| 【発明の名称】 |
シリンダ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】猪瀬 恭夫
【氏名】町田 博美
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| 【要約】 |
【課題】Ｏリングによりバックアップされたロッドシールとピストンロッドとの接触面圧分布を理想的な状態に維持し、耐久信頼性の向上を図る。
【解決手段】シリンダ内のピストンから延ばしたピストンロッド３を案内するロッドガイド７の環状溝９にロッドシール１０とＯリング１１とからなる二重シール１２を配置したシリンダ装置において、前記環状溝９のシリンダ外側のシール受面２６に、ロッドシール１０とＯリング１１との間に部分的に介在する第１の環状突起３２を設けると共に、該環状溝９のシリンダ内室側のシール受面３７にＯリング１１の軸方向移動を規制する第２の環状突起３９を設け、第１の環状突起３２によりロッドシール１８が強い力でピストンロッド３に押付けられるのを防止し、かつ第２の環状突起３７によりロッドシール１８に対するＯリング１１の弾発付勢位置を一定にして接触面圧が局部的に過大になるのを防止する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 油液が封入されたシリンダ内に摺動可能にピストンを嵌装し、該ピストンに一端部が連結されたピストンロッドの他端部を前記シリンダの開口端部に装着したロッドガイドを挿通してシリンダ外まで延ばし、前記ロッドガイドの内周に設けられた環状溝内に、前記ピストンロッドに摺接するロッドシールと該ロッドシールを前記ピストンロッド側へ弾発付勢するＯリングとからなる二重シールを配置し、かつ前記環状溝を形成するシリンダ外側のシール受面に、前記Ｏリングと前記ロッドシールとの間に挿入されて、該Ｏリングから該ロッドシールに加えられる付勢力の一部を受止める環状突起を設けたシリンダ装置において、前記環状溝を形成するシリンダ内室側のシール受面に、前記Ｏリングに当接し、該Ｏリングの、シリンダ内室側への移動を規制する第２の環状突起を設けたことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】 第２の環状突起が、周回り方向に断続し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。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車高調整用の油圧シリンダ、衝撃吸収用の油圧緩衝器などのシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、車高調整用の油圧シリンダは、図５および図６に示すように、油液が封入されたシリンダ１内に摺動可能にピストン２を嵌装し、このピストン２に一端部が連結されたピストンロッド３の他端部を前記シリンダ１の開口端部に装着した後述のシールブロック４を液密に挿通してシリンダ１外まで延ばし、シリンダ１を有底の外筒５内に納めて、両者の間を前記シールブロック４により閉じてドレン室（環状室）６として構成している。シールブロック４は、ここではシリンダ１および外筒５に嵌合されたロッドガイド７と、外筒５に螺合され前記ロッドガイド７を上から押えるロックリング８とからなっており、そのロッドガイド７の内周に設けた環状溝９内には、ピストンロッド３に摺接するロッドシール１０と該ロッドシール１０をピストンロッド３側へ弾発付勢（バックアップ）するＯリング１１とからなる二重シール１２が配置され、また、そのロックリング８内にはオイルシール１３が配置されている。
【０００３】上記ピストンロッド３には、通常シリンダ１内の上下室を連通する油通路１４とこの油通路１４内の油液の流動を制御して減衰力を発生させるディスクバルブ１５とが設けられたピストン２が連結されている。一方、ピストンロッド３には油通路１６が設けられ、この油通路１６には油圧源１７、ばね要素としてのアキュムレータ１８および減衰要素としての減衰力調整弁１９を備えた給排油手段２０が管継手２１を介して接続されている。なお、２２は、シリンダ１の外方位置でピストンロッド３に嵌合固定された保護カバーである。このような油圧シリンダにおいては、給排油手段２０からピストンロッド３の油通路１６を通じてシリンダ１内に油液を給排することによりピストンロッド３の伸長長さが変化し、また、ピストンロッド３の伸縮に伴ってディスクバルブ１５が作動することにより減衰力が発生し、さらに減衰力調整弁１９によってその減衰力が調整されるようになる。
【０００４】ここで、上記二重シール１２を構成するロッドシール１０は、摺動特性を重視して摺動性能に優れた材料、例えばフッ素系樹脂から形成されており、これとピストンロッド３との間からは、わずかの油漏れが生じるようになっている。そして、シリンダ内室２３側から漏れ出た油液は、二重シール１２とオイルシール１３との間に形成された油溜室２４に一旦溜った後、ロッドガイド７に設けた油通路２５を通じて前記ドレン室６へ逃がされ、これによりシリンダ内室２３と油溜室２４との間には適当な差圧が発生し、Ｏリング１１からロッドシール１０に適度な弾発付勢力が加えられて所望のシール性が確保されるようになっている。
