JP2022087446A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の耐久性を向上させることが可能となるシリンダ装置を提供する。
【解決手段】作動流体が封入されるシリンダ部１５と、シリンダ部１５内に設けられ、シリンダ部１５内を２室に区画するピストンと、ピストンに接続されると共にシリンダ部１５の一側から外側に延びるピストンロッド３１と、シリンダ部１５の前記一側に設けられてピストンロッド３１を案内するロッドガイド２１と、シリンダ部１５の前記一側であってシリンダ部１５の軸方向における内外方向のロッドガイド２１よりも外側に設けられ、内周部でピストンロッド３１に摺接するシール部材２３と、を有し、シリンダ部１５の軸方向における内外方向のシール部材２３よりも外側に第１軸受部材１０２が設けられており、ピストンロッド３１は、第１軸受部材１０２に対し移動可能な径方向の移動量が、ロッドガイド２１に対し移動可能な径方向の移動量よりも大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダ装置に関する。

オイルシールにダストが侵入することを防止するため、オイルシールの外側にシール部材を設ける構成がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７－２７８４５９号公報

シリンダ装置において、シール部材の耐久性を向上させることが望まれている。

本発明は、シール部材の耐久性を向上させることが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、シリンダ部の軸方向における内外方向のシール部材よりも外側に第１軸受部材が設けられており、ピストンロッドは、前記第１軸受部材に対し移動可能な径方向の移動量が、ロッドガイドに対し移動可能な径方向の移動量よりも大きい、構成とした。

本発明によれば、シール部材の耐久性を向上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を示す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外側シール部材の変形例を示す部分拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るシリンダ装置を示す部分拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係るシリンダ装置を示す部分拡大断面図である。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置を図１～図３を参照して以下に説明する。図１に示す第１実施形態のシリンダ装置１は、自動車や鉄道車両等の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１は、シリンダ装置本体２とバンパキャップ３とを有している。シリンダ装置本体２は、円筒状の金属製の内筒１２と、内筒１２よりも大径で内筒１２の外周側に設けられ内筒１２との間にリザーバ室１３を形成する有底筒状の金属製の外筒１４とを有している。つまり、シリンダ装置１は、外筒１４および内筒１２がシリンダ部１５を構成する複筒式の緩衝器である。シリンダ部１５内には作動流体が封入される。

まず、シリンダ装置本体２について説明する。

外筒１４は、円筒状の側壁部１７と、側壁部１７の軸方向の一端側を閉塞する底部１８とからなっている。内筒１２は円筒状をなしている。内筒１２は、その軸方向の一端部に取り付けられた円環状のベースバルブ部材２０を介して外筒１４の底部１８に係合されている。また、内筒１２は、その軸方向の他端部に取り付けられた円環状のロッドガイド２１を介して外筒１４の側壁部１７の底部１８とは反対の開口部１９側に係合されている。外筒１４の開口部１９は、内筒１２よりも軸方向の外側にあり、よって、シリンダ部１５の開口部にもなっている。

ベースバルブ部材２０は、内筒１２に嵌合し固定された状態で外筒１４の底部１８に載置されており、その際に、外筒１４に対して径方向に位置決めされる。これにより、内筒１２の軸方向の一端部がベースバルブ部材２０を介して外筒１４と同軸状に配置される。ロッドガイド２１は、内筒１２と外筒１４の側壁部１７とに嵌合することで、内筒１２の軸方向の他端部を外筒１４と同軸状に配置する。このように軸方向の両端側がベースバルブ部材２０およびロッドガイド２１を介して外筒１４に係合することで、内筒１２は、外筒１４に対して同軸状をなすように径方向に位置決めされる。

内筒１２と外筒１４とからなるシリンダ部１５は、その軸方向の一側に、開口部１９およびロッドガイド２１が設けられており、軸方向の他側に、外筒１４の底部１８およびベースバルブ部材２０が設けられている。ここで、シリンダ部１５の開口部１９近傍において、シリンダ部１５の軸方向における底部１８とは反対側すなわち外側を内外方向外側とし、底部１８側すなわち内側を内外方向内側とする。

ロッドガイド２１に対して底部１８とは反対側には、円環状のシール部材２３が配置されている。シール部材２３は、シリンダ部１５の軸方向の一側である開口部１９側であってシリンダ部１５の軸方向における内外方向のロッドガイド２１よりも外側に設けられている。このシール部材２３もロッドガイド２１と同様に外筒１４の側壁部１７の開口部１９側の内周部に嵌合されている。外筒１４の軸方向における底部１８とは反対側の端部には、径方向内方に折り曲げられることによって係止部２４が形成されており、シール部材２３は、シリンダ部１５の軸方向における内外方向の外側がこの係止部２４で係止されることで、シリンダ部１５の一端側に支持されている。シール部材２３はオイルシールである。

内筒１２内には、ピストン２５が摺動可能に嵌装されている。このピストン２５は、内筒１２内に第１室２８と第２室２９とを画成している。言い換えれば、シリンダ部１５内に設けられたピストン２５が、シリンダ部１５内を第１室２８と第２室２９との２室に区画している。第１室２８は、内筒１２内のピストン２５とロッドガイド２１との間に設けられており、第２室２９は、内筒１２内のピストン２５とベースバルブ部材２０との間に設けられている。内筒１２内の第２室２９は、ベースバルブ部材２０によってリザーバ室１３と画成されている。第１室２８および第２室２９には作動流体としての油液が封入され、リザーバ室１３には作動流体としての油液およびガスが封入されている。

ピストン２５には金属製のピストンロッド３１がナット３２によって接続されている。ピストンロッド３１は、ロッドガイド２１およびシール部材２３を通ってシリンダ部１５の一側からシリンダ部１５の軸方向における内外方向の外側へと延出している。ピストンロッド３１は、一定外径の円柱状の主軸部３３を有しており、この主軸部３３において、ロッドガイド２１およびシール部材２３のそれぞれの内側に摺動可能に挿通されている。ピストンロッド３１には、主軸部３３の軸方向におけるピストン２５とは反対側に、車体側への取付用の取付軸部材３０が溶接により固定されている。

