(57)【要約】【課題】密封性を高めることができるシリンダ装置を提供する。【解決手段】一端側が閉塞され他端側が開口された筒体１４と、筒体１４の他端側の開口部３９を塞ぐように設けられる環状の蓋体１１２と、一端側が筒体１４内に挿入され蓋体１１２を通って他端側が筒体１４から外部に突出するロッド６１と、筒体１４の他端側の蓋体１１２よりも内部側に設けられてロッド６１を摺動可能にガイドする筒状のロッドガイド４６と、蓋体１１２の内径側に設けられロッド６１の外周側に摺接することによりロッド６１をシールするシール部１３１とを有し、シール部１３１には、蓋体１１２よりもロッドガイド４６側にメインリップ１４１が設けられ、蓋体１１２よりも筒体１４の開口部３９側にダストリップ１４２が設けられ、蓋体１１２の内径側には、ロッドガイド４６との対向側に、非対向側に比して大となる切欠部１２５が設けられている。【選択図】図２
2018135946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が閉塞され他端側が開口された筒体と、
前記筒体の他端側の開口部を塞ぐように設けられる環状の蓋体と、
一端側が前記筒体内に挿入され前記蓋体を通って他端側が前記筒体から外部に突出するロッドと、
前記筒体の他端側の前記蓋体よりも内部側に設けられて前記ロッドを摺動可能にガイドする筒状のロッドガイドと、
前記蓋体の内径側に設けられ前記ロッドの外周側に摺接することにより前記ロッドをシールするシール部とを有し、
前記シール部には、前記蓋体よりも前記ロッドガイド側にメインリップが設けられ、前記蓋体よりも前記筒体の開口部側にダストリップが設けられたシリンダ装置であって、
前記蓋体の内径側には、前記ロッドガイドとの対向側に、非対向側に比して大となる切欠部が設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記シール部には、前記メインリップよりも前記蓋体側にサブリップが設けられていることを特徴とする請求項１記載のシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外筒の開口を閉塞するように設けられる蓋体と、蓋体とピストンロッドとの間をシールするロッドシールとを有するシリンダ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５２７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリンダ装置では、密封性を高めたいという要求がある。
【０００５】
本発明は、密封性を高めることができるシリンダ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、蓋体の内径側に設けられロッドの外周側に摺接することによりロッドをシールするシール部に、前記蓋体よりもロッドガイド側にメインリップが設けられ、前記蓋体よりも筒体の開口部側にダストリップが設けられ、前記蓋体の内径側には、前記ロッドガイドとの対向側に、非対向側に比して大となる切欠部が設けられる、構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、密封性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る一実施形態のシリンダ装置を示す断面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態のシリンダ装置の要部を示す断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態のシリンダ装置のシール部材を示す片側断面図である。
【図４】本発明に係る一実施形態のシリンダ装置におけるシール部材とピストンロッドとの接触状態のシミュレーション結果（ａ）と、比較例の同シミュレーション結果（ｂ）とを示す画像データである。
【図５】本発明に係る一実施形態のシリンダ装置および比較例の、ピストンロッドの偏芯量に対するサブリップの接触幅の関係を示す線図である。
【図６】本発明に係る一実施形態のシリンダ装置および比較例の、ピストンロッドの偏芯量に対する理論油漏れ量の関係を示す線図である。
