JP3865271B2 - Hydraulic shock absorber - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
この発明は、自動二輪車,自動四輪車等の車体と車軸との間に介装される懸架装置の使用に適する油圧緩衝器に関し、特に作動油室と、この作動油室の油面に接触する空気,ガス等からなる気体室を備えた気液混合型単筒式油圧緩衝器に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種、油圧緩衝器は一般にシリンダ内にピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダ内に上部作動油室と下部作動油室とを区画し、又シリンダ内には上部作動油室の油面と接触する空気又はガスからなる気体室を備え、更にピストンには上下部二つの油室を連通する伸側ポートと圧側ポートとを設け、各ポートの出口端には伸側減衰バルブと圧側減衰バルブとをそれぞれ開閉自在に設けている。
【0003】
上記の油圧緩衝器にあっては、伸縮動作に伴いピストンに設けた減衰バルブを通して一方の作動油室から他方の作動油室へと作動油を流し、当該減衰バルブを通るときの作動油の流動抵抗で伸縮速度に応じた所定の減衰力を発生する。そのため、油圧緩衝器の伸縮作動時において減衰力発生媒体である作動油中に気泡が含まれると、当該気泡が先に圧縮されてからその後に作動油がピストンの減衰バルブを通して他方の作動油室へと流れ始める。これにより、油圧緩衝器の伸縮作動時における初期減衰力の立ち上がりに遅れが生じ、前記遅れによって減衰性能が低下してしまう事から作動油中への気泡の混入を防ぐ必要がある。
【0004】
しかして、作動油とガス室を区画する移動壁を有しない気液混合型の単筒式油圧緩衝器にあっては、ガスの密閉性を安定して確保するため、ピストンロッドを下方に向けて倒立状態で使用されるのが一般的である。そのために、ピストンロッドの退出及び侵入によるシリンダ内の容積変化を補償するための気体室たるガス室は、シリンダ内における上部作動油室の作動油の自由表面に接して設けられる事となる。
【0005】
このことから、油圧緩衝器の伸長作動時において、下部作動油室内の作動油がピストンの伸側減衰バルブで絞られながら噴流となって上部作動油室へと噴き上げ、当該上部作動油室から上方のガス室へと向かって噴き上げられる事から作動油中にガス室内のガスが巻き込まれる事になる。
【0006】
その結果、油圧緩衝器の伸側及び圧側減衰特性の立ち上がりに応答遅れが生じてそれらの初期減衰特性がダレてしまったり、作動油中へのガスの混入状態の進展によっては、減衰特性そのものが低下して車両の振動を充分に吸収し得ない事になる。
【0007】
そこで、この種の型式の油圧緩衝器において、作動油中へのガスの侵入を防止する為の手段として、例えば、米国特許第2823915号明細書に記載されたものが既に提案されている。
【0008】
即ち、この技術は上部作動油室における作動油面の近くに多数の油孔をもっ目板状の隔壁盤を作動油内へと沈めて固定し、当該隔壁盤によってシリンダの上端内部を上部作動油室へと通じる貯油室と上方のガス室とにしている。
【0009】
そして、油圧緩衝器の伸長動作時に伴う作動油の流れを遮蔽して噴流の勢いを和らげて噴流による気泡の巻き込みを防ぐと共に、作動油中にガス室内のガスが巻き込まれて混入したとしても、このガスを巻き込んだ作動油が隔壁盤の底部の油孔を通じて上部作動油室に戻るときにこれら油孔の流動抵抗を利用して作動油中にまきこまれたガスの分離を促進し、上部作動油室の作動油中へガス室内のガスが混入するのを防止するようにしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したような油孔を持つ目板状の隔壁盤を用いて噴流の勢いをそいだり、作動油中のガスの分離を促進するガス混入防止手段は、以下に述べるような相反する矛盾した二面性を持つ。何となれば、噴流の勢いをそいだり、作動油中に混入しているガスの分離を充分に行う為には、目板状に形成した隔壁盤の油孔の通孔面積を極力小さくして流動抵抗を大きくしてやる必要がある。
【0011】
その反面、上記のようにすると、伸張作動時のピストンロッドの退出に伴って隔壁盤の上方にある貯油室内の作動油が上部作動油室に戻るときに、当該油孔の流動抵抗が邪魔になって作動油の戻りに時間的な遅れを生じ、この遅れが上部作動油室に真空部分をつくり、ガス室内のガスを吸引してガスと作動油の混合体を生じさせる。
【0012】
この混合体のガス部分は次の圧縮動作への移行時の初期に作動油で圧縮され埋められ、その後にピストンの圧縮減衰バルブを通して上部作動油室の作動油を下部作動油室へと押し出しつつ油圧緩衝器が通常の圧縮動作に入る事になる。そめために油圧緩衝器の圧縮作動時における圧側減衰力の立ち上がりに遅れを生じて減衰作用を低下させる。
【0013】
しかも、上記のようにして油圧緩衝器が通常の圧縮動作に入った後は、ピストンロッドの侵入に伴い下部作動油室に入りきらない作動油が油孔を通してガス室を圧縮しつつ、隔壁盤の上方にある貯油室へと流入しようとする。この時、遮蔽盤の油孔による流動抵抗が大きければ大きいほど貯油室への作動油の流入が妨げられ、上部作動油室の作動油圧力が異常に高くなって油圧緩衝器としての働きを阻害する事になる。
【0014】
更に、貯油室への流入動作以上に、貯油室に流入した作動油が次の伸長動作時にガスの作用圧力で上部作動油室に戻る時には、ガス圧よりも遮蔽盤の油孔の流動抵抗圧が大きいと上部作動油室への流入が妨げられ、貯油室に作動油が残って上部作動油室の作動油量が減少して、次の圧縮動作では減衰力が発生出来なくなって油圧緩衝器としての働きを失う事にもなり得る。
【0015】
