WO2005026588A1 - 往復動軸用密封装置 - Google Patents

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WO2005026588A1
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seal
dust
lip
mounting ring
reciprocating shaft
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PCT/JP2004/013411
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English (en)
French (fr)
Inventor
Masaru Watanabe
Tsutomu Shishido
Original Assignee
Nok Corporation
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/322—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip supported in a direction perpendicular to the surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device for a reciprocating shaft which seals a reciprocating shaft such as a hydraulic shock absorber in an air suspension of a vehicle.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-046092 (FIG. 1)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-173797 (FIG. 4)
  • FIG. 7 shows a reciprocating shaft sealing device similar to that described in FIG. 1 of Patent Document 1, cut along a plane passing through an axial center, together with part of a hydraulic shock absorber.
  • FIG. 8 is a half sectional view of the same unmounted state. That is, this sealing device is disposed between an oil seal 101 for sealing the oil in the inside of the hydraulic shock absorber, a dust seal 102 for preventing entry of dust and mud from the outside, and both seals 101 and 102.
  • the metal rings 101a and 102a in both seals 101 and 102 are held between the force-smoothed portion 11 la of the open end of the outer cylinder 111 and the rod guide 112 on the inner side thereof. .
  • Oil seal 101 has main lip 101b closely fitted to the outer peripheral surface of piston rod 113 in the state of facing axially inward (rod guide 112 side) to metal mounting ring 101a, and outer cylinder 111 and rod
  • the outer peripheral lip 101c that seals between the guide 112 and the outer peripheral lip 101c is integrally formed (vulcanized) with a rubber-like elastic material
  • the dust seal 102 faces the metal attachment ring 102a in the axially outward direction.
  • the dust lip 102b closely attached to the outer peripheral surface of the piston rod 113 is integrally molded (vulcanized and bonded) with a rubber-like elastic material.
  • the knock-up ring 103 suppresses deformation of the main lip 101b of the oil seal 101 due to the oil pressure inside the hydraulic shock absorber, and is held by the inner peripheral portion of the mounting ring 102a of the dust seal 102.
  • the sealing device for a reciprocating shaft described in Patent Document 2 has a hydraulic shock absorber internally mounted on an inner circumferential portion of a metal mounting ring held between an open end of an outer cylinder and a rod guide.
  • the main lip for sealing the oil and the dust lip for preventing the ingress of dust and mud from the outside are integrally formed (vulcanized and bonded).
  • the pressure of the air A which also exerts an external force on the dust seal 102, may be high. Therefore, according to the conventional sealing device shown in FIG. 7 and FIG. 8 (or Patent Document 1), the partial pressure of the air A due to the pressure increase of the air A, the outer cylinder 111 and the mounting ring 102a of the dust seal 102 From the minute gap between them, it is pressed into the closed space B between the main lip 101 b and the dust lip 102 b through the minute gap between the attachment ring 102 a and the attachment ring 101 a of the oil seal 101.
  • the sealing device for a reciprocating shaft described in Patent Document 2 has one main lip for sealing the oil in the outer cylinder and one dust lip for preventing dust and muddy water from entering from the outside.
  • the lip is integrally provided on one mounting ring.
  • it is necessary to form a groove for flowing rubber at the time of molding on the inner peripheral part of the mounting ring.
  • the pressure resistance of the main lip was a problem with the pressure resistance of the main lip, as both the force and the attachment of the knock-up ring were difficult.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the technical problem is to eliminate the instability of the sealing property and the friction characteristic due to the external pressure intruding between the oil seal and the dust seal. It is in.
  • the sealing device for a reciprocating shaft according to the invention of claim 1 is closely attached to the outer peripheral surface of the reciprocating shaft in a state of being directed axially inward.
  • An oil seal whose main lip is integrated with the inner circumference of the inner mounting ring, and A dust seal in close contact with the outer peripheral surface of the reciprocating shaft in a state facing the side, and a dust seal integrally provided on an inner peripheral portion of the outer mounting ring; one of the oil seal and the dust seal And an external pressure seal in close contact with the other of the oil seal and the dust seal.
  • the external pressure seal blocks the ingress of external pressure between the inner mounting ring and the outer mounting ring and between the main lip and the dust lip.
  • the sealing device for a reciprocating shaft according to the invention of claim 2 is a reciprocating shaft in a state in which the sealing device is directed inwardly in the axial direction.
  • An oil seal in which a main lip closely attached to the outer circumferential surface of the inner mounting ring is integrally provided on an inner circumferential portion of the inner mounting ring, and a dust lip closely attached to the outer circumferential surface of the reciprocating shaft in an axially outward direction.
  • a dust seal integrally provided on an inner peripheral portion of the outer attachment ring, wherein the inner attachment ring and the outer attachment ring have cylindrical fitting surfaces closely fitted to each other. The close fitting of the cylindrical fitting surface makes it possible to form an integral seal between the oil seal and the dust lip and to block the entry of external pressure between the main lip and the dust lip.
  • the sealing device for a reciprocating shaft in accordance with the invention of claim 1 the main part of the oil seal is provided between the inner attachment ring of the oil seal and the outer attachment ring of the dust seal even under conditions where the external pressure is high. Since the external pressure seal blocks external pressure from entering between the lip and the dust seal dust lip, the sealed space between the main lip and the dust lip is prevented from being pressurized, so that the quality of the main lip lip is good. Required sealing for the axial reciprocation of the reciprocating shaft.
