JP2010230067A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】フリーピストンの背後の空気室をリザーバの空気室に対して遮断して乗心地を向上可能にする油圧緩衝器において、リザーバからシリンダチューブの油室に侵入した作動油をサブタンク室からリザーバに返還可能にしながら、フリーピストンの背後の空気室の容積が油の滲入等で減縮してその空気室の圧力が異常上昇することを回避可能にすること。
【解決手段】油圧緩衝器において、フリーピストン６０が通常移動域の上昇端を超え、シリンダチューブ１６にリザーバ３０から侵入した作動油の高圧余剰油に起因する最上昇端まで上昇したときに、フリーピストン６０とサブピストン５２の間のサブタンク室５３を、フリーピストン６０の背後の空気室７３に連通し、フリーピストン６０が通常移動域の下降端に下降したときに、フリーピストン６０の背後の空気室７３をリザーバ３０に連通するもの。
【選択図】図３

Description

本発明は二輪車用フロントフォーク等の油圧緩衝器に関する。

二輪車用フロントフォークに用いられる油圧緩衝器として、特許文献１に記載の如く、車体側チューブに車軸側チューブを摺動自在に挿入し、車体側チューブの内部で該車体側チューブに連結したダンパのシリンダチューブに、車軸側チューブの内部で該車軸側チューブに連結したピストンロッドに設けたメインピストンを摺動自在に挿入し、このメインピストンによりシリンダチューブの内部をピストン側油室とロッド側油室に区画し、シリンダチューブの内部でメインピストンより上部に該メインピストンと相対するサブピストンを設け、このサブピストンによりシリンダチューブの内部のピストン側油室に対する上方にサブタンク室を区画し、サブピストンのピストン側油室とサブタンク室を連絡可能にする流路に圧側減衰バルブを設け、シリンダチューブの内部でサブピストンより上部に、該サブピストンと相対するフリーピストンを摺動自在に設け、フリーピストンをサブピストンの側に向けて付勢する加圧スプリングを有してなるものがある。

この油圧緩衝器では、フリーピストンの背後の空気室を、リザーバの空気室に対して遮断している。これにより、ダンパのシリンダチューブの内部に設けられるフリーピストンは、加圧スプリングのストローク量に比例して大きくなるバネ力と、フリーピストンの背後の空気室の容積変化に比例して大きくなる空気バネ力により付勢される。従って、ダンパのシリンダチューブの内部がフリーピストンによって常に加圧され、ダンパが最伸長状態から圧縮作動を開始する当初から圧側減衰バルブによる所定の減衰力が発生する。

また、この油圧緩衝器では、ダンパの最圧縮側で車両の車重や走行状況等に応じて、リザーバの空気バネ力を上げる必要がある場合にも、リザーバの空気圧力をダンパのシリンダチューブの内部におけるフリーピストンの背後に全く及ぼすことがない。従って、ダンパのシリンダチューブの内部圧力の増大をその分抑え、圧縮行程でシリンダチューブに進入しようとするピストンロッドに作用する進入抵抗力をその分小さくし、ピストンロッドを進入容易にして乗心地を向上できる。

更に、この油圧緩衝器では、フリーピストンがダンパの伸縮ストロークに起因する通常上昇端を超え、ダンパのシリンダチューブにリザーバから侵入した作動油の高圧余剰油に起因する最上昇端まで上昇するときに、フリーピストンとサブピストンの間のサブタンク室を、フリーピストンの背後の空気室を介することなく、直接的にリザーバに連通する連通孔をシリンダチューブに設けている。フリーピストンの背後の空気室をリザーバの空気室に対して遮断することを維持しながら、リザーバからシリンダチューブに侵入した高圧余剰油を、サブタンク室から直接的にリザーバに解放し、シリンダチューブ内の高圧化を回避しようとするものである。

特開2005-30534

特許文献１に記載の油圧緩衝器では、ダンパがシリンダチューブに連結したガイドシャフトにサブピストンを設け、サブピストンと相対するフリーピストンをシリンダチューブの内周とガイドシャフトの外周に摺動自在に設けている。このとき、フリーピストンの外周と内周のそれぞれに設けられているシール部材は、サブタンク室とフリーピストンの背後の空気室を区画しているが、油膜を形成することによって密封を維持する構造上、サブタンク室からフリーピストンの背後の空気室への油の滲入を防ぐことができない。

また、特許文献１に記載の油圧緩衝器では、ダンパがシリンダチューブの開口端をフォークボルトにより閉塞し、該フォークボルトに、リザーバの空気室のためのプラグボルトと、フリーピストンの背後の空気室のためのプラグボルトを設けている。リザーバの空気室のためのプラグボルトを開き、その空気室の空気圧を調整し、所望によってはリザーバの空気バネ力を上げるための油をリザーバに補給することもできる。フリーピストンの背後の空気室のためのプラグボルトを開き、その空気室の空気圧を調整することができる。ところが、フリーピストンの背後の空気室のためのプラグボルトを、不注意によってリザーバの空気室のためのプラグボルトと誤認して開き、フリーピストンの背後の空気室に油を注入ミスしてしまうおそれがある。

