JP6443985B2

JP6443985B2 - シリンダ装置

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Publication number: JP6443985B2
Application number: JP2015072372A
Authority: JP
Inventors: 裕樹岡田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2018-12-26
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP2016191440A

Description

本発明は、シリンダ装置に関する。

ピストンロッドの外周側に摺接してシールを行うロッドシールのシール性の向上に関する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２１４６３３号公報

シール性を向上させるためにはロッドシールの構造が複雑化しコストが増大してしまう可能性がある。

したがって、本発明は、コスト増を抑制しつつロッドシールのシール性を向上可能なシリンダ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ロッドシールが、シリンダに係止される環状部と、前記環状部からシリンダ内外方向内側に突出してロッドに密封接触する環状の内側リップと、前記環状部からシリンダ内外方向外側に突出して前記ロッドに密封接触する環状の外側リップと、前記内側リップを前記ロッドに密着する方向に付勢する環状の内側スプリングと、前記外側リップを前記ロッドに密着する方向に付勢する環状の外側スプリングと、を備え、前記ロッドシールと前記ロッドとの間に、前記内側リップおよび前記外側リップで密封される密封空間が形成されており、前記内側スプリングおよび前記外側スプリングが前記環状部に当接する構成とした。

本発明によれば、コスト増を抑制しつつロッドシールのシール性を向上可能となる。

本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置を示す一部を断面とした正面図である。本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置を示す要部の部分断面図である。本発明の第２実施形態に係るシリンダ装置を示す要部の部分断面図である。本発明の第３実施形態に係るシリンダ装置を示す要部の部分断面図である。

「第１実施形態」
本発明の第１実施形態を図１および図２を参照して以下に説明する。

図１に示す第１実施形態に係るシリンダ装置１０は、例えば自動車や鉄道車両のサスペンション装置に用いられるものである。シリンダ装置１０は、作動流体が封入されるシリンダ１１を有している。シリンダ１１は、内筒１２と、内筒１２よりも大径の外筒１３とを有する二重筒構造をなしている。内筒１２は、軸方向の両端側が開放された円筒状をなしており、外筒１３は、軸方向の一端側が閉塞され他端側が開口された有底円筒状をなしている。内筒１２は、外筒１３内に外筒１３に対して軸方向の位置を重ね合わせて同軸状に設けられており、これにより、外筒１３との間に環状のリザーバ室１４を形成している。以下、シリンダ１１の軸方向（図１の上下方向）における外筒１３の閉塞側（図１の上下方向下側）の端部を閉塞側端部とし、外筒１３の開口側（図１の上下方向上側）の端部を開口側端部とする。

シリンダ１１の内筒１２内には、ピストン１７が摺動可能に嵌装されている。このピストン１７は、内筒１２内つまりシリンダ１１内に上室１８と下室１９とを画成している。シリンダ１１内には、具体的に、上室１８および下室１９内に作動流体としての作動液が封入され、リザーバ室１４内に作動流体としての作動液およびガスが封入される。つまり、シリンダ装置１０は複筒式の液圧緩衝器となっている。

ピストン１７にはロッド２２が連結されている。ロッド２２は、その軸方向一端側がシリンダ１１の内筒１２内に挿入されてピストン１７に連結されており、その軸方向他端側がシリンダ１１の開口側端部から外部へと突出している。ピストン１７は、ロッド２２の内筒１２内の端部に連結されており、ロッド２２と一体的に移動してシリンダ１１の内筒１２内で摺動する。ロッド２２のシリンダ１１から突出する突出側を先端側とし、シリンダ１１内に常に配置されるピストン１７への連結側を基端側とする。

ピストン１７には、図示は略すが、ロッド２２がシリンダ１１からの突出量を増やす伸び側に移動しピストン１７が上室１８側に移動して上室１８の圧力が上昇すると、上室１８から下室１９に作動液を流しつつその流れを制限して減衰力を発生させる伸び側減衰力発生機構が設けられている。また、ピストン１７には、ロッド２２がシリンダ１１からの突出量を減らす縮み側に移動しピストン１７が下室１９側に移動して下室１９の圧力が上昇すると、下室１９から上室１８に作動液を流しつつその流れを制限して減衰力を発生させる縮み側の減衰力発生機構が設けられている。

シリンダ１１には、ロッド２２が突出する側の端部である開口側端部に、筒状をなしてロッド２２を案内するロッドガイド２５と、環状をなして作動流体を密封するオイルシールであるロッドシール２６とが設けられている。ロッド２２は、ロッドガイド２５の内周側とロッドシール２６の内周側とを通っている。

いずれもシリンダ１１の開口側端部に設けられるロッドガイド２５およびロッドシール２６は、ロッドシール２６の方が、ロッドガイド２５よりもシリンダ１１の軸方向におけるロッド２２の先端側に設けられている。言い換えれば、ロッドシール２６は、ロッドガイド２５に対しシリンダ１１の内外方向（図１の上下方向で、以下、シリンダ内外方向という）の外側（図１の上下方向上側）に設けられており、逆に、ロッドガイド２５は、ロッドシール２６に対しシリンダ内外方向の内側（図１の上下方向下側）に設けられている。シリンダ１１の閉塞側端部の内側にはベースバルブ２８が設けられている。

ロッドガイド２５およびロッドシール２６は、それぞれの内側にロッド２２が摺動可能に挿通されている。ロッド２２は、シリンダ１１内に配置される基端側が内筒１２内に配置されるピストン１７によってシリンダ１１の中心軸上に配置されている。また、ロッド２２は、軸方向の中間部が内筒１２および外筒１３に嵌合されるロッドガイド２５によってシリンダ１１の中心軸上に配置されている。つまり、ロッド２２は、ピストン１７およびロッドガイド２５によってシリンダ１１に対して同軸状に支持されている。

ロッドガイド２５は、ロッド２２を、その径方向移動を規制しつつ軸方向移動可能に支持する。その結果、ロッドガイド２５はロッド２２を軸方向に摺動可能にガイドする。ロッドシール２６は、その外周部がシリンダ１１の外筒１３の内側に密着嵌合される。ロッドシール２６には、その内周部にロッド２２が密着状態となるように挿入される。ロッドシール２６は、ロッド２２の移動時にその外周側に摺接することによりロッド２２をシールする。これにより、ロッドシール２６は、シリンダ１１の開口側端部を閉塞して、内筒１２内の作動液およびリザーバ室１４内の高圧ガスおよび作動液が外部に漏出するのを規制する。