  • the main part of the oil seal is provided between the inner mounting ring of the oil seal and the outer mounting ring of the dust seal even under conditions where the external pressure is high.
  • the penetration force of the external pressure between the lip and the dust seal of the dust seal is interrupted at the close fitting portion between the cylindrical fitting surface formed on the inner mounting ring and the cylindrical fitting surface formed on the outer mounting ring Therefore, the same effect as in claim 1 is realized.
  • the oil seal and dust lip can be integrated into one piece before being incorporated into equipment, which makes it easy to handle.
  • FIG. 1 is a half sectional view of a mounted state showing a first embodiment of a sealing device for a reciprocating shaft according to the present invention, along with a part of a hydraulic shock absorber, cut in a plane passing through an axial center .
  • FIG. 2 is a half cross-sectional view of the sealing device for a reciprocating shaft according to the mode of FIG.
  • FIG. 3 is a half sectional view of a mounting state showing a second embodiment of a sealing device for a reciprocating shaft according to the present invention, together with a part of a hydraulic shock absorber, cut along a plane passing through the axial center.
  • FIG. 4 is a half cross-sectional view of the sealing device for a reciprocating shaft according to the mode of FIG. 3, cut along a plane passing through the axial center, in an unmounted state.
  • FIG. 5 is a half sectional view of a mounted state showing a third embodiment of a sealing device for a reciprocating shaft according to the present invention, together with a part of a hydraulic shock absorber, cut along a plane passing through the axial center.
  • FIG. 6 is a half cross-sectional view of the sealing device for a reciprocating shaft according to the mode of FIG.
  • FIG. 7 The conventional reciprocating shaft sealing device of the same type as that described in FIG. 1 of Patent Document 1 is shown in a mounted state cut along a plane passing through the axial center together with a part of a hydraulic shock absorber. It is a half sectional view.
  • FIG. 8 is a half cross-sectional view of the reciprocating shaft sealing device of FIG. 7 cut along a plane passing through the axial center, in an unmounted state.
  • FIG. 1 is a half sectional view of a mounted state showing a first embodiment of a sealing device for a reciprocating shaft according to the present invention, along with a part of a hydraulic shock absorber, cut in a plane passing through the axial center;
  • FIG. 2 is a non-mounted half cross-sectional view showing a reciprocating shaft sealing device according to the embodiment of FIG. 1 cut along a plane passing through an axial center;
  • reference numeral 111 denotes an outer cylinder of a hydraulic shock absorber in a suspension system of a vehicle
  • 112 denotes an inner periphery of the outer cylinder 111 near the opening end.
  • a rod guide 113 is attached to the open end of an inner cylinder (not shown), and a piston rod 113 passes through the inner periphery of the rod guide 112.
  • the piston rod 113 corresponds to the reciprocating shaft described in claim 1.
  • the sealing device for a reciprocating shaft is fixed between the force shim portion 111 a at the open end of the outer cylinder 111 and the rod guide 112 on the inner side thereof, and the oil O inside the hydraulic shock absorber It has an oil seal 1 to be sealed, a dust seal 2 to prevent the ingress of dust and mud from external force, and a knock-up ring 3.
  • the oil seal 1 has a metal disk-like inner mounting ring 11, a main lip 12 integrally provided on the inner peripheral portion thereof, and an inner mounting ring. And an outer peripheral lip 13 integrally provided on an outer peripheral portion of the outer peripheral portion 11.
  • a plurality of external pressure seals 16 are concentrically formed on the back surface of the main lip 12 facing the axially outer side of the base 12a. The external pressure seal 16 protrudes outward beyond the back surface of the inner mounting ring 11 in the unmounted state shown in FIG.
  • the main lip 12, the outer peripheral lip 13, the elastic film portion 14, the intermediate ridges 15 and the back lip 16 are formed of a continuous rubber-like elastic material, that is, they are previously vulcanized in a predetermined mold.
  • Set the inner mounting ring 11 coated with adhesive fill the unvulcanized rubber material in the annular cavity defined between the inner mounting ring 11 and the inner surface of the mold, and apply heat and pressure. In particular, they are bonded by vulcanization to the inner mounting ring 11 simultaneously with vulcanization molding.
  • the dust seal 2 has a metal disk-shaped outer attachment ring 21 and a dust lip 22 integrally provided on the inner peripheral portion thereof.
  • the dust lip 22 is formed of a rubber-like elastic material, that is, like the oil seal 1, the outer mounting ring 21 to which a vulcanized adhesive is applied in advance is set in a predetermined mold, and this outer mounting ring The unvulcanized rubber material is filled in an annular cavity defined between the inner surface of the mold and the inner surface of the mold, and heat and pressure are applied to the outer mounting ring at the same time as the vulcanisation molding. It is a thing.
  • Knock-up ring 3 has an appropriate rigidity, is excellent in abrasion resistance and has a remarkably low coefficient of friction, and is formed of, for example, a synthetic resin material such as PTFE. It is interposed between the lip 12 and the inner circumferential portion 21 a of the outer mounting ring 21 in the dust seal 2.
  • the oil seal 1 is disposed axially inward and the dust seal 2 is disposed axially outward, and the inner attachment ring 11 in the oil seal 1 and the outer attachment ring in the dust seal 2 21 Are sandwiched between the force shimming portion 11 la of the outer cylinder 111 and the annular projection 112 a of the rod guide 112.
