JP4326996B2 - 車両のクッションユニット - Google Patents

Description

本発明は、車両の車輪を懸架するクッションユニットに関し、特に、自動二輪車の後輪を懸架するクッションユニットに適用して好適な技術に関する。

自動二輪車やバギー車等の車両には車輪を懸架するためのクッションユニットが備えられている。例えば、自動二輪車においては、車体フレームに上下に揺動自在に設けたスイングアームに後輪を回転自在に支持し、当該スイングアームと車体フレームとの間にクッションユニットを設けて走行に伴う後輪の上下動をクッションユニットにより緩衝している。
このようなクッションユニットは、筒状の外軸部材に内軸部材を軸方向に摺動自在に嵌合させたダンパセットと、当該ダンパセットを同軸上に内部に納めて外軸部材と内軸部材との間に介装されるコイルスプリングとを備え、車両の走行に伴う車輪の上下動をコイルスプリングによる緩衝作用とダンパセットによる減衰作用とにより吸収する。

ここで、クッションユニットは車輪の上下動をコイルスプリングが伸縮することにより緩衝するが、路面の細かな凹凸による走行振動やエンジンの振動等といった比較的周波数の高い振動もコイルスプリングに加わる。このため、これら振動にコイルスプリングが共振して、車体振動に影響を与える状況、コイルスプリングがクッションユニットの他の部品と擦れる状況、コイルスプリングが振動によるビビリ音を発生する状況を考えなければならない。
このような状況に対処するため、従来より、図８や図９に示すようなクッションユニットの改良がなされていた。

図８に示すクッションユニットは、筒状の外軸部材１に内軸部材２を軸方向に摺動自在に嵌合させたダンパセット３と、外軸部材１に取付けられたフランジ１ａと内軸部材２に取付けられたフランジ２ａとの間に介装されたコイルスプリング４と、フランジ２ａに取付けられてコイルスプリング４の一端部を覆う筒状のラバーキャップ５とを備えており、ダンパセット３をコイルスプリング４が同軸上に内部に納め、このコイルスプリングの一端部をラバーキャップ５が覆う構造となっている。
このクッションユニットによれば、上記のようにコイルスプリング４が共振して振動すると、当該コイルスプリング４の一端部がラバーキャップ５で拘束されるため、コイルスプリング４の振動が抑制される。

図９に示すクッションユニットは、外軸部材１と内軸部材２間に介装されるコイルスプリングを二分割することにより、これらコイルスプリング４ａ、４ｂ間の相互作用によって共振を抑制するものであり、外軸部材１を覆う筒状のスプリングシート６を当該外軸部材１に軸方向摺動自在に設け、スプリングシート６に設けられたフランジ６ａと外軸部材側のフランジ１ａとの間にコイルスプリング４ａを介装し、フランジ６ａと内軸部材側のフランジ２ａとの間にコイルスプリング４ｂを介装した構造となっている。
このクッションユニットによれば、共振点の異なる２つのコイルスプリング４ａ、４ｂがスプリングシート６を介して連結されているため、これらコイルスプリング４ａ、４ｂが相互に干渉し合うことにより振動が抑制される。

車両のクッションユニットにおいては、コイルスプリングの防振対策として上記のように従来から種々な改良がなされている。
しかしながら、図８に示した従来のクッションユニットにあっては、ラバーキャップ５でコイルスプリング４を覆う構造であることから、ラバーキャップ５が大径化するという課題があった。更に、自動二輪車においては、クッションユニットは車両の外観を構成する場合があり、このような場合は外観についても考慮する必要がある。

また、図９に示した従来のクッションユニットにあっては、ニ分割したコイルスプリング４ａ、４ｂを用いるため、コスト増大を招く、また、クッションユニットの組立てに際しては２つのコイルスプリング４ａ、４ｂを組み付けるといった煩雑な作業を行わなければなず、これら課題を解決することが望まれていた。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、大型化や組立作業の煩雑化を招くことなく、優れたコイルスプリングの防振効果を得ることができるクッションユニットを実現することを目的としている。

本発明は、筒状の外軸部材に内軸部材を軸方向に摺動自在に嵌合させたダンパセットと、当該ダンパセットを同軸上に内部に納めて外軸部材と内軸部材との間に介装されるコイルスプリングと、を備え、ダンパセットとコイルスプリングとの間に軸方向に切れ目を有した筒状の弾性シートを設け、当該弾性シートに開き方向に付勢する弾性体を設けた車両のクッションユニットである。

したがって、本発明に係るクッションユニットでは、開き方向に付勢された筒状の弾性シートがコイルスプリングの内側から接触或いは接近した状態にすることが可能になり、車両の走行振動等によってコイルスプリングが振動すると、コイルスプリングと弾性シートとの接触によりコイルスプリングの振動が抑制される。しかも、本発明に係るクッションユニットでは、コイルスプリングの内側に筒状の弾性シートを設けるのでクッションユニットが大型化することはなく、また、２つのコイルスプリングを組み付けるといったような煩雑な作業を要することなくクッションユニットを組み立てることができる。

