JP6207035B2

JP6207035B2 - 懸架装置

Info

Publication number: JP6207035B2
Application number: JP2016040008A
Authority: JP
Inventors: 北村　康弘; 康弘北村
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP2016104631A

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ている。そして、この懸架装置は、車体を弾性支持し路面凹凸による衝撃を吸収する懸架ばねと、衝撃吸収に伴う懸架ばねの伸縮運動を抑制する緩衝器とを備えており、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。

例えば、特許文献１に開示の懸架装置は、二輪車において、後輪を支持するスイングアームと車体との間に介装される後輪懸架用の懸架装置であり、上記懸架ばねと上記緩衝器に加えて、懸架ばねのばね荷重を調整するばね荷重調整機構を備えている。

そして、緩衝器が車体若しくは車輪の一方側に連結されるシリンダと、車体若しくは車輪の他方側に連結されて上記シリンダ内に出没可能に挿入されるピストンロッドとを備えており、上記シリンダの外周に取り付けられる一方側ばね受けと、上記ピストンロッドの反シリンダ側に取り付けられる他方側ばね受けとの間にコイルスプリングからなる懸架ばねが介装されている。

また、上記懸架装置のばね荷重調整機構は、上記シリンダの外周に配置されるとともに一方側ばね受けの反懸架ばね側に形成されるジャッキ室と、このジャッキ室に油を供給するポンプとを備え、このポンプでジャッキ室に油を供給することで上記一方側ばね受けをジャッキアップして、ばね荷重を大きくすることができる。

また、特許文献２には、上記ポンプをモータで駆動したばね荷重調整機構を備える懸架装置が開示されている。

実公平７−１２７４６号実開平５−４５２７９号

しかしながら、上記従来の懸架装置は、懸架ばねのばね荷重を調整できる点において有用であるが、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は、シリンダの外周にジャッキ室を形成し、このジャッキ室に油を供給するためのポンプやモータをシリンダや懸架ばねの外側に設ける必要がある。このため、懸架装置が嵩張り、車体とスイングアームとの間の狭いスペースに懸架装置を取り付ける場合、レイアウトが難しい。

そこで、本発明の目的は、懸架ばねのばね荷重を調整することが可能であるとともに、従来よりもレイアウトを自由に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、車体と前記車体に揺動可能に連結されて車輪を支持するスイングアームとの間に介装される懸架ばねと、前記懸架ばねのばね荷重を調整するばね荷重調整機構と、前記懸架ばねの一端を支えるばね受けと、前記ばね受けを前記スイングアームにリンク機構を介して連結する車輪側取り付け部材と、前記車輪側取り付け部材と前記リンク機構との揺動部、前記リンク機構の揺動部、又は、前記リンク機構と前記スイングアームとの揺動部に設けたロータリダンパとを備え、前記ロータリダンパは、内側に部屋が形成されるハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に挿通されて前記スイングアームの揺動及び前記懸架ばねの伸縮に伴い回転するシャフトと、前記シャフトの外周から径方向へ起立して前記部屋を一方室と他方室とに区画するベーンと、前記一方室と前記他方室とを連通する流路と、前記流路を通過する作動流体に抵抗を与える減衰力発生手段とを備えることである。

本発明の懸架装置によれば、懸架ばねのばね荷重を調整することが可能であるとともに、レイアウトの自由度を向上できる。

本発明の一実施の形態に係る懸架装置の取り付け状態を示した正面図である。本発明の一実施の形態に係る懸架装置のばね荷重調整機構部分を示した縦断面図である。本発明の一実施の形態に係る懸架装置のロータリダンパ部分を原理的に示した図である。

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、同じ部品を示す。

図１に示すように、本実施の形態に係る懸架装置Ｓは、車体Ｂとこの車体Ｂに揺動可能に連結されて図示しない後輪（車輪）を支持するスイングアームＡとの間に介装される懸架ばね１と、この懸架ばね１のばね荷重を調整するばね荷重調整機構２とを備えている。