  • oil seal The main lip 12 in 1 is located on the inner periphery of the annular projection 112 a, and the tip inner periphery is in close sliding contact with the outer peripheral surface of the piston rod 113, whereby the annular projection on the rod guide 112 is formed.
  • the internal oil O reaching the inner peripheral space of the portion 112a is prevented from leaking from the shaft periphery to the outside, and the outer peripheral surface of the tip end inner peripheral force piston rod 113 of the dust lip 22 in the dust seal 2
  • the slide ring is in close contact with the outside to prevent the ingress of dust and dirt from the outside, and the backup ring 3 supports the back of the main lip 12 of the oil seal 1 to provide a hydraulic main It prevents excessive deformation of the lip 12.
  • the outer peripheral lip 13 of the oil seal 1 is brought into close contact with the inner peripheral surface of the outer cylinder 111 and the tapered outer peripheral surface of the annular projection 112 a of the rod guide 112 in an appropriate compression state. It prevents the leakage of oil O from the outer periphery.
  • the elastic film portion 14 and the intermediate ridge 15 provided on the inner attachment ring 11 in the oil seal 1 are the inner attachment ring 11 and the force protrusion 11 la of the outer cylinder 111 and the annular projection 112 a in the rod guide 112. It absorbs the mechanical error of the outer mounting ring 21 and has a sealing function against the oil O.
  • an air channel (not shown) is provided outside the hydraulic shock absorber, and air A pressurized by the air compressor is supplied into the air chamber.
  • An air spring is configured. The pressure of the pressurized air A in the air chamber acts on the dust seal 2, but the pressure of the pressurized air A acts on the dust lip 22 of the dust seal 2 as an intimate force on the outer peripheral surface of the piston rod 113. Therefore, the entry of pressurized air A between the dust lip 22 and the piston rod 113 is effectively prevented.
  • the pressurized air A in the air chamber is disposed between the outer mounting ring 21 and the oil seal 1 from between the force shim portion 111 a of the outer cylinder 111 and the outer peripheral portion of the outer mounting ring 21 of the dust seal 2. Intrudes into a minute gap with the mounting ring 11.
  • the plurality of external pressure seals 16 formed on the back surface of the base 12a in the main lip 12 are appropriately compressed by the clamping force of the force shim 11a of the outer cylinder 111 and the annular projection 112a of the rod guide 112.
  • the pressurized air A is in close contact with the outer mounting ring 21 in the dust seal 2 so that the inner mounting ring 11 and the outer The minute gap between the mounting rings 21 can not pass through to the inner circumferential side.
  • the pressurized air A intrudes into the sealed space B between the main lip 12 and the dust lip 22, and the pressure in the main lip 12 and the dust lip 22 decreases due to the pressure in the sealed space B being accumulated. Can be prevented.
  • good sealability of the main lip 12 to the oil O reaching the inner peripheral space of the annular projection 112a in the rod guide 112 is maintained, and the required friction for axial reciprocation of the piston rod 113 is maintained. It will be secured.
  • the inner periphery of the inner mounting ring 11 in the oil seal 1 and the outer mounting in the dust seal 2 can be made excellent in pressure resistance as much as it is not necessary to form a notch groove for rubbering at the time of molding on the inner peripheral portion of the ring 21.
  • FIG. 3 is a half sectional view of a mounting state showing a second embodiment of the sealing device for a reciprocating shaft according to the present invention along with a portion of a hydraulic shock absorber cut along a plane passing through the shaft center.
  • FIG. 4 is a half cross-sectional view of the sealing device for a reciprocating shaft according to the mode of FIG. 3, cut along a plane passing through the axial center, in an unmounted state.
  • the second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2 in that the outer pressure seal 16 is provided on the outer peripheral portion of the inner mounting ring 11 of the oil seal 1 as the outer lip.
  • the outer peripheral lip 13 is provided in the opposite direction, and this outer peripheral lip 13 is brought into close contact with the outer peripheral surface of the annular groove 21b formed on the outer peripheral portion of the outer attachment ring 21 in the dust seal 2 It is.
  • the other parts are basically the same as in FIG. 1 and FIG. 2, so they are indicated by the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted.
  • the pressurized air A in the air chamber (not shown) provided outside the hydraulic shock absorber has a force shimming portion 11 la of the outer cylinder 111 and an outer peripheral portion of the outer attachment ring 21 of the dust seal 2. It tries to infiltrate into a minute gap between this outer mounting ring 21 and the inner mounting ring 11 of the oil seal 1 from between. However, the external pressure seal 16 provided on the outer peripheral portion of the inner mounting ring 11 compresses between the outer peripheral surface of the annular groove 2 lb formed on the outer mounting ring 21 of the dust seal 2 and the inner peripheral surface of the outer cylinder 111.
  • the external pressure seal 16 is provided on the oil seal 1 side.
  • the external pressure seal 16 is provided on the dust seal 2 side and brought into close contact with the inner mounting ring 11 of the oil seal 1. Even the same effect can be realized.
  • FIG. 5 is a half sectional view of a mounting state showing a third embodiment of the sealing device for a reciprocating shaft according to the present invention along with a portion of a hydraulic shock absorber cut along a plane passing through the shaft center.
