(57)【要約】【課題】シリンダと外筒との間に低摩擦性の潤滑オイルおよび低摩擦性のブッシュを備えた、低摩擦性の倒立構造の振動減衰装置を提供する。【解決手段】シリンダ１１と、前記シリンダ内に出没可能なロッド１３と、ロッド１３に連結されるとともにシリンダ１１の外周に挿入された外筒１２と、外筒１２とシリンダ１１との間に摺動自在に挿入されたブッシュ２２とを備え、外筒１２とシリンダ１１との間には潤滑オイル２３が充填され、ブッシュ２２はポリテトラフルオロエチレンとペルフルオロアルコキシアルカンとを含有し、潤滑オイル２３は有機モリブデン添加剤を含有することを特徴とする倒立構造の減衰装置。【選択図】図１
2020008118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダ内に出没可能なロッドと、
前記ロッドに連結されるとともに前記シリンダの外周に挿入された外筒と、
当該外筒と前記シリンダとの間に摺動自在に挿入されたブッシュとを備え、
前記外筒と前記シリンダとの間には潤滑オイルが充填され、
前記ブッシュはポリテトラフルオロエチレンとペルフルオロアルコキシアルカンとを含有し、
前記潤滑オイルは有機モリブデン添加剤を含有することを特徴とする倒立構造の振動減衰装置。
【請求項２】
前記潤滑オイルが、前記有機モリブデン添加剤を７００〜２０００ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項１に記載の倒立構造の振動減衰装置。
【請求項３】
複数の前記ブッシュを備え、
高さ方向下側にある前記ブッシュの摩擦摺動面の面積が、高さ方向上側にある前記ブッシュの摩擦摺動面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の倒立構造の振動減衰装置。
【請求項４】
前記ブッシュは斜切円筒状であり、
当該振動減衰装置の使用時に横力がかかる側の高さが、その逆側の高さよりも高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の倒立構造の振動減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倒立構造の振動減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、正立構造の振動減衰装置（減衰装置）は、振動減衰装置にかかる横力をそのシリンダ内でピストンするロッドで受けることになるため、当該ロッドが歪みやすいという問題を有していた。しかし、ロッドの剛性向上のためにロッド径を大きくすれば、振動減衰装置で発生する摩擦力が大きくなり、また、ロッドの反力も大きくなる。よって、ロッド径の大きな振動減衰装置を、例えば車両等のダンパーとして適用した場合は、ダンパーからの突き上げが大きくなる等して車両等の乗り心地が悪化する。そのため、正立構造の振動減衰装置の減衰性と剛性を両立することは困難であった。
【０００３】
このような問題に対応するため、振動減衰装置を倒立させ、シリンダの周囲に外筒を挿入し、外筒とロッドとを連結し、外筒ごとロッドをピストンさせる、倒立構造の振動減衰装置が知られている。倒立構造の振動減衰装置は、横力を外筒で受けることができるため、ロッド径を大きくすることなく高い剛性を実現することができる。
【０００４】
倒立構造の振動減衰装置は、シリンダ内でロッドが出没するだけの正立構造の振動減衰装置と比べて、シリンダと外筒との間のベアリング部で摩擦力が増大しやすい。さらに、倒立構造の振動減衰装置はモノチューブ型に限定されるため、ツインチューブ型の振動減衰装置に比べてガス室の反発力が上昇する。このような反発力の上昇により、倒立構造の振動減衰装置は、その内部のオイルが熱膨張しやすく、例えば車両等のダンパーとして適用した場合は、温度の影響による車高の変動しやすさの原因となりやすい。
このような倒立構造による摩擦力の増大の諸要因を解決した倒立構造の振動減衰装置が求められていた。
【０００５】
振動減衰装置の摩擦力を低減させる技術として、以下のようなものがある。
特許文献１には、倒立構造の振動減衰装置において、シリンダと外筒との間の潤滑オイルが、オイルシールを通過して落下して枯渇することを防ぎ、シリンダと外筒の滑らかな相対移動を実現するため、オイルシールを複数設ける発明が開示されている。
特許文献２には、ベアリング部に使用するブッシュの摩擦摺動面に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等を含有する樹脂組成物を使用し、優れた低摩擦性を実現する技術が開示されている。
