JPH11270556A

JPH11270556A - 軸受

Info

Publication number: JPH11270556A
Application number: JP7553898A
Authority: JP
Inventors: Akira Ono; 晃小野; Yoshihiko Shibata; 吉彦柴田; Mitsuru Mochizuki; 満望月; Koichi Yamamoto; 康一山本; Takayuki Shibayama; 隆之柴山
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】ショックアブソーバのピストンロッドを支持
する軸受において、ピストンロッドの移動速度が速くて
も、オイルのキャビテーションの発生を極力防止するで
きるようにする。【解決手段】軸受１９の内周面のうち、端からピスト
ンロッド１５との軸受面Ａに至るまでの端部内周面を、
中心軸線Ｃとのなす角度が端から軸受面Ａに向かって次
第に小さくなるように複数の傾斜面Ｂ１〜Ｂ３により構
成する。すると、ピストンロッド１５の移動に伴い、オ
イルが軸受１９内に浸入するが、軸受面Ａに至るまでの
オイルの通路に急な形状変化がないので、オイルのキャ
ビテーションを極力防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸線方向に往復移
動するロッドを支持するための軸受に係り、特にキャビ
テーションが発生することを防止するようにしたものに
関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えば、自動車用のシ
ョックアブソーバでは、アウタシェル内に取り付けられ
たシリンダの端部にロッドガイドを固定し、シリンダ内
に設けられたピストンのロッドを、上記ロッドガイドに
取り付けられた軸受によって支持するようにしている。
特に、自動車用のショックアブソーバは、通常、傾斜状
態で取付けられるので、ピストンロッドが軸受に片当た
りしがちで、ピストンロッドが軸受端部の角部分に片当
たりすると、摩擦抵抗が大きくなり、ショックアブソー
バの減衰作用に大きな影響をあたえるようになる。

【０００３】このため、上記ショックアブソーバのピス
トンロッドを支持する軸受では、ピストンロッドに作用
する摩擦抵抗を低く安定化させるために、図１０に示す
ように、軸受１の内周面のうち、ピストンロッド２を支
持する軸受面３の両側を緩やな傾斜面４に形成し、これ
によりピストンロッドが軸受１に対し片当たり状態にな
っても、ピストンロッドに作用する摩擦抵抗が増大する
ことのないようにしていた。なお、軸受１の内周面の両
端角部は４５度の面取部５とされている。

【０００４】このような軸受１では、従来、内周面にオ
イル中のキャビテーションによる侵蝕（フローエロージ
ョン）が発生し、その侵蝕により軸受面３が破壊されて
軸受１とピストンロッド２との間の摩擦抵抗が大きくな
り、ショックアブソーバの減衰率が大きく変化するとい
う問題を生じていた。このフローエロージョンは、最近
のＲＶ（Recreational Vehicle；レクリエーショナルビ
ークル）と略称される自動車やオートバイのように、車
体が激しく上下動するような使われ方をする車両に多く
見られることから、その原因は、次のようなものと考え
られる。

【０００５】すなわち、ショックアブソーバでは、ピス
トンロッド２が軸受１に対して軸方向に移動すると、そ
の移動に伴ってオイルが軸受１の内部に流入する。自動
車の車輪が路面の凸部に乗り上げる際には、軸受１に対
するピストンロッド２の移動速度は速く、特に、凹凸の
激しい路面を走行するような場合には、その速度は非常
に速くなる。このように軸受１に対するピストンロッド
２の移動速度が速くなると、軸受１内へのオイルの流入
がピストンロッド２の移動に対し遅れるようになり、そ
の結果、オイルが軸受１内で圧力低下してキャビテーシ
ョンを起こし、軸受１の内周面を侵蝕させてしまう、と
考えられる。このようなフローエロージョンの防止対策
は、今後のＲＶ車の高性能化などに伴い高速大振幅仕様
のショックアブソーバの需要が高まりつつある現在、強
く要望される重要事項のひとつになってきている。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、往復移動するロッドを支持する軸受に
おいて、ロッドの移動速度が速くても、オイルがキャビ
テーションを発生することを極力防止することができる
軸受を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸線方向に往
復移動するロッドを支持するための軸受において、端か
ら前記ロッドを支持する軸受面に至るまでの端部内周面
を、軸受の中心軸線とのなす角度が端から前記軸受面に
向かって次第に小さくなるように複数の傾斜面により構
成したことを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明では、端から前記ロッドを支
持する軸受面に至るまでの端部内周面を、軸受の中心軸
線とのなす角度が端から前記軸受面に向かって次第に小
さくなるように弧状面により構成することができ（請求
項２）、更には、端から前記ロッドを支持する軸受面に
至るまでの端部内周面を、軸受の中心軸線とのなす角度
が端から前記軸受面に向かって次第に小さくなるように
傾斜面と弧状面とを軸線方向に連ねて構成することがで
きる（請求項３）。

