JP6096015B2 - 油圧緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、油圧緩衝器の作動油内に含まれる気泡を作動油と共に流通させるようにしたものに関する。

従来、油圧緩衝器の一つである二輪車のフロントフォークにおいては、インナーチューブとアウターチューブとが互いに摺動するときに、アウターチューブに固定されたピストンをインナーチューブ内に貯留させた作動油内において移動させて、このピストンに設けられた流通孔に作動油を流通させることで減衰力を得るように構成されている（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、走行中に作動油に混ざった小さな気泡が、停車中にピストン下部に集まって大きな気泡を形成してしまう。この大きな気泡は、停車後の最初の走行開始時に、段差を超えるような過渡的な衝撃がフロントフォークに入力されると、大きな気泡のままピストンの流通孔を通過し、この大きな気泡によって押しのけられていた作動油の油面（気泡との界面）が勢い良くピストンのバルブに衝突する水撃となって異音を発生させることが問題となっている。

特開２００９−１０８８８４号公報

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、油圧緩衝器の初動時に、作動油中に含まれる気泡に起因する異音の発生を抑制するピストンを備えた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、車体側のアウターチューブ内に車軸側のインナーチューブを摺動自在に挿入し、インナーチューブに隔壁部材を設け、隔壁部材の隔壁部をインナーチューブの内部に位置させて、隔壁部材の隔壁部よりも下部を作動油室、上部を油溜室に区画し、アウターチューブ側に取り付けられたピストン支持部材を隔壁部材の隔壁部に貫通させて作動油室内に挿入し、ピストン支持部材の先端部に前記作動油室内を摺動しながら、作動油室内に貯留された作動油を流通させて減衰力を得る流通孔を備えたピストンを設け、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に環状の油室を区画し、この環状の油室をインナーチューブに設けた油孔を介して作動油室に連通し、環状の油室の断面積をピストン支持部材の断面積より大きく形成し、ピストン支持部材が作動油室から退出する伸側行程で作動油室の作動油を油溜室へ流す体積補償流路と、伸側行程で作動油室から油溜室への流れを阻止するチェック弁とを有してなる油圧緩衝器において、ピストンの流通孔内を流通する作動油に渦を発生させる渦発生手段を備え、渦発生手段は、流通孔の内周面から当該流通孔の中心方向に突出する突部、又は中心方向に対して窪む凹部として設けられたので、流通孔を流通する作動油が乱流状態となり、作動油に含まれた気泡と作動油とを混合させた状態で流通させて、作動油中に含まれる気泡が流通孔を流れることに起因する異音の発生を抑制することができる。

また、油圧緩衝器の他の構成として、渦発生手段が流通孔を横切るように設けられた柱体からなるので、柱体を過ぎる作動油の流れに渦が生じて、作動油により気泡を包んで流通孔を流通させることができる。

また、油圧緩衝器の他の構成として、渦発生手段が、流通孔の内周面を所定粗さの粗面として構成されたことにより、流通孔の内周面に境界層が生じにくくなり、乱流状態となって作動油が流れるので、作動油によって気泡を包むように流通孔を流通させることができる。

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 ピストンの外観斜視図及び断面図である。 渦発生手段の他の形状を示す図である。 渦発生手段の他の形状を示す図である。 渦発生手段の他の形態を示す図である（実施形態２）。 渦発生手段の他の形態を示す図である（実施形態３，実施形態４）。

実施形態１
図１及び図２は、本発明に係る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、下端が車軸ブラケット１５に着座し、上端がキャップ１３を介してアウターチューブ１１に取り付けられる本発明の特徴とするピストン２６に支持される。インナーチューブ１２の内周は、上記ピストン２６に対するシリンダであり、油圧緩衝器としての作動油が後述の油溜室２２まで所定量注入されている。

まず、図２，図３を用いてピストン２６について説明する。
ピストン２６は、ピストン支持部材であるピストンロッド２３の先端に設けられたピストンボルト２５に固定される。ピストンロッド２３は、アウターチューブ１１の上端に取り付けられたキャップ１３に一端が固定されている。
このピストン２６は、油圧緩衝器としての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の圧縮時に作動油をピストン側油室２１Ｂから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の伸長時に作動油をピストンロッド側油室２１Ａからピストン側油室２１Ｂに作動油を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４１Ａ（圧側減衰バルブ）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４２Ａ（伸側減衰バルブ）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、後述するピストンボルト２５に挿着されるバルブ組立体４０を構成し、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。

