JP2004138091A - 往復動シール - Google Patents
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Abstract
【課題】摩擦力特性の向上を図りつつ、密封性能の向上を図った往復動シールを提供する。
【解決手段】メインシールリップ３２を、第１リップ３２ａと第２リップ３２ｂからなる２段リップ構造とし、第２リップ３２ｂの摺接面に、軸方向に伸びる複数の突起３４を設ける構成とした。
【選択図】 図１
【解決手段】メインシールリップ３２を、第１リップ３２ａと第２リップ３２ｂからなる２段リップ構造とし、第２リップ３２ｂの摺接面に、軸方向に伸びる複数の突起３４を設ける構成とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばショックアブソーバに用いられる往復動シールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自動車等に搭載されるショックアブソーバに、往復動シールを用いたものが知られている。このような従来技術に係る往復動シールとしては、例えば図３に示すものがある。図３は従来技術に係る往復動シールの模式的断面図である。
【０００３】
往復動シールは、軸方向に相対的に移動する不図示の軸とハウジング（より詳しくはハウジングに設けられた軸孔）内周との間の環状隙間に配設されて、密封空間を形成する。
【０００４】
図示のように、従来技術に係る往復動シール１００は、概略、金属環２００と、金属環２００に焼付けられるゴムシール３００と、を備えている。ゴムシール３００は、ハウジング内周に嵌着される外周シール部３０１と、軸の外周表面に摺接するメインシールリップ３０２と、同じく軸の外周表面に摺接するサブシールリップ３０３と、を備えている。
【０００５】
このように構成される往復動シールにおいては、摩擦力特性を良くすることが要求される。すなわち、往復動シールが軸表面を摺接する際に発生する微振動を極力少なくすることが要求される。これは、例えば、自動車のショックアブソーバに用いられる場合には、摩擦力特性が良いほど振動が少なく、自動車の乗り心地が良くなるからである。
【０００６】
そこで、摩擦力特性を良くするために、図３に示すように、メインシールリップ３０２を１段目の第１リップ３０２ａと２段目の第２リップ３０２ｂからなる２段リップ構造を採用している。
【０００７】
このように、第１リップ３０２ａと第２リップ３０２ｂを共に軸表面に摺接させることで、メインシールリップ３０２の姿勢の安定化を図ることで、摩擦力の均一化を図り、摩擦力特性を向上させている。
【０００８】
しかし、２段目の第２リップ３０２ｂを、単に軸表面に摺接させることで摩擦力の均一化を図っても、第２リップ３０２ｂの摺接による摩擦力の増加によって、メインシールリップ３０２のスムーズな摺接が妨げられ、摩擦力特性が十分に向上されない。
【０００９】
そこで、２段目の第２リップの表面を粗くして、第２リップ３０２ｂにおける摩擦力を低下させる技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
このように、２段目の第２リップの表面を粗くする構造としては、特許文献１に示されているように、リップ表面に、梨地加工を施したり、スパイラル状のネジ突起を施したり、軸に垂直な平行突起を施したりする構造を採用できる。
【００１１】
しかし、梨地加工を施した構成の場合には、リップ表面の凹凸形状がランダムとなり、密封流体（通常は油であるため、以下、密封流体を油として説明する）の漏れ量が不均一となり、部分的に漏れ量が大きくなってしまうおそれがある。また、摩擦力についても不均一となるおそれがある。
【００１２】
つまり、梨地加工を施す構成の場合には、漏れ量や摩擦力分布の精密な管理が困難であるという問題がある。
【００１３】
また、スパイラル状のネジ突起や軸に垂直な平行突起を施した構成の場合には、リップ表面が軸表面に摺接する際に、これらの突起が油を掻き出すために、油膜が厚くなりすぎて、その結果、油の漏れ量が多くなってしまうという問題がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−３５５７４０号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、従来技術の場合には、摩擦力特性の向上を図りつつ、密封性能の向上を図ることが困難であった。
【００１６】
本発明の目的は、摩擦力特性の向上を図りつつ、密封性能の向上を図った往復動シールを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、以下の構成を採用した。
【００１８】
すなわち、軸方向に相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間に設けられ、前記軸表面に摺接するシールリップを備えた往復動シールにおいて、
