JP5486471B2 - 流体圧緩衝器 - Google Patents

Description

この発明は、流体圧緩衝器に関し、特に、インナーチューブに結合するストッパ部材にヘッド部材を螺合して当該ヘッド部材とボトム部材とでシリンダを挟持する流体圧緩衝器における懸架ばねの担持構造の改良に関する。

流体圧緩衝器は、これまでに種々の提案がなされており、例えば、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。

特許文献１には、従来のフロントフォークの構成が開示されており、このフロントフォークは、アウターチューブと、この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なるフォーク本体を備え、倒立型に設定される。

上記フォーク本体には、上下の開口部を封止するキャップ部材と、ボトム部材とがそれぞれ設けられ、上記フォーク本体は、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し、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。

このダンパは、上記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。

そして、特許文献１の図３、４に開示されるように、上記シリンダのヘッド部及びボトム部には、ヘッド部材及びベース部材がそれぞれ螺嵌されてなる。

ところで、フォーク本体の下側の開口部を封止するボトム部材は、筒状に形成されて、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。

そして、上記構成を備えることにより、上記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、上記奥側小開口部内に上記ベース部材を挿入して上記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する。

次いで、上記ベース部材にシリンダのボトム部を螺合することにより、シリンダをインナーチューブの軸心部に固定することが可能となる。

上記特許文献１のフロントフォークにおいては、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り、この螺子加工のためには、少なくとも開口部の肉厚を大きくして螺子加工により機械的強度を低下させないようにしなければならず、フロントフォークの軽量化の妨げとなり、また、加工に手間を要する。

そこで、出願人は、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、以下の流体圧緩衝器たるフロントフォークを創案した。

このフロントフォークは、図３に示すように、特許文献１のフロントフォークと基本構造を同一にしてなり、ボトム部材２０は、有底筒状に形成されて、開口側大開口部２０ａと、奥側小開口部２０ｂと、段部２０ｃとを備えてなる。

そして、開口側大開口部２０ａ内周にインナーチューブ２のボトム部（図中下側）を螺合し、次いで、奥側小開口部２０ｂ内にシリンダ３１のボトム部（図中下側）を挿通し、インナーチューブ２に結合する結合手段Ｊにヘッド部材３０を螺合して当該ヘッド部材３０とボトム部材２０とでシリンダ３１を挟持する。

上記構成を備えることにより、従来の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に固定することが可能となる。

また、従来の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に固定することが可能となる。

特開２００８−６９８３０号 公報

上記従来のフロントフォークたる流体圧緩衝器において、シリンダの螺子加工を不要として流体圧緩衝器の軽量化及び加工性の向上をすることが可能となる点において有用であるが、以下の改善が求められている。

即ち、上記従来の流体圧緩衝器においては、図３に示すように、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で担持してなる。

このため、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が緩む虞がある。

この場合においては、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虞がある。

そこで、本発明の目的は、結合手段Ｊにヘッド部材３０を螺合して当該ヘッド部材３０とボトム部材２０とでシリンダ３１を挟持する流体圧緩衝器においても、ヘッド部材３０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。

上記課題を解決するための手段は、アウターチューブと、この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なる緩衝器本体と、この緩衝器本体側に開口する円柱状空間を有して上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、上記緩衝器本体内に収容されて上記緩衝器本体にかかる衝撃を吸収する懸架ばねと、同じく上記緩衝器本体内に収容されて衝撃の吸収に伴う上記緩衝器本体の伸縮運動を減衰するダンパとを備えてなり、上記ダンパが上記インナーチューブ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を備え、上記ボトム部材内周に上記インナーチューブのボトム部を結合し、次いで、上記インナーチューブ内に上記シリンダを挿通し、上記インナーチューブに結合する結合手段に固定されるヘッド部材と上記ボトム部材とで上記シリンダを挟持して上記ボトム部材に上記シリンダを固定する流体圧緩衝器において、上記結合手段が、環状に形成されて内周に上記ヘッド部材が螺合するストッパ部材と、このストッパ部材を上記インナーチューブ内周に結合するピン部材とを備えてなり、上記ストッパ部材で上記懸架ばねを担持することである。

本発明によれば、インナーチューブに固定されるストッパ部材で上記懸架ばねを担持することから、懸架ばねの伸縮に伴う回転トルクがヘッド部材に作用しないため、ヘッド部材が緩むことを防止することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る流体圧緩衝器たるフロントフォークを示す半断面図である。 本発明の一実施の形態に係る流体圧緩衝器たるフロントフォーク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。 従来の流体圧緩衝器たるフロントフォークを部分的に示す縦断面図である。

