JP5588375B2

JP5588375B2 - 懸架装置

Info

Publication number: JP5588375B2
Application number: JP2011033331A
Authority: JP
Inventors: 雅史角田
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: JP2012172722A

Description

この発明は、自動二輪車等の鞍乗り用車両におけるフロントフォークやリアクッションユニット等の懸架装置の改良に関する。

自動二輪車等の鞍乗り用車両におけるフロントフォークやリアクッションユニット等の懸架装置は、各種提案がなされており、例えば、特許文献１には二輪車の前輪を懸架するフロントフォークが開示されている。

上記フロントフォークは、アウターチューブと、このアウターチューブ内に上下の軸受を介して摺動自在に挿入されるインナーチューブとからなる懸架装置本体を備え、アウターチューブが車体側に、インナーチューブが車輪側に固定されて倒立型に設定される。

そして、アウターチューブの下端側開口部内周にはインナーチューブ外周に摺接するシール部材が設けられてなり、当該シール部材は、アウターチューブ内周とインナーチューブ外周との間に形成される筒状の潤滑隙間内に貯留される潤滑流体が外部に漏れ出すことを防止する。

即ち、上記シール部材で潤滑隙間内に潤滑流体を保持することにより、潤滑流体で上下の軸受の摺動面を潤滑して摺動性を良好に保ち、インナーチューブがアウターチューブ内に円滑に出没することを可能にする。

ところが、特許文献１に開示のフロントフォークにおいて、懸架装置本体内に気体を圧縮しながら封入してエアばねとして機能させ、コイルスプリングからなる懸架ばねを廃止した場合においては、上記オイルシールが損傷した場合、潤滑隙間内に貯留される潤滑流体が上記気体で押圧されて損傷部から噴出する虞がある。

そこで、出願人は、上記不具合を解決するため、潤滑隙間を区画して懸架装置本体の内圧が潤滑隙間に作用することがない懸架装置を発明した（特願２００９−２８９４３７）。

上記懸架装置は、図３に示すように、アウターチューブ１内周とインナーチューブ２外周との間に形成されて上下の開口をシール部材３０，３１でそれぞれ塞がれる筒状の潤滑隙間３ａと、この潤滑隙間３ａに連通して潤滑隙間３ａと共に液溜室３を形成する体積補償室３ｂとを備える。

上記体積補償室３ｂは、インナーチューブ２とこのインナーチューブ２内周に取り付けられる隔壁部材４００との間に形成され、インナーチューブ２に穿設される連通孔２ａを介して潤滑隙間３ａに連通する。

そして、上記液溜室３内には潤滑流体と気体が収容され、潤滑流体の液面Ｏ２を介して上側に気室Ｅが、液面Ｏ２の下側に潤滑流体室Ｄが形成される。

そして、隔壁部材４００は、インナーチューブ２の連通孔２ａより下側内周に密接する環状の底部４０１と、この底部４０１内周から起立してインナーチューブ２内周に対向する側部４０２と、この側部４０２に連設されてインナーチューブ２の図中上端内周に螺合する天井部４０３と、この天井部４０３から起立すると共に外周に上側のシール部材３０が係合する断面コ字状の環状溝４０４ａが形成されるシール保持部４０４とを備える。

特開２００８−６４１８０号公報

上記従来の懸架装置においては、上下のシール部材と隔壁部材で潤滑隙間を区画したため、懸架装置本体の内圧が潤滑隙間に作用せず、懸架装置の伸縮に伴い膨縮する潤滑隙間の体積補償を体積補償室で行うことが可能となる点において有用である。

