JP2592832Y2 - 油圧緩衝器のピストンチェックバルブ構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、油圧緩衝器の伸縮動
作時において作動油の流れを制御するピストンチェック
バルブの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の油圧緩衝器におけるピス
トンチェックバルブは、ピストンに設けた圧側ポートの
出口部分と係止部であるバルブストッパとの間に剛性を
もった平板状のバルブを移動自在に配置し、この平板状
のバルブをバルブストッパとの間に介装したスプリング
で上記ピストンにおける圧側ポートの出口部分へと押し
付けることによって構成している。

【０００３】そして、当該油圧緩衝器の圧縮行程時にあ
っては、ベースバルブをもつ形式の油圧緩衝器（例えば
複筒型油圧緩衝器）の場合、ビストンによって区画され
た下部油室内の作動油を、当該ピストンの圧側ポートか
らチェックバルブを押し開いて上部油室へと押し出しつ
つ、ピストンロッドの侵入体積分に相当する量の作動油
を下部油室からベースバルブの減衰バルブを押し開いて
リザーバに流し、これらベースバルブの減衰バルブとピ
ストンのチェックバルブを通る作動油の流動抵抗で圧側
減衰力を発生する。

【０００４】また、ピストンロッドの侵入および退出体
積分の作動油を補償するガス室を備えた油圧緩衝器（例
えば単筒型油圧緩衝器）にあっては、同様に下部油室内
の作動油をピストンに設けた圧側ポートからチェックバ
ルブを押し開いて上部油室に流し、このチェックバルブ
を通る作動油の流動抵抗で圧側減衰力を発生しつつ、か
つ、ピストンロッドの侵入体積分に相当する作動油量を
ガス室の圧縮によって補償する。

【０００５】一方、油圧緩衝器の伸長行程時において
は、前者の形式の油圧緩衝器の場合、ピストンによって
区画された上部油室内の作動油を、当該ピストンの伸側
ポートからチェックバルブと並列に設けた伸側減衰バル
ブを押し開いて下部油室へと押し出しつつ、この伸側減
衰バルブを通る作動油の流動抵抗で伸側減衰力を発生す
ると共に、ピストンロッドの退出体積分に相当する量の
作動油をリザーバからベースバルブのチェックバルブを
開いて抵抗なく下部油室へと吸い込む。

【０００６】また、後者の形式のものにあっては、同様
に上部油室内の作動油を当該ピストンの伸側ポートから
チェックバルブと並列に設けた伸側減衰バルブを押し開
いて下部油室に流し、この伸側減衰バルブを通る作動油
の流動抵抗で伸側減衰力を発生しつつ、かつ、ピストン
ロッドの退出体積分に相当する作動油量をガス室の膨張
によって補償する。

【０００７】このように、複筒型或いは単筒型の何れの
形式の油圧緩衝器にあってもピストンに設けたチェック
バルブは、油圧緩衝器の圧縮動作に伴って拡大する上部
油室へと作動油を補給する役目と同時に、前者にあって
は圧側発生減衰力の一部を負担する役目を、また、後者
にあっては圧側減衰力の発生そのものを受け持つ役目の
両方を併せもつ。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】このことから、当該チ
ェックバルブは、油圧緩衝器において要求される圧側減
衰力特性に合わせて構成しなければならないのは勿論の
こと、圧縮行程時において拡大する上部油室への作動油
の補給に支障をきたして当該上部油室に負圧が生じ、こ
の負圧によってキャビテーションや異音の発生をもたら
さないように構成してやらなければならない。

【０００９】また、そればかりでなく、油圧緩衝器の圧
縮行程から伸長行程への切り換わり時に当該チェックバ
ルブに閉じ遅れが発生すると、それに伴って、伸側発生
減衰力の立ち上がり特性にだれが生じることから、当該
チェックバルブに閉じ遅れが発生しないようにもしてや
らなければならない。

【００１０】しかし、前記した従来の平板状のチェック
バルブ構造では、上記全ての要求を満たすことが困難で
あるという不都合をもつ。

【００１１】何となれば、圧縮行程時において拡大する
上部油室への作動油の補給作用を確保し、負圧によるキ
ャビテーションや異音の発生を防止してやるには、流動
する作動油量が多くなる油圧緩衝器の圧側高速域におい
て、チェックバルブが充分な開口面積をもって開くよう
に当該チェックバルブのリフト量をできるだけ大きくと
ってやらなければならない。

