JP2012132483A

JP2012132483A - シール構造

Info

Publication number: JP2012132483A
Application number: JP2010283049A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Inose; 秀之猪瀬
Original assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2030-12-20
Also published as: JP5559673B2

Abstract

【課題】気抜き孔から隙間部への水の侵入を防止することができるシール構造を提供する。
【解決手段】ケーシング３と、回転部材５と、ケーシング３と中空軸５との間に形成された空間部を軸方向に第１の空間部７と第２の空間部９とに区画するシール手段１１とを備え、シール手段１１は、第１のシール部１３と、第２のシール部１５と、第１のシール部１３と第２のシール部１５との間に設けられた隙間部１７とが設けられ、ケーシング３には、外部と内部とを連通し隙間部１７と接続された気抜き孔２１が設けられたシール構造１において、気抜き孔２１を、ケーシング３の外部側の開口端２３を重力方向に向けて開口させ、ケーシング３に、気抜き孔２１の開口端２３から重力方向に向けて離間すると共に重力方向と交差する方向に向けて延設された壁部２５を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に適用されるシール構造に関する。

従来、ケーシングと回転部材との間に形成された空間部を軸方向に第１の空間部と第２の空間部とに区画するシール手段を備えたシール構造としては、シール手段が、シール部が第１の空間部側を区画する第１のシール部と、この第１のシール部に軸方向に離間して第２の空間部側を区画する第２のシール部とを備え、第１のシール部と第２のシール部との間に設けられた隙間部を、ケーシングの外部に開放する孔部が設けられ、ケーシングに、外部と内部とを連通し孔部と接続された気抜き孔が設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このシール構造では、第１，第２のシール部間に隙間部が設けられており、この隙間部を大気圧とするために隙間部と連通する気抜き孔をケーシングに設けている。この気抜き孔によって、隙間部が負圧になることが防止され、第１，第２のシール部の配置位置が適正に保持される。

特開平１０−１３８７８７号公報

しかしながら、上記のようなシール構造では、気抜き孔が隙間部と大気とを連通しているので、気抜き孔の大気側の開口端から気抜き孔を介して隙間部内に水などが侵入する恐れがあった。

そこで、この発明は、気抜き孔から隙間部への水の侵入を防止することができるシール構造の提供を目的としている。

本発明は、静止側のケーシングと、このケーシング内に回転可能に配置された回転部材と、前記ケーシングの内周部に固定され前記回転部材と摺動するシール部を有して前記ケーシングと前記回転部材との間に形成された空間部を軸方向に第１の空間部と第２の空間部とに区画するシール手段とを備え、前記シール手段は、前記シール部が前記第１の空間部側を区画する第１のシール部と、この第１のシール部に軸方向に離間して前記第２の空間部側を区画する第２のシール部と、前記第１のシール部と前記第２のシール部との間に設けられた隙間部とを備え、前記ケーシングには、外部と内部とを連通し前記隙間部と接続された気抜き孔が設けられたシール構造であって、前記気抜き孔は、前記ケーシングの外部側の開口端が重力方向に向けて開口され、前記ケーシングには、前記気抜き孔の開口端から重力方向に向けて離間すると共に重力方向と交差する方向に向けて延設された壁部が設けられていることを特徴とする。

このシール構造では、気抜き孔のケーシングの外部側の開口端が重力方向に向けて開口されているので、水などが気抜き孔内に侵入することを抑制できると共に、気抜き孔内に水が侵入したとしても重力方向に水を落下させることができ、隙間部への水の侵入を防止することができる。

また、ケーシングには、気抜き孔の開口端から重力方向に向けて離間すると共に重力方向と交差する方向に向けて延設された壁部が設けられているので、気抜き孔の開口端に向けて飛散する水などを壁部が受けることができ、気抜き孔の開口端から気抜き孔内への水の侵入を抑制することができる。

