JP2021148197A - 車両用緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な車種においてエンジンの振動に起因する共振を抑制することのできる車両用緩衝器を提供すること。【解決手段】車両用緩衝器（１０）は、筒状の筒体（１２）と、筒体（１２）の軸線（ＣＬ）に沿って筒体（１２）の内部を進退可能に設けられ、減衰力を発生させることが可能なピストン（１５）と、軸線（ＣＬ）に平行な向きの力の少なくとも一部を減衰可能であると共に筒体（１２）をその径方向外側から囲むように設けられているばね（１６）と、内部の圧力を任意に設定可能な風船形状であるとともに、ばね（１６）の外周面に当接可能な共振抑制部（４２）と、共振抑制部（４２）の外周面に当接可能な筒状の部材であって共振抑制部（４２）の径方向外側への膨出を規制する膨出規制部（４４）と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行時に車両外部から入力されたエネルギを減衰する車両用緩衝器に関する。

例えば二輪車等の鞍乗り型車両には、車両外部から入力されたエネルギを減衰するために、リヤクッション等の緩衝器が搭載されている。緩衝器に関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に示されるような、油圧緩衝器は、懸架スプリングの外周にこの懸架スプリングに密着する防振具が設けられてなる。

防振具が設けられることにより、懸架スプリングが内燃機関の振動と共振をおこすことを回避することができる。

特開２００６−２２６４１６号公報

ところで、車両に搭載されているエンジンの特性は、車種によって異なる。このため、緩衝器に用いられたばねがエンジンの振動によって共振する条件も、車種ごとに異なることとなる。このため、特許文献１に開示された筒状の防振具を密着させる力や防振具の素材等は、エンジンの特性に合わせて、車種ごとに設定する必要がある。つまり、特許文献１に開示された防振具は、汎用性の観点において改善の余地がある。

本発明は、様々な車種においてエンジンの振動に起因する共振を抑制することのできる車両用緩衝器の提供を課題とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、ばねの外周面に、内部の圧力を変更可能なバルーン状の共振抑制部を当接させることにより、様々な車種においてばねの共振を抑制できることを知見した。本発明は、当該知見に基づいて完成させた。

以下、本発明について説明する。

本発明よれば、筒状の筒体と、この筒体の軸線に沿って前記筒体の内部を進退可能に設けられ、減衰力を発生させることが可能なピストンと、前記軸線に平行な向きの力の少なくとも一部を減衰可能であると共に前記筒体をその径方向外側から囲むように設けられているばねと、内部の圧力を任意に設定可能な風船形状であるとともに、前記ばねの外周面に当接可能な共振抑制部と、この共振抑制部の外周面に当接可能な筒状の部材であって前記共振抑制部の径方向外側への膨出を規制する膨出規制部と、を有する車両用緩衝器が提供される。

また、前記共振抑制部の軸線方向の端部から前記軸線と交差する方向に延び、前記ばねの一端とこのばねの一端を受けているばね座とによって挟まれている延出部、を有していても良い。

また、前記共振抑制部に臨み、前記共振抑制部の内部に空気を充てんするための空気弁を有していても良い。

本発明によれば、様々な車種においてエンジンの振動に起因する共振を抑制することのできる車両用緩衝器を提供することができる。

実施例によるリヤクッションの要部断面図である。 図１の要部を拡大した図である。 ばねの周波数と歪との関係について説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。添付図に示した形態は本発明の一例であり、本発明は当該形態に限定されない。

＜実施例＞
図１を参照する。車両用緩衝器１０は、例えば、二輪車の後部に搭載されるリヤクッションである。以下、車両用緩衝器１０をリヤクッション１０と言い換えて説明する。

リヤクッション１０は、例えば、上端が車体に固定されていると共に下端が後輪の側部に固定され、内部に充填されているオイルによって減衰力を発生させる油圧式の緩衝器である。

リヤクッション１０は、上端に位置し車体後部に固定される上部固定部１１と、この上部固定部１１に上端が固定されている筒状の筒体１２（以下において、筒体１２を「チューブ１２」と称することがある。）と、下端に位置し後輪の側方に固定される下部固定部１３と、この下部固定部１３からチューブ１２の内部まで延びている丸棒状のロッド１４と、このロッド１４の先端に固定されチューブ１２の軸線ＣＬに沿ってチューブ１２内を進退可能なピストン１５と、軸線ＣＬに平行な向きの力の少なくとも一部を減衰可能であると共にチューブ１２をその径方向外側から囲むように設けられているばね１６と、内部の圧力を任意に設定可能な風船形状であるとともに、ばね１６の外周面に当接する共振抑制部４２と、ピストン１５が上昇（前進）した際にチューブ１２内に進入したロッド１４の体積分のオイルが流入するサブタンク１８と、これらのチューブ１２及びサブタンク１８の間に設けられオイルが流れる際に減衰力を発生させる減衰力発生装置１９と、を主な構成要素とする。

