JP2002286068A - ガススプリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微振幅による加振があっても油膜切れが発生
せず、メインリップとサブリップの摩耗の発生を防止
し、シールの耐久性を向上でき、併せてシールの成形が
容易なガススプリングを提供する。 【解決手段】 シリンダ１内にピストン２を介してピス
トンロッド３が移動自在に挿入され、ピストンロッド３
はガス圧で常時伸び方向に附勢され、シリンダ１の端部
近傍にシール１９を設け、当該シール１９はシール本体
２０と、シール本体２０の内端側に設けたメインリップ
２２及び外周リップ２１とからなり、メインリップ２２
をピストンロッド３の外周に摺接させ、外周リップ２１
をシリンダ１の内周に当接しているガススプリングに於
て、シール本体２０内に複数の孔２４ａ又は切欠き２４
ｄを軸方向に形成したインサート部材を埋め込み、シー
ル本体２０の外端側にメインリップ２２と対向するサブ
リップ２３を設け、サブリップ２３をピストンロッド３
の外周に摺接すると共にメインリップ２２とサブリップ
２３との間に油溜り室２６を区画したことを特徴とす
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、車両の車体とバッ
クドアとの間、車体とエンジンフードとの間及び建物の
窓等に介装されてバックドア，エンジンフード，窓等の
開閉操作を向上させるのに適するガススプリングに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車等の車両においては、例え
ば、車体とバックドアとの間に常時ガス圧で伸長方向に
附勢されているガススプリングが介装されており、バッ
クドアのロックを解除した時ガススプリングの附勢力で
バックドアをゆっくりと自動的に開くようにしている。
このガススプリングとしては、例えば、図４に示すよう
なものが開発されている。

【０００３】これは、シリンダ１内にピストン２を介し
てピストンロッド３が移動自在に挿入され、ピストン２
はシリンダ１内にガス室４と油室５とを区画し、ガス室
４と油室５とはピストン２に形成したポート６を介して
接続されている。ピストン３はシリンダ１の端部近傍と
中間部に設けたベアリング７とリテーナ８とで軸方向に
案内され、リテーナ８はピストン２が後述するシール９
に接触するのを防止している。

【０００４】シリンダ１の端部近傍において、ベアリン
グ７の内端側にシール９を設け、ベアリング７の外端側
にダストリップ１０を設けている。

【０００５】シリンダ１の一端はブラケット１１を介し
て例えば自動車のバックドアに連結され、ピストンロッ
ド３の端部１２は車体側に結合され、バックドアのロッ
クを解除をするとガス室４のガス圧でピストンロッド３
が伸長し、バックドアを自動的に開く。この際ポート６
を流れるガスの流動抵抗により減衰させながらピストン
ロッド３はゆっくりと伸長し、バックドアに衝撃がかか
らないようにしている。

【０００６】シール９はシリンダ１内のガスと油が外部
に洩れるのを防止し、ダストリップ１０は外部からダス
トがシリンダ内に侵入するのを防止する。

【０００７】シール９は単リップ構造で図４（Ａ），図
４（Ｂ）に示すように、ゴム等からなるシール本体１３
と、シール本体１３の内端側に起立して設けた外周リッ
プ１４及びメインリップ１５と、シール本体１３内に埋
め込まれたインサート部材１６とで構成されている。

【０００８】メインリップ１５はピストンロッド３の外
周に摺接してピストンロッド３の外周からガスと油が外
部に洩れるのを防止し、外周リップ１４はシリンダ１の
内周に当接してシリンダ１の内周から同じくガスと油が
洩れるのを防止している。

