JP2004251416A - 往復動軸用摩擦力付与装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦力による有効な振動減衰力を長期にわたって発揮することができ、往復動軸のリバウンドに対する緩衝機能を併有する往復動軸用摩擦力付与装置を提供する。
【解決手段】筒体１，２の内周に往復動軸４が軸方向移動可能に挿入され、筒体１，２側に固定された環状部材３に、その軸方向内側に位置して往復動軸４の外周に固定されたリバウンドストッパ６と軸方向に対向する弾性体からなる摩擦部材１０が取り付けられ、この摩擦部材１０は、外周部が環状部材３からリバウンドストッパ６との対向方向へ突出した緩衝部１１をなすと共に、内周部１２，１３が往復動軸４の外周面に所要の緊迫力をもって摺動可能に密接するリップ部をなし、緩衝部１１と内周部１２，１３との間に環状の溝１０ａ，１０ｂが形成されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばショックアブソーバのピストンロッド等、往復動軸の軸周に設けられる往復動軸用摩擦力付与装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の懸架装置等には、走行中の衝撃を吸収して振動を速やかに減衰するショックアブソーバが装着されている。そして、この種のショックアブソーバにおいては、例えば下記の特許文献１又は２に記載されているように、内封油を密封するオイルシールと、ピストンロッドとの摺動により発生する摩擦力（フリクション）によって、車両の乗り心地や操舵性などの特性を良化することができる。
【０００３】
しかし、特許文献１又は２においては、ピストンロッドの軸方向反復移動に対して摩擦による有効な減衰力を与えるために、オイルシールのリップの緊迫力を大きくすると、リップの早期摩耗等を来してしまうため、下記の特許文献３においては、オイルシールのほかに、このオイルシールよりも高い摩擦力を発生する摩擦部材を設けることが記載されている。また、この特許文献３における第４０図〜第４９図には、リバウンド過程でのピストンロッドの移動量を制限する緩衝材を有するリバウンドストッパを、ピストンロッドの外周面に固定したものが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３５５７４０
【特許文献２】
特開２００１−１７３７９７
【特許文献３】
特開２００１−３３００７４
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された構成によれば、弾性体からなる摩擦部材が、金属環に設けられていることによって大きな摩擦力を得られる反面、摩耗も大きいので摩擦付与機能が早期に劣化してしまう問題があり、しかも摩擦部材から発生する摩耗粉が、オイルシールの密封性に悪影響を与えるおそれも指摘される。また、摩擦部材のほかに、リバウンドストッパに緩衝部材を設けているため、部品数が多く、コストが高くなる問題も指摘される。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、摩擦力による有効な振動減衰力を長期にわたって発揮することができる往復動軸用摩擦力付与装置を提供することにある。
【０００７】
また、他の技術的課題は、往復動軸のリバウンドに対する緩衝機能を併有する往復動軸用摩擦力付与装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置は、筒体の内周に往復動軸が軸方向移動可能に挿入され、前記筒体側に固定された環状部材に、その軸方向内側に位置して前記往復動軸の外周に固定されたリバウンドストッパと軸方向に対向する弾性体からなる摩擦部材が取り付けられ、この摩擦部材は、外周部が前記環状部材から前記リバウンドストッパとの対向方向へ突出した緩衝部をなすと共に、内周部が前記往復動軸の外周面に所要の緊迫力をもって摺動可能に密接してなるものである。
【０００９】
請求項２の発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置は、請求項１に記載された摩擦部材の緩衝部と内周部との間に環状の溝が形成されたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置の第一の形態を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。この図１において、参照符号１は、車両の懸架装置等に使用される複筒式ショックアブソーバの外筒、２は、外筒１の内周に配置された内筒、３は、外筒１の開口端部近傍の内周に挿入されると共に内筒２の開口端に取り付けられたロッドガイド、４は、ロッドガイド３の内周を貫通して内筒２の内周に軸方向移動可能に挿入され内端に内筒２と密接摺動されるピストン（不図示）が取り付けられたピストンロッド、５は、外筒１の開口端部内周に取り付けられてピストンロッド４の軸周をシールするオイルシール、６はピストンロッド４に取り付けられたリバウンドストッパである。内筒２の内周は、オイルＯが充填された油室Ｓ１となっており、外筒１と内筒２の間は、ガスＧが封入されたリザーブ室Ｓ２となっている。