以上の事から、噴流の抑制,ガスの分離作用だけを考慮して隔壁盤における油孔の通孔面積を決めてやる事が出来ず、ピストンロッドの退出及び侵入に伴うガス室の膨張及び圧縮の追従性をも考慮してある程度の大きさに決めざるを得ないことになる。
【0016】
その結果、隔壁盤の油孔による噴流の抑制,ガスの分離作用が犠牲になって、作動油中へのガスの混入防止及び作動油中からのガスの分離を充分に行い得ない事になる。
【0017】
従って、この発明の目的はピストンロッドの退出及び侵入に伴うガス室の膨張及び圧縮の追従性を損なう事のない様に、伸長動作時の作動油の噴き上げを抑えて、作動油中へのガス室内のガス巻き込みを防止する事の出来る気液混合型の単筒式油圧緩衝器を提供する事である。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、シリンダ内にピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダ内に上部作動油室と下部作動油室とを区画し、又シリンダ内には上記上部作動油室の油面と接触する気体室を設け、上記ピストンには上部作動油室と下部作動油室とを連通する伸側ポートと圧側ポートとを設け、伸側ポートの出口端には伸側減衰バルブを開閉自在に設け、同じく圧側ポートの出口端には圧側減衰バルブを開閉自在に設けている油圧緩衝器に於て、上記伸側減衰バルブの上方に当該伸側減衰バルブを通過した噴流を抑制する噴流抑制機構を設け、当該噴流抑制機構が上部支持盤と、上部支持盤より小径な下部支持盤と、上部支持盤と下部支持盤との間に挟持され且つこれらの上部支持盤と下部支持盤の外端を支点にして外周側が上下に撓み得る遮蔽盤と、上記遮蔽盤の外周とシリンダ内周との間に形成されて流路抵抗を発生させる環状の隙間とで構成されていることを特徴とするものである。
【0019】
この場合、遮蔽板には上部支持盤で閉塞される位置に通孔が円周方向に沿って隔設されているのが好ましい。
【0020】
同じく、下部支持盤が伸側減衰バルブを支える間座と同一直径又はそれより小さく成形されているのが好ましい。
【0021】
あるいは、下部支持盤が伸側減衰バルブを支える間座を兼ねていてもよい。
【0022】
上記の手段によれば、油圧緩衝器の伸長動作時に下部作動油室からピストンの伸ポートを通して上部作動油室へと押し出される作動油は、当該ピストンを塞ぐ伸側減衰バルブを押し広げて通るときの流動抵抗で絞られながら伸側減衰力を発生しつつ噴流となって上部作動油室側へ流入する。
【0023】
そして、作動油の流れはシリンダと遮蔽盤の隙間を通って、上部作動油室の上方に流入しようとする。このため、上部作動油室に流入する作動油はシリンダと遮蔽盤の隙間関係により、流路抵抗を発生する事になる。更に、作動油がシリンダ壁に沿って流れる事にもなる。
【0024】
これにより、噴流となって上部作動油室上方に流入して来る作動油は遮蔽され、前記流路抵抗等によって噴流の流れを集合させ、流れ方向を一定にし、且つ、均一化して上部作動油室上方に流れ込ませ、更に、シリンダ壁面との摩擦で流速が低減されて、油面からの突出を無くして、作動油中へとガス室のガスが巻き込むのを防ぐ。
【0025】
しかも、ピストンの作動速度が上昇して、上記作動油の流れ込み量が増加しても遮蔽盤が上方側支持盤の外径を支点として上方作動油室側に撓み、過度の流路抵抗増大を抑えて緩衝器としての作動を確保すると共に、噴流を適度の流速で上部作動油室の上方に流入させ得る事が出来て、作動油中へのガスの巻き込みを安定して防ぐ事が可能となる。更に、減衰力発生時の圧力状態は伸側減衰バルブ部,遮蔽盤部と逐次減圧されるので、作動油中からのガスの発生も防止出来る。
【0026】
それに対して、油圧緩衝器の圧縮動作時にあっては、上記伸長動作時とは逆に上部作動油室の作動油をピストンがガス室側に押し上げつつ、圧側ポートを通って下方作動油室に作動油を流入させる事となる。
【0027】
上部作動油室の作動油量は伸長時と比較して多量であり、更に、油面に対して全断面的に押し上げるだけであるので、作動油自身が等価的に隔壁となり得て油面が安定し、ガス室のガス圧が均等に作用して、上部作動油室から圧ポートを塞ぐ圧側減衰バルブを押し開いて圧側減衰力を発生しつつ下部作動油室に作動油を押し出す。
【0028】
遮蔽盤は下方の支持盤の小さい外径を支点としてピストン側に大きく撓み、上部作動油室から圧側ポートへの流入抵抗を小さくし、流入を容易にして遮蔽盤上方の上部作動油室内に作動油の滞留を防止すると共に、油面の安定化を図る。尚、下部作動油室は作動油で充満されており、しかも、上部及び下部作動油室にはガス室のガス圧が作用して、作動油中からのガスの分離を抑制する事になるので何等の異常も発生する事はない。
【0029】
かくして、作動油中へとガス室のガスが巻き込まれたり、或いは、ガスが発生するのを阻止して、油圧緩衝器の作動油にガスが混入するのを未然に防止する事になる。又、遮蔽盤上方の上部作動油室内に作動油の滞留も発生しないので、ガス室の膨張及び圧縮追従性を損なう事もない。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図にもとづいて説明する。
【0031】
図1,図2及び図3は本発明の一実施の形態を示す。
【0032】
この油圧緩衝器は、一般の油圧緩衝器と同じくシリンダ2内にピストン3を介してピストンロッド5が移動自在に挿入され、ピストン3はシリンダ2内に上部作動油室Bと下部作動油室Aとを区画し、又シリンダ2内には上記上部作動油室Bの油面Pと接触する空気室又はガス室Gからなる気体室を設け、上記ピストン3には上部作動油室Bと下部作動油室Aとを連通する伸側ポート20と圧側ポート21とを設け、伸側ポート20の出口端には伸側減衰バルブ10を開閉自在に設け、同じく圧側ポート21の出口端には圧側減衰バルブ11を開閉自在に設けているものである。
【0033】
