説明

緩衝器

【課題】 緩衝器の改良に関し、作動流体を水系流体とした場合に、ロッドとシール部材の良好な摺動性を確保しつつ、作動流体の不足を防止する。
【解決手段】 内部に作動流体を収容するシリンダ1と、このシリンダ1内に軸方向に移動可能に挿入されるロッド2と、上記シリンダ1の一端側に設けられて上記ロッド2外周に摺接し上記シリンダ1内の上記作動流体の流出を防止するシール部材3とを備え、このシール部材3と上記ロッド2との間に潤滑皮膜4が形成される緩衝器Aにおいて、上記シール部材3の反シリンダ側に積層されて上記ロッド2外周に摺接し上記潤滑皮膜4を薄くするワイパリング5を備える

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、緩衝器の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
緩衝器は、例えば、自動車等の車両のサスペンション装置に使用され、特許文献1に開示されるように、内部に作動流体を収容するシリンダと、このシリンダ内に軸方向に移動可能に挿入されるロッドとを備える。
【0003】
さらに、上記緩衝器は、上記シリンダに固定されて上記ロッドを軸支するロッドガイドと、このロッドガイドの外気側に積層されて同じく上記シリンダに固定される環状のシール部材を備える。
【0004】
そして、このシール部材は、内周側に配置されて上記ロッド外周に摺接する内周シールを備えている。この内周シールは、二又に形成されており、外気側のダストシールとシリンダ側のオイルシールとからなる。
【0005】
上記ダストシールは、上記ロッド外周に付着した異物を掻き落としてシリンダ内に異物が混入することや、異物でオイルシールが傷つくことを防止する。一方、上記オイルシールは、上記ロッド外周に付着した作動流体を掻き落として、シリンダ内の作動流体が流出することを防止する。
【0006】
尚、上記ロッド外周には、上記シール部材の内周シールとの間に潤滑皮膜が形成されている。これにより、ロッドとシール部材の摺動面が潤滑されて、ロッドとシール部材の良好な摺動性が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−120514号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記従来の緩衝器において、以下の不具合を指摘される虞がある。
【0009】
即ち、シリンダ内に収容する作動流体としてグリコール水溶液のような水系流体を選択した場合、この水系流体は、鉱物油のような油系作動流体と比較して粘度が低く、潤滑性に乏しい。
【0010】
そこで、水系流体を選択した場合における良好な潤滑性を確保するため、潤滑皮膜を厚くすることが好ましいが、この場合においては、ロッド外周に付着してシリンダ外に持ち出される作動流体が多くなるため、外気に曝されて蒸発する作動流体が増してシリンダ内で作動流体が不足する虞がある。
【0011】
そこで、本発明の目的は、水系流体のような潤滑性に乏しい作動流体を選択し、潤滑皮膜を厚くしたとしてもシリンダ内で作動流体が不足することを防止することが可能な緩衝器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するための手段は、内部に作動流体を収容するシリンダと、このシリンダ内に軸方向に移動可能に挿入されるロッドと、上記シリンダの一端側に設けられて上記ロッド外周に摺接し上記シリンダ内の上記作動流体の流出を防止するシール部材とを備え、このシール部材と上記ロッドとの間に潤滑皮膜が形成される緩衝器において、上記シール部材の反シリンダ側に積層されて上記ロッド外周に摺接し上記潤滑皮膜を薄くするワイパリングを備えることである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、ワイパリングを備えることにより、シール部材とロッドとの間には厚い潤滑皮膜を形成して良好な摺動性を確保するとともに、ワイパリングで潤滑皮膜を薄くして外気に曝される作動流体の量を少なくすることが可能となる。
【0014】
したがって、作動流体の蒸発量を減らし、シリンダ内で作動流体が不足することを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施の形態に係る緩衝器を部分的に示す縦断面図である。
【図2】図1の主要部を拡大し、原理的に示す説明図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係る緩衝器の変形例を部分的に示す縦断面図である。
