CN103010377A - 前叉用外管 - Google Patents

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Abstract

一种前叉用外管，在前叉用外管(11)中，在塑料管(20)的上端部嵌套有用于结合上车身安装托架(13A)的金属制上套环(30)，在塑料管(20)的中间部至下端部嵌套有金属制套筒(40)，套筒(40)具备用于结合下车身安装托架(13B)的下套环(41)和使内管(12)插入并加以支承的密封罩(42)。

Description

前叉用外管
技术领域
本发明涉及一种前叉用外管。
背景技术
作为前叉用外管，如日本特开2009-180293(专利文献1)所述，为了对纤维强化塑料(以下称为FRP)管进行加强，在FRP管的上端部嵌套有上车身安装托架所结合的金属制上套环，在FRP管的中间部嵌套有下车身安装托架所结合的金属制下套环，在FRP管的下端部嵌套有被内管插入并支承该内管的金属制密封罩。
在此，上套环和密封罩被抵接在FRP管的上端面和下端面，并粘接在该FRP管上。另一方面，在将下套环定位于FRP管的中间部的合适位置后，再进行粘接。
现有技术的前叉用外管存在以下的问题点。
(1)在向FRP管的中间部粘接下套环时，因需要进行下套环的定位，所以费时费力。
(2)在将FRP管用于车辆的前叉用外管时，作用于前叉的车身前后方向和车身左右方向的负荷，在其与FRP管的下套环下端边缘的接触部产生应力集中，在疲劳强度方面造成对FRP管不利。
(3)在将FRP管用于车辆的前叉用外管时，在相对于前叉的车身前后方向和车身左右方向的外管的弯曲刚性沿管周方向发生适当变化的情况下，叠层FRP的单向材料或交叉材料等片状原材料而制作FRP管时，需要适当变更相叠层的各片状原材料中的FRP纤维方向，或部分地变更其层叠张数，费时费力。
发明内容
本发明的课题在于，在将结合有下车身安装托架的下套环设置于塑料管的中间部而制成的前叉用外管中，提高下套环相对于塑料管的可定位性。
本发明的另一课题在于，提高塑料管的疲劳强度。
本发明的另一课题在于，使外管的弯曲刚性在塑料管的周方向简易地变化。
发明的第一方面提供一种前叉用外管，其由塑料管构成，在塑料管的上端部嵌套有结合上车身安装托架的金属制上套环；在塑料管的中间部至下端部嵌套有金属制套筒，套筒具备结合下车身安装托架的下套环和使内管插入并支承该内管的密封罩。
发明的第二方面的前叉用外管，在发明的第一方面的基础上，述上套环具有与塑料管上端面抵接的内周上台阶部，套筒具有与塑料管下端面抵接的内周下台阶部。
发明的第三方面的前叉用外管，在发明的第一或第二方面的基础上，所述上套环和套筒借助粘接剂嵌套在塑料管上。
发明的第四方面的前叉用外管，在发明的第一～第三方面中任一方面的基础上，所述套筒的被下套环和密封罩夹着的部分形成为比该下套环和密封罩壁薄的薄壁连接部。
发明第五方面的前叉用外管，在发明的第一～第四中任一方面的基础上，在所述套筒的下套环和密封罩夹着的部分切割形成有开口部。
发明的第六方面的前叉用外管，在发明的第五方面的基础上，在所述套筒车的身左右方向的侧面切割形成有开口部。
发明的第七方面的前叉用外管，在发明的第一～第六方面中任一方面的基础上，所述塑料管为FRP管。
发明的第八方面的前叉用外管，在发明的第一～第七方面中任一方面的基础上，在所述塑料管的内周嵌合有金属制薄壁管。
发明的第九方面的前叉用外管，在发明的第一～第八方面中任一方面的基础上，使所述上套环的下端部形成为朝向前端逐渐减薄的锥形面。
发明的第十方面的前叉用外管，是在发明的第一～第九中任一方面的基础上，使所述套筒的上端部形成为朝向前端逐渐减薄的锥形面。
发明的第十一方面提供一种是一种倒立型前叉，其在车身侧的外管滑动自如地插入车轴侧的内管，使用发明的第一～第十方面中任一方面所述的前叉用外管。
根据本发明，到达了以下的作用效果。
(发明的第一、第九、第十方面)
