JP2009108938A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧緩衝器において、ピストン寸法をインナチューブの径に対して独立に設定可能にすること。
【解決手段】 油圧緩衝器１０において、インナチューブ１２内の外側作動油室２０と、シリンダ１８内のピストンロッド側油室２１Ａを連通し、アウタチューブ１１の内周とインナチューブ１２の外周との間に環状油室１７を区画し、この環状油室１７をインナチューブ１２に設けた油孔２８を介してインナチューブ１２内の外側作動油室２０に連通し、環状油室１７の断面積をピストンロッド２３の断面積より大きく形成し、ピストンロッド２３が内側作動油室２１から退出する伸側行程で内側作動油室２１又は外側作動油室２０の油を油溜室２２へ流す体積補償流路６４と、伸側行程で内側作動油室２１又は外側作動油室２０から油溜室２２への油の流れを阻止するチェック弁６０とを有してなるもの。
【選択図】 図５

Description

本発明は車両用の油圧緩衝器に関する。

フロントフォーク等の油圧緩衝器として、特許文献１に記載の如く、アウタチューブの内周の開口部と、インナチューブの外周の先端部のそれぞれに固定したブッシュを介して、アウタチューブ内にインナチューブを摺動自在に挿入し、該アウタチューブの内周と、インナチューブの外周と、前記２つのブッシュとで囲まれる環状の油室を区画し、前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、下部に油室を区画するとともに、上部に油溜室を区画し、前記アウタチューブに取付けたピストンロッドを該隔壁部材に摺動自在に挿入し、前記インナチューブに挿入したピストンロッドの先端部に該インナチューブ内に摺動するピストンを固定し、前記油室を前記ピストンロッドが収容されるピストンロッド側油室と前記ピストンロッドが収容されないピストン側油室に区画し、前記環状の油室を前記インナチューブに設けた油孔を介して前記ピストンロッド側油室又はピストン側油室に連通した車両用の油圧緩衝器において、前記環状の油室の断面積を前記ピストンロッドの断面積より大きく形成し、かつ、前記隔壁部材に伸側行程時に前記油室から前記油溜室内への流れを阻止するチェック弁を設けるとともに、前記隔壁部材に前記油室と前記油溜室を通過する体積補償用微小流路を設けたものがある。

この従来の油圧緩衝器では、圧側行程でインナチューブに進入するピストンロッドの進入容積分の作動油がインナチューブ内の油室からインナチューブの油孔を通って環状油室に移送される。このとき、環状油室の容積増加分ΔＳ1（補給量）がピストンロッドの容積増加分ΔＳ2より大きいから、環状油室への油の必要補給量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の不足分が油溜室からチェック弁を介して補給される。また、伸側行程でインナチューブから退出するピストンロッドの退出容積分の作動油が環状油室からインナチューブの油孔を通ってインナチューブ内の油室に移送される。このとき、環状油室の容積減少分ΔＳ1（排出量）がピストンロッドの容積減少分ΔＳ2より大きいから、環状油室からの油の排出量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の余剰分が微小流路を通って油溜室へ排出される。この伸側行程では、微小流路の通路抵抗が伸側減衰力を発生させるものになる。
特開2003-269515

特許文献１に記載の油圧緩衝器には以下の問題点がある。
(1)油圧緩衝器のピストンに設けた減衰バルブ装置が発生する減衰力は、ピストンの両側のピストンロッド側油室とピストン側油室の圧力差ΔＰに、ピストン面積Ａを乗じたものになる。車両の乗心地を向上させるために減衰力を小さく設定しようとするときには、バルブの耐久性確保のためにバルブに一定の剛性を付与する必要があることから、圧力差ΔＰを小とすることには限界があり、ピストン面積Ａを小さくすることが必要とされる。ところが、従来の油圧緩衝器では、ピストンを直接インナチューブに摺動させており、ピストン面積Ａを小さくするためにインナチューブの径を小さくすることは当該フロントフォークに要求される剛性との関係で困難があり、結果として減衰力を小さく設定することが困難になる。

(2)油圧緩衝器の適用車種が変わるとき、インナチューブの径が変わる都度、ピストン寸法も変える必要があり、ピストンの共用化ができない。

本発明の課題は、アウタチューブ内にインナチューブを摺動自在に挿入し、アウタチューブの内周とインナチューブの外周との間に区画した環状油室をインナチューブに設けた油孔を介してインナチューブ内の作動油室に連通する油圧緩衝器において、ピストン寸法をインナチューブの径に対して独立に設定可能にすることにある。

