(57)【要約】      （修正有）【課題】内部の圧力を調整することができる密封装置を提供する。【解決手段】互いに相対回転する軸とハウジングとの間に装着され、ハウジング内部側と大気側とをシールする密封装置。ハウジングに固定される金属環１１と、この金属環に被着されたリップ部１２とを備えたシール本体１０と、シール本体の金属環に固定される補助シール２０とを備えている。リップ部は、大気側を向いて前記軸と摺接する主リップ１３と、ハウジング内部側を向いて前記軸と摺接する補助リップ１４とを有している。補助シールは、大気側を向いて軸と摺接し、ハウジング内部側の圧力が上昇すると開放して当該圧力を、シール本体と補助シールとの間の環状空間Ｒに逃がすベントリップを有している。シール本体は、環状空間内の圧力を大気側に逃がし得る第１ベント機構を有しており、補助シールは、環状空間内の圧力をハウジング内部側に逃がし得る第２ベント機構を有している。【選択図】図２
2017089785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転する軸とハウジングとの間に形成される環状空間に装着され、ハウジング内部側と大気側とをシールする密封装置であって、
前記ハウジングに固定される金属環と、この金属環に被着されたリップ部とを備えたシール本体と、
前記シール本体の金属環に固定される補助シールと
を備え、
前記リップ部は、大気側を向いて前記軸と摺接する主リップと、ハウジング内部側を向いて前記軸と摺接する補助リップとを有しており、
前記補助シールは、大気側を向いて前記軸と摺接し、ハウジング内部側の圧力が上昇すると開放して当該圧力を、前記シール本体と補助シールとの間の環状空間に逃がすベントリップを有しており、
前記シール本体は、前記環状空間内の圧力を大気側に逃がし得る第１ベント機構を有しており、
前記補助シールは、前記環状空間内の圧力をハウジング内部側に逃がし得る第２ベント機構を有していることを特徴とする密封装置。      
【請求項２】
前記第１ベント機構が前記シール本体に形成された第１スリットからなり、前記第２ベント機構が前記補助シールに形成された第２スリットからなる、請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記第１スリットは、前記シール本体の大気側表面に設けられた凸部に形成され、前記第２スリットは、前記補助シールのハウジング内部側表面に設けられた凸部に形成されている請求項２に記載の密封装置。
【請求項４】
前記密封装置は、自動車のステアリングピニオンシャフトに用いられる密封装置である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は密封装置に関する。さらに詳しくは、例えば自動車のパワーステアリング装置に用いられ、外部から装置内に泥水やほこり等が浸入するのを防ぐダストシールとして機能する密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のパワーステアリング装置には、外部からの泥水、ほこり、異物などが装置内に浸入するのを防ぐために、図５に示されるように、ベローズ５０やダストシール５１で装置を密封（シール）するタイプのものがある。ダストシール５１は、図６に示されるように、互いに相対回転するステアリングピニオンシャフト軸５２と当該軸５２と同心に配設されるハウジング５３との間に形成される環状空間Ｓに装着され、ハウジング内部側（図６において下方側）と大気側（図６において上方側）とをシールしている。ダストシール５１は、ハウジング５３に固定される金属環５４と、この金属環５４に被着されたリップ部５５とを備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかるタイプのパワーステアリング装置Ｐでは、急激な加減速の繰り返しによる温度変化や標高差による気圧変化等に起因して内圧が変化し、例えば−３０ｋＰａといった大きな負圧が装置内に発生することがある。
【０００４】
大きな負圧が発生すると、比較的大きな空間を密封しているベローズ５０が当該負圧により変形し、亀裂ができて破損するという不具合が発生する虞がある。  
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、内部の圧力を調整することができる密封装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る密封装置は、互いに相対回転する軸とハウジングとの間に形成される環状空間に装着され、ハウジング内部側と大気側とをシールする密封装置であって、
前記ハウジングに固定される金属環と、この金属環に被着されたリップ部とを備えたシール本体と、
前記シール本体の金属環に固定される補助シールと
を備え、