そして本発明では、更に、上記伸側減衰バルブ10の上方に上部支持盤14と、この上部支持盤14より小径な下部支持盤15とで挾持され且つ外周端が上下に撓み可能な遮蔽盤13を配設し、当該遮蔽盤13の外周とシリンダ内周との間に環状の隙間13bを形成したことを特徴とする。
【0034】
上記の遮蔽板13には上部支持盤14で閉塞される位置に通孔13aが円周方向に沿って隔設されている。以下、更に詳しく述べる。
【0035】
図1は、この発明を自動二輪車の後輪用サスペンション装置に使用する気液混合型の単筒式油圧緩衝器1に適用した例を示すもので、当該油圧緩衝器1は図示したようにピストンロッド5を下方に向けて倒立状態で使用される。
【0036】
上記油圧緩衝器1は密閉筒体で構成したシリンダ2と当該シリンダ2内に摺動自在に挿入したピストン3、及びピストン3からシリンダ2の下端密閉部材4を貫通して下方へと延びるピストンロッド5、並びに、シリンダ2とピストンロッド5の間に亙って介装した懸架用スプリング6とを有する。シリンダ2の上端とピストンロッド5の突出端には、それぞれ取付ブラケット7,8が設けてあり、油圧緩衝器1は、これら取付ブラケット7,8を介して自動二輪車の車体とリヤフォークとの間に装着される。
【0037】
上記シリンダ2の上端内部には、上記作動油室Bの作動油面を自由表面として上方にピストンロッド5の侵入及び退出体積分を補償するガス室Gたる空間部分が形成される。また、ピストン3はピストンロッド5の上端に嵌挿した状態でピストンナット9により固定してあり、当該ピストン3でシリンダ2の内部を下部作動油室Aと上部作動油室Bとに区画すると共にピストン3の両端面には公知の伸側減衰バルブ10と圧側減衰バルブ11が設けてあり、これら伸側及び圧側減衰バルブ10,11と対応するポート20,21を通して下部作動油室Aと上部作動油室Bを互いに連通している。尚、図示しないがピストン3の減衰バルブシート部は扇状の部分シート形状である。
【0038】
更に、伸側減衰バルブ10の上方に隣接してこの発明の特徴部分を形作る作動油への噴流抑制機構12がピストンナット9でピストンロッド先端に結合配置してある。この実施の形態では、上記した噴流抑制機構12は、図2に示す詳細図から分るように、伸側減衰バルブ10の外方に設けられる遮蔽盤13と支持盤14,15で構成される。遮蔽盤13は可撓性を有する薄板円盤で、盤上中央部に複数の通孔13aを有し、シリンダ2内径との間に小さい環状隙間13bを形成する。支持盤14,15は円盤で遮蔽盤13を挾む構造で、一方側たる支持盤14は遮蔽盤13の上方に配置されて遮蔽盤13の通孔13aを閉塞し、他方側たる支持盤15は伸側減衰バルブ側に配置される。
【0039】
次に上記した気液混合型の単筒式油圧緩衝器1の作用を基本的な緩衝作用と併せて説明する。
【0040】
油圧緩衝器1の伸長動作時には、ピストン3が下部作動油室Aを圧縮する。当該下部作動油室A内の作動油はピストン3の伸側ポート20を介し、伸側減衰バルブ10を押し開いて、上部作動油室Bへと流入する。
【0041】
当該伸側減衰バルブ10で伸長速度に応じた伸側減衰力を発生する。このとき、伸側減衰バルブ10を押し開く流路面積は極めて微少であり、又、前述の如くバルブシート形状が全周で無く部分シートであるため、特定の狭い部分から開放されるように噴流となって上部作動油室Bへと流入する。
【0042】
そして、この噴流は、その時の油圧緩衝器1の伸長速度が速ければ速いほど勢いよく上部作動油室Bへと向って噴き上がり、水平油面を突出してガス室Gに流入しようとする。しかし、この場合においては、伸側減衰バルブ10の後方に伸側減衰バルブ10を通過した噴流を抑制するための噴流抑制機構12が設定してある。
【0043】
そのため、噴流抑制機構12の主要部材である遮蔽盤13が前記噴流を遮蔽して妨げると共に、環状の隙間13bを油通路として流路抵抗を発生させながら、シリンダ2の内壁に沿って上部作動油室Bの上方へと作動油を流入させる。前記流路抵抗は環状隙間流れで有るため、内外周に摺動壁を有する事、更に遮蔽盤の移動方向(ピストンと同一で下方に移動)と作動油の流れる方向(下部から上部作動油室で上方に流動)が相反するので、通常の同一面積の孔に比較して抵抗が大きくなる特徴がある
つまり、抵抗値の割に流路面積は大きく取る事が可能となる。従って、環状の隙間13bを流れる時に噴流の流れを集合させ、流れ方向を一定にして、均一な流れに整え、且つ、流速を低くする事が出来ると言う作用効果が生じる。
【0044】
更に、前記作動油の流れは環状の隙間13bを通過後もシリンダ2の壁面に沿う事となるので、シリンダ2との摩擦抵抗が継続する事となり、更に流入流速を下げる作用効果が生じる。
【0045】
しかも、油圧緩衝器1の作動速度が上昇して、上記作動油の流れ込み量が増加しても遮蔽盤13が上部支持盤14の外端を支点として上部作動油室B側に撓み、過度の流路抵抗増大を抑えて、油圧緩衝器1としての作動を確保すると共に、噴流を適度の流速で上部作動油室Bに流入させ得る事が可能となる。
【0046】
かくして、上部作動油室Bに流入した作動油は自由油面を突出する事が無くなり、作動油中へのガスの巻き込みを安定して防ぐ事が可能となる。更に、減衰力発生時の圧力状態は伸側減衰バルブ10部、遮蔽盤13部と逐次減圧されるので、伸側減衰バルブ10部分でのキャビテーションが防止出来て作動油中からのガスの発生やキャビテーションに起因する他障害も防止出来る。
【0047】
それに対して、油圧緩衝器1の圧縮動作時にあっては、上記伸長動作時とは逆に上部作動油室Bの作動油をピストン3がガス室G側に押し上げつつ、圧側ポート21を通って下部作動油室Aに作動油を流入させる事となる。
【0048】
上部作動油室Bの作動油室は伸側時と比較して多量であり、更に、自由油面に対して全断面的に押し上げるだけであるので、作動油自身が等価的に隔壁となり得て油面が安定し、ガス室Gのガス圧が均等に作用して、上部作動油室Bから圧側ポート21を塞ぐ圧側減衰バルブ11を押し開いて圧側減衰力を発生しつつ下部作動油室Aに作動油を押し出す。
