JP5847481B2 - 特に単筒式ショックアブソーバのロッドのための密封式案内ユニット、及び該密封式案内ユニットのための環状シール組立体 - Google Patents

Description

本発明は、単筒式ショックアブソーバのロッドのための密封式案内ユニット、及び該密封式案内ユニットに設けられる環状シール組立体に関する。

単筒式液圧ショックアブソーバは、自動車業界及び他の業界で広範に亘って利用されており、ピークが１００ｂａｒに到達する場合がある、平均約２０ｂａｒと比較的高い液圧の下で動作するようになっている。特許文献１に開示されるように、利用時にショックアブソーバ本体内においてピストンが往復運動することと対照的な、ショックアブソーバ本体内に格納された加圧オイルを密封すること、及びショックアブソーバのロッドを案内することは、ロッドによって完全に係合されていることによってショックアブソーバ本体内に液密に取り付けられているブッシュと、ブッシュによって装着されているシール組立体とを備えている密封式案内ユニットを利用することによって実現される。先行技術の当該シール組立体は、別々に取り付けられる多数の要素を想定しており、これにより組立が比較的面倒且つ複雑である。他の構成要素がショックアブソーバを正常に動作させるために必要とされるので、そのような状況がさらに悪化する。他の構成要素としては、例えばショックアブソーバ本体とブッシュとの間に設けられた固定シール、及び好ましくない騒音を発生させ得る、最も厳しい場合には損傷を与え得る突発的な衝撃を受けることなく“円滑な”停止を可能にする、ピストンのための制限ストッパ要素が挙げられる。このような制限ストッパ要素は、付加的な要素であるが、必要な要素である。該制限ストッパ要素は非常に取付困難であり、とりわけアキシアル方向において嵩張る。

特許文献２は、ショックアブソーバのロッドのためのシール組立体及び案内ユニットを開示する。当該特許文献では、固定シールは、ショックアブソーバのロッドに向かっている１つ以上の動的シールリップを備えている、シール組立体と一体化されている。しかしながら、このような解決手段は、ピストンのための制限ストッパ要素の組み立てに関する課題を解決せず、その製造コストが比較的高い。シールの“固定”部分が、シールリップを製造するために利用される同一の高性能弾性配合ゴムを用いて製造されるからである。

独国実用新案登録出願第８２０１３２７号明細書 欧州特許出願公開第０６４２５８７５号明細書

本発明の目的は、先行技術の欠点を解消した単筒式ショックアブソーバのロッドのための密封式案内ユニット、及び該密封式案内ユニットのためのシール組立体を提供することである。本発明は、特に単筒式ショックアブソーバに適用するのに適合しており、ピストンの制限ストッパ要素の組立を劇的に単純化することができ、ピストンの同一の動作行程を維持しつつショックアブソーバの長さ及び重量を低減することができ、これにより特許文献２に開示される密封式案内ユニットの組立容易性を保持することができる。本発明のさらなる目的は、製造に対する費用効果も高いショックアブソーバのための密封式案内ユニット及びシール組立体を提供することである。

本発明は、請求項１で規定する、特に単筒式ショックアブソーバのロッドのための密封式案内ユニットを提供する。さらに、本発明は、請求項８で規定する、密封式案内ユニットを提供する。

本発明によって、ピストンのための従来型の制限ストッパ要素を、とりわけブッシュによって必要とされる固定シールとショックアブソーバのロッドを動的に密封するための１つ以上のリップとの両方と容易に一体化させ、これによりこれら３つの要素を単一の“一体化された”シール組立体を形成することができる一方、より高品質な材料（ひいては、より高性能な材料）から成る１つ以上の動的液圧式シールリップを装着しているシールリングの一部分と、より一般的な材料から成る残り部分とを作ることができるので、性能を最大限に高めると同時に製造コストを低減することができる。

本発明におけるシール組立体の形状によって、制限ストッパ要素の性能が維持されるばかりでなく改善され、とりわけ必要な要素（ロッド案内ブッシュ、ピストンのための制限ストッパ要素、ロッドのための動的シール、ブッシュのための固定シール）すべてをショックアブソーバに据え付けるための、アキシアル方向における嵩が劇的に小さくなるので、今日における単筒式ショックアブソーバの大きさ及び重量を著しく低減することができる一方、ピストンの同一の動作行程を維持することができる。

