JP6262961B2

JP6262961B2 - 密封装置

Info

Publication number: JP6262961B2
Application number: JP2013175881A
Authority: JP
Inventors: 宏紀宍戸
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: JP2015045357A

Description

本発明は、例えば車両の油圧緩衝器等における往復動軸の密封手段として用いられる密封装置に関する。

車両の油圧緩衝器（ショックアブソーバ）に用いられる密封装置として、従来、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。

図４は、この種の従来の密封装置を未装着状態で示すものであり、図５は、油圧緩衝器への装着状態を示すものである。すなわち、この密封装置は、油圧緩衝器１１０の内部の作動油を密封対象とするオイルシール１０１と、外部からの異物や泥水の侵入を防止するダストシール１０２と、バックアップリング１０３とを備え、両シール１０１，１０２における金属製の環状基板１０１ａ，１０２ａが、油圧緩衝器１１０におけるシリンダ１１１の開口端のカシメ部１１１ａとその内側のロッドガイド１１２との間に挟持されている。

オイルシール１０１は、環状基板１０１ａに、密封空間側（油圧緩衝器１１０の内部内部空間側）を向いた状態でピストンロッド１１３の外周面に密接される主リップ１０１ｂと、シリンダ１１１及びロッドガイド１１２との間を密封する外周リップ１０１ｃをゴム状弾性材料で一体成形（加硫接着）したものであり、ダストシール１０２は、外径部同士で環状基板１０１ａと互いに嵌合一体化される環状基板１０２ａに、大気側を向いた状態でピストンロッド１１３の外周面に密接されるダストリップ１０２ｂをゴム状弾性材料で一体成形（加硫接着）したものである。また、バックアップリング１０３は、合成樹脂からなるものであって、オイルシール１０１の主リップ１０１ｂの根元近傍と、ダストシール１０２における環状基板１０２ａの内周部の間に保持され、主リップ１０１ｂを大気側かつ内周側から支承し、油圧緩衝器１１０の内部の油圧による主リップ１０１ｂの変形を抑制するものである。

すなわち、この密封装置は、図５に示すように、オイルシール１０１の主リップ１０１ｂが、ピストンロッド１１３の外周面に適当な締め代で密接することによって、内部の作動油が油圧緩衝器１１０の外部へ流出するのを阻止するものであり、ダストシール１０２は、ダストリップ１０２ｂがピストンロッド１１３の外周面に適当な締め代で密接することによって、外部から異物が油圧緩衝器１１０の内部へ浸入するのを阻止するものである。また、油圧緩衝器１１０の内部のピストンの動作に伴って作動油の圧力が上昇すると、この油圧は、ピストンロッド１１３の外周面に対する主リップ１０１ｂの緊迫力を増大するように作用するが、この主リップ１０１ｂは、バックアップリング１０３によって大気側かつ内周側から支承されているので、緊迫力の増大が抑制され、その耐圧性が維持される。

特開２００８−３０９２６３号公報

しかしながら、合成樹脂からなるバックアップリング１０３は、オイルシール１０１の主リップ１０１ｂに作用する油圧Ｐが高圧になるほど縮径方向への変形量が大きくなり、このため主リップ１０１ｂを支持しきれずに、図６に示すように主リップ１０１ｂの変形量が大きくなってピストンロッド１１３に対する摩擦負荷が増大し、バックアップリング１０３自体もピストンロッド１１３の外周面と接触してしまう懸念がある。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、高圧が作用したときも主リップに対するバックアップリングの支持力を維持することの可能な密封装置を提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る密封装置は、環状基板の内径部の密封空間側に、ゴム状弾性材料からなり密封空間側を向いた状態で軸の外周面に密接される主リップが設けられ、前記主リップを大気側かつ内周側から支承するバックアップリングが前記環状基板の内径部における密封空間側の面と前記主リップとの間に配置され、前記バックアップリングと前記環状基板の内径部における密封空間側の面とが、前記環状基板の内周面に連絡しない位置で互いに凹凸に嵌め込まれて係合しているものである。

本発明に係る密封装置によれば、主リップに作用する密封空間の圧力が上昇しても、この主リップを大気側かつ内周側から支承するバックアップリングの縮径方向への変位が規制されるので、主リップの変形量の増大を抑えることができ、バックアップリング自体も軸の外周面との接触が防止されるため、摩擦負荷や摩耗の増大を有効に防止することができる。

