(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022146022
(43)【公開日】2022-10-05
(54)【発明の名称】油圧緩衝器
(51)【国際特許分類】
F16F 9/49 20060101AFI20220928BHJP
F16F 9/32 20060101ALI20220928BHJP
F16F 9/34 20060101ALI20220928BHJP
【FI】
F16F9/49
F16F9/32 C
F16F9/32 L
F16F9/34
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021046793
(22)【出願日】2021-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】509186579
【氏名又は名称】日立Astemo株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100067356
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 容一郎
(72)【発明者】
【氏名】木村 翼
【テーマコード(参考)】
3J069
【Fターム(参考)】
3J069AA50
3J069CC13
3J069CC15
3J069EE04
3J069EE53
3J069EE55
(57)【要約】
【課題】 ロッドの強度を低下させずに油室同士を連通可能な油圧緩衝器を提供すること。
【解決手段】油圧緩衝器10は、上端面42がピストン30を支えている第1筒状部材40と、下端面51がピストン30を支えている第2筒状部材50と、を備えている。第1筒状部材40の内周面43と、ロッド20との間には、第1部位44が設けられている。第1筒状部材40は、第1部位44と第1油室31とを連通している第1連通孔46を有している。第2筒状部材50の内周面53と、ロッド20との間には、第2部位54が設けられている。第2筒状部材50は、第2部位54と第2油室32とを連通している第2連通孔56を有している。ピストン30の内周面38と、ロッド20との間には、第3部位39が設定されている。第1部位44と、第2部位54と、第3部位39とは、互いに連通している。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上下方向に延びている円筒状のシリンダと、
前記シリンダの下方から前記シリンダ内へ延びているロッドと、
前記シリンダに固定されており、前記ロッドを進退可能に支えるロッドガイドと、
前記ロッドに固定されており、前記シリンダ内を下方の第1油室と前記第1油室よりも上方の第2油室とに区画しているピストンと、
前記第1油室に位置して前記ロッドが貫通した筒状の部材であって、上端面が前記ピストンを支えている第1筒状部材と、
前記第2油室に位置して前記ロッドが貫通した筒状の部材であって、下端面が前記ピストンを支えている第2筒状部材と、
前記第1筒状部材の外周面に対して前記ロッドの軸方向に摺動可能な環状の摺動部材と、
前記ピストンに近づく方向の力を前記摺動部材に付与している第1ばねと、
前記ピストンから離れる方向の力を前記摺動部材に付与している第2ばねと、を備え、
前記摺動部材は、前記第1ばねの力と前記第2ばねの力との差の変化によって前記ロッドの軸方向に移動可能であり、
前記第1筒状部材は、前記第1筒状部材の内周面から窪んで前記ロッドの軸方向に延びた第1部位と、前記第1部位と前記第1油室とを連通しており前記摺動部材の軸方向への移動によって開閉可能な第1連通孔と、を有し、
前記第2筒状部材は、前記ロッドの外周面と接触せずに対向可能であるとともに前記ロッドの軸方向に延びた第2部位と、前記第2部位と前記第2油室とを連通している第2連通孔と、を有し、
前記ピストンは、前記ロッドの外周面と接触せずに対向可能であるとともに前記ロッドの軸方向に延びた第3部位を有し、
前記第1部位と、前記第2部位と、前記第3部位とは、互いに連通している、油圧緩衝器。
【請求項2】
