JP2010096205A - Shaft seal structure - Google Patents
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Description
本発明は、軸方向に相対的に往復動する軸の外周におけるシリンダと、該シリンダの外周における外筒との間に形成される環状空間を密封する軸シール構造に関し、特に、車両に搭載される複筒式ショックアブソーバにおいて、内周側が軸であるピストンロッドの外周面に摺接しながら、外周側が外筒の内周面に当接し、上記環状空間内から封入ガスや作動油が外部へ漏れるのを防止するシール部を備えた軸シールの構造に適用して好適なものである。 The present invention relates to a shaft seal structure that seals an annular space formed between a cylinder on the outer periphery of a shaft that reciprocally moves in the axial direction and an outer cylinder on the outer periphery of the cylinder, and is particularly mounted in a vehicle. In the multi-cylinder shock absorber, the outer peripheral side comes into contact with the inner peripheral surface of the outer cylinder while the inner peripheral side is in sliding contact with the outer peripheral surface of the piston rod, and the sealed gas or hydraulic oil leaks from the annular space to the outside. It is suitable for application to the structure of a shaft seal provided with a seal portion that prevents this.
従来、車両では、ストラット式サスペンション装置を搭載し、そのショックアブソーバとコイルスプリングとを有するストラットの上端と車両のボディとの間に、ゴム弾性体を主要素と構成されるストラットマウントを介在させて、タイヤを通じて路面から伝達される振動をショックアブソーバとコイルスプリングとの協働作用で吸収すると共に、それらショックアブソーバおよびコイルスプリングにて吸収しきれない振動をストラットマウントで吸収することにより、路面からの振動がボディに伝達されるのを防止ないし抑制するようにしている(例えば、特許文献1乃至5を参照)。 Conventionally, in a vehicle, a strut suspension device is mounted, and a strut mount composed of a rubber elastic body as a main element is interposed between the upper end of the strut having the shock absorber and the coil spring and the vehicle body. The vibration transmitted from the road through the tire is absorbed by the cooperative action of the shock absorber and the coil spring, and the vibration that cannot be absorbed by the shock absorber and the coil spring is absorbed by the strut mount. The vibration is prevented or suppressed from being transmitted to the body (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
このようなショックアブソーバ、とりわけ複筒式ショックアブソーバは、概ね以下の構造を有するものが一般的である。すなわち、かかるショックアブソーバは、内筒(シリンダ)の上端部に、ピストンロッドを案内するロッドガイドがリング状のロッドガイド下端部の外周にシリンダの上端部を圧入または嵌合するようにして取り付けられている。 Such shock absorbers, particularly double-tube shock absorbers, generally have the following structure. That is, the shock absorber is attached to the upper end portion of the inner cylinder (cylinder) so that the rod guide for guiding the piston rod is press-fitted or fitted to the outer periphery of the lower end portion of the ring-shaped rod guide. ing.
また、ロッドガイドの内周には、ピストンロッドをスラスト方向に円滑にガイドするガイドブッシュが設けられている。さらに、このロッドガイド上端部の外周は、シリンダの外周を被う外筒(アウターシェル)上端部の内周に嵌合されている。 A guide bush for smoothly guiding the piston rod in the thrust direction is provided on the inner periphery of the rod guide. Furthermore, the outer periphery of the upper end portion of the rod guide is fitted to the inner periphery of the upper end portion of an outer cylinder (outer shell) that covers the outer periphery of the cylinder.
また、ロッドガイドには、シリンダおよびアウターシェル間に形成されて作動油(オイル)および低圧ガスを封入した環状空間、すなわちリザーバに連通する通路手段としての油通路が形成されている。 The rod guide is formed with an annular passage formed between the cylinder and the outer shell and enclosing the working oil (oil) and the low-pressure gas, that is, an oil passage as a passage means communicating with the reservoir.
