JP2001059537A - ショックアブソーバのピストン - Google Patents

ショックアブソーバのピストン

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JP2001059537A
JP2001059537A JP11233090A JP23309099A JP2001059537A JP 2001059537 A JP2001059537 A JP 2001059537A JP 11233090 A JP11233090 A JP 11233090A JP 23309099 A JP23309099 A JP 23309099A JP 2001059537 A JP2001059537 A JP 2001059537A
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JP
Japan
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piston
piston ring
shock absorber
axial direction
less
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JP11233090A
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English (en)
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Akio Yoshinaga
明生 吉永
Satoru Kanbara
覚 神原
Hiroshi Ito
寛 伊藤
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Taiho Kogyo Co Ltd
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Taiho Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ショックアブソーバのピストン1は、ピ
ストン本体4とその外周部を被覆したピストンリング5
とから構成している。ピストンリング5は、PTFEか
らなる基材に芳香族ポリアミド繊維およびグラファイト
を添加した樹脂組成物によって構成している。 【効果】 従来に比較してピストンリング5の強度を向
上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等のショ
ックアブソーバのピストンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車等に用いられるショックア
ブソーバのピストンとして、次のような構成を備えたも
のが知られている。すなわち、筒状部とそこから連続し
て半径方向内方に伸びる壁部とによって有底筒状に形成
されて、外周面に複数の係合溝を形成した円筒状のピス
トン本体と、内周部に上記ピストン本体の係合溝と係合
する複数の環状突起を形成したピストンリングとを備え
て、上記ピストンリングによってピストン本体の外周面
を被覆するようにしたショックアブソーバのピストンは
知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のショックアブソーバのピストンでは、次のような欠
点があった。すなわち、上記ピストンはロッドに連結さ
れて、このロッドの昇降に伴ってシリンダの内周面とピ
ストンリングを摺動するわけであるが、ロッドに対して
横力(半径方向の付勢力)が作用すると、シリンダの内
周面とそれに摺動するピストンリングとの間に面圧が発
生する。この場合、横力が増大したり、あるいはピスト
ンの軸方向寸法が短いと、上記シリンダの内周面とピス
トンリングとの間の面圧が高くなって、ピストンリング
が変形しやすくなる。そして、ピストンリングが変形す
ると、シリンダの内周面とピストンリングとの潤滑油に
よる潤滑状態が悪くなり、それに伴って、シリンダの内
周面とピストンリングとの摩擦力が増大し、ショックア
ブソーバの寿命が短くなるという欠点があった。そこ
で、本発明の目的は、ピストンリングの強度を向上させ
ることにより、ピストンリングの変形を抑制することに
より、ピストンリングおよびピストンの軸方向寸法を短
くすることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような事情に鑑み、
本発明は、上述したショックアブソーバのピストンにお
いて、フッ素樹脂からなる基材に耐熱有機繊維、炭素繊
維から選択される少なくとも1種以上およびグラファイ
トを含有させた樹脂組成物によって上記ピストンリング
を構成し、また上記係合溝を4つ以下とするとともにピ
ストンリングの軸方向寸法を8mm以下に設定したもの
である。
【0005】
【作用】このような構成によれば、ピストンリングを構
成する樹脂組成物は耐熱有機繊維または炭素繊維を含有
しているので、従来に比較してピストンリングの強度を
向上させることができる。そのため、従来に比較してピ
ストンリングが変形しにくくなる。したがって、ピスト
ンリングおよびピストンの軸方向寸法を短縮することが
でき、ひいてはショックアブソーバの軸方向寸法を従来
よりも短縮することができる。
【0006】
【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図1および図2において、1は自動車のショックア
ブソーバ用のピストンであり、ロッド2の先端に連結さ
れてシリンダ3内に摺動自在に嵌合されるようになって
いる。ピストン1は、有底筒状のピストン本体4と、上
記ピストン本体4の外周部を被覆する円筒状のピストン
リング5とから構成している。ピストン本体4は、円筒
状の円筒部4Aと、図1における上記円筒部4Aの左方
側の端部から連続して半径方向内方に伸びる壁部4Bと
