JP6355067B2 - シール装置 - Google Patents

Description

本発明は、構造体の振動を低減するショックアブソーバーのシール装置に関する。

従来、自動車、産業機器あるいは建築分野では、外力によって生じた振動を吸収するためのショックアブソーバーが多岐に亘って使用されている。ショックアブソーバーとしては、例えば、作動油やガスなどの密封対象が封入されたシリンダと、シリンダ内に往復動可能に収容されたロッドとを有するピストン式のシリンダーダンパーがあり、シリンダとロッドとをそれぞれ異なる構造体に固定して、これら構造体の相対運動によって生じる周期振動を、密封対象の流体抵抗によって減衰している。このようなピストン式のショックアブソーバーでは、往復動するロッドの表面から密封対象を漏出させないように、シリンダの一端の軸封止部にシール装置が取り付けられている。

図７は、従来技術のシール装置の全体構成を示す縦断面図である。図７に示すように、従来のシール装置１００は、平ワッシャ状の金属環１０２の内径部に設けられたゴム状弾性体からなるメインリップ１０３及びダストリップ１０４、並びに不図示のロッドガイドと当接して逆止弁として機能するリップ１０５を備えている。メインリップ１０３は、不図示のロッドの表面に当接する際の適切な圧力分布を付与するために、スプリング１０６により内側に付勢されている。また、このシール装置１００には、メインリップ１０３の外部Ａ側の近傍に配置され、ロッド表面に当接する凸部１０７と、ダストリップ１０４の密封対象Ｂ側の近傍に配置され、ロッド表面に当接する凸部１０８とが設けられている（例えば、特許文献１）。

特開平１１−１３２３３８号公報

上記従来のシール装置１００では、その縦断面視において、メインリップ１０３の先端部における半径をＲ１、ダストリップ１０４の先端部における半径をＲ２としたとき、ダストリップ１０４の半径Ｒ２は、メインリップ１０３の半径Ｒ１とほぼ同一となっている。このような寸法で構成することにより、メインリップ１０３による密封対象のシール性能と、ダストリップ１０４によるダストの除去性能の両立を可能としている。しかしながら、近年、往復動するロッドとダストリップ１０４との間から泥水やダストが内部に侵入するのを確実に防止するべく、ダストリップ１０４における除去性能の更なる向上が求められている。

本発明の目的は、密封対象の良好なシール性能を維持しつつ、耐泥水性、耐ダスト性を向上することができるシール装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のシール装置は、金属環と、前記金属環に保持されたエラストマー製のシール部とを備えるシール装置であって、前記シール部は、被着体であるロッドと当接して密封対象をシールする主シールリップと、前記ロッドの軸方向に関して前記主シールリップの外部側に配置され、前記ロッドと圧接して外部側から密封対象側への異物の進入を防止する主ダストリップとを備え、前記主シールリップの最小半径をＲ１、前記主ダストリップの最小半径をＲ２、前記ロッドの半径をｒとしたとき、前記ロッドの半径ｒと前記主ダストリップの最小半径Ｒ２との差（ｒ−Ｒ２）が、前記ロッドの半径ｒと前記主シールリップの最小半径Ｒ１との差（ｒ−Ｒ１）よりも大きいことを特徴とする。

前記ロッドの半径ｒと前記主シールリップの最小半径Ｒ１との差に対する、前記ロッドの半径ｒと前記主ダストリップの最小半径Ｒ２との差（（ｒ−Ｒ２）／（ｒ−Ｒ１））が、１．２以上２．５以下であることが好ましい。

また、前記シール部は、前記ロッドの軸方向に関して前記主シールリップよりも外部側に配置され、前記主シールリップよりも大きい最小半径Ｒ１’（Ｒ１’＞Ｒ１）を有し、且つ前記ロッドと当接して密封対象をシールする副シールリップと、前記ロッドの軸方向に関して前記主ダストリップよりも密封対象側に配置され、前記主ダストリップよりも大きい最小半径Ｒ２’（Ｒ２’＞Ｒ２）を有し、且つ前記ロッドと圧接して外部側から密封対象側への異物の進入を防止する副ダストリップとを更に備える。

前記ロッドの半径ｒと前記副ダストリップの最小半径Ｒ２’との差（ｒ−Ｒ２’）が、前記ロッドの半径ｒと前記副シールリップの最小半径Ｒ１’との差（ｒ−Ｒ１’）よりも大きいことが好ましい。

また、前記主ダストリップは、前記金属環の近傍に配置された基部と、前記基部から内方且つ外部側に延出する延出部とを有し、前記延出部は、その先端が前記ロッドに圧接する位置よりも外部側に設けられ、且つ外部側に開口する切り欠きを有する。