【００１２】反面、油圧緩衝器の圧縮行程から伸長行程
への切り換わり時におけるチェックバルブの閉じ遅れに
よる伸側発生減衰力の立ち上がり特性のだれ防止を考慮
すると、当該チェックバルブのリフト量はできるだけ小
さい方が有利であるという相反する結果をもつからであ
る。

【００１３】また、そればかりでなく、上記負圧による
キャビテーションや異音の発生防止と伸側発生減衰力の
立ち上がり特性のだれ防止の両方を考慮してチェックバ
ルブのリフト量を決めようとすると、双方の兼ね合いか
ら油圧緩衝器の圧縮動作が中速域に達した時点でチェッ
クバルブが全開状態になるように当該チェックバルブの
リフト量を制限してやらなければならない。

【００１４】そのために、中速域以上の圧側減衰力特性
は、当該チェックバルブの最大開口面積を通る作動油の
流動抵抗よって一義的に決まってしまい、要求に合わせ
て油圧緩衝器の圧側中速域の発生減衰力のみを上下しよ
うとしても、それと同時に高速域の発生減衰力も上下し
てしまって要求する圧側減衰力特性が得られないことに
なるからである。

【００１５】したがって、この考案の目的は、ピストン
に設けるチェックバルブのリフト量を比較的小さくして
閉じ側への応答性を確保することにより、油圧緩衝器の
圧縮行程から伸長行程への切り換わり時に発生し易い伸
側発生減衰力の立ち上がり特性のだれを防止しながら、
かつ、圧縮行程時の高速域にあっても拡大する上部油室
への作動油の補給作用を損なうことがなく、しかも、圧
側高速域での発生減衰力をそのままにして中速域のみの
発生減衰力を変更することのできる新規なこの種油圧緩
衝器のピストンチェックバルブを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この考案において、上記
の目的は、撓み可能なリーフバルブと、当該撓み可能な
リーフバルブの背面側に配設した小径のサポートとによ
ってピストンチェックバルブを構成することによって達
成される。

【００１７】そして、上記サポートを係止部に当てるこ
とでチェックバルブのリフト量を制限しつつ、当該チェ
ックバルブをピストンにおける圧側ポートの出口部分と
係止部間に移動自在に配置することによって達成され
る。

【００１８】

【作用】すなわち、この考案によれば、油圧緩衝器の圧
縮動作が低速域にある間は、流動する作動油量に応動し
てリーフバルブとサポートからなるピストンチェックバ
ルブがリフトし、上部油室へと殆ど抵抗な作動油を送り
込む。

【００１９】一方、油圧緩衝器の圧縮動作が中速域に入
って流動する作動油量が殖えると、リーフバルブとサポ
ートからなる当該チェックバルブがそのまま全開位置ま
でリフトし、上部油室へと作動油を充分に送り込むと共
に、このチェックバルブの開口部で作動油に流動抵抗を
与える。

【００２０】したがって、ピストンチェックバルブのリ
フト量を圧側中速域での望ましい発生減衰力特性に合わ
せて設定しておけば、当該チェックバルブの開放に伴う
開口部の流動抵抗で圧側減衰力の負担分或いは圧側減衰
力そのものを発生する。

【００２１】また、油圧緩衝器の圧縮動作がさらに速く
なって高速域に入ると、それに伴って増加する作動油の
流動量に応じてピストンチェックバルブを構成するリー
フバルブの外周部分が、サポートの外縁を支点として上
部油室側へと撓み、当該チェックバルブの開口部面積を
増大させる。

【００２２】これにより、上記リーフバルブの剛性を高
速域での望ましい発生減衰力特性に合わせて選定してお
けば、リーフバルブの撓みに伴うチェックバルブの開口
部面積の増加によって上部油室へと充分な作動油の送り
込みを補償しつつ、かつ、このリーフバルブの撓み特性
に応じた開口面積によって圧側減衰力の負担分或いは圧
側減衰力そのものを発生することになる。

