(57)【要約】【課題】軸が偏心かつ回転する場合において、ベロー部への応力集中を緩和することのできる密封装置を提供する。【解決手段】軸孔を有するハウジングと、前記軸孔に挿通され、かつハウジングに対して回転及び偏心するように構成された軸との間の環状隙間を封止する密封装置１００であって、前記ハウジングの軸孔の内周側に固定される固定部１１０と、固定部１１０から前記軸表面に向かって蛇腹状に伸びる薄肉のベロー部１２０と、ベロー部１２０の内周端側に設けられ、前記軸の外周表面に摺動可能に接触するシール部１３０と、を備える密封装置１００において、ベロー部１２０の剛性を高くならしめる、周方向に伸びる凸部１２１ａ，１２１ｂが、ベロー部１２０における最も内周側の腹部１２１の表面にのみ設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2010216607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸孔を有するハウジングと、前記軸孔に挿通され、かつ前記ハウジングに対して回転及び偏心するように構成された軸との間の環状隙間を封止する密封装置であって、
前記ハウジングの軸孔の内周側に固定される固定部と、
該固定部から前記軸表面に向かって蛇腹状に伸びる薄肉のベロー部と、
該ベロー部の内周端側に設けられ、前記軸の外周表面に摺動可能に接触するシール部と、
を備える密封装置において、
前記ベロー部の剛性を高くならしめる、周方向に伸びる凸部が、前記ベロー部における最も内周側の腹部の表面にのみ設けられていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記凸部は、周方向かつ軸方向に伸びるように、軸の同心円に対して傾斜するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄肉のベロー部を有する密封装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジングと軸との間の環状隙間を封止する密封装置が知られている。そして、軸がハウジングに対して大きく偏心する装置に用いられる密封装置として、軸に接触するシール部が軸の偏心に追随するように、薄肉のベロー部の内周端側に前記シール部が設けられる密封装置が知られている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
このような従来例に係る密封装置について、図４〜図６を参照して説明する。図４は従来例１に係る密封装置の模式的断面図の一部であり、図５は従来例２に係る密封装置の模式的断面図の一部である。
【０００４】
図４に示す従来例１に係る密封装置４００は、ハウジングの軸孔の内周側に固定される固定部４１０と、固定部４１０から軸表面に向かって蛇腹状に伸びる薄肉のベロー部４２０と、ベロー部４２０の内周端側に設けられるシール部４３０とを備えている。このシール部４３０は軸の外周表面に対して摺動可能に構成されたバンパー部４３１とリップ部４３２とを備えている。
【０００５】
図５に示す従来例２に係る密封装置４５０も、基本構成は同一であり、固定部４６０と、ベロー部４７０と、シール部４８０とを備えている。また、シール部４８０は、バンパー部４８１とリップ部４８２を備えている。なお、従来例１に係る密封装置４００におけるベロー部４２０と従来例２に係る密封装置４５０におけるベロー部４７０とでは、蛇腹の形状（向き）が異なっているが、偏心追随機能を発揮するために設けられている点では同一である。また、従来例１に係る密封装置４００の場合には、バンパー部４３１の内部に、バンパー部４３１の変形を抑制する補強環４３１ａが設けられている。
【０００６】
ここで、図５においては、ハウジング５００と軸６００を点線にて示している。そして、軸６００は、図中矢印Ａに示すように回転すると共に、図中矢印Ｂに示すように揺動（ハウジング５００に対して偏心）する。従来例１，２に係る密封装置４００，４５０においては、軸６００が偏心しても、バンパー部４３１，４８１が軸６００に密着したままの状態で、ベロー部４２０，４７０が変形することによって、リップ部４３２，４８２は安定的に軸６００の外周表面に密着した状態となり、密封性が維持される。
【０００７】
しかしながら、軸６００の偏心と回転が同時に繰り返されることによって、ベロー部４２０，４７０に割れや裂けが生じてしまう問題がある。これについて図６を参照して説明する。図６は軸が偏心かつ回転している場合において密封装置を軸方向に見た模式図である。図６において、４００Ｐはリップ部の内周端の位置を示し、４００Ｑは固定部の外周端の位置を示し、４００Ｒはベロー部の変形の様子を模式的に示している。
【０００８】
軸が偏心かつ回転した状態においては、リップ部の内周端４００Ｐは、軸の偏心方向への移動に伴って固定部の外周端４００Ｑに対して偏心する方向に移動し（図中矢印Ｂ参照）、かつ軸の回転に伴って回転方向（図中矢印Ａ参照）への力（トルク）が加えられる。
【０００９】