また、前記シール装置は、車両用シリンダーダンパーのロッドに取り付けられることが好ましい。

さらに、前記シール装置は、自動車のサスペンションを構成するシリンダーダンパーに取り付けられることがより好ましい。

本発明によれば、主シールリップが、被着体であるロッドと当接して密封対象をシールすると共に、主ダストリップが、ロッドと圧接して外部側から密封対象側への異物の進入を防止する。そして、ロッドの半径ｒと主ダストリップの最小半径Ｒ２との差（ｒ−Ｒ２）が、ロッドの半径ｒと主シールリップの最小半径Ｒ１との差（ｒ−Ｒ１）よりも大きい。換言すれば、ロッドに対する主ダストリップの締め代は、主シールリップの締め代よりも大きい。これにより、シール装置をロッドに取り付ける際、主ダストリップは、主シールリップよりも大きく弾性変形し、主ダストリップは、主シールリップよりも大きな復元力でロッドに押し付けられる。したがって、ロッドに対する主ダストリップの押し付け力を高めることができる。この結果、主シールリップによる密封対象の良好なシール性能を維持しつつ、主ダストリップの耐泥水性、耐ダスト性を向上することができる。

また、ロッドの半径ｒと主シールリップの最小半径Ｒ１との差に対する、ロッドの半径ｒと主ダストリップの最小半径Ｒ２との差（（ｒ−Ｒ２）／（ｒ−Ｒ１））が、１．２以上２．５以下である。すなわち、主ダストリップの締め代は、主シールリップの締め代の１．２倍以上２．５倍以下である。このため、ロッドに対する主ダストリップの押し付け力が高まる一方で、ロッドの往復動時に過度の摺動抵抗が生じない。よって、主ダストリップの耐泥水性、耐ダスト性を向上しつつ、ロッドの往復動に対する主ダストリップの摺動抵抗に大きな影響を与えることなく、ロッドを滑らかに往復動させることができる。

また、主シールリップよりも大きい最小半径Ｒ１’を有する副シールリップが、ロッドと当接して密封対象をシールし、主ダストリップによりも大きい最小半径Ｒ２’を有する副ダストリップが、ロッドと圧接して外部側から密封対象側への異物の進入を防止する。このように２つのダストリップ及び２つのシールリップが設けられることで、密封対象のシール性を向上しつつ、耐泥水性、耐ダスト性を更に向上することができる。更に、ロッドの半径ｒと副ダストリップの最小半径Ｒ２’との差（ｒ−Ｒ２’）が、ロッドの半径ｒと副シールリップの最小半径Ｒ１’との差（ｒ−Ｒ１’）よりも大きい。すなわち、副ダストリップの締め代は、副シールリップの締め代よりも大きい。これにより、主ダストリップと同様、ロッドに対する副ダストリップの押し付け力を高めることができ、副ダストリップの耐泥水性、耐ダスト性を更に向上することができる。

さらに、主ダストリップは、金属環の近傍に配置された基部と、基部から内方且つ外部側に延出する延出部とを有し、延出部は、その先端がロッドに圧接する位置よりも外部側に設けられ、且つ外部側に開口する切り欠きを有する。シール装置がロッドに取り付けられた状態では、この切り欠きとロッドの外周面との間に、当該ロッドの軸に沿ってくさび状の溝が形成される。これにより、当該ロッドの外周面に付着して掻き出される密封対象としての作動油を切り欠き内に溜めることができ、ロッドが外部側から密封対象側に移動する際、切り欠き内に溜められた密封対象が、外部側から密封対象側に戻り易くなる。これにより、シール装置が取り付けられる被取付体の本来の機能を長期的に維持することができる。

特に、上記のようなシール装置を、自動車のサスペンションを構成するシリンダーダンパーに取り付けることにより、上記効果を確実に奏することができる。

本発明の実施形態に係るシール装置が取り付けられるシリンダーダンパーの構成を示す縦断面図である。 図１におけるシール装置の構成を概略的に示す縦断面図である。 図２におけるシール部及びロッドの径方向寸法を概略的に示す縦断面図である。 図２のシール装置の変形例を示す縦断面図である。 図４のシール装置をロッドに取り付けた状態を示す部分縦断面図である。 図４におけるダストリップ部に設けられた切り欠きの変形例を示す部分縦断面図である。 従来のシール装置の全体構成を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るシール装置が取り付けられるシリンダーダンパーの構成を示す縦断面図である。本発明のシール装置は、各種車両、特に自動車に使用され、シリンダーダンパー内に充填される作動油等の作動油組成物（以下、密封対象という）をシールすることを目的としてロッドに装着される。以下、複筒式のシリンダーダンパーを例に挙げて説明する。

