特許 7406439 機械システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-19

(45)【発行日】2023-12-27

(54)【発明の名称】機械システム

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/3204 20160101AFI20231220BHJP

   F16J 15/3212 20160101ALI20231220BHJP

   F16J 15/53 20060101ALI20231220BHJP

   F16J 15/3296 20160101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

F16J15/3204 201

F16J15/3212

F16J15/53

F16J15/3296

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020068484

(22)【出願日】2020-04-06

(65)【公開番号】P2021165566

(43)【公開日】2021-10-14

【審査請求日】2023-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003177

【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三宅 諒

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 祐貴

(72)【発明者】

【氏名】米内 寿斗

【審査官】大谷 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】実公昭４８－０２８９８１（ＪＰ，Ｙ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／３２０４

Ｆ１６Ｊ １５／３２１２

Ｆ１６Ｊ １５／５３

Ｆ１６Ｊ １５／３２９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸とハウジングとの間の環状の隙間を封止する装置であって、前記回転軸を包囲する環状のシールリップを含む密封装置と、
前記回転軸の回転を検出する検出部と、
前記回転軸に対する前記シールリップの緊迫力を、前記検出部による検出の結果に応じて調整する調整部とを具備し、
前記調整部は、前記検出部が検出する回転の回転数が閾値を上回る場合における緊迫力が、前記回転数が前記閾値を下回る場合における緊迫力よりも小さくなるように、前記シールリップの緊迫力を調整する
機械システム。

【請求項2】

電流の供給により磁力を発生する電磁石を具備し、
前記調整部は、前記電磁石に発生する磁力を制御することで、当該シールリップの緊迫力を調整する
請求項１の機械システム。

【請求項3】

回転軸とハウジングとの間の環状の隙間を封止する装置であって、前記回転軸を包囲する環状のシールリップを含む密封装置と、
前記回転軸の回転を検出する検出部と、
電流の供給により磁力を発生する電磁石と、
前記電磁石に発生する磁力を前記検出部による検出の結果に応じて制御することで、前記回転軸に対する前記シールリップの緊迫力を調整する調整部と
を具備する機械システム。

【請求項4】

前記調整部は、前記検出部が検出する回転の回転数が閾値を上回る場合における緊迫力が、前記回転数が前記閾値を下回る場合における緊迫力よりも小さくなるように、前記シールリップの緊迫力を調整する
請求項３の機械システム。

【請求項5】

前記調整部は、前記検出部が前記回転軸の回転を検出する場合における緊迫力が、前記検出部が前記回転軸の回転を検出しない場合における緊迫力よりも小さくなるように、前記シールリップの緊迫力を調整する
請求項３の機械システム。

【請求項6】

前記電磁石は、前記シールリップを包囲する環状に設置される
請求項２から請求項５の何れかの機械システム。

【請求項7】

前記シールリップは、磁性体であり、
前記調整部は、前記電磁石から前記シールリップに作用する磁力を制御する
請求項２から請求項６の何れかの機械システム。

【請求項8】

前記密封装置は、前記シールリップを緊縛する環状のガーターバネを含み、
前記ガーターバネは、磁性体であり、
前記調整部は、前記電磁石から前記ガーターバネに作用する磁力を制御する
請求項２から請求項７の何れかの機械システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転軸の周囲の隙間を封止するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

回転軸の外周面とハウジングの貫通孔の内周面との間に形成される環状の間隙を封止する密封装置（オイルシール）が従来から提案されている。例えば特許文献１には、回転軸の外周面に接触する環状のシールリップが形成された密封装置が開示されている。密封装置により密封されたハウジングの内部空間には、例えば潤滑油等の潤滑剤が充填される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－３５８５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

回転軸の回転に必要なトルクの低減を目的として密封装置による緊迫力（シールリップが回転軸を締付ける力）を低減する場合が想定される。しかし、緊迫力が低い状態では、回転軸とシールリップとの間に異物が進入した場合に、両者が密着する領域（以下「接触領域」という）に途切れが発生し易い。特に回転軸が静止している状態では、接触領域の途切れを介して潤滑剤が漏出する場合がある。以上の事情を考慮して、本発明は、回転軸のトルクを低減しながら、回転軸の周囲の隙間を適切に封止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のひとつの態様に係る機械システムは、回転軸とハウジングとの間の環状の隙間を封止する装置であって、前記回転軸を包囲する環状のシールリップを含む密封装置と、前記回転軸の回転を検出する検出部と、前記回転軸に対する前記シールリップの緊迫力を、前記検出部による検出の結果に応じて調整する調整部とを具備する。

