量は、使用状況等に応じて適宜設定される。また、第2のダストリップ7の厚さT2は、上記締め代の量や所望する第2のダストリップ7の追従性等を考慮して適宜設定される。
【0046】
図3は、密封装置1の車両への組み付け時において、ドライブシャフト83を挿入する際の様子を示すための概略図である。
【0047】
上述のように、第1のダストリップ6の内径D1は、ドライブシャフト83の外径DSよりも大きくなっているので、
図3に示すように、ドライブシャフト83の密封装置1への挿入時において、第1のダストリップ6の先端部6aに外側からぶつかることなくドライブシャフト83は第1のダストリップ6を挿通可能である。また、ドライブシャフト83が第1のダストリップ6を挿通する際に、第1のダストリップ6の先端部6aは、ドライブシャフト83の外周面85に接触して、ドライブシャフト83の挿入のためのガイドとして機能する。このため、ドライブシャフト83を第2のダストリップ7に挿通させる際に、ドライブシャフト83の先端の角部である先端角部87が、第2のダストリップ7の締め代の領域を大きく超えて第2のダストリップ7に接触することはない。つまり、ドライブシャフト83の密封装置1への挿通に際して、第1のダストリップ6が、ドライブシャフト83の挿入のためのガイドとして働くので、ドライブシャフト83の先端角部87が、第2のダストリップ7を内側に捲って、または、第2のダストリップ7を破損させて、第2のダストリップ7に挿入されることが防止される。
【0048】
また、第1のダストリップ6の厚さT1は上述のように厚くなっているので、ドライブシャフト83の挿入の際に、ドライブシャフト83が第1のダストリップ6に外側からぶつかったとしても、第1のダストリップ6は内側に捲れることはなく、また、容易に破損することはない。
【0049】
なお、上述の第1のダストリップ6の先端部6aとドライブシャフト83の外周面85との間の間隙の所定の幅は、第1のダストリップ6が上記ガイドとして効果的に機能するように適宜設定されている。
【0050】
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、シール部5の外側端部において、外側に設けられている第1のダストリップ6の先端部6aの内径D1はドライブシャフト83の外径DSよりも大きいので、ドライブシャフト83の挿入の際に、第1のダストリップ6をドライブシャフト83の挿入ガイドとして機能させることができる。このため、ドライブシャフト83の挿入の際に、第1のダストリップ6より内側に設けられている第2のダストリップ7が内側に捲れてしまうことや、破損してしまうことを防止することができる。
【0051】
また、第1のダストリップ6とドライブシャフト83との間に空間が形成されて、ラビリンスシール61を形成することができる。このため、第1のダストリップ6に挿入ガイドとしての機能を持たせつつ、シールとしての機能を維持させることができる。
【0052】
また、第1のダストリップ6の厚さT1は、第2のダストリップ7の厚さT2よりも大きい(厚い)ので、ドライブシャフト83の挿入の際に、ドライブシャフト83が第1のダストリップ6に当接しても、第1のダストリップ6が内側に捲れてしまうことや、破損してしまうことを防止することができる。また、第1のダストリップ6の厚さT1が厚いので、第1のダストリップ6の強度を高めることができ、挿入ガイドとして機能しているときに第1のダストリップ6が容易に変形することがない。このため、第1のダストリップ6の挿入ガイドとしての機能をより向上させることができる。
【0053】
また、第1,2のダストリップ6,7は、外側に向かうにつれて縮径する円錐筒状であるので、異物の浸入をより効果的に防止することができる。
【0054】
また、第1のダストリップ6と第2のダストリップ7とが互いに平行に延びている場合、第1のダストリップ6の挿入ガイドとしての機能をより向上させることができる。このため、第2のダストリップ7が内側に捲れてしまうことや破損してしまうことをより効果的に防止することができる。
【0055】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許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よって適宜変更され得る。具体的には、取付部4やシール部5、補強環3の形状は上述の形状に限るものではない。
【0056】
また、本実施の形態に係る密封装置1は、デファレンシャルのケーシングとこのケーシングの開口に挿通されたドライブシャフトとの間の間隙に適用されるものとしたが、本発明に係る密封装置の適用対象はこれに限られるものではない。例えば、本発明に係る密封装置は、車両のホイールハブにおいてケーシングとこのケーシングの開口に挿通されたドライブシャフトとの間の間隙に適用することもでき、本発明の奏する効果を利用し得るすべての構成に対して、本発明は適用可能である。