JP5894014B2 - クッション構造 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダの内部を摺動するピストンを支持するピストンロッドと、ピストンロッドの周囲に巻装されてピストンロッドを伸張方向に付勢する懸架バネとを備えたクッション構造に関する。

従来、シリンダの内部を摺動するピストンを支持するピストンロッドと、ピストンロッドの周囲に巻装されてピストンロッドを伸張方向に付勢する懸架バネとを備えたクッション構造において、ピストンロッドが最大ストローク量に達した際の衝撃を吸収するゴム部材（バンプラバー）を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開平７−３８７７６号公報

ところで、上記従来のクッション構造では、懸架ばねの端を受けるスプリングシートと一体に形成された筒部によってゴム部材が囲われており、ゴム部材が圧縮された際のゴム部材の撓み量は、筒部によって規制される。ゴム部材の撓み量は、車両の種類に応じて変更することが必要であるが、上記従来のクッション構造では、ゴム部材を囲う筒部がスプリングシートと一体に設けられているため、筒部の形状を変更することでゴム部材の撓み量を変更したい場合には、スプリングシートを車種毎に用意する必要があった。このため、部品の種類が増大するとともに、金型の種類も増えてしまい、車両の種類に合わせてゴム部材の撓み量を変更することが難しかった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車両の種類に合わせてゴム部材の撓み量を容易に変更できるクッション構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、シリンダ（１１）と、前記シリンダ（１１）の内部を摺動するピストン（１２）を支持するピストンロッド（１３）と、前記ピストンロッド（１３）の周囲に巻装されて前記ピストンロッド（１３）を伸張方向に付勢する懸架バネ（１４）とを備えたクッション構造において、前記懸架バネ（１４）の内周面に当接し、前記シリンダ（１１）の長手方向に延びて前記懸架バネ（１４）をガイドするガイド筒（２５）を有するバネガイド部材（２４）の内側に、前記ピストンロッド（１３）の周囲に設けられたゴム部材（２３）をガイドする筒状のガイド部材（２８，３１）を前記バネガイド部材（２４）とは別体として設け、前記ガイド部材（２８，３１）が挿入される収納段部（２７）が前記バネガイド部材（２４）の前記ガイド筒（２５）の内周に設けられ、前記収納段部（２７）は、前記シリンダ（１１）が通る前記ガイド筒（２５）の内周部（２５ｂ）より大径に形成された段部であり、前記収納段部（２７）に嵌合された前記ガイド部材（２８，３１）は、前記収納段部（２７）の軸方向の底部（２７ａ）によって軸方向に位置決めされることを特徴とする。
本発明によれば、懸架バネをガイドするバネガイド部材の内側に、ピストンロッドの周囲に設けられたゴム部材をガイドする筒状のガイド部材をバネガイド部材とは別体として設け、ガイド部材が挿入される収納段部をバネガイド部材に形成したため、バネガイド部材とは独立して収納段部のガイド部材だけを変更することができる。このため、車両の種類に合わせてゴム部材の撓み量を容易に変更することができる。また、バネガイド部材の収納段部にガイド部材を予め組付けておくことができるため、クッション構造の組立て性を向上できる。

また、本発明は、前記ゴム部材（２３）は、前記ゴム部材（２３）を前記ピストンロッド（１３）の軸方向に切断した断面において、前記シリンダ（１１）側に向けて先細る山形状の先端部（２３ｃ）を有し、前記山形状は、前記ゴム部材（２３）の外周側及び内周側へ下っていることを特徴とする。
本発明によれば、ゴム部材は、シリンダ側に向けて先細る山形状の先端部を有し、この山形状は、ゴム部材の外周側及び内周側へ下っているため、ゴム部材を略均一に撓ませることができ、リニアな弾性力を発生させることができる。
また、本発明は、前記バネガイド部材（２４）には前記懸架バネ（１４）の内周に当接する複数のガイド突起（２５ａ）が形成され、前記収納段部（２７）において前記各ガイド突起（２５ａ）の間には、外側に連通する開口（２５ｄ）が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、ガイド突起の間の開口から内側のガイド部材を視認できるため、ガイド部材を取り付けてあるか否かを外側から簡単に確認できる。

