JP3938412B2 - シングルチューブ式ダンパの軸封装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシングルチューブ式ダンパの軸封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シングルチューブ式ダンパとしては、特開昭４９−６７１号公報「緩衝器」が知られている。
このダンパは、同公報の第１図に示される通り、ピストンロッド案内部材３６に通路４８，５０が開けられ、作動中に、高圧油が通路４８，５０を通じてロッドシール部材５２に作用し、シール性を高めるというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、シール作用は高まるが、シール部５８がピストンロッド２４に強く押されるため、シール部５８の摩耗が著しくなり、シール部５８の寿命が短くなるという不都合がある。
そこで、本発明の目的は、シール部に作用する圧力の増加を抑え、シール部の耐久性を向上させたシングルチューブ式ダンパの軸封装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１は、ロッドガイド部材にシール部材のシールリップを収納するシール室を形成し、且つ、ロッドガイド部材にシール室とシリンダ内の作動油室とを連通する連通路を形成し、この連通路の途中に、断面積を、ロッドガイド部材とピストンロッド外周面との間の隙間の面積を越えない範囲で設定したオリフィスを形成して、シール室の圧を連通路及びオリフィスを介して作動油室へ逃がす構成とし、シール部材に一体に、シリンダ内周と支持板外周との間を塞ぐ円盤状シールを備える。
【０００５】
連通路にオリフィスを設けることにより、作動油室の圧はシール室に遅れて伝わる。ピストンロッドが伸び行程の場合に、作動油室の圧が特に高くなり、この圧がピストンロッドとロッドガイド部材との間の隙間を通って、シール室に至り、シール室の圧が高まる。しかし、シール室内の圧が連通路を通って作動油室へ逃げるので、シールリップには大きな圧が作用せず、ピストンロッドとの接触面の面圧が高くならず、シールリップの耐久性を向上させることができる。
【０００６】
また、オリフィスの断面積を、ロッドガイド部材とピストンロッド外周面との間の隙間の面積を越えない範囲で設定したことで、作動油室内の圧力が高くなっても、この圧力はオリフィスで減圧され、オリフィス側からシール室に伝わることはない。
【０００７】
請求項２は、シリンダを局部的に径内方へ窪ませることで、ロッドガイド部材を固定し、一方、ロッドガイド部材の外周面に軸方向溝を形成し、この軸方向溝へ窪みの一部を進入させて、軸方向溝の断面積を減少することでオリフィスを形成した。
シリンダにロッドガイド部材を固定することで容易にオリフィスを形成することができ、製作工数が削減できる。
【０００８】
請求項３は、シール部材に、シール室内に収納されるメインシールリップ部を有し、このメインシールリップ部を、ピストンロッドに摺接する第１リップと、この第１リップの径外方のシール室内周面に当接する第２リップとから構成し、これら第１リップ及び第２リップの間に第１リップのピストンロッド軸方向長さよりも深さの小さい環状溝を形成した。
【０００９】
環状溝の第１リップ側の壁面にだけ径外方から径内方へシール室内圧が作用し、このシール室内圧によって、第１リップ側の壁面の面積より大きい第１リップのピストンロッド接触面には、シール室内圧より小さい面圧が発生する。
また、第２リップには、径外方から径内方へシール室内圧が作用しないので、第２リップによって第１リップのピストンロッド接触面の面圧が増加することはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係るシングルチューブ式ダンパの断面図であり、シングルチューブ式ダンパ１は、シリンダ２と、このシリンダ２内を摺動するピストン１０と、このピストン１０に固定したピストンロッド２１と、このピストンロッド２１のシリンダ２内への進退によるオイルの体積変化分を補償するためのフリーピストン２２とからなる。
