JP2013108579A - Damping valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、減衰バルブおよび緩衝器の改良に関する。 The present invention relates to improvements in damping valves and shock absorbers.
減衰力調整を可能とする減衰バルブは、たとえば、二輪車のフロントフォーク等の緩衝器に内蔵されて使用される。 A damping valve that enables damping force adjustment is used in a shock absorber such as a front fork of a motorcycle.
そして、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、上記した圧側室と伸側室と連通する通路と、当該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を備えて構成される。この緩衝器に使用される減衰バルブは、当該通路の途中に設けた環状の弁座と当該弁座に離着座するニードル状の弁体と、ピストンロッドの他端側に固定されるとともに弁体を駆動するステッピングモータとを備えて構成される(たとえば、特許文献1参照)。 The shock absorber is, for example, a cylinder coupled to the outer tube, a piston that is slidably inserted into the cylinder and divides the cylinder into a compression side chamber and an extension side chamber, and is inserted into the cylinder and has one end thereof. A piston rod connected to the inner tube slidably inserted into the outer tube and having the other end connected to the piston, a passage communicating with the compression side chamber and the extension side chamber, and a midway in the passage And a check valve that allows only the flow from the compression side chamber to the expansion side chamber or, conversely, allows only the flow from the expansion side chamber to the compression side chamber. The damping valve used in this shock absorber is fixed to the annular valve seat provided in the middle of the passage, the needle-shaped valve body that is attached to and detached from the valve seat, and the other end side of the piston rod, and the valve body (See, for example, Patent Document 1).
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。 In this shock absorber, when the piston is extended, the piston valve provided on the piston resists the flow of the hydraulic oil and exerts a damping force, and when contracted, the base valve provided at the end of the cylinder flows out from the cylinder to the reservoir. It exerts a damping force by giving resistance to the flow of hydraulic oil.
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弁体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減衰バルブも協働して減衰力を発揮するようになっていて、他方の減衰バルブは、弁体をモータで駆動することで流路面積を調節することで、この緩衝器の減衰力を可変にする。 In addition, in this shock absorber, hydraulic fluid flows through the passage only during expansion or contraction due to the action of the above-described check valve, and a resistance is given to the flow of hydraulic fluid by the valve body, thereby buffering. The damping valve cooperates to exert a damping force when either the device is extended or contracted, and the other damping valve adjusts the flow path area by driving the valve body with a motor. By doing so, the damping force of this shock absorber is made variable.
つまり、減衰バルブは、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弁体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。 In other words, the damping valve exhibits a damping function only when the shock absorber is extended or contracted. However, a front fork that suspends a wheel of a two-wheeled vehicle usually suspends a pair of wheels on the left and right, so one front fork The shock absorber valve body built in the valve is made to exhibit a damping function when extended, and the shock absorber needle valve built in the other front fork is made to perform the damping function when contracted. As a whole of the fork, the damping force on the extension side and the contraction side can be adjusted.
上記した緩衝器では、減衰バルブ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。 In the above-described shock absorber, the flow of the hydraulic oil passing through the damping valve is always one-way and becomes a stable flow. Therefore, there is an advantage that the damping force generated in the shock absorber can be accurately adjusted.
ところで、減衰バルブにおける弁体には、緩衝器の伸縮によって圧縮された室の高圧を受ける。そのため、ステッピングモータは、圧力に打ち勝って弁体を駆動しなければならないが、トルクが不足する場合には、減衰力調整を正確に行うことが難しくなる。 By the way, the valve body in the damping valve receives the high pressure of the chamber compressed by the expansion and contraction of the shock absorber. For this reason, the stepping motor must overcome the pressure and drive the valve body. However, when the torque is insufficient, it is difficult to accurately adjust the damping force.
この問題を解消して緩衝器が伸縮作動中であっても減衰力調整を正確に行うには、大トルクを出力可能なステッピングモータを用いることが考えられるが、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。 In order to solve this problem and to accurately adjust the damping force even when the shock absorber is in expansion / contraction operation, it is conceivable to use a stepping motor that can output a large torque, but the stepping motor can output a large torque. If it tries to do so, the stepping motor will become large and the cost will become high, and the economy and the mountability to the vehicle will be sacrificed.
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、且つ、小型あって、減衰力調整を正確に行うことができる減衰バルブを提供することであり、また、同じく低コストで車両への搭載性を犠牲にすることなく減衰力調整を正確に行うことができる緩衝器を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a damping valve that is low-cost, small in size, and capable of accurately adjusting damping force. It is another object of the present invention to provide a shock absorber capable of accurately adjusting the damping force without sacrificing the mountability on a vehicle at the same low cost.