特許文献３には、Ｃ８〜２３の炭化水素基を有するＭｏＤＴＣを、モリブデン量として５０〜２０００ｐｐｍ含有することで、優れた低摩耗性と低摩擦性を実現する潤滑油組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許５３０８９３８号公報
【特許文献２】特開２０１７−１９０８７０号公報
【特許文献３】特開平６ー２００８−６９８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように振動減衰装置の低摩擦化は従来から検討されていたが、摩擦力の増加しやすい倒立構造の振動減衰装置を十分に低摩擦化しているとは言えなかった。
そこで、本発明は低摩擦性の倒立構造の振動減衰装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、倒立構造の振動減衰装置の摩擦力を低減する技術について鋭意検討した。その結果、倒立構造の振動装置においては、摩擦力の半分以上がシリンダと外筒との間のベアリング部で発生しており、ベアリング部を低摩擦化することで倒立構造の減衰装置で発生する摩擦力を有意に低減できることを見出した。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、倒立構造の減衰装置であって、シリンダと、前記シリンダ内に出没可能なロッドと、前記ロッドに連結されるとともに前記シリンダの外周に挿入された外筒と、当該外筒と前記シリンダとの間に摺動自在に挿入されたブッシュとを備え、前記外筒と前記シリンダとの間には潤滑オイルが充填され、前記ブッシュはポリテトラフルオロエチレンとペルフルオロアルコキシアルカンとを含有し、前記潤滑オイルは有機モリブデン添加剤を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば低摩擦性の倒立構造の振動減衰装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】倒立構造の振動減衰装置の概略構造を示す断面図である。
【図２】倒立構造の振動減衰装置のベアリング部を拡大した断面図である。
【図３】添加物の変更が潤滑オイルの摩擦力へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図４】添加物の変更が潤滑オイルの摩擦力へ及ぼす影響を測定する装置の概要図である。
【図５】有機モリブデン添加剤の添加量の変更が潤滑オイルの摩擦力へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図６】高さ方向上側のブッシュにかかる荷重と、高さ方向下側のブッシュにかかる荷重を比較したグラフである
【図７】実施例と比較例の振動減衰装置にかかる横力と摩擦力の関係を示したグラフである。
【図８】振動減衰装置の使用時に横力のかかる側の高さがその逆側の高さよりも高い斜切円筒状のブッシュの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態に係る倒立構造の振動減衰装置について説明する。以下、振動減衰装置の全体構成について記載した後に、この振動減衰装置に用いる潤滑オイルとブッシュとについて記載する。
なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
＜振動減衰装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る倒立構造の振動減衰装置１０の概略構造を示す断面図である。振動減衰装置１０は、車両に搭載されるモノチューブ式（ド・カルボン式）の倒立構造のダンパーである。
【００１４】
この振動減衰装置１０は、略円筒状のシリンダ１１と、その周囲に挿入された略円筒状の外筒１２とを備える。シリンダ１１内にはシリンダ内オイルが封止され、ロッド１３が挿通されている。外筒１２はロッド１３と連結され、外筒１２とロッド１３とは一体となって、シリンダ１１の軸心方向（長手方向）に自在にスライドする。
【００１５】
ピストン１６は、ロッド１３の先端に装着され、シリンダ１１内を第１液室１４と第２液室１５とに区画する。ピストン１６は連通孔（ピストンバルブ）を備え、シリンダ内オイルは当該連通孔を通過し、振動減衰装置１０で受ける振動を減衰させる。フリーピストン１８は、シリンダ１１内を第２液室１５と高圧ガス室１７とに区画する。
【００１６】
