(57)【要約】【課題】異音の発生を抑制することができる密封装置を提供する。【解決手段】ハウジングに設けられる第１シール部材と回転軸に対してその水平軸線回りに一体回転可能に設けられる第２シール部材とを備えた密封装置。前記第１シール部材は、前記ハウジングに固定される第１金属環と、当該第１金属環に設けられ前記回転軸の外周面に摺接するシールリップとを有する。また、前記第２シール部材は、前記回転軸に固定される第２金属環と、当該第２金属環に設けられ前記第１金属環に摺接するサイドリップと、当該サイドリップの径方向外方において前記第１金属環に摺接するダストリップとを有する。前記ダストリップの先端部に、当該ダストリップと前記サイドリップとの間の環状空間と外部とを連通し得る少なくとも１つの切欠きを設けた。【選択図】図２
2020008133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに設けられる第１シール部材と回転軸に対してその水平軸線回りに一体回転可能に設けられる第２シール部材とを備え、
前記第１シール部材は、前記ハウジングに固定される第１金属環と、当該第１金属環に設けられ前記回転軸の外周面に摺接するシールリップとを有し、
前記第２シール部材は、前記回転軸に固定される第２金属環と、当該第２金属環に設けられ前記第１金属環に摺接するサイドリップと、当該サイドリップの径方向外方において前記第１金属環に摺接するダストリップとを有する密封装置であって、
前記ダストリップの先端部に、当該ダストリップと前記サイドリップとの間の環状空間と外部とを連通し得る少なくとも１つの切欠きを設けたことを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は密封装置に関する。さらに詳しくは、例えば、自動車のトランスファ装置等の出力軸部分の密封に用いられる密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスファ装置やデファレンシャル装置等の駆動装置には、駆動機構を収容しているケース内部に泥水や塵埃が浸入するのを防止するとともにケース内部の潤滑油が外部に漏れるのを防止するために、前記ケースと、このケースに形成されたハウジングから突出して駆動力を出力する出力軸等との間に密封装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の密封装置１００は、図５に示されるように、ハウジング１０１に設けられた第１シール部材１０２と、水平軸線回りに回転可能な回転軸１０３に設けられた第２シール部材１０４とを組み合わせて構成されている。
第１シール部材１０２は、ハウジングに固定された第１金属環１０５と、この第１金属環１０５に設けられ前記回転軸１０３の外周面１０３ａに摺接するシールリップ１０６とを有している。
【０００４】
第２シール部材１０４は、回転軸１０３に嵌合して固定される第２金属環１０７と、この第２金属環に設けられた円環状のダストリップ１０８及びサイドリップ１０９とを有しており、これら両リップ１０８，１０９が第１シール部材１０２の第１金属環１０５に摺接することで、ハウジング１０１と回転軸１０３との間の環状空間を密封している。ダストリップ１０８は、サイドリップ１０９の径方向外方に配置され、主としてハウジング１０１内に泥水が浸入するのを防止している。一方、サイドリップ１０９は、主としてダストリップ１０８を通過した泥水がハウジング１０１内に浸入するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６１８１４７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の密封装置において、車両の運転中に回転軸１０３が軸方向内方（図５において右方向）に移動すると、ダストリップ１０８とサイドリップ１０９との間の環状空間Ｓ２内の空気が押されて当該ダストリップ１０８又はサイドリップ１０９の先端から外部に出てしまうが、当接先端は第１金属環１０５に摺接しているので、出た分の空気が環状空間Ｓ２内に入ってこない。このため、上記移動を繰り返すうちに環状空間Ｓ２内が負圧になり、ダストリップ１０８又はサイドリップ１０９の先端が第１シール部材１０２の第１金属環１０５に接触する面積が大きくなり、いわゆるべた当たりの状態となることがある。このべた当たりの状態で回転軸１０３が回転をすると、鳴き音と呼ばれる不快な異音が発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、異音の発生を抑制することができる密封装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の密封装置は、
（１）ハウジングに設けられる第１シール部材と回転軸に対してその水平軸線回りに一体回転可能に設けられる第２シール部材とを備え、
前記第１シール部材は、前記ハウジングに固定される第１金属環と、当該第１金属環に設けられ前記回転軸の外周面に摺接するシールリップとを有し、
