JP2017180775A - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】自動二輪車における正立型フロントフォークの取付け方法を変更せず質感の向上を図る。
【解決手段】実施の形態に係る緩衝器は、減衰力発生機構、摺動機構及び外装部材を有する。減衰力発生機構は、油が封入されたシリンダと、シリンダの内部を摺動自在に設けられたピストンと、ピストンに上端側が取付けられているとともに下端側がシリンダに延設されたピストンロッドと、を備える。摺動機構は、上端側が開口し、下端側が閉鎖するアウターチューブと、下端側が開口するとともに上端側が閉鎖し、アウターチューブの内部に摺動自在に挿入されたインナーチューブと、アウターチューブの下端側閉鎖部とインナーチューブの上端側閉鎖部との間に介装された懸架スプリングとを備え、減衰力発生機構と平行に連接されている。外装部材は、摺動機構に外装されている。
【選択図】図１０

Description

本発明の実施の形態は、緩衝器に関する。

左右一対のアウターチューブの各々に下方からインナーチューブを摺動自在に嵌装するとともに、アウターチューブを左右の連結部材にて連結した自動二輪車用の倒立型フロントフォークが知られている。

また、車体側に取り付けられるインナーチューブと車軸側に取り付けられるアウターチューブとの外部に別体として油圧ダンパを並設した自動二輪車用の正立型フロントフォークなども提案されている。

特許第２８５６７７６号公報 特公昭６３−４４５９４号公報

ここで、前者のような倒立型フロントフォークは、一般に、アウターチューブの摺動性や剛性などを常に配慮した設計が必要となる。一方、後者のような正立型フロントフォークは、小型スクータなどの安価なモデルに搭載される場合などが多く、質感の改善が求められている。

本発明が解決しようとする課題は、自動二輪車における正立型フロントフォークの取付け方法を変更せず質感の向上を図れる緩衝器を提供することである。

実施の形態に係る緩衝器は、減衰力発生機構と摺動機構と外装部材とを有する。減衰力発生機構は、シリンダ、ピストン及びピストンロッドを備える。シリンダは、油を封入している。ピストンは、シリンダの内部を摺動自在に設けられている。ピストンロッドは、ピストンに上端側が取付けられているとともに下端側がシリンダに延設されている。摺動機構は、アウターチューブ、インナーチューブ及び懸架スプリングを備える。アウターチューブは、上端側が開口し、下端側が閉鎖している。インナーチューブは、下端側が開口するとともに上端側が閉鎖し、アウターチューブの内部に摺動自在に挿入されている。懸架スプリングは、アウターチューブの下端側閉鎖部とインナーチューブの上端側閉鎖部との間に介装されている。このような摺動機構は、減衰力発生機構と平行に連接されている。外装部材は、摺動機構に外装されている。

本実施形態に係る緩衝器を正面側からみた斜視図である。 本実施形態に係る緩衝器を背面側からみた斜視図である。 本実施形態に係る緩衝器を下面側からみた斜視図である。 本実施形態に係る緩衝器の正面図である。 本実施形態に係る緩衝器の背面図である。 本実施形態に係る第２脚の緩衝器の右側面である。 本実施形態に係る第２脚の緩衝器の左側面である。 本実施形態に係る緩衝器の平面図である。 本実施形態に係る緩衝器の下面図である。 本実施形態に係る緩衝器の伸側時の状態を示す断面図である。 本実施形態に係る緩衝器の圧側時の状態を示す断面図である。 本実施形態に係る緩衝器が備えた摺動機構を上端側からみた斜視図である。 本実施形態に係る緩衝器が備えた外装部材の断面図である。 他の実施形態に係る緩衝器の正面図である。

以下、実施の形態を図面に基づき説明する。なお、図１〜図９では、自動二輪車の車体に本実施形態の緩衝器１０を取り付けるためのブラケットを二点鎖線（想像線）で図示している。本実施形態の緩衝器１０は、このブラケットを構成部品として含まないものである。

