TWI606201B - Sealing member - Google Patents

Description

密封構件

本發明係關於密封構件。

例如，於前叉中，為了防止塵埃之侵入而將環狀防塵封件設於外管與內管之間。近年來，已有考慮到即使在非一般道路之越野等嚴苛使用環境下使用仍可防止塵埃等侵入前叉內部之防塵封件被開發。

做為此種防塵封件，有固定於外管且具備主唇部與副唇部之防塵封件。主唇部與副唇部係往可進退地***外管之內管側傾斜延伸，並滑接於內管之外周。在此種防塵封件中，即使設於比副唇部靠大氣側之主唇部沒有將塵埃完全刮落，藉由以副唇部將未刮落之塵埃刮落，仍防止塵埃之侵入。此種防塵封件係揭示於例如JP2005-308204A。

防塵封件係例如構成為於內管往外管內進入之場合，容易將附著於內管之外周之塵埃刮落。在此場合，於內管往外管內進入之場合作動流體膜變薄，反之，於內管從外管退出之場合，為易於容許作動流體之通過而作動流體膜變厚。

因此，於此場合，於內管之退出行程時作動流體會通過防塵封件，雖然只有每次少量但仍被往大氣側刮落。此場合，因作動流體之流出係微量，故對前叉之機能不會產生不良影響，但仍希望防止作動流體之流出。

此外，若作動流體往大氣側被刮落，會有存在於大氣側之塵埃浸於被刮出之作動流體而牢固地附著於內管，導致讓塵埃侵入內部之可能性。

針對上述問題，本發明係提供可阻止作動流體往外部之流出，且可防止塵埃之侵入之密封構件者。

本發明之某一態樣之密封構件係一種密封構件，其具備：將進退自如地***筒構件之軸構件包圍之環狀基部、設於前述基部之內周往大氣側傾斜延伸且滑接於前述軸構件之外周之環狀主唇部、於前述基部之內周並列設於前述主唇部之密封側且往大氣側傾斜延伸之環狀副唇部，前述主唇部及前述副唇部之至少一方之內周面具備從前述基部延伸之傾斜面、比前述傾斜面更往前述軸構件側突起而滑接於前述軸構件之外周之突起面。

1‧‧‧密封構件

2‧‧‧內管

2a‧‧‧滑接面

2b‧‧‧滑接面

2c‧‧‧滑接面

3‧‧‧外管

3a‧‧‧凹部

4‧‧‧基部

4a‧‧‧本體部

4b‧‧‧凸緣

4c‧‧‧芯桿

5‧‧‧防塵封件

6‧‧‧主唇部

6a‧‧‧傾斜面

6b‧‧‧傾斜面

7‧‧‧副唇部

8‧‧‧內周面

8a‧‧‧突起面

8b‧‧‧突起面

9‧‧‧流體密封件

10‧‧‧前叉

11‧‧‧軸承

12‧‧‧軸承

13‧‧‧阻尼器

14‧‧‧活塞桿

15‧‧‧汽缸

16‧‧‧懸掛彈簧

100‧‧‧防塵封件

101‧‧‧主唇部

102‧‧‧副唇部

103‧‧‧傾斜面

104‧‧‧傾斜面

105‧‧‧傾斜面

106‧‧‧傾斜面

200‧‧‧主唇部

201‧‧‧突起面

300‧‧‧密封構件

309‧‧‧流體密封件

a1‧‧‧剖面角度

a2‧‧‧剖面角度

b1‧‧‧剖面角度

b2‧‧‧剖面角度

c1‧‧‧剖面角度

c2‧‧‧剖面角度

d1‧‧‧剖面角度

d2‧‧‧剖面角度

e1‧‧‧剖面角度

e2‧‧‧剖面角度

圖1係本實施形態之前叉之縱剖面圖。

圖2係圖1之密封構件之擴大縱剖面圖。

圖3係本實施形態之主唇部之擴大縱剖面圖。

圖4係本實施形態之副唇部之擴大縱剖面圖。

圖5係其他實施形態之主唇部之擴大縱剖面圖。

圖6係其他實施形態之密封構件之縱剖面圖。

圖7係比較例之防塵封件之擴大縱剖面圖。

以下，參照附圖說明本發明之實施形態。在不同圖面間使用的相同符號表示相同零件或對應之零件。

如圖1及圖2所示，本實施形態之密封構件1係用於前叉10。前叉10具備環狀外管3、於軸方向可移動地***外管3之環狀內管2。密封構件1係以可進退地***做為筒構件之外管3之內管2做為軸構件，將內管2之外周密封。密封構件1具備包圍內管2之環狀基部4、設於基部4之內周往大氣側傾斜延伸且滑接於內管2之外周之環狀主唇部6、於基部4之內周並列設於主唇部6之密封側且往主唇部6側傾斜延伸之環狀副唇部7。