【0006】

本発明の好適な態様において、前記調整部は、前記検出部が検出する回転の回転数が閾値を上回る場合における前記緊迫力が、前記回転数が前記閾値を下回る場合における前記緊迫力よりも小さくなるように、前記シールリップの緊迫力を調整する。

【0007】

本発明の他の態様において、前記調整部は、前記検出部が前記回転軸の回転を検出する場合における前記緊迫力が、前記検出部が前記回転軸の回転を検出しない場合における前記緊迫力よりも小さくなるように、前記シールリップの緊迫力を調整する。

【0008】

本発明の好適な態様に係る機械システムは、電流の供給により磁力を発生する電磁石を具備し、前記調整部は、前記電磁石に発生する磁力を制御することで、当該シールリップの緊迫力を調整する。さらに具体的な態様において、前記電磁石は、前記シールリップを包囲する環状に設置される。

【0009】

本発明の好適な態様において、前記シールリップは、磁性体であり、前記調整部は、前記電磁石から前記シールリップに作用する磁力を制御する。また、他の態様において、前記密封装置は、前記シールリップを緊縛する環状のガーターバネを含み、前記ガーターバネは、磁性体であり、前記調整部は、前記電磁石から前記ガーターバネに作用する磁力を制御する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、回転軸のトルクを低減しながら、回転軸の周囲の隙間を適切に封止できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係る電気自動車の構成を例示するブロック図である。

【図2】第１実施形態に係る機械システムの構成を例示するブロック図である。

【図3】制御処理の具体的な手順を例示するフローチャートである。

【図4】第２実施形態における制御処理の具体的な手順を例示するフローチャートである。

【図5】変形例における回転数の範囲に関する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の好適な形態について図面を参照しながら以下に説明する。なお、各図面における各要素の寸法および縮尺は実際の製品とは適宜に相違する。

【0013】

Ａ：第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る機械システム３０を利用した電気自動車１００の構成を例示するブロック図である。第１実施形態の電気自動車１００は、電気を動力源とする自動車であり、電源装置１０と電動機２０と機械システム３０とを具備する。

【0014】

電源装置１０は、電気自動車１００の各要素に電力を供給する電源である。電源装置１０は、例えば電動機２０および機械システム３０に電力を供給する。例えば二次電池または燃料電池等の各種の電池が電源装置１０として利用される。

【0015】

電動機２０は、電源装置１０から供給される電力を機械的な動力に変換するモーターである。具体的には、電動機２０は、円柱状の回転軸２１を回転させる。回転軸２１は、電動機２０の出力軸である。機械システム３０は、電動機２０が出力する動力（すなわち回転軸２１の回転）を電気自動車１００の複数の駆動輪（図示略）に伝達するためのシステムである。

【0016】

図２は、機械システム３０の構成図である。なお、以下の説明においては、回転軸２１の中心軸Ｃを中心とする任意の半径の仮想円における円周の方向を「周方向」と表記し、当該仮想円の半径の方向を「径方向」と表記する。また、回転軸２１の中心軸Ｃに沿う一方向を「Ｘ1方向」と表記し、Ｘ1方向とは反対の方向を「Ｘ2方向」と表記する。

【0017】

図２に例示される通り、機械システム３０は、ハウジング４０と密封装置５０と電磁石３１と制御ユニット３２と検出装置３３とを具備する。ハウジング４０は、回転軸２１の回転を伝達するための動力伝達系（図示略）を収容する筐体である。電動機２０の回転軸２１が挿入される貫通孔４１がハウジング４０には形成される。回転軸２１の外周面Ｆ1と貫通孔４１の内周面Ｆ2との間には、回転軸２１と同心に環状の隙間Ｇが形成される。

