(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単筒式ショックアブソーバ（３）のロッド（２）のための密封式案内ユニット（１）であって、
−  利用時に前記単筒式ショックアブソーバ（３）の本体（４）の内側壁（５）に液密に固定されていると共に、前記ロッド（２）によって完全に係合されているロッドを案内するための環状ブッシュ（６）と、
−  利用時に前記本体（４）の内側に面している前記環状ブッシュの第１の端部（１０）に形成されているカップ状シート（９）内部に組み込まれているシール組立体（８）と、
−  弾性材料から作られているシールリング（１２）であって、利用時に前記ロッド（２）と滑動可能に協働するために前記カップ状シート（９）内部においてラジアル方向及びアキシアル方向に突出している、環状シールリップ（１３）を有している前記シールリング（１２）と、
−  前記環状ブッシュの前記第１の端部（１０）と当接状態で協働するフランジ状部分（１５）と、前記カップ状シート（９）内部において、前記環状シールリップ（１３）が突出している方向の反対方向に傾斜して突出しているスリーブ状部分（１６）であって、前記環状シールリップ（１３）自体の根元部分（１７）の側面において前記環状シールリップ（１３）の側方に少なくとも部分的に位置するように、前記シールリング（１２）内に埋設されている前記スリーブ状部分（１６）とを有している金属製の補剛構造部（１４）と、
を備えている前記密封式案内ユニット（１）において、
前記密封式案内ユニット（１）が、補剛リング（１８）が前記カップ状シート（９）の底部壁（２０）に対してアキシアル方向にロックされた状態で配置されるように、前記環状シールリップ（１３）が突出している方向の反対方向に設けられている前記シールリング（１２）の環状シート（１９）内に嵌め込み式で取り付けられている前記補剛リング（１８）であって、前記環状ブッシュ（６）に面している前記根元部分（１７）の前記底部壁（２０）と第１のフランク（２１）との間に挿置されている前記補剛リング（１８）を備えており、
前記補剛リング（１８）が、利用時に前記ロッド（２）によって貫通状態で係合されており、前記シールリング（１２）の弾性材料より高剛性な低摩擦材料から作られており、前記補剛構造部（１４）の前記スリーブ状部分（１６）の少なくとも１つの末端部（２２）の側方に位置するまで、前記カップ状シート（９）内において且つ前記補剛構造部と反対側の側面においてアキシアル方向に延在しており、
合成プラスチック材料から作られているリング（３１）が、前記カップ状シート（９）の前記底部壁（２０）と前記補剛リング（１８）との間に配置されており、
前記リング（３１）が、前記カップ状シートの前記底部壁の延在部分の略全体にラジアル方向に延在しており、前記カップ状シートと、前記環状シールリップ（１３）の反対側に配置されると共に前記補剛構造部から自由とされる末端部（３２）との間に挿置されており、前記補剛構造部の前記スリーブ状部分の前記末端部（２２）に直接隣り合って配置されていることを特徴とする密封式案内ユニット。
【請求項２】
前記スリーブ状部分（１６）が、前記環状シールリップ（１３）と反対側の側面において前記フランジ状部分（１５）からオーバーハング状態で延在している一方、前記環状シールリップ（１３）が、ラジアル方向において前記スリーブ状部分（１６）と鈍角を形成する方向において前記根元部分（１７）からオーバーハング状態で延在しており、
前記シールリング（１２）が、前記根元部分（１７）の前記第１のフランク（２１）の反対側の側面に、前記フランジ状部分（１５）と略同一平面上に配置されていると共に前記フランジ状部分（１５）のラジアル方向内側縁部（２３）に内接している前方の環状溝（２４）を有しており、
前記スリーブ状部分（１６）が、前記フランジ状部分（１５）から離隔していることを特徴とする請求項１に記載の密封式案内ユニット。
【請求項３】
前記環状溝（２４）が、前記環状シールリップ（１３）のシールリップ（２５）の反対側の側面において前記環状シールリップ（１３）の少なくとも一部分と前記スリーブ状部分（１６）の少なくとも一部分との間における所定のラジアル方向間隙を規定するように、アキシアル方向深さの近傍において前記シールリング内において延在していることを特徴とする請求項２に記載に密封式案内ユニット。
