JPH071049B2 - 車輪懸架装置用油圧緩衝器における底突き防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は緩衝ばねと油圧緩衝器からなる車輪懸架装置の
油圧緩衝器における底突き防止装置に関するものであっ
て、油圧緩衝器のピストンのストロークエンド近傍での
内部抵抗を急激に増大させて底突きを防止するものにつ
いて、極めて衝撃的なピストンの移動によってピストン
が油圧的にロックされることを回避でき、そのための機
構を、通常の走行時の油圧緩衝器の緩衝特性、底突き防
止機能を全く損なうことなく、また製作コストの格別な
増大を招くことなく、極めて簡単に構成することができ
るものである。

〔従来の技術〕

緩衝ばねと油圧緩衝器によって構成されている車両の懸
架装置には、所定の荷重を支えた状態で路面からの衝撃
を有効に吸収し、路面の凹凸に対する十分な追従性を車
輪に与えること等の機能が要求される。これらの要求を
満足するよう油圧緩衝器の特性が設定されると、車輪に
対して大きな突き上げ力が作用すると油圧緩衝器にかか
る衝撃負荷が過大になり、そのピストンが緩衝器のシリ
ンダの底に衝突する、いわゆる底突き現象を起こす。

この底突き現象は、不整地等の走行状態において度々起
こる現象である。そして、この底突き現象は、その突き
上げ力および底突き音のために著しく乗り心地を害する
ので極力防止しなければならない問題である。これを防
止する方法として概ね次の３つの方法がある。

（１）懸架装置の緩衝ばねを多段ばねとし、油圧緩衝器
のストロークエンド近傍における緩衝ばねのばね力を増
大させて上記の過大な衝撃負荷に耐えられるようにする
方法、 （２）油圧緩衝器内部の減衰機構によるバンプストップ
容量を大きくして、上記衝撃負荷に対する応答性を低下
させる方法、 （３）油圧緩衝器の減衰特性を調整可能にし、リンク機
構を介して油圧緩衝器のストロークエンド近傍での減衰
力を急に増大させてピストンを強力に制動する方法。

上記の３つの方法は底突き現象を防止できるのでその限
りでは問題はないが、上記（１）（２）の方法によると
きは路面の凹凸に対する車輪の追従性が損なわれ、この
ためにタイヤトラクションに悪影響を及ぼし、また、上
記（３）の方法によるときはそのための機構が複雑であ
り、製作コストの著しい増大を招き、また重量増大を招
くので、殊に二輪車、三輪車等の小型車両に適用するこ
とは実際上できない。

上記の（３）の方法を実現したものとして、公知ではな
いが、従来第２図および第３図に示すものがある（以下
これを「従来技術」という）。

この従来技術を説明する前に第１図を参照しつつ自動二
輪車の後輪懸架装置の概要を説明する。

フレーム11にリアアーム13が枢支されており、リアアー
ム13の後端に後輪15が取り付けられ、このリアアーム13
の前方部分を緩衝ばね17aと油圧緩衝器17とからなる懸
架装置によって支持している。

次いで、第２図および第３図を参照しつつ上記従来技術
を説明する。

通常の油圧緩衝器17のピストン23が嵌合されているシリ
ンダ本体21の内部空間のシリンダヘッド21a側端を蓄圧
器（リザーブタンク）29に接続している。ピストン23の
ストロークに伴うシリンダ内の作動油量の増減を蓄圧器
29によって吸収する。