【００２３】かくして、ピストンにおけるチェックバル
ブのリフト量を比較的小さくして閉じ側への応答性を確
保することにより、油圧緩衝器の圧縮行程から伸長行程
への切り換わり時に発生し易い伸側発生減衰力の立ち上
がり特性のだれを防止しながら、かつ、圧縮行程時の高
速域にあっても拡大する上部油室への作動油の補給作用
を損なうことがなく、しかも、このチェックバルブのリ
フト量と当該チェックバルブを構成するリーフバルブの
撓み特性とを選ぶことによって、圧側高速域での発生減
衰力を変化させることなく中速域での発生減衰力のみを
変更することが可能になるのである。

【００２４】

【実施例】以下、図面に基づいてこの考案を説明する。

【００２５】図１は、この考案を油圧緩衝器の１つであ
る二輪車用フロントフォークに実施した例を示すもので
あって、当該フォロントフォークは、車体側に連結する
アウタチューブ２０と、当該アウタチューブ２０内に抜
き差し自在に挿入した前輪支架用のインナチューブ２１
とからなる。

【００２６】インナチューブ２１の下底からは上方へと
向かってシリンダ２２が起立しており、シリンダ２２の
上端を密封するシールキャップ２３とアウタチューブ２
０の上端（この部分は図示省略）との間に懸架用のコイ
ルスプリング２４が介装されていて、このコイルスプリ
ング２４の復元力により車体を前輪に対して弾性的に支
持する。

【００２７】シリンダ２２内にはピストン２５が摺動自
在に挿入され、このピストン２５によってシリンダ２２
内を上部油室Ａと下部油室Ｂとに区画すると共に、シリ
ンダ２２内を除くアウタチューブ２０とインナチューブ
２１内がリザーバ室Ｃとなっている。

【００２８】ピストン２５は保持部材２６によって支持
されており、この保持部材２６からは、シリンダ２２の
シールキャップ２３を貫通してピストンロッド２７が上
方へと延び、このピストンロッド２７の上端はアウタチ
ューブ２０の上端部分に取り付けられている。

【００２９】ピストン２５は、伸側ポート２８と圧側ポ
ート２９とを備え、伸側ポート２８の下端出口側は、内
周固定の伸側減衰力発生用のリーフバルブ３０によって
閉じられており、かつ、圧側ポート２９の上端出口側
は、スプリング４５を押して上部油室Ａ側へと開くチェ
ックバルブ３１で覆われている。

【００３０】これら伸側および圧側ポート２８，２９と
並行して保持部材２６とピストンロッド２７に亙り、上
部油室Ａからリザーバ室Ｃ側に通じるバイパス油路３２
（リザーバ室Ｃへの連通部分は図示省略）が設けてあ
り、このバイパス油路３２の途中には、外部から中空の
操作ロッド３３を通して調整可能な可変オリフィス３４
を形作るニードルバルブ３５が介装してある。

【００３１】一方、インナチューブ２１とシリンダ２２
の下端を密封するキャップ体３６には、前記ピストン２
５と対向してベースバルブ機構が配設してあり、このベ
ースバルブ機構は、キャップ体３６に固定した隔壁体３
９を有する。

【００３２】隔壁体３９には、伸側ポート３７と圧側ポ
ート３８がそれぞれ穿設してあり、伸側ポート３７の上
端出口側は、スプリング４６を押して下部油室Ｂ側へと
開くチェックバルブ４０で覆われており、かつ、圧側ポ
ート３８の下端出口側は、内周固定の圧側減衰力発生用
のリーフバルブ４１によって閉じられている。

【００３３】また、隔壁体３９を保持するキャップ体３
６にも先のピストン２５と同様に、伸側および圧側ポー
ト３７，３８と並行して下部油室Ｂからリザーバ室Ｃ側
に通じるバイパス油路４２が設けてあり、このバイパス
油路４２の途中に可変オリフィス４３を形作るニードル
バルブ４４が介装され、このニードルバルブ４４を外部
から調整操作し得るようにしてある。

