JPH11270677A - Cylinder device, and manufacture of piston rod used for it - Google Patents

Cylinder device, and manufacture of piston rod used for it

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JPH11270677A
JPH11270677A JP10096652A JP9665298A JPH11270677A JP H11270677 A JPH11270677 A JP H11270677A JP 10096652 A JP10096652 A JP 10096652A JP 9665298 A JP9665298 A JP 9665298A JP H11270677 A JPH11270677 A JP H11270677A
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JP
Japan
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piston rod
tube
oxide film
seal member
piston
Prior art date
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JP10096652A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Kobayashi
裕一 小林
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Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To hold the sliding surfaces of a piston rod and sealing member in between in an always lubricated condition even in case a nitride film and oxide film are formed on the periphery of the piston rod. SOLUTION: A nitride film is formed on the outside surface of a metal member as a base for a piston rod 4, and thereon an oxide film 7 is formed. The surface of this oxide film 7 is over the whole length subjected to a buff polishing process in the circumferential direction, and thereby a number of transverse grooves 8 are formed in the film 7. This is subjected to an axial direction buff polishing process approx. over the whole length, and thereby a number of longitudinal grooves 9 are formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばワゴン車の
バックドア等を開閉するのに用いられるガススプリング
等のシリンダ装置及びそれに用いるピストンロッドの製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder device such as a gas spring used for opening and closing a back door and the like of a wagon car, and a method of manufacturing a piston rod used therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、シリンダ装置としては、例えば
実開昭56−108036号公報(以下、第1の従来技
術という)等に記載のガススプリングが知られており、
このガススプリングは、内部に油液と共に圧縮ガスが封
入された筒状のチューブと、該チューブ内に摺動可能に
設けられ、該チューブ内を2つのガス室に画成したピス
トンと、一端側が該ピストンに設けられ、他端側が前記
チューブに設けられたロッドガイドを介して該チューブ
外に突出したピストンロッドと、前記ロッドガイドに設
けられピストンロッドの外周に摺接して該ピストンロッ
ドとロッドガイドとの間をシールし、前記チューブ内の
流体が外部に漏洩するのを防止するシール部材とから構
成されている。
2. Description of the Related Art In general, as a cylinder device, a gas spring described in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. Sho 56-108036 (hereinafter referred to as a first prior art) is known.
The gas spring has a cylindrical tube in which compressed gas is sealed together with an oil liquid, a piston slidably provided in the tube, and a piston defining two gas chambers in the tube. A piston rod provided on the piston and having the other end protruding out of the tube via a rod guide provided on the tube; and a piston rod provided on the rod guide and in sliding contact with the outer periphery of the piston rod. And a seal member for preventing fluid in the tube from leaking to the outside.

【0003】この第1の従来技術によるガススプリング
は、例えばワゴン車のバックドア等に適用され、車体側
とバックドア側に取付けるようにし、バックドアの開,
閉扉に伴いピストンロッドをシリンダに対し伸,縮動作
させる。
[0003] The gas spring according to the first prior art is applied to, for example, a back door of a wagon car, and is mounted on a vehicle body side and a back door side.
When the door is closed, the piston rod is extended and retracted with respect to the cylinder.

【0004】そして、このようなピストンロッドの伸,
縮動作に応じてピストンロッドがシリンダ内に出入りす
ることにより、シリンダ内の各ガス室がそれぞれ拡,縮
し、これにより該各ガス室内で反発力(ばね力)を発生
させる。また、このときに、各ガス室間で圧縮ガスをピ
ストンに設けられたオリフィス等を介して流通させるこ
とにより減衰力(緩衝効果)を発生させる。
The extension of such a piston rod,
When the piston rod moves in and out of the cylinder in response to the contraction operation, each gas chamber in the cylinder expands and contracts, thereby generating a repulsive force (spring force) in each gas chamber. At this time, a damping force (buffering effect) is generated by flowing the compressed gas between the gas chambers through an orifice or the like provided in the piston.

【0005】ここで、シリンダとピストンロッドとの間
に設けるシール部材の下部側には、該ピストンロッドの
外周側との間で油液を溜めるための空所が形成されてお
り、ピストンロッドが伸縮動作を行うときに、シリンダ
内で該ピストンロッドに付着した油液(油膜)の一部が
前記シール部材により掻き落されると、この掻き落され
た油液が前記空所内で一時的に貯留(捕獲)される。
[0005] Here, a space is formed below the seal member provided between the cylinder and the piston rod for storing an oil liquid between the cylinder and the outer peripheral side of the piston rod. When a part of the oil liquid (oil film) adhered to the piston rod in the cylinder is scraped off by the seal member during the expansion and contraction operation, the scraped oil liquid is temporarily removed in the space. It is stored (captured).

【0006】そして、この空所内に貯留された油液によ
って、シリンダ内の加圧ガスの漏洩を防止すると共に、
ピストンロッドの伸長行程では、前記空所内で油液を予
めピストンロッドに付着させて、該ピストンロッドとシ
ール部材との摺動面間に油液を含ませた状態、所謂「湿
り接触」の状態でピストンロッドをシール部材に対し摺
動させ、前記各摺動面間の摺動抵抗等を小さくして良好
な摺動特性を得るようにしている。
[0006] The oil stored in the space prevents the pressurized gas in the cylinder from leaking.
In the extension stroke of the piston rod, a state in which the oil liquid is previously attached to the piston rod in the space and the oil liquid is contained between the sliding surfaces of the piston rod and the seal member, that is, a state of so-called "wet contact" Thus, the piston rod is slid with respect to the seal member, and the sliding resistance between the sliding surfaces is reduced to obtain good sliding characteristics.

【0007】また、第2の従来技術として実開昭56−
72945号公報に記載のガススプリングが知られてい
る。この第2の従来技術では、シリンダとピストンロッ
ドとの間に第1のシール部材を設け、該第1のシール部
材により圧縮ガスからのガス圧を直接受圧させると共
に、前記シリンダとピストンロッドとの間には該第1の
シール部材を挟んでシリンダ内の各ガス室とは反対側と
なる大気側に第2のシール部材を配設し、該第1,第2
のシール部材間でピストンロッドの外周側に油液を充填
する油溜り空間を形成する構成としている。
A second prior art is disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-open No.
A gas spring described in Japanese Patent No. 72945 is known. In the second prior art, a first seal member is provided between a cylinder and a piston rod, and the first seal member directly receives gas pressure from a compressed gas, and a pressure between the cylinder and the piston rod is increased. A second seal member is disposed between the first seal member and the air side opposite to the gas chambers in the cylinder with the first seal member interposed therebetween.
An oil reservoir space for filling the oil liquid is formed on the outer peripheral side of the piston rod between the seal members.

【0008】この場合には、ピストンロッドの縮小行程
で、ピストンロッドが第1のシール部材に対して摺動す
るときに、油溜り空間内で油液を予めピストンロッドに
付着させることができ、これによっても前記第1の従来
技術と同様にピストンロッドをシール部材に対し「湿り
接触」の状態で摺動させることができ、良好な摺動特性
が得られる。
[0008] In this case, when the piston rod slides with respect to the first seal member in the process of reducing the piston rod, the oil liquid can be previously attached to the piston rod in the oil reservoir space, This also allows the piston rod to slide in a "wet contact" state with respect to the seal member, as in the first prior art, and provides good sliding characteristics.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した第
1の従来技術では、ピストンロッドをシリンダから伸長
させたままの状態で、該ピストンロッドを外気と長く接
触させた場合には、ピストンロッドの外周面の油膜(極
めて薄い膜)が大気中で蒸発してしまうことがある。こ
のため、この状態で次の縮小行程を行うと、ピストンロ
ッドとシール部材との摺動面間に油液がほとんど含まれ
ない状態、所謂「乾き接触」の状態でピストンロッドを
シリンダ内に縮小移動させてしまう。
In the first prior art described above, when the piston rod is kept in contact with the outside air for a long time while the piston rod is extended from the cylinder, the piston rod is not extended. The oil film (extremely thin film) on the outer peripheral surface may evaporate in the atmosphere. Therefore, when the next reduction stroke is performed in this state, the piston rod is reduced into the cylinder in a state in which almost no oil liquid is contained between the sliding surfaces of the piston rod and the seal member, that is, in a so-called “dry contact” state. Move it.

