WO2008029786A1 - Joint étanche à l'huile pour un mouvement alternatif - Google Patents

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WO2008029786A1
WO2008029786A1 PCT/JP2007/067177 JP2007067177W WO2008029786A1 WO 2008029786 A1 WO2008029786 A1 WO 2008029786A1 JP 2007067177 W JP2007067177 W JP 2007067177W WO 2008029786 A1 WO2008029786 A1 WO 2008029786A1
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WO
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seal
reciprocating
backup ring
annular
peripheral surface
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PCT/JP2007/067177
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French (fr)
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Kazuyoshi Horiba
Kazuhiko Yonezawa
Shinichi Sumimoto
Seiji Miyazawa
Original Assignee
Kyb Corporation
Arai Seisakusho Co., Ltd.
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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
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3216—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip supported in a direction parallel to the surfaces
    • 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
    • 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
    • F16J15/56—Other sealings for reciprocating rods

Definitions

  • the present invention relates to a reciprocating oil seal, and particularly to a reciprocating oil seal having a backup ring suitable for ensuring the pressure resistance of a seal lip.
  • Patent Document 1 Japanese Utility Model Publication No. 60-110767 (Figs. 1 and 3)
  • the inner peripheral surface of the back ring formed of resin is arranged in parallel with the outer peripheral surface of the reciprocating shaft, so that the pressure on the sealing side is 2 to 9 MPa.
  • the inner surface of the backup ring is in full contact with the reciprocating shaft, and the annular groove is crushed by pressure, preventing the lubricant from being held! / ,! There was a problem.
  • the present invention has been made in view of this point, and is for reciprocating motion capable of reliably achieving high performance by preventing the inner peripheral surface of the backup ring from coming into full contact with the reciprocating shaft.
  • An object is to provide an oil seal.
  • the reciprocating oil seal according to the present invention is characterized by a seal body including a seal lip that can be slidably contacted with a reciprocating shaft, and a pressure resistance of the seal lip.
  • the seal lip is arranged to be supported from the atmosphere side, and at least one annular groove capable of holding a lubricating member is provided on the inner peripheral surface facing the reciprocating shaft.
  • a reciprocating oil seal having a backup ring formed of resin and a holding member that holds the backup ring so as to sandwich the backup ring between the seal body and an inner peripheral surface of the backup ring, The taper is formed so as to taper from the sealing side toward the atmosphere side along the axial direction.
  • another reciprocating oil seal is characterized in that a seal body including a seal lip that can be slidably contacted with a reciprocating shaft and a pressure resistance of the seal lip are ensured.
  • the seal lip is arranged to be supported from the atmosphere side, and is formed of a resin provided with at least one annular groove capable of holding a lubricating member on an inner peripheral surface facing the reciprocating shaft.
  • a reciprocating oil seal having a backup ring and a holding member that holds the knock-up ring so as to sandwich the knock-up ring between the seal body, a plurality of annular protrusions are formed on the inner peripheral surface of the backup ring.
  • the annular grooves are arranged along the axial direction, and the annular grooves are adjacent to the annular protrusions adjacent to the plurality of annular protrusions.
  • the taper angle is;! To 15 °, and the apex angle of the annular protrusion is 120-160 °.
  • the main seal provided with the seal body and disposed on the sealing side, and a dust seal disposed on the atmosphere side of the main seal, the dust seal constituting the holding member preferable.
  • the reciprocating oil seal of the present invention when the taper inner peripheral surface of the backup ring is used under high pressure, at least the portion on the atmosphere side of the inner peripheral surface of the backup ring is moved to the reciprocating shaft. Therefore, the annular groove can be prevented from being crushed by pressure. As a result, there are excellent effects such as ensuring high performance by preventing the inner peripheral surface of the backup ring from making full contact with the reciprocating shaft.
  • FIG. 1 A cross-sectional view showing a main part of a first embodiment of a reciprocating oil seal according to the present invention.
  • FIG. 2 An enlarged cross-sectional view of the backup ring of FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a modification of the annular protrusion of the backup ring in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a second embodiment of a reciprocating oil seal according to the present invention.
  • FIG. 1 and 2 show a first embodiment of a reciprocating oil seal according to the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main part
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the backup ring of FIG.
  • the reciprocating oil seal of this embodiment is exemplified by a plurality of annular protrusions provided on the inner surface of the knock-up ring.
  • the reciprocating oil seal of the present embodiment is exemplified for use in a shock absorber (hydraulic shock absorber of a suspension system of a vehicle such as an automobile or a motorcycle).
  • the reciprocating oil seal 1 of the present embodiment includes a main seal 2 disposed on the sealing side OS, a dust seal 3 disposed on the atmosphere side AS, a main seal 2 and a dust seal. 3 and a backup ring 4 disposed between the two.
  • the main seal 2 is used to prevent a sealing fluid (not shown) such as lubricating oil from leaking from the sealing side OS shown in the upper part of FIG. 1 to the atmosphere side AS shown in the lower part of FIG.
  • the seal body 6 formed of a rubber-like elastic body is baked on the body on the main reinforcement ring 5 as a reinforcement ring formed of a rigid material such as metal.
  • the main reinforcing ring 5 includes an annular main body 5a formed in an annular shape and an outer portion 5b extending from the outer peripheral edge of the annular main body 5a toward the atmospheric side AS shown in FIG. As a whole, the cross-section is formed in an annular shape having an L-shape that is substantially horizontally oriented.
  • the seal body 6 is formed with an annular seal lip 7 formed so as to be gradually reduced in diameter from the inner peripheral portion of the main reinforcing ring 5 toward the sealing side OS. 1 has an appropriate fastening margin with a reciprocating shaft 8 indicated by a two-dot chain line in FIG. 1, and has a lip tip 9 that is in sliding contact with the reciprocating shaft 8.
