JPH01247873A - シールおよびシール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はショックアブソーバ−内のピストン棒のような
可動部材と共に使用されるソールに関し、殊に固定部材
に対して可動部材を密封するための方法と装置に関する
。

走行中に生ずる望ましくない振動を吸収するために、シ
ョックアブソーバ−が自動懸架装置に関連して使用され
る。望ましくない振動を吸収するために、一般にショッ
クアブソーバ−が自動車の車体と懸架装置の間に連結さ
れる。ピストンがショソクアプンーパー内にあって、ピ
ストン棒を介して自動車車体に連結される。

ショックアブンーバーが圧縮される時、ピストンはショ
ックアプンーパーの動作室内の緩衝流体の流れを制限す
ることができるので、さもないと懸架装置から車体に伝
達されたであろう振動に対抗する減衰力をショソクアプ
ンーバーが生ずることができる。動作室内の緩衝流体の
流れがピストンにより制限される度合が大きいほど、シ
ョックアブソーバ−が生ずる減衰力が太き（なる。

代表的なショックアブソーバ−ではショックアブソーバ
−の上端キャップとピストン棒の間にシールが配設され
る。シールは、ピストンが移動スる時、動作室内の緩衝
流体がショックアブソーバ−の外側に漏れるのを防ぐの
に使用される。そのようなシールは、ピストン棒に係合
して、緩衝流体が間を流れるのを防止する複数の円環形
リップを有する。ピストン棒の移動が大きいと、ピスト
ン棒は緩衝流体を動作室からシールに運ぶので、シール
が取付けられた自動車が充分に悪い地面を走ったあとは
、シールが潤滑されることがよくあるであろう。

そのようなシールは動作室からショノクアプンーバーの
外側への緩衝流体の漏れを防ぐ点で有効であったが、し
ばしば幾つかの欠点を有した。ショックアブンーバーが
成る期間、静止していた後、運動中にピストン棒を覆っ
ていた緩衝流体が動作室内の緩衝流体の溜めの中に落ち
て、ピストン棒を乾いたままにすることがしばしば有っ
た。そこでピストン棒をその静止位置から最初に動かし
た時に、シールと乾いたピストン棒の間の摩擦力に打勝
つのに比較的大きな力を必要とした。そのうえ、成る期
間、静止させられていた後にピストン棒が最初に動かさ
れる時、ショックアブソーバ−はしばしば比較的大きな
騒音を発した。この雑音も乾いたピストン棒とシールの
間の比較的大きな摩擦力のせいであった。

従って、成る期間、静止したままであったあと、最初に
可動部材を動かすのに必要な力を減ずるような、固定部
材に対して可動部材を密封する方法と装置を与えること
が本発明の主な目的である。

本発明の関連する目的は、成る期間、静止したままにさ
れたあとの可動部材の最初の運動に関連する騒音を減ず
るような、固定部材に対して可動部材を密封する方法と
装置を与えることである。

本発明のいま一つの目的は、成る期間、可動部材が静止
したままにされたあとも、シールの一部分が潤滑され続
けている、固定部材に対して可動部材を密封する方法と
装置を与えることである。

本発明のさらに一つの目的は、可動部材が働いた際にシ
ールに送られた潤滑流体の一部分が毛管作用によってシ
ール内に保たれる、固定部材に対して可動部材を密封す
る方法と装置を与えることである。

本発明の様々な利点が添付図面を参照しつつ以下の記載
を読むことにより当業者に明らかとなるであろう。

第１図を参照すると、本発明の望ましい実施例によるシ
ール１２を用いるショックアブンーバー１０が示される
。

ショックアブソーバ−１０は、緩衝流体を含む動作室１
６を画成する長い管状圧力シリンダーを有する。軸方向
に延在するピストン棒２０の一端に取付けられる往復ピ
ストン１８が動作室１６の中に配設される。圧力シリン
ダ−１４の上部に配設される円環形棒ガイド２１によっ
てピストン棒２０の上部が横から支持される。

