JP7266406B2 - 密封装置の製造方法および密封装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸を有する機器の軸回りの封止のために用いられる密封装置の製造方法および密封装置に関する。

特許文献１には、車両の懸架装置のショックアブソーバ用の密封装置が開示されている。この密封装置は、金属製の補強環と、補強環の内周部に設けられて油室側に配置された主リップと、補強環の内周部に設けられて外部空間側に配置されたダストリップを有する。主リップおよびダストリップは、フッ素ゴム等の弾性材料から形成され、補強環に接着されている。より正確には、主リップを有する弾性体部分と、ダストリップを有する弾性体部分が補強環の両面にそれぞれ接着されているとともに、これらの弾性体部分を連結する薄い弾性体部分が補強環の内周面に接着されている。

特許文献２には、主リップを補強するためにバックアップリングが配置された、ショックアブソーバ用の密封装置が開示されている。

特許第４３３２７０３号 特開２００５－９０５６９号公報

車両の走行環境や乗り方の多様化に伴い、ショックアブソーバの密封装置の使用条件が過酷になってきている。また、例えばモノチューブ型のショックアブソーバのように内部の油の圧力が高い場合には、密封装置の耐圧性および耐久性を考慮して設計する必要がある。さらに回転軸のための密封装置についても、耐圧性および耐久性が高いことが望まれることもある。

そこで、本発明は、耐圧性および耐久性が高い密封装置の製造方法および密封装置を提供することを目的とする。

本発明に係る密封装置の製造方法は、軸と、この軸が配置された軸孔の内面との間に配置される密封装置の製造方法であって、剛体への打ち抜き加工により貫通孔を形成することによって、大気側剛性環を形成する工程と、前記軸孔の内部に配置される剛体製の流体側剛性環に取り付けられ、前記流体側剛性環よりも半径方向内側に配置されて前記軸に摺動自在に密封接触するシールリップが形成された弾性体製の弾性環に、前記弾性環を補強する補強環を、前記軸の軸線方向に平行な方向において接触させる工程と、前記大気側剛性環の前記打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面が前記補強環と反対側に位置するように、前記補強環に前記大気側剛性環を、前記軸の軸線方向に平行な方向において接触させる工程とを備える。

この方法によれば、大気側剛性環の打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面が補強環と反対側に位置するように、補強環に大気側剛性環を、軸の軸線方向に平行な方向において接触させることにより、大気側剛性環の内周面における前記補強環の側の角部の傾斜面の長さが、前記大気側剛性環の内周面における前記補強環とは反対側の角部の傾斜面の長さよりも小さい配置を実現することができる。これにより、補強環の大気側剛性環に対する接触面積がより大きく、補強環が大気側剛性環に強く補強される。したがって、密封装置の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

弾性環に補強環を接触させる工程は、補強環に大気側剛性環を接触させる工程の前でもよいし後でもよいし、これらが同時であってもよい。

本発明の一態様に係る密封装置は、軸と、この軸が配置された軸孔の内面との間に配置される密封装置であって、前記軸孔の内部に配置される剛体製の流体側剛性環と、前記流体側剛性環に取り付けられ、前記流体側剛性環よりも半径方向内側に配置されて前記軸に摺動自在に密封接触するシールリップが形成された弾性体製の弾性環と、前記軸の軸線方向に平行な方向において前記弾性環に接触し、前記弾性環を補強する補強環と、前記軸の軸線方向に平行な方向において前記補強環に接触し、前記補強環を補強する剛体製の大気側剛性環とを備え、前記大気側剛性環の内周面における前記補強環の側の角部の傾斜面の最大直径が、前記補強環における前記大気側剛性環の側の直径よりも小さい。

この構成によれば、大気側剛性環の内周面における補強環の側の角部の傾斜面の最大直径が、補強環における大気側剛性環の側の直径よりも小さいため、補強環の少なくとも一部が大気側剛性環に確実に接触して大気側剛性環により補強される。したがって、密封装置の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

本発明の他の態様に係る密封装置は、軸と、この軸が配置された軸孔の内面との間に配置される密封装置であって、前記軸孔の内部に配置される剛体製の流体側剛性環と、前記流体側剛性環に取り付けられ、前記流体側剛性環よりも半径方向内側に配置されて前記軸に摺動自在に密封接触するシールリップが形成された弾性体製の弾性環と、前記軸の軸線方向に平行な方向において前記弾性環に接触し、前記弾性環を補強する補強環と、前記軸の軸線方向に平行な方向において前記補強環に接触し、前記補強環を補強する剛体製の大気側剛性環とを備え、前記大気側剛性環の内周面における前記補強環の側の角部の傾斜面の長さが、前記大気側剛性環の内周面における前記補強環とは反対側の角部の傾斜面の長さよりも小さい。

この構成によれば、大気側剛性環の内周面における前記補強環の側の角部の傾斜面の長さが、前記大気側剛性環の内周面における前記補強環とは反対側の角部の傾斜面の長さよりも小さいため、補強環の大気側剛性環に対する接触面積がより大きく、補強環が大気側剛性環に強く補強される。したがって、密封装置の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

前記流体側剛性環と前記弾性環は、互いに接合されて、１つのオイルシール部材を構成してもよい。

前記流体側剛性環と前記大気側剛性環は、一体に形成され、さらに前記弾性環に接合されて、１つのオイルシール部材を構成してもよい。

本発明の第１実施形態に係る密封装置の断面図である。 図１の密封装置の分解断面図である。 図１の密封装置の一部を拡大した断面図である。 他の適切な密封装置の一部を拡大した断面図である。 不適切な密封装置の一部を拡大した断面図である。 図１の密封装置の大気側剛性弾性環の製造工程を示す図である。 図６の製造工程の後の大気側剛性環の断面図である。 図７の後に処理された大気側剛性環の断面図である。 図１の密封装置のオイルシール部材の製造工程の一例を示す略図である。 図１の密封装置のダストシール部材の製造工程の一例を示す略図である。 図１の密封装置の製造工程の一例を示す図である。 図１の密封装置の製造工程の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る密封装置の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る密封装置の断面図である。 本発明の第４実施形態に係る密封装置の断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態を示す図であり、往復動軸を有する機器であるショックアブソーバの一部と、ショックアブソーバに設けられた密封装置を示す。