かかるロッドガイドの上部には、ピストンロッドと同軸上に配設される支持環が当接され、支持環の内周側には、ピストンロッドに摺接される内周シールリップとしてのオイルシールが嵌合されている。このとき、オイルシールとロッドガイド上面との間には間隙が形成されている。 A support ring disposed coaxially with the piston rod is in contact with the upper portion of the rod guide, and an oil seal as an inner peripheral seal lip that is slidably contacted with the piston rod is provided on the inner peripheral side of the support ring. It is mated. At this time, a gap is formed between the oil seal and the upper surface of the rod guide.
ここで、オイルシールは、ピストンロッドにおける上部側にダストリップと、下部側にオイルリップとを一体的に有する構造となっている。これにより、オイルリップでピストンロッドの外周に付着したオイルが外部に漏れ出ないように阻止すると共に、ダストリップで外部から塵埃や泥水などがピストンロッドを伝って入り込むのを阻止するようになっている。 Here, the oil seal has a structure integrally having a dust lip on the upper side and an oil lip on the lower side of the piston rod. As a result, oil attached to the outer periphery of the piston rod with the oil lip is prevented from leaking to the outside, and dust and muddy water are prevented from entering the piston rod from the outside with the dust lip. Yes.
また、オイルシールにおける支持環の外周側には、アウターシェルの内周面に押圧するように、当該アウターシェル内に嵌合され、支持環、アウターシェルおよびロッドガイドの外周側上方に形成される傾斜部の間に、外周シールリップ(封入ガス用リップ)が圧縮状態にて介装されている。 Further, the outer periphery of the support ring in the oil seal is fitted into the outer shell so as to press against the inner peripheral surface of the outer shell, and is formed above the outer periphery of the support ring, outer shell, and rod guide. An outer peripheral seal lip (filled gas lip) is interposed between the inclined portions in a compressed state.
従って、この封入ガス用リップは、上記ロッドガイドの傾斜部によってアウターシェル内周面に押付けられると共に、自身の体積の収縮による反発力でアウターシェル内周面に付勢されることにより生じる面圧によって、リザーバ内に封入された低圧ガスやオイルがオイルシールの外方へ、すなわち、オイルシールの上方へ洩れるのを防止するシール性を確保するようになっている。 Therefore, the sealed gas lip is pressed against the inner peripheral surface of the outer shell by the inclined portion of the rod guide, and the surface pressure generated by being urged to the inner peripheral surface of the outer shell by a repulsive force due to contraction of its own volume. Thus, the sealing performance is ensured to prevent the low-pressure gas or oil sealed in the reservoir from leaking outward from the oil seal, that is, above the oil seal.
さらに、オイルシールは、これの外周部上面にアウターシェルの上端をかしめ込むことによって、ロッドガイドと共にアウターシェルに嵌合保持されている。 Further, the oil seal is fitted and held in the outer shell together with the rod guide by caulking the upper end of the outer shell on the upper surface of the outer peripheral portion thereof.
このような構成のショックアブソーバでは、ピストンロッドがロッドガイドに案内されてシリンダ内を出入するとき、シリンダ内のオイルがロッドガイドとピストンロッドとの間隙を通ってロッドガイド上部の間隙内に導かれることになる。 In the shock absorber having such a configuration, when the piston rod is guided by the rod guide and enters and exits the cylinder, the oil in the cylinder is guided into the gap above the rod guide through the gap between the rod guide and the piston rod. It will be.
