JP5831829B2 - 懸架装置 - Google Patents

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Description

この発明は、車体と車輪との間に介装されて上記車輪を片持ち懸架することが可能な懸架装置の改良に関する。
車体と車輪との間に介装されて上記車輪を片持ち懸架することが可能な懸架装置は、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されるように、自動二輪車の操舵輪たる前輪を懸架するフロントフォークに具現化される。
そして、上記懸架装置は、車体側にブラケットを介して連結される一対のインナーチューブと、車軸の一方側(車輪側)に連結されて上記各インナーチューブが摺動自在にそれぞれ挿入される一対の筒状凹部が形成されるアウターチューブとを備える。
上記各インナーチューブは、これら各インナーチューブが挿入される各筒状凹部と共に緩衝器本体をそれぞれ構成し、各緩衝器本体内に車両が受ける衝撃を吸収する懸架ばねや、衝撃の吸収に伴う伸縮運動を減衰するための減衰力発生手段が収容される。
また、上記インナーチューブを連結するブラケットは、車体を構成するフレームのヘッドパイプに回転自在に軸支されるステアリングシャフトの下端に結合し、このステアリングシャフトを中心に揺動する。
上記構成を備えることにより、インナーチューブとアウターチューブが相対回転せず、ステアリングシャフトを回転してブラケットを揺動し、前輪の向きを変更して自動二輪車を操舵することが可能となり、自動二輪車を片持ち懸架することが可能となる。
特開昭63−176791号公報 特開昭63−176792号公報 特開2008−168893号公報
しかしながら、上記従来の懸架装置では、以下の不具合を指摘される虞がある。
即ち、上記従来の懸架装置においては、各筒状凹部に各インナーチューブが同時に摺動するため、筒状凹部を極めて正確に平行に加工する必要があり、加工の難易度が高い。
また、インナーチューブが平行になるようにブラケットで連結する必要があるため、インナーチューブを保持するブラケットの孔加工の難易度も高い。
更に、上記従来の懸架装置が特許文献3に開示されるような操舵輪たる前輪二輪、駆動輪たる後輪一輪の自動三輪車において、各前輪を懸架する各前輪用懸架装置に具現化される場合に、一台の自動三輪車が各前輪に二本ずつ、計四本の緩衝器本体を搭載することになるため、部品数が増えてコスト高となる。
そこで、本発明の目的は、上記不具合を解決し、従来よりも加工が容易で、上記自動三輪車に具現化される場合においては、従来よりも部品数を減らすことが可能な車輪を片持ち懸架する懸架装置を提供することである。
上記課題を解決するための手段は、インナーチューブと、上記インナーチューブが摺動自在に挿入されるアウターチューブとからなる緩衝器本体を備える懸架装置において、上記インナーチューブまたは上記アウターチューブの一方に平行に固定される一本または複数本のガイドロッドと、上記インナーチューブまたは上記アウターチューブの他方に固定され上記ガイドロッドが摺動自在に貫通し上記ガイドロッドを軸支するガイド部材とを備え、上記ガイド部材は、上記ガイドロッドが貫通する貫通孔と、上記貫通孔の両側開口端部にそれぞれ取り付けられる一対のダストシールと、上記各ダストシールの間に配置され上記ガイドロッド外周に摺接する環状の軸受部材とを有することを特徴とする。
本発明によれば、懸架装置がインナーチューブまたはアウターチューブと平行に配置されるガイドロッドと、このガイドロッドが摺動自在に貫通しガイドロッドを軸支するガイド部材とを備えることにより、従来よりも加工が容易である。
また、懸架装置を前輪二輪後輪一輪の自動三輪車に具現化する場合において、一台の自動三輪車が各前輪に一本ずつ、計二本の緩衝器本体を搭載すればよく、従来よりも部品数を減らすことが可能となる。