ショックアブソーバ１は、円筒状のハウジング２と、円柱状の往復動軸４とを有する。ハウジング２は、円筒状であって、往復動軸４が配置された軸孔２Ａを有する。軸孔２Ａ内には、オイルすなわち流体Ｌが入れられている。ハウジング２の下端には、中央に開口３Ａが形成された端部壁３が形成されている。

ハウジング２の内部には、オイルシールである密封装置６およびロッドガイド８が配置されている。詳細については図示しないが、ロッドガイド８は、ハウジング２に固定されている。ロッドガイド８は、往復動軸４の図中の上下方向（すなわち往復動軸４の軸線方向）の往復運動を案内するとともに、密封装置６を端部壁３に押し付ける。

密封装置６は、ハウジング２の内部に配置され、ハウジング２の内周面によって密封装置６の図中の横方向の移動が規制されている。また、密封装置６は、ロッドガイド８と端部壁３に挟まれており、往復動軸４の軸線方向に沿った密封装置６の移動が規制されている。密封装置６は、往復動軸４と、この往復動軸４が配置された軸孔２Ａの内面との間に配置され、流体Ｌ側から大気Ａ側へ流体Ｌが漏出するのを防止または低減させる。

往復動軸４は円柱状であり、軸孔２Ａは断面円形であり、密封装置６はほぼ環状であるが、図１においては、それらの左半分のみが示されている。図１には、往復動軸４、軸孔２Ａおよび密封装置６の共通の中心軸線Ｃが示されている。

この実施形態において、密封装置６は、３つの別個の部材、すなわちオイルシール部材１０、ダストシール部材１２、およびバックアップリング（補強環）１４を備える。これらの３つの部材を明確に示す分解断面図である図２を必要に応じて参照されたい。

オイルシール部材１０は、軸孔２Ａの内部に配置されて軸孔２Ａに取り付けられる流体側剛性環１６と、流体側剛性環１６に固定された流体側弾性環１８とを有する。つまり、流体側剛性環１６と流体側弾性環１８は、互いに接合されて、１つのオイルシール部材１０を構成する。流体側剛性環１６は、剛体、例えば金属から形成されている。流体側剛性環１６は、Ｌ字形の断面を有し、環状部分１６ａと、この環状部分１６ａの外縁から延びる円筒部分１６ｂとを有する。

流体側弾性環１８は、弾性材料、例えばエラストマーから形成され、流体側剛性環１６の環状部分１６ａの内周縁に固定されている。流体側弾性環１８には、流体側剛性環１６よりも半径方向内側に配置されたオイルリップ（シールリップ）２０が形成されている。オイルリップ２０は、往復動軸４の外周面に密封接触し、流体Ｌ側から大気Ａ側への流体の漏れを防止または低減する。往復動軸４が中心軸線Ｃの方向に移動するとき、往復動軸４はオイルリップ２０に対して摺動する。

さらにオイルシール部材１０は外側ガスケット１９を有する。外側ガスケット１９は、弾性材料、例えばエラストマーから形成され、流体側剛性環１６の環状部分１６ａと円筒部分１６ｂに密着して固定されている。流体側剛性環１６は、外側ガスケット１９に対して半径方向外側すなわち軸孔２Ａの内周面に向かう支持力を与え、外側ガスケット１９は軸孔２Ａの内周面と流体側剛性環１６によって圧縮される。このようにして、外側ガスケット１９は、流体Ｌ側から大気Ａ側への軸孔２Ａの外側部分を通じた流体の漏れを防止または低減する。

外側ガスケット１９と流体側弾性環１８は、分離していてもよいが、この実施形態では、薄膜部２１を介して連結されている。すなわち、流体側弾性環１８、外側ガスケット１９および薄膜部２１は、同一材料から形成された連続した一体の弾性部分を構成する。薄膜部２１も流体側剛性環１６に密着して固定されている。この実施形態では、ロッドガイド８の突起８ａがオイルシール部材１０の薄膜部２１に接触させられ、密封装置６にハウジング２の端部壁３に向かう押圧力を与える。

ダストシール部材１２は、軸孔２Ａの内部に配置されて軸孔２Ａに取り付けられる大気側剛性環２２と、大気側剛性環２２に固定された大気側弾性環２４とを有する。大気側剛性環２２は、剛体、例えば金属から形成された円環である。

大気側弾性環２４は、弾性材料、例えばエラストマーから形成され、大気側剛性環２２の内周縁に固定されている。大気側弾性環２４には、大気側剛性環２２よりも半径方向内側に配置されたダストリップ２６が形成されている。ダストリップ２６は、往復動軸４の外周面に接触し、主に大気Ａ側から流体Ｌ側への異物（例えば泥、水、塵埃）の侵入を防止する役割を担う。往復動軸４が中心軸線Ｃの方向に移動するとき、往復動軸４はダストリップ２６に対して摺動する。ダストリップ２６は、流体の漏れを防止または低減する役割を果たすように、往復動軸４の外周面に密封接触してもよい。

この密封装置６は、大気側弾性環２４の周囲に巻かれるガータースプリング３０を有する。ガータースプリング３０は、ダストリップ２６を往復動軸４に押し付ける力をダストリップ２６に与える。但し、ガータースプリング３０は必ずしも不可欠ではない。また、流体側弾性環１８の周囲にオイルリップ２０を往復動軸４に押し付けるためのガータースプリングを巻いてもよい。

オイルリップ２０およびダストリップ２６は、往復動軸４の外周面に接触するために、図１に示された状態よりも半径方向外側に向けて弾性変形させられる。図１は、密封装置１が往復動軸４の周囲に配置されていない状態を表しており（往復動軸４は仮想線で示されている）、これらのリップ２０，２６の変形を表していない。