フリーピストンのシール部材からの滲入油、フリーピストンの背後の空気室のためのプラグボルトの誤用による注入油は、どこにも排出されることなくフリーピストンの背後の空気室に溜り、その空気室の容積を結果的に減縮させ、その空気室の圧縮率に依存する空気バネ特性（空気バネ力）を当初の設定から狂わせる。また、フリーピストンの背後の空気室の圧力が最圧縮時に予想を超える値になり、パンク（構成部品の破損）を生ずるおそれもある。

本発明の課題は、フリーピストンの背後の空気室をリザーバの空気室に対して遮断して乗心地を向上可能にする油圧緩衝器において、リザーバからシリンダチューブの油室に侵入した作動油をサブタンク室からリザーバに返還可能にしながら、フリーピストンの背後の空気室の容積が油の滲入等で減縮してその空気室の圧力が異常上昇することを回避可能にすることにある。

請求項１の発明は、車体側チューブに車軸側チューブを摺動自在に挿入し、車体側チューブの内部で該車体側チューブに連結したダンパのシリンダチューブに、車軸側チューブの内部で該車軸側チューブに連結したピストンロッドに設けたメインピストンを摺動自在に挿入し、このメインピストンによりシリンダチューブの内部をピストン側油室とロッド側油室に区画し、シリンダチューブの内部でメインピストンより上部に該メインピストンと相対するように、該シリンダチューブに連結したガイドシャフトにサブピストンを設け、このサブピストンによりシリンダチューブの内部のピストン側油室に対する上方にサブタンク室を区画し、サブピストンのピストン側油室とサブタンク室を連絡可能にする流路に圧側減衰バルブを設け、シリンダチューブの内部でサブピストンより上部に、該サブピストンと相対するフリーピストンをシリンダチューブの内周とガイドシャフトの外周に摺動自在に設け、フリーピストンをサブピストンの側に向けて付勢する加圧スプリングを有する油圧緩衝器において、フリーピストンがダンパの伸縮ストロークに起因する通常移動域の下降端以外にあるときに、シリンダチューブの内部におけるフリーピストンの背後の空気室が、リザーバの空気室に対して遮断され、フリーピストンが通常移動域の上昇端を超え、シリンダチューブにリザーバから侵入した作動油の高圧余剰油に起因する最上昇端まで上昇したときに、フリーピストンとサブピストンの間のサブタンク室を、フリーピストンの背後の空気室に連通し、フリーピストンが通常移動域の下降端に下降したときに、フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通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、前記フリーピストンとサブピストンの間のサブタンク室を、フリーピストンの背後の空気室に連通可能にする縮径部をガイドシャフトの外周に形成し、フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通可能にする連通孔をシリンダチューブのチューブ壁に設け、フリーピストンが通常移動域にあるときには、ガイドシャフトの外周の縮径部をフリーピストンによりサブタンク室に対して閉鎖し、フリーピストンが通常移動域から上昇したときには、ガイドシャフトの外周の縮径部をサブタンク室に開放して該サブタンク室をフリーピストンの背後の空気室に連通し、フリーピストンが通常移動域の下端以外にあるときには、シリンダチューブの連通孔をフリーピストンにより該フリーピストンの背後の空気室に対して閉鎖し、フリーピストンが通常移動域の下降端に下降したときには、シリンダチューブの連通孔をフリーピストンの背後の空気室に開放して該フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通するようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、前記フリーピストンの外周にシリンダチューブの内周に摺接する上下のシール部材を設けるとともに、フリーピストンの内周にガイドシャフトの外周に摺接するシール部材を設け、フリーピストンの外周に設けてある下シール部材はサブタンク室を常にリザーバに対して閉鎖し、フリーピストンが通常移動域から上昇したときには、フリーピストンの内周に設けてあるシール部材がガイドシャフトの外周の縮径部をサブタンク室に開放して該サブタンク室をフリーピストンの背後の空気室に連通し、フリーピストンが通常移動域の下降端に下降したときには、フリーピストンの外周に設けてある上シール部材がシリンダチューブの連通孔をフリーピストンの背後の空気室に開放して該フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通するようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項３の発明において更に、前記フリーピストンがシリンダチューブの内周とガイドシャフトの外周に摺動する環状体をなし、環状体の外周側に長尺筒部を立上げ、環状体の長尺筒部の外周にシリンダチューブの内周に摺接する前記上下のシール部材を設け、環状体の内周にガイドシャフトの外周に摺接する前記シール部材を設けるようにしたものである。

