JP4010840B2

JP4010840B2 - 油圧緩衝器

Info

Publication number: JP4010840B2
Application number: JP2002084316A
Authority: JP
Inventors: 健一土屋
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP2003278815A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動二輪車等のステアリングダンパに用いて好適な油圧緩衝器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動二輪車等では、車体とハンドルの間にステアリングダンパを介装している。ステアリングダンパは、タイヤが路面から受けるキックバック等の外乱に基づく、ハンドルの操舵方向の振れを吸収する。
【０００３】
従来のステアリングダンパは、ダンパー本体内を摺動するピストンに、ダンパー本体の両端を貫通して外部に延びるピストンロッドを設け、ダンパー本体内のピストンの両側の各油室を、該ダンパー本体に付帯するサブタンク内の油室に連通し、該サブタンク内の油室の一端側に、ばねにて背面支持したフリーピストンを設けている。
【０００４】
ステアリングダンパに設けたフリーピストンは、ダンパー本体内油室を加圧して作動油のキャビテーションを防止すること、作動油の温度による体積変化を補償してシール部の破損を防止すること、過大入力を吸収してダンパー本体内の急激な圧力上昇を回避してシール部の破損を防止することに寄与する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来技術では、フリーピストンがダンパー本体内の一方の油室だけを加圧するものとしており、以下の問題点がある。
【０００６】
▲１▼ダンパー本体内の一方の油室が過大に昇圧される左右一方の操舵方向に作用する過大入力時においてのみ、過大入力吸収作用が発揮されるに過ぎない。
【０００７】
▲２▼通常のハンドル操作時にはフリーピストンを不動とするように、フリーピストンを付勢するばねのばね荷重を設定している。ところが、実際には通常操作時にも、ダンパー本体内の一方の油室が昇圧される左右一方の操舵力によりフリーピストンが変位してしまうことがある。この場合、左右一方の操舵力の抜け感を生じ、左右の操舵性能に差を生ずる。
【０００８】
本発明の課題は、ステアリングダンパを構成する油圧緩衝器において、左右両方の操舵方向で過大入力吸収作用を発揮させるとともに、左右の操舵性能差を少なくすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ダンパー本体内を摺動するピストンに、ダンパー本体の両端を貫通して外部に延びるピストンロッドを設け、ダンパー本体内のピストンの両側の各油室を、該ダンパー本体に付帯するサブタンク内の油室に連通し、該サブタンク内の油室の一端側に、ばねにて背面支持したフリーピストンを設けた油圧緩衝器において、前記フリーピストンの外周と前記サブタンクの内周との間に、該フリーピストンの移動範囲内で、前記ダンパー本体内に設けた一方の油室と常時連通する環状の油室を設け、前記サブタンク内の油室の他端側に第１の隔壁部材を固定するとともに、前記フリーピストンの先端に、前記第１の隔壁部材と摺動嵌合する第２の隔壁部を設け、該第２の隔壁部の内周側と外周側のそれぞれに油室を密封区画し、該第２の隔壁部の外周側の油室を前記ダンパー本体内に設けた他方の油室に常時連通し、該内周側の油室を、前記環状の油室を介して、前記ダンパー本体内に設けた一方の油室に常時連通したものである。
【００１０】
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の前記外周側の油室と前記内周側の油室の各受圧面積を略同一に形成したものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記第１の隔壁部材に、前記外周側の油室と前記内周側の油室を連通するオリフィス油路を設け、該オリフィス油路に前記サブタンクの外部から操作される減衰弁を臨ませたものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記ダンパー本体が内筒と外筒からなり、前記サブタンクを前記ダンパー本体に連設して一体に形成し、前記内筒と外筒の間の軸方向中間部に２つの油室を区画する仕切部を設け、該仕切部の両側の油室を介して、前記内筒内を摺動する前記ピストンの両側の油室の一方を前記サブタンク内に設けた第２の隔壁部の内周側の油室に連通し、前記ピストンの両側の油室の他方を前記第２の隔壁部の外周側の油室に連通したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は油圧緩衝器を示す断面図、図２は図１の要部拡大図である。