前記第1ばねと前記摺動部材とが互いに離れているときに、前記第1連通孔は前記摺動部材により閉じられている、請求項1に記載の油圧緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ピストンの位置に応じて減衰力が変化する油圧緩衝器に関する。
【背景技術】
【0002】
四輪車や二輪車の車体と車輪との間には、車体の振動を吸収する油圧緩衝器が設けられている。油圧緩衝器に関する先行技術が特許文献1に開示されている。
【0003】
特許文献1に開示された油圧緩衝器は、上下方向に延びている円筒状のシリンダと、シリンダ内を下方の第1油室と第1油室よりも上方の第2油室とに区画しているピストンと、ピストンから下方へ延びているロッドと、シリンダに固定されロッドを進退可能に支えるロッドガイドと、を備えている。
【0004】
ピストンは、第1油室と第2油室とを連通させるピストン連通孔を有している。ピストンが移動すると、ピストン連通孔を介してオイルが第1油室と第2油室とを行き来することにより、減衰力が発生する。
【0005】
ピストン連通孔に加えて、ロッドは、第1油室と第2油室とを連通させるロッド連通孔を有している。ロッド連通孔は、第2油室に設けられた開閉機構により開閉可能である。
【0006】
この開閉機構は、ロッドが貫通していると共にピストンの位置を規制しているストッパと、ストッパに対してロッドの軸方向に隙間を空けて配置されていると共にストッパとの隙間を塞ぐことが可能なシャッタと、ストッパとシャッタとの隙間を開く方向に、シャッタに力を付与しているリーフスプリングと、ストッパとシャッタとの隙間が閉じる方向に、シャッタに力を付与しているリバウンドスプリングと、を備えている。
【0007】
シャッタとストッパとの隙間が空いた状態では、第1油室と第2油室とは、ロッド連通孔を介して連通可能となる。ピストンがロッドガイドに近づくと、リバウンドスプリングの力が、リーフスプリングの力よりも大きくなり、シャッタが撓み、シャッタとストッパとの隙間が閉じる。隙間が塞がれると、ロッド連通孔を介した第1油室と第2油室との連通が遮断される。
【0008】
ピストンがロッドガイドから離れる方向に移動すると、リバウンドスプリングの力が、リーフスプリングの力よりも小さくなり、シャッタとストッパとの隙間が開く。隙間が開くと、ロッド連通孔を介して第1油室と第2油室とが連通する。
【0009】
即ち、特許文献1の油圧緩衝器では、油圧緩衝器の長さ(ピストンの位置)に応じて、第1油室と第2油室との連通及び遮断を切り替えることにより、ロッド連通孔を介したオイルの流れによる減衰力を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
先行技術のロッド連通孔は、ロッドの先端面からロッドガイド側へロッドの軸方向へ延びている軸孔と、軸孔と連通していると共にロッドを径方向に貫通している貫通孔と、を有している。ロッドに軸孔や貫通孔を形成するとロッドの強度が低下する。ロッドの強度を低下させずに、第1油室と第2油室とを連通させられることが望ましい。
【0012】
本発明は、ロッドの強度を低下させずに油室同士を連通可能な油圧緩衝器の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者は、鋭意検討の結果、例えばロッドが貫通している筒状部材の内周面等に溝を形成することにより、ロッドの強度を低下させずに油室同士を連通可能な油圧緩衝器を提供できることを知見した。本発明は、これらの知見に基づいて完成させた。
【0014】
