JP6527760B2 - 減衰力可変式緩衝器 - Google Patents

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Description

本発明の実施の形態は、減衰力可変式緩衝器に関する。
従来、自動二輪車の車輪を、緩衝器を介して車体フレームに連結することが知られている。この緩衝器には、例えば、作動流体(オイル)の流れを制御して減衰力を調整する減衰力調整式緩衝器がある。
従来の減衰力調整式緩衝器では、圧側行程及び伸側行程において、同一の制御弁を使用して減衰力を調整している。圧側行程及び伸側行程における減衰力のバランスは、例えば、緩衝器内を流れる作動流体(オイル)の流量に影響を与えるピストン径やピストンロッド径等の構造的な因子によって定まる。
特開2009−281584号公報
上記したように、従来の減衰力調整式緩衝器では、圧側行程及び伸側行程の減衰力のバランスは、ピストン径やピストンロッド径等の構造的な因子によって定まるため、いずれか一方の行程における減衰力を弱めたり又は強めたりすることは難しい。
また、減衰力を制御する場合には、制御弁をソレノイド等で電子制御する方法も考えられる。しかしながら、制御弁を電子制御した場合、応答の遅れ等が発生するという問題点があった。
例えば、従来の減衰力調整式緩衝器では、流体の流れを制御して減衰力を発生させる背圧型のメインバルブ及び圧力制御弁によって減衰力を発生させている。この圧力制御弁によって直接減衰力を発生させるとともに、パイロット室の内圧を調整してメインバルブの開弁圧力を制御している。このとき、圧側行程及び伸側行程とともに、1つのメインバルブ、1つのパイロット室及び1つの圧力制御弁が利用された減衰力調整機構となっている。これらの部材が、それぞれ1つずつ存在するため、減衰力調整機構としてはコンパクトな構成にできる。
しかしながら、1つのメインバルブ、1つのパイロット室及び1つの圧力制御弁を備えた1つの減衰力調整機構により、減衰力をソレノイド等の電子制御で調整する場合には、圧側行程及び伸側行程ともに同じメインバルブ、パイロット室、圧力制御弁を流体が流れるため、同じ傾向の調整となる。このため、電子制御による1つの減衰力調整機構により、圧側行程と伸側行程のそれぞれを初期設定として異なる調整をすることが難しいという問題点があった。
さらに、圧側行程と伸側行程のそれぞれの減衰力を調整するために、それぞれの行程で別個の減衰力調整機構を備えることも考えられるが、構造の複雑化や製造コストの増大を招くという問題点もあった。
本発明が解決しようとする課題は、圧側行程と伸側行程のそれぞれを初期設定として異なる調整ができるコンパクトな減衰力可変式緩衝器を提供するものである。
実施形態の減衰力可変式緩衝器は、車体側に設けられたアウタチューブと、前記アウタチューブの内周に摺動自在に挿入されたインナチューブと、前記アウタチューブの車軸側の内周に設けられた第1のブッシュと、前記インナチューブの車体側の外周に設けられた第2のブッシュと、前記アウタチューブ、前記インナチューブ、前記第1のブッシュ及び前記第2のブッシュで囲まれた環状流体室と、前記インナチューブ内に一部が設けられた有底筒状の隔壁部材と、前記環状流体室の断面積よりも小さい断面積を有し、その車体側の端部が前記アウタチューブに取り付けられるとともに、前記隔壁部材に摺動自在に挿通されるピストンロッドと、前記ピストンロッドにおける前記車軸側の端部に設けられるとともに、前記インナチューブの内周に摺動自在に設けられたピストンと、前記インナチューブ内で前記隔壁部材により区画され、前記隔壁部材よりも車体側に形成された流体溜室と、前記インナチューブ内で前記隔壁部材により区画され、前記隔壁部材よりも車軸側に形成された流体室と、前記流体室内で前記ピストンに区画され、前記ピストンよりも前記車体側に形成されるロッド側流体室と、前記流体室内で前記ピストンに区画され、前記ピストンよりも前記車軸側に形成されるピストン側流体室と、前記インナチューブに形成され、前記環状流体室と前記ロッド側流体室とを連通させる連通孔と、前記隔壁部材に設けられ、前記流体溜室から前記ロッド側流体室への流体の流れのみを許容するチェック弁と、前記隔壁部材に設けられ、前記流体溜室と前記ロッド側流体室との間の流体の流れを制限する絞りと、前記アウタチューブ及び前記インナチューブ内に封入された流体の流れを制御して減衰力を可変可能にする減衰力可変装置と、を備えた減衰力可変式緩衝器であって、前記減衰力可変装置は、前記インナチューブ内の前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させるメインバルブと、流体の流れの一部を導入し、前記メインバルブに対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室と、前記パイロット室の内圧を調整するパイロット弁と、前記パイロット室又は前記パイロット室と前記パイロット弁との間の流路と、前記ロッド側流体室とを連通させる連通流路と、を備え、前記メインバルブが開閉することにより、前記インナチューブ内の前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れが制御され、前記パイロット弁が開閉することにより、前記パイロット室の内圧が調整されることを特徴とする。
また、実施形態の減衰力可変式緩衝器は、車体側に設けられたアウタチューブと、前記アウタチューブの内周に摺動自在に挿入されたインナチューブと、前記アウタチューブの車軸側の内周に設けられた第1のブッシュと、前記インナチューブの車体側の外周に設けられた第2のブッシュと、前記アウタチューブ、前記インナチューブ、前記第1のブッシュ及び前記第2のブッシュで囲まれた環状流体室と、前記インナチューブ内に一部が設けられた有底筒状の隔壁部材と、前記環状流体室の断面積よりも小さい断面積を有し、その車体側の端部が前記アウタチューブに取り付けられるとともに、前記隔壁部材に摺動自在に挿通されるピストンロッドと、前記ピストンロッドにおける前記車軸側の端部に設けられるとともに、前記インナチューブの内周に摺動自在に設けられたピストンと、前記インナチューブ内で前記隔壁部材により区画され、前記隔壁部材よりも車体側に形成された流体溜室と、前記インナチューブ内で前記隔壁部材により区画され、前記隔壁部材よりも車軸側に形成された流体室と、前記流体室内で前記ピストンに区画され、前記ピストンよりも前記車体側に形成されるロッド側流体室と、前記流体室内で前記ピストンに区画され、前記ピストンよりも前記車軸側に形成されるピストン側流体室と、前記インナチューブに形成され、前記環状流体室と前記ロッド側流体室とを連通させる連通孔と、前記隔壁部材に設けられ、前記流体溜室から前記ロッド側流体室への流体の流れのみを許容するチェック弁と、前記隔壁部材に設けられ、前記流体溜室と前記ロッド側流体室との間の流体の流れを制限する絞りと、前記アウタチューブ及び前記インナチューブ内に封入された流体の流れを制御して減衰力を可変可能にする減衰力可変装置と、を備えた減衰力可変式緩衝器であって、前記減衰力可変装置は、前記インナチューブ内の前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させるメインバルブと、流体の流れの一部を導入し、前記メインバルブに対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室と、前記パイロット室の内圧を調整するパイロット弁と、前記パイロット室又は前記パイロット室と前記パイロット弁との間の流路と、前記ピストン側流体室とを連通させる連通流路と、を備え、前記メインバルブが開閉することにより、前記インナチューブ内の前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れが制御され、前記パイロット弁が開閉することにより、前記パイロット室の内圧が調整されることを特徴とする。
本発明に係る減衰力可変式緩衝器によれば、圧側行程と伸側行程のそれぞれを初期設定として異なる調整できるコンパクトな減衰力可変式緩衝器とすることができる。
第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器を備えた自動二輪車の概略図である。 第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォークの第1脚の縦断面図である。 第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器の隔壁部材の底部に設けられた給排部の構成を模式的に示した縦断面図である。 第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォークの第1脚の減衰力可変装置の縦断面図である。 第1の実施の形態における、減衰力可変式緩衝器であるフロントフォークの第1脚の減衰力可変装置の圧側行程時のオイルの流れを示す縦断面図である。 第1の実施の形態における、減衰力可変式緩衝器であるフロントフォークの第1脚の減衰力可変装置の伸側行程時のオイルの流れを示す縦断面図である。 第1の実施の形態における、減衰力可変式緩衝器であるフロントフォークの第1脚の減衰力可変装置のフェイル時のパイロット弁の要部拡大縦断面図である。 第2の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォークの第1脚の減衰力可変装置の縦断面図である。 第2の実施の形態における、減衰力可変式緩衝器であるフロントフォークの第1脚の減衰力可変装置の圧側行程時のオイルの流れを示す縦断面図である。 第2の実施の形態における、減衰力可変式緩衝器であるフロントフォークの第1脚の減衰力可変装置の伸側行程時のオイルの流れを示す縦断面図である。 他の形式の緩衝器に本実施の形態の減衰力可変式緩衝器を適用した際の油圧回路図である。 他の形式の緩衝器に本実施の形態の減衰力可変式緩衝器を適用した際の油圧回路図である。 他の形式の緩衝器に本実施の形態の減衰力可変式緩衝器を適用した際の油圧回路図である。 他の形式の緩衝器に本実施の形態の減衰力可変式緩衝器を適用した際の油圧回路図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器を備えた自動二輪車200の概略図である。なお、本実施の形態では、減衰力可変式緩衝器としてフロントフォーク10を例示して説明する。すなわち、フロントフォーク10は、減衰力可変式緩衝器として機能する。
図1に示すように、自動二輪車200は、車両本体の一部を構成する車体フレーム210と、この車体フレーム210の前端部に取り付けられているヘッドパイプ211と、このヘッドパイプ211に設けられた一対のフロントフォーク10と、この一対のフロントフォーク10の下端に車軸212を介して取り付けられた前輪213とを備えている。
一対のフロントフォーク10は、前輪213の左側と右側にそれぞれ1つずつ配置されている。具体的には、フロントフォーク10は、第1脚10aと、第2脚10b(図示しない)とから構成される。図1では、進行方向に向かって右側に配置された第1脚10aのみを示している。なお、ここでは、進行方向に向かって右側に、第1脚10aを備えた一例を示したが、進行方向に向かって左側に、第1脚10aを備えてもよい。このフロントフォーク10の具体的構成については後で詳述する。
自動二輪車200は、フロントフォーク10の上部に取り付けられたハンドル214と、車体フレーム210の前上部に取り付けられた燃料タンク215と、この燃料タンク215の下側に配置されたエンジン216とを備えている。
自動二輪車200は、車体フレーム210の後上部に取り付けられたシート218と、車体フレーム210の下部にスイング自在に取り付けられたスイングアーム219と、このスイングアーム219の後端に取り付けられた後輪220と、スイングアーム219と車体フレーム210との間に取り付けられた左右一対のリアサスペンション221とを備えている。一対のリアサスペンション221は、後輪220の左側と右側にそれぞれ1つずつ配置されている。図1では、進行方向に向かって右側に配置されたリアサスペンション221aのみを示している。さらに、自動二輪車200は、自動二輪車200全体の制御を行う制御装置222を備えている。
車体フレーム210は、例えば、燃料タンク215、エンジン216等の車両本体を構成する機能部材を支持する枠体である。ヘッドパイプ211は、略円筒状の部材である。ヘッドパイプ211は、ハンドル214及びフロントフォーク10と一体として設けられるハンドル回転軸(図示しない)が内部に挿入され、このハンドル回転軸を回転可能に支持する。
前輪213は、車体フレーム210の進行方向に向かって前側に配置された車輪である。ハンドル214は、車体フレーム210の進行方向に向かって前側に配置され、自動二輪車200の操舵のため運転者が握る部材である。燃料タンク215は、車体フレーム210の上方に配置され内部に燃料を収容する容器である。エンジン216は、後輪220を回転させる駆動力を供給する駆動源である。