最後に、本発明における密封式案内ユニットは、事前組立可能とされ、一動作で制限ストッパ要素をショックアブソーバ本体に結合可能とされる。

これによって、さらなるコスト低減、及びブッシュ−シール組立体内に構成されている密封式案内ユニットのアキシアル方向の嵩のさらなる確実な低減を実現することができる。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図面を参照しつつ、該添付図面に表わす非限定的な実施例に関する記載から明らかとなる。

本発明における密封式案内ユニットを備えているショックアブソーバの一部分のラジアル方向における概略的な縦断面図である。 図１に表わす密封式案内ユニットに設けられた、本発明におけるシール組立体のラジアル方向における概略的な縦断面の拡大図である。 図１に表わす密封式案内ユニットと図２に表わす各シール組立体との、斜め上方から見た斜視図である。

図１〜図３において、参照符号１は、単筒式ショックアブソーバ３のロッド２のための密封式案内ユニットの全体を指示するが、単純化のために一部分のみを表わし、その他の部分は既知の構成になっている。密封式案内ユニット１は、利用時にオイルで充填されているショックアブソーバ本体４であって、ピストン５の外形を規定するショックアブソーバ本体４の内側壁６に沿ってピストン５が案内されるショックアブソーバ本体４を有している。密封式案内ユニット１は、ショックアブソーバ本体４の一端を閉塞するように、内側壁６に接触して液密状態で位置決めされ、ロッド２が滑動するアキシアル方向の対称軸線に一致する対称軸線Ａを有している。

密封式案内ユニット１は、既知の構成配置に基づいて、利用時にショックアブソーバ２の本体４の内側壁６に液密に固定されているロッド案内用環状ブッシュ７であって、利用時に軸線Ａに関して対称とされ、ロッド２によって完全に係合されているロッド案内用環状ブッシュ７と、軸線Ａに関して対称とされ、利用時にショックアブソーバ本体４の内側に向かって面しているブッシュ７の第１の端部１０に形成されているカップ状シート９内部に組み込まれ、これによりピストン５に面しているシール組立体８とを備えている。特にシート９は、利用時に本体４及びピストン５の内側に向かって面している第１の端部１０の表面１１に、正面に向かって形成されている。

シール組立体８（図２及び図３も参照）は、（さらに詳述はしないが既知の方法で）利用時にロッド２と協働するために、シールリング１２自体の対称軸線でもある軸線Ａに向かってラジアル方向にオーバーハング状態で突出している少なくとも１つの環状シールリップ１３と、カップ状シート９に外接している環状表面によって規定されている面１１に当接して配置されている、フランジ状部分１５を有している例えば金属製の環状補剛構造部１４と、を有しているシールリング１２を備えている。補剛構造部１４は、シールリング及びスリーブ状部分の両方の構造的形状によって、既知の方法でシールリング１３に機能的に形成されたスリーブ状部分１６をさらに呈している。

本発明では、シールリング１２は、環状シールリップ１３の根元部分１９からラジアル方向に延在しているフランジ状部分１８と、フランジ状部分１８と一体形成されていると共に、該フランジ状部分から、利用時にピストン５に面している該フランジ状部分の側面からアキシアル方向に突出して延在している環状突出部２０とを共に有している。特に、補剛構造部１４のフランジ状部分１５は、環状突出部２０の反対側において、（例えば硫化ステップの際に接着することによって）シールリング１２のフランジ状部分１８に機械的に結合されており、該フランジ状部分に少なくとも部分的に埋設されている。

上述の内容から、必要な状況であるならばシール組立体８の密封性能を高めるために、実施可能な変形例（簡便のため図示しない）では、シール組立体８は、軸線Ａに沿って連なって配置されていると共に軸線Ａに向かって根元部分１９から延在している、２つ以上のシールリップ１３を備えている場合がある。

