JP2012167698A - 軸シール - Google Patents

Abstract

【課題】耐ダスト性に優れたダストリップを備える軸シールを提供する。
【解決手段】軸シール２００は、補強環２１０と、シール部２２０と、から構成される。シール部２２０は、オイルリップ２３０と、ダストリップ２４０とから構成され、ダストリップ２４０は、先端が軸の外周面に向かって突出する構成を有し、大気からダストの浸入を抑制する。ダストリップ２４０は補強環２１０より剛性の弱い補強材３００が内在することにより、ダストリップ２４０の経時的劣化を抑制する。従って、ダストリップ２４０の耐ダスト性の低下を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明はダストリップを備える軸シールに関する。

車両の上下振動を減衰するショックアブソーバには、振動を吸収するための粘性の高いオイルが封入されている。軸の外周面に動く状態で接触することでオイルを封止する軸シールは、シリンダ内からオイルの漏出を抑制するオイルリップと、大気からダストの浸入を抑制するダストリップと、から構成される。ダストリップの耐ダスト性を向上させるために、ダストリップの大気側側面に沿ってダストを径方向外側に排出するためのダスト排出路を設けた技術が開示されている。（例えば、特許文献１を参照。）

特開平７−２６９７１２号公報

しかし、ダストリップは軸と相対的に動く状態で接触しており、可動することによって劣化してしまう。これより、ダストリップは軸に対する緊迫力及び締代の低下が起こり、耐ダスト性が低下してしまう恐れがあった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、耐ダスト性に優れたダストリップを備える軸シールを提供することである。

上記の課題を解決するために本発明にかかる軸シールは、軸の外周面に向かって先端が突出し、軸を中心とする環状のダストリップと、前記ダストリップより軸の径方向外側に位置し、軸を中心とする環状の補強環と、前記ダストリップに内在する前記補強環より剛性の弱い補強材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ダストリップに補強材を内在させることにより、耐ダスト性の低下を抑制させることができる。

ショックアブソーバの構成の一例を示す全体断面図である。 ショックアブソーバの構成の一例を示す部分断面図である。 本発明の実施形態にかかる軸シールを示す断面図である。 本発明の実施形態にかかるダストリップに内在する補強材を示す側面図である。 本発明の実施形態にかかるダストリップに内在する補強材を示す上面図である。 経時的劣化前のダストリップを示す図である。 経時的劣化後のダストリップを示す図である。

以下、本発明の実施形態にかかる軸シールについて図面を参照しながら説明する。

図１はショックアブソーバの構成の一例を示す全体断面図である。ショックアブソーバ１００は、自動車のサスペンションを構成する一装置である。ショックアブソーバ１００は、ばねによって振動、衝撃を緩衝するシステムにおいて、ばねの特性による周期振動を緩和し収束させる働きをもつ。

ショックアブソーバ１００は、シリンダ１１０、ピストン部１２０、ピストンロッド１３０、ロッド側オイル室１４０、ピストン側オイル室１５０、外筒１６０、リザーバ１７０、ベースバルブ１８０、シリンダヘッド１９０、軸シール２００から構成される。ショックアブソーバ１００は、シリンダ１１０内に減衰力発生機構を設けたピストン部１２０を介してピストンロッド１３０が移動自在に挿入される。ピストン部１２０はシリンダ１１０内にロッド側オイル室１４０とピストン側オイル室１５０とを区画している。

外筒１６０は、シリンダ１１０の外側に同軸的に配設され、シリンダ１１０と外筒１６０との間にはオイル室とガス室とからなるリザーバ１７０が区画される。リザーバ１７０はベースバルブ１８０を介してピストン側オイル室１５０と連通している。シリンダヘッド１９０はシリンダ１１０の上端部に取り付けられる。軸シール２００は、外筒１６０の上端部においてシリンダヘッド１９０の外周面に取り付けられる。

図２は軸シール２００周辺におけるショックアブソーバ１００の構成の一例を示す部分断面図である。軸シール２００は、例えば、補強環２１０と、シール部２２０とから構成される。軸シール２００はピストンロッド１３０と同軸的に設けられ、相対的に往復移動するピストンロッド１３０と外筒１６０との間隙をシールするためのものである。

シール部２２０は環状の形状であって、内周面がピストンロッド１３０の外周面に動く状態で接触すると共に、外周面が補強環２１０によって内側に取り付けられる。シール部２２０は、補強環２１０を介して、外筒２００と連結されている。

補強環２１０は、シール部２２０をピストンロッド１３０に対して動く状態で接触させるために設けられており、剛性の高い材料が用いられる。

図３は本発明の実施形態にかかる軸シール２００を示す断面図である。シール部２２０は、ピストンロッド１３０の外周面に対して動く状態で接触した状態で、シリンダ内からオイルの漏出を抑制するオイルリップ２３０と、大気からダストの浸入を抑制するダストリップ２４０とからなる。オイルリップ２３０及びダストリップ２４０は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）等のゴムで一体的に成形され、ピストンロッド１３０と同軸的に設置される。

