JP5343091B2 - ねじ式ポットを有するスプリングストラット - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念（所謂おいて部分、プリアンブル部分）に記載されるような、車両車輪用、特にオートバイの車輪用のスプリングストラット（サスペンションストラット）に関する。

特許文献１には、そのようなスプリングストラットが開示されている。特にその図１０から１２には、コイルばねと、これに直列で接続されるエラストマブロックとを有するスプリングストラットが示されている。このエラストマブロックは、その全長の少なくとも一部にわたり外筒壁に開口している一つの中空室を有しており、エラストマブロックが圧縮される際にはエラストマ材料がこの中空室の内部へと退避するように、構成されている。この中空室の内部には、コーン状の調整スリーブを押し込むことができるようになっている。それにより、この調整スリーブの調整深さに応じて、エラストマから退避の可能性がますます奪われることになり、その結果エラストマのばね剛性は増大する。

ＮＬ１０２９２６６

本発明の課題は，この種のスプリングストラットを改良することにある。

この課題は、本発明により、主請求項の特徴部分に記載の各特徴によって解決される。有利な構成形態は、従属請求項から明らかにされる。

本発明よると、エラストマブロックは、ショックアブソーバチューブの外周壁に当接するようになっている。それにより、エラストマブロックの良好な位置決めが可能となり、その座り具合も明確に定義されたものとなる。エラストマブロックは、バンプ運動時、すなわちこれが圧縮されるときには、その材料が半径方向外側に退避することにより、外向きに膨出する。導入される外力が弱まると、エラストマブロックはその初期位置に跳ね戻される。したがってエラストマブロックは、第１のばね要素とともに、システムの合計ばねレートを決定付けることになる。

しかしながらエラストマブロックのこの膨出は、ねじ式ポットにより、エラストマブロックに対するその調整深さに従属して、多少なりとも著しく阻害されるようになっている。その結果、エラストマブロックのばねレートがそれにより変化して、それに伴いシステムの合計ばねレートが変更されることになる。ねじ式ポットによりエラストマブロックがその全長にわたり覆われる場合には、膨出がもはや全く不可能となる。この調整位置においては、エラストマブロックはほぼ非弾性となる。このときにねじ式ポットが第１および第２のばね要素の間のばね受け皿に衝突しても、第２のばね要素―エラストマブロック―は、オフ状態となっている。

エラストマブロックは、ショックアブソーバケースに設けられたストッパに対して支持されている。このストッパは、たとえば溶接またはその類によりショックアブソーバケースに固定式に接合されたものであるとよい。しかしながら、ストッパを円筒ケースに対して、最も簡単なケースにおいてはセルフロック式のねじ締結部を利用して、調整できるようにしても有利である。それによりエラストマブロックを、既に初期状態において多少なりとも強く圧縮することが可能となるが、これによってもエラストマブロックのばねレートは変更されることになる。これによりスプリングストラット系全体のばね特性および予荷重を、一定の範囲内で付加的に変更することが可能となる。

好ましい実施形態の一例においては、―上述の例に類比して―第１のばね要素とエラストマブロックとの間のばね受け皿に、ねじ式ポット用の調整式ストッパが備えられている。このストッパの上下調節位置に応じて、バンプ運動時にはねじ式ポットが早晩このストッパに衝突して、それによりエラストマブロックのばね要素としての機能をオフにする。この場合は、第１のばね要素だけがなおも作用することになる。

ほかにも、このばね受け皿を、これにカップ周縁部を備えることでばね受けカップとして構成し、このカップ周縁部に、レイアウトによっては上述のストッパを取り付けられるようにすると有利である。このカップ周縁部は、それに加えてさらに、エラストマブロックの汚染防止手段としても利用することができる。この場合はねじ式ポットが、カップ周縁部に沿って案内されることになる。さらに別の好適な実施形態においては、そのためにショックアブソーバチューブに接続されたストッパを援用できるようにしている。

ほかにも、両方のばね要素の順序を取り替える、すなわちエラストマブロックがピストンロッドに接続されたばね受け皿にはめ合わされ、第２のばね要素―好適にはコイルばね―がショックアブソーバのストッパに支持されるようにしても、有利であるかもしれない。このレイアウトにより、特に両方のばね要素の間に位置するばね受け皿に関して、設計上の自由裁量の余地がさらに広がることになる。

本発明のさらに別の有利な構成形態は、以下の説明およびそれに付属する図面から明らかにされる。

本発明に係るばねの第１実施例を示す図である。 本発明に係るばねの第２実施例を示す図である。 本発明に係るばねの第３実施例を示す図である。 本発明に係るばねの第４実施例を示す図である。 本発明に係るばねの第５実施例を示す図である。 本発明に係るばねの第６実施例を示す図である。