【図７】本発明に係る一実施形態のシリンダ装置のシール部材の変形例を示す片側断面図である。
【図８】本発明に係る一実施形態のシリンダ装置におけるシール部材の変形例とピストンロッドとの接触状態のシミュレーション結果を示す画像データである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る一実施形態のシリンダ装置を図面を参照して以下に説明する。図１に示す本実施形態のシリンダ装置１１は、自動車や鉄道車両等の車両のサスペンション装置に用いられる緩衝器である。
【００１０】
シリンダ装置１１は、円筒状の筒体である金属製の内筒１２と、内筒１２よりも大径で内筒１２の外周側に設けられ内筒１２との間にリザーバ室１３を形成する有底筒状の筒体である金属製の外筒１４とを有している。つまり、シリンダ装置１１は、外筒１４および内筒１２がシリンダ１５を構成する複筒式の緩衝器である。
【００１１】
外筒１４は、有底円筒状の底蓋部材２１と、円筒状の胴部材２２と、円筒状の開口部材２３と、からなっている。
【００１２】
底蓋部材２１は、筒部３１と筒部３１の軸方向一端側を閉塞する底部３２とを有しており、筒部３１において、胴部材２２の軸方向一端の内周部に嵌合されている。底蓋部材２１は、筒部３１が胴部材２２に嵌合した状態で胴部材２２に溶接により密閉状態となるように固定されている。この底蓋部材２１の底部３２は、外筒１４の底部３２であり、底蓋部材２１の筒部３１は、外筒１４の筒状の側壁部３５の一部を構成する。外筒１４は、底部３２で側壁部３５の軸方向の一端側が閉塞されている。底蓋部材２１には、底部３２の筒部３１とは反対側に取付アイ３６が溶接により固定されている。
【００１３】
胴部材２２の軸方向の底蓋部材２１とは反対側の端部の内周部に、開口部材２３が嵌合されている。開口部材２３と胴部材２２と底蓋部材２１の筒部３１とが、外筒１４の筒状の上記した側壁部３５を構成している。開口部材２３は、軸方向の底蓋部材２１とは反対側の端部が開口部３９となっており、この開口部３９が外筒１４の側壁部３５の開口部３９となっている。これにより、外筒１４は、軸方向の一端が底部３２で閉塞され、底部３２とは反対の他端側が開口部３９で開口されている。開口部材２３は、胴部材２２の内周部に嵌合される嵌合部４１と、胴部材２２よりも底部３２とは反対側に突出する、嵌合部４１よりも大径の接合部４２とを有しており、接合部４２の外周部にはオネジ４３が形成されている。
【００１４】
内筒１２は円筒状をなしている。内筒１２は、その軸方向の一端部に取り付けられた円環状のベースバルブ４５を介して外筒１４の底部３２に係合されている。また、内筒１２は、その軸方向の他端部に取り付けられた筒状の金属製のロッドガイド４６を介して外筒１４の側壁部３５の底部３２とは反対の開口部３９側に係合されている。
【００１５】
ベースバルブ４５は、内筒１２の一端の内周部に嵌合し固定された状態で外筒１４の底部３２に載置されており、その際に、底蓋部材２１の筒部３１で径方向に位置決めされる。ベースバルブ４５は、この状態で、内筒１２の軸方向の底部３２側を外筒１４と同軸状に配置する。ロッドガイド４６は、内筒１２の他端の内周部と外筒１４の側壁部３５の内周部とに嵌合することで、内筒１２の軸方向の底部３２とは反対側を外筒１４と同軸状に配置する。
【００１６】
シリンダ装置１１は、外筒１４の開口部３９側に、上記したロッドガイド４６に加えて、シール部材５１と摩擦部材５２と介在部材５３とキャップ５４とを有している。
【００１７】
シール部材５１は、外筒１４の軸方向においてロッドガイド４６に対し底部３２とは反対側に配置されており、外筒１４の側壁部３５の開口部３９側の内周部に嵌合されている。介在部材５３は、外筒１４の軸方向においてシール部材５１に対し底部３２とは反対側に配置されており、外筒１４の側壁部３５の開口部３９の内側に配置されている。キャップ５４は、外筒１４の開口部３９および介在部材５３を、外筒１４の軸方向における底部３２とは反対側で覆うように外筒１４に取り付けられている。摩擦部材５２は、ロッドガイド４６内のシール部材５１側に配置されている。
【００１８】