  • 6 is a half cross-sectional view of the sealing device for a reciprocating shaft according to the embodiment of FIG.
  • the third embodiment differs from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 described above in the inner mounting ring 11 of the oil seal 1 as shown in FIG.
  • the annular step 1 la continuous in the circumferential direction is formed, while the circular recess 21 c corresponding to the annular step 11 a is formed on the inner peripheral portion of the outer attachment ring 21 in the dust seal 2.
  • the annular step portion 11a is formed so that the inner peripheral side protrudes to the opposite side to the rod guide 112, and the circular recess 21c is a surface of the outer attachment ring 21 on the rod guide 112 side (oil seal 1 side). Is formed.
  • the axial height of the annular step 11a is substantially the same as the axial depth of the circular recess 2lc, and the outer diameter of the annular step 11a is slightly larger than the inner diameter of the circular recess 21c.
  • the annular step 1 la formed in the inner attachment ring 11 of the oil seal 1 is press-fit into the circular recess 21 c formed in the outer attachment ring 21 of the dust seal 2 to obtain the annular step 11 a.
  • the cylindrical outer peripheral surface l ib in the case and the inward cylindrical surface 21d in the circular recess 21c are closely fitted with an appropriate interference, and by this, the oil seal 1 (inner mounting ring 11) and the dust seal 2 (outer mounting ring 21) are designed so that they can be integral with each other.
  • the cylindrical outer peripheral surface l ib and the inward cylindrical surface 21 d correspond to the cylindrical fitting surface described in claim 2, and are finished smooth so as to be in close contact with each other without gaps. There is.
  • a garter spring 17 is mounted on the main lip 12 of the oil seal 1 to compensate for the pressure.
  • the pressurized air A in the air chamber (not shown) provided outside the hydraulic shock absorber is the force shimming portion 11 la of the outer cylinder 111 and the outer peripheral portion of the outer attachment ring 21 of the dust seal 2. It tries to infiltrate into a minute gap between this outer mounting ring 21 and the inner mounting ring 11 of the oil seal 1 from between.
  • the cylindrical outer peripheral surface l ib of the inner mounting ring 11 and the inward cylindrical surface 21 d of the outer mounting ring 21 are in close contact with each other with an interference, pressure is applied to the inner peripheral side from this portion Air A can not pass.
  • the closed space B between the main lip 12 and the dust lip 22 is prevented from being accumulated due to the entry of the pressurized air A, so that the main lip 12 against the oil O is good.
  • the main lip 12 (and the dust lip 22) has excellent pressure resistance as in the first embodiment. be able to. Also, press the annular step 1 la formed on the inner mounting ring 11 of the oil seal 1 into the circular recess 21c formed on the outer mounting ring 21 of the dust seal 2 from the separated state shown in FIG.
  • the backup ring 3 interposed between the main lip 12 and the outer mounting ring 21, the oil seal 1 and the dust seal 2 can be integrally engaged with each other.
  • this one-piece assembly is performed before being incorporated as shown in FIG. 5, the oil seal 1, the dust seal 2 and the backup ring 3 can be handled as a single sealing device integral with one another. it can.
  • a circular convex portion protruding toward the rod guide 112 is formed on the inner peripheral portion of the outer attachment ring 21 in the dust seal 2, and this circular convex portion is
  • the inner mounting ring 11 and the outer mounting ring 21 have cylindrical surfaces by press-fitting the inner mounting ring 11 of the oil seal 1 into the inner periphery of the annular step portion 11a formed in a shape projecting to the rod guide 112 side. It can also be set as the structure closely fitted mutually.
  • the present invention can be suitably applied to a sealing device for a reciprocating shaft which seals a reciprocating shaft such as a hydraulic shock absorber in an air suspension of a vehicle.