本発明の一の実施態様では、フランジ状部分１５の大きさは、環状突出部２０全体とブッシュ７の第１の端部１０との間に挿置されるように、フランジ状部分の外周縁部２１と共に環状突出部を少なくとも囲むまで、環状突出部２０の下方においてラジアル方向に延在しているようになっている。本発明では、環状突出部２０は、利用時にピストン５のための制限ストッパ要素となるように形成されている。

この目的を達成するために、環状突出部２０は、図示の当該実施例では、半円状に湾曲した表面２２によって、シールリング１２の第２のフランジ状部分１８の反対側に形成されている。該半円状に湾曲した表面には、それぞれが径方向ノッチを形成するように適合されている少なくとも２つの凹所２３が、好ましくは角度的に対称な位置に形成されており、該半円状に湾曲した表面は、環状突出部２０の連続性を妨げている。このような凹所２３は、好ましくは鞍状であり、環状突出部２０によって形成されている限界ストッパ要素を介在させた状態において、ピストン５がブッシュ７に当接した場合に、言い換えればピストン５が環状突出部２０に直接当接した場合に、ショックアブソーバ本体４の内側に充填されるオイルのためのレリーフを構成することを目的としている。また、この場合には、シール組立体８の実施可能な変形例（簡便のため図示しない）では、３つ以上の、例えば３つや４つの凹所２３が、如何なる場合にも軸線Ａを中心として等角に離隔配置されている環状突出部２０に形成されている。

好ましくは、シールリング１２は、環状突出部２０の軸線方向長さと略同一の軸線方向長さを有している中央部分２４であって、シール組立体８を環状ブッシュ７に係止するためにカップ状シート９内において締り嵌めによって結合するようにスリーブ状に形成されている中央部分２４を備えている。

シールリング１２のスリーブ状部分２４は、環状リップ１３の反対側から軸線方向に延在しており、該環状リップの根元部分１９を含んでおり、補剛構造部１４のスリーブ状部分１６を内蔵している。特に、スリーブ状部分１６は、対称軸線Ａに対して傾斜して、且つ、シールリング１２の環状突出部２０及びスリーブ状部分２４の相互に隣り合っている両フランク２５，２６に共通する接線に対して略平行な方向（図２参照）において、フランジ状部分１５のラジアル方向内縁部分からオーバーハングした状態で延在している。該接線は、図２において一点鎖線Ｂによって示されている。

環状突出部２０は、当接しているピストン５によって付勢された状態において必要な変形をするように形成されている。特に環状突出部のラジアル方向における高さ及び幅は、ピストン５が環状突出部２０上に配置され、環状突出部２０を押圧する場合に、力−変形の設計曲線が守られるように形成されている。

本発明の他の実施態様では、シールリング１２のフランジ状部分１８は、該環状ブッシュの表面１１を完全に覆うように、環状ブッシュ７の第１の端部１０の外周縁部２７に至るまでラジアル方向に延在している。さらに、該フランジ状部分は、接頭状とされた後に自身の一端において厚肉化されていると共に略環状の固定シールを形成するように形成されている、ラジアル方向外縁部２８を有している。ラジアル方向外縁部２８は、利用時にショックアブソーバ本体４の内側壁６と液密状態で協働するように適合されている。さらに、該ラジアル方向外縁部は、環状ブッシュ７の第１の端部１０の外周縁部２７に形成された環状溝部２９（図１参照）内に嵌め込み式で取り付けられる。

このようにして、シールリング１２は、環状突出部２０の両側２５，３０において、すなわち対称軸線Ａに関する該環状突出部の最内周面及び最外周面それぞれにおいて環状ブッシュ７の第１の端部１０に拘束されている。

性能を最適化するように適合されている形状を完成させるために、環状突出部２０は、表面１１の反対側の側面から延在している（すなわち、表面１１の反対側に面している）ように形成されており、第１の端部１０のカップ状シート９に直接外接しているラジアル方向位置に、すなわちカップ状シート９の近傍又は外側の位置に形成されている。