上記圧側流路４１には、流路内を流通する作動油を乱流状態で流通させるための渦発生手段７０が設けられる。
渦発生手段７０は、図３に示すように、圧側流路４１の内周面４１ａにおいて、中心方向に突出する凸部として形成される。凸部は、例えば四角錐状に形成され、底面が内周面４１ａ側に設けられ、底面の一方の対角線が圧側流路４１の軸線方向、他方の対角線が円周方向を向き、頂部７０Ｃが軸心方向に突出するダイヤ目状に形成される。

したがって、フロントフォーク１０の圧側動作時に、圧側流路４１に流れ込んだ作動油は、流入口側を向く頂点を起点として斜面７０ａ，７０ｂによって分流されるように流れ、径方向に延長する稜線７０Ａ，７０Ｂによってその流れに剥離が生じて渦Ｕが生じる。この渦Ｕは、圧側流路４１の圧側ディスクバルブ４１Ａ方向に行くに従って軸心方向に広がり、圧側流路４１内全体の流れに乱流を生じさせ、小さな気泡同士が結合した大きな気泡や気泡塊から、小さな気泡に分解するように作用して、作動油が気泡を包み込んで圧側ディスクバルブ４１Ａ方向に向けて流れる。これにより、圧側流路４１を気泡のみが塊となって流れることがなくなり、大きな気泡や気泡塊によって押しのけられていた作動油の油面が圧側ディスクバルブ４１Ａに水撃となって衝突することがなくなり、例えば、フロントフォーク１０の非動作時から動作時に移行したときでも、ピストン２６の下部に溜められた小さな気泡の塊（以下気泡塊という）が、そのまま流路内に流れることがないので、初動時の異音の発生が防止される。

なお、渦発生手段７０としての凸部の形成は、上記ダイヤ目状に限定されず、図４に示すように、圧側流路４１の軸線方向に対して延長方向を傾斜させて平板を設けるようにしても良い。この場合、作動油が平板の後に回り込むように流れるため渦Ｕを生じさせることができる。また、平板の角部７１からは圧側流路４１の中心方向に向かう３次元的な渦Ｕが生じる。これら渦Ｕによって平板通過後の作動油の流れに乱れを生じさせ、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

また、渦発生手段７０としての上記凸部に代えて、図５（ａ），（ｂ）に示すように、圧側流路４１の壁面方向に、例えば球状に窪む凹部としての渦発生手段７０を形成しても、圧側流路４１を流れる作動油に乱れや渦が生じるので、凹部を過ぎた作動油の流れに乱流を生じさせることができ、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

上記凸部や凹部で構成される渦発生手段７０の形成方法としては、直接ピストン２６の圧側流路４１の内周面４１ａを加工して形成しても良い。また、他の形成方法としては、可撓性を有するシート状の樹脂やゴムにあらかじめ上述した凸部や凹部を形成しておき、これを丸めて圧側流路４１内に挿入する等がある。
また、圧側流路４１の内周面４１ａ全域に凸部や凹部を形成することで内周面４１ａを粗面状として、これを渦発生手段７０としても良い。例えば、上記ダイヤ目状や平板形状の凸部もしくは上記球面形状の凹部を小さく形成して、規則的或いは不規則的に配置して粗面を構成する。この場合、凸部の高さや凹部の深さを均一に、またその配置を規則性をもって形成しても良いが、凸部の高さや凹部の深さを不均一に、またその配置を不規則性をもって形成することでより効率的に圧側流路４１内を流れる作動油に乱流を生じさせることができる。

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、車軸と取り付ける車軸ブラケット１５と、内部空間を区画する隔壁部材としてのロッドガイドケース１９とを備える。
インナーチューブ１２の外周面の上端側には、アウターチューブ１１の内周面と摺動自在に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小径に形成された凹部に嵌合され、インナーチューブ１２に取り付けられた状態で、外周がインナーチューブ１２の外周よりも突出するように構成される。

インナーチューブ１２の内周は、軸線方向に沿って均一な内径で形成され、ピストン２６が摺動するためのシリンダとして構成される。
インナーチューブ１２の下端には、インナーチューブ１２の底部を構成する車軸ブラケット１５が取り付けられる。