しかしながら、上記懸架装置においては、懸架装置本体内に収容される減衰力発生用の作動流体と液溜室内に収容される潤滑用の潤滑流体とが異なる場合、アウターチューブの下端部内周に取り付けられる下側のシール部材等を取り外してアウターチューブの下側から液溜室内に潤滑流体を注入し、液溜室内の液面調整をしなければならず、潤滑流体の注入作業が困難である。
そこで、本発明は、液溜室内への潤滑流体の注入作業や、液溜室内の液面調整を容易にすることが可能な懸架装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段は、アウターチューブと上記アウターチューブ内に摺動自在に挿入されるインナーチューブとからなる懸架装置本体と、
上記アウターチューブ内周と上記インナーチューブ外周との間に形成されて両側の開口をシール部材でそれぞれ塞がれる筒状の潤滑隙間と、
上記懸架装置本体内に上記潤滑隙間と連通する体積補償室を区画する隔壁部材とを備え、
上記潤滑隙間と上記体積補償室とで液溜室を構成し、上記液溜室内に潤滑流体を収容する潤滑流体室と、気体を収容する気室とが形成される懸架装置において、
上記隔壁部材が上記懸架装置本体内に固定される隔壁本体と、上記隔壁本体に着脱自在に取り付けられる蓋体とを備え、
上記隔壁本体が上記インナーチューブ内周に密接する環状の底部と、上記底部内周から起立して上記インナーチューブ内周に対向する筒状の側部とを備え、
上記蓋体が環状に形成されて上記インナーチューブの上記アウターチューブ側端部とこれに対向する上記側部の端部との間に設けられ、上記インナーチューブ内周に螺合すると共に上記側部外周に密接する蓋部を備える
ことを特徴とするものである。

本発明によれば、隔壁部材が隔壁本体に着脱自在に取り付けられる蓋体を備えることにより、液溜室内の液量調整や液溜室内への潤滑流体の注入作業をするときに蓋体を取り外して行うことが可能となり、液溜室内への潤滑流体の注入作業や、液溜室内の液面調整を容易にすることが可能となる。

本発明の一実施の形態における懸架装置たるフロントフォークを部分的に切り欠いて示す正面図である。本発明の一実施の形態における懸架装置たるフロントフォークの主要部を拡大して示す縦断面図である。従来の懸架装置の主要部を部分的に切り欠いて示す正面図である。

以下に本発明の一実施の形態を示す懸架装置について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品かまたはそれに対応する部品を示す。

本実施の形態に係る懸架装置は、二輪車の車体と前輪との間に介装されて前輪に入力される路面振動を減衰するフロントフォークである。

上記フロントフォークは、図１に示すように、アウターチューブ１とこのアウターチューブ１内に摺動自在に挿入されるインナーチューブ２とからなる懸架装置本体と、上記アウターチューブ１内周と上記インナーチューブ２外周との間に形成されて両側の開口をシール部材３０，３１でそれぞれ塞がれる筒状の潤滑隙間３ａと、上記懸架装置本体内に上記潤滑隙間３ａと連通する体積補償室３ｂを区画する隔壁部材４とを備える。

そして、上記潤滑隙間３ａと体積補償室３ｂとで液溜室３を構成し、この液溜室３内に潤滑流体を収容する潤滑流体室Ｄと、気体を収容する気室Ｅとが形成され、上記隔壁部材４が懸架装置本体内に固定される隔壁本体４０と、この隔壁本体４０に着脱自在に取り付けられる蓋体４１とを備える。

以下に詳細に説明すると、本発明に係るフロントフォークは、アウターチューブ１が車体側に、インナーチューブ２が車輪側にそれぞれ固定される倒立型のフロントフォークである。

そして、アウターチューブ１とインナーチューブ２とからなる懸架装置本体の図中上下の開口は、アウターチューブ１の上端部に取り付けられるキャップ部材１０と、インナーチューブ２の下端部外周に螺着するボトム部材２０とでそれぞれ塞がれてなる。

また、アウターチューブ１内周とインナーチューブ２外周との間に形成される筒状の潤滑隙間３ａは、両側の開口をシール部材３０，３１でそれぞれ封止され、体積補償室３ｂと共に密閉された液溜室３を形成する。

したがって、懸架装置本体における液溜室３よりも内部（以下、懸架装置本体内部という）に収容される作動流体や気体が外部や液溜室３に漏れることがなく、また、液溜室３に収容される潤滑流体や気体が外部や懸架装置本体内部に漏れることがない。