シリンダ１１の外筒１３は、上記したように有底円筒状をなしており、円筒状の胴部３０と、この胴部３０におけるロッド２２の突出側とは反対の端部を閉塞させる底部３１と、胴部３０におけるロッド２２の突出側の開口部３２の位置から径方向内方に突出する加締め部３３とを有している。加締め部３３は、円筒状の胴部３０の開口部３２側つまり開口側端部が、加締め加工により内方に向け折り曲げられて形成される部分である。

シリンダ１１の内筒１２は、上記したように円筒状をなしており、軸方向の一端側が外筒１３の底部３１の内側に載置されたベースバルブ２８に嵌合状態で支持されている。また、内筒１２は、軸方向の他端側が外筒１３の胴部３０の開口部３２側に嵌合されたロッドガイド２５に嵌合状態で支持されている。

ロッドガイド２５は、略段付き円環状をなすロッドガイド本体４０と、ロッドガイド本体４０の内周部に嵌合固定される円筒状のカラー４１とからなっている。ロッドガイド本体４０の外周側には、シリンダ内外方向の外側に大径外周部４４が形成され、シリンダ内外方向の内側に、大径外周部４４よりも小径の小径外周部４５が形成されている。大径外周部４４および小径外周部４５は、いずれも円筒状をなしており、軸方向の位置をずらして同軸状に形成されている。

ロッドガイド本体４０は、大径外周部４４が、シリンダ１１の外筒１３の胴部３０の内周部に嵌合している。また、ロッドガイド本体４０は、小径外周部４５が、シリンダ１１の内筒１２の内周部に嵌合している。ロッドガイド本体４０の内周側には、シリンダ内外方向の外側に大径内周部５１が、シリンダ内外方向の内側に大径内周部５１よりも小径の小径内周部５２が形成されている。

ロッドガイド本体４０におけるシリンダ内外方向外側の端部には、軸方向に突出する円環状の外側環状凸部５５が外周側に、軸方向に突出する円環状の内側環状凸部５６が内周側に、それぞれ形成されている。外側環状凸部５５は、内側環状凸部５６よりも大径であり、シリンダ内外方向外側の端部位置が内側環状凸部５６よりも外側となっている。

ロッドガイド本体４０には、外側環状凸部５５の内側環状凸部５６側に、軸方向に沿って貫通する連通穴５７が形成されている。連通穴５７は、外筒１３と内筒１２との間のリザーバ室１４に開口している。カラー４１は、ロッドガイド本体４０の小径内周部５２内に嵌合固定されており、このカラー４１内に、ロッド２２が摺接するように挿入されている。

ロッドシール２６は、その外周部が外筒１３の胴部３０の内周部とロッドガイド２５とに接触して外筒１３の胴部３０をシールする。また、ロッドシール２６は、その内周部がロッド２２の外周部に接触して、ロッド２２の外周部をシールする。これにより、ロッドシール２６は、外筒１３とロッド２２との間を閉塞する。ロッドシール２６は、外筒１３の加締め部３３とロッドガイド２５とに挟持されている。

ロッドシール２６は、弾性部材６１に円環部材６２(剛性部材)が埋設された一体成形品であるロッドシール本体６３と、いずれもロッドシール本体６３とは別体でロッドシール本体６３の弾性部材６１に装着される内側スプリング６５および外側スプリング６６とからなっている。

弾性部材６１は、ニトリルゴムやフッ素ゴムなどの摺動性の高いゴム材からなっている。円環部材６２は、弾性部材６１よりも高剛性の金属製の円環平板状をなしている。円環部材６２は、ロッドシール本体６３の形状を維持するためのものであり、対象部位に固定するための強度をロッドシール本体６３に生じさせるものである。内側スプリング６５および外側スプリング６６はいずれも金属製であり、密着巻きのコイルスプリングの両端を連結して環状にしたガータスプリングである。

ロッドシール２６は、シリンダ１１の外筒１３に係止される円環板状の環状部７１と、環状部７１の内周側を被覆しつつ環状部７１からシリンダ内外方向の内側つまりロッド２２の基端側に突出してロッド２２に密封接触する環状のオイルリップ７２（内側リップ）と、環状部７１の内周側を被覆しつつ環状部７１からシリンダ内外方向の外側つまりロッド２２の先端側に延出してロッド２２に密封接触する環状のダストリップ７３（外側リップ）とを備えている。また、ロッドシール２６は、環状部７１の外周側からシリンダ内外方向の内側に突出する環状のシールリング７５と、環状部７１の径方向の中間位置からシリンダ内外方向の内側に突出する筒状のチェックリップ７６とを有している。オイルリップ７２、ダストリップ７３、シールリング７５およびチェックリップ７６は、弾性部材６１の一部からなっており、よって、円環部材６２は、これらよりも高剛性となっている。

図２に示すように、オイルリップ７２およびダストリップ７３は、円環部材６２の円筒状をなす径方向内側の内周面６２ａを被覆するとともにロッドシール２６の内周面を構成する。ここで、内周面６２ａの径方向の位置が、環状部７１の径方向のオイルリップ７２およびダストリップ７３側の端部位置となっている。

環状部７１は、円環部材６２の全部を含んでおり、円環部材６２と弾性部材６１の一部とからなっている。環状部７１の弾性部材６１からなる部分は、円環部材６２の円筒状をなす径方向外側の外周面６２ｂを被覆する円筒状の外周被覆部８２を有している。

また、環状部７１の弾性部材６１からなる部分は、外周被覆部８２のシリンダ内外方向内側の端縁部から径方向内方に延出する円環平板状の内側部分被覆部８３を有している。内側部分被覆部８３は、外周被覆部８２からオイルリップ７２よりも手前まで延出しており、円環部材６２のシリンダ内外方向内側の平坦な内端面６２ｃの径方向の中間部から外周側を被覆している。