シリンダ１１と外筒１２の間のベアリング部２０は、その上下に略リング状のオイルシール２１（オイルシール２１、オイルシール２１ｂ）を備える。高さ方向上側のオイルシール２１ａと高さ方向下側のオイルシール２１ｂは、その間に潤滑オイル２３を封止する。シリンダ１２の上側の縁とオイルシール２１ａとの上には、ダストシール２４が設置され、ダストが外筒１２内へ侵入することを防いでいる。
【００１７】
ブッシュ２２（ブッシュ２２ａ、ブッシュ２２ｂ）は、摩擦係数の低い素材で略円筒状に形成され、オイルシール２１ａとオイルシール２１ｂの間で、シリンダ１１を摺動自在に保持している。
【００１８】
なお、図１では例としてブッシュ２２ａ、ブッシュ２２ｂの複数のブッシュ２２が設けられているが、ブッシュ２２は１つ以上存在すればよい。ただし、図１のように複数のブッシュ２２を設ける方が好ましい。ブッシュ２２aを１つだけ設ける場合は、ベアリング部２０の高さ方向上側に設けることが好ましい。ブッシュ２２を複数設ける利点、および、ブッシュ２２の位置を調整する利点については、ブッシュに係る説明で後述する。
【００１９】
このような構成とすることで、振動減衰装置１０に負荷される横力を、外筒１２で受け止めることができ、振動減衰装置１０の剛性を向上することができる。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態に係る振動減衰装置１０のベアリング部２０を拡大した断面図である。なお、図２は、図１とは長さ方向の縮尺が異なっているが、構造的には同一である。
シリンダ１１と外筒１２との間のベアリング部２０には潤滑オイル２３が充填され、シリンダ１１と外筒１２の円滑な摺動を可能にしている。
【００２１】
＜潤滑オイル＞
本発明者らは、倒立構造の振動減衰装置の摩擦力を増加させる原因について検討した。先述のように、倒立構造の振動減衰装置は、正立構造の振動減衰装置を倒立させ、周囲に外筒を挿入したものである。本発明者らは、自動車に使用される既存のストラットダンパについて、正立構造だけのもの、正立構造に外筒と外筒の設置に伴う構成を付与したもの、正立構造に外筒とダストシールと外筒およびダストシールの設置に伴う構成を付与したものの３種について、周波数０．００５Ｈｚ、振幅±５ｍｍの条件で摩擦力評価試験を行った。その結果、正立構造だけのものから発生する摩擦力は８５．４Ｎであり、これに外筒が加わると摩擦力が１２２．６Ｎ増加し、さらにダストシールが加わると摩擦力が１７．８Ｎ増加していた。すなわち、外筒とダストシールとを備える倒立構造の振動減衰装置全体の摩擦力２２５．８Ｎのうち、その半分以上である１２２．６Ｎがベアリング部から発生していることが判明した。
【００２２】
よって、本発明者等はベアリング部２０における摩擦力の低減のため、ベアリング部２０を構成するブッシュ２２と潤滑オイル２３の摩擦力の低減について検討を進めた。
まず、潤滑オイル２３の低摩擦化について記載する。本発明者らは、潤滑オイル２３に添加剤を含有させることで潤滑オイル２３を低摩擦化することを検討した。
【００２３】
図３には、添加物の変更が潤滑オイルの摩擦力へ及ぼす影響を示したグラフを、図４には添加物の変更が潤滑オイルの摩擦力へ及ぼす影響を測定する装置の概要図を示す。
具体的な評価方法は下記のとおりである。
【００２４】
板状の金属の表面に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）８５質量％とパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）１５質量％とを混合した樹脂を塗工して、ガイドメタル３１を作成する。このガイドメタル３１を約２５ｍｌの潤滑オイルのバスに浸し、クロムメッキを施した円柱状のロッド３２を乗せることで、摩擦力評価のための装置を作成する。ロッド３２は既存の倒立構造の振動減衰装置のピストンロッドと同一のものであり、当該装置において、ガイドメタル３１とロッド３２とが摩擦摺動する面は、常に潤滑オイル中にある。
【００２５】
上記潤滑オイルとして、既存のダンパオイルのみのもの、既存のダンパオイルに既存のアミン添加剤を添加したもの、既存のダンパオイルに有機モリブデン添加剤としてモリブデンジチオカルバメート（ＭｏＤＴＣ）を添加したものの３種を用意し、潤滑オイルの異なる３種の摩擦力評価のための装置を作成した。
各摩擦力評価のための装置におけるガイドメタル３１の幅は１０±１．５ｍｍである。
【００２６】
摩擦力評価のための装置において、ロッド３２に対して上から下に向けて、すなわち図４の上側の矢印の指す方向に向けて一定の荷重をかけた。この荷重が、振動減衰装置にかかる横力に相当する。
