JP2000046092A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダ装置において、二重シールのバック
アップリングの移動による摩耗を防止するとともに、ド
レン室への油液の回収を不要とする。 【解決手段】 油圧シリンダ22のロッドガイド23の内周
溝32内にロッドシール33およびバックアップリング34を
収容して高圧側の二重シールを構成し、低圧側にオイル
シール24を設け、これらの間にオイル溜室31を形成す
る。オイル溜室31を油路37，38を介して内周溝32のシリ
ンダ２側の部位に連通させ、油路37に逆止弁39を設け
る。ロッドシール33を通過してオイル溜室31に貯留され
た油液は、その圧力がシリンダ２内の圧力より高くなっ
たとき、逆止弁39を開いて内周溝32内へ流れる。バック
バックアップリング34は、シリンダ２内またはオイル溜
室31内の圧力によって、常にアッパガイド27側へ押圧さ
れるので移動することがない。また、オイル溜室31の油
液がシリンダ２側へ戻されるので、ドレン室が不要とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両の
懸架装置等に装着されるシリンダ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両の懸架装置等に装着され
るシリンダ装置としては、例えば自動車の車高調整用の
油圧シリンダや振動減衰および衝撃吸収用の油圧緩衝器
がある。

【０００３】一例として、自動車の懸架装置に装着され
て車高を制御する油圧シリンダについて図２を参照して
説明する。図２に示すように、油圧シリンダ１は、油液
が封入されたシリンダ２内に、ピストン３を摺動可能に
嵌装し、一端部がピストン３に連結されたピストンロッ
ド４の他端部をシリンダ２の開口端部に装着した後述の
シール手段５に液密的に挿通させてシリンダ２の外部へ
延出させた構造となっている。シリンダ２は、有底円筒
状の外筒６内に収容されており、シリンダ２と外筒６と
の間は、その開口端部をシール手段５により閉塞して環
状のドレン室７として提供されている。

【０００４】ピストン３には、シリンダ２内の上下室を
連通させる油液通路８と、この油液通路８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減衰力発生機構９とが設けられてい
る。

【０００５】また、ピストンロッド４内には、その軸心
に沿って、シリンダ２内に油液を給排するための油液通
路10が形成されており、この油液通路10には、外部に延
出されたピストンロッド４の端部に取付けた管継手11を
介して、給排油手段12、ばね要素としてのアキュムレー
タ13および減衰要素としての減衰力調整弁14が接続され
ている。なお、図２中、符号15は、シリンダ２の外部に
延出されたピストンロッド４を覆うようにピストンロッ
ド３に取付けられた保護カバーである。

【０００６】このように構成した油圧シリンダ１は、車
両懸架装置（図示せず）の車体側と車輪側との間に介装
され、給排油手段12によって油液通路10を介してシリン
ダ２内に油液を給排することにより、ピストンロッド４
を伸縮させて車高を調整する。また、走行中の車輪の懸
架装置の振動によるピストンロッド４の伸縮に対して、
シリンダ２から給排される油液をアキュムレータ13によ
って吸収してばね力を作用させ、このとき、シリンダ２
とアキュムレータ13との間の油液の流通に対して、減衰
力調整弁14よって適宜流通抵抗を付与することにより、
減衰力を作用させる。

【０００７】ところで、油圧シリンダ１のシール手段５
には、高圧となるシリンダ２内の油液をシールするとと
もに、ピストンロッド４の円滑な摺動を確保することが
要求される。そこで、シール手段５は、内側（高圧側）
のロッドガイド16に二重シール17を設け、外側（低圧
側）のシールキャップ18にオイルシール19を設け、これ
らの間にオイル溜室20を形成した２段シール構造となっ
ている。

【０００８】二重シール17は、ピストンロッド４に摺接
するロッドシール17a と、このロッドシール17a をピス
トンロッド４へ押圧するバックアップリング17b （弾性
体）とからなり、シリンダ２内の油圧をロッドシール17
a で受け止めるとともに、僅かな油液を通過させてピス
トンロッド４の外周面に適度な油膜を形成することによ
って摺動抵抗を低減するようにしている。

【０００９】オイルシール19は、内側のオイルリップ部
19a と外側のダストシール部19b とを有しており、ピス
トンロッド４の外周面に形成された油膜をオイルリップ
部19a で掻き落とすことのよって外部への油液の漏れを
防止し、また、ピストンロッド４に付着した外部の異物
をダストシール部19b で払拭することにより、オイル溜
室20への異物の侵入を防止するようにしている。

【００１０】そして、ロッドシール17a を通過し、オイ
ルリップ部19a によって掻き落とされた油液は、オイル
溜室20に一旦貯留された後、油路21を通ってドレン室７
へ回収される。ドレン室７に回収された油液は、定期的
にドレンプラグ（図示せず）から排出され、または、ド
レン配管（図示せず）を介して当該油圧回路のリザーバ
へ戻される。

