(57)【要約】【課題】ロッドシールを利用して減衰力を制御する油圧緩衝器において、高周波入力に対する過度の減衰力の上昇を防止する。【解決手段】ロッドガイド１９と、シリンダ２との間をＯリング２５によってシールし、ピストンロッド９との間をシールリング２６及びバックアップリング２７によってシールして、ロッドガイド１９とロッドシール２１との間に圧力室２３を形成する。絞り通路３０によってシリンダ上室７Ａと圧力室２３とを連通させ、圧力室２３の内圧をメインリップ３４の受圧部３４ａに作用させて、メインリップ３４をピストンロッド９に押圧し、その摩擦力によって減衰力を制御する。ピストンロッド９への高周波入力に対して、シリンダ上室７Ａに生じる動圧が絞り通路３０によって圧力室２３に伝達されにくくなるので、圧力室２３の内圧の上昇を抑えて、減衰力の過度の上昇を防止することができ、車両の乗り心地をよくすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダに装着されたロッドガイド及びロッドシールに挿通されて外部へ延出されたピストンロッドとを備えた油圧緩衝器において、
前記ロッドガイドと前記ロッドシールとの間に圧力室が形成され、前記ロッドシールは、前記圧力室の内圧を受ける受圧部を有し、前記圧力室の内圧によって前記ピストンロッドに押圧され、前記ロッドガイドには、前記圧力室と前記シリンダ内の室とを連通する絞り通路が設けられていることを特徴とする油圧緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両のサスペンション装置等に用いられる油圧緩衝器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、自動車等の車両のサスペンション装置においては、車体（バネ上）と車輪（バネ下）との間に、懸架バネと共に油圧緩衝器が装着され、バネ上、バネ下間の振動を吸収して、操縦安定性及び乗り心地をよくしている。
【０００３】
自動車のサスペンション装置に装着される筒型油圧緩衝器の一例について、図６を参照して説明する。図６に示すように、油圧緩衝器１は、単筒式油圧緩衝器であって、有底円筒状のシリンダ２の開口部にロッドガイド３およびロッドシール４が取付けられ、シリンダ２内の底部側に、フリーピストン５が摺動可能に嵌装されている。シリンダ２内は、フリーピストン５によって底部側のガス室６と他端側の油室７とに画成されており、ガス室６には高圧ガスが封入され、油室７には油液が封入されている。
【０００４】
シリンダ２の油室７には、ピストン８が摺動可能に嵌装され、このピストン８によって、油室７内がシリンダ上室７Ａとシリンダ下室７Ｂとの２室に画成されている。ピストン８には、ピストンロッド９の一端がナット１０によって連結されており、ピストンロッド９の他端側は、ロッドガイド３およびロッドシール４に、摺動可能かつ液密的に挿通されて外部へ延出されている。
【０００５】
ピストン８には、シリンダ上下室７Ａ，７Ｂ間を連通させる伸び側油路１１および縮み側油路１２が設けられている。伸び側油路１１および縮み側油路１２には、それぞれ、その油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディスクバルブ等からなる伸び側減衰力発生機構１３および縮み側減衰力発生機構１４が設けられている。
【０００６】
この構成により、ピストンロッド９の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン８の摺動にともない、シリンダ上室７Ａの油液がピストン８の伸び側油路１１を通ってシリンダ下室７Ｂへ流れ、伸び側減衰力発生機構１３によって減衰力が発生する。また、縮み行程時には、シリンダ下室７Ｂの油液が縮み側油路１３を通ってシリンダ上室７Ａへ流れ、縮み側減衰力発生機構１４によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド９の侵入、退出による油室７の容積変化をフリーピストン５が移動してガス室６の高圧ガスを圧縮、膨張することによって補償する。
【０００７】
また、ロッドシール４は、パッキン又はオイルシールをピストンロッド９の外周面に密着させて、ピストンロッド９を円滑に摺動させながら、高圧下においてシリンダ２内の油液の漏れ及びシリンダ２内への埃、雨水等の異物の侵入を防止している。さらに、摩擦力を適度に高めたパッキン又はオイルシールを用いることにより、伸び側及び縮み側減衰力発生機構１３，１４による減衰力が発生しないピストンロッド９の微小ストローク領域において、摩擦力によって減衰力を発生させることにより、微小振動を効果的に制振することができる。
【０００８】
油圧緩衝器１に装着される従来のロッドガイド３及びロッドシール４の構造について図７を参照して説明する。図７に示すように、ロッドガイド３及びロッドシール４は、シリンダ２の開口部内に嵌合されて、シリンダ２の側壁をカシメることによって固定されている。ロッドシール４は、金属製の補強部材１５の内周部にメインリップ１６及びダストリップ１７を加硫接着したものであり、メインリップ１６によってシリンダ２内の油液をシールし、ダストリップ１７によって、シリンダ２内への異物の侵入を防止している。メインリップ１６は、シリンダ上室７の圧力を受ける受圧部を有しており、この圧力によってピストンロッド９に押圧されることにより、高圧下におけるシール性を高めている。
【０００９】
