JP5045870B2 - 密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のサスペンションにおける油圧緩衝装置等に用いられる密封装置に関する。

自動車の油圧緩衝装置に求められる基本的な性能は、走行中の振動や衝撃入力に対して、車体を安定させるための適切な減衰力を発生することにあるが、近年は、操縦安定性及び乗り心地の向上の要求が高まり、このため油圧緩衝装置に対しては、微振幅領域での適切な減衰力を発揮することが求められ、これに伴って高圧封入タイプの油圧緩衝装置が使用されるようになって来ている。

高圧封入タイプの油圧緩衝装置に使用される密封装置は、オイルシールリップの耐圧性を向上させる必要があり、このため、材質や形状の変更で対応している。しかしながら、走行条件によってはオイルシールリップに予想を越えた高温・高圧が負荷されるおそれがあるため、このような条件で使用される密封装置は、オイルシールリップの背面をバックアップリングで支持することにより耐圧性を向上させることが望ましい。

ところが、バックアップリングを装着しない密封装置の場合は、オイルシールとダストシールを１つの金属環に一体に設けることができるので、１部品であるのに対し、バックアップリングを装着した密封装置の場合、バックアップリングの介在によってオイルシールとダストシールが分離されるので、オイルシール、バックアップリング及びダストシールの３部品となる。このため保管などの取扱いや組み込み作業が煩雑にならないように、これらオイルシール、バックアップリング及びダストシールを、予め嵌合などにより一体化させることが要求されている（例えば下記の特許文献１参照）。
特開２００５−９０５６９号公報

図４は、オイルシール、バックアップリング及びダストシールを嵌合により一体化させた従来の密封装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図５は、図４の密封装置を油圧緩衝装置に組み込む際の仮カシメ状態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

すなわち図４に示される従来の密封装置は、第一金属環１０１に、内周側の主リップ１０２及び外周側の外周リップ１０３をゴム状弾性材料で一体成形したオイルシール１００と、外周端部２０１ａが前記第一金属環１０１の外周筒状部１０１ａに嵌合された第二金属環２０１の内周にダストリップ２０２をゴム状弾性材料で一体成形したダストシール２００と、ＰＴＦＥ等の合成樹脂材料で成形されてオイルシール１００の主リップ１０２の背面とダストシール２００の第二金属環２０１との間に嵌合されたバックアップリング３００からなる。

この密封装置は、図５に示される油圧緩衝装置４００に装着する際には、まず治具５００を用いて、油圧緩衝装置４００におけるシリンダ４０１の端部内周とロッド４０２との間へ、オイルシール１００が内側を向くように組み込んでから、シリンダ４０１の端部４０１ａを内周側へテーパ状に仮カシメし、更にこの端部４０１ａを軸心Ｏに対して略垂直な平面をなすように屈曲させることにより、ダストシール２００における第二金属環２０１の外側面２０１ａを押える本カシメを行う。

ところが、図５に示されるようにシリンダ４０１の端部４０１ａを内周側へテーパ状に仮カシメした状態では、オイルシール１００における第一金属環１０１の外周筒状部１０１ａはシリンダ４０１の屈曲部４０１ｂに直接固定されるが、ダストシール２００における第二金属環２０１は、シリンダ４０１の屈曲部４０１ｂには直接固定されない。しかも、シリンダ４０１から第一金属環１０１の外周筒状部１０１ａに加わる仮カシメの荷重は、ダストシール２００における第二金属環２０１を前記外周筒状部１０１ａの内周から抜け出させる方向の荷重を発生させるので、この密封装置をシリンダ４０１に組み込むための治具５００を取り外すと、ダストシール２００がオイルシール１００から外れてガタついてしまうことがある。このため、本カシメに移行することができず、組付けができなくなる場合があった。

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、互いに別部材のオイルシール、ダストシール及びバックアップリングからなる密封装置において、機器への装着過程で前記各部材が互いにしっかり固定された状態で、機器に確実に組み込むことができるようにすることにある。

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、請求項１の発明に係る密封装置は、外周部材の内周にカシメ固定される第一金属環の内周に主リップが一体的に設けられたオイルシールと、外周端部が前記第一金属環の外周筒状部に嵌合された第二金属環の内周にダストリップが一体的に設けられたダストシールと、前記主リップの背面に嵌合されたバックアップリングからなり、前記第一金属環の外周筒状部の先端部の内周に、装着状態における大気側が大径となる斜面が形成され、前記先端部が、前記斜面の小径端部を支点として前記外周部材の被カシメ端部と共にカシメられ、前記斜面が、前記第二金属環の外周端部の外周面に嵌合されたことを特徴とする。