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Abstract

【課題】オイルシール１とダストシール２の間に侵入する外圧による密封性及び摩擦特性の不安定を解消する。 【解決手段】軸方向内側を向いた状態で往復動軸１１３の外周面に密接される主リップ１２が内側取付環１１の内周部に一体的に設けられたオイルシール１と、軸方向外側を向いた状態で往復動軸１１３の外周面に密接されるダストリップ２２が外側取付環２１の内周部に一体的に設けられたダストシール２とを備え、オイルシール１に、ダストシール２における外側取付環２１と密接される外圧シール１６が設けられている。この外圧シール１６によって、主リップ１２とダストリップ２２との間への外圧の侵入を遮断することができる。

Description

明 細 書
往復動軸用密封装置
技術分野
[0001] 本発明は、車両のエアサスペンションにおける油圧緩衝装置等の往復動軸を密封 する往復動軸用密封装置に関する。
背景技術
[0002] 車両の油圧緩衝器 (ショックァブソーバ）に用いられる往復動軸用密封装置の典型 的な従来技術として、例えば下記の特許文献 1及び特許文献 2に記載されたものが める。
特許文献 1 :特開 2000-046092号公報 (第 1図）
特許文献 2：特開 2001-173797号公報 (第 4図）
[0003] 図 7は、特許文献 1の第 1図に記載されたものと同種の往復動軸用密封装置を、油 圧緩衝器の一部と共に、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図 8 は、同じく未装着状態の半断面図である。すなわち、この密封装置は、油圧緩衝器 の内部の油液を密封対象とするオイルシール 101と、外部からの塵埃や泥水の侵入 を防止するダストシール 102と、両シール 101, 102間に配置されたバックアップリン グ 103とを備え、両シール 101, 102における金属環 101a, 102aが、外筒 111の開 口端の力シメ部 11 laとその内側のロッドガイド 112との間に挟持されて 、る。
[0004] オイルシール 101は、金属製の取付環 101aに、軸方向内側（ロッドガイド 112側） を向いた状態でピストンロッド 113の外周面に密接される主リップ 101bと、外筒 111 及びロッドガイド 112との間を密封する外周リップ 101cをゴム状弾性材料で一体成 形 (加硫接着）したものであり、ダストシール 102は、金属製の取付環 102aに、軸方 向外側を向いた状態でピストンロッド 113の外周面に密接されるダストリップ 102bを ゴム状弾性材料で一体成形 (加硫接着）したものである。また、ノ ックアップリング 10 3は、油圧緩衝器内部の油圧によるオイルシール 101の主リップ 101bの変形を抑制 するものであって、ダストシール 102における取付環 102aの内周部によって保持さ れている。 [0005] また、特許文献 2に記載された往復動軸用密封装置は、外筒の開口端とロッドガイ ドとの間に挟持される金属製の取付環の内周部に、油圧緩衝器内部の油液を密封 対象とする主リップと、外部からの塵埃や泥水の侵入を防止するダストリップを一体成 形 (加硫接着）したものである。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] し力し、例えばエアサスペンションの場合、外筒の外側にエアスプリングが構成され るため、ダストシール 102に外側力も作用するエア Aの圧力が高圧になることがある。 このため、図 7及び図 8 (又は特許文献 1)に示される従来の密封装置によれば、エア Aの圧力上昇によって、このエア Aの一部力 外筒 111とダストシール 102の取付環 102aとの間の微小隙間から、この取付環 102aとオイルシール 101の取付環 101aと の微小隙間を介して、主リップ 101bとダストリップ 102bの間の密閉空間 Bに圧入され る。そして、この密閉空間 B内のエア圧力は、ピストンロッド 113の外周面に対する主 リップ 101b及びダストリップ 102bの緊迫力を低下させるように作用するため、密封性 能の低下やピストンロッド 113に対するフリクションの低下を来すことが懸念される。
[0007] また、特許文献 2に記載された往復動軸用密封装置は、外筒内の油液を密封対象 とする主リップと、外部からの塵埃や泥水の侵入を防止するダストリップを一つの取付 環に一体に設けたものであるため、上述のような問題はない。し力しながら、取付環 の軸方向両側にリップを成形するため、取付環の内周部に成形時のゴム流しのため の溝を形成する必要があり、したがって主リップの耐圧設計が難しぐし力もノ ックアツ プリングの装着も困難であるため、主リップの耐圧性に問題があった。
[0008] 本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、オイル シールとダストシールの間に侵入する外圧による密封性及び摩擦特性の不安定を解 消することにある。
課題を解決するための手段
[0009] 上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項 1の発明に係る 往復動軸用密封装置は、軸方向内側を向いた状態で往復動軸の外周面に密接され る主リップが内側取付環の内周部に一体的に設けられたオイルシールと、軸方向外 側を向いた状態で前記往復動軸の外周面に密接されるダストリップが外側取付環の 内周部に一体的に設けられたダストシールとを備え、前記オイルシールとダストシ一 ルのうちの一方に、前記オイルシールとダストシールのうちの他方の取付環と密接さ れる外圧シールが設けられたものである。この外圧シールは、前記内側取付環と外 側取付環の間から前記主リップとダストリップとの間への外圧の侵入を遮断するもの である。
[0010] また、上述した技術的課題を有効に解決するための他の手段として、請求項 2の発 明に係る往復動軸用密封装置は、軸方向内側を向 、た状態で往復動軸の外周面に 密接される主リップが内側取付環の内周部に一体的に設けられたオイルシールと、 軸方向外側を向いた状態で前記往復動軸の外周面に密接されるダストリップが外側 取付環の内周部に一体的に設けられたダストシールとを備え、前記内側取付環及び 前記外側取付環に、互いに密嵌される筒状嵌合面が形成されたものである。そして、 この筒状嵌合面の密嵌によって、前記オイルシールとダストリップの一体ィ匕が図られ ると共に、前記主リップとダストリップ間への外圧の侵入を遮断するものである。