以上は一般的に慣用されている油圧緩衝器に共通する機
構である。

そして、シリンダ本体21とシリンダヘッド21aとの接合
部に隔壁33を嵌合、固定してシリンダ内部空間をピスト
ン作動室35とピストン非作動室37とに区画し、上記隔壁
33の中央部に貫通孔45を設け、この貫通孔45に進退杆47
を遊嵌させ、この進退杆47を隔壁33と進退杆47のヘッド
47aとの間に介在させた付勢ばね49によってピストン作
動室35内に押し出している。ストッパ47bを有する上端
（図面において右端、以下同じ）からその中間部に達す
る連通溝47cを進退杆47の外周に設けてあり、この連通
溝の下端（図面において左端、以下同じ）がピストン作
動室35に通常開口している。さらに隔壁33には複数の逆
止弁39が設けられていて、これによってピストン非作動
室37からピストン作動室への作動油の自由な流通を許容
する。

通常の走行状態においてはピストンがそのストロークエ
ンドに達することはないように緩衝ばねおよび油圧緩衝
作用の強さが選定されているが、大きな突き上げ力が車
輪にかかるとピストンがストロークエンド近傍に達し、
その先端が進退杆47のヘッド47aに当たり、付勢ばね49
に抗してこれを隔壁33の貫通孔に押し込む。この押し込
み動作の初期においては連通溝47cと、進退杆47と貫通
孔45との遊び間隙とを介してピストン作動室とピストン
非作動室との間の作動油の流通が速やかになるが、進退
杆47の連通溝47cの上端が連通孔45に隠れる（第３図参
照）と、上記の作動油の流通が絞られ、ピストン作動室
35内の油圧が上昇し、これによってピストンに対する制
動力が増大し、ピストンの上昇速度を遅らせる。大きな
突き上げ力が継続している間に進退杆のヘッド47aが隔
壁33の下面に衝突すると底突き現象を生じることになる
のであるが、しかし、ピストンによって進退杆47が所定
長さ以上押し込まれて後はピストンの速度が急激に遅ら
されるので、上記突き上げ力が継続している間に上記の
進退杆のヘッドが隔壁に衝突することが避けられ、した
がって、底突き現象を生じることは避けられる。車輪に
対する上記突き上げ力がなくなるとピストンは下降（図
面において左方へ移動）するが、このときは逆止弁39が
開き、また進退杆47がピストン作動室35に押し出されて
第２図の状態に戻るのでピストン非作動室37からピスト
ン作動室35への作動油の戻りは速やかになされる。

したがって、この従来技術のものは、ピストンのストロ
ークエンドにおける底突きを効果的に防止できる。

しかし、ピストン作動室35からピストン非作動室37への
作動油の流れは貫通孔45によって絞られるので、ピスト
ン23が極めて衝撃的に上昇すると、ピストン作動室35と
ピストン非作動室37間の圧力差が著しく高くなり、この
圧力差によって進退杆47が付勢ばね49に抗して瞬時に押
し上げられてそのヘッド47aによって貫通孔45を塞ぎ、
その結果、ピストン作動室35内の作動油が逃げ場を失
い、ピストン23がピストン作動室35内の作動油によって
流体的にロックされ、そのピストンが瞬時に停止するこ
とがある。この現象は上記の底突き現象と同様のショッ
クを搭乗者に与えることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明は、通常走行時の油圧緩衝器の特性に影響を与
えることなく底突きを効果的に防止できる従来技術につ
いて、 極めて衝撃的なピストンの移動によってピストンが油圧
的にロックされることを簡単な手段によって回避できる
ように、底突き防止機構の構造を工夫することをその課
題とするものである。

〔課題解決のための手段〕

上記課題を解決するために講じた手段は次の要素（イ）
〜（ニ）を前提事項とし、要素（ホ）によって構成され
るものである。

（イ）油圧緩衝器のシリンダのシリンダヘッド近傍に隔
壁を設け、この隔壁によってシリンダ内部をピストン作
動室とピストン非作動室とに区画したこと、 （ロ）上記隔壁のほぼ中央に貫通孔を設け、当該貫通孔
に進退杆を遊嵌させると共に付勢ばねによって進退杆を
上記ピストン作動室側に突出させたこと、 （ハ）上記進退杆に、上記ピストン非作動室側端から進
退杆の途中まで延びる長手方向連通路を設けたこと、 （ニ）上記隔壁に上記ピストン非作動室からピストン作
動室への作動油の流れを許容する逆止弁を設けたこと、 （ホ）ピストン作動室とピストン非作動室とを常時連通
させる補助流路を上記隔壁又は進退杆に設けたこと。

