JP6209760B1 - フロントフォークオイルシール交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オートバイのフロントフォークに使用されるオイルシールの交換は、分解作業を伴い専門知識が必要であったり廃油設備が必要とされる。リング状のオイルシールで取り外しが困難なため容易に取り外しできる装置が必要とされていた。【解決手段】フロントフォークのオイルシールは外側にもリップを有する二重リップと呼ばれるものが使用されている。保管時などにこの外側のリップを保護するため円周部を高くし結果としてオイルシール外側面に環状の溝ができる。環状の溝はゴム層で覆われているが内部には鉄芯がある。ゴム層だけでは取り外しに必要な力をかけられないが、ゴム層と鉄芯の接着面あるいは鉄芯に力を掛ければ、取り外しに利用できると考えた。環状の溝に対して、円筒形状の先端螺子部を持つ取り外し装置をねじ込むことによりオイルシール取り外し可能とした。先端の螺子を工夫して最適なものを提供することが可能となった。【選択図】図１

Description

本発明は、オートバイに使用されているフロントフォークのオイルシールを交換する作業を容易にするフロントフォークオイルシール交換装置に関するものである。

オートバイの多くには緩衝装置として前輪にはインナーパイプとアウターチューブから構成されるテレスコピック式と呼ばれる懸架方式が用いられている。インナーパイプとアウターチューブ内には、オイルが充填されていて外部への漏れを防止するためにオイルシールがアウターチューブに勘合されている。

しかし、走行距離が多くなったり経年変化などによりオイルシールが劣化するとオイル漏れが生じブレーキディスクにオイルが付着し安全性に問題が発生したり、オイル漏れにより市場価値が低くなったりする為、オイルシール交換作業が頻繁に行われる。

フロントフォークのオイルシールは強度を増すために大径化されたインナーパイプと操縦性を重視するために小径化されたアウターチューブにより外径は小さく内径が大きいリング状の形状の物が使用されることが多い。リング状の形状でアウターチューブの端面から少し奥に取り付けられることが多くフォークオイルシールの交換はインナーパイプとアウターチューブを分解して交換することが一般的である。

先行技術文献として国際特許分類B25B 27/14などで検索すると以下のようなものが公開されている。特許文献1はオイルシールの外側に穴をあけて取り外すものであり、リング形状のオイルシールでは使用が困難である。特許文献２はオイルシールのリップ部に器具を差し込むものであり、シャフトに傷が付きオイル漏れの可能性があるために当該オイルシールでは使用されることはない。また当該オイルシールのように二重リップなどによりリップ部が深くなり差込そのものが困難である。この文献において先行技術としての図６が本発明と近似すると思われるが、リップ部にねじ込むものであり上記のようにリップ部が厚くなっているオイルシールではねじ込みそのものが困難であり、シャフトに傷が付く恐れもある。本発明はリップ部に差込をするものでなくオイルシール外側の環状の溝を利用したものであり特許文献２とは全く異なる。本発明は外側に穴を開けたり、リップ部に傷を付けずに取り外しが可能である。これはオイルシールの機能を取り外し後も維持するものであり、オイルシールの解析や再利用が可能であり、取り外し時に変形させたり穴をあける特許文献１および特許文献２とは全く異なる。

特開２００６−１５４７３ 特開２０００−１６７７７８

解決しようとする問題点は、フロントフォークオイルシール交換をフロントフォークを分解せずに行う装置を開発することである。作業時間の短縮、フォークオイル及び交換部品の点数を少なくしユーザーの負担を軽減し安全性を向上させることが要望されている。

本発明は、フロントフォークのオイルシールには二重リップと呼ばれるシール性を向上させるため内側の内側リップ（図３、１８）とは別に外側にも外側リップ（図３、６）を有するものがあり近年のオートバイに多く使用されている。図３には二重リップのオイルシール斜視図aと断面図bを、図４には一般的なオイルシール斜視図cと断面図dを表示した。二重リップオイルシール外側面（１５）には環状の僅かな凹みがあり環状の溝（１３）として当該明細書で説明する。この部分を交換装置の先端に固定させることにより、フロントフォークのオイルシールを分解せずに交換可能とすることを特徴とする。当該明細書において以下では二重リップのオイルシールをオイルシールとして説明する。

当該発明のフロントフォークオイルシール交換装置はオイルシール交換を非分解で行うものであり交換時間の短縮の効果があり、分解するためのボルトが腐食などにより分解不可能になった場合でもオイルシールを交換できる効果もある。フロントフォークの分解には一般的にインパクトレンチが使用されるが騒音などの課題がある、当該発明は手動で取り外しできるので住宅地の深夜でも交換できる効果がある。

