JP3261275B2 - 密封装置 - Google Patents

密封装置

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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/36—Special sealings, including sealings or guides for piston-rods
    • F16F9/362—Combination of sealing and guide arrangements for piston rods
    • 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
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はダストリップを有する往
復動用オイルシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の往復動用オイルシールと
しては、例えば図３に示されるようなものがある。
【０００３】図３（ａ）は往復動用オイルシール１０１
の断面説明図であり、図３（ｂ）はハウジング１１０の
内周に往復動用オイルシール１０１を嵌着し、軸１１１
をシールしている状態の断面説明図である。図３（ｂ）
においては右側のＭで示される領域が密封領域であり、
左側のＡで示される領域が大気側である。
【０００４】往復動用オイルシール１０１は嵌着部１０
２と嵌着部１０２から内径方向に突出したシール部１０
３からなる環状の弾性部材であり、その内部に内向フラ
ンジを有する補強環１０４を備えている。
【０００５】シール部１０３は大気側Ａのダスト等の異
物の密封領域側Ｍへの侵入を防止するダストリップ１０
５と、密封領域側Ｍに封入されている密封流体をシール
するメインシール１０６とを備えている。メインシール
１０６は軸１１１と当接するシールリップ１０６ａと補
助シールリップ１０６ｂを備え、軸１１１と当接しない
側に溝１０７とこの溝１０７に嵌り、シールリップ１０
６ａ，１０６ｂに緊迫力を付与するバネ１０８を備えて
いる。
【０００６】また、この往復動用オイルシール１０１の
ダストリップ１０５は図３（ｂ）で軸１１１をシールし
ている状態で、リップ先端部１０５ａを軸１１１に密接
させてシールしている。
【０００７】しかしながら、この往復動用オイルシール
１０１においては、ダストリップ１０５のリップ先端部
１０５ａは多少の軸の直径のばらつきや偏心があっても
リップ先端部１０５ａを軸１１１の表面から離れずにシ
ール状態を保つために、撓み量を大きく設定していたた
めに接触面積が大きくなり、リップ先端部１０５ａの緊
迫力が低下して良好なシール特性を維持することができ
なくなっていた。 そこで、図４に示されるような、往
復動用オイルシール１２０が提案されている。この往復
動用オイルシール１２０はダストリップ１０５にリップ
先端部１０５ａよりも根本側に凸条部１０５ｂを設け、
この凸条部１０５ｂを支点としてリップ先端部１０５ａ
を軸１１１と当接するようにしたものである。
【０００８】凸条部１０５ｂを設けたことによりリップ
先端部１０５ａの接触面積を小さくし、緊迫力を高め、
また、軸１１１の偏心があっても凸条部１０５ｂが偏心
に伴って移動するので接触面積の変化が少なくなり、前
述の往復動用オイルシール１０１の問題を解決するもの
であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
４で示された従来例では、凸条部１０５ｂの先端部分の
当接部の形状がエッジ形状であるので、緊迫力が強く封
入流体を完全にシールしてしまうため、リップ先端部１
０５ａには全く密封流体との潤滑膜がなくなり、潤滑不
良から寿命の低下を引き起こしていた。
【００１０】また、凸条部１０５ｂの先端部分の当接部
のエッジ形状は、きわめて摩耗しやすく、摩耗した場合
には凸条部１０５ｂの寸法が変化してしまい、ダストリ
ップ１０５のリップ先端部１０５ａの接触角度を変化さ
せてしまい、緊迫力の低下を招いていた。
【００１１】さらに、ダストリップ１０５はリップ先端
部１０５ａと凸条部１０５ｂとを同時に軸１１１に適切
に当接させるための条件が不備である。
【００１２】
【００１３】また、ダストリップ１０５はダストリップ
１０５の根本が凸条部１０５ｂが軸１１１に当接するこ
とで屈曲された後に凸条部１０５ｂを根本としてリップ
先端部１０５ａが屈曲されることになるので、２回屈曲
させられることになり、リップ先端部１０５ａの軸１１
１との当接角度が小さくなり、リップ先端部１０５ａの
緊迫力が低下し、かつ軸方向の突き上げ力に屈すること
になる。
【００１４】本発明は上記従来技術の問題を解決する為
に成されたもので、その目的とするところは、ダストリ
ップのリップ先端部の潤滑不良を引き起こすことがな
く、形状変化の少ないダストリップの凸条部の形状と、
リップ先端部と凸条部が適切に当接する為の凸条部の位
置とリップ先端部の当接角度を規定することにより、良
好かつ安定したシール性能を備え寿命の長い密封装置を
