JP2014194224A - 油圧緩衝器 - Google Patents

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Abstract

【課題】油圧緩衝器における環状油室等の油室に集合した気泡を空気室に排出して動作時の減衰動作に緩慢が生じないようにする油圧緩衝器を提供すること。
【解決手段】隔壁部材を、この隔壁部材の外周の軸方向所定範囲に形成されたねじ部19Eと、インナーチューブ12の内周の軸方向所定範囲に形成されたねじ部12Eとの螺合により取り付け、突当面19Dからねじ部19Eの螺合始端部までの範囲で、隔壁部材の外周、及びインナーチューブ12の内周との間に円周方向に沿って連続して形成された環状流路Bと、インナーチューブ12の開放側端面12D側に位置する区画部材よりも環状油室17側に形成し、該環状油室17、及び環状流路B間を連通する外側流路Aと、隔壁部材に形成され、環状流路B、及び油溜室22間を連通する内側流路Cとを設けた。
【選択図】図3

Description

本発明は、油室内に溜まる気泡を空気室に排出可能な油圧緩衝器に関する。
従来、油圧緩衝器の一例としての二輪車のフロントフォークには、アウターチューブの内周の上下にブッシュを固定し、この上下のブッシュを介してインナーチューブを摺動自在に嵌合して、アウターチューブの内周とインナーチューブの外周との間の空間に、上下のブッシュにより区画された環状の油室(以下、環状油室という)を形成することで、ストローク時のピストンロッドの進入/退出分の容積補償室を形成するものが知られている。この種のフロントフォークでは、インナーチューブの開口端側の内部に、アウターチューブに取り付けられたピストンロッドを案内するための隔壁部材が取り付けられている。隔壁部材は、インナーチューブの内周に沿う筒状に形成された筒部と、この筒部の底を閉塞するように設けられた底部とにより構成され、筒部をインナーチューブに螺合させて取り付けることで、底部をインナーチューブの内部に位置させ、当該底部を基準として、その下方をアウターチューブに固定されたピストンロッドに取り付けられたピストンが摺動する作動油室、その上方を作動油室に作動油を給排するための油溜室に区画している。この作動油室は、インナーチューブに設けられた油孔によって上記環状油室に対して連通し、作動油の流通が自在とされており、フロントフォークの圧縮時には、作動油室内にストローク分進入したピストンロッドの容積分の作動油が作動油室から環状油室に流出し、伸長時には、作動油室からストローク分退出したピストンロッドの容積分の作動油が環状油室から作動油室に流入することで、ピストンロッドの進入/退出分の容積補償がなされ、所定の減衰力を得るようにしている(特許文献1)。
しかしながら、このような構成の油圧緩衝器では、動作時に作動油内に含まれる気泡が、上記環状油室や、隔壁部材とインナーチューブとの隙間に徐々に集合することで不要な気泡溜まりとなるため、圧縮動作時にはこれら気泡溜まりが作動油により圧縮された後に、所定の減衰力が得られることとなり、減衰動作に緩慢が生じるという問題があった。そして、このような問題を解決すべく、特許文献2には、環状油室及び油溜室間に連通するエア逃がし路を設け、当該エア逃がし路を、伸長,圧縮動作に対応して開閉動作するチェック弁として機能するOリングにより開閉し、環状油室に存在する気泡溜まりを伸長動作時に油溜室内側へ押し出す構成が開示されている(特許文献2)。
しかしながら、このような構成に係る油圧緩衝器では、Oリング等のチェック弁が必要となることから、省スペース化、及び部品点数の削減、構造の簡略化による製造コストの抑制の観点から採用し難いという問題が生じる。
特開2009−108884号公報 特開2010−236577号公報
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、省スペース化、及び低コスト化を図りつつ、油圧緩衝器における環状油室等の油室に集合した気泡を空気室に排出し、動作時の減衰動作に緩慢が生じない油圧緩衝器を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための油圧緩衝器の構成として、アウターチューブ内で移動自在に挿入されたインナーチューブと、アウターチューブの内周及びインナーチューブの外周とで形成された空間を軸方向に区画する複数の区画部材により形成された環状油室と、インナーチューブの開放側端部に取り付けられ、該インナーチューブの内部空間を軸方向に沿って油溜室、及び作動油室に区画する隔壁部材と、隔壁部材の外周から半径方向に突出し、隔壁部材がインナーチューブに取り付けられた状態において、インナーチューブの開放側端面と突当たる突当面と、アウターチューブに取り付けられ、隔壁部材を貫通して作動油室内に至るピストンロッドと、ピストンロッドの作動油室側に設けられ、インナーチューブの内周と摺接するとともに、作動油室をピストンロッド側油室、及びピストン側油室に区画するピストンと、インナーチューブに設けられ、環状油室、及びピストンロッド側油室間を連通する油孔とを備え、環状油室の断面積がピストンロッドの断面積よりも大きく設定された車両用の油圧緩衝器であって、隔壁部材は、インナーチューブに対して、隔壁部材の外周の軸方向所定範囲に形成されたねじ部と、インナーチューブの内周の軸方向所定範囲に形成されたねじ部との螺合により取り付けられ、突当面からねじ部の螺合始端部までの範囲で、隔壁部材の外周、及びインナーチューブの内周との間に円周方向に沿って連続して形成された環状流路と、インナーチューブの開放端面側に位置する区画部材よりも環状油室側に形成され、該環状油室、及び環状流路間を連通する外側流路と、隔壁部材に形成され、環状流路、及び油溜室間を連通する内側流路とを備えたので、油圧緩衝器の伸側行程における環状油室の容積の減少により環状油室内の作動油が圧縮されるため、環状油室に集合した圧縮性の気泡が非圧縮性の作動油によって加圧され、外側流路,環状流路,内側流路を経由して作動油とともに油溜室側に押し出される。さらに、隔壁部材とインナーチューブとの隙間に集合した気泡も環状流路、内側流路に押し出されることにより、環状油室や、隔壁部材及びインナーチューブとの隙間に停滞した気泡の存在に起因する油圧緩衝器の動作の緩慢が防止でき、従来のチェック弁の構成を要さずに省スペース化、低コスト化を図りつつ減衰動作を常に良好に保つことが可能となる。
