WO2012070506A1

WO2012070506A1 - 流体圧緩衝器

Info

Publication number: WO2012070506A1
Application number: PCT/JP2011/076720
Authority: WO
Inventors: 英利菅原; 孝彦陣内; 富宇賀　健
Original assignee: カヤバ工業株式会社
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-05-31
Also published as: JP5486471B2; CN102906449B; EP2644933A1; EP2644933A4; JP2012112423A; US20130049274A1; CN102906449A; US8931605B2

Abstract

　流体圧緩衝器は、アウターチューブとインナーチューブとから構成される緩衝器本体と、緩衝器本体のボトム側開口部を封止するボトム部材と、懸架ばねと、ダンパと、を備える。ダンパは、内部に作動流体を収容するシリンダを備え、シリンダは、インナーチューブ内に挿通され、インナーチューブに結合する結合部材に固定されるヘッド部材とボトム部材とで挟持されてボトム部材に固定され、結合部材は、内周にヘッド部材が螺合するストッパ部材と、ストッパ部材をインナーチューブの内周に結合するピン部材と、から構成され、懸架ばねはストッパ部材によって担持される。

Description

流体圧緩衝器

　本発明は、流体圧緩衝器に関する。

　流体圧緩衝器は、二輪車の車輪を懸架しながらその車輪に入力される路面振動を減衰するフロントフォークやリアクッションユニット等の懸架装置として利用される。

　ＪＰ２００８－６９８３０Ａは、従来のフロントフォークの構成を開示している。このフロントフォークは、アウターチューブと、アウターチューブ内に摺動自在に挿通されるインナーチューブと、から構成されるフォーク本体を備え、倒立型に設定される。

　フォーク本体は、上下の開口部を封止するキャップ部材と、ボトム部材と、を備える。フォーク本体は内部に、路面振動を吸収する懸架ばねと、路面振動の吸収に伴うフォーク本体の伸縮運動を減衰する正立型のダンパと、を収容する。フォーク本体は、このダンパとの間に作動流体を貯留するリザーバ室を形成する。

　ダンパは、インナーチューブの軸心部に起立して作動流体を収容するシリンダと、アウターチューブに固定されて上記シリンダ内に出没するロッドと、このロッドの先端に保持されて上記シリンダ内を二つの作用室に区画するピストンと、を備える。

　上記シリンダのヘッド部及びボトム部には、それぞれヘッド部材及びベース部材が螺嵌される。

　フォーク本体の下側の開口部を封止するボトム部材は、筒状に形成される。ボトム部材は、フォーク本体側に大径の円柱状空間を形成する開口側大開口部と、この円柱状空間に同軸に延設される小径の円柱状空間を形成する奥側小開口部と、を備える。

　ダンパは、開口側大開口部内周にインナーチューブのボトム部を螺合し、奥側小開ロ部内にベース部材を挿入し、ベース部材外周と奥側小開口部内周との間をシール部材でシールしている。

　ダンパはさらに、ベース部材にシリンダのボトム部を螺合して、シリンダをインナーチューブの軸心部に固定することを可能としている。

　フロントフォークは、シリンダのヘッド側及びボトム側の開口部に螺子加工を施す必要がある。螺子加工のためには、シリンダの開口部の肉厚を大きくして螺子加工による機械的強度の低下を防ぐことが必要である。これは、フロントフォークの軽量化の妨げとなる上、加工に手間を要する。

　そこで、シリンダの螺子加工を不要にして、軽量化及び加工性の向上を図るため、以下のようなフロントフォークが考えられる。

　図３に示すように、フロントフォークは、従来のフロントフォークと基本構造を同一とする。ボトム部材２０は、有底筒状に形成され、開口側大開口部２０ａと、奥側小開口部２０ｂと、段部２０ｃと、を備える。

　開口側大開口部２０ａの内周にインナーチューブ２のボトム部（図中下側）が螺合される。奥側小開口部２０ｂ内にシリンダ３１のボトム部（図中下側）が挿通される。インナーチューブ２に結合する結合部材Ｊにヘッド部材３０が螺合され、シリンダ３１はヘッド部材３０とボトム部材２０とで挟持される。

　これにより、フロントフォークは、シリンダ３１及びインナーチューブ２をボトム部材２０に固定することができる。

　フロントフォークが上記構成を備えることにより、シリンダ３１に螺子加工を施すことなくシリンダ３１をボトム部材２０に固定することができる。よって、フロントフォークは、シリンダの螺子加工を不要とし、軽量化することができるとともに加工性を向上させることができる。

　図３に示すように、このフロントフォークは、ヘッド部材３０にスプリングシート４００を嵌合し、路面振動を吸収する懸架ばねＳをヘッド部材３０で担持するので、懸架ばねＳの伸縮に伴いヘッド部材３０に回転トルクが作用してヘッド部材３０が緩む可能性がある。