オイルシール交換装置とオイルシール斜視図 オイルシール交換装置とオイルシール画像 二重リップのオイルシール斜視図aと断面図b 一般的なオイルシールの斜視図ｃと断面図ｄ オイルシール交換装置の分解斜視図とオイルシール斜視図 オイルシール交換装置の分解画像 オイルシール取り外し時の断面図 オイルシール取り外し時の本体先端拡大断面図 オイルシール交換装置本体の円筒形状の先端螺子部斜視図 交換用オイルシール取り付け時の斜視図 交換用オイルシール取り付け時の画像 変形例１として先端形状を変更したもの断面図 変形例２として取り外しハンドルとアウターチューブ端面の間のスラストベアリング断面図 フロントフォークのダストシール断面図

図１はオイルシール交換装置とオイルシール斜視図であり、円筒形状の先端螺子部（図７、５）と本体ハンドル（17）と取り外し螺子（図５、１４）を有する円筒形状の本体（１）と、本体（1）とオイルシール（４）をアウターチューブ（１１）から引き抜くための本体の取り外し螺子（図５、１４）の雄螺子に嵌合される雌螺子を内側に有する取り外しハンドル（２）と、インナーパイプを保護する保護パイプ（３）から構成されるオイルシール交換装置を用意する。フロントフォークを直立させて固定しダストシール（図１４、３１）と抜け防止用クリップ（図１４、３２）をはずしておく、オイルシール交換装置とリップ部にシリコングリスを塗布した交換用オイルシールを用意する。オイルシールを取り外したらすぐに交換用オイルシールを取り付けないと温度変化により内圧が上がりオイルが溢れることがある。

実施例を図１、図４、図５、図７、図８、図９、図１０、図１２を用いて説明する。フロントフォークをオートバイから取り外し下部をバイスで掴み倒立しないようにする。フロントフォークのダストシール（図１４、３１）と抜け防止クリップ（図１４、３２）を取り外す。本体（１）の円筒形状の先端螺子部（５）に変形がないか、保護パイプ（３）に傷がないか確認する。交換用オイルシール（図１０、２２）のリップ部にシリコングリスを塗布する。

本体（１）に取り外しハンドル（２）をねじ込み、取り外し螺子（１４）の上部にセットする。インナーパイプ（１０）を保護するために保護パイプ（３）を取り付ける、図１と図５を参照。オイルシール（４）の外側にある外側リップ部（６）の外側ガータースプリング（図３、７）を取り外す、図４と図８を参照。円筒形状の先端螺子部（５）には、おねじの二条螺子（１２）が右回転で切ってあり本体ハンドル（１７）を下へ押さえながら右に回転させてオイルシールの環状の溝（図３、１３）に先端部の二条螺子（図５、１２）をねじ込む、図７と図８を参照。先端の二条螺子（図９、１２）は切り込み箇所（図９、２７）を増やして安定してねじ込みをおこなえるようにする、図９を参照。一条螺子でも取り外しは可能であるが切り込み箇所が一箇所なので反対方向に先端が逃げてねじ込みが不安定になる。螺旋状で羽根のような複数の刃先も螺子と同じ効果があり、螺子の一種である。二条螺子（図８、１２）の外径はオイルシールの鉄芯（図８、９）の内径より少し大きくして二条螺子（１２）を鉄芯（９）にくい込ませる、これはゴム層（８）だけでは強度が不足し、経年変化でゴム層（８）が分離する場合もあるので鉄芯（９）にねじ込むことが重要である、図８を参照。外側ガータースプリング（図３、７）の取り外しは取り外し時に余分な力がかからないようインナーパイプ（図８、１０）に傷が付かないようにするためであり、本体の円筒形状の先端螺子部（５）の内径を小さくして強度を増すためである。インナーパイプ（１０）外径で仕上げられた保護パイプ（３）の保護パイプ本体挿入部（２１）を本体（１）に挿入して取り付けることにより、オイルシール（４）に対して垂直に本体先端をねじ込むことが出来る。取り外し時には取り外しハンドル（図８、２）の下面がアウターチューブ（図８、１１）のアウターチューブ端面（図１３、３０）にあたるので、取り外し時もオイルシールを変形させずに垂直に取り外すことができる。垂直に取り外すことはリング状のオイルシールを取り外すには余分な力が掛からず最良の方法である。