【００１１】
また、シングルチューブ式ダンパ１は、上記ピストンロッド２１をシールするシリンダ２上端のシール部３０と、ピストンロッド２１上部に取付けた車体取付け部４１と、この車体取付け部４１の下部に設けたフランジ部４２と、このフランジ部４２から垂下したダストカバー４３と、シリンダ２下部の外周に取付けたプロテクタ５０と、シリンダ２下端に取付けた車輪側取付け部６１とからなる。なお、２２ａはＯリング、Ｓ１は上部油室、Ｓ２は下部油室、Ｓ３はガス室である。
【００１２】
ピストン１０は、伸び側バルブ１１と、伸び側通孔１２と、縮み側バルブ１３と、縮み側通孔１４とを備える。なお、１５，１６は挟持部材、１７はナット、１８はピストンリングである。
軸封装置であるシール部３０は、外周をシリンダ２に固定したロッドガイド３１と、このロッドガイド３１の軸方向外側に設けた支持板３４と、この支持板３４に一体的に焼き付けられたオイルシール３３とを備える。
【００１３】
図２は本発明に係るシール部の断面図（拡大図）であり、シール部３０は、更に、シリンダ２内周と支持板３４外周との間を塞ぐ、支持板３４の下端外周に一体的に焼き付けられた円盤状シール３５を備える。
ロッドガイド３１は、軸方向外側に形成した凹部３１ａと、外周に形成した小径部３１ｂと、凹部３１ａから小径部３１ｂに至る径方向溝３１ｃ…（…は複数個を示す。以下同様。２箇所は省略。）と、小径部３１ｂから上部油室Ｓ１に至る軸方向溝３１ｄと、内径部に設けたブッシュ３１ｅとを備える。
【００１４】
凹部３１ａは、ピストンロッド２１外周面と支持板３４内面とでシール室Ｓ４を形成する。
このシール室Ｓ４内には、オイルシール３３の軸方向内側に設けたリップ３３ａを収納し、このリップ３３ａでピストンロッド２１外周面を締め付け、リップ３３ａとピストンロッド２１との間を密封する。
径方向溝３１ｃ…、小径部３１ｂ、軸方向溝３１ｄでシール室Ｓ４と上部油室Ｓ１との連通路３１ｆを構成する。
【００１５】
小径部３１ｂは、シリンダ２内周面と支持板３４内面とで外周シール室Ｓ５を形成する。
ブッシュ３１ｅは、ピストンロッド２１に摺接する部材である。なお、ピストンロッド２１にロッドガイド３１を直接摺接させ、ブッシュ３１ｅを用いなくてもよい。
【００１６】
ロッドガイド３１の軸方向溝３１ｄに、シリンダ２を径内方へ窪ませてオリフィス３６を形成する。
このオリフィス３６は、ロッドガイド３１の位置決めのためのシリンダ２の窪み２ａを利用して形成したものなので、容易にオリフィス３６を形成することができ、別にオリフィスを作製する工数が省け、製作コストを抑えることができる。
オリフィス３６の断面積は、ブッシュ３１ｅ内周面とピストンロッド２１外周面との間の隙間の面積（径方向断面における断面積）を越えない範囲で設定する。
【００１７】
請求項２に記載した「ロッドガイド部材とピストンロッド外周面との間の隙間の面積」とは、ロッドガイド３１にブッシュ３１ｅを設けた場合の、上記した「ブッシュ３１ｅ内周面とピストンロッド２１外周面との間の隙間の面積」と同じ意味であり、当然のことながら、これを包含する。
【００１８】
図３は本発明に係るロッドガイドの斜視図であり、ロッドガイド３１は、上面中央の凹部３１ａと、外周上部の小径部３１ｂと、上面の径方向溝３１ｃ…と、外周下部の軸方向溝３１ｄとを備える。
このロッドガイド３１を焼結等で作製すれば、上記凹部３１ａ、小径部３１ｂ、径方向溝３１ｃ…及び軸方向溝３１ｄは型で形成することができ、加工が不要となって、加工コストを低減することができる。
【００１９】
以上に述べたシングルチューブ式ダンパの軸封装置の作用を次に説明する。
図４は本発明に係るシール部の作用図であり、ピストンロッド２１が、例えば、矢印Ｕで示すように上方に移動する伸び行程では、上部油室Ｓ１内の圧力が高くなる。これと同時に、上部油室Ｓ１内でピストンロッド２１表面に油膜として付着したオイルは、一種のポンプ作用を為すピストンロッド２１によって、矢印（１）のようにピストンロッド２１外周面とブッシュ３１ｅ内周面との間の隙間を介してシール室Ｓ４へ強制的に送り込まれる。