ピストン棒２０に対するピストン１８の上方運動は、ピ
ストン１８とピストン棒の半径方向に延在する段付部２
６との間に配設される円環形スペーサ２４によって制限
される。ピストン棒２０に対するピストン１８の下方運
動は、ピストン棒２０の下部３０にねじ止めされるナツ
ト２８または類似の型式の結合要素によって制限される
。コイルバネ３２がナンド２８と同心状に配置され、ナ
ンド２８の下端にある、半径方向外方に延在するフラノ
ン６４によりコイルバネの下端が支持される。バネ５２
の上端はバネリテーナ３６に当接し、リテーナ６６の方
は下方弁円板３８の下側に作用することにより弁円板３
８を弾力的に付勢して、ピストンハウジング４２にある
弁座４０に密閉係合させる。その他、複数の上方弁円板
４３がピストンハウジング４２と円環形スペーサ２４０
間に設けられる。上方弁円板４３と下方弁円板３８は複
数の流路４４を通る緩衝流体の流れを制御するのに用い
られる。引用により本明細書に取り入れられる米国特許
第４，１１３，０７２号に、ピストン１８の構成と作動
が詳細に説明される。

当業者は、ピストン１８の往復運動に際して、動作室１
６内の緩衝流体が動作室の上部と下部の間、および動作
室１６と流体溜めの間で移送されることを理解するであ
ろう。動作室１６の上部と下部の間の緩衝流体の流れを
制御することにより、ショックアブソーバ−１０はそれ
が取付けられる自動車の車体と懸架装置の間の相対運動
を制御自在に緩衝して、乗り心地と対地操縦能力を最適
化することができる。

基部弁４５が動作室１６の下端内に設けられ、動作室１
６と円環形流体溜め４６０間の緩衝流体の流れを制御す
るのに用いられる。円環形流体溜め４６は、圧力シリン
ダ−１４の外側口りに同心状に配置される溜めチューブ
、つまりシリンダー４８の内周と、シリンダー１４の外
周との間の空間として画成される。基部弁４５の構成と
作動は、引用により本明細書に取り入れられる米国特許
第３．７７１．＋５２６号に開示され、記載される型式
のものである。

ショックアブソーバ−１０の上、下端に、はぼ茶わん形
の上端キャップ５０と下端キャップ５２が設けられる。

溶接のような適当な装置により上、下端キャップ５０．
５２が溜めチューブ４８の両端に固定される。従って、
ショックアブソーバ−１０のハウジングは溜めチューブ
４８と共に上、下端キャップ５０．５２を有する。図示
のショックアブソーバ−１０は、ピストン棒２０の上端
に、上端が固定される泥除け５４が設けられる。自動車
の車体と車軸組立体の間にショックアブソーバ−１０を
作動自在に固定するために、ピストン棒２０の上端と下
端キャップ５２に適当な端末継手５６が固定される。

ピストン棒２０と上端キャップ５００間に、環形シール
１２が配設される。環形シール１２の上面は押出し防止
リング５８によって上端キャップ５０かも隔離される。

押出し防止リング５８は、ピストン棒２０と上端キャン
プ５０を隔てる空間から７−ル１２が押出されるのを防
ぐことができろ。さらに、棒ガイド２１の上面に配設さ
れるオイルシールによって上方に付勢される環形リテー
ナシール６０によって、シール１２の下方運動が防止さ
れる。

