JP5702676B2 - オイルシール - Google Patents

Description

この発明は、オイルシールに関し、特に、油圧緩衝器に利用されて往復運動用とされるのに向くオイルシールの改良に関する。

油圧緩衝器に利用されるオイルシールとしては、これまでに種々の提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１に開示の提案たる図４に示すオイルシール１にあっては、図中に二点鎖線矢印で示すように、油圧緩衝器たるフロントフォークにあって、軸部たるインナーチューブ２が筒部たるアウターチューブ（図示せず）に対して移動するとき、オイルシール１におけるオイルリップ部１ａがダストリップ１ｂ側に反転することが危惧される。

すなわち、この図４に示すオイルシール１は、断面がＬ字状になる環状に形成の芯金Ｍに加硫ゴムＲを被着して環状に形成されてなるが、インナーチューブ２の外周に摺接してアウターチューブ内となる図中での下方側たる油圧側に対向するオイルリップ部１ａと、同じくインナーチューブ２の外周に摺接してオイルリップ部１ａに直列しながらアウターチューブ外となる図中での上方側たる大気側に対向するダストリップ部１ｂとを有してなる。

そして、このオイルシール１にあって、オイルリップ部１ａは、いわゆるゴム材からなるがゆえに、自身が有する弾性でインナーチューブ２の外周に尖端からなるリップ１ｃを押し付けるようにして、アウターチューブ内を移動するインナーチューブ２の外周に付着する油膜をリップ１ｃで掻き落し、インナーチューブ２の外周に付着する油膜がリップ１ｃを交して上方側のダストリップ１ｂ側に流出すること、つまり、作動油がアウターチューブ外に漏出することを阻止する所定のシール機能を発揮する。

しかしながら、オイルリップ部１ａの油圧側に連通する外周側部に、つまり、ガータスプリングＳを有する外周側部に油圧側からのいわゆる高圧が作用すると、リップ１ｃがインナーチューブ２の外周に言わば強く押し付けられる状態になり、リップ１ｃにおける接触面積が増大する。

リップ１ｃにおける接触面積が増大すると、オイルリップ部１ａのインナーチューブ２に対する摺動抵抗も増すが、この状態のとき、すなわち、油圧側が高圧にあるままインナーチューブ２がアウターチューブ内から抜け出るように移動すると、オイルリップ部１ａにおけるリップ１ｃがインナーチューブ２の外周に密着した状態でダストリップ１ｂ側に移動する、つまり、上記したように、オイルリップ部１ａがダストリップ１ｂ側に反転することが危惧される。

特開平１１−１３８１８号公報

そこで、上記した言わば従来のオイルシール１にあって、オイルリップ部１ａの径方向の肉厚を大きくして、このオイルリップ部１ａにおける剛性を高めてオイルリップ部１ａの反転を阻止し得るようにし、往復運動用として利用し得るようにする提案をなし得る。

しかしながら、オイルシール１にあって、オイルリップ部１ａにおける径方向の肉厚が大きくされて剛性が高められると、オイルリップ部１ａにおける径方向の変形性能、つまり、追随性が阻害される。

すなわち、オイルシール１の軸芯部を貫通するインナーチューブ２における軸芯線が設定の、たとえば、垂直線状態から傾斜するとき、オイルリップ部１ａがインナーチューブ２の傾斜に追随して変形する場合には、リップ１ｃとインナーチューブ２との間に油膜からなる作動油の漏れを招来させる隙間を出現させない。

しかし、オイルリップ部１ａにおける径方向の肉厚が大きくされて剛性が高められていると、オイルリップ部１ａがインナーチューブ２の傾斜に追随できなくなり、リップ１ｃがインナーチューブ２から離れる傾向になって、リップ１ｃとインナーチューブ２との間に油膜からなる作動油の漏れを招来させる隙間を出現させることが危惧される。