また、油圧緩衝器の他の構成として、環状流路を隔壁部材に形成されたねじ部、及びインナーチューブに形成されたねじ部における螺合始端側の不完全ねじ部の範囲に形成すれば、上記構成から生じる効果に加え、環状流路を別途新たに形成する必要がなくなるため、環状流路を設けるための加工工数を減じることが可能となる。
また、油圧緩衝器の他の構成として、外側流路を隔壁部材の突当面の一部が切り欠かれ、環状油室、及び環状流路間に達する溝として形成すれば、上記構成から生じる効果に加え、外側流路を容易に形成できるとともに、隔壁部材に対して内側流路及び外側流路の両方が形成されることとなり、相互の位置関係を正確に設定することが可能となる。
また、油圧緩衝器の他の構成として、外側流路を隔壁部材の突当面と、インナーチューブの開放端面との間に配設されたリング部材に設けられた切欠き部により形成すれば、上記構成から生じる効果に加え、隔壁部材及びインナーチューブの組み付け時に、リング部材を挟み込むだけで外側流路を形成できる。
また、油圧緩衝器の他の構成として、内側流路の流路断面の断面積を環状流路の流路断面の断面積、及び外側流路の流路断面の断面積よりも小さく設定すれば、上記構成から生じる効果に加え、油溜室内の空気が環状流路や、隔壁部材及びインナーチューブの隙間に逆流することを防止できる。
また、油圧緩衝器の他の構成として、内側流路を隔壁部材に複数設け、複数の内側流路の流路断面の断面積の総和面積を環状流路の流路断面の断面積、及び前記外側流路の流路断面の断面積よりも小さく設定すれば、油溜室内の空気が環状流路、隔壁部材及びインナーチューブの隙間に逆流することを防止できる。
フロントフォークの断面図である。 フロントフォークの断面図である。 フロントフォークの要部断面図である。 気泡排出流路の概念図、及び各流路の断面図である。 圧側行程の動作を示す概念図である。 伸側行程の動作を示す概念図である。 外側流路の他の形態を示す図である。 外側流路の他の形態を示す図である。
実施形態1
図1及び図2は、油圧緩衝器の一実施形態を示す二輪車のフロントフォークの断面図である。同図に示すように、フロントフォーク(油圧緩衝器)10は、アウターチューブ11を車体側に、インナーチューブ12を車輪側に配置する倒立型フロントフォークであって、車体に対して上下方向に延長するように取り付けられる。
フロントフォーク10には、インナーチューブ12とアウターチューブ11とが互いに摺動自在に設けられる。インナーチューブ12の下端には車軸ブラケット15が取り付けられ、インナーチューブ12における底部が形成される。アウターチューブ11の上端には、キャップ13が取り付けられ、アウターチューブ11における天井部が形成される。このフロントフォーク10の内部には、懸架スプリング33が設けられる。懸架スプリング33の下端は、車軸ブラケット15に着座し、上端は、キャップ13に固着されたピストンロッド23の下端に取り付けられたピストン26に上ばね受け31を介して支持される。インナーチューブ12の内周は、軸方向に沿って均一な内径で形成されたシリンダであり、ピストン26が軸方向に沿って摺動可能とされている。また、インナーチューブ12内には、作動油(図中、Lで示す。)が後述の油溜室22まで所定量注入されている。
以下、図1乃至図3を用いてフロントフォーク10の各構成について詳述する。
インナーチューブ12は、両端が開口する所定肉厚の円筒状の筒体であって、車軸を取り付ける車軸ブラケット15と、ロッドガイドケース19とを備える。
車軸ブラケット15は、一端側が開口する有底円筒の筒体であって、円筒部分をインナーチューブ12の下端外周に形成されたねじ部に螺合させて取り付けられる。車軸ブラケット15の底部側の内周には、インナーチューブ12との液密を維持するシール部材108が設けられる。車軸ブラケット15は、車軸を取り付け可能な車軸取付孔16と、懸架スプリング33の荷重を調整するばね荷重調整装置34とを備える。
車軸取付孔16は、車軸ブラケット15の軸線と直交方向に貫通する貫通孔として、車軸ブラケット15の下端側に形成される。ばね荷重調整装置34は、車軸ブラケット15の底部に設けられ、概略、アジャストボルト101と、一対のスライダ102,109とにより構成される。アジャストボルト101は、先端がねじ部よりも小径な軸状に延長する先端軸部101Aを有するボルトであって、ヘッド部の外周にOリングを有する。アジャストボルト101は、車軸ブラケット15の底面106よりも上方において、車軸ブラケット15の軸線に対して直交方向に筒を横断して同軸に形成された取付孔15A:15Bに対して回転自在に取り付けられる。取付孔15A:15Bは、一方の取付孔15Aが閉塞孔、他方の取付孔15Bが貫通孔である。取付孔15Bは、アジャストボルト101のヘッド部を収容可能とする大きさで形成される。
アジャストボルト101は、先端軸部101Aが取付孔15Aに挿入され、ヘッド部が取付孔15Bに収容され、ヘッド部に取着されたOリングが、ヘッド部と取付孔15Bとを液密にするとともに、緩み止めとして機能する。この取付孔15Bの開口部側には、止め輪103が介挿され、アジャストボルト101の抜け止めが図られる。
