JP2008057637A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧緩衝器において、フリーピストンの摺動性を向上することに。
【解決手段】 シリンダチューブ１６の内部であって、支持軸５１とシリンダチューブ１６の間の環状空間にてフリーピストン６１を移動可能に設け、フリーピストン６１が所定位置まで移動したときに、フリーピストン６１と圧側減衰バルブ５０の間の油室５３Ａを、シリンダチューブ１６の外部に連通する小径連通路５１Ｃを設けてなる油圧緩衝器１０において、フリーピストン６１を支持軸５１の外周に対し摺動ガイドするガイドブッシュ６７を設けてなるもの。
【選択図】 図３

Description

本発明は、油圧緩衝器に関する。

油圧緩衝器として、特許文献１に記載の如く、車体側チューブに車軸側チューブを摺動自在に挿入し、車体側チューブに連結したシリンダチューブに、車軸側チューブに連結したピストンロッドに設けたピストンを摺動自在に挿入し、シリンダチューブの上端側に支持した支持軸の下端側に、シリンダチューブの内部で、ピストンと相対する圧側減衰バルブを設け、シリンダチューブの内部であって、支持軸とシリンダチューブの間の現状空間にてフリーピストンを移動可能に設け、フリーピストンが所定位置まで移動したときに、フリーピストンと圧側減衰バルブの間の油室を、シリンダチューブの外部に連通する連通路を設けてなるものがある。

特許文献１に記載の油圧緩衝器では、フリーピストンをシリンダチューブの大径部５ｅの内周に対し摺動ガイドするように、フリーピストンの外周にガイドブッシュを設けている。
特許第3441479号

特許文献１に記載の油圧緩衝器は、フリーピストンをシリンダチューブの大径部５ｅの内周に対し摺動ガイドするものであるから、以下の問題点がある。

(1)フリーピストンの外周にガイドブッシュを設けるため、フリーピストンの外周の軸方向長さがブッシュとシール部材を併せ設けるに必要な長尺になる。シリンダチューブの上端部は車体側チューブに連結され、シリンダチューブの下端部はピストンロッドを介して車軸側チューブに保持されており、走行中のフロントフォークの撓みに伴い、シリンダチューブも曲がり（扁平）を生ずる。このため、フリーピストンの円筒状のガイドブッシュが曲がったシリンダチューブの内周を摺動するものとなり、フリーピストンの摺動不良を生じ、フロントフォークの作動不良を生ずる。

(2)フリーピストンの外周の軸方向長さが長尺になるから、フリーピストンが大型大重量になり、フロントフォークの伸縮運動の切り返しでの追従性が悪い。

本発明の課題は、油圧緩衝器において、フリーピストンの摺動性を向上することにある。

請求項１の発明は、車体側チューブに車軸側チューブを摺動自在に挿入し、車体側チューブに連結したシリンダチューブに、車軸側チューブに連結したピストンロッドに設けたピストンを摺動自在に挿入し、シリンダチューブの上端側に支持した支持軸の下端側に、シリンダチューブの内部で、ピストンと相対する圧側減衰バルブを設け、シリンダチューブの内部であって、支持軸とシリンダチューブの間の現状空間にてフリーピストンを移動可能に設け、フリーピストンが所定位置まで移動したときに、フリーピストンと圧側減衰バルブの間の油室を、シリンダチューブの外部に連通する連通路を設けてなる油圧緩衝器において、フリーピストンを支持軸の外周に対し摺動ガイドするガイド部を設けてなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記支持軸の外周に連通路を設けてなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において更に、前記シリンダチューブの内周に連通路を設けてなるようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記フリーピストンの外周にピストンリングを設けてなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)フリーピストンを支持軸の外周に対し摺動ガイドするガイド部を設けた。従って、フリーピストンの内周にガイドブッシュを設け、フリーピストンの外周にガイドブッシュを設ける必要がない。フリーピストンの外周はシール部材を設けるだけとなり、その軸方向長さを短縮できる。フリーピストンは走行中のフロントフォークの曲がりの影響を受けずに摺動でき、フロントフォークの作動性を向上できる。

