(57)【要約】【課題】構造単純化とコストダウンを図ることができる油圧緩衝器を提供すること。【解決手段】本発明に係る油圧緩衝器１は、互いに摺動可能に嵌合されたアウタチューブ２及びインナチューブ３と、アウタチューブ２の一端が結着されると共に他端がインナチューブ３内に挿入されたロッド７と、ロッド７のインナチューブ３内に臨む端部に結着されたピストン部８とを備え、アウタチューブ２及びインナチーブ３内は、作動流体（エアとオイル）が封入され、インナチューブ３とピストン部８の端部（スプリングジョイント１２，１３）との隙間は、前記インナチューブ３とピストン部８の端部以外の部位（スプリングカラー９）との隙間よりも小さく形成されている。【選択図】図１
2015197153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに摺動可能に嵌合されたアウタチューブ及びインナチューブと、
前記アウタチューブ内に一端が結着されると共に他端が前記インナチューブ内に挿入されたロッドと、
該ロッドの前記インナチューブ内に臨む端部に結着されたピストン部とを備え、
前記アウタチューブ及び前記インナチーブ内は、作動流体が封入され、
前記インナチューブと前記ピストン部の端部との隙間の断面積は、前記インナチューブと前記ピストン部の端部以外の部位との隙間の断面積よりも小さく形成されていること
を特徴とする油圧緩衝器。
【請求項２】
前記ピストン部は、前記インナチューブ内をロッド軸方向に延出されたスプリングカラーと、該スプリングカラーの端部に固定されたジョイント部とを備え、
前記インナチューブと前記ジョイント部との隙間の断面積は、前記インナチューブと前記スプリングカラーとの隙間の断面積よりも小さく形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
【請求項３】
前記インナチューブと前記スプリングカラーとの隙間の断面積は、前記インナチューブの断面積の１０〜２５％であること
特徴とする請求項２に記載の油圧緩衝器。
【請求項４】
前記ジョイント部は、前記インナチューブの内周に摺接されるガイド部と、その外周の一部が切り欠かれると共にその上端とその下端との作動流体の流れを可能とする切欠部とを有すること
を特徴とする請求項２又は３に記載の油圧緩衝器。
【請求項５】
前記スプリングカラーは、その内部は中空であると共にその内部と、該スプリングカラーと前記インナチューブとの隙間とが連通される連通孔が形成され、
前記スプリングカラーの上端に取り付けられた前記ジョイント部は閉塞され、
前記スプリングカラーの下端に取り付けられた前記ジョイント部は開口されていること
を特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の油圧緩衝器。
【請求項６】
前記スプリングカラーの前記ロッド側の端部近傍に小孔が形成されていること
を特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の油圧緩衝器。
【請求項７】
車体側の前記ジョイント部における前記ロッド側の端部にチェックバルブを備え、
該チェックバルブと前記インナチューブとの隙間は、前記インナチューブと前記ジョイント部との隙間よりも小さく形成されていること
を特徴とする請求項２〜６の何れか１項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、自動二輪車のフロントフォーク等として使用される油圧緩衝器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動二輪車の前輪を車体に対して懸架する左右一対のフロントフォークとして使用される油圧緩衝器には、車体側叉は車軸側の一方に取り付けられたアウタチューブと他方に取り付けられたインナチューブとを互いに摺動可能に嵌合し、これらのアウタチューブとインナチューブの内部に作動流体であるオイルを封入するとともに、アウタチューブとインナチューブの伸縮動に伴うオイルの流動によって減衰力を発生する減衰力発生手段を設けたものがある。
【０００３】
斯かる油圧緩衝器に関して、例えば特許文献１には、図１０の部分半裁断面図に示すように、車体側に取り付けられた不図示のアウタチューブ内に車軸側に取り付けられたインナチューブ１０１を下方から挿入して両者を上下摺動可能に嵌合するとともに、インナチューブ１０１内の底部にダンパシリンダ１０２を同心状に植設し、このダンパシリンダ１０２内に前記アウタチューブ内の上端部から垂下する中空ロッド１０３を上方から挿入し、該中空ロッド１０３の下端部に結着されたピストン１０４をダンパシリンダ１０２の内周に上下摺動可能に嵌合する構成が開示されている。そして、この油圧緩衝器においては、減衰力発生手段として、前記ピストン１０４に形成された油路１０５を開閉するバルブ１０６と、ダンパシリンダ１０２内の底部に固設されたボトムピストン１０７に形成された油路１０８を開閉するバルブ１０９が用いられていた。
【０００４】
叉、特許文献２には、図１１の縦断面図に示すように、車体側に取り付けられたアウタチューブ２０１内に車軸側に取り付けられたインナチューブ２０２を下方から挿入して両者を上下摺動可能に嵌合するとともに、減衰力発生手段としての区画部材（縮流部材）２０３を前記インナチューブ２０２の上端部内周に嵌着する構成が開示されている。ここで、区画部材２０３は、図１２の半裁断面図に示すように、上方に向かって細くなるテーパ円筒状の本体部２０３Ａに通路２０３ａを周方向に複数形成して構成されており、オイルが通路２０３ａを通過する際の縮流抵抗損失によって所要の減衰力を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平７−０２６６５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６１４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１において提案された油圧緩衝器は、構造が複雑で多くの部品を要するためにコストアップを招くという問題がある。