【0010】この結果、ピストンロッドとシール部材と
の間の摺動抵抗が非常に大きくなってしまい、該シール
部材が早期に摩耗、損傷等し、該シール部材の寿命を早
めてしまうという問題がある。
[0010] As a result, the sliding resistance between the piston rod and the seal member becomes extremely large, and the seal member is worn out or damaged at an early stage, and the life of the seal member is shortened. is there.

【0011】一方、第2の従来技術では、シリンダ内の
ガス圧を直接受圧する第1のシール部材よりも上側(大
気側)に第2のシール部材を設け、該各シール部材間で
油液が充填される油溜り空間を形成することにより、縮
小行程でもピストンロッドを前記油溜り空間内の油液に
より第1のシール部材に対し「湿り接触」の状態で摺動
させることができ、これにより前記第1の従来技術によ
る問題点を解決をすることができる。
On the other hand, in the second prior art, a second seal member is provided above (atmospheric side) a first seal member which directly receives gas pressure in a cylinder, and an oil liquid is provided between the seal members. Is formed, the piston rod can be slid in the state of "wet contact" with the first seal member by the oil liquid in the oil reservoir space even in the reduction stroke. Thus, the problem of the first related art can be solved.

【0012】しかし、このような従来技術にあっては、
前記第1のシール部材の他に第2のシール部材等を新た
に設ける必要があり、部品点数が増加してしまう上に、
全体の構造等が複雑化してしまうという問題がある。
However, in such a conventional technique,
It is necessary to newly provide a second seal member and the like in addition to the first seal member, which increases the number of parts,
There is a problem that the entire structure and the like are complicated.

【0013】また、ピストンロッドの表面に硬質クロム
メッキ処理等を施することにより、該ピストンロッドの
耐食性や耐摩耗性等を高めることも検討されている。そ
して、該硬質クロムメッキ層の表面にはチャンネルクラ
ックと称される複数の微細な「割れ」が形成されるか
ら、前記シール部材側に滞留したシリンダ内の油液の一
部は、前記硬質クロムメッキの「割れ」を介してシール
部材とピストンロッドとの摺動面にガススプリングの寿
命を左右しない程度で滲み出すようになる。
It has also been studied to improve the corrosion resistance and wear resistance of the piston rod by subjecting the surface of the piston rod to hard chrome plating or the like. Since a plurality of fine “cracks” called channel cracks are formed on the surface of the hard chromium plating layer, a part of the oil liquid in the cylinder retained on the seal member side is partially filled with the hard chrome. The gas spring oozes out to the sliding surface between the seal member and the piston rod through the “crack” of the plating so as not to affect the life of the gas spring.

【0014】これにより、ピストンロッドの伸長行程で
も縮小行程でも、シール部材とピストンロッドとの間の
摺動面間を常時潤滑状態に保持することが可能になるも
のである。従って、この場合には、前記第2の従来技術
で述べたような第2のシール部材等を特別に設ける必要
をなくすことができ、全体の構造を簡略化できるという
利点がある。
Thus, the sliding surface between the seal member and the piston rod can be always kept in a lubricated state regardless of whether the piston rod extends or contracts. Therefore, in this case, there is an advantage that it is not necessary to specially provide the second seal member and the like as described in the second related art, and the entire structure can be simplified.

【0015】一方、最近の傾向としては、環境上の配慮
からピストンロッドの耐食性や耐摩耗性を高めるため
に、前述のような硬質クロムメッキ処理に替え、該ピス
トンロッドの外周面にガス軟窒化処理と酸化処理とを施
し、ピストンロッドの摺動(外周)面を保護する方法が
検討されている。
On the other hand, in recent years, in order to enhance the corrosion resistance and abrasion resistance of the piston rod in consideration of environmental considerations, the outer peripheral surface of the piston rod has been replaced with hard chromium plating, and gas nitrocarburizing has been performed. A method of protecting the sliding (outer peripheral) surface of the piston rod by performing a treatment and an oxidation treatment is being studied.

【0016】しかし、ガス軟窒化処理と酸化処理とを施
したピストンロッドは、硬質クロムメッキ処理を施した
ときに生じていた「割れ」が全く存在しなくなる。この
ため、シリンダ内からシール部材とピストンロッドとの
摺動面間への油液の滲み出し量(供給量)が著しく減少
してしまう。この結果、前記摺動面間の摺動抵抗が大き
くなり、これによってもシール部材を早期に摩耗、損傷
させてしまうという問題がある。
However, the piston rod which has been subjected to the gas nitrocarburizing treatment and the oxidation treatment does not have any "cracks" generated when the hard chromium plating treatment is performed. For this reason, the seepage amount (supply amount) of the oil liquid from the cylinder to the sliding surface between the seal member and the piston rod is significantly reduced. As a result, there is a problem that the sliding resistance between the sliding surfaces increases, which also causes the seal member to be worn and damaged early.

【0017】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
なされたもので、本発明は、ガス軟窒化処理と酸化処理
とを施したピストンロッドを用いた場合でも、シール部
材とピストンロッドとの摺動面間を常時潤滑状態に保持
して該摺動面間の摺動抵抗を大幅に小さくでき、該シー
ル部材の寿命等を大幅に延ばすことができるようにした
シリンダ装置及びそれに用いるピストンロッドの製造方
法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the present invention provides a method of forming a seal member and a piston rod even when a piston rod subjected to a gas soft nitriding treatment and an oxidation treatment is used. A cylinder device and a piston rod used for the same that can maintain the lubrication state between the sliding surfaces at all times to greatly reduce the sliding resistance between the sliding surfaces and greatly extend the life of the seal member and the like. The purpose of the present invention is to provide a manufacturing method.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、内部に油液が封入された筒状のチュ
ーブと、該チューブ内に摺動可能に設けられたピストン
と、一端側が該ピストンに接続され、他端側が前記チュ
ーブに設けられたロッドガイドを介して該チューブ外に
突出したピストンロッドと、前記ロッドガイドに設けら
れピストンロッドの外周に摺接して該ピストンロッドと
ロッドガイドとの間をシールし、前記チューブ内の油液
が外部に漏洩するのを防止するシール部材とからなるシ
リンダ装置に適用される。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a tubular tube in which an oil liquid is sealed, a piston slidably provided in the tube, A piston rod having one end connected to the piston and the other end projecting out of the tube via a rod guide provided in the tube, and a piston rod provided in the rod guide and slidably contacting the outer periphery of the piston rod; The present invention is applied to a cylinder device including a seal member for sealing between a rod guide and preventing leakage of oil in the tube to the outside.

【0019】そして、請求項1の発明が採用する構成の
特徴は、ピストンロッドは、円柱状の金属体と、該金属
体の外表面に設けられた窒化膜と、該窒化膜の外表面に
設けられた酸化膜と、該酸化膜の外表面に形成された周
方向の横溝および軸方向の縦溝とから構成したことを特
徴とするシリンダ装置。
A feature of the structure adopted by the first aspect of the present invention is that the piston rod has a cylindrical metal body, a nitride film provided on the outer surface of the metal body, and a piston film formed on the outer surface of the nitride film. A cylinder device comprising: an oxide film provided; and a circumferential lateral groove and an axial longitudinal groove formed on an outer surface of the oxide film.

【0020】このように構成したことにより、ピストン
ロッドは、金属体の外表面を窒化膜によって被覆できる
と共に、該窒化膜の表面を酸化膜によって被覆でき、こ
れらの窒化膜および酸化膜によりピストンロッドの耐食
性および耐摩耗性等を高めることができる。
With this configuration, the piston rod can cover the outer surface of the metal body with the nitride film, and can cover the surface of the nitride film with the oxide film. Corrosion resistance and abrasion resistance can be improved.

