JPH10213172A - 減衰力可変ショックアブゾーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減衰力可変ショックアブゾーバにおいて、作
動を確実にし、作動ストロークに比して全長を短かく
し、しかも構造を簡単にする。 【解決手段】 ショックアブゾーバのシリンダ１０内
は、ピストンロッド２０の先端に固定されてシリンダの
内面に沿って液密に摺動するピストン３０により２つの
室Ｒ１，Ｒ２に区画され、ピストンに形成されてこの両
室を連通する連通孔３１と直列に減衰力を与える逆止弁
３５が設けられている。逆止弁と対向して設けた押圧部
材２９は、ピストンロッド内に形成された収納孔２０ａ
内に保持されて印加される電圧に応じて伸縮するピエゾ
アクチュエータ２５の自由端部に連結されてこれと一体
的に移動され、押圧部材の突出部２９ｂはリーフプレー
ト３７をその支持部と弁座３６と当接する先端部の間に
おいて押圧することにより逆止弁のセット荷重を変化さ
せてショックアブゾーバの減衰力を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部からの入力に
より減衰力を変化させることができるショックアブゾー
バに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の減衰力可変ショックアブゾーバ
としては、例えば実開昭６２−１７０８４５号公報に開
示された技術がある。これは、ピストンロッドの先端に
固定されてシリンダの内面に沿って液密に摺動可能とし
たピストンによりシリンダ内を２つの室に区画し、ピス
トンに両室を連通する連通孔を形成すると共にその一側
に形成した弁座とこれに当接されるリーフプレートより
なる逆止弁により減衰力を与え、ピストンロッドに螺合
貫通したコントロールロッドの内端に固定したバルブサ
ポートをリーフプレートに対向させ、ピストンロッドか
ら突出したコントロールロッドの先端を回転させること
によりバルブサポートの軸方向位置を調整してリーフプ
レートの開きを制限し、あるいはリーフプレートのセッ
ト荷重を変化させて減衰力を変化させるものである。

【０００３】また実開昭２−１３４３４１号公報には、
自動二輪車のフロントフォークにおける減衰力可変ショ
ックアブゾーバが開示されている。これは、フロントフ
ォークのアウタチューブとインナチューブの中にショッ
クアブゾーバを設け、ショックアブゾーバの固定側とな
るピストンロッドの先端部に設けた逆止弁タイプのソレ
ノイドバルブにより減衰力を与え、ソレノイドへの通電
電流により逆止弁のリーフプレートのセット荷重を変化
させて減衰力を変化させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した第１の技術に
よれば減衰力を連続的に変化させることができるが、手
動により操作しなければならず、また自動的に行おうと
すればショックアブゾーバの外部となる頭部にアクチュ
エータを設ける必要がある。また第２の技術によれば減
衰力を連続的に変化させることができ、また走行状態あ
るいは運転状態の検出結果に応じて減衰力を制御するこ
とも可能であるが、ピストンロッドよりも大径となるソ
レノイドを使用するので作動ストロークに比してショッ
クアブゾーバの全長が長くなるという問題がある。

【０００５】このような問題を解決する手段としては、
多数のピエゾ素子を積み重ねて棒状としたピエゾアクチ
ュエータをピストンロッドに内蔵させ、減衰力を与える
逆止弁と並列にピストンロッドに内蔵させたスプールバ
ルブの開度を変化させて減衰力を変化させることが考え
られる。しかしながらピエゾアクチュエータは変位量が
きわめて小さい（例えば長さが？？ミリメートルのもの
で最大で３０μm 程度）ので、スプールバルブを変位さ
せるのに変位量拡大機構が必要になる。このように変位
量拡大機構としては、例えば段付シリンダ・ピストン装
置が考えられるが、その分だけ長さが大となり、また作
動油の漏れによりプールの位置が変化するので減衰力に
誤差を生じて所定の減衰力を維持することができないと
いう問題がある。

