JP3192171U - オイルシール - Google Patents

Abstract

【課題】シール性及び異物除去性能の双方を更に向上することができるオイルシールを提供する。【解決手段】オイルシールは、２つの金属環と、金属環に保持されたエラストマー製の主シール部と、金属環に保持されたエラストマー製のサブシール部４０とを備えている。サブシール部４０は、軸方向に関して主シールリップの密封対象Ｂ側に配置され、且つ密封対象Ｂ側から進入しうる異物を除去するサブシールリップ４１を有している。サブシールリップ４１は、フランジ部２２の近傍に配置された基部４１ａと、該基部から内方且つ密封対象Ｂ側に延出した延出部４１ｂとを有している。延出部４１ｂは、インプットシャフト３の外周面３ａと摺動可能に当接する凸部５１と、該凸部の密封対象Ｂ側に配置された凸部５２とを有する。【選択図】図３

Description

本考案は、車両の軸に使用されるオイルシールに関し、特に、自動車のパワーステアリングに使用されるオイルシールに関する。

従来、自動車分野において、油圧式のパワーステアリング部には、ステアリングホイールからの回転を伝達するステアリングシャフト（インプットシャフト）と、該シャフトに連結されるステアリングギアボックス（ラック＆ピニオン）と、ステアリングギアボックスから略水平に配され、ラック軸を内包する油圧シリンダとが設けられている。パワーステアリング部では、ステアリングギアボックスや油圧シリンダ内に充填されたオイルをシールするために、ステアリングシャフトとステアリングギアボックスの連結部や、上記油圧シリンダの両端部に、オイルシールが取り付けられている。

例えば、図４において、シール装置１００は、メインシール１１０、サブシール２１０等で構成されている。メインシール１１０、サブシール２１０はいずれも芯金１２０，２２０にゴム製のシール本体１３０，２３０を設けて形成され、外周にはそれぞれ円環部１１０ａ，２１０ａを、また内周にはラック軸３００の周面に摺接するリップ部１１０ｂ，２１０ｂをそれぞれ備えている。芯金１２０は、リング部１２０ａと、その一端から中心側に向けて張り出した鍔１２０ｂを有しており、芯金２２０は、リング部２２０ａと、その一端から中心側に向けて張り出した鍔２２０ｂを有している。

本構成では、油圧室Ｂ’の圧油内に混入している異物等がラック軸３００の表面に付着してシール装置１００に達しても、サブシール２１０のリップ部２１０ｂがラック軸３００周面のダストを除去し、これによりメインシール１１０のリップ部１１０ｂにダストが咬み込まれるのを防止することが可能となっている。

しかしながら、上記のような従来のオイルシールにおいて、オイル内の異物による摩耗を防止することや、異物を除去するためのリップシールをスムーズに往復回転させること等の観点から、シール性及び異物除去性能の更なる向上が求められている。

本考案の目的は、シール性及び異物除去性能の双方を更に向上することができるオイルシールを提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案のオイルシールは、金属環と、前記金属環に保持されたエラストマー製のシール部とを備えるオイルシールであって、前記シール部は、被着体である軸と当接して密封対象をシールする主シールリップと、前記主シールリップの密封対象側に配置され、且つ密封対象側から進入しうる異物を除去するサブシールリップとを備え、前記サブシールリップは、前記金属環の近傍に配置された基部と、前記基部から内方且つ密封対象側に延出した延出部とを有し、前記延出部は、前記軸の外周面と摺動可能に当接する第１凸部と、該第１凸部の密封対象側に配置された第２凸部とを有することを特徴とする。

また、前記第１凸部及び第２凸部が、前記軸の軸方向に沿って並んで配置され、前記第２凸部の突出高さが、前記第１凸部の突出高さより小さい。

また、前記第１凸部及び第２凸部は、頂部が前記軸の径方向内側に向かって突出した径方向縦断面略三角形状である。

さらに、前記第１凸部と前記第２凸部の間に凹部が形成される。

好ましくは、前記第１凸部、前記第２凸部及び前記凹部が、前記軸の外周面に沿って形成される環状の２つの突条部をなしている。

また好ましくは、オイルシールが径方向断面略Ｌ字型の２つの金属環を備え、一の金属環に前記主シールリップが保持されると共に、他の金属環に前記サブシールリップが保持される。

