JP2014087831A - アウターチューブの製造方法、及び、軸受付きアウターチューブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アウターチューブの圧漏れの原因を抑制できるとともに工数を削減できてアウターチューブを安価に製造することが可能なアウターチューブの製造方法等を提供する。
【解決手段】主型１の内側に中子２を設置して前記主型１と前記中子２と間に溶湯１０を流し込んで緩衝装置の構成部材であるアウターチューブ３を成形するアウターチューブの製造方法において、前記中子２として、アウターチューブの内周面４を鋳抜き勾配を有した内周面４に成形するための内周面成形部２１と、アウターチューブの内周面４の一部にアウターチューブの中心軸線６と平行な面である軸受圧入面７を成形するための軸受圧入面成形部２２と、を備えた中子２を用いた。
【選択図】図１

Description

本発明は、緩衝装置を構成する部材として筒状に形成されるアウターチューブの製造方法等に関する。

筒状のアウターチューブ及び筒状のインナーチューブを備え、インナーチューブが筒の一端開口側よりアウターチューブの筒の一端開口を経由してアウターチューブの内側に挿入されて、インナーチューブとアウターチューブとがそれぞれ筒の中心軸に沿った方向に移動可能に構成され、当該インナーチューブやアウターチューブの内側に設けられた油やコイルスプリング等の弾性や、当該インナーチューブやアウターチューブの外側に設けられたコイルスプリング等の弾性を利用して、衝撃を吸収する緩衝装置としてのフロントフォークが知られている。
前記アウターチューブは、鋳造により成形される（特許文献１等参照）。
また、アウターチューブの内周面に軸受を固定して、インナーチューブが筒の一端開口側よりアウターチューブの筒の一端開口及び軸受孔を経由してアウターチューブの内側に挿入されてインナーチューブとアウターチューブとが軸受を介してそれぞれ筒の中心軸線に沿った方向に移動可能に構成された緩衝装置が知られている（特許文献２等参照）。
前記アウターチューブを鋳造により成形する場合、一般的には、主型の内側に中子を設置して主型と中子と間に例えばアルミニウムの溶湯を流し込んでアウターチューブを成形する。この場合、中子を型抜きするために、中子として、外周面が、アウターチューブの内周面を鋳抜き勾配を有した内周面に成形するための内周面成形部に形成されたものを用いる。例えば、当該中子は円錐台形状の棒体により形成され、内周面成形部は当該円錐台の外周面により形成される。そして、アウターチューブの内周面に軸受を固定する場合、軸受を固定する部分の内周面を軸受圧入径にするために切削加工している。

特開２００１−１８０４９号公報 実用新案登録公報第２５４１８４８号

しかしながら、成形後のアウターチューブの内周面に切削加工を行うと、工数が増えるばかりでなく、鋳造により成形品の内側に生じた鋳巣がアウターチューブの内周面（表面）に出てきてしまい、アウターチューブの圧漏れの原因を生じる可能性がある。
本発明は、アウターチューブの圧漏れの原因を抑制できるとともに工数を削減できてアウターチューブを安価に製造することが可能なアウターチューブの製造方法等を提供する。

本発明に係るアウターチューブの製造方法は、主型の内側に中子を設置して前記主型と前記中子と間に溶湯を流し込んで緩衝装置の構成部材であるアウターチューブを成形するアウターチューブの製造方法において、前記中子として、アウターチューブの内周面を鋳抜き勾配を有した内周面に成形するための内周面成形部と、アウターチューブの内周面の一部にアウターチューブの中心軸線と平行な面である軸受圧入面を成形するための軸受圧入面成形部と、を備えた中子を用いたので、アウターチューブの圧漏れの原因を抑制できるとともに工数を削減できてアウターチューブを安価に製造することができる。
本発明に係る軸受付きアウターチューブの製造方法は、前記アウターチューブの製造方法により成形されたアウターチューブの内周面に形成された前記軸受圧入面に軸受を圧入することにより内周面に軸受が取付けられた軸受付きアウターチューブを製造するので、軸受を軸受圧入面に固定するだけで簡単に取付けることができ、内周面に軸受が取付けられた軸受付きアウターチューブを簡単に製造できる。

アウターチューブの製造方法を示す工程図。 アウターチューブの製造方法に使用する中子を示す斜視図。 アウターチューブの要部拡大断面図。 アウターチューブを用いたフロントフォークの断面図。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

実施形態に係る自動二輪車のフロントフォーク、リヤサスペンション等の緩衝装置を構成するアウターチューブの製造方法は、図１乃至図３に示すように、主型１の内側に中子２を設置して主型１と中子２と間に溶湯１０を流し込んでアウターチューブ３を成形する際に、中子２として、アウターチューブ３の内周面４を鋳抜き勾配を有した内周面４に成形するための内周面成形部２１と、アウターチューブ３の内周面４の一部にアウターチューブ３の中心軸線６と平行な面である軸受圧入面７を成形するための軸受圧入面成形部２２と、を備えた中子２を使用する。