【０００６】本発明は減衰力に変化を与える逆止弁のセ
ット荷重をピエゾアクチュエータの僅かな変位により直
接変えるようにして、減衰力可変ショックアブゾーバの
作動を確実にし、作動ストロークに比して全長を短かく
し、しかも構造を簡単にすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による減衰力可変
ショックアブゾーバは、ピストンロッドの先端に固定さ
れてシリンダの内面に沿って液密に摺動可能としたピス
トンによりシリンダ内を２つの室に区画し、ピストンに
この両室を連通する連通孔を形成すると共にこれと直列
に減衰力を与える逆止弁を設け、更にこの逆止弁と関連
して減衰力可変機構を設けてなる減衰力可変ショックア
ブゾーバに関するものであり、逆止弁は連通孔の一端側
開口を囲むように形成した弁座と、この弁座に当接可能
に支持されたリーフプレートよりなり、減衰力可変機構
Ａはピストンロッド内に形成された収納孔内に保持され
て印加される電圧に応じて伸縮するピエゾアクチュエー
タと、ピストンロッドに軸方向移動可能に支持されピエ
ゾアクチュエータの自由端部に連結されてこれと一体的
に移動される押圧部材よりなり、この押圧部材の突出部
によりリーフプレートをその支持部と弁座と当接する先
端部の間において押圧するよう構成したことを特徴とす
るものである。

【０００８】ピエゾアクチュエータは印加される電圧に
応じて伸縮し、その自由端部と一体的に移動される押圧
部材は軸方向位置が変位し、その突出部がリーフプレー
トを押圧する力を連続的に変化させて、逆止弁のセット
荷重を変化させる。逆止弁のセット荷重が小さい状態で
は逆止弁により与えられる減衰力は小さく、逆止弁のセ
ット荷重が大きい状態では逆止弁により与えられる減衰
力は大きい。減衰力を与える逆止弁の弁座に対するリー
フプレートのリフトはきわめて小さいので、押圧部材の
変位は僅かでも背面バルブのセット荷重の変化は大き
く、減衰力も大きく変化する。押圧部材の突出部がリー
フプレートの先端部近くを押圧するようにすれば、押圧
部材の変位に伴うセット荷重、従って減衰力の変化は大
きくなり、リーフプレートの支持部近くを押圧するよう
にすれば、押圧部材の変位に伴う減衰力の変化は小さく
なる。

【０００９】また、ピエゾアクチュエータの下端部を自
由端部とし、ピストンロッドに開口した窓穴を通して押
圧部材を同自由端部に連結して、押圧部材を自由端部と
一体的に移動させるようにしたものによれば、ピエゾア
クチュエータの自由端部と押圧部材の連結構造は一層簡
単となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、図
１〜図４により説明する。図１は、本発明をツインチュ
ーブ式ショックアブゾーバに適用した場合の実施の形態
を示す。内外２重に配置されたシリンダ１０及びアウタ
チューブ１１は上端部及び下端部がオイルシール１５及
びベースバルブ１３のバルブ本体１３ａにより互いに連
結され、アウタチューブ１１の下端部はエンドカバー１
４により液密に閉じられ、両チューブ１０，１１の間に
は上部に気体が封入されたリザーバ室Ｓが形成されてい
る。シリンダ１０内にはその内部の作動室Ｒを下室Ｒ１
及び上室Ｒ２に分離するピストン３０が摺動可能に設け
られ、下端部がピストン３０に固定されたピストンロッ
ド２０はオイルシール１５を介してロッドガイド１２を
摺動可能に液密に貫通してシリンダ１０及びアウタチュ
ーブ１１の上方に突出している。通常のツインチューブ
式ショックアブゾーバと同様、ベースバルブ１３は縮む
場合の減衰力を主として発生する逆止弁と、伸びる場合
にリザーバ室Ｓ内の作動油を下室Ｒ１内に導入する逆止
弁を備えている。