ピストンロッド３１は、軸方向の一端側が外筒１４および内筒１２内に配置され、軸方向の他端側が外筒１４および内筒１２の外部に配置されている。ロッドガイド２１は、ピストンロッド３１をシリンダ部１５に対して同軸状をなすように径方向に位置決めした状態で軸方向に移動可能に案内する。ピストンロッド３１は、ピストン２５に同軸状に固定されており、ピストン２５と一体に軸方向に移動する。ピストン２５は、ピストンロッド３１をシリンダ部１５に対して同軸状をなすように径方向に位置決めした状態でピストンロッド３１と共に軸方向に移動する。

シール部材２３は、ピストンロッド３１の主軸部３３を内側に挿通させており、その内周部でピストンロッド３１の主軸部３３に摺接する。シール部材２３は、外筒１４とピストンロッド３１との間を閉塞して、内筒１２内の油液と、リザーバ室１３内のガスおよび油液とが外部に漏出するのを規制する。

ピストン２５には、軸方向に貫通する通路３４および通路３５が形成されている。通路３４，３５は、第１室２８と第２室２９とを連通可能となっている。ピストン２５には、ピストン２５に当接することで通路３４を閉塞可能な円環状のディスクバルブ３６が軸方向の底部１８とは反対側に設けられている。また、ピストン２５には、ピストン２５に当接することで通路３５を閉塞可能な円環状のディスクバルブ３７が軸方向の底部１８側に設けられている。

ディスクバルブ３６は、ピストンロッド３１が内筒１２および外筒１４内への進入量を増やす縮み側に移動しピストン２５が第２室２９を狭める方向に移動して第２室２９の圧力が第１室２８の圧力よりも所定値以上高くなると通路３４を開くことになり、その際に減衰力を発生させる。ディスクバルブ３７は、ピストンロッド３１が内筒１２および外筒１４からの突出量を増やす伸び側に移動しピストン２５が第１室２８を狭める方向に移動して第１室２８の圧力が第２室２９の圧力よりも所定値以上高くなると通路３５を開くことになり、その際に減衰力を発生させる。

ベースバルブ部材２０には、軸方向に貫通する通路４１および通路４２が形成されている。通路４１，４２は第２室２９とリザーバ室１３とを連通可能となっている。ベースバルブ部材２０には、その軸方向の底部１８側に、ベースバルブ部材２０に当接することで通路４１を閉塞可能な円環状のディスクバルブ４３が配置され、その軸方向の底部１８とは反対側に、ベースバルブ部材２０に当接することで通路４２を閉塞可能な円環状のディスクバルブ４４が配置されている。

ディスクバルブ４３は、ピストンロッド３１が縮み側に移動して第２室２９の圧力がリザーバ室１３の圧力よりも所定値以上高くなると通路４１を開くことになり、その際に減衰力を発生させる。ディスクバルブ４４は、ピストンロッド３１が伸び側に移動しピストン２５が第１室２８側に移動して第２室２９の圧力がリザーバ室１３の圧力より下降すると通路４２を開くことになるが、その際にリザーバ室１３から第２室２９内に実質的に減衰力を発生させずに油液を流すサクションバルブである。

外筒１４の底部１８の外側には、筒状の取付アイ４６が固定されている。シリンダ装置本体２は、ピストンロッド３１に固定された取付軸部材３０とシリンダ部１５に固定された取付アイ４６とが取り付け対象の相対移動部分に取り付けられる。シリンダ装置本体２は、取り付け対象部分の相対移動によって取付軸部材３０およびピストンロッド３１と一体にピストン２５がシリンダ部１５の内筒１２内を軸方向に摺動して第１室２８および第２室２９の容積を変化させ、その際にピストン２５およびベースバルブ部材２０に生じる油液の流通抵抗で減衰力を発生させる。シリンダ装置本体２は、例えば取付軸部材３０が車両の車体側に連結され、取付アイ４６が車両の車輪側に連結されて、車輪の車体に対する移動に対して減衰力を発生させる。

図２に示すように、ロッドガイド２１は、段付きの円環状をなし、軸方向一側に大径部５１が形成され、軸方向他側に大径部５１よりも外径が小径の小径部５２が形成されたロッドガイド本体５３と、ロッドガイド本体５３の内周部に嵌合されて固定されたブッシュ５４（第２軸受部材）とを有している。大径部５１および小径部５２は同軸状に形成されており、ロッドガイド２１は、ロッドガイド本体５３の大径部５１において外筒１４の内周面に嵌合し、小径部５２において内筒１２の内周面に嵌合する。

ロッドガイド本体５３は、金属製である。ロッドガイド本体５３は、その軸方向の大径部５１側の端部に、軸方向外方に突出する円環状の環状凸部５５が形成されている。環状凸部５５には、その径方向の内側位置に、ロッドガイド２１を軸方向に沿って貫通する連通穴５６が形成されている。連通穴５６は、ロッドガイド２１の軸方向における環状凸部５５とは反対側が外筒１４と内筒１２との間のリザーバ室１３に開口している。

ブッシュ５４は円筒状である。ブッシュ５４は、例えば、ＳＰＣＣ材やＳＰＣＥ材などの金属製の円筒体の内周にフッ素樹脂含浸青銅が被覆されて形成されている。ピストンロッド３１は、このブッシュ５４内に挿通されており、その主軸部３３がこのブッシュ５４の内周部に摺接する。言い換えれば、ロッドガイド２１の内周部に、ピストンロッド３１と摺接するブッシュ５４が設けられている。

シール部材２３は、合成ゴム製のシール材６１に金属製の環状部材６２が埋め込まれた一体成形品であるシール部材本体６３と、金属製の環状のスプリング６４と、金属製の環状のスプリング６５とを有している。環状部材６２は、シール材６１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本体６３に生じさせるものである。シール部材本体６３は、径方向の環状部材６２の位置がロッドガイド２１の環状凸部５５と外筒１４の係止部２４とに挟持されてシリンダ部１５の一端側に支持されている。

