JP3928143B2

JP3928143B2 - Cylinder device

Info

Publication number: JP3928143B2
Application number: JP12168397A
Authority: JP
Inventors: 博美町田; 哲雄加藤; 恭夫猪瀬; 広志村田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-04-27
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2017-04-24
Also published as: JPH1054436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の懸架装置等に装備されるシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の懸架装置等に装備されるシリンダ装置としては、例えば車高調整用の油圧シリンダや衝撃吸収用の油圧緩衝器がある。
【０００３】
図９は、車高を制御するサスペンション制御装置に装備される油圧シリンダを示したもので、油液が封入されるシリンダ１内に摺動可能にピストン２を嵌装し、ピストン２に一端部が連結されたピストンロッド３の他端部を前記シリンダ１の開口端部に装着した後述のシール手段４を液密に挿通してシリンダ１外まで延ばしている。シリンダ１は有底の外筒５内に納められており、両者の間は、前記シール手段４により閉じられてドレン室（環状室）６として提供されている。ピストン２にはシリンダ１内の上下室を連通する油通路７とこの油通路７内の油液の流動を制御して減衰力を発生させるディスクバルブ８とが設けられている。一方、ピストンロッド３内にはシリンダ１内に油液を給排するための油通路９が設けられ、このピストンロッド３の他端部には管継手１０を介して給排油手段１１、ばね要素としてアキュムレータ１２および減衰要素としての減衰力調整弁１３が接続されている。なお、１４は、シリンダ１の外方位置でピストンロッド３に嵌合固定された保護カバーである。
【０００４】
このような油圧シリンダにおいては、給排油手段１１により油通路９を通じてシリンダ１内に油液を給排することによりピストンロッド３の伸長長さが変化して車高が調整され、また、減衰力調整弁１３によってピストンロッド３の伸縮に伴うシリンダ１とアキュムレータ１１との油液の流動抵抗を変化させることにより減衰力が調整されるようになる。
【０００５】
ところで、上記シール手段４は、従来図１０および１１に示すように、シリンダ１および外筒５に嵌合されピストンロッド３を摺動可能に案内するロッドガイド１５と、外筒５に螺合され前記ロッドガイド１５を上から押えるロックリング１６とからなるシールブロック１７を備えている。そして、ロッドガイド１５にはピストンロッド３に摺接するロッドシール１８と該ロッドシール１８をピストンロッド３側へ弾発付勢（バックアップ）するＯリング１９とからなる二重シール２０が保持され、また、前記ロックリング１６にはオイルシール２１が保持されている。
【０００６】
二重シール２０を構成するロッドシール１８は、摺動特性を重視して摺動性能に優れた材料から形成されており、これとピストンロッド３との間からは、シリンダ内室１ａの油圧の上昇に応じて、わずかの油漏れが生じるようになっている。一方、オイルシール２１はシール性の良好なゴムから形成されており、前記ロッドシール１８とピストンロッド２との間から漏れ出た油液（漏れ油）は、このオイルシール２１により外部への漏出が防止される。そして、この外部への漏出が防止された油液は、二重シール２０とオイルシール２１との間に形成した油溜室２２に一旦溜った後、ロッドガイド１５に設けた油通路２３を通じて前記ドレン室６へ逃がされるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の油圧シリンダでは、シリンダ内室１ａの油圧がある値以上に上昇すると、油溜室２２内との差圧ΔＰにより、Ｏリング１９が上方に押し上げられて強く圧縮され、ロッドシール１８をピストンロッド３に強い力で押付ける。この結果、ロッドシール１８の摩擦抵抗が増大し、ピストンロッド３の円滑な伸縮動が阻害されて乗り心地の悪化を招き、その上、ロッドシール１８の摩耗が増大して、油漏れが激しくなるという問題があった。
なお、油圧緩衝器においても、上記したロッドシール１８とＯリング１９との二重シール２０を採用することが多くなっており、このものでも同様の問題が発生している。ただし、油圧緩衝器の場合は、シリンダ１の周りの環状室６はリザーバとして提供される。