【００１１】ところが、上記従来の２段シール構造のシ
ール手段５では、弾性体であるバックアップリング17b
がシリンダ２内とオイル溜室20内との差圧によって一側
に押しつけられて変形することにより、ロッドシール17
a への押圧力が増大し、ピストンロッド４の摺動抵抗が
大きくなり、さらに、ロッドシール17a の摩耗が増大し
て油漏れの原因となるという問題があった。

【００１２】そこで、本出願人は、特開平１０−５４４
３６号において、オイル溜室をドレン室に連通させる油
路にリリーフ弁を設けることにより、オイル溜室の圧力
を高めに維持し、シリンダ室との差圧を小さくすること
によって、バックアップリングの変形を小さくして、ロ
ッドシールへの押圧力の増大を抑制し、ピストンロッド
４の摺動抵抗およびロッドシールの摩耗の増大を防止す
るようにしたシリンダ装置のシール手段を提案してい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシリンダ装置のシール手段では、次のような問題が
あった。すなわち、ドレン室に回収された油液を排出す
るためには、ドレンプラグが必要となり、排出の手間も
かかる。一方、ドレン室に回収された油液を油圧回路の
リザーバへ戻すためには、専用の配管を設ける必要があ
り、車両への搭載性が悪化し、製造コストも高くなる。

【００１４】また、オイル溜室をドレン室に連通させる
通路にリリーフ弁を設けたものでは、ピストンロッド伸
縮によって、シリンダ内の圧力が変動すると、オイル溜
室内の圧力もこれに遅れて追従するため、オイル溜室内
の圧力がシリンダ内の圧力よりも高くなることがある。
これにより、シリンダ内の圧力とオイル溜室の圧力との
高低関係が変化すると、二重シールのバックアップリン
グに作用する力の方向が変化して、バックアップリング
が移動するため、バックアップリングが摩耗しやすくな
る。さらに、バックアップリングが移動すると、ロッド
シールへの荷重点が変化するので、シール性が低下した
り、ロッドシールの偏摩耗が発生する虞がある。

【００１５】なお、例えば、ポンプ手段を内蔵したいわ
ゆるセルフレベリング式油圧緩衝器のように、シリンダ
室内の圧力が高圧になる油圧緩衝器等においても、上記
のような２段シール構造のシール手段を採用する場合が
多くなっており、このようなその他のシリンダ装置でも
同様な問題が発生している。ただし、油圧緩衝器の場
合、オイル溜室の油液は、当該油圧緩衝器のリザーバに
回収されるものもある。

【００１６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、二重シールのバックアップリングの移動を防止
するとともに、ドレン室への油液の回収を不要としたシ
リンダ装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【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、本発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリ
ンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記
ピストンに連結され他端が前記シリンダの外部へ延出さ
れたピストンロッドと、前記シリンダの開口端部に設け
られ前記ピストンロッドが液密的に挿通されたシール手
段とを備えたシリンダ装置において、前記シール手段
は、ピストンロッドに摺接するロッドシールおよび該ロ
ッドシールを前記ピストンロッドへ押圧するバックアッ
プリングとからなり高圧側に配置された二重シールと、
低圧側に配置されたオイルシールと、前記二重シールと
前記オイルシールとの間に形成されたオイル溜室と、該
オイル溜室を前記二重シールの前記バックアップリング
に対して前記シリンダ側の部位に連通させる油路と、該
油路の前記オイル溜室側から前記二重シール側への油液
の流通のみを許容する逆止弁とを備えていることを特徴
とする。

【００１８】このように構成したことにより、オイル溜
室内の油液の圧力がシリンダ内の圧力よりも高くなった
とき、オイル溜室の油液は、逆止弁を開いて油路を通っ
て二重シールのバックアップリングに対してシリンダ側
の部位へ流れ、シリンダ側へ戻される。これにより、二
重シールのバックアップリングは、シリンダ内の圧力と
オイル溜室の圧力との高低関係にかかわらず、常に一側
に押圧されることになるので、移動することがない。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態に係る油
圧シリンダは、図２に示す従来例に対して、ピストンロ
ッドのシール手段が異なる以外は、概して同様の構造で
あるから、シール手段の付近のみを拡大して図１に示
し、図２のものと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。