図１〜図１１に示すように、本実施形態に係る緩衝器１０は、自動二輪車の車体と前輪との間に介在される正立型のフロントフォークである。緩衝器１０の上端側は、車体側のヘッドパイプ（ステアリングヘッドパイプ）内を挿通されたハンドル回転軸（ステムシャフト）に、上記ブラケットを介して固定されている。

緩衝器１０は、図１〜図５に示すように、自動二輪車を前輪側からみた場合に前輪の左側に配置される第１脚１０ａと、自動二輪車を前輪側からみた場合に前輪の右側に配置される第２脚１０ｂと、を備えている。第１脚１０ａ及び第２脚１０ｂのそれぞれの下端側には、前輪が回転可能に取り付けられる。（なお、第１脚１０ａと第２脚１０ｂとは、実質的［機能的］に同じ構成を備えているため、以降では主に第１脚１０ａの構成について説明する。）

緩衝器１０の第１脚１０ａは、図１０及び図１１に示すように、減衰力発生機構１と摺動機構２と外装部材３とを備えている。減衰力発生機構１は、シリンダ５、ピストン６及びピストンロッド７を主に備えるオイルダンパである。シリンダ５は、油（ダンパオイル）８を封入している。ピストン６は、シリンダ５の内部を摺動自在に設けられている。

ピストンロッド７は、ピストン６に上端側が取付けられているとともに、軸方向に沿って下端側がシリンダ５に延設され且つ外方へ突出している。シリンダ５は、下端側が開口するとともに上端側が閉鎖している。ピストンロッド７の上端側は、シリンダ５の下端側の開口から挿入されている。

また、減衰力発生機構１は、図１０及び図１１に示すように、支持部材９、締結ナット２５、軸受３４、シリンダカバー２８及びリバウンドスプリング３３をさらに備えている。締結ナット２５は、ピストンロッド７の下端側を、後述する取付プレート２６に締結する。一方、軸受３４は、シリンダ５の下端側の開口部分に設けられている。つまり、軸受３４は、シリンダ５に対してピストンロッド７を、軸方向に沿って、摺動自在に支持する。支持部材９は、シリンダ５内の下端側に固定されており、リバウンドスプリング３３の下端側を支持する。

また、シリンダカバー２８は、シリンダ５の閉鎖している上端側を保護する。さらに、リバウンドスプリング３３は、緩衝器１０の最伸長時近辺でピストン６をシリンダ５の内部へ押し戻す方向に反発力を発生させる。リバウンドスプリング３３は、圧縮コイルばねによって構成されており、内周部分にピストンロッド７が挿入された状態で、支持部材９とピストン６との間に介装されている。

ここで、ピストン６には、例えば、ワンウェイバルブ（一方向弁）、シリンダ５内の油（ダンパオイル）８の流路となる常用孔（大孔）、オリフィス（小孔）などが設けられている。上記した圧側時には、例えばワンウェイバルブが開放され、シリンダ５内の油８は、ピストン６内の主に常用孔を通って移動する。一方、伸側時には、例えばワンウェイバルブが常用孔を閉鎖し、シリンダ５内の油８は、ピストン６内のオリフィスを通って移動する。この際、油８の流れが阻害されることによる粘性抵抗の上昇によって、減衰力発生機構１本体（緩衝器１０本体）に加わる例えば前輪側からの振動を減衰させることができる。

また、図１０及び図１１に示すように、摺動機構２は、アウターチューブ１５、インナーチューブ１６及び懸架スプリング１２を主に備える懸架装置である。例えば鉄製のアウターチューブ１５は、上端側が開口し、下端側が閉鎖している。また、例えば鉄製のインナーチューブ１６は、下端側が開口するとともに上端側が閉鎖し、アウターチューブ１５の内部に摺動自在に挿入されている。インナーチューブ１６の下端側は、アウターチューブ１５の上端側の開口から挿入されている。

懸架スプリング１２は、圧縮コイルばねによって構成されており、アウターチューブ１５の下端側閉鎖部１５ａとインナーチューブ１６の上端側閉鎖部１６ａとの間に介装されている。このような摺動機構２は、後述する連接機構２９によって、減衰力発生機構１（シリンダ５及びピストンロッド７）と平行に連接されている。

