JPH048658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明はシヨツクアブソーバ特に自動車等の車
輌用シヨツクアブソーバに関する。 従来の技術並びにその問題点 一般に乗用車、トラツク等のサスペンシヨンに
用いられる筒型のシヨツクアブソーバは大径のア
ウタシエル内にこれよりも小径のシリンダを挿入
固定し、該シリンダ内に、内端部近傍にシリンダ
内周面と摺接するピストンを具えたピストンロツ
ドを摺接自在に嵌挿してなり、シリンダ内に収容
された作動油がピストンに設けられたオリフイス
を通過する際の流動抵抗によつて、車輌の振動に
由来するシリンダとピストンロツドとの軸方向の
相対運動の振巾を減衰せしめる機能を有する。ア
ウタシエルとシリンダとは上部において、ロツド
ガイドと嵌合することによつて同心的に固定保持
されており、前記ピストンロツドはこのロツドガ
イドの中心孔を貫通してこれに摺接しつつ上下動
するようになされている。即ちシヨツクアブソー
バにおいてはシリンダ内周面とピストン、及び
ピストンロツドとロツドガイドの間に摺動関係
が存在することが理解できよう。 更に最近の自動車のサスペンシヨンにおいては
シヨツクアブソーバはスプリングと組合わされた
いわゆるマクフアーソン型サスペンシヨンとして
四輪夫々に独立懸架方式で用いられることが多
い。この方式においてはシヨツクアブソーバは直
立ではなく若干傾斜した状態で取付けられ、従つ
て車輪から伝えられる上下振動とピストンロツド
の運動の方向とは一致していない。この両者の運
動方向の不一致の結果として実際の装置において
はピストンロツドとこれを受けているロツドガイ
ドの間では一般的に良路で40〜50Kg悪路で150Kg
程度の横荷重が生じた状態で摺動が行なわれるこ
ととなり長期間の使用によつて該摺動面での部材
の局部的摩耗並び損傷による摩擦抵抗の増加が大
きな問題となつている。かかる摩擦抵抗の増加は
自動車の乗り心地を悪化させ、又ばね下荷重の増
加によつて操縦安定性を低下させる。 発明が解決しようとしている問題点 又更に前記せる摺動部分、においては夫々
一方の部材に軟質材料で構成された軸受部材を嵌
装し、他方の材料を摩耗から保護している。即ち
ピストンにはピストンリングが、ロツドガイドに
はガイドブツシユがこの目的で嵌装されている。
しかしかかる軸受部材の相手側部材であるシリン
ダ及びピストンロツドはその材質が非常に異なつ
ており、例えばシリンダは通常引抜鋼管製であつ
てその硬さはHv120〜160程度、表面粗さは数μ
ｍであるのに対し、ピストンロツドの方は焼入れ
された鋼材であつてその表面にクロームメツキが
施こされ硬さはHv700〜800と非常に硬く、又表
面粗さも1μｍ以下に仕上げられている。このよ
うな相手側部材の材質の差異からガイドブツシユ
及びピストリングは軸受部材として当然要求され
る低摩擦性の他に夫々硬質材料に対する耐摩耗性
及び粗面に対するなじみ性が要求される。しかる
に従来の軸受部材はこのような要求品質を考慮す
ることなく、単に低摩耗性を指向して弗素樹脂を
含む同一の材料を以つて構成されていた。従つて
従来のシヨツクアブソーバにおいてはガイドブツ
シユ側がピストンロツドによつて急速に摩耗し、
一方ピストン側ではピストンリングがシリンダの
内周面の凹凸により切削され又シリンダを損傷
し、その摩耗粉が摺動面に入り込んで更に摩耗を
増長する傾向があつた。これらはいずれも前述の
如く、シヨツクアブソーバの寿命、これの取付け
られている自動車の乗り心地の悪化等の問題を招
来する。 発明の目的及び構成 本発明は前述のシヨツクアブソーバの軸受部材
に要求される品質を満たすことを目的とし、ピス
トン側に用いられる弗素系樹脂層とロツドガイド
側に用いられる樹脂層との物性特にその硬度に差
異をもたせたものである。 即ち本発明はシリンダの上端に設けられたロツ
ドガイドの中心孔を通してこれと摺動自在に該シ
リンダ内に挿通されたピストンロツド、該ピスト
ンロツドの内端部近傍に前記シリンダの内周面と
摺動自在に固定されたピストンとを含んでなるシ
ヨツクアブソーバにおいて、前記ピストンのシリ
ンダ内周面との摺接面及び前記ロツドガイドのピ
ストンロツド外周面との摺接面に夫々弗素系樹脂
を含む樹脂層が配されてなり、且つ前者の樹脂層
