JP6628146B2 - 緩衝器 - Google Patents
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Description
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、高い流速で油が流動した場合であっても、本来の減衰特性を確実に発揮することができる緩衝器を提供することを目的とする。
この発明に係る緩衝器は、外筒及び前記外筒の径方向内側に間隔をあけて設けられた内筒を有し、油が封入されたシリンダと、一端が前記シリンダの内部に挿入され、他端が前記シリンダの外部に延出したピストンロッドと、前記ピストンロッドの前記一端に接続されて前記内筒の内部で前記内筒の中心軸方向に沿って摺動可能に設けられ、前記内筒の内部を前記ピストンロッド側のロッド側油室と前記ピストンロッドの反対側のピストン側油室とに区画するピストンと、前記ピストンロッドの変位にともなって前記内筒内で前記ピストンが摺動することによって生じる前記油の流れを制御して減衰力を発生する減衰力発生部と、前記シリンダ内への前記ピストンロッドの進入容積の変化に応じて前記油を補償するリザーバと、を備える。この緩衝器は、前記減衰力発生部と前記リザーバとを連通するリザーバ連通路と、前記ピストン側油室と前記減衰力発生部とを連通する圧側連通路と、前記減衰力発生部において、前記圧側連通路から前記油が流入し、前記減衰力を発生する圧側バルブを有した圧側ポートと、を備え、前記圧側ポートの断面積よりも、前記リザーバ連通路の断面積が小さいことを特徴とする。
図1は、本発明の実施形態に係る緩衝器の全体構成を示す正面図である。図2は、緩衝器を異なる角度から見た側面図である。図3は、緩衝器の全体構成を示す断面図である。図4は、図3に示した緩衝器の拡大断面図である。
図1〜図3に示すように、緩衝器10は、例えば自動二輪車の車体と後輪を支持する後輪支持部との間に設けられ、後輪から入力される衝撃や振動を緩衝する。以下の説明において、緩衝器10は、例えば上下方向に延び、その上端部に設けられた車体側取付部材10tが車体側に連結され、下端部に設けられた車軸側取付部材10bが後輪側に連結される。ただし、本発明は、緩衝器10を例えば横方向(略水平方向)に延びるように設ける場合を排除するものではない。
内筒20の外径は、外筒21の内径よりも一定寸法小さく形成されている。これによって内筒20と外筒21との間には、円筒状の環状流路101が形成されている。
また、外筒21は、その下端部21bが内筒20の下端部20bよりも所定寸法下方に突出するように形成されている。
ロッドガイド25の筒状部25tは、内筒20の下端部20bに挿入され、これによって内筒20の下端部20bを、その中心軸に交差する方向に移動しないよう保持している。
ロッドガイド25のプレート部25pは、内筒20の下端部20bと外筒21との間の環状流路101を閉塞している。
さらに、ロッドガイド25の筒状部25tの内側には、ピストン12が衝突したときの衝撃を吸収するリバウンドラバー26が設けられている。
このピストン12によって、シリンダ11の内筒20の内側空間は、ピストンロッド13側とは反対側のダンパーケース15側に形成されたピストン側油室S1と、ピストンロッド13側に形成されたロッド側油室S2とに区画されている。
リザーバ30は、ダンパーケース15と一体に形成され、例えば円筒状で、その内部に袋状のブラダ31を備えている。ブラダ31はゴム等の弾性体によって袋状に成形されたもので、膨張及び収縮が可能となっている。ブラダ31の内部には、エア等のガスが充填されている。また、リザーバ30内において、ブラダ31の外側の空間は、油溜室S3とされ、リザーバ連通路107を介して、後述する減衰力発生装置40の第二油室S12(図5参照)に連通している。
図5は、ダンパーケースに設けられた減衰力発生装置を示す断面図である。
図5に示すように、減衰力発生装置40は、ダンパーケース15と一体に形成された有底筒状のダンパシリンダ29に対し、ダンパーユニット41が着脱可能に設けられた構成からなる。
ダンパーユニット41は、全体として円柱状をなし、ホルダ部材42と、アウターキャップ43と、メインダンパ60と、減衰調整部80と、を主に備えている。
