JP2011012786A - 倒立ストラット型ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】車両における乗り心地を向上できるとともに耐用年数を向上できる倒立ストラット型ダンパを提供することである。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、シリンダ２とシリンダ２内に出没可能なロッド３とを備えたダンパ本体Ｄと、ロッド３に連結されるとともに内周で二つ以上のブッシュ５，６を保持してシリンダ２がこれらブッシュ５，６を介して摺動自在に挿入されるアウターチューブ４とを備え、シリンダ２とアウターチューブ４との間の隙間に潤滑剤Ｌを充填して上記ブッシュ５，６とシリンダ２との間を潤滑するとともに、アウターチューブ４の内周であってブッシュ５，６より下方にシリンダ２に摺接するシール７を装着して潤滑剤Ｌの落下を抑制する倒立ストラット型ダンパ１において、上記シール７より下方配置されてシリンダ２に保持されるとともにアウターチューブ４に摺接する下方シール８を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、倒立型ストラット型ダンパの改良に関する。

ダンパを自動車の車輪位置決用の支柱として利用するサスペンション形式をストラットと呼び、このストラットに供されるダンパはストラット型ダンパと称される。

ストラット型ダンパは、通常、車輪と車体との間に傾斜姿勢で介装されており、常に曲げモーメントが負荷されているため、曲げモーメントに対向できるようにピストンロッド径を大径化する傾向にある。

このように、シリンダ径を大きくするとストラット型ダンパの外径が大型化し、車両への搭載性が犠牲になるのでシリンダ径を大きくするには限界があるため、ピストンロッド径を大径化するとピストンのロッド室側の受圧面積が小さくなる結果となり、曲げモーメントに対する剛性を高めることとストラット型ダンパの伸長行程時における減衰力を高くすることはトレードオフの関係にある。

そこで、シリンダとシリンダ内に出没可能なロッドとを備えたダンパ本体を車軸に連結されるアウターチューブ内に摺動自在に挿入して、曲げモーメントをシリンダとアウターチューブで受けるようにし、ピストンロッドで曲げモーメントの大部分を負担せずともよい構成とすることで、ピストンにおける受圧面積を大きく確保して高減衰力の発生と外径の大型化の回避を可能とする倒立ストラット型ダンパが開発されるに到っている。

この倒立ストラット型ダンパにあっては、詳細には、アウターチューブの内周に筒状の一対のブッシュを装着し、当該ブッシュの内周面をシリンダ外周に摺接させていて、上述のようにシリンダをアウターチューブ内に摺動自在に挿入して、シリンダとアウターチューブで曲げモーメントを受けるので、ブッシュとシリンダとの間で生じる摩擦を低減させるために、シリンダとアウターチューブとの間の隙間に潤滑油を充填している（たとえば、特許文献１，２参照）。

特開平１０−１５９８８６号公報 特開２００７−３２７７５号公報

このような倒立ストラット型ダンパでは、アウターチューブの内周であって、上記の各ブッシュを挟む位置にオイルシールを設けてあり、上記潤滑油が上記隙間から漏れないよう配慮がなされている。

しかしながら、このような配慮がなされているにもかかわらず、従来の倒立ストラット型ダンパにあっては、シリンダがアウターチューブに対して軸方向の相対移動を繰り返すと、潤滑油がオイルシールを通過して下方へ落下してしまい、シリンダとアウターチューブとの間の隙間に留まりブッシュを潤滑するべき潤滑油が当該隙間で枯渇し、ブッシュとシリンダとの間で生じる摩擦力が大きくなって、シリンダとアウターチューブの円滑な軸方向の相対移動を妨げ、車両における乗り心地を損なう場合がある。

