JPH11141688A - 密封装置 - Google Patents

密封装置

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JPH11141688A
JPH11141688A JP9305230A JP30523097A JPH11141688A JP H11141688 A JPH11141688 A JP H11141688A JP 9305230 A JP9305230 A JP 9305230A JP 30523097 A JP30523097 A JP 30523097A JP H11141688 A JPH11141688 A JP H11141688A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sealing device
backup ring
annular core
peripheral surface
rod
Prior art date
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Pending
Application number
JP9305230A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Yonao
均 世直
Fumiaki Kasahara
文明 笠原
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KOYO CHICAGO LOWHIDE KK
Original Assignee
KOYO CHICAGO LOWHIDE KK
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Publication of JPH11141688A publication Critical patent/JPH11141688A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】密封装置において、高い密封性を確保しなが
ら、摺動抵抗を軽減できるようにすること。 【解決手段】環状芯金1の内周側に軸方向一方へ延出す
る弾性材製の延出部2bを被着してなる密封装置であっ
て、延出部2bの付け根側内周に、延出部2bの反転防
止用のバックアップリング4が嵌合され、このバックア
ップリング4の内周面に径方向外向きに凹む凹部4aが
設けられている。密封対象側の圧力によりバックアップ
リング4の内周面がロッド20の外周面に押し付けられ
るとき、バックアップリング4に凹部4aを設けている
分についてロッド20外周面に対する接触面積が少なく
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バックアップリン
グを備えた密封装置に関する。この密封装置は、例えば
自動車のパワーステアリングロッド用のオイルシールな
どとして用いられる。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の密封装置の構造を図7に
示す。図例の密封装置において、1は環状芯金、2はシ
ール本体、3はバネリング、4はバックアップリングで
ある。
【0003】環状芯金1は、断面ほぼ逆さL字形に板金
加工された金属材からなる。この環状芯金1において、
1aは円筒部、1bは円筒部1aの軸方向一端から径方
向内向きに延びる環状板部である。
【0004】シール本体2は、ニトリルゴム(NBR)
や水素添加ニトリルゴム(HNBR)などの合成ゴムな
どの弾性材からなり、環状芯金1の円筒部1aおよび環
状板部1bに対して加硫接着(焼き付け)されている。
このシール本体2において、2aは環状芯金1の円筒部
1aの外周面に接着されたシール外周部、2bは環状芯
金1の環状板部1bの内周側から軸方向一方へ向けて延
出する延出部、2cは延出部2bの外周の周溝、2dは
延出部2bの内周に設けられるV字リップである。
【0005】バネリング3は、いわゆるガータスプリン
グと呼ばれるもので、延出部2bの周溝2cに嵌合され
て延出部2bを径方向内向きに締め付けるものである。
延出部2bの内周面においてV字リップ2dの付け根側
円錐面には、油溜め用凹凸(符号省略)が形成されてい
る。
【0006】バックアップリング4は、ナイロンなどの
合成樹脂により成形されたもので、延出部2bの反転を
防止するために、延出部2bの付け根側内周と環状芯金
1の環状板部1bとの間に形成される凹み部分に嵌合さ
れている。
【0007】このような密封装置は、その環状芯金1の
環状板部1bが外部側に、延出部2bの自由端側が密封
対象側に配置され、シール外周部2aがハウジング10
の内周面に、また、延出部2bのV字リップ2dがロッ
ド20の外周面にそれぞれ弾性変形した状態で当接させ
られる。さらに、バックアップリング4の内周面がロッ
ド20の外周面に対して微小隙間を介して対向させられ
る。
【0008】そして、パワーステアリング装置の駆動に
伴いロッド20が軸方向に往復変位することにより、こ
のロッド20の外周面に対してV字リップ2dが摺接す
る。
【0009】このとき、バックアップリング4により延
出部2bの撓みを規制するとともに反転を防止する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】近年、自動車のパワー
ステアリングロッド用の密封装置の使用箇所について
は、密封流体の高圧・高温化およびコンパクト化が進
み、使用条件が厳しくなってきている。それでいて、長
寿命化およびロッド20に対する摺動抵抗の低減化も要
