JP2011058524A - 自動車用伝動装置の回転軸シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車用変速機などにおいて、回転軸３のシール構造を改良し、雨天走行時の泥水対策を施す。
【解決手段】 ハウジング出口部を構成するリテーナ４の内周面と回転軸の出力端を構成するコンパニオンフランジ６の外周面との間に、オイルシール１１を介装する。オイルシール１１より軸方向外側の位置には、オイルシール１１をダストから保護するダストスリンガー１２を設ける。そして、ダストスリンガー１２より軸方向外側の位置では、リテーナ１１の内周面とコンパニオンフランジ６の外周面とをテーパ面として対向させ、コンパニオンフランジ６側のテーパ面に、回転軸３の回転に伴って軸方向外側へのポンプ作用を奏するネジ溝１３を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、変速機やデフなどの自動車用伝動装置において、ハウジング内で回転自在に支持されてハウジング外に突出する回転軸のシール構造に関する。

自動車用変速機においては、特許文献１に示されるように、変速機のハウジング内において、回転軸をベアリングにより回転自在に支持しており、この回転軸は出力軸としてハウジング外へ突出している。

ハウジング内には、回転軸の円滑な回転を維持するため、回転軸の軸受部に潤滑用オイルを供給する潤滑機構を有しており、このオイルがハウジング外へ洩れないように、ハウジング出口部の内周面と回転軸の外周面との間には、オイルシールを介装している。

また、ダスト、特に異物や泥水から、オイルシールを保護するために、オイルシールより軸方向外側の位置に、回転軸の外周面に全周にわたって固定されて、遠心力による振り切り作用をなすダストスリンガー（フリンガーともいう；特許文献１では回転側デフレクタ）を設けている。

特開２００８−０８９０７０号公報

しかしながら、雨天走行時には、ダストスリンガーの外周側端面とこれが対向するハウジング出口部の内周面との隙間に泥水が連れ回り、泥水がオイルシール側に侵入して、オイルシールのシール性能を低下させるという問題があった。

本発明は、このような点に鑑み、回転軸のシール構造を改良し、主に雨天走行時の泥水対策を施すことで、オイルシールのシール性能低下防止を図ることを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明では、ハウジング出口部の内周面と回転軸の外周面との間に全周にわたって介装されるオイルシールと、前記オイルシールより軸方向外側の位置で、回転軸の外周面に全周にわたって固定され、前記オイルシールをダストから保護するダストスリンガーとに加えて、前記ダストスリンガーより軸方向外側の位置で、ハウジング出口部の内周面に対向する回転軸の外周面に形成され、回転軸の回転に伴って軸方向外側へのポンプ作用を奏するネジ溝を設ける。

本発明によれば、雨天走行時に泥水が侵入したとしても、回転軸の回転によって、ネジ溝により、回転軸の外周面とこれに対向するハウジング出口部の内周面との間で、ポンプ作用を行わせて、泥水を排出でき、泥水によるオイルシールのシール性能低下を抑制できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態を示す自動車用変速機の後端部の概略断面図 図１の要部拡大図（シール構造の拡大図） 図２の要部拡大図（ネジ溝部の拡大図）

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す自動車用変速機の後端部の概略断面図である。
変速機ハウジング１の後端部では、ベアリング２により回転軸３を回転自在に支持している。

また、変速機ハウジング１の後端部の開口部（ベアリング２装着部）に連ねて、ハウジング出口部を構成するように、円筒状のリテーナ（ベアリングリテーナ）４が固定配置されている。リテーナ４は、円筒状のスリーブ部４ａと、その一端側に形成されたフランジ部４ｂとから構成され、フランジ部４ｂが変速機ハウジング１にボルト５で固定されている。ベアリング２の外輪は、変速機ハウジング１とフランジ部４ｂとにより挟持されて固定されている。

回転軸３は、出力軸として、変速機ハウジング１外（ハウジング出口部を構成する円筒状のリテーナ４内）に突出し、その突出端部に、回転軸の出力端を構成するコンパニオンフランジ６が固定されている。

コンパニオンフランジ６は、回転軸３の端部にスプライン嵌合する一端側の軸穴ボス部６ａと、プロペラシャフト（図示せず）に連結される他端側のフランジ部６ｂとから構成されている。

コンパニオンフランジ６の一端側の軸穴ボス部６ａは、円筒状で、その軸穴にスプラインが形成されており、回転軸３のスプライン形成部３ａにスプライン嵌合する。また、回転軸３のスプライン形成部３ａより先端側の小径ネジ部３ｂに螺合した押さえナット７により、コンパニオンフランジ６の抜け止めがなされる。

