JP2013007408A

JP2013007408A - 緩衝器

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Publication number: JP2013007408A
Application number: JP2011139045A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Mochizuki; 隆久望月; Yuuki Amano; 祐希天野
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2031-06-23
Also published as: CN103608605B; US9273745B2; WO2012176682A1; EP2725258A1; CN103608605A; EP2725258B1; US20140124314A1; JP5833843B2; EP2725258A4

Abstract

【課題】低コストで小型なモータの使用を可能としつつも、脱調補正も可能で、減衰力調整幅を向上させることができる緩衝器を提供することである。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、シリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されてシリンダ２内を圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とに区画するピストン３とを備えた緩衝器本体Ｄと、緩衝器本体Ｄの伸長時或いは収縮時のいずれか一方でのみ流体の通過を許容する流路５と、当該流路５の途中に設けられた弁座６と、弁座６に対して進退可能な弁体７と、弁体７を駆動して弁座６に対して進退させることで流路面積を調節するモータ８とを有する減衰力調整機構Ｖとを備えた緩衝器１において、弁体７をそれ以上弁座６へ向けて移動させるとステッピングモータ８が脱調する可能性がある脱調区間とし、脱調区間では弁体７を着座位置までの距離の二倍以上の距離を移動させるようにステッピングモータ８に通電する。
【選択図】図４

Description

本発明は、緩衝器の改良に関する。

従来、二輪車のフロントフォークに内蔵されて減衰力調整をモータによって行う緩衝器は、たとえば、アウターチューブに連結されるシリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内を圧側室と伸側室とに区画するピストンと、シリンダ内に挿入されて一端が上記アウターチューブに摺動自在に挿入されるインナーチューブに連結されるとともに他端が上記ピストンに連結されるピストンロッドとを備えた緩衝器本体と、緩衝器本体の圧側室と伸側室と連通する通路と、通路の途中に設けられて圧側室から伸側室へ向かう流れのみを許容するか反対に伸側室から圧側室へ向かう流れのみを許容するチェック弁と、当該通路の途中に設けたニードル弁と、ピストンロッドの他端側に固定されるとともにニードル弁を駆動するステッピングモータとを備えて構成されるものがある（たとえば、特許文献１参照）。

この緩衝器では、伸長時にはピストンに設けたピストンバルブによって作動油の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮するだけでなく、収縮時には、シリンダの端部に設けたベースバルブによってシリンダからリザーバへ流出する作動油の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮するようになっている。

これに加えて、この緩衝器にあっては、上記チェック弁の作用によって、伸長時のみ或いは収縮時のみ通路に作動油が流れ、この作動油の流れにニードル弁で抵抗を与えることで、緩衝器の伸長時或いは収縮時のいずれか一方ではニードル弁も協働して減衰力を発揮するようになっていて、当該ニードル弁をモータで駆動することで、ニードル弁における減衰力を可変にしている。

つまり、ニードル弁は、緩衝器の伸長時或いは収縮時にのみ減衰機能を発揮することになるが、二輪車の車輪を懸架するフロントフォークは、通常左右一対で車輪を懸架することから、一方のフロントフォークに内蔵される緩衝器のニードル弁を伸長時に減衰機能を発揮させるようにし、他方のフロントフォークに内蔵される緩衝器のニードル弁を収縮時に減衰機能を発揮させるようにしておいて、左右のフロントフォークの全体として伸長側と収縮側の減衰力を調節することができるようになっている。

特開２００８−１４４３１号公報

上記した緩衝器によれば、ニードル弁を通過する作動油の流れは常に一方通行であって安定した流れとなるので、緩衝器で発生する減衰力を正確に調節することができると云う利点がある。

ところで、ニードル弁で上記通路を遮断することを考えた場合、通路の遮断には作動油の流れによる流体力と圧力に打ち勝ってニードル弁を駆動しなければならず、緩衝器が作動中であって通路を作動油が流れている最中に通路を遮断するためには大トルクを出力可能なステッピングモータを用いる必要がある。ステッピングモータに大きなトルクを出力させようとすると、ステッピングモータが大型化するともに、コストも高くなってしまい、経済性と車両への搭載性が犠牲となってしまう。

ここで、通路を作動油が流れている最中に通路を遮断する場合に、通路を遮断する寸前までは比較的小さなトルクでもニードル弁を駆動することができ脱調の心配も少ない。このことから、従来の緩衝器では、通路を完全に遮断しないようにすることで、最大トルクが比較的小さいステッピングモータの使用を可能とし、上記問題の解消を図っている。

しかしながら、これでは、通路の遮断を行うことができないためにニードル弁の流路可変幅が必然的に小さくなるので、緩衝器の減衰力調整幅が小さくなるとともに、ステッピングモータが走行中に脱調してしまうと走行中に補正することができず減衰力を正しく調整できなくなるという問題がある。

