JP2005090606A

JP2005090606A - 油圧緩衝器のフリクション付与構造

Info

Publication number: JP2005090606A
Application number: JP2003323672A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Teruuchi; 宏雄照内
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】油圧緩衝器のフリクション付与構造において、ピストンロッドに簡易かつ適度にフリクションを付与すること。
【解決手段】ピストンロッド１４にフリクションを付与する摩擦部材２０を、ロッドガイド１５とオイルシール１６の間に配置してなる油圧緩衝器１０のフリクション付与構造において、摩擦部材２０として、成形時に生じた表面皮膜を剥したＯリング２１を用い、このＯリング２１をロッドガイド１５の内周に配置したもの。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧緩衝器のフリクション付与構造に関する。

油圧緩衝器において、ピストン速度が極微低速域にあるときのピストンロッドの微振幅の動きを制振して乗り心地を向上するため、特許文献１では、ピストンロッドに弾接してフリクションを付与する摩擦部材として、ピストンロッドに接触する専用の摩擦リップを備えたものを開示している。

特許文献２では、ピストンロッドに接触する摩擦部材と、摩擦部材の外周に設けられてピストンロッドに対する締め代を該摩擦部材に与える弾性リングを用いて、ピストンロッドにフリクションを付与する油圧緩衝器を開示している。

特許文献３の油圧緩衝器は、専用形状のオイルシールを用いてピストンロッド外周とオイルシール内周の間のオイルリークをコントロールするものである。オイルシールがピストンロッドに摺接しているから、当然にフリクションを生ずる。
特開2001-330074 特開2003-130117 実開平3-72130

特許文献１〜３の従来技術では、ピストンロッドにフリクションを付与する摩擦部材として、専用形状からなる専用品を必要として複雑であり、フリクション特性の変更も容易でない。

本発明の課題は、油圧緩衝器のフリクション付与構造において、ピストンロッドに簡易かつ適度にフリクションを付与することにある。

請求項１の発明は、シリンダに設けた油室に挿入されるピストンロッドを、シリンダの開口部に設けたロッドガイドとオイルシールを介して外部に導出し、ピストンロッドにフリクションを付与する摩擦部材を、ロッドガイドとオイルシールの間に配置してなる油圧緩衝器のフリクション付与構造において、前記摩擦部材として、成形時に生じた表面皮膜を剥したＯリングを用い、このＯリングをロッドガイドの内周に配置したものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ロッドガイドの内周にケースを圧入し、このケースに設けたリング溝にＯリングを装填したものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において更に、前記ロッドガイドの内周にリング溝を設け、このリング溝にＯリングを装填したものである。

請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において更に、前記リング溝に対するＯリングの充填率を75〜97％にするようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記オイルシールとＯリングの間に油溜り室を形成し、シリンダの油室を油溜り室に連通する流入路と、シリンダの油室に付帯的に設けたリザーバに油溜り室を連通する流出路をロッドガイドに設けたものである。
請求項１〜４のいずれかに記載の油圧緩衝器のフリクション付与構造。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において更に、前記Ｏリングに代わるＤリング又はＸリングを用いたものである。

（請求項１）
ａロッドガイドの内周に配置したＯリングが、ピストンロッドにフリクション（摩擦抵抗力）を付与し、ピストン速度が極微低速域のピストンロッドの動きや、悪路走行時の大きな振動の後にピストンロッドに発生する高周波微振幅の動きを制振し、車両の安定した乗心地と操縦性を確保することができる。

ｂＯリングの成形時にＯリングの表面に生じた皮膜を剥すことにより、汎用（市販）のＯリングを用いながらその動フリクション値を上げ、ピストンロッドに簡易かつ適度なフリクションを付与できる。ロッドガイドの内周のリング溝に対するＯリングの充填率を適度に調整することによっても、ピストンロッドに適度なフリクションを付与できる。