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、前記ダンパがシリンダチューブの開口端をフォークボルトにより閉塞し、該フォークボルトに、リザーバの空気室のためのプラグボルトと、フリーピストンの背後の空気室のためのプラグボルトを設けてなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)空気室遮断機能
フリーピストンがダンパの伸縮ストロークに起因する通常移動域の下降端以外にあるときに、シリンダチューブの内部におけるフリーピストンの背後の空気室が、リザーバの空気室に対して遮断される。従って、ダンパの最圧縮側で車両の車重や走行状況等に応じて、リザーバの空気バネ力を上げる必要がある場合にも、リザーバの空気圧力をダンパのシリンダチューブの内部におけるフリーピストンの背後に全く及ぼすことがない。従って、ダンパのシリンダチューブの内部圧力の増大をその分抑え、圧縮行程でシリンダチューブに進入しようとするピストンロッドに作用する進入抵抗力をその分小さくし、ピストンロッドを進入容易にして乗心地を向上できる。

(b)高圧余剰油ブロー機能
フリーピストンが通常移動域の上昇端を超え、シリンダチューブにリザーバから侵入した作動油の高圧余剰油に起因する最上昇端まで上昇したときに、フリーピストンとサブピストンの間のサブタンク室を、フリーピストンの背後の空気室に連通する。従って、フリーピストンの背後の空気室をリザーバの空気室に対して遮断することを維持しながら、リザーバからシリンダチューブに侵入した高圧余剰油を、サブタンク室からフリーピストンの背後の空気室に排出し、シリンダチューブ内の油室の高圧化を回避する。尚、フリーピストンの背後の空気室に排出された余剰油は、下記(c)によりリザーバに返還される。

(c)余剰油及び滲入油等の返還機能
フリーピストンが通常移動域の下降端に下降したときに、フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通する。従って、フリーピストンの背後の空気室にフリーピストンの内外周のシール部材を通って滲入した滲入油等、及び上述(b)によりサブタンク室から排出された余剰油を、リザーバへ排出し、その空気室の容積の減縮と圧力の異常上昇を回避できる。これにより、フリーピストンの背後の空気室の圧縮率に依存する空気バネ特性を当初の設定に維持できるし、その空気室の最圧縮時のパンクも防止できる。尚、フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通するのは、フリーピストンが通常移動域の下降端にあるとき、換言すればダンパの伸切端であるから、上述(a)で言及されているダンパの圧縮側における空気バネ特性に影響するものにならない。

（請求項２）
(d)ガイドシャフトの外周に形成した縮径部を、前述(b)の高圧余剰油のブロー経路とし、シリンダチューブのチューブ壁に設けた連通孔を、前述(c)の余剰油及び滲入油等の返還経路とすることができる。

（請求項３）
(e)フリーピストンの内周に設けてある内周シール部材により、上述(d)の高圧余剰油のブロー経路を開閉し、フリーピストンの外周に設けてある上シール部材により、上述(d)の余剰油及び滲入油等の返還経路を開閉することができる。尚、フリーピストンの外周に設けてある下シール部材は、サブタンク室をリザーバに対して常に閉鎖する。

（請求項４）
(f)環状体をなすフリーピストンの外周側に長尺筒部を立上げ、環状体の長尺筒部の外周に上述(e)の上下のシール部材を設け、環状体の内周に上述(e)の内周シール部材を設ける。

（請求項５）
(g)フォークボルトに、リザーバの空気室のためのプラグボルトと、フリーピストンの背後の空気室のためのプラグボルトを設けた。従って、フリーピストンの背後の空気室のためのプラグボルトを、不注意によってリザーバの空気室のためのプラグボルトと誤認して開き、フリーピストンの背後の空気室に油を注入ミスしてしまったとしても、この注入油を前述(c)の余剰油及び滲入油等の返還経路からリザーバへ排出できる。

図１は油圧緩衝器を示す全体断面図である。 図２は図１の下部拡大断面図である。 図３はフリーピストンの通常移動域を示す断面図である。 図４はフリーピストンの最上昇端状態を示す断面図である。 図５はフリーピストンの下降端状態を示す断面図である。

フロントフォーク１０（油圧緩衝器）は、図１〜図３に示す如く、車体側チューブ（アウタチューブ）１１内に車軸側チューブ（インナチューブ）１２を摺動自在に挿入し、両チューブ１１、１２の間に懸架スプリング１３を介装するとともに、単筒型ダンパ１４を倒立にして内装している。

車体側チューブ１１は車体側に支持され、車軸側チューブ１２は車軸に結合される。
車体側チューブ１１の上端部にはダンパ１４のシリンダチューブ１６（上シリンダチューブ１６Ａ）の上端部がＯリングを介して螺着され、シリンダチューブ１６の上部開口端はシリンダチューブ１６と一体をなすフォークボルト１５により閉塞される。フォークボルト１５は、Ｏリングを介して上シリンダチューブ１６Ａの内周に挿入されて螺着される。