また、上記間隙内に導かれたオイルは、この間隙内の圧力の高まりと共に、油通路を介してリザーバ内へ送り込まれることになるが、このとき、間隙からリザーバへ流れるオイルは、ロッドガイドの外周およびアウターシェルの内周が互いに密に嵌合接触しているため、封入ガス用リップ側に流れ込むことはない。
ところが、かかるショックアブソーバでは、封入ガス用リップがアウターシェル内周面に付勢されることにより生じる面圧によって、リザーバ内に封入された低圧ガスやオイルの洩れを防止するようになっているものの、このときの面圧の大きさは、ロッドガイドの外形形状やアウターシェルの内周面の形状の寸法精度に大きく変動することが懸念される。 However, such shock absorbers prevent leakage of low-pressure gas or oil sealed in the reservoir by the surface pressure generated when the sealed gas lip is urged to the inner peripheral surface of the outer shell. There is a concern that the magnitude of the surface pressure at this time may greatly vary in the dimensional accuracy of the outer shape of the rod guide and the shape of the inner peripheral surface of the outer shell.
しかも、アウターシェルの上端は、かしめによって封鎖されるため、かしめ加工の際にアウターシェル内周面の形状に歪みが生じることに起因して、封入ガス用リップのアウターシェル内周面に対する面圧に低下を来たすおそれが否めない。 Moreover, since the upper end of the outer shell is sealed by caulking, the surface pressure of the sealed gas lip against the inner peripheral surface of the outer shell is caused by distortion in the shape of the inner peripheral surface of the outer shell during caulking. There is no denying the risk of a decline.
また、封入ガス用リップの締代を大きく形成して、アウターシェル内周面に対する面圧を高めることが考えられるが、使用における経年劣化に伴い、初期設定の変形力した持たない構造では、上記面圧の低下によるシール性の低下を防ぐことが困難である。 In addition, it is conceivable to increase the tightening margin of the sealed gas lip and increase the surface pressure against the inner peripheral surface of the outer shell. It is difficult to prevent a decrease in sealing performance due to a decrease in surface pressure.
当業者には既知の通り、かかるシール性の低下により、低圧ガスの漏れが生じると、異音が発生したり、十分な減衰力を発揮することが困難となることで路面からの衝撃を緩和しきれなくなったり等の慢性的な不具合を引き起こす原因となる。 As known to those skilled in the art, if the leakage of low-pressure gas occurs due to such deterioration in sealing performance, abnormal noise will be generated or it will be difficult to exert sufficient damping force, reducing the impact from the road surface. This can cause chronic problems such as dysfunction.
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、外周シールリップにおけるシール性を実用上十分に確保することにより、この外周シールリップ及び外筒の間からリザーバ内の封入ガスが洩れ出るのを確実に防止することができる軸シール構造を提供することを主たる目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and by sealing the outer peripheral seal lip and the outer cylinder between the outer peripheral seal lip and the outer cylinder, the sealing in the outer peripheral seal lip is ensured practically sufficiently. The main object is to provide a shaft seal structure that can reliably prevent gas from leaking out.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、軸方向に往復動するピストンロッドと、該ピストンロッドと同軸上に設けられる内筒と、外筒とを備え、当該内筒及び外筒によって区画されるリザーバ内に低圧ガスが封入された複筒式ショックアブソーバにおける上記ピストンロッド及び上記外筒との間に配設される環状の支持部材が、内周側に支持する内周シールリップを上記ピストンロッドに摺動自在に密接させると共に、外周側に支持する外周シールリップを上記外筒の内周面に押圧させる軸シール構造であって、上記外周シールリップは内周側に、上記外筒の外周方向に向けて弾性変形可能な環状の弾性部材が配設され、当該弾性部材の弾性変形を利用して上記外筒の内周面へと付勢されるようにした。 An aspect of the present invention for achieving the above object includes a piston rod that reciprocates in the axial direction, an inner cylinder that is provided coaxially with the piston rod, and an outer cylinder. An annular support member disposed between the piston rod and the outer cylinder in a multi-cylinder shock absorber in which low-pressure gas is sealed in a partitioned reservoir has an inner peripheral seal lip supported on the inner peripheral side. A shaft seal structure in which the outer peripheral seal lip supported on the outer peripheral side is pressed against the inner peripheral surface of the outer cylinder while being slidably brought into close contact with the piston rod. An annular elastic member that can be elastically deformed toward the outer peripheral direction of the cylinder is disposed, and is urged toward the inner peripheral surface of the outer cylinder using the elastic deformation of the elastic member.