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、一方室と他方室へ連通される弁孔を備えたケースと、上記弁孔の途中であって上記一方室と上記他方室との間に設けた環状の弁座と、上記弁孔内に軸方向に移動自在に収容されて上記弁座に遠近可能な弁体と、上記ケース外に設けられて上記弁体を軸方向に駆動するアクチュエータとを備えた減衰バルブにおいて、上記弁体は、上記弁孔の内周に摺接するフランジと当該フランジから伸びて先端に上記弁座に離着座する弁頭とを備えた弁本体と、上記ケースに摺動自在に軸支されて上記弁孔外へ突出して上記弁本体に上記アクチュエータの推力を伝達するシャフトとを有し、上記弁本体によって上記弁孔内が上記弁座と上記フランジとの間の他方室へ通じる正面側室と上記フランジより反弁座側の背面側室とに区画され、上記シャフトの上記ケースに摺接する範囲を摺動部として、この摺動部の横断面積を上記フランジの横断面積より小さくし、上記正面側室と背面側室とが連絡通路によって連通されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the problem-solving means of the present invention includes: a case having a valve hole communicating with one chamber and the other chamber; and the one chamber and the other chamber in the middle of the valve hole. An annular valve seat provided therebetween, a valve body that is accommodated in the valve hole so as to be movable in the axial direction and can be moved to and away from the valve seat, and provided outside the case to drive the valve body in the axial direction In the damping valve including the actuator, the valve body includes a valve body including a flange slidingly contacting the inner periphery of the valve hole, and a valve head extending from the flange and seating on the valve seat at the tip. A shaft that is slidably supported by the case and protrudes out of the valve hole and transmits the thrust of the actuator to the valve body, and the valve body includes the valve seat and the flange in the valve hole. Front side chamber leading to the other chamber between and the flange The front side chamber and the back side chamber are divided into a back side chamber on the side opposite to the valve seat, and a range in which the shaft is in sliding contact with the case is set as a sliding portion, and a cross sectional area of the sliding portion is smaller than a cross sectional area of the flange. Are connected by a communication passage.
また、本発明の他の課題解決手段は、シリンダと、当該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、上記シリンダ外へ設けたリザーバと、上記圧側室および上記伸側室の一方を上記リザーバへ連通する流路と、当該流路の途中に配置されて上記圧側室および上記伸側室の一方と上記リザーバとに連通される弁孔を備えたケースと、上記弁孔の途中であって上記一方室と上記他方室との間に設けた環状の弁座と、上記弁孔内に軸方向に移動自在に収容されて上記弁座に遠近可能な弁体と、上記ケース外に設けられて上記弁体を軸方向に駆動するアクチュエータとを備えた緩衝器において、上記弁体は、上記弁孔の内周に摺接するフランジと当該フランジから伸びて先端に上記弁座に離着座する弁頭とを備えた弁本体と、上記ケースに摺動自在に軸支されて上記弁孔外へ突出して上記弁本体に上記アクチュエータの推力を伝達するシャフトとを有し、上記弁本体によって上記弁孔内が上記弁座と上記フランジとの間の他方室へ通じる正面側室と上記フランジより反弁座側の背面側室とに区画され、上記シャフトの上記ケースに摺接する範囲を摺動部として、この摺動部の横断面積を上記フランジの横断面積より小さくし、上記正面側室と背面側室とが連絡通路によって連通されることを特徴とする。 Another problem-solving means of the present invention includes a cylinder, a piston that is slidably inserted into the cylinder and divides the cylinder into a compression side chamber and an extension side chamber, and is inserted into the cylinder. A piston rod connected to the piston; a reservoir provided outside the cylinder; a flow path communicating one of the pressure side chamber and the extension side chamber to the reservoir; and the pressure side chamber disposed in the middle of the flow path; A case provided with a valve hole communicating with one of the extension side chambers and the reservoir; an annular valve seat provided between the one chamber and the other chamber in the middle of the valve hole; and the valve In the shock absorber provided with a valve body that is accommodated in the hole so as to be movable in the axial direction and can be moved closer to the valve seat, and an actuator that is provided outside the case and drives the valve body in the axial direction. The body is the inner circumference of the valve hole A valve body having a flange that is in sliding contact and a valve head that extends from the flange and is attached to and detached from the valve seat at the tip, and is slidably supported by the case and protrudes out of the valve hole so as to protrude from the valve body. A shaft that transmits the thrust of the actuator, and a front side chamber in which the inside of the valve hole leads to the other chamber between the valve seat and the flange by the valve body, and a rear side chamber on the side opposite to the valve seat from the flange. The range of the shaft that is in sliding contact with the case is defined as a sliding portion, the cross-sectional area of the sliding portion is made smaller than the cross-sectional area of the flange, and the front side chamber and the back side chamber are communicated with each other by a communication passage. It is characterized by that.
上記のように減衰バルブ或いは緩衝器が構成されることで、弁体には、正面側室側からのみではなく背面側室側からも同じ圧力が作用するため、弁体にはシャフトにおける摺接部の横断面積に上記圧力を乗じた値の力が弁座から遠ざかる方向へ向けて作用することになる。そのため、弁体に作用する圧力によって、弁体を弁座から遠ざかる方向へ押圧する力は、従来の減衰バルブに比較して小さくなる。 Since the damping valve or the shock absorber is configured as described above, the same pressure acts not only from the front side chamber side but also from the back side chamber side to the valve body. A force having a value obtained by multiplying the cross-sectional area by the pressure acts in a direction away from the valve seat. Therefore, the force which presses a valve body in the direction away from a valve seat with the pressure which acts on a valve body becomes small compared with the conventional damping valve.
