WO2013015049A1

WO2013015049A1 - 懸架装置

Info

Publication number: WO2013015049A1
Application number: PCT/JP2012/065828
Authority: WO
Inventors: 吉本　勉
Original assignee: カヤバ工業株式会社
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2013-01-31
Also published as: JP2013023124A; CN103874626B; TWI540075B; CN103874626A; ES2642180T3; EP2738076B1; JP5831829B2; TW201305001A; EP2738076A1; EP2738076A4

Abstract

　インナーチューブとインナーチューブが摺動自在に挿入されるアウターチューブとを有する緩衝器本体を備える懸架装置は、インナーチューブ及びアウターチューブの一方に平行に固定される一本以上のガイドロッドと、インナーチューブ及びアウターチューブの他方に固定され、摺動自在に貫通するガイドロッドを軸支するガイド部材と、を備える。

Description

懸架装置

　本発明は、車体と車輪との間に介装されて車輪を片持ち懸架することが可能な懸架装置の改良に関する。

　車体と車輪との間に介装されて車輪を片持ち懸架することが可能な懸架装置が知られている。例えば、ＪＰ６３－１７６７９１Ａ及びＪＰ６３－１７６７９２Ａは、自動二輪車の操舵輪である前輪を懸架するフロントフォークを開示している。

　懸架装置は、車体側にブラケットを介して連結される一対のインナーチューブと、車軸の一方側（車輪側）に連結されて各インナーチューブが摺動自在にそれぞれ挿入される一対の筒状凹部が形成されるアウターチューブと、を備える。

　各インナーチューブは、これら各インナーチューブが挿入される各筒状凹部と共に緩衝器本体を構成する。各緩衝器本体は内部に、車両が受ける衝撃を吸収する懸架ばねや、衝撃の吸収に伴う伸縮運動を減衰するための減衰力発生部を収容する。

　インナーチューブを連結するブラケットは、車体を構成するフレームのヘッドパイプに回転自在に軸支されるステアリングシャフトの下端に結合され、このステアリングシャフトを中心に揺動する。

　これにより、インナーチューブとアウターチューブが相対回転せず、ステアリングシャフトの回転に応じてブラケットを揺動させ、前輪の向きを変更して自動二輪車を操舵することができるとともに、自動二輪車を片持ち懸架することができる。

　しかし、上記従来の懸架装置では、各筒状凹部内を各インナーチューブが同時に摺動するため、筒状凹部を極めて正確に平行に加工する必要があり、加工の難易度が高い。

　また、各インナーチューブを平行になるようにブラケットで連結する必要があるため、インナーチューブを保持するブラケットの孔加工の難易度も高い。

　さらに、上記従来の懸架装置が、ＪＰ２００８－１６８８９３Ａに開示されるような前輪二輪が操舵輪、後輪一輪が駆動輪である自動三輪車に適用される場合、一台の自動三輪車が各前輪に二本ずつ、計四本の緩衝器本体を搭載することになるため、部品数が増えてコスト高となる。

　この発明の目的は、加工が容易で、自動三輪車に搭載される場合に従来よりも部品数を減らすことが可能な車輪を片持ち懸架する懸架装置を提供することである。

　本発明のある態様によれば、インナーチューブとインナーチューブが摺動自在に挿入されるアウターチューブとを有する緩衝器本体を備える懸架装置であって、インナーチューブ及びアウターチューブの一方に平行に固定される一本以上のガイドロッドと、インナーチューブ及びアウターチューブの他方に固定され、摺動自在に貫通するガイドロッドを軸支するガイド部材と、を備える懸架装置が提供される。

　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懸架装置の使用状態を部分的に切り欠いて示す正面図であり、懸架装置の最伸長時を示す。図２は、図１の主要部（ブラケット周辺部）を拡大して示す斜視図である。図３Ａは、図１の主要部（ピストン周辺部）を拡大して示す縦断面図である。図３Ｂは、図３Ａの主要部（チェック弁周辺部）を拡大して示す縦断面図である。図４は、図１の主要部（ガイド部材周辺部）を拡大して示す縦断面図である。