  • the seal lip 7 includes an oil surface 10 having a predetermined oil level angle that is expanded from the lip tip 9 toward the sealing side OS, and a predetermined seal that is expanded from the lip tip 9 toward the atmosphere side AS. And a desired region on the lip end 9 side of the seal surface 11 is in contact with the surface of the reciprocating shaft 8 with an appropriate tightening allowance.
  • a garter spring 12 is provided on the back surface of the seal lip 7 on the outer side in the radial direction of the lip tip 9 to maintain the radial tension between the seal lip 7 and the reciprocating shaft 8. .
  • the dust seal 3 is for preventing dust such as dust from entering the sealed OS from the atmosphere side AS, and is a reinforcing ring formed in an annular shape by a rigid material such as metal. All dust reinforcement rings 13 have an annular dust strip 14 formed of a rubber-like elastic body. It is formed by baking. The dust lip 14 as a whole is formed so as to gradually decrease in diameter from the inner peripheral portion of the lower surface shown in the lower part of FIG. 1 located on the atmosphere side AS of the dust reinforcement ring 13 toward the atmosphere side AS.
  • the outer diameter of the dust reinforcing ring 13 is slightly larger than the inner diameter of the outer portion 5 b of the main reinforcing ring 5, and the dust reinforcing ring 13 is connected to the main reinforcing ring 5. It can be fitted and mounted in a cylindrical inner space formed by the main body 5a and the outer side part 5b. Further, the thickness dimension shown in the vertical direction in FIG. 1 of the dust reinforcing ring 13 is formed to be larger than the depth dimension shown in the vertical direction in FIG. 1 of the outer portion 5b of the main reinforcing ring 5. When the reinforcing ring 13 is attached to the main reinforcing ring 5, the lower surface shown in the lower part of FIG.
  • the inner diameter of the dust reinforcing ring 13 is smaller than the inner diameter of the main reinforcing ring 5 and larger than the outer diameter of the reciprocating shaft 8.
  • the configuration of the dust lip 14 is the same as that of a conventionally known dust lip, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the backup ring 4 ensures the pressure resistance of the seal lip 7 of the main seal 2, that is, prevents the seal lip 7 from protruding into the atmosphere side AS due to the pressure from the sealing side OS and being deformed. It is formed in a ring shape from a resin such as fluorine resin, polyamide, or polyacetal. In the present embodiment, a fluorine resin, specifically, polytetrafluoroethylene (PTFE) is used. Various additives can be added to fluororesin as required by the design concept.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the backup ring 4 of the present embodiment includes a small-diameter portion 15 having a small outer diameter disposed on the sealing-side OS, and a large-diameter portion 16 having a large outer diameter disposed on the atmospheric side AS.
  • a small-diameter portion 15 having a small outer diameter disposed on the sealing-side OS
  • a large-diameter portion 16 having a large outer diameter disposed on the atmospheric side AS.
  • the outer peripheral surface of the small-diameter portion 15 has a taper angle that is almost the same as that of the seal surface 11 so that the force S can support the seal surface 11 side of the seal lip 7 of the main seal 2 from the atmospheric side AS.
  • the supporting tapered surface 18 is formed so as to be reduced in diameter toward the OS.
  • the inner peripheral surface 20 of the backup ring 4 of the present embodiment that is, reciprocation
  • a plurality of, in the present embodiment, three annular projections 19 are provided on the surface facing the outer peripheral surface of the moving shaft 8 along the axial direction with a predetermined interval, for example, 0.5 to 1.5 mm.
  • the inner peripheral surface 20 of the backup ring 4 is a virtual inner peripheral surface 20a formed by a bus that connects the top portions 19a of all the annular protrusions 19 linearly along the axial direction.
  • a curved surface formed by moving in the circumferential direction around the axis is formed to form a taper that expands from the sealed OS to the atmosphere AS along the axial direction! / .
  • the outer sides in the axial direction of the two annular projections 19 located above and below in FIG. 1 located on both sides in the axial direction are larger in diameter than the inner diameter dimension of the annular projection 16. Therefore, the virtual inner peripheral surface 20a formed by the generatrices connecting the top portions 19a of all the annular protrusions 19 in a straight line along the axial direction is the outer peripheral surface of the truncated cone obtained by cutting the top of the cone. Such a single curved surface (conical surface) is formed.
  • the range of ! to 15 ° is optimal. If the pressure is smaller than this range, the annular protrusion 19 comes into strong contact with the reciprocating shaft 8 under high pressure, or the annular protrusion 19 is crushed and the inner surface of the knock-up ring 4 comes into full contact with the reciprocating shaft 8. It becomes difficult to secure the space necessary to hold the lubricating member by the groove 21, and the frictional force and wear tend to be remarkable.
  • the taper angle ⁇ of the backup ring 4 of the present embodiment is formed at 3 °! /
  • the annular protrusion 19 of the present embodiment is formed in a substantially triangular mountain shape with a low height and a long base, and a trough is formed between the annular protrusions 19 adjacent to each annular protrusion 19.
  • An annular groove 21 that can hold the lubricating member is formed by the valley portion.
  • annular protrusions and two annular grooves 21 are alternately formed on the inner peripheral surface 20 of the backup ring 4 of the present embodiment. That is, the inner surface of the backup ring 4 extends along the axial direction in which the annular protrusions 19 and the annular grooves 21 are alternately continuous in the axial direction. It is formed in an uneven shape.
  • the number of the annular protrusions 19 may be two or more so that at least one annular groove 21 can be formed on the inner peripheral surface 20 of the backup ring 4.
  • the lubricating member can be selected from a sealing fluid such as lubricating oil, a grease different from the sealing fluid, a solid lubricant, or the like according to the design concept or the like as required.
  • the annular protrusion 19 it is optimal for the annular protrusion 19 to have an apex angle / 3 of 120 to 160 °. If the pressure is smaller than this range, when the annular protrusion 19 comes into contact with the reciprocating shaft 8 under high pressure, the annular protrusion 19 is crushed and the uneven shape formed by the annular protrusion 19 and the annular groove 21 cannot be maintained, and On the other hand, when it is larger than this range, formation of the annular groove 21 for holding the lubricating member for holding the lubricating film on the surface of the reciprocating shaft 8 tends to be difficult.
