JP7011429B2

JP7011429B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP7011429B2
Application number: JP2017184627A
Authority: JP
Inventors: 幹夫伊藤
Original assignee: KYB Motorcycle Suspension Co Ltd
Current assignee: KYB Motorcycle Suspension Co Ltd
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2022-01-26
Anticipated expiration: 2037-09-26
Also published as: US20210131518A1; US11181162B2; JP2019060387A; WO2019065132A1

Description

この発明は、緩衝器に関する。

従来の緩衝器は、シリンダと、前記シリンダ内に軸方向に移動自在に挿入されるロッドと、前記シリンダの開口端に設けられ前記ロッドを軸支するロッドガイドと、前記ロッドの先端に連結されると共に前記シリンダ内を伸側室と圧側室の二室に区画するピストンと、前記ピストンに設けられた前記伸側室と前記圧側室を連通する通路と、前記ピストンに積層され前記通路を液体が通過する際に撓んで液体の流れに抵抗を与えるリーフバルブとを備える。

そして、このような緩衝器は、例えば、車両のサスペンションに組み込まれて使用され、伸縮する際に通路を介して二室間を行き来する液体の流れにリーフバルブで抵抗を与えて二室間に差圧を生じさせて減衰力を発揮し、車体の振動を抑制する。

また、このような緩衝器にあっては、特許文献１に開示されているように、ロッドの外周にリバウンドクッションを装着して、緩衝器の伸切時にピストンがロッドガイドに勢いよく衝突するのを防止する機構が設けられている場合がある。

特開２０１４－１８１７５６号公報

ところが、特許文献１の緩衝器にあっては、リバウンドクッションによって、緩衝器の伸切時の衝撃を吸収できるものの、リバウンドクッションがロッドガイドに当接するため、打音が生じていた。また、リバウンドクッションでは衝撃の吸収性が不足する場合があり、車両における乗り心地のさらなる向上が望まれていた。

そこで、本発明は、緩衝器の伸切時における打音の発生を防止できるとともに、従来よりも緩衝器の伸切時の衝撃の吸収性に優れる緩衝器の提供を目的とする。

前記課題を解決するための手段は、シリンダ内に軸方向に進退自在に挿入されるロッドと、前記ロッドの先端に設けられ前記シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、前記シリンダの開口端に設けられ前記ロッドを軸支するロッドガイドと、前記ロッドガイドに設けられ前記シリンダとの間に環状隙間を形成するサブシリンダと、前記ロッドの前記ピストンよりも基端側外周に設けられ、外周が前記シリンダの内周に摺接するとともに、前記環状隙間に出入可能なサブピストンとを備えることを特徴とする。また、本発明の緩衝器では、前記ピストンと前記サブピストンは離間した状態で前記ロッドにそれぞれ保持されている。この構成によると、ロッドの最退出時にサブピストンに作用する荷重がピストンに伝達するのを防止でき、ピストンやピストンの周辺部品に悪影響を与えない。

また、前記サブピストンが、前記ロッドが前記シリンダに対して最も退出した際に前記環状隙間に挿入される筒部と、前記筒部の内周に装着される環状のオイルロックピースを有する緩衝器としてもよい。この構成によると、緩衝器の最伸長時に、環状隙間内の液体を加圧するサブピストンの受圧面積を大きく確保できる。

また、前記サブピストンは、前記ロッドが前記シリンダに対して最も退出した際に前記環状隙間に挿入される筒部を有し、前記サブシリンダの外周に環状のオイルロックピースが装着される緩衝器としてもよい。この構成によると、オイルロックピースがサブシリンダの外周側に設けられるため、オイルロックピースの組付がしやすく、緩衝器の組立性が向上する。

本発明の緩衝器によれば、緩衝器の伸切時における打音の発生を防止できるとともに、従来に比べて緩衝器の伸切時における衝撃の吸収性が高まるため、車両の乗り心地が向上する。