前記シールリップを２段リップ構造とすると共に、２段目のリップ表面に、軸方向に伸びる複数の突起を設けることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の構成によれば、シールリップが２段リップ構造であるため、シールリップの姿勢が安定し、シールリップと軸との間で生ずる摩擦力の分布の均一化を図ることができる。そして、２段目のリップ表面には、複数の突起が設けられているため、摩擦力の増加を抑制できる。また、この複数の突起は、軸方向に延びる構成であることから、突起が密封流体を掻き出してしまうということはない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２１】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る往復動シールについて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る往復動シールの模式的断面図である。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る往復動シール１は、自動車等に搭載されるショックアブソーバなどに好適に用いることができる。また、本発明の実施の形態に係る往復動シール１は、軸方向に相対的に移動する不図示の軸とハウジング（より詳しくはハウジングに設けられた軸孔）内周との間の環状隙間に配設されて、密封空間を形成する。そして、ショックアブソーバとして、往復動シール１を用いる場合には、往復動シール１により形成された密封空間の中に密封流体である油を密封させておくことで、軸とハウジングが相対的に往復動を行う際に、緩衝機能を発揮させる。
【００２３】
本実施の形態に係る往復動シール１は、図１に示すように、概略、金属環２と、金属環２に焼付けられるゴムシール３と、を備えている。ゴムシール３は、不図示のハウジング内周（ハウジングに設けられた軸孔の内周）に嵌着される外周シール部３１と、不図示の軸の外周表面に摺接するメインシールリップ３２と、同じく軸の外周表面に摺接するサブシールリップ３３と、を備えている。また、メインシールリップ３２の外周側にはリップを軸表面に押し付けるためのスプリング４が備えられている。
【００２４】
そして、メインシールリップ３２は２段リップ構造を採用しており、密封流体側に位置する１段目の第１リップ３２ａと、反密封流体側に位置する２段目の第２リップ３２ｂと、を備えている。
【００２５】
このように２段リップ構造を採用し、第１リップ３２ａと第２リップ３２ｂを共に軸表面に摺接させる構成としたことで、メインシールリップ３２の姿勢の安定化を図ることができる。これにより、摩擦力の分布の均一化を図り、摩擦力特性を向上させている。すなわち、メインシールリップ３２と軸表面との摺接時に発生する微振動の低減を図っている。
【００２６】
そして、本実施の形態においては、第２リップ３２ｂの摺接面（本実施の形態では反密封流体側のリップ表面）に、軸方向に伸びる複数の突起３４を設ける構成とした。この突起３４は、等間隔で全周にわたって設けられている。
【００２７】
この突起の好適な例について説明する。図２は本発明の実施の形態に係る往復動シールに設けられる突起部分をイメージ的に示した断面図である。
【００２８】
突起の断面形状は三角形状とすると好適である。そして、その高さｈは２〜５００μｍ、弾性的な接触を加味すると５〜１００μｍとすると好適である。また、突起の間隔（頂点間の間隔）ｗは０．００５〜１．０ｍｍ、弾性的な接触を加味すると０．０１〜０．２ｍｍとすると好適である。また、突起の頂角は６０〜１２０°とすると好適である。
【００２９】
より具体的な一例を挙げると、突起高さＨを０．０３ｍｍ，突起の間隔ｗを０．１５ｍｍ，突起の頂角を９０°，突起の長さを１．２ｍｍとしたものを採用できる。
【００３０】
このように、本実施の形態においては、複数の突起３４を第２リップ３２ｂの摺接面に設ける構成としたことで、摩擦力の増加を抑制できる。
【００３１】
そして、本実施の形態では、突起３４によって摩擦力の増加を抑制する構成であることから、梨地加工を施す場合のように、凹凸形状がランダムになってしまうということはなく、突起３４の形状や寸法を精密に管理することができる。従って、油膜の増加を均一にでき、密封流体の漏れ量（漏れ分布）のばらつきや摩擦力の分布のばらつきを抑制することが可能である。
【００３２】
また、複数の突起３４は軸方向に伸びる構成である。すなわち、突起３４の伸びる方向は、軸とハウジングの相対的な移動方向、及び軸表面に対するメインシールリップ３２の移動（摺接）方向に一致する。
【００３３】
従って、メインシールリップ３２が軸表面に対して往復移動するように摺接する場合であっても、突起３４が密封流体（通常、油）を掻き出すということはない。
【００３４】
これにより、密封流体の膜（通常、油膜）が厚くなりすぎてしまうことを防止でき、密封流体の漏れを抑制することができる。
【００３５】
