(57)【要約】【課題】スライド部材の表面を保護し、スライド部材のシリンダチューブに対する摩擦抵抗が低減できるとともに、スライド部材の表面処理に伴うコストを低減できる車両用油圧緩衝器を提供する。【解決手段】シリンダチューブ１１内にスライド部材１２を摺動自在に設け、シリンダチューブ１１とスライド部材１２の内部に作動油室を設けた車両用油圧緩衝器１０であって、スライド部材１２のシリンダチューブ１１と摺動する摺動面に、Ｓｉ元素の他に、金属元素としてＴｉを含み、非金属元素として少なくともＮ、Ｏ、Ｃのうち１種若しくは２種以上より選択された元素を含むＳｉ含有被膜Ｌを形成した構成とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブ内にスライド部材を摺動自在に設け、前記シリンダチューブと前記スライド部材の内部に作動油室を設けた車両用油圧緩衝器であって、
前記スライド部材の前記シリンダチューブと摺動する摺動面に、Ｓｉ元素の他に、金属元素としてＴｉを含み、非金属元素として少なくともＮ、Ｏ、Ｃのうち１種若しくは２種以上より選択された元素を含むＳｉ含有被膜を形成したことを特徴とする車両用油圧緩衝器。
【請求項２】
前記Ｓｉ含有被膜の膜厚が０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の車両用油圧緩衝器。
【請求項３】
前記シリンダチューブの前記スライド部材と摺動する摺動面に、前記Ｓｉ含有被膜を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用油圧緩衝器。
【請求項４】
前記車両用油圧緩衝器が自動二輪車のフロントフォークであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用油圧緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車二輪車等の車両に用いられるフロントフォークやリアダンパ等の車両用油圧緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動二輪車に用いられるフロントフォークにおいて、シリンダチューブ内に摺動自在に設けられるスライド部材の表面に、非晶質（アモルファス）硬質炭素膜（ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）膜）を被服する技術が知られている。スライド部材の表面にＤＬＣ膜を形成することにより、スライド部材に傷が付くことを防止できるとともに、スライド部材のシリンダチューブに対する摩擦抵抗が低減できスライド部材の摺動が滑らかになる効果がある。
【特許文献１】特開２００３−３４３６３２号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記スライド部材の表面にＤＬＣ膜を形成すると、上記した効果があるものの、表面処理に伴うコストが高くなる問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、スライド部材の表面を保護し、スライド部材のシリンダチューブに対する摩擦抵抗が低減できるとともに、スライド部材の表面処理に伴うコストを低減できる車両用油圧緩衝器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、シリンダチューブ内にスライド部材を摺動自在に設け、前記シリンダチューブと前記スライド部材の内部に作動油室を設けた車両用油圧緩衝器であって、前記スライド部材の前記シリンダチューブと摺動する摺動面に、Ｓｉ元素の他に、金属元素としてＴｉを含み、非金属元素として少なくともＮ、Ｏ、Ｃのうち１種若しくは２種以上より選択された元素を含むＳｉ含有被膜を形成したことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、スライド部材のシリンダチューブと摺動する摺動面には、Ｓｉ元素の他に、金属元素としてＴｉを含み、非金属元素として少なくともＮ、Ｏ、Ｃのうち１種若しくは２種以上より選択された元素を含むＳｉ含有被膜が形成されているため、スライド部材の摺動面を保護強化することができる。これにより、例えば、車両が走行しているときに路面の石等を跳ね上げてその石等がスライド部材に接触してもスライド部材に傷が付くことを防止でき、また曝露されたスライド部材に錆び等が発生することも防止できる。また、スライド部材のシリンダチューブと摺動する摺動面には上記Ｓｉ含有被膜が形成されているため、スライド部材のシリンダチューブに対する摩擦抵抗を低減することができ、スライド部材の摺動を円滑にすることができる。