【００１１】
なお、外筒１及び内筒２は、請求項１に記載された筒体に相当し、ロッドガイド３は、請求項１に記載された筒体側に固定された環状部材に相当し、ピストンロッド４は、請求項１に記載された往復動軸に相当する。
【００１２】
ロッドガイド３は、外筒１の内周面に密嵌される外周基部３ａと、その外端に突設された環状の外側突起部３ｂと、前記外周基部３ａの内周における油室Ｓ１側の端部から内周側へ形成されたガイドフランジ部３ｃと、ガイドフランジ部３ｃの外周部から油室Ｓ１側へ突設された環状の内側突起部３ｄとを有し、外周基部３ａには外側突起部３ｂの内周とリザーブ室Ｓ２とを連通する圧力開放孔３ｅが開設されている。また、ガイドフランジ部３ｃの内周面にはＰＴＦＥ等の耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂材料からなるガイドリング７が装着され、ガイドフランジ部３ｃの外周面は、内筒２の端部に圧入嵌合されており、ガイドリング７の内周面は、ピストンロッド４の外周面と摺動可能となっている。
【００１３】
オイルシール５は、外筒１の開口端部を内周へ屈曲させたカシメ部１ａによって抜け止めされた金属製の円盤状の補強環５１に、内周端がピストンロッド４の外周面と密接され油室Ｓ１側（ロッドガイド３側）を向いた主リップ５２及びその反対側（外側）を向いたダストリップ５３と、外筒１の内周面と密接されロッドガイド３側を向いた外周リップ５４と、先端がロッドガイド３におけるガイドフランジ部３ｃの外端面に密接され外周側を向いたチェックリップ５５とを、ゴム状弾性材料によって一体的に加硫成形（加硫接着）したものである。また、このオイルシール５は、補強環５１が前記カシメ部１ａと、ロッドガイド３の外側突起部３ｂとの間に挟持されることによって固定されている。
【００１４】
主リップ５２は、ロッドガイド３の外側突起部３ｂの内周空間内に位置し、適当な締め代をもってピストンロッド４の外周面と摺動可能に密接することによって、油室Ｓ１からロッドガイド３の内周を通過したオイルＯが外部へ漏れるのを阻止するものである。主リップ５２の外周には、その緊迫力を補償するエキステンションスプリング（ガータスプリングともいう）５６が嵌着されている。
【００１５】
ダストリップ５３は、外部からの塵埃や泥水等の侵入を阻止するものであり、外周リップ５４は、適当な締め代をもって外筒１の内周面及びロッドガイド３の外周基部３ａの外端面に密接することによって、オイルＯ及びガスＧが外部へ漏れるのを阻止するものである。チェックリップ５５は、その内周の主リップ５２との間に画成された蓄圧室Ｓ３に導入された油圧が一定値を超えた時に、ロッドガイド３から離れるように開放動作し、過剰油圧を、ロッドガイド３の圧力開放孔３ｅを介してリザーブ室Ｓ２へパージするものである。
【００１６】
ロッドガイド３における内側突起部３ｄの内周には、摩擦部材１０が設けられている。この摩擦部材１０は、耐摩耗性に優れたフッ素ゴム等のゴム材料、ナイロン、あるいはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等、耐摩耗性に優れた弾性体で成形されたものであって、ロッドガイド３における内側突起部３ｄの内周に圧入嵌着された外周側の緩衝部１１と、ピストンロッド４の外周面に密接された一対の内周リップ部１２，１３からなる。前記緩衝部１１の油室Ｓ１側の端部１１ａは、前記内側突起部３ｄの内周から、リバウンドストッパ６との対向方向（油室Ｓ１側）へ突出している。
【００１７】
内周リップ部１２は油室Ｓ１側を向いており、内周リップ部１３はその反対側を向いており、これら内周リップ部１２，１３と、緩衝部１１との間には、環状に連続した溝１０ａ，１０ｂが形成されている。また、油室Ｓ１側を向いた内周リップ部１２の先端は、緩衝部１１の油室Ｓ１側の端部１１ａよりも後退した位置（図における上側）にあり、反対側の内周リップ部１３は、ロッドガイド３におけるガイドフランジ部３ｃ及びガイドリング７と非接触の位置にある。そして、内周リップ部１２，１３は、図中に破線で示されるように、オイルシール５の主リップ５２及びダストリップ５３の締め代よりも大きな所要の締め代をもって、ピストンロッド４の外周面に密接し、振動入力によって軸方向相対運動するピストンロッド４の外周面と摺動することによって、振動減衰に有効な摩擦力（フリクション）を発生するものである。
【００１８】
リバウンドストッパ６は、環状の金属板からなるものであって、ピストンロッド４の外周面に、ピストン（不図示）の上側に位置して、嵌着等によって固定されている。
【００１９】