シート218は、車体フレーム210の上方に配置され、運転者が跨って乗る鞍型の座席である。スイングアーム219は、進行方向に向かって前側の端部が車体フレーム210に回転可能に支持され、進行方向に向かって後ろ側の端部が後輪220を支持する部材である。このスイングアーム219は、後輪220の動きに追従するよう進行方向に向かって前側の端部を中心として回転する。後輪220は、車体フレーム210の進行方向に向かって後ろ側に配置された車輪である。
リアサスペンション221は、路面の凹凸等により後輪220が受ける衝撃が車体フレーム210へと伝達されることを抑制する緩衝装置である。
(フロントフォーク10の構成)
次に、第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10の構成について説明する。
フロントフォーク10は、前述したように、一対の第1脚10aと第2脚10bとを備える。図1に示すフロントフォーク10において、例えば、第1脚10aと第2脚10bとは同じ構成を備える。そのため、以下において、第1脚10aの構成について説明する。
図2は、第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10の第1脚10aの縦断面を示す図である。図2に示すように、第1脚10aは、その上端側に設けられたアウタチューブ20の内部に、その下端側に設けられたインナチューブ21の一部が下方から挿入されている。なお、上端側は、車体側であり、下端側は、車軸側である。
なお、ここでは、このように、アウタチューブ20が上端側に設けられ、インナチューブ21が下端側に設けられた倒立型のフロントフォーク10を例示している。なお、インナチューブ21内には、オイルが充填され、オイルは流体として機能する。
アウタチューブ20の上端側は、アッパブラケット223(図1参照)とロアブラケット224(図1参照)によって自動二輪車の車体に取り付けられている。アウタチューブ20の上端は、キャップボルト22によって閉塞されている。インナチューブ21が挿通するアウタチューブ20の下端開口部の内周には、インナチューブ21の外周に摺接するガイドブッシュ23、オイルシール24及びダストシール25が嵌着されている。また、アウタチューブ20の上端側の内周には、ガイドブッシュ33が嵌着されている。ここで、インナチューブ21からのオイルの漏出は、オイルシール24のシール作用によって防がれている。アウタチューブ20の下端開口部からのダストの侵入は、ダストシール25のシール作用によって防がれている。なお、ガイドブッシュ23は、第1のブッシュとして機能し、ガイドブッシュ33は、第2のブッシュとして機能する。
また、第1脚10aは、インナチューブ21内にその一部が設けられた有底筒状の隔壁部材27を備える。また、隔壁部材27は、その一部がインナチューブ21の上端に嵌着されている。また、第1脚10aは、その上端がアウタチューブ20のキャップボルト22に取り付けられるとともに、隔壁部材27内に摺動自在に挿通されるピストンロッド26を備える。このピストンロッド26は、アウタチューブ20内の軸中心部から車軸側に向かって垂下している。また、ピストンロッド26は、インナチューブ21の内部に上方から挿入されて隔壁部材27の底部27aを貫通している。
また、第1脚10aは、ピストンロッド26における下端に設けられるとともに、インナチューブ21の内周に摺動自在に設けられたピストン70を備える。このピストンロッド26の下端には、減衰力可変装置50のアクチュエータを構成するソレノイド90、ピストン70及びスプリングカラー28が上下のナット29,30によって固定されている。減衰力可変装置50の主要部は、ピストン70の内部に組み込まれている。なお、ピストンロッド26は中空状であり、その内部には、ソレノイド90に給電するための電源コード31が挿通されている。また、ピストンロッド26のナット29の上方にはリバウンドスプリング32が巻装されている。
インナチューブ21は、その下端部が車軸取付部材(図示しない)を介して自動二輪車の前車軸に取り付けられている。インナチューブ21におけるアウタチューブ20内に挿入された部分は、その上端外周に嵌着されたガイドブッシュ33とアウタチューブ20の下端内周に嵌着されたガイドブッシュ23とによってアウタチューブ20に対して上下摺動可能に保持されている。
アウタチューブ20の内周とインナチューブ21の外周との隙間には、上下がガイドブッシュ33とガイドブッシュ23とによって封止された環状油室S3が形成されている。ピストンロッド26は、この環状油室S3の断面積よりも小さい断面積を有している。この環状油室S3には、オイルが封入されている。なお、環状油室S3は、環状流体室として機能する。
また、第1脚10aは、インナチューブ21内で隔壁部材27により区画され、隔壁部材27よりも上端側に形成された油溜室Reと、インナチューブ内で隔壁部材27により区画され、隔壁部材27よりも下端側に形成された油室S0を備える。また、第1脚10aは、この油室S0内でピストン70に区画され、ピストン70よりも上端側に形成されるロッド側油室S2と、当該油室S0内でピストン70に区画され、ピストン70よりも下端側に形成されるピストン側油室S1とを備える。また、インナチューブ21には、環状油室S3とロッド側油室S2とを連通させる連通孔21aが形成される。なお、油溜室Reは流体溜室として機能し、油室S0は流体室として機能し、ロッド側油室S2は、ロッド側流体室として機能し、ピストン側油室S1は、ピストン側流体室として機能する。
また、インナチューブ21の上端内周に嵌着された隔壁部材27の底部27aの軸中心部には、ピストンロッド26が貫通するロッドガイド34が嵌着されている。そして、ピストンロッド26は、ロッドガイド34によって上下摺動可能に保持されている。
インナチューブ21の内周には、ピストン70が上下摺動可能に嵌合している。アウタチューブ20とインナチューブ21の内部は、隔壁部材27によって上下に区画されており、隔壁部材27よりも上端側の空間は、リザーバとして機能する油溜室Reである。油溜室Reは、隔壁部材27を境界にしてロッド側油室S2とのオイルの給排が行われるオイル収容部Roと、エア等のガスが充填されるガス収容部Rgとから構成される。
ここで、有底筒状の隔壁部材27の底部27aには、オイル収容部Roと隔壁部材27の下端側の油室との間でオイルを給排可能にする給排部40を備える。図3は、隔壁部材27の底部27aに設けられた給排部40の構成を模式的に示した断面図である。図3に示すように、給排部40は、油路40aと、油路40bと、チェック弁40cと、絞り40dとを備える。
油路40a及び油路40bは、油溜室Reのオイル収容部Roとロッド側油室S2とを連通する。チェック弁40cは、油路40aに設けられている。このチェック弁40cは、オイル収容部Roからロッド側油室S2へのオイルの流れを許容するとともに、ロッド側油室S2からオイル収容部Roへのオイルの流れを阻止する。絞り40dは、油路40bに設けられている。この絞り40dは、オイル収容部Roとロッド側油室S2との間のオイルの流れを制限する。
なお、インナチューブ21内の底部(図示しない)とスプリングカラー28との間には、懸架スプリング35が介装されている。
次に、減衰力可変装置50の構成について、図4を参照して説明する。
図4は、第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10の第1脚10aの減衰力可変装置50の縦断面を示す図である。なお、図4には、説明の便宜上、インナチューブ21の一部を示している。
減衰力可変装置50の主要部は、ピストン70に組み込まれている。ピストン70は、上部ピストン部材71と下部ピストン部材72に2分割されている。なお、ここでは、ピストン70に減衰力可変装置50の主要部が組み込まれた一例を示すが、減衰力可変装置50は、これに限定されず、ピストン70に組み込まれずに別個に構成されてもよい。
減衰力可変装置50においては、下方からバルブストッパ52、伸側出口チェック弁53、下部ピストン部材72、圧側入口チェック弁54、伸側入口チェック弁55、上部ピストン部材71、圧側出口チェック弁56、バルブストッパ57、弁座部材58及びソレノイド90をロッド軸方向に順次組み付けて構成されている。
弁座部材58の軸中心部からは、ロッド部58aが下方に向かって一体に突設されている。このロッド部58aは、バルブストッパ57、圧側出口チェック弁56、上部ピストン部材71、伸側入口チェック弁55、圧側入口チェック弁54、下部ピストン部材72、伸側出口チェック弁53及びバルブストッパ52の径方向の中心部を貫通している。そして、ロッド部58aの下端部には、ナット30が螺着されている。
下部ピストン部材72の凹部72aには、弁座部材58のロッド部58aの外周に嵌着されたメインバルブ部材59が収容されている。このメインバルブ部材59の外周には、略円筒状のメインバルブ60が上下摺動可能に嵌合保持されている。そして、凹部72aのメインバルブ60の背面側(図4の下端側)には、メインバルブ部材59によって区画された環状のパイロット室61が形成されている。パイロット室61は、オイルの流れの一部を導入し、メインバルブ60に対して閉弁方向(上端側)に内圧を作用させる。このパイロット室61には、メインバルブ60が上部ピストン部材71の下面(着座面)に着座するように、上方向(閉弁側)に付勢する板バネ62が収容されている。
下部ピストン部材72の凹部72a内において、凹部72aの内周とメインバルブ60の外周との間に流路63が形成されている。この流路63は、メインバルブ60に形成された油孔60aを介してパイロット室61に連通している。
上部ピストン部材71の下部内周には、空間64が形成されている。また、上部ピストン部材71には、上下方向に貫通する油孔71aと斜めの油孔71bが形成されている。ここで、油孔71aは、インナチューブ21内のロッド側油室S2(図2参照)に常時開口しており、伸側入口チェック弁55によって選択的に開閉される。また、油孔71bは、空間64に常時開口しており、圧側出口チェック弁56によって選択的に開閉される。
下部ピストン部材72の下部内周には、空間65が形成されている。また、下部ピストン部材72には、上下方向に貫通する油孔72bと斜めの油孔72cが形成されている。ここで、油孔72bは、インナチューブ21内に形成されたピストン側油室S1(図2参照)に常時開口しており、圧側入口チェック弁54によって選択的に開閉される。また、油孔72cは、空間65に常時開口しており、伸側出口チェック弁53よって選択的に開閉される。
さらに、下部ピストン部材72には、パイロット室61とロッド側油室S2とを連通させる連通流路72dが形成されている。連通流路72dは、図4に示すように、例えば、パイロット室61とロッド側油室S2とを連通させる連通孔で構成される。連通流路72dの一端は、後述するディスタンスカラー66と、このディスタンスカラー66の下方に設けられた摺動シール材73との間の下部ピストン部材72の側面に開口している。
なお、連通流路72dは、パイロット室61とロッド側油室S2とを連通させる構成に限られない。連通流路72dは、パイロット室61と後述するパイロット弁110との間の流路と、ロッド側油室S2とを連通させるものであってもよい。
このパイロット室61とパイロット弁110との間の流路は、後述する上流側パイロット流路171の一部に相当するものであり、上流側パイロット流路171を構成する、パイロット室61及びメインバルブ60の油孔60aは含まれない。通常時において、パイロット室61とパイロット弁110との間の流路は、パイロット室61とパイロット弁本体99との間の流路である。具体的には、パイロット室61とパイロット弁110との間の流路とは、例えば、メインバルブ部材59に形成され、パイロット室61に連通する油孔(図示しない)と、油孔58dと、油孔58cとからなる流路である。
また、ソレノイド90への通電が遮断されてソレノイド90が推力を発生しないフェイル時において、パイロット室61とパイロット弁110との間の流路とは、パイロット室61と後述するフェイル弁103との間の流路である。具体的には、メインバルブ部材59に形成され、パイロット室61に連通する油孔(図示しない)と、油孔58dと、油孔58cと、空間100と、油孔99aとからなる流路である。
なお、摺動シール材73は、下部ピストン部材72の側面に形成された溝部74に一部が嵌合されている。摺動シール材73の外周面は、下部ピストン部材72の外周面よりも外周側(径方向外側)に突出し、図4に示すように、インナチューブ21の内周面に摺動可能に当接している。
摺動シール材73よりも上端側において、インナチューブ21とピストン70との間に隙間75が形成される。この隙間75は、ロッド側油室S2(図2参照)に連通している。また、摺動シール材73よりも下端側において、インナチューブ21とピストン70との間に隙間76が形成される。この隙間76は、ピストン側油室S1(図2参照)に連通している。ピストン70の一部を構成する摺動シール材73によって、インナチューブ21内の隔壁部材27の下端側の空間は、ロッド側油室S2とピストン側油室S1とに区画されている。