求されている。もちろん高い密封性も要求されている。
【0011】ところで、密封対象側の圧力が上昇する
と、延出部2bが径方向内向きに撓むことになって、バ
ックアップリング4の内周面ほぼ全面がロッド20の外
周面に対して押し付けられることになる。これにより、
ロッド20が軸方向変位するときの摺動抵抗が増大し、
ロッド20の動きが悪くなる。
【0012】ここで、延出部2bのV字リップ2dを小
さくすることによりV字リップ2dの変形量を少なくし
てロッド20に対する摺動抵抗を軽減することが考えら
れるが、その場合にはV字リップ2dとロッド20との
間の密封性が低下し、密封流体の漏れを招来するので好
ましくない。
【0013】したがって、本発明は、密封装置におい
て、高い密封性を確保しながら、摺動抵抗を軽減できる
ようにすることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の密封
装置は、環状芯金の内周側に軸方向一方へ縮径する弾性
材製の延出部を被着してなるもので、延出部の付け根側
内周に、延出部の反転防止用のバックアップリングが嵌
合され、このバックアップリングの内周面に径方向外向
きに凹む凹部が設けられている。
【0015】本発明の請求項2の密封装置は、上記請求
項1の凹部を、バックアップリングの環状芯金側の端面
の円周数カ所に放射方向に沿って設けられる通し溝とし
ている。
【0016】本発明の請求項3の密封装置は、上記請求
項1の凹部を、バックアップリングの環状芯金側の内周
角部に周方向に連続して設けられる切欠きとしている。
【0017】本発明の請求項4の密封装置は、上記請求
項1の凹部を、バックアップリングの内周面の軸方向途
中から環状芯金側までの領域に環状芯金側へ向けて拡径
して設けられる円錐面としている。
【0018】本発明の請求項5の密封装置は、上記請求
項1の凹部を、バックアップリングの内周面の軸方向全
長にわたって環状芯金側へ向けて拡径して設けられる円
錐面としている。
【0019】上記本発明では、延出部をバックアップリ
ングで受け止めるようにした構成であるから、密封対象
側の圧力により延出部が径方向内向きに撓むときの撓み
量が規制されるとともに、軸体の軸方向変位に伴い延出
部が反転するのが防止される。ここで、密封対象側の圧
力によりバックアップリングの内周面が軸体外周面に押
し付けられるとき、バックアップリングに凹部を設けて
いる分について軸体外周面に対する接触面積が少なくな
り、軸体の軸方向変位に対する摺動抵抗が軽減されるこ
とになる。
【0020】特に、請求項3ないし5では、軸体に対す
るバックアップリングの接触面積をかなり小さくできる
ので、有利となる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図1ないし図6に
示す実施形態に基づいて説明する。
【0022】図1および図2は本発明の実施形態1にか
かり、図1は、密封装置を示す上半分の縦断面図、図2
は、バックアップリング単体を示しており、(a)は正
面図、(b)は(a)のX−X線断面の矢視図である。
【0023】これらの図において従来例として提示した
図7と同一もしくは対応する部分に同一符号を付してあ
る。図中、符号1は環状芯金、2はシール本体、3はバ
ネリング、4はバックアップリング、10はハウジン
グ、20はロッドである。
【0024】この実施形態1において従来例との相違
は、ロッド20に対するバックアップリング4の接触領
域を可及的に小さくするように構成していることであ
る。
【0025】バックアップリング4は、その環状芯金1
の環状板部1b側の端面の円周数カ所(例えば4カ所)
に、凹部4aが設けられている。この凹部4aは、放射
方向に沿って設けられる通し溝とされている。この凹部
4aの存在する領域が環状芯金1の環状板部1bの内面
およびロッド20の外周面に対して非接触となる。
【0026】このような密封装置は、そのシール外周部
2aをハウジング10の内周面に対して圧入嵌合するこ
とにより、延出部2bのV字リップ2dがロッド20の
外周面に対して圧接させられる。ここで、ロッド20が
軸方向で往復変位したときに、バックアップリング4に
より延出部2bの反転を阻止するのであるが、このバッ
クアップリング4の内周面がロッド20の外周面に対し
て押し付けられることになる。このような状況におい
て、この実施形態1の場合、バックアップリング4に凹
部4aを設けてロッド20に対するバックアップリング
4の接触面積を従来例に比べて可及的に少なくさせてい
るので、摺動抵抗を従来例に比べて軽減することができ
る。このため、上述した密封装置を、自動車のパワース
テアリングロッド用の密封装置とすれば、ステアリング
の操作性向上に貢献できるようになる。
【0027】なお、上記実施形態1では、凹部4aを通
し溝とした例を挙げているが、これに代えて図3
(a),(b)に示すような形態としてもよい。図3
(a)では、バックアップリング4の内周面における外
部側の角部の円周数カ所に凹部4aとして切欠きを設け
ている。また、図3(b)では、バックアップリング4
の内周面における外部側の角部の全周に凹部4aとして
切欠きを設けている。
【0028】図4は本発明の実施形態2に係る密封装置
を示す上半分の縦断面図である。この実施形態2におい
て上記実施形態1との相違は、バックアップリング4の
内周面の形状である。
【0029】つまり、バックアップリング4の内周面に
おいて延出部2bの自由端側の約1/3の領域Y1がス
トレートな円筒面に形成され、残り約2/3の領域Y2
が環状芯金1の環状板部1b側に向けて漸次拡径する円