　以下、本発明の実施形態における懸架装置について図面を参照しながら説明する。各図面中の同一の符号は、同一の部品か又はそれに対応する部品を示す。

　図１に示すように、本実施形態における懸架装置Ｆは、インナーチューブ１と、このインナーチューブ１が摺動自在に挿入されるアウターチューブ２と、を有する緩衝器本体Ｄを備える。

　さらに懸架装置Ｆは、インナーチューブ１に平行に固定される一本のガイドロッド３と、アウターチューブ２に固定されガイドロッド３が摺動自在に貫通するようにガイドロッド３を軸支するガイド部材Ｇと、を備える。

　懸架装置Ｆは、操舵輪としての前輪二輪と、駆動輪としての後輪一輪とを有する自動三輪車において、各前輪を懸架する一対の前輪用懸架装置として適用される。

　なお、図１及び図２には、一方の懸架装置Ｆのみを示すが、この一方の懸架装置Ｆと対をなす他方の懸架装置も、図１及び図２に記載の一方の懸架装置Ｆと同様の構成を有する。

　インナーチューブ１にガイドロッド３を固定するブラケットＢは、図２に示すように、略三角形状に形成され、一つの頂点部にステアリングシャフトＳが結合される。各懸架装置Ｆの各ステアリングシャフトＳは、上記頂点部から起立して図示しないリンク機構を介して図示しないハンドルに連結される。

　なお、リンク機構は、例えば、ＪＰ２００８－１６８８９３Ａに記載の構成等、周知の構成を採用することが可能であり、ハンドル操作によってステアリングシャフトＳの軸周りにブラケットＢを揺動可能であれば良い。

　ブラケットＢにおける他の二つの頂点部には、インナーチューブ保持部Ｂ１及びガイドロッド保持部Ｂ２がそれぞれ形成され、これらは一部に切欠きを備える環状に形成される。

　インナーチューブ保持部Ｂ１にインナーチューブ１の図２中上端部が挿入され、ガイドロッド保持部Ｂ２にガイドロッド３の図２中上端部が挿入された状態で、ボルトＢ３によって各切欠きの隙間を狭めることにより、インナーチューブ１及びガイドロッド３がブラケットＢに固定される。

　インナーチューブ１の図１中上側開口部には、緩衝器本体Ｄの図１中上側開口を塞ぐキャップ部材１０が設けられ、アウターチューブ２の底部上にはシリンダ４が起立している。インナーチューブ１とアウターチューブ２とを有する緩衝器本体Ｄ内には、キャップ部材１０とシリンダ４との間に介装されて、緩衝器本体Ｄを常に伸長方向に附勢するコイルスプリングからなる懸架ばね５が収容される。

　また、緩衝器本体Ｄ内には、作動流体が貯留される作動流体室Ｌが形成され、作動流体室Ｌの図示しない液面より上側に気室Ａが形成される。緩衝器本体Ｄは、懸架ばね５と気室Ａとで車両が受ける衝撃を吸収し、この衝撃の吸収に伴う懸架装置Ｆの伸縮運動を後述の減衰力発生部で抑制する。

　アウターチューブ２の外側には、車軸の一方側に取り付けられる車軸側取り付け部２０と、ディスクブレーキ用のキャリパを保持するキャリパ保持部２１、２１と、フェンダを取り付けるためのフェンダ取り付け部２２と、が形成される。アウターチューブ２は、有底筒状に形成されてボトムケースを構成する。

　アウターチューブ２の開口部内周には、ダストシール２３、オイルシール２４、スペーサ２５、及び軸受部材２６が直列に設けられる。ダストシール２３、オイルシール２４、スペーサ２５、及び軸受部材２６はそれぞれ環状に形成され、インナーチューブ１の外周に摺接している。

　アウターチューブ２の底部に起立するシリンダ４は、アウターチューブ２の底部にパッキン２７を介して挿入されるボルト２８によって支持され、底部から起立する。

　シリンダ４は、筒状に形成され、図１中上端部に形成されるピストン部４０と、ピストン部４０の図１中下側に同軸に連設されるシリンダ本体４１と、シリンダ本体４１の図１中下側に同軸に連設されて徐々に縮径するテーパ部４２と、テーパ部４２の図１中下側に同軸に連設されて小径に形成され内周にボルト２８が螺合する小径部４３と、から構成される。