従って、このようなシール構造では、気抜き孔から隙間部への水の侵入を防止することができる。

本発明によれば、気抜き孔から隙間部への水の侵入を防止することができるシール構造を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るシール構造が適用された動力伝達装置の断面図である。本発明の実施の形態に係るシール構造が適用された動力伝達装置の要部拡大図である。本発明の実施の形態に係るシール構造が適用された動力伝達装置の側面図である。

まず、図１を用いて本発明の実施の形態に係るシール構造が適用される動力伝達装置の一例について説明する。

図１に示すように、動力伝達装置１０１は、ケーシング３と、軸部材１０３と、方向変換ギヤ組１０５と、中空軸５などから構成されている。

ケーシング３は、複数の分割ケースからなり、車体フレームや他の動力伝達機構を収容するケーシングなどの静止系部材としての周辺部材１０７に固定される。また、ケーシング３の複数の分割ケースの接合部にはシール手段としてのＯリング１０９，１１１，１１３が配置されると共に、周辺部材１０７との接合部にはシール手段としてのＯリング１１５が配置されている。このケーシング３内には、軸部材１０３と、方向変換ギヤ組１０５と、中空軸５とが収容されている。

軸部材１０３は、軸方向両側を一対のベアリング１１７，１１９を介してケーシング３に回転可能に支持されている。また、軸部材１０３の軸方向一端側には、スプライン形状の連結部１２１が形成され駆動力を伝達する伝達機構（不図示）に連結された入出力部材の一方の回転部材（不図示）が一体回転可能に連結される。また、一方の回転部材とケーシング３との間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材１２３が配置されている。この軸部材１０３に中空軸５側から入力される、もしくは中空軸５側に出力する駆動力は、方向変換ギヤ組１０５によって方向変換される。

方向変換ギヤ組１０５は、ピニオン１２５とリングギヤ１２７とからなるベベルギヤ組となっている。ピニオン１２５は、軸部材１０３の他端に軸部材１０３と連続する一部材で形成されている。リングギヤ１２７は、ボルトで中空軸５と一体回転可能に固定され、ピニオン１２５と噛み合っている。この方向変換ギヤ組１０５は、中空軸５から入力された駆動力を方向変換して軸部材１０３に伝達する、もしくは軸部材１０３から入力された駆動力を方向変換して中空軸５に伝達する。

中空軸５は、軸心が軸部材１０３と直交する方向に配置され、軸方向両側を一対のベアリング１２９，１３１を介してケーシング３に回転可能に支持されている。また、中空軸５の軸方向一端側の外周には、駆動力を伝達する伝達機構（不図示）に連結された入出力部材の他方の回転部材（不図示）が連結されるスプライン形状の連結部１３３が形成されている。この中空軸５に他方の回転部材から入力された駆動力は方向変換ギヤ組１０５を介して軸部材１０３から一方の回転部材側に出力される、もしくは軸部材１０３に一方の回転部材から入力された駆動力は方向変換ギヤ組１０５を介して中空軸５から他方の回転部材側に出力される。

なお、中空軸５の内周側には、他の伝達機構（不図示）に連結されたシャフト１３５が中空軸５と相対回転可能に挿通されている。このシャフト１３５とケーシング３との間には、ケーシング３の内部と外部とを区画するシール部材１３７が配置されている。このシール部材１３７と軸部材１０３側に配置されたシール部材１２３とによって、ケーシング３の内部が外部から区画されている。このケーシング３内には、中空軸５側に給油口１３９から潤滑油が供給され、閉塞部材１４５によって給油口１３９が閉塞される。この潤滑油は、ケーシング３内の空間、及びプラグ１４７で封止された油路１４１，１４３を通じて内部の軸部材１０３側の摺動部、方向変換ギヤ組１０５、中空軸５の外周側の摺動部などを潤滑・冷却する。

このような潤滑油が封入されたケーシング３と中空軸５の軸方向両側との間には、ケーシング３の内部を区画するシール手段１１，１１が配置されている。このシール手段１１，１１は、ケーシング３と中空軸５との間に形成された空間部を区画しており、中空軸５の連結部１３３や中空軸５の内周とシャフト１３５との摺動部などはケーシング３に封入された潤滑油とは異なる潤滑油によって潤滑・冷却される。以下、図１〜図３を用いて本発明の実施の形態に係るシール構造について説明する。

