JP2001227575A - 車両用緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アウタチューブにおける中空パイプの取付部
に簡易に一定のシール作用を確保し、製品コストを低減
すること。 【解決手段】 アウタチューブ１１の底部に中空パイプ
２２を立設し、中空パイプ２２の先端部に設けたピスト
ン部３２をインナチューブ１１の内周に摺接し、アウタ
チューブ１１の底部に外方から係着したボルト２１の先
端部に中空パイプ２２の基端部を螺着してなるフロント
フォーク１０（車両用緩衝器）において、アウタチュー
ブ１１を中空パイプ２２より軟質な材料にて構成し、中
空パイプ２２のテーパ状外周面９３とアウタチューブ１
１のテーパ状内周面９４とを衝合してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二輪車等のフロント
フォークに用いて好適な車両用緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用緩衝器として、実公昭58-2
6870号公報に記載の如く、アウタチューブにインナチュ
ーブを挿入し、アウタチューブとインナチューブが区画
する室内に油室と気体室を形成し、アウタチューブの底
部に中空パイプを立設し、中空パイプの先端部に設けた
ピストン部をインナチューブの内周に摺接してなるもの
がある。

【０００３】この従来技術では、アウタチューブの底部
に設けた取付孔に外方から係着したボルトの先端部に中
空パイプの基端部を螺着し、中空パイプの基端部の側の
外周面をアウタチューブの底部の側の内周面に衝合して
該中空パイプを固定している。そして、ボルトのねじ部
まわりに樹脂等からなるシール剤を塗布するとともに、
ボルトの首下部に銅パッキン等を嵌挿した状態で、該ボ
ルトをアウタチューブの取付孔に装着し、ボルトの頭部
とアウタチューブの取付孔周囲の端面との間に銅パッキ
ン等を挟み、アウタチューブの内部の油室をシールして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、アウタチューブにおける中空パイプの取付部に
一定のシール作用を確保するため銅パッキン等を用いる
ことを必須とし、銅パッキンを用いることによる部品点
数、組付工数の増加を招き、製品コストが高い。

【０００５】本発明の課題は、アウタチューブにおける
中空パイプの取付部に簡易に一定のシール作用を確保
し、製品コストを低減することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、アウタチューブにインナチューブを挿入し、アウタ
チューブとインナチューブが区画する室内に油室と気体
室を形成し、アウタチューブの底部に中空パイプを立設
し、中空パイプの先端部に設けたピストン部をインナチ
ューブの内周に摺接し、アウタチューブの底部に外方か
ら係着したボルトの先端部に中空パイプの基端部を螺着
し、中空パイプの基端部の側の外周面をアウタチューブ
の底部の側の内周面に衝合して該中空パイプを固定して
なる車両用緩衝器において、前記アウタチューブを中空
パイプより軟質な材料にて構成し、中空パイプの外周面
とアウタチューブの内周面をテーパ面としてなるように
したものである。

【０００７】

【作用】請求項１の発明によれば下記、の作用があ
る。 アウタチューブにおける中空パイプの取付部では、ボ
ルトの締結力により、中空パイプのテーパ状外周面がア
ウタチューブのテーパ状内周面にテーパ嵌合して強固に
くさび結合する。

【０００８】アウタチューブのテーパ状内周面は中空
パイプのテーパ状外周面より軟質であり、両者は上述
の強固なくさび結合下で良くなじんで密着し、パッキン
類を用いることを必須としない簡易な構成でも、一定の
シール作用を確保し、アウタチューブの内部の油室を確
実にシールできる。

【０００９】尚、本発明において、アウタチューブにお
ける中空パイプの取付部に、銅パッキン等のパッキン類
を併用する場合には、シール作用を一層確実にできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１はフロントフォークを示す全
体断面図、図２はフロントフォークの下部拡大断面図、
図３はフロントフォークの上部拡大断面図、図４はアウ
タチューブの開口端に設けた密封装置を拡大して示す断
面図、図５は中空パイプの取付部を拡大して示す断面
図、図６は中空パイプのピストン部の製造手順を示す模
式図、図７はインナチューブのピストン部のチェック弁
の動作を示す模式図である。

【００１１】フロントフォーク１０（車両用緩衝器）
は、図１〜図３に示す如く、車輪側の、一端が閉じ、他
端が開口するアウタチューブ１１に車体側のインナチュ
ーブ１２を挿入し、両チューブ１１、１２を伸縮自在に
摺動可能としている。アウタチューブ１１のインナチュ
ーブ１２が挿入される開口端には密封装置１３が装着さ
れている。アウタチューブ１１とインナチューブ１２の
摺動構造と、密封装置１３の構成については、それぞれ
後に詳述する。

