(57)【要約】【課題】  微低速域における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。【解決手段】  シリンダ１とシリンダ１の外周側にシリンダ１に対して摺動可能に配置されたアウターチューブ２と、アウターチューブ２の内周に軸方向に配置されてシリンダ１の外周に摺接する複数のブッシュ３，４を備え、複数のブッシュ３，４の少なくとも１つのブッシュである第一ブッシュ３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４と異なることを特徴とする。【選択図】  図１
2018017335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒と前記内筒の外周側に前記内筒に対して摺動可能に配置された外筒とを備え、伸縮時に減衰力を発揮する緩衝器であって、
前記外筒の内周に軸方向に配置されて前記内筒の外周に摺接する複数のブッシュを備え、
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
前記第一ブッシュは前記第二ブッシュよりも前記外筒の大気側に配置され、
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。
【請求項４】
前記第一ブッシュの軸方向長さが前記第二ブッシュの軸方向長さよりも長いことを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪位置決め用の支柱として利用されるストラット型緩衝器は、通常、車輪と車体との間に傾斜姿勢で介装される。そのため、ストラット型緩衝器には常に曲げモーメントが負荷されており、ストラット型緩衝器は曲げモーメントに対抗できるようにロッドの径が大径化する傾向にある。
【０００３】
しかしながら、このようにロッド径を大径化するとピストンの伸側室側の受圧面積が小さくなる結果となり、曲げモーメントに対する剛性を高めるとストラット型緩衝器の伸長行程時における減衰力を高くしがたい。
【０００４】
そこで、シリンダとシリンダ内に出没可能なロッドとを備えた緩衝器本体を倒立配置し、車軸に連結されるアウターチューブ内に摺動自在に挿入して、曲げモーメントをシリンダとアウターチューブでも受けるようにした倒立ストラット型緩衝器が開発されている。このようにすると、ロッド径を太くせずとも曲げ剛性を確保でき、ピストンにおける受圧面積が大きく確保され高減衰力の発生と外径の大型化の回避が可能となる。
【０００５】
また、この倒立ストラット型緩衝器では、アウターチューブの内周に筒状の一対のブッシュを装着し、当該ブッシュの内周面をシリンダ外周に摺接させて、アウターチューブの軸方向の移動をガイドしている。（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
ここで、緩衝器本体は、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。
【０００７】
このような緩衝器本体は、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。
【０００８】
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、アウターチューブの内周に設けられた一対のブッシュの内周とシリンダの外周と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、緩衝器が微低速域で伸縮する場合、バルブによる減衰力が非常に小さくなるため、摩擦力による減衰力が全減衰力の大半を占めるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３０１１６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、従来の緩衝器では、アウターチューブの内周に設けられた一対のブッシュの内周とシリンダの外周との間で発生する摩擦力をチューニングできなかったため、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。
【００１１】
そこで、本発明はアウターチューブの内周に設けられたブッシュによって、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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するための手段は、内筒と前記内筒の外周側に前記内筒に対して摺動可能に配置された外筒と、前記外筒の内周に軸方向に配置されて前記内筒の外周に摺接する複数のブッシュを備え、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。
【００１３】
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、少なくとも内筒に摺接する内周面の異なるブッシュが軸方向に配置されるようになるため、材質の選択によってブッシュの摺動特性をチューニングできる。
