懸架装置におけるシール構造
【課題】 二輪車の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において、アウターチューブとインナーチューブとの間を確実にシールする。
【解決手段】 アウターチューブ１と、インナーチューブ２と、上記アウターチューブ１内周と上記インナーチューブ２外周との間に形成される筒状の潤滑隙間３ａと、上記アウターチューブ１の開口端部１０内周に設けられて潤滑流体を保持する第一シール部材１１とを備える懸架装置において、上記第一シール部材１１と直列に設けられて上記潤滑隙間３ａと上記懸架装置内部とを区画すると共に、上記アウターチューブ１内周に摺接して上記懸架装置内部の圧力が上記潤滑隙間３ａ内に作用することを防ぐ第二シール部材２１と、上記潤滑隙間３ａと連通されると共に上記懸架装置内部に区画される体積補償室３ｂとを備え、この体積補償室３ｂと上記潤滑隙間３ａとからなる油溜室３内に、潤滑流体からなる潤滑流体室Ｌと気室Ｇとが形成される。
【解決手段】 アウターチューブ１と、インナーチューブ２と、上記アウターチューブ１内周と上記インナーチューブ２外周との間に形成される筒状の潤滑隙間３ａと、上記アウターチューブ１の開口端部１０内周に設けられて潤滑流体を保持する第一シール部材１１とを備える懸架装置において、上記第一シール部材１１と直列に設けられて上記潤滑隙間３ａと上記懸架装置内部とを区画すると共に、上記アウターチューブ１内周に摺接して上記懸架装置内部の圧力が上記潤滑隙間３ａ内に作用することを防ぐ第二シール部材２１と、上記潤滑隙間３ａと連通されると共に上記懸架装置内部に区画される体積補償室３ｂとを備え、この体積補償室３ｂと上記潤滑隙間３ａとからなる油溜室３内に、潤滑流体からなる潤滑流体室Ｌと気室Ｇとが形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鞍乗り用車両に利用される懸架装置のシール構造に関し、特に、自動二輪車におけるフロントフォークやリアクッションユニットのシール構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
鞍乗り用車両に利用される懸架装置、例えば、フロントフォークは、二輪車の前輪を懸架して路面振動を吸収するサスペンションとして機能すると共に、内部に緩衝器を収容して路面振動を減衰するダンパとしても機能するものが知られている。
【０００３】
上記フロントフォークは、車体側チューブと、この車体側チューブ内に出没自在に挿入される車輪側チューブと、上記車体側チューブ内周と上記車輪側チューブ外周との間に形成される筒状の潤滑隙間と、上記車体側チューブの上記車輪側チューブ挿入側の開口端部内周に設けられて上記潤滑隙間内に収容される潤滑流体を保持するシール部材とを備え、倒立型に設定される。
【０００４】
そして、上記潤滑隙間内には、車輪側チューブの上端開口部の近傍に開穿した油孔を介して潤滑用の作動油が流入する。
【０００５】
上記シール部材は、外側に位置するダストシールと、このダストシールに直列に設けられ内側に位置するオイルシールとからなる。
【０００６】
上記ダストシールは、車輪側チューブ外周に付着したダスト等の異物を掻き落として、フロントフォーク内部に異物が混入することを防ぎ、上記オイルシールは、上記潤滑隙間内に流入する潤滑用の作動油がフロントフォーク外に漏れ出すことを防ぐ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−６４１８０号 公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のフロントフォークは、上記シール部材からなるシール構造を備えることにより、オイルシールで上記潤滑隙間内に流入する潤滑用の作動油を保持して、車体側チューブに対する車輪側チューブの円滑な出没が可能となる点において有用である。
【０００９】
しかしながら、上記従来のフロントフォークは、例えば、車体側チューブと車輪側チューブとの間に介装されてフロントフォークを伸張方向に附勢する懸架ばねに替えて、車体側チューブ内にエアを封入し、フロントフォークをエアサスペンションとする等、フロントフォーク内が高圧傾向に維持される場合において、以下の不具合を指摘される虞がある。
【００１０】
即ち、フロントフォーク内が高圧となることにより、当該圧力が油孔を介して潤滑隙間に作用するため、このオイルシールがインナーチューブ外周の異物や傷等により損傷した場合には、オイルシールの損傷部から潤滑用の作動油がフロントフォークの内圧によりフロントフォーク外に噴出する虞がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上記オイルシールの他にフェールセーフ用の第二のシール部材を設け、例え上記オイルシールが損傷したとしても、潤滑隙間内の作動油がフロントフォーク外に噴出することを防ぐことが可能な懸架装置におけるシール構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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出没自在に挿入されるインナーチューブと、上記アウターチューブ内周と上記インナーチューブ外周との間に形成される筒状の潤滑隙間と、上記アウターチューブの上記インナーチューブ挿入側の開口端部内周に設けられて上記潤滑隙間内に収容される潤滑流体を保持する第一シール部材とを備える懸架装置において、上記第一シール部材と直列に設けられて上記