JP6850083B2

JP6850083B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP6850083B2
Application number: JP2016124744A
Authority: JP
Inventors: 一匡田中; 拓実井ノ口
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2021-03-31
Anticipated expiration: 2036-06-23
Also published as: JP2017227284A

Description

この発明は、緩衝器に関する。

一般的に、緩衝器は、シリンダと、前記シリンダ内を軸方向に移動自在に挿入されるロッドと、前記ロッドの先端に連結されると共に前記シリンダ内を二室に区画するピストンと、前記二室を連通する通路と、前記通路を通過する液体の流れに抵抗を与えるバルブとを備えて構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の緩衝器にあっては、シリンダの開口部に装着される環状のロッドガイドと、前記ロッドガイドの内周に設けられた環状のブッシュを備えており、このロッドガイドは、ブッシュを介してロッドの軸方向の移動をガイドしている。

このような緩衝器は、例えば、車両のサスペンションに組み込まれて使用され、伸縮する際に通路を介して二室間を行き来する液体の流れにバルブで抵抗を与えて二室間に差圧を生じさせて減衰力を発揮し、車体の揺れを抑制する。

しかしながら、緩衝器が微低速域で伸縮する場合には、二室間を行き来する液体の液量が僅かで、緩衝器はバルブにより減衰力を発揮する他、ブッシュとロッドの間で発生する摩擦力によっても減衰力を発揮する。そして、微低速域では、バルブによる減衰力が非常に小さくなるため、摩擦力による減衰が支配的になる。

そこで、従来の緩衝器では、伸縮時にロッドガイドの内周に設けられたブッシュとロッドとの間で生じる摩擦力により、緩衝器の微低速域での減衰力を補っている。

特開２０１４−１８１７５６

つまり、微低速域の減衰力特性は、ブッシュとロッドとの摩擦力により決まるため、ブッシュの摩擦係数が微低速域の減衰力特性のチューニング要素となる。

しかしながら、ブッシュがロッドに摺接した際に生じる特性であるブッシュの摺動特性は、ブッシュの材質に起因するため、従来の緩衝器では、ブッシュによる微低速域の減衰力特性に幅を持たせられなかった。

そこで、本発明は摺動特性を調整可能なブッシュを備えて微低速域の減衰力特性をチューニングできる緩衝器の提供を目的とする。

前記課題を解決するための手段における緩衝器は、シリンダと、シリンダの端部に設けられた環状のロッドガイドと、ロッドガイドを貫通して軸方向に移動自在に挿入されるロッドと、環状であって、ロッドガイドの内周に軸方向に並べて配置されて、ロッドガイドの内周に直接固定されるとともに、ロッドの外周に内周が摺接する複数のブッシュと、ブッシュよりも大気側に配置されて、ロッドの外周に摺接してシリンダ内の作動流体の漏洩を防止するシール部材とを備え、ロッドガイドがブッシュを介してロッドの軸方向の移動をガイドし、複数のブッシュの少なくとも１つのブッシュである第一ブッシュの摺動特性が他のブッシュの少なくとも１つのブッシュである第二ブッシュと異なることを特徴とする。

この構成によると、複数のブッシュの中に異なる摺動特性を備えるブッシュが含まれるため、各ブッシュを任意の摺動特性にすることで、緩衝器の微低速域におけるブッシュ全体としての摺動特性を調整できる。

また、前記第一ブッシュの少なくとも内周面の材質が前記第二ブッシュの少なくとも内周面の材質と異なるようにしてもよい。この構成によると、複数のブッシュの材質をそれぞれ任意の摺動特性を備える材質にすることで、各ブッシュに異なる摺動特性を持たせられる。これにより、緩衝器の微低速域におけるブッシュ全体としての摺動特性を調整できる。

また、前記第一ブッシュの少なくとも内周面の材質が前記第二ブッシュの少なくとも内周面の材質よりも耐摩耗性に優れた材質であって、前記第二ブッシュの少なくとも内周面の材質が前記第一ブッシュの少なくとも内周面の材質よりも摩擦係数の低い材質であるようにしてもよい。この構成によると、ブッシュ全体としての摺動特性が耐摩耗性を備えつつ摩擦係数の低いものになる。これにより、ブッシュ全体の耐久性を損なうことなく、緩衝器の微低速域におけるロッドの動き始めをスムーズにできるため、緩衝器の微低速域における車両の乗り心地が向上する。