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ネジ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、車軸を取り付ける車軸取付孔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、先端がネジ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。
このアジャストボルト１０１は、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に収容される。ヘッド部に取着されたＯリングは、ヘッド部と取付孔１５Ｂとを液密とする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が係着され、アジャストボルト１０１の抜け止め用に設けられる。

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に当接される。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のネジ部に螺合される。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ネジ孔を備え、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をせずに、アジャストボルト１０１の軸線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として形成されている。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に対応するように傾斜する上側斜面Ａ２として形成される。このスライダ１０９は、上側斜面Ａ２を下側斜面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がスライダ１０９の上面に一体に形成される。

したがって、車軸ブラケット１５は、内周とインナーチューブ１２の下端部の外周との間にシール部材１０８を介挿させてインナーチューブ１２に螺着される。このときインナーチューブ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の間に概ね隙間なく挿着される。

また、下ばね受け３２は、底部３２Ｂがスライダ１０９の上面に載置されたときに、ワッシャ１０４の端面に当接する。このとき、スライダ１０９のＵ字部が、アジャストボルト１０１の中間部を挟むことによって車軸ブラケット１５の中心軸に対して回り止めされる。下ばね受け３２は、車軸ブラケット１５の内側底部の段差部１５Ｃの上に設けられたワッシャ１０７によってインナーチューブ１２の先端部が支持される。また、ワッシャ１０７には、下ばね受け３２の底部３２Ｂの外周側の底面３２Ｃが当接し、懸架スプリング３３の動作時の脱落を防止する。

上記構成のばね荷重調整装置３４によれば、フロントフォーク１０を組上げた状態で、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の下側斜面Ａ１とスライダ１０９の上側斜面Ａ２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。下ばね受け３２は、上述したピストン２６の下側に設けられた上ばね受け３１との間で、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可能とする。

なお、ばね荷重調整装置３４にあっては、スライダ１０２に直にネジ部（ナット部）を設ける、又はスライダ１０２にナットを嵌合固定する等により、スライダ１０２と分離されるナット１０５を不要とし、部品を削減することもできる。

インナーチューブ１２の内部には、有底筒状のロッドガイドケース１９が設けられる。
ロッドガイドケース１９は、インナーチューブ１２の上端側に取着される筒状部１９Ａと、この筒状部１９Ａの底部を構成する隔壁部１９Ｂとからなる。
筒状部１９Ａは、上端側の外周にネジ部を有し、インナーチューブ１２の上端側内周に螺着され、インナーチューブ１２の上端面よりも上側に突き出る突出上端部と上端側ネジ部の境界の外周段差面をインナーチューブ１２の上端面に突き当てるようにして両者が一体に固定化される。突出上端部の外周面には、アウターチューブ１１の内周面との液密状態を維持するとともに摺動を可能にするシール部材２０が設けられる。
また、筒状部１９Ａの上端側ネジ部より下側の部分は、インナーチューブ１２の内部に挿入されたときに、インナーチューブ１２の内周面との間に間隙を形成する。この隙間は、後述するピストンロッド側油室２１Ａと連続する空間である。

筒状部１９Ａの隔壁部１９Ｂ側には、所定寸法の口径で厚さ方向に貫通する貫通孔として微小流路６４が設けられる。
この微小流路６４は、伸側行程で作動油室２１におけるピストンロッド側油室２１Ａの作動油を油溜室２２へ流すための体積補償流路であって、周方向に少なくとも１ヵ所以上設けられる。

隔壁部１９Ｂは、ロッドガイドケース１９の下端を閉塞するように形成される底壁であって、インナーチューブ１２の内部に作動油室２１を区画するとともに、隔壁部１９Ｂの上部に油溜室２２を区画する。つまり、隔壁部１９Ｂは、インナーチューブ１２の内部空間を隔壁部よりも下部を作動油室２１、上部を油溜室２２に区画する。油溜室２２の中でその下側領域が油室２２Ａ、上側領域が空気室２２Ｂである。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。なお、同図において、Ｌは油面である。