また、大径部46には、径方向内側の凹部47と径方向外側とを連通する孔46hが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
伸側減衰バルブ63は、伸側入口ポート62tの中間部材64側の出口を塞ぐように設けられている。伸側減衰バルブ63は、複数枚のディスクバルブ63vを積層して構成されている。
圧側出口チェック弁61は、ディスクバルブ61vからなり、圧側出口ポート62cの大径部46側の出口を塞ぐように設けられている。
圧側バルブ65は、圧側入口ポート66cの中間部材64側の出口を塞ぐように設けられている。圧側バルブ65は、複数枚のディスクバルブ65vを積層して構成されている。
伸側出口チェック弁67は、ディスクバルブ67vからなり、伸側出口ポート66tのストッパプレート68側の出口を塞ぐように設けられている。
圧側出口チェック弁61、伸側出口チェック弁67は、通常時は圧側出口ポート62c、伸側出口ポート66tを閉塞してオイルの流れを遮断し、圧側出口ポート62c、伸側出口ポート66tを通るオイルの圧力に応じて撓み変形し、オイルを流通させる。
軸状部45の一端42aに形成されたネジ溝45nには、ナット部材69が螺着され、このナット部材69とホルダ部材42の大径部46との間に、圧側出口チェック弁61、伸側ピストン62、伸側減衰バルブ63、中間部材64、圧側バルブ65、圧側ピストン66、伸側出口チェック弁67、及びストッパプレート68が挟持されている。
図6は、伸側ピストン62、及び圧側ピストン66を形成するピストン部材を示す斜視図である。
図6に示すように、ピストン部材75は、内周壁75iと、内周壁75iの径方向外側に形成された外周壁75oと、周方向に間隔を開けて複数設けられ、それぞれ径方向に延びてこれら内周壁75iと外周壁75oとを連結する連結壁75wと、を一体に備えている。
内周壁75iの内側には、ホルダ部材42の軸状部45が挿通される挿通孔75hが形成されている。
外周壁75oの外周面には、径方向外側に突出した突出壁75mが周方向に連続して形成されている。突出壁75mの外周面には、ダンパシリンダ29の内周面に突き当たることで、ピストン部材75とダンパシリンダ29の内周面との間をシールするシールリング76が設けられている。
第二ポート78は、他端75b側をポート入口78aとし、一端75a側をポート出口78bとしている。第二ポート78は、他端75b側において、外周壁75oに切欠き75jが形成されることで、径方向外側に開口するポート流入口(圧側出口ポート流入部)79Bが形成されている。
第一油室S11は、圧側ピストン66のシールリング76よりもホルダ部材42の一端42a側に形成され、圧側連通路102を介してピストン側油室S1(図4参照)に連通している。
第二油室S12は、圧側ピストン66のシールリング76と伸側ピストン62のシールリング76との間に形成され、リザーバ連通路107を介して、リザーバ30の油溜室S3(図4参照)に連通している。
第三油室S13は、伸側ピストン62のシールリング76とアウターキャップ43との間に形成され、伸側連通路105を介して、シリンダ11の環状流路101(図4参照)に連通している。
中間部材64に形成された流路64hは、第二油室S12内に開口している。
また、ホルダ部材42の大径部46に形成された孔46hは、第三油室S13内に開口している。
(圧側動作)
図5、図7に示すように、ピストン12がシリンダ11内で車体側に移動する圧側行程においては、ピストン側油室S1内のオイルがピストン12により圧縮される。すると、ピストン側油室S1内のオイルは、ダンパーケース15に形成された圧側連通路102から、第一油室S11に送り込まれる。
車輪の上下動によってピストン12がシリンダ11内で車輪側に移動する伸側行程においては、ロッド側油室S2内のオイルがピストン12により圧縮される。すると、ロッド側油室S2内のオイルは、内筒20の下端部に形成された油孔103を通り、内筒20と外筒21との間に形成された円筒状の環状流路101へと流れ込む。この環状流路101を流れるオイルは、ダンパーケース15に形成された伸側連通路105を通り、減衰力発生装置40の第三油室S13へと送り込まれる。
また、圧側連通路102の断面積A2は、圧側入口ポート66cの断面積A1以上である。