請求項１の発明は、車体側のアウタチューブ内に車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、インナチューブの内部にシリンダを立設し、インナチューブとシリンダの上部に隔壁部材を設け、隔壁部材の下部のインナチューブとシリンダの間に外側作動油室を、シリンダの内部に内側作動油室をそれぞれ区画するとともに、隔壁部材の上部に油溜室を区画し、アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材を、隔壁部材に通してシリンダ内の内側作動油室に挿入し、ピストン支持部材の先端部にシリンダ内を摺動するピストンを設け、シリンダ内の内側作動油室をピストンロッドが収容されるピストンロッド側油室と、ピストンロッドが収容されないピストン側油室に区画し、インナチューブ内の外側作動油室と、シリンダ内のピストンロッド側油室を連通し、アウタチューブの内周とインナチューブの外周との間に環状油室を区画し、この環状油室をインナチューブに設けた油孔を介してインナチューブ内の外側作動油室に連通し、環状油室の断面積をピストン支持部材の断面積より大きく形成し、ピストン支持部材が内側作動油室から退出する伸側行程で内側作動油室又は外側作動油室の油を油溜室へ流す体積補償流路と、伸側行程で内側作動油室又は外側作動油室から油溜室への油の流れを阻止するチェック弁とを有してなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)油圧緩衝器において、圧側行程でシリンダに進入するピストンロッドの進入容積分の作動油が、ピストンロッド側油室から外側作動油室を通ってインナチューブの油孔から環状油室に移送される。このとき、環状油室の容積増加分ΔＳ1（補給量）がピストンロッドの容積増加分ΔＳ2より大きいから、環状油室への油の必要補給量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の不足分が油溜室からチェック弁を介して補給される。

伸側行程でシリンダから退出するピストンロッドの退出容積分の作動油が、環状油室からインナチューブの油孔を通って外側作動油室に、ひいてはピストンロッド側油室に移送される。このとき、環状油室の容積減少分ΔＳ1（排出量）がピストンロッドの容積減少分ΔＳ2より大きいから、環状油室からの油の排出量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の余剰分が体積補償流路の微小流路を介して油溜室へ排出される。

(b)油圧緩衝器が上述(a)の体積補償動作を行なうに際し、ピストンはインナチューブに摺動することなく、インナチューブの内部のシリンダに摺動する。従って、フロントフォークに要求される剛性との関係でインナチューブの径が定まるとき、ピストン面積Ａをインナチューブの径に無関係に設定できる。ピストンの両側のピストンロッド側油室とピストン側油室との圧力差ΔＰがバルブの剛性との関係で小さくできないときにも、ピストン面積Ａを小さく設定し、油圧緩衝器の減衰バルブ装置が発生する減衰力を小さくし、車両の乗心地を向上できる。

(c)油圧緩衝器の適用車種が変わり、インナチューブの径が変わるときにも、ピストンの寸法はインナチューブの径によらず不変更とすることができ、ピストンを共用化できる。

図１は油圧緩衝器の全体を示す断面図、図２は図１の下部拡大断面図、図３は図１の中間部拡大断面図、図４は図１の上部拡大断面図、図５は図３の要部拡大断面図である。

フロントフォーク（油圧緩衝器）１０は、アウタチューブ１１を車体側に、インナチューブ１２を車輪側に配置する倒立型フロントフォークであり、図１〜図４に示す如く、アウタチューブ１１の下端開口部の内周に固定したガイドブッシュ１１Ａと、インナチューブ１２の上端開口部の外周に固定したガイドブッシュ１２Ａ（インナチューブ１２の内周であってガイドブッシュ１２Ａの下部にはシール部材１２Ｂを付帯的に備える）を介して、アウタチューブ１１の内部にインナチューブ１２を摺動自在に挿入する。１１Ｂはオイルシール、１１Ｃはダストシールである。アウタチューブ１１の上端開口部にはキャップ１３が液密に螺着され、アウタチューブ１１の外周には車体側取付部材が設けられる。インナチューブ１２の下端開口部にはボトムピース１４、車軸ブラケット１５が液密に挿着されてインナチューブ１２の底部を構成し、車軸ブラケット１５には車軸取付孔１６が設けられる。このとき、インナチューブ１２の底部を形成するボトムピース１４が有底筒状をなして車軸ブラケット１５の内径段差部に装填されるとともに、インナチューブ１２の下端部が車軸ブラケット１５の内径に螺着され、インナチューブ１２の下端面がボトムピース１４の外周段差部を車軸ブラケット１５の内径段差部との間に挟圧保持する。

