JP5220565B2 - ダストシール構造 - Google Patents

ダストシール構造

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本発明は、シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドの外周に摺接し、ピストンロッドの外周に付着したダストを掻き落とすダストシールのダストシール構造に関する。
従来のダストシール構造は、例えば図4に示すように、自動車のサスペンションに組み込まれた複筒型油圧緩衝器に具現化されており、このダストシール構造は、ピストンロッド3が移動自在に挿入されるシリンダ1の開口端に設けられ、上記ピストンロッド3に摺接するダストシール7に設けられたダストシールリップ7aによって、上記ピストンロッド3に付着したダストを掻き落とし、緩衝器内へダストが侵入することを防止する。
しかしながら、土埃や砂塵の多い環境下や未舗装道路を走行する機会が多い場合、従来のダストシール構造では、ピストンロッド3に付着したダストを除去しきれず、ダストがダストシールリップ7aを通過してしまい、ダストシールリップ7aの図4中下方に設けられたオイルシールリップ6aがダストをかみ込んで劣化を早めてしまう虞がある。そして、オイルシールリップ6aが劣化すると作動油が漏洩したり、コンタミネーションが発生したりして、狙い通りの減衰力が得られず、自動車の乗り心地の悪化を招く虞がある。
そこで、従来のダストシールに加えて、従来のダストシールの反シリンダ側にサブダストシールを設けるダストシール構造が提唱されるにいたっている。つまり、ダストシールを二重に設けることによりダストの通過を阻止しようとするものである。(例えば特許文献1、2参照)
即ち、サブダストシールと従来のダストシールにより重複してダストを除去することから、従来よりも確実にダストを除去することが可能となり、自動車の油圧緩衝器に上記構造を設けることにより、土埃や砂塵の多い環境下や未舗装道路を走行する機会が多い場合に、上記不具合が解消されて、自動車の乗り心地の悪化を防ぐことが可能となる。
特開2007−120768(図3汚れワイパ64) 特開2007−278459(図1第2シール部60)
しかしながら、油圧緩衝器に横力が作用して、ピストンロッドに曲げモーメントが負荷され、ピストンロッドが曲げ変形するような場合、サブダストシールはシリンダに固定されているので、ピストンロッドの変形に追従できず、ピストンロッドとサブダストシールとの間に隙間が出来て、サブダストシールの役割を果たさなくなる不具合が考えられる。
また、サブダストシールがシリンダに固定されているので、サブダストシールをシリンダに組み付ける際に、ピストンロッドとの軸ずれが生じないように組み付けなければならず組付精度が要求され、更に問題なく組み付けられたとしても、軸が偏心していると一部に応力が集中して劣化が早まる虞がある。
そこで本発明は、上記不具合を解決するために創案されたものであって、その目的とするところはシリンダへのサブダストシールの取り付けが容易であり、ピストンロッドが曲げ変形しても緩衝器内へのダストの侵入を防止できるサブダストシール構造を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダを覆う外筒と、シリンダと外筒に嵌合したロッドガイドと、ロッドガイドに積層したインサートメタルと、インサートメタルの内周に設けたダストシールとを備え、ピストンロッドの外周に付着したダストをダストシールで掻き落とすダストシール構造において、上記ダストシールより外側に上記ピストンロッドの外周に摺接する環状のサブダストシールを設け、当該サブダストシールを上記外筒の端部を加締めて上記インサートメタル上に固定した金属製の保持部材と、上記インサートメタル上に沿って上記保持部材に径方向移動自在に保持されたサブダストシール本体とで構成し、
上記保持部材は上記サブダストシール本体の外周側面と対向する環状の固定部と、この固定部から内周側へ延び環状の摺接部とで構成され、上記サブダストシール本体は上記摺接部と上記インサートメタルとの間で当該摺接部に摺動可能に保持された被摺接部と、この被摺接部の内周に設けられて上記ピストンロッドの外周に摺接するサブダストシールリップとで構成されたことを特徴とするものである。