【0018】

密封装置５０は、回転軸２１の外周面Ｆ1と貫通孔４１の内周面Ｆ2との間の隙間Ｇを封止する環状の構造体である。すなわち、密封装置５０は、回転軸２１と同心に設置されて当該回転軸２１を包囲する。密封装置５０により封止されるハウジング４０の内部空間には、例えば潤滑油等の潤滑剤が充填される。第１実施形態の密封装置５０は、貫通孔４１を介した潤滑剤の漏出（油漏れ）を防止するためのオイルシールである。

【0019】

密封装置５０は、補強環５１と弾性体５２とガーターバネ５３とを具備する。補強環５１は、密封装置５０の機械的な強度を補強するための環状の芯金である。補強環５１は、例えばステンレス鋼または冷間圧延鋼板（SPCC）等の高剛性の金属材料で形成される。図２に例示される通り、補強環５１は、筒状部５１１と鍔状部５１２とを具備する。筒状部５１１は、回転軸２１を包囲する円筒状の部分である。鍔状部５１２は、筒状部５１１のうちＸ1方向の周縁から回転軸２１側に突出する円環状の板状部分である。以上の説明から理解される通り、補強環５１は、断面がＬ字状に形成された環状部材である。

【0020】

弾性体５２は、弾性材料で形成された環状の構造体である。第１実施形態の弾性体５２は、外周部５２１と中間部５２２とシールリップ５２３とダストリップ５２４とが一体に構成された構造体である。外周部５２１は、筒状部５１１の外周面を被覆する円筒状の部分である。外周部５２１の表面は、貫通孔４１の内周面Ｆ2に密着する。中間部５２２は、鍔状部５１２のうちＸ1方向の表面を被覆する環状の部分である。

【0021】

シールリップ５２３は、中間部５２２の内周縁（または鍔状部５１２の内周縁）からＸ2方向に突出する部分であり、回転軸２１を包囲する環状に形成される。シールリップ５２３のうち回転軸２１の外周面Ｆ1との対向面（すなわち内周面）には、回転軸２１の外周面Ｆ1に向けて楔状に突出する接触部５２５が形成される。接触部５２５の先端が回転軸２１の外周面Ｆ1に接触することで隙間Ｇが封止される。具体的には、回転軸２１の外周面Ｆ1に押付けられることで接触部５２５の先端が変形する結果、外周面Ｆ1において周方向に延在する帯状の接触領域が形成される。接触領域は、回転軸２１の外周面Ｆ1のうち接触部５２５が密着する領域である。回転軸２１が回転することで、接触部５２５は外周面Ｆ1に対して摺動する。

【0022】

他方、シールリップ５２３の外周面は、補強環５１における筒状部５１１の内周面に間隔をあけて対向する。図２に例示される通り、シールリップ５２３の外周面には、周方向に沿う環状の溝部５２６が形成される。

【0023】

ガーターバネ５３は、シールリップ５２３を緊縛する環状の弾性部材である。例えば、ステンレス鋼等の金属材料により形成されたコイルバネがガーターバネ５３として利用される。ガーターバネ５３は、シールリップ５２３の溝部５２６内に設置される。シールリップ５２３は、ガーターバネ５３により締付けられることで回転軸２１の外周面Ｆ1に押付けられる。

【0024】

ダストリップ５２４は、シールリップ５２３の基端部（例えば中間部５２２とシールリップ５２３とが連結される部分）から回転軸２１の外周面Ｆ1に向けて突出する環状の部分である。ダストリップ５２４の先端が回転軸２１の外周面Ｆ1に接触することで、ハウジング４０の内部空間に対する塵埃等の異物の進入が抑制される。

【0025】

第１実施形態の弾性体５２は、磁性材料または磁石材料で形成された磁性体である。例えば、各種の合成ゴムに磁性粉末または磁石粉末を混練した磁性ゴムにより弾性体５２は形成される。弾性体５２の形成に利用される合成ゴムとしては、例えば、ニトリルゴム（NBR），アクリルゴム（ACM），シリコーンゴム（VMQ），またはフッ素ゴム（FKM）が利用される。以上の例示の通り、第１実施形態のシールリップ５２３は磁性体で形成される。

