(57)【要約】【課題】簡易な構成により負圧発生の影響を低減しうる密封装置を提供する。【解決手段】互いに相対的に軸方向に往復動する軸３００と該軸３００が挿入される軸孔を有するハウジング４００との間の環状隙間を密封する密封装置１であって、ハウジング４００の内周面４０１に嵌合固定される第１筒状部１０ａと、第１筒状部１０ａの大気側Ａから油室側Ｏかつ軸３００側に向かって延びて軸３００の外周面３０１に摺動自在に接触する第１シールリップ１０ｂと、を有する第１シール部１０と、第１筒状部１０ａにおける軸３００側の周面に嵌合固定される第２筒状部２０ａと、第２筒状部２０ａの油室側Ｏから大気側Ａかつ軸３００側に向かって延びて、第１シールリップ１０ｂよりも油室側Ｏにおいて、軸３００の外周面３０１に摺動自在に接触する第２シールリップ２０ｂと、を有する第２シール部２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対的に軸方向に往復動する軸と該軸が挿入される軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置であって、
２部材のうちの一方の部材の表面に嵌合固定される第１筒状部と、
該第１筒状部の反密封対象領域側から密封対象領域側かつ他方の部材側に向かって延びて他方の部材の表面に摺動自在に接触する第１シールリップと、
を有する第１シール部と、
前記第１筒状部における他方の部材側の周面に嵌合固定される第２筒状部と、
該第２筒状部の密封対象領域側から反密封対象領域側かつ他方の部材側に向かって延びて、前記第１シールリップよりも密封対象領域側において、前記他方の部材の表面に摺動自在に接触する第２シールリップと、
を有する第２シール部と、
を備えることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記第１シール部と前記第２シール部との間の空間と、密封対象領域側とを連通するとともに、密封対象領域側の圧力が変動したときに、前記第１シール部と前記第２シール部との間の空間と、密封対象領域側との間に一時的な圧力差を生ぜしめる連通孔を備えることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記連通孔は、前記第１筒状部と前記第２筒状部との間の嵌合面に溝を設けて形成されることを特徴とする請求項２に記載の密封装置。
【請求項４】
密封対象領域側の圧力が反密封対象領域側の圧力よりも低くなったときに前記連通孔を閉じる弁部を備えることを特徴とする請求項２または３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、互いに相対的に軸方向に往復動する軸と該軸が挿入される軸穴を有するハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の密封装置としては、図３及び図４に示すような、自動車のパワーステアリング装置における油圧シリンダに用いられる密封装置１００が知られている。図３は、パワーステアリング装置の模式的断面図である。図４は、従来技術に係る密封装置の模式的断面図である。
【０００３】
密封装置１００は、パワーステアリング装置２００においてラック軸３００をピストンロッドとする油圧シリンダ４００に用いられるものであり、ラック軸３００の外周面３０１と油圧シリンダ４００の内周面４０１との間の環状隙間を密封する。
【０００４】
図４に示すように、密封装置１００は、ハウジングとしての油圧シリンダ４００の内周面４０１に嵌合される環状のシール本体１０１と、ラック軸３００の外周面３０１に摺動自在に接触するシールリップ１０２と、を備えている。
【０００５】
シール本体１０１は、金属からなる補強環１０１ａと、補強環１０１ａに一体的に焼付き固定されるゴム状弾性体１０１ｂと、から構成される。補強環１０１ａは、円筒部１０１ｃと、円筒部１０１ｃの大気側Ａ端部から径方向内向きに延びるフランジ部１０１ｄと、から構成される。
【０００６】
ゴム状弾性体１０１ｂの一部は、補強環１０１ａのフランジ部１０１ｄの先端付近から油室側Ｏ（密封対象領域側）に延びてシールリップ１０２を形成している。
【０００７】
シールリップ１０２の外周には、ラック軸３００に対する緊迫力を増加させるスプリング１０３が装着されている。また、シール本体１０１の内周であってシールリップ１０２の根元と補強環１０１ａのフランジ部１０１ｄの先端部との間には、バックアップリング１０４が装着されており、油圧側Ｏから高い圧力を受けるシールリップ１０２の変形を抑制し、シールリップ１０２の早期摩耗や発熱を防止している。
【０００８】
上述のように構成された密封装置１００は、油室側Ｏの圧力が大気側Ａの圧力よりも高い状態においては、油室側Ｏから作用する油圧によってシールリップ１０２がラック軸３００の外周面３０１に確実に密着し、ラック軸３００と油圧シリンダ４００との間の環状隙間を良好に密封することができる。
【０００９】
なお、密封装置のその他の構成としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。