本開示によれば、上下方向に延びている円筒状のシリンダと、前記シリンダの下方から前記シリンダ内へ延びているロッドと、前記シリンダに固定されており、前記ロッドを進退可能に支えるロッドガイドと、前記ロッドに固定されており、前記シリンダ内を下方の第1油室と前記第1油室よりも上方の第2油室とに区画しているピストンと、前記第1油室に位置して前記ロッドが貫通した筒状の部材であって、上端面が前記ピストンを支えている第1筒状部材と、前記第2油室に位置して前記ロッドが貫通した筒状の部材であって、下端面が前記ピストンを支えている第2筒状部材と、前記第1筒状部材の外周面に対して前記ロッドの軸方向に摺動可能な環状の摺動部材と、前記ピストンに近づく方向の力を前記摺動部材に付与している第1ばねと、前記ピストンから離れる方向の力を前記摺動部材に付与している第2ばねと、を備え、前記摺動部材は、前記第1ばねの力と前記第2ばねの力との差の変化によって前記ロッドの軸方向に移動可能であり、前記第1筒状部材は、前記第1筒状部材の内周面から窪んで前記ロッドの軸方向に延びた第1部位と、前記第1部位と前記第1油室とを連通しており前記摺動部材の軸方向への移動によって開閉可能な第1連通孔と、を有し、前記第2筒状部材は、前記ロッドの外周面と接触せずに対向可能であるとともに前記ロッドの軸方向に延びた第2部位と、前記第2部位と前記第2油室とを連通している第2連通孔と、を有し、前記ピストンは、前記ロッドの外周面と接触せずに対向可能であるとともに前記ロッドの軸方向に延びた第3部位を有し、前記第1部位と、前記第2部位と、前記第3部位とは、互いに連通している、油圧緩衝器が提供される。
【0015】
また、前記第1ばねと前記摺動部材とが互いに離れているときに、前記第1連通孔は前記摺動部材により閉じられていてもよい。
【発明の効果】
【0016】
本開示によれば、ロッドの強度を低下させずに油室同士を連通可能な油圧緩衝器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図2】
図1に2で示す部位を拡大して示す図である。
【
図3】
図2の3で示す線を境界とした断面図である。
【
図4】実施例1において第1連通孔が閉じた状態の油圧緩衝器の断面図である。
【
図5】
図4に5で示す部位を拡大して示す図である。
【
図7】
図6の7で示す部位を拡大して示す図である。
【
図8】
図7の8で示す線を境界とした断面図である。
【
図9】実施例2において第1連通孔が閉じた状態の油圧緩衝器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。図中Upは上、Dnは下を示している。
【0019】
<実施例1>
図1には、自動二輪車、例えばスクータ(不図示)の車体と車輪との間に設けられ、車体の振動を吸収する油圧緩衝器10が示されている。この油圧緩衝器10は、上下方向に延びている円筒状のシリンダ11と、シリンダ11の下方からシリンダ11内へ延びているロッド20と、シリンダ11に固定されておりロッド20を進退可能に支えるロッドガイド12と、ロッド20の上端に固定されておりシリンダ11内を下方の第1油室31と第1油室31よりも上方の第2油室32とに区画しているピストン30と、を備えている。
【0020】
油圧緩衝器10は、さらに、シリンダ11の外周面11aを覆っている円筒状のカバー部材13と、シリンダ11の上端からロッド20の下端に亘って配されているサスペンションスプリング14と、シリンダ11の上端に固定されてサスペンションスプリング14の上端を支持している上側ばね受け15と、上側ばね受け15の上部に固定されておりスクータの車体側に取り付けられる車体側取付部材16と、ロッド20の下端に固定されておりサスペンションスプリング14の上端を支持している下側ばね受け17と、ロッド20の下端に固定されておりスクータの車輪側に取り付けられる車輪側取付部材18と、を備えている。
【0021】
図2を参照する。ピストン30は、ロッド20が貫通していると共にシリンダ11の内周面11bに対して全周に亘り接触しているピストン本体35と、ピストン本体35に形成され第1油室31と第2油室32とを連通させている連通路36,36と、連通路36,36の出口に配された板状のバルブ37と、を備えている。
【0022】
バルブ37は、ピストン本体35の下端面33に重ねられている。ピストン本体35の下端面33は、下端面33よりも凹んでいる下側凹部33aを有している。ピストン本体35の上端面34は、上端面34よりも凹んでいる上側凹部34aを有している。
【0023】
(第1筒状部材と第2筒状部材とによるピストンの固定)