これにより、ベロー部は捩れた状態となり、一部（図中Ｘ部）に応力が集中した状態となる。そのため、軸の偏心と回転が同時に繰り返されることで、応力が集中した状態が繰り返されることになり、割れや裂けが生じてしまうことがある。
【００１０】
なお、特許文献１には、ベロー部の耐久性を高めるために、ベロー部全体に環状の凸部（突条）を設けた技術が開示されている。しかしながら、かかる技術においては、ベロー部全体の剛性が高くなってしまい、ベロー部本来の機能である偏心追随性に悪影響が及ぼされてしまう。
【００１１】
また、特許文献２には、軸挿入時のベロー部のめくれを防止するために、軸方向に伸びる凸部（補強部）をベロー部に設けた技術が開示されている。しかしながら、かかる技術においては、凸部は軸方向に伸びるように構成されているため、この凸部は、ベロー部に作用する回転力（トルク）に対しては、あまり抵抗力とはならない。従って、特許文献２に開示されている技術における凸部については、ベロー部に回転力が作用した場合に、ベロー部の応力集中を緩和する機能は殆ど発揮しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−３２９４６号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５８５６２６号公報
【特許文献３】実開平６−８４０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、軸が偏心かつ回転する場合において、ベロー部への応力集中を緩和することのできる密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１５】
すなわち、本発明の密封装置は、
軸孔を有するハウジングと、前記軸孔に挿通され、かつ前記ハウジングに対して回転及び偏心する（ハウジングが静止し軸が運動する場合の他、軸が静止しハウジングが運動する場合及び両者が運動する場合を含む）ように構成された軸との間の環状隙間を封止する密封装置であって、
前記ハウジングの軸孔の内周側に固定される固定部と、
該固定部から前記軸表面に向かって蛇腹状に伸びる薄肉のベロー部と、
該ベロー部の内周端側に設けられ、前記軸の外周表面に摺動可能に接触するシール部と、
を備える密封装置において、
前記ベロー部の剛性を高くならしめる、周方向（完全な周方向（軸の同心円に一致する方向）であることを意味している訳ではない）に伸びる凸部が、前記ベロー部における最も内周側の腹部の表面にのみ設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、ベロー部に、周方向に伸びる凸部が設けられているので、ベロー部に回転力が作用した場合に、凸部が抵抗力となって、ベロー部に対する応力集中を緩和することができる。そして、この凸部はベロー部における最も内周側の腹部の表面にのみ設けられているので、ベロー部全体にこのような凸部が設けられる場合に比して、ベロー部全体の剛性が高まってしまうこともない。従って、偏心追随性の低下を抑制することができる。従って、ベロー部本来の機能を十分に発揮させることができる。また、ベロー部における複数の腹部のうち、ベロー部に回転力が作用した場合に歪量が大きくなり、応力が集中し易い最も内周側の腹部に凸部が設けられているので、ベロー部に対する応力集中を効果的に抑制することができる。
【００１７】
また、前記凸部は、周方向かつ軸方向に伸びるように、軸の同心円に対して傾斜するように設けられているとよい。
【００１８】
このように構成すれば、ベロー部に対して作用する回転力に対してだけでなく、軸方向にめくれるように作用する力に対しても凸部が抵抗力となる。従って、ベロー部のめくれを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、軸が偏心かつ回転する場合において、ベロー部への応力集中を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に係る密封装置の一部破断斜視図である。
【図２】本発明の実施例２に係る密封装置の一部破断斜視図である。
【図３】本発明の実施例３に係る密封装置の一部破断斜視図である。
【図４】従来例１に係る密封装置の模式的断面図の一部である。
【図５】従来例２に係る密封装置の模式的断面図の一部である。
【図６】軸が偏心かつ回転している場合において密封装置を軸方向に見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
なお、以下に示す実施例においては、密封装置の一例として、ステアリングダストシールの場合を説明する。なお、ステアリングシールは、上記従来例１，２と同様に、軸孔を有するハウジングと、前記軸孔に挿通されるように構成された軸との間の環状隙間を封止するものである。そして、上記従来例１，２と同様に、軸がハウジングに対して回転し、かつ揺動（ハウジングに対して偏心）するように構成されている。このように、ハウジングや軸に関しては、従来例と同様であるので、以下に示す各実施例における各図においては、ハウジング及び軸については省略する。なお、以下に示す各実施例における各図においては、密封装置がステアリングダストシールとして用いられる場合に、図中、密封装置よりも上側がエンジンルーム側となり、下側が運転席側となる。
