JP2007170654A

JP2007170654A - 油圧緩衝器の減衰力調整装置

Info

Publication number: JP2007170654A
Application number: JP2005373294A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Takehana; 大貴竹花
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】作動油の油温変化に基づく粘度変化に起因する減衰力変化を補償可能にするため、コントロールロッドをニードルロッドとプッシュロッドに分割した油圧緩衝器の減衰力調整装置において、ニードルロッドの加工性とプッシュロッドの耐久性を向上すること。
【解決手段】コントロールロッド４３の基端部にアジャストロッド５１を当接させ、アジャストロッド５１に加える操作によりコントロールロッド４３を進退させるようにした油圧緩衝器１０の減衰力調整装置４０において、前記コントロールロッド４３が、アジャストロッド５１に当接するプッシュロッド６０と、ニードル弁７１を一体に備えるニードルロッド７０とに分割され、プッシュロッド６０を金属にて加工し、ニードルロッド７０を樹脂にて金型成形するもの。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動二輪車等に用いて好適な油圧緩衝器の減衰力調整装置に関する。

油圧緩衝器の減衰力調整装置として、特許文献１に記載の如く、シリンダ内に、先端部にピストンを設けたピストンロッドを摺動自在に挿入し、シリンダ内に、ピストン側油室とピストンロッド側油室を区画し、ピストンロッドの中空部により、ピストンをバイパスしてピストン側油室とピストンロッド側油室を連通するバイパス油路を設け、バイパス油路に設けた弁シートに臨むニードル弁を先端に形成したコントロールロッドをピストンロッドの中空部に挿入してなるものがある。このとき、ピストンロッドの上端部は車体側の支持筒に固定され、支持筒に螺着した調整ナットによりバックアップされる支持ピンをコントロールロッドの上端部に当接させ、調整ナットを手動により螺動操作することにて支持ピン、コントロールロッドを介してニードル弁を弁シートに対して進退し、ニードル弁により開度調整された弁シートの絞り抵抗により減衰力を得る。

更に、特許文献１の減衰力調整装置にあっては、外気温又は油圧緩衝器の緩衝動作に基づく作動油の油温上昇が作動油の粘度を低下させ、ひいては減衰力発生装置にて発生する減衰力が低下してしまうことを解消するための温度補償対策として、コントロールロッドを支持ピンに当接するプッシュロッドと、ニードル弁を一体に備えるニードルロッドとに分割し、プッシュロッドを熱膨張率の大きい樹脂により形成し、ニードルロッドをアルミ等の金属にて形成している。作動油の油温が上昇したとき、プッシュロッド及びニードルロッドが熱膨張により伸長することによってニードル弁が弁シートの開度を絞り、油の粘度低下による減衰力を補うものである。
実開昭52-129896

特許文献１の減衰力調整装置には以下の問題点がある。
(1)ニードルロッドをアルミ等の金属にて形成するとき、ニードル弁のニードル形状を切削加工する必要があり、コスト高になる。

(2)プッシュロッドを樹脂にて形成するとき、支持ピンに当接するプッシュロッドの上端部が強度不足になる。

本発明の課題は、作動油の油温変化に基づく粘度変化に起因する減衰力変化を補償可能にするため、コントロールロッドをニードルロッドとプッシュロッドに分割した油圧緩衝器の減衰力調整装置において、ニードルロッドの加工性とプッシュロッドの耐久性を向上することにある。

請求項１の発明は、シリンダ内に、先端部にピストンを設けたピストンロッドを摺動自在に挿入し、シリンダ内に、ピストン側油室とピストンロッド側油室を区画し、ピストンロッドの中空部により、ピストンをバイパスしてピストン側油室とピストンロッド側油室を連通するバイパス油路を設け、バイパス油路に設けた弁シートに臨むニードル弁を先端に形成したコントロールロッドをピストンロッドの中空部に挿入し、コントロールロッドの基端部にアジャストロッドを当接させ、アジャストロッドに加える操作によりコントロールロッドを進退させるようにした油圧緩衝器の減衰力調整装置において、前記コントロールロッドが、アジャストロッドに当接するプッシュロッドと、ニードル弁を一体に備えるニードルロッドとに分割され、プッシュロッドを金属にて加工し、ニードルロッドを樹脂にて金型成形する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、前記ニードルロッドがガラス繊維含有樹脂からなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記ニードルロッドのニードル弁に続く中間部の外周に、弁シートに臨む金属環を固着してなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)ニードルロッドを樹脂にて金型成形するものとしたから、ニードル弁のニードル形状を容易に成形できる。