ロッドシールの摩擦力によって減衰力を制御する油圧緩衝器に関する先行技術として、例えば特許文献１には、ソレノイドアクチュエータを用いて、摩擦力を電気的に制御するものが開示されている。
【特許文献１】
特開２００２−３４９６３０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す従来のロッドシール４では、次のような問題がある。ピストンロッド９への高周波入力時に、減衰力発生に伴う高い動圧がメインリップ１６の受圧部に作用して摩擦力が増大することにより、減衰力が過度に上昇し、振動、騒音の吸収を充分に行うことができず、乗り心地の悪化の原因となる。特に、ガス室に高圧ガスを封入した単筒式油圧緩衝器の場合、シリンダの内圧が高圧となるので、ロッドシールの摩擦力の増大が問題となる。
【００１１】
また、特許文献１に記載されたものでは、摩擦力を電気的に制御することができるが、ソレノイドアクチュエータ等を設けるために、構造が複雑で、スペース上の制約があり、製造コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で、ロッドシールの摩擦力を利用して適切な減衰力を得ることができる油圧緩衝器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダに装着されたロッドガイド及びロッドシールに挿通されて外部へ延出されたピストンロッドとを備えた油圧緩衝器において、
前記ロッドガイドと前記ロッドシールとの間に圧力室が形成され、前記ロッドシールは、前記圧力室の内圧を受ける受圧部を有し、前記圧力室の内圧によって前記ピストンロッドに押圧され、前記ロッドガイドには、前記圧力室と前記シリンダ内の室とを連通する絞り通路が設けられていることを特徴とする。
このように構成したことにより、ピストンロッドへの高周波入力に対して、シリンダ内の室に生じる動圧が絞り通路によって圧力室に伝達されにくくなるので、高周波領域におけるロッドシールのピストンロッドに対する摩擦力の過度の上昇が防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態は、本発明を図６に示す油圧緩衝器１に適用したものであるから、以下の説明において、図６に示すものに対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器１８では、シリンダ２の開口部内に、ロッドガイド１９が嵌合されて、シリンダ２の側壁に形成されたカシメ部２０に当接して軸方向に固定されている。シリンダ２の開口部内のロッドガイド１９の外側に、ロッドシール２１が嵌合され、ロッドガイド１９に形成された環状凸部２２に当接して、ロッドガイド１９とロッドシール２１との間に圧力室２３が形成されている。ロッドシール２１及びロッドガイド１９は、シリンダ２の開口端部がカシメられて、そのカシメ部２４によって固定されている。
【００１６】
ロッドガイド１９の外周部とシリンダ２の内周面との間は、Ｏリング２５によってシールされている。ロッドガイド１９の内周面とピストンロッド９との間は、フッ素樹脂等からなる低摩擦のシールリング２６及びバックアップリング２７からなる二重シールによってシールされている。これにより、圧力室２３とシリンダ上室７Ａとの間が確実にシールされている。なお、図１中、符号２８はピストンロッド９を摺動可能に支持するガイドリング、２９は、シールリング２６及びバックアップリング２７を保持するためにリテーナである。そして、ロッドガイド１９には、シリンダ上室７Ａと圧力室２３とを連通させる絞り通路３０が設けられている。
【００１７】
ロッドシール２１は、金属等の剛性材料からなる補強部材３１の外周部にシリンダ２の内周面との間をシールする内面シールリップ３２が加硫接着され、内周部にピストンロッド９との間をシールするダストリップ３３及びメインリップ３４が加硫接着されている。ダストリップ３３は、埃、雨水等の異物がシリンダ２内に侵入するの防止するためのものであり、ピストンロッド９への押圧力を付与するバネ３５が設けられている。メインリップ３４は、シリンダ２内（圧力室２３）からの油液の漏れを防止するためのものであり、ピストンロッド９への押圧力を付与するバネ３６が設けられている。メインリップ３４は、圧力室２３に対する受圧部３４ａを有しており、受圧部３４ａによって圧力室２３の内圧を受けて、ピストンロッド９に押圧されるようになっている。また、メインリップ３４は、ピストンロッド９との摩擦力によって減衰力を制御すべく適度に摩擦係数を高めたものが使用されている。
【００１８】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
シリンダ上室７Ａ内の油液の圧力は、ロッドガイド１９の絞り通路３０を介して圧力室２３に伝達され、圧力室２３の内圧がロッドシール２１のメインリップ３４の受圧部３４ａに作用して、メインリップ３４をピストンロッド９に押圧して、これらの間に作用する摩擦力によって減衰力を制御する。
【００１９】
このとき、圧力室２３は、絞り通路３０の絞りによって、シリンダ上室７Ａに対して一次遅れ系となるので、シリンダ上室７Ａの高周波領域の圧力変動が圧力室２３に伝達されにくくなる。したがって、絞り通路３０の流路面積を適当に設定することにより、バネ上共振周波数付近に相当する低周波領域においては、減衰力の発生によるシリンダ上室７Ａの動圧が殆どそのまま圧力室２３に伝達されることになり、その圧力によってメインリップ３４をピストンロッド９に押圧して減衰力を高めることができる。一方、バネ下共振周波数付近に相当する高周波領域においては、減衰力発生によるシリンダ上室７Ａの動圧が絞り通路３０によって圧力室２３に伝達されにくくなるので、圧力室２３の内圧の上昇が抑制され、メインリップ３４のピストンロッド９への押圧力を軽減して、減衰力の過度の上昇を防止することができる。