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、Ｏリングによりバックアップされたロッドシールの摩擦抵抗が必要以上に増大するのを抑制することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、油液が封入されるシリンダ内に摺動可能にピストンを嵌装し、該ピストンに一端部が連結されたピストンロッドの他端部を前記シリンダの開口端部に装着したシールブロックを挿通してシリンダ外まで延ばし、前記シールブロックの前記ピストンロッド側に開口して設けられた環状溝に、ピストンロッドに摺接するロッドシールと該ロッドシールを前記ピストンロッド側へ弾発付勢するＯリングとからなる二重シールを保持させたシリンダ装置において、前記環状溝の軸方向シリンダ外側のシール受面の前記Ｏリングと前記ロッドシールとの間に、前記Ｏリングから前記ロッドシールに加えられる付勢力の一部を受止める突起を設ける構成としたことを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載のシリンダ装置によれば、Ｏリングに大きな油圧がかかって、ロッドシールに大きな付勢力が加わるような場合は、シールブロックの環状溝に設けた突起がその付勢力を分担し、ロッドシールがピストンロッドに強く押し付けられることはなくなる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、油液が封入されるシリンダ内に摺動可能にピストンを嵌装し、該ピストンに一端部が連結されたピストンロッドの他端部を前記シリンダの開口端部に装着したシールブロックを挿通してシリンダ外まで延ばし、前記シールブロックの前記ピストンロッド側に開口して設けられた環状溝に、ピストンロッドに摺接するロッドシールと該ロッドシールを前記ピストンロッド側へ弾発付勢するＯリングとからなる二重シールを保持させたシリンダ装置において、前記二重シールの軸方向シリンダ外側の端面と、前記環状溝の軸方向シリンダ外側の端面との間に、前記ピストンロッドに内周面をほぼ摺接させたリング状シールカバーを、前記シールブロックに対してピストンロッドの径方向へ移動可能に配置し、該シールカバーのシール受面の前記Ｏリングと前記ロッドシールとの間に、前記Ｏリングから前記ロッドシールに加えられる付勢力の一部を受止める突起を設ける構成としたことを特徴とする。
【００１２】
この請求項２に記載の発明によれば、Ｏリングに大きな油圧がかかって、ロッドシールに大きな付勢力が加わるような場合は、シールカバーに設けた突起がその付勢力を分担し、請求項１に記載の発明と同様にロッドシールがピストンロッドに強く押し付けられることはなくなる。しかも、このシールカバーは、ピストンロッドにほぼ摺接し、かつピストンロッドの径方向へ移動可能に配置されているので、ピストンロッドとシールブロックとの間隙にロッドシールが食い込むことはなくなり、この面からもピストンロッドの円滑な伸縮が保証される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１６】
図１〜３は、本発明の第１の実施の形態を示したものである。なお、以下に述べる実施の形態は、前記サスペンション制御装置に装備される油圧シリンダのシール手段４に改良を加えたもので、その全体構造は、前出図１０に示したものと同じであるので、こゝでは要部のみを示しかつ同一部分には同一符号を付すこととする。本第１の実施の形態において、シール手段４のシールブロック１７を構成するロッドガイド１５は、シリンダ１側に配置されたガイド本体３０とロックリング１６側に配置された蓋体３１とからなっている。
【００１７】
ガイド本体３０は、外径が小さい小径部３０ａと外径が大きい大径部３０ｂとを備えており、その小径部３０ａをシール部材３２を介してシリンダ１に嵌合させ、かつその大径部３０ｂをシール部材３３を介して外筒５に嵌合させることによりシリンダ内室１ａおよびドレン室６の開口端を液密に塞いでいる。蓋体３１は、ロックリング１６を外筒５にねじ込むことによりガイド本体３０の上面に合わされ、この状態で両者の間、すなわち、蓋体３１の下面とガイド本体３０の上面との間には、ピストンロッド３側に開口して前記ロッドシール１８とＯリング１９とからなる二重シール２０を収納するための環状溝３４（図２）が形成されるようになっている。なお、ガイド本体３０の内周にはブッシュ３５が嵌合されており、シリンダ１内のピストン２（図１０）から延ばされたピストンロッド３は、このブッシュ３５を介して間接的にガイド本体３０に摺接している。
【００１８】
ガイド本体３０の大径部３０ｂの外周面には、図３に良く示されるように環状溝３６が形成されており、この環状溝３６は、ガイド本体３０の外周面に設けた軸方向溝３７により環状室としてのドレン室６に連通されると共に、ガイド本体３０の内部に設けた半径方向孔３８ａと軸方向孔３８ｂとによりガイド本体３０の上面に連通されている（図３）。一方、蓋体３１の上下面および外周面には、前記ガイド本体３０の軸方向孔３８ｂと前記油溜室２２とに接続する一連の溝３９が形成されている。これらガイド本体３０の環状溝３６、軸方向溝３７、半径方向孔３８ａ並びに軸方向孔３８ｂ、および蓋体３１の溝３９は、油溜室２２とドレン室６とを連通する油通路４０を構成している。
【００１９】
上記ガイド本体３０の環状溝３６の底部には、圧力保持手段としてのチェック弁４１が配設されている。このチェック弁４１は、図３に良く示されるように、前記半径方向孔３８ａの開口端部に形成された弁座４２と、この弁座４２に離着座するボール４３とこのボール４３を常時は弁座４２に着座する方向へ付勢するゴム製等の弾性バンド４４とからなっている。すなわち、このチェック弁４１は常時は前記油通路４０を閉じるように作用し、これにより前記油溜室２２には所定の油圧が保持されるようになる。
【００２０】