(b)ニードルロッドを金属よりも熱膨張率の大きい樹脂にて形成したから、弁シートとの絞り部における、軸方向の伸びだけでなく、径方向の膨張も得て、ニードルロッドによって弁シートの開度を大きく絞り、油の粘度低下による減衰力の低下を大きく補うことができる。

(c)プッシュロッドを鉄又はアルミ合金等の金属にて形成したから、アジャストロッドに当接するプッシュロッドの基端部の強度を増し、プッシュロッドの耐久性を向上できる。

（請求項２）
(d)ニードルロッドを繊維含有樹脂からなるものとすることにより、ニードルロッドの耐熱性及び強度を向上できる。

（請求項３）
(e)ニードルロッドのニードル弁に続く中間部の外周に、弁シートに臨む金属環を固着した。アジャストロッドの最大絞り操作位置をセットする際に、ニードルロッドに設けた金属環を弁シートに一旦突き当てるとき、弁シートにニードルロッドの樹脂フランジ等に代わる金属環が衝突するものであり、ニードルロッドの破損のおそれがない。また、弁シートに金属環が衝突するときの感触も、ニードルロッドの樹脂フランジ等における感触よりも明瞭になり、最大絞り操作位置の設定作業性が良い。

図１は油圧緩衝器を示す断面図、図２は減衰力調整装置を示す断面図、図３はニードルロッドを示す正面図、図４はニードルロッドと弁シートを示し、（Ａ）は一部破断の断面図、（Ｂ）は全断面図である。

油圧緩衝器１０は、図１に示す如く、シリンダ１１に中空ピストンロッド１２を挿入し、シリンダ１１とピストンロッド１２の外側部に懸架スプリング１３を介装する。

シリンダ１１は車体側取付部材１４を備え、ピストンロッド１２にロックナット１５Ａとともに車軸側取付部材１５を備える。シリンダ１１の外周部にはばね受け１７が固定され、ピストンロッド１２にはばね受け１８が固定されており、ばね受け１７のシート１７Ａとばね受け１８のシート１８Ａの間に懸架スプリング１３を介装している。懸架スプリング１３の弾発力が、車両が路面から受ける衝撃力を吸収する。

シリンダ１１はピストンロッド１２が貫通するロッドガイド２１を備える。ロッドガイド２１は、Ｏリング２２を介してシリンダ１１に液密に装着されるとともに、オイルシール２３、ブッシュ２４、ダストシール２５を備える内径部にピストンロッド１２を液密に摺動自在としている。尚、シリンダ１１は、ロッドガイド２１の外側に圧側バンパ２６を備え、最圧縮時に、ピストンロッド１２が備えるバンパストッパ２７にこの圧側バンパ２６を衝合して最圧縮ストロークを規制可能としている。また、シリンダ１１は、ロッドガイド２１の内側にワッシャ２８Ａ、伸側バンプラバー２８を備えている。

油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置（圧側及び伸側減衰力発生装置）３０を有している。油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置３０が発生する減衰力により、懸架スプリング１３による衝撃力の吸収に伴うシリンダ１１とピストンロッド１２の伸縮振動を抑制する。

ピストンバルブ装置３０は、シリンダ１１に挿入されたピストンロッド１２の先端部にバルブストッパ３１、圧側減衰バルブ３２、ピストン３３、伸側減衰バルブ３４、バルブストッパ３５を装着し、これらをナット３６で固定してある。