この発明は、上記した現状を鑑みて創案されたものであって、オイルリップ部がシール機能を損なわず、また、追随性を低下させずして、油圧緩衝器に利用されて往復運動用とされるのに最適となるオイルシールを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、この発明のよるオイルシールの構成を、筒部内に軸部が相対的に往復動可能に挿通される油圧緩衝器にあって、外周が上記筒部の開口端部の内周に隣接されて定着され、内周が上記軸部の外周に摺接し上記筒部内側に対向するオイルリップ部と、上記軸部の外周に摺接して上記筒部外側に対向するダストリップ部とを有してなるオイルシールにおいて、上記オイルリップ部と上記ダストリップ部との間に両リップ部を連結させるアプローチ部を有し、このアプローチ部が、上記軸部に向けて突出すると共に先端を上記軸部の外周から間隔を有する凸部を周方向に適宜の間隔で複数有してなるとする。

それゆえ、オイルシールにあっては、オイルリップ部とダストリップ部とを連結させるアプローチ部が軸部に向けて突出形成される凸部を有するから、この凸部がこの凸部に連続するオイルリップ部の根元部を支えることになり、オイルリップ部の根元部の変形が抑制される。

すなわち、オイルシールにおいて、アプローチ部が軸部に向けて突出形成される凸部を有するから、このアプローチ部にあって、凸部を有する部位の肉厚をアプローチ部における原形部、すなわち、凸部を有しない部位における肉厚より厚くすることになり、このことから、この凸部を有する部位に連続するオイルリップ部の根元部における剛性が大きくなり、オイルリップ部の根元部の変形が抑制される。

そして、凸部によってオイルリップ部の根元部の変形が抑制されることで、オイルリップ部の背面側が高圧傾向になるときに、オイルリップ部が大きく変形することが阻止され、オイルリップ部における尖端たるリップの軸部に対する接触面積が増加することを回避できる。

このとき、凸部の先端を軸部の外周から離して軸部の外周に接触させない、すなわち、摺接させないから、凸部の先端と軸部の外周との間にいたずらにフリクションを発生させずして、この凸部がオイルシールの軸部に対する摺動性を低下させることがない。

したがって、オイルリップ部の軸部に対する摺動性が低下されずして所定のシール機能の発揮が保障されると共に、オイルリップ部の尖端たるリップが軸部に過大に接触することが阻止されるから、リップの軸部に対する接触面積が大きくならず、オイルリップ部における反転が危惧されなくなる。

また、凸部によってオイルリップ部における根元部の変形を抑制しても、オイルリップ部における追随性が低下されないから、オイルシールの軸芯部を貫通する軸部における軸芯線が設定の、たとえば、垂直線状態から傾斜するとき、オイルリップ部が軸部の傾斜に追随して変形し、リップと軸部との間に油膜からなる作動油の漏れを招来させる隙間を出現させない。

その結果、この発明のオイルシールによれば、オイルリップ部がシール機能を損なわず、また、追随性を低下させずして、油圧緩衝器に利用されて往復運動用とされるのに最適となる。

この発明によるオイルシールを示す半截縦断面図である。 オイルシールのアプローチ部に設けられる凸部の配列状態を示す平面線図である。 油圧緩衝器たるフロントフォークにこの発明によるオイルシールが利用される状態を示す半截部分縦断面図である。 従来例としてのオイルシールを示す半截縦断面図である。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明によるオイルシール１０は、図１に示すように、断面をほぼＬ字状にして環状に形成される芯金Ｍを有すると共に、この芯金Ｍに加硫ゴムＲを被着して環状に形成され、たとえば、図３に示すように、油圧緩衝器たるフロントフォークに利用されて往復運動用とされる。

このとき、オイルシール１０は、フロントフォークを構成するアウターチューブ３０における開口端部、つまり、筒部とされるシールケース部３１の内側に設けられ、内周がアウターチューブ３０内に挿通される軸部たるインナーチューブ２０の外周に摺接する。

ちなみに、アウターチューブ３０における筒部たるシールケース部３１の内側には、この発明によるオイルシール１０に直列してダストシール４０も設けられ、このダストシール４０の内周もインナーチューブ２０の外周に摺接する。