したがって、本発明における減衰バルブ或いは緩衝器にあっては、弁体を弁座に接近させる方向へ駆動するに際して、弁体に作用する圧力によって弁体の弁座への接近を抑制する力が小さくなるから、アクチュエータの推力が小さくとも減衰力調整を正確に行うことができる。 Therefore, in the damping valve or the shock absorber according to the present invention, when the valve body is driven in the direction of approaching the valve seat, the force that suppresses the approach of the valve body to the valve seat is small due to the pressure acting on the valve body. Therefore, even when the thrust of the actuator is small, the damping force can be adjusted accurately.
本発明の減衰バルブおよび緩衝器によれば、アクチュエータを大出力なものとする必要がなくなり、アクチュエータの大型化を回避しつつ正確な減衰力調整が可能となる。また、本発明の緩衝器によれば、低コストで小型のアクチュエータを用いることができるので、車両への搭載性も損なわれることがない。 According to the damping valve and the shock absorber of the present invention, it is not necessary to make the actuator have a large output, and accurate damping force adjustment can be performed while avoiding an increase in size of the actuator. Further, according to the shock absorber of the present invention, a small actuator can be used at a low cost, so that the mounting property on the vehicle is not impaired.
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R2と伸側室R1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、シリンダ2外に設けたリザーバRと、伸側室R1とリザーバRとを連通する流路5と、当該流路5の途中に設けた減衰バルブVを備えて構成されている。
The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. As shown in FIG. 1, a
以下、各部について詳細に説明する。緩衝器1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り型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1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。
Hereinafter, each part will be described in detail. In this embodiment, the
また、この緩衝器1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1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附勢力を発揮していて、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。また、シリンダ2外であって、車体側チューブ10と車軸側チューブ11とで作られる閉鎖空間を利用してリザーバRが形成されている。
A
また、フロントフォークF内に内蔵されるこの緩衝器1は、上記した構成の他に、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とを備えており、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。
In addition to the above-described configuration, the shock absorber 1 built in the front fork F is provided in the
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中上端が減衰バルブVを収容するハウジング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。
In more detail, the
そして、ロッドガイド17とハウジング9の外周に設けた筒状のばね受け18との間に懸架ばね12が介装され、緩衝器1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。
The
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。
The
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。
The pressure-
つづいて、減衰バルブVについて説明する。減衰バルブ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の途中に設けられており、この実施の形態では、ピストンロッド4の上端に設けたハウジング9と、当該ハウジング9内に収容されて固定されて一方室となる伸側室R1と他方室となるリザーバRとに連通される弁孔Hを備えたケース20と、当該弁孔Hの途中であって伸側室R1とリザーバRとの間に設けた環状の弁座21と、弁孔H内に軸方向に移動自在に収容されて弁座21に遠近可能な弁体22と、ケース20外に設けられて弁体22を軸方向に駆動するアクチュエータAとを備えている。
Next, the damping valve V will be described. As described above, the damping valve V is provided in the middle of the