第２図に示すように、シール１２は第１の表面６４と第
２の表面６６を有する。第１の表面６４は上端キャップ
５０に隣接して配設されて、上端キャップ５０とシール
１２の第１の表面６４との間の緩衝流体の流れを防止す
るように働くシール１２の第２の表面はピストン棒２０
に隣接して配設されて、ピストン棒２０とシール１２の
第２の表面６６との間の緩衝流体の流れを防止するよう
に慟（。さらにシール１２は上方環形（ぼみ領域６８と
下方環形くぼみ領域７０を有する。上方環形くぼみ領域
６８は作動中にシール１２の上方運動を防ぐように押出
し防止リング５８を受承するのに用いられる。下方環形
くぼみ７０はシール１２の下方運動を防ぐようにリテー
ナシール６０を受承するのに用いられる。シール１２は
低ニトリル・ブナｎから作ることもできるが、他の適切
な材料を用いることもできる。

さらにシール１２は複数の環形みぞ８０〜８４によって
隔離される複数の環形リップ７２〜７８を有する。環形
リップ７２は動作室１６内の緩衝流体に最も近（配設さ
れ、環形みぞ８０により環形リップ７４かも隔てられる
。同様に、環形リップ７４は環形リップ７６よりも動作
室１６内の緩衝流体に近い位置にあり、環形みぞ８２に
より環形リップ７６から隔てられる。さらに、環形リッ
プ７６は環形リップ７８よりも動作室１６内の緩衝流体
に近い位置にあり、環形みぞ８４によって環形リップ７
８から隔てられる。環形リップ７２．７８はショックア
プンーバー１０から漏れる緩衝流体の流れを制限するの
に役立つのみならず、環境からのごみがショックアブソ
ーバ−１０の動作室１６に入るのを防ぐごみ除けとして
も働く。

シール１２を潤滑する装置を与えるために、複数の小ｒ
ＩＪ８６が設けられる。小溝８６はピストン棒２０に対
し軸方向に延在し、環形リップ上にピストン棒２０に隣
接して配設される。小溝８６は半径角度で約９０°離さ
れるが、他の適当な半径角度をとることもできる。小溝
８６の断面形は半円形であり、下記の態様で毛管作用に
より環形みぞ８０に貯えられる緩衝流体の量を最大にす
るような半径が選ばれる。小溝８６の最適半径は経験的
に選ばれるが、半径の近似値は次式を用いて得ることが
できる： ただし： 「は小溝の半径； ｙは緩衝流体の表面張力； ｐは緩衝流体の密度； ｇは重力加速度； ｈは小溝の垂直方向長さ。

第４図に示すシールにおいて、小溝の代表的半径は１．
００５〜．００８ｉｎ（０，１２７〜０．２０３關）で
ある。

シール１２の環形リップ７２に小溝８６を設けることに
より、ピストン棒２０の運動中に小溝８６を通ってピス
トン棒２０の表面にそって上方に環形みぞ８０の中に引
き込まれる緩衝流体は毛管作用によって環形みぞ８０の
中に保留される。

小溝８６は環形みぞ８０に入る緩衝流体をピストン棒の
運動が止ったあとも環形みぞ８０の中に毛管作用により
保留させるので、ピストン棒２０の運動が始まったあと
、ピストン棒２０の比較的小さな運動に伴い環形リップ
７２〜７８が潤滑される。これは本発明による小溝８６
を有しないシールとは対照的であり、該シールでは、シ
ョックアブソーバ−１０が取付けられた自動車が充分に
悪い地面に入って、動作室１６の緩衝流体の中に配設さ
れたピストン棒２０の部分がシールの上を通過した後に
はじめて緩衝流体が環形リップ７２〜７８に送られた。

小溝８６による潤滑が与えられる場合と与えられない場
合のピストン棒２０を動かすのに要する力の代表的な比
較が第５図に示される。実線は、本発明の望ましい実施
例により環形リップ７２に４個の小溝が配設された時忙
、ピストン棒２０を動かすのに必要な力を表わす。対照
的に、鎖線は、環形リップ７２に小溝が無い時に、ピス
トン棒２０を動かすのに必要な力を表す。図示のように
、本発明の望ましい実施例によるシールを用いるピスト
ン棒は動き始める前に１０１ｂ　（、４，５４ｋｌ？）
より少し低い力を要する。これは本発明の望ましい実施
例による小溝を有しないシールとは対照的であり、後者
ではピストン棒に４０１１ｂ　（１８，１８に！？）の
力がかかって始めてピストン棒の動きが起きろ。

