(57)【要約】【課題】ピストンのストローク位置に依存して減衰力を変える油圧緩衝器において、フリーピストンによって区画される気体室をシリンダ内の油室と軸方向に並んで収めることと、基本長を短くすることを両立する。【解決手段】油圧緩衝器１において、シリンダ２０の内側に摺動自由に収装したピストン３０と、シリンダ２０内にピストン３０の両面にそれぞれ区画されたピストンロッド側油室２及び反ピストンロッド側油室３と、シリンダ２０の外側に同軸的に配置され、シリンダ２０より大径でかつ長いアウターシェル１０と、シリンダ２０とアウターシェル１０の間に形成され、シリンダ２０のピストンストローク方向の異なる位置に設けた第一、第二連通孔２１，２２を介してピストンロッド側油室２及び反ピストンロッド側油室３とのみ連通するバイパス通路４と、シリンダ２０の端部より延びるアウターシェル１０の延長部１７に摺動自由に配置したフリーピストン５０と、フリーピストン５０の両面にそれぞれ区画された、反ピストンロッド側油室３とのみ連通する油溜室５及びガスを封入した気体室６とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの内側に摺動自由に収装したピストンと、
前記ピストンに連結したピストンロッドと、
前記シリンダ内にピストンの両面にそれぞれ区画されたピストンロッド側油室及び反ピストンロッド側油室と、
前記シリンダの外側に同軸的に配置され、前記シリンダより大径でかつ長いアウターシェルと、
前記シリンダと前記アウターシェルの間に形成され、前記シリンダのピストンストローク方向の異なる位置に設けた複数の連通孔を介して前記ピストンロッド側油室及び反ピストンロッド側油室とのみ連通するバイパス通路と、
前記シリンダの端部より延びる前記アウターシェルの延長部に摺動自由に配置したフリーピストンと、
前記フリーピストンの両面にそれぞれ区画された、前記反ピストンロッド側油室とのみ連通する油溜室及びガスを封入した気体室と、
を備えたことを特徴とする油圧緩衝器。
【請求項２】
前記シリンダの端部に設けられ、前記反ピストンロッド側油室と油溜室とを区画するベースバルブを備えた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】
前記ベースバルブには前記反ピストンロッド側油室から前記油溜室に流れ出る作動油の流れに抵抗を付与する圧側減衰弁が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の油圧緩衝器。
【請求項４】
前記シリンダの端部を前記アウターシェルに対して支持するサポート筒を備え、
前記サポート筒と前記シリンダの間に前記ベースバルブを挟んで支持したことを特徴とする請求項２または３に記載の油圧緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の油圧緩衝器に関し、特に、自動二輪車におけるリアクッションユニットとして用いられる油圧緩衝器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧緩衝器の減衰力をピストンのストローク位置に依存して減衰力を変えるものは、すでに知られている。
【０００３】
従来、この種の油圧緩衝器として、特許文献１に開示されたものは、ピストンのストローク位置に応じて通路断面積が変化するバイパス通路をシリンダの外側に画成するアウターシェルを備える。
【０００４】
この油圧緩衝器は、シリンダの内側に摺動自由に配置したフリーピストンを備え、このフリーピストンによって画成される気体室が本体内に設けられる構造のため、気体室を別体のタンク等に設ける必要がなく、構造の簡素化がはかれられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１４５８７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の油圧緩衝器にあっては、気体室とシリンダ内の油室がフリーピストンを挟んで軸方向に並ぶ構造のため、基本長が長くなり、車両に搭載するのに必要なスペースが大きくなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ピストンのストローク位置に依存して減衰力を変える油圧緩衝器において、フリーピストンによって区画される気体室をシリンダ内の油室と軸方向に並んで収めることと、基本長を短くすることを両立することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、油圧緩衝器において、シリンダの内側に摺動自由に収装したピストンと、ピストンに連結したピストンロッドと、シリンダ内にピストンの両面にそれぞれ区画されたピストンロッド側油室及び反ピストンロッド側油室と、シリンダの外側に同軸的に配置され、シリンダより大径でかつ長いアウターシェルと、シリンダとアウターシェルの間に形成され、シリンダのピストンストローク方向の異なる位置に設けた複数の連通孔を介してピストンロッド側油室及び反ピストンロッド側油室とのみ連通するバイパス通路と、シリンダの端部より延びるアウターシェルの延長部に摺動自由に配置したフリーピストンと、フリーピストンの両面にそれぞれ区画された、反ピストンロッド側油室とのみ連通する油溜室及びガスを封入した気体室とを備えことを特徴とするものとした。