(b)フリーピストンの外周の軸方向長さが短尺になるから、フリーピストンが小型軽量になり、フロントフォークの伸縮運動の切り返しでの追従性が良い。

（請求項２）
(c)支持軸の外周に連通路を設けることで、連通路を簡易に加工できる。
（請求項３）

(d)シリンダチューブの内周に連通路を設けることで、支持軸の外周に連通路となる縮径部を設ける必要がなくなり、フリーピストンの内周のシール部材を小型化し、フリーピストンを小型化でき、ダンパを小型化できる。

（請求項４）
(e)フリーピストンの外周のシール部材をピストンリングとすることで、フロントフォークの伸縮運動の動き始め時に、Ｏリング等のゴムを用いた場合の、ゴムがつぶれてからフリーピストンが動き始める如くの応答遅れ等がなくなり、応答性、作動性が良くなる。

図１はフロントフォークを示す全体断面図、図２は図１の下部拡大断面図、図３は図１の上部拡大断面図、図４はフリーピストンの摺動ガイド構造を示す断面図、図５はフロントフォークを示す全体断面図、図６は図５の上部拡大断面図、図７はフリーピストンの摺動ガイド構造を示す断面図、図８は上シリンダチューブを示す断面図である。

フロントフォーク１０（油圧緩衝器）は、図１〜図３に示す如く、車体側チューブ（アウタチューブ）１１内に車軸側チューブ（インナチューブ）１２を摺動自在に挿入し、両チューブ１１、１２の間に懸架スプリング１３を介装するとともに、単筒型ダンパ１４を倒立にして内装している。

車体側チューブ１１は車体側に支持され、車軸側チューブ１２は車軸に結合される。
車体側チューブ１１の上端部にはダンパ１４のダンパシリンダ１６（上シリンダチューブ１６Ａ）の上端部がＯリングを介して螺着され、ダンパシリンダ１６の上部開口端はフォークボルト１５により閉塞される。フォークボルト１５は、Ｏリングを介して上シリンダチューブ１６Ａの内周に挿入されて螺着される。

車軸側チューブ１２の下端部内周にはオイルロックカラー１７がＯリングを介して液密に嵌装され、このオイルロックカラー１７をボトムボルト１８で車軸ブラケット１９にＯリングを介して液密に固定してある。また、ボトムボルト１８にはダンパ１４のピストンロッド（中空ロッド）２０の基端部が螺着されるとともにロックナット１８Ａでロックされ、このピストンロッド２０の先端部をダンパシリンダ１６に挿入してある。ピストンロッド２０は、ダンパシリンダ１６（下シリンダチューブ１６Ｂ）の下端側の開口部に螺着したロッドガイド２１のブッシュ２１Ａで支持され、シール部材２１Ｂを貫通してダンパシリンダ１６の内部に挿入されている。シール部材２１Ｂは、ダンパシリンダ１６の後述する油室４３Ｂを密封し、油室４３Ｂの油がダンパシリンダ１６の外に逃げ出すのを阻止する一方向性のシール機能をもつ。尚、ロッドガイド２１の外周部にはオイルロックカラー２２を設けてある。また、ロッドガイド２１の内側端面にはリバウンドスプリング２３が支持されている。尚、シリンダチューブ１６Ａ、１６Ｂはパイプナット１６Ｃで接続ロックされる。