また、摺動機構２は、図１０及び図１１に示すように、ゴム製の第１弾性部材２２、摺動部材１５ｂ、１６ｂ、ゴム製の第２弾性部材２３、規制部材２４をさらに備えている。摺動部材１５ｂは、アウターチューブ１５の上端側の開口部分における内周面に設けられている。一方、摺動部材１６ｂは、インナーチューブ１６の下端側の開口部分における外周面に設けられている。

摺動部材１５ｂ、１６ｂは、耐摩耗性や潤滑性の高い材料によって構成されており、アウターチューブ１５とインナーチューブ１６とが互いに摺動する際の摺動性を高める。ゴム製の第２弾性部材２３は、懸架スプリング１２の下端側とアウターチューブ１５の下端側閉鎖部１５ａと間に介装されている。ゴム製の第１弾性部材２２は、アウターチューブ１５の下端側閉鎖部１５ａ上にゴム製の第２弾性部材２３を介して規制部材２４を支持する。

規制部材２４は、円柱状に形成されており、上端側から懸架スプリング１２の内径部分に挿入されている。規制部材２４は、下端側にフランジ部２４ａを有する。規制部材２４で懸架スプリング１２の下端側を支持する。つまり、規制部材２４は、懸架スプリング１２の設置姿勢を規制する。規制部材２４は、このような構成によって、アウターチューブ１５とインナーチューブ１６との互いの摺動動作などに伴う懸架スプリング１２の座屈などを抑制できる。

さらに、支持部材２２と規制部材２４との間に介装されたゴム製の第１弾性部材２２および第２弾性部材２３は、摺動機構２（緩衝器１０本体）に加わる例えば前輪側からの振動を、弾性部材自体の内部ロス（ゴム材料の分子間摩擦）によって吸収し、減衰させることが可能となる。

また、図１０及び図１１に示すように、前述した連接機構２９は、減衰力発生機構１のピストンロッド７と摺動機構２のアウターチューブ１５とが連動するように、ピストンロッド７の下端側とアウターチューブ１５の下端側とを連接する。つまり、連接機構２９は、上記した取付プレート２６、締結ボルト２７、車軸ブラケット２１によって構成されている。

車軸ブラケット２１は、自動二輪車の前輪を保持する一方で、第１弾性部材２２、第２弾性部材２３及び規制部材２４とともにアウターチューブ１５の下端側を保持する。取付プレート２６には、締結ナット２５を通じてピストンロッド７が取り付けられている。締結ボルト２７は、この取付プレート２６を車軸ブラケット２１に締結する。これにより、ピストンロッド７とアウターチューブ１５とは、一体構造となり、互いに連動することになる。

一方、外装部材３は、図１０〜図１２に示すように、摺動機構２を外装する。この外装部材３は、それ自体の内部に、減衰力発生機構１のシリンダ５と摺動機構２のインナーチューブ１６とを貫通させた状態で、固定部材１１を介して減衰力発生機構１の上端側を固定している。

また、この外装部材３は、クランプ部材１８を介して摺動機構２の上端側を固定している。つまり、クランプ部材１８によってインナーチューブ１６はその外周側から内周側に向けて挟み込むようにクランプされている。また、外装部材３は、取付プレート１９によって、シリンダ５（シリンダカバー２８）及びインナーチューブ１６のそれぞれの上端側と、一体的に固定されている。

さらに、外装部材３は、その下端側の開口にダストシール１４を有している。摺動機構２のアウターチューブ１５の上端側は、このダストシール１４を介し、外装部材３の内部に対して挿抜自在に構成されている。