コンパニオンフランジ６の他端側のフランジ部６ｂは、ボルト８によりプロペラシャフト（図示せず）に接続固定される。
また、ハウジング出口部を構成する円筒状のリテーナ４と、回転軸の出力端を構成するコンパニオンフランジ６との間には、ベアリング９が介装されている。従って、ハウジング出口部を構成する円筒状のリテーナ４は、ベアリング９を介して、回転軸の出力端を構成するコンパニオンフランジ６を回転自在に支持している。

変速機ハウジング１及びリテーナ４内で回転軸３及びコンパニオンフランジ６（軸穴ボス部６ａ）を回転自在に支持するベアリング２、９に対しては、回転軸３の軸芯に設けた潤滑油通路１０を介して潤滑用オイルを供給している。

ここにおいて、ハウジング出口部を構成する円筒状のリテーナ４の内周面と、回転軸の出力端を構成するコンパニオンフランジ６の外周面との間で、ベアリング９より軸方向外側に、外部へのオイルの洩れと外部からのダストの侵入とを防止するため、オイルシール１１とダストスリンガー１２とネジ溝１３とからなるシール構造が設けられる。

かかるシール構造については、図２（図１の要部拡大図）により説明する。
オイルシール１１は、ハウジング出口部を構成する円筒状のリテーナ４の内周面と、回転軸の出力端を構成するコンパニオンフランジ６の外周面との間に、全周にわたってリング状に介装される。断面形状は、コ字状で、ゴム状弾性材料で作られるが、コ字状の３辺のうち、リテーナ４の内周面に嵌合固定される辺を含む２辺に、断面Ｌ字状の金属製補強材１１ａが一体成形され、コンパニオンフランジ６の外周面と接触する残りの１辺の外側にメインリップ（シールリップ）１１ｂ及びサブリップ（ダストリップ）１１ｃが突出形成される。また、メインリップ１１ｂの背部にはメインリップ１１ｂのシール性を高めるためにガータースプリング１１ｄが装着される。

メインリップ１１ｂは、潤滑用のオイルが外部に漏出するのを封止するためのもので、ガータースプリング１１ｄによってコンパニオンフランジ６の外周面に押付けられている。サブリップ１１ｃは、メインリップ１１ｂより軸方向外側にあって、外部のダストがメインリップ１１ｂ側に侵入しないようにするためのものである。

ダストスリンガー１２は、オイルシール１１より軸方向外側の位置で、回転軸の出力端を構成するコンパニオンフランジ６の外周面に全周にわたってリング状に固定され、ハウジング出口部を構成するリテーナ４の内周面側に向かって延びて、オイルシール１１をダストから保護する。具体的には、板金製のリングであり、断面形状はＬ字状で、コンパニオンフランジ６の外周面に嵌合固定される基部１２ａと、基部１２ａの一端側から立上がってリテーナ４の内周面との隙間を狭める壁部１２ｂとから構成される。尚、壁部１２ｂの先端とリテーナ４の内周面との隙間は、可能な限り狭くするのが望ましいが、回転軸３の回転ぶれを生じても干渉を生じないような適当な隙間を確保する。

このダストスリンガー１２は、回転による壁部１２ｂの振り切り作用によって、ダストがオイルシール１１とコンパニオンフランジ６との摺動部へ侵入するのを遮断する。
ネジ溝１３は、ダストスリンガー１２より軸方向外側の位置で、リテーナ４の内周面に対向するコンパニオンフランジ６の外周面に、形成される。図３には、図２の要部拡大図として、ネジ溝１３部を拡大して示している。

ここで、ネジ溝１３が形成されるコンパニオンフランジ６の外周面と、これに対向するリテーナ４の内周面は、軸方向外側に向かって次第に拡径するテーパ面６ｔ、４ｔとし、特にコンパニオンフランジ６側のテーパ面（ネジ溝１３形成面）６ｔはダストスリンガー１２の取付面より段差をもって拡径し、テーパ面６ｔ、４ｔ間の隙間を狭めてある。また、ネジ溝１３は、コンパニオンフランジ６の回転によって、軸方向外側へのポンプ作用を奏する方向に設定し、ここに侵入した泥水を軸方向外側へ排出するように機能する。

また、図１に示されるように、コンパニオンフランジ６の下部には、ダストスリンガー１２の壁部とコンパニオンフランジ６の段差部とに挟まれる環状空間の一部（下部）に連通して、下向きに開口するドレン穴２０を形成してある。