本実施の形態に係る緩衝器全体を示す正面半裁断面図である。図１の一部拡大図である。図２の変形例を示す図面である。

以下に、図面を参照しながら本実施の形態について説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

緩衝器Ｄは、シリンダ１と、シリンダ１内に軸方向に進退自在に挿入されるロッド２と、ロッド２の先端に設けられシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画するピストン３と、シリンダ１の開口端に設けられロッド２を軸支するロッドガイド４と、ロッドガイド４に設けられてシリンダ１との間に環状隙間１０を形成するサブシリンダ５と、ロッド２の反ピストン側である基端側外周に設けられ、外周がシリンダ１の内周に摺接するとともに、前記環状隙間に出入可能なサブピストン６を備えて構成される。

詳細には、図１に示すように、緩衝器Ｄのシリンダ１内には、シリンダ１内を作動油などの液体が充填される液室Ｒと気体が封入される気室Ｇに区画するフリーピストン２０がシリンダ１の内周に摺動自在に挿入されている。そして、ロッド２の先端に設けられたピストン３によって、液室Ｒ内は伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の二室に区画されている。なお、液体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体を使用することもできる。

また、ピストン３には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通する伸側通路３ａと圧側通路（図示せず）が形成されている。さらに、ピストン３には、ピストン３の圧側室Ｒ２側に積層され伸側通路３ａを通過する液体の流れに対して抵抗を与える伸側バルブ７と、ピストン３の伸側室Ｒ１側に積層され圧側通路（図示せず）を通過する液体の流れに対して抵抗を与える圧側バルブ８が設けられている。

また、気室Ｇは、フリーピストン２０の軸方向移動により膨縮し、緩衝器Ｄの伸縮作動に伴うロッド出没体積分のシリンダ内容積変化や、温度変化による液体の体積変化を補償できるようになっている。

なお、本実施の形態においては、緩衝器Ｄは、単筒型であるが、シリンダ１の外周に外筒を設け、シリンダ１の図中下方にベースバルブが設置される複筒型に設定されてもよい。緩衝器Ｄを複筒型とする場合には、外筒とシリンダ１との間に形成されるリザーバによって、緩衝器Ｄの伸縮作動に伴うロッド出没体積分のシリンダ内容積変化を補償すればよい。

また、図１に示すように、ロッドガイド４の反ピストン側には、緩衝器Ｄの伸長作動時にロッド２の外周に付着した液体をシリンダ１内に掻き落すオイルシール２１と、緩衝器Ｄの収縮作動時にロッド２の外周に付着したダストをシリンダ１外に掻き出すダストシール２２が積層されている。そして、シリンダ１の開口端にはキャップ２３が圧入されており、これにより、オイルシール２１とダストシール２２は、ロッドガイド４とキャップ２３に挟持されて固定されている。

ロッドガイド４は、図１，図２に示すように、シリンダ１内に圧入されてロッド２を軸支する環状のロッドガイド本体４０と、ロッドガイド本体４０のピストン３側端（図中下端）に設けられロッドガイド本体４０よりも外径が小径であってシリンダ１との間に環状隙間１０を形成するサブシリンダ５を有する。

サブピストン６は、図１，図２に示すように、ロッド２のピストン３よりも反ピストン側である基端側外周にピストン３から軸方向に離間されて装着される筒状の取付部６ａと、取付部６ａの下端から外周方向に向けて延びる環状底部６ｂと、環状底部６ｂの外周側端部からロッドガイド４側に向けて突出するとともにシリンダ１の内周に外周が摺接する筒部６ｃとを備え、筒部６ｃの内周に環状のオイルロックピース９が装着されてなる。ただし、サブピストン６は、筒部６ｃが環状隙間１０に出入可能な形状になっていればよく、筒部６ｃ以外の形状は特に限定されない。

サブピストン６の各部について詳細に説明すると、取付部６ａは、筒状であって、図２に示すように、ロッド２の外周に軸方向上下一対に形成された環状溝（符示せず）にそれぞれ装着されたスナップリング２５，２６によって挟持されている。これによりサブピストン６はロッド２の外周に保持されている。ただし、サブピストン６のロッド２への連結手段は前記手段には限定されない。