【０００９】ところで、従来、軸受１内でオイルがキャ
ビテーションを発生する理由は、上述のように、ピスト
ンロッド２の移動速度が遅い場合には、オイルがピスト
ンロッド２の移動速度に見合った量および速さで軸受内
に流入するが、ピストンロッド２の移動速度が速くなる
と、軸受１の軸受面３内へのオイルの流入量や速度がロ
ッドの移動速度に追従できなくなり、そのためにオイル
の圧力が軸受１内で減少し、キャビテーションを発生す
るものである。そして、ピストンロッド２の移動速度が
速い場合、軸受１内へのオイルの流入量や速度がロッド
に追従できなくなる理由は、軸受１の面取部５から軸受
面３に至るまでのオイルの流路の形状変化が大きく、つ
まり、傾斜面４の傾斜が大きく、傾斜面４から軸受面３
にかけてピストンロッド２との隙間（オイルの流路）が
急激に狭まっていて、オイルが傾斜面４から軸受面３へ
と円滑に流入し得ないからと考えられる。

【００１０】これに対し、上記本発明の手段によれば、
軸受の端部内周面において、当該端部内周面と中心軸線
とのなす角度が、端から軸受面に向かって次第に小さく
なるので、軸受の端から軸受面に至るまでのオイル流路
の形状変化が小さくなり、ロッドが軸受に対して高速度
で移動しても、オイルがより円滑に軸受内に流入して軸
受面へと流入するようになる。このため、オイル中にキ
ャビテーションが発生することを極力防止でき、キャビ
テーションに起因する軸受内周面の侵蝕を極力防止する
ことができる。

【００１１】本発明の軸受は、鋼または銅合金の裏金
と、この裏金上に設けられた多孔質状の銅系軸受合金
と、この多孔質銅系軸受合金に含浸された樹脂系材料と
から構成することができる（請求項４）。また、裏金上
に、樹脂系軸受材料をコーティングして構成しても良く
（請求項５）、樹脂系材料単体で構成しても良い（請求
項５）。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車用ショック
アブソーバのピストンロッドを支持する軸受に適用した
第１実施例を図１〜図４を参照しながら説明する。図３
に示すショックアブソーバ１１は、内部にシリンダ１２
を収納したアウタシェル１３の下端部が図示しない自動
車の車輪側に連結され、シリンダ１２内に摺動可能に嵌
合されたピストン１４のピストンロッド１５の上端部が
車体側に連結されている。なお、ピストンロッド１５の
上端部分には、アウタシェル１３の外側に嵌合する外筒
１６が取り付けられている。

【００１３】上記アウタシェル１３の上部内側には、図
４にも示すように、段付きのロッドガイド１７の大径部
１７ａが嵌着され、このロッドガイド１７の小径部１７
ｂはシリンダ１２の上端開口部に嵌合されている。そし
て、アウタシェル１３の上端部には、キャップ１８が螺
着されており、このキャップ１８によりガイド部材１７
がシリンダ１２に押圧固定されている。

