JP2015163810A - シリンダ装置およびシール部材 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性を向上させることが可能となるシリンダ装置およびシール部材の提供。
【解決手段】外側環状部材５５の内周側に設けられてロッド３７に摺接する内周側シール部７５と、外側環状部材５５の外周側に設けられて内側環状部材２６と外筒１３とに接触する外周側シール部６８と、を備え、内側環状部材２６および外側環状部材５５の互いに対向する対向面４５Ｃ，５５Ｄには、互いに当接する当接部４５Ｃ，５７Ａと、互いに離間する離間部４５Ｃ，５６Ａとが設けられ、内周側シール部７５と外周側シール部６８とは離間部４５Ｃ，５６Ａに設けられる連結部６７で連結されて同一のシール材５４で形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダ装置およびシール部材に関する。

外筒とその内周側の内筒とを有し、ロッドと外筒との間に設けられるシール部材を内筒に取り付けられたロッドガイドで支持する構造のシリンダ装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−５２７３２号公報

シリンダ装置において残留軸力のさらなる安定化が望まれている。

したがって、本発明は、残留軸力を安定させることが可能となるシリンダ装置およびシール部材の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のシリンダ装置は、内側環状部材および外側環状部材の互いに対向する対向面に、互いに当接する当接部と、互いに離間する離間部とが設けられ、前記外側環状部材に設けられる内周側シール部と外周側シール部とが前記離間部に設けられる連結部で連結されて同一のシール材で形成される構成とした。

また、本発明のシール部材は、環状部材の軸方向の一側に、軸方向に突出する凸部と軸方向に凹む凹部とが設けられ、内周側シール部と外周側シール部とが前記凹部に固着される連結部で連結されて同一のシール材で形成されており、前記凸部の先端面が露出する構成とした。

本発明によれば残留軸力を安定させることが可能となる。

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破断し要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拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置のシール部材を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図である。 本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置のシール部材を示す正断面図である。 本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置のシール部材に埋設される環状部材を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置のシール部材に埋設される環状部材を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は正断面図、（ｄ）は下面図である。 本発明の第２実施形態に係るシール部材を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図である。 本発明の第２実施形態に係るシール部材を示す正断面図である。 本発明の第２実施形態に係るシール部材に埋設される環状部材を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は正断面図、（ｄ）は下面図である。

「第１実施形態」
本発明の第１実施形態を図１〜図６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１１は、自動車や鉄道車両のサスペンション装置に用いられる緩衝器である。シリンダ装置１１は、作動流体が封入されるシリンダ１２を有している。シリンダ１２は、金属製の外筒１３と、外筒１３よりも小径で外筒１３の内周側に同軸状に設けられる金属製の内筒１４とを有し、これら外筒１３および内筒１４の間にリザーバ室１５が形成された二重筒構造をなしている。シリンダ１２内には、具体的に、内筒１４内に作動流体としての作動液が封入され、リザーバ室１５内に作動流体としての作動液およびガスが封入される。

シリンダ１２の外筒１３は、円筒状の胴部２０と、この胴部２０の軸方向の一端側を閉塞させる底部２１とを有し、胴部２０の軸方向の他端側つまり底部２１とは反対側が開口部２２とされた略有底円筒状をなしている。外筒１３の開口部２２側の端部には、径方向内方に延出する係止部２３が形成されている。

外筒１３の内部には、底部２１に当接することで軸方向の底部２１側への移動が規制されるとともに外筒１３に対する径方向の移動が規制される金属製のベースバルブ２５と、開口部２２側の内部に嵌合されることで外筒１３に対する径方向の移動が規制される環状の金属製のロッドガイド２６（内側環状部材）とが設けられている。内筒１４は、円筒状をなしており、その軸方向の一端側がベースバルブ２５に嵌合し、軸方向の他端側がロッドガイド２６に嵌合している。このようにベースバルブ２５およびロッドガイド２６に嵌合することによって、内筒１４は、外筒１３に対し径方向の移動が規制されることになって同軸状に位置決めされる。

また、内筒１４は、軸方向の一方の端面１４Ａを、ベースバルブ２５の軸直交方向に沿う当接面２５Ａに当接させており、これにより軸方向の底部２１側への移動が規制される。また、内筒１４の軸方向の他方の端面１４Ｂは、ロッドガイド２６の軸直交方向に沿う当接面２６Ａに当接してロッドガイド２６の軸方向の底部２１側への移動を規制する。よって、ロッドガイド２６および内筒１４は、ベースバルブ２５によって軸方向の底部２１側への移動が規制されることになる。

内筒１４内には、ベースバルブ２５とロッドガイド２６との間にピストン３０が摺動可能に嵌装されている。これにより、ピストン３０は内筒１４に対する径方向の移動が規制され軸方向の移動が可能となっている。このピストン３０は、内筒１４内つまりシリンダ１２内にロッドガイド２６側の室３１とベースバルブ２５側の室３２とを画成する。

