JP4393370B2

JP4393370B2 - 油圧緩衝器

Info

Publication number: JP4393370B2
Application number: JP2004373325A
Authority: JP
Inventors: 義人岡部
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: JP2006177493A

Description

本発明は、二輪車の車体と車軸間に介装されて路面からの振動を減衰する緩衝器とフォークを兼ねたフロントフォークの使用に適する油圧緩衝器に関し、特に、ダンパーシリンダ内に組込んだアキュムレータを改良した油圧緩衝器に関する。

一般に、二輪車用ダンパ内臓型フロントフォーク等の油圧緩衝器では、例えば、特許文献１に示すように、ダンパーシリンダ内にアキュムレータを設けてダンパ内における内圧を補償するものが知られている。

即ち、このアキュムレータは、一般に気体室内の気体圧を適宜に設定することで伸長時にダンパ内に負圧を発生させず、安定した所定の減衰力を発生できるようにしている。

上記特許文献１に示す油圧緩衝器は、図４の実施図面に示すように、車体側に結合したアウターチューブ４１と、アウターチューブ４１内に挿入したインナーチューブと、各チューブ内に挿入したダンパーシリンダ４２と、ダンパーシリンダ４２内の上部に設けたアキュムレータＡ１を有している。

そして、このアキュムレータＡ１は、キャップ４３側に結合したコネクティングロッド４４とガイド４５とにそれぞれ両端を結合したベローズ４６と、ベローズ４６内に画成した気体室４７と、ベローズ４６の外側に設けた油室４８とで構成されている。

それゆえ、気体室４７における内圧を適宜に設定することで、油圧緩衝器たるダンパ内臓型フロントフォークが伸長作動状態にある時にもダンパ内に負圧を発生させず、またフロントフォークの収縮作動においても所定の圧側減衰力を発生し得ることになる。
実公平４−５２５Ｄ２号公報（実用新案登録請求の範囲（２），同（４））

しかしながら、上記のベローズ４６を有するアキュムレータＡ１の構造をみると、ダンパが伸縮作動するとき、リザーバの作動油がピストンロッド摺動部等を介してダンパ内に浸入することがある。

このため、ダンパ内の作動油量が増加すると、ダンパ内の圧力は上昇し、その作動油量が著しく多くなったときは、フロントフォークの収縮作動時の抵抗が大きくなって乗心地を悪くさせることになる。また、高圧作用でダンパ内のオイルシール等が損傷する恐れがある。

この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、ダンパ内へリザーバから作動油の浸入があっても、ダンパ内の圧力を所望の圧力に維持できるようにしたダンパ内蔵型フロントフォークへの利用に最適となる油圧緩衝器を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明の手段は、アウターチューブ内にダンパーシリンダを結合し、アウターチューブとダンパーシリンダ間にリザーバを設け、ダンパーシリンダ内にアキュムレータを設けている油圧緩衝器において、ダンパーシリンダの端部に中空部を備えたキャップを結合し、アキュムレータをキャップに結合したコネクティングロッドと、コネクティングロッド外周とダンパーシリンダの内周とキャップの中空部内周に沿ってスライド自在に挿入したガイドと、ガイドの外側に固定したベローズと、ベローズの内側とキャップの中空部内にそれぞれ画成され相互に連通する気体室と、ベローズの外側に画成した油室とで構成し、又キャップとガイドとの間にリターンスプリングを介在し、更に、上記リザーバと上記油室とを上記ガイドのスライドに伴なって連通又は遮断させる通孔をダンパーシリンダに形成したことを特徴とするものである。

各請求項の発明によれば、アキュムレータ内の油室の作動油が熱膨張したり、ダンパ内へ作動油が流入したりして作動油量が増加し、この状態で圧縮作動してベローズが最収縮してもガイドがリバンドスプリングに抗して移動し、アキュムレータ側の油室をリザーバ側に通孔を介して連通するから、油室内の余剰の作動油がリザーバ側に排出され、減衰力が安定し、圧縮時の作動抵抗が異常に大きく発生することが無く、油圧緩衝器自体に無理な負荷がかかるのを防止できる、その結果内部のシール等の部材を損傷するのが防止され、作動油の洩れを防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図にもとづいて説明するが、本発明に係る油圧緩衝器たるダンパ内臓型フロントフォークは、図１に示すように、アウターチューブ１内にダンバーシリンダ２を挿入して固定し、アウターチューブ１とダンパーシリンダ２間にリザーバＲを設け、ダンパーシリンダ２内にアキュムレータＡを設けているものである。

