JP2005023966A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧緩衝器のピストンロッドのシール要素において、シール性を高めるとともに、サブアセンブリを可能にして組付性を向上させる。
【解決手段】シリンダ２とピストンロッド９との間をシール要素４によってシールする。シール要素４は、ダストリップ１９、内面シールリップ２０及び薄肉部２１を補強部材１８に加硫接着したダストシール１５と、メインリップ２６を補強部材２４に加硫接着したメインシール１６と、バックアップリング１７との３部材からなり、これらは、バックアップリング１７をメインリップ２６に嵌合し、補強部材２４を内面シールリップ２０の内周溝２５にはめ込むことによってサブアセンブリすることができる。シリンダ２の側壁の先端部をカシメて、カシメ部３０を補強部材１８に当接させることにより、容易かつ確実にシール要素４をシリンダ２に固定することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、流体を封入したシリンダとシリンダから外部へ延出されたロッドとの間にシール要素が設けられた油圧緩衝器等のシリンダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のサスペンション装置に用いられる筒型の油圧緩衝器においては、一般的に、油液が封入されたシリンダのピストンロッド突出側の端部に、シール要素が装着されて、ピストンロッドとの間を摺動可能にシールしている。このシール要素には、ピストンロッドの円滑な摺動を確保しつつ、高圧下における油液の漏れ及び埃、雨水等の異物の浸入を防止し、かつ、充分な耐久性を有することが要求される。
【０００３】
この種のシール要素に係る先行技術として、例えば特許文献１には、油液の漏れを防止する第１の密封部材と、異物の侵入を防止する第２の密封部材と、高圧下における第１の密封部材の変形を防止するバックアップリングの３部材からなるシール要素、また、これらの３部材のうち、バックアップリングを第２の密封部材と一体化して、小型化及び組立作業性の向上を図ったシール要素が記載されている。
【特許文献１】
特開平１０−２０５６２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記油圧緩衝器のシール要素には、ピストンロッドの円滑な摺動の確保、高圧下における油液の漏れ防止、異物の侵入防止及び充分な耐久性の確保はもちろん、油圧緩衝器の製造工程において、容易に組付可能であることが要求されており、かかる要求をより高次元で満足すべく、更なる改良が望まれている。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、シール性及び組付性に優れたシール要素を備えたシリンダ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、シリンダと該シリンダ内から外部へ延出するロッドとの間にシール要素が設けられたシリンダ装置であって、前記シール要素は、
前記シリンダの外側に面して配置され、前記シリンダ内に嵌合される環状の第１補強部材の内周部に、前記ロッドに密着するダストリップが固着されたダストシールと、
前記シリンダの内側に面して配置され、前記シリンダ内に挿入される環状の第２補強部材の内周部に、前記ロッドに密着するメインリップが固着されたメインシールと、
前記ダストシールと前記メインシールとの間に配置され、前記メインリップに嵌合して、前記シリンダの内圧に対して前記メインリップを支持するバックアップリングと、
前記第１補強部材又は第２補強部材の外周部に固着されて、前記シリンダの内面に密着する内面シールリップと、
前記第１補強部材の前記第２補強部材との対向面又は第２補強部材の前記第１補強部材との対向面に固着されたシール層と、
前記第１補強部材に固着されて前記第２補強部材をはめ込み可能な又は前記第２補強部材に固着されて前記第１補強部材をはめ込み可能な係合リップと、を備えていることを特徴とする。
このように構成したことにより、バックアップリングをメインリップに嵌合し、第１又は第２補強部材を係合リップにはめ込むことによって、第１、第２補強部材間をシール層によってシールして、ダストシール、メインシール及びバックアップリングを一体にサブアセンブリすることができる。
請求項２の発明に係るシリンダ装置は、上記請求項１の構成において、前記第１補強部材及び第２補強部材の内周部は、ゴム層で覆われていることを特徴とする。
このように構成したことにより、シール要素の組付時に、第１及び第２補強部材によってロッドの表面を傷つけることがない。
また、請求項３の発明に係るシリンダ装置は、上記請求工１又は２の構成において、前記シール要素は、前記シリンダの先端部をカシメて前記第１補強部材に当接させることによって固定されることを特徴とする。
このように構成したことにより、シリンダの先端のカシメ部が第１補強部材に直接当接するので、シール要素を容易かつ確実にカシメ固定することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至図３及び図７を参照して説明する。