【００１４】
また、前記第一ブッシュは前記第二ブッシュよりも前記外筒の大気側に配置され、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、外筒と内筒に曲げモーメントが作用する際に、より大きな径方向の荷重を受ける外筒の大気側には耐摩耗性に優れた材質の第一ブッシュを設け、比較的径方向の荷重のかからない外筒のボトム側には摩擦係数の低い第二ブッシュを設けている。これにより、緩衝器の伸縮時における摺動性の向上と、ブッシュの耐摩耗性の両立ができるため、緩衝器の製品寿命を向上させつつ車両の乗り心地を向上できる。
【００１５】
また、前記第一ブッシュの軸方向長さを前記第二ブッシュの軸方向長さよりも長くなるようにしてもよい。この構成によると、外筒と内筒に曲げモーメントが作用する際に、より大きな径方向の荷重を受ける外筒の大気側に配置された第一ブッシュの軸方向長さが長くなるため、内筒との間で作用する面圧を低減でき、第一ブッシュの劣化を抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の緩衝器によれば、外筒の内周に軸方向に配置されて内筒の外周に摺接する複数のブッシュの摺動特性の組み合わせにより、緩衝器の微低速域における減衰力特性をチューニングできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る緩衝器の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明を自動車のストラット型緩衝器に具体化した一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、図１に示すように、内筒であるシリンダ１とシリンダ１の外周側にシリンダ１に対して摺動可能に配置された外筒であるアウターチューブ２と、アウターチューブ２の内周に軸方向に配置されてシリンダ１の外周に摺接する複数のブッシュ３，４を備えている。
【００２０】
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、車両の車軸側に連結される有底筒状のアウターチューブ２と、アウターチューブ２内に挿入された倒立型の緩衝器本体１０を備える。緩衝器本体１０は、車体側に連結されるシリンダ１と、一端がシリンダ１内に軸方向に移動自在に挿入されるとともに他端がアウターチューブの底部に連結されるロッド５を備え、シリンダ１は車体側に連結されている。
【００２１】
また、シリンダ１内にはフリーピストン１１が移動自在に挿入されており、フリーピストン１１は、シリンダ１内を液室Ｒとガス室Ｇに区画している。
【００２２】
さらに、ロッド５の図１中上端である一端には、シリンダ１の内周面に摺接するピストン６が連結されており、ピストン６は、液室Ｒを伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の二室に区画している。
【００２３】
液室Ｒには、作動油などの液体が充填され、ガス室Ｇ内にはたとえば、窒素等といった不活性ガスが所定圧で充填されている。
【００２４】
また、本実施の形態に係るピストン６には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通する複数の通路６ａが設けられている。また、ピストン６の伸側室Ｒ１側には、伸側リーフバルブ６ｂが積層され、ピストン６の圧側室Ｒ２側には、圧側リーフバルブ６ｃが積層されている。
【００２５】
図１に示すように、圧側リーフバルブ６ｃは、ピストン６の伸側室Ｒ１側に積層される複数の環状板であって、複数の通路６ａの内半数の通路である圧側通路の出口端を閉塞する。そして、緩衝器Ｄの収縮時において圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の差圧力が圧側リーフバルブ６ｃの開弁圧を上回ると、圧側リーフバルブ６ｃは、外周側が撓んで開弁して、圧側室Ｒ２を伸側室Ｒ１へ連通する。これにより、圧側リーフバルブ６ｃは、緩衝器Ｄの収縮時に圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れを許容するとともにこの流れに抵抗を与える。
【００２６】
また、図示しないが、伸側リーフバルブ６ｂは、ピストン６の圧側室Ｒ２側に積層される複数の環状板であって、複数の通路６ａの内圧側通路を除く残り半数の通路である伸側通路の出口端を閉塞する。そして、緩衝器Ｄの伸長時において伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧力が伸側リーフバルブ６ｂの開弁圧を上回ると、伸側リーフバルブ６ｂは、外周側が撓んで開弁して、伸側室Ｒ１を圧側室Ｒ２へ連通する。これにより、伸側リーフバルブ６ｂは、緩衝器Ｄの伸長時に伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れを許容するとともにこの流れに抵抗を与える。
【００２７】