図１において、シリンダーダンパー１は、互いに略同心で配置された内筒２ａ及び外筒２ｂを有するシリンダ２と、外筒２ｂの開口端近傍の内周に挿入されるとともに内筒２ａの開口端に取り付けられたロッドガイド３と、ロッドガイド３の中心孔に挿通され、内筒２ａ内を軸方向（図１の上下方向）に往復動するロッド４と、ロッド４の下端に取り付けられ、内筒２ａの内周面を軸方向に摺動するピストン５と、ロッドガイド３よりも軸方向外側であって且つ外筒２ｂの軸方向端部に配置されるシール装置１０とを備える。

シリンダ２の内筒２ａ内には密封対象６が充填され、内筒２ａ及び外筒２ｂによって形成されるリザーバ室２ｃ内には密封対象６及びガス７が充填されている。また、内筒２ａの下端には、内筒２ａ及びリザーバ室２ｃ間で密封対象６を連通可能にする連通路２ｄが形成されている。

ロッドガイド３は、ロッド４の往復動に伴って当該ロッド４の外周面４ａを介して内筒２ａ内から流出した密封対象６を、リザーバ室２ｃへ戻すための連通路３ａを有している。

ピストン５は、密封対象６が充填された内筒２ａ内に、上室２ｅ及び下室２ｆを画定する。ピストン５は、密封対象６を上室２ｅ及び下室２ｆ間で連通可能にするバルブ部５ａを有する。

シリンダーダンパー１において、例えば、ロッド４が外部側（ロッド４がシリンダ２から抜き出される方向）へ移動すると、ピストン５が上方へ移動し、上室２ｅの容積が減少すると共に、下室２ｆの容積が増加する。このとき、上室２ｅ内の圧力が増加し、下室２ｆ内の圧力が減少する。上室２ｅ及び下室２ｆの圧力変動に伴って、上室２ｅ内の密封対象６は、ピストン５のバルブ部５ａを通って下室２ｆへ流入し、これと同時に、リザーバ室２ｃ内の密封対象６は、内筒２の連通路２ｄを通って下室２ｆへ流入する。本動作において、密封対象６がピストン２のバルブ部５ａを通流する際に流体抵抗が生じ、この流体抵抗により、ロッド４の往復動に対する減衰力を発生させている。また、下室２ｆに保持された密封対象６でのキャビテーション（気泡発生）を防ぐため、下室２ｆには、リザーバ室２ｃから迅速に密封対象６を補充する必要がある。このため、リザーバ室２ｃ内の密封流体６にガス７により常時圧力を加えておくとともに、連通路２ｄは密封対象６の流れを極力妨げないように構成されている。

一方、ロッド４が内部側（ロッド４がシリンダ２内に挿入される方向）へ移動すると、ピストン５が下方へ移動し、上室２ｅの容積が増加すると共に、下室２ｆの容積が減少する。このとき、上室２ｅ内の圧力が減少し、下室２ｆ内の圧力が増加する。上室２ｅ及び下室２ｆの圧力変動に伴って、下室２ｆ内の密封対象６は、内筒２ａの下端に設けられた不図示のバルブ部を通ってリザーバ室２ｃへ流入し、これと同時に、下室２ｆ内の密封対象６は、ピストン５に設けられた不図示の連通路を通って上室２ｅ内にも流入する。本動作においても、密封対象６が内筒２ａの不図示のバルブ部を通流する際の流体抵抗により、ロッド４の往復動に対する減衰力を発生させている。また、ピストン５に設けられた不図示の連通路は密封対象６の流れを極力妨げないように構成されている。

図２は、図１におけるシール装置１０の構成を概略的に示す縦断面図である。なお、図２のシール装置は、その一例を示すものであり、本発明に係るシール装置の構成は、図１のものに限られないものとする。

図２に示すように、シール装置１０は、金属環２０と、該金属環２０に保持されたエラストマー製のシール部３０と、該シール部３０に嵌着されたガータースプリング４０とを備える。シール装置１０は略円環状の部材であり、その環状空間内に被着体であるロッド４が挿通されると、ガータースプリング４０の復元力により、シール部３０の内周部がロッド４の外周面４ａに圧接される。

金属環２０は、ロッド４と略同心で配置され、外筒２ｂの一端に固定されている。金属環２０の外周部２０ａは、その上面２０ｂに外筒２ｂの内向きフランジ２ｂ’によって圧縮力が加えられた状態で、外筒２ｂに固定されている。金属環２０を固定する場合、例えば、シール装置１０を外筒２ｂ内の所定位置まで圧入した後、外部Ａ側に延在する外筒２ｂの上端部を径方向内方（ロッド４に向かう方向）に曲げ加工して内向きフランジ２ｂ’を形成する。金属環２０の下方にはロッドガイド３が配置されており（図１）、金属環２０の下面２０ｃに加硫接着された後述の嵌入部が、ロッドガイド３に圧接している。また、金属環２０には、シール部３０が加硫接着されている。