本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す未装着状態の片側断面図である。本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す分解状態の片側断面図である。本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態を、軸心を通る平面で切断して示す油圧緩衝器への装着状態の片側断面図である。従来の密封装置の一例を、軸心を通る平面で切断して示す未装着状態の片側断面図である。従来の密封装置の一例を、軸心を通る平面で切断して示す油圧緩衝器への装着状態の片側断面図である。従来の密封装置の一例において、バックアップリングの縮径方向への変形量が増大した状態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の片側断面図である。

以下、本発明に係る密封装置の好ましい実施の形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は未装着状態で示すものであり、図２は、未装着状態かつ分解状態を示すものであり、図３は油圧緩衝器への装着状態を示すものである。

まず図３において、参照符号１１０は車両の懸架装置における油圧緩衝器であって、シリンダ１１１と、このシリンダ１１１の開口端近傍の内周に取り付けられたロッドガイド１１２と、このロッドガイド１１２の内周孔を貫通したピストンロッド１１３を備える。ピストンロッド１１３は、請求項１に記載された軸に相当するものである。

本発明に係る密封装置は、油圧緩衝器１１０の内部の作動油を密封対象とするオイルシール１と、外部からの異物や泥水の浸入を防止するダストシール２と、バックアップリング３とを備える。

詳しくは、オイルシール１は、図１及び図２にも示すように、取付環１１と、これに一体的に設けられて図３に示す油圧緩衝器１１０の内部空間である密封空間Ａ側となる側を向いた主リップ１２及び外周リップ１３からなり、ダストシール２は、オイルシール１の取付環１１の大気Ｂ側となる側に重合配置された環状基板２１と、これに一体的に設けられて前記大気Ｂ側となる側を向いたダストリップ２２からなり、オイルシール１の取付環１１とダストシール２の環状基板２１が互いに重合すると共に外径部同士が互いに圧入嵌着されている。

オイルシール１の取付環１１は、金属板を、軸心を通る平面で切断した形状（図示の断面形状）が略Ｌ字形をなすように打ち抜きプレス成形したものであり、すなわち円盤部１１ａと、その外径端から延びる外径筒状部１１ｂからなる。

オイルシール１における主リップ１２は、取付環１１の円盤部１１ａの内径端部に加硫接着され、軸方向一側（密封空間Ａ側）へ向けて漸次小径になるように延びており、ピストンロッド１１３の外周面に摺動可能に密接されることによって、密封空間Ａ内の作動油を密封するものである。また、オイルシール１における外周リップ１３は、取付環１１の円盤部１１ａと外径筒状部１１ｂの間の屈曲部に加硫接着された基部から、軸方向一側（密封空間Ａ側）へ向けて延びており、油圧緩衝器１１０におけるシリンダ１１１の内面とロッドガイド１１２の外周面との間に圧縮状態に介在されることによって、密封空間Ａ内の作動油を密封するものである。主リップ１２と外周リップ１３の間に連続して形成され取付環１１の円盤部１１ａの軸方向一側面に一体的に被着された弾性膜部１４には、中間凸条１５が形成されている。主リップ１２、外周リップ１３、弾性膜部１４及び中間凸条１５は、ゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で加硫成形されたものである。

ダストシール２の環状基板２１は、オイルシール１の取付環１１より厚肉の金属板をドーナツ状に打ち抜いて製作したもので、オイルシール１の取付環１１の円盤部１１ａにおける軸方向他側（主リップ１２及び外周リップ１３と反対側）の面に重合されると共に、外径端部２１ａが、前記取付環１１における外径筒状部１１ｂの内周に圧入嵌着されている。また、ダストリップ２２は、ゴム状弾性材料で加硫成形されたものであって、環状基板２１の内径部２１ｂにおける軸方向他側（大気Ｂ側）に一体的に加硫接着され、オイルシール１と反対側へ向けて延びており、ピストンロッド１１３の外周面に摺動可能に密接されることによって、大気Ｂ中の異物や泥水等の浸入を防止するものである。

バックアップリング３は、オイルシール１の主リップ１２を支承するのに必要な適当な剛性を有し、耐摩耗性に優れると共に摩擦係数の低い合成樹脂材料からなるものであって、オイルシール１の主リップ１２の根元１２ａ寄りの背面と、ダストシール２の環状基板２１の内径部との間に配置されており、主リップ１２を大気Ｂ側かつ内周側から支承して、密封空間Ａの油圧による主リップ１２の過大な変形を防止するものである。