  • the apex angle / 3 of the annular protrusion 19 of the backup ring 4 of this embodiment is formed at 145 °.
  • the cross-sectional shape of the annular protrusion 19 may be a mountain shape as a whole.
  • the shape can be selected and used according to the design concept.
  • FIG. 3A shows an annular protrusion 19A having a trapezoidal cross section
  • FIG. 3B shows an arcuate annular protrusion 19B.
  • the backup ring 4 of the present embodiment has a reciprocating shaft 8 having an inner diameter of the virtual inner peripheral surface 20a, more specifically, an inner diameter of the top 19a of the smallest diameter annular protrusion 19 located on the most sealed side OS.
  • the outer diameter of the reciprocating shaft 8 is about 0.1 mm larger than the outer diameter of the reciprocating shaft 8 in a steady state where the pressure from the sealed side OS does not become high in use. It is formed so as to maintain a non-contact state.
  • the backup ring 4 of the present embodiment is formed individually.
  • the seal lip of the main seal 2 is provided. It is installed between the atmospheric side AS of 7 and the sealed side OS of dust seal 3.
  • the oil seal 1 for reciprocating motion is equipped with a seal body 6! It has a main seal 2 arranged on the sealing side OS and a dust seal 3 arranged on the atmospheric side AS of the main seal 2, and this dust seal 3 is connected to the seal body 6 as a backup ring 4 It is configured to have a function as a holding member 22 that holds the pin so as to sandwich the pin.
  • the holding member 22 may be any member that can hold the backup ring 4 with the seal body 6 so that the backup ring 4 is sandwiched between them.
  • NA! / A configuration in which a retaining ring is attached to the nosing and this retaining ring functions as the holding member 22 can be exemplified.
  • the plurality of annular protrusions 19 are arranged along the axial direction on the inner peripheral surface 20 of the backup ring 4, and the annular groove 21 includes a plurality of annular grooves 21.
  • An imaginary inner peripheral surface 20a formed by a trough between the annular protrusions 19 adjacent to the annular protrusion 19 and formed by a generatrix line connecting the top portions 19a of the plurality of annular protrusions 19 linearly along the axial direction.
  • the virtual inner peripheral surface 20a of the tapered backup ring 4 is, for example, pressure 2 to Even when using 9MPa under high pressure, at least the part on the atmosphere side AS of the inner peripheral surface 20 of the backup ring 4 can be held in a non-contact state with respect to the reciprocating shaft 8. It is possible to prevent the groove 21 from being crushed by pressure.
  • the reciprocating oil seal 1 of the present embodiment it is possible to maintain a stable sealing performance over a long period as a whole, and to easily obtain a durable and long-life product. Can do.
  • the reciprocating oil seal 1 of the present embodiment is a product of the present invention, and an annular protrusion is formed on the inner surface of the backup ring 4 of the present invention as a reciprocating oil seal provided with a conventional general backup ring.
  • the conventional product 1 is a cylinder that is not tapered and is not tapered and is not provided with an annular groove 21 and is used as a reciprocating oil seal with a back-up with an annular groove that holds a conventional lubricant.
  • the taper angle ⁇ of the backup ring 4 of the present invention is 0 ° (the annular protrusion 19 and the annular groove 21 are provided but the taper angle a is 0 °) as the conventional product 2, and these products of the present invention,
  • the conventional product 1 and the conventional product 2 were assembled in a shock absorber, and the wear amount and durability were evaluated at ⁇ lmm and 15 Hz. .01 square mm
  • the conventional product 1 had a wear amount of 0.04 mm 2 after 1 million cycles
  • the conventional product 2 had a wear rate of 0.02 mm 2 after 5 million cycles. From the test results, I was able to suffer.
  • the taper angle ⁇ force of the backup ring 4 is 15 °, so that the backup ring 4 can be used even under high pressure. It is possible to easily and surely hold at least the part on the atmosphere side AS of the inner peripheral surface 20 of the inner surface 20 in a non-contact state with the reciprocating shaft 8.
  • the annular protrusion 19 of the backup ring 4 has a mountain-shaped cross section, and the apex angle of the annular protrusion 19 is 120 to 160 °.
  • An annular groove 21 that secures a space necessary for holding the lubricating member can be reliably and easily obtained in the valley between the annular protrusions 19 adjacent to the 19.
  • the main seal 2 provided with the seal body 6 and disposed on the sealing side OS, and the dust seal disposed on the atmosphere side AS of the main seal 2 Is installed between the air side AS of the seal lip 7 of the main seal 2 and the seal side OS of the dust seal 3.
  • the dust seal disposed on the atmosphere side AS of the main seal 2 Is installed between the air side AS of the seal lip 7 of the main seal 2 and the seal side OS of the dust seal 3.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the second embodiment of the reciprocating oil seal according to the present invention.
  • the reciprocating oil seal 1A of this embodiment is a bar having a plurality of annular grooves 21A on the inner surface instead of the backup ring 4 of the reciprocating oil seal 1 of the first embodiment described above.
  • the backup ring 4A of the reciprocating oil seal 1A of the present embodiment has an inner peripheral surface 20A, that is, a surface facing the outer peripheral surface of the reciprocating shaft 8 along the axial direction from the sealing side OS. It is formed to have a taper that expands toward the atmosphere side AS.
  • the taper angle ⁇ A of the inner peripheral surface 20A is the same as the taper angle ⁇ formed by the virtual inner peripheral surface 20a of the backup ring 4A of the reciprocating oil seal 1A of the first embodiment described above. .