シール部３０は、金属環２０の径方向内側に配置され、且つロッド４の軸方向に関して金属環２０よりも密封対象Ｂ側に設けられるシールリップ部３１と、金属環２０の径方向内側に配置され、且つロッド４の軸方向に関して金属環２０よりも外部Ａ側に設けられるダストリップ部３２とを備える。また、シール部３０は、金属環２０の下面２０ｃに設けられ、且つその外周部から密封対象Ｂ側に向かって延出する嵌入部３３を備える。嵌入部３３は、径方向外側に延出する突起３３ａを有しており、突起３３ａの最大半径は、外筒２ｂの半径よりも大きい。したがって、シール装置１０が外筒２ｂに圧入されると、突起３３ａが外筒２ｂの内周面に圧接し、嵌入部３３が、径方向内方に撓んだ状態で保持される。シール部３０は、合成ゴムなどのエラストマーで成形されており、例えばＮＢＲ又はＨＮＢＲからなる。

シールリップ部３１は、金属環２０の径方向内側近傍で且つ密封対象Ｂ側に配置された基部３１ａと、基部３１ａから径方向内方且つ密封対象Ｂ側に延出する延出部３１ｂとを備える。延出部３１ｂの径方向内側には後述する主シールリップ及び副シールリップが形成されている。また、延出部３１ｂの径方向外側には、ガータースプリング４０を収容する収容溝３１ｃが形成されている。シールリップ部３１は、延出部３１ｂの径方向内側に形成され、延出部３１ｂから内方に突出する主シールリップ３４と、基部３１ａの径方向内側に形成され、延出部３１ｂから内方に突出する副シールリップ３５とを備える。

主シールリップ３４は、金属環２０の近傍に配置された副シールリップ３５よりも密封対象Ｂ側に配置されており、軸方向に往復動するロッド４と摺接して密封対象６をシールする。この主シールリップ３４は、径方向断面略Ｖ字型であり、その頂部３４ａがロッド４の外周面４ａに摺動可能に圧接する。具体的には、主シールリップ３４は、ロッド４の外周面４ａに圧接する頂部３４ａと、該頂部３４ａから外部Ａ側に形成された傾斜部３４ｂと、頂部３４ａから密封対象Ｂ側に形成された傾斜部３４ｃとを備える。外部Ａ側の傾斜部３４ｂは、頂部３４ａに関して密封対象Ｂ側の傾斜部３４ｃの反対側に形成されている。また、外部Ａ側の傾斜部３４ｂとロッド４の外周面４ａとのなす角度は、密封対象Ｂ側の傾斜部３４ｃとロッド４の外周面４ａとのなす角度よりも小さい。これにより、ロッド４が往復動する際に密封対象６は外部Ａ側から密封対象Ｂ側へ移動し易くなり、主シールリップ３４における密封対象Ｂ側から外部Ａ側への、密封対象６の漏出が防止される。

副シールリップ３５は、軸方向に往復動するロッド４と当接して密封対象６をシールする。副シールリップ３５は、主シールリップ３４と同様、径方向断面略Ｖ字型であり、その頂部３５ａがロッド４の外周面４ａに摺動可能に当接する。さらに、副シールリップ３５は、ロッド４の外周面４ａに当接する頂部３５ａと、該頂部から外部Ａ側に形成された傾斜部３５ｂと、頂部３５ａから密封対象Ｂ側に形成された傾斜部３５ｃとを備える。外部Ａ側の傾斜部３５ｂとロッド４の外周面４ａとのなす角度は、密封対象Ｂ側の傾斜部３５ｃとロッド４の外周面４ａとのなす角度よりも小さい。このような構成により、副シールリップ３５における密封対象Ｂ側から外部Ａ側への、密封対象６の漏出が防止される。

また、副シールリップ３５は、ロッド４の軸方向に関して主シールリップ３４よりも外部Ａ側、すなわち金属環２０側に配置されている。したがって、副シールリップ３５の径方向剛性をより高めることができる。このように、副シールリップ３５の径方向剛性が高くなるため、ロッド４が偏心を伴って往復動する場合であっても、副シールリップ３５の変形が抑制され、副シールリップ３５とロッド４との接触を維持することができる。結果として、副シールリップ３５による密封対象６のシール性能を向上することができる。