ロッド20は、ロッドガイド12(
図1参照)に外周面21aが支持されている本体部21と、本体部21よりも径が小さくピストン30が固定されている固定部22と、を有している。固定部22の上部は、雄ねじ加工された雄ねじ部23を有する。ロッド20の本体部21と固定部22との境界は段差状となっており、この境界を段差面24と称する。
【0024】
ロッド20の固定部22は、筒状の第1筒状部材40を貫通している。第1筒状部材40の下端面41は、ロッド20の段差面24に支持されている。第1筒状部材40の上端面42は、ピストン30の下側凹部33aの底面33bに支持されている。
【0025】
ロッド20の固定部22は、筒状の第2筒状部材50を貫通している。第2筒状部材50の下端面51は、ピストン30の上側凹部34aの底面34bに接触している。第2筒状部材50の下部50aの外周面は、上側凹部34aの内周面34cに接触している。第2筒状部材50の上部50bは、内周面が雌ねじ加工されており、雄ねじ部23とねじ締結している。
【0026】
即ち、ピストン30は、第1油室31に配された第1筒状部材40と、第2油室32に配された第2筒状部材50とに挟まれることにより、ロッド20の軸方向について位置決めされた状態で、ロッド20の固定部22に対して固定されている。
【0027】
(第1部位から第3部位)
図2及び
図3を参照する。第1筒状部材40の内周面43と、ロッド20の固定部22の外周面22aとの間には、環状の第1部位44が設けられている。第1筒状部材40の内周面43の径は、固定部22の外周面22aの径よりも大きい。なお、環状の第1部位44に代えて、第1筒状部材40の内周面43にロッド20の軸方向に延びる溝を設けても良い。
【0028】
第1筒状部材40は、第1部位44と第1油室31とを連通している2つの第1連通孔46,46を有している。第1連通孔46,46は、第1筒状部材40をロッド20の径方向に貫通している貫通孔である。さらに、第1筒状部材40は、ロッド20の固定部22の外周面22aに接触している接触部45を有している。接触部45は、第1連通孔46,46よりも下側に位置している。
【0029】
第2筒状部材50の内周面53と、ロッド20の固定部22の外周面22aとの間には、環状の第2部位54が設けられている。第2筒状部材50の内周面53の径は、ロッド20の固定部22の外周面22aの径よりも大きい。なお、環状の第2部位54に代えて、第2筒状部材50の内周面53にロッド20の軸方向に延びる溝を設けても良い。
【0030】
第2筒状部材50は、第2部位54と第2油室32とを連通している2つの第2連通孔56,56を有している。第2連通孔56,56は、第2筒状部材50をロッド20の径方向に貫通している貫通孔である。
【0031】
ピストン30の内周面38と、ロッド20の固定部22の外周面22aとの間には、環状の第3部位39が設けられている。ピストン30の内周面38の径は、ロッド20の固定部22の外周面22aの径よりも大きい。なお、環状の第3部位39に代えて、ピストン30の内周面38にロッド20の軸方向に延びる溝を設けても良い。
【0032】
第1部位44と、第2部位54と、第3部位39とは、互いに連通している。
【0033】
(摺動部材)
第1筒状部材40には、第1筒状部材40の外周面47に対してロッド20の軸方向に摺動可能な環状の摺動部材60が取り付けられている。摺動部材60は、ロッド20の軸方向に移動することにより、第1連通孔46,46を開閉可能な環状の開閉部材61と、開閉部材61を囲むように収納している環状の収納部材62と、を備えている。
【0034】
(第1ばね及び第2ばね)
収納部材62と、ロッドガイド12との間には、圧縮コイルばねである第1ばね71が配されている。第1ばね71は、ピストン30に近づける向きの力を、摺動部材60に付与している。
【0035】
摺動部材60の上方には、圧縮コイルばねである第2ばね72が第1筒状部材40の一部を囲むように、配されている。第2ばね72は、ピストン30から離れる向きの力を、摺動部材60に付与している。第2ばね72は、ピストン30の位置に関わらず、常に摺動部材60に力を付与している。なお、第2ばね72は、板バネ等の周知の付勢部材でもよい。第2ばね72の上端は、第1筒状部材40と一体に構成されたばね受け部40aに支持されている。