隔壁部１９Ｂには、作動油室２１と油溜室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が設けられる。

チェック弁６０は、ロッドガイドケース１９の隔壁部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、バルブ室６１の内周面が上端側から階段状に拡径された段差部６１Ａに形成される。このバルブ室６１にチェック弁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板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、バックアップスプリング６２が設けられ、さらにバックアップスプリング６２の下側に、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が設けられる。バックアップスプリング６２は、皿ばね状をなし、内周側若しくは外周側において周方向の複数ヵ所でチェック弁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、隔壁部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。これにより、チェック弁６０の外周と、バルブ室６１との内周との間に、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する流路が形成される。

上記給排手段は、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、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油溜室２２へ排出されることを阻止する。

アウターチューブ１１は、下端開口部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。アウターチューブ１１の内周と、インナーチューブ１２の外周との間には、互いに摺動を自在とするブッシュ１１Ａ、１２Ａにて区画される環状油室１７が形成される。この環状油室１７には、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。

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より大きくなるように形成される。例えば、Ｓ１＞Ｓ２となるように設定される。

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、上述したピストン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の中心部の下端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のネジ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、先端が隔壁部１９Ｂよりも下側に貫通する。

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が上述したように固定される。
ピストン２６は、ピストンロッド２３が収容されるピストンロッド側油室２１Ａと、ピストンロッド２３が収容されないピストン側油室２１Ｂとに区画する。

上述したピストン２６の減衰力発生装置は、キャップ１３の中心部に減衰力調整装置４０Ａを備える。
減衰力調整装置４０Ａは、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が調整される。なお、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を迂回して、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。

以下、減衰力調整装置４０Ａについて説明する。
減衰力調整装置４０Ａは、ピストンロッド２３の中空部において、回転方向及び軸方向に移動自在に設けられた非円形のＤ字状断面の１本のプッシュロッド９９と、プッシュロッド９９を回転方向に移動させる第１調整部８０と、プッシュロッド９９を軸方向に移動させる第２調整部９０とにより構成される。第１調整部８０と第２調整部９０とは、フロントフォーク１０の上部において、プッシュロッド９９の延長上に同軸に設けられる。

減衰力調整装置４０Ａは、プッシュロッド９９の非円形断面内に摺動自在に係入するニードル弁８５をピストンロッド２３の中空部に螺合し、第１調整部８０の回転によりニードル弁８５を昇降させ、このニードル弁８５によりバイパス路４５の開度を調整して、バイパス路４５の通路抵抗による減衰力を調整可能にする。この減衰力調整装置４０Ａは、プッシュロッド９９と軸方向に衝合するバルブ押えスプリング９５により、圧側ディスクバルブ４１Ａを閉じ方向に付勢し、圧側ディスクバルブ４１Ａの撓み変形による圧側減衰力を調整可能にする。

以下、第１調整部８０と第２調整部９０の構造、ニードル弁８５を用いた減衰力調整構造、バルブ押えスプリング９５を用いた減衰力調整構造について説明する。
第１調整部８０と第２調整部９０の構造は、キャップ組立体４０を構成するキャップ１３がＯリング１３Ｃ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。キャップ１３の下端開口側には取付カラー２４が螺着され、この取付カラー２４にピストンロッド２３の上端部が螺着されてロックナット２４Ａで固定される。キャップ１３には、当該キャップ１３の下面側よりインナーチューブ１方向に突出する弾性部材１３Ａが設けられる。弾性部材１３Ａは、下面が、キャップ１３に固定されるワッシャよりなる環状の受圧体１３Ｂにより支持される。

第１調整部８０は、キャップ１３の中心孔の下端開口側からＯリング８１を介して液密に挿着され、キャップ１３の中間段差部に軸方向で係合して上方へ抜け止めされるとともに、キャップ１３の下端開口側に螺着される取付カラー２４の上端面の上に載置される平ワッシャ８２に軸方向で衝合して下方へ抜け止めされる。結果として、上端外周の操作面８０Ａを用いてキャップ１３に回転自在に設けられる。

第１調整部８０の平ワッシャ８２に衝接する下端面には、横溝を形成しておき、この横溝に係合片８３の両側突起を回転方向にて概ね遊びなく係合させる。プッシュロッド９９の非円形断面（Ｄ形断面）の外周を、係合片８３の中心に設けた非円形孔（Ｄ形孔）に貫通させ、回転方向には概ね遊びなく係合し、かつ軸方向には摺動自在にする。これにより、第１調整部８０は、プッシュロッド９９を回転方向に移動させることができる。

