JP3351826B2 - フロントフォークの油圧緩衝器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フロントフォークの油
圧緩衝器に関し、特に、小振動に対する柔軟な支持と大
衝撃に対する確実な支持との両立を可能とする位置依存
特性を備えたフロントフォークの油圧緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】車体側に取り付けられる上側取付部材と
車輪側に取り付けられる下側取付部材との間に、摺動自
在な内外筒からなる伸縮筒とその内部に有って上下の取
付部材間に減衰力を作用するダンパとを備え、このダン
パの外側が油溜室としてなるフロントフォークの油圧緩
衝器が知られている。

【０００３】この油圧緩衝器は、ダンパが摺動自在な内
外筒からなる伸縮筒の内部に収納されている構造である
ことから、安定した減衰力を得ることができるとともに
優れたメンテナンス性を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記油
圧緩衝器は、その構造により、ダンパのシリンダおよび
ピストンロッドを大径に構成できないので充分な油流が
確保できず、特に高速伸縮時の減衰力が不足する傾向が
ある。

【０００５】また、ダンパは伸縮速度依存特性を有する
ので、この油圧緩衝器を車両に装架した場合は、走行路
面の凹凸の大小に関わらずその伸縮速度に応じて減衰力
が作用する。

【０００６】したがって、基準ストローク位置（オフロ
ード車は地面から離れた時の自由伸張状態、オンロード
車は１名乗車時の車両静止荷重負荷状態）近傍の小スト
ローク範囲（または、初期ストローク）において減衰力
を抑えることにより走行路面の小凹凸を軟らかく受ける
とともに、大凹凸の衝撃に対してはその伸縮ストローク
限界内で確実に衝撃を受け止めるような、伸縮ストロー
ク位置に対応した減衰力を発生する伸縮ストローク位置
依存特性を得ることができない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１は、車体側に取り付けられる外筒と、車軸
側に取り付けられる内筒からなる伸縮筒と、該伸縮筒内
に設けられ、前記外筒側に取り付けられたシリンダと、
前記内筒側に取り付けたピストンロッドからなるダンパ
と、該ダンパの外側を油溜室としてなるフロントフォー
クの油圧緩衝器において、前記シリンダの外周に、前記
油溜室への進入時に該油溜室の作動油の絞り流路を形成
する絞り部材を設け、前記絞り部材を、前記油圧緩衝器
の伸縮基準位置で前記油溜室の油面の上方となる位置に
配設したことを特徴とする。

【０００８】請求項２は、前記請求項１の油圧緩衝器の
伸縮基準位置が、油圧緩衝器を最大長近傍まで自由伸張
させた時の伸縮長さをなす位置とした。

【０００９】請求項３は、前記請求項１の油圧緩衝器の
伸縮基準位置が、油圧緩衝器が乗員の荷重を受けた車両
静止状態の伸縮長さをなす位置とした。

【００１０】請求項４は、請求項１〜請求項３のいずれ
かにおいて、前記絞り部材は、前記油圧緩衝器の伸縮基
準位置からの小なる圧縮範囲をなす初期ストローク時に
は油面までの気体中をストロークする位置に配設したこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項５は、前記請求項１ないし請求項４
の何れかの油圧緩衝器の絞り部材には、油溜室内に絞り
流路を形成するオリフィスを穿設した。

【００１２】請求項６は、前記請求項１ないし請求項５
の何れかの油圧緩衝器の絞り部材の下側には、スプリン
グを受けるためのスプリングシートを形成し、このスプ
リングシートと下側取付部材との間を弾性支持するコイ
ルスプリングをダンパの外側に同心に備えた。

【００１３】

【作用】請求項１の油圧緩衝器は、絞り部材が上側取付
部材の動きとともに油溜室内をその油面の上下にわたっ
て移動し、殆ど減衰力が発生しない油面上方の位置か
ら、気泡の混入が多くて減衰力が弱い油面近傍の位置を
経て、気泡の混入が少なく強い減衰力が得られる油溜室
底部まで、その各位置に応じた減衰力を発生する。