さらに、上記懸架装置Ｓは、中空なハウジング３０（図３）と、このハウジング３０内に回転可能に挿通されて上記スイングアームＡの揺動及び上記懸架ばね１の伸縮に伴い回転するシャフト３１（図３）と、このシャフト３１の回転を抑制する減衰力発生手段Ｖ（図３）とを備えたロータリダンパ３を備えている。

また、上記懸架装置Ｓにおいて、上記懸架ばね１がコイルスプリングからなり、上記ばね荷重調整機構２が上記懸架ばね１の内側に挿入されている。

以下、詳細に説明すると、本実施の形態に係る懸架装置Ｓは、自動二輪車に搭載される後輪懸架用の懸架装置である。尚、上記自動二輪車の構成は、周知であるため、詳細に図示しないが、原動機（エンジン）を保持するとともに車体の骨格となるフレームＢ１と、このフレームＢ１にピボット軸４を介して揺動可能に連結されるスイングアームＡと、このスイングアームＡに回転可能に支持されて上記原動機で回転駆動される図示しない後輪とを備えている。

つづいて、車体ＢとスイングアームＡとの間に介装される懸架ばね１は、上記したようにコイルスプリングからなり、車体側ばね受け５と車輪側ばね受け６との間に介装されている。そして、上記車体側ばね受け５が車体側取り付け部材８を介して車体側に連結されるとともに、車輪側ばね受け６が車輪側取り付け部材９を介して車輪側（スイングアーム側）に連結されている。

また、本実施の形態の懸架装置Ｓは、上記車輪側取り付け部材９とスイングアームＡとの間に介装されるリンク機構７を備えている。そして、このリンク機構７は、フレームＢ１及び車輪側取り付け部材９にそれぞれ揺動可能に連結されて略扇状に形成される第一リンク部材７０と、この第一リンク部材７０及びスイングアームＡにそれぞれ揺動可能に連結されて棒状に形成される第二リンク部材７１とからなる。

このため、路面凹凸による衝撃が後輪（図示せず）に入力されると、スイングアームＡが図１中上下に揺動し、これに伴い第二リンク部材７１を介して第一リンク部材７０が揺動する。そして、第一リンク部材７０の揺動に伴い車輪側ばね受け６が図１中上下に移動するため、懸架ばね１が伸縮して所定の反力を発生し、路面凹凸による衝撃を懸架ばね１で吸収することができる。

また、懸架装置Ｓは、懸架ばね１の伸長量を制限する伸び切り規制部材１０を備えており、二輪車がジャンプしたときに懸架ばね１が車体側ばね受け５及び車輪側ばね受け６から外れないようになっている。

つづいて、上記懸架ばね１のばね荷重を調整するばね荷重調整機構２は、上記したように、コイルスプリングからなる上記懸架ばね１の内側に挿入されており、懸架ばね１の内側から上記車体側ばね受け５を図１中上下に移動させることができる。

尚、ばね荷重調整機構２として、種々の構成を採用することが可能であるが、上記ばね荷重調整機構２の一例を図２に示す。このばね荷重調整機構２は、有天筒状に形成されて内周面に上記車体側ばね受け５が摺接する第一ケース２０と、懸架ばね１の内側に挿入されるとともに第一ケース２０にロッド２１を介して吊設される筒状の第二ケース２２と、この第二ケース２２の内周面に摺接するピストン２３と、上記第二ケース２２の反ロッド側に保持されるとともに上記ピストン２３を軸方向に駆動する駆動装置２４とを備えている。

そして、上記車体側ばね受け５の反懸架ばね側（図２中上側）に油を収容するジャッキ室Ｊが形成されるとともに、上記ピストン２３の反駆動装置側（図２中上側）に同じく油を収容する作動室Ｒが形成されており、ジャッキ室Ｊ及び作動室Ｒの油は、上記ロッド２１に形成される流路２１ａを介してジャッキ室Ｊと作動室Ｒとの間を自由に移動することができる。

