JP5587961B2

JP5587961B2 - ショックアブソーバー

Info

Publication number: JP5587961B2
Application number: JP2012239945A
Authority: JP
Inventors: 裕克亀田; 秀明高橋
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: CN103791019B; CN103791019A; JP2014088931A

Description

本発明は、ショックアブソーバーに関し、特に、路面から車輪に入力される振動を吸収するショックアブソーバーに関する。

従来、ショックアブソーバーは、シリンダ内を摺動するピストンをピストンロッドの一端に固定し、シリンダの軸線に沿ってピストンが摺動するように構成されている。このピストンとシリンダとの間には、シリンダの内壁に対する摺接を可能とするシール部材が設けられる。このシール部材は、いわゆるピストンリングであって、断面コ字状の円環状に形成されており、ピストンの外周側を包囲するように内周面側が密着し、外周面がシリンダの内周面と密着することで、ピストンがシリンダ内を摺動したときに、圧力漏れが生じないように構成されている（特許文献１）。
しかしながら、この構成によれば、断面コ字状のシール部材をピストンに的確に取付けるため、ピストンをシール部材の内周面側の形状に対応するように精度の良い加工等を行なう必要があり、加工作業が面倒となる欠点を有している。
また、ショックアブソーバーのサスペンションとしての作動時には、ピストンを固定するピストンロッドがシリンダ内の中心軸に沿って上，下動作するのであるが、シール部材がピストンの外周及び両端面側に密着状態で一体となるように固定されているため、懸架荷重や制動荷重による曲げ入力によってピストンロッドの中心軸が上記シリンダの中心軸に対し傾斜成分を有して上下動することがあり、このときピストンに取付けられたシール部材とシリンダの内面との間でかじりが生じたり、シール部材とピストンとの間にストレスを生じさせてシール部材がピストンから外れたりする虞があり、長寿命化が図れなかった。

特開昭６３−２７０９３３号公報

そこで、本発明は、ピストンリングとしてのシール部材を断面コ字状に成形し、このシール部材の溝底方向に、ピストンとして形成したフランジ部を装着するようにして、成形加工が容易に行えるようにし、さらに、ピストンリングと上記フランジ部との間に許容範囲内のずれを与えてピストンの運動が円滑に行なえるようにするものである。

上記課題を解決するためのショックアブソーバーの構成として、シートパイプと、このシートパイプが同軸に嵌挿されるインナーチューブと、上記シートパイプに取付けられ、外周面が上記インナーチューブの内周面に摺接するピストンリングとを備えたショックアブソーバーにおいて、上記ピストンリングを筒部と、この筒部の両端よりシートパイプ方向に折曲された上，下の折曲片とより形成し、上記シートパイプの一部を外方向に変形して上記折曲片の間の溝底方向に突出するフランジ部を形成したので、ピストンリングを筒部と折曲片より形成し、シートパイプに形成したフランジ部を折曲片間の溝底側に嵌入するだけで形成できるので、特別な切削が不要となり、容易な曲げ加工のみで製品化が可能となる。
また、上記課題を解決するためのショックアブソーバーの他の構成として、フランジ部は、外周側が、溝底より一定距離離間したので、インナーチューブとシートパイプとの間の移動に余裕を与えることができ、シートパイプの長手方向の移動をスムーズに行なえる。
また、上記課題を解決するためのショックアブソーバーの他の構成として、フランジ部は、外周側が、溝底を向く断面Ｕ字体より成るので、フランジ部がＵ字体で２層化されることによりフランジ部自体の強度を向上できる。
また、上記課題を解決するためのショックアブソーバーの他の構成として、フランジ部は、外周側が溝底を向くように折曲された一枚の折曲板よりなるので、フランジ部をより構造が簡単な一枚の折曲板より形成することで、加工が容易となる。
また、上記課題を解決するためのショックアブソーバーの他の構成として、ピストンリングの筒部の上部側と上側の折曲片とに窓を形成したので、この窓を介してオイルを流通させることができる。
また、上記課題を解決するためのショックアブソーバーの他の構成として、上記フランジ部は、上記ピストンリングの上，下の折曲片のいずれかとの間にギャップを有するので、ギャップによりフランジ部とピストンリングとの間にオイルを流通させることが可能となって減衰力を得るための流路とすることができる。

