JP6030489B2 - 油圧緩衝器 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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