【請求項４】
前記補剛リング（１８）のラジアル方向断面が、略Ｌ字状とされ、
前記補剛リング（１８）が、
−  環状の前記シールリングの前記環状シートの入口開口部（２７）内にアキシアル方向において収容されているフランジ状部分（２６）と、
−  スリーブ状部分（２８）の自由端において、前記根元部分（１７）の前記第１のフランク（２１）と接触状態で協働している前記スリーブ状部分（２８）と、
を備えており、
前記補剛構造部の前記スリーブ状部分の前記末端部（２２）が、前記シールリング（１２）内部において、前記根元部分（１７）が両側で前記補剛構造部の前記補剛リング（１８）と前記スリーブ状部分（１６）との間に挟み込まれた状態を維持する長さで、前記補剛リングの前記スリーブ状部分（２８）が延在しているアキシアル方向の反対方向に延在しており、
前記補剛構造部が、少なくとも部分的に弾性変形可能とされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の密封式案内ユニット。
【請求項５】
前記補剛リングの前記スリーブ状部分（２８）が、前記環状シールリップの前記根元部分の前記第１のフランク（２１）と係合形態を有している環状相手歯（３０）との間に係合されている、ラジアル方向の環状歯（２９）を有しており、  前記環状歯（２９）が、環状シート（１９）内部において且つ前記入口開口部（２７）と前記環状シールリップの前記根元部分の前記第１のフランク（２１）との間において前記シールリング（１２）に一体形成されており、  前記補剛構造部の前記スリーブ状部分の前記末端部（２２）が、ラジアル方向の環状歯（２９）の近傍に至るまで延在していることを特徴とする請求項４に記載の密封式案内ユニット。
【請求項６】
前記シールリング（１２）が、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、及びＦＫＭのうちいずれかの弾性材料から作られており、
前記補剛リング（１８）が、銅、グラファイト、グラスファイバ、及びこれらの組み合わせのうちいずれかの材料が充填された、ＰＴＦＥ又はＰＡから作られていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の密封式案内ユニット。
【請求項７】
前記シールリング（１２）が、利用時に前記単筒式ショックアブソーバ（３）の前記本体の内側に面している前記環状ブッシュの前記第１の端部（１０）の面（１１）全体を覆うようにラジアル方向に延在していると共に、前記補剛構造部の前記フランジ状部分（１５）によって少なくとも部分的に支持されている、フランジ状部分（３３）を有しており、
前記フランジ状部分（１５）が、前記シールリングの前記フランジ状部分（３３）と前記環状ブッシュの前記第１の端部（１０）との間に挿置されており、
前記シールリングの前記フランジ状部分が、ラジアル方向内側において薄肉になっている周縁部（３４）を有しており、
前記周縁部（３４）が、無変形状態において略トロイダル状の形態とされ、前記環状ブッシュの前記第１の端部の周縁部（３６）に形成された環状溝（３５）に嵌め込み式で係合し、利用時に前記単筒式ショックアブソーバ（３）の前記本体の前記内側壁（５）と締り嵌めすることによって静的シール効果を発揮させるように協働することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の密封式案内ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単筒式ショックアブソーバのロッドのための密封式案内ユニットに、及び該密封式案内ユニットに設けられる環状シール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
液圧で動作する単筒式ショックアブソーバは、自動車両及び他の産業の分野において広く利用されており、平均が約２０ｂａｒでありピークが１００ｂａｒに到達する比較的高い液圧の下で動作するようになっている。このような高い動作圧力を考慮すると、利用時におけるショックアブソーバ本体自体のピストンの往復運動と対称を為す、ショックアブソーバに内蔵されている加圧されたオイルに対する密封は、ショックアブソーバのロッドの案内と同様に、密封式案内ユニットによって為される。このような密封式案内ユニットは、
