WO2014069170A1 - 往復動用密封装置 - Google Patents

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packing
sealing device
annular base
lip
mounting groove
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PCT/JP2013/077198
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Inventor
裕紀 岡田
一憲 神保
Original Assignee
Nok株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3232—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips
    • F16J15/3236—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips with at least one lip for each surface, e.g. U-cup packings

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device according to sealing technology, and more particularly to a reciprocating sealing device.
  • the sealing device of the present invention is used for, for example, an automobile damper mechanism or other damper mechanisms.
  • a damper mechanism 51 shown in FIG. 6 is known, and a sealing device 61 is incorporated in the damper mechanism 51 in order to seal the oil O enclosed therein.
  • the damper mechanism 51 shown in the figure is a combination of a damper shaft 52 having a piston 53 with an orifice 54 at the tip and a damper case 55 elastically supported by a spring means 56.
  • a sealing device 61 is incorporated between the damper shaft 52 and the damper case 55 in order to seal the oil O enclosed in the cylinder.
  • a seal 71 made of an O-ring or a gasket or the like is separately attached to the split portion of the damper case 55 to seal the split portion.
  • the sealing device 61 incorporated between the damper shaft 52 and the damper case 55 includes a packing 62 mounted in an annular mounting groove 57 provided on the outer peripheral surface of the damper shaft 52. As shown in an enlarged view in FIG. 62 includes an annular base 63, a stationary lip 64 that is in close contact with the bottom surface of the mounting groove 57, and a sliding lip 65 that is slidably in close contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the damper case 55. Yes.
  • the damper case 55 has a shape that protrudes toward the outer periphery (the left side in the figure).
  • the packing 62 slides in a state of full contact due to an increase in internal pressure.
  • the entire surface contact means that the packing 62 contacts the damper case 55 over the entire surface from the lip end 65 a of the sliding side lip 65 to the heel portion 63 a of the annular base 63.
  • Patent Document 1 includes an “annular seal groove portion that receives fluid pressure, and an annular slide that is pressed against the sliding member by the fluid pressure”.
  • the fluid pressure packing having a lip, an annular first inclined surface that is inclined so as to gradually move away from the sliding member from the tip of the sliding side lip to the heel portion in a free state where fluid pressure does not act
  • the fluid pressure packing according to the present invention is characterized in that the heel portion is continuously curved from the first inclined surface.
  • the present invention has a shape or structure in which the packing is difficult to come into contact with the entire surface even when the internal pressure is increased by improving the volume absorbability, so that it can exhibit excellent sealing performance.
  • An object is to provide a sealing device.
  • a reciprocating sealing device is configured such that a packing is mounted in a mounting groove provided in one of two members that reciprocate relatively, and the packing is mounted on the other.
  • a reciprocating sealing device that seals between the two members by slidably contacting a member, wherein the packing includes an annular base, a stationary lip in close contact with the groove bottom surface of the mounting groove, and the other
  • the annular base portion has a circular cross-sectional shape of a heel portion from a peripheral surface to an end surface facing the other member.
  • the circular base portion has a shape that does not protrude from the extension line of the peripheral surface of the sliding lip in the free state to the other member side as an arc shape, and the end surface of the annular base portion includes a flat portion perpendicular to the axis, Above Characterized in that a circumferentially continuous or discontinuous projections rats unit.
  • the packing is mounted in the mounting groove provided in one of the two members relatively reciprocating, and the packing can slide on the other member.
  • a reciprocating sealing device that seals between the two members by being in close contact with each other, wherein the packing is slidable on the annular base, the stationary lip in close contact with the groove bottom surface of the mounting groove, and the other member
  • the annular base portion has a tapered cross-sectional shape of the heel portion from the circumferential surface facing the other member to the end surface.
  • the end surface of the annular base portion has a flat portion that is a plane perpendicular to the axis, and the flat portion has a circular shape.
  • the reciprocating sealing device according to claim 3 of the present invention is the reciprocating sealing device according to claim 1 or 2, wherein when the packing is mounted in the mounting groove and in close contact with the other member, A wedge-shaped space region surrounded by the groove side surface of the mounting groove, the protrusion and annular base of the packing, and the other member is formed.
  • the annular base portion has a heel portion in the basic configuration in which the packing attached to the mounting groove integrally includes the annular base portion, the stationary side lip, and the sliding side lip.
  • the volume of the heel portion from the circumferential surface facing the other member to the end surface is arcuate or tapered so that the annular base portion is slid in a free state.
  • the circumferentially continuous or discontinuous protrusion is provided on the flat portion of the end surface of the annular base portion, there is a spatial region for the height of the protrusion. This also creates room for absorbing the deformation of the packing. Therefore, when the packing is mounted in the mounting groove, the space area formed in the mounting groove is large, and this facilitates the absorption of deformation of the packing and improves the volume absorbability. Therefore, the packing makes full contact with the other member. It is possible to suppress this.
