JP7378713B2 - 緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、緩衝器に関する。

従来、緩衝器としては、たとえば、鞍乗車両の前側の操向輪を支持するとともに伸縮時に減衰力を発揮して車体の振動を抑制するフロントフォークとして利用されるものがある。

このようなフロントフォークでは、車体側チューブと車体側チューブ内に移動自在に挿入される車軸側チューブと備えるとともに、車軸側チューブの下端を閉塞するキャップ部材を前述操向輪の車軸を保持するアクスルブラケットとして利用している。

フロントフォーク内には減衰力の発揮のために作動油が充填されているため、車軸側チューブとアクスルブラケットとの間を封止する必要がある。アクスルブラケットは、車軸側チューブの下端外周に設けられた螺子部に螺着される筒部を備えた有底筒状とされていて、筒部の内周にＯリングが収容される環状溝を備えている。アクスルブラケットの環状溝に収容されたＯリングは、車軸側チューブの最下端の外周であって螺子部を避ける位置に密着して、アクスルブラケットと車軸側チューブとの間をシールしてフロントフォーク内を油密に封止している（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１６－７０３１３号公報

このように構成された緩衝器では、前述したようにＯリングを金属製のキャップ部材の筒部の内周に装着するために筒部の内周を切削して環状溝を形成する加工が必要となる。このような切削加工では、金属の切削屑が生じるが環状溝内を洗浄しても環状溝内に切削屑が取り残されてしまう可能性がある。環状溝内に切削屑が取り残された状態でＯリングを環状溝に装着してしまうと、切削屑によってＯリングが傷んでシール性能が劣化してしまう可能性がある。そこで、環状溝内に切削屑が取り残されているかを厳重に確認するのであるが、環状溝がキャップ部材の深い位置にあることから環状溝内を視認して切削屑の有無を確認する作業は時間と労力を要する作業となっている。さらに、キャップ部材の筒部の内周に形成される環状溝にＯリングを装着するために、この装着作業も容易ではなく装着作業にも時間と労力を要している。つまり、従来の緩衝器では、製造作業が容易ではなく時間と労力が必要なっていた。

また、キャップ部材の筒部の内周に環状溝を設けることからキャップ部材における筒部の肉厚を確保しなくてはならないためキャップ部材の外径が大径化してしまう。

なお、フロントフォーク以外にも、緩衝器のアウターシェルの端部を閉塞するキャップ部材に車軸或いは車体に連結可能なブラケットを設けて緩衝器を車両に取り付ける例も周知であるが、このような緩衝器でも、同様に切削屑の有無の確認作業とＯリングの装着作業に時間と労力が必要となるとともに、キャップ部材が大型化してしまうという問題が生じる。

そこで、本発明は、容易に製造できシール性の劣化を招かず、キャップ部材の大型化を抑制できる緩衝器の提供を目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段における緩衝器は、内部に作動油を収容する筒部材と、筒部材の端部の外周に螺着されて筒部材の端部を閉塞するキャップ部材と、筒部材とキャップ部材との間を封止するシール部材とを備え、キャップ部材が筒部と筒部の端部を閉塞する底部とを有し、筒部が内周に筒部材の端部の外周に螺着される螺子部を有する大径筒部と、大径筒部の底部側に設けられて大径筒部より内径が小径な小径筒部と、内周であって小径筒部と大径筒部との境に形成されて筒部材の端部における端面に対向する環状の段部とを有し、シール部材が筒部材の端面と段部との間で挟持される芯金と、芯金に一体に結合されて筒部材に当接する第一シール部と、芯金に一体に結合されてキャップ部材に当接する第二シール部とを有し、芯金の段部への接触面積が筒部材の端面の面積よりも大きく設定され、芯金が筒部材をキャップ部材へねじ込んだときに筒部材から軸方向の荷重を受けることを特徴とする。

このように構成された緩衝器では、キャップ部材の筒部の内周にＯリングを収容する環状溝を設けることなくシール部材を設置できるので、切削屑がキャップ部材内に取り残されることがなく、また、異物がキャップ部材内に侵入していても組立作業時に異物を容易に視認でき除去できる。したがって、このように構成された緩衝器では、シール部材を切削屑や異物で痛めてしまうことがなく、切削屑や異物の有無の確認も容易となるので、緩衝器の製造作業も非常に容易となる。