前叉10進一步具備環狀軸承11、12與阻尼器13。軸承11係安裝於外管3之內周而滑接於內管2之外周。軸承12係安裝於內管2之外周而滑接於外管3之內周。阻尼器13係收納於內管2及外管3內。阻尼器13具備圖1中下端安裝於外管3底部之汽缸15、可滑動地***汽缸15內且將汽缸15內分隔為兩個壓力室之不圖示之活塞、一端連結於活塞且圖中上端安裝於內管2頂部之活塞桿14，於伸縮時發揮既定之衰減力。因此，若前叉10伸縮，阻尼器13亦會伸縮，故發揮防止前叉10之伸縮之衰減力。 此外，於汽缸15與內管2之間介裝懸掛彈簧16。前叉10係恆被懸掛彈簧16推往伸長方向。藉此，於將前叉10適用於兩輪車輛等時可將車體彈性支持。

阻尼器13，亦可係將汽缸15安裝於內管2，將活塞桿14安裝於外管3。此外，前叉10，亦可係將內管2配置於下方，將外管3配置於上方。

密封構件1設於外管3之開口端部，於內管2進入外管3內時將附著於內管2之塵埃刮落，防止往前叉10內部之侵入。

以下，詳細說明密封構件1之構成。

如圖2所示，基部4具備於軸方向延伸之環狀本體部4a、從本體部4a之上端往外周徑方向外方突出之環狀凸緣4b、設於本體部4a及凸緣4b內之L字狀之芯桿4c。

如圖2所示，主唇部6係從本體部4a內周之圖中上端往圖中上方亦即大氣側傾斜同時往內周側延伸，以前端滑接於內管2之外周。 此外，主唇部6之內徑比內管2之外徑小徑。藉此，可利用從彎曲狀態復原時產生之斥力，以主唇部6將內管2夾緊。

如圖2所示，副唇部7從本體部4a內周之主唇部6之圖中下方往大氣側傾斜同時往內周側延伸，以設於副唇部7之內周面8之後述之突起面8b滑接於內管2之外周。

如於圖4顯示般，於內周面8設傾斜面8a與突起面8b。傾斜面8a係從基部4延伸，並以緩緩縮徑之方式往大氣側傾斜之面。突起面8b係於內周面8之前端比傾斜面8a更往內周側、亦即往內管2(軸構件) 側突起之面。突起面8b係剖面圓弧狀。

突起面8b只要是滑接於內周面8之內管2之部位，不論設於何處皆可。但比突起面8b往前端側之部分會成為在機能上不需要之部分，故突起面8b設於前端較理想。

突起面8b之最小內徑至少比內管2之外徑小徑。藉此，可利用從彎曲狀態復原時產生之斥力，以副唇部7將內管2夾緊。

另外，副唇部7係於內周面8具備突起面8b，故副唇部7之彎曲量增加突起面8b之部分，隨此斥力變大而面壓變大。若面壓變大，副唇部7之夾緊力提高，對內管2之追隨性增加，可防止因開口而導致之塵埃之侵入。

本實施形態，如圖2所示，於基部4與主唇部6與副唇部7之間形成剖面U字狀之空間亦即塵埃堆積部。於塵埃堆積部可堆積雖通過主唇部6但以副唇部7刮落之塵埃，藉此可防止塵埃侵入前叉10之內部。

此外，如圖2所示，外管3係於開口端部之內周具備凹部3a。

在密封構件1中係以使凸緣4b抵接於外管3之圖中上端之方式將本體部4a壓入凹部3a內。於本體部4a及凸緣4b內設有芯桿4c，故若本體部4a被壓入外管3之凹部3a內而基部4被固定於外管3，密封構件1會牢固地固定於外管3。此外，本體部4a係牢固地緊貼於外管3之凹部3a內側，凸緣4b亦牢固地緊貼於外管3之端部，密封構件1係將外管3之內周密封。接著，於內管2***密封構件1之內周側內管後，主唇部6與副唇部7彎曲，將內管2之外周夾緊，內管2之外周被密封。在如上述將 內管2***密封構件1之內周側後，主唇部6與副唇部7之與內管2之間之剖面角度會成為以下之狀況。

如圖3所示，在主唇部6係主唇部6之大氣側之傾斜面6a與主唇部6滑接之內管2外周之滑接面2a之間之剖面角度c1被設定為比主唇部6之密封側之傾斜面6b與滑接面2a之間之剖面角度c2大。