そこで、本発明は、上記不具合を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、低コストで小型なモータの使用を可能としつつも、脱調補正も可能で、減衰力調整幅を向上させることができる緩衝器を提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入されて当該シリンダ内を圧側室と伸側室とに区画するピストンと、上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンに連結されるピストンロッドとを備えた緩衝器本体と、当該緩衝器本体の伸長時或いは収縮時のいずれか一方でのみ流体の通過を許容する流路と、当該流路の途中に設けられた弁座と、当該弁座に対して進退可能な弁体と、当該弁体を駆動して上記弁座に対して進退させることで流路面積を調節するステッピングモータとを有する減衰力調整機構と、を備えた緩衝器において、上記弁体をそれ以上弁座へ向けて移動させると上記ステッピングモータが脱調する可能性がある弁体位置を脱調境界位置とし、上記弁体が弁座に着座する着座位置から上記脱調境界位置までを脱調区間とし、上記弁体を上記着座位置まで移動する際に上記脱調区間では当該着座位置までの距離の二倍以上の距離を移動させるように上記ステッピングモータに通電することを特徴とする。

本発明の緩衝器によれば、ステッピングモータへ通電時間の半分は弁体を無負荷で駆動することができるので、弁体を確実に弁座へ着座させて流路を遮断することができ、モータの脱調補正を走行中にも行うことができる。

また、本発明の緩衝器によれば、流路の遮断を行うことができるので、減衰力調整機構における流路面積調整幅が大きくなって、減衰力調整幅も大きくなり、より車両における乗り心地を向上できるとともに、走行中にも脱調補正が行われるから所望する減衰力を正確に発生することができる。

さらに、モータに要求されるトルクは、流路を通過する液体の流体力および圧力に打ち勝つような大きなトルクを求められないので、流路の遮断が要求される場合にあっても、モータの大型化を招くことがない。さらに、モータの大型化を招くことがないので、鞍乗り型車両への搭載性も向上し、コスト的にも有利となる。

一実施の形態における緩衝器の断面図である。一実施の形態における減衰力調整機構の拡大断面図である。脱調区間と非脱調区間を説明する図である。一実施の形態における緩衝器の振動状況を示した図である。弁体停止位置を説明する図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における緩衝器１は、図１に示すように、シリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されてシリンダ２内を圧側室Ｒ１と伸側室Ｒ２とに区画するピストン３と、シリンダ２内に挿入されてピストン３に連結されるピストンロッド４とを備えた緩衝器本体Ｄと、緩衝器本体Ｄの伸長時でのみ流体の通過を許容する流路５と、当該流路５の途中に設けられた弁座６と、弁座６に対して進退可能な弁体７と、弁体７を駆動して弁座６に対して進退させることで流路面積を調節するステッピングモータ８とを有する減衰力調整機構Ｖとを備えて構成されている。

以下、各部について詳細に説明する。まず、緩衝器本体Ｄは、この実施の形態では、ピストンロッド４を二輪車などの鞍乗車両の図示しない車体に連結される車体側チューブ１０と、鞍乗り型車両の図示しない車軸に連結されて車体側チューブ１０内へ摺動自在に挿入される車軸側チューブ１１とで構成されるフロントフォークＦ内に収容されている。より詳しくは、緩衝器本体Ｄは、ピストンロッド４を車体側チューブ１０へ連結し、シリンダ２を車軸側チューブ１１へ連結して、車体側チューブ１０と車軸側チューブ１１との間に介装されつつ、車体側チューブ１０と車軸側チューブ１１で閉鎖されたフロントフォークＦ内に収容されている。なお、本実施の形態では、フロントフォークＦは、車体側チューブ１０内に車軸側チューブ１１を挿入する倒立型のフロントフォークとされているが、反対に、車体側チューブ１０を車軸側チューブ１１へ挿入する正立型のフロントフォークとされていてもよい。

また、この緩衝器本体Ｄのピストンロッド４とシリンダ２との間には、懸架ばね１２が介装されており、この懸架ばね１２は緩衝器本体Ｄを介して車体側チューブ１０と車軸側チューブ１１を離間させる方向、つまり、フロントフォークＦを伸長させる方向に弾発力を発揮していて、当該懸架ばね１２により図外の鞍乗り型車両の車体が弾性支持されるようになっている。

つづいて、フロントフォークＦ内に内蔵される緩衝器本体Ｄについて説明する。この緩衝器本体Ｄは、図１に示すように、車軸側チューブ１１に連結されたシリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されシリンダ２内を２つの作動室である伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２に区画するピストン３と、一端がピストン３に連結されるとともに他端が車体側チューブ１０に連結されたピストンロッド４と、ピストン３に設けられて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するとともに通過する流体の流れに抵抗を与える減衰通路１３と、シリンダ２の下端に設けられて圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路１５とリザーバＲから圧側室へ向かう流体の流れのみを許容する吸込通路１６とを有するボトム部材１４とを備えて構成され、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２には流体として作動油等の液体が充満され、リザーバＲ内には液体と気体が充填されている。