さらに、環状部７１の弾性部材６１からなる部分は、外周被覆部８２のシリンダ内外方向外側の端縁部から径方向内方に延出する円環平板状の外側部分被覆部８４を有している。外側部分被覆部８４は、外周被覆部８２からダストリップ７３の手前まで延出しており、円環部材６２のシリンダ内外方向外側の平坦な外端面６２ｄの径方向の中間部から外周側を被覆している。円環部材６２の内周面６２ａおよび外周面６２ｂは同軸状に配置されており、内端面６２ｃおよび外端面６２ｄは、互いに平行に配置されて、内周面６２ａおよび外周面６２ｂに直交している。

環状部７１の外周被覆部８２は、外周面６２ｂの接触部分の全面に接着されている。また、内側部分被覆部８３は、内端面６２ｃの接触部分の全面に接着されている。さらに、外側部分被覆部８４は、外端面６２ｄの接触部分の全面に接着されている。ここで、オイルリップ７２およびダストリップ７３は、内周面６２ａの接触部分の全面に接着されている。

弾性部材６１では、外周被覆部８２、内側部分被覆部８３および外側部分被覆部８４のみが環状部７１を構成することになる。環状部７１を構成する以外の弾性部材６１からなる部分として、上記したシールリング７５とチェックリップ７６とがある。シールリング７５は、円環状をなしており、内側部分被覆部８３の外周縁部からシリンダ内外方向の内側に向け突出している。チェックリップ７６は、円筒状をなしており、内側部分被覆部８３の径方向の内側位置からシリンダ内外方向の内側に向け突出している。

いずれも弾性部材６１のみからなる、オイルリップ７２、ダストリップ７３、シールリング７５、チェックリップ７６、外周被覆部８２、内側部分被覆部８３、外側部分被覆部８４は、一体に形成されている。つまり、これらは、図示は略すが、金型内の所定位置に円環部材６２をセットしてこの金型のキャビティ内にゴム素材を射出することにより形成される。その際に、弾性部材６１と円環部材６２とは接触部分の全面が加硫接着させられる。

内側部分被覆部８３および外側部分被覆部８４は、外周被覆部８２に繋がっている一方で、オイルリップ７２およびダストリップ７３からは径方向に離間している。つまり、ロッドシール２６には、オイルリップ７２と内側部分被覆部８３との間に円環部材６２の内端面６２ｃが露出する内側露出部８７が形成されている。また、ロッドシール２６には、ダストリップ７３と外側部分被覆部８４との間に円環部材６２の外端面６２ｄが露出する外側露出部８８が形成されている。内側露出部８７および外側露出部８８は、いずれも径方向内側の内周部と径方向外側の外周部とが同心の円環状をなしている。言い換えれば、内側露出部８７および外側露出部８８は、いずれも円環状をなしている。

ロッドシール２６は、外筒１３の加締め部３３とロッドガイド２５の外側環状凸部５５とに環状部７１が挟持されて、シリンダ１１に係止される。具体的には、内側部分被覆部８３と円環部材６２と外側部分被覆部８４とが、加締め部３３と外側環状凸部５５とに挟持される。

シールリング７５は、環状部７１の外周側のシリンダ内外方向内側から突出しており、環状部７１の外周被覆部８２および内側部分被覆部８３に繋がっている。シールリング７５は、ロッドガイド２５の外側環状凸部５５の外周部と、外筒１３の胴部３０の内周部とに密着して、ロッドガイド２５と外筒１３との隙間をシールする。

チェックリップ７６は、円環状をなしており、環状部７１の内側部分被覆部８３から、シリンダ内外方向内方に延びている。チェックリップ７６は、ロッドガイド２５の内側環状凸部５６の外側環状凸部５５側の部分に所定の締め代を持って全周に渡り密封接触可能となっている。ここで、図１に示す上室１８からロッドガイド２５とロッド２２との隙間を介して漏れ出た作動液は、図２に示すロッドガイド２５の内側環状凸部５６の径方向内側の室８９に溜まることになり、チェックリップ７６は、この室８９の圧力が、連通穴５７つまりリザーバ室１４の圧力よりも所定量高くなった時に開いて室８９に溜まった作動液を連通穴５７を介してリザーバ室１４に流す。つまり、チェックリップ７６は、室８９からリザーバ室１４への方向にのみ作動液およびガスの流通を許容し逆方向の流通を規制する逆止弁として機能する。

オイルリップ７２は、円環部材６２の内周側を被覆しつつ円環部材６２の内周側からシリンダ内外方向の内側に向け円環状をなして突出している。オイルリップ７２には、その内周部に、径方向内方に突出してロッド２２の外周面に摺接する円環状の第１リップ部９１が形成されている。また、オイルリップ７２には、その内周部に、第１リップ部９１よりもダストリップ７３に近い側にて径方向内方に突出してロッド２２の外周面に摺接する円環状の第２リップ部９２が形成されている。ロッドシール２６とロッド２２との間には、第１リップ部９１および第２リップ部９２を含むオイルリップ７２で密封される円環状の第１密封空間９３が形成されている。言い換えれば、第１密封空間９３は、ロッドシール２６の第１リップ部９１および第２リップ部９２を含むオイルリップ７２と、ロッド２２とで囲まれて形成されている。

ダストリップ７３は、円環部材６２の内周側を被覆しつつ円環部材６２の内周側からシリンダ内外方向の外側に向け円環状をなして突出している。ダストリップ７３には、その内周部に、径方向内方に突出してロッド２２の外周面に摺接する円環状の第３リップ部９５がオイルリップ７２とは反対側に形成されている。ロッドシール２６とロッド２２との間には、第２リップ部９２を含むオイルリップ７２と第３リップ部９５を含むダストリップ７３とで密封される円環状の第２密封空間９４（密封空間）が形成されている。言い換えれば、第２密封空間９４は、ロッドシール２６の第２リップ部９２を含むオイルリップ７２および第３リップ部９５を含むダストリップ７３と、ロッド２２とで囲まれて形成されている。第１密封空間９３と第２密封空間９４とは、基本的にはロッド２２と第２リップ部９２とで区画されている。第２密封空間９４は、第１密封空間９３よりも容積が大きくなっている。

