JP5848637B2 - 懸架装置 - Google Patents

Description

この発明は、懸架装置の改良に関する。

一般的に、自動車や自動二輪車等の輸送機器においては、車体と車輪との間に懸架装置を介装し、この懸架装置で路面凹凸による衝撃が車体に伝達されることを抑制している。

そして、上記懸架装置は、車体を弾性支持する懸架ばねと、減衰力を発生する緩衝器とを並列に備えており、上記懸架ばねで路面凹凸による衝撃を吸収し、この衝撃吸収に伴う伸縮運動を上記緩衝器で抑制している。

例えば、自動二輪車等の鞍乗型車両において前輪を懸架する懸架装置は、フロントフォークと称されており、アウターチューブと、このアウターチューブ内に出没可能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、この懸架装置本体内に上記懸架ばねや上記緩衝器を収容している。

また、上記フロントフォークにおいては、懸架装置本体内に気体を圧縮しながら封入し、懸架装置本体の圧縮量に応じた反力を生じさせてエアばねとして機能させているものが知られている（特許文献１）。

そして、上記フロントフォークは、アウターチューブとインナーチューブの重複部の間に形成される筒状隙間内に潤滑液を貯留するとともに、アウターチューブの開口端部内周に環状のオイルシールを保持させ、このオイルシールを潤滑液の液膜を介してインナーチューブに摺接させることで、上記気体を懸架装置本体内に密閉している。

また、上記フロントフォークが過酷な環境下で使用され、泥水を被ってインナーチューブに摺接するオイルシールの内周面に異物が挟まれたり、オイルシールが摺接するインナーチューブの外周面が飛び石等により疵付いたりして潤滑液漏れが発生した場合には、アウターチューブから露出するインナーチューブの外周面を潤滑液が伝い落ちてくるため、このことが潤滑液漏れを使用者に知らせる警告となる。

特開２０１０−１６４１６７号

しかしながら、上記従来のフロントフォークのように、懸架装置本体内に気体を圧縮しながら封入し、エアばねとして機能させている場合には、以下の不具合を指摘される虞がある。

即ち、上記フロントフォークが過酷な環境下で使用されて潤滑液漏れが発生し、アウターチューブから露出するインナーチューブの外周面を潤滑液が伝い落ちている期間（以下、警告期間という）中に、異物の除去やオイルシール交換、疵の修復等の対応がされず、筒状隙間の潤滑液が無くなった場合には、オイルシールの内周面で潤滑不足となって機密性が低下し、懸架装置本体内に圧縮されていた気体が一気に漏れ、フロントフォークの反力が著しく低下する虞がある。

そこで、本発明の目的は、フロントフォーク（懸架装置）が過酷な環境化で使用され、インナーチューブに摺接するオイルシールの内周面に異物が挟まれたり、オイルシールが摺接するインナーチューブの外周面が飛び石等により疵付いたりして潤滑液漏れが発生した場合にも、筒状隙間内に潤滑液を長く留めて警告期間を延ばし、使用者が異物の除去やオイルシール交換、疵の修復等の対応をするための時間を確保することが可能な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、アウターチューブと、このアウターチューブ内に出没可能に挿入されるインナーチューブと、上記アウターチューブと上記インナーチューブの重複部の間に形成されて潤滑液を保持する筒状隙間と、上記アウターチューブの内周に保持されて上記インナーチューブの外周面に摺接する外側軸受と、上記アウターチューブの上記外側軸受よりも外気側の内周に上記外側軸受と直列に保持されて上記インナーチューブの外周面に摺接し上記筒状隙間の外気側開口を塞ぐオイルシールとを備えている懸架装置において、上記アウターチューブと上記インナーチューブとからなる懸架装置本体内に圧縮された状態で封入された気体は、上記懸架装置本体を常に伸長方向に附勢する懸架ばねとして機能し、上記筒状隙間の上記オイルシールと上記外側軸受との間に潤滑液が収容される液溜室が形成されるとともに、潤滑液の移動を抑制する潤滑液保持手段が備えられていることである。