【0049】
尚、遮蔽盤13は下方の支持盤15の外径を支点としてピストン側に撓み、上方側支持盤14で閉塞された通孔13aが開かれて上部作動油室Bから圧側ポート21への流入抵抗を小さくし、流入を容易にして遮蔽盤13上方の上部作動油室B内に作動油の滞留を防止すると共に、自由油面の安定化を図る事が出来る。
【0050】
このときの下部作動油室Aは作動油で充満されており、しかも、上部作動油室B及び下部作動油室Aにはガス室Gのガス圧力が作用して、作動油中からのガスの分離を抑制する事になるので何等の異常も発生する事はない。
【0051】
かくして、自由油面が安定した状態で上部作動油室Bの作動油は下部作動油室Aに流入が可能となり、作動油中へとガス室Gのガスが巻き込まれたり、或いは、ガスが分離発生するのを阻止し得て、油圧緩衝器1の作動油にガスが混入するのを未然に防止する事になる。又、自由油面が安定して上部作動油室B内に作動油の滞留等の発生も無いので、ガス室Gの膨張及び圧縮の追従性を損なう事や、油圧緩衝器としての働きを阻害する事は無い。
【0052】
尚、上記した実施の形態にあっては、下部支持盤15の外径を間座aの外径と等しくすると共に遮蔽盤13に通孔13aを有する構成としているが、図4,図5に示す他の実施の形態のように、遮蔽盤13の通孔13aを廃止し、支持盤15の外径を間座aの外周より小さくして、遮蔽盤13の上部作動油室Bからピストン3側への撓みを大きくして、伸側ポート20への流入抵抗を小さくする構造であっても良い。この場合、遮蔽盤の強度確保が容易となる。
【0053】
更に、第6図に示す如く、支持盤15は伸側減衰バルブのバルブを支持する間座aと共通利用する構成であってもよい。この場合の作用,効果は図2のものと同じである。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果がある。
【0055】
各請求項の発明によれば、伸側減衰バルブの上方に遮蔽盤を設け、この遮蔽盤の外周とシリンダの内周との間に流路抵抗を発生させる環状の隙間を設けたから、伸長作動時に伸側ポートより伸側減衰バルブを通過した作動油の噴流が遮蔽盤で抑制され、次いで隙間を通って流動抵抗を発生させながら上部作動油室の上方へ流れるため、上部作動油室の油面が急激に気体室に突出せず、作動油中に気体室の空気又はガスが混入するのを防止できる。
前記隙間による流路抵抗は環状隙間流れで有るため、内外周に摺動壁を有する事、更に遮蔽盤の移動方向(ピストンと同一で下方に移動)と作動油の流れる方向(下部から上部作動油室で上方に流動)が相反するので、通常の同一面積の孔に比較して抵抗が大きくなる特徴がある。つまり、抵抗値の割に流路面積は大きく取る事が可能となる。従って、環状の隙間を流れる時に噴流の流れを集合させ、流れ方向を一定にして、均一な流れに整え、且つ、流速を低くする事が出来るという作用効果が生じる。
更に、前記作動油の流れは環状の隙間を通過後もシリンダの内周面に沿う事となるので、シリンダとの摩擦抵抗が継続することとなり、更に流入流速を下げる作用効果が生じる。
更に伸長作動速度が上昇しても遮蔽盤の外周が上部支持盤を支点にして上方に撓み、伸側ポートからの噴流を適度の流速に抑えることができるため、上記と同じく油面が気体室に急激に突出せず、作動油中に気体の混入が防止される。更に減衰力発生時の圧力状態は伸側減衰バルブ部と遮蔽盤部とで逐次減圧されるので作動油中からの気体の発生も防止できる。
【0056】
▲2▼同じく各請求項の発明によれば、圧縮作動時に遮蔽盤の外周が小径の下部支持盤を支点にして大きく撓み得るため、圧側ポートへの流入抵抗を小さくでき、流入を容易にするから、上部作動油室内に作動油の滞留を防止すると共に上部作動油室の油面の安定化が図れ、キャビテーションが防止され且つ作動油中からの気体の分離を抑制できる。
【0057】
▲3▼請求項2の発明によれば、遮蔽盤に通孔が形成されているため、圧縮作動時に、この通孔からも作動油が流れるため、遮蔽盤の外周撓みと共働して作動油の流入抵抗をより小さくでき、より確実にキャビテーションの発生を防止し、作動油中から気体の分離の発生を防止できる。
【0058】
▲4▼請求項3の発明によれば、下部支持盤の外径が小さいため、圧縮作動時に遮蔽盤の外周が大きく撓みやすく、これにより通孔を設けなくても流動抵抗を小さくできる。従って通孔を形成する加工が不要となり、加工性,経済性に有利である。
【0059】
▲5▼請求項4の発明によれば、下部支持盤が間座を兼ねているため、部品点数が少なく,加工性,組付性が向上し、経済性にもすぐれている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る油圧緩衝器の一部縦断正面図である。
【図2】図1のピストン部拡大断面図である。
【図3】図2のA−A線横断平面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態に係る油圧緩衝器のピストン部拡大断面図である。
【図5】図4における遮蔽盤の平面図である。
【図6】本発明の他の実施の形態に係る油圧緩衝器のピストン部拡大断面図である。
【符号の説明】
2 シリンダ
3 ピストン
5 ピストンロッド
10 伸側減衰バルブ
11 圧側減衰バルブ
13 遮蔽盤
13a 通孔
13b 隙間
14 上部支持盤
15 下部支持盤
A 下部作動油室
B 上部作動油室
G 気体室
P 油面
