JP4165128B2

JP4165128B2 - 往復動シール

Info

Publication number: JP4165128B2
Application number: JP2002178663A
Authority: JP
Inventors: 一記武野
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP2004019866A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のショックアブソーバ等の相対往復移動を行なう各種装置の軸封止部等に利用される往復動シールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の往復動シールとしては、図３に示されるショックアブソーバ２００の軸封止部に備えられている往復動シール１００がある。
【０００３】
ショックアブソーバ２００は、内筒２０３に往復動するロッド２０１とロッド２０１に設けられたピストン２０２と、ピストン２０２の上下に密封流体Ｌ２００を内包し、内筒２０３の外側に外筒２０４を配置している。
【０００４】
また、内筒２０３の下端にはリザーバ室２０７とピストン下室２０６とを結ぶ連通路２０８が設けられている。
【０００５】
また、ピストン上室２０５からロッド２０１とロッドガイド１０２とのクリアランス２０９を通って流出した密封流体Ｌ２００をリザーバ室２０７へと戻す連通路１０３が設けられている。
【０００６】
そして、ショックアブソーバ２００は、ピストン２０２にバルブ部２０２ａが設けられていることで、ロッド２０１の往復工程における減衰力を発生する。
【０００７】
また、この様な構成のショックアブソーバ２００が作用している状態では、ピストン２０２が上下に往復移動するので、ピストン上室２０５とピストン下室２０６に存在する密封流体に圧力変動が発生するが、前記連通路１０３により、この圧力変動を吸収してショックアブソーバ２００が破損することを防止している。
【０００８】
往復動シール１００は上記のようなショックアブソーバ２００に装着されるもので、ハウジング２０４に固定され、ロッド２０１の摺動面を密封するメインシールリップ１０１と外部からの塵灰や異物等のダストの侵入を防止するダストシールリップ１０６とを備えている。
【０００９】
この往復動用往復動シール１００の構成をより詳細に説明するために、拡大して表したものが図４である。
【００１０】
往復動シール１００は、金属環１０４，１０５を備え、メインシールリップ１０１は金属環１０４に固着され該金属環１０４とメインシールリップ１０１でメインシールを構成し、ダストシールリップ１０６は金属環１０５に固着され該金属環１０５とダストシールリップ１０６とでダストシールを構成し、該メインシールとダストシールの２つを組み合わせて往復動シール１００を構成している。
【００１１】
そして、メインシールリップ１０１はピストン上室２０５からのロッド２０１とロッドガイド１０２とのクリアランス２０９を通じて密封流体Ｌ２００の圧力がかかる流路１０７に面している。
【００１２】
そして、上述の圧力変動下においては、最大９ＭＰａの高圧の油圧がメインリップ１０１に作用する。そのため、密封性を高める必要があり、シールリップ１０１を固着する金属環１０４をロッド２０１にできる限り近づけメインリップの剛性を高めて対応している。
【００１３】
図５に示したのは、従来ショックアブソーバ等に適用していた往復動シールであるが、該往復動シールにおいては、金属環１０４の内径をロッド２０１の外径よりも大きめにし、例えばメインシールリップ側から型内にゴムを注入しメインシールリップ１０１とダストシールリップ１０６を連続的に成形していた。
【００１４】
しかし、上述したようなメインシールリップ１０１に最大９ＭＰａの高圧が生じる使用環境下においては、図５に示した往復動シールではメインシールリップの剛性が低いため、充分な密封性を確保することが困難であった。
【００１５】
そのため、メインシールリップの剛性を高め充分な密封性を確保するためには、金属環１０４の内径をロッド２０１の外径にできる限り近づけてメインシールリップの剛性を高めて対応する必要があり、該内径が小さい金属環を使用する場合には、従来図５に示す往復動シールにおいて採用していたメインシールリップとダストシールリップとを連続的に一体成形する成形方式を適用するのが困難となる。
【００１６】
なお、１つの金属環のみ使用して該金属環の密封側の面にメインシールリップを、大気側の面にダストシールリップを固着することも可能であるが、該２つのシールリップを連続的に成形できない限り、単一の型で成形するには２つのゴムの注入口が必要となるため型構成が複雑になり成形コストが増大する。
【００１７】
また、１つの金属環に先に例えばメインシールリップを固着後、別の型でダストシールリップを固着することも可能であるが、成形に手間がかかり同様に成形コストが増大する。
【００１８】
そのため、図４に示したようにメインシールとダストシールを別体にし、ショックアブソーバ等に組み込む際にも別々に組み込むようにして、低コストで充分な密封性を確保することができる往復動シールを形成していた。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、以下のような問題が生じていた。
【００２０】