フロントフォーク１０は、アウタチューブ１１の内周と、インナチューブ１２の外周と、前記２つのガイドブッシュ１１Ａ、１２Ａにて区画される環状油室１７を区画する。

フロントフォーク１０は、インナチューブ１２の内部にシリンダ１８を立設する。シリンダ１８の下端部はボトムピース１４の内周に螺着されてボトムピース１４の底面と衝合し、インナチューブ１２と環状間隙を介する状態で該インナチューブ１２と同軸配置される。

フロントフォーク１０は、インナチューブ１２とシリンダ１８の上部に隔壁部材１９を設ける。隔壁部材１９はシリンダ１８の上端外周に螺着されるとともに、インナチューブ１２の上端側の内周にシール部材１９Ａを介して液密に挿着される。

フロントフォーク１０は、隔壁部材１９の下部のインナチューブ１２とシリンダ１８の間に外側作動油室２０を、シリンダ１８の内部に内側作動油室２１をそれぞれ区画するとともに、隔壁部材１９の上部に油溜室２２を区画する。油溜室２２の中でその下側領域は油室２２Ａ（油面Ｌ）、上側領域は空気室２２Ｂである。

フロントフォーク１０は、図５に示す如く、アウタチューブ１１に取付けたピストンロッド２３を隔壁部材１９に通してシリンダ１８内の内側作動油室２１に挿入する。具体的には、キャップ１３の中心部の下端部にピストンロッド２３を螺着し、これをロックナット２４で固定する。

フロントフォーク１０は、隔壁部材１９からシリンダ１８に挿入したピストンロッド２３の先端部に螺着したピストンボルト２５に、シリンダ１８の内周に摺動するピストン２６を固定し、前記内側作動油室２１をピストンロッド２３が収容されるピストンロッド側油室２１Ａと、ピストンロッド２３が収容されないピストン側油室２１Ｂに区画する。ピストン２６はピストンナット２５Ａにより固定される。

フロントフォーク１０は、インナチューブ１２内の外側作動油室２０と、シリンダ１８内の内側作動油室２１のピストンロッド側油室２１Ａを、シリンダ１８に設けた油孔２７により常時連通する。

フロントフォーク１０は、前記環状油室１７を、インナチューブ１２に設けた油孔２８を介してインナチューブ１２内の外側作動油室２０に常時連通する。

フロントフォーク１０は、アウタチューブ１１の上端開口部に設けたキャップ１３の下端面と、インナチューブ１２とシリンダ１８の上部に設けた隔壁部材１９の上端面との間に、懸架スプリング３０を介装している。ピストンロッド２３の上端側外周には、懸架スプリング３０の内周をガイドするスプリングガイド３１が設けられている。フロントフォーク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３０の伸縮振動により吸収する。

フロントフォーク１０は、ピストン２６に減衰力発生装置４０を備える（図３）。
減衰力発生装置４０は、圧側流路４１と伸側流路４２を備える。圧側流路４１は、バルブストッパ４１Ｂにバックアップされる圧側ディスクバルブ４１Ａ（圧側減衰バルブ）により開閉される。伸側流路４２は、バルブストッパ４２Ｂにバックアップされる伸側ディスクバルブ４２Ａ（伸側減衰バルブ）により開閉される。尚、バルブストッパ４１Ｂ、バルブ４１Ａ、ピストン２６、バルブ４２Ａ、バルブストッパ４２Ｂは、ピストンボルト２５に挿着されるバルブ組立体を構成し、ピストンボルト２５に螺着されるピストンナット２５Ａに挟まれて固定される。

減衰力発生装置４０は、圧側行程では、圧側ディスクバルブ４１Ａの撓み変形により圧側減衰力を発生する。また、伸側行程では、伸側ディスクバルブ４２Ａの撓み変形により伸側減衰力を発生する。この圧側減衰力と伸側減衰力により、前述した懸架スプリング３０の伸縮振動を制振する。