〔作用〕

油圧緩衝器のピストンがそのストロークエンドの近傍ま
で移動すると、ピストンが上記隔壁のほぼ中央からピス
トン作動室に突出した進退杆に当接し、その付勢ばねに
抗して進退杆を上記ピストン非作動室側に押し戻す。

進退杆がピストン作動室に十分突出している状態では、
ピストン作動室内の作動油は進退杆に設けた上記連通路
と、進退杆と隔壁中央の貫通孔との間隙とを通りピスト
ン非作動室側に流出することができる。しかし進退杆が
ピストンによって押されて上記連通路の一端が隔壁貫通
孔に隠れるまで押し込まれると、上記連通路による作動
油の連通がほぼ遮断され、進退杆と隔壁中央の貫通孔と
の間隙とを通る流れだけが許されることになるので、ピ
ストン作動室からピストン非作動室への作動油の流通抵
抗が急速に増大する。したがつて、ストロークエンド近
傍においてピストンに対して大きな制動力がかかってピ
ストンが減速され、隔壁に激突することが避けられる。
その後、車輪に対する路面からの極端な突き上げ力がな
くなると緩衝ばねによって油圧緩衝器は伸長する方向に
作動するが、その初期において隔壁に設けた上記逆止弁
が開かれて作動油がピストン非作動室からピストン作動
室に速やかに戻り、進退杆が付勢ばねによってピストン
作動室側に押し戻されて後はピストン非作動室からピス
トン作動室への作動油の流通はさらに速やかになる。し
たがって、隔壁の存在は油圧緩衝器に極端な突き上げ力
がかかって後のピストンの速やかな戻り動作の支障には
ならない。以上は前提事項の作用である。

ピストンが極めて衝撃的に上昇して、ピストン非作動室
とピストン作動室間の圧力差が急激に大きくなり、この
圧力差によって進退杆が付勢ばねに抗して移動すると、
そのヘッドによって上記連通路が塞がれる。しかし、上
記隔壁又は進退杆にピストン作動室とピストン非作動室
とを常時連通させる補助流路を設けたので、ピストン作
動室内の作動油は当該補助流路を経てピストン非作動室
へ流出する。したがって、ピストンがピストン作動室内
の作動油によって流体的にロックされることは確実に回
避され、前記従来技術の上記問題が解消される。

〔実施例〕

次いで、第４図、第５図を参照しつつ第一実施例を説明
する。

この第一実施例はピストンのオリフィス28による絞りを
ニードル弁30による可変オリフィスとして、油圧緩衝器
の硬さ等の緩衝特性を運転者が適宜調整できるタイプの
従来技術の油圧緩衝器に本発明を適用した実施例であ
る。

この例においては、隔壁33の貫通孔45に遊嵌させた進退
杆47の中心に上端を開口した盲孔53を設け、この盲孔53
の底を横孔54によってピストン作動室35に連通させてい
る。さらに、隔壁33の補助貫通孔61に細孔63と弁玉65と
付勢ばね65aとからなる逆止弁型のリリーフ弁が設けて
あり、このリリーフ弁はピストン作動室35の油圧がその
設定圧力以上に上昇したとき、開いてピストン作動室35
からピストン非作動室37への作動油Ｏの流通を許容し、
その逆の作動油Ｏの流通を遮断する。

