JP2004211751A

JP2004211751A - 往復摺動用円筒形軸受

Info

Publication number: JP2004211751A
Application number: JP2002379970A
Authority: JP
Inventors: Tsunetaro Kashiyama; 恒太郎樫山; Hajime Kachi; 肇加知; Takahiro Niwa; 貴裕丹羽
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Also published as: US20040126039A1

Abstract

【課題】耐久性のあるショックアブソーバを提供するため、ピストンロッドを支持する軸受の耐摩耗性、低フリクション性を向上させる。
【解決手段】ピストンロッド６を支持する往復摺動用円筒形軸受１１において、その内周面に長い傾斜部１６と短い平行部１７を形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や産業機械等において衝撃荷重の緩衝用として使用される、ショックアブソーバのピストンロッド等の往復動する軸を受ける往復摺動用円筒形軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車、二輪車等の普及は世界的に拡大してきており、これに伴い要求される性能も安全性、快適性、静粛性等、多岐に亘るものとなってきている。また、エンジンの改良により走行距離の長距離化、車体構造における耐久性の向上も今や広く一般的である。
【０００３】
例えば、自動車では、乗り心地を良くするために、ボディ側と車輪側との間にショックアブソーバが設けられている。この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、例えばシリンダを車輪側に、ピストンロッドを車体側に夫々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、ピストンロッドが軸受に対して片当たりしてしまう状態が起こる。こういった片当たり状態が続くと、軸受が早期に摩耗してしまう。この対策として、例えば軸受を構成する材質の改善等がなされてきた。しかし、材質の改善だけでは限界があることから、構造面で改善も求められてきている。
【０００４】
この要望に答えるものとして、例えばショックアブソーバのピストンロッドを支持するための軸受において、端から前記ロッドを支持する軸受面に至るまでの端部内周面を、軸受の中心軸線となす角度が端から前記軸受面に向かって次第に小さくなるように複数の傾斜面により構成したブシュがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２７０５５６号公報（段落番号「０００７」−「００１１」、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１のものは、軸受の内周面の軸方向両端部分を、円錐側面状面或いは円弧面を複数連ねていわゆる傾斜部を形成したものであるが、これでは、両端部の傾斜部の間の等径部分（平行部）のうち傾斜部に連なってゆく両側部分が局部的に高面圧となり、そのため摩耗が多くなることがあった。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、局部的な片当たり部分が発生したり、局部的に高面圧部分が生じたりするおそれがなく、耐摩耗性に優れた往復摺動用円筒形軸受を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の通り、ショックアブソーバにおけるピストンロッドを支持する軸受の内周面には、いわゆるクラウニング形状が設けられているが、本発明者はショックアブソーバに更なる耐久性を付与するため、より優れた耐摩耗性を有する往復摺動用円筒形軸受を鋭意研究し、軸方向両側の傾斜部の長さを長くして中央部分の平行部を従来より短くすると、耐摩耗性に優れた効果が得られることを究明した。
【０００９】
すなわち、本発明の往復摺動用円筒形軸受は、軸方向長さをＷ、平行部の長さをＰとしたとき、当該Ｐを、０．５／Ｗ≦Ｐ／Ｗ≦１／３を満足する範囲に定めたことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
この構成によれば、中央部分の平行部の長さが短いので、相手軸が片当たりする場合、長い範囲（傾斜部）で相手軸を受けることができる。すなわち、相手軸との接触面が大きいので、面圧が低く、軸受への攻撃性が小さいため、耐摩耗性に優れた軸受となる。
【００１１】
また、前記往復摺動円筒形軸受の中心軸線に対するクラウニング形状を形成する傾斜部の傾き角をθ度としたとき、θは０．０５度≦θ≦５．０度の範囲とすることが望ましい（請求項２）。
ここで、傾き角とは、前記中心軸線と、その軸線を含む面と傾斜部における内周面との交線とで形成される角をいう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用ショックアブソーバのピストンロッドを支持する軸受に適用した実施例を図面を用いて説明する。
【００１３】
図２に示すように、自動車のショックアブソーバ１は、内部にシリンダ２を収納したアウタシェル３の下端部が車輪４側に連結部１２を介してに連結され、シリンダ２内に摺動自在に嵌合されたピストン５のピストンロッド６の上端部がボディ７側に連結部１３を介して連結されている。なお、ピストンロッド６の上端部には、アウタシェル３の上端部を覆う外筒８が取り付けられている。
【００１４】