(a)在前叉用外管中，在塑料管的上端部嵌套有用于结合上车身安装托架的金属制上套环；在塑料管的中间部～下端部嵌套有金属制套筒，套筒具备用于结合下车身安装托架的下套环和使内管插入并支承该内管的密封罩。
具备下套环和密封罩的套筒被嵌套在塑料管的中间部至下端部。套筒相对于塑料管的下端部很容易进行定位，其结果是，能够将套筒具备的下套环相对于塑料管容易地进行定位。
用于结合下车身安装托架的下套环与密封罩连接而构成套筒，该套筒嵌套于塑料管的中间部至下端部。从而，下套环没有抵接塑料管的下端边缘，在塑料管中不会产生因其与下套环的下端边缘的抵接而引起的应力集中。提高了塑料管的疲劳强度。
(发明的第二方面)
(b)上套环利用抵接在塑料管的上端面的内周上台阶部，相对于塑料管很容易定位。
下套环利用抵接在塑料管的下端面的内周下台阶部，相对于塑料管很容易定位。
(发明的第三方面)
(c)上套环和套筒借助粘接剂嵌套在塑料管上。由此，可将上套环和塑料管牢固地形成一体。另外，可将套筒和塑料管牢固地形成一体。
(发明的第四方面)
(d)使套筒的被下套环和密封罩夹着的部分形成为比该下套环和密封罩壁薄的薄壁连接部。由此，在套筒中不需要强度的连接部做成薄壁而实现了套筒整体的轻量化，且可连接下套环和密封罩。
(发明的第五方面)
(e)在套筒的被下套环和密封罩夹着的部分切割形成有开口部。降低了套筒的设置有开口部的部分的刚性。在将套筒向构成外管的塑料管嵌套时，降低了在外管的管周方向设置有套筒的开口部的方向的弯曲刚性，能够使套筒的弯曲刚性在塑料管的周方向简单地改变。
(发明的第六方面)
(f)嵌套于构成外管的塑料管上的套筒在向车身左右方向的侧面切割形成开口部时，使外管的弯曲刚性在车身左右方向降低。即，在该外管中，使车身安装部的下方部分的车身前后方向的弯曲刚性较大难以发生变形，而使车身左右方向的弯曲刚性较小易于发生变形，由此，能够确保制动时对作用于前叉的车身前后方向的负荷的牢固感，且能够提高对转弯时作用于前叉的车宽方向的负荷的冲击吸收性。
(发明的第七方面)
(g)通过使塑料管为CFRP(碳纤维增强塑料)等FRP，能够使外管既更加轻量又高强度。
(发明的第八方面)
(h)通过在塑料管的内周嵌合金属制薄壁管，能够确保塑料管的圆度，能够提高内管的滑动性。
(发明的第十一方面)
(i)在倒立型前叉的外管中，可实现上述(a)～(h)。
附图说明
图1是表示前叉的主要部分的剖面图；
图2是表示外管的主视图；
图3是表示外管的侧视图；
图4是表示沿图2的IV-1V线的剖面图；
图5是表示沿图3的V-V线的剖面图；
图6是表示套筒的立体图；
图7A、图7B是表示前叉的模式图。
具体实施方式
如图7A、图7B所示，左右的倒立型前叉10，在车身侧外管11中滑动自如地插入车轴侧内管12，且内藏有衰减机构。利用上车身安装托架13A和下车身安装托架13B连接左右的外管11，连接上车身安装托架13A和下车身安装托架13B的未图示的手柄转轴，枢支于车架的头管上，上车身安装托架13A上固定有转向手柄14。设置于左右内管12的下端部的车轴托架15枢支车轮16的车轴。
如图1所示，前叉10在外管11的下端开口部设置有油封17，使内管12穿过油封17插入外管11。外管11和内管12经由设置于外管11下端内周部的套管18A和设置于内管12上端外周部的套管18B彼此滑动自如。此外，在外管11的上端开口部落接有盖19。
内藏于前叉10的衰减机构省略了图示，其构成可以为，将支承于外管11和内管12的一方的活塞杆插入设置于外管11和内管12的另一方的缓冲筒内的工作油室，在活塞杆的前端活塞上设置阻尼力发生装置。或者，其构成可以为，将支承于外管11的活塞杆插入内管12内的工作油室，在活塞杆的前端活塞上设置阻尼力发生装置。
前叉10，由FRP等塑料管构成外管11，由铝、铁等金属管或者FRP等塑料管构成内管12。下面对外管11的结构详细地进行说明。