【００１４】ロッドガイド１７の内周部には、本発明に
係る軸受１９が嵌着されており、ピストンロッド１５は
この軸受１９によって軸方向（上下方向）に往復動自在
に支持されている。また、キャップ１８の内周部には、
オイルシール２０ａが装着され、このオイルシール２０
ａによってピストンロッド１５とキャップ１８との間が
密封されていると共に、ロッドガイド１７とキャップ１
８との間には、アウタシェル１３とキャップ１８との間
を密封するパッキン２０ｂが挟み付けられている。そし
て、ピストン１４の内部にはバルブ２１が設けられてお
り、また、アウタシェル１３とシリンダ１２の内部に
は、シリンダ１２とアウタシェル１３との間に空気室２
２を残すようにしてオイル２３が充填されている。

【００１５】この構成のショックアブソーバ１１におい
て、自動車の走行に伴って車輪が上下に動き、これに伴
ってシリンダ１２とピストン１４とが相対的に上下動す
ると、シリンダ１２内のオイルがピストン１４のバルブ
２１を通過し、そのときのオイルの粘性抵抗に基づいて
減衰作用をなす。

【００１６】さて、前記軸受１９は、巻きブシュ形のも
ので、図２に示すように、鋼または銅合金からなる裏金
２４上に、銅系軸受合金２５を多孔質状に焼結し、この
多孔質銅系軸受合金２５層に樹脂系材料２６を含浸して
構成されている。なお、樹脂系材料２６としては、例え
ばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＥＫ
（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＯＭ（ポリオキシ
メチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）な
どが用いられる。

【００１７】図１に示すように、軸受１９の内周面のう
ち、軸方向両端部を除く中央部分は、ピストンロッド１
５の負荷を受ける軸受面Ａとされている。そして、軸受
１９の内周面のうち、軸受面Ａの軸方向両側部分はキャ
ビテーションの発生防止のための領域とされている。こ
のキャビテーション発生防止領域は、軸受１９の端から
軸受面Ａに向かって複数段、例えば３段の傾斜面Ｂ１〜
Ｂ３に形成され、それら第１〜第３傾斜面Ｂ１〜Ｂ３の
中心軸線Ｃとのなす角度α、β、γは、軸受面Ａ側の傾
斜面ほど小さくなるように設定されている（α＞β＞
γ）。

【００１８】具体的には、端の第１傾斜面Ｂ１について
は、軸方向長さＬ１が０．５ｍｍ、その第１傾斜面Ｂ１
の両端間の内径差は半径で０．５ｍｍに設定され、真中
の第２傾斜面Ｂ２については、軸方向長さＬ２が２ｍ
ｍ、その第２傾斜面Ｂ２の両端間の内径差は半径で０．
１ｍｍに設定され、軸受面Ａに隣接する第３傾斜面Ｂ３
については、軸方向長さＬ２が３ｍｍ、その第３傾斜面
Ｂ３の両端間の内径差は半径で０．０５ｍｍに設定され
ている。なお、軸受１９は全長１８ｍｍ、肉厚２ｍｍの
ものである。

【００１９】従って、第１傾斜面Ｂ１が中心軸線Ｃとの
なす角度αはα＝ｔａｎ^−１（０．５／０．５）、すな
わち４５°であり、角部のバリ取り用の面取部とされて
いる。また、第２傾斜面Ｂ２が中心軸線Ｃとのなす角度
βはβ＝ｔａｎ^−１（０．１／２）、第３傾斜面Ｂ３が
中心軸線Ｃとのなす角度γはγ＝ｔａｎ^−１（０．０５
／３）であり、これら両傾斜面Ｂ２，Ｂ３によりオイル
が円滑に軸受面Ａ側に流入するようにしている。

【００２０】次に上記構成の作用を説明する。自動車の
走行時に、ピストンロッド１５が軸受１９に対し移動す
ると、そのピストンロッド１５の移動に伴い、オイルが
軸受１９の内部に流入する。このとき、面取部である第
１傾斜面Ｂ１の角度αと第２傾斜面Ｂ２の角度βとの差
は比較的大きいが、両傾斜面Ｂ１およびＢ２の境界部に
おいては、ピストンロッド１５との間の隙間はまだ大き
いので（０．１５ｍｍ）、オイルは円滑に第１傾斜面Ｂ
１から第２傾斜面Ｂ２へと流れる。