【図4】本発明の一実施の形態に係る緩衝器の他の変形例を部分的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に本発明の一実施の形態を示す緩衝器について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。
【0017】
図1に示すように、本実施の形態に係る緩衝器Aは、内部に作動流体を収容するシリンダ1と、このシリンダ1内に軸方向に移動可能に挿入されるロッド2と、上記シリンダ1の一端側(図1中上端側)に設けられて上記ロッド2外周に摺接し上記シリンダ1内の上記作動流体の流出を防止するシール部材3とを備え、図2に示すように、このシール部材3と上記ロッド2との間に潤滑皮膜4が形成される。
【0018】
さらに、上記緩衝器Aは、上記シール部材3の反シリンダ側(図1、図2中上側)に積層されて上記ロッド2外周に摺接し上記潤滑皮膜4を薄くするワイパリング5を備える。
【0019】
上記緩衝器Aの構成は周知であるため詳細に図示しないが、上記緩衝器Aは、上記ロッド2の下端に保持されて上記シリンダ1内周に摺接する図示しないピストンと、シリンダ1の外側に配置されてシリンダ1との間にリザーバR1を形成する外筒6とを備え、このリザーバR1でシリンダ1内に出没するロッド体積分のシリンダ内容積変化を補償する複筒型緩衝器として構成される。
【0020】
上記シリンダ1内に収容される作動流体は、グリコール水溶液、水等の水系流体である。そして、シリンダ1内は、上記ピストンで図1中上下に区画されており、ロッド側(図中上側)に伸側作用室Rが形成され、ピストン側(図中下側)に図示しない圧側作用室が形成されている。これら伸側作用室Rと圧側作用室は、ピストンに形成される流路(図示せず)を介して連通している。
【0021】
また、上記シリンダ1のボトム部(図1中下部)には、上記リザーバR1と圧側作用室とを区画する図示しないベース部材が固定される。上記圧側作用室とリザーバR1は、ベース部材に形成される流路(図示せず)を介して連通している。
【0022】
そして、緩衝器Aは、ピストンに形成される流路及びベース部材に形成される流路を作動流体が通過するとき、所定の流路抵抗を与える積層リーフバルブやオリフィス等からなる周知の減衰力発生手段を備えている。
【0023】
したがって、ロッド2がシリンダ1内に出没する緩衝器Aの伸縮時に、作動流体が各流路を介して伸側作用室Rと圧側作用室との間、及び圧側作用室とリザーバR1との間を移動し、緩衝器Aは、作動流体が各流路を通過する際の流路抵抗に起因する減衰力を発生する。
【0024】
以下、詳細に説明すると、上記ロッド2は、シリンダ1の図1中上側の開口部1aに固定される環状のロッドガイド7によって摺動自在に軸支される。このロッドガイド7は、シリンダ1の開口部1aから外筒6の図1中上部6a内周に亘って配置されており、シリンダ1及び外筒6の図1中上側開口を塞いでいる。
【0025】
さらに、上記ロッドガイド7の外気側(図1中上側)には、シール部材3と、スペーサ8と、ワッシャ9と、ワイパリング5がシリンダ側(図1中下側)から順に積層されている。こられロッドガイド7、シール部材3、スペーサ8、ワッシャ9及びワイパリング5は、外筒6の上端6bを内側に加締めることにより、その上端6bとシリンダ1との間に挟持されて固定される。
【0026】
上記シール部材3は、環状に形成されるインサートメタル30と、このインサートメタル30の内周側に配置された環状の内周シール31と、上記インサートメタルの外周側に配置された環状の外周シール32とを備える。
【0027】
上記内周シール31は、図1中上下二又に分かれて外気側(図1中上側)に配置されるダストシール31aと、シリンダ側(図1中下側)に配置されるオイルシール31bとからなる。そして、図2に示すように、ダストシール31aとオイルシール31bの先端は、潤滑皮膜4を介してロッド2外周に摺接している。
【0028】
上記潤滑皮膜4の厚さは、作動流体が油系流体からなる場合と比較して厚く設定されており、この潤滑皮膜4により、作動流体を水系流体としてもロッド2が内周シール31内を円滑に軸方向に移動することが可能となる。
【0029】
もどって、図1に示す上記外周シール32は、外筒6の内周に密着しており、ロッドガイド7外周と外筒6内周との隙間を塞ぎ、リザーバR1内に収容される気体や作動流体が外気側に漏れることを防止する。
【0030】
また、上記インサートメタル30のシリンダ側面(図1中下面)には、チェックシール33が設けられている。このチェックシール33は、ロッドガイド7に形成されてリザーバR1に連通する通路70を開閉可能に塞いており、オイルシール31bでロッドガイド7上に掻き落とされた作動流体がリザーバR1へ移動することのみを許容している。