　これにより、シリンダ３１にガタツキが生じてシリンダ３１内を摺動するピストン３３の円滑な移動の妨げとなる可能性がある。

　この発明の目的は、シリンダを挟持するヘッド部材が緩むことを防止することが可能な流体圧緩衝器を提供することである。

　本発明のある態様によれば、流体圧緩衝器であって、アウターチューブと、アウターチューブ内に摺動自在に挿入されるインナーチューブと、から構成される緩衝器本体と、緩緩衝器本体のボトム側開口部を封止するボトム部材と、緩衝器本体内に収容されて緩衝器本体にかかる衝撃を吸収する懸架ばねと、緩衝器本体内に収容されて懸架ばねによる衝撃の吸収に伴う緩衝器本体の伸縮運動を減衰するダンパと、を備え、ダンパは、インナーチューブの軸心部に起立し、内部に作動流体を収容するシリンダを備え、シリンダは、インナーチューブ内に挿通され、インナーチューブに結合する結合部材に固定されるヘッド部材とボトム部材とで挟持されてボトム部材に固定され、結合部材は、環状に形成されて内周にヘッド部材が螺合するストッパ部材と、ストッパ部材をインナーチューブの内周に結合するピン部材と、から構成され、懸架ばねはストッパ部材によって担持される流体圧緩衝器が提供される。

　本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る流体圧緩衝器を示す半断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る流体圧緩衝器におけるヘッド部材周辺部を拡大して示す半断面図である。図３は、フロントフォークの一例を部分的に示す縦断面図である。

　以下の説明において、いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品かまたはそれに対応する部品を示す。

　本実施形態に係る流体圧緩衝器は、自動二輪車の前輪を懸架するとともに路面の凹凸により前輪に入力される路面振動を減衰するフロントフォークとして機能する。

　フロントフォークは、上端部をブリッジ機構で連結される左右一対のフォーク部材からなり、各フォーク部材の下端部を前輪の車軸に連結して前輪を挟むようにして懸架する。

　ブリッジ機構は、ハンドルに連結されるステアリングシャフトを有し、ハンドル操作により前輪を転舵することを可能とする。

　図１に示すように、フォーク部材は、アウターチューブ１と、このアウターチューブ１内に摺動自在に挿入されるインナーチューブ２と、から構成されるフォーク本体を備える。

　フォーク部材は、ボトム部材２０と、懸架ばねＳと、ダンパ３と、を備える。ボトム部材２０は、フォーク本体側に開口を有する円柱状空間を有してフォーク本体のボトム側開口部（図１中下側）を封止する。懸架ばねＳは、フォーク本体内に収容されてフォーク本体にかかる衝撃、即ち、路面振動を吸収する。ダンパ３は、フォーク本体内に収容されて路面振動の吸収に伴うフォーク本体の伸縮運動を減衰する。

　ダンパ３は、インナーチューブ２の軸心部に起立して内部に作動流体を収容するシリンダ３１を備える。

　ボトム部材２０の内周にはインナーチューブ２のボトム部（図１中下部）が結合され、インナーチューブ２内にはシリンダ３１が挿通される。インナーチューブ２に結合する結合部材Ｊに固定されるヘッド部材３０とボトム部材２０とでシリンダ３１を挟持することでボトム部材２０にシリンダ３１が固定される。

　結合部材Ｊは、環状に形成されて内周にヘッド部材３０が螺合するストッパ部材５と、ストッパ部材５をインナーチューブ２の内周に結合するピン部材６と、を備える。フォーク部材は、ストッパ部材５で懸架ばねＳの図１中下端側を担持する。

　以下に、フロントフォークの各構成部品について詳細に説明する。

　アウターチューブ１とインナーチューブ２とからなるフォーク本体は、アウターチューブ１が車体側に、インナーチューブ２が車輪側に配置される倒立型のフロントフォークである。

　フォーク本体は、その上下端をキャップ部材１０とボトム部材２０とでそれぞれ封止され、内部に路面振動を吸収する懸架ばねＳと、所定の減衰力を発生するダンパ３と、を収容する。

　これにより、フロントフォークは、懸架ばねＳによる路面振動の吸収に伴うフォーク本体の伸縮運動をダンパ３で減衰することが可能となり、二輪車の乗り心地を良好にすることが可能となる。

　フォーク本体とダンパ３との間には、リザーバ室Ｒが形成される。リザーバ室Ｒには、作動流体が貯留され、作動流体の液面Ｏより上方には気体が封入される気室Ｇが形成される。

　液面Ｏは、液面Ｏが最も低下するフォーク本体の最伸張時においても、シリンダ３１の図中上端に当接するヘッド部材３０がリザーバ室Ｒ内に貯留される作動流体内に浸るよう設定される。