ここで、ロッドガイド１５に保持された二重シール２０を構成するロッドシール１８は、図２に良く示されるように、その内周面の下部側（シリンダ内室１ａ寄りの部分）とその外周面の上部側部分（油溜室２２寄りの部分）とに段差部４５、４６を形成している。一方、ロッドガイド１５を構成するガイド本体３０の内周部と蓋体３１の下面（軸方向シリンダ外側のシール受面）には、前記ロッドシール１８の段差部４５、４６のそれぞれに嵌合可能な突起４７、４８が設けられ、突起４８はロッドシール１８とＯリング１９との間に位置するように設けられている。なお、ロッドシール１８の内周面には複数条の環状溝４９が設けられているが、これは、いわゆるラビリンス効果による油膜保持を意図したもので、これにより摩擦抵抗が低減される。また、ガイド本体３０側の突起４７の基部には、環状溝３４内とガイド本体３０の内周との油液の流通を保証する連通路５０が設けられている。
【００２１】
上記のように構成した油圧シリンダにおいては、給排油手段１１（図１０）によりシリンダ１内に油液が供給され、シリンダ内室１ａの圧力が高まると、ロッドシール１８とピストンロッド３との間のわずかの隙から油漏れが発生する。この時、オイルシール２１の下側の油溜室２２とドレン室６とを連通する油通路４０はチェック弁４１により閉じられているので、前記した漏れ油は油溜室２２に次第に蓄えられ、油溜室２２の圧力が上昇する。この結果、シリンダ内室１ａと油溜室２２との差圧ΔＰはそれほど大きくならず、ロッドシール１８をバックアップするＯリング１９はそれほど強く圧縮されず、したがってロッドシール１８がピストンロッド３に強く押し付けられることはなくなる。すなわち、ロッドシール１８の摩擦抵抗の増大が抑えられ、ピストンロッド３の円滑な伸縮動が保証される。
【００２２】
上記した状態のもと、油圧シリンダにかかる負荷の影響でシリンダ内室１ａの圧力が一時的に高圧になると、シリンダ内室１ａと油溜室２２との差圧ΔＰが一時的に増大する。すると、図２に示すように環状溝３４内のＯリング１９が蓋体３１との間で強く圧縮され、ロッドシール１８をピストンロッド３に強い力で押付けようとする。この時、蓋体３１の下面に設けられた突起４８がその押付力を分担し、この結果、ロッドシール１８がピストンロッド３に強く押付けられることがなくなって、摩擦抵抗の増大が抑えられ、ピストンロッド３の円滑な伸縮動が保証される。
【００２３】
一方、ロッドシール４６とピストンロッド３との間からの漏れ油の量が多くなって油溜室２２内の圧力が増大し、上記した差圧ΔＰが定常的に逆転する場合がある。そして、この逆転差圧（−ΔＰ）が一時的に大きくなると、環状室３４内のＯリング１９が下方に押し下げられてガイド本体３０との間で強く圧縮され、ロッドシール１８をピストンロッド３に強い力で押付けようとする。この時、ガイド本体３０に設けられた突起４７がその押付力を分担し、この結果、ロッドシール１８がピストンロッド３に強く押付けられることがなくなって、摩擦抵抗の増大が抑えられ、上記同様にピストンロッド３の円滑な伸縮動が保証される。なお、この時、突起４７にロッドシール１８が密着するが、連通路５０によって環状溝３４の内外の油液の流通が保証されているので、前記逆転差圧が小さくなるのに応じてＯリング１９は上方の元位置に復帰する。
【００２４】
その後、漏れ油の量がさらに増大して油溜室２２内の圧力がさらに上昇すると、チェック弁４１が開弁して油溜室２２内の油液は油通路４０を経てドレン室６へ逃がされ、上記した逆転差圧（−ΔＰ）が必要以上に上昇することはなくなる。すなわち、Ｏリング１９がロッドシール１８をピストンロッド３に押し付ける力は抑制され、摩擦抵抗の増大が抑えらえる。したがって、チェック弁４１の開弁圧力を適当に設定しておくことにより、シリンダ内室１ａと油溜室２２との差圧ΔＰ、または逆転差圧（−ΔＰ）を所定の範囲に抑えておくことができ、ロッドシール１８の摩擦抵抗が増大するのを抑えることができる。ただし、油溜室２２内の圧力とオイルシール２１の摩擦抵抗とは、図４に示すように、油溜室２２内の圧力が約２kgf/cm² （約196Pa ）を越えると急激に増加するので、チェック弁４１の開弁圧力は２kgf/cm² 以下の適当な値とするのが望ましい。
【００２５】
図５は、第２の実施の形態を示したものである。本第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態におけるチェック弁４１を廃止し、ガイド本体３０に設けた軸方向孔３８ｂを圧力保持手段としてのオリフィス５１を介してドレン室６に開通させた点にある。本第２の実施の形態によれば、オリフィス５１により油溜室２２内に油圧が保持され、上記したと同様にシリンダ内室１ａと油溜室２２との差圧ΔＰはそれほど大きくならず、Ｏリング１９が強く圧縮されることがなくなって、ロッドシール１８がピストンロッド３に強く押し付けられることはなくなる。ただし、チェック弁４１によるほど、定常的に油溜室２２内の圧力を大きくすることはできないので、差圧ΔＰを小さくすることには限界がある。このため、シリンダ内室１ａの圧力上昇により差圧が増大する機会が増すが、主として蓋体３１の下面に設けた突起４８（図２）がＯリングの押付力を負担するので、ロッドシール１８の摩擦抵抗の増大を抑えることができる。
【００２６】
ここで、上記第２の実施の形態のように軸方向孔３８ｂ（油通路４０）にオリフィス５１を設けたもの、あるいはこのオリフィス５１も省略して油通路４０を完全開放したものでは、油溜室２２内の圧力がそれほど上昇しないか、ほとんど上昇しないため、シリンダ内室１ａの圧力上昇による差圧ΔＰの増大のみを考慮するれば良く、この場合は、図６に示すようにガイド本外３０側の突起４７（図２）を省略して、蓋体３１のみに突起４８を設けるようにしても良い。