また、図２に示すように、環状底部６ｂには、サブピストン６により区画された伸側室Ｒ１のロッドガイド４側の部屋とピストン３側の部屋を連通するとともに通過する液体の流れに抵抗を与えないように設定された連通路２７が形成されている。これにより、緩衝器Ｄの伸縮時において、サブピストン６が、伸側室Ｒ１内の液体の流れを阻害せず、かつ緩衝器Ｄの発揮する減衰力に影響を与えないようになっている。

また、筒部６ｃは、図２に示すように、ピストン３側に形成された内径小径部６ｄと、内径小径部６ｄの反ピストン側に連なり内径小径部６ｄよりも内径が大径な内径大径部６ｅを有しており、内径小径部６ｄと内径大径部６ｅの境界に段部６ｆが形成されている。そして、内径大径部６ｅの内周には、オイルロックピース９が摺動自在に装着されている。また、内径大径部６ｅのオイルロックピース９よりも反ピストン側には、環状の規制部材２４が固定されており、段部６ｆでオイルロックピース９の脱落を防止するとともに規制部材２４でオイルロックピース９の移動を規制している。

また、オイルロックピース９の内径は、サブシリンダ５の外径と略同径に設定されており、オイルロックピース９の内周とサブシリンダ５の外周が摺接可能になっている。

また、図２に示すように、オイルロックピース９の外周部には、オイルロックピース９の段部６ｆ側（図中下側）と規制部材２４側（図中上側）を連通する縦溝９ａが形成されている。さらに、オイルロックピース９の規制部材２４側である図中上端には、縦溝９ａと連通する切欠９ｂが形成されている。

また、筒部６ｃの外周には、環状溝（符示せず）が形成されており、この環状溝に合成樹脂製のピストンリング１１が装着されている。これにより、サブピストン６は、ピストンリング１１を介してシリンダ１の内周に摺接し、シリンダ１内を軸方向に円滑に移動できる。

続いて、本実施の形態に係る緩衝器Ｄの作動について説明する。まず、緩衝器Ｄが収縮作動すると、ピストン３によって圧縮された圧側室Ｒ２から圧側通路（図示せず）を介して圧縮容積分の液体が伸側室Ｒ１へ移動する。この際に、圧側通路（図示せず）を通過する液体の流れに対して圧側バルブ８による抵抗が作用して圧側減衰力が発生する。なお、シリンダ１内に進入するロッド２の体積分は、フリーピストン２０が下降して気室Ｇの縮小により補償される。

反対に緩衝器Ｄが伸長作動すると、ピストン３によって圧縮された伸側室Ｒ１から伸側通路３ａを介して圧縮容積分の液体が圧側室Ｒ２へ移動する。この際に、伸側通路３ａを通過する液体の流れに対して伸側バルブ７による抵抗が作用して、伸側減衰力が発生する。なお、シリンダ１から退出するロッド２の体積分は、フリーピストン２０が上昇して気室Ｇの膨張により補償される。

さらに、緩衝器Ｄが伸長していくと、ロッド２の外周に保持されたサブピストン６の筒部６ｃが環状隙間１０に挿入され、オイルロックピース９がサブシリンダ５の外周に摺接される。すると、筒部６ｃとオイルロックピース９の侵入体積分の液体が、環状隙間１０からサブシリンダ５と筒部６ｃの隙間を通って排出されようとする。そして、この排出される液体の流れに押されて、オイルロックピース９が段部６ｆ側に移動して、段部６ｆに当接し、縦溝９ａと切欠９ｂを通じてのオイルロックピース９の上方と下方との連通が断たれるため、環状隙間１０が密閉されて昇圧する。これにより、緩衝器Ｄの最伸長時には、環状隙間１０がオイルロックされ、緩衝器Ｄの伸切時の衝撃を吸収できる。