オイルシール部材１０の流体側弾性環１８の半径方向内側には、凹部１８Ａが形成されている。凹部１８Ａは流体Ｌ側が開放している。

この凹部１８Ａに、剛体、例えば樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）または金属から形成されたバックアップリング（補強環）１４が着脱自在に嵌め込まれる。図示のように、凹部１８Ａに少なくとも１つの溝を形成し、バックアップリング１４にはその溝に締まり嵌めされる突起を形成してもよい。バックアップリング１４の中央には往復動軸４が挿入される貫通孔が形成されている。バックアップリング１４は、凹部１８Ａに嵌め込まれているので、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において流体側弾性環１８に接触し、流体側弾性環１８を補強する。バックアップリング１４によって、密封装置６、特にオイルリップ２０の耐圧性および耐久性を高めることができる。

バックアップリング１４の流体Ｌ側の面１４Ｓおよび流体側弾性環１８の流体Ｌ側の面１８Ｓは、流体側剛性環１６の環状部分１６ａの流体Ｌ側の面１６Ｓに対して、できる限り面一になるように配置されている。

バックアップリング１４は大気側剛性環２２と流体側弾性環１８の間に挟まれており、大気側剛性環２２は、往復動軸４の軸線方向に平行な方向においてバックアップリング１４に接触し、バックアップリング１４を補強すなわち支持している。

図３は、図１の密封装置６の一部を拡大した断面図である。図３に示すように、大気側剛性環２２の内周面２２Ａには、バックアップリング１４側（流体側）の角部２２Ｂと、その反対の大気側の角部２２Ｃがある。角部２２Ｂ，２２Ｃは、後述するように機械加工により傾斜面となっている。具体的には、角部２２Ｂの傾斜面は、打ち抜き加工の後のバリ取りで発生し、角部２２Ｃの傾斜面は、打ち抜き加工で発生したダレである。この実施形態において、角部２２Ｂ，２２Ｃの両方は、ダストシール部材１２の大気側弾性環２４によって覆われているが、必ずしもそうでなくてもよい。

この実施形態において、大気側剛性環２２の内周面２２Ａにおけるバックアップリング１４側の角部２２Ｂの傾斜面の最大直径Ｄｂ（角部２２Ｂの傾斜面が大気側剛性環２２の図３における上の平坦な表面と交わる部分の直径）は、バックアップリング１４における大気側剛性環２２の側の直径Ｄａ（バックアップリング１４の面１４Ｓの外径）よりも小さい。したがって、バックアップリング１４の（面１４Ｓの）少なくとも一部が大気側剛性環２２に確実に接触して大気側剛性環２２により補強される。したがって、密封装置６の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

図４は、他の適切な密封装置の一部を拡大した断面図である。この例においても、大気側剛性環２２の内周面２２Ａにおけるバックアップリング１４側の角部２２Ｂの傾斜面の最大直径Ｄｂは、バックアップリング１４における大気側剛性環２２の側の直径Ｄａよりも小さい。したがって、バックアップリング１４の（面１４Ｓの）少なくとも一部が大気側剛性環２２に確実に接触して大気側剛性環２２により補強される。したがって、密封装置の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

一方、図５は、不適切な密封装置の一部を拡大した断面図である。この密封装置においては、大気側剛性環２２の内周面２２Ａにおけるバックアップリング１４側の角部２２Ｂの傾斜面の最大直径Ｄｂは、バックアップリング１４における大気側剛性環２２の側の直径Ｄａよりも大きい。したがって、バックアップリング１４（の面１４Ｓ）は、大気側剛性環２２に接触せず、バックアップリング１４は大気側剛性環２２により補強されず、往復動軸４の往復運動に伴い、流体側弾性環１８から剥離するおそれがある。

以上のように、Ｄｂ＜Ｄａであることが好ましい。

別の観点から、図３および図４の密封装置の有利な点を説明する。図３および図４に示す密封装置では、大気側剛性環２２の内周面２２Ａにおけるバックアップリング１４側の角部２２Ｂの傾斜面の長さＬｂは、内周面２２Ａにおける反対側の角部２２Ｃの傾斜面の長さＬｃよりも小さい。一方、図５に示す密封装置では、バックアップリング１４側の角部２２Ｂの傾斜面の長さＬｂは、反対側の角部２２Ｃの傾斜面の長さＬｃよりも大きい。

図３および図４の密封装置では、Ｌｂ＜Ｌｃであるため、バックアップリング１４の大気側剛性環２２に対する接触面積が、Ｌｂ＞Ｌｃの場合（図５）より大きく、バックアップリング１４が大気側剛性環２２に強く補強される。したがって、密封装置の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。ある高圧条件の下、耐久試験を行ったところ、図３の密封装置は、図５の密封装置よりも約１．５倍の寿命があることが分かった。

次に密封装置６の製造方法を説明する。まず、図６から図８を参照し、密封装置６の大気側剛性環２２の製造方法を説明する。図６に示すように、貫通孔４０Ａを有するダイ４０の上に大気側剛性環２２の材料である円板４２を置く。そして、断面円形のパンチ４４により打ち抜き加工を行うことにより、円板４２に貫通孔４２Ａを形成する。

円板４２の貫通孔４２Ａの内周面は、図３および図４の内周面２２Ａに相当する。図７に示すように、打ち抜き加工時に、パンチ４４の端面が接触した面４２Ｂの側では、貫通孔４２Ａの端部にダレ４２Ｃが発生する。また、打ち抜き加工時に、面４２Ｂの反対の面４２Ｄの側には、貫通孔４２Ａの周囲にバリ４２Ｅが発生する。

打ち抜き加工の後、バリ取りを行うことにより、図８に示す傾斜部４２Ｆが発生する。このようにして大気側剛性環２２が完成する。

この大気側剛性環２２においては、ダレ４２Ｃの最大直径が傾斜部４２Ｆの最大直径より顕著に大きい。図３から図５を参照した上記の説明から明らかな通り、傾斜部４２Ｆをバックアップリング１４の近傍の角部２２Ｂとし、ダレ４２Ｃをバックアップリング１４から遠隔の角部２２Ｃとして、大気側剛性環２２をバックアップリング１４に対して配置することが好ましい。

