JP6454149B2

JP6454149B2 - シール部材

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Publication number: JP6454149B2
Application number: JP2014258224A
Authority: JP
Inventors: 直喜久保田
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2034-12-22
Also published as: JP2016118252A

Description

この発明は、シール部材に関する。

例えば、フロントフォークにおいては、ダストの侵入を防止するために、環状のダストシールがアウターチューブとインナーチューブの間に設けられている。近年、フロントフォークが、オフロード走行等の厳しい使用環境下で使用されても塵や埃などのダストのフロントフォークの内部への侵入を防止できるよう配慮したダストシールが開発されている。

このダストシールは、アウターチューブに固定され、前記アウターチューブに進退自在に挿入されるインナーチューブ側に傾斜して延びる、前記インナーチューブの外周に摺接するメインリップとサブリップとを備えており、サブリップより大気側に設けられたメインリップが掻き落とし損ねたダストをサブリップで掻き落とすことで、ダストの侵入を防止している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３０８２０４

ここで、フロントフォークのモーメント作用時におけるインナーチューブの偏芯に対する追従性を発揮するために、従来の特許文献１のダストシールのサブリップを肉薄な形状として前記サブリップに柔軟性を持たせている。

また、サブリップの肉厚を厚くすれば、剛性は高まるが、サブリップが柔軟性を失ってしまうため、インナーチューブの偏芯に追従できなくなって、インナーチューブ外周のシール性が低下してしまう。さらに、従来の特許文献１のダストシールは、メインリップとサブリップとの間に、サブリップが掻き出したダストを溜めておけるポケット部を備えており、前記ポケット部を設けるためにサブリップの肉厚を厚くすることが難しくなっている。

他方、サブリップの剛性が低いと、サブリップがインナーチューブを締めつける緊迫力が弱くなってしまうため、従来の特許文献１のサブリップは、ダストの掻き出しの点で改善が要望されている。

加えて、シール部材の主原料であるゴムは、インナーチューブの進退移動によって発生する摺動熱により熱劣化を起こし、硬化して柔軟性を失ってしまう、いわゆるクリープ現象が起こる問題もある。従来の特許文献１のダストシールにおいても、クリープ現象によって柔軟性が減少することで、ダストシールの締め代が減り、緊迫力が弱くなってしまって、ダストの掻き出し能力が低下する問題がある。

そこで、本発明の目的は、サブリップのダスト掻き出し能力を向上させるとともに、従来はクリープ現象により緊迫力が弱っていたサブリップの初期性能を維持することができるシール部材を提供することである。

前記課題を解決するための手段は、筒部材に進退自在に挿入される軸部材を囲む環状の基部の内周から大気側に延びるメインリップとサブリップを直列に設け、前記サブリップの外周に設けられ、前記サブリップ内径の拡開を抑制して、前記サブリップの緊迫力を高める環状の緊迫部材を備えることを特徴とする。

また、前記基部、前記メインリップまたは前記サブリップに、前記緊迫部材の少なくとも一か所を抜け止めするストッパ部を設けてもよい。前記構成を備えることで、前記緊迫部材が前記ストッパ部によって抜け止めされるため、前記緊迫部材が動作中に脱落してしまうのを防止できる。

また、前記緊迫部材が、前記メインリップの内周に接する内周部と前記サブリップの外周に接する外周部と、前記内周部と前記外周部を連結させる連結部とを有する部材であってもよい。前記構成を備えることで、前記緊迫部材は、前記メインリップの内周と前記サブリップとの外周の両側に接しているため、サブリップの内径を拡開する方向に力が働いたとき、メインリップの内周から押し返す力が働いて、さらにサブリップの剛性を高め、口開きを防止することができる。

また、前記メインリップの内周と前記サブリップの外周の間に断面Ｖ字状のポケット部が形成され、前記緊迫部材が、断面Ｖ字状であってもよい。前記構成を備えることで、前記メインリップを通過したものの前記サブリップで掻き落としたダストを溜めて、ダストが内部に侵入するのを防止する前記ポケット部の機能を阻害しない。あるいは、前記緊迫部材は、リング型であって前記サブリップの外周面のみに当接するようにしてもよい。

また、前記緊迫部材は、金属製または樹脂製であってもよい。前記構成を備えることで、前記緊迫部材が金属製の場合は、剛性が高い上、加工がしやすくなる。前記緊迫部材が樹脂製の場合は、柔軟性があるため、メインリップの外周に組み込みやすくなる。また、前記緊迫部材が、前記サブリップが摺接する摺接部の全体を外周側から覆うようにしてもよい。