【０００９】シールとしては、例えば図４（Ｃ）に示す
複リップ構造のものも使用される場合がある。このシー
ル９ａはシール本体１３ａと、シール本体１３ａの内端
側に起立して設けた外周リップ１４ａ及びメインリップ
１５ａと、シール本体１３ａの内周側に設けたサブリッ
プ１５ｂと、メインリップ１５ａとサブリップ１５ｂと
の間に形成した油溜り室１７とで構成され、外周リップ
１４ａをシリンダ１の内周に摺接し、メインリップ１５
ａとサブリップ１５ｂとをピストンロッド３の外周に摺
接してそれぞれ内部の油とガスとの洩れを防止してい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】普通ガススプリングが
自動車のバックドア開閉操作用に使用されている場合、
バックドアを閉じた状態であっても、自動車の走行中に
ドアの変形、ドアヒンジ部のガタ、ドアシートゴム材の
変形等に起因してガススプリングが微振幅で振動する場
合がある。

【００１１】ガススプリングには普通１０ＭＰａの程度
の高圧ガスが封入されている。従って、例えば単リップ
型のシール９にもこの高圧が掛かり、この高圧でメイン
リップ１５が押圧されてピストンロッド３との接触面に
は高い面圧が発生する。この状態で例えばプラスマイナ
ス１ｍｍ程度の微振幅で加振するとメインリップ１５が
油膜をかき出し、ピストンロッド３とメインリップ１５
との間に介在している油膜が切れる。この状態が続くと
メインリップ１５がドライなフリクションによって摩耗
が発生し、油洩れやガス洩れが発生するおそれがある。

【００１２】即ち、一般的なガススプリング用シールと
同じく、上記シール９はメインリップ１５に加わる圧力
が高いことから、メインリップ１５はほぼその全長がピ
ストンロッド３に接触する。従って、ピストンロッド３
との接触長さは２〜４ｍｍ程度になる。この状態で上記
のように微振幅加振が生じると、油と離れたメインリッ
プ１５の背面側では油が掻き出されるのみで油が供給さ
れず、油膜切れが発生し、メインリップ１５が摩耗す
る。このことを避ける為に、例えばメインリップ１５の
長さを短かくすると、今度はガス圧に依って発生するメ
インリップ１５の面圧が過大になり、メインリップ１５
のゴム等の材料の耐久性許容値を越えてしまいやはり摩
耗が発生する。そこで図４（Ｃ）に示すような複リップ
構造にするとメインリップ１５ａとサブリップ１５ｂと
の間に油溜り室１７が設けられ、この油溜り室１７内の
油でメインリップ１５ａの背面側の油膜切れが若干防止
されるが、この場合でも油溜り室１７の容積が小さく、
ガス圧によりメインリップ１５ａとサブリップ１５ｂが
加圧されると油溜り室１７の油が押し出されてしまい油
の補強ができず、加振が続くと上記と同じくメインリッ
プ１５ａの背面側の摩耗が発生する。同様にサブリップ
１５ｂの背面側もドライ油滑となり、このサブリップ１
５ｂも摩耗してしまうおそれがある。

【００１３】そこで、本発明の目的は、微振幅による加
振があっても油膜切れが発生せず、メインリップとサブ
リップの摩耗の発生を防止し、シールの耐久性を向上で
き、併せてシールの成形が容易なガススプリングを提供
することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の手段は、シリンダ内にピストンを介してピ
ストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンロッドは
ガス圧で常時伸び方向に附勢され、シリンダの端部近傍
にシールを設け、当該シールはシール本体と、シール本
体の内端側に設けたメインリップ及び外周リップとから
なり、メインリップをピストンロッドの外周に摺接さ
せ、外周リップをシリンダの内周に当接しているガスス
プリングに於て、シール本体内に複数の孔又は切欠きを
軸方向に形成したインサート部材を埋め込み、シール本
体の外端側にメインリップと対向するサブリップを設
け、サブリップをピストンロッドの外周に摺接すると共
にメインリップとサブリップとの間に油溜り室を区画し
たことを特徴とするものである。

【００１５】この場合、サブリップの基端がインサート
部材の外端側に圧着され、先端がピストンロッドの外周
に摺接している。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
もとづいて説明する。