上記アウタシェル３の上部内側には、段付きのガイド部材９が嵌着されており、このガイド部材９は、アウタシェル３の上端部に溶接等によって固着されたキャップ１０によりシリンダ２との間に押さえられて固定されている。ガイド部材９の内周部には、往復摺動用円筒形軸受としての巻きブシュ型の軸受１１が嵌着されており、ピストンロッド６は、この軸受１１によって摺動自在に支持されている。なお、この取り付け状態において、ショックアブソーバ１の軸方向は、車輪４及びボディ７の往復移動方向に対して傾いている。
【００１５】
軸受１１は、鋼裏金上に軸受合金材料を設けた板材を円筒状に巻回したものであり、前記軸受合金材料の摺動面（内周面）にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）を添加混合させた合成樹脂層が被覆されている。そして、ピストン５にはオリフィス１４が設けられており、自動車の走行、或いは発進・停止によって車輪４が上下に動き、これに伴ってシリンダ２とピストン５とが相対的に上下動すると、シリンダ２内に充填されたオイルがピストン５のオリフィス１４を通過し、そのときのオイルの粘性抵抗、及び各部摩擦抵抗に基づいて減衰作用をなす。
【００１６】
次に、前記軸受１１は、この軸受１１とピストンロッド６の構造部分を拡大して示す図１のように、その内周面が、中央部分に存在する平行部１５と、軸受１１の軸方向の両端部分から平行部１５に至るまでの傾斜部１６、１６とからなっている。ここで、平行部１５とは内径の等しい部分をいい、傾斜部１６とは、内周面の軸方向端部分から平行部１５に至るまで内径が次第に小さくなる部分をいう。尚、傾斜部１６は、軸受１１の中心軸線Ｏを含む面と内周面との交線が前記中心軸線Ｏに対して傾斜する直線となるものでも、また、ピストンロッド６による内周面のなじみ変形により、ピストンロッド６を面で支えることができるので、内方に凸の曲線となるものでも良い。傾斜部１６の交線は、直線と曲線とを混在させたものでもよい。
【００１７】
上記平行部１５は軸方向の長さが短く、傾斜部１６は長く設定されている。即ち、軸受１１の軸方向長さをＷ（ｍｍ）、平行部１５の長さをＰ（ｍｍ）としたとき、当該平行部１５の長さＰは、０．５／Ｗ≦Ｐ／Ｗ≦１／３を満足する範囲に定められている。また、軸受１１の中心軸線Oに対する傾斜部１６の傾き角をθ度としたとき当該傾き角θ度は、０．０５度≦θ≦５．０度に定められている。なお、図１ではθ、ピストンロッド６の傾きを強調して大きく描いており実際とは異なる。
【００１８】
さて、ショックアブソーバ１は、図２に示すように傾けて取り付けられているため、ピストンロッド６は軸受１１に対して本来的に片当たりした状態にある。そして、自動車の走行に伴って車輪４がボディ７に対して上下動すると、ピストン５がシリンダ２内で上下に往復移動するが、これに伴ってピストンロッド６は軸受１１に対して片当たり状態のまま上下動する。
【００１９】
この場合、軸受１１は、ピストンロッド６を、中央の平行部１５の上側の傾斜部１６では全内周面のうち一方側の半周囲面で支え、下側の傾斜部１６では全内周面のうち他方側の半周囲面で支えるようになる。そして、平行部１５を短くし、傾斜部１６を長くしているので、傾斜部１６で受けるピストンロッド６の長さは長くなる。このため、軸受１１は傾斜部１６における面圧は小さく、円滑な往復摺動が維持されるため、低摩耗、低摩擦となる。なお、図１に片当たり状態のピストンロッド６を二点鎖線で示した。
【００２０】
また、中央部分には短いとはいっても平行部１５が形成されている。このためピストンロッド６の往復動に伴って潤滑油が平行部１５に引き込まれて、平行部１５及び傾斜部１６にくさび油膜が形成され、低摩耗、低摩擦を実現させる軸受１１となる。
【００２１】
以上のような本発明の効果を検証するために試験を行なった。検証試験は、軸受１１とピストンロッド６との摺動の際のフリクション（Ｎ）を測定するフリクション試験と、軸受１１の摩耗量（μｍ）を測定する摩耗試験である。フリクション（Ｎ）はショックアブソーバに、当該軸受１１を組み込んだ状態での値を測定し、摩耗量（μｍ）は真円度計にて測定した。試験片は、軸受１１の軸方向長さＷ（ｍｍ）、平行部１５の長さＰ（ｍｍ）、中心軸線に対する傾斜部１６の傾き角θ(度)をそれぞれ変化させた発明品１〜９、比較品１〜３であり、それぞれの結果、試験条件を表１に示した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
試験結果を検討するに、発明品１〜９と比較品１〜３を比較した場合、発明品１〜９は比較品１〜３と比較して、フリクション（Ｎ）、摩耗量（μｍ）の両者において各段に良好な結果を得た。
【００２４】
なお、本発明は上記し、且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張、或いは変更が可能である。
適用するショックアブソーバは自動車用に限らない。
本発明の往復摺動用円筒形軸受が支持する相手材としては、ショックアブソーバのピストンロッドだけでなく、偏荷重が作用し、且つ往復摺動するものであれば、特に限定しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すもので、軸受とピストンロッドの拡大図
【図２】自動車用ショックアブソーバの断面図
【符号の説明】
図中、６はピストンロッド、１１は軸受（往復摺動用円筒形軸受）、１５は平行部、１６は傾斜部である。

Claims

円筒形をなし、その内周面を、軸方向の中央部分が等径の平行部、軸方向両端部分から前記平行部までが軸方向両端部分から平行部に向かって次第に径小となる傾斜部とした往復摺動用円筒形軸受において、
軸方向長さをＷ（ｍｍ）、前記平行部の長さをＰ（ｍｍ）としたとき、当該Ｐを、０．５／Ｗ≦Ｐ／Ｗ≦１／３を満足する範囲に定めたことを特徴とする往復摺動用円筒形軸受。
請求項１記載の往復摺動用円筒形軸受において、中心軸線に対する前記傾斜部の傾き角をθ度としたとき、当該θ度を、０．０５度≦θ≦５．０度の範囲に定めたことを特徴とする往復摺動用円筒形軸受。