荷重のかかった状態を維持し、ガイドメタル３１を長手方向、すなわち図４の下側の矢印の指す方向に往復運動（摺動）させ続けたときに発生する摩擦力を、１時間ごとに測定した。
【００２７】
摺動の移動量は、例えば始点を中央として±１０ｍｍとし、周波数は、例えば２Ｈｚ（１２０ｒｐｍ／ｍｉｎ）とする。測定は、一例として、荷重２４Ｎ（面荷重９ＭＰａ）、および、荷重７０Ｎ（面荷重１５ＭＰａ）でそれぞれ行う。
【００２８】
図３の縦軸は摩擦力を、横軸は摺動継続時間を示す。実線が「荷重２４Ｎで測定したデータ」を、点線が「荷重７０Ｎで測定したデータ」を示す。また、円形のプロットが既存のダンパオイルのみの潤滑オイルのデータを示し、四角形のプロットが既存のダンパオイルにアミン添加剤を添加した潤滑オイルのデータを示し、三角形のプロットが既存のダンパオイルに有機モリブデン添加剤を添加したデータを示す。
【００２９】
図３の「荷重２４Ｎで測定したデータ」と、「荷重７０Ｎで測定したデータ」の比較から分かるように、荷重が増すほど摩擦力は増大する。図３の結果から、オイルへのモリブデンジチオカルバメートの添加は、荷重２４Ｎにおいては摩擦力の低減効果に乏しいが、荷重７０Ｎにおいては摩擦力を有意に低減することが判明した。
【００３０】
摩擦力の低減を図る必要があるのは、摩擦力の増大する高荷重下においてである。したがって、潤滑オイル２３は、荷重７０Ｎにおいて摩擦力を有意に低減する有機モリブデン添加剤を含有するものとする。
【００３１】
荷重が増すとモリブデンジチオカルバメートによる摩擦力低減効果が高まる機序ついては、以下のように考えられる。
モリブデンジチオカルバメートは、圧力・荷重の増加に伴い、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を含んだ表面被膜を生成する。二硫化モリブデンは、硫黄でモリブデンを挟んだ層を重ねた、層状結晶構造をとっている。モリブデンと硫黄の結合が強固であるのに対し、前記層の間を繋ぐ硫黄同士の結合は弱く、前記層の間がせん断力によって容易に滑るため、二硫化モリブデンの摩擦係数は低い。
【００３２】
このように、高荷重下において、モリブデンジチオカルバメートは摩擦係数の低い二硫化モリブデンを含む表面被膜を生成し、摩擦力を低減させていると考えられる。
モリブデンジチオカルバメート以外にも、モリブデンジチオカルバメートと同様の効果を発揮する有機モリブデン添加剤が、潤滑オイルの添加剤として使用できる。ただし、種々の有機モリブデン添加剤の中でも、分子中にリン（Ｐ）を含まず耐久性を悪化させない等の理由により、モリブデンジチオカルバメートが好ましい。
【００３３】
次に発明者らは、オイルに添加することでその摩擦力を低減させることのできる有機モリブデン添加剤の最適な添加量について検討した。
図５は、有機モリブデン添加剤の添加量の変更が潤滑オイルの摩擦力へ及ぼす影響を示すグラフである。図５の縦軸は摩擦力を、横軸は摺動継続時間を示す。また、三角形のプロットが有機モリブデン添加剤無添加のデータ、四角形のプロットが有機モリブデン添加剤を７００ｐｐｍ添加したデータ、白抜きの円形のプロットが有機モリブデン添加剤を１０００ｐｐｍ添加したデータ、黒塗りの円形のプロットが有機モリブデン添加剤を２０００ｐｐｍ添加したデータを示す。
【００３４】
具体的な測定方法は以下である。
有機モリブデン添加剤としてモリブデンジチオカルバメート（ＭｏＤＴＣ）を使用し、オイルとしてＭＲＦ（Magneto-Rheological Fluid）オイル（ＬＯＲＤ社製、型番１２６ＣＤ）を使用した。潤滑オイルとして、１２６ＣＤのみのもの、１２６ＣＤにＭｏＤＴＣを７００ｐｐｍ添加したもの、１２６ＣＤにＭｏＤＴＣを１０００ｐｐｍ添加したもの、１２６ＣＤにＭｏＤＴＣを２０００ｐｐｍ添加したものの４種を作成した。
【００３５】
この４種の潤滑オイルを使用して、図４と同様の実験装置を４種作成し、図４の測定と同様の方法で、７０Ｎの荷重をかけて測定した。この結果から、オイルに７００〜２０００ｐｐｍの有機モリブデン添加剤を添加すると、有機モリブデン添加剤無添加のオイルよりも摩擦力が低減され、１０００ｐｐｍの有機モリブデン添加剤を添加したときに最も摩擦力が低減されることが判明した。
以上により、潤滑オイル２３への有機モリブデン添加剤の添加量は好ましくは７００〜２０００ｐｐｍであり、より好ましくは９００〜１３００ｐｐｍである。
【００３６】
＜ブッシュ＞
次に、ブッシュ２２の低摩擦化について記載する。  
本発明者らは、ブッシュの材質が倒立構造の振動減衰装置における摩擦力に及ぼす影響について検討した。