上記懸架装置本体内部には、収容される作動流体の液面Ｏ１を介して上側にリザーバ気室Ｒが、液面Ｏ１の下側に作動流体室（符示せず）が形成されてなる。

上記リザーバ気室Ｒには気体が圧縮されながら封入されており、リザーバ気室Ｒは、その内圧でフロントフォークを常に伸張方向に附勢し、フロントフォークの伸縮に伴い所定のばね反力を生じる。つまり、リザーバ気室Ｒが路面からの突き上げ入力を吸収する機能を発揮する。

尚、本実施の形態において、このリザーバ気室Ｒの内圧は、キャップ部材１０に取り付けられるエアバルブ（図示せず）によって調整可能である。

一方、上記作動流体室は、インナーチューブ２内周に摺接するピストン５で二つの作用室Ａ，Ｂに区画され、ピストン５の上側に形成されるのが伸側作用室Ａ、ピストン５の下側に形成されるのが圧側作用室Ｂである。

上記伸側作用室Ａは、リザーバ気室Ｒの内圧により液面Ｏ１を介して常に加圧されるが、上記したように液溜室３は密閉されているため、リザーバ気室Ｒの内圧が液溜室３に作用することはない。

上記二つの作用室Ａ，Ｂは、ピストン５に穿設される伸側流路５０及び圧側流路（図示せず）を介して連通し、伸側流路５０は、その出口側開口をピストン５の圧側作用室Ｂ側に積層される伸側減衰バルブＶ１で開閉可能に塞がれてなり、圧側流路は、その出口側開口をピストン５の伸側作用室Ａ側に積層される圧側減衰バルブＶ２で開閉可能に塞がれてなる。

そして、ピストン５は、キャップ部材１０を介してアウターチューブ１に固定されるロッド６の先端に保持されてなり、フロントフォークの伸縮に伴いロッド６と共にインナーチューブ２内を軸方向に移動する。

上記構成を備えることにより、フロントフォークの伸長時には、伸側作用室Ａがリザーバ気室Ｒで加圧された状態で圧側作用室Ｂが減圧されて伸側減衰バルブＶ１が開き、作動流体が伸側作用室Ａから圧側作用室Ｂに移動して伸側の減衰力が発生する。

また、フロントフォークの圧縮時には、圧側作用室Ｂが加圧されて圧側減衰バルブＶ２が開き、作動流体が圧側作用室Ｂから伸側作用室Ａに移動して圧側の減衰力が発生する。

つまり、路面からの突き上げ入力の吸収に伴うフロントフォークの伸縮運動を伸側減衰バルブＶ１及び圧側減衰バルブＶ２で減衰し、乗り心地を良好にすることが可能となる。

また、上記ピストン５の直上部には下側ばね受け７１がロッド６の外周に固定されてなり、この下側ばね受け７１は、フロントフォークが所定量伸張したときにバランススプリング７の下端に当接する。

上記バランススプリング７は、隔壁部材５の下側に固定される上側ばね受け７０に吊設されてなり、フロントフォークが所定量以上伸張したとき上下のばね受け７０，７１の間で圧縮されて所定のばね反力を発生する。

上記構成を備えることにより、フロントフォークが所定量以上伸張した状態（以下、フロントフォークの最伸張時近傍という）にあるとき、バランススプリング７がリザーバ気室Ｒのばね反力に抗してフロントフォークが速やかに収縮することを助け、最伸張時近傍における乗り心地を良好に保つことが可能となる。

また、上記ロッド６の外周には上下のクッション部材６０，６１が固定され、上側のクッション部材６０がロッド６の上端部に、下側のクッション部材６１がロッド６の略中央部に設けられる。

したがって、フロントフォークの最伸張時には、図１に示すように、隔壁部材４が下側のクッション部材６１に当接することにより最伸張時の衝撃を吸収し、フロントフォークの最圧縮時には、図示しないが、隔壁部材４が上側のクッション部材６０に当接することにより最圧縮時の衝撃を吸収することが可能となる。