【００１０】
しかしながら、パワーステアリング装置２００の操舵方向の切替時等においては、油圧側Ｏの圧力が大気側Ａの圧力よりも低くなる場合がある（負圧の発生）。このような場合には、圧力差によってシールリップ１０２がラック軸３００の外周面３０１から浮き上がり、シールリップ１０２とラック軸３００とが非接触状態になってしまうことがある。
【００１１】
シールリップ１０２とラック軸３００とが非接触状態になると、高圧の大気側Ａから低圧の油室側Ｏに気体が吸い込まれ、ハウジングの軸孔やエアバイパス３０２等を介して密
封装置１００よりも大気側Ａに位置するベローズ５００の内側空間が、ベローズの外側、すなわち、装置外部に対して負圧状態となる。これにより、ベローズ５００が変形して（つぶれて）ラック軸３００等の相手部材と干渉を生じることがあり、最悪の場合にはベローズ５００の破損を引き起こすこともある。
【００１２】
このような負圧対策としては、例えば、特許文献２には、シールリップの根元側にリップ部を追加して負圧発生時にシールリップが反転するのを防止するようにしたものが開示されている。また、特許文献３には、シールリップの外周側にリング部材を配置し、負圧発生時にリング部材が外側からシールリップを押え込むことにより、シールリップの浮き上がりを防止するようにしたものが開示されている。
【００１３】
しかし、これらの技術は、シールリップの形状や構成を特殊なものとするため、シールリップの成形性や組付性が悪く、また、瞬間的に負圧状態に変化する場合のような急激な減圧に対しては、十分に対応できない場合がある。
【特許文献１】実用新案登録第２５０５４３８号
【特許文献２】特開２０００−３２９２３７号公報
【特許文献３】特開２０００−３３７５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡易な構成により負圧発生の影響を低減しう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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明における密封装置は、
互いに相対的に軸方向に往復動する軸と該軸が挿入される軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を密封する密封装置であって、
２部材のうちの一方の部材の表面に嵌合固定される第１筒状部と、
該第１筒状部の反密封対象領域側から密封対象領域側かつ他方の部材側に向かって延びて他方の部材の表面に摺動自在に接触する第１シールリップと、
を有する第１シール部と、
前記第１筒状部における他方の部材側の周面に嵌合固定される第２筒状部と、
該第２筒状部の密封対象領域側から反密封対象領域側かつ他方の部材側に向かって延びて、前記第１シールリップよりも密封対象領域側において、前記他方の部材の表面に摺動自在に接触する第２シールリップと、
を有する第２シール部と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、密封対象領域側が反密封対象領域側に対して負圧になると、圧力差によって第２シールリップが他方の部材の表面により強固に密着するようになる。したがって、負圧発生によって密封対象領域と反密封対象領域とが疎通してしまうことが防止される。
【００１７】
また、第１シール部と第２シール部は、それぞれの筒状部同士を嵌合することにより一体化することができる。したがって、組立が容易であり、また、シールリップ等を特殊な形状等にするものではないので成形性においても優れている。
【００１８】
前記第１シール部と前記第２シール部との間の空間と、密封対象領域側とを連通するとともに、密封対象領域側の圧力が変動したときに、前記第１シール部と前記第２シール部との間の空間と、密封対象領域側との間に一時的な圧力差を生ぜしめる連通孔を備えると
よい。
【００１９】
これにより、第１シール部と第２シール部との間の空間に蓄圧が発生するのが抑制されるとともに、第１シールリップが密封対象領域側の圧力変動の影響を直接的に受けることが抑制される。
【００２０】
前記連通孔は、前記第１筒状部と前記第２筒状部との間の嵌合面に溝を設けて形成されると好適である。
【００２１】
これにより、簡易な構成で連通孔を形成することができる。
【００２２】
密封対象領域側の圧力が反密封対象領域側の圧力よりも低くなったときに前記連通孔を閉じる弁部を備えるとよい。
【００２３】
これにより、第１シールリップに対する密封対象領域側の圧力変動の影響をより効果的に緩和することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明により、簡易な構成により負圧発生の影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、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。