本発明によれば、潤滑液保持手段で潤滑液の移動が抑制されているため、従来の懸架装置よりも筒状隙間内に潤滑液を長く留めて、警告期間を延ばし、使用者が異物の除去やオイルシール交換、疵の修復等の対応をするための時間を確保することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る懸架装置たるフロントフォークの主要部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係る懸架装置たるフロントフォークの外側軸受を示す平面図である。 本発明の他の実施の形態に係る懸架装置たるフロントフォークの主要部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係る懸架装置たるフロントフォークの変形例の主要部を部分的に切り欠いて示す正面図である。 図４のＸＸ線断面図である。

以下に本発明の一実施の形態に係る懸架装置について、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は、アウターチューブ１と、このアウターチューブ１内に出没可能に挿入されるインナーチューブ２と、上記アウターチューブ１と上記インナーチューブ２の重複部の間に形成されて潤滑液を保持する筒状隙間３と、上記アウターチューブ１の内周に保持されて上記インナーチューブ２の外周面に摺接する外側軸受４と、上記アウターチューブ１の上記外側軸受４よりも外気側（図１中下側）の内周に上記外側軸受４と直列に保持されて上記インナーチューブ２の外周面に摺接し上記筒状隙間３の外気側開口を塞ぐオイルシール５０とを備えている。

さらに、上記筒状隙間３の上記オイルシール５０と上記外側軸受４との間に潤滑液が収容される液溜室６が形成されるとともに、潤滑液の移動を抑制する潤滑液保持手段６０が備えられている。

以下、詳細に説明すると、本実施の形態に係る懸架装置は、自動二輪車等の鞍乗型車両において、その前輪を懸架するフロントフォークであり、図示しないが、アウターチューブ１が車体側ブラケットを介して車体側のステアリングシャフトに連結されるとともに、インナーチューブ２が車輪側ブラケットを介して前輪の車軸に連結される倒立型フロントフォークである。

さらに、上記アウターチューブ１と上記インナーチューブ２とで懸架装置本体Ｆを構成し、この懸架装置本体Ｆの図１中上下の開口が、図示しないキャップ部材及び上記車輪側ブラケットで塞がれている。また、懸架装置本体Ｆにおいて、アウターチューブ１とインナーチューブ２の重複部の間に形成される筒状隙間３の外気側開口がシール部材５で塞がれている。このため、懸架装置本体Ｆ内が外気側と区画され、懸架装置本体Ｆ内に作動液や気体を密閉することができる。

また、図示しないが、上記懸架装置本体Ｆにおいて、アウターチューブ１及びインナーチューブ２の内側には、緩衝器が収容されるとともに、この緩衝器の外側にリザーバが形成されている。そして、このリザーバには、緩衝器の温度補償や体積補償をするための作動液が貯留されるとともに、その液面を介して上側に気体が圧縮されながら封入されている。

さらに、上記リザーバは、懸架装置本体Ｆの伸縮に応じて膨縮することから、リザーバ内に封入される気体は、懸架装置本体Ｆの圧縮量に応じた反力を発生し、懸架装置本体Ｆを常に伸長方向に附勢して車体を弾性支持する懸架ばね（エアばね）として機能する。このため、本実施の形態に係るフロントフォークは、金属製のコイルスプリングからなる懸架ばねを廃して軽量化されている。尚、本実施の形態において、上記作動液は、水、水溶液、油等の液体であり、上記気体は、窒素等の不活性ガスである。

つづいて、上記懸架装置本体Ｆ内に収容される緩衝器の構成は、如何なる周知の構成を採用するとしてもよく、図示しないが、上記緩衝器は、懸架装置本体Ｆの軸心部に起立するシリンダと、懸架装置本体Ｆの伸縮に伴い上記シリンダ内に出没可能なロッドと、このロッドの先端に保持されて上記シリンダの内周面に摺接するピストンとを備えている。そして、上記シリンダ内には、上記ピストンで区画され作動液で満たされる二つの部屋が形成されている。