図７に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器１（シリンダ装置）は、単筒式油圧緩衝器であって、有底円筒状のシリンダ２の開口部にロッドガイド３およびオイルシール４（シール要素）が取付けられ、シリンダ２内の底部側に、フリーピストン５が摺動可能に嵌装されている。シリンダ２内は、フリーピストン５によって底部側のガス室６と他端側の油室７とに画成されており、ガス室６には高圧ガスが封入され、油室７には油液が封入されている。
【０００８】
シリンダ２の油室７には、ピストン８が摺動可能に嵌装され、このピストン８によって、油室７内がシリンダ上室７Ａとシリンダ下室７Ｂとの２室に画成されている。ピストン８には、ピストンロッド９の一端がナット１０によって連結されており、ピストンロッド９の他端側は、ロッドガイド３およびオイルシール４に、摺動可能かつ液密的に挿通されて外部へ延出されている。
【０００９】
ピストン８には、シリンダ上下室７Ａ，７Ｂ間を連通させる伸び側油路１１および縮み側油路１２が設けられている。伸び側油路１１および縮み側油路１２には、それぞれ、その油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディスクバルブ等からなる伸び側減衰力発生機構１３および縮み側減衰力発生機構１４が設けられている。
【００１０】
この構成により、ピストンロッド９の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン８の摺動にともない、シリンダ上室７Ａの油液がピストン８の伸び側油路１１を通ってシリンダ下室７Ｂへ流れ、伸び側減衰力発生機構１３によって減衰力が発生する。また、縮み行程時には、シリンダ下室７Ｂの油液が縮み側油路１３を通ってシリンダ上室７Ａへ流れ、縮み側減衰力発生機構１４によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド９の侵入、退出による油室７の容積変化をフリーピストン５が移動してガス室６の高圧ガスを圧縮、膨張することによって補償する。
【００１１】
次に、本実施形態の要部であるオイルシール４について、図１乃至図３を参照して説明する。
図１に示すように、オイルシール４は、シリンダ２の外側に面して配置されるダストシール１５と、内側に面して配置されるメインシール１６と、これらの間に配置されるバックアップリング１７との３部材から構成されている。
【００１２】
ダストシール１５は、金属等の剛性材料からなるリング状の補強部材１８（第１補強部材）に、ゴム製のダストリップ１９、内面シールリップ２０及びこれらを一体に結合する薄肉部２１（シール層）を加硫接着したものである。補強部材１８は、シリンダ２の内周面に嵌合する外径及びピストンロッド９の外径よりやや大きい内径を有している。ダストリップ１９は、補強部材１８の外側端面の内周部に設けられ、先端部がピストンロッド９の外周面に摺動可能に密着して、埃、雨水等の異物の浸入を防止する。ダストリップ１９の外周部には、ピストンロッド９との密着性を高めるために、環状のバネ２３が装着されている。内面シールリップ２０は、補強部材１８の内側端面の外周部に設けられ、シリンダ２の内周面に密着して、シリンダ２内の油液の漏れを防止する。内面シールリップ２０には、メインシール１６の補強部材２４（後述）の外周部を嵌合させる内周溝２５（係合リップ）が形成されている。薄肉部２１（ゴム層）は、補強部材１８の内側端面及び内周面を覆っており、ダストリップ１９及び内面シールリップ２０と一体に補強部材１８に加硫接着されている。
【００１３】
メインシール１６は、金属等の剛性材料からなるリング状の補強部材２４（第２補強部材）に、ゴム製のメインリップ２６を加硫接着したものである。補強部材２４は、外径がダストシール１５の補強部材１８の外径より小さく、内径がバックアップリング１７の外径より大きく、その外周部がメインシール１５の内面シールリップ２０の内周溝２５に嵌合して、一端面が薄肉部２１に密着するようになっている。メインリップ２６は、補強部材２４の内側端面の内周部に設けられ、先端部がピストンロッド９の外周面に摺動可能に密着して、シリンダ２内の油液の漏れを防止する。メインリップ２６の外周部には、ピストンロッド９との密着性を高めるために、環状のバネ２７が装着されている。また、メインリップ２６（ゴム層）は、補強部材２４の内側端面及び内周面を覆うように加硫接着されており、補強部材２４の内周側に、バックアップリング１７の段付の外周部を嵌合させる段付の嵌合部２８が形成されている。
【００１４】
バックアップリング１７は、適度な剛性、低摩擦性及び耐磨耗性を有するフッ素樹脂等からなるリング状部材であり、外周部にメインシール１６のメインリップの嵌合部２８に嵌合する段部２９が形成され、内周部がピストンロッド９の外周面に摺接して、これを案内し、また、一端面がダストシール１５の薄肉部２１に密着して、シリンダ２内の内圧に対してメインシール２６を支持するようになっている。
【００１５】