また、キャップ部材の筒部の内周に環状溝を設ける必要がなくなるので、キャップ部材の筒部の肉厚の確保も不要となって、キャップ部材の外径の大径化を防止できる。

さらに、第二シール部が段部に当接してもよい。このように構成された緩衝器によれば、シール部材における第二シール部が筒部材から受ける軸力でキャップ部材の段部に押圧されて段部に密着してシール性が向上する。

また、第一シール部が筒部材の内周に当接してもよい。このように構成された緩衝器によれば、車軸側チューブの端部の面積が小さな端面に当接する場合と比較して、第一シール部を傷めてシール性を損なう心配もない。

さらに、芯金に対して第一シール部と第二シール部とがインサート成型によって結合されてもよく、このように構成された緩衝器によれば、芯金に第一シール部と第二シール部を一体的に結合しつつ成型でき、シール部材を容易に製造できる。また、芯金は、筒部材の端部の内周に対向する筒状のシール保持筒と、シール保持筒の端部の外周に連なって筒部材の端面と段部との間で挟持されるシート部とを有し、シール保持筒はシール保持筒の端部を外周側に湾曲して形成された湾曲面を有しており、第二シール部は湾曲面に一体に結合されていてもよい。

よって、本発明の緩衝器によれば、容易に製造できシール性の劣化を招かず、キャップ部材の大型化を抑制できる。

本発明の一実施の形態における緩衝器の断面図である。 本発明の一実施の形態における緩衝器の一部拡大断面図である。 本発明の一実施の形態における緩衝器のシール部材の拡大断面図である。 本発明の一実施の形態における緩衝器のシール部材の一変形例の拡大断面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。本実施の形態における緩衝器Ｄは、図１および図２に示すように、内部に作動油を収容する筒部材としての車軸側チューブ１と、車軸側チューブ１の端部である図中下端１ａの外周に螺着されて車軸側チューブの下端１ａを閉塞するキャップ部材としてのアクスルブラケット２と、車軸側チューブ１とアクスルブラケット２との間を封止するシール部材Ｓとを備えている。

本実施の形態における緩衝器Ｄは、図示しない鞍乗車両の前輪を懸架するフロントフォークとして機能するため、車軸側チューブ１が出入り可能に挿入される車体側チューブ４を備える他、車軸側チューブ１と車体側チューブ４との間に介装されて伸縮時に減衰力を発揮するダンパカートリッジＤＣと、車軸側チューブ１と車体側チューブ４との間に介装されて両者を離間するよう付勢する懸架ばね１３とを備え、車軸側チューブ１と車体側チューブ４とで内部に形成される空間内には図示しない作動油が貯留されている。

車体側チューブ４の上端は、ヘッドキャップ１１によって閉塞されている。また、車体側チューブ４の下端内周には、車軸側チューブ１の外周に摺接するシール４ａが設けられており、車体側チューブ４と車軸側チューブ１との間が封止されている。車軸側チューブ１の下端１ａとアクスルブラケット２との間はシール部材Ｓによって封止されているので、車体側チューブ４と車軸側チューブ１とで形成される空間は気密に封止されている。なお、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、車体側チューブ４内に車軸側チューブ１が挿入されているが、逆に、車体側チューブ４を小径として車軸側チューブ１内に挿入するようにしてもよい。

ダンパカートリッジＤＣは、詳しくは図示しないが、たとえば、アクスルブラケット２にボルトＢによって連結されるシリンダ１０と、車体側チューブ４の上端に装着されたヘッドキャップ１１に連結されてシリンダ１０内に移動自在に挿入されるピストンロッド１２と、シリンダ１０内に挿入されてピストンロッド１２に連結される図外のピストンと、図外の減衰バルブとを備えており、伸縮する際に車軸側チューブ１と車体側チューブ４の軸方向の相対移動を妨げる減衰力を発揮する。また、ダンパカートリッジＤＣは、伸縮時に車軸側チューブ１と車体側チューブ４とで形成される空間とシリンダ１０内とで作動油をやり取りして、減衰力の発揮とシリンダ１０内に出入りするピストンロッド１２の体積補償を行う。なお、ダンパカートリッジＤＣの構成は、前述した構造に限定されるものではなく、また、ダンパカートリッジＤＣは、伸長或いは収縮の一方のみで減衰力を発揮するものでもよい。さらに、ダンパカートリッジＤＣは、シリンダ１０が車軸側チューブ１に、ピストンロッド１２が車体側チューブ４に連結されているが、図中で天地逆向きに設置されてもよい。