車軸側チューブ１２の下端部には車軸ブラケット１９が螺着され、車軸側チューブ１２と車軸ブラケット１９の間にオイルロックカラー１７の基端部を挟持している。オイルロックカラー１７は車軸側チューブ１２の下端部内周にＯリングを介して液密に嵌装されるとともに、車軸ブラケット１９の内側の底面の上にＯリングを介して液密に着座している。また、車軸ブラケット１９にはボトムボルト１８が外側からＯリングを介して液密に螺着されている。このボトムボルト１８にはダンパ１４のピストンロッド（中空ロッド）２０の基端部が螺着されるとともにロックナット１８Ａでロックされ、このピストンロッド２０の先端部をシリンダチューブ１６に挿入してある。ピストンロッド２０は、シリンダチューブ１６（下シリンダチューブ１６Ｂ）の下端側の開口部に螺着したロッドガイド２１のブッシュ２１Ａで支持され、シール部材２１Ｂを貫通してシリンダチューブ１６の内部に挿入されている。シール部材２１Ｂは、シリンダチューブ１６の後述する油室４３Ｂを密封し、油室４３Ｂの油がシリンダチューブ１６の外に逃げ出すのを阻止する一方向性のシール機能をもつ。尚、ロッドガイド２１の外周部にはオイルロックカラー２２を設けてある。また、ロッドガイド２１の内側端面にはリバウンドスプリング２３が支持されている。尚、シリンダチューブ１６Ａ、１６Ｂはパイプナット１６Ｃで接続ロックされる。

懸架スプリング１３は、オイルロックカラー１７の基端部外周段差面と、シリンダチューブ１６（下シリンダチューブ１６Ｂ）に外装して軸方向に係止した孔開きスプリングカラー２５（多数の連通孔２５Ａを備える）の先端部に固定したスプリング受け２６との間に介装されている。また、車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２の内部で、ダンパ１４の外側にはリザーバ３０を構成する油室３１と空気室３２とが設けられ、油室３１と空気室３２とは自由界面を介して接触し、空気室３２に閉じ込められている空気が空気バネを構成する。これらの懸架スプリング１３と空気バネの弾発力が、車両が路面から受ける衝撃力を吸収する。

ダンパ１４は、メインバルブ装置（伸側減衰バルブ装置）４０と、サブバルブ装置（圧側減衰バルブ装置）５０とを有している。ダンパ１４は、メインバルブ装置４０とサブバルブ装置５０の発生する減衰力により、懸架スプリング１３と空気バネによる衝撃力の吸収に伴う車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２の伸縮振動を抑制する。

（メインバルブ装置４０）
メインバルブ装置４０は、ピストンロッド２０の先端部にピストンホルダ４１を装着し、このピストンホルダ４１にメインピストン４２を装着している。メインピストン４２は、シリンダチューブ１６の内部をピストンロッド２０が収容されないピストン側油室４３Ａとピストンロッド２０が収容されるロッド側油室４３Ｂとに区画し、該シリンダチューブ１６の内部を摺動する。メインピストン４２は、伸側減衰バルブ４４Ａを備えてピストン側油室４３Ａとロッド側油室４３Ｂとを連絡可能とする伸側流路４４と、圧側減衰バルブ（チェックバルブ）４５Ａを備えてピストン側油室４３Ａとロッド側油室４３Ｂとを連絡可能とする圧側流路４５とを備える。

また、メインバルブ装置４０は、車軸ブラケット１９に螺着してある前述のボトムボルト１８に外部から回転操作できるアジャスタ４６を設けている。メインバルブ装置４０は、アジャスタ４６に結合されている減衰力調整ロッド４７をピストンロッド２０の中空部に通し、アジャスタ４６の回転操作により軸方向に進退する減衰力調整ロッド４７の先端のニードル４７Ａにより、ピストンホルダ４１に設けてあるピストン側油室４３Ａとロッド側油室４３Ｂとのバイパス路４８の流路面積を調整可能とする。