さらに、上記緩衝器は、同じく図示しないが、上記二つの部屋を連通する流路と、この流路を通過する作動液に抵抗を与えるリーフバルブやオリフィス等の減衰力発生手段とを備えている。

上記構成を備えることにより、フロントフォークの伸縮時に加圧される一方の部屋の作動液が、上記流路を通過して他方の部屋に移動するため、緩衝器は、上記減衰力発生手段の抵抗に起因する減衰力を発生し、フロントフォークの伸縮運動を抑制することができる。

つづいて、アウターチューブ１とインナーチューブ２の重複部の間に形成される筒状隙間３には、潤滑液が収容されている。本実施の形態において、この潤滑液は、緩衝器において使用される作動液よりも粘度の高い油やちょう度の低いグリスからなるが、緩衝器で使用される作動液と同じ液体を使用するとしてもよい。

また、上記筒状隙間３には、インナーチューブ２の図１中上端側外周に保持されてアウターチューブ１の内周面に摺接する図示しない内側軸受と、アウターチューブ１の図１中下端側内周に保持されてインナーチューブ２の外周面に摺接する外側軸受４とが配置されている。そして、これら図示しない内側軸受と外側軸受４とでインナーチューブ２を軸支し、アウターチューブ１内へ出没可能としている。以下、上記筒状隙間３における外側軸受４よりも懸架装置本体Ｆの内部側（図１中上側）を摺動隙間３０とする。

そして、本実施の形態においては、この摺動隙間３０にも潤滑液が収容されている。また、上記摺動隙間３０は、インナーチューブ２に形成される図示しない孔を介してリザーバ（インナーチューブ２の内側）に連通している。このため、リザーバの内圧が上記孔を介して筒状隙間３に作用し、筒状隙間３の潤滑液は加圧された状態にある。

さらに、上記筒状隙間３において、アウターチューブ１の外側軸受４よりも外気側（図１中下側）の内周には、ワッシャ７と、シール部材５が上記外側軸受４と直列に保持されており、上記シール部材５と上記外側軸受４との間に潤滑液が収容される液溜室６が形成されている。

そして、上記外側軸受４は、図２に示すように、Ｃ環状に形成されて相対向する合口部４０，４１を備えているため、摺動隙間３０に収容される潤滑液が上記合口部４０，４１の間を通過して液溜室側（図１中下側）に移動することができ、上記合口部４０，４１の間は、摺動隙間３０と液溜室６とを連通する連通路Ｌとして機能する。

もどって、上記ワッシャ７は、環状に形成されるとともに、図１に示すように、断面逆Ｌ字状に形成されており、内周側に突出するストッパ部７０と、このストッパ部７０の外気側（図１中下側）の外周部に連設される筒部７１とからなる。そして、上記ストッパ部７０で外側軸受４を下支えしている。また、上記筒部７１の内周がストッパ部７０の内周よりも大径に形成されていることから、液溜室６の容積を大きくすることができる。

さらに、上記ストッパ部７０の内周は、上記インナーチューブ２よりも大径に形成されてインナーチューブ２との間に環状の隙間７ａを形成している。このため、ワッシャ７で筒状隙間３を区画することがなく、ワッシャ７の内周側を潤滑液が容易に移動することができる。

また、上記シール部材５と上記外側軸受４との間に形成される液溜室６において、上記ワッシャ７の筒部７１の内周には、スポンジやフェルト等、多数の微小空隙を備えた多孔質体からなる潤滑液保持手段６０が保持されている。そして、この潤滑液保持手段６０は、上記微小空隙に潤滑液を保持することができ、吸水性（吸油性）及び保水性（保油性）を備えている。このため、潤滑液が加圧されていたとしても、潤滑液が潤滑液保持手段６０を通過してシール部材側に移動することが抑制される。