しかし、小溝８６の有る無しのピストン棒２０を動かす
のに要する絶対力は幾つかの要因に左右されることは当
然である。

上前の望ましい実施例はよ（計画された対象であること
は明らかであるが、本発明は本発明の範囲を逸脱するこ
とな（、変形、変化および変更を受けるのは当然である
。例えば、第２、第３の望ましい本発明の実施例が第６
図および第７図に示され、第６図の要素１１２．１６４
．１６６．１７２〜１８６が第２図の要素１２．６４．
６６．７２〜８６に相当し、第７図の要素２１２，２６
４゜２６６．２７２〜２７６．２８０，２８２，２８６
が第２図の要素１２．６４．６６．７２〜７６．８０．
８２．８６に相当する。本発明はショックアブソーバ−
に関連して記載されたが、脚柱その他の適当な緩衝装置
にも使用することができる。

さらに、異なる用途にこのシールを使用することができ
、小溝の数を増したり減じたりすることができる。その
うえ、小溝の形状は異なることができ、環形リップの数
も増減ずることができる。従って本発明の範囲は特許請
求の範囲に照して決められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の望ましい実施例による密封の方
法と装置を用いるショノクアブンーパーの部分切断され
た縮尺側断面図、 第２図は本発明の第１の望ましい実施例による、第１図
に示すシールの拡大断面図、 第６図は本発明の第１の望ましい実施例による、第２図
の６−６線にそって見た、シールの拡大上面図、 第４図は本発明の第１の望ましい実施例による、第２図
の円で囲んだ部分に示されるシール小溝の拡大図、 第５図は本発明の第１の望ましい実施例によるシールに
関連した摩擦力を反映するグラフ、第６図および第７図
は本発明の第２および第３の実施例による、第１図に示
されるシールの拡大断面図である。 ニ＝＝＝＝；　已 二＝＝＝＝＝ｒ− 丁続ｈａ正書（方力 １、事件の表示 ２、発明の名称 密封のｈ法と装置 ゛３．補正をする者 事件との関係　　　ｑ号′１出願人 住所 名　称　　モンロー・オート・イクイップメント・カン
パニー４代理人 住　所　　東４ｉ都千代田区大手町二丁１−１２番１号
新人手町ビル　２０６区 ３、捕１のχ、Ｉ象 適正な図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ショックアブソーバー・ハウジングとショックアブ
   ソーバーの動作室内の緩衝流体の中に部分的に配設され
   るピストン棒とを有するショックアブソーバーのための
   シールであって： ｉ）第１の表面と前記ショックアブソーバー・ハウジン
   グの間の緩衝流体の流れを防ぐように働くことができる
   、前記ショックアブソーバー・ハウジングに係合する第
   １の表面；ｉｉ）第２の表面と前記ピストン棒の間の緩
   衝流体の流れを防ぐように働くことができる前記ピスト
   ン棒に係合する第２の表面であって、 （ａ）前記ピストン棒に対して同軸線上に前記第２の表
   面上に配設される第１の環形みぞ、 （ｂ）前記ピストン棒に対して同軸線上に前記第２の表
   面上に配設される第１の環形リップ、 （ｃ）前記第１の環形リップを潤滑するための装置、 を有する第２の表面： を含むシール。 ２、前記第１の環形みぞ内の緩衝流体を毛管作用により
   前記第１の環形みぞ内に保留させるように、前記第１の
   環形リップを潤滑する前記装置が働くことができる、請
   求項１記載のシール。 ３、前記緩衝流体は、前記第１の環形リップを潤滑する
   前記装置を通して、前記ピストン棒により前記第１の環