第２調整部９０は、第１調整部８０の中心孔の下端開口側からＯリング９１を介して液密に挿着され、第１調整部８０の中間段差部に軸方向で係合して上方へ抜け止めされる。第２調整部９０の下端面は、第１調整部８０の側に係合している係合片８３の非円形孔を貫通しているプッシュロッド９９の上端面と軸方向に隙間なく衝合する。
なお、プッシュロッド９９は、後述するバルブ押えスプリング９５のばね力により上向きに付勢され、その上端面を常に第２調整部９０の下端面に衝合する。第２調整部９０は、上端面の操作溝９０Ａを用いて第１調整部８０に対し螺動され、プッシュロッド９９を軸方向に移動させることができる。

以下、ニードル弁８５を用いた減衰力調整構造について説明する。
ピストンロッド２３の中空部の下端部には、インナベース８４が挿着され、ピストンロッド２３の下端面とピストンボルト２５の内径段差部とがインナベース８４の下端フランジを挟圧固定している。なお、インナベース８４はピストンロッド２３の中空部に圧入されても良い。
このようにしてピストンロッド２３に固定されたインナベース８４の内周にニードル弁８５が液密に挿入され、ニードル弁８５の中間部のネジ部がピストンボルト２５の内周に螺着される。ニードル弁８５の上端部の非円形断面、本実施例ではＤ形断面をなす非円形断面部が、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９９の下端部の非円形断面内に概ね遊びなく、軸方向には摺動自在に、回転方向には係合するように係入する。

第１調整部８０が、プッシュロッド９９を回転方向に移動させると、プッシュロッド９９と回転方向に係合しているニードル弁８５がピストンボルト２５に対して螺動し、ピストンボルト２５に設けてあるバイパス路４５の縦孔上端部の弁シートに対して進退し、バイパス路４５の開度を調整することでバイパス路４５の通路抵抗による圧側と伸側の減衰力を調整可能にする。

なお、第１調整部８０が、プッシュロッド９９を介してニードル弁８５を螺動させるとき、ニードル弁８５はバルブ押えスプリング９５のための押動片９２の中心孔に対して空動し、バルブ押えスプリング９５に対して影響を及ぼさない。

以下、バルブ押えスプリング９５による減衰力調整構造について説明する。
ピストンロッド２３の下端側の直径方向の両側には、軸方向に延びる長孔状のガイド孔２３Ａが設けられ、押動片９２の両側突起がそれらのガイド孔２３Ａに概ね遊びなく軸方向にスライド可能に係入されている。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９９の下端面が押動片９２の上面に直に衝接し、プッシュロッド９９の下端部に係入しているニードル弁８５の非円形断面部が押動片９２の中心に設けた円形孔に軸方向移動自在に遊挿される。

ピストンボルト２５の周りには、押動片９２の両端突起に下方から衝合するばね受け９３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９４とが配置され、ばね受け９３とバルブ押え９４の間にバルブ押えスプリング９５が介装される。
ばね受け９３はカップ状をなし、カップの内周下端にて押動片９２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９５を着座させる。バルブ押え９４は、圧側ディスクバルブ４１Ａの上面の適宜の外径位置に全周連続的（間欠的でも可）に衝接する円環状の押え部９４Ａ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９４Ｂ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９４Ｃを備え、外周段差部にバルブ押えスプリング９５を着座させる。

第２調整部９０を操作してプッシュロッド９９を軸方向に移動させると、プッシュロッド９９の下端面が衝接している押動片９２がばね受け９３を上下に移動してバルブ押えスプリング９５を伸縮させて、バルブ押えスプリング９５のセット荷重を調整する。これにより、バルブ押えスプリング９５のセット荷重がバルブ押え９４を介して圧側ディスクバルブ４１Ａを閉じる方向に付勢し、圧側ディスクバルブ４１Ａの撓み変形による圧側減衰力を調整可能にする。バルブ押え９４は押え部９４Ａの径を交換可能に構成され、例えば、大径の押え部９４Ａを備えたバルブ押え９４を適用して圧側ディスクバルブ４１Ａの外周側を押えることで、ピストン速度の低速域から減衰力を大きくする。また、小径の押え部９４Ａを備えたバルブ押え９４を適用した場合には、圧側ディスクバルブ４１Ａの内周側を押えて、ピストン速度が中〜高速域での減衰力を大きくする。