本発明に係るクッション構造では、ゴム部材をガイドする筒状のガイド部材をバネガイド部材とは独立して変更することができるため、車両の種類に合わせてゴム部材の撓み量を容易に変更することができる。また、バネガイド部材の収納段部にガイド部材を予め組付けておくことができ、クッション構造の組立て性を向上できる。
また、ゴム部材を略均一に撓ませることができ、リニアな弾性力を発生させることができる。
さらに、ガイド部材を取り付けてあるか否かを外側から簡単に確認できる。

本発明の実施の形態に係るリヤクッションユニットを示す図である。 バネガイド部材を示す図であり、図２（ａ）は正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。 ロッド側連結部の周辺部の断面図である。 ロッド側連結部の周辺部の断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、本発明に係るクッション構造の一態様として、自動二輪車に搭載されるリヤクッションユニットを説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るリヤクッションユニットを示す図である。
リヤクッションユニット１０は、自動二輪車の車体フレーム（不図示）の後部と、車体フレームの後部に揺動可能に連結されて後輪を軸支するスイングアーム（不図示）との間に掛け渡されて設けられ、上下にストロークすることで路面からの衝撃を吸収する。

リヤクッションユニット１０は、作動油が封入されたシリンダ１１と、シリンダ１１の内部を摺動するピストン１２を一端に支持するピストンロッド１３と、ピストンロッド１３及びシリンダ１１の周囲に巻装されてピストンロッド１３を伸張方向に付勢する懸架バネ１４と、ピストンロッド１３の他端に固定されるとともに上記車体フレームに連結されるロッド側連結部１５と、シリンダ１１の端に設けられ、上記スイングアームに連結されるシリンダ側連結部１６とを備えている。
リヤクッションユニット１０は、上端であるロッド側連結部１５が上記車体フレームに連結され、下端であるシリンダ側連結部１６が上記スイングアームに連結され、軸線Ｃが上下方向を指向する向きで配置される。

ピストンロッド１３は、シリンダ１１の軸方向の端にシリンダ１１に対して同軸に挿入されており、シリンダ１１の軸方向にストロークしてシリンダ１１内に出没自在に設けられている。シリンダ１１内に位置するピストンロッド１３の一端には、シリンダ１１の内周面に摺接するピストン１２が支持されており、ピストン１２には、作動油が通過する油路１２ａが形成されている。リヤクッションユニット１０の減衰力は、ピストンロッド１３とともにピストン１２が摺動する際に油路１２ａで生じる作動油の抵抗によって発生する。

シリンダ側連結部１６は、シリンダ１１の端に固定された筒状のブッシュ収容部１６ａと、ゴムブッシュ１６ｂを介してブッシュ収容部１６ａに収容されるカラー１６ｃとを有し、カラー１６ｃに挿通される軸（不図示）によって上記スイングアームに連結される。
シリンダ側連結部１６側のシリンダ１１の端の外周面には、懸架バネ１４の一端を受けるバネ受け部材１７と、バネ受け部材１７を支持するアジャスター１８とが設けられている。バネ受け部材１７は、リング状に形成されており、シリンダ１１の外周面に嵌合する筒部１７ａと、筒部１７ａの外周面から径方向外側に突出する鍔部１７ｂとを有している。バネ受け部材１７は、コイルバネである懸架バネ１４の一端１４ａに鍔部１７ｂが当接することで懸架バネ１４を軸方向に位置決めし、筒部１７ａの外周面が懸架バネ１４の内周面に当接することで懸架バネ１４を径方向に位置決めする。
アジャスター１８は筒状に形成されており、シリンダ１１の外周面に固定され、懸架バネ１４の付勢力に抗してバネ受け部材１７を軸方向に位置決めしている。アジャスター１８は、シリンダ１１に固定される位置を軸方向に段階的に調節可能に設けられており、アジャスター１８の位置が変更されることで、懸架バネ１４に設定される初期荷重が調節される。