アジャストボルト101の中間部には、ヘッド側から順にワッシャ104、スライダ102、ナット105が挿着される。ワッシャ104は、例えば四辺形状をなし、その底辺が車軸ブラケット15の底面106に当接する。ワッシャ104の次に、スライダ102が挿着されるとともに、スライダ102にナット105を付帯させながら、ナット105がアジャストボルト101のねじ部に螺合される。ナット105は、四辺形状に形成される板状部品であって、板厚方向に貫通するねじ孔を備え、下辺を車軸ブラケット15の底面106に当接させて、回り止めされる。これにより、ナット105は、アジャストボルト101を回転させたときに共周り回転せずに、アジャストボルト101の軸方向のみに移動する。
スライダ102は、長手状のブロック体であって、厚さ方向にアジャストボルト101が貫通する貫通孔102Aを備える。スライダ102は、アジャストボルト101が貫通した状態において、長手方向の下面が底面106に当接する。例えば、下面は平面状に形成され、上面が下面に対して所定角度直線を維持しつつ傾斜する下側斜面A1として形成される。スライダ102には、下側斜面A1に対応する上側斜面A2を有するスライダ109が載置される。
スライダ109は、外周がインナーチューブ12の内周面に沿う円柱軸体状に形成され、下面が下側斜面A1に対応して傾斜する上側斜面A2として形成される。スライダ109は、上側斜面A2が下側斜面A1に当接した状態において、下端がアジャストボルト101よりも下方に達し、アジャストボルト101を跨ぐU字部が形成される。スライダ109の上面は、上側斜面A2に対して傾斜し、車軸ブラケット15の底面と平行となるように形成される。この上面には、懸架スプリング33の下端が着座する下ばね受け32が設けられる。
下ばね受け32は、有底円筒のカップ状に形成され、円筒部32Aの外周がインナーチューブ12の内周に接触する大きさを有し、底部32Bは、円筒部32Aの下端部を閉塞するように円筒部32Aと一体に形成される。
車軸ブラケット15は、インナーチューブ12の外周に対して螺着され、車軸ブラケット15の内周、及びインナーチューブ12の外周間に位置するシール部材108によって液密状態が維持される。また、インナーチューブ12は、車軸ブラケット15の内周と、下ばね受け32の円筒部32Aとの間に概ね隙間なく挿着される。
上記構成に係るばね荷重調整装置34によれば、フロントフォーク10を組み上げた状態において外部に露出するアジャストボルト101を螺動すると、下ばね受け32と一体のスライダ109の上側斜面A2とスライダ102の下側斜面A1を介して、下ばね受け32がインナーチューブ12の内周に摺接して昇降する。つまり、下ばね受け32は、アジャストボルト101を螺動によって昇降自在とされており、後述するピストンロッド23側の上ばね受け31との間の懸架スプリング33の初期長さを調整することにより、懸架スプリング33のばね荷重の調整を行うことが可能となる。
次に、インナーチューブ12の構成について説明する。
図1に示すように、インナーチューブ12の上端側の外周面には、アウターチューブ11の内周面との摺動を自在とするスライドブッシュ12Aが取り付けられる。スライドブッシュ12Aは、円筒状に形成された軸受であって、インナーチューブ12の外周において、外径よりも僅かに小径に形成された凹部内に嵌合される。また、スライドブッシュ12Aの外周は、インナーチューブ12に取り付けられた状態において、インナーチューブ12の外周よりも外側に突出する寸法に設定される。
インナーチューブ12の上端側には、ロッドガイドケース19が取り付けられる。ロッドガイドケース19は、ピストンロッド23を摺動自在とするとともに、インナーチューブ12の内部空間を油溜室22と作動油室21とに区画する隔壁部材として機能する。
ロッドガイドケース19は、インナーチューブ12の軸方向に沿って延在する筒部19Aと、この筒部19Aの底を形成する底部19Bとからなる一方開口の有底筒状に形成される。図3に示すように、筒部19Aの上端部には、段状に拡径されて軸方向に縮径しながら延長する突出上端部19Cが形成される。突出上端部19Cは、外周がインナーチューブ12の外径よりも半径方向に膨出する膨出部19Jを有し、この膨出部19Jの下側にインナーチューブ12の先端面と突当たる突当面19Dが形成される。膨出部19Jの外周には、アウターチューブ11の内周と液密状態を維持するシール部材20が設けられる。
シール部材20は、膨出部19Jの外周に円周方向に沿って形成された円周溝に嵌め込まれており、アウターチューブ11の内周面と摺接する。シール部材20は、インナーチューブ12の外周と、アウターチューブ11の内周との間の空間を環状油室17として区画する一方の区画部材を構成する。なお、シール部材20と対応する他方の区画部材としては、後述のアウターチューブ11に設けられたガイドブッシュ11Aが相当する。
突当面19Dは、インナーチューブ12の軸線に対して直交する直交面として形成され、インナーチューブ12の先端面である開放側端面12Dと全周に渡って接触し、インナーチューブ12の内部空間を封止する。
突当面19Dの下側において延長する筒部19Aの外周には、インナーチューブ12の内面に形成されたねじ部12Eと螺合するねじ部19Eが、軸方向に沿って所定範囲で形成される。図3に示すように、ねじ部19Eは、例えば雄ねじとしてねじ切り加工がなされており、突当面19Dから下方に延長する平坦面として形成された不完全ねじ部19Fを介して、軸方向の所定の範囲に渡って形成される。また、ねじ部19Eと螺合するねじ部12Eは例えば雌ねじとしてねじ切り加工がなされており、開放側端面12Dから下方に僅かに延長する平坦面として形成された不完全ねじ部12Fを介して、軸方向の所定の範囲に渡って形成される。つまり、インナーチューブ12の開放側端面12D側からロッドガイドケース19が螺入された場合、ねじ部12E;19E同士が強固に螺合するとともに、開放側端面12D側に形成され、互いに対向する不完全ねじ部12F;19Fが円周方向に沿って連続して延長する間隙としての環状流路Bを形成する。