なお、突起を設けずに構成した往復動シール（従来品）と、本実施の形態のように、突起を設ける構成とした往復動シールについて、速度比漏れ試験（Ｖｔｅｎ／Ｖｃｏｍｐ＝４（ｍ／ｓ）／１（ｍ／ｓ），軸のストローク±２５ｍｍ，加振回数３００回，圧力０ＭＰａ及び０．５ＭＰａの２通り）を行ったところ、漏れ量に殆ど差は生じないことを確認できた。
【００３６】
一方、軸方向に対して６０°の傾きを持ったスパイラル形状の複数のネジ突起を施した往復動シールについても上記試験を行ったところ、突起を設けない往復動シールや本実施の形態に係る往復動シールに比べて約２倍程度の量の漏れがあった。
【００３７】
なお、速度比漏れ試験とは、軸の押し工程と引き工程をそれぞれ異なる速度で行って、漏れ量を測定する試験である。つまり、往復動シールの場合には、軸が引き出される際に軸表面上に薄い油膜を形成するものであるが、この油膜の厚さは軸の移動速度が速いほど厚くなる性質がある。従って、軸を速く抜き取り、ゆっくり押し込むようにすると、引き工程では油膜が厚く、押し工程では油膜が薄くなり、油が掻きだされ易くなる。
【００３８】
このように、軸の抜き差しで速度差をつけて繰り返すことによって掻き出された油の漏れ量を測定するのが速度比漏れ試験である。上記の試験では引き工程の引き抜き速度を押し工程の押し速度の４倍の速度で行っている。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る往復動シールを構成したことによって、メインシールリップ３２の軸表面に対する摩擦力の分布の均一化を図りつつ、摩擦力の増加を抑制できた。これにより、摩擦力特性の向上、すなわち、メインシールリップ３２と軸表面との摺接時に発生する微振動の低減を図ることができた。
【００４０】
また、密封流体の漏れを抑制することができ、密封性能を向上させることができた。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、摩擦力特性の向上を図りつつ、密封性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る往復動シールの模式的断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る往復動シールに設けられる突起部分をイメージ的に示した断面図である。
【図３】従来技術に係る往復動シールの模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 往復動シール
２ 金属環
３ ゴムシール
４ スプリング
３１ 外周シール部
３２ メインシールリップ
３２ａ 第１リップ
３２ｂ 第２リップ
３３ サブシールリップ
３４ 突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばショックアブソーバに用いられる往復動シールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自動車等に搭載されるショックアブソーバに、往復動シールを用いたものが知られている。このような従来技術に係る往復動シールとしては、例えば図３に示すものがある。図３は従来技術に係る往復動シールの模式的断面図である。
【０００３】
往復動シールは、軸方向に相対的に移動する不図示の軸とハウジング（より詳しくはハウジングに設けられた軸孔）内周との間の環状隙間に配設されて、密封空間を形成する。
【０００４】
図示のように、従来技術に係る往復動シール１００は、概略、金属環２００と、金属環２００に焼付けられるゴムシール３００と、を備えている。ゴムシール３００は、ハウジング内周に嵌着される外周シール部３０１と、軸の外周表面に摺接するメインシールリップ３０２と、同じく軸の外周表面に摺接するサブシールリップ３０３と、を備えている。
【０００５】
このように構成される往復動シールにおいては、摩擦力特性を良くすることが要求される。すなわち、往復動シールが軸表面を摺接する際に発生する微振動を極力少なくすることが要求される。これは、例えば、自動車のショックアブソーバに用いられる場合には、摩擦力特性が良いほど振動が少なく、自動車の乗り心地が良くなるからである。
【０００６】
そこで、摩擦力特性を良くするために、図３に示すように、メインシールリップ３０２を１段目の第１リップ３０２ａと２段目の第２リップ３０２ｂからなる２段リップ構造を採用している。
【０００７】
このように、第１リップ３０２ａと第２リップ３０２ｂを共に軸表面に摺接させることで、メインシールリップ３０２の姿勢の安定化を図ることで、摩擦力の均一化を図り、摩擦力特性を向上させている。
【０００８】
しかし、２段目の第２リップ３０２ｂを、単に軸表面に摺接させることで摩擦力の均一化を図っても、第２リップ３０２ｂの摺接による摩擦力の増加によって、メインシールリップ３０２のスムーズな摺接が妨げられ、摩擦力特性が十分に向上されない。
【０００９】
そこで、２段目の第２リップの表面を粗くして、第２リップ３０２ｂにおける摩擦力を低下させる技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
