JP5212822B2

JP5212822B2 - 液圧緩衝器

Info

Publication number: JP5212822B2
Application number: JP2009003690A
Authority: JP
Inventors: 裕樹岡田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2029-01-09
Also published as: JP2010159857A

Description

本発明は、液圧緩衝器に関するものである。

従来の液圧緩衝器は、シリンダの一端でピストンロッドとの間に環状のオイルシールが備えられる。このオイルシールの内周面には、シリンダ側つまり高圧側に配置される第１シールリップと、大気側に配置されるダストシールリップと、第１シールリップとダストシールリップとの間に配置される第２シールリップとが備えられている。各シールリップのピストンロッドの外周面との圧接面には、環状突起が軸方向に沿って複数設けられ、ピストンロッドの摺動抵抗を小さくするようにしている。

例えば、特許文献１には、密封装置と取り付け面との間の摩擦抵抗の減少を防止して、優れた保持特性を有する密閉装置が開示されている。

特開平１０−２６２３１号公報

上述した前者の従来の液圧緩衝器では、ピストンロッドの縮み行程及び伸び行程時、特に、第２シールリップ及びダストシールリップに設けた環状突起がピストンロッドの往復動作によってシリンダ側及び大気側の両方向に倒伏する現象が発生し、環状突起間の隙間の体積が変化することにより作動液がシリンダ内から外部に漏れる虞があった。
また、後者の特許文献１の密封装置は、上述したように、密封装置と取り付け面との間の摩擦抵抗の減少を防止して、優れた保持特性を有するものであるが、該密封装置では上述した問題を解決することはできない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、シリンダ内から外部への作動液の漏れを防止する液圧緩衝器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明のうち請求項１に記載した発明は、作動液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されて該シリンダ内を２室に区画するピストンと、該ピストンと一体的に移動し、一端部がシリンダから突出するピストンロッドと、前記シリンダの一端内部に配置され前記ピストンロッドの外周面に圧接する往復動用の環状オイルシールと、前記ピストンの摺動によって生じる作動液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた液圧緩衝器であって、前記オイルシールは、シリンダ側に配置される第１シールリップと、大気側に配置されるダストシールリップと、前記第１シールリップと前記ダストシールリップとの間に配置される第２シールリップとからなり、前記第２シールリップ及び／または前記ダストシールリップの前記ピストンロッドの外周面との圧接面に環状突起が軸方向に複数設けられ、該環状突起は、その断面三角形状が非対称に形成され、前記ピストンロッドを前記オイルシールに組付けたとき、前記環状突起の断面三角形状は、軸方向において前記シリンダ側の一辺のシールリップの基準面に対する角度αが、大気側の一辺のシールリップの基準面に対する角度βよりも大きく設定されて構成されることを特徴とするものである。

本発明の液圧緩衝器によれば、シリンダ内から外部への作動液の漏れを防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る液圧緩衝器を示す図である。図２は、図１のＡ部の拡大図である。図３は、図２のＢ部の拡大図である。図４は、図３のＣ部の拡大図であり、第１実施形態に係る環状突起を示した図である。図５は、図３のＣ部の拡大図であり、第２実施形態に係る環状突起を示した図である。図６は、図３のＣ部の拡大図であり、第３実施形態に係る環状突起を示した図である。図７は、図３のＣ部の拡大図であり、第４実施形態に係る環状突起を示した図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図７に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る液圧緩衝器は、作動液として作動油が採用される油圧緩衝器１として提供される。
本油圧緩衝器１は、図１に示すように、有底筒状のシリンダ２内にピストン３が摺動可能に挿入されている。該ピストン３によってシリンダ２内が一端の開口部側に位置するシリンダ室２ａと、他端の底部側に位置するシリンダ室２ｂとの２室に区画されている。ピストン３には、ピストンロッド４の他端側が貫通されナット５によって連結されており、ピストンロッド４の一端側は、シリンダ２の一端側開口部に取り付けられたロッドガイド６及びオイルシール７に挿通されてシリンダ２の外部まで延出される。また、シリンダ２内の底部側には、フリーピストン８が摺動可能に挿入されており、シリンダ２の底部とフリーピストン８の間にリザーバ室９が形成される。そして、シリンダ室２ａ及び２ｂ内には作動油が封入されており、リザーバ室９内には高圧ガスが封入されている。