ロッドガイド４６、シール部材５１、摩擦部材５２、介在部材５３およびキャップ５４は、いずれも円環状である。ロッドガイド４６、シール部材５１、摩擦部材５２、介在部材５３およびキャップ５４のそれぞれの内側に、金属製の棒状のピストンロッド６１（ロッド）が挿通される。ピストンロッド６１は、一端側が外筒１４内の内筒１２内に挿入され、ロッドガイド４６、摩擦部材５２、シール部材５１、介在部材５３およびキャップ５４のそれぞれの内側を通って他端側が外筒１４から外部に突出している。
【００１９】
ロッドガイド４６は、ピストンロッド６１を、その径方向移動を規制しつつ軸方向に摺動可能に支持して、このピストンロッド６１の摺動をガイドする。シール部材５１は、その外周部で外筒１４の側壁部３５の内周部に当接し、その内周部で、軸方向に移動するピストンロッド６１の外周部に摺接することで、側壁部３５とピストンロッド６１との間をシールする。摩擦部材５２は、その内周部でピストンロッド６１の外周部に摺接して、ピストンロッド６１に摩擦抵抗を発生させる。なお、摩擦部材５２は、シールを目的とするものではない。ロッドガイド４６およびシール部材５１は、開口部材２３の開口部３９側に嵌合されている。
【００２０】
キャップ５４は、円筒状の筒状部６５と、筒状部６５の軸方向の一端から径方向内方に延出する有孔円板状の内フランジ部６６とを有している。筒状部６５の内周部にはメネジ６７が形成されており、内フランジ部６６には軸方向に貫通する貫通孔６８が複数形成されている。キャップ５４は、筒状部６５のメネジ６７が開口部材２３のオネジ４３に螺合されることで、外筒１４に取り付けられる。外筒１４に取り付けられたキャップ５４は、その内フランジ部６６が、開口部材２３の開口部３９を軸方向の外側で覆いつつ、介在部材５３を介してシール部材５１をロッドガイド４６との間に挟持する。
【００２１】
ここで、上記のように外筒１４とは別体のキャップ５４および介在部材５３でシール部材５１をロッドガイド４６との間に挟持するのではなく、外筒１４の開口部３９側の端部を径方向内方に折り曲げて係止部を形成し、この係止部でシール部材５１をロッドガイド４６との間に挟持するようにしても良い。
【００２２】
内筒１２内には、円環状のピストン７０が摺動可能に嵌装されている。このピストン７０は、内筒１２内に第１室７１と第２室７２とを画成する。第１室７１は、内筒１２内のピストン７０とロッドガイド４６との間に設けられ、第２室７２は、内筒１２内のピストン７０とベースバルブ４５との間に設けられている。内筒１２内の第２室７２は、内筒１２の一端側に設けられたベースバルブ４５によって、リザーバ室１３と画成されている。内筒１２内の第１室７１および第２室７２には、作動流体としての油液が封入されることになり、内筒１２と外筒１４との間のリザーバ室１３には、作動流体としての油液および高圧ガスが封入される。
【００２３】
ピストン７０には上記したピストンロッド６１がナット７５によって連結されており、よって、ピストン７０はピストンロッド６１と一体に軸方向に移動する。ピストンロッド６１は、円柱状の主軸部７６と主軸部７６よりも細い端部の取付軸部７７とを有しており、取付軸部７７が内筒１２内に配置され、この取付軸部７７にピストン７０がナット７５によって取り付けられている。ピストンロッド６１は、主軸部７６において、ロッドガイド４６、摩擦部材５２およびシール部材５１のそれぞれの内側に摺動可能に挿通されており、介在部材５３およびキャップ５４の内フランジ部６６に対し隙間をもって挿通されている。
【００２４】
ピストンロッド６１の主軸部７６を挿通させるシール部材５１は、外筒１４とピストンロッド６１との間を閉塞して、内筒１２内の油液と、リザーバ室１３内の油液およびガスとが外部に漏出するのを規制するオイルシールである。
【００２５】
ピストン７０には、軸方向に貫通する通路８１および通路８２が形成されている。通路８１，８２は、第１室７１と第２室７２とを連通可能となっている。ピストン７０には、ピストン７０に当接することで通路８１を閉塞可能な円環状のディスクバルブ８５が軸方向の開口部３９側に設けられている。また、ピストン７０には、ピストン７０に当接することで通路８２を閉塞可能な円環状のディスクバルブ８６が軸方向の底部３２側に設けられている。
【００２６】