なお、油圧緩衝器たる図示するフロントフォークは、封入されたエア圧で伸長方向に附勢されるエア封入タイプとされるもので、このことから、後述するオイルシール１０において、筒部たるアウターチューブ３０内からの高圧傾向になる作動油による液圧がオイルリップ部１１に作用することになる。

一方、この発明によるオイルシール１０は、油圧緩衝器たるフロントフォークにあって、筒部たるアウターチューブ３０の開口端部、つまり、シールケース部３１の内側に配設されて、軸芯部に軸部たるインナーチューブ２０を貫通させ、インナーチューブ２０がアウターチューブ３０に対して出入自在とされることを許容する。

すなわち、このオイルシール１０は、外周がアウターチューブ３０の開口端部たるシールケース部３１の内周に隣接されて固定的に定着されると共に、軸芯部の孔を形成する内周がアウターチューブ３０内に挿通されてアウターチューブ３０に対して出入自在とされるインナーチューブ２０の外周に摺接する。

そして、このオイルシール１０は、図１中で下方側たるアウターチューブ３０内側となる油圧側に対向するインナーチューブ２０の外周に弾性を有して摺接するオイルリップ部１１と、このオイルリップ部１１に直列しながら図１中で上方側たるアウターチューブ３０外側となる大気側に対向するインナーチューブ２０の外周に摺接するダストリップ部１２とを有してなる。

ちなみに、封入するエア圧で伸長方向に附勢されるフロントフォークにあっては、上記の油圧側における油圧は、封入されるエア圧に基づくことになり、このことから、オイルシール１０におけるオイルリップ部１１には、上記のエア圧に基づく油圧が作用することになる。

そして、このオイルシール１０にあって、オイルリップ部１１は、設定された締め代を有するいわゆるゴム材からなるがゆえに、自身が有する弾性でインナーチューブ２０の外周に尖端からなるリップ１３を押し付けるようにする。

すなわち、このオイルシール１０にあって、オイルリップ部１１は、油圧側となる図１中での下端部の内周を尖端にしてリップ１３とし、このリップ１３をインナーチューブ２０の外周に摺接させる。

ちなみに、リップ１３は、図示するところにあって、図中に符号１３で示すメインリップの他に、図中に符号１３ａで示すサブリップを有してなり、後述するアプローチ部１５は、このサブリップ１３ａとダストリップ部１２のリップ１４との間になる。

それゆえ、このオイルシール１０にあって、インナーチューブ２０が図１中に二点鎖線矢印で示すようにアウターチューブ３０内から抜け出るように移動するとき、リップ１３がインナーチューブ２０の外周に付着する油膜、つまり、潤滑油膜を掻き落して言わば作動油を油圧側に戻し、インナーチューブ２の外周に付着する油膜がリップ１３および１３ａを交して上方側のダストリップ１２側に流出すること、つまり、作動油がアウターチューブ３０の外に漏出することを阻止する所定のシール機能を発揮する。

そして、オイルシール１０の軸芯部を貫通するインナーチューブ２０における軸芯線が設定の、たとえば、図示する状態たる垂直線状態から傾斜するとき、オイルリップ部１１がゴム材からなるから、インナーチューブ２０の傾斜に追随して変形する、つまり、追随性を発揮し、リップ１３とインナーチューブ２０との間に油膜からなる作動油の漏れを招来させる隙間を出現させないことが可能になる。

ちなみに、オイルシール１０におけるオイルリップ部１１の径方向の厚さ寸法についてであるが、一般に、回転運動用とされるオイルシールに比較して、往復運動用とされる場合には総じて厚肉に形成され、それゆえ、設計思想としては、厚肉に形成されるがゆえに、剛性が大きくなり、前記したいわゆる反転の不具合を回避し得るとしている。

一方、このオイルシール１０にあって、ダストリップ部１２は、同じく設定された締め代を有するゴム材からなるがゆえに、自身が有する弾性でインナーチューブ２０の外周に尖端からなるリップ１４を押し付けるようにする。