外筒１３には、一端側の開口部２２の内部に、上記したロッドガイド２６に加えて、環状のシール部材３５が一部外側に突出して設けられている。シール部材３５は、外筒１３における軸方向のロッドガイド２６よりも外側、つまり底部２１とは反対側に設けられている。シール部材３５は、外筒１３の底部２１とは反対側の端部の係止部２３とロッドガイド２６とに挟持される。ロッドガイド２６およびシール部材３５には、それぞれの内側にロッド３７がその軸方向一側において摺動可能に挿通されている。ロッド３７は、その軸方向他側が外筒１３および内筒１４の一端から外部へと突出している。

ロッドガイド２６は、内周部にカラー４０が嵌合固定されることになり、このカラー４０を介してロッド３７を、その径方向の移動を規制しつつ軸方向に移動可能に支持する。つまり、ロッド３７は、円筒面からなる外周面３７Ａで摺接するようにカラー４０内に挿入されている。ロッド３７は、外筒１３および内筒１４内に挿入されたその軸方向一側がピストン３０に連結されてピストン３０と一体化されている。よって、ロッド３７は、ロッドガイド２６およびカラー４０と、ピストン３０とによって、内筒１４に対する径方向の移動が規制されて軸方向に移動可能に支持されている。その結果、ロッド３７は、外筒１３および内筒１４と同軸状に配置され、この同軸状を維持したまま軸方向に移動する。

ピストン３０は、ロッド３７が内筒１４内への進入量を増やす縮み側に移動すると室３２の容積を減少させ室３１の容積を増大させるとともに室３２の作動流体を室３１側に図示略の流路抵抗機構により抵抗を与えながら流すことになる。これにより減衰力を発生させる。また、ピストン３０は、ロッド３７が内筒１４からの突出量を増やす伸び側に移動すると室３１の容積を減少させ室３２の容積を増大させるとともに室３１の作動流体を室３２側に図示略の流路抵抗機構により抵抗を与えながら流すことになる。これにより減衰力を発生させる。

ベースバルブ２５は、ロッド３７が内筒１４内への進入量を増やす縮み側に移動するとロッド３７の内筒１４へ進入する体積分の作動流体を室３２からリザーバ室１５に排出する一方、ロッド３７が内筒１４からの突出量を増やす伸び側に移動するとロッド３７の内筒１４から退出する体積分の作動流体をリザーバ室１５から室３２に補給する。

図２に示すように、外筒１３の開口部２２側には、円筒面からなる内周面１３Ａが形成されている。また、外筒１３には、内周面１３Ａよりも軸方向の内側（図２の下側）に、内周面１３Ａよりも小径の円筒面からなる内周面１３Ｂが形成されている。さらに、外筒１３には、内周面１３Ｂよりも軸方向の内側に、内周面１３Ｂよりも小径の円筒面からなる内周面１３Ｃが形成されている。なお、本実施の形態では外筒１３の外径を一定にして、外筒１３の厚みを変えることにより内径を部分的に異なる構成を示しているが、これに限らず、外筒１３の厚みを変えることなく、外筒１３の外径、内径何れも径を部分的に異ならせる構成としてもよい。

ロッドガイド２６は、略段付き円環状をなしており、外周側の軸方向一側に円筒面からなる大径外周面２６Ｂが形成され、外周側の軸方向他側に大径外周面２６Ｂよりも小径の円筒面からなる小径外周面２６Ｃが形成されている。大径外周面２６Ｂおよび小径外周面２６Ｃは同軸状に形成されており、ロッドガイド２６は、大径外周面２６Ｂにおいて外筒１３の内周面１３Ｂに嵌合し、小径外周面２６Ｃにおいて内筒１４の円筒面からなる内周面１４Ｃに嵌合する。内筒１４の端面１４Ｂに当接するロッドガイド２６の当接面２６Ａは、軸方向の大径外周面２６Ｂと小径外周面２６Ｃとの間に形成されている。

ロッドガイド２６の軸方向の大径外周面２６Ｂ側の端部には、軸方向に突出する円環状の外側環状凸部４５と、これよりも径方向の内側に配置されて軸方向に突出する円環状の内側環状凸部４６とが形成されている。外側環状凸部４５および内側環状凸部４６は、大径外周面２６Ｂおよび小径外周面２６Ｃと同軸状に形成されており、外側環状凸部４５の方が内側環状凸部４６よりも突出方向の高さが高くなっている。外側環状凸部４５は、その外周面４５Ａが突出先端側ほど小径となるテーパ状をなしており、その内周面４５Ｂが突出先端側ほど大径となるテーパ状をなしている。また、外側環状凸部４５は、その先端面４５Ｃが軸方向に直交する平面となっており、円環状をなしている。これら外周面４５Ａ、内周面４５Ｂおよび先端面４５Ｃも、大径外周面２６Ｂおよび小径外周面２６Ｃと同軸状に形成されている。

外側環状凸部４５には、その径方向内側位置に、ロッドガイド２６を軸方向に沿って貫通する連通穴５０が形成されている。連通穴５０は、軸方向の外側環状凸部４５とは反対側が外筒１３と内筒１４との間のリザーバ室１５に開口している。

外筒１３の開口部２２側においてロッドガイド２６よりも軸方向の外側に配置されるシール部材３５は、図３，図４に示す形状をなしている。シール部材３５は、合成ゴム製のシール材５４に金属製の環状部材５５（外側環状部材）が埋め込まれた一体成形品となっている。シール材５４は、ニトリルゴムやフッ素ゴム等の摺動性が良くシール性が高いゴム材からなっている。環状部材５５は、シール材５４つまりシール部材３５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シール部材３５に生じさせるものである。