  • a projection part since a projection part has moderate deformation resistance, it does not deform
  • the groove side surface of the mounting groove, the protruding portion and the annular base of the packing, and the wedge-shaped shape surrounded by the other member Since the space region is formed, the oil (oil film) can be easily returned to the high pressure side by the wedge action or the wedge effect exhibited by the space region.
  • the present invention has the following effects.
  • the annular base portion of the packing has the cross-sectional shape of the heel portion formed in an arc shape or a taper shape, and the annular base portion is in the other state from the extended line of the peripheral surface of the sliding lip in the free state.
  • Sectional drawing of the principal part of the packing with which the sealing apparatus which concerns on the Example of this invention is equipped Comparative explanatory view showing the deformation state in the packing groove in the sealing device according to the conventional example, the comparative example and the embodiment of the present invention. Comparison graph showing the relationship between the internal pressure and the volume variation in the sealing device according to the conventional example, the comparative example, and the embodiment of the present invention. Sectional drawing of the principal part of the packing with which the sealing device which concerns on the other Example of this invention is equipped. The principal part perspective view of the projection part with which the sealing device which concerns on the other Example of this invention is equipped. Illustration of damper mechanism Sectional drawing of the principal part of the packing with which the sealing apparatus which concerns on a prior art example is equipped. Sectional drawing of the principal part of the packing with which the sealing apparatus which concerns on a comparative example is equipped
  • FIG. 1 shows a cross section of a main part of a packing 11 provided in a sealing device according to an embodiment of the present invention.
  • the packing 11 is provided on an outer peripheral surface of a damper shaft 52 in the damper mechanism 51 of FIG.
  • the sealing device for reciprocating motion is configured by mounting in the mounting groove 57.
  • the damper mechanism 51 has a damper shaft (one member in claim 1) 52 having a piston 53 with an orifice 54 at the tip and a damper case elastically supported by a spring means 56 (claim 1).
  • a sealing device is incorporated between the damper shaft 52 and the damper case 55 in order to seal the oil O enclosed in the damper case 55.
  • FIG. 1 shows a cross section of a main part of a packing 11 provided in a sealing device according to an embodiment of the present invention.
  • the packing 11 is provided on an outer peripheral surface of a damper shaft 52 in the damper mechanism 51 of FIG.
  • the sealing device for reciprocating motion is configured by mounting in the mounting groove 57.
  • the mounting groove 57 includes a cylindrical groove bottom surface 57a, an axially perpendicular planar high pressure side (oil side) groove side surface 57b, and an axially perpendicular planar low pressure side (atmosphere side) groove side surface 57c. It has a rectangular cross section.
  • the packing 11 includes an annular base portion 12 having a predetermined axial length L, and an annular stationary side lip 13 and a damper case that are in close contact with the groove bottom surface 57 a of the mounting groove 57.
  • An annular sliding lip 14 that is slidably in close contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 55 is integrally formed.
  • the stationary lip 13 is formed obliquely from the annular base 12 in one axial direction (high pressure side) and radially inward (groove bottom side), and is sealed at one axial position on the inner peripheral surface 13a.
  • An annular convex lip end 13b for locally increasing the surface pressure is provided.
  • the sliding side lip 14 is formed obliquely from the annular base 12 in one axial direction (high pressure side) and radially outward (case side), and at one axial position on the outer peripheral surface 14a.
  • An annular convex lip end 14b is provided for locally increasing the seal surface pressure.
  • An annular pressure receiving groove 15 is formed between the lips 13 and 14.
  • the packing 11 has the following characteristic configuration.
  • the annular base 12 in the packing 11 forms an arc shape in the cross-sectional shape of the heel portion 12c from the outer peripheral surface 12a to the other end surface 12b in the axial direction (low pressure side), so that the annular base 12 is in a free state.
  • 1 has a shape that does not protrude from the extended line 14c of the outer peripheral surface 14a of the sliding side lip 14 toward the damper case 55 (outer peripheral side, left side in FIG. 1). In other words, the annular base 12 is slid in the free state.
  • the cross-sectional shape of the heel portion 12c from the outer peripheral surface 12a to the end surface 12b of the annular base portion 12 is formed in an arc shape so as not to protrude from the extension line 14c of the outer peripheral surface 14a of the moving side lip 14 toward the damper case 55.
  • the outer peripheral surface 12a of the annular base 12 faces the inner peripheral surface of the damper case 55 through a predetermined radial gap. Since the outer peripheral surface 14a of the sliding lip 14 in the free state is tapered (conical surface) and has a straight section, the extension line 14c is also tapered and has a straight section.
  • the outer peripheral surface 14a of the side lip 14 may have an arcuate or curved cross section. In this case, the extension line 14c also has an arcuate or curved shape.
  • an axially perpendicular flat portion 12d having an annular shape is provided on the other end surface 12b in the axial direction of the annular base portion 12, and an annular, predetermined axial height h that is continuous on the circumference is provided on the flat portion 12d.
  • a protrusion 16 is provided.
  • a wedge-shaped space region 17 having an annular shape is formed so as to be surrounded by the annular base portion 12 (flat portion 12d and heel portion 12c) and the damper case 55.