また、緩衝器Ｄは、フロントフォークとして利用される場合、ダンパカートリッジＤＣを省略して懸架ばね１３による付勢力のみの発揮で車軸側チューブ１と車体側チューブ４との接近に対して抵抗する力を発揮するものであってもよい。また、懸架ばね１３は、図示したところでは、コイルスプリングとされているが、前記空間に加圧した気体を封入して形成されるエアばねとされてもよい。

つづいて、筒部材としての車軸側チューブ１の下端１ａの外周には、螺子部１ｂが設けられており、前述のように、図示しない鞍乗車両の前輪の車軸を保持するアクスルブラケット２が装着され、車軸側チューブ１の下端１ａの開口部がアクスルブラケット２によって閉塞される。

キャップ部材としてのアクスルブラケット２は、図２に示すように、車軸側チューブ１の下端１ａの外周に螺着される筒部２１と、筒部２１の図２中下端を閉塞する底部２２と、底部２２の下方に設けられて図示しない前輪の車軸を把持する環状の把持部２３とを備えている。そして、アクスルブラケット２は、車軸側チューブ１の下端１ａに螺着されると車軸側チューブ１の下端１ａを閉塞する。なお、アクスルブラケット２は、フロントフォークとして利用されるため、鞍乗車両のブレーキ等を支持する支持片２４，２５を備えている。

筒部２１は、内周に筒部材としての車軸側チューブ１の下端１ａの外周に螺着される螺子部２１ｂを有する大径筒部２１ａと、大径筒部２１ａの底部２２側に設けられて大径筒部２１ａより内径が小径な小径筒部２１ｃと、内周であって小径筒部２１ｃと大径筒部２１ａとの境に形成される環状の段部２１ｄとを備えて構成されている。

筒部２１の大径筒部２１ａ内には、車軸側チューブ１が挿入されるとともに、螺子部２１ｂに車軸側チューブ１の螺子部１ｂが螺着されてアクスルブラケット２と車軸側チューブ１とが連結される。車軸側チューブ１の下端１ａの端面１ｃは、アクスルブラケット２の筒部２１の内周に形成された段部２１ｄに対向している。

そして、車軸側チューブ１をアクスルブラケット２に螺着する際、予め筒部２１内にシール部材Ｓが挿入してあり、車軸側チューブ１をアクスルブラケット２にねじ込んでいくと、シール部材Ｓが車軸側チューブ１の下端１ａと段部２１ｄとの間で挟持される。このようにシール部材Ｓは、車軸側チューブ１とアクスルブラケット２とに挟持されて車軸側チューブ１とアクスルブラケット２とに固定される。

シール部材Ｓは、図２および図３に示すように、車軸側チューブ１の下端１ａの端面１ｃと段部２１ｄとの間で挟持される芯金５と、芯金５に一体に結合されて車軸側チューブ１に当接する第一シール部６と、芯金５に一体に結合されてアクスルブラケット２に当接する第二シール部７とを備えている。

芯金５は、車軸側チューブ１の下端１ａの内周に対向する筒状のシール保持筒５ａと、シール保持筒５ａの下端外周に連なって端面１ｃと段部２１ｄとの間で挟持されるフランジ状のシート部５ｂとを備えている。

シール保持筒５ａは、下端部が外周側に湾曲した形状とされている。そして、シール保持筒５ａの外周には、車軸側チューブ１の下端１ａの内周に当接する第一シール部６が一体に取り付けられており、また、シール保持筒５ａの下端内周にはアクスルブラケット２の段部２１ｄに当接する第二シール部７が一体に取り付けられている。

