JP5764021B2 - 緩衝装置 - Google Patents

Description

この発明は、緩衝装置の改良に関する。

一般的に、車両においては、車体と車軸との間に懸架ばねと称される車体を弾性支持するばねが介装されており、車両走行中における路面の凹凸による車輪振動の車体への伝達を妨げるようになっている。

また、車両において、懸架ばねだけでは振動を減衰させることができず、振動周波数によっては共振してしまうため、これに並列して緩衝器を設置している。

さらに、車両によっては、懸架ばねがコイルスプリングからなり、その内側に緩衝器を配置して一体的にし、省スペース化を図っているものがある。このような緩衝装置は、例えば、二輪車等の鞍乗型車両における後輪を懸架するリアクッションユニットとして利用される。

図５に示すように、上記緩衝装置Ａ１における緩衝器Ｄは、シリンダ１と、このシリンダ１内に出没可能に挿入されるロッド２とを備えており、ロッド２がシリンダ１内に出没することにより伸縮する。

また、上記緩衝器Ｄが内側に配置される懸架ばねは、軸方向に連なる複数のコイル線体部５からなるコイルスプリングＳ１０であり、緩衝器Ｄを常に伸長方向に附勢している。

さらに、緩衝装置Ａ１は、上記ロッド２のシリンダ１から突出する突端部（図５中下端部）に取り付けられるクッションラバー３と、シリンダ１の図５中下端内周に取り付けられる図示しないストッパとを備えている。そして、上記クッションラバー３は、緩衝器Ｄの最圧縮時に上記ストッパに当接して弾性変形し、所定の反力を生じて緩衝器Ｄの最圧縮時における衝撃を吸収する。

このとき、クッションラバー３が生じる反力は、クッションラバー３の外径が一定以上に広がらないように規制部材で規制することでコントロールされている。

図５においては、コイルスプリングＳ１０のロッド側端部（図５中下端部）を担持するスプリングガイド６が上記規制部材を兼ねるとともに、コイルスプリングＳ１０のコイル線体部５の間にクッションラバー３が挟まれることを防止している。

特開平１０−２３８５８２号公報（第１図）

しかしながら、上記従来の緩衝装置において、上記したように、スプリングガイド６を備えることにより、クッションラバー３の反力をコントロールするとともに、コイル線体部５の間にクッションラバー３が挟まれることを防止しているが、一層のコスト低減が求められている。

そこで、本発明の目的は、スプリングガイド６を省略して部品数を減らすとともに組付性を向上し、コストを低減することが可能な緩衝装置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、シリンダとこのシリンダ内に移動可能に挿入されるロッドとを備える緩衝器と、上記緩衝器が内側に配置されて上記緩衝器を伸張方向に附勢するコイルスプリングと、上記ロッドの上記シリンダから突出する突端部に取り付けられて上記緩衝器が圧縮されてシリンダ側に当接したときに弾性変形可能なクッションラバーとを備える緩衝器装置において、上記コイルスプリングは、密巻部と粗巻部が軸方向に直列に形成される多段コイルスプリングであり、上記密巻部のコイル内径が均一に形成され、上記密巻部の内側に上記クッションラバーが配置され、上記密巻部で上記クッションラバーの外径を規制することである。

上記構成を備えることにより、本発明に係る緩衝装置においては、密巻部でクッションラバーの外径が一定以上に広がらないように規制する。

本発明によれば、コイルスプリングが密巻部を備えることにより、スプリングガイドを省略することが可能となる。

したがって、従来よりも緩衝装置の部品数を減らすとともに組付性を向上し、コストを低減することが可能となる。

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る緩衝装置を部分的に切り欠いて示す正面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のコイルスプリングにおける密巻部のコイル線体部を示す平面図である。 図２は、図１（ａ）の緩衝装置におけるシリンダのヘッド部を部分的に拡大して示す縦断面図である。 図３は、図１（ａ）の主要部を拡大し、部分的に切り欠いて示す正面図であり、図３（ａ）は、緩衝器Ｄが伸長状態にある場合を示し、図３（ｂ）は、緩衝器Ｄが最圧縮状態にある場合を示す。 図４は、本発明の一実施の形態に係る緩衝装置の変形例の主要部を拡大し、部分的に切り欠いて示す正面図である。 図５は、従来の緩衝装置を部分的に切り欠いて示す正面図である。

以下に本発明の一実施の形態に係る緩衝装置について、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、同じ部品か対応する部品を示す。