以下に本発明の一実施の形態を示す流体圧緩衝器について、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、同じ部品かまたはそれに対応する部品を示す。

本実施の形態に係る流体圧緩衝器は、自動二輪車の前輪を懸架して、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である。

図示しないが、上記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。

また、上記ブリッジ機構は、同じく図示しないが、ハンドルに連結されるステアリングシャフトを有し、当該構成を備えることによりハンドル操作により前輪を転舵することが可能となる。

上記フォーク部材は、図１に示すように、アウターチューブと１、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とからなる緩衝器本体たるフォーク本体を備える。

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

上記ダンパ３は、上記インナーチューブ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。

そして、フォーク部材は、上記ボトム部材２０内周に上記インナーチューブ２のボトム部（図１中下部）を結合し、次いで、上記インナーチューブ２内に上記シリンダ３１を挿通し、上記インナーチューブ２に結合する結合手段Ｊに固定されるヘッド部材３０と上記ボトム部材２０とで上記シリンダ３１を挟持して上記ボトム部材２０に上記シリンダ３１を固定する。

上記結合手段Ｊは、環状に形成されて内周に上記ヘッド部材３０が螺合するストッパ部材５と、このストッパ部材５を上記インナーチューブ２内周に結合するピン部材６とを備えてなり、フォーク部材は、上記ストッパ部材５で上記懸架ばねＳの図１中下端側を担持する。

以下に、上記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て倒立型のフロントフォークを構成する。

そして、上記フォーク本体は、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てなり、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とを収容してなる。

上記構成を備えることにより、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上記ダンパ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。

上記フォーク本体と上記ダンパ３との間には、リザーバ室Ｒが形成されてなり、作動流体が貯留されると共に作動流体の液面Ｏを介して上方に気体が封入されて気室Ｇが形成される。

上記液面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ベッド部材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。

また、上記気室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。

尚、図示しないが、上記気室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。

上記フォーク本体内に収容されるダンパ３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シリンダ３１と、アウターチューブ１にキャップ部材１０を介して固定されて上記シリンダ３１内に出没するロッド３２と、このロッド３２の出没に伴い所定の減衰力を発生する減衰力発生手段とを備えてなる。

上記シリンダ３１は、インナーチューブに固定される上記結合手段Ｊに螺合してシリンダ３１の図中上端に当接するベッド部材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との間に挟持されてなる。

そして、上記シリンダ３１は、上記ヘッド部材３０と上記ベース部材３４との間に形成されるシリンダ３１内部に、上記ピストン３３で区画される二つの作用室、即ち、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を形成する。

上記ヘッド部材３０は、環状に形成されて内周に環状のブッシュ（図示せず）を備え、上記ロッド３２の外周に摺接してロッド３２が円滑にシリンダ３１内に出没することを助ける。

上記結合手段Ｊは、上記ヘッド部材３０が内周に螺合する環状のストッパ部材５と、このストッパ部材５をインナーチューブ２内周に結合するピン部材６とを備えてなる。

そして、上記ピン部材６は、図２に示すように、ストッパ部材５に開穿される挿通孔（符示せず）とインナーチューブ２に開穿される挿通孔（符示せず）とを貫通するピン６０と、このピン６を外周に向けて附勢するスナップリング６１とからなる。

当該構成を備えることにより、上記両挿通孔を対向させてストッパ部材５側からピン６０を挿通し、上記ピン部材６でストッパ部材５をインナーチューブ２の挿通孔の位置に応じて固定することが可能となる。

上記ダンパ３における所定の減衰力を発生する上記減衰力発生手段は、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（図示せず）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（図示せず）とからなる。

そして、本実施の形態において、上記伸側リーフバルブは、上記ロッド３２の先端に保持されるピストン３３に、上記圧側リーフバルブは、上記シリンダ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。

上記ピストン３３には、図示しないが、上記二つの作用室Ｐ１、Ｐ２を連通する伸側流路と圧側流路とが形成されてなり、上記伸側流路の出口側たる圧側作用室Ｐ２側に上記伸側リーフバルブが開閉可能に装着される。

一方、上記圧側流路には、出口側たる伸側作用室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。

また、上記ベース部材３４には、同じく図示しないが、上記圧側作用室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てなり、この圧側流路の出口側たるリザーバ室Ｒ側に上記圧側リーフバルブが開閉可能に装着される。

一方、上記ベース部材３４の伸側流路には、出口側たる圧側作用室Ｐ２側にリザーバ室Ｒから圧側作用室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。