−  ロッドによって完全に係合されていると共に、ショックアブソーバのショックアブソーバ本体内に液密に取り付けられているブッシュと、
−  特許文献１に開示されるタイプのブッシュを有しているシール組立体と、
を備えている。
【０００３】
従来技術のこのようなシール組立体は、独立して装着される多くの要素を備えている。このことが、比較的扱いにくくし、取り付けを複雑にし、温度が低下すると性能劣化する傾向にある。特に、特許文献１の主シール要素を構成するゴム製リングが、ＦＫＭとして知られている合成フッ化弾性材料から作られている。シール組立体の最小動作温度は、摂氏−１５℃よりも低くなく、そうでない場合であっても、現行の分野は、摂氏−４０℃の最小動作温度を要求している。
【０００４】
ショックアブソーバのロッドのためのシール組立体とシール組立体の案内ユニットとは、疲労応力に耐え、これにより比較的長時間に亘り有効性を維持するに適している。このことは、特許文献２及び特許文献３から知られている。しかしながら、特許文献２に開示されるシール組立体は、単筒式ショックアブソーバにおける利用に適合されておらず、特許文献３におけるシール組立体と同様に、特許文献１のアキシアル方向の大きさよりも小さなアキシアル方向の大きさを有しているが、同一の動作ストロークを維持しているショックアブソーバの全体的な大きさ及び重量を低減させることを目的として依然として比較的高かった。さらに、シール組立体の弾性部品のスライディングリップの経年的な性能をさらに改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国実用新案登録出願第８２０１３２７号明細書
【特許文献２】欧州特許第１０７４７６０号明細書
【特許文献３】欧州特許出願第０６４２５８７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、先行技術の欠点を解消する、特に単筒式ショックアブソーバでの利用に適合され、非常に低い動作温度、より一般的には例えば−４０℃〜＋２００℃の温度範囲の動作温度に容易に耐え、特にアキシアル方向、すなわちショックアブソーバのロッドの往復運動方向において小さな大きさを有し、製造及び取付が容易であると共に費用効率が高く、多数の機能が統合されている、単筒式ショックアブソーバのロッドのための密封式案内ユニット、及び該密封式案内ユニットのためのシール組立体を提供することである。
【０００７】
本発明では、密封式案内ユニットは、請求項１に規定するように、特に単筒式ショックアブソーバのために、このように提供される。このような密封式案内ユニットのためのシール組立体が、請求項９に規定するようにさらに提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このシール組立体の形状及び本発明における案内ユニットそれぞれの形状によって、利用時にシールリップのラジアル方向における最大変形を制限することができるので、極めて高い圧力ピークが存在しても、温度低下に伴う既知の性能劣化を回避する一方で改善された密封状態の持続時間を徐々に伸ばすという相乗効果を得ることができ、同時に密封式案内ユニットのアキシアル方向における全体的な大きさを低減することができる。
【０００９】
さらに、構造及び組立を多様に単純化することができるので、経済的に大きな利点を得ることができる。そして、より小型なロッドの案内機構が提供されるので、同一の動作ストロークを維持しているショックアブソーバの全長及び重量を低減することができる。
【００１０】
最後に、本発明における密封式案内ユニットは事前に組立可能とされ、これにより単一操作で密封式案内ユニットをショックアブソーバ本体に結合することができる。ブッシュ−シール組立体に存在するユニットのアキシアル方向の大きさをさらに著しく低減させることができる。
【００１１】
本発明は、非限定的な実施例を表わす添付図面を参照しつつ説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明における密封式案内ユニットを備えているショックアブソーバの一部分の、ラジアル方向における縦断面である。