【００３４】これにより、フロントフォークの伸長行程
時にあっては、上部油室Ａからピストン２５側のバイパ
ス油路３２を通してリザーバ室Ｃに流れる作動油に対し
て可変オリフィス３４が与える流動抵抗と、ピストン２
５の伸側ポート２８から伸側減衰力発生用のリーフバル
ブ３０を押し開いて下部油室Ｂに向かう作動油の流れに
対し当該リーフバルブ３０が与える流動抵抗とで伸側減
衰力を発生する。

【００３５】また、このとき、下部油室Ｂには、ピスト
ンロッド２７の退出体積分に相当する量の作動油がリザ
ーバ室Ｃから隔壁体３９の伸側ポート３７を通してチェ
ックバルブ４０を開きつつ殆ど抵抗なく補給される。

【００３６】一方、フロントフォークの圧縮行程時にあ
っては、下部油室Ｂ内の作動油が、ピストン２５の圧側
ポート２９からチェックバルブ３１を押し開いて上部油
室Ａ流入すると共に、ピストンロッド２７の侵入体積分
に相当する量の作動油が、ベースバルブ機構におけるキ
ャップ体３６のバイパス油路４２を通して、また、隔壁
体３９の圧側ポート３８から圧側減衰力発生用のリーフ
バルブ４１を押し開いてリザーバ室Ｃに流れる。

【００３７】これにより、上記バイパス油路４２を通る
作動油の流れに対して可変オリフィス４３が与える流動
抵抗と、隔壁体３９の圧側ポート３８から圧側減衰力発
生用のリーフバルブ４１を押し開きつつ流れる作動油に
対してリーフバルブ４１が与える流動抵抗とで圧側減衰
力を発生する。

【００３８】また、上記に加え、特に、ピストン２５に
設けたチェックバルブ３１を通る作動油の流量が多くな
るフロントフォークの圧縮動作の中・高速域において、
当該チェックバルブを全開位置までリフトさせてその上
昇を制限し、作動油に対しチェックバルブ３１の開口部
による絞り効果により流動抵抗を与えて圧側減衰力の一
部を負担する。

【００３９】上記したフロントフォークに対してこの考
案を実施するために、ピストン２５における圧側ポート
２９の出口部分に対して設けたチェックバルブ３１は、
図２の拡大図にみられるような構成をとっている。

【００４０】図２の左半分に示されているように、チェ
ックバルブ３１は、撓み可能の薄板円盤で構成したリー
フバルブ４７と、当該リーフバルブ４７の背面側に配設
した小径のサポート４８とで構成されている。

【００４１】そして、これらリーフバルブ４７とサポー
ト４８は、ピストン２５とその上方に配置された係止部
であるバルブストッパ４９間に位置して、当該サポート
４８とバルブストッパ４９との間にスプリング４５を介
装した状態で保持部材２６に取り付けたバルブガイド５
０の外周面に沿い移動自在に設けてある。

【００４２】これにより、チェックバルブ３１を通して
流れる作動油は、フロントフォークの圧縮動作が低速域
にある間は、流動する作動油量に応動してリーフバルブ
４７とサポート４８とからなるチェックバルブ３１をス
プリング４５に抗して開きつつ下部油室Ｂから上部油室
Ａへと向かっ流動する。

【００４３】なお、スプリング４５は、フロントフォー
クが圧縮行程から伸長行程に切り換わる際のチェックバ
ルブ３１の閉じ遅れを極力防ぐための比較的弱いもので
あって、したがって、上記下部油室Ｂから上部油室Ａに
向かう作動油の流動に対しては殆ど抵抗を与えることは
ない。

【００４４】一方、フロントフォークの圧縮動作が中速
域に入って流動する作動油の量が殖えると、チェックバ
ルブ３１を構成するリーフバルブ４７がサポート４８を
伴って図２の右半分に仮想線で示されるように、サポー
ト４８が係止部であるバルブストッパ４９に当ってその
動きを阻止される全開位置までリフトし、下部油室Ｂか
ら上部油室Ａに向かって作動油を充分に送り込みつつ、
かつ、この全開位置までリフトしたリーフバルブ４７の
開口部で作動油に流動抵抗を与える。