したがって、このように構成された緩衝器１０の第１脚１０ａ（及び第２脚１０ｂ）では、伸側時には、図１０に示すように、摺動機構２のアウターチューブ１５は、懸架スプリング１２に付勢されつつ（かつゴム製の第１弾性部材２２および第２弾性部材２３の弾性力に押圧されつつ）、外装部材３の内部から（及びインナーチューブ１６の外周から）退出する方向（下端側方向）へ移動する。これに連動して、減衰力発生機構１のピストンロッド７及びピストン６は、図１０に示すように、リバウンドスプリング３３の反発力に抗しつつ、シリンダ５の内部から抜脱される方向へ移動する。

一方、圧側時には、図１１に示すように、摺動機構２のアウターチューブ１５は、懸架スプリング１２の付勢力に抗しつつ（かつゴム製の第１弾性部材２２および第２弾性部材２３の弾性力に抗しつつ）、外装部材３の内部へ挿入される方向（当該アウターチューブ１５内へインナーチューブ１６が挿入される方向）へ移動する。これに連動して、ピストンロッド７は、図１１に示すように、シリンダ５の内部へ挿入される方向（上端側方向）へ移動する。

この際、減衰力発生機構１では、シリンダ５内（ピストン６内のオリフィス）において、油８の流れが阻害されて粘性抵抗が上昇し、これによって、減衰力発生機構１本体に加わる振動が減衰する。さらにこの際、摺動機構２でも、ゴム製の第１弾性部材２２および第２弾性部材２３が収縮および復元する際の内部ロスによって振動が減衰する。

次に、外装部材３の構造を、図１〜図７及び図１０〜図１２に加え、図１３に基づき詳述する。図１３に示すように、例えばアルミニウム製の外装部材３は、比較的大径の第１管状部３０と、第１管状部３０よりも小径の第２管状部４０と、を有している。第１管状部３０には、アウターチューブ１５の外径よりも内径が大きい貫通穴３０ｃが穿孔されている。インナーチューブ１６は、この貫通穴３０内を貫通するように配置されている。インナーチューブ１６の上端側の外周部分は、図１０、図１１、図１３に示すように、貫通穴３０の内壁面に設けられた保持部材１７によって保持されている。

外装部材３の第１管状部３０は、図１０、図１１に示すように、インナーチューブ１６におけるアウターチューブ１５との境界部分から、インナーチューブ１６の上端側の被固定部分（クランプ部材１８による固定位置）までの間の、当該インナーチューブ１６の外周を、少なくとも覆っている。

また、外装部材３の第１管状部３０は、前記インナーチューブ１６の軸方向の位置に応じて、当該外装部材の外径部分の曲率を異ならせた２種類以上の曲率面を有する。つまり、外装部材３の第１管状部３０は、図１〜図７、図１３に示すように、その上端側及び下端側の外径部分をそれぞれ構成する大径部３０ａ及び大径部３０ｂと、軸方向の中央部分を構成し、大径部３０ａ、３０ｂよりも小径の（大径部３０ａ、３０ｂよりも曲率の小さい）小径部３０ｄと、大径部３０ａ、３０ｂと小径部３０ｄとの間をつなぐテーパ部３０ｅ、３０ｆと、を備えている。

一方、外装部材３の第２管状部４０は、シリンダ５の上端部（上端側）における外周を覆う上端側第２管状部分４０ａと、シリンダ５の下端部（下端側）における外周を覆う下端側第２管状部分４０ｂと、を備えている。上端側第２管状部分４０ａ及び下端側第２管状部分４０ｂには、シリンダ５を貫通させるための貫通穴４０ｃ及び貫通穴４０ｄがそれぞれ穿孔されている。つまり、貫通穴４０ｃ及び貫通穴４０ｄ内にシリンダ５を貫通させた状態で、シリンダ５の上端側は、上端側第２管状部分４０ａに固定部材１１を介して固定されている。

既述したように、本実施形態の緩衝器１０（第１脚１０ａ及び第２脚１０ｂ）によれば、外装部材３で摺動機構２を外装したことで、摺動機構２を外乱から保護できることに加え、比較的スペックの高い車種に適用され得る倒立型構造の外観が得られ、これにより、質感の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態の緩衝器１０によれば、減衰力発生機構１（オイルダンパ）と摺動機構２（懸架装置）とを別体として設けたことで、それぞれ個別にその仕様を決めることができる。種々の仕様の減衰力発生機構１と摺動機構２とを適宜組み合わせることで、様々な仕様の緩衝器を容易に得ることができ、仕様の自由度（流用性）を拡張することができる。

