JP2010223413A - 油圧緩衝器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車体側チューブのキャップに調整部を設ける油圧緩衝器において、調整部の操作性を向上し、新しい外観を提供すること。
【解決手段】 車体側チューブ11と車軸側チューブ12を摺動自在に嵌合してなり、前記車体側チューブ11の上端開口部に封着されるキャップ13に単一の調整部80を設けてなる油圧緩衝器10において、前記調整部80がキャップ13の平面視で、キャップ13の中心に対し偏心配置されてなるもの。
【選択図】 図4

Description

本発明はフロントフォーク等の油圧緩衝器に関する。
自動二輪車用フロントフォーク(油圧緩衝器)では、特許文献1に記載の如く、車体側チューブと車軸側チューブを摺動自在に嵌合してなり、車体側チューブの上端開口部に封着されるキャップに、減衰力調整のための調整部を設けている。
特開2007-225066
従来のフロントフォークでは、前記調整部により駆動される減衰力調整ロッドを車体側チューブの中心軸上に配置していることとの関係で、該調整部をキャップの平面視で、キャップの中心に配置している。
従って、フロントフォークが自動二輪車の車体側ブラケットに取付けられ、この車体側ブラケットの上部にハンドルバーが保持されたとき、このハンドルバーの下方に上記キャップの中心に配置されている調整部が位置付けられると、ライダによる調整部の操作をハンドルバーが遮ることになる。
また、キャップの中心に調整部を配置したフロントフォークでは、キャップ上面のデザインが外観のマンネリ、商品魅力の低下の要因にもなっている。
本発明の課題は、車体側チューブのキャップに調整部を設ける油圧緩衝器において、調整部の操作性を向上し、新しい外観を提供することにある。
請求項1の発明は、車体側チューブと車軸側チューブを摺動自在に嵌合してなり、前記車体側チューブの上端開口部に封着されるキャップに単一の調整部を設けてなる油圧緩衝器において、前記調整部がキャップの平面視で、キャップの中心に対し偏心配置されてなるようにしたものである。
請求項2の発明は、車体側のアウタチューブ内に車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、該隔壁部材の下部に作動油室を、上部に油溜室を区画し、前記アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材を、前記隔壁部材を貫通して前記作動油室内に挿入し、該ピストン支持部材の先端部に前記作動油室内を摺動するピストンを設け、前記アウタチューブの上端開口部に封着されるキャップに単一の調整部を設けてなる油圧緩衝器において、前記調整部がキャップの平面視で、キャップの中心に対し偏心配置されてなるようにしたものである。
請求項3の発明は、車体側のアウタチューブ内に車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、該隔壁部材の下部に作動油室を、上部に油溜室を区画し、前記アウタチューブ側に取付けた中空のピストンロッドを、前記隔壁部材を貫通して前記作動油室内に挿入し、該ピストンロッドの先端部に前記作動油室内を摺動するピストンを設け、前記インナチューブの作動油室をピストンによりピストンロッド側油室とピストン側油室に区画し、それら2つの油室をピストンに設けた圧側流路と伸側流路のそれぞれにより連通可能にし、それら2つの流路の出口のそれぞれに圧側減衰バルブと伸側減衰バルブのそれぞれを設け、ピストンロッドの中空部にピストンロッド側油室とピストン側油室を連通するバイパス路を設け、該バイパス路にニードル弁を設け、前記アウタチューブの上端開口部に封着されるキャップに、ニードル弁を移動させてバイパス路の通路抵抗による減衰力を調整する調整部を設けてなる油圧緩衝器において、前記調整部がキャップの平面視で、キャップの中心に対し偏心配置され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、前記調整部がキャップに、回転だけして軸方向には移動しないように枢支されてなるようにしたものである。
請求項5の発明は、請求項4の発明において更に、前記調整部がアジャストボルトからなるとともに、アジャストボルトに対応するアジャストナットを付帯的に有し、アジャストナットはキャップの同軸上に固定された取付カラー内に嵌合するとともに、アジャストボルトが螺合するねじ孔を備え、アジャストボルトの回転操作により、アジャストボルトが螺合しているアジャストナットは、取付カラーの内周との係合を介して回り止めかつ軸方向に移動ガイドされ、軸方向に移動するように構成されるようにしたものである。
(請求項1〜3)
(a)調整部をキャップの平面視で、キャップの中心に対し偏心配置するようにしたから、ライダによる調整部の操作をハンドルバーにより遮られる等がなく、調整部の操作性を向上し、新しい外観を提供することができる。