【００２１】そして、第２傾斜面Ｂ２と第３傾斜面Ｂ
３、第３傾斜面Ｂ３と軸受面Ａとの間は、それぞれの境
界部分で傾斜角度に急激な変化がないので、軸受１９の
開口端から第１傾斜面Ｂ１を経て第２傾斜面Ｂ２に流入
したオイルは、当該第２傾斜面Ｂ２から傾斜面Ｂ３を経
て円滑に軸受面Ａに流入するようになる。特に、軸受面
Ａに隣接する第３傾斜面Ｂ３は、軸方向長さが長く且つ
傾斜角度γも小さいので、第２傾斜面Ｂ２から第３傾斜
面Ｂ３に浸入してきたオイルは、第３傾斜面Ｂ３から一
層円滑に軸受面Ａへと流入するのである。

【００２２】このように、軸受１９の端から軸受面Ａに
至るまでの端部内周面を、中心軸線Ｃとのなす角度が軸
受面Ａに向かって次第に小さくなるように第１〜第３傾
斜面Ｂ１〜Ｂ３により構成したので、ピストンロッド１
５の移動に伴って軸受１９内に流入するオイルの流路に
大きな変化がなく、円滑に軸受面Ａへと案内されるよう
になる。このため、ピストンロッド１５の移動速度が速
くても、それに見合ったオイルが軸受面Ａへと流れるよ
うになり、従って、オイルの圧力が急激に減少してキャ
ビテーションを発生するおそれはなく、その結果、軸受
１９の内周面にキャビテーションに基づく侵蝕が発生す
ることもなくなり、長寿命化ひいてはピストンロッド１
５と軸受１９との摩擦抵抗の長期安定化を図ることがで
きる。

【００２３】図５は本発明の第２実施例を示すもので、
この実施例は、キャビテーション発生防止領域を構成す
る軸受１９の端部内周面を、中心軸線Ｃとのなす角が端
から軸受面Ａに向かって次第に小さくなるように弧状面
Ｅにより構成したものである。この弧状面Ｅは、一例と
して放物線などのような二次曲線にすることが考えられ
る。このようにすれば、端から軸受面Ａに至るまでの端
部内周面の接線と中心軸線Ｃとのなす角度は、軸受面Ａ
に向かって次第に小さくなるので、軸受１９の端から軸
受面Ａに至るまでのオイルの流路に大きな形状変化がな
くなり、従って、上記第１実施例で説明したと同様にオ
イルは軸受面Ａに円滑に流入し、キャビテーションの発
生を防止することができる。

【００２４】図６は本発明の第３実施例を示すもので、
これは、キャビテーション発生防止領域を構成する軸受
１９の端部内周面を、中心軸線Ｃとのなす角が端から軸
受面Ａに向かって実質的に次第に小さくなるように複数
の円弧面（弧状面）Ｆ１〜Ｆ３により構成したものであ
る。すなわち、円弧面Ｆ１は端の角部の面取として機能
するように、接線の平均的な傾き角を第１実施例の角度
αとなるように設定し、第２円弧面Ｆ２および第３円弧
面Ｆ３はそれぞれ接線の平均的な傾き角が第１実施例の
βおよびγとなるように設定してある。

【００２５】なお、図６では明瞭になっていないが、第
１〜第３円弧面Ｆ１〜Ｆ３は、相互の接続部が凸となる
ように、その曲率半径と曲率中心の位置とが定められて
いるが、円弧面Ｆ１〜Ｆ３の接続部は円弧面にして円弧
面Ｆ１〜Ｆ３を滑らかな曲線で連続させることが好まし
い。

【００２６】また、円弧面Ｆ１〜Ｆ３の曲率半径や中心
位置によっては、それら円弧面Ｆ１〜Ｆ３の相互の接続
部は図７に示すような凹となることがあるが、この場合
も、その接続部は平面或いは円弧面にして円弧面Ｆ１〜
Ｆ３を滑らかに連続させることが好ましい。