【００１１】ピストンロッド２０は、主として図１に示
すように、第１ロッド２１とその下端にねじ込み固定さ
れた第２ロッド２２により構成されている。第１ロッド
２１は後述するピエゾアクチュエータ２５を収納する収
納孔２０ａとそれより上方に延びて上端に達する配線孔
２０ｂが同軸的に形成され、第２ロッド２２は、図２に
詳細に示すように、上半部の筒状部２２ａと下半部のロ
ッド部２２ｂを一体的に形成したもので、筒状部２２ａ
の内孔２２ｃにＯリング２３を介して第１ロッド２１を
ねじ込むことにより第１ロッド２１の下部に一体的に液
密に固定されている。第２ロッド２２の筒状部２２ａに
は、外周中間部に柔軟弾性体のエンドストッパ２４を支
持するフランジ部２２ｆが一体的に張り出して形成さ
れ、また図２にもっともよく示されていように、下端部
両側には二面取り部２２ｄが形成されて内孔２２ｃの内
部空間の下部は２つの窓穴２２ｅから外部に露出されて
いる。

【００１２】主として図３に示すように、２種の連通孔
３１，３２が設けられたピストン３０はスペーサ３３を
介してばね押さえナット４５により第２ロッド２２下端
のロッド部２２ｂに固定され、各連通孔３１，３２には
それぞれに何れも逆止弁である背面バルブ３５及びメイ
ンバルブ４０が設けられている。背面バルブ３５は、一
方の連通孔３１の上室Ｒ２側開口を共通に囲む１つのラ
ウンド（環状の弁座）３６と、筒状部２２ａの下面とピ
ストン３０の上面の間に内周部が挟持固定された２枚重
ねの環状のリーフプレート３７により構成され、背面バ
ルブ３５のセット荷重（不作動状態でリーフプレート３
７の先端縁部がラウンド３６を押圧する力）を変化させ
る減衰力可変機構Ａが設けられている。連通孔３１の下
室Ｒ１側は、メインバルブ４０のラウンド４１の外側に
開口されている。

【００１３】メインバルブ４０は、他方の連通孔３２の
下室Ｒ１側開口をそれぞれを独立して囲む複数のラウン
ド（環状の弁座）４１と、ピストン３０の下面とスペー
サ３３の間に内周部が挟持固定された２枚重ねの環状の
リーフプレート４２により構成され、スペーサ３３の外
周に摺動可能に設けたばね受け４４とロッド部２２ｂの
先端にねじ込み固定されたばね押えナット４５の間に介
装されたスプリング４３により、リーフプレート４２は
ラウンド４１に向けて押圧されている。連通孔３２の上
室Ｒ２側は、背面バルブ３５のラウンド３６の外側に開
口されている。

【００１４】減衰力可変機構Ａはピエゾアクチュエータ
２５、プランジャ２６、スプリング２８及び押圧部材２
９を主要な構成部材としている。図１及び図３に示すよ
うに、第１ロッド２１の収納孔２０ａ内には、ピエゾア
クチュエータ２５が挿入されている。ピエゾアクチュエ
ータ２５は、多数の円板状のピエゾ素子を電極板を介し
て積み重ねて棒状とし、各電極に交互に電圧を印加する
ことにより伸縮させるもので、電圧印加用のハーネス２
５ａは第１ロッド２１に設けた配線孔２０ｂから外部に
導出されている。第２ロッド２２の内孔２２ｃには、ね
じ込み固定された第１ロッド２１の下端と内孔２２ｃの
底面との間に多少の隙間があり、カップ状のプランジャ
２６がＯリング２７を介して液密に軸方向摺動可能に支
持されており、プランジャ２６は内孔２２ｃの底面との
間に介装されたスプリング２８により、プランジャ２６
の内径に挿入されたピエゾアクチュエータ２５の下端部
（自由端部）に押圧されている。プランジャ２６底部の
互いに点対称となる２箇所は、第２ロッド２２の下部に
形成した２つの窓穴２２ｅから外部に露出されている。

【００１５】押圧部材２９は、第２ロッド２２下部の二
面取り部２２ｄと実質的に隙間なく嵌合可能な二面取り
穴２９ａが同軸的に形成された下向きカップ状の押圧部
材２９で、第２ロッド２２の下側から挿入されている。
押圧部材２９は窓穴２２ｅから突出するプランジャ２６
の下面に当接して連結され、図１及び図３に示すように
ピストン３０、背面バルブ３５及びメインバルブ４０が
スペーサ３３及びばね押えナット４５により第２ロッド
２２に取り付けられた状態では、押圧部材２９の外周部
から下方に延びる筒状の突出部２９ｂは、丸められた先
端部がリーフプレート３７の支持部である内周部とラウ
ンド３６と当接する先端縁の中間部でリーフプレート３
７の上面に当たっている。