ピストン３３は、外周部に備えたＯリング３７Ａ、ピストンリング３７Ｂを介してシリンダ１１の内部を液密に摺接し、シリンダ１１の内部をピストンロッド１２が収容されないピストン側油室３８Ａと、ピストンロッド１２が収容されるピストンロッド側油室３８Ｂとに区画する。ピストン３３は、圧側減衰バルブ３２を備えてピストン側油室３８Ａとピストンロッド側油室３８Ｂとを連通可能とする圧側流路３２Ａ（不図示）と、伸側減衰バルブ３４を備えてピストン側油室３８Ａとピストンロッド側油室３８Ｂとを連通可能とする伸側流路３４Ａとを備える。尚、シリンダ１１の内部であって、ピストン側油室３８Ａの上部空間は、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加圧ガス室３９とされる。

また、ピストンバルブ装置３０は、減衰力調整装置４０を有している。
減衰力調整装置４０は、鉄等からなるピルトンロッド１２の中空部により、ピストン３３をバイパスしてピストン側油室３８Ａとピストンロッド側油室３８Ｂを連通可能とするバイパス油路４１を形成し、このバイパス油路４１をピストン側油室３８Ａに開口する縦孔４１Ａとピストンロッド側油室３８Ｂに開口する横孔４１Ｂにより形成している。減衰力調整装置４０は、バイパス油路４１の縦孔４１Ａの開放端に鉄等からなる弁シート４２を圧入して固定的に設け、弁シート４２の開口４２Ａに臨むニードル弁７１を先端に形成したコントロールロッド４３を、ピストンロッド１２の中空部に軸方向進退自在に、且つＯリング４４を介して液密に挿入し、ニードル弁７１により弁シート４２の開口面積を調整可能とする。

コントロールロッド４３は、その基端部６１をピストンロッド１２から取付部材１５の側に延在している。そして、コントロールロッド４３は、ピストン側油室３８Ａの油圧に基づくスラスト力により、その基端部６１をアジャストロッド５１に当接する方向に突出せしめられている。

アジャストロッド５１は、ピストンロッド１２の外端部に固定されている取付部材１５に設けられ、コントロールロッド４３の軸方向に交差する方向に穿設された装着孔５２に螺着されて外部から螺動操作可能に支持され、コントロールロッド４３の基端部６１に直接当接して該コントロールロッド４３を軸方向に進退させ、コントロールロッド４３のニードル弁７１によりバイパス油路４１の弁シート４２の開口面積を調整し、伸び側減衰力を調整可能とする。

具体的には、減衰力調整装置４０は、図２に示す如く、アジャストロッド５１を装着孔５２の大径孔５２Ａから小径孔５２Ｂに挿入し、基端の溝付操作部５３を備えた小径支持部５１Ａを小径孔５２ＢにＯリング５４を介して液密に枢支し、先端の大径ねじ部５１Ｂを大径孔５２Ａのねじ孔５２Ｃに螺着し、小径支持部５１Ａと大径ねじ部５１Ｂの間にテーパ状カム面５１Ｃを備え、カム面５１Ｃを装着孔５２の大径孔５２Ａ（ガイド孔）に沿って移動可能としてコントロールロッド４３の基端部６１に当接せしめる。

アジャストロッド５１は、溝付操作部５３に係入せしめられる工具により回転されて螺動され、カム面５１Ｃの変位によりコントロールロッド４３を軸方向に進退させ、コントロールロッド４３のニードル弁７１を弁シート４２に接離し、弁シート４２の開口面積を調整可能にする。

このとき、アジャストロッド５１はカム面５１Ｃの基端面を、装着孔５２の大径孔５２Ａと小径孔５２Ｂとの境界の段差面に当接することにより、装着孔５２から抜け止めされる。また、装着孔５２の大径孔５２Ａのねじ孔５２Ｃにプラグボルト５５を螺着して大径孔５２Ａを閉栓し、アジャストロッド５１の大径ねじ部５１Ｂの先端面をプラグボルト５５の端面に当接することにより、アジャストロッド５１の装着孔５２への押し込み端（最大絞り操作位置）、換言すればコントロールロッド４３のニードル弁７１の最大絞り端を規制する。

従って、油圧緩衝器１０は以下の如くに減衰作用を行なう。
（圧縮時）
ピストン側油室３８Ａの油が圧側流路３２Ａを通ってピストンロッド側油室３８Ｂに流れ、この油が圧側減衰バルブ３２を撓み変形させて圧側の減衰力を得る。