　気室Ｇは、フォーク本体の伸縮に伴い膨縮して所定のばね反力を生じ、エアスプリングとして機能する。

　気室Ｇの内圧は、キャップ部材１０に設けられるエアバルブによって高低調整されることが可能である。

　フォーク本体内に収容されるダンパ３は、シリンダ３１と、ロッド３２と、減衰力発生機構とを備える。シリンダ３１は、インナーチューブ２の軸心部に起立して作動流体を収容する。ロッド３２は、アウターチューブ１にキャップ部材１０を介して固定され、シリンダ３１内に出没する。減衰力発生機構は、このロッド３２の出没に伴い所定の減衰力を発生する。

　シリンダ３１は、インナーチューブ２に固定される結合部材Ｊに螺合してシリンダ３１の図中上端に当接するヘッド部材３０と、シリンダ３１の図中下端にベース部材３４を介して当接するボトム部材２０と、の間に挟持される。

　シリンダ３１は、ヘッド部材３０とベース部材３４との間に形成されるシリンダ３１の内部に、ピストン３３で区画される二つの作用室を形成する。作用室は、ロッド側に位置する伸側作用室Ｐ１及びピストン側に位置する圧側作用室Ｐ２から構成される。

　ヘッド部材３０は、環状に形成され、内周に環状のブッシュを備える。ヘッド部材３０は、環状のブッシュを介してロッド３２の外周に摺接し、ロッド３２が円滑にシリンダ３１内に出没することを助ける。

　結合部材Ｊは、ヘッド部材３０が内周に螺合する環状のストッパ部材５と、ストッパ部材５をインナーチューブ２の内周に結合するピン部材６と、を備える。

　図２に示すように、ピン部材６は、ストッパ部材５に開穿される挿通孔とインナーチューブ２に開穿される挿通孔とを貫通するピン６０と、ピン６０を外周に向けて附勢するスナップリング６１と、から構成される。

　両挿通孔を対向させてストッパ部材５側からピン６０を挿通することで、ピン部材６でストッパ部材５をインナーチューブ２の挿通孔の位置に合わせて固定することが可能となる。

　ダンパ３における所定の減衰力を発生する上記減衰力発生機構は、フォーク本体の伸張時に所定の減衰力を発生する伸側リーフバルブと、フォーク本体の収縮時に所定の減衰力を発生する圧側リーフバルブとから構成される。

　伸側リーフバルブは、ロッド３２の先端に保持されるピストン３３に装着され、圧側リーフバルブは、シリンダ３１のボトム端（図中下側）に固定されるベース部材３４に装着される。

　ピストン３３には、二つの作用室Ｐ１、Ｐ２を連通する伸側流路と圧側流路とがそれぞれ形成される。伸側流路には、出口側である圧側作用室Ｐ２側に伸側リーフバルブが開閉可能に装着される。圧側流路には、出口側である伸側作用室Ｐ１側に圧側作用室Ｐ２から伸側作用室Ｐ１への作動流体の移動のみを許容する圧側チェック弁Ｃ１が開閉自在に装着される。

　ベース部材３４には、圧側作用室Ｐ２とリザーバ室Ｒとを連通する伸側流路と圧側流路とが形成される。圧側流路には、出口側であるリザーバ室Ｒ側に圧側リーフバルブが開閉可能に装着される。伸側流路には、出口側である圧側作用室Ｐ２側にリザーバ室Ｒから圧側作用室Ｐ２への作動流体の移動のみを許容する伸側チェック弁Ｃ２が開閉自在に装着される。

　作動流体が各リーフバルブを押し開いて移動する際に抵抗を生じるため、フロントフォークは、フォーク本体の伸縮運動を減衰して流体圧緩衝器として機能する。

　フォーク本体の伸縮の際、ロッド３２の出没分だけシリンダ３１内で過不足する作動流体を、ベース部材３４を介してリザーバ室Ｒで補償することができる。

　減衰力発生機構の構成は上記の限りではなく、適宜周知の構成を採用することが可能である。

　ダンパ３を構成するシリンダ３１及びフォーク本体を構成するインナーチューブ２は、フォーク本体の図１中下側開口を封止するボトム部材２０に固定される。

　ボトム部材２０は、有底筒状に形成され、開口側大開口部２０ａと、小径の奥側小開口部２０ｂと、段部２０ｃと、を備える。開口側大開口部２０ａは、フォーク本体側に開口する大径の円柱状空間を有し、インナーチューブ２の外周に螺合する。奥側小開口部２０ｂは、上記円柱状空間の奥側であって上記円柱状空間と同軸上に小径の円柱状空間を形成し、ダンパ３のシリンダ３１が挿通する。段部２０ｃは、開口側大開口部２０ａと奥側小開口部２０ｂとの間に形成される。