オイルシール４は、バックアップリング１７の段部２９をメインシール１６のメインリップ２６の嵌合部２８に嵌合させ、メインシール１６の補強部材１６の外周部をダストシール１５の内面シールリップ２０の内周溝２５に嵌合させることにより、ダストシール１５とメインシール１６とバックアップリング１６とを一体にサブアセンブリすることができる。
【００１６】
次に、オイルシール４のシリンダ２への取付部の構造について説明する。
ロッドガイド３は、シリンダ２内に嵌合され、シリンダ２の周囲をカシメて固定されている。オイルシール４は、シリンダ２内に嵌合され、メインシール１６の補強部材２４の端面がロッドガイドの一端部に形成された環状凸部３Ａの先端部に当接し、シリンダ２の側壁の先端部を内側にかしめて、カシメ部３０をダストシール１５の補強部材１８に当接させることによって固定されている。
【００１７】
ロッドガイド３とオイルシール４との間には、ロッドガイド３の環状凸部３Ａによって油室３１が形成されており、油室３１は、ロッドガイド３に形成された絞り通路３２を介してシリンダ上室７に連通されている。
【００１８】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
オイルシール４は、シリンダ２に装着された状態でダストリップ１９によって、ピストンロッド９との間をシールして、埃、雨水等の異物の侵入を防止し、また、メインリップ２６によってピストンロッド９との間をシールし、内面シールリップ２０によってシリンダ２の内面との間をシールし、薄肉部２１によってダストシールの補強部材１８とメインシール１６の補強部材２４との間をシールして、シリンダ２内の油液の漏れを防止する。このとき、バックアップリング１７によって、シリンダ２の内圧に対してメインリップ２６を支持して、その変形を防止する。また、バックアップリング１７によって、ピストンロッド９に適度な摺動抵抗を付与することにより、ピストンロッド９の微小ストロークの振動を減衰して、安定した減衰力を発生させる。なお、ロッドガイドの絞り通路３２によって、油室３１に作用する油液の圧力を段階的に軽減することにより、オイルシール４のシール性を高めている。
【００１９】
オイルシール４は、ダストシール１５、メインシール１６及びバックアップリング１７をサブアセンブリすることができ、一体化した状態でピストンロッド９を挿通させてシリンダ２に組付けることができるので、組付性に優れている。このとき、ダストシール１５とメインシール１６は、ゴム製の内面シールリップ２０の内周溝２５と金属等の剛性材料からなる補強部材２４との嵌合によって一体化されるので、嵌合に節度感が得られ、嵌合状態を容易に確認することができる。また、ダストシール１５及びメインシール１６の金属等の補強部材１８，２４がゴム製の薄肉部２１及びメインリップ２６に覆われてピストンロッド９側に露出していないので、組付時にピストンロッド９を傷付けることがない。
【００２０】
シリンダ２内に嵌合されたオイルシール４は、シリンダ２の側壁の先端部をかしめてカシメ部３０を金属等の補強部材１８に当接させることによって固定されるので、補強部材１８を支点としてカシメ部３０を折曲することができ、容易かつ確実にカシメ固定を行うことがきる。
【００２１】
次に、本発明の第２実施形態について、図４乃至図６を参照して説明する。なお、第２実施形態に係る油圧緩衝器は、上記第１実施形態に対して、オイルシールの構造が異なる以外は、同様の構造であるから、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２２】
図４乃至図６に示すように、第２実施形態に係る油圧緩衝器１では、オイルシール３３は、ダストシール３４、メインシール３５及びバックアップリング１７の３部材から構成されている。
【００２３】
ダストシール３４は、上記第１実施形態のダストシール１５に対して、内面シールリップ２０が省略され、補強部材３６の内側端面に薄肉部２１が設けられていない。また、補強部材３６の外周部の内側端面側の縁部に係合段部３７が形成されている。
【００２４】
一方、メインシール３５は、補強部材３８がシリンダ２の内周面に嵌合する外径を有しており、その外側端面（ダストシール３４側の端面）の外周部にダストシール３４の係合段部３７に凹凸嵌合するゴム製の係合リップ３９が加硫接着されている。また、係合リップ３９とメインリップ２６とを一体に結合するゴム製の薄肉部４０（シール層）が補強部材３８の外側端面を覆うように加硫接着されている。補強部材３８の内側端面（シリンダ室７Ａ側の端面）の外周部に、シリンダ２の内周面に密着して、シリンダ２内の油液の漏れを防止するゴム製の内面シールリップ４１が加硫接着されている。また、内面シールリップ４０とメインリップ２６とを一体に結合するゴム製の薄肉部４２が補強部材３８の内側端面を覆うように加硫接着されている。
【００２５】