オイルシール部材１０を製造するには、例えば、流体側剛性環１６に、流体側弾性環１８、外側ガスケット１９および薄膜部２１を有する弾性部材を接着剤で接着してもよい。ダストシール部材１２を製造するには、例えば、大気側剛性環２２に大気側弾性環２４を接着剤で接着してもよい。

図９および図１０を参照し、オイルシール部材１０およびダストシール部材１２の他の製造方法の工程を説明する。例えば、オイルシール部材１０およびダストシール部材１２の各々は、型５０，５２を用いて成形することができる。型５０は上型５０Ａと下型５０Ｂを有し、型５２は上型５２Ａと下型５２Ｂを有する。

この製造方法においては、流体側剛性環１６のうち流体側弾性環１８、外側ガスケット１９および薄膜部２１が固着されるべき箇所に接着剤をコートし、大気側剛性環２２のうち大気側弾性環２４が固着されるべき箇所に接着剤をコートした後に、流体側剛性環１６および大気側剛性環２２をそれぞれ型５０，５２に配置する。そして、型５０，５２内に弾性材料を配置して、型５０，５２で圧縮し、流体側弾性環１８、外側ガスケット１９、薄膜部２１および大気側弾性環２４を成形することによって、オイルシール部材１０およびダストシール部材１２を完成する。図９においては、流体側弾性環１８を成形する成形空間１８ｈ、外側ガスケット１９を成形する成形空間１９ｈ、薄膜部２１を成形する成形空間２１ｈが示されている。図１０においては、大気側弾性環２４を成形する成形空間２４ｈが示されている。

図１０に示すように、ダストシール部材１２の製造においては、大気側弾性環２４を成形する成形空間２４ｈの近傍にダレ４２Ｃを配置し、その反対側に傾斜部４２Ｆを配置する。これにより、結果として生ずるダストシール部材１２においては、大気側弾性環２４の近傍に傾斜部分が大きい角部２２Ｃが配置され、その反対側に傾斜部分が小さい角部２２Ｂが配置される。

次に、図１１に示すように、オイルシール部材１０の流体側弾性環１８の凹部１８Ａに嵌め込む。このようにして、流体側弾性環１８に、バックアップリング１４を往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させる。

さらに、図１２に示すように、ダストシール部材１２の大気側剛性環２２がオイルシール部材１０の流体側剛性環１６の環状部分１６ａと円筒部分１６ｂに接触するように、ダストシール部材１２とオイルシール部材１０を組み合わせる。この結果、大気側剛性環２２の打ち抜き加工時にパンチ４４の端面が接触した面４２Ｂがバックアップリング１４と反対側に位置するように、バックアップリング１４に大気側剛性環２２が、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させられる。つまり、傾斜面の長さがより小さい角部２２Ｂがバックアップリング１４の近傍に位置し、傾斜面の長さがより大きい角部２２Ｃがバックアップリング１４とは反対側に位置する。

この方法によれば、大気側剛性環２２の打ち抜き加工時にパンチ４４の端面が接触した面４２Ｂがバックアップリング１４と反対側に位置するように、バックアップリング１４に大気側剛性環２２を、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させることにより、大気側剛性環２２の内周面２２Ａにおけるバックアップリング１４の側の角部２２Ｂの傾斜面の長さＬｂが、大気側剛性環２２の内周面２２Ａにおけるバックアップリング１４とは反対側の角部２２Ｃの傾斜面の長さＬｃよりも小さい配置を実現することができる。

第２実施形態
図１３は、本発明の第２実施形態に係る密封装置６１を示す。図１３以降の図面において、第１実施形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用され、それらの構成要素については詳しく説明しない。

この密封装置６１は、４つの別個の部材、すなわちオイルシール部材１０、ダストシール部材６２、中間剛性環（大気側剛性環）６６、およびバックアップリング（補強環）１４を備える。

ダストシール部材６２は、軸孔２Ａの内部に配置されて軸孔２Ａに取り付けられる剛性環６４と、剛性環６４に固定された大気側弾性環２４とを有する。剛性環６４は、剛体、例えば金属から形成されている。流体側剛性環６４は、Ｌ字形の断面を有し、環状部分６４ａと、この環状部分６４ａの外縁から延びる円筒部分６４ｂとを有する。剛性環６４は、オイルシール部材１０の流体側剛性環１６および中間剛性環６６よりも大気側にあるので、大気側剛性環と呼ぶこともできるが、この明細書では、中間剛性環６６を大気側剛性環とみなし、剛性環６４を追加の剛性環とみなす。

大気側弾性環２４は、弾性材料、例えばエラストマーから形成され、剛性環６４の環状部分６４ａの内周縁に固定されている。大気側弾性環２４には、剛性環６４よりも半径方向内側に配置されたダストリップ２６が形成されている。ダストリップ２６は、往復動軸４の外周面に接触し、主に大気Ａ側から流体Ｌ側への異物（例えば泥、水、塵埃）の侵入を防止する役割を担う。往復動軸４が中心軸線Ｃの方向に移動するとき、往復動軸４はダストリップ２６に対して摺動する。ダストリップ２６は、流体の漏れを防止または低減する役割を果たすように、往復動軸４の外周面に密封接触してもよい。ダストリップ２６を往復動軸４に押し付けるガータースプリング（図示せず）を大気側弾性環２４の周囲に巻き付けてもよい。

中間剛性環６６は、剛体、例えば金属から形成された厚い円環であって、オイルシール部材１０の流体側剛性環１６と、ダストシール部材６２の剛性環６４に挟まれて固定される。

第１実施形態と同様に、バックアップリング１４は、オイルシール部材１０の流体側弾性環１８の凹部１８Ａに、着脱自在に嵌め込まれる。バックアップリング１４は、中間剛性環６６と流体側弾性環１８との間に挟まれており、中間剛性環６６は、往復動軸４の軸線方向に平行な方向においてバックアップリング１４に接触し、バックアップリング１４を補強すなわち支持している。

剛性環６６の内周面６６Ａには、バックアップリング１４側（流体側）の角部６６Ｂと、その反対の大気側の角部６６Ｃがある。角部６６Ｂの傾斜面は、打ち抜き加工の後のバリ取りで発生し、角部６６Ｃの傾斜面は、打ち抜き加工で発生したダレである。