  • a plurality of, in the present embodiment, three annular grooves 21A formed in a substantially semicircular cross section are formed on the inner peripheral surface 20 ⁇ of the backup ring 4 ⁇ of the reciprocating oil seal 1A of the present embodiment. It is arranged along the axial direction with a predetermined interval, for example, 0.5 to 1.5;
  • the other configuration is the same as the backup ring 4 of the reciprocating oil seal 1 of the first embodiment described above, and therefore the same or corresponding configuration as the backup ring 4 described above is the same in the drawing. The description is omitted.
  • the inner peripheral surface 20A of the backup ring 4A has a taper that expands in the axial direction from the sealing side OS to the atmosphere side AS. Therefore, the inner surface 20A of the taper backup ring 4A is, for example, a pressure of 2 to 9 MPa as in the backup ring 4 of the reciprocating oil seal 1 of the first embodiment described above. Even when used under high pressure, at least the atmosphere side AS portion of the inner peripheral surface 20A of the knock-up 4A can be held in a non-contact state with respect to the reciprocating shaft 8. Prevents 21 from being crushed by pressure The power to do S.
  • the angle alpha A of the taper of the backup ring 4A is;! Because it is ⁇ 15 °, reciprocating oil seal of the first embodiment described above 1 As in the case of the backup ring 4 of the above, even when used under high pressure, at least the atmosphere side AS part of the inner peripheral surface 20A of the backup ring 4A is held in a non-contact state with respect to the reciprocating shaft 8. Can be easily and reliably.
  • the main seal 2 provided with the seal body 6 and disposed on the sealed side OS, and the dust seal disposed on the atmosphere side AS of the main seal 2 3 (see Fig. 1)
  • backup ring 4A force S main seal 2 seal lip 7 atmosphere side AS and dust seal 3 seal side OS is installed between the seal, so the sealing fluid is sealed It is possible to prevent leakage from the side OS toward the atmosphere side AS and to prevent dust and other dust from entering the sealed side OS from the atmosphere side AS. As a result, stable sealing performance can be maintained over a long period of time.
  • the reciprocating oil seal of the present invention can be used in various devices that seal a reciprocating shaft such as a shock absorber of a suspension system of a vehicle such as an automobile or a two-wheeled vehicle. Of course, it can also be used for a rotating oil seal that seals the rotating shaft.

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Description

明 細 書
往復動用オイルシール
技術分野
[0001] 本発明は、往復動用オイルシールに係り、特に、シールリップの耐圧性を確保する のに好適なバックアップリングを有する往復動用オイルシールに関する。
背景技術
[0002] 従来から、オイルシールの 1種として、シールリップの耐圧性を確保するために、シ ールリップのシール面を支持するように配置されたふつ素樹脂などの樹脂製のバック アップリングを備えた往復動用オイルシールが知られている。また、このような往復動 用オイルシールにお!/、ては、往復動用オイルシールを密封箇所に装着した設置状 態において往復動軸と平行に延在するバックアップリングの内周面に潤滑材を保持 可能な環状溝を設けることにより、密封側の圧力が高くなつた際に、バックアップリン グの内周面が往復動軸と全面接触しても環状溝に充填した潤滑材により潤滑性を確 保して、摩擦力の増大や摩耗の増大を防止するようにしたものも知られている（例え ば、特許文献 1参照)。