通常の上記底突きを防止のための作用は第２図および第
３図の従来技術と同じである。車輪を突き上げる力が衝
撃的で極めて大きいと、ピストン作動室35からピストン
非作動室37への作動油の流通が絞られているので、ピス
トン作動室35内の油圧が極めて急激に増大し、そのピス
トン作動室35とピストン非作動室37との圧力差によって
進退杆47が付勢ばね49に抗して瞬時に押し上げられ、こ
れによって貫通孔45が塞がれ、ピストン作動室の作動油
がピストン作動室内に閉じ込められる。このためにピス
トン作動室35内の油圧が瞬時に増大し、ピストンに底突
き現象に近いショックを与えることになる。しかしピス
トン作動室35内の油圧がその設定圧以上に上昇すると、
瞬間的に弁玉65が押し上げられてリリーフ弁が開くの
で、これによって急激な油圧上昇が緩和され、ピストン
に対する上記のショックが緩和される。

万一ピストンが進退杆47のヘッド47aを介して隔壁に当
たることがあっても、それはリリーフ弁による所定の油
圧によって減速されて後の衝突であるから、衝突速度は
低く、したがってそのためのショックは大きくない。

また、この実施例においては進退杆47上端に弾性リング
52を設けていて、これによって付勢ばね49によって進退
杆47が戻されて、ストッパ51が隔壁33の上面に衝突する
ときの衝撃を緩和する。

さらに、次いで第６図、第７図を参照しつつ第二実施例
を説明する。

この第二実施例は第一実施例の進退杆と同じ構造の進退
杆47を有する。しかし第二実施例は第一実施例の逆止弁
型リリーフ弁を有してはいない。

この例においては、隔壁33の中央貫通孔の周りが円筒部
33aになっていて、その端面に横溝33b（補助連通路）を
設けている。

通常の上記底突きを防止するための作用は第一実施例と
同じである。この例においてはピストンが極めて衝撃的
に上昇し、ピストン作動室とピストン非作動室間の圧力
差が急激に大きくなり、この圧力差によって進退杆47が
押し上げられ、そのヘッド47aの上面が隔壁33の下面に
押し付けられても、横溝33bがあるために、貫通孔45の
下端が進退杆のヘッド47aの上面によって塞がれること
はなく、この状態でもピストン作動室35からピストン非
作動室への作動油流通路が確保されるので、蓄圧器によ
る補償機能は確保される。

さらに、次いで第８図、第９図を参照しつつ第三実施例
を説明する。

この実施例においては第二実施例における進退杆47の横
孔54を多段の細孔54aによって構成し、さらに進退杆47
の盲孔53の底を細孔53a（補助流路）によってヘッド47a
の下面に連通させたものに相当する。ただし第二実施例
における横溝33bは設けられていない。

通常の底突きを防止するための作用は、進退杆47がピス
トンによって隔壁の貫通孔45に押し込まれて行くに連れ
て、上記多段の細孔54aがその下方のものから順次貫通
孔に隠れて行くので、これら多段の細孔54a、盲孔53を
通過してピストン作動室35からピストン非作動室37に流
れる作動油の流れに対する絞り抵抗が増大し、底突き防
止のための減衰力を徐々に大きくすることができる。

この例においては車輪を突き上げる力が衝撃的で極めて
大きいと、ピストンが極めて衝撃的に上昇し、ピストン
作動室35からピストン非作動室37への作動油の流通が絞
られているので、ピストン作動室35内の油圧が極めて急
激に増大し、そのピストン作動室35とピストン非作動室
37との圧力差によって進退杆47が付勢ばね49に抗して瞬
時に押し上げられ、これによって上記盲孔53、と多段の
細孔54aからなる連通路は塞がれ、ピストン作動室の作
動油がピストン作動室内に閉じ込められる。このために
ピストン作動室35内の油圧が瞬時に増大し、ピストンに
底突き現象に近いショックを与えることになる。しかし
進退杆47にピストン作動室35とピストン非作動室37とを
常時連通させる補助流路を設けたので、ピストン作動室
内の作動油は当該補助流路を経てピストン非作動室へ流
出する。したがって、ピストンがピストン作動室内の作
動油によって流体的にロックされることは確実に回避さ
れ、ピストンに対する上記のショックが緩和される。