以上の構成を備える第一の形態において、油室Ｓ１内のオイルＯの一部は、摩擦部材１０の内周リップ部１２，１３とピストンロッド４との摺動部、及びロッドガイド３におけるガイドリング７とピストンロッド４との摺動部を潤滑して蓄圧室Ｓ３へ導入され、オイルシール５の主リップ５２とピストンロッド４との摺動面を潤滑している。
【００２０】
ここで、車両走行中の衝撃等に起因する低周波大振幅の振動によって、外筒１とピストンロッド４の軸方向相対運動が入力されると、ピストンロッド４の内端に取り付けられた不図示のピストンが内筒２内を軸方向相対移動することによって、その両側の油室間で、前記ピストンに設けられた制限流路を介してオイルＯが流通し、振動減衰力を発生する。そしてこのとき、摩擦部材１０の内周リップ部１２，１３、ロッドガイド３の内周のガイドリング７、オイルシール５の主リップ５２及びダストリップ５３が、ピストンロッド４の外周面と摺動するので、これにより発生する摩擦力が、振動減衰力として作用する。また、悪路上の走行に起因する小振幅の高周波振動が入力された場合は、制限流路でのオイルＯの流通は殆どないが、上述の摩擦力による振動減衰が行われる。
【００２１】
そして、ピストンロッド４が図における上方へ相対移動する振動の半周期では、摩擦部材１０の内周リップ部１２はピストンロッド４の軸方向引きずり作用によって緊迫力を増大し、内周リップ部１３は緊迫力を減少する。また、次の半周期では逆に、内周リップ部１２は緊迫力を減少し、内周リップ部１３は緊迫力を増大する。そして、このような反復動作によって、有効な振動減衰力を発生するので、オイルシール５の摩擦力による振動減衰力に加えて、大きな減衰力が得られる。またこのため、オイルシール５の主リップ５２の摺動負荷を相対的に小さくすることができ、その結果、主リップ５２のシール寿命を向上することができる。
【００２２】
そして摩擦部材１０は、耐摩耗性に優れた弾性体で成形されているので、ピストンロッド４との摺動による摩耗が少なく、特に、ＰＴＦＥやナイロン等は、ゴムに比較して経時的な応力緩和が少ない。しかも、ピストンロッド４の外周面と摺動する内周リップ部１２，１３は、同材質からなる緩衝部１１の内周に形成されており、溝１０ａ，１０ｂによって内周リップ部１２，１３の径方向自由度が高いので、これによっても、ピストンロッド４との摺動による摩耗が抑えられる。このため、長期にわたって有効な減衰力が確保される。また、摩耗が少ないことによって、オイルシール５の主リップ５２における密封性能を阻害する摩耗粉の発生も抑えられる。
【００２３】
衝撃入力直後に過大なリバウンドが行われた場合には、ピストンロッド４と共に上昇運動するリバウンドストッパ６は、ロッドガイド３の内側突起部３ｄから突出した摩擦部材１０の緩衝部１１と衝突するが、この緩衝部１１は、その弾性特性によって、リバウンドストッパ６との衝突による衝撃を有効に緩和する。先に説明したように、従来はリバウンドストッパ６に緩衝材を設けていたが、本形態によれば、摩擦部材１０の外周部をリバウンドストッパ６との対向方向へ突出させることによって、この摩擦部材１０に緩衝機能を兼備させているので、リバウンドストッパ６に緩衝材を設ける必要がない。このため、オイルシール１に加えて摩擦部材１０を設けることによるコストの上昇を防止することができる。
【００２４】
なお、摩擦部材１０の緩衝部１１は、リバウンドストッパ６との衝突によって軸方向へ圧縮を受けるのに伴って、内周側へ肉厚を増大するが、これによる内周リップ部１２，１３の締め代の増大は、溝１０ａ，１０ｂによって緩和される。また、内周リップ部１２の先端は、緩衝部１１の端面１１ａよりもロッドガイド３のガイドフランジ部３ｃ側へ後退しており、しかも緩衝部１１の圧縮変形に伴ってロッドガイド３のガイドフランジ部３ｃ側へ僅かに変位するので、リバウンドストッパ６と接触しない。このため、リバウンドストッパ６の衝突時における内周リップ部１２，１３の摩擦力の増大が抑えられる。
【００２５】
図２、図３及び図４は、それぞれ、本発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置の他の形態を、軸心を通る平面で切断して示す要部断面図である。
【００２６】
このうち、図２に示される第二の形態は、摩擦部材１０の緩衝部１１に、金属製の補強環１４を埋設することによって、ロッドガイド３の内側突起部３ｄの内周面に対する緩衝部１１の嵌着力を強化したものである。そして、緩衝部１１の弾性による緩衝機能が損なわれることがないように、補強環１４は、ロッドガイド３のガイドフランジ部３ｃ側となる部分に偏在して埋設されている。また、緩衝部１１の端面１１ａと、油室側を向いた内周リップ部１２との間の溝１０ａは、反対側の溝１０ｂに比較して外周側へ大きく抉られた形状となっている。その他の部分の構成は、図１と同様である。
【００２７】