上記構成を備えた本発明のダストシール構造にあっては、基本的には従来と同じく、ピストンロッドに付着したダストをサブダストシールで一次的に除去し、ダストシールで最終的に除去することで、より確実にピストンロッドに付着したダストを除去することが可能となる。
しかして、各請求項の発明においては、サブダストシールを外筒の端部を加締めてインサートメタル上に固定した金属製の保持部材と、インサートメタル上に沿って保持部材に径方向移動自在に保持されたサブダストシール本体とで構成したことにより、サブダストシールをシリンダに組み付ける際に、ピストンロッドに追従してサブダストシールが径方向に移動するため、ピストンロッドに対して軸がずれず組み付けが容易である。更にピストンロッドに対して軸が一致するので、一部に応力が集中してサブダストシールの劣化を早めることがなく、ピストンロッドが曲げ変形した場合にあっても、サブダストシールがこの変形に追従することが可能となり、緩衝器内へのダストの侵入を防止できる。
さらに、本発明の構成においては、ピストンロッドに付着したダストをサブダストシールで一次的に除去し、ダストシールで最終的に除去することで、より確実にピストンロッドに付着したダストを除去することが可能となる。
また、上記構成により、本発明のダストシール構造を自動車の油圧緩衝器に用いた場合には、土埃や砂塵の多い環境下や未舗装道路を走行する機会が多い場合においても、オイルシールリップがダストをかみ込むことにより劣化が早まることを回避することができる。
したがって、作動油の漏洩やコンタミネーションの発生を防止でき、油圧緩衝器の性能を長期的に維持することが可能となり、ひいては長期的に自動車の乗り心地の悪化を防ぐことが可能となる。
本発明におけるダストシール構造の第一の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図中上側を反シリンダ側、図中下側をシリンダ側とする。
図1に示すダストシール構造は、本発明におけるダストシール構造を備えた複筒型油圧緩衝器の部分縦断面図である。次いで図2に、本発明における第一の実施の形態のダストシール構造のサブダストシール11のみを抜粋した片側縦断面図を示す。更に図3に、本発明における第二の実施の形態のダストシール構造のサブダストシール構造11のみを抜粋した片側縦断面を示す。
本発明のダストシール構造は図1に示すように、複筒型油圧緩衝器のピストンロッド3の外周をシールするシール部5に具現化されており、この複筒型油圧緩衝器はシリンダ1とシリンダ1内に移動自在に挿入されるピストンロッド3と、シリンダ1を覆う外筒2と、シリンダ1と外筒2の開口端に嵌合するロッドガイド4と、ロッドガイド4に積層されてピストンロッド3の外周をシールするシール部5とを備えて構成されている。
なお、上記ピストンロッド3の基端側にはピストン(図示せず)が設けられていて、シリンダ1内をロッド側室R1と反ロッド側室(図示せず)とに区画している。更に、ピストンには伸び側の減衰力を発生するピストンバルブ(図示せず)を備えており、上記反ロッド側室は縮み側の減衰力を発生するボトムバルブ(図示せず)を介して、外筒2とシリンダ1との間に形成されたリザーバ室Rとを連通している。
そして、複筒型油圧緩衝器は伸縮する際に、ロッド側室R1、反ロッド側室、及びリザーバRを夫々移動する作動油の流れに抵抗を与えて、減衰力を発生するようになっている。
上記減衰力を発生させるための構造は上記以外の構造をとっても良く、例えば、ピストンに伸び側と縮み側のバルブを備えるなど、その他の周知の方法によって減衰力を発生させることとしても良い。
上記ロッドガイド4は環状に形成され、シリンダ1の上端に嵌合されて、内周に筒状のベアリング4aを装着しており、ピストンロッド3はベアリング4aを介して図中上下方向へ移動自在に軸支されている。なお、ロッドガイド4はシリンダ側に突起した凸部4bを有し、この凸部4bをシリンダ1の開口に嵌着し、ロッドガイド4外周はシリンダ1を覆う外筒2の内周に嵌着している。そして、外筒2の図1中上方を加締めて形成される加締め部2aによって、上記ロッドガイド4は上記シリンダ1に図中下側となるシリンダ側に押し付けられて固定されている。