  • the wedge-shaped space region 17 is a combination of the space region 18 between the annular base 12 and the damper case 55 and the space region 19 between the protrusion 16 and the damper case 55.
  • the annular base portion 12 of the packing 11 has the heel portion 12c having a circular cross section, and the annular base portion 12 has a damper from an extension line 14c of the outer peripheral surface 14a of the sliding lip 14 in a free state. Since the case 55 has a shape that does not protrude toward the case 55, a relatively large space region 18 is formed on the damper case 55 side (outer peripheral side) of the annular base 12, and elastic deformation of the packing 11 is formed here. There is room for absorption.
  • the annular protrusion 16 that is circumferentially continuous is provided on the flat portion 12d of the end surface 12b of the annular base 12, so that the damper case 55 of the protrusion 16 is provided.
  • a space region 19 is also formed on the side (outer peripheral side), and a room for absorbing elastic deformation of the packing 11 is also created here. Therefore, when the packing 11 is mounted in the mounting groove 57, the space region 17 formed in the mounting groove 57 is large, which makes it easy to absorb the elastic deformation of the packing 11 (volume (volume and space region of the packing 11).
  • the sealing device having the above configuration, when the packing 11 is mounted in the mounting groove 57 and is in close contact with the damper case 55, the low-pressure side groove side surface 57c of the mounting groove 57, the protrusion 16 of the packing 11, and the annular base 12 (flat Since the wedge-shaped space region 17 surrounded by the portion 12d and the heel portion 12c) and the damper case 55 is formed, oil (oil film) in the space region 17 is formed by the wedge action or wedge effect exhibited by the space region 17. Can be easily returned to the high-pressure side. Therefore, the sealing performance of the sealing device can also be improved by this.
  • the specimens are the following three types.
  • the conventional example product is a sealing device including the packing 62 according to the conventional example shown in FIG.
  • the annular base 63 of the packing 62 is formed such that the cross-sectional shape of the heel portion 63a is a corner end, and the annular base 63 extends from an extension line 65c of the outer peripheral surface 65b of the sliding side lip 65 in a free state.
  • the damper case 55 has a shape that protrudes toward the outer periphery (the left side in the figure).
  • Comparative Example Product As shown in FIG.
  • the comparative example product is a sealing device including a packing 11 having a shape in which the protruding portion 16 is omitted from the packing 11 according to the above-described embodiment (FIG. 1).
  • the configuration other than omitting the protrusion 16 is the same as that of the packing 11 according to the above-described embodiment (FIG. 1).
  • (3) Example Product The Example product is a sealing device including the packing 11 according to the above-described example (FIG. 1).
  • each specimen is elastically deformed as shown in the right column diagram of FIG.
  • the right column diagram of FIG. 2 shows a state when the “volume” consisting of the volume of each specimen and the volume of each space region 66, 18, 17 has changed by a certain amount, and is a graph diagram of FIG.
  • the horizontal axis the timing of point A in the volume change amount ⁇ V corresponds to this. Therefore, each elastic deformation state in the right column diagram of FIG. 2 shows the state of each plot x, y, z on the A point on the horizontal axis: volume change ⁇ V in the graph of FIG.
  • the conventional example product covers the entire surface from the lip end 65a of the sliding side lip 65 to the heel portion 63a of the annular base 63.
  • the space area 66 disappears, and as shown in the graph of FIG. 3, it is no longer elastically deformable. Therefore, in the conventional example product, the seal surface pressure is dispersed and reduced as early as this point, and in a situation where high-frequency vibration is input and high-viscosity oil is used, the heel portion 63a scrapes the oil (oil film) to the low pressure side.
  • the packing 11 is not in full contact with the damper case 55 and the space region 18 is maintained a little as shown in the right column of FIG. As described above, the packing 11 can be further elastically deformed (volume change).
  • the packing 11 is not in full contact with the damper case 55 and the space region 17 is maintained. Furthermore, the packing 11 can be further elastically deformed (volume change), but since the volume of the space region 17 is larger than that of the comparative product, further elastic deformation (volume change) is possible. . Therefore, according to the example product, it is possible to further elastically deform (change in volume) compared to the comparative example product. Therefore, since the volume absorbability is set larger in the example product than in the conventional product as well as the comparative example product, the sealing performance can be improved accordingly.
  • the cross-sectional shape of the heel portion 12c is an arc shape in the above embodiment, it may be a tapered shape as shown in FIG. 4 instead.
  • the sectional line of the heel portion 12c is disposed on the extended line 14c of the outer peripheral surface 14a of the sliding side lip 14 in the free state (the inclination angle of the heel portion 12c with respect to the packing center axis is the sliding side).
  • the inclination angle of the heel portion 12c may be larger than the inclination angle of the outer peripheral surface 14a of the sliding side lip 14 (smaller from the extension line 14c). Not possible because it protrudes).
  • the protrusions 16 are continuous on the circumference, but instead of this, they may be discontinuous on the circumference as shown in FIG. It is also conceivable to provide a plurality of notches on the front end surface of the protrusion 16 that is continuous on the circumference.