そして、緩衝器Ｄが最伸長状態から収縮作動に切り替わる際には、オイルロックピース９が規制部材２４側に移動し、環状隙間１０が縦溝９ａと切欠９ｂを介してピストン３側の部屋に連通して、伸側室Ｒ１内の液体が環状隙間１０に流れるようになるため、サブピストン６が環状隙間１０からスムーズに抜け出るようになっている。

また、前述したように、緩衝器Ｄは、シリンダ１の開口端に設けられロッド２を軸支するロッドガイド４と、ロッドガイド４に設けられてシリンダ１との間に環状隙間１０を形成するサブシリンダ５と、ロッド２のピストン３よりも基端側外周に設けられ、外周がシリンダ１の内周に摺接するとともに、環状隙間１０に出入可能なサブピストン６とを備える。

この構成によると、緩衝器Ｄの最伸長時に環状隙間１０がオイルロック室として機能することから、ロッドガイド４とサブピストン６が接触しないため、緩衝器Ｄの伸切時における打音の発生を防止できる。また、従来のリバウンドクッションよりも、オイルロックの方が緩衝器Ｄの伸長に抗する力を大きくしやすいため、リバウンドクッションに比べてオイルロックの方が緩衝器の伸切時の衝撃を充分に吸収できる。よって、本実施の形態に係る緩衝器Ｄによれば、従来よりも車両の乗り心地が向上する。

また、本実施の形態に係る緩衝器Ｄでは、サブシリンダ５の外側に形成された環状隙間１０がオイルロック室として機能している。ここで、サブシリンダ５の内側にオイルロック室を形成することも考えられるが、サブシリンダ５の内側はロッドガイド４とロッド２の摺動隙間を介してオイルシール２１側の部屋に連通している。そのため、サブシリンダ５の内側にオイルロック室を形成すると、緩衝器Ｄの最伸長時に高圧となったオイルロック室内の圧力がオイルシール２１に伝達してオイルシール２１に負荷がかかる。

これに対し、本実施の形態に係る緩衝器Ｄでは、サブシリンダ５の外側にオイルロック室が形成されるため、環状隙間１０がオイルロック室として機能する間は、環状隙間１０とサブシリンダ５内は連通しない。したがって、本実施の形態では、緩衝器Ｄの最伸長時に高圧となった環状隙間１０内の圧力がオイルシール２１に伝達しないため、オイルシール２１に負荷がかからず、オイルシール２１の耐久性が向上する。

また、前述したように、サブシリンダ５の内側にオイルロック室を形成しようとすると、オイルロック時の受圧面積を確保しづらいため、緩衝器Ｄの伸切時の衝撃吸収性が不足する場合がある。

これに対し、本実施の形態に係る緩衝器Ｄでは、オイルロック室として機能する環状隙間１０が、サブシリンダ５の外側に形成されているため、オイルロック室をサブシリンダ５の内側に形成する場合に比べて、オイルロック時の受圧面積を大きく確保でき、緩衝器Ｄの伸切時の衝撃吸収性を高められる。

さらに、緩衝器Ｄが車両のサスペンションに利用される場合には当該車両の旋回時に緩衝器Ｄにシリンダ１を曲げる方向の力である横力が作用するが、本実施の形態においては、サブピストン６の外周がシリンダ１の内周に摺接しているため、当該横力をピストン３とともに受けられる。

また、本実施の形態においては、オイルロックピース９は、筒部６ｃの内周に装着されているが、図３に示すように、サブシリンダ５の外周に装着されてもよい。

具体的には、図３に示す変形例では、筒部６ｃに段部６ｆを設けずに、サブシリンダ５が、ロッドガイド本体４０側に形成された外径大径部５ａと、外径大径部５ａの反ロッドガイド本体側に連なり外径大径部５ａよりも外径が小径な外径小径部５ｂと、外径大径部５ａと外径小径部５ｂの境界に形成される段差５ｃを備えている。

そして、外径小径部５ｂの内周には、オイルロックピース９が摺動自在に装着されている。また、外径小径部５ｂのオイルロックピース９よりもピストン３側には、オイルロックピース９の脱落を防止する環状の規制部材５０が固定されている。