図１に示すように、本実施の形態に係る緩衝装置Ａは、シリンダ１とこのシリンダ１内に移動可能に挿入されるロッド２とを備える緩衝器Ｄと、この緩衝器Ｄが内側に配置されて上記緩衝器Ｄを伸張方向に附勢するコイルスプリングＳと、上記ロッド２の上記シリンダ１から突出する突端部（図１中下端部）に取り付けられて上記緩衝器Ｄが圧縮されてシリンダ側に当接したときに弾性変形可能なクッションラバー３とを備える。

そして、上記コイルスプリングＳは、密巻部Ｓ１と粗巻部Ｓ２が軸方向に直列に配置される多段コイルスプリングであり、上記密巻部Ｓ１のコイル内径が均一に形成され、上記密巻部Ｓ１の内側に上記クッションラバー３が配置される。

以下、詳細に説明すると、本実施の形態に係る緩衝装置Ａは、二輪車等の鞍乗型車両において後輪を懸架するリアクッションユニットとして利用される。

本実施の形態において、上記緩衝装置Ａにおける緩衝器Ｄは、シリンダ１が車体側フレーム（図示せず）に取り付け部材１０を介して連結され、ロッド２が車軸側のスイングアーム（図示せず）に取り付け部材２０を介して連結されており、倒立型に設定される。

また、車体側（図１中上側）の取り付け部材１０は、シリンダ１の図１中上端に溶接固定されている。一方、車軸側（図１中下側）の取り付け部材２０は、ロッド２の図１中下端部に螺合している。また、上記ロッド２には、上記取り付け部材２０と直列にロックナット４が螺合しており、ダブルナット構造として緩み止めをしている。

上記緩衝器Ｄは、周知であるため詳細に図示しないが、シリンダ１と、このシリンダ１内に出没するロッド２と、このロッド２の先端（図１中上端）に保持されて上記シリンダ１の内周に摺接する図示しないピストンとを備えている。

また、上記シリンダ１の図１中上側の開口は、取り付け部材１０で塞がれている。一方、シリンダ１の図１中下側の開口は、図２に示すように、シリンダ１のヘッド部（図１、図２中下部）内側に固定されるロッドガイド１１で塞がれている。さらに、シリンダ１の図２中下側端部が内側に加締められており、この加締め部とロッドガイド１１との間にオイルシール１２と、ダストシール１３とストッパ１４が固定される。

上記ロッドガイド１１は、中央を貫通するガイド孔１１ａを有して環状に形成されており、このガイド孔１１ａに貫通する上記ロッド２を摺動自在に軸支している。

また、上記オイルシール１２は、上記ロッドガイド１１の図２中下側に積層されており、環状に形成されてロッド２の外周面に摺接し、ロッド２の外周面に付着した作動流体の流出を防いでいる。

また、上記ダストシール１３は、上記オイルシール１２の図２中下側に積層されており、同じく環状に形成されてロッド２の外周面に摺接し、ロッド２の外周面に付着した異物を掻き落としてオイルシール１２が傷ついたり、シリンダ１内に異物が混入したりすることを防いでいる。

また、上記ストッパ１４は、シリンダ１の図２中最下端部内周に固定され、中央を貫通する挿通孔１４ａを有して環状に形成されており、この挿通孔１４ａに上記ロッド２が移動自在に貫通している。このストッパ１４は、緩衝器Ｄが圧縮されるとクッションラバー３に当接し、クッションラバー３を弾性変形させるものである。そして、図２に示すように、このストッパ１４の下端面とシリンダ１の下端面（加締め部）は等しい高さに設定され、これらをシリンダ１のヘッド端１ａとする。

つづいて、両端開口を取り付け部材１０及びロッドガイド１１で塞がれる上記シリンダ内１には、作動流体が収容されている。そして、シリンダ１内は、図示しないが、作動流体で満たされる二つの部屋に上記ピストンで区画されている。上記作動流体は、鉱物油等の油系流体やグリコール水溶液、水等の水系流体からなる。また、上記各部屋は、上記ピストンに形成される流路を介して連通する。

さらに、緩衝器Ｄは、作動流体が上記流路を介して作動流体が各部屋間を移動する際に、所定の流路抵抗を与える積層リーフバルブや、オリフィス等の周知の減衰力発生手段（図示せず）を備えている。

そして、上記ロッド２がシリンダ１内に出没する緩衝器Ｄの伸縮時に、上記流路を通過して作動流体が各部屋間を移動するため、緩衝器Ｄは、上記流路抵抗に起因する減衰力を発生する。