ダストリップ部３２は、金属環２０の径方向内側近傍で且つ外部Ａ側に配置された基部３２ａと、基部３２ａから径方向内方且つ外部Ａ側に延出する延出部３２ｂとを備える。ダストリップ部３２は、延出部３２ｂの径方向内側に形成され、延出部３２ｂから内方に突出する主ダストリップ３６と、基部３２ａの径方向内側に形成され、延出部３２ｂから内方に突出する副ダストリップ３７とを備える。主ダストリップ３６は、金属環２０の近傍に配置された副ダストリップ３７よりも外部Ａ側に配置されている。主ダストリップ３６は、軸方向に往復動するロッド４と摺接して外部Ａ側から密封対象Ｂ側への異物の進入を防止する。また、ロッド４と摺接する主ダストリップ３６の先端部３６ａは、径方向内方に凸状湾曲に形成されている。よって、この先端部３６ａがロッド４の外周面４ａにより大きな接触面を持って圧接するので、主ダストリップ３６の耐泥水性、耐ダスト性を更に向上することができる。

また、基部３２ａの延出方向Ｘと延出部３２ｂの延出方向Ｙとは異なっており、延出部３２ｂの延出方向Ｙとロッド４の外周面４ａとのなす角度は、基部３２ａの延出方向Ｘとロッド４の外周面４ａとのなす角度よりも大きい。このような構成により、主ダストリップ３６とロッド４の外周面４ａとの接触圧を高くすることができ、且つ主ダストリップ３６の径方向剛性を高めることができる。よって、ロッド４が偏心を伴って往復動する場合であっても、主ダストリップ３６の変形が抑制され、上記接触圧を維持することができる。

副ダストリップ３７は、軸方向に往復動するロッド４と摺接して外部Ａ側から密封対象Ｂ側への異物の進入を防止する。また、ロッド４と摺接する副ダストリップ３７の先端部３７ａは、径方向内方に凸状湾曲に形成されている。具体的には、先端部３７ａは、主ダストリップ３６の先端部３６ａよりも大きい曲率を有する。よって、この先端部３７ａはロッド４の外周面４ａに、より大きな接触面を持って圧接するので、副ダストリップ３７とロッド４の外周面４ａとの接触圧を適度に弱めて摺動抵抗を低減しつつ、ダストリップ部３２の耐泥水性、耐ダスト性を更に向上することができる。

また、副ダストリップ３７は、ロッド４の軸方向に関して主ダストリップ３６よりも密封対象Ｂ側、すなわち金属環２０側に配置されている。したがって、副ダストリップ３７の径方向剛性をより高めることができる。このように、副ダストリップ３７の径方向剛性が高くなるため、ロッド４が偏心を伴って往復動する場合であっても、副ダストリップ３７の変形が抑制され、副ダストリップ３７とロッド４との接触圧を維持することができる。

上記のように構成されるシール部３０では、図３に示すように、主シールリップ３４の最小半径（頂部３４ａの半径）をＲ１、主ダストリップ３６の最小半径（先端部３６ａの半径）をＲ２、ロッド４の半径をｒとしたとき、ロッド４の半径ｒと主ダストリップ３６の最小半径Ｒ２との差（ｒ−Ｒ２）が、ロッド４の半径ｒと主シールリップ３４の最小半径Ｒ１との差（ｒ−Ｒ１）よりも大きい。すなわち、ロッド４に対する主ダストリップ３６の締め代は、主シールリップ３４の締め代よりも大きい。これにより、シール装置１０をロッド４に取り付ける際、主ダストリップ３６は、主シールシップ３４よりも大きく弾性変形し、主ダストリップ３６は、主シールリップ３４よりも大きな復元力でロッド４に押し付けられる。

具体的には、ロッド４の半径ｒと主シールリップ３４の最小半径Ｒ１との差に対する、ロッド４の半径ｒと主ダストリップ３６の最小半径Ｒ２との差（（ｒ−Ｒ２）／（ｒ−Ｒ１））が、１．２以上２．５以下である。すなわち、主ダストリップ３６の締め代は、主シールリップ３４の締め代の１．２倍以上２．５倍以下である。より具体的には、主シールリップ３４の締め代（ｒ−Ｒ１）を０．５ｍｍ、主ダストリップ３６の締め代（ｒ−Ｒ２）を１．０ｍｍとすることが好ましい。また、主シールリップ３４の締め代（ｒ−Ｒ１）を０．５ｍｍ、主ダストリップ３６の締め代（ｒ−Ｒ２）を０．７ｍｍとしてもよい。結果として、ロッド４に対する主ダストリップ３６の押し付け力が高まる一方で、ロッド４の往復動時に過度の摺動抵抗が生じない。