従って、本発明の一態様によれば、外周シールリップに設けた弾性部材の弾性力が外筒の外周側へ働くことによって、当該外周シールリップと外筒内周面とのリップ面圧を確保し、シール性の経年劣化を確実に防止することができる。このため、外周シールリップ及び外筒の間からリザーバ内の封入ガスが洩れ出るのを確実に防止することができる。 Therefore, according to one aspect of the present invention, the elastic force of the elastic member provided on the outer peripheral seal lip acts on the outer peripheral side of the outer cylinder, thereby ensuring the lip surface pressure between the outer peripheral seal lip and the outer peripheral surface of the outer cylinder. As a result, it is possible to reliably prevent deterioration of the sealing performance over time. For this reason, it is possible to reliably prevent the sealed gas in the reservoir from leaking between the outer peripheral seal lip and the outer cylinder.
また、本発明の一態様において、上記弾性部材は、環状に連結されたコイルスプリングであることが好ましく、さらに、上記弾性部材は、本発明の他の態様において、上記軸方向に対する水平方向断面がC状の円柱形状からなるばね材であることが好ましい。これにより、いずれにおいても、上記外周シールリップを外筒の内周面に押圧することができ、かかる外周シールリップと外筒内周面との面圧を確保してシール性が低下することを防止することができる。 In one aspect of the present invention, the elastic member is preferably an annularly connected coil spring, and in another aspect of the present invention, the elastic member has a horizontal cross section with respect to the axial direction. A spring material having a C-shaped cylindrical shape is preferable. Thereby, in any case, it is possible to press the outer peripheral seal lip against the inner peripheral surface of the outer cylinder, and to ensure a surface pressure between the outer peripheral seal lip and the outer peripheral surface of the outer cylinder, thereby reducing the sealing performance. Can be prevented.
しかも、本発明の一態様において、上記外周シールリップにおける上記コイルスプリングよりも内周側に、当該コイルスプリングが上記外周シールリップの内周側へ変形することを防止するためのリング部材を設けることにより、当該コイルスプリングが使用していくうちに上記内周側へ変形して上記外周シールリップから脱落するのを未然に防止することができる。 Moreover, in one aspect of the present invention, a ring member for preventing the coil spring from deforming toward the inner peripheral side of the outer peripheral seal lip is provided on the inner peripheral side of the outer peripheral seal lip. As a result, it is possible to prevent the coil spring from being deformed toward the inner peripheral side and falling off from the outer peripheral seal lip while being used.
本発明によれば、外周シールリップに設けた弾性部材の弾性力が外筒の外周側へ働くことによって、当該外周シールリップと外筒内周面とのリップ面圧を確保し、シール性の経年劣化を確実に防止することができる。かくして、外周シールリップ及び外筒の間からリザーバ内の封入ガスが洩れ出るのを確実に防止することができる軸シール構造を提供することができる。 According to the present invention, the elastic force of the elastic member provided on the outer peripheral seal lip acts on the outer peripheral side of the outer cylinder, thereby ensuring the lip surface pressure between the outer peripheral seal lip and the outer peripheral surface of the outer cylinder, Aging deterioration can be surely prevented. Thus, it is possible to provide a shaft seal structure that can reliably prevent leakage of the sealed gas in the reservoir from between the outer peripheral seal lip and the outer cylinder.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明による軸シール構造を適用した複筒式ショックアブソーバの一実施例を部分的に断面で示す概略構成図であり、図2は、図1におけるオイルシール部分を拡大して示す断面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram partially showing a cross section of an embodiment of a multi-cylinder shock absorber to which a shaft seal structure according to the present invention is applied, and FIG. 2 is an enlarged view of an oil seal portion in FIG. It is sectional drawing.