オイルリップ２３０は、ピストンロッド１３０の外周面に付着したオイルを内部側へかき戻し、ハウジング内に設置されたリザーバ１７０へ還流させる。オイルリップ２３０の内周面には、シリンダ内からオイルの漏出を抑制するため、主オイルリップ２３０ａ及び副オイルリップ２３０ｂが突設されている。

主オイルリップ２３０ａ及び副オイルリップ２３０ｂは、ピストンロッド１３０の外周面に向かって延びている環状部材であって、主オイルリップ２３０ａ及び副オイルリップ２３０ｂの断面は三角形状である。主オイルリップ２３０ａ及び副オイルリップ２３０ｂの最小内径寸法はピストンロッド１３０の外形寸法よりもわずかに小さくなるよう形成される。主オイルリップ２３０ａ及び副オイルリップ２３０ｂはピストンロッド１３０の外周面に対して液密に動く状態で接触する。

主オイルリップ２３０ａは、ピストンロッド１３０とハウジングとの相対的な往復移動に伴い、ピストンロッド１３０によって引き摺られ変形されることがある。この変形が繰り返されると、主オイルリップ２３０ａのシール性が損なわれる。そこで、主オイルリップ２３０ａの変形を抑制するため、副オイルリップ２３０ｂが主オイルリップ２３０ａより側面から視ると上方（大気側）に設置されている。副オイルリップ２３０ｂの先端部分におけるシール部２２０の内径寸法は、主オイルリップ２３０ａの先端部分におけるシール部２２０の内径寸法よりもわずかに大きく形成されている。

オイルリップ２３０の外周面には、主オイルリップ２３０ａに対応する位置に、バネ環２５０が装着されている。バネ環２５０は、例えばガータスプリングであって、ダストリップ２４０に装着されることもある。バネ環２５０は、径方向への緊迫力によって、主オイルリップ２３０ａの先端をピストンロッド１３０の外周面に付勢している。緊迫力とは、ピストンロッド１３０に軸シール２００（すなわち、オイルリップ２３０及びダストリップ２４０）を締め付ける径方向の力である。これにより、オイルリップ２３０とピストンロッド１３０との密着性を高めることができる。そして、軸シール２００の液密性を高めることにより、オイルリップ２３０はシリンダ内からのオイル漏出を抑制することができる。

ダストリップ２４０は、オイルリップ２３０よりも側面から視ると上方（大気側）に配置される。ダストリップ２４０の内周面には、大気からダストの浸入を抑制するため、主ダストリップ２４０ａ及び副ダストリップ２４０ｂが突設されている。

主ダストリップ２４０ａ及び副ダストリップ２４０ｂは、ピストンロッド１３０の外周面に向かって延びている環状部材であって、主ダストリップ２４０ａ及び副ダストリップ２４０ｂの断面は三角形状である。主ダストリップ２４０ａ及び副ダストリップ２４０ｂの最小内径寸法はピストンロッド１３０の外形寸法よりもわずかに小さくなるよう形成される。軸の径方向外側に位置する環状の補強環によって、主ダストリップ２４０ａ及び副ダストリップ２４０ｂはピストンロッド１３０の外周面に対して相対的に動く状態で接触する。

主ダストリップ２４０ａは、ピストンロッド１３０の径方向の内側、かつ、側面から視ると上方へ斜めに突出し、断面で視ると先端ほど肉薄になる構成を有する。すなわち、主ダストリップ２４０ａは、ピストンロッド１３０の軸方向に沿って側面から視ると上方に行くほど肉薄になると共にピストンロッド１３０の外周面に近づく構成を有する。つまり、主ダストリップ２４０ａは、所謂スクレーパタイプのものである。したがって、断面で視ると主ダストリップ２４０ａの先端側は、ピストンロッド１３０に追従することができる。また、主ダストリップ２４０ａに大きな負荷がかからないように、副ダストリップ２４０ｂが主ダストリップ２４０ａよりシリンダ側に設置されている。副ダストリップ２４０ｂの先端部分におけるシール部２２０の内径寸法は、主オイルリップ２３０ａの先端部分におけるシール部２２０の内径寸法よりもわずかに大きく形成されている。

主ダストリップ２４０ａは、特徴的な構成として、図３に示すように、補強環２１０から主ダストリップ２４０ａの先端に向かって延びる補強材３００が内在している。補強材３００は、補強環２１０より剛性が低い材料であり、例えばバネ鋼や樹脂が適切である。ただし、補強材３００は補強環２１０と異なり、適切な弾性が必要となる。すなわち、補強材３００は、主ダストリップ２４０ａの弾性を向上することが求められる。