連通流路72dの一端は、隙間75に臨んで開口している。連通流路72dは、少なくとも1つ備えられていればよい。例えば、下部ピストン部材72の周方向に、複数の連通流路72dが形成されてもよい。連通流路72dの孔径や数を変更することで、任意にパイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の圧力の低下量を変化させることができる。
弁座部材58の軸中心上部には、上方が開口する凹部58bが形成されている。この凹部58bからは、ロッド部58aの軸中心を下方に向かう油孔58cが形成されている。そして、この油孔58cの下端に対して、例えば、直角に径方向外方に向かう油孔58dが形成されている。この油孔58dは、メインバルブ部材59に径方向に形成された油孔(図示しない)を介してパイロット室61に連通している。
メインバルブ部材59には、軸方向に貫通する複数の油孔59aが形成されている。これらの油孔59aは、その上端側の端部が上部ピストン部材71の空間64を介して上部ピストン部材71の油孔71bに連通し、その下端側の端部が下部ピストン部材72の空間65を介して下部ピストン部材72の油孔72cに連通している。
上部ピストン部材71と下部ピストン部材72との間には、それぞれの外周に嵌着された円環状のディスタンスカラー66によってロッド軸方向の隙間67が形成されている。そして、この隙間67に、圧側入口チェック弁54と伸側入口チェック弁55が設けられている。これらの圧側入口チェック弁54と伸側入口チェック弁55は、これらの間に介装された板バネ68によって下部ピストン部材72の油孔72bと上部ピストン部材71の油孔71aをそれぞれ閉じる方向に付勢されている。
次に、ソレノイド90の構成について説明する。
ソレノイド90は、その下端開口部内周が弁座部材58の外周に螺着された円筒状のケース91の内部に、有底筒状の2つのコア92,93、環状のコイル94、コア92,93の内部に収容されたプランジャ95、このプランジャ95の軸中心部を貫通する中空状の作動ロッド96等を収容して構成されている。作動ロッド96は、その上下方向の両端部が円筒状のガイドブッシュ97,98によって上下方向に移動可能に支持されている。そして、弁座部材58の凹部58b内に臨む作動ロッド96の下端外周には、パイロット弁本体99とフェイル弁103とからなるパイロット弁110が設けられている。したがって、減衰力可変装置50は、パイロット弁110に対して閉弁方向(下端側)に推力を発生させるアクチュエータであるソレノイド90を備えることになる。
パイロット弁本体99は、弁座部材58の凹部58bの内周に上下方向に移動可能に嵌合している。パイロット弁本体99は、弁座部材58の軸中心部に形成された油孔58cの上端に形成されたテーパ状の弁座58eに選択的に着座することによって油孔58cを開閉する。なお、前述したメインバルブ60によって減衰力を発生させる以外にも、パイロット弁本体99とフェイル弁103とからなるパイロット弁110によって減衰力を発生させてもよい。
ここで、弁座部材58の凹部58bには、パイロット弁本体99によって区画される空間100が形成されている。そして、この空間100には、パイロット弁本体99を開弁方向(図4の上端側)に付勢するバネ101が収容されている。
ここで、弁座部材58に形成された空間100は、弁座部材58の油孔58c,58dとメインバルブ部材59に形成された油孔(図示しない)を介してパイロット室61に連通している。また、パイロット弁本体99には、油孔99aが貫設されている。この油孔99aは、空間100に常時開口している。
ソレノイド90のコア92の端面には、弁座部材58との間に凹状の空間102が形成されている。この空間102には、パイロット弁本体99の油孔99aを選択的に開閉するフェイル弁103が設けられている。このフェイル弁103は、作動ロッド96の外周にロッド軸方向に移動可能に保持されており、空間102内に収容されたバネ104によって閉弁方向(図4の下端側)に付勢されている。なお、このバネ104のバネ定数は、パイロット弁本体99を開弁方向に付勢するバネ101のバネ定数よりも小さく設定されている。
弁座部材58には、上下方向に貫通する油孔58fが形成されている。空間102は、油孔58fと、バルブストッパ57と弁座部材58との間に形成された円筒状の流路105と、上部ピストン部材71と弁座部材58のロッド部58aとの間に形成された円筒状の流路106とを介して、上部ピストン部材71の空間64に連通している。
以上のように構成された減衰力可変装置50において、下部ピストン部材72の油孔72b、隙間67、上部ピストン部材71の空間64、及び上部ピストン部材71の油孔71bによって、圧側行程時のメイン流路150を構成している。このメイン流路150には、圧側入口チェック弁54、メインバルブ60及び圧側出口チェック弁56が設けられている。
また、上部ピストン部材71の油孔71a、隙間67、メインバルブ部材59の油孔59a、下部ピストン部材72の空間65及び下部ピストン部材72の油孔72cによって、伸側行程時のメイン流路160を構成している。このメイン流路160には、伸側入口チェック弁55、メインバルブ60及び伸側出口チェック弁53が設けられている。
そして、メインバルブ60の油孔60a、パイロット室61、メインバルブ部材59に形成された油孔(図示しない)、弁座部材58に形成された油孔58d,58c、パイロット弁本体99と弁座部材58とによって形成された空間100、パイロット弁本体99に形成された油孔99a、ソレノイド90のコア92に形成された空間102、弁座部材58に形成された油孔58f、バルブストッパ57と弁座部材58との間に形成された流路105、流路105に連なる流路106、及び上部ピストン部材71の空間64によって、圧側及び伸側のパイロット流路170を構成している。
ここで、パイロット流路170は、例えば、上流側パイロット流路171と下流側パイロット流路172とに分けられる。通常時には、上流側パイロット流路171は、例えば、メインバルブ60の油孔60a、パイロット室61、メインバルブ部材59に形成され、パイロット室61に連通する油孔(図示しない)、油孔58d、油孔58cで構成される。下流側パイロット流路172は、例えば、パイロット弁本体99と弁座部材58とによって形成された空間100、パイロット弁本体99に形成された油孔99a、ソレノイド90のコア92に形成された空間102、弁座部材58に形成された油孔58f、バルブストッパ57と弁座部材58との間に形成された流路105、流路105に連なる流路106、及び上部ピストン部材71の空間64で構成される。
なお、後述するフェイル時には、上流側パイロット流路171は、メインバルブ60の油孔60a、パイロット室61、メインバルブ部材59に形成され、パイロット室61に連通する油孔(図示しない)、油孔58d、油孔58c、パイロット弁本体99と弁座部材58とによって形成された空間100、パイロット弁本体99に形成された油孔99aで構成される。また、フェイル時には、下流側パイロット流路172は、例えば、ソレノイド90のコア92に形成された空間102、弁座部材58に形成された油孔58f、バルブストッパ57と弁座部材58との間に形成された流路105、流路105に連なる流路106、及び上部ピストン部材71の空間64で構成される。
このパイロット流路170には、パイロット弁本体99とフェイル弁103とからなるパイロット弁110が設けられている。通常時には、弁座部材58に対するパイロット弁本体99の開閉により、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧が調整される。フェイル時には、パイロット弁本体99に対するフェイル弁103の開閉により、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧が調整される。いずれにしても、パイロット弁110の開閉により、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧が調整される。
また、パイロット室61とロッド側油室S2とを連通させる連通流路72dは、圧側行程時にパイロット室61内のオイルの一部をロッド側油室S2へ導く。すなわち、連通流路72dを備えた場合、連通流路72dを備えない場合に比べて、圧側行程時においてパイロット室61内の圧力の上昇を相対的に抑えられる。
一方、伸側行程には、ロッド側油室S2内のオイルは、その一部がロッド側油室S2から連通流路72dを介してパイロット室61内に流入する。
(フロントフォーク10の動作)
次に、上記したように構成された第1脚10aの圧側行程時と伸側行程時の動作を図5及び図6を参照して説明する。図5は、第1の実施の形態における、減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10の第1脚10aの減衰力可変装置50の圧側行程時のオイルの流れを示す縦断面図である。図6は、第1の実施の形態における、減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10の第1脚10aの減衰力可変装置50の伸側行程時のオイルの流れを示す縦断面図である。なお、図5及び図6には、説明の便宜上、インナチューブ21の一部を示している。
(圧側行程)
まず、圧側行程時の動作を図5を参照して説明する。
自動二輪車の走行中に前輪が路面凹凸に追従して上下動すると、前輪を懸架するアウタチューブ20とインナチューブ21とが伸縮動する。インナチューブ21がアウタチューブ20に対して相対的に上動する圧側行程においては、ピストン側油室S1内のオイルがピストン70によって圧縮されてその圧力が高くなる。
そして、このピストン側油室S1内のオイルは、圧側行程時のメイン流路150を通ってロッド側油室S2へと流れ込む。
具体的には、図5に実線矢印にて示すように、オイルは、ピストン側油室S1から下部ピストン部材72の油孔72bを通過して圧側入口チェック弁54を板バネ68の付勢力に抗して押し開いて隙間67へ流れる。そして、隙間67へ流れ込んだオイルの圧力でメインバルブ60を板バネ68とパイロット室61の背圧による閉弁方向(上端側)の力に抗して押し開く。そして、オイルは、隙間67から空間64を介して上部ピストン部材71の油孔71bを通り、圧側出口チェック弁56を押し開いてロッド側油室S2へ流れ込む。このとき、オイルがメインバルブ60を通過する際の流動抵抗によって、第1脚10aには圧側減衰力が発生する。
一方、ピストン側油室S1から下部ピストン部材72の油孔72bを通って隙間67へ流れ込んだオイルの一部は、パイロット流路170を通ってメイン流路150を流れるオイルに合流する。また、パイロット流路170を流れるオイルの一部は、パイロット室61から連通流路72dを通り、ロッド側油室S2へ流出する。
具体的には、図5に破線矢印で示すように、ピストン側油室S1から下部ピストン部材72の油孔72bを通って隙間67へと流れ込んだオイルの一部は、メインバルブ60の外周側の流路63からメインバルブ60の油孔60aを通過してパイロット室61へ流れ込む。
パイロット室61へ流れ込んだオイルの一部は、図5に破線矢印で示すように、パイロット室61からメインバルブ部材59の油孔(図示しない)、弁座部材58の油孔58d,58c、パイロット弁本体99と弁座58eとの隙間を通って弁座部材58の空間100へ流れ込む。そして、弁座部材58の空間100へ流れ込んだオイルは、パイロット弁本体99の油孔99aを通ってフェイル弁103を押し開いてコア92の空間102へ流れ込む。
ここで、フェイル弁103は、バネ104の付勢力が弱く設定されることにより、チェック弁機能のみでオイルが流れると即座にパイロット弁本体99から離間して開くように設計されていてもよく、バネ104に一定の付勢力があることにより、このバネ104の付勢力に抗してパイロット弁本体99から離間して開くことによりフェイル弁103とパイロット弁本体99との間に流動抵抗が生じるものであってもよい。
そして、空間102へ流れ込んだオイルは、弁座部材58の油孔58f、流路105,106を通って上部ピストン部材71の空間64へ流れ込み、メイン流路150を流れるオイルに合流する。そして、合流したオイルは、ロッド側油室S2へ流出する。
一方、パイロット室61へ流れ込んだオイルの残部は、図5に一点鎖線矢印で示すように、連通流路72dを通り、インナチューブ21とピストン70との間の隙間75に流出する。この隙間75はロッド側油室S2に連通するため、パイロット室61へ流れ込んだオイルの残部は、ロッド側油室S2へ流出する。ここで、連通流路72d及び隙間75からなる流路をバイパス流路180と呼ぶ。
これによって、圧側行程時におけるパイロット室61の内圧(背圧)が低下し、メインバルブ60を閉弁方向(上端側)に押圧する力が弱まる。このように、連通流路72dを備えることで、連通流路72dを備えない場合に比べて、圧側行程における減衰力が相対的に弱まる。このため、圧側行程時における初期設定としての減衰力を相対的に低く調整することができる。