本体ハンドル（図５、１７）を右回転でねじ込んで本体ハンドルが重くなった時に取り外しハンドル（図８、２）を右回転させて下方へ移動させアウターチューブ（図８、１１）のアウターチューブ端面（図１３、３０）に押し当てる、少し重くなったらオイルシール（図７、４）の取り外しが開始されるので慎重に取り外しハンドル（２）を右回転させる、このときに本体ハンドル（１７）を少し右回転させるとオイルシール（図１、４）が本体（図１、１）から離脱しにくくなる。本体（１）とオイルシール（４）が上方へオイルシールの厚み以上移動すると、アウターチューブ（図１、１１）から本体（１）とオイルシール（４）が取り外される、図７と図８と図１０を参照。オイルシール圧入部より上部のアウターチューブの内径は少し大きくなっているので取り外しが容易となる。取り外したオイルシール（図７、４）を本体の円筒形状の先端螺子部（図７、５）からウォーターポンププライヤーなどで取り外す。オイルシールを再利用する場合は変形しないように注意する。本実施例で使用した先端部の螺子（図９、５）は右螺子でピッチ１ｍｍでリード２ｍｍの二条螺子を用いた。取り外しハンドル部の螺子（図７、１４）は右螺子でピッチ１ｍｍでリード１ｍｍの一条螺子を用いたが螺子の方向は左螺子を使用しても問題ないと思われる。

図１０は交換用オイルシール取り付け時の斜視図である。インナーパイプ（１０）に交換用オイルシール（２２）を通し保護パイプ（３）の保護パイプオイルシール打ち込み部（１６）を下側に向けて本体（１）の本体ハンドル（図５、１７）を持ってアウターチューブ（１１）に打ち込む、保護パイプ（３）は樹脂などで製作されて傷が付くのを防ぐ。保護パイプは本体（１）の内径とインナーパイプ（１０）の外径をもつ保護パイプ本体挿入部（図５、２１）を本体（図５、１）に差し込めるものとして反対側の端面にはオイルシールの内径と外径と取り付け深さに合わせたオイルシール打ち込みが可能な形状の保護パイプオイルシール打ち込み部（１６）を有する。

交換用オイルシール（図１４、２２）が打ち込まれたら抜け防止クリップ（図１４、３２）を抜け防止クリップ溝（図１４、３３）に取り付けてダストシール（図１４、３１）を取り付けて、オイルシール交換作業が完了する、図１４参照。フロントフォークをオートバイに取り付ける。

変形例１としての図１２は本体（１）の先端形状を螺旋形状にせずに環状の溝（図３、１３）に勘合するフランジ部（２４a）をもつ円筒形状として円筒形の先端（２４）を二重リップオイルシール外側面（図３、１５）の環状の溝（図３、１３）にはめ込み、複数個所のオイルシール（４）とアウターチューブ（１１）の間にマイナスドライバーの先端（２３）などを挿して側面を変形させて鉄芯（２６）を内側に傾け本体（１）とオイルシール（４）と円筒形の先端（２４）を固定する。また勘合部に接着剤（２５）を塗布することにより固定が可能となりオイルシールの取り外しができる。

変形例２として図１３は取り外しハンドル（２）が軽く動くようにと、アウターチューブ端面（３０）に傷が付くのを防止するための目的でアウターチューブ端面（３０）に筒状のアウターチューブ保護カラー（２９）を取り付け、取り外しハンドル（２）との間に円盤状のニードルローラーベアリングであるスラストベアリング（２８）を設置したものである。このスラストベアリング（２８）により摩擦が少なくなり取り外しが軽く、アウターチューブ端面（３０）に傷が付かない。

図１４はフロントフォークにおける、ダストシール（３１）と抜け防止クリップ（３２）の位置関係がわかる断面図である。オイルシール（２２）がアウターチューブ（１１）から抜けないように抜け防止クリップ溝（３３）に抜け防止クリップ（３２）が嵌められている。そしてインナーパイプ（１０）とオイルシール（２２）の間に水や埃が入らないようにダストシール（３１）が取り付けられている。当該明細書においてダストシール（３１）と抜け防止クリップ（３２）が記載されているが簡単に取り外しできるのでオイルシール交換装置の断面図などには抜け防止クリップ溝（３３）省略した。また当該明細書においてインナーパイプ（１０）とアウターチューブ（１１）はインナーチューブ、フォークチューブ、フォークパイプ、ボトムケース、アウターパイプなどと呼ばれる場合もあるが、インナーパイプ（１０）とアウターチューブ（１１）として記載した。