　ピストン部４０は、図３Ａに示すように、外周に断面コ字状に形成される環状の溝４０ａを備え、この溝４０ａにインナーチューブ１内周に摺接するピストンリング４０ｂが取り付けられる。

　したがって、緩衝器本体Ｄ内に形成される作動流体室Ｌは、ピストン部４０とシリンダ４とによってシリンダ外作動流体室Ｌ１とシリンダ内作動流体室Ｌ２とに区画され、シリンダ４の外側にシリンダ外作動流体室Ｌ１が形成され、シリンダ４の内側にシリンダ内作動流体室Ｌ２が形成される。

　ピストン部４０は、懸架ばね５を担持する懸架ばね用の下側ばね受けを兼ねており、ピストン部４０の図３Ａ中上側には、懸架ばね５の図中下端が当接する。

　ピストン部４０は、リバウンドスプリング用の上側ばね受けを兼ねており、ピストン部４０の図３Ａ中下側には、懸架装置Ｆの最伸長時において、後述のリバウンドスプリング７の上端が当接する。

　ピストン部４０の図１中下側に連設されるシリンダ本体４１は、シリンダ本体４１の図１中上部に形成されるヘッド側オリフィス４１ａと、シリンダ本体４１の図１中下部に形成されるボトム側オリフィス４１ｂと、を有する。

　ヘッド側オリフィス４１ａ及びボトム側オリフィス４１ｂは、シリンダ外作動流体室Ｌ１とシリンダ内作動流体室Ｌ２とをそれぞれ連通し、各オリフィス４１ａ、４１ｂを作動流体が通過するとき流路抵抗を生じさせる。

　また、シリンダ本体４１の図１中下側に連設されるテーパ部４２の外周には、筒状のオイルロックピース６が配置される。オイルロックピース６は、後述のオイルロックケース８０と共にオイルロック機構を構成し、懸架装置Ｆの最収縮時における衝撃を緩和する。

　インナーチューブ１は、シリンダ４のピストンリング４０ｂ外周に内周を摺接させながらアウターチューブ２内に出没し、図１中上端部内周に螺合するキャップ部材１０によって図１中上側開口が塞がれる。

　キャップ部材１０の図１中下側面には、環状の板状に形成される懸架ばね用の上側ばね受け１１が設けられ、上側ばね受け１１と下側ばね受けを兼ねるピストン部４０との間に懸架ばね５が介装される。

　インナーチューブ１は、図３Ａに示すように、下端部内周が拡径されて形成されるピストン保持部１２を有し、ピストン保持部１２の図３Ａ中下端を内側に加締めることにより、加締め部１２ａとピストン保持部１２の図３Ａ中上端に形成される段部１２ｂとの間にピストン８を保持する。

　インナーチューブ１のピストン保持部１２の外周には、アウターチューブ２内周に摺接する環状の軸受部材１３が取り付けられ、軸受部材１３とアウターチューブ２に取り付けられる軸受部材２６とでインナーチューブ１を摺動自在に軸支する。

　ピストン保持部１２には、アウターチューブ２とインナーチューブ１との間に形成される潤滑隙間（符示せず）とピストン保持部１２の内側とを連通する連通孔１２ｃが形成される。

　シリンダ４の外側に形成されるシリンダ外作動流体室Ｌ１は、ピストン保持部１２に保持されるピストン８によって二つの作用室Ｌ１０、Ｌ１１に区画され、図１、図３中上側に伸側作用室Ｌ１０が形成され、図１、図３中下側に圧側作用室Ｌ１１が形成される。

　ピストン８は、インナーチューブ１における段部１２ｂと加締め部１２ａとの間に挟持される環状のシート部材８１及びオイルロックケース８０と、シート部材８１の内側に配置されるチェック弁８２と、を備える。