本発明によるショックアブソーバーの一実施形態を示す断面図である。本発明によるショックアブソーバーの要部を拡大した断面図である。本発明によるショックアブソーバーの他の形態の要部斜視図である。図３に示す形態の動作説明図である。

図１，図２は、本発明によるショックアブソーバーの一実施形態を示す断面図である。
本実施形態のショックアブソーバー１は、円筒状でかつ所定長さのシートパイプ２と、このシートパイプ２が下部側に同軸に嵌挿されるインナーチューブ３と、上記シートパイプ２に取付けられ、外周面が上記インナーチューブ３の内周面に摺接するピストンリング４と、上記シートパイプ２を押圧するスプリング５と、スプリングシート６とを有している。

その他、このショックアブソーバー１は、インナーチューブ３の下部側が同軸に挿通されるアウターチューブ７と、アウターチューブ７の内周面に取付けられ、上記インナーチューブ３の摺接を可能とする上，下の軸受８；９と、アウターチューブ７及びインナーチューブ３とにより形成される内部空間に貯留され、インナーチューブ３と上，下の軸受８；９の潤滑性の確保とシートパイプ２に対するインナーチューブ３の移動に伴ない減衰力を得るためのオイルＫと、アウターチューブ７の一端側に止め輪１１によって抜け止めされて取付けられ、インナーチューブ３とアウターチューブ７とが摺動する隙間からオイルＫが漏れるのを防ぐオイルシール１２や内部空間への異物の侵入を防止するダストシール１３とを有している。また、インナーチューブ３には、一端を閉塞するトップキャップ３１、他端の内周面に設けられてシートパイプ２の外周面に沿って摺動するロックカラー３２が取付けられ、また、スプリング５の上端を支えるスプリングカラー３３が収容されている。

上記ピストンリング４は、途中箇所に分断部Ａを有する筒部４Ａと、この筒部４Ａの両端の折曲片４Ｂ，４Ｃがシートパイプ２の方向を向くように折曲されて構成され、全体として断面コ字状となる。言い換えると、ピストンリング４は、筒部４Ａと、筒部４Ａの両端縁からそれぞれ筒部４Ａの軸線方向に突出する突出片としての折曲片４Ｂ，４Ｃとに形成され、両折曲片４Ｂ，４Ｃから筒部４Ａに連続する切れ目としての分断部Ａを備える。
例えば、上記分断部Ａは、筒部４Ａの中心軸に対し傾斜した状態で筒部４Ａ，両折曲片４Ｂ，４Ｃを分断する切れ目として形成される。この分断部Ａは、後述のシートパイプ２に形成されるフランジ部１５をピストンリング４の折曲片４Ｂ，４Ｃ間の溝に嵌合するときに、筒部４Ａ，折曲片４Ｂ，４Ｃを拡開して、フランジ部１５への嵌合を容易にするとともに、上記分断部Ａによるリング形状の膨縮によってインナーチューブ３の内周面への密着を安定させている。このピストンリング４は、例えば、金属や樹脂などにより構成される。
この場合、上記シートパイプ２の上端側には、その一部の板厚を外方向に変形して、上記折曲片４Ｂ，４Ｃの間の溝底４Ｄ方向に突出するフランジ部１５が形成されている。このフランジ部１５は、ピストンリング４の折曲片４Ｂ，４Ｃと筒部４Ａとで形成される凹部で外周が包囲され、インナーチューブ３の内周面を軸線方向に沿うように摺動するピストン部を形成する。シートパイプ２は、円筒状の筒体であって、フランジ部１５が形成される端部とは逆側の端部が、アウターチューブ７の底部に当接するようにアウターチューブ７の閉塞端を貫通するボルト３４によってアウターチューブ７と同軸に固定されている。このシートパイプ２の外周面には、延長方向に所定距離離間して板厚方向に貫通する上，下のオイル流通孔３６，３７が形成されており、このオイル流通孔３６，３７を介してオイルＫを流通させることで、インナーチューブの内周面側においてロックカラー３２、シートパイプ２の外周面及び上記ピストンリング４で区画される上油室Ｒ１、アウターチューブ７の内周面側において、ロックカラー３２、シートパイプ２の外周面で区画される下油室Ｒ２とが形成され、両油室Ｒ１，Ｒ２の容積を変化させて減衰力を得る構成である。

