JP2006046503A - 油圧緩衝器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 油圧緩衝器において、圧側板バルブの変形、損傷を生じさせることなく、圧縮ストローク奥で圧側減衰力の発生を低減させること。
【解決手段】 油圧緩衝器10において、圧側板バルブ42とシリンダ11との間に、圧側板バルブ42の側のバルブスプリング61と、シリンダ11の側のバックアップスプリング62と、バルブスプリング61とバックアップスプリング62に挟まれる中間ばね受63とを設け、中間ばね受63を案内するガイド64をピストンロッド12の周囲に設けるとともに、ガイド64のピストン22寄りに中間ばね受63が衝合するストッパ部64Cを設けたもの。
【選択図】 図5

Description

本発明は油圧緩衝器に関する。
自動二輪車等の油圧緩衝器においては、コーナリング中等における路面振動の吸収性の向上を目的とし、乗車1G位置(ライダーが1名乗車した状態で、かつ車両が静止した状態)より圧縮したストローク奥(押し込み端の側)で、圧側減衰力を小さくしたいというニーズがある。
特許文献1の油圧緩衝器では、圧側板バルブに及ぼすばね力として、乗車1G位置付近で圧側バルブスプリングのばね力のみとし、それよりも伸び切り側で第1位置検出スプリングのばね力を付加し、更に伸び切り側でリバウンドスプリングのばね力を付加する。そして、伸び切り側からの圧縮ストロークの初期では、リバウンドスプリングと第1位置検出スプリングと圧側バルブスプリングの合成ばね力を圧側板バルブに及ぼし、それよりも押し込み側で第1位置検出スプリングと圧側バルブスプリングの合成ばね力を圧側板バルブに及ぼし、更に押し込み側とした乗車1G位置付近で圧側バルブスプリングのばね力のみを圧側板バルブに及ぼす。
実登2517798
特許文献1の油圧緩衝器には以下の問題点がある。
(1)乗車1G位置付近より伸び切り側での減衰力は位置依存するが、乗車1G位置付近より押し込み側での減衰力は位置依存しない。
(2)伸び切り端側では、圧側バルブスプリングが無制限に縮んで圧側板バルブに過大なばね力を及ぼし、圧側板バルブの変形、損傷を生ずるおそれがある。
本発明の課題は、油圧緩衝器において、圧側板バルブの変形、損傷を生じさせることなく、圧縮ストローク奥で圧側減衰力の発生を低減させることにある。
請求項1の発明は、ピストンロッドをシリンダに挿入し、シリンダへのピストンロッドの挿入部にピストンを設け、ピストンの流路に圧側板バルブを設けた油圧緩衝器において、圧側板バルブとシリンダとの間に、圧側板バルブの側のバルブスプリングと、シリンダの側のバックアップスプリングと、バルブスプリングとバックアップスプリングに挟まれる中間ばね受とを設け、中間ばね受を案内するガイドをピストンロッドの周囲に設けるとともに、ガイドのピストン寄りに中間ばね受が衝合するストッパ部を設け、ピストンロッドの所定ストロークでバルブスプリングのばね力とバックアップスプリングのばね力を釣り合い状態にし、釣り合い状態のストロークより伸び切り側ではバックアップスプリングのばね力をより大きくして中間ばね受をガイドのストッパ部に押し当てることにより、圧側板バルブにはバルブスプリングのばね力だけを及ぼし、釣り合い状態のストロークより押し込み側ではバルブスプリングのばね力をより大きくして中間ばね受をガイドのストッパ部から離すことにより、圧側板バルブにはバルブスプリングとバックアップスプリングの合成ばね力を及ぼすようにしたものである。
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記バルブスプリングのばね定数より前記バックアップスプリングのばね定数を小さくしたものである。
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記ガイドが、環状の本体部と、該本体部の外周に軸方向に立設され、前記中間ばね受を案内するガイド部と、該ガイド部の前記ピストン側に設けた前記ストッパ部からなり、該本体部の内周を、前記ピストンロッドの外周に固定したものである。