（サブバルブ装置５０）
サブバルブ装置５０は、上シリンダチューブ１６Ａの上端部に螺着されている前述のフォークボルト１５にパイプ状のガイドシャフト５１（支持軸）を螺着し、ガイドシャフト５１の先端部にピストンホルダ５１Ａを螺着し、このピストンホルダ５１Ａにナット５１Ｂ等によりサブピストン５２を保持している。サブピストン５２はシリンダチューブ１６の内部でメインピストン４２に相対配置され、上シリンダチューブ１６Ａの内周部に液密に接し、前述のピストン側油室４３Ａの上方にサブタンク室５３を区画形成する。サブピストン５２は、圧側減衰バルブ５４Ａを備えてピストン側油室４３Ａとサブタンク室５３とを連絡可能とする圧側流路５４と、伸側減衰バルブ５５Ａを備えてピストン側油室４３Ａとサブタンク室５３とを連絡可能とする伸側流路５５とを備える。また、ピストンホルダ５１Ａは、圧側流路５４と伸側流路５５とをバイパスしてピストン側油室４３Ａとサブタンク室５３とを連絡可能とするバイパス路５６を備える。バイパス路５６のサブタンク室５３への開口部にはフロントフォーク１０（ダンパ１４）の伸長行程では閉じ、圧縮行程では開くチェックバルブ５７が設けられている。尚、チェックバルブ５７はフロントフォーク１０の圧縮行程の所定圧で開く。

フォークボルト１５に螺合された減衰力調整ロッド５８は、アジャスタ５９を備えるとともに、ガイドシャフト５１に挿入され、アジャスタ５９の回転操作により軸方向に進退する先端のニードル５８Ａによりバイパス流路５６の流路面積を調整可能とする。尚、フォークボルト１５は頭部端面の中央部にアジャスタ５９とそのホルダ５９Ａを埋込み保持している。

サブバルブ装置５０は、上シリンダチューブ１６Ａの内部であって、上シリンダチューブ１６Ａとガイドシャフト５１の間の環状空間にて、フリーピストン６０を移動可能に設けるとともに、フリーピストン６０とフォークボルト１５との間に介装される加圧スプリング７０を有する。フリーピストン６０は、上シリンダチューブ１６Ａの内部のサブピストン５２より上部で、サブピストン５２と相対する。加圧スプリング７０は、圧縮コイルバネからなり、フリーピストン６０をサブピストン５２の側に向けて付勢する。

尚、フロントフォーク１０にあっては、リザーバ３０の空気室３２が、シリンダチューブ１６、本実施例ではフォークボルト１５に設けたプラグボルト３３を用いて大気圧に調整される。また、フリーピストン６０の背後の空気室７３が、シリンダチューブ１６、本実施例ではフォークボルト１５に設けたプラグボルト３４を用いて大気圧に調整される。フロントフォーク１０の伸縮によって車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２の摺動部からリザーバ３０の空気室３２、フリーピストン６０の背後の空気室７３のそれぞれに侵入した空気をプラグボルト３３、３４から外部へ排気できる。また、プラグボルト３３を開き、リザーバ３０の空気室３２による空気バネ力を上げるための油をリザーバ３０の油室３１に補給することもできる。

サブバルブ装置５０は、フリーピストン６０の背後の空気室７３（体積補償室）をシリンダチューブ１６の外部のリザーバ３０に連通可能にする連通孔８０をシリンダチューブ１６、本実施例では上シリンダチューブ１６Ａのチューブ壁を内外に貫通させて設ける。また、フリーピストン６０とサブピストン５２の間のサブタンク室５３を、フリーピストン６０の背後の空気室７３に連通可能にする縮径部９０をガイドシャフト５１の外周に形成する。

しかるに、サブバルブ装置５０は、フリーピストン６０がダンパ１４の伸縮ストロークに起因する通常移動域の下降端以外の位置（図３）にあるときに、シリンダチューブ１６の内部におけるフリーピストン６０の背後の空気室７３が、リザーバ３０の空気室３２に対して遮断される（空気室遮断機能）。これにより、ダンパ１４の圧縮ストロークで、リザーバ３０の空気室３２の空気バネ力は、フリーピストン６０の背後の空気室７３に導入されない。ダンパ１４のフリーピストン６０の背後の空気室７３の圧力の増大をその分抑え、圧縮行程でシリンダチューブ１６に進入しようとするピストンロッド２０に作用する進入抵抗力をその分小さくし、ピストンロッド２０を進入容易にして乗心地を向上できる。

また、サブバルブ装置５０は、フロントフォーク１０のピストンロッド２０がストロークする度に、該ピストンロッド２０の外周面に付着した油室３１の油をロッドガイド部２１のシール部材２１Ｂからシリンダチューブ１６の内部に持ち込む。これにより、シリンダチューブ１６の内部の油室４３Ａ、４３Ｂ、５３の作動油が徐々に増加して高圧余剰油になり、それらの油室４３Ａ、４３Ｂ、５３の油圧が高圧化され、フリーピストン６０が前述の通常移動域の上昇端を超え、更に上方の図４に示す最上昇端まで上昇するときに、フリーピストン６０とサブピストン５２の間のサブタンク室５３が、フリーピストン６０の背後の空気室７３に連通する。これにより、ダンパ１４の余剰油及び高圧が、サブタンク室５３から図４に矢印で示す如くにフリーピストン６０の背後の空気室７３に排出され、解放される（高圧余剰油ブロー機能）。

