(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏金上に形成された多孔質金属層中に樹脂層を含浸被覆し、前記樹脂層が内周面となるように円筒形状に成型することにより、車両の車輪と車体との間に組み付けられるショックアブソーバに用いられて軸線方向に往復摺動するピストンロッドを支持する車両用のショックアブソーバ用の摺動部材において、
前記樹脂層の表面には、凹凸形状を形成すると共に、前記凹凸形状の隣り合う凸部の頂点間の平均距離をＲＳｍ、前記凹凸形状の底辺から凸部の頂点までの平均高さをＲｃとしたとき、式（１）によって表わされるクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２、且つ、ＲＳｍ≧０．５×１０３μｍ、Ｒｃ≧１０μｍを満たす凹凸形状領域が形成されることを特徴とする車両用のショックアブソーバ用の摺動部材。
Ｘ＝ＲＳｍ×Ｒｃ÷２・・・式（１）
【請求項２】
前記摺動部材の内周面のうち前記軸線方向の車体側の端部側における前記樹脂層の表面には、前記クッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成されることを特徴とする請求項１記載の車両用のショックアブソーバ用の摺動部材。
【請求項３】
前記クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域は、前記摺動部材の内周面における前記軸線方向の車輪側の端部からの長さが、前記摺動部材の内周面における前記軸線方向の長さに対して２５％以上となる領域に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用のショックアブソーバ用の摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏金上に形成された多孔質金属層中に樹脂層を含浸被覆し、前記樹脂層が内周面となるように円筒形状に成型することにより、車両の車輪と車体との間に組み付けられるショックアブソーバに用いられて軸線方向に往復摺動するピストンロッドを支持する車両用のショックアブソーバ用の摺動部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に代表される車両等においては、操縦安定性や走行安定性等の乗り心地を高めるために、それぞれの車輪と車体との間にショックアブソーバが設けられている。一般的な複筒式ショックアブソーバは、ばねの特性による伸び・縮みの揺り返し現象 （周期振動）を緩和し減衰させるために使用されており、縮み動作時には、ピストンロッドがシリンダ内に侵入した容積分と同量の油が縮み側バルブを通過する際の流路抵抗により減衰力（圧力損失）を発生させる一方、伸び動作時には、ピストンロッドがシリンダから出て行く容積分と同量の油が伸び側バルブを通過する際の流路抵抗により減衰力を発生させている。このようなショックアブソーバでは、車体に連結されたピストンロッドに対して往復摺動するように構成した摺動部材が使用されており、摺動部材における摺動面の粗さを極力小さくすることで、ピストンロッドと摺動部材の間で発生する摩擦力の低減が図られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来のショックアブソーバとして、内部の油路構造を改善することで、ショックアブソーバに加えられる荷重に応じた油の流路抵抗を発生させ、ショックアブソーバの減衰特性を変化させるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４７５４６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０１４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示される技術のように、単に摺動面を低摩擦化した摺動部材を用いた場合、車両が平滑な路面を走行時には、路面から車体に伝わる振動が小さいのに加え、摺動部材とピストンロッド間の摩擦力が小さいほどピストンロッドが滑りやすく、ピストンロッドのシリンダ内への出入りがスムーズであるため、伸び動作・縮み動作を繰り返しやすくなり、ショックアブソーバが減衰力を発生させやすいことで有利である。一方、車両が凹凸のある路面を走行時には、路面から車体に伝わる振動が大きくなるが、摺動部材とピストンロッド間の摩擦力が小さいと、縮み動作時にピストンロッドが滑り過ぎてシリンダ内に深く侵入するため、車体の傾きが大きくなり、車両の乗り心地を悪くしてしまう。
【０００６】
また、特許文献２に開示される技術のように、ショックアブソーバ内の油路構造により油に発生する流路抵抗を調節した場合には、ショックアブソーバが路面の凹凸に応じた減衰力を発生させることが可能であるものの、油に圧力が発生するまでにタイムラグがあるので、摺動面を低摩擦化した摺動部材を用いた場合とは異なり、車両が凹凸のある路面を走行時の応答性が不十分であった。
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ショックアブソーバの伸び動作と縮み動作のそれぞれにおいて、即座に摺動部材とピストンロッド間に路面の状態に応じた摩擦力を発生させることにより、走行安定性を向上させた車両用のショックアブソーバ用の摺動部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、請求項１に係る発明においては、裏金上に形成された多孔質金属層中に樹脂層を含浸被覆し、前記樹脂層が内周面となるように円筒形状に成型することにより、車両の車輪と車体との間に組み付けられるショックアブソーバに用いられて軸線方向に往復摺動するピストンロッドを支持する車両用のショックアブソーバ用の摺動部材において、前記樹脂層の表面には、凹凸形状を形成すると共に、前記凹凸形状の隣り合う凸部の頂点間の平均距離をＲＳｍ、前記凹凸形状の底辺から凸部の頂点までの平均高さをＲｃとしたとき、式（１）によって表わされるクッション性指数Ｘ（式（１）・・ＲＳｍ×Ｒｃ÷２）が２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２、且つ、ＲＳｍ≧０．５×１０３μｍ、Ｒｃ≧１０μｍを満たす凹凸形状領域が形成されることを特徴とする。なお、クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域において、ＲＳｍの上限値は１×１０３μｍ、Ｒｃの上限値は２０μｍとすることが望ましい。