錐面に形成されている。
【0030】この場合、密封対象側の圧力が上昇して延
出部2bが径方向内向きに撓んだときに、ロッド20に
対するバックアップリング4の接触面積が上記実施形態
1に比べてさらに小さくなる。これにより、ロッド20
の動きに対する摺動抵抗が上記実施形態1に比べてさら
に軽減され、ロッド20の動きを円滑化できる。
【0031】図5は本発明の実施形態3に係る密封装置
を示す上半分の縦断面図である。この実施形態3におい
て上記実施形態2との相違は、バックアップリング4の
内周面の全体が延出部2bの自由端側から環状芯金1の
環状板部1b側に向けて拡径する円錐面に形成されてい
ることである。
【0032】この場合、密封対象側の圧力が上昇して延
出部2bが径方向内向きに撓んだときに、ロッド20に
対するバックアップリング4の接触面積が上記実施形態
2に比べてさらに小さくなる。これにより、ロッド20
の動きに対する摺動抵抗が上記実施形態2に比べてさら
に軽減され、ロッド20の動きを円滑化できる。
【0033】図6は本発明の実施形態4に係る密封装置
を示す上半分の縦断面図である。この実施形態4におい
て上記実施形態1との相違は、主として環状芯金1の形
状を変更していることと、支持プレート5を追加してい
ることである。
【0034】まず、環状芯金1は、その環状板部1bの
内径寸法が実施形態1よりも大きく設定されていて、こ
の環状板部1bの内周にシール本体2が回り込んで被着
されている。このシール本体2の回り込み部分に符号2
eを付している。この回り込み部2eの内周側の円周数
カ所(4カ所)には、輪状リブ2fが設けられており、
この輪状リブ2fがバックアップリング4の凹部4aが
係合されている。このバックアップリング4の端面が支
持プレート5に当接するようになっている。この実施形
態4の作用は実質的に実施の形態1の場合と同じであ
る。
【0035】なお、上記実施形態2,3において、凹部
4aを図3(a),(b)に示すような形態としてもよ
い。また、上記実施形態4,5において、凹部4aを省
略した形態も本発明に含む。
【0036】
【発明の効果】請求項1ないし5の密封装置では、密封
対象側の圧力によりバックアップリングの内周面が軸体
外周面に押し付けられたとき、軸体外周面に対するバッ
クアップリングの接触面積を可及的に少なくさせるよう
にしている。そのため、軸体の軸方向変位に対する摺動
抵抗を軽減することができて、軸体の軸方向変位を円滑
化できるようになる。
【0037】特に、請求項3ないし5では、軸体に対す
るバックアップリングの接触面積をかなり小さくできる
ので、有利となる。
【0038】このような本発明の密封装置を、例えば自
動車のパワーステアリングロッド用の密封装置とすれ
ば、ステアリングの操作性向上に貢献できるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の密封装置を示す上半分の
縦断面図
【図2】実施形態1のバックアップリングで、(a)は
正面図、(b)は断面図
【図3】バックアップリングの変形例を示す正面図
【図4】本発明の実施形態2の密封装置を示す上半分の
縦断面図
【図5】本発明の実施形態3の密封装置を示す上半分の
縦断面図
【図6】本発明の実施形態4の密封装置を示す上半分の
縦断面図
【図7】従来例の密封装置を示す上半分の縦断面図
【符号の説明】
1 環状芯金 1a 環状芯金の円筒部 1b 環状芯金の環状板部 2 シール本体 2a シール外周部 2b 延出部 2d V字リップ 3 バネリング 4 バックアップリング 4a 凹部 10 ハウジング 20 ロッド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 環状芯金の内周側に軸方向一方へ延出す
    る弾性材製の延出部を被着してなる密封装置であって、 延出部の付け根側内周に、延出部の反転防止用のバック
    アップリングが嵌合され、 このバックアップリングの内周面に径方向外向きに凹む
    凹部が設けられている、ことを特徴とする密封装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の密封装置において、前
    記凹部は、バックアップリングの環状芯金側の端面の円
    周数カ所に放射方向に沿って設けられる通し溝からな
    る、ことを特徴とする密封装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の密封装置において、前
    記凹部は、バックアップリングの環状芯金側の内周角部
    に周方向に連続して設けられる切欠きからなる、ことを
    特徴とする密封装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の密封装置において、前
    記凹部は、バックアップリングの内周面の軸方向途中か
    ら環状芯金側までの領域に環状芯金側へ向けて拡径して
    設けられる円錐面からなる、ことを特徴とする密封装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の密封装置において、前
    記凹部は、バックアップリングの内周面の軸方向全長に
    わたって環状芯金側へ向けて拡径して設けられる円錐面
    からなる、ことを特徴とする密封装置。
JP9305230A 1997-11-07 1997-11-07 密封装置 Pending JPH11141688A (ja)

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