換言すれば、環状流路Bは、開放側端面12Dから、ねじ部12Eとねじ部19Eとの螺合が開始される螺合始端部までの範囲(本例では、不完全ねじ部12F;19Fの範囲)に形成された間隙である。
また、突出上端部19Cの突当面19Dには、突出上端部19Cの外周面から不完全ねじ部19Fの周面に到達する深さの切欠溝19Gが形成される。切欠溝19Gは、例えば、突出上端部19Cの半径方向に延長するように形成され、インナーチューブ12にロッドガイドケース19を取り付けたとき、環状油室17と環状流路Bとを連通する外側流路Aを構成する。
また、不完全ねじ部19Fには、筒部19Aの肉厚方向に貫通する貫通孔19Hが設けられる。図4(a)に示すように、貫通孔19Hは、外側流路Aとして設けられた切欠溝19Gと対向するように180°位置ズレして設けられ、ロッドガイドケース19の内部空間である油溜室22と環状流路Bを連通する内側流路Cを構成する。このように、外側流路Aと内側流路Cとを180°位置ズレさせることで、外側流路Aから内側流路Cに至る流路長さが最長となって、油溜室22の空気室22Bから環状油室17への空気の逆流を防止することができる。また、切欠溝19Gと貫通孔19Hとを同一部材であるロッドガイドケース19に形成することで、環状流路Bに対して正確に流路長を設定することができる。また、インナーチューブ12へのロッドガイドケース19の組み付けに際し、外側流路Aや内側流路Cの位置を気にせずに組み付けできるので生産性を高めることが可能となる。
図4(b)に示すように、内側流路C、環状流路B、外側流路Aは、内側流路Cの流路断面Scの断面積が、環状流路Bの流路断面Sbの断面積や外側流路Aの流路断面Saの断面積よりも小さくなるように形成される。なお、流路断面Sa,Sb,Scは、各流路A,B,Cの流通方向と直交する断面をいう。
インナーチューブ12にロッドガイドケース19が取り付けられた状態において、筒部19Aのねじ部19Eより下側の外周空間は、インナーチューブ12の内周面との間で間隙を形成する。この間隙は、作動油室21におけるピストンロッド側油室21Aと連続する空間である。
図1に示すように、ロッドガイドケース19の底部19Bは、筒部19Aの下端部を閉塞するように形成される壁面であって、筒部19A及び底部19Bによってインナーチューブ12内に油溜室22と作動油室21とが区画される。油溜室22は、筒部19A及び底部19Bの内周によって形成された空間であり、その下側領域は、作動油が貯留される油室22Aとして機能し、上側領域は、空気室22Bとして機能する。また、空気室22Bは、フロントフォーク10における空気ばねとなる。
底部19Bには、作動油室21及び油溜室22との間で油を給排可能にする給排手段が設けられる。給排手段は、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を備える。
具体的には、チェック弁60は、ロッドガイドケース19の底部19Bをインナーチューブ12の軸心と同軸に厚さ方向に貫通する円孔として形成されるバルブ室61に設けられる。バルブ室61は、周面に上端側から階段状に拡径された段差部61Aを有する。このバルブ室61には、チェック弁60とバックアップスプリング62と、スプリングシート51と、ストッパリング51Aとが収容される。チェック弁60は、外周がフランジ状に形成される筒状の環状部品であって、フランジ部が段差部61Aと衝合することで、バルブ室61の開口を閉塞可能にする。チェック弁60のフランジ部は、例えば、段差部61Aとスプリングシート51の間隔よりも薄く形成される。このチェック弁60の内周には、ピストンロッド23を摺動自在に支持する円筒状のブッシュ63が圧入され、ブッシュ63を貫通するピストンロッド23の外周に沿って、バルブ室61の内周を上下変位可能に設けられる。
チェック弁60の下側には、例えば皿ばね状のバックアップスプリング62が設けられ、このバックアップスプリング62の下側には、バックアップスプリング62が着座するスプリングシート51が設けられている。バックアップスプリング62は、スプリングシート51に着座した状態において内周側若しくは外周側において周方向の複数ヵ所が、チェック弁60のフランジ部の下端面に当接する。スプリングシート51は、外周が半径方向に凹凸するような花弁状に形成され、この外周の凹凸部分を介して作動油が流通可能に構成される。ストッパリング51Aは、バルブ室61の段差部61Aよりも下側において半径方向に窪む溝に嵌着されて、スプリングシート51を下側から支持する。
すなわち、給排手段は、底部19Bに形成されたバルブ室61に、チェック弁60、バックアップスプリング62、スプリングシート51の順に収容し、バックアップスプリング62をやや縮めた状態でストッパリング51Aを取り付けることで構成される。スプリングシート51は、ピストンロッド23に設けたストッパリング52Aに係止させたスプリングシート52との間に介装されるリバウンドスプリング53のスプリングシートとしても機能し、フロントフォーク10の最伸長時に、リバウンドスプリング53をスプリングシート51とスプリングシート52との間で加圧することにより、最伸長ストロークが規制される。
この給排手段は、次のように動作する。