上記フランジ部１５は、外周１５Ａ側が上記溝底４Ｄ側を向く断面Ｕ字体より成形して２層化して強度を高めており、上，下端面１５Ｂ，１５Ｃが上，下の折曲片４Ｂ，４Ｃにそれぞれ当接する。
なお、フランジ部１５は、Ｕ字状に限定されず、外周１５Ａ側が溝底４Ｄを向くように折曲された一枚の折曲板より形成しても良い。
上記フランジ部１５は、外周１５Ａ側が溝底４Ｄより一定距離離間しており、溝底４Ｄと外周１５Ａとの隙間δのために、インナーチューブ３に対し、シートパイプ２に多少の傾斜が生じても、この傾斜に基づくシートパイプ２の横方向のズレにより、この傾斜を吸収できるので、シートパイプ２の長手方向の移動をスムーズに行なうことができる。

また、スプリング５の下端を着座させるためのスプリングシート６が、フランジ部１５の上側の端面１５Ｂに着座する。スプリングシート６の水平な着座部６Ａの内側より上側の端面１５Ｂ方向に折曲された折曲部６Ｂの下端がフランジ部１５の上側の端面１５Ｂに着座し、かつこの着座位置より内方向に折曲された水平片６Ｃの先端に位置決め片６Ｄを形成し、この位置決め片６Ｄの外周がフランジ部１５の内周側に当接することで、スプリングシート６のシートパイプ２に対する位置決めを可能としている。
このようにスプリングシート６を介してシートパイプ２のフランジ部１５にスプリング５を着座させることにより、スプリング５がピストンリング４に直接接触しないので、フランジ部１５に対するピストンリング４の移動を確保することができる。

以上の構成において、このショックアブソーバー１を、車両、例えば二輪車のフロントフォークとして用い、インナーチューブの閉塞端側を車体側に固定し、アウターチューブの閉塞端側に設けられた車軸貫通孔３９に車軸を貫通させて車輪を取付けることで、路面の凹凸に車輪が追従するように伸縮運動する。
車両走行時の動作は、路面の凹凸により、シートパイプ２とインナーチューブ３との間に介在するスプリング５が伸縮して、シートパイプ２のピストンリング４が、フランジ部１５とともにインナーチューブ３の内周面を上下に移動することで減衰力を得る構成である。このような伸縮運動において、インナーチューブ３には、上，下の軸受８；９を支点とした微細な撓み（曲がり）が生じることになる。このインナーチューブ３の撓みは、インナーチューブ３の軸線がシートパイプ２の軸線に対して傾斜やズレを生じることを意味するが、シートパイプ２のフランジ部１５とピストンリング４との間に隙間δが設定されていることで、この傾斜やズレが隙間δで吸収されることになる。

本実施形態によれば、シートパイプ２がスプリング５に押圧された状態で上下動しても上下方向の力がフランジ部１５を介してピストンリング４に伝達されるので、ピストンリング４の外周面がインナーチューブ３の内周面を摺動してシートパイプ２がスムーズに上下動する。特に、フランジ部１５は、外周１５Ａが溝底４Ｄから一定距離離間しているので、インナーチューブ３に対してシートパイプ２に多少の傾斜が生じた場合でも、溝底４Ｄと外周１５Ａとの隙間δによって、この傾斜に基づくシートパイプ２の横方向のズレを吸収できるので、シートパイプ２の長手方向の移動をスムーズに行なえる。
また、フランジ部１５は、シートパイプ２の一部の板厚を外方向に膨出することにより形成できるので、製造が容易となり、かつ高精度な製造が可能となる。