懸架スプリング１３は、オイルロックカラー１７の基端部外周面に装着したスプリング受け２４と、ダンパシリンダ１６（下シリンダチューブ１６Ｂ）に外装して軸方向に係止した孔開きスプリングカラー２５（多数の連通孔２５Ａを備える）の先端部に固定したスプリング受け２６との間に介装されている。また、車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２の内部で、ダンパ１４の外側には油室３１と気体室３２とが設けられ、油室３１と気体室３２とは自由界面を介して接触し、気体室３２に閉じ込められている気体が気体ばねを構成する。これらの懸架スプリング１３と気体ばねの弾発力が、車両が路面から受ける衝撃力を吸収する。

ダンパ１４は、ピストンバルブ装置（伸側減衰バルブ装置）４０と、ベースバルブ装置（圧側減衰バルブ装置）５０とを有している。ダンパ１４は、ピストンバルブ装置４０とベースバルブ装置５０の発生する減衰力により、懸架スプリング１３と気体ばねによる衝撃力の吸収に伴う車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２の伸縮振動を抑制する。

（ピストンバルブ装置４０）
ピストンバルブ装置４０は、ピストンロッド２０の先端部にピストンホルダ４１を装着し、このピストンホルダ４１にピストン４２を装着している。ピストン４２は、ダンパシリンダ１６の内部をピストンロッド２０が収容されないピストン側油室４３Ａとピストンロッド２０が収容されるロッド側油室４３Ｂとに区画し、該ダンパシリンダ１６の内部を摺動する。ピストン４２は、伸側バルブ４４Ａを備えてピストン側油室４３Ａとロッド側油室４３Ｂとを連絡可能とする伸側流路４４と、圧側バルブ（チェックバルブ）４５Ａを備えてピストン側油室４３Ａとロッド側油室４３Ｂとを連絡可能とする圧側流路４５とを備える。

また、ピストンバルブ装置４０は、アジャスタ４６に結合されている減衰力調整ロッド４７をピストンロッド２０の中空部に通し、アジャスタ４６の回転操作により軸方向に進退する減衰力調整ロッド４７の先端のニードル４７Ａにより、ピストンホルダ４１に設けてあるピストン側油室４３Ａとロッド側油室４３Ｂとのバイパス路４８の流路面積を調整可能とする。

（ベースバルブ装置５０）
ベースバルブ装置５０は、上シリンダチューブ１６Ａの上端部に螺着されている前述のフォークボルト１５にガイドパイプ５１（支持軸）を螺着し、ガイドパイプ５１の先端部にハウジングホルダ５１Ａを螺着し、このハウジングホルダ５１Ａにナット５１Ｂ等によりバルブハウジング５２を保持している。ガイドパイプ５１の上部外周には小径部５１Ｃ（連通路）が形成されている。バルブハウジング５２はダンパシリンダ１６の内部でピストン４２に相対配置され、上シリンダチューブ１６Ａの内周部に液密に接し、前述のピストン側油室４３Ａの上方にベースバルブ室５３を区画形成する。バルブハウジング５２は、圧側バルブ５４Ａを備えてピストン側油室４３Ａとベースバルブ室５３とを連絡可能とする圧側流路５４と、伸側バルブ５５Ａを備えてピストン側油室４３Ａとベースバルブ室５３とを連絡可能とする伸側流路５５（不図示）とを備える。また、ハウジングホルダ５１Ａは、圧側流路５４と伸側流路５５とをバイパスしてピストン側油室４３Ａとベースバルブ室５３とを連絡可能とするバイパス路５６を備える。

フォークボルト１５に螺合された減衰力調整ロッド５８は、アジャスタ５９を備えるとともに、ガイドパイプ５１に挿入され、アジャスタ５９の回転操作により軸方向に進退する先端のニードル５８Ａによりバイパス流路５６の流路面積を調整可能とする。尚、フォークボルト１５は頭部端面の中央部にアジャスタ５９とそのホルダ５９Ａを埋込み保持している。

尚、ハウジングホルダ５１Ａは、バイパス流路５６のニードル５８Ａにより開閉される流路面積調整部よりベースバルブ室５３の油室５３Ａ側に、分岐流路５６Ａを設けてある。ハウジングホルダ５１Ａにおいて分岐流路５６Ａがベースバルブ室５３の油室５３Ａに開口する部分には低速用圧側板バルブ５４Ｂが設けられる。