本発明の一実施の形態に係る懸架装置の使用状態を部分的に切り欠いて示す正面図であり、懸架装置の最伸長時を示す。 図1の主要部(ブラケット周辺部)を拡大して示す斜視図である。 (a)図1の主要部(ピストン周辺部)を拡大して示す縦断面図である。(b)(a)の主要部(チェック弁周辺部)を拡大して示す縦断面図である。 図1の主要部(ガイド部材周辺部)を拡大して示す縦断面図である。
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。
図1に示すように、本実施の形態に係る懸架装置Fは、インナーチューブ1と、このインナーチューブ1が摺動自在に挿入されるアウターチューブ2とからなる緩衝器本体Dを備える。
更に、上記懸架装置Fは、上記インナーチューブ1に平行に固定される一本のガイドロッド3と、上記アウターチューブ2に固定され上記ガイドロッド3が摺動自在に貫通しこのガイドロッド3を軸支するガイド部材Gとを備えてなる。
以下に詳細に説明すると、本実施の形態に係る懸架装置Fは、操舵輪たる前輪二輪、駆動輪たる後輪一輪の自動三輪車において、各前輪を懸架する一対の前輪用懸架装置にそれぞれ具現化される。
尚、図1,2には、一方の懸架装置Fのみを示すが、この一方の懸架装置Fと対をなす他方の懸架装置も、図1,2に記載の一方の懸架装置Fと同様の構成を有するものである。
上記インナーチューブ1に上記ガイドロッド3を固定する上記ブラケットBは、図2に示すように、略三角形に形成されて一の頂点部上にステアリングシャフトSが結合されて起立してなり、各懸架装置Fの各ステアリングシャフトSは、図示しないリンク機構を介して同じく図示しないハンドルに連結される。
尚、このリンク機構の構成は、例えば、特開2008−168893号公報に記載の構成等、従来周知の構成を採用することが可能であり、ハンドル操作によってステアリングシャフトSの軸周りにブラケットBを揺動可能であれば良い。
また、上記ブラケットBにおける他の二つの頂点部には、インナーチューブ保持部B1及びガイドロッド保持部B2がそれぞれ形成されてなり、これらB1,B2は、一部に切欠きを備えて環状に形成される。
そして、インナーチューブ保持部B1にインナーチューブ1の図2中上端部を挿入し、ガイドロッド保持部B2にガイドロッド3の図2中上端部を挿入し、ボルトB3によって各切欠きの隙間を狭めることにより、インナーチューブ1及びガイドロッド3がブラケットBに固定される。
上記インナーチューブ1と上記アウターチューブ2とからなる緩衝器本体D内には、上記インナーチューブ1の図1中上側開口部に取り付けられて緩衝器本体Dの図1中上側開口を塞ぐキャップ部材10と、上記アウターチューブ2の底部上に起立するシリンダ4との間に介装されて、緩衝器本体Dを常に伸長方向に附勢するコイルスプリングからなる懸架ばね5が収容される。
また、上記緩衝器本体D内には、作動流体が貯留されて作動流体室Lが形成されると共に、この作動流体室Lの図示しない液面を介して上側に気室Aが形成されてなり、上記懸架ばね5と上記気室Aとで車両が受ける衝撃を吸収し、この衝撃の吸収に伴う懸架装置Fの伸縮運動を後述の減衰力発生手段で抑制する。
上記アウターチューブ2の外側には、車軸の一方側に取り付けられる車軸側取り付け部20と、ディスクブレーキ用のキャリパを保持するキャリパ保持部21,21と、フェンダを取り付けるためのフェンダ取り付け部22とが形成されてなり、アウターチューブ2は、有底筒状に形成されてボトムケースを構成する。
そして、上記アウターチューブ2の開口部内周には、ダストシール23、オイルシール24、スペーサ25、及び軸受部材26が直列に設けられ、こられが環状に形成されると共に、ダストシール23、オイルシール24、及び軸受部材26がインナーチューブ2の外周に摺接している。
上記アウターチューブ2の底部に起立するシリンダ4は、このアウターチューブ2の底部にパッキン27を介して挿入されるボルト28によって支持されて起立する。
