特開 2024-154268 緩衝器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024154268

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】緩衝器

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/32 20060101AFI20241023BHJP

【ＦＩ】

F16F9/32 L

F16F9/32 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023068014

(22)【出願日】2023-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001999

【氏名又は名称】弁理士法人はなぶさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】山崎 竣矢

(72)【発明者】

【氏名】坂本 直也

【テーマコード（参考）】

3J069

【Ｆターム（参考）】

3J069AA50

3J069CC13

3J069CC15

3J069EE28

3J069EE80

(57)【要約】

【課題】軸長を延長させることなくフリクション機能を付与することが可能な緩衝器を提供する。
【解決手段】摩擦部材３１は、ピストン５（ピストン部のピストン本体）の他端側に設けられた減衰弁１３（ピストン部の減衰力発生機構）に隣接して設けられるベース部３２と、該ベース部３２の外周縁部に設けられる摺接部３３とを有し、摺接部３３をシリンダ壁面２ｃに摺接させることでフリクション機能を付与するようにしたので、ピストンロッド２０の軸長、延いては緩衝器１の全長を延長することなく、緩衝器１にフリクション機能を付与することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動流体が封入されるシリンダと、該シリンダ内を第１室と第２室とに区画するピストン本体と該ピストン本体の移動に伴い減衰力を発生する減衰力発生機構とを有するピストン部と、前記シリンダの他端側開口を閉塞するロッドガイドと、一端側が前記ピストン部に連結され、他端側が前記ロッドガイドに挿通されて前記シリンダの外部へ延出されるピストンロッドと、前記ピストンロッドに摺接され、前記第１室と外部とをシールするシール部材と、前記ピストン部と隣接して設けられる摩擦部材とを備え、前記摩擦部材は、前記ピストンロッドが挿通される軸穴が設けられ、前記ピストン部に当接される円板状のベース部と、該ベース部の外周に設けられ、前記シリンダに摺接される摺接部とを有することを特徴とする緩衝器。

【請求項2】

請求項１に記載の緩衝器であって、
前記ピストン部には、前記第１室と前記第２室とを連通する伸び側通路及び縮み側通路が設けられ、前記ベース部には、該ベース部の一端側と他端側とを連通する連通路が設けられ、前記連通路の流路面積は、前記伸び側通路の流路面積よりも大きく、かつ前記縮み側通路の流路面積よりも大きく設定されることを特徴とする緩衝器。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の緩衝器であって、
前記ピストンロッドは、前記シール部材が摺接される第１軸部と、該第１軸部よりも小径で前記摩擦部材の軸穴に挿通される第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸部との間に設けられ、前記摩擦部材が当接される環状の当接面とを有し、前記摩擦部材には、前記当接面と前記第２軸部との境界部を逃がすための環状の逃げ部が形成されることを特徴とする緩衝器。

【請求項4】

請求項２に記載の緩衝器であって、
前記連通路は、前記ベース部の一方の端面に形成されて径方向へ延びる溝部と、該溝部と前記ベース部の他方の端面とを連通する穴部とを有することを特徴とする緩衝器。

【請求項5】

請求項２に記載の緩衝器であって、
前記連通路は、第１連通路と第２連通路とを含み、前記第１連通路は、前記ベース部の他端側の面に形成されて径方向へ延びる第１溝部と、該第１溝部と前記ベース部の一端側の面とを連通する第１穴部とを有し、前記第２連通路は、前記ベース部の一端側の面に形成されて径方向へ延びる第２溝部と、該第２溝部と前記ベース部の他端側の面とを連通する第２穴部とをを有し、前記第１溝部と前記第２溝部とは、前記ベース部の周方向に互い違いに配置されることを特徴とする緩衝器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピストンロッドのストロークに対してフリクション機能を付与することにより車両の操安性と乗り心地とを向上させるようにした緩衝器に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ピストン８との間で減衰力弁９を挟む補助板１１よりも上側に配置された摩擦部材２５をシリンダ２の壁面に摺接させることにより、ピストンロッド５の運動にフリクション機能を付与するようにした液圧緩衝器１が開示されている（発明の実施の形態２８、以下「従来の緩衝器」と称する）。従来の緩衝器では、高周波振動を含む広範な振動が低減され、車両の操安性と乗り心地とを向上させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－３３００７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、従来の緩衝器の摩擦部材をフリクション機能を持たない緩衝器に適用する場合、当該摩擦部材を補助板（ワッシャ）とバンプストップラバーとの間に配置するため、摩擦部材の軸長（ピストンロッドの軸線方向長さ）の分だけピストンロッドが長くなる。その結果、緩衝器は、全長が長くなり、車両のサスペンション装置に配置する際に全長の制限がある場合、車両への組み付けが困難となる。