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかの発明において更に、前記ガイドが、本体部に複数の貫通孔を備えたものである。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかの発明において更に、前記圧側板バルブの背後に、ばね受を介して、前記バルブスプリングを設け、該ばね受に複数の貫通孔を備えたものである。
請求項6の発明は、請求項5の発明において更に、前記ばね受の内周が、前記圧側板バルブの内周側部を固定するバルブストッパの外周にて案内されるようにしたものである。
請求項7の発明は、請求項1〜6のいずれかの発明において更に、前記バルブスプリング及び前記バックアップスプリングの内周側に、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリングを並列に設けたものである。
(請求項1)
(a)i)圧縮ストローク初期(伸び切り側)では、バックアップスプリングのばね力をより大きくして中間ばね受をガイドのストッパ部に押し当てることにより、圧側板バルブにはバルブスプリングのばね力だけを及ぼす。バルブスプリングはストッパ部の存在によって圧縮されず長さは一定を保つから、圧側板バルブに作用するバルブスプリングのばね力は一定である。
ii)圧縮ストローク奥(押し込み端の側)では、バルブスプリングのばね力をより大きくして中間ばね受をガイドのストッパ部から離すことにより、圧側板バルブにはバルブスプリングとバックアップスプリングの合成ばね力を及ぼす。合成ばね力は、バルブスプリング単独のばね力より減少する。
iii)上述i)、ii)より、圧縮ストローク奥で圧側板バルブに作用するばね力は減少し、圧側減衰力を低減できる。コーナリング中等の乗車1G位置付近より押し込み側における路面振動の吸収性を向上できる。
(b)上述i)より、伸び切り側から一定の圧縮ストローク範囲におけるばね力を一定に保ち、過大な圧側減衰力の発生を防止できる。
(c)バックアップスプリングの長さを変更したり、バルブスプリングとバックアップスプリングのばね特性を適宜組合せることにより、上述i)、ii)の釣り合い状態のストローク位置を変更し、上述iii)の減衰力を低減させるストローク位置(変化点)を調整できる。
(d)中間ばね受のガイドにストッパ部を設けたから、バルブスプリングの最大圧縮長さを規制し、圧側板バルブに過大なばね力を作用させることがない。従って、圧側板バルブの変形、損傷を防止できる。
(請求項2)
(e)バルブスプリングのばね定数よりバックアップスプリングのばね定数を小さくしたから、バックアップスプリングのばね力を低減でき、懸架スプリングのばね荷重特性に及ぼす影響を最小限にできる。
(請求項3)
(f)中間ばね受をガイドするガイド部を、ガイドの本体部の外周に形成したので、ガイドにより圧側板バルブの外周縁をバックアップすることもできる。
(請求項4)
(g)ガイドの本体部に複数の貫通孔を備えたから、作動油の通路面積を大きく取ることができ、作動油のキャビテーションを防止することができる。
(請求項5)
(h)圧側板バルブの背後のばね受に複数の貫通孔を備えたから、組立時におけるエア抜き、軽量化を図ることができる。
(請求項6)
(i)ばね受の内周を圧側板バルブのためのバルブストッパの外周にて案内するようにしたから、ばね受の径方向の位置決めをすることができ、バルブスプリングのばね力による減衰力の発生を安定化できる。
(請求項7)
(j)バルブスプリング及びバックアップスプリングの内周側に、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリングを並列に設けたから、リバウンドスプリングの過大なばね力がバックアップスプリング、バルブスプリングに作用せず、圧側減衰力の発生に影響を与えない。
図1は油圧緩衝器の押し込み状態を示す断面図、図2は油圧緩衝器の伸び切り状態を示す断面図、図3は油圧緩衝器を示す側面図、図4はばね荷重調整用ポンプを示す断面図、図5は図1の要部拡大図、図6は図2の要部拡大図である。