また、副シールリップ３５は、主シールリップ３４の最小半径（頂部３４ａの半径）Ｒ１よりも大きな最小半径（頂部３５ａの半径）Ｒ１’を有する。副ダストリップ３７は、主ダストリップ３６の最小半径（先端部３６ａの半径）Ｒ２よりも大きな最小半径（先端部３７ａの半径）Ｒ２’を有する。そして、ロッド４の半径ｒと副ダストリップ３７の最小半径Ｒ２’との差（ｒ−Ｒ２’）が、ロッド４の半径ｒと副シールリップ３５の最小半径Ｒ１’との差（ｒ−Ｒ１’）よりも大きい。すなわち、副ダストリップ３７の締め代は、副シールリップ３５の締め代よりも大きい。具体的には、副ダストリップ３７の締め代（ｒ−Ｒ２’）を０．２５ｍｍ、副シールリップ３５の締め代（ｒ−Ｒ１’）を０ｍｍとすることが好ましい。これにより、主ダストリップ３６と同様、副ダストリップ３７は、副シールリップ３５よりも大きな復元力でロッド４に押し付けられる。

上述したように、本実施形態によれば、主シールリップ３４が、被着体であるロッド４と圧接して密封対象６をシールすると共に、主ダストリップ３６が、ロッド４と圧接して外部Ａ側から密封対象Ｂ側への異物の進入を防止する。そして、ロッド４の半径ｒと主ダストリップ３６の最小半径（先端部３６ａの半径）Ｒ２との差（ｒ−Ｒ２）が、ロッド４の半径ｒと主シールリップ３４の最小半径（頂部３４ａの半径）Ｒ１との差（ｒ−Ｒ１）よりも大きい。これにより、ロッド４に対する主ダストリップ３６の押し付け力を高めることができ、主シールリップ３４による密封対象６の良好なシール性能を維持しつつ、主ダストリップ３６の耐泥水性、耐ダスト性を向上することができる。

また、ロッド４の半径ｒと主シールリップ３４の最小半径Ｒ１との差に対する、ロッド４の半径ｒと主ダストリップ３６の最小半径Ｒ２との差（（ｒ−Ｒ２）／（ｒ−Ｒ１））が、１．２以上２．５以下である。このため、主ダストリップ３６の耐泥水性、耐ダスト性を向上しつつ、ロッド４の往復動に対する主ダストリップ３６の摺動抵抗に大きな影響を与えることなく、ロッド４を滑らかに往復動させることができる。

また、主シールリップ３４よりも大きい最小半径（頂部３５ａの半径）Ｒ１’を有する副シールリップ３５が、ロッド４と当接して密封対象６をシールし、主ダストリップ３６よりも大きい最小半径（先端部３７ａの半径）Ｒ２’を有する副ダストリップ３７が、ロッド４と圧接して外部Ａ側から密封対象Ｂ側への異物の進入を防止する。これにより、密封対象６のシール性を向上しつつ、耐泥水性、耐ダスト性を更に向上することができる。更に、ロッド４の半径ｒと副ダストリップ３７の最小半径Ｒ２’との差（ｒ−Ｒ２’）が、ロッド４の半径ｒと副シールリップ３５の最小半径Ｒ１’との差（ｒ−Ｒ１’）よりも大きい。これにより、主ダストリップ３６と同様、ロッド４に対する副ダストリップ３７の押し付け力を高めることができ、副ダストリップ３７の耐泥水性、耐ダスト性を更に向上することができる。

図４及び図５は、図２のシール装置の変形例を示す縦断面図である。図２のシール装置と比較して図４及び図５のシール装置は、主ダストリップの先端部の形状が異なっており、これ以外の部分については図２のシール装置１０と基本的に同じであるので、共通する部分の説明を省略し、以下に異なる部分を説明する。

図４において、シール装置１０ａのダストリップ部３２は、シール装置１０と同様に、金属環２０の径方向内側近傍で且つ外部Ａ側に配置された基部３２ａと、基部３２ａから径方向内方且つ外部Ａ側に延出する延出部３２ｂとを備える。この延出部３２ｂは、その先端がロッド４に圧接する圧接位置よりも外部Ａ側に設けられ、且つ外部Ａ側に開口する切り欠き３８を備える（図５）。この切り欠き３８は、延出部３２ｂの外部Ａ側の端面３２ｂ’から略垂直方向に延びる延在面３８ａと、この延在面３８ａの密封対象Ｂ側の端部から主ダストリップ３６の先端部３６ａ（ロッド４との当接部）まで連続して設けられる凸状湾曲面３８ｂとによって形成される。