【０００９】
また、請求項２に係る発明においては、請求項１記載の車両用のショックアブソーバ用の摺動部材において、前記摺動部材の内周面のうち前記軸線方向の車体側の端部側における前記樹脂層の表面には、前記クッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成されることを特徴とする。なお、クッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域において、ＲＳｍは０．２×１０３〜０．５×１０３μｍ、Ｒｃは５〜１０μｍとすることが望ましい。また、クッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域は、摺動部材の内周面における軸線方向の車体側の端部からの長さが、摺動部材の内周面における軸線方向の長さに対して７５％未満となる領域に形成されることが望ましく、より望ましくは、５０％未満となる領域に形成されることである。
【００１０】
さらに、請求項３に係る発明においては、請求項１又は請求項２記載の車両用のショックアブソーバ用の摺動部材において、前記クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域は、前記摺動部材の内周面における前記軸線方向の車輪側の端部からの長さが、前記摺動部材の内周面における前記軸線方向の長さに対して２５％以上となる領域に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明においては、樹脂層４の表面には、凹凸形状（円錐または角錐）を形成すると共に、凹凸形状の隣り合う凸部の頂点間の平均距離をＲＳｍ、凹凸形状の底辺から凸部の頂点までの平均高さをＲｃとしたとき、式（１）によって表わされるクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ（式（１）・・ＲＳｍ×Ｒｃ÷２）≦５．０×１０３（μｍ）２、且つ、ＲＳｍ≧０．５×１０３μｍ、Ｒｃ≧１０μｍを満たす凹凸形状領域を形成するようにした。まず、摺動部材１における樹脂層４の表面に形成された凹凸形状を表すクッション性指数Ｘについて、図１を参照して説明する。図１には、摺動部材１の断面図を示す。クッション性指数Ｘとは、図１に示すように、凹凸形状の隣り合う凸部４ａの頂点間の平均距離をＲＳｍ、凹凸形状の底辺から凸部４ａの頂点までの平均高さをＲｃとしたとき、Ｘ＝ＲＳｍ×Ｒｃ÷２から算出される値であり、樹脂層４の表面における凹凸形状の平均的な凸部４ａの断面積（凹凸形状の隣り合う凸部４ａの平均的な隙間の断面積に合同）に相当している。
【００１２】
次に、樹脂層４の表面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成される場合について、図２を参照して説明する。図２には、クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域に荷重が加えられた場合における凹凸形状の弾性変形を説明するための樹脂層４の断面図を示す。図２（Ａ）に示すように、クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成された樹脂層４の表面においては、凹凸形状における凸部４ａの断面積が大きいが、図２（Ｂ）に示すように、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合には、凸部４ａの弾性変形量が少ない。この場合には、凹凸形状におけるピストンロッドとの接触面積（ピストンロッドとの接触により凹凸形状における凸部４ａの頂点が弾性変形したときの平滑な面の面積）を小さく維持すると共に、隣り合う凸部４ａの隙間の体積を維持することにより油の流路を確保し、低摩擦力を維持する。一方、図２（Ｃ）に示すように、樹脂層４に加えられる荷重が高い場合には、凸部４ａの弾性変形量が多い。この場合には、凹凸形状におけるピストンロッドとの接触面積が大きくなると共に、隣り合う凸部４ａの隙間の体積が減少することにより油の流路が塞がれ、ピストンロッドとの摩擦力が増大する。
【００１３】
一方、樹脂層４の表面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成される場合について、図３を参照して説明する。図３には、クッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域に荷重が加えられた場合における凹凸形状の弾性変形を説明するための樹脂層４の断面図を示す。図３（Ａ）に示すように、クッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成された樹脂層４の表面においては、凹凸形状における凸部４ａの断面積が小さく、図３（Ｂ）に示すように、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合には、凸部４ａの弾性変形量が少ない。この場合には、凹凸形状におけるピストンロッドとの接触面積を小さく維持すると共に、隣り合う凸部４ａの隙間の体積を維持することにより油の流路を確保し、低摩擦力を維持する。これに対し、図３（Ｃ）に示すように、樹脂層４に加えられる荷重が高い場合にも、凹凸形状における凸部４ａの機械的強度が高くクッション性がないため、凸部４ａの弾性変形量が少ない。この場合には、凹凸形状におけるピストンロッドとの接触面積を小さく維持すると共に、隣り合う凸部４ａの隙間の体積の変化が小さいことにより油の流路が塞がれることがなく、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合と同等に低摩擦力を維持する。
