(57)【要約】【課題】油圧緩衝器において、ピストン速度全域にわたって安定した減衰力を発生させる。【解決手段】シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４を形成する。ピストンロッド５を案内するロッドガイド７とオイルシール１２との間に保油室１３を形成する。ロッドガイド７に摩擦部材２０を取付けてピストンロッド５に摩擦力を付与する。シリンダ室２Ａが加圧されたとき、ロッドガイド７のガイドブッシュ９とピストンロッド５との隙間Ｃ１を通してシリンダ室２Ａから保油室１３へ少量の油液を供給してオイルシール１２及び摩擦部材２０を潤滑し、その油液を還流通路１１を介してリザーバ４へ還流する。ロッドガイド７のガイドボア８にオリフィスリング２５を取付けて隙間Ｃ１よりも流路面積が小さいオリフィス通路Ｃ２を形成する。オリフィス通路Ｃ２によって、保油室１３に過量の油液が流れるのを防止し、シリンダ室２Ａの圧力の低下を防止して安定した減衰力を発生させる。【選択図】図１
2007205435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油液が封入されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端部が前記ピストンに連結され、他端部がシリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダの外周に形成されたリザーバと、前記シリンダの端部に取付けられて前記ピストンロッドを案内するロッドガイドと、前記シリンダの端部の前記ロッドガイドよりも外側に取付けられ、前記ピストンロッドとの間をシールして前記ロッドガイドとの間に保油室を形成するオイルシールと、前記シリンダの端部側に取付けられて前記ピストンロッドに摩擦力を付与する摩擦部材とを備え、前記シリンダ内から前記ピストンロッドと前記ロッドガイドとの隙間を通して前記保油室に少量の油液を供給し、その油液を前記保油室から前記リザーバへ還流する油圧緩衝器において、
前記シリンダ室と前記保油室との間であって、かつ、前記ロッドガイドと前記ピストンロッドとの隙間と油液供給流路方向直列に、該隙間よりも流路面積が小さいオリフィス通路を設けたことを特徴とする油圧緩衝器。
【請求項２】
前記オリフィス通路は、前記ロッドガイドの内周部に設けられた環状部材と前記ピストンロッドとの間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
【請求項３】
前記摩擦部材は、前記ロッドガイドに嵌合されており、前記オリフィス通路は、前記摩擦部材と前記ロッドガイドとの嵌合部の少なくとも一方に設けられた溝によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置に装着される油圧緩衝器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車のサスペンション装置に装着される筒型の油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダ内に、ピストンロッドが連結されたピストンが摺動可能に嵌装され、ピストン部にオリフィス及びディスクバルブ等からなる減衰力発生機構が設けられた構造となっている。これにより、ピストンロッドのストロークに伴うシリンダ内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをオリフィス及びディスクバルブによって制御して減衰力を発生させる。そして、図１１に示すように、ピストン速度の低速域Ｂにおいては、オリフィスによって減衰力がピストン速度の２乗にほぼ比例するオリフィス特性の減衰力が発生し、また、ピストン速度の高速域Ｃにおいては、ディスクバルブが撓んで開弁することにより、減衰力がピストン速度にほぼ比例するバルブ特性の減衰力が発生する。
【０００３】
ところが、ピストン速度の極低速域Ａあるいは微小ストロークの高周波振動に対しては、シール部の僅かな漏れ等によって油液の圧力が充分に立ち上らないため、油液の流れに依存するオリフィス及びディスクバルブによっては、安定した減衰力を得ることができない。
【０００４】
そこで、従来、例えば特許文献１に記載されているように、ピストンロッドのシール部に、ピストンロッドに摺接する摩擦部材を設け、オリフィス及びディスクバルブによる減衰力に加えて、ピストンロッドと摩擦部材との間に生じる摩擦力によって減衰力を発生させるようにしたものが知られている。ピストンロッドと摩擦部材との間に生じる摩擦力は、油液の圧力に依存しないため、ピストン速度の極低速域Ａあるいは高周波振動に対しても、安定した減衰力を発生させることができるので、ピストン速度全域にわたって安定した減衰力を得ることができる。
【特許文献１】特開２００１−３３００７４号公報
【０００５】