その結果、サブリップのダスト掻き出し能力を向上させるとともに、従来はクリープ現象により緊迫力が弱っていたサブリップの初期性能を維持することができる。

本実施の形態に係るフロントフォークの縦断面図である。図１のシール部材を示す拡大縦断面図である。本実施の形態に係る緊迫部材を示す斜視断面図である。他の実施の形態に係る緊迫部材を示す斜視断面図である。図４の緊迫部材を備えたシール部材を示す縦断面図である。ストッパ部の一実施の形態を示すポケット部の拡大縦断面図である。ストッパ部の他の実施の形態を示すポケット部の拡大縦断面図である。

以下に、図示した本実施の形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るシール部材１は、フロントフォーク１０のインナーチューブ２を軸部材として、このインナーチューブ２の外周をシールするようになっている。具体的には、シール部材１は、筒部材３に進退自在に挿入される軸部材２を囲む環状の基部４と、前記基部４の内周に設けられて大気側に傾斜して延び、前記軸部材２の外周に摺接する環状のメインリップ５と、前記基部４の内周に前記メインリップ５の密封側に直列に設けられて大気側に傾斜して延び、前記軸部材２の外周に摺接する環状のサブリップ６と、前記サブリップ６の外周に、前記サブリップ６内径の拡開を抑制する環状の緊迫部材７を備えている。

前記シール部材１は、フロントフォーク１０に用いられている。

図１に示すように、前記フロントフォーク１０は、環状のアウターチューブ３と、前記アウターチューブ３に軸方向移動自在に挿入される環状のインナーチューブ２と、前記アウターチューブ３の内周に装着されて、前記インナーチューブ２の外周に摺接する環状の軸受１１と、前記インナーチューブ２の外周に装着されて、前記アウターチューブ３の内周に摺接する軸受１２と、前記インナーチューブ２及び前記アウターチューブ３内に収納されるダンパ１３とを備えている。ダンパ１３は、図１中下端がアウターチューブ３の底部に取り付けられたシリンダ１５と、シリンダ１５内に摺動自在に挿入されてシリンダ１５内を二つの圧力室に区画する図示しないピストンと、一端がピストンに連結されるとともに図中上端がインナーチューブ２の頂部に取り付けられるピストンロッド１４とを備えており、伸縮時に所定の減衰力を発揮する。したがって、このフロントフォーク１０が伸縮すると、ダンパ１３も伸縮するので、フロントフォーク１０の伸縮を防げる減衰力が発揮される。また、シリンダ１５とインナーチューブ２との間には懸架ばね１６が介装されており、フロントフォーク１０は常に懸架ばね１６によって伸長方向へ附勢され、これにより、フロントフォーク１０を二輪車等に適用した際に車体を弾性支持することができる。

なお、ダンパ１３は、シリンダ１５をインナーチューブ２に、ピストンロッド１４をアウターチューブ３に取り付けるようにしてもよく、フロントフォーク１０は、インナーチューブ２を下方にアウターチューブ３を上方に配置することも可能である。

前記シール部材１は、前記アウターチューブ３の開口端部に設けられ、前記インナーチューブ２が前記アウターチューブ３内に進入する際に、前記インナーチューブ２に附着しているダストを掻き落として、フロントフォーク１０内部への侵入を防ぐ。

なお、本明細書で用いられる作動流体は、作動油、水、水溶液、電気粘性流体、磁気粘性流体等、フロントフォーク及びその他のダンパに適用可能なものを採用することができる。

以下、シール部材１の構成について詳細に説明する。

図２に示すように、本実施の形態に係る基部４は、軸方向に延びる環状の本体部４ａと、前記本体部４ａの上端から外周径方向かつ外方へ向けて突出する環状のフランジ４ｂと、前記本体部４ａおよび前記フランジ４ｂ内に設けたＬ字状の芯金４ｃとを備えている。

図２に示すように、本実施の形態に係るメインリップ５は、環状であって、本体部４ａ内周の図中上端から大気側に傾斜しながら内周側へ向けて延び、先端が軸部材２としてのインナーチューブ２の外周に摺接する。

図２に示すように、本実施の形態に係るサブリップ６は、環状であって、本体部４ａ内周のメインリップ５の密封側である図中下方から大気側に傾斜しながら内周側へ向けて延び、先端がインナーチューブ２の外周に摺接する。