シール材６１は、ダストリップ部７１、オイルリップ部７２、シールリング部７３およびチェックリップ部７４を有している。

ダストリップ部７１は、環状部材６２の内周面側からシリンダ部１５の軸方向における内外方向の外側に筒状をなして延出している。オイルリップ部７２は、環状部材６２の内周面側からシリンダ部１５の軸方向における内外方向の内側へ筒状をなして延出している。シール部材本体６３は、これらオイルリップ部７２およびダストリップ部７１の内側にピストンロッド３１の主軸部３３を摺接可能に挿通させており、これらダストリップ部７１およびオイルリップ部７２がピストンロッド３１の主軸部３３との隙間をシールする。

シールリング部７３は、環状部材６２の外周面側から軸方向のオイルリップ部７２と同側に円環状をなして突出している。シールリング部７３は、ロッドガイド２１の環状凸部５５と外筒１４とに同時に接触して外筒１４とロッドガイド２１との隙間をシールする。

チェックリップ部７４は、環状部材６２の径方向の中間位置から軸方向のオイルリップ部７２と同側に円環筒状をなして突出している。チェックリップ部７４は、ロッドガイド２１の環状凸部５５よりも径方向内側に当接している。チェックリップ部７４は、ロッドガイド２１とピストンロッド３１の主軸部３３との隙間からシール部材２３側に漏れ出た作動流体を連通穴５６を介してリザーバ室１３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。

スプリング６４，６５は、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。スプリング６４は、ダストリップ部７１の外周部に装着されてダストリップ部７１を径方向内方に押圧する。スプリング６５は、オイルリップ部７２の外周部に装着されてオイルリップ部７２を径方向内方に押圧する。

シール部材２３は、そのダストリップ部７１およびスプリング６４が、外筒１４の係止部２４の径方向内側の開口部１９を通って外筒１４つまりシリンダ部１５からシリンダ部１５の軸方向における内外方向の外側に突出している。

次に、バンパキャップ３について説明する。

バンパキャップ３は、シリンダ部１５にその開口部１９側を覆って取り付けられてシール部材２３を保護するものである。バンパキャップ３は、金属製の板材から塑性変形により形成される継ぎ目のない一体成形品である。バンパキャップ３は、固定部８１とカバー部８２と嵌合ガイド部８３と保持部８４とを有している。

固定部８１は、段付きの円筒状であり、シリンダ部１５の外筒１４の側壁部１７にその外周面を覆うように嵌合されて固定される。カバー部８２は、固定部８１の軸方向の一端側から径方向内方に延出する。カバー部８２は、シリンダ部１５の開口部１９を、シリンダ部１５の軸方向における内外方向の外側で覆うように広がっている。嵌合ガイド部８３は、固定部８１の軸方向におけるカバー部８２とは反対側に設けられ、固定部８１から軸方向に離れるほど大径となるように拡径して延出するテーパ状をなしている。なお、図示は略すが、固定部８１および嵌合ガイド部８３には、嵌合ガイド部８３の軸方向における固定部８１とは反対側の端部から固定部８１の中間所定位置まで延びる切欠きが周方向に等間隔で複数形成されている。

保持部８４は、カバー部８２の内周縁部から軸方向における固定部８１と同側に延出する円筒状の延出部９１と、延出部９１の軸方向におけるカバー部８２とは反対側の端部で径方向内方に折り返される折返部９２と、折返部９２の延出部９１とは反対側の端部から延出部９１の内周部に密着しつつ軸方向のカバー部８２側にカバー部８２の手前まで延出する円筒状の保持本体部９３と、保持本体部９３の軸方向の折返部９２とは反対側の端部から径方向内方に突出する突出部９４とを有している。いずれも円筒状の固定部８１、延出部９１および保持本体部９３は、同軸状に配置されている。
固定部８１は、段差状をなして軸方向からの荷重を受ける延出部８１’を持ち、この延出部８１’が係止部２４に当接することで、折返部９２とダストリップ部７１とが接触しない構造とする。

バンパキャップ３は、金属製の板材からプレス成形等により形成される。バンパキャップ３は、例えば、板材からカバー部８２を平板状に残しつつカバー部８２の外周縁部から固定部８１を塑性変形によりカバー部８２の厚さ方向一側に延出させ、さらに嵌合ガイド部８３を塑性変形により延出させる。それと共に、カバー部８２の内周縁部から延出部９１および後に保持本体部９３となる部分を塑性変形によりカバー部８２の厚さ方向一側に延出させる。その後、この延出部分を軸方向中間位置で径方向内方に折り返しつつカバー部８２側に延出させる。これにより、延出部９１、折返部９２および保持本体部９３を形成する。折返部９２および保持本体部９３の内周部を仕上げる際に、プレス型は、折返部９２および保持本体部９３の内周部を、これらの軸方向に折返部９２側から移動してしごくことになる。すると、その最後に保持本体部９３の軸方向における折返部９２とは反対側の端部に径方向内方に突出するカエリが生じる。このカエリ部分が突出部９４となる。

バンパキャップ３は、折返部９２、保持本体部９３および突出部９４の径方向内側が、シリンダ装置本体２のピストンロッド３１を挿通させる挿通孔９６となっている。挿通孔９６の最小内径は、突出部９４の最小内径であり、この最小内径は、ピストンロッド３１の主軸部３３の外径よりも大径となっている。バンパキャップ３は、挿通孔９６にピストンロッド３１を挿通させながら、嵌合ガイド部８３を先頭にして、シリンダ装置本体２の側壁部１７の開口部１９側に被せられ、固定部８１において、延出部８１’を係止部２４に当接させるまで側壁部１７の開口部１９側の外周部に嵌合されて固定される。この状態で、バンパキャップ３は、シリンダ部１５の軸方向における内外方向のシール部材２３よりも外側に、ピストンロッド３１を挿通させる挿通孔９６を配して設けられる。