ロッド側連結部１５は、懸架バネ１４の他端１４ｂを受ける円板状のバネ受け板部１９と、バネ受け板部１９からピストンロッド１３と反対側に突出するブッシュ収容部２０とを有している。
ブッシュ収容部２０には、ゴムブッシュ２０ａを介してカラー２０ｂが収容されており、ロッド側連結部１５は、カラー２０ｂに挿通される軸（不図示）によって上記車体フレームに連結される。

バネ受け板部１９は、懸架バネ１４の他端１４ｂを受ける円環状の受け面１９ａと、受け面１９ａの内周側でピストンロッド１３と同軸にシリンダ１１側へ突出する円柱状の台座部１９ｂとを有している。台座部１９ｂの中心には、ねじ穴部２１が形成されており、ねじ穴部２１には、ピストンロッド１３の他端に形成されたねじ部１３ａが螺合される。ピストンロッド１３は、ねじ部１３ａに螺合されているロックナット２２が台座部１９ｂ側に締め込まれることで、バネ受け板部１９に完全に固定される。

台座部１９ｂには、ゴム等の弾性材料で構成されるバンプラバー２３（ゴム部材）が設けられている。バンプラバー２３は、ピストンロッド１３が挿通される孔部２３ａを中心に有する円筒状に形成されており、孔部２３ａがピストンロッド１３の他端に圧入されることで台座部１９ｂに固定されている。孔部２３ａの端には、ロックナット２２を避ける座繰り部２３ｂが形成されている。バンプラバー２３は、リヤクッションユニット１０が最大ストローク量の近くまでストロークした際に、シリンダ１１の端面１１ａに当接して圧縮変形し、リヤクッションユニット１０が底付きする際の衝撃を吸収する。

バネ受け板部１９には、懸架バネ１４をガイドするバネガイド部材２４が設けられている。バネガイド部材２４は、懸架バネ１４の他端１４ｂ側の内周面に当接するガイド筒２５と、ガイド筒２５の端から径方向外側に突出し、受け面１９ａに当接する円環状のフランジ部２６とを有している。バネガイド部材２４は、樹脂成形によって一体成形されている。

図２は、バネガイド部材２４を示す図であり、図２（ａ）は正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。
図１及び図２を参照し、バネガイド部材２４は、フランジ部２６が懸架バネ１４の他端１４ｂによって受け面１９ａに押し付けられることでバネ受け板部１９に支持される。フランジ部２６の外径はバネ受け板部１９の外径と略同一である。
バネガイド部材２４のガイド筒２５は、ピストンロッド１３に対して同軸に延びる円筒状に形成されている。ガイド筒２５には、外周面から径方向外側に突出するガイド突起２５ａが形成されている。
ガイド筒２５は、バネ受け板部１９の受け面１９ａからシリンダ１１側に延びており、内部にピストンロッド１３を収容する。ガイド筒２５の長さは、リヤクッションユニット１０のストローク量がゼロの状態（図１の状態）において、ガイド筒２５の先端がシリンダ１１の端面１１ａ側の先端部を覆う長さに設定されている。このため、ピストンロッド１３に雨や石等が直接当たることを防止できる。

ガイド筒２５の内周部２５ｂの内径は、台座部１９ｂの外径及びシリンダ１１の外径よりも大径に形成されており、シリンダ１１は、内周部２５ｂの内側を通ってストロークする。
ガイド突起２５ａは、図２（ｂ）の断面視では周方向に略等間隔をあけて放射状に複数形成されており、軸方向には、フランジ部２６からガイド筒２５の軸方向の中間部まで延びている。ガイド突起２５ａは懸架バネ１４の内周面に当接することで懸架バネ１４を軸方向及び径方向にガイドする。このように、放射状に配置されるガイド突起２５ａによって懸架バネ１４をガイドするため、懸架バネ１４とバネガイド部材２４との接触面積を減らして摩擦を低減でき、リヤクッションユニット１０の作動性を向上できる。また、ガイド突起２５ａの軸方向の先端部には、先端側ほど低くなる傾斜面２５ｃが設けられており、傾斜面２５ｃに沿って懸架バネ１４をバネガイド部材２４に組み付けできるため、組付け性が良い。

