JP2009030776A

JP2009030776A - 油圧緩衝器

Info

Publication number: JP2009030776A
Application number: JP2007197878A
Authority: JP
Inventors: Akito Osanai; 明人長内
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2009-02-12

Abstract

【課題】減衰力発生装置を内蔵していない油圧緩衝器において、気体ばねのばね反力を確保すること。
【解決手段】アウタチューブ１１にインナチューブ１２を摺動自在に挿入し、両チューブ１１、１２の内部空間により気体室４０を形成し、この気体室４０に閉じ込められた気体反力に起因する気体ばねによって衝撃力を吸収し、この衝撃力の吸収に伴う両チューブ１１、１２の伸縮振動を抑制するための減衰力発生装置は内蔵していない油圧緩衝器１０において、両チューブ１１、１２の少なくとも一方に設けられ、両チューブ１１、１２の内部空間に挿入されて該内部空間を気体室４０とともに占める中空密閉体５０、６０を有するもの。
【選択図】図２

Description

本発明は自動二輪車、自転車等に用いられて好適な油圧緩衝器に関する。

自動二輪車、自転車等に用いられる、左右のフロントフォークからなるフロントフォーク装置において、特許文献１に記載の如く、一方のフロントフォークとして、車両が路面から受ける衝撃力を吸収する懸架スプリングと気体ばねを内蔵する油圧緩衝器を用い、他方のフロントフォークとして、それらの懸架スプリングや気体ばねの伸縮振動を制振する減衰力発生装置を内蔵する油圧緩衝器を用いるものがある。

即ち、上述の一方のフロントフォークとして用いられる油圧緩衝器は、車体側のアウタチューブと車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、両チューブの内部空間により気体室を形成し、この気体室に閉じ込められた気体反力に起因する気体ばねによって衝撃力を吸収し、この衝撃力の吸収に伴う両チューブの伸縮振動を抑制するための減衰力発生装置は内蔵していない。また、この油圧緩衝器では、アウタチューブとインナチューブの間に介装される懸架スプリングをそれらのチューブの内部空間に設け、インナチューブの内周により懸架スプリングの外径をガイドして懸架スプリングの胴曲がりを防止している。
特開2004-316725

特許文献１に記載の一方のフロントフォークとして用いられる油圧緩衝器には以下の問題点がある。

(1)アウタチューブとインナチューブの内部空間に懸架ばねと気体ばねを内蔵するものの、減衰力発生装置を内蔵していないから、両チューブの内部空間の全容積に占める気体室の容積が過大になる。一方のフロントフォークの懸架スプリングと気体ばねだけで、衝撃力を緩衝すべく、一定の気体ばねのばね反力を確保するためには、両チューブの内部空間に装填してある潤滑用オイルの油面レベルを上げることにより、アウタチューブとインナチューブの最収縮状態における気体室の容積を低減し、結果として両チューブの伸縮における気体室の圧縮比を拡大させる必要がある。オイル量が過大になって重量増、コスト増になる。

尚、気体ばねのばね反力を確保する代わりに、懸架スプリングのばね定数を上げる場合には、懸架スプリングの素線径が太くなって重量増、コスト増になる。

(2)インナチューブの内周により懸架スプリングの外径をガイドしているから、インナチューブの上端が懸架スプリングの上端より下方に位置することとなった最伸長状態からの反転圧縮時に、インナチューブの上端と懸架スプリングの外径がせり、圧縮ストロークの抵抗が大きくなって異音を生じ、スプリング破損のおそれもある。

本発明の課題は、減衰力発生装置を内蔵していない油圧緩衝器において、気体ばねのばね反力を確保することにある。

本発明の他の課題は、圧縮ストロークの抵抗を小さくすることにある。

請求項１の発明は、アウタチューブにインナチューブを摺動自在に挿入し、両チューブの内部空間により気体室を形成し、この気体室に閉じ込められた気体反力に起因する気体ばねによって衝撃力を吸収し、この衝撃力の吸収に伴う両チューブの伸縮振動を抑制するための減衰力発生装置は内蔵していない油圧緩衝器において、両チューブの少なくとも一方に設けられ、両チューブの内部空間に挿入されて該内部空間を気体室とともに占める中空密閉体を有するようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記アウタチューブとインナチューブの最収縮状態で、両チューブの内部空間の全容積の概ね70％の容積を中空密閉体により占めるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記アウタチューブとインナチューブの間に介装される懸架スプリングをそれら両チューブの内部空間に設け、中空密閉体が懸架スプリングの内径をガイドするガイド部を備えるようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項３の発明において更に、前記中空密閉体のガイド部が樹脂からなるようにしたものである。