　シート部材８１は、図３Ｂに示すように、環状の板状に形成されて内周とシリンダ４外周との間に隙間８１ａが形成されるばね受け部８１ｂと、ばね受け部８１ｂの外周端部から垂設される筒状のケース部８１ｃと、を備える。

　シート部材８１は、リバウンドスプリング用の下側ばね受けを兼ねており、ばね受け部８１ｂでリバウンドスプリング７を担持する。

　リバウンドスプリング７は、懸架装置Ｆの最伸長時、図３Ａに示すように、シート部材８１とピストン部４０との間で圧縮されて最伸長時の衝撃を緩和する。

　シート部材８１の内側に配置されるチェック弁８２は、環状に形成される弁本体８２ａと、弁本体８２ａをオイルロックケース８０側（図２中下側）に附勢する附勢ばね８２ｂと、から構成される。

　図３Ｂに示すように、弁本体８２ａの図３中上面には、径方向に沿って溝８２ｃが形成される。弁本体８２ａ内周とシリンダ４外周との間には内側流路８２ｄが形成され、シート部材８１のケース部８１ｃ内周と弁本体８２ａ外周との間には外側流路８２ｅが形成される。

　弁本体８２ａがオイルロックケース８０に着座してチェック弁８２が閉じている場合には、外側流路８２ｅが塞がれる。一方、弁本体８２ａが附勢ばね８２ｂの附勢力に抗して図３中上側に移動してシート部材８１のばね受け部８１ｂに当接している場合には、チェック弁８２が開き、溝８２ｃを介して外側流路８２ｅを作動流体が移動する。

　弁本体８２ａが離着座するオイルロックケース８０は、上下端部をそれぞれ外側及び内側に折り曲げた筒状に形成される。すなわち、オイルロックケース８０は、上下端部のシート部８０ａ、８０ｂと、シート部８０ａ、８０ｂの間にピストン保持部１２よりも小径に形成されるケース本体８０ｃと、から構成される。ケース本体８０ｃには、オイルロックケース８０の内側と外側とを連通する連通孔８０ｄが形成される。

　連通孔８０ｄは、ケース本体８０ｃ外周とインナーチューブ１のピストン保持部１２内周との間に形成される筒状隙間（符示せず）に連通し、さらに、ピストン保持部１２に形成される連通孔１２ｃを介してインナーチューブ１とアウターチューブ２との間に形成される潤滑隙間（符示せず）に連通し、各軸受部材１３、２６の摺動面に作動流体を補充する。

　上側のシート部８０ａは、シリンダ４との間に所定の隙間８０ｅを有する。上側のシート部８０ａの隙間８０ｅにおける内周は、弁本体８２ａ外周よりも小径に形成され、弁本体８２ａが上側のシート部８０ａの図３中上側内周部に離着座する。

　下側のシート部８０ｂ及びケース本体８０ｃの内周とシリンダ４外周との間には、オイルロックピース６が挿入される所定の隙間８０ｆ、８０ｇが形成される。

　隙間８０ｇ内にオイルロックピース６が嵌入したとき、ピストン８よりも図中下側に形成されるオイルロック室（図示せず）が加圧されてオイルロックし、懸架装置Ｆの最圧縮時の衝撃が緩和される。

　一方、ガイドロッド３は、図１中上端部をブラケットＢを介してインナーチューブ１に固定され、インナーチューブ１と平行に配置される。ガイドロッド３は、図１に示すように、筒状に形成され、図１中上側開口部にキャップ部材３１が取り付けられる。

　ガイドロッド３の図１中下端側は、ガイド部材Ｇによって軸支される。ガイド部材Ｇは、アウターチューブ２の図１中上端部外側面にボルトＧ１によって固定される。

　ガイド部材Ｇは、ガイドロッド３が貫通する貫通孔９を備え、貫通孔９の両側（図１中上側及び下側）開口部がそれぞれ二段階に拡径されている。

　図４に示すように、両側開口部の外側に形成される大径な各外側大径部９０、９０には、ダストシール９０ａ、９０ａがそれぞれ取り付けられる。両側開口部の内側に形成される小径な内側大径部９１、９１には、軸受部材９１ａ、９１ａがそれぞれ取り付けられる。