【００１２】アウタチューブ１１の底部には、ボルト２
１が挿入され、中空パイプ２２がこのボルト２１により
固定されてアウタチューブ１１の内部に立設されてい
る。ボルト２１による中空パイプ２２の固定構造につい
ては後に詳述する。中空パイプ２２の後述するピストン
部３２（又は中空パイプ２２の上端面）と、インナチュ
ーブ１２の上端部に設けられているばねシート２３との
間には、懸架スプリング２４が介装されている。ばねシ
ート２３は、インナチューブ１２の上端側内径部にＯリ
ング２５を介して封着され、ストッパリング２６で保持
されている。

【００１３】インナチューブ１２の下端内径部には、中
空パイプ２２の外周に臨むピストン部３１が加締め保持
され、また中空パイプ２２の先端部には、インナチュー
ブ１２の内周に臨むピストン部３２が設けられている。

【００１４】そして、フロントフォーク１０にあって
は、インナチューブ１２と中空パイプ２２とピストン部
３１とピストン部３２により、インナチューブ１２が上
昇する伸長行程時に減衰力を発生させる上油室３３を構
成している。また、フロントフォーク１０は、ピストン
部３１の下部のアウタチューブ１１と中空パイプ２２と
の間に下油室３４を構成し、中空パイプ２２の内径部と
これに連通するインナチューブ１２の内部をリザーバ室
３５とし、下油室３４とリザーバ室３５とを連通する複
数の通孔３６を中空パイプ２２に設けている。リザーバ
室３５には作動油が充填されており、図１は、空車１Ｇ
状態での油面Ｌを示している。インナチューブ１２の内
部で、リザーバ室３５の上部空間は気体室３７である。

【００１５】このとき、インナチューブ１２の他端内径
部のピストン部３１は、バルブハウジング４１とワッシ
ャ４２をインナチューブ１２に加締め保持され、バルブ
ハウジング４１の内部で中空パイプ２２に摺接して上下
動できるチェック弁４３を内蔵し、(a)圧縮行程時には
チェック弁４３を上動（上油室３３が下油室３４より低
圧になること、及び中空パイプ２２のインナチューブ１
２に対する相対的な上向き移動につれて上動する）させ
て下油室３４から上油室３３への油の通過をチェック弁
４３の上端溝４３Ａにより許容する（図７（Ａ））とと
もに、(b）伸長行程時にはチェック弁４３を下動（上油
室３３が高圧になること、及び中空パイプ２２のインナ
チューブ１２に対する相対的な下向き移動につれて下動
する）させてチェック弁４３の下端面をワッシャ４２に
当てて上油室３３から下油室３４への油の通過を阻止す
る（図７（Ｂ））。また、中空パイプ２２のピストン部
３２は、油の通過を常時阻止する。そして、フロントフ
ォーク１０は、上油室３３とリザーバ室３５を連通する
オリフィス３８を中空パイプ２２に設け、伸長行程時
に、このオリフィス３８を用いて、上油室３３からリザ
ーバ室３５に移動する油の通路抵抗に基づき、伸長行程
時の減衰力を発生する。この伸長行程時の減衰力発生手
段はピストン部３２に設けても良い。

【００１６】尚、フロントフォーク１０では、インナチ
ューブ１２に設けたピストン部３１と、中空パイプ２２
に設けたピストン部３２の間に、最大伸長時のリバウン
ドスプリング３９を設けている。

【００１７】また、フロントフォーク１０では、中空パ
イプ２２のピストン部３２を図６に示す如くに構成して
いる。中空パイプ２２は、直管パイプ５１の上端部を薄
肉部５２としておき、この薄肉部５２に上下２枚の各皿
状ピストン片５３、５４を背中合せで嵌挿し（図６
（Ａ）、（Ｂ））、薄肉部５２の先端部を加締め加工し
てそれらのピストン片５３、５４を保持する（図６
（Ｃ））。そして、両ピストン片５３、５４の外周の間
に形成されるリング溝５５Ａに樹脂製ピストンリング５
５を装填する（図６（Ｄ））。ピストンリング５５は、
周方向の一部に切り口を持つ弾性リングからなり、切り
口を閉じた状態でアウタチューブ１２の内周に密着する
真円をなすものであり、リング溝５５Ａに装填された
後、押し縮められた状態でインナチューブ１２の内径に
嵌め込まれて用いられる。