本実施の形態に係るシール構造１は、静止側のケーシング３と、このケーシング３内に回転可能に配置された回転部材としての中空軸５と、ケーシング３の内周部に固定され中空軸５と摺動するシール部を有してケーシング３と中空軸５との間に形成された空間部を軸方向に第１の空間部７と第２の空間部９とに区画するシール手段１１とを備えている。

また、シール手段１１は、シール部が第１の空間部７側を区画する第１のシール部１３と、この第１のシール部１３に軸方向に離間して第２の空間部９側を区画する第２のシール部１５と、第１のシール部１３と第２のシール部１５との間に設けられた隙間部１７と、ケーシング３の外部に開放する孔部１９とが設けられている。

さらに、ケーシング３には、外部と内部とを連通し隙間部１７と連通する孔部１９と接続された気抜き孔２１が設けられている。なお、本実施の形態においては、孔部１９を有しているが、隙間部１７がシール手段１１における第１のシール部１３と第２のシール部１５との間で環状に区画される空間を有していれば、シール手段１１に特段孔部１９を設けず、隙間部１７のみでもよい。

そして、気抜き孔２１は、ケーシング３の外部側の開口端２３が重力方向に向けて開口され、ケーシング３には、気抜き孔２１の開口端２３から重力方向に向けて離間すると共に重力方向と交差する方向に向けて延設された壁部２５が設けられている。

また、壁部２５は、開口端２３を覆う周壁２７を成し、この周壁２７内の断面積Ａｗは、気抜き孔２１の断面積Ａｈよりも大きく設定されている。

さらに、壁部２５には、気抜き孔２１の形成時に開口２９が設けられる。

また、壁部２５は、気抜き孔２１側からケーシング３の外部側に向けて下り傾斜となる傾斜面３１が設けられている。

さらに、気抜き孔２１は、車両の進行方向後方に向けて傾斜配置されている。

図１〜図３に示すように、ケーシング３の内部は、ケーシング３と中空軸５の軸方向両側との間に配置されたシール手段１１，１１によって、中空軸５の軸方向に第１の空間部７と第２の空間部９とに区画されている。

第１の空間部７は、シール手段１１，１１と軸部材１０３側のシール部材１２３とで区画された空間となっている。この第１の空間部７には、軸部材１０３側の摺動部、方向変換ギヤ組１０５、中空軸５の外周側の摺動部などを潤滑・冷却する潤滑油が封入されている。

第２の空間部９は、シール手段１１，１１とシャフト１３５側のシール部材１３７とで区画された空間となっている。この第２の空間部９には、中空軸５とシャフト１３５とが連結された周辺部材１０７側に配置された伝達機構（不図示）を潤滑・冷却する潤滑油が流入され、中空軸５の連結部１３３や中空軸５の内周とシャフト１３５との摺動部などが潤滑・冷却される。

このようにケーシング３と中空軸５との間に形成された空間部は、シール手段１１，１１によって中空軸５の軸方向に第１の空間部７と第２の空間部９とに区画されている。このシール手段１１は、外周側がケーシング３の内周部に固定され、内周側が中空軸５の外周部と摺動するシール部となっており、シール部は第１のシール部１３と、第２のシール部１５とを備えている。なお、シール構造１の詳細については、図２を用いてシール部材１３７側のシール構造１について説明するものとするが、周辺部材１０７側のシール構造１も同様の構成であるので、同様の符号を記し説明を省略する。

図２に示すように、第１のシール部１３は、ケーシング３と中空軸５との径方向間で中空軸５の軸方向の第１の空間部７側に配置されている。この第１のシール部１３は、外径側がケーシング３の内周部に固定され、内径側が中空軸５の外周部に摺動されるリップ部となっている。この第１のシール部１３の軸方向には、第２のシール部１５が隣り合って配置されている。