【００１４】請求項２の油圧緩衝器は、その絞り部材に
より最大長近傍まで自由伸張した位置からの圧縮の各位
置に応じた減衰力を発生する。

【００１５】請求項３の油圧緩衝器は、その絞り部材に
より油圧緩衝器が乗員の荷重を受けた車両静止状態から
の圧縮の各位置に応じた減衰力を発生する。

【００１６】請求項４の油圧緩衝器は、絞り部材が上側
取付部材の動きとともに油溜室内をその油面の上下にわ
たって移動し、伸縮基準位置からの小なる圧縮範囲をな
す初期ストローク時には少なくとも油面までの気体中を
ストロークし、殆ど減衰力が発生しない油面上方の位置
から、気泡の混入が多くて弱い減衰力が作用する油面近
傍の位置を経て、気泡の混入が少なく強い減衰力が得ら
れる油溜室底部まで、その各位置に応じた減衰力を発生
する。

【００１７】請求項５の油圧緩衝器は、絞り部材に穿設
されたオリフィスによってその各位置に応じた減衰力が
発生する。

【００１８】請求項６の油圧緩衝器は、絞り部材のスプ
リングシートを介して上下の取付部材がコイルスプリン
グにより弾性支持される。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。

【００２０】図１は発明の実施例に係る油圧緩衝器の半
切縦断面図、図２は同油圧緩衝器の下側要部を示す縦断
面図、図３は同油圧緩衝器の絞り部の詳細を示す半断面
図、図４は同油圧緩衝器の絞り部の上面図、図５は同油
圧緩衝器の絞り部の作用説明図、図６は同油圧緩衝器の
減衰特性図、図７は同油圧緩衝器のロックバルブ部詳細
半断面図、図８は同油圧緩衝器の上側要部を示す縦断面
図、図９は同油圧緩衝器の上面図。

【００２１】図１において、発明に係る油圧緩衝器は、
車体側に取り付けられる上側取付部材１、車輪側に取り
付けられる下側取付部材２、これらの間に設けられて摺
動自在な内外筒３ｂ，３ａからなる伸縮筒３、その内部
において上下の取付部材１，２間に減衰力を作用するダ
ンパ４および懸架用のコイルスプリング５とからなる。

【００２２】伸縮筒３の外筒３ａは上記上側取付部材１
に取り付けられ、また、内筒３ｂは下側取付部材２に固
設され、上記ダンパ４との間を油溜室Ａとし、この油溜
室Ａにコイルスプリング５を内設する。

【００２３】ダンパ４は、上側取付部材１からシリンダ
６を垂下し、その内周には減衰バルブをなすピストン７
を摺設し、このピストン７をピストンロッド８によって
下側取付部材２に固定した倒立ダンパをなす。また、外
筒３ａ、シリンダ６等はばね上部材側を構成し、内筒３
ｂ、ピストンロッド８等はばね下部材側を構成する。

【００２４】シリンダ６の基部側は体積補償部９をな
し、この体積補償部９の入口には、その油流に介設する
減衰バルブ１０を、また、シリンダ６の下端近傍には自
由伸張時に上記ピストン７の取付部に当接するリバウン
ドスプリング１１を備え、シリンダ６の下端部は下側取
付部材２との間で作用するオイルロック機構１２を構成
する。

【００２５】図２において、ダンパ４のシリンダ６の中
間部には、油溜室Ａ内に絞り流路を形成して減衰力を発
生する絞り部材１３を備える。この絞り部材１３は上側
取付部材１側（ばね上部材側）をなし、油圧緩衝器の所
定の伸縮長さをなす伸縮基準位置においてその油溜室Ａ
の油面の上方となる位置に配設する。

【００２６】上記伸縮基準位置は、具体的には、オフロ
ード車においては、車両が空中姿勢を採った時を基準と
し、すなわち、油圧緩衝器に車体側荷重が作用すること
のない最大自由伸張状態またはその近辺となる最大長近
傍まで自由伸張させた時の伸縮長さをなす位置をいい、
また、オンロード車においては、乗員１名の荷重を受け
た車両静止時を基準としてこの時の車体側荷重が油圧緩
衝器に作用している状態の伸縮長さをなす位置をいう。