さらに、スライド部材のシリンダチューブと摺動する摺動面には上記Ｓｉ含有被膜が形成されているため、Ｓｉ含有被膜を形成させるためのスライド部材の表面処理に伴うコストを、従来のようにスライド部材の摺動面にＤＬＣ膜を形成する場合のスライド部材の表面処理に伴うコストと比較して、安価にすることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用油圧緩衝器において、前記Ｓｉ含有被膜の膜厚が０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、Ｓｉ含有被膜の膜厚が０．５μｍ以上３．０μｍ以下であるため、スライド部材の摺動性の向上と、スライド部材の強度の向上と、スライド部材を表面処理するときのコストの低コスト化とを両立させることができる。
逆に、Ｓｉ含有被膜の膜厚が０．５μｍ未満であれば、スライド部材の摺動性の向上とスライド部材の強度の向上を両立させることができず、不適となる。
一方、Ｓｉ含有被膜の膜厚が３．０μｍよりも厚ければ、スライド部材の表面処理に伴う時間やコストがそれに比例して大きくなり、不適となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用油圧緩衝器において、前記シリンダチューブの前記スライド部材と摺動する摺動面に、前記Ｓｉ含有被膜を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、シリンダチューブのスライド部材と摺動する摺動面にはＳｉ含有被膜が形成されているため、シリンダチューブのスライド部材に対する摩擦抵抗を低減することができ、スライド部材の摺動を円滑にすることができる。特に、スライド部材の摺動面とシリンダチューブの摺動面の両方に上記Ｓｉ含有被膜を形成することにより、シリンダチューブのスライド部材に対する摩擦抵抗を大幅に低減することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用油圧緩衝器において、前記車両用油圧緩衝器が自動二輪車のフロントフォークであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、スライド部材の摺動性の向上と、スライド部材の強度の向上と、スライド部材を表面処理するときのコストの低コスト化との全てが要求される自動二輪車のフロントフォークに適用することにより、要求に合致した自動二輪車のフロントフォークを提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スライド部材の表面を保護し、スライド部材のシリンダチューブに対する摩擦抵抗が低減できるとともに、スライド部材の表面処理に伴うコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の一実施形態に係る車両用油圧緩衝器について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、車両用油圧緩衝器として自動二輪車のフロントフォークを例にとって説明するが、これに限られるものではなく、例えばフロントフォークに内蔵したダンパシリンダ内に摺動自在に設けられるピストンロッドや、リアダンパのシリンダチューブ内に摺動自在に設けられるピストンロッドを本発明のスライド部材として適用することも可能である。
【００１５】
図１に示すように、車両用油圧緩衝器としての自動二輪車のフロントフォーク１０は、シリンダチューブ１１を備えている。このシリンダチューブ１１の内部には、スライドパイプ（スライド部材）１２が摺動自在に設けられている。また、シリンダチューブ１１とスライドパイプ１２の内部には、作動油室１３（上油室１３Ａ、下油室１３Ｂ）と、油溜室１４（上油溜室１４Ａ、下油溜室１４Ｂ）と、気体室１５と、が設けられている。
【００１６】
また、シリンダチューブ１１の開口部の内周面（摺動面）には、ポリテトラフルオロエチレンで被覆されたガイドブッシュ２１と、油室１３を密封するニトリルゴムのオイルシール２２が設けられている。このシリンダチューブ１１の開口部の内周は、スライドパイプ１２の外周面（摺動面）に摺接するように構成されている。また、スライドパイプ１２の先端部の外周面には、ポリテトラフルオロエチレンで被覆されたガイドブッシュ２３が設けられている。
【００１７】
また、シリンダチューブ１１の底部には中空パイプ３１が設けられており、この中空パイプ３１の上端部には隔壁部材３２が設けられている。この隔壁部材３２と、スライドパイプ１２の上端部に設けたキャップ３３にバックアップされるカラー３４との間には、懸架スプリング３５が配置されている。