次に、特許文献１に記載された油圧緩衝器のピストンロッドのシール部の構造について説明する。この油圧緩衝器は、いわゆるツインチューブ式油圧緩衝器であって、シリンダの外周に外筒が設けられ、シリンダと外筒との間にリザーバが形成されている。シリンダ端部には、ロッドガイドが取付けられ、ロッドガイドに固定されたガイドブッシュによってピストンロッドが摺動可能に案内されている。また、ロッドガイドによって、シリンダの内部とリザーバとが隔離されている。外筒の端部には、ピストンロッドとの間をシールするオイルシールが取付けられ、ロッドガイドとオイルシールとの間に保油室が形成されている。保油室は、リザーバへの油液の流通のみを許容する逆止弁を介してリザーバに連通されている。摩擦部材は、保油室内に配置されてロッドガイドに取付けられており、摩擦部材の上流側と下流側とを連通させる連通路が設けられている。
【０００６】
ピストンロッドとロッドガイドのガイドブッシュとの間には、一定の隙間が設けられている。そして、ピストンロッドのストロークによってシリンダ室内の圧力が上昇すると、この隙間を通して少量の油液がシリンダ室から保油室に供給されて、オイルシール及び摩擦部材を潤滑した後、逆止弁を介してリザーバへ還流される。また、シリンダ室内に混入したガスがこの隙間を通り、保油室を介してリザーバへ戻される。このとき、摩擦部材の上流側と下流側とが連通路によって連通されており、これらの間に差圧が生じることがないので、差圧によるピストンロッドへの押圧力の変化を防止して、安定した減衰力を発生させることができる。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載された油圧緩衝器では、次のような問題がある。ロッドガイドのガイドブッシュとピストンロッドとの隙間は、上述のようにオイルシール及び摩擦部材の潤滑、並びに、シリンダ室のガス抜きのために必要なものであるが、この隙間から保油室に過量の油液が流れると、シリンダ内の油液の圧力が充分に上昇せず、ピストン部やベースバルブのオリフィスを通過する油液の流量が減少して、オリフィスに依存するピストン速度の低速域Ｂ（図１１参照）において充分な減衰力が得られず、減衰力が不安定になるという問題を生じる。また、このガイドブッシュとピストンロッドとの隙間は、寸法管理が困難であり、ばらつきが生じやすく、このことも減衰力の不安定化の要因となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ピストン速度全域にわたって安定した減衰力を発生す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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、油液が封入されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端部が前記ピストンに連結され、他端部がシリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダの外周に形成されたリザーバと、前記シリンダの端部に取付けられて前記ピストンロッドを案内するロッドガイドと、前記シリンダの端部の前記ロッドガイドよりも外側に取付けられ、前記ピストンロッドとの間をシールして前記ロッドガイドとの間に保油室を形成するオイルシールと、前記シリンダの端部側に取付けられて前記ピストンロッドに摩擦力を付与する摩擦部材とを備え、前記シリンダ内から前記ピストンロッドと前記ロッドガイドとの隙間を通して前記保油室に少量の油液を供給し、その油液を前記保油室から前記リザーバへ還流する油圧緩衝器において、
前記シリンダ室と前記保油室との間に、かつ、前記ロッドガイドと前記ピストンロッドとの隙間と油液供給流路方向直列に、該隙間よりも流路面積が小さいオリフィス通路を設けたことを特徴とする。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記オリフィス通路は、前記ロッドガイドの内周部に設けられた環状部材と前記ピストンロッドとの間に形成されることを特徴とする。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記摩擦部材は、前記ロッドガイドに嵌合されており、前記オリフィス通路は、前記摩擦部材と前記ロッドガイドとの嵌合部の少なくとも一方に設けられた溝によって形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明に係る油圧緩衝器によれば、オリフィス通路によってシリンダと保油室との間の流路を適度に絞ることにより、シリンダから過量の油液が保油室へ流れてシリンダ内の圧力の上昇が妨げられるのを防止することができ、安定した減衰力を発生させることができる。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器によれば、環状部材を設けることによってオリフィス通路を形成することができる。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器によれば、摩擦部材及びロッドガイドの少なくとも一方に設けられた溝によってオリフィス通路を形成するので、部品点数が少なくてすむ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器１は、いわゆるツインチューブ式油圧緩衝器であって、シリンダ２の外周に外筒３が設けられ、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成された二重筒構造となっている。