ハウジング9は、図1および図2に示すように、筒状とされており、この場合、図中下端の小径部9aと、図中上端の大径部9bと、小径部9aと大径部9bとの間であって外径が小径部9aの外径よりも大きく大径部9bの外径よりも小さい小径部9aと大径部9bとの間の中径部9cとを備えている。また、小径部9a内には、図中下端のピストンロッド4の上端が螺着される螺子部9dと、螺子部9dよりも上方の内径を螺子部9dの内径より大径にして形成した段部9eとが設けられている。さらに、中径部9cの内径は、小径部9aの内径よりも大径に設定されるとともに、大径部9bの内径も途中から中径部9cの内径よりも拡径されて大径とされている。さらに、バルブハウジング9の小径部9aの外周には、軸方向に沿って縦溝9fが設けられ、また、バルブハウジング9には、この縦溝9fを小径部9a内であって段部9eよりも上方側に連通する横孔9gが設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ケース20は、この実施の形態では、有底筒状のシート部材23と、筒状であって内方にシート部材23が開口端側から嵌合されるガイド部材24とを備えて構成されている。
In this embodiment, the
シート部材23は、上記したように有底筒状であって、底部23aと、筒部23bとを備えている。底部23aには、高圧側ポート23cが設けられていて、この高圧側ポート23cのシート部材内側の周囲を上記した環状の弁座21としている。また、筒部23bの底部23a寄りには、これを貫いてシート部材23の内外を連通する低圧側ポート23dが設けられている。
The
また、ガイド部材24は、上記したように筒状であって、中間部内方には内周側に突出する環状の軸受部24aが設けられている。軸受部24aの図2中下方には、環状のシール部材25が積層されている。また、ガイド部材24の軸受部24aよりも図2中下方側には段部24bが設けられており、この段部24bには上記したシール部材25の抜けを防止する環状のストッパ26が積層されている。さらに、ガイド部材24の外周には、環状溝24cと螺子部24dが設けられており、環状溝24c内にはシールリング27が装着されている。
Further, the
このように構成されたシート部材23を開口端側からガイド部材24の内方に嵌合することでケース20が形成され、シート部材23とガイド部材24との間に作られた空間にて弁孔Hが形成される。なお、ガイド部材24における軸受部24aから下方の軸方向長さは、シート部材23の低圧側ポート23dを閉塞しないように配慮されている。そして、このケース20をハウジング9の中径部9c内に収容しつつ、ガイド部材24の外周に設けた螺子部24dを中径部9cの内周に形成の螺子部(符示せず)に螺着すると、ケース20がハウジング9に固定される。なお、シート部材23の底部23aは、ハウジング9の段部9eに当接して、ハウジング9の段部9eとガイド部材24とで挟持されるため、シート部材23をガイド部材24に遊嵌するようにしても当該シート部材23をハウジング9内に固定することができるが、この場合、シート部材23の筒部23bをガイド部材24内に圧入するようにしている。
The
このように、ケース20がハウジング9に固定されると、上記したように底部23aが段部9eに当接して、ケース20によりハウジング9内が小径部9a内と中径部9c内とが仕切られる。そして、ケース20におけるシート部材23の底部23aに設けた高圧側ポート23cが小径部9a内に臨んで、弁孔Hは、この高圧側ポート23cおよびピストンロッド4に設けた中空部4bを介して伸側室R1に連通される。また、ケース20におけるシート部材23の筒部23bに設けた低圧側ポート23dが中径部9c内に臨んで、弁孔Hは、この低圧側ポート23dおよびハウジング9に設けた横孔9gを介してリザーバRに連通される。
As described above, when the
したがって、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ハウジング9内、ハウジング9に収容されるケース20に設けた弁孔H、ハウジング9内をリザーバRへ連通する横孔9g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。
Accordingly, the
他方、弁体22は、弁孔Hの内周に摺接するフランジ28aとこのフランジ28aから弁座側へ伸びて先端に弁座21に離着座する円錐状の弁頭28bとを備えた弁本体28と、上記軸受部24a内に摺動自在に挿入されて弁本体28にアクチュエータAの推力を伝達するシャフト29とを備えて構成されている。弁本体28は、図3に示すように、フランジ28aの外周の四箇所を切り落として切欠28dを設けてあり、この切欠28dと弁孔Hの内壁との間に、この場合、切欠28dとシート部材23の筒部23bとの間に、連通通路Cを形成している。シャフト29は、一端が弁本体28に一体化されており、他端が軸受部24aの内周に挿通されて弁孔H外へ突出されている。なお、弁頭28bの形状は、任意であって上記した円錐状に限定されるものではない。
On the other hand, the
そして、弁体22は、弁頭28bを弁座21へ向けてフランジ28aの外周をシート部材23の筒部23bの内周に摺接させつつシート部材23内に軸方向となる図2中上下方向へ移動可能に挿入されている。したがって、弁体22は、ケース20を構成するシート部材23とガイド部材24とで形成される弁孔H内に移動可能に収容されている。弁体22は、上述したように、弁孔H内で軸方向にストロークすることができるが、フランジ28aが常にシート部材23の筒部23bに設けた低圧側ポート23dよりも反弁座側に位置するようになっている。したがって、弁孔H内は、弁本体28によって、弁座21とフランジ28aとの間の他方室としてのリザーバRへ通じる正面側室Sとフランジ28aより反弁座側の背面側室Bとに区画される。
The
この正面側室Sと背面側室Bとは、フランジ28aの外周に形成の連絡通路Cに互いに連通されており、正面側室S内の圧力が背面側室Bへ伝播するようになっている。なお、連絡通路Cは、弁本体28のフランジ28aに切欠28dを設けて形成されるので、弁体22に簡単な加工を施すことで形成することができるが、正面側室Sと背面側室Bを連通していればよいので、上記構成に限定されるものではない。したがって、たとえば、シート部材23の筒部23bに軸方向に沿って連絡通路Cとして機能する長孔や切欠を設け、当該長孔等で正面側室Sと背面側室Bを連通するようにし、弁体22が弁孔H内でストロークしてもフランジ28aによって正面側室Sと背面側室Bの連通が断たれないようにしてもよい。