【図２】図１に表わす密封式案内ユニットに設けられたシール組立体の、ラジアル方向における拡大された縦断面図である。
【図３】図１に表わす動作状態における、図２に表わすシール組立体の有限要素シミュレーションの結果を表わす。本発明では、シールリップに負荷されると共に補剛リングの作用によってシールリングを囲んでいる領域によって部分的に吸収される、応力分散を改善することによって、シールリップの摩擦及び磨耗を劇的に低減可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜図３を参照すると、参照符号１は、利用時にオイルが充填され且つピストン（図示しない）が通過すると共に内側壁５によってその境界が形成されている、ショックアブソーバ本体４を有している単筒式ショックアブソーバ３のロッド２のための密封式案内ユニット１全体図を示すが、単純化のために部分的にのみ表わし、その他の部分に関しては既知である。密封式案内ユニット１は、ショックアブソーバ本体４を閉塞するように、内側壁５に接触して密液状態で組み込まれ、ロッド２が滑動するアキシアル方向の対称軸線に相当する対称軸線Ａを有している。
【００１４】
密封式案内ユニット１は、既知の構成配置に従えば、
−  利用時にショックアブソーバ２のショックアブソーバ本体４の内側壁５に液密状態で固定されていると共に、利用時に対称軸線Ａに関して対称とされ、ロッド２によって完全に係合されているロッド案内用環状ブッシュ６と、
−  対称軸線Ａに関して対称とされ、利用時に、ショックアブソーバ本体４の内側に面している環状ブッシュ６の第１の端部１０に形成されているカップ状シート９内部に組み込まれ、特に、ショックアブソーバ本体４の内側に向かって面している第１の端部１０の面１１の前方に形成されているシール組立体８と、
を備えている。
【００１５】
従って、図２も表わすように、シール組立体８は、弾性材料から作られていると共に環状シールリップ１３を有しているシールリング１２を備えている。該環状シールリップは、利用時にロッド２と滑動可能に協働するために、カップ状シート９内においてラジアル方向及びアキシアル方向に突出している。
【００１６】
シール組立体は、例えば金属製の補剛構造部１４をさらに備えているが、該補剛構造部は、如何なる場合においても、シールリング１２の弾性材料よりも遙かに高剛性な弾性変形可能な材料から作られている。補剛構造部１４は、
−  環状ブッシュの第１の端部１０と当接状態で協働するフランジ状部分１５と、
−  環状シールリップ１３も傾斜して突出している方向の反対方向において、対称軸線Ａに対して傾斜した状態でカップ状シート９内部に突出しているスリーブ状部分１６と、
を有している。
【００１７】
スリーブ状部分１６が、環状シールリップ１３自体の根元部分１７の側面において少なくとも部分的に環状シールリップ１３の側方に位置するように、シールリング１２内に埋設されている。
【００１８】
本発明の一の実施態様では、シール組立体８は、環状シールリップ１３の対称軸線Ａに向かって突出している方向の反対方向に設けられている、シールリング１２の環状シート１９内に嵌め込み式で取り付けられている補剛リング１８をさらに備えている。補剛リング１８は、カップ状シート９の底部壁２０に対してアキシアル方向においてロックされた状態で配置されているように、底部壁２０と環状ブッシュ６に面している環状シールリップ１３の根元部分１７の第１のフランク２１との間に挿置されている。
【００１９】
補剛リング１８は、利用時に、ロッド２によって完全に係合され（図１参照）、本発明の一の実施態様では、摩擦係数が低いがシールリング１２の弾性材料よりも高剛性な材料から作られており、補剛構造部１４の反対側において、補剛構造部１４のスリーブ状部分１６の少なくとも１つの末端部２２の側方に位置するまでカップ状シート９内部に向かってアキシアル方向に延在している。
【００２０】