また、前記オイルシールは、前記主シールリップに潤滑剤を供給するための油流路を更に備える。

上記オイルシールは、車両に搭載される軸に好適に取り付けられ、特に、自動車のパワーステアリング部の軸に好適に使用される。

本考案によれば、サブシールリップは、金属環の近傍に配置された基部と、該基部から内方且つ密封対象側に延出した延出部とを有し、延出部は、軸の外周面と摺動可能に当接する第１凸部と、該第１凸部の密封対象側に配置された第２凸部とを有している。このように、第１凸部が軸と摺接し、且つ第２凸部が第１凸部の密封対象側に設けられることにより、密封対象と共に第１凸部に向かって流れてくる摩耗粉等の異物を第２凸部で低減することができる。よって、異物によって第１凸部が摩耗するのを抑制することができ、軸の外周面とサブシールリップとの間から密封対象が漏れ難くなり、密封対象のシール性が向上する。したがって、シール性と異物除去性能の双方を更に向上することが可能となる。

また、前記第１凸部及び第２凸部が、前記軸の軸方向に沿って並んで配置されるため、軸が往復回転する際にサブシールリップをスムーズに摺動させることができる。

また、本考案のオイルシールを、自動車のパワーステアリング用オイルシールとして用いることにより、異物によるサブシールリップの摩耗を防止することができ、シール性と異物除去性能の双方を格段に向上させることが可能となる。

本考案の実施形態に係るオイルシールが取り付けられるパワーステアリング部の構成を概略的に示す図である。 図１におけるオイルシールの構成を概略的に示す断面図である。 図２のサブシール部に設けられたサブシールリップの構成を示す断面図である。 従来のオイルシールの構成を示す断面図である。

以下、本考案の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

オイルシールは、各種車両、特に自動車に使用され、パワーステアリング部に充てんされる潤滑材組成物等（以下、密封対象という）をシールすることを目的として軸に装着される。なお、本実施形態では油圧式のパワーステアリング部を例に挙げて説明するが、本考案のオイルシールは、電動油圧式などの他のパワーステアリング部にも適用することができる。

パワーステアリング部は、図１に示すように、ステアリングホイール２にインプットシャフト３（軸）を介して接続されたステアリングギアボックス（ラック＆ピニオン）４と、該ステアリングギアボックスから略水平に配され、ラック軸５を内包する油圧シリンダ６とを備えている。ステアリングギアボックス４の上方には油圧制御弁７が配置されており、油圧制御弁７は、オイル送出路７ａ，７ｂを介して油圧室６ａ，６ｂと接続されている。油圧シリンダ６の両端部には、ラック軸５に摺動可能に当接するオイルシール８，８’が配置されている。また、インプットシャフト３とステアリングギアボックス４の連結部には、インプットシャフト３に摺動可能に当接するオイルシール１が配置されている。

図２は、本実施形態に係るオイルシールの構成を概略的に示す部分断面図である。なお、図２のオイルシールは、その一例を示すものであり、本考案に係るオイルシールの構成は、図２のものに限られないものとする。

オイルシール１は、２つの金属環１０，２０と、金属環１０に保持されたエラストマー製の主シール部３０と、金属環２０に保持されたエラストマー製のサブシール部４０と、シール部３０に嵌着されたガータースプリング５０とを備えている。オイルシール１は略円環状の部材であり、その環状内空間に被着体であるインプットシャフト３が挿通されると、主シール部３０の内周部及びサブシール部４０の内周部が、それぞれインプットシャフト３の外周面３ａに圧接される。

金属環１０は、インプットシャフト３と略同軸で配置される筒状部１１と、該筒状部の外部Ａ側の端部に一体成形されたフランジ部１２とを有している。金属環１０は、径方向縦断面略Ｌ字型の部材であり、この金属環１０に主シール部３０が加硫接着される。フランジ部１２は、筒状部１１の外部Ａ側の端部に設けられた外側フランジ部１３と、外側フランジ部１３の径方向内側端部から内方に且つ密封対象Ｂ側に傾斜した傾斜部１４と、該傾斜部の径方向内側端部に設けられ、軸方向に関して外側フランジ部１３より密封対象Ｂ側に配置された内側フランジ部１５とを有している。

金属環２０は、インプットシャフト３と略同軸で配置される筒状部２１と、該筒状部の外部Ａ側の端部に一体成形されたフランジ部２２とを有している。金属環２０は、径方向縦断面略Ｌ字型の部材であり、この金属環２０にサブシール部４０が加硫接着される。本実施形態では、金属環２０は、金属環１０の径方向内側であり且つ軸方向に関して密封対象Ｂ側に配置されている。具体的には、金属環２０の筒状部２１は、金属環１０の筒状部１１と略同軸で配置されており、金属環１０の筒状部１１の内径よりも小さい外径を有している。また、金属環２０のフランジ部２２は、金属環１１の内側フランジ部１５の密封対象Ｂ側に配置されており、金属環１０の外側フランジ部１３，内側フランジ部１５と略平行に配置されている。