また、図示しないが、上記シリンダ１のボトム部（図１中上部）には、液面若しくはフリーピストンを介して気室が区画されている。この気室内には、窒素等の気体が充填されている。そして、緩衝器Ｄは、この気室で、シリンダ１内に出没するロッド体積分のシリンダ内容積変化を補償する。

つづいて、上記緩衝器Ｄが内側に配置されるコイルスプリングＳは、線材を巻き回して螺旋状に形成されており、図１に示すように、上記シリンダ１に固定される取り付け部材１０と、上記ロッド２に固定される取り付け部材２０にそれぞれ形成される上下のばね受け部１０ａ，２０ａの間に介装されている。そして、コイルスプリングＳは、上記緩衝器Ｄを常に伸張方向に附勢し、懸架ばねとして機能する。

上記コイルスプリングＳを構成する線材の一巻き分をコイル線体部５とすると、上記コイルスプリングＳは、軸方向に連なる複数のコイル線体部５からなる。さらに、コイルスプリングＳは、コイルスプリングＳの部分によってコイル線体部５の間隔、即ち、ピッチが異なる多段コイルスプリングである。

上記コイルスプリングＳのシリンダ側端部（図１中上端部）には、ロッド側（図１中下側）に向けてコイル内径が徐々に拡径されるとともに、ピッチが小さい円錐状密巻部Ｓ３が形成されている。

また、上記コイルスプリングＳの中央部には、ピッチが大きい粗巻部Ｓ２が形成されている。この粗巻部Ｓ２は、上記円錐状密巻部Ｓ３のロッド側（図１中下側）に軸方向に連なっており、上記円錐状密巻部Ｓ３と直列に配置される。

さらに、上記コイルスプリングＳのロッド側端部（図１中下端部）には、コイル内径が均一な密巻部Ｓ１が形成されている。この密巻部Ｓ１は、上記粗巻部Ｓ２のロッド側（図１中下側）に軸方向に連なっており、上記円錐状密巻部Ｓ３及び上記粗巻部Ｓ２と直列に配置される。尚、コイル内径が均一とは、各コイル線体部５の内径ｒ（図１（ｂ））が等しく、コイル線体部５の内周端５ａが軸方向（図１中上下方向）に直線的に並んでいる状態をいうものである。

次に、本実施の形態に係る緩衝装置Ａの作用効果について説明する。緩衝器Ｄが伸長状態にある場合、コイルスプリングＳも伸長しており、図３（ａ）に示すように、密巻部Ｓ１を構成するコイル線体部５同士が離れている。

しかし、上記密巻部Ｓ１のピッチは、粗巻部Ｓ２よりも小さく設定されるため、緩衝器Ｄの圧縮に伴いコイルスプリングＳが圧縮されると、図１に示すように、粗巻部Ｓ２を構成するコイル線体部５よりも密巻部Ｓ１を構成するコイル線体部５同士のほうが先に当接する。

したがって、クッションラバー３が押し潰されて密巻部Ｓ１に当接する前に、密巻部Ｓ１を構成するコイル線体部５同士が当接し、図３（ｂ）に示すように、クッションラバー３が押し潰されたときに、この密巻部Ｓ１でクッションラバー３の外径を規制する。

また、上記密巻部Ｓ１のコイル内径が均一に形成されていることから、押し潰されたときのクッションラバー３の外径も略均一になる。これにより、上記密巻部Ｓ１で従来のスプリングガイド６と同様に、クッションラバー３の反力のコントロールをすることが可能となる。

さらに、クッションラバー３が密巻部Ｓ１の内周面に当接する際に、既に密巻部Ｓ１を構成するコイル線体部５同士が当接しているため、コイル線体部５の間にクッションラバー３が挟まれることがない。

したがって、本実施の形態に係る緩衝装置Ａにおいては、従来のスプリングガイド６を省略することが可能となる。これにより、従来よりも部品点数を減らすとともに組付性を向上し、コストを低減することができる。

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、緩衝装置Ａが鞍乗型車両に搭載されてリアクッションユニットとして利用されるとしたが、この限りではなく、自動車等に搭載されるとしても良い。

また、上記実施の形態において、緩衝器Ｄが倒立型に設定されるとしたが、シリンダ１が車軸側に配置され、ロッド２が車体側に配置されて緩衝器Ｄが正立型に設定されるとしても良い。

また、上記実施の形態において、緩衝器Ｄに利用される作動流体が油系流体や水系流体であり、緩衝器Ｄが液圧緩衝器とされるが、作動流体が気体からなり、緩衝器Ｄが空圧緩衝器とされるとしても良い。