バンパキャップ３の保持本体部９３の内周部には、軸方向の突出部９４側にパッキンタイプの外側シール部材１０１（外側シール部）が嵌合されている。バンパキャップ３の保持本体部９３および折返部９２の内周部には、外側シール部材１０１よりも軸方向の折返部９２側に、外側シール部材１０１とは別体で外側シール部材１０１よりも剛性が高い軸受部材１０２（第１軸受部材）が嵌合されて固定されている。軸受部材１０２は、シール部材２３のシール材６１よりも剛性が高い。軸受部材１０２がバンパキャップ３の内周部に固定されることにより、外側シール部材１０１は突出部９４と軸受部材１０２とで挟まれて、これらの間に保持される。言い換えれば、バンパキャップ３の内周部には、圧入され固定された軸受部材１０２との間に外側シール部材１０１を保持する部分としての突出部９４が形成されている。

外側シール部材１０１は伸縮可能な円環状であり、ピストンロッド３１の主軸部３３を内側に挿通させている。外側シール部材１０１は、外周部がバンパキャップ３の保持本体部９３に全周にわたって圧接すると共に、内周部がピストンロッド３１の主軸部３３に全周にわたって圧接する。これにより、外側シール部材１０１は、バンパキャップ３の保持本体部９３とピストンロッド３１の主軸部３３との隙間をシールしつつピストンロッド３１を軸方向移動可能に摺接させる。

軸受部材１０２は、円筒状であり、ピストンロッド３１の主軸部３３を内側に径方向に隙間をもって挿通させている。シリンダ部１５の軸方向における内外方向のシール部材２３よりも外側に、この軸受部材１０２が設けられている。軸受部材１０２は、ピストンロッド３１との間をシールするものではなく、ピストンロッド３１の径方向の移動を規制しつつ軸方向の移動を案内する。軸受部材１０２の内周部とピストンロッド３１の主軸部３３の外周部との間には径方向に若干の隙間がある。軸受部材１０２は、その内周部の全体においてピストンロッド３１との間に径方向の隙間を設けることが可能となっている。

ロッドガイド２１のブッシュ５４は、ピストンロッド３１の径方向の移動を規制しつつ軸方向の移動を案内する。一方で、ブッシュ５４は、シール部材２３の潤滑のためシール部材２３へ第１室２８からの油液を供給するようになっている。そのために、ブッシュ５４の内周部とピストンロッド３１の主軸部３３の外周部との間には径方向に微小の隙間がある。ブッシュ５４は、その内周部の全体においてピストンロッド３１との間に径方向の隙間を設けることが可能となっている。

そして、軸受部材１０２の内周部と主軸部３３の外周部との径方向の隙間は、ブッシュ５４の内周部と主軸部３３の外周部との間の径方向の隙間よりも大きい。言い換えれば、軸受部材１０２の内径は、ブッシュ５４の内径よりも大径である。さらに言い換えれば、軸受部材１０２の内径と主軸部３３の外径との差は、ブッシュ５４の内径と主軸部３３の外径との差よりも大きい。その結果、ピストンロッド３１は、軸受部材１０２に対し移動可能な径方向の移動量が、ロッドガイド２１に対し移動可能な径方向の移動量よりも大きくなっている。

バンパキャップ３には、シリンダ部１５への組み付け前に、保持本体部９３内に軸方向の折返部９２側から外側シール部材１０１が突出部９４の手前まで嵌合され、その後、軸受部材１０２が折返部９２および保持本体部９３内に軸方向の折返部９２側から圧入される。その際に、圧入治具は折返部９２に当接し停止して、軸受部材１０２を折返部９２と面一とする。このようにして、バンパキャップ３に外側シール部材１０１と軸受部材１０２とが組み付けられる。

このように外側シール部材１０１と軸受部材１０２とが組み付けられた状態のバンパキャップ３が、別途組み立てられた状態にあってピストンロッド３１に図１に示す取付軸部材３０が固定される前の状態にあるシリンダ装置本体２のピストンロッド３１を挿通孔９６の内側に挿通させる。その際に、ピストンロッド３１は軸受部材１０２の内側に隙間をもって挿通され、外側シール部材１０１の内側に締め代をもって嵌合される。そして、バンパキャップ３は、嵌合ガイド部８３において、シリンダ装置本体２の側壁部１７の開口部１９側に被せられ、その後、固定部８１において側壁部１７の開口部１９側の外周部に所定長さ嵌合されることにより、シリンダ装置本体２に固定される。このとき、バンパキャップ３は、その折返部９２および軸受部材１０２がシリンダ装置本体２のシール部材２３との間に軸方向に所定距離の間隔をあける。

なお、固定部８１の軸方向におけるカバー部８２側の部分を、固定部８１の軸方向における嵌合ガイド部８３側の部分よりも小径として、これらの間に延出部８１’を形成し、この延出部８１’をシリンダ部１５の係止部２４に突き当てることで、それ以上のバンパキャップ３のシリンダ部１５への嵌合を規制するようにしている。これにより、バンパキャップ３を容易にシリンダ部１５に対して軸方向に位置決めすることができる。

バンパキャップ３が取り付けられた状態のシリンダ装置本体２のピストンロッド３１に、図１に示す取付軸部材３０が溶接等で固定されてシリンダ装置１となる。

このように組み立てられたシリンダ装置１は、図２に示すように、シリンダ部１５の軸方向における内外方向のシール部材２３よりも外側に、ピストンロッド３１を受ける軸受部材１０２が設けられている。軸受部材１０２は、ピストンロッド３１との隙間をシールせずにピストンロッド３１をその径方向移動を制限しつつ軸方向移動可能に受ける。

また、シリンダ装置１は、シリンダ部１５の軸方向における内外方向の軸受部材１０２よりも外側に、外側シール部材１０１が設けられている。外側シール部材１０１は、バンパキャップ３とピストンロッド３１との隙間をシールすることにより、この隙間を介しての外部から軸受部材１０２およびシリンダ部１５側へのダストおよび水等の侵入を抑制する。すなわち、外側シール部材１０１はダストシールである。