【０００７】
叉、特許文献２において提案された油圧緩衝器においては、区画部材２０３が図１０に示すようなテーパ管として構成されているため、その成形が容易でなく、多くの加工工数と加工コストを要し、油圧緩衝器自体がコストアップするという問題がある。
【０００８】
更に、特許文献１，２において提案された油圧緩衝器は、共にピストンを有し、このピストンに設けられたメインのバルブが減衰力発生機構を構成し、その補助的なものとして区画部材等を設けているため、結局、油圧緩衝器の構造の複雑化やコストアップを招いてしまう。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、構造単純化とコストダウンを図ることができる油圧緩衝器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の油圧緩衝器は、互いに摺動可能に嵌合されたアウタチューブ及びインナチューブと、アウタチューブ内に一端が結着されると共に他端がインナチューブ内に挿入されたロッドと、該ロッドのインナチューブ内に臨む端部に結着されたピストン部とを備え、アウタチューブ及びインナチーブ内は、作動流体が封入され、インナチューブとピストン部の端部との隙間の断面積は、インナチューブとピストン部の端部以外の部位との隙間の断面積よりも小さく形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の油圧緩衝器は、請求項１に記載の発明において、ピストン部は、インナチューブ内をロッド軸方向に延出されたスプリングカラーと、該スプリングカラーの端部に固定されたジョイント部とを備え、インナチューブとジョイント部との隙間の断面積は、インナチューブとスプリングカラーとの隙間の断面積よりも小さく形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の油圧緩衝器は、請求項２に記載の発明において、インナチューブとスプリングカラーとの隙間の断面積は、インナチューブの断面積の１０〜２５％であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の油圧緩衝器は、請求項２又は３に記載の発明において、ジョイント部は、インナチューブの内周に摺接されるガイド部と、その外周の一部が切り欠かれると共にその上端とその下端との作動流体の流れを可能とする切欠部とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の油圧緩衝器は、請求項２〜４の何れか１項に記載の発明において、スプリングカラーは、その内部は中空であると共にその内部と、該スプリングカラーとインナチューブとの隙間とが連通される連通孔が形成され、スプリングカラーの上端に取り付けられたジョイント部は閉塞され、スプリングカラーの下端に取り付けられた前記ジョイント部は開口されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の油圧緩衝器は、請求項２〜５の何れか１項に記載の発明において、スプリングカラーのロッド側の端部近傍に小孔が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の油圧緩衝器は、請求項２〜６の何れか１項に記載の発明において、車体側の前記ジョイント部におけるロッド側の端部にチェックバルブを備え、該チェックバルブとインナチューブとの隙間は、インナチューブとジョイント部との隙間よりも小さく形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１又は２に記載の発明によれば、アウタチューブとインナチューブの伸縮動に伴い、これらの内部に封入された作動流体がインナチューブとピストン部の一方の端部（ジョイント部）との隙間を流れることによって、縮流損失抵抗が生じて１次絞りとなる減衰力が発生する。そして、１次絞りされた作動流体が、インナチューブとピストン部の端部以外の部位（スプリングカラー）との隙間をインナチューブ内のロッド軸方向に流れることによって、粘性摩擦抵抗が生じて２次絞りとなる減衰力が発生する。更に、２次絞りされた作動流体が、インナチューブとピストン部の他方の端部（ジョイント部）の隙間を流れることによって、縮流損失抵抗が生じて３次絞りされて減衰力が発生する。
【００１８】
又、請求項１又は２に記載の発明によれば、インナチューブとピストン部の端部（ジョイント部）との隙間の断面積は、インナチューブとピストン部の端部以外の部位（スプリングカラー）との隙間の断面積よりも小さく設定されている。このため、２次絞りされる作動流体は、１次絞り及び３次絞りされる作動流体よりも大きな隙間の断面積を流れるものの、ピストン部のインナチューブ内の摺動により、インナチューブ内のロッド軸方向に一定距離流れることにより減衰力が発生している。即ち、請求項１又は２に記載の発明においては、上下の油室を区画するピストン部がスペーサ的な機能を果たしつつも、インナチューブとピストン部との隙間により減衰力が発生している。このため、請求項１又は２に記載の発明によれば、ピストン部に特別な減衰力発生手段が必要なく、簡易な構造のスペーサ部品により減衰力を発生させるため、部品点数及び加工工数を削減してコストダウンを図ることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、インナチューブとスプリングカラーとの隙間をインナチューブの断面積の１０〜２５％の範囲に設定することによって、スプリングカラーとインナチューブとの隙間を流れる作動流体の粘性摩擦抵抗が大きくなるため、所望の減衰力を発生させることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、スプリングカラーの両端にジョイント部のガイド部があることによって、スプリングカラーが傾かず、所謂かじりが生じにくい。