また、ベースバルブ装置５０は、上シリンダチューブ１６Ａの内部であって、上シリンダチューブ１６Ａとガイドパイプ５１の間の環状空間にてフリーピストン６１を移動可能に設ける。フリーピストン６１の外周環状溝６１Ａには、上下のバックアップリング６２Ａ、６２Ｂと、それらに挟まれるＯリング６２Ｃが装填され、フリーピストン６１はＯリング６２Ｃを介して上シリンダチューブ１６Ａの内周を液密に摺動する。フリーピストン６１の内周凹部６１Ｂには、止め輪６３Ａ、押え板６３Ｂにより保持されるオイルシール６３Ｃが装填され、フリーピストン６１はオイルシール６３Ｃを介してガイドパイプ５１の外周を液密に摺動する。フリーピストン６１は、ベースバルブ室５３のバルブハウジング５２の側でピストン側油室４３Ａに連通している油室５３Ａと、フォークボルト１５の側の体積補償室５３Ｂとを区画する。体積補償室５３Ｂは、上シリンダチューブ１６Ａの上端側に設けた連通孔６４で気体室３２と連通している。フォークボルト１５は、フロントフォーク１０の伸縮によって車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２の摺動部から気体室３２、体積補償室５３Ｂに侵入した空気を排出するための排気プラグ６５を頭部端面の側部に着脱可能に螺着している。尚、スプリング６６が、この最大伸長時に僅かな初期荷重を有するように、フリーピストン６１とフォークボルト１５との間に介装される。

ダンパシリンダ１６内にピストンロッド２０が進入する圧縮時に、このスプリング６６が収縮し、このときのスプリング６６のばね荷重分だけ、ダンパシリンダ１６内の油室が加圧され、伸長時におけるダンパシリンダ内油室のキャビテーションの発生を防止し、また伸長時に続く圧縮時の減衰力発生の遅れ（さぼり）も回避する。

尚、ベースバルブ装置５０は、フロントフォーク１０のピストンロッド２０がストロークする度に、該ピストンロッド２０の外周面に付着した油室３１の油をロッドガイド部２１のシール部材２１Ｂからダンパシリンダ１６の内部に持ち込む。これにより、ダンパシリンダ１６の内部の油室４３Ａ、４３Ｂ、５３Ａの作動油が徐々に増加し、フリーピストン６１がその増加により上方へ移動し、作動油が一定量以上になってフリーピストン６１の内周のシール部材６３Ｃがガイドパイプ５１の外周の小径部５１Ｃ（連通路）に到達したときに、ダンパシリンダ１６の余剰油を油室５３Ａから小径部５１Ｃ、体積補償室５３Ｂ、連通孔６４、気体室３２経由でダンパシリンダ１６の外の油室３１に排出するブロー機能を有する。

従って、フロントフォーク１０は以下の如くに減衰作用を行なう。
（圧縮時）
フロントフォーク１０の圧縮時には、ベースバルブ装置５０において、バルブハウジング５２のニードル５８Ａ或いは圧側バルブ５４Ａを流れる油により圧側減衰力を生じ、ピストンバルブ装置４０において、ピストン４２の圧側バルブ４５Ａを流れる油により、必要に応じた設定の圧側減衰力を生じる。

（伸長時）
フロントフォーク１０の伸長時には、ピストンバルブ装置４０において、ピストン４２のニードル４７Ａ或いは伸側バルブ４４Ａを流れる油により伸側減衰力を生じ、ベースバルブ装置５０では殆ど減衰力を生じない。
これらの圧側と伸側の減衰力により、フロントフォーク１０の伸縮振動が抑制される。

