(57)【要約】【課題】オイルシールの組み付け時に副リップの先端部が回転軸に接触して巻き込まれてしまい、副リップを正常に機能させることができない場合がある。【解決手段】本発明によるオイルシール６０は、嵌め合い部６１ａおよび補強部６１ｂを有する金属環６１と、補強部６１ｂから径方向内側に突出する薄肉部６２と、薄肉部６２から突出し、自由状態での内径ｄ1がシール面２３ａの外径Ｄよりも小さい第１のシール部６３ａを有する主リップ６３と、薄肉部６２から主リップ６３と反対側に突出し、自由状態での内径ｄ2がシール面２３ａの外径Ｄよりも大きい第２のシール部６５ａを有する副リップ６５とを具え、回転軸３０が挿通された状態で主リップ６３が弾性変形を伴って拡径して第１のシール部６３ａがシール面２３ａに押し当たり、主リップ６３の拡径により薄肉部６２の弾性変形を伴って副リップ６５が縮径し、第２のシール部６５ａがシール面２３ａに押し当たる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに形成された開口部と、このハウジングの開口部を貫通する回転軸のシール面との間に配されるオイルシールであって、
前記ハウジングの開口部に固定状態で嵌合される嵌め合い部およびこの嵌め合い部の一端から径方向内側に延在する補強部を有する金属環と、
弾性変形可能なゴム状弾性部材にて形成され、径方向外側が前記金属環の補強部に接合されると共にこの補強部から径方向内側に突出する薄肉部と、
この薄肉部と一体にゴム状弾性部材にて形成されて前記金属環の嵌め合い部の径方向内側に位置するように前記薄肉部から突出し、自由状態での内径が前記回転軸のシール面の外径よりも小さい第１のシール部を有し、前記回転軸が挿通された状態にて弾性変形を伴って拡径して前記回転軸のシール面に前記第１のシール部が押し当たる主リップと、
前記薄肉部と一体にゴム状弾性部材にて形成されて前記薄肉部から前記主リップと反対側に突出し、自由状態での内径が前記回転軸のシール面の外径よりも大きい第２のシール部を有し、前記回転軸が挿通された状態での前記主リップの拡径により前記薄肉部の弾性変形を伴って縮径して前記第２のシール部が前記回転軸のシール面に押し当たる副リップと
を具えたことを特徴とするオイルシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の漏出を抑制するための主リップと、塵埃の侵入を阻止するための副リップとを具えたオイルシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種回転機器に取り付けられた回転軸と、この回転軸を支持する回転機器のハウジングとの間から潤滑油などの流体がハウジングの外部へと漏出するのを抑制する必要がある場合、回転軸とこれを囲む回転機器のハウジングとの間にオイルシールが配される。
【０００３】
特許文献１は、自動車の差動装置のデファレンシャルケースから突出する左右一対の駆動軸と、差動装置を回転自在に収容するハウジングとの間に配されたオイルシールを開示している。この特許文献１のオイルシールは、駆動軸の外周面に押し当たって潤滑油の漏出を阻止するための主リップと、外部からの塵埃などの侵入を阻止するための副リップとを具えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６６６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オイルシールの使用時に塵埃などがハウジング内に侵入しないように、副リップを駆動軸の外周面に軽く押し当てることが有効である。この目的のため、自由状態における副リップの内径を主リップの内径と同様に駆動軸の外径よりも小さく設定している。
【０００６】
しかしながら、自由状態における副リップの内径を駆動軸の外径よりも小さくすると、ハウジングに収容された差動装置に駆動軸を組み付ける際に、副リップの先端部が駆動軸に巻き込まれて意図しない変形状態で駆動軸に押し当たることがある。このような場合、副リップの先端部が副リップの本来の機能を発揮させることができず、塵埃などがハウジング内に侵入してしまう可能性がある。このような不具合を回避すべく、従来のオイルシールにおいては、副リップの寸法および形状公差を高精度に維持する必要があり、そのための製造コストが嵩む一因となっている。
【０００７】