以下、「ピストン１５が前進する」とは、ばね１６が圧縮する際にピストン１５が変位する方向をいい、「ピストン１５が後退する」とは、ばね１６が伸長する際にピストン１５が変位する方向をいう。換言すれば、ピストン１５が前進する、と言った場合には、ピストン１５がチューブ１２に対して上昇することをいい、ピストン１５が後退する、と言った場合には、ピストン１５がチューブ１２に対して下降することをいう。

上部固定部１１には、オイルが通過可能な穴が開けられており、この穴に減衰力発生装置１９が臨んでいる。つまり、チューブ１２内部のオイルは、上部固定部１１を介して減衰力発生装置１９に流入する。上部固定部１１は、サブタンク１８、及び、減衰力発生装置１９と一体的に形成されている。

チューブ１２の内部は、オイルによって満たされている。チューブ１２の上端は、上部固定部１１によって覆われており、チューブ１２の下端は、蓋体２２によって閉じられている。チューブ１２の上部は、外周面が雄ねじ状に形成されており、この雄ねじ状に形成された部位にばね１６の上端を受ける上部ばね座３０が設けられている。

図２を参照する。上部ばね座３０は、内周面が雌ねじ状に形成されチューブ１２の外周面に螺合されているナット部３１と、このナット部３１に固定されスラスト方向の荷重を受けている軸受部３２と、この軸受部３２に上面が当接しばね１６の上端を受けている座部３３と、を有している。

座部３３は、チューブ１２に対して回転可能に設けられている。座部３３は、径方向に延びるドーナツ板状の底板部３３ａと、この底板部３３ａのチューブ１２側の端部からチューブ１２の外周面に沿って下方に延びる壁部３３ｂと、を有する。

図１を参照する。下部固定部１３の上方には、ばね１６の下端を受けている下部ばね座２３が設けられている。下部固定部１３、ロッド１４、ピストン１５は、チューブ１２に対して軸線ＣＬに沿って移動可能に設けられている。

ピストン１５は、前進時及び後退時においてオイルが内部を通過し、減衰力を発生させる。ピストン１５が発生させる減衰力は、前進時と後退時において異なるように設定することもできるし、同じになるように設定することもできる。

図２を参照する。共振抑制ユニット４０は、上部ばね座３０の下面に当接しチューブ１２をその外側から囲うように周方向に亘って設けられている基部５０と、この基部５０に支持さればね１６の外周面に当接することによりばね１６の共振を抑制可能な共振抑制部４２と、この共振抑制部４２の上端外周面に沿って周方向に亘って設けられ共振抑制部４２を挟み込んでいるリング部材４３と、共振抑制部４２の外周面に当接可能な筒状の部材であって共振抑制部４２の径方向外側（軸線ＣＬと交差する方向）への膨出を規制する膨出規制部４４と、この膨出規制部４４を基部５０に固定している止め輪４５と、基部５０に開けられた穴であるガス圧調節穴５２ａに挿入され共振抑制部４２の内部に空気等の流体を充てんするための弁４６（以下において、弁４６を「バルブ４６」と称することがある。）と、を有している。

共振抑制ユニット４０は、ばね１６に回転方向の力が加わった際に、上部ばね座３０の座部３３と共に回転可能である。

なお、共振抑制ユニット４０は、チューブ１２を囲うように上部ばね座３０によって支持することが好ましいが、下部ばね座２３（図１参照）によって支持し、チューブ１２に対してオフセットされた構成とすることもできる。

基部５０は、軸線ＣＬと交差する方向（以下において、軸線ＣＬと直交する方向を「径方向」と称することがある。）に延びている延出部５１と、この延出部５１に一体的に形成され共振抑制部４２及び膨出規制部４４を支持している支持部５２と、を有している。

延出部５１は、ばね１６及び上部ばね座３０によって挟まれている。延出部５１は、座部３３の壁部３３ｂによって径方向への移動が規制されている。

支持部５２には、ガス圧調節穴５２ａの他に、周方向に亘って溝状に溝部５２ｂが形成されていると共に、共振抑制部４２が外れることを抑制するために径方向の外側（膨出規制部４４側）に膨出している膨出部５２ｃが形成されている。溝部５２ｂには、共振抑制部４２の端部が嵌め込まれている。

共振抑制部４２は、ゴム等の可撓性を有する素材によって構成された風船状の部材である。共振抑制部４２の内部は、空気等の流体で満たされている。共振抑制部４２内部の流体圧（例えば空気圧）は、バルブ４６を介して流体を注入し、又は抜くことにより調節することができる。以下、共振抑制部４２の内部に空気が充填される場合を主に例示しつつ、本発明に関する説明を続ける。

共振抑制部４２に空気を注入すると、共振抑制部４２は、膨張する。この際、径方向の外側への膨張は、膨出規制部４４によって規制可能である。このため、共振抑制部４２は、主に軸線ＣＬと平行な方向に膨張する。このため、共振抑制部４２は、ばね１６の外周面により強く密着する。