図２に示すように、中子２は、例えば円柱に似た略円錐台形状の金属製の棒体により構成される。当該略円錐台形状の棒体の外周面２３の一部が棒体の中心軸線２４を中心とした正円柱の外周面により形成され、当該正円柱の外周面が、軸受圧入面成形部２２の軸受圧入面成形面２５として機能し、当該棒体の軸受圧入面成形部２２以外の円錐台の側面を形成する外周面が、棒体の一端側から他端側に向けて傾斜するように形成された内周面成形部２１として機能する。尚、軸受圧入面成形面２５は、円錐台形状の棒体の外周面２３より隆起するように形成された棒体の中心軸線を中心とする断面真円形の正円柱の外周面により形成される。
つまり、軸受圧入面成形部２２は、軸受圧入面成形面２５と軸受圧入底面成形面２６とを備え、軸受圧入底面成形面２６は、円錐台形状の棒体の外周面２３より棒体の中心軸線２４と交差（例えば略直交又は直交）するように延長する円柱端面により形成され、軸受圧入面成形面２５は、当該円柱端面の円縁より棒体の中心軸線２４と平行に延長して棒体の円錐台の外周面（側面）に到達する棒体の中心軸線２４を中心軸線とする正円柱の外周面により形成される。

主型１の内側に中子２を設置して主型１と中子２と間の成形空間に溶湯１０が流し込まれて凝固することにより、図１（ｂ）；図３に示すようなアウターチューブ３が成形される。この際に、アウターチューブ３の筒の内周面４は中子２の略円錐台形状の棒体の外周面２３を反転した形状に形成される。即ち、中子２の外周面２３と接触した溶湯１０が凝固することによりアウターチューブ３の筒の内周面４、即ち、鋳抜き勾配を有した内周面４が成形される。この際、中子２の軸受圧入面成形部２２と接触した溶湯１０が凝固することによりアウターチューブ３の鋳抜き勾配を有した内周面４の一部に当該内周面４より窪んだ軸受圧入部７２が成形される。即ち、中子２の軸受圧入面成形面２５と接触した溶湯１０が凝固することにより成形される軸受圧入面７は、アウターチューブ３の内周面４の一部に形成された内周面４より窪んだ円筒内周面により構成され、中子２の軸受圧入底面成形面２６と接触した溶湯１０が凝固することにより成形される軸受圧入底面７１は、軸受圧入面７の円筒内周面の一端円縁よりアウターチューブ３の中心軸線６と交差（例えば略直交又は直交）するように延長する円環面により形成される。
尚、抜き勾配としては、１／１０〜１／５０程度の勾配を設けることが好ましい。また、軸受圧入面７におけるアウターチューブ３の中心軸線６に沿った方向の長さは、中子２を抜く際に影響しない長さ（例えば５ｍｍ程度）に設定される。

図１（ａ）に示すように、主型１は、例えば金型により構成され、アウターチューブ３の外面を形成する形状に構成された外面成形面１１を有する。
図１（ａ）に示すように、主型１の内側に中子２を設置して主型１と中子２と間にアルミニウム等の溶湯１０を流し込み、溶湯１０が凝固した後、脱型することにより、図１（ｂ）；図３に示すような、内周面４に軸受圧入部７２が形成されたアウターチューブ３が成形される。
アウターチューブ３は、例えばハイプレッシャーダイカストにより成形され、この場合、図１（ａ）のように、主型１の湯口１２に連通するスリーブ１３内に溶湯注入口１０Ａを介して流し込まれた溶湯１０を油圧機構１４で駆動するプランジャ１５で押圧して主型１と中子２と間に押し込む。

そして、図１（ｃ）；（ｄ）に示すように、成形されたアウターチューブ３の一端開口から軸受８を挿入して軸受８の外周面と中子２の軸受圧入面成形面２５により成形された軸受圧入面７とが嵌合状態に接触し合うように当該軸受８を軸受圧入面７に嵌め込むことで、軸受８が軸受圧入面７に圧入されて固定されることにより、内周面４に軸受８が取付けられて固定された軸受付きのアウターチューブ３を製造できる。