本発明の目的は、副リップの寸法形状を高精度に維持せずとも、回転軸の挿入時に副リップが回転軸に巻き込まれたりせず、副リップ本来の機能を確実に発揮させることができるオイルシールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるオイルシールは、ハウジングに形成された開口部と、このハウジングの開口部を貫通する回転軸のシール面との間に配されるオイルシールであって、前記ハウジングの開口部に固定状態で嵌合される嵌め合い部およびこの嵌め合い部の一端から径方向内側に延在する補強部を有する金属環と、弾性変形可能なゴム状弾性部材にて形成され、径方向外側が前記金属環の補強部に接合されると共にこの補強部から径方向内側に突出する薄肉部と、この薄肉部と一体にゴム状弾性部材にて形成されて前記金属環の嵌め合い部の径方向内側に位置するように前記薄肉部から突出し、自由状態での内径が前記回転軸のシール面の外径よりも小さい第１のシール部を有し、前記回転軸が挿通された状態にて弾性変形を伴って拡径して前記回転軸のシール面に前記第１のシール部が押し当たる主リップと、前記薄肉部と一体にゴム状弾性部材にて形成されて前記薄肉部から前記主リップと反対側に突出し、自由状態での内径が前記回転軸のシール面の外径よりも大きい第２のシール部を有し、前記回転軸が挿通された状態での前記主リップの拡径により前記薄肉部の弾性変形を伴って縮径して前記第２のシール部が前記回転軸のシール面に押し当たる副リップとを具えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、回転軸のシール面の外径よりも内径の小さな主リップの第１のシール部が回転軸のシール面に押し当たると、主リップは弾性変形を伴って径方向外側に拡げられる。これに伴い、弾性変形する薄肉部を支点として副リップが弾性変形を伴って径方向内側へと縮径し、その第２のシール部が回転軸のシール面に押し当たる。
【００１０】
本発明によるオイルシールにおいて、主リップの外周部分に装着されて主リップを縮径させるように付勢する環状のばねをさらに具えることができる。
【００１１】
また、金属環の補強部および嵌め合い部の一部あるいは全体を薄肉部と同じゴム状弾性部材にて被覆することも有効である。この場合、金属環の補強部から嵌め合い部と反対方向に突出して回転軸に装着されたカップ形断面の環状体に先端部が入り込んでラビリンス構造を画成する第３のリップをゴム状弾性部材にて形成することも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のオイルシールによると、副リップの第２のシール部が回転軸のシール面の外径よりも大きな内径を有しているので、主リップの第１のシール部が回転軸のシール面に押し当たるまで、回転軸のシール面に対して副リップを非接触状態に保つことができる。このため、組み付け時に副リップが回転軸に接触して巻き込まれ、オイルシールとして正常に機能させることができなくなるというような不具合を未然に防止することが可能である。また、主リップの第１のシール部が回転軸のシール面に押し当たった状態では、薄肉部の弾性変形を伴って副リップの第２のシール部が回転軸のシール面に押し当たるため、その本来の機能を確実に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるオイルシールを自動車の差動装置とトランスアクスルケースとの間に組み込んだ一実施形態の概略構造を表す断面図である。
【図２】図１に示した実施形態におけるオイルシールを含む領域の抽出拡大断面図である。
【図３】駆動輪車軸を組み付ける直前の図２に対応した断面図である。
【図４】図３に示したオイルシールのみをさらに抽出拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明によるオイルシールを四輪自動車の差動装置に連結される駆動輪車軸と、差動装置を収容するトランスアクスルケースとの間に組み込んだ一実施形態について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明によるオイルシールはこのような実施形態のみに限らず、内部からの液体の漏出を抑制すると同時に外部からの塵埃の侵入を防止する必要のあるあらゆる機器に対して適用させることができる。
【００１５】