ここで、フロントフォーク10の第1脚10aの減衰力可変装置50における主たる減衰力を発生させるメインバルブ60の開度は、パイロット室61の内圧(背圧)に影響を受ける。このため、パイロット室61内の圧力の調整は、パイロット室61へ流れ込んだオイルを連通流路72dによりロッド側油室S2へ流出させることだけではない。
ソレノイド90を駆動して作動ロッド96と作動ロッド96の下端外周に設けられたパイロット弁本体99をロッド軸方向に移動させてパイロット弁本体99の弁座部材58に対する開度を変化させることによって、パイロット弁本体99と弁座部材58との隙間を通過するオイルの流動抵抗を調整して、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧を調整することができる。すなわち、このソレノイド90及びパイロット弁本体99は、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧を制御している。
このように、ソレノイド90によりパイロット室61の背圧を調整し、メインバルブ60の開度を調整することによって、メインバルブ60を通過するオイルの流動抵抗によって発生する減衰力を調整することができる。具体的には、パイロット弁本体99の弁座部材58に対する開度を絞れば、パイロット室61の背圧が高くなり、メインバルブ60の開度が絞られて減衰力が高められる。一方、パイロット弁本体99の弁座部材58に対する開度を広げれば、パイロット室61の背圧が低下し、メインバルブ60の開度も大きくなって減衰力が小さく調整される。
また、パイロット弁本体99を開弁方向に付勢する付勢手段にバネ101を含むことにより、パイロット弁本体99の開弁圧をバネ101のバネ定数を調整することによって自由に設定することができる。さらに、この付勢手段が油圧を含むことによって、パイロット弁本体99の開弁圧を連続的に変化させることができる。そして、本実施形態では、付勢手段がバネ101と油圧を含むので、パイロット弁本体99の開弁圧を連続的に変化させることができ、かつその設定幅を広げることができる。
ここで、圧側行程においては、インナチューブ21に進入するピストンロッド26の進入体積分の量のオイルが、インナチューブ21内のロッド側油室S2から連通孔21aを介して、図2に示す環状油室S3に移送される。このとき、環状油室S3の容積増加分ΔV(補給量)がピストンロッド26の容積増加分ΔVよりも大きいため、環状油室S3へのオイルの補給量のうち、「ΔV−ΔV」の不足分がオイル収容部Roからロッド側油室S2へ補給される。なお、この不足分のオイルの補給は、隔壁部材27の底部に形成された、オイル収容部Roとロッド側油室S2との間のオイルの給排を可能にする図3に示す給排部40を介して行われる。
(伸側行程)
次に、伸側行程時の動作を図6を参照して説明する。
インナチューブ21がアウタチューブ20に対して相対的に下動する伸側行程においては、ロッド側油室S2内のオイルがピストン70によって圧縮されてその圧力が高くなる。
そして、このロッド側油室S2内のオイルは、伸側行程時のメイン流路160を通ってピストン側油室S1へ流れ込む。
具体的には、図6に実線矢印にて示すように、オイルは、ロッド側油室S2から上部ピストン部材71の油孔71aを通過して伸側入口チェック弁55を板バネ68の付勢力に抗して押し開いて隙間67へ流れる。そして、隙間67へ流れ込んだオイルの圧力でメインバルブ60を板バネ68とパイロット室61の背圧による閉弁方向の力に抗して押し開いて、隙間67からメインバルブ部材59の油孔59aと下部ピストン部材72の油孔72cを通り、伸側出口チェック弁53を押し開いてピストン側油室S1へと流れ込む。このとき、オイルがメインバルブ60を通過する際の流動抵抗によって、減衰力可変装置50には伸側減衰力が発生する。
一方、ロッド側油室S2から上部ピストン部材71の油孔71aを通って隙間67へと流れ込んだオイルの一部は、圧側行程の場合と同様に、パイロット室61を含めて、パイロット流路170を通る。この伸側行程におけるパイロット流路170のオイルの流れに対して、パイロット弁本体99とフェイル弁103の作動の仕方や機能は、圧側行程の場合と同様である。そして、パイロット流路170を流れたオイルは、メイン流路160を流れるオイルに合流する。ここで、パイロット流路170におけるオイルの流れを図6に破線矢印にて示す。そして、合流したオイルは、ピストン側油室S1へ流出する。
また、ロッド側油室S2内のオイルは、その一部がロッド側油室S2から連通流路72dを介してパイロット室61内に流入する。すなわち、ロッド側油室S2内のオイルは、圧側出口チェック弁56の近傍で、図6の実線矢印で示すメイン流路160の流れと、図6の一点鎖線矢印で示すバイパス流路180の流れとの2つに分岐される。
バイパス流路180を流れるオイルは、ピストン70とインナチューブ21との間の隙間75を通り、連通流路72dに流れて、パイロット室61に流入する。
ここで、メイン流路160を流れてパイロット室61に流入するオイルは、ロッド側油室S2の内圧に対して伸側入口チェック弁55と上部ピストン部材71との隙間の流動抵抗と、油孔60aの流動抵抗により減圧される。一方、バイパス流路180を流れてパイロット室61に流入するオイルは、ロッド側油室S2の内圧に対して連通流路72dの流動抵抗により減圧される。このため、第1脚10aでは、伸側入口チェック弁55と上部ピストン部材71との隙間の流動抵抗と油孔60aの流動抵抗とを併せたものと、連通流路72dの流動抵抗とを同等にすることにより、バイパス流路180を流れてパイロット室61に流入するオイルによるパイロット室61の内圧が上昇する影響を抑えることができる。
ここで、フロントフォーク10の第1脚10aの減衰力可変装置50における主たる減衰力を発生させるメインバルブ60の開度は、圧側行程と同様にパイロット室61の内圧(背圧)に影響を受ける。
ソレノイド90を駆動して作動ロッド96と作動ロッド96の下端外周に設けられたパイロット弁本体99をロッド軸方向に移動させてパイロット弁本体99の弁座部材58に対する開度を変化させることによって、パイロット弁本体99と弁座部材58との隙間を通過するオイルの流動抵抗を調整して、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧を調整することができる。すなわち、このソレノイド90及びパイロット弁本体99は、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧を制御している。
このように、ソレノイド90によりパイロット室61の背圧を調整し、メインバルブ60の開度を調整することによって、メインバルブ60を通過するオイルの流動抵抗によって発生する減衰力を調整することができる。具体的には、パイロット弁本体99の弁座部材58に対する開度を絞れば、パイロット室61の背圧が高くなり、メインバルブ60の開度が絞られて減衰力が高められる。一方、パイロット弁本体99の弁座部材58に対する開度を広げれば、パイロット室61の背圧が低下し、メインバルブ60の開度も大きくなって減衰力が小さく調整される。
また、パイロット弁本体99を開弁方向に付勢する付勢手段にバネ101を含むことにより、パイロット弁本体99の開弁圧をバネ101のバネ定数を調整することによって自由に設定することができる。さらに、この付勢手段が油圧を含むことによって、パイロット弁本体99の開弁圧を連続的に変化させることができる。そして、本実施形態では、付勢手段がバネ101と油圧を含むので、パイロット弁本体99の開弁圧を連続的に変化させることができ、かつその設定幅を広げることができる。
ここで、伸側行程においては、インナチューブ21から退出するピストンロッド26の退出容積分のオイルが図2に示す環状油室S3から連通孔21aを介してロッド側油室S2へ移送される。このとき、環状油室S3の容積減少分ΔV(排出量)がピストンロッド26の容積減少分ΔVよりも大きいため、環状油室S3へのオイルの排出量のうち、「ΔV−ΔV」の余剰分がロッド側油室S2からオイル収容部Roへ排出される。なお、この余剰分のオイルの排出は、隔壁部材27の底部に形成された、オイル収容部Roとロッド側油室S2との間のオイルの給排を可能にする図3に示す給排部40を介して行われる。
(フェイル時)
ここで、ソレノイド90が何らかの原因で故障して正常に動作しないフェイル時の動作について説明する。図7は、第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10の第1脚10aの減衰力可変装置50におけるパイロット弁110の要部拡大縦断面を示す図である。
ソレノイド90が正常に動作しないフェイル時には、パイロット弁110を開弁方向(上端側)に付勢するバネ101に抗して、パイロット弁110を閉弁方向(下端側)に移動させる推力(電磁力)が発生しない。ここで、前述したようにパイロット弁110を開弁方向に付勢するバネ101のバネ定数は、パイロット弁本体99を閉弁方向に付勢するバネ104のバネ定数よりも大きく設定されている。
このため、パイロット弁110は、パイロット弁本体99に当接するフェイル弁103とともに、バネ101の付勢力によって開弁方向へ移動する。図7に示すように、フェイル時等、パイロット弁本体99とフェイル弁103とからなるパイロット弁110が最も開弁方向に移動した際(バネ104の最圧縮状態)に、フェイル弁103は、その内周部がパイロット弁本体99とバネ受けシート103aを介したバネ104とによって挟持されて固定される。特にフェイル時には、ソレノイド90が故障して正常に動作しないため、ソレノイド90による下端側への推力が失われることになる。また、バネ104による下端側への付勢力は、バネ101による上端側への付勢力よりも弱い。このため、パイロット弁本体99は、実質的にバネ101の弾性力とオイルの油圧によって開弁方向に付勢される。すなわち、パイロット弁本体99を開弁方向に付勢する付勢手段は、バネ101と油圧となっている。
このように、油圧のみでなく、バネ101によってもパイロット弁本体99を開弁方向に付勢するので、フェイル時にパイロット弁本体99を最も開弁方向に移動した状態に移行し易くすることができる。
上記状態では、パイロット弁本体99は、弁座部材58に対して全開状態にあるため、フェイル弁103が、仮に通常時のようにチェック弁機能のみでオイルが流れると即座にパイロット弁本体99から離間して開くと、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧が急激に低下するためにメインバルブ60の開度が急激に増加する。そして、このメインバルブ60を通過するオイルの流動抵抗が低下するために圧側及び伸側の減衰力が急減して自動二輪車の走行安定性が害されるという問題がある。
本実施の形態では、図7に示す状態において、フェイル時にはパイロット弁本体99とフェイル弁103が、上端側へ最も移動する。この場合には、フェイル弁103の内周部が、パイロット弁本体99の支持部99bとバネ受けシート103aを介したバネ104とによって挟持されて固定される。そして、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧が所定値を越えると、フェイル弁103の外周部が図7に点線にて示すように撓んでパイロット弁本体99から離間する。
このとき、フェイル弁103とパイロット弁本体99との隙間の流動抵抗により、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の急激な低下が抑えられ、一定程度の内圧を維持できる。これにより、メインバルブ60の開度が急激に増加することも抑えられる。したがって第1脚10aは、フェイル時においても圧側行程及び伸側行程共に、一定の減衰力を維持することができる。この場合に、フェイル弁103の剛性やフェイル弁103のオイルの受圧面積を変えることによって、フェイル時のパイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧を変化させることができ、フェイル時のメインバルブ60による一定の減衰力も任意に調整することができる。
このようなフェイル時において、前述した通常時と同様に、圧側行程の場合、図5に破線矢印で示すように、ピストン側油室S1から下部ピストン部材72の油孔72bを通って隙間67へと流れ込んだオイルの一部は、メインバルブ60の外周側の流路63からメインバルブ60の油孔60aを通過してパイロット室61へ流れ込む。また、伸側行程の場合、図6に破線矢印で示すように、ロッド側油室S2から上部ピストン部材71の油孔71aを通って隙間67へと流れ込んだオイルの一部は、メインバルブ60の外周側の流路63からメインバルブ60の油孔60aを通過してパイロット室61へ流れ込む。
なお、隙間67へと流れ込んだオイルの一部のパイロット流路170における流れは、圧側行程と伸側行程とで同じである。そのため、以後のパイロット流路170における流れを、図5の圧側行程を参照して説明する。