さらに、圧側連通路102からオイルが流れ込むダンパシリンダ29と圧側ピストン66との間の断面積A3が、圧側入口ポート66cの合計断面積A1以上であり、かつ圧側連通路102の断面積A2以下である。
また、複数のポート流入口79Aの合計の開口面積A4が、複数の圧側入口ポート66cの合計の断面積A1よりも大きく形成されている。
これにより、ピストン側油室S1から第二油室S12へと至る圧側のオイル流路系統の流路断面積は、途中で増大せず、徐々に小さくなっている。さらに、複数の圧側入口ポート66cの合計の断面積A1よりも、リザーバ連通路107の断面積A0の方が小さいので、つまり、リザーバ連通路107が最も断面積A0が小さくなっている。
加えて、図5に示すように、ダンパシリンダ29と伸側ピストン62との間の断面積A14が、リザーバ連通路107の断面積A0よりも大きい。
また、複数の圧側出口ポート62cの合計の断面積A15は、ダンパシリンダ29と伸側ピストン62との間の断面積A14以上である。さらに、複数のポート流入口79Bの合計の開口面積A16が、複数の圧側出口ポート62cの合計の断面積A15以上に形成されている。
さらに、環状流路101の断面積A12は、伸側連通路105の断面積A11以上である。また、複数の油孔103の合計の断面積A13は、環状流路101の断面積A12以上である。
このようにして、圧側動作時において、第二油室S12を経たオイルの流路系統は、その流路断面積が途中で絞られることなく、徐々に大きくなっている。
このように、圧側動作時におけるオイルの流れの途中で流路断面積が増大しないようにすることで、流路抵抗等のロスを抑えることができる。これにより、モトクロス等の走行時に、例えば10m/sといった高い流速でオイルが流れた場合等においても、本来減衰力を発揮すべき圧側入口ポート66cと圧側バルブ65との間以外の部位で負圧等が生じる等して減衰力が発生するのを防ぎ、緩衝器10としての本来の減衰性能を確実に発揮する。
また、圧側入口ポート66cと圧側バルブ65との間以外の部分で流路が絞られて減衰を発生してしまう部位が形成されるのを回避することで、圧側バルブ65の枚数を変更する等して圧側バルブ65の開閉部で減衰特性を変更した場合、減衰特性を変更したことをライダーが感知しやすくなる。
このようにして、圧側動作時において、第二油室S12を経たオイルの流路系統の断面積が徐々に大きくなっている。これにより、圧側動作時において、圧側ピストン66の圧側入口ポート66cで減衰力を発揮したオイルが、リザーバ連通路107には流れこみにくく、しかも、ダンパシリンダ29内からスムーズに排出される。
この図8に示すように、緩衝器10を上記したように、リザーバ連通路107の断面積A0を最も小さくすることにより、圧側動作時に大入力があった場合、オイルがリザーバ30に流れ込みにくくなる。これにより、ピストン側油室S1から圧側連通路102を経て減衰力発生装置40に流入し、圧側入口ポート66cで減衰力を発生した後のオイルは、伸側の流路を経てピストン側油室S1へとスムーズに流れる。これにより、高い流速でオイルが流れた場合等においても、緩衝器10が本来の減衰特性を発揮することができる。
この図9に示すように、上記したような本実施形態の構成を具備しない従来構成の緩衝器では、図9中に二点鎖線で示すように、大入力によって高速作動した場合、減衰力特性が歪む。これに対し、上記本実施形態の構成を備えた緩衝器10によれば、大入力によって高速作動した場合にも、減衰力特性が歪むのを抑え、良好な減衰特性を得ることができる。
なお、本発明の緩衝器は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、減衰力発生装置40に備えた減衰調整部80は、その構成を何ら限定するものでもなく、減衰調整部80を省略する構成としてもよい。
また、上記実施形態では、伸側ピストン62と圧側ピストン66とを、それぞれピストン部材75により形成するようにしたが、これに限らない。伸側ピストン62と圧側ピストン66のいずれか一方のみを、ピストン部材75により形成してもよい。また、圧側入口ポート66cのみを、径方向外側に開口するポート流入口79Aを備える構成としてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
11 シリンダ
12 ピストン
13 ピストンロッド
13a 上端部(一端)