トランスアクスルケースの内部の差動装置が収容された部分の断面構造を図１に示し、そのオイルシールが装着された部分を抽出拡大して図２に示し、この図２の状態から駆動輪車軸を取り外した状態を図３に示す。
【００１６】
本実施形態におけるトランスアクスルケース１０は、本発明におけるハウジングとして機能し、ボルト１１などの締結金具を用いて相互に結合されるケーシング１２とハウジング１３とを含む。このトランスアクスルケース１０内には、本発明の回転軸として機能する左右一対の駆動輪車軸２０が連結される差動装置３０と、この差動装置３０に動力を伝達する動力伝達軸４０とがそれぞれ軸受５０，５１を介して回転自在に支持されている。
【００１７】
動力伝達軸４０には、図示しないエンジンなどの原動機からの動力が伝達される従動歯車４１と、差動装置３０の終減速大歯車３１と噛み合う小歯車４２とが設けられている。
【００１８】
差動装置３０は、ボルト３２を介して終減速大歯車３１が一体的に取り付けられたデファレンシャルケース３３と、一対の差動小歯車３４と、左右一対の環状をなす差動大歯車３５とで主要部が構成される。デファレンシャルケース３３には、このデファレンシャルケース３３の中央部を貫通する差動小歯車軸３６の一端部がピン３７を介して一体的に固定されている。先の差動小歯車３４は、この差動小歯車軸３６に対し、デファレンシャルケース３３内でそれぞれ回転可能に装着されている。一対の差動大歯車３５は、デファレンシャルケース３３内でこれら一対の差動小歯車３４とそれぞれ噛み合い、差動小歯車軸３６を挟んで対向するようにデファレンシャルケース３３に対して回転可能に取り付けられている。デファレンシャルケース３３には、内周面に内スプライン部３５ａを形成した環状の差動大歯車３５の回転軸線Ｃと同心状をなす左右一対の車軸挿通孔３８が形成されており、これら車軸挿通孔３８の内周面には、螺旋状の油溝３８ａがそれぞれ形成されている。
【００１９】
駆動輪車軸２０は、基端部側（差動装置３０の中心側）ほど外径が段階的に小径となる段付き軸であり、より具体的には、基端側から外スプライン部２１，ケース嵌合部２２，軸シール部２３，ダストバリヤー装着部２４が順に形成されている。外スプライン部２１よりもケース嵌合部２２、ケース嵌合部２２よりも軸シール部２３、軸シール部２３よりもダストバリヤー装着部２４が大径に設定されている。外スプライン部２１は、差動装置３０の差動大歯車３５の内スプライン部３５ａとスプライン嵌合し、従って駆動輪車軸２０は差動大歯車３５と一体回転する。ケース嵌合部２２は、デファレンシャルケースの車軸挿通孔に対応した外径を有し、軸シール部２３は、後述するオイルシール６０が当接するシール面２３ａを外周に有する。ダストバリヤー装着部２４には、Ｕ字状断面を持つ金属製の環状をなすダストバリヤー７０が圧入状態で装着される。
【００２０】
図３に示したオイルシール６０を抽出拡大して図４に示す。オイルシール６０は、トランスアクスルケース１０のケーシング１２およびハウジング１３にそれぞれ形成された開口部１２ａ，１３ａと、これらを貫通する左右の駆動輪車軸２０の軸シール部２３に形成されたシール面２３ａとの間に配される。本実施形態におけるオイルシール６０は、金属環６１と、薄肉部６２と、主リップ６３と、無端コイルばね６４と、副リップ６５と、ラビリンスリップ６６とを具えている。金属環６１は、トランスアクスルケース１０のケーシング１２およびハウジング１３の開口部１２ａ，１３ａに固定状態で嵌合される筒状の嵌め合い部６１ａと、この嵌め合い部６１ａの一端から径方向内側に延在する内フランジ状の補強部６１ｂとを有する。薄肉部６２は、この金属環６１の補強部６１ｂから径方向内側に突出している。主リップ６３は、金属環６１の嵌め合い部６１ａの径方向内側に位置するように薄肉部６２から突出し、副リップ６５は、薄肉部６２から主リップ６３と反対側、すなわちトランスアクスルケース１０の外側に突出する。無端コイルばね６４は、主リップ６３の外周側に装着されてこれを縮径方向に付勢する。この無端コイルばね６４を設けたことにより、主リップ６３の第１のシール部６３ａを駆動輪車軸２０のシール面２３ａに対してほぼ一定圧で常に押し当てることが可能となる。ラビリンスリップ６６は、金属環６１の補強部６１ｂから嵌め合い部６１ａと反対方向に突出し、その先端部がダストバリヤー７０の凹部７１に入り込んでラビリンス構造を形成する。これにより、塵埃などが駆動輪車軸２０の軸シール部２３と副リップの第２のシール部との間に流入しにくくなるように配慮している。