パイロット室61へ流れ込んだオイルの一部は、図5に破線矢印で示すように、パイロット室61からメインバルブ部材59の油孔(図示しない)、弁座部材58の油孔58d,58cを通って弁座部材58の空間100へ流れ込む。なお、パイロット弁本体99は、弁座部材58に対して全開状態である。
そして、弁座部材58の空間100へ流れ込んだオイルは、パイロット弁本体99の油孔99aを通ってフェイル弁103をバネ104の付勢力に抗して押し開いてコア92の空間102へ流れ込む。このオイルがフェイル弁103を通過する際の流動抵抗によって、パイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧の急減が防止される。これにより、メインバルブ60の開度の急増も防止される。したがって、このメインバルブ60を通過するオイルの流動抵抗による圧側及び伸側の減衰力の急減も防止されて、自動二輪車の走行安定性が確保される。
空間102へ流れ込んだオイルは、弁座部材58の油孔58f、流路105,106を通って上部ピストン部材71の空間64へ流れ込む。そして、圧側行程の場合、図5に破線矢印で示すように、空間64へ流れ込んだオイルは、メイン流路150を流れるオイルに合流し、ロッド側油室S2へ流出する。また、伸側行程の場合、図6に破線矢印で示すように、空間64へ流れ込んだオイルは、メイン流路160を流れるオイルに合流し、ピストン側油室S1へ流出する。
圧側行程の場合、パイロット室61へ流れ込んだオイルの残部は、前述したとおり、図5に一点鎖線矢印で示すように、連通流路72dを通り、インナチューブ21とピストン70との間の隙間75に流出する。この隙間75はロッド側油室S2に連通するため、パイロット室61へ流れ込んだオイルの残部は、ロッド側油室S2へ流出する。
圧側行程の場合、フェイル時においても、パイロット室61の内圧(背圧)が低下し、メインバルブ60を閉弁方向(上端側)に押圧する力が弱まる。このように、連通流路72dを備えることで、連通流路72dを備えない場合に比べて、圧側行程における減衰力が相対的に弱まる。このため、圧側行程時における初期設定としての減衰力を相対的に低く調整することができる。
伸側行程の場合、フェイル時においても、連通流路72dを介してパイロット室61内にオイルが流入する。しかしながら、伸側入口チェック弁55と上部ピストン部材71との隙間の流動抵抗と油孔60aの流動抵抗とを併せたものと、連通流路72dの流動抵抗とを同等にすることにより、バイパス流路180を流れてパイロット室61に流入するオイルによるパイロット室61の内圧が上昇する影響を抑えることができる。
上記したように、第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10においては、1つのメインバルブ60、1つのパイロット室61及び1つのパイロット弁110を備えた1つの減衰力調整機構により、減衰力をソレノイド等の電子制御で調整する場合には、圧側行程及び伸側行程ともに同じメインバルブ60、パイロット室61、パイロット弁110を流体が流れるため、同じ傾向の調整となる。また、フェイル時においてもフロントフォーク10は、圧側行程及び伸側行程ともに一定の減衰力を維持できる。この場合に、第1の実施の形態では、連通流路72dを有するため、1つのメインバルブ60と、1つのパイロット室61と、1つのパイロット弁本体99及び1つのフェイル弁103を有する1つのパイロット弁110とを備えた1つの減衰力調整機構というコンパクトな構造を維持しつつ、圧側行程時のみ初期設定として減衰力を相対的に低く調整し、圧側行程時と伸側行程時の初期設定で異なる調整を行うことができる。
(第2の実施の形態)
図8は、第2の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10の第1脚10aの減衰力可変装置51の縦断面を示す図である。なお、図8には、説明の便宜上、インナチューブ21の一部を示している。また、第1の実施の形態の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略又は簡略する。
図8に示すように、減衰力可変装置51の連通流路72dは、パイロット室61とピストン側油室S1とを連通している。この場合、連通流路72dの一端は、図8に示すように、摺動シール材73の下端側の下部ピストン部材72の側面に開口している。
そして、連通流路72dの一端は、摺動シール材73よりも下端側においてインナチューブ21とピストン70との間に形成される隙間76に臨んで開口している。なお、隙間76は、ピストン側油室S1(図2参照)に連通している。
ここで、連通流路72dは、パイロット室61とピストン側油室S1とを連通させる構成に限られない。連通流路72dは、パイロット室61とパイロット弁110との間の流路と、ピストン側油室S1とを連通させるものであってもよい。なお、パイロット室61とパイロット弁110との間の流路は、第1の実施の形態と同様である。また、連通流路72d及び隙間76からなる流路をバイパス流路181と呼ぶ。
次に、上記したように構成された第1脚10aの圧側行程時と伸側行程時の動作を図9及び図10を参照して説明する。図9は、第2の実施の形態における、減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10の第1脚10aの減衰力可変装置51の圧側行程時のオイルの流れを示す縦断面図である。図10は、第2の実施の形態における、減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10の第1脚10aの減衰力可変装置51の伸側行程時のオイルの流れを示す縦断面図である。なお、図9及び図10には、説明の便宜上、インナチューブ21の一部を示している。
減衰力可変装置51において、連通流路72dを介するオイルの流れ以外は、圧側行程及び伸側行程におけるオイルの流れは、例えば、図5及び図6を参照して説明したオイルの流れと同じである。ここでは、オイルの流れが異なる部分について主に説明する。
(圧側行程)
まず、図9を参照して圧側行程について説明する。
ピストン側油室S1から下部ピストン部材72の油孔72bを通って隙間67へと流れ込んだオイルの一部は、図9に破線矢印で示すように、メインバルブ60の外周側の流路63からメインバルブ60の油孔60aを通過してパイロット室61へ流れ込む。また、図9に一点鎖線矢印で示すように、ピストン側油室S1内のオイルは、その一部がピストン側油室S1から連通流路72dを介してパイロット室61内に流入する。すなわち、ピストン側油室S1内のオイルは、伸側出口チェック弁53の近傍で、図9の実線矢印で示すメイン流路150の流れと、図9の一点鎖線矢印で示すバイパス流路181の流れとの2つに分岐される。
パイロット室61へ流れ込んだオイルは、パイロット室61からメインバルブ部材59の油孔(図示しない)、弁座部材58の油孔58d,58c、パイロット弁本体99と弁座58eとの隙間を通って弁座部材58の空間100へ流れ込む。弁座部材58の空間100へ流れ込んだオイルは、パイロット弁本体99の油孔99aを通ってフェイル弁103をバネ104の付勢力に抗して押し開いてコア92の空間102へ流れ込む。空間102へ流れ込んだオイルは、弁座部材58の油孔58f、流路105,106を通って上部ピストン部材71の空間64へ流れ込み、メイン流路150を流れるオイルに合流する。そして、合流したオイルは、ロッド側油室S2へ流出する。
ここで、メイン流路150を流れてパイロット室61に流入するオイルは、ピストン側油室S1の内圧に対して圧側入口チェック弁54と下部ピストン部材72との隙間の流動抵抗と、油孔60aの流動抵抗により減圧される。一方、バイパス流路181を流れてパイロット室61に流入するオイルは、ピストン側油室S1の内圧に対して連通流路72dの流動抵抗により減圧される。このため、第1脚10aでは、圧側入口チェック弁54と下部ピストン部材72との隙間の流動抵抗と油孔60aの流動抵抗とを併せたものと、連通流路72dの流動抵抗とを同等にすることにより、バイパス流路181を流れてパイロット室61に流入するオイルによるパイロット室61の内圧が上昇する影響を抑えることができる。
(伸側行程)
次に、図10を参照して伸側行程について説明する。
ロッド側油室S2から上部ピストン部材71の油孔71aを通って隙間67へと流れ込んだオイルの一部は、図10に破線矢印で示すように、パイロット流路170を通ってメイン流路160を流れるオイルに合流する。また、パイロット流路170を流れるオイルの一部は、図10に一点鎖線矢印で示すように、パイロット室61から連通流路72dを通り、ピストン側油室S1へ流出する。すなわち、パイロット流路170を流れるオイルの一部は、バイパス流路181を通り、ピストン側油室S1へ流出する。
これによって、伸側行程時におけるパイロット室61の内圧(背圧)が低下し、メインバルブ60を閉弁方向(上端側)に押圧する力が弱まる。このように、連通流路72dを備えることで、連通流路72dを備えない場合に比べて、伸側行程における減衰力が弱まる。このため、伸側行程時における初期設定としての減衰力を相対的に低く調整することができる。
(フェイル時)
フェイル時におけるオイルの流れは、基本的に第1の実施の形態の減衰力可変式緩衝器におけるオイルの流れと同じである。ここでは、フェイル時において、第1の実施の形態のオイルの流れと異なる流れについて主に説明する。
圧側行程及び伸側行程において、前述したように、隙間67からパイロット室61へ流れ込んだオイルの一部は、図9及び図10に破線矢印で示すように、パイロット室61からメインバルブ部材59の油孔(図示しない)、弁座部材58の油孔58d,58cを通って弁座部材58の空間100へ流れ込む。なお、パイロット弁本体99は、弁座部材58に対して全開状態である。
そして、弁座部材58の空間100へ流れ込んだオイルは、パイロット弁本体99の油孔99aを通ってフェイル弁103をバネ104の付勢力に抗して押し開いてコア92の空間102へ流れ込む。このオイルがフェイル弁103を通過する際の流動抵抗によってパイロット室61及びパイロット室61とパイロット弁110との間の流路の内圧の急減が防止される。これにより、メインバルブ60の開度の急増も防止される。したがって、このメインバルブ60を通過するオイルの流動抵抗による圧側及び伸側の減衰力の急減も防止されて、自動二輪車の走行安定性が確保される。
空間102へ流れ込んだオイルは、弁座部材58の油孔58f、流路105,106を通って上部ピストン部材71の空間64へ流れ込む。そして、圧側行程の場合、図9に破線矢印で示すように、空間64へ流れ込んだオイルは、メイン流路150を流れるオイルに合流し、ロッド側油室S2へ流出する。また、伸側行程の場合、図10に破線矢印で示すように、空間64へ流れ込んだオイルは、メイン流路160を流れるオイルに合流し、ピストン側油室S1へ流出する。
圧側行程の場合、フェイル時においても、連通流路72dを介してパイロット室61内にオイルが流入する。しかしながら、圧側入口チェック弁54と下部ピストン部材72との隙間の流動抵抗と油孔60aの流動抵抗とを併せたものと、連通流路72dの流動抵抗とを同等にすることにより、バイパス流路181を流れてパイロット室61に流入するオイルによるパイロット室61の内圧が上昇する影響を抑えることができる。
一方、伸側行程の場合、パイロット室61へ流れ込んだオイルの残部は、前述したとおり、図10に一点鎖線矢印で示すように、連通流路72dを通り、インナチューブ21とピストン70との間の隙間76に流出する。この隙間76はピストン側油室S1に連通するため、パイロット室61へ流れ込んだオイルの残部は、ピストン側油室S1へ流出する。
伸側行程の場合、フェイル時においても、パイロット室61の内圧(背圧)が低下し、メインバルブ60を閉弁方向(上端側)に押圧する力が弱まる。このように、連通流路72dを備えることで、連通流路72dを備えない場合に比べて、伸側行程における減衰力が相対的に弱まる。このため、伸側行程時における初期設定としての減衰力を相対的に低く調整することができる。
上記したように、第2の実施の形態の減衰力可変式緩衝器であるフロントフォーク10においては、1つのメインバルブ60、1つのパイロット室61及び1つのパイロット弁110を備えた1つの減衰力調整機構により、減衰力をソレノイド等の電子制御で調整する場合には、圧側行程及び伸側行程ともに同じメインバルブ60、パイロット室61、パイロット弁110を流体が流れるため、同じ傾向の調整となる。また、フェイル時においてもフロントフォーク10は、圧側行程及び伸側行程ともに一定の減衰力を維持できる。この場合に、第2の実施の形態では、連通流路72dを有するため、1つのメインバルブ60と、1つのパイロット室61と、1つのパイロット弁本体99及び1つのフェイル弁103を有する1つのパイロット弁110とを備えた1つの減衰力調整機構というコンパクトな構造を維持しつつ、伸側行程時のみ初期設定として減衰力を相対的に低く調整し、圧側行程時と伸側行程時の初期設定で異なる調整を行うことができる。