又、ガイド部があることによって、ジョイント部とインナチューブとの隙間が小さいため、ガタツキが少なく異音も発生しにくい。更に、ガイド部がスプリングカラーの両端にあるため、ジョイント部ががたつかず、インナチューブ内を確実に摺動可能となる。このため、インナチューブとジョイント部の切欠部の隙間の流路抵抗が変化せず、該隙間による縮流損失抵抗が生じて１次絞り又は３次絞りとなる減衰力を安定させることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、作動流体はインナチューブとジョイント部との隙間を流れることに加えて、スプリングカラーの下端に取り付けられたジョイント部が開口され、且つ、スプリングカラーが中空であるため、インナチューブとジョイント部の隙間及びスプリングカラーの内部を作動流体が流れる。スプリングカラーの内部を流れた作動流体は、連通孔を流れることにより縮流損失抵抗が生じて１次絞りとなる減衰力が発生する。つまり、１次絞りとなる減衰力は、この連通孔の作動流体の流れと、インナチューブとジョイント部との隙間の作動流体の流れとの２つの流れによって生じる。ここで、スプリングカラーの上端に取り付けられたジョイント部は閉塞されているため、ピストン部を境界として下側から上側に流れる作動流体は、必ずインナチューブとピストン部の隙間を流れることになる。更に、連通孔によって１次絞りされた作動流体は、連通孔の位置からスプリングカラーの上端までインナチューブとスプリングカラーの隙間を流れる。一方、インナチューブとジョイント部との隙間によって１次絞りされた作動流体は、スプリングカラーの下端から上端までインナチューブとスプリングカラーの隙間を流れる。この２つの流れの作動流体がそれぞれ隙間を流れることによって粘性摩擦抵抗が生じて２次絞りとなる減衰力が発生する。このとき、スプリングカラーにおける連通孔の位置によって連通孔からスプリングカラーの上端までの長さが変化すると、連通孔によって１次絞りされた作動流体の流動長さが変化して粘性摩擦抵抗も変化する。このため、スプリングカラーの連通孔の位置によって粘性摩擦抵抗による減衰力を調整することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、作動流体に含まれる空気をスプリングカラーに形成された小孔から逃がすことができるため、作動流体に空気が含まれることによる減衰力の応答性の低下を防ぐことができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、ジョイント部のロッド側端部に設けられたチェックバルブによって圧縮行程と伸長行程において発生する減衰力の大きさを変えることができ、所望の減衰特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る油圧緩衝器の縦断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大詳細図である。
【図３】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】図１のＢ部の拡大詳細図であり、（ａ）は圧縮行程時の作用を示す図、（ｂ）は伸長行程時の作用を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る油圧緩衝器の圧縮行程時のピストン速度をパラメータとした場合にインナチューブの断面積に対するスプリングカラーとインナチューブとの隙間の断面積の割合と減衰力との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る油圧緩衝器の圧縮行程時のインナチューブとスプリングカラーとの隙間の断面積に対するインナチューブとスプリングジョイントとの隙間の断面積の割合をパラメータとした場合のピストン速度と減衰力の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る油圧緩衝器の縦断面図である。
【図８】図７のＤ部拡大詳細図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る油圧緩衝器の圧縮行程時のスプリングカラーの上端から連通孔までの長さをパラメータとした場合のピストン速度と減衰力との関係を示す図である。
【図１０】特許文献１において提案された油圧緩衝器の部分半裁断面図である。
【図１１】特許文献２において提案された油圧緩衝器要部の縦断面図である。
【図１２】特許文献２において提案された油圧緩衝器の区画部材の半裁断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の各実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
［油圧緩衝器１の構成］
図１は本発明の実施の形態１に係る油圧緩衝器１の縦断面図、図２は図１のＡ部拡大詳細図、図３は図１のＣ−Ｃ線断面図、図４は図１のＢ部拡大詳細図であり、（ａ）は圧縮行程時の作用を示す図、（ｂ）は伸長行程時の作用を示す図である。
【００２６】
本実施の形態１に係る油圧緩衝器１は、不図示の自動二輪車の前輪を車体に対して懸架するフロントフォークとして使用される。図１に示すように、油圧緩衝器１は、互いに摺動可能に嵌合された車体側のアウタチューブ２及び車軸側のインナチューブ３と、アウタチューブ２の一端に結着されて他端がインナチューブ３内に挿入されたロッド７と、ロッド７のインナチューブ３内に臨む端部に結着されたピストン部８とを備えている。又、アウタチューブ２及びインナチューブ３内には、作動流体として例えばオイルや空気が封入されている。
【００２７】
アウタチューブ２は、その上部外周の上下に結着された不図示のアッパブラケットとロアブラケットによって自動二輪車の不図示の車体に取り付けられており、図１に示すように、アウタチューブ２の上端開口部は、キャップ５によって閉塞されている。そして、このアウタチューブ２内の中心部には、その上端がキャップ５にナット６によって取り付けられたロッド７が収納されている。