【００３７】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）７０質量％と、その他の主要な成分としてフッ化カルシウム（ＣａＦ２）と酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）とを含有する既存のブッシュ、および、ポリテトラフルオロエチレン８５質量％とパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）１５質量％とを含有する改良ブッシュの２種のブッシュを作成し、それぞれのブッシュを用いた倒立構造の振動減衰装置を作成した。両ブッシュの寸法は、例えば内径４０ｍｍ、外径４４ｍｍ、高さ２０ｍｍとする。
また、両振動減衰装置のブッシュ間の距離は、ロッド径等の設計観点に即して設定し、例えば１１５ｍｍとする。なお、両振動減衰装置のブッシュ以外の構成は同一である。
【００３８】
両振動減衰装置で発生する摩擦力を比較するために、ダンパーユニット試験を行った。ここで言うダンパーユニット試験とは、ダンパーの上下にチャックを設置し、ダンパーの軸方向に対して垂直方向に横力をかけながらピストンロッドを上下運動させ、ダンパーから発生する摩擦力を測定する試験である。以降、ダンパーユニット試験とは、このような試験方法を意味するものとする。
【００３９】
一例として、周波数０．００５Ｈｚ、振幅±５ｍｍ、横力０Ｎの条件で、それぞれの倒立構造の減衰装置に対してダンパーユニット試験を行った。測定の結果、改良ブッシュを使用した振動減衰装置で発生する摩擦力は２０８．９Ｎであり、改良ブッシュを使用した振動減衰装置で発生する摩擦力は１９９．９Ｎであった。横力のない状態において、改良ブッシュによって振動減衰装置の摩擦力が約９Ｎ低減されることが判明した。よって、倒立構造の振動減衰装置１０のベアリング部２０を構成するブッシュ２２は、ポリテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシアルカンを含有するものとする。
【００４０】
このように、潤滑オイル２３やブッシュ２２の改良により摩擦力を低減することができれば、シリンダ１１と外筒１２の円滑な摺動が実現するだけでなく、ブッシュ２２の摩耗を低減することができると考えられる。
【００４１】
摩擦力の低減によるブッシュ２２の摩耗の低減効果を検証するため、上述の既存のブッシュと同等クラスの摩耗しやすさを備えるブッシュと、改良ブッシュとのそれぞれをオイルバスに漬けて金属と接触させ、高い荷重をかけて４時間の摺動試験を行った。摺動試験の後、接触式表面粗さ計を用いて、各ブッシュの表面の粗さを測定した。なお、接触式表面粗さ計とは、検出器の触針の先端で試料の表面をなぞり、触針の上下運動を電気的に検出するものである。摺動試験後、摺動面と摺動していない面とを比較して平均摩耗深さを算出した結果、既存のブッシュの平均摩耗深さは１１μｍであり、改良ブッシュの平均摩耗深さは４μｍであった。ポリテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシアルカンを含有するブッシュの耐摩耗性の向上が確認できた。
【００４２】
このように、潤滑オイル２３として有機モリブデン添加剤を添加したオイルを使用し、ブッシュ２２としてポリテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシアルカンを含有するブッシュ使用し、摩擦力を低減させた振動減衰装置においては、ブッシュの摩耗が起こりづらい。したがって、このような振動減衰装置においては、ブッシュの面荷重を大きくすることができるため、ブッシュの摩擦摺動面を小さくすることでさらに摩擦力を低減させることが可能になる。
【００４３】
ここで、ベアリング部２０にブッシュ２２を複数使用するケースについて考える。上述の図３のように、荷重（横力）の大きさによって、摩擦力は変化する。振動減衰装置１０の受ける横力によってベアリング部２０にかかる荷重が、ベアリング部２０内の上下方向の位置によって異なるなら、ブッシュ２２の摩耗の度合いは、ベアリング部２０内のどこに位置するかによって異なると考えられる。摩耗しづらい位置にあるブッシュ２２は、摩擦摺動面を小さくし、摩擦力をさらに低減させることができる。
そこで、本発明者らは、複数のブッシュ２２を設けた場合の、各ブッシュ２２の摩擦摺動面の大きさの調整について検討を進めた。
【００４４】