そして、上記シリンダ4は、筒状に形成されてなり、図1中上端部に形成されるピストン部40と、このピストン部40の図1中下側に同軸に連設されるシリンダ本体41と、このシリンダ本体41の図1中下側に同軸に連設されて徐々に縮径するテーパ部42と、このテーパ部42の図1中下側に同軸に連設されて小径に形成され内周に上記ボルト28が螺合する小径部43とからなる。
上記ピストン部40は、図3(a)に示すように、その外周に断面コ字状に形成される環状の溝40aを備えてなり、この溝40aにインナーチューブ1内周に摺接するピストンリング40bが取り付けられる。
したがって、緩衝器本体D内に形成される作動流体室Lは、上記ピストン部40とシリンダ4によりシリンダ外作動流体室L1とシリンダ内作動流体室L2とに区画され、シリンダ4の外側に上記シリンダ外作動流体室L1が形成され、シリンダ4の内側に上記シリンダ内作動流体室L2が形成される。
また、上記ピストン部40の図3(a)中上側には、懸架ばね5の図中下端が当接し、上記ピストン部40は、懸架ばね5を担持する懸架ばね用の下側ばね受けを兼ねる。
更に、上記ピストン部40の図3(a)中下側には、懸架装置Fの最伸長時において、後述のリバウンドスプリング7の上端が当接し、上記ピストン部40は、リバウンドスプリング用の上側ばね受けも兼ねるものである。
上記ピストン部40の図1中下側に連設される上記シリンダ本体41は、このシリンダ本体41の図1中上部に形成されるヘッド側オリフィス41aと、上記シリンダ本体41の図1中下部に形成されるボトム側オリフィス41bとを有する。
そして、上記ヘッド側オリフィス41a及び上記ボトム側オリフィス41bは、シリンダ外作動流体室L1と、シリンダ内作動流体室L2とをそれぞれ連通し、各オリフィス41a,41bを作動流体が通過するとき流路抵抗を生じる。
また、上記シリンダ本体41の図1中下側に連設されるテーパ部42の外周には、筒状のオイルロックピース6が配置され、このオイルロックピース6は、後述のオイルロックケース80と共にオイルロック機構を構成し、懸架装置Fの最収縮時における衝撃を緩和する。
上記インナーチューブ1は、上記シリンダ4のピストンリング40b外周に内周を摺接させながらアウターチューブ2内に出没し、図1中上端部内周に螺合するキャップ部材10によってインナーチューブ1の図1中上側開口が塞がれる。
そして、上記キャップ部材10の図1中下側面には、環板状に形成される懸架ばね用の上側ばね受け11が設けられ、この上側ばね受け11と下側ばね受けを兼ねる上記ピストン部40との間に懸架ばね5が介装される。
また、上記インナーチューブ1は、図3(a)に示すように、その下端部内周が拡径されてなるピストン保持部12を有し、このピストン保持部12の図3(a)中下端を内側に加締めることにより、この加締め部12aと上記ピストン保持部12の図3(a)中上端に形成される段部12bとの間にピストン8を保持する。
そして、上記インナーチューブ1のピストン保持部12の外周には、アウターチューブ2内周に摺接する環状の軸受部材13が取り付けられ、この軸受部材13とアウターチューブ2に取り付けられる軸受部材26とでインナーチューブ1を摺動自在に軸支する。
また、上記ピストン保持部12には、アウターチューブ2とインナーチューブ1との間に形成される潤滑隙間(符示せず)とピストン保持部12の内側とを連通する連通孔12cが形成される。
上記ピストン保持部12に保持されるピストン8は、シリンダ4の外側に形成されるシリンダ外作動流体室L1を二つの作用室L10,L11に区画し、図1,3中上側に伸側作用室L10が形成され、図1,3中下側に圧側作用室L11が形成される。
上記ピストン8は、インナーチューブ1における段部12bと加締め部12aとの間に挟持される環状のシート部材81及びオイルロックケース80と、上記シート部材81の内側に配置されるチェック弁82とを備えてなる。
上記シート部材81は、図3(b)に示すように、環板状に形成されて内周とシリンダ4外周との間に隙間81aが形成されるばね受け部81bと、このばね受け部81bの外周端部から垂設される筒状のケース部81cとを備える。