そして、本発明では、ダンパーシリンダ２の端部に中空部を備えたキャップ６を結合し、アキュムレータＡは、油室８と気体室７，９とを有してなるとしている。

即ち、このアキュムレータＡは、キャップ６に結合したコネクティングロッド５と、コネクティングロッド５外周とダンパーシリンダ２の端部内周とキャップ６の中空部内周に沿ってスライド自在に挿入したガイド４と、ガイド４の外側に固定したゴム、合成樹脂等からなる弾性隔壁部材たるベローズ２０と、ベローズ２０の内側とキャップ６の中空部内にそれぞれ画成され相互に連通する気体室７，９と、ベローズ２０の外側に画成した油室８とで構成している。

キャップ６の本体とガイド４との間にリターンスプリング１０を介在し、更に上記リザーバＲと上記油室８とを上記ガイド４のスライドに伴って連通又は遮断させる通孔１９をダンパーシリンダ２に形成している。

この場合、ガイド４の端部にピストン部４Ｃを設け、当該ピストン部４Ｃの外周にシールＤ１，Ｄ２を設けながらキャップ６とダンパーシリンダ２の内周に摺接させている。又、ガイド４の筒状本体４Ｂ内周とコネクティングロッド５の外周との間にシールＤ３を設けている。

以下更に詳しく説明すると、図１乃至図２は、本発明の一実施の形態を示し、図３は、他の実施の形態を示すが、各実施の形態に係る油圧緩衝器は、二輪車用のダンパ内臓型フロントフォークとして適用したものである。

このフロントフォークは、図１に示すように、車体側チューブたるアウターチューブ１内に車輪側チューブたるインナーチューブ（図示せず）が摺動自在に挿入され、これらチューブ内にダンパ１１を内蔵し、ダンパ１１内上方にアキュムレータＡを設けたものである。

ダンパ１１は、ダンパーシリンダ２と、ダンパーシリンダ２内にピストンを介して挿入されたピストンロッド（図示せず）と、ピストンと隔壁部材２７とで画成された油室１２と、隔壁部材２７の上方に画成されたアキュムレータＡと、隔壁部材２７に設けられてアキュムレータＡと油室１２とを連通する伸側油路１３及び圧側油路１４と、油路１３，１４の途中にそれぞれ開閉自在に設けた伸側チェックバルブ１５及び圧側減衰バルブ１６とを備えている。

アキュムレータＡは、ダンパーシリンダ２の端部に設けたコネクティングロッド５と、このコネクティングロッド５の外周にスライド自在に挿入した筒状のガイド４と、ガイド４の外側に固定したベローズ２０と、ベローズ２０の内側に画成した気体室７と、キャップ６の中空部ないに画成されて上記気体室７と相互に連通する気体室９と、ベローズ２０の外側に画成した油室８とから構成されている。

アウターチューブ１の上端部内側にダンパーシリンダ２の上端部が螺合され、ダンパーシリンダ２の上端部内側に中空部を備えたキャップ６が螺着されており、キャップ６の本体中央にはコネクティングロッド５が結合されて下方に垂設され、このコネクティングロッド５の外周にガイド４がスライド自在に挿入されている。

ガイド４は、筒部本体４Ｂと、本体４Ｂの両端の厚肉基部４Ａ，４Ｄと、上方の厚肉基部４Ａに連なるピストン部４Ｃと、上方の肉厚基部４Ａに形成されて気体室７と気体室９を連通する連通路２３とを備え、ピストン部４Ｃは、シールＤ１，Ｄ２を介してダンパーシリンダ２内周とキャップ６の内周に摺接している。