シール室Ｓ４内に送り込まれたオイルは、矢印（２）のようにオイルシール３３のリップ３３ａでかき落とされる。
【００２０】
上部油室Ｓ１内の圧力が高いこと、及びオイルが強制的にシール室Ｓ４に送り込まれることによって、シール室Ｓ４内には、瞬時に、しかも上部油室Ｓ１内よりも高い圧力が矢印（３）のように作用する。
この時、上部油室Ｓ１からオリフィス３６を通ってオイルが逆流することが考えられるが、上部油室Ｓ１内の圧力は、瞬時にはオリフィス３６で減圧され、オリフィス３６の下流となる軸方向溝３１ｄ側に高い圧力が伝わりにくい。
従って、上部油室Ｓ１よりも圧力の高いシール室Ｓ４のオイルは、オリフィス３６側から逆流するオイルの影響をあまり受けずに、矢印（４）のように径方向溝３１ｃ、外周シール室Ｓ５、軸方向溝３１ｄ、オリフィス３６を通って上部油室Ｓ１に戻る。
【００２１】
このように、シール室Ｓ４に送られたオイルは、上部油室Ｓ１に戻るので、シール室Ｓ４内の瞬時の圧力上昇が抑えられ、オイルシール３３のリップ３３ａに径方向の大きな圧力が作用しないので、リップ３３ａのピストンロッド２１との接触面３３ｂの面圧は高くならず、リップ３３ａの摩耗を低減することができる。
【００２２】
しかも、オリフィス３６の断面積をピストンロッド２１外周面とブッシュ３１ｅとの間の隙間を越えない範囲に設定したので、オリフィス３６を通って上部油室Ｓ１にオイルが戻る時に、上記したオリフィス３６側から逆流するオイルの影響は更に小さくなるため、オイルの戻りは速くなり、シール室Ｓ４内の圧力上昇を抑えることができ、リップ３３ａの摩耗を更に低減することができる。
【００２３】
図５は本発明に係るシール部の別の実施の形態を示す断面図（拡大図）であり、図２で述べたシール部と同一構成要素には同一符号を付け、詳しい説明は省略する。
軸封装置であるシール部７０は、外周をシリンダ２に固定したロッドガイド７１と、このロッドガイド７１の軸方向外側に設けたオイルシール７３とを備える。
ロッドガイド７１は、軸方向外側に形成した凹部７１ａと、外周に形成した小径部７１ｂと、凹部７１ａから小径部７１ｂに至る径方向孔７１ｃと、小径部７１ｂから上部油室Ｓ１に至る軸方向溝７１ｄとを備える。
これら径方向孔７１ｃ…、小径部７１ｂ、軸方向溝７１ｄでシール室Ｓ４と上部油室Ｓ１との連通路７１ｆを構成する。
【００２４】
オイルシール７３は、シール室Ｓ４内にメインシールリップ部７３ａを有し、このメインシールリップ部７３ａは、ピストンロッド２１に摺接する環状の第１リップ７３ｂと、凹部７１ａの内周面に当接する環状の第２リップ７３ｃとからなる。
【００２５】
第１リップ７３ｂは、ピストンロッド２１と接触する接触面７３ｄを備える。この接触面７３ｄの軸方向長さはＬ１である。
メインリップ部７３ａは、第１リップ７３ｂと第２リップ７３ｃとの間に、上記軸方向長さＬ１よりも小さい深さＬ２の環状溝７３ｅを有する。
【００２６】
図６は本発明に係るシール部の別の実施の形態における作用図であり、ピストンロッド２１が、例えば、矢印Ｖで示すように上方に移動する伸び行程では、上部油室Ｓ１内の圧力が高くなる。これと同時に、上部油室Ｓ１内でピストンロッド２１表面に油膜として付着したオイルは、一種のポンプ作用を為すピストンロッド２１によって、矢印（５）のようにピストンロッド２１外周面とブッシュ３１ｅ内周面との間の隙間を介してシール室Ｓ４へ強制的に送り込まれる。
【００２７】
上部油室Ｓ１内の圧力が高いこと、及びオイルが強制的にシール室Ｓ４に送り込まれることによって、シール室Ｓ４内には、瞬時に、しかも上部油室Ｓ１内よりも高い圧力が矢 印（６）のように作用する。
この時、上部油室Ｓ１からオリフィス３６を通ってオイルが逆流することが考えられるが、上部油室Ｓ１内の圧力は、瞬時にはオリフィス３６で減圧され、オリフィス３６の下流となる軸方向溝３１ｄ側に高い圧力が伝わりにくい。
