(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
上記リーフバルブの反バルブディスク側に積層される間座を備え、上記附勢部材が上記間座を介して上記リーフバルブをバルブディスク側に附勢することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の緩衝器。
【背景技術】
【0002】
一般的に、緩衝器は、自動車や自動二輪車等の輸送機器や建築物等において、減衰力を発生して振動を抑制するために利用されている。
【0003】
例えば、
図4に示す特許文献1に開示の緩衝器D1は、作動流体を収容するシリンダ6と、このシリンダ6内に軸方向に移動可能に挿入されるピストンロッド(軸部材)3と、このピストンロッド3の先端に保持されるピストン(バルブディスク)1Aとを備える。
【0004】
そして、上記シリンダ6内は、作動流体で満たされる一方室Aと他方室Bとに上記ピストン1Aで区画されており、これらの部屋A,Bは、上記ピストン1Aに形成される流路100を介して連通されている。
【0005】
また、上記ピストン1Aの一方室側(ピストンロッド側)には、環板状のリーフバルブ200が、内周を固定端として固定されており、このリーフバルブ200の外周部が上記ピストン1Aに形成される弁座101に離着座して、上記流路100の出口を開閉可能に塞ぎ、上記流路100を通過する作動流体に抵抗を与えている。
【0006】
他方、上記流路100の入口は、他方室側に開口しているため、緩衝器D1の圧縮時に、ピストン側の他方室Bがピストン1Aで加圧されると、他方室Bの作動流体がリーフバルブ200を開き、リーフバルブ200の外周部と弁座101との隙間を通過して一方室Aに移動する。また、緩衝器D1は、上記流路100を迂回して一方室Aと他方室Bとを連通するバイパス路102と、このバイパス路102を絞り、オリフィスを形成するニードル弁103とを備えている。
【0007】
上記構成を備えることにより、ピストン速度が低速域にある場合には、緩衝器D1は、作動流体がバイパス路102を通過する際のオリフィスの抵抗に起因する二乗特性の減衰力を発生する。そして、ピストン速度が低速域を脱して中高速域に達すると、緩衝器D1は、上記リーフバルブ200が開くため、緩衝器D1は比例特性の減衰力を発生する。
【0008】
さらに、上記緩衝器D1は、上記リーフバルブ200の反ピストン側の外周部に当接する押さえ部材201と、ピストンロッド3のピストン側に軸方向に長く形成されるガイド孔300に沿って移動可能な移動シート202と、この移動シート202と押さえ部材201との間に介装されてリーフバルブ200をピストン側に附勢する附勢ばね(附勢部材)4と、筒状に形成されるピストンロッド3内に移動可能に挿入されて上記移動シート202の反ピストン側に当接するプッシュロッド301と、上記ピストンロッド3の反ピストン側に取り付けられて上記プッシュロッド301を介して移動シート202を駆動する図示しない調整部材とを備える。
【0009】
そして、上記構成を備えることにより緩衝器D1は、この調整部材を操作して、移動シート202をリーフバルブ200に遠近させることにより、上記附勢ばね4による反力を変更し、緩衝器D1における圧縮時の減衰力を調整することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、上記従来の緩衝器D1においては、リーフバルブ200の外周部を押さえ部材201で押さえているため、
図5中実線で示すような減衰特性となり、オリフィスによる二乗特性の減衰力P1からリーフバルブ200による比例特性の減衰力P2に切換わる際の変化が急激であり、使用者に乗り心地が悪いとの印象を与える虞がある。
【0012】
このため、リーフバルブ200の内周側を押さえることにより、二乗特性の減衰力P1から比例特性の減衰力P2に切換わる際の変化を滑らかにして、
図5中二点鎖線で示すような減衰力特性にすることが好ましい。
【0013】
ところが、開弁時におけるリーフバルブ200の内周側の変化量は、外周側の変化量と比較して小さいため、リーフバルブ200のより内周側を押さえようとするほど、附勢ばね(附勢部材)4のばね力を大きくしなければ減衰力調整をすることができない。