この構成によると、ロッド２がシリンダ１に対して最も退出する緩衝器Ｄの最伸長時には、筒部６ｃが、オイルロックピース９に摺接しつつ環状隙間１０に挿入される。すると、筒部６ｃの侵入体積分の液体が、環状隙間１０から筒部６ｃとオイルロックピース９の隙間を通って排出されようとする。そして、この排出される液体の流れに押されて、オイルロックピース９が規制部材５０側に移動して、規制部材５０に当接し、縦溝９ａと切欠９ｂを通じてのオイルロックピース９の上方と下方との連通が断たれるため、環状隙間１０が密閉されて昇圧する。これにより、緩衝器Ｄの最伸長時には、環状隙間１０がオイルロックされ、緩衝器Ｄの伸切時の衝撃を吸収できる。

そして、緩衝器Ｄが最伸長状態から収縮作動に切り替わる際には、オイルロックピース９が段差５ｃ側に移動し、環状隙間１０が縦溝９ａと切欠９ｂを介してピストン３側の部屋に連通して、伸側室Ｒ１内の液体が環状隙間１０に流れるようになるため、サブピストン６が環状隙間１０からスムーズに抜け出るようになっている。

また、図３に示すように、オイルロックピース９をサブシリンダ５の外周に装着すると、図２の例のように、オイルロックピース９をサブピストン６の筒部６ｃの内周に装着する場合に比べて、オイルロックピース９の取付が容易であって、緩衝器Ｄの組立性が向上する。

ただし、図２に示すように、オイルロックピース９をサブピストン６の筒部６ｃの内周に装着する場合には、緩衝器Ｄの最伸長時に、環状隙間１０内の液体を筒部６ｃとオイルロックピース９とで押圧できる。そのため、図３のオイルロックピース９をサブシリンダ５の外周に装着する場合に比べて、オイルロック時の受圧面積を大きく確保でき、緩衝器Ｄの伸切時の衝撃吸収性が向上する
また、本実施の形態に係る緩衝器Ｄでは、ピストン３とサブピストン６が離間した状態でロッド２にそれぞれ保持されている。この構成によると、緩衝器Ｄの最伸長時に環状隙間１０が昇圧してサブピストン６に作用する衝撃がピストン３に直接伝達されないため、ピストン３やピストン３の伸側室Ｒ１側に積層された圧側バルブ８などの周辺部品に悪影響を与えない。

なお、本実施の形態においては、オイルロックピース９を筒部６ｃの内周又はサブシリンダ５の外周に装着しているが、例えば、サブピストン６の筒部６ｃの内周をサブシリンダ５の外周に直接摺接させるようにして、オイルロックピース９を省略してもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱なく改造、変形及び変更ができるのは当然である。

１・・・シリンダ、２・・・ロッド、３・・・ピストン、４・・・ロッドガイド、５・・・サブシリンダ、６・・・サブピストン、９・・・オイルロックピース、９ｃ・・・筒部、１０・・・環状隙間、Ｄ・・・緩衝器、Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室

Claims

シリンダと、
前記シリンダ内に軸方向に進退自在に挿入されるロッドと、
前記ロッドの先端に設けられ前記シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、
前記シリンダの開口端に設けられ前記ロッドを軸支するロッドガイドと、
前記ロッドガイドに設けられ前記シリンダとの間に環状隙間を形成するサブシリンダと、
前記ロッドの前記ピストンよりも基端側外周に設けられ、外周が前記シリンダの内周に摺接するとともに、前記環状隙間に出入可能なサブピストンとを備え、
前記ピストンと前記サブピストンは離間した状態で前記ロッドにそれぞれ保持されている
ことを特徴とする緩衝器。
前記サブピストンは、前記ロッドが前記シリンダに対して最も退出した際に前記環状隙間に挿入される筒部と、前記筒部の内周に装着される環状のオイルロックピースを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
前記サブピストンは、前記ロッドが前記シリンダに対して最も退出した際に前記環状隙間に挿入される筒部を有し、
前記サブシリンダの外周に環状のオイルロックピースが装着される
ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。