【0021】また、ピストンロッドには、酸化膜の表面
に周方向の横溝と軸方向の縦溝とを形成したから、シリ
ンダ装置を倒立状態で用いた場合には、シリンダ内の油
液の一部を前記横溝および縦溝を通じて該ピストンロッ
ドとシール部材との摺接面に導くことができ、該摺接面
を常に潤滑状態に保持しておくことができる。
Further, since the piston rod has a circumferential lateral groove and an axial longitudinal groove formed on the surface of the oxide film, when the cylinder device is used in an inverted state, one of the oil liquid in the cylinder is removed. The portion can be guided to the sliding contact surface between the piston rod and the seal member through the lateral groove and the vertical groove, and the sliding contact surface can be always kept in a lubricated state.

【0022】また、請求項2の発明では、横溝は、前記
ピストンロッドの外周のほぼ全長に亘って設け、縦溝
は、前記ピストンロッドが最伸長位置になったときに少
なくともシール部材と対面する部位に設けている。
According to the second aspect of the present invention, the lateral groove is provided over substantially the entire length of the outer periphery of the piston rod, and the vertical groove faces at least the seal member when the piston rod reaches the most extended position. Provided at the site.

【0023】このように構成したことにより、ピストン
ロッドを最伸長位置まで伸長させたときに、ピストンロ
ッドにはシール部材と対面する部位に縦溝と横溝とが設
けられるから、シリンダ内の油液の一部をこれらの縦溝
および横溝を通じてピストンロッドとシール部材との摺
接面に導くことができる。これにより、ピストンロッド
を最伸長位置から縮小させるときには、シール部材とピ
ストンロッドとの摺接面を潤滑状態に保持しておくこと
ができる。
With this configuration, when the piston rod is extended to the maximum extension position, the piston rod is provided with the vertical groove and the horizontal groove at a portion facing the seal member, so that the oil liquid in the cylinder is Can be guided to the sliding contact surface between the piston rod and the seal member through the vertical groove and the horizontal groove. Thus, when the piston rod is reduced from the most extended position, the sliding contact surface between the seal member and the piston rod can be maintained in a lubricated state.

【0024】また、請求項3の発明では、酸化膜は、周
方向の表面粗さRaが、0.06〜0.15μmであ
り、軸方向の表面粗さRaが、0.03〜0.07μm
である。
According to the third aspect of the present invention, the oxide film has a circumferential surface roughness Ra of 0.06 to 0.15 μm, and an axial surface roughness Ra of 0.03 to 0.5 μm. 07 μm
It is.

【0025】このように構成したことにより、チューブ
内の油液の一部を横溝および縦溝を通じてピストンロッ
ドとシール部材との摺接面に良好に導くことができる。
With this configuration, a part of the oil liquid in the tube can be satisfactorily guided to the sliding contact surface between the piston rod and the seal member through the horizontal groove and the vertical groove.

【0026】さらに、請求項4の発明では、内部に油液
が封入された筒状のチューブと、該チューブ内に摺動可
能に設けられたピストンと、一端側が該ピストンに接続
され、他端側が前記チューブに設けられたロッドガイド
を介して該チューブ外に突出したピストンロッドと、前
記ロッドガイドに設けられピストンロッドの外周に摺接
して該ピストンロッドとロッドガイドとの間をシール
し、前記チューブ内の油液が外部に漏洩するのを防止す
るシール部材とからなるシリンダ装置に用いるピストン
ロッドの製造方法に適用される。
Further, according to the invention of claim 4, a cylindrical tube in which an oil liquid is sealed, a piston slidably provided in the tube, one end connected to the piston, and the other end connected to the piston. A piston rod protruding out of the tube through a rod guide provided on the tube, and slidingly contacting the outer periphery of the piston rod provided on the rod guide to seal between the piston rod and the rod guide, The present invention is applied to a method for manufacturing a piston rod used for a cylinder device including a seal member for preventing oil liquid in a tube from leaking to the outside.

【0027】そして、本発明による製造方法は、ピスト
ンロッドの外表面にガス軟窒化処理を施し、窒化膜を形
成する軟窒化処理工程と、軟窒化処理が施された前記ピ
ストンロッドの外表面に酸化膜を形成する酸化膜形成工
程とを実施し、その後、周方向のバフ研磨により酸化膜
の表面に周方向の横溝を形成する周方向バフ研磨工程お
よび軸方向のバフ研磨により酸化膜の表面に軸方向の縦
溝を形成する軸方向バフ研磨工程のうち、一方の工程を
先に実施し、他方の工程を後に実施することにある。
In the manufacturing method according to the present invention, a gas nitrocarburizing process is performed on an outer surface of the piston rod to form a nitride film, and a nitrocarburizing process is performed on the outer surface of the nitrocarburized piston rod. An oxide film forming step of forming an oxide film, and thereafter, a circumferential buff polishing step of forming a circumferential lateral groove on the surface of the oxide film by circumferential buff polishing, and a surface of the oxide film by axial buff polishing. One of the axial buffing steps for forming a longitudinal groove in the axial direction is performed first, and the other step is performed later.

【0028】このように構成したことにより、ガス軟窒
化処理工程では、ピストンロッドの外周に窒化膜を形成
できると共に、酸化膜工程では、この窒化膜の表面に酸
化膜を形成することができる。そして、周方向バフ研磨
工程では、酸化膜の表面に周方向のバフ研磨を施すこと
により、この酸化膜には周方向に多数の横溝を容易に形
成することができる。また、軸方向バフ研磨工程では、
酸化膜の表面に軸方向のバフ研磨を施すことにより、こ
の酸化膜には軸方向に多数の縦溝を容易に形成すること
ができる。
With this configuration, a nitride film can be formed on the outer periphery of the piston rod in the gas nitrocarburizing process, and an oxide film can be formed on the surface of the nitride film in the oxide film process. In the circumferential buffing step, a number of lateral grooves can be easily formed in the oxide film in the circumferential direction by subjecting the surface of the oxide film to buffing in the circumferential direction. In the axial buffing step,
By subjecting the surface of the oxide film to buffing in the axial direction, a large number of longitudinal grooves can be easily formed in the oxide film in the axial direction.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
シリンダ装置を倒立型(チューブのロッド突出端を下に
向けた)のガススプリングに適用した場合を例に挙げて
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A cylinder device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to an example in which the cylinder device is applied to an inverted (spring end of a tube is directed downward) gas spring.

【0030】ここで、図1ないし図6は本発明の第1の
実施の形態を示している。図中、1は有蓋筒状のチュー
ブで、該チューブ1内には、加圧ガスと一定量の油液2
とが封入され、該油液2を後述のシール部材11によっ
て封止させる構成となっている。また、チューブ1に
は、図2に示すようにその下端側に位置して後述のピス
トン3が係合する環状のストッパ部1Aが形成され、該
ストッパ部1Aはピストンロッド4の最伸長位置を規制
するものである。
FIGS. 1 to 6 show a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a tube having a closed cylindrical shape, in which a pressurized gas and a certain amount of an oil liquid 2 are placed.
Are sealed, and the oil liquid 2 is sealed by a seal member 11 described later. As shown in FIG. 2, the tube 1 is formed with an annular stopper 1A which is located at the lower end side and engages with a piston 3 which will be described later. It regulates.

【0031】3はチューブ1内に摺動可能に設けられた
ピストンで、該ピストン3は、チューブ1内を上,下で
2つのガス室A,Bに画成している。そして、該ピスト
ン3にはガス室A,B間を互いに連通するオリフィス通
路3Aが形成されている。
Reference numeral 3 denotes a piston slidably provided in the tube 1. The piston 3 defines two gas chambers A and B in the tube 1 above and below. The piston 3 has an orifice passage 3A communicating between the gas chambers A and B.

【0032】4はピストンロッドで、該ピストンロッド
4は、一端側となる上端側がピストン3に一体に設けら
れ、他端側となる下端側は後述のロッドガイド10を介
してチューブ1外へと突出している。
Reference numeral 4 denotes a piston rod. The upper end of the piston rod 4 is provided integrally with the piston 3, and the lower end of the other end of the piston rod 4 extends outside the tube 1 via a rod guide 10 described later. It is protruding.