外側に環状の溝を持つオイルシールを産業機械に使用すると、本装置によってシャフトを傷めることなくオイルシールを交換可能となり、産業機械においてメインテナンスが容易になる。簡単に交換できることから定期的にオイルシールを交換することが可能となる。
分解による交換をしないので、特別な知識や技能が不要でないので諸外国などでの利用が多くなると思われる。リップ部を損傷せずに取り外しができるので解析が容易になり、強力なガータースプリングに交換するなどオイル漏れの対応策の選択肢を増やすことができる。

１ 本体
２ 取り外しハンドル
３ 保護パイプ
４ オイルシール（二重リップ）
５ 円筒形状の先端螺子部
６ 外側リップ
７ 外側ガータースプリング
８ ゴム層
９ 鉄芯
１０ インナーパイプ
１１ アウターチューブ
１２ 二条螺子
１３ 環状の溝
１４ 取り外し螺子
１５ 二重リップオイルシール外側面
１６ 保護パイプオイルシール打ち込み部
１７ 本体ハンドル
１８ 内側リップ
１９ 内側ガータースプリング
２０ 一般的なオイルシール（一重リップ）
２１ 保護パイプ本体挿入部
２２ 交換用オイルシール
２３ マイナスドライバー先端
２４ 円筒形の先端
２４a フランジ部
２５ 接着剤
２６ 変形した鉄芯
２７ 切り込み箇所
２８ スラストベアリング（円盤状のニードルローラーベアリング）
２９ アウターチューブ保護カラー
３０ アウターチューブ端面
３１ ダストシール
３２ 抜け防止クリップ
３３ 抜け防止クリップ溝

Claims (4)

1. 螺旋形状の螺子を持つ円筒形状の先端螺子部と本体ハンドルと取り外し螺子を有する円筒形状の本体と、取り外し螺子に嵌合される取り外しハンドルと、本体内側に嵌合される保護パイプで構成され、本体の取り外し螺子に取り外しハンドルを先端螺子部のある軸方向下側から差し込み本体上部にまでねじ込み、反対側の本体の軸方向上側から本体内側に保護パイプを挿入したオイルシール交換装置において、軸方向上側面に環状の溝を持つオイルシールの環状の溝に、本体ハンドルを下へ押さえながら回転させて螺旋形状の螺子を持つ円筒形状の先端螺子部をオイルシールの溝にねじ込み固定したのち、取り外しハンドルを回転させて本体の取り外し螺子の下部に移動させてアウターチューブ軸方向上側端面に押し当て、さらに回転させてアウターチューブ軸方向上側よりオイルシールと本体を引き抜くことによりオイルシールを取り外すことを特徴とするオイルシール交換装置
2. 軸方向上側面に環状の溝を持つオイルシールの溝に嵌合する円筒形状の先端部と本体ハンドルと取り外し螺子を有する円筒形状の本体と、取り外し螺子に嵌合される取り外しハンドルと、本体内側に嵌合される保護パイプで構成され、本体の取り外し螺子に取り外しハンドルを環状の溝を持つオイルシールの溝に嵌合する円筒形状の先端部のある軸方向下側から差し込み本体上部にまでねじ込み、反対側の本体の軸方向上側から本体内側に保護パイプを挿入したオイルシール交換装置において、軸方向上側面に環状の溝を持つオイルシールの環状の溝に、嵌合する円筒形状の先端部を圧入し溝側面を内側に変形させることによりオイルシールと円筒形状の先端部を固定したのち、取り外しハンドルを回転させて本体の取り外し螺子の下部に移動させてアウターチューブ軸方向上側端面に押し当て、さらに回転させてアウターチューブ軸方向上側よりオイルシールと本体を引き抜くことによりオイルシールを取り外すことを特徴とするオイルシール交換装置
3. 請求項１と請求項２のオイルシール交換装置において、取り外しハンドルとアウターチューブ軸方向上側端面の間にスラストベアリングを設置することを特徴とする請求項１または請求項２のオイルシール交換装置
4. 請求項１から３のオイルシール交換装置において、オイルシールを取り外した後に、軸に交換用オイルシールを通し、円筒形状で軸方向下部に本体の軸方向上側から挿入可能な本体挿入部と軸方向上部にオイルシール打ち込み部を有する保護パイプの本体挿入部をオイルシール交換装置本体に軸方向上側から挿入したのち、本体と保護パイプを反転させてオイルシール打ち込み部を軸方向下側に向けて軸に通して、本体のハンドル持ってオイルシール打ち込み部を交換用オイルシールに打ち付けて交換用オイルシールの打ち込みを可能とする特徴を持つ請求項１から３のオイルシール交換装置