   形みぞに送られる、請求項２記載のシール。 ４、前記第１の環形みぞに隣接して前記第２の表面に配
   設される第２の環形リップをさらに含み、該第２の環形
   リップは前記動作室内の緩衝流体から、前記第１の環形
   リップよりも遠くに配設されている、請求項１記載のシ
   ール。 ５、前記第１の環形リップを潤滑するための前記装置は
   前記第１の環形リップ上に配設される小溝を含む、請求
   項１記載のシール。 ６、前記小溝の断面は半円形である、請求項５記載のシ
   ール。 ７、前記小溝は前記ピストン棒に隣接して前記第１の環
   形リップ上に配設され、前記ピストンが移動する時に、
   前記動作室内の前記緩衝流体と前記第１の環形みぞの間
   の流体連通を生ずるように前記小溝が働くことができ、
   さらに、前記第１の環形みぞ内の緩衝流体を毛管作用に
   より前記第１の環形みぞ内に保留させるように前記小溝
   が働くことができる、請求項５記載のシール。 ８、次式 ｒ＝２ｙ／ｈｐｇ ただし：ｒは前記小溝の半径； ｙは前記緩衝流体の表面張力； ｐは前記緩衝流体の密度； ｇは重力加速度； ｈは前記小溝の垂直方向長さ； で計算される値にほぼ等しい半径ｒを前記小溝が有する
   、請求項５記載のシール。 ９、前記第１の環形リップを潤滑するための前記装置は
   前記第１の環形リップ上に配設される複数の小溝を含む
   、請求項１記載のシール。 １０、前記小溝は前記第１の環形リップをめぐって等間
   隔に隔置される、請求項９記載のシール。 １１、前記シールは前記第１の環形リップ上に配設され
   る４個の小溝を含む、請求項９記載のシール。 １２、第１の部材と、流体源の中に部分的に配設されて
   前記第１の部材に対して移動自在である第２の部材と、
   の間の流体の流れを防ぐための装置であって： ｉ）第１の表面と前記第１の部材との間の流体の流れを
   防ぐように働くことのできる、前記第１の部材に係合す
   る第１の表面； ｉｉ）第２の表面と前記第２の部材との間の流体の流れ
   を防ぐように働くことのできる、前記第２の部材に係合
   する第２の表面であって、 （ａ）前記第２の表面に配設される第１のリップ部材、 （ｂ）前記第２の表面に配設される第１のみぞ、 （ｃ）前記第１のリップ部材を潤滑するための装置、 を含む第２の表面： を含む装置。 １３、前記第１のリップ部材を潤滑するための前記装置
   は、前記第１のみぞの中の緩衝液を毛管作用により前記
   第１のみぞの中に保留させるように、働くことができる
   、請求項１２記載の装置。 １４、前記流体は、前記第１のリップ部材を潤滑するた
   めの前記装置を通して前記移動自在の部材により前記第
   １のみぞに送られる、請求項１２記載の装置。 １５、前記第１のみぞに隣接して前記第２の表面上に配
   設される第２のリップを含み、該第２のリップは前記第
   １のリップ部材よりも前記流体源から遠くに配設される
   、請求項１２記載の装置。 １６、前記第１のリップ部材を潤滑するための前記装置
   は前記第１のリップ部材の中に配設された小溝を含む、
   請求項１２記載の装置。 １７、前記小溝の断面が半円形である、請求項１６記載
   の装置。 １８、前記小溝は前記第２の部材に隣接して前記第１の
   リップ部材上に配設され、前記第２の部材が移動した時
   に、前記流体源の流体と前記第１のみぞとの間に流体通
   過を生ずるように働くことができ、前記小溝はさらに前
   記第１のみぞの中の流体を毛管作用により前記第１のみ