かかるショックアブソーバ1は、内筒であるシリンダ2の上端部に、ピストンロッド3を案内するロッドガイド4がリング状のロッドガイド4下端部の外周にシリンダ2の上端部を圧入または嵌合するようにして取り付けられている。
In this shock absorber 1, the rod guide 4 for guiding the piston rod 3 is press-fitted or fitted to the outer periphery of the lower end portion of the ring-shaped rod guide 4 at the upper end portion of the
また、ロッドガイド4の内周には、ピストンロッド3をスラスト方向に円滑にガイドするガイドブッシュ4aが設けられている。さらに、このロッドガイド4上端部の外周は、シリンダ2の外周を被う外筒としてのアウターシェル5上端部の内周面5aに嵌合されている。
A
また、ロッドガイド4には、シリンダ2およびアウターシェル5間に形成されて作動油(オイル)および低圧ガスを封入した環状空間、すなわちリザーバ6に連通する通路手段としての油通路4bが形成されている。
Also, the rod guide 4 is formed with an annular space formed between the
かかるロッドガイド4の上部には、ピストンロッド3と同軸上に配設される支持部材としての支持環7が当接され、支持環7の内周側には、ピストンロッド3に摺接される内周シールリップとしてのオイルシール8が嵌合されている。このとき、オイルシール8とロッドガイド4の上面との間には間隙9が形成されている。
A
さらに、支持環7は、これの外周部上面においてアウターシェル5の上端をかしめ込むことによって、ロッドガイド4と共にアウターシェル5に嵌合保持されている。
Furthermore, the
ここで、オイルシール8は、ピストンロッド3における上部側にダストリップ8aと、下部側にオイルリップ8bとを一体的に有する構造からなっている。これにより、オイルリップ8bでピストンロッド3の外周に付着したオイルが外部に漏れ出ないように阻止すると共に、ダストリップ8aで外部から塵埃や泥水などがピストンロッド3を伝って入り込むのを阻止するようになっている。
Here, the oil seal 8 has a structure integrally including a
また、オイルシール8における支持環7の外周側には、アウターシェル5の内周面5aに押圧するように、当該アウターシェル5内に嵌合され、支持環7、アウターシェル5およびロッドガイド4の外周側上方に形成される傾斜部4cの間に、外周シールリップとしての封入ガス用リップ10が設けられている。
Further, the outer periphery of the
本実施例の場合、かかる封入ガス用リップ10は、上記ロッドガイド4の傾斜部4cによってアウターシェル5の内周面5aに押付けられていた従来の構造とは異なり、内周側10aに設けられた凹部10bに、アウターシェル5の外周方向に向けて弾性変形可能な環状の弾性部材としてのコイルスプリング11が配設され、当該コイルスプリング11の弾性変形を利用してアウターシェル5の内周面5aへと付勢されるようになっている。
In the case of the present embodiment, the sealed
これにより、封入ガス用リップ10に設けたコイルスプリング11の弾性力がアウターシェル5の外周側へ働くことによって、当該封入ガス用リップ10とアウターシェル5の内周面5aとのリップ面圧を最適に確保し、かかるリップ面のシール性の経年劣化を確実に防止することができる。従って、封入ガス用リップ10およびアウターシェル5の間からリザーバ6内の封入ガスが洩れ出るのを確実に防止することができるようになっている。
Thereby, the elastic force of the
以上、説明したように、本実施例の軸シール構造によれば、封入ガス用リップ10に設けたコイルスプリング11の弾性力がアウターシェル5の外周側へ働くことによって、当該封入ガス用リップ10とアウターシェル5の内周面5aとのリップ面圧を確保し、シール性の経年劣化を確実に防止することができる。このため、封入ガス用リップ10およびアウターシェル5の間からリザーバ6内の封入ガスが洩れ出るのを確実に防止することができる。
As described above, according to the shaft seal structure of this embodiment, the elastic force of the
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
[Other Examples]
The best mode for carrying out the present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. And substitutions can be added.
