JP2010071377A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体の偏心に対する追随性に優れ、しかも回転体のスラスト変位に対してもシールリップの密接状態の安定性が損なわれない密封装置を提供する。
【解決手段】ハウジングとその内周の回転体との間に介装される密封装置であって、ハウジング側に密嵌され軸方向に並んだ複数のフランジ１１ｂ，１２ｂを有する支持体１と、密封装置本体２とを備え、密封装置本体２が、前記複数のフランジ１１ｂ，１２ｂの間に連続気孔を有する多孔質弾性体からなる弾性体３，３を介して軸方向及び径方向変位可能に支持された被支持環２１と、この被支持環２１に一体的に設けられて前記回転体に摺動可能に密接されるシールリップ２２からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は密封装置に関するものであって、特に、ハウジングと軸との相対的な偏心や相対的な軸方向変位の大きい部位での密封に適したものに関する。

例えば自動車のエクステンションハウジングと回転軸との間の密封手段として用いられる密封装置として、従来から、例えば図４あるいは図５に示されるようなものが知られている。

このうち、図４に示される密封装置は、ハウジングの内周面に圧入される外周シール部１０２と、回転軸の外周面に摺動可能に密接される対油リップ１０３、対ダスト用リップ１０４、及び対ダスト用のサイドリップ１０５が、金属製の補強環１０１に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体的に成形された構成を備える。

この種の密封装置では、回転軸の偏心に対する追随性を確保するためには、対油リップ１０３の肉厚を薄くすることが有効であるが、この場合は対油リップ１０３の剛性が低下することから、軸方向変位に対しては回転軸の外周面と対油リップ１０３の接触状態が不安定になることが懸念される。

また、図５に示される密封装置は、ハウジングの内周面に圧入される金属製の外環２０１及びこれに一体に組み込まれた金属製の内環２０２と、この内環２０２にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で一体的に成形され、ベロー部２０３及びその内径側に連続して設けられて回転軸の外周面に摺動可能に密接される対油リップ２０４とを備える（例えば特許文献１参照）。
特開平９−１１２７０６号公報

しかしながらこの密封装置も、ベロー部２０３によって対油リップ２０４の優れた偏心追随性が確保されるものの、軸方向変位に対しては回転軸の外周面と対油リップ２０４の接触状態が不安定になることが懸念される。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、軸偏心に対する追随性に優れ、しかも軸のスラスト変位に対してもシールリップの密接状態の安定性が損なわれない密封装置を提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る密封装置は、ハウジングとその内周の回転体との間に介装される密封装置であって、前記ハウジング側に密嵌され軸方向に並んだ複数のフランジを有する支持体と、密封装置本体とを備え、前記密封装置本体が、前記複数のフランジの間に弾性体を介して軸方向及び径方向変位可能に支持された被支持環と、この被支持環に一体的に設けられて前記回転体に摺動可能に密接されるシールリップからなるものである。

請求項２の発明に係る密封装置は、請求項１に記載された弾性体が連続気孔を有する多孔質弾性体からなるものである。なお、ここでいう連続気孔を有する多孔質弾性体としては、例えばファブリックやフェルト、綿状体などの繊維集合体や、連続気泡を有する発泡樹脂（スポンジ）が挙げられる。

請求項３の発明に係る密封装置は、請求項１に記載された支持体と被支持環に、互いの回り止め手段が形成されたものである。

請求項１の発明に係る密封装置によれば、密封装置本体の被支持環が、ハウジング側に密嵌される支持体のフランジ間に弾性体を介して軸方向及び径方向変位可能に支持されているので、ハウジングに対する回転体の偏心や軸方向変位に対して、密封装置本体が良好に追随することができ、密封装置本体におけるシールリップの密接状態の安定性が確保される。

請求項２の発明に係る密封装置によれば、支持体のフランジと密封装置本体の被支持環の間に介在させる弾性体を連続気孔を有する多孔質弾性体からなるものとすることによって、回転体の偏心や軸方向変位に対する密封装置本体の追随性を一層良好にすることができる。

請求項３の発明に係る密封装置によれば、回転体と摺動するシールリップの摺動トルクによる密封装置本体の回転が防止される。

以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係る密封装置の第一の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

図１に示される密封装置は、不図示のハウジングの内周面に密嵌される支持体１と、この支持体１に弾性体３を介して支持された密封装置本体２とを備える。

支持体１は、互いに一体的に嵌着された金属製の外環１１及び内環１２と、ゴム材料又はゴム状弾性材料で成形され前記外環１１に一体的に設けられた外周シール部１３及びサイドリップ１４からなる。