油圧緩衝器１０は、自動二輪車等のステアリングダンパを構成する。油圧緩衝器１０は、ダンパー本体１１の内部を摺動するピストン１２に、ダンパー本体１１の両端に設けたロッドガイド１３、１４を貫通して外部に延びるピストンロッド１５を設けている。油圧緩衝器１０は、ダンパー本体１１を内筒１６と外筒１７からなるものとし、外筒１７の一端側にＯリング１３Ａを備えたロッドガイド１３、オイルシール１８を液密に嵌合し、外筒１７に螺着したキャップ１９によりロッドガイド１３を内筒１６にＯリング１３Ｂを介して液密に嵌合してバックアップ保持するとともに、外筒１７の他端側にＯリング１４Ａを備えたロッドガイド１４、オイルシール２１を液密に嵌合し、外筒１７に螺着したキャップ２２によりロッドガイド１４を内筒１６にＯリング１４Ｂを介して液密に嵌合してバックアップ保持し、結果として、両キャップ１９、２２により内筒１６、ロッドガイド１３、１４、オイルシール１８、２１を外筒１７に固定化する。
【００１４】
油圧緩衝器１０は、ダンパー本体１１を車体に連結する車体側連結部２３を外筒１７の外側部に設け、ピストンロッド１５をハンドルの左右の一端側に連結するハンドル側連結部２４をピストンロッド１５の一端部に設けている。
【００１５】
油圧緩衝器１０は、ダンパー本体１１内のピストン１２の両側の各油室３１、３２を、ダンパー本体１１に付帯するサブタンク４０内の油室５０に連通する。油圧緩衝器１０は、サブタンク４０内の油室５０の一端側に、ばね４１にて付勢したフリーピストン６０を摺動可能に設けている。ばね４１は、サブタンク４０の一端側開口にストッパリング４２で支持されたキャップ４３により支持される。ばね４１は、空気室の空気ばねによるものでも良い。
【００１６】
油圧緩衝器１０は、フリーピストン６０の一端部と中間部に設けた大径部６１、６２をサブタンク４０にそれぞれＯリング６１Ａ、６２Ａを介して液密に挿入し、大径部６１と大径部６２に挟まれるフリーピストン６０の外周と、サブタンク４０の内周との間に、フリーピストン６０の移動範囲内で、ダンパー本体１１に設けた連通路３１Ａを介して該ダンパー本体１１に設けた一方の油室３１と常時連通する環状油室５１を設けている。
【００１７】
油圧緩衝器１０は、サブタンク４０内の油室５０の他端側に第１の隔壁部材４４を螺着して固定するとともに、フリーピストン６０の先端に、第１の隔壁部材４４とＯリング６３Ａを介して液密に摺動嵌合する小径の第２の隔壁部６３を設け、該第２の隔壁部６３の内周側と外周側のそれぞれに内周側油室５２と外周側油室５３を密封区画している。
【００１８】
第２の隔壁部６３の内周側油室５２は、フリーピストン６０内に設けた油路６４を介して前記環状油室５１に常時連通し、ひいてはダンパー本体１１の一方の油室３１に常時連通する。
【００１９】
第２の隔壁部６３の外周側油室５３は、ダンパー本体１１に設けた連通路３２Ａと、サブタンク４０の内周と第１の隔壁部材４４の外周との環状間隙４５を介して、ダンパー本体１１の他方の油室３２に常時連通する。
【００２０】
従って、油圧緩衝器１０にあっては、ダンパー本体１１内の一方の油室３１がフリーピストン６０に設けた環状油室５１と、フリーピストン６０の第２の隔壁部６３に設けた内周側油室５２に常時連通する。フリーピストン６０の環状油室５１の大径部６１側と大径部６２側の互いに相対する受圧面は該環状油室５１の軸方向の両側に設けられて互いに相殺し合う。従って、フリーピストン６０は内周側油室５２の受圧面を介してダンパー本体１１内の一方の油室３１を加圧する。
【００２１】
他方、ダンパー本体１１内の他方の油室３２は、フリーピストン６０の第２の隔壁部６３に設けた外周側油室５３に常時連通する。従って、フリーピストン６０は外周側油室５３の受圧面を介してダンパー本体１１内の他方の油室３２を加圧する。
【００２２】
これにより、フリーピストン６０は、ダンパー本体１１内の両方の油室３１、３２をともに加圧するものになる。
【００２３】
ここで、油圧緩衝器１０は、フリーピストン６０の内周側油室５２と外周側油室５３の各受圧面積を略同一に形成している。