The front side chamber S and the back side chamber B are communicated with each other through a communication passage C formed on the outer periphery of the
さらに、フランジ28aとケース20を構成するシート部材23の底部23aとの間には、弾性体としてのコイルばね30が介装されており、このコイルばね30によって、弁体22が弁座21から遠ざかる方向へ附勢されている。なお、弁体22を附勢するにあたり、コイルばね30の他に、皿ばね、ウェーブワッシャやゴム等といった附勢力を発揮可能な弾性体を使用することも可能である。
Further, a
また、弁体22が弁孔H内をストロークすると、シャフト29も軸受部24aに対して軸方向へストロークするが、このストロークする際にケース20に設けた軸受部24aの内周にシャフト29が摺接する範囲を摺接部29a(図2中網掛け部分)とすると、この摺接部29aの横断面積をフランジ28aの横断面積よりも小さくしてある。ここで、横断面とは、軸方向に対して垂直横方向(図2中では左右方向)へ切断した際の断面であって、この断面の面積を横断面積と定義している。
Further, when the
シャフト29の外周形状およびフランジ28aの外周形状は、切欠28dを無視すれば、ともに円形状としているので、この場合、シャフト29の外径をフランジ28aの外径よりも小さくしてある。なお、シャフト29の外周形状およびフランジ28aの外周形状は、これに限定されるものではない。また、シャフト29の外径は、軸方向の全長に亘って等しく円柱状とされているが、外径が変化するものでもよい。つまり、横断面積が軸方向の全長に亘って一定ではないシャフト29を使用することも可能である。
The outer peripheral shape of the
アクチュエータAは、この場合、アクチュエータ本体31と、アクチュエータ本体31に対して軸方向に移動可能な可動部32とを備えている。アクチュエータ本体31としては、たとえば、回転型のモータと、モータのロータに連結され回転部材と回転部材の回転によって軸方向の直線運動を呈する直動部材とでなる運動変換機構とを備えて構成されてもよい。運動変換機構としては、たとえば、送り螺子機構やラックアンドピニオンといった機構等を採用できる。また、アクチュエータAは、リニアモータやソレノイドとされてもよく、その場合、ステータをアクチュエータ本体31とし、可動子を可動部32とすればよい。
In this case, the actuator A includes an
そして、可動部32をケース20側へ向けて、アクチュエータ本体31をハウジング9の大径部9b内に収容し、ハウジング9の大径部9bの開口端内周にリングナット33を螺着することで、アクチュエータ本体31がリングナット33とハウジング9とで挟持されてハウジング9の大径部9b内に固定される。
Then, with the
上記のようにアクチュエータ本体31をハウジング9に固定しても、可動部32は、ハウジング9に対しては何ら固定されておらず、ハウジング9内で軸方向に移動することができる。また、可動部32の先端は、シャフト29の他端に当接しており、アクチュエータAが可動部32を弁体22側へ移動させるように推力を与えると、シャフト29を介して弁本体28へ当該推力が伝達され弁体22を弁座21方向へ駆動することができる。なお、この実施の形態の場合、弁体22を弁座21から遠ざかる方向へ附勢する弾性体としてコイルばね30が設けられているので、可動部32とシャフト29とは固定的に連結せずとも、可動部32とシャフト29との接触が保たれ、アクチュエータAの推力の弁体22への伝達が可能であり、また、この場合には、シャフト29と弁本体28とが分離されて互いに独立した部品として構成されてもよい。なお、本実施の形態のようにシャフト29と弁本体28とが一体とされることに加えて、シャフト29を可動部32に固定的に連結する場合、弁体22を附勢する弾性体を要せずにアクチュエータAのみで弁体22を軸方向に駆動して弁座21に対して遠近させることができるので、このような場合には、弾性体を廃止することもできる。
Even if the
そして、アクチュエータAで弁体22を弁座21側へ向けて押し下げ駆動すると、弁体22の弁頭22bが弁座21に着座させることができ、このように弁頭22bが弁座21に着座すると流路5が遮断される。この状態からアクチュエータAにおける可動部32をアクチュエータ本体31側へ駆動すると、弁体22がコイルばね30によって押し上げられるので、弁体22が弁座21から離間する方向へ移動し、弁頭22bと弁座21との間に隙間が生じて流路5が開放されるようになっている。つまり、アクチュエータAを駆動することで、弁体22を弁座21に対して進退させることができ、流路5の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22と弁座21の位置関係によって流路5の流路面積を変更でき、弁体22を弁座21から最も遠ざけると流路5の流路面積が最大となり弁体22が弁座21に着座する、つまり、弁頭22bが弁座21に当接すると流路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、流路5の流路面積に応じて液体の流れに抵抗が与えられる。
When the
このように構成された減衰バルブVの各部材を組み立てる手順としては、たとえば、弁体22をコイルばね30とともにシート部材23内に挿入し、シャフト29にストッパ26とシール部材25を装着して、シート部材23を開口端側からガイド部材24内に圧入する。すると、ケース20と弁体22とがアッセンブリされてカートリッジ化されるので、これをハウジング9に螺着し、アクチュエータAをリングナット33でハウジング9に固定すればよい。このように、ケース20と弁体22とがカートリッジ化されるので、緩衝器1への組み付けが容易となり、高圧側ポート23cの口径や弁体22の弁頭28bの形状が異なるカートリッジを複数用意しておくことで、カートリッジ交換を行えば減衰力特性も容易に変更することができる。なお、シート部材23をガイド部材24へ圧入せずに嵌合に留める場合には、弁体22とシート部材23を独立に交換が可能となるので、この場合、減衰力特性の変更は弁体22或いはシート部材23の交換することで行うことが可能となる。