剖面角度較大者於內管2之進入行程時面壓梯度值之絕對值會變高，故將附著於內管2外周之作動流體刮落之效果提高。因此，藉由將大氣側之剖面角度c1設定為比密封側之剖面角度c2大，可於內管2之進入行程時防止塵埃與作動流體一起從大氣側亦即外部侵入。

如圖4所示，在副唇部7中與大氣側之內管2外周滑接之突起面8b形成為剖面圓弧狀。因圓弧離圓之中心之距離完全相等，故若剖面圓弧上之突起面8b抵接於內管2，與內管2之間之剖面角度在大氣側與密封側會成為相等。因此，可將大氣側之突起面8b與內管2外周之滑接面2b之間之剖面角度d1與密封側之突起面8b與內管2外周之滑接面2b之間之剖面角度d2之差消除或使該差極小。

在剖面角度之差較小之場合，大氣側與密封側之突起面8b之最大面壓梯度值之絕對值之差會變小。其結果是副唇部7之突起面8b中之內管2之退出行程時之作動流體膜厚與進入行程時之作動流體膜厚之差變小。因此，於內管2之退出行程時往大氣側移動之作動流體於內管2之進入行程時返回密封側，可阻止作動流體往外部之流出。

突起面8b之剖面形狀雖可採用圓弧狀以外之形狀，但藉由做成圓弧狀可使因內管2之進入而唇部彎曲反彈時產生之面壓不會集中於 一處。因此，具有不易破損且容易在大氣側與密封側使面壓梯度值之絕對值之差較小之優點。

於外管3之凹部3a內密封構件1之圖中下方設有防止來自前叉內之作動流體之洩漏之流體密封件9。對於在本說明書被使用之作動流體，可採用作動油、水、水溶液、電性黏性流體、磁性黏性流體等可適用於前叉及其他阻尼器者。

以下，針對本實施形態之密封構件1之作動與比較例一起說明。

圖7係比較例之防塵封件100之擴大剖面圖。防塵封件100係比較例之防塵封件，即如揭示於JP2005-308204A之防塵封件。剖面角度a1、b1係主唇部101及副唇部102之大氣側之傾斜面103、105與主唇部101及副唇部102分別滑接之做為軸構件之內管2之滑接面之間之剖面角度。剖面角度a2、b2係主唇部101及副唇部102之叉內側之傾斜面104、106與前述滑接面之間之剖面角度。在防塵封件100，為了將附著於內管2之塵埃刮落，而將剖面角度a1、b1分別設定得比剖面角度a2、b2大。

若使剖面角度大，面壓梯度值之絕對值會變高。因此，在防塵封件100，可使大氣側之傾斜面103、105之面壓梯度值之絕對值比叉內側之傾斜面104、106之面壓梯度值之絕對值高。

而且，面壓梯度值之絕對值較高者，將附著於內管2外周之作動流體膜刮落之效果也會提高。

亦即，在防塵封件100係於內管2進入外管3內之場合，容易將附著於內管2外周之塵埃刮落而作動流體膜會變薄。反之，於內管2 從外管3退出之場合，為易於容許作動流體之通過而作動流體膜會變厚。

因此，在防塵封件100，係於內管2之退出行程時作動流體通過防塵封件100後，雖為微量但仍陸續被往大氣側刮落。

此外，若作動流體被往大氣側刮出，亦有存在於大氣側之塵埃浸於被刮出之作動流體，牢固地附著於內管2而允許塵埃往內部侵入之可能性。

本實施形態之密封構件1中，因主唇部6與副唇部7之內徑比內管2之外徑小，故內管2被***後主唇部6與副唇部7會彎曲。彎曲之主唇部6與副唇部7欲將彎曲之部分復原而有斥力產生。藉由此斥力，於主唇部6與副唇部7會有將內管2夾緊之夾緊力產生。

藉由此夾緊力，主唇部6與副唇部7會緊貼於內管2，於內管2之往外管3之進退行程時將附著於內管2之外周之塵埃刮落。

此外，一體形成於密封構件1之流體密封件9係將附著於內管2之作動流體刮落。

另外，副唇部7於內周面8具備突起面8b，故副唇部7之彎曲量增加突起面8b之部分，因復原而導致之斥力亦增大，副唇部7之面壓變大。其結果，可防止因副唇部7之開口而導致之塵埃侵入，將塵埃刮出之機能提高，且可使內管2之退出行程時之作動流體膜較薄，可防止作動流體往外部之流出。因此，利用密封構件1，可阻止作動流體往外部之流出，並可防止塵埃之侵入。