詳しくは、支持体１における外環１１は、外径筒部１１ａ及びその一端から内径側へ屈曲形成されたフランジ１１ｂを有し、内環１２は、外環１１の外径筒部１１ａの内周面に嵌着された外径筒部１２ａと、この外径筒部１２ａの一端から内径側へ屈曲形成され前記フランジ１１ｂと軸方向に所定間隔で並んだフランジ１２ｂと、このフランジ１２ｂの内径端から外径筒部１２ａと同心に折り返された内径筒部１２ｃを有する。

支持体１における外周シール部１３は、ハウジングの内周面に適当な圧縮状態で密接されるものであって、外環１１の外径筒部１１ａの外周面に加硫接着等により一体化されている。

支持体１におけるサイドリップ１４は、機外側を向いた先端側が大径となるような円錐筒状をなし、先端が例えば後述する回転軸側に取り付けられる不図示のスリンガなどに摺動可能に密接されるものであって、その根元１４ａは外環１１のフランジ１１ｂの内径部に加硫接着等により一体化され、外周シール部１３と連続している。

密封装置本体２は、支持体１における外環１１のフランジ１１ｂと内環１２のフランジ１２ｂとの間に遊嵌状態に配置された金属製の被支持環２１と、ゴム材料又はゴム状弾性材料で成形され前記被支持環２１に一体的に設けられた対油リップ２２、対ダスト用リップ２３及び外周リップ２４と、前記対油リップ２２の外周に装着されたガータスプリング２５からなる。なお、対油リップ２２は請求項１に記載されたシールリップに相当する。

詳しくは、密封装置本体２における被支持環２１は、外径が支持体１における外環１１の外径筒部１１ａの内径より適宜小径のワッシャ状をなすものであって、その外径部２１ａが、支持体１における外環１１のフランジ１１ｂと内環１２のフランジ１２ｂとの間に、一対の弾性体３，３を介して軸方向及び径方向変位可能に挟持されている。

密封装置本体２における対油リップ２２は、不図示の軸受等が存在する機内側を向いていて、すなわち支持体１におけるサイドリップ１４と反対側を向いていて、その根元が被支持環２１の内径部２１ｂに加硫接着等によって一体化されており、先端内径部のリップエッジ２２ａが、ハウジングの内周に挿通された不図示の回転軸の外周面に適当な締め代をもって摺動可能に密接されることによって、機内側の潤滑油等の機外側への漏洩を防止するものである。なお、回転軸は、請求項１に記載された回転体に相当する。

また、リップエッジ２２ａの機外側の内周面には、回転軸の回転によって機内側へ向けて螺子ポンプ作用を発揮する螺旋溝（又は螺旋突条）２２ｂが形成され、さらにそれより機外側には、対油リップ２２の姿勢を安定させるためのサブエッジ２２ｃが円周方向に連続して形成されている。

密封装置本体２における対ダスト用リップ２３は、対油リップ２２と反対側すなわち機外側を向いていて、その根元が対油リップ２２の根元と連続して、被支持環２１の内径部２１ｂに加硫接着等によって一体化されており、先端内径部が、回転軸の外周面に摺動可能に密接されることによって機内側へのダスト等の侵入を阻止するものである。

密封装置本体２における外周リップ２４は、機内側を向いた先端側が大径となるような円錐筒状をなすものであって、その根元が対油リップ２２の根元の外周位置で被支持環２１に加硫接着等によって一体化されており、Ｒ面状に面取りされた先端外径部が、支持体１における内環１２の内径筒部１２ｃの内周面に適当な締め代をもって密接されている。そしてこのため、密封装置本体２を支持体１に対して径方向へ弾性的に支持する作用を有する。

密封装置本体２におけるガータスプリング２５は、回転軸に対する対油リップ２２の緊迫力を補償するためのものであって、金属製の細長いコイルスプリングを環状に繋げたものである。

支持体１における外環１１のフランジ１１ｂ及び内環１２のフランジ１２ｂと密封装置本体２の被支持環２１との対向面間にそれぞれ介在する弾性体３は、連続気孔を有する多孔質弾性体、例えばファブリック、綿、フェルトなどの繊維集合体や、連続気泡を有する発泡樹脂（スポンジ）などを環状に成形したもので、柔軟に変形可能である。この弾性体３は、前記フランジ１１ｂ，１２ｂと被支持環２１のうちいずれか一方に接着しても良い。

以上のように構成された第一の形態の密封装置によれば、支持体１における外環１１のフランジ１１ｂと内環１２のフランジ１２ｂとの間で、密封装置本体２の被支持環２１が一対の弾性体３，３を介して軸方向及び径方向変位可能に挟持されているため、回転軸が例えばハウジングに対して偏心した場合、この回転軸の外周面に対油リップ２２及び対ダスト用リップ２３が密接されている密封装置本体２は、支持体１に対して、前記外環１１の外径筒部１１ａの内径と被支持環２１の外径との径方向隙間Ｇの範囲内で、径方向へ追随変位することができる。このため、回転軸の外周面に対する対油リップ２２及び対ダスト用リップ２３の密接状態が損なわれたり、円周方向一部で対油リップ２２及び対ダスト用リップ２３の面圧が異常に増大したりするのを有効に防止することができる。