【0033】ここで、ピストンロッド4は、図3ないし
図6に示す如く、円柱状に形成された金属体5と、該金
属体5の外表面に全周に亘って形成された窒化膜6と、
該窒化膜6の表面上に全周に亘って形成され、後述する
シール部材11のリップ部11Aが摺接する酸化膜7
と、該酸化膜7の表面にほぼ全長に亘って形成された周
方向の横溝8,8,…と、酸化膜7の表面にほぼ全長に
亘って形成された軸方向の縦溝9,9,…とから構成さ
れている。
As shown in FIGS. 3 to 6, the piston rod 4 has a metal body 5 formed in a columnar shape and a nitride film 6 formed on the outer surface of the metal body 5 over the entire circumference. When,
An oxide film 7 formed over the entire surface of the nitride film 6 and slidably in contact with a lip 11A of a seal member 11 described later.
, Formed in the surface of the oxide film 7 over the entire length in the circumferential direction, and the axial vertical grooves 9, 9 formed in the surface of the oxide film 7 over the entire length. , ....

【0034】そして、各横溝8および各縦溝9は、チュ
ーブ1内の油液2の一部を酸化膜7とシール部材11の
リップ部11Aとの摺接面に導く構成となっている。ま
た、これらの各横溝8および各縦溝9が形成された酸化
膜7は、周方向の表面粗さRaが0.06〜0.15μ
m程度であり、軸方向の表面粗さRaが0.03〜0.
07μm程度であることが好ましい。
The horizontal grooves 8 and the vertical grooves 9 are configured to guide a part of the oil liquid 2 in the tube 1 to a sliding surface between the oxide film 7 and the lip portion 11A of the seal member 11. The oxide film 7 on which the lateral grooves 8 and the longitudinal grooves 9 are formed has a circumferential surface roughness Ra of 0.06 to 0.15 μm.
m, and the surface roughness Ra in the axial direction is 0.03-0.
It is preferably about 07 μm.

【0035】10はチューブ1の開口端側(下端側)に
設けられたロッドガイドで、該ロッドガイド10は、短
軸の筒状体として形成され、その外周側はチューブ1の
開口端側内周に嵌着されている。そして、ロッドガイド
10はその内周側に微小な隙間を介してピストンロッド
4を挿通させ、該ピストンロッド4をチューブ1の軸方
向(上,下方向)に移動可能に案内している。
Reference numeral 10 denotes a rod guide provided on the open end side (lower end side) of the tube 1. The rod guide 10 is formed as a short-axis cylindrical body, and its outer peripheral side is formed inside the open end side of the tube 1. It is fitted around. The rod guide 10 penetrates the piston rod 4 through a small gap on its inner peripheral side, and guides the piston rod 4 movably in the axial direction (up and down) of the tube 1.

【0036】11はチューブ1とピストンロッド4との
間に設けられたシール部材を示し、該シール部材11
は、図2に示す如く外周側がチューブ1の内周面に嵌着
され、内周側はリップ部11Aとなってピストンロッド
4の酸化膜7表面に締代をもって摺接している。そし
て、このシール部材11のリップ部11Aは、ピストン
ロッド4の酸化膜7との間を液密にシールし、チューブ
1内の油液2が外部に漏洩するのを最小限に抑える構成
になっている。
Reference numeral 11 denotes a seal member provided between the tube 1 and the piston rod 4.
As shown in FIG. 2, the outer peripheral side is fitted on the inner peripheral surface of the tube 1, and the inner peripheral side is a lip portion 11 </ b> A which is in sliding contact with the surface of the oxide film 7 of the piston rod 4 with an interference. The lip portion 11A of the seal member 11 seals the gap between the lip portion 11A and the oxide film 7 of the piston rod 4 in a liquid-tight manner, so that leakage of the oil liquid 2 in the tube 1 to the outside is minimized. ing.

【0037】本実施の形態によるガススプリングは上述
の如き構成を有するもので、当該ガススプリングを例え
ばワゴン車のバックドア等に装着する場合には、チュー
ブ1の上端側に設けられた取付ブラケット12をワゴン
車のボデー側に取付け、ピストンロッド4の下端側に設
けられた取付ブラケット13をバックドア側に取付け
る。
The gas spring according to the present embodiment has the above-described configuration. When the gas spring is mounted on, for example, a back door of a wagon car, the mounting bracket 12 provided on the upper end side of the tube 1 is used. Is mounted on the body side of the wagon car, and the mounting bracket 13 provided on the lower end side of the piston rod 4 is mounted on the back door side.

【0038】そして、バックドアを開,閉扉するときに
は、ガススプリング本体は回転し、さらにピストンロッ
ド4をチューブ1に対し伸,縮動作させる。また、バッ
クドアを閉じた状態では、ピストンロッド4の突出端側
が下向きに倒立した状態となるが、バックドアを開いた
ときにはピストンロッド4の突出端側が上向きに正立し
た状態となる。
When the back door is opened and closed, the gas spring body rotates, and the piston rod 4 is further extended and contracted with respect to the tube 1. Further, when the back door is closed, the protruding end of the piston rod 4 is in a state of inverting downward, but when the back door is opened, the protruding end of the piston rod 4 is in an upright state.

【0039】そして、バックドアの開,閉扉時にピスト
ンロッド4の伸,縮動作に応じてピストン3がチューブ
1内を移動(摺動)すると、チューブ1内の各ガス室
A,Bが拡,縮し、これにより該各ガス室A,B内で反
発力(ばね力)を発生させる。また、このときには、各
ガス室A,B間を加圧ガスがピストン3のオリフィス通
路3A等を介して流通することにより減衰力を発生させ
る。
When the piston 3 moves (slids) in the tube 1 in accordance with the extension and contraction of the piston rod 4 when the back door is opened and closed, the gas chambers A and B in the tube 1 expand and contract. The gas chambers A and B generate a repulsive force (spring force). At this time, a damping force is generated by the pressurized gas flowing between the gas chambers A and B via the orifice passage 3A of the piston 3.

【0040】次にガススプリングに用いるピストンロッ
ド4の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the piston rod 4 used for the gas spring will be described.

【0041】まず、軟窒化処理工程では、金属体5の外
周にガス軟窒化処理を施すことにより、この金属体5の
外表面には窒化膜6を例えば20μm程度の厚みをもっ
て形成する(図3)。
First, in the nitrocarburizing process, a gas nitrocarburizing process is performed on the outer periphery of the metal body 5 to form a nitride film 6 on the outer surface of the metal body 5 with a thickness of, for example, about 20 μm (FIG. 3). ).

【0042】次に、酸化膜形成工程では、窒化膜6が形
成された金属体5の外周に酸化処理を施すことにより、
窒化膜6の表面には酸化膜7を例えば1μm程度の厚み
をもって形成する(図4)。
Next, in the oxide film forming step, the outer periphery of the metal body 5 on which the nitride film 6 is formed is subjected to an oxidation treatment,
An oxide film 7 is formed on the surface of the nitride film 6 with a thickness of, for example, about 1 μm (FIG. 4).

【0043】次に、周方向バフ研磨工程では、酸化膜7
の表面に対しそのほぼ全長に亘って周方向のバフ研磨を
施すことにより多数の横溝8を形成する(図5)。ここ
で、バフ研磨に用いる研磨材は、砥粉の最大粒子径が例
えば36〜46μm程度であることが好ましい。そし
て、この研磨材を用いた場合には、酸化膜7の周方向で
の表面粗さRa(以下、周方向表面粗さRaという)を
0.06〜0.15μm程度に形成することができる。
Next, in the circumferential buffing step, the oxide film 7 is removed.
A large number of lateral grooves 8 are formed by buffing the surface over substantially the entire length thereof in the circumferential direction (FIG. 5). Here, the abrasive used for the buff polishing preferably has a maximum particle diameter of the abrasive powder of, for example, about 36 to 46 μm. When this abrasive is used, the surface roughness Ra of the oxide film 7 in the circumferential direction (hereinafter, referred to as circumferential surface roughness Ra) can be formed to about 0.06 to 0.15 μm. .