【００２６】
（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。図１は、本実施例に係る密封装置の模式的断面図である。
【００２７】
本実施例に係る密封装置１は、図３に示すような、パワーステアリング装置において、ラック軸をピストンロッドとする油圧シリンダに用いられるものであり、軸としてのラック軸３００の外周面３０１とハウジングとしての油圧シリンダ４００の内周面４０１との間の環状隙間を密封する。
【００２８】
図１に示すように、密封装置１は、概略、第１シール部１０と、第２シール部２０とから構成されている。
【００２９】
第１シール部１０は、金属製の補強環１１と、該補強環１１に一体的に焼付き固定されたゴム状弾性体１２とから構成されている。補強環１１は、略円筒形状の筒状部１１ａと、該筒状部１１ａにおける大気側Ａ（反密封対象領域側）の端部から略径方向内向きに延びるフランジ部１１ｂとから構成される。
【００３０】
ゴム状弾性体１２の一部は、補強環１１の筒状部１１ａの表面を覆うように、筒状部１１ａの内周面から油室側Ｏ端部、外周面にかけて連続的に焼付き固定されている。これら、補強環１１の筒状部１１ａと、その表面を覆うゴム状弾性体１２の一部とが、第１シール部１０における第１筒状部１０ａを構成している。第１筒状部１０ａは、油圧シリンダ４００の内周面４０１に嵌合固定される。
【００３１】
ゴム状弾性体１２の他の一部は、補強環１１のフランジ部１１ｂの先端付近から油室側Ｏ（密封対象領域側）に延びて第１シーリップ１０ｂを形成している。第１シールリップ１０ｂは、第１筒状部１０ａの大気側Ａから油室側Ｏかつラック軸３００側に向かって延びてラック軸３００の外周面３０１に摺動自在に接触する。
【００３２】
第１シールリップ１０ｂの外周には、ラック軸３００に対する緊迫力を増加させるスプリング１３が装着されている。また、第１シール部１０の内周であって第１シールリップ１０ｂの根元よりも大気側Ｏに、バックアップリング１４が装着されており、第１シールリップ１０ｂの変形や早期摩耗、発熱の抑制が図られている。
【００３３】
第２シール部２０は、金属製の補強環２１と、該補強環２１に一体的に焼付き固定されたゴム状弾性体２２とから構成されている。補強環２１は、略円筒形状の筒状部２１ａと、該筒状部２１ａにおける油室側Ｏの端部から略径方向内向きに延びるフランジ部２１ｂとから構成される。
【００３４】
補強環２１の筒状部２１ａは、第２シール部２０の第２筒状部２０ａとして第１シール部１０の第１筒状部１０ａの内周面に嵌合固定される。また、ゴム状弾性体２２の一部は、補強環２１のフランジ部２１ｂの先端付近から大気側Ａに延びて第２シールリップ２０ｂを形成している。第２シールリップ２０ｂは、第２筒状部２０ａの油室側Ｏから大気側Ａかつラック軸３００側に向かって延びてラック軸３００の外周面３０１に摺動自在に接触する。
【００３５】
また、第１筒状部１０ａの内周面には、略軸方向に延びる複数の溝１２ａが周方向に等配されている。各溝１２ａは、第１筒状部１０ａと第２筒状部２０ａとが嵌合した状態において、油室側Ｏと、第１シール部１０と第２シール部２０との間の空間Ｓとを連通するように設けられている。
【００３６】
このようにして形成される連通孔は、空間Ｓ内に蓄圧が発生するのを防止するとともに、油室側Ｏの圧力変動とそれに伴って生じる空間Ｓ内の圧力変動との間に時間差を生じさせる、すなわち、油室側Ｏの圧力変動時に空間Ｓと油室側Ｏとの間に一時的な圧力差を生じさせる小さな孔である。この連通孔により、油室側Ｏの圧力変動に伴って空間Ｓ内の圧力が急激に低下するのが抑制され、第１シールリップ１０ｂに対する油室側Ｏの圧力変動の影響が緩和される。
【００３７】
このような連通孔を形成する構成としては、第２筒状部２０ａに溝を設けたり、あるいは筒状部の各嵌合面にそれぞれ溝を設ける等、種々の構成が考えられるが、成形性の観点からは、本実施例のように第１筒状部１０ａのゴム状弾性体２２に溝を形成する構成が好適である。
【００３８】
上述のように構成された密封装置１は、第１筒状部１０ａの外周面が油圧シリンダ４００の内周面４０１に嵌合固定により密着するとともに、主として第１シールリップ１０ｂがラック軸３００の外周面３０１に摺動自在に接触することにより、ラック軸３００と油圧シリンダ４００との間の環状隙間を良好に密封することができる。
【００３９】
油室側Ｏの圧力が大気側Ａの圧力よりも高い場合には、油室側Ｏと連通した空間Ｓ内の圧力も大気側Ａの圧力よりも高くなり、空間Ｓ内の圧力を受けて第１シールリップ１０ｂ及び第２シールリップ２０ｂがラック軸３００の外周面３０１に密着することになる。
【００４０】
なお、油室側Ｏの圧力が圧力変動によって瞬間的に空間Ｓ内の圧力よりも高くなったような場合には、第２シールリップ２０ｂが瞬間的にラック軸３００の外周面３０１から浮
き上がるような事態も考えられるが、第１シールリップ１０ｂはラック軸３００との密着状態が維持されるので、密封装置１による密封状態は維持される。
【００４１】