前記リップ部は、大気側を向いて前記軸と摺接する主リップと、ハウジング内部側を向いて前記軸と摺接する補助リップとを有しており、
前記補助シールは、大気側を向いて前記軸と摺接し、ハウジング内部側の圧力が上昇すると開放して当該圧力を、前記シール本体と補助シールとの間の環状空間に逃がすベントリップを有しており、
前記シール本体は、前記環状空間内の圧力を大気側に逃がし得る第１ベント機構を有しており、
前記補助シールは、前記環状空間内の圧力をハウジング内部側に逃がし得る第２ベント機構を有している。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によれば、内部の圧力を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の密封装置が適用されるパワーステアリング装置の一例の斜視説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係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を大気側から見た部分平面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る密封装置の断面説明図である。
【図５】従来のパワーステアリング装置の一例の斜視説明図である。
【図６】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】
【０００９】
〔本発明の実施形態の説明〕
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る密封装置は、
（１）互いに相対回転する軸とハウジングとの間に形成される環状空間に装着され、ハウジング内部側と大気側とをシールする密封装置であって、
前記ハウジングに固定される金属環と、この金属環に被着されたリップ部とを備えたシール本体と、
前記シール本体の金属環に固定される補助シールと
を備え、
前記リップ部は、大気側を向いて前記軸と摺接する主リップと、ハウジング内部側を向いて前記軸と摺接する補助リップとを有しており、
前記補助シールは、大気側を向いて前記軸と摺接し、ハウジング内部側の圧力が上昇すると開放して当該圧力を、前記シール本体と補助シールとの間の環状空間に逃がすベントリップを有しており、
前記シール本体は、前記環状空間内の圧力を大気側に逃がし得る第１ベント機構を有しており、
前記補助シールは、前記環状空間内の圧力をハウジング内部側に逃がし得る第２ベント機構を有している。
【００１０】
本態様に係る密封装置では、ハウジング内部側、すなわち密封装置が装着される装置の内部側の空気の圧力が上昇して所定値を超える正圧になると、補助シールのベントリップが大気側に変形して当該ベントリップによるシールが開放され、高くなった圧力がシール本体と補助シールとの間の環状空間に逃がされる。そして、この環状空間内の圧力が高くなると、今度はシール本体の第１ベント機構が機能して、環状空間内の圧力を大気側に逃がす。したがって、装置内の圧力が一定以上に高くなるのを防ぐことができる。一方、装置内の圧力が低下して所定値を超える負圧になると、補助シールの第２ベント機構が機能して、環状空間内の圧力をハウジング内部側に逃がす。したがって、装置内の圧力が一定以上に低くなるのを防ぐことができる。このように、本態様に係る密封装置では、シール本体と、ベントリップを有する補助シールとを組み合わせ、当該シール本体および補助シールにそれぞれベント機構を設けることで、当該密封装置が装着される装置内の圧力を調整ないしはコントロールすることができる。
【００１１】
（２）上記（１）の密封装置において、前記第１ベント機構が前記シール本体に形成された第１スリットからなり、前記第２ベント機構が前記補助シールに形成された第２スリットからなることが好ましい。この場合、スリットという簡単な構成によりベント機構を実現することができる。
【００１２】
（３）上記（２）の密封装置において、前記第１スリットは、前記シール本体の大気側表面に設けられた凸部に形成され、前記第２スリットは、前記補助シールのハウジング内部側表面に設けられた凸部に形成されていることが好ましい。この場合、凸部を目印としてスリットを形成することができ、簡単且つ確実にスリットを形成することができる。
【００１３】
（４）上記（１）〜（３）の密封装置において、前記密封装置は、自動車のステアリングピニオンシャフトに用いられる密封装置とすることができる。
【００１４】
〔本発明の実施形態の詳細〕
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の密封装置の実施形態を詳細に説明する。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およ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。