本発明によると、ダンパセットとコイルスプリングとの間に開き方向に付勢された軸方向に切れ目を有する弾性シートを設けたため、当該弾性シートとの接触によってコイルスプリングの振動を抑制することができ、また、このような振動抑制作用を奏するクッションユニットを大型化や組立作業の煩雑化を招くことなく実現することができる。

本発明を、自動二輪車のクッションユニットに適用した一実施形態に基づいて、具体的に説明する。なお、本発明に係るクッションユニットは自動二輪車に限らず、種々な車両のクッションユニットにも勿論適用することができる。
まず、本例の自動二輪車は、図７に示すように、車体の骨格をフレーム２０により構成し、フレーム２０の前部にレッグシールド２１と低床のステップフロア２２を設け、フレーム２０の後部にリアボディ２３を設け、リアボディ２３上にシート２４を設けたスクータ型である。
ハンドルバー２５を上端に設けたステアリング軸２６がフレーム２０の前端に軸回りに回動自在に設けられ、ステアリング軸２６の下端にはボトムブリッジ２７が溶接されて設けられている。ボトムブリッジ２７にはフロントフォーク２８が溶接されて設けられており、フロントフォーク２８の下端には前輪２９が回転自在に設けられている。

エンジン３１とエンジン出力を伝達するベルト式無段変速機３２とを一体化してパワーユニット３３が構成されており、このパワーユニット３３はフレーム２０に設けられたブラケット３４にリンク機構３５を介して上下に揺動自在に設けられて、また、パワーユニット３３はフレーム２０との間にクッションユニット４０を介して支持されている。パワーユニット３３に支持された後輪３６にはエンジン出力がベルト式無段変速機３２を介して伝達され、後輪３６が駆動回転される。
すなわち、自動二輪車の走行に伴う後輪３６の上下動はクッションユニット４０により緩衝されている。

前輪２９と後輪３６とにはそれぞれ機械式ドラムブレーキ装置４２が設けられており、これらブレーキ装置４２はブレーキアーム４３をブレーキワイヤ４４により引っ張ることにより車輪の回転を制動する。すなわち、ハンドルバー２５に設けられたブレーキレバー４５を運転者が握るブレーキ操作力がブレーキワイヤ４４を介して伝達され、ブレーキアーム４３が回動して車輪回転が制動される。

図１〜図５には上記クッションユニット４０の詳細を示してある。
なお、図１はクッションユニット４０を軸線に沿って断面した状態で示す全体図、図２は図１中のＡ−Ａ矢視で示す弾性シートの断面図、図３は図１中のＢ−Ｂ矢視で示す弾性シートの断面図、図４は図１中のＣ−Ｃ矢視で示す弾性シートの断面図、図５は図１中のＡ−Ａ矢視で示すクッションユニット４０の断面図、図６は弾性シートの全体斜視図である。

本例のクッションユニット４０は、筒状の外軸部材５１に内軸部材５２を軸方向に摺動自在に嵌合させたダンパセット５３を有しており、このダンパセット５３は、公知のように、外軸部材５１内で内軸部材５２が軸方向に摺動することにより振動減衰作用を奏する。なお、本例では、外軸部材５１の一端が取付用ブラケット５４によりパワーユニット３３に取付けられ、内軸部材５２の一端が取付用ブラケット５５により重体フレーム２０に取付けられて、後輪３６の上下動により外軸部材５１内で内軸部材５２が往復摺動する。

このダンパセット５３を同軸上に内部に納めてコイルスプリング５６が設けられており、コイルスプリング５６の一端は外軸部材５１に取付けられた受けフランジ５１ａに支持され、コイルスプリング５６の他端は内軸部材５２に取付けられた受けフランジ５２ａに支持されている。
したがって、外軸部材５１と内軸部材５２との間にコイルスプリング５６が介装されて、後輪３６の上下動をコイルスプリング５６の伸縮により緩衝する。

ダンパセット５３とコイルスプリング５６との間には筒状の弾性シート５７が設けられており、弾性シート５７の基端は外軸部材の受けフランジ５１ａに取付けられている。弾性シート５７はその先端がコイルスプリング５６の長手方向中央部に位置する長さであり、外軸部材５１の全長をほぼ覆う長さである。
弾性シート５７は、図６に詳示するように、その胴部に２本の切れ目スリット５８ａ、５８ｂが軸線に平行に設けられた筒型であり、また、その基端には取付用フランジ５９が設けられて、当該取付用フランジ５９により外軸部材のフランジ５１ａに取付けられている。

弾性シート５７の胴部に設けられた２本の切れ目スリット５８ａ、５８ｂは、図２〜図４に示すように、一方の切れ目スリット５８ａが弾性シート５７の先端から基端にかけて連続し、他方の切れ目スリット５８ｂが弾性シート５７の先端から基端の少し前まで連続しており、したがって、弾性シート５７はこれら切れ目スリット５８ａ、５８ｂにより略半割であるが、切れ目スリット５８ｂの基端部（すなわち、取付用フランジ５９の部分）によりつながっている。
したがって、弾性シート５７は筒型形状を成しているが、開き方向に外力を加えることにより、切れ目スリット５８ａ、５８ｂが開いて胴部の径が拡開するようになっている。