また、フロントフォーク10の第1脚10aでは、第1の実施の形態の減衰力可変装置50及び第2の実施の形態の減衰力可変装置51は、ピストン70の内部に設けられている。しかし、これに限定されものではなく、第1の実施の形態の減衰力可変装置50及び第2の実施の形態の減衰力可変装置51は、ピストン70の外部に設けられていてもよいことは勿論である。
なお、本実施の形態では、減衰力可変式緩衝器を、自動二輪車の前輪を車体に対して懸架するフロントフォークに適用した一例を示したが、本発明は、自動二輪車の後輪を車体に対して懸架するリアクッションを含めて、自動二輪車の他の形式の緩衝器にも適用することができる。
ここで、減衰力可変式緩衝器を、自動二輪車の他の形式の緩衝器に適用した際の油圧回路について説明する。図11〜図14は、他の形式の緩衝器に本実施の形態の減衰力可変式緩衝器を適用した際の油圧回路図である。
なお、図11〜図14において、圧側行程時のオイルの流れを実線、伸側行程時のオイルの流れを破線で示している。図11〜図14には、第1の実施の形態に対応する連通流路72dを備えたときの油圧回路を示している。すなわち、連通流路72dが、パイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路とロッド側油室S2とを連通している。
(図11の減衰力可変式緩衝器11)
図11に示すように、減衰力可変式緩衝器11は、オイルが封入されたシリンダ190と、シリンダ190内に摺動可能に嵌装されたピストン70と、一端がピストン70に連結され、他端がシリンダ190の外部に延設されたピストンロッド26と、ピストン70により区画され、ピストン70よりもシリンダ190の軸方向の他端側に設けられたロッド側油室S2と、ピストン70よりもシリンダ190の軸方向の一端側に設けられたピストン側油室S1と、シリンダ190内に封入されたオイルの流れを制御して減衰力を可変可能にする減衰力可変装置50とを備えている。なお、オイルは、流体として機能し、ロッド側油室S2は、ロッド側流体室として機能し、ピストン側油室S1は、ピストン側流体室として機能する。
この減衰力可変装置50は、シリンダ190内のピストン70の摺動によって生じるオイルの流れを開閉することにより制御して減衰力を発生させるメインバルブ60と、オイルの流れの一部を導入し、メインバルブ60に対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室(図示しない)と、パイロット室(図示しない)の内圧を開閉することにより調整するパイロット弁(図示しない)と、パイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路(図示しない)と、ロッド側油室S2とを連通させる連通流路72dとを備えている。なお、パイロット室とパイロット弁とは、図示されていないが、フロントフォーク10の第1脚10aで示してきたものと同様にパイロット流路170上に設けられている。
また、減衰力可変装置50は、メイン流路150上でメインバルブ60及びパイロット流路170の上流側に設けられた圧側入口チェック弁54と、メイン流路150上でメインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に設けられた圧側出口チェック弁56と、メイン流路160上でメインバルブ60及びパイロット流路170の上流側に設けられた伸側入口チェック弁55と、メイン流路160上でメインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に設けられた伸側出口チェック弁53と、メインバルブ60及びパイロット流路170の下流側かつ圧側出口チェック弁56及び伸側出口チェック弁53の上流側に連通される油溜室Reとを備える。なお、油溜室Reは流体溜室として機能する。
なお、この減衰力可変式緩衝器11では、減衰力可変装置50及び油溜室Reは、ピストン70の外部、さらにはピストン70が摺動するシリンダ190の外部に設けられている。油溜室Reは、所定のオイルを給排する機能を有する。油溜室Reは、例えば、内部にガスが充填された袋状のブラダ等を備えてもよい。また、連通流路72dは、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ロッド側油室S2とが連通されている。
また、油溜室Reは、メインバルブ60及びパイロット流路170の下流側で分岐された油路と連通している。このように、メインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に油溜室Reが連通されることにより、油溜室Reには、メインバルブ60で減衰された後のオイルが導入される。すなわち、ロッド側油室S2の圧力は、油溜室Re内にあるエア室(図示しない)の圧力だけにほぼ依存し、メインバルブ60の流路抵抗の設定によって変動しない。したがって、圧側行程から伸側行程への反転時の減衰力のさぼりを回避できる。
(1−1)圧側行程
自動二輪車の走行中に後輪が路面凹凸に追従して上下動すると、後輪を懸架する減衰力可変式緩衝器が伸縮動する。ピストンロッド26がシリンダ190に対して相対的に上動する圧側行程においては、ピストン側油室S1内のオイルがピストン70によって圧縮されてその圧力が高くなる。そして、このピストン側油室S1内のオイルは、減衰力可変装置50へ導かれる。
減衰力可変装置50へ導かれたオイルは、圧側行程時のメイン流路150を通ってロッド側油室S2へと流れ込む。このとき、オイルがメインバルブ60を通過する際の流動抵抗によって、減衰力可変式緩衝器には圧側減衰力が発生する。ここで、図5に示されるメイン流路150とパイロット流路170とが合流される箇所は、図11に示す減衰力可変式緩衝器11上では、メインバルブ60とパイロット流路170との符号が記載される箇所に該当している。
また、パイロット流路170を流れるオイルの一部は、連通流路72dを通り、ロッド側油室S2へ流出する。
また、圧側行程においては、ピストンロッド26のシリンダ190内への進入体積分の量のオイルは、ピストン側油室S1から油溜室Reに供給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内への進入に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
(1−2)伸側行程
ピストンロッド26がシリンダ190に対して相対的に下動する伸側行程においては、ピストン70がピストンロッド26とともにシリンダ190内を下動する。そのため、ロッド側油室S2内のオイルがピストン70によって圧縮されてその圧力が高くなる。そして、このロッド側油室S2内のオイルは、減衰力可変装置50へ導かれる。
減衰力可変装置50へ導かれたオイルは、伸側行程時のメイン流路160を通ってピストン側油室S1へと流れ込む。このとき、オイルがメインバルブ60を通過する際の流動抵抗によって、減衰力可変式緩衝器には伸側減衰力が発生する。ここで、図6に示されるメイン流路160とパイロット流路170とが合流される箇所は、図11に示す減衰力可変式緩衝器11上では、メインバルブ60とパイロット流路170との符号が記載される箇所に該当している。
また、ロッド側油室S2内のオイルの一部は、連通流路72dを通り、例えば、パイロット室61を介してパイロット流路170内に流入する。
また、伸側行程においては、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出体積分の量のオイルは、油溜室Reからピストン側油室S1へ補給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
この図11に示す減衰力可変式緩衝器11では、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ロッド側油室S2とが連通されている連通流路72dを示しており、フロントフォーク10の第1脚10aの第1の実施の形態に相当している。この場合は、第1の実施の形態に示した減衰力可変式緩衝器の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。しかし、これに限定されることなく、減衰力可変式緩衝器11に、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ピストン側油室S1とが連通されている連通流路72dとして、第2の実施の形態を適用させてもよいことは勿論である。この場合は、第2の実施の形態に示した減衰力可変式緩衝器の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
(図12の減衰力可変式緩衝器12)
図12に示すように、減衰力可変式緩衝器12は、オイルが封入されたシリンダ190と、シリンダ190内に摺動可能に嵌装されたピストン70と、一端がピストン70に連結され、他端がシリンダ190の外部に延設されたピストンロッド26と、ピストン70により区画され、ピストン70よりもシリンダ190の軸方向の他端側に設けられたロッド側油室S2と、ピストン70よりもシリンダ190の軸方向の一端側に設けられたピストン側油室S1と、シリンダ190内に封入されたオイルの流れを制御して減衰力を可変可能にする減衰力可変装置50とを備えている。なお、オイルは、流体として機能し、ロッド側油室S2は、ロッド側流体室として機能し、ピストン側油室S1は、ピストン側流体室として機能する。
この減衰力可変装置50は、シリンダ190内のピストン70の摺動によって生じるオイルの流れを開閉することにより制御して減衰力を発生させるメインバルブ60と、オイルの流れの一部を導入し、メインバルブ60に対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室(図示しない)と、パイロット室(図示しない)の内圧を開閉することにより調整するパイロット弁(図示しない)と、パイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路(図示しない)とロッド側油室S2とを連通させる連通流路72dとを備えている。なお、パイロット室とパイロット弁とは、図示されていないが、フロントフォーク10の第1脚10aで示してきたものと同様にパイロット流路170上に設けられている。
また、減衰力可変装置50は、メイン流路150上でメインバルブ60及びパイロット流路170の上流側に設けられた圧側入口チェック弁54と、メイン流路150上でメインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に設けられた圧側出口チェック弁56と、メイン流路160上でメインバルブ60及びパイロット流路170の上流側に設けられた伸側入口チェック弁55と、メイン流路160上でメインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に設けられた伸側出口チェック弁53と、メインバルブ60及びパイロット流路170の下流側かつ圧側出口チェック弁56及び伸側出口チェック弁53の上流側に連通される油溜室Reとを備える。なお、油溜室Reは流体溜室として機能する。
この減衰力可変式緩衝器12では、減衰力可変装置50及び油溜室Reをシリンダ190内のピストン70の内部に備えている。なお、これに限定されものではなく、油溜室Reは、シリンダ190内であってピストン70の外部に設けられてもよい。また、油溜室Reは、ピストンロッド26の内部を貫通する流路から車軸側取付部材(図示しない)内や車軸側取付部材(図示しない)近傍に設けられてもよい。また、連通流路72dは、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ロッド側油室S2とが連通されている。
また、油溜室Reは、メインバルブ60及びパイロット流路170の下流側で分岐された油路と連通している。このように、メインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に油溜室Reが連通されることにより、油溜室Reには、メインバルブ60で減衰された後のオイルが導入される。すなわち、ロッド側油室S2の圧力は、油溜室Re内にあるエア室(図示しない)の圧力だけにほぼ依存し、メインバルブ60の流路抵抗の設定によって変動しない。したがって、圧側行程から伸側行程への反転時の減衰力のさぼりを回避できる。
(2−1)圧側行程
ピストンロッド26がシリンダ190に対して相対的に上動することで圧力が高くなったピストン側油室S1内のオイルは、圧側行程時のメイン流路150を通ってロッド側油室S2へと流れ込む。このとき、オイルがメインバルブ60を通過する際の流動抵抗によって、減衰力可変式緩衝器には圧側減衰力が発生する。ここで、図5に示されるメイン流路150とパイロット流路170とが合流される箇所は、図12に示す減衰力可変式緩衝器12上では、メインバルブ60とパイロット流路170との符号が記載される箇所に該当している。
また、パイロット流路170を流れるオイルの一部は、連通流路72dを通り、ロッド側油室S2へ流出する。