(請求項4)
(b)調整部がキャップに、回転だけして軸方向には移動しないように枢支されてなるようにしたから、調整部が回転操作によって上方に移動することがなく、高さを抑えることができ、外観商品性を向上できる。
(請求項5)
(c)調整部を構成するアジャストボルトがアジャストナットを移動するに際し、取付カラーを利用し、当該アジャストナットを回り止めして軸方向に移動ガイドできる。アジャストナットのための回り止め部品やガイド部品を別途必要としない。
図1は油圧緩衝器を示す全体断面図である。 図2は図1の下部断面図である。 図3は図1の中間部断面図である。 図4は図1の上部断面図である。 図5はキャップを示す平面図である。 図6はキャップに設けた調整部を示す断面図である。 図7は調整部の変形例を示す断面図である。 図8はキャップに設けた調整部とハンドルバーとの位置関係を示す平面図である。
フロントフォーク(油圧緩衝器)10は、アウタチューブ11を車体側に、インナチューブ12を車輪側に配置する倒立型フロントフォークであり、図1〜図4に示す如く、アウタチューブ11の下端開口部の内周に固定したガイドブッシュ11Aと、インナチューブ12の上端開口部の外周に固定したガイドブッシュ12Aを介して、アウタチューブ11の内部にインナチューブ12を摺動自在に挿入する。11Bはオイルシール、11Cはダストシールである。アウタチューブ11の上端開口部にはキャップ13が同軸的に液密に螺着されて封着され、アウタチューブ11の外周には車体側ブラケット1(図8)が設けられる。インナチューブ12の下端開口部には車軸ブラケット15が液密に挿着されて螺着されてインナチューブ12の底部を構成し、車軸ブラケット15には車軸取付孔16が設けられる。
フロントフォーク10は、アウタチューブ11の内周と、インナチューブ12の外周と、前記2つのガイドブッシュ11A、12Aにて区画される環状油室17を区画する。
フロントフォーク10は、インナチューブ12の上端側内周にOリングを介する等により液密に、有底カップ状の隔壁部材19を設け、隔壁部材19の底部のロッドガイド部19Aより下部に作動油室21を区画するとともに、上部に油溜室22を区画する。油溜室22の中でその下側領域は油室22A、上側領域は空気室22Bである。隔壁部材19のインナチューブ12より突出する上端部の外周に設けたガイドブッシュ12Aはアウタチューブ11の内周に摺接する。
フロントフォーク10は、アウタチューブ11の中心軸上に取付けたピストンロッド23を隔壁部材19のロッドガイド部19Aに摺動自在に挿入する。具体的には、キャップ13の中心部の下端部に同軸的に螺着した取付カラー24に中空ピストンロッド23を螺着し、これをロックナット24Aで固定する。
フロントフォーク10は、隔壁部材19のロッドガイド部19Aからインナチューブ12に挿入したピストンロッド23の先端部に螺着したピストンボルト25に、インナチューブ12の内周に摺接するピストン26を固定し、前記油室21をピストンロッド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に区画する。ピストン26はピストンナット27により固定される。
フロントフォーク10は、前記環状油室17を、インナチューブ12に設けた油孔28を介して、ピストンロッド側油室21Aに常時連通する。
フロントフォーク10は、ピストン26のピストン側油室21Bに臨む下端面の側に上ばね受け31を取着し、車軸ブラケット15が形成するインナチューブ12の底部に下ばね受け32を配置し、上ばね受け31と下ばね受け32の間にメイン懸架スプリング33を介装している。メイン懸架スプリング33の全体がピストン側油室21Bに浸漬される。フロントフォーク10は、車両走行時に路面から受ける衝撃力をメイン懸架スプリング33の伸縮振動により吸収する。このとき、ばね荷重調整装置35が下ばね受け32を昇降し、メイン懸架スプリング33のばね荷重を調整可能にする。
ばね荷重調整装置35は、図2に示す如く、インナチューブ12の底部を構成する車軸ブラケット15の車軸取付孔16を外れる位置(車軸取付孔16の側傍)で外部に臨むアジャストボルト36を該底部に設ける。車軸ブラケット15の内側底部(下ばね受け32の下端部を臨むことになる面)に設けたスライダ37をアジャストボルト36の回転力によりインナチューブ12の中心軸に交差する方向(アジャストボルト36の軸方向)に直線移動可能にする。下ばね受け32が着座しているリフタ38の下部斜面A1をスライダ37の上部斜面A2に載置させ、アジャストボルト36の回転により下ばね受け32を昇降させて懸架スプリング33のばね荷重を調整する。
フロントフォーク10は、ピストン26に減衰力発生装置40を備える(図3、図4)。