フロントフォーク１０は、ピストンボルト２５の上端面とシリンダ１８の上端側の隔壁部材１９のピストンロッド側油室２１Ａに臨む下端面に設けたスプリングシート５１との間にリバウンドスプリング５２を介装している。フロントフォーク１０の最伸長時に、ピストンボルト２５の上端面とスプリングシート５１の間でリバウンドスプリング５２を加圧することにより、最伸長ストロークを規制する。

しかるに、フロントフォーク１０にあっては、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の環状隙間からなる前記環状油室１７の断面積Ｓ1を、ピストンロッド２３の断面積（外径に囲まれる面積）Ｓ2より大きく形成している（Ｓ1＞Ｓ2、但しＳ1≧Ｓ2でも可）。

また、隔壁部材１９に、圧側行程では油溜室２２からピストンロッド側油室２１Ａへの油の流れを許容し、伸側行程ではピストンロッド側油室２１Ａから油溜室２２への油の流れを阻止するチェック弁６０を設けている。隔壁部材１９とスプリングシート５１の内周にはバルブ室６１が設けられ、バルブ室６１の上端側の段差部６１Ａと、バルブ室６１の下端側のスプリングシート５１上のバックアップスプリング６２との間にチェック弁６０が収容される。チェック弁６０は、段差部６１Ａとスプリングシート５１の間隔より短尺とされ、下端面に横溝を形成される。チェック弁６０は、バルブ室６１の内周に摺接して上下変位可能に設けられる。チェック弁６０の外周は、バルブ室６１の内周との間に、油溜室２２からピストンロッド側油室２１Ａへの油の流れを許容する流路を形成する。チェック弁６０は、ピストンロッド２３を摺動自在に支持するブッシュ６３をその内周に圧入されて備える。圧側行程では、チェック弁６０はシリンダ１８に進入するピストンロッド２３に連れ移動して下方に移動し、スプリングシート５１に衝合するとともに、段差部６１Ａとの間に隙間を形成し、油溜室２２の油をその外周経由でピストンロッド側油室２１Ａへ流入可能とする。伸側行程では、チェック弁６０はシリンダ１８から退出するピストンロッド２３に連れ移動して上方に移動し、段差部６１Ａに衝合して該段差部６１Ａとの間の隙間を閉じ、ピストンロッド側油室２１Ａの油が上述した圧側行程の逆経路で油溜室２２へ排出されることを阻止する。

また、隔壁部材１９に、伸側行程で外側作動油室２０（内側作動油室２１のピストンロッド側油室２１Ａでも可）の油を油溜室２２へ流す体積補償流路６４を設けている。体積補償流路６４は微小流路６４Ａを備える。

フロントフォーク１０の動作は以下の如くになる。
（圧側行程）
圧側行程でシリンダ１８に進入するピストンロッド２３の進入容積分の作動油がピストンロッド側油室２１Ａからシリンダ１８の油孔２７、外側作動油室２０、インナチューブ１２の油孔２８を通って環状油室１７に移送される。このとき、環状油室１７の容積増加分ΔＳ1（補給量）がピストンロッド２３の容積増加分ΔＳ2より大きいから、環状油室１７への油の必要補給量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の不足分が油溜室２２からチェック弁６０を介して補給される。

この圧側行程では、前述した通り、圧側ディスクバルブ４１Ａの撓み変形により圧側減衰力を発生する。

（伸側行程）
伸側行程でインナチューブ１２から退出するピストンロッド２３の退出容積分の作動油が環状油室１７からインナチューブ１２の油孔２８を介してインナチューブ１２内の外側作動油室２０に移送される。このとき、環状油室１７の容積減少分ΔＳ1（排出量）がピストンロッド２３の容積減少分ΔＳ2より大きいから、環状油室１７からの油の排出量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の余剰分が体積補償流路６４の微小流路６４Ａを通って油溜室２２へ排出される。

この伸側行程では、前述した通り、伸側ディスクバルブ４２Ａの撓み変形により伸側減衰力を発生する。また、上述の微小流路６４Ａの通路抵抗による伸側減衰力も発生する。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)フロントフォーク１０において、圧側行程でシリンダ１８に進入するピストンロッド２３の進入容積分の作動油が、ピストンロッド側油室２１Ａから外側作動油室２０を通ってインナチューブ１２の油孔２８から環状油室１７に移送される。このとき、環状油室１７の容積増加分ΔＳ1（補給量）がピストンロッド２３の容積増加分ΔＳ2より大きいから、環状油室１７への油の必要補給量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の不足分が油溜室２２からチェック弁６０を介して補給される。