更に、上記シート部材81は、ばね受け部81bでリバウンドスプリング7を担持し、リバウンドスプリング用の下側ばね受けを兼ねる。
このリバウンドスプリング7は、懸架装置Fの最伸長時において、図3(a)に示すように、シート部材81とピストン部40と間で圧縮されて最伸長時の衝撃を緩和する。
上記シート部材81の内側に配置されるチェック弁82は、環状に形成される弁本体82aと、この弁本体82aをオイルロックケース80側(図2中下側)に附勢する附勢ばね82bとからなる。
上記弁本体82aの図3中上面には、図3(b)に示すように、径方向に沿って溝82cが形成されてなり、上記弁本体82a内周とシリンダ4外周との間には、内側流路82dが形成されると共に、シート部材81のケース部81c内周と弁本体82a外周との間には、外側流路82eが形成される。
そして、弁本体82aがオイルロックケース80に着座してチェック弁82が閉じている場合には、外側流路82eが塞がれる。一方、弁本体82aが附勢ばね82bの附勢力に抗して図3中上側に移動してシート部材81のばね受け部81bに当接し、チェック弁82が開いている場合には、溝82cを介して外側流路82eを作動流体が移動可能となる。
上記弁本体82aが離着座するオイルロックケース80は、筒状に形成されてその上下端部を外側及び内側に折り曲げて形成される上下のシート部80a,80bと、これらシート部80a,80bの間にピストン保持部12よりも小径に形成される筒状のケース本体80cとからなり、このケース本体80cには、オイルロックケース80の内側と外側とを連通する連通孔80dが形成される。
そして、上記連通孔80dは、ケース本体80c外周とインナーチューブ1のピストン保持部12内周との間に形成される筒状隙間(符示せず)と、ピストン保持部12に形成される連通孔12cを介してインナーチューブ1とアウターチューブ2との間に形成される潤滑隙間(符示せず)に連通し、各軸受部材13,26の摺動面に作動流体を補充する。
また、上記上側のシート部80a内周は、シリンダ4外周よりも大径に形成されてシリンダ4との間に所定の隙間80eを有すると共に、弁本体82a外周よりも小径に形成されてなり、上記上側のシート部80aの図3中上側内周部に上記弁本体82aが離着座する。
また、上記下側のシート部80b及びケース本体80cの内周とシリンダ4外周との間には、オイルロックピース6が挿入される所定の隙間80f,80gが形成されてなる。
そして、上記隙間80g内にオイルロックピース6が嵌入したとき、ピストン8よりも図中下側に形成されるオイルロック室(図示せず)が加圧されてオイルロックし、懸架装置Fの最圧縮時の衝撃を緩和する。
次に、上記インナーチューブ1にブラケットBを介して図1中上端部を固定され、インナーチューブ1と平行に配置されるガイドロッド3は、図1に示すように、筒状に形成されてなり、図1中上側開口部にキャップ部材31が取り付けられる。
一方、上記ガイドロッド3の図1中下端側は、ガイド部材Gによって軸支されてなり、このガイド部材Gは、アウターチューブ2の図1中上端部外側側面にボルトG1で固定される。
更に、上記ガイド部材Gは、ガイドロッド3が貫通する貫通孔9を備えてなり、この貫通孔9の両側(図1中上側及び下側)開口端部がそれぞれ二段階に拡径されてなる。
そして、図4に示すように、上記両側開口部の外側に形成される大径な各外側大径部90,90には、ダストシール90a,90aがそれぞれ取り付けられると共に、上記両側開口部の内側に形成される小径な内側大径部91,91には、軸受部材91a,91aがそれぞれ取り付けられる。
また、上記ガイド部材Gの外側には、アウターチューブ2に形成されるフェンダ取り付け部22と同様のフェンダ取り付け部G2が形成される。
次に、本実施の形態の懸架装置Fの作用について説明すると、懸架装置Fの伸長時には、インナーチューブ1がアウターチューブ2から退出すると共に、ガイドロッド3がガイド部材Gに対して図1中上側に向けてスライドする。