そして、シリンダ装置１は、図１に示す取付軸部材３０が車体側に連結され、図１に示す取付アイ４６が車輪側に連結される。その際に、シリンダ装置１のバンパキャップ３と車体側との間に、弾性樹脂材料からなるバンプラバー１１１が配置される。バンプラバー１１１は、蛇腹状の筒状体であり、内側にピストンロッド３１の主軸部３３を挿通させた状態で上端が車体側に支持される。バンパキャップ３は、このバンプラバー１１１の下端部に当接して、バンプラバー１１１のシール部材２３への当接を規制する。

上記した特許文献１には、オイルシールにダストが侵入することを抑制するため、オイルシールの外側にシール部材を設けたシリンダ装置が開示されている。シリンダ装置においては、ピストンロッドがピストンとロッドガイドとの２点において径方向に支持される構造となっているものがあるが、このような構造の場合、ピストンが伸び切り位置に近いとき、支持点同士の距離が近くなってしまう。すると、シリンダに対するピストンロッドの倒れや偏心を抑制できず、シール部材に偏摩耗を生じてしまう可能性がある。その結果、シール部材の寿命に影響を及ぼす可能性がある。

これに対して、第１実施形態のシリンダ装置１は、シリンダ部１５の軸方向における内外方向のシール部材２３よりも外側に軸受部材１０２が設けられているため、ピストン２５およびロッドガイド２１に、ロッドガイド２１よりもピストン２５とは離れた位置の軸受部材１０２を加えた合計３点で、ピストンロッド３１を径方向に支持することができる。これにより、ピストン２５が伸び切り位置に近いときであっても、シリンダ部１５に対するピストンロッド３１の倒れおよび偏心を抑制することができ、シール部材２３に生じる偏摩耗を抑制することができる。その結果、シール部材２３の耐久性を向上させることができる。よって、シール部材２３の密封性（耐ダスト性や油液の掻き取り性）を長期にわたって確保することができる。

また、ピストンロッド３１は、軸受部材１０２に対し移動可能な径方向の移動量が、ロッドガイド２１に対し移動可能な径方向の移動量よりも大きいため、シリンダ装置１が通常の作動状態にあるときの軸受部材１０２によるピストンロッド３１の摺動性への影響を抑制することができる。

また、ロッドガイド２１の内周部に、ピストンロッド３１と摺接するブッシュ５４が設けられているため、ピストンロッド３１の軸受部材１０２に対する径方向の移動量をロッドガイド２１に対する径方向の移動量よりも大きくすることが、精度良く容易にできる。

また、シリンダ部１５の軸方向における内外方向のシール部材２３よりも外側にピストンロッド３１を挿通させる挿通孔９６を配して、バンプラバー１１１に当接するバンパキャップ３が設けられており、軸受部材１０２が、このバンパキャップ３の内周部に固定されている。よって、バンパキャップ３を軸受部材１０２の支持部材として用いることができる。これにより、部品点数およびコストの増大を抑制することができる。

また、シリンダ部１５の軸方向における内外方向の軸受部材１０２よりも外側に、外部からシリンダ部１５側へのダストの侵入を抑制する外側シール部材１０１が設けられているため、軸受部材１０２およびシール部材２３をダストから保護することができる。

また、外側シール部材１０１が、バンパキャップ３の内周部に支持されている。よって、バンパキャップ３を外側シール部材１０１の支持部材として用いることができる。これにより、部品点数およびコストの増大を抑制することができる。

また、バンパキャップ３の内周部には、圧入され固定された軸受部材１０２との間に外側シール部材１０１を保持する突出部９４が形成されているため、外側シール部材１０１を良好に保持することができる。

ここで、バンパキャップ３の素材としては、プレス加工により形成することから、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ材）を採用することができる。冷間圧延鋼板以外にも、例えば、熱間圧延鋼板（ＳＰＨ材、ＳＡＰＨ材）、表面処理鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、一般構造用圧延材（ＳＳ材）、機械構造用炭素鋼鋼材（ＳＣ材）など、プレス加工可能な種々の金属を被加工材として採用できる。

なお、プレス加工以外にも、切削加工、研削加工、鋳造、焼結等でバンパキャップ３を製造することができる。例えば、切削加工、研削加工、鋳造、焼結等でバンパキャップ３を製造する場合、保持部８４は、折り返し形状ではない単なる筒状となる。また、この場合も、この保持部８４の軸方向におけるカバー部８２側の内周部に、径方向内方に突出する突出部９４を形成することになる。

軸受部材１０２としては、ピストンロッド３１と摺接するため、摺動性および耐摩耗性を確保する必要があることから自己潤滑材が用いられる。このため、軸受部材１０２は、焼結などで円筒状に成形された金属の表面に摺動性の良い樹脂を含浸させたものが良い。この樹脂としては、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）を採用することができる。ＰＴＦＥ以外にも、例えば、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）、ＰＡ（ポリアミド樹脂）、ＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）、超高分子量ＰＥ（ポリエチレン樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート樹脂）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド樹脂）などの滑り特性および耐摩耗性に優れている樹脂を採用することができる。また、軸受部材１０２は、二硫化モリブデン、グラファイト、ＰＴＦＥなどの固体潤滑材を含んだものや、ＤＬＣコーティング、ＣｒＮコーティング、ＰＴＦＥコーティングなど、滑り特性および耐摩耗性に優れた表面処理を施したものでも良い。

外側シール部材１０１としても、ピストンロッド３１と摺接するため、摺動性および耐摩耗性を確保する必要があることから自己潤滑材が用いられる。外側シール部材１０１としてはＰＴＦＥのパッキンを採用することができる。ＰＴＦＥのパッキン以外にも、例えば、ＮＲ（天然ゴム）、ＩＲ（合成天然ゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ＡＣＭ（アクリルゴム）、Ｕ（ウレタンゴム）、Ｈ－ＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＶＭＱ（シリコーンゴム）、ＦＶＭＱ（フルオロシリコーンゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、上記ゴムの混合材など、ピストンロッド３１と摺接して弾性変形する種々の有機材料を採用することができる。