【００２７】上記絞り部材１３によって油溜室Ａ内に設
けられる絞り流路は、絞り部材１３に穿設したオリフィ
ス孔によるものや、絞り部材１３の外縁と内筒３ｂとの
間の周縁空隙によって形成することができる。オリフィ
ス孔は、その穴径と穴数により、また、周縁空隙はその
離隔距離により、中高速域に適する任意の減衰力をそれ
ぞれ設定することができ、さらに、これら両方を組み合
わせることも可能である。

【００２８】オリフィス孔による例としては、図３に詳
細に示すごとく、摺動筒３の下側取付部材２側（ばね下
部材側）をなす内筒３ｂの内周面を摺動するスライドブ
ッシュ１４を絞り部材１３に備えて油溜室Ａを上下に画
成するとともに、複数のオリフィス孔１３ａ，…とこれ
らの一方の端部を連続する環状溝１３ｂを備える。上記
オリフィス孔１３ａ，…は例えば直径を３．８〜４．０
ｍｍとして、図４に示すごとく絞り部材１３を１６分周
して配置される。

【００２９】上記絞り部材１３は、その上側に図３のス
ラストレース１３ｃを備え、抜け止めカラー１３ｄを備
えた上側のストッパリング１３ｅと下側のストッパリン
グ１３ｆとによってシリンダ６の外周に回転自在に係止
される。絞り部材１３の下側にはコイルスプリング５を
受けるためのスプリングシート１５を備える。上記スラ
ストレース１３ｃはコイルスプリング５による捩りを吸
収するので、懸架スプリングの支持をも兼ね簡易構成が
可能となる。

【００３０】このように構成される絞り部材１３は、前
記基準状態の伸縮位置において油溜室の油面の上方、例
えば、図５に示すごとく、オリフィス孔１３ａ，…の下
端までの高さＨを略４０ｍｍの位置に採る。

【００３１】走行状態においては油溜室Ａ内の作動油は
封入気体を混入するので油面の近傍ほど多くの気泡を内
包する。この気泡を内包した作動油はその気泡の混入量
に応じて減衰作用が低下する。

【００３２】上記混入気泡は油面からの深さに対応して
減少するので、気泡を混入した作動油による減衰力はそ
の深さに対応して減衰力が増加する。したがって、基準
状態から緩衝器が圧縮されて絞り部材１３が油面に達す
るまでの圧縮初期を経過した後は油面からの深さに対応
して減衰力が増加する減衰特性を示す。

【００３３】緩衝器全体の減衰特性は、図６に示すごと
く、ダンパ４の減衰力に上記絞り部材による減衰力が付
加され、油面到達以後の圧縮量に対応して減衰力を増加
する位置依存特性を得ることができる。

【００３４】ダンパ４のシリンダ６の下端側は、図７に
示すごとく、ピストンロッド８の基部に取り付けられた
カラー２ａに嵌合するオイルロックピースをなし、上記
カラー２ａでなるオイルロックカラーと合せてオイルロ
ック機構１２を構成する。

【００３５】オイルロックピースをなすシリンダ６の下
端は小径部１６ａをなし、この小径部１６ａにはリング
状をなすリングバルブ１６を遊嵌する。このリングバル
ブ１６は小径部１６ａの先端側のストッパ１６ｂによっ
て軸線方向に遊間を確保して係止され、この軸線方向の
動作によって小径部１６ａとの間を離接するオイルロッ
クバルブをなす。

【００３６】上記カラー２ａの内周側はリングバルブ１
６の外周側をガイドするテーパをなし、シリンダ６が下
降してリングバルブ１６がカラー２ａ内に進入した時
に、リングバルブ１６はカラー２ａによってセンタリン
グされつつシリンダ６の小径部１６ａとカラー２ａとの
間の隙間を閉鎖する。

【００３７】シリンダ６の内周側のピストンロッド８と
の間には、上記オイルロック機構１２によって閉鎖され
るオイルロック室Ｂを画成する画成部材１７を備える。
この画成部材１７は、上記油溜室Ａとオイルロック室Ｂ
とを連通する流路１７ａと、この流路１７ａをオイルロ
ック時に閉じるチェックバルブ１７ｂを備え、また、ピ
ストンロッド８側にガイドブッシュ１７ｃを介設する。