【００２８】
又、アウタチューブ２は、その内部には車軸側のインナチューブ３の一部が下方から挿入されて両者が互いに上下摺動可能に嵌合されている。具体的には、アウタチューブ２とインナチューブ３は、インナチューブ３の上端部外周に嵌着された不図示のガイドブッシュとアウタチューブ２の下端部内周に嵌着されたガイドブッシュ４を介して互いに上下摺動可能に嵌合されている。
【００２９】
インナチューブ３は、その下端部に車軸側取付部材１７が結着されている。又、車軸側取付部材１７の軸孔１７ａに挿通された不図示の車軸に不図示の前輪が取り付けられている。
【００３０】
ロッド７は、キャップ５から垂直下方へと延びており、その下半部は、前記インナチューブ３の上端開口部を貫通してインナチューブ３の内部に上方から挿入されており、そのインナチューブ３内に臨む下端部には，スペーサ部材としてのピストン部８が結着されている。
【００３１】
ピストン部８は、インナチューブ２内をロッド軸方向に延出されたスプリングカラー９と、スプリングカラー９の下端に固定されたスプリングジョイント１３と、スプリングカラー９の上端に固定されたジョイント部５１とを備えている。
【００３２】
スプリングカラー９は、中空の略円筒形状を有しており、その外径は、インナチューブ３の内径よりも小さく設定されている。インナチューブ３とスプリングカラー９との間には環状の隙間９Ｓが形成されている。ここで、隙間９Ｓの径方向の長さをδ１とする。
【００３３】
又、スプリングカラー９は、ロッド７の下端部近傍でジョイント部５１よりも下方に小孔１６が形成されている。この小孔１６があることにより、油圧緩衝器１がオイルに含まれる空気をスプリングカラー９に形成された小孔１６から逃がすことができるため、オイルに空気が含まれることによる減衰力の応答性の低下を防ぐことができる。これは後述する油圧緩衝器１’についても同様である。
【００３４】
スプリングジョイント１３は、図２に示すように、中空部１３Ｃを有する略円筒形状であり、その上方側の外周がスプリングカラー９の下端内周と嵌着されている。又、スプリングジョイント１３の下方側は、スプリングカラー９の下端外周から径方向外方に突出する鍔状の摺接部１３Ａが形成されている。
【００３５】
スプリングジョイント１３は、インナチューブ３の内周に摺動されるガイド部１３ａと、その外周の一部が切り欠かれるとともに、その上端とその下端とのオイルの流れを可能とする切欠部１３ｂとを有している。
【００３６】
スプリングジョイント１３は、例えば図３に示すように、摺接部１３Ａの外周には、ガイド部１３ａが周方向に３つ等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で形成されるとともに、一部が切り欠かれた３つの切欠部１３ｂが周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で形成されている。しかし、これに限定されることなく、切欠部１３ｂは少なくとも１つあれば必要に応じて幾つあっても良い。又、スプリングジョイント１３の外径は、インナチューブ３の内径よりも小さく設定されている。又、インナチューブ３とスプリングジョイント１３との間には径方向の隙間１３Ｓが形成されており、この隙間１３Ｓの断面積は、インナチューブ３とスプリングカラー９との隙間９Ｓの断面積よりも小さく設定されている。ここで、隙間１３Ｓの径方向の長さをδ２とすると、δ２＜δ１となる。
【００３７】
又、スプリングジョイント１３は、特許請求の範囲におけるスプリングカラー９の両端のうち下端に取り付けられたジョイント部にも相当している。スプリングカラー９の下端のジョイント部であるスプリングジョイント１3には、後述のリバウンドシート１１がない。又、スプリングジョイント１３は、ロッド軸方向のオイルの流れを許容するように開口している。これは、インナチューブ３内で、後述の懸架スプリング１８がある側から懸架スプリング１８がない側にオイルを流通させるためである。
【００３８】
尚、スプリングジョイント１３は、上記に限定されることなく、例えば、中空部１３Ｃを有する略円筒形状であるとともに、その外周の一部が切り欠かれる切欠部１３ｂでなく、図３に示す摺接部１３Ａの断面視での領域に１つ以上のオリフィス等のスプリングジョイント１３の上端と下端のオイルの流れを可能とする流路が設けられていても良い。
【００３９】
ジョイント部５１は、スプリングカラー９の上端部に取り付けられたスプリングジョイント１２と、スプリングジョイント１２の上端部に取り付けられたリバウンドシート１１と、リバウンドシート１１の上端部に取り付けられたチェックバルブ１４とを備えている。
【００４０】
スプリングジョイント１２は、中空の略円筒形状であり、その下方側の外周がスプリングカラー９の上端内周と嵌着されている。又、スプリングジョイント１２の上方側は、スプリングジョイント１３の形状と同様のため、スプリングカラー１２の説明を引用することによりその説明は省略する。
【００４１】
リバウンドシート１１は、略円盤形状であり、その下方側の外周がスプリングカラー１２の上端内周と嵌着されている。リバウンドシート１１の上方側外周とインナチューブ３との間には径方向の隙間１１Ｓが形成されており、この隙間１１Ｓは、インナチューブ３とスプリングジョイント１２との隙間１２Ｓよりも小さく設定されている。ここで、隙間１２Ｓの径方向の長さをδ３とすると、δ３＜δ２となる。又、ジョイント部５１は、このリバウンドシート１１によりロッド軸方向のオイルの流れを許容しないように閉塞している。このリバウンドシート１１がオイルを遮蔽するものの、リバウンドシート１１とインナチューブ３との隙間１１Ｓのみのオイルの流通を可能とする。
【００４２】
チェックバルブ１４は、ディスクバルブであり、リバウンドシート１１の上面側に取り付けられるとともに、圧縮行程で開き、伸長行程で閉じられる。このチェックバルブ１４の外径は、インナチューブ３の内径よりも小さく設定されている。又、インナチューブ３とチェックバルブ１４との間には径方向の隙間１４Ｓが形成されており、この隙間１４Ｓは、インナチューブ３とリバウンドシート１１との隙間１１Ｓよりも小さく設定されている。尚、隙間１４Ｓの径方向の長さをδ４とすると、δ４＜δ３となる。