【００２７】
この場合、上記突起４８は、図７に示すように、蓋体３１とは別体のリング状部材（シールカバー）５５のシール受面３１ａの前記Ｏリングと前記ロッドシールとの間に設けるようにしても良い。このシールカバー５５は、二重シール２０の軸方向シリンダ外側の端面と、環状溝３４の軸方向シリンダ外側の端面との間に設けられ、ピストンロッド３との間にわずかのクリアランス(0.1〜0.2mm)を形成するようにその内径が設定されると共に、環状溝３４の径方向底面（ガイド本体３０の内周面）との間に比較的大きなクリアランス(0.5〜0.7mm)を形成するようにその外径が設定されている。すなわち、シールカバー５５は、その内周面がピストンロッド３にほぼ摺接する状態となっており、これにより、ロッドシール１８がピストンロッド３に押付けられて変形する場合でも、ピストンロッド３とロッドガイド１５を構成する蓋体３１との間隙Ｓ内にロッドシール１８が食い込むことはなくなる。したがって、ロッドシール１８自体の損傷が防止されることはもちろん、ピストンロッド３に対する摩擦抵抗の増大が抑えられ、ピストンロッド３の円滑な伸縮がより確実に保証されるようになる。また、このシールカバー５５は、ピストンロッド３にほぼ摺接する一方で、ガイド本体３０の内周面との間に比較的大きなクリアランスを確保しているので、ピストンロッド３に横荷重が加わった際、該ピストンロッド３と一体的に蓋体３１のシール受面３１ａ上を径方向へ摺動し、したがってピストンロッド３とシールカバー５５との間にカジリ等の不具合が生じることはない。
【００２８】
なお、上記シールカバー５５に突起４８を形成する場合、図８に示すように、ロッドガイド１５を構成する蓋体３１のシール受面３１ａに、ポリ四ふっ化エチレン等の低摩擦材料からなる摺動受板５６を設けるのが望ましく、これにより、ピストンロッド３に横荷重が加わった際のシールカバー５５の移動が円滑となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、シールブロックの環状溝に設けた突起によってＯリングからロッドシールに加わる付勢力が抑えられるので、ロッドシールがピストンロッドに強く押付けられることがなくなり、その摩擦抵抗が必要以上に増大することがなくなって、ピストンロッドの円滑な伸縮動が保証され、その上、ロッドシールの摩耗が低減してシール性の低下が未然に防止される。
【００３１】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加えて、突起を設けたシールカバーが、ピストンロッドとシールブロックとの間隙へのロッドシールの食い込みを防止するので、ロッドシール自体の損傷が防止されることはもちろん、ピストンロッドに対する摩擦抵抗の増大が押えられ、ピストンロッドの円滑な伸縮がより確実に保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である油圧シリンダの要部構造を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のＢ部を拡大して示す断面図である。
【図４】油溜室の圧力とオイルシールの摩擦抵抗との相関を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態である油圧シリンダの要部構造を示す断面図である。
【図６】二重シール保持部の他の実施の形態を示す断面図である。
【図７】二重シール保持部の、さらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図８】二重シール保持部の、さらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図９】一般的な油圧シリンダの全体構造を示す断面図である。
【図１０】従来のシール構造を示す断面図である。
【図１１】図１０のＣ部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１シリンダ
１ａシリンダ内室
２ピストン
３ピストンロッド
４シール手段
５外筒
６ドレン室（環状室）
１５ロッドガイド
１６ロックリング
１７シールブロック
１８ロッドシール
１９Ｏリング
２０二重シール
２１オイルシール
２２油溜室
３０ガイド本体
３１蓋体
３１ａシール受面
４０油通路
４１チェック弁
４５，４６段差部
４７，４８突起
５１オリフィス
５５シールカバー
５６摺動受板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylinder device provided in a suspension device of an automobile.
[0002]
[Prior art]
As a cylinder device installed in a suspension device of an automobile, for example, there is a hydraulic cylinder for adjusting the vehicle height and a hydraulic shock absorber for shock absorption.
