JP2007107550A - 往復動軸用密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増大や、組み込み作業の煩雑さを来すことなく、主リップ１２の耐圧性を向上させる。
【解決手段】金属環１１と、その圧力空間Ａ側に一体的に接合され軸２の外周面に摺動可能に密接される主リップ１２と、金属環１１の内周部における圧力空間Ａ側に形成された嵌合凹部１１ａに嵌着されて主リップ１２を大気Ｂ側かつ内周側から支承するバックアップリング１５と、金属環１１の大気Ｂ側に一体的に接合され軸２の外周面に摺動可能に密接されるダストリップ１６とを備え、主リップ１２とダストリップ１６が、金属環１１に開設された貫通孔１１ｂを介して互いに連続している。このため、金属環１１の嵌合凹部１１ａにバックアップリング１５を嵌着した状態で、主リップ１２とダストリップ１６を、金属環１１の貫通孔１１ｂを介して一度に成形すると共に、金属環１１と一体に成形することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両の油圧緩衝器のピストンロッド等、往復動軸の軸周をシールする往復動軸用密封装置に関する。

図２は、従来の往復動軸用密封装置１００を、油圧緩衝器の一部と共にその軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。すなわち、この密封装置１００は、油圧緩衝器のシリンダ１１０のカシメ端部１１０ａとロッドガイド１１１との間に挟持される金属製の金属環１０１に、往復動軸であるロッド１１２の外周面に摺接する主リップ１０２及びダストリップ１０３と、シリンダ１１０の内周面に密接する外周リップ１０４を、ゴム状弾性材料で一体成形したものである。

上述の構成を備える密封装置１００は、内側（図２における上側）を向いた主リップ１０２が、ロッド１１２の外周面に適当な締め代で密接することによって、内部作動油が外部へ流出するのを阻止するものであり、外側（図２における下側）を向いたダストリップ１０３が、ロッド１１２の外周面に適当な締め代で密接することによって、外部から異物がシリンダ１１０内へ侵入するのを阻止するものである。

この種の密封装置１００においては、衝撃入力に伴う内部ピストンの動作によって加圧される作動油の圧力が、ロッド１１２の外周面に対する主リップ１０２の面圧を増大させるように作用するので、この主リップ１０２には、十分な耐圧性を与える必要がある。そして、その方法としては、主リップ１０２の背面側及び内周側を、ＰＴＦＥなどの合成樹脂製のバックアップリングで支持することが知られている（例えば下記の特許文献１参照）。
特開２００５−９０５６９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、内側の金属環に主リップ及び外周リップを一体に成形したオイルシールと、その外側に配置された金属環にダストリップを一体に成形したダストシールの内周部間に、バックアップリングを嵌合したものであるため、部品点数が多く、しかも油圧緩衝器等への組み込み作業の煩雑さを来していた。また、その製造においては、オイルシールとダストシールの成形工程を別々に行う必要があり、成形後にバックアップリングを組み込んでいるため、この点でもコスト高になっていた。

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、その技術的課題とするところは、部品点数の増大や、組み込み作業の煩雑さを来すことなく、主リップの耐圧性を向上させることにある。

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、本発明に係る往復動軸用密封装置は、軸方向に往復動する軸とその外周を包囲する外周部材との間に介在される密封装置であって、金属環と、この金属環の圧力空間側に一体的に接合され前記軸の外周面に摺動可能に密接される主リップと、前記金属環の内周部における圧力空間側に形成された嵌合凹部に嵌着されて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と、前記金属環の大気側に一体的に接合され前記軸の外周面に摺動可能に密接されるダストリップとを備え、前記主リップとダストリップが、前記金属環に開設された貫通孔を介して互いに連続しているものである。

上記構成を備える往復動軸用密封装置は、金属環の内周部における圧力空間側に形成された嵌合凹部にバックアップリングを嵌着した状態で、主リップとダストリップを、金属環の貫通孔を介して一度に成形すると共に、金属環と一体に成形することができるので、部品点数の増大を来さない。また、この成形過程でバックアップリングを主リップと嵌合状態とすることができるので、バックアップリングを主リップと金属環の間に組み込む作業を不要にすることができる。そして、圧力空間側を向いた主リップが、バックアップリングによって、内周側かつ大気側から支承されるので、耐圧性が向上する。

本発明に係る往復動軸用密封装置によれば、部品点数の増大や、機器への組み込み作業の煩雑さを来すことなく、バックアップリングによって主リップの耐圧性を向上させることができる。

以下、本発明に係る往復動軸用密封装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る往復動軸用密封装置の好ましい実施の形態を、油圧緩衝器の一部と共にその軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