つづいて、上記シール部材５は、環状に形成されており、液溜室側（図１中上側）に配置されるオイルシール５０と、このオイルシール５０の外気側に直列に配置されるダストシール５１とからなる。そして、上記オイルシール５１は、内周液溜室側に延びるとともに、外周に取り付けられるガータスプリング５２で先端部がインナーチューブ２の外周面に圧接されるオイルシールリップ５１ａを備えている。また、上記ダストシール５１は、内周外気側に延びるとともに、外周に取り付けられるガータスプリング５３で先端部がインナーチューブ２の外周面に圧接されるダストシールリップ５１ａを備えている。

上記構成を備えることにより、シール部材５は、ダストシールリップ５１ａでインナーチューブ２の外周面に付着した異物を掻き落とし、オイルシールリップ５０ａの内周面に異物が挟まれたりオイルシールリップ５０ａの内周面が異物で疵付いたりすることを抑制する。また、シール部材５は、上記オイルシールリップ５０ａでインナーチューブ２の外周面に付着した潤滑液を掻き落とし、潤滑液が外気側に流出することを阻止するとともに、上記オイルシールリップ５０ａを潤滑液の液膜を介してインナーチューブ２の外周面に摺接させることで懸架装置本体Ｆの内部に作動液や気体を密閉し、気密性を保つことができる。

次に、本実施の形態に係る懸架装置たるフロントフォークの作用効果について説明する。本実施の形態において、外側軸受４とオイルシール５０との間に形成される液溜室６に、潤滑液の移動を抑制する潤滑液保持手段６０が備えられている。

このため、本実施の形態に係るフロントフォーク（懸架装置）が過酷な環境下で使用され、泥水を被ってインナーチューブ２に摺接するオイルシール５０の内周面に異物を噛み込んだり、オイルシール５０が摺接するインナーチューブ２の外周面が飛び石等により疵付いたりして潤滑液漏れが発生した場合においても、潤滑液が潤滑液保持手段６０に保持されており、移動が抑制されている。

したがって、従来のフロントフォークよりも筒状隙間３内に潤滑液を長く留めて警告期間（潤滑液漏れが発生し、アウターチューブ１から露出するインナーチューブ２の外周面を潤滑液が伝い落ちている期間）を延ばし、使用者が異物の除去やオイルシール交換、疵の修復等の対応をするための時間を確保することが可能となる。

また、本実施の形態のように、フロントフォーク（懸架装置）がコイルスプリングからなる懸架ばねを廃して、リザーバ内に圧縮されながら封入される気体を懸架ばねとして機能させる場合、オイルシール５０の内周面で潤滑不足となって機密性が低下すると、懸架装置本体Ｆ（リザーバ）内に圧縮されていた気体が一気に漏れ、フロントフォークの反力が著しく低下する虞があるため、警告期間を延長することが特に有効である。

また、本実施の形態においては、潤滑液の粘度が緩衝器で使用される減衰力発生用の作動液の粘度よりも高いため、潤滑液漏れの原因となる異物や疵の部分から漏れ出る潤滑液の速度をより低くして、さらに警告期間を延長することが可能となる。

また、本実施の形態においては、多孔質体からなる潤滑液保持手段６０を備えているため、潤滑液の粘度が緩衝器で使用される減衰力発生用の作動液程度に低くてもよく、この作動液を潤滑液として使用することが可能となる。

また、本実施の形態においては、摺動隙間３０に潤滑液を収容し、外側軸受４の合口部４０，４１（図２）の間及びワッシャ７の隙間７ａを介して潤滑液保持手段６０に摺動隙間３０の潤滑液を補充することができるため、液溜室６だけではなく、上記摺動隙間３０も潤滑液を収容するための部屋として利用することができ、潤滑液をより多く収容することができる。

さらに、この場合、本実施の形態のように、潤滑液の粘度が作動液の粘度よりも高い場合においても、潤滑液が外側軸受４の合口部４０，４１の間やワッシャ７の隙間７ａを通過し易く、潤滑液保持手段側に速やかに移動することができる。