（伸長時）
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、ピストンロッド側油室３８Ｂの油がコントロールロッド４３のニードル弁７１により開度調整されているバイバス油路４１の弁シート４２を通ってピストン側油室３８Ａに流れ、この間の弁シート４２の絞り抵抗により伸側減衰力を得る。また、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、ピストンロッド側油室３８Ｂの油が伸側流路３４Ａを通り、伸側減衰バルブ３４を撓み変形させてピストン側油室３８Ａへ流れ、伸側の減衰力を得る。

これらの圧側と伸側の減衰力により、油圧緩衝器１０の伸縮振動が抑制される。
尚、油圧緩衝器１０の最圧縮時には、シリンダ１１の側のバンパ２６とピストンロッド１２の側のバンパストッパ２７との衝合により最圧縮時の緩衝作用を果たす。また、油圧緩衝器１０の最伸長時には、シリンダ１１の側のバンパラバー２８とピストンロッド１２の側のバルブストッパ３１との衝合により、伸び切り時の緩衝作用を果たす。

しかるに、減衰力調整装置４０にあっては、コントロールロッド４３が、図２に示す如く、プッシュロッド６０とニードルロッド７０に分割される。プッシュロッド６０は鉄、アルミ合金等の金属にて加工され、アジャストロッド５１のカム面５１Ｃに当接する基端部６１を備える。ニードルロッド７０はガラス繊維含有樹脂（例えばポリブチレン・テレフタレート PBT-GF10）等の樹脂にて全体を一体に金型成形され、テーパ状のニードル弁７１を先端に一体成形されて備える。

プッシュロッド６０とニードルロッド７０は、前述したピストン側油室３８Ａの油圧に基づくスラスト力がニードルロッド７０を軸方向に加圧し、ニードルロッド７０の基端面がプッシュロッド６０の先端面に押し当てられ、あたかも１本状の如くのコントロールロッド４３をなす。ニードルロッド７０を構成する樹脂の線膨張率は110×10^-6／℃程度であり、鉄の11×10^-6／℃やアルミの23×10^-6／℃に比して格段に大きく、油室３８Ａ、３８Ｂの作動油の油温が上昇したとき、このニードルロッド７０が熱膨張により伸長することによってニードル弁７１が弁シート４２の開口４２Ａの開度を絞り、油の粘度低下による減衰力の低下を補うものになる。

ここで、ニードルロッド７０は、図３に示す如く、ニードル弁７１のテーパ端に中間部７２を連続し、この中間部７２に大径端部７３を連結し、大径端部７３に環状溝からなるＯリング（４４）装填部７３Ａを一体成形されて備える。

また、ニードルロッド７０は、図３、図４に示す如く、中間部７２のニードル弁７１に続く部分を、中間部７２のテーパ端と同一径をなす小径部７２Ａとし（ニードル弁７１のテーパ端と小径部７２Ａの先端部は弁シート４２の開口４２Ａに概ね隙間なく挿通できる）、中間部７２のテーパ端から少し離れた小径部７２Ａの先端部の一部を除く外周に、弁シート４２に臨む金属環７４を固着して備える。金属環７４は、鉄等からなり、小径部７２Ａに成形してある環状溝７２Ｂにかしめ部７４Ａにて固定される。