前記メインリップ５と前記サブリップ６は、内径がインナーチューブ２の外径より小さいため、前記インナーチューブ２が挿入されると前記メインリップ５と前記サブリップ６は撓む。撓んだ前記メインリップ５と前記サブリップ６は、撓んだ分を復元しようとするので、反発力が発生する。この反発力によって、メインリップ５とサブリップ６にインナーチューブ２を締め付ける緊迫力が発生する。

この緊迫力によって、前記メインリップ５と前記サブリップ６は、インナーチューブ２に密着して、インナーチューブ２のアウターチューブ３への進退行程時にインナーチューブ２に附着したダストを掻き落とす。

図２に示すように、本実施の形態においては、前記基部４と前記メインリップ５の内周面５ａと前記サブリップ６の外周面６ａの間に断面Ｖ字状のポケット部Ｐが形成されている。前記ポケット部Ｐは、メインリップ５を通過したもののサブリップ６で掻き落としたダストを溜めることができ、ダストがフロントフォーク１０内部に侵入するのを防止することができる。

また、前記ポケット部Ｐには、環状で断面Ｖ字状の緊迫部材７が嵌め込まれており、前記緊迫部材７が前記サブリップ６の拡開を抑制することで、前記サブリップ６の緊迫力を高め、ダストの掻き出し性を向上させることができる。

また、本実施の形態に係るサブリップ６は、フロントフォーク等に組み込まれて使用されると、クリープ現象によって徐々に柔軟性が減少し、サブリップ６の締め代が減り、緊迫力が弱くなるが、上述のように前記ポケット部Ｐに緊迫部材７を嵌めこむことで、緊迫力が向上し、前記サブリップ６の初期性能を維持することができる。

転じて、図２に示すように、本実施の形態に係るアウターチューブ３には、開口端部の内周に凹部３ａを設けてある。

そして、図２に示すように、本実施の形態に係るシール部材１の本体部４ａは、フランジ４ｂをアウターチューブ３の図中上端に当接させるようにして、凹部３ａの内に圧入される。本体部４ａおよびフランジ４ｂ内には芯金４ｃが設けてあるので、本体部４ａがアウターチューブ３の凹部３ａ内に圧入されると、シール部材１は強固にアウターチューブ３に固定される。また、芯金４ｃを設けているので本体部４ａはアウターチューブ３の凹部３ａの内側に強く密着し、フランジ４ｂもアウターチューブ３の端部に強く密着して、シール部材１はアウターチューブ３の内周をシールする。そして、シール部材１の内周側にインナーチューブ２が挿入されると、メインリップ５とサブリップ６が撓んで、インナーチューブ２の外周を締め付け、インナーチューブ２の外周がシールされる。

なお、アウターチューブ３の凹部３ａ内であって、シール部材１の図中下方には、フロントフォーク内からの作動流体の漏えいを防止する流体シール９が設けられている。

以下、緊迫部材７について詳しく説明する。

図２および図３に示すように、本実施の形態に係る前記緊迫部材７は、メインリップ５の内周面５ａに接する内周部７ａと、サブリップ６の外周面６ａに接する外周部７ｂと、それらを連結させる連結部７ｃで断面Ｖ字状に形成されている。外周部７ｂの長さは、少なくとも前記サブリップ６の外周面６ａの長さの半分以上ある方が好ましい。外周部７ｂの長さが、前記サブリップ６の外周面６ａの長さの半分以上あると、前記サブリップ６の外周の先端付近まで緊迫部材７があるため、緊迫力が向上し、ダストの掻き出し性能を向上させることができる。

また、図２及び図３に示すように、前記緊迫部材７を断面Ｖ字状にすることで、断面Ｖ字状の前記ポケット部Ｐに嵌合されて、内周部７ａと外周部７ｂがそれぞれメインリップ５の内周面５ａとサブリップ６の外周面６ａに接するため、サブリップ６にサブリップ６の内径を拡開する方向に力が働いたとき、メインリップ５の内周面５ａから押し返す力が働いて、さらにサブリップ６の緊迫力を高めることができる。さらに、この構成によると、前記内周面５ａと前記外周面６ａの両側に力が働いて、前記内周面５ａと前記外周面６ａの両側と前記緊迫部材７の間に強い摩擦力が発生することで、前記緊迫部材７が抜け出にくくなる。