（請求項２）
ｃＯリングを装填したケースをロッドガイドの内周に圧入するに際し、リング溝のサイズが異なる複数種類のケースを用意しておけば、油圧緩衝器の仕様によって適宜のケースを選択することにて、Ｏリングの充填率を変更し、Ｏリングがピストンロッドに付与するフリクションを簡易に設定替えできる。

（請求項３）
ｄロッドガイドの内周に直にＯリングを装填するためのリング溝を設けることにより、Ｏリングをロッドガイドの内周に簡易に配置できる。コの字状リング溝の溝底に挿入するスペーサリングの厚みを変えることでＯリングの充填率を変更でき、又は陥凹状リング溝の上部開口に圧入するワッシャの圧入深さを変えることでＯリングの充填率を変更できる。

（請求項４）
ｅＯリングの充填率を好適には70〜98％、より好適には75〜97％に設定することにより、ピストンロッドに適度なフリクションを付与できる。

（請求項５）
ｆロッドガイドに油溜り室への流入路と流出路を設けたから、シリンダの油室の油を流入路により油溜り室に導入してオイルシールのリップ部の油膜切れを防止し、その油とともに油溜り室に入ったエアを流出路からリザーバへ流出する油の流れに随伴させてリザーバへと排出できる。従って、油溜り室からのエア抜き性を向上し、油溜り室にエアを残すことがなくなる。

ｇ油溜り室にエアが残らないから、熱によるエアの膨張に起因する油溜り室の圧力変動を抑制し、Ｏリングに作用する背圧を一定にし、Ｏリングがピストンロッドに与えるフリクションの安定を図ることができる。

油溜り室にエアが残らないから、シリンダの油室が加圧されたときに油溜り室の残留エアに影響されることなく、減衰力発生装置の作動の安定を図り、安定した減衰力を発生できる。

従って、極微低速域ではフリクションにより振動を減衰させ、微低速域からは確実に減衰力を発生させることで、油圧緩衝器の緩衝機能の安定確実を図ることができる。

ｈ油溜り室にエアが残らないから、エアの膨張により油をリザーバへと押し出すことがなく、油溜り室の油量を維持し、オイルでオイルシールのリップ部に油膜切れを引き起こすことがない。

（請求項６）
ｉＯリングに代わるＤリング又はＸリングを用いる場合にも、上述ａ〜ｈと同様の作用効果を奏する。

図１は油圧緩衝器を示す模式図、図２は実施例１のフリクション付与構造を示す断面図、図３は図２の要部拡大図、図４はＯリングの充填率を示す模式図、図５は実施例２のフリクション付与構造を示す断面図、図６は図５の要部拡大図、図７は実施例３のフリクション付与構造を示す断面図、図８は図７の要部拡大図である。

図１は、サスペンションを構成する複筒式油圧緩衝器１０であり、アウタチューブ１１にシリンダ１２を内挿した二重管構造からなる。

油圧緩衝器１０は、シリンダ１２に設けた油室１３に挿入されるピストンロッド１４を、シリンダ１２の開口部に設けたロッドガイド１５とオイルシール１６を介して外部へ導出する。

ロッドガイド１５は、下端側小外径部をシリンダ１２の内径に、上端側大外径部をアウタチューブ１１の内径に嵌合し、小外径部の上側段差部をシリンダ１２の上端に乗せ、その上面にオイルシール１６を載置した状態で、このオイルシール１６とワッシャ１７とともにアウタチューブ１１の上端部に螺着したキャップ１８の押え部１８Ａにより固定される。ロッドガイド１５はガイドブッシュ１５Ａを圧入されて備え、ピストンロッド１４をこのガイドブッシュ１５Ａにて摺動自在に支持する。

オイルシール１６は、芯金１６Ａにゴムを焼付けした成形体からなり、ピストンロッド１４に摺接するオイルシールリップ１６Ｂ、ロッドガイド１５に当接するチェックリップ１６Ｃ、アウタチューブ１１に当接する外周リップ１６Ｄ、ピストンロッド１４に摺接するダストシールリップ１６Ｅを備え、オイルシールリップ１６Ｂの外周にそのリップ１６Ｂをピストンロッド１４に向けて押し付けるように緊迫するリング状スプリング１６Ｆを備える。