油圧緩衝器10は、図1〜図3に示す如く、ダンパ本体を構成するシリンダ11に中空ピストンロッド12を挿入している。シリンダ11は車体側取付部材13を備え、ピストンロッド12は車軸側取付部材14を備える。
油圧緩衝器10は、シリンダ11の外周に後述する車高調整装置30を有し、車高調整装置30のばね受部材33と、ピストンロッド12に設けたばね受部材15との間に懸架スプリング16を介装している。
油圧緩衝器10は、シリンダ11の開口部に設けたロッドガイド21から該シリンダ11の内部にピストンロッド12を挿入し、ピストンロッド12の挿入端に設けたピストン22により該シリンダ11の内部を、ピストンロッド12が存在するロッド側油室23Aと、ピストンロッド12が存在しないピストン側油室23Bに区画している。尚、ロッドガイド21は、ブッシュ24、オイルシール25、シール押え26、ダストシール27を備える内径部にピストンロッド12を摺動自在にする(図5、図6)。
油圧緩衝器10は、シリンダ11に進入/退出するピストンロッド12の体積を補償するためのサブタンク28をピストン側油室23Bに連通している。
車高調整装置30は、ダンパ本体としてのシリンダ11にキャップ部材31を液密に螺着かつ挿着し、このキャップ部材31をシリンダ11に固定するとともに、このキャップ部材31に前述の車体側取付部材13を備える。
車高調整装置30は、シリンダ11及びキャップ部材31の外周に概ね筒状の固定隔壁部材32を、シリンダ11の車体側取付部材13に対する反対側から挿着し、固定隔壁部材32の一端側内周をシリンダ11の外周に嵌着するとともに、固定隔壁部材32の他端側内周をキャップ部材31の外周に嵌着し、固定隔壁部材32の内周段差部をキャップ部材31の端面に突当て支持させている。
車高調整装置30は、固定隔壁部材32の外周に概ね筒状の摺動ばね受部材33を挿着し、摺動ばね受部材33の小径内周部を、固定隔壁部材32の小径外周部に液密かつ摺動自在に嵌合するとともに、摺動ばね受部材33の大径内周部を、固定隔壁部材32の大径外周部に液密かつ摺動自在に嵌合し、固定隔壁部材32と摺動ばね受部材33の間にジャッキ油室34を密封区画する。摺動ばね受部材33は前述の如く、懸架スプリング16の一端部を支持する。
車高調整装置30は、図4に示す油圧ポンプ35を有する。油圧ポンプ35は手動ポンプであり(但し、電動ポンプでも可)、ポンプハウジング36とプランジャ37によりポンプ油室38を区画し、ポンプハウジング36に螺着されたハンドル39の先端にプランジャ37を設け、ハンドル39の回転操作により進退するプランジャ37により拡縮されるポンプ油室38の作動油を可撓性の油圧ホース38Aを介してジャッキ油室34に給排する。
車高調整装置30による車高上げ時には、ポンプ油室38の作動油をジャッキ油室34に供給してジャッキ油室34を昇圧することにより摺動ばね受部材33を上昇させ、懸架スプリング16の初期設定荷重を大きくする。車高下げ時には、ジャッキ油室34の作動油をポンプ油室38に排出してジャッキ油室34を降圧することにより摺動ばね受部材33を下降させ、懸架スプリング16の初期設定荷重を小さくする。
油圧緩衝器10は、車両走行時に路面から受ける衝撃力を懸架スプリング16の変位により吸収する。ここで、油圧緩衝器10は、ピストン22に設けた減衰力発生装置40とサブタンク28に設けた減衰力発生装置(不図示)が発生する減衰力により、懸架スプリング16による衝撃の吸収に伴なうシリンダ11とピストンロッド12の伸縮振動を抑制する。
減衰力発生装置40は、シリンダ11に挿入されたピストンロッド12の挿入端に、後述する中間ばね受63のガイド64、バルブストッパ41、圧側板バルブ42、ピストン22、伸側板バルブ43、バルブストッパ44を挿着し、これらをサブバルブハウジング45(サブ板バルブ46)で固定してある。
ピストン22は、外周に備えたOリング22A、ブッシュ22Bを介してシリンダ11の内部を液密に摺接する。ピストン22は、圧側板バルブ42を備えてロッド側油室23Aとピストン側油室23Bを連通可能にする圧側流路47と、伸側板バルブ43を備えてロッド側油室23Aとピストン側油室23Bを連通可能にする伸側流路48を備える。