環状ブッシュ６の存在を考慮しないでシール組立体８単独に注目すると（図２参照）、環状シールリップ１３は、対称軸線Ａに対して傾斜している第１の傾斜方向において該環状シールリップの対称軸線Ａに向かってラジアル方向及びアキシアル方向に突出している。補剛構造部１４は、フランジ状部分１５によって形成されているアセンブリ部分を備えている。スリーブ状部分１６が、環状シールリップ１３自体が対称軸線Ａに向かって突出している方向の反対方向において、該フランジ状部分からオーバーハング状態で延在しており、該フランジ状部分が、対称軸線Ａに向かって傾斜して突出している。
【００２１】
上述のように、補剛構造部１４のスリーブ状部分１６は、シールリング１２の根元部分１７の側面において少なくとも部分的に環状シールリップ１３の側方に位置するように、シールリング１２内に埋設されており、補剛リング１８は、環状シールリップ１３の対称軸線Ａに向かって突出している方向の反対方向に設けられている、環状シート１９内に嵌め込み式で取り付けられており、これにより補剛リング１８が、補剛構造部のスリーブ状部分１６の末端部２２に面している環状シールリップ１３の根元部分１７の側面２１に当接して配置されている。
【００２２】
スリーブ状部分１６が、フランジ状部分１５から、特に対称軸線Ａに面している該フランジ状部分のラジアル方向内側縁部２３から、環状シールリップ１３の反対側からオーバーハング状態で延在している一方、該フランジ状部分は、ラジアル方向断面において、根元部分１７からオーバーハング状態でスリーブ状部分１６と共に鈍角を形成する方向に延在している（図２参照）。
【００２３】
シールリング１２は、根元部分１７のフランク２２の反対側に、補剛構造部１４のフランジ状部分１５と略同一平面上に配置されていると共にラジアル方向内側縁部２３に内接している前方の環状溝２４を有している。スリーブ状部分１６は、ラジアル方向内側縁部２３から離隔している。
【００２４】
特に環状溝２４は、シールリング１２内において、環状シールリップ１３のシールリップ２５の反対側における環状シールリップ１３の少なくとも一部分と補剛構造部１４のスリーブ状部分１６の少なくとも一部分との間に所定のラジアル方向間隙を形成する、アキシアル方向深さに沿って延在している。これにより、環状シールリップ１３は、利用時に（図３参照）、補剛構造部１４に向かって変形可能とされるが、スリーブ状部分１６によって支持されている。スリーブ状部分１６は、本発明のさらなる実施態様では、少なくとも部分的に弾性変形可能され、その結果として利用時にカップ状シート９の側壁に向かって屈曲可能なように形成されている。
【００２５】
本発明の他の実施態様では、補剛リング１８のラジアル方向断面が略Ｌ字状とされる。該補剛リングが、アキシアル方向においてシールリング１２の環状シート１９の入口開口部２７に収容されているフランジ状部分２６と、スリーブ状部分２８の自由端において環状シールリップ１３の根元部分１７の第１のフランク２１と接触状態で協働するスリーブ状部分２８とを備えているためである。
【００２６】
さらに、組み合わせて、補剛構造部１４のスリーブ状部分１６の末端部２２が、シールリング１２内において、所定の長さに沿って補剛リング１８のスリーブ状部分２８が延在しているアキシアル方向の反対方向に延在しており、これによりシールリップ１２の根元部分１７が、その両側で補剛リング１８とスリーブ状部分１６との間において容器を密封して挟み込んだ状態を維持することができる。スリーブ状部分１６は、弾性的であるが、如何なる場合においても環状シールリップ１３よりも高剛性である。
【００２７】
特に補剛リング１８のスリーブ状部分は、入口開口部２７と第１のフランク２１との間においてシールリング１２の環状シート１９内に、環状シールリップ１３の根元部分１７の第１のフランクと、環状歯２９の形状と噛み合う形状を有していると共にシールリング１２に一体に形成されている環状相手歯３０と、の間に係合されているラジアル方向環状歯２９を有している。補剛構造部１４のスリーブ状部分１６の末端部２２は、環状歯２９近傍の内部に延在している。
【００２８】
本発明の第２の実施態様でない実施態様では、シールリング１２は、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、及びＦＭＫ（フッ素ゴム；ＦＭＫの特徴は、ＡＳＴＭ  Ｄ１４１８によって策定されている。記号ＦＭＫは、フッ化物の含有率において互いに相違し、且つ、例えばＴＦＥとして知られているテトラフルオロエチレンやＨＦＰとして知られているヘキサフルオロプロピレンのような他の成分に加えて、主にフッ化ビニリデンから成る、フッ素エラストマのファミリーを示す。）の中から選択される弾性材料から作られている。