シール装置１０ａがロッド４に取り付けられた状態では、切り欠き３８とロッド４の外周面４ａとの間に環状溝が形成される。具体的には、延在面３８ａとロッド４の外周面４ａとの間にオイル貯留用の溝が形成され、凸状湾曲面３８ｂとロッド４の外周面４ｂとの間には、オイル戻し用のくさび状の溝が形成される。

ここで、ロッド４の往復動に伴ってロッド４が外部Ａ側から密封対象Ｂ側に移動する際、ロッド４の外周面４ａに付着した作動油の一部は、ロッド４と主ダストリップ３６とが摺接することによって密封対象Ｂ側に戻れず外部Ａ側に残ってしまうことがある。このため、長期間の使用により、密封対象６の量が使用開始時よりも減少し、シリンダーダンパーとしての機能を低下させる要因となる。また、作動油がロッド４の外周面４ａに付着するため、外観上あるいはメンテナンス作業上も好ましくない。

そこで本発明では、上述のように、ダストリップ部３２の切り欠き３８とロッド４の外周面４ａとの間に、当該ロッド４の軸に沿ってくさび状の溝が形成される。これにより、当該ロッド４の外周面４ａに付着して掻き出される作動油を切り欠き３８内に溜めることができ、ロッド４が外部Ａ側から密封対象Ｂ側に移動する際、切り欠き３８内に溜められた密封対象６が、密封対象Ｂ側に戻り易くなる。よって、シール装置１０ａが取り付けられる被取付体の本来の機能を長期的に維持することができる。

特に、自動車のサスペンションを構成するシリンダーダンパーには、未舗装路などの悪路走行時に多量の泥水やダストが飛着する場合がある。このような使用環境において、本発明のシール装置をシリンダーダンパー１のロッド４に取り付けることにより、上記効果を確実に奏することができる。

以上、上記実施形態に係るシール装置について述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、図６に示すように、図６の切り欠き３８’は、延出部３２ｂの外部Ａ側の端面３２ｂ’から略垂直方向に延びる延在面３８ａと、この延在面３８ａの密封対象Ｂ側の端部から主ダストリップ３６の先端部３６ａ’まで連続して設けられる平面３８ｂ’によって形成されていてもよい。本構成においても、平面３８ｂ’とロッド４の外周面４ａとの間に、当該ロッド４の軸に沿ってくさび状の溝が形成される。これにより、当該ロッド４の外周面４ａに付着して掻き出される作動油を切り欠き３８’内に溜めることができ、また、切り欠き３８’内に溜められた密封対象６を密封対象Ｂ側に戻すことができる。

また、上記実施形態では、主ダストリップ３６に設けられた切り欠き３８、３８’は凸状湾曲面３８ｂ又は平面３８ｂ’によって形成されているが、これに限らず、切り欠き３８、３８’とロッド４の外周面４ａとの間に、当該ロッド４の軸に沿ってくさび状の溝が形成される構成であれば、他の形状を有する切り欠きであってもよい。また、シール装置１０ａがロッド４に取り付けられた際に延在面３８ａとロッド４の外周面４ａとの間にくさび状の溝が形成される構成であればよく、また、オイル貯留用の溝が形成されない構成であってもよい。

また、ガータースプリング４０は、シールリップ部３１の延出部３１ｂの径方向外側に形成された収容溝３１ｃに配置されているが、これに加えて、ガータースプリングとそれが収容される収容溝が、ダストリップ部３２の延出部３２ｂの径方向外側に形成されてもよい。これにより、主シールリップ３４及び主ダストリップ３６を、ガータースプリング４０を用いてロッド４に押し付けることができる。また、収容溝３１ｃやガータースプリング４０が設けられてなくてもよい。

また、図２に示すシール装置１０は、副ダストリップ３７を備えているが、図４のシール装置１０ａのように、副ダストリップを備えていなくてもよい。

図２に示すシール装置１０では、嵌入部３３は、金属環２０の下面２０ｃに設けられ、その外周部から密封対象Ｂ側に向かって延出するが、図４のシール装置１０ａのように、嵌入部３３は、金属環２０の上面２０ｂに設けられ、その外周部から外部Ａ側に向かって延出してもよい。

図２に示すシール装置１０では、ダストリップ部３２の基部３２ａの延出方向Ｘと延出部３２ｂの延出方向Ｙとは異なっているが、これに限らず、図４から図６のシール装置１０ａのように、延出方向Ｘと延出方向Ｙとは同じであってもよい。