シリンダ２内には、ピストン（図示せず）が摺動可能に嵌装され、このピストンによってシリンダ２内が２つシリンダ室に画成されている（上側のシリンダ室２Ａのみ図示する）。ピストンには、ピストンロッド５の一端部が連結されており、ピストンロッド５の他端側は、シリンダ２および外筒３の上端部に設けられたシール機構６に挿通されて外部へ延出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室とリザーバ４とを区画するベースバルブ（図示せず）が設けられており、シリンダ２内には、油液が封入され、リザーバ４内には、油液およびガスが封入されている。
【００１２】
ピストンには、２つのシリンダ室間を連通させる油路及びこの油路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及びディスクバルブ等からなる減衰力発生機構が設けられている。また、ベースバルブには、シリンダ室とリザーバ４とを連通させる油路、この油路のリザーバ４側からシリンダ室側への油液の流通のみを許容する逆止弁及びシリンダ室側からリザーバ４側への油液の流通に抵抗を付与するオリフィスおよびディスクバルブからなる減衰力発生機構が設けられている。
【００１３】
次に本実施形態の要部であるシール機構６の構造について、図１及び図２を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、シリンダ２及び外筒３の上端部には、小径部７Ａ及び大径部７Ｂを有する段付円筒状のロッドガイド７が取付けられており、小径部７Ａがシリンダ２内に嵌合され、大径部７Ｂが外筒３内に嵌合されている。ロッドガイド７の小径部７Ａに形成されたガイドボア８には、ガイドブッシュ９が圧入され、ガイドブッシュ９にピストンロッド５が挿通されて摺動可能に案内されている。ガイドブッシュ９とピストンロッド５と間には、所定の隙間Ｃ１が設けられて、少量の油液の流通が可能となっている。ロッドガイド７の大径部７Ｂには、ガイドボア８よりも大径の大径ボア７Ｃが形成されている。ロッドガイド７の大径部７Ｂの端面には、環状の当接部１０が突出されている。ロッドガイド７の大径部７Ｂには、軸方向に沿って還流通路１１が貫通されている。
【００１４】
更に、外筒３の上端部には、ロッドガイド７の当接部１０に当接し、ピストンロッド５が挿通されるオイルシール１２が取付けられており、ロッドガイド７とオイルシール１２との間に保油室１３が形成されている。保油室１３は、ロッドガイド７の還流通路１１によってリザーバ４に連通されている。オイルシール１２は、金属製の環状の保持部材１４の内周部に、メインシール１５、ダストシール１６及びシールリップ１７を一体に形成して加硫接着した構造となっている。オイルシール１２は、保持部材１４が外筒３内に嵌合され、ロッドガイド７の当接部１０に当接し、外筒３の端部がカシメられて固定されている。
【００１５】
メインシール１５は、保持部材１２の内側に配置され、ピストンロッド５に密着して油液をシールする。ダストシール１６は、保持部材１２の外側に配置され、ピストンロッド５に密着して保油室１３への異物の侵入を防止すると共にピストンロッド５の表面に付着した油液を掻き落す。また、シールリップ１７は、ロッドガイド７の端面に弾性的に密着して、保油室１３からリザーバ４への油液の流通のみを許容する逆止弁として作用する。ロッドガイド７の大径部７Ｂ及びオイルシール１２の保持部材１４と外筒３との間は、シール部材１８によってシールされている。外筒３の端部には、更に、キャップ１９が外嵌されて、オイルシール１２を保護している。
【００１６】
保油室１３内には、摩擦部材２０が設けられている。摩擦部材２０は、一端部に内側フランジを有する金属製の保持部材２１の内側に、略円筒状の弾性を有する摩擦材２２を加硫接着したものであり、保持部材２１がロッドガイド７の大径ボア７Ｃに圧入されて固定されている。摩擦部材２０は、摩擦材２２をピストンロッド５の外周面に摺接させて、ピストンロッド５のストロークに対して摩擦力によって減衰力を発生させるものである。ロッドガイド７の大径ボア７Ｃの底面には、径方向溝２３が形成され、側面には軸方向溝２４が形成されており、これらの径方向溝２３及び軸方向溝２４によって、摩擦部材２０の上流側と下流側、すなわち、保油室１３とロッドガイド７のガイドボア８とを連通させる連通路が形成されている。
【００１７】
ロッドガイド７のガイドボア８には、ガイドブッシュ９の圧入部の上部の内周溝には、テトラフルオロエチレン製のオリフィスリング２５（環状部材）が嵌合されており、オリフィスリング２５とピストンロッド５との間にオリフィス通路Ｃ２が形成されている。オリフィス通路Ｃ２は、ガイドブッシュ９とピストンロッド５との間の隙間Ｃ１よりも流路面積が小さく、シリンダ室２Ａ内のガスを保油室１３を介してリザーバ４に還流し、また、メインシール１５、ダストシール１６及び摩擦材２０を潤滑するための少量の油液をシリンダ室２Ａから保油室１３内へ供給するために必要な流路面積となっている。また、オリフィス通路Ｃ２は、油液が供給される方向（油液供給流路方向）について隙間Ｃ１と直列に配置されている。すなわち、隙間Ｃ１を通ってシリンダ室２Ａから保油室１３内へ（あるいは逆方向に）供給される油液の全量がオリフィス通路Ｃ２を通るようになっている。