【００１８】
また、フロントフォーク１０は、車両が受ける衝撃を懸架スプリング３５と気体室１５の空気ばねによって吸収して緩和し、この衝撃の吸収に伴う懸架スプリング３５の振動を以下の減衰作用により制振している。
【００１９】
すなわち、フロントフォーク１０は、圧縮工程では、スライドパイプ１２が図１の伸長状態から下降して下油室１３Ｂの圧力が上昇し、スライドパイプ１２に設けたピストン４１のチェック弁４２が上向き移動して開くことにより下油室１３Ｂの油が上油室１３Ａの側に置換するとともに、スライドパイプ１２の断面積×ストローク分の油が下油室１３Ｂから中空パイプ３１の通孔３１Ａを通って下油溜室１４Ｂへ移動する。そして、下油溜室１４Ｂへ移動した油が上油溜室１４Ａへ移動する際に、隔壁部材３２のセンター孔３２Ａ、伸び圧共用流路４３の撓みバルブ４４とチェックバルブ４５の間の微小隙間、撓みバルブ４４の撓みに基づく減衰力を発生する。
【００２０】
一方、フロントフォーク１０は、伸長工程では、スライドパイプ１２が圧縮状態から上昇して上油室１３Ａの圧力が上昇し、上油室１３Ａの油がピストン４１の上テーパ部に着座するチェック弁４２の環状隙間から下油室１３Ｂに移動する際にその環状隙間で生ずる通路抵抗、及び上油室１３Ａの油が中空パイプ３１のオリフィス３１Ｂから出て下油溜室１４Ｂ、中空パイプ３１の通孔３１Ａ経由で下油室１３Ｂに移動する際にオリフィス３１Ｂで生ずる通路抵抗に起因する減衰力を生ずる。また、この伸長工程では、スライドパイプ１２の断面積×ストローク分の油が上油溜室１４Ａから下油溜室１４Ｂ経由で下油室１３Ｂに補給される。このとき、上油溜室１４Ａの油は、隔壁部材３２のセンター孔３２Ａを通り、更にチェックバルブ４５を開弁して下油溜室１４Ｂに移動する。
【００２１】
ここで、スライドパイプ１２のシリンダチューブ１１の内周面と摺接する外周面（摺動面）には、Ｓｉ元素の他に、金属元素としてＴｉを含み、非金属元素として少なくともＮ、Ｏ、Ｃのうち１種若しくは２種以上より選択された元素を含むＳｉ含有被膜Ｌが形成されている。また、このＳｉ含有被膜Ｌの膜厚は、０．５μｍ以上３．０μｍ以下となるように設定されている。
【００２２】
次に、スライドパイプ１２のシリンダチューブ１１の内周面と摺接する外周面（摺動面）にＳｉ含有被膜Ｌを形成するスライドパイプ１２の表面処理方法について説明する。
【００２３】
スライドパイプ１２の外周面にＳｉ含有被膜Ｌを形成する方法として、イオンプレーティング法やスパッタリング法が挙げられる。
【００２４】
スライドパイプを洗浄した後、自公転治具台車に取り付け、炉内に搬入する。炉内が所定の圧力となるように真空ポンプにより真空排気（到達真空度：８．０×１０−３Ｐａ以下）を行うと共に、炉内のヒータによりスライドパイプが所定の温度になるまで加熱する（加熱温度３２０度）。スライドパイプは、予め、Ａｒガスによる清浄化及び活性化（Ａｒイオンボンバード、５００Ｖ、１０分間）を行っておく。そして、炉内に配置されたホローカソード（中空陰極）から引き出された電子ビーム（３５０Ａ）により、炉内に配置された水冷銅るつぼ内の予め所定量投入されたＴｉ、Ｓｉが加熱溶融されて蒸発する。密着力を向上させるために所定の時間までＴｉ、Ｓｉのみ蒸着した後に反応ガスとしてのＮ２、Ｃ２Ｈ２、Ｏ２、のうち１種若しくは２種以上のガスを導入して圧力を６．０×１０−２〜２．０×１０−１Ｐａに調整する。これにより、スライドパイプの摺動面（表面）には、Ｓｉ元素の他に、金属元素としてＴｉを含み、非金属元素として少なくともＮ、Ｏ、Ｃのうち１種若しくは２種以上より選択された元素を含むＳｉ含有被膜が形成される。
【００２５】
次に、本実施形態の車両用油圧緩衝器の作用について説明する。
【００２６】
図１に示すように、フロントフォーク１０を構成するスライドパイプ１２のシリンダチューブ１１と摺動する摺動面には、Ｓｉ元素の他に、金属元素としてＴｉを含み、非金属元素として少なくともＮ、Ｏ、Ｃのうち１種若しくは２種以上より選択された元素を含むＳｉ含有被膜Ｌが形成されているため、スライドパイプ１２の摺動面を保護強化することができる。これにより、例えば、車両が走行しているときに路面の石等を跳ね上げてその石等がスライドパイプ１２に接触してもスライドパイプ１２に傷が付くことを防止できる。これにより、シリンダチューブ１１の内部の油がスライドパイプ１２の傷から外部に漏れてしまうことを防止できる。
【００２７】
また、スライドパイプ１２のシリンダチューブ１１と摺動する摺動面には上記Ｓｉ含有被膜Ｌが形成されているため、曝露されたスライドパイプ１２に錆び等が発生することも防止できる。
【００２８】