また、上記実施の形態において、緩衝器Ｄは単筒型緩衝器であるが、緩衝器Ｄがシリンダ１の外側に配置される外筒と、この外筒とシリンダ１の間に形成されるリザーバとを備え、このリザーバでシリンダ１内に出没するロッド体積分のシリンダ内容積変化を補償する複筒型緩衝器であるとしても良い。

また、上記実施の形態において、コイルスプリングＳに円錐状密巻部Ｓ３と粗巻部Ｓ２が形成されるが、密巻部Ｓ１以外の部分については、コイルスプリングＳが所望のばね反力を得られるよう、ピッチやコイル径を適宜設定することが可能である。

また、上記実施の形態において、コイルスプリングＳの断面形状は円形であるが、コイルスプリングＳの断面形状は、四角でも他の形状でも良い。尚、コイルスプリングＳの断面形状を四角とした場合には、密巻部Ｓ１を構成するコイル線体部５同士が当接すると、密巻部Ｓ１の内周面の凹凸をより小さくすることが可能となる。

また、上記実施の形態において、密巻部Ｓ１がコイルスプリングＳの端部に形成されているが、クッションラバー３の位置や形状に応じて設ける位置を変更することが可能である。

例えば、図４に示すように、クッションラバー３が大径に形成される場合、密巻部Ｓ１よりも端部側（図３中下側）にコイル内径が小さい小径密巻部Ｓ４を形成し、密巻部Ｓ１のコイル内径を大きくしても良い。つまり、密巻部Ｓ１のコイル内径や位置は、クッションラバー３の位置やクッションラバー３が生じる所望の反力に応じて適宜変更することが可能である。

また、上記実施の形態において、クッションラバー３が押し潰されて密巻部Ｓ１に当接する前に、密巻部Ｓ１を構成するコイル線体部５同士が当接するとしたが、必ずしも当接しなくても良く、接近状態となっていれば従来のスプリングガイド６の替わりに規制部材として機能することができる。

この接近状態としては、密巻部Ｓ１を構成するコイル線体部５の間隔が５ｍｍ以下であることが好ましいが、コイル線体部５の間にクッションラバー３が挟まれなければ５ｍｍより大きくても良い。

また、クッションラバー３が密巻部Ｓ１の内周面に当接するまでの間に密巻部Ｓ１を構成するコイル線体部５同士が当接若しくは接近状態となっていれば良く、そのタイミングは適宜設定することが可能であり、密巻部Ｓ１を構成するコイル線体部５同士が常に当接若しくは接近状態となっていても勿論良い。

また、上記実施の形態において、緩衝器Ｄが圧縮されたとき、クッションラバー３を弾性変形させるストッパ１４は、シリンダ１の内側に固定されているが、シリンダ１と一体的に形成されるとしても良く、また、シリンダ１の外側に固定されるとしても良い。

Ａ，Ａ１ 緩衝装置
Ｄ 緩衝器
Ｓ，Ｓ１０ コイルスプリング
Ｓ１ 密巻部
Ｓ２ 粗巻部
Ｓ３ 円錐状密巻部
Ｓ４ 小径密巻部
１ シリンダ
１ａ シリンダのヘッド端
２ ロッド
３ クッションラバー
４ ロックナット
５ コイル線体部
６ スプリングガイド
１０，２０ 取り付け部材
１０ａ，２０ａ ばね受け部
１１ ロッドガイド
１２ オイルシール
１３ ダストシール
１４ ストッパ

Claims (3)

1. シリンダとこのシリンダ内に移動可能に挿入されるロッドとを備える緩衝器と、上記緩衝器が内側に配置されて上記緩衝器を伸張方向に附勢するコイルスプリングと、上記ロッドの上記シリンダから突出する突端部に取り付けられて上記緩衝器が圧縮されてシリンダ側に当接したときに弾性変形可能なクッションラバーとを備える緩衝器装置において、
   上記コイルスプリングは、密巻部と粗巻部が軸方向に直列に形成される多段コイルスプリングであり、上記密巻部のコイル内径が均一に形成され、上記密巻部の内側に上記クッションラバーが配置され、上記密巻部で上記クッションラバーの外径を規制することを特徴とする緩衝装置。
2. 上記クッションラバーが押し潰されて拡径し上記密巻部に当接する前に、上記密巻部を構成するコイル線体部同士が接近状態となることを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
3. 上記クッションラバーが押し潰されて拡径し上記密巻部に当接する前に、上記密巻部を構成するコイル線体部同士が当接することを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。

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