ガイド筒２５においてフランジ部２６側の端には、内周部２５ｂの内周を削るようにして内周部２５ｂの内径よりも大径に形成された収納段部２７が形成されている。収納段部２７の軸方向の深さは、ガイド筒２５を組付けた状態において、収納段部２７の底部２７ａがバンプラバー２３の先端の位置に略一致する深さに設定されている。また、収納段部２７の径は、その深さの全長に亘って略同一に形成されている。
収納段部２７の径は、ガイド筒２５の外径よりも大きく、ガイド突起２５ａの外径よりも小さく形成されている。すなわち、収納段部２７において各ガイド突起２５ａの間の部分には、外側に連通する開口２５ｄが形成されている。

図３は、ロッド側連結部１５の周辺部の断面図である。ここで、図３では、シリンダ１１がバンプラバー２３に接触した状態が示されている。
図１及び図３に示すように、バネガイド部材２４の収納段部２７には、円筒状のガイド部材２８がバネガイド部材２４とは別体で設けられている。
ガイド部材２８は、バネガイド部材２４の収納段部２７に嵌合されることで径方向に位置決めされ、受け面１９ａと底部２７ａとの間に挟まれることで軸方向に位置決めされており、台座部１９ｂ及びバンプラバー２３に対して同軸に配置されている。

ガイド部材２８は、台座部１９ｂ及びバンプラバー２３を内側に収容し、台座部１９ｂ及びバンプラバー２３を外周側から囲んでいる。ガイド部材２８の高さは、バンプラバー２３をその軸方向の全体に亘って囲うことができるように、ガイド部材２８の先端がバンプラバー２３の先端部２３ｃの位置に略一致する高さに設定されている。
バンプラバー２３及び台座部１９ｂの外径は、略等しく形成されているとともに、ガイド部材２８の内周部２８ａの内径よりも小さく形成されている。
また、ガイド部材２８の内周部２８ａの内径は、シリンダ１１を内周部２８ａに挿通可能なように、シリンダ１１の外径よりも大径に形成されている。

リヤクッションユニット１０が図３の状態よりもさらにストロークして最大ストローク量の近くまでストロークすると、バンプラバー２３は、シリンダ１１の端面１１ａによって先端部２３ｃが押圧されて軸方向に圧縮されるとともに、径方向に膨張する。径方向に膨張したバンプラバー２３の外周面２３ｄは、ガイド部材２８の内周部２８ａによって受けられ、バンプラバー２３の膨張量は内周部２８ａによって規制される。このため、ガイド部材２８の内周部２８ａの内径を変更することで、バンプラバー２３の膨張量を調節でき、最大ストローク量の付近のリヤクッションユニット１０の作動特性を変更することができる。
ガイド部材２８は、引抜き加工等によって製造される金属製のパイプであるため、十分な強度及び剛性を有するとともに、内周部２８ａの径が異なるものが容易に形成される。

バンプラバー２３の先端部２３ｃは、ピストンロッド１３の軸方向にバンプラバー２３を切断した断面では、シリンダ１１の端面１１ａ側に向けて先細る山形状を有している。この山形状の頂点２３ｅは、径方向においてバンプラバー２３の孔部２３ａの内周面と外周面２３ｄとの間の中間部に位置している。また、上記山形状は、頂点２３ｅから外周面２３ｄ側に下る外側傾斜面２９と、頂点２３ｅから孔部２３ａ側に下る内側傾斜面３０とを有し、頂点２３ｅ側ほど傾斜が緩くなる曲面状に形成されている。