図１において、本発明に係る密封装置１が装着される油圧緩衝器は二点鎖線で示されており、参照符号２はこの油圧緩衝器のロッドであって、請求項１に記載された軸に相当し、参照符号３はロッド２の外周を包囲するように配置されたシリンダであって、請求項１に記載された外周部材に相当し、参照符号４はシリンダ２の内周に固定されたロッドガイドであって、その内周孔４ａに、ロッド２が軸方向往復動可能に挿通されている。また、参照符号Ａは油圧緩衝器内部の圧力空間、参照符号Ｂは油圧緩衝器外部の大気である。

密封装置１は、シリンダ３の外端部に設けられており、金属環１１と、この金属環１１の圧力空間Ａ側に設けられた主リップ１２と、その外周側へ連続して延びる弾性層１３の径方向中間部に形成された副リップ１４と、主リップ１２の内周部と金属環１１の内周部との間に配置されたバックアップリング１５と、金属環１１の大気Ｂ側に設けられたダストリップ１６と、金属環１１の外周部に位置して弾性層１３の外周部に形成された外周リップ１７とを備える。主リップ１２、弾性層１３、副リップ１４、ダストリップ１６及び外周リップ１７は、連続したゴム状弾性材料からなるものであって、金属環１１に一体的に加硫接着されており、バックアップリング１５は、耐摩耗性に優れると共に摩擦係数の低いＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の低摩擦合成樹脂材料で成形されたものである。

金属環１１は、厚手の金属板を平ワッシャ状に打ち抜いて製作したものであって、シリンダ３の端部に内周側へ屈曲形成した内向き鍔部３１と、ロッドガイド４の外端面４ｂとの間に挟持される。

金属環１１の内周部における圧力空間Ａ側には、円周方向に連続した嵌合凹部１１ａが形成されており、バックアップリング１５は、この嵌合凹部１１ａ内に保持されている。また、前記内周部には、嵌合凹部１１ａの外周側に位置して、複数の貫通孔１１ｂが円周方向所定間隔で開設されており、この貫通孔１１ｂ内は、主リップ１２とダストリップ１６の間を連続するゴム状弾性材料で埋まっている。

主リップ１２は、金属環１１の内周部における圧力空間Ａ側の面に加硫接着された基部１２ａから、圧力空間Ａ側へ向けて漸次小径になる円錐筒状に延び、その先端内周に形成されたシールエッジ部１２ｂ及びそこから大気Ｂ側へ延びる摺動面１２ｃが、ロッド２の外周面２ａに対して適当な締め代をもって摺動可能に密接されるものである。

副リップ１４は、主リップ１２の基部１２ａから金属環１１の圧力空間Ａ側の面を覆うように延びる弾性層１３に形成されており、この弾性層１３と共にロッドガイド４の外端面４ｂに密接されるものである。

バックアップリング１５は、内周部が圧力空間Ａ側（主リップ１２側）へ突出した断面形状を有するものであって、金属環１１の内周部の嵌合凹部１１ａ内に密接嵌合状態に保持されると共に、主リップ１２における摺動面１２ｃの大気Ｂ側から基部１２ａの背面に向けて略円錐状に延びる面と密接している。このバックアップリング１５は、先に説明したＰＴＦＥ等の合成樹脂材料からなるため、所要の剛性をもって、主リップ１２を大気Ｂ側かつ内周側から支承する。

ダストリップ１６は、金属環１１の内周部における大気Ｂ側の面に加硫接着された基部１６ａから大気Ｂ側へ向けて延び、その先端内周部１６ｂが、ロッド２の外周面２ａに対して適当な締め代をもって摺動可能に密接される。また、このダストリップ１６における先端近傍の外周面には、円周方向に連続した溝１６ｃが形成されており、この溝１６ｃには、ロッド２に対するダストリップ１６の緊迫力を補償するためのエキステンションスプリング１８が装着されている。

外周リップ１７は、金属環１１の外周部における圧力空間Ａ側の面に加硫接着された基部１７ａから、圧力空間Ａ側へ向けて延び、ロッドガイド４の外端面４ｂの外周から延びる円錐面４ｃと、シリンダ３の内周面３ａの間に、適当に圧縮された状態で介在される。

上述の構成を備える密封装置１において、主リップ１２、弾性層１３、副リップ１４、ダストリップ１６及び外周リップ１７は、予め加硫接着剤を塗布した金属環１１を、その嵌合凹部１１ａにバックアップリング１５を嵌合・保持した状態で、所定のゴム加硫成形用金型内にセットし、型締めによって金属環１１及びバックアップリング１５と金型の内面との間に画成される環状のキャビティ内に未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、成形と同時に金属環１１に加硫接着したものである。

