JP4998743B2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ装置の改良に関する。

例えば、自動車のサスペンション装置に使用されるシリンダ装置には、シリンダの開口端部にカール加工（かしめ加工）がなされるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなシリンダ装置は、カール加工時の軸力（以下、加工軸力という）がロッドガイドに作用することから、オイルシールとロッドガイドとの接触面積を十分に確保して、シール構造の変形を防ぐ必要がある。

ところで、内周に設けられるダストシールとオイルシールと、外周に設けられる外周シールとが一体化された従来のシール構造の場合、シール構造とロッドガイドとの接触面積を確保することが困難であることから、圧力が高くなるシリンダ装置に用いた場合、シリンダの上端部（開口端部）のカール加工時に、加工軸力に耐えられずにシール構造が変形してしまうことから、シール構造に大きい加工軸力を作用させることができず、これにより、加工軸力が不足してシリンダ装置の耐圧性能を高めることが困難であった。

そこで本発明は、シリンダの開口端部のカール加工時における加工軸力を確保することが可能なシール構造を有するシリンダ装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、前記シール構造は、前記ロッドガイドの端面に当接され、かつ前記シリンダの内壁面に外筒部が嵌合される筒状のシールハウジングと、前記シールハウジングの前記ロッドガイド側外周に設けられ、前記シリンダの内壁面に当接される外周シールと、前記シールハウジングの前記シリンダの開口端側の内周には、内径が拡径された内筒部が形成され、該内筒部内に圧入され、前記ピストンロッドに摺接される筒状のオイルシールと、前記ピストンロッドが挿通され、前記シールハウジングにおける前記シリンダの開口端部側の端面の外周側と当接される環状部材と、前記環状部材に設けられ、前記ピストンロッドに摺接されるダストシールと、を含み、前記シリンダの開口端部をかしめることで、前記環状部材、前記シールハウジングおよび前記ロッドガイドを固定した。

本発明によれば、シリンダの開口端部のカール加工時における加工軸力を確保することが可能なシール構造を有するシリンダ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を図１および図２に基づいて説明する。なお、本実施形態のシリンダ装置１は、自動車の車輪と車体との間に配置されるサスペンション装置のダンパ（本実施形態では、油圧緩衝器）である。また、本実施形態では、説明の便宜上、図１および図２における上下方向をそのままシリンダ装置１の上下と規定する。

図１に示されるように、シリンダ装置１は、有底円筒形状に形成されたシリンダ２の内部に、ピストン３が摺動可能に嵌装される。シリンダ２は、ピストン３によって、内部の油室がシリンダ上室４とシリンダ下室５とに画成される。また、ピストン３には、ピストンロッド６の下端部が固定される。図２に示されるように、シリンダ２の開口部（図１における上端部分）は、内円筒部２ａ（内周部分）が拡径されている。以下、シリンダ２の開口部の内円筒部２ａを特に拡径部７と称し、単に内円筒部２ａと称した場合、拡径部７よりも内径が小さい他の部分（図２において拡径部７よりも下側の部分）を指すものとする。

図２に示されるように、シリンダ装置１は、シリンダ２の拡径部７に嵌合される大径部９と、シリンダ２の内円筒部２ａに嵌合される小径部１０と、からなるロッドガイド８を有する。ロッドガイド８は、ピストンロッド６に気密あるいは液密に摺接され、ピストンロッド６を軸方向（図２における上下方向）へ案内する。また、ロッドガイド８の下端部（小径部１０の下端部）の周縁部（角部）には、内Ｒ形状の溝１１が環状に形成される。そして、シリンダ２の内円筒部２ａには、周方向へ延びる環状の溝１２が形成され、この溝１２に取付けられたＣ形リング１３がロッドガイド８の溝１１にも係合される。これにより、ロッドガイド８は、図２における下方向への移動が規制される。なお、ロッドガイド８の小径部１０の外円筒部（外周部分）には、シールリング１４を収容するシール収容部１５が形成される。