[0003] 特許文献 1 :実開昭 60— 110767号公報（第 1図、第 3図）
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかしながら、従来の往復動用オイルシールにおいては、近年の高性能化の要求 に応えることができな!/、と!/、う問題点があった。
[0005] 例えば、従来の往復動用オイルシールにおいては、樹脂により形成されたバックァ ップリングの内周面が往復動軸の外周面と平行に配置されているため、密封側の圧 力 2〜9MPaと高圧下で使用する場合、バックアップリングの内周面が往復動軸と全 面接触するとともに、環状溝が圧力で押し潰されてしまい潤滑材を保持させることが できな!/、と!/、う問題点があった。
[0006] その結果、バックアップリングの内周面の摩耗や変形が進行し、全体として長期間 に亘り安定した密封性能を保持することができないとともに、耐久性に劣り寿命が短く なることになる。
[0007] そこで、高圧下で使用する場合であっても、バックアップリングの内周面が往復動軸 と全面接触するのを防止することによる高性能化を確実に図ることのできる往復動用 オイルシールが求められて!/、る。
[0008] 本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、バックアップリングの内周面が往復動 軸と全面接触するのを防止することによる高性能化を確実に図ることのできる往復動 用オイルシールを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 前述した目的を達成するため、本発明に係る往復動用オイルシールの特徴は、往 復動軸に摺接可能とされたシールリップを具備するシール本体と、前記シールリップ の耐圧性を確保するために、前記シールリップを大気側から支持するように配置され るとともに、前記往復動軸と対向する内周面には、潤滑部材を保持可能な少なくとも 1つの環状溝が設けられている樹脂により形成されたバックアップリングと、前記シー ル本体との間で前記バックアップリングを挟み込むように保持する保持部材と、を有し ている往復動用オイルシールにおいて、前記バックアップリングの内周面が、軸方向 に沿って密封側から大気側に向かって拡径するテーパをなすように形成されている 点にある。そして、このような構成を採用したことにより、テーパをなすバックアップリン グの内周面は、高圧下で使用する場合、バックアップリングの内周面のうちの少なくと も大気側の部位を往復動軸に対して非接触状態に保持させることができるので、環 状溝が圧力で押し潰されるのを防止することができる。
[0010] また、本発明に係る他の往復動用オイルシールの特徴は、往復動軸に摺接可能と されたシールリップを具備するシール本体と、前記シールリップの耐圧性を確保する ために、前記シールリップを大気側から支持するように配置されるとともに、前記往復 動軸と対向する内周面には、潤滑部材を保持可能な少なくとも 1つの環状溝が設け られている樹脂により形成されたバックアップリングと、前記シール本体との間で前記 ノ ックアップリングを挟み込むように保持する保持部材と、を有している往復動用オイ ノレシールにおいて、前記バックアップリングの内周面には、複数の環状突起が軸方 向に沿って配列されており、前記環状溝が、前記複数の環状突起の隣位の環状突 起の間の谷部により形成されており、前記複数の環状突起の頂部を軸方向に沿って 直線状に結ぶ母線により形成される仮想内面が、軸方向に沿って密封側から大気側 に向かって拡径するテーパをなすように形成されている点にある。そして、このような 構成を採用したことにより、テーパをなすバックアップリングの仮想単曲面は、高圧下 で使用する場合、バックアップリングの内周面のうちの少なくとも大気側の部位を往復 動軸に対して非接触状態に保持させることができるので、環状溝が圧力で押し潰さ れるのを防止することができる。
[0011] 前記テーパの角度が;!〜 15° であることが好ましぐまた、前記環状突起の頂角が 120-160° であることカ好ましい。
[0012] 前記シール本体を具備し密封側に配置されるメインシールと、このメインシールの 大気側に配置されるダストシールとを有しており、このダストシールが前記保持部材を 構成していることが好ましい。
発明の効果
[0013] 本発明の往復動用オイルシールによれば、バックアップリングのテーパをなす内周 面は、高圧下で使用する場合、バックアップリングの内周面のうちの少なくとも大気側 の部位を往復動軸に対して非接触状態に保持させることができるので、環状溝が圧 力で押し潰されるのを防止することができる。その結果、バックアップリングの内周面 が往復動軸と全面接触するのを防止することによる高性能化を確実に図ることができ るなどの優れた効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明に係る往復動用オイルシールの第 1実施形態の要部を示す断面図 [図 2]図 1のバックアップリングの拡大断面図
[図 3]図 1のバックアップリングの環状突起の変形例を示す断面図
[図 4]本発明に係る往復動用オイルシールの第 2実施形態の要部を示す拡大断面図 発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
[0016] 図 1および図 2は、本発明に係る往復動用オイルシールの第 1実施形態を示すもの であり、図 1は要部を示す断面図、図 2は図 1のバックアップリングの拡大断面図であ [0017] 本実施形態の往復動用オイルシールは、ノ ックアップリングの内面に複数の環状 突起を設けたものを例示している。また、本実施形態の往復動用オイルシールは、自 動車、二輪車などの車両の懸架装置のショックァブソーノ^油圧緩衝器）に用いるも のを例示している。
[0018] 図 1に示すように、本実施形態の往復動用オイルシール 1は、密封側 OSに配置さ れるメインシール 2と、大気側 ASに配置されるダストシール 3と、メインシール 2とダスト シール 3との間に配置されるバックアップリング 4とを有している。
[0019] 前記メインシール 2は、潤滑油などの密封流体（図示せず）が図 1の上方に示す密 封側 OSから図 1の下方に示す大気側 ASに漏洩するのを防止するためのものであり 、金属などの剛性材料により形成された補強環としてのメイン用補強環 5に、ゴム様 弾性体で形成されたシール本体 6がー体に焼き付けられて形成されて!/、る。このメイ ン用補強環 5は、環状に形成された環本体 5aと、環本体 5aの外周縁から図 1の下方 に示す大気側 ASに向かってほぼ直角に延出された外側部 5bとにより、全体として断 面ほぼ横向き L字形状をなす環状に形成されている。