如图2～图5所示，外管11具有FRP等的塑料管，在本实施例中具有圆管状的CFRP管20。CFRP管20例如可通过片材卷绕法来制作，将CFRP的单向材料及交叉材料等片状原材料多重卷绕于芯棒上而成形为管状。
外管11是在CFRP管20的上端部嵌套有上车身安装托架13A所结合的金属制上套环30。作为上套环30的构成金属可采用铝、钛、镁、铁等。
上套环30具备在向CFRP管20的嵌套方向端抵接在CFRP管20的上端面的内周上台阶部30F。上套环30从CFRP管20的上端侧借助粘接剂嵌套于CFRP管20的外周，而结合成一体。为了缓和上套环30的下端部施加于CFRP管20的应力，上套环30的下端外周面被形成为使上套环30的下端部朝向前端逐渐减薄的锥形面30T。此外，在上套环30的上端内周部螺接有盖19。
外管11是在CFRP管20的中间部至下端部嵌套有金属制套筒40。金属制套筒40包括用于结合下车身安装托架13B的下套环41和用于使内管12插入并支承该内管12的密封罩42。在密封罩42的内周收纳有油封17和套管18A。作为套筒40的构成金属，可采用铝、钛、镁、铁等。
套筒40具备在向CFRP管20的嵌套方向端抵接在CFRP管20的下端面的内周下台阶部40F。套筒40借助粘接剂从CFRP管20的下端侧嵌套于其外周，而结合成一体。为了缓和套筒40的上端部施加于CFRP管20的应力，套筒40的上端外周面被形成为使套筒40的上端部朝向前端逐渐减薄的锥形面40T。
如图6所示，使套筒40的被下套环41和密封罩42夹着的部分形成为比该下套环41和密封罩42壁薄的筒状薄壁连接部43。
套筒40在被下套环41和密封罩42夹着的部分，在本实施例中为上述的薄壁连接部43，切割形成有窗口状开口部44。在本实施例中，在套筒40的周方向的车身左右方向的两侧面切割形成有开口部44，降低了套筒40在该方向的刚性，进而降低了将套筒40设置于CFRP管20而成的外管11在该方向的弯曲刚性。开口部44由与套筒40的中心轴正交的下边44A、从下边44A的两端部向沿着套筒40的中心轴的方向延伸的两侧纵边44B、和连接两侧纵边44B的上端部的圆弧状上边44C这四个边包围而形成，以将下边44A配置于密封罩42侧、将上边44C配置于下套环41侧的方式形成切口。
在外管11中，在CFRP管20的内周，能够嵌合用于确保CFRP管20的圆度并提高内管12的滑动性的铝、铁等金属制薄壁管。嵌合于CFRP管20的金属制薄壁管与上套环30的内周上台阶部30F和套筒40的内周下台阶部40F对接以防止脱落。
根据本实施例，发挥以下的作用效果。
(a)在前叉用外管11中，在CFRP管20的上端部嵌套有用于结合上车身安装托架13A的金属制上套环30，在CFRP管20的中间部至下端部嵌套有金属制套筒40，套筒40具备用于结合下车身安装托架13B的下套环41和使内管12插入并支承该内管12的密封罩42。
具备下套环41和密封罩42的套筒40，嵌套于CFRP管20的中间部至下端部。套筒40相对于CFRP管20的下端部很容易进行定位，其结果是，能够使套筒40所具备的下套环41相对于CFRP管20很容易定位。
在用于结合下车身安装托架13B的下套环41上连接密封罩42而构成套筒40，该套筒40嵌套于CFRP管20的中间部至下端部。因此，下套环41没有与CFRP管20抵接的下端边缘，在CFRP管20不会产生因其与下套环41的下端边缘抵接而引起的应力集中。提高了CFRP管20的疲劳强度。
(b)上套环30利用抵接在CFRP管20的上端面的内周上台阶部30F，相对于CFRP管20很容易进行定位。
下套环41利用抵接在CFRP管20的下端面的内周下台阶部40F，相对于CFRP管20很容易进行定位。
(c)上套环30和套筒40通过粘接剂嵌套于CFRP管20上。由此，可将上套环30和CFRP管20牢固地形成一体。另外，还可将套筒40和CFRP管20牢固地形成一体。