バックアップリング３とダストシール２の環状基板２１の内径部２１ｂは、係合手段を介して径方向に互いに係合されている。

詳しくは図２に示すように、バックアップリング３とダストシール２の環状基板２１の係合手段は、前記環状基板２１の内径部２１ｂにおけるオイルシール１側の面に円周方向へ連続して形成された係合凹部２１ｃと、バックアップリング３における前記環状基板２１の内径部２１ｂとの対向面に円周方向へ連続して形成された係合凸部３ａからなり、この係合凹部２１ｃと係合凸部３ａが互いに嵌め込まれて係合しているものである。

上述の構成を備える本発明の密封装置は、オイルシール１が密封空間Ａ側を向き、ダストシール２が大気Ｂ側を向くように配置され、互いに重合状態で一体的に嵌着されたオイルシール１の取付環１１とダストシール２の環状基板２１が、油圧緩衝器１１０におけるシリンダ１１１のカシメ部１１１ａとロッドガイド１１２の間に挟持される。

そして、オイルシール１における主リップ１２は、ロッドガイド１１２の内周側で、先端近傍部がピストンロッド１１３の外周面に摺動可能に密接することによって、密封空間Ａ内の作動油が軸周から外部へ漏れるのを阻止するものであり、ダストシール２におけるダストリップ２２は、その先端近傍部がピストンロッド１１３の外周面に摺動可能に密接することによって、外部からの異物や泥水等の浸入を防止するものであり、バックアップリング３は、内周面３ｂがピストンロッド１１３の外周面と非接触に保持され、オイルシール１における主リップ１２の根元１２ａ寄りの部分を大気Ｂ側かつ内周側から支承することによって、密封空間Ａの油圧Ｐによる主リップ１２の過大な変形を防止するものである。

また、オイルシール１における取付環１１に設けられた弾性膜部１４及び中間凸条１５は、シリンダ１１１のカシメ部１１１ａと、ロッドガイド１１２による取付環１１及び環状基板２１に対するカシメ荷重の誤差を吸収し、かつ作動油に対する密封機能を有する。

ここで、油圧緩衝器１１０の内部のピストンの動作に伴って密封空間Ａの油圧Ｐが上昇すると、この油圧Ｐは、ピストンロッド１１３の外周面に対する主リップ１２の緊迫力を増大するように作用し、この主リップ１２を介してバックアップリング３を縮径させる荷重として作用するが、バックアップリング３は、係合凸部３ａと係合凹部２１ｃが互いに嵌め込まれることにより構成された係合手段によってダストシール２の環状基板２１と径方向に係合しているので、縮径方向への変位が規制される。このため主リップ１２の変形量の増大が有効に抑制され、しかもバックアップリング３自体もピストンロッド１１３の外周面との接触が防止されるため、摩擦負荷の増大や摩耗の増大を有効に防止することができる。

なお、上述した実施の形態では、主リップ１２及び外周リップ１３を一体に設けたオイルシール１の取付環１１とダストリップ２２を一体に設けたダストシール２の環状基板２１を互いに嵌合一体化しているが、本発明は、主リップ１２及び外周リップ１３を環状基板２１の軸方向一側に一体に設け、ダストリップ２２を環状基板２１の軸方向他側に一体に設けたものについても適用することができる。

また、バックアップリング３とダストシール２の係合手段は、図示の例のような係合凸部３ａと係合凹部２１ｃに限らず、たとえば段差による嵌合形状とすることや、あるいは凹凸の関係を図示の例とは逆にすることもできる。

１オイルシール
１１取付環
１２主リップ
２ダストシール
２１環状基板
２１ｃ係合凹部（係合手段）
２２ダストリップ
３バックアップリング
３ａ係合凸部（係合手段）
１１０油圧緩衝器
１１１シリンダ
１１２ロッドガイド
１１３ピストンロッド（軸）

Claims

環状基板の内径部の密封空間側に、ゴム状弾性材料からなり密封空間側を向いた状態で軸の外周面に密接される主リップが設けられ、前記主リップを大気側かつ内周側から支承するバックアップリングが前記環状基板の内径部における密封空間側の面と前記主リップとの間に配置され、前記バックアップリングと前記環状基板の内径部における密封空間側の面とが、前記環状基板の内周面に連絡しない位置で互いに凹凸に嵌め込まれて係合していることを特徴とする密封装置。