【０００５】しかし、上記した従来一般の油圧シリンダでは、シリンダ内室２３と油溜室２４との間の差圧がある値以上に上昇すると、図７に示すように該差圧［ΔＰ］によってＯリング１１が、環状溝９を形成するシリンダ外側（油溜室２４側）のシール受面２６に強く押圧され、この結果、Ｏリング１１の弾発付勢力が著しく増大してロッドシール１０がピストンロッド３に強い力で押付けられ、ロッドシール１０の摩擦抵抗が増大してピストンロッド３の円滑な作動が阻害されるばかりか、ロッドシール１０が摩耗し易くなる、という問題があった。
【０００６】そこで、特開平１０−５４４３６号公報に記載のシリンダ装置では、図８に示すように、ロッドガイド７を本体３０と蓋体３１とからなる分割構成として、その蓋体３１に設定したシリンダ外側（油溜室２４側）のシール受面２６に環状突起３２を設け、この環状突起３２をロッドシール１０に形成した環状の切欠３３内に位置させるようにしている。このようなシール構造とすることにより、Ｏリング１１に大きな差圧［ΔＰ］がかかって、ロッドシール１０に大きな弾発付勢力が加わるような場合は、前記環状突起３２がその付勢力の一部を受止め、これによりロッドシール１０がピストンロッド３に強く押付けられることはなくなる。しかも、ロッドシール１０とピストンロッド３との接触面圧分布は、図８に付記するように、シリンダ内室２３側の接触圧力勾配Ａが油溜室２４側の接触圧力勾配Ｂよりも大きい（Ａ＞Ｂ）理想的な状態となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の油圧シリンダにおいては、シリンダ内室２３からの油漏れが多くなると上記した差圧［ΔＰ］が逆転する現象が起こり、このような逆転差圧［−ΔＰ］が発生すると、図９に示すように、環状溝９内のＯリング１１に下方への押下げ力が働く。しかしながら、上記公報に記載の油圧シリンダでは、Ｏリング１１が環状溝９内で自由に軸方向移動できるようになっているため、前記逆転差圧［−ΔＰ］がある値以上に大きくなると、Ｏリング１１がシリンダ内室２３側へ移動してロッドシール１０を弾発付勢する位置が変化し、この結果、ロッドシール１０とピストンロッド３との接触面圧分布が、同じく図９に付記するように、シリンダ内室２３側の接触限界点Ｓ付近で著しく高く（Ｐmax ）なり、前記逆転差圧［−ΔＰ］の定常的な発生によってロッドシール１０に偏摩耗が生じる虞れがあった。
【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ロッドシールとピストンロッドとの接触面圧分布を常に理想的な状態に維持し、もってピストンロッドの円滑な作動とシール性との安定維持、並びにロッドシールの耐久性の向上に大きく寄与するシリンダ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するため、油液が封入されたシリンダ内に摺動可能にピストンを嵌装し、該ピストンに一端部が連結されたピストンロッドの他端部を前記シリンダの開口端部に装着したロッドガイドを挿通してシリンダ外まで延ばし、前記ロッドガイドの内周に設けられた環状溝内に、前記ピストンロッドに摺接するロッドシールと該ロッドシールを前記ピストンロッド側へ弾発付勢するＯリングとからなる二重シールを配置し、かつ前記環状溝を形成するシリンダ外側のシール受面に、前記Ｏリングと前記ロッドシールとの間に挿入されて、該Ｏリングから該ロッドシールに加えられる付勢力の一部を受止める環状突起を設けたシリンダ装置において、前記環状溝を形成するシリンダ内室側のシール受面に、前記Ｏリングに当接し、該Ｏリングの、シリンダ内室側への移動を規制する第２の環状突起を設けるようにしたことを特徴とする。
【００１０】このように構成したシリンダ装置においては、シリンダ内室とシリンダ外側との間に大きな逆転差圧が発生してＯリングに押下げ力が作用しても、第２の環状突起によってＯリングの、シリンダ内室側への移動が規制されているので、ロッドシールを弾発付勢するＯリングの位置はほとんど変化せず、ピストンロッドとロッドシールとの接触面圧が局部的に過大となることはない。しかも、通常の差圧でＯリングがシリンダ外側のシール受面に強く押付けられるような場合は、該シリンダ外側のシール受面に設けた環状突起がＯリングの付勢力の一部を分担し、ピストンロッドとロッドシールとの接触面圧分布は、常に理想の状態に維持される。
【００１１】本発明において、上記第２の環状突起は、周回り方向に連続しても、あるいは断続してもよいものである。周回り方向に断続する場合は、該突起の相互間隙を通じて環状溝内に油液が行きわたるので、Ｏリングの端面に一様に差圧がかかり、接触面圧分布がより理想の状態となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１３】図１〜３は、本発明の実施の形態としての油圧シリンダを示したものである。なお、本油圧シリンダは車高調整用のもので、その基本構造は、前出図５および６に示したものと同じであるので、こゝでは要部のみを示しかつ同一部分には同一符号を付すこととする。本実施の形態において、シリンダ１内のピストン２から延ばされたピストンロッド３を摺動案内するロッドガイド７は、前出図８に関連して説明したように本体３０と蓋体３１とからなっている。本体３０は、段付き形状となっており、その小径部分をシール部材３５を介してシリンダ１に、その大径部分をシール部材３６を介して外筒５にそれぞれ嵌合させることにより、シリンダ内室２３およびドレン室６の開口端を液密に塞いでいる。