【００１８】フロントフォーク１０にあっては、車輪が
受ける衝撃を懸架スプリング２４と、気体室３７の空気
ばねによって吸収して緩和し、この衝撃の吸収に伴う懸
架スプリング２４の振動を上油室３３、下油室３４で生
ずる減衰力によって抑制する。

【００１９】即ち、フロントフォーク１０は以下の如く
に減衰作用を行なう。 （圧縮行程）フロントフォーク１０の圧縮行程時には、
インナチューブ１２が下降して下油室３４の圧力が上昇
し、インナチューブ１２の断面積×ストローク分の油が
下油室３４から通孔３６を通ってリザーバ室３５へ移動
し、この通孔３６の通路抵抗による圧側減衰力を得るこ
とで、懸架スプリング２４のひずみ速度を制御する。

【００２０】また、この圧縮時には、ピストン部３１の
チェック弁４３の前述(a)の開動作により下油室３４の
油が上油室３３に入り、且つ中空パイプ２２のオリフィ
ス３８を通ってリザーバ室３５の油が上油室３３に入
る。これにより、インナチューブ１２が路面の凹凸によ
って高速度で下降する圧縮時にも、上油室３３には下油
室３４、リザーバ室３５から充分な油が供給されて負圧
化することがなく、この圧縮行程に続く、伸び行程で減
衰力を発生しなくなることを防止する。

【００２１】（伸縮行程）フロントフォーク１０の伸縮
行程時には、インナチューブ１２が上昇して上油室３３
の圧力が上昇し、上油室３３の油がオリフィス３８を通
ってリザーバ室３５へ移動し、このオリフィス３８の通
路抵抗による大きな伸び側減衰力を得ることで、懸架ス
プリング２４の共振を防止する。

【００２２】また、この伸長時には、インナチューブ１
２の断面積×ストローク分の油がリザーバ室３５から通
孔３６を通って下油室３４へ移動し、ロッド体積分の作
動油が下油室３４に補償される。

【００２３】尚、この伸長時に、ピストン部３１のチェ
ック弁４３は前述(b)の閉動作により上油室３３と下油
室３４の連通を遮断し、上述の伸び側減衰力の発生に影
響を及ぼさない。

【００２４】然るに、フロントフォーク１０にあって
は、下記(A)〜(C)の構成を具備する。 (A)アウタチューブ１１とインナチューブ１２の摺動構
造（図１〜図３） アウタチューブ１１の開口端寄りの内周面をインナチュ
ーブ１２が摺接する第１ガイド部６１（長さＬ１）と
し、閉塞端寄りの内周面をインナチューブ１２が摺接す
る第２ガイド部６２（長さＬ２）とし、第１ガイド部６
１と第２ガイド部６２の間の内周面をインナチューブ１
２が摺接しない大内径の肉抜き部６３とする。

【００２５】このとき、第２ガイド部６２はアウタチュ
ーブ１１の中間部から閉塞端部まで連続して形成され
る。

【００２６】アウタチューブ１１はアルミ等の軽合金を
鋳造して製作でき、肉抜き部６３は鋳抜き（中子に予め
減肉相当部を付与し、この中子を用いて鋳抜き成形す
る）により形成し、第１ガイド部６１、第２ガイド部６
２はＢＴＡ工具等を用いて形成できる。

【００２７】インナチューブ１２は冷間引抜き鋼管は冷
間押出し鋼管を用いて、それらの引抜き鋼管又は押出し
鋼管の表面を研磨後、クロームメッキ等を施したものを
アウタチューブ１１の第１ガイド部６１、第２ガイド部
６２との摺接面とすることができる。

【００２８】従って、フロントフォーク１０によれば、
以下の作用がある。 インナチューブ１２は、アウタチューブ１１の第１ガ
イド部６１と第２ガイド部６２により長手方向の長いス
パンを支持され、安定的に摺動できる。

【００２９】アウタチューブ１１は第１ガイド部６１
と第２ガイド部６２の間を肉抜き部６３とされたから、
アウタチューブ１１の軽量化、ひいてはフロントフォー
ク１０の軽量化を実現し、車両の走行性能を向上でき
る。

【００３０】アウタチューブ１１とインナチューブ１
２の摺動のために、ブッシュを用いる必要がなくなって
部品点数を削減でき、これに伴う組付工数及び加工工数
を削減できる。