【００２０】図１に示すように、本実施形態に係る油圧
シリンダ22では、シリンダ２および外筒６の開口端部
に、ロッドガイド23および低圧側のオイルシール24がピ
ストンロッド４を挿通させてシールキャップ25によって
取付けられている。ロッドガイド23は、小径部26a およ
び大径部26b を有する環状のロワガイド26と、このロワ
ガイド26の大径部26b と同径の環状のアッパガイド27と
から構成されている。また、シールキャップ25は、ロワ
ガイド26の大径部26b およびアッパガイド27の外周に嵌
合する大径部25a と、オイルシール24の外周に嵌合する
小径部25b と、この小径部25b の端部に形成された内側
フランジ部25c とを有している。

【００２１】ロワガイド26は、ブッシュ28を介してピス
トンロッド４を摺動可能に挿通させ、小径部26a をＯリ
ング29を介してシリンダ２内に嵌合させてシリンダ２の
開口端部を閉塞しており、大径部26b の端部にアッパガ
イド27を接合させ、この大径部26b をＯリング30を介し
てシールキャップ25の大径部25a 内に嵌合させている。
シールキャップ25は、その大径部25a が外筒６内に嵌
合、溶接され、ロワガイド26とともに外筒６の開口端部
を閉塞しており、大径部25a と小径部25b との間の段部
にアッパガイド27を当接させてロッドガイド23を固定し
ている。また、シールキャップ25の小径部25b 内に、オ
イルシール24が嵌合され、内側フランジ部25c に当接し
て固定されており、ロッドガイド23とオイルシール24と
の間に、オイル溜室31が形成されている。

【００２２】ロッドガイド23のロワガイド26とアッパガ
イド27との間には、内周溝32が形成されている。内周溝
32には、ピストンロッド４に摺接するロッドシール33お
よびこのロッドシール33をピストンロッド４へ押圧する
弾性体からなるバックアップリング34が収容されてお
り、これらによって高圧側の二重シールが構成されてい
る。この二重シールのロッドシール33は、シリンダ２内
の油圧を受け止めるとともに、僅かな油液を通過させて
ピストンロッド４の外周面に適度な油膜を形成するよう
になっている。また、内周溝32内には、ロッドシール33
とバックアップリング34との間に、アッパガイド27に形
成された環状突起35が突出されており、この環状突起35
によってバックアップリング34のピストンロッド４側へ
の押圧力の一部を受け止めるようになっている。

【００２３】ロッドガイド23のロワガイド26とアッパガ
イド27との接合部には、弁室36が形成されている。弁室
36は、アッパガイド27に設けられた油路37によってオイ
ル溜室31に連通され、また、ロアガイド26に設けられた
油路38によって内周溝32内のバックアップリング34に対
してシリンダ２側の部位に連通されている。アッパガイ
ド27の油路37の弁室26側の開口部には、逆止弁39が設け
られている。逆止弁39は、ロワガイド26とアッパガイド
27との接合部によって一端側がクランプされた可撓性の
弁体からなり、油路37のオイル溜室31側から弁室36側へ
の油液の流れを受けて撓んで開弁することにより、この
方向の油液の流れのみを許容するようになっている。

【００２４】オイルシール24は、内側に配置されたオイ
ルリップ部24a と外側に配置されたのダストシール部24
b とを備えており、ピストンシール33を通過した油液に
よってピストンロッド４の外周面に形成された油膜をオ
イルリップ部24a で掻き落とすとともに、ピストンロッ
ド４に付着した外部の異物をダストシール部24b で払拭
するようになっている。

【００２５】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。

【００２６】高圧側のロッドシール33では、シリンダ２
内の油液の圧力を受け止めるとともに、ピストンロッド
４の伸縮にともなって僅かな油液をオイル溜室31側へ通
過させることにより、ピストンロッド４の外周面に適度
な油膜を形成して、摺動抵抗を低減している。低圧側の
オイルシール24では、ロッドシール33を通過した油液に
よってピストンロッド４の外周面に形成された油膜をオ
イルリップ部24a で掻き落として油液の漏れを防止し、
また、ピストンロッド４に付着した外部の異物をダスト
シール部24b で払拭して外部からの異物の侵入を防止し
ている。このようにして、高圧側のロッドシール33およ
び低圧側のオイルシール24によって２段階にシールを行
うことより、油液の漏れを確実に防止するとともに、ピ
ストンロッド４を円滑に摺動させることができる。

【００２７】このとき、シリンダ２内の圧力は、環状溝
32内に伝達され、バックアップリング34をアッパガイド
27側へ押圧する。この圧力が大きくなってバックアップ
リング34が強く圧迫されると、ピストンロッド４側への
押圧力が増大するが、その一部が環状突起35によって受
け止められるので、ロッドシール33がピストンロッド４
に過度に強い力で押しつけられることがなく、ロッドシ
ール33の摺動抵抗および摩耗の増大を防止することがで
きる。なお、環状溝32内の圧力は、油路38によって弁室
36へ伝達されるが、逆止弁39が閉じるので、油路37を介
してオイル溜室31へ伝達されることはない。また、環状
溝32内の圧力（油液）は、ピストンロッド４の伸縮に応
じてシリンダ２内の圧力が低下したときに、ロッドシー
ル33のシリンダ２側およびピストンロッド４とブッシュ
28との間を介して、僅かずつシリンダ２内へ戻される