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、シリンダの端部に設けられ、反ピストンロッド側油室と油溜室とを区画するベースバルブを備えたことを特徴とするものとした。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、ベースバルブには反ピストンロッド側油室から油溜室に流れ出る作動油の流れに抵抗を付与する圧側減衰弁が設けられたことを特徴とするものとした。
【００１１】
第４の発明は、第２または第３の発明において、シリンダの端部をアウターシェルに対して支持するサポート筒を備え、このサポート筒とシリンダの間にベースバルブを挟んで支持したことを特徴とするものとした。
【００１２】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、油圧緩衝器は気体室がアウターシェル内に設けられる構造のため、気体室を別体のタンク等に設ける必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
【００１３】
そして、アウターシェルの延長部内にフリーピストンを収める構造としたため、フリーピストンの外径をピストンの外径より大きくすることが可能となる。すなわち、延長部の内径がシリンダの内径より大きい分だけ、気体室の断面積はシリンダ内の断面積より大きくなる。このため、油圧緩衝器は、シリンダ内にフリーピストンを収める従来構造に比べてその基本長が短縮され、車両に搭載するのに必要なスペースが小さくて済む。
【００１４】
第２の発明によると、シリンダの端部に設けられたベースバルブにより、反ピストンロッド側油室の圧力を制御することが可能となり、キャビテーションが発生することを防止できる。
【００１５】
第３の発明によると、ベースバルブに設けられる圧側減衰弁が反ピストンロッド側油室から油溜室に流出するオイルの流れに抵抗を付与することにより、反ピストンロッド側油室の圧力を高められる。このため、油圧緩衝器が急速に収縮する作動時、拡大するピストンロッド側油室に反ピストンロッド側油室からオイルを流入させ、ピストンロッド側油室の圧力が低下しすぎることを抑えられ、キャビテーションが発生することを防止できる。これにより、気体室の圧力を低く設定して、通常時のピストンロッドに働く反力を小さくすることが可能となり、車両の乗り心地を改善できる。
【００１６】
第４の発明によると、サポート筒によってシリンダ及びベースバルブの位置決めが行われ、構造の簡素化がはかれる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示す油圧緩衝器１は例えば自動二輪車のリアクッションユニットとして設けられ、車輪が車体に対して昇降するのに伴って伸縮作動し、車輪の振動を減衰する。
【００１９】
油圧緩衝器１は上下のアイブラケット３２，１１を備える。このアイブラケット３２，１１が車体と車輪側にそれぞれ連結される。なお、油圧緩衝器１が車両に搭載される姿勢は、図示したものに限らない。
【００２０】
油圧緩衝器１は、シリンダ２０の内側に摺動自由に収装したピストン３０と、シリンダ２０内にピストン３０の両面にそれぞれ区画されたピストンロッド側油室２及び反ピストンロッド側油室３と、シリンダ２０の外側に同軸的に配置され、シリンダ２０より大径でかつ長いアウターシェル１０と、シリンダ２０とアウターシェル１０の間に形成され、シリンダ２０のピストンストローク方向の異なる位置に設けた第一、第二連通孔２１，２２を介してピストンロッド側油室２及び反ピストンロッド側油室３とのみ連通するバイパス通路４とを備える。油圧緩衝器１はバイパス通路４におけるオイルの流れがピストンのストローク位置に応じて絞られることにより、ピストンのストローク位置に依存して減衰力を変える。
【００２１】
そして本発明の要旨とするところであるが、油圧緩衝器１は、シリンダ２０の端部より延びるアウターシェル１０の延長部１７に摺動自由に配置したフリーピストン５０と、フリーピストン５０の両面にそれぞれ区画された、反ピストンロッド側油室３とのみ連通する油溜室５及びガスを封入した気体室６とを備える。これにより、油圧緩衝器１はその基本長を短くすることと、気体室６をシリンダ２０内の反ピストンロッド側油室３と軸方向に並んで本体内に収めることを両立する。
【００２２】
シリンダ２０の下端にベースバルブ４０が取り付けられる。このベースバルブ４０によって反ピストンロッド側油室３と油溜室５に区画される。この油溜室５はベースバルブ４０とフリーピストン５０の間に画成される。
【００２３】