前記第２シール部材は、前記回転軸に固定される第２金属環と、当該第２金属環に設けられ前記第１金属環に摺接するサイドリップと、当該サイドリップの径方向外方において前記第１金属環に摺接するダストリップとを有する密封装置であって、
前記ダストリップの先端部に、当該ダストリップと前記サイドリップとの間の環状空間と外部とを連通し得る少なくとも１つの切欠きを設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の密封装置では、ハウジング側に固定して設けられる第１シール部材の第１金属環と摺接するダストリップの先端部に、当該ダストリップとサイドリップとの間の環状スペースと外部とを連通し得る少なくとも１つの切欠きを設けている。これにより、車両の運転中に回転軸が軸方向内方に移動して、ダストリップとサイドリップとの間の環状空間内の空気が押されて前記切欠きから外部に出たとしても、当該切欠きを介して外部から環状空間内への空気の移動が可能である。したがって、従来の密封装置のように環状空間内が負圧になり、ダストリップ又はサイドリップの先端が第１金属環に接触する面積が大きくなり、いわゆるべた当たりの状態となることが抑制される。その結果、回転軸の回転に際し、鳴き音と呼ばれる不快な異音が発生するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の密封装置によれば、異音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る密封装置を備えた自動車用トランスファ装置の断面説明図である。
【図２】図１に示される密封装置の断面説明図である。
【図３】図２に示される密封装置における第２シール部材の断面説明図である。
【図４】ダストリップの先端部の一部を軸方向内方から見た説明図である。
【図５】従来の密封装置の一例の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の密封装置の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る密封装置１０を用いた自動車用のトランスファ装置１を示す断面図である。
図１に示されるように、トランスファ装置１は、エンジン（図示せず）の駆動力を後輪側と、前輪側とに分配するための装置であり、一端部２ａがエンジン側に接続されるとともに他端部２ｂが後輪側デファレンシャル装置（図示せず）に接続されるメインシャフト２と、動力伝達チェーン３を介してメインシャフト２の駆動力が伝達されるとともに前輪側デファレンシャル装置（図示せず）に接続されるアウトプットシャフト４と、これらを収容するトランスファケース５とを備えている。
【００１４】
メインシャフト２は、動力伝達チェーン３が巻き掛けられるスプロケット２ｃや、スプロケット２ｃをメインシャフト２に断続可能に接続する接続手段２ｄ等を有している。
トランスファケース５内には、内部に収容している各部を潤滑するための潤滑油が所定量貯留されている。本実施形態のトランスファ装置１には、比較的低粘度（例えば、ＳＡＥ粘度番号７５Ｗ−９０）の潤滑油が用いられている。
【００１５】
トランスファ装置１は、メインシャフト２の一端部２ａから入力される前記エンジンの駆動力を、他端部２ｂに接続される前記後輪側デファレンシャル装置に伝達する。
また、前記前輪側デファレンシャル装置に対しては、接続手段２ｄによってスプロケット２ｃをメインシャフト２に接続することで、当該メインシャフト２に入力される駆動力を動力伝達チェーン３を介してアウトプットシャフト４に分配する。これによって、トランスファ装置１は、アウトプットシャフト４に接続される前記前輪側デファレンシャル装置及びメインシャフト２の他端部２ｂに接続される前記後輪側デファレンシャル装置の双方に対して前記エンジンの駆動力を分配する。
【００１６】
また、トランスファ装置１は、当該トランスファ装置１が搭載される自動車の車体下側に配置される。さらに、トランスファ装置１は、図１に示されるように、メインシャフト２と、アウトプットシャフト４とが、平行に配置されている。この内、メインシャフト２は、その両端がエンジン側及び後輪側に接続されるため、トランスファ装置１は、メインシャフト２が前記エンジンと後輪側デファレンシャル装置との間となるように配置される。このため、アウトプットシャフト４は、メインシャフト２よりもさらに車体下側にオフセットして配置される。従って、トランスファ装置１は、アウトプットシャフト４側が車体下側に突出するように車体に配置される。
【００１７】
アウトプットシャフト４は、動力伝達チェーン３が巻き掛けられたスプロケット６が設けられた本体部４ａと、本体部４ａの一端に固定されたフランジ部材４ｂとを有しており、トランスファケース５内に設けられた軸受によって回転自在に支持されている。
アウトプットシャフト４は、トランスファケース５に形成されケース内外を連通するハウジング７から、フランジ部材４ｂがケース外部に突出するように配置されている。
【００１８】
前述したように、トランスファケース５内には潤滑油が貯留されているので、この潤滑油がケース外部に漏洩するのを防止すると同時にケース内部に外部の泥水や塵埃が浸入するのを防止するために、回転軸としてのアウトプットシャフト４と、ハウジング７との間に形成される環状空間には、アウトプットシャフト４とハウジング７との間を密封する密封装置１０が設けられている。