【００２８】ピストンロッド４の伸縮の繰り返しによっ
て、ロッドシール33からの油液の漏れが蓄積して、オイ
ル溜室31内の圧力がシリンダ２内の圧力と同程度まで上
昇することがある。この状態で、シリンダ２内の圧力が
低下すると、逆止弁39が開いてオイル溜室31内の油液が
油路37、弁室36および油路38を通って環状溝32内のバッ
クアップリング34に対してシリンダ２側の部位に導入さ
れ、その圧力によってバックアップリング34がアッパガ
イド27側へ押圧される。このように、シリンダ２内の圧
力とオイル溜室31内の圧力との高低関係にかかわらず、
バックアップリング34は、常にアッパガイド27側へ押圧
されることになり、背圧が作用して移動することがない
ので、バックアップリング34の摩耗を防止することがで
きる。また、バックアップリング34の移動によるロッド
シール33への荷重点の変化を防止して、ロッドシール33
のシール性の低下および偏摩耗を防止することができ
る。

【００２９】このようにして、オイル溜室31内の油液
は、環状溝32内のバックアップリング34に対してシリン
ダ２側の部位、すなわち、シリンダ２側へ適宜戻される
ので、ドレン室７で油液を回収する必要がなくなり、ド
レンプラグ、ドレン配管等が不要となり、車両への搭載
性を向上させるとともに製造コストを低減させることが
できる。

【００３０】なお、本実施形態では、一例として本発明
を自動車の懸架装置に装着される油圧シリンダに適用し
た場合について説明しているが、本発明は、これに限ら
ず、油圧緩衝器等の他のシリンダ装置にも同様に適用す
ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のシリンダ
装置は、ピストンロッドのシール手段として、高圧側の
二重シールと、低圧側のオイルシールと、これらの間に
形成されたオイル溜室と、オイル溜室を二重シールのバ
ックアップリングに対してシリンダ側に連通させる油路
と、この油路のオイル溜室側から二重シール側への油液
の流通のみを許容する逆止弁とを設けたことにより、オ
イル溜室内の油液の圧力がシリンダ内の圧力よりも高く
なったとき、オイル溜室の油液は、逆止弁を開いて油路
を通って二重シールのバックアップリングに対してシリ
ンダ側の部位へ流れ、シリンダ側へ戻される。これによ
り、二重シールのバックアップリングは、シリンダ内の
圧力とオイル溜室の圧力との高低関係にかかわらず、常
に一側に押圧されることになるので、移動することがな
い。その結果、ドレン室で油液を回収する必要がなくな
り、ドレンプラグ、ドレン配管等が不要となり、車両へ
の搭載性を向上させるとともに製造コストを低減させる
ことができる。また、バックアップリングの移動による
摩耗、ロッドシールのシール性の低下および偏摩耗を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る油圧シリンダの要部
を拡大して示す縦断面図である。

【図２】自動車の懸架装置に装着される従来の油圧シリ
ンダの縦断面図である。

【符号の説明】

２ シリンダ ３ ピストン ４ ピストンロッド 22 油圧シリンダ（シリンダ装置） 24 オイルシール 31 オイル溜室 33 ロッドシール（二重シール） 34 バックアップリング（二重シール） 38 油路 39 逆止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J044 AA14 AA18 AA20 BA06 BC20 CC14 DA10 3J069 AA54 CC11 CC18 CC19 CC22 DD47

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油液が封入されたシリンダと、該シリン
   ダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピ
   ストンに連結され他端が前記シリンダの外部へ延出され
   たピストンロッドと、前記シリンダの開口端部に設けら
   れ前記ピストンロッドが液密的に挿通されたシール手段
   とを備えたシリンダ装置において、 前記シール手段は、ピストンロッドに摺接するロッドシ
   ールおよび該ロッドシールを前記ピストンロッドへ押圧
   するバックアップリングとからなり高圧側に配置された
   二重シールと、低圧側に配置されたオイルシールと、前
   記二重シールと前記オイルシールとの間に形成されたオ
   イル溜室と、該オイル溜室を前記二重シールの前記バッ
   クアップリングに対して前記シリンダ側の部位に連通さ
   せる油路と、該油路の前記オイル溜室側から前記二重シ
   ール側への油液の流通のみを許容する逆止弁とを備えて
   いることを特徴とするシリンダ装置。