従来のメインシールリップとダストシールリップを一体としていた往復動シールに比べると、ショックアブソーバを生産する工程において、２つの別体のシールを組み込まなければならず、生産効率が下がり生産コストが上昇していた。
【００２１】
また、ショックアブソーバに組み込む際、シール性能を確保するためにはメインシールとダストシールのセンタリングが必要となるため、その分慎重に組み込まなければならず、また、生産工程での品質管理が必要となることによりコストが上昇していた。
【００２２】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、シール性能を確保したまま迅速・低廉に組み込むことができる往復動シールを提供することにある。
【００２３】
【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係る往復動シールにあっては、ハウジングと軸との間の環状隙間をシールするもので、該軸外周面との隙間が所定量未満である孔を有する第１の金属環と、該第１の金属環に固着され前記軸の外周面に密封接触するメインシールリップとを有するメインシールと、前記第１の金属環の大気側の面に隣接する第２の金属環と、該第２の金属環に固着され前記軸の外周面に密封接触するダストシールリップとを有するダストシールと、を備えた往復動シールにおいて、前記第２の金属環は、円環部と、該円環部の外周部を該円環部に対して略垂直に曲げた曲げ部とを有し、前記第１の金属環は、外周側面に前記第２の金属環の曲げ部が嵌合する切り欠き部を有し、前記第２の金属環の曲げ部と前記第１の金属環の切り欠き部とを嵌合することにより前記ダストシールが前記メインシールに固定されており、前記第１の金属環と前記第２の金属環のそれぞれの最外周面は、同一面を形成し、それぞれ前記ハウジングの内周壁に固定されていることを特徴とする。
【００２４】
ここで、軸外周面とメインシールの第１の金属環の穴との隙間が所定未満である場合とは、一つの金属環に対してメインシールリップとダストシールリップとを連続的に一体成形することが通常困難な隙間のことをいう。
【００２５】
本発明に係る往復動シールにおいては、ダストシールをメインシールに固定したので、ショックアブソーバ等へ組み込みを簡易・迅速に行うことができ生産効率をあげることができる。
【００２７】
また、かかる構成とすることにより、ダストシールをメインシールに簡易に固定することができ、両シールリップの同芯を確保することができる。
【００３０】
【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。
【００３１】
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。この実施の形態における往復動シールは、図３を参照して説明した従来技術における自動車のショックアブソーバの軸封止部等に適用され、同軸的に設けられて相対往復移動する２部材としてのハウジング２０４とハウジング内に挿入される軸２０１間の環状の隙間を密封するものである。
【００３２】
ショックアブソーバの構成及び作用は、従来の技術の項の説明を参照するものとし、ここでの説明は省略する。なお、説明においてショックアブソーバの構成を記載することが必要な場合には同一符号を付して説明に代えるものとする。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１に示すショックアブソーバの往復動シール１は、メインシールとダストシールとから構成され、該メインシールは、金属性の板材をプレス加工等により成形した中抜き穴を有する円形の金属環１４と該金属環１４にゴム等の弾性部材を焼き付けまたは接着により固着したメインシールリップ１１とからなる。
【００３４】
そして、該メインシールリップ１１は、軸の外周面に接触し、密封対象側に密封されている流体の漏れを防止するが、上述のように該メインシールリップ１１には最大９ＭＰａ程の高圧の油圧が作用するため、高度のシール性が要求されるのでシールリップの剛性を高くする必要がある。そのため、該シールリップを固着する金属環１４は中抜き穴の径を極力小さくし軸２０１の外径よりも若干（０．５ｍｍ〜３ｍｍ）大きくしただけにしてある。また、該メインシールリップ１１の背面には、メインシールリップが軸外周面に接触する緊迫力を保持するようにスプリング１７が設けられている。
【００３５】
また、前記ダストシールは、同様に金属性の板材をプレス加工等により成形した中抜き穴を有し、円環部１５ｂと、該円環部の外周部を該円環部に対して略垂直に曲げた曲げ部１５ａとを有する金属環１５と該金属環１５にゴム等の弾性部材を焼き付けまたは接着により固着したダストシールリップ１６とからなる。
【００３６】
そして、該ダストシールリップ１６は、外部から密封対象側へ塵灰や異物等のダストの侵入を防止する。
【００３７】
そして、図１に示すように、金属環１５の外周部１５ａの軸に相対する面と金属環１４のハウジング２０４の内周面に相対する面１４ａとを嵌合させることにより、ダストシールをメインシールに固定し、ダストシールとメインシールの２部品を一体化して１部品とし往復動シール１を形成している。
【００３８】
嵌合させて固定するには、先に金属環１５を図１に示すように断面略Ｌ字形状として曲げ部１５ａを形成しておき、曲げ部１５ａの内周面に金属環１４の外周側面１４ａを圧入して嵌合することにより固定することができる。
【００３９】