提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明にあっては、相対的に往復移動する２部材間をシ
ールするもので、一方の部材に固定されるシール本体
と、このシール本体に他方の部材の摺動面との間で密封
流体をシールするメインシール部と、リップ先端部で前
記摺動面と当接することで非密封側からの異物の侵入を
防止するダストリップとを備えた密封装置において、前
記ダストリップのリップ先端部よりも密封側に前記摺動
面と当接する凸条部を設け、この凸条部の摺動面との当
接部を前記リップ先端部の当接部のＲ形状よりも大きな
Ｒ形状とするとともに、 前記ダストリップの根本から前
記凸条部までの摺動面に対する突出角度よりも前記凸条
部からリップ先端部までの摺動面に対する突出角度を大
きくしたことを特徴とする。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【作用】上記のように構成された本発明にあっては、凸
条部の当接部の緊迫力が低下して、密封流体を流通さ
せ、リップ先端部に密封流体を潤滑膜として供給する。
【００１９】
【００２０】さらに、凸条部からリップ先端部までの摺
動面に対する突出角度を大きくすることで、ダストリッ
プの根本が凸条部を力点として屈曲されても当接角度が
小さくならず、適切な当接角度で他方の部材の摺動面と
当接する。
【００２１】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
【００２２】図１（ａ），（ｂ）は本発明を適用した密
封装置を説明するための参考例であり、図１（ａ）は往
復動用オイルシール１の断面説明図であり、図１（ｂ）
は往復動用オイルシール１をハウジング５０に装着し
て、軸５１の摺動面との間を密封している状態である。
図１（ｂ）において、図面上の往復動用オイルシール１
の左側が大気側Ａであり、右側が密封領域Ｍである。
【００２３】往復動用オイルシール１は、ゴム状弾性材
料で製作され、ハウジング５０内周に装着されるシール
本体としての嵌着部２と、嵌着部２から径方向内側に延
び、軸５１と摺接するシール部４と、往復動用オイルシ
ール１の形状を補強する補強環３と、を備えている。
【００２４】シール部４は密封領域Ｍ側に密封流体とし
ての作動オイルをシールするメインシール部５と大気側
Ａに大気側Ａからのダストをシールするダストリップ６
を備えている。
【００２５】メインシール部５は、従来技術の項で説明
したものと同様の形状であり、軸５１に当接するシール
リップ８と補助シールリップ９を備え、軸５１に当接し
ない側に溝５ａとこの溝５ａに嵌り、シールリップ８と
補助シールリップ９を軸５１に方向に付勢して緊迫力を
付与するバネ７を備えている。
【００２６】ダストリップ６はリップ先端部１０と、こ
のリップ先端部１０よりも密封領域Ｍ側に軸５１と当接
する凸条部１１を設け、凸条部１１よりも根本側が厚肉
部６ａ、凸条部１１よりも先端側が薄肉部６ｂとしてい
る。そしてこの凸条部１１の当接部１１ａはリップ先端
部１０のＲ形状よりも大きなＲ形状としている。すなわ
ち、凸条部の当接部１１ａの先端Ｒの大きさは、０．１
ｍｍから０．７ｍｍ程度の範囲とすることで、エッジ状
態ではなく、摩耗性が低く、かつ、一定接触幅で軸５１
に当接するので安定した面圧力が得られることになる。
【００２７】以上の構成の往復動用オイルシール１のダ
ストリップ６は、凸条部１１が軸５１と当接することで
ダストリップ６の厚肉部６ａを嵌着部２の根本２ａから
屈曲し、軸５１が偏心して動作しても追随して凸条部１
１の当接部１１ａと軸５１との密接状態を維持する。そ
して、リップ先端部１０を支持する薄肉部６ｂは凸条部
１１の部分で屈曲し、リップ先端部１０が所定の緊迫力
で軸５１と当接する。リップ先端部１０の軸５１との接
触は、凸条部１１が軸５１の摺動面に追随しているの
で、リップ先端部１０と軸５１の表面の距離が変わら
ず、所定の角度を保ち、また、安定した緊迫力で当接し
ているので、高いダストシール性をもたらすことにな
る。
【００２８】凸条部１１の当接部１１ａは、リップ先端
部１０が高いダストシール性を発揮するために軸５１の
摺動面との位置を一定に定めるものであり、リップ先端
部１０のもたらす作用とは異なる作用を発揮する必要が
ある。
【００２９】凸条部１１の当接部１１ａのＲ形状をリッ
プ先端部１０のＲ形状より大きくすることで、緊迫力が
低下し、作動オイルがリップ先端部１０側に流通するの
で、リップ先端部１０に作動オイルの潤滑膜が供給され
る。
【００３０】図２（ａ），（ｂ）は本発明を適用した密
封装置の実施例であり、図２（ａ）は往復動用オイルシ
ール２１のダストリップ２６近傍の断面説明図であり、
図２（ｂ）はダストリップ２６が軸５１の摺動面に当接
している状態である。
【００３１】本実施例においては、ダストリップ２６に
設けられた凸条部３１のダストリップ２６の根本２ａか
ら凸条部３１までの厚肉部２６ａの長さｌ2 と、凸条部
３１からリップ先端部３０までの薄肉部２６ｂの長さｌ
1 の長さの比が３：７から７：３までの範囲にある。
【００３２】すなわちダストリップ２６は、ダストリッ