[0003]
FIG. 9 shows a hydraulic cylinder equipped in a suspension control device for controlling the vehicle height . A piston 2 is slidably fitted in a cylinder 1 filled with oil and one end of the piston 2 is fitted. The other end of the piston rod 3 connected to the cylinder 1 is inserted liquid-tightly into a sealing means 4 (described later) mounted on the opening end of the cylinder 1 and extends to the outside of the cylinder 1. The cylinder 1 is housed in a bottomed outer cylinder 5, and between the two is closed by the sealing means 4 and provided as a drain chamber (annular chamber) 6. The piston 2 is provided with an oil passage 7 communicating with the upper and lower chambers in the cylinder 1 and a disk valve 8 for controlling the flow of the oil in the oil passage 7 and generating a damping force. On the other hand, an oil passage 9 is provided in the piston rod 3 for supplying and discharging oil to and from the cylinder 1. The other end of the piston rod 3 is provided with a supply / discharge oil means 11, a spring via a pipe joint 10. An accumulator 12 and a damping force adjusting valve 13 as a damping element are connected as elements. Reference numeral 14 denotes a protective cover fitted and fixed to the piston rod 3 at the outer position of the cylinder 1.
[0004]
In such a hydraulic cylinder, the hydraulic fluid is supplied to and discharged from the cylinder 1 through the oil passage 9 by the supply / discharge oil means 11, whereby the extension length of the piston rod 3 changes to adjust the vehicle height, and the damping The damping force is adjusted by changing the flow resistance of the oil liquid between the cylinder 1 and the accumulator 11 with the expansion and contraction of the piston rod 3 by the force adjusting valve 13.
[0005]
Incidentally, the sealing means 4, as shown in prior art Figure 10 and 11, the rod guide 15 for the piston rod 3 is fitted in the cylinder 1 and the outer tube 5 slidably guided, screwed into the outer cylinder 5 A seal block 17 including a lock ring 16 for pressing the rod guide 15 from above is provided. The rod guide 15 holds a double seal 20 comprising a rod seal 18 that is in sliding contact with the piston rod 3 and an O-ring 19 that elastically biases (backs up) the rod seal 18 toward the piston rod 3. The lock ring 16 holds an oil seal 21.
[0006]
The rod seal 18 constituting the double seal 20 is made of a material excellent in sliding performance with an emphasis on sliding characteristics. Between the piston rod 3 and the rod seal 18, the hydraulic pressure of the cylinder inner chamber 1 a is reduced. In response to the rise, a slight oil leak occurs. On the other hand, the oil seal 21 is made of rubber having a good sealing property, and the oil liquid (leakage oil) leaked from between the rod seal 18 and the piston rod 2 leaks to the outside through the oil seal 21. Is prevented. The oil liquid from which leakage to the outside is prevented is temporarily accumulated in an oil reservoir chamber 22 formed between the double seal 20 and the oil seal 21, and then the oil liquid 23 is provided through the oil passage 23 provided in the rod guide 15. The drain chamber 6 is allowed to escape.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional hydraulic cylinder, when the hydraulic pressure in the cylinder inner chamber 1a increases to a certain value or more, the O-ring 19 is pushed upward by the differential pressure ΔP with the oil reservoir chamber 22 to be strongly compressed. The seal 18 is pressed against the piston rod 3 with a strong force. As a result, the frictional resistance of the rod seal 18 increases, the smooth expansion and contraction of the piston rod 3 is hindered, and the riding comfort is deteriorated. In addition, the wear of the rod seal 18 increases and oil leakage becomes severe. There was a problem.
In addition, in the hydraulic shock absorber, the double seal 20 of the rod seal 18 and the O-ring 19 described above is often employed, and this also causes the same problem. However, in the case of a hydraulic shock absorber, the annular chamber 6 around the cylinder 1 is provided as a reservoir.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to suppress the frictional resistance of the rod seal backed up by the O-ring from increasing more than necessary.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a piston is slidably fitted in a cylinder in which oil is sealed, and the other end of a piston rod having one end connected to the piston. Is inserted into a seal block attached to the opening end of the cylinder and extends to the outside of the cylinder, and a rod seal that slides on the piston rod in an annular groove provided on the piston rod side of the seal block and the rod In a cylinder device that holds a double seal comprising an O-ring that elastically biases the seal toward the piston rod side, the O-ring on the seal receiving surface outside the axial cylinder of the annular groove and the rod seal A projection is provided in the middle to receive a part of the urging force applied to the rod seal from the O-ring.