次に、本発明の他の実施の形態に係る懸架装置たるフロントフォークについて、図３を参照しながら説明する。本実施の形態においては、潤滑液保持手段とワッシャの構成が上記一実施の形態と異なり、他の構成及びその効果については上記一実施の形態と同様である。したがって、ここでは、主に一実施の形態と異なる構成について説明し、一実施の形態と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態におけるワッシャ７Ａは、環状に形成されるとともに、内周側に突出するストッパ部７２と、このストッパ部７２の外気側の外周部に連設される筒部７３とからなり、ストッパ部７２と筒部７３が分割されている。

そして、上記ストッパ部７２は、上記一実施の形態のストッパ部７０と同様に、外側軸受４を下支えし、内周がインナーチューブ２よりも大径に形成されてインナーチューブ２との間に環状の隙間７ａを形成さしている。このため、ワッシャ７Ａで筒状隙間３を区画することがなく、ワッシャ７Ａの内周側を潤滑液が容易に移動することができる。

また、上記筒部７３の内周には、オイルシール側（外気側）にかけて徐々に縮径されるスロープ面７３ａが形成されており、このスロープ面７３ａの内周側に潤滑液保持手段６１が移動可能に配置されている。

また、本実施の形態における上記潤滑液保持手段６１は、ゴム等の弾性体で形成される環状のリングであり、上記スロープ面７３ａにおけるストッパ部側（外側軸受側）に配置されているときには、潤滑液保持手段６１とインナーチューブ２との間に形成される流路６１ａの開口量が大きいが、スロープ面７３ａ上をオイルシール側（外気側）に移動すると、図３中二点鎖線で示すように、外周側がスロープ面７３ａで押されて弾性変形し、内周が縮径されて上記流路６１ａの開口量が小さくなる。

上記構成を備えることにより、本実施の形態に係るフロントフォーク（懸架装置）が過酷な環境下で使用され、泥水を被ってインナーチューブ２に摺接するオイルシール５０の内周面に異物を噛み込んだり、オイルシール５０が摺接するインナーチューブ２の外周面が飛び石等により疵付いたりして潤滑液漏れが発生した場合、リザーバの内圧を受けて潤滑液保持手段６１がオイルシール側（外気側）に押し下げられる。

そして、上記潤滑液保持手段６１の内径は、オイルシール側に移動するほど狭くなり、潤滑液保持手段６１とインナーチューブ２との間に形成される流路６１ａの開口量が小さくなるため、潤滑液がオイルシール側に移動することを抑制される。

したがって、本実施の形態においても一実施の形態と同様に、従来のフロントフォークよりも筒状隙間３内に潤滑液を長く留めて警告期間（潤滑液漏れが発生し、アウターチューブ１から露出するインナーチューブ２の外周面を潤滑液が伝い落ちている期間）を延ばし、使用者が異物の除去やオイルシール交換、疵の修復等の対応をするための時間を確保することが可能となる。

また、本実施の形態においては、潤滑液漏れの原因となる異物や疵の部分から流出する潤滑液の速度が高いほど、潤滑液保持手段６１の図３中上側と下側で差圧が大きくなり易く、潤滑液保持手段６１が速やかにオイルシール側に移動して潤滑液の漏れ出る速度を低くすることが可能となる。

また、本実施の形態においては、潤滑液保持手段６１が、リザーバの内圧を受けてインナーチューブ２とスロープ面７３ａとの間に圧入されると、オイルシール５０の内周面で潤滑不足となったとしても、リザーバの気体が外気側に漏れることを抑制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、上記実施の形態に係る懸架装置が、自動二輪車等の鞍乗型車両における前輪を懸架するフロントフォークであるとしたが、鞍乗型車両における後輪用のリアクッションユニットや、自動車等他の輸送機器用の懸架装置であるとしても良い。