【００２０】
これにより、簡単な構造で、バネ上共振周波数付近の低周波振動に対しては、適度に減衰力を高めて車体を安定させることができ、バネ下共振周波数付近の高周波振動に対しては、減衰力の過度の上昇を防止して乗り心地を向上させることができる。
【００２１】
本実施形態に係る油圧緩衝器１８において、ピストン速度０．３ｍ／ｓ一定として、ピストンロッド９を周波数１．５Ｈｚ〜１５Ｈｚで加振した場合の各周波数についてのシリンダ上室７Ａ及び圧力室２３の内圧の変化を図３に示す。図３を参照すると、バネ上共振周波数に相当する１．５Ｈｚでは、シリンダ上室７Ａの内圧（上室圧）と圧力室２３の内圧（シール圧）とは、位相のズレはあるが略同圧であり、周波数の増大とともに圧力室２３の内圧（シール圧）が低下し、バネ上共振周波数に相当する１５Ｈｚでは、圧力室２３は、殆ど動圧が生じず、静圧状態に維持されていることがわかる。
【００２２】
ロッドシール２１の摩擦力を減衰力に換算した等価減衰係数とピストンロッド９の加振周波数との関係を図４に示す。図４を参照すると、本発明のものは、従来の高摩擦パッキン及び高摩擦オイルシールに対して、周波数の増大にともなう等価減衰力の低下が大きく、特にバネ下共振周波数付近の１０〜１５Ｈｚにおいて、等価減衰係数が小さく抑えられていることがわかる。
【００２３】
車体応答加速度とピストンロッド９の加振周波数との関係を図５に示す。図５を参照すると、通常のパッキンに対して、従来の高摩擦パッキン又は高摩擦オイルシールを用いた場合は、１．５Ｈｚ付近の低周波領域では、車体応答加速度を低く抑えて、いわゆる「フラット感」を得ることができるが、１５Ｈｚ付近の高周波領域では、逆に車体応答加速度が上昇して、いわゆる「ゴツゴツ感」、「ビリビリ感」を生じる高周波の微振動や騒音が増大することになる。これに対して、本発明のものでは、低周波領域の車体応答加速度を低く抑えるともに、高周波領域における車体応答加速度の上昇を最低限に抑えることができ、「フラット感」を得ると共に、「ゴツゴツ感」、「ビリビリ感」を抑えて良好な乗り心地を達成できることがわかる。
【００２４】
また、本発明に係る油圧緩衝器においては、減衰力の発生にともなって生じる高圧かつ高周波の動圧がシールロッド２１のメインリップ３４に作用しないので、メインリップ３４の耐久性を向上させることができる。
【００２５】
上記実施形態の変形例として、図２に示すように、ロッドガイド１９に、別体のオリフィス３７を取付けて、絞り通路３０の流路面積を設定するように構成することにより、オリフィス３７を交換することによって、ピストンロッド９の加振周波数に対する減衰力特性を容易に調整することが可能となる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、一例として、本発明を単筒式油圧緩衝器に適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、リザーバを有する複筒式の油圧緩衝器にも同様に適用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る油圧緩衝器によれば、ピストンロッドへの高周波入力に対して、シリンダ内の室に生じる動圧が絞り通路によって圧力室に伝達されにくくなるので、高周波領域におけるロッドシールのピストンロッドに対する摩擦力の過度の上昇を防止することができ、車両の操縦安定性及び乗り心地を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるロッドガイド及びロッドシール部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の変形例に係る油圧緩衝器の要部であるロッドガイド及びロッドシール部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】図１に示す油圧緩衝器の各加振周波数についてのシリンダ上室及び圧力室の内圧の変化を示すグラフ図である。
【図４】図１に示す油圧緩衝器のロッドシールの摩擦力を減衰力に換算した等価減衰係数とピストンロッドの加振周波数との関係を示すグラフ図である。
【図５】図１に示す油圧緩衝器の車体応答加速度とピストンロッドの加振周波数との関係を示すグラフ図である。
【図６】本発明を適用することができる単筒式油圧緩衝器の縦断面図である。
【図７】従来の油圧緩衝器のロッドガイド及びロッドシール部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
２    シリンダ
８    ピストン
９    ピストンロッド
１８  油圧緩衝器
１９  ロッドガイド
２１  ロッドシール
２３  圧力室
３０  絞り通路
３４  メインリップ
３４ａ    受圧部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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