本実施の形態では、バンプラバー２３の先端部２３ｃが山形状に形成されているため、先端部２３ｃの周囲には、外側傾斜面２９とガイド部材２８の内周部２８ａとの間に位置する外側空間Ｘと、内側傾斜面３０とピストンロッド１３の外周面との間に位置する内側空間Ｙとが形成されている。バンプラバー２３がシリンダ１１に圧縮される際には、バンプラバー２３は、外側空間Ｘ及び内側空間Ｙの両方に膨張することができる。このため、バンプラバー２３を略均一に撓ませることができ、リニアな弾性力を発生させることができる。

図４は、ロッド側連結部１５の周辺部の断面図である。ここで、図４では、ガイド部材２８よりも内径が小さいガイド部材３１がセットされた状態が示されている。
ガイド部材３１は、ガイド部材２８の内径のみを小さく変更したものであり、他の部分の形状及び大きさはガイド部材２８と同一である。ガイド部材３１の内周部３１ａの内径は、シリンダ１１の外径よりも大径に形成されている。
図４に示すように、ガイド部材３１の内周部３１ａの内径は、内周部２８ａの内径よりも小径、且つ、バンプラバー２３の外周面２３ｄの外径よりもわずかに大径に形成されている。すなわち、図４に示す構成では、ガイド部材３１の内周部３１ａの内径が小さいため、バンプラバー２３がシリンダ１１に圧縮された際にバンプラバー２３が径方向に膨張可能な膨張量が図３の構成に比して小さくなっており、最大ストローク量の付近のリヤクッションユニット１０の作動特性は、図３の構成に比して硬くなっている。

このように、バネガイド部材２４とは別体として用意されたガイド部材２８及びガイド部材３１を交換するだけで最大ストローク量の付近のリヤクッションユニット１０の作動特性を容易に変更でき、この作動特性を変更するためにバネガイド部材２４を変更する必要がない。このため、リヤクッションユニット１０を異なる車種の共通部品とする際に、ガイド部材２８及びガイド部材３１を変更するだけで車両の種類に合わせてバンプラバー２３の撓み量を容易に変更でき、車両の種類に応じたリヤクッションユニット１０を容易に得ることができる。また、同一の車種であったとしても、ガイド部材２８及びガイド部材３１を変更することで、所望の作動特性のリヤクッションユニット１０を得られる。

ガイド部材２８及びガイド部材３１をリヤクッションユニット１０に組み付ける際には、バネガイド部材２４の収納段部２７にガイド部材２８又はガイド部材３１を挿入して予め仮組みしておき、バネガイド部材２４と一緒にガイド部材２８又はガイド部材３１をリヤクッションユニット１０に組み付けできるため、組み付け性が良い。
また、バネガイド部材２４の開口２５ｄからガイド部材２８及びガイド部材３１を視認できるため、ガイド部材２８及びガイド部材３１の装着の有無や種類を外側から容易に確認することができる。

以上説明したように、本発明を適用した実施の形態によれば、懸架バネ１４をガイドするバネガイド部材２４の内側に、ピストンロッド１３の周囲に設けられたバンプラバー２３をガイドする筒状のガイド部材２８又はガイド部材３１をバネガイド部材２４とは別体として設け、ガイド部材２８が挿入される収納段部２７をバネガイド部材２４に形成したため、バネガイド部材２４とは独立して収納段部２７のガイド部材２８及びガイド部材３１だけを変更することができる。このため、車両の種類に合わせてバンプラバー２３の撓み量を容易に変更することができる。また、バネガイド部材２４の収納段部２７にガイド部材２８又はガイド部材３１を予め組付けておくことができるため、リヤクッションユニット１０の組立て性を向上できる。