キャップ６の本体上面とガイド４のピストン部４Ｃにおける内周段部との間にはリターンスプリング１０が介装され、このリターンスプリング１０の反力で常時はガイド４をコネクティングロッド５に形成のストッパ部５ａに当接させている。

キャップ６の中空部内とピストン部４Ｃの中空部内に気体室９が画成され、この気体室９は、上記の連通路２３を介してベローズ２０内側の気体室７に連通している。

ダンパーシリンダ２の上端部には半径方向の複数の通孔１９が形成され、この通孔１９は、アウターチューブ１とダンパーシリンダ２との間に画成されたリザーバＲに連通し、ガイド４のビストン部４Ｃが図上左行した時アキュムレータＡの油室８をリザーバ３に接続するようになっている。

即ち、ガイド４のピストン部４Ｃの外周にはシールＤ１，Ｄ２が設けられ、一方のシールＤ２の装着溝にはその底部からシールＤ１，Ｄ２間に連通する油路１８を穿設してあり、常時はこの油路１８はシ−ルＤ２で閉塞されている。

そして、ガイド４が図上左方にスライドし、シールＤ２がダンパーシリンダ２の端部拡径部２ａ内に対向した時油室８圧力の押圧力や自己復元力でシールＤ２が外径方向に拡径することによって油路１８が開口し、通孔１９とを介してリザーバ３に連通するようになっている
上記のフロントフォークによれば、圧縮作動では、アウターチューブ１とダンパーシリンダ２が図上右行し、油室１２が収縮し、ピストンロッド浸入体積分の作動油が圧側減衰バルブ１６を介してアキュムレータＡの油室８内に侵入することによって圧側減衰力を発生し、このときベローズ２０が収縮する。

伸長作動時にはアウターチューブ１とダンパーシリンダ２とが図上左行し、この時油室１２が拡大し、アキュムレータＡの油室８からチェックバルブ１５を介してピストンロッド退出分の作動油が油室１２に供給され、このときベローズ２０は気体室７の内圧で押圧されて膨張し、またこのとき、ピストンロッドに結合したピストンに設けた減衰バルブ（図示せず）により伸側減衰力を発生する。

リザーバＲからダンパ１１に作動油が浸入しない伸縮作動ではベローズ２０の収縮、膨張によって、油室１２側に生じるピストンロッド侵入体積分の油量変化が補償される。

しかし、リザーバＲからダンパ１１内に作動油が浸入し、ダンパ１１内の作動油が増加すると圧縮作動時に油室８内の内圧が昇圧し、ガイド４に対する図中左方向の推力が大きくなってリターンスプリング１０抗力以上に達するとピストン部４Ｃを介してガイド４がキャップ６の中空部内周とダンパーシリンダ２の内周に沿ってスライドし、且つコネクティング５ロッドに沿って図上左行する。

このとき、シールＤ２が拡径部２ａに対向する位置まで移動すると、図２に示すように、シールＤ２が外径方向に拡径し、油路１８が開口して通孔１９を介してリザーバＲに連通し、余剰の作動油がリザーバＲに回収される。

即ち、リザーバＲからダンパ１１内に作動油が浸入して油室８内の作動油体量が増加していても、ガイド４のスライドにより余剰の作動油がリザーバ３側に排出されるので、油室８内の内圧上昇よってフロントフォークの圧縮作動抵抗が大きくなって乗心地を悪くすることが防止できる。

図３は、本発明の他の実施形態に係り、これは、図１のフロントフォークを変更したもので、図１に示す隔壁部材２７がダンパーシリンダ２の内周に固定されるのに対し、この隔壁部材２７をコネクティングロッド５に結合したものである。他の構造は、図１の実施の形態と同じである。従って、図１と同じ構造は同一の符号を付すことで詳細は省略する。

即ち、フロントフォークは、図１のフロントフォークと同じくダンパーシリンダ２内にアキュムレータＡを設け、当該アキュムレータＡがダンパーシリンダの端部に設けたコネクティングロッド５と、このコネクティングロッド５の外周にスライド自在に挿入した筒状のガイド４と、ガイド４の外側に固定したベローズからなるベローズ２０と、ベローズ２０の内側に画成した気体室７と、ベローズ２０の外側に画成した油室８とからなるものである。