第一シール部６は、芯金５に一体的に結合されており、本実施の形態ではシール保持筒５ａ側から車軸側チューブ１の内周に向けて突出する二つの環状のシールリップ６ａ，６ｂを備えている。シールリップ６ａ，６ｂの外径は、車軸側チューブ１の内径よりも大径となっており、第一シール部６を車軸側チューブ１内に挿入すると、シールリップ６ａ，６ｂが弾性変形して車軸側チューブ１の下端１ａの内周に密着する。

第二シール部７は、芯金５のシール保持筒５ａの下端の湾曲面に一体的に結合されており、本実施の形態では段部２１ｄへ向けて突出する環状のシールリップ７ａを備えている。そして、芯金５のシート部５ｂが車軸側チューブ１とアクスルブラケット２とで挟持されるとシールリップ７ａが段部２１ｄに押し付けられて弾性変形して段部２１ｄに密着する。

このようにシール部材Ｓの第一シール部６が車軸側チューブ１に密着し、第二シール部７がアクスルブラケット２に密着すると、シール部材Ｓによって車軸側チューブ１とアクスルブラケット２との間が封止される。

また、シール部材Ｓは、前述のようにシート部５ｂが車軸側チューブ１の端面１ｃとアクスルブラケット２の段部２１ｄとで挟み込まれることで、車軸側チューブ１とアクスルブラケット２とに固定されている。芯金５は車軸側チューブ１の端面１ｃとアクスルブラケット２の段部２１ｄとで挟み込まれることで、車軸側チューブ１の端面１ｃと段部２１ｄとが直接接触するのを阻止している。ここで、シート部５ｂの段部２１ｄへの接触面積は、車軸側チューブ１の下端１ａにおける端面１ｃの面積よりも大きくなるように設定されている。車軸側チューブ１をアクスルブラケット２へねじ込んでいくと、アクスルブラケット２の段部２１ｄは車軸側チューブ１から軸方向の荷重を受ける。芯金５のシート部５ｂは、段部２１ｄへの当接面積が車軸側チューブ（筒部材）１における端面１ｃの面積よりも大きく、芯金５が車軸側チューブ１の端面１ｃの面積よりも大きな面積で段部２１ｄに接するので、段部２１ｄが車軸側チューブ１から受ける面圧が低減され、段部２１ｄを保護でき、段部２１ｄが車軸側チューブ１から受ける軸力で変形するのを防止できる。

このようなシール部材Ｓを得るには、芯金５を第一シール部６と第二シール部７を成型する図示しない型内に挿入して、前記型内に第一シール部６と第二シール部７となる樹脂を注入して成型するインサート成型すればよい。このようにインサート成型すれば、芯金５に第一シール部６と第二シール部７を一体的に結合しつつ成型でき容易に製造できる。なお、芯金５に第一シール部６と第二シール部７を溶着や接着してシール部材Ｓを製造してもよい。

以上説明した通り、本実施の形態の緩衝器Ｄは、内部に作動油を収容する車軸側チューブ（筒部材）１と、車軸側チューブ（筒部材）１の下端（端部）１ａの外周に螺着されて車軸側チューブ（筒部材）１の下端（端部）１ａを閉塞するアクスルブラケット（キャップ部材）２と、車軸側チューブ（筒部材）１とアクスルブラケット（キャップ部材）２との間を封止するシール部材Ｓとを備え、アクスルブラケット（キャップ部材）２が筒部２１と筒部２１の端部を閉塞する底部２２とを有し、筒部２１が内周に車軸側チューブ（筒部材）１の下端（端部）１ａの外周に螺着される螺子部２１ｂを有する大径筒部２１ａと、大径筒部２１ａの底部２２側に設けられて大径筒部２１ａより内径が小径な小径筒部２１ｃと、内周であって小径筒部２１ｃと大径筒部２１ａとの境に形成されて車軸側チューブ（筒部材）１の下端（端部）１ａにおける端面１ｃに対向する環状の段部２１ｄとを有し、シール部材Ｓが車軸側チューブ（筒部材）１の下端（端部）１ａの端面１ｃと段部２１ｄとの間で挟持される芯金５と、芯金５に一体に結合されて車軸側チューブ（筒部材）１に当接する第一シール部６と、芯金５に一体に結合されてアクスルブラケット（キャップ部材）２に当接する第二シール部７とを有する。