【0005】

本発明は、軸長を延長させることなくフリクション機能を付与することが可能な緩衝器を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の緩衝器は、作動流体が封入されるシリンダと、該シリンダ内を第１室と第２室とに区画するピストン本体と該ピストン本体の移動に伴い減衰力を発生する減衰力発生機構とを有するピストン部と、前記シリンダの他端側開口を閉塞するロッドガイドと、一端側が前記ピストン部に連結され、他端側が前記ロッドガイドに挿通されて前記シリンダの外部へ延出されるピストンロッドと、前記ピストンロッドに摺接され、前記第１室と外部とをシールするシール部材と、前記ピストン部と隣接して設けられる摩擦部材とを備え、前記摩擦部材は、前記ピストンロッドが挿通される軸穴が設けられ、前記ピストン部に当接される円板状のベース部と、該ベース部の外周に設けられ、前記シリンダに摺接される摺接部とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、軸長を延長させることなくフリクション機能を付与することが可能な緩衝器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る緩衝器の縦断面図である。

【図2】図１の主要部を拡大して示す図である。

【図3】第１実施形態の説明図であって、摩擦部材の平面図（他端側から見た図）である。

【図4】第２実施形態の説明図であって、図２に対応させた図である。

【図5】第２実施形態の説明図であって、摩擦部材の平面図（他端側から見た図）である。

【図6】第３実施形態の説明図であって、摩擦部材の平面図（一端側から見た図）である。

【図7】第３実施形態の説明図であって、図２に対応させた図である。

【図8】第３実施形態の説明図であって、摩擦部材の平面図（他端側から見た図）である。

【図9】第３実施形態の説明図であって、摩擦部材の平面図（一端側から見た図）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。
図１に示されるように、緩衝器１は、アウタチューブ３の内側にシリンダ２が設けられた複筒構造をなし、シリンダ２とアウタチューブ３との間にはリザーバ４が形成される。シリンダ２内には、該シリンダ２内をシリンダ上室２Ａ（第１室）とシリンダ下室２Ｂ（第２室）との２室に区画するピストン５（ピストン部のピストン本体）が摺動可能に嵌装される。

【0010】

緩衝器１は、下端側（一端側）の第２軸部２２がピストン５に連結され、上端側（他端側）の第１軸部２１がシリンダ上室２Ａを通過してシリンダ２の外部へ延出するピストンロッド２０を有する。ピストンロッド２０は、第２軸部２２が第１軸部２１よりも小径であり、同軸の第１軸部２１と第２軸部２２との間には、後述する摩擦部材３１が当接される環状の当接面２３が形成される。

【0011】

緩衝器１は、シリンダ２の上端部開口（他端側開口）を閉塞するロッドガイド６を有する。ロッドガイド６には、ピストンロッド２０の第１軸部２１が挿通される。ロッドガイド６の上端面に形成された環状のシート部７には、内周縁部にオイルシール８が固着されたワッシャ９が当接される。オイルシール８は、ピストンロッド２０の第１軸部２１に摺接され、シリンダ上室２Ａと外部とをシールする。ピストンロッド２０には、バンプストップラバー２６が設けられる。バンプストップラバー２６は、ピストンロッド２０の第１軸部２１の下端部に形成された環状溝２７に嵌着されたストッパ２８によって受けられる。

【0012】

図１又は図２に示されるように、ピストン５には、シリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとを連通する伸び側通路１０及び縮み側通路１１が設けられる。伸び側通路１０及び縮み側通路１１には、減衰弁１２及び減衰弁１３（ピストン部の減衰力発生機構）が設けられる。ピストンロッド２０の第２軸部２２には、ナット２４が取り付けられ、該ナット２４を締め付けることにより、ナット２４とピストンロッド２０の当接面２３との間に設けられたピストン部品（当接面２３側から順に摩擦部材３１、減衰弁１３、ピストン５、減衰弁１２、ワッシャ２５）に軸力が付与される。