また、進退杆47のヘッド47aの上面が隔壁33の下面に押
し付けられても、細孔53aがあるため盲孔53が塞がれる
ことはなく、ピストン作動室35からピストン非作動室37
への作動油流通路が確保されるので、蓄圧器による補償
機能は確保される。

以上第一実施例から第三実施例は本発明を、シリンダ本
体21とは別体に蓄圧器29を有するものを従来の油圧緩衝
器に適用した例であるが、シリンダ本体にフリーピスト
ンを設け、このフリーピストンによってシリンダ内部を
作動油室とガス室とに区画したものにも同様にして適用
することができ、そのために特に工夫を要することはな
い。

なお、符号25はピストンロッド、29aは加圧ガス室、29b
は作動油室、31はゴムホース、48は溝である。

〔発明の効果〕

本発明の上記課題を解決した発明は公知ではないので、
本発明の課題は新規である。したがって、この新規な課
題を解決して従来技術の前記問題を十分に解消したこ
と、すなわち、従来の油圧緩衝器による懸架装置の緩衝
特性を維持して乗り心地を犠牲にすることなく、ピスト
ンが流体的にロックされて起きる底突きを確実に防止す
ることができたこと自体が本発明特有の効果である。

そして、本発明はシリンダ本体のシリンダヘッド側に隔
壁を嵌合させて固定したものについて、その隔壁又は進
退杆に補助通路を設けるだけで上記の課題を解決できる
ものであるから、そのための製作コストの増分を可及的
に抑制することができる。このことも本発明の大きな利
点の一つである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動二輪車の正面図、第２図は底突き防
止装置を有する従来技術の断面図、第３図は第２図の要
部拡大図、第４図は第一実施例の断面図、第５図は第４
図の要部拡大図、第６図は第二実施例の断面図、第７図
は第６図の要部拡大図、第８図は第三実施例の断面図、
第９図は第８図の要部拡大図である。 11……フレーム、13……リアアーム、17……油圧緩衝
器、21……シリンダ本体、21a……シリンダヘッド、23
……ピストン、28……オリフィス、29……蓄圧器、30…
…ニードル弁、33……隔壁、33a……円筒部、33b……横
溝、35……ピストン作動室、37……ピストン非作動室、
39……逆止弁、45……貫通孔、47……進退杆、47a……
ヘッド、47b、51……ストッパ、47c……連通溝、49、65
a……付勢ばね、52……弾性リング、53……盲孔、53a…
…細孔、54……横孔、54a……多段の細孔、61……補助
貫通孔、63……細孔、65……弁玉、Ｏ……作動油。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】緩衝ばねと油圧緩衝器とからなる車両用車
   輪懸架装置の油圧緩衝器であって、 シリンダのシリンダヘッド近傍に隔壁を設け、この隔壁
   によってシリンダ内部をピストン作動室とピストン非作
   動室とに区画し、 上記隔壁のほぼ中央に貫通孔を設け、当該貫通孔に進退
   杆を遊嵌させると共に付勢ばねによって進退杆を上記ピ
   ストン作動室側に突出させ、 上記進退杆に、上記ピストン非作動室側端から進退杆の
   途中まで延びる長手方向連通路を設け、 上記隔壁に上記ピストン非作動室からピストン作動室へ
   の作動油の流れを許容する逆止弁を設け、 ピストンによって上記進退杆が上記付勢ばねに抗して隔
   壁の貫通孔に押し込まれたとき、これによって上記連通
   路によるピストン作動室からピストン非作動室への作動
   油の流通を規制するようにしたものにおいて、 ピストン作動室とピストン非作動室とを常時連通させる
   補助流路を上記隔壁又は進退杆に設けた車輪懸架装置用
   油圧緩衝器における底突き防止装置。