従って、上部油室Ｓ１よりも圧力の高いシール室Ｓ４のオイルは、オリフィス３６側から逆流するオイルの影響をあまり受けずに、矢印（７）のように径方向孔７１ｃ、外周シール室Ｓ５、軸方向溝７１ｄ、オリフィス３６を通って上部油室Ｓ１に戻る。
【００２８】
このように、シール室Ｓ４に送られたオイルは、上部油室Ｓ１に戻るので、シール室Ｓ４内の瞬時の圧力上昇が抑えられる。
しかも、オリフィス３６の断面積をピストンロッド２１外周面とブッシュ３１ｅとの間の隙間を越えない範囲に設定したので、オリフィス３６を通って上部油室Ｓ１にオイルが戻る時に、上記したオリフィス３６側から逆流するオイルの影響は更に小さくなるため、オイルの戻りは速くなり、シール室Ｓ４内の圧力上昇を更に抑えることができる。
【００２９】
ここで、（１）シール室Ｓ４内の第１リップ７３ｂが径内方に圧力を受けるのは、深さＬ２である環状溝７３ｅの第１リップ側の壁面７３ｆだけである。
また、（２）接触面７３ｄの軸方向長さＬ１よりも深さＬ２が小さいため、環状溝７３ｅの壁面７３ｆの外径と接触面７３ｄの内径とがほぼ等しいとすると、筒状の接触面７３ｄの面積は、壁面７３ｆを径方向と直角な面へ投影した投影面積よりも大きくなる。
【００３０】
これら（１），（２）より、シール室Ｓ４内の圧力によって、筒状の接触面７３ｄには、シール室Ｓ４内の圧力よりも小さい面圧しか発生しないため、シール室Ｓ４内の圧力が高くなっても、接触面７３ｄの面圧は高くならない。
また、第２リップ７３ｃには、径外方から径内方へシール室Ｓ４内の圧力が作用しないので、第２リップ７３ｃによって、第１リップ７３ｂの接触面７３ｄの面圧が増加することはない。
更に、接触面７３ｄの面圧が高くならないので、第１リップ７３ｂの軸方向長さＬ１を大きくしてシール性を向上させることができる。
【００３１】
以上のように、オリフィス３６を設けたこと、及び第１リップ７３ｂと第２リップ７３ｃとの間に第１リップ７３ｂのピストンロッド２１軸方向長さＬ１よりも深さＬ２の小さい環状溝７３ｅを形成したことによって、第１リップ７３ｂの接触面７３ｄの面圧を抑えることができ、接触面７３ｄの摩耗を低減することができる。
【００３２】
尚、オリフィス３６は、図２や図５に示したように、軸方向溝３１ｄ，７１ｄの端部に形成したが、軸方向溝３１ｄ，７１ｄの途中や、外周シール室Ｓ５内、径方向溝３１ｃ、径方向孔７１ｃの端部又は途中に形成してもよい。
また、オリフィス３６の形状、長さ、数量は問わない。要は、その断面積が、ロッドガイド３１とピストンロッド２１外周面との間の隙間の面積を越えない範囲であり、上部油室Ｓ１内の圧力が高くなっても、軸方向溝３１ｄ、外周シール室Ｓ５、径方向溝３１ｃ、又は、軸方向溝７１ｄ，外周シール室Ｓ５、径方向孔７１ｃを介して上部油室Ｓ１内の圧力をシール室Ｓ４内へ伝えなければよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１のシングルチューブ式ダンパの軸封装置は、ロッドガイド部材にシール部材のシールリップを収納するシール室を形成し、且つ、ロッドガイド部材にシール室とシリンダ内の作動油室とを連通する連通路を形成し、この連通路の途中に、断面積を、ロッドガイド部材とピストンロッド外周面との間の隙間の面積を越えない範囲で設定したオリフィスを形成して、シール室の圧を連通路及びオリフィスを介して作動油室へ逃がす構成とし、シール部材に一体に、シリンダ内周と支持板外周との間を塞ぐ円盤状シールを備えるので、シール室内の圧力が作動油室へ逃げるため、シールリップには大きな圧力が作用せず、ピストンロッドとの接触面の面圧が高くならず、シールリップの耐久性を向上させることができる。
【００３４】
また、オリフィスの断面積を、ロッドガイド部材とピストンロッド外周面との間の隙間の面積を越えない範囲で設定したので、作動油室内の圧力が高くなっても、この圧力はオリフィスで減圧され、オリフィス側からシール室に伝わることはない。
【００３５】