【００１４】一方、蓋体３１は、外筒５に螺合させた前記ロックリング８により本体３０に対して押圧固定されており、この組付状態において、本体３０と蓋体３１との間には、前記二重シール１２を収納するための環状溝９が形成されている。したがって、本実施の形態では、この環状溝９を形成するシリンダ外側（油溜室２４側）のシール受面２６が前記蓋体３１に、同じく環状溝９を形成するシリンダ内室２３側のシール受面３７が前記本体３０にそれぞれ設定されることになる。なお、本体３０の内周にはブッシュ３８が嵌合されており、ピストンロッド３は、直接的にはこのブッシュ３８により摺動案内されるようになっている。また、本体３０と蓋体３１とには、前記油溜室２４に溜った油液をドレン室６に戻すための一連の油通路２５が形成されている。
【００１５】上記環状溝９を形成するシリンダ外側のシール受面２６には、前記環状突起（以下、これを第１の環状突起という）３２が設けられ、この第１の環状突起３２は、二重シール１２を構成するロッドシール１０に形成された前記環状の切欠３３に挿入されている。しかして、前記環状溝９を形成するシリンダ内室２３側のシール受面３７には、同じく二重シール１２を構成するＯリング１１の一端に当接し、該Ｏリング１１の、シリンダ内室２３側への移動を規制する第２の環状突起３９が設けられている。なお、この第２の環状突起３９は周回り方向に連続する形態で設けられている。
【００１６】本実施の形態においては、Ｏリング１１に大きな差圧［ΔＰ］がかかって、ロッドシール１０に大きな付勢力が加わるような場合（前出図８参照）には、油溜室２４側のシール受面２６に設けた第１の環状突起３２がその付勢力の一部を受止め、これにより、ロッドシール１０がピストンロッド３に強く押付けられることはなくなって、ピストンロッド３の摺動は安定する。しかも、ロッドシール１０とピストンロッド３との接触面圧分布は、図１に付記するように、シリンダ内室２３側の接触圧力勾配Ａが油溜室２４側の接触圧力勾配Ｂよりも大きい（Ａ＞Ｂ）理想的な状態となり、シリンダ内室２３から油溜室２４への油漏れもわずかとなる。
【００１７】一方、シリンダ内室２３と相対に油溜室２４内の油圧が高まって、両者の間に大きな逆転差圧［−ΔＰ］が発生するような場合（前出図９参照）は、第２の環状突起３９がＯリング１１の、シリンダ内室２３側への移動を規制しているので、ロッドシール１０を弾発付勢するＯリング１１の位置はほとんど変化せず、したがって、前出図９に付記したようにシリンダ内室２３側の接触限界点Ｓ付近で著しく接触面圧が高く（Ｐmax ）なることはない。すなわち、ピストンロッド３とロッドシール１０との接触面圧分布は、上記した通常の差圧［ΔＰ］が発生する時と同様に理想的な状態を維持し、ロッドシール１０に偏摩耗が発生することがなくなる。
【００１８】ここで、上記第２の環状突起３９は、図４に示すように周回り方向に断続する形態で設けるようにしてもよいものである。この場合は、第２の環状突起３９を構成する各突片４０の相互間隙４１が油液の流路として提供され、該突起３９を間にした、ピストンロッド３と反対側の室９ａ（図１）にも油液が十分に回り、Ｏリング１１の端面に一様に差圧がかかって接触面圧分布はより理想の状態となる。
【００１９】なお、油圧緩衝器においても、上記したロッドシール１０とＯリング１１とからなる二重シール１２を採用することが多くなっており、本発明は、このような二重シール１２を採用した油圧緩衝器も対象として含む。ただし、この場合は、上記シリンダ１の周りの環状室６はリザーバとして提供される。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るシリンダ装置によれば、シールブロックの環状溝を形成する二つのシール受面にＯリングの付勢力の一部を分担する環状突起とＯリングの、シリンダ内室側への移動を規制する第２の突起とを設けたので、常に理想的な接触面圧分布が得られ、ピストンロッドの円滑な作動とシール性との安定維持並びにロッドシールの耐久性の向上を達成できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０５６
【氏名又は名称】トキコ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２８日（１９９８．１２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８６１８
【弁理士】
【氏名又は名称】萼 経夫 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３０９４（Ｐ２０００−１９３０９４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３７７７１７ |
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