また、耐摩耗性の優れた材質で形成された前記第一ブッシュを前記ロッドガイドの大気側に設けるようにしてもよい。この構成によると、緩衝器に横方向からの力（以下、横力という）が作用した場合に横力が作用しやすいロッドガイドの大気側に、耐摩耗性に優れたブッシュが配置される。横力を受ける部分ではロッドが摺動する際に生じる摩擦力は大きくなるため、耐摩耗性に優れた材質で形成された第一ブッシュを大きな摩擦力の生じる部分に設けることで、ブッシュ全体の耐久性が向上する。

また、前記ロッドと前記複数のブッシュとの間にはそれぞれ摺動隙間が設けられており、前記第一ブッシュと前記ロッドとの摺動隙間と、前記第二ブッシュと前記ロッドとの摺動隙間とで隙間の径方向の大きさが異なるようにしてもよい。摺動隙間が小さくなると、ブッシュとロッドが摺接する際にブッシュからロッドにかかる荷重が大きくなるため、ロッドが摺動する際に生じる摩擦力が大きくなる。そのため、この構成のように、第一ブッシュと第二ブッシュのロッドとの摺動隙間の径方向の大きさに差をつければ、第一ブッシュと第二ブッシュに異なる摺動特性を持たせられる。これにより、緩衝器の微低速域におけるブッシュ全体の摺動特性を調整できる。

本発明の緩衝器によれば、ロッドガイドの内周に軸方向に並べて複数のブッシュを配置しているため、これらのブッシュの組み合わせによって摺動特性を望ましいものにできる。したがって、ブッシュ全体の摺動特性の設定の自由度が向上するとともに微低速域の減衰力特性をチューニングできる。

本実施の形態に係る緩衝器の縦断面図である。本実施の形態に係る緩衝器の要部拡大断面図である。

以下に、図面を参照しながら本実施の形態について説明する。図１および図２を通して付された同じ符号は、同じ部品を示す。

本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、図１および図２に示すように、環状のロッドガイド２と、ロッドガイド２を貫通して軸方向に移動自在に挿入されるロッド３と、ロッドガイド２の内周に軸方向に並べて配置されて、ロッドガイド２の内周に直接固定されるとともに、ロッド３の外周に内周が摺接する複数のブッシュ６，７を備えている。

緩衝器Ｄの構成を具体的に説明すると、図１に示すように、緩衝器Ｄは、作動油などの作動流体を満たしたシリンダ１と、シリンダ１の上端開口に設けられてシリンダ１内を閉塞する環状のロッドガイド２と、ロッドガイド２を貫通して軸方向に移動自在に挿入されるロッド３を備える。さらに、ロッド３の先端には、シリンダ１の内周面に摺接するピストン４が連結されており、シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の二室に区画している。また、緩衝器Ｄは、シリンダ１を覆う有底筒状の外筒５を備えており、外筒５とシリンダ１の間にはリザーバ室Ｒ３が形成されており、このリザーバ室Ｒ３には作動油と気体が充填されている。

また、ピストン４には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通する伸側通路１０と圧側通路１１が設けられている。この伸側通路１０には伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう作動油の通過のみを許容してこの作動油の流れに抵抗を与える減衰バルブ１２が設けられている。他方、圧側通路１１には、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう作動油の通過のみを許容する逆止弁１３が設けられている。

また、図示しないがシリンダ１の下端には、圧側室Ｒ２とリザーバ室Ｒ３とを区画するバルブディスクが嵌合されている。バルブディスクは、圧側室Ｒ２からリザーバ室Ｒ３へ向かう作動油の通過のみを許容して作動油の流れに抵抗を与えるベースバルブ（図示せず）と、リザーバ室Ｒ３から圧側室Ｒ２へ向かう作動油の通過のみを許容するチェック弁（図示せず）とを備えている。

そして、緩衝器Ｄの伸長時には、体積が縮小された伸側室Ｒ１から、作動油が減衰バルブ１２を介して体積が拡大された圧側室Ｒ２に移動する。これにより、減衰バルブ１２が伸側通路１０を通過する作動油の流れに抵抗を与えるので、緩衝器Ｄは減衰力を発揮する。