【００４３】
図１に示すピストン部８は、スプリングカラー９と、スプリングジョイント１３と、スプリングジョイント１２と、リバウンドシート１１と、チェックバルブ１４との別部材から構成されるが、これに限定されることなく、これらの部材の全てが一体として形成されていても良く、これらの部材の一部のみが一体として形成されていても良い。例えば、スプリングカラー９とスプリングジョイント１２、１３のみが一体として形成されていても良い。
【００４４】
又、油圧緩衝器１は、車軸側取付部材１７とピストン部８（特にスプリングジョイント１３）との間には懸架スプリング１８が介装されている。しかし、これに限定されることなく、例えば油圧緩衝器１は、自動二輪車にはフロントフォークとして左右一対で取り付けられるため、左右一対のフロントフォークのうち片側のフロントフォークのみ懸架スプリング１８がない場合もある。
【００４５】
又、アウタチューブ２におけるインナチューブ３が挿通する下端開口部の内周には、インナチューブ３の外周に摺接するオイルシール１９とダストシール２０が嵌着されている。
【００４６】
更に、インナチューブ３内の上部にはリバウンドスプリング２１がスプリングシート２２を介して固定されており、このリバウンドスプリング２１の内部をロッド７が貫通している。尚、リバウンドスプリング２１は、油圧緩衝器１の最伸長行程時にリバウンドシート１１及びチェックバルブ１４とスプリングシート２２との間で圧縮されることにより、油圧緩衝器１の最伸長行程時の衝撃を緩和するためのものである。
【００４７】
而して、互いに上下摺動可能に嵌合するアウタチューブ２とインナチューブ３の内部空間では、リバウンドシート１１の上側は、オイルが充填された上部油室Ｓ１と、その上部の気体ガ封入されたエア室Ｓａとで構成されている。リバウンドシート１１の下側は、下部油室Ｓ２とされており、この下部油室Ｓ２にはオイルが充填されている。尚、アウタチューブ２とインナチューブ３内のオイルの外部への漏出は、前記オイルシール１９のシール作用によって防がれ、アウタチューブ２とインナチューブ３の内部へのダストの侵入は、ダストシール２０のシール作用によって防がれる。
【００４８】
［油圧緩衝器の作用］
次に、以上のように構成された油圧緩衝器１の作用を圧縮行程と伸長行程についてそれぞれ説明する。
【００４９】
（１）圧縮行程：
自動二輪車の走行中に前輪が路面凹凸に追従して上下動すると、前輪を車体に対して懸架する油圧緩衝器１のアウタチューブ２とインナチューブ３が伸縮動するが、インナチューブ３がアウタチューブ２に対して相対的に上動する圧縮行程においては、下部油室Ｓ２内のオイルがリバウンドシート１１によって圧縮されて、下部油室Ｓ２内のオイルの圧力が高くなる。このとき、図２に示すように、ピストン部８の下側のスプリングジョイント１３の摺接部１３ａがインナチューブ３に摺動するとともに、下部油室Ｓ２内のオイルの一部は、切欠部１３ｂに浸入し、スプリングジョイント１３とインナチューブ３との隙間１３Ｓを流れる。このオイルが隙間１３Ｓを流れることによって、縮流損失抵抗が生じて１次絞りとなる減衰力が発生する。
【００５０】
次に、隙間１３Ｓによって１次絞りされたオイルは、インナチューブ３とスプリングカラー９との隙間９Ｓを流れる。このオイルが隙間９Ｓを流れることによって、粘性摩擦抵抗が生じて２次絞りとなる減衰力が発生する。
【００５１】
次に、隙間９Ｓによって２次絞りされたオイルは、図４（ａ）に示すようにインナチューブ３とスプリングジョイント１２との隙間１２Ｓを流れる。このとき、スプリングジョイント１３と同様に不図示の摺接部がインナチューブ３に摺動するとともに、下部油室Ｓ２内のオイルの一部は、不図示の切欠部に浸入し、スプリングジョイント１３とインナチューブ３との隙間１２Ｓを流れることになる。この隙間１２Ｓを流れたオイルが、インナチューブ３とリバウンドシート１１との隙間１１を流れる。このオイルが隙間１２Ｓと隙間１１Ｓを流れることによって、隙間１３Ｓと同様に縮流損失抵抗が生じてそれぞれ３次絞りと４次絞りとなって減衰力が発生する。
【００５２】
最後に隙間１１Ｓによって４次絞りされたオイルは、インナチューブ３とチェックバルブ１４との隙間１４Ｓを流れる。ここで、チェックバルブ１４は、圧縮行程時には直ちに開くチェックバルブとなるために縮流損失抵抗は生じない。従って、圧縮行程時には、油圧緩衝器１は、隙間１３Ｓの縮流損失抵抗の１次絞り、隙間９Ｓの粘性摩擦抵抗の２次絞り、隙間１２Ｓの縮流損失抵抗の３次絞り及び１１Ｓの縮流損失抵抗の４次絞りにより、これらを合わせた減衰力が発生する。
【００５３】
圧縮行程においては、インナチューブ３がアウタチューブ２内へ進入することによって、エア室Ｓａの空気が圧縮され、この空気の圧縮によってインナチューブ３のアウタチューブ２内への進入体積分の油圧緩衝器１内での容積変化が補償される。
【００５４】
（２）伸長行程：
インナチューブ３がアウタチューブ２に対して相対的に下動する伸長行程においては、下部油室Ｓ２の容積が拡張することで下部油室Ｓ２内のオイルの圧力が低くなる。このとき、チェックバルブ１４は、図２（ｂ）に示すように閉じ、上部油室Ｓ１内のオイルは、図２（ｂ）に示す矢印のようにインナチューブ３とチェックバルブ１４との間の隙間１４Ｓを流れる。このオイルが隙間１４Ｓを流れることによって、縮流損失抵抗が生じて１次絞りとなる減衰力が発生する。
【００５５】
次に、隙間１４Ｓによって１次絞りされたオイルは、インナチューブ３とリバウンドをシート１１との隙間１１Ｓを流れる。このオイルが隙間１１Ｓを流れることによって、隙間１４Ｓと同様に縮流損失抵抗が生じて２次絞りとなる。
【００５６】
