JPH06241262A - 密閉型シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】外気温度が低温から高温の如何なる温度条件の
下で使用したとしても、シール部材による摺動抵抗がほ
ぼ一定に維持できる密閉型シリンダ装置を提供する。 【構成】ロッド４はロッドガイド３を貫通し一端がシリ
ンダ内に挿入され、他端が外部に突出しており、ロッド
ガイド３のシリンダ１内方に、シリンダ１内部の加圧ガ
スが外部に漏洩することを阻止するシール部材１１が設
けられている。シール部材１１はシール部１４がロッド
４の軸方向に関してシリンダ１内に向かうにつれて縮径
するよう形成され、シール部１４にはロッド４の軸方向
に関してシリンダ内に向かうにつれて縮径するよう形成
された環状テーパ形状の芯金１７が埋設されており、シ
ール部１４に埋設された芯金１７を、温度上昇により拡
径変形し、温度低下により縮径変形して、ガス圧力に伴
うシール部の前記ロッド４に対する押圧力を増減するよ
う構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密閉されたシリンダ内
に加圧ガスが充填され、シリンダの端部からピストンロ
ッドが進退自在に突出する密閉型シリンダ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】密閉型シリンダ装置の一例としてガスス
プリングが挙げられる。従来のガススプリングは、図５
・図６に示すように、円筒状のシリンダ１の一端は蓋部
材２により閉塞され、他端にはロッドガイド３が設けら
れている。シリンダ１の他端からは、ロッドガイド３を
貫通しこれに案内されてロッド４が進退自在に突出して
いる。ロッド４の内端にはピストン５が固定されてお
り、このピストン５はシリンダ１内を摺動自在に移動す
る。シリンダ１内には、加圧ガスが充填されている。ま
た、ロッドガイド３の内端面には、シリンダ１内の流体
が外部に洩れないようにするためのシール部材６が設け
られている。

【０００３】図６に示すように、シール部材６は、ゴム
材料により形成されており、シリンダ１の内周に嵌合固
定される環状の外周側取付け部７と、シリンダ内方端面
に形成された環状の凹所８の内周側に位置し、シリンダ
１内に向かうにつれて徐々に縮径される環状テーパ形状
のシール部９と、からなる。そして、内部には強度を高
めるために外周側取付け部７と環状テーパ形状のシール
部９との両方に跨って芯金１０が設けられている。この
芯金１０は、外周の水平部分が外周側取付け部７のロッ
ドガイド３に当接する端面側に設けられ、内周のシリン
ダ１内に向かうにつれて徐々に縮径される環状のテーパ
部分がシール部９の伸長方向に沿うように埋設されてい
る。

【０００４】そして、このように構成されたガススプリ
ングは、例えば、自動車のリアゲートやトランク等の開
閉装置の助力機構として使用される。トランクの開閉装
置の助力機構として使用される場合は、倒立された状態
で使用される。即ち、蓋部材２がトランクの扉に、ロッ
ド４が車体側にそれぞれ回動自在に連結され、内部のガ
ス圧力によりロッド４に作用する突出力が扉の開動作を
助力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、従来のガススプ
リングでは、季節の変化や使用地域の温度環境に基づき
外気温度が−約３０℃から約８０℃の範囲内で使用され
ることになる。低温で使用する場合には、シリンダ内の
ガスの圧力が低下するため、環状の凹所を介してシール
部材に作用するガス圧力による押圧力が低下してシール
力が低下し、内部の流体が洩れ易くなる。一方、高温で
使用する場合には、シリンダ内のガス圧が上昇するた
め、環状の凹所を介してシール部材に作用する押圧力が
増加する。このため、シール部材のロッドに対する摺動
抵抗が大きくなり、開動作と閉動作時における操作力の
変化が大きくなり、開閉動作がスムースに行いにくくな
るという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、季節の変化や使用地域の温度環境に基づき外気温度
が低温から高温の如何なる温度条件の下で使用したとし
ても、シール部材による摺動抵抗がほぼ一定に維持でき
る密閉型シリンダ装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、一端が閉塞され他端にロッドガイドが設
けられ、内部に加圧ガスが充填されたシリンダと、前記
ロッドガイドを貫通し一端がシリンダ内に挿入され、他
端が外部に突出したロッドと、前記ロッドガイドのシリ
ンダ内方に設けられ、シリンダ内に対面する端面に形成
された環状の凹所よりも内周側がガス圧力により前記ロ
ッドに押圧されるシール部となってシリンダ内部の流体
が外部に漏洩することを阻止するシール部材と、該シー
ル部材のシール部に設けられた環状の芯金と、を含んで
なる密閉型シリンダ装置において、前記シール部材のシ
ール部に設けられた芯金を、温度上昇により拡径変形
し、また、温度低下により縮径変形して、シール部の前
記ロッドに対する押圧力を増減するよう構成したことを
特徴とする。