【００１４】
また、樹脂層４の表面にクッション性指数ＸがＸ＞５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成される場合について、図示しないが、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合にも、凹凸形状における凸部４ａの機械的強度が低くクッション性が高過ぎるため、凸部４ａの弾性変形量が多い。この場合には、凹凸形状におけるピストンロッドとの接触面積が大きくなると共に、隣り合う凸部４ａの隙間の体積の変化が大きいことにより油の流路が塞がれてしまい、低摩擦力を維持することができない。
【００１５】
ところで、ショックアブソーバは、オリフィスを有するピストンをシリンダ内に配した油圧式の周知構成のもので、シリンダを車輪側に、ピストンロッドを車体側にそれぞれ取り付けるようにしているが、通常、ショックアブソーバの軸方向は、車輪及び車体の往復移動方向に対して傾けて配設されるため、ピストンロッドに対して摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４が主に片当りしている。このようなショックアブソーバでは、車両が平滑な路面を走行時に車体が殆ど傾くことがなく、縮み動作時・伸び動作時にショックアブソーバにはあまり負荷がかからないため、配設時のようにピストンロッドに対して摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４が主に片当りする。しかしながら、車両が凹凸のある路面を走行時には、車体の傾きにより車体が沈み込む側の縮み動作をするショックアブソーバに加えられる荷重が高く、ピストンロッドがたわみ、ピストンロッドに対して摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４だけでなく、摺動部材１の車輪側の端部側の樹脂層４にも片当りが発生するようになる。一方、車両が凹凸のある路面を走行時であっても、車体が浮き上がる側の伸び動作をするショックアブソーバにはあまり負荷がかからないため、ピストンロッドに対して摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４が主に片当りしている。
【００１６】
上記したショックアブソーバの機構を考慮して、樹脂層４の表面には、クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成するようにした。例えば、車両が平滑な路面を走行時には、縮み動作時・伸び動作時にショックアブソーバに加えられる荷重が低く、摺動部材１の車輪側の端部側の樹脂層４には片当りが殆ど発生せず、摩擦力が発生するのは摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４とピストンロッド間だけである。また、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合には、図２（Ｂ）を参照して説明したように、ピストンロッドとの摩擦力が低く抑えられるので、ピストンロッドが滑りやすく、ピストンロッドのシリンダ内への出入りがスムーズであるため、伸び動作・縮み動作を繰り返しやすくなり、ショックアブソーバが減衰力を発生させやすい。
【００１７】
一方、車両が凹凸のある路面を走行時には、車体の傾きにより縮み動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が高く、摺動部材１の車輪側の端部側の樹脂層４にも片当りが発生するようになり、摺動部材１の車体側・車両側の両端部側の樹脂層４とピストンロッド間に摩擦力が同時に発生する。また、樹脂層４に加えられる荷重が高い場合には、図２（Ｃ）を参照して説明したように、ピストンロッドとの摩擦力が増大するので、ピストンロッドが滑り難く、ピストンロッドのシリンダ内への侵入量が抑えられるため、縮み動作の振幅が小さくなり、車体の傾きを小さくすることができる。これに対し、車両が凹凸のある路面を走行時であっても、伸び動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が低く、摺動部材１の車輪側の端部側の樹脂層４には片当りが殆ど発生せず、摩擦力が発生するのは摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４とピストンロッド間だけである。また、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合には、図２（Ｂ）を参照して説明したように、ピストンロッドとの摩擦力が低く抑えられるので、ピストンロッドが滑りやすくシリンダ内から出やすいため、早期に伸び動作が起こり、路面に車輪を接地させることができる。
【００１８】