【００１６】背面バルブ３５のセット荷重は、図４の特
性Ａ，Ｂに示すように、ハーネス２５ａを介して印加す
る電圧を調整してピエゾアクチュエータ２５がもっとも
短くなるようにした状態では殆ど０であり、この電圧を
調整してピエゾアクチュエータ２５の長さを大にしてリ
ーフプレート３７を押圧する力を増大するにつれて大と
なる。また、ラウンド３６の径Ｄが定められた場合、こ
のセット荷重が増大する程度は突出部２９ｂの径ｄとの
差Ｄ−ｄが小さければ特性Ａに示すように大となり、Ｄ
−ｄが大きければ特性Ｂに示すように小となる。そし
て、セット荷重が増大するにつれて背面バルブ３５を通
る作動流体の抵抗は増大する。なおこの抵抗は、リーフ
プレート３７の板厚及びその重ね枚数を変更することに
より調整することもできる。

【００１７】次に上記実施の形態の作動の説明をする。
先ずピストンロッド２０がシリンダ１０内に押し込まれ
てショックアブゾーバが縮む場合の説明をする。この場
合には容積が減少する下室Ｒ１内の作動油はベースバル
ブ１３の一方の逆止弁を通ってリザーバ室Ｓ内に移動
し、また背面バルブ３５を通って上室Ｒ２内に移動して
減衰力を発生する。ベースバルブ１３の一方の逆止弁の
抵抗は一定であるが、背面バルブ３５の抵抗は減衰力可
変機構Ａにより変化し、これにより減衰力は変化する。
ハーネス２５ａを介して印加される電圧によりピエゾア
クチュエータ２５を縮ませ、背面バルブ３５のセット荷
重を小さくした場合には、これを通る作動油の抵抗は小
さくなるのでショックアブゾーバの減衰力は小さくな
る。またハーネス２５ａを介して印加される電圧により
ピエゾアクチュエータ２５を伸ばし、背面バルブ３５の
セット荷重を大きくした場合には、これを通る作動油の
抵抗は大きくなるのでショックアブゾーバの減衰力は大
きくなる。

【００１８】次にピストンロッド２０がシリンダ１０か
ら引き出されてショックアブゾーバが伸びる場合は、容
積が減少する上室Ｒ２内の作動油はメインバルブ４０を
通って下室Ｒ１内に移動して減衰力を発生する。この場
合にはリザーバ室Ｓ内の作動油もベースバルブ１３の他
方の逆止弁を通って下室Ｒ１内に移動するが、この逆止
弁の抵抗はきわめて小さいので減衰力の発生には寄与し
ない。ショックアブゾーバがもっとも伸び場合には、柔
軟弾性体のエンドストッパ２４がロッドガイド１２に当
接して、衝撃を生じることなくそれ以上の伸びは阻止さ
れる。

【００１９】ショックアブゾーバが縮む場合の減衰力を
与える背面バルブ３５は、ラウンド３６に対する支持点
となる押圧部材２９の位置が近いので、ピエゾアクチュ
エータ２５による押圧部材２９の変位が僅かでも背面バ
ルブ３５のセット荷重の変化は大きく、従って減衰力を
充分に変化させることができる。なおピエゾアクチュエ
ータ２５の変位に対する減衰力の変化は、ラウンド３６
の径Ｄに対する押圧部材２９の突出部２９ｂの径ｄを変
えることにより調整することができる。

【００２０】減衰力を変化させるアクチュエータである
ピエゾアクチュエータ２５はピストンロッド２０内に形
成された収納孔２０ａ内に収納されていてアクチュエー
タをピストンロッド２０の外部に設ける必要がないの
で、ショックアブゾーバが縮んだ状態では先端の取付部
を除くピストンロッド２０の実質的に全部をシリンダ１
０内に押し込むようにしてショックアブゾーバの全長を
作動ストロークに比して短くすることができる。また、
押圧部材２９はプランジャ２６を介してピエゾアクチュ
エータ２５の自由端部に連結されてこれと一体的に移動
されるようにしたので機構が簡単となり、減衰力に誤差
が生じるおそれもない。