次に、隙間１１Ｓによって２次絞りされたオイルは、インナチューブ３とスプリングジョイント１２との隙間１２Ｓを流れる。このオイルが隙間１２Ｓを流れることによって、隙間１１Ｓと同様に縮流損失抵抗が生じて３次絞りとなる。このとき、スプリングジョイント１２の不図示の摺接部がインナチューブ３に摺動するとともに、下部油室Ｓ２内のオイルの一部は、スプリングジョイント１２の不図示の切欠部に侵入し、インナチューブ３とスプリングジョイント１２との隙間１２Ｓを流れることになる。
【００５７】
この隙間１２Ｓによって３次絞りされたオイルは、インナチューブ３とスプリングカラー９との隙間９Ｓを流れる。このオイルが隙間９Ｓを流れることによって、粘性摩擦抵抗が生じて４次絞りとなる減衰力が発生する。
【００５８】
最後に隙間９Ｓによって４次絞りされたオイルは、インナチューブ３とスプリングジョイント１３との隙間１３Ｓを流れる。このオイルが隙間１３Ｓを流れることによって、縮流損失抵抗が生じて５次絞りとなる減衰力が発生する。従って、伸張行程時には、油圧緩衝器１は、隙間１４Ｓの縮流損失抵抗の１次絞り、隙間１２Ｓの縮流損失抵抗の２次絞り、隙間１１Ｓの縮流損失抵抗の３次絞り、隙間９Ｓの粘性摩擦抵抗の４次絞り及び隙間１３Ｓの縮流損失抵抗の５次絞りにより、これらを合わせた減衰力が発生する。即ち、伸張行程時の減衰力は５次絞りまであるのに対して、圧縮行程時の減衰力は４次絞りまでであるため、伸張行程時の減衰力の方が、圧縮行程時の減衰力よりも相対的に高くなる。
【００５９】
而して、本実施の形態１に係る油圧緩衝器１によれば、ジョイント部５１のロッド側端部に設けられたチェックバルブ１４によって圧縮行程と伸長行程において発生する減衰力の大きさを変えることができ、所望の減衰特性を得ることができる。これは、後述する油圧緩衝器１’についても同様である。
【００６０】
尚、伸張行程においては、インナチューブ３がアウタチューブ２から退出することによって、エア室Ｓａの空気が膨張され、この空気の膨張によってインナチューブ３のアウタチューブ２からの退出体積分の油圧緩衝器１内での容積変化が補償される。
【００６１】
［数値解析データ］
図５は圧縮行程時のピストン速度Ｖｐをパラメータとした場合にインナチューブ３の断面積に対するスプリングカラー９とインナチューブ３との隙間９Ｓの断面積の割合（以下、「断面積比」と称する）と減衰力との関係を示す図である。図６は圧縮行程時のインナチューブ３とスプリングカラー９との隙間９Ｓの断面積に対するインナチューブ３とスプリングジョイント１３との隙間１３Ｓの断面積の割合（以下、「断面積比」と称する）をパラメータとした場合のピストン速度Ｖｐと減衰力との関係を示す図である。尚、図５及び図６はチェックバルブ１４がなく、ピストン部８がスプリングカラー９、リバウンドシート１１及びスプリングジョイント１２，１３によって構成された場合の数値解析結果を示すものである。
【００６２】
図５に示す通り、減衰力は、ピストン速度Ｖｐが大きいほど高い値を示す。又、インナチューブ３に対する隙間９Ｓの断面積比が小さいほど、オイルの粘性摩擦抵抗によって発生する減衰力は高い値を示し、特に該断面積比が１０〜２５％の範囲ではピストン速度Ｖｐによって減衰力の一定の変化が見られるが、該断面積比が２５％を超えるとピストン速度Ｖｐによって減衰力は殆ど変化しなくなる。従って、本実施の形態１では、インナチューブ３に対する隙間９Ｓの断面積は、１０〜２５％に設定されることが望ましい。
【００６３】
又、図６における隙間１３Ｓの断面積は、スプリングジョイント１３の切欠部１３ｂとインナチューブ３との隙間の断面積の総和である。そして、図６のパラメータは、隙間１３Ｓの１次絞りと、隙間９Ｓの２次絞りとそれぞれインナチューブ３の断面積に対する割合である。このとき、図６に示す通り、隙間１３Ｓの１次絞りのインナチューブ３に対する断面積を、「なし」、「２０％」、「１５％」と小さくしていくと、ピストン速度Ｖｐに対する減衰力は相対的に大きくなっている。即ち、隙間９Ｓの粘性摩擦抵抗だけでなく、隙間１３Ｓの縮流損失抵抗を加える方が減衰力は高くなることが示されている。
【００６４】
図５及び図６から明らかなように、１次絞りと２次絞りを組み合わせた方が２次絞りだけを行う場合よりも高い減衰力が得られ、１次絞りの面積比率が小さい（絞り率が大きい）方が高い減衰力が得られることが分かる。
【００６５】
＜実施の形態２＞
［油圧緩衝器１’の構成］
図７は本発明の実施の形態２に係る油圧緩衝器１’の縦断面図、図８は図７のＤ部拡大詳細図であり、これらの図においては図１〜図４において示したものと同じ要素には同一符号を付しており、以下、それらに対いての再度の説明は省略する。
【００６６】
ここで、実施の形態２に係る油圧緩衝器１’においては、スプリングカラー９以外の部品は、油圧緩衝器１と同じであるため、実施の形態１に係る油圧緩衝器１の説明を参照することにより油圧緩衝器１’についての構成の説明は省略する。
【００６７】
図７に示すように、スプリングカラー９’は、その内部は中空であるとともに、その内部と、スプリングカラー９’とインナチューブ３との隙間９Ｓとが連通される連通孔１５’が形成され、スプリングカラー９’の上端に取り付けられたジョイント部５１は閉塞され、スプリングカラー９’の下端に取り付けられたスプリングジョイント１３は開口している。
【００６８】
又、またスプリングカラー９’は、実施の形態１と同様に、略円筒形状であり、その外径は、インナチューブ３の内径よりも小さく設定されている。又、インナチューブ３とスプリングカラー９’との間には環状の隙間９Ｓ’が形成されている。ここで、スプリングカラー９’は、その内部と、インナチューブ３とスプリングカラー９’との隙間９Ｓ’とが連通される連通孔１５’が形成されている。この連通孔１５’は、スプリングカラー９’の上端部から長さＬだけ下方の位置に形成されている。
【００６９】
［油圧緩衝器１’の作用］
（１）圧縮行程：
インナチューブ３がアウタチューブ２に対して相対的に上動する圧縮行程においては、本実施の形態２では、実施の形態１に係る油圧緩衝器１と同様に、スプリングジョイント１３とインナチューブ３との隙間１３Ｓを流れる。このオイルが隙間１３Ｓを流れることによって、縮流損失抵抗が生じて１次絞りとなる減衰力が発生する。この隙間１３Ｓのオイルの流れは、図８に示す流れＰ１で表される。