　ガイド部材Ｇの外側には、アウターチューブ２に形成されるフェンダ取り付け部２２と同様のフェンダ取り付け部Ｇ２が形成される。

　次に、本実施形態の懸架装置Ｆの作用について説明する。

　懸架装置Ｆの伸長時、インナーチューブ１はアウターチューブ２から退出し、ガイドロッド３はガイド部材Ｇに対して図１中上側に向けてスライドする。

　このとき、緩衝器本体Ｄ内では、伸側作用室Ｌ１０がピストン８によって加圧されるため、弁本体８２ａがオイルロックケース８０の上側のシート部８０ａに着座して外側流路８２ｅが塞がれる。これにより、チェック弁８２は閉塞される。

　懸架装置Ｆは、伸側作用室Ｌ１０の作動流体が内側流路８２ｄを介して圧側作用室Ｌ１１に移動する際の流路抵抗、伸側作用室Ｌ１０の作動流体がシリンダ４のヘッド側オリフィス４１ａを介してシリンダ内作動流体室Ｌ２に移動し、ボトム側オリフィス４１ｂを介して圧側作用室Ｌ１１に移動する際の流路抵抗、に起因する減衰力を発生する。

　また、懸架装置の伸長時に退出したインナーチューブ１の体積分の作動流体は、ボトム側オリフィス４１ｂから圧側作用室Ｌ１１内に補充される。

　一方、懸架装置Ｆの圧縮時、インナーチューブがアウターチューブ２に進入し、ガイドロッド３はガイド部材Ｇに対して図１中下側に向けてスライドする。

　このとき、緩衝器本体Ｄ内では、圧側作用室Ｌ１１がピストン８で加圧されるため、弁本体８２ａがシート部材８１のばね受け部８１ｂに当接する。これにより、チェック弁８２が開き、圧側作用室Ｌ１１の作動流体は外側流路８２ｅを介して伸側作用室Ｌ１０に流入する。

　懸架装置Ｆは、進入したインナーチューブ１の体積分余剰となる作動流体がボトム側オリフィス４１ｂからシリンダ内作動流体室Ｌ２に移動する際の流路抵抗に起因する減衰力を発生する。

　つまり、減衰力発生部は、シリンダ４に形成されるヘッド側オリフィス４１ａ及びボトム側オリフィス４１ｂと、ピストン８のチェック弁８２と、から構成される。

　本実施形態の懸架装置Ｆでは、ガイドロッド３とインナーチューブ１とが平行に設けられ、ガイドロッド３がアウターチューブ２に固定されるガイド部材Ｇに貫通しているので、ステアリングシャフトＳが回転してブラケットＢが揺動してもインナーチューブ１とアウターチューブ２とは相対回転しない。

　したがって、ハンドル操作によってステアリングシャフトＳを回転させることでブラケットＢをステアリングシャフトＳの軸周りに揺動させ、前輪の向きを変更して自動三輪車を操舵することができ、前輪を片持ち懸架することが可能となる。

　さらに、ガイドロッド３をガイド部材Ｇに貫通させることでインナーチューブ１とアウターチューブ２との相対回転を防止するので、従来のようにアウターチューブに筒状凹部を複数形成して各筒状凹部にそれぞれインナーチューブを摺動自在に挿入させる必要がない。

　したがって、ガイド部材Ｇは、アウターチューブ２と平行に配置する貫通孔９の軸方向長さを従来の筒状凹部よりも短く形成することができるため、従来よりも加工が容易である。

　さらに、アウターチューブ２と貫通孔９とを平行に配置するのみの構造であるので、ブラケットＢの孔加工、即ち、インナーチューブ保持部Ｂ１及びガイドロッド保持部Ｂ２の加工を従来よりも容易に行うことができる。

　さらに、一台の自動三輪車につき、各前輪に対して懸架ばね５や減衰力発生部を収容する緩衝器本体Ｄを一本ずつ、計二本の緩衝器本体を搭載すればよいので、四本の緩衝器本体が必要な従来の懸架装置と比較して部品点数を大幅に減らすことができる。

