JP2008309263A

JP2008309263A - 密封装置

Info

Publication number: JP2008309263A
Application number: JP2007158634A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Ozawa; 賢太郎小澤; Takayuki Oyama; 貴之大山
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2008-12-25
Also published as: DE102008002218A1; US20080309016A1; CN101324272A

Abstract

【課題】機器への未装着状態でバックアップリング３が主リップ１２から脱落したり、逆向きに組み込まれたりすることのない密封装置を提供する。
【解決手段】取付環１１と、その内周に一体に設けられた主リップ１２と、この主リップ１２の内周に軸との摺動面より大気側に位置して形成されたバックアップリング支持部１５に支持されたバックアップリング３を備え、バックアップリング支持部１５とバックアップリング３が、軸方向外側で相対的に小径となる嵌合面１５ａ，３１ａ同士で互いに嵌合されている。このため、バックアップリング支持部１５にいったん嵌合されたバックアップリング３は、容易に脱落せず、嵌合面１５ａ，３１ａに方向性があるため、バックアップリング３を逆向きに圧入嵌合することはできない。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばピストンロッドなどのような軸の外周で高圧流体をシールす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）には、ピストンロッドの軸周をシールするための密封装置が設けられている。図５は、従来の密封装置を、その軸心Ｏ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、図６は、同じく未装着かつ分離状態の片側断面図、図７は、部分拡大断面図である。

図５に示される従来の密封装置は、油圧緩衝器の内部の作動油を密封対象とする対油シール１０１と、外部からの塵埃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とを備える。両シール１０１，１０２は、外周の金属製の取付環１０１ａ，１０２ａが、油圧緩衝器におけるシリンダ１１１の開口端のカシメ部１１１ａとその内側のロッドガイド１１２との間に挟持される。

対油シール１０１は、取付環１０１ａに、軸方向内側を向いた状態でピストンロッド１１３の外周面に摺動可能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的に成形したものであり、ダストシール１０２は、取付環１０２ａに、軸方向外側を向いた状態でピストンロッド１１３の外周面に摺動可能に密接されるダストリップ１０２ｂをゴム状弾性材料で一体的に成形したものである。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、対油シール１０１における主リップ１０１ｂの内周に、ピストンロッド１１３との摺動面Ｓより大気側に位置して配置され、ダストシール１０２における取付環１０２ａの内周部との間に保持されて、主リップ１０１ｂを大気側かつ内周側から支承している。

詳しくは、対油シール１０１における主リップ１０１ｂの取付環１０１ａ側の基部には、図６及び図７に示されるように、バックアップリング支持部１０１ｄが形成されており、バックアップリング１０３は、その外周部１０３ａが、前記バックアップリング支持部１０１ｄに略円筒面同士で遊嵌されている。

すなわち、この密封装置は、対油シール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の内部へ侵入するのを阻止するものである。また、油圧緩衝器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、主リップ１０１ｂに、ピストンロッド１１３の外周面に対する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、主リップ１０１ｂの緊迫力の増大が有効に抑制され、その耐圧性が維持される（例えば下記の特許文献参照）。
特開２００５−２７３６９２号公報特開２００５−０９０５６９号公報

ところが、従来の密封装置によれば、バックアップリング１０３の装着性を高めるために、図７に示されるように、主リップ１０１ｂの基部に形成された略円筒面状のバックアップリング支持部１０１ｄと、バックアップリング１０３の略円筒面状の外周部１０３ａが、僅かな隙間Ｇをもって遊嵌されるようになっており、このためいったん主リップ１０１ｂのバックアップリング支持部１０１ｄにバックアップリング１０３を挿入しても、油圧緩衝器への未装着状態ではバックアップリング１０３が容易に脱落してしまう。そして、バックアップリング１０３が組み込まれていない対油シール１０１とダストシール１０２を油圧緩衝器に装着すると、油圧緩衝器内部の作動油の圧力上昇によって、ピストンロッド１１３の外周面に主リップ１０１ｂの内周面がベタ当たりして摺動負荷が著しく増大すると共に、主リップ１０１ｂの耐圧性が損なわれる問題がある。

また、主リップ１０１ｂのバックアップリング支持部１０１ｄに対して、バックアップリング１０３が軸方向逆向きに組み込まれるおそれがあり、しかも逆向きに組み込まれたことに気付きにくい。そしてこのような状態で密封装置を油圧緩衝器に装着した場合も、主リップ１０１ｂに対するバックアップリング１０３の正常な支承が行われないため、主リップ１０１ｂの摺動負荷の増大を来したり耐圧性が損なわれたりするおそれがある。

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、その技術的課題とするところは、機器への未装着状態でバックアップリングが主リップから脱落したり、逆向きに組み込まれたりすることのない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、取付環と、この取付環の内周に一体に設けられて、軸の外周面に軸方向内側を向いた状態で摺動可能に密接される主リップと、前記主リップの内周に前記軸との摺動面より大気側に位置して形成されたバックアップリング支持部に支持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を備え、前記主リップのバックアップリング支持部と、前記バックアップリングが、軸方向外側で相対的に小径となる嵌合面同士で互いに嵌合された構成としたものである。