また、圧側行程においては、ピストンロッド26のシリンダ190内への進入体積分の量のオイルは、ピストン側油室S1から油溜室Reに供給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内への進入に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
(2−2)伸側行程
ピストンロッド26がシリンダ190に対して相対的に下動することで圧力が高くなったロッド側油室S2内のオイルは、伸側行程時のメイン流路160を通ってピストン側油室S1へと流れ込む。このとき、オイルがメインバルブ60を通過する際の流動抵抗によって、減衰力可変式緩衝器には伸側減衰力が発生する。ここで、図6に示されるメイン流路160とパイロット流路170とが合流される箇所は、図12に示す減衰力可変式緩衝器12上では、メインバルブ60とパイロット流路170との符号が記載される箇所に該当している。
また、ロッド側油室S2内のオイルの一部は、連通流路72dを通り、例えば、パイロット室61を介してパイロット流路170内に流入する。
また、伸側行程においては、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出体積分の量のオイルは、油溜室Reからピストン側油室S1へ補給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
この図12に示す減衰力可変式緩衝器12では、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ロッド側油室S2とが連通されている連通流路72dを示しており、フロントフォーク10の第1脚10aの第1の実施の形態に相当している。この場合は、第1の実施の形態に示した減衰力可変式緩衝器の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。しかし、これに限定されることなく、減衰力可変式緩衝器12に、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ピストン側油室S1とが連通されている連通流路72dとして、第2の実施の形態を適用させてもよいことは勿論である。この場合は、第2の実施の形態に示した減衰力可変式緩衝器の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
(図13の減衰力可変式緩衝器13)
図13に示すように、減衰力可変式緩衝器13は、オイルが封入されたシリンダ190と、シリンダ190内に摺動可能に嵌装されたピストン70と、一端がピストン70に連結され、他端がシリンダ190の外部に延設されたピストンロッド26と、ピストン70により区画され、ピストン70よりもシリンダ190の軸方向の他端側に設けられたロッド側油室S2と、ピストン70よりもシリンダ190の軸方向の一端側に設けられたピストン側油室S1と、ピストン側油室S1と連通される油溜室Reと、シリンダ190内に封入されたオイルの流れを制御して減衰力を可変可能にする減衰力可変装置50とを備えている。なお、オイルは、流体として機能し、ロッド側油室S2は、ロッド側流体室として機能し、ピストン側油室S1は、ピストン側流体室として機能し、油溜室Reは流体溜室として機能する。
この減衰力可変装置50は、シリンダ190内のピストン70の摺動によって生じるオイルの流れを開閉することにより制御して減衰力を発生させるメインバルブ60と、オイルの流れの一部を導入し、メインバルブ60に対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室(図示しない)と、パイロット室(図示しない)の内圧を開閉することにより調整するパイロット弁(図示しない)と、パイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路(図示しない)とロッド側油室S2とを連通させる連通流路72dとを備えている。なお、パイロット室とパイロット弁とは、図示されていないが、フロントフォーク10の第1脚10aで示してきたものと同様にパイロット流路170上に設けられている。
また、減衰力可変装置50は、メイン流路150上でメインバルブ60及びパイロット流路170の上流側に設けられた圧側入口チェック弁54と、メイン流路150上でメインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に設けられた圧側出口チェック弁56と、メイン流路160上でメインバルブ60及びパイロット流路170の上流側に設けられた伸側入口チェック弁55と、メイン流路160上でメインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に設けられた伸側出口チェック弁53とを備える。
図13に示すように、油溜室Reを減衰力可変装置50に並設せずに、ピストン側油室S1に直接連通させて備えている。なお、この場合、減衰力可変装置50及び油溜室Reは、ピストン70の外部、さらにはシリンダ190の外部に設けられている。なお、油溜室Reの入口には、ピストンロッド26のシリンダ190内への進入体積分の所定量のオイルを油溜室Reに導入するため、例えば、図示しないオリフィスやチェック弁等を備えて、オイルの導入量を調整している。また、連通流路72dは、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ロッド側油室S2とが連通されている。
(3−1)圧側行程
ピストンロッド26がシリンダ190に対して相対的に上動することで圧力が高くなったピストン側油室S1内のオイルは、減衰力可変装置50へ導かれる。
減衰力可変装置50におけるオイルの流れは、油溜室Reに導入されるオイルの流れ以外、前述した(1−1)圧側行程で説明した流れと同じである。ここで、図5に示されるメイン流路150とパイロット流路170とが合流される箇所は、図13に示す減衰力可変式緩衝器13上では、メインバルブ60とパイロット流路170との符号が記載される箇所に該当している。
また、パイロット流路170を流れるオイルの一部は、連通流路72dを通り、ロッド側油室S2へ流出する。
また、圧側行程においては、ピストンロッド26のシリンダ190内への進入体積分の量のオイルは、ピストン側油室S1から油溜室Reに供給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内への進入に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
(3−2)伸側行程
ピストンロッド26がシリンダ190に対して相対的に下動することで圧力が高くなったロッド側油室S2内のオイルは、減衰力可変装置50へ導かれる。また、油溜室Re内のオイルは、ピストン側油室S1へ補給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
減衰力可変装置50におけるオイルの流れは、油溜室Reから導出されるオイルの流れ以外、前述した(2−2)伸側行程で説明した流れと同じである。ここで、図6に示されるメイン流路150とパイロット流路170とが合流される箇所は、図13に示す減衰力可変式緩衝器13上では、メインバルブ60とパイロット流路170との符号が記載される箇所に該当している。
また、ロッド側油室S2内のオイルの一部は、連通流路72dを通り、例えば、パイロット室61を介してパイロット流路170内に流入する。
また、伸側行程においては、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出体積分の量のオイルは、油溜室Reからピストン側油室S1へ補給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
この図13に示す減衰力可変式緩衝器13では、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ロッド側油室S2とが連通されている連通流路72dを示しており、フロントフォーク10の第1脚10aの第1の実施の形態に相当している。この場合は、第1の実施の形態に示した減衰力可変式緩衝器の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。しかし、これに限定されることなく、減衰力可変式緩衝器13に、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ピストン側油室S1とが連通されている連通流路72dとして、第2の実施の形態を適用させてもよいことは勿論である。この場合は、第2の実施の形態に示した減衰力可変式緩衝器の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
(図14の減衰力可変式緩衝器14)
図14に示すように、減衰力可変式緩衝器14は、オイルが封入されたシリンダ190と、シリンダ190内に摺動可能に嵌装されたピストン70と、一端がピストン70に連結され、他端がシリンダ190の外部に延設されたピストンロッド26と、ピストン70により区画され、ピストン70よりもシリンダ190の軸方向の他端側に設けられたロッド側油室S2と、ピストン70よりもシリンダ190の軸方向の一端側に設けられたピストン側油室S1と、ピストン側油室S1と連通される油溜室Reと、シリンダ190内に封入されたオイルの流れを制御して減衰力を可変可能にする減衰力可変装置50とを備えている。なお、オイルは、流体として機能し、ロッド側油室S2は、ロッド側流体室として機能し、ピストン側油室S1は、ピストン側流体室として機能し、油溜室Reは流体溜室として機能する。
この減衰力可変装置50は、シリンダ190内のピストン70の摺動によって生じるオイルの流れを開閉することにより制御して減衰力を発生させるメインバルブ60と、オイルの流れの一部を導入し、メインバルブ60に対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室(図示しない)と、パイロット室(図示しない)の内圧を開閉することにより調整するパイロット弁(図示しない)と、パイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路(図示しない)とロッド側油室S2とを連通させる連通流路72dとを備えている。なお、パイロット室とパイロット弁とは、図示されていないが、フロントフォーク10の第1脚10aで示してきたものと同様にパイロット流路170上に設けられている。
また、減衰力可変装置50は、メイン流路150上でメインバルブ60及びパイロット流路170の上流側に設けられた圧側入口チェック弁54と、メイン流路150上でメインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に設けられた圧側出口チェック弁56と、メイン流路160上でメインバルブ60及びパイロット流路170の上流側に設けられた伸側入口チェック弁55と、メイン流路160上でメインバルブ60及びパイロット流路170の下流側に設けられた伸側出口チェック弁53とを備える。
この減衰力可変式緩衝器14では、減衰力可変式緩衝器14の機能の一部がピストン70に併設されている。すなわち、油溜室Reを並設しない減衰力可変装置50をシリンダ190内のピストン70の内部に備えている。なお、油溜室Reは、ピストン70の外部、さらにはピストン70が摺動するシリンダ190の外部に設けられている。また、連通流路72dは、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ロッド側油室S2とが連通されている。
すなわち、減衰力可変式緩衝器14は、油溜室Reをピストン70の内部に備えない以外は、図12に示した減衰力可変式緩衝器12と同じである。また、減衰力可変式緩衝器14の油溜室Reの構成は、図13に示した油溜室Reの構成と同じである。
(4−1)圧側行程
具体的なオイルの流れは、油溜室Reに導入されるオイルの流れ以外、前述した(2−1)圧側行程で説明した流れと同じである。ここで、図5に示されるメイン流路150とパイロット流路170とが合流される箇所は、図14に示す減衰力可変式緩衝器14上では、メインバルブ60とパイロット流路170との符号が記載される箇所に該当している。
また、パイロット流路170を流れるオイルの一部は、連通流路72dを通り、ロッド側油室S2へ流出する。
また、圧側行程においては、ピストンロッド26のシリンダ190内への進入体積分の量のオイルは、ピストン側油室S1から油溜室Reに供給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内への進入に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
(4−2)伸側行程
