JPWO2017099009A1 - 密封装置 - Google Patents

Abstract

潤滑剤のスクイーズアウトによるシールリップの潤滑性の低下を防止し、密封装置の耐久性の向上を図る。この密封装置は、密封空間（Ａ）側へ延びる対油シールリップ（１３）と、この対油シールリップ（１３）の根元（１３ａ）から反密封空間（Ｂ）側へ延びて回転軸（３）の外周面に摺動可能に密接されるダストシールリップ（１４）とを備え、対油シールリップ（１３）とダストシールリップ（１４）との間の内周面に潤滑剤が塗布され、対油シールリップ（１３）に、回転軸（３）の外周面に摺動可能に密接される主リップ（１３１）と、この主リップ（１３１）より対油シールリップの根元（１３ａ）側に位置して回転軸（３）の外周面に摺動可能に密接される副リップ（１３２）が形成され、副リップ（１３２）が、軸方向へ貫通したスリット（１３３）により周方向複数個所で分割されている。

Description

本発明は、例えば自動車のパワーステアリングなどに用いられ、軸周をシールリップによって密封する密封装置に関する。

例えば自動車のパワーステアリングにおける油圧制御バルブのハウジングと、このハウジングに回転・揺動自在に挿通されたシャフトとの間の環状の隙間を、シールリップによって密封する密封装置として、従来から図５及び図６に示すようなものが知られている。

すなわちこの種の密封装置１００は、図６に示すハウジング２００の内周面に密嵌される固定シール部１０２と、ハウジング２００の内周に回転・揺動自在に挿通されたシャフト３００の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ１０３及びダストシールリップ１０４が、補強環１０１に、ゴム状弾性体によって一体に成形され、対油シールリップ１０３の外周に、この対油シールリップ１０３の経時的な緊迫力の低下を補償すると共にシャフト３００に対する対油シールリップ１０３の径方向追随性を確保するためのガータスプリング１０５が嵌着された構成を備える。

対油シールリップ１０３の内周面には、主リップ１０３ａと、それより対油シールリップ１０３の根元側に位置する副リップ１０３ｂが形成されている。また、シャフト３００の揺動の際に、副リップ１０３ｂの内周面がこのシャフト３００の外周面にベタ当たりして異音を発生するのを防止するため、図５に示すように、副リップ１０３ｂの内周面には粗面加工による梨地１０３ｃが形成されており、対油シールリップ１０３の主リップ１０３ａとダストシールリップ１０４の間の内周面に潤滑剤として塗布した不図示のグリースを梨地１０３ｃに保持することによって、シャフト３００の外周面に対する潤滑性の向上を図っている。

特開２００２−２２０２８号公報

しかしながら、従来の密封装置１００によれば、対油シールリップ１０３の主リップ１０３ａ及び副リップ１０３ｂとシャフト３００との間に介在しているグリースが、シャフト３００の揺動等の挙動に伴う対油シールリップ１０３の変形によって押し出されて排出（スクイーズアウト）されると、結局潤滑不足になって異音が発生してしまうことがあり、梨地１０３ｃの摩耗によってグリース保持機能が損なわれることによっても、潤滑不足となる懸念がある。

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、グリース等潤滑剤のスクイーズアウトによるシールリップの潤滑性の低下を防止し、密封装置の耐久性の向上を図ることにある。

上述した技術的課題を解決するため、請求項１の発明に係る密封装置は、密封空間側へ延びる対油シールリップと、この対油シールリップの根元から反密封空間側へ延びて回転軸の外周面に摺動可能に密接されるダストシールリップとを備え、前記対油シールリップと前記ダストシールリップとの間の内周面に潤滑剤が塗布されるものであって、前記対油シールリップに、前記回転軸の外周面に摺動可能に密接される主リップと、この主リップより前記対油シールリップの根元側に位置して前記回転軸の外周面に摺動可能に密接される副リップが形成され、前記副リップが、軸方向へ貫通したスリットにより周方向複数個所で分割されたものである。

また、請求項２の発明に係る密封装置は、請求項１に記載の構成において、副リップの内周面に梨地が形成されたものである。

本発明に係る密封装置によれば、対油シールリップにおける副リップ間のスリットは軸方向へ貫通しているので、対油シールリップの主リップと副リップの間に塗布した潤滑剤はスクイーズアウトしにくく、しかもスリットに保持された潤滑剤が、回転軸の回転によって副リップの摺動部に供給されて潤滑膜を形成するので、潤滑性の低下を防止し、耐久性を向上させることができる。