【０００８】

【作用】このような構成にすれば、外気温度が常温より
低い場合には、芯金が縮径方向に変形してシール部を縮
径し、圧力低下に伴うシール部材への押圧力の低下分を
補い、一方、外気温度が高い場合には、芯金が拡径方向
に変形してシール部を拡径し、圧力上昇に伴うシール部
材の押圧力の増加を阻止する。これにより、季節の変化
や使用地域の温度環境に基づき外気温度が低温から高温
の如何なる温度条件の下で使用したとしても、シール部
材による摺動抵抗がほぼ一定に維持できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例の密閉型シリンダ装
置を図１乃至図４に基づいて説明する。なお図１乃至図
４において、図５・図６と同一の部材及び部分は同一符
号で示し、その説明は適宜省略する。図１において、シ
ール部材１１は、ゴム材料により形成され、シリンダ１
内周に嵌合される外周側取付け部１２と、シリンダ１内
方端面に形成された環状の凹所１３の内周側に位置し、
シリンダ１内に向かうにつれて徐々に縮径された環状リ
ップ形状のシール部１４と、からなる。また、内部には
強度を高めるために外周側取付け部１２と環状リップ形
状のシール部１４との両方に跨り外周側が水平で且つ内
周側がテーパとなった環状の芯金１５が埋設されてい
る。

【００１０】この芯金１５は、外周に位置する環状平板
部１６とこの環状平板部１６の内周に一体的に固着され
た環状テーパ部１７とからなっている。そして、環状テ
ーパ部１７は、内周側に位置する板部材１８と外周側に
位置する板部材１９との材質の異なる２枚の板部材を張
り合わせて構成されている。そして、外周側の板部材１
９よりも内周側の板部材１８の熱膨張係数が大きくなる
ような材料選定になっている。

【００１１】しかして、シリンダ１内部には、適量の油
液と加圧ガス（図示せず）とが封入されており、このガ
スの圧力により、シール部材１１は、上端がロッドガイ
ド３に押圧されて位置決めされ、内周は、シール部材１
１のシール部１４自身に予め与えられた縮径力とガス圧
により発生する縮径方向への押圧力によって締め代が与
えられてロッド４に嵌装されている。また、油液によっ
て、シリンダ１とピストン５との間、及びロッド４とシ
ール部材１１との間の摺動の円滑化が図られるととも
に、シール性能の向上が図られている。

【００１２】以上のように構成されたガススプリングの
作用を説明する。このガススプリングは、例えば、自動
車のトランクの開閉装置に使用する場合には、ロッド４
の先端が車体に、蓋部材２の先端がトランクの扉にそれ
ぞれ取付けられている（図５を倒立させた状態で）。こ
の状態では、シール部材１１の部分には、常に油液が存
在するため、シールが確実となっている。トランクが閉
じている場合、ガススプリングは縮められている。トラ
ンクを開く場合には、加圧ガスの圧力でロッド４がシリ
ンダ１より突出させられるため、この力でトランクが開
かれる。一旦開かれたトランクを閉める場合には、ガス
スプリングのばね力に逆らって閉めることになる。

【００１３】さて、このように構成されたガススプリン
グによって自動車のトランクを開閉しようとする場合、
従来のようにシール部材に単に芯金を埋設しただけのも
のでは、シリンダ内に封入したガスの圧力が温度に伴っ
て変化し、開閉がスムースに行いにくくなる。そこで、
この問題点を解決した本願の特徴部分を、温度条件の異
なる３つの状況に場合分けし、図２乃至図４に基づいて
説明する。

【００１４】使用温度が低い（約−３０℃）場合（図２
参照） この条件の下では、ガス圧力が低下するため、ガス押圧
力によるシール部１４の縮径力は低下傾向にある。とこ
ろが、シール部材１４に埋設された芯金１５の外周側の
板部材１９よりも内周側の板部材１８の方が熱膨張係数
が大きな材質になるように構成している。このため、外
気温度の影響による収縮量は、板部材１８の方が板部材
１９よりも多くなり、芯金１５は内周部分が縮径方向に
変形し、シール部材１１のシール部１４を縮径する（図
２参照）。但し、図２はガス圧による変形は度外視し、
温度変化に基づく変形状態のみを示す。これにより、ガ
ス押圧力によるシール部材１１の縮径力の低下分を補
い、シール部材１１のシール部１４の締め代を一定に保
持する。

【００１５】使用温度が常温（約２０℃近傍）の場合
（図３参照） 常温は、快適温度とされる２０℃付近で、シール部材１
４自身に予め与えられた縮径力とガス圧により発生する
縮径方向へ押圧力との合計値が適切な値になるように予
め設定されている。このため、常温では、適切な締め代
になる。