そして、この実施の形態ではコネクティングロッド５の端部に油室８とダンパーシリンダ２内の油室１２とを画成する隔壁部材２７を設け、当該隔壁部材２７に上記二つの油室８、１２を連通する伸側油路１３と圧側油路１４と絞り流路２４とを設けている。更に、伸側油路１３と圧側油路１４とにそれぞれ伸側チェックバルブ１５と圧側減衰バルブ１６とを開閉自在に設けている。

この実施の形態ではアキュムレータＡの構成部材と隔壁部材２７とをカートリッジ式に組付け、解体が可能となり、可変絞り２５を介して遠隔的に所望の減衰力を調節できる。その他の作用効果は図１の実施の形態と同じである。

更に、上記図１，図３の実施形態では上記のように、ガイド４にベローズ２０の内側気体室７とキャップ６内の気体室７とを連通する連通路を形成しているが、当該通路２３の数，長さ，内径を絞り効果が出るように又は絞り効果が出ないように設定したり、更にベローズ２０を剛性と重量が小さくなる材料で成形したり、ベローズ２０６内の気体室７の容積を最圧縮時に零叉はほぼ零となる大きさに設定したり、バルブ２６から供給する気体室７，９への供給量を調整することにより所望の減衰力をその都度調節することもできる。

尚、上記の実施の形態では、アウターチューブ１を車体側に、インナーチューブを車輪側に結合した場合について説明したが、アウターチューブ１を車輪側に結合しインナーチューブを車体側に結合した場合にあっても本発明を適用出来る。

本発明の一実施の形態に係るフロントフォークの一部縦断正面図である。図１の最圧縮時の断面図である。他の実施の形態に係るフロントフォークの一部縦断正面図である。従来のフロントフォークの一部縦断正面図である。

符号の説明

Ａアキュムレータ
Ｒリザーバ
１アウターチューブ
２ダンパーシリンダ
４ガイド
５コネクティングロッド
６キャップ
８油室
１０リターンスプリング
２０ベローズ

Claims

アウターチューブ内にダンパーシリンダを結合し、アウターチューブとダンパーシリンダ間にリザーバを設け、ダンパーシリンダ内にアキュムレータを設けている油圧緩衝器において、ダンパーシリンダの端部に中空部を備えたキャップを結合し、アキュムレータをキャップに結合したコネクティングロッドと、コネクティングロッド外周とダンパーシリンダの内周とキャップの中空部内周に沿ってスライド自在に挿入したガイドと、ガイドの外側に固定したベローズと、ベローズの内側とキャップの中空部内にそれぞれ画成され相互に連通する気体室と、ベローズの外側に画成した油室とで構成し、又キャップとガイドとの間にリターンスプリングを介在し、更に上記リザーバと上記油室とを上記ガイドのスライドに伴って連通又は遮断させる通孔をダンパーシリンダに形成したことを特徴とする油圧緩衝器。
ガイドの端部にピストン部を設け、ピストン部の外周にシールを設けながら当該ピストン部をキャップの中空部内周とダンパーシリンダの内周に摺接させている請求項１の油圧緩衝器。
ガイド内周とコネクティングロッドの外周との間にシールを設けている請求項１又は２の油圧緩衝器。
コネクティングロッドの端部に油室とダンパーシリンダ内の油室とを画成する隔壁部材を設け、当該隔壁部材に上記二つの油室を連通する伸側油路と圧側油路と絞り流路とを設け、上記伸側油路と圧側油路とにそれぞれ伸側チェックバルブと圧側減衰バルブとを開閉自在に設け、絞り流路内に可変絞りを開閉自在に設けている請求項１，２又は３の油圧緩衝器。
ガイドにベローズの内側気体室とキャップの中空部内の気体室とを連通する連通路を形成し、当該連通路の数，長さ，内径を絞り効果が出るように設定している請求項１，２，３又は４の油圧緩衝器。