また、上記一実施の形態において、Ｃ環状に形成される外側軸受４の合口部４０，４１の間が、摺動隙間３０と液溜室６とを連通する連通路Ｌとして機能するが、上記の限りではなく、例えば、図４，５に示すように、外側軸受４を保持するアウターチューブ１Ａの内周面に軸方向に沿って形成され円周方向に並べて配置される複数の溝１０を設け、この溝１０と外側軸受４との間を上記連通路Ｌとして機能させるとしてもよい。尚、この場合においては、上記溝１０を通過する潤滑液を潤滑液保持手段側に移動させるため、ワッシャ７のストッパ部７０に径方向に沿う切欠きを設けることが好ましい。

また、図４，５に示すアウターチューブ１Ａを他の実施の形態に適用させるとしても勿論よく、この場合には、上記ワッシャ７と同様に、ワッシャ７Ａのストッパ部７２に径方向に沿う切欠きを設けることが好ましい。

また、上記一実施の形態においては、外側軸受４とオイルシール５０との間に形成される液溜室６に潤滑液保持手段６０が設けられていれば、この液溜室６を摺動隙間３０と連通させていなくてもよく、摺動隙間３０と液溜室６とを連通する連通路Ｌを設ける必要はない。

また、上記一実施の形態においては、ワッシャ７のストッパ部７０と筒部７１が一体形成されているが、ストッパ部７０と筒部７１が分割されていてもよい。また、上記他の実施の形態においては、ワッシャ７のストッパ部７２と筒部７３が分割されているが、一体形成されていてもよい。

Ｆ 懸架装置本体
Ｌ 連通路
１，１Ａ アウターチューブ
２ インナーチューブ
３ 筒状隙間
４ 外側軸受
５ シール部材
６ 液溜室
７ ワッシャ
１０ 溝
３０ 摺動隙間
４０，４１ 合口部
５０ オイルシール
５１ ダストシール
５２，５３ ガータスプリング
６０，６１ 潤滑液保持手段
７０，７２ ストッパ部
７１，７３ 筒部
７３ａ スロープ面

Claims (4)

1. アウターチューブと、このアウターチューブ内に出没可能に挿入されるインナーチューブと、上記アウターチューブと上記インナーチューブの重複部の間に形成されて潤滑液を保持する筒状隙間と、上記アウターチューブの内周に保持されて上記インナーチューブの外周面に摺接する外側軸受と、上記アウターチューブの上記外側軸受よりも外気側の内周に上記外側軸受と直列に保持されて上記インナーチューブの外周面に摺接し上記筒状隙間の外気側開口を塞ぐオイルシールとを備えている懸架装置において、
   上記アウターチューブと上記インナーチューブとからなる懸架装置本体内に圧縮された状態で封入された気体は、上記懸架装置本体を常に伸長方向に附勢する懸架ばねとして機能し、
   上記筒状隙間の上記オイルシールと上記外側軸受との間に潤滑液が収容される液溜室が形成されるとともに、潤滑液の移動を抑制する潤滑液保持手段が備えられていることを特徴とする懸架装置。
2. 上記筒状隙間における上記外側軸受の反オイルシール側を摺動隙間とし、この摺動隙間に潤滑液が収容されるとともに、上記摺動隙間と上記液溜室とが連通路を介して連通されていることを特徴とする請求項１に記載の懸架装置。
3. 上記潤滑液保持手段が多孔質体からな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。
4. 上記潤滑液保持手段が、環状の弾性体からなり、
   上記オイルシールにおける上記外側軸受と上記オイルシールとの間の内周に環状のワッシャが保持されるとともに、このワッシャの内周に、上記オイルシール側にかけて徐々に縮径されるスロープ面が形成されて、内周側に上記潤滑液保持手段が配置されており、
   上記潤滑液保持手段が上記スロープ面における外側軸受側に配置されているときには、上記潤滑液保持手段とインナーチューブとの間に形成される流路の開口量が大きく、
   上記潤滑液保持手段が上記スロープ面におけるオイルシール側に移動すると、上記流路の開口量が小さくなることを特徴とする請求項２に記載の懸架装置。

Images