実施形態では、中子２により成形されたアウターチューブ３の内周面４を機械で切削加工することなく、中子２によりアウターチューブ３の内周面４に形成された軸受圧入面７に軸受８を圧入して固定状態に取付けるので、従来のように、アウターチューブの内周面に軸受を圧入して固定状態に取付けるための軸受圧入面を機械で切削加工する手間を減らすことができる。また、アウターチューブの内周面を切削加工せずに内周面にチル層を残すので、内周面に鋳巣が露出することを抑制でき、圧漏れ防止効果に優れたアウターチューブ３を得ることができる。即ち、アウターチューブ３の圧漏れの原因を抑制できるとともに工数を削減できてアウターチューブ３を安価に製造することができる。
そして、アウターチューブ３の一端開口から軸受８を挿入して軸受８の外周面と軸受圧入面７とが接触し合うように軸受８を軸受圧入面７に嵌め込んで、軸受８を軸受圧入面７に固定するだけで簡単に取付けることができるので、内周面４に軸受８が取付けられた軸受付きアウターチューブ３を簡単に製造できる。

次に、アウターチューブ３を使用して構成される緩衝装置としての一例としての自動二輪車のフロントフォーク５０を図４に基づいて説明する。
フロントフォーク５０は、筒により形成されたアウターチューブ３及び筒により形成されたインナーチューブ５１を備え、インナーチューブ５１が筒の一端開口５２側よりアウターチューブ３の筒の一端開口３２及び軸受８Ａ；８Ｂを経由してアウターチューブ３の内側に挿入されて、インナーチューブ５１とアウターチューブ３とがそれぞれ筒の中心軸線３Ａに沿った方向に移動可能に構成される。
アウターチューブ３の一端開口３２近くの内周面４に軸受圧入部７２Ａが形成されるとともに、当該軸受圧入部７２Ａとアウターチューブ３の他端側に位置する筒孔の底面３９との間の内周面４にも当該当該軸受圧入部７２Ａとは別の軸受圧入部７２Ｂが設けられており、軸受８Ａ；８Ｂがアウターチューブ３の一端開口３２側からアウターチューブ３内に挿入されて各軸受圧入部７２Ａ；７２Ｂに圧入されて固定される。
アウターチューブ３の他端部には他端外面３５から一端開口３２側に向けて延長する有底の工具挿入孔３６が形成されており、ねじ孔３７が工具挿入孔３６の底面３８とアウターチューブ３の他端側に位置する筒孔の底面３９とに連通するように形成されている。アウターチューブ３の筒孔の中心軸線３Ａと工具挿入孔３６の中心軸線３Ａとねじ孔３７の中心軸線３Ａとが一致するように各孔が形成される。アウターチューブ３の他端部には車軸貫通孔４０が形成される。車軸貫通孔４０は、中心軸線がアウターチューブ３の筒孔の中心軸線３Ａと直交して工具挿入孔３６を貫通して両端がアウターチューブ３の他端部の外周面に開口する貫通孔により形成される。

アウターチューブ３の筒内にはシートパイプ４１が設置される。シートパイプ４１は、他端が前記ねじ孔３７に固定された固定ボルト４２に連結されてアウターチューブ３の底面３９に固定され、一端側がインナーチューブ５１の一端開口５２を経由してインナーチューブ５１の内側に挿入された筒体により形成される。シートパイプ４１の一端はピストン部４３に形成されている。
インナーチューブ５１の筒孔内には筒孔の中心軸線３Ａとコイルスプリング４５のコイルの中心軸線とが一致するようにコイルスプリング４５が設置される。
インナーチューブ５１の他端開口５３の内面にはねじ部５４が形成され、当該ねじ部５４にねじ蓋であるトップキャップ５５が取付けられてインナーチューブ５１の他端開口５３が閉塞されている。トップキャップ５５の他端面には、トップキャップ５５の外周面に形成されたねじ部をインナーチューブ５１のねじ部５４に締結するための工具挿入用や図外の車体に対する車体取付用として使用される穴５６が形成されている。インナーチューブ５１の筒孔内におけるトップキャップ５５で閉塞されたインナーチューブ５１の筒孔の他端底面側には筒状のスプリングカラー５７が設置される。スプリングカラー５７は筒の他端面がトップキャップ５５と接触し、スプリングカラー５７の一端面にはワッシャ５８が設置されている。コイルスプリング４５の他端がワッシャ５８により形成された着座面に着座し、コイルスプリング４５の一端がシートパイプ４１の一端のピストン部４３により形成された着座面に着座するように位置される。シートパイプ４１のピストン部４３は、例えばシートパイプ４１の一端を拡径した拡径部４６により形成される。当該拡径部４６の外周面とインナーチューブ５１の内周面とが摺動可能に構成される。
アウターチューブ３の筒内にはフォークオイル４８が収容され、アウターチューブ３内に挿入されたインナーチューブ５１の筒内はオイル溜りであるリザーバ室６４となる。４８Ａはオイル面である。
インナーチューブ５１の一端開口５２の内側には筒状のロックカラー４９が設けられている。
インナーチューブ５１の一端開口５２側の筒壁、及び、シートパイプ４１の筒壁には、筒の内外にフォークオイル４８を流通させるためのオイル流通孔５９が形成されている。
アウターチューブ３の一端開口３２側の内面にはオイルシール６０が取付けられ、かつ、外部からアウターチューブ３の筒内への埃等の侵入を防止するためのダストシール６１が設けられる。
インナーチューブ５１の一端開口５２とアウターチューブ３の他端側に位置する筒孔の底面３９との間で下油室６２が形成され、ロックカラー４９とピストン部４３との間で上油室６３が形成される。
従って、インナーチューブ５１とアウターチューブ３とがそれぞれ筒の中心軸線３Ａに沿った方向に移動する場合（フロントフォーク５０の伸縮時）において、フォークオイル４８がオイル流通孔５９を流通する際の抵抗により減衰力が得られる。