【００１６】使用温度が高い（約８０℃）場合（図４参
照） この条件の下では、ガスの圧力が上昇するため、ガス押
圧力によるシール部材１１のシール部１４の縮径力は増
大傾向にある。ところが、シール部１４内に埋設された
芯金１５の外周側の板部材１９よりも内周側の板部材１
８の方が熱膨張係数が大きな材質で構成しているので、
外気温度の影響による膨張量は、板部材１８の方が板部
材１９よりも多くなり、芯金１５は内周部分が拡径方向
に変形し、シール部材１１のロッド４に接触する面積を
減少するようシール部１４を拡径する（図４参照）。但
し、図４はガス圧による変形は度外視し、温度変化に基
づく変形状態のみを示す。これにより、ガス押圧力によ
るシール部材１１の縮径力の増大分を相殺し、シール部
材１１のシール部１４の締め代を一定に保持する。

【００１７】実施例では、環状テーパ形状の芯金１５を
互に熱膨張係数の異なる２部材を貼り合わせたものを示
したが、別段この構成に限定するわけではなく、環状テ
ーパ形状の芯金１５を二方向形状記憶効果を有する、い
わゆる、形状記憶合金により構成しても良い。このよう
に二方向形状記憶合金を使用した場合には、設定形状が
２位置しかとれないので、温度のしきい値を低温と常温
の中間に設定し、低温時よりも常温時の方が芯金１５は
内周部分が拡径する、或いは、温度のしきい値を常温と
高温との間に設定し、常温時よりも高温時の方が芯金１
５は内周部分が拡径する、ように構成しても良い。さら
に、芯金は、必ずしも環状テーパ形状である必要ではな
く、温度変化に伴いガス圧力の変化に呼応してシール部
を縮拡径しうる構成であれば、円筒形状あるいは、円周
方向の一部分が切り欠かれたＣ形形状のものでもよい。

【００１８】また、実施例では、シール部が環状リップ
形状のものを示したが、必ずしもこの形状に限定するわ
けではなく、環状の凹所１３の内周側に位置する円筒形
状のものでもよい。

【００１９】さらにまた、実施例では、密閉型シリンダ
装置として、ガススプリングを例に挙げたが、シリンダ
内にガスを封入した油圧緩衝器にも適用できるものであ
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る密閉型シリンダは、以上説
明したような構成をとるので、外気温度が常温より低い
場合には、芯金が縮径方向に変形してシール部を縮径
し、圧力低下に伴うシール部材への押圧力の低下分を補
い、一方、外気温度が高い場合には、芯金が拡径方向に
変形してシール部を拡径し、圧力上昇に伴うシール部材
の押圧力の増加を阻止することができ、これにより、季
節の変化や使用地域の温度環境に基づき外気温度が低温
から高温の如何なる温度条件の下で使用したとしても、
シール部材による摺動抵抗がほぼ一定に維持できるた
め、密閉型シリンダの伸び縮み双方の移動がスムースに
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の密閉型シリンダ装置を示す
部分拡大断面図である。

【図２】同一実施例の密閉型シリンダ装置の使用状態を
示す一部分拡大断面図である。

【図３】同一実施例の密閉型シリンダ装置の使用状態を
示す一部分拡大断面図である。

【図４】同一実施例の密閉型シリンダ装置の使用状態を
示す一部分拡大断面図である。

【図５】従来の密閉型シリンダ装置を示す断面図であ
る。

【図６】従来の密閉型シリンダ装置の部分拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ 蓋部材 ３ ロッドガイド ４ ロッド ５ ピストン ６，１１ シール部材 ７，１２ 外周側取付け部 ８，１３ 環状の凹所 ９，１４ シール部 １０，１５ 芯金 １６ 環状平板部 １７ 環状テーパ部 １８，１９ 板部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が閉塞され他端にロッドガイドが設
   けられ、内部に加圧ガスが充填されたシリンダと、前記
   ロッドガイドを貫通し一端がシリンダ内に挿入され、他
   端が外部に突出したロッドと、前記ロッドガイドのシリ
   ンダ内方に設けられ、シリンダ内に対面する端面に形成
   された環状の凹所よりも内周側がガス圧力により前記ロ
   ッドに押圧されるシール部となってシリンダ内部の流体
   が外部に漏洩することを阻止するシール部材と、該シー
   ル部材のシール部に設けられた環状の芯金と、を含んで
   なる密閉型シリンダ装置において、前記シール部材のシ
   ール部に設けられた芯金を、温度上昇により拡径変形
   し、また、温度低下により縮径変形して、シール部の前
   記ロッドに対する押圧力を増減するよう構成したことを
   特徴とする密閉型シリンダ装置。