上記構成を備えることにより、作動流体が上記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ことが可能となる。

そして、フォーク本体の伸縮の際に、ベース部材３４を介してロッド３２の出没分シリンダ３１内で過不足する作動流体をリザーバ室Ｒで補償することが可能となる。

尚、上記減衰力発生手段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。

上記ダンパ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。

上記ボトム部材２０は、有底筒状に形成されてなり、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外周に螺合する開口側大開口部２０ａと、上記円柱状空間の奥側に同軸に小径の円柱状空間を形成してダンパ３のシリンダ３１が挿通する小径の奥側小開口部２０ｂと、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段部２０ｃとを備える。

そして、シリンダ３１をインナーチューブ２内に挿通し、ボトム部材の奥側小開口部２０ｂに挿入した後、ストッパ部材５にヘッド部材３０を螺合してシリンダ３１をボトム部材２０に固定することが可能となる。

また、上記ボトム部材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が挟持されてなる。

上記ワッシャＷは、環状に形成されてなり、上記インナーチューブ２の面圧を受ける。

一方、上記ガイドワッシャＷ１は、段部２０ｃとインナーチューブとで挟持される環状のワッシャ部（符示せず）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（符示せず）とからなる。

上記ガイドワッシャ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内に上記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。

また、図示しないが、上記ガイドワッシャＷ１のガイド部には、切欠が形成されてなり、リザーバ室Ｒ内に貯留される作動流体の移動をガイドワッシャＷ１が妨げることがない。

ところで、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を介してストッパ部材５との間に介装されるコイルスプリングからなり、フォーク本体を伸張方向に附勢する。

上記ばね受ケース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、上記懸架ばねＳのばね力の高低調整をする。

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

上記構成を備えることにより、ストッパ部材５で懸架ばねＳを担持して、直接ヘッド部材３０で懸架ばねＳを担持しないことから、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可能となる。

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の円滑な移動の妨げとなることを防止することが可能となる。

また、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を介して上記懸架ばねＳを担持することにより、ストッパ部材５を懸架ばねＳで削ることがなく、また、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、当該不具合を解決することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、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、上記実施の形態においては、フロントフォークに本発明を具現化するとしたがこの限りではなく、例えば、リアクッションユニットなど他の流体圧緩衝器に具現化するとしても良いことは勿論である。

Ｃ１、Ｃ２ チェック弁
Ｇ 気室
Ｊ 結合手段
Ｐ１ 伸側作用室
Ｐ２ 圧側作用室
Ｒ リザーバ室
Ｓ 懸架ばね
Ｗ ワッシャ
Ｗ１ ガイドワッシャ
１ アウターチューブ
２ インナーチューブ
３ ダンパ
４、４００ スプリングシート
５ ストッパ部材
６ ピン部材
１０ キャップ部材
１１ ばね受けケース
２０ ボトム部材
２０ａ 開口側大開口部
２０ｂ 奥側小開口部
２０ｃ 段部
３０ ヘッド部材
３１ シリンダ
３２ ロッド
３３ ピストン
３４ ベース部材
４０ 座部
４１ 脚部
６０ ピン
６１ スナップリング

Claims (3)

1. アウターチューブと、この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なる緩衝器本体と、この緩衝器本体側に開口する円柱状空間を有して上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、上記緩衝器本体内に収容されて上記緩衝器本体にかかる衝撃を吸収する懸架ばねと、同じく上記緩衝器本体内に収容されて衝撃の吸収に伴う上記緩衝器本体の伸縮運動を減衰するダンパとを備えてなり、
   上記ダンパが上記インナーチューブ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を備え、
   上記ボトム部材内周に上記インナーチューブのボトム部を結合し、次いで、上記インナーチューブ内に上記シリンダを挿通し、上記インナーチューブに結合する結合手段に固定されるヘッド部材と上記ボトム部材とで上記シリンダを挟持して上記ボトム部材に上記シリンダを固定する流体圧緩衝器において、
   上記結合手段が、環状に形成されて内周に上記ヘッド部材が螺合するストッパ部材と、このストッパ部材を上記インナーチューブ内周に結合するピン部材とを備えてなり、
   上記ストッパ部材で上記懸架ばねを担持することを特徴とする流体圧緩衝器。
2. 上記ストッパ部材は、スプリングシートを介して上記懸架ばねを担持することを特徴とする請求項１に記載の流体圧緩衝器。
3. 上記スプリングシートは、上記懸架ばねを受ける環状の座部と、この座部に垂設されて上記ストッパ部材に当接する脚部とからなることを特徴とする請求項２に記載の流体圧緩衝器。

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