また、上記車体側ばね受け５は、環状に形成されて、内周に取り付けられる環状のシール５ａを介して上記ロッド２１の外周面に摺接するとともに、外周に取り付けられる環状のシール５ｂを介して上記第一ケース２０の内周面に摺接している。さらに、上記ピストン２３は、円板状に形成されて、外周に取り付けられる環状のシール２３ａを介して上記第二ケース２２の内周面に摺接している。このため、ジャッキ室Ｊ及び作動室Ｒに油を密閉することができる。

そして、駆動装置２４は、詳細に図示しないが、モータと、このモータの回転運動を上記ピストン２３の直線運動に変換する運動変換機構とからなり、この駆動装置２４でピストン２３を図２中上側に移動させると、作動室Ｒの油が上記流路２１ａを介してジャッキ室Ｊに移動し、車体側ばね受け５を押し下げて、ジャッキ室Ｊの容積を拡大させるため、ばね荷重調整機構２は、懸架ばね１のばね荷重を大きくすることができる。

また、駆動装置２４でピストン２３を図２中下側に移動させると、ジャッキ室Ｊの油が流路２１ａを介して作動室Ｒに移動し、懸架ばね１が車体側ばね受け５を押し上げて、ジャッキ室Ｊの容積を縮小させるため、ばね荷重調整機構２は、懸架ばね１のばね荷重を小さくすることができる。

また、本実施の形態においては、上記第一ケース２０に車体側取り付け部材８が固定されて、この車体側取り付け部材８がフレームＢ１に回転可能に連結されている（図１）。これにより、懸架ばね１は、その伸縮の際に車体Ｂに対して揺動することができる。

つづいて、上記懸架ばね１の伸長量を制限する伸び切り規制部材１０も、ばね荷重調整機構２と同様に、懸架ばね１の内側に挿入されており、図２に示すように、車輪側ばね受け６の中心に起立するとともに筒状に形成されて懸架ばね１の伸縮に伴い内側に第二ケース２２が出没可能に挿入される支持筒１１を備えている。そして、この支持筒１１の先端には、内周側に張り出す環状の一方側伸び切りばね受け１１ａが形成されている。

さらに、伸び切り規制部材１０は、一方側伸び切りばね受け１１ａの内周に保持されて第二ケース２２の外周面に摺接する環状の軸受け１２と、第二ケース２２の外周側に張り出して形成されるとともに一方側伸び切りばね受け１１ａよりも車輪側ばね受け側（図２中下側）に配置され上記支持筒１１の内周面に対向する環状の他方側伸び切りばね受け２２ａと、一方側伸び切りばね受け１１ａと他方側伸び切りばね受け２２ａとの間に配置される伸び切りばね１３とを備えている。

そして、懸架ばね１が伸長して一方側伸び切りばね受け１１ａと他方側伸び切りばね受け２２ａが接近すると、伸び切りばね１３が圧縮されて反力を発生することから、懸架ばね１の伸長量を制限することができ、伸び切り時の衝撃を伸び切りばね１３で吸収することができる。

さらに、懸架ばね１の伸縮時に、第二ケース２２が軸受け１２で支持されながら支持筒１１内に出没することから、懸架ばね１のバックリングを防止することができる。

また、本実施の形態において、支持筒１１の内側には、第二ケース２２の底部と対向してバンプラバー１４が配置されている。そして、懸架ばね１が圧縮されて第二ケース２２と車輪側ばね受け６が接近すると、バンプラバー１４が圧縮されて反力を発生することから、懸架ばね１の圧縮量が制限されるとともに、最圧縮時の衝撃をバンプラバー１４で吸収することができる。