【0036】
(実施例1の効果)
(第1部位から第3部位による連通)
図2及び
図3を参照する。第1筒状部材40の内周面43と、ロッド20の固定部22の外周面22aとの間には、環状の第1部位44が設けられている。第1筒状部材40は、第1部位44と第1油室31とを連通している2つの第1連通孔46,46を有している。第2筒状部材50の内周面53と、ロッド20の固定部22の外周面22aとの間には、環状の第2部位54が設けられている。第2筒状部材50は、第2部位54と第2油室32とを連通している2つの第2連通孔56,56を有している。ピストン30の内周面38と、ロッド20の固定部22の外周面22aとの間には、環状の第3部位39が設けられている。第1部位44と、第2部位54と、第3部位39とは、互いに連通している。
【0037】
即ち、環状の第1部位44と、第2部位54と、第3部位39とは、オイルが流れる流路となる。内部に連通孔が形成されたロッドと比較すると、ロッド20の強度を低下させずに、第1油室31と第2油室32とを連通させることができる。
【0038】
さらに、油圧緩衝器10は、第1筒状部材40の外周面47に対してロッド20の軸方向に摺動可能な環状の摺動部材60と、摺動部材60をピストン30に近づける向きの力を付与している第1ばね71と、摺動部材60をピストン30から遠ざける向きの力を付与している第2ばね72と、を備えている。第1ばね71の力と第2ばね72の力との差の変化によって、摺動部材60がロッド20の軸方向に移動することにより、第1連通孔46,46は開閉する。即ち、油圧緩衝器10の長さに応じて、第1連通孔46,46を開閉させて第1油室31と第2油室32との連通及び遮断の切り替えることにより、第1部位44から第3部位39を介したオイルの流れによる減衰力を調整することができる。以下、第1連通孔46,46の開閉について説明する。
【0039】
(第1連通孔の開閉)
図1及び
図2を参照する。上記の通り、第1ばね71は、摺動部材60に対して、ピストン30に近づける向きの力を付与している。第2ばね72は、摺動部材60に対して、ピストン30から遠ざける向きの力を付与している。シリンダ11に対してロッド20が進出すると、ピストン30が下方に移動し、摺動部材60により第1ばね71が圧縮される。圧縮された第1ばね71の力が第2ばね72の力を超えると、摺動部材60は上方に移動する。摺動部材60が第1連通孔46,46よりも上方に位置している場合、第1連通孔46,46は開いた状態となる。
【0040】
即ち、油圧緩衝器10の長さが所定の長さ以上の場合、例えば、
図3に示すような長さL1の状態の場合、第1連通孔46,46は開状態となる。第1油室31と、第2油室32とは、ピストン本体35の連通孔36,36を介して連通し、さらに第1部位44から第3部位39を介しても連通する。
【0041】
図4及び
図5を参照する。第1ばね71が摺動部材60に接触していない場合、第2ばね72は、摺動部材60に対し、下方へ移動させる向きの力を付与している。収納部材62の下端面62aは、ロッド20の段差面24に支持されている。収納部材62の下端面62aが、ロッド20の段差面24に支持された状態では、第1連通孔46,46が開閉部材61により塞がれている。すなわち、第1ばね71と摺動部材60とが互いに離れている時に、第1連通孔46,46は摺動部材60により閉じられているといえる。
【0042】
油圧緩衝器10の長さが所定の長さよりも短い場合、例えば、
図4に示すような長さL2の状態の場合、第1連通孔46,46は閉状態となる。第1油室31と、第2油室32とは、ピストン本体35の連通孔36,36のみを介して連通する。
【0043】
以上をまとめると、
図3に示す長さL1の状態の場合に発生する油圧緩衝器10の減衰力を基準とすると、
図4に示す長さL2の状態の場合に発生する油圧緩衝器10の減衰力を増大させることができる。