は後者の樹脂層よりも軟かいことを特徴とするシ
ヨツクアブソーバによつて達成される。 問題点を解決するための具体的手段 以下図面に示された実施態様に基いて本発明を
更に詳細に説明する。 第２図は本発明の適用されるシヨツクアブソー
バ１の概略側断面図であり、大径のアウタシエル
２の中にこれと同軸に小径のシリンダ３が固定さ
れている。シリンダ３の上端にはオイルシール４
が、又下端にはベースバルブ５が密着嵌装され、
アウタシエル２とシリンダ３の間を区分してい
る。オイルシール４の直下のシリンダ３内にはロ
ツドガイド６が固定され、この中心孔を通つてピ
ストンロツド７が上方からシリンダ３の内部に軸
方向に挿通されている。ガイド６の中心孔の内周
面にはピストンロツド７と摺接するガイドブツシ
ユ６ａが嵌入固定されている。又ピストンロツド
７の下端にはオリフイス８を具えたピストン９が
固設され、該ピストン９の外周面にはシリンダ３
の内周面と摺接するピストンリング９ａが嵌着さ
れている。このピストン９によつてシリンダ３の
内部は上下両室に区分される。又シリンダ３の内
部及びシリンダ３とアウタシエル２との間の空間
には作動油が収容されており、車輌の振動によつ
てピストンロツド７に伝えられるシリンダに対す
る軸方向の振動変位は前記シリンダ３内の上下両
室の容積の変化をもたらし、その結果として生ず
る作動油のオリフイス８又はベースバルブ５を通
じての移動の際の流動抵抗によつて振動の振巾を
減衰せしめる。 ガイド６はピストンロツド７の上下方向変位を
正しく軸方向に規制する機能を有する。 前述の構成において、シリンダ３の内周面とピ
ストンリング９ａ、及びピストンロツド７の外周
面とガイドブツシユ６ａとの間には摺動関係が生
じいることが理解されよう。 シリンダ３の材料としてはコスト上の利点から
一般に引抜鋼管（STKM）が用いられているの
でその硬度はヴイツカース硬度で約Hv160程度と
比較的低く又その表面は軸方向に略々3μｍRzの
粗され有し微視的には相当に凹凸を有している。
従つてこれに摺接するピストンリングの材料に要
求される物性としてはこれらの凹凸に対しても充
分になじんで剥離を生ずることなく且つ表面の凸
部を摩耗させることのない表面層の延性又は軟か
さである。 もう一方の軸受部であるガイドブツシユ６ａに
摺接するピストンロツド７は焼き入れされた鋼材
に15〜30μｍ厚のクロームメツキを施こしたもの
であつてその硬度はHv700〜800と前述のシリン
ダ３などに比し大きく、又表面粗さも0.3μｍRz
と極めて平滑である。従つてこの摺動部において
は前述のピストンリング−シリンダ間と摺動条件
が異なりピストンリングと同じ材料を用いること
は好ましくない。即ちガイドブツシユ材料に要求
される物性としてはなじみ性よりも自からの耐摩
耗性であり、これはその表面層の硬さによつて代
表される。 このように本発明のシヨツクアブソーバに用い
られる軸受材料はロツドガイド側とピストン側と
で異なつた表面物性特に硬軟度を有するものを選
択することを特徴とする。 このような軸受材料としては基本的には第１図
に示す如く鋼板からなる基板２１に銅系金属の粉
末２２ａを焼結させて多孔質層２２を形成し、こ
れに弗素系樹脂を主体とする樹脂層２３をコーテ
イングしたものが好適に用いられる。前記せる表
面の硬軟度は主としてこの樹脂層２３の特性によ
つて決定されるものであり、これを調節するため
には次のような材料を適宜の分量混入すればよ
い。即ち軟質添加剤としては鉛（Pb）、亜鉛
（Zn）、二硫化モリブデン（MoS₂）、グラフアイ
ト等の固体潤滑剤、一方硬質添加剤としてはアル
ミナ（Al₂O₃）、シリカ（SiO₂）等がある。 弗素系樹脂としてはポリテトラフルオロエチレ
ン（PTFE）が最も好ましいがその他にもテトラ
フルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体（PFA）樹脂、エチレン・テ
トラフルオロエチレン共重合体（ETFE）樹脂、
４弗化エチレン・６弗化プロピレン共重合体
（FEP）樹脂等も使用できる。又これらの塗布性
能を向上させるためにバインダとしてポリイミ
ド、エポキシ、フエノール等の樹脂を混合しても
よい。 前記せる焼結層２２の厚さは50〜500μｍが好
ましく、これが薄過ぎる場合には樹脂層２３の保