【００２７】図８は本発明の第４実施例を示すもので、
これは、キャビテーション発生防止領域を構成する軸受
１９の端部内周面を、中心軸線Ｃとのなす角が端から軸
受面Ａに向かって実質的に次第に小さくなるように、円
弧面Ｆ４と傾斜面Ｂ４と円弧面Ｆ５とにより構成したも
のである。以上の第３および第４実施例のように構成し
ても、端から軸受面Ａに至るまでのオイルの流路に大き
な変化がないので、前述の第１実施例と同様の効果を得
ることができる。

【００２８】図９は本発明の第５実施例を示すもので、
これは、ロットガイド２７を金属板材、例えば鋼板から
プレス成形によって形成し、このロッドガイド２７の筒
状部２７ａを裏金としてその内周部に樹脂をコーティン
グし、そのコーティング樹脂層を軸受２８としたもので
ある。もちろん、軸受２８の端部内周面は上記した実施
例のようなキャビテーション発生防止領域として形成さ
れている。

【００２９】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは
変更が可能である。ピストンロッドを受ける軸受として
は、樹脂系材料により円筒状に形成したものであっても
良い。軸受の端部内周面の傾斜面の段数は３段以上であ
っても良い。軸受のキャビテーション発生防止領域は、
両端部の内周面に設ける必要はなく、一方の端部の内周
面だけであっても良い。特に、ピストンロッドが一方向
のみに急速に移動するものである場合には、軸受の端部
内周面に設けるキャビテーション発生防止領域は、その
ピストンロッドの急速移動方向によりオイルが流入する
側の端部内周面に設けるようにすれば良い。本発明は自
動車のショックアブソーバのピストンロッド用軸受に限
られず、オートバイのショックアブソーバのピストンロ
ッド用軸受でも良く、要は、往復移動するロッドを支持
するための軸受に広く適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の断面図

【図２】軸受の構成を示す部分的な拡大断面図

【図３】ショックアブソーバの断面図

【図４】要部の拡大断面図

【図５】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図６】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図７】第３実施例の変形例を示す図１相当図

【図８】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図９】本発明の第５実施例を示す断面図

【図１０】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

図中、１１はショックアブソーバ、１２はシリンダ、１
３はアウタシェル、１４はピストン、１５はピストンロ
ッド、１７はロッドガイド、１９は軸受、２４は裏金、
２５は軸受合金、２６は樹脂系材料である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本康一名古屋市北区猿投町２番地大同メタル工業株式会社内 (72)発明者柴山隆之名古屋市北区猿投町２番地大同メタル工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線方向に往復移動するロッドを支持す
るための軸受において、端から前記ロッドを支持する軸受面に至るまでの端部内
周面を、軸受の中心軸線とのなす角度が端から前記軸受
面に向かって次第に小さくなるように複数の傾斜面を軸
方向に連ねて構成したことを特徴とする軸受。
【請求項２】軸線方向に往復移動するロッドを支持す
るための軸受において、端から前記ロッドを支持する軸受面に至るまでの端部内
周面を、軸受の中心軸線とのなす角度が端から前記軸受
面に向かって次第に小さくなるように弧状面により構成
したことを特徴とする軸受。
【請求項３】軸線方向に往復移動するロッドを支持す
るための軸受において、端から前記ロッドを支持する軸受面に至るまでの端部内
周面を、軸受の中心軸線とのなす角度が端から前記軸受
面に向かって次第に小さくなるように傾斜面と弧状面と
を軸線方向に連ねて構成したことを特徴とする軸受。
【請求項４】鋼または銅合金の裏金と、この裏金上に
設けられた多孔質状の銅系軸受合金と、この多孔質銅系
軸受合金に含浸された樹脂系材料とから構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
軸受。
【請求項５】裏金上に、樹脂系軸受材料をコーティン
グして構成されていることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の軸受。
【請求項６】樹脂系軸受材料単体で構成されているこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の軸
受。