【００２４】
また、油圧緩衝器１０は、減衰力調整装置７０を有する。減衰力調整装置７０は、サブタンク４０に設けた第１の隔壁部材４４に、フリーピストン６０の内周側油室５２と外周側油室５３を連通するオリフィス油路７１を設け、サブタンク４０の外部から操作されるニードル状減衰弁７２をオリフィス油路７１に臨ませている。減衰弁７２はアジャスタ７３に加える回転操作により、第１の隔壁部材４４に対して螺動し、オリフィス油路７１の開度を調整し、オリフィス油路７１を通過する作動油に該オリフィス油路７１の開度に応ずる通路抵抗を及ぼす。アジャスタ７３はボールとスプリングからなるクリックストップ機構部７４を付帯して備え、オリフィス油路７１の開度を段階的に調整可能とする。
【００２５】
また、油圧緩衝器１０は、サブタンク４０をダンパー本体１１に連設して一体に形成している。そして、内筒１６と外筒１７の間の軸方向中間部に、２つの油室３３、３４を区画する仕切部３５を外筒１７に設ける。３５ＡはＯリングである。ダンパー本体１１の内筒１６を摺動するピストン１２の一方の油室３１を、内筒１６の油路３３Ａ、油室３３、外筒１７の油路３３Ｂからなる前述の連通路３１Ａと、環状油室５１を介して、サブタンク４０内に設けた第２の隔壁部６３の内周側油室５２に連通する。また、ダンパー本体１１の内筒１６内を摺動するピストン１２の他方の油室３２を、内筒１６の油路３４Ａ、油室３４、外筒１７の油路３４Ｂからなる前述の連通路３２Ａと、環状間隙４５を介して、サブタンク４０内に設けた第２の隔壁部６３の外周側油室５３に連通する。
【００２６】
従って、油圧緩衝器１０は、以下の如くに動作する。
(A)通常のハンドル操作
ハンドル操作により、ピストンロッド１５が左右に緩速で摺動する。ピストンロッド１５が図１、図２の左方向に摺動するときには、ダンパー本体１１内の油室３１の作動油が連通路３１Ａからサブタンク４０内の油室５０を経由し、減衰力調整装置７０のオリフィス油路７１を通り、連通路３２Ａからダンパー本体１１内の油室３２に移送され、この間の減衰力調整装置７０で生ずる減衰力がハンドル操作力に負荷される。
【００２７】
ピストンロッド１５が図１、図２の右方向に摺動するときには、ダンパー本体１１内の油室３２の作動油が連通路３２Ａから減衰力調整装置７０のオリフィス油路７１を通り、サブタンク４０内の油室５０を経由し、連通路３１Ａからダンパー本体１１の油室３１に移送され、この間の減衰力調整装置７０で生ずる減衰力がハンドル操作力に負荷される。
【００２８】
尚、フリーピストン６０はばね４１のばね荷重により不動となるように設定されている。
【００２９】
(B)路面からの外乱の吸収
タイヤが路面から受けるキックバック等の外乱により、ハンドルが操舵方向に振れようとするときには、ピストンロッド１５が左右に急速に摺動する。このとき、ダンパー本体１１内の油室３１又は油室３２の作動油が前述(A)と同一経路で減衰力調整装置７０のオリフィス油路７１を通過しようとするが、オリフィス油路７１を通過しようとする油の流速が大きいために該オリフィス油路７１の通路抵抗は大きく、オリフィス油路７１がこの油の通過を阻止しようとする。これにより、ハンドルの振れがロックされ、外乱は吸収される。
【００３０】
(C)過大入力の吸収
タイヤが縁石に衝突する等により、ハンドルが操舵方向に過大衝撃力を受けるときには、ダンパー本体１１内の油室３１又は油室３２が過大に昇圧される。このとき、ダンパー本体１１内で昇圧された油室３１の作動油が前述(A)と同一経路でサブタンク４０内の油室５０（環状油室５１、内周側油室５２）に及び、フリーピストン６０を変位させてこの過大衝撃力を吸収する。また、ダンパー本体１１内で昇圧された油室３２の作動油は前述(A)と同一経路でサブタンク４０内の油室５０（外周側油室５３）に及び、この場合にも、フリーピストン６０を変位させてこの過大衝撃力を吸収する。
【００３１】
本実施形態によれば以下の作用がある。
（請求項１に対応する作用）
▲１▼フリーピストン６０がダンパー本体１１内の両方の油室３１、３２を加圧するから、下記(a)、(b)を実現できる。
【００３２】
(a)ダンパー本体１１内の一方の油室３１が過大に昇圧される左右一方の操舵方向に作用する過大入力時にも、他方の油室３２が過大に昇圧される左右他方の操舵方向に作用する過大入力時にも、タイヤが縁石に衝突する等の過大入力を吸収し、ダンパー本体１１内の急激な圧力上昇を回避してシール部の破損を防止する。
【００３３】