【００１５】
図１は、本発明の密封装置が適用されるパワーステアリング装置の一例の斜視説明図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る密封装置１の断面説明図である。
パワーステアリング装置Ｐは、運転者の操舵を補助する機構であり、ラック＆ピニオン型のパワーステアリング装置である。ラック＆ピニオンユニット２の両端にタイロッド３ａ，３ｂが連結されており、連結部には、外部からの泥水、ほこり、異物などが内部に浸入するのを防止するベローズ４ａ，４ｂが配設されている。また、ステリングシャフト（図示せず）と接続されるステアリングピニオンシャフト５が、ラック＆ピニオンユニット２のケーシング６と一体形成された円筒形状のハウジング７内に当該ハウジング９と同心に配設されている。  
【００１６】
本実施形態に係る密封装置１は、互いに相対回転するステアリングピニオンシャフト５とハウジング７との間に形成される環状空間Ｓに装着される。密封装置１は、ベローズ４ａ，４ｂと同様に、外部からの泥水、ほこり、異物などが内部に浸入するのを防止するために用いられ、ハウジング内部側（図２において下方側）と大気側（図２において上方側）とをシールする。
【００１７】
密封装置１は、シール本体１０と、補助シール２０とを備えている。シール本体１０は、ハウジング７に固定される金属環１１と、金属環１１に被着されたリップ部１２とを備えている。補助シール２０は、シール本体１０の金属環１１の内周面１１ａに固定される金属環２１と、金属環２１に被着されたリップ部２２とを備えている。密封装置１は、従来の密封装置（図６のダストシール５１など）と異なり、シール本体１０と補助シール２０と組み合わせてシール機能および後述する圧力調整機能を発揮させている。
【００１８】
シール本体１０のリップ部１２は、大気側を向いてステアリングピニオンシャフト５の外周面と摺接する主リップ１３と、ハウジング内部側を向いてステアリングピニオンシャフト５の外周面と摺接する補助リップ１４とを有している。
【００１９】
シール本体１０のリップ部１２の大気側の表面１２ａには、短円柱形状の凸部１５がリップ部１２と一体に形成されている。金属環１１は、ハウジング７に固定される円筒部１６と、この円筒部１６の大気側端部から径内方向に延設された円板部１７とで構成されており、凸部１５の位置に対応する円板部１７には丸孔１８が形成されている。丸孔１８の内周面１８ａ、および円板部１７の裏面のうち丸孔１８の周縁部１７ａにもリップ部１２が形成されている。そして、丸孔１８内に位置するリップ部１２には、図２において下方が短円柱形状であり、上方が円すい形状の凹所１９が形成されている。円すい形状の凹所１９の先端部は、リップ部１２の大気側の表面１２ａと上下方向において略等しい位置まで達している。
【００２０】
凸部１５の中央付近には、図３に示されるように、径方向に沿って第１ベント機構であるスリット３０が形成されている。スリット３０は幅が狭く、ゴム等の弾性材料からなるリップ部１２の弾性力によって、通常は実質的に閉止された状態にある。
【００２１】
補助シール２０のリップ部２２は、大気側を向いてステアリングピニオンシャフト５と摺接するベントリップ２３を有している。ベントリップ２３は、通常時は、ステアリングシャフト５の外周面と摺接しているが、ハウジング内部側の圧力が上昇すると、図２において矢印Ａで示される方向に傾動してシールを開放する。これにより、ハウジング内部側の圧力を、シール本体１０と補助シール２０との間の環状空間Ｒに逃がす。
【００２２】
補助シール２０のリップ部２２のハウジング側の表面２２ａには、短円柱形状の凸部２４がリップ部２２と一体に形成されている。金属環２２は、金属環１１の円筒部１６の内周面に固定される円筒部２５と、この円筒部１６のハウジング側端部から径内方向に延設された円板部２６とで構成されており、凸部２４の位置に対応する円板部２６には丸孔２７が形成されている。丸孔２７の内周面２７ａ、および円板部２６の裏面（環状空間Ｓ側の面）のうち丸孔２７の周縁部にもリップ部２２が形成されている。そして、丸孔２７内に位置するリップ部２２には、図２において上方が短円柱形状であり、下方が円すい形状の凹所２８が形成されている。円すい形状の凹所２８の先端部は、リップ部２２のハウジング側の表面２２ａと上下方向において略等しい位置まで達している。  
【００２３】
凸部２４の中央付近には、図３に示されるスリット３０と同様にして径方向に沿って第２ベント機構であるスリット３１が形成されている。スリット３１は幅が狭く、ゴム等の弾性材料からなるリップ部２２の弾性力によって、通常は実質的に閉止された状態にある。
【００２４】