図５，図６に示すように、環状部材５５は、円環状をなしており、円筒面からなる外周面５５Ａとこれと同軸の円筒面からなる内周面５５Ｂと、軸方向一側にあって外周面５５Ａおよび内周面５５Ｂに直交する平坦な表面５５Ｃと、軸方向一側にある凹凸形状の裏面５５Ｄとを有している。

裏面５５Ｄには、軸方向内側に凹む凹部５６が周方向に等間隔をあけて複数具体的には５カ所形成されている。これら凹部５６は、それぞれが環状部材５５の径方向に延びて外周面５５Ａと内周面５５Ｂとに抜ける溝状をなしており、その結果、環状部材５５に放射状に並んでいる。凹部５６は、環状部材５５の軸方向における最も内側に位置して環状部材５５の軸方向に直交する平面内に配置される底面５６Ａと、底面５６Ａの環状部材５５の周方向における両端縁部から環状部材５５の軸方向に底面５６Ａから離れるほど互いに離間するように傾斜して延出する一対の側面５６Ｂおよび側面５６Ｂとを有している。

これらの凹部５６が形成される結果、裏面５５Ｄには凹部５６の底面５６Ａよりも軸方向に突出する凸部５７が周方向に等間隔をあけて複数具体的には５カ所形成されている。凸部５７は、環状部材５５の周方向における幅が凹部５６よりも広くなっており、環状部材５５の径方向における長さが凹部５６と同等になっている。これにより、環状部材５５の軸方向の一側には、軸方向に突出する凸部５７と軸方向に凹む凹部５６とが周方向に交互に設けられている。

凸部５７は、底面５６Ａと平行をなす先端面５７Ａとこれに隣り合う側面５６Ｂおよび側面５６Ｂとからなっている。底面５６Ａ、側面５６Ｂおよび先端面５７Ａが裏面５５Ｄを構成している。これに対し、表面５５Ｃは軸方向に凹む凹部は形成されておらず、全面的に平坦面となっている。

図４に示すように、シール材５４は、環状部材５５の内周面５５Ｂ側に設けられるダストリップ部６１、オイルリップ部６２、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５およびチェックリップ部６６と、複数の連結部６７と、環状部材５５の外周面５５Ａ側に設けられるシールリング部６８（外周側シール部）とを有している。

ダストリップ部６１は、環状部材５５の内周面５５Ｂ側から軸方向の一側に円環筒状をなして延出している。ダストリップ部６１は、その内周部が、延出先端側に位置するほど小径となっている。オイルリップ部６２は、環状部材５５の内周面５５Ｂ側から軸方向の他側に円環筒状をなして延出している。オイルリップ部６２は、その内周部が、全体として延出先端側に位置するほど小径となっている。オイルリップ部６２には、その内周部の中間所定位置に段差状をなして径方向内方に突出する円環状の段差部７２が形成されている。内周被覆部６３は、環状部材５５の内周面５５Ｂに固着されており、内周面５５Ｂを覆いつつダストリップ部６１とオイルリップ部６２とを連結している。

表面被覆部６４は、ダストリップ部６１と内周被覆部６３との境界位置から図３（ａ）に示すように径方向外方に一定幅で突出し、図４に示すように環状部材５５の表面５５Ｃの内周面５５Ｂ側の一部に固着されてこれを覆っている。裏面被覆部６５は、オイルリップ部６２と内周被覆部６３との境界位置から径方向外方に一定幅で突出し環状部材５５の裏面５５Ｄの内周面５５Ｂ側の一部に固着されてこれを覆っている。裏面被覆部６５は、軸方向の環状部材５５とは反対側の外面６５Ａが平坦面となっている。裏面被覆部６５は、裏面５５Ｄのすべての凸部５７の先端面５７Ａの内周面５５Ｂ側に固着される平板部８５と、平板部８５から軸方向に突出してそれぞれ凹部５６内に入り込んで図５等に示す底面５６Ａおよび側面５６Ｂ，５６Ｂに固着される複数具体的には５カ所（図４において１カ所のみ図示）の突出部８６とを有している。

図４に示すように、チェックリップ部６６は、裏面被覆部６５の外周縁部から軸方向の環状部材５５とは反対側に円環筒状をなして突出している。ダストリップ部６１、オイルリップ部６２、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５およびチェックリップ部６６が、環状部材５５の内周側に設けられる内周側シール部７５を構成しており、これらはすべて環状部材５５と同軸状をなしている。内周側シール部７５は、その内周被覆部６３、表面被覆部６４および裏面被覆部６５が環状部材５５の内周側に固着されている。

連結部６７は、裏面被覆部６５の外周縁部から径方向外方に延出しており、裏面被覆部６５の対応する突出部８６と環状部材５５の周方向における位置を合わせ径方向に連続して形成されている。複数の連結部６７は、図３（ｃ）に示すようにそれぞれが対応する凹部５６内に入り込んでおり、図３（ｂ）に示すように底面５６Ａおよび側面５６Ｂ，５６Ｂに固着されている。これらの連結部６７は、図３（ｃ）に示すように凹部５６と同様の放射状に形成されている。これらの連結部６７は、それぞれの軸方向の先端面５７Ａ側の外面６７Ａが先端面５７Ａと同一平面に配置されている。なお、連結部６７の外面６７Ａは凸部５７の先端面５７Ａよりも低くなっていても良いが、製造上同一平面とするのが好ましい。