【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。
ピストンロッド５の伸縮に伴うシリンダ２内のピストンのストロークによって生じる油液の流れをピストン及びベースバルブの減衰力発生機構によって制御して減衰力を発生させる。このとき、ピストンロッド５の侵入、退出によるシリンダ２内の容積変化をリザーバ４内のガスの圧縮、膨張によって補償する。
【００１９】
ピストン速度の極低速域Ａあるいは微小ストロークの高周波振動に対しては、ピストンロッド５と摩擦部材１８との摺動による摩擦力によって、油液の圧力に依存することなく安定した減衰力を発生させることができる。これにより、ピストン速度全域にわたって安定した減衰力を得ることができる。
【００２０】
また、シリンダ室２Ａの圧力が上昇すると、シリンダ室２Ａから少量の油液がガイドブッシュ９とピストンロッド５との隙間Ｃ１及びオリフィスリング２５とピストンロッド５との間のオリフィス通路Ｃ２を通して保油室１３に流入して、メインシール１５、ダストシール１６及び摩擦部材２０を潤滑し、余剰の油液がシールリップ１７によって形成された逆止弁及び還流通路１１を介してリザーバ４へ還流される。同様に、シリンダ室２Ａに混入したガスが保油室１３を介してリザーバ４へ戻される。なお、摩擦部材２０の上流側と下流側とは、径方向溝２３及び軸方向溝２４によって連通されているので、これらの間に差圧が生じて摩擦部材２０による減衰力が不安定になることはない。
【００２１】
このとき、オリフィスリング２５によって形成したオリフィス通路Ｃ２によって、シリンダ室２Ａと保油室１３との間の流路を適度に絞ることにより、シリンダ室２Ａから過量の油液が保油室１３に流入してシリンダ室２Ａの圧力の上昇が妨げられるのを防止することができる。その結果、ピストン及びベースバルブの減衰力発生機構によって安定した減衰力を発生させることができ、ピストン速度全域にわたって安定した減衰力を得ることができる。なお、オリフィスリング２５は、テトラフルオロエチレン製のリングであるから、生産性に優れ、必要な寸法精度を容易に確保することができるので、オリフィス通路の流路面積を容易に管理することができる。オリフィスリング２５の材料は、テトラフルオロエチレンに限定されるものではなく、摺動に耐えうる強度と低摩擦係数を有するものであればよい。例えば、表面をフッ素コーティングした金属環などを用いることができる。
【００２２】
次に、本発明の第２実施形態について、図４乃至図９を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態に対して、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。
【００２３】
図４及び図５に示すように、本実施形態に係るシール機構２６では、上記第１実施形態に対して、オリフィスリング２５が省略され、また、ロッドガイド７の大径ボア７Ｃの底部に、径方向溝２１の代りに径方向オリフィス溝２７が設けられている。径方向オリフィス溝２７は、大径ボア７Ｃの底部に形成された環状凸部２７Ａに形成されており、摩擦部材２０が大径ボアに圧入されて、環状凸部２７Ａに当接することによって、シリンダ室２Ａと保油室１３との間にオリフィス通路Ｃ２を形成する。オリフィス通路Ｃ２は、上記第１実施形態と同様、油液が供給される方向について隙間Ｃ１と直列に配置されている。
【００２４】
これにより、シリンダ室２Ａと保油室１３との間の流路をオリフィス通路Ｃ２によって適度に絞ることができ、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。さらに、本実施形態では、オリフィスリング２５を省略することができるので、上記第１実施形態に対して部品点数を削減することができる。なお、摩擦部材２０の上流側と下流側とを径方向オリフィス溝２７によって連通しているため、摩擦部材２０の上流側と下流側とで差圧が生じやすくなっているが、減衰力が摩擦部材２０の摩擦力に依存するピストン速度の極低速域においては、径方向オリフィス溝２７を流れる油液の流量は微量であるから、摩擦部材２０の上流側と下流とで差圧が生じることがなく、減衰力が不安定になることはない。
【００２５】
上記第２実施形態の第１変形例として、上記第２実施形態において、図６及び図７に示すように、径方向オリフィス溝２７を省略し、代りに、ロッドガイド７の大径ボア７Ｃの側面部の軸方向溝２４を軸方向オリフィス溝２８として、この軸方向オリフィス溝２８と摩擦部材２０との間にオリフィス通路Ｃ２を形成してもよい。これにより、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００２６】