前叉10，可能會為了支持車輪而從橫方向有外力被輸入並因此而彎曲。結果內管2可能會相對於外管3偏心。利用於具有此種狀況 之前叉10設有密封構件1之本實施形態之構成，因於主唇部6或副唇部7形成有突起面8b，故可提高將內管2夾緊之夾緊力。因此，針對內管2之偏心，唇部亦會追隨，可防止塵埃之侵入與作動流體之流出。

因此，密封構件1極適合用於前叉10，藉由使用於前叉10可確實阻止塵埃往前叉10內之侵入與作動流體之流出。

然而，本實施形態之密封構件1並不限於利用於前叉，亦可利用於其他阻尼器例如四輪車用之油壓緩衝器。

此外，在本實施形態雖僅於副唇部7設有突起面8b，但亦可如於圖5顯示般，取代副唇部7而於主唇部6設有與突起面8b同樣之突起面201，此外，亦可於主唇部6與副唇部7之雙方分別設有突起面8b、201。

如圖5所示，在於主唇部200設有突起面201之場合亦與副唇部7之場合同樣地，可發揮使面壓向上、防止因開口而導致之塵埃之進入之效果。

此外於此場合亦可使大氣側之突起面201與內管2外周之滑接面2c之間之剖面角度e1與密封側之突起面201與滑接面2c之間之剖面角度e2之差極小。因此，可減少大氣側與密封側之作動流體膜厚之差，可發揮阻止作動流體往外部之流出之效果。

此外，亦可如圖6所示，於密封構件300除了防塵封件5以外還設有流體密封件309。流體密封件309係環狀，於外周側設槽部，藉由於該槽部嵌入環狀環帶彈簧，提高流體密封件309之夾緊力。

如圖6所示，在於密封構件300之基部4內周之主唇部6之相反側設置流體密封件309之場合，不但可以一個密封構件300將作動流體 與塵埃之雙方密封，且組裝時只要組裝密封構件300即可。因此，可省略將流體密封件309與防塵封件5分別安裝於外管3之開口端部之麻煩。此外，流體密封件309只要是一般被使用者即可，並不特別限定為於圖6顯示之本實施形態之流體密封件309之形狀。

以上，雖已說明本發明之實施形態，但上述實施形態只是顯示本發明之適用例之一部分，並不是為了將本發明之技術範圍限定於上述實施形態之具體構成。

本案係基於2014年12月22日於日本國特許廳提出申請之特願2014-258223主張優先權，此申請之所有內容係藉由參照而加入本說明書。

1‧‧‧密封構件

2‧‧‧內管

3‧‧‧外管

10‧‧‧前叉

11‧‧‧軸承

12‧‧‧軸承

13‧‧‧阻尼器

14‧‧‧活塞桿

15‧‧‧汽缸

16‧‧‧懸掛彈簧

Claims (5)

1. 一種密封構件，其具備：將進退自如地***筒構件之軸構件包圍之環狀之基部、設於前述基部之內周往大氣側傾斜延伸且滑接於前述軸構件外周之環狀之主唇部、於前述基部之內周並列設於前述主唇部之密封側且往大氣側傾斜延伸之環狀之副唇部，前述主唇部及前述副唇部之至少一方之內周面具備從前述基部延伸之傾斜面、比前述傾斜面往前述軸構件側突起而滑接於前述軸構件之外周之突起面；前述突起面滑接於前述軸構件之外周時，前述突起面與前述軸構件之外周面之間之剖面角度在大氣側與密封側相等。
2. 如申請專利範圍第1項記載之密封構件，其中，與前述軸構件之外周滑接之前述突起面形成為剖面圓弧狀。
3. 如申請專利範圍第1項記載之密封構件，其中，於前述主唇部，前述主唇部之大氣側之傾斜面與前述軸構件之外周面之間之剖面角度，被設定為比前述主唇部之密封側之傾斜面與前述軸構件之外周面之間之剖面角度大，前述副唇部，於內周面具備前述傾斜面與前述突起面，前述突起面滑接於前述軸構件之外周時，前述突起面與前述軸構件之外周面之間之剖面角度在大氣側與密封側相等。
4. 如申請專利範圍第1項記載之密封構件，其中， 於前述基部之內周之密封側連結流體密封件。
5. 如申請專利範圍第1項記載之密封構件，其中，於具備外管、軸方向可自由移動地***前述外管內之內管、介裝於前述外管與前述內管之間之阻尼器的前叉中之前述外管固定前述基部，以前述內管做為軸構件將前述內管之外周密封。