a 間座[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a hydraulic shock absorber that is suitable for use of a suspension device interposed between a vehicle body and an axle of a motorcycle, an automobile, or the like, and in particular, is in contact with a hydraulic oil chamber and an oil level of the hydraulic oil chamber. The present invention relates to a gas-liquid mixed type single cylinder hydraulic shock absorber provided with a gas chamber made of air, gas or the like.
[0002]
[Prior art]
In this type of hydraulic shock absorber, a piston rod is generally movably inserted into a cylinder via a piston, and the piston defines an upper hydraulic oil chamber and a lower hydraulic oil chamber in the cylinder, and an upper operation in the cylinder. It has a gas chamber made of air or gas that comes into contact with the oil level of the oil chamber, and the piston is provided with an extension port and a pressure port that communicate the two upper and lower oil chambers, and at the outlet end of each port the extension side A damping valve and a compression side damping valve are provided so as to be freely opened and closed.
[0003]
In the hydraulic shock absorber described above, the hydraulic fluid flows from one hydraulic fluid chamber to the other hydraulic fluid chamber through the damping valve provided in the piston in accordance with the expansion and contraction operation, and the hydraulic fluid flows through the damping valve. A predetermined damping force corresponding to the expansion / contraction speed is generated by resistance. Therefore, if bubbles are included in the hydraulic oil that is the damping force generation medium during the expansion and contraction operation of the hydraulic shock absorber, the hydraulic oil is compressed first and then the hydraulic oil passes through the piston damping valve to the other hydraulic oil chamber. Begins to flow. As a result, a delay occurs in the rise of the initial damping force during the expansion / contraction operation of the hydraulic shock absorber, and the damping performance deteriorates due to the delay, so it is necessary to prevent air bubbles from being mixed into the hydraulic oil.
[0004]
Therefore, in a gas-liquid mixing type single cylinder hydraulic shock absorber that does not have a moving wall that divides the hydraulic oil and gas chamber, the piston rod should be directed downward to ensure stable gas sealing. In general, it is used in an inverted state. Therefore, the gas chamber that is a gas chamber for compensating for the volume change in the cylinder due to the withdrawal and intrusion of the piston rod is provided in contact with the free surface of the hydraulic fluid in the upper hydraulic fluid chamber in the cylinder.