ディスクバルブ８５は、ピストンロッド６１が内筒１２および外筒１４内への進入量を増やす縮み側に移動しピストン７０が第２室７２を狭める方向に移動して第２室７２の圧力が第１室７１の圧力よりも所定値以上高くなると通路８１を開くことになり、その際に減衰力を発生させる。ディスクバルブ８６は、ピストンロッド６１が内筒１２および外筒１４からの突出量を増やす伸び側に移動しピストン７０が第１室７１を狭める方向に移動して第１室７１の圧力が第２室７２の圧力よりも所定値以上高くなると通路８２を開くことになり、その際に減衰力を発生させる。
【００２７】
ピストンロッド６１の主軸部７６には、係止部材８８が固定されており、係止部材８８のピストン７０とは反対には円環状の弾性材料からなる緩衝体８９が設けられている。緩衝体８９は、ピストンロッド６１が伸び側に所定値以上移動したときにロッドガイド４６に当接して弾性変形することにより衝撃を緩和する。
【００２８】
ベースバルブ４５には、軸方向に貫通する通路９１および通路９２が形成されている。通路９１，９２は第２室７２とリザーバ室１３とを連通可能となっている。ベースバルブ４５には、その軸方向の底部３２側に、ベースバルブ４５に当接することで通路９１を閉塞可能な円環状のディスクバルブ９５が配置され、その軸方向の底部３２とは反対側に、ベースバルブ４５に当接することで通路９２を閉塞可能な円環状のディスクバルブ９６が配置されている。
【００２９】
ディスクバルブ９５は、ピストンロッド６１が縮み側に移動して第２室７２の圧力がリザーバ室１３の圧力よりも所定値以上高くなると通路９１を開くことになり、その際に減衰力を発生させる減衰バルブとなっている。
【００３０】
ディスクバルブ９６は、ピストンロッド６１が伸び側に移動しピストン７０が第１室７１側に移動して第２室７２の圧力がリザーバ室１３の圧力より下降すると通路９２を開くことになるが、その際にリザーバ室１３から第２室７２内に実質的に減衰力を発生させずに油液を流すサクションバルブである。
【００３１】
シリンダ装置１１は、ピストンロッド６１のキャップ５４よりも外側の部分と取付アイ３６とが取り付け対象の相対移動部分に取り付けられる。シリンダ装置１１は、取り付け対象部分の相対移動によってピストンロッド６１と一体にピストン７０がシリンダ１５の内筒１２内を軸方向に摺動して第１室７１および第２室７２の容積を変化させ、その際にピストン７０およびベースバルブ４５に生じる油液の流通抵抗で減衰力を発生させる。シリンダ装置１１は、例えばピストンロッド６１が車両の車体側に連結され、取付アイ３６が車両の車輪側に連結されて、車輪の車体に対する移動に対して減衰力を発生させる。
【００３２】
図２に示すように、ロッドガイド４６は、段付き筒状であり、軸方向の一側に外周面が円筒面からなる大径部１０１が形成され、軸方向の他側に外周面が大径部１０１の外周面よりも小径の円筒面からなる小径部１０２が形成されている。ロッドガイド４６は、大径部１０１において外筒１４の開口部材２３の内周部に嵌合し、小径部１０２において内筒１２の内周部に嵌合する。
【００３３】
ロッドガイド４６の軸方向の大径部１０１側の端部には、軸方向に突出する円環状の環状受部１０５が形成されている。環状受部１０５には、その径方向内側位置に、大径部１０１を軸方向に貫通する連通穴１０６が形成されている。連通穴１０６は、ロッドガイド４６の軸方向における環状受部１０５とは反対側が外筒１４と内筒１２との間のリザーバ室１３に開口している。
【００３４】
シール部材５１は、弾性および密封性を有するゴム製、具体的にはＮＢＲ（ニトリルゴム）製のシール体１１１に、これよりも剛性が高い金属製の円環状の蓋体１１２が埋め込まれた一体成形品であるシール部材本体１１３と、金属製の環状のスプリング１１４と、金属製の環状のスプリング１１５とを有している。蓋体１１２は、シール体１１１の形状を維持するためのものであり、対象部位に固定するための強度をシール部材本体１１３に生じさせるものである。シール部材本体１１３は、径方向の蓋体１１２の位置がロッドガイド４６の環状受部１０５に載置されて、ロッドガイド４６と、介在部材５３およびキャップ５４とに挟持されている。
【００３５】
ロッドガイド４６と、介在部材５３およびキャップ５４とに挟持された状態で、シール部材本体１１３は、その蓋体１１２が、開口部材２３およびピストンロッド６１と軸方向の位置を重ね合わせて、これらの間に配置されることになる。よって、環状の蓋体１１２は、軸方向の一端が図１に示す底部３２とされた外筒１４の底部３２とは反対側の他端の図２に示す開口部３９を塞ぐように設けられることになる。この状態で、外筒１４には、軸方向の他端の開口部３９側の蓋体１１２よりも内部側にロッドガイド４６が設けられており、ピストンロッド６１は、一端側が外筒１４内に挿入され蓋体１１２の内側を通って他端側が外筒１４から外部に突出している。