【００３１】(B)密封装置１３の構成（図４） アウタチューブ１１は、図４に示す如く、インナチュー
ブ１２が挿入される開口端に、第１の大径孔７１と、第
１の大径孔７１より軸方向内側に設けられた、第１の大
径孔７１より小内径の第２の大径孔７２と、第１の大径
孔７１の内周に設けられた凹溝７３を備える。

【００３２】密封装置１３は、図４に示す如く、ばね材
等の金属製の補強環８１に、ゴム状弾性体等からなる内
周側オイルシールリップ部８２、外周側オイルシール部
８３、内周側ダストシールリップ部８４、内周側サブダ
ストシールリップ部８５、外周側ダストシール部８６を
接合一体化されて備える。

【００３３】このとき、密封装置１３の補強環８１は、
環状の本体部８１Ａと、本体部８１Ａの軸方向外側部か
ら径方向外方に該本体部８１Ａとの間に隙間を介して折
曲げ形成され、径方向に弾性的に拡縮して第１の大径孔
７１に嵌合し得る環状の弾性部８１Ｂと、弾性部８１Ｂ
から径方向外方に折曲げ形成され、凹溝７３に係合し得
る係合部８１Ｃと、本体部８１Ａの軸方向内側部を該本
体部８１Ａの内周側に折曲げ形成した環状の支持部８１
Ｄとを備える。支持部８１Ｄは、本体部８１Ａの軸方向
内側端を、該本体部８１Ａの内周に接するように折曲
げ、その折曲げの先端部を径方向内方に折曲げて形成さ
れる。

【００３４】そして、内周側オイルシールリップ部８２
は、補強環８１の支持部８１Ｄに設けられ、スプリング
８７により縮径習性を付与されてインナチューブ１２の
外周に液密に摺接する。外周側オイルシール部８３は、
補強環８１の本体部８１Ａの軸方向内側の外周部に設け
られ、第２の大径孔７２に液密に嵌合する。

【００３５】また、内周側ダストシールリップ部８４
は、補強環８１の本体部８１Ａの軸方向外側の内周部に
設けられ、インナチューブ１２の外周に摺接する。内周
側サブダストシールリップ部８５は、補強環８１の支持
部８１Ｄにおいて、内周側オイルシールリップ部８２の
外側（且つ内周側ダストシールリップ部８４の内側）に
設けられ、インナチューブ１２の外周に摺接する。外周
側ダストシール部８６は、補強環８１の弾性部８１Ｂの
外周部に設けられ、第１の大径孔７１に嵌合する。

【００３６】尚、内周側オイルシールリップ部８２と内
周側サブダストシールリップ部８５は一体化され、内周
側ダストシールリップ部８４と外周側ダストシール部８
６は一体化されて良い。

【００３７】従って、フロントフォーク１０によれば、
以下の作用がある。 内周側オイルシールリップ部８２と外周側オイルシー
ル部８３と内周側ダストシールリップ部８４と内周側サ
ブダストシールリップ部８５と外周側ダストシール部８
６を備えた密封装置１３を、アウタチューブ１１の開口
端に装着するに際し、弾性部８１Ｂの係合部８１Ｃをア
ウタチューブ１１の第１の大径孔７１にあて、弾性部８
１Ｂを縮径させた状態で、該係合部８１Ｃを第１の大径
孔７１に滑らせて凹溝７３に係合させた後、弾性部８１
Ｂを弾性的に復元させて拡径せしめることにより、この
密封装置１３をストッパリング等の固定部材を用いるこ
となく開口端から抜け止め可能として、強固に固定でき
る。

【００３８】密封装置１３は、内周側オイルシールリ
ップ部８２と外周側オイルシール部８３と内周側ダスト
シールリップ部８４と内周側サブダストシールリップ部
８５と外周側ダストシール部８６を併せ備えるから、内
周側オイルシールリップ部８２がインナチューブ１２に
液密に摺接し、外周側オイルシール部８３がアウタチュ
ーブ１１の第２の大径孔７２に液密に嵌合するオイルシ
ール機構と、内周側ダストシールリップ部８４及び内周
側サブダストシールリップ部８５がインナチューブ１２
に摺接し、外周側ダストシール部８６がアウタチューブ
１１の第１の大径孔７１に摺接するダストシール機構と
が別体になることがなく、部品点数と組付工数を削減
し、製品コストを低減できる。