本発明のさらなる補助的でない特徴では、シールリング１２は、少なくとも２つの異なるエラストマー配合物で一体に形成されている。第１の成分は、少なくともシールリップ１３（又は存在するならば、複数のシールリップ１３）を形成するために利用される。この第１の成分は、弾性材料に基づく。該弾性材料としては、例えばＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム、ＡＳＴＭ Ｄ１４１８によって規定される特徴；記号ＦＫＭは、フッ素の含有率が互いに相違すると共に、フッ化ビニリデンを主成分とし、例えばＴＦＥとして知られているテトラフルオロエチレンやＨＦＰとして知られているヘキサフルオロプロピレンを他の成分として加えたフッ素ゴム類を示す）が挙げられる。

上述に加えて、第１の成分と相違する少なくとも１つの第２の成分が、少なくとも環状突出部２０と対応するフランジ状部分１８とを形成するために利用される。該フランジ状部分は、該環状突出部と一体に形成されている。この第２の成分は、例えばニトリルゴム基である。

これら２つ（又はそれ以上）の成分を一体にするために、出願人の既知の方法によって、相違する成分から作られたシールリング１２の部品が、加硫処理前の状態すなわち“未処理”の状態において補剛構造部１４と共に同一の型に導入された後に、圧縮成型され加硫処理される。

好ましくは、比較的高剛性な合成プラスチック材料からワッシャの形態に作られた平坦なリング３１が、カップ状シート９の底壁とシールリング１２との間に配置されている。リング３１は、ラジアル方向において、カップ状シート９の底壁の延在部分の略全体に延在しており、補剛構造部から自由な状態で、該底壁とシールリング１２のスリーブ状部分２４の終端部との間に挿入されている。

本発明における密封式案内ユニット１が、ブッシュ７を通じて完全に挿入されている、例えばロッド２のための低摩擦係数の案内スリーブ３７や第１の端部の反対側すなわちブッシュ７の外側に取り付けられているダストブーツ３８のような、通常の補機と組み合わせ可能であることは明白である。

１ 密封式案内ユニット
２ ロッド
３ 単筒式ショックアブソーバ
４ ショックアブソーバ本体
５ ピストン
６ 内側壁
７ 環状ブッシュ
８ シール組立体
９ カップ状シート
１０ 第１の端部
１１ 表面
１２ シールリング
１３ 環状シールリップ
１４ 環状補剛構造部
１５ フランジ状部分
１６ スリーブ状部分
１８ フランジ状部分
１９ 根元部分
２０ 環状突出部
２１ 外周縁部
２２ 表面
２３ 凹所
２４ 中央部分
２５ 第１のフランク
２６ 第２のフランク
２７ 外周縁部
２８ ラジアル方向外縁部
２９ 環状溝部
３７ 案内スリーブ
３８ ダストブーツ

Claims (8)