より詳しくは、シリンダ２は、下端に嵌合されたボトム部材１４を介して有底筒状に形成された車軸側チューブ１１の底部に固定されている。また、シリンダ２の上端には、ピストンロッド４を摺動自在に軸支するロッドガイド１７が設けられている。ピストンロッド４は、筒状とされて中空部４ｂを備えたピストンロッド本体４ａと、ピストンロッド本体４ａの図１中下端に固定されてピストン３を保持するピストン連結部４ｃとを備えて構成されており、その図１中上端が減衰力調整機構Ｖの弁体７を収容するバルブハウジング９を介して車体側チューブ１０の上端に固定されている。ピストン連結部４ｃは、中空部４ｂと伸側室Ｒ１とを連通する連通路４ｄと、連通路４ｄの途中に設けられて伸側室Ｒ１から中空部４ｂへ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁４ｅとを備えて構成されていて、図１中下端に環状のピストン３がピストンナット２４を用いて固定されるようになっている。

そして、ロッドガイド１７とバルブハウジング９の外周に設けた筒状のばね受け１８との間に上記した懸架ばね１２が介装され、緩衝器本体Ｄが伸長方向に附勢され、これにより、フロントフォークＦも伸長方向に附勢されるようになっている。

ピストン３は、ピストンロッド４の図１中下端に固定されており、ピストン３に設けられる減衰通路１３は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路１３ａと、通路１３ａの途中に設けた減衰弁１３ｂとを備えていて、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。この場合、減衰弁１３ｂが絞り弁などとされていて、減衰通路１３は、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れと、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れの双方向の流れを許容するようになっているが、通路を二つ以上設けて一部の通路に伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する減衰弁を設けるとともにそれ以外の通路に圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する減衰弁を設けてもよい。

リザーバＲは、緩衝器本体ＤとフロントフォークＦとの間の空間に形成されており、リザーバＲには、液体と気体が充填されている。ボトム部材１４に形成される圧側減衰通路１５は、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する通路１５ａと、圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう液体の流れのみを許容して通過する液体の流れに抵抗を与える減衰弁１５ｂとを備えて構成されており、圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路とされている。他方、ボトム部材１４に形成される吸込通路１６は、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する通路１６ａと、リザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁１６ｂとを備えて構成されており、圧側減衰通路１５とは逆向きにリザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路とされている。

つづいて、減衰力調整機構Ｖについて説明する。減衰力調整機構Ｖは、上述したように、伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通して伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう液体の通過のみを許容する流路５と、当該流路５の途中に設けられた弁座６と、弁座６に対して進退可能な弁体７と、弁体７を駆動して弁座６に対して進退させることで流路面積を調節するステッピングモータ８とを備えて構成される。

より詳しくは、流路５は、ピストンロッド４に設けた中空部４ｂと連通路４ｄと、ピストンロッド４の図１中上端に連結されるバルブハウジング９に設けられて中空部４ｂに通じる中空部９ａと、当該中空部９ａをリザーバＲへ連通する横孔９ｂとを備えて構成されて、伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通するとともに、連通路４ｄの途中に設けられた逆止弁４ｅによって、伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう液体の通過のみを許容するようになっている。なお、流路５を一方通行に設定する逆止弁は、ピストン連結部４ｃに設けるのではなく、他の箇所へ設けてもよく、具体的にはたとえば、ピストンロッド本体４ａの中空部４ｂ内に設けてもよいし、ピストンロッド本体４ａの図１中上端における中空部４ｂの開口端に設けるようにしてもよい。

バルブハウジング９は、図２に示すように、筒状とされており、内部に形成される中空部９ａと、側方から開口して中空部９ａに通じる横孔９ｂと、外周に設けたフランジ９ｇとを備えている。また、中空部９ａは、中空部９ａの横孔９ｂとの交差部よりもピストンロッド側となる図１中下方側の内径を小径にして形成した小径部９ｃと、小径部９ｃに連なり小径部９ｃより内径が大きく横孔９ｂと交差する横孔交差部９ｄと、横孔交差部９ｄよりも内径が大きく弁体７が摺動自在に挿入される弁収容部９ｅと、弁収容部９ｅよりも内径が大きい拡径部９ｆとを備えており、小径部９ｃと横孔交差部９ｄとの境の段部で弁座６を形成している。つまり、弁座６は、バルブハウジング９に形成されている。

弁体７は、弁収容部９ｅに摺接する胴部７ａと、胴部７ａから弁座６側へ向けて伸び、外径が胴部７ａより小径であって小径部９ｃの内径より大径な弁部７ｂと、弁部７ｂの先端となる図１中下端から伸びて小径部９ｃ内に挿入可能なニードル型の弁頭７ｃと、胴部７ａの外周に装着されて弁収容部９ｅの内周に摺接する環状のシールリング７ｄとを備えて構成されており、胴部７ａの図１中下端と中空部９ａにおける横孔交差部９ｄと弁収容部９ｅとの境の段部との間に介装されたコイルばね１９によって、弁座６から遠ざかる方向へ附勢されている。