【００２９】
このような材料の選択と組み合わせて、利用時にロッド２によって滑動するように係合されている補剛リング１８が、銅、グラファイト、ガラス繊維材料、及びこれら材料の組み合わせの中から選択された材料が充填されているＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＡ（ポリアミド）の中から選択された材料から作られている。特にグラファイトは摩擦の低減に貢献する一方、銅は磨耗の低減に貢献する。
【００３０】
本発明の他の実施態様では、ロッド案内用ブッシュ６のカップ状シート９の底部壁２０と補剛リング１８との間には、比較的高剛性な金属材料又は合成プラスチック材料から作られている平坦なリング３１が配置されている。リング３１は、カップ状シート９の底部壁２０の伸長部分の略全体の上にラジアル方向に延在しており、カップ状シート９の底部壁２０と環状シールリップ１３の反対側に位置するシールリング１２の末端部３２との間に挿置されており、補剛構造部から自由になっており、補剛構造部１４のスリーブ状部分１６の末端部２２に直接隣り合って配置されている。
【００３１】
密封式案内ユニット１の一体性を高めるために、シールユニット１２は、フランジ状部分３３を有している。フランジ状部分３３は、ロッド案内用ブッシュ６の第１の端部１０の面１１全体を覆うためにラジアル方向に延在しており、フランジ状部分３３と第１の端部１０との間に挿置されている補剛構造部１４のフランジ状部分１５によって少なくとも部分的に支持されている。さらに、フランジ状部分３３は、ラジアル方向外側が薄肉とされると共に無変形状態において略トロイダル状の周縁部３４を有している（図２参照）。周縁部３４は、環状ブッシュ１０の端部の周縁部３６において環状溝３５と嵌め込み式で係合し、利用時にはショックアブソーバ本体４の側壁５との締り嵌めを介して、該側壁の静的密封作用をショックアブソーバ本体４に内蔵されたオイルに対して作用させるように協働する。
【００３２】
最後に図３を参照すると、上述の構造によって、効果的な液体密封を得るために必要な接触圧力を低減することなく、環状シールリップ１３に作用する負荷を低減させるように、負荷が分散されることは明らかである。このような状況が、驚くべきことに寿命（time）を引き延ばし、マイナス４０℃という非常に低い温度においても発生するので、一般にはこのような温度では完全に効果を発揮させることができないが、例えば標準的なＦＫＭのような材料との効果的な液体密封を得ることができる。さらに、極めて小型で全体的に一体化された密封式案内ユニットを得ることができる。本発明における密封式案内ユニット１は、例えば環状ブッシュ６内に完全に挿入されていると共にロッド２のための摩擦係数が低い案内スリーブ３７、第１の端部１０の反対側において環状ブッシュ６の外側に取り付けられているダストブーツ３８のような、通常のアクセサリと一体化可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００３３】
１  密封式案内ユニット
２  ロッド
３  ショックアブソーバ
４  ショックアブソーバ本体
５  内側壁
６  環状ブッシュ
８  シール組立体
９  カップ状シート
１０  第１の端部
１１  面
１２  シールリング
１３  環状シールリップ
１４  補剛構造部
１５  フランジ状部分
１６  スリーブ状部分
１７  根元部分
１８  補剛リング
１９  環状シート
２０  底部壁
２１  第１のフランク
２２  末端部
２３  ラジアル方向内側縁部
２４  環状溝
２５  シールリップ
２６  フランジ状部分
２７  入口開口部
２８  スリーブ状部分
２９  環状歯
３０  環状相手歯
３１  リング
３３  フランジ状部分
３４  周縁部
３５  環状溝
３６  周縁部
３７  案内スリーブ
３８  ダストブーツ
Ａ  対称軸線
【図１】
0005851146.tif 000002
【図２】
0005851146.tif 000003
【図３】
0005851146.tif 000004