ここで、主リップ１２とダストリップ１６は、金属環１１の内周部とバックアップリング１５を挟んで、互いに反対側に位置して成形されるが、上述の成形工程において、未加硫ゴム材料は、金属環１１に開設された複数の貫通孔１１ｂを介して金属環１１の両側の金型キャビティに廻り込むので、主リップ１２とダストリップ１６を一度の成形工程で成形することができる。また、金属環１１の嵌合凹部１１ａには予めバックアップリング１５を嵌合・保持しているので、主リップ１２は、その基部１２ａ側のテーパ状内周面が、バックアップリング１５と密接嵌合した状態に成形される。

この密封装置１は、図１に二点鎖線で示される油圧緩衝器への装着状態において、主リップ１２は、ロッド２の外周面２ａに摺動可能に密接されることによって、圧力空間Ａ内の作動油がロッド２の外周を通じて大気Ｂ側へ漏洩するのを防止するものである。また、副リップ１４は、ロッドガイド４と金属環１１との間で作動油を密封するものであり、外周リップ１７はシリンダ３と金属環１１との間で作動油を密封するものであり、ダストリップ１６は、ロッド２の外周面２ａに摺動可能に密接されることによって、大気Ｂ側のダストや泥水がロッド２の外周を通じて圧力空間Ａへ侵入するのを防止するものである。

ここで、主リップ１２は圧力空間Ａ側を向いているため、油圧緩衝器内で不図示のピストンがロッド２と共に軸方向移動するのに伴って圧力空間Ａの油圧が上昇すると、この油圧は、主リップ１２に、ロッド２の外周面２ａへの緊迫力を増大するように作用するが、主リップ１２は、合成樹脂材料からなるバックアップリング１５によって、内周側かつ大気Ａ側からバックアップされているので、主リップ１２の緊迫力の増大を有効に抑制することができる。したがって、主リップ１２のヘタリや摺動面１２ｃの早期摩耗が防止され、その耐圧性を十分に向上することができる。

また、バックアップリング１５は、主リップ１２等の成形後に金属環１１と主リップ１２の間に装着する場合は、バックアップリング１５をいったん縮径させるためにその円周方向一箇所を切断（バイアスカット）する必要があるが、図示の形態では、主リップ１２等の成形に先立って、金属環１１の嵌合凹部１１ａに保持されるため、このような切断の必要がなく、したがって十分なバックアップ力を有する。

この密封装置１は、主リップ１２、弾性層１３、副リップ１４、ダストリップ１６及び外周リップ１７が、金属環１１に一体的に加硫接着され、バックアップリング１５が主リップ１２と金属環１１の間に保持されているため、部品数が少なく、油圧緩衝器の組立において、容易に組み込むことができる。

また、先に説明したように、主リップ１２、弾性層１３、副リップ１４及び外周リップ１７と、その反対側にあるダストリップ１６が、金属環１１の貫通孔１１ｂを通じて同時に成形されるため、１回の成形工程で成形することができ、したがって低コストで製造することができる。しかも、バックアップリング１５は主リップ１２等の成形に先立って、金属環１１の嵌合凹部１１ａに保持されるため、主リップ１２等の成形後に嵌合させる場合のような煩雑さがない。

本発明に係る往復動軸用密封装置１の好ましい実施の形態を、油圧緩衝器の一部と共にその軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 従来の往復動軸用密封装置１００を、油圧緩衝器の一部と共にその軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

符号の説明

１ 密封装置
１１ 金属環
１１ａ 嵌合凹部
１１ｂ 貫通孔
１２ 主リップ
１３ 弾性層
１４ 副リップ
１５ バックアップリング
１６ ダストリップ
１７ 外周リップ
１８ エキステンションスプリング
２ ロッド（軸）
３ シリンダ（外周部材）
４ ロッドガイド
Ａ 圧力空間
Ｂ 大気

Claims (1)

1. 軸方向に往復動する軸（２）とその外周を包囲する外周部材（３）との間に介在される密封装置（１）であって、金属環（１１）と、この金属環（１１）の圧力空間（Ａ）側に一体的に接合され前記軸（２）の外周面（２ａ）に摺動可能に密接される主リップ（１２）と、前記金属環（１１）の内周部における圧力空間（Ａ）側に形成された嵌合凹部（１１ａ）に嵌着されて前記主リップ（１２）を大気（Ｂ）側かつ内周側から支承するバックアップリング（１５）と、前記金属環（１１）の大気（Ｂ）側に一体的に接合され前記軸（２）の外周面（２ａ）に摺動可能に密接されるダストリップ（１６）とを備え、前記主リップ（１２）とダストリップ（１６）が、前記金属環（１１）に開設された貫通孔（１１ｂ）を介して互いに連続していることを特徴とする往復動軸用密封装置。

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