また、本実施の形態においては、上記車輪側ばね受け６に車輪側取り付け部材９が固定されて、この車輪側取り付け部材９がリンク機構７に回転可能に連結されている（図１）。これにより、懸架ばね１は、その伸縮の際にリンク機構７に対して揺動することができる。

つづいて、上記懸架ばね１の衝撃吸収に伴う伸縮運動を抑制する緩衝器は、ロータリダンパ３からなり、本実施の形態において、ロータリダンパ３は、車輪側取り付け部材９と第一リンク部材７０との揺動部に具現化されている（図１）。

尚、ロータリダンパ３として、種々の構成を採用することが可能であるが、上記ロータリダンパ３の一例を図３に示す。このロータリダンパ３は、上記したように、中空に形成されるハウジング３０と、このハウジング３０内に回転可能に挿通されるシャフト３１とを備えている。

そして、本実施の形態において、上記ハウジング３０が第一リンク部材７０に相対回転できないように取り付けられるとともに、上記シャフト３１が車輪側取り付け部材９に相対回転できないように取り付けられている。このため、スイングアームＡの揺動に伴い、ハウジング３０に対してシャフト３１が回転する。

さらに、上記ロータリダンパ３は、上記ハウジング３０とシャフト３１との間に形成される筒状の隙間（符示せず）を備えており、この隙間が上記ハウジング３０の内周面から径方向に起立して相対向する一対の隔壁部３０ａ，３０ｂで二つの部屋Ｒ１，Ｒ２に区画されている。また、これらの部屋Ｒ１，Ｒ２は、上記シャフト３１の外周面から径方向に起立する一対のベーン３１ａ，３１ｂで一方室ｒ１と他方室ｒ２にそれぞれ区画されている。つまり、ハウジング３０とシャフト３１との間に形成される隙間は、隔壁部３０ａ，３０ｂとベーン３１ａ，３１ｂで四つ（ｒ１，ｒ１，ｒ２，ｒ２）に区画されている。

また、各部屋Ｒ１，Ｒ２の一方室ｒ１，ｒ１及び他方室ｒ２，ｒ２は、一方室ｒ１，ｒ１同士及び他方室ｒ２，ｒ２同士が隣り合わないように交互に配置されている。そして、各部屋Ｒ１，Ｒ２の一方室ｒ１，ｒ１及び他方室ｒ２，ｒ２には、水や油等の液体や気体からなる作動流体がそれぞれ充填されている。

また、上記各ベーン３１ａ，３１ｂには、一方室ｒ１と他方室ｒ２とを連通する流路Ｌがそれぞれ形成されており、これらの流路Ｌ，Ｌには、この流路Ｌを通過する作動流体に抵抗を与える減衰力発生手段Ｖがそれぞれ設けられている。

そして、シャフト３１がハウジング３０に対して一方側（図３中右側）に回転し、各部屋Ｒ１、Ｒ２の一方室ｒ１，ｒ１がベーン３１ａ，３１ｂでそれぞれ加圧されると、この一方室ｒ１，ｒ１の作動流体が流路Ｌ，Ｌを通過して他方室ｒ２，ｒ２に移動する。また、シャフト３１がハウジング３０に対して他方側（図３中左側）に回転し、各部屋Ｒ１，Ｒ２の他方室ｒ２，ｒ２がベーン３１ａ，３１ｂでそれぞれ加圧されると、この他方室ｒ２，ｒ２の作動流体が流路Ｌ，Ｌを通過して一方室ｒ１，ｒ１に移動する。

このため、ロータリダンパ３は、作動流体が上記流路Ｌを通過する際の減衰力発生手段Ｖの抵抗に起因する減衰力を発生し、シャフト３１がハウジング３０に対して回転することを抑制する。そして、車輪側取り付け部材９がシャフト３１と相対回転できず、第一リンク部材７０がハウジング３０と相対回転できないため、車輪側取り付け部材９と第一リンク部材７０の相対回転が抑制される。したがって、ロータリダンパ３は、スイングアームＡの揺動を抑制し、衝撃吸収に伴う懸架ばね１の伸縮運動を抑制することができる。