【0014】
そして、附勢ばね4のばね力を大きくした場合には、従来の長尺且つ小径なプッシュロッド301や移動シート202では強度が足りず、変形する虞がある。また、プッシュロッド301や移動シート202の強度を増して附勢ばね4のばね力に耐えられるよう、プッシュロッド301を大径化させたり、移動シート202を肉厚に形成したりした場合、緩衝器D1を重量化させる不具合がある。
【0015】
そこで、本発明の目的は、緩衝器を重量化させることなくリーフバルブの内周側を押さえるのに充分な強度を確保することができ、作動流体が他方室から一方室へ移動するときの減衰力調整をすることが可能な緩衝器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記課題を解決するための手段は、一方室と他方室とに区画するバルブディスクと、
上記バルブディスクに形成されて上記一方室と上記他方室とを連通する流路と、上記バルブディスクの一方室側に積層されて上記流路の出口を開閉可能に塞ぐ環板状のリーフバルブと、上記バルブディスクの一方室側に起立する軸部材と、上記リーフバルブをバルブディスク側に附勢する附勢部材を備える緩衝器において、ジャッキ室と、一端が上記附勢部材の反リーフバルブ側に当接するとともに上記ジャッキ室の拡大、縮小に伴い上記リーフバルブに遠近可能なジャッキ部材と、
上記軸部材に形成されて上記ジャッキ室と常に連通するジャッキ用流路と、上記軸部材の反バルブディスク側に取り付けられて上記ジャッキ用流路を介して上記ジャッキ室にジャッキ用流体を給排する調整部材とを備え
、上記ジャッキ用流路は、上記軸部材を筒状として、上記軸部材の軸心部に形成され、上記ジャッキ用流路の反ジャッキ室側を上記軸部材の反バルブディスク側端部に軸方向に移動可能に取り付けられた栓部材で塞ぎ、上記栓部材を上記調整部材で駆動することである。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、緩衝器を重量化させることなくリーフバルブの内周側を押さえるのに充分な強度を確保することができ、作動流体が他方室から一方室へ移動するときの減衰力調整をすることができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に本発明の一実施の形態に係る緩衝器について、図面を参照しながら説明する。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。
【0020】
図1に示すように、本実施の形態に係る緩衝器Dは、一方室Aと他方室Bとに区画するピストン(バルブディスク)1と、このピストン1に形成されて上記一方室Aと上記他方室Bとを連通する圧側流路(流路)11と、上記ピストン1の一方室側に積層されて上記圧側流路11の出口を開閉可能に塞ぐ環板状のリーフバルブ21と、上記ピストン1の一方室側に起立するピストンロッド(軸部材)3と、上記リーフバルブ21をピストン側に附勢する附勢ばね(附勢部材)4とを備える。
【0021】
さらに、上記緩衝器Dは、ジャッキ室J1と、一端が上記附勢ばね4の反リーフバルブ21側に当接するとともに上記ジャッキ室J1の拡大、縮小に伴い上記リーフバルブ21に遠近可能なジャッキ部材5と、上記ピストンロッド3に形成されて上記ジャッキ室J1と常に連通するジャッキ用流路J2と、上記ピストンロッド3の反ピストン側に取り付けられて上記ジャッキ用流路J2を介して上記ジャッキ室J1にジャッキ用流体を給排するアジャスタ(調整部材)7(
図3)とを備える。
【0022】
そして、本実施の形態に係る緩衝器Dは、自動二輪車の前輪を懸架する懸架装置たるフロントフォークに利用されており、アウターチューブT1と、このアウターチューブT1内に出没するインナーチューブT2とからなる懸架装置本体F内に収容されている。
【0023】
上記フロントフォークの構成は周知であり、詳細に図示しないが、上記懸架装置本体F内には、懸架装置本体Fを常に伸長方向に附勢する懸架ばねSが緩衝器Dと並列に収容されている。これにより、フロントフォークは、路面凹凸による衝撃を懸架ばねSで吸収し、この吸収に伴うフロントフォークの伸縮運動を緩衝器Dで抑制している。