  • the material of the packing 11 may be a sealing material such as urethane in addition to rubber.
  • the packing 11 is mounted in the mounting groove 57 provided on the outer peripheral surface of the damper shaft 52. Instead, the packing 11 is mounted in the mounting groove 57 provided on the inner peripheral surface of the damper case 55.
  • the mounting groove 57 opens radially inward, and in the structure of the packing 11, the stationary lip 13 is disposed on the outer peripheral side and the sliding lip 14 is disposed on the inner peripheral side.
  • the damper case 55 corresponds to one member in claim 1 and the damper shaft 52 corresponds to the other member.

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Abstract

　体積吸収性を向上させることにより内圧が上昇してもパッキンが全面接触しにくい形状を備え、もって優れたシール性を発揮することが可能な往復動用密封装置を提供する。この目的を達成するため、相対的に往復運動する二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝にパッキンを装着し、パッキンが他方の部材に密接することにより二部材間をシールする密封装置であって、パッキンは環状基部、静止側リップおよび摺動側リップを備える密封装置において、環状基部は他方の部材に対向する周面から端面へかけてのヒール部の断面形状を円弧状またはテーパ状として当該環状基部が自由状態における摺動側リップの周面の延長線から他方の部材側へはみ出さない形状を備える。環状基部の端面は軸直角平面状のフラット部を備え、フラット部に円周上連続または不連続の突起部が設けられている。

Description

往復動用密封装置
　本発明は、シール技術に係る密封装置に関し、更に詳しくは、往復動用密封装置に関する。本発明の密封装置は例えば、自動車用ダンパー機構に用いられ、またはその他のダンパー機構などに用いられる。
　従来から図６に示すダンパー機構５１が知られており、このダンパー機構５１には、内部に封入したオイルＯをシールするため、密封装置６１が組み込まれている。
　図示するダンパー機構５１は、先端にオリフィス５４付きのピストン５３を備えたダンパー軸５２と、ばね手段５６によって弾性的に支持されたダンパーケース５５とを組み合わせたものであって、ダンパーケース５５の内部に封入したオイルＯをシールすべくダンパー軸５２およびダンパーケース５５間に密封装置６１が組み込まれている。またダンパーケース５５の割り箇所には、この割り箇所をシールすべく別途、Ｏリングまたはガスケット等よりなるシール７１が装着されている。
　上記ダンパー軸５２およびダンパーケース５５間に組み込まれる密封装置６１は、ダンパー軸５２の外周面に設けた環状の装着溝５７に装着されるパッキン６２を備え、図７に拡大して示すようにパッキン６２は、環状基部６３と、装着溝５７の溝底面に密接する静止側リップ６４と、ダンパーケース５５の筒状部内周面に摺動可能に密接する摺動側リップ６５とを一体に備えている。
　しかしながら上記従来技術には、以下の問題が指摘される。
（１）オイル密封時（ダンパー組立時）にダンパーケース５５による上記シール７１のつぶし分、オイルの体積が小さくなろうとするが、オイルは非圧縮性流体であるため、パッキン６２の変形によって吸収する。
（２）パッキン６２の変形で吸収できない分は、内圧上昇となる。
（３）上記パッキン６２の構成として、環状基部６３はヒール部６３ａの断面形状が角端状に形成されて、環状基部６３が自由状態における摺動側リップ６５の外周面６５ｂの延長線６５ｃからダンパーケース５５のほう（外周側、図では左側）へはみ出した形状とされている。
（４）上記構成のパッキン６２によると、内圧上昇によりパッキン６２が全面接触の状態で摺動する。ここで全面接触とは、パッキン６２が摺動側リップ６５のリップ端６５ａから環状基部６３のヒール部６３ａまでの間で全面に亙ってダンパーケース５５に接触することを云う。
（５）以上（１）～（４）の事象および構成により、高周波振動が入力しかつ高粘度オイルが使用されるときに、オイルの大量漏れが発生することがある。
（６）尚、一般の振動時にも内圧が上昇することが分かっており、そのときの内圧上昇も漏れに影響している可能性が大である。