また、油室側Ｏの圧力が瞬間的に変動して大気側Ａの圧力よりも低くなった場合、油室側Ｏと連通孔を介して連通する空間Ｓ内の圧力は、最終的には油室側Ｏの圧力と同じになるものの、油室側Ｏの圧力が変動した瞬間は一時的に油室側Ｏの圧力よりも高くなる。すなわち、空間Ｓと油室側Ｏとの間に一時的な圧力差が生じることになる。したがって、第２シールリップ２０ｂは、空間Ｓ内の圧力を受けてラック軸３００に確実に密着した状態となる。
【００４２】
また、第１シールリップ１０ｂは、油室側Ｏの瞬間的な圧力変動の影響が連通孔及び空間Ｓによって緩和され、ラック軸３００との接触状態が維持される。すなわち、油室側Ｏの圧力が瞬間的に変動することによって第１シールリップ１０ｂがラック軸３００の外周面３０１から浮き上がるような事態を生じるのが抑制される。
【００４３】
また、本実施例に係る密封装置１は、第１シール部１０と第２シール部２０とを、それぞれの筒状部同士を嵌合することで一体化する構成なので、組立作業が容易である。また、蓄圧防止及び圧力変動緩和のための連通孔も、第１シール部１０と第２シール部２０の嵌合面に溝を設ける構成とすることで、容易に形成することができる。
【００４４】
さらに、第１シール部１０と第２シール部２０との嵌合部は、金属製の補強環の筒状部同士をゴム状弾性体を介して嵌合する構成となっており、金属環の寸法誤差や嵌合力のバラつきを吸収して、良好な密着状態を形成することができる。
【００４５】
（実施例２）
図２を参照して、本発明の実施例２に係る密封装置１ａについて説明する。図２は、本実施例に係る密封装置１ａの模式的断面図であり、（ａ）は通常運転時、（ｂ）は瞬間的に負圧状態に変化したときをそれぞれ示している。
【００４６】
以下、特に説明しない事項については上述の実施例１と同じであり、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００４７】
上記実施例１に係る密封装置１では、大気側Ｏと空間Ｓとが連通孔を介して常に疎通した状態となっている。したがって、圧力変動の大きさによっては、連通孔による圧力変動低減効果を得ることができずに、第１シールリップ１０ｂが油室側Ｏの圧力変動の影響を受けてしまうことが考えられる。
【００４８】
そこで、本実施例に係る密封装置１ａでは、第１シールリップ１０ｂへの圧力変動の影響をより確実に低減すべく、油室側Ｏが瞬間的に負圧状態に変化したときに、連通孔を閉じることができる弁部を設けている。
【００４９】
弁部は、第１シール部１０の第１筒状部１０ａの内周に設けられたリップ１２ｂで構成されている。リップ１２ｂは、補強環１１の筒状部１１ａの内周面に焼付き固定されたゴム状弾性体１２の一部が、連通孔の空間Ｓ側の開口部付近から第２シール部の第２筒状部２０ａよりも軸中心側において油室側Ｏに向かって略軸方向に延びて形成されている。
【００５０】
通常運転時は、リップ１２ｂの外周面と第２筒状部２０ａの内周面との間には隙間が有り、油室側Ｏと空間Ｓとが疎通した状態となっている。
【００５１】
油室側Ｏが瞬間的に負圧状態に変化すると、油室側Ｏと空間Ｓとの間に生じる瞬間的な
圧力差によって、リップ１２ｂが連通孔の開口部側（油室側Ｏ）に吸い込まれるように拡径変形して第２筒状部２０ａの内周面に密着し、連通孔が閉じた状態となる。
【００５２】
これにより、空間Ｓ内の圧力の急激な低下が抑制され、より確実に油室側Ｏと空間Ｓとの間に圧力差を形成することができる。したがって、第１シールリップ１０ｂに対する油室側Ｏの圧力変動の影響をより効果的に緩和することができる。
【００５３】
以上の説明においては、本実施例がパワーステアリング装置の油圧シリンダに用いられる密封装置である場合を例に説明したが、圧力差を生じるような用途で用いられる他の密封装置に対しても本願発明を適用できることはいうまでもない。また、密封装置がハウジングではなく軸に嵌合固定される構成であっても、本願発明を好適に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。
【図２】図２は、実施例２に係る密封装置の模式的断面図である。
【図３】図３は、パワーステアリング装置の模式的断面図である。
【図４】図４は、従来技術に係る密封装置の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  密封装置
１０  第１シール部
１０ａ  第１筒状部
１０ｂ  第１シールリップ
１１  補強環
１１ａ  筒状部
１１ｂ  フランジ部
１２  ゴム状弾性体
１２ａ  溝
１３  スプリング
１４  バックアップリング
２０  第２シール部
２０ａ  第２筒状部
２０ｂ  第２シールリップ
２１  補強環
２１ａ  筒状部
２１ｂ  フランジ部
２２  ゴム状弾性体
３００  ラック軸
４００  シリンダ
【図１】
2009293774.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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