【００３６】
蓋体１１２は、有孔円板状であり、軸方向のロッドガイド４６側の端面１２１と、軸方向のロッドガイド４６とは反対側の端面１２２と、径方向外側の外径面１２３と、径方向内側の内径面１２４とを有している。端面１２１，１２２は、いずれも円環状の平坦面であり、外径面１２３および内径面１２４は、いずれも円筒面となっている。端面１２１と端面１２２とは平行であり、外径面１２３と内径面１２４とは同軸状に配置されている。
【００３７】
そして、蓋体１１２は、その軸方向のロッドガイド４６側の内径側が面取り加工されており、その結果、その軸方向のロッドガイド４６側の内径側に切欠部１２５が全周にわたり連続して形成されている。この切欠部１２５は、蓋体１１２の周方向位置にかかわらず同形かつ同サイズで切り欠かれており、テーパ面状をなしている。この切欠部１２５も外径面１２３および内径面１２４と同軸状に配置されている。
【００３８】
図３に拡大して示すように、切欠部１２５は、蓋体１１２の中心軸を含む平面での断面の形状が、直線であり、蓋体１１２の中心軸に対して４５度で傾斜している。テーパ面状の切欠部１２５は、その軸方向の長さが蓋体１１２の厚さの１／２よりも大きい。つまり、蓋体１１２には、その厚さの半分を超える軸方向長さの切欠部１２５が、図２に示すように、軸方向のロッドガイド４６側の内径側に形成されている。テーパ面状の切欠部１２５が形成される結果、蓋体１１２は、ロッドガイド４６側の端面１２１が、ロッドガイド４６とは反対側の端面１２２と同外径で端面１２２よりも内径が大径であり、内径面１２４は外径面１２３よりも軸方向長さが短くなっている。
【００３９】
ここで、図示は略すが、蓋体１１２には、製造時のバリ抑制および取り扱い性向上等のため、切欠部１２５とは軸方向反対側の内径側も僅かながら面取り加工されることになり、その結果、切欠部１２５とは軸方向反対側の内径側にもテーパ面状の切欠部が形成されることになる。しかしながら、この切欠部は微小なものであり、切欠部１２５よりも小さい。すなわち、蓋体１１２において、軸方向一側の切欠部１２５は、軸方向他側の切欠部と比べて、軸方向長さ、径方向長さおよび表面積のいずれも大きい。その結果、蓋体１１２の内径側には、ロッドガイド４６との非対向側に比して対向側が大となる切欠部が設けられている。また、同様の微小な切欠部は、蓋体１１２の外径側の軸方向両側にも形成されることになるが、切欠部１２５は、これらの外径側の切欠部と比べても、軸方向長さおよび径方向長さの両方が大きくなっている。
【００４０】
シール体１１１は、蓋体１１２に接する部分がすべて蓋体１１２に焼き付けられて接着されている。図２，図３では、ピストンロッド６１が挿入される前の状態のシール体１１１を示している。
【００４１】
図２に示すように、シール体１１１は、蓋体１１２の内径側に設けられピストンロッド６１の外周側に摺接することによりピストンロッド６１をシールするシール部１３１と、蓋体１１２の軸方向のロッドガイド４６側に設けられてロッドガイド４６に接触する内部側被覆部１３２と、蓋体１１２の外径側を被覆する外径側被覆部１３３と、蓋体１１２の軸方向のロッドガイド４６とは反対側の内径側を被覆する外部側被覆部１３４と、を有している。図３に示すように、外部側被覆部１３４と外径側被覆部１３３との間は、蓋体１１２が露出する蓋体露出部１３５となっている。
【００４２】
ここでは、シール部１３１について、ピストンロッド６１が挿入される前の状態をもって説明する。シール部１３１は、筒状のベース部１４０と、ベース部１４０の軸方向の一端側に設けられた円環状のメインリップ１４１と、ベース部１４０の軸方向の他端側に設けられた円環状のダストリップ１４２と、ベース部１４０の軸方向の中間位置に設けられた円環状のサブリップ１４３と、を有している。
【００４３】