【0024】
また、上記懸架装置本体F内において、上記緩衝器Dの外側には、リザーバRが形成されており、作動流体と気体が収容されている。そして、懸架装置本体Fの
図1中上下の開口がキャップ部材8(
図3)と図示しないボトム部材とで塞がれるとともに、アウターチューブT1とインナーチューブT2の重複部の間に形成される筒状隙間T3がアウターチューブT1の
図1中下側の開口端部内周に取り付けられてインナーチューブT2の外周面に摺接する環状のダストシールs1及びオイルシールs2で塞がれており、上記リザーバRの作動流体や気体が大気側に漏れることを防いでいる。
【0025】
以下に、懸架装置本体F内に収容される本実施の形態に係る緩衝器Dについて詳細に説明する。上記緩衝器Dは、上記懸架装置本体Fの軸心部に起立して作動流体を収容するシリンダ6と、フロントフォークの伸縮に伴いシリンダ6内に出没するピストンロッド(軸部材)3と、このピストンロッド3の先端に保持されてシリンダ6の内周面に摺接しシリンダ6内を作動流体で満たされる一方室Aと他方室Bに区画するピストン(バルブディスク)1とを備える。本実施の形態において、このシリンダ6やリザーバRに収容される作動流体は、水、水溶液、油等の液体からなり、緩衝器Dは液圧緩衝器とされる。
【0026】
また、上記緩衝器Dにおいて、シリンダ6の一方室側開口端部には、環状に形成されるロッドガイド60が取り付けられており、このロッドガイド60の内周に嵌合する環状軸受60aで上記ピストンロッド3を摺動自在に軸支している。
【0027】
そして、このロッドガイド60とピストン1との間には、コイルスプリングからなるクッション部材61が設けられており、このクッション部材61は、フロントフォークの最伸長時にロッドガイド60に当接して圧縮され、その反力でフロントフォークの最伸長時における衝撃を吸収することができる。
【0028】
つづいて、上記ピストンロッド3の先端に保持されるピストン1には、
図2に示すように、主にピストンロッド側の一方室Aからピストン側の他方室Bへの作動流体の移動を許容する伸側流路10と、主に他方室Bから一方室Aへの作動流体の移動を許容する圧側流路11とが形成されており、一方室A及び他方室Bの作動流体が上記流路10,11を介して行き来することができる。
【0029】
また、上記ピストン1の一方室側及び他方室側には、内周を固定端としてピストン1に固定され、外周部を反ピストン側に撓ませることのできる複数枚のリーフバルブ21,20がそれぞれ積層されている。以下、ピストン1の一方室側に積層される各リーフバルブを圧側のリーフバルブ21、ピストン1の他方室側に積層される各リーフバルブを伸側のリーフバルブ20という。
【0030】
そして、ピストン1に形成される上記伸側流路10の出口が伸側のリーフバルブ20で開閉可能に塞がれるとともに、その入口が圧側のリーフバルブ21で塞がれないようになっており一方室側に開口する。他方、上記圧側流路11の出口は圧側のリーフバルブ21で開閉可能に塞がれるとともに、その入口が伸側のリーフバルブ20で塞がれないようになっており他方室側に開口する。
【0031】
さらに、伸側及び圧側のリーフバルブ20,21のうち、最もピストン側のリーフバルブ20,21の外周部には、オリフィスとして機能する切欠き20a,21aがそれぞれ形成されており、この切欠き20a,21aを通過する作動流体に抵抗を与えることができる。
【0032】
そして、上記構成を備えることにより、ピストンロッド3がシリンダ6から退出し、一方室Aがピストン1で加圧されるフロントフォークの伸長時において、ピストン速度が低速域にある場合、一方室Aの作動流体が上記切欠き20a,21aを通過して他方室Bに移動する。また、フロントフォークの伸長時において、ピストン速度が低速域を脱して中高速域に達すると、作動流体は、伸側のリーフバルブ20の外周部を撓ませて一方室Aから他方室Bに移動する。
【0033】