また、バンプラバー２３は、シリンダ１１側に向けて先細る山形状の先端部２３ｃを有し、この山形状は、バンプラバー２３の頂点２３ｅから外周面２３ｄ及び孔部２３ａ側へ下る外側傾斜面２９及び内側傾斜面３０を有するため、バンプラバー２３を略均一に撓ませることができ、リニアな弾性力を発生させることができる。
また、バネガイド部材２４の内側の収納段部２７に設けられたガイド部材２８又はガイド部材３１を、各ガイド突起２５ａの間の開口２５ｄから視認できるため、ガイド部材２８又はガイド部材３１を取り付けてあるか否かを外側から簡単に確認できる。

なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、リヤクッションユニット１０は、上端であるロッド側連結部１５が車体フレームに連結され、下端であるシリンダ側連結部１６がスイングアームに連結され、軸線Ｃが上下方向を指向する向きで配置されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ロッド側連結部１５が下端とされ、シリンダ側連結部１６が下端とされ、上下が逆に取り付けられても良い。また、リヤクッションユニット１０は、リンク機構等を介して軸線Ｃが前後方向を指向する向きで配置されても良い。

また、上記実施の形態では、ガイド部材としてガイド部材２８及びガイド部材３１が用意されている例を挙げて説明したが、内周部の内径が異なる２種類以上のガイド部材が用意されても良いことは勿論である。
また、上記実施の形態では、バネガイド部材２４の収納段部２７には、外側に連通する開口２５ｄが形成されているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、収納段部２７の径をガイド筒２５の外径よりも小さく形成し、開口２５ｄを設けない構成としても良い。
さらに、上記実施の形態では、リヤクッションユニット１０は自動二輪車に搭載されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、三輪又は四輪を越える車輪数の車両に本発明を適用しても良い。

１０ リヤクッションユニット
１１ シリンダ
１２ ピストン
１３ ピストンロッド
１４ 懸架バネ
２３ バンプラバー（ゴム部材）
２３ｃ 先端部
２４ バネガイド部材
２５ａ ガイド突起
２５ｄ 開口
２７ 収納段部
２８，３１ ガイド部材

Claims (3)

1. シリンダ（１１）と、前記シリンダ（１１）の内部を摺動するピストン（１２）を支持するピストンロッド（１３）と、前記ピストンロッド（１３）の周囲に巻装されて前記ピストンロッド（１３）を伸張方向に付勢する懸架バネ（１４）とを備えたクッション構造において、
   前記懸架バネ（１４）の内周面に当接し、前記シリンダ（１１）の長手方向に延びて前記懸架バネ（１４）をガイドするガイド筒（２５）を有するバネガイド部材（２４）の内側に、前記ピストンロッド（１３）の周囲に設けられたゴム部材（２３）をガイドする筒状のガイド部材（２８，３１）を前記バネガイド部材（２４）とは別体として設け、前記ガイド部材（２８，３１）が挿入される収納段部（２７）が前記バネガイド部材（２４）の前記ガイド筒（２５）の内周に設けられ、
   前記収納段部（２７）は、前記シリンダ（１１）が通る前記ガイド筒（２５）の内周部（２５ｂ）より大径に形成された段部であり、
   前記収納段部（２７）に嵌合された前記ガイド部材（２８，３１）は、前記収納段部（２７）の軸方向の底部（２７ａ）によって軸方向に位置決めされることを特徴とするクッション構造。
2. 前記ゴム部材（２３）は、前記ゴム部材（２３）を前記ピストンロッド（１３）の軸方向に切断した断面において、前記シリンダ（１１）側に向けて先細る山形状の先端部（２３ｃ）を有し、前記山形状は、前記ゴム部材（２３）の外周側及び内周側へ下っていることを特徴とする請求項１記載のクッション構造。
3. 前記バネガイド部材（２４）には前記懸架バネ（１４）の内周に当接する複数のガイド突起（２５ａ）が形成され、前記収納段部（２７）において前記各ガイド突起（２５ａ）の間には、外側に連通する開口（２５ｄ）が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のクッション構造。

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