したがって、緩衝器Ｄの伸縮時に通路６ａを介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を行き来する液体に伸側リーフバルブ６ｂまたは圧側リーフバルブ６ｃにより抵抗が与えられるので、緩衝器Ｄは減衰力を発揮する。なお、通路６ａを通過する液体の流れに抵抗を与えるバルブに、リーフバルブ６ｂ，６ｃ以外のバルブを採用してもよい。
【００２８】
また、本実施の形態においては、フリーピストン１１が、シリンダ１内を上下に移動するようになっているので、フリーピストン１１の移動によりガス室Ｇの容積が変化する。そのため、ロッド５がシリンダ１内に出入りすることによるシリンダ１内における容積変化をガス室Ｇの容積変化によって補償できる。
【００２９】
したがって、本実施の形態の場合、緩衝器本体１０は、ロッド５がシリンダ１内に出入りすることによるシリンダ１内における容積変化を、ガス室Ｇの容積の変化によって補償する単筒型とされている。ただし、緩衝器本体１０は、シリンダ１の内部にピストン６が摺動自在に挿入されるインナーチューブを備えて、シリンダ１とインナーチューブとの間にシリンダ１内の容積変化を補償するリザーバを形成する複筒型とされてもよい。
【００３０】
本実施の形態に係るアウターチューブ２の上方外周には図示しない懸架ばねを着座させるスプリングシート１７が固定され、下端外周には車軸に連結可能なブラケット１２が固定されている。また、アウターチューブ２の内周には、環状の第一ブッシュ３と第二ブッシュ４が軸方向に並べて固定されている。
【００３１】
第一ブッシュ３は大気側である図１中上方に、第二ブッシュ４はアウターチューブ２のボトム側となる図１中下方に配置されている。これらのブッシュ３，４は、アウターチューブ２内に挿入されるシリンダ１の外周に摺接して、緩衝器Ｄの伸縮時におけるアウターチューブ２の軸方向の移動をガイドしている。
【００３２】
また、アウターチューブ２とシリンダ１との環状隙間であって、第一ブッシュ３と第二ブッシュ４との間には、グリスなどの潤滑剤Ｌが充填されており、潤滑剤Ｌはこれらのブッシュ３，４とシリンダ１との間を潤滑している。
【００３３】
さらに、アウターチューブ２の内周であって下方側に配置された第二ブッシュ４の直下には、シールとしてＯリング１３が装着され、このＯリング１３の直下には、Ｏリング１３の軸方向下方への移動を規制する筒状の固定リング１４が装着されている。これにより、第一ブッシュ３と第二ブッシュ４の間に充填された潤滑剤Ｌが、第二ブッシュ４の内周とシリンダ１の外周の摺動隙間を介してアウターチューブ２のボトム側に漏れ出てしまうのをＯリング１３によってシールできる。
【００３４】
さらに、アウターチューブ２の図１中上端開口部には、シリンダ１の外周に摺接するシール部材１５を有するシールケース１６が設けられており、前記環状隙間およびアウターチューブ２内を密封している。
【００３５】
また、本実施の形態に係る第一ブッシュ３と第二ブッシュ４は、それぞれ摺動特性の異なる材質で形成されている。ここで、摺動特性とは、ブッシュがシリンダに接して軸方向へ移動する際の摩擦特性と摩耗特性の双方を指している。
【００３６】
ここで、緩衝器Ｄの微低速域においては、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を行き来する液体の流量が少ないため、伸側リーフバルブ６ｂおよび圧側リーフバルブ６ｃによる減衰力が非常に小さくなるため、摩擦力による減衰力が全減衰力の大半を占めるようになる。
【００３７】
したがって、第一ブッシュ３と第二ブッシュ４の材質の選択によって、シリンダ１との間で生じる摩擦力が任意の大きさになるようにチューニングすれば、緩衝器Ｄの微低速域における減衰特性について狙った減衰力が得られる。
【００３８】
このように、第一ブッシュ３と第二ブッシュ４の材質の組み合わせ次第で、ブッシュ３，４の耐久性と、緩衝器Ｄの伸縮時におけるブッシュ３，４とシリンダ１との間で生じる摩擦力をチューニングできる。
【００３９】
また、本実施の形態においては、各ブッシュ３，４の摩耗特性についてもブッシュ３，４毎に変えられるため、各ブッシュ３，４の配置や用途によってブッシュ３，４毎に必要な耐久性が異なる場合においても、耐久性が要求される一方のブッシュのみを耐摩耗性に優れる材質で形成できる。そのため、他方のブッシュについては、一方のブッシュで要求される摩耗特性に拘束されない。
【００４０】
したがって、本実施の形態においては、全てのブッシュを同じ材質で形成する場合に比べて、ブッシュの材質の選択の自由度が向上する。
【００４１】
なお、本実施の形態においては第一ブッシュ３と第二ブッシュ４は、各ブッシュ３，４の全体の材質が異なっているが、シリンダ１の外周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。
【００４２】
次に、第一ブッシュ３および第二ブッシュ４の材質の組み合わせの具体例を説明する。
【００４３】
一般的に、緩衝器が伸縮する際にアウターチューブの内周に設けられたブッシュとシリンダとの間で生じる摩擦力が高いと、緩衝器の微低速域におけるロッドの動き始めに摩擦抵抗が作用して、車両の乗り心地が悪化してしまうため、ブッシュは摩擦係数が低い方が好ましい。また、ストラット型緩衝器のように、アウターチューブとシリンダに曲げモーメントが作用する緩衝器にあっては、ブッシュに大きな径方向の荷重が作用するため、ブッシュは耐摩耗性に優れている方が好ましい。