【0013】

図１に示されるように、シリンダ２の下端部（一端部）には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ１４が設けられる。ベースバルブ１４には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通する伸び側通路１５及び縮み側通路１６が設けられる。伸び側通路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への作動流体の流通を許容する逆止弁１７が設けられる。縮み側通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側の圧力が設定圧力に達したときに開弁してシリンダ下室２Ｂ側の圧力をリザーバ４側へ逃すディスクバルブ１８が設けられる。なお、作動流体として、シリンダ２内には油液が封入され、リザーバ４内には油液及びガスが封入される。

【0014】

図２又は図３に示されるように、摩擦部材３１は、ピストン５の上側（他端側）の減衰弁１３（ピストン部）に隣接して設けられる円板形のベース部３２と、該ベース部３２の外周縁部に設けられる摺接部３３とを有する。該摺接部３３は、フッ素系ゴム材料、ニトリルゴム材料等の弾性ゴム材料が適用され、ベース部３２の外周縁部に固着（加硫接着）される。摺接部３３とシリンダ２の内壁面２ｃ（以下「シリンダ壁面２ｃ」と称する）とのフリクション（摺動抵抗）は、オイルシール８とピストンロッド２０の第１軸部２１との摺動抵抗よりも大きく設定される。

【0015】

ベース部３２には、ピストンロッド２０の第２軸部２２が挿通される軸穴３４と、ベース部３２のピストン５側（一端側）の端面３５とバンプストップラバー２６側（他端側）の端面３６とを連通する複数個（第１実施形態では「６個」）の連通路３７とが設けられる。連通路３７は、ベース部３２を軸穴３４の軸線に沿う方向（図２における「上下方向」、以下「軸線方向」と称する）へ貫通する断面形状が一定（第１実施形態では「円形」）の穴によって形成される。

【0016】

連通路３７は、軸穴３４の周囲に等間隔（第１実施形態では「６０°間隔」）で配置される。複数個の連通路３７の総流路面積（Ｓ１）は、ピストン５に設けられた伸び側通路１０の総流路面積（Ｓ２）よりも大きく設定され（Ｓ１＞Ｓ２）、かつピストン５に設けられた縮み側通路１１の総流路面積（Ｓ３）よりも大きく設定される（Ｓ１＞Ｓ３）。

【0017】

ベース部３２には、ピストンロッド２０の当接面２３と第２軸部２２との境界部２９を逃がすための逃げ部３８が形成される。該逃げ部３８は、軸穴３４の端面３６側（他端側）の開口縁部を面取りすることで形成される。

【0018】

次に、第１実施形態の作用を説明する。
ここで、緩衝器１は、車両（自動車）のサスペンション装置（図示省略）に組み付けられ、ピストンロッド２０の突出側端部（他端部）が車体側に固定され、アウタチューブ３に接合されたブラケット（図示省略）が車輪側に固定される。

【0019】

ピストンロッド２０の伸び行程時には、シリンダ上室２Ａの油液（作動流体）が、摩擦部材３１の連通路３７、ピストン５の伸び側通路１０、及び減衰弁１２を経由してシリンダ下室２Ｂへ流れる。このとき、減衰弁１２が開弁されることにより、バルブ特性の減衰力が発生する。また、ピストンロッド２０がシリンダ２内から突出した体積分の油液が、リザーバ４からベースバルブ１４の伸び側通路１５を通り、さらに逆止弁１７を開弁させてシリンダ下室２Ｂへ流れる。

【0020】

ピストンロッド２０の縮み行程時には、シリンダ下室２Ｂの油液が、ピストン５の縮み側通路１１、減衰弁１３、及び摩擦部材３１の連通路３７を経由してシリンダ上室２Ａへ流れる。このとき、減衰弁１３が開弁されることにより、バルブ特性の減衰力が発生する。また、ピストンロッド２０がシリンダ２内へ突入した体積分の油液が、シリンダ下室２Ｂからベースバルブ１４の縮み側通路１６を通り、さらにディスクバルブ１８を開弁させてリザーバ４へ流れる。