請求項５の発明は、左右のフロントフォークからなるフロントフォーク装置において、一方のフロントフォークとして請求項１〜４のいずれかに記載の油圧緩衝器を用い、他方のフロントフォークとして減衰力発生装置を内蔵する油圧緩衝器を用いるようにしたものである。

（請求項１）
(a)油圧緩衝器において、アウタチューブとインナチューブの内部空間を気体室とともに占める中空密閉体を設けた。従って、アウタチューブとインナチューブの最収縮状態における気体室の容積を低減し、両チューブの伸縮における気体室の圧縮比が大きくなり、一定の気体ばねのばね反力を確保できる。両チューブの内部空間に装填される潤滑用オイルの油面レベルを上げる必要がないから、軽量化、コスト低減できる。

油圧緩衝器が懸架スプリングを伴うときには、気体ばねのばね反力を確保できる分、懸架スプリングのばね定数を下げることができ、懸架スプリングの素線径を太くする必要がなくなり、軽量化、コスト低減できる。

（請求項２）
(b)アウタチューブとインナチューブの最収縮状態で、両チューブの内部空間の全容積の概ね70％の容積を中空密閉体により占めるものとすることにより、アウタチューブとインナチューブの最収縮状態における気体室の容積を確実に低減できる。

（請求項３）
(c)アウタチューブとインナチューブの間に介装される懸架スプリングをそれら両チューブの内部空間に設け、中空密閉体が懸架スプリングの内径をガイドするガイド部を備えるものとすることにより、圧縮ストロークの抵抗を小さくできる。即ち、インナチューブの上端が懸架スプリングの上端より下方に位置することとなった最伸長状態からの反転圧縮時に、懸架スプリングは中空密閉体のガイド部により内径ガイドされているから、懸架スプリングの外径がインナチューブの上端とせることがなく、圧縮ストロークの抵抗は小さくなり、異音を生ずることもなくなり、スプリング破損のおそれもない。

（請求項４）
(d)中空密閉体のガイド部が樹脂からなる。従って、鋼材からなる懸架スプリングと樹脂からなるガイド部の摩擦係数は小さく、伸縮ストロークの抵抗を一層小さくできる。

（請求項５）
(e)左右のフロントフォークからなるフロントフォーク装置において、一方のフロントフォークとして上述(a)〜(d)の油圧緩衝器を用い、他方のフロントフォークとして減衰力発生装置を内蔵する油圧緩衝器を用いるとき、他方のフロントフォークの油圧緩衝器が懸架スプリングや気体ばねを内蔵していなくても、一方のフロントフォークの油圧緩衝器が内蔵する懸架スプリングや気体ばねだけで一定のばね反力を確保して衝撃力を緩衝できる。

図１は油圧緩衝器の最伸長状態を示す全体断面図、図２は油圧緩衝器の最圧縮状態を示す全体断面図、図３は図２の下部断面図、図４は図２の中間部断面図、図５は図２の上部断面図である。

本発明の油圧緩衝器１０が適用されるフロントフォーク装置は、例えば特開2004-316725号公報に記載の如くの、自動二輪車、自転車等の車両の左右両側に設けられる左右のフロントフォークからなる。一方のフロントフォークは車両が路面から受ける衝撃力を吸収する懸架スプリング２０と気体室４０が形成する気体ばねを内蔵する油圧緩衝器１０を用いて構成される。他方のフロントフォークは、油圧緩衝器１０の懸架スプリング２０と気体ばねの伸縮振動を制振する減衰力発生装置を内蔵する油圧緩衝器を用いて構成される。尚、他方のフロントフォークを構成する油圧緩衝器は、減衰力発生装置とともに、必要によっては懸架スプリングや気体ばねを併せ内蔵しても良い。