なお、例えば特許文献１に開示される技術のように、単に摺動面（樹脂層４）を低摩擦化した摺動部材１における樹脂層４の表面には、クッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成されている。例えば、車両が平滑な路面を走行時には、縮み動作時・伸び動作時にショックアブソーバに加えられる荷重が低く、摺動部材１の車輪側の端部側の樹脂層４には片当りが殆ど発生せず、摩擦力が発生するのは摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４とピストンロッド間だけである。また、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合には、図３（Ｂ）を参照して説明したように、ピストンロッドとの摩擦力が低く抑えられるので、ピストンロッドが滑りやすく、ピストンロッドのシリンダ内への出入りがスムーズであるため、伸び動作・縮み動作を繰り返しやすくなり、ショックアブソーバが減衰力を発生させやすい。しかしながら、車両が凹凸のある路面を走行時には、車体の傾きにより縮み動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が高く、摺動部材１の車輪側の端部側の樹脂層４にも片当りが発生するようになるが、樹脂層４に加えられる荷重が高い場合であっても、図３（Ｃ）を参照して説明したように、ピストンロッドとの摩擦力が低く抑えられるので、ピストンロッドが滑り過ぎてシリンダ内に深く侵入するため、車体の傾きが大きくなってしまう。
【００１９】
また、樹脂層４の表面にクッション性指数ＸがＸ＞５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成される場合について、例えば、車両が平滑な路面を走行時には、縮み動作時・伸び動作時にショックアブソーバに加えられる荷重が低く、摺動部材１の車輪側の端部側の樹脂層４には片当りが殆ど発生せず、摩擦力が発生するのは摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４とピストンロッド間だけである。しかしながら、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合であっても、凹凸形状における凸部４ａの機械的強度が低く、凸部４ａが容易に弾性変形することにより低摩擦力を維持することができないので、ピストンロッドが滑り難く、ピストンロッドのシリンダ内への出入りがスムーズでなくなるため、伸び動作・縮み動作を繰り返し難くなり、ショックアブソーバが十分な減衰力を発生させることができない。
【００２０】
したがって、本願の発明者は、例えば特許文献１に開示される技術のように、単に摺動部材１の摺動面（樹脂層４）を低摩擦化だけで走行安定性を向上させようという発想とは異なり、樹脂層４の表面に制御された凹凸形状領域を形成することにより、ショックアブソーバの伸び動作と縮み動作のそれぞれにおいて、即座に摺動部材１とピストンロッド間に路面の状態に応じた摩擦力を発生させることに注目した。これにより、縮み動作側のショックアブソーバでは振幅を抑えるのに対し、伸び動作側のショックアブソーバでは路面への車輪の接地を確保し、車両の走行安定性を向上することが可能であることを見出した。
【００２１】
なお、凹凸形状の隣り合う凸部４ａの頂点間の平均距離ＲＳｍは、ＲＳｍ≧０．５×１０３μｍに設定されるものであるが、ＲＳｍ≧０．５×１０３μｍで形成しなければ、凹凸形状の底辺から凸部４ａの頂点までの平均高さＲｃをＲｃ≧１０μｍで形成することが加工上困難であるためである。また、凹凸形状の底辺から凸部４ａの頂点までの平均高さＲｃは、Ｒｃ≧１０μｍに設定されるものであるが、凹凸形状の底辺から凸部４ａの頂点までの平均高さＲｃをＲｃ＜１０μｍで形成すると、樹脂層４に加えられる荷重に関わらず、凹凸形状における凸部４ａの機械的強度が高くクッション性がないため、凸部４ａの弾性変形量が少ない。すなわち、凹凸形状におけるピストンロッドとの接触面積を小さく維持すると共に、隣り合う凸部４ａの隙間の体積の変化が小さいことにより油の流路が塞がれることがなく、低摩擦力を維持してしまう。
【００２２】
次に、請求項２に係る発明においては、摺動部材１の内周面のうち軸線方向の車体側の端部側における樹脂層４の表面には、クッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成するようにした。上記したように、車両が凹凸のある路面を走行時には、伸び動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が低く、摺動部材１の車輪側の端部側の樹脂層４には片当りが殆ど発生せず、摩擦力が発生するのは摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４とピストンロッド間だけである。また、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合には、図３（Ｂ）を参照して説明したように、ピストンロッドとの摩擦力が低く抑えられるので、ピストンロッドが滑りやすくシリンダ内から出やすいため、早期に伸び動作が起こり、路面に車輪を接地させることができる。
【００２３】
なお、摺動部材１の車体側の端部側における樹脂層４の表面にクッション性指数ＸがＸ≧２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成される場合について、樹脂層４に加えられる荷重が低い場合には、図２（Ｂ）を参照して説明したように、ピストンロッドとの摩擦力が低く抑えられる。しかしながら、摺動部材１の車体側の端部側における樹脂層４の表面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域が形成される場合と比べると、樹脂層４に加えられる荷重が同じであっても、凹凸形状における凸部４ａの弾性変形量が多く、隣り合う凸部４ａの隙間の体積が減少することにより油の流路が塞がれてしまい、ピストンロッドとの摩擦力が僅かに増加する傾向にある。
【００２４】
したがって、本願の発明者は、例えば特許文献１に開示される技術のように、摺動部材１の摺動面（樹脂層４）の粗さを一様とすることにより、ショックアブソーバが伸び動作と縮み動作をする際のピストンロッドの滑り方を常に変化させない場合とは異なり、摺動部材１の車体側・車両側の端部側のそれぞれにおいて、樹脂層４の表面に制御された異なる凹凸形状領域を組み合わせることにより、ショックアブソーバの伸び動作と縮み動作のそれぞれにおいて、即座に摺動部材１とピストンロッド間に路面の状態に応じた摩擦力を発生させることに注目した。これにより、縮み動作側のショックアブソーバでは振幅を抑えるのに対し、伸び動作側のショックアブソーバでは路面への車輪の接地を確保しやすく、車両の走行安定性を向上することが可能であることを見出した。