反対に緩衝器Ｄの収縮時には、ロッド３がシリンダ１内に侵入し、ロッド侵入体積分だけ過剰になった作動油がベースバルブを介して圧側室Ｒ２からリザーバ室Ｒ３に排出される。これにより、ベースバルブが、圧側室Ｒ２からリザーバ室Ｒ３へ排出される作動油の流れに抵抗を与えるので、緩衝器Ｄは減衰力を発揮する。

なお、本実施の形態において緩衝器Ｄは、複筒型の緩衝器とされているが、シリンダ１内にフリーピストンで区画したエア室からなるリザーバを設けた単筒型の緩衝器であってもよい。また、緩衝器Ｄは片ロッド型でなく、両ロッド型とされてもよい。

本実施の形態に係るロッドガイド２は、図２に示すように、中心にロッド３を挿入する挿通孔２ａを有し、シリンダ１の上端開口に嵌合される軸部２ｂと、軸部２ｂの上方から拡径して外周が外筒５の内周に当接するフランジ部２ｃを備えてなる。また、ロッドガイド２の内周部には、挿通孔２ａのシリンダ側を拡径して設けられた環状凹部２ｄが形成されている。

さらに、ロッドガイド２の図１，２中上方にはシール部材２０が積層されている。シール部材２０は、環状の芯金２１と芯金２１の内周側に合成ゴムで形成されたシール部２２が一体化されて構成されている。シール部２２は、軸方向に並んで配置され、大気側に設けられたダストリップ２２ａとシリンダ側に設けられたシールリップ２２ｂを備えている。シールリップ２２ｂは、緩衝器Ｄの伸長作動時にロッド３の外周に摺接して作動油が大気側に漏れ出すのを防止し、ダストリップ２２ａは、緩衝器Ｄの収縮作動時にロッド３の外周に摺接して大気側から塵や泥などのダストがシリンダ内に侵入するのを防止している。

また、図２に示すように、ロッドガイド２の環状凹部２ｄには、環状の第一ブッシュ６と第二ブッシュ７が軸方向に並べて圧入されており、第一ブッシュ６は大気側である図中上方に、第二ブッシュ７はシリンダ側である図中下方に配置されている。

さらに、本実施の形態に係る第一ブッシュ６と第二ブッシュ７は、それぞれ摺動特性の異なる材質で形成されている。そのため、緩衝器Ｄの微低速域におけるロッド３に対するブッシュ全体の摺動特性について、第一ブッシュ６の材質と第二ブッシュ７の材質の中間の摺動特性が得られる。よって、第一ブッシュ６と第二ブッシュ７の材質の組み合わせ次第でブッシュに好ましい摺動特性を持たせられる。

ここで、摺動特性とは、ブッシュがロッド３に摺接した際に生じる特性を指し、具体的には摩擦特性と摩耗特性の両方の特性を指す。

したがって、第一ブッシュ６と第二ブッシュ７の材質の選択によって、ブッシュ全体の摩擦特性を調節できるので、一つのブッシュの材質によって摩擦特性を決定していた従来のブッシュに比べてブッシュ全体の摩擦特性の自由度が向上する。よって、緩衝器Ｄの微低速域における減衰力特性について、狙った減衰力が得られる。

なお、本実施の形態においては第一ブッシュ６と第二ブッシュ７は、各ブッシュ６，７の全体の材質が異なっているが、ロッド３との摺接面である内周面の材質のみが異なっていてもよい。

また、第一ブッシュ６および第二ブッシュ７の内周とロッド３の外周との間には微小隙間である摺動隙間が形成されており、摺動隙間に作動油の膜が形成されるため、ロッド３がロッドガイド２の内周を円滑に摺動可能になっている。

また、図２に示すように、第一ブッシュ６および第二ブッシュ７の上下端の内周側と外周側はそれぞれ面取りがされている。これにより、第一ブッシュ６および第二ブッシュ７を環状凹部２ｄに圧入しやすくできるとともに、緩衝器Ｄの組立て時にロッド３を第一ブッシュ６および第二ブッシュ７の内周に挿入しやすくしている。

なお、緩衝器Ｄが伸縮すると、第一ブッシュ６および第二ブッシュ７の内周とロッド３の外周との間の摺動隙間に作動油の膜が形成されるため、緩衝器Ｄが伸縮を繰り返しているうちにロッドガイド２の上方には作動油が溜まる。