【００３９】密封装置１３は、補強環８１の本体部８
１Ａの軸方向内側端の折曲げ成形により、簡易に支持部
８１Ｄを形成できる。

【００４０】(C)ボルト２１による中空パイプ２２の固
定構造（図５） アウタチューブ１１の底部に取付孔９１を設け、中空パ
イプ２２の基端部に小径部９２を設け、中空パイプ２２
の小径部９２をアウタチューブ１１の取付孔９１に嵌挿
し、アウタチューブ１１の底部に外方から係着されるボ
ルト２１の先端ねじ部まわりに樹脂等からなるシール剤
を塗布した上で、該ボルト２１の先端ねじ部を中空パイ
プ２２の小径部９２の内径のねじ部９２Ａに螺着する。
これにより、中空パイプ２２の基端部の側の外周面９３
をアウタチューブ１１の底部の側の内周面９４に衝合し
て該中空パイプ２２を引寄せ固定する。

【００４１】このとき、アウタチューブ１１は前述の如
くアルミ（例えば表１のＡＣ２Ｂ−Ｆ）の軽合金にて構
成し、中空パイプ２２は鋼管等（例えば表１のＳＴＫＭ
１１Ａ）にて構成することにより、アウタチューブ１１
の硬度を例えば表１の如くに中空パイプ２２より軟質と
なる材料にて構成し、更に、中空パイプ２２の外周面９
３とアウタチューブ１１の内周面９４とを互いにくさび
結合（テーパ結合）するテーパ面とする。

【００４２】

【表１】

【００４３】従って、フロントフォーク１０によれば以
下の作用がある。 アウタチューブ１１における中空パイプ２２の取付部
では、ボルト２１の締結力により、中空パイプ２２のテ
ーパ状外周面９３がアウタチューブ１１のテーパ状外周
面９４にテーパ嵌合して強固にくさび結合する。

【００４４】アウタチューブ１１のテーパ状内周面９
４は中空パイプ２２のテーパ状外周面９３より軟質であ
り、両者は上述の強固なくさび結合下で良くなじんで
密着し、パッキン類を用いることを必須としない簡易な
構成でも、一定のシール作用を確保し、アウタチューブ
１１の内部の油室３４を確実にシールできる。尚、中空
パイプ２２の内部のリザーバ室３５はボルト２１の先端
ねじ部まわりのシール材によりシールされる。

【００４５】尚、フロントフォーク１０にあっては、ア
ウタチューブ１１おける中空パイプ２２の上述の取付部
において、ボルト２１の首下部に銅パッキン等を嵌挿
し、ボルト２１の頭部とアウタチューブ１１の取付孔９
１の周囲の外側端面との間でその銅パッキン等を挟むこ
とにより、アウタチューブ１１の内部の油室３４をより
確実にシールできる。

【００４６】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、アウタチ
ューブにおける中空パイプの取付部に簡易に一定のシー
ル作用を確保し、製品コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はフロントフォークを示す全体断面図であ
る。

【図２】図２はフロントフォークの下部拡大断面図であ
る。

【図３】図３はフロントフォークの上部拡大断面図であ
る。

【図４】図４はアウタチューブの開口端に設けた密封装
置を拡大して示す断面図である。

【図５】図５は中空パイプの取付部を拡大して示す断面
図である。

【図６】図６は中空パイプのピストン部の製造手順を示
す模式図である。

【図７】図７はインナチューブのピストン部のチェック
弁の動作を示す模式図である。

【符号の説明】

１０ フロントフォーク（車両用緩衝器） １１ アウタチューブ １２ インナチューブ ２１ ボルト ２２ 中空パイプ ３２ ピストン部 ３３ 上油室 ３４ 下油室 ３５ リザーバ室 ３７ 気体室 ９３ テーパ状外周面 ９４ テーパ状内周面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アウタチューブにインナチューブを挿入
   し、アウタチューブとインナチューブが区画する室内に
   油室と気体室を形成し、 アウタチューブの底部に中空パイプを立設し、 中空パイプの先端部に設けたピストン部をインナチュー
   ブの内周に摺接し、 アウタチューブの底部に外方から係着したボルトの先端
   部に中空パイプの基端部を螺着し、中空パイプの基端部
   の側の外周面をアウタチューブの底部の側の内周面に衝
   合して該中空パイプを固定してなる車両用緩衝器におい
   て、 前記アウタチューブを中空パイプより軟質な材料にて構
   成し、中空パイプの外周面とアウタチューブの内周面を
   テーパ面としてなることを特徴とする車両用緩衝器。