油圧緩衝器１０は、アウタチューブ１１の下端部をナックルブラケットにより車輪側に連結し、ピストンロッド１４の上端部に固定される取付ブラケットを車体側に連結し、アウタチューブ１１の外周に設けたスプリングシートとピストンロッド１４の上端側に設けたスプリングシートの間に懸架ばねを介装し、懸架ばねによる衝撃力の吸収に伴うピストンロッド１４の伸縮振動をピストンバルブ装置とベースバルブ装置が発生する減衰力により制振する。ピストンバルブ装置は、ピストンロッド１４の油室１３への挿入端に固定したピストンに設けられ、ピストンロッド１４の伸縮振動に伴い、ピストンの一方側のピストンロッド側油室１３と他方側のピストン側油室（不図示）の間で移動する油の流れによりたわみ変形せしめられる減衰バルブにより減衰力を発生する。ベースバルブ装置は、シリンダ１２の油室１３に付帯的となるように、アウタチューブ１１とシリンダ１２の間の環状空間に設けられるリザーバ１９と、油室１３との間に設けられ、ピストンロッド１４の伸縮振動に伴い、ピストンロッド１４がシリンダ１２に進入、退出する容積分だけ油室１３とリザーバ１９の間で移動する油の流れによりたわみ変形せしめられる減衰バルブにより減衰力を発生する。

しかるに、油圧緩衝器１０にあっては、ピストンバルブ装置やベースバルブ装置の減衰力が発生しない、ピストン速度が極微低速域のピストンロッド１４の動きや、悪路走行時の大きな振動の後にピストンロッド１４に発生する高周波微振幅の動きを制振し、車両の安定した乗心地と操縦性を確保するため、ピストンロッド１４にフリクション（摩擦抵抗力）を付与する摩擦部材２０を、ロッドガイド１５のガイドブッシュ１５Ａとオイルシール１６の間のピストンロッドまわりに配置している。

摩擦部材２０は、図２、図３に示す如く、ロッドガイド１５の内周に配置されたＯリング２１からなる。Ｏリング２１は、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等からなり、一対の型内に加硫ゴムを充填して成形される。成形されたＯリング２１の表面には、型離れの促進のために型内面に塗布されていた剥離剤が皮膜として生成する。摩擦部材２０として用いるＯリング２１にあっては、成形時に生じた上述の表面皮膜がサンド等のショット処理によって剥されたものとする。

ロッドガイド１５の内周へのＯリング２１の配置構造は以下の如くである。ロッドガイド１５のガイドブッシュ１５Ａに対する直上の内周には凹部１５Ｂが設けられ、凹部１５Ｂにはケース２２が圧入固定される。ケース２２はピストンロッド１４を僅かな隙間を介して囲むリング状をなし、その内周に設けたリング溝２２ＡにＯリング２１を装填したものである。Ｏリング２１は、ロッドガイド１５の内周にケース２２を介して配置され、ピストンロッド１４の外周に摺接してピストンロッド１４にフリクションを付与するものとなる。

ケース２２のリング溝２２Ａに装填されてピストンロッド１４に摺接するＯリング２１は、ピストンロッド１４に適度なフリクションを付与するため、リング溝２２Ａに対する充填率を好ましくは70〜98％、より好適には75〜97％に設定する。Ｏリング２１の充填率ｎは、図４に示す如く、Ｏリング２１の線径をＷ(mm)、リング溝２２Ａの溝幅をＧ(mm)、溝深さ（ピストンロッド１４の外面とリング溝２２Ａの溝底の間隔）をＨ(mm)とするとき、ｎ＝100（π／4×Ｗ^２）／（Ｇ×Ｈ）（％）である。