また、スライドパイプ１２のシリンダチューブ１１と摺動する摺動面には上記Ｓｉ含有被膜が形成されているため、スライドパイプ１２のシリンダチューブ１１に対する摩擦抵抗を低減することができ、スライドパイプ１２の摺動を円滑にすることができる。
【００２９】
さらに、スライドパイプ１２のシリンダチューブ１１と摺動する摺動面には上記Ｓｉ含有被膜Ｌが形成されているため、Ｓｉ含有被膜Ｌを形成させるためのスライドパイプ１２の表面処理に伴うコストを、従来のようにスライドパイプの摺動面にＤＬＣ膜を形成する場合のスライドパイプの表面処理に伴うコストと比較して、安価にすることができる。
【００３０】
特に、スライドパイプ１２の摺動面に形成されたＳｉ含有被膜Ｌの膜厚が０．５μｍ以上３．０μｍ以下であるため、スライドパイプ１２の摺動性の向上と、スライドパイプ１２の強度の向上と、スライドパイプ１２を表面処理するときのコストの低コスト化と、を両立させることができる。
逆に、Ｓｉ含有被膜Ｌの膜厚が０．５μｍ未満であれば、スライドパイプ１２の摺動性の向上とスライドパイプ１２の強度の向上を両立させることができず、不適となる。
一方、Ｓｉ含有被膜Ｌの膜厚が３．０μｍよりも厚ければ、スライドパイプ１２の表面処理に伴う時間やコストがそれに比例して大きくなり、不適となる。
【００３１】
なお、シリンダチューブ１１のスライドパイプ１２と摺動する摺動面にも同様にしてＳｉ含有被膜を形成することにより、シリンダチューブ１１のスライドパイプ１２に対する摩擦抵抗を低減させることができ、スライドパイプ１２の摺動を円滑にすることができる。特に、スライドパイプ１２の摺動面とシリンダチューブ１１の摺動面の両方に上記Ｓｉ含有被膜を形成することにより、シリンダチューブ１１のスライドパイプ１２に対する摩擦抵抗を大幅に低減させることができる。
【実施例】
【００３２】
次に、上記表面処理方法により得られたスライドパイプを用いて、フリクション値とストローク位置との関係を明確にするための作動性試験を行った。
本試験では、スライドパイプの外周面（摺動面）にＳｉ含有被膜としてＴｉＳｉＮＣ膜を形成したフロントフォーク（実施例品）、スライドパイプの外周面（摺動面）にＤＬＣ膜を形成したフロントフォーク（第１従来品）、スライドパイプの外周面（摺動面）をクロムメッキしたフロントフォーク（第２従来品）をそれぞれ作製し、試験を行った。また、図２に示すように、上記各スライドパイプ５０は上方に位置するシリンダチューブ５２の下側に配置させ、各スライドパイプ５０がシリンダチューブ５２に対して摺動しシリンダチューブ５２の内部に入り込むように構成した。さらに、各スライドパイプ５０にはタイヤ（図示省略）を取り付けた。また、各シリンダチューブ５２を試験機５４に設けられた２個のブラケット５６に取り付け各シリンダチューブ５２を２箇所で固定するとともに、フリクション値を計測するためのロードセル（図示省略）が取り付けられた計測台５８の上にタイヤを載置した状態で試験を行った。また、本試験は、各シリンダチューブ５２と各スライドパイプ５０が鉛直方向（図２中矢印Ｘ方向）に延びた状態で行ったが、フロントフォークを自動二輪車に取り付けると傾斜する状態を考慮して、各スライドパイプ５０には水平方向（図２中矢印Ｙ方向）のサイドフォースＳＦ（１４７０Ｎ）を作用させた。
【００３３】
本試験の結果は、図３に示す通りとなった。図３の縦軸はフリクション値（スライドパイプ５０のシリンダチューブ５２に対する摩擦力を意味する）を示しており、横軸はストローク位置Ｓ（図２参照）を示している。
図３に示すとおり、本発明の実施例品では、第１従来品及び第２従来品と比較して、全てのストローク位置Ｓでのフリクション値が低くなることが判明した。この試験結果により、本発明の実施例品では、第１従来品及び第２従来品と比較して、スライドパイプ５０のシリンダチューブ５２に対する摩擦力が低く、スライドパイプ５０の摺動性能が向上することが明確になった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用油圧緩衝器の断面図である。
【図２】作動性試験を実施するときの状態を示した概念図である。
【図３】作動性試験の試験結果を示すグラフであり、縦軸にフリクション値をとり、横軸にストローク位置をとったグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１０      フロントフォーク（車両用油圧緩衝器）
１１      シリンダチューブ
１２      スライドパイプ（スライド部材）
Ｌ        Ｓｉ含有被膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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