また、上記シール部5は作動油が緩衝器外に持ち出されることを防ぐオイルシール6と、緩衝器外のダストが緩衝器内に侵入することを防ぐダストシール7と本発明特有のサブダストシール11からなり、上記オイルシール6は、ロッドガイド4に積層された環状のインサートメタル8内周のシリンダ側に設けられたオイルシールリップ6aと、同外周に設けられた外周シール6bとからなる。インサートメタル8はロッドガイド4に積層され、外筒2の加締め部2aによってシリンダ1に押圧された状態で固定されている。
オイルシールリップ6aは、オイルシールリップ6aの外周に設けられたガータスプリング6cによってピストンロッド3に押圧されながら摺接し、ピストンロッド3に付着した作動油をインサートメタル8とロッドガイド4との間に形成された空間Aに掻き落とし、作動油の緩衝器外への漏洩を防いでいる。
上記作動を繰り返すことによって、空間Aに掻き落とされた作動油が空間A内に蓄積されると、インサートメタル8の図1中下方に形成されたチェックシール9を押し開き、作動油はロッドガイド4に設けられた通孔4dを介してリザーバ室Rに戻される。なお、上記チェックシール9はリザーバ室Rから空間Aへの作動油の移動を阻止している。
更に、外周シール6bはロッドガイド4とインサートメタル8と外筒2との間隙を埋め、ロッドガイド4と外筒2との間からの作動油の漏洩を防いでいる。
また、上記ダストシール構造は、従来技術で述べた従来のダストシール7と、ダストシール7の反シリンダ側に設けられた本発明の特徴であるサブダストシール11とからなる。さらに、サブダストシール11はピストンロッド3に摺接するサブダストシール本体12と、このサブダストシール本体12を径方向に移動可能に保持する保持部材13とからなる。
上記サブダストシール本体12がピストンロッド3に摺接することによって、ピストンロッド3に付着したダストを一次的に掻き落とす。そして、ダストシール7は、オイルシールリップ6aの反シリンダ側に設けられたダストシールリップ7aがピストンロッド3に押し当てられて摺接し、ピストンロッド3に付着したダストを掻き落とし、サブダストシール11により除去しきれないダストの緩衝器内への侵入を最終的に防いでいる。
この構成においては、ピストンロッド3に付着したダストをサブダストシール11で一次的に除去し、従来のダストシール7で最終的に除去することで、より確実にピストンロッド3に付着したダストを除去することが可能となる。
以下サブダストシール11について図2を参照して詳しく説明する。
上記保持部材13は金属製で環状に形成され、外筒2を加締めることでシリンダ1に押圧されて固定される環状の固定部たる本体13aと、上記本体13aの内周であって反シリンダ側から内周側へ向けて突出してなる環状の摺接部13bとからなる。この摺接部13bは上側内周面13cと、この上側内周面13cから外周方向に連なってサブダストシール本体12と摺接する摺接面13dと、この摺接面13dに形成された環状の溝13eとからなり、上記摺接面13dは本体13aの内周である下側内周面13fに連なっている。なお、保持部材13は加締め部2aの加工に際して荷重を受けて、サブダストシール本体12へ上記荷重が負荷されないようになっている。
つづいて、上記サブダストシール本体12は硬質の合成樹脂で環状に形成され、保持部材13の内周に設けられ、上記保持部材13の摺接部13bによって摺動可能に保持される環状の被摺接部12bと、被摺接部12bの反シリンダ側の内周に設けられ、ピストンロッド3に摺接する環状のサブダストシールリップ12aとからなる。上記サブダストシールリップ12aは上記保持部材13の上側内周面13cと対向する上側外周面12cを有し、上記被摺接部12bは、上記保持部材13の摺接面13dと対向して摺接する被摺接面12dと、この被摺接面12dに反シリンダ側に突出させて設けた環状の凸部12eと、上記被摺接面12dからシリンダ側に垂直に連なり上記保持部材13の下側内周面13fに対向する下側外周面12fと、インサートメタルに対向して摺接する底部12gとを備えてなる。更に、上記被摺接面12dに設けた環状の凸部12eは、上記保持部材13の環状の溝13e内へ遊嵌されている。