【００２５】
さらに、請求項３に係る発明においては、クッション性指数Ｘが２．５        ×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域は、摺動部材１の内周面における軸線方向の車輪側の端部からの長さが、摺動部材１の内周面における軸線方向の長さに対して２５％以上となる領域に形成するようにした。これによれば、摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４における上記クッション性指数の凹凸形状領域とピストンロッド間で接触する領域を十分に確保すると共に、その樹脂層４に加えられる荷重の高低により、凹凸形状における凸部４ａの弾性変形量の変化の総量が多いため、隣り合う凸部４ａの隙間の体積が減少する変化の総量も多く、路面の状態に応じて発生するピストンロッドとの摩擦力の変化に十分な効果を得ることができる。
【００２６】
一方、上記クッション性指数の凹凸形状領域を摺動部材１の軸線方向の長さに対して２５％未満となる領域に形成しただけでは、摺動部材１の車体側の端部側の樹脂層４における上記クッション性指数の凹凸形状領域とピストンロッド間で接触する領域を十分に確保することができないと共に、その樹脂層４に加えられる荷重の高低により、凹凸形状における凸部４ａの弾性変形量の変化の総量が少ないため、隣り合う凸部４ａの隙間の体積が減少する変化の総量も少なく、路面の状態に応じて発生するピストンロッドとの摩擦力の変化に効果がなくなってしまう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】摺動部材の断面図である。
【図２】クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域に荷重が加えられた場合における凹凸形状の弾性変形を説明するための樹脂層の断面図である。
【図３】クッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域に荷重が加えられた場合における凹凸形状の弾性変形を説明するための樹脂層の断面図である。
【図４】凹凸形状が形成された樹脂層の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図１及び図４を参照して説明する。図１は、摺動部材１の断面図であり、図４は、凹凸形状が形成された樹脂層４の模式的な斜視図である。なお、上記した図は、本発明の実施形態に係る摺動部材１の概略図であり、構成，構造等を理解し易くするために各箇所が誇張あるいは省略して描かれている。
【００２９】
摺動部材１は、まず、所定量のＰＴＦＥにグラファイト（Ｇｒ）を添加して均一に混合した樹脂組成物を作成する。作成した樹脂組成物は、厚み０．３ｍｍ、空孔度３０％の多孔質金属層３を設けた裏金２上に塗布された後、ロール圧延により多孔質金属層３の孔隙に含浸被覆させる。その後、樹脂組成物を焼成し、ロール圧延により所定の寸法になった帯状のバイメタルを形成する。そして、このバイメタルを所定の寸法に切断し、裏金２が外周面となり樹脂層４が内周面となるように曲げ加工を実施することにより、円筒形状の摺動部材１が作製される。なお、摺動部材１の内周面の幅方向の端部には、クラウニングを形成してもよい。
【００３０】
上記のように構成された摺動部材１の内周面（樹脂層４の表面）には、図１及び図４（Ａ）に示すように、円錐または四角錐のいずれかからなる複数の凸部４ａを所定の寸法に形成した凹凸形状を設ける。この凹凸形状を設ける手段として、バイメタルを所定の寸法に切断した後、樹脂層４に金型を用いたプレス加工により金型の形状を転写して成形する方法や、ロールを用いたロール加工により金型の形状を転写して成形する方法が挙げられる。樹脂組成物を含浸被覆させる際のロール圧延によって成形してもよい。
【００３１】
なお、凹凸形状の凸部４ａが四角錐から構成される場合には、四角錐の一辺が円筒形状の摺動部材１の軸線方向と並行に配置されてもよいし、円筒形状の摺動部材１の軸線方向と交わって配置されてもよい。また、凹凸形状の凸部４ａは、図４（Ｂ）に示すように、ピストンロッドが摺動部材１の内周面を往復摺動する際に、摺動部材１の内周面の周方向及び軸線方向のいずれの方向にも変形し易くクッション性を有している。例えば、摺動部材１の内周面に溝を形成することにより凹凸形状として連続的な凸部４ａを設けた場合には、ピストンロッドが摺動部材１の内周面を往復摺動する際に、摺動部材１の内周面の周方向及び軸線方向のいずれかの方向しか変形できず、十分な弾性変形量を得ることができない。
【００３２】
次に、クッション性指数及び摺動面の配置が異なる試験試料として複数の摺動部材１を用い、往復摺動試験機により行った往復摺動試験について、表１及び表２を参照して説明する。表１は、クッション性指数及び摺動面の配置が異なる試験試料として作成した複数の摺動部材１を示す表であり、表２は、摩擦力を測定するための往復摺動試験の条件を示す表である。本発明の実施形態に係る摺動部材１として、表１の実施例１〜６に示すクッション性指数及び摺動面の配置が異なる試験試料を用いた。また、本発明の実施形態と比較する摺動部材１として、表１の比較例１〜５に示すクッション性指数及び摺動面の配置が異なる試験試料を用いた。なお、表１に示す試験試料の全てには、ベース樹脂としてＰＴＦＥを用い、添加材として５体積％のＧｒが添加されている。また、表１に示す車体側とは、ショックアブソーバが車両の車体側（ピストンロッド側）及び車輪側（シリンダ側）に組み付けられた場合における摺動部材１の車体側の端部からの配置（位置）を表しており、表１に示す車輪側とは、ショックアブソーバが車両の車体側及び車輪側に組み付けられた場合における摺動部材１の車体側の端部からの配置（位置）を表している。