また、潤滑油の枯渇によってブッシュの劣化が促進され、倒立ストラット型ダンパの耐用年数が短くなる危惧がある。

そこで、本発明は上記した点を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、車両における乗り心地を向上できるとともに耐用年数を向上できる倒立ストラット型ダンパを提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、シリンダとシリンダ内に出没可能なロッドとを備えたダンパ本体と、ロッドに連結されるとともに内周で二つ以上のブッシュを保持してシリンダがこれらブッシュを介して摺動自在に挿入されるアウターチューブとを備え、シリンダとアウターチューブとの間の隙間に潤滑剤を充填して上記ブッシュとシリンダとの間を潤滑するとともに、アウターチューブの内周であってブッシュより下方にシリンダに摺接するシールを装着して潤滑剤の落下を抑制する倒立ストラット型ダンパにおいて、上記シールより下方配置されてシリンダに保持されるとともにアウターチューブに摺接する下方シールを設けたことを特徴とする。

本発明の倒立ストラット型ダンパによれば、下方シールを設けたことによって、シールと協働して潤滑剤が充填される空間を二重にシールすることに加えて、下方シールが倒立ストラット型ダンパの伸長作動時に潤滑剤を押し上げる作動を呈するので、潤滑剤の下方への落下が阻止され、上記空間内での潤滑剤の枯渇が防止されて、長期間に亘り倒立ストラット型ダンパの円滑な伸縮を実現でき、車両における乗り心地を向上できるとともに、また、ブッシュの潤滑状態を改善できるので、ブッシュの劣化が抑制されるので倒立ストラット型ダンパの耐用年数を向上することができる。

本発明の一実施の形態における倒立ストラット型ダンパの縦断面図である。

以下、図に示した一実施の形態に基づいて本発明について説明する。一実施の形態における倒立ストラット型ダンパ１は、図１に示すように、シリンダ２とシリンダ２内に出没可能なロッド３とを備えたダンパ本体Ｄと、ロッド３に連結されるとともに内周で二つのブッシュ５，６を保持してシリンダ２がこれらブッシュ５，６を介して摺動自在に挿入されるアウターチューブ４と、アウターチューブ４の内周であってブッシュ５，６より下方に装着されたシールとしてのＯリング７と、上記Ｏリング７より下方配置されてシリンダ２に保持されアウターチューブ４に摺接する下方シール８とを備え、シリンダ２とアウターチューブ４との間の隙間に充填した潤滑剤Ｌで上記ブッシュ５，６とシリンダ２との間を潤滑するようになっている。

また、この倒立ストラット型ダンパ１は、シリンダ２の図１中上端に設けた取付部９を図示しない自動車の車体へ連結し、アウターチューブ４の下端外周に取付けたナックルブラケット１０を図示しない自動車の車軸へ連結することで、車体と車軸との間に介装されるようになっており、シリンダ２とアウターチューブ４の軸方向の相対移動、つまり、伸縮によってダンパ本体Ｄが減衰力を発揮して車体振動を抑制するようになっている。

以下、各部について詳細に説明する。ダンパ本体Ｄは、シリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されシリンダ２内を液室Ｏと気体室Ｇとに区画するフリーピストン１１と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されて液室Ｏを二つの作動室Ｒ１，Ｒ２に区画するピストン１２と、シリンダ２内に移動自在に挿入されてピストン１２に連結されるロッド３とを備えて、作動室Ｒ１，Ｒ２内には、作動油等の液体が充填され、気体室Ｇ内には、たとえば、窒素等といった不活性ガスが所定圧で充填されている。

また、シリンダ２は、図１中上端が取付部９を備えたキャップ１３で閉塞されるとともに、図１中下端がロッド３を軸支する環状のロッドガイド１４によって閉塞されている。

ロッド３は、上述のようにシリンダ２の下端に設けられてシリンダ２内を封止する環状のロッドガイド１４に軸支されて、シリンダ２外下方へ突出させてあり、このロッド３の下端はアウターチューブ４にロアキャップ１５を介して連結されている。

そして、上述のようにシリンダ２を車体へアウターチューブ４を車軸へ連結することによって、ダンパ本体Ｄは、ロッド３が下方に、シリンダ２が上方に配置される、いわゆる倒立姿勢で自動車に取付けられるようになっている。

また、ロッドガイド１４には、シリンダ２に固定されてロッド３の外周をシールするシール部材１６が積層されており、シリンダ２とロッド３との間がこのシール部材１６によってシールされ、シリンダ２は密閉状体に維持されている。