サブダストシール本体12を硬質の合成樹脂によって形成することにより、ピストンロッドに付着したダストを掻き落とすために十分な強度を持たせることが可能となり、ダストのかみ込みも起こりにくいことから、サブダストシール本体12を硬質の合成樹脂で形成することが好ましい。
サブダストシール本体12に設けた凸部12eと保持部材13に設けた溝13eが係合して被摺接面12dと摺接面13dとが摺接し、サブダストシール本体12の底部12gとインサートメタル8とが摺接することで、サブダストシール本体12は径方向に移動自在に保持され、更には、サブダストシールリップ12aとダストシールリップ7aとの間の空間Bにダストが混入することを防いでいる。
また、サブダストシール本体12が保持部材13及びインサートメタル8との間に摺接されていることから、サブダストシール本体12が保持部材13とインサートメタル8との間でガタつかず、ガタツキによる異音の発生を防いでいる。
また、サブダストシール本体12に設けた凸部12eが組みつけの際の目印となり、組み付け作業を円滑に行うことが可能となる他、凸部12eの幅と溝13eの幅を調整することで、径方向への移動距離を容易に調整することが可能となる。
また、上記径方向への移動距離は、ダストシール本体12の上側外周面12cと保持部材13の上側内周面13cとが接触するまでの距離、または、ダストシール本体12の下側外周面12fと保持部材13の下側内周面13fとが接触するまでの距離によっても調整することが可能である。
ダストシール構造は上記のように構成され、本実施の形態のサブダストシール11がシリンダ1に径方向に移動自在に保持されることにより、サブダストシール11をシリンダ1に組み付ける際に、ピストンロッド3に追従してサブダストシール11が径方向に移動するため、ピストンロッド3の軸に一致させて組み付けることができる。更には、サブダストシール11が径方向に移動可能であるので、サブダストシールは常にピストンロッド3の軸に一致した状態となり、一部に応力が集中してサブダストシール11の劣化を早めることがなく、ピストンロッド3が偏心や曲げ変形した場合にあっても、サブダストシール11がこの変形に追従することが可能となり、ピストンロッド3との間に隙間を生じさせず、緩衝器内へのダストの侵入を防止できる。
また、上記構成により、本発明のダストシール構造を自動車の油圧緩衝器に用いた場合には、土埃や砂塵の多い環境下や未舗装道路を走行する機会が多い場合においても、オイルシールリップ6aがダストをかみ込むことにより劣化が早まることを回避することができる。
即ち、上記構成を備えることにより、オイルシールリップ6aの劣化を回避でき、作動油の漏洩やコンタミネーションの発生を防止でき、油圧緩衝器の性能を長期的に維持することが可能となり、ひいては長期的に自動車の乗り心地の悪化を防ぐことが可能となる。
更には、サブダストシール11をサブダストシール本体12と保持部材13とに分けて構成することで、シリンダ1に固定されることに適した素材を選択して保持部材13を形成し、ピストンロッド3に摺接することに適した素材を選択してサブダストシール本体12を形成し、サブダストシール11を径方向に移動自在に保持ことが容易となる。
例えば、サブダストシールを一体に形成したとすると、上記本実施の形態のようにサブダストシールを外筒2を加締めることによってシリンダ1に固定した場合、硬質の合成樹脂では加締め荷重に耐えられないことが考えられるため、サブダストシールの素材として硬質の合成樹脂を選択することができず、サブダストシールの素材が限定されてしまう可能性がある。
しかし、上記構成によりサブダストシール本体12及び固定部材13の素材を選択する幅が広がり、サブダストシールを径方向に移動自在に保持することも容易である。
この構造においては、引き続き図3に示した第二の実施の形態のサブダストシール構造を説明する。図2のサブダストシール本体12の凸部12eと保持部材13の溝13eとを設けていないことを除けば、前述の第一の実施の形態と同様の構成を有しており、説明が重複するので同様の部分についての詳細な説明は省略する。
第二の実施の形態においては、図3のサブダストシール本体14が径方向に移動する際の移動距離は、ダストシール本体14の上側外周面14cと保持部材15の上側内周面15cとが接触するまでの距離、または、ダストシール本体14の下側外周面14fと保持部材15の下側外周面15fとが接触するまでの距離で決定されることとなる。