具体的なオイルの流れは、油溜室Reから導出されるオイルの流れ以外、前述した(2−2)伸側行程で説明した流れと同じである。ここで、図6に示されるメイン流路150とパイロット流路170とが合流される箇所は、図14に示す減衰力可変式緩衝器14上では、メインバルブ60とパイロット流路170との符号が記載される箇所に該当している。
また、油溜室Re内のオイルは、ピストン側油室S1へ補給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
また、ロッド側油室S2内のオイルの一部は、連通流路72dを通り、例えば、パイロット室61を介してパイロット流路170内に流入する。
また、伸側行程においては、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出体積分の量のオイルは、油溜室Reからピストン側油室S1へ補給される。これによって、ピストンロッド26のシリンダ190内からの退出に伴うシリンダ190内の容積変化が補償される。
この図14に示す減衰力可変式緩衝器14では、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ロッド側油室S2とが連通されている連通流路72dを示しており、フロントフォーク10の第1脚10aの第1の実施の形態に相当している。この場合は、第1の実施の形態に示した減衰力可変式緩衝器の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。しかし、これに限定されることなく、減衰力可変式緩衝器14に、パイロット流路170上にあるパイロット室(図示しない)又はパイロット室(図示しない)とパイロット弁(図示しない)との間の流路と、ピストン側油室S1とが連通されている連通流路72dとして、第2の実施の形態を適用させてもよいことは勿論である。この場合は、第2の実施の形態に示した減衰力可変式緩衝器の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
上記した図11〜図14では、第1の実施の形態に対応する連通流路72dを備えたときの減衰力可変式緩衝器を例示して説明しているが、上述のとおり第2の実施の形態に対応する連通流路72dを備えたときの減衰力可変式緩衝器を適用してもよいことは勿論である。この場合には、図示しないが、減衰力可変式緩衝器において、例えば、連通流路72dは、メインバルブ60とパイロット流路170との符号が記載される箇所からピストン側油室S1に連通する回路図となる。
また、図12及び図14に示した減衰力可変式緩衝器12,14を備える減衰力可変式緩衝器においては、減衰力可変装置50及びソレノイド90は、ピストン70の内部に設けられている。このため、減衰力可変装置50及びソレノイド90をピストン70にコンパクトに組み込み、例えば自動二輪車の緩衝器に適用することもできる。
また、図11及び図13に示した減衰力可変式緩衝器11,13を備える減衰力可変式緩衝器においては、減衰力可変装置50及びソレノイド90は、ピストン70の外部に設けられている。このため、減衰力可変装置50及びソレノイド90をピストン70の外部に配置することにより、減衰力可変装置50及びソレノイド90を自由な位置に配置することができ、レイアウトの自由度を高めることができる。このため、アクチュエータであるソレノイド90の配置やハーネス等の取り回し等についてもレイアウトの自由度を高めることができる。
また、本発明は、図11〜図14では、シリンダ190が各図上の上側で、ピストンロッド26が各図上の下側である倒立型の減衰力可変式緩衝器としているが、これに限定されることなく、シリンダ190が各図上の下側で、ピストンロッド26が各図上の上側である正立型の減衰力可変式緩衝器でも同様に適用可能である。また、図11〜図14に示す減衰力可変式緩衝器は、正立型及び倒立型を問わず、如何なるフロントフォーク及びリアクッションに対しても同様に適用可能であることは勿論である。
なお、本実施の形態においては、車体側にアウタチューブを取り付け、車軸側にインナチューブを取り付けた倒立型のフロントフォークに対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、車体側にインナチューブを取り付け、車軸側にアウタチューブを取り付けた正立型のフロントフォークに対しても同様に適用可能である。
また、本実施の形態では、減衰力可変式緩衝器を、自動二輪車に適用した一例を示したが、本発明は、自動二輪車以外の他の任意の車両の車輪を懸架する減衰力可変式緩衝器に対しても同様に適用可能である。
10…フロントフォーク、10a…第1脚、10b…第2脚、11,12,13,14…減衰力可変式緩衝器、20…アウタチューブ、21…インナチューブ、21a…連通孔、22…キャップボルト、23,33…ガイドブッシュ、24…オイルシール、25…ダストシール、26…ピストンロッド、27…隔壁部材、27a…底部、28…スプリングカラー、29,30…ナット、31…電源コード、32…リバウンドスプリング、34…ロッドガイド、35…懸架スプリング、40…給排部、40a,40b…油路、40c…チェック弁、40d…絞り、50,51…減衰力可変装置、52,57…バルブストッパ、53…伸側出口チェック弁、54…圧側入口チェック弁、55…伸側入口チェック弁、56…圧側出口チェック弁、58…弁座部材、58a…ロッド部、58b,72a…凹部、58c,58d,58f,59a,60a,71a,71b,72b,72c,99a…油孔、58e…弁座、59…メインバルブ部材、60…メインバルブ、61…パイロット室、62,68…板バネ、63,105,106…流路、64,65,100,102…空間、66…ディスタンスカラー、67,75,76…隙間、70…ピストン、71…上部ピストン部材、72…下部ピストン部材、72d…連通流路、73…摺動シール材、74…溝部、90…ソレノイド、91…ケース、92,93…コア、94…コイル、95…プランジャ、96…作動ロッド、97,98…ガイドブッシュ、99…パイロット弁本体、99b…支持部、101,104…バネ、103…フェイル弁、103a…バネ受けシート、110…パイロット弁、150,160…メイン流路、170…パイロット流路、171…上流側パイロット流路、172…下流側パイロット流路、180,181…バイパス流路、190…シリンダ、200…自動二輪車、210…車体フレーム、211…ヘッドパイプ、212…車軸、213…前輪、214…ハンドル、215…燃料タンク、216…エンジン、218…シート、219…スイングアーム、220…後輪、221,221a…リアサスペンション、222…制御装置、223…アッパブラケット、224…ロアブラケット、Re…油溜室、Rg…ガス収容部、Ro…オイル収容部、S1…ピストン側油室、S2…ロッド側油室、S3…環状油室。

Claims (4)

  1. 車体側に設けられたアウタチューブと、
    前記アウタチューブの内周に摺動自在に挿入されたインナチューブと、
    前記アウタチューブの車軸側の内周に設けられた第1のブッシュと、
    前記インナチューブの車体側の外周に設けられた第2のブッシュと
    前記アウタチューブ、前記インナチューブ、前記第1のブッシュ及び前記第2のブッシュで囲まれた環状流体室と、
    前記インナチューブ内に一部が設けられた有底筒状の隔壁部材と、
    前記環状流体室の断面積よりも小さい断面積を有し、その車体側の端部が前記アウタチューブに取り付けられるとともに、前記隔壁部材に摺動自在に挿通されるピストンロッドと、
    前記ピストンロッドにおける前記車軸側の端部に設けられるとともに、前記インナチューブの内周に摺動自在に設けられたピストンと、
    前記インナチューブ内で前記隔壁部材により区画され、前記隔壁部材よりも車体側に形成された流体溜室と、
    前記インナチューブ内で前記隔壁部材により区画され、前記隔壁部材よりも車軸側に形成された流体室と、
    前記流体室内で前記ピストンに区画され、前記ピストンよりも前記車体側に形成されるロッド側流体室と、
    前記流体室内で前記ピストンに区画され、前記ピストンよりも前記車軸側に形成されるピストン側流体室と、
    前記インナチューブに形成され、前記環状流体室と前記ロッド側流体室とを連通させる連通孔と、
    前記隔壁部材に設けられ、前記流体溜室から前記ロッド側流体室への流体の流れのみを許容するチェック弁と、
    前記隔壁部材に設けられ、前記流体溜室と前記ロッド側流体室との間の流体の流れを制限する絞りと、
    前記アウタチューブ及び前記インナチューブ内に封入された流体の流れを制御して減衰力を可変可能にする減衰力可変装置と
    を備えた減衰力可変式緩衝器であって、
    前記減衰力可変装置は、
    前記インナチューブ内の前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させるメインバルブと、
    流体の流れの一部を導入し、前記メインバルブに対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室と、
    前記パイロット室の内圧を調整するパイロット弁と、
    前記パイロット室又は前記パイロット室と前記パイロット弁との間の流路と、前記ロッド側流体室とを連通させる連通流路と
    を備え
    前記メインバルブが開閉することにより、前記インナチューブ内の前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れが制御され、
    前記パイロット弁が開閉することにより、前記パイロット室の内圧が調整され
    ことを特徴とする減衰力可変式緩衝器。
  2. 車体側に設けられたアウタチューブと、
    前記アウタチューブの内周に摺動自在に挿入されたインナチューブと、
    前記アウタチューブの車軸側の内周に設けられた第1のブッシュと、
    前記インナチューブの車体側の外周に設けられた第2のブッシュと
    前記アウタチューブ、前記インナチューブ、前記第1のブッシュ及び前記第2のブッシュで囲まれた環状流体室と、
    前記インナチューブ内に一部が設けられた有底筒状の隔壁部材と、
    前記環状流体室の断面積よりも小さい断面積を有し、その車体側の端部が前記アウタチューブに取り付けられるとともに、前記隔壁部材に摺動自在に挿通されるピストンロッドと、
    前記ピストンロッドにおける前記車軸側の端部に設けられるとともに、前記インナチューブの内周に摺動自在に設けられたピストンと、
    前記インナチューブ内で前記隔壁部材により区画され、前記隔壁部材よりも車体側に形成された流体溜室と、
    前記インナチューブ内で前記隔壁部材により区画され、前記隔壁部材よりも車軸側に形成された流体室と、
    前記流体室内で前記ピストンに区画され、前記ピストンよりも前記車体側に形成されるロッド側流体室と、
    前記流体室内で前記ピストンに区画され、前記ピストンよりも前記車軸側に形成されるピストン側流体室と、
    前記インナチューブに形成され、前記環状流体室と前記ロッド側流体室とを連通させる連通孔と、
    前記隔壁部材に設けられ、前記流体溜室から前記ロッド側流体室への流体の流れのみを許容するチェック弁と、
    前記隔壁部材に設けられ、前記流体溜室と前記ロッド側流体室との間の流体の流れを制限する絞りと、
    前記アウタチューブ及び前記インナチューブ内に封入された流体の流れを制御して減衰力を可変可能にする減衰力可変装置と
    を備えた減衰力可変式緩衝器であって、
    前記減衰力可変装置は、
    前記インナチューブ内の前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させるメインバルブと、
    流体の流れの一部を導入し、前記メインバルブに対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室と、
    前記パイロット室の内圧を調整するパイロット弁と、
    前記パイロット室又は前記パイロット室と前記パイロット弁との間の流路と、前記ピストン側流体室とを連通させる連通流路と
    を備え
    前記メインバルブが開閉することにより、前記インナチューブ内の前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れが制御され、
    前記パイロット弁が開閉することにより、前記パイロット室の内圧が調整され
    ことを特徴とする減衰力可変式緩衝器。
  3. 前記減衰力可変装置は、前記ピストンの内部に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の減衰力可変式緩衝器。
  4. 前記減衰力可変装置は、前記パイロット弁に対して閉弁方向に推力を発生させるアクチュエータをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項記載の減衰力可変式緩衝器。
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