【0044】さらに、軸方向バフ研磨工程では、各横溝
8が形成された酸化膜7に対しそのほぼ全長に亘って軸
方向のバフ研磨を施すことにより、多数の縦溝9,9,
…を形成する(図6)。そして、この軸方向バフ研磨工
程でも、前述した周方向バフ研磨と同様の研磨材を用い
ることにより、酸化膜7の軸方向での表面粗さRa(以
下、軸方向表面粗さRaという)を0.03〜0.07
μm程度に形成することができる。
Further, in the axial buffing step, the oxide film 7 on which the lateral grooves 8 are formed is subjected to axial buffing over substantially the entire length thereof, so that a large number of vertical grooves 9, 9, and 9 are formed.
Are formed (FIG. 6). Also, in this axial buffing step, the surface roughness Ra (hereinafter referred to as axial surface roughness Ra) of the oxide film 7 in the axial direction is obtained by using the same abrasive as the above-mentioned circumferential buffing. 0.03-0.07
It can be formed to about μm.

【0045】なお、上記製造方法では、周方向バフ研磨
工程を先に、軸方向バフ研磨工程を後に実施している
が、軸方向バフ研磨工程を先に、周方向バフ研磨工程を
後に実施してもよい。
In the above manufacturing method, the axial buffing step is performed first and then the axial buffing step, but the axial buffing step and the circumferential buffing step are performed later. You may.

【0046】かくして、本実施の形態では、ピストンロ
ッド4の金属体5を窒化膜6と酸化膜7とによって二重
に被覆(保護)することができ、この金属体5の耐摩耗
性および耐食性を高めことができると共に、環境面への
配慮を図ることができる。
Thus, in the present embodiment, the metal body 5 of the piston rod 4 can be double-coated (protected) by the nitride film 6 and the oxide film 7, and the wear resistance and corrosion resistance of the metal body 5 can be improved. Can be increased, and environmental considerations can be made.

【0047】また、バックドアの閉扉時にガススプリン
グが倒立状態となるように取付けることによって、チュ
ーブ1内の油液2の一部を、酸化膜7に形成した各横溝
8と各縦溝9とを通じてピストンロッド4とシール部材
11のリップ部11Aとの摺接面に導くことができ、両
者の摺接面を油液2により互いに「湿り接触」の状態で
接触させることができる。
Further, by mounting the gas spring so that the gas spring is turned upside down when the back door is closed, a part of the oil liquid 2 in the tube 1 is transferred to each of the horizontal grooves 8 and the vertical grooves 9 formed in the oxide film 7. Thus, the sliding contact surface between the piston rod 4 and the lip portion 11A of the seal member 11 can be brought into contact with each other in a “wet contact” state with the oil liquid 2.

【0048】そこで、次に酸化膜7の周方向表面粗さR
aおよび軸方向表面粗さRaが、ピストンロッド4とシ
ール部材11との間の摺動特性に与える影響について調
査するため、実験を、実施の形態の実施例1,2と比較
例1〜4とに基づいて行い、表1に示す実験結果を得る
ことができた。
Then, the surface roughness R in the circumferential direction of the oxide film 7 is next determined.
In order to investigate the influence of a and the surface roughness Ra in the axial direction on the sliding characteristics between the piston rod 4 and the seal member 11, experiments were conducted on Examples 1 and 2 of the embodiment and Comparative Examples 1 to 4. And the experimental results shown in Table 1 were obtained.

【0049】なお、本実験では、ピストンロッド4を
0.17Hz(100mm/s)の周期で、50000
回まで伸,縮動作させた後に、ピストンロッド4とシー
ル部材11との間の摺動抵抗を測定した。また、この摺
動抵抗はピストンロッド4の伸長時と縮小時とで、ガス
室A内のガス圧をそれぞれ測定することにより、両者の
ガス圧の差として算出した。
In this experiment, the piston rod 4 was set to 50,000 at a cycle of 0.17 Hz (100 mm / s).
After the extension and contraction operations were performed up to the maximum, the sliding resistance between the piston rod 4 and the seal member 11 was measured. The sliding resistance was calculated as the difference between the two gas pressures by measuring the gas pressure in the gas chamber A when the piston rod 4 expanded and contracted.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】まず、実施例1では、軟窒化処理工程、酸
化膜形成工程、周方向バフ研磨工程および軸方向バフ研
磨工程をそれぞれ実施し、酸化膜の周方向表面粗さRa
を0.12μm、軸方向表面粗さRaを0.06μmに
設定した。これにより、実施例1では、ピストンロッド
とシール部材11との間の摺動抵抗が85Nになった。
First, in Example 1, a nitrocarburizing step, an oxide film forming step, a circumferential buffing step and an axial buffing step were respectively performed to obtain a circumferential surface roughness Ra of the oxide film.
Was set to 0.12 μm, and the surface roughness Ra in the axial direction was set to 0.06 μm. Thus, in Example 1, the sliding resistance between the piston rod and the seal member 11 became 85N.

【0052】また、実施例2についても、実施例1と同
様の工程を実施し、酸化膜の周方向表面粗さRaを0.
10μm、軸方向表面粗さRaを0.04μmに設定し
た。これにより、実施例2では、ピストンロッドとシー
ル部材11との間の摺動抵抗が65Nになった。
In the second embodiment, the same steps as in the first embodiment are performed, and the surface roughness Ra of the oxide film in the circumferential direction is set to 0.1.
10 μm and the axial surface roughness Ra were set to 0.04 μm. Thereby, in Example 2, the sliding resistance between the piston rod and the seal member 11 became 65N.

【0053】一方、比較例1では、実施例1,2と同様
に軟窒化処理工程および酸化膜形成工程を実施している
ものの、周方向バフ研磨工程および軸方向バフ研磨工程
は省略している。
On the other hand, in Comparative Example 1, the nitrocarburizing step and the oxide film forming step were performed as in Examples 1 and 2, but the circumferential buffing step and the axial buffing step were omitted. .

【0054】これにより、比較例1では、表1に示すよ
うに酸化膜の周方向表面粗さRaおよび軸方向表面粗さ
Raは共に実施例1,2のものに比較して大きい値を示
した。そして、この比較例1では、摺動抵抗値が実施例
1,2のものに比べて3〜4倍程度にまで大きくなるこ
とが分かり、不合格と判定された。
Thus, in Comparative Example 1, as shown in Table 1, both the circumferential surface roughness Ra and the axial surface roughness Ra of the oxide film showed larger values than those of Examples 1 and 2. Was. In Comparative Example 1, the sliding resistance value was found to be about 3 to 4 times as large as those in Examples 1 and 2, and it was determined to be unacceptable.

【0055】また、比較例2〜4では、実施例1,2と
同様に軟窒化処理工程、酸化膜形成工程および周方向バ
フ研磨工程は実施しているものの、軸方向研磨工程は省
略している。
In Comparative Examples 2 to 4, the nitrocarburizing step, the oxide film forming step, and the circumferential buffing step were performed as in Examples 1 and 2, but the axial polishing step was omitted. I have.

【0056】これにより、比較例2〜4では、表1に示
すように酸化膜の周方向表面粗さRaは実施例1,2の
ものよりも小さいか、または同程度の大きさに設定され
たが、軸方向表面粗さRaは実施例1,2のものよりも
大きい値を示した。そして、この比較例2〜4でも、摺
動抵抗値が実施例1,2のものに比べて1.5〜2倍程
度にまで大きくなることが分かり、不合格と判定され
た。
Thus, in Comparative Examples 2 to 4, as shown in Table 1, the circumferential surface roughness Ra of the oxide film was set to be smaller than or similar to those of Examples 1 and 2. However, the surface roughness Ra in the axial direction showed a larger value than those in Examples 1 and 2. Also in Comparative Examples 2 to 4, the sliding resistance value was found to be about 1.5 to 2 times as large as those in Examples 1 and 2, and it was determined to be unacceptable.

【0057】従って、本実施の形態によれば、ピストン
ロッド4の酸化膜7に横溝8および縦溝9を設けること
によって、各溝内に油液を貯えることができ、ピストン
ロッド4とシール部材11のリップ部11Aとの摺接面
間には安定した油膜を形成することができ、両者間の摺
動抵抗を小さくすることができる。
Therefore, according to the present embodiment, by providing the horizontal groove 8 and the vertical groove 9 in the oxide film 7 of the piston rod 4, oil can be stored in each groove, and the piston rod 4 and the sealing member A stable oil film can be formed between the sliding surfaces of the eleventh lip and the lip part 11A, and the sliding resistance between the two can be reduced.