請求項１の発明に係る密封装置によれば、外周部材のカシメによって、オイルシールにおける第一金属環の外周筒状部の先端内周に形成された斜面が、ダストシールにおける第二金属環の外周端部と嵌合されることによって、オイルシールとダストシールが互いにしっかり固定されるので、組み込み不良の発生を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説明する。まず図１は、本発明に係る密封装置の実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図２は、図１の密封装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す未装着状態の半断面図、図３は、図１の密封装置を油圧緩衝装置に組み込む際の仮カシメ状態を、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、参照符号２は油圧緩衝器のロッド、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、参照符号４はシリンダ３の内周に固定されたロッドガイドである。また、参照符号Ａは油圧緩衝器内部の密封対象の器内空間、参照符号Ｂは油圧緩衝器外部の大気である。

本発明の実施の形態による密封装置１は、ロッドガイド４の外側に位置してロッド２とシリンダ３の端部との間に介在されており、オイルシール１０と、その大気Ｂ側に配置されたダストシール２０と、両シール１０，２０間に配置されたバックアップリング３０とを備えている。なお、シリンダ３は、請求項１に記載された外周部材に相当する。

オイルシール１０は、第一金属環１１と、これに一体的に設けられて器内空間Ａ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２０は、オイルシール１０の第一金属環１１に重合配置された第二金属環２１と、これに一体的に設けられて大気Ｂ側を向いたダストリップ２２と、このダストリップ２２の緊迫力を補償するエキステンションスプリング２３からなり、オイルシール１０の第一金属環１１とダストシール２０の第二金属環２１が互いに重合した状態で、シリンダ３の開口端のカシメ部３ａとその内側のロッドガイド４の間に挟持されている。

オイルシール１０の第一金属環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、その外周端から延びる外周筒状部１１ｂからなる。主リップ１２及び外周リップ１３は、ゴム状弾性材料で加硫成形されたものであって、第一金属環１１に一体的に加硫接着されている。このうち主リップ１２は、第一金属環１１の円盤部１１ａの内周端部に加硫接着された基部から、器内空間Ａ側へ向けて漸次小径になるように延びており、ロッド２の外周面に摺動可能に密接されることによって、器内空間Ａ内の作動油を密封するものである。また、外周リップ１３は、第一金属環１１の円盤部１１ａと外周筒状部１１ｂの間の屈曲部に加硫接着された基部から、器内空間Ａ側へ向けて延びており、シリンダ３の内面とロッドガイド４の外周部との間に圧縮状態に介在されることによって、器内空間Ａ内の作動油を密封するものである。

ダストシール２０の第二金属環２１は、オイルシール１０の第一金属環１１より厚手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１０の第一金属環１１の円盤部１１ａにおける主リップ１２及び外周リップ１３と反対側の面に重合されると共に、外周端部２１ａが、前記第一金属環１１における外周筒状部１１ｂの内周に圧入嵌合されている。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、第二金属環２１の内周部に一体的に加硫接着された基部からオイルシール１０と反対側へ向けて延びており、ロッド２の外周面に摺動可能に密接されることによって、大気Ｂ中の塵埃や泥水等の侵入を防止するものである。

ダストシール２０における第二金属環２１の外周端部２１ａのうち、オイルシール１０側の縁には、面取り２１ｃが形成されている。そして図２に示すように、第一金属環１１の外周筒状部１１ｂの先端部１１ｃの内周面には、大気Ｂ側が大径となる斜面１１ｄが形成されており、この先端部１１ｃは、図１の装着状態において内周側へカシメられ、前記斜面１１ｄが、第二金属環２１の外周端部２１ａの外周面と嵌合している。

バックアップリング３０は、オイルシール１０の主リップ１２をバックアップ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ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の合成樹脂材料で成形されたものであって、オイルシール１０の主リップ１２の背面と、ダストシール２０の第二金属環２１の内周部との間に嵌合されており、主リップ１２を大気Ｂ側かつ内周側からバックアップして、器内空間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。

上記構成の密封装置１は、図１の油圧緩衝器への未装着状態においては、図２に示されるように、バックアップリング３０を、オイルシール１０の主リップ１２の背面とダストシール２０の第二金属環２１との間に介在させると共に、ダストシール２０の第二金属環２１の外周端部２１ａを、オイルシール１０の第一金属環１１における外周筒状部１１ｂの内周に圧入することによって、これらオイルシール１０、ダストシール２０及びバックアップリング３０を、互いに仮組みしておく。このように仮組みしておくことで、保管や搬送時の取扱いや、組み込み作業の煩雑化を防止することができる。

なお、この時点では、第一金属環１１の外周筒状部１１ｂは、図２に示されるように、その先端部１１ｃまでの全体が円筒状をなしており、第二金属環２１におけるオイルシール１０側の縁には、面取り２１ｃが形成されているため、第一金属環１１の外周筒状部１１ｂの内周へ、第二金属環２１を容易に圧入することができる。