から構成している。この壁部4Bの軸部に小径の貫通孔
4Cを穿設してあり、この貫通孔4Cにロッド2の先端
部を嵌着するようにしている。ピストン本体4の外周部
における軸方向の両端部側に、環状溝からなる第1収納
溝4Dおよび第2収納溝4Fを形成してあり、これら第
1収納溝4Dおよび第2収納溝4Fの間に位置する箇所
は両端部側よりも大径の大径部4Fとしている。この大
径部4Fの外周部に、環状溝からなる複数の係合溝4G
を形成している。係合溝4Gの深さと幅はすべて同一に
してあり、かつ係合溝4Gの深さは、上記両収納溝4
D、4Eの深さよりも浅くしている。
【0007】他方、ピストンリング5における軸方向の
一端(図1の右方側の端部)には、半径方向内方側に屈
曲させた屈曲部5aを形成するとともに、ピストンリン
グ5の内周部には、上記ピストン本体4の係合溝4Gの
位置にあわせて、複数の環状突起5bを形成している。
ピストンリング5の屈曲部5aをピストン本体4の第1
収納溝4D内に係合させて収納するとともに、ピストン
リング5の環状突起5bをピストン本体4の係合溝4G
に係合させている。また、ピストンリング5における軸
方向の他端5c(図1の左方側の端部)も、半径方向内
方に折り曲げて第1収納溝4D内に収納している。これ
により、ピストン本体4の外周部にピストンリング5を
一体に装着している。また、これにより、大径部4Fの
全域がピストンリング5によって被覆されている。上述
した構成は従来公知のピストン1と変わるところはな
い。
【0008】しかして、本実施例は、上記ピストンリン
グ5を改良することにより、ピストンリング5の強度を
向上させたものである。すなわち、上記ピストンリング
5を、フッ素樹脂からなる基材に耐熱有機繊維およびグ
ラファイトを含有させた樹脂組成物によって構成したも
のである。このように、上記ピストンリング5として、
フッ素樹脂からなる基材に耐熱有機繊維を含有させたこ
とによって、ピストンリング5の強度を従来に比較して
向上させることができる。また、本実施例では、ピスト
ン本体4に装着した状態におけるピストンリング5の軸
方向寸法を8mm以下に設定するとともに、上記係合溝
4Gを4つ以下としている。本実施例のピストンリング
5は、このように構成しているので、後述する実験結果
に示すように従来に比較してピストンリング5の強度を
向上させることができ、それによってピストンリング5
の軸方向寸法を従来に比較して短縮することができる。
これにより、ピストン1の軸方向寸法ひいては、ショッ
クアブソーバの軸方向寸法を短縮することができる。こ
のようにピストンリング5の軸方向寸法を短縮化してシ
ョックアブソーバの軸方向寸法を短縮出来るので、ショ
ックアブソーバを取り付ける自動車の車高の調整範囲を
従来よりも拡大することが可能となる。また、ショック
アブソーバの重量を従来よりも軽量化することが可能と
なる。さらにピストンリング5の強度が向上したので、
ピストン1の軸方向寸法を短くしたとしても、ピストン
リング5がピストン本体4から脱落しにくくなる。しか
も、温度変化によるショックアブソーバの減衰力特性の
変化を小さくすることができる。
【0009】ところで、図2に示すように、ピストン1
は、そのピストン本体4にロッド2を嵌着した状態にお
いて、ピストンリング5の外周面をシリンダ3内に摺動
自在に嵌合されることになる。このとき、図2に誇張し
て示すように、ロッド2およびシリンダ3の端部には直
交方向の横力Fが作用しててロッド2が湾曲した状態と
なる。そのため、ロッド2の先端に嵌着したピストン1
は、ロッド2の傾きに伴ってわずかに傾いた状態でシリ
ンダ3内を摺動することになる。これに伴って、ピスト
ンリング5が変形されるとともに、その外周部とシリン
ダ3の内周面と間に面圧が発生し、その面圧は横力Fの
大きさに比例して大きくなる。しかしながら、本実施例
では、ピストンリング5を上述したように構成して強度
を向上させているので、ロッド2に横力Fが作用した場
合においても、ピストンリング5が変形しにくくなって
おり、したがって、ピストンリング5がピストン本体4
から脱落しにくくなっている。しかも、ピストンリング
5が変形しにくいために、ピストンリング5の外周部と
シリンダ3の内周面との摺動部分に潤滑油が介在する間
隙が維持されるので、摺動部分が潤滑不良になりにくく
なる。したがって、ピストンリング5およびピストン1
の耐久性を向上させて、その寿命を長くすることができ
る。
【0010】次に、図3は、本実施例のピストン1と従
来および比較材との性能を比較した実験結果である。こ
こで本実施例の本発明品1は、上記ピストンリング5と
して、耐熱有機繊維としての芳香族ポリアミド繊維(デ
ュポン社の商標名:ケブラー)5wt%、グラファイト
10wt%、残部を基材としてのPTFE(四弗化エチ
レン樹脂)からなる樹脂組成物によって構成した。ま
た、本発明品2は、上記ピストンリング5として、炭素
繊維5wt%、グラファイト10wt%、残部を機材と
してのPTFEからなる樹脂組成物によって構成した。
従来品は、上記ピストンリング5と同一形状において、
グラファイト10wt%、残部がPTFEからなる樹脂
組成物によって構成したものを用いた。また、比較材1
は、グラファイト20wt%、残部がPTFEからなる
樹脂組成物によって構成したものを用いた。比較材2
は、球状カーボン20wt%、残部がPTFEからなる
樹脂組成物によって構成したものを用いた。比較材3
は、PTFEのみで構成したものを用いた。
【0011】図3に示すように、摩擦係数および引張り
強度について比較してみると、本発明品1、2は、従来
品等に比較して引張り強度が1割以上も高くなってい
る。また、摩擦係数についてみると、本発明品2は、他
のものと比較して摩擦係数が大きくなっている。そこ
で、これらについて横力Fが作用した場合の耐圧性能に
ついて確認を行った結果として、従来品、本発明品1、
2、および比較材3は、OKであった。なお、実験装置