このように、２段目の第２リップの表面を粗くする構造としては、特許文献１に示されているように、リップ表面に、梨地加工を施したり、スパイラル状のネジ突起を施したり、軸に垂直な平行突起を施したりする構造を採用できる。
【００１１】
しかし、梨地加工を施した構成の場合には、リップ表面の凹凸形状がランダムとなり、密封流体（通常は油であるため、以下、密封流体を油として説明する）の漏れ量が不均一となり、部分的に漏れ量が大きくなってしまうおそれがある。また、摩擦力についても不均一となるおそれがある。
【００１２】
つまり、梨地加工を施す構成の場合には、漏れ量や摩擦力分布の精密な管理が困難であるという問題がある。
【００１３】
また、スパイラル状のネジ突起や軸に垂直な平行突起を施した構成の場合には、リップ表面が軸表面に摺接する際に、これらの突起が油を掻き出すために、油膜が厚くなりすぎて、その結果、油の漏れ量が多くなってしまうという問題がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−３５５７４０号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、従来技術の場合には、摩擦力特性の向上を図りつつ、密封性能の向上を図ることが困難であった。
【００１６】
本発明の目的は、摩擦力特性の向上を図りつつ、密封性能の向上を図った往復動シールを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、以下の構成を採用した。
【００１８】
すなわち、軸方向に相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間に設けられ、前記軸表面に摺接するシールリップを備えた往復動シールにおいて、
前記シールリップを２段リップ構造とすると共に、２段目のリップ表面に、軸方向に伸びる複数の突起を設けることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の構成によれば、シールリップが２段リップ構造であるため、シールリップの姿勢が安定し、シールリップと軸との間で生ずる摩擦力の分布の均一化を図ることができる。そして、２段目のリップ表面には、複数の突起が設けられているため、摩擦力の増加を抑制できる。また、この複数の突起は、軸方向に延びる構成であることから、突起が密封流体を掻き出してしまうということはない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２１】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る往復動シールについて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る往復動シールの模式的断面図である。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る往復動シール１は、自動車等に搭載されるショックアブソーバなどに好適に用いることができる。また、本発明の実施の形態に係る往復動シール１は、軸方向に相対的に移動する不図示の軸とハウジング（より詳しくはハウジングに設けられた軸孔）内周との間の環状隙間に配設されて、密封空間を形成する。そして、ショックアブソーバとして、往復動シール１を用いる場合には、往復動シール１により形成された密封空間の中に密封流体である油を密封させておくことで、軸とハウジングが相対的に往復動を行う際に、緩衝機能を発揮させる。
【００２３】
本実施の形態に係る往復動シール１は、図１に示すように、概略、金属環２と、金属環２に焼付けられるゴムシール３と、を備えている。ゴムシール３は、不図示のハウジング内周（ハウジングに設けられた軸孔の内周）に嵌着される外周シール部３１と、不図示の軸の外周表面に摺接するメインシールリップ３２と、同じく軸の外周表面に摺接するサブシールリップ３３と、を備えている。また、メインシールリップ３２の外周側にはリップを軸表面に押し付けるためのスプリング４が備えられている。
【００２４】
そして、メインシールリップ３２は２段リップ構造を採用しており、密封流体側に位置する１段目の第１リップ３２ａと、反密封流体側に位置する２段目の第２リップ３２ｂと、を備えている。
【００２５】
このように２段リップ構造を採用し、第１リップ３２ａと第２リップ３２ｂを共に軸表面に摺接させる構成としたことで、メインシールリップ３２の姿勢の安定化を図ることができる。これにより、摩擦力の分布の均一化を図り、摩擦力特性を向上させている。すなわち、メインシールリップ３２と軸表面との摺接時に発生する微振動の低減を図っている。
【００２６】
そして、本実施の形態においては、第２リップ３２ｂの摺接面（本実施の形態では反密封流体側のリップ表面）に、軸方向に伸びる複数の突起３４を設ける構成とした。この突起３４は、等間隔で全周にわたって設けられている。
【００２７】
