JP2016114238A - シールリング、シールリングの製造方法、及びシールリングの使用 - Google Patents

Abstract

【課題】シールリングが、密封すべき機械要素間において良好に案内され、かつ密封すべき空間に面する動的負荷を受けるシールリップが外部からの異物に対して良好に保護されているようする。【解決手段】シールリングは強靭で硬い材料からなるガイドリング２と、動的負荷を受けるシールリップ３，４と、静的負荷を受けるシールリップ５とを有する一体成形品１として形成されている。ゴム状弾性材料によって構成されている第１のシールリップ３及び第２のシールリップ４はガイドリング２に結合され、第１のシールリップ３は密封すべき空間７から密封すべき媒体を遮断し、第２のシールリップ４は外部９からの異物８を遮断するように形成されている。外部９から密封すべき空間7の方向に見て、第１のシールリップ３は技術的機能に基づいて第２のシールリップ４に対し直列に下流側に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、動的負荷を受ける２つのシールリップと、静的負荷を受ける少なくとも１つのシールリップとを有するシールリングに関する。動的負荷を受けるシールリップ及び静的負荷を受けるシールリップは、ゴム状弾性材料によって形成され、動的負荷を受ける第１のシールリップは、密封すべき空間から密封すべき媒体を遮断するために形成されている。

このようなシールリングは、特許文献１において公知となっている。このシールリングは、射出成形に適した材料からなる少なくとも１つの支持部分を有し、シールリップは材料による結合によって支持部分に結合されている。ロッド又は軸に対するガイド機能を、公知のシールリングは担っていない。シールリップ及び支持部分は、互いに異なる材料によって形成され、シールリップ及び支持部分の材料の接合面は、少なくとも部分的に互いに浸透し合っている。

このような公知のシールリングは、第１の方法ステップにおいてシールリップの第１の材料を射出成形によって成形型に供給することより製造され、第２の方法ステップにおいて支持リングの第２の材料を射出成形によって成形型に供給する。第１の材料は、第２の材料よりも低い融点を有する。

欧州特許出願公開第１７０３１８１号明細書

本発明の根底にある課題は、冒頭に述べた形態のシールリングをさらに改良して、シールリングが、密封すべき機械要素間において意図通りに使用される場合に、より良好に案内され、かつ密封すべき空間に面する動的負荷を受けるシールリップが、周囲からの異物にさらされることに対してより良好に保護されているようにすることである。さらにシールリングは簡単かつ廉価に製造可能であり、かつ多様に使用可能であることが望ましい。

本発明により、上記課題は、請求項１，７及び８の特徴によって解決される。請求項１，７及び８を引用する従属請求項は、有利な構成に関する。

上記課題を解決するためのシールリングは、強靱で硬い材料からなるガイドリングと、動的負荷を受ける少なくとも１つのシールリップと、静的負荷を受ける少なくとも１つのシールリップとを有する、一体成形品として形成されており、この構成において、動的負荷を受けるシールリップ及び静的負荷を受けるシールリップは、ゴム状弾性材料によって形成されかつガイドリングに結合されており、少なくとも１つのシールリップとしての動的な負荷を受ける第１のシールリップ及び動的負荷を受ける第２のシールリップはガイドリングに結合され、動的負荷を受ける第１のシールリップは密封すべき空間からの密封すべき媒体を遮断するように形成されており、動的負荷を受ける第２のシールリップは、外部からの異物を遮断するように形成されており、第１のシールリップは第２のシールリップに対して、技術的機能に基づいて、外部から密封すべき空間の方向に見て直列の配置において下流側に配置されている。

シールリングが意図した通りに使用される場合、ガイドリングは、シールリップへの機械的負荷が制限されるように作用して、シールリングが全体として長期の使用期間中の一定の良好な使用特性を有するようになる。

シールリングは、ピストンシール又はロッドシールとして使用することができ、この場合、実質的に互いに同心に配設されている機械要素を互いに密封する。

シールリングが意図した通りに使用される場合、間にシールリングが配置されている互いに密封される機械要素は、ピストン又はロッドの径方向に互いに偏心して移動する場合がある。このような場合においてガイドリングがない場合、シールリップは望ましくなく大きく変形することがある。この結果としてシールリップの損傷／破損が生じる。これに対し、本発明においては、ガイドリングによって、シールリップに対する機械的な負荷が、問題のない量に制限されている。密封すべき機械要素が互いに相対的に偏心して移動する場合、シールリップが先ず弾性変形することがあるが、この変形は、シールリップの使用特性及び耐久性に対して問題にならない程度においてである。これに対して、密封すべき機械要素の偏心移動が大きい場合、シールリップが配設されているガイドリングによって、互いに密封すべき機械要素同士の支え合いが行われる。さらなる機械的負荷はさらにガイドリングによって受け止められ、シールリップのみによって受け止められることはない。