他方、ピストンロッド3がシリンダ6内に進入し、他方室Bがピストン1で加圧されるフロントフォークの圧縮時において、ピストン速度が低速域にある場合、他方室Bの作動流体が上記切欠き20a,21aを通過して一方室Aに移動する。また、フロントフォークの圧縮時において、ピストン速度が低速域を脱して中高速域に達すると、作動流体は、圧側のリーフバルブ21の外周部を撓ませて他方室Bから一方室Aに移動する。
【0034】
つまり、緩衝器Dは、ピストン速度が低速域にある場合、作動流体がオリフィスによる二乗特性の減衰力を発生し、ピストン速度が中高速域に達すると、リーフバルブ20,21による比例特性の減衰力を発生することができる。尚、上記ピストン速度の領域(低速領域、中速領域、高速領域)の各閾値は、適宜設定することができるものである。
【0035】
また、本実施の形態に係る緩衝器Dは、シリンダ6内に退出するピストンロッド体積分のシリンダ内容積変化や、温度変化による作動流体の体積変化を補償するため、図示しないが、シリンダ6の
図1,2中下側となるボトム部に他方室BとリザーバRとを連通する流路を備えた周知のベース部材を備えている。しかし、体積補償や温度補償用の構成は、その他の周知の構成を選択するとしても良く、同じく図示しないが、シリンダ6のボトム部に、他方室Bとフリーピストンで区画される気室を設け、フリーピストンを移動させて気室を膨縮させるとしても良い。
【0036】
ところで、本実施の形態において、ピストンロッド3は、先端部材9を介して上記ピストン1の一方室側に起立しており、上記先端部材9は、
図2中上側となるロッドガイド側から順に、内周に螺子溝90aを有して筒状に形成される結合部90と、筒状の筒部91と、有底筒状の胴部92と、棒状の保持部93とを有しており、これらは同軸に直列に連続して配置されている。
【0037】
そして、上記保持部93は、その外径が上記胴部92の外径よりも小さく形成されるとともに、その先端部(反ピストンロッド側端部)93aの外周面に螺子溝が形成されている。これにより、先端部材9は、保持部93をピストン1の取り付け孔1aに挿通し、上記先端部93aにナットNを螺合することにより、ピストン1を胴部92とナットNとの間に挟持して保持することができる。
【0038】
また、上記ピストン1の
図2中上側となる一方室側には、複数枚のリーフバルブ21、小径環板状の間座23及び筒状のスペーサ24がピストン側から順に積層され、ピストン1の他方室側には、複数枚のリーフバルブ20、小径環板状の間座25及び環状のバルブストッパ26がピストン側から順に積層されており、これらは、上記ピストン1と同様に胴部92とナットNとの間に挟持されて先端部材9に保持されている。
【0039】
また、上記スペーサ24の外周面には、環状に形成される移動ばね受け27が摺接しており、この移動ばね受け27は、一方室側の上記間座23に当接する位置から上記先端部材9の上記胴部92に当接する位置まで移動することができる。さらに、この移動ばね受け27は、附勢ばね4でピストン側に附勢されており、一方室側の間座23を介して圧側のリーフバルブ21の内周側を押さえている。
【0040】
もどって、先端部材9における上記筒部91は、上記結合部90と外径が等しく形成されるとともに、上記結合部90と内径が略同径であり、ピストンロッド3の先端部3aが挿入される。また、上記筒部91の外周面と内周面には、断面コ字状の環状溝91a,91bがそれぞれ形成されており、各環状溝91a,91bに環状のシールr1,r2がそれぞれ係合している。そして、この内周側のシールr2がピストンロッド3の先端部3aの外周面に密着し、先端部材9とピストンロッド3との間をシールしている。
【0041】
また、上記胴部92は、外径が上記結合部90及び筒部91の外径よりも小さく形成されるとともに、
図2中上側となる筒部材側に形成される筒状端部92aの内径が上記筒部91の内径よりも小さく形成されており、ピストンロッド3を結合部90に螺合したとき、ピストンロッド3の先端が筒状端部92aに突き当たるようになっている。さらに、上記胴部92には、上記筒状端部92aの内側と胴部92の外側とを連通する孔92bが形成されている。
【0042】
つづいて、上記先端部材92の外周には、筒状のジャッキ部材5が設けられている。このジャッキ部材5は、