[0020] 前記シール本体 6には、メイン用補強環 5の内周部から密封側 OSに向かって徐々 に縮径するように形成された環状のシールリップ 7が形成されており、シールリップ 7 は、図 1の 2点鎖線にて示す往復動軸 8と適宜な締代を有し、往復動軸 8と摺接するリ ップ先端 9を有している。そして、シールリップ 7は、リップ先端 9から密封側 OSに向け て拡径された所定の油面角を有する油面 10と、リップ先端 9から大気側 ASに向けて 拡径された所定のシール角を有するシール面 11とを有しており、シール面 11のリツ プ先端 9側の所望の領域が、往復動軸 8の表面に適宜な締代をもって当接するよう にされている。また、シールリップ 7のリップ先端 9の径方向外側の背面には、シール リップ 7と往復動軸 8との間のラジアル方向の緊迫力を保持するためのガータースプリ ング 12が配設されている。
[0021] 前記ダストシール 3は、大気側 ASから埃ゃゴミなどのダストが密封側 OSへ侵入す るのを防ぐためのものであり、金属などの剛性材料により環状に形成された補強環と してのダスト用補強環 13に、ゴム様弾性体で形成された環状のダストリップ 14がー体 に焼き付けられて形成されている。このダストリップ 14は、全体としてダスト用補強環 1 3の大気側 ASに位置する図 1下方に示す下面の内周部から大気側 ASに向かって 徐々に縮径するように形成されている。
[0022] 前記ダスト用補強環 13の外径寸法は、メイン用補強環 5の外側部 5bの内径寸法よ り若干大きく形成されており、ダスト用補強環 13を、メイン用補強環 5の環本体 5aと外 側部 5bとにより形成される円柱状の内部空間に嵌合して装着することができるように なっている。さらに、ダスト用補強環 13の図 1の上下方向に示す厚さ寸法は、メイン用 補強環 5の外側部 5bの図 1の上下方向に示す深さ寸法より大きく形成されており、ダ スト用補強環 13をメイン用補強環 5に装着した状態において、ダスト用補強環 13の 大気側 ASに位置する図 1の下方に示す下面がメイン用補強環 5の外側部 5bの先端 力も大気側 ASに突出されている。また、ダスト用補強環 13の内径寸法は、メイン用 補強環 5の内径寸法より小さぐかつ、往復動軸 8の外径寸法より大きく形成されてい
[0023] なお、ダストリップ 14の構成は、従来公知のダストリップと同一構成とされているので 、その詳しい説明については省略する。
[0024] 前記バックアップリング 4は、メインシール 2のシールリップ 7の耐圧性を確保、すな わち、密封側 OSからの圧力によりシールリップ 7が大気側 ASにはみ出し変形するの を防止するためのものであり、ふつ素樹脂、ポリアミド、ポリアセタールなどの樹脂によ り環状に形成されている。本実施形態においてはふつ素樹脂、詳しくは、ポリテトラフ ノレォロエチレン (PTFE)が用いられている。なお、ふつ素樹脂には、設計コンセプト などの必要に応じて各種の配合剤を添加することができる。
[0025] 本実施形態のバックアップリング 4は、密封側 OSに配置された外径の寸法が小径 の小径部 15と、大気側 ASに配置された外径の寸法が大径の大径部 16とが段部 17 によって接続された外径が段付きの段付き円筒状に形成されている。また、小径部 1 5の外周面は、メインシール 2のシールリップ 7のシール面 11側を大気側 ASから支持 すること力 Sできるように、シール面 11とほぼ同一のテーパの角度をもって密封側 OS に向かって々に縮径するように形成された支持用テーパ面 18とされている。
[0026] 図 2に示すように、本実施形態のバックアップリング 4の内周面 20、すなわち、往復 動軸 8の外周面と対向する面には、複数、本実施形態においては 3つの環状突起 19 が所定の間隔、例えば、 0. 5〜； 1. 5mm程度の間隔をおいて軸方向に沿って配列さ れている。また、バックアップリング 4の内周面 20は、全ての環状突起 19の頂部 19a を軸方向に沿って直線状に結ぶ母線により形成される仮想内周面 20a、すなわち、 前記母線をバックアップリング 4の軸心を中心として周方向に移動させることにより形 成される曲面が、軸方向に沿って密封側 OSから大気側 ASに向かって拡径するテー パをなすように形成されて!/、る。
[0027] なお、本実施形態においては、軸方向の両側に位置する図 1の上方および下方に 位置する 2つの環状突起 19のそれぞれの軸方向の外側が環状突起 16の内径寸法 より大径に形成されているので、全ての環状突起 19の頂部 19aを軸方向に沿って直 線状に結ぶ母線によって形成される仮想内周面 20aは、円すいの頂点を切り取った 截頭円すいの外周面のような単曲面（錐面）を形成している。
[0028] 前記テーパの角度 α、すなわち、バックアップリング 4の軸心、ひいては往復動軸 8 の軸心とのなす角度としては、；!〜 15° の範囲が最適である。この範囲より小さくなる と高圧下において環状突起 19が往復動軸 8と強く接触したり、環状突起 19が潰れて ノ ックアップリング 4の内面が往復動軸 8と全面接触したりして、後述する環状溝 21に よる潤滑部材を保持するために必要な空間を確保することが困難となり、摩擦力およ び摩耗が顕著になる傾向がある。一方、この範囲より大きくなると、バックアップリング 4の耐圧性が低下し、高圧下において環状突起 19、特に、図 1の上方に位置する最 も密封側 OSに設けられている環状突起 19が往復動軸 8に強く接触することとなり、こ の環状突起 19のみ摩耗が顕著になる傾向がある。本実施形態のバックアップリング 4のテーパの角度 αは、 3° に形成されて!/、る。
[0029] 本実施形態の環状突起 19は、高さが低く底辺が長い断面ほぼ三角山形に形成さ れており、各環状突起 19の隣位の環状突起 19の間には谷部が形成されており、こ の谷部により潤滑部材を保持可能な環状溝 21が形成されている。
[0030] すなわち、本実施形態のバックアップリング 4の内周面 20には、 3つの環状突部と 2 つの環状溝 21とがそれぞれを交互として形成されている。つまり、バックアップリング 4の内面は、環状突起 19と環状溝 21とが軸方向に交互に連続した軸方向に沿って 凹凸形状に形成されている。
[0031] 前記環状突起 19の数としては、バックアップリング 4の内周面 20に、少なくとも 1つ の環状溝 21を形成することができるように 2つ以上であればよい。
[0032] なお、潤滑部材としては、潤滑油などの密封流体、密封流体とは異なるグリース、固 体潤滑材などから設計コンセプトなどの必要に応じて選択して用いることができる。
[0033] 前記環状突起 19としては、その頂角 /3を 120〜； 160° の範囲とすることが最適で ある。この範囲より小さくなると高圧下において環状突起 19が往復動軸 8と接触した 場合に環状突起 19が潰れて環状突起 19と環状溝 21とによる凹凸形状を保持するこ とができずに潤滑部材の保持ができなくなる傾向があり、一方、この範囲より大きくな ると往復動軸 8の表面に潤滑膜を保持するための潤滑部材を保持する環状溝 21の 形成そのものが困難になる傾向がある。本実施形態のバックアップリング 4の環状突 起 19の頂角 /3は、 145° に形成されている。