また、減衰力発生装置40は、ピストンロッド12の外側端に設けられるアジャスタ51の回転操作により、回転子52を介して、ピストンロッド12の中空部にて螺動される減衰力調整ロッド53を該ピストンロッド12の中空部に進退させ、減衰力調整ロッド53の先端のニードル弁53Aにより、ピストンロッド12に設けてあるバイパス路54の流路面積を調整可能にする。バイパス路54はピストン22の圧側流路47、伸側流路48をバイパスし、一端をロッド側油室23Aに開口し、他端をサブバルブハウジング45のサブ板バルブ46経由でピストン側油室23Bに開口する。
従って、減衰力発生装置40にあっては、油圧緩衝器10の圧縮時には、ピストン側油室23Bの油が圧側流路47を通り圧側板バルブ42を開いてロッド側油室23Aに導かれ、圧側の減衰力を生ずる。
また、油圧緩衝器10の伸張時には、シリンダ11とピストンロッド12の相対速度が低速のとき、ロッド側油室23Aの油がニードル弁53A、サブ板バルブ46のあるバイパス路54を通って、この間のニードル弁53Aによる絞り抵抗を付与され、更にサブ板バルブ46を撓み変形させてピストン側油室23Bへ流れ、伸側の減衰力を生ずる。この減衰力は、アジャスタ51の回転操作により調整される。
また、油圧緩衝器10の伸張時で、シリンダ11とピストンロッド12の相対速度が中高速のとき、ロッド側油室23Aの油が伸側流路48を通り伸側板バルブ34を撓み変形させてピストン側油室23Bへ導かれ、伸側の減衰力を生ずる。
しかるに、減衰力発生装置40は、圧側板バルブ42による圧側減衰力の発生を圧縮ストローク奥で低減させるため、以下の構成を備える(図5、図6)。
減衰力発生装置40は、圧側板バルブ42とシリンダ11に設けたロッドガイド21の端面との間に、圧側板バルブ42の側のバルブスプリング61と、シリンダ11の側のバックアップスプリング62と、バルブスプリング61とバックアップスプリング62に挟まれる中間ばね受63を設けた。また、中間ばね受63を案内するガイド64をピストンロッド12の周囲に設けるとともに、ガイド64のピストン22寄りに中間ばね受63が衝合するストッパ部64Cを設けた。
ガイド64は、環状の本体部64Aと、本体部64Aの外周に軸方向に立設され、中間ばね受63を案内するガイド部64Bと、ガイド部64Bのピストン22側に設けたストッパ部64Cからなる。ガイド64の本体部64Aの内周を、ピストンロッド12の外周であって、その小径段差部とバルブストッパ41との間に挟んで固定した。本体部64Aは、軸方向に貫通する複数の貫通孔64Dを備える。
中間ばね受63は、環状の本体部63Aと、本体部63Aの一端面の内周に軸方向に立設してバルブスプリング61の内周を支える内周壁部63Bと、本体部63Aの他端面の内周と外周のそれぞれに軸方向に立設してバックアップスプリング62の内外周を支える内周壁部63Cと外周壁部63Dを備える。中間ばね受63は、内周壁部63B(必要であれば内周壁部63Bと内周壁部63C)の内周に圧入したブッシュ63Eを、ガイド64のガイド部64Bの外周に摺接して案内される。
圧側板バルブ42の背面には環状板からなるばね受65が設けられ、ばね受65にてバルブスプリング61を受ける。ばね受65の内周は、圧側板バルブ42の内周側部を固定する前述のバルブストッパ41の外周にて上下変位可能に案内される。ばね受65は、軸方向に貫通する複数の貫通孔65Aを備える。
ロッドガイド21の端面にはばね受66が設けられ、ばね受66にてバックアップスプリング62を受ける。ばね受66は、環状の本体部66Aと、本体部66Aの外周に軸方向に立設してバックアップスプリング62の外周を支える外周壁部66Bを備える。ばね受66は、ロッドガイド21の端面に設けた浅い凹部に嵌まり込むように着座し、位置固定される。
そして、減衰力発生装置40にあっては、ピストンロッド12の所定ストロークでバルブスプリング61のばね力とバックアップスプリング62のばね力を釣り合い状態にし、