上記構成によれば、バックアップリングは、主リップの内周に形成されたバックアップリング支持部の内周に圧入することによって、このバックアップリング支持部に、軸方向外側で相対的に小径となる嵌合面同士で嵌合される。このため、いったん嵌合されたバックアップリングは有効に抜け止めされ、バックアップリング支持部から容易に脱落しない。また、嵌合面に方向性があるため、バックアップリングを逆向きに圧入嵌合することはできない。

上記構成の密封装置において一層好ましくは、バックアップリング支持部の内周面であってバックアップリングとの嵌合面より軸方向外側に、軸方向外側へ向けて大径となる導入面が形成される。このようにすれば、バックアップリングを組み込む際に、前記導入面の内周へ押し込むようにすることによって、軸方向外側へ向けて大径となるこの導入面が拡径変形され、その奥の嵌合面へ、スナップ嵌合され、容易に組み込むことができる。

本発明に係る密封装置によれば、主リップの内周に軸との摺動面より大気側に位置して形成されたバックアップリング支持部に、いったん嵌合されたバックアップリングが、機器への未装着状態で前記バックアップリング支持部から脱落したり、あるいはバックアップリングが逆向きに組み込まれるのを有効に防止することができる。

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、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る密封装置を、軸心Ｏ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、図２は、同じく未装着かつ分離状態の片側断面図、図３は、部分拡大断面図である。

図１において、参照符号１１１は油圧緩衝器のシリンダ、参照符号１１２はシリンダ１１１の端部近傍の内周に設けられたロッドガイド、参照符号１１３はロッドガイド１１２の内周の軸孔１１２ａを貫通してシリンダ１１１の外部へ導出されたピストンロッドである。なお、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。

本発明に係る密封装置は、油圧緩衝器の内部の作動油を密封対象とする対油シール１と、外部からの塵埃や泥水の侵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。両シール１，２は、外周の取付環１１，２１が、油圧緩衝器におけるシリンダ１１１の開口端のカシメ部１１１ａとその内側のロッドガイド１１２との間に挟持される。

対油シール１は、金属板を打ち抜いて製作した座金状の取付環１１に、その内周部から軸方向内側を向いて延び、内周の断面山形のシールエッジ１２ａがピストンロッド１１３の外周面に摺動可能に密接される主リップ１２と、シリンダ１１１の内周面とロッドガイド１１２の端部外周切欠面１１２ｂとの間に圧縮状態に介在される外周リップ１３を、ゴム状弾性材料で一体的に成形したものである。主リップ１２のシールエッジ１２ａの外周側には、その緊迫力及び径方向追随性を補償するためのエキステンションスプリング１４が嵌着されている。

ダストシール２は、金属板を打ち抜いて製作した座金状の取付環２１に、軸方向外側を向いて延び、先端内周部２２ａがピストンロッド１１３の外周面に摺動可能に密接されるダストリップ２２をゴム状弾性材料で一体的に成形したものである。ダストリップ２２の先端近傍の外周面には、その緊迫力及び径方向追随性を補償するためのエキステンションスプリング２３が嵌着されている。

対油シール１における主リップ１２の内周であってピストンロッド１１３との摺動面となるシールエッジ１２ａより大気側、すなわち取付環１１の内周端に接着された主リップ１２の基部内周には、図２及び図３に示されるように、バックアップリング支持部１５が形成されており、このバックアップリング支持部１５の内周嵌合面１５ａは、軸方向外側で相対的に小径となるテーパ状を呈する。また、前記内周嵌合面１５ａより軸方向外側には、軸方向外側へ向けて大径、すなわち内周嵌合面１５ａとは逆向きのテーパ状を呈する導入面１５ｂが形成されている。

バックアップリング３は、ＰＴＦＥ等、耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂からなり、内径がピストンロッド１１３の外径よりも僅かに大径であって、すなわちピストンロッド１１３の外周に遊挿されており、対油シール１における主リップ１２の内周に、シールエッジ１２ａより大気側に位置して配置され、外周がバックアップリング支持部１５に嵌合されると共に、ダストシール２における取付環２１の内周部との間に挟持されている。

詳しくは、このバックアップリング３は、対油シール１におけるバックアップリング支持部１５の内周嵌合面１５ａと密接可能な、すなわち軸方向外側で相対的に小径となるテーパ状の外周嵌合面３１ａが形成された嵌合部３１と、その内周側から軸方向へ突出して、主リップ１２におけるシールエッジ１２ａとバックアップリング支持部１５の間の頚部１２ｂを、その内周側及び大気側から支承する支持突部３２とを有する。そして、バックアップリング３の外周嵌合面３１ａの最大径部は、互いに逆向きのテーパ状を呈する内周嵌合面１５ａと導入面１５ｂとの間の相対的な最小径部１５ｃ（図３参照）よりも大径であり、支持突部３２の外径は前記最小径部１５ｃより小径であり、バックアップリング支持部１５の内周嵌合面１５ａとバックアップリング３の外周嵌合面３１ａが密接嵌合した状態では、支持突部３２側を向いた嵌合部３１の端面３１ｂが、前記内周嵌合面１５ａにおける導入面１５ｂと反対側から内周側へ段差状に延びる端面１５ｄと衝合されるようになっている。