即ち、フリーピストン６０が通常移動域にあるときには、図３に示す如く、ガイドシャフト５１の外周の縮径部９０をフリーピストン６０によりサブタンク室５３に対して閉鎖し、フリーピストン６０が通常移動域から上昇したときには、図４に示す如く、ガイドシャフト５１の外周の縮径部９０をサブタンク室５３に開放して該サブタンク室５３をフリーピストン６０の背後の空気室７３に連通する。

また、サブバルブ装置５０にあっては、フリーピストン６０の背後の空気室７３の容積が、上述のサブタンク室５３から排出された高圧余剰油、シール部材６４Ｌ、６４Ｕ、６５から滲入した油、又はプラグボルト３４の誤用により注入された油によって減縮し、その空気室７３の圧力が異常に上昇することを回避するため、以下の構成を具備する。サブバルブ装置５０は、フリーピストン６０が通常移動域の図５に示す下降端に下降したときに、フリーピストン６０の背後の空気室７３をリザーバ３０に連通する。これにより、フリーピストン６０の背後の空気室７３に侵入した余剰油等が図５に矢印で示す如くにリザーバ３０に排出され、返還される（余剰油及び滲入油等の返還機能）。

即ち、フリーピストン６０が通常移動域にあるときには、図３に示す如く、シリンダチューブ１６の連通孔８０をフリーピストン６０により該フリーピストン６０の背後の空気室７３に対して閉鎖し、フリーピストン６０が通常移動域の下降端では、図５に示す如く、シリンダチューブ１６の連通孔８０をフリーピストン６０の背後の空気室７３に開放して該フリーピストン６０の背後の空気室７３をリザーバ３０に連通する。

このとき、フリーピストン６０は、シリンダチューブ１６（１６Ａ）の内周とガイドシャフト５１の外周に摺動する有天環状体をなし、環状体の外周側に長尺筒部を立上げ、フリーピストン６０の天部６１をサブピストン５２に対する反対側寄りに配置するとともに、フリーピストン６０の筒部６２の下部の外周にオイルシール等の下シール部材６４Ｌを設け、このフリーピストン６０の天部６１の上部の外周にオイルシール等の上シール部材６４Ｕを設ける。また、フリーピストン６０は、フリーピストン６０の天部６１の内周凹部にオイルシール等の内周シール部材６５を設ける。フリーピストン６０がダンパ１４の伸縮ストロークに伴なってシリンダチューブ１６に進入、退出するピストンロッド２０の容積を補償するために上シリンダチューブ１６Ａとガイドシャフト５１の間の環状空間を図３に示す通常移動域で上下動するとき、下シール部材６４Ｌは上シリンダチューブ１６Ａの連通孔８０より下側の内径部７１の内周を摺接するように摺動し、上シール部材６４Ｕは上シリンダチューブ１６Ａの連通孔８０を挟む上側の内径部７２〜下側の内径部７１の内周を摺接するように摺動し、内周シール部材６５はガイドシャフト５１の縮径部９０より下側のストレートな外周に摺接するように摺動する。フリーピストン６０の外周に設けてある下シール部材６４Ｌはサブタンク室５３を常にリザーバ３０に対して閉鎖する。

そして、フリーピストン６０が通常移動域の下降端以外にあるときには（図３、図４）、フリーピストン６０の外周に設けてある上シール部材６４Ｕが、フリーピストン６０の背後の空気室７３をリザーバ３０の空気室３２に対して遮断する。これにより、前述の空気室遮断機能を果たす。

また、フリーピストン６０が通常移動域から上昇したときには（図４）、フリーピストン６０の内周に設けてある内周シール部材６５が、ガイドシャフト５１の外周の縮径部９０をサブタンク室５３に開放して該サブタンク室５３をフリーピストン６０の背後の空気室７３に連通する。これにより、前述の高圧余剰油ブロー機能を果たす。

また、フリーピストン６０が通常移動域の下降端に下降したときには（図５）、フリーピストン６０の外周に設けてある上シール部材６４Ｕがシリンダチューブ１６の連通孔８０をフリーピストン６０の背後の空気室７３に開放して該フリーピストン６０の背後の空気室７３をリザーバ３０に連通する。これにより、前述の余剰油及び滲入油等の返還機能を果たす。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)空気室遮断機能
フリーピストン６０がダンパ１４の伸縮ストロークに起因する通常移動域の下降端以外にあるときに、シリンダチューブ１６の内部におけるフリーピストン６０の背後の空気室７３が、リザーバ３０の空気室３２に対して遮断される。従って、ダンパ１４の最圧縮側で車両の車重や走行状況等に応じて、リザーバ３０の空気バネ力を上げる必要がある場合にも、リザーバ３０の空気圧力をダンパ１４のシリンダチューブ１６の内部におけるフリーピストン６０の背後に全く及ぼすことがない。従って、ダンパ１４のフリーピストン６０背後の空気室７３の圧力の増大をその分抑え、圧縮行程でシリンダチューブ１６に進入しようとするピストンロッド２０に作用する進入抵抗力をその分小さくし、ピストンロッド２０を進入容易にして乗心地を向上できる。

