JP3813782B2

JP3813782B2 - 車両用緩衝器の密封装置

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Publication number: JP3813782B2
Application number: JP2000052753A
Authority: JP
Inventors: 優尚松井
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: ID29364A; JP2001241554A

Description

【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の密封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、二輪車用フロントフォークの密封装置として、特開平9-287665号公報に記載の如く、アウタチューブのインナチューブが挿入される開口端に設けたオイルシールケース部の軸方向内側にオイルシールを装填し、該オイルシールケース部の軸方向外側にダストシールを装填するものが開示されている。この従来技術では、ダストシールの本体部（金属製補強環）に形成した係合部を、オイルシールケース部に設けた凹溝に係合することにより、ダストシールをオイルシールケース部に離脱することなく固定できる。また、ダストシールによりオイルシールを上から押さえ、オイルシールをストッパリング等の固定部材を用いずに固定できる。
【０００３】
【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、ダストシールとオイルシールが別体であり、この点において部品点数が多く、組付工数も多くなるため、製品コストが高い。
【０００４】
本発明の課題は、アウタチューブの開口端にオイルシール機構とダストシール機構を設けるに際し、部品点数と組付工数を削減し、製品コストを低減することにある。
【０００５】
【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摺動自在に挿入し、アウタチューブとインナチューブの内部に作動油を封入して構成され、アウタチューブのインナチューブが挿入される開口端に、第１の大径孔と、第１の大径孔より軸方向外側に設けられた該第１の大径孔より大内径の第２の大径孔と、第２の大径孔の内周に設けられた凹溝を備え、アウタチューブの上記開口端に装着される車両用緩衝器の密封装置であって、環状の本体部と、本体部の軸方向外側部から径方向外方に該本体部との間に隙間を介して折曲げ形成された、径方向に弾性的に拡縮して第２の大径孔に嵌合し得る環状の弾性部と、弾性部から径方向外方に折曲げ形成され、凹溝に係合し得る係合部と、本体部の軸方向内側部を該本体部の内周側に折曲げ形成した環状の支持部と、支持部に設けた、インナチューブの外周に摺接する内周側オイルシールリップ部と、本体部の軸方向内側の外周部に設けた、第１の大径孔に嵌合する外周側オイルシール部と、本体部の軸方向外側の内周部に設けた、インナチューブの外周に摺接する内周側ダストシールリップ部とを有してなるようにしたものである。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において更に、前記弾性部の外周部に設けた、第２の大径孔に嵌合する外周側ダストシール部を有してなるようにしたものである。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の本発明において更に、前記支持部が、軸方向に連続する本体部の中の軸方向内側中間部を、径方向内方に折曲げて形成されるようにしたものである。
【００１１】
【作用】
請求項１の発明によれば下記(a) 、 (b)の作用がある。
(a)内周側オイルシールリップ部と外周側オイルシール部と内周側ダストシールリップ部を備えた密封装置を、アウタチューブの開口端に装着するに際し、弾性部の係合部をアウタチューブの第２の大径孔にあて、弾性部を縮径させた状態で、該係合部を第２の大径孔に滑らせて凹溝に係合させた後、弾性部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。
【００１２】
(b)密封装置は、内周側オイルシールリップ部と外周側オイルシール部と内周側ダストシールリップ部を併せ備えるから、内周側オイルシールリップ部がインナチューブに液密に摺接し、外周側オイルシール部がアウタチューブの第１の大径孔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部がインナチューブに摺接するダストシール機構とが別体になることなく、部品点数と組付工数を削減し、製品コストを低減できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば下記(c)の作用がある。
(c)密封装置は、外周側ダストシール部も併せ備え、この外周側ダストシール部がアウタチューブの第２の大径孔に摺接するダストシール機構も一体に具備できる。
【００１８】
請求項３の発明によれば下記(d)の作用がある。
(d)密封装置は、本体部の軸方向内側中間部の折曲げ成形により、簡易に支持部を形成できる。
【００１９】
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、図８は本発明の第１変形例を示す断面図である。
【００２０】
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。
【００２１】
アウタチューブ１１の底部には、ボルト２１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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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１２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。
【００２５】
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。
【００２６】
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５５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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
また、この伸長時には、インナチューブ１２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。
【００３２】
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。
【００３３】
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６１と第２ガイド部６２の間の内周面をインナチューブ１２が摺接しない大内径の肉抜き部６３とする。
【００３４】
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。
【００３５】
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６２はＢＴＡ工具等を用いて形成できる。
【００３６】
インナチューブ１２は冷間引抜き鋼管又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。
【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。
▲１▼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。
【００３８】
▲２▼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。
【００３９】
▲３▼アウタチューブ１１とインナチューブ１２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。
【００４０】
(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より軸方向外側に設けられた、第１の大径孔７１より大内径の第２の大径孔７２と、第２の大径孔７２の内周に設けられた凹溝７３を備える。
【００４１】
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。
【００４２】
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２の大径孔７２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８１Ｄ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。
【００４３】
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１の大径孔７１に液密に嵌合する。
【００４４】
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２の大径孔７２に嵌合する。
【００４５】
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８６は一体化されて良い。
【００４６】
従って、フロントフォーク１０によれば、以下の作用がある。
▲１▼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２の大径孔７２にあて、弾性部８１Ｂを縮径させた状態で、該係合部８１Ｃを第２の大径孔７２に滑らせて凹溝７３に係合させた後、弾性部８１Ｂ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。
【００４７】
▲２▼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１の大径孔７１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２の大径孔７２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。
【００４８】
▲３▼密封装置１３は、補強環８１の本体部８１Ａ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。
【００４９】
(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。
【００５０】
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ＳＴＫＭ１１Ａ）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９３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。
【００５１】
【表１】