　また、本発明に対する先行技術として、下記特許文献１に開示された発明があり、この先行発明は、「流体圧を受ける環状のシール溝部と、流体圧によって摺動部材に押し付けられる環状の摺動側リップと、取付溝の開口端側に対峙する環状のヒール部と、前記取付溝の隅部側に対峙する環状のショルダ部と、流体圧によって前記取付溝の底面に押し付けられる環状の固定側リップとを有する流体圧用パッキンにおいて、流体圧が作用しない自由状態で前記摺動側リップの先端から前記ヒール部にかけて前記摺動部材から次第に離れるように傾斜する環状の第一傾斜面を有し、前記ヒール部を前記第一傾斜面から連続して湾曲させたことを特徴とする流体圧用パッキン」に係る。
　しかして、この先行発明と本発明との相違は、以下のとおりである。
（ａ）先行発明では、リップから変形し始めるので、クサビ形状の維持に不利である。これに対し本発明では、突起部の潰し代があるので、初期内圧吸収後もリップ形状の維持ができる。
（ｂ）本発明では、突起部により摺動側リップのみで変形しやすくなるので、静止側リップの変形が起こりにくくなり、シールの安定性が良くなる。
（ｃ）本発明では、突起部により非密封領域の体積が増えるので、体積変化の許容量が増える。したがって使用時の内圧上昇（体積増加）にも耐えることができる。
特開２００２－１２２２４１号公報
　本発明は以上の点に鑑みて、体積吸収性を向上させることにより内圧が上昇してもパッキンが全面接触しにくい形状ないし構造を備え、もって優れたシール性を発揮することが可能な往復動用密封装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の請求項１による往復動用密封装置は、相対的に往復運動する二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝にパッキンを装着し、前記パッキンが他方の部材に摺動可能に密接することにより前記二部材間をシールする往復動用密封装置であって、前記パッキンは、環状基部と、前記装着溝の溝底面に密接する静止側リップと、前記他方の部材に摺動可能に密接する摺動側リップとを一体に備える往復動用密封装置において、前記環状基部は、前記他方の部材に対向する周面から端面へかけてのヒール部の断面形状を円弧状として当該環状基部が自由状態における前記摺動側リップの周面の延長線から前記他方の部材側へはみ出さない形状を備え、前記環状基部の端面は軸直角平面状のフラット部を備え、前記フラット部に円周上連続または不連続の突起部を設けたことを特徴とする。
　また、本発明の請求項２による往復動用密封装置は、相対的に往復運動する二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝にパッキンを装着し、前記パッキンが他方の部材に摺動可能に密接することにより前記二部材間をシールする往復動用密封装置であって、前記パッキンは、環状基部と、前記装着溝の溝底面に密接する静止側リップと、前記他方の部材に摺動可能に密接する摺動側リップとを一体に備える往復動用密封装置において、前記環状基部は、前記他方の部材に対向する周面から端面へかけてのヒール部の断面形状をテーパ状として当該環状基部が自由状態における前記摺動側リップの周面の延長線から前記他方の部材側へはみ出さない形状を備え、前記環状基部の端面は軸直角平面状のフラット部を備え、前記フラット部に円周上連続または不連続の突起部を設けたことを特徴とする。
　また、本発明の請求項３による往復動用密封装置は、上記した請求項１または２記載の往復動用密封装置において、前記パッキンが前記装着溝に装着されて前記他方の部材に密接したときに、前記装着溝の溝側面、前記パッキンの突起部および環状基部ならびに前記他方の部材によって囲まれるクサビ状の空間領域を形成することを特徴とする。
　上記構成を備える本発明の密封装置においては、装着溝に装着されるパッキンが環状基部、静止側リップおよび摺動側リップを一体に備えると云う基本的構成のなかで、環状基部がそのヒール部において従来対比で体積を縮小した形状を備え、すなわち環状基部が他方の部材に対向する周面から端面へかけてのヒール部の断面形状を円弧状またはテーパ状として当該環状基部が自由状態における摺動側リップの周面の延長線から他方の部材側へはみ出さない形状を備えるために、環状基部の他方の部材側に位置して比較的大きな空間領域が形成され、ここにパッキンの変形を吸収する余地が生まれる。またこれに加えて本発明の密封装置においては、環状基部の端面のフラット部に円周上連続または不連続の突起部が設けられているため、この突起部の高さ分についても空間領域が形成され、ここにもパッキンの変形を吸収する余地が生まれる。したがって装着溝にパッキンを装着したときに装着溝内に形成される空間領域が大きく、これによりパッキンの変形を吸収しやすく体積吸収性が向上することから、パッキンが他方の部材に対し全面接触するのを抑制することが可能とされる。
　尚、突起部は適度な変形抵抗を有するため、低圧で変形し過ぎず、体積吸収性が格段に向上するものである。また、環状基部の端面に軸直角平面状のフラット部が設けられているため、内圧によって突起部が押し潰されたとき、パッキンがこのフラット部をもって安定良く溝側面に接触する。