発明の効果
[0011] 請求項 1の発明に係る往復動軸用密封装置によれば、外圧が高圧になる条件下で も、オイルシールの内側取付環とダストシールの外側取付環の間から、オイルシール の主リップとダストシールのダストリップの間への外圧の侵入が、外圧シールによって 遮断されるため、主リップとダストリップとの間の密閉空間が加圧されるのを防止して、 前記主リップの良好な密封性を維持すると共に、往復動軸の軸方向往復動に対する 所要のフリクションを確保することができる。
[0012] 請求項 2の発明に係る往復動軸用密封装置によれば、外圧が高圧になる条件下で も、オイルシールの内側取付環とダストシールの外側取付環の間から、オイルシール の主リップとダストシールのダストリップの間への外圧の侵入力 前記内側取付環に 形成した筒状嵌合面と、前記外側取付環に形成した筒状嵌合面との密嵌部におい て遮断されるため、請求項 1と同様の効果が実現される。し力も、機器への組み込み 前に、オイルシールとダストリップを一体ィ匕することができるので、取扱いを容易にす ることがでさる。 図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明に係る往復動軸用密封装置の第一の形態を、油圧緩衝器の一部と共に 、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
[図 2]図 1の形態による往復動軸用密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す未 装着状態の半断面図である。
[図 3]本発明に係る往復動軸用密封装置の第二の形態を、油圧緩衝器の一部と共に 、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
[図 4]図 3の形態による往復動軸用密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す未 装着状態の半断面図である。
[図 5]本発明に係る往復動軸用密封装置の第三の形態を、油圧緩衝器の一部と共に 、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。
[図 6]図 5の形態による往復動軸用密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す未 装着状態の半断面図である。
[図 7]特許文献 1の第 1図に記載されたものと同種の従来の往復動軸用密封装置を、 油圧緩衝器の一部と共に、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図で ある。
[図 8]図 7の往復動軸用密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す未装着状態の 半断面図である。
符号の説明
[0014] 1 オイノレシーノレ
11 内側取付環
11a 環状段差部
l ib 筒状外周面 (筒状嵌合面）
12 主リップ
12a 基部
13 外周リップ
14 弾性膜部
15 中間凸条 16 外圧シール
2 ダストシール
21 外側取付環
21c 円形凹部
21d 内向き筒状面 (筒状嵌合面）
22 ダストリップ
3 バックアップリング
111 外筒
112 ロッド、ガイド、
113 ピストンロッド (往復動軸）
A 加圧エア
B 密閉空間
O 油液
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す る。図 1は、本発明に係る往復動軸用密封装置の第一の形態を、油圧緩衝器の一部 と共に、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図 2は、図 1の形態 による往復動軸用密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す未装着状態の半断 面図である。
[0016] まず図 1において、先に説明した図 7と同様、参照符号 111は車両の懸架装置にお ける油圧緩衝器の外筒、 112は外筒 111の開口端近傍の内周に挿入されると共に 不図示の内筒の開口端に取り付けられたロッドガイド、 113はロッドガイド 112の内周 を貫通したピストンロッドである。ピストンロッド 113は、請求項 1に記載された往復動 軸に相当するものである。
[0017] 本発明の往復動軸用密封装置は、外筒 111の開口端の力シメ部 111aとその内側 のロッドガイド 112との間に固定されていて、油圧緩衝器の内部の油液 Oを密封対象 とするオイルシール 1と、外部力 の塵埃や泥水等の侵入を防止するダストシール 2と 、ノックアップリング 3とを備える。 [0018] 詳しくは、オイルシール 1は、図 2に示されるように、金属製の円盤状の内側取付環 11と、その内周部に一体的に設けられた主リップ 12と、内側取付環 11の外周部に 一体的に設けられた外周リップ 13とを有する。主リップ 12及び外周リップ 13は、共に 軸方向内側、すなわちロッドガイド 112側を向いており、両リップ 12, 13の間に連続 して形成され内側取付環 11の片面に一体的に被着された弾性膜部 14には、中間 凸条 15が形成されている。また、主リップ 12における基部 12aの軸方向外側を向い た背面には、複数の外圧シール 16が同心的に形成されている。この外圧シール 16 は、図 2に示される未装着状態では、内側取付環 11の背面よりも外側へ突出してい る。
[0019] 主リップ 12、外周リップ 13、弾性膜部 14、中間凸条 15及び背面リップ 16は、連続 したゴム状弾性材料で成形されており、すなわち、所定の金型内に、予め加硫接着 剤を塗布した内側取付環 11をセットして、この内側取付環 11と金型内面との間に画 成された環状のキヤビティ内に、未加硫ゴム材料を充填して加熱'加圧することによつ て、加硫成形と同時に内側取付環 11に加硫接着されたものである。