図２に示されるように、シリンダ装置１は、有底円筒形状に形成され、ピストンロッド６が挿通されるシールハウジング１６を有する。シールハウジング１６は、外円筒部（外周部分）がシリンダ２の拡径部７に嵌合される。また、シールハウジング１６は、外円筒部（外周面）と下端部端面１６ａとの周縁部（角部）に、切欠き形状（Ｌ字形状）の溝１７が形成される。この溝１７と、ロッドガイド８の上端面８ａと、シリンダ２の拡径部７と、によって囲まれる環状の空間には、それぞれに当接されるシールリング１８（外周シール）が収容される。なお、シールハウジング１６の下端部には、ボス部１９が形成され、ボス部１９は、ロッドガイド８の大径部９の内円筒部（内周部分）に嵌合される。そして、ボス部１９と、ロッドガイド８の大径部９と、ロッドガイド８とシールハウジング１６との間に設けられてピストンロッド６に摺接されるリング部材２０と、によって囲まれる環状の空間には、それぞれに当接されるシールリング２１が収容される。

図２に示されるように、シリンダ装置１は、シールハウジング１６の内円筒部（内周部分）に圧入して設けられる環状のオイルシール２２を有する。オイルシール２２は、上端部に内フランジを有するフレーム２２ａと、このフレーム２２ａの内フランジに設けられてピストンロッド６に摺接するガイド部２２ｂと、リップ部分がコイルばね２７のばね力によってピストンロッド６に押付けられるシール部２２ｃと、からなる。また、シリンダ装置１は、ピストンロッド６が挿通される環状部材２３を有する。この環状部材２３は、シールハウジング１６およびオイルシール２２の直上（シリンダ２の開口端部側）に配置される。環状部材２３の内周部分には、オイルシール２２とは別体に形成されてピストンロッド６に摺接するダストシール２４が設けられる。なお、環状部材２３は、プレス加工によって鋼材等を打ち抜いて形成される。

また、シリンダ装置１は、シリンダ２の上端部（開口端部）に、カール加工によって成形されるかしめ部２５が形成され、このかしめ部２５によって、シリンダ２に対する環状部材２３の抜けが阻止される。さらに、シリンダ装置１は、環状部材２３とシールハウジング１６との間にワッシャ２６が設けられ、ワッシャ２６の下面２６ａには、シールハウジング１６の上端部端面１６ｂが当接される。そして、本実施形態のシリンダ装置１のシール構造は、シールハウジング１６、シールリング１８、オイルシール２２、環状部材２３、ダストシール２４およびワッシャ２６によって構成される。