尚、本実施の形態において、インナーチューブ２のボトム部にボトムケース２３を設けて空気室Ｃを区画し、懸架装置本体内部に収容する作動流体の液量を減らし、フロントフォークを軽量化しているがこの限りではなく、必ずしも空気室Ｃを設ける必要はない。

ところで、懸架装置本体内に懸架装置本体内部と区画されて形成される液溜室３は、潤滑隙間３ａと体積補償室３ｂとからなり、液溜室３には潤滑流体を収容する潤滑流体室Ｄと、気体を収容する気室Ｅとが形成される。

上記潤滑隙間３ａ内にはインナーチューブ２を軸支する上下の軸受３２，３３が設けられてなり、上側の軸受３２がインナーチューブ１の上端部外周に固定されてアウターチューブ１内周に摺接し、下側の軸受３３がアウターチューブ１の下端部内周に固定されてインナーチューブ２外周に摺接する。

そして、潤滑隙間３ａ内に収容される潤滑流体が上記各軸受３２，３３の摺動面を潤滑して、インナーチューブ２がアウターチューブ１内に円滑に出没できるようにする。

潤滑隙間３ａの図中上側の開口を塞ぐアウターチューブ１側のシール部材（以下、上側のシール部材３０という）は、隔壁部材４の外周に取り付けられてアウターチューブ１内周に摺接するエアシールであり、リザーバ気室Ｒの気体が潤滑隙間３ａに漏れることを防止する。

尚、図示しないが、上記エアシールの潤滑隙間３ａ側にオイルシールを直列に設けて上側のシール部材３０を構成し、潤滑隙間３ａ内の潤滑流体をシールするとしても良い。

一方、潤滑隙間３ａの図中下側の開口を塞ぐインナーチューブ２側のシール部材（以下、下側のシール部材３１という）は、潤滑隙間３ａ側に設けられるオイルシール３１ａと、このオイルシール３１ａの外側に直列に設けられるダストシール３１ｂとからなり、アウターチューブ１の下端部内周における下側の軸受３３の下側に固定されてインナーチューブ２外周に摺接する。

そして、オイルシール３１ａで潤滑隙間３ａ内の作動流体が外部に漏れることを防止し、ダストシール３１ｂでインナーチューブ２外周に付着した異物を取り除き、オイルシール３１ａが損傷することを防いでいる。

したがって、潤滑隙間３ａの両側、即ち、図中上下の開口から潤滑流体や気体が漏れることがなく、フロントフォークの伸長時には上下のシール部材３０，３１が接近して潤滑隙間３ａの体積が縮小し、フロントフォークの圧縮時には上下のシール部材３０，３１が離間して潤滑隙間３ａの体積が膨張する。

上記潤滑隙間３ａと共に液溜室３を構成する体積補償室３ｂは、インナーチューブ２に穿設される連通孔２ａを介して潤滑隙間３ａに連通し、隔壁部材４によって緩衝器本体内に区画される。

そして、体積補償室３ｂ内には潤滑流体が貯留され、その液面Ｏ２を介して上側に気体が収容されて気室Ｅが形成される。一方、体積補償室３ｂ内の潤滑流体は、連通孔２ａを介して潤滑隙間３ａとの間を移動することができ、潤滑隙間３ａ及び体積補償室３ｂの液面Ｏ２の下側に潤滑流体室Ｄが形成される。

上記構成を備えることにより、フロントフォークの伸長時には潤滑隙間３ａが縮小して潤滑隙間３ａ内の潤滑流体が体積補償室３ｂに流出し、フロントフォークの圧縮時には潤滑隙間３ａが拡大して体積補償室３ｂから潤滑流体が潤滑隙間３ａに流入し、潤滑隙間３ａの体積変化を体積補償室３ｂで補償することが可能となる。

体積補償室３ｂを懸架装置本体内に区画する、即ち、懸架装置本体内部と液溜室３とを区画する隔壁部材４は、図２に示すように、インナーチューブ２内周に固定される隔壁本体４０と、この隔壁本体４０に着脱自在に取り付けられる蓋体４１と、同じく隔壁本体４０に着脱自在に取り付けられて上記蓋体４１を押さえる蓋押さえ４２とからなる。