他の実施形態
図３は、本発明によるショックアブソーバー１の他の実施形態を説明するための要部斜視図であり、図４（ａ）,（ｂ）はその動作説明図である。
各図において、ピストンリング４は、筒部４Ａと、この筒部４Ａのスプリング５とは反対側端部よりシートパイプ２方向に折曲された下側の折曲片４Ｃと、上記溝底４Ｄのスプリング５側の外周縁より所定間隔を保持して突出する複数の突出片２０を形成している。本実施形態では突出片２０を４本としているが、突出片２０の数量はこれに限定されず、ピストンリング４の円周方向に沿って均等な間隔をもって適宜形成すると良い。
この突出片２０の先端側には、内方向に直角に折曲された爪部２０Ａを形成し、この爪部２０Ａにフランジ部１５の上側の端面１５Ｂが当接するように構成し、突出片２０の間隔により形成された窓Ｍを介してショックアブソーバー内に注入されたオイルＫを流通可能としている。この爪部２０Ａは、上記実施形態における折曲片４Ｂに相当する。
また、ピストンリング４の爪部２０Ａとフランジ部１５の上側の端面１５Ｂとの間にギャップＲを形成している。

以上の構成によれば、ショックアブソーバーの伸長時には、図４（ａ）に示すように、インナーチューブ３がスプリング５側に移動することにより、折曲片４Ｃがフランジ部１５の下側の端面１５Ｃと接触することで、同図の矢印で示すオイルＫの流れをシールして伸長時の減衰力を発生させる。
また、ショックアブソーバーの圧縮時には、図４（ｂ）に示すように、インナーチューブ３がシートパイプ２側に移動することにより、ピストンリング４の爪部２０Ａがフランジ部１５の上側の端面１５Ｂと接触することで、同図の矢印で示すようにオイルＫが突出片２０の間の窓Ｍから流れて、伸長時の減衰力とは異なる減衰力を圧縮時に発生させることができる。
つまり、ピストンリング４がギャップＲ分フランジ部１５に対して移動した後も、爪部２０Ａ間の窓Ｍでオイル流路を確保することで、圧縮時のオイルＫの流れる流路を形成できる。また、このピストンリング４の移動によって、フランジ部１５の周りを流れるオイルＫの流れを制御するチェックバルブとしての機能を付与することができる。

前述したショックアブソーバーを自動二輪車のフロントフォークとして構成し、このフロントフォークを自動二輪車の車軸の左右に取付けるとともに車体に取付けることにより、自動二輪車のフロントサスペンションを構成することができる。
また、本発明のショックアブソーバーを自動二輪車のフロントフォークに適用する場合、上記実施形態では、ショックアブソーバーにスプリング５を含むものとして説明したが、スプリング５をショックアブソーバーとは別に設けるようにしても良い。すなわち、本発明のショックアブソーバーからスプリング５を除外して減衰機能構成のショックアブソーバーとし、このショックアブソーバーを左右いずれか一方のフロントフォークに適用する。この場合、スプリングシート６は不要となる。また、他方のフロントフォークとして、スプリングによる懸架機能構成のフロントフォークを用いて自動二輪車のフロントサスペンションを構成しても良い。

１ショックアブソーバー、２シートパイプ、３インナーチューブ、
４ピストンリング、５スプリング、６スプリングシート、１５フランジ部、
δ 隙間。

Claims

シートパイプと、このシートパイプが同軸に嵌挿されるインナーチューブと、上記シートパイプに取付けられ、外周面が上記インナーチューブの内周面に摺接するピストンリングとを備えたショックアブソーバーにおいて、
上記ピストンリングを筒部と、この筒部の両端よりシートパイプ方向に折曲された上，下の折曲片とより形成し、
上記シートパイプの一部を外方向に変形して上記折曲片の間の溝底方向に突出するフランジ部を形成したことを特徴とするショックアブソーバー。
上記フランジ部は、外周側が、溝底より一定距離離間したことを特徴とする請求項１記載のショックアブソーバー。
上記フランジ部は、外周側が、溝底を向く断面Ｕ字体より成ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のショックアブソーバー。
上記フランジ部は、外周側が溝底を向くように折曲された一枚の折曲板よりなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のショックアブソーバー。
上記ピストンリングの筒部の上部側と上側の折曲片とに窓を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか記載のショックアブソーバー。
上記フランジ部は、上記ピストンリングの上，下の折曲片のいずれかとの間にギャップを有することを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか記載のショックアブソーバー。