ピストン３には、シリンダ室２ａとシリンダ室２ｂとを連通させる伸び側作動油通路１０および縮み側作動油通路１１が設けられる。また、ピストン３のシリンダ室２ｂ側の端面には、伸び側作動油通路１１の作動油の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディスクバルブからなる減衰力発生機構１４が設けられる。一方、ピストン３のシリンダ室２ａ側の端面には縮み側作動油通路１１の作動油の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディスクバルブからなる減衰力発生機構１５が設けられる。

そして、ピストンロッド４の伸縮に伴いシリンダ２内のピストン３が摺動し、ピストンロッド４の伸び行程時にはシリンダ室２ａ側の作動油が伸び側作動油通路１０を通ってシリンダ室２ｂ側へ流れて減衰力発生機構１４によって減衰力が発生する。一方、ピストンロッド４の縮み行程時にはシリンダ室２ｂ側の作動油が縮み側作動油通路１１を通ってシリンダ室２ａ側へ流れて減衰力発生機構１５によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド４の侵入、退出によるシリンダ室２ａおよび２ｂの容積変化は、リザーバ室９内の高圧ガスの圧縮、膨張によりフリーピストン８が移動することによって補償される。

また、上述した構成からなる油圧緩衝器１において、図２及び図３に示すように、シリンダ２の一端には、環状の座金１７と、該座金１７の内周面に取り付けられたオイルシール７とが配置されている。なお、オイルシール７よりも軸方向においてシリンダ２側にはロッドガイド６が配置される。
該オイルシール７は、合成樹脂製からなる環状に形成される。オイルシール７の内周面には、軸方向においてシリンダ２側に配置された第１シールリップ２０と、大気側に配置されたダストシールリップ２２と、第１シールリップ２０とダストシールリップ２２との間に配置された第２シールリップ２１とが形成される。

オイルシール７の外周面は、ダストシールリップ２２が配置される部位及び第１シールリップ２０が形成される部位が共に小径に形成され、その間の部位が座金１７の外径と略同じ大径に形成される。その大径の部位に、座金１７を嵌め込む環状凹部２３が外周面から内方に向かって形成される。環状凹部２３に臨む大気側の薄壁部２４は小径に形成される。また、環状凹部２３に臨むシリンダ２側の壁部２５には、軸方向に凹む環状凹部２６が形成され、該環状凹部２６にロッドガイド６の一端部が配置される。
ダストシールリップ２２は、薄壁部２４の径方向途中部位から大気側に次第に膨出するように延びる。なお、ダストシールリップ２２が位置する部位の外周には、第１バックアップリング２８が備えられる。
第１及び第２シールリップ２０、２１は、それぞれの頂部付近がピストンロッド４の外周面に圧接される断面く字状に形成される。そして、ダストシールリップ２２と第２シールリップ２１との間には断面台形状の空間が形成される。なお、第１シールリップ２０が位置する部位の外周には、第２バックアップリング２７が備えられる。
また、第１シールリップ２０、第２シールリップ２１及びダストシールリップ２２のピストンロッド４の外周面との圧接面には、次に説明する第１〜第４実施形態に係る環状突起３０〜３３が適宜採用される。