【００１９】
図２は、図１に示される密封装置１０を拡大した断面説明図である。密封装置１０は、ハウジング７の端部に固定された第１シール部材２０と、当該ハウジング７に対して相対回転するアウトプットシャフト４に一体回転可能に固定された第２シール部材３０とを組み合わせて構成されている。
【００２０】
第１シール部材２０は、ハウジング７に固定された第１金属環２１と、この第１金属環２１に設けられた第１シール本体２２とを有している。第１金属環２１は、ハウジング７の内周面７ａに嵌合固定されている第１円筒部２１ａと、この第１円筒部２１ａの一端部から径方向内方に延びる環状の固定部２１ｂとを有している。また、第１金属環２１は、第１円筒部２１ａの他端部から径方向外方に延びハウジング７の端面７ｂに当接している円環部２１ｃと、この円環部２１ｃの外周端部から軸方向外方に延びる第２円筒部２１ｄと、この第２円筒部２１ｄの軸方向端部から径方向外方に延びる環状部２１ｅとを有している。
なお、本明細書では、軸方向においてトランスファケース５から見てケース外部側に向く方向を軸方向外方、ケース内部側に向く方向を軸方向内方ともいう。
【００２１】
第１金属環２１とハウジング７との間は、第１円筒部２１ａをハウジング７の内周面７ａに嵌合固定させることで互いに密接しており、密封性を有している。第１金属環２１は、例えばＳＵＳ３０４やＳＵＳ４３０等のステンレス鋼板をプレス加工することによって形成された環状の部材である。このため、例えばＳＰＣＣ等の冷延鋼板と比較して、耐食性に優れるとともに、材質としての硬さも高いため、後述する各リップが摺接したとしても、第１金属環２１自体が早期に摩耗してシール性を低下させることがない。
【００２２】
第１シール本体２２は、合成ゴムを用いて形成されており、第１金属環２１の固定部２１ｂに加硫接着されている。第１シール本体２２は、固定部２１ｂの内側側面に沿う基部２２ａを有している。この基部２２ａには、固定部２１ｂの先端側から軸方向内方に延びてアウトプットシャフト４の本体部４ａの外周面４ｃに摺接する環状の主リップ（シールリップ）２２ｂと、固定部２１ｂの先端側から軸方向斜め外方に延びてアウトプットシャフト４との間で隙間を形成する環状の補助リップ２２ｃと、固定部２１ｂから軸方向外方（第２シール部材３０側）に延びる環状突起部２２ｄとが形成されている。
【００２３】
主リップ２２ｂの外周面には周溝２２ｂ１が形成されており、この周溝２２ｂ１には、主リップ２２ｂを外周側から緊迫している環状のばね部材２３が装着されている。主リップ２２ｂは、ばね部材２３によって緊迫されることで、アウトプットシャフト４の外周面４ｃに押圧されており、その外周面４ｃと第１金属環２１との間を密封している。
【００２４】
第１シール本体２２の環状突起部２２ｄは、その先端部２２ｄ１が、後述する突出部３２ｃの内周面３２ｃ１及びその径方向内方の側壁面３２ｃ２との間でわずかな隙間となるように形成されており、環状突起部２２ｄと突出部３２ｃとによりラビリンスシールが構成されている。
【００２５】
第１シール本体２２の基部２２ａの外周側には、ハウジング７の内周面７ａに沿って形成され、当該内周面７ａに密接している密接部２２ｅが形成されている。この密接部２２ｅは、ハウジング７の内周面７ａに密接することで、当該内周面７ａと第１金属環２１の第１円筒部２１ａとの間における嵌合による密封性が低下してとしても、ケース内部に泥水が浸入したり、ケース内部の潤滑油が大気側に漏洩したりするのを防止することができる。
【００２６】
第２シール部材３０は、アウトプットシャフト４に固定された第２金属環３１と、この第２金属環３１に設けられた第２シール本体３２とを有している。第２金属環３１は、冷延鋼板をプレス加工することによって形成された環状の部材である。第２金属環３１は、アウトプットシャフト４のフランジ部材４ｂの外周面に一体回転可能に外嵌固定された円筒部３１ａと、この円筒部３１ａから径方向外方に延び第１金属環２１の円環部２１ｃに対向配置された円環状の本体部３１ｂと、この本体部３１ｂの外周端部から第１金属環２１側に延びて当該第１金属環２１の第２円筒部２１ｄの外周側を覆う外覆部３１ｃとを有している。
【００２７】
第２金属環３１とアウトプットシャフト４との間は、円筒部３１ａをフランジ部材４ｂの外周面に外嵌固定させることで互いに密接しており、密封性を有している。第２金属環３１は、比較的加工性のよいＳＰＣＣ等の冷延鋼板を用いて形成されているが、第１金属環２１と同様にＳＵＳ３０４やＳＵＳ４３０等の耐食性の高いステンレス鋼板を用いることもできる。
【００２８】