【0044】
例えば、油圧緩衝器10を備えたスクータに乗員が2人で乗った場合、乗員が1人の場合よりもスクータの車体が沈み込み、油圧緩衝器10の長さが短くなる。実施例1の構成を採用することにより、乗員が1人で乗った場合の油圧緩衝器10の減衰力を基準に設定しつつ、スクータに乗員が2人で乗った場合の油圧緩衝器10の減衰力を増大させることができる。
【0045】
スクータに乗員が2人で乗った場合、サスペンションスプリング14の反力が強くなる。2人乗りの際の油圧緩衝器10の減衰力を増大させることにより、サスペンションスプリング14の跳ね上げを抑制することができる。乗員の人数に関わらず、快適な乗り心地を維持することができる。上記の効果は、後述する実施例2でも発揮する。
【0046】
<実施例2>
図6には、実施例2による油圧緩衝器10Aが示されている。実施例1と共通する構成及び効果については、実施例1と同一の符号を付すると共に説明は省略する。
【0047】
図6及び
図7を参照する。シリンダ80は、シリンダ80の内周面80aとピストン30の外周面30aとの間に第4部位81が設けられた区間82を有している。ピストン30が区間82内に位置しているとき、第1油室31と、第2油室32とは、第4部位81を介して連通可能となる。
【0048】
図7及び
図8を参照する。シリンダ80は、カバー部材13へ向けて突出している突出部83,83(一方の突出部のみ符号を付している)を有している。各々の突出部83は、例えば、シリンダ80に対してシリンダ80の周方向のうち一部を拡径するように塑性加工を施すことにより形成することができる。突出部83の内面83aと、ピストン30の外周面30aとに囲まれた領域が第4部位81となる。突出部83の外面83bは、カバー部材13の内周面13aに接触している。即ち、シリンダ80の区間82は、シリンダ80のうち、突出部83を有する区間である。なお、シリンダ80の内周面80aに対して、シリンダ80の軸方向に延びる溝を設けることにより、第4部位81を構成してもよい。
【0049】
図9を参照する。シリンダ80のうち、区間82の上側(ピストン30が第2油室32側へ移動する方向)を接触区間84と称する。接触区間84では、シリンダ80の内周面80aに対して、ピストン30の外周面30a(
図8参照)が全周に亘り接触可能である。
【0050】
(実施例2の効果)
図7を参照する。ピストン30が区間82内に位置しているとき、第1油室31と、第2油室32とは、第4部位81を介して連通可能となる。ピストン30が区間82内に位置しているときを基準とすると、
図9に示したピストン30が接触区間84内に位置しているときに生じる減衰力を増大させることができる。
【0051】
図6及び
図7を参照する。実施例2では、第1連通孔46が開いているときは、ピストン30が区間82に位置するように設定されている。なお、区間82の長さ及び位置と、接触区間84の長さ及び位置と、第1連通孔46の開閉が切り替わる位置とは、適宜変更して組み合わせることができる。
【0052】
実施例2に関する上記説明では、実施例1に第4部位81が追加された形態を例示したが、実施例2は当該形態に限定されない。実施例2は、第1部位44、第2部位54、及び、第3部位39を設けることなく、第4部位81を有する形態とすることも可能である。
【0053】
なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【0054】
本発明の油圧緩衝器は、自動二輪車に好適である。
【符号の説明】
【0055】
10…油圧緩衝器
11…シリンダ
12…ロッドガイド
20…ロッド
30…ピストン
31…第1油室
32…第2油室
38…ピストンの内周面
39…第3部位
40…第1筒状部材
42…第1筒状部材の上端面
43…第1筒状部材の内周面
44…第1部位
46…第1連通孔
47…第1筒状部材の外周面
50…第2筒状部材
51…第2筒状部材の下端面
53…第2筒状部材の内周面
54…第2部位
56…第2連通孔
60…摺動部材
71…第1ばね
72…第2ばね
81…第4部位