(1)釣り合い状態のストロークより伸び切り側(図2、図6)では、バックアップスプリング62のばね力をより大きくして中間ばね受63をガイド64のストッパ部64Cに押し当てることにより、圧側板バルブ42にはバルブスプリング61のばね力だけを及ぼす。このとき、バルブスプリング61は、ストッパ部64Cの存在によって圧縮されず長さは一定を保ち、圧側板バルブ42に及ぼすばね力を一定とする。
(2)釣り合い状態のストロークより押し込み側(図1、図5)では、バルブスプリング61のばね力をより大きくして中間ばね受63をガイド64のストッパ部64Cから離すことにより、圧側板バルブ42にはバルブスプリング61とバックアップスプリング62の合成ばね力を及ぼす。合成ばね力は、バルブスプリング61単独のばね力より減少する。
このとき、バルブスプリング61のばね定数よりバックアップスプリング62のばね定数を小さくする。
また、減衰力発生装置40にあっては、バルブスプリング61及びバックアップスプリング62の内周側に、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリング71を並列に設けた。リバウンドスプリング71は、ガイド64の本体部64Aから反ピストン22側に立設した環状のばね保持部64Eの外周に軽圧入されて保持され、最伸張時にロッドガイド21の側のシール押え26に衝合し、伸び切り端を規制する。
また、減衰力発生装置40にあっては、ピストンロッド12の外側端の外周にバンプラバー72を設けた。バンプラバー72は、最圧縮時に、シリンダ11の開口部に被着したバンプストッパキャップ73に衝合し、押し込み端を規制する。
従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)i)圧縮ストローク初期(伸び切り側)では、バックアップスプリング62のばね力をより大きくして中間ばね受63をガイド64のストッパ部64Cに押し当てることにより、圧側板バルブ42にはバルブスプリング61のばね力だけを及ぼす。バルブスプリング61はストッパ部64Cの存在によって圧縮されず長さは一定を保つから、圧側板バルブ42に作用するバルブスプリング61のばね力は一定である。
ii)圧縮ストローク奥(押し込み端の側)では、バルブスプリング61のばね力をより大きくして中間ばね受63をガイド64のストッパ部64Cから離すことにより、圧側板バルブ42にはバルブスプリング61とバックアップスプリング62の合成ばね力を及ぼす。合成ばね力は、バルブスプリング61単独のばね力より減少する。
iii)上述i)、ii)より、圧縮ストローク奥で圧側板バルブ42に作用するばね力は減少し、圧側減衰力を低減できる。コーナリング中等の乗車1G位置付近より押し込み側における路面振動の吸収性を向上できる。
(b)上述i)より、伸び切り側から一定の圧縮ストローク範囲におけるばね力を一定に保ち、過大な圧側減衰力の発生を防止できる。
(c)バックアップスプリング62の長さを変更したり、バルブスプリング61とバックアップスプリング62のばね特性を適宜組合せることにより、上述i)、ii)の釣り合い状態のストローク位置を変更し、上述iii)の減衰力を低減させるストローク位置(変化点)を調整できる。
(d)中間ばね受63のガイド64にストッパ部64Cを設けたから、バルブスプリング61の最大圧縮長さを規制し、圧側板バルブ42に過大なばね力を作用させることがない。従って、圧側板バルブ42の変形、損傷を防止できる。
(e)バルブスプリング61のばね定数よりバックアップスプリング62のばね定数を小さくしたから、バックアップスプリング62のばね力を低減でき、懸架スプリングのばね荷重特性に及ぼす影響を最小限にできる。
(f)中間ばね受63をガイド64するガイド部64Bを、ガイド64の本体部64Aの外周に形成したので、ガイド64により圧側板バルブ42の外周縁をバックアップすることもできる。
(g)ガイド64の本体部64Aに複数の貫通孔64Dを備えたから、作動油の通路面積を大きく取ることができ、作動油のキャビテーションを防止することができる。