オイルリップ７２の外周部には、径方向内方に凹む円環状の装着溝１０１が環状部７１に隣接して形成されている。この装着溝１０１は、円環部材６２の内端面６２ｃが露出する内側露出部８７に隣接して形成されている。この装着溝１０１に環状の内側スプリング６５が装着されている。すると、内側スプリング６５は、環状部７１に接することになる。オイルリップ７２に装着された内側スプリング６５は、環状部７１の内側露出部８７に直接当接することになり、言い換えれば、円環部材６２の内端面６２ｃのうち内側露出部８７を形成する部分に直接当接する。さらに言い換えれば、オイルリップ７２に装着された内側スプリング６５のシリンダ内外方向の外側の端部は、環状部７１の平坦な内端面６２ｃに接しており、この平坦な内端面６２ｃは内側スプリング６５との接触部分が円環状をなしている。オイルリップ７２に装着された内側スプリング６５のシリンダ内外方向の外側の端部は、環状部７１の内径側の端部位置である円環部材６２の内周面６２ａよりも径方向外側に位置している。

以上により、金属製の内側スプリング６５が、金属製の円環部材６２に直接メタルタッチで接触する。内側スプリング６５は円環部材６２に径方向の位置を重ね合わせている。内側スプリング６５は、オイルリップ７２をロッド２２に密着する方向つまり締め付ける方向に付勢する。

ダストリップ７３の外周部に、径方向内方に凹む円環状の装着溝１０２が環状部７１に隣接して形成されている。この装着溝１０２は、円環部材６２の外端面６２ｄが露出する外側露出部８８に隣接して形成されている。この装着溝１０２に環状の外側スプリング６６が装着されている。すると、外側スプリング６６は、環状部７１に接することになる。ダストリップ７３に装着された外側スプリング６６は、環状部７１の外側露出部８８に直接当接することになり、言い換えれば、円環部材６２の外端面６２ｄのうち外側露出部８８を形成する部分に直接当接する。さらに言い換えれば、ダストリップ７３に装着された外側スプリング６６のシリンダ内外方向の内側の端部は、環状部７１の平坦な外端面６２ｄに接しており、この平坦な外端面６２ｄは外側スプリング６６との接触部分が円環状をなしている。ダストリップ７３に装着された外側スプリング６６のシリンダ内外方向の内側の端部は、環状部７１の内径側の端部位置である円環部材６２の内周面６２ａよりも径方向外側に位置している。

以上により、金属製の外側スプリング６６が、金属製の円環部材６２に直接メタルタッチで接触する。外側スプリング６６は円環部材６２に径方向位置を重ね合わせている。外側スプリング６６は、ダストリップ７３をロッド２２に密着する方向つまり締め付ける方向に付勢する。

特許文献１には、ピストンロッドの外周側に摺接してシールを行うロッドシールのシール性を向上可能なシリンダ装置が記載されている。このシリンダ装置は、ロッドシールが複雑な構造をなしており、コストが増大してしまう。

第１実施形態のシリンダ装置１０は、内側スプリング６５および外側スプリング６６が環状部７１に当接している。ここで、内側スプリング６５および外側スプリング６６が環状部７１に当接していなければ、ロッド２２とロッドシール２６との間の第１密封空間９３および第２密封空間９４は、いずれも、ロッド２２の摺接時の弾性部材６１の変形により、ロッド２２がシリンダ１１に進入する縮み行程で減少し、ロッド２２がシリンダ１１から伸び出る伸び行程で増加することになる。また、室８９も縮み行程ではロッドシール２６の変形により体積が減少し、伸び行程で増加することになる。ロッドガイド２５とロッド２２との隙間から漏れ出た作動液が室８９に満たされると、作動液の非圧縮性により、縮み行程では体積が減少した分だけ作動液は室８９から低圧側つまり第１密封空間９３側に吐出され、伸び行程では体積が増大した分だけ作動液が高圧の上室１８側から室８９に吸い込まれる。また、室８９から漏れ出た作動液が第１密封空間９３に満たされると、作動液の非圧縮性により、縮み行程では体積が減少した分だけ作動液は第１密封空間９３から低圧側つまり第２密封空間９４側に吐出され、伸び行程では体積が増大した分だけ作動液が第１密封空間９３側から第２密封空間９４側に吸い込まれる。伸び行程および縮み行程の交互の繰り返しによる上記のようなポンピング作用によって、作動液が、上室１８から室８９に、室８９から第１密封空間９３に、第１密封空間９３から第２密封空間９４に、それぞれ輸送され、第２密封空間９４から大気側に掻き出されてしまう可能性があり、ロッドシール２６のシール性が低下してしまう可能性がある。

これに対して、高剛性の円環部材６２を含むことでオイルリップ７２およびダストリップ７３と比べて変形しにくい環状部７１に内側スプリング６５および外側スプリング６６を軸方向に当接させることで、各リップの締め代を変えずにロッド２２の往復摺動時の内側スプリング６５および外側スプリング６６の軸方向の相対移動（内側スプリング６５および外側スプリング６６の軸方向距離の変動）を抑制することができる。具体的には、内側スプリング６５および外側スプリング６６は、円環部材６２により円環部材６２側への移動が規制されることになり、装着溝１０１，１０２が円環部材６２に隣接していて変形しにくいことから、円環部材６２とは反対方向への移動も抑制されることになる。

その結果、オイルリップ７２の第２リップ部９２とダストリップ７３の第３リップ部９５との軸方向の相対移動を抑制することができ、容積が変化しやすい第２密封空間９４の容積の変動を抑制することができる。したがって、ロッドシール２６のシール性を向上可能となる。しかも、環状部７１に内側スプリング６５および外側スプリング６６を当接させるという簡素な構造でロッドシール２６のシール性を向上可能となるため、コスト増を抑制しつつロッドシール２６のシール性を向上可能となる。

しかも、弾性部材６１からなるオイルリップ７２およびダストリップ７３と比べて剛性が高く変形しにくい環状部７１の金属製の円環部材６２に内側スプリング６５および外側スプリング６６を直接当接させているため、ロッド２２の往復摺動時の内側スプリング６５および外側スプリング６６の相対移動をさらに抑制することができる。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図３に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第２実施形態のシリンダ装置１０Ａでは、第１実施形態とは一部異なるロッドシール２６Ａ、具体的にはロッドシール本体６３Ａが用いられている。このロッドシール本体６３Ａは、第１実施形態とは一部形状が異なる円環部材６２Ａを含む環状部７１Ａを有している。言い換えれば、ロッドシール本体６３Ａは、第１実施形態とは一部形状が異なる弾性部材６１Ａを含む環状部７１Ａを有している。