図2中上側となるロッドガイド側の大内径部50と、この大内径部50のピストン側に同軸に連設されるとともに内径が上記大内径部50の内径よりも小さく形成される小内径部51とを備える。そして、上記小内径部51における大内径部側端部の内周面には、断面コ字状の環状溝51aが形成されており、この環状溝51aの内周に環状のシールr3が係合している。
【0043】
さらに、上記ジャッキ部材5は、上記大内径部50が先端部材9における筒部91の外周面に先端部材9に取り付けられるシールr1を介して摺接し、上記小内径部51が先端部材9における胴部92の外周面にジャッキ部材5に取り付けられるシールr3を介して摺接する。このため、ジャッキ部材5は、先端部材9に摺接しながらピストンロッド3に沿って移動し、圧側のリーフバルブ21に遠近することができる。
【0044】
また、上記ジャッキ部材5のピストン側端部には、コイルスプリングからなる附勢ばね(附勢部材)4の反リーフバルブ21側の一端が当接している。そして、この附勢ばね4の他端は、圧側のリーフバルブ21上に積層される移動ばね受け27に当接している。このため、ジャッキ部材5が圧側のリーフバルブ21に接近すると附勢ばね4による反力が大きくなり、ジャッキ部材5が圧側のリーフバルブ21から離れると附勢ばね4による反力が小さくなる。
【0045】
つづいて、先端部材9における筒部91とジャッキ部材5における小内径部51との間には、ジャッキ用流体が収容されてジャッキ室J1が形成されている。そして、上記筒部91に係合してジャッキ部材5に摺接するシールr1と、上記小内径部51に係合して先端部材9に摺接するシールr3により、このジャッキ室J1のジャッキ用流体がシリンダ6内に流出しないようになっている。
【0046】
また、上記ジャッキ室J1は、ジャッキ部材5がピストン側(圧側のリーフバルブ側)に移動して、筒部91と小内径部51が離間したとき拡大し、ジャッキ部材5が反ピストン側(反圧側のリーフバルブ側)に移動して、筒部91と小内径部51が接近したとき縮小する。そして、このジャッキ室J1の拡大、縮小は、ジャッキ用流路J2を介してジャッキ室J1内にジャッキ用流体を給排することによって行われる。
【0047】
上記ジャッキ用流路J2は、筒状に形成されるピストンロッド3の軸心部に形成されており、先端部材9の胴部92における筒状端部92aの軸心部及び孔92bを介してジャッキ室J1に連通している。また、上記孔92bは、ジャッキ部材5の小内径部51で完全に塞がれない位置に形成されており、ジャッキ用流路J2とジャッキ室J1との連通が妨げされないように設定される。
【0048】
また、上記ジャッキ用流路J2の反ジャッキ室側は、
図3に示すように、ピストンロッド3の反ピストン側端部内周に取り付けられた栓部材70で塞がれる。この栓部材70の外周面には、断面コ字状の環状溝70aが形成されており、この環状溝70aの外周に環状のシールr4が係合する。これにより、栓部材70は、ジャッキ用流路J2の反ジャッキ室側を塞ぐとともに、上記ピストンロッド3の内周面にシールr4を介して摺接し、ピストンロッド3に沿って移動可能である。
【0049】
つづいて、この栓部材70の
図3中上側となる反ジャッキ
室側には、アジャスタ(調整部材)7の先端が当接しており、このアジャスタ7は、キャップ部材8にピストンロッド3を保持させる筒状のロッド保持部材80の内周に移動可能に螺合している。
【0050】
つまり、本実施の形態において、ジャッキ用流路J2からジャッキ室J
1にかけてジャッキ用流体で満たされる一つの部屋となっており、シールr1,r2,r3,r4で密閉されている。そして、この部屋の両端に位置する栓部材70及びジャッキ部材5がピストンロッド3に沿って移動可能となっていることから、アジャスタ7で栓部材70を移動することにより、ジャッキ部材5を連動させることができる。また、本実施の形態におけるジャッキ用流体は、気体若しくは液体からなるとすれば良く、広く種類を選択することが可能であるが、シリンダ6やリザーバRに収容される作動流体と同じ流体を採用するとしても良い。
【0051】