[0020] 一方、ダストシール 2は、金属製の円盤状の外側取付環 21と、その内周部に一体 的に設けられたダストリップ 22とを有する。ダストリップ 22はゴム状弾性材料で成形さ れており、すなわちオイルシール 1と同様、所定の金型内に、予め加硫接着剤を塗布 した外側取付環 21をセットして、この外側取付環 21と金型内面との間に画成された 環状のキヤビティ内に、未加硫ゴム材料を充填して加熱 '加圧することによって、加硫 成形と同時に外側取付環 21に加硫接着されたものである。
[0021] ノ ックアップリング 3は、適当な剛性を有し、耐摩耗性に優れると共に摩擦係数の著 しく低 、例えば PTFE等の合成樹脂材で成形されたものであって、オイルシール 1に おける主リップ 12と、ダストシール 2における外側取付環 21の内周部 21aとの間に介 在される。
[0022] 図 1に示される装着状態では、オイルシール 1が軸方向内側、ダストシール 2が軸方 向外側となるように配置され、オイルシール 1における内側取付環 11とダストシール 2 における外側取付環 21が互いに重なり合った状態で、外筒 111の力シメ部 11 laと、 ロッドガイド 112における環状突起部 112aの間に挟持される。そして、オイルシール 1における主リップ 12は、前記環状突起部 112aの内周に位置して、先端内周部がピ ストンロッド 113の外周面に摺動可能に密接することによって、ロッドガイド 112にお ける環状突起部 112aの内周空間に達している内部の油液 Oが軸周から外部へ漏れ るのを阻止するものであり、ダストシール 2におけるダストリップ 22の先端内周部力 ピ ストンロッド 113の外周面に摺動可能に密接することによって、外部からの塵埃や泥 水等の侵入を防止するものであり、バックアップリング 3は、オイルシール 1における主 リップ 12の背面を支承することによって、油圧による主リップ 12の過大な変形を防止 するものである。
[0023] 一方、オイルシール 1における外周リップ 13は、外筒 111の内周面及びロッドガイド 112における環状突起部 112aのテーパ状外周面に適当な圧縮状態で密接すること によって、ロッドガイド 112の外周からの油液 Oの漏れを阻止すものである。また、ォ ィルシール 1における内側取付環 11に設けられた弾性膜部 14及び中間凸条 15は、 外筒 111の力シメ部 11 laと、ロッドガイド 112における環状突起部 112aによる内側 取付環 11及び外側取付環 21に対するカシメカの誤差を吸収し、かつ油液 Oに対す る密封機能を有するものである。
[0024] ここで、エアサスペンションにおいては、油圧緩衝器の外部にはエアチャンノ （不図 示）が設けられ、このエアチャンバ内に、エアコンプレッサで加圧されたエア Aが供給 されることによって、エアスプリングが構成される。そして、前記エアチャンバ内の加圧 エア Aの圧力はダストシール 2に作用するが、このダストシール 2のダストリップ 22に は、加圧エア Aの圧力がピストンロッド 113の外周面に対する密接力として作用する ため、ダストリップ 22とピストンロッド 113の間力もの加圧エア Aの侵入が有効に防止 される。
[0025] また、エアチャンバ内の加圧エア Aは、外筒 111の力シメ部 111aとダストシール 2の 外側取付環 21の外周部との間から、この外側取付環 21とオイルシール 1の内側取 付環 11との微小隙間へ侵入する。しかし、主リップ 12における基部 12aの背面に形 成された複数の外圧シール 16は、外筒 111の力シメ部 11 laとロッドガイド 112にお ける環状突起部 112aによる挟圧力によって、適当に圧縮された状態で、ダストシ一 ル 2における外側取付環 21と密接しているので、加圧エア Aが内側取付環 11と外側 取付環 21の間の微小隙間を内周側へ通過することができない。
[0026] したがって、主リップ 12とダストリップ 22の間の密閉空間 Bへ加圧エア Aが侵入して 、この密閉空間 Bが蓄圧されることによって主リップ 12及びダストリップ 22の緊迫力が 低下するのを防止することができる。その結果、ロッドガイド 112における環状突起部 112aの内周空間に達している油液 Oに対する主リップ 12の良好な密封性が維持さ れると共に、ピストンロッド 113の軸方向往復動作に対する所要のフリクションが確保 される。
[0027] また、互いに逆向きの主リップ 12とダストリップ 22を、単一の金属環に一体成形す る場合と異なり、オイルシール 1における内側取付環 11の内周部及びダストシール 2 における外側取付環 21の内周部に、成形時のゴム廻りのための切欠溝を形成する 必要がなぐその分、主リップ 12 (及びダストリップ 22)を、耐圧性に優れたものとする ことができる。
[0028] 次に図 3は、本発明に係る往復動軸用密封装置の第二の形態を、油圧緩衝器の 一部と共に、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図 4は、図 3の 形態による往復動軸用密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す未装着状態の 半断面図である。
[0029] この第二の形態において、上述した図 1及び図 2に示される第一の形態と異なると ころは、外圧シール 16を、オイルシール 1における内側取付環 11の外周部に、外周 リップ 13と逆向きに設け、この外周リップ 13を、ダストシール 2における外側取付環 2 1の外周部に形成した環状溝 21bの外周面と外筒 111の内周面に適当なつぶし代 で密接させたことにある。その他の部分は、基本的に図 1及び図 2と同様であるため、 同一の符号を付して示し、その重複説明は省略する。
[0030] 上記構成において、油圧緩衝器の外部に設けられたエアチャンバ（不図示）内の 加圧エア Aは、外筒 111の力シメ部 11 laとダストシール 2の外側取付環 21の外周部 との間から、この外側取付環 21とオイルシール 1の内側取付環 11との微小隙間へ侵 入しょうとする。しかし、前記内側取付環 11の外周部に設けられた外圧シール 16が、 ダストシール 2の外側取付環 21に形成された環状溝 2 lbの外周面と外筒 111の内周 面との間に圧縮状態で介在しているので、加圧エア Aは、内側取付環 11と外側取付 環 21の間へ侵入することができない。したがって、第一の形態と同様、主リップ 12と ダストリップ 22の間の密閉空間 Bが加圧エア Aの侵入により蓄圧されるのを防止して 、油液 Oに対する主リップ 12の良好な密封性が維持すると共に、ピストンロッド 113の 軸方向往復動作に対する所要のフリクションを確保することができる。