油圧緩衝器１０は、図１〜図５に示す如く、車体側に支持されるアウタチューブ１１に、車軸に結合されるインナチューブ１２を摺動自在に挿入する。インナチューブ１２の下端部には車軸ブラケット１３が挿着されて固定される。

アウタチューブ１１の下端内周にはインナチューブ１２の外周に摺接するブッシュ１１Ａが、インナチューブ１２の上端外周にはアウタチューブ１１の内周に摺接するブッシュ１２Ａが設けられる。アウタチューブ１１の下端内周には、インナチューブ１２の外周に摺接するオイルシール１４、ダストシール１５も設けられる。インナチューブ１２の上端側には、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の環状間隙であって上下のブッシュ１１Ａ、１２Ａに挟まれる空間の容積を補償するための孔１６が設けられている。

油圧緩衝器１０は、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の間に介装される懸架スプリング２０をそれら両チューブ１１、１２の内部空間に設けている。

アウタチューブ１１の上端開口部には有天カップ状をなすキャップ２１の上端側大径外周部が螺着され、Ｏリングを介して密封状に固定される。キャップ２１の下端側にて段差状をなす小径外周部には、円筒状のスプリングカラー２２の上端側の内径部がＯリングを介して密封状に挿着され、スプリングカラー２２の下端側の内径部には段付円筒状の上ばね受２３の上端側の大径外周部がＯリングを介して密封状に挿着され、上ばね受２３の中間鍔面にはスラストワッシャ２４、スプリングシート２５を介して懸架スプリング２０の上端部が支持される。スプリングシート２５は上ばね受２３の下端側の小径外周部に嵌合する筒部２５Ａを備え、この筒部２５Ａの一端フランジ部２５Ｂにてスプリングシート面を形成する。

他方、インナチューブ１２の下端開口部及び車軸ブラケット１３の底部にはボトムホルダ３１がＯリングを介して密封状に固定される（ボトムホルダ３１の下端側の外周拡径部をインナチューブ１２の下端面と車軸ブラケット１３の底面との間に挟圧固定している）。ボトムホルダ３１の内周には下ばね受３２の外周部が螺着され、下ばね受３２の上面にはスプリングシート３３を介して懸架スプリング２０の下端部が支持される。

尚、車軸ブラケット１３の外界に臨む中心孔にはセンターボルト３４が螺着され、Ｏリングを介して密封状に挿着されるとともに、センターボルト３４の外周フランジ部３４Ａが車軸ブラケット１３の段差面に衝合して固定されており、このセンターボルト３４の中心孔に下ばね受３２の回転操作部３２ＡがＯリングを介して密封状に挿着されて回転操作可能に設けられている。回転操作部３２Ａの外界に臨む六角孔３２Ｂに係合せしめられる工具により下ばね受３２を回転操作すると、下ばね受３２はボトムホルダ３１に対して螺動して上下動し、懸架スプリング２０のばね荷重を調整可能にする。下ばね受３２の下降限は下ばね受３２の上端フランジ部３２Ｃの下面がボトムホルダ３１の上端面に衝合して規制され、下ばね受３２の上昇限は下ばね受３２の回転操作部３２Ａの外周であってセンターボルト３４の中心孔よりボトムホルダ３１寄りに位置する外周に係着されている止め輪３２Ｄがボトムホルダ３１の下端面に衝合して規制される。センターボルト３４は中心孔に突出するディテントボール３５をリング状スプリング３６により保持されて備え、ディテントボール３５が下ばね受３２の回転操作部３２Ａの周方向複数位置に設けてある縦溝３７に係合することにより、回転操作部３２Ａの回転操作角の設定に対し一定の節度感を与える。

油圧緩衝器１０は、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の内部空間により気体室（本実施例では空気室）４０を形成し、この気体室４０に閉じ込められた気体反力に起因する気体ばねによって、車両が路面から受ける衝撃力を吸収する。本実施例の油圧緩衝器１０にあっては、気体室４０の気体ばねと懸架スプリング２０の両者により上述の衝撃力を吸収するものになる。このとき、油圧緩衝器１０は、気体室４０の気体ばねと懸架スプリング２０の衝撃力の吸収に伴う伸縮振動を抑制するための減衰力発生装置を内蔵していない。