個々の実施例の構成部品が同じ機能を有している限り、これらの構成部品にはあまねく、好適である限りにおいて、同じ符合が付されている。
図1には、車両車輪、正確にはオートバイの前輪または後輪の、それ以上は詳しく示されていない車輪懸架装置の部材であるスプリングストラット１が示されている。そのようなスプリングストラットは一般に知られるものであるために、図面では、機能部品の描写だけにとどめている。

スプリングストラット１は、構成部品としてショックアブソーバチューブ２を有しており、その内部を減衰ピストン３が案内されるようになっている。この減衰ピストン３を、外部に取り廻されるピストンロッド４が把持しており、その露出している部分には、取り付けられる車両車輪のための取付けアイ５が備えられている。それとは反対側でショックアブソーバチューブ２は、同様の取付けアイ６を用いて車体に固定されている。

ピストンロッド４は、その取付けアイ５の上方の、ショックアブソーバチューブ２の外側に、ばね受け皿８を担持しており、その上にコイルばね８の下端部が載置されている。コイルばね８は、ショックアブソーバチューブ２に対して共軸に配向されており、その巻線はチューブ外壁に対して十分な距離をおいて配置されている。ほかにもコイルばね８は、ショックアブソーバチューブ２の長手方向の長さのほぼ中央まで延びている。コイルばね８はそこで、さらにもう一つのばね受け皿９の下面に支持されているが、このばね受け皿９もまた、ショックアブソーバチューブ２のチューブ外壁に沿って軸方向に変位可能であるように支承されている。

ばね受け皿９の上面とストッパ１０との間には、さらにもう一つのばね要素として作用するエラストマブロック１１が挟持されており、それによりこのエラストマブロック１１は、コイルばね８と直列に接続されている。エラストマブロック１１は、中空円筒の形状を有しており、その内周壁は、ショックアブソーバチューブ２の外筒面に当接しているが、これに対してスプリングストラット１の軸方向に変位できるようになっている。ストッパ１０は、溶接またはその類の接合技術により、ショックアブソーバチューブ２に取り付けられている。

スプリングストラットのバンプ時には、コイルばね８が圧縮され、それにより軸方向に変位可能なばね受け皿９を介してエラストマブロック１１も圧縮される。エラストマブロック１１は、半径方向外側に退避する（不図示）。エラストマブロック１１は、リバウンド時にはその弾性に基づき図１に示される基本形状に復元する。

ねじ式ポット１２は、軸方向に―すなわちスプリングストラット１の縦軸の向きに―変位可能であるように、ストッパ１０に配置されている。そのためにストッパ１０は雄ねじを有しており、これに、ねじ式ポット１２の内壁に備えられたねじ山が噛み合うようになっている。この軸方向への変位の可能性は、矢印１３により示唆されている。ねじ式ポット１２の内部輪郭形状は、エラストマブロックの外部輪郭形状に適合化されており、またその寸法は、ねじ式ポット１２が下向きに運動する際に、エラストマブロックがねじ式ポット１２により間隙なしで、またはごく微小な間隙を保って取り囲まれるように、決定されている。

図１においては、ねじ式ポット１２が上側の位置にある。ねじ式ポット１２は、この位置においてはエラストマブロック１１の上側部分を取り囲んでいる。エラストマブロック１１は、―上述のように―バンプ工程では実質的に妨げられることなく半径方向外側に向かって退避することができる。ねじ式ポットが下向きに運動する際には、エラストマブロック１１のますます多くの領域が、ねじ式ポットにより、半径方向への変形を妨げられることになる。エラストマブロック１１はより硬くなり、ばねレートは増大する。ねじ式ポット１２は、その下側の終端位置においては、その下側の端面でばね受け皿９に衝突している。それによりエラストマブロックは無力化されている、すなわちオフ状態となっているが、なぜならばこのときには入力される外力が、コイルばね８、ばね受け皿９、およびねじ式ポット１２を介して、ストッパ１０に直接支持されるからである。

図２においては、形状が若干異なるねじ式ポット１２が、ここでも、同様に修正が加えられたストッパ１０の外周面に沿って案内されるようになっている。このストッパ１０は、その形状以外にも、何よりも特にこのストッパ１０もまた軸方向に下降可能であって、それに伴いエラストマブロック１１に多少なりとも大きな予荷重を付与することができる点で、図１に示されるストッパとは相違している。この変位の可能性は、両方向矢印２０により表わされている。ストッパ１０は、ショックアブソーバチューブ２に設けられた雄ねじを介して案内されるようになっている。

それ以外にもねじ式ポット１２の内壁は、その下側部分のところで外側に向かってテーパ状に拡幅されている。それによりバンプ時に退避するエラストマブロック１１の材料が、ねじ式ポット１２の下側の外側に向かっに延びる縁部により、損傷からより良好に保護されるようにしている。