(b)高圧余剰油ブロー機能
フリーピストン６０が通常移動域の上昇端を超え、シリンダチューブ１６にリザーバ３０から侵入した作動油の高圧余剰油に起因する最上昇端まで上昇したときに、フリーピストン６０とサブピストン５２の間のサブタンク室５３を、フリーピストン６０の背後の空気室７３に連通する。従って、フリーピストン６０の背後の空気室７３をリザーバ３０の空気室３２に対して遮断することを維持しながら、リザーバ３０からシリンダチューブ１６に侵入した高圧余剰油を、サブタンク室５３からフリーピストン６０の背後の空気室７３に排出し、シリンダチューブ１６内の油室４３Ａ、４３Ｂの高圧化を回避する。尚、フリーピストン６０の背後の空気室７３に排出された余剰油は、下記(c)によりリザーバ３０に返還される。

(c)余剰油及び滲入油等の返還機能
フリーピストン６０が通常移動域の下降端に下降したときに、フリーピストン６０の背後の空気室７３をリザーバ３０に連通する。従って、フリーピストン６０の背後の空気室７３にフリーピストン６０の内外周のシール部材６４Ｌ、６４Ｕ、６５を通って滲入した滲入油等、及び上述(b)によりサブタンク室５３から排出された余剰油を、リザーバ３０へ排出し、その空気室７３の容積の減縮と圧力の異常上昇を回避できる。これにより、フリーピストン６０の背後の空気室７３の圧縮率に依存する空気バネ特性を当初の設定に維持できるし、その空気室７３の最圧縮時のパンクも防止できる。尚、フリーピストン６０の背後の空気室７３をリザーバ３０に連通するのは、フリーピストン６０が通常移動域の下降端にあるとき、換言すればダンパ１４の伸切端であるから、上述(a)で言及されているダンパ１４の圧縮側における空気バネ特性に影響するものにならない。

(d)ガイドシャフト５１の外周に形成した縮径部９０を、前述(b)の高圧余剰油のブロー経路とし、シリンダチューブ１６のチューブ壁に設けた連通孔８０を、前述(c)の余剰油及び滲入油等の返還経路とすることができる。

(e)フリーピストン６０の内周に設けてある内周シール部材６５により、上述(d)の高圧余剰油のブロー経路を開閉し、フリーピストン６０の外周に設けてある上シール部材６４Ｕにより、上述(d)の余剰油及び滲入油等の返還経路を開閉することができる。尚、フリーピストン６０の外周に設けてある下シール部材６４Ｌは、サブタンク室５３をリザーバ３０に対して常に閉鎖する。

(f)環状体をなすフリーピストン６０の外周側に長尺筒部を立上げ、環状体の長尺筒部の外周に上述(e)の上下のシール部材６４Ｌ、６４Ｕを設け、環状体の内周に上述(e)の内周シール部材６５を設ける。

(g)フォークボルト１５に、リザーバ３０の空気室３２のためのプラグボルト３３と、フリーピストン６０の背後の空気室７３のためのプラグボルト３４を設けた。従って、フリーピストン６０の背後の空気室７３のためのプラグボルト３４を、不注意によってリザーバ３０の空気室３２のためのプラグボルト３３と誤認して開き、フリーピストン６０の背後の空気室７３に油を注入ミスしてしまったとしても、この注入油を前述(c)の余剰油及び滲入油等の返還経路からリザーバ３０へ排出できる。

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。

本発明は、油圧緩衝器において、フリーピストンがダンパの伸縮ストロークに起因する通常移動域の下降端以外にあるときに、シリンダチューブの内部におけるフリーピストンの背後の空気室が、リザーバの空気室に対して遮断され、フリーピストンが通常移動域の上昇端を超え、シリンダチューブにリザーバから侵入した作動油の高圧余剰油に起因する最上昇端まで上昇したときに、フリーピストンとサブピストンの間のサブタンク室を、フリーピストンの背後の空気室に連通し、フリーピストンが通常移動域の下降端に下降したときに、フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通する。従って、フリーピストンの背後の空気室をリザーバの空気室に対して遮断して乗心地を向上可能にする油圧緩衝器において、リザーバからシリンダチューブの油室に侵入した作動油をサブタンク室からリザーバに返還可能にしながら、フリーピストンの背後の空気室の容積が油の滲入等で減縮してその空気室の圧力が異常上昇することを回避することができる。