第２シール本体３２は、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）や水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等の合成ゴムを用いて形成された部材であり、第２金属環３１の本体部３１ｂに加硫接着されている。第２シール本体３２は、本体部３１ｂの内周面及び円筒部３１ａの外周面に沿う厚肉の基部３２ａを有している。この基部３２ａには、その外周側部から軸方向内方へ径方向斜め外方に延びて第１金属環２１の第２円筒部２１ｄの内周面に摺接する環状のダストリップ３２ｂと、基部３２ａの側面から軸方向内方に突出した突出部３２ｃと、この突出部３２ｃの先端部よりさらに軸方向内方へ径方向斜め外方に延び第１金属環２１の円環部２１ｃの側面２１ｃ１に摺接する環状のサイドリップ３２ｄとが形成されている。これにより、ダストリップ３２ｂ及びサイドリップ３２ｄは、第１金属環２１と第２金属環３１との間を密封している。
【００２９】
ダストリップ３２ｂは、基部３２ａの外周端部から軸方向内方へ径方向斜め外方に延び、さらにその先端部が軸方向外方に向くように折り返すことで断面Ｃ字状に形成されて、第１金属環２１の第２円筒部２１ｄの内周面に摺接している。このようにダストリップ３２ｂを断面Ｃ字状に形成することで、ハウジング７に対するアウトプットシャフト４の偏心量が過大になったとしても、ダストリップ３２ｂによるアウトプットシャフト４に対する反力を低く抑えることができ、密封装置１０の回転抵抗が増加するのを抑制することができるとともに、ダストリップ３２ｂが過度に摩耗するのを防止することができる。
【００３０】
本実施形態では、ダストリップ３２ｂの先端部に、図４に示されるように、当該ダストリップ３２ｂとサイドリップ３２ｄとの間の環状空間Ｓ１（図２参照）と外部（大気）とを連通し得る少なくとも１つの切欠き２４が設けられている。本実施形態では、半円形状の３つの切欠き２４が環状のダストリップ３２ｂの周方向に沿って等間隔で形成されている。
【００３１】
ハウジング側に固定して設けられる第１シール部材２０の第１金属環２１と摺接するダストリップ３２ｂの先端部に切欠き２４を設けることで、車両の運転中にアウトプットシャフト４が軸方向内方に移動して、ダストリップ３２ｂとサイドリップ３２ｄとの間の環状空間Ｓ１内の空気が押されて前記切欠き２４から外部に出たとしても、当該切欠き２４を介して外部から環状空間Ｓ１内への空気の移動が可能である。したがって、環状空間Ｓ１内が負圧になり、ダストリップ３２ｂ又はサイドリップ３２ｄの先端が第１金属環２１に接触する面積が大きくなり、いわゆるべた当たりの状態となることが抑制される。その結果、アウトプットシャフト４の回転に際し、鳴き音と呼ばれる不快な異音が発生するのを抑制することができる。
【００３２】
〔その他の変形例〕
本開示は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、ダストリップ３２ｂの先端部に３つの切欠きを周方向に沿って等間隔で設けているが、その数は、本発明において特に限定されず、１つ又は２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。複数の切欠きを設けると、より確実に空気を環状空間内に流入させることができる。また、複数の切欠きを設ける場合に、必ずしも等間隔で設けなくてもよく、不均等な間隔で設けることもできる。
【００３３】
また、前述した実施形態では、半円形状の切欠きを設けているが、その形状は、本発明において特に限定されず、他の形状、例えば矩形状、又は三角形状とすることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１    ：    トランスファ装置
２    ：    メインシャフト
２ａ  ：    一端部
２ｂ  ：    他端部
２ｃ  ：    スプロケット
２ｄ  ：    接続手段
３    ：    動力伝達チェーン
４    ：    アウトプットシャフト
４ａ  ：    本体部
４ｂ  ：    フランジ部材
４ｃ  ：    外周面
５    ：    トランスファケース
６    ：    スプロケット
７    ：    ハウジング
７ａ  ：    内周面
７ｂ  ：    端面
１０    ：    密封装置
２０    ：    第１シール部材
２１    ：    第１金属環
２１ａ  ：    第１円筒部
２１ｂ  ：    固定部
２１ｃ  ：    円環部
２１ｄ  ：    第２円筒部
２１ｅ  ：    環状部
２２    ：    第１シール本体
２２ａ  ：    基部
２２ｂ  ：    主リップ
２２ｃ  ：    補助リップ
２２ｄ  ：    環状突起部
２２ｅ  ：    密接部
３０    ：    第２シール部材
３１    ：    第２金属環
３１ａ  ：    円筒部
３１ｂ  ：    本体部
３１ｃ  ：    外覆部
３２    ：    第２シール本体
３２ａ  ：    基部
３２ｂ  ：    ダストリップ
３２ｃ  ：    突出部
３２ｄ  ：    サイドリップ
Ｓ１  ：    環状空間
Ｓ２  ：    環状空間
【図１】
2020008133.tif 000003
【図２】
2020008133.tif 000004
【図３】
2020008133.tif 000005
【図４】
2020008133.tif 000006
【図５】
2020008133.tif 000007