アウタチューブ１１とインナチューブ１２は気体室４０を形成するためにその内部空間を密閉しており、オイルシール１４等を介してその内部空間に侵入した空気圧による気体室４０の内圧変動を調整するため、その内部空間に連通するキャップ２１の通路４１に内圧調整用ねじ４２を螺着し、気体室４０の内圧を調整することとしている。

尚、油圧緩衝器１０は、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の内部空間に、上下のブッシュ１１Ａ、１２Ａ、オイルシール１４等を潤滑するための潤滑用オイルが収容された油室４３を設けている。油室４３は気体室４０の下方に設けられ、その油面レベルはＬで示される（図１、図２）。

しかるに、油圧緩衝器１０にあっては、アウタチューブ１１の側に上中空密閉体５０を、インナチューブ１２の側に下中空密閉体６０を設けてある。両中空密閉体５０、６０は両チューブ１１、１２の内部空間に挿入されて該内部空間を気体室４０とともに占める。

上中空密閉体５０は、キャップ２１の下端側に連結した前述のスプリングカラー２２、上ばね受２３、及び上ばね受２３の下端側の小径外周部の先端にＯリングを介して密封状に取着した有底円筒体５１とからなる。円筒体５１は上ばね受２３の小径外周部に設けた環状溝２３Ａに装填したＯリングに密封状に挿着されるとともに、先端爪部５２を上ばね受２３の小径外周部に設けた環状係止部２３Ｂに係止して抜け止めされる。円筒体５１の先端面は上ばね受２３の小径外周部に係着した止め輪５３に衝合する。円筒体５１は先端爪部５２が環状係止部２３Ｂに係止し、先端面が止め輪５３に衝合することにより、上ばね受２３と軸方向に固定化される。

下中空密閉体６０は、前述の下ばね受３２の上面凹部３２Ｅの内周にＯリングを介して密封状に挿着された有天円筒体６１からなる。尚、前述のスプリングシート３３は下ばね受３２の上面凹部３２Ｅの内周にＯリングを介して密封状に嵌合する筒部３３Ａを備え、この筒部３３Ａの一端フランジ部３３Ｂにてスプリングシート面を形成する。円筒体６１は、上面凹部３２Ｅの内周に挿着された該円筒体６１の外周拡径部を上面凹部３２Ｅの底面と筒部３３Ａの先端面との間に挟持される。

油圧緩衝器１０は、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の最収縮状態で、両チューブ１１、１２の内部空間の全容積のうちの適宜の大容積、例えば全容積の概ね70％の容積を中空密閉体５０、６０により占めるように設定し、油室４３の油面レベルＬを上げることなく、一定のばね荷重特性を確保する。油圧緩衝器１０は、中空密閉体５０、６０により、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の最伸長状態における気体室４０の容積Ｖａに対し、最収縮状態における気体室４０の容積Ｖｂを低減し、両チューブ１１、１２の伸縮における気体室４０の圧縮比Ｖａ／Ｖｂを大きくし、一定の気体ばねのばね反力を確保する。

油圧緩衝器１０は、上中空密閉体５０の有底円筒体５１の外周と下中空密閉体６０の有天円筒体６１の外周が、懸架スプリング２０の内径をガイドするガイド部５１Ａ、６１Ａとして機能するものとする。懸架スプリング２０はインナチューブ１２の内周に干渉しない。尚、円筒体５１のガイド部５１Ａに続く底面寄りの外周は先細部５１Ｂとされ、円筒体６１のガイド部６１Ａに続く天面寄りの外周は先細部６１Ｂとされ、円筒体５１の底面と円筒体６１の天面が懸架スプリング２０とせることのないようにしている。このとき、円筒体５１、６１は樹脂からなるものとするとき、鋼製懸架スプリング２０との摩擦係数が小さくなる故に好適である。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)油圧緩衝器１０において、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の内部空間を気体室４０とともに占める中空密閉体５０、６０を設けた。従って、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の最収縮状態における気体室４０の容積を低減し、両チューブ１１、１２の伸縮における気体室４０の圧縮比が大きくなり、一定の気体ばねのばね反力を確保できる。両チューブ１１、１２の内部空間に装填される潤滑用オイルの油面レベルを上げる必要がないから、軽量化、コスト低減できる。