例えば、本発明の軸シール構造においては、図2(a)との対応部分に同一符号を付して示す図3(a)に示すように、封入ガス用リップ10におけるコイルスプリング11よりも内周側に、当該コイルスプリング11が封入ガス用リップ10の内周側へ変形することを防止するための図3(b)に示すようなリング部材であるバックアップリング12を設けるようにしてもよい。この場合、当該コイルスプリング11が使用していくうちに、当該封入ガス用リップ10の内周10a側へ変形して凹部10bから脱落するのを未然に防止することができる利点を得ることができる。
For example, in the shaft seal structure of the present invention, as shown in FIG. 3 (a) in which the same reference numerals are assigned to the portions corresponding to FIG. A
また、上述した実施例においては、弾性部材として環状に連結されたコイルスプリング11を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図3(b)に示すような上述したバックアップリング12と同様の形状、すなわちピストンロッド3の軸方向に対する水平方向断面がC状の円柱形状からなるばね材としての円形ばねからなるバックアップリング12を用いてもよい。要は、封入ガス用リップ10をアウターシェル5の内周面5aに押圧するように、当該アウターシェル5の外周方向へ付勢するものであれば、弾性部材としては、この他種々の弾性部材を広く適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。 The present invention can be used in the automobile manufacturing industry, the automobile parts manufacturing industry, and the like.
1…複筒式ショックアブソーバ
2…シリンダ(内筒)
3…ピストンロッド(軸)
4…ロッドガイド
5…アウターシェル(外筒)
5a…内周面
6…リザーバ
7…支持環(支持部材)
8…オイルシール(内周シールリップ)
8a…オイルリップ
10…封入ガス用リップ(外周シールリップ)
11…コイルスプリング(弾性部材)
12…バックアップリング(弾性部材)
1 ...
3 ... Piston rod (shaft)
4 ...
5a ... inner
8 ... Oil seal (inner seal lip)
8a ...
11 ... Coil spring (elastic member)
12 ... Backup ring (elastic member)
Claims (4)
前記外周シールリップは内周側に、前記外筒の外周方向に向けて弾性変形可能な環状の弾性部材が配設され、当該弾性部材の弾性変形を利用して前記外筒の内周面へと付勢される
ことを特徴とする軸シール構造。 A multi-cylinder comprising a piston rod that reciprocates in the axial direction, an inner cylinder provided coaxially with the piston rod, and an outer cylinder, and low pressure gas sealed in a reservoir defined by the inner cylinder and the outer cylinder An annular support member disposed between the piston rod and the outer cylinder of the type shock absorber slidably contacts an inner peripheral seal lip supported on the inner peripheral side with the piston rod, and on the outer peripheral side. A shaft seal structure for pressing an outer peripheral seal lip supported on the inner peripheral surface of the outer cylinder,
An annular elastic member that is elastically deformable toward the outer peripheral direction of the outer cylinder is disposed on the inner peripheral side of the outer peripheral seal lip, and the inner peripheral surface of the outer cylinder is utilized using the elastic deformation of the elastic member. The shaft seal structure is characterized by being energized.
ことを特徴とする請求項1に記載の軸シール構造。 The shaft seal structure according to claim 1, wherein the elastic member is a coil spring connected in an annular shape.
ことを特徴とする請求項1に記載の軸シール構造。 The shaft seal structure according to claim 1, wherein the elastic member is a spring material having a C-shaped columnar cross section in the horizontal direction with respect to the axial direction.
ことを特徴とする請求項2に記載の軸シール構造。 The ring member for preventing that the said coil spring deform | transforms into the inner peripheral side of the said outer periphery seal lip is provided in the inner peripheral side rather than the said coil spring in the said outer periphery seal lip. Shaft seal structure.
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