減衰力発生装置40は、圧側流路41と伸側流路42を備える。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。尚、バルブストッパ41B、バルブ41A、ピストン26、バルブ42A、バルブストッパ42Bは、ピストンボルト25に挿着されるバルブ組立体を構成し、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。
減衰力発生装置40は、キャップ13の中心部に後に詳述する減衰力調整装置40Aを設け、減衰力調整装置40Aのニードル弁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。バイパス路45は、ピストン26をバイパスし、ピストンロッド側油室21Aとピストン側油室21Bを連絡する。
減衰力発生装置40は、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。また、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。この圧側減衰力と伸側減衰力により、前述したメイン懸架スプリング33の伸縮振動を制振する。
フロントフォーク10は、キャップ13の下端面に、インナチューブ12に設けた隔壁部材19の上端部が最圧縮ストロークで衝合するストッパラバー13A、ストッパ板13Bを設けており、このストッパラバー13Aによって最圧縮ストロークを規制する。
フロントフォーク10は、インナチューブ12の上端側の隔壁部材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、ピストンボルト25の上端面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、ピストンボルト25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、最伸長ストロークを規制する。
しかるに、フロントフォーク10にあっては、アウタチューブ11とインナチューブ12の環状隙間からなる前記環状油室17の断面積S1を、ピストンロッド23の断面積(外径に囲まれる面積)S2より大きく形成している(S1>S2)。
また、隔壁部材19のロッドガイド部19A及びスプリングシート51に、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を設けている。
また、隔壁部材19のロッドガイド部19Aはピストンロッド23の周囲にオイルシールを封着していないから、チェック弁60の内周に圧入してあるブッシュがピストンロッド23の周囲に形成する微小間隙により、ピストンロッド側油室21Aと油溜室22を連通する微小流路(オリフィス)61を構成する。微小流路61は、隔壁部材19のロッドガイド部19Aに穿設され、ピストンロッド側油室21Aと油溜室22を連通するオリフィス手段により構成される。
フロントフォーク10の動作は以下の如くになる。
(圧側行程)
圧側行程でインナチューブ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チューブ12の内周の油室21Aからインナチューブ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、前述した通り、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からインナチューブ12の油孔28を介してインナチューブ12の内周の油室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)の余剰分が微小流路61を介して油溜室22へ排出される。
この伸側行程では、前述した通り、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61の通路抵抗による伸側減衰力も発生する。
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、図3、図4に示す如く、プッシュロッド71(減衰力調整ロッド)をアウタチューブ11及びキャップ13の中心軸上に設けたピストンロッド23の中空部に挿通し、プッシュロッド71を軸方向に移動させる調整部80を、フロントフォーク10の上部であるキャップ13に設ける。
調整部80は、ニードル弁85を移動させてバイパス路45の通路抵抗による減衰力を調整する。以下、調整部80の構造、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。
(調整部80の構造)(図5、図6)
キャップ13の下端開口側に取付カラー24が螺着されてキャップ組立体100が構成される。キャップ組立体100のキャップ13がOリング101を介してアウタチューブ11の上端開口部に液密に螺着され、取付カラー24の下端部にピストンロッド23の上端部が螺着されてロックナット24Aで固定される。キャップ組立体100のキャップ13と取付カラー24が形成する環状凹部にはストッパラバー13Aが装填され、取付カラー24の外周にはストッパ板13Bが挿着されるとともに、このストッパ板13Bを係止するストッパリング13Cが係着される(図6)。