シールリング部６８は、環状部材５５の外周側に固着されて設けられており、すべての連結部６７の裏面被覆部６５とは反対側を繋いでいる。シールリング部６８は、環状部材５５のすべての凸部５７の先端面５７Ａの図３（ｂ）に示す外周面５５Ａ側の端縁部に固着されており、先端面５７Ａから環状部材５５の軸方向の外方に円環筒状をなして突出している。シールリング部６８は、環状部材５５と同軸状をなしている。

図４に示すダストリップ部６１、オイルリップ部６２、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５およびチェックリップ部６６からなる内周側シール部７５と、複数の連結部６７と、シールリング部６８とは、継ぎ目のない同一のシール材５４で形成されている。よって、内周側シール部７５と外周側のシールリング部６８とは、凹部５６に固着される複数の連結部６７で連結されて同一のシール材５４で一体的に形成されている。

つまり、ダストリップ部６１、オイルリップ部６２、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５、チェックリップ部６６およびシールリング部６８の形状のキャビティが形成された金型内に、凹部５６が形成された環状部材５５をセットして、金型を閉じ、予熱されたシール材５４の材料をキャビティに導入して加硫成形する。これにより、ダストリップ部６１、オイルリップ部６２、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５、チェックリップ部６６、複数の連結部６７およびシールリング部６８が一度に成形され、その際に、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５、複数の連結部６７およびシールリング部６８が、環状部材５５に加硫接着された状態となる。

シール材５４が上記形状をなすことで、環状部材５５のすべての凸部５７の先端面５７Ａには、それぞれの裏面被覆部６５とシールリング部６８との間に、シール材５４が設けられていない露出部５７Ｂが形成されている。露出部５７Ｂは、図３（ｃ）に示すように、環状部材５５の周方向に連結部６７と交互に配置されており、言い換えれば、環状部材５５の周方向に断続的に配置されている。図４に示すように、環状部材５５の表面５５Ｃにも、表面被覆部６４よりも径方向外側に、シール材５４が設けられていない露出部５５Ｅが形成されている。この露出部５５Ｅは、図３（ａ）に示すように、環状部材５５の周方向に連続して形成されている。図３（ｂ）に示すように、環状部材５５の外周面５５Ａは、シール材が設けられておらず全面的に露出している。

図４に示すように、シール部材３５には、ダストリップ部６１の外周部に環状のスプリング９５が装着されており、オイルリップ部６２の外周部にも環状のスプリング９６が装着されている。

このようなシール部材３５は、これ以外の、図１に示す外筒１３、内筒１４、ベースバルブ２５、ロッドガイド２６、ピストン３０およびロッド３７が組み立てられた状態で、係止部２３が形成される前の開口部２２が円筒状をなす状態の外筒１３とロッド３７との間に組み込まれる。その際に、シール部材３５は、オイルリップ部６２、裏面被覆部６５、チェックリップ部６６、複数の連結部６７およびシールリング部６８を軸方向のロッドガイド２６側に向けた姿勢で、ロッド３７をオイルリップ部６２、内周被覆部６３およびダストリップ部６１の内側に通しつつ、図２に示すように環状部材５５の外周面５５Ａにおいて外筒１３の内周面１３Ａに挿入され、これより小径の内周面１３Ｂに嵌合される。

すると、シール部材３５は、図３（ｃ）に示す環状部材５５の先端面５７Ａの露出部５７Ｂおよびすべての連結部６７の外面６７Ａが、図２に示すロッドガイド２６の外側環状凸部４５の先端面４５Ｃと軸方向に対向する状態となる。このとき、環状部材５５について見てみると、露出部５７Ｂを含む裏面５５Ｄが、ロッドガイド２６の先端面４５Ｃと軸方向に対向する状態となる。

この状態で、図１に示すように、ロッドガイド２６および環状部材５５の互いに径方向の位置を重ね合わせて対向する対向面となる先端面４５Ｃおよび裏面５５Ｄは、互いに軸方向に当接する当接部となる先端面４５Ｃおよび先端面５７Ａと、互いに軸方向に離間する離間部となる先端面４５Ｃおよび底面５６Ａとを有している。言い換えれば、環状部材５５の軸方向に突出する凸部５７の先端面５７Ａとロッドガイド２６の先端面４５Ｃとが当接部を構成し、環状部材５５の軸方向に凹む凹部５６の底面５６Ａとロッドガイド２６の先端面４５Ｃとが離間部を構成する。そして、連結部６７は離間部を構成する先端面４５Ｃと底面５６Ａとの間位置に設けられている。ここで、図２に示すように、チェックリップ部６６は、ロッドガイド２６の先端面４５Ｃよりも径方向内側に位置しており、シールリング部６８は少なくとも環状部材５５側の端部がロッドガイド２６の先端面４５Ｃよりも径方向外側に位置していて、当接部となる先端面４５Ｃおよび先端面５７Ａの間にはシール材５４が介在しない。