この弁体７は、中空部９ａ内に弁座６に対して進退可能に収容され、つまり、軸方向へ移動可能に収容されていて、ステッピングモータ８で駆動して弁座６に対して進退させることができるようになっている。そして、弁体７を駆動して、弁体７の弁部７ｂの弁座６に対向する図１中下端外周を弁座６に当接する着座位置まで移動させると図２に示すように流路５が遮断され、この図２に示す遮断された状態から弁体７を弁座６から遠ざけると弁座６から弁部７ｂが離間して隙間が生じて流路５が開放されるようになっている。また、弁部７ｂと弁座６とが離間し流路５が開放される状態においては、弁座６から弁部７ｂを離間させればさせるほど、弁頭７ｃと弁座６の内縁との間の隙間が大きくなるようになっており、減衰力調整機構Ｖにおける流路面積を変化させることができるようになっている。つまり、弁体７と弁座６の位置関係によって減衰力調整機構Ｖにおける流路面積を変更でき、弁体７が弁座６から最も離間する最大離間位置に移動させると減衰力調整機構Ｖにおける流路面積が最大となり、弁体７が弁座６に着座する着座位置に移動すると流路５が完全に遮断されて流路面積が０となる。流路５が開放状態である場合、伸側室Ｒ１とリザーバＲとが連通される状態におかれ、緩衝器１が伸長作動を呈すると、液体は流路５を通過してリザーバＲへ排出され、減衰力調整機構Ｖにおける流路面積に応じて液体の流れに抵抗が与えられる。

次に、弁体７を弁座６に進退させる駆動部分について説明する。上記したように、弁体７はステッピングモータ８によって駆動されるが、ステッピングモータ８と弁体７との間には送り螺子機構Ｓが介装されており、ステッピングモータ８の回転運動を送り螺子機構Ｓによって弁体７の進退方向の運動へ変換して、弁体７を駆動するようになっている。送り螺子機構Ｓは、バルブハウジング９の中空部９ａの拡径部９ｆに嵌合されるステッピングモータ８のシャフト８ａに回転不能であって軸方向へ移動可能に連結される螺子部材２０と、筒状であって螺子部材２０が螺合されるとともに中空部９ａの拡径部９ｆに固定されるナット部材２１とを備えて構成されている。

より詳しくは、螺子部材２０は、軸状とされており基端となるモータ８側端から開口するシャフト挿通孔２０ａと、先端側となる反モータ側端側の外周に設けた螺子部２０ｂとを備えて構成されていて、シャフト挿通孔２０ａの断面は真円以外の形状とされていて、ステッピングモータ８のシャフト８ａの断面はシャフト挿通孔２０ａの断面に符合して嵌合する形状とされている。

ナット部材２１は、筒状とされていて中空部９ａの拡径部９ｆに固定されており、内周には螺子部材２０の螺子部２０ｂに螺合する螺子部２１ａが設けられている。そして、螺子部材２０は、ナット部材２１に螺合しつつ、その先端をナット部材２１の下端から突出していて、弁体７に接触している。

したがって、ステッピングモータ８を駆動すると、シャフト８ａが回転して螺子部材２０はナット部材２１に対して回転して、ナット部材２１に対して図１中上下方向へ移動することになる。他方、弁体７は、上記したようにコイルばね１９によって弁座６から離間する方向へ附勢されているので、ステッピングモータ８を駆動して螺子部材２０をナット部材２１に対して弁座６側へ移動させると弁体７が押されて弁座６側へ進み、反対に、螺子部材２０をナット部材２１に対して弁座６から離間する方向へ移動させると弁体７がコイルばね１９に押されて弁座６から後退することになる。

なお、ステッピングモータ８は、外周側に螺子部を備えてバルブハウジング９の外周に装着されるとともにフランジ９ｇに係合する環状の外周ナット部材２２と、バルブハウジング９の開口端を覆って外周ナット部材２２に螺合する有頂筒状のキャップ２３とによって挟持されて、バルブハウジング９に固定されており、キャップ２３には、側方から開口する開口部２３ａを備えており、当該開口部２３ａを介してステッピングモータ８のコネクタ８ｂを外方へ臨ませている。したがって、上記開口部２３ａを介してステッピングモータ８のコネクタ８ｂと図外の外部電源とを図示しない電源線で接続することができ、車体側チューブ１０外からステッピングモータ８へ給電することができるようになっている。

上述のように構成された緩衝器１の場合、シリンダ２に対してピストン３が図１中上方へ移動する伸長時には、ピストン３によって圧縮される伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する液体の流れに減衰通路１３で抵抗を与えるとともに、伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう液体の流れに対して減衰力調整機構Ｖで抵抗を与えるようになっている。つまり、緩衝器１は、この実施の形態にあっては、伸長時に減衰通路１３および減衰力調整機構Ｖによって伸側減衰力を発揮する。なお、伸長時に拡大する圧側室Ｒ２には、ボトム部材１４に設けた吸込通路１６を介してリザーバＲから液体が供給されて、緩衝器１の伸長時にシリンダ２内からピストンロッド４が退出することで生じるシリンダ２内の容積変化が補償される。