主シール部３０は、インプットシャフト３と当接して密封対象をシールする主シールリップ３１と、軸方向に関して主シールリップ３１の外部Ａ側に配置され、且つ主シールリップ３１と一体成形されたダストリップ３４とを有している。主シール部３０は、エラストマーで成形され、例えばＮＢＲやＨＮＢＲなどの合成ゴムで成形されている。

主シールリップ３１は、径方向断面略Ｖ字型であり、その頂部がインプットシャフト３の外周面３ａに摺動可能に圧接する凸部３２と、軸方向に関して凸部３２の外部Ａ側に配置された凸部３３とを有する。凸部３２は、インプットシャフト３の外周面３ａに圧接する頂部３２ａと、該頂部の近傍に設けられ且つ頂部３２ａの密封対象Ｂ側に形成された傾斜部３２ｂと、頂部３２ａの近傍に設けられ且つ該頂部の外部Ａ側に形成された傾斜部３２ｃとを有している。傾斜部３２ｃは、頂部３２ａに関して傾斜部３２ｂの反対側に形成されている。

凸部３３は、径方向縦断面略半円形状であり、インプットシャフト３の外周面３ａに摺動可能に圧接する。凸部３３の径方向の突出高さは、主シールリップ３１の径方向の突出高さよりも小さくなるように構成されている。

ダストリップ３４は、内側フランジ部１５の外部Ａ側に配置された舌片状の部位であり、内方（インプットシャフト３に向かう方向）かつ外部Ａ側に延出している。ダストリップ３４は、径方向縦断面略矩形であり、インプットシャフト３の外周面３ａに摺動可能に圧接する。

サブシール部４０は、軸方向に関して主シールリップ３１の密封対象Ｂ側に配置され、且つ密封対象Ｂ側から進入しうる異物を除去するサブシールリップ４１を有している。このサブシールリップ４１は、密封対象に含まれる摩耗粉等の異物を除去し、主シールリップ３１を異物から保護する役割を果たす。サブシール部４０は、エラストマーで成形され、例えばＮＢＲやＨＮＢＲなどの合成ゴムで成形されている。サブシールリップ４１は、フランジ部２２の密封対象Ｂ側に配置された舌片状の部位であり、内方（インプットシャフト３に向かう方向）かつ密封対象Ｂ側に延出している。本考案では、このサブシールリップ４１のインプットシャフト３との摺接面に、２段突起が形成されている点に特徴がある。

具体的には、図３に示すように、サブシールリップ４１は、フランジ部２２の近傍に配置された基部４１ａと、該基部から内方且つ密封対象Ｂ側に延出した延出部４１ｂとを有している。延出部４１ｂは、インプットシャフト３の外周面３ａと摺動可能に当接する凸部５１（第１凸部）と、該凸部の密封対象Ｂ側に配置された凸部５２（第２凸部）とを有する。

凸部５１及び凸部５２は、インプットシャフト３の軸方向に沿って並んで配置され、凸部５２の突出高さが、凸部５１の突出高さより小さい。また、本実施形態では凸部５１及び凸部５２は、径方向縦断面略三角形であり、その頂部がインプットシャフト３の径方向内側に向かって突出している。また、凸部５１と凸部５２の間には凹部５３が形成されており、凹部５３は、その径方向縦断面視において所定曲率の曲線形状を有している。すなわち、凸部５１、凸部５２及び凹部５３が、インプットシャフト３の外周面３ａに沿って形成される環状の２つの突条部をなしている。

また、オイルシール１は、主シール部３０とサブシール部４０との間に設けられ、主シールリップ３１に潤滑剤を供給するための油流路６０を有している（図２）。この油流路６０は、例えば図３に示すように、密封対象Ｂ側とオイルシール１の内部空間Ｃを連通する縦方向断面略Ｌ字型の溝６１によって形成され、好ましくは、オイルシール１の周方向に等間隔で配置された等配溝である。この溝６１により、内部空間Ｃを介して主シールリップ３１に潤滑剤が供給され、主シールリップ３１の摩耗が防止される。

オイルシール１がインプットシャフト３に装着された際、サブシールリップ４１の凸部５１は、インプットシャフト３の外周面３ａに圧接し、凸部５２は、外周面３ａに当接せず、外周面３ａとの間に微小なクリアランスを有するように配置される。これにより、凸部５１に向かう異物が凸部５２によって低減され、凸部５１のシール性及び摩耗に対する耐久性がより向上する。また、凸部５１は、インプットシャフト３の軸方向に関して凸部５２の外部Ａ側に配置されており、異物が主シールリップ３１に到達する前に、凸部５１によって確実に除去される。