本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、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好ましい実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。 本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態において、スリットの形状例を、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好ましい実施の形態において、スリットの他の形状例を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。 従来の密封装置の一例を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。 従来の密封装置の一例を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。

以下、本発明に係る密封装置を、自動車のパワーステアリングにおける油圧制御バルブのハウジングと、このハウジングに回転・揺動自在に挿通されたシャフトとの間の環状の隙間を密封する手段として用いる場合の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２に示す密封装置１は、図２に示すハウジング２の内周面２ａに密嵌される固定シール部１２と、ハウジング２の内周に回転・揺動自在に挿通されたシャフト３の外周面に摺動可能に密接される対油シールリップ１３及びダストシールリップ１４が、補強環１１に、ゴム状弾性体（ゴム又はゴム状弾性を有する合成樹脂）によって一体に成形され、対油シールリップ１３の外周にガータスプリング１５が装着された構成を備える。なお、シャフト３は請求項１に記載された回転軸に相当するものである。

補強環１１は、ＳＰＣＣなどの金属で製作されたものであって、円筒部１１ａと、その反密封空間Ｂ側となる端部から内径側へ屈曲した内向きフランジ部１１ｂからなる。

固定シール部１２は、補強環１１における円筒部１１ａの外周面を覆うように一体的に加硫接着されており、ハウジング２の内周面２ａに圧入固定されるものである。また、固定シール部１２のうち、反密封空間Ｂ側となる端部にはハウジング２の内周面２ａに密接可能な外周シールリップ１２１が形成されている。

対油シールリップ１３は、固定シール部１２から補強環１１の円筒部１１ａの内周面へ廻り込んだ中間部１６を介してこの固定シール部１２と連続しており、補強環１１の内向きフランジ部１１ｂにおける密封空間Ａ側となる面に一体的に加硫接着された根元部１３ａから、密封空間Ａ側となる方向へ延びている。

対油シールリップ１３の内周面には、ハウジング２の内周に挿通される回転軸３の外周面に適当な締め代をもって密接される主リップ１３１と、この主リップ１３１より対油シールリップ１３の根元部１３ａ側に位置して回転軸３の外周面に適当な締め代をもって密接される副リップ１３２が形成されている。

また、副リップ１３２は、軸方向へ貫通したスリット１３３により周方向複数個所（例えば周方向９０度間隔）で分割されている。なお、スリット１３３の数は、副リップ１３２の摺動部の径など、サイズや使用条件に応じて適切に設定されるが、周方向等間隔に設けることが望ましい。

図１に示す例では、スリット１３３は副リップ１３２の軸方向中間部で周方向の幅が狭く、副リップ１３２の軸方向両端へ向けて幅が広くなっており、スリット１３３の底面は、主リップ１３１と副リップ１３２の間の谷底部１３４と副リップ１３２における対油シールリップ１３の根元部１３ａ側の麓部１３２ｂとの間を結ぶ緩やかな曲面をなすように形成されている。

図１に示すように、副リップ１３２の内周面には粗面加工による梨地１３２ａが形成されており、この梨地１３２ａは、無数の微小凹部からなるものである。

ダストシールリップ１４は、対油シールリップ１３の根元部１３ａと連続して、補強環１１の内向きフランジ部１１ｂの内径端に一体的に加硫接着された根元部１４ａから、反密封空間Ｂ側となる方向、すなわち対油シールリップ１３と反対側へ向けて延びている。

ガータスプリング１５は、金属製のコイルスプリングを環状に繋げたものであって、対油シールリップ１３の外周面に形成された環状溝１３ｂに嵌着されており、対油シールリップ１３のヘタリによる経時的な緊迫力の低下を補償すると共にシャフト３に対する対油シールリップ１３の径方向追随性を確保するものである。

以上のように構成された密封装置１は、対油シールリップ１３が密封空間Ａ側を向くように固定シール部１２がハウジング２の内周面２ａに圧入嵌着され、対油シールリップ１３の主リップ１３１がシャフト３の外周面に摺動可能に密接されることによって、密封空間Ａ内の密封対象油が軸周から反密封空間Ｂ側へ漏洩するのを防止すると共に、ダストシールリップ１４がシャフト３の外周面に摺動可能に密接されることによって、反密封空間Ｂ側のダストが対油シールリップ１３側へ入り込むのを防止するものである。

また、密封装置１の装着に際して、対油シールリップ１３の主リップ１３１とダストシールリップ１４の間の内周面には、シャフト３に対する対油シールリップ１３及びダストシールリップ１４の潤滑を目的として、予め不図示のグリースが塗布される。なお、グリースは、請求項１に記載された潤滑剤に相当するものである。