【００３３】
【表１】
0005662200.tif 000002
【００３４】
【表２】
0005662200.tif 000003
【００３５】
ここで、クッション性指数Ｘとは、図１に示すように、凹凸形状の隣り合う凸部４ａの頂点間の平均距離をＲＳｍ、凹凸形状の底辺（隣り合う凸部４の間の凹部の最深部）から凸部４ａの頂点までの平均高さをＲｃとしたとき、Ｘ＝ＲＳｍ×Ｒｃ÷２から算出される値であり、樹脂層４の表面における凹凸形状の平均的な凸部４ａの断面積（凹凸形状の隣り合う凸部４ａの平均的な隙間の断面積に合同）に相当する。このクッション性指数Ｘを算出するために必要なＲＳｍ及びＲｃの測定は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に従っている（カットオフ値は０．８ｍｍ）。なお、凹凸形状の凸部４ａは、円錐または四角錐から構成されており、凸部４ａが円錐から構成される場合には、ＲＳｍが円錐の直径に等しく、凸部４ａが四角錐から構成される場合には、ＲＳｍが四角錐の一辺の長さに等しい。
【００３６】
また、往復摺動試験の試験方法は、表２に示す条件下で往復摺動試験機を使用して行った。具体的には、ハウジングに試験試料である円筒形状の摺動部材１を嵌入し、この摺動部材１に挿通したピストンロッドをショックアブソーバ用オイルが塗布された摺動部材１上でスプリングを介して往復摺動させ、ピストンロッドとの摩擦力をロードセルで測定することにより行った。なお、通常、ショックアブソーバの軸方向は、車輪及び車体の往復移動方向に対して傾けて配設されるため、初期条件として、ショックアブソーバが傾けて配設されたときに加えられる荷重を想定した試験を行った。また、車両が平滑な路面を走行時にショックアブソーバに加えられる荷重を想定し、ショックアブソーバの縮み動作・伸び動作共に条件Ａの荷重を加えたときの試験を行い、その試験結果を表３に示す。さらに、車両が凹凸のある路面を走行時にショックアブソーバに加えられる荷重を想定し、ショックアブソーバの縮み動作に荷重の高い条件Ｂ、伸び動作に荷重の低い条件Ａとなるように荷重を変動させたときの試験を行い、その試験結果を表４に示す。これらの試験結果は、車両の車体側及び車輪側にショックアブソーバを組み付けのバラツキをなくすため、条件Ａ又は条件Ｂで測定した摩擦力から、初期条件で測定した摩擦力の値を差し引いた変化量で比較した。
【００３７】
【表３】
0005662200.tif 000004
【００３８】
【表４】
0005662200.tif 000005
【００３９】
表３に示すように、車両が平滑な路面を走行時にショックアブソーバに加えられる荷重を想定し、ショックアブソーバの縮み動作・伸び動作共に条件Ａの荷重を加えた往復摺動試験の試験結果から以下のことが判明した。樹脂層４の全面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した実施例１，２、樹脂層４の車輪側の表面にクッション性指数Ｘが同じ範囲の凹凸形状領域を形成した実施例３〜５、及び樹脂層４の車体側・車輪側の両端部側の表面にクッション性指数Ｘが同じ範囲の凹凸形状領域を形成した実施例６では、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力が０．４１〜０．５２ｋｇｆ、伸び動作時の摩擦力が０．４０〜０．５０ｋｇｆである。これに対し、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した比較例１〜４では、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力が０．４２〜０．４６ｋｇｆ、伸び動作時の摩擦力が０．４０〜０．４３ｋｇｆであり、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＞２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した比較例５では、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力が０．６２ｋｇｆ、伸び動作時の摩擦力が０．６０ｋｇｆである。
【００４０】
上記したように、樹脂層４の全面または少なくとも樹脂層４の車輪側の表面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した実施例１〜６では、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した比較例１〜４と同じく、ショックアブソーバの縮み動作時・伸び動作時の摩擦力を低く抑えることができる。すなわち、条件Ａのような車両が平滑な路面を走行時などのショックアブソーバに加えられる荷重が低い場合には、ピストンロッドとの摩擦力が低く抑えられるので、ピストンロッドが滑りやすく、ピストンロッドのシリンダ内への出入りがスムーズであるため、伸び動作・縮み動作を繰り返しやすくなり、ショックアブソーバが減衰力を発生させやすい。
【００４１】
一方、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＞５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した比較例５では、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した比較例１〜４、及び樹脂層４の全面または少なくとも樹脂層４の車輪側の表面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した実施例１〜６とは異なり、ショックアブソーバの縮み動作時・伸び動作時の摩擦力を低く抑えることができない。すなわち、条件Ａのような車両が平滑な路面を走行時などのショックアブソーバに加えられる荷重が低い場合であっても、ピストンロッドとの摩擦力が低く抑えられないので、ピストンロッドが滑り難く、ピストンロッドのシリンダ内への出入りがスムーズでなくなるため、伸び動作・縮み動作を繰り返し難くなり、ショックアブソーバが十分な減衰力を発生させることができない。