圧側行程では、チェック弁60は、インナーチューブ12に進入するピストンロッド23の移動にともなって下方に移動し、スプリングシート51の側に変位するとともに、段差部61Aとの間に隙間を形成する。これにより、油溜室22の作動油が、チェック弁60の外周と段差部61Aとの隙間を通ってピストンロッド側油室21Aへ流入可能となる。また、伸側行程では、チェック弁60は、インナーチューブ12から退出するピストンロッド23の移動にともなって上方に移動し、段差部61Aに押し付けられて、チェック弁60の外周とバルブ室61の内周との間の隙間を閉じる。これにより、ピストンロッド側油室21Aの作動油が圧側行程の逆経路での油溜室22への作動油の排出が阻止される。
図1に示すように、インナーチューブ12は、ロッドガイドケース19が取り付けられた状態において、底部19Bよりも下側に作動油室21のピストンロッド側油室21Aと環状油室17とに連通する油孔28を備える。油孔28は、例えばフロントフォークの伸び切り時に、ピストン26によってピストンロッド側油室21Aと環状油室17との連通が塞がれない位置に設けると良い。
次に、アウターチューブ11について説明する。
図2に示すように、アウターチューブ11は、インナーチューブ12が挿入される下端側の内周にガイドブッシュ11Aと、オイルシール11Bと、ダストシール11Cとを備える。ガイドブッシュ11Aは、前述のインナーチューブ12に設けられたシール部材20との間で、インナーチューブ12の外周とアウターチューブ11の内周との間の空間を環状油室17として区画する区画部材として機能する。また、ガイドブッシュ11Aは、インナーチューブ12に取り付けられたスライドブッシュ12Aとの間で互いの摺動を自在に支持する支持部材としての機能も有する。環状油室17は、上述したインナーチューブ12の内外に貫通する油孔28を介して、ピストンロッド側油室21Aと常時連通し、作動油が充填される。オイルシール11Bは、インナーチューブ12とアウターチューブ11との摺動にともない、ガイドブッシュ11Aから漏れる作動油の外部への流出を阻止する。また、ダストシール11Cは、外部からの水分や埃等の異物の浸入を阻止する。
環状油室17は、アウターチューブ11の内周とインナーチューブ12の外周とで形成される環状の隙間からなり、この断面積をS1とした場合、ピストンロッド23の断面積(外周に囲まれる領域の面積)S2より大きく(S1>S2)なるように形成される。すなわち、環状油室17の断面積S1を決定するアウターチューブ11の内径とインナーチューブ12の外径とが、ピストンロッド23の断面積S2よりも大きくなるように設定される。
図1に示すように、アウターチューブ11の上端開口部には、キャップ13が液密に螺着される。このキャップ13には、ピストン26を固定するためのピストンロッド23が取り付けられる。ピストンロッド23は、所定長さの中空円筒体からなり、キャップ13の下側の中心部に螺着して設けられた取付カラー24に一端側を螺着させた上で、このピストンロッド23のねじ部に螺合するロックナット24Aを取付カラー24に向けて締め付けることでキャップ13に固定される。ピストンロッド23は、キャップ13に固定された状態において、先端が底部19Bよりも下側に貫通し、作動油室21に至る。
ピストンロッド23の先端には、ピストンボルト25が設けられ、このピストンボルト25にピストン26が固定される。ピストン26は、外周にインナーチューブの内周面と摺動するピストンリング26Aを備え、作動油室21をピストンロッド23が延在するピストンロッド側油室21Aと、当該ピストンロッド側油室21Aの下方においてピストンリング26Aによって封止されるピストン側油室21Bとに区画する。
ピストン26は、減衰力を発生させる減衰力発生装置を備える。減衰力発生装置は、フロントフォーク10の圧縮時に、ピストン側油室21Bに存する作動油をピストンロッド側油室21Aに流通させる圧側流路41と、フロントフォーク10の伸長時に、ピストンロッド側油室21Aに存する作動油をピストン側油室21Bに流通させる伸側流路42とを備える。圧側流路41と伸側流路42とは、ピストン26の厚さ方向に貫通する貫通孔としてそれぞれ異なる位置に形成される。
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(圧側減衰バルブ)41A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(伸側減衰バルブ)42Aにより開閉される。なお、バルブストッパ41B、圧側ディスクバルブ41A、ピストン26、伸側ディスクバルブ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40として構成され、ピストンボルト25に螺着されるピストンナット27に挟まれて固定される。
フロントフォーク10は、減衰力調整装置を備える。
減衰力調整装置は、圧側ディスクバルブ41Aを閉じ方向に付勢するバルブ押えスプリング97のセット荷重を調整して圧側ディスクバルブ41Aの撓み変形による減衰力を調整する第2調整機構90と、ニードル弁85をピストンロッド23の中空部に挿入し、ピストンロッド23に設けたバイパス路45の開度をニードル弁85の上下動により調整することでピストンロッド側油室21Aとピストン側油室21Bとの間の作動油の流通量を調整する第1調整機構80とにより構成される。なお、上記バイパス路45とは、ピストン26の上記圧側流路41及び伸側流路42を経由せずに、ピストンボルト25の内部に作動油を流通させ、ピストンロッド側油室21Aとピストン側油室21Bとに通じる流路である。
第1調整機構80と第2調整機構90により減衰力の調整を行う操作部は、キャップ13に設けられる。まず、第1調整機構80と第2調整機構90の操作部について説明する。キャップ13は、取付カラー24との間で形成される空間の内部に操作部である第1アジャストボルト81、第2アジャストボルト91を収容するキャップ組立体200として構成される。取付カラー24の下端には、ピストン26を固定するためのピストンロッド23が取り付けられる。