次に作用を説明する。
雨天走行時などに、泥水がオイルシール１１に侵入しないように、ダストスリンガー１２が装着され、侵入しようとする泥水を遠心力による振り切り作用で飛ばしている。

しかし、雨天走行時の泥水対策として、ダストスリンガー１２だけでは、不十分であり、ダストスリンガー１２の外周端面とリテーナ４の内周面との隙間まで侵入すると、この隙間で泥水が連れ回り、泥水がオイルシール１１側に侵入する恐れがある。

そこで、ダストスリンガー１２側に入ってきた泥水を積極的に排出できるように、リテーナ４の内周面とコンパニオンフランジ６の外周面との間に環状空間を形成するコンパニオンフランジ６の外周面にネジ溝１３を設け、ネジ溝１３のポンプ作用で泥水を軸方向外側に排出する。

特に、コンパニオンフランジ６及びリテーナ４を軸方向外側に向かって拡径するテーパ状に形成すると共に、コンパニオンフランジ６とリテーナ４との間を干渉しない範囲まで隙間を狭めた上で、コンパニオンフランジ６のテーパ面６ｔに内方から外方に泥水が流れ出るネジ溝１３を設けることにより、雨天走行時の泥水対策に効果がある。

これにより、オイルシール１１のシール性能低下防止を図り、オイル洩れを防止することができる。
本実施形態によれば、ダストスリンガー１２より軸方向外側の位置で、ハウジング出口部（リテーナ４）の内周面に対向する回転軸（コンパニオンフランジ６）の外周面に、回転軸３の回転に伴って軸方向外側へのポンプ作用を奏するネジ溝１３を設けることにより、雨天走行時に泥水が侵入したとしても、回転軸３の回転によって、ネジ溝１３により、回転軸（コンパニオンフランジ６）の外周面とこれに対向するハウジング出口部（リテーナ４）の内周面との間で、ポンプ作用を行わせて、泥水を排出でき、泥水によるオイルシール１１のシール性能低下を抑制できるという効果を奏する。

また、本実施形態によれば、ネジ溝１３が形成される回転軸（コンパニオンフランジ６）の外周面と、これに対向するハウジング出口部（リテーナ４）の内周面は、軸方向外側に向かって拡径するテーパ面６ｔ、４ｔとしたことにより、回転軸３の回転に伴う遠心力を有効利用して、軸方向外側への排出作用を行わせることができ、排出効果を高めることができる。

但し、本発明において、ネジ溝１３の形成面をテーパ面とすることは必須ではなく、ストレートな円筒面にネジ溝を形成するようにしても、ネジ溝の送り作用で、一定の排出効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、自動車用変速機における回転軸のシール構造について説明したが、本発明は、これに限るものではなく、デフを含む自動車用伝動装置における回転軸のシール構造として、広く適用可能である。

１ 変速機ハウジング
２ ベアリング
３ 回転軸
３ａ スプライン形成部
３ｂ 小径ネジ部
４ リテーナ
４ａ スリーブ部
４ｂ フランジ部
４ｔ テーパ面
５ ボルト
６ コンパニオンフランジ
６ａ 軸穴ボス部
６ｂ フランジ部
６ｔ テーパ面
７ 押さえナット
８ プロペラシャフト締結用ボルト
９ ベアリング
１０ 潤滑油通路
１１ オイルシール
１１ａ 金属製補強材
１１ｂ メインリップ
１１ｃ サブリップ
１１ｄ ガータースプリング
１２ ダストスリンガー
１２ａ 基部
１２ｂ 壁部
１３ ネジ溝
２０ ドレン穴

Claims (2)

1. 自動車用伝動装置のハウジング内で回転自在に支持されてハウジング外に突出する回転軸のシール構造であって、
   ハウジング出口部の内周面と回転軸の外周面との間に全周にわたって介装されるオイルシールと、
   前記オイルシールより軸方向外側の位置で、回転軸の外周面に全周にわたって固定され、前記オイルシールをダストから保護するダストスリンガーと、
   前記ダストスリンガーより軸方向外側の位置で、ハウジング出口部の内周面に対向する回転軸の外周面に形成され、回転軸の回転に伴って軸方向外側へのポンプ作用を奏するネジ溝と、
   を含んで構成されることを特徴とする自動車用伝動装置の回転軸シール構造。
2. 前記ネジ溝が形成される回転軸の外周面と、これに対向するハウジング出口部の内周面は、軸方向外側に向かって拡径するテーパ面としたことを特徴とする請求項１記載の自動車用伝動装置の回転軸シール構造。

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