上記第２実施形態の第２変形例として、上記第２実施形態において、図８及び図９に示すように、ロッドガイド７の径方向オリフィス溝２７を省略し、代りに、摩擦部材２０の保持部材２１の端面に径方向オリフィス溝２９を形成して、この径方向オリフィス溝２９とロッドガイド７の大径ボア７Ｃの底面との間にオリフィス通路Ｃ２を形成してもよい。これにより、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。なお、ロッドガイド７側の径方向オリフィス溝２７と摩擦部材２０側の径方向オリフィス溝２９の両方を設け、これらによってオリフィス通路Ｃ２を形成するようにしてもよい。
【００２７】
この場合、上記第２実施形態の第１変形例（図６及び図７）のロッドガイド７の大径ボアの側面の軸方向オリフィス溝２８の代りに、摩擦部材２０の保持部材２１の側面に軸方向オリフィス溝（図示せず）を設けて、この軸方向オリフィス溝とロッドガイド７の大径ボア７Ｃの側面との間にオリフィス通路Ｃ２を形成するようにしてもよい。これにより、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。なお、ロッドガイド７側の軸方向オリフィス溝２８と摩擦部材２０側の軸方向オリフィス溝の両方を設け、これらによってオリフィス通路Ｃ２を形成するようにしてもよい。
【００２８】
次に、本発明の第３実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態に対して、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。
【００２９】
図１０に示すように、本実施形態に係るシール機構３０では、上記第１実施形態に対して、オリフィスリング２５が省略され、また、ロッドガイド７の小径部７Ａ側の端面に、大径ボア３１が形成され、この大径ボア３１に摩擦部材２０が圧入、嵌合されている。そして、大径ボア３１の底部に径方向溝３２が形成され、側面部に軸方向オリフィス溝３３が形成されており、この軸方向オリフィス溝３３と摩擦部材２０の保持部材２１の側面部との間にオリフィス通路Ｃ２が形成されている。これにより、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。なお、軸方向オリフィス溝３３は、摩擦部材２０の保持部材２１の側面部に形成してもよい。
【００３０】
上記の第１乃至第３実施形態においては、摩擦部材をロッドガイドに形成された大径ボアに圧入して固定している。しかし、摩擦部材の固定位置及び固定方法はこれに限定されるものではなく、ピストンロッド５と摺動可能にシリンダ２の端部に固定されていればよい。例えば、ロッドガイドの下方にシリンダ２に直接圧入してもよい。この場合、摩擦部材の一部にその上下を連通する穴を設ける必要がある。また、ロッドガイドを上下に分割し、ロッドガイドを、ガイドブッシュを有するガイドブッシュ保持部と、摩擦部材が固定される摩擦部材保持部とからなる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるシール構造を拡大して示す縦断面図である。
【図２】図１に示すシール構造のロッドガイドの平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器を一部破断して示す側面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるシール構造を拡大して示す縦断面図である。
【図５】図４に示すシール構造のロッドガイドの平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の第１変形例に係る油圧緩衝器の要部であるシール構造を拡大して示す縦断面図である。
【図７】図６に示すシール構造のロッドガイドの平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る油圧緩衝器の要部であるシール構造を拡大して示す縦断面図である。
【図９】図８に示すシール構造の摩擦部材の底面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるシール構造を拡大して示す縦断面図である。
【図１１】油圧緩衝器の減衰力特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  油圧緩衝器、２  シリンダ、４  リザーバ、５  ピストンロッド、７  ロッドガイド、１２  オイルシール、１３  保油室、２０  摩擦部材、２５  オリフィスリング（環状部材）、２７  径方向オリフィス溝、２８  軸方向オリフィス溝、２９  径方向オリフィス溝、３３  軸方向オリフィス溝、Ｃ１  隙間、Ｃ２  オリフィス通路
【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】
2007205435.tif 000007
【図６】
2007205435.tif 000008
【図７】
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【図８】
2007205435.tif 000010
【図９】
2007205435.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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