さらに、シリンダ２の下端開口部には、バンプストッパ１７が固定されている。このバンプストッパ１７は、シリンダ２の下端内周に嵌合される筒状の嵌合部１７ａと、当該嵌合部１７ａより外径が大径で嵌合部１７ａの下端に取付けられたプレート部１７ｂとを備えて構成されている。このバンプストッパ１７は、ダンパ本体Ｄが最収縮した際にロッド３の下端外周に装着されたバンプストッパラバー１８に衝合して、ダンパ本体Ｄの最収縮長さを規制するとともに衝撃を緩和するようになっている。

他方、ロッドガイド１４の上方には、シリンダ２に固定される環状のリバウンドクッション１９が積層されており、当該リバウンドクッション１９は、ダンパ本体Ｄが最伸長した際にロッド３の外周に固定されたストッパ２０に衝合して、ダンパ本体Ｄの最伸長長さを規制するとともに衝撃を緩和するようになっている。

つづいて、ピストン１２には、上記作動室Ｒ１と作動室Ｒ２とを連通する通路１２ａ，１２ｂが設けられており、上方には該通路１２ａの上端を開閉するリーフバルブ２１が積層され、下方には該通路１２ｂの下端を開閉するリーフバルブ２２が積層されていて、これらリーフバルブ２１，２２で対応する通路１２ａ，１２ｂを通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。なお、通路１２ａ，１２ｂを通過する液体の流れに抵抗を与えるバルブに、リーフバルブ２１，２２以外のバルブを採用してもよく、また、通路１２ａは、リーフバルブ２１によって作動室Ｒ２から作動室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路とされ、通路１２ｂは、リーフバルブ２２によって作動室Ｒ１から作動室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路とされているが、通路１２ａ，１２ｂの代わりに双方向流れを許容する通路を設けて、この通路の途中にオリフィスや双方向流れを許容するバルブを設けるようにしてもよい。

そして、このダンパ本体Ｄにあっては、シリンダ２に対してピストン１２が図１中上下方向へ移動すると、ピストン１２の移動に伴って容積が減少する作動室Ｒ２（Ｒ１）から容積が増大する作動室Ｒ１（Ｒ２）へ通路１２ａ（１２ｂ）を介して移動する液体の流れにリーフバルブ２１（２２）で抵抗を与えて圧力損失を生じせしめ、作動室Ｒ１と作動室Ｒ２に差圧を生じせしめて減衰力を発揮するようになっており、ロッド３がシリンダ２内に出入りすることによるシリンダ２内における容積変化を、フリーピストン１１がシリンダ２内で移動して気体室Ｇの容積を変化によって補償するようになっている。すなわち、この実施の形態の場合、ダンパ本体Ｄは、単筒型とされているが、シリンダ２の内部にピストン１２が摺動自在に挿入されるインナーチューブを備えて、シリンダ２とインナーチューブとの間に容積変化を補償するリザーバを形成した複筒型のダンパとされてもよい。

つづいて、アウターチューブ４は、下端開口部がロアキャップ１５によって閉塞され、当該ロアキャップ１５を介してロッド３に連結されている。なお、アウターチューブ４を有底筒状として、底部にロッド３を直接的に連結するようにしてもよい。

また、アウターチューブ４は、車軸を有して車輪を回転自在に保持する図示しないナックルに連結できるように、上述の如く下端外周にナックルブラケット１０を備え、内周でシリンダ２の外周に摺接する二つのブッシュ５，６を保持している。

そして、アウターチューブ４内にシリンダ２がブッシュ５，６を介して摺動自在に挿入され、アウターチューブ４とシリンダ２との間には、ブッシュ５，６の肉厚によって環状隙間が形成されている。

車体側となる図１中上方に配置されるブッシュ５の軸方向長さは、車軸側となる図１中下方に配置されるブッシュ６の軸方向長さより長くなっている。シリンダ２とアウターチューブ４に作用する曲げモーメントにより、より大きな曲げ荷重を受けるブッシュ５の全長を長くすることで、シリンダ２との面圧を低減でき、シリンダ２とブッシュ５の変形や劣化を抑制できるようになっている。