【0031】
上記シール部材3の図1中直上部に積層されるスペーサ8は、その内周とロッド2との間に潤滑室40を形成している。さらに、このスペーサ8のシール部材側(図1中下側)内周が内周シール31に干渉しないように設定されるとともに、上記スペーサ8の外気側(図1中上側)内周が拡径されて、その境界に段部80が形成されている。
【0032】
上記スペーサ8の段部80には、保持材81が積層されている。この保持材81は、環状に形成されて上記ロッド2外周に摺接する。さらに保持材81は、液体を保持することが可能な素材からなり、本実施の形態において、潤滑液を保持している。したがって、ロッド2が保持材81を通過するとき、ロッド2外周に潤滑液が塗布される。尚、この潤滑液は、上記作動流体よりも粘度が高い流体であり、鉱物油のような油系流体であることが好ましいが、水系流体であっても良い。また、保持材81は、スペーサ8で底上げされているため、内周シール31に干渉しない。
【0033】
つづいて、上記スペーサ8の図1中直上部に積層されるワッシャ9は、上記スペーサ8とともに保持材81を挟持する。さらに、このワッシャ9の厚みは、上記保持材81がワイパリング5に干渉しない厚みに設定されている。
【0034】
上記ワイパリング5は、環状に形成されてシリンダ1に固定されるインサートメタル50と、このインサートメタル50の内周側に配置されてシリンダ1側(図1中下)に向けて傾斜する環状のワイパ51とからなる。そして、図2に示すように、このワイパ51の先端がロッド2外周に摺接し、シール部材3によって形成される潤滑皮膜4の一部を掻き落として潤滑皮膜4の厚さを薄くしている。本実施の形態において、ワイパ51の外気側面51a(図2中上面)とロッド2外周面との角度よりも、ワイパ51のシリンダ側面51bとロッド2外周面との角度が大きく設定されている。
【0035】
次に、本実施の形態に係る緩衝器Aの作用効果を説明すると、ロッド2が図2中上側に移動してシリンダ1から退出するとき、ロッド2外周に付着した余分な作動流体がオイルシール31bで掻き落とされる。
【0036】
このとき、ロッド2外周には、作動流体からなる潤滑皮膜4が形成され、この潤滑皮膜4の厚さは、ロッド2がシール部材3内を軸方向に円滑に移動可能な厚さに設定される。
【0037】
次に、ロッド2は、保持材81を通過することから、ロッド2外周に潤滑液が塗布される。これにより、潤滑皮膜4を構成する流体は、作動流体と潤滑液からなり、上記潤滑皮膜4は、その次に通過するワイパリング5によってその一部が掻き落とされて薄くなる。
【0038】
したがって、ワイパリング5の図1中上側に出て外気に曝される作動流体の量が少なくなり、作動流体の蒸発量を減らしてシリンダ1内で作動流体が不足することを防止することが可能となる。
【0039】
また、本実施の形態において、ロッド2外周に潤滑液が塗布されるため、潤滑皮膜4を構成する流体の粘度は、潤滑皮膜4が作動流体のみからなる場合よりも高くなり、薄い潤滑皮膜4の厚さでロッド2とワイパリング5の良好な摺動性を確保することができる。
【0040】
また、本実施の形態において、シール部材3とワイパリング5との間に保持材81が配置されることから、ワイパリング5で潤滑皮膜4を薄くしたとしても、ロッド2がシリンダ1内に進入するときに、シール部材3を通過する前にロッド2外周に保持材81に保持された作動流体や潤滑液を塗布することができる。したがって、シール部材3とロッド2との潤滑不足が生じることがない。
【0041】
また、本実施の形態において、ワイパ51の外気側面51aとロッド2外周面との角度よりも、ワイパ51のシリンダ側面51bとロッド2外周面との角度が大きく設定されていることから、作動流体や潤滑液がワイパリング51よりも外気側に漏れることを防止することが可能となる。
【0042】
また、本実施の形態において、スペーサ8が段部80を有し、この段部80とワッシャ9との間に保持材81を保持しているため、保持材81がシール部材3及びワイパリング5に干渉することを防止することが可能となる。また、上記構成を備えることにより、保持材81の設置が容易であり、スペーサ8及びワッシャ9を容易に製造することが可能である。
【0043】
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することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。
【0044】