この実施形態では以下の効果を奏する。
ダストシールとオイルシールと、外周シールとが一体化された従来のシール構造の場合、シール構造とロッドガイドとの接触面積を確保することが困難であることから、圧力が高くなるシリンダ装置に用いた場合、シリンダの上端部（開口端部）のカール加工時に、加工軸力に耐えられずにシール構造が変形してしまうことから、シール構造に大きな加工軸力を作用させることができず、これにより、加工軸力が不足してシリンダ装置の耐圧性能を高めることが困難であった。
本実施形態によれば、ダストシール２４を環状部材２３に設けてダストシール２４とオイルシール２２を別体で形成し、さらに、シールハウジング１６の上端部端面１６ｂを、環状部材２３とシールハウジング１６との間に配設したワッシャ２６の下面２６ａに当接させたことにより、シリンダ２の内径に対してピストンロッド６の外径が大きいシリンダ装置１であっても、シールハウジング１６とワッシャ２６との接触面積を確保することができる。
本実施形態のシール構造によれば、シールハウジング１６とワッシャ２６との接触面積を確保することにより、シリンダ２の上端部（開口端部）のカール加工時に、加工軸力をシールハウジング１６の上端部端面１６ｂによって受け止めることができ、加工軸力によってシールハウジング１６が変形することがない。これにより、本実施形態では、シリンダ装置１の得たい耐圧性能に対して十分な加工軸力を作用させることが可能になり、シリンダ装置１の耐圧性能を向上させることができる。
また、本実施形態のように、環状部材２３をプレス加工によって形成した場合、環状部材２３の厚さは加工限界以上にはできないため、耐圧性能などの仕様から必要とされる厚さ（強度）を下回るときがある。しかし、本実施形態では、環状部材２３とシールハウジング１６との間にワッシャ２６が設けられ、このワッシャに、シールハウジング１６におけるシリンダ２の開口端部側の端面が当接されるので、不足する厚さ（強度）を補うことができる。
さらに、本実施形態のようにワッシャを設ける場合、環状部材２３とかしめ部２５との間に設けることも可能であるが、この場合、ダストシール２４の上端がかしめ部２５の上端とほぼ同一面に並んでしまう。そうすると、使用条件によっては、ダストシール２４の外周部とかしめ部２５の内周部との間にダストが溜まることとなる。そして、この溜まったダストがダストシール２４を外周側から拘束するので、ピストンロッド６の径方向のずれに対するダストシール２４の追従性が悪化する。すると、ダストシール２４内側にダストが進入してピストンロッド６を傷つけ、ひいては漏れにつながることがある。しかし、本実施形態では、環状部材２３とシールハウジング１６との間にワッシャ２６が設けられ、このワッシャに、シールハウジング１６におけるシリンダ２の開口端部側の端面が当接されるので、ダストシール２４の上端がかしめ部２５の上端よりも上部に突出し、ダストの堆積を抑制でき、ひいては漏れのおそれを小さくすることができる。

なお、上述した各実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施形態では、シールハウジング１６の上端部端面１６ｂを、環状部材２３とシールハウジング１６との間に配設したワッシャ２６の下面２６ａに当接させてシール構造を構成したが、必要な強度を確保できる場合にはワッシャ２６を省略し、シールハウジング１６の上端部端面１６ｂを、環状部材２３の下面に当接させてシール構造を構成してもよい。

本実施形態のシリンダ装置を断面で示した図である。 図１においてシール構造部分を拡大して示した図である。

符号の説明

１ シリンダ装置、２ シリンダ、３ ピストン、６ ピストンロッド、８ ロッドガイド、１６ シールハウジング、１８ シールリング（外周シール）、２２ オイルシール、２３ 環状部材、２４ ダストシール、２６ ワッシャ

Claims (2)

1. 一端に開口部を有するシリンダと、先端が前記シリンダの開口部から突出するピストンロッドと、前記シリンダの開口部に設けられ、前記ピストンロッドを案内する筒状のロッドガイドと、前記シリンダの開口部に設けられ、前記ロッドガイドと前記シリンダの開口端部との間に配置されるシール構造と、を含むシリンダ装置であって、
   前記シール構造は、
   前記ロッドガイドの端面に当接され、かつ前記シリンダの内壁面に外筒部が嵌合される筒状のシールハウジングと、
   前記シールハウジングの前記ロッドガイド側外周に設けられ、前記シリンダの内壁面に当接される外周シールと、
   前記シールハウジングの前記シリンダの開口端側の内周には、内径が拡径された内筒部が形成され、該内筒部内に圧入され、前記ピストンロッドに摺接される筒状のオイルシールと、
   前記ピストンロッドが挿通され、前記シールハウジングにおける前記シリンダの開口端部側の端面の外周側と当接される環状部材と、
   前記環状部材に設けられ、前記ピストンロッドに摺接されるダストシールと、
   を含み、
   前記シリンダの開口端部をかしめることで、前記環状部材、前記シールハウジングおよび前記ロッドガイドを固定したことを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記環状部材と前記シールハウジングとの間にワッシャが設けられ、該ワッシャに、前記シールハウジングにおける前記シリンダの開口端部側の端面が当接されることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。

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