【0026】

図２の電磁石３１は、電流の供給により磁力を発生する磁石である。第１実施形態の電磁石３１は、シールリップ５２３の外周面と補強環５１の筒状部５１１の内周面との間の環状の空間に設置される環状の構造体である。すなわち、電磁石３１はシールリップ５２３を全周にわたり包囲する。シールリップ５２３の外周面と電磁石３１の内周面とは相互に間隔をあけて対向する。

【0027】

電流の供給により電磁石３１に磁力が発生すると、図２に白矢印で図示される通り、当該磁力によりシールリップ５２３は電磁石３１側（すなわち径方向の外側）に引寄せられる。すなわち、シールリップ５２３が拡径する方向に磁力が作用する。他方、電磁石３１に電流が供給されない状態ではシールリップ５２３に磁力は作用しない。したがって、電磁石３１に電流が供給されている状態でシールリップ５２３が回転軸２１を締付ける力（以下「緊迫力」という）は、電磁石３１に電流が供給されない状態におけるシールリップ５２３の緊迫力を下回る。すなわち、電磁石３１に対する電流の供給によりシールリップ５２３の緊迫力が低減される。

【0028】

検出装置３３は、回転軸２１の回転を検出するセンサである。具体的には、検出装置３３は、回転軸２１の回転に応じた検出信号Ｄを生成する。例えば回転軸２１の回転を光学的または機械的に検出することで回転数に応じた検出信号Ｄを出力する公知のロータリーエンコーダーが、検出装置３３として好適に利用される。検出装置３３は、「検出部」の一例である。

【0029】

制御ユニット３２は、検出装置３３による検出の結果に応じて、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力を調整する。第１実施形態の制御ユニット３２は、電磁石３１に発生する磁力を制御することでシールリップ５２３の緊迫力を調整する。具体的には、制御ユニット３２は、電磁石３１に対する電流の供給（供給／停止）を制御することでシールリップ５２３の緊迫力を調整する。制御ユニット３２は、例えば電源装置１０から供給される電力により動作する電気回路または電子回路により構成される。すなわち、電動機２０に電力を供給するための電源装置１０が制御ユニット３２に対する電力の供給にも兼用される。制御ユニット３２は、「調整部」の一例である。

【0030】

図３は、制御ユニット３２が実行する処理（以下「制御処理Ｓa」という）の具体的な手順を例示するフローチャートである。例えば所定の周期で発生する割込を契機として制御処理Ｓaが反復的に実行される。

【0031】

制御処理Ｓaが開始されると、制御ユニット３２は、検出装置３３から供給される検出信号Ｄを解析することで回転軸２１の回転数Ｒを算定する（Ｓa1）。回転数Ｒは、例えば単位時間内における回転軸２１の回転数である。

【0032】

制御ユニット３２は、回転数Ｒが所定の閾値Ｒthを上回るか否かを判定する（Ｓa2）。閾値Ｒthは、例えば定格の回転数に対して所定の比率（例えば定格の回転数の１割程度）の関係にある正数である。制御ユニット３２による判定（Ｓa2）は、回転軸２１の回転が、閾値Ｒthを上回る回転数Ｒの高速回転であるか、閾値Ｒthを下回る回転数Ｒの低速回転（または静止状態）であるかを判定する処理とも換言される。なお、閾値Ｒthは、基本的には固定値であるが、例えば利用者からの指示に応じた可変値に設定されてもよい。

【0033】

回転数Ｒが閾値Ｒthを上回る場合（Ｓa2：YES）、制御ユニット３２は、電磁石３１に電流を供給することでシールリップ５２３の緊迫力を低減する（Ｓa3）。すなわち、制御ユニット３２は、径方向の外側にシールリップ５２３を引寄せる磁力を電磁石３１に発生させることで緊迫力を低減する。制御ユニット３２が電磁石３１に供給する電流は、電源装置１０から制御ユニット３２に供給される電力を利用して生成される。

【0034】

他方、回転数Ｒが閾値Ｒthを下回る場合（Ｓa2：NO）、制御ユニット３２は、電磁石３１に電流を供給しない（Ｓa4）。すなわち、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力は高い水準に維持される。以上の説明から理解される通り、第１実施形態の制御ユニット３２は、回転軸２１の回転数Ｒが閾値Ｒthを上回る場合における緊迫力が、回転数Ｒが閾値Ｒthを下回る場合における緊迫力よりも小さくなるように、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力を調整する。なお、回転数Ｒが閾値Ｒthと等しい場合、制御ユニット３２は、緊迫力を低減してもよいし維持してもよい。