(h)圧側板バルブ42の背後のばね受65に複数の貫通孔65Aを備えたから、組立時におけるエア抜き、軽量化を図ることができる。
(i)ばね受65の内周を圧側板バルブ42のためのバルブストッパ41の外周にて案内するようにしたから、ばね受65の径方向の位置決めをすることができ、バルブスプリング61のばね力による減衰力の発生を安定化できる。
(j)バルブスプリング61及びバックアップスプリング62の内周側に、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリング71を並列に設けたから、リバウンドスプリング71の過大なばね力がバックアップスプリング62、バルブスプリング61に作用せず、圧側減衰力の発生に影響与えない。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
図1は油圧緩衝器の押し込み状態を示す断面図である。 図2は油圧緩衝器の伸び切り状態を示す断面図である。 図3は油圧緩衝器を示す側面図である。 図4はばね荷重調整用ポンプを示す断面図である。 図5は図1の要部拡大図である。 図6は図2の要部拡大図である。
符号の説明
10 油圧緩衝器
11 シリンダ
12 ピストンロッド
22 ピストン
41 バルブストッパ
42 圧側板バルブ
47 圧側流路
61 バルブスプリング
62 バックアップスプリング
63 中間ばね受
64 ガイド
64A 本体部
64B ガイド部
64C ストッパ部
64D 貫通孔
65 ばね受
65A 貫通孔
71 リバウンドスプリング

Claims (7)

  1. ピストンロッドをシリンダに挿入し、シリンダへのピストンロッドの挿入部にピストンを設け、ピストンの流路に圧側板バルブを設けた油圧緩衝器において、
    圧側板バルブとシリンダとの間に、圧側板バルブの側のバルブスプリングと、シリンダの側のバックアップスプリングと、バルブスプリングとバックアップスプリングに挟まれる中間ばね受とを設け、
    中間ばね受を案内するガイドをピストンロッドの周囲に設けるとともに、ガイドのピストン寄りに中間ばね受が衝合するストッパ部を設け、
    ピストンロッドの所定ストロークでバルブスプリングのばね力とバックアップスプリングのばね力を釣り合い状態にし、釣り合い状態のストロークより伸び切り側ではバックアップスプリングのばね力をより大きくして中間ばね受をガイドのストッパ部に押し当てることにより、圧側板バルブにはバルブスプリングのばね力だけを及ぼし、釣り合い状態のストロークより押し込み側ではバルブスプリングのばね力をより大きくして中間ばね受をガイドのストッパ部から離すことにより、圧側板バルブにはバルブスプリングとバックアップスプリングの合成ばね力を及ぼすことを特徴とする油圧緩衝器。
  2. 前記バルブスプリングのばね定数より前記バックアップスプリングのばね定数を小さくした請求項1に記載の油圧緩衝器。
  3. 前記ガイドが、環状の本体部と、該本体部の外周に軸方向に立設され、前記中間ばね受を案内するガイド部と、該ガイド部の前記ピストン側に設けた前記ストッパ部からなり、
    該本体部の内周を、前記ピストンロッドの外周に固定した請求項1又は2に記載の油圧緩衝器。
  4. 前記ガイドが、本体部に複数の貫通孔を備えた請求項1〜3のいずれかに記載の油圧緩衝器。
  5. 前記圧側板バルブの背後に、ばね受を介して、前記バルブスプリングを設け、該ばね受に複数の貫通孔を備えた請求項1〜4のいずれかに記載の油圧緩衝器。
  6. 前記ばね受の内周が、前記圧側板バルブの内周側部を固定するバルブストッパの外周にて案内される請求項5に記載の油圧緩衝器。
  7. 前記バルブスプリング及び前記バックアップスプリングの内周側に、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリングを並列に設けた請求項1〜6のいずれかに記載の油圧緩衝器。
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