円環部材６２Ａには、内周側のシリンダ内外方向内側に内側段差部１１１が形成されており、内周側のシリンダ内外方向外側に外側段差部１１２が形成されている。これにより、円環部材６２Ａは、第１実施形態よりも軸方向に短い内周面６２Ａａと、第１実施形態と同様の外周面６２ｂと、第１実施形態よりも径方向の幅が狭い内端面６２Ａｃおよび外端面６２Ａｄとを有している。ここでも、内周面６２Ａａの径方向の位置が、環状部７１Ａの径方向におけるオイルリップ７２およびダストリップ７３側の端部位置となっている。

内側段差部１１１は、内周面６２Ａａおよび外周面６２ｂと同軸状に配置される円筒状の段差壁面１１１ａと、内端面６２Ａｃおよび外端面６２Ａｄと平行に配置される平坦な段差底面１１１ｂとを有している。

外側段差部１１２は、内周面６２Ａａおよび外周面６２ｂと同軸状に配置される円筒状の段差壁面１１２ａと、内端面６２Ａｃおよび外端面６２Ａｄと平行に配置される平坦な段差底面１１２ｂとを有している。段差壁面１１１ａ，１１２ａは同一円筒面に配置されており、段差壁面１１１ａの軸方向長さが段差壁面１１２ａの軸方向長さよりも長くなっている。

環状部７１Ａは、弾性部材６１Ａからなる部分が、外周被覆部８２に加えて、外周被覆部８２のシリンダ内外方向内側の端縁部から径方向内方に延出してオイルリップ７２に繋がる内側被覆部１１５と、外周被覆部８２のシリンダ内外方向外側の端縁部から径方向内方に延出してダストリップ７３に繋がる外側被覆部１１６とを有している。つまり、内側被覆部１１５は、円環部材６２Ａに対しシリンダ内外方向内側に設けられてオイルリップ７２に繋がっており、外側被覆部１１６は、円環部材６２Ａに対しシリンダ内外方向外側に設けられてダストリップ７３に繋がっている。内側被覆部１１５および外側被覆部１１６は、いずれも弾性部材６１Ａからなるため、円環部材６２Ａよりも低剛性となっている。

弾性部材６１Ａでは、外周被覆部８２、内側被覆部１１５および外側被覆部１１６が環状部７１を構成することになる。ロッドシール２６Ａは、外筒１３の加締め部３３とロッドガイド２５の外側環状凸部５５とに、内側被覆部１１５と円環部材６２Ａと外側被覆部１１６とが挟持されて、シリンダ１１に係止される。シールリング７５は、環状部７１Ａの内側被覆部１１５の外周縁部からシリンダ内外方向の内側に向け突出しており、チェックリップ７６は、内側被覆部１１５の径方向の中間位置からシリンダ内外方向の内側に向け突出している。

内側被覆部１１５は、内側段差部１１１を含んで円環部材６２Ａのシリンダ内外方向内側を覆っている。内側被覆部１１５は、円環部材６２Ａの内端面６２Ａｃの全面と段差壁面１１１ａの全面と段差底面１１１ｂの全面とに接着されており、これらに密着している。内側被覆部１１５は、シリンダ内外方向内側の端面１１５ａが平坦面となっている。よって、内側被覆部１１５は、内側段差部１１１を埋める充足部１１８と、充足部１１８の径方向外側にあって充足部１１８よりも軸方向に薄い被覆本体部１１９とを有している。充足部１１８は、内側段差部１１１の段差壁面１１１ａの全面と段差底面１１１ｂの全面とに接着されている。

オイルリップ７２の装着溝１０１は、内側被覆部１１５の端面１１５ａに隣接して形成されている。そして、この装着溝１０１に環状の内側スプリング６５が装着されている。すると、内側スプリング６５は、環状部７１Ａに直接当接することになり、より具体的には、内側被覆部１１５の充足部１１８に直接当接する。言い換えれば、オイルリップ７２に装着された内側スプリング６５のシリンダ内外方向の外側の端部は、環状部７１Ａの平坦な端面１１５ａに接しており、この平坦な端面１１５ａは内側スプリング６５との接触部分が円環状をなしている。オイルリップ７２に装着された内側スプリング６５のシリンダ内外方向の外側の端部は、環状部７１Ａの内径側の端部位置である円環部材６２Ａの内周面６２Ａａよりも径方向外側に位置している。具体的に、オイルリップ７２に装着された内側スプリング６５は円環部材６２Ａの内側段差部１１１に径方向の位置を重ね合わせている。オイルリップ７２に装着された内側スプリング６５は、最もシリンダ内外方向外側の端部が、円環部材６２Ａの内側段差部１１１と径方向の位置を重ね合わせており、円環部材６２Ａの内側段差部１１１とで内側被覆部１１５の充足部１１８を軸方向に挟んでいる。

外側被覆部１１６は、外側段差部１１２を含んで円環部材６２Ａのシリンダ内外方向外側を覆っている。外側被覆部１１６は、円環部材６２Ａの外端面６２Ａｄの全面と段差壁面１１２ａの全面と段差底面１１２ｂの全面とに接着されており、これらに密着している。外側被覆部１１６は、シリンダ内外方向外側の端面１１６ａが平坦面となっている。よって、外側被覆部１１６は、外側段差部１１２を埋める充足部１２１と、充足部１２１の径方向外側にあって充足部１２１よりも軸方向に薄い被覆本体部１２２とを有している。充足部１２１は、外側段差部１１２の段差壁面１１２ａの全面と段差底面１１２ｂの全面とに接着されている。