反対に、シリンダ２に対してピストン３が図１中下方へ移動する収縮時には、ピストン３によって圧縮される圧側室Ｒ１から伸側室Ｒ２へ移動する液体の流れに減衰通路１３で抵抗を与えるとともに、シリンダ２内へピストンロッド４が侵入することで生じるシリンダ２内の容積減少分の液体がボトム部材１４の圧側減衰通路１５を介してリザーバＲへ排出されてシリンダ２内の体積変化が補償されるので、この圧側減衰通路１５でも液体の流れに抵抗を与えることになる。よって、緩衝器１の収縮時には、減衰通路１３および圧側減衰通路１５で圧側減衰力を発揮し、この場合、流路５には、液体が流れないようになっているので、減衰力調整機構Ｖは圧側減衰力の発生には関与しない。

また、減衰力調整機構Ｖにおいて、弁体７を駆動することで流路面積を可変にすることができるので、この緩衝器１では、伸長時における伸側減衰力を調節することができるようになっている。

ここで、この減衰力調節の際、弁体７が弁座６から離間していて流路５が開放状態にあって、ステッピングモータ８に通電して弁体７を駆動し流路５を完全に遮断する場合を考える。弁体７が弁座６へ接近して、減衰力調整機構Ｖにおける流路面積を減少させていく際に、緩衝器１が伸長作動を呈していて流路５を液体が通過する場合、弁体７が流路５の減衰力調整機構Ｖよりも上流側の圧力（以下、「上流圧力」という）による推力と弁体７と弁座６との間を通過する液体の流れによる流体力との合力が弁体７を弁座６から離間させる方向に作用する。上記した上流圧力は、減衰力調整機構Ｖにおける流路面積が小さくなればなるほど大きくなる傾向を示し、また、流体力も流路面積が小さくなればなるほど通過液体の流速が速くなる傾向となるため、減衰力調整機構Ｖにおける流路面積が小さくなればなるほど上記合力が大きくなる。対して、緩衝器１が適用される車両の仕様と緩衝器１に要求される減衰特性から、流路５を通過する液体の最大流量および上流圧力の最大値が予め想定される。流路５を通過する液体の最大流量および上流圧力の最大値、ステッピングモータ８の出力トルクといった条件から、弁体７を弁座６へ近づけて流路面積を減じる際に、それ以上弁体７を弁座６へ向けて移動するとステッピングモータ８が脱調する可能性がある脱調境界位置を求めることができる。つまり、上記弁体７が脱調境界位置を超えて弁座６側へ移動する場合、緩衝器１の伸長状況によって上記合力がステッピングモータ８のトルクに打ち勝って脱調する可能性がある。そして、図３に示すように、脱調境界位置Ｘとすると、着座位置Ａから脱調境界位置Ｘまでの区間を脱調区間とし、脱調境界位置Ｘを超えて最大離間位置Ｂまでを非脱調区間としてある。脱調区間では上記したようにステッピングモータ８で弁体７を弁座６側へ向けて移動させると脱調する可能性がある。他方、非脱調区間は、ステッピングモータ８のトルクが上記合力に負けることがなく、弁体７を弁座６側へ向けて移動させても脱調しない区間である。

このように、上記弁体７が非脱調区間内に位置する場合、ステッピングモータ８は、弁体７を弁座６へ接近させても脱調せず、また、弁体７を弁座６から離間する方向に移動させる場合には、上記合力がむしろ弁体７の離間を助成する方向に作用するため脱調しないので、この非脱調区間で弁体７を移動させる場合には、ステッピングモータ８に弁体７を移動させたい距離だけ移動させるように通電すればよい。具体的には、ステッピングモータ８に特定の周期でパルス信号を送って駆動するので、非脱調区間では脱調を考慮せずに弁体７を要求される距離だけ移動させるのに必要最低限の数のパルス信号をステッピングモータ８に送って通電すれば足りる。

これに対して、上記弁体７を脱調区間内を通過させて弁座６へ着座させる着座位置に移動させる場合には、弁体７が脱調区間内にあるときに弁体７と弁座６との距離の少なくとも二倍以上の距離を移動させるようにステッピングモータ８に通電する。具体的にはたとえば、弁体７が脱調区間内にあって弁座６から離間した離間位置から弁体７が弁座６に着座するまでの距離を移動させるのに必要な数のパルス信号が４８回であって、１秒間に１００回のパルス信号を打つことができるのであれば、本発明では、少なくとも、弁体７が弁座６から離間した離間位置から弁体７が弁座６に着座するまでの距離を移動させるのに必要な数のパルス信号の二倍の９６回以上のパルス信号をステッピングモータ８へ与え、９６回に対応する通電時間が０．９６秒であるから、ステッピングモータ８を少なくとも０．９６秒以上通電することになる。