【００２３】
（実施例１）
図１を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置について説明する。
【００２４】
＜密封装置の全体構成＞
本実施例に係る密封装置１００は、ハウジングの軸孔の内周側に固定される固定部１１０と、この固定部１１０から軸表面に向かって蛇腹状に伸びる薄肉のベロー部１２０と、ベロー部１２０の内周端側に設けられるシール部１３０とを備えている。このシール部１３０は軸の外周表面に対して摺動可能に構成されたバンパー部１３１とリップ部１３２とを備えている。
【００２５】
バンパー部１３１は、剛性が高くなるように肉厚が厚く構成されており、軸が運動（回転や偏心）した場合でも、あまり変形しない。これにより、肉厚の薄いリップ部１３２もあまり変形せず、軸表面に対して安定した状態で接する。そして、軸が偏心した場合には
、このバンパー部１３１が軸に密着したままの状態で、バンパー部１３１自体は変形することなく、ベロー部１２０が変形する。このとき、上記の通り、リップ部１３２も軸表面に対して安定した状態で接しているので、密封性が維持される。
【００２６】
＜ベロー部の詳細＞
ベロー部１２０について、更に詳細に説明する。ベロー部１２０は、軸が偏心してもシール部１３０による密封性を維持するべく、偏心追随機能を発揮するために設けられたものである。そのため、このベロー部１２０は、肉厚が薄く、かつ軸表面に向かって蛇腹状に伸びるように構成されている。従って、本来的には、径方向に対して容易に変形するだけでなく、周方向に対しても剛性が低く変形し易い性質を有している。周方向に対して剛性が低いと、従来例でも説明した通り、軸が偏心かつ回転した状態になるとベロー部１２０が捩れてしまうことによる割れや裂けの問題が生じ得る。
【００２７】
そこで、本実施例に係る密封装置１００においては、ベロー部１２０の剛性を高くならしめる、環状の凸部１２１ａ，１２１ｂが、ベロー部１２０における最も内周側の腹部１２１にのみ設けられている。これらの凸部１２１ａ，１２１ｂは、腹部１２１における内周側と外周側であって、軸方向の離れた位置（軸方向における異なる端部側）にそれぞれ設けられている。また、これらの凸部１２１ａ，１２１ｂは、軸と同心的に設けられている。更に、これらの凸部１２１ａ，１２１ｂは、ベロー部１２０の腹部１２１と一体的に設けられている。つまり、これらの凸部１２１ａ，１２１ｂは、成形によって、ベロー部１２０の腹部１２１の表面に一体的に形成される。
【００２８】
＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
本実施例に係る密封装置１００によれば、ベロー部１２０に、周方向に伸びる環状の凸部１２１ａ，１２１ｂ（軸と同心的な凸部１２１ａ，１２１ｂ）が設けられている。そのため、ベロー部１２０に回転力が作用した場合に、凸部１２１ａ，１２１ｂが抵抗力となって、ベロー部１２０に対する応力集中を緩和することができる。
【００２９】
そして、凸部１２１ａ，１２１ｂはベロー部１２０における最も内周側の腹部１２１の表面にのみ設けられている。そのため、ベロー部全体にこのような凸部が設けられる場合に比して、ベロー部１２０全体の剛性が高まってしまうこともない。これにより、偏心追随性の低下を抑制することができる。従って、ベロー部本来の機能を十分に発揮させることができる。
【００３０】
また、ベロー部１２０における複数の腹部のうち、ベロー部１２０に回転力が作用した場合に歪量が大きくなり、応力が集中し易い最も内周側の腹部１２１に凸部１２１ａ，１２１ｂが設けられている。従って、ベロー部１２０に対する応力集中を効果的に抑制することができる。
【００３１】
以上のように、本実施例に係る密封装置１００によれば、ベロー部１２０に対する応力集中を緩和できるので、軸の回転や偏心が繰り返されたとしても、ベロー部１２０に割れや裂けが生じてしまうことを抑制できる。これにより、ベロー部１２０の耐久性を向上させることができる。また、ベロー部１２０の本来的な機能である偏心追随性を十分に発揮させることができる。
【００３２】
（実施例２）
図２には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、凸部の配置位置が実施例１の場合とは異なる例を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分について、その説明は適宜省略する。
【００３３】
本実施例に係る密封装置２００においても、上記実施例１に係る密封装置１００と同様に、固定部２１０と、ベロー部２２０と、シール部２３０とを備えている。また、シール部２３０は、バンパー部２３１とリップ部２３２を備えている。これらの基本的な機能は、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００３４】
