(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口端部にシールブロックを設けて油液を封入したシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に設けられるピストンと、前記ピストンに連結され前記シールブロックを貫通するピストンロッドとを備え、前記シールブロックの内周面に形成された環状溝の内部に前記ピストンロッドに摺接するメインシールと前記メインシールを前記ピストンロッド側へ付勢するＯリングとを配設し、前記環状溝の側壁に前記Ｏリングの付勢力の一部を受ける突起を設けてなるシリンダ装置において、
前記シリンダの径方向において、前記メインシールが前記突起に当接する最も前記ピストンロッド側の位置から、前記油液の油圧を受ける前記メインシールの最外位置までを第一の距離とし、
前記メインシールが前記突起に当接する最も前記ピストンロッド側の位置から、前記油液の油圧を受ける前記メインシールの最内位置までを第二の距離としたときに、
前記第一の距離が前記第二の距離以上の距離であること、
を特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
開口端部にシールブロックを設けて油液を封入したシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に設けられるピストンと、前記ピストンに連結され前記シールブロックを貫通するピストンロッドとを備え、前記シールブロックの内周面に形成された環状溝の内部に前記ピストンロッドに摺接するメインシールと前記メインシールを前記ピストンロッド側へ付勢するＯリングとを配設し、前記環状溝の側壁に前記Ｏリングの付勢力の一部を受ける突起を設けてなるシリンダ装置において、
前記メインシールが前記突起に当接する最も前記ピストンロッド側の位置の外側で前記油液の圧力を受ける面積を第一の面積とし、
前記メインシールが前記突起に当接する最も前記ピストンロッド側の位置の内側で前記油液の圧力を受ける面積を第二の面積としたときに、
前記第一の面積が前記第二の面積以上の大きさの面積であること、
を特徴とするシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の懸架装置などに用いられるシリンダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の懸架装置などに用いられるシリンダ装置としては、特開平１０−５４４３６号公報に記載されるように、シリンダ内にピストンが摺動可能に配設され、そのピストンに連結したピストンロッドがシリンダの開口端に装着したシールブロックを貫通してシリンダ外部へ延出し、そのピストンロッドを貫通させるシールブロックの開口内周面に環状溝が形成され、この環状溝内にロッドシール及びＯリングからなる二重シールを配設してなるものが知られている。
【０００３】
このシリンダ装置は、二重シールのロッドシールをピストンロッドに摺接させ、Ｏリングによりピストンロッドをロッドシール側へ弾発付勢させて油漏れを防止し、環状溝内にＯリングからロッドシールに加えられた付勢力の一部を受け止めるための突起を設けて、シリンダ内が高圧の際にＯリングの付勢力の増加に伴いロッドシールの摩擦抵抗が増加することを防止しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したシリンダ装置にあっては、他の車種に適用した場合、再度設計を行う必要があった。例えば、図６に示すように、シリンダ内が高圧状態となると、ＯリングＡ及びロッドシールＢにも大きな圧力が加わる。このとき、ロッドシールＢは突起Ｃに強く押圧され、この押圧力により突起Ｃの角部Ｅを中心にモーメントＭが作用してピストンロッドＦに押し付けられる。このため、ＯリングＡの押圧力以外のパラメータによる押圧力が発生し、これによりシリンダの諸元の最適値が車種毎に異なるので、部品の共通化を進めることが困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、設計自由度に優れ、部品の共通化を可能とするシリンダ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係るシリンダ装置は、開口端部にシールブロックを設けて油液を封入したシリンダと、シリンダ内に摺動可能に設けられるピストンと、ピストンに連結されシールブロックを貫通するピストンロッドとを備え、シールブロックの内周面に形成された環状溝の内部にピストンロッドに摺接するメインシールとメインシールをピストンロッド側へ付勢するＯリングを配設し、環状溝の側壁にＯリングの付勢力の一部を受ける突起を設けてなるシリンダ装置において、シリンダの径方向においてメインシールが突起に当接する最もピストンロッド側の位置から油液の油圧を受けるメインシールの最外位置までを第一の距離とし、メインシールが突起に当接する最もピストンロッド側の位置から油液の油圧を受けるメインシールの最内位置までを第二の距離としたときに、第一の距離が第二の距離以上の距離であることを特徴とする。