このように構成された緩衝器Ｄでは、アクスルブラケット（キャップ部材）２の筒部２１の内周にＯリングを収容する環状溝を設けることなくシール部材Ｓを設置できるので、切削屑がアクスルブラケット（キャップ部材）２内に取り残されることがなく、また、異物がアクスルブラケット（キャップ部材）２内に侵入していても組立作業時に異物を容易に視認でき除去できる。したがって、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、シール部材Ｓを切削屑や異物で痛めてしまうことがなく、切削屑や異物の有無の確認も容易となるので、緩衝器Ｄの製造作業も非常に容易となる。

また、アクスルブラケット（キャップ部材）２の筒部２１の内周に環状溝を設ける必要がなくなるので、アクスルブラケット（キャップ部材）２の筒部２１の肉厚の確保も不要となって、アクスルブラケット（キャップ部材）２の外径の大径化を防止できる。加えて、アクスルブラケット（キャップ部材）２の筒部２１の内周に環状溝を設ける必要がなくなるので、筒部２１の螺子部２１ｂを避ける位置に環状溝を設けるスペースを確保する必要もなくなるので、筒部２１の軸方向長さも短くすることができる。

さらに、車軸側チューブ（筒部材）１からの荷重を受ける芯金５に第一シール部６と第二シール部７を一体にしているので、アクスルブラケット（キャップ部材）２を保護できる。アクスルブラケット（キャップ部材）２の保護のために、段部２１ｄと車軸側チューブ１との間にはワッシャを介装する必要があるが、芯金５がこの役割を果たしており、シール部材Ｓをこのように構成したので部品点数の増加も招かない。

以上より、本実施の形態の緩衝器Ｄによれば、容易に製造できシール性の劣化を招かず、アクスルブラケット（キャップ部材）２の大型化を抑制できる。

また、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、第二シール部７が段部２１ｄに当接している。このように構成された緩衝器Ｄによれば、シール部材Ｓにおける第二シール部７が車軸側チューブ（筒部材）１から受ける軸力でアクスルブラケット（キャップ部材）２の段部２１ｄに押圧されて段部２１ｄに密着してシール性が向上する。第二シール部７は、本実施の形態では、芯金５のシール保持筒５ａの下端部であって拡径するように湾曲された湾曲面に一体的に結合されており、芯金５の前記湾曲面と段部２１ｄとの間にできる隙間に配置されるから、車軸側チューブ１からの軸力で過剰に押しつぶされないので傷むこともない。なお、第二シール部７は、アクスルブラケット２に当接するシールリップ７ａを備えており、シールリップ７ａを備えることでアクスルブラケット２に対する接触面圧を高めて密にアクスルブラケット２を封止できる。第二シール部７は、シールリップ７ａを複数備えていてもよく、また、シールリップ７ａを備えずにアクスルブラケット２に当接するものであってもよい。

さらに、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、第一シール部６が車軸側チューブ（筒部材）１の内周に当接している。このように構成された緩衝器Ｄによれば、車軸側チューブ１の下端１ａの面積が小さな端面１ｃに当接する場合と比較して、第一シール部６を傷めてシール性を損なう心配もない。また、芯金５のシール保持筒５ａの外径と車軸側チューブ１の内径との差を適宜設計変更することによって、第一シール部６の車軸側チューブ１への接触面圧を任意に調節できる。なお、第一シール部６は、車軸側チューブ１に当接するシールリップ６ａを備えており、シールリップ６ａを備えることで車軸側チューブ１に対する接触面圧を高めて密に車軸側チューブ１を封止できる。第一シール部６におけるシールリップ６ａの設置数は、任意であり、また、第一シール部６は、シールリップ６ａを備えずに車軸側チューブ１に当接するものであってもよい。

さらに、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、芯金５に対して第一シール部６と第二シール部７とがインサート成型によって結合されているので、芯金５に第一シール部６と第二シール部７を一体的に結合しつつ成型でき、シール部材Ｓを容易に製造できる。