なお、弾性シート５７はゴムや樹脂等のように適度な弾性を有する材料により形成するのが好ましい。
また、切れ目スリットの数は多数本設ければより弾性シート５７を拡開し易くなるが、弾性シート５７の柔軟性等に応じて１本以上の任意の数でよい。また、全ての切れ目スリットを弾性シート５７の先端から基端にかけて連続させてしまうと、弾性シート５７が分割されて組み付け作業等が煩雑となるため、切れ目スリットの内の少なくとも１本は短くする等して、弾性シート５７が分割されることなく一体的な部品となるようにするのが好ましい。

ここで、本例の弾性シート５７の胴部には複数の肉抜きスリット６０が形成されており、これらスリット６０を形成して肉抜きすることにより、弾性シート５７の軽量化及びクッションユニットの放熱が図られている。
また、弾性シート５７の先端部の内面には周溝６１が形成されており、当該周溝６１に環状の弾性リング６２が装着されている。弾性リング６２は弾性を有する金属、ゴム、樹脂等で形成されており、弾性シート５７をその先端部から開き方向に付勢する。
したがって、弾性シート５７は、図５中に矢印で示すように弾性リング６２により放射外方に付勢されて、若干開いた状態に保持される、或いは、径が窄まるような外力が加わっても元の開き状態に復元するようになっており、外周に配されたコイルスプリング５６に接触あるいは接近するようになっている。

上記構成のクッションユニット４０によると、車両の走行に伴う後輪３６の上下動をコイルスプリング５６の伸縮により緩衝するとともにダンパセット５３により減衰させる。
そして、車両の走行振動やエンジンの振動等といった比較的周波数の高い振動が加わってコイルスプリング５６が振動し始めると、コイルスプリング５６に接触している弾性シート５７が当該コイルスプリング５６の振動を抑制する。
したがって、コイルスプリング５６の共振を防止することができ、コイルスプリング本来のバネ特性による緩衝作用を発揮させて良好な乗り心地を実現するとともに、コイルスプリング５６と他の部品との摩損を防止し、振動によるビビリ音の発生も防止することができる。

なお、弾性シート５７がコイルスプリング５６のいずれかの部位に接触すれば振動抑制効果を得ることができるが、本例のように弾性シート５７の先端をコイルスプリング５６の長手方向中央部に位置させ、当該先端部を弾性リング６２で拡開させてコイルスプリング５６の中央部に接触させることにより、コイルスプリング５６の振動をより効率的に抑制することができる。

また、上記構成のクッションユニット４０によると、コイルスプリングの共振を防止する弾性シート５７はコイルスプリング５６の内側に設けられるので、クッションユニット４０を大径にして大型化してしまうことはない。
しかも、弾性シート５７は外軸部材５１等に止め付けてコイルスプリング５６とダンパセット５３との間に設ければよく、クッションユニット４０は組立作業を容易に行うことができる構造となっている。

本発明の一実施形態に係るクッションユニットを一部破断して示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る弾性シートを図１中のＡ−Ａ矢視で示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る弾性シートを図１中のＢ−Ｂ矢視で示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る弾性シートを図１中のＣ−Ｃ矢視で示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るクッションユニットを図１中のＡ−Ａ矢視で示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る弾性シートを示す全体斜視図である。 本発明を適用する自動二輪車の全体構成を示す側面図である。 従来のクッションユニットの一例を一部破断して示す側面図である。 従来のクッションユニットの他の一例を一部破断して示す側面図である。

符号の説明

４０：クッションユニット、 ５１：外軸部材、
５２：内軸部材、 ５３：ダンパセット、
５６：コイルスプリング、 ５７：弾性シート、
５８ａ、５８ｂ：切れ目スリット、 ６２：弾性リング、

Claims (4)

1. 筒状の外軸部材に内軸部材を軸方向に摺動自在に嵌合させたダンパセットと、当該ダンパセットを同軸上に内部に納めて外軸部材と内軸部材との間に介装されるコイルスプリングと、を備えた車両のクッションユニットにおいて、
   前記ダンパセットとコイルスプリングとの間に軸方向に切れ目を有した筒状の弾性シートを設け、
   前記弾性シートの先端部の内側には周溝が形成されており、当該周溝に、当該弾性シートに開き方向に付勢する弾性体が装着されたことを特徴とする車両のクッションユニット。
2. 前記弾性体は、環状の弾性リングであって、当該弾性リングの内側には、前記外軸部材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両のクッションユニット。
3. 前記弾性シートの基端部は、前記外軸部材に取り付けられた受けフランジに取り付けられ、前記弾性シートは、前記外軸部材の全長をほぼ覆う長さであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両のクッションユニット。
4. 前記弾性シートの胴部には、軸方向に複数の肉抜きスリットが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両のクッションユニット。

Images