図３においては、コイルばね８とエラストマブロック１１との間のばね受け皿が、これに上向きに延びるカップ周縁部１４ａを備えることで、ばね受けカップ１４に拡張されている。カップ周縁部１４ａは、エラストマブロックの下側部分を取り囲んでおり、それによりこれに座りの良さを提供している。ほかにもカップ周縁部１４ａは、ねじ式ポット１２用のストッパ１５を担持している。そこではこのストッパ１５が、カップ外周縁に設けられたねじ山を介して、両方向矢印２１により示唆されるように、軸方向にその位置を調節できるようになっている。

図４に示される実施形態においては、ばね受けカップ１４のカップ周縁部１４ａが上に向かって延長されることで、エラストマブロック１１をその全長にわたり覆い隠すようになっている。もっともカップ周縁部１４ａは、エラストマブロック１１には接してはおらず、距離をおいてこれを取り囲んでいる。それにより形成される中空室は、ストッパ１０に沿って案内されて下降できるようになっているねじ式ポット１２のためのスペースを提供している。したがってカップ周縁部１４ａの内径は、ねじ式ポット１２の外径よりも相応に大きくなっている。

図５においては、ねじ式ポット１２が、ストッパ１０に沿って案内されるのではなく、カップ周縁部１４ａの内周面に沿って案内されるようになっている。これもまた、相応のねじ締結部により行われるようになっている。

図６に示される実施例においては、コイルばね８およびエラストマブロック１１がそれぞれの位置を取り替えられているほか、両者は並列に配置されている。エラストマブロック１１は、その下端部により、ピストンロッド４の外部に出ている部分に取り付けられた、ばね受けカップ１６の底板１６ａの上にはめ合わされている。他方エラストマブロック１１の上端部は、帽子型のスリーブ状ストッパ１７に支持されており、このストッパ１７は、ショックアブソーバチューブ２の下側部分の外周面に固定されている。

ばね受けカップ１６の底板１６ａは、上向きに延びるカップ壁面１６ｂに固定して接続されている。カップ壁面１６ｂは、エラストマブロック１１を通り過ぎたところまで達しており、そこでコイルばね８用のばね受け座１６ｃに移行している。そのためにカップ壁面１６ｂは、上側の周縁部でＵ字形に下向きに曲げ加工された後、再び―ばね受け座１６ｃを構成しながら―ガイドフランジ１６ｄへと移行しているが、このガイドフランジ１６ｄにより、ばね受けカップ１６全体は、ショックアブソーバチューブ２の外周壁に軸方向に変位可能であるように配置されている。ばね受け座１６ｃには、コイルばね８の下端部が載置される一方で、その上端部は、ショックアブソーバチューブ２に固定して接続されたストッパ１０に対して支持されている。

カップ壁面１６ｂは、エラストマブロック１１の外部輪郭形状の周囲に、そこから距離をおいて配置されている。それにより構成される環状中空室の内部には、ここでもねじ式ポット１２を押し込めるようになっており、エラストマブロックが半径方向に膨張する可能性は、このねじ式ポット１２により多少なりとも著しく制約されることになる。ねじ式ポット１２は、カップ壁面１６ｂの内周面に沿って案内され、電気式サーボモータ１８および歯車装置１９を介して軸方向に上下に運動されるようになっている。

１ スプリングストラット
２ ショックアブソーバチューブ
３ ピストン
４ ピストンロッド
５ 取付けアイ
６ 取付けアイ
７ ばね受け皿
８ コイルばね
９ ばね受け皿
１０ ストッパ
１１ エラストマブロック
１２ ねじ式ポット
１３ 変位方向
１４ ばね受けカップ
１４ａ カップ周縁部
１５ ストッパ
１６ ばね受けカップ
１６ａ 底板
１６ｂ カップ壁面
１６ｃ ばね受け座
１６ｄ ガイドフランジ
１７ ストッパ
１８ サーボモータ
１９ 歯車装置
２０ 変位方向

Claims (11)