上記フロントフォーク５０を自動二輪車の車軸の左右に取付けるとともに車体に取付けることにより、自動二輪車のフロントサスペンションが構成される。
尚、左右いずれか一方のフロントフォーク５０として、上述したフロントフォーク５０からコイルスプリング４５及びスプリングカラー５７を除去した減衰機能構成のフロントフォークを用い、他方のフロントフォークとして、フォークオイル４８及びシートパイプ４１を除去したばね懸架機能のフロントフォークを用いることで、自動二輪車のフロントサスペンションを構成してもよい。

本発明によるアウターチューブの製造方法によれば、上述したような正立式のフロントフォーク５０、又は、倒立式のフロントフォークに使用する、軸受圧入部を有した高品質のアウターチューブ３、及び、軸受付きのアウターチューブ３を安価、かつ、簡単に製造できる。

尚、本発明によれば、図４に示したフロントフォーク５０のアウターチューブ３のように、アウターチューブ３の内周面４の２箇所以上に複数の軸受圧入部７２Ａ；７２Ｂを成形するように構成された中子２を用いてアウターチューブ３を成形してもよい。
また、図４に示した複数の軸受圧入部７２Ａ；７２Ｂ及びオイルシール６０を圧入固定するためのシール圧入部６０Ａを成形するように構成された中子２を用いてアウターチューブ３を成形してもよい。
また、図４に示したアウターチューブ３の他方の軸受圧入部７２Ｂのみを本発明による中子２を用いて成形し、図４に示したアウターチューブ３の一端開口３２近くの一方の軸受圧入部７２Ａ及びシール圧入部６０Ａを機械で切削加工して形成してもよい。
即ち、内周面の２箇所以上の複数の軸受圧入部を有したアウターチューブ３を成形する場合には、少なくとも１つの軸受圧入部を本発明による中子を用いて成形すればよい。この場合、特に、機械による切削加工を行い難いアウターチューブ３の筒孔底面側に近い位置の他方の軸受圧入部７２Ｂを本発明による中子２を用いて成形することが好ましい。
要するに、本発明では、従来、切削加工を行っていた軸受圧入部等を鋳造段階で成形するようにして、軸受圧入部等の切削加工手間の削減を図り、アウターチューブ３の内周面及び外周面にチル層を残して鋳巣の発生を抑制することを目的としている。

実施形態では、円筒状のアウターチューブを成形する場合について説明したが、角筒形状のアウターチューブを成形してもよい。
また、本発明により製造されるアウターチューブは、自動二輪車のリヤサスペンションのアウターチューブ、その他の緩衝装置のアウターチューブに用いることが可能である。

１ 主型、２ 中子、３ アウターチューブ、４ アウターチューブの内周面、
６ アウターチューブの中心軸線、７ 軸受圧入面、８；８Ａ；８Ｂ 軸受、
１０ 溶湯、２１ 内周面成形部、２２ 軸受圧入面成形部、
７２Ａ；７２Ｂ 軸受圧入部。

Claims (2)

1. 主型の内側に中子を設置して前記主型と前記中子と間に溶湯を流し込んで緩衝装置の構成部材であるアウターチューブを成形するアウターチューブの製造方法において、
   前記中子として、アウターチューブの内周面を鋳抜き勾配を有した内周面に成形するための内周面成形部と、アウターチューブの内周面の一部にアウターチューブの中心軸線と平行な面である軸受圧入面を成形するための軸受圧入面成形部と、を備えた中子を用いたことを特徴とするアウターチューブの製造方法。
2. 請求項１に記載のアウターチューブの製造方法により成形されたアウターチューブの内周面に形成された前記軸受圧入面に軸受を圧入することにより内周面に軸受が取付けられた軸受付きアウターチューブを製造することを特徴とする軸受付きアウターチューブの製造方法。
   

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