さらに、動的負荷を受ける第２のシールリップは、例えば塵埃又は液体のような外部の異物から、動的負荷を受ける第１のシールリップを保護することが好ましい。第１のシールリップは第２のシールリップに対して、技術的機能に基づいて、外部から密封すべき空間の方向に見て直列の配置において下流側に配置されている。

上記シールリングの構成によって、シールリングは長期の使用期間において一定の良好な使用特性を備える。

負荷を受けるシールリングという思想において一体成形品とは、可能な限りシール機能及びガイド機能の全てを１つの部品に一体化したシールリングを意味する。

有利な構成によれば、ガイドリングは断面において、実質的に正方形に形成されているようになっていてよい。このようなコンパクトなガイドリングは、全ての運転条件下において良好な強度と形状安定性を備えるので、ガイドリングに結合されたシールリップは、機械的な過負荷及び過負荷に起因する磨耗から良好に保護されている。

ガイドリングはポリマ材料によって構成することができる。ここで使用される材料は、例えば熱可塑性プラスチックによって構成されていてよく、又は熱硬化性プラスチックによって構成されていてよい。一方において、上記の材料からなるこのようなガイドリングは、シールリップを形成するエラストマ材料に良好に結合することができ、他方において、上記の材料からなるガイドリングが密封すべき機械要素の一方において支持されている場合に摩擦は小さく、ガイドリングは、例えば一方の機械要素に対して並進的に動く。

動的負荷を受けるシールリップは、ガイドリングの径方向内周側に配置されているか又は径方向外周側に配置されており、静的負荷を受けるシールリップは、径方向外周側に配置されているか又は径方向内周側に配置される。ガイドリングにおけるシールリップの配置は、シールリングがロッドシール又はピストンシールとして使用されるか否かに依存する。

好適には、動的負荷及び静的負荷を受ける全てのシールリップは互いに融合されて一体に形成されており、かつ同一材料で形成されている。これによってシールリングの製造は実質的に簡略化されかつ廉価になる。このような構成において、全てのシールリップは１つの作業工程においてガイドリングに結合され、例えば射出成形によりガイドリングに一体に成形される。

複数のシールリップはガイドリングにおける少なくとも１つの溝状の空間を介して互いに融合させて一体に形成することができ、かつ同一材料で形成することができる。

簡単に製造する可能性を考慮して、複数の溝状の空間を使用するようになっていることが好ましい。これらの空間が、周方向に均等に分配されて配置されていることがさらに好ましい。溝状の空間を介した全てのシールリップの結合によって、シールリップは特に耐久性を持ってガイドリングに固定されている。空間によってシールリップとガイドリングは材料による結合だけでなく、形状による接合によっても互いに結合されている。周方向に均等に分配されて配置されている複数の空間によって、シールリップを構成するエラストマ材料を、シールリングの製造中に特に均一にガイドリングに結合させることが有利である。これによって、シールリングの製造の際に、特に不良品が少なくなる。

さらに上述したように、本発明は、シールリングの製造方法に関する。本製造方法は多成分の射出成形法又はプレス法である。第１の方法ステップにおいて、ガイドリングを構成する第１の材料が、理想的には射出成形によって成形型内に供給される。第２の方法ステップにおいて、シールリップを構成する第２の材料が、理想的には射出成形によって成形型内に供給される。この場合、第２の材料はガイドリングを構成する第１の材料に、材料による結合によって結合される。この場合、第２の方法ステップにおいて、エラストマ材料はガイドリングにおける溝状の空間を通って進み、全てのシールリップは互いに融合されて一体に形成され、かつ同一材料で形成される。

プレス法におけるプロセスは以下の通りである。
一体成形品は２成分法においても１成分法においても製造することができる。２成分法においては、まず、プラスチック支持部分を射出成形技術で製造し、次いで、第２の射出装置を用いてエラストマ材料を供給して、シールの幾何学形状を得る。１成分法においては、まず、プラスチック部分を通常の射出成形法又はプレス法によって製造する。次いで、プラスチック部分を型内に挿入し、エラストマ処理をし、適切なシールの幾何学形状をエラストマ材料によって作成する。材料の組み合わせによっては、材料の間に接合層を形成する必要性が生じることもある。

さらに、本発明は上述したように、液圧装置におけるシールリングの使用に関する。

上述のシールリングは、好ましくは車両用ショックアブソーバにおいて使用することができる。この構成において、自動車用ショックアブソーバのピストンロッドは、本発明に係るシールリングによってショックアブソーバハウジングに対して密封され、ピストンはハウジング内部で並進的に往復運動を行う。動的負荷を受けるシールリップは、径方向に予め弾性的な付勢力がかけられてピストンロッドを密封して取り囲む。静的負荷を受けるシールリップは、ショックアブソーバハウジングに対する密封を行う。