第１実施形態と同様の理由により、この実施形態においても、剛性環６６の内周面６６Ａにおけるバックアップリング１４側の角部６６Ｂの傾斜面の最大直径Ｄｂ（角部６６Ｂの傾斜面が剛性環６６の図１３における上の平坦な表面と交わる部分の直径）は、バックアップリング１４における剛性環６６の側の直径Ｄａよりも小さい。したがって、バックアップリング１４の少なくとも一部が剛性環６６に確実に接触して剛性環６６により補強される。したがって、密封装置６１の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

別の観点から、剛性環６６の内周面６６Ａにおけるバックアップリング１４側の角部６６Ｂの傾斜面の長さＬｂは、内周面６６Ａにおける反対側の角部６６Ｃの傾斜面の長さＬｃよりも小さい。Ｌｂ＜Ｌｃであるため、バックアップリング１４の剛性環６６に対する接触面積が、Ｌｂ＞Ｌｃの場合より大きく、バックアップリング１４が剛性環６６に強く補強される。したがって、密封装置６１の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

この密封装置６１を製造するには、まず、オイルシール部材１０、ダストシール部材６２、中間剛性環６６、およびバックアップリング１４を準備する。中間剛性環６６の製造方法は、図６から図８を参照して上述した第１実施形態の密封装置６の大気側剛性環２２の製造方法と同じでよい。密封装置６１の組み立てにおいては、傾斜部４２Ｆをバックアップリング１４の近傍の角部６６Ｂとし、ダレ４２Ｃをバックアップリング１４から遠隔の角部６６Ｃとして、中間剛性環６６をバックアップリング１４に対して配置することが好ましい。

オイルシール部材１０を製造するには、例えば、流体側剛性環１６に、流体側弾性環１８、外側ガスケット１９および薄膜部２１を有する弾性部材を接着剤で接着してもよい。あるいは、図９を参照して上述したように、型５０を用いて、オイルシール部材１０を成形することができる。

ダストシール部材６２を製造するには、例えば、剛性環６４に大気側弾性環２４を接着剤で接着してもよい。あるいは、図１０を参照して上述したダストシール部材１２の製造と同様に、型を用いて、ダストシール部材６２を成形することができる。

次に、図１１に示す第１実施形態と同様に、バックアップリング１４をオイルシール部材１０の流体側弾性環１８の凹部１８Ａに嵌め込む。このようにして、流体側弾性環１８に、バックアップリング１４を往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させる。

さらに、図１３に示すように、中間剛性環６６が、オイルシール部材１０の流体側剛性環１６の環状部分１６ａと円筒部分１６ｂに接触し、かつダストシール部材６２の剛性環６４の環状部分６４ａと円筒部分６４ｂに接触するように、オイルシール部材１０、バックアップリング１４、中間剛性環６６およびダストシール部材６２を組み合わせる。この時、中間剛性環６６の打ち抜き加工時にパンチ４４の端面が接触した面４２Ｂがバックアップリング１４と反対側に位置するように、バックアップリング１４に大気側剛性環６４を、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させる。つまり、傾斜面の長さＬｂがより小さい角部６６Ｂがバックアップリング１４の近傍に位置し、傾斜面の長さＬｃがより大きい角部６６Ｃがバックアップリング１４とは反対側に位置する。

この方法によれば、中間剛性環６６の打ち抜き加工時にパンチ４４の端面が接触した面４２Ｂがバックアップリング１４と反対側に位置するように、バックアップリング１４に中間剛性環６６を、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させることにより、中間剛性環６６の内周面６６Ａにおけるバックアップリング１４の側の角部６６Ｂの傾斜面の長さＬｂが、中間剛性環６６の内周面６６Ａにおけるバックアップリング１４とは反対側の角部６６Ｃの傾斜面の長さＬｃよりも小さい配置を実現することができる。

第３実施形態
図１４は、本発明の第３実施形態に係る密封装置７１を示す。密封装置７１は、油圧式のパワーステアリング装置７２に使用される。このパワーステアリング装置７２は、円筒状のハウジング（シリンダーチューブ）２と、円柱状の往復動軸（ロッド）４を有する。往復動軸４は、ステアリングシャフトに補助回転力を与えるラック（図示せず）に連結または一体化されている。ハウジング２の軸孔２Ａ内には、オイルすなわち流体Ｌが入れられている。

軸孔２Ａ内には、オイルシールである密封装置７１および支持円筒７３が圧入されて固定されている。支持円筒７３は、密封装置７１の往復動軸４の軸線方向に沿った移動を規制する。密封装置７１は、２つの別個の部材、すなわちオイルシール部材８０、およびバックアップリング（補強環）８２を備える。

オイルシール部材８０は、軸孔２Ａの内部に配置されて軸孔２Ａに取り付けられる剛性環８４と、剛性環８４に固定された弾性環８６とを有する。剛性環８４は、剛体、例えば金属から形成されている。剛性環８４は、Ｌ字形の断面を有し、環状の大気側剛性環８４ａと、この大気側剛性環８４ａの外縁から延びる円筒状の流体側剛性環８４ｂとを有する。この実施形態では、大気側剛性環８４ａと流体側剛性環８４ｂが一体に形成されている。

弾性環８６は、弾性材料、例えばエラストマーから形成され、ここには剛性環８４の流体側剛性環８４ｂが埋設されている。つまり、剛性環８４と弾性環８６は１つのオイルシール部材８０を構成する。弾性環８６は剛性環８４と同心に配置され、これにより、弾性環８６は、流体側剛性環８４ｂの外側の外側部分８６Ａと、流体側剛性環８４ｂの内側の内側部分８６Ｂとを有する。