本発明者らは、高さ方向上側のブッシュ２２ａと高さ方向下側のブッシュ２２ｂを設けた振動減衰装置１０のモデルを作成した。ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）によって、この振動減衰装置１０が受ける荷重の変化に伴う、ブッシュ２２ａ、ブッシュ２２ｂが受ける面荷重の変化をそれぞれ解析し、比較した。測定対象のブッシュ２２a、ブッシュ２２ｂはともに略円筒状に設定され、その寸法は、例えば内径４０ｍｍ、外径４４ｍｍ、高さ２０ｍｍとし、振動減衰装置１０のブッシュ間の距離は例えば１１５ｍｍとする。測定の結果を以下に示す。
【００４５】
図６は高さ方向上側のブッシュ２２ａにかかる荷重と、高さ方向下側のブッシュ２２ｂにかかる荷重を比較したグラフである。横軸が振動減衰装置１０に負荷される横力を、縦軸がブッシュ２２に負荷される荷重を示している。四角形のプロットが上側のブッシュ２２ａのデータを、三角形のプロットが下側のブッシュ２２ｂのデータを示している。
【００４６】
図６から、上側のブッシュ２２ａには正荷重が、下側のブッシュ２２ｂには負荷重がかかっており、上下のブッシュで受ける荷重が逆になっていることが分かる。また、ブッシュ２２における荷重分布を測定すると、ブッシュ２２ａの荷重分布が横力が負荷された側の縁部分に偏っていたのに対して、ブッシュ２２ｂの荷重分布はブッシュ２２ｂ全体で一様であった。よって、下側のブッシュ２２ｂにおいては、荷重がかかりづらく、さらにその荷重が分散することから、一部に過剰な面荷重がかかることによる摩耗のリスクが低いと言える。
【００４７】
以上のことから、振動減衰装置１０に２以上のブッシュ２２を設ける場合、振動減衰装置１０に横力がかかっても荷重がかかりづらい下側のブッシュ２２においては、摩擦摺動面の面積を小さくすることが可能である。上側のブッシュ２２よりも下側のブッシュ２２を小さくすることにより、ブッシュ２２から発生する摩擦力を低減させ、ベアリング部２０から発生する摩擦力を低減させることができる。
【００４８】
以上のように、振動減衰装置１０において、複数のブッシュ２２を設ける場合は、高さ方向上側のブッシュ２２よりも高さ方向下側のブッシュ２２の摩擦摺動面の面積を小さくすることが好ましい。このような構成により、複数のブッシュ２２で安定的にシリンダ１１を保持しつつ、ベアリング部２０から発生する摩擦力を低減させることができる。
なお、摩擦力をより低減させる観点からは、荷重のかかりづらい下側のブッシュ２２を排し、大きな荷重のかかるベアリング部２０の上側、オイルシール２１aの直下にブッシュ２２を１つだけ配置するという構成も好ましい。
【００４９】
また、振動減衰装置１０の使用時に横力がかかる方向が限定されるなら、横力によってブッシュ２２にかかる面荷重が増加する側も限定される。よって、ブッシュ２２の面荷重が増加する側の摩擦摺動面の面積が大きく、その逆側の摩擦摺動面の面積は小さくなるように、ブッシュ２２を斜切円筒状とすることも好ましい。
図８に、振動減衰装置１０の使用時に横力のかかる側の高さがその逆側の高さよりも高い斜切円筒状のブッシュ２２ｃの概略図を示す。図８の矢印は振動減衰装置１０にかかる横力の方向を示す。すなわち、ブッシュ２２ｃにおいては、矢印の指し示す、大きな荷重がかかる側の面の高さが、その逆側の高さよりも高くなっている。
【００５０】
ブッシュ２２ｃのように、面荷重が増加する側の摩擦摺動面の面積が大きくなるように設定することで、ブッシュ２２に必要な剛性を確保することができる。一方、逆側の摩擦摺動面の面積が小さくなるように設定することで、ブッシュ２２の面荷重を低下させ、摩擦力を低減させることができる。この摩擦力の低減の機序については以下のように考えられる。すなわち、物体の表面には微視的な凹凸が存在する。２つの物体の表面が接するとき、実際に接触するのはこの微視的な凸部（真実接触部）であり、微小領域における摩擦力は「物体を構成する材料のせん断強さ」と「真実接触部の面積」との積で表すことができる。よって、ブッシュ２２ｃのように摩擦摺動面の面積を減少させ、真実接触部の面積を減少させれば、微小領域で発生する摩擦力を低減させることができる。ブッシュ２２ｃは、このように摩擦力を低減させていると推測される。
以上のように、ブッシュ２２を、横力のかかる側の高さがその逆側の高さよりも高い斜切円筒状とすると、必要な剛性の確保と摩擦力の低減とを両立させることができる。なお、ここでいう斜切円筒状とは、厳密な斜切円筒だけでなく略斜切円筒を含むものとする。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