【００７０】
次に、隙間１３Ｓによって１次絞りされたオイルは、インナチューブ３とスプリングカラー９’との隙間９Ｓ’を流れる。このオイルが隙間９Ｓ’をスプリングカラー９’の全長を流れることによって、粘性摩擦抵抗が生じて２次絞りとなる減衰力が発生する。この隙間９Ｓ’のオイルの流れは、図８に示す流れＰ２に表される。
【００７１】
又、本実施の形態２では、圧縮行程において、オイルがスプリング１３の隙間１３Ｓを流れないで中空部１３ｃを流れるものもある。この中空部１３ｃのオイルの流れは、特に減衰力を発生しない。
【００７２】
次に、中空部１３ｃを流れたオイルは、スプリングカラー９’に設けられた連通孔１５’を流れる。このオイルが連通孔１５’を流れることによって、縮流損失抵抗が生じて隙間１３Ｓに続いて２つ目の１次絞りとなる減衰力が発生する。この連通孔１５’のオイルの流れは、図８に示す流れＱ１で表される。
【００７３】
次に、連通孔１５’によって１次絞りされたオイルは、インナチューブ３とスプリングカラー９’との隙間９Ｓ’を流れる。但し、このオイルは、隙間９Ｓ’のうちスプリングカラー９’の全長ではなく、図７に示す長さＬを流れることになる。このため、長さＬの隙間９Ｓ’を流れるオイルによる粘性摩擦抵抗が生じて２次絞りとなる減衰力が発生する。この隙間９Ｓ’のオイルの流れは、図８に示す流れＱ２に表される。油圧緩衝器１’の隙間９Ｓ’を流れたオイルが、隙間１２Ｓを流れる３次絞り、隙間１１Ｓを流れる４次絞りされることは、前記実施の形態１に係る油圧緩衝器１と同じである。
【００７４】
即ち、油圧緩衝器１’では、オイルが隙間１３Ｓを入口とした縮流損失抵抗の１次絞りの流れＰ１と粘性摩擦抵抗の２次絞りの流れＰ２、中空部１３ｃを入口とした縮流損失抵抗の１次絞りの流れＱ１と粘性摩擦抵抗の２次絞りの流れＱ２の２つの流れが生じる。この長さＬは、スプリングカラー９’の全長よりも短いため、短くなった分の粘性摩擦抵抗分が油圧緩衝器１’全体の減衰力を減少させる。このため、油圧緩衝器１’は、スプリングカラー９’における連通孔１５’の位置を変えて長さＬを変化させることにより減衰力を調整することができる。
【００７５】
（２）伸張行程：
インナチューブ３がアウタチューブ２に対して相対的に下動する伸張行程において、本実施の形態に係る油圧緩衝器１’では、隙間１４Ｓを流れる１次絞り、隙間１１Ｓを流れる２次絞り及び隙間１２Ｓを流れる３次絞りは、縮流損失抵抗であり、前記実施の形態１に係る油圧緩衝器１と同様である。隙間９’のうちスプリングカラー９’の上端からスプリングカラー９’の全長を流れるオイルの粘性摩擦抵抗は、圧縮行程の流れＰ２を逆向きに流れるだけで同じである。又、隙間９Ｓ’のうちスプリングカラー９’の上端部から連通孔１５’までの長さＬを流れるオイルの粘性摩擦抵抗は、圧縮行程の流れＱ２を逆向きに流れるだけで圧縮行程と同じである。更に続いて隙間１３Ｓ、連通孔１５’をそれぞれ流れるオイルの縮流損失抵抗は、それぞれ圧縮行程の流れＰ１、流れＱ１を逆向きに流れるだけで圧縮行程と同じである。
【００７６】
従って、本実施の形態２に係る油圧緩衝器１’によれば、圧縮行程については、オイルはインナチューブ３とスプリングジョイント１３及びジョイント部５１との隙間１３Ｓ、５１Ｓを流れることに加えて、スプリングカラー９’の下端に取り付けられたスプリングジョイント１３が開口され、且つ、スプリングカラー９’が中空であるため、インナチューブ３とスプリングジョイント１３の隙間１３Ｓ及びスプリングカラー９’の内部をオイルが流れる。スプリングカラー９’の内部を流れたオイルは、連通孔１５’を流れることにより縮流損失抵抗が生じて１次絞りとなる減衰力が発生する。
【００７７】
つまり、１次絞りとなる減衰力は、この連通孔１５のオイルの流れと、インナチューブ３とスプリングジョイント１３との隙間１３Ｓの作動流体の流れとの２つの流れによって生じる。ここで、スプリングカラー９’の上端に取り付けられたジョイント部５１は閉塞されているため、ピストン部８を境界として下側から上側に流れるオイルは、必ずインナチューブ３とスプリングカラー９’の隙間を流れることになる。
【００７８】
更に、連通孔１５’によって１次絞りされたオイルは、連通孔１５’の位置からスプリングカラー９’の上端までインナチューブ３とスプリングカラー９’の隙間９Ｓ’を流れる。一方、インナチューブ３とスプリングジョイント１３との隙間１３Ｓによって１次絞りされたオイルは、スプリングカラー９’の下端から上端までインナチューブ３とスプリングカラー９’の隙間９Ｓ’を流れる。この２つの流れのオイルがそれぞれ隙間９Ｓ’を流れることによって、粘性摩擦抵抗が生じて２次絞りとなる減衰力が発生する。
【００７９】
このとき、スプリングカラー９’における連通孔１５’の位置によって連通孔１５’からスプリングカラー９’の上端までの長さＬが変化すると、連通孔１５’によって、１次絞りされたオイルの流動長さが変化して粘性摩擦抵抗も変化する。このため、スプリングカラー９’の連通孔１５’の位置によって粘性摩擦抵抗による減衰力を調整することができる。
【００８０】
［数値解析データ］
図９は圧縮行程時のスプリングカラー９’の上端から連通孔１５’までの長さをパラメータとした場合のピストン速度Ｖｐと減衰力との関係を示した図である。尚、図９はチェックバルブ１４がなく、ピストン部８がスプリングカラー９’、リバウンドシート１１及びスプリングジョイント１２、１３で構成された場合の数値解析結果を示すものである。
【００８１】
図７に示す通り、減衰力は、インナチューブ３の上端から連通孔１５’までの長さＬが長いほど、スプリングカラー９’とインナチューブ３との隙間９Ｓ’を流れるオイルの流動長さが長くなって粘性摩擦抵抗が大きくなるため、この粘性摩擦抵抗による減衰力は高い値を示す。即ち、連通孔１５’を設けない場合は、スプリングカラー９’の全長をオイルが流れることになり、粘性摩擦抵抗が大きくなって減衰力は最も高い値を示す。又、ピストン速度Ｖｐが大きいほど、より大きな減衰力が発生していることが示されている。
【００８２】