油圧緩衝器１０のピストン速度がＶp＝0.0001m/s、ピストン（ピストンロッド１４）の軸方向振動が振幅±5mmのＳｉｎ波であるとき、摩擦部材２０として採用した上述のＯリング２１がピストンロッド１４に対し3.0kgf以上の動フリクション値を示すことを認めた。

また、油圧緩衝器１０にあっては、ピストンロッド１４が挿入されたオイルシール１６と摩擦部材２０の間に油溜り室４０を形成し、シリンダ１２の油室１３をロッドガイド１５（ブッシュ１５Ａ）のピストンロッド１４が摺接する内周部を介して油溜り室４０に連通する流入路５０と、リザーバ１９に油溜り室４０を連通する流出路６０を設ける。油溜り室４０は、ロッドガイド１５の凹部１５Ｂに圧入された摩擦部材２０のケース２２と、ロッドガイド１５の上面に設けられたオイルシール１６の間で、ロッドガイド１５の凹部１５Ｂに連なる上りテーパ状内周面３１（尚、本明細書でテーパ、勾配の上下方向は油の流れる方向に見た上下をいう）、垂直状内周面３２により、ピストンロッド１４を囲むように形成される。

流入路５０は、図２、図３に示す如く、ロッドガイド１５の凹部１５Ｂの周方向の単一位置又は複数位置において、凹部１５Ｂの底面から垂直面にＬ字状に連続して刻設され、油溜り室４０の下部に連通する溝状流路５１、５２からなる。流入路５０は、シリンダ１２の油室１３を、ロッドガイド１５がピストンロッド１４を囲む隙間を介して、溝状流路５１、５２経由で油溜り室４０に連通する。

尚、流入路５０は、図２に２点鎖線で示した如く、ケース２２の外周に沿う周方向の単一位置又は複数位置において、ケース２２の底面から垂直面にＬ字状に連続して刻設され、油溜り室４０の下部に連通する溝状流路５１Ａ、５２Ａからなるものでも良い。流入路５０はシリンダ１２の油室１３を、ロッドガイド１５がピストンロッド１４を囲む隙間、及びケース２２がピストンロッド１４を囲む隙間を介して、溝状流路５１Ａ、５２Ａ経由で油溜り室４０に連通する。

流出路６０は、ロッドガイド１５の内周側上面に刻設されて油溜り室４０の最上部空間（オイルシール１６のオイルシールリップ１６Ｂより上位に位置する）に連通する環状流路６１と、オイルシール１６の芯金１６Ａが載置されるロッドガイド１５の上端面に刻設される下り勾配の溝状流路６２と、ロッドガイド１５のアウタチューブ１１に囲まれる外周側上面に形成される環状流路６３と、ロッドガイド１５のアウタチューブ１１に嵌合される外周面に切欠形成されてリザーバ１９に開口する切欠状流路６４とからなり、油溜り室４０を環状流路６１、溝状流路６２、環状流路６３、切欠状流路６４経由でリザーバ１９に連通する。

油圧緩衝器１０は、オイルシール１６のチェックリップ１６Ｃを流出路６０の逆止手段とする。チェックリップ１６Ｃは、流出路６０の環状流路６１の全周に当接するように配置され、油溜り室４０の油の余剰分が流出路６０からリザーバ１９へ流出することを許容し、リザーバ１９のガス圧が油溜り室４０へ及ぶことを阻止する。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
ａロッドガイド１５の内周に配置したＯリング２１が、ピストンロッド１４にフリクション（摩擦抵抗力）を付与し、ピストン速度が極微低速域のピストンロッド１４の動きや、悪路走行時の大きな振動の後にピストンロッド１４に発生する高周波微振幅の動きを制振し、車両の安定した乗心地と操縦性を確保することができる。

ｂＯリング２１の成形時にＯリング２１の表面に生じた皮膜を剥すことにより、汎用（市販）のＯリング２１を用いながらその動フリクション値を上げ、ピストンロッド１４に簡易かつ適度なフリクションを付与できる。ロッドガイド１５の内周のリング溝２２Ａに対するＯリング２１の充填率を適度に調整することによっても、ピストンロッド１４に適度なフリクションを付与できる。