インナーチューブ１２の上端側のロッドガイドケース１９のピストンロッド側油室２１Ａに臨む下端面にストッパリング５１Ａを用いて固定したスプリングシート５１と、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との間にリバウンドスプリング５３を介装してある。フロントフォーク１０の最伸長時に、ロッドガイドケース１９がリバウンドスプリング５３をスプリングシート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。

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］
圧側行程でインナーチューブ１２に進入するピストンロッド２３の進入容積分の作動油がインナーチューブ１２の内周のピストンロッド側油室２１Ａからインナーチューブ１２の油孔２８を介して環状油室１７に移送される。このとき、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。
この圧側行程では、低速域で、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を発生し、中高速域で、圧側ディスクバルブ４１Ａの撓み変形により圧側減衰力を発生する。

［伸側行程］
伸側行程でインナーチューブ１２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に移送される。このとき、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より大きいから、環状油室１７からの油の排出量のうち、（ΔＳ１−ΔＳ２）の余剰分が体積補償流路を構成する微小流路６４を介して油溜室２２へ排出される。

この伸側行程では、低速域で、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を発生し、中高速域で、伸側ディスクバルブ４２Ａの撓み変形により伸側減衰力を発生する。また、上述の微小流路６４の通路抵抗による伸側減衰力も発生する。

このような動作により、空気ばね室の空気が作動油に混ざり、小さな気泡となって含まれる。また、上記圧縮行程や伸長行程が繰り返されることで、作動油内に視認されずに含まれる空気の成分が気泡となって、作動油内を浮遊状態となる。
浮遊状態となった小さな気泡は、車両が停止して圧側行程と伸側行程などの動作がなくなると、ピストン２６方向へ上向きに上昇を開始する。ピストン２６よりも上側のピストンロッド側油室２１Ａでは、気泡が上昇してロッドガイドケース１９の周りに集合する。

一方、ピストン２６よりも下側のピストン側油室２１Ｂの気泡は、作動油内を徐々に上昇してピストン２６の下側へ向けて移動し、大きな気泡を形成したり、小さな気泡同士が集合した気泡塊となってピストン２６の下部に気泡溜りを形成する。このような大きな気泡や気泡塊は、走行開始時に段差を超えるなどした場合に、大きな気泡や気泡塊のままピストン２６の圧側流路４１に吸い込まれるように移動することになるが、大きな気泡や気泡塊が圧側流路４１を移動するときに、渦発生手段７０によって生じた渦からなる乱流状態の作動油に混ぜられて、撓み変形した圧側ディスクバルブ４１Ａから流出するので、気泡に起因する異音を発生させることなく圧側の減衰力を得ることができる。

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
渦発生手段７０の他の形態として、図６に示すように、渦発生手段７０を構成しても良い。この場合の渦発生手段７０は、筒部７３とフランジ部７３Ａとにより構成される円筒状のスリーブにより構成され、圧側流路４１の流入口側に、筒部７３を挿入し、フランジ部７３Ａをピストン２６に当接させて取り付けられる。
圧側流路４１に挿入された筒部７３の先端は、当該筒部７３の内周面７３ａに対して略直角に環状底面７３ｂが形成される。
この場合において、筒部７３の内周面７３ａと環状底面７３ｂとの境界である周縁７３ｃは、筒部７３の内周面７３ａを流通した作動油が剥離する剥離点となり、この周縁７３ｃを過ぎた流れは、図の矢印で示すような渦Ｕが生じることになる。

この渦Ｕは、圧側流路４１の圧側ディスクバルブ４１Ａ側に行くに従って、圧側流路４１の軸心方向に広がり、上記周縁７３ｃよりも圧側ディスクバルブ４１Ａ側における流れに乱流を生じさせる。そしてこのように生成された渦Ｕは、小さな気泡同士が結合した大きな気泡や、小さな気泡同士の集合体である気泡塊を、小さな気泡に分解しながら作動油で包み込み、圧側ディスクバルブ４１Ａに向けて流れる。したがって、圧側流路４１を気泡のみが流れた後に、大きな気泡や気泡塊によって押しのけられていた作動油の油面が圧側ディスクバルブ４１Ａに水撃となって衝突することが抑制される。これにより、例えば、フロントフォーク１０の非動作時から動作時に移行したときに、ピストン２６の下部に溜められた気泡の塊が、そのまま圧側流路４１を流れることがないので、初動時の異音の発生が防止される。