持力が弱く、逆に厚過ぎると焼結層中に空隙が多
く残存し、樹脂層が不安定となり易い。 樹脂層２３は焼結層２２中に存在する粒子間の
空隙内にも充填され、投錨効果によつてしつかり
とこれに保持されることができる。この樹脂層２
３の厚さは20μｍ以上が好ましく、20μｍ以下の
場合には摺動に対する耐久性が弱く、問題を生ず
る。 実施例 鋼板の基材上に青銅粉末を散布し、これを還元
性雰囲気中で加熱して厚さ0.1〜0.2mmの焼結層を
形成し、基礎材料を作成した。これに第１表に示
す各種の樹脂層を20〜30μｍの厚さにコーテイン
グして摺接面を形成し、夫々ガイドブツシユ用及
びピストンリング用に加工した。これらの樹脂層
の組成並びに硬さを第１表に示す。

【表】

【表】 これらの軸受部材を用いて摩耗テストを行なつ
た。 試験条件 １ 試験装置 第３図に示すような装置を用い、テストされ
るガイドブツシユ６ａをシリンダ３に固定し、
クランク３０を回転することによつてピストン
ロツド７を上下に動かし同時にもう一方のクラ
ンク３１を回転して変動する横荷重を加えた。
又、ピストンロツド７の下端近傍の外周にはピ
ストンリング９ａを嵌装した。 ２ 横荷重：±100Kg、±200Kg、±300Kgの三種 ３ 摺動速度：10.6Hz ４ 摺動巾：60mm ５ 作動油：市販のシヨツクアブソーバ油 ６ ピストンロツド材質：S45C（硬質クロームメ
ツキ、厚さ20μｍ） 表面硬度：Hv700 表面粗さ：鏡面 直径：20mm ７ シリンダ材質：STKM 表面硬度：Hv160 表面粗さ：3μｍRz 内径：32mm この結果を第２表に示す。

【表】 第２表から明らかなように本発明にかかる軸受
材料の選択的使用によれば従来のガイドブツシユ
及びピストンリング共に同一硬さの表面層を有す
るものを用いたものに比し摩耗並びに剥離の少な
い結果が得られる。 以上の説明において、軸受部材はいずれもガイ
ドブツシユ又はピストンリングの形でロツドガイ
ド又はピストンと別個に設けられた例を挙げたが
本発明はこれに限定されるものではなく、ロツド
ガイド又はピストン自体の表面に前記せる硬さの
表面層を設け、直接に相手側部材と摺接させても
よい。 発明の効果 以上詳述したように本発明によればシヨツクア
ブソーバ内の摺動部分であるピストンリングとガ
イドブツシユに夫々相手側部材の特性に適合する
硬さ、摩擦係数を提供するように改善された表面
構造を付与したので、比較的柔かい材質のシリン
ダ内周面も損傷を受けることなく、又硬いピスト
ンロツドと摺接するガイドブツシユも摩耗するこ
となく、長期間の使用後においても摩擦抵抗は低
い値に保持され、良好な乗心地を保証する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるピストンリング又はガ
イドブツシユ材料の表面状態を示す説明図、第２
図はシヨツクアブソーバの一般的構造を示す側断
面図、第３図は本発明の効果を評価するための試
験装置の概略図である。 １……シヨツクアブソーバ、２……アウタシエ
ル、３……シリンダ、４……オイルシール、５…
…ベースバルブ、６……ロツドガイド、６ａ……
ガイドブツシユ、７……ピストンロツド、８……
オリフイス、９……ピストン、９ａ……ピストン
リング、２１……基板、２２……焼結層、２３…
…弗素系樹脂層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダの上端に設けられたロツドガイドの
   中心孔を通してこれと摺動自在に該シリンダ内に
   挿通されたピストンロツド、該ピストンロツドの
   内端部近傍に前記シリンダの内周面と摺動自在に
   固定されたピストンとを含んでなるシヨツクアブ
   ソーバにおいて、 前記ピストンのシリンダ内周面との摺接面及び
   前記ロツドガイドのピストンロツド外周面との摺
   接面に夫々弗素系樹脂を含む樹脂層が配されてな
   り、且つ前者の樹脂層は後者の樹脂層よりも軟か
   いことを特徴とするシヨツクアブソーバ。 ２ 前記ピストン及び／又はロツドガイドの摺接
   面が金属基板の表面にこれと一体的に形成された
   銅系金属粒子の焼結層及び該焼結層の凹部及び表
   面に一体的に形成された弗素樹脂層を有する軸受
   材料からなる特許請求の範囲第１項に記載された
   シヨツクアブソーバ。