そして、環状部材５５の表面５５Ｃの露出部５５Ｅに加圧治具を当接させてシール部材３５をロッドガイド２６側に所定の力で押し付けながら、外筒１３の開口部２２側を加締めて径方向内方に延出する係止部２３を形成する。すると、外筒１３の係止部２３が、その環状部材５５側の内面２３Ａを環状部材５５の表面５５Ｃの露出部５５Ｅに当接させてこれを押さえることになり、環状部材５５がすべての凸部５７の露出部５７Ｂでロッドガイド２６の先端面４５Ｃに当接する。これにより、図１に示すように外筒１３の底部２１にベースバルブ２５が軸方向に当接し、ベースバルブ２５の当接面２５Ａに内筒１４の一方の端面１４Ａが当接し、内筒１４の他方の端面１４Ｂにロッドガイド２６の当接面２６Ａが当接し、ロッドガイド２６の先端面４５Ｃにシール部材３５の環状部材５５のすべての露出部５７Ｂおよびすべての連結部６７の外面６７Ａが当接し、環状部材５５の露出部５５Ｅに係止部２３の内面２３Ａが当接する。これにより、底部２１、ベースバルブ２５、内筒１４、ロッドガイド２６、シール部材３５および係止部２３が、軸方向に隣り合うもの同士がすべてメタルタッチで当接して積み重ねられた状態となり、ベースバルブ２５、内筒１４、ロッドガイド２６およびシール部材３５が所定の残留軸力を発生させながら底部２１と係止部２３とに挟持される。

このとき、図２に示すように、シール部材３５は環状部材５５の外周側に設けられたシールリング部６８がロッドガイド２６の外側環状凸部４５の外周面４５Ａと外筒１３の内周面１３Ａとに同時に接触することになり、外周面４５Ａの傾斜で内周面１３Ａに押し付けられて外筒１３との隙間をシールする。加えて、シール部材３５は、ダストリップ部６１およびオイルリップ部６２がロッド３７との隙間をシールしており、これらにより、外筒１３とロッド３７との隙間をシールする。また、このとき、ロッドガイド２６の先端面４５Ｃと環状部材５５の先端面５７Ａの露出部５７Ｂとの間にはシール材５４が介在しない状態となっている。さらに、このとき、チェックリップ部６６が、ロッドガイド２６の外側環状凸部４５と内側環状凸部４６との間にあって内側環状凸部４６に当接する。

ここで、チェックリップ部６６は、ロッドガイド２６とロッド３７との隙間から漏れ出た作動流体を連通穴５０を介してリザーバ室１５に流す一方、逆方向の作動流体の流れを規制する逆止弁として機能する。

ダストリップ部６１に嵌合されるスプリング９５は、ダストリップ部６１のロッド３７への密着方向の締付力を一定状態に保つためのものであり、また、設計仕様を満足させるための締め付け力の調整にも用いられる。オイルリップ部６２に嵌合されるスプリング９６は、オイルリップ部６２のロッド３７への密着方向の締付力を調整する。ダストリップ部６１、オイルリップ部６２の締付力が設計仕様を満足する場合にはスプリング９５，９６を設けなくても良い。またスプリング９５，９６の何れか一方のみを設けても良い。

上記した特許文献１に記載のシリンダ装置は、外筒とロッドとの間をシール部材でシールするものであって、シール部材を、内筒に当接するロッドガイドと外筒の端部の加締部とによって軸方向両側から挟持する構造となっている。シール部材は、弾性材料からなるロッドシールと環状円板からなる蓋体とを有しており、加締部とロッドガイドとの間に挟持される際に、蓋体とロッドガイドとの間に弾性材料からなるロッドシールが介在するようになっている。このように弾性材料が介在する状態で加締部とロッドガイドとの間にシール部材を挟持すると、加締め後の残留軸力が不安定になる可能性がある。すると、シール部材による外筒とロッドとの間のシールが不安定になる可能性がある。

これに対し、第１実施形態によれば、ロッドガイド２６と環状部材５５の互いに対向する対向面としての先端面４５Ｃおよび裏面５５Ｄには、互いに当接する当接部としての先端面４５Ｃおよび先端面５７Ａと、互いに離間する離間部としての先端面４５Ｃおよび底面５６Ａとを有しており、内周側シール部７５と外周側のシールリング部６８とが離間部である先端面４５Ｃおよび底面５６Ａの間に設けられる連結部６７で連結されて同一のシール材５４で形成されている。そして、直接接触する当接部である先端面４５Ｃおよび先端面５７Ａには間にシール材５４は介在していない。よって、ロッドガイド２６が内筒１４に対し軸方向内方への移動が規制され、内筒１４もベースバルブ２５および外筒１３に対して軸方向のロッドガイド２６とは反対側への移動が規制されていることから、係止部２３と底部２１とで、シール部材３５の環状部材５５、ロッドガイド２６、内筒１４およびベースバルブ２５を軸方向にリジッドに結合することができる。これにより、係止部２３を加締めた後のこれらの残留軸力が不安定になることを抑制できる。残留軸力が安定することにより、メタルコンタクトしている内筒１４の軸方向端面１４Ａとベースバルブ２５の当接面２５Ａの間の隙間や、内筒１４の軸方向端面１４Ｂとロッドガイド２６の当接面２６Ａの間の隙間を減らすことができ、メタルコンタクト部分のシール性を向上させることが可能となる。