【0035】

以上に例示した通り、第１実施形態においては、回転軸２１の回転を検出した結果に応じて回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力が調整される。したがって、以下に詳述する通り、回転軸２１の回転数Ｒに関わらずシールリップ５２３の緊迫力が一定に維持される構成と比較して、回転軸２１とハウジング４０との間の環状の隙間Ｇを適切に封止できるという利点がある。

【0036】

まず、回転数Ｒが閾値Ｒthを上回る場合（高速回転時）には、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力が低減される。したがって、回転軸２１の高速回転に必要なトルクが低減される。他方、回転数Ｒが閾値Ｒthを下回る場合（低速回転時または静止状態）には、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力が高い水準に維持される。したがって、回転軸２１とシールリップ５２３との間に異物が進入する可能性、または、当該異物の進入に起因して接触領域に途切れが発生する可能性が低減される。したがって、潤滑剤の漏出を有効に抑制できる。すなわち、第１実施形態によれば、高速回転時におけるトルクの低減と低速回転時（または静止状態）における潤滑剤の漏出の抑制とを両立できるという利点がある。なお、高速回転時にはシールリップ５２３のポンピング作用により潤滑剤の漏出が抑制される。したがって、高速回転時には、緊迫力が低減された状態でも潤滑剤の漏出は特段の問題とならない。

【0037】

また、第１実施形態においては、電磁石３１に発生する磁力を制御することでシールリップ５２３の緊迫力が調整される。したがって、緊迫力を調整するための構成および制御が簡素化されるという利点がある。第１実施形態においては特に、電磁石３１がシールリップ５２３を包囲する環状に設置される。したがって、周方向の全体にわたりシールリップ５２３の緊迫力を均等に調整できるという利点もある。

【0038】

Ｂ：第２実施形態
本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各態様において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

【0039】

第２実施形態の制御ユニット３２は、図３に例示した制御処理Ｓaに代えて図４の制御処理Ｓbを実行する。図４の制御処理Ｓbは、例えば所定の周期で発生する割込を契機として反復的に実行される。

【0040】

制御処理Ｓbが開始されると、制御ユニット３２は、検出装置３３から供給される検出信号Ｄを解析することで回転軸２１が回転しているか否かを判定する（Ｓb1）。回転軸２１が回転している場合（Ｓb1：YES）、制御ユニット３２は、電磁石３１に電流を供給することでシールリップ５２３の緊迫力を低減する（Ｓb2）。他方、回転軸２１が回転していない場合（Ｓb2：NO）、制御ユニット３２は、電磁石３１に電流を供給しない（Ｓb3）。すなわち、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力は維持される。以上の説明から理解される通り、第２実施形態の制御ユニット３２は、検出装置３３が回転軸２１の回転を検出する場合における緊迫力が、検出装置３３が回転軸２１の回転を検出しない場合における緊迫力よりも小さくなるように、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力を調整する。

【0041】

第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態においては、回転軸２１が回転している状態における緊迫力を低減することで、回転軸２１の回転に必要なトルクが低減され、かつ、回転軸２１が静止している状態における緊迫力を確保することで、静止状態における潤滑剤の漏出等の問題を抑制できる。

【0042】

また、第２実施形態においては、回転軸２１の回転の有無が判定されるから、回転数Ｒを算定する処理（Ｓa1）は不要である。したがって、第１実施形態と比較して制御ユニット３２または検出装置３３の構成または動作が簡素化されるという利点もある。例えば、第２実施形態の検出装置３３は、回転数Ｒの算定に必要な検出信号Ｄを生成する装置（例えばロータリーエンコーダー）である必要はなく、回転軸２１の回転の有無を検出できるセンサで充分である。他方、第１実施形態によれば、静止状態に加えて低速回転時（Ｒ＜Ｒth）においても、緊迫力の確保により潤滑剤の漏出等の問題を抑制できるという利点がある。