ベース部１４０は、メインリップ１４１、ダストリップ１４２およびサブリップ１４３のいずれにも軸方向に重ならない部分に円筒面状の内周面１５１を有している。ダストリップ１４２は、この内周面１５１の軸方向のロッドガイド４６とは反対側に隣り合って設けられ、サブリップ１４３は内周面１５１の軸方向のロッドガイド４６側に隣り合って設けられ、メインリップ１４１は、サブリップ１４３の軸方向のロッドガイド４６側に隣り合って設けられている。
【００４４】
ダストリップ１４２は、ベース部１４０における蓋体１１２よりも外筒１４の開口部３９側の端部に設けられてベース部１４０の内周面１５１よりも径方向内側に突出している。ダストリップ１４２は、図３に示すように、内周面１５１から軸方向に離れるほど小径となるテーパ状の内周面１５２を有している。内周面１５２の軸方向の内周面１５１側には、内周面１５２よりも径方向内方に突出する複数、具体的には３カ所の環状筋部１５３が設けられている。
【００４５】
サブリップ１４３は、ベース部１４０におけるメインリップ１４１よりも蓋体１１２側に設けられてベース部１４０の内周面１５１よりも径方向内側に突出している。サブリップ１４３は、内周面１５１から軸方向に離れるほど小径となるテーパ状の内周面１５４と、内周面１５４の内周面１５１とは反対側にあって内周面１５４から軸方向に離れるほど大径となるテーパ状の内周面１５５とを有している。
【００４６】
図２に示すように、メインリップ１４１は、ベース部１４０における蓋体１１２よりもロッドガイド４６側の端部近傍に設けられてベース部１４０の内周面１５１よりも径方向内側に突出している。メインリップ１４１は、図３に示すように、内周面１５５から軸方向に離れるほど小径となるテーパ状の内周面１５６と、内周面１５６の内周面１５５とは反対側にあって内周面１５６から軸方向に離れるほど大径となるテーパ状の内周面１５７とを有している。
【００４７】
メインリップ１４１およびダストリップ１４２の最小内径は、ほぼ同等であり、サブリップ１４３の最小内径は、これらよりも大径となっている。
【００４８】
ベース部１４０は、筒状の主体部１６１と、円環状の環状部１６２とを有している。主体部１６１は、蓋体１１２の内径側を軸方向に横断するように延在している。環状部１６２は、主体部１６１から主体部１６１の全周にわたって径方向外方に突出している。環状部１６２は、蓋体１１２の切欠部１２５と軸方向および径方向の両方向で位置が重なり合っており、切欠部１２５の全面に密着している。すなわち、環状部１６２は、蓋体１１２に切欠部１２５が形成された分を埋めるようにベース部１４０に設けられている。切欠部１２５および環状部１６２は、サブリップ１４３の内周面１５１側の一部と軸方向の位置を重ね合わせている。
【００４９】
図２に示すように、シール部材本体１１３は、シール部１３１のメインリップ１４１およびダストリップ１４２の内側にピストンロッド６１の主軸部７６を摺接可能に挿通させることになり、これらダストリップ１４２およびメインリップ１４１がピストンロッド６１の主軸部７６との隙間をシールする。
【００５０】
内部側被覆部１３２は、円板状の板状被覆部１７０と、円環状のシールリング１７１と、円環状のチェックリップ１７２とを有している。板状被覆部１７０は、シール部１３１のベース部１４０の全周から径方向外方に広がって外径側被覆部１３３の全周に繋がっている。
【００５１】
図２に示すように、シールリング１７１は、板状被覆部１７０の外周縁部から軸方向の蓋体１１２とは反対側、すなわちロッドガイド４６側に突出している。シールリング１７１は、ロッドガイド４６の環状受部１０５と外筒１４とに同時に接触して外筒１４とロッドガイド４６との隙間をシールする。
【００５２】
チェックリップ１７２は、板状被覆部１７０の径方向の中間位置から軸方向の蓋体１１２とは反対側、すなわちロッドガイド４６側に突出している。チェックリップ１７２は、突出先端側ほど大径となるテーパ筒状であり、ロッドガイド４６の大径部１０１の環状受部１０５よりも径方向内側に当接している。チェックリップ１７２は、ロッドガイド４６とピストンロッド６１の主軸部７６との隙間から漏れ出た作動流体を連通穴１０６を介してリザーバ室１３に流す一方、逆方向の作動流体の流れを規制する逆止弁として機能する。
【００５３】
スプリング１１４は、シール部１３１のベース部１４０における軸方向のロッドガイド４６側の外周部に装着されており、メインリップ１４１と軸方向の位置を重ね合わせている。スプリング１１５は、シール部１３１のベース部１４０における軸方向のロッドガイド４６とは反対側の外周部に装着されており、ダストリップ１４２と軸方向の位置を重ね合わせている。