請求項２のシングルチューブ式ダンパの軸封装置は、シリンダを局部的に径内方へ窪ませることで、ロッドガイド部材を固定し、一方、ロッドガイド部材の外周面に軸方向溝を形成し、この軸方向溝へ窪みの一部を進入させて、軸方向溝の断面積を減少することでオリフィスを形成したので、シリンダにロッドガイド部材を固定することで容易にオリフィスを形成することができ、製作工数を削減することができる。
【００３６】
請求項３のシングルチューブ式ダンパの軸封装置は、シール部材に、シール室内に収納されるメインシールリップ部を有し、このメインシールリップ部を、ピストンロッドに摺接する第１リップと、この第１リップの径外方のシール室内周面に当接する第２リップとから構成し、これら第１リップ及び第２リップの間に第１リップのピストンロッド軸方向長さよりも深さの小さい環状溝を形成したので、環状溝の第１リップ側の壁面にだけ径外方から径内方へシール室内圧が作用し、このシール室内圧によって、第１リップ側の壁面の面積より大きい第１リップのピストンロッド接触面には、シール室内圧より小さい面圧しか発生しないため、第１リップが大きく摩耗することがなくなり、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るシングルチューブ式ダンパの断面図
【図２】 本発明に係るシール部の断面図（拡大図）
【図３】 本発明に係るロッドガイドの斜視図
【図４】 本発明に係るシール部の作用図
【図５】 本発明に係るシール部の別の実施の形態を示す断面図（拡大図）
【図６】 本発明に係るシール部の別の実施の形態における作用図
【符号の説明】
１…シングルチューブ式ダンパ、２…シリンダ、２１…ピストンロッド、３０，７０…軸封装置（シール部）、３１，７１…ロッドガイド、３１ａ，７１ａ…凹部、３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ…連通路、３３，７３…シール部材（オイルシール）、３３ａ…シールリップ（リップ）、３３ｂ，７３ｄ…接触面、３４…支持板、３５…円盤状シール、３６…オリフィス、７３ａ…メインシールリップ部、７３ｂ，７３ｃ…シールリップ（第１リップ、第２リップ）、７３ｅ…環状溝、７３ｆ…壁面、Ｓ１，Ｓ２…作動油室（上部油室、下部油室）、Ｓ４…シール室。

Claims (3)

1. シリンダの端部に、ピストンロッドをガイドするロッドガイド部材と、このロッドガイドの軸方向外側に設けられた支持板と、この支持板に一体的に焼き付けられたシール部材とを設けたシングルチューブ式ダンパにおいて、
   前記ロッドガイド部材に前記シール部材のシールリップを収納するシール室を形成し、且つ、ロッドガイド部材にシール室とシリンダ内の作動油室とを連通する連通路を形成し、この連通路の途中に、断面積を、前記ロッドガイド部材とピストンロッド外周面との間の隙間の面積を越えない範囲で設定したオリフィスを形成して、シール室の圧を連通路及びオリフィスを介して作動油室へ逃がす構成とし、前記シール部材に一体に、前記シリンダ内周と前記支持板外周との間を塞ぐ円盤状シールを備えることを特徴とするシングルチューブ式ダンパの軸封装置。
2. シリンダを局部的に径内方へ窪ませることで、ロッドガイド部材を固定し、一方、ロッドガイド部材の外周面に軸方向溝を形成し、この軸方向溝へ前記窪みの一部を進入させて、軸方向溝の断面積を減少することでオリフィスを形成したことを特徴とする請求項１記載のシングルチューブ式ダンパの軸封装置。
3. 前記シール部材は、前記シール室内に収納されるメインシールリップ部を有し、このメインシールリップ部は、前記ピストンロッドに摺接する第１リップと、この第１リップの径外方のシール室内周面に当接する第２リップとからなり、これら第１リップ及び第２リップの間に第１リップのピストンロッド軸方向長さよりも深さの小さい環状溝を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のシングルチューブ式ダンパの軸封装置。

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