ここで、緩衝器１は、鞍乗車両が走行中にあっては、路面からの振動入力により伸び縮みを繰り返している。したがって、図４に示すように、車両走行中の緩衝器１の振動を任意の時間ｔで切り取ると、伸長作動と収縮作動が半分ずつ表れる。そして、流路５には、緩衝器１が伸長作動を呈しているときにのみ液体が流れるようになっている。以上から、鞍乗り型車両が走行中であって緩衝器１が振動している状況であって、弁体７が弁座６から離間していて流路５が開放状態から弁体７を駆動して流路５を完全に遮断する際に、弁体７が脱調区間内にあっても弁座６から離間した離間位置から弁体７が弁座６に着座するまでの距離の二倍の距離を移動させるのに必要な時間に亘ってステッピングモータ８に通電すると、通電時間の半分は緩衝器１が収縮作動中であって流路５に液体が流れないので、弁体７に液体通過時の流体力と圧力が作用しないことになる。そして、ステッピングモータ８への通電は、弁体７を離間位置から弁座６に着座するまでの距離の二倍以上の距離を移動させるように行われる。つまり、ステッピングモータ８への通電時間は、弁体７が脱調区間内にあって弁体７を弁座６へ着座させる着座位置まで駆動する際には、弁体７を離間位置から弁座６に着座するまでの距離を移動させるのに必要とされる時間の二倍以上に設定されている。このように本発明では、ステッピングモータ８への通電時間が弁体７が脱調区間にあると弁体７を離間位置から弁座６に着座するまでの距離を駆動するのに必要とされる時間の二倍以上に設定されるとともに、通電時間の半分は液体が流路５を通過しない時間であってその時間中は弁体７をコイルばね１９の附勢力を除いて無負荷で駆動することができるのであるから、弁体７を確実に弁座６へ着座させて流路５を遮断することができるのである。換言すれば、弁体７を弁座６へ確実に着座させることができるので、着座させることでモータ８の脱調補正を行うことができるので、走行中にも脱調補正を行うことができる。

このように、緩衝器１によれば、流路５の遮断を行うことができるので、減衰力調整機構Ｖにおける流路面積調整幅が大きくなって、減衰力調整幅も大きくなり、より車両における乗り心地を向上できるとともに、走行中にも脱調補正が行われるから所望する減衰力を正確に発生することができる。

また、ステッピングモータ８に要求されるトルクは、弁体７をコイルばね１９の附勢力に打ち勝って弁座６へ向けて押圧することができるトルクで済むので、流路５を通過する液体の流体力および圧力に打ち勝つような大きなトルクを求められないので、流路５の遮断が要求される場合にあっても、ステッピングモータ８の大型化を招くことがない。さらに、ステッピングモータ８の大型化を招くことがないので、鞍乗り型車両への搭載性も向上し、コスト的にも有利となる。

また、弁体７を弁座６から離間させる駆動を行う場合および弁体７を非脱調区間内で駆動する場合には、ステッピングモータ８は、要求される弁体７の移動距離と等しい距離だけ移動させるように通電するようになっているので、減衰力変更応答性を損なうこともない。

さらに、弁体７を弁座６から後退させる場面においては、緩衝器１が収縮していて弁体７が無負荷状態である場合には当然のこととして、緩衝器１が伸長していても、流路５を通過する液体の流体力と圧力は弁体７を弁座６から後退させる方向へ作用しているので、弁体７の後退時にはステッピングモータ８は脱調することがなく、弁体７を所望する位置へ確実に位置させることができる。

上記したところでは、減衰力調整を無段階に行う場面を想定しているが、減衰力調整を段階的に変更する場合について説明する。

減衰力調整を段階的に行うには、予め、非脱調区間内で予め弁体停止位置を決めておく。この弁体停止位置は、減衰力調整を何段階で変更するかによって弁体停止位置が定められる。たとえば、減衰力をハード、ミディアム、ソフトの３段階に変更したい場合には、図５に示すように、弁体７が着座位置にあって流路５を遮断するときに一番大きな減衰力が発揮されるので、これをハードとし、ミディアムとソフトの減衰力を発揮する二つの弁体停止位置Ｙ，Ｚを非脱調区間内で設定すればよい。したがって、３段階に減衰力調整する場合には、非脱調区間内で弁体７が停止する弁体停止位置Ｙ，Ｚを二つ設定する。

なお、ミディアム時の減衰力をソフト時の減衰力よりも大きくするため、ミディアム時の弁体７の弁体停止位置Ｙは、ソフト時の弁体７の弁体停止位置Ｚよりも弁座６側に設けられる。なお、ソフト時の弁体停止位置Ｚは、最大離間位置Ｂに設定されずともよい。脱調区間では弁体７を弁座６へ着座させる方向へ移動させる際に、脱調の可能性を考慮して弁体７の移動距離の少なくとも二倍以上の距離を移動させるようにステッピングモータ８へ通電して確実に弁体７を弁座６させることができるが、脱調区間内では弁体７の弁座６側への移動中に脱調しない場合もあるため、当該脱調区間内に弁体停止位置を設けても弁体７が当該設定される弁体停止位置に位置しない可能性があるので、弁体停止位置Ｙ，Ｚを脱調区間内には設けない。