剛性環８４の流体側剛性環８４ｂは、弾性環８６の外側部分８６Ａに対して半径方向外側すなわち軸孔２Ａの内周面に向かう支持力を与え、外側部分８６Ａは軸孔２Ａの内周面と外側部分８６Ａによって圧縮される。このようにして、外側部分８６Ａは、流体Ｌ側から大気Ａ側への軸孔２Ａの外側部分を通じた流体の漏れを防止または低減する。外側部分８６Ａと内側部分８６Ｂは、分離していてもよいが、この実施形態では、連結されており、１つの弾性環８６を構成する。

弾性環８６の内側部分８６Ｂには、流体側剛性環８４ｂよりも半径方向内側に配置されて往復動軸４に摺動自在に密封接触するオイルリップ（シールリップ）８８が形成されている。オイルリップ８８は、往復動軸４の外周面に密封接触し、流体Ｌ側から大気Ａ側への流体の漏れを防止または低減する。往復動軸４が中心軸線Ｃの方向に移動するとき、往復動軸４はオイルリップ８８に対して摺動する。

この密封装置７１は、弾性環８６のオイルリップ８８の周囲に巻かれるガータースプリング９０を有する。ガータースプリング９０は、オイルリップ８８を往復動軸４に押し付ける力をオイルリップ８８に与える。但し、ガータースプリング９０は必ずしも不可欠ではない。

弾性環８６の内側部分８６Ｂの半径方向内側には、凹部８６Ｃが形成されている。この凹部８６Ｃに、剛体、例えば樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）または金属から形成されたバックアップリング８２が着脱自在に嵌め込まれる。バックアップリング８２の中央には往復動軸４が挿入される貫通孔が形成されている。バックアップリング８２は、凹部８６Ｃに嵌め込まれているので、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において弾性環８６に接触し、弾性環８６を補強する。バックアップリング８２によって、密封装置７１、特にオイルリップ８８の耐圧性および耐久性を高めることができる。

バックアップリング８２は、剛性環８４の大気側剛性環８４ａと弾性環８６のオイルリップ８８の間に挟まれており、大気側剛性環８４ａは、往復動軸４の軸線方向に平行な方向においてバックアップリング８２に接触し、バックアップリング８２を補強すなわち支持している。

大気側剛性環８４ａの内周面には、バックアップリング８２側（流体側）の角部９２Ｂと、その反対の大気側の角部９２Ｃがある。角部９２Ｂの傾斜面は、打ち抜き加工の後のバリ取りで発生し、角部９２Ｃの傾斜面は、打ち抜き加工で発生したダレである。

この実施形態においても、大気側剛性環８４ａの内周面におけるバックアップリング８２側の角部９２Ｂの傾斜面の最大直径Ｄｂ（角部９２Ｂの傾斜面が大気側剛性環８４ａの図１４における右の平坦な表面と交わる部分の直径）は、バックアップリング８２における大気側剛性環８４ａの側の直径Ｄａよりも小さい。したがって、バックアップリング８２の少なくとも一部が大気側剛性環８４ａに確実に接触して大気側剛性環８４ａにより補強される。したがって、密封装置７１の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

別の観点から、大気側剛性環８４ａの内周面におけるバックアップリング８２側の角部９２Ｂの傾斜面の長さは、内周面９２Ａにおける反対側の角部９２Ｃの傾斜面の長さよりも小さい。このため、逆の場合よりも、バックアップリング８２の大気側剛性環８４ａに対する接触面積が大きく、バックアップリング８２が大気側剛性環８４ａに強く補強される。したがって、密封装置７１の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

この密封装置７１を製造するには、まず、オイルシール部材８０およびバックアップリング８２を準備する。オイルシール部材８０の剛性環８４は、打ち抜き加工によって製造することができる。打ち抜き加工の工程は、図示しないが、剛性環８４の大気側剛性環８４ａの面８４ｃが打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面である。オイルシール部材８０を製造するには、好ましくは、型（図示せず）を用いて、剛性環８４に弾性環８６を固定することができる。

次に、バックアップリング８２を、オイルリップ８８から大気側剛性環８４ａに向かう方向に移動させて、オイルシール部材８０の弾性環８６の凹部８６Ｃに嵌め込む。オイルリップ８８の内径は凹部８６Ｃの外径より小さいが、オイルリップ８８を変形させることによって、バックアップリング８２がオイルリップ８８を通過するようにすることができる。このようにして、弾性環８６にバックアップリング８２を往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させる。これと同時に、弾性環８６の打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面８４ｃがバックアップリング８２と反対側に位置するように、バックアップリング８２に大気側剛性環８４ａを、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させることができる。つまり、傾斜面の長さがより小さい角部９２Ｂがバックアップリング８２の近傍に位置し、傾斜面の長さがより大きい角部９２Ｃがバックアップリング８２とは反対側に位置する。

この方法によれば、弾性環８６の打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面８４ｃがバックアップリング８２と反対側に位置するように、バックアップリング８２に大気側剛性環８４ａを、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させることにより、大気側剛性環８４ａの内周面におけるバックアップリング８２の側の角部９２Ｂの傾斜面の長さが、大気側剛性環８４ａの内周面におけるバックアップリング８２とは反対側の角部９２Ｃの傾斜面の長さよりも小さい配置を実現することができる。

第４実施形態
図１５は、本発明の第４実施形態に係る密封装置１０１を示す。密封装置１０１も、油圧式のパワーステアリング装置１０２に使用される。パワーステアリング装置１０２は、円筒状のハウジング（シリンダーチューブ）２と、円柱状の往復動軸（ロッド）４を有する。往復動軸４は、ステアリングシャフトに補助回転力を与えるラック（図示せず）に連結または一体化されている。ハウジング２の軸孔２Ａ内には、オイルすなわち流体Ｌが入れられている。

軸孔２Ａ内には、オイルシールである密封装置１０１が圧入されて固定されている。また、ハウジング２の内部には、密封装置１０１の往復動軸４の軸線方向に沿った移動を規制するためのストッパー１０３が固定されている。密封装置１０１は、３つの別個の部材、すなわちオイルシール部材１１０、大気側剛性環１１１、およびバックアップリング（補強環）１１２を備える。