【００５４】
シール部材５１は、蓋体露出部１３５と外部側被覆部１３４の外径側の一部とが介在部材５３に接触し、内部側被覆部１３２の板状被覆部１７０のシールリング１７１とチェックリップ１７２との間位置がロッドガイド４６の環状受部１０５に接触して、これら介在部材５３およびロッドガイド４６に挟持される。
【００５５】
特許文献１に記載のシリンダ装置は、外筒の開口を閉塞するように設けられる蓋体と、蓋体とロッドとの間をシールするロッドシールとを有しており、その蓋体が一定内径となっている。このようなシリンダ装置において、密封性を高めたいという要求がある。
【００５６】
これに対して、本実施形態は、シール部材５１の蓋体１１２の内径側のロッドガイド４６との対向側に、ロッドガイド４６との非対向側に比して大きく切り欠かれた切欠部１２５が設けられている。このため、この切欠部１２５を埋める環状部１６２の分、シール部１３１のメインリップ１４１側の体積を増やすことができ、蓋体１１２による動きの制限を受けにくい部分の体積を増やすことができる。これにより、耐久性および耐圧性の低下を抑制しつつ、ピストンロッド６１の偏芯に対するシール部１３１のメインリップ１４１側の追従性を高めることができ、密封性を高めることができる。
【００５７】
特に、シール部１３１には、メインリップ１４１よりも蓋体１１２側にサブリップ１４３が設けられているため、ピストンロッド６１の伸び行程時にサブリップ１４３で回収できるピストンロッド６１の表面の油膜が厚くなり、密封性を高めることができる。
【００５８】
図４に、シール部材とピストンロッドとの接触状態のシミュレーション結果を示す。図４（ａ）に示すように、蓋体１１２に切欠部１２５がある実施形態においてガス圧を受けたときのピストンロッド６１とサブリップ１４３との接触幅Ｗ１は、図４（ｂ）に示す切欠部１２５のない従来の蓋体を用いた比較例の接触幅Ｗ０と比べて、Ｗ１＞Ｗ０となって、広くなる。また、実施形態においてガス圧を受けたときのピストンロッド６１とサブリップ１４３との大気側の接触角α１は、比較例の接触角α０と比べて、α１＜α０となって小さくなる。これらにより、サブリップ１４３で回収できるピストンロッド６１の表面の油膜が厚くなり、密封性を高めることができる。
【００５９】
また、シール部材５１の密封性について、有限要素法を用いて求めた面圧分布より流体潤滑逆理論に基づいて評価した。求めた面圧分布からピストンロッド６１の伸び行程時の面圧分布の第１室７１側の接触面圧を０ＭＰａおよび縮み行程時の大気側の接触面圧０ＭＰａに接線を引き、これを最大接触面圧勾配として、伸び行程時と縮み行程時の速度比を１０：１としてピストンロッド６１を５００回摺動させたときの理論油漏れ量を算出した。
【００６０】
図５に、ピストンロッドの偏芯量に対するサブリップのピストンロッドへの接触幅の関係を示す。また、図６に、ピストンロッドの偏芯量に対する理論油漏れ量の関係を示す。図５，図６に実線で示す、蓋体１１２に切欠部１２５がある実施形態は、図５，図６に破線で示す切欠部１２５がない従来に比べて、図５に示すようにピストンロッドの偏芯量にかかわらずサブリップのピストンロッドへの接触幅が広くなり、図６に示すようにピストンロッドの偏芯量にかかわらず理論油漏れ量も５分の１程度に低減できることがわかる。これにより、実施形態のシール部材５１は、ピストンロッド６１の偏芯追従性および密封性を向上できる。
【００６１】
また、蓋体１１２の軸方向のメインリップ１４１側に切欠部１２５を形成するため、切欠部１２５を形成したことによるダストリップ１４２の弾性変形量への影響を抑制することができる。よって、耐ダスト進入性を維持することができる。
【００６２】