(d)将套筒40的被下套环41和密封罩42夹着的部分形成为比该下套环41和密封罩42壁薄的薄壁连接部43。由此，将在套筒40内不需要强度的连接部43做成薄壁，能够既实现套筒40整体的轻量化，且可连接下套环41和封盖42。
(e)在套筒40被下套环41和密封罩42夹着的部分，切割形成开口部44。降低了套筒40的设置有开口部44的部分的刚性。在将套筒40嵌套于构成外管11的CFRP管20时，在外管11的管周方向降低了设置有套筒40的开口部44的方向的弯曲刚性，能够使外管11的弯曲刚性在CFRP管20周方向简单地变化。
(f)嵌套于构成外管11的CFRP管20的套筒40，在车身左右方向的侧面切割形成开口部44时，可使外管11的弯曲刚性在车身左右方向降低。即，在该外管11，使得车身安装部的下方部分的车身前后方向的弯曲刚性较大难以变形，使车身左右方向的弯曲刚性较小易于发生变形，由此，可确保制动时对作用于前叉上的车身前后方向的负荷的牢固感，提高转弯时对作用于前叉上的车宽方向的负荷的冲击性吸收性。
(g)通过将CFRP管20做成CFRP(碳纤维增强塑料)等FRP，能够使外管11既更加轻量又高强度。
(h)通过在CFRP管20的内周嵌合金属制薄壁管，能够确保CFRP管20的圆度，提高内管12的滑动性。
(i)在倒立型前叉10的外管11中，可实现上述(a)～(h)。
以上，参照附图详细地说明了本发明的实施例，但是，本发明的具体构成不限于该实施例，不超出本发明要旨的范围的设计变更等也都包含于本发明。例如，将在被套筒40的下套环41和密封罩42夹着的部分切割形成的开口部，设置于套筒40的周方向的车身前后方向的侧面等，根据使套筒40的刚性、进而使将套筒40设置于塑料管20而成的外管11的弯曲刚性在塑料管20的周方向以何种方式发生变化，来将其设置于套筒40的周方向的适当位置。
本发明是在由塑料管构成的前叉用外管中，在塑料管的上端部嵌套有用于结合上车身安装托架的金属制上套环，并将金属制套筒嵌套于塑料管的中间部至下端部，套筒具备用于结合下车身安装托架的下套环和使内管插入并支承该内管的密封罩。由此，在将用于结合下车身安装托架的下套环设置于塑料管的中间部而成的前叉用外管中，能够提高下套环相对于塑料管的定位性。

Claims (11)

1.一种前叉用外管，由塑料管构成，其特征在于：
在塑料管的上端部嵌套有结合上车身安装托架的金属制上套环；
在塑料管的中间部至下端部嵌套有金属制套筒，套筒具备结合下车身安装托架的下套环和使内管插入并支承该内管的密封罩。
2.如权利要求1所述的前叉用外管，其特征在于：
所述上套环具有与塑料管的上端面抵接的内周上台阶部，
套筒具有与塑料管的下端面抵接的内周下台阶部。
3.如权利要求1或者2所述的前叉用外管，其特征在于：
所述上套环和套筒借助粘接剂嵌套于塑料管上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的前叉用外管，其特征在于：
所述套筒的被下套环和密封罩夹着的部分形成为比该下套环和密封罩壁薄的薄壁连接部。
5.如权利要求1～4中任一项所述的前叉用外管，其特征在于：
在所述套筒的被下套环和密封罩夹着的部分切割形成有开口部。
6.如权利要求5所述的前叉用外管，其特征在于：
在所述套筒的车身左右方向的侧面切割形成有开口部。
7.如权利要求1～6中任一项所述的前叉用外管，其特征在于：
所述塑料管为FRP管。
8.如权利要求1～7中任一项所述的前叉用外管，其特征在于：
在所述塑料管的内周嵌合有金属制薄壁管。
9.如权利要求1～8中任一项所述的前叉用外管，其特征在于：
使所述上套环的下端部形成为朝向前端逐渐减薄的锥形面。
10.如权利要求1～9中任一项所述的前叉用外管，其特征在于：
使所述套筒的上端部形成为朝向前端逐渐减薄的锥形面。
11.一种倒立型前叉，在车身侧的外管中能够自由滑动地插有车轴侧的内管，其特征在于：
使用权利要求1～10中任一项所述的前叉用外管。
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