そして、本実施例に係る密封装置２００においても、ベロー部２２０の剛性を高くならしめる、環状の凸部２２１ａ，２２１ｂが、ベロー部２２０における最も内周側の腹部２２１にのみ設けられている。これらの凸部２２１ａ，２２１ｂは、腹部２２１における軸方向の中央付近の表裏（内周側と外周側）にそれぞれ設けられている。また、これらの凸部２２１ａ，２２１ｂは、軸と同心的に設けられている。更に、これらの凸部２２１ａ，２２１ｂは、ベロー部２２０の腹部２２１と一体的に設けられている。つまり、これらの凸部２２１ａ，２２１ｂは、成形によって、ベロー部２２０の腹部２２１の表面に一体的に形成される。
【００３５】
このように、本実施例に係る密封装置２００においては、ベロー部２２０における最も内周側の腹部２２１に設けられる凸部２２１ａ，２２１ｂの位置が実施例１の場合とは異なっている。しかし、凸部２２１ａ，２２１ｂを設けたことによる作用効果は、実施例１の場合と同様であり、本実施例に係る密封装置２００においても、実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
（実施例３）
図３には、本発明の実施例３が示されている。本実施例においては、凸部の配置位置が実施例１の場合とは異なる例を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分について、その説明は適宜省略する。
【００３７】
本実施例に係る密封装置３００においても、上記実施例１に係る密封装置１００と同様に、固定部３１０と、ベロー部３２０と、シール部３３０とを備えている。また、シール部３３０は、バンパー部３３１とリップ部３３２を備えている。これらの基本的な機能は、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００３８】
そして、本実施例に係る密封装置３００においても、ベロー部３２０の剛性を高くならしめる凸部３２１ａが、ベロー部３２０における最も内周側の腹部３２１にのみ設けられている。そして、本実施例の場合には、凸部３２１ａは、腹部３２１における内周側の表面に複数設けられている。また、これら複数の凸部３２１ａは、周方向かつ軸方向に伸びるように、軸の同心円に対して傾斜するように設けられている。なお、これら複数の凸部３２１ａは、複数の凸部３２１ａによって囲まれる部分が菱形形状となるように設けられている。更に、これら複数の凸部３２１ａは、ベロー部３２０の腹部３２１と一体的に設けられている。つまり、これら複数の凸部３２１ａは、成形によって、ベロー部３２０の腹部３２１の表面に一体的に形成される。
【００３９】
このように、本実施例に係る密封装置３００においては、ベロー部３２０における最も内周側の腹部３２１に設けられる凸部３２１ａの位置が実施例１の場合とは異なっている。しかし、凸部３２１ａを設けたことによる作用効果は、実施例１の場合と同様であり、本実施例に係る密封装置３００においても、実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、凸部３２１ａは軸の同心円に対して傾斜しているため、周方向だけでなく軸方向にも伸びる構成である。そのため、ベロー部３２０に対して作用する回転力に対してだけでなく、軸方向にめくれるように作用する力に対しても凸部３２１ａが抵抗力となる。従って、軸の挿入時等において、ベロー部３２０がめくれてしまうことを抑制できる。
【００４０】
（その他）
凸部をベロー部の腹部の内周側に設けるか、外周側に設けるか、両側に設けるかは、上記実施例に示したものに限られず、適宜設定し得る。また、凸部の個数についても、上記実施例に示したものに限らず適宜設定し得る。また、凸部を軸の同心円に傾斜する構成を採用する場合において、上記実施例３では、凸部が環状にはならない構成を示したが、凸部が軸の同心円に対して傾斜しており、かつ環状に構成するようにしてもよい。なお、上記の実施例においては、密封装置の一例として、ステアリングダストシールの場合を示したが、本発明は軸が回転かつ偏心する各種装置における密封装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１００，２００，３００  密封装置
１１０，２１０，３１０  固定部
１２０，２２０，３２０  ベロー部
１２１，２２１，３２１  腹部
１２１ａ，１２１ｂ，２２１ａ，２２１ｂ，３２１ａ  凸部
１３０，２３０，３３０  シール部
１３１，２３１，３３１  バンパー部
１３２，２３２，３３２  リップ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010216607.tif 000005
【図４】
2010216607.tif 000006
【図５】
2010216607.tif 000007
【図６】
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