ダストリップ７３の装着溝１０２は、外側被覆部１１６の端面１１６ａに隣接して形成されている。そして、この装着溝１０２に環状の外側スプリング６６が装着されている。すると、外側スプリング６６は、環状部７１Ａに直接当接することになり、より具体的には、外側被覆部１１６の充足部１２１に直接当接する。言い換えれば、ダストリップ７３に装着された外側スプリング６６のシリンダ内外方向の内側の端部は、環状部７１の平坦な端面１１６ａに接しており、この平坦な端面１１６ａは外側スプリング６６との接触部分が円環状をなしている。ダストリップ７３に装着された外側スプリング６６のシリンダ内外方向の内側の端部は、環状部７１Ａの内径側の端部位置である円環部材６２Ａの内周面６２Ａａよりも径方向外側に位置している。具体的に、ダストリップ７３に装着された外側スプリング６６は円環部材６２Ａの外側段差部１１２に径方向位置を重ね合わせている。ダストリップ７３に装着された外側スプリング６６は、最もシリンダ内外方向内側の端部が、円環部材６２Ａの外側段差部１１２と径方向の位置を重ね合わせており、円環部材６２Ａの外側段差部１１２とで外側被覆部１１６の充足部１２１を軸方向に挟んでいる。

第２実施形態においても、高剛性の環状の円環部材６２Ａを含むことで、オイルリップ７２およびダストリップ７３と比べて変形しにくい環状部７１Ａに内側スプリング６５および外側スプリング６６を当接させることで、ロッド２２の往復摺動時の内側スプリング６５および外側スプリング６６の相対移動を抑制することができる。その結果、第１実施形態と同様、コスト増を抑制しつつロッドシール２６Ａのシール性を向上可能となる。しかも、内側スプリング６５および外側スプリング６６と円環部材６２Ａとの間に弾性部材６１Ａからなる充足部１１８，１２１が介在するため、内側スプリング６５および外側スプリング６６のロッド２２への追従性を向上させることができる。

ここで、第２実施形態では、内側スプリング６５を弾性部材６１Ａからなる充足部１１８に当接させているものの、充足部１１８は、剛性の高い円環部材６２Ａに接着され、しかも円環部材６２Ａおよび内側スプリング６５に挟持されているため、ほとんど変形することはない。同様に、外側スプリング６６を弾性部材６１Ａからなる充足部１２１に当接させているものの、充足部１２１は、剛性の高い円環部材６２Ａに接着され、しかも円環部材６２Ａおよび外側スプリング６６で挟持されているため、ほとんど変形することはない。このため、上記のように、ロッドシール２６Ａのシール性を向上可能となる。

「第３実施形態」
次に、第３実施形態を主に図４に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第３実施形態のシリンダ装置１０Ｂでは、第１実施形態とは一部異なるロッドシール２６Ｂ、具体的にはロッドシール本体６３Ｂが用いられている。このロッドシール本体６３Ｂは、第１実施形態とは一部異なる円環部材６２Ｂを含む環状部７１Ｂを有している。言い換えれば、第１実施形態とは一部異なる弾性部材６１Ｂを含む環状部７１Ｂを有している。

円環部材６２Ｂには、内周側のシリンダ内外方向内側に内側面取部１３１が形成されており、内周側のシリンダ内外方向外側に外側面取部１３２が形成されている。これにより、円環部材６２Ｂは、第１実施形態よりも軸方向に短い内周面６２Ｂａと、第１実施形態と同様の外周面６２ｂと、第１実施形態よりも径方向の幅が狭い内端面６２Ｂｃおよび外端面６２Ｂｄとを有している。ここでも、内周面６２Ｂａの径方向の位置が、環状部７１Ｂの径方向におけるオイルリップ７２およびダストリップ７３側の端部位置となっている。

内側面取部１３１は、円環部材６２Ｂの内周面６２Ｂａおよび外周面６２ｂと同軸のテーパ状に形成されたテーパ面１３１ａを有している。外側面取部１３２は、円環部材６２Ｂの内周面６２Ｂａおよび外周面６２ｂと同軸のテーパ状に形成されたテーパ面１３２ａを有している。テーパ面１３１ａ，１３２ａは、テーパ面１３１ａの軸方向長さがテーパ面１３２ａの軸方向長さよりも長くなっており、テーパ面１３１ａの最大径がテーパ面１３２ａの最大径よりも大きくなっている。

環状部７１Ｂは、弾性部材６１Ｂからなる部分が、外周被覆部８２に加えて、外周被覆部８２のシリンダ内外方向内側の端縁部から径方向内方に延出してオイルリップ７２に繋がる内側被覆部１１５Ｂと、外周被覆部８２のシリンダ内外方向外側の端縁部から径方向内方に延出してダストリップ７３に繋がる外側被覆部１１６Ｂとを有している。つまり、内側被覆部１１５Ｂは、円環部材６２Ｂに対しシリンダ内外方向内側に設けられてオイルリップ７２に繋がっており、外側被覆部１１６Ｂは、円環部材６２Ｂに対しシリンダ内外方向外側に設けられてダストリップ７３に繋がっている。内側被覆部１１５Ｂおよび外側被覆部１１６Ｂは、いずれも弾性部材６１Ｂからなるため、円環部材６２Ｂよりも低剛性となっている。

弾性部材６１Ｂでは、外周被覆部８２、内側被覆部１１５Ｂおよび外側被覆部１１６Ｂが環状部７１Ｂを構成することになる。ロッドシール２６Ｂは、外筒１３の加締め部３３とロッドガイド２５の外側環状凸部５５とに、内側被覆部１１５Ｂと円環部材６２Ｂと外側被覆部１１６Ｂとが挟持されて、シリンダ１１に係止される。シールリング７５は、環状部７１Ｂの内側被覆部１１５Ｂの外周縁部からシリンダ内外方向の内側に向け突出しており、チェックリップ７６は、環状部７１Ｂの内側被覆部１１５Ｂの径方向の中間位置からシリンダ内外方向の内側に向け突出している。

内側被覆部１１５Ｂは、内側面取部１３１を含んで円環部材６２Ｂのシリンダ内外方向内側を覆っている。内側被覆部１１５Ｂは、円環部材６２Ｂの内端面６２Ｂｃの全面とテーパ面１３１ａの全面とに接着されており、これらに密着している。内側被覆部１１５Ｂは、シリンダ内外方向内側の端面１１５Ｂａが平坦面となっている。よって、内側被覆部１１５Ｂは、内側面取部１３１を埋める充足部１１８Ｂと、充足部１１８Ｂの径方向外側にあって充足部１１８Ｂよりも軸方向に薄い被覆本体部１１９とを有している。充足部１１８Ｂは、内側面取部１３１のテーパ面１３１ａの全面に接着されている。