As a procedure for assembling each member of the damping valve V configured as described above, for example, the
なお、この実施の形態の場合、弁体22を構成する弁本体28とシャフト29とが一体化されているので、シャフト29にストッパ26とシール部材25を先んじて組み付けておくことで、これらのガイド部材24に対する調芯が容易となるので、シート部材23のガイド部材24への組み付けも非常に簡単となり、弁体22をケース20にカートリッジ化した後にシャフト29が脱落する心配もない。
In this embodiment, since the
なお、本実施の形態におけるケース20にあっては、高圧側ポート23cと低圧側ポート23dと弁座21をシート部材23に設ける構成を採用しているが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、シート部材23に高圧側ポート23cと弁座21のみを設け、ガイド部材24側に低圧側ポート23dを設けてガイド部材24の内周に弁体22のフランジ28aの外周を摺接させるような構造も採り得る。この場合にあっても、シート部材23とガイド部材24とが圧入や螺合等により固定的に締結されるようにしておけば、ケース20と弁体22とがカートリッジ化されて上記の利点を享受することができる。
In addition, in
つづいて、上述のように構成された緩衝器1及び減衰バルブVの動作について説明する。この緩衝器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バルブ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および減衰バルブ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。
Next, operations of the
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R2から伸側室R1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、減衰バルブVは圧側減衰力の発生には関与しない。
On the other hand, when the
そして、減衰バルブVにおいて、弁体22を駆動することで流路5の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。
In the damping valve V, since the flow passage area of the
この減衰力調節の際、弁体22が弁座21から離間していて流路5が開放状態にある場合、弁体22には、緩衝器1が伸長作動中であると伸側室R1からの高圧が作用し、緩衝器1が収縮する場合には、車体側チューブ10内に車軸側チューブ11が侵入するためにリザーバRの容積が減少してリザーバR内の圧力が上昇し、この圧力が弁体22に作用する。
When adjusting the damping force, when the
これらの圧力は、具体的には、弁孔H内であって正面側室Sに伝播するが、連絡通路Cを介して背面側室Bにも伝播する。そして、正面側室Sに伝播した圧力は、弁体22を図2中上方へ押し上げる、つまり、弁座21から遠ざかる方向へ押し上げるように作用し、その力の大きさは、弁体22のフランジ28aの横断面積に上記圧力を乗じたものとなる。他方、背面側室Bに伝播した圧力は、弁体22を図2中下方へ押し下げる、つまり、弁座21へ接近させる方向へ押し下げるように作用し、その力の大きさは、弁体22のフランジ28aの横断面積からシャフト29における摺接部29aの横断面積を引いた値に上記圧力を乗じたものとなる。
Specifically, these pressures propagate within the valve hole H and to the front side chamber S, but also propagate to the back side chamber B via the communication passage C. The pressure propagated to the front side chamber S acts to push up the
このように、弁体22には、正面側室S側からのみではなく背面側室B側からも同じ圧力が作用するので、結果的に差し引きして、弁体22にはシャフト29における摺接部29aの横断面積に上記圧力を乗じた値の力が弁座21から遠ざかる方向へ向けて作用することになる。
Thus, since the same pressure acts on the
そのため、弁体22に作用する圧力によって、弁体22を弁座21から遠ざかる方向へ押圧する力は、従来の減衰バルブに比較して小さくなる。
Therefore, the force which presses the
したがって、本発明における減衰バルブVにあっては、弁体22を弁座21に接近させる方向へ駆動する、つまり、流路5における流路面積を減少させるに際して、弁体22に作用する圧力によって弁体22の弁座21への接近を抑制する力が小さくなるので、アクチュエータAの推力が小さくとも減衰力調整を正確に行うことができる。
Therefore, in the damping valve V according to the present invention, the
このように、アクチュエータAを大出力なものとする必要がなくなり、アクチュエータAの大型化を回避しつつ正確な減衰力調整が可能となる。そして、小型であって低コストのアクチュエータAを用いることができるので、車両への搭載性も損なわれることがない。 Thus, it is not necessary to make the actuator A have a large output, and accurate damping force adjustment can be performed while avoiding an increase in the size of the actuator A. And since the actuator A which is small and low-cost can be used, the mounting property to a vehicle is not impaired.