次に本実施形態に係る密封装置１の圧力調整機能について説明する。
密封装置１は、パワーステアリング装置Ｐ内の圧力に大きな変動がない場合は、いわゆるダストシールとして機能し、外部からの泥水、ほこり、異物などが装置内に浸入するのを防ぐ。
【００２５】
しかし、急激な加減速の繰り返しによる温度変化や標高差による気圧変化等に起因して内圧が変化して、装置内の圧力が所定値（例えば、１０ｋＰａ）を超える正圧になると、補助シール２０のベントリップ２３が大気側に変形して当該ベントリップ２３によるシールが開放され、高くなった圧力がシール本体１０と補助シール２０との間の環状空間Ｒに逃がされる。そして、この環状空間Ｒ内の圧力が高くなると、今度はシール本体１０のスリット３０が拡がり、環状空間Ｒ内の圧力を大気側に逃がす（図２の矢印Ｂ参照）。したがって、パワーステアリング装置Ｐ内の圧力が一定以上に高くなるのを防ぐことができる。一方、パワーステアリング装置Ｐ内の圧力が低下して所定値（例えば、−１０ｋＰａ）を超える負圧になると、補助シール２０のスリット３１が拡がり、環状空間Ｒ内の圧力をハウジング内部側に逃がす（図２の矢印Ｃ参照）。したがって、パワーステアリング装置Ｐ内の圧力が一定以上に低くなるのを防ぐことができる。このように、本実施形態に係る密封装置１では、シール本体１０と、ベントリップ２３を有する補助シール２０とを組み合わせ、当該シール本体１０および補助シール２０にそれぞれベント機構としてのスリット３０，３１を形成することで、当該密封装置１が装着されるパワーステアリング装置Ｐ内の圧力を調整ないしはコントロールすることができる。これにより、負圧によりベローズ４ａ、４ｂが変形する等の不具合が発生するのを防ぐことができる。
【００２６】
図４は、本発明の他の実施形態に係る密封装置４０の断面説明図である。密封装置４０の構成の多くは、前述した密封装置１の構成と共通している。したがって、共通する要素ないし部材には同一の参照符号を付し、簡単のため、それら共通する要素ないし部材についての説明は省略する。密封装置４０が、図２に示される密封装置１と異なる点は、密封装置４０では、環状空間Ｒの容積を大きくするために、密封装置４０の高さＨ２（ステアリングピニオンシャフト５の軸方向に沿うサイズ）を密封装置１の高さＨ１よりも高くし、かつ、補助シール４１の固定位置を、シール本体４２の金属環４３の円筒部４４の先端側（図４において下方側）に移動させた点である。密封装置１では、補助シール２０の金属環２１の円筒部２５の先端を、シール本体１０の金属環１１の円板部１７に当接するまで奥に挿入している。密封装置４０では、補助シール４１の金属環４５の円筒部４６の高さ（図４において上下方向のサイズ）が補助シール２０の金属環２１の円筒部２５の高さよりも低く、かつ、円筒部４６の先端はシール本体４２の金属環４３の円板部４７に当接するまで奥に挿入されていない。
【００２７】
密封装置４０においても、密封装置１と同様にシール機能および圧力調整機能を発揮することができ、密封装置４０の方が密封装置１よりも環状空間Ｒの容積が大きい分、より大きな圧力変化に対応することができる。
【００２８】
なお、密封装置１および密封装置４０は、上下方向に重ねた状態で保管および搬送されることから、積層時に主リップ１３が他の要素と干渉しないように、密封装置４０においても補助シール４１の下方に一定の高さＨ３を確保することが望ましい。
【００２９】
〔その他の変形例〕
本発明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、ベント機構として平面視で直線状のスリットを採用していているが、他の形状、例えば平面視で十字状のスリットを採用することもできる。
【００３０】
また、前述した実施形態では、スリットの数が１つであるが、２つ以上のスリットを形成することもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１：密封装置    ２：ラック＆ピニオンユニット    ３ａ，３ｂ：タイロッド    
４ａ，４ｂ：ベローズ    ５：ステアリングピニオンシャフト    ６：ケーシンング
７：ハウジング    １０：シール本体    １１：金属環    １２：リップ部
１３：主リップ    １４：補助リップ    １５：凸部    ２０：補助シール
２１：金属環    ２２：リップ部    ２３：ベントリップ    ２４：凸部
３０：スリット    ３１：スリット    ４０：密封装置    ４１：補助シール
４２：シール本体    ４３：金属環    Ｐ：パワーステアリング装置
Ｓ：環状空間    Ｒ：環状空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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