オイルリップ７２の装着溝１０１は、内側被覆部１１５Ｂの端面１１５Ｂａに隣接して形成されている。そして、この装着溝１０１に環状の内側スプリング６５が装着されている。すると、内側スプリング６５は、環状部７１Ｂに直接当接することになり、より具体的には、内側被覆部１１５Ｂの充足部１１８Ｂに直接当接する。言い換えれば、オイルリップ７２に装着された内側スプリング６５のシリンダ内外方向の外側の端部は、環状部７１Ｂの平坦な端面１１５Ｂａに接しており、この平坦な端面１１５Ｂａは内側スプリング６５との接触部分が円環状をなしている。オイルリップ７２に装着された内側スプリング６５のシリンダ内外方向の外側の端部は、環状部７１Ｂの内径側の端部位置である円環部材６２Ｂの内周面６２Ｂａよりも径方向外側に位置している。内側スプリング６５は円環部材６２Ｂの内側面取部１３１に径方向の位置を重ね合わせている。内側スプリング６５は最もシリンダ内外方向外側の端部が円環部材６２Ｂの内側面取部１３１と径方向の位置を重ね合わせており、円環部材６２Ｂの内側面取部１３１とで内側被覆部１１５Ｂの充足部１１８Ｂを軸方向に挟んでいる。

外側被覆部１１６Ｂは、外側面取部１３２を含んで円環部材６２Ｂのシリンダ内外方向外側を覆っている。外側被覆部１１６Ｂは、円環部材６２Ｂの外端面６２Ｂｄの全面とテーパ面１３２ａの全面とに接着されており、これらに密着している。外側被覆部１１６Ｂは、シリンダ内外方向外側の端面１１６Ｂａが平坦面となっている。よって、外側被覆部１１６Ｂは、外側面取部１３２を埋める充足部１２１Ｂと、充足部１２１Ｂの径方向外側にあって充足部１２１Ｂよりも軸方向に薄い被覆本体部１２２とを有している。充足部１２１Ｂは、外側面取部１３２のテーパ面１３２ａの全面に接着されている。

ダストリップ７３の装着溝１０２は、外側被覆部１１６Ｂの端面１１６Ｂａに隣接して形成されている。そして、この装着溝１０２に環状の外側スプリング６６が装着されている。すると、外側スプリング６６は、環状部７１Ｂに直接当接することになり、より具体的には、外側被覆部１１６Ｂの充足部１２１Ｂに直接当接する。言い換えれば、ダストリップ７３に装着された外側スプリング６６のシリンダ内外方向の内側の端部は、環状部７１Ｂの平坦な端面１１６Ｂａに接しており、この平坦な端面１１６Ｂａは外側スプリング６６との接触部分が円環状をなしている。ダストリップ７３に装着された外側スプリング６６のシリンダ内外方向の内側の端部は、環状部７１Ｂの内径側の端部位置である円環部材６２Ｂの内周面６２Ｂａよりも径方向外側に位置している。外側スプリング６６は最もシリンダ内外方向内側の端部が円環部材６２Ｂの外側面取部１３２と径方向の位置を重ね合わせており、円環部材６２Ｂの外側面取部１３２とで外側被覆部１１６の充足部１２１Ｂを軸方向に挟んでいる。

第３実施形態においても、高剛性の円環部材６２Ｂを含むことで、オイルリップ７２およびダストリップ７３と比べて変形しにくい環状部７１Ｂに内側スプリング６５および外側スプリング６６を当接させることで、ロッド２２の往復摺動時の内側スプリング６５および外側スプリング６６の相対移動を抑制することができる。その結果、第１実施形態と同様、コスト増を抑制しつつロッドシール２６Ｂのシール性を向上可能となる。しかも、内側スプリング６５および外側スプリング６６と円環部材６２Ｂとの間に弾性部材６１Ｂからなる充足部１１８Ｂ，１２１Ｂが介在するため、内側スプリング６５および外側スプリング６６のロッド２２への追従性を向上させることができる。

第３実施形態では、内側スプリング６５を弾性部材６１Ｂからなる充足部１１８Ｂに当接させているものの、充足部１１８Ｂは、剛性の高い円環部材６２Ｂに接着され、しかも円環部材６２Ｂおよび内側スプリング６５に挟持されているため、ほとんど変形することはない。同様に、外側スプリング６６を弾性部材６１Ｂからなる充足部１２１Ｂに当接させているものの、充足部１２１Ｂは、剛性の高い円環部材６２Ｂに接着され、しかも円環部材６２Ｂおよび外側スプリング６６で挟持されているため、ほとんど変形することはない。このため、上記のようにロッドシール２６Ｂのシール性を向上可能となる。

なお、第１実施形態において、円環部材６２にかえて第２実施形態の円環部材６２Ａを用いて、内側露出部８７と外側露出部８８とを形成しつつ、内側段差部１１１の範囲のみを埋めるように充足部１１８を設け、外側段差部１１２の範囲のみを埋めるように充足部１２１を設けても良い。つまり、充足部１１８を、内側露出部８７を構成する内端面６２Ａｃと面一に、充足部１２１を、外側露出部８８を構成する外端面６２Ａｄと面一に形成する。

また、第１実施形態において、円環部材６２にかえて第３実施形態の円環部材６２Ｂを用いて、内側露出部８７と外側露出部８８とを形成しつつ、内側面取部１３１の範囲のみを埋めるように充足部１１８Ｂを設け、外側面取部１３２の範囲のみを埋めるように充足部１２１Ｂを設けても良い。つまり、充足部１１８Ｂを、内側露出部８７を構成する内端面６２Ａｃと面一に、充足部１２１Ｂを、外側露出部８８を構成する外端面６２Ａｄと面一に形成する。

また、第２実施形態において、円環部材６２Ａにかえて内側段差部１１１および外側段差部１１２のない第１実施形態の円環部材６２を用いて、その内端面６２ｃの全面を充足部１１８のない内側被覆部１１５で被覆し、その外端面６２ｄの全面を充足部１２１のない外側被覆部１１６で被覆しても良い。この場合、内側スプリング６５は充足部１１８のない内側被覆部１１５に当接し、外側スプリング６６は充足部１２１のない外側被覆部１１６に当接することになる。