すなわち、このオイルシール１０にあって、ダストリップ部１２は、大気側となる図１中での上端部の内周を尖端にしてリップ１４とし、このリップ１４をインナーチューブ２０の外周に摺接させる。

それゆえ、このオイルシール１０にあって、インナーチューブ２０が図１中に二点鎖線矢印で示す方向と反対方向に下降するとき、リップ１４がインナーチューブ２０の外周に付着するダストを掻き落して、ダストがアウターチューブ３０内に侵入することを阻止する。

ところで、この発明のオイルシール１０にあっては、オイルリップ部１１とダストリップ部１２との間に位置決めされて両リップ部１１，１２を連結させるアプローチ部１５を有してなる。

このアプローチ部１５は、従来のオイルシールにも形成されている部位であって、外観的には、オイルリップ部１１を連結させると共にダストリップ部１２を連結させるが、基本的には、オイルリップ部１１とダストリップ部１２とをいわゆる分離して、オイルリップ部１１の変形の影響をダストリップ部１２に伝播させないようにすると共に、ダストリップ部１２の変形の影響をオイルリップ部１１に伝播させないようにする。

そして、このアプローチ部１５の内周、つまり、後述する原形部１５ａの内周は、対向するインナーチューブ２０の外周から適宜の間隔を有して離れてなるとし、少なくとも、アプローチ部１５の内周がインナーチューブ２０の外周に接触していたずらにフリクションを大きくしないように配慮している。

一方、この発明のオイルシール１０にあって、アプローチ部１５は、図２にも示すように、内周から、つまり、原形部１５ａの内周からインナーチューブ２０に向けて突出すると共に先端たる内周をインナーチューブ２０の外周から離す凸部を周方向に適宜の間隔で複数有してなる。

このとき、凸部の内周をインナーチューブ２０の外周から離すとするのは、この凸部の先端たる内周がインナーチューブ２０の外周に接触することでいたずらにフリクションが発生されることを回避するためである。

そして、図示するところにあって、凸部は、インナーチューブ２０の軸線方向に沿うことになるこのオイルシール１０における軸方向に沿うように設けられるリブ１６からなり、このリブ１６が周方向に適宜の間隔で複数形成されてなる。

すなわち、この発明におけるオイルシール１０にあっては、アプローチ部１５の内周にリブ１６が形成されることからして、このリブ１６が形成されない部位は、アプローチ部１５の内周の原形を止めているものであって、その意味で、この発明にあっては、アプローチ部１５にあって、リブ１６が形成されない部位が原形部１５ａとされる。

そして、上記のリブ１６であるが、図示する実施の形態では、図２にも示すように、リブ１６の周方向の幅が原形部１５ａの周方向の幅より小さくなるように設定される。

このように、リブ１６の周方向の幅が原形部１５ａの周方向の幅より小さく設定されることで、以下のような効果が得られる。

先ず、このオイルシール１０を型成形する場合を鑑みると、言わば出っ張りとなるリブ１６の周方向の幅が言わば凹みとなる原形部１５ａの周方向の幅より小さいことから、リブ１６の周方向の幅が原形部１５ａの周方向の幅より大きくなる場合に比較して、型抜き性を良くする。

次に、リブ１６の周方向の幅を原形部１５ａの周方向の幅より小さく設定する場合には、リブ１６の周方向の幅を原形部１５ａの周方向の幅より大きく設定する場合に比較して、オイルリップ部１１を支える機能、つまり、リブ１６を設けてオイルリップ部１１におけるアプローチ部１５に連続する部位、つまり、根元部（符示せず）における剛性を高める際の設定についての自由度が増すと言い得る。

すなわち、図示しないが、アプローチ部１５に形成されるリブ１６が周方向に連続する帯状に形成されて、言わば原形部１５ａの肉厚を全周に亘って大きくする場合には、リブ１６のオイルリップ部１１の根元部を支える力が大きくなり過ぎて、オイルリップ部１１の根元部における剛性をいたずらに高くする危惧がある。