【0021】

第１実施形態では、ピストンロッド２０に固定された摩擦部材３１の摺接部３３をシリンダ壁面２ｃに摺接させたので、ピストンロッド２０の伸縮時にシリンダ２とピストンロッド２０とが軸線方向に相対移動すると、摺接部３３がシリンダ壁面２ｃに対して摺動し、ピストンロッド２０の運動に対してフリクション機能を付与することができる。当該フリクション機能は、ピストン５の移動速度（以下「ピストン速度」と称する）が微低速のとき又は振幅が大きいときの低周波振動を減衰させる。

【0022】

他方、フリクション機能は、摺接部３３を軸線方向へ粘弾性変形させることにより、ピストン速度に対してフリクションの立ち上がりを若干遅らせるように作用する。これにより、ピストンロッド２０の伸縮が切り替わるとき、摺接部３３の粘弾性力によって緩衝器１の動ばね定数が大きくなり、ピストン５の振幅が微小であるときの高周波振動を減衰させることができる。なお、ピストン速度に対するフリクションの立ち上がりは、摺接部３３の剛性を調節することで制御することができる。

【0023】

ここで、従来の緩衝器では、ピストンとの間で減衰力弁を挟む補助板（第１実施形態における「ベース部３２」に相当）よりも上側に配置した摩擦部材を、シリンダ壁面に摺接させてピストンロッドの運動にフリクション機能を付与していたので、摩擦部材の軸長分だけ、フリクション機能を持たない緩衝器に対してピストンロッドが長くなる。その結果、従来の緩衝器では、フリクション機能を持たない緩衝器に対してピストンロッドの延長分だけ全長が長くなり、車両のサスペンション装置に配置する際に全長の制限がある場合、車両への組み付けが困難となる。

【0024】

これに対し、第１実施形態では、摩擦部材３１は、ピストン５（ピストン部のピストン本体）の他端側に設けられた減衰弁１３（ピストン部の減衰力発生機構）に隣接して設けられるベース部３２と、該ベース部３２の外周縁部に設けられる摺接部３３とを有し、摺接部３３をシリンダ壁面２ｃに摺接させることでフリクション機能を付与するように構成した。換言すれば、従来の緩衝器における補助板（ワッシャ）の外周縁部に摺接部３３を設けて摩擦部材３１を構成した。
第１実施形態によれば、ピストンロッド２０の軸長、延いては緩衝器１の全長を延長することなく、緩衝器１にフリクション機能を付与することが可能であり、フリクション機能を持たない緩衝器への適用が容易である。
第１実施形態では、部品点数を増やすことなく緩衝器１にフリクション機能を付与することが可能であり、組立工数の増加に伴う製造コストの上昇を抑止することができる。
第１実施形態では、連通路３７の総流路面積を、ピストン５に設けられた伸び側通路１０の総流路面積よりも大きく設定し、かつピストン５に設けられた縮み側通路１１の総流路面積よりも大きく設定したので、摩擦部材３１がピストン５の伸び側通路１０及び縮み側通路１１を流れる油液に影響を及ぼす（抵抗になる）ことを抑えることができ、フリクション機能を付与したことによる減衰力特性の変化を抑制することが可能である。
第１実施形態では、摩擦部材３１（ベース部３２）の軸穴３４の他端側（当接面２３側）の開口縁部を面取りすることで逃げ部３８を形成したので、ピストンロッド２０の当接面２３と第２軸部２２との境界部２９に形成される、機械加工に伴う刃先Ｒやばり等が残る部分を逃がすことができる。これにより、摩擦部材３１に、従来の緩衝器における補助部材（ワッシャ）の機能を持たせることが可能であり、部品点数の増加並びにこれに伴うピストンロッド２０の軸長の延長を回避することができる。

【0025】

（第２実施形態）
次に、図４乃至図６を参照して第２実施形態を説明する。
なお、第１実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。第１実施形態では、摩擦部材３１のベース部３２を軸線方向へ貫通する円形断面の穴を形成して該穴を連通路３７とした。