[0010]
According to the cylinder device of the first aspect, when a large hydraulic pressure is applied to the O-ring and a large biasing force is applied to the rod seal, the protrusion provided in the annular groove of the seal block shares the biasing force. Thus, the rod seal is not strongly pressed against the piston rod.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, a piston is slidably fitted in a cylinder filled with oil, and the other end of a piston rod having one end connected to the piston is connected to the opening of the cylinder. A seal block attached to the end portion is inserted to extend to the outside of the cylinder, and a rod seal slidably contacting the piston rod is inserted into the annular groove provided on the piston rod side of the seal block. In a cylinder device that holds a double seal composed of an O-ring that elastically urges toward the side, between the end surface on the outer side of the axial cylinder of the double seal and the end surface on the outer side of the axial cylinder of the annular groove A ring-shaped seal cover having an inner peripheral surface substantially in sliding contact with the piston rod is disposed so as to be movable in the radial direction of the piston rod with respect to the seal block. Between said O-ring seal receiving surface of Rukaba over said rod seal, characterized in that a configuration in which a protrusion which receives a portion of the biasing force exerted on the rod seal from the O-ring.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, when a large hydraulic pressure is applied to the O-ring and a large urging force is applied to the rod seal, the projection provided on the seal cover shares the urging force. As in the first aspect of the invention, the rod seal is not strongly pressed against the piston rod. In addition, since the seal cover is disposed so as to be substantially in sliding contact with the piston rod and movable in the radial direction of the piston rod, the rod seal does not bite into the gap between the piston rod and the seal block. Also, smooth expansion and contraction of the piston rod is guaranteed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0016]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. In the embodiment described below, the sealing means 4 of the hydraulic cylinder provided in the suspension control device is improved, and the overall structure is the same as that shown in FIG. In this case, only the main parts are shown and the same parts are denoted by the same reference numerals. In the first embodiment, the rod guide 15 constituting the seal block 17 of the sealing means 4 includes a guide body 30 disposed on the cylinder 1 side and a lid body 31 disposed on the lock ring 16 side. Yes.
[0017]
The guide body 30 includes a small-diameter portion 30a having a small outer diameter and a large-diameter portion 30b having a large outer diameter. The small-diameter portion 30a is fitted into the cylinder 1 via a seal member 32, and the large-diameter portion The opening ends of the cylinder inner chamber 1a and the drain chamber 6 are liquid-tightly closed by fitting 30b to the outer cylinder 5 via the seal member 33. The lid 31 is fitted to the upper surface of the guide body 30 by screwing the lock ring 16 into the outer cylinder 5. In this state, between the two, that is, between the lower surface of the lid 31 and the upper surface of the guide body 30, An annular groove 34 (FIG. 2) is formed in the piston rod 3 so as to open the double seal 20 composed of the rod seal 18 and the O-ring 19. A bush 35 is fitted on the inner periphery of the guide body 30, and the piston rod 3 extended from the piston 2 (FIG. 10) in the cylinder 1 is indirectly guided through the bush 35. 30 is in sliding contact.
[0018]
An annular groove 36 is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 30 b of the guide main body 30 as shown in FIG. 3, and the annular groove 36 is an axial groove 37 provided on the outer peripheral surface of the guide main body 30. As a result, the fluid is communicated with the drain chamber 6 as an annular chamber, and is communicated with the upper surface of the guide body 30 by a radial hole 38a and an axial hole 38b provided in the guide body 30 (FIG. 3). On the other hand, a series of grooves 39 connected to the axial hole 38 b of the guide body 30 and the oil reservoir chamber 22 are formed on the upper and lower surfaces and the outer peripheral surface of the lid 31. The annular groove 36, the axial groove 37, the radial hole 38 a and the axial hole 38 b of the guide body 30, and the groove 39 of the lid body 31 constitute an oil passage 40 that connects the oil reservoir chamber 22 and the drain chamber 6. is doing.
[0019]
A check valve 41 as a pressure holding means is disposed at the bottom of the annular groove 36 of the guide body 30. As shown well in FIG. 3, the check valve 41 includes a valve seat 42 formed at the opening end of the radial hole 38a, a ball 43 that is detachably seated on the valve seat 42, and the ball 43. An elastic band 44 made of rubber or the like that urges the valve seat 42 in the direction of seating. That is, the check valve 41 always operates to close the oil passage 40, whereby a predetermined oil pressure is maintained in the oil reservoir chamber 22.
[0020]
Here, the rod seal 18 constituting the double seal 20 held by the rod guide 15 has a lower side of the inner peripheral surface (portion close to the cylinder inner chamber 1a) and an outer periphery thereof, as well shown in FIG. Step portions 45 and 46 are formed on the upper portion of the surface (portion close to the oil reservoir 22). On the other hand, the inner peripheral portion of the guide body 30 constituting the rod guide 15 and the lower surface of the lid 31 (the seal receiving surface outside the axial cylinder) can be fitted to the step portions 45 and 46 of the rod seal 18, respectively. Projections 47 and 48 are provided, and the projection 48 is provided between the rod seal 18 and the O-ring 19. Incidentally, the inner peripheral surface of the rod seal 18 is an annular groove 49 of plural rows are provided, which are intended for oil film retention by the so-called labyrinth Nsu effect, thereby frictional resistance is reduced. In addition, a communication passage 50 is provided at the base of the protrusion 47 on the guide body 30 side to guarantee the fluid flow between the annular groove 34 and the inner periphery of the guide body 30.