【0058】これによって、シール部材11の耐久性、
耐摩耗性等を高めて、寿命等を延ばすことができ、ガス
軟窒化処理と酸化処理とを施したピストンロッド4を当
該ガススプリングに容易に適用することができる。ま
た、前記第1の従来技術で述べたような「乾き接触」を
確実に防止し得ると共に、前記第2の従来技術で述べた
ような第2のシール部材等を追加して設ける必要もなく
なり、全体の構造等を簡略化することができる。
As a result, the durability of the seal member 11 is improved.
The wear resistance and the like can be increased to extend the life and the like, and the piston rod 4 subjected to the gas nitrocarburizing treatment and the oxidation treatment can be easily applied to the gas spring. Further, "dry contact" as described in the first prior art can be reliably prevented, and it is not necessary to additionally provide a second seal member or the like as described in the second prior art. , The overall structure and the like can be simplified.

【0059】次に、図7は本発明の第2の実施の形態を
示し、本実施の形態では、前記第1の実施の形態と同様
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。しかし、本実施の形態の特徴は、前記第1の
実施の形態で述べたピストンロッド4に替えてピストン
ロッド21を設け、このピストンロッド21に設けた酸
化膜22の表面には、その外周のほぼ全長に亘って周方
向の横溝23,23,…を設けると共に、この酸化膜2
2の表面には、ピストンロッド21が最伸長位置になっ
たときに少なくともシール部材11と対面する部位にの
み軸方向の縦溝24,24,…を設ける構成としたこと
にある。
Next, FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description will be given. It shall be omitted. However, a feature of this embodiment is that a piston rod 21 is provided instead of the piston rod 4 described in the first embodiment, and the surface of the oxide film 22 provided on the piston rod 21 has .. Are formed over substantially the entire length, and the oxide film 2 is formed.
.. Are provided with axial longitudinal grooves 24, 24,... Only at a portion facing the seal member 11 when the piston rod 21 reaches the most extended position.

【0060】ここで、ピストンロッド21は、第1の実
施の形態で述べたピストンロッド4とほぼ同様に、金属
体、窒化膜(いずれも図示せず)、酸化膜22、横溝2
3および縦溝24とから構成されている。そして、ピス
トンロッド21の横溝23は、酸化膜22の表面にほぼ
全長に亘って形成されている。
Here, the piston rod 21 is substantially the same as the piston rod 4 described in the first embodiment, and includes a metal body, a nitride film (none of which is shown), an oxide film 22, and a lateral groove 2.
3 and the vertical groove 24. The lateral groove 23 of the piston rod 21 is formed on the surface of the oxide film 22 over substantially the entire length.

【0061】しかし、前記縦溝24は、ピストンロッド
21が最伸長位置まで伸長したときにチューブ1内に収
容された部位にのみ形成されている点で、第1の実施の
ものとは異なっている。
However, the vertical groove 24 is different from that of the first embodiment in that the vertical groove 24 is formed only in a portion accommodated in the tube 1 when the piston rod 21 is extended to the maximum extension position. I have.

【0062】次に、本実施の形態によるピストンロッド
21の製造方法について説明するに、本実施例では、ピ
ストンロッド21の金属体に対して軟窒化処理を施す軟
窒化処理工程と、窒化膜が形成された金属体の外表面に
酸化膜22を形成する酸化膜形成工程と、酸化膜22の
表面に周方向のバフ研磨を施すことによって各横溝23
を形成する周方向バフ研磨工程までは、前記第1の実施
の形態のものと同様である。
Next, a method of manufacturing the piston rod 21 according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, a nitrocarburizing process for subjecting the metal body of the piston rod 21 to nitrocarburizing, An oxide film forming step of forming an oxide film 22 on the outer surface of the formed metal body, and buffing in the circumferential direction on the surface of the oxide film 22 to form each lateral groove 23
The process up to the circumferential buffing step of forming the same is the same as that of the first embodiment.

【0063】しかし、本実施の形態による軸方向バフ研
磨工程では、ピストンロッド21が最伸長位置にあると
きにチューブ1内に収容される部位にのみ軸方向のバフ
研磨を施すことにより各縦溝24を形成している点で、
第1の実施の形態のものとは異なっている。
However, in the axial buffing step according to the present embodiment, the axial groove is buffed only at the portion accommodated in the tube 1 when the piston rod 21 is at the most extended position, so that each longitudinal groove is formed. 24 in that
This is different from that of the first embodiment.

【0064】そこで、次に酸化膜22の周方向表面粗さ
Raおよび軸方向表面粗さRaが、ピストンロッド21
とシール部材11との間の摺動特性に与える影響につい
て調査するため、実験を、実施の形態の実施例3と比較
例5とに基づいて行い、表2に示す実験結果を得ること
ができた。
Then, the circumferential surface roughness Ra and the axial surface roughness Ra of the oxide film 22
An experiment was conducted based on Example 3 and Comparative Example 5 of the embodiment to investigate the effect on the sliding characteristics between the seal member 11 and the sealing member 11, and the experimental results shown in Table 2 could be obtained. Was.

【0065】なお、本実験ではピストンロッド21を
0.17Hz(100mm/s)の周期で、ピストンロ
ッドの全ストローク(最伸長から最縮小)で伸,縮動作
させた。また、表2に示す摺動抵抗は前記第1の実施の
形態で述べた実験の場合と同様の手法を用いて算出して
いる。
In this experiment, the piston rod 21 was extended and contracted at a cycle of 0.17 Hz (100 mm / s) at the full stroke (from the maximum extension to the minimum contraction) of the piston rod. Further, the sliding resistance shown in Table 2 was calculated by using the same method as in the experiment described in the first embodiment.

【0066】[0066]

【表2】 [Table 2]

【0067】まず、実施例3では、軟窒化処理工程、酸
化膜形成工程、周方向バフ研磨工程および軸方向バフ研
磨工程をそれぞれ実施し、酸化膜の周方向表面粗さRa
を0.11μm、軸方向表面粗さRaを0.04μmに
設定した。
First, in Example 3, a soft nitriding step, an oxide film forming step, a circumferential buffing step, and an axial buffing step were respectively performed to obtain a circumferential surface roughness Ra of the oxide film.
Was set to 0.11 μm, and the axial surface roughness Ra was set to 0.04 μm.

【0068】一方、比較例5では、実施例3と同様に軟
窒化処理工程、酸化膜形成工程および周方向バフ研磨工
程を実施しているものの、軸方向研磨工程は省略してい
る。そして、この比較例5による周方向バフ研磨工程で
は、酸化膜22の周方向表面粗さRaが0.05μmに
設定されたが、軸方向表面粗さRaは0.08μmと大
きい値を示した。
On the other hand, in Comparative Example 5, the nitrocarburizing step, the oxide film forming step, and the circumferential buff polishing step were performed as in Example 3, but the axial polishing step was omitted. In the circumferential buffing step according to Comparative Example 5, the circumferential surface roughness Ra of the oxide film 22 was set to 0.05 μm, but the axial surface roughness Ra showed a large value of 0.08 μm. .

【0069】この結果、比較例5によるピストンロッド
を用いた場合には、表2に示すようにピストンロッドを
最初の数回から10回まで伸,縮動作させる間に、摺動
抵抗値はそれぞれ100N,80Nとなり、実施例3に
よるピストンロッドとほぼ同様の摺動特性が得られるこ
とが分かった。
As a result, when the piston rod according to Comparative Example 5 was used, as shown in Table 2, the sliding resistance value was increased while the piston rod was extended and contracted from the first few times to ten times. It was 100 N and 80 N, and it was found that almost the same sliding characteristics as the piston rod according to the third embodiment could be obtained.