[0005]
Therefore, during the extension operation of the hydraulic shock absorber, the hydraulic oil in the lower hydraulic oil chamber is jetted into the upper hydraulic oil chamber while being squeezed by the extension side damping valve of the piston, and is moved upward from the upper hydraulic oil chamber. The gas in the gas chamber is entrained in the hydraulic oil because it is sprayed toward the gas chamber.
[0006]
As a result, there is a response delay in the rise of the expansion side and compression side damping characteristics of the hydraulic shock absorber, and the initial damping characteristics sag, or depending on the progress of gas mixing into the hydraulic oil, the damping characteristics themselves may be As a result, the vibration of the vehicle cannot be sufficiently absorbed.
[0007]
Therefore, in this type of hydraulic shock absorber, for example, a device described in US Pat. No. 2,823,915 has already been proposed as means for preventing gas from entering the hydraulic oil.
[0008]
That is, in this technology, a large number of oil holes are located near the hydraulic oil level in the upper hydraulic oil chamber, and a plate-like partition board is submerged and fixed in the hydraulic oil. An oil storage chamber leading to the oil chamber and an upper gas chamber are provided.
[0009]
And even if the gas in the gas chamber is trapped and mixed in the hydraulic oil while shielding the flow of the hydraulic oil accompanying the extension operation of the hydraulic shock absorber and reducing the momentum of the jet to prevent entrainment of bubbles due to the jet, When the hydraulic oil entrained with this gas returns to the upper hydraulic oil chamber through the oil hole at the bottom of the partition board, the flow resistance of these oil holes is used to promote the separation of the gas trapped in the hydraulic oil, The gas in the gas chamber is prevented from being mixed into the hydraulic oil in the oil chamber.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the gas mixture prevention means that stimulates the flow of jets and promotes the separation of the gas in the hydraulic oil using the plate-shaped partition board having the oil holes as described above is a contradictory contradiction as described below. It has a duality. In order to reduce the momentum of the jet and to sufficiently separate the gas mixed in the hydraulic oil, the area of the oil holes in the partition board formed in the shape of a plate is made as small as possible. It is necessary to increase the flow resistance.
[0011]
On the other hand, as described above, when the hydraulic oil in the oil storage chamber above the partition wall returns to the upper hydraulic oil chamber as the piston rod retracts during the extension operation, the flow resistance of the oil hole becomes an obstacle. Thus, there is a time delay in the return of the hydraulic oil, and this delay creates a vacuum in the upper hydraulic oil chamber and sucks the gas in the gas chamber to produce a mixture of gas and hydraulic oil.
[0012]
The gas portion of this mixture is compressed and filled with hydraulic oil at the beginning of the transition to the next compression operation, and then the hydraulic oil in the upper hydraulic oil chamber is pushed out to the lower hydraulic oil chamber through the compression damping valve of the piston. The hydraulic shock absorber enters normal compression operation. For this reason, the damping action is reduced by delaying the rise of the compression side damping force during the compression operation of the hydraulic shock absorber.
[0013]
Moreover, after the hydraulic shock absorber has entered the normal compression operation as described above, the hydraulic oil that does not enter the lower hydraulic oil chamber with the penetration of the piston rod compresses the gas chamber through the oil hole, It tries to flow into the oil storage chamber above. At this time, the larger the flow resistance due to the oil holes in the shielding board, the more the hydraulic oil flows into the oil storage chamber, and the hydraulic oil pressure in the upper hydraulic chamber becomes abnormally high, impeding its function as a hydraulic shock absorber. Will do.
[0014]
Furthermore, when the hydraulic oil that has flowed into the oil storage chamber returns to the upper hydraulic oil chamber by the gas working pressure during the next expansion operation, the flow resistance pressure of the oil holes in the shielding plate is higher than the gas pressure. If it is large, the flow into the upper hydraulic oil chamber is hindered, the hydraulic oil remains in the oil storage chamber, the amount of hydraulic oil in the upper hydraulic oil chamber decreases, and a damping force cannot be generated in the next compression operation. You can lose your job as well.
[0015]
From the above, it is impossible to determine the oil hole passage area in the partition wall in consideration of the jet flow suppression and gas separation action, and the expansion and compression of the gas chamber as the piston rod retreats and enters. In consideration of the follow-up performance, it must be determined to a certain size.
[0016]
As a result, the suppression of the jet flow by the oil holes in the partition wall and the gas separation action are sacrificed, and it is impossible to sufficiently prevent the gas from being mixed into the hydraulic oil and to separate the gas from the hydraulic oil. .