　また、本発明の上記構成によると、パッキンが装着溝に装着されて他方の部材に密接したときに、装着溝の溝側面、パッキンの突起部および環状基部ならびに他方の部材によって囲まれるクサビ状の空間領域が形成されるため、この空間領域が発揮するクサビ作用ないしクサビ効果によってオイル（油膜）を高圧側に戻しやすくすることが可能とされる。
　本発明は、以下の効果を奏する。
　すなわち、本発明においては以上説明したように、パッキンの環状基部がヒール部の断面形状を円弧状またはテーパ状として当該環状基部が自由状態における摺動側リップの周面の延長線から他方の部材側へはみ出さない形状を備えること、および環状基部の端面のフラット部に円周上連続または不連続の突起部が設けられることにより、装着溝にパッキンを装着したときに装着溝内に比較的大きな空間領域が形成される。したがってこの比較的大きな空間領域を利用してパッキンの変形を吸収しやすく体積吸収性が向上することから、パッキンに高圧が作用したときパッキンが他方の部材に対し全面接触するのを抑制することが可能とされる。したがってシール面圧の低下やパッキンによるオイルの掻き出しなどの不具合が発生するのを抑制し、パッキン延いては密封装置のシール性を向上させることができる。
　また、装着溝の溝側面、パッキンの突起部および環状基部ならびに他方の部材によって囲まれるクサビ状の空間領域が形成されるため、この空間領域が発揮するクサビ作用ないしクサビ効果によってオイルを高圧側に戻しやすくすることが可能とされる。したがってこれによってもパッキン延いては密封装置のシール性を向上させることができる。
本発明の実施例に係る密封装置に備えられるパッキンの要部断面図 従来例、比較例および本発明の実施例に係る密封装置におけるパッキン溝内変形状態を示す比較説明図 従来例、比較例および本発明の実施例に係る密封装置における内圧と体積変化量の関係の示す比較グラフ図 本発明の他の実施例に係る密封装置に備えられるパッキンの要部断面図 本発明の他の実施例に係る密封装置に備えられる突起部の要部斜視図 ダンパー機構の説明図 従来例に係る密封装置に備えられるパッキンの要部断面図 比較例に係る密封装置に備えられるパッキンの要部断面図
　つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
　図１は、本発明の実施例に係る密封装置に備えられるパッキン１１の要部断面を示しており、このパッキン１１が例えば上記図６のダンパー機構５１におけるダンパー軸５２の外周面に設けた環状の装着溝５７に装着されることにより往復動（軸方向往復動）用の密封装置が構成される。ダンパー機構５１は上記したように、先端にオリフィス５４付きのピストン５３を備えたダンパー軸（請求項１における一方の部材）５２と、ばね手段５６によって弾性的に支持されたダンパーケース（請求項１における他方の部材）５５との組み合わせよりなり、ダンパーケース５５の内部に封入したオイルＯをシールすべくダンパー軸５２およびダンパーケース５５間に密封装置が組み込まれる。装着溝５７は図２に示すように、円筒面状の溝底面５７ａ、軸直角平面状の高圧側（オイル側）溝側面５７ｂおよび同じく軸直角平面状の低圧側（大気側）溝側面５７ｃを備え、断面長方形に形成されている。
　図１に示すようにパッキン１１は、所定の軸方向長さＬを有する環状基部１２を備え、この環状基部１２に、装着溝５７の溝底面５７ａに密接する環状の静止側リップ１３およびダンパーケース５５の筒状部内周面に摺動可能に密接する環状の摺動側リップ１４が一体成形されている。静止側リップ１３は、環状基部１２から軸方向一方（高圧側）であってかつ径方向内方（溝底面側）へ向けて斜めに成形され、その内周面１３ａにおける軸方向一箇所にシール面圧を局部的に高めるための環状凸状のリップ端１３ｂが設けられている。一方、摺動側リップ１４は、環状基部１２から軸方向一方（高圧側）であってかつ径方向外方（ケース側）へ向けて斜めに成形され、その外周面１４ａにおける軸方向一箇所にシール面圧を局部的に高めるための環状凸状のリップ端１４ｂが設けられている。両リップ１３，１４間は環状の受圧溝１５とされている。
　また、パッキン１１は、以下の特徴的構成を備えている。
　すなわち当該パッキン１１における環状基部１２が、その外周面１２ａから軸方向他方（低圧側）の端面１２ｂへかけてのヒール部１２ｃの断面形状を円弧状に形成することにより、環状基部１２が自由状態における摺動側リップ１４の外周面１４ａの延長線１４ｃからダンパーケース５５のほう（外周側、図１では左側）へはみ出さない形状を備えており、換言すると、環状基部１２が自由状態における摺動側リップ１４の外周面１４ａの延長線１４ｃからダンパーケース５５のほうへはみ出さないように、環状基部１２の外周面１２ａから端面１２ｂへかけてのヒール部１２ｃの断面形状が円弧状に形成されている。環状基部１２の外周面１２ａは所定の径方向間隙を介してダンパーケース５５の内周面と対向する。自由状態における摺動側リップ１４の外周面１４ａはテーパ（円錐面）状をなし断面直線状をなしているので、その延長線１４ｃもテーパ状をなし断面直線状をなしているが、摺動側リップ１４の外周面１４ａは断面円弧状ないし曲線状をなすものであっても良く、この場合には延長線１４ｃも円弧状ないし曲線状をなす。