(b)通常のハンドル操作時に、左右両方の操舵力に対しフリーピストン６０がほぼ同等に対応するから、左右一方の操舵力だけによりフリーピストン６０が変位してしまう如くがなくなり、左右の操舵性能差を少なくできる。
【００３４】
（請求項２に対応する作用）
▲２▼ダンパー本体１１内の一方の油室３１を加圧する、フリーピストン６０の内周側油室５２の受圧面積と、ダンパー本体１１内の他方の油室３２を加圧する、フリーピストン６０の外周側油室５３の受圧面積を略同一に形成した。従って、左右両方の操舵力に対しフリーピストン６０が同等に対応し、左右の操舵性能差をなくし、左右のハンドル操作感を同じにできる。
【００３５】
（請求項３に対応する作用）
▲３▼減衰力調整装置７０をサブタンク４０の外部から操作可能に設けたから、減衰力調整装置７０の構造を簡素にし、減衰力の調整も容易化できる。
【００３６】
（請求項４に対応する作用）
▲４▼ダンパー本体１１内の両方の油室３１、３２のそれぞれが、内筒１６と外筒１７の間に設けた仕切部３５の両側の油室３３、３４のそれぞれを介して、サブタンク４０内におけるフリーピストン６０の第２の隔壁部６３に設けた内周側油室５２と外周側油室５３のそれぞれに連通される。従って、サブタンク４０の全長を短くしながら、サブタンク４０内の内周側油室５２と外周側油室５３のそれぞれに、ダンパー本体１１内の両方の油室３１、３２のそれぞれを連通でき、サブタンク４０の小型、油圧緩衝器１０の小型を図ることができる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態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の形態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。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ステアリングダンパを構成する油圧緩衝器において、左右両方の操舵方向で過大入力吸収作用を発揮させるとともに、左右の操舵性能差を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は油圧緩衝器を示す断面図である。
【図２】図２は図１の要部拡大図である。
【符号の説明】
１０油圧緩衝器
１１ダンパー本体
１２ピストン
１５ピストンロッド
１６内筒
１７外筒
３１、３２油室
３３、３４油室
３５仕切部
４０サブタンク
４１ばね
４４第１の隔壁部材
５０油室
５１環状油室
５２内周側油室
５３外周側油室
６０フリーピストン
６３第２の隔壁部
７０減衰力調整装置
７１オリフィス油路
７２減衰弁

Claims

ダンパー本体内を摺動するピストンに、ダンパー本体の両端を貫通して外部に延びるピストンロッドを設け、
ダンパー本体内のピストンの両側の各油室を、該ダンパー本体に付帯するサブタンク内の油室に連通し、
該サブタンク内の油室の一端側に、ばねにて背面支持したフリーピストンを設けた油圧緩衝器において、
前記フリーピストンの外周と前記サブタンクの内周との間に、該フリーピストンの移動範囲内で、前記ダンパー本体内に設けた一方の油室と常時連通する環状の油室を設け、
前記サブタンク内の油室の他端側に第１の隔壁部材を固定するとともに、前記フリーピストンの先端に、前記第１の隔壁部材と摺動嵌合する第２の隔壁部を設け、該第２の隔壁部の内周側と外周側のそれぞれに油室を密封区画し、
該第２の隔壁部の外周側の油室を前記ダンパー本体内に設けた他方の油室に常時連通し、該内周側の油室を、前記環状の油室を介して、前記ダンパー本体内に設けた一方の油室に常時連通したことを特徴とする油圧緩衝器。
前記フリーピストンの前記外周側の油室と前記内周側の油室の各受圧面積を略同一に形成した請求項１に記載の油圧緩衝器。
前記第１の隔壁部材に、前記外周側の油室と前記内周側の油室を連通するオリフィス油路を設け、該オリフィス油路に前記サブタンクの外部から操作される減衰弁を臨ませた請求項１又は２に記載の油圧緩衝器。
前記ダンパー本体が内筒と外筒からなり、
前記サブタンクを前記ダンパー本体に連設して一体に形成し、前記内筒と外筒の間の軸方向中間部に２つの油室を区画する仕切部を設け、該仕切部の両側の油室を介して、前記内筒内を摺動する前記ピストンの両側の油室の一方を前記サブタンク内に設けた第２の隔壁部の内周側の油室に連通し、前記ピストンの両側の油室の他方を前記第２の隔壁部の外周側の油室に連通した請求項１〜３のいずれかに記載の油圧緩衝器。