このように構成したことにより、オイルシール３３は、上記第１実施形態のものと同様、バックアップリング１７の段部２９をメインシール１６のメインリップ２６の嵌合部２８に嵌合させ、メインシール３５の係合リップ３９をダストシールの係合段部３７に嵌合させることにより、ダストシール３４とメインシール３５とバックアップリング１６とを一体にサブアセンブリすることができる。そして、シリンダ２内に嵌合し、シリンダ２の側壁の先端部を内側にかしめて、カシメ部３０をダストシール３４の補強部材３６に当接させることによって固定することができる。
【００２６】
オイルシール３３は、シリンダ２に装着された状態で、ダストリップ１９によって、ピストンロッド９との間をシールし、メインリップ２６によってピストンロッド９との間をシールし、メインシール３５の内面シールリップ４１によってシリンダ２の内面との間をシールし、また、薄肉部４０によって、ダストシール３４の補強部材３６との間をシールする。これにより、上記第１実施形態のものと同様の作用、効果を奏することができる。
【００２７】
なお、上記第１及び第２実施形態では、一例として、本発明を単筒式油圧緩衝器に適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、複筒式の油圧緩衝器に適用することもでき、また、油圧緩衝器以外にも、流体を封入したシリンダからロッドが外部へ延出する構造のものであれば、他のシリンダ装置にも適用することが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明に係るシリンダ装置によれば、シール要素は、ダストシール、メインシール及びバックアップリングの３部材をサブアセンブリして、シリンダに容易に組付けることができ、シリンダとロッドとの間を確実にシールすることができる。
請求項２の発明に係るシリンダ装置によれば、第１及び第２補強部材の内周部がゴム層で覆われているので、シール要素の組付時に、第１及び第２補強部材によってロッドの表面を傷つけることがない。
また、請求項３の発明に係るシリンダ装置によれば、シリンダの先端部をカシメて、第１補強部材に当接させることにより、シール要素を容易かつ確実にカシメ固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるシール要素の取付部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】図１に示すシール要素をサブアセンブリした状態を示す縦断面図である。
【図３】図１に示すシール要素の分解縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるシール要素の取付部を拡大して示す縦断面図である。
【図５】図４に示すシール要素をサブアセンブリした状態を示す縦断面図である。
【図６】図４に示すシール要素の分解縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る油圧緩衝器の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 油圧緩衝器（シリンダ装置）
４ シール要素
９ ピストンロッド（ロッド）
１５ ダストシール
１６ メインシール
１７ バックアップリング
１８ 補強部材（第１補強部材）
１９ ダストリップ
２０ 内面シールリップ
２１ 薄肉部（シール層、ゴム層）
２４ 補強部材（第２補強部材）
２５ 内周溝（係合リップ）
２６ メインリップ（ゴム層）

Claims (3)

1. シリンダと該シリンダ内から外部へ延出するロッドとの間にシール要素が設けられたシリンダ装置であって、前記シール要素は、
   前記シリンダの外側に面して配置され、前記シリンダ内に嵌合される環状の第１補強部材の内周部に、前記ロッドに密着するダストリップが固着されたダストシールと、
   前記シリンダの内側に面して配置され、前記シリンダ内に挿入される環状の第２補強部材の内周部に、前記ロッドに密着するメインリップが固着されたメインシールと、
   前記ダストシールと前記メインシールとの間に配置され、前記メインリップに嵌合して、前記シリンダの内圧に対して前記メインリップを支持するバックアップリングと、
   前記第１補強部材又は第２補強部材の外周部に固着されて、前記シリンダの内面に密着する内面シールリップと、
   前記第１補強部材の前記第２補強部材との対向面又は第２補強部材の前記第１補強部材との対向面に固着されたシール層と、
   前記第１補強部材に固着されて前記第２補強部材をはめ込み可能な又は前記第２補強部材に固着されて前記第１補強部材をはめ込み可能な係合リップと、を備えていることを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記第１補強部材及び第２補強部材の内周部は、ゴム層で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
3. 前記シール要素は、前記シリンダの先端部をカシメて前記第１補強部材に当接させることによって固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダ装置。

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