尚、フロントフォーク１０の最圧縮時には、ダンパシリンダ１６の下シリンダチューブ１６Ｂの下端部のオイルロックカラー２２が、車輪側チューブ１２の下端部に設けてあるオイルロックカラー１７に嵌合し、両者の間で圧縮した油によりオイルロック作用を生ぜしめ、ダンパ１４の底つきを防止する。

また、フロントフォーク１０の最伸長時には、ピストンロッド２０に設けているピストンホルダ４１の下端面が、ダンパシリンダ１６の開口部に設けてあるロッドガイド２１に支持されているリバウンドスプリング２３に衝合し、伸切りの緩衝作用を果たす。

しかるに、フロントフォーク１０にあっては、図４に示す如く、フリーピストン６１の一端側（オイルシール６３Ｃが装填される内周凹部６１Ｂに対する反対側）に凸状部６１Ｃを設け、この凸状部６１Ｃの貫通孔にガイドブッシュ６７（ガイド部）を圧入等により設けている。フリーピストン６１はガイドパイプ５１の外周にガイドブッシュ６７を介して摺動ガイドされる。尚、フリーピストン６１は、凸状部６１Ｃの付け根の周方向複数位置に、油室５３Ａをオイルシール６３Ｃの側に連絡する連絡孔６１Ｄを備える。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)フリーピストン６１をガイドパイプ５１の外周に対し摺動ガイドするガイド部を設けた。従って、フリーピストン６１の内周にガイドブッシュ６７を設け、フリーピストン６１の外周にガイドブッシュ６７を設ける必要がない。フリーピストン６１の外周はＯリング６２Ｃを設けるだけとなり、その軸方向長さを短縮できる。フリーピストン６１は走行中のフロントフォーク１０の曲がりの影響を受けずに摺動でき、フロントフォーク１０の作動性を向上できる。

(b)フリーピストン６１の外周の軸方向長さが短尺になるから、フリーピストン６１が小型軽量になり、フロントフォーク１０の伸縮運動の切り返しでの追従性が良い。

(c)ガイドパイプ５１の外周に小径部（連通路）を設けることで、小径部（連通路）を簡易に加工できる。

図５〜図８のフロントフォーク１０が、図１〜図４のフロントフォーク１０と実質的に異なる点は、以下の通りである。

フリーピストン６１に代わるフリーピストン７１を設けた。フリーピストン７１の外周環状溝７１Ａには、図５〜図７に示す如く、Ｏリング７２とピストンリング７３が装填される。ピストンリング７３は、テフロン(登録商標)の周方向に切れ目なく連続する環状体をなし、その内側に装填されたＯリング７２の拡張習性力により拡径されて上シリンダチューブ１６Ａの内周に液密に摺接する。フリーピストン７１は上下両端側に凸状部７１Ｂ、７１Ｃを備え、体積補償室５３Ｂに臨む凸状部７１Ｂの内周環状溝にオイルシール７４を装填されてガイドパイプ５１の外周を液密に摺動し、油室５３Ａに臨む凸状部７１Ｃの貫通孔にガイドブッシュ７５（ガイド部）を圧入等により設けられる。フリーピストン７１はガイドパイプ５１の外周にガイドブッシュ７５を介して摺動ガイドされる。