円筒形のアウターシェル１０は延長部１７の下端が底部１４によって閉じられる。アウターシェル１０の下端部にはアイブラケット１１が一体形成される。
【００２４】
アウターシェル１０及びシリンダ２０の上端はシールケース６０によって塞がれる。ピストンロッド３１はシールケース６０を貫通し、その上端部にアイブラケット３２が形成される。シールケース６０にはオイルシール６１とダストシール６２が設けられ、ピストンロッド３１の貫通部位からオイルが漏れないように、シールしている。
【００２５】
円筒形のシリンダ２０はアウターシェル１０の内側に同軸的に配置される。シリンダ２０の上端部はシールケース６０によってアウターシェル１０に支持される。シリンダ２０の下端部はサポート筒７０によってアウターシェル１０に支持される。
【００２６】
円筒形のサポート筒７０はその外周面から環状に突出する外周フランジ部７１を有する。一方、アウターシェル１０の内壁１３には環状の段部１２が形成される。この段部１２にサポート筒７０の外周フランジ部７１が当接し、アウターシェル１０に対するサポート筒７０の位置決めが行われる。
【００２７】
シリンダ２０はその下端部がサポート筒７０の内周面に挿入される。サポート筒７０はその内周面から環状に突出する内周フランジ部７２を有する。一方、円盤形のベースバルブ４０はその外周部から環状に突出するフランジ部４１を有する。直円筒形のシリンダ２０はシールケース６０とベースバルブ４０のフランジ部４１の間に挟まれることによって軸方向に支持される。
【００２８】
ベースバルブ４０はそのフランジ部４１がシリンダ２０の下端とサポート筒７０の内周フランジ部７２の間に挟まれることによって軸方向に支持される。
【００２９】
こうしてサポート筒７０がアウターシェル１０に対してシリンダ２０及びベースバルブ４０の位置決めを行うことにより、構造の簡素化がはかれる。
【００３０】
ベースバルブ４０の上部には凹部４９が形成される。これにより、油圧緩衝器１が最収縮したときに、ピストン３０及びピストンロッド３１等がベースバルブ４０等に干渉しないようになっている。
【００３１】
ピストン３０を軸方向に貫通するポート３３，３４が設けられる。一方のポート３３は圧側減衰弁３５によって開閉され、他方のポート３４は伸側減衰弁３６によって開閉される。ピストンロッド３１が押し込まれる方向にピストン３０が移動するときに、圧側減衰弁３５が開き、反ピストンロッド側油室３からピストンロッド側油室２へのオイルの流れを許容する。これとは反対に、ピストンロッド３１が伸び出す方向にピストン３０が移動するときに、伸側減衰弁３６が開き、ピストンロッド側油室２から反ピストンロッド側油室３へのオイルの流れを許容する。なお、圧側減衰弁３５は伸側減衰弁３６より絞り抵抗を大きく設定してある。
【００３２】
ベースバルブ４０を軸方向に貫通してポート４３，４４が設けられる。一方のポート４３は圧側減衰弁４５によって開閉され、他方のポート４４は伸側減衰弁４６によって開閉される。ピストンロッド３１が押し込まれる方向にピストン３０が移動するときには、圧側減衰弁４５が開き、反ピストンロッド側油室３から油溜室５へのオイルの流れを許容する。これとは反対に、ピストンロッド３１が伸び出す方向にピストン３０が移動するときには、伸側減衰弁４６が開き、油溜室５から反ピストンロッド側油室３へのオイルの流れを許容する。なお、圧側減衰弁４５は伸側減衰弁４６より絞り抵抗を大きく設定してある。
【００３３】
バイパス通路４はシリンダ２０とアウターシェル１０の間に設けられる。バイパス通路４の上端はシールケース６０によって塞がれる。バイパス通路４の下端はサポート筒７０によって塞がれる。バイパス通路４の断面積はサポート筒７０の外周フランジ部７１が形成される部位の断面積によって決まる。
【００３４】
シリンダ２０の途中に第一、第二連通孔２１，２２が形成される。第一、第二連通孔２１，２２はピストン３０のストローク位置に応じてバイパス通路４をピストンロッド側油室２または反ピストンロッド側油室３と連通する。
【００３５】
アウターシェル１０は環状の段部１２の上部より下部の肉厚が大きくなり、その下端部にアイブラケット１１が一体形成される構造により、その剛性が確保されている。
【００３６】
円盤形のフリーピストン５０はアウターシェル１０の延長部１７の内壁１３に摺動自由に介装される。フリーピストン５０の外周にはオイルシール５１が設けられ、アウターシェル１０に対する摺接部位から気体室６側へオイルが漏れないように、シールしている。
【００３７】
フリーピストン５０が摺接する延長部１７の内径Ｄ１はシリンダ２０の内径Ｄ２より大きく形成される。つまり、油溜室５及び気体室６の断面積は、ピストンロッド側油室２及び反ピストンロッド側油室３の断面積に比べて、シリンダ２０及びサポート筒７０の断面積分だけ大きく形成される。
【００３８】
フリーピストン５０の上部には凹部５２が形成される。これにより、油圧緩衝器１が最収縮したときにベースバルブ４０等がフリーピストン５０に干渉しないようになっている。
【００３９】