以下、本実施の形態に係る懸架装置Ｓの作用効果について説明する。本実施の形態の懸架装置Ｓは、中空なハウジング３０と、このハウジング３０内に回転可能に挿通されてスイングアームＡの揺動及び懸架ばね１の伸縮に伴い回転するシャフト３１と、このシャフト３１の回転を抑制する減衰力発生手段Ｖとを備えたロータリダンパ３を備えている。

つまり、本実施の形態においては、従来の緩衝器をロータリダンパ３としてコイルスプリングからなる懸架ばね１の外側に配置させていることから、懸架ばね１の内側にばね荷重調整機構２を挿入し、懸架ばね１の内側から懸架ばね１のばね荷重を調整することができる。

したがって、ばね荷重調整機構２を備えて、懸架ばね１のばね荷重を調整可能にしたとしても、懸架装置Ｓが嵩張らず、従来の懸架装置よりもレイアウトを自由にすることが可能となる。

また、本実施の形態においては、懸架ばね１がリンク機構７を介してスイングアームＡに取り付けられており、レバー比を上げている。そして、上記ロータリダンパ３が、上記懸架ばね１を担持する車輪側ばね受け６に固定される車輪側取り付け部材９とリンク機構７との揺動部に具現化されている。このため、ハウジング３０とシャフト３１との相対回転角度が大きくなり、確実に減衰力を発生させることが可能となる。

また、本実施の形態においては、懸架ばね１の伸長量を制限する伸び切り規制部材１０が上記懸架ばね１の内側に挿入されていることから、懸架装置Ｓが伸び切り規制部材１０を備えていたとしても嵩張らず、懸架ばね１が車体側ばね受け５及び車輪側ばね受け６から外れることを防止することができる。

また、本実施の形態においては、懸架ばね１が車体側ばね受け５と車輪側ばね受け６の間に介装されるとともに、上記ばね荷重調整機構２が上記懸架ばね１の内側に挿入されて車体側ばね受け側（図１，２中上側）に配置される第二ケース２２を備えている。

さらに、伸び切り規制部材１０は、車輪側ばね受け側（図１，２中下側）に配置されて上記懸架ばね１の内側に挿入されるとともに内側に上記懸架ばね１の伸縮に伴い上記第二ケース２２が出没可能に挿入される筒状の支持筒１１と、この支持筒１１の先端に内周側に張り出して形成される環状の一方側伸び切りばね受け１１ａと、上記第二ケース２２の外周側に張り出して形成されて上記支持筒１１の内周面に対向する環状の他方側伸び切りばね受け２２ａと、上記一方側伸び切りばね受け１１ａと上記他方側伸び切りばね受け２２ａとの間に配置される伸び切りばね１３と、上記一方側伸び切りばね受け１１ａの内周に保持されて上記第二ケース２２の外周面に摺接する環状の軸受け１２とを備えている。

上記構成を備えることにより、懸架ばね１が伸長して一方側伸び切りばね受け１１ａと他方側伸び切りばね受け２２ａが接近すると、伸び切りばね１３が圧縮されて反力を発生することから、懸架ばね１の伸長量を制限するとともに、伸び切り時の衝撃を伸び切りばね１３で吸収することができる。

また、懸架ばね１の伸縮時に第二ケース２２が軸受け１２で支持されて支持筒１１内に出没することから、懸架ばね１のバックリングを防止することができる。

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Ｓは、自動二輪車の後輪を懸架しているが、この限りではなく、他の輸送機器用の懸架装置であるとしてもよい。