[0017]
Accordingly, the object of the present invention is to suppress the expelling of the working oil during the extension operation and to prevent the gas from flowing into the working oil so as not to impair the followability of the expansion and compression of the gas chamber due to the withdrawal and entry of the piston rod. The object is to provide a gas-liquid mixed type single cylinder hydraulic shock absorber capable of preventing gas entrainment in the room.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the means of the present invention, a piston rod is movably inserted into a cylinder via a piston, and the piston partitions an upper hydraulic oil chamber and a lower hydraulic oil chamber in the cylinder. The cylinder is provided with a gas chamber in contact with the oil level of the upper hydraulic oil chamber, and the piston is provided with an extension side port and a pressure side port communicating with the upper hydraulic oil chamber and the lower hydraulic oil chamber. In the hydraulic shock absorber in which an expansion side damping valve is provided at the outlet end of the pressure side so that it can be opened and closed, and at the outlet end of the pressure side port, a compression side damping valve is provided at the opening side. A jet flow suppression mechanism that suppresses the jet flow that has passed through the side damping valve is provided, and the jet flow suppression mechanism is sandwiched between the upper support plate, the lower support plate having a smaller diameter than the upper support plate, and the upper support plate and the lower support plate. And with these upper supports A shielding plate that can bend up and down with the outer end of the support plate as a fulcrum, and an annular gap that is formed between the outer circumference of the shielding plate and the inner circumference of the cylinder to generate flow resistance. it is characterized in that there.
[0019]
In this case, it is preferable that through holes are provided along the circumferential direction at positions where the shielding plate is closed by the upper support plate.
[0020]
Similarly, it is preferable that the lower support plate is formed to have the same diameter or smaller than the spacer that supports the expansion-side damping valve.
[0021]
Alternatively, the lower support plate may also serve as a spacer that supports the extension side damping valve.
[0022]
According to the above means, when the hydraulic shock absorber is extended , the hydraulic oil pushed out from the lower hydraulic oil chamber to the upper hydraulic oil chamber through the piston extension port pushes and extends the extension side damping valve that closes the piston. While being throttled by the flow resistance, it generates an extension side damping force and becomes a jet and flows into the upper hydraulic oil chamber side.
[0023]
Then, the flow of hydraulic oil tends to flow into the upper hydraulic oil chamber through the gap between the cylinder and the shielding board. For this reason, the hydraulic fluid that flows into the upper hydraulic fluid chamber generates flow path resistance due to the gap relationship between the cylinder and the shielding board. Furthermore, the hydraulic oil flows along the cylinder wall.
[0024]
As a result, the hydraulic oil flowing into the upper hydraulic oil chamber as a jet flow is shielded, and the flow of the jet flow is gathered by the flow path resistance or the like, the flow direction is made constant, and the upper hydraulic oil is made uniform. Further, the flow velocity is reduced by friction with the cylinder wall surface, and the protrusion from the oil surface is eliminated to prevent the gas in the gas chamber from getting into the hydraulic oil.
[0025]
Moreover, even if the operating speed of the piston rises and the amount of hydraulic oil flowing in increases, the shielding board bends toward the upper hydraulic oil chamber with the outer diameter of the upper support board as a fulcrum, and excessive flow resistance increases. In addition to ensuring operation as a shock absorber, it is possible to allow the jet to flow above the upper hydraulic oil chamber at an appropriate flow rate, and to stably prevent gas entrainment in the hydraulic oil. Become. Furthermore, since the pressure state when the damping force is generated is successively reduced with the expansion side damping valve part and the shielding board part, generation of gas from the hydraulic oil can be prevented.
[0026]
On the other hand, during the compression operation of the hydraulic shock absorber, contrary to the extension operation, the piston pushes up the hydraulic oil in the upper hydraulic oil chamber to the gas chamber side and passes through the pressure side port to the lower hydraulic oil chamber. Hydraulic oil will flow in.
[0027]
The amount of hydraulic fluid in the upper hydraulic fluid chamber is large compared to when it is extended , and further, it only pushes up the entire cross section with respect to the oil level. Stable, the gas pressure in the gas chamber acts evenly, pushes open the pressure side damping valve that closes the pressure port from the upper working oil chamber, and pushes the working oil into the lower working oil chamber while generating the pressure side damping force.
[0028]
The shielding panel is largely deflected to the piston side with the small outer diameter of the lower support panel as a fulcrum, reducing the inflow resistance from the upper hydraulic oil chamber to the pressure side port, facilitating inflow, and operating in the upper hydraulic oil chamber above the shielding board Prevent oil stagnation and stabilize the oil level. The lower hydraulic oil chamber is filled with hydraulic oil, and the gas pressure in the gas chamber acts on the upper and lower hydraulic oil chambers to suppress the separation of gas from the hydraulic oil. No abnormalities will occur.
[0029]
Thus, the gas in the gas chamber is caught in the hydraulic oil or the generation of the gas is prevented, thereby preventing the gas from being mixed into the hydraulic buffer hydraulic oil. Further, since no hydraulic oil stays in the upper hydraulic oil chamber above the shielding board, the expansion and compression followability of the gas chamber is not impaired.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
1, 2 and 3 show an embodiment of the present invention.
[0032]
In this hydraulic shock absorber, a
[0033]
In the present invention, the shielding
[0034]
In the shielding
[0035]
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a gas-liquid mixing type single cylinder hydraulic shock absorber 1 used in a suspension device for a rear wheel of a motorcycle. The hydraulic shock absorber 1 includes a piston as shown in FIG. It is used in an inverted state with the
[0036]
The hydraulic shock absorber 1 includes a
[0037]
Inside the upper end of the
[0038]
Further, a jet
[0039]
Next, the operation of the gas-liquid mixing type single cylinder hydraulic shock absorber 1 will be described together with the basic buffer operation.