そして、隔壁本体４１は、インナーチューブ２内周に連通孔２ａよりも図中下側にＯリング（符示せず）を介して密接する環状の底部４１ａと、この底部４１ａ内周から起立してインナーチューブ２内周に対向する筒状の側部（符示せず）とを備える。

上記側部は、底部４１ａに連設されて垂直な下側部４１ｂと、この下側部４１ｂの上端から水平に延設される水平下側部４１ｃと、この水平下側部４１ｃの内周から起立して垂直で小径な中側部４１ｄと、この中側部４１ｄの上端から水平に延設されて上記水平下側部４１ｃに対向する水平上側部４１ｅと、この水平上側部４１ｅの外周から起立して垂直な上側部４１ｆとからなる。

そして、この上側部４１ｆの外周には断面コ字状の環状溝（符示せず）が形成されてこの環状溝にＯリング（符示せず）が装着され、上側部４１ｆの内周には螺子溝が形成されて蓋押さえ４２が螺合する。

上記隔壁本体４０に着脱自在に取り付けられる蓋体４１は、環状に形成されてなり、インナーチューブ２のアウターチューブ１側端部、即ち、図中上端部内周に螺合すると共に上側部４１ｆ外周に上記Ｏリングを介して密接する蓋部４１ａと、この蓋部４１ａの上方に設けられてインナーチューブ２から突出し、外周に上側のシール部材３０が取り付けられる断面Ｌ字状の環状溝４１ｂが形成されるシール保持部４１ｃとを備える。

また、この蓋体４１を押さえる蓋押さえ４２は、同じく環状に形成されてなり、上側のシール部材３０を図中上側から押さえながら蓋体４１を押さえる押さえ部４２ａと、上側部４１ｆ内周に螺合する結合部４２ｂとを有する。

尚、上記隔壁部材４を構成する隔壁本体４０，蓋体４１，蓋押さえ４２の内周とロッド６との間には隙間が設けられてなり、リザーバ気室Ｒに収容される気体は、上記隙間を介して自由に移動する。

つまり、本発明に係る懸架装置たるフロントフォークは、蓋体４１が着脱可能であるため、従来のように下側のシール部材３１等を取り外すことなく体積補償室３ｂから潤滑流体を注入することが可能となり、例え、潤滑流体と作動流体とが異なる場合においても液溜室３への潤滑流体の注入作業や、液溜室３内の液面調整を容易にすることが可能となる。

また、気室Ｅが体積補償室３ｂ内に形成されると共に液溜室３に収容される潤滑流体の液面Ｏ２を介して上側に形成され、気室Ｅと対向する位置に蓋体４１を設けることにより、体積補償室３ｂの上側から液面Ｏ２を見ながら潤滑流体をスポイト等で滴下して液面調整をすることが可能となり、液面調整を容易且つ精度良く行うことが可能となる。

また、隔壁本体４０がインナーチューブ２内周に密接する環状の底部４１ａと、底部４１ａ内周から起立してインナーチューブ２内周に対向する筒状の側部とを備え、蓋体４２が環状に形成されて上記インナーチューブ２の図中上端部とこれに対向する側部の上側部４１ｆとの間に設けられ、インナーチューブ２内周に螺合すると共に上側部４１ｆ外周に密接する蓋部４１ａを備えることにより、懸架装置本体内に容易に体積補償室３ｂを区画し、隔壁部材４の取り付け及び蓋体４１の着脱が容易に可能となる。

また、隔壁部材４が蓋体４１を押さえる押さえ部４２ａと、隔壁本体４０に螺合する結合部４２ｂとを有する蓋体押さえ４２を備えることにより、体積補償室３ｂの内圧が高まるフロントフォークの伸張時に蓋体４１が隔壁本体４０から外れることを確実に防止することが可能となる。