は、図4に示すように、水平な平板状の土台11にシリ
ンダ3を立設して、ロッド2に嵌着したピストン1をシ
リンダ3に摺動自在に嵌合させたものである。シリンダ
3の上方開口部は閉鎖部材12で閉鎖するとともに、こ
の閉鎖部材12の貫通孔からロッド2を外方に突出させ
ている。また、閉鎖部材12を介してロッド2に横力F
を作用させている。また、シリンダ3の中央側の外周部
にヒータ13を装着してあり、実験中は継続してこのヒ
ータ13によってシリンダ3を加熱した。さらに、ピス
トン1よりも上下に位置するシリンダ3内は、導管1
4、15を介して潤滑油を供給する油圧源15と連通さ
せている。この油圧源15から導管14を介してピスト
ン1よりも下方のシリンダ3内に潤滑油を供給し、導管
15を介してピストン1より上方のシリンダ3内から潤
滑油を回収するようにしている。ここで、潤滑油の温度
は120℃、潤滑油の圧力は零から500Kg/cm2
の範囲で動的加圧により1000サイクルとした。サイ
クルタイムは3秒である。また、ロッド2に作用させた
横力Fは10Kgfである。
【0012】上述した耐圧評価でOKとなったものをシ
ョックアブソーバに組み付けて、横力Fが作用した場合
のショックアブソーバ全体での摩擦力を測定した結果を
示したものが図5である。この図5において白い棒は横
力Fが零の場合の摩擦力を示し、黒い棒は横力Fが50
Kgの場合の摩擦力を示している。この図5からも明ら
かなように、本発明品1、2は横力Fが作用した状況に
おいて、他のものよりも摩擦力が小さくなっている。し
たがって、本発明品1、2によればピストン1の耐久性
を向上させることができる。それによって、ピストン1
およびショックアブソーバの寿命を長くすることができ
る。なお、ピストンリング5に含有させるグラファイト
は、1〜25wt%の範囲内であればよく、また、耐熱
有機繊維としての芳香族ポリアミド繊維あるいは炭素繊
維は1〜10wt%の範囲内でよい。また、芳香族ポリ
アミド繊維および炭素繊維を同時に基材に添加しても良
い。また、耐熱有機繊維としては、上記芳香族ポリアミ
ド繊維の他にポリベンゾイミダゾール繊維を用いても良
い。さらに、上記実施例では、基材となるフッ素樹脂と
してPTFE(四弗化エチレン樹脂)を用いたが、この
PTFEの他に、エチレン−四弗化エチレン樹脂(E−
TFE)あるいは、フッ素化エチレンプロピレン樹脂
(EPE)を用いることができる。
【0013】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来に比
較してピストンリングの強度を向上させることができる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す中心線より上方側を示
す断面図
【図2】本発明のピストンをシリンダに嵌合した状態を
示す断面図
【図3】本発明と比較品の実験結果を示す図
【図4】試験装置を示す概略の構成図
【図5】本発明と比較品の実験結果を示す図
【符号の説明】
1 ピストン 4 ピストン本体 4G 係合溝 5 ピストンリング 5b 環状突起
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 寛 愛知県豊田市緑ヶ丘3丁目65番地 大豊工 業株式会社内 Fターム(参考) 3J044 AA01 BA06 BC06 CA06 CB01 CB08 DA10 3J069 AA50 CC13 CC14 DD39

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状部とそこから連続して半径方向内方
    に伸びる壁部とによって有底筒状に形成されて、外周面
    に複数の係合溝を形成した円筒状のピストン本体と、内
    周部に上記ピストン本体の係合溝と係合する複数の環状
    突起を形成したピストンリングとを備えて、上記ピスト
    ンリングによってピストン本体の外周面を被覆するよう
    にしたショックアブソーバのピストンにおいて、 フッ素樹脂からなる基材に耐熱有機繊維、炭素繊維から
    選択される少なくとも1種以上およびグラファイトを含
    有させた樹脂組成物によって上記ピストンリングを構成
    し、また上記係合溝を4つ以下とするとともにピストン
    リングの軸方向寸法を8mm以下に設定したことを特徴
    とするショックアブソーバのピストン。
  2. 【請求項2】 上記ピストン本体は、その外周面におけ
    る軸方向の一端側および他端側にそれぞれ収納溝を形成
    してあり、上記ピストンリングの軸方向の一端を上記ピ
    ストン本体の一方の収納溝に収納するとともに、ピスト
    ンリングの軸方向の他端を上記ピストンを他方の収納溝
    に収納したことを特徴とする請求項1に記載のショック
    アブソーバのピストン。
  3. 【請求項3】 上記耐熱有機繊維は、芳香族ポリアミド
    繊維あるいはポリベンゾイミダゾール繊維の1種以上か
    らなることを特徴とする請求項1ないし請求項2に記載
    のショックアブソーバのピストン。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1253345A3 (en) * 2001-04-25 2003-10-15 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha A piston and a damping means with a piston
US7367435B2 (en) 2002-05-31 2008-05-06 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Shock absorber design method

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