なお、支持体１に対する密封装置本体２の偏心に際しては、外周リップ２４は、径方向への曲げ変形を受けながら、先端外径部が、支持体１における内環１２の内径筒部１２ｃの内周面との密接状態が維持されるので、支持体１のサイドリップ１４の摺動部から、多孔質弾性体からなる弾性体３に侵入したダストがこの弾性体３からさらに機内側へ侵入するのを、阻止することができる。

また、回転軸が例えばハウジングに対して軸方向へ変位した場合、この回転軸の外周面と対油リップ２２及び対ダスト用リップ２３との摩擦力によって、密封装置本体２は、被支持環２１とその軸方向両側のフランジ１１ｂ，１２ｂとの間での弾性体３の柔軟な変形を伴いながら、軸方向へ追随変位するので、対油リップ２２及び対ダスト用リップ２３がめくれたりしてその姿勢が不安定になるのを有効に防止することができる。しかも、この密封装置本体２の軸方向変位量は、弾性体３の圧縮限度の範囲内に制限されるので、先に説明した図５の従来構造のようにベロー部２０３によって軸方向追随性を与えたものに比較して、対油リップ２２及び対ダスト用リップ２３によるシール位置を安定させることができる。

そしてこのとき、外周リップ２４は、支持体１における内環１２の内径筒部１２ｃの内周面と軸方向に摺動することになるが、外周リップ２４の先端外径部はＲ面状に面取りされているので、弾性体３側にダストが存在する場合でも、このダストを機内側へ掻き出すような作用は生じない。

ここで、多孔質弾性体からなる弾性体３は、圧縮に対する反発力が小さく、すなわち被支持環２１（密封装置本体２）に対する固定力が小さいため、対油リップ２２及び対ダスト用リップ２３の摺動トルクによって密封装置本体２が回転してしまうことが懸念される。図２は、このような密封装置本体２の回転を防止するための回り止め手段を設けた第二の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図、図３は、図２におけるIII-III断面図である。

この第二の形態において、上述した第一の形態と異なるところは、支持体１の外環１１と密封装置本体２の被支持環２１に、相対回転を防止する回り止め手段が形成されたことにある。その他の部分は、基本的には図１と同様に構成されている。

詳しくは、支持体１における外環１１の外径筒部１１ａのうち、フランジ１１ｂと内環１２のフランジ１２ｂとの間に位置する部分の内周面には、複数の係合突起１１ｃが円周方向所定の位相間隔で形成されている。なお、この係合突起１１ｃは、エンボス加工などにより外径側から陥没させて形成することができる。

一方、密封装置本体２における被支持環２１の外径部２１ａには、複数の係合切欠２１ｃが、上述した係合突起１１ｃと対応する位相間隔で形成されており、各係合突起１１ｃと遊嵌状態で円周方向に互いに係合している。

以上のように構成された第二の形態の密封装置によれば、先に説明した第一の形態による効果に加え、回転軸の外周面と摺動する対油リップ２２及び対ダスト用リップ２３の摺動トルクによって密封装置本体２が支持体１に対して相対回転するのを、係合突起１１ｃと係合切欠２１ｃの互いの係合によって確実に防止することができる。

なお、回り止め手段としては、図２及び図３に示されるもののほかに、例えば外環１１のフランジ１１ｂ、内環１２のフランジ１２ｂ及び被支持環２１の外径部２１ａにそれぞれエンボス加工等による軸方向突起を形成し、これを弾性体３，３に食い込ませることによって、弾性体３，３を介して被支持環２１が回り止めされるように構成したものなどが考えられる。

本発明に係る密封装置の第一の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。 本発明に係る密封装置の第二の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。 図２におけるIII-III断面図である。 従来の技術による密封装置の一例を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。 従来の技術による密封装置の他の例を、その軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。

符号の説明

１ 支持体
１１ｂ，１２ｂ フランジ
１１ｃ 係合突起（回り止め手段）
２ 密封装置本体
２１ 被支持環
２１ｃ 係合切欠（回り止め手段）
２２ 対油リップ（シールリップ）
２３ 対ダスト用リップ
２４ 外周リップ
３ 弾性体

Claims (3)

1. ハウジングとその内周の回転体との間に介装される密封装置であって、前記ハウジング側に密嵌され軸方向に並んだ複数のフランジを有する支持体と、密封装置本体とを備え、前記密封装置本体が、前記複数のフランジの間に弾性体を介して軸方向及び径方向変位可能に支持された被支持環と、この被支持環に一体的に設けられて前記回転体に摺動可能に密接されるシールリップからなることを特徴とする密封装置。
2. 弾性体が連続気孔を有する多孔質弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
3. 支持体と被支持環に、互いの回り止め手段が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。

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