[0021]
In the hydraulic cylinder configured as described above, when the oil liquid is supplied into the cylinder 1 by the supply / discharge oil means 11 (FIG. 10) and the pressure in the cylinder inner chamber 1a increases, the rod seal 18 and the piston rod 3 Oil leaks from a slight gap in between. At this time, since the oil passage 40 communicating the oil reservoir 22 below the oil seal 21 and the drain chamber 6 is closed by the check valve 41, the above-described leaked oil is gradually stored in the oil reservoir 22; The pressure in the oil reservoir 22 increases. As a result, the pressure difference ΔP between the cylinder inner chamber 1a and the oil reservoir chamber 22 does not increase so much, and the O-ring 19 that backs up the rod seal 18 is not compressed so strongly, so that the rod seal 18 strongly presses against the piston rod 3. It will not be done. That is, an increase in the frictional resistance of the rod seal 18 is suppressed, and smooth expansion and contraction of the piston rod 3 is ensured.
[0022]
Under the above-described state, when the pressure in the cylinder inner chamber 1a temporarily becomes high due to the influence of the load on the hydraulic cylinder, the differential pressure ΔP between the cylinder inner chamber 1a and the oil reservoir chamber 22 temporarily increases. Then, as shown in FIG. 2, the O-ring 19 in the annular groove 34 is strongly compressed between the lid 31 and the rod seal 18 is pressed against the piston rod 3 with a strong force. At this time, the protrusion 48 provided on the lower surface of the lid 31 shares the pressing force. As a result, the rod seal 18 is not strongly pressed against the piston rod 3, and the increase in the frictional resistance is suppressed. Smooth expansion and contraction of the rod 3 is guaranteed.
[0023]
On the other hand, the amount of oil leaked from between the rod seal 46 and the piston rod 3 increases, and the pressure in the oil reservoir chamber 22 increases, and the above-described differential pressure ΔP may be constantly reversed. When the reverse pressure difference (−ΔP) temporarily increases, the O-ring 19 in the annular chamber 34 is pushed downward and is strongly compressed between the guide main body 30 and the rod seal 18 to the piston rod 3. Try to push with a strong force. At this time, the protrusion 47 provided on the guide body 30 shares the pressing force. As a result, the rod seal 18 is not strongly pressed against the piston rod 3, and the increase in the frictional resistance is suppressed. Smooth expansion and contraction of the piston rod 3 is guaranteed. At this time, the rod seal 18 is in close contact with the protrusion 47. However, since the flow of the oil liquid inside and outside the annular groove 34 is guaranteed by the communication path 50, the O-ring is reduced as the reverse pressure difference decreases. 19 returns to the upper original position.
[0024]
Thereafter, when the amount of leaked oil further increases and the pressure in the oil reservoir 22 further rises, the check valve 41 opens and the oil in the oil reservoir 22 escapes to the drain chamber 6 through the oil passage 40. Thus, the reverse differential pressure (−ΔP) does not increase more than necessary. That is, the force with which the O-ring 19 presses the rod seal 18 against the piston rod 3 is suppressed, and an increase in frictional resistance can be suppressed. Accordingly, by appropriately setting the valve opening pressure of the check valve 41, the pressure difference ΔP or the reverse pressure difference (−ΔP) between the cylinder inner chamber 1a and the oil reservoir chamber 22 is kept within a predetermined range. It is possible to suppress an increase in the frictional resistance of the rod seal 18. However, the pressure in the oil reservoir 22 and the frictional resistance of the oil seal 21 increase rapidly when the pressure in the oil reservoir 22 exceeds about 2 kgf / cm ² (about 196 Pa), as shown in FIG. Therefore, it is desirable that the valve opening pressure of the check valve 41 be an appropriate value of ² kgf / cm ² or less.
[0025]
FIG. 5 shows a second embodiment. In the second embodiment, the check valve 41 in the first embodiment is eliminated, and the axial hole 38b provided in the guide main body 30 is opened to the drain chamber 6 through the orifice 51 as a pressure holding means. It is in the point made to do. According to the second embodiment, the oil pressure is held in the oil reservoir chamber 22 by the orifice 51, and the differential pressure ΔP between the cylinder inner chamber 1a and the oil reservoir chamber 22 is not so large as described above. The O-ring 19 is not strongly compressed, and the rod seal 18 is not strongly pressed against the piston rod 3. However, since the pressure in the oil reservoir 22 cannot be steadily increased as the check valve 41 is used, there is a limit to reducing the differential pressure ΔP. For this reason, the opportunity for the differential pressure to increase due to an increase in pressure in the cylinder inner chamber 1a increases. However, since the protrusion 48 (FIG. 2) provided mainly on the lower surface of the lid 31 bears the pressing force of the O-ring, the rod seal 18 The increase in frictional resistance can be suppressed.
[0026]
Here, when the orifice 51 is provided in the axial hole 38b (oil passage 40) as in the second embodiment, or the orifice 51 is omitted and the oil passage 40 is completely opened, the oil reservoir Since the pressure in the chamber 22 does not increase so much or hardly increases, it is only necessary to consider the increase in the differential pressure ΔP due to the pressure increase in the cylinder inner chamber 1a. In this case, as shown in FIG. The protrusion 47 (FIG. 2) on the 30 side may be omitted, and the protrusion 48 may be provided only on the lid 31.