この突起の好適な例について説明する。図２は本発明の実施の形態に係る往復動シールに設けられる突起部分をイメージ的に示した断面図である。
【００２８】
突起の断面形状は三角形状とすると好適である。そして、その高さｈは２〜５００μｍ、弾性的な接触を加味すると５〜１００μｍとすると好適である。また、突起の間隔（頂点間の間隔）ｗは０．００５〜１．０ｍｍ、弾性的な接触を加味すると０．０１〜０．２ｍｍとすると好適である。また、突起の頂角は６０〜１２０°とすると好適である。
【００２９】
より具体的な一例を挙げると、突起高さＨを０．０３ｍｍ，突起の間隔ｗを０．１５ｍｍ，突起の頂角を９０°，突起の長さを１．２ｍｍとしたものを採用できる。
【００３０】
このように、本実施の形態においては、複数の突起３４を第２リップ３２ｂの摺接面に設ける構成としたことで、摩擦力の増加を抑制できる。
【００３１】
そして、本実施の形態では、突起３４によって摩擦力の増加を抑制する構成であることから、梨地加工を施す場合のように、凹凸形状がランダムになってしまうということはなく、突起３４の形状や寸法を精密に管理することができる。従って、油膜の増加を均一にでき、密封流体の漏れ量（漏れ分布）のばらつきや摩擦力の分布のばらつきを抑制することが可能である。
【００３２】
また、複数の突起３４は軸方向に伸びる構成である。すなわち、突起３４の伸びる方向は、軸とハウジングの相対的な移動方向、及び軸表面に対するメインシールリップ３２の移動（摺接）方向に一致する。
【００３３】
従って、メインシールリップ３２が軸表面に対して往復移動するように摺接する場合であっても、突起３４が密封流体（通常、油）を掻き出すということはない。
【００３４】
これにより、密封流体の膜（通常、油膜）が厚くなりすぎてしまうことを防止でき、密封流体の漏れを抑制することができる。
【００３５】
なお、突起を設けずに構成した往復動シール（従来品）と、本実施の形態のように、突起を設ける構成とした往復動シールについて、速度比漏れ試験（Ｖｔｅｎ／Ｖｃｏｍｐ＝４（ｍ／ｓ）／１（ｍ／ｓ），軸のストローク±２５ｍｍ，加振回数３００回，圧力０ＭＰａ及び０．５ＭＰａの２通り）を行ったところ、漏れ量に殆ど差は生じないことを確認できた。
【００３６】
一方、軸方向に対して６０°の傾きを持ったスパイラル形状の複数のネジ突起を施した往復動シールについても上記試験を行ったところ、突起を設けない往復動シールや本実施の形態に係る往復動シールに比べて約２倍程度の量の漏れがあった。
【００３７】
なお、速度比漏れ試験とは、軸の押し工程と引き工程をそれぞれ異なる速度で行って、漏れ量を測定する試験である。つまり、往復動シールの場合には、軸が引き出される際に軸表面上に薄い油膜を形成するものであるが、この油膜の厚さは軸の移動速度が速いほど厚くなる性質がある。従って、軸を速く抜き取り、ゆっくり押し込むようにすると、引き工程では油膜が厚く、押し工程では油膜が薄くなり、油が掻きだされ易くなる。
【００３８】
このように、軸の抜き差しで速度差をつけて繰り返すことによって掻き出された油の漏れ量を測定するのが速度比漏れ試験である。上記の試験では引き工程の引き抜き速度を押し工程の押し速度の４倍の速度で行っている。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る往復動シールを構成したことによって、メインシールリップ３２の軸表面に対する摩擦力の分布の均一化を図りつつ、摩擦力の増加を抑制できた。これにより、摩擦力特性の向上、すなわち、メインシールリップ３２と軸表面との摺接時に発生する微振動の低減を図ることができた。
【００４０】
また、密封流体の漏れを抑制することができ、密封性能を向上させることができた。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、摩擦力特性の向上を図りつつ、密封性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る往復動シールの模式的断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る往復動シールに設けられる突起部分をイメージ的に示した断面図である。
【図３】従来技術に係る往復動シールの模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 往復動シール
２ 金属環
３ ゴムシール
４ スプリング
３１ 外周シール部
３２ メインシールリップ
３２ａ 第１リップ
３２ｂ 第２リップ
３３ サブシールリップ
３４ 突起
Claims (1)
- 軸方向に相対的に移動する軸とハウジングとの間の環状隙間に設けられ、前記軸表面に摺接するシールリップを備えた往復動シールにおいて、
前記シールリップを２段リップ構造とすると共に、２段目のリップ表面に、軸方向に伸びる複数の突起を設けることを特徴とする往復動シール。
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