主シールリップ３４は、径方向断面略Ｖ字型に限らず、ロッド４の外周面４ａに摺動可能に当接する端部を有していれば、他の形状であってもよい。

また、シール装置が、金属環２０の下面２０ｃ近傍（密封対象Ｂ側）に、ロッド４の外周面４ａを介して内筒２ａ内から流出した密封対象６を、リザーバ室２ｃへ戻す方向にだけ通流させる逆止弁を備えていてもよい。

本発明のシール装置は、車両用シリンダーダンパー、特に自動車のサスペンションを構成するシリンダーダンパーに取り付けられるものとして極めて有用である。

１ シリンダーダンパー
２ シリンダ
２ａ 内筒
２ｂ 外筒
２ｂ’ 内向きフランジ
２ｃ リザーバ室
２ｄ 連通路
２ｅ 上室
２ｆ 下室
３ ロッドガイド
３ａ 連通路
４ ロッド
４ａ 外周面
５ ピストン
５ａ バルブ部
６ 密封対象
７ ガス
１０ シール装置
２０ 金属環
２０ａ 外周部
２０ｂ 上面
２０ｃ 下面
３０ シール部
３１ シールリップ部
３１ａ 基部
３１ｂ 延出部
３１ｃ 収容溝
３２ ダストリップ部
３２ａ 基部
３２ｂ 延出部
３２ｂ’ 端面
３３ 嵌入部
３３ａ 突起
３４ 主シールリップ
３４ａ 頂部
３４ｂ、３４ｃ 傾斜部
３５ 副シールリップ
３５ａ 頂部
３５ｂ、３５ｃ 傾斜部
３６ 主ダストリップ
３６ａ、３６ａ’ 先端部
３７ 副ダストリップ
３７ａ 先端部
３８、３８’ 切り欠き
３８ａ 延在面
３８ｂ 凸状湾曲面
３８ｂ’ 平面
４０ ガータースプリング
Ｒ１ 主シールリップの最小半径
Ｒ１’ 副シールリップの最小半径
Ｒ２ 主ダストリップの最小半径
Ｒ２’ 副ダストリップの最小半径
ｒ ロッドの半径

Claims (6)

1. 金属環と、前記金属環に保持されたエラストマー製のシール部とを備えるシール装置であって、
   前記シール部は、被着体であるロッドと当接して密封対象をシールする主シールリップと、前記ロッドの軸方向に関して前記主シールリップの外部側に配置され、前記ロッドと圧接して外部側から密封対象側への異物の進入を防止する主ダストリップとを備え、
   前記主ダストリップは、前記金属環の近傍に配置された基部と、前記基部から内方且つ外部側に延出する延出部とを有し、
   前記延出部は、その先端が前記ロッドに圧接する位置よりも外部側に設けられ、且つ外部側に開口し、前記ロッドとの間に環状の溝を形成する切り欠きを有し、
   前記主シールリップの最小半径をＲ１、前記主ダストリップの最小半径をＲ２、前記ロッドの半径をｒとしたとき、前記ロッドの半径ｒと前記主ダストリップの最小半径Ｒ２との差（ｒ−Ｒ２）が、前記ロッドの半径ｒと前記主シールリップの最小半径Ｒ１との差（ｒ−Ｒ１）よりも大きいことを特徴とするシール装置。
2. 前記ロッドの半径ｒと前記主シールリップの最小半径Ｒ１との差に対する、前記ロッドの半径ｒと前記主ダストリップの最小半径Ｒ２との差（（ｒ−Ｒ２）／（ｒ−Ｒ１））が、１．２以上２．５以下であることを特徴とする、請求項１記載のシール装置。
3. 前記シール部は、前記ロッドの軸方向に関して前記主シールリップよりも外部側に配置され、前記主シールリップよりも大きい最小半径Ｒ１’（Ｒ１’＞Ｒ１）を有し、且つ前記ロッドと当接して密封対象をシールする副シールリップと、前記ロッドの軸方向に関して前記主ダストリップよりも密封対象側に配置され、前記主ダストリップよりも大きい最小半径Ｒ２’（Ｒ２’＞Ｒ２）を有し、且つ前記ロッドと圧接して外部側から密封対象側への異物の進入を防止する副ダストリップとを更に備えることを特徴とする、請求項１又は２記載のシール装置。
4. 前記ロッドの半径ｒと前記副ダストリップの最小半径Ｒ２’との差（ｒ−Ｒ２’）が、前記ロッドの半径ｒと前記副シールリップの最小半径Ｒ１’との差（ｒ−Ｒ１’）よりも大きいことを特徴とする、請求項３記載のシール装置。
5. 車両用シリンダーダンパーのロッドに取り付けられることを特徴とする、請求項１記載のシール装置。
6. 自動車のサスペンションを構成するシリンダーダンパーに取り付けられることを特徴とする、請求項５記載のシール装置。

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