【００５２】
従って、フロントフォーク１０によれば以下の作用がある。
▲１▼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。
【００５３】
▲２▼アウタチューブ１１のテーパ状内周面９４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▲１▼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。
【００５４】
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９１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。
【００５５】
図８の第１変形例が図４の実施例と異なる点は、密封装置１３を構成する補強環８１の支持部８１Ｄが、本体部８１Ａの軸方向内側中間部を、径方向内方に折曲げて形成されたことにある。それによれば、密封装置１３は、本体部８１Ａの軸方向内側中間部の折曲げ成形により、簡易に支持部８１Ｄを形成できる。
【００６４】
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。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アウタチューブの開口端にオイルシール機構とダストシール機構を設けるに際し、部品点数と組付工数を削減し、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。
【図８】図８は本発明の第１変形例を示す断面図である。
【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
１３密封装置
７１第１の大径孔
７２第２の大径孔
７３凹溝
８１Ａ本体部
８１Ｂ弾性部
８１Ｃ係合部
８１Ｄ支持部
８２内周側オイルシールリップ部
８３外周側オイルシール部
８４内周側ダストシールリップ部
８６外周側ダストシール部

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、アウタチューブとインナチューブの内部に作動油を封入して構成され、
アウタチューブのインナチューブが挿入される開口端に、第１の大径孔と、第１の大径孔より軸方向外側に設けられた該第１の大径孔より大内径の第２の大径孔と、第２の大径孔の内周に設けられた凹溝を備え、
アウタチューブの上記開口端に装着される車両用緩衝器の密封装置であって、
環状の本体部と、
本体部の軸方向外側部から径方向外方に該本体部との間に隙間を介して折曲げ形成された、径方向に弾性的に拡縮して第２の大径孔に嵌合し得る環状の弾性部と、
弾性部から径方向外方に折曲げ形成され、凹溝に係合し得る係合部と、
本体部の軸方向内側部を該本体部の内周側に折曲げ形成した環状の支持部と、
支持部に設けた、インナチューブの外周に摺接する内周側オイルシールリップ部と、
本体部の軸方向内側の外周部に設けた、第１の大径孔に嵌合する外周側オイルシール部と、
本体部の軸方向外側の内周部に設けた、インナチューブの外周に摺接する内周側ダストシールリップ部とを有してなる車両用緩衝器の密封装置。
前記弾性部の外周部に設けた、第２の大径孔に嵌合する外周側ダストシール部を有してなる請求項１記載の車両用緩衝器の密封装置。
前記支持部が、軸方向に連続する本体部の中の軸方向内側中間部を、径方向内方に折曲げて形成された請求項１又は２に記載の車両用緩衝器の密封装置。