[0027]
In this case, as shown in FIG. 7, the protrusion 48 is provided between the O-ring and the rod seal on the seal receiving surface 31 a of a ring-shaped member (seal cover) 55 separate from the lid 31. Anyway. The seal cover 55 is provided between the end surface of the double seal 20 on the outer side of the axial cylinder and the end surface of the annular groove 34 on the outer side of the axial cylinder, and has a slight clearance (0.1 to 0.2) between the piston rod 3 and the seal cover 55. mm), and a relatively large clearance (0.5 to 0.7 mm) is formed between the annular groove 34 and the bottom surface in the radial direction (the inner peripheral surface of the guide body 30). The outer diameter is set. That is, the seal cover 55 is in a state in which the inner peripheral surface thereof is substantially in sliding contact with the piston rod 3, so that even when the rod seal 18 is pressed against the piston rod 3 to be deformed, the piston rod 3 and the rod guide. The rod seal 18 does not bite into the gap S with the lid 31 constituting the member 15. Therefore, the rod seal 18 itself is prevented from being damaged, and an increase in the frictional resistance against the piston rod 3 is suppressed, and the smooth expansion and contraction of the piston rod 3 is more reliably ensured. Further, since the seal cover 55 is in almost sliding contact with the piston rod 3 and has a relatively large clearance between the seal cover 55 and the inner peripheral surface of the guide body 30, when a lateral load is applied to the piston rod 3. The piston rod 3 integrally slides on the seal receiving surface 31a of the lid 31 in the radial direction, so that no troubles such as galling occur between the piston rod 3 and the seal cover 55.
[0028]
When the projection 48 is formed on the seal cover 55, as shown in FIG. 8, the seal receiving surface 31a of the lid 31 constituting the rod guide 15 is made of a slide made of a low friction material such as polytetrafluoroethylene. It is desirable to provide the bearing plate 56, whereby the movement of the seal cover 55 is smooth when a lateral load is applied to the piston rod 3.
[0029]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, the urging force applied from the O-ring to the rod seal is suppressed by the protrusion provided in the annular groove of the seal block, so that the rod seal strongly presses against the piston rod. The frictional resistance is not increased more than necessary, and the smooth expansion and contraction of the piston rod is ensured. In addition, the wear of the rod seal is reduced and the deterioration of the sealing performance is prevented. The
[0031]
According to the invention described in claim 2, in addition to the effect described in claim 1, the seal cover provided with the protrusion prevents the rod seal from biting into the gap between the piston rod and the seal block. In addition to preventing damage to the rod seal itself, an increase in frictional resistance against the piston rod is suppressed, and smooth expansion and contraction of the piston rod is more reliably ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part structure of a hydraulic cylinder according to a first embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG.
3 is an enlarged cross-sectional view of a portion B in FIG.
FIG. 4 is a graph showing the correlation between the pressure in the oil reservoir and the frictional resistance of the oil seal.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part structure of a hydraulic cylinder according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of the double seal holding portion.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the double seal holding portion.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the double seal holding portion.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the overall structure of a general hydraulic cylinder.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional seal structure.
11 is an enlarged cross-sectional view of a portion C in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 1a Cylinder inner chamber 2 Piston 3 Piston rod 4 Sealing means 5 Outer cylinder 6 Drain chamber (annular chamber)
15 Rod guide 16 Lock ring 17 Seal block 18 Rod seal 19 O-ring 20 Double seal 21 Oil seal 22 Oil reservoir 30 Guide body 31 Cover body 31a Seal receiving surface 40 Oil passage 41 Check valves 45, 46 Steps 47, 48 Protrusion 51 Orifice 55 Seal cover 56 Sliding backing plate

Claims

A piston is slidably fitted in a cylinder filled with oil, and a piston block having one end connected to the piston is inserted through a seal block fitted to the open end of the cylinder. From the rod seal that extends to the outside of the cylinder and that opens to the piston rod side of the seal block and that slides against the piston rod, and the O-ring that elastically biases the rod seal toward the piston rod side In the cylinder device that holds the double seal, the biasing force applied from the O-ring to the rod seal is between the O-ring and the rod seal on the seal receiving surface outside the axial cylinder of the annular groove. A cylinder device comprising a protrusion for receiving a part thereof.

A piston is slidably fitted into a cylinder filled with oil, and a piston block having one end connected to the piston is inserted through a seal block fitted to the opening end of the cylinder. From the rod seal that extends to the outside of the cylinder and that opens to the piston rod side of the seal block and that slides on the piston rod, and the O-ring that elastically biases the rod seal toward the piston rod side In the cylinder device that holds the double seal, the inner surface of the piston rod is slid substantially between the end surface of the double seal on the outer side of the axial cylinder and the end surface of the annular groove on the outer side of the axial cylinder. the contact is ring-shaped seal cover was movably arranged in the radial direction of the piston rod relative to said sealing block, said O seal receiving surface of the Shirukaba over Between the rod seal and ring, cylinder apparatus is characterized by providing a protrusion which receives a portion of the biasing force exerted on the rod seal from the O-ring.