そして、このオイルリップ部１１の根元部における剛性をいたずらに高くする危惧は、同じく図示しないが、リブ１６が一つまたは二つの割り溝を有する帯状に形成される場合も同様と言え、また、割り溝を複数設けるとする、すなわち、リブ１６の周方向の幅を原形部１５ａの周方向の幅より大きく設定する場合も同様と言える。

このことから、リブ１６の周方向の幅を原形部１５ａの周方向の幅より小さく設定する場合よりも、リブ１６の周方向の幅を原形部１５ａの周方向の幅より大きく設定する場合の方がオイルリップ部１１の根元部における剛性をいたずらに高くする危惧が増すと言い得る。

つまり、リブ１６の周方向の幅を原形部１５ａの周方向の幅より大きく設定することは、オイルリップ部１１の根元部を支えるための剛性を高くできる反面、前記したオイルリップ部１１における追随性をいたずらに低下させ易くなる。

それゆえ、リブ１６の周方向の幅を原形部１５ａの周方向の幅より大きく設定する場合よりも、リブ１６の周方向の幅を原形部１５ａの周方向の幅より小さく設定する場合の方が、オイルリップ部１１の根元部における剛性を高くする場合に設定に自由度が増すと言い得ることになる。

戻って、アプローチ部１５の内周に形成されるリブ１６は、インナーチューブ２０の軸線方向に沿う軸方向長さが原形部１５ａ内に収まる、つまり、リブ１６の一端たる下端がオイルリップ部１１の根元部、すなわち、図１中に一点鎖線図で示す位置を越えないとする。

これによって、リブ１６を形成することによるオイルリップ部１１の根元部における剛性をいたずらに高くし、延いては、オイルリップ部１１における後述の追随性を阻害し易くなる危惧を排除する。

ちなみに、リブ１６の他端たる上端位置については、リブ１６が有するオイルリップ部１１を支える機能について直接的に影響しないと言い得るので、基本的には自由に設定されて良いが、それでも、アプローチ部１５の領域を超えることは、結果的に、リブ１６を必要以上に軸方向長さを大きくすることになるので、避けられるべきであろう。

以上のように、この発明のオイルシール１０にあっては、アプローチ部１５が軸部たるインナーチューブ２０に向けて突出形成される凸部たるリブ１６を有するから、このリブ１６がこのリブ１６に連続するオイルリップ部１１の根元部を支えることになり、オイルリップ部１１の根元部の剛性が高められて変形が抑制される。

すなわち、オイルシール１０において、アプローチ部１５がインナーチューブ２０に向けて突出形成されるリブ１６を有するから、このアプローチ部１５にあって、リブ１６を有する部位の肉厚をアプローチ部１５における原形部、すなわち、リブ１６を有しない部位における肉厚より厚くすることになり、このことから、このリブ１６を有する部位に連続するオイルリップ部１１の根元部における剛性が大きくなり、オイルリップ部１１の根元部の変形が抑制される。

そして、リブ１６によってオイルリップ部１１の根元部の変形が抑制されることで、オイルリップ部１１の背面側が高圧傾向になるときに、オイルリップ部１１が大きく変形することが阻止され、オイルリップ部１１における尖端たるリップ１３のインナーチューブ２０に対する接触面積が増加することを回避できる。

したがって、オイルリップ部１１のインナーチューブ２０に対する摺動性が低下されずして所定のシール機能の発揮が保障されると共に、オイルリップ部１１の尖端たるリップ１３がインナーチューブ２０に過大に接触することが阻止されるから、リップ１３のインナーチューブ２０に対する接触面積が大きくならず、オイルリップ部１１における反転が危惧されなくなる。

また、凸部たるリブ１６によってオイルリップ部１１における根元部の変形を抑制しても、オイルリップ部１１における追随性が低下されないから、オイルシール１０の軸芯部を貫通する軸部たるインナーチューブ２０における軸芯線が設定の、たとえば、垂直線状態から傾斜するとき、オイルリップ部１１がインナーチューブ２０の傾斜に追随して変形し、リップ１３とインナーチューブ２０との間に油膜からなる作動油の漏れを招来させる隙間を出現させない。