【0070】しかし、この比較例5の場合には、ピスト
ンロッドの伸,縮動作をさらに続けるうちにこのピスト
ンロッドとシール部材11との間の摺動抵抗が高くな
り、50000回の耐久試験後にはシール部材11にむ
しれ等が発生し、ガススプリングのガス反力が低下する
ことが分かった。
However, in the case of Comparative Example 5, the sliding resistance between the piston rod and the seal member 11 increased as the piston rod continued to extend and contract, and after a durability test of 50,000 times, It was found that peeling occurred in the seal member 11 and the gas reaction force of the gas spring was reduced.

【0071】これに対し、実施例3によるピストンロッ
ドを用いた場合には、50000回の耐久試験後でも、
シール部材11にはむしれ等の異常は発生せず、該シー
ル部材11の機能を十分に発揮することができ、このシ
ール部材11によってガススプリングのガス反力の低下
を抑えられることが分かった。
On the other hand, when the piston rod according to Example 3 was used, even after the durability test of 50,000 times,
It was found that the seal member 11 did not cause any abnormalities such as peeling, and that the function of the seal member 11 could be sufficiently exerted, and the seal member 11 could suppress a reduction in the gas reaction force of the gas spring.

【0072】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、ピストンロッド21を最伸長位置まで伸長さ
せたときには、チューブ1内の油液2の一部を酸化膜2
2に形成した横溝23および縦溝24を通じてシール部
材11のリップ部11Aとピストンロッド21の酸化膜
22との間に導くことができ、前記第1の実施の形態と
ほぼ同様の作用効果を得ることができる。
Thus, also in the present embodiment configured as described above, when the piston rod 21 is extended to the maximum extension position, a part of the oil liquid 2 in the tube 1 is partially oxidized.
2 can be guided between the lip portion 11A of the seal member 11 and the oxide film 22 of the piston rod 21 through the horizontal groove 23 and the vertical groove 24, and the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. be able to.

【0073】特に本実施の形態では、ピストンロッド2
1の全ストロークで使用することが多い、自動車のボン
ネットやバックドア等に好適に用いることができる。ま
た、横溝23および縦溝24のうち縦溝24をピストン
ロッド21の上端側にのみ部分的に形成する構成とした
から、縦溝24を形成する軸方向バフ研磨工程では、縦
溝24を形成するときの作業の手間を省くことができ、
全体の作業性等を向上することができる。
Particularly, in this embodiment, the piston rod 2
It can be suitably used for hoods, back doors, etc. of automobiles, which are often used for one full stroke. Further, since the vertical groove 24 is formed only partially on the upper end side of the piston rod 21 among the horizontal groove 23 and the vertical groove 24, the vertical groove 24 is formed in the axial buffing step of forming the vertical groove 24. Work can be saved when performing
Overall workability and the like can be improved.

【0074】なお、前記第2の実施の形態では、縦溝2
4はピストンロッド21が最伸長位置まで伸長したとき
にチューブ1内に収容された部位全体に形成するものと
して述べたが、本発明はこれに限らず、縦溝24はピス
トンロッド21が最伸長位置まで伸長したときにシール
部材11のリップ部11Aが摺接する部位にのみ設ける
構成としてもよい。
In the second embodiment, the vertical grooves 2
4 has been described as being formed on the entire part accommodated in the tube 1 when the piston rod 21 has been extended to the most extended position, but the present invention is not limited to this, and the vertical groove 24 is formed when the piston rod 21 is fully extended. A configuration in which the lip portion 11A of the seal member 11 slides when extended to the position may be provided only.

【0075】また、前記各実施の形態では、ガススプリ
ングを倒立状態で適用するものとして述べたが、これに
替えて、正立状態に適用してもよい。
In each of the above embodiments, the gas spring is applied in an upright state. Alternatively, the gas spring may be applied in an upright state.

【0076】また、前記各実施の形態では、ガススプリ
ングをバックドア用の開扉装置に適用するものとして述
べたが、本発明はこれに限らず、自動車のボンネット、
リヤウインド、または自動車以外の開扉装置等に適用し
てもよい。
Further, in each of the above embodiments, the gas spring is applied to the door opening device for the back door. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this.
The present invention may be applied to a rear window, a door opening device other than an automobile, and the like.

【0077】さらに、前記各実施の形態では、シリンダ
装置としてガススプリングを例に挙げて述べたが、本発
明はこれに限らず、例えば油圧緩衝器等からなる他のシ
リンダ装置にも広く適用されるものである。
Further, in each of the above embodiments, a gas spring is described as an example of a cylinder device. However, the present invention is not limited to this, and is widely applied to other cylinder devices including, for example, a hydraulic shock absorber. Things.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、請求
項1に記載の如く、ピストンロッドを構成する金属体の
外表面に窒化膜を設け、この窒化膜の外表面には酸化膜
を形成する構成としたから、金属体の耐摩耗性および耐
食性を高めことができると共に、環境面への配慮を図る
ことができる。また、酸化膜の外表面には周方向の横溝
および軸方向の縦溝を形成する構成としたから、チュー
ブ内の油液の一部をこれらの横溝および縦溝を通じてピ
ストンロッドとシール部材との摺接面間に導き、各溝に
油液を貯えることができ、この摺接面間の摺動抵抗を小
さくすることができる。
As described above in detail, according to the present invention, a nitride film is provided on an outer surface of a metal body constituting a piston rod, and an oxide film is formed on an outer surface of the nitride film. Is formed, the wear resistance and corrosion resistance of the metal body can be improved, and environmental considerations can be achieved. Further, since the outer surface of the oxide film has a configuration in which a circumferential horizontal groove and an axial vertical groove are formed, a part of the oil liquid in the tube is formed between the piston rod and the seal member through the horizontal groove and the vertical groove. The oil liquid can be stored in each groove by being guided between the sliding contact surfaces, and the sliding resistance between the sliding contact surfaces can be reduced.

【0079】これによって、シール部材の耐久性、耐摩
耗性等を高めて、寿命等を延ばすことができ、ガス軟窒
化処理と酸化処理とを施したピストンロッドを当該ガス
スプリングに容易に適用することができる。また、前記
第1の従来技術で述べたような「乾き接触」を確実に防
止し得ると共に、前記第2の従来技術で述べたような第
2のシール部材等を追加して設ける必要もなくなり、全
体の構造等を簡略化することができる。
As a result, the durability and the wear resistance of the sealing member can be enhanced, and the life can be extended, and the piston rod subjected to the gas nitrocarburizing treatment and the oxidation treatment can be easily applied to the gas spring. be able to. Further, "dry contact" as described in the first prior art can be reliably prevented, and it is not necessary to additionally provide a second seal member or the like as described in the second prior art. , The overall structure and the like can be simplified.

【0080】また、請求項2の発明のように、横溝をピ
ストンロッドの外周のほぼ全長に亘って設け、縦溝をピ
ストンロッドが最伸長位置になったときに少なくともシ
ール部材と対面する部位に設ける構成とした場合でも、
ピストンロッドを最伸長位置まで伸長させたときには、
チューブ内の油液の一部を横溝および縦溝を通じてシー
ル部材とピストンロッドとの間に導くことができ、請求
項1の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。
Also, as in the second aspect of the present invention, the lateral groove is provided over substantially the entire length of the outer periphery of the piston rod, and the vertical groove is formed at least at a portion facing the seal member when the piston rod is at the most extended position. Even if it is configured to provide,
When the piston rod is extended to the maximum extension position,
A part of the oil liquid in the tube can be guided between the seal member and the piston rod through the horizontal groove and the vertical groove, and substantially the same effect as the first aspect of the invention can be obtained.

【0081】さらに、請求項3の発明では、酸化膜の周
方向での表面粗さRaを、0.06〜0.15μm程度
に設定し、軸方向での表面粗さRaを、0.03〜0.
07μm程度に設定する構成としたから、チューブ内の
油液の一部を横溝および縦溝を通じてピストンロッドと
シール部材との摺接面間に良好に導くことができ、この
摺接面間に安定した油膜を形成することができる。これ
によってシール部材の耐久性、耐摩耗性等をさらに高め
ることができる。
Further, according to the third aspect of the invention, the surface roughness Ra of the oxide film in the circumferential direction is set to about 0.06 to 0.15 μm, and the surface roughness Ra in the axial direction is set to 0.03 to 0.15 μm. ~ 0.
Since the configuration is set to about 07 μm, a part of the oil liquid in the tube can be satisfactorily guided between the sliding contact surfaces between the piston rod and the seal member through the horizontal groove and the vertical groove, and the stable contact between the sliding contact surfaces can be achieved. Oil film can be formed. Thereby, the durability, wear resistance, and the like of the seal member can be further increased.