　さらに、ガイド部材Ｇがアウターチューブ２のインナーチューブ挿入側開口部に取り付けられるので、ガイドロッド３の長さを短くすることができる。

　さらに、ガイドロッド３が貫通する貫通孔９と、貫通孔９の両側開口部にそれぞれ取り付けられる一対のダストシール９０ａ、９０ａと、ダストシール９０ａ、９０ａの間に配置されガイドロッド３外周に摺接する環状の軸受部材９１ａ、９１ａと、が設けられる。

　したがって、軸受部材９１ａ、９１ａでガイドロッド３を確実に軸支することができるとともに、ダストシール９０ａ、９０ａで軸受部材９１ａ、９１ａの摺動面にダストが入ることを防止してガイドロッド３の円滑な摺動を維持することができる。

　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、前輪二輪及び後輪一輪の自動三輪車の各前輪を懸架装置Ｆでそれぞれ片持ち懸架する場合について例示したが、懸架装置Ｆを自動二輪車に適用してもよい。この場合、懸架装置Ｆによって一つの前輪を片持ち懸架する。

　また、上記実施形態では、インナーチューブ１を車体側に、アウターチューブ２を車輪側に連結する正立型緩衝器を例示したが、アウターチューブ２を車体側に、インナーチューブ１を車輪側に連結する倒立型緩衝器であってもよい。

　さらに、上記実施形態では、インナーチューブ１にガイドロッド３が固定され、アウターチューブ２にガイド部材Ｇが固定されているが、インナーチューブ１にガイド部材Ｇが固定され、アウターチューブ２にガイドロッド３が固定される構造であってもよい。

　さらに、減衰力発生部の構成は、上記の限りではなく、適宜他の構成を採用してもよい。

　さらに、上記実施形態では、前輪二輪及び後輪一輪の自動三輪車において、各前輪を片持ち懸架する一対の懸架装置Ｆを例示したが、これに代えて、一方の懸架装置の緩衝器本体に減衰力発生部を収容し、他方の懸架装置の緩衝器本体に懸架ばねを収容する構造であってもよい。

　さらに、上記懸架装置Ｆは、一本のガイドロッド３を備えているが、一つの懸架装置が複数本のガイドロッド３を備える構造であってもよい。この場合、ガイドロッド３が挿通する複数の貫通孔を一つのガイド部材に設けてもよいし、一つの貫通孔を有する複数のガイド部材をアウターチューブに固定してもよい。

　さらに、上記実施形態では、ガイドロッド３を筒状に形成することで懸架装置Ｆを軽量化しているが、ガイドロッド３を中実な円柱状に形成してもよい。

　さらに、上記実施形態では、アウターチューブ２とガイド部材Ｇとを別々に形成し、これらをボルトＧ１で結合しているが、アウターチューブ２とガイド部材Ｇとを一体的に形成してもよい。

　本願は２０１１年７月２５日に日本国特許庁に出願された特願２０１１－１６１５１９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

　インナーチューブと前記インナーチューブが摺動自在に挿入されるアウターチューブとを有する緩衝器本体を備える懸架装置であって、
　前記インナーチューブ及び前記アウターチューブの一方に平行に固定される一本以上のガイドロッドと、
　前記インナーチューブ及び前記アウターチューブの他方に固定され、摺動自在に貫通する前記ガイドロッドを軸支するガイド部材と、
を備える懸架装置。
　請求項１に記載の懸架装置であって、
　前記ガイド部材は、前記ガイドロッドが貫通する貫通孔と、前記貫通孔の両側開口部にそれぞれ取り付けられる一対のダストシールと、前記ダストシールの間に配置され前記ガイドロッド外周に摺接する環状の軸受部材と、を備える懸架装置。
　請求項１に記載の懸架装置であって、
　前記ガイドロッドはブラケットを介して前記インナーチューブに固定され、前記ガイド部材は前記アウターチューブのインナーチューブ挿入側開口部に取り付けられる懸架装置。
　請求項１に記載の懸架装置であって、
　前記懸架装置は、操舵輪である前輪二輪と駆動輪である後輪一輪とを有する自動三輪車に搭載され、前記各前輪を懸架する懸架装置。