[0034] なお、環状突起 19の断面形状としては、全体として山形であればよぐ例えば、台 形、円弧、半円、半楕円、放物線やサイクロイド曲線などの各種の 2次曲線状などの 各種の形状から設計コンセプトなどの必要に応じて選択して用いることができる。
[0035] 但し、頂角 /3を 120〜； 160° の範囲とすることが環状溝 21による潤滑部材の保持 機能を確保するうえで肝要である。この環状突起 19の変形例を図 3に示す。なお、図 3 (a)は断面台形の環状突起 19Aを示し、図 3 (b)は、円弧状の環状突起 19Bを示 す。
[0036] 本実施形態のバックアップリング 4は、その仮想内周面 20aの内径寸法、詳しくは、 最も密封側 OSに位置する最小径の環状突起 19の頂部 19aの内径寸法が、往復動 軸 8の外径寸法より、 0. 1mm程度大きく形成されており、使用状態において密封側 OSからの圧力が高圧にならない定常状態において、往復動軸 8の外周面との間に 0 . 1mm程度の隙間ができるように非接触状態を保持するように形成されている。
[0037] 図 1に示すように、本実施形態のバックアップリング 4は、個別に形成されたものが、 ダスト用補強環 13をメイン用補強環 5に装着する際に、メインシール 2のシールリップ 7の大気側 ASと、ダストシール 3の密封側 OSとの間に装着されている。
[0038] したがって、本実施形態の往復動用オイルシール 1にお!/、ては、シール本体 6を具 備し密封側 OSに配置されるメインシール 2と、このメインシール 2の大気側 ASに配置 されるダストシール 3とを有しており、このダストシール 3がシール本体 6との間でバック アップリング 4を挟み込むように保持する保持部材 22としての機能を併せ持つ構成と されている。
[0039] なお、保持部材 22としては、シール本体 6との間でバックアップリング 4を挟み込む ように保持すること力 Sできるものであればよく、ダストシール 3の代わりに、往復動軸 9 あるいは図示しな!/、ノヽウジングに止め輪を装着して、この止め輪を保持部材 22として 機能させる構成などを挙げることができる。
[0040] その他の構成については、従来の往復動用オイルシールと同様とされているので、 その詳しレ、説明につ!/、ては省略する。
[0041] つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用につ!/、て説明する。
[0042] 本実施形態の往復動用オイルシール 1によれば、バックアップリング 4の内周面 20 には、複数の環状突起 19が軸方向に沿って配列されており、環状溝 21が、複数の 環状突起 19の隣位の環状突起 19の間の谷部により形成されており、複数の環状突 起 19の頂部 19aを軸方向に沿って直線状に結ぶ母線により形成される仮想内周面 20aが、軸方向に沿って密封側 OSから大気側 ASに向かって拡径するテーパをなす ように形成されているから、テーパをなすバックアップリング 4の仮想内周面 20aは、 例えば、圧力 2〜9MPaと高圧下で使用する場合であっても、バックアップリング 4の 内周面 20のうちの少なくとも大気側 ASの部位を往復動軸 8に対して非接触状態に 保持させることができるので、環状溝 21が圧力で押し潰されるのを防止することがで きる。その結果、ノ ックアップリング 4の内周面 20が往復動軸 8と全面接触するのを防 止することによる高性能化、すなわち、高圧下で使用する場合であっても、ノ ックアツ プリング 4の環状溝 21に潤滑部材を保持、 、てはバックアップリング 4と往復動軸 8 との間の潤滑膜が確実に保持されるので、摩耗や変形が進行するのを防止すること ができる。
[0043] したがって、 本実施形態の往復動用オイルシール 1によれば、全体として長期間に 亘り安定した密封性能を保持することができるとともに、耐久性に優れた寿命の長い ものを容易に得ることができる。 [0044] このことは、本実施形態の往復動用オイルシール 1を本発明品とし、従来の一般的 なバックアップリングを備えた往復動用オイルシールとしての本発明品のバックアップ リング 4の内面に環状突起 19および環状溝 21を設けずにさらにテーパとせずに円柱 状としたものを従来品 1とし、従来の潤滑材を保持する環状溝を設けたバックアツプリ ングを備えた往復動用オイルシールとしての本発明品のバックアップリング 4のテー パ角度 αを 0° としたもの（環状突起 19および環状溝 21は設けてあるがテーパ角度 aが 0° )を従来品 2とし、これらの本発明品、従来品 1、従来品 2のそれぞれをショッ クァブソーバに組み込んで、 ± lmm、 15Hzにて摩耗量および耐久性の評価試験を 行ったところ、本発明品は 800万回の耐久回数で摩耗量が 0. 01平方 mmであった のに対し、従来品 1は 100万回の耐久回数で摩耗量が 0. 04平方 mmであり、従来 品 2は 500万回の耐久回数で摩耗量が 0. 02平方 mmであったという試験結果からも 確言忍すること力 Sできた。
[0045] また、本実施形態の往復動用オイルシール 1によれば、バックアップリング 4のテー パの角度 α力 〜； 15° であるから、高圧下で使用する場合であっても、バックアップ リング 4の内周面 20のうちの少なくとも大気側 ASの部位を往復動軸 8に対して非接 触状態に保持させることが容易かつ確実にできる。
[0046] また、本実施形態の往復動用オイルシール 1によれば、バックアップリング 4の環状 突起 19が、断面山形であり、環状突起 19の頂角が 120〜； 160° であるので、環状 突起 19の隣位の環状突起 19の間の谷部に、潤滑部材を保持するのに必要な空間 を確保した環状溝 21を確実かつ容易に得ることができる。
[0047] また、本実施形態の往復動用オイルシール 1によれば、シール本体 6を具備し密封 側 OSに配置されるメインシール 2と、このメインシール 2の大気側 ASに配置されるダ ストシール 3とを有しており、バックアップリング 4力 Sメインシール 2のシールリップ 7の大 気側 ASとダストシール 3の密封側 OSとの間に装着されているから、密封流体が密封 側 OSから大気側 ASに向かって漏洩するのを防止することができるとともに、大気側 ASから埃ゃゴミなどのダストが密封側 OSへ侵入するのを防止することができる。そ の結果、長期間に亘り安定した密封性能を保持することができる。
[0048] 図 4は、本発明に係る往復動用オイルシールの第 2実施形態の要部を示す拡大断 面図である。
本実施形態の往復動用オイルシール 1Aは、前述した第 1実施形態の往復動用ォ ィルシール 1のバックアップリング 4の代わりに、内面に複数の環状溝 21Aを設けたバ