　また、環状基部１２の軸方向他方の端面１２ｂに、環状を呈する軸直角平面状のフラット部１２ｄが設けられ、このフラット部１２ｄに、円周上連続する環状の、所定の軸方向高さｈを備える突起部１６が設けられている。
　また、図２の左下図および右下図にそれぞれ示すように、パッキン１１が装着溝５７に装着されてダンパーケース５５に密接したときに、装着溝５７の低圧側溝側面５７ｃ、パッキン１１の突起部１６および環状基部１２（フラット部１２ｄおよびヒール部１２ｃ）ならびにダンパーケース５５によって囲まれるようにして環状を呈するクサビ状の空間領域１７が形成される。このクサビ状の空間領域１７は、環状基部１２およびダンパーケース５５間の空間領域１８と、突起部１６およびダンパーケース５５間の空間領域１９が組み合わされたものである。
　上記構成を備える密封装置においては、パッキン１１の環状基部１２がそのヒール部１２ｃの断面形状を円弧状として当該環状基部１２が自由状態における摺動側リップ１４の外周面１４ａの延長線１４ｃからダンパーケース５５のほうへはみ出さない形状を備えているために、環状基部１２のダンパーケース５５側（外周側）に位置して比較的大きな空間領域１８が形成され、ここにパッキン１１の弾性変形を吸収する余地が生まれる。またこれに加えて上記構成の密封装置においては、環状基部１２の端面１２ｂのフラット部１２ｄに円周上連続する環状の突起部１６が設けられているために、この突起部１６のダンパーケース５５側（外周側）にも空間領域１９が形成され、ここにもパッキン１１の弾性変形を吸収する余地が生まれる。したがって装着溝５７にパッキン１１を装着したときに装着溝５７内に形成される空間領域１７が大きく、これによりパッキン１１の弾性変形を吸収しやすく体積吸収性（体積（パッキン１１の体積および空間領域１７の体積の和）の縮小による圧力吸収性）が向上することから、パッキン１１がダンパーケース５５に対し全面接触するのを抑制することが可能とされる。したがってシール面圧の低下やパッキン１１によるオイルの掻き出しなどの不具合が発生するのを抑制し、パッキン１１延いては密封装置のシール性を向上させることができる。
　また、上記構成の密封装置においては、パッキン１１が装着溝５７に装着されてダンパーケース５５に密接したときに、装着溝５７の低圧側溝側面５７ｃ、パッキン１１の突起部１６および環状基部１２（フラット部１２ｄおよびヒール部１２ｃ）ならびにダンパーケース５５によって囲まれるクサビ状の空間領域１７が形成されるため、この空間領域１７が発揮するクサビ作用ないしクサビ効果によって、この空間領域１７内のオイル（油膜）を高圧側に戻しやすくすることが可能とされる。したがってこれによってもパッキン１１延いては密封装置のシール性を向上させることができる。
　つぎに、本願発明者らは、上記構成の密封装置について比較試験を行なったので、その内容および結果を説明する。
　供試体は、以下の３種類である。
（１）従来例品
　従来例品は、上記図７に示した従来例に係るパッキン６２を備えた密封装置である。同図に示すようにパッキン６２の環状基部６３は、ヒール部６３ａの断面形状が角端状に形成されて、環状基部６３が自由状態における摺動側リップ６５の外周面６５ｂの延長線６５ｃからダンパーケース５５のほう（外周側、図では左側）へはみ出した形状とされている。
（２）比較例品
　比較例品は、図８に示すように、上記実施例（図１）に係るパッキン１１から突起部１６を省略した形状のパッキン１１を備えた密封装置である。突起部１６を省略した以外の構成は、上記実施例（図１）に係るパッキン１１とまったく同じとされている。
（３）実施例品
　実施例品は、上記実施例（図１）に係るパッキン１１を備えた密封装置である。
　上記３種類の供試体をそれぞれ装着溝５７に装着すると、図２の左列図に示す初期状態となる。従来例品では、摺動側リップ６５がダンパーケース５５に密接すると、環状基部６３の外周側に比較的小さな空間領域６６が形成される。比較例品では、摺動側リップ１４がダンパーケース５５に密接すると、環状基部１２の外周側に比較的大きな空間領域１８が形成される。実施例品では、摺動側リップ１４がダンパーケース５５に密接すると、環状基部１２の外周側に比較的大きな空間領域１８が形成され、更に突起部１６の外周側にも空間領域１９が形成されるため、比較例品対比でも大きな空間領域１７が形成される。
　上記初期状態からオイルによる内圧Ｐが作用すると、各供試体は、図２の右列図に示すように弾性変形する。尚、図２の右列図は、各供試体の体積および各空間領域６６，１８，１７の容積の和よりなる「体積」が一定量変化したときの状態を示し、図３のグラフ図で云うと、横軸：体積変化量△ＶにおけるＡポイントのタイミングがこれに相当する。したがって図２右列図の各弾性変形状態は、図３のグラフ図の横軸：体積変化量△ＶにおけるＡポイント上の各プロットｘ，ｙ，ｚの状態をそれぞれ示している。
　この状態で、従来例品は、図２右列図に示すように、パッキン６２が摺動側リップ６５のリップ端６５ａから環状基部６３のヒール部６３ａに至るまでの間で全面に亙ってダンパーケース５５に接触し、空間領域６６は消失し、図３のグラフ図に示すように、もはや弾性変形できない状態となっている。したがって従来例品ではこの時点で早くもシール面圧が分散低減し、高周波振動が入力しかつ高粘度オイルが使用される状況では、ヒール部６３ａがオイル（油膜）を低圧側へ掻き出してしまう。