ｃＯリング２１を装填したケース２２をロッドガイド１５の内周に圧入するに際し、リング溝２２Ａのサイズが異なる複数種類のケース２２を用意しておけば、油圧緩衝器１０の仕様によって適宜のケース２２を選択することにて、Ｏリング２１の充填率を変更し、Ｏリング２１がピストンロッド１４に付与するフリクションを簡易に設定替えできる。

ｄＯリング２１の充填率を好適には70〜98％、より好適には75〜97％に設定することにより、ピストンロッド１４に適度なフリクションを付与できる。

（請求項５）
ｅロッドガイド１５に油溜り室４０への流入路５０と流出路６０を設けたから、シリンダ１２の油室１３の油を流入路５０により油溜り室４０に導入してオイルシール１６のオイルシールリップ１６Ｂの油膜切れを防止し、その油とともに油溜り室４０に入ったエアを流出路６０からリザーバ１９へ流出する油の流れに随伴させてリザーバ１９へと排出できる。従って、油溜り室４０からのエア抜き性を向上し、油溜り室４０にエアを残すことがなくなる。

ｆ油溜り室４０にエアが残らないから、熱によるエアの膨張に起因する油溜り室４０の圧力変動を抑制し、Ｏリング２１に作用する背圧を一定にし、Ｏリング２１がピストンロッド１４に与えるフリクションの安定を図ることができる。

油溜り室４０にエアが残らないから、シリンダ１２の油室１３が加圧されたときに油溜り室４０の残留エアに影響されることなく、減衰力発生装置（ピストンバルブ装置、ベースバルブ装置）の作動の安定を図り、安定した減衰力を発生できる。

従って、極微低速域ではフリクションにより振動を減衰させ、微低速域からは確実に減衰力を発生させることで、油圧緩衝器１０の緩衝機能の安定確実を図ることができる。

ｇ油溜り室４０にエアが残らないから、エアの膨張により油をリザーバ１９へと押し出すことがなく、油溜り室４０の油量を維持し、オイルでオイルシール１６のオイルシールリップ１６Ｂに油膜切れを引き起こすことがない。

図５、図６の実施例２が図１〜図４の実施例１と異なる点は、ロッドガイド１５の内周にコの字状リング溝１５Ｃを設け、摩擦部材２０としてのＯリング２１をこのリング溝１５Ｃに直に装填したことにある。

ロッドガイド１５のリング溝１５Ｃに装填されてピストンロッド１４に摺接するＯリング２１は、ピストンロッド１４に適度なフリクションを付与するため、リング溝１５Ｃの溝底に沿うように予め挿入されたＣ字リング状のスペーサリング２３にバックアップされる。板厚の異なる複数種類のスペーサリング２３を用意しておき、油圧緩衝器１０の仕様によって適宜のスペーサリング２３を選択することにて、Ｏリング２１の充填率を変更できる。

ロッドガイド１５のリング溝１５Ｃの溝下側面、溝底、溝上側面のそれぞれに、図６のオイル流れ方向を示す矢印に直交する断面視で小波状又は鋸歯状等をなす溝状流路５３Ａ〜５３Ｃを刻設し、それらを互いに連続して流入路５０を形成する。流入路５０は、シリンダ１２の油室１３を、ロッドガイド１５がピストンロッド１４を囲む隙間を介して、溝状流路５３Ａ、５３Ｃ経由で油溜り室４０に連通する。

本実施例によれば、ロッドガイド１５の内周に直にＯリング２１を装填するためのリング溝１５Ｃを設けることにより、Ｏリング２１をロッドガイド１５の内周に簡易に配置できる。コの字状リング溝１５Ｃの溝底に挿入するスペーサリング２３の厚みを変えることでＯリング２１の充填率を変更できる。