ニードルロッド７０の金属環７４は、アジャストロッド５１の装着孔５２への押し込み端（最大絞り操作位置）、換言すればコントロールロッド４３（プッシュロッド６０及びニードルロッド７０）のニードル弁７１の最大絞り端をセットするに際して以下の如くに用いられる。即ち、アジャストロッド５１を押し込んでプッシュロッド６０、ニードルロッド７０を押し進め、ニードル弁７１と、小径部７２Ａの金属環７４が固着されていない先端部を弁シート４２の開口４２Ａに挿入し、鉄等からなる金属環７４の端面を鉄等からなる弁シート４２の端面に一旦突き当てる。その後、アジャストロッド５１を少し戻した位置をアジャストロッド５１の押し込み端とし、プラグボルト５５の端面をこのアジャストロッド５１の大径ねじ部５１Ｂの先端面に当接するまでプラグボルト５５をねじ込み、このプラグボルト５５を車軸側取付部材１５の装着孔５２のねじ孔５２Ｃ端にポンチを用いてかしめ固定することにより、アジャストロッド５１の押し込み端をセットできる。尚、アジャストロッド５１をプラグボルト５５に当接させる押し込み端まで押し込む最大絞り操作位置で、ニードルロッド７０の金属環７４は弁シート４２の端面から一定距離ｈだけ離れ、油室３８Ａ、３８Ｂの作動油の油温上昇によりニードルロッド７０が伸びるときにも、金属環７４が弁シート４２に突き当たることがなく、ニードルロッド７０の座屈を生じない。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ニードルロッド７０を樹脂にて金型成形するものとしたから、ニードル弁７１のニードル形状を容易に成形できる。ニードルロッド７０をピストンロッド１２の中空部に液密に挿入するためのＯリング装填部７３Ａも一体成形でき、コスト低減できる。金属より比重の低い樹脂を用いたから軽量化にもなる。

(b)ニードルロッド７０を金属よりも熱膨張率の大きい樹脂にて形成したから、弁シート４２との絞り部における、軸方向の伸びだけでなく、径方向の膨張も得て、ニードルロッド７０によって弁シート４２の開度を大きく絞り、油の粘度低下による減衰力の低下を大きく補うことができる。

(c)プッシュロッド６０を鉄又はアルミ合金等の金属にて形成したから、アジャストロッド５１に当接するプッシュロッド６０の基端部６１の強度を増し、プッシュロッド６０の耐久性を向上できる。

(d)ニードルロッド７０を繊維含有樹脂からなるものとすることにより、ニードルロッド７０の耐熱性及び強度を向上できる。

(e)ニードルロッド７０のニードル弁７１に続く中間部７２の外周に、弁シート４２に臨む金属環７４を固着した。アジャストロッド５１の最大絞り操作位置をセットする際に、ニードルロッド７０に設けた金属環７４を弁シート４２に一旦突き当てるとき、弁シート４２にニードルロッド７０の樹脂フランジ等に代わる金属環７４が衝突するものであり、ニードルロッド７０の破損のおそれがない。また、弁シート４２に金属環７４が衝突するときの感触も、ニードルロッド７０の樹脂フランジ等における感触よりも明瞭になり、最大絞り操作位置の設定作業性が良い。

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は油圧緩衝器を示す断面図である。図２は減衰力調整装置を示す断面図である。図３はニードルロッドを示す正面図である。図４はニードルロッドと弁シートを示し、（Ａ）は一部破断の断面図、（Ｂ）は全断面図である。

符号の説明

１０油圧緩衝器
１１シリンダ
１２ピストンロッド
３３ピストン
３８Ａピストン側油室
３８Ｂピストンロッド側油室
４１バイパス油路
４２弁シート
４３コントロールロッド
５１アジャストロッド
６０プッシュロッド
６１基端部
７１ニードル弁
７４金属環

Claims

シリンダ内に、先端部にピストンを設けたピストンロッドを摺動自在に挿入し、
シリンダ内に、ピストン側油室とピストンロッド側油室を区画し、
ピストンロッドの中空部により、ピストンをバイパスしてピストン側油室とピストンロッド側油室を連通するバイパス油路を設け、
バイパス油路に設けた弁シートに臨むニードル弁を先端に形成したコントロールロッドをピストンロッドの中空部に挿入し、
コントロールロッドの基端部にアジャストロッドを当接させ、アジャストロッドに加える操作によりコントロールロッドを進退させるようにした油圧緩衝器の減衰力調整装置において、
前記コントロールロッドが、アジャストロッドに当接するプッシュロッドと、ニードル弁を一体に備えるニードルロッドとに分割され、プッシュロッドを金属にて加工し、ニードルロッドを樹脂にて金型成形することを特徴とする油圧緩衝器の減衰力調整装置。
前記ニードルロッドがガラス繊維含有樹脂からなる請求項１に記載の油圧緩衝器の減衰力調整装置。
前記ニードルロッドのニードル弁に続く中間部の外周に、弁シートに臨む金属環を固着してなる請求項１又は２に記載の油圧緩衝器の減衰力調整装置。