【０００７】
また本発明に係るシリンダ装置は、開口端部にシールブロックを設けて油液を封入したシリンダと、シリンダ内に摺動可能に設けられるピストンと、ピストンに連結されシールブロックを貫通するピストンロッドとを備え、シールブロックの内周面に形成された環状溝の内部にピストンロッドに摺接するメインシールとメインシールをピストンロッド側へ付勢するＯリングを配設し、環状溝の側壁にＯリングの付勢力の一部を受ける突起を設けてなるシリンダ装置において、メインシールが突起に当接する最もピストンロッド側の位置の外側で油液の圧力を受ける面積を第一の面積とし、メインシールが突起に当接する最もピストンロッド側の位置の内側で油液の圧力を受ける面積を第二の面積としたときに、第一の面積が第二の面積以上の大きさの面積であることを特徴とする。
【０００８】
これらの発明によれば、シリンダ内の圧力によって、メインシールにおいて突起に当接する最もピストンロッド側の位置の外側に加わる押圧力がその位置の内側に加わる押圧力以上のものとなる。このため、油液の押圧力により、メインシールが最もピストンロッド側の位置を中心にピストンロッド側へ回転する方向のモーメントが打ち消される。従って、メインシールの押圧力を決めるパラメータが一つとなり設計が容易となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の種々の実施の形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【００１０】
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係るシリンダ装置の全体構成を示す。
【００１１】
図１に示すように、シリンダ装置１は、車高を制御するサスペンション制御装置に用いられる油圧シリンダであり、筒状のシリンダ２を備えている。シリンダ２は、下端を閉塞させ上端を開放させたものであり、有底の外筒６内に収納されている。シリンダ２には油液が封入されており、その内部に軸方向に沿って摺動するピストン３が配設されている。ピストン３には油液を流通させる流路が形成されており、この流路を通じて油液がピストン３の摺動時に流動する。また、ピストン３には、ピストンロッド４の下端が取り付けられている。このピストンロッド４は、シリンダ２の上端に設けられるシールブロック５を貫通し、シリンダ２の外部へ延びている。
【００１２】
ピストンロッド４には、その内部を軸方向へ通ずる油通路７が形成されている。油通路７は、ピストンロッド４の下端でシリンダ２内部と連通し、ピストンロッド４の上端で配管、減衰力調整弁８を介してポンプ９に接続されている。ポンプ９は、油通路７などを通じてシリンダ２内へ油液を供給し又はシリンダ２内の油液を排出するための給排油手段である。また、減衰力調整弁８とポンプ９との間の流路には、アキュムレータ１０が接続されている。
【００１３】
このシリンダ装置１では、ポンプ９により油通路７を通じてシリンダ２内に油液を給排しピストンロッド４の伸長長さを変化させて、車高の調整が行われる。また、減衰力調整弁８によりピストンロッド４の伸縮に伴うシリンダ２とアキュームレータ１０との油液の流動抵抗を変化させて、減衰力の調整が行われる。
【００１４】
図２にシリンダ装置１のシールブロック周辺の拡大図を示す。
【００１５】
図２に示すように、シールブロック５は、ピストンロッド４を支持すると共に、シリンダ２の内部の油液の漏出を防止するものであり、ピストンロッド４を支持するロッドガイド１１を具備している。ロッドガイド１１は、小径部１１ａと大径部１１ｂを有する筒体であり、ピストンロッド４に外装され、シリンダ２の端部に装着されている。
【００１６】
ロッドガイド１１の小径部１１ａはシリンダ２内に嵌入され、大径部１１ｂはシリンダ２の端面で掛止されている。ロッドガイド１１の小径部１１ａの内周面とピストンロッド４の外周面との間にはブッシュ１２が配設され、このブッシュ１２を介してロッドガイド１１が間接的にピストンロッド４に摺接している。ロッドガイド１１の大径部１１ｂの内周面には、孔径を広げてなる拡径部１１ｃが形成されている。
【００１７】
ロッドガイド１１の大径部１１ｂ側には、シールカバー１３が接合されている。シールカバー１３は、小径部１３ａを有するリング体であり、ピストンロッド４に外装されている。シールカバー１３の小径部１３ａはロッドガイド１１内周の拡径部１１ｃに嵌入されており、その拡径部１１ｃの内面とシールカバー１３の小径部１３ａの端面とにより環状溝１４が形成されている。環状溝１４は、シリンダ２内部の油液を漏出を防止するシール手段を配設するための空間であり、ピストンロッド４の外周に沿って形成されている。
【００１８】
シールカバー１３の小径部１３ａの端面には、突起１５が突設されている。突起１５は、小径部１３ａの端面からピストンロッド４の軸方向に突出しており、例えば、環状溝１４と同様にピストンロッド４の周方向に沿って連なり環状に形成される。