ピストンロッド23は、所定長さの中空円筒体からなり、取付カラー24と螺合するねじ部に設けられたロックナット24Aを、取付カラー24に向けて締め付けることでキャップ13に固定される。
ピストンロッド23の中空部には、ピストンロッド23の内径よりも小径な円筒状のプッシュロッド72が挿通され、さらに、プッシュロッド72の中空部にプッシュロッド72の内径よりも小径なプッシュロッド71が挿通される。プッシュロッド71は、第1アジャストボルト81を操作することにより軸方向に移動して減衰力を調整可能とし、プッシュロッド72は、第2アジャストボルト91を操作することにより、軸方向に移動して減衰力を調整可能とする。
キャップ13の内周と取付カラー24の外周とで形成される環状凹部201には、ストッパラバー13Aが装填される。ストッパラバー13Aの下側には、取付カラー24の外周に円環状のストッパ板13Bを装着するとともに、このストッパ板13Bを取付カラー24に係止するためのストッパリング13Cが係着される。
第1調整機構80の第1アジャストボルト81及び第2調整機構90の第2アジャストボルト91は、キャップ13の中心から外れる位置に並置されて形成される2つの装填孔のそれぞれに、図示しないOリング等を介して、キャップ13の裏面側から液密に挿着される。
第1アジャストボルト81及び第2アジャストボルト91は、アジャストナット82、92とともに、取付カラー24がキャップ13に螺着することで形成される中心凹部202に収容される。
アジャストナット82、92は、取付カラー24の内周に摺接可能に中心凹部202に第1アジャストボルト81及び第2アジャストボルト91と共に収容される。第1アジャストナット82は、対応する第1アジャストボルト81のねじ部81Aが螺合するねじ孔82Aと、第2アジャストボルト91のガイド部91Bが挿通するガイド孔82Bを備える。第2アジャストナット92は、対応する第2アジャストボルト91のねじ部91Aが螺合するねじ孔92Aと、第1アジャストボルト81に嵌合したガイド部81Bが挿通するガイド孔92Bを備える。ピストンロッド23及びプッシュロッド72の中空部から突出するプッシュロッド71が、第2アジャストナット92の中心孔92Cを貫通して第1アジャストナット82の下端面に突き当てられ、ピストンロッド23の中空部から突出するプッシュロッド72が第2アジャストナット92の中心孔92Cまわりの下端面に突き当てられる。
このキャップ組立体200は、キャップ13がOリング203を介してアウターチューブ11の上端開口部に液密に螺着される。
第1調整機構80の第1アジャストボルト81の上端操作部80Aと、第2調整機構90の第2アジャストボルト91の上端操作部90Aは、キャップ組立体200を構成するキャップ13の平面視で、キャップ13の中心から外れる位置にて、キャップ13の上面と面一をなすレベルにおいて互いに並置される。そして、第1調整機構80の第1アジャストボルト81は、キャップ13内において、回転のみ可能となり軸方向には移動しないように枢支され、第2調整機構90の第2アジャストボルト91もキャップ13に回転だけして軸方向には移動しないように枢支される。
従って、第1アジャストボルト81の回転操作により、このアジャストボルト81が螺合している第1アジャストナット82は、第1アジャストナット82のガイド孔82Bと第2アジャストボルト91のガイド部91Bとの係合を介して回り止めかつ軸方向に案内されて軸方向に上下動する。
また、第2アジャストボルト91の回転操作により、第2アジャストボルト91が螺合している第2アジャストナット92は、当該第2アジャストナット92のガイド孔92Bと第1アジャストボルト81のガイド部81Bとの係合を介して回り止めかつ軸方向に案内されて軸方向に上下動する。
上記第2アジャストボルト91により減衰力が調整される第2調整機構90は、概略プッシュロッド72と、バルブ押えスプリング97と、バルブ押え96とで構成される。
プッシュロッド72の下端と当接する押動片94は、ピストンロッド23の下端側直径方向の両側に、軸方向に延びる長孔状に設けられたガイド孔23Aに両側の突起を係入して軸方向にスライド可能に取り付けられる。
ピストンロッド23の中空部に挿入されているプッシュロッド72の下端面は、押動片94の上面と直接接し、ピストンボルト25に挿入されたニードル弁85の軸部がプッシュロッド72の下端部に挿入される。なお、プッシュロッド72と軸部とは、所定の遊びを有する。
ピストンロッド23の下端部(ピストンボルト25)まわりには、押動片94の両端突起に下方から衝合するばね受け95と、圧側ディスクバルブ41Aの上面(背面)に衝合するバルブ押え96とが配置される。ばね受け95とバルブ押え96との間には、バルブ押えスプリング97が介装される。
ばね受け95は、カップ状をなし、カップの内周下端にて押動片94の両側突起と衝合し、カップの上端外周フランジにバルブ押えスプリング97の上端が着座する。バルブ押え96は、圧側ディスクバルブ41Aの上面の所定位置を円周方向に沿って全周連続的若しくは間欠的に衝接する円環状押え部96Aと、ピストンボルト25の上端外周にスライドガイドされるスライド部96Bと、ピストンロッド側油室21Aを圧側流路41、伸側流路42、バイパス路45に連通する油路96Cを備え、外周段差部にバルブ押えスプリング97が着座する。