次に、第１〜第４実施形態に係る環状突起３０〜３３を図４〜図７に基いて説明するが、第１及び第４実施形態に係る環状突起３０、３３が特許請求の範囲に記載した発明に対応するものである。
なお、第１〜第４実施形態の説明では、第２シールリップ２１に形成された環状突起３０〜３３を例示して説明する。
図４に示すように、第１実施形態に係る環状突起３０は、第２シールリップ２１のピストンロッド４と最も圧接する頂部から大気側に向けて延びる基準面２９と接続され、シリンダ２側の一辺を長辺とした断面三角形状で２辺の勾配を異ならせた非対称に形成され、軸方向に沿って間隔を置いて複数形成される。ここで、基準面２９とは、第１シールリップ２０、第２シールリップ２１、ダストシールリップ２２の各環状突起３０〜３３間の面を指す。各環状突起３０の断面三角形状は合同形状を呈している。また、各環状突起３０の断面三角形状は、軸方向においてシリンダ２側の一辺の、第２シールリップ２１の基準面２９に対する角度αが、大気側の一辺の、第２シールリップ２１の基準面２９に対する角度βよりも大きく設定されて構成される。
その結果、第１実施形態では、ピストンロッド４をオイルシール７に組み付けた際、各環状突起３０は大気側に倒伏し、ピストンロッド４の縮み行程及び伸び行程時においても各環状突起３０は同じ大気側に倒伏した状態であるため、ピストンロッド４の縮み行程及び伸び行程時における各環状突起３０、３０間の体積変化を抑制することができ、体積変化による作動油の漏れを防ぐことができる。なお、この第１実施形態は、特に、第２シールリップ２１及びダストシールリップ２２に有効である。

図５に示すように、第２実施形態に係る環状突起３１は、第２シールリップ２１の基準面２９と接続され、大気側の一辺を長辺とした断面三角形状で２辺の勾配を異ならせた非対称に形成され、軸方向に沿って間隔を置いて複数形成される。各環状突起３１の断面三角形状は合同形状を呈している。また、各環状突起３１の断面三角形状は、軸方向においてシリンダ２側の一辺の、第２シールリップ２１の基準面２９に対する角度αが、大気側の一辺の、第２シールリップ２１の基準面２９に対する角度βよりも小さく設定されて構成される。
その結果、第２実施形態では、ピストンロッド４をオイルシール７に組み付けた際、各環状突起３０はシリンダ２側に倒伏し、ピストンロッド４の縮み行程及び伸び行程時においても各環状突起３０は同じシリンダ２側に倒伏した状態であるため、ピストンロッド４の縮み行程及び伸び行程時における各環状突起３０、３０間の体積変化を抑制することができ、体積変化による作動油の漏れを防ぐことができる。また、この第２実施形態は、特に、第１シールリップ２０に有効であり、すなわち、上述した角度α、βを往復動シールの油面角としてみた場合、油密封条件（α＜β）を満足しており、第１シールリップ２０上で直接油保持できるためピストンロッド４の摺動性とシール性を同時に向上させることができる。

図６に示すように、第３実施形態に係る環状突起３２は、第２シールリップ２１の基準面２９と接続され、シリンダ２側の一辺を長辺とした断面三角形状で２辺の勾配を異ならせた非対称に形成され、軸方向に沿って間隔を置いて複数形成される。各環状突起３２の断面三角形状は合同形状を呈している。また、隣接する一対の環状突起３２、３２の断面三角形状は鏡面対称に形成される。なお、各環状突起３２は、第２シールリップ２１の基準面２９に対する角度β（＜α）で高勾配側の一辺が互いに近接して対向する配置で形成される。
その結果、第３実施形態では、第１及び第２実施形態と同様にシール性を確保しつつ、各環状突起３２、３２間の油保持量を増加することができ、ピストンロッド４の摺動性を向上させることができる。

図７に示すように、第４実施形態に係る環状突起３３は、第２シールリップ２１の基準面２９と接続され、シリンダ２側の一辺を長辺とした断面三角形状で２辺の勾配を異ならせた非対称に形成され、軸方向に沿って間隔を置いて複数形成される。各環状突起３３の断面三角形状は相似形状を呈している。また、各環状突起３３の断面三角形状は、軸方向においてシリンダ２側の一辺の、第２シールリップ２１の基準面２９に対する角度αが、大気側の一辺の、第２シールリップ２１の基準面２９に対する角度βよりも大きく設定されて構成される。しかも、各環状突起３３の頂点を結ぶ線３５（図７の１点鎖線）は、第２シールリップ２１の基準面２９に対して大気側に向って次第に離間する直線状に延びている。
その結果、第４実施形態では、ピストンロッド４との締め代に対応して各環状突起３３の高さを調整することで摩擦力の均一化が図られ、各環状突起３３、３３間の体積変化がさらに減少されることでシール性をさらに向上させることができる。なお、この第４実施形態は、特に、大気側に向かってピストンロッド４との締め代量が減少するテーパ面（基準面）を有する第１シールリップ２０及び第２シールリップ２１に有効である。