そして、弁体停止位置Ｙ，Ｚのうち、脱調境界位置に最も距離的に近いミディアム時の弁体停止位置Ｙから弁体７を弁座６に着座させる場合には、弁体７を着座位置Ａまで移動させるのに要する距離の二倍以上の距離を移動させるようにしている。

反対に、弁体７を着座位置Ａから離間する方向への移動については、脱調の恐れがなく、また、非脱調区間内での弁体７の移動についても脱調の恐れがないため、要求される移動距離だけ弁体７を移動させるようにステッピングモータ８へ通電する。

つまり、減衰力をハードからミディアムへ変更する場合には、ステッピングモータ８は、脱調しないので、ミディアム時の弁体停止位置Ｙとソフト時の弁体停止位置Ｚの間の距離だけ弁体７を移動させるようにステッピングモータ８へ通電する。また、ソフト減衰力をミディアムからソフトへ、或いは、ソフトからミディアムへ健康する場合には、各々の弁体停止位置Ｙ，Ｚが非脱調区間内で設定されているので、脱調の心配がなく、ミディアム時の弁体停止位置Ｙとソフト時の弁体停止位置Ｚの間の距離だけ弁体７を移動させるようにステッピングモータ８へ通電する。他方、減衰力をミディアムからハードへ変更する場合には、弁体７をステッピングモータ８が脱調する可能性のある脱調区間を通過させて弁座６へ向けて移動させなくてはならないので、弁体７をミディアム時の弁体停止位置Ｙとソフト時の弁体停止位置Ｚの間の距離の二倍の距離を移動させるようにステッピングモータ８へ通電する。なお、減衰力をソフトからハードへ変更する場合には、ミディアム時の弁体停止位置Ｙを弁体７が通過することになるので、ソフト時の弁体停止位置Ｚからミディアムの弁体停止位置Ｙまでは、ミディアム時の弁体停止位置Ｙとソフト時の弁体停止位置Ｚの間の距離だけ弁体７を移動させるようにステッピングモータ８へ通電し、ミディアム時の弁体停止位置Ｙからハード時に位置すべき着座位置Ａまでの区間については、弁体７をミディアム時の弁体停止位置Ｙと着座位置Ａの間の距離の二倍以上の距離を移動させるようにステッピングモータ８へ通電すればよい。

なお、ミディアム時の弁体停止位置Ｙが脱調区間と非脱調区間の境を決する脱調境界位置Ｘに設定されておらず、非脱調区間内に設定されている場合、弁体７をミディアム時の弁体停止位置Ｙから着座位置Ａへ移動させる際に、弁体７は、非脱調区間内を通って脱調区間へ侵入して着座位置Ａに移動させられる。この場合、ミディアム時の弁体停止位置Ｙから脱調境界位置Ｘまでは、ミディアム時の弁体停止位置Ｙから脱調境界位置Ｘまでの距離を弁体７に移動させるようにステッピングモータ８へ通電し、弁体７が脱調区間に到達してからは、脱調境界位置Ｘから着座位置Ａまでの距離のｍ倍（ｍは２以上の数）の距離を移動させるようにステッピングモータ８へ通電してもよいが、弁体７をミディアム時の弁体停止位置から着座位置までの距離のｍ倍の距離を移動させるようにステッピングモータ８へ通電するようにしてもよい。いずれにしても、弁体７がステッピングモータ８が途中で脱調しても確実に弁座６へ着座させることができるが、弁体７をミディアム時の弁体停止位置から着座位置までの距離の二倍以上の距離を移動させるようにステッピングモータ８へ通電する方が通電時間が長く、より確実に弁体７を着座位置まで移動させることができ、脱調補正を確実に行える点で有利となる。

また、上記したところでは、減衰力調整を三段階に切り替える場合を説明したが、四段階以上に切換えるようにしてもよい。弁体７が着座位置にあって流路５を閉じ切る場合を段数に数え、段数をＮ（Ｎは２以上の整数）段に設定する場合には、Ｎ−１個の弁体停止位置を非脱調区間内に設ければよい。そのうち脱調境界位置に一番近い弁体停止位置を境界停止位置として、弁体７を境界停止位置から着座位置まで移動させるのに要する距離の二倍以上の距離を移動させるようにステッピングモータ８に通電するようにすれば、脱調補正を確実に行えることになる。

以上、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、上記したところでは、減衰力調整機構Ｖは、緩衝器１が伸長する際にのみ流路５が流体の通過を許容するようになっており、緩衝器１の伸側減衰力を発生する減衰力発生要素として機能しているので、緩衝器１の伸側減衰力を調整することができるが、緩衝器１が収縮する際にのみ流路５が流体の通過を許容するように設定して、緩衝器１の圧側減衰力を発生する減衰力発生要素として機能して圧側減衰力の調整をするようにしてもよい。つまり、ピストン連結部４ｃに設けられる連通路４ｄで伸側室Ｒ１の代わりに圧側室Ｒ２を中空部４ｂへ連通するようにすれば、減衰力調整機構Ｖは、圧側減衰力の調整を行うことができるが、このようにすると、緩衝器１の収縮作動時にのみ流路５を液体が通過するように設定できるので、上記したところと同様に弁体７を弁座６へ着座させる距離の二倍以上の距離を移動させるようにモータ８へ通電すれば、弁体７を弁座６へ着座させることができるので、上記した伸長時にのみ流路５を液体が通過するように設定された緩衝器１と同様の作用効果を奏することができる。