上述したように、本実施形態によれば、サブシールリップ４１が、金属環２０のフランジ部２２近傍に配置された基部４１ａと、該基部から内方且つ密封対象Ｂ側に延出した延出部４１ｂとを有している。そして延出部４１ｂは、インプットシャフト３の外周面３ａと摺動可能に当接する凸部５１と、凸部５１の密封対象Ｂ側に配置された凸部５２とを有している。このように、凸部５１がインプットシャフト３と摺接し、且つ凸部５２が凸部５１の密封対象Ｂ側に設けられることにより、密封対象Ｂ側から凸部５１に向かって密封対象と共に流れてくる異物を凸部５２で低減することができる。よって、異物によって凸部５１が摩耗するのを抑制することができ、インプットシャフト３の外周面３ａとサブシールリップ４１との間から密封対象が漏れ難くなり、密封対象のシール性が向上する。したがって、シール性と異物除去性能の双方を更に向上することが可能となる。

また、凸部５１及び凸部５２が、インプットシャフト３の軸方向に沿って並んで配置されるため、インプットシャフト３が往復回転する際にサブシールリップ４１をスムーズに摺動させることができる。

特に、本考案のオイルシール１を、インプットシャフト３とステアリングギアボックス４との連結部に取り付けることにより、ステアリングギアボックス３で発生する摩耗粉によるサブシールリップ４１の摩耗を防止することができ、シール性と異物除去性能の双方を格段に向上させることが可能となる。

以上、上記実施形態に係るオイルシールについて述べたが、本考案は記述の実施形態に限定されるものではなく、本考案の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

本考案のオイルシールは、各種車両の伝達軸に好適に用いられ、特に自動車のパワーステアリング用オイルシールとして極めて有用である。

１ オイルシール
２ ステアリングホイール
３ インプットシャフト
３ａ 外周面
４ ステアリングギアボックス
５ ラック軸
６ 油圧シリンダ
７ 油圧制御弁
７ａ オイル送出路
７ｂ オイル送出路
８ オイルシール
８’ オイルシール
１０ 金属環
１１ 筒状部
１２ フランジ部
１３ 外側フランジ部
１４ 傾斜部
１５ 内側フランジ部
２０ 金属環
２１ 筒状部
２２ フランジ部
３０ 主シール部
３１ 主シールリップ
３２ 凸部
３２ａ 頂部
３２ｂ 傾斜部
３２ｃ 傾斜部
３３ 凸部
３４ ダストリップ
４０ サブシール部
４１ サブシールリップ
４１ａ 基部
４１ｂ 延出部
５０ ガータースプリング
５１ 凸部
５２ 凸部
５３ 凹部

Claims (9)

1. 金属環と、前記金属環に保持されたエラストマー製のシール部とを備えるオイルシールであって、
   前記シール部は、被着体である軸と当接して密封対象をシールする主シールリップと、前記主シールリップの密封対象側に配置され、且つ密封対象側から進入しうる異物を除去するサブシールリップとを備え、
   前記サブシールリップは、前記金属環の近傍に配置された基部と、前記基部から内方且つ密封対象側に延出した延出部とを有し、
   前記延出部は、前記軸の外周面と摺動可能に当接する第１凸部と、該第１凸部の密封対象側に配置された第２凸部とを有することを特徴とするオイルシール。
2. 前記第１凸部及び第２凸部が、前記軸の軸方向に沿って並んで配置され、
   前記第２凸部の突出高さが、前記第１凸部の突出高さより小さいことを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
3. 前記第１凸部及び第２凸部は、頂部が前記軸の径方向内側に向かって突出した径方向縦断面略三角形状であることを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
4. 前記第１凸部と前記第２凸部の間に凹部が形成されることを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
5. 前記第１凸部、前記第２凸部及び前記凹部が、前記軸の外周面に沿って形成される環状の２つの突条部をなすことを特徴とする、請求項４記載のオイルシール。
6. 径方向断面略Ｌ字型の２つの金属環を備え、一の金属環に前記主シールリップが保持されると共に、他の金属環に前記サブシールリップが保持されることを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
7. 前記主シールリップに潤滑剤を供給するための油流路を更に備えることを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
8. 車両に搭載される軸に取り付けられることを特徴とする、請求項１記載のオイルシール。
9. 自動車のパワーステアリング部の軸に使用されることを特徴とする、請求項８記載のオイルシール。

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