なお、シール部材Ｓ１は、図４に示すように構成されてもよい。図４に示したシール部材Ｓ１は、芯金５１と、芯金５１に一体的に結合される第一シール部６１と第二シール部７１とを備えている。芯金５１は、車軸側チューブ１の内周に対向する環状の第一シール保持筒５１ａと、第一シール保持筒５１ａの下端外周に連なるフランジ状のシート部５１ｂを備える他、シート部５１ｂの内周に連なってアクスルブラケット２の小径筒部２１ｃの内周に対向する環状の第二シール保持筒５１ｃを備えている。第一シール部６１は、第一シール保持筒５１ａの内周に設けられており、車軸側チューブ１の下端１ａの内周に当接氏、第二シール部７１は、第二シール保持筒５１ｃの内周に設けられており、アクスルブラケット２の小径筒部２１ｃの内周に当接している。このようにシール部材Ｓ１を構成しても、車軸側チューブ１の内周に第一シール部６１が当接し、アクスルブラケット２の筒部２１の内周に第一シール部６１が当接して、シール部材Ｓ１は車軸側チューブ１とアクスルブラケット２との間を封止できる。

なお、前述したところでは、緩衝器Ｄがフロントフォークとして利用される態様を例に本発明を説明したが、緩衝器Ｄは、フロントフォーク以外にも鞍乗車両の後輪と車体との間に介装されるリヤクッションユニットとして利用されてもよいし、車両以外の緩衝器として利用されてもよい。このように、本発明は、筒部材をシリンダやアウターシェルとして、筒部材にねじ締結されるキャップ部材とを備えた緩衝器に具現化できる。

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しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

１・・・車軸側チューブ（筒部材）、１ａ・・・下端（端部）、１ｃ・・・端面、２・・・アクスルブラケット（キャップ部材）、２１・・・筒部、２１ａ・・・大径筒部、２１ｂ・・・螺子部、２１ｃ・・・小径筒部、２１ｄ・・・段部、２２・・・底部、５，５１・・・芯金、６，６１・・・第一シール部、７，７１・・・第二シール部、Ｄ・・・緩衝器、Ｓ，Ｓ１・・・シール部材

Claims (5)

1. 内部に作動油を収容する筒部材と、
   前記筒部材の端部の外周に螺着されて前記筒部材の端部を閉塞するキャップ部材と、
   前記筒部材と前記キャップ部材との間を封止するシール部材とを備えた緩衝器であって、
   前記キャップ部材は、筒部と、前記筒部の端部を閉塞する底部とを有し、
   前記筒部は、内周に前記筒部材の端部の外周に螺着される螺子部を有する大径筒部と、前記大径筒部の底部側に設けられて前記大径筒部より内径が小径な小径筒部と、内周であって前記小径筒部と前記大径筒部との境に形成されて前記筒部材の端部における端面に対向する環状の段部とを有し、
   前記シール部材は、前記筒部材の前記端面と前記段部との間で挟持される芯金と、前記芯金に一体に結合されて前記筒部材に当接する第一シール部と、前記芯金に一体に結合されて前記キャップ部材に当接する第二シール部とを有し、
   前記芯金の前記段部への接触面積が前記筒部材の前記端面の面積よりも大きく設定され、
   前記芯金が、前記筒部材を前記キャップ部材へねじ込んだときに前記筒部材から軸方向の荷重を受ける
   ことを特徴とする緩衝器。
2. 前記第二シール部は、前記段部に当接する
   ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
3. 前記第一シール部は、前記筒部材の内周に当接する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
4. 前記芯金に対して前記第一シール部と前記第二シール部とがインサート成型によって結合されている
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の緩衝器。
5. 前記芯金は、前記筒部材の前記端部の内周に対向する筒状のシール保持筒と、前記シール保持筒の端部の外周に連なって前記筒部材の前記端面と前記段部との間で挟持されるシート部とを有し、
   前記シール保持筒は、前記シール保持筒の前記端部を外周側に湾曲して形成された湾曲面を有しており、
   前記第二シール部は、前記湾曲面に一体に結合されている
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の緩衝器。