図７、図８の実施例３が図１〜図４の実施例１と異なる点は、ロッドガイド１５の内周に上方が開口した陥凹状リング溝１５Ｄを設け、摩擦部材２０としてのＯリング２１をこのリング溝１５Ｄに直に装填したことにある。

ロッドガイド１５のリング溝１５Ｄに装填されてピストンロッド１４に摺接するＯリング２１は、ピストンロッド１４に適度なフリクションを付与するため、リング溝１５Ｄの上部開口に圧入されたワッシャ２４により上面から加圧される。ワッシャ２４の圧入深さを変えることでＯリング２１の充填率を変更できる。ワッシャ２４は縦断面の外周高さを内周厚みより大きくしたＬ字状をなし、リング溝１５Ｄの垂直面との圧入嵌合長を大きくとり、圧入固定状態の確実を図っている。

ロッドガイド１５のリング溝１５Ｄの溝下側面、溝垂直面のそれぞれに、図８のオイル流れ方向を示す矢印に直交する断面視で小波状又は鋸歯状等をなす溝状流路５４Ａ、５４Ｂを刻設し、それらを互いに連続して流入路５０を形成する。流入路５０は、シリンダ１２の油室１３を、ロッドガイド１５がピストンロッド１４を囲む隙間を介して、溝状流路５４Ａ、５４Ｂ経由で油溜り室４０に連通する。

本実施例によれば、ロッドガイド１５の内周に直にＯリング２１を装填するためのリング溝１５Ｄを設けることにより、Ｏリング２１をロッドガイド１５の内周に簡易に配置できる。陥凹状リング溝１５Ｄの上部開口に圧入するワッシャ２４の圧入深さを変えることでＯリング２１の充填率を変更できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明の摩擦部材として、Ｏリングに代わるＤリング又はＸリングを用いることもできる。

図１は油圧緩衝器を示す模式図である。図２は実施例１のフリクション付与構造を示す断面図である。図３は図２の要部拡大図である。図４はＯリングの充填率を示す模式図である。図５は実施例２のフリクション付与構造を示す断面図である。図６は図５の要部拡大図である。図７は実施例３のフリクション付与構造を示す断面図である。図８は図７の要部拡大図である。

符号の説明

１０油圧緩衝器
１２シリンダ
１３油室
１４ピストンロッド
１５ロッドガイド
１５Ｃ、１５Ｄリング溝
１６オイルシール
１９リザーバ
２０摩擦部材
２１Ｏリング
２２ケース
２２Ａリング溝
４０油溜り室
５０流入路
６０流出路

Claims

シリンダに設けた油室に挿入されるピストンロッドを、シリンダの開口部に設けたロッドガイドとオイルシールを介して外部に導出し、
ピストンロッドにフリクションを付与する摩擦部材を、ロッドガイドとオイルシールの間に配置してなる油圧緩衝器のフリクション付与構造において、
前記摩擦部材として、成形時に生じた表面皮膜を剥したＯリングを用い、このＯリングをロッドガイドの内周に配置したことを特徴とする油圧緩衝器のフリクション付与構造。
前記ロッドガイドの内周にケースを圧入し、このケースに設けたリング溝にＯリングを装填した請求項１に記載の油圧緩衝器のフリクション付与構造。
前記ロッドガイドの内周にリング溝を設け、このリング溝にＯリングを装填した請求項１に記載の油圧緩衝器のフリクション付与構造。
前記リング溝に対するＯリングの充填率を75〜97％にする請求項２又は３に記載の油圧緩衝器のフリクション付与構造。
前記オイルシールとＯリングの間に油溜り室を形成し、シリンダの油室を油溜り室に連通する流入路と、シリンダの油室に付帯的に設けたリザーバに油溜り室を連通する流出路をロッドガイドに設けた請求項１〜４のいずれかに記載の油圧緩衝器のフリクション付与構造。
前記Ｏリングに代わるＤリング又はＸリングを用いた請求項１〜５のいずれかに記載の油圧緩衝器のフリクション付与構造。