【００３８】上記ガイドブッシュ１７ｃはオイルロック
室Ｂ内部の高圧油の漏れを小さく抑え、漏れ出す作動油
の圧力が周囲に及ぼす影響を最小限に抑えることができ
る。また、上記流路１７ａとチェックバルブ１７ｂは、
閉鎖油室Ｂが負圧になった時に油溜室Ａから作動油を供
給し、オイルロック状態を速やかに解除する。

【００３９】上記画成部材１７の上方には、図２のシリ
ンダ６の内部のダンパ油室Ｃを画成する他の画成部材１
８を備える。この画成部材１８はガイドブッシュ１８ａ
をピストンロッド８との間に介設するとともに、さら
に、ダンパ油室Ｃ内の作動油の漏れを抑えるオイルシー
ル１８ｂを介設する。また、画成部材１８の上端側には
リバウンドスプリング１１を着座する。

【００４０】上記画成部材１８のオイルシール１８ｂ
は、前記オイルロック機構１２側の画成部材１７によっ
てオイルロック室Ｂの高圧油の影響を受けることがない
ので、ダンパ油室Ｃは安定性が保たれる。

【００４１】ピストンロッド８は円管をなし、その中空
部に偏形ロッド８ａを回動自在に内設し、この偏形ロッ
ド８ａの下端部は下側取付部２に設けられた回動操作部
８ｂに連結する。

【００４２】上記ピストンロッド８の上端には、図８に
示すごとく、シリンダ６内周に摺接し、ダンパ油室Ｃを
上下に画成して緩衝器の伸張行程で減衰力を作用するバ
ルブを内設したピストン７を備える。このピストン７に
よって減衰特性が規定される。ピストン７の下部は前記
リバウンドスプリング１１の当接面をなす。

【００４３】上記ピストン７の中心にはダンパ油室Ｃを
上下に連通する油路７ａが穿設され、この油路７ａには
上記偏形ロッド８ａに連結するニードルバルブ７ｂが進
退自在に介設する。このニードルバルブ７ｂは偏形ロッ
ド８ａの回動に応じてその油路７ａの減衰特性が調整さ
れ、低速時の減衰特性が規定される。

【００４４】体積補償部９は、シリンダ６の基部をなす
大径シリンダ９ａと、この大径シリンダ９ａの中心に固
設された中空ロッド１９と、この中空ロッド１９に沿っ
て大径シリンダ９ａ内を摺動可能に設けられたフリーピ
ストン２０とからなる。

【００４５】大径シリンダ９ａ内はフリーピストン２０
によってダンパ油室Ｃと気体室Ｄとに上下に画成され、
気体室Ｄにはダンパ油室Ｃの圧力に対抗してフリーピス
トン２０を押圧するスプリング２０ａを内設する。図９
に示すプラグ２０ｂは内外筒の摺動に伴ってその内部に
蓄圧されるエアーを排出するための栓である。

【００４６】上記中空ロッド１９の中間部は小径部１９
ａをなす。この小径部１９ａはフリーピストン２０が上
昇した場合にダンパ油室Ｃと気体室Ｄとを連通し、ダン
パ油室Ｃの作動油のオーバーフローを気体室Ｄに逃がす
ことにより、ダンパ油室Ｃ内の作動油を一定に保つ。大
径シリンダ９ａにはその内外を連通して上記作動油のオ
ーバーフローを気体室Ｄから油溜室Ａに戻す孔９ｂを備
える。

【００４７】また、上記中空ロッド１９の下端には、シ
リンダ６内周に接してダンパ油室Ｃを上下に画成し、緩
衝器の圧縮行程で大径シリンダ９ａに向かう油流によっ
て減衰力を作用するピストン１０を備えるとともに、こ
のピストン１０の上下を連通する油路１０ａと、この油
路１０ａに介設して上側取付部１側から操作可能なニー
ドルバルブ１０ｂとを備える。このニードルバルブ１０
ｂの回動操作部１０ｃの回動に応じてその油路１０ａの
減衰特性が調整される。上記ピストン１０によって中高
速時の減衰特性が規定され、また、ニードルバルブ１０
ｂによって低速時の減衰特性が規定される。