また、第二の実施の形態においては、サブダストシール本体14が保持部材15及びインサートメタル8との間に摺接されていることにより、サブダストシールリップ14aとダストシールリップ7aとの間の空間Bにダストが侵入することを防いでいる。
これによっては、サブダストシール本体14や保持部材15の形状が第一の実施の形態と比較して簡単であるため、金型により成形する際には、金型設計が容易である。
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更が行うことができることは理解すべきである。
例えば、サブダストシール本体12の素材を硬質の合成樹脂としたが、硬質の合成樹脂に限定されず、軟質の合成樹脂を利用することも可能である。
また、サブダストシール本体12の被摺接面12dと保持部材13の摺接面13dとを摺接させるとしたが、必ずしも摺接させる必要はなく、上記サブダストシール本体12の被摺接面12dと保持部材13の摺接面13dとの間に隙間を設けても良い。
また、保持部材13にサブダストシール本体12を係合させる際、組付性を向上させるため、保持部材13に溝13eを設けサブダストシール本体12に凸部12eを設けることとしたが、保持部材13に凸部を設け、サブダストシール本体12に溝を設けても良い。また、保持部材とサブダストシール本体の双方に凹部を設け、凹部に環状部材を嵌合することとしてもよく、その他の方法によって上記効果を達成させるとしても良い。
本発明に係わるダストシール構造のうち、第一の実施の形態のダストシール構造を設けた複筒型油圧緩衝器の主要部分の縦断面図 本発明に係わるダストシール構造のうち、第一の実施の形態のダストシール構造のサブダストシールを抜粋した片側断面図 本発明に係わるダストシール構造のうち、第二の実施の形態のダストシール構造のサブダストシールを抜粋した片側断面図 従来のダストシール構造を設けた複筒型油圧緩衝器の主要部分の縦断面図
符号の説明
A 空間
R リザーバ室
1 シリンダ
2 外筒
3 ピストンロッド
4 ロッドガイド
5 シール部
6 オイルシール
7 ダストシール
8 インサートメタル
9 チェック弁
11 サブダストシール
12 第一の実施の形態のサブダストシール本体
13 第一の実施の形態の保持部材
14 第二の実施の形態のサブダストシール本体
15 第二の実施の形態の保持部材

Claims (3)

  1. シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダを覆う外筒と、シリンダと外筒に嵌合したロッドガイドと、ロッドガイドに積層したインサートメタルと、インサートメタルの内周に設けたダストシールとを備え、ピストンロッドの外周に付着したダストをダストシールで掻き落とすダストシール構造において、上記ダストシールより外側に上記ピストンロッドの外周に摺接する環状のサブダストシールを設け、当該サブダストシールを上記外筒の端部を加締めて上記インサートメタル上に固定した金属製の保持部材と、上記インサートメタル上に沿って上記保持部材に径方向移動自在に保持されたサブダストシール本体とで構成し、
    上記保持部材は上記サブダストシール本体の外周側面と対向する環状の固定部と、この固定部から内周側へ延び環状の摺接部とで構成され、上記サブダストシール本体は上記摺接部と上記インサートメタルとの間で当該摺接部に摺動可能に保持された被摺接部と、この被摺接部の内周に設けられて上記ピストンロッドの外周に摺接するサブダストシールリップとで構成されたことを特徴とするダストシール構造。
  2. サブダストシール本体が合成樹脂からなることを特徴とする請求項1に記載のダストシール構造。
  3. サブダストシール本体の保持部材の摺接部と対向する面に環状の凸部を設け、この凸部に対向する保持部材の摺接部に環状の溝を設けて、上記サブダストシール本体の凸部と保持部材の溝とを係合させたことを特徴とする請求項1又は2
    に記載のダストシール構造。
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