第２のシール部１５は、ケーシング３と中空軸５との径方向間で中空軸５の軸方向の第２の空間部９側に第１のシール部１３と離間して配置されている。この第２のシール部１５は、第１のシール部１３と同様に、外径側がケーシング３の内周部に固定され、内径側が中空軸５の外周部に摺動されるリップ部となっている。

これらの第１のシール部１３と第２のシール部１５とは、軸方向に離間して配置されているので、第１，第２のシール部１３，１５間が隙間部１７となっている。この隙間部１７が負圧となることを防止するために、シール手段１１には、隙間部１７と連通して隙間部１７をケーシング３の外部に開放する孔部１９が設けられている。この孔部１９はシール手段１１の基部のゴム状部分に径方向に設けられ、シール手段１１をケーシング３と中空軸５との間に組み付けた状態で、ケーシング３に設けられた気抜き孔２１に接続されてケーシング３の外部と連通される。

気抜き孔２１は、ケーシング３の下面側から上面側に向けて、すなわち重力方向下流側から上流側に向けてケーシング３の外部と内部とを連通するように切削加工されて設けられている。また、気抜き孔２１の重力方向上流側の開口端は、シール手段１１の孔部１９に接続されている。このため、シール手段１１の隙間部１７は、ケーシング３の外部と連通され、隙間部１７内が大気圧となり、隙間部１７内が負圧となることが防止される。また、気抜き孔２１は、図３に示すように、車両の進行方向後方に向けて傾斜配置されている。このため、車両の主な走行状態である車両が進行方向前方に向けて走行しているときには、気抜き孔２１の重力方向下流側の開口端２３に水などが到達しにくくなっており、気抜き孔２１内への水などの侵入が抑制されている。この気抜き孔２１の開口端２３側には、開口端２３から重力方向に離間して壁部２５が設けられている。

壁部２５は、ケーシング３に中空軸５の軸方向、すなわち重力方向と交差する方向に向けて延設されている。また、壁部２５は、気抜き孔２１の開口端２３を覆う周壁２７となっている。この周壁２７内の断面積Ａｗは、気抜き孔２１の断面積Ａｈよりも大きく設定されている。このため、周壁２７によって気抜き孔２１の開口端２３を保護することができると共に、周壁２７内に侵入した水が気抜き孔２１の開口端２３に到達し難くなっている。また、壁部２５は、気抜き孔２１側からケーシング３の外部側に向けて下り傾斜となる傾斜面３１が設けられている。この壁部２５は、ケーシング３の鋳造によって形成されており、傾斜面３１は、鋳抜きによる抜き勾配となっている。このため、壁部２５内に侵入した水は、傾斜面３１に沿ってケーシング３の外部に排出される。また、壁部２５には、気抜き孔２１の形成時に開口２９が設けられる。この開口２９は、開口２９から壁部２５内への水の侵入を防止するためにプラグ３３によって閉塞されている。なお、この開口２９は、気抜き孔２１の開口端２３から重力方向に離間した周壁２７に設けられているので、開口２９から侵入した水が気抜き孔２１の開口端２３に到達し難くなっている。このため、図１に示すように、開口２９をプラグ３３によって必ずしも閉塞する必要はなく、プラグ３３で閉塞しない場合には、壁部２５内に侵入した水を開口２９から排出することができる。

このようなシール構造１では、気抜き孔２１のケーシング３の外部側の開口端２３が重力方向に向けて開口されているので、水などが気抜き孔２１内に侵入することを抑制できると共に、気抜き孔２１内に水が侵入したとしても重力方向に水を落下させることができ、隙間部１７への水の侵入を防止することができる。

また、ケーシング３には、気抜き孔２１の開口端２３から重力方向に向けて離間すると共に重力方向と交差する方向に向けて延設された壁部２５が設けられているので、気抜き孔２１の開口端２３に向けて飛散する水などを壁部２５が受けることができ、気抜き孔２１の開口端２３から気抜き孔２１内への水の侵入を抑制することができる。