そして、上述のように仮組みされた密封装置１を、油圧緩衝器へ装着するに際しては、図３に示されるように、ロッド２とシリンダ３の端部との間であってロッドガイド４の外側の位置へ、この密封装置１を、オイルシール１０が器内空間Ａ側となるように、治具５を用いて挿入する。先の図１に示されるシリンダ３のカシメ部３ａとなる被カシメ端部３ｂは、図３に二点鎖線で示されるように円筒状をなし、前記カシメ部３ａを形成するのに必要な長さだけ、密封装置１より大気Ｂ側へ突出している。

次に、シリンダ３の被カシメ端部３ｂの仮カシメを行う。すなわち、円筒状の被カシメ端部３ｂを一度のカシメ工程で内周側へ直角に曲げて、図１のような鍔状のカシメ部３ａを形成することは困難であるため、まず仮カシメによって、円錐筒状の仮カシメ部３ａ’を屈曲形成する。この仮カシメにおいては、シリンダ３の被カシメ端部３ｂは、内周側へ屈曲される過程で、その内面が第一金属環１１における外周筒状部１１ｂの先端部１１ｃの外周縁と干渉し、これを内周側へ押圧する。第一金属環１１の外周筒状部１１ｂの先端部１１ｃの内周面に形成された斜面１１ｄは、図３に示されるようにシリンダ３の被カシメ端部３ｂを仮カシメすることによって、前記先端部１１ｃが前記被カシメ端部３ｂと共に内周側へ屈曲されるようになる大きさとなっている。このため、前記斜面１１ｄによって第二金属環２１の外周端部２１ａから浮上している前記先端部１１ｃは、前記斜面１１ｄの小径端部１１ｄ’を支点として、仮カシメの荷重によってカシメられ、前記斜面１１ｄが、第二金属環２１の外周端部２１ａの外周面と嵌合する。

このため、オイルシール１０はその第一金属環１１における外周筒状部１１ｂの先端部１１ｃがカシメられることによって、斜面１１ｄの小径端部１１ｄ’とダストシール２０の第二金属環２１の外周端部２１ａとの接触部に生じるモーメントは、この外周端部２１ａに対して、抜け止め方向へ作用するので、治具５を取り外しても、第一金属環１１から第二金属環２１が抜け出してダストシール２０がガタついてしまうようなことがない。

そして、仮カシメの後は、本カシメ工程に移行して、シリンダ３における円錐筒状の仮カシメ部３ａ’を、更に、軸心Ｏに対して略垂直な平面をなすように屈曲させることによって、先の図１に示されるように、ダストシール２０の第二金属環２１を押えるカシメ部３ａを形成し、これによって、密封装置１の装着作業が完了する。

本発明に係る密封装置の実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。 図１の密封装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す未装着状態の半断面図である。 図１の密封装置を油圧緩衝装置に組み込む際の仮カシメ状態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 従来の密封装置を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。 図４の密封装置を油圧緩衝装置に組み込む際の仮カシメ状態を、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
１０ オイルシール
１１ 第一金属環
１１ａ 円盤部
１１ｂ 外周筒状部
１１ｃ 先端部
１１ｄ 斜面
１２ 主リップ
１３ 外周リップ
２０ ダストシール
２１ 第二金属環
２１ａ 外周端部
２２ ダストリップ
２３ エキステンションスプリング
３０ バックアップリング
２ ロッド
３ シリンダ（外周部材）
３ａ カシメ部
３ｂ 被カシメ端部
４ ロッドガイド
Ａ 器内空間
Ｂ 大気

Claims (1)

1. 外周部材（３）の内周にカシメ固定される第一金属環（１１）の内周に主リップ（１２）が一体的に設けられたオイルシール（１０）と、外周端部（２１ａ）が前記第一金属環（１１）の外周筒状部（１１ｂ）に嵌合された第二金属環（２１）の内周にダストリップ（２２）が一体的に設けられたダストシール（２０）と、前記主リップ（１２）の背面に嵌合されたバックアップリング（３０）からなり、前記第一金属環（１１）の外周筒状部（１１ｂ）の先端部（１１ｃ）の内周に、装着状態における大気（Ｂ）側が大径となる斜面（１１ｄ）が形成され、前記先端部（１１ｃ）が、前記斜面（１１ｄ）の小径端部（１１ｄ’）を支点として前記外周部材（３）の被カシメ端部（３ｂ）と共にカシメられ、前記斜面（１１ｄ）が、前記第二金属環（２１）の外周端部（２１ａ）の外周面に嵌合されたことを特徴とする密封装置。

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