【００４２】
したがって、条件Ａのような車両が平滑な路面を走行時などのショックアブソーバに加えられる荷重が低い場合には、従来の摺動部材１のように、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した場合と同じく、本発明の実施形態に係る摺動部材１として、樹脂層４の全面または少なくとも樹脂層４の車輪側の表面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した場合にも、ショックアブソーバの縮み動作時・伸び動作時の低摩擦力を維持することにより、車両が平滑な路面を走行時における車両の乗り心地を同等とすることができる。
【００４３】
次いで、表４に示すように、車両が凹凸のある路面を走行時にショックアブソーバに加えられる荷重を想定し、ショックアブソーバの縮み動作に荷重の高い条件Ｂ、伸び動作に荷重の低い条件Ａとなるように荷重を変動させた往復摺動試験の試験結果から以下のことが判明した。樹脂層４の全面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した実施例１，２、樹脂層４の車輪側の表面にクッション性指数Ｘが同じ範囲の凹凸形状領域を形成した実施例３〜５、及び樹脂層４の車体側・車輪側の両端部側の表面にクッション性指数Ｘが同じ範囲の凹凸形状領域を形成した実施例６では、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力が１．９９〜２．０９ｋｇｆ、伸び動作時の摩擦力が０．４０〜０．５０ｋｇｆである。これに対し、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した比較例１〜４では、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力が１．０７〜１．１２ｋｇｆ、伸び動作時の摩擦力が０．４０〜０．４３ｋｇｆである。なお、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＞５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した比較例５については、ショックアブソーバの縮み動作・伸び動作共に条件Ａの荷重を加えた場合に、ショックアブソーバの縮み動作時・伸び動作時の摩擦力が低く抑えられなかったので、ショックアブソーバの縮み動作に荷重の高い条件Ｂ、伸び動作に荷重の低い条件Ａとなるように荷重を変動させた往復摺動試験を実施しなかった。
【００４４】
上記したように、樹脂層４の全面または少なくとも樹脂層４の車輪側の表面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した実施例１〜６では、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した比較例１〜４よりも、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力を増大させることができる。すなわち、条件Ｂのような車両が凹凸のある路面を走行時などの縮み動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が高い場合には、ピストンロッドとの摩擦力が増大するので、ピストンロッドが滑り難く、ピストンロッドのシリンダ内への侵入量が抑えられるため、縮み動作の振幅が小さくなり、車体の傾きを小さくすることができる。
【００４５】
また、樹脂層４の全面または少なくとも樹脂層４の車輪側の表面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した実施例１〜６では、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した比較例１〜４と同じく、ショックアブソーバの伸び動作時の摩擦力を低く抑えることができる。すなわち、車両が凹凸のある路面を走行時でありながら条件Ａのようなショックアブソーバに加えられる荷重が低い場合には、ピストンロッドとの摩擦力が低く抑えられるので、ピストンロッドが滑りやすくシリンダ内から出やすいため、早期に伸び動作が起こり、路面に車輪を接地させることができる。
【００４６】
したがって、条件Ｂのような車両が凹凸のある路面を走行時などの縮み動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が高い場合には、従来の摺動部材１のように、樹脂層４の全面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した場合よりも、本発明の実施形態に係る摺動部材１として、樹脂層４の全面または少なくとも樹脂層４の車輪側の表面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した場合のほうが、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力が増大するのに加え、伸び動作時の低摩擦力を維持することにより、縮み動作側のショックアブソーバでは振幅を抑えるのに対し、伸び動作側のショックアブソーバでは路面への車輪の接地を確保し、車両が凹凸のある路面を走行時における車両の走行安定性を向上することができる。
【００４７】