このとき、緩衝器本体D内では、伸側作用室L10がピストン8で加圧されるため、弁本体82aがオイルロックケース80の上側のシート部80aに着座し、外側流路82eを塞いでチェック弁82が閉じる。
そして、懸架装置Fは、伸側作用室L10の作動流体が内側流路82dから圧側作用室L11に移動するときの流路抵抗、伸側作用室L10の作動流体がシリンダ4のヘッド側オリフィス41aからシリンダ内作動流体室L2に移動し、ボトム側オリフィス41bから圧側作用室に移動するときの流路抵抗に起因する減衰力を発生する。
また、懸架装置の伸長時において退出したインナーチューブ1の体積分の作動流体がボトム側オリフィス41bから圧側作用室L11内に補充される。
一方、懸架装置Fの圧縮時には、インナーチューブがアウターチューブ2に進入すると共に、ガイドロッド3がガイド部材Gに対して図1中下側に向けてスライドする。
このとき、緩衝器本体D内では、圧側作用室L11がピストン8で加圧されるため、弁本体82aがシート部材81のシート部81bに当接してチェック弁82が開き、外側流路82eを介して圧側作用室L11の作動流体が伸側作用室L10に流入する。
そして、懸架装置Fは、進入したインナーチューブ1の体積分余剰となる作動流体がボトム側オリフィス41bからシリンダ内作動流体室L2に移動するときの流路抵抗に起因する減衰力を発生する。
つまり、本実施の形態において、シリンダ4に形成されるヘッド側オリフィス41a及びボトム側オリフィス41bと、ピストン8のチェック弁82とで減衰力発生手段を構成する。
また、本実施の形態の懸架装置Fにおいて、ステアリングシャフトSを回転してブラケットBを揺動し、前輪の向きを変更する場合、ガイドロッド3とインナーチューブ1が平行に設けられ、ガイドロッド3がアウターチューブ2に固定されるガイド部材Gに貫通していることから、インナーチューブ1とアウターチューブ2とが相対回転しない。
したがって、ハンドル操作によってステアリングシャフトSを回転してブラケットBをステアリングシャフトSの軸周りに揺動し、前輪の向きを変更して自動三輪車を操舵することが可能となり、前輪を片持ち懸架することが可能となる。
また、ガイドロッド3がガイド部材Gに貫通することによりインナーチューブ1とアウターチューブ2の相対回転を防止するため、従来のようにアウターチューブに筒状凹部を複数形成し、各筒状凹部にそれぞれインナーチューブを摺動自在に挿入させる必要がない。
したがって、本実施の形態におけるガイド部材Gは、従来の筒状凹部よりも軸方向長さを短く形成することが可能となり、アウターチューブ2と平行に配置する貫通孔9の軸方向長さを従来の筒状凹部よりも短く形成することが可能となるため、従来よりも加工が容易である。
また、本実施の形態においては、上記構成を備えることにより、アウターチューブ2と貫通孔9とを平行に配置するのみでよく、ブラケットBの孔加工、即ち、インナーチューブ保持部B1及びガイドロッド保持部B2を従来よりも容易に形成することが可能となる。
また、本実施の形態においては、一台の自動三輪車につき、各前輪に対して懸架ばね5や減衰力発生手段を収容する緩衝器本体Dを一本ずつ、計二本の緩衝器本体を搭載すればよく、四本の緩衝器本体が必要な従来の懸架装置を自動三輪車に搭載する場合と比較して部品点数を大幅に減らすことが可能となる。
また、本実施の形態において、ガイド部材Gがアウターチューブ2のインナーチューブ挿入側開口端部に取り付けられることにより、ガイドロッド3の長さを短くすることが可能となる。
また、本実施の形態において、上記ガイドロッド3が貫通する貫通孔9と、この貫通孔9の両側開口端部にそれぞれ取り付けられる一対のダストシール90a,90aと、これらダストシール90a,90aの間に配置され上記ガイドロッド3外周に摺接する環状の軸受部材91a,91aとを備える。
したがって、軸受部材91a,91aでガイドロッド3を確実に軸支することが可能になると共に、ダストシール90a,90aで軸受部材91a,91aの摺動面にダストが入ることを防止してガイドロッド3の円滑な摺動を維持することが可能となる。