アウターシェル１０にはガス封入口１５が設けられる。図示しない加圧ガス源から送られる窒素ガスがこのガス封入口１５から気体室６に充填され、封止される。
【００４０】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００４１】
油圧緩衝器１が伸張する作動時、ピストン３０がシリンダ２０を上方に移動し、圧縮されるピストンロッド側油室２のオイルが拡大する反ピストンロッド側油室３に流入する。ピストン３０が第一、第二連通孔２１，２２の間に位置する中間位置では、バイパス通路４が開通し、オイルがバイパス通路４及びピストン３０の伸側減衰弁３６を通って流れる。これに対し、ピストン３０が中間位置を超えて上方に移動するのに伴い、第一連通孔２１がピストン３０によって閉じられ、バイパス通路４におけるオイルの流れが遮断される。
【００４２】
上記油圧緩衝器１が伸張する作動時、シリンダ２０から抜け出るピストンロッド３１の体積に相当する量のオイルが油溜室５からベースバルブ４０の伸側減衰弁４６を通って反ピストンロッド側油室３に流入する。
【００４３】
油圧緩衝器１が収縮する作動時、ピストン３０がシリンダ２０を下方に移動し、圧縮される反ピストンロッド側油室３のオイルが拡大するピストンロッド側油室２に流入する。ピストン３０が第一、第二連通孔２１，２２の間に位置する中間位置では、バイパス通路４が開通し、オイルがバイパス通路４及びピストン３０の圧側減衰弁３５を通って流れる。これに対し、ピストン３０が中間位置を超えて上方に移動するのに伴い、第二連通孔２２がピストン３０によって閉じられ、バイパス通路４におけるオイルの流れが遮断される。
【００４４】
上記油圧緩衝器１が収縮する作動時、シリンダ２０に入るピストンロッド３１の体積に相当する量のオイルが反ピストンロッド側油室３からベースバルブ４０の圧側減衰弁４５を通って油溜室５に流入する。
【００４５】
このようにして、油圧緩衝器１は中間位置で伸縮する作動時にバイパス通路４が開通して伸側減衰弁３６または圧側減衰弁３５で発生させられる減衰力が低く抑えられる。これに対し、中間位置を超えて伸縮する作動時にバイパス通路４が遮断されて伸側減衰弁３６または圧側減衰弁３５で発生させられる減衰力が高められる。
【００４６】
油圧緩衝器１は油溜室５及び気体室６がアウターシェル１０内に設けられる構造のため、気体室を別体のタンク等に設ける必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
【００４７】
しかし、油圧緩衝器１は気体室６がピストンロッド側油室２及び反ピストンロッド側油室３と軸方向に並んで設けられる構造のため、気体室が別体のタンク内に設けられる構造に比べて基本長が増大する。
【００４８】
これに対処して本発明は、アウターシェル１０の延長部１７内にフリーピストン５０を収める構造としたため、フリーピストン５０の外径Ｄ１をピストン３０の外径Ｄ２より大きくすることが可能となる。すなわち、延長部１７の内径Ｄ１がシリンダ２０の内径Ｄ２より大きい分だけ、油溜室５及び気体室６の断面積はシリンダ２０内の断面積より大きくなる。このため、油圧緩衝器１は、シリンダ内にフリーピストンを収める従来構造に比べてその基本長が短縮され、車両に搭載するのに必要なスペースが小さくて済む。
【００４９】
油圧緩衝器１が急速に収縮する作動時、拡大するピストンロッド側油室２の圧力が低下しすぎると、キャビテーションが発生する可能性がある。このキャビテーションを防止するためには、気体室６に充填されるガス圧力を高めることが考えられる。しかし、気体室６の圧力を高めると、通常時にピストンロッド３１に働く反力が相対的に大きくなって車両の乗り心地が悪化する。
【００５０】
これに対処して本発明は、ベースバルブ４０に設けられる圧側減衰弁４５が反ピストンロッド側油室３から油溜室５に流出するオイルの流れに抵抗を付与することにより、反ピストンロッド側油室３の圧力を高められる。このため、油圧緩衝器１が急速に収縮する作動時、拡大するピストンロッド側油室２に反ピストンロッド側油室３からオイルを流入させ、ピストンロッド側油室２の圧力が低下しすぎることを抑えられ、キャビテーションが発生することを防止できる。これにより、気体室６の圧力を低く設定して、通常時のピストンロッド３１に働く反力を小さくすることが可能となり、車両の乗り心地を改善できる。
【００５１】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す油圧緩衝器の断面図。
【符号の説明】
１  油圧緩衝器
２  ピストンロッド側油室
３  反ピストンロッド側油室
４  バイパス通路
５  油溜室
６  気体室
１０  アウターシェル
１４  底部
１７  延長部
２０  シリンダ
３０  ピストン
３１  ピストンロッド
４０  ベースバルブ
５０  フリーピストン
７０  サポート筒
【図１】
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