また、外側シール部材１０１としては、Ｏリングや角リングを含むパッキン形状のシール以外にも、リップシールを用いることができる。例えば、図３（ａ）に示すように、円筒状部１２１とその軸方向一端から径方向内方に延出する円環状の内フランジ部１２２とを有する金属製の固定部材１２３と、固定部材１２３の内フランジ部１２２に固着されて、内フランジ部１２２から径方向内側かつ軸方向一側に突出するゴム製の筒状のリップシール１２５とを有する外側シール部材１０１ａ（外側シール部）を、外側シール部材１０１にかえて用いることも可能である。この外側シール部材１０１ａは、固定部材１２３の円筒状部１２１において保持本体部９３の内周部に嵌合されて固定されると共に、リップシール１２５においてピストンロッド３１の主軸部３３に隙間なく摺接する。

また、例えば、図３（ｂ）に示すように、円筒状部１３１とその軸方向一端から径方向内方に延出する円環状の第１内フランジ部１３２と円筒状部１３１の軸方向中間位置から径方向内方に延出する円環状の第２内フランジ部１３３とを有する金属製の固定部材１３４と、固定部材１３４の第１内フランジ部１３２に固着されて、第１内フランジ部１３２から径方向内側かつ軸方向一側に突出するゴム製の筒状の第１リップシール１３５と、第２内フランジ部１３３から径方向内側かつ軸方向一側に突出するゴム製の筒状の第２リップシール１３６とを有する外側シール部材１０１ｂ（外側シール部）を、外側シール部材１０１にかえて用いることも可能である。この外側シール部材１０１ｂは、固定部材１３４の円筒状部１３１において保持本体部９３の内周部に嵌合されて固定されると共に、第１リップシール１３５および第２リップシール１３６においてピストンロッド３１の主軸部３３に隙間なく摺接する。

また、例えば、図３（ｃ）に示すように、円筒状部１４１とその軸方向一端から径方向内方に延出する円環状の内フランジ部１４２とを有する金属製の固定部材１４３と、固定部材１４３の内フランジ部１４２に固着されて、内フランジ部１４２から径方向内側かつ軸方向一側に突出するゴム製の筒状のリップシール１４５と、リップシール１４５の外周部に嵌合する環状のスプリング１４７とを有する外側シール部材１０１ｃ（外側シール部）を、外側シール部材１０１にかえて用いることも可能である。この外側シール部材１０１ｃは、固定部材１４３の円筒状部１４１において保持本体部９３の内周部に嵌合されて固定されると共に、リップシール１４５においてピストンロッド３１の主軸部３３に隙間なく摺接する。スプリング１４７は、リップシール１４５を径方向内方に押圧して主軸部３３に密着させる。スプリング１４７は、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。

［第２実施形態］
次に、第２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。

図４に示すように、第２実施形態のシリンダ装置１Ａでは、バンパキャップ３Ａがバンパキャップ３とは一部相違している。バンパキャップ３Ａは、カバー部８２よりも径方向内方に長いカバー部８２Ａと、保持部８４とは一部異なる保持部８４Ａとを有している。保持部８４Ａは、カバー部８２の内周縁部から軸方向における固定部８１と同側に延出する円筒状の延出部９１Ａを有しており、延出部９１Ａのカバー部８２Ａとは反対側の端部に径方向内方に突出する突出部９４Ａが形成されている。

バンパキャップ３Ａも、金属製の板材からプレス成形等により形成されることになるが、延出部９１Ａの内周部を仕上げる際に、プレス型は、延出部９１Ａの内周部を延出部９１Ａの軸方向にカバー部８２Ａ側から移動してしごくことになる。すると、その最後に延出部９１Ａの位置に径方向内方に突出するカエリが生じる。このカエリ部分が突出部９４Ａとなる。

バンパキャップ３Ａは、延出部９１Ａおよび突出部９４Ａの径方向内側が、シリンダ装置本体２のピストンロッド３１を挿通させる挿通孔９６Ａとなっている。挿通孔９６Ａの最小内径は、突出部９４Ａの最小内径であり、この最小内径は、ピストンロッド３１の主軸部３３の外径よりも大径となっている。バンパキャップ３Ａも、挿通孔９６Ａにピストンロッド３１を挿通させながら、嵌合ガイド部８３を先頭にして、シリンダ装置本体２の側壁部１７の開口部１９側に被せられ、固定部８１において側壁部１７の開口部１９側の外周部に嵌合されて固定される。その際に、バンパキャップ３Ａも、シリンダ部１５の軸方向における内外方向のシール部材２３よりも外側にピストンロッド３１を挿通させる挿通孔９６Ａを配して設けられる。

バンパキャップ３Ａの延出部９１Ａの内周部には、軸方向の突出部９４Ａ側に第１実施形態と同様の軸受部材１０２が嵌合されて固定されており、軸受部材１０２よりも軸方向の突出部９４Ａとは反対側に第１実施形態と同様の外側シール部材１０１が嵌合されている。軸受部材１０２は、延出部９１Ａの内周部に軸方向の突出部９４Ａとは反対側から圧入されることになるが、突出部９４Ａは、その際に軸受部材１０２を突き当てて軸方向に位置決めする部分となる。その後、バンパキャップ３Ａの延出部９１Ａの内周部に、外側シール部材１０１が嵌合される。

第２実施形態のシリンダ装置１Ａによれば、バンパキャップ３Ａの内周部には、圧入される軸受部材１０２を軸方向に位置決めする突出部９４Ａが形成されているため、バンパキャップ３Ａに対して軸受部材１０２を良好かつ容易に軸方向に位置決めすることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態を主に図５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。

図５に示すように、第３実施形態のシリンダ装置１Ｂでは、第１実施形態の外側シール部材１０１および軸受部材１０２にかえて、シール軸受１５１Ｂがバンパキャップ３の保持本体部９３に設けられている。シール軸受１５１Ｂは、シール材１５３Ｂと、シール材１５３Ｂよりも剛性が高い軸受部材１０２Ｂ（第１軸受部材）とが接着により一体化されたものである。軸受部材１０２Ｂは、シール部材２３のシール材６１よりも剛性が高い。