また、特許文献１に記載のシリンダ装置において、加締め後の残留軸力を安定させるために、蓋体の内周側のシール部と、外周側のシール部とを分離して加締部とロッドガイドとの間にシール部材を挟持しない構造にすることも考えられるが、このようにすると、シール部材を製造するための金型を増やす必要が生じたり、生産性の低下を招いてしまう可能性がある。

これに対し、第１実施形態によれば、環状部材５５に、内周側シール部７５と外周側のシールリング部６８と連結部６７とからなる同一のシール材５４を固着して一つのシール部材３５とすることになる。よって、シール材５４の成形時に環状部材５５の凹部５６内をシール材５４の材料を流す流路として使用することができるため、金型を増やす必要がなくなる。その結果、作業数の増大を抑制でき、生産性の低下を抑制することができる。

「第２実施形態」
本発明の第２実施形態を図１，図２，図７〜図９を参照して第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実施形態においては、第１実施形態のシール部材３５と一部異なる図７，図８に示すシール部材３５ａが用いられている。このシール部材３５ａは、第１実施形態とは異なる裏面５５Ｄａを有する環状部材５５ａと、連結部６７とは異なる連結部６７ａを有するシール材５４ａとからなっている。

環状部材５５ａは、図９（ｂ）〜（ｄ）に示すように、裏面５５Ｄａに軸方向外方に突出する凸部５７ａが周方向に等間隔をあけて複数具体的には６カ所形成されている。凸部５７ａは環状部材５５ａの周方向に長く径方向に短い形状をなしており、環状部材５５ａの径方向の中間位置に形成されている。凸部５７ａは環状部材５５ａの軸方向に対し直交する面内に配置される先端面５７Ａａと先端面５７Ａａの周縁部から垂直に延出する環状の壁面５７Ｂａとを有している。

これらの凸部５７ａが形成される結果、裏面５５Ｄａには凸部５７ａの先端面５７Ａａよりも軸方向に凹む凹部５６ａが、図９（ｄ）に示すように周方向に等間隔をあけて複数具体的には６カ所形成されている。これにより、環状部材５５ａの軸方向の一側には、軸方向に突出する凸部５７ａと軸方向に凹む凹部５６ａとが周方向に交互に設けられている。

凹部５６ａは、底面５６Ａａと、環状部材５５ａの周方向に隣り合う壁面５７Ｂａの対向部分とで形成されている。すべての凹部５６ａと内周面５５Ｂとの間には、凹部５６ａのそれぞれの底面５６Ａａと同一平面をなしてこれら底面５６Ａａを繋ぐ環状の内環面５６Ｃａが形成されている。また、これら凹部５６ａと外周面５５Ａとの間には、凹部５６ａのそれぞれの底面５６Ａａと同一平面をなしてこれら底面５６Ａａを繋ぐ環状の外環面５６Ｄａが形成されている。先端面５７Ａａ、壁面５７Ｂａ、底面５６Ａａ、内環面５６Ｃａおよび外環面５６Ｄａが、裏面５５Ｄａを構成している。

図８に示すように、内周側シール部７５ａは、その裏面被覆部６５ａが平板状をなしており、内環面５６Ｃａに固着されている。

連結部６７ａは、図７（ｃ）に示すように、裏面被覆部６５ａの外周縁部から全周にわたって円環状をなして径方向外方に若干延出する内側環状部１１１と、内側環状部１１１の外周縁部から径方向外方に延出してそれぞれ対応する凹部５６ａ内を通る複数具体的には６カ所の中間延出部１１２と、これら中間延出部１１２の内側環状部１１１とは反対側を連結させる外側環状部１１３とを有している。

図８に示すように、内側環状部１１１は、内環面５６Ｃａにおける裏面被覆部６５ａよりも径方向外側に固着されており、すべての中間延出部１１２はそれぞれ対応する凹部５６ａの底面５６Ａａと図７（ｃ）に示す壁面５７Ｂａ，５７Ｂａとに固着されていて、外側環状部１１３は、図８に示すように外環面５６Ｄａに固着されている。内側環状部１１１の環状部材５５ａとは反対側の外面１１１Ａと、すべての中間延出部１１２の環状部材５５ａとは反対側の外面１１２Ａと、外側環状部１１３の環状部材５５ａとは反対側の外面１１３Ａとは、すべての凸部５７ａの先端面５７Ａａと同一平面に配置されている。外面１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａが連結部６７ａの外面６７Ａａを構成している。なお、連結部６７ａの外面６７Ａａは底面５６Ａａからの高さが凸部５７ａの先端面５７Ａａより低くなっていても良いが、製造上同一平面とするのが好ましい。