Figure imgf000012_0001
[0050] すなわち、本実施形態の往復動用オイルシール 1Aのバックアップリング 4Aは、そ の内周面 20A、すなわち、往復動軸 8の外周面と対向する面が軸方向に沿って密封 側 OSから大気側 ASに向力 て拡径するテーパをなすように形成されている。この内 周面 20Aのテーパの角度 α Aとしては、前述した第 1実施形態の往復動用オイルシ ール 1Aのバックアップリング 4Aの仮想内周面 20aがなすテーパの角度 αと同一とさ れている。
[0051] また、本実施形態の往復動用オイルシール 1Aのバックアップリング 4Αの内周面 20 Αには、複数、本実施形態においては 3つの断面ほぼ半円状に形成された環状溝 2 1Aが所定の間隔、例えば、 0. 5〜； 1. 5mm程度の間隔をおいて軸方向に沿って配 歹 IJされている。
[0052] 前記環状溝 21Aの断面形状としては、三角形、四角形、多角形、台形、半円形、 半楕円形、円弧などの各種の形状力も選択することができる。
[0053] その他の構成については、前述した第 1実施形態の往復動用オイルシール 1のバ ックアップリング 4と同様とされているので、前述したバックアップリング 4と同一ないし 相当する構成については図面中に同一の符号を付しその説明は省略する。
[0054] このような構成からなる本実施形態の往復動用オイルシール 1Aによれば、前述し た第 1実施形態の往復動用オイルシール 1と同様の効果を奏することができる。
[0055] すなわち、本実施形態の往復動用オイルシール 1Aによれば、バックアップリング 4 Aの内周面 20Aが、軸方向に沿って密封側 OSから大気側 ASに向力、つて拡径する テーパをなすように形成されているから、テーパをなすバックアップリング 4Aの内周 面 20Aは、前述した第 1実施形態の往復動用オイルシール 1のバックアップリング 4と 同様に、例えば、圧力 2〜9MPaと高圧下で使用する場合であっても、ノ ックアツプリ ング 4Aの内周面 20Aのうちの少なくとも大気側 ASの部位を往復動軸 8に対して非 接触状態に保持させることができるので、環状溝 21が圧力で押し潰されるのを防止 すること力 Sできる。その結果、バックアップリング 4Aの内周面 20Aが往復動軸 8と全 面接触するのを防止することによる高性能化、すなわち、高圧下で使用する場合で あっても、バックアップリング 4Aの内周面 20Aに潤滑部材を保持させて摩耗や変形 が進行するのを防止することができる。
[0056] したがって、 本実施形態の往復動用オイルシール 1Aによれば、全体として長期間 に亘り安定した密封性能を保持することができるとともに、耐久性に優れた寿命の長 いものを容易に得ることができる。
[0057] また、本実施形態の往復動用オイルシール 1 Aによれば、バックアップリング 4Aの テーパの角度 α Aが;!〜 15° であるから、前述した第 1実施形態の往復動用オイル シール 1のバックアップリング 4と同様に、高圧下で使用する場合であっても、バックァ ップリング 4Aの内周面 20Aのうちの少なくとも大気側 ASの部位を往復動軸 8に対し て非接触状態に保持させることが容易かつ確実にできる。
[0058] また、本実施形態の往復動用オイルシール 1Aによれば、シール本体 6を具備し密 封側 OSに配置されるメインシール 2と、このメインシール 2の大気側 ASに配置される ダストシール 3とを有しており（図 1参照）、バックアップリング 4A力 Sメインシール 2のシ ールリップ 7の大気側 ASとダストシール 3の密封側 OSとの間に装着されているから、 密封流体が密封側 OSから大気側 ASに向かって漏洩するのを防止することができる とともに、大気側 ASから埃ゃゴミなどのダストが密封側 OSへ侵入するのを防止する ことができる。その結果、長期間に亘り安定した密封性能を保持することができる。
[0059] なお、本発明の往復動用オイルシールは、自動車、二輪車などの車両の懸架装置 のショックァブソーバなどの往復動軸の密封を行う各種の装置に用いることができる。 勿論、回転軸の密封を行う回転用オイルシールに用いることもできる。
[0060] また、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなぐ必要に応じて種 々の変更が可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 往復動軸に摺接可能とされたシールリップを具備するシール本体と、
前記シールリップの耐圧性を確保するために、前記シールリップを大気側から支持 するように配置されるとともに、前記往復動軸と対向する内周面には、潤滑部材を保 持可能な少なくとも 1つの環状溝が設けられている樹脂により形成されたバックアップ リングと、
前記シール本体との間で前記バックアップリングを挟み込むように保持する保持部 材と、
を有して!/、る往復動用オイルシールにお!/、て、
前記バックアップリングの内周面力 軸方向に沿って密封側から大気側に向かって 拡径するテーパをなすように形成されてレ、ることを特徴とする往復動用オイルシール
[2] 往復動軸に摺接可能とされたシールリップを具備するシール本体と、
前記シールリップの耐圧性を確保するために、前記シールリップを大気側から支持 するように配置されるとともに、前記往復動軸と対向する内周面には、潤滑部材を保 持可能な少なくとも 1つの環状溝が設けられている樹脂により形成されたバックアップ リングと、
前記シール本体との間で前記バックアップリングを挟み込むように保持する保持部 材と、
を有して!/、る往復動用オイルシールにお!/、て、
前記バックアップリングの内周面には、複数の環状突起が軸方向に沿って配列され ており、
前記環状溝が、前記複数の環状突起の隣位の環状突起の間の谷部により形成さ れており、
前記複数の環状突起の頂部を軸方向に沿って直線状に結ぶ母線により形成され る仮想内周面が、軸方向に沿って密封側から大気側に向かって拡径するテーパをな すように形成されて!/、ることを特徴とする往復動用オイルシール。
[3] 前記テーパの角度が；!〜 15° であることを特徴とする請求項 1または請求項 2に記 載の往復動用オイルシール。
[4] 前記環状突起が、断面山形であり、前記環状突起の頂角が 120〜； 160° であるこ とを特徴とする請求項 2または請求項 3に記載の往復動用オイルシール。
[5] 前記シール本体を具備し密封側に配置されるメインシールと、このメインシールの 大気側に配置されるダストシールとを有しており、このダストシールが前記保持部材を 構成していることを特徴とする請求項 1ないし請求項 4のいずれ力、 1項に記載の往復 動用オイル
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