伸側行程でシリンダ１８から退出するピストンロッド２３の退出容積分の作動油が、環状油室１７からインナチューブ１２の油孔２８を通って外側作動油室２０に、ひいてはピストンロッド側油室２１Ａに移送される。このとき、環状油室１７の容積減少分ΔＳ1（排出量）がピストンロッド２３の容積減少分ΔＳ2より大きいから、環状油室１７からの油の排出量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の余剰分が体積補償流路６４の微小流路６４Ａを介して油溜室２２へ排出される。

(b)フロントフォーク１０が上述(a)の体積補償動作を行なうに際し、ピストン２６はインナチューブ１２に摺動することなく、インナチューブ１２の内部のシリンダ１８に摺動する。従って、フロントフォークに要求される剛性との関係でインナチューブ１２の径が定まるとき、ピストン面積Ａをインナチューブ１２の径に無関係に設定できる。ピストン２６の両側のピストンロッド側油室２１Ａとピストン側油室２１Ｂとの圧力差ΔＰがバルブ４１Ａ、４２Ａの剛性との関係で小さくできないときにも、ピストン面積Ａを小さく設定し、フロントフォーク１０の減衰力発生装置４０が発生する減衰力を小さくし、車両の乗心地を向上できる。

(c)フロントフォーク１０の適用車種が変わり、インナチューブ１２の径が変わるときにも、ピストン２６の寸法はインナチューブ１２の径によらず不変更とすることができ、ピストン２６を共用化できる。

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。本発明のチェック弁６０は、圧側行程で、油溜室２２から内側作動油室２１（ピストンロッド側油室２１Ａ）への油の流れを許容し、伸側行程で、内側作動油室２１（ピストンロッド側油室２１Ａ）から油溜室２２への油の流れを阻止するものに限らず、圧側行程で、油溜室２２から外側作動油室２０への油の流れを許容し、伸側行程で、外側作動油室２０から油溜室２２への油の流れを阻止するものでも良い。

また、本発明の体積補償流路６４は、伸側行程で、外側作動油室２０の油を油溜室２２へ流すものに限らず、内側作動油室２１（ピストンロッド側油室２１Ａ）の油を油溜室２２へ流すものでも良い。

図１は油圧緩衝器の全体を示す断面図である。 図２は図１の下部拡大断面図である。 図３は図１の中間部拡大断面図である。 図４は図１の上部拡大断面図である。 図５は図３の要部拡大断面図である。

符号の説明

１０ フロントフォーク（油圧緩衝器）
１１ アウタチューブ
１２ インナチューブ
１７ 環状油室
１８ シリンダ
１９ 隔壁部材
２０ 外側作動油室
２１ 内側作動油室
２１Ａ ピストンロッド側油室
２１Ｂ ピストン側油室
２２ 油溜室
２３ ピストンロッド（ピストン支持部材）
２６ ピストン
２７、２８ 油孔
６０ チェック弁
６４ 体積補償流路

Claims (1)

1. 車体側のアウタチューブ内に車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、
   インナチューブの内部にシリンダを立設し、
   インナチューブとシリンダの上部に隔壁部材を設け、隔壁部材の下部のインナチューブとシリンダの間に外側作動油室を、シリンダの内部に内側作動油室をそれぞれ区画するとともに、隔壁部材の上部に油溜室を区画し、
   アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材を、隔壁部材に通してシリンダ内の内側作動油室に挿入し、ピストン支持部材の先端部にシリンダ内を摺動するピストンを設け、
   シリンダ内の内側作動油室をピストンロッドが収容されるピストンロッド側油室と、ピストンロッドが収容されないピストン側油室に区画し、
   インナチューブ内の外側作動油室と、シリンダ内のピストンロッド側油室を連通し、
   アウタチューブの内周とインナチューブの外周との間に環状油室を区画し、この環状油室をインナチューブに設けた油孔を介してインナチューブ内の外側作動油室に連通し、
   環状油室の断面積をピストン支持部材の断面積より大きく形成し、
   ピストン支持部材が内側作動油室から退出する伸側行程で内側作動油室又は外側作動油室の油を油溜室へ流す体積補償流路と、伸側行程で内側作動油室又は外側作動油室から油溜室への油の流れを阻止するチェック弁とを有してなる油圧緩衝器。

Images