ここで、本実施形態とは一部構成が異なる他の実施形態について説明する。他の実施形態に係る緩衝器５０は、例えば図１に示した緩衝器１０の構成に加え、図１４に示すように、ブラケット５１をさらに備えている。このブラケット５１は、ハンドル回転軸（ステムシャフト）を固定するためのシャフト固定穴５２、第１脚１０ａ及び第２脚１０ｂにおけるそれぞれのインナーチューブ１６の上端側を装着するための装着穴５３、５４などを備えている。このようなブラケット５１を備えた緩衝器５０を自動二輪車のフロントフォークに適用することも可能である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…減衰力発生機構、２…摺動機構、３…外装部材、５…シリンダ、６…ピストン、７…ピストンロッド、８…油、１０，５０…緩衝器、１０ａ…第１脚、１０ｂ…第２脚、１１…固定部材、１２…懸架スプリング、１５…アウターチューブ、１５ａ…アウターチューブの下端側閉鎖部、１６…インナーチューブ、１６ａ…インナーチューブの上端側閉鎖部、１８…クランプ部材、２１…車軸ブラケット、２２…ゴム製の第１弾性部材、２３…ゴム製の第２弾性部材、２４…規制部材、３３…リバウンドスプリング、２５…締結ナット、２６…取付プレート、２７…締結ボルト、２９…連接機構、３０…第１管状部、３０ａ，３０ｂ…大径部、３０ｄ…小径部、４０…第２管状部、４０ａ…上端側管状部分、４０ｂ…下端側管状部分、５１…ブラケット。

Claims (10)

1. 油が封入されたシリンダと、前記シリンダの内部を摺動自在に設けられたピストンと、前記ピストンに上端側が取付けられているとともに下端側が前記シリンダに延設されたピストンロッドと、を備えた減衰力発生機構と、
   上端側が開口し、下端側が閉鎖するアウターチューブと、下端側が開口するとともに上端側が閉鎖し、前記アウターチューブの内部に摺動自在に挿入されたインナーチューブと、前記アウターチューブの下端側閉鎖部と前記インナーチューブの上端側閉鎖部との間に介装された懸架スプリングとを備え、前記減衰力発生機構と平行に連接された摺動機構と、
   前記摺動機構を外装する外装部材と、
   を有することを特徴とする緩衝器。
2. 前記外装部材は、前記摺動機構を外装するとともに前記減衰力発生機構の上端側に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
3. 前記外装部材は、前記減衰力発生機構の上端側に加え、前記インナーチューブの上端側にも固定されていることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
4. 前記外装部材は、前記インナーチューブにおける前記アウターチューブとの境界部分から、前記インナーチューブの上端側の被固定部分までの間の、当該インナーチューブの外周を、少なくとも覆っていることを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
5. 前記外装部材は、前記インナーチューブの軸方向の位置に応じて、当該外装部材の外径部分の曲率を異ならせた２種類以上の曲率面を有することを特徴とする請求項４に記載の緩衝器。
6. 前記外装部材は、前記シリンダの上端部及び下端部におけるそれぞれの外周を覆っていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の緩衝器。
7. 前記ピストンロッドと前記アウターチューブとが連動するように、前記ピストンロッドの下端側と前記アウターチューブの下端側とを連接する連接機構をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の緩衝器。
8. 前記摺動機構は、前記懸架スプリングの下端側と前記アウターチューブの下端側閉鎖部と間に介装されたゴム製の弾性部材をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の緩衝器。
9. 前記摺動機構は、前記懸架スプリングの設置姿勢を規制する規制部材をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の緩衝器。
10. 前記減衰力発生機構は、前記ピストンロッドを前記シリンダの内部へ押し戻す方向に反発力を発生させるリバウンドスプリングをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の緩衝器。

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