【0026】

これに対し、第２実施形態における摩擦部材４１の連通路４２は、ベース部３２の上側（他端側）の端面３６を径方向（図４における「左右方向」）へ延出する溝部４３と、該溝部４３とベース部３２の下側（一端側）の端面３５とを連通する穴部４４とによって構成される。溝部４３は、該溝部４３の延出方向（径方向）に垂直な平面による断面が長方形に形成される。穴部４４は、軸線方向に垂直な平面による断面が半円形に形成され、該半円の頂部がベース部３２の外周面４５に接するように配置される。

【0027】

連通路４２は、軸穴３４の周囲に等間隔（第２実施形態では「６０°間隔」）で配置される。また、連通路４２の総流路面積（Ｓ１）は、ピストン５に設けられた伸び側通路１０の総流路面積（Ｓ２）よりも大きく設定され（Ｓ１＞Ｓ２）、かつピストン５に設けられた縮み側通路１１の総流路面積（Ｓ３）よりも大きく設定される（Ｓ１＞Ｓ３）。なお、第２実施形態における連通路４２の流路面積は、穴部４４の流路面積（開口面積）に等しい。

【0028】

第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
第２実施形態では、伸び行程時に、摩擦部材３１よりも上側（ピストン５側とは反対側）の油液を連通路４２の溝部４３によって径方向外側へ案内することにより、油液を連通路４２の穴部４４へ流れやすくする、延いては摩擦部材３１がピストン５の伸び側通路１０を流れる油液に影響を及ぼす（抵抗になる）ことを抑えることができ、フリクション機能を付与したことによる減衰力特性の変化を抑制することが可能である。
なお、第２実施形態では、溝部４３の断面形状を長方形としたが、例えば端面３６側に開口する半円形とすることができる。また、穴部４４の断面形状を半円形に形成したが、例えば円形とすることができる。

【0029】

（第３実施形態）
次に、図７乃至図９を参照して第３実施形態を説明する。
なお、第１又は第２実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。第２実施形態では、ベース部３２の上側（他端側）の端面３６を径方向へ延出する溝部４３（第１溝部）と、該溝部４３とベース部３２の下側（一端側）の端面３５とを連通する穴部４４（第１穴部）とを有する連通路４２（第１連通路）を、軸穴３４の周囲に等間隔（第２実施形態では「６０°間隔」）で配置することで摩擦部材４１を構成した。

【0030】

これに対し、第３実施形態では、第２実施形態における連通路４２（第１連通路）を軸穴３４の周囲に等間隔（第３実施形態では「１２０°間隔」）で配置するとともに、ベース部３２の下側（一端側）の端面３５を径方向へ延出する溝部５３（第２溝部）と、該溝部５３とベース部３２の上側（他端側）の端面３６とを連通する穴部５４（第２穴部）とを有する連通路５２（第２連通路）を、軸穴３４の周囲に等間隔（第３実施形態では「１２０°間隔」）で配置することで摩擦部材５１を構成した。

【0031】

第３実施形態では、連通路４２と連通路５２とは、軸穴３４の周囲（周方向）に互い違いに（異なる位相で）配置される。第３実施形態では、摩擦部材５１を軸線方向の視線で見たとき、連通路４２と該連通路４２に隣接する連通路５２とは、６０°間隔で配置される。

【0032】

第３実施形態によれば、前述した第１及び第２実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
第３実施形態では、連通路４２（第１連通路）と連通路５２（第２連通路）とを同位相で配置した場合、即ち摩擦部材５１を軸線方向の視線で見たとき連通路４２と連通路５３とが重なるように配置した場合と比較して、ベース部３２の肉厚を確保することが可能であり、摩擦部材５１の剛性を確保することができる。これにより、摩擦部材５１の撓みを抑制することが可能であり、減衰力特性の変化を抑制することができる。

【符号の説明】

【0033】

１ 緩衝器、２ シリンダ、２Ａ シリンダ上室（第１室）、２Ｂ シリンダ下室（第２室）、５ ピストン（ピストン部のピストン本体）、６ ロッドガイド、８ オイルシール（シール部材）、２０ ピストンロッド、３１ 摩擦部材、３２ ベース部、３３ 摺動部、３４ 軸穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】