キャップ組立体100のキャップ13と取付カラー24にはアジャスト組立体110が装填される。アジャスト組立体110は、調整部80をアジャストボルト81により構成し、アジャストボルト81に対応するアジャストナット82を有する。アジャストナット82は取付カラー24内に嵌合するとともに、アジャストボルト81のねじ部81Aが螺合するねじ孔82Aを該アジャストナット82の中心軸に対する偏心位置に備える。従って、アジャストボルト81の回転操作により、このアジャストボルト81が螺合しているアジャストナット82は、取付カラー24の内周との係合を介して回り止めかつ軸方向に移動ガイドされ、軸方向に上下動する。
アジャスト組立体110を構成する調整部80のアジャストボルト81は、キャップ組立体100を構成するキャップ13の平面視で、キャップ13の中心に対し偏心配置されている装填孔に、キャップ13の裏面側からOリング83を介して液密に挿着される。そして、アジャストボルト81はアジャストナット82とともに、取付カラー24がキャップ13に螺着されて形成するキャップ組立体100の中心凹部102に納められ、アジャストボルト81のフランジ部81Cをキャップ13の下面に当て、アジャストボルト81の下端面を取付カラー24が形成する中心凹部102の底面に近接させる。アジャストナット82は取付カラー24が形成する中心凹部102の内周に摺接可能に納められる。ピストンロッド23の中空部から突出するプッシュッロッド71がアジャストナット82の下端面に突き当てられる。
これにより、調整部80のアジャストボルト81の上端操作部80Aは、キャップ組立体100を構成するキャップ13の平面視で、キャップ13の中心から外れる位置にて、キャップ13の上面と面一をなすレベルに配置される。そして、調整部80のアジャストボルト81はキャップ13に回転だけして軸方向には移動しないように枢支される。従って、調整部80のアジャストボルト81が回転操作されると、このアジャストボルト81が螺合しているアジャストナット82が軸方向に上下動し、アジャストナット82に突き当てられているプッシュロッド71を軸方向に移動させることができる。
(ニードル弁85を用いた減衰力調整構造)(図3)
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。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の中間フランジ部85Aとインナベース84の上端面との間に介装されるスプリング86がニードル弁85を軸方向の上方(開弁方向)に付勢し、ニードル弁85の上端面をプッシュロッド71の下端面に突き当てる。
調整部80のアジャストボルト81が、前述の如く、プッシュロッド71を軸方向に上下動させると、プッシュロッド71と軸方向に衝合しているニードル弁85がピストンボルト25に対して上下動し、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の開度を調整し、ひいてはバイパス路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。
図7は調整部80の変形例である。調整部80は、図7に示す如く、キャップ組立体100に装填されるアジャスト組立体110として、アジャストナット82の中心軸に対する偏心位置にガイド孔90Aを設け(ねじ孔82Aとは異なる偏心位置)、このガイド孔90Aに回り止めピン90を挿通し、回り止めピン90の上端部をキャップ13に設けた取付孔に固定的に挿入し、回り止めピン90の下端部を取付カラー24の中心凹部102の底面に近接させるものとする。回り止めピン90によりアジャストナット82の回り止めの高精度を図り、ひいてはアジャストボルト81の回転角度に対するプッシュロッド71の軸方向移動精度を高精度化することができる。
図8は自動二輪車の車体側ブラケット1に左右のフロントフォーク10を取付け(図8は右側省略)、この車体側ブラケット1の上部にハンドルバー2を保持したものを示している。車体側ブラケット1の平面視で、フロントフォーク10のキャップ13に設けた調整部80がハンドルバー2に遮られることなく、ライダはハンドルバー2の上面から調整部80をスムースに操作できる。
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)調整部80をキャップ13の平面視で、キャップ13の中心に対し偏心配置するようにしたから、ライダによる調整部80の操作をハンドルバー2により遮られる等がなく、調整部80の操作性を向上し、新しい外観を提供することができる。
(b)調整部80がキャップ13に、回転だけして軸方向には移動しないように枢支されてなるようにしたから、調整部80が回転操作によって上方に移動することがなく、高さを抑えることができ、外観商品性を向上できる。