ダンパシリンダ１６（上シリンダチューブ１６Ａ）は、図８に示す如く、連通孔６４を上端側に設けるとともに、連通孔６４の少なくとも下端側を含む軸方向の一定範囲（本実施例では連通孔６４の片側〜両端側の軸方向の一定範囲）に渡る内周の周方向複数位置に、複数条の連通溝７６（連通路）を備える。ダンパシリンダ１６の内部の油室４３Ａ、４３Ｂ、５３Ａの作動油が、前述と同様にして徐々に増加し、フリーピストン７１がその増加により上方へ移動し、作動油が一定量以上になってフリーピストン７１の外周のピストンリング７３が上シリンダチューブ１６Ａの連通溝７６に到達すると、油室５３Ａが連通溝７６を介して体積補償室５３Ｂに連通せしめられる。これにより、ダンパシリンダ１６の余剰油が油室５３Ａから連通溝７６、体積補償室５３Ｂ、連通孔６４、気体室３２経由でダンパシリンダ１６の外の油室３１に排出される。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)フリーピストン７１をガイドパイプ５１の外周に対し摺動ガイドするガイド部を設けた。従って、フリーピストン７１の内周にガイドブッシュ７５を設け、フリーピストン７１の外周にガイドブッシュ７５を設ける必要がない。フリーピストン７１の外周はピストンリング７３を設けるだけとなり、その軸方向長さを短縮できる。フリーピストン７１は走行中のフロントフォーク１０の曲がりの影響を受けずに摺動でき、フロントフォーク１０の作動性を向上できる。

(b)フリーピストン７１の外周の軸方向長さが短尺になるから、フリーピストン７１が小型軽量になり、フロントフォーク１０の伸縮運動の切り返しでの追従性が良い。

(c)シリンダチューブ１６Ａの内周に連通溝７６を設けることで、ガイドパイプ５１の外周に連通路となる縮径部を設ける必要がなくなり、フリーピストン７１の内周のオイルシール７４を小型化し、フリーピストン７１を小型化でき、ダンパ１４を小型化できる。

(d)フリーピストン７１の外周のシール部材をピストンリング７３とすることで、フロントフォーク１０の伸縮運動の動き始め時に、Ｏリング等のゴムを用いた場合の、ゴムがつぶれてからフリーピストン７１が動き始める如くの応答遅れ等がなくなり、応答性、作動性が良くなる。

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。

図１はフロントフォークを示す全体断面図である。 図２は図１の下部拡大断面図である。 図３は図１の上部拡大断面図である。 図４はフリーピストンの摺動ガイド構造を示す断面図である。 図５はフロントフォークを示す全体断面図である。 図６は図５の上部拡大断面図である。 図７はフリーピストンの摺動ガイド構造を示す断面図である。 図８は上シリンダチューブを示す断面図である。

符号の説明

１０ フロントフォーク（油圧緩衝器）
１１ 車体側チューブ
１２ 車軸側チューブ
１６ ダンパシリンダ
１６Ａ、１６Ｂ シリンダチューブ
２０ ピストンロッド
４２ ピストン
５０ ベースバルブ装置（減衰バルブ装置）
５１ ガイドパイプ（支持軸）
５１Ｃ 小径部（連通路）
５３Ａ 油室
６１、７１ フリーピストン
６７、７５ ガイドブッシュ（ガイド部）
７３ ピストンリング
７６ 連通溝（連通路）

Claims (4)

1. 車体側チューブに車軸側チューブを摺動自在に挿入し、
   車体側チューブに連結したシリンダチューブに、車軸側チューブに連結したピストンロッドに設けたピストンを摺動自在に挿入し、
   シリンダチューブの上端側に支持した支持軸の下端側に、シリンダチューブの内部で、ピストンと相対する圧側減衰バルブを設け、
   シリンダチューブの内部であって、支持軸とシリンダチューブの間の現状空間にてフリーピストンを移動可能に設け、
   フリーピストンが所定位置まで移動したときに、フリーピストンと圧側減衰バルブの間の油室を、シリンダチューブの外部に連通する連通路を設けてなる油圧緩衝器において、
   フリーピストンを支持軸の外周に対し摺動ガイドするガイド部を設けてなることを特徴とする油圧緩衝器。
2. 前記支持軸の外周に連通路を設けてなる請求項１に記載の油圧緩衝器。
3. 前記シリンダチューブの内周に連通路を設けてなる請求項１に記載の油圧緩衝器。
4. 前記フリーピストンの外周にピストンリングを設けてなる請求項１〜３のいずれかに記載の油圧緩衝器。

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