1. 車両車輪用、特にオートバイの車輪用のスプリングストラットであって、
   外部に向かって取り廻されるピストンロッド（４）を有する減衰ピストン（３）が内部で変位可能である、ショックアブソーバチューブ（２）と、
   前記ショックアブソーバチューブ（２）の周囲に配置される第１のばね要素と、ならびに、
   前記第１のばね要素と直列に接続され、前記ショックアブソーバチューブ（２）のチューブ壁面の周囲に配置され、エラストマブロック（１１）としてレイアウトされ中空円筒の形状を有する第２のばね要素とを有しており、
   前記第１および第２のばね要素により構成される複合体が、一方では前記ピストンロッド（４）の外部に位置する端部に、他方では前記ショックアブソーバチューブに固定された止め要素（１０）に支持される、スプリングストラットにおいて、
   前記エラストマブロック（１１）が、前記ショックアブソーバチューブ（２）の外周壁の周囲に、間隙なしで軸方向に変位可能であるように配置されており、エラストマブロックが圧縮時に半径方向外側に退避するために、エラストマブロックの外周が少なくとも部分的に開放されていること、及び
   スプリングストラットの軸方向で前記エラストマブロック（１１）の外部輪郭形状を介してねじ式ポット（１２）が、エラストマブロックの外周に沿ってエラストマブロックに対して相対移動可能であること
   を特徴とする、スプリングストラット。
2. 請求項１に記載のスプリングストラットにおいて、
   前記第１のばね要素が、スプリングストラットの軸線に対して共軸に配置されたコイルばね（８）から成り、このコイルばね（８）が、その下端部で前記ピストンロッド（４）に取り付けられたばね受け（７）の上に載り、それとは反対側の端部で、軸方向に変位可能なばね受け皿（９）の下面と衝突すること、および、
   前記エラストマブロック（１１）が、前記ばね受け皿（９）の上面と前記ショックアブソーバチューブに備えられた止め要素（１０）との間に挟持されていることを特徴とする、スプリングストラット。
3. 請求項２に記載のスプリングストラットにおいて、
   前記止め要素（１０）が、前記ショックアブソーバチューブ（２）のチューブ側面に設けられた雄ねじを介して上下位置を調節可能であることを特徴とする、スプリングストラット。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のスプリングストラットにおいて、
   前記ばね受け皿（９）が、下降した前記ねじ式ポットのストッパとして利用されることを特徴とする、スプリングストラット。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のスプリングストラットにおいて、
   前記第１および第２のばね要素間の前記ばね受け皿が、軸方向に上向きに延び前記エラストマブロック（１１）をその長手方向の長さの少なくとも一部を取り囲むカップ周縁部（１４ａ）を備えることで、ばね受けカップ（１４）として構成されており、これに、前記ねじ式ポット（１２）と協働するストッパ（１５）が備えられることを特徴とする、スプリングストラット。
6. 請求項５に記載のスプリングストラットにおいて、
   ねじ式ポット（１２）用の前記ストッパ（１５）の上下位置を、前記カップ周縁部（１４ａ）に設けられた雄ねじを介して調節可能であることを特徴とする、スプリングストラット。
7. 請求項５または６に記載のスプリングストラットにおいて、
   前記カップ周縁部（１４ａ）が前記エラストマブロック（１１）の全長を覆い隠しており、前記カップ周縁部（１４ａ）の内周壁と前記エラストマブロック（１１）の外周面との間に前記ねじ式ポット（１２）が侵入するための中空室が構成されるように、前記カップ周縁部（１４ａ）が寸法を有していること、および、
   前記カップ周縁部（１４ａ）の内径が、前記ねじ式ポット（１２）の外径よりも大きいことを特徴とする、スプリングストラット。
8. 請求項２〜７のいずれか一項に記載のスプリングストラットにおいて、
   前記ねじ式ポット（１２）が、前記止め要素（１０）の外周面に設けられたねじ締結部を介して、前記エラストマブロック（１１）を介して下降可能であることを特徴とする、スプリングストラット。
9. 請求項７に記載のスプリングストラットにおいて、
   前記ねじ式ポット（１２）が、前記カップ周縁部（１４ａ）の内周面に設けられたねじ締結部を介して案内されることを特徴とする、スプリングストラット。
10. 請求項１に記載のスプリングストラットにおいて、
    前記エラストマブロック（１１）が、その上端部で前記中空円筒（２）に固定されたストッパ（１７）に当接し、その下端部で前記ピストンロッド（４）に接続されたばね受けカップ（１６）に対して支持されること、
    前記ばね受けカップ（１６）が、スプリングストラットに対して共軸で上向きに延びて、前記エラストマブロック（１１）から距離をおいてこれを取り囲んでいるカップ壁面（１６ｂ）を有しており、前記カップ壁面（１６ｂ）に、共軸で配置されるコイルばね（８）としてレイアウトされた第１のばね要素の下端部用の、前記ショックアブソーバチューブ（２）の外周面に沿って軸方向に移動可能なばね受け座（１６ｃ）が備えられること、その際、
    前記コイルばね（８）が、それとは反対側の端部で、チューブに固定されたストッパ（１０）に衝突し、前記ねじ式ポット（１２）が前記カップ周縁部（１６ｂ）の内周面に沿って案内されることを特徴とする、スプリングストラット。
11. 請求項１０に記載のスプリングストラットにおいて、
    前記ねじ式ポット（１２）がモータにより駆動されて動かされることを特徴とする、スプリングストラット。

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