【００４４】
しかしながら、従来のように、第一ブッシュ３と第二ブッシュ４を同じ摺動特性の材質で形成する場合、低摩擦と耐摩耗性に優れる摺動特性を両立させようとすると、第一ブッシュ３と第二ブッシュ４を、摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れる材質で形成しなければならず、材料の選択の自由度が低い。
【００４５】
そこで、シリンダ１とアウターチューブ２に曲げモーメントが作用する際により大きな径方向の荷重を受ける大気側に配置された第一ブッシュ３を第二ブッシュ４よりも耐摩耗性に優れる材質で形成し、大気側に比べて径方向の荷重が作用しにくいボトム側に配置された第二ブッシュ４を第一ブッシュ３よりも摩擦係数の低い材質で形成することが考えられる。
【００４６】
このようにすると、第一ブッシュ３には耐摩耗性に優れる材質の材料を、第二ブッシュ４には摩擦係数が低い材質の材料をそれぞれ選択すればよいので、従来に比べて材料の選択の自由度が高く、アウターチューブ２の摺動性の向上と、ブッシュの耐摩耗性の向上を容易に両立できる。
【００４７】
したがって、上記材料の選択によれば、緩衝器Ｄの製品寿命と車両の乗り心地が向上する。
【００４８】
また、本実施の形態においては、大気側となる図１中上方に配置される第一ブッシュ３の軸方向長さは、ボトム側となる図１中下方に配置される第二ブッシュ４の軸方向長さより長くなっている。
【００４９】
これにより、シリンダ１とアウターチューブ２に曲げモーメントが作用する際に、より大きな径方向の荷重を受ける大気側の第一ブッシュ３の全長を長くすることで、シリンダ１との面圧を低減できるので、第一ブッシュ３の変形や劣化を抑制して、さらに緩衝器Ｄの製品寿命の向上を達成できる。
【００５０】
また、第一ブッシュ３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、第二ブッシュ４よりもシリンダ１に対して耐摩耗性に優れる材質であれば特に限定されず、例えば金属などで形成されてもよい。
【００５１】
また、第二ブッシュ４に用いられる摩擦係数の低い材料としては、第一ブッシュ４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二ブッシュ４が形成されると、潤滑剤Ｌが第二ブッシュ４とシリンダ１との間に十分に供給されない状態であっても、アウターチューブ２が滑らかに摺動する。
【００５２】
なお、上述したように、第一ブッシュ３を耐摩耗性に優れる材質で形成し、第二ブッシュ４を摩擦係数の低い材質で形成するのは、本実施の形態の一例であって、第一ブッシュ３および第二ブッシュ４の材質はこれに限定されるものではない。
【００５３】
例えば、第一ブッシュ３の少なくとも内周面の材質を第二ブッシュ４よりも耐摩耗性に優れる材質で形成するだけでもよい。このようにすれば、シリンダ１とアウターチューブ２に曲げモーメントが作用する際により大きな径方向の荷重を受ける第一ブッシュ３が耐摩耗性に優れる材質で形成されるため、緩衝器Ｄの製品寿命が向上する。
【００５４】
あるいは、第二ブッシュ４の少なくとも内周面の材質を第一ブッシュ３の材質よりも摩擦係数の低い材質で形成するだけでも良い。このようにすれば、緩衝器Ｄの伸縮時におけるアウターチューブ２の摺動性が向上するため、車両の乗り心地が向上する。
【００５５】
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３，４の緩衝器Ｄの伸縮時におけるシリンダ１との間で生じる摩擦力のチューニングの自由度がさらに向上する。
【００５６】
なお、ブッシュの数が３つ以上の場合であっても、各ブッシュの材質がそれぞれ全て異なっている必要はない。例えば、複数のブッシュの少なくとも１つのブッシュを第一ブッシュとし、当該第一ブッシュを除く他のブッシュを第二ブッシュとした場合、第一ブッシュと第二ブッシュの材質が１つでも異なっていればよい。具体的には、ブッシュの数が３つ以上の場合に、交互に材質の異なるブッシュを設けたり、複数のブッシュの１つだけを異なる材質のブッシュとしてもよい。
【００５７】
ただし、ブッシュの数が２つの場合には、３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。
【００５８】
なお、本実施の形態においては、緩衝器Ｄを自動車のストラット型緩衝器として説明したが、緩衝器Ｄは、インナーチューブを内筒１とし、アウターチューブを外筒２として、鞍乗型車両用のフロントフォークであってもよい。
【００５９】
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。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・シリンダ（内筒）、２・・・アウターチューブ（外筒）、３・・・第一ブッシュ、４・・・第二ブッシュ、Ｄ・・・緩衝器
【図１】
2018017335.tif 000003