　これに対し、比較例品では、図２右列図に示すように、パッキン１１がダンパーケース５５に対し全面接触しておらず空間領域１８が少々維持されるため、図３のグラフ図に示すように、パッキン１１は更に弾性変形（体積変化）することが可能とされる。
　また、実施例品でも同様に、図２右列図に示すように、パッキン１１がダンパーケース５５に対し全面接触しておらず空間領域１７が維持されるため、図３のグラフ図に示すように、パッキン１１は更に弾性変形（体積変化）することが可能とされるが、比較例品と比較して空間領域１７の容積が大きいため、一層の弾性変形（体積変化）が可能とされる。したがって実施例品によれば比較例品と比較して更に弾性変形（体積変化）することが可能とされる。したがって実施例品では従来例品はもとより比較例品と比較しても体積吸収性が大きく設定されるため、これに伴ってシール性を向上させることができる。
　尚、上記本発明の実施例については、以下の事項を追加で説明することができる。
（ａ）上記実施例では、ヒール部１２ｃの断面形状を円弧状としたが、これに代えて図４に示すように、テーパ状としても良い。図４の例では、ヒール部１２ｃの断面線が自由状態における摺動側リップ１４の外周面１４ａの延長線１４ｃ上に配置されている（パッキン中心軸線に対するヒール部１２ｃの傾斜角度が摺動側リップ１４の外周面１４ａの傾斜角度と同じとされている）が、ヒール部１２ｃの傾斜角度は摺動側リップ１４の外周面１４ａの傾斜角度より大きくても良い（小さいのは延長線１４ｃからはみ出してしまうため不可）。
（ｂ）上記実施例では、突起部１６を円周上連続するものとしたが、これに代えて図５に示すように、円周上不連続のものとしても良い。また、円周上連続する突起部１６の先端面に複数の切欠を円周上設けることも考えられる。
（ｃ）パッキン１１の材質は、ゴムのほか、ウレタン等のシール材であっても良い。
（ｄ）上記実施例では、パッキン１１をダンパー軸５２の外周面に設けた装着溝５７に装着したが、これに代えて、ダンパーケース５５の内周面に設けた装着溝５７に装着するようにしても良い。この場合、装着溝５７は径方向内方へ向け開口し、パッキン１１の構成において、静止側リップ１３が外周側に配置されるとともに摺動側リップ１４が内周側に配置される。またダンパーケース５５が請求項１における一方の部材に相当するとともにダンパー軸５２が他方の部材に相当することになる。
　１１　パッキン
　１２　環状基部
　１２ａ，１４ａ　外周面
　１２ｂ　端面
　１２ｃ　ヒール部
　１２ｄ　フラット部
　１３　静止側リップ
　１３ａ　内周面
　１３ｂ，１４ｂ　リップ端
　１４　摺動側リップ
　１４ｃ　延長線
　１５　受圧溝
　１６　突起部
　１７，１８，１９　空間領域
　５１　ダンパー機構
　５２　ダンパー軸（一方の部材）
　５３　ピストン
　５４　オリフィス
　５５　ダンパーケース（他方の部材）
　５６　ばね手段
　５７　装着溝
　５７ａ　溝底面
　５７ｂ，５７ｃ　溝側面

Claims (3)

  1. 　相対的に往復運動する二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝にパッキンを装着し、前記パッキンが他方の部材に摺動可能に密接することにより前記二部材間をシールする往復動用密封装置であって、前記パッキンは、環状基部と、前記装着溝の溝底面に密接する静止側リップと、前記他方の部材に摺動可能に密接する摺動側リップとを一体に備える往復動用密封装置において、
    　前記環状基部は、前記他方の部材に対向する周面から端面へかけてのヒール部の断面形状を円弧状として当該環状基部が自由状態における前記摺動側リップの周面の延長線から前記他方の部材側へはみ出さない形状を備え、
    　前記環状基部の端面は軸直角平面状のフラット部を備え、前記フラット部に円周上連続または不連続の突起部を設けたことを特徴とする往復動用密封装置。
  2. 　相対的に往復運動する二部材のうちの一方の部材に設けた装着溝にパッキンを装着し、前記パッキンが他方の部材に摺動可能に密接することにより前記二部材間をシールする往復動用密封装置であって、前記パッキンは、環状基部と、前記装着溝の溝底面に密接する静止側リップと、前記他方の部材に摺動可能に密接する摺動側リップとを一体に備える往復動用密封装置において、
    　前記環状基部は、前記他方の部材に対向する周面から端面へかけてのヒール部の断面形状をテーパ状として当該環状基部が自由状態における前記摺動側リップの周面の延長線から前記他方の部材側へはみ出さない形状を備え、
    　前記環状基部の端面は軸直角平面状のフラット部を備え、前記フラット部に円周上連続または不連続の突起部を設けたことを特徴とする往復動用密封装置。
  3. 　請求項１または２記載の往復動用密封装置において、
    　前記パッキンが前記装着溝に装着されて前記他方の部材に密接したときに、前記装着溝の溝側面、前記パッキンの突起部および環状基部ならびに前記他方の部材によって囲まれるクサビ状の空間領域を形成することを特徴とする往復動用密封装置。
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