【００１７】図１は本発明に係るガススプリングを示
し、図２，図３はこのガススプリングに使用されるシー
ルを示す。

【００１８】ガススプリングＡは、基本的には、従来の
図４に示すものと実質的に同じである。

【００１９】ガススプリングＡは、シリンダ１と、シリ
ンダ１内にピストン２を介して移動自在に挿入したピス
トンロッド３と、シリンダ１内にピストン２を介して区
画されたガス室４及び油室５と、ピストン２に形成され
てガス室４と油室５とを接続するポート６と、シリンダ
１の端部近傍に設けられたシール１９及びベアリング１
７と、シリンダ１内に設けられてピストン２がシール１
９に衝突するのを防止するリテーナ８とを備えている。

【００２０】更にシリンダ１の端部はブラケット１１を
介して自動車のバックドアに結合され、ピストンロッド
３の外端部１２は車体側に結合されている。

【００２１】シール１９は主としてシリンダ１内のガス
と油の洩れを防止し、ベアリング１７はピストン２と協
働してピストンロッド３を軸方向に案内している。

【００２２】ポート６はガスが通過する時の流路として
使用されると共にその時の流動抵抗で減衰力を発生させ
るものである。

【００２３】バックドアのロックを解除した時ガス室４
のガス圧でピストンロッド３が伸長してポート６で減衰
力を発生させながらバックドアを自動的に開く。バック
ドアを閉じる時にはガス圧に抗してバックドアを手動で
閉じ方向に押し込むものである。

【００２４】上記のガススプリングＡは自動車のバック
ドア開閉操作用に使用するのに好ましいが、その他建物
の窓の開閉，その他同様の開閉部材としても使用でき
る。

【００２５】上記のガススプリングＡに於て、本発明は
シール１９とベアリング１７を改良したものである。

【００２６】シール１９はゴム等の材料からなるシール
本体２０と、シール本体２０内に埋め込まれると共に軸
方向に複数の孔２４ａを形成したインサート部材として
のインサートメタル２４と、シール本体２０の加圧側で
ある内端側に傾斜して一体に起立するメインリップ２２
及び外周リップ２１と、シール本体２０の反加圧側であ
る外端側に傾斜して一体に起立するサブリップ２３とで
構成されている。

【００２７】シール１９は公知の圧縮成形で成形され、
インサートメタル２４に対してゴム等の素材を置き、金
型内で圧縮しながら成形する。この際、素材の一部がイ
ンサートメタル２４の内周側を流動し、一部が孔２４ａ
を介して流動してインサートメタル２４の外端側に流れ
て金型内でサブリップ２３が成形される。この時サブリ
ップ２３の基端２３ａがインサートメタル２４の外端面
に圧着する。従ってサブリップ２３はインサートメタル
２４を挾んでメインリップ２２と対向して成形され、両
者の間に環状の油溜り室２６が区画される。この際サブ
リップ２３は狭いインサートメタル２４の内周側のみな
らず、孔２４ａを介して材料が多量に流動して成形され
るのでサブリップ２３の成形が容易となり、又基端の密
度が多く、しっかりとインサートメタル２４に圧着され
る。

【００２８】ベアリング１７は内周側上部に環状溝２７
が形成され、シール１９をベアリング１７上に載置した
時サブリップ２３が環状溝２７内に収容されてサブリッ
プ２３がベアリング１７と干渉しないようにしている。

【００２９】シール１９において、メインリップ２２と
サブリップ２３のリップ先端がピストンロッド３の外周
面に摺接してピストンロッド３の外周から油とガスが洩
れるのを防止する。油室５内の油と油溜り室２６内の油
は潤滑油として利用される。外周リップ２１はシリンダ
１の内周に当接してシリンダ１の内周から油とガスが洩
れるのを防止している。

【００３０】サブリップ２３は基端がインサートメタル
２４の外端側、いいかえれば、ガス室４のガス圧が作用
しない反加圧側に配置されているから、リップ先端には
高い圧力が作用しない。この為、自動車の走行中に微振
幅による加振があってもサブリップ２３はピストンロッ
ド３外周の油膜を切ることが無く、常に油溜り室２６の
油が潤滑油として供給され、ドライ潤滑の発生を防止す
る。