油圧緩衝器１０が懸架スプリング２０を伴うときには、気体ばねのばね反力を確保できる分、懸架スプリング２０のばね定数を下げることができ、懸架スプリング２０の素線径を太くする必要がなくなり、軽量化、コスト低減できる。

(b)アウタチューブ１１とインナチューブ１２の最収縮状態で、両チューブ１１、１２の内部空間の全容積の概ね70％の容積を中空密閉体５０、６０により占めるものとすることにより、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の最収縮状態における気体室４０の容積を確実に低減できる。

(c)アウタチューブ１１とインナチューブ１２の間に介装される懸架スプリング２０をそれら両チューブ１１、１２の内部空間に設け、中空密閉体５０、６０が懸架スプリング２０の内径をガイドするガイド部５１Ａ、６１Ａを備えるものとすることにより、圧縮ストロークの抵抗を小さくできる。即ち、インナチューブ１２の上端が懸架スプリング２０の上端より下方に位置することとなった最伸長状態からの反転圧縮時に、懸架スプリング２０は中空密閉体５０、６０のガイド部５１Ａ、６１Ａにより内径ガイドされているから、懸架スプリング２０の外径がインナチューブ１２の上端とせることがなく、圧縮ストロークの抵抗は小さくなり、異音を生ずることもなくなり、スプリング破損のおそれもない。

(d)中空密閉体５０、６０のガイド部５１Ａ、６１Ａが樹脂からなる。従って、鋼材からなる懸架スプリング２０と樹脂からなるガイド部５１Ａ、６１Ａの摩擦係数は小さく、伸縮ストロークの抵抗を一層小さくできる。

(e)左右のフロントフォークからなるフロントフォーク装置において、一方のフロントフォークとして上述(a)〜(d)の油圧緩衝器１０を用い、他方のフロントフォークとして減衰力発生装置を内蔵する油圧緩衝器１０を用いるとき、他方のフロントフォークの油圧緩衝器１０が懸架スプリング２０や気体ばねを内蔵していなくても、一方のフロントフォークの油圧緩衝器１０が内蔵する懸架スプリング２０や気体ばねだけで一定のばね反力を確保して衝撃力を緩衝できる。

以上、本発明の実施例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例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。例えば、本発明の油圧緩衝器は、気体室が構成する気体ばねを有するものであれば、懸架スプリングを内蔵することを必須としない。

図１は油圧緩衝器の最伸長状態を示す全体断面図である。図２は油圧緩衝器の最圧縮状態を示す全体断面図である。図３は図２の下部断面図である。図４は図２の中間部断面図である。図５は図２の上部断面図である。

符号の説明

１０油圧緩衝器
１１アウタチューブ
１２インナチューブ
２０懸架スプリング
４０気体室
５０、６０中空密閉体
５１Ａ、６１Ａガイド部

Claims

アウタチューブにインナチューブを摺動自在に挿入し、両チューブの内部空間により気体室を形成し、この気体室に閉じ込められた気体反力に起因する気体ばねによって衝撃力を吸収し、この衝撃力の吸収に伴う両チューブの伸縮振動を抑制するための減衰力発生装置は内蔵していない油圧緩衝器において、
両チューブの少なくとも一方に設けられ、両チューブの内部空間に挿入されて該内部空間を気体室とともに占める中空密閉体を有することを特徴とする油圧緩衝器。
前記アウタチューブとインナチューブの最収縮状態で、両チューブの内部空間の全容積の概ね70％の容積を中空密閉体により占める請求項１に記載の油圧緩衝器。
前記アウタチューブとインナチューブの間に介装される懸架スプリングをそれら両チューブの内部空間に設け、
中空密閉体が懸架スプリングの内径をガイドするガイド部を備える請求項１又は２に記載の油圧緩衝器。
前記中空密閉体のガイド部が樹脂からなる請求項３に記載の油圧緩衝器。
左右のフロントフォークからなるフロントフォーク装置において、
一方のフロントフォークとして請求項１〜４のいずれかに記載の油圧緩衝器を用い、他方のフロントフォークとして減衰力発生装置を内蔵する油圧緩衝器を用いることを特徴とするフロントフォーク装置。