以上のように構成された本発明の密封装置によれば、図１に示される装着状態において、対油シール１は、主リップ１２がピストンロッド１１３の外周面に摺動可能に密接されることによって、油圧緩衝器の内部の作動油がピストンロッド１１３の軸周を通じて大気側へ漏洩するのを防止し、外周リップ１３によって、シリンダ１１１の内周面とロッドガイド１１２との間を密封するものである。また、ダストシール２は、ダストリップ２２が、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、大気側のダストや泥水がピストンロッド１１３の軸周を通じて油圧緩衝器の内部へ侵入するのを防止するものである。

また、油圧緩衝器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、主リップ１２に、ピストンロッド１１３の外周面に対する緊迫力を増大するように作用するが、この主リップ１２は、バックアップリング３によって大気側かつ内周側から支承される。バックアップリング３は、所要の剛性を有する合成樹脂からなるため、主リップ１２の緊迫力の増大が有効に抑制され、その耐圧性が維持される。

ここで、図示の形態の密封装置は、油圧緩衝器へ装着する前の状態では、バックアップリング３を、予め対油シール１に仮組みしておく。この仮組込みに際しては、図２に示される分離状態から、バックアップリング３を、その支持突部３２が先行するようにして、対油シール１におけるバックアップリング支持部１５の内周へ向けて挿入する。

バックアップリング３の挿入過程では、対油シール１におけるバックアップリング支持部１５の導入面１５ｂに、バックアップリング３の嵌合部３１の最大径部が干渉するが、更に挿入して行くことによって、前記嵌合部３１の最大径部がバックアップリング支持部１５を強制的に押し広げながら、バックアップリング支持部１５の最小径部１５ｃを乗り越え、その時点で、バックアップリング３の嵌合部３１の外周嵌合面３１ａが、バックアップリング支持部１５の内周嵌合面１５ａと瞬時に密接嵌合されると共に、嵌合部３１の端面３１ｂが、バックアップリング支持部１５の端面１５ｄと衝合される。すなわち、バックアップリング３が対油シール１のバックアップリング支持部１５に組み込まれる際には、スナップ的に嵌まり込む手応えがあるため、正規の状態に仮組みされたことが容易に判断できる。

したがって、対油シール１における主リップ１２の内周に摺動面より大気側に位置して形成されたバックアップリング支持部１５に、嵌合によりいったん仮組みされたバックアップリング３が脱落することはないので、バックアップリング３が欠落した状態で対油シール１及びダストシール２が油圧緩衝器へ装着されてしまうのを防止できる。

図４は、バックアップリング３を対油シール１のバックアップリング支持部１５に逆向きに組み込もうとした場合を示す部分拡大断面図である。すなわち、この図４のように、過ってバックアップリング３を逆向きに挿入しようとすると、その過程で、まずバックアップリング３の嵌合部３１の外周嵌合面３１ａが、対油シール１におけるバックアップリング支持部１５の導入面１５ｂと干渉してから、更にバックアップリング３を挿入しても、前記外周嵌合面３１ａが、バックアップリング支持部１５の内周嵌合面１５ａと逆方向のテーパ面となっているため、両嵌合面１５ａ，３１ａが密接嵌合することはなく、バックアップリング支持部１５が押し広げられることにより増大する挿入抵抗によって、バックアップリング３がバックアップリング支持部１５から浮き上がるので、逆向きであることが容易に認識できる。

したがって、バックアップリング３が対油シール１に逆向きに組み込まれた状態で対油シール１及びダストシール２が油圧緩衝器へ装着されてしまうのを防止できる。

本発明に係る密封装置を、その軸心Ｏ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。本発明に係る密封装置を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す未装着かつ分離状態の片側断面図である。本発明に係る密封装置の部分拡大断面図である。本発明に係る密封装置において、バックアップリングを逆向きに組み込もうとした場合を示す部分拡大断面図である。従来の密封装置を、その軸心Ｏ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。従来の密封装置を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す未装着かつ分離状態の片側断面図である。従来の密封装置の部分拡大断面図である。

符号の説明

１対油シール
１１，２１取付環
１２主リップ
１２ａシールエッジ
１３外周リップ
１５バックアップリング支持部
１５ａ内周嵌合面
１５ｂ導入面
２ダストシール
２２ダストリップ
３バックアップリング
３１嵌合部
３１ａ外周嵌合面
３２支持突部
１１３ピストンロッド（軸）

Claims

取付環と、この取付環の内周に一体に設けられて、軸の外周面に軸方向内側を向いた状態で摺動可能に密接される主リップと、前記主リップの内周に前記軸との摺動面より大気側に位置して形成されたバックアップリング支持部に支持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を備え、前記主リップのバックアップリング支持部と、前記バックアップリングの外周部が、軸方向外側で相対的に小径となる嵌合面同士で互いに嵌合されたことを特徴とする密封装置。
バックアップリング支持部の内周面であってバックアップリングとの嵌合面より軸方向外側に、軸方向外側へ向けて大径となる導入面が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の密封装置。