【００４５】したがって、チェックバルブ３１のリフト
量を圧縮動作における中速域での望ましい負担減衰力特
性に合わせて設定しておけば、このチェックバルブ３１
の開放に伴う開口部の流動抵抗で所望の伸側減衰力を負
担することになる。

【００４６】また、フロントフォークの圧縮動作がさら
に速くなって高速域に入ると、それに伴い、増加する作
動油の流動量に応じてチェックバルブ３１を構成するリ
ーフバルブ４７の外周部分が、図２の右半分に実線で示
されるようにサポート４８の外縁を支点として上部油室
Ａ側へと撓み、チェックバルブ３１の開口部面積は作動
油の流動量に応じて増大する。

【００４７】これにより、上記リーフバルブ４７の剛性
を圧縮動作における高速域での望ましい負担減衰力特性
に合わせて選定しておいてやれば、リーフバルブ４７の
撓みに伴うチェックバルブ３１の開口部の面積増加によ
って上部油室Ａへと充分な作動油の送り込みを補償しつ
つ、かつ、このチェックバルブ３１の撓み特性に応じた
開口面積によって高速域での圧側負担減衰力を発生する
ことになる。

【００４８】なお、この実施例の場合、係止部であるバ
ルブストッパ４９は、その際にリーフバルブ４７が撓み
過ぎで破壊するのを防止する役目をも兼ねており、した
がって、若し、このリーフバルブ４７の先端部と対向す
る位置にリーフバルブ４７の撓み過ぎを防止するような
適当な部材がない場合には、図２の左半分に仮想腺で示
すような円盤状のバルブストッパ４９ａをサポート４８
上に重ね、当該バルブストッパ４９ａをリーフバルブ４
７とサポート４８と共にバルブガイド５０に沿って移動
自在に設けてやればよい。

【００４９】かくして、ピストン２５の圧側ポート２９
に対して設けたチェックバルブ３１のリフト量を比較的
小さくして閉じ側への応答性を確保することにより、油
圧緩衝器の圧縮行程から伸長行程への切り換わり時に発
生し易い伸側発生減衰力の立ち上がり特性のだれを防止
しながら、かつ、圧縮行程時の高速域にあっても拡大す
る上部油室Ａへの作動油の補給作用を損なうことがな
く、しかも、このチェックバルブ３１のリフト量と当該
チェックバルブ３１におけるリーフバルブ４５の撓み特
性とを選ぶことによって、高速域での圧側発生減衰力を
変化させることなく中速域での発生減衰力のみを変更す
ることが可能になるのである。

【００５０】また、図３は、自動二輪車用リヤクッショ
ンユニットである油圧緩衝器にこの考案を実施した例を
示すもので、当該油圧緩衝器は、シリンダ１内に摺動自
在に挿入したピストン２を備え、このピストン２によっ
てシリンダ１内を上部油室Ａと下部油室Ｂとに区画して
いる。

【００５１】ピストン２からは、シリンダ１の上端を密
封するシールキャップ３を貫通してピストンロッド４が
外方へと延び、ピストンロッド４の上端に車体側への連
結部材５が取り付けてある。

【００５２】この連結部材５と対応してシリンダ１の下
端には、後輪車軸を取り付けるための取付アイ６が一体
に形成してあり、油圧緩衝器は、これら連結部材５と取
付アイ６を通して自動二輪車の車体と後輪との間に取り
付けられる。

【００５３】ピストンロッド４とシリンダ１との外周に
は、それぞればね受け７，８が取り付けてあり、これら
ばね受け７，８間には懸架用のコイルスプリング９が介
装されていて、このコイルスプリング９の復元力により
車体を後輪に対して弾性的に支持する。

【００５４】前記上部油室Ａと下部油室Ｂ内は作動油で
満たされており、この作動油の温度変化に伴う体積変動
の補償と、油圧緩衝器の伸長および圧縮行程時にシリン
ダ１内へと進退するピストンロッド４の体積分の作動油
を補償するために、下部油室Ｂ内にはフリーピストン１
０が摺動自在に挿入されていて、下部油室Ｂ内の下端部
分にガス室Ｃを区画している。