そのため、ロッドガイド２のフランジ部２ｃには、ロッドガイド２の上方とリザーバ室Ｒ３を連通させる戻し孔２ｅが設けられており、ロッドガイド２の上方に溜まった作動油を戻し孔２ｅを介してリザーバ室Ｒ３に戻すようになっている。

次に、第一ブッシュ６および第二ブッシュ７の材質の組み合わせの具体例を説明する。第一ブッシュ６および第二ブッシュ７の材質としては、例えば、第一ブッシュ６を第二ブッシュ７よりも耐摩耗性に優れる材料で形成し、第二ブッシュ７を第一ブッシュ６よりも摩擦係数の低い材料で形成することが考えられる。このようにすると、ブッシュ全体としての摺動特性が、耐摩耗性を備えつつ摩擦係数を低減できるため、ブッシュ全体の耐久性を損なうことなく、ロッド３に対する摩擦力を小さくして緩衝器Ｄの微低速域であるロッド３の動き始めをスムーズにできる。

ここで、第一ブッシュ６に用いられる摩擦係数の低い材料としては、第二ブッシュ７よりも摩擦係数の低い材質であれば特に限定されないが、例えば、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、超高分子量ポリエチレン等の合成樹脂といった自己潤滑性に優れる固形潤滑剤が特に好ましい。自己潤滑性に優れる材料で第一ブッシュ６が形成されると、潤滑油が第一ブッシュ６とロッド３との間に十分に供給されない状態（オイルレス状態）であっても、ロッド３が滑らかに摺動するようになる。

また、第二ブッシュ７に用いられる耐摩耗性に優れる材質を備える材料としては、第一ブッシュ６よりもロッド３に対して耐摩耗性に優れる材質であれば特に限定されないが、例えば金属など第一ブッシュ６よりも剛性の高い材質であるとさらによい。

また、上記例では、耐摩耗性に優れる材質で形成された第一ブッシュ６が、摩擦係数の低い材質で形成された第二ブッシュ７よりもロッドガイド２の環状凹部２ｄの大気側に設けられている。

ここで、図１に示すように本実施の形態に係る緩衝器Ｄでは、ロッドガイド２のフランジ部２ｃの外周が外筒５の内周に当接している。そのため、車両の旋回時などに緩衝器Ｄに横力が作用した場合には、フランジ部２ｃが設けられたロッドガイド２の上方つまりロッドガイド２の大気側に横力が集中する。そのため、横力を受ける部分では、ロッドガイド２がロッド３を締め付ける荷重が大きくなり、ロッド３が摺動する際に生じる摩擦力が大きくなる。

したがって、第二ブッシュ７よりも耐摩耗性に優れる材質の第一ブッシュ６を環状凹部２ｄの大気側に配置することで、大きい摩擦力を耐摩耗性に優れた材質の第一ブッシュ６で受けるようになるため、ブッシュ全体の耐久性が向上する。

また、ロッド側を車体側に連結し他端側を車軸側に連結するストラット型のサスペンションに緩衝器を利用する場合、車体側に取り付けられるロッドに対して、車両の旋回時に大きな曲げモーメントが作用するので、緩衝器をストラット型のサスペンションに利用する場合にはブッシュにより大きな荷重がかかり、ロッドが摺動する際にブッシュとの間で生じる摩擦力が特に大きくなる。

したがって、本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、ストラット型のサスペンションに利用される場合に、第二ブッシュ７よりも耐摩耗性に優れる材質の第一ブッシュ６を環状凹部２ｄの大気側に配置してブッシュ全体の耐久性を向上させる効果を特に顕著に発揮する。

さらに、第一ブッシュ６が剛性の高い材質で形成されている場合には、第一ブッシュ６に横力が作用しても第一ブッシュ６が破損しにくくなるので、さらに、ブッシュ全体の耐久性が向上する。

また、環状凹部２ｄの大気側に第一ブッシュ６よりも摩擦係数が低く自己潤滑性に優れる材質の第二ブッシュ７を配置するようにしてもよい。この構成によると、摺動隙間に潤滑油が十分に供給されない状態になったとしても、ロッド３は摺動できるため、第二ブッシュ７とロッド３との摺動隙間を第一ブッシュ６とロッド３との摺動隙間よりも小さくして、作動油の大気側への漏れを少なくできる。

なお、上述したように、第一ブッシュ６を耐摩耗性に優れる材料で形成し、第二ブッシュ７を摩擦係数の低い材料で形成するのは、本実施の形態の一例であって、第一ブッシュ６および第二ブッシュ７の材質はこれに限定されるものではない。