シールリング部６８は、連結部６７ａの外側環状部１１３の外面１１３Ａの外周部から軸方向に環状部材５５ａから離れる方向に円環筒状をなして突出している。

第２実施形態においても、ダストリップ部６１、オイルリップ部６２、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５ａおよびチェックリップ部６６からなる内周側シール部７５ａと、連結部６７ａと、シールリング部６８とが、同一のシール材５４ａで形成されている。つまり、内周側シール部７５ａとシールリング部６８とが、凹部５６ａの底面５６Ａａと壁面５７Ｂａと内環面５６Ｃａと外環面５６Ｄａとに固着される連結部６７ａで連結されて同一のシール材５４ａで一体的に形成されている。

つまり、ダストリップ部６１、オイルリップ部６２、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５ａ、チェックリップ部６６、シールリング部６８の形状のキャビティが形成された金型内に、環状部材５５ａをセットして、金型を閉じ、予熱されたシール材５４ａの材料をキャビティに導入して加硫成形する。これにより、ダストリップ部６１、オイルリップ部６２、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５ａ、チェックリップ部６６、連結部６７ａおよびシールリング部６８が一度に成形され、その際に、内周被覆部６３、表面被覆部６４、裏面被覆部６５ａおよび連結部６７ａが、環状部材５５ａに加硫接着された状態となる。

シール材５４ａが上記形状をなすことで、環状部材５５ａのすべての凸部５７ａの先端面５７Ａａは、シール材５４ａが設けられておらず露出する。露出する先端面５７Ａａは、環状部材５５ａの周方向において連結部６７ａの中間延出部１１２と交互に配置されており、環状部材５５ａの周方向に断続的に配置されている。

このようなシール部材３５ａが、第１実施形態と同様に、図１，図２に示す係止部２３が形成される前の状態の外筒１３とロッド３７との間に組み込まれる。その際に、シール部材３５ａは、オイルリップ部６２、裏面被覆部６５ａ、チェックリップ部６６、連結部６７ａおよびシールリング部６８を軸方向のロッドガイド２６側に向けた姿勢で、図２に示すロッド３７を、オイルリップ部６２、内周被覆部６３およびダストリップ部６１の内側に通しつつ、環状部材５５ａの外周面５５Ａにおいて外筒１３の内周面１３Ａに挿入され内周面１３Ｂに嵌合される。

すると、シール部材３５ａは、環状部材５５ａの露出する先端面５７Ａａと、連結部６７ａの内側環状部１１１の外面１１１Ａ、中間延出部１１２の外面１１２Ａおよび外側環状部１１３の外面１１３Ａとが、ロッドガイド２６の外側環状凸部４５の先端面４５Ｃと軸方向に対向する状態となる。このとき、環状部材５５ａについて見てみると、先端面５７Ａａを含む裏面５５Ｄａが、ロッドガイド２６の先端面４５Ｃと軸方向に対向する状態となる。

このとき、ロッドガイド２６および環状部材５５ａの互いに径方向の位置を重ね合わせて対向する対向面となる先端面４５Ｃおよび裏面５５Ｄａは、互いに軸方向に当接する当接部となる先端面４５Ｃおよび先端面５７Ａａと、互いに軸方向に離間する離間部となる先端面４５Ｃおよび底面５６Ａａとを有している。そして、連結部６７ａは離間部を構成する先端面４５Ｃと底面５６Ａａとの間位置に設けられている。当接部となる先端面４５Ｃおよび先端面５７Ａの間にはシール材５４ａが介在しない。

そして、環状部材５５ａの表面５５Ｃの露出部５５Ｅに加圧治具を当接させてシール部材３５ａをロッドガイド２６側に所定の力で押し付けながら、外筒１３の開口部２２側を加締めて径方向内方に延出する係止部２３を形成する。すると、外筒１３の係止部２３が、内面２３Ａをシール部材３５ａの環状部材５５ａの表面５５Ｃの露出部５５Ｅに当接させてこれを押さえることになり、環状部材５５ａがすべての凸部５７ａの先端面５７Ａａでロッドガイド２６の外側環状凸部４５の先端面４５Ｃに当接させる。これにより、シール部材３５ａは、その環状部材５５ａの先端面５７Ａａと、ロッドガイド２６の先端面４５Ｃとの間にシール材５４ａを介在させない状態で、ロッドガイド２６および係止部２３に環状部材５５ａをメタルタッチで当接させる状態となる。

以上の第１，第２実施形態では、シール部材３５の環状部材５５あるいはシール部材３５ａの環状部材５５ａをロッドガイド２６に軸方向に当接させる場合を例にとり説明したが、外筒１３内のシール部材３５，３５ａよりも軸方向の内側に、内筒１４に対する軸方向内方への移動（変形も含む）が規制されて設けられる内側環状部材であれば、ロッドガイド２６以外の内側環状部材に当接させても良い。この内側環状部材は、例えば、シール部材３５の環状部材５５あるいはシール部材３５ａの環状部材５５ａと、ロッドガイド２６との間に介装される実質的に弾性を有さない金属製のワッシャ等である。

以上の実施形態では油圧緩衝器をシリンダ装置として示したが、本発明は、アクティブサスペンション、ガス圧緩衝器等のシリンダ装置にも適用可能である。加えて、シリンダの軸方向両側からロッドが突出するタイプのシリンダ装置にも適用可能である。つまり、外筒の少なくとも一端からロッドが突出するタイプのシリンダ装置に適用可能である。