さらに、これらの変形を含む第１〜第３実施形態の構造を、シリンダ内外方向内側と、シリンダ内外方向外側とで別々に選択して採用しても良い。

以上の実施形態においては、シリンダ１１が内筒１２と外筒１３とを有する二重筒構造をなす場合を例にとり説明したが、一つのシリンダのみを有するモノチューブタイプの液圧緩衝器等のシリンダ装置にも適用可能である。モノチューブタイプのシリンダ装置においては、例えば、シリンダの胴部に径方向内方に突出する係止凸部を形成し、この係止凸部と胴部の加締め部との間にロッドガイドと上記と同様のロッドシール２６，２６Ａ，２６Ｂとを配置することになる。

本発明は、複筒式あるいは単筒式の液圧緩衝器以外にも、アクティブサスペンション等のシリンダ装置にも適用可能である。さらにはガス圧緩衝器等のシリンダ装置にも適用可能である。

以上に述べた実施形態は、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダに挿入されるロッドと、前記シリンダの端部に設けられて前記ロッドを案内するロッドガイドと、前記シリンダの端部の前記ロッドガイドよりもシリンダ内外方向外側に設けられて前記作動流体を密封するロッドシールと、を有するシリンダ装置であって、前記ロッドシールは、環状の剛性部材を含み前記シリンダに係止される環状部と、前記環状部からシリンダ内外方向内側に突出して前記ロッドに密封接触する環状の内側リップと、前記環状部からシリンダ内外方向外側に突出して前記ロッドに密封接触する環状の外側リップと、前記内側リップを前記ロッドに密着する方向に付勢する環状の内側スプリングと、前記外側リップを前記ロッドに密着する方向に付勢する環状の外側スプリングと、を備え、前記ロッドシールと前記ロッドとの間に、前記内側リップおよび前記外側リップで密封される密封空間が形成されており、前記内側スプリングおよび前記外側スプリングが前記環状部に当接している。

これにより、環状の剛性部材を含むことで内側リップおよび外側リップと比べて変形しにくい環状部に、内側スプリングおよび外側スプリングを当接させるため、ロッドの往復摺動時の内側スプリングおよび外側スプリングの相対移動を抑制することができる。その結果、内側リップおよび外側リップの伸縮つまり密封空間の容積の変動を抑制することができる。これにより、ロッドシールのシール性を向上可能となる。しかも、環状部に内側スプリングおよび外側スプリングを当接させるという簡素な構造でロッドシールのシール性を向上可能となるため、コスト増を抑制しつつロッドシールのシール性を向上可能となる。

また、前記内側スプリングおよび前記外側スプリングが前記剛性部材に当接していることから、ロッドの往復摺動時の内側スプリングおよび外側スプリングの相対移動をさらに抑制することができる。したがって、ロッドシールのシール性をさらに向上可能となる。

また、前記環状部は、前記剛性部材に接着され該剛性部材のシリンダ内外方向内側に設けられて前記内側リップに繋がる低剛性の内側被覆部と、前記剛性部材に接着され該剛性部材のシリンダ内外方向外側に設けられて前記外側リップに繋がる低剛性の外側被覆部と、を有し、前記内側スプリングが前記剛性部材とシリンダ径方向の位置を重ね合わせて該剛性部材とで前記内側被覆部を挟んでおり、前記外側スプリングが前記剛性部材とシリンダ径方向の位置を重ね合わせて該剛性部材とで前記外側被覆部を挟んでいる。これにより、内側被覆部は剛性の高い剛性部材に接着され、しかも剛性部材および内側スプリングに挟持されているため、ほとんど変形することはない。同様に、外側被覆部は剛性の高い剛性部材に接着され、しかも剛性部材および外側スプリングで挟持されているため、ほとんど変形することはない。このため、ロッドシールのシール性を向上可能となる。

１０シリンダ装置
１１シリンダ
２５ロッドガイド
２６，２６Ａ，２６Ｂロッドシール
６２，６２Ａ，６２Ｂ円環部材（剛性部材）
６５内側スプリング
６６外側スプリング
７１，７１Ａ，７１Ｂ環状部
７２オイルリップ（内側リップ）
７３ダストリップ（外側リップ）
９４第２密封空間（密封空間）
１１５，１１５Ｂ内側被覆部
１１６，１１６Ｂ外側被覆部

Claims

作動流体が封入されるシリンダと、
前記シリンダに挿入されるロッドと、
前記シリンダの端部に設けられて前記ロッドを案内するロッドガイドと、
前記シリンダの端部の前記ロッドガイドよりもシリンダ内外方向外側に設けられて前記作動流体を密封するロッドシールと、
を有するシリンダ装置であって、
前記ロッドシールは、
円環平板状の剛性部材を含み前記シリンダに係止される環状部と、
前記環状部からシリンダ内外方向内側に突出して前記ロッドに密封接触する環状の内側リップと、
前記環状部からシリンダ内外方向外側に突出して前記ロッドに密封接触する環状の外側リップと、
前記内側リップを前記ロッドに密着する方向に付勢する環状の内側スプリングと、
前記外側リップを前記ロッドに密着する方向に付勢する環状の外側スプリングと、
を備え、
前記ロッドシールと前記ロッドとの間に、前記内側リップおよび前記外側リップで密封される密封空間が形成されており、
前記内側スプリングのシリンダ内外方向の外側の端部と前記外側スプリングのシリンダ内外方向の内側の端部とを、前記剛性部材のシリンダ径方向内方の内周面よりもシリンダ径方向外側に位置させて前記環状部に当接させることを特徴とするシリンダ装置。
前記剛性部材の前記内周面は、
シリンダ軸方向に対する長さが、シリンダ径方向外方の外周面のシリンダ軸方向に対する長さよりも短く形成されていることを特徴とする請求項１記載のシリンダ装置。
前記剛性部材のシリンダ径方向内方のシリンダ内外方向内側またはシリンダ内外方向外側には、段差部またはテーパ面を設けることを特徴とする請求項２記載のシリンダ装置。