【００２１】
薄肉部６２は、主リップ６３，副リップ６５，ラビリンスリップ６６と共に弾性変形可能なゴム状弾性部材にて形成され、その径方向外側が金属環６１の補強部６１ｂに対して加硫接着により接合されている。本実施形態では、金属環６１の補強部６１ｂおよび嵌め合い部６１ａの一部を薄肉部６２と同じゴム状弾性部材にて被覆しているが、これに限定されない。主リップ６３および副リップ６５は、薄肉部６２と一体に形成され、金属環６１の嵌め合い部６１ａの径方向内側に位置するように薄肉部６２から突出している。この主リップ６３は、自由状態での内径ｄ1が駆動輪車軸２０のシール面２３ａの外径Ｄよりも小さい第１のシール部６３ａを有する。そして、駆動輪車軸２０が挿通された場合、主リップ６３は、無端コイルばね６４のばね力に抗し、弾性変形を伴って拡径し、後述する駆動輪車軸２０のシール面２３ａにその第１のシール部６３ａが押し当たるようになっている。また、副リップ６５は、その自由状態での内径ｄ2が駆動輪車軸２０のシール面２３ａの外径Ｄよりも大きい第２のシール部６５ａをその先端側に有する。この副リップ６５は、駆動輪車軸２０が挿通された場合に生ずる主リップ６３部の拡径により、薄肉部６２の弾性変形を伴って縮径する。これにより、副リップ６５の第２のシール部６５ａが駆動輪車軸２０のシール面２３ａに弾性変形を伴って押し当たるようになっている。
【００２２】
従って、図示しない原動機からの出力は、従動歯車４１，動力伝達軸４０，小歯車４２，終減速大歯車３１，デファレンシャルケース３３，差動小歯車軸３６，差動小歯車３４，差動大歯車３５，駆動輪車軸２０の順に伝達される。
【００２３】
駆動輪車軸２０をトランクアクスルケース１０に組み付ける場合、まず図３に示すようにオイルシール６０をトランスアクスルケース１０の開口部１２ａ，１３ａに圧入状態で装着する。しかる後、駆動輪車軸２０の外スプライン部２１を差動装置３０の差動大歯車３５の内スプライン部３５ａにスプライン嵌合させる。この場合、自由状態での主リップ６３の第１のシール部６３ａの内径ｄ1よりも小さな外径の駆動輪車軸２０の外スプライン部２１およびケース嵌合部２２は、オイルシール６０の副リップ６５および主リップ６３に接触することなく通過する。また、自由状態での副リップ６５の第２のシール部６５ａの内径ｄ2よりも小さな外径Ｄを持つ駆動輪車軸２０の軸シール部２３も同様に、オイルシール６０の副リップ６５に接触することなくここを通過する。
【００２４】
しかしながら、自由状態での主リップ６３の第１のシール部６３ａの内径ｄ1は、駆動輪車軸２０の軸シール部２３の外径Ｄよりも大きい。このため、主リップ６３は、無端コイルばね６４のばね力に抗し、弾性変形を伴って拡径し、駆動輪車軸２０の軸シール部２３のシール面２３ａにその第１のシール部６３ａが押し当たる。この主リップ６３の拡径に伴い、副リップ６５が薄肉部６２の弾性変形を伴って縮径し、図２に示すように、副リップ６５の第２のシール部６５ａが駆動輪車軸２０のシール面２３ａに弾性変形を伴って押し当たる。すなわち、副リップ６５は駆動輪車軸２０の軸シール部２３に巻き込まれて異常変形したりすることなく、第２のシール部６５ａを駆動輪車軸２０の軸シール部２３のシール面２３ａに押し当たる。これにより、トランスアクスルケース１０内への塵埃などの侵入を確実に阻止することができる。
【００２５】
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のない構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【符号の説明】
【００２６】
１０  トランスアクスルケース
１２ａ  開口部
１３ａ  開口部
２０  駆動輪車軸
２３ａ  シール面
６０  オイルシール
６１  金属環
６１ａ  嵌め合い部
６１ｂ  補強部
６２  薄肉部
６３  主リップ
６３ａ  第１のシール部
６５  副リップ
６５ａ  第２のシール部
Ｄ  駆動輪車軸のシール面の外径
ｄ1  自由状態での主リップの内径
ｄ2  自由状態での副リップの内径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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