また、金属環１５を曲げ部１５ａを有しない円形としておき、メインシールとダストシールとを重ねてセットした後、金属環１５の外周部にのみ荷重をかけ略垂直に曲げることによりメインシールの金属環１４の外周側面１４ａに接触させ固定することができる。
【００４０】
そして、このように、ダストシールをメインシールに固定しメインシールとダストシールとを一体化して往復動シール１を構成することにより、従来の別体のままでは、ショックアブソーバ等の生産工程において、メインシールとダストシール２個のシールを組み込まなければならないことに伴い生産効率を悪化させていたのを改善でき、迅速に組み込むことができるので生産効率を高めることができ、生産コストを削減することができる。
【００４１】
また、別体のままでは該生産工程において、軸心に対してメインシールリップとダストシールリップのセンターを合わせながら組み込まなければシールの機能を低下させてしまうため、その品質管理を要するが、本実施の形態のように、ダストシールを嵌合する際に、メインシールとの同芯を確保しておけば、ショックアブソーバに組み込む際には同芯が確保されているかどうかの管理を要することなくシール性能を確保できる。
【００４２】
なお、本実施の形態に係る往復動シールにおいては、ダストシールの金属環とメインシールの金属環の最外周面が略同一面となるようにし、往復動シールを固定しているハウジング２０４の内壁面と両シールの外周面が近接するように、メインシールの金属環１４の外周側面にダストシールの曲げ部１５ａの肉厚分切り欠きを設けている。
【００４３】
（参考例）
第１の実施の形態では、ダストシールの金属環１５の曲げ部１５ａとメインシールの金属環１４の外周側面１４ａとを嵌合させてダストシールをメインシールに固定させ一体化していたが、本参考例においては、図２に示すようにメインシールの金属環１４に円周方向に３等分するように３つの凸部１４ｄを設け、ダストシールの金属環１５には穴を設け、メインシールの金属環１４の凸部１４ｄを該ダストシールの金属環の穴に挿入し、その後該凸部１４ｄをつぶすことによりダストシールをメインシールに固定させている。
【００４４】
第１の実施の形態のように第１の金属環の外周側面と第２の金属環の曲げ部を嵌合させ固定させる構成では、一度固定させた後メインシールがダストシールから脱落しないように、それ相応の両金属環の接触面積・接触圧が必要となるため、メインシールの金属環の板厚が小さい場合等には正確に固定することが困難となったり、取り扱いも困難であったりするが、本参考例のようにすれば、確実に固定することができ、取り扱いも容易である。
【００４５】
また、メインシールの金属環に設けた凸部は、３つであると、つぶす前において両シールの位置決めを正確に行うことができ、また、つぶす際両シールが相対移動することがないため、正確に同芯をも確保することができる。
【００４６】
なお、つぶすのに用いる治具等によっては、正確に同芯を確保できれば、該凸部は３つであることに限定されるものではなく、単数あるいは３つ以外の複数であってもよい。また、凸部の位置は図に示す位置に限定されるものではなく、ハウジング等の形状に応じて変更することができる。
【００４７】
さらに、本参考例では、メインシールの金属環に凸部をダストシールの金属環に穴を設けてかしめているが、ダストシールの金属環に凸部，メインシールの金属環に穴を設けても同様の効果を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メインシールとダストシールとが元々２部品からなるのを、ダストシールをメインシールに固定させ一体化したので、シール性を確保したまま該往復動シールを迅速に組み込むことができる。したがって、該往復動シールを適用する物の生産効率を高めることができ、生産工程でのコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る往復動シールの半断面図である。
【図２】参考例に係る往復動シールの半断面図である。
【図３】往復動シールが適用されるショックアブソーバの断面図である。
【図４】従来の技術の往復動シールの半断面図である。
【図５】従来の技術の他の往復動シールの半断面図である。
【符号の説明】
１往復動シール
１１，１０１メインシールリップ
１４，１０４メインシールリップを固着した金属環
１５，１０５ダストシールリップを固着した金属環
１６，１０６ダストシールリップ
１７スプリング
１０２ロッドガイド
１０３連通路
１０７流路

Claims

ハウジングと軸との間の環状隙間をシールするもので、
該軸外周面との隙間が所定量未満である孔を有する第１の金属環と、該第１の金属環に固着され前記軸の外周面に密封接触するメインシールリップとを有するメインシールと、
前記第１の金属環の大気側の面に隣接する第２の金属環と、該第２の金属環に固着され前記軸の外周面に密封接触するダストシールリップとを有するダストシールと、
を備えた往復動シールにおいて、
前記第２の金属環は、円環部と、該円環部の外周部を該円環部に対して略垂直に曲げた曲げ部とを有し、
前記第１の金属環は、外周側面に前記第２の金属環の曲げ部が嵌合する切り欠き部を有し、
前記第２の金属環の曲げ部と前記第１の金属環の切り欠き部とを嵌合することにより前記ダストシールが前記メインシールに固定されており、
前記第１の金属環と前記第２の金属環のそれぞれの最外周面は、同一面を形成し、それぞれ前記ハウジングの内周壁に固定されていることを特徴とする往復動シール。