つまり、本発明の減衰バルブVによれば、低コストで、且つ、小型あって、減衰力調整を正確に行うことができ、本発明の緩衝器1によれば、アクチュエータAに小型なものを使用できるから、上記した効果に加えて車両への搭載性も損なわれることがない効果をも奏することができる。
That is, according to the damping valve V of the present invention, the damping force can be accurately adjusted at a low cost and with a small size. According to the
また、本発明の減衰バルブVにあっては、内部にケース20とアクチュエータAとを着脱自在に収容するハウジング9を備えているので、ケース20やアクチュエータAの交換が容易となり、減衰力特性の変更やメンテナンスを簡単に行うことができる。
Further, the damping valve V of the present invention includes the
そして、ケース20が弁座21を備えたシート部材23とシャフト29を摺動自在に軸支するガイド部材24とを備え、シート部材23とガイド部材24とが固定的に締結されて弁孔Hを形成して弁体22を弁孔H内に収容したので、ケース20と弁体22とをアッセンブリしてカートリッジ化することができ、減衰バルブVの組立が簡単となる。また、減衰力特性の変更は、ケース20と弁体22のカートリッジを変更するだけでより簡単に行える。
The
具体的には、本実施の形態の減衰バルブVにあっては、ケース20が一方室としての伸側室R1に通じる高圧側ポート23cの周囲に弁座21が形成される底部23aと、フランジ28bの外周が摺接するとともに他方室としてのリザーバRに通じる低圧側ポート23dを備えた筒部23bとを有する有底筒状のシート部材23と、筒状であって内方にシャフト29を軸支する軸受部24aを備えるとともに内方にシート部材23が開口端側から嵌合されるガイド部材24とを備え、シート部材23とガイド部材24とで弁孔Hを形成して上記弁体を当該弁孔H内に収容したので、ケース20と弁体22とがアッセンブリされてカートリッジ化され、減衰バルブVの組立と減衰力特性の変更が簡単となる。
Specifically, in the damping valve V of the present embodiment, the
そして、本実施の形態の減衰バルブVにあっては、フランジ28aとシート部材23における底部23aとの間に弁体22を弁座21から遠ざかる方向へ附勢する弾性体を設けているので、アクチュエータAと弁体22とを固定的に連結する必要がないため、アクチュエータAと弁体22との調心を高精度に行う必要がなく、加工コストが低減されるとともに、減衰バルブVの厳密な位置決めをせずに組立を行っても減衰力調整を正確に行うことができる。
In the damping valve V of the present embodiment, an elastic body is provided between the
また、本実施の形態の減衰バルブVにあっては、ガイド部材24の軸受部24aの弁孔H側にシャフト29の摺動部29aの外周に摺接する環状のシール部材25を積層し、ガイド部材24の軸受部24aとシート部材23との間でシール部材25の抜けを防止する環状のストッパ26を挟持したので、シール部材25も弁体22とともにケース20にカートリッジ化されるので、減衰バルブVの組立加工がより一層簡単となる。
Further, in the damping valve V of the present embodiment, an
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、減衰バルブ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。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、減衰バルブVは、圧側減衰力の調整を行うことができる。つまり、減衰バルブVは、伸側室R1と圧側室R2のうちいずれを一方室としてもよいし、その反対に、リザーバRを一方室として、他方室を伸側室R1と圧側室R2の一方としてもよく、また、一方室と他方室を伸側室R1と圧側室R2として、緩衝器1の伸縮の双方にて減衰力調整を行うようにしてもよい。
Although the description of the embodiment of the present invention has been completed, the damping valve V is configured to allow the passage of the fluid only when the
また、ピストンロッド4の先端に弁体22、ケース20及びアクチュエータAを収容したハウジング9を設け、流路5は、ピストンロッド4を貫通して緩衝器1内の圧側室R2或いは伸側室R1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、鞍乗り型車両の車輪に連結される車輪側チューブ11とを設け、上記ハウジング9を介して緩衝器1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、アクチュエータAをハウジング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22とアクチュエータA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22を駆動でき、部品点数の削減が図れるとともに弁体22をより正確に駆動できるので減衰力制御性が向上するとともに、アクチュエータA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。
Further, a
また、緩衝器1は、減衰バルブVが緩衝器1の伸長時に減衰力を発揮する場合には、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、減衰バルブ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。
Further, the
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。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
本発明は緩衝器に利用できる。 The present invention can be used for a shock absorber.
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
9 ハウジング
20 ケース
21 弁座
22 弁体
23 シート部材
23a 底部
23b 筒部
23c 高圧側ポート
23d 低圧側ポート
24 ガイド部材
24a 軸受部
25 シール部材
26 ストッパ
28 弁体
28a フランジ
28b 弁頭
29 シャフト
29a 摺動部
30 弾性体としてのコイルばね
A アクチュエータ
B 背面側室
C 連絡通路
H 弁孔
R 他方室としてのリザーバ
R1 一方室としての伸側室
R2 圧側室
S 正面側室
V 減衰バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記弁体は、上記弁孔の内周に摺接するフランジと当該フランジから伸びて先端に上記弁座に離着座する弁頭とを備えた弁本体と、上記ケースに摺動自在に軸支されて上記弁孔外へ突出して上記弁本体に上記アクチュエータの推力を伝達するシャフトとを有し、
上記弁本体によって上記弁孔内が上記弁座と上記フランジとの間の他方室へ通じる正面側室と上記フランジより反弁座側の背面側室とに区画され、
上記シャフトの上記ケースに摺接する範囲を摺動部として、この摺動部の横断面積を上記フランジの横断面積より小さくし、
上記正面側室と背面側室とが連絡通路によって連通されることを特徴とする減衰バルブ。 A case having a valve hole communicating with the one chamber and the other chamber; an annular valve seat provided between the one chamber and the other chamber in the middle of the valve hole; and a shaft in the valve hole In a damping valve comprising a valve body that is movably accommodated in a direction and can be moved to and away from the valve seat, and an actuator that is provided outside the case and drives the valve body in the axial direction.