その結果、この発明のオイルシール１０によれば、オイルリップ部１１がシール機能を損なわず、また、追随性を低下させずして、油圧緩衝器に利用されて往復運動用とされるのに最適となる。

ところで、この発明にあっては、前記したように、オイルシール１０において、アプローチ部１５に凸部たるリブ１６を一体に設け、このリブ１６によってオイルリップ部１１を支え、オイルリップ部１１の根元部における剛性を高めて、オイルリップ部１１の反転を阻止する。

それに対して、このオイルリップ部の反転を阻止するについて、図示しないが、アプローチ部にゴム材に比較して硬質な材料からなるバックアップ用のリング類を設けることを提案し得る。

なるほど、アプローチ部にバックアップ用のリング類を設ける場合には、このリング類の剛性から、オイルリップ部の根元部の剛性を高めることが可能になり、反転を阻止することが可能になるであろう。

しかしながら、その実施を勘案すると、リング類をアプローチ部に定着させるのが容易でなく、オイルシールたるいわゆる部品製作に手間を要すことになり、また、リング類と言ういわゆる別部品を要することになり、オイルシールにおけるコスト高を招来する不具合もある。

それに対して、この発明にあっては、リング類をアプローチ部１５に定着させるなどの手間を要せず、また、いわゆる別部品を要しないから、コスト高を招来せずしてその実施が容易になる点で有利となる。

のみならず、この発明にあっては、オイルシール１０にあって、アプローチ部１５にオイルリップ部１１の根元部を支える凸部たるリブ１６を設けて、オイルリップ部１１の根元部の剛性を高めるから、従来のように、オイルリップ部１１における径方向の肉厚を増大させることが絶対的に必要にならず、オイルシール１０を形成するのに際して、素材量の増大を回避できる点で有利となる。

そして、この発明のオイルシール１０にあっては、オイルシール１０が有する追随性を低下させる危惧がないのはもちろんのこと、むしろオイルシール１０肉厚を小さくすることを可能にするから、追随性をより向上させることが可能になる利点がある。

前記したところでは、オイルシール１０にあって、アプローチ部１５の内周に形成される凸部が軸部たるインナーチューブ２０の軸線方向となるこのオイルシール１０における軸方向に延びるリブ１６からなるとしたが、この凸部が機能するところからすると、図示しないが、軸方向に間欠形成されるリブからなるとしても良く、また、軸方向にも周方向にも方向性を有しない独立する隆起部からなるとしても良く、さらには、周方向に周回しながら間欠形成される間欠リブからなるとしても良い。

特に、封入したエア圧で伸長方向に附勢されるエア封入タイプのフロントフォークへの利用に向く。

１０ オイルシール
１１ オイルリップ部
１２ ダストリップ部
１３ メインリップ
１４ リップ
１３ａ サブリップ
１５ アプローチ部
１５ａ 原形部
１６ 凸部たるリブ
２０ 軸部たるインナーチューブ
３０ 筒部たるアウターチューブ
３１ シールケース部
Ｍ 芯金
Ｒ 加硫ゴム
Ｓ ガータスプリング

Claims (2)

1. 筒部内に軸部が相対的に往復動可能に挿通される油圧緩衝器にあって、
   外周が上記筒部の開口端部の内周に隣接されて定着され、内周が上記軸部の外周に摺接し上記筒部内側に対向するオイルリップ部と、上記軸部の外周に摺接して上記筒部外側に対向するダストリップ部とを有してなるオイルシールにおいて、
   上記オイルリップ部と上記ダストリップ部との間に両リップ部を連結させるアプローチ部を有し、このアプローチ部が、上記軸部に向けて突出すると共に先端を上記軸部の外周から間隔を有する凸部を周方向に適宜の間隔で複数有してなることを特徴とするオイルシール。
2. 上記凸部が上記軸部の軸線方向に沿う軸方向に形成されるリブからなると共に、このリブの周方向の幅がこの凸部を有しない上記アプローチ部における原形部の周方向の幅より小さく設定されてなる請求項１に記載のオイルシール。

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