オイルシール部材１１０は、第３実施形態のオイルシール部材８０と類似しており、軸孔２Ａの内部に配置されて軸孔２Ａに取り付けられる剛性環１１４と、剛性環１１４に固定された弾性環１１６とを有する。剛性環１１４は、剛体、例えば金属から形成されている。剛性環１１４は、Ｌ字形の断面を有し、環状部１１４ａと、この環状部１１４ａの外縁から延びる円筒部１１４ｂとを有する。この実施形態では、環状部１１４ａと円筒部１１４ｂが一体に形成されている。

弾性環１１６は、弾性材料、例えばエラストマーから形成され、ここには剛性環１１４の円筒部１１４ｂが埋設されている。つまり、剛性環１１４と弾性環１１６は１つのオイルシール部材１１０を構成する。弾性環１１６は剛性環１１４と同心に配置され、これにより、弾性環１１６は、円筒部１１４ｂの外側の外側部分１１６Ａと、円筒部１１４ｂの内側の内側部分１１６Ｂとを有する。

剛性環１１４の円筒部１１４ｂは、弾性環１１６の外側部分１１６Ａに対して半径方向外側すなわち軸孔２Ａの内周面に向かう支持力を与え、外側部分１１６Ａは軸孔２Ａの内周面と外側部分１１６Ａによって圧縮される。このようにして、外側部分１１６Ａは、流体Ｌ側から大気Ａ側への軸孔２Ａの外側部分を通じた流体の漏れを防止または低減する。外側部分１１６Ａと内側部分１１６Ｂは、分離していてもよいが、この実施形態では、連結されており、１つの弾性環１１６を構成する。

弾性環１１６の内側部分１１６Ｂには、円筒部１１４ｂよりも半径方向内側に配置されて往復動軸４に摺動自在に密封接触するオイルリップ（シールリップ）１１８が形成されている。オイルリップ１１８は、往復動軸４の外周面に密封接触し、流体Ｌ側から大気Ａ側への流体の漏れを防止または低減する。往復動軸４が中心軸線Ｃの方向に移動するとき、往復動軸４はオイルリップ１１８に対して摺動する。

この密封装置１０１は、弾性環１１６のオイルリップ１１８の周囲に巻かれるガータースプリング９０を有する。ガータースプリング９０は、オイルリップ１１８を往復動軸４に押し付ける力をオイルリップ１１８に与える。但し、ガータースプリング９０は必ずしも不可欠ではない。

オイルシール部材１１０の半径方向内側には、凹部１１６Ｃが形成されている。この凹部１１６Ｃに、剛体、例えば樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）または金属から形成されたバックアップリング１１２が着脱自在に嵌め込まれる。バックアップリング１１２の中央には往復動軸４が挿入される貫通孔が形成されている。バックアップリング１１２は、凹部１１６Ｃに嵌め込まれているので、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において弾性環１１６に接触し、弾性環１１６を補強する。バックアップリング１１２によって、密封装置１０１、特にオイルリップ１１８の耐圧性および耐久性を高めることができる。

大気側剛性環１１１は、剛体、例えば金属から形成された厚い円環であって、軸孔２Ａ内に挿入され、その軸線方向の移動はストッパー（スナップリング）１０３により規制されている。

バックアップリング１１２は、大気側剛性環１１１と弾性環１１６のオイルリップ１１８の間に挟まれており、大気側剛性環１１１は、往復動軸４の軸線方向に平行な方向においてバックアップリング１１２に接触し、バックアップリング１１２を補強すなわち支持している。

大気側剛性環１１１の内周面には、バックアップリング１１２側（流体側）の角部１１１Ｂと、その反対の大気側の角部１１１Ｃがある。角部１１１Ｂの傾斜面は、打ち抜き加工の後のバリ取りで発生し、角部１１１Ｃの傾斜面は、打ち抜き加工で発生したダレである。

この実施形態においても、大気側剛性環１１１の内周面におけるバックアップリング１１２側の角部１１１Ｂの傾斜面の最大直径Ｄｂ（角部１１１Ｂの傾斜面が大気側剛性環１１１の図１５における右の平坦な表面と交わる部分の直径）は、バックアップリング１１２における大気側剛性環１１１の側の直径Ｄａよりも小さい。したがって、バックアップリング１１２の少なくとも一部が大気側剛性環１１１に確実に接触して大気側剛性環１１１により補強される。したがって、密封装置１０１の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

別の観点から、大気側剛性環１１１の内周面におけるバックアップリング１１２側の角部１１１Ｂの傾斜面の長さは、内周面１１１Ａにおける反対側の角部１１１Ｃの傾斜面の長さよりも小さい。このため、逆の場合よりも、バックアップリング１１２の大気側剛性環１１１に対する接触面積が大きく、バックアップリング１１２が大気側剛性環１１１に強く補強される。したがって、密封装置１０１の耐圧性および耐久性を高めることが可能である。

この密封装置１０１を製造するには、まず、オイルシール部材１１０、大気側剛性環１１１およびバックアップリング１１２を準備する。オイルシール部材１１０は、打ち抜き加工によって製造することができる。打ち抜き加工の工程は、図示しないが、大気側剛性環１１１の面１１１ａが打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面である。オイルシール部材１１０を製造するには、好ましくは、型（図示せず）を用いて、剛性環１１４に弾性環１１６を固定することができる。

次に、バックアップリング１１２を、オイルシール部材１１０の弾性環１１６の凹部１１６Ｃに嵌め込む。このようにして、弾性環１１６にバックアップリング１１２を往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させる。

さらに、弾性環１１６の打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面１１１ａがバックアップリング１１２と反対側に位置するように、バックアップリング１１２に大気側剛性環１１１を、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させる。つまり、傾斜面の長さがより小さい角部１１１Ｂがバックアップリング１１２の近傍に位置し、傾斜面の長さがより大きい角部１１１Ｃがバックアップリング１１２とは反対側に位置する。

この方法によれば、弾性環１１６の打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面１１１ａがバックアップリング１１２と反対側に位置するように、バックアップリング１１２に大気側剛性環１１１を、往復動軸４の軸線方向に平行な方向において接触させることにより、大気側剛性環１１１の内周面におけるバックアップリング１１２の側の角部１１１Ｂの傾斜面の長さが、大気側剛性環１１１の内周面におけるバックアップリング１１２とは反対側の角部１１１Ｃの傾斜面の長さよりも小さい配置を実現することができる。