伸長行程においては、インナチューブ３のアウタチューブ２からの退出することによって、退出体積分の量のオイルは、チェックバルブ１４を通過して下部油室Ｓ２へと流れるため、エア室Ｓａの空気が膨張し、この空気の膨張によってインナチューブ３のアウタチューブ２からの退出体積分の油圧緩衝器１内での容積変化が補償される。
【００８３】
以上のように、実施の形態１に係る油圧緩衝器１及び実施の形態２に係る油圧緩衝器１’によれば、圧縮行程においては、アウタチューブ２とインナチューブ３の伸縮動に伴い、これらの内部に封入されたオイルがインナチューブ３とピストン部８の一方の端部（スプリングジョイント１３）との隙間１３Ｓを流れることによって、縮流損失抵抗が生じて１次絞りとなる減衰力が発生する。そして、１次絞りされたオイルが、インナチューブ３とピストン部８の端部以外の部位（スプリングカラー９）との隙間をインナチューブ３内のロッド軸方向に流れることによって、粘性摩擦抵抗が生じて２次絞りとなる減衰力が発生する。更に、２次絞りされたオイルが、インナチューブ３とピストン部８の他方の端部（ジョイント部５１）の隙間５１Ｓを流れることによって、縮流損失抵抗が生じて３次絞り、４次絞り又は５次絞りとなる減衰力が発生する。
【００８４】
又、油圧緩衝器１，１’によれば、インナチューブ３とピストン部８の端部（スプリングジョイント１２，１３）との隙間１２Ｓ，１３Ｓの断面積は、インナチューブ３とピストン部８の端部以外の部位（スプリングカラー９，９’）との隙間９Ｓ，９Ｓ’の断面積よりも小さく形成されている。このため、圧縮行程時においては、スプリングカラー９，９’による２次絞りされるオイルは、スプリングジョイント１２による１次絞り及びスプリングジョイント１２による３次絞りされるオイルよりも大きな隙間の断面積を流れるものの、ピストン部８のインナチューブ３内の摺動により、インナチューブ３内のロッド軸方向に一定距離流れることにより減衰力が発生している。即ち、油圧緩衝器１，１’は、上下の油室Ｓ１、Ｓ２を区画するピストン部８がスペーサ的な機能を果たしつつも、インナチューブ３とピストン部８との隙間により減衰力が発生している。このため、油圧緩衝器１，１’は、ピストン部８に特別な減衰力発生手段が必要なく、簡易な構造のスペーサ部品により減衰力を発生させるため、部品点数及び加工工数を削減してコストダウンを図ることができる。
【００８５】
又、油圧緩衝器１，１’によれば、インナチューブ３とスプリングカラー９，９’との隙間をインナチューブ３の断面積の１０〜２５％の範囲に設定することによって、スプリングカラー９，９’とインナチューブ３との隙間９Ｓ，９Ｓ’を流れるオイルの粘性摩擦抵抗が大きくなるため、所望の減衰力を発生させることができる。
【００８６】
更に、油圧緩衝器１，１’によれば、スプリングカラー９，９’の両端にスプリングジョイント１２，１３のガイド部（スプリングジョイント１３については１３ａ）があることで、スプリングカラー９，９’が傾かず、所謂かじりが生じにくい。又、このガイド部があることによって、スプリングジョイント１２，１３とインナチューブ３との隙間１２Ｓ，１３Ｓが小さいため、ガタツキが少なく異音も発生しにくい。又、ガイド部がスプリングカラー９，９’の両端にあるため、スプリングジョイント１２，１３ががたつかず、これらがインナチューブ３内を確実に摺動可能となる。このため、インナチューブ３とスプリングジョイント１２，１３の切欠部（スプリングジョイント１３については１３ｂ）の隙間の流路抵抗が変化せず、該隙間による縮流損失抵抗が生じて１次絞り又は３次絞りとなる減衰力を安定させることができる。
【００８７】
尚、以上の実施の形態においては、車体側にアウタチューブを取り付け、車軸側にインナチューブを取り付けて成る倒立型の油圧緩衝器に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、車体側にインナチューブを取り付け、車軸側にアウタチューブを取り付けて成る正立型の油圧緩衝器に対しても同様に適用可能である。
【００８８】
又、以上は本発明を自動二輪車の前輪を車体に対して懸架するフロントフォークとして使用される油圧緩衝器に対して適用した形態について説明したが、本発明は、自動二輪車以外の他の任意の車両の車輪を懸架する油圧緩衝器に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００８９】
１，１’    油圧緩衝器
２          アウタチューブ
３          インナチューブ
７          ロッド
８          ピストン部
９，９’    スプリングカラー
９Ｓ，９Ｓ’，１１Ｓ，１２Ｓ，１３Ｓ，１４Ｓ  隙間
１１        リバウンドシート（ジョイント部）
１２，１３  スプリングジョイント
１３Ａ      スプリングジョイントの摺接部
１３ａ      スプリングジョイントのガイド部
１３ｂ      スプリングジョイントの切欠部
１３ｃ      スプリングジョイントの中空部
１４        チェックバルブ
１５’      連通孔
１６        小孔
１８        懸架スプリング
Ｌ          連通孔の位置
Ｓ１        上部油室
Ｓ２        下部油室
Ｓａ        エア室
δ１，δ２，δ３，δ４  隙間の長さ
【図１】
2015197153.tif 000003
【図２】
2015197153.tif 000004
【図３】
2015197153.tif 000005
【図４】
2015197153.tif 000006
【図５】
2015197153.tif 000007
【図６】
2015197153.tif 000008
【図７】
2015197153.tif 000009
【図８】
2015197153.tif 000010
【図９】
2015197153.tif 000011
【図１０】
2015197153.tif 000012
【図１１】
2015197153.tif 000013
【図１２】
2015197153.tif 000014