第2調整機構90のアジャストボルト91を回転させることで、プッシュロッド72が軸方向に移動し、プッシュロッド72の下端面と衝接している押動片94がばね受け95を上下に移動させて、バルブ押えスプリング97を伸縮することによりバルブ押えスプリング97のセット荷重が調整される。これにより、バルブ押えスプリング97のセット荷重がバルブ押え96を介して圧側ディスクバルブ41Aをピストン26の上端面に押し付けられるように付勢され、圧側ディスクバルブ41Aの撓み変形による圧側減衰力が調整される。
上記第1アジャストボルト81により減衰力が調整される第1調整機構80は、概略ニードル弁85と、プッシュロッド71とで構成される。ニードル弁85は、ピストンロッド23の下端の中空部に装着されたインナーベース84に外周が支持される。インナーベース84は、外周にフランジ部を有する筒状部材であって、筒部をピストンロッド23の下端中空部に装着し、フランジ部をピストンボルト25の内径段差部と、ピストンロッド23の下端とで挟圧固定される。なお、インナーベース84は、ピストンロッド23の中空部に圧入されても良い。
インナーベース84の内周には、ニードル弁85の外周が液密に挿入される。ニードル弁85は、ピストンロッド23の外周に摺接するフランジ部85Aを備え、フランジ部85Aの下端面とインナーベース84の上端面との間にスプリング86を介挿してニードル弁85が設けられる。スプリング86は、ニードル弁85を軸方向の上方(開弁方向)に付勢し、ニードル弁85の上端面によりプッシュロッド71を上方に押し上げ、上記第1アジャストナット82に押圧する。
したがって、第1アジャストボルト81を回転させることで、第1アジャストナット82を上下動させると、プッシュロッド71と軸方向に衝合しているニードル弁85がピストンボルト25に対して上下動する。これにより、ピストンボルト25に設けてあるバイパス路45の縦孔上端部の図外の弁シートに対してニードル弁85が進退することで、バイパス路45の開度が調整され、バイパス路45の通路抵抗による圧側と伸側の減衰力を調整可能に構成される。
以下、フロントフォーク10の動作について説明する。
[圧側行程]
図5(a),(b)に示すように、圧側行程では、アウターチューブ11に対してインナーチューブ12が進入することで、突出上端部19Cの膨出部19Jと、ガイドブッシュ11Aとの距離が離間して環状油室17の容積が膨張する。この膨張により、インナーチューブ12の作動油室21に進入したピストンロッド23の進入容積分の作動油がインナーチューブ12の油孔28を介して環状油室17に流入する。
具体的には、フロントフォークの伸び動作による環状油室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より大きいことから、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。圧側行程での環状油室17は、空気室22Bに対して負圧状態となるが、内側流路Cの流路断面Scが小さいことから、空気室22Bの空気が圧縮されながら内側流路C内に進入することになる。
車体の共振点以上の高周波のフロントフォーク10の動作においては、環状油室17に到達する前に次の伸側行程に移行するため、内側流路Cに進入した空気室22Bの空気が、例えば特許文献2で示したエア逃がし路と比して、長い流路の環状流路Bにより、再び空気室22Bに呼び戻される。これにより、特許文献2に存在するような、エア逃がし路を開閉するチェック弁を要さずに、空気室22Bの空気の環状油室17への逆流が防止される。ここで、車体の共振点とは、走行時に路面から車輪に入力される振動の周波数と、車輪に入力された振動がフロントフォーク10を介して車体に入力されたときの車体に伝達された振動の周波数とが一致したときをいう。
なお、この圧側行程では、低速域においてニードル弁85により開度調整されたバイパス路45の通路抵抗により圧側減衰力が発生し、中高速域において圧側ディスクバルブ41Aの撓み変形により圧側減衰力が発生する。
[伸側行程]
伸側行程では、図6(a),(b)に示すように、アウターチューブ11に対してインナーチューブ12が退出することで、突出上端部19Cの膨出部19Jと、ガイドブッシュ11Aとの距離が近接して環状油室17の容積が収縮する。この収縮により環状油室17の作動油が、環状油室17内の上部に溜まった気泡を外側流路A、環状流路B、内側流路Cを経由して油溜室22に押し出すとともに、作動油室21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からインナーチューブ12の油孔28を介してインナーチューブ12の内周のピストンロッド側油室21Aに流入する。具体的には、フロントフォークの伸び動作による環状油室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より大きいことから、環状油室17からの作動油の排出量のうち、(ΔS1−ΔS2)の余剰分が外側流路A、環状流路B、内側流路Cを経由して油溜室22に排出されることになる。
なお、この伸側行程では、低速域においてニードル弁85により開度調整されたバイパス路45の通路抵抗により伸側減衰力が発生し、中高速域において伸側ディスクバルブ42Aの撓み変形により伸側減衰力が発生する。また、上述の外側流路A、環状流路B、内側流路Cの通路抵抗による伸側減衰力も得られる。
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。例えば、以下に示すように構成しても良い。
実施形態2
外側流路Aの他の形態として、図7に示すように、ロッドガイドケース19の突当面19Dと、インナーチューブ12の開放側端面12Dとの間にリング部材120を配設し、このリング部材120の周囲に設けられた切欠き部120Aを外側流路Aとしても良い。この場合、環状流路Bの流路断面Sbや内側流路Cの流路断面Scに対する流路断面Saは、ワッシャの厚さや切欠き部の寸法を変更することで調整可能である。