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、前輪二輪後輪一輪の自動三輪車の各前輪を懸架装置Fでそれぞれ片持ち懸架するとしたが、懸架装置Fが自動二輪車に具現化され、一の前輪を片持ち懸架するとしても良い。
また、上記実施の形態において緩衝装置Fは、インナーチューブ1を車体側に、アウターチューブ2を車輪側に連結して正立型緩衝器を構成するが、アウターチューブ2を車体側に、インナーチューブ1を車輪側に連結して倒立型緩衝器を構成するとしても良い。
また、上記実施の形態において、インナーチューブ1にガイドロッド3が固定され、アウターチューブ2にガイド部材Gが固定されているが、インナーチューブ1にガイド部材Gが固定され、アウターチューブ2にガイドロッド3が固定されるとしても良い。
また、減衰力発生手段の構成は、上記の限りではなく、適宜構成を採用することが可能である。
また、上記実施の形態においては、懸架装置Fが前輪二輪後輪一輪の自動三輪車に具現化され、各前輪を片持ち懸架する一対の懸架装置Fを備えることとなるため、一方の懸架装置の緩衝器本体に減衰力発生手段を収容し、他方の懸架装置の緩衝器本体に懸架ばねを収容するとしても良い。
また、上記実施の形態における懸架装置Fは、一本のガイドロッド3を備えるが、一の懸架装置が複数本のガイドロッド3を備えるとしても良く、この場合には、ガイドロッド3が挿通する複数の貫通孔を一のガイド部材に設けるとしても良く、一の貫通孔を有する複数のガイド部材をアウターチューブに固定するとしても良い。
また、上記実施の形態において、ガイドロッド3が筒状に形成されるとしており、懸架装置Fを軽量化することが可能となるが、ガイドロッド3を中実な円柱状に形成するとしても良い。
また、上記実施の形態において、アウターチューブ2とガイド部材Gとをそれぞれ形成し、これらをボルトG1で結合しているが、アウターチューブ2とガイド部材Gとを一体的に形成するとしても良い。
A 気室
B ブラケット
D 緩衝器本体
F 懸架装置
G ガイド部材
L 作動流体室
L1 シリンダ外作動流体室
L2 シリンダ内作動流体室
L10 伸側作用室
L11 圧側作用室
1 インナーチューブ
2 アウターチューブ
3 ガイドロッド
4 シリンダ
5 懸架ばね
6 オイルロックピース
7 リバウンドスプリング
8 ピストン
9 貫通孔
13,26,91a 軸受部材
41a ヘッド側オリフィス
41b ボトム側オリフィス
80 オイルロックケース
81 シート部材
82 チェック弁
23,90a ダストシール

Claims (3)

  1. インナーチューブと、上記インナーチューブが摺動自在に挿入されるアウターチューブとからなる緩衝器本体を備える懸架装置において、
    上記インナーチューブまたは上記アウターチューブの一方に平行に固定される一本または複数本のガイドロッドと、
    上記インナーチューブまたは上記アウターチューブの他方に固定され上記ガイドロッドが摺動自在に貫通し上記ガイドロッドを軸支するガイド部材とを備え
    上記ガイド部材は、上記ガイドロッドが貫通する貫通孔と、上記貫通孔の両側開口端部にそれぞれ取り付けられる一対のダストシールと、上記各ダストシールの間に配置され上記ガイドロッド外周に摺接する環状の軸受部材とを有する
    とを特徴とする懸架装置。
  2. 上記ガイドロッドがブラケットを介して上記インナーチューブに固定され、上記ガイド部材が上記アウターチューブのインナーチューブ挿入側開口端部に取り付けられる
    ことを特徴とする請求項1に記載の懸架装置。
  3. 操舵輪たる前輪二輪、駆動輪たる後輪一輪の自動三輪車に搭載され、上記各前輪を懸架する
    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。
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