【００２１】以上に述べた実施の形態では、ショックア
ブゾーバが縮む場合の減衰力を与える背面バルブ３５に
本発明を適用した例を示したが、本発明はショックアブ
ゾーバが伸びる場合の減衰力を与えるメインバルブ４０
に適用してその減衰力を変化させることもできる。この
場合は、例えばピエゾアクチュエータ２５を筒状として
その下端をピストンロッド２０に支持させ、変位する自
由端部であるピエゾアクチュエータ２５の上端に係止さ
れてピストンロッド２０の下端から突出する作動ロッド
の先端に、背面バルブ３５と同様な構造としたメインバ
ルブ４０の背面バルブ３５と対向する押圧部材２９を取
り付けてメインバルブ４０のセット荷重を変化させるよ
うにすればよい。

【００２２】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、ショッ
クアブゾーバの減衰力を変化させることができ、しかも
減衰力を変化させるアクチュエータであるピエゾアクチ
ュエータはピストンロッド内に形成された収納孔内に収
納されていてこのようなアクチュエータをピストンロッ
ドの外部に設ける必要がないので、ショックアブゾーバ
が縮んだ状態では取付部を除くピストンロッドの実質的
に全部をシリンダ内に入り込むようにしてショックアブ
ゾーバの全長を作動ストロークに比して短くすることが
できる。また、押圧部材はピエゾアクチュエータの自由
端部に連結されてこれと一体的に移動されるようにした
ので機構が簡単となり、減衰力に誤差が生じるおそれも
なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による減衰力可変ショックアブゾーバ
の一つの実施形態の全体構造を示す縦断面図である。

【図２】 図１に示す実施の形態のピストンロッドの第
２ロッド及び押圧部材の詳細構造を示す下方からみた斜
視図である。

【図３】 図１に示す実施の形態のピストン及びその周
辺の詳細構造を示す部分断面図である。なお、この断面
図は中心線を通る互いに直交する平面に沿った断面図で
ある。

【図４】 図１に示す実施の形態の逆止弁（背面バル
ブ）の作動特性を示す図である。

【符号の説明】

１０…シリンダ、２０…ピストンロッド、２０ａ…収納
孔、２２ｅ…窓穴、２５…ピエゾアクチュエータ、２９
…押圧部材、２９ｂ…突出部、３０…ピストン、３１…
連通孔、３５…逆止弁（背面バルブ）、３６…弁座（ラ
ウンド）、３７…リーフプレート、Ａ…減衰力可変機
構、Ｒ１…下室、Ｒ２…上室。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンロッドの先端に固定されてシリ
   ンダの内面に沿って液密に摺動可能としたピストンによ
   り前記シリンダ内を２つの室に区画し、前記ピストンに
   前記両室を連通する連通孔を形成すると共にこれと直列
   に減衰力を与える逆止弁を設け、更にこの逆止弁と関連
   して減衰力可変機構を設けてなる減衰力可変ショックア
   ブゾーバにおいて、前記逆止弁は前記連通孔の一端側開
   口を囲むように形成した弁座と、この弁座に当接可能に
   支持されたリーフプレートよりなり、前記減衰力可変機
   構は前記ピストンロッド内に形成された収納孔内に保持
   されて印加される電圧に応じて伸縮するピエゾアクチュ
   エータと、前記ピストンロッドに軸方向移動可能に支持
   され前記ピエゾアクチュエータの自由端部に連結されて
   これと一体的に移動される押圧部材よりなり、この押圧
   部材の突出部により前記リーフプレートをその支持部と
   前記弁座と当接する先端部の間において押圧するよう構
   成したことを特徴とする減衰力可変ショックアブゾー
   バ。
2. 【請求項２】 前記ピエゾアクチュエータはその上端部
   を収納孔の上端に当接させてその下端部を自由端部と
   し、この自由端部付近となる前記ピストンロッドに開口
   した窓穴を通して前記押圧部材を同自由端部に連結し
   て、前記押圧部材を前記自由端部と一体的に移動させる
   ようにしてなる請求項１に記載の減衰力可変ショックア
   ブゾーバ。