【0082】さらに、請求項4では、横溝を周方向のバ
フ研磨によって形成すると共に、縦溝を軸方向のバフ研
磨によって形成したから、これらのバフ研磨によって多
数の横溝と多数の縦溝を容易に形成することができ、こ
の横溝および縦溝の形成時における全体の作業性等を向
上することができる。
Further, since the lateral grooves are formed by buffing in the circumferential direction and the vertical grooves are formed by buffing in the axial direction, a large number of lateral grooves and a large number of vertical grooves can be easily formed by these buffing. Thus, the overall workability at the time of forming the horizontal groove and the vertical groove can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態によるガススプリン
グを示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a gas spring according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中のピストンロッドおよびシール部材等を
拡大して示す部分断面図である。
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view showing a piston rod, a seal member, and the like in FIG.

【図3】金属体の外表面に窒化膜を形成する軟窒化処理
工程を実施したピストンロッドの部分拡大図である。
FIG. 3 is a partially enlarged view of a piston rod that has been subjected to a soft nitriding process of forming a nitride film on the outer surface of a metal body.

【図4】窒化膜の表面に酸化膜を形成する酸化膜形成工
程を実施したピストンロッドの部分拡大図である。
FIG. 4 is a partially enlarged view of a piston rod which has been subjected to an oxide film forming step of forming an oxide film on a surface of a nitride film.

【図5】酸化膜の表面に周方向のバフ研磨を施すことに
より横溝を形成する周方向バフ研磨工程を実施したピス
トンロッドの部分拡大図である。
FIG. 5 is a partially enlarged view of a piston rod that has been subjected to a circumferential buffing step of forming a lateral groove by performing circumferential buffing on the surface of an oxide film.

【図6】縦溝を形成した酸化膜の表面に軸方向のバフ研
磨を施すことにより縦溝を形成する軸方向バフ研磨工程
を実施したピストンロッドの部分拡大図である。
FIG. 6 is a partially enlarged view of a piston rod that has been subjected to an axial buffing step of forming a longitudinal groove by subjecting the surface of an oxide film having a longitudinal groove to axial buffing.

【図7】本発明の第2の実施の形態によるガススプリン
グのピストンロッドおよびシール部材等を示す部分断面
図である。
FIG. 7 is a partial sectional view showing a piston rod, a seal member, and the like of a gas spring according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チューブ 2 油液 3 ピストン 4,21 ピストンロッド 5 金属体 6 窒化膜 7,22 酸化膜 8,23 横溝 9,24 縦溝 11 シール部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tube 2 Oil liquid 3 Piston 4,21 Piston rod 5 Metal body 6 Nitride film 7,22 Oxide film 8,23 Horizontal groove 9,24 Vertical groove 11 Seal member

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に油液が封入された筒状のチューブ
と、該チューブ内に摺動可能に設けられたピストンと、
一端側が該ピストンに接続され、他端側が前記チューブ
に設けられたロッドガイドを介して該チューブ外に突出
したピストンロッドと、前記ロッドガイドに設けられピ
ストンロッドの外周に摺接して該ピストンロッドとロッ
ドガイドとの間をシールし、前記チューブ内の油液が外
部に漏洩するのを防止するシール部材とからなるシリン
ダ装置において、 前記ピストンロッドは、円柱状の金属体と、該金属体の
外表面に設けられた窒化膜と、該窒化膜の外表面に設け
られた酸化膜と、該酸化膜の外表面に形成された周方向
の横溝および軸方向の縦溝とから構成したことを特徴と
するシリンダ装置。
1. A tubular tube in which an oil liquid is sealed, a piston slidably provided in the tube,
A piston rod having one end connected to the piston and the other end projecting out of the tube via a rod guide provided in the tube, and a piston rod provided in the rod guide and slidably contacting the outer periphery of the piston rod; In a cylinder device comprising a seal member for sealing between a rod guide and preventing leakage of the oil liquid in the tube to the outside, the piston rod has a cylindrical metal body, and an outer portion of the metal body. A nitride film provided on the surface, an oxide film provided on the outer surface of the nitride film, and circumferential lateral grooves and axial longitudinal grooves formed on the outer surface of the oxide film. And the cylinder device.
【請求項2】 前記横溝は、前記ピストンロッドの外周
のほぼ全長に亘って設け、前記縦溝は、前記ピストンロ
ッドが最伸長位置になったときに少なくとも前記シール
部材と対面する部位に設けてなる請求項1に記載のシリ
ンダ装置。
2. The lateral groove is provided over substantially the entire outer circumference of the piston rod, and the vertical groove is provided at least at a portion facing the seal member when the piston rod is at a maximum extension position. The cylinder device according to claim 1.
【請求項3】 前記酸化膜は、周方向の表面粗さRaが
0.06〜0.15μmであり、軸方向の表面粗さRa
が0.03〜0.07μmである請求項1または2に記
載のシリンダ装置。
3. The oxide film has a circumferential surface roughness Ra of 0.06 to 0.15 μm, and an axial surface roughness Ra.
The cylinder device according to claim 1 or 2, wherein the diameter is 0.03 to 0.07 µm.
【請求項4】 内部に油液が封入された筒状のチューブ
と、該チューブ内に摺動可能に設けられたピストンと、
一端側が該ピストンに接続され、他端側が前記チューブ
に設けられたロッドガイドを介して該チューブ外に突出
したピストンロッドと、前記ロッドガイドに設けられピ
ストンロッドの外周に摺接して該ピストンロッドとロッ
ドガイドとの間をシールし、前記チューブ内の油液が外
部に漏洩するのを防止するシール部材とからなるシリン
ダ装置に用いるピストンロッドの製造方法であって、 前記ピストンロッドの外表面にガス軟窒化処理を施し、
窒化膜を形成する軟窒化処理工程と、軟窒化処理が施さ
れた前記ピストンロッドの外表面に酸化膜を形成する酸
化膜形成工程とを実施し、その後、周方向のバフ研磨に
より酸化膜の表面に周方向の横溝を形成する周方向バフ
研磨工程および軸方向のバフ研磨により酸化膜の表面に
軸方向の縦溝を形成する軸方向バフ研磨工程のうち、一
方の工程を先に実施し、他方の工程を後に実施すること
を特徴とするシリンダ装置に用いるピストンロッドの製
造方法。
4. A tubular tube in which an oil liquid is sealed, a piston slidably provided in the tube,
A piston rod having one end connected to the piston and the other end projecting out of the tube via a rod guide provided in the tube, and a piston rod provided in the rod guide and slidably contacting the outer periphery of the piston rod; A method for manufacturing a piston rod used for a cylinder device comprising: a seal member that seals between a rod guide and an oil liquid in the tube to prevent leakage of the oil liquid to the outside; Subject to soft nitriding
A nitrocarburizing process for forming a nitride film, and an oxidized film forming process for forming an oxidized film on the outer surface of the piston rod subjected to the nitrocarburized process are performed. One of the circumferential buffing step of forming a circumferential transverse groove on the surface and the axial buffing step of forming an axial longitudinal groove on the surface of the oxide film by axial buffing are performed first. And a method of manufacturing a piston rod used in a cylinder device, wherein the other step is performed later.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005000994A1 (en) * 2005-01-07 2006-03-30 Zf Friedrichshafen Ag Rod for shock absorber, has additional processing of rod in longitudinal direction to form surface profile
JP2010025322A (en) * 2008-07-24 2010-02-04 Eagle Ind Co Ltd Shaft seal device
JP2017172687A (en) * 2016-03-23 2017-09-28 不二ラテックス株式会社 shock absorber
WO2020157816A1 (en) * 2019-01-29 2020-08-06 株式会社ショ-ワ Hydraulic damper device and method of producing same

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