1. 単筒式ショックアブソーバ（３）のロッド（２）のための密封式案内ユニット（１）であって、
   − 前記ロッドを案内するための環状のブッシュ（７）であって、利用時に前記ショックアブソーバの本体（４）の内側壁（６）に液密に固定されていると共に、前記ロッド（２）によって完全に係合されている前記ブッシュ（７）と、
   − 前記ショックアブソーバの前記本体内部において滑動すると共に前記ロッドと一体になっている、ピストン（５）に利用時に面している前記ブッシュの第１の端部（１０）に形成されているカップ状シート（９）内に組み込まれているシール組立体（８）と、
   を備えている前記密封式案内ユニット（１）において、
   前記シール組立体（８）が、
   弾性材料から作られているシールリング（１２）であって、利用時に前記ロッドと協働するために、ラジアル方向においてオーバーハングした状態で前記シールリングの対称軸線（Ａ）に向かって突出している少なくとも１つの環状シールリップ（１３）を有しているシールリング（１２）と、
   第１のフランジ状部分（１５）と前記環状シールリップ（１３）に機能的に関連しているスリーブ状部分（１６）とを備えている、金属製の環状補剛構造部（１４）と、
   を備えており、
   前記第１のフランジ状部分（１５）が、前記ブッシュの前記第１の端部（１０）の表面（１１）に当接して配置されており、
   前記表面（１１）が、前記カップ状シート（９）を外接しており、
   前記シールリング（１２）が、
   少なくとも１つの前記環状シールリップ（１３）の根元部分（１９）からラジアル方向に延在している第２のフランジ状部分（１８）と、
   前記シールリング（１２）の前記第２のフランジ状部分（１８）と一体に形成されていると共に、前記第２のフランジ状部分（１８）から、すなわち利用時に前記ピストン（５）に面している前記第２のフランジ状部分（１８）の側面からアキシアル方向に突出して延在している環状突出部（２０）と、
   を有しており、
   前記第１のフランジ状部分（１５）が、前記環状突出部（２０）の反対側において前記第２のフランジ状部分（１８）に結合されており、前記第２のフランジ状部分（１８）内に少なくとも部分的に埋設されており、前記第１のフランジ状部分（１５）の外周縁部（２１）が前記環状突出部（２０）を少なくとも外接するように前記環状突出部（２０）の下方に延在しており、これにより前記第１のフランジ状部分（１５）が、前記環状突出部（２０）全体と前記ブッシュの前記第１の端部（１０）との間に挿置されており、前記環状突出部（２０）が、利用時に前記ピストン（５）のための制限ストッパ要素となるように形成されており、
   前記環状突出部（２０）が、前記ブッシュの前記第１の端部（１０）の前記表面の反対方向から延在しており、前記ブッシュの前記第１の端部（１０）の前記カップ状シート（９）のラジアル方向外側に形成されていることを特徴とする密封式案内ユニット（１）。
2. 前記第２のフランジ状部分（１８）が、前記ブッシュ（７）の前記第１の端部（１０）の外周縁部（２７）に至るまでラジアル方向に延在しており、前記ブッシュの前記第１の端部の前記表面（１１）を完全に覆っており、
   前記第２のフランジ状部分（１８）が、ラジアル方向において厚肉化された外縁部（２８）を有しており、略環状の固定シールを形成する形体とされ、利用時に前記ショックアブソーバ（４）の前記内側壁（６）と液密に協働するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の密封式案内ユニット（１）。
3. 前記外縁部（２８）が、前記ブッシュの前記第１の端部の前記外周縁部（２７）に形成されている環状溝部（２９）内に嵌め込み式で取り付けられており、
   これにより前記シールリング（１２）が、前記環状突出部（２０）の両側（２５，３０）において、すなわち前記シールリングの前記対称軸線（Ａ）に関して最内周面及び最外周面それぞれにおいて、前記ブッシュの前記第１の端部に拘束されていることを特徴とする請求項２に記載の密封式案内ユニット（１）。
4. 前記シールリング（１２）が、前記環状突出部（２０）のアキシアル方向長さと略同一とされるアキシアル方向長さを有しているスリーブ状の中央部分（２４）を備えており、
   前記中央部分（２４）が、前記ブッシュの前記第１の端部の前記カップ状シート（９）内に締り嵌めによって結合されるように形成されており、少なくとも１つの前記環状シールリップ（１３）の反対側からアキシアル方向に延在しており、前記環状シールリップ（１３）の前記根元部分（１９）を含んでおり、
   前記中央部分（２４）が、前記環状補剛構造部の前記スリーブ状部分（１６）を内蔵しており、
   前記対称軸線（Ａ）に対して傾斜して、及び、前記シールリングの前記環状突出部（２０）及び前記スリーブ状部分（２４）の互いに隣り合っている両側面（２５，２６）に共通する接線（Ｂ）に対して略平行な方向に、前記環状補剛構造部の前記第１のフランジ状部分（１５）のラジアル方向内縁部からオーバーハングした状態で延在していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の密封式案内ユニット（１）。