軸受部材１０２Ｂは、円筒状であり、その軸方向の一側の内周部にシール材１５３Ｂが固着されている。軸受部材１０２Ｂは、シール材１５３Ｂが固着されていない軸方向の他側の内周部が軸受本体部１５５Ｂとなっている。軸受部材１０２Ｂは、第１実施形態の軸受部材１０２と同様に、シリンダ部１５の軸方向における内外方向のシール部材２３よりも外側に設けられている。軸受部材１０２Ｂは、軸受本体部１５５Ｂが、ピストンロッド３１の主軸部３３を内側に径方向に隙間をもって挿通させている。軸受本体部１５５Ｂは、ピストンロッド３１との間をシールするものではなく、ピストンロッド３１の径方向の移動を規制しつつ軸方向の移動を案内する。軸受本体部１５５Ｂの内周部とピストンロッド３１の主軸部３３の外周部との間には径方向に若干の隙間がある。軸受本体部１５５Ｂは、その内周部の全体においてピストンロッド３１との間に径方向の隙間を設けることが可能となっている。

そして、軸受本体部１５５Ｂの内周部と主軸部３３の外周部との径方向の隙間は、ブッシュ５４の内周部と主軸部３３の外周部との間の径方向の隙間よりも大きい。言い換えれば、軸受本体部１５５Ｂの内径は、ブッシュ５４の内径よりも大径である。さらに言い換えれば、軸受本体部１５５Ｂの内径と主軸部３３の外径との差は、ブッシュ５４の内径と主軸部３３の外径との差よりも大きい。その結果、ピストンロッド３１は、軸受部材１０２Ｂに対し移動可能な径方向の移動量が、ロッドガイド２１に対し移動可能な径方向の移動量よりも大きくなっている。

シール材１５３Ｂは、軸受部材１０２Ｂの内周部に固着される内周シール部１６１Ｂと、軸受部材１０２Ｂよりも軸方向の外側に配置される外側シール部１０１Ｂとを有している。言い換えれば、内周シール部１６１Ｂは軸受部材１０２Ｂと軸方向の位置を重ね合わせており、この内周シール部１６１Ｂに対しシリンダ部１５の軸方向における内外方向の外側に軸受部材１０２Ｂと軸方向の位置を重ね合わせない外側シール部１０１Ｂが設けられている。

内周シール部１６１Ｂは伸縮可能な円環状であり、ピストンロッド３１の主軸部３３を内側に挿通させている。内周シール部１６１Ｂは、外周部が軸受部材１０２Ｂの内周部に全周にわたって固着されると共に、内周部がピストンロッド３１の主軸部３３に全周にわたって圧接する。シール軸受１５１Ｂは、内側シール部材１３１Ｂおよび軸受部材１０２Ｂが、ピストンロッド３１とバンパキャップ３との隙間をシールすることになり、内側シール部材１３１Ｂがピストンロッド３１を軸方向移動可能に摺接させる。

外側シール部１０１Ｂは伸縮可能な円環状であり、ピストンロッド３１の主軸部３３を内側に挿通させている。外側シール部１０１Ｂは、外周部が全周にわたってバンパキャップ３の保持本体部９３から径方向に離間すると共に、内周部がピストンロッド３１の主軸部３３に全周にわたって圧接する。外側シール部１０１Ｂはピストンロッド３１との隙間をシールしつつピストンロッド３１を軸方向移動可能に摺接させる。

シール軸受１５１Ｂは、バンパキャップ３の折返部９２および保持本体部９３の内周部に、軸方向の突出部９４側に外側シール部１０１Ｂが配置され、外側シール部１０１Ｂよりも軸方向の折返部９２側に軸受部材１０２Ｂが嵌合されて固定されている。

バンパキャップ３には、シリンダ部１５への組み付け前に、シール軸受１５１Ｂが、外側シール部１０１Ｂを先頭にして、折返部９２および保持本体部９３内に軸方向の折返部９２側から突出部９４の手前まで圧入される。その際に、圧入治具は折返部９２に当接し停止して、シール軸受１５１Ｂの軸受部材１０２Ｂを折返部９２と面一とする。このようにして、バンパキャップ３に、軸受部材１０２Ｂと外側シール部１０１Ｂと内周シール部１６１Ｂとを有するシール軸受１５１Ｂが組み付けられる。

このようにシール軸受１５１Ｂが組み付けられた状態のバンパキャップ３が、別途組み立てられた状態にあってピストンロッド３１に取付軸部材３０が固定される前の状態にあるシリンダ装置本体２のピストンロッド３１を挿通孔９６の内側に挿通させる。その際に、ピストンロッド３１は、軸受部材１０２Ｂの軸受本体部１５５Ｂの内側に隙間をもって挿通され、外側シール部１０１Ｂおよび内周シール部１６１Ｂの内側に締め代をもって嵌合される。そして、バンパキャップ３は、嵌合ガイド部８３において、シリンダ装置本体２の側壁部１７の開口部１９側に被せられ、その後、固定部８１において側壁部１７の開口部１９側の外周部に、延出部８１’を係止部２４に当接させるまで所定長さ嵌合される。これにより、バンパキャップ３がシリンダ装置本体２に固定される。

バンパキャップ３が取り付けられた状態のシリンダ装置本体２のピストンロッド３１に、図１に示す取付軸部材３０が溶接等で固定されてシリンダ装置１Ｂとなる。

このように組み立てられたシリンダ装置１Ｂは、図５に示すように、シリンダ部１５の軸方向における内外方向のシール部材２３よりも外側に、ピストンロッド３１を受ける軸受部材１０２Ｂが設けられている。軸受部材１０２Ｂは、その軸受本体部１５５Ｂが、ピストンロッド３１との隙間をシールせずにピストンロッド３１をその径方向移動を制限しつつ軸方向移動可能に受ける。