　シリンダ３１は、インナーチューブ２内に挿通された状態でボトム部材２０の奥側小開口部２０ｂに挿入され、ストッパ部材５にヘッド部材３０が螺合されることで、ボトム部材２０に固定される。

　ボトム部材２０の段部２０ｃとインナーチューブ２の図中下端との間には、ワッシャＷ及びガイドワッシャＷ１が挟持される。

　ワッシャＷは、環状に形成され、インナーチューブ２の面圧を受ける。ガイドワッシャＷ１は、段部２０ｃとインナーチューブ２とで挟持される環状のワッシャ部と、このワッシャ部の内周から図中下方に湾曲しながら延設されるガイド部と、から構成される。

　ガイドワッシャＷ１を備えることにより、シリンダ３１をボトム部材２０の奥側小開口部２０ｂ内にガイド部で案内しながら挿入することが可能となり、シリンダ３１を振れ止めすることが可能となる。

　ガイドワッシャＷ１のガイド部には切欠が形成されるので、リザーバ室Ｒ内に貯留される作動流体の移動がガイドワッシャＷ１によって妨げられることはない。

　路面振動を吸収する懸架ばねＳは、キャップ部材１０に取り付けられる筒状のばね受けケース１１と、ストッパ部材５上に配置したスプリングシート４と、の間に介装されるコイルスプリングであり、フォーク本体を伸張方向に附勢する。

　ばね受けケース１１は、キャップ部材１０の軸心部に設けられるアジャスタ１２の回動操作で上下動して、懸架ばねＳのばね力の高低調整をする。

　スプリングシート４は、インナーチューブ２内に遊嵌され、ストッパ部材５に担持される。図２に示すように、スプリングシート４は、懸架ばねＳを受ける環状の座部４０と、座部４０に垂設されてストッパ部材５に当接する脚部４１と、から構成される。

　懸架ばねＳはストッパ部材５に担持され、直接ヘッド部材３０に担持されないので、懸架ばねＳの伸縮に伴う回転トルクがヘッド部材３０に作用せず、ヘッド部材３０が緩むことを防止することができる。

　したがって、ヘッド部材３０が緩んでシリンダ３１にガタツキが生じ、シリンダ３１内を摺動するピストン３３の円滑な移動を妨げることを防止できる。

　懸架ばねＳが、インナーチューブ２内に遊嵌されて上記構成を有するスプリングシート４を介して担持されることにより、ストッパ部材５が削られることがなく、さらにストッパ部材５の設計自由度が向上する。

　つまり、ストッパ部材５で直接懸架ばねＳを担持する場合、ストッパ部材５に懸架ばねＳを受ける設置面を確保しなければならず、ストッパ部材５を肉厚に形成する必要があるが、上記構成を有するスプリングシート４を備えることにより、ストッパ部材５を肉厚にすることなく、設計自由度を向上させることができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　例えば、上記実施形態では、フロントフォークに本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、この限りではなく、リアクッションユニットなどに適用してもよい。

　本願は２０１０年１１月２４日に日本国特許庁に出願された特願２０１０－２６０８２５に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　流体圧緩衝器であって、
　アウターチューブと、前記アウターチューブ内に摺動自在に挿入されるインナーチューブと、から構成される緩衝器本体と、
　前記緩衝器本体のボトム側開口部を封止するボトム部材と、
　前記緩衝器本体内に収容されて前記緩衝器本体にかかる衝撃を吸収する懸架ばねと、
　前記緩衝器本体内に収容されて前記懸架ばねによる衝撃の吸収に伴う前記緩衝器本体の伸縮運動を減衰するダンパと、を備え、
　前記ダンパは、前記インナーチューブの軸心部に起立し、内部に作動流体を収容するシリンダを備え、
　前記シリンダは、前記インナーチューブ内に挿通され、前記インナーチューブに結合する結合部材に固定されるヘッド部材と前記ボトム部材とで挟持されて前記ボトム部材に固定され、
　前記結合部材は、環状に形成されて内周に前記ヘッド部材が螺合するストッパ部材と、前記ストッパ部材を前記インナーチューブの内周に結合するピン部材と、から構成され、
　前記懸架ばねは前記ストッパ部材によって担持される流体圧緩衝器。
　請求項１に記載の流体圧緩衝器であって、
　前記ストッパ部材は、スプリングシートを介して前記懸架ばねを担持する流体圧緩衝器。
　請求項２に記載の流体圧緩衝器であって、
　前記スプリングシートは、前記懸架ばねを受ける環状の座部と、前記座部に垂設されて前記ストッパ部材に当接する脚部と、から構成される流体圧緩衝器。