以上に述べた実施形態のシリンダ装置は、外筒と、前記外筒の内周側に設けられる内筒と、前記外筒の少なくとも一端から突出するロッドと、前記外筒の一端側の内部に、前記内筒に対する軸方向内方への移動が規制されて設けられる内側環状部材と、前記内側環状部材よりも軸方向外側の前記外筒の一端側の内部に設けられる外側環状部材と、前記外側環状部材の内周側に設けられて前記ロッドに摺接する内周側シール部と、前記外側環状部材の外周側に設けられて前記内側環状部材と前記外筒とに接触する外周側シール部と、を備え、前記内側環状部材および前記外側環状部材の互いに対向する対向面には、互いに当接する当接部と、互いに離間する離間部とが設けられ、前記内周側シール部と前記外周側シール部とは前記離間部に設けられる連結部で連結されて同一のシール材で形成されている。このように、内側環状部材と外側環状部材との対向面に直接接触する当接部を設けているため、内筒に対し軸方向内方への移動が規制されている内側環状部材に対して、外側環状部材を当接させることができる。よって、残留軸力が不安定になることを抑制できる。したがって、シール部材による外筒とロッドとの間のシール性を向上させることが可能となる。

また、前記外側環状部材の軸方向の一側には、軸方向に突出して前記当接部を構成する凸部と、軸方向に凹んで前記離間部を構成する凹部とが設けられ、前記連結部が前記凹部内に設けられている。このため、内側環状部材の形状を簡素化することができる。よって、内側環状部材の製造コストを抑制することができる。

また、前記外側環状部材に、前記内周側シール部と前記外周側シール部と前記連結部とが固着されている。これにより、外側環状部材に、内周側シール部と外周シール部と連結部とからなる同一のシール材を固着して一つのシール部材とする成形を行う場合に、外側環状部材の凹部内をシール材の材料を流す流路として使用することができる。よって、シール材の成形時の金型を増やす必要がなくなる。その結果、作業数の増大を抑制でき、生産性の低下を抑制することができる。

また、上記実施形態のシール部材は、環状部材と、前記環状部材の内周側に固着される内周側シール部と、前記環状部材の外周側に固着される外周側シール部と、を有し、前記環状部材の軸方向の一側には、軸方向に突出する凸部と軸方向に凹む凹部とが設けられ、前記内周側シール部と前記外周側シール部とは前記凹部に固着される連結部で連結されて同一のシール材で形成されており、前記凸部の先端面が露出している。これにより、環状部材と他の部材を軸方向に当接させることができるため、シール性を向上させることが可能となる。加えて、環状部材に、内周側シール部と外周シール部と連結部とからなる同一のシール材を固着する際に環状部材の凹部内をシール材の材料を流す流路として使用することができる。これにより、シール材の成形時の金型を増やす必要がなくなり、また、作業数の増大を抑制でき、生産性の低下を抑制することができる。

１１ シリンダ装置
１３ 外筒
１４ 内筒
２６ ロッドガイド（内側環状部材）
３５，３５ａ シール部材
３７ ロッド
４５Ｃ 先端面（対向面，当接部，離間部）
５４，５４ａ シール材
５５，５５ａ 環状部材（外側環状部材）
５５Ｄ，５５Ｄａ 裏面（対向面）
５６，５６ａ 凹部
５６Ａ，５６Ａａ 底面（離間部）
５７，５７ａ 凸部
５７Ａ，５７Ａａ 先端面（当接部）
６８ シールリング部（外周側シール部）
６７，６７ａ 連結部
７５，７５ａ 内周側シール部

Claims (4)

1. 外筒と、
   前記外筒の内周側に設けられる内筒と、
   前記外筒の少なくとも一端から突出するロッドと、
   前記外筒の一端側の内部に、前記内筒に対する軸方向内方への移動が規制されて設けられる内側環状部材と、
   前記内側環状部材よりも軸方向外側の前記外筒の一端側の内部に設けられる外側環状部材と、
   前記外側環状部材の内周側に設けられて前記ロッドに摺接する内周側シール部と、
   前記外側環状部材の外周側に設けられて前記内側環状部材と前記外筒とに接触する外周側シール部と、を備え、
   前記内側環状部材および前記外側環状部材の互いに対向する対向面には、互いに当接する当接部と、互いに離間する離間部とが設けられ、
   前記内周側シール部と前記外周側シール部とは前記離間部に設けられる連結部で連結されて同一のシール材で形成されていることを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記外側環状部材の軸方向の一側には、
   軸方向に突出して前記当接部を構成する凸部と、
   軸方向に凹んで前記離間部を構成する凹部とが設けられ、
   前記連結部が前記凹部内に設けら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。
3. 前記外側環状部材に、前記内周側シール部と前記外周側シール部と前記連結部とが固着されていることを特徴とする請求項１または２記載のシリンダ装置。
4. 環状部材と、
   前記環状部材の内周側に固着される内周側シール部と、
   前記環状部材の外周側に固着される外周側シール部と、を有し、
   前記環状部材の軸方向の一側には、軸方向に突出する凸部と軸方向に凹む凹部とが設けられ、
   前記内周側シール部と前記外周側シール部とは前記凹部に固着される連結部で連結されて同一のシール材で形成されており、
   前記凸部の先端面が露出していることを特徴とするシール部材。

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