また、ピストンロッド４の先端に弁座６を備えるとともに弁体７を収容したバルブハウジング９を設け、流路５は、ピストンロッド４を貫通して緩衝器本体Ｄ内の圧側室Ｒ１或いは伸側室Ｒ２とシリンダ２外に設けたリザーバＲとを連通し、鞍乗り型車両の車体に連結される車体側チューブ１０と、鞍乗車両の車輪に連結される車輪側チューブ１１とを設け、上記バルブハウジング９を介して緩衝器本体Ｄにおけるピストンロッド４を車体側チューブ１０へ連結するとともにシリンダ２を車軸側チューブ１１へ連結し、モータ８をバルブハウジング９に固定して車体側チューブ１０から突出させて配置することで、弁体７とモータ８とを至近に配置して長尺なコントロールロッドなどを介さずに弁体７を駆動でき弁体７を所望の位置に正確に駆動して減衰力制御性が向上するとともに、モータ８への外部からの給電も容易となり利便性および汎用性が向上する。

さらに、減衰力調整機構Ｖにおける弁体７、弁座６、流路５の構造は、上記した所に限定されるものではなく、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、設計変更、改変を行うことができる。したがって、弁体７は、ニードル弁に限られず、ポペット弁等とされてもよい。

また、緩衝器本体Ｄは、減衰力調整機構Ｖが緩衝器１の伸長時に減衰力を破棄する場合には、伸長時にのみ減衰力を発揮する構成とされてもよく、また、減衰力調整機構Ｖが緩衝器１の収縮時に減衰力を発揮する場合には、収縮時にのみ減衰力を発揮する構成を採用しても構わない。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

本発明は緩衝器に利用できる。

１緩衝器
２シリンダ
３ピストン
４ピストンロッド
５流路
６弁座
７弁体
８ステッピングモータ
９バルブハウジング
１０車体側チューブ
１１車軸側チューブ
Ａ着座位置
Ｂ最大離間位置
Ｄ緩衝器本体
Ｆフロントフォーク
Ｒリザーバ
Ｒ１圧側室
Ｒ２伸側室
Ｖ減衰力調整機構
Ｘ脱調境界位置
Ｙ，Ｚ弁体停止位置

Claims

シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入されて当該シリンダ内を圧側室と伸側室とに区画するピストンと、上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンに連結されるピストンロッドとを備えた緩衝器本体と、当該緩衝器本体の伸長時或いは収縮時のいずれか一方でのみ流体の通過を許容する流路と、当該流路の途中に設けられた弁座と、当該弁座に対して進退可能な弁体と、当該弁体を駆動して上記弁座に対して進退させることで流路面積を調節するステッピングモータとを有する減衰力調整機構と、を備えた緩衝器において、上記弁体をそれ以上弁座へ向けて移動させると上記ステッピングモータが脱調する可能性がある弁体位置を脱調境界位置とし、上記弁体が弁座に着座する着座位置から上記脱調境界位置までを脱調区間とし、上記弁体を上記着座位置まで移動する際に上記脱調区間では当該着座位置までの距離の二倍以上の距離を移動させるように上記ステッピングモータに通電することを特徴とする緩衝器。
上記弁体が上記脱調境界位置から上記弁座から最大離間した最大離間位置までの区間を非脱調区間とし、上記非脱調区間内で上記弁体を移動させる際には、上記ステッピングモータに上記弁体を移動させたい距離に等しい距離だけ移動させるように通電することを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
上記非脱調区間内に複数の弁体停止位置を設定し、上記弁体停止位置のうち脱調境界位置に最も距離的に近い弁体停止位置を境界停止位置とし、上記弁体を当該境界停止位置から上記着座位置まで移動させるのに要する距離の二倍以上の距離を移動させるように上記ステッピングモータに通電することを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
上記ピストンロッドの先端に弁座を備えるとともに上記弁体を収容したバルブハウジングを設け、上記流路は、上記ピストンロッドを貫通して上記緩衝器本体内の上記圧側室或いは上記伸側室と上記シリンダ外に設けたリザーバとを連通し、鞍乗車両の車体に連結される車体側チューブと、当該鞍乗車両の車輪に連結される車輪側チューブとを設け、上記バルブハウジングを介して上記緩衝器本体の上記ピストンロッドを上記車体側チューブへ連結するとともに上記シリンダを上記車軸側チューブへ連結し、上記ステッピングモータを上記バルブハウジングに固定して上記車体側チューブの上端開口部から突出させて配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに一項に記載の緩衝器。