このため、図２に示す装着状態では、対油シールリップ１３の主リップ１３１及び副リップ１３２の間の谷底部１３４とシャフト３の外周面との間、及び対油シールリップ１３のスリット１３３とシャフト３の外周面との間がグリース溜まりとなり、しかもスリット１３３の底面は、谷底部１３４とその反対側の麓部１３２ｂとの間を結ぶ緩やかな曲面をなしているため、十分なグリース保持量を確保することができる。そして、このグリース溜まりに保持されたグリースの一部は、シャフト３の回転に伴って主リップ１３１及び副リップ１３２とシャフト３の外周面との摺動部に介入して潤滑膜を形成するので、シャフト３の外周面に対する良好な潤滑性を奏する。

しかも、副リップ１３２の内周面に形成された梨地１３２ａも無数の微細なグリース溜まりとなるので、これによって副リップ１３２は一層良好に潤滑される。

また、シャフト３の揺動等の挙動に伴って対油シールリップ１３が大きな変形を受けることによって、副リップ１３２の内周面が周方向一部でシャフト３の外周面にベタ当たりしても、対油シールリップ１３の主リップ１３１及び副リップ１３２の間の谷底部１３４とシャフト３の外周面との間のグリース溜まりは、スリット１３３を介してダストシールリップ１４側の空間と周方向複数個所で連通しているので加圧されにくいものとなっている。しかも、谷底部１３４のグリース溜まりに保持されているグリースの一部が加圧によってスリット１３３側へ押し出されたとしても、加圧が解除されると直ちに谷底部１３４側へ戻る。このためグリースのスクイーズアウトによるグリース保持量の減少及びそれによる潤滑不足が有効に防止される。

また、副リップ１３２の内周面に形成された梨地１３２ａが長期使用によって経時的に摩耗しても、スリット１３３に保持されたグリースの一部が、シャフト３の回転に伴って副リップ１３２の内周面とシャフト３の外周面との摺動部に介入して潤滑膜を形成するので、副リップ１３２の潤滑性も長期間にわたって良好に維持される。

したがって、シャフト３の外周面に対する対油シールリップ１３（主リップ１３１及び副リップ１３２）及びダストシールリップ１４の摺動負荷や摩耗を抑制して、優れたシール性を維持することができる。

図３及び図４は、副リップ１３２を周方向に分割しているスリット１３３を、図１とは異なる形状とした例を示すものである。

このうち図３は、スリット１３３を周方向に対する幅が等しいものとし、すなわち軸方向へストレート状に延びる形状としたものであり、図４は、スリット１３３を副リップ１３２の軸方向中間部で周方向の幅が広く、副リップ１３２の軸方向両端へ向けて幅が狭くなる形状としたものである。いずれの例も、図中に破線で示すように、スリット１３３の底面は、主リップ１３１と副リップ１３２の間の谷底部１３４と副リップ１３２における対油シールリップ１３の根元部１３ａ側の麓部１３２ｂとの間を結ぶ緩やかな曲面をなすように、すなわち図１及び図２と同様に形成されている。

そして特に、図４に示す例においては、スリット１３３がその軸方向両端で幅が狭まっていることによって、グリースが流出しにくく、しかもスリット１３３に保持されたグリースの一部が、シャフト３の回転に伴ってスリット１３３の軸方向中間部付近から副リップ１３２の内周面とシャフト３（図２参照）の外周面との摺動部へ介入しやすくなるので、副リップ１３２の一層良好な潤滑性を確保することができる。

１ 密封装置
１１ 補強環
１３ 対油シールリップ
１３１ 主リップ
１３２ 副リップ
１３２ａ 梨地
１３３ スリット
１４ ダストシールリップ
２ ハウジング
３ シャフト（回転軸）
Ａ 密封空間
Ｂ 反密封空間

Claims (2)

1. 密封空間側へ延びる対油シールリップと、この対油シールリップの根元から反密封空間側へ延びて回転軸の外周面に摺動可能に密接されるダストシールリップとを備え、前記対油シールリップと前記ダストシールリップとの間の内周面に潤滑剤が塗布されるものであって、前記対油シールリップに、前記回転軸の外周面に摺動可能に密接される主リップと、この主リップより前記対油シールリップの根元側に位置して前記回転軸の外周面に摺動可能に密接される副リップが形成され、前記副リップが、軸方向へ貫通したスリットにより周方向複数個所で分割されたことを特徴とする密封装置。
2. 副リップの内周面に梨地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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