【００４８】上記構成からなる緩衝器の作用を以下に説
明する。

【００４９】緩衝器の圧縮行程においてはシリンダ６が
下降し、このシリンダ６内にピストンロッド８が進入す
ることによってダンパ油室Ｃの作動油は体積補償部９に
向い、フリーピストン２０が上昇される。

【００５０】この油流がダンパ４のピストン１０に作用
し、速度に対応した減衰力が発生する。伸張行程におい
てはその逆の流れがピストン７に作用し、速度に対応し
た減衰力が発生する。

【００５１】上記伸縮行程において、絞り部材１３が油
面上方に位置する基準状態から緩衝器が圧縮されて絞り
部材１３が油面に達するまでの間は、上記ダンパ４の減
衰力のみが生じ、絞り部材１３が油溜室Ａの作動油内に
浸漬されると、絞り部材１３によって油面からの深さに
対応した減衰力が付加される。したがって、フロントフ
ォークの油圧緩衝器に位置依存特性を備えたことによっ
て柔軟な支持と大衝撃に対する確実な支持との両立が可
能となる。

【００５２】最圧縮時は、オイルロック機構１２のリン
グバルブ１６がオイルロック室Ｂを閉鎖し、この時、画
成部材１７の内周のガイドブッシュ１７ｃとピストンロ
ッド８との間の僅かな隙間から漏れた高圧油はオイルロ
ック機構１２側の画成部材１７とダンパ油室Ｃ側の画成
部材１８の間の油室から油孔６ａを通り油溜室Ａに逃が
されることにより、ダンパ油室Ｃ内の作動油は安定に保
たれる。また、画成部材１７の流路１７ａとチェックバ
ルブ１７ｂによって、オイルロック状態が速やかに解除
される。

【００５３】長期間の使用により、大径シリンダ９ａ内
のフリーピストン２０が上昇した場合には、中空ロッド
１９の小径部１９ａを介してダンパ油室Ｃの作動油のオ
ーバーフローが気体室Ｄに逃がされ、最終的に孔９ｂを
経て油溜室Ａに戻される。

【００５４】

【発明の効果】以上に説明したごとく、請求項１は、車
体側に取り付けられる外筒と、車軸側に取り付けられる
内筒からなる伸縮筒と、該伸縮筒内に設けられ、前記外
筒側に取り付けられたシリンダと、前記内筒側に取り付
けたピストンロッドからなるダンパと、該ダンパの外側
を油溜室としてなるフロントフォークの油圧緩衝器にお
いて、シリンダの外周に、油溜室への進入時に該油溜室
の作動油の絞り流路を形成する絞り部材を設け、絞り部
材を、油圧緩衝器の伸縮基準位置で油溜室の油面の上方
となる位置に配設したので、絞り部材がその伸縮基準位
置をなす油面上方の位置から油溜室底部まで、その各位
置に対応するストロークに応じて大きくなる減衰力が発
生する。したがって、伸縮基準位置近傍の小ストローク
における柔軟な支持と大衝撃に対する大ストローク圧縮
における確実な支持との両立が可能となる。

【００５５】請求項２は、請求項１の油圧緩衝器の伸縮
基準位置を最大長近傍まで自由伸張した位置としたの
で、車両の空中姿勢状態からの圧縮の各位置に応じた減
衰力が発生し、オフロード車対応の位置依存特性を得る
ことができる。

【００５６】請求項３は、請求項１の油圧緩衝器の伸縮
基準位置を乗員の荷重を受けた車両静止状態としたの
で、その伸縮基準位置からの圧縮の各位置に応じた減衰
力が発生し、オンロード車対応の位置依存特性を得るこ
とができる。