補強材３００は、側面から視ると図４に示すような形状になっている。また、補強材３００は、上面から視ると図５に示すような形状になっている。これらの図のように、補強材３００は、補強環２１０に固着している環状の平面部３００ａ及び環状の平面部３００ａからピストンロッド１３０に向かって突出しているバネ部３００ｂとから構成されている。

平面部３００ａは、溶接等により補強環２１０に固着された後、シール部２２０を形成するゴムを配されて加硫成形される。これより、シール部２２０は、補強環２１０と、補強材３００とを各々固定する必要が無く、容易に成形しやすくなる。また、シール部２２０は補強環２１０と、補強材３００とが一体となっているため、剛性を向上させることができる。

バネ部３００ｂは、平面部３００ａからピストンロッド１３０の外周面に向かって突出しており、先端に向かって先細りの三角形になっている。図４及び図５に示すように、補強材３００は平面部３００ａ及び平面部３００ａからピストンロッド１３０に延びる８枚のバネ部３００ｂから構成されている。ただし、バネ部３００ｂは、補強環２１０からダストリップ２４０の先端に近づくにつれて剛性が弱くなっていればよく、側面から視ると１枚の台形形状となる円筒部材であってもよい。

ダストリップ２４０に内在する補強材３００が平面部３００ａ及びバネ部３００ｂから構成されることにより、ダストリップ２４０の先端がピストンロッド１３０に動く状態で接触して可動しても経時的劣化を防ぐことができる。これより、ダストリップ２４０の形状変化を極力少なくすることにより、耐ダスト性を向上させることができる。

周知のダストリップ１２４０は、図６に示すように、ダストリップ１２４０とピストンロッドとの締代が所定量（矢印Ａで示される長さ）になるように配置されている。ただし、図の一点鎖線は側面から視たピストンロッドの外周面を示している。締代とは、側面から視てピストンロッドとダストリップ１２４０とが径方向に重なる部分の長さである。これより、ダストリップ１２４０がピストンロッドに対して動く状態で接触させることにより、緊迫力が発生しシリンダ内にダストが浸入することを抑制することができる。

しかし、図７に示すように、ショックアブソーバを所定期間使用することにより、ダストリップ１２４０は初期の形状（鎖線）から経時的に劣化（変形）する（実線）。これより、ダストリップ１２４０の締代は所定量（矢印Ａで示される長さ）から減少してしまう（矢印Ｂで示される長さ）。従って、締代が減少することによって、緊迫力が減少し、耐ダスト性が減少してしまう恐れがある。

これに対し、本発明はダストリップ２４０に補強材３００を内在させることにより、ダストリップ２４０の経時的劣化を抑制することができる。これより、ダストリップ２４０の耐ダスト性の低下を抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上記実施形態によれば、補強材３００が平面部３００ａ及びバネ部３００ｂから構成されているが、補強材３００は平面部３００ａを持たずバネ部３００ｂのみの構成であってもよい。また、バネ部３００ｂはバネ環２５０、すなわち、ガータスプリングであってもよい。

更に、上記実施形態によれば、シール部２２０のオイルリップ２３０及びダストリップ２４０はそれぞれ主オイルリップ２３０ａ及び副オイルリップ２３０ｂ、主ダストリップ２４０ａ及び副ダストリップ２４０ｂから構成されているが、オイルリップ２３０及びダストリップ２４０はそれぞれ主オイルリップ２３０ａ及び主ダストリップ２４０ａのみから構成されていてもよい。

２００…軸シール、２１０…補強環、２２０…シール部、２３０…オイルシール、２３０ａ…主オイルシール、２３０ｂ…副オイルシール、２４０…ダストシール、２４０ａ…主ダストシール、２４０ｂ…副ダストシール、３００…補強材、３００ａ…平面部、３００ｂ…バネ部

Claims (5)

1. 軸の外周面に向かって先端が突出し、軸を中心とする環状のダストリップと、
   前記ダストリップより軸の径方向外側に位置し、軸を中心とする環状の補強環と、
   前記ダストリップに内在する前記補強環より剛性の弱い補強材と、
   を備える軸シール。
2. 前記補強材は前記補強環から前記ダストリップの先端に向かって延びる補強材である請求項１に記載の軸シール。
3. 前記補強材は前記補強環から前記ダストリップの先端に近づくにつれて剛性が弱くなる補強材である請求項１及び請求項２に記載の軸シール。
4. 前記補強材はばね環である請求項１に記載の軸シール。
5. 軸の外周面に向かって先端が突出し、軸を中心とする環状の第１のダストリップと、
   前記軸の外周面に向かって先端が突出し、先端部分における内径寸法が前記第１のダストリップの先端部分における内径寸法より小さく、軸を中心とする環状の第２のダストリップと、
   前記第１のダストリップ及び前記第２のダストリップより軸の径方向外側に位置し、軸を中心とする環状の補強環と、
   前記第１のダストリップに内在する前記補強環より剛性の弱い補強材と、
   を備える軸シール。

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