(c)調整部80を構成するアジャストボルト81がアジャストナット82を移動するに際し、取付カラー24を利用し、当該アジャストナット82を回り止めして軸方向に移動ガイドできる。アジャストナット82のための回り止め部品やガイド部品を別途必要としない。
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。
本発明は、車体側チューブと車軸側チューブを摺動自在に嵌合してなり、前記車体側チューブの上端開口部に封着されるキャップに単一の調整部を設けてなる油圧緩衝器において、前記調整部がキャップの平面視で、キャップの中心に対し偏心配置されてなるものである。これにより、調整部の操作性を向上し、新しい外観を提供することができる。
10 フロントフォーク(油圧緩衝器)
11 アウタチューブ(車体側チューブ)
12 インナチューブ(車軸側チューブ)
13 キャップ
19 隔壁部材
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
23 ピストンロッド(ピストン支持部材)
24 取付カラー
26 ピストン
41 圧側流路
41A 圧側ディスクバルブ(圧側減衰バルブ)
42 伸側流路
42A 伸側ディスクバルブ(伸側減衰バルブ)
45 バイパス路
80 調整部
81 アジャストボルト
82 アジャストナット
82A ねじ孔
85 ニードル弁

Claims (5)

  1. 車体側チューブと車軸側チューブを摺動自在に嵌合してなり、
    前記車体側チューブの上端開口部に封着されるキャップに単一の調整部を設けてなる油圧緩衝器において、
    前記調整部がキャップの平面視で、キャップの中心に対し偏心配置されてなることを特徴とする油圧緩衝器。
  2. 車体側のアウタチューブ内に車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、
    前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、該隔壁部材の下部に作動油室を、上部に油溜室を区画し、
    前記アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材を、前記隔壁部材を貫通して前記作動油室内に挿入し、該ピストン支持部材の先端部に前記作動油室内を摺動するピストンを設け、
    前記アウタチューブの上端開口部に封着されるキャップに単一の調整部を設けてなる油圧緩衝器において、
    前記調整部がキャップの平面視で、キャップの中心に対し偏心配置されてなることを特徴とする油圧緩衝器。
  3. 車体側のアウタチューブ内に車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、
    前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、該隔壁部材の下部に作動油室を、上部に油溜室を区画し、
    前記アウタチューブ側に取付けた中空のピストンロッドを、前記隔壁部材を貫通して前記作動油室内に挿入し、該ピストンロッドの先端部に前記作動油室内を摺動するピストンを設け、
    前記インナチューブの作動油室をピストンによりピストンロッド側油室とピストン側油室に区画し、それら2つの油室をピストンに設けた圧側流路と伸側流路のそれぞれにより連通可能にし、それら2つの流路の出口のそれぞれに圧側減衰バルブと伸側減衰バルブのそれぞれを設け、
    ピストンロッドの中空部にピストンロッド側油室とピストン側油室を連通するバイパス路を設け、該バイパス路にニードル弁を設け、
    前記アウタチューブの上端開口部に封着されるキャップに、ニードル弁を移動させてバイパス路の通路抵抗による減衰力を調整する調整部を設けてなる油圧緩衝器において、
    前記調整部がキャップの平面視で、キャップの中心に対し偏心配置されてなることを特徴とする油圧緩衝器。
  4. 前記調整部がキャップに、回転だけして軸方向には移動しないように枢支されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の油圧緩衝器。
  5. 前記調整部がアジャストボルトからなるとともに、アジャストボルトに対応するアジャストナットを付帯的に有し、
    アジャストナットはキャップの同軸上に固定された取付カラー内に嵌合するとともに、アジャストボルトが螺合するねじ孔を備え、
    アジャストボルトの回転操作により、アジャストボルトが螺合しているアジャストナットは、取付カラーの内周との係合を介して回り止めかつ軸方向に移動ガイドされ、軸方向に移動するように構成される請求項4に記載の油圧緩衝器。
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