【００５７】請求項４は、請求項１ないし請求項３のい
ずれかにおいて、絞り部材は、前記油圧緩衝器の伸縮基
準位置からの小なる圧縮範囲をなす初期ストローク時に
は少なくとも油面までの気体中をストロークする位置に
配設したので、絞り部材がその伸縮基準位置をなす油面
上方の位置から油溜室底部まで、その各位置に対応する
ストロークに応じて大きくなる減衰力が発生する。した
がって、伸縮基準位置近傍の小ストロークにおける柔軟
な支持と大衝撃に対する大ストローク圧縮における確実
な支持との両立が可能となる。

【００５８】請求項５は、請求項１ないし４の油圧緩衝
器の絞り部材にオリフィスを穿設したので、その各位置
に応じた減衰力が絞り部材に穿設したオリフィスによっ
て発生し、このオリフィスの寸法設定によって任意の調
整幅を有する位置依存特性を得ることができる。

【００５９】請求項６は、請求項１ないし５の油圧緩衝
器の絞り部材の下側には、スプリングを受けるためのス
プリングシートを形成してコイルスプリングをダンパの
外側に同心に備えたので、絞り部材のスプリングシート
を介して上下の取付部材が弾性支持され、簡易な懸架支
持構造を位置依存特性に合せて得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施例に係る油圧緩衝器の半切縦断面図

【図２】同油圧緩衝器の下側要部を示す縦断面図

【図３】同油圧緩衝器の絞り部の詳細を示す半断面図

【図４】同油圧緩衝器の絞り部の上面図

【図５】同油圧緩衝器の絞り部の作用説明図

【図６】同油圧緩衝器の減衰特性図

【図７】同油圧緩衝器のロックバルブ部詳細半断面図

【図８】同油圧緩衝器の上側要部を示す縦断面図

【図９】同油圧緩衝器の上面図

【符号の説明】

１…上側取付部材（ばね上部材） ２…下側取付部材（ばね下部材） ３…伸縮筒 ４…ダンパ ５…コイルスプリング １３…絞り部材 １３ａ…オリフィス １５…スプリングシート Ａ…油溜室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 9/48 B60G 17/08 B62K 25/08

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体側に取り付けられる外筒と、車軸側
   に取り付けられる内筒からなる伸縮筒と、該伸縮筒内に
   設けられ、前記外筒側に取り付けられたシリンダと、前
   記内筒側に取り付けたピストンロッドからなるダンパ
   と、該ダンパの外側を油溜室としてなるフロントフォー
   クの油圧緩衝器において、 前記シリンダの外周に、前記油溜室への進入時に該油溜
   室の作動油の絞り流路を形成する絞り部材を設け、 前記絞り部材を、前記油圧緩衝器の伸縮基準位置で前記
   油溜室の油面の上方となる位置に配設した、 ことを特徴とするフロントフォークの油圧緩衝器。
2. 【請求項２】 前記油圧緩衝器の伸縮基準位置は、油圧
   緩衝器を最大長近傍まで自由伸張させた時の伸縮長さを
   なす位置としたことを特徴とする請求項１に記載のフロ
   ントフォークの油圧緩衝器。
3. 【請求項３】 前記油圧緩衝器の伸縮基準位置は、油圧
   緩衝器が乗員の荷重を受けた車両静止状態の伸縮長さを
   なす位置としたことを特徴とする請求項１に記載のフロ
   ントフォークの油圧緩衝器。
4. 【請求項４】 前記絞り部材は、前記油圧緩衝器の伸縮
   基準位置からの小なる圧縮範囲をなす初期ストローク時
   には油面までの気体中をストロークする位置に配設した
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれかに記
   載のフロントフォークの油圧緩衝器。
5. 【請求項５】 前記油圧緩衝器の絞り部材には、油溜室
   内に絞り流路を形成するオリフィスを穿設したことを特
   徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載のフロ
   ントフォークの油圧緩衝器。
6. 【請求項６】 前記油圧緩衝器の絞り部材の下側には、
   スプリングを受けるためのスプリングシートを形成し、
   このスプリングシートと下側取付部材との間を弾性支持
   するコイルスプリングをダンパの外側に同心に備えたこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載
   のフロントフォークの油圧緩衝器。