[0031] なお、上述した第一及び第二の形態においては、外圧シール 16をオイルシール 1 側に設けたが、これをダストシール 2側に設けて、オイルシール 1における内側取付 環 11と密接させても、同様の効果を実現することができる。
[0032] 次に図 5は、本発明に係る往復動軸用密封装置の第三の形態を、油圧緩衝器の 一部と共に、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図 6は、図 5の 形態による往復動軸用密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す未装着状態の 半断面図である。
[0033] この第三の形態において、先に説明した図 1及び図 2に示される第一の形態と異な るところは、図 6に示されるように、オイルシール 1における内側取付環 11に、円周方 向へ連続した環状段差部 1 laが形成される一方、ダストシール 2における外側取付 環 21の内周部に、環状段差部 11aと対応する円形凹部 21cが形成されていることに ある。詳しくは、環状段差部 11aは、その内周側がロッドガイド 112と反対側へ突出す るように形成され、円形凹部 21cは、外側取付環 21におけるロッドガイド 112側 (オイ ルシール 1側）の面に形成されている。環状段差部 11aの軸方向高さは、円形凹部 2 lcの軸方向深さとほぼ同等であり、環状段差部 11aの外径は、円形凹部 21cの内径 よりも僅かに大径である。
[0034] すなわち、オイルシール 1の内側取付環 11に形成された環状段差部 1 laは、ダスト シール 2の外側取付環 21に形成された円形凹部 21cに圧入することによって、前記 環状段差部 11aにおける筒状外周面 l ibと、前記円形凹部 21cにおける内向き筒状 面 21dは、適当な締め代をもって密嵌され、また、これによつて、オイルシール 1 (内 側取付環 11)とダストシール 2 (外側取付環 21)は、互いに一体ィ匕することができるよ うになつている。なお、筒状外周面 l ib及び内向き筒状面 21dは、請求項 2に記載さ れた筒状嵌合面に相当するもので、互いに隙間なく密接されるように、平滑に仕上げ られている。 [0035] その他の部分は、基本的に図 1及び図 2と同様であるため、同一の符号を付して示 し、その説明は省略する。なお、オイルシール 1における主リップ 12には、その緊迫 力を補償するためのガータスプリング 17が装着されている。
[0036] 上記構成において、油圧緩衝器の外部に設けられたエアチャンバ（不図示）内の 加圧エア Aは、外筒 111の力シメ部 11 laとダストシール 2の外側取付環 21の外周部 との間から、この外側取付環 21とオイルシール 1の内側取付環 11との微小隙間へ侵 入しょうとする。しかし、前記内側取付環 11における筒状外周面 l ibと、外側取付環 21における内向き筒状面 21dが、互いに締め代をもって密着された状態にあるため 、この部分より内周側へ加圧エア Aが通過することができない。したがって、第一の形 態と同様、主リップ 12とダストリップ 22の間の密閉空間 Bが加圧エア Aの侵入により 蓄圧されるのを防止して、油液 Oに対する主リップ 12の良好な密封性が維持すると 共に、ピストンロッド 113の軸方向往復動作に対する所要のフリクションを確保するこ とがでさる。
[0037] また、オイルシール 1とダストシール 2が、別体として製作されるため、先の第一の形 態と同様、主リップ 12 (及びダストリップ 22)を、耐圧性に優れたものとすることができ る。し力も、図 6に示される分離状態から、オイルシール 1の内側取付環 11に形成さ れた環状段差部 1 laを、ダストシール 2の外側取付環 21に形成された円形凹部 21c に圧入することによって、主リップ 12と外側取付環 21の間にバックアップリング 3を介 在させた状態で、オイルシール 1とダストシール 2を互いに一体ィ匕することができる。 そしてこの一体ィ匕は、図 5に示されるように組み込まれる前に行われるため、オイルシ ール 1、ダストシール 2及びバックアップリング 3を、互いに一体の、単一の密封装置と して取り扱うことができる。
[0038] なお、図 5に示される例とは逆に、ダストシール 2における外側取付環 21の内周部 に、ロッドガイド 112側へ突出した円形凸部を形成して、この円形凸部を、オイルシー ル 1における内側取付環 11にロッドガイド 112側へ突出した形状に形成した環状段 差部 11aの内周に圧入嵌合することによって、内側取付環 11と外側取付環 21が筒 状面同士で互いに密嵌される構成とすることもできる。
産業上の利用可能性 本発明は、車両のエアサスペンションにおける油圧緩衝装置等の往復動軸を密封 する往復動軸用密封装置に、好適に実施することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 軸方向内側を向 ヽた状態で往復動軸（113)の外周面に密接される主リップ（12) が内側取付環（ 11)の内周部に一体的に設けられたオイルシール（ 1)と、軸方向外 側を向 、た状態で前記往復動軸（113)の外周面に密接されるダストリップ（22)が外 側取付環（21)の内周部に一体的に設けられたダストシール（2)とを備え、前記オイ ルシール（1)とダストシール（2)のうちの一方に、前記オイルシール（1)とダストシ一 ル (2)のうちの他方の取付環と密接される外圧シール（16)が設けられたことを特徴と する往復動軸用密封装置。
[2] 軸方向内側を向 ヽた状態で往復動軸（113)の外周面に密接される主リップ（12) が内側取付環（ 11)の内周部に一体的に設けられたオイルシール（ 1)と、軸方向外 側を向 、た状態で前記往復動軸（113)の外周面に密接されるダストリップ（22)が外 側取付環（21)の内周部に一体的に設けられたダストシール（2)とを備え、前記内側 取付環（11)及び前記外側取付環（21)に、互いに密嵌される筒状嵌合面（l ib, 21 d)が形成されたことを特徴とする往復動軸用密封装置。
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