さらに、アウターチューブ４の内周であって下方側に配置されたブッシュ６の直下には、シールとしてＯリング７が装着され、また、このＯリング７の直下には、アウターチューブ４に対する軸方向下方への移動を規制する筒状のカラー２３が装着されている。

したがって、Ｏリング７は、アウターチューブ４の内周に固定されるブッシュ６とカラー２３によって挟持されており、アウターチューブ４に軸方向に移動不能に装着されている。なお、Ｏリング７のアウターチューブ４の上方側への移動の規制をブッシュ６にて行うようにしているので、別途の部材を用いて当該規制を行う場合に比較して部品点数の削減に寄与できる。

また、アウターチューブ４の図１中上端開口部には、シリンダ２の外周に摺接するシール部材２４が設けられており、当該シール部材２４は、シリンダ２の外周に摺接して上記環状隙間内への塵や埃等の侵入を防止するダストリップ２４ａと、ダストリップ２４ａより環状隙間側に設けられてシリンダ２の外周に摺接するシールリップ２４ｂとを備えて構成され、環状隙間およびアウターチューブ４内を密封している。

そして、上記環状隙間内であって、Ｏリング７とシール部材２４との間の空間Ａには、油やグリース等の潤滑剤Ｌが充填されており、当該潤滑剤Ｌによってブッシュ５，６とシリンダ２との間の摺接面が潤滑され、シリンダ２とアウターチューブ４の軸方向の相対移動を円滑に行うことができるようになっている。すなわち、倒立ストラット型ダンパ１の滑らかな伸縮が上記潤滑剤Ｌによって実現されている。

また、アウターチューブ４側に、ブッシュ５，６およびシールとしてのＯリング７が固定されることで、シリンダ２のアウターチューブ４の相対移動時に、潤滑剤Ｌが充填される環状隙間内であってＯリング７とシール部材２４との間の空間Ａにおける容積が変動しないので、倒立ストラット型ダンパ１の伸縮によって潤滑剤Ｌを当該空間Ａから押し出してしまうことが無いように配慮されている。

しかしながら、上述のように潤滑剤Ｌでブッシュ５，６とシリンダ２との間の摺接面が潤滑されることで、倒立ストラット型ダンパ１の滑らかな伸縮が担保されるが、倒立ストラット型ダンパ１が長期間に亘って伸縮を繰り返すと、Ｏリング７を通過して潤滑剤Ｌが下方へ落下してしまう虞がある。

そこで、本実施の形態における倒立ストラット型ダンパ１にあっては、上記Ｏリング７より下方配置されてシリンダ２に保持されアウターチューブ４に摺接する下方シール８を備えており、当該下方シール８によって、Ｏリング７を通過した潤滑剤Ｌの落下を防止している。

下方シール８は、シリンダ２に保持されているので、倒立ストラット型ダンパ１が伸長する際に、アウターチューブ４の内周に対して上方側に相対移動してＯリング７に接近するため、Ｏリング７を通過した潤滑剤Ｌをアウターチューブ４に対して上方側へ押し上げて再度、空間Ａへ戻す作動を呈する。

このように、下方シール８を設けたことによって、シールとしてのＯリング７と協働して空間Ａを二重にシールすることに加えて、下方シール８が倒立ストラット型ダンパ１の伸長作動時に潤滑剤Ｌを押し上げる作動を呈するので、潤滑剤Ｌの下方への落下が阻止され、空間Ａ内での潤滑剤Ｌの枯渇が防止されて、長期間に亘り倒立ストラット型ダンパ１の円滑な伸縮を実現でき、車両における乗り心地を向上できるとともに、また、ブッシュ５，６の潤滑状態を改善できるので、ブッシュ５，６の劣化が抑制されるので倒立ストラット型ダンパ１の耐用年数を向上することができる。