また、本実施の形態においては、ブッシュの数を二つとしているが、ブッシュの数は三つ以上であってもよい。ブッシュの数が三つ以上の場合には、ブッシュの数が増えた分だけブッシュの材質の組み合わせが増加するため、ブッシュ全体の摺動特性の自由度がさらに向上する。なお、ブッシュの数が三つ以上の場合であっても、各ブッシュの材質がそれぞれ異なっている必要はなく、交互に材質の異なるブッシュを設けるなど、複数のブッシュのうち少なくとも一つのブッシュ（第一ブッシュ）の材質が他のブッシュの少なくとも一つのブッシュ（第二ブッシュ）の材質と異なっていればよい。

ただし、ブッシュの数が二つの場合には、三つ以上の場合と比較して、部品点数が少ないので組立作業の手間が減少する。

また、本実施の形態においては、第一ブッシュ６と第二ブッシュ７の軸方向長さが等しく形成されているが、これらの軸方向長さは異なっていてもよく、第一ブッシュ６の軸方向長さを任意の長さにして、ブッシュ全体の摺動特性を調整することもできる。

また、本実施の形態においては、第一ブッシュ６と第二ブッシュ７を摺動特性の異なる材質で形成して、ブッシュ全体の摺動特性を調整しているが、第一ブッシュ６とロッド３との摺動隙間と、第二ブッシュ７とロッド３との摺動隙間とで隙間の径方向の大きさを異なるようにしてブッシュ全体の摺動特性を調整してもよい。

具体的に説明すると、摺動隙間が小さい方は、ブッシュからロッド３にかかる荷重が大きくなるため、ロッド３が摺動する際にブッシュとの間で生じる摩擦力が大きくなる。そのため、このように第一ブッシュ６と第二ブッシュ７のロッド３との摺動隙間の径方向の大きさに差をつければ、第一ブッシュ６と第二ブッシュ７のロッド３に対する摩擦特性を変えて、各ブッシュ６，７に異なる摺動特性を持たせられる。これにより、第一ブッシュ６と第二ブッシュ７の材質を変えずに、緩衝器Ｄの微低速域におけるブッシュ全体の摺動特性を調整できる。

なお、各ブッシュ６，７とロッド３の摺動隙間の大きさを異なるようにする手段としては、例えば、第一ブッシュ６と第二ブッシュ７の肉厚に差をつけることが考えられる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱なく改造、変形及び変更ができるのは当然である。

２・・・ロッドガイド、３・・・ロッド、６・・・第一ブッシュ、７・・・第二ブッシュ、Ｄ・・・緩衝器

Claims

シリンダと、
前記シリンダの端部に設けられた環状のロッドガイドと、
前記ロッドガイドを貫通して軸方向に移動自在に挿入されるロッドと、
環状であって、前記ロッドガイドの内周に軸方向に並べて配置されて、前記ロッドガイドの内周に直接固定されるとともに、前記ロッドの外周に内周が摺接する複数のブッシュと、
前記ブッシュよりも大気側に配置されて、前記ロッドの外周に摺接して前記シリンダ内の作動流体の漏洩を防止するシール部材とを備え、
前記ロッドガイドは、前記ブッシュを介して前記ロッドの軸方向の移動をガイドし、
前記複数のブッシュの少なくとも１つのブッシュである第一ブッシュの摺動特性が他のブッシュの少なくとも１つのブッシュである第二ブッシュと異なる
ことを特徴とする緩衝器。
前記第一ブッシュの少なくとも内周面の材質が前記第二ブッシュの少なくとも内周面の材質と異なる
ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
前記第一ブッシュの少なくとも内周面の材質が前記第二ブッシュの少なくとも内周面の材質よりも耐摩耗性に優れた材質であって、前記第二ブッシュの少なくとも内周面の材質が前記第一ブッシュの少なくとも内周面の材質よりも摩擦係数の低い材質である
ことを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
前記第一ブッシュを前記ロッドガイドの大気側に設けた
ことを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
前記ロッドと前記複数のブッシュとの間にはそれぞれ摺動隙間が設けられており、前記第一ブッシュと前記ロッドとの摺動隙間と、前記第二ブッシュと前記ロッドとの摺動隙間とで隙間の径方向の大きさが異なる
ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。