そこで、本発明の実施の形態に係る油圧緩衝器１のオイルシール７では、第１シールリップ２０、第２シールリップ２１及びダストシールリップ２２の全てに第１〜第４実施形態に係る環状突起３０〜３３のいずれかを備えてもよく、第１シールリップ２０、第２シールリップ２１またはダストシールリップ２２のいずれか１つまたは２つに、第１〜第４実施形態に係る環状突起３０〜３３のいずれかを備えてもよい。要するに、第１シールリップ２０、第２シールリップ２１及びダストシールリップ２２の適宜箇所に、第１〜第４実施形態に係る環状突起３０〜３３の内の最も適したものを適宜選択して備えるようにしてもよいが、少なくとも、第２シールリップ２１またはダストシールリップ２２のいずれか一方に、第１〜第４実施形態に係る環状突起３０〜３３を適宜選択して備えた方がよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る油圧緩衝器１では、特に、オイルシール７の第２シールリップ２１またはダストシールリップ２２に、非対称の断面三角形状に形成される第１〜第４実施形態に係る環状突起３０〜３３が軸方向に沿って間隔を置いて複数形成されているので、ピストンロッド４の縮み行程及び伸び行程時において、各環状突起３０〜３３は常時シリンダ２側または大気側に倒伏するため、ピストンロッド４の縮み行程及び伸び行程時における各環状突起３０、３０間，３１、３１間，３２、３２間，３３、３３間の体積変化を抑制することができ、体積変化による作動油の漏れを防ぐことができる。

なお、本発明の実施の形態に係る油圧緩衝器１では、各シールリップ２０、２１、２２に対して環状突起３０〜３３が複数形成されているが１つでもよい。また、本実施の形態では、環状突起３０〜３３は非対称の断面三角形状に形成されているが、頂点を滑らか湾曲状に形成してもよく、全体的に湾曲形状で非対称に形成してもよい。
なお、作動液は作動油が最も好ましいが、それに限らず磁性流体や電気粘性流体など他の作動液であってもよい。

１油圧緩衝器（液圧緩衝器），２シリンダ，３ピストン，４ピストンロッド，７オイルシール，１４、１５減衰力発生機構，２０第１シールリップ，２１第２シールリップ，２２ダストシールリップ，２９基準面，３０〜３３環状突起

Claims

作動液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されて該シリンダ内を２室に区画するピストンと、該ピストンと一体的に移動し、一端部がシリンダから突出するピストンロッドと、前記シリンダの一端内部に配置され前記ピストンロッドの外周面に圧接する往復動用の環状オイルシールと、前記ピストンの摺動によって生じる作動液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた液圧緩衝器であって、
前記オイルシールは、シリンダ側に配置される第１シールリップと、大気側に配置されるダストシールリップと、前記第１シールリップと前記ダストシールリップとの間に配置される第２シールリップとからなり、
前記第２シールリップ及び／または前記ダストシールリップの前記ピストンロッドの外周面との圧接面に環状突起が軸方向に複数設けられ、
該環状突起は、その断面三角形状が非対称に形成され、前記ピストンロッドを前記オイルシールに組付けたとき、前記環状突起の断面三角形状は、軸方向において前記シリンダ側の一辺のシールリップの基準面に対する角度αが、大気側の一辺のシールリップの基準面に対する角度βよりも大きく設定されて構成されることを特徴とする液圧緩衝器。
前記環状突起の頂点を結ぶ線は、シールリップの基準面に対して大気側に向って次第に離間する直線状であることを特徴とする請求項１に記載の液圧緩衝器。