【００３１】更にメインリップ２２にはガス室４のガス
圧でピストンロッド３との接触面に高い面圧が発生して
いるが、この状態で微振幅による加振があっても、リッ
プ先端の背面側には油溜り室２６があり、ピストンロッ
ド３の外周の油膜を切ることが無い。しかも、油溜り室
２６の容積はサブリップ２３がメインリップ２２と離れ
た位置にあって大きくされているから、メインシール１
９が加圧されて圧縮しても油溜り室２６の油が無くなる
ことは無く、常に油膜の成形が可能となる。

【００３２】図３は、本発明の他の実施の形態に係り、
これはインサートメタル２４の外周側下部に脚２４ｃを
突出させ、この脚２４ｃに切欠き２４ｄを形成し、この
切欠き２４ｄを介してゴム等の材料を流動しサブリップ
２３の基端２３ａを厚くしてインサートメタル２４に圧
着させたものである。その他の構造，作用，効果は、図
１，図２の実施の形態と同じである。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果がある。

【００３４】(1) 各請求項の発明によれば、サブリップ
がシール本体の外端側、いいかえればガス室のガス圧が
作用しないインサート部材の外端側に設けているから、
サブリップにはピストンロッドとの間に高い面圧が作用
しない。この為に自動車の走行中に微振幅があってサブ
リップが加振してもピストンロッド外周の油膜を切るこ
とが無く、従ってドライ潤滑とならず、サブリップが摩
耗するのが防止され、耐久性が向上し、シリンダ内の油
とガスとの洩れを防止する。

【００３５】(2) 同じく、サブリップがシール本体の外
端側に設けられているのでメインリップとの間の距離を
長くとれ、これによりメインリップとサブリップとの間
の油溜り室の容積を大きくとれ、リップ本体とメインリ
ップにガス圧が作用して圧縮しても油溜り室の油が油室
側に全量押し出されることが無い。この為メインリップ
の背面側には常に油が残留しており、高い面圧のもとで
メインリップが微振幅による加振があってもその背面側
に油溜り室の油が供給されるから油膜を切ることが無
い。従ってメインリップもドライ潤滑とならず、摩耗の
発生が防止され、耐久性が向上すると共に油とガズの洩
れを防止できる。

【００３６】(3) 同じく、インサート部材に切欠き又は
孔を形成したのでインサート部材の内周側のみならず、
この切欠き，孔を介して圧縮成形時にゴム等のシールの
材料を流動でき、サブリップの成形が容易となり、その
基端の密度を多くして耐久性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るガススプリングの縦断
正面図である。

【図２】シールの一部拡大断面図である。

【図３】他の実施の形態に係るシールの一部拡大断面図
である。

【図４】（Ａ）従来のガススプリングの縦断正面図であ
る。 （Ｂ）（Ｃ）シールの一部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ピストン ３ ピストンロッド １９ シール ２０ シール本体 ２１ 外周リップ ２２ メインリップ ２３ サブリップ ２４ インサートメタル ２４ａ 孔 ２４ｃ 脚 ２４ｄ 切欠き ２６ 油溜り室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 悦郎 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J069 AA01 CC22 DD07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内にピストンを介してピストン
   ロッドが移動自在に挿入され、ピストンロッドはガス圧
   で常時伸び方向に附勢され、シリンダの端部近傍にシー
   ルを設け、当該シールはシール本体と、シール本体の内
   端側に設けたメインリップ及び外周リップとからなり、
   メインリップをピストンロッドの外周に摺接させ、外周
   リップをシリンダの内周に当接しているガススプリング
   に於て、シール本体内に複数の孔又は切欠きを軸方向に
   形成したインサート部材を埋め込み、シール本体の外端
   側にメインリップと対向するサブリップを設け、サブリ
   ップをピストンロッドの外周に摺接すると共にメインリ
   ップとサブリップとの間に油溜り室を区画したことを特
   徴とするガススプリング。
2. 【請求項２】 サブリップの基端がインサート部材の外
   端側に圧着され、先端がピストンロッドの外周に摺接し
   ている請求項１のガススプリング。