以上、本発明の様々な実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。

例えば、上記の実施形態は、ショックアブソーバまたはパワーステアリング装置のための密封装置であるが、密封装置の用途は、これらには限定されない。また、上記の実施形態は、往復動軸の封止に使用されるが、本発明は、回転軸の封止のために使用されてもよい。

１ ショックアブソーバ
２ ハウジング
４ 往復動軸
２Ａ 軸孔
６，６１，７１，１０１ 密封装置
１０，８０，１１０ オイルシール部材
１２，６２ ダストシール部材
１４，８２，１１２ バックアップリング（補強環）
１６ 流体側剛性環
１８ 流体側弾性環
２０，８８，１１８ オイルリップ（シールリップ）
２２ 大気側剛性環
２４ 大気側弾性環
２６ ダストリップ
２２Ｂ，２２Ｃ，６６Ｂ，６６Ｃ，９２Ｂ，９２Ｃ，１１１Ｂ，１１１Ｃ 角部
２２Ｃ 角部
４０ ダイ
４４ パンチ
４２Ｃ ダレ
４２Ｅ バリ
４２Ｆ 傾斜部
６６ 中間剛性環（大気側剛性環）
７２，１０２ パワーステアリング装置
８４ 剛性環
８６ 弾性環
８４ａ 大気側剛性環
８４ｂ 流体側剛性環
１１１ 大気側剛性環
１１４ 剛性環
１１６ 弾性環

Claims (6)

1. 軸と、この軸が配置された軸孔の内面との間に配置される密封装置の製造方法であって、
   剛体への打ち抜き加工により貫通孔を形成することによって、大気側剛性環を形成する工程と、
   前記軸孔の内部に配置される剛体製の流体側剛性環に取り付けられ、前記流体側剛性環よりも半径方向内側に配置されて前記軸に摺動自在に密封接触するシールリップが形成された弾性体製の弾性環に、前記弾性環を補強する補強環を、前記軸の軸線方向に平行な方向において接触させる工程と、
   前記大気側剛性環の前記打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面が前記補強環と反対側に位置するように、前記補強環に前記大気側剛性環を、前記軸の軸線方向に平行な方向において接触させる工程と、
   を備え、前記大気側剛性環の内周面における前記打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面の反対側の面の第１の角部と前記大気側剛性環の内周面における前記打ち抜き加工時にパンチの端面が接触した面の第２の角部はそれぞれ傾斜面を有する形状であり、前記第１の角部の傾斜面の最大直径は、前記第２の角部の傾斜面の最大直径よりも小さい、密封装置の製造方法。
2. 軸と、この軸が配置された軸孔の内面との間に配置される密封装置であって、
   前記軸孔の内部に配置される剛体製の流体側剛性環と、
   前記流体側剛性環に取り付けられ、前記流体側剛性環よりも半径方向内側に配置されて前記軸に摺動自在に密封接触するシールリップが形成された弾性体製の弾性環と、
   前記軸の軸線方向に平行な方向において前記弾性環に接触し、前記弾性環を補強する補強環と、
   前記軸の軸線方向に平行な方向において前記補強環に接触し、前記補強環を補強する剛体製の大気側剛性環とを備え、
   前記大気側剛性環の内周面における前記補強環の側の第１の角部と前記大気側剛性環の内周面における前記補強環とは反対側の第２の角部はそれぞれ傾斜面を有する形状であり、前記第１の角部の傾斜面の最大直径が、前記補強環における前記大気側剛性環の側の外径よりも小さく、前記第１の角部の傾斜面の最大直径は、前記第２の角部の傾斜面の最大直径よりも小さい、ことを特徴とする密封装置。
3. 軸と、この軸が配置された軸孔の内面との間に配置される密封装置であって、
   前記軸孔の内部に配置される剛体製の流体側剛性環と、
   前記流体側剛性環に取り付けられ、前記流体側剛性環よりも半径方向内側に配置されて前記軸に摺動自在に密封接触するシールリップが形成された弾性体製の弾性環と、
   前記軸の軸線方向に平行な方向において前記弾性環に接触し、前記弾性環を補強する補強環と、
   前記軸の軸線方向に平行な方向において前記補強環に接触し、前記補強環を補強する剛体製の大気側剛性環とを備え、
   前記大気側剛性環の内周面における前記補強環の側の第１の角部と大気側剛性環の内周面における前記補強環とは反対側の第２の角部はそれぞれ傾斜面を有する形状であり、前記第１の角部の傾斜面の長さが、前記第２の角部の傾斜面の長さよりも小さく、前記第１の角部の傾斜面の最大直径は、前記第２の角部の傾斜面の最大直径よりも小さいことを特徴とする密封装置。
4. 軸と、この軸が配置された軸孔の内面との間に配置される密封装置であって、
   前記軸孔の内部に配置される剛体製の流体側剛性環と、
   前記流体側剛性環に取り付けられ、前記流体側剛性環よりも半径方向内側に配置されて前記軸に摺動自在に密封接触するシールリップが形成された弾性体製の弾性環と、
   前記軸の軸線方向に平行な方向において前記弾性環に接触し、前記弾性環を補強する補強環と、
   前記軸の軸線方向に平行な方向において前記補強環に接触し、前記補強環を補強する剛体製の大気側剛性環とを備え、
   前記大気側剛性環の内周面における前記補強環の側の第１の角部と大気側剛性環の内周面における前記補強環とは反対側の第２の角部はそれぞれ傾斜面を有する形状であり、前記第１の角部の傾斜面の最大直径は、前記第２の角部の傾斜面の最大直径よりも小さいことを特徴とする密封装置。
5. 前記流体側剛性環と前記弾性環は、互いに接合されて、１つのオイルシール部材を構成することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の密封装置。
6. 前記流体側剛性環と前記大気側剛性環は、一体に形成され、さらに前記弾性環に接合されて、１つのオイルシール部材を構成することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の密封装置。

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