プ２６の薄肉部２６ｂの長さｌ1 の割合が小さい限度を
決めることで、ダストシール時の往復動に伴う微少なび
びり挙動に対する吸収力を向上させて良好なシール性を
保持することが可能になる。反対に薄肉部２６ｂの長さ
ｌ1 の割合が大きい限度を決めることで、リップ先端部
３０の軸５１の摺動面との接触面積が大きくなり緊迫力
が小さくなることを防止する。
【００３３】また、ダストリップ２６の厚肉部２６ａの
長さｌ2 の割合が大きい限度を決めることで凸条部３１
の過大な緊迫力を防ぎ、軸５１の摺動面の作動オイルの
流通性を保ち、リップ先端部３０が安定してシールする
ようにする。厚肉部２６ａの長さｌ2 の割合が小さい限
度を決めることで凸条部３１の先端３１ａが軸５１の摺
動面と良好に当接させ、凸条部３１の偏心追随性を向上
するものである。
【００３４】従って、このようにダストリップ２６の厚
肉部２６ａと薄肉部２６ｂの長さの比を規定することで
極めて良好なシール性が得られる。
【００３５】また、ダストリップ２６の根本２ａから凸
条部３１までの厚肉部２６ａの厚みｔ2 は、凸条部３１
から先のリップ先端部３０までの薄肉部２６ｂの厚みｔ
1 よりも厚くなっている。
【００３６】これは、リップ先端部３０における緊迫力
よりも、凸条部３１における緊迫力を大きくしたこと
で、軸５１が偏心している場合の、凸条部３１の偏心追
随能力を向上させることになり、リップ先端部３０を安
定して軸５１の摺動面に当接させるものである。
【００３７】さらに、厚肉部２６ａの軸５１の摺動面に
対する突出角度θ2 よりも薄肉部２６ｂの摺動面に対す
る突出角度θ1 を大きくしている。
【００３８】ここで、θ1 とθ2 の角度の差をθ3 とす
ると、図２（ｂ）では、ダストリップ２６の薄肉部２６
ｂが凸条部３１の部分で屈曲し、θ1 とθ2 の角度の差
がθ3 ａと小さくなるが、本来θ1 ａが適切な当接角度
であり、ダストリップ２６の自由状態の時には、θ1 −
θ3 ａ＝θ1 ａになるように薄肉部２６ｂの突出角度を
設定している。従って、リップ先端部３０は軸５１の摺
動面と当接した状態で適切な当接角度を保持している。
【００３９】
【発明の効果】本発明は上記の構成及び作用を有するも
ので、凸条部の先端部のＲ形状をリップ先端部のＲ形状
より大きくしたものは、ダストリップのリップ先端部の
潤滑不良を引き起こすことがなく、また、凸条部の形状
変化が抑えられ、寿命が長く安定したシール性を備えた
密封装置が得られ、さらに、リップ先端部の突出角度を
大きくしたものは他方の部材の摺動面と当接した場合に
最適な当接角度を形成して、シール性を向上させる。
【００４０】
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の参考例に係る密封装置の図。
【図２】図２は本発明の実施例に係る密封装置の図。
【図３】図３は従来の密封装置の図。
【図４】図４は従来の密封装置の図。
【符号の説明】 １，２１ 往復動用オイルシール１（密封装置） ２ 嵌着部（シール本体） ２ａ 根本 ３ 補強環 ４ シール部 ５ メインシール部 ６，２６ ダストリップ ６ａ，２６ａ 厚肉部 ６ｂ，２６ｂ 薄肉部 ７ バネ ８ シールリップ ９ 補助シールリップ １０，３０ リップ先端部 １１，３１ 凸条部 １１ａ，３１ａ 凸条部の当接部 ５０ ハウジング（一方の部材） ５１ 軸（他方の部材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−43065（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−28429（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−105765（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−75660（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/32 301

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】相対的に往復移動する２部材間をシールす
    るもので、一方の部材に固定されるシール本体と、この
    シール本体に他方の部材の摺動面との間で密封流体をシ
    ールするメインシール部と、リップ先端部で前記摺動面
    と当接することで非密封側からの異物の侵入を防止する
    ダストリップとを備えた密封装置において、 前記ダストリップのリップ先端部よりも密封側に前記摺
    動面と当接する凸条部を設け、この凸条部の摺動面との
    当接部を前記リップ先端部の当接部のＲ形状よりも大き
    なＲ形状とするとともに、 前記ダストリップの根本から前記凸条部までの摺動面に
    対する突出角度よりも前記凸条部からリップ先端部まで
    の摺動面に対する突出角度を大きくした ことを特徴とす
    る密封装置。
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