[0040]
When the hydraulic shock absorber 1 is extended , the
[0041]
The extension
[0042]
Then, the higher the speed of expansion of the hydraulic shock absorber 1 at that time, the faster the jet flows toward the upper hydraulic oil chamber B, and it tends to protrude from the horizontal oil surface into the gas chamber G. However, in this case, a jet
[0043]
Therefore, the shielding
[0044]
Further, since the flow of the hydraulic oil follows the wall surface of the
[0045]
Moreover, even if the operating speed of the hydraulic shock absorber 1 increases and the amount of hydraulic fluid flowing in increases, the shielding
[0046]
Thus, the hydraulic oil flowing into the upper hydraulic oil chamber B does not protrude from the free oil surface, and it is possible to stably prevent the gas from being caught in the hydraulic oil. Further, since the pressure state when the damping force is generated is successively reduced with the expansion
[0047]
On the other hand, during the compression operation of the hydraulic shock absorber 1, the
[0048]
Since the hydraulic fluid chamber of the upper hydraulic fluid chamber B is larger than that at the extension side, and only pushes up in the entire cross section with respect to the free oil surface, the hydraulic fluid itself can equivalently become a partition wall. The oil level is stabilized, the gas pressure in the gas chamber G acts equally, and the pressure
[0049]
The shielding
[0050]
At this time, the lower hydraulic oil chamber A is filled with the hydraulic oil, and the gas pressure in the gas chamber G acts on the upper hydraulic oil chamber B and the lower hydraulic oil chamber A, so that the gas from the hydraulic oil Since the separation will be suppressed, no abnormality will occur.
[0051]
Thus, the hydraulic fluid in the upper hydraulic fluid chamber B can flow into the lower hydraulic fluid chamber A while the free oil level is stable, and the gas in the gas chamber G is entrained in the hydraulic fluid or the gas is separated. Generation | occurrence | production can be blocked | prevented and it will prevent that gas mixes in the hydraulic fluid of the hydraulic buffer 1 beforehand. In addition, since the free oil level is stable and there is no stagnation of hydraulic oil in the upper hydraulic oil chamber B, the followability of expansion and compression of the gas chamber G is impaired, and the function as a hydraulic shock absorber is obstructed. There is nothing to do.
[0052]
Incidentally, in the embodiment described above, but are configured to have a
[0053]
Furthermore, as shown in FIG. 6, the
[0054]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0055]
According to the invention of each claim, since the shielding board is provided above the expansion side damping valve, and the annular gap for generating the flow resistance is provided between the outer circumference of the shielding board and the inner circumference of the cylinder , the extension operation is performed. Occasionally, the jet of hydraulic oil that has passed through the expansion side damping valve from the expansion side port is suppressed by the shielding board, and then flows upward through the gap while generating flow resistance. It is possible to prevent the air or gas in the gas chamber from being mixed into the hydraulic oil without the surface suddenly protruding into the gas chamber.
Since the flow path resistance due to the gap is an annular gap flow, it must have sliding walls on the inner and outer circumferences, and the direction of movement of the shielding plate (moves downward in the same manner as the piston) and the direction of flow of hydraulic oil (from bottom to top) Since the fluid flows upward in the oil chamber), there is a feature that the resistance becomes larger than that of a normal hole having the same area. In other words, the flow path area can be increased for the resistance value. Accordingly, there is an effect that the flow of the jet is gathered when flowing through the annular gap, the flow direction is made constant, the flow is made uniform, and the flow velocity can be lowered.
Further, since the flow of the hydraulic oil follows the inner peripheral surface of the cylinder even after passing through the annular gap, the frictional resistance with the cylinder continues, and the effect of further reducing the inflow velocity is produced.
Further, even if the extension operation speed increases, the outer periphery of the shielding plate bends upward with the upper support plate as a fulcrum, and the jet flow from the extension side port can be suppressed to an appropriate flow velocity. Thus, the gas does not protrude rapidly and the gas is prevented from being mixed into the hydraulic oil. Further, since the pressure state when the damping force is generated is successively reduced by the expansion side damping valve portion and the shielding plate portion, generation of gas from the hydraulic oil can be prevented.
[0056]
(2) Similarly, according to the invention of each claim, since the outer periphery of the shielding board can be largely bent with the lower support board having a small diameter as a fulcrum during the compression operation, the inflow resistance to the pressure side port can be reduced and the inflow is facilitated. Therefore, the hydraulic oil can be prevented from staying in the upper hydraulic oil chamber, the oil level of the upper hydraulic oil chamber can be stabilized, cavitation can be prevented, and gas separation from the hydraulic oil can be suppressed.
[0057]
(3) According to the invention of
[0058]
(4) According to the invention of
[0059]
(5) According to the invention of claim 4, since the lower support disk also serves as a spacer, the number of parts is small, the workability and assembling property are improved, and the economy is excellent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially longitudinal front view of a hydraulic shock absorber according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a piston portion of FIG.
3 is a cross-sectional plan view taken along line AA in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a piston portion of a hydraulic shock absorber according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of the shielding board in FIG. 4;
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a piston portion of a hydraulic shock absorber according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2
Claims (4)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JPH10252802A JPH10252802A (en) | 1998-09-22 |
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Family
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Family Applications (1)
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| JP08222597A Expired - Fee Related JP3865271B2 (en) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Hydraulic shock absorber |
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|---|---|
| JP (1) | JP3865271B2 (en) |
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- 1997-03-14 JP JP08222597A patent/JP3865271B2/en not_active Expired - Fee Related
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