ここで、蓋体１１２の切欠部１２５の形状は、上記に限定されるものではなく、切欠部１２５を埋める環状部１６２の分、シール部１３１のメインリップ１４１側の体積を増やすことができ、蓋体１１２による動きの制限を受けにくい部分の体積を増やすことができれば良い。例えば、図７に示す変形例の形状としても良い。すなわち、蓋体１１２の軸方向のロッドガイド４６側（図７下側）の内径側をＲ面取り加工することで、蓋体１１２の軸方向のロッドガイド４６側の内径側に湾曲面状の切欠部１２５Ａを全周にわたり連続して形成しても良い。この切欠部１２５Ａも、周方向位置にかかわらず同形かつ同サイズで切り欠かれており、外径面１２３および内径面１２４と同軸状に配置されている。また、環状部１６２の形状は、図３のような断面テーパ状や図７の形状に限らず、例えば、蓋体１１２の切欠部１２５が断面四角形状になるようにしてもよい。
【００６３】
切欠部１２５Ａは、中心軸を含む平面での断面の形状が、外側に凸の円弧状であり、蓋体１１２の軸方向において、その長さが蓋体１１２の厚さの１／２よりも大きく、切欠部１２５Ａとは軸方向反対側の内径側の切欠部よりも大きい。切欠部１２５Ａを埋めるように切欠部１２５Ａの全面に密着するシール体１１１のベース部１４０の環状部１６２Ａも、蓋体１１２の切欠部１２５Ａと軸方向および径方向の両方向で位置が重なり合っており、サブリップ１４３の内周面１５１側の一部と軸方向の位置を重ね合わせている。
【００６４】
このような変形例としても、シール部材とピストンロッドとの接触状態のシミュレーション結果は、図８に示すようになり、蓋体１１２に断面曲線状の切欠部１２５Ａがある変形例においてガス圧を受けたときのピストンロッド６１とサブリップ１４３との接触幅Ｗ２が、図４（ｂ）に示す切欠部１２５のない従来の蓋体を用いた比較例の接触幅Ｗ０と比べて、Ｗ２＞Ｗ０となって、広くなる。また、変形例においてガス圧を受けたときのピストンロッド６１とサブリップ１４３との大気側の接触角α２は、比較例の接触角α０と比べて、α２＜α０となって小さくなる。よって、変形例によっても、蓋体１１２に断面直線状の切欠部１２５を設ける場合と同様の効果を奏することができる。
【００６５】
以上の実施形態において、シール体１１１は、ゴム製であれば、ＮＢＲ（ニトリルゴム）以外に、例えば、ＮＲ（天然ゴム）、ＩＲ（合成天然ゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレンゴム）、ＡＣＭ（アクリルゴム）、Ｕ（ウレタンゴム）、Ｈ−ＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＶＭＱ（シリコーンゴム）、ＦＶＭＱ（フルオロシリコーンゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、これらゴムの選択された複数の混合材等、シリンダ装置１１に封入されるガス圧で弾性変形する有機材料を形成材料として採用できる。
【００６６】
以上の実施形態の第１の態様は、一端側が閉塞され他端側が開口された筒体と、前記筒体の他端側の開口部を塞ぐように設けられる環状の蓋体と、一端側が前記筒体内に挿入され前記蓋体を通って他端側が前記筒体から外部に突出するロッドと、前記筒体の他端側の前記蓋体よりも内部側に設けられて前記ロッドを摺動可能にガイドする筒状のロッドガイドと、前記蓋体の内径側に設けられ前記ロッドの外周側に摺接することにより前記ロッドをシールするシール部とを有し、前記シール部には、前記蓋体よりも前記ロッドガイド側にメインリップが設けられ、前記蓋体よりも前記筒体の開口部側にダストリップが設けられたシリンダ装置であって、前記蓋体の内径側には、前記ロッドガイドとの対向側に、非対向側に比して大となる切欠部が設けられていることを特徴とする。これにより、密封性を高めることができる。
【００６７】
また、第２の態様は、第１の態様において、前記シール部には、前記メインリップよりも前記蓋体側にサブリップが設けられている。これにより、サブリップで回収できるピストンロッドの表面の油膜が厚くなり、密封性を高めることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１１  シリンダ装置
１４  外筒（筒体）
３９  開口部
４６  ロッドガイド
６１  ピストンロッド（ロッド）
１１２  蓋体
１２５，１２５Ａ  切欠部
１３１  シール部
１４１  メインリップ
１４２  ダストリップ
１４３  サブリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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