【００１９】
環状溝１４には、メインシール１６及びＯリング１７が配設されている。メインシール１６は、環状溝１４のピストンロッド４側に配置され、ピストンロッド４に当接している。このメインシール１６は、摺動性に優れた素材により構成され、例えば、テフロンなどにより構成される。Ｏリング１７は、環状溝１４の奥側に配置され、メインシール１６をピストンロッド４側へ付勢する付勢手段である。Ｏリング１７の一部は突起１５の側面に当接しており、Ｏリング１７の付勢力の一部が突起１５により受け止められている。
【００２０】
なお、突起１５は、環状に突設されるものに限られるものではなく、Ｏリング１７の付勢力の一部を受けられるものであれば、その他の形状又は構造を有するものであってもよい。
【００２１】
ロッドガイド１１及びシールカバー１３の外周側には、カバー２１が配置されている。カバー２１は、段状に外径を異ならせた筒体であり、大径部分でロッドガイド１１及びシールカバー１３を被い、小径部分でオイルシール２２を被っている。オイルシール２２は、メインシール１６とピストンロッド４との間から漏出した油液をシリンダ装置１外部への漏出しないようにシールするものであり、シール性に優れた素材により構成され、例えば、ゴム材により構成される。また、カバー２１の先端部分には、ダストシール２３が配置されている。
【００２２】
図３にシリンダ装置１におけるメインシール周辺の拡大図を示す。
【００２３】
図３に示すように、突起１５はピストンロッド４の外周面４ａと環状溝１４の奥壁１４ａとの中間位置に突出しており、その突起１５の先端面１５ａにメインシール１６が当接している。ここで、メインシール１６が突起１５に当接する位置であって最もピストンロッド４側の位置をＸとし、シリンダ径方向（図３では上下方向）において位置Ｘから油液の圧力を受けるメインシール１６の最外位置までの距離（第一の距離）をＤ１とし、位置Ｘから油液の圧力を受けるメインシール１６の最内位置までの距離（第二の距離）をＤ２とすると、突起１５及びメインシール１６は、次の式（１）が成り立つように設けられている。
【００２４】
Ｄ１≧Ｄ２  ‥‥（１）
また、第一の距離Ｄ１、第二の距離Ｄ２は、それぞれピストンロッド４の直径Ｄに対し十分に小さく形成されている。
【００２５】
次に、シリンダ装置１の動作について説明する。
【００２６】
図１において、ポンプ９から油通路７を通じてシリンダ２内に油液が供給されると、シリンダ２内の油液の圧力が上昇する。このとき、図３に示すように、シリンダ２内の圧力が環状溝１４内に伝達され、メインシール１６及びＯリング１７に圧力Ｐが加わる。このため、Ｏリング１７が環状溝１４内で強く圧縮され、メインシール１６をピストンロッド４側へ強く押し付けようとする。しかし、Ｏリング１７の付勢力はその一部が突起１５に作用するため、メインシール１６がピストンロッド４に強く押し付けられることはない。すなわち、メインシール１６の摩擦抵抗の増加が抑制され、ピストンロッド４の円滑な伸縮動が確保できる。
【００２７】
この状態において、シリンダ装置１にかかる負荷の影響などによりシリンダ２内の圧力が更に上昇し高圧状態となると、それに伴い環状溝１４内の圧力も高くなる。これに伴って、メインシール１６は、Ｏリング１７の付勢によりピストンロッド４側へより強く押し付けられると共に、直接油液により突起１５側へ押圧される。
【００２８】
その際、図４に示すように、油液によるメインシール１６への押圧力を位置Ｘを境界として外側の押圧力Ｐ１と内側の押圧力Ｐ２に分けると、押圧力Ｐ２によりメインシール１６が位置Ｘを中心に時計回りのモーメントＭ２を受けることとなる。一方、押圧力Ｐ１により、メインシール１６は位置Ｘを中心に反時計回りのモーメントＭ１を受けることとなる。このとき、位置Ｘからメインシール１６の最外位置までの第一の距離Ｄ１が位置Ｘからメインシール１６の最内位置までの第二の距離Ｄ２と同じ距離又はそれ以上の距離であるため、押圧力Ｐ２によるモーメントＭ２は、押圧力Ｐ１によるモーメントＭ１と同じ又はそれ以下のものとなる。
【００２９】
その結果、押圧力Ｐ２によるモーメントＭ２がモーメントＭ１により打ち消され、メインシール１６が油液の押圧力により位置Ｘを中心にピストンロッド４側へ回転しようとすることにより発生する押圧力がなくなる。このため、異なる諸元のシリンダであっても、Ｏリング１７の押圧力によってのみメインシール１６の姿勢が維持される。従って、押圧力Ｐ２によるモーメントＭ２とＯリング１７の押圧力とを考慮した専用設計となることを回避することができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係るシリンダ装置１によれば、位置Ｘからメインシール１６の最外位置までの第一の距離Ｄ１をメインシール１６の最内位置までの第二の距離Ｄ２以上の距離とすることにより、異なる諸元のシリンダであっても複雑なパラメータのチューニングを行う必要が無くなる。従って、異なる諸元のシリンダでも、メインシール１６におけるシール性が確保できる。