また、蓋体４１がインナーチューブ２から突出し外周に上側のシール部材３０が取り付けられる断面Ｌ字状の環状溝４１ｂが形成されるシール保持部４１ｃを備え、上側のシール部材３０が押さえ部４２ａで押さえられることにより、上側のシール部材３０の取り付けが容易であり、且つ、上側のシール部材３０が蓋体４１から脱落することを蓋押さえ４２で防止することが可能となる。

また、液面Ｏ２が常に体積補償室３ｂ内に位置することにより、潤滑隙間３ａ内の潤滑流体が不足して上側の軸受３２の摺動面に潤滑流体の供給不足が生じることを防止して、摺動性を良好に保つことが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく改造、変形及び変更を行うことができることは理解すべきである。

例えば、上記実施の形態において、隔壁部材４が隔壁本体４０，蓋体４１および蓋押さえ４２からなるとしたが、上記蓋押さえ４２を必ずしも設ける必要はなく、隔壁部材４の一部が蓋体として構成され、隔壁本体に着脱可能であれば良く、隔壁部材の構成及び形状は適宜変更することが可能である。

同じく、フロントフォークの減衰力発生構造は上記の限りではなく、減衰力発生構造として他の周知の構造を採用するとしても良い。

同じく、本発明をフロントフォークに具現化するとしたがこの限りではなく、リアクッションユニットや他の緩衝器に具現化するとしても良い。

Ａ伸側作用室
Ｂ圧側作用室
Ｃ空気室
Ｄ潤滑流体室
Ｅ気室
Ｒリザーバ気室
１アウターチューブ
２インナーチューブ
３液溜室
３ａ潤滑隙間
３ｂ体積補償室
４隔壁部材
５ピストン
６ロッド
７バランススプリング
１０キャップ部材
２０ボトム部材
３０上側（アウターチューブ側）のシール部材
３１下側（インナーチューブ側）のシール部材
３２，３３軸受
４０隔壁本体
４１蓋体
４２蓋押さえ

Claims

アウターチューブと上記アウターチューブ内に摺動自在に挿入されるインナーチューブとからなる懸架装置本体と、
上記アウターチューブ内周と上記インナーチューブ外周との間に形成されて両側の開口をシール部材でそれぞれ塞がれる筒状の潤滑隙間と、
上記懸架装置本体内に上記潤滑隙間と連通する体積補償室を区画する隔壁部材とを備え、
上記潤滑隙間と上記体積補償室とで液溜室を構成し、上記液溜室内に潤滑流体を収容する潤滑流体室と、気体を収容する気室とが形成される懸架装置において、
上記隔壁部材が上記懸架装置本体内に固定される隔壁本体と、上記隔壁本体に着脱自在に取り付けられる蓋体とを備え、
上記隔壁本体が上記インナーチューブ内周に密接する環状の底部と、上記底部内周から起立して上記インナーチューブ内周に対向する筒状の側部とを備え、
上記蓋体が環状に形成されて上記インナーチューブの上記アウターチューブ側端部とこれに対向する上記側部の端部との間に設けられ、上記インナーチューブ内周に螺合すると共に上記側部外周に密接する蓋部を備える
ことを特徴とする懸架装置。
上記気室が上記体積補償室に形成されると共に上記液溜室に収容される潤滑流体の液面を介して上側に形成され、上記気室と対向する位置に上記蓋体が設けられることを特徴とする請求項１に記載の懸架装置。
上記隔壁部材は、上記蓋体を押さえる押さえ部と、上記隔壁本体に螺合する結合部とを有する蓋体押さえを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の懸架装置。
上記蓋体が上記インナーチューブから突出し、外周に上記アウターチューブ側のシール部材が取り付けられる断面Ｌ字状の環状溝が形成されるシール保持部を備え、
上記アウターチューブ側のシール部材が上記押さえ部で押さえられることを特徴とする請求項３に記載の懸架装置。
上記液面が常に上記体積補償室内に位置することを特徴とする請求項２、請求項３または請求項３を引用する請求項４に記載の懸架装置。