また、本実施の形態の下方シール８は、詳しくは、シリンダ２の下端と、シリンダ２に固定されるバンプストッパ１７におけるプレート部１７ｂとの間で挟持されて、シリンダ２に保持されている。それゆえ、下方シール８をシリンダ２に固定する部材を別途設ける必要が無く、部品点数の削減に寄与できる。なお、下方シール８は、シリンダ２の端部のみならず、倒立ストラット型ダンパ１が伸縮作動を呈してもシールとしてのＯリング７より下方に配置される位置であれば、シリンダ２の何処に装着されてもよい。

さらに、下方シール８は、詳しくは、シリンダ２の下端と、シリンダ２に固定されるバンプストッパ１７におけるプレート部１７ｂとの間で挟持される環状の基部８ａと、当該基部８ａから延びてアウターチューブ４に図１上向きの傾斜姿勢で摺接する三つのフィン８ｂを備えて構成されている。

このように、フィン８ｂが上向き姿勢でアウターチューブ４に摺接しているので、倒立ストラット型ダンパ１の伸長作動時にＯリング７を通過してアウターチューブ４の内周に付着した潤滑剤Ｌをフィン８ｂで掻き上げることができ、潤滑剤Ｌの漏洩防止効果が高く、効率的に、潤滑剤Ｌの押上げを行うことができるだけでなく、倒立ストラット型ダンパ１の収縮作動の際に、フィン８がアウターチューブ４のシリンダ２に対する上方側へ相対移動に倣って、当該相対移動に与える抵抗を低減することができるので、倒立ストラット型ダンパ１の収縮作動が滑らかになってより一層車両における乗り心地を向上できる。なお、フィン８ｂの設置数は、任意であり適宜変更することが可能である。

なお、上記した実施の形態では、二つのブッシュ５，６を設けた構成としているが、ブッシュの数はこれに限られない。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

１ 倒立ストラット型ダンパ
２ シリンダ
３ ロッド
４ アウターチューブ
５，６ ブッシュ
７ シールとしてのＯリング
８ 下方シール
８ａ 基部
８ｂ フィン
９ 取付部
１０ ナックルブラケット
１１ フリーピストン
１２ ピストン
１２ａ，１２ｂ 通路
１３ キャップ
１４ ロッドガイド
１５ ロアキャップ
１６ シール部材
１７ バンプストッパ
１７ａ 嵌合部
１７ｂ プレート部
１８ バンプストッパラバー
１９ リバウンドクッション
２０ ストッパ
２１，２２ リーフバルブ
２３ カラー
２４ シール部材
２４ａ ダストリップ
２４ｂ シールリップ
Ａ 空間
Ｄ ダンパ本体
Ｇ 気体室
Ｌ 潤滑剤
Ｏ 液室
Ｒ１，Ｒ２ 作動室

Claims (4)

1. シリンダとシリンダ内に出没可能なロッドとを備えたダンパ本体と、ロッドに連結されるとともに内周で二つ以上のブッシュを保持してシリンダがこれらブッシュを介して摺動自在に挿入されるアウターチューブとを備え、シリンダとアウターチューブとの間の隙間に潤滑剤を充填して上記ブッシュとシリンダとの間を潤滑するとともに、アウターチューブの内周であってブッシュより下方にシリンダに摺接するシールを装着して潤滑剤の落下を抑制する倒立ストラット型ダンパにおいて、上記シールより下方配置されてシリンダに保持されるとともにアウターチューブに摺接する下方シールを設けたことを特徴とする倒立ストラット型ダンパ。
2. 下方シールは、シリンダに保持される環状の基部と、基部から延びてアウターチューブに上向きの傾斜姿勢で摺接するフィンを備えたことを特徴とする請求項１に記載の倒立ストラット型ダンパ。
3. 下方シールは、シリンダと、シリンダの下端に固定されるバンプストッパとの間で挟持されてシリンダに保持されることを特徴とする請求項１または２に記載の倒立ストラット型ダンパ。
4. 上方側に配置されるブッシュの軸方向長さが下方側に配置されるブッシュの軸方向長さより長いことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の倒立ストラット型ダンパ。

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