また、シリンダ装置１Ｂは、シリンダ部１５の軸方向における内外方向の軸受部材１０２Ｂよりも外側に、外側シール部１０１Ｂが設けられている。外側シール部１０１Ｂは、ピストンロッド３１との隙間をシールして、この隙間を介しての外部からシリンダ部１５側へのダストおよび水等の侵入を抑制する。

また、シリンダ装置１Ｂは、軸受部材１０２Ｂの内周部に、伸縮可能な内周シール部１６１Ｂが設けられている。内周シール部１６１Ｂは、シリンダ部１５の軸方向における内外方向の外側シール部１０１Ｂよりも内側に設けられている。内周シール部１６１Ｂも、ピストンロッド３１との隙間をシールして、この隙間を介しての外部からシリンダ部１５側へのダストおよび水等の侵入を抑制する。

外側シール部１０１Ｂおよび内周シール部１６１Ｂからなるシール材１５３Ｂは、軸受部材１０２Ｂとで、バンパキャップ３とピストンロッド３１との隙間をシールして、この隙間を介しての外部からシリンダ部１５側へのダストおよび水等の侵入を抑制するダストシールである。

第３実施形態のシリンダ装置１Ｂによれば、軸受部材１０２Ｂの内周部に、伸縮可能な内周シール部１６１Ｂが設けられているため、外部からシリンダ部１５側へのダストおよび水等の侵入を、より一層抑制することができる。

また、軸受部材１０２Ｂとシール材１５３Ｂとが接着により一体とされているため、これらのバンパキャップ３への取り付けが容易となる。

なお、軸受部材１０２Ｂは、第１実施形態の軸受部材１０２と同様の材料で形成することができる。また、シール材１５３Ｂは、第１実施形態の外側シール部材１０１と同様の材料で形成することができる。

また、外側シール部１０１Ｂを、内周シール部１６１Ｂおよび軸受部材１０２Ｂとは別体に設けても良い。

以上に述べた実施形態の第１の態様は、作動流体が封入されるシリンダ部と、前記シリンダ部内に設けられ、該シリンダ部内を２室に区画するピストンと、前記ピストンに接続されると共に前記シリンダ部の一側から外側に延びるピストンロッドと、前記シリンダ部の前記一側に設けられて前記ピストンロッドを案内するロッドガイドと、前記シリンダ部の前記一側であって前記シリンダ部の軸方向における内外方向の前記ロッドガイドよりも外側に設けられ、内周部で前記ピストンロッドに摺接するシール部材と、を有し、前記シリンダ部の軸方向における内外方向の前記シール部材よりも外側に第１軸受部材が設けられており、前記ピストンロッドは、前記第１軸受部材に対し移動可能な径方向の移動量が、前記ロッドガイドに対し移動可能な径方向の移動量よりも大きい。これにより、シール部材の耐久性を向上させることが可能となる。

第２の態様は、第１の態様において、前記ロッドガイドの内周部に、前記ピストンロッドと摺接する第２軸受部材が設けられている。

第３の態様は、第１または第２の態様において、前記シリンダ部の軸方向における内外方向の前記シール部材よりも外側に前記ピストンロッドを挿通させる挿通孔を配して、バンプラバーに当接するバンパキャップが設けられており、前記第１軸受部材は、前記バンパキャップの内周部に固定されている。

第４の態様は、第１乃至第３のいずれか一態様において、前記シリンダ部の軸方向における内外方向の前記第１軸受部材よりも外側に、外部から前記シリンダ部側へのダストの侵入を抑制する外側シール部が設けられている。

第５の態様は、第１乃至第４のいずれか一態様において、前記第１軸受部材の内周部に、伸縮可能な内周シール部が設けられている。

１，１Ａ，１Ｂ シリンダ装置
２ シリンダ装置本体
３，３Ａ バンパキャップ
１５ シリンダ部
２１ ロッドガイド
２３ シール部材
２５ ピストン
２８ 第１室
２９ 第２室
３１ ピストンロッド
５４ ブッシュ（第２軸受部材）
９６，９６Ａ 挿通孔
１０１，１０１ａ～１０１ｃ 外側シール部材（外側シール部）
１０１Ｂ 外側シール部
１０２，１０２Ｂ 軸受部材（第１軸受部材）
１１１ バンプラバー
１６１Ｂ 内周シール部

Claims (5)

1. 作動流体が封入されるシリンダ部と、
   前記シリンダ部内に設けられ、該シリンダ部内を２室に区画するピストンと、
   前記ピストンに接続されると共に前記シリンダ部の一側から外側に延びるピストンロッドと、
   前記シリンダ部の前記一側に設けられて前記ピストンロッドを案内するロッドガイドと、
   前記シリンダ部の前記一側であって前記シリンダ部の軸方向における内外方向の前記ロッドガイドよりも外側に設けられ、内周部で前記ピストンロッドに摺接するシール部材と、
   を有し、
   前記シリンダ部の軸方向における内外方向の前記シール部材よりも外側に第１軸受部材が設けられており、
   前記ピストンロッドは、前記第１軸受部材に対し移動可能な径方向の移動量が、前記ロッドガイドに対し移動可能な径方向の移動量よりも大きいシリンダ装置。
2. 前記ロッドガイドの内周部に、前記ピストンロッドと摺接する第２軸受部材が設けられている請求項１に記載のシリンダ装置。
3. 前記シリンダ部の軸方向における内外方向の前記シール部材よりも外側に前記ピストンロッドを挿通させる挿通孔を配して、バンプラバーに当接するバンパキャップが設けられており、
   前記第１軸受部材は、前記バンパキャップの内周部に固定されている請求項１または２に記載のシリンダ装置。
4. 前記シリンダ部の軸方向における内外方向の前記第１軸受部材よりも外側に、外部から前記シリンダ部側へのダストの侵入を抑制する外側シール部が設けられている請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシリンダ装置。
5. 前記第１軸受部材の内周部に、伸縮可能な内周シール部が設けられている請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリンダ装置。

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