【００５５】ピストン２は、伸側ポート１１と圧側ポー
ト１２とを備え、伸側ポート１１の下端出口側は内周固
定に伸側減衰力発生用のリーフバルブ１３によって閉じ
られており、同様に圧側ポート１２の上端出口側はチェ
ックバルブ１４によって覆われている。

【００５６】また、これら伸側および圧側ポート１１，
１２と並行してピストンロッド４にはバイパス油路１５
が設けてあり、このバイパス油路１５中には、外部から
調整摘み１６と操作ロッド１７を通して調整可能な可変
オリフィス１８を形作るニードルバルブ１９が介装して
ある。

【００５７】これにより、油圧緩衝器の伸長行程時にあ
っては、上部油室Ａからバイパス油路１５を通して下部
油室Ｂに流れる作動油に対して可変オリフィス１８が与
える流動抵抗と、ピストン２の伸側ポート１１からリー
フバルブ１３を押し開いて下部油室Ｂに向かう作動油の
流れに対し、リーフバルブ１３が与える流動抵抗とで伸
側減衰力を発生する。

【００５８】一方、油圧緩衝器の圧縮行程時にあって
は、下部油室Ｂからバイパス油路１５を通して上部油室
Ａに流れる作動油に対して可変オリフィス１８が与える
流動抵抗と、ピストン２の圧側ポート１２からチェック
バルブ１４を押し開いて上部油室Ａへと向かう作動油の
流れに対し、チェックバルブ１４の開口部が与える流動
抵抗とで圧側減衰力を発生することになる。

【００５９】そして、この油圧緩衝器にあっても、前記
圧側ポート１２を覆うチェックバルブ１４は先の実施例
と同様に、撓み可能な薄板円盤で構成したリーフバルブ
４７と、当該リーフバルブ４７の背面側に配設した小径
のサポート４８とから構成され、かつ、ピストン２とそ
の上方に配置された係止部であるバルブストッパ４９と
の間に移動自在に設けてある。

【００６０】このことから、当該油圧緩衝器にあって
も、チェックバルブ１４のリフト量を比較的小さくして
閉じ側への応答性を確保しながら、かつ、拡大する上部
油室Ａへの作動油の補給作用を損なうことがなく、しか
も、チェックバルブ１４のリフト量と当該チェックバル
ブ１４におけるリーフバルブ４５の撓み特性とを選ぶこ
とによって、圧側高速域での発生減衰力を変化させるこ
となく中速域での発生減衰力のみを変更し得ることは、
先の実施例の説明に基づいて明らかである。

【００６１】

【考案の効果】以上のように、この考案によれば、ピス
トンに設けたチェックバルブのリフト量を比較的小さく
して閉じ側への応答性を確保することにより、油圧緩衝
器の圧縮行程から伸長行程への切り換わり時に発生し易
い伸側発生減衰力の立ち上がり特性のだれを防止しなが
ら、かつ、圧縮行程時において拡大する上部油室への作
動油の補給作用をも充分に確保して負圧の発生を防止す
ることができる。

【００６２】また、チェックバルブのリフト量と当該チ
ェックバルブにおけるリーフバルブの撓み特性とを選ぶ
ことによって、高速域での発生減衰力を変化させること
なく中速域での発生減衰力のみを変更することが可能に
なる。

【００６３】かくして、作動性と緩衝特性に優れた油圧
緩衝器を提供することが可能になるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案を二輪車用フロントフォークに実施し
た場合の実施例を示す減衰力発生機構部の部分縦断正面
図である。

【図２】同上ピストン部のみを拡大して示す縦断正面図
である。

【図３】同じく、この考案を自動二輪車用リヤクッショ
ンユニットに実施した場合の他の実施例を示す縦断正面
図である。

【符号の説明】

１４，３１，４０ チェックバルブ ４７ リーフバルブ ４８ サポート ４９ 係止部であるバルブストッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16F 9/34 F16K 15/08 F16K 15/16

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 撓み可能なリーフバルブと、当該撓み可
   能なリーフバルブの背面側に配設した小径のサポートと
   でチェックバルブを構成し、当該チェックバルブをピス
   トンにおける圧側ポートの出口部分と係止部間に移動自
   在に配置したことを特徴とする油圧緩衝器のピストンチ
   ェックバルブ構造。