なお、共振抑制部４２の内部には、空気の他、空気以外の任意の気体を充てんすることができ、公知の液体を充てんすることもできる。

膨出規制部４４は、上端が軸線ＣＬに向かって折り曲がっている。これにより、リング部材４３の上方への移動を規制している。

バルブ４６には、周知の弁を用いることができ、共振抑制部４２に空気を充てんする場合には、エアバルブを用いることができる。

なお、バルブ４６を用いることにより、一度所定の圧力とした共振抑制部４２内の圧力を、再調節することができる。

図３を参照する。本発明者は、特定のエンジン回転数におけるばね１６（図２参照）の周波数と歪との関係を調べた。図上部には、比較例によるリヤクッションの周波数と歪との関係が示され、図下部には、実施例によるリヤクッションの周波数を歪との関係が示されている。

比較例によるリヤクッションには、共振抑制ユニット４０（図２参照）が用いられず、実施例によるリヤクッションには、共振抑制ユニット４０が設けられた。その他の条件は、同じである。

比較例によるリヤクッションでは、特定のエンジン回転数において、複数の周波数域で歪が大きくなった。歪が大きくなっている部位において、ばね１６は共振し、騒音が発生した。なお、比較例によるリヤクッションでは、このエンジン回転数において歪が大きくなる周波数域が最も多く、且つ、歪の大きさも最も大きかった。

一方、実施例によるリヤクッションでは、歪が大きくなる部位は生じなかった。このため、ばね１６の共振により発生しうる騒音の発生を抑制することができた。

図２を併せて参照する。エンジンの特性によって周波数と歪の関係は変わる。このため、ばね１６の共振が発生しやすい条件を特定した上で、共振抑制部４２内部の気圧をばね１６の共振を最も抑制することができるように設定する。これにより、ばね１６の共振を抑制し、騒音を低減することができる。

以上の説明を以下に纏める。

リヤクッション１０は、筒状のチューブ１２と、このチューブ１２の軸線ＣＬに沿ってチューブ１２の内部を進退可能に設けられ、減衰力を発生させることが可能なピストン１５と、軸線ＣＬに平行な向きの力の少なくとも一部を減衰可能であると共にチューブ１２をその径方向外側から囲むように設けられているばね１６と、内部の圧力を任意に設定可能な風船形状であるとともに、ばね１６の外周面に当接可能な共振抑制部４２と、この共振抑制部４２の外周面に当接可能な筒状の部材であって共振抑制部４２の径方向外側への膨出を規制する膨出規制部４４と、を有する。

共振抑制部４２は、内部の気圧を任意に設定可能である。内部の気圧をばね１６の共振を抑制することのできる気圧に設定する。これにより、ばね１６の共振を抑制し、騒音の発生を低減することができる。異なる車種にリヤクッション１０を搭載する場合においても、その車種のエンジン特性に合わせて、共振抑制部４２内部の気圧を設定すれば良い。リヤクッション１０は、搭載される車種に合わせて共振抑制部４２内部の気圧を設定するだけで、様々な車種に搭載することができる。つまり、様々な車種において静粛性を高めることのできるリヤクッション１０を提供することができる。

リヤクッション１０は、さらに、共振抑制部４２に臨み、共振抑制部４２の内部に空気を充てんするためのバルブ４６を有している。継続的に使用することにより、共振抑制部４２から空気が少しずつ漏れることがある。このような場合に、空気を充填し共振抑制部４２内の気圧を適正な気圧とすることができる。これにより、リヤクッション１０の静粛性を長期間にわたって持続させることができる。

また、共振抑制部４２は、チューブ１２の径方向外側に位置している。これにより、チューブ１２の保護性能を高めることができる。

尚、本発明による車両用緩衝器は、二輪車のリヤクッションを例に説明したが、二輪車以外の鞍乗り型車両や、フロントフォークであっても適用可能であり、これらの形式のものに限られるものではない。即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明の車両用緩衝器は、二輪車のリヤクッションに好適である。

１０…リヤクッション（車両用緩衝器）
１２…チューブ（筒体）
１５…ピストン
１６…ばね
４２…共振抑制部
４４…膨出規制部
４６…バルブ（空気弁）
ＣＬ…軸線

Claims (2)

1. 筒状の筒体と、
   この筒体の軸線に沿って前記筒体の内部を進退可能に設けられ、減衰力を発生させることが可能なピストンと、
   前記軸線に平行な向きの力の少なくとも一部を減衰可能であると共に前記筒体をその径方向外側から囲むように設けられているばねと、
   内部の圧力を任意に設定可能な風船形状であるとともに、前記ばねの外周面に当接可能な共振抑制部と、
   この共振抑制部の外周面に当接可能な筒状の部材であって前記共振抑制部の径方向外側への膨出を規制する膨出規制部と、を有する車両用緩衝器。
2. 前記共振抑制部に臨み、前記共振抑制部の内部に空気を充てんするための空気弁を有している、請求項１に記載の車両用緩衝器。

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