本発明の実施の形態に係るシールリングを示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態に係るシールリングについて図面を参照して説明する。
本発明をさらに良く理解するために、かつシールリングの内部をさらに良く知ることができるように、シールリングから一部セグメントを切断分離してシールリングを示す。

ここに示したシールリングは、ポリマ材料からなるガイドリング２を有する一体成形品１である。径方向内周側に動的負荷を受ける２つのシールリップ３、４を備え、径方向外周側に静的負荷を受けるシールリップ５を備える。ここでシールリップ３、４、５は互いに融合して一体に形成されており、かつゴム状弾性材料によって構成されている。

ここに示された一体成形品１は、車両用ショックアブソーバによって構成されている液圧装置において使用される。

動的負荷を受ける２つのシールリップ３、４は技術的機能に基づいて直列に配置されており、第１のシールリップ３は、外部９から軸線方向に密封すべき空間７の方向に見て、技術的機能に基づいて、第２のシールリップ４に対して直列の配置において後置、つまり直列に下流側に配置されている。

第１のシールリップ３はガイドリング２の一方の端面側に配置されていて、第２のシールリップ４はガイドリング２の他方の端面側に配置されている。動的負荷を受ける第１のシールリップ３は密封すべき空間７からの密封すべき媒体６を遮断し、動的負荷を受ける第２のシールリップ４は、例えば埃及び／又は湿気のような異物８が外部９から軸線方向に、動的負荷を受ける第１のシールリップ３に向かって侵入して、動的負荷を受ける第１のシールリップ３の損傷／破損を招くことを防ぐ。

ガイドリング２には、周方向に均等に分配して配置されている複数の溝状の空間１０が設けられており、これらの空間１０のうちの１つが、切断分離されたシールリングの左側の断面に図示されている。溝状の空間１０は全てのシールリップ３、４、５を互いに結合する。

上述したように、シールリングは多成分の射出成形法又はプレス法によって製造されている。

シールリップ３、４、５を構成するエラストマ材料は、材料による結合によってガイドリング２に結合されている。

１ 一体成形品
２ ガイドリング
３ 動的負荷を受ける第１のシールリップ
４ 動的負荷を受ける第２のシールリップ
５ 静的負荷を受けるシールリップ
６ 密封すべき媒体
７ 密封すべき空間
８ 異物
９ 外部
１０ 溝状の空間

Claims (9)

1. 強靱で硬い材料からなるガイドリング（２）と、動的負荷を受ける少なくとも１つのシールリップ（３、４）と、静的負荷を受ける少なくとも１つのシールリップ（５）とを有する、一体成形品（１）として形成されているシールリングにおいて、
   動的負荷を受ける前記シールリップ（３、４）、及び静的負荷を受ける前記シールリップ（５）は、ゴム状弾性材料によって形成されかつ前記ガイドリング（２）に結合されており、前記少なくとも１つのシールリップとしての動的な負荷を受ける前記第１のシールリップ（３）及び動的負荷を受ける前記第２のシールリップ（４）は、前記ガイドリング（２）に結合されており、動的負荷を受ける前記第１のシールリップ（３）は、密封すべき空間（７）からの密封すべき媒体（６）を遮断するように形成されており、動的負荷を受ける前記第２のシールリップ（４）は、外部（９）からの異物（８）を遮断するように形成されており、前記外部（９）から前記密封すべき空間（７）の方向に見て、前記第１のシールリップ（３）は、技術的機能に基づいて、前記第２のシールリップ（４）に対し直列の配置において下流側に配置されているシールリング。
2. 断面において、前記ガイドリング（２）は実質的に正方形に形成されることを特徴とする請求項１記載のシールリング。
3. 前記ガイドリング（２）はポリマ材料によって形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のシールリング。
4. 動的負荷を受ける前記シールリップ（３、４）は、前記ガイドリング（２）の径方向内周側又は径方向外周側に配置されており、静的負荷を受ける前記シールリップ（５）は、前記ガイドリング（２）の径方向外周側又は径方向内周側に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のシールリング。
5. 動的負荷を受ける前記シールリップ（３、４）及び静的負荷を受ける前記シールリップ（５）の全ては、互いに融合されて一体に形成されており、かつ同一材料によって形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のシールリング。
6. 前記シールリップ（３、４、５）は、前記ガイドリング（２）における少なくとも１つの溝状の空間（１０）を介して互いに融合されて一体に形成されており、かつ同一材料によって形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のシールリング。
7. 多成分の射出成形法又はプレス成形法による、請求項１〜６までのいずれか１項記載のシールリングの製造方法。
8. 液圧装置における請求項１〜６のいずれか１項記載のシールリングの使用。
9. 前記液圧装置は自動車用ショックアブソーバであることを特徴とする請求項８記載の使用。