１０ フロントフォーク（油圧緩衝器）
１１ 車体側チューブ
１２ 車軸側チューブ
１４ ダンパ
１５ フォークボルト
１６、１６Ａ、１６Ｂ シリンダチューブ
２０ ピストンロッド
３０ リザーバ
３２ 空気室
３３、３４ プラグボルト
４２ メインピストン
４３Ａ ピストン側油室
４３Ｂ ロッド側油室
５１ ガイドシャフト
５２ サブピストン
５３ サブタンク室
５４ 圧側流路
５４Ａ 圧側減衰バルブ
５８ 減衰力調整ロッド
６０ フリーピストン
６４Ｌ、６４Ｕ、６５ シール部材
７０ 加圧スプリング
７３ 空気室
８０ 連通孔
９０ 縮径部

Claims (5)

1. 車体側チューブに車軸側チューブを摺動自在に挿入し、
   車体側チューブの内部で該車体側チューブに連結したダンパのシリンダチューブに、車軸側チューブの内部で該車軸側チューブに連結したピストンロッドに設けたメインピストンを摺動自在に挿入し、このメインピストンによりシリンダチューブの内部をピストン側油室とロッド側油室に区画し、
   シリンダチューブの内部でメインピストンより上部に該メインピストンと相対するように、該シリンダチューブに連結したガイドシャフトにサブピストンを設け、このサブピストンによりシリンダチューブの内部のピストン側油室に対する上方にサブタンク室を区画し、サブピストンのピストン側油室とサブタンク室を連絡可能にする流路に圧側減衰バルブを設け、
   シリンダチューブの内部でサブピストンより上部に、該サブピストンと相対するフリーピストンをシリンダチューブの内周とガイドシャフトの外周に摺動自在に設け、
   フリーピストンをサブピストンの側に向けて付勢する加圧スプリングを有する油圧緩衝器において、
   フリーピストンがダンパの伸縮ストロークに起因する通常移動域の下降端以外にあるときに、シリンダチューブの内部におけるフリーピストンの背後の空気室が、リザーバの空気室に対して遮断され、
   フリーピストンが通常移動域の上昇端を超え、シリンダチューブにリザーバから侵入した作動油の高圧余剰油に起因する最上昇端まで上昇したときに、フリーピストンとサブピストンの間のサブタンク室を、フリーピストンの背後の空気室に連通し、
   フリーピストンが通常移動域の下降端に下降したときに、フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通することを特徴とする油圧緩衝器。
2. 前記フリーピストンとサブピストンの間のサブタンク室を、フリーピストンの背後の空気室に連通可能にする縮径部をガイドシャフトの外周に形成し、
   フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通可能にする連通孔をシリンダチューブのチューブ壁に設け、
   フリーピストンが通常移動域にあるときには、ガイドシャフトの外周の縮径部をフリーピストンによりサブタンク室に対して閉鎖し、フリーピストンが通常移動域から上昇したときには、ガイドシャフトの外周の縮径部をサブタンク室に開放して該サブタンク室をフリーピストンの背後の空気室に連通し、
   フリーピストンが通常移動域の下端以外にあるときには、シリンダチューブの連通孔をフリーピストンにより該フリーピストンの背後の空気室に対して閉鎖し、フリーピストンが通常移動域の下降端に下降したときには、シリンダチューブの連通孔をフリーピストンの背後の空気室に開放して該フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通する請求項１に記載の油圧緩衝器。
3. 前記フリーピストンの外周にシリンダチューブの内周に摺接する上下のシール部材を設けるとともに、フリーピストンの内周にガイドシャフトの外周に摺接するシール部材を設け、
   フリーピストンの外周に設けてある下シール部材はサブタンク室を常にリザーバに対して閉鎖し、
   フリーピストンが通常移動域から上昇したときには、フリーピストンの内周に設けてあるシール部材がガイドシャフトの外周の縮径部をサブタンク室に開放して該サブタンク室をフリーピストンの背後の空気室に連通し、
   フリーピストンが通常移動域の下降端に下降したときには、フリーピストンの外周に設けてある上シール部材がシリンダチューブの連通孔をフリーピストンの背後の空気室に開放して該フリーピストンの背後の空気室をリザーバに連通する請求項２に記載の油圧緩衝器。
4. 前記フリーピストンがシリンダチューブの内周とガイドシャフトの外周に摺動する環状体をなし、環状体の外周側に長尺筒部を立上げ、環状体の長尺筒部の外周にシリンダチューブの内周に摺接する前記上下のシール部材を設け、環状体の内周にガイドシャフトの外周に摺接する前記シール部材を設ける請求項３に記載の油圧緩衝器。
5. 前記ダンパがシリンダチューブの開口端をフォークボルトにより閉塞し、該フォークボルトに、リザーバの空気室のためのプラグボルトと、フリーピストンの背後の空気室のためのプラグボルトを設けてなる請求項１〜４のいずれかに記載の油圧緩衝器。

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