実施例１は、ブッシュとしてポリテトラフルオロエチレン８５質量％とパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）１５質量％を含有するブッシュを使用し、潤滑オイルとして既存のダンパオイルにモリブデンジチオカルバメート（ＭｏＤＴＣ）を１０００ｐｐｍ添加したオイルを使用した倒立構造の振動減衰装置である。
ブッシュは略円筒状に形成され、その内径は４０ｍｍ、外径は４４ｍｍ、高さは２０ｍｍであった。また、振動減衰装置のブッシュ間の距離は１１５ｍｍであった。
【００５２】
（比較例１）
比較例１は、ブッシュとしてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）７０質量％と、他の成分としてフッ化カルシウム（ＣａＦ２）および酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を含有する既存のブッシュを使用した倒立構造の振動減衰装置である。ブッシュの材質以外の構成は、実施例１と共通である。
【００５３】
（比較例２）
比較例２は、ブッシュとして比較例１と同じ既存のブッシュを使用し、潤滑オイルとして既存のダンパオイルを使用した倒立構造の振動減衰装置である。潤滑オイルおよびブッシュの材質以外の構成は、実施例１と共通である。
【００５４】
実施例１と比較例１，２について、周波数を０．００５Ｈｚ、振幅を±５ｍｍに設定し、横力０Ｎ、３００Ｎ、５００Ｎ、７００Ｎの４条件でダンパーユニット試験を行った。ダンパーユニット試験の結果を以下に示す。
【００５５】
図７は、実施例と比較例の振動減衰装置にかかる横力と摩擦力の関係を示したグラフである。白抜きの円形のプロットが実施例１の測定データであり、黒塗りの四角形のプロットが比較例１のデータであり、黒塗りの円形のプロットが比較例２のデータである。
【００５６】
実施例１は、計測範囲のどの横力下においても摩擦力が低減されている。  
比較例１は実施例１の改良ブッシュを既存のブッシュに置き換えた例である。比較例１はどの横力下においても実施例１よりも高い摩擦力を発生させているが、その中でも特に、高横力下において摩擦力を顕著に増大させている。
【００５７】
比較例２は実施例１の改良ブッシュを既存のブッシュに、有機モリブデン添加剤を添加したオイルを添加しないオイルに置き換えた例である。比較例２は、どの横力下においても、比較例１よりもさらに高い摩擦力を発生させている。なお、比較例２と比較例１とを比較した場合は、上記の比較例１と実施例１との比較ほどには高横力下における摩擦力の増大が確認されない。
【００５８】
以上のことから、改良ブッシュと有機モリブデン添加剤がともに摩擦力低減の効果を発揮し、改良ブッシュは特に高横力下において摩擦力低減に効果を発揮することが確認できた。
【符号の説明】
【００５９】
１０                          振動減衰装置
１１                          シリンダ
１２                          外筒
１３                          ロッド
１４                          第１液室
１５                          第２液室
１６                          ピストン
１７                          高圧ガス室
１８                          フリーピストン
２０                          ベアリング部
２１、２１ａ、２１ｂ          オイルシール
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  ブッシュ
２３                          潤滑オイル
【図１】
2020008118.tif 000003
【図２】
2020008118.tif 000004
【図３】
2020008118.tif 000005
【図４】
2020008118.tif 000006
【図５】
2020008118.tif 000007
【図６】
2020008118.tif 000008
【図７】
2020008118.tif 000009
【図８】
2020008118.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月25日(2019.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【特許文献１】特許５３０８９３８号公報
【特許文献２】特開２０１７−１９０８７０号公報
【特許文献３】特開平６−３３６５９２号公報