【0043】

Ｃ：第３実施形態
第１実施形態においてはシールリップ５２３が磁性体である構成を例示した。第３実施形態においては、ガーターバネ５３が磁性体で形成される。すなわち、第３実施形態のガーターバネ５３は、磁性材料または磁石材料で形成された磁性体である。他方、第３実施形態のシールリップ５２３は、非磁性材料で形成される。

【0044】

電磁石３１の構造および位置は第１実施形態と同様である。すなわち、図２から理解される通り、ガーターバネ５３と筒状部５１１との間の空間に環状の電磁石３１が設置される。ガーターバネ５３と電磁石３１の内周面とは相互に間隔をあけて対向する。

【0045】

以上の構成において、電流の供給により電磁石３１に発生する磁力はガーターバネ５３に作用する。制御ユニット３２は、電磁石３１からガーターバネ５３に作用する磁力を制御することで、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力を調整する。具体的には、電流の供給により電磁石３１に磁力が発生すると、当該磁力によりガーターバネ５３が径方向の外側に引寄せられる。したがって、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力が低減される。他方、電磁石３１に電流が供給されない状態においては、ガーターバネ５３に磁力は作用しない。

【0046】

第３実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第３実施形態においては、ガーターバネ５３が磁性体で形成されるから、シールリップ５２３に磁性は要求されない。したがって、第３実施形態によれば、第１実施形態と比較してシールリップ５２３の材料の自由度を確保し易いという利点がある。他方、シールリップ５２３が磁性体で形成される第１実施形態においては、回転軸２１に対する緊迫力を発生させるシールリップ５２３に直接的に磁力が作用する。したがって、密封装置５０におけるシールリップ５２３以外の要素（例えばガーターバネ５３）に磁力を作用させる構成と比較して、シールリップ５２３の緊迫力を調整し易いという利点がある。

【0047】

なお、シールリップ５２３が磁性体で形成される第１実施形態とガーターバネ５３が磁性体で形成される第３実施形態とを組合せてもよい。すなわち、電磁石３１に発生する磁力を、シールリップ５２３およびガーターバネ５３の双方に作用させてもよい。また、以上の説明においては第１実施形態の構成を基礎として第３実施形態を説明したが、回転軸２１の回転の有無に応じて緊迫力を制御する第２実施形態に、ガーターバネ５３を磁性体で形成する第３実施形態を採用してもよい。

【0048】

Ｄ：第４実施形態
第４実施形態においては、第１実施形態における電磁石３１が加熱機構に置換される。加熱機構は、例えば電熱線等の発熱源を具備するヒーターである。加熱機構は、電流の供給により発熱することで密封装置５０のガーターバネ５３を加熱する。加熱機構により加熱されることでガーターバネ５３は熱膨張するから、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力は低減される。

【0049】

制御ユニット３２は、検出装置３３による検出の結果に応じて加熱機構を制御する。具体的には、制御ユニット３２は、回転軸２１の回転数Ｒが閾値Ｒthを上回る場合に、加熱機構に電流を供給することでガーターバネ５３を加熱する。したがって、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力が低減される。他方、回転数Ｒが閾値Ｒthを下回る場合、制御ユニット３２は加熱機構に電流を供給しない。したがって、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力は維持される。

【0050】

第４実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。なお、回転軸２１の回転の有無に応じて緊迫力を制御する第２実施形態の構成を、第４実施形態に適用してもよい。例えば、制御ユニット３２は、回転軸２１が回転している場合に加熱機構にガーターバネ５３を加熱させ、回転軸２１が回転していない場合には加熱機構によるガーターバネ５３の加熱を停止させる。

【0051】

Ｅ：第５実施形態
第５実施形態においては、第１実施形態における電磁石３１が駆動機構に置換される。駆動機構は、密封装置５０のシールリップ５２３を径方向の外側（筒状部５１１側）に機械的に引寄せるアクチュエータである。駆動機構によりシールリップ５２３が引寄せられることで、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力は低減される。