例えば、上記実施の形態において、緩衝器Aが複筒型緩衝器として構成されるとしたが、緩衝器Aがシリンダ1のボトム部に気室を区画するフリーピストンを備え、この気室でロッド出没分のシリンダ内容積変化を補償する単筒型緩衝器として構成されるとしても良い。
【0045】
また、上記実施の形態においては、潤滑液を保持材81でロッド2外周に塗布しているが、必ずしも保持材81を設ける必要はなく、図3に示すように、潤滑室40に潤滑液を収容しておくとしても良い。尚、この場合には、保持材81がシール部材3やワイパリング5に干渉する虞がないことから、スペーサ8を筒状に形成し、ワッシャ9を省略することができる。
【0046】
また、ロッド2外周に潤滑液を塗布することで潤滑皮膜4を薄くしてもワイパリング5とロッド2との間に潤滑不足が生じないが、必ずしもロッド2外周に潤滑液を塗布する必要はない。
【0047】
この潤滑液をロッド2外周に塗布しない場合には、潤滑皮膜4を薄くしてもワイパリング5とロッド2の良好な摺動性を確保するため、例えば、ワイパ51の緊迫力をオイルシール31bの緊迫力よりも小さく設定するとしたり、ワイパ51を潤滑性の良い素材で形成したりすることが好ましい。尚、この構成を備える場合には、保持材81に作動流体を保持させるとしても、保持材81を設けずに潤滑室40作動流体を収容するとしても良い。
【0048】
また、上記実施の形態においては、ワイパ51の外気側面51aとロッド2外周面との角度よりも、ワイパ51のシリンダ側面51bとロッド2外周面との角度が大きく設定されているとしたが、ワイパ51の外気側面51aとロッド2外周面との角度とワイパ51のシリンダ側面51bとロッド2外周面との角度を等しくしても良い。
【0049】
また、上記実施の形態においては、シール部材3がダストシール31aを備えているが、シール部材3にダストシール31aを設けず、ワイパリング5の外気側(図1中上側)にダストシールを設けるとしても良い。
【0050】
また、上記実施の形態においては、スペーサ8に段部80を形成し、この段部80とワッシャ9で保持材81を挟持して、保持材81がシール部材3及びワイパリング5に干渉することを防止しているが、この限りではない。例えば、図4に示すように、スペーサ8の内周中央に環状の溝82を設け、この溝82に保持材31を係合させるとしても良い。
【符号の説明】
【0051】
A 緩衝器
R 伸側作用室
R1 リザーバ
1 シリンダ
2 ロッド
3 シール部材
4 潤滑皮膜
5 ワイパリング
6 外筒
7 ロッドガイド
8 スペーサ
9 ワッシャ
30,50 インサートメタル
31 内周シール
31a ダストシール
31b オイルシール
32 外周シール
33 チェックシール
40 潤滑室
51 ワイパ
80 段部
81 保持材
82 溝

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に作動流体を収容するシリンダと、このシリンダ内に軸方向に移動可能に挿入されるロッドと、上記シリンダの一端側に設けられて上記ロッド外周に摺接し上記シリンダ内の上記作動流体の流出を防止するシール部材とを備え、このシール部材と上記ロッドとの間に潤滑皮膜が形成される緩衝器において、
上記シール部材の反シリンダ側に積層されて上記ロッド外周に摺接し上記潤滑皮膜を薄くするワイパリングを備えることを特徴とする緩衝器。
【請求項2】
上記ワイパリングは、環状に形成されて先端が上記ロッド外周に摺接するワイパを備えており、このワイパの外気側面と上記ロッド外周面との角度よりも、上記ワイパのシリンダ側面と上記ロッド外周面との角度の方が大きく設定されることを特徴とする請求項1に記載の緩衝器。
【請求項3】
上記ワイパリングと上記シール部材との間に介装される環状のスペーサを備え、このスペーサと上記ロッドとの間に潤滑室が形成され、この潤滑室に作動流体または潤滑液が収容されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の緩衝器。
【請求項4】
上記潤滑室に環状に形成されて上記ロッド外周に摺接する保持材が設けられ、この保持材に上記潤滑室内の上記作動流体または上記潤滑液が保持されることを特徴とする請求項3に記載の緩衝器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−60961(P2013−60961A)
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−197846(P2011−197846)
【出願日】平成23年9月12日(2011.9.12)
【出願人】(000000929)カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Fターム(参考)】