The valve body is slidably supported by the case and a valve body having a flange slidably in contact with the inner periphery of the valve hole, a valve head extending from the flange and seating on the valve seat at the tip. A shaft that protrudes out of the valve hole and transmits the thrust of the actuator to the valve body,
The inside of the valve hole is partitioned by the valve body into a front side chamber that leads to the other chamber between the valve seat and the flange, and a back side chamber on the side opposite to the valve seat from the flange,
The range of sliding contact with the case of the shaft as a sliding portion, the cross-sectional area of the sliding portion is smaller than the cross-sectional area of the flange,
A damping valve, wherein the front side chamber and the back side chamber communicate with each other through a communication passage.
一方室に通じる高圧側ポートの周囲に上記弁座が形成される底部と、上記フランジの外周が摺接するとともに他方室に通じる低圧側ポートを備えた筒部とを有する有底筒状のシート部材と、筒状であって内方に上記シャフトを軸支する軸受部を備えるとともに内方に上記シート部材が開口端側から圧入されるガイド部材とを備え、上記シート部材と上記ガイド部材とで上記弁孔を形成して上記弁体を当該弁孔内に収容したことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の減衰バルブ。 The case above
A bottomed cylindrical seat member having a bottom portion where the valve seat is formed around a high pressure side port leading to one chamber, and a cylindrical portion having a low pressure side port communicating with the outer periphery of the flange and leading to the other chamber And a guide member that is cylindrical and includes a bearing portion that supports the shaft inwardly, and in which the sheet member is press-fitted from the open end side, and the sheet member and the guide member The damping valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve hole is formed and the valve body is accommodated in the valve hole.
上記弁体は、上記弁孔の内周に摺接するフランジと当該フランジから伸びて先端に上記弁座に離着座する弁頭とを備えた弁本体と、上記ケースに摺動自在に軸支されて上記弁孔外へ突出して上記弁本体に上記アクチュエータの推力を伝達するシャフトとを有し、
上記弁本体によって上記弁孔内が上記弁座と上記フランジとの間の他方室へ通じる正面側室と上記フランジより反弁座側の背面側室とに区画され、
上記シャフトの上記ケースに摺接する範囲を摺動部として、この摺動部の横断面積を上記フランジの横断面積より小さくし、
上記正面側室と背面側室とが連絡通路によって連通されることを特徴とする
緩衝器。 A cylinder, a piston that is slidably inserted into the cylinder and divides the cylinder into a compression side chamber and an extension side chamber, a piston rod that is inserted into the cylinder and connected to the piston, and the outside of the cylinder A reservoir provided in the channel, a flow path communicating one of the compression side chamber and the extension side chamber to the reservoir, and disposed in the middle of the flow path and communicating with one of the compression side chamber and the extension side chamber and the reservoir. A case provided with a valve hole, an annular valve seat provided in the middle of the valve hole between the one chamber and the other chamber, and axially movable in the valve hole. In a shock absorber provided with a valve body that can be moved to and away from the valve seat, and an actuator that is provided outside the case and drives the valve body in the axial direction,
The valve body is slidably supported by the case and a valve body having a flange slidably in contact with the inner periphery of the valve hole, a valve head extending from the flange and seating on the valve seat at the tip. A shaft that protrudes out of the valve hole and transmits the thrust of the actuator to the valve body,
The inside of the valve hole is partitioned by the valve body into a front side chamber that leads to the other chamber between the valve seat and the flange, and a back side chamber on the side opposite to the valve seat from the flange,
The range of sliding contact with the case of the shaft as a sliding portion, the cross-sectional area of the sliding portion is smaller than the cross-sectional area of the flange,
The shock absorber according to claim 1, wherein the front side chamber and the back side chamber communicate with each other through a communication passage.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103486191A (en) * | 2013-10-11 | 2014-01-01 | 重庆瑞翱机电设备有限公司 | Automatic variable damping front shock absorber of motorcycle capable of vibrating along with ups and downs of road surface |
-
2011
- 2011-11-22 JP JP2011254994A patent/JP2013108579A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103486191A (en) * | 2013-10-11 | 2014-01-01 | 重庆瑞翱机电设备有限公司 | Automatic variable damping front shock absorber of motorcycle capable of vibrating along with ups and downs of road surface |
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