実施形態3
また、外側流路Aの他の形態として、図8に示すように、インナーチューブ12の先端側に厚さ方向に切り欠かれた切欠き部121として形成しても良い。
実施形態4
また、内側流路Cの他の形態として、内側流路Cを複数設けても良い。この場合、複数の内側流路Cの流路断面Scの断面積の総和面積が、環状流路Bの流路断面Sbの断面積、及び外側流路Aの流路断面Saの断面積よりも小さくなるように設定すると良い。このように構成することで、油溜室22の空気室22Bの空気の環状油室17や、インナーチューブ12及びロッドガイドケース19の隙間への空気の逆流を防止することができる。
また、実施形態1においては、環状流路Bをロッドガイドケース19のねじ部19Eと連続する不完全ねじ部19Fと、インナーチューブ12のねじ部12Eと連続する不完全ねじ部12Fとの間に設けるものとして説明したが、これに限定されず、突当面19Dからねじ部19Eの螺合始端部までの範囲であれば、不完全ねじ部12F;19Fを利用せずとも、その位置を適宜設定することが可能である。
また、ロッドガイドケース19の底部19B側に所定寸法の口径で厚さ方向に貫通する貫通孔としての微小流路を設けて、油溜室22と作動油室21とを連通させても良い。この場合、微小流路は、伸側行程でピストンロッド側油室21Aの作動油が油溜室22へ流入するように、周方向に少なくとも1ヵ所以上設けると良い。
本実施形態1乃至実施形態4で示すフロントフォーク10は、減衰力調整装置としての第1及び第2調整機構80;90を備えるものとして説明したが、第1及び第2調整機構80;90を備えていないフロントフォークであっても、上記説明した効果を得ることができる。
10 フロントフォーク、11 アウターチューブ、11A ガイドブッシュ、
12 インナーチューブ、12E ねじ部、17 環状油室、
19 ロッドガイドケース、19A 筒部、19B 底部、19D 突当面、
19E ねじ部、20 シール部材、
21 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、22A 油室、22B 空気室、
23 ピストンロッド、26 ピストン、
28 油孔、A 外側流路、B 環状流路、C 内側流路。

Claims (6)

  1. アウターチューブ内で移動自在に挿入されたインナーチューブと、
    前記アウターチューブの内周及び前記インナーチューブの外周とで形成された空間を軸方向に区画する複数の区画部材により形成された環状油室と、
    前記インナーチューブの開放側端部に取り付けられ、該インナーチューブの内部空間を軸方向に沿って油溜室、及び作動油室に区画する隔壁部材と、
    前記隔壁部材の外周から半径方向に突出し、前記隔壁部材が前記インナーチューブに取り付けられた状態において、前記インナーチューブの開放側端面と突当たる突当面と、
    前記アウターチューブに取り付けられ、前記隔壁部材を貫通して前記作動油室内に至るピストンロッドと、
    前記ピストンロッドの前記作動油室側に設けられ、前記インナーチューブの内周と摺接するとともに、前記作動油室をピストンロッド側油室、及びピストン側油室に区画するピストンと、
    前記インナーチューブに設けられ、前記環状油室、及びピストンロッド側油室間を連通する油孔とを備え、
    前記環状油室の断面積が前記ピストンロッドの断面積よりも大きく設定された車両用の油圧緩衝器であって、
    前記隔壁部材は、前記インナーチューブに対して、前記隔壁部材の外周の軸方向所定範囲に形成されたねじ部と、前記インナーチューブの内周の軸方向所定範囲に形成されたねじ部との螺合により取り付けられ、
    前記突当面から前記ねじ部の螺合始端部までの範囲で、前記隔壁部材の外周、及び前記インナーチューブの内周との間に円周方向に沿って連続して形成された環状流路と、前記インナーチューブの開放端面側に位置する区画部材よりも前記環状油室側に形成され、該環状油室、及び前記環状流路間を連通する外側流路と、
    前記隔壁部材に形成され、前記環状流路、及び前記油溜室間を連通する内側流路と、を備えたことを特徴とする油圧緩衝器。
  2. 前記環状流路が、前記隔壁部材に形成されたねじ部、及び前記インナーチューブに形成されたねじ部における螺合始端側の不完全ねじ部の範囲に形成されたことを特徴とする請求項1記載の油圧緩衝器。
  3. 前記外側流路が、前記隔壁部材の突当面の一部が切り欠かれ、前記環状油室、及び前記環状流路間に達する溝として形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の油圧緩衝器。
  4. 前記外側流路が、前記隔壁部材の突当面と、前記インナーチューブの開放端面との間に配設されたリング部材に設けられた切欠き部により形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の油圧緩衝器。
  5. 前記内側流路の流路断面の断面積が、環状流路の流路断面の断面積、及び外側流路の流路断面の断面積よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか記載の油圧緩衝器。
  6. 前記内側流路が、前記隔壁部材に複数設けられ、
    前記複数の内側流路の流路断面の断面積の総和面積が、環状流路の流路断面の断面積、及び前記外側流路の流路断面の断面積よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか記載の油圧緩衝器。
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