また、上記実施の形態において、ばね荷重調整機構２が車体側ばね受け５を移動させているがこの限りではなく、車輪側ばね受け６を移動させるとしてもよい。

また、上記実施の形態において、ばね荷重調整機構２が油圧を利用して車体側ばね受け５を移動させているが、モータのみの力により車体側ばね受け５若しくは車輪側ばね受け６を移動させるとしてもよい。

また、懸架ばね１の伸長量を制限する伸び切り規制部材１０の構成も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。例えば、ばね荷重調整機構２の第二ケース２２が車輪側ばね受け側（図２中下側）に配置され、支持筒１１が車体側ばね受け側（図２中上側）に配置されていてもよい。また、伸び切り規制部材１０が軸受け１２を備えているが、この軸受け１２に替えて他方側伸び切りばね受け２２ａの外周に保持されて支持筒１１の内周面に摺接する環状の軸受けを備えるとしても、この軸受けと上記軸受け１２の両方を備えていてもよい。

また、懸架ばね１の圧縮量を制限するための構成も上記の限りではなく、バンプラバー１５以外の構成を採用するとしてもよい。

また、上記実施の形態において、ロータリダンパ３が車輪側取り付け部材９と第一リンク部材７０の揺動部に具現化されているがこの限りではなく、スイングアームＡの揺動の際に相対回転する何れの部分に具現化されていてもよい。例えば、第一リンク部材７０と第二リンク部材７１の揺動部、第一リンク部材７０とフレームＢ１の揺動部、スイングアームＡと第二リンク部材７１の揺動部、スイングアームＡとフレームＢ１の揺動部等に設けることができる。

また、スイングアームＡの揺動の際に相対回転する二つの部材（例えば、車輪側取り付け部材９と第一リンク部材７０、第一リンク部材７０と第二リンク部材７１の揺動部等）の一方にハウジング３０が取り付けられ、他方にシャフト３１が取り付けられていればよい。

また、リンク機構７の構成も上記の限りではなく、第一リンク部材７０と第二リンク部材７１の揺動中心を図１中左右にずらすレバー比調整機構を備え、レバー比を可変にするとしてもよい。

Ａ・・・スイングアーム、Ｂ・・・車体、Ｓ・・・懸架装置、Ｖ・・・減衰力発生手段、１・・・懸架ばね、２・・・ばね荷重調整機構、３・・・ロータリダンパ、６・・・車輪側ばね受け（ばね受け）、７・・・リンク機構、９・・・車輪側取り付け部材、３０・・・ハウジング、３１・・・シャフト、７０・・・第一リンク部材、７１・・・第二リンク部材

Claims

車体と前記車体に揺動可能に連結されて車輪を支持するスイングアームとの間に介装される懸架ばねと、
前記懸架ばねのばね荷重を調整するばね荷重調整機構と、
前記懸架ばねの一端を支えるばね受けと、
前記ばね受けを前記スイングアームにリンク機構を介して連結する車輪側取り付け部材と、
前記車輪側取り付け部材と前記リンク機構との揺動部、前記リンク機構の揺動部、又は、前記リンク機構と前記スイングアームとの揺動部に設けたロータリダンパとを備え、
前記ロータリダンパは、内側に部屋が形成されるハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に挿通されて前記スイングアームの揺動及び前記懸架ばねの伸縮に伴い回転するシャフトと、前記シャフトの外周から径方向へ起立して前記部屋を一方室と他方室とに区画するベーンと、前記一方室と前記他方室とを連通する流路と、前記流路を通過する作動流体に抵抗を与える減衰力発生手段とを備える
ことを特徴とする懸架装置。
前記ハウジングが前記リンク機構に相対回転できないように取り付けられるとともに、
前記シャフトが前記車輪側取り付け部材に相対回転できないように取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の懸架装置。
前記リンク機構は、前記車体と前記車輪側取り付け部材にそれぞれ揺動可能に連結される第一リンク部材と、前記第一リンク部材と前記スイングアームにそれぞれ揺動可能に連結される第二リンク部材とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の懸架装置。