5. 前記環状突出部（２０）が、半円状に湾曲した表面（２２）によって、前記第２のフランジ状部分（１８）の反対側に形成されており、
   前記半円状に湾曲した表面には、前記環状突出部（２０）の連続性を妨げている径方向ノッチそれぞれを形成するように適合されている少なくとも２つの凹所（２３）が、角度的に対称な位置に形成されており、
   前記凹所（２３）が、鞍状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の密封式案内ユニット（１）。
6. 前記シールリング（１２）が、少なくとも２つの相違するエラストマー配合物で一体に形成されており、
   少なくとも１つの前記環状シールリップ（１３）を形成するための第１のエラストマー配合物が、ＨＮＢＲ及びＦＫＭのうちから選定される弾性材料に基づき、
   少なくとも前記シールリングの前記環状突出部（２０）と対応する前記第２のフランジ状部分（１８）とを形成するための少なくとも１つの第２のエラストマー配合物が、ニトリルゴム基とされることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の密封式案内ユニット（１）。
7. 利用時にショックアブソーバ本体（４）内を滑動するピストン（５）に関連する単筒式ショックアブソーバ（３）のロッド（２）のためのシール組立体（８）であって、
   弾性材料から作られているシールリング（１２）であって、利用時に前記ロッド（２）と協働するために、ラジアル方向においてオーバーハングした状態で前記シールリングの対称軸線（Ａ）に向かって突出している少なくとも１つの環状シールリップ（１３）を有している前記シールリング（１２）と、
   前記環状シールリップ（１３）と機能的に関連しているスリーブ状部分（１６）と、第１のフランジ状部分（１５）を形成するように適合されているアセンブリ部分と、を有している金属製の環状補剛構造部（１４）と、
   を備えている前記シール組立体（８）において、
   前記シールリング（１２）が、
   少なくとも１つの前記環状シールリップ（１３）の根元部分（１９）からラジアル方向に延在している第２のフランジ状部分（１８）と、
   前記シールリング（１２）の前記第２のフランジ状部分（１８）と一体に形成されていると共に、前記第２のフランジ状部分（１８）から、利用時に前記ピストン（５）に面している前記第２のフランジ状部分（１８）の側面からアキシアル方向にオーバーハングした状態で延在している環状突出部（２０）と、
   を有しており、
   前記第１のフランジ状部分（１５）が、前記環状突出部（２０）の反対側において前記第２のフランジ状部分（１８）に結合されており、前記第２のフランジ状部分（１８）内に少なくとも部分的に埋設されており、前記第１のフランジ状部分（１５）の外周縁部（２１）が前記環状突出部（２０）を少なくとも外接するように前記環状突出部（２０）の下方に延在しており、これにより前記第１のフランジ状部分（１５）が、前記環状突出部（２０）全体とブッシュの第１の端部（１０）との間に挿置されており、前記環状突出部（２０）が、利用時に前記ピストン（５）のための制限ストッパ要素となるように形成されており、
   前記環状突出部（２０）が、半円状に湾曲した表面（２２）によって、前記第２のフランジ状部分（１８）の反対側に形成されており、
   前記半円状に湾曲した表面には、前記環状突出部の連続性を妨げている径方向ノッチそれぞれを形成するように適合されている少なくとも２つの凹所（２３）が、角度的に対称な位置に形成されており、
   前記環状突出部（２０）が、前記シールリングの中央部分（２４）のアキシアル方向長さと略同一とされるアキシアル方向長さを有しており、
   前記中央部分（２４）が、スリーブ状とされ、少なくとも１つの前記環状シールリップ（１３）の反対側からアキシアル方向に延在しており、前記環状シールリップ（１３）の前記根元部分（１９）を含んでおり、前記スリーブ状部分（１６）を内蔵しており、前記対称軸線（Ａ）に対して傾斜して、前記第１のフランジ状部分のラジアル方向内縁部からオーバーハングした状態で延在していることを特徴とするシール組立体（８）。
8. 前記シールリング（１２）が、２つの異なるエラストマー配合物で一体に形成されており、
   少なくとも１つの前記環状シールリップ（１３）を形成するための第１のエラストマー配合物が、ＨＮＢＲ及びＦＭＫのうちから選定される弾性材料に基づき、
   少なくとも前記環状突出部（２０）と対応する前記第２のフランジ状部分（１８）とを形成するための少なくとも１つの第２のエラストマー配合物が、ニトリルゴム基とされることを特徴とする請求項７に記載のシール組立体（８）。

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