また、前記緊迫部材７を断面Ｖ字状にすることで、前記緊迫部材７によって、ポケット部Ｐが塞がれないため、ポケット部Ｐのメインリップ５を通過したもののサブリップで掻き落としたダストを溜めて、ダストがフロントフォーク１０内部に侵入するのを防止することができる機能を阻害しない。

また、前記緊迫部材７の断面形状は、Ｖ字状には限定されず、例えば、断面Ｕ字状や断面コの字状、あるいは、図４に示すような、図中上側に向けて縮径するリング型の緊迫部材１７にして、図５に示すように、サブリップ６の外周面６ａにのみ当てるようにしてもよい。

これらの場合にも、緊迫部材７によって、ポケット部Ｐが塞がれないため、ポケット部Ｐのダストがフロントフォーク１０内部に侵入するのを防止することができる機能を阻害しない。

さらに、サブリップ６の外周面６ａに断面円弧状の溝を設けて、前記緊迫部材７として、ガータスプリングを用いてもよい。ただし、図３に示すような、断面Ｖ字状、あるいは、図４に示すような、図中上側に向けて縮径するリング型にすると、サブリップ６の外周面６ａに断面円弧状の溝を設ける必要がないため、金型を複雑にせず、製造コストを抑えることができる。

なお、前記緊迫部材７の原材料は、特に限定しないが、樹脂製あるいは金属製が好ましい。

前記緊迫部材７が樹脂の場合は、柔軟性があるため、メインリップ５の外周にあるポケット部Ｐに組み込みやすくなる。また、前記緊迫部材７が金属の場合は、剛性が高い上、加工がしやすくなる。

なお、前記緊迫部材７の原材料は特に限定されず、前記サブリップ６内径の拡開を抑制する剛性があればよい。

本実施の形態に係るシール部材１においては、基部４、メインリップ５の内周面５ａまたはサブリップ６の外周面６ａに緊迫部材７の少なくとも一か所を抜け止めするストッパ部８を設けてもよい。

具体的には、図６に示すような、前記内周面５ａ、前記外周面６ａに設ける前記緊迫部材７のＶ字開口側端部を引っ掛ける浅い引っ掛け溝、あるいは、図７に示すような、前記内周面５ａ、前記外周面６ａにそれぞれ内側に突起する凸部を設けてストッパ部８としてもよい。

前記ストッパ部８は緊迫部材７の少なくとも一か所を抜け止めするような構造になっていれば足り、先に挙げた具体例には限定されない。

前記ストッパ部８を設けることで、前記緊迫部材７が抜け止めされるため、前記緊迫部材７が動作中に脱落してしまうのを防止できる。

なお、緊迫部材７の抜け止めをする方法は、前記ストッパ部８に限られず、接着剤等で固定されてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。

１シール部材
２軸部材（インナーチューブ）
３筒部材（アウターチューブ）
４基部
５メインリップ
５ａ内周面
６サブリップ
６ａ外周面
７、１７緊迫部材
７ａ内周部
７ｂ外周部
７ｃ連結部
８ストッパ部
Ｐポケット部

Claims

筒部材に進退自在に挿入される軸部材を囲む環状の基部と、
前記基部の内周に設けられて大気側に傾斜して延び、前記軸部材の外周に摺接する環状のメインリップと、
前記基部の内周に前記メインリップの密封側に直列に設けられて大気側に傾斜して延び、前記軸部材の外周に摺接する環状のサブリップと、
前記サブリップの外周に設けられ、前記サブリップ内径の拡開を抑制する環状の緊迫部材とを備える
ことを特徴とするシール部材。
前記基部、前記メインリップまたは前記サブリップに、前記緊迫部材の少なくとも一か所を抜け止めするストッパ部を設ける
ことを特徴とする請求項１に記載のシール部材。
前記緊迫部材が、前記メインリップの内周面に接する内周部と前記サブリップの外周面に接する外周部と、前記内周部と前記外周部を連結させる連結部とを有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のシール部材。
前記メインリップの内周と前記サブリップの外周の間に断面Ｖ字状のポケット部が形成され、
前記緊迫部材が、断面Ｖ字状である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のシール部材。
前記緊迫部材は、リング型であって前記サブリップの外周面のみに当接する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のシール部材。
前記緊迫部材が金属製または樹脂製である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のシール部材。
前記緊迫部材が、前記サブリップの前記軸部材と摺接する摺接部の全体を外周側から覆う
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のシール部材。