【００３１】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係るシリンダ装置について説明する。
【００３２】
本実施形態に係るシリンダ装置１ａは、第一実施形態に係るシリンダ装置１とほぼ同様な構造を有するものであるが、突起１５とメインシール１６との位置関係が異なるものである。
【００３３】
図５は、本実施形態に係るシリンダ装置１ａの断面図であり、シリンダ装置１ａをメインシール１６の位置でシリンダ径方向に切断したものである。図５に示すように、ピストンロッド４にはメインシール１６が外装され、そのメインシール１６の外側にＯリング１７が配設されている。図５において、メインシール１６内の二点鎖線は、突起１５に当接するメインシール１６の最もピストンロッド４側の位置Ｘを示している。
【００３４】
ここで、ピストンロッド４の中心Ｏから油液の圧力を受けるメインシール１６の最外位置までの距離をＲ１とし、ピストンロッド４の中心Ｏから位置Ｘまでの距離をＲ２とし、ピストンロッド４の中心Ｏから油液の圧力を受けるメインシール１６の最内位置までの距離をＲ３とすると、メインシール１６のうち位置Ｘから外側の部分で油液の圧力を受ける面積Ｓ１は、次の式（２）で表される。
【００３５】
Ｓ１＝π・（Ｒ１２−Ｒ２２）  ‥‥（２）
また、メインシール１６のうち位置Ｘから内側（中心側）の部分で油液の圧力を受ける面積Ｓ２は、次の式（３）で表される。
【００３６】
Ｓ２＝π・（Ｒ２２−Ｒ３２）  ‥‥（３）
そして、シリンダ装置１ａにおいて、面積Ｓ１、Ｓ２の関係は、次の式（４）に示すように、面積Ｓ１が面積Ｓ２以上の大きさの面積となるように構成されている。
【００３７】
Ｓ１≧Ｓ２  ‥‥（４）
なお、この面積Ｓ１、Ｓ２の関係は、例えば、突起１５の突出幅、メインシール１６の厚みなどを適宜設定することにより成立させればよい。
【００３８】
このようなシリンダ装置１ａによれば、メインシール１６において位置Ｘから外側の面積Ｓ１を位置Ｘから内側の面積Ｓ２以上とすることにより、シリンダ２内の油液が上昇し環状溝１４内の圧力が高圧状態となったときに、面積Ｓ１の領域の押圧力が面積Ｓ２の領域の押圧力以上のものとなる。このため、第一実施形態に係るシリンダ装置１と同様に、メインシール１６が油液の押圧力により位置Ｘを中心にピストンロッド４側へ回転しようとすることにより発生する押圧力の発生が防止される。従って、異なる諸元のシリンダでも容易にメインシール１６の姿勢が維持でき、メインシール１６において所望の面圧が得られ、メインシール１６による確実なシールが実現できる。
【００３９】
特に、シリンダ装置１ａは、ピストンロッド４の外径に対してメインシール１６の幅（距離Ｒ１から距離Ｒ３を減じた距離）が十分には小さくない場合に有用である。
【００４０】
（第三実施形態）
上述した第一実施形態又は第二実施形態では車高制御可能なサスペンション制御装置に用いられるシリンダ装置１について説明したが、本発明に係るシリンダ装置はそのようなものに限られるものではなく、その他のものに用いられるものであってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００４２】
すなわち、シリンダ内の圧力が上昇し環状溝内の油液が高圧状態となったとき、メインシールにおいて突起に当接する最もピストンロッド側の位置の外側に加わる押圧力がその位置の内側に加わる押圧力以上のものとなる。このため、メインシールが油液の押圧力により、最もピストンロッド側の位置を中心にピストンロッド側へ回転しようとすることにより発生する押圧力の発生が防止される。従って、異なる諸元のシリンダでも容易にメインシールの姿勢が維持でき、メインシールにおいて所望の面圧が得られ、メインシールによる確実なシールが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係るシリンダ装置の説明図である。
【図２】第一実施形態に係るシリンダ装置のシールブロックの拡大図である。
【図３】第一実施形態に係るシリンダ装置のシール構造の説明図である。
【図４】第一実施形態に係るシリンダ装置における動作の説明図である。
【図５】第二実施形態に係るシリンダ装置の説明図である。
【図６】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１…シリンダ装置、２…シリンダ、３…ピストン、４…ピストンロッド、５…シールブロック、１４…環状溝、１５…突起、１６…メインシール、１７…Ｏリング、Ｄ１…第一の距離、Ｄ２…第二の距離。
【図１】
0003609634.tif 000002
【図２】
0003609634.tif 000003
【図３】
0003609634.tif 000004
【図４】
0003609634.tif 000005
【図５】
0003609634.tif 000006
【図６】
0003609634.tif 000007