すなわち、図１におけるピストンロッド４が図の下方へ向けて移動する過程では、摩擦部材１０には、内周リップ部１２，１３の摩擦力によって、ロッドガイド３の内側突起部３ｄの内周から油室Ｓ１側への離脱力が作用するが、図２の形態のように、補強環１４を埋設することによって、内側突起部３ｄに対する大きな締め代を設定できるので、脱落を確実に防止することができる。また、図１に示されるリバウンドストッパ６との衝突時には、緩衝部１１は、その端面１１ａと補強環１４との間で軸方向へ圧縮を受けるが、これによるバネ定数の急激な上昇は、溝１０ａを大きく抉った形状としたことによって緩和し、良好な緩衝性を確保している。
【００２８】
また、図３に示される第三の形態において、図１と異なるところは、摩擦部材１０が、緩衝部１１の内周に、ロッドガイド３におけるガイドリング７側を向いた単一の内周リップ部１３のみを有することにある。その他の部分は図１と同様の構成となっている。
【００２９】
この形態によれば、ピストンロッドが図における上方へ相対移動する振動の半周期では、内周リップ部１３はピストンロッドの軸方向引きずり作用によって緊迫力を減少し、次の半周期では逆に緊迫力を増大し、このような反復動作によって、有効な振動減衰力を発生するものである。
【００３０】
また、図４に示される第四の形態は、上記図３の形態による内周リップ部１３を、円周方向へ断続した形状、言い換えれば、内周リップ部１３に円周方向所定間隔で、軸方向へ貫通した複数の溝又はスリット１３ａを形成したものである。その他の部分は図３と同様である。
【００３１】
図１におけるピストンロッド４の上昇過程では、不図示のピストンの上昇によって油室Ｓ１の圧力が上昇するが、図４の形態によれば、スリット１３ａを介して、内周リップ部１３の軸方向両側が均圧するので、内周リップ部１３の緊迫力が、油室Ｓ１の圧力変化の影響を受けにくい。このため、振動の半周期毎の緊迫力の変化を小さくすることができる。
【００３２】
なお、この図４の形態や、先に説明した図３の形態においても、図２の形態と同様に、緩衝部１１に補強環１４を埋設した構成とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置によれば、往復動軸に摩擦による振動減衰力を付与する摩擦部材が、往復動軸に取り付けられたリバウンドストッパに対する緩衝機能を併有するため、リバウンドストッパに設けていた緩衝部材を不要とすることができる。また、外周に緩衝部を有することによって、往復動軸の挙動による緊迫力の変化が抑えられて摩耗が抑制されるので、有効な減衰力を長期にわたって発揮することができ、しかもこのため、軸封部の性能に悪影響を与える摩耗粉の発生も抑えることができる。
【００３４】
請求項２の発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置によれば、請求項１に記載された摩擦部材の緩衝部と内周部との間に環状の溝が形成されたことによって、往復動軸に対する緊迫力が、緩衝部の緩衝動作時の変形によって影響されにくいので、安定した摩擦力が得られると共に、摩耗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置の第一の形態を、軸心を通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】本発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置の第二の形態を、軸心を通る平面で切断して示す要部半断面図である。
【図３】本発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置の第三の形態を、軸心を通る平面で切断して示す要部半断面図である。
【図４】本発明に係る往復動軸用摩擦力付与装置の第四の形態を、軸心を通る平面で切断して示す要部半断面図である。
【符号の説明】
１ 外筒（筒体）
２ 内筒
３ ロッドガイド（環状部材）
３ｄ 内側突起部
４ ピストンロッド（往復動軸）
５ オイルシール
６ リバウンドストッパ
７ ガイドリング
１０ 摩擦部材
１０ａ，１０ｂ 溝
１１ 緩衝部
１２，１３ 内周リップ部（内周部）
１３ａ 溝又はスリット
１４ 補強環
Ｓ１ 油室

Claims (2)

1. 筒体（１，２）の内周に往復動軸（４）が軸方向移動可能に挿入され、前記筒体（１，２）側に固定された環状部材（３）に、その軸方向内側に位置して前記往復動軸（４）の外周に固定されたリバウンドストッパ（６）と軸方向に対向する弾性体からなる摩擦部材（１０）が取り付けられ、この摩擦部材（１０）は、外周部が前記環状部材（３）からリバウンドストッパ（６）との対向方向へ突出した緩衝部（１１）をなすと共に、内周部（１２，１３）が前記往復動軸（４）の外周面に所要の緊迫力をもって摺動可能に密接してなることを特徴とする往復動軸用摩擦力付与装置。
2. 摩擦部材（１０）の緩衝部（１１）と内周部（１２，１３）との間に環状の溝（１０ａ，１０ｂ）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の往復動軸用摩擦力付与装置。

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