【0052】

制御ユニット３２は、検出装置３３による検出の結果に応じて駆動機構を制御する。具体的には、制御ユニット３２は、回転軸２１の回転数Ｒが閾値Ｒthを上回る場合に、シールリップ５２３を径方向の外側に引寄せる動作を駆動機構に実行させる。したがって、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力が低減される。他方、回転数Ｒが閾値Ｒthを下回る場合、制御ユニット３２は駆動機構の動作を停止させる。したがって、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力は維持される。

【0053】

第５実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。なお、回転軸２１の回転の有無に応じて緊迫力を制御する第２実施形態の構成を、第５実施形態に適用してもよい。例えば、制御ユニット３２は、回転軸２１が回転している場合にはシールリップ５２３を引寄せる動作を駆動機構に実行させ、回転軸２１が回転していない場合には駆動機構の動作を停止させる。また、以上の説明においては駆動機構がシールリップ５２３を引寄せる構成を例示したが、駆動機構がガーターバネ５３を径方向の外側に引寄せることでシールリップ５２３の緊迫力を調整してもよい。

【0054】

第１実施形態から第５実施形態の例示から理解される通り、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力を調整するための機構は任意である。第１実施形態における電磁石３１、第４実施形態における加熱機構、および第５実施形態における駆動機構は、制御ユニット３２による制御のもとで回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力を変化させる機構として包括的に表現される。

【0055】

Ｆ：変形例
以上に例示した各態様に付加され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適宜に併合してもよい。

【0056】

（１）前述の各形態においては、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力について低減（Ｓa3，Ｓb2）および維持（Ｓa4，Ｓb3）の何れかを択一的に選択したが、緊迫力を多段階に制御してもよい。例えば、図５に例示される通り、回転軸２１の回転数Ｒの値域が第１範囲Ｑ1と第２範囲Ｑ2と第３範囲Ｑ3とに区分される。第１範囲Ｑ1は、閾値Ｒth1を下回る範囲であり、第３範囲Ｑ3は、閾値Ｒth2（Ｒth2＞Ｒth1）を上回る範囲であり、第２範囲Ｑ2は、閾値Ｒth1と閾値Ｒth2との間の範囲である。

【0057】

制御ユニット３２は、回転軸２１の回転数Ｒが第２範囲Ｑ2内にある場合の緊迫力が、回転数Ｒが第１範囲Ｑ1内にある場合の緊迫力よりも小さくなるように、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力を調整する。さらに、制御ユニット３２は、回転数Ｒが第３範囲Ｑ3内にある場合の緊迫力が、回転数Ｒが第２範囲Ｑ2内にある場合の緊迫力よりも小さくなるように、回転軸２１に対するシールリップ５２３の緊迫力を調整する。すなわち、回転数Ｒが増加するほど緊迫力が減少するように、制御ユニット３２はシールリップ５２３の緊迫力を段階的に制御する。

【0058】

（２）密封装置５０の構造は前述の各形態において例示した構造に限定されない。例えば、ダストリップ５２４を省略した構成、またはガーターバネ５３を省略した構成も想定される。また、補強環５１を省略してもよい。以上の説明から理解される通り、密封装置５０は、回転軸２１を包囲する環状のシールリップ５２３を含む構造体として包括的に表現される。

【0059】

（３）第２実施形態においては、検出信号Ｄを解析することで回転軸２１の回転の有無を判定した。しかし、第２実施形態において、第１実施形態と同様に回転軸２１の回転数Ｒを算定し、当該回転数Ｒが０（＝Ｒth）を上回るか否かに応じて回転軸２１の回転の有無を判定してもよい。

【0060】

（４）前述の各形態においては、電機システムを利用した電気自動車１００を例示したが、本発明に係る電機システムの用途は以上の例示に限定されない。回転軸２１とハウジング４０との間の環状の隙間Ｇに密封装置５０が設置される任意の構成に、本発明が適用される。

【符号の説明】

【0061】

１００…電気自動車、１０…電源装置、２０…電動機、２１…回転軸、３０…機械システム、３１…電磁石、３２…制御ユニット、３３…検出装置、４０…ハウジング、４１…貫通孔、５０…密封装置、５１…補強環、５１１…筒状部、５１２…鍔状部、５２…弾性体、５２１…外周部、５２２…中間部、５２３…シールリップ、５２４…ダストリップ、５２５…接触部、５２６…溝部、５３…ガーターバネ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】