実施形態３
また、渦発生手段７０の他の形態として、図７（ａ）に示すように、圧側流路４１内を横切るように柱体を設けるように構成される。つまり、本実施形態における渦発生手段７０は、柱体である。柱体には、例えば円柱，角柱などが挙げられる。
柱体は、例えば、圧側流路４１の軸線に対して直交し、圧側流路４１を横切るように設けられる。圧側流路４１内において、柱体を過ぎた流れの圧側ディスクバルブ４１Ａ側には、渦が発生し、この流れは乱流状態となる。この場合、圧側流路４１を流通しようとした大きな気泡や気泡塊は、柱体の後方に生じる渦によって、小さな気泡に分解されながら作動油で包み込まれて圧側ディスクバルブ４１Ａ側に向けて流れる。したがって、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
なお、柱体の太さは、適宜設定すれば良く、また、断面形状において圧側流路４１を流通する作動油の流れを妨げない、抵抗係数の小さい形状のものを採用すると良い。また、柱体を設ける位置は、好ましくは流入口に近い位置に設定すると良い。

実施形態４
上記実施形態３では、渦発生手段７０としての柱体を圧側流路４１内に横切るように設けるとして説明したが、図７（ｂ）に示すように、実施形態３で示した柱体に対して交差するように、さらに柱体を設けるようにしても良い。すなわち、作動油の流れに対して十字状に柱体を設けて渦発生手段７０としても良い。
このように十字状に柱体を配置することで、柱体を過ぎた作動油には、３次元の渦が生じるので、より作動油と気泡とを混合させて圧側ディスクバルブ４１Ａ側に流出させることができる。

なお、上記実施形態３及び実施形態４で示したように、柱体を圧側流路４１に対して設けるにあたり、減衰力を作用させるための機能に影響を及ぼさないように構成することは言うまでもない。

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４０Ａを備えるものとして説明したが、減衰力調整装置４０Ａ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。
なお、上記実施形態では、渦発生手段７０を圧側流路４１に設けるものとして説明したが、伸側流路４２に渦発生手段７０を設けても良い。
また、上記実施形態１乃至実施形態４で示した渦発生手段７０は、組み合わせて用いても良い。

１０ フロントフォーク、１１ アウターチューブ、
１２ インナーチューブ、１７ 環状油室、１９ ロッドガイドケース、
１９Ａ 筒状部、１９Ｂ 隔壁部、
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（ピストン支持部材）、２６ ピストン、
２８ 油孔、４１ 圧側流路、４２ 伸側流路、
６４ 微小流路、７０ 渦発生手段。

Claims (3)

1. 車体側のアウターチューブ内に車軸側のインナーチューブを摺動自在に挿入し、
   前記インナーチューブに隔壁部材を設け、前記隔壁部材の隔壁部をインナーチューブの内部に位置させて、隔壁部材の隔壁部よりも下部を作動油室、上部を油溜室に区画し、
   前記アウターチューブ側に取り付けられたピストン支持部材を前記隔壁部材の隔壁部に貫通させて前記作動油室内に挿入し、
   前記ピストン支持部材の先端部に前記作動油室内を摺動しながら、作動油室内に貯留された作動油を流通させて減衰力を得る流通孔を備えたピストンを設け、
   前記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に環状の油室を区画し、この環状の油室をインナーチューブに設けた油孔を介して前記作動油室に連通し、
   前記環状の油室の断面積を前記ピストン支持部材の断面積より大きく形成し、
   前記ピストン支持部材が前記作動油室から退出する伸側行程で前記作動油室の作動油を前記油溜室へ流す体積補償流路と、伸側行程で前記作動油室から前記油溜室への流れを阻止するチェック弁とを有してなる油圧緩衝器において、
   前記ピストンの前記流通孔内を流通する作動油に渦を発生させる渦発生手段を備え、
   前記渦発生手段は、前記流通孔の内周面から当該流通孔の中心方向に突出する突部、又は前記中心方向に対して窪む凹部として設けられた油圧緩衝器。
2. 前記渦発生手段は、流通孔内を横切るように設けられた柱体からなる請求項１記載の油圧緩衝器。
3. 前記渦発生手段が、流通孔の内周面を所定粗さの粗面として構成された請求項１記載の油圧緩衝器。

Images