   ぞの中に保留させるように働くことができる、請求項１
   ６記載の装置。 １９、前記第１のリップ部材を潤滑するための前記装置
   は前記第１のリップ部材上に配設される複数の小溝を含
   む、請求項１２記載の装置。 ２０、次式 ｒ＝２ｙ／ｈｐｇ ただし： ｒは前記小溝の半径； ｙは前記流体の表面張力； ｐは前記流体の密度； ｇは重力加速度； ｈは前記小溝の垂直方向長さ； で計算される値にほぼ等しい半径ｒを前記小溝が有する
   、請求項１６記載の装置。 ２１、前記小溝は前記第１のリップ部材の周囲をめぐっ
   て等間隔に隔置される、請求項１９の装置。 ２２、前記第１のリップ部材上に配設される４個の小溝
   を含む、請求項１９記載の装置。２３、可動部材と、静
   止部材に固定されるシールと、の間の摩擦力を減ずる方
   法であって：ｉ）実質的に前記静止部材と前記可動部材
   の間に前記シールを配設する段階； ｉｉ）潤滑流体の溜めの中に前記可動部材の一部を配設
   する段階； ｉｉｉ）前記可動部材の移動中に、前記シール内のみぞ
   に、前記潤滑流体を送らせる段階； ｉｖ）前記可動部材の移動が終った後も、毛管作用によ
   り前記潤滑流体を前記みぞの中に保留する段階； を含む方法。 ２４、前記シールが： ｉ）第１の表面と前記静止部材の間の緩衝流体の流れを
   防ぐように働くことのできる、前記静止部材に係合する
   第１の表面； ｉｉ）第２の表面と前記可能部材の間の緩衝流体の流れ
   を防ぐように働くことのできる、前記可動部材に係合す
   る第２の表面であって、 （ａ）前記第２の表面上に配設される第１のみぞ、 （ｂ）前記第２の表面上に配設される第１のリップ、 （ｃ）前記第１のリップを潤滑するための装置、 を含む第２の表面； を含んでいる請求項２５記載の方法。 ２５、前記第１のリップを潤滑するための前記装置は、
   前記第１のみぞの中の緩衝液を毛管作用により前記第１
   のみぞの中に留保させるように、働くことができる、請
   求項２３記載の方法。 ２６、前記緩衝流体は、前記第１のリップを潤滑するた
   めの前記装置を通して前記可動部材により前記第１のみ
   ぞに送られる、請求項２５記載の方法。 ２７、前記シールはさらに第２のリップを含み、該第２
   のリップは前記第１のみぞに隣接して前記第２の表面上
   に配設される、請求項２３記載の方法。 ２８、前記第１のリップを潤滑するための前記装置は前
   記リップ上に配設される小溝を含む、請求項２３記載の
   方法。 ２９、前記小溝の断面が半円形である、請求項記載の方
   法。 ３０、前記小溝は前記可能部材に隣接して配設され、前
   記可動部材が移動した時に、前記動作室内の緩衝流体と
   前記第１のみぞの間の流体連通を生ずるように前記小溝
   が働くことができ、前記小溝はさらに前記第１のみぞ内
   の緩衝流体を毛管作用により前記第１のみぞの中に保留
   させる、請求項２８記載の方法。 ３１、次式 ｒ＝２ｙ／ｈｐｇ ただし： ｒは前記小溝の半径； ｙは前記流体の表面張力； ｐは前記流体の密度； ｔは重力加速度； ｈは前記小溝の垂直方向長さ： で計算される値にほぼ等しい半径を前記小溝が有する、
   請求項２８記載の方法。 ３２、前記第１のリップを潤滑するための前記装置が前
   記第１のリップ上に配設される複数の小溝を含む、請求
   項２４記載の方法。 ３３、前記小溝が前記第１のリップの周囲をめぐって等
   間隔に配設される、請求項３１記載の方法。 ３４、前記シールが前記第１のリップ上に配設される４
   個の小溝を含む、請求項３１記載の方法。