つぎに、本実施の形態に係る緩衝器Dの作用効果について説明する。本実施の形態において、調整部材たるアジャスタ7をピストンロッド側に移動させて栓部材70をピストンロッド3内に進入させると、進入した栓部材体積分のジャッキ用流体がジャッキ用流路J2からジャッキ室J1に移動する。このため、ジャッキ部材5がピストン側に前進して附勢ばね(附勢部材)4の反力が大きくなり、圧側のリーフバルブ21をピストン側に附勢する力が強くなる。
【0052】
他方、調整部材たるアジャスタ7を反ピストンロッド側に移動させて栓部材70をピストンロッド3から退出させると、退出した栓部材体積分のジャッキ用流体がジャッキ室J1からジャッキ用流路J2に移動する。このため、ジャッキ部材5がピストン側から後退して附勢ばね(附勢部材)4の反力が小さくなり、圧側のリーフバルブ21をピストン側に附勢する力が弱くなる。
【0053】
つまり、本実施の形態によれば、調整部材たるアジャスタ7の操作により、ピストン1の圧側流路11を作動流体が通過して他方室Bから一方室Aに移動する際の減衰力(圧側の減衰力)を調整することが可能となる。
【0054】
また、本実施の形態においては、附勢ばね4が圧側のリーフバルブ21の内周側を押さえているため、オリフィス(切欠き20a,21a)による二乗特性の減衰力からリーフバルブ21による比例特性の減衰力に切換わる際の変化を滑らかにすることが可能となり、乗り心地の悪化を防ぐことができる。
【0055】
また、本実施の形態の緩衝器Dにおいては、リーフバルブ21の内周側を押さえるために附勢ばね4のばね力を大きくしたとしても、ジャッキ用流体を利用してジャッキ部材5を駆動しているため、附勢ばね4のばね力に耐え得る充分な強度を確保することが可能となり、緩衝器Dを重量化させることもない。
【0056】
また、本実施の形態において、ピストンロッド3が筒状に形成されて軸心部にジャッキ用流路J2が形成されるとともに、このジャッキ用流路J2の反ジャッキ室側をピストンロッド3の反ピストン側端部に軸方向に移動可能に取り付けられた栓部材70で塞ぎ、この栓部材70を調整部材たるアジャスタ7で駆動する。
【0057】
したがって、ジャッキ用流路J2の反ジャッキ室側を塞ぐ構成を簡易にしながら栓部材70とジャッキ部材5とを連動させることができ、減衰力を調整するための構成を簡易にすることができる。
【0058】
また、先端部材9が筒部91と、この筒部91のピストン側に同軸に連設されて外径が上記筒部91の外径よりも小さい胴部92とを備え、上記先端部材9の外周に設けられる筒状のジャッキ部材5が大内径部50と、この大内径部50のピストン側に同軸に連設されて内径が上記大内径部50の内径より小さい小内径部51とを備え、上記筒部91と上記小内径部51との間にジャッキ室J1が形成されることから、ジャッキ室J1の拡大、縮小に伴い容易にジャッキ部材5を軸方向に移動させることが容易に可能となる。
【0059】
また、本実施の形態において、附勢ばね4は、ピストン1の一方室側に積層される圧側のリーフバルブ21を間座23を介してピストン側に附勢するため、外形の異なる間座23を使用することにより、このリーフバルブ21を附勢する位置を容易に変更することが可能となる。
【0060】
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することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。
【0061】
例えば、上記実施の形態において、本発明に係る緩衝器がフロントフォークに利用されるとしたが、自動二輪車の後輪を懸架するリアクッションユニットに利用されるとしても、自動車等、自動二輪車以外の輸送機器用の懸架装置や建築物に利用されるとしても良い。
【0062】
また、上記実施の形態の緩衝器は、片ロッド型の液圧緩衝器であるが、両ロッド型の緩衝器や、作動流体として気体を利用する空圧緩衝器であるとしても良い。
【0063】
また、上記実施の形態において、本発明を緩衝器のピストン部分に具現化するとしたが、他方室とリザーバとを連通するベース部材を備え、このベース部材を介してシリンダ内で過不足する作動流体をリザーバから補う緩衝器のベース部材部分に本発明を具現化するとしても良い。