20 内筒
21 外筒
29 ダンパシリンダ
30 リザーバ
40 減衰力発生装置(減衰力発生部)
41 ダンパーユニット
62 伸側ピストン
62c 圧側出口ポート
62t 伸側入口ポート(伸側ポート)
65 圧側バルブ
66 圧側ピストン
66c 圧側入口ポート(圧側ポート)
79A ポート流入口(圧側ポート流入部)
79B ポート流入口(圧側出口ポート流入部)
101 環状流路
102 圧側連通路
103 油孔
105 伸側連通路
107 リザーバ連通路
S1 ピストン側油室
S2 ロッド側油室
S3 油溜室
S11 第一油室
S12 第二油室
S13 第三油室
Claims (10)
- 外筒及び前記外筒の径方向内側に間隔をあけて設けられた内筒を有し、油が封入されたシリンダと、一端が前記シリンダの内部に挿入され、他端が前記シリンダの外部に延出したピストンロッドと、前記ピストンロッドの前記一端に接続されて前記内筒の内部で前記内筒の中心軸方向に沿って摺動可能に設けられ、前記内筒の内部を前記ピストンロッド側のロッド側油室と前記ピストンロッドの反対側のピストン側油室とに区画するピストンと、前記ピストンロッドの変位にともなって前記内筒内で前記ピストンが摺動することによって生じる前記油の流れを制御して減衰力を発生する減衰力発生部と、前記シリンダ内への前記ピストンロッドの進入容積の変化に応じて前記油を補償するリザーバと、を備えた緩衝器であって、
前記減衰力発生部と前記リザーバとを連通するリザーバ連通路と、
前記ピストン側油室と前記減衰力発生部とを連通する圧側連通路と、
前記減衰力発生部において、前記圧側連通路から前記油が流入し、前記減衰力を発生する圧側バルブを有した圧側ポートと、
を備え、
前記圧側ポートの断面積よりも、前記リザーバ連通路の断面積が小さいことを特徴とする緩衝器。 - 前記圧側連通路の断面積が、前記圧側ポートの断面積以上である
ことを特徴とする請求項1に記載の緩衝器。 - 前記減衰力発生部は、
前記圧側ポートを有した圧側ピストンと、
前記圧側ピストンを収容したダンパシリンダと、を備え、
前記圧側連通路から前記油が流れ込む前記ダンパシリンダと前記圧側ピストンとの間の断面積が、前記圧側ポートの断面積以上であり、前記圧側連通路の断面積以下である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の緩衝器。 - 前記圧側ピストンにおいて、前記圧側ポートの入口側に、前記圧側ピストンの外周面に開口した圧側ポート流入部が形成され、
前記圧側ポート流入部の開口面積が、前記圧側ポートの断面積よりも大きく形成されている、
請求項3に記載の緩衝器。 - 前記外筒と前記内筒との間に形成された環状流路と、前記減衰力発生部と、を連通する伸側連通路を備え、
前記伸側連通路の断面積は、前記リザーバ連通路の断面積よりも大きい、
請求項1〜4の何れか一項に記載の緩衝器。 - 前記環状流路の断面積は、前記伸側連通路の断面積以上である、
請求項5に記載の緩衝器。 - 前記内筒に形成され、前記環状流路と前記ロッド側油室とを連通する油孔を備え、
前記油孔の断面積は、前記環状流路の断面積以上である、
請求項5又は6に記載の緩衝器。 - 前記減衰力発生部は、
前記伸側連通路から前記減衰力発生部内に流れ込んだ前記油が流入する伸側ポート、及び前記圧側ポートを有した圧側ピストンの前記圧側ポートを経た前記油が流入する圧側出口ポート、を有した伸側ピストンをさらに備え、
前記圧側ピストンを収容したダンパシリンダと前記伸側ピストンとの間の断面積が、前記リザーバ連通路の断面積よりも大きい、
ことを特徴とする請求項5〜7の何れか一項に記載の緩衝器。 - 前記圧側出口ポートの断面積は、前記ダンパシリンダと前記伸側ピストンとの間の断面積以上である、
ことを特徴とする請求項8に記載の緩衝器。 - 前記伸側ピストンにおいて、前記圧側出口ポートの入口側に、前記伸側ピストンの外周面に開口する圧側出口ポート流入部が形成され、
前記圧側出口ポート流入部の開口面積が、前記圧側出口ポートの断面積よりも大きく形成されている、
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の緩衝器。
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