なお、表４に示すように、実施例１〜６のうち、樹脂層４の車体側の表面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した実施例１，２，６では、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力が２．０６〜２．０９ｋｇｆ、伸び動作時の摩擦力が０．４６〜０．５０ｋｇｆであるのに対し、樹脂層４の車体側の表面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成した実施例３〜５では、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力が１．９９〜２．０４ｋｇｆ、伸び動作時の摩擦力が０．４０〜０．４１ｋｇｆである。すなわち、実施例３〜５よりも実施例１，２，６のほうが、ショックアブソーバの縮み動作時だけでなく、伸び動作時にも摩擦力が僅かに増大する傾向にある。このように、ショックアブソーバの伸び動作時の摩擦力が増大した場合には、ピストンロッドが滑り難くシリンダ内から出難いため、早期に伸び動作が起こらず、路面への車輪の接地が遅くなってしまう。したがって、車両が凹凸のある路面を走行時には、実施例１〜６のうち、ショックアブソーバの伸び動作時の低摩擦力を維持しながらも、縮み動作時の摩擦力が増大することを可能とした実施例３〜５が好適であるため、樹脂層４の車体側の表面にクッション性指数ＸがＸ＜２．５×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成することが望ましい。
【００４８】
また、実施例１〜６では、クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域において、表１に示すように、凹凸形状の隣り合う凸部の頂点間の平均距離ＲＳｍを０．５×１０３μｍ、凹凸形状の底辺から凸部の頂点までの平均高さＲｃを１０〜２０μｍに設定しているが、ＲＳｍを０．５×１０３〜１×１０３μｍに設定することによっても、縮み動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が高い場合におけるピストンロッドとの摩擦力が増大することを確認した。これに対し、ＲＳｍを０．５×１０３μｍ未満に設定した場合には、Ｒｃを１０μｍ以上で形成することが加工上困難となり、Ｒｃを１０μｍ未満に設定した場合には、縮み動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が高い場合におけるピストンロッドとの摩擦力が十分に増大しないことを確認した。このように、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力の変化に十分な効果を得るためには、ＲＳｍを０．５×１０３〜１×１０３μｍ、Ｒｃを１０〜２０μｍに設定することが望ましい。
【００４９】
また、実施例１〜６では、樹脂層４の車輪側の２５％以上の表面、すなわち摺動部材１の内周面における軸線方向の車輪側の端部からの長さが、摺動部材１の内周面における軸線方向の長さに対して２５〜１００％となる領域に、クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成することにより、縮み動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が高い場合におけるピストンロッドとの摩擦力を増大させることができた。これに対し、樹脂層４の車輪側の２５％未満の表面、すなわち摺動部材１の内周面における軸線方向の車輪側の端部からの長さが、摺動部材１の内周面における軸線方向の長さに対して２５％未満となる領域に、クッション性指数Ｘが同じ範囲の凹凸形状領域を形成しただけでは、縮み動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が高い場合におけるピストンロッドとの摩擦力が十分に増大しないことを確認した。このように、ショックアブソーバの縮み動作時の摩擦力の変化に十分な効果を得るためには、クッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を、樹脂層４の車輪側の２５％以上の表面に形成することが望ましい。
【００５０】
また、実施例６では、樹脂層４の車体側・車輪側の両端部側の表面にクッション性指数Ｘが２．５×１０３（μｍ）２≦Ｘ≦５．０×１０３（μｍ）２の凹凸形状領域を形成することにより、樹脂層４の全面でなくても、縮み動作側のショックアブソーバに加えられる荷重が高い場合におけるピストンロッドとの摩擦力を増大させることができた。このように、樹脂層４の車体側の表面と車輪側の表面とでクッション性指数Ｘが対称的な凹凸形状領域を形成した摺動部材１を使用することにより、実施例３〜５のような樹脂層４の車体側の表面と車輪側の表面とでクッション性指数Ｘが異なる凹凸形状領域を形成した摺動部材１とは異なり、摺動部材１をショックアブソーバに組み付ける際に、車両の車体側・車両側の配置（位置）が誤って組み付けられるのを防止することができる。
【００５１】
なお、摺動部材１の摺動層は、樹脂に限定される。例えば、摺動部材１の摺動層に金属を使用した場合には、金属が塑性流動し、且つ、摩擦力が高すぎるため、本発明の実施形態と共通する効果を得ることができない。
【００５２】
また、摺動部材１の樹脂層４は、本発明の実施形態に示した樹脂組成に限定されない。樹脂組成が異なる他の樹脂を使用した場合にも、弾性変形が可能であるので、本発明の実施形態と共通する効果を得ることができる。また、樹脂層４には、本発明の実施形態の効果を失わない限り、ベース樹脂としていずれの樹脂を使用してもよいが、ＰＴＦＥを使用することが望ましい。また、樹脂層４には、グラファイト（Ｇｒ）を添加しているが、各種固体潤滑や各種充填剤を添加してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  摺動部材
２  裏金
３  多孔質金属層
４  樹脂層
４ａ  凸部
【図１】
0005662200.tif 000006
【図２】
0005662200.tif 000007
【図３】
0005662200.tif 000008
【図４】
0005662200.tif 000009