従って、このようなシール構造１では、気抜き孔２１から隙間部１７への水の侵入を防止することができる。

また、壁部２５は、開口端２３を覆う周壁２７を成しているので、気抜き孔２１の開口端２３がケーシング３の外部に露出することを防止でき、気抜き孔２１の開口端２３を水滴などから保護することができる。

さらに、周壁２７内の断面積Ａｗは、気抜き孔２１の断面積Ａｈよりも大きく設定されているので、周壁２７内に侵入した水が気抜き孔２１の開口端２３に到達し難くなり、気抜き孔２１への水の侵入を防止することができる。

また、壁部２５には、気抜き孔２１の形成時に開口２９が設けられるので、予め鋳造などによってケーシング３に壁部２５を設けさせた後、容易にケーシング３に気抜き孔２１を形成させることができる。

さらに、壁部２５は、気抜き孔２１側からケーシング３の外部側に向けて下り傾斜となる傾斜面３１が設けられているので、壁部２５内に侵入した水を傾斜面３１に沿ってケーシング３の外部に排出させることができ、水の気抜き孔２１の開口端２３への到達を防止することができる。

また、気抜き孔２１は、車両の進行方向後方に向けて傾斜配置されているので、車両が進行方向前方に向けて走行している通常の走行状態において、気抜き孔２１の開口端２３に水が到達しにくくなり、気抜き孔２１内への水の侵入を防止することができる。

なお、本発明の実施の形態に係るシール構造では、方向変換ギヤ組などを有する動力伝達機構が収容されたケーシングに適用されているが、これに限らず、差動機構、変速ギヤ機構などの動力伝達機構が収容されたケーシングなど、内部に回転部材が回転可能に配置されたケーシングであれば、本発明のシール構造を適用することができる。

また、壁部２５は、周壁２７として開口端２３を覆う形状でなく、開口端２３に対向する壁面を主に有して、この壁面の両側に位置した端壁面２６，２６を設けなくともよい。この場合にも、壁面２７は開口端２３に対する外部からの水の侵入を防護することができる。

１…シール構造
３…ケーシング
５…中空軸
７…第１の空間部
９…第２の空間部
１１…シール手段
１３…第１のシール部
１５…第２のシール部
１７…隙間部
１９…孔部
２１…気抜き孔
２３…開口端
２５…壁部
２７…周壁
Ａｈ…断面積
Ａｗ…断面積
２９…開口
３１…傾斜面

Claims

静止側のケーシングと、このケーシング内に回転可能に配置された回転部材と、前記ケーシングの内周部に固定され前記回転部材と摺動するシール部を有して前記ケーシングと前記回転部材との間に形成された空間部を軸方向に第１の空間部と第２の空間部とに区画するシール手段とを備え、
前記シール手段は、前記シール部が前記第１の空間部側を区画する第１のシール部と、この第１のシール部に軸方向に離間して前記第２の空間部側を区画する第２のシール部と、前記第１のシール部と前記第２のシール部との間に設けられた隙間部とが設けられ、
前記ケーシングには、外部と内部とを連通し前記隙間部と接続された気抜き孔が設けられたシール構造であって、
前記気抜き孔は、前記ケーシングの外部側の開口端が重力方向に向けて開口され、前記ケーシングには、前記気抜き孔の開口端から重力方向に向けて離間すると共に重力方向と交差する方向に向けて延設された壁部が設けられていることを特徴とするシール構造。
請求項１記載のシール構造であって、
前記壁部は、前記開口端を覆う周壁を成し、この周壁内の断面積は、前記気抜き孔の断面積よりも大きく設定されていることを特徴とするシール構造。
請求項１又は２記載のシール構造であって、
前記壁部には、前記気抜き孔の形成時に開口が設けられることを特徴とするシール構造。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシール構造であって、
前記壁部は、前記気抜き孔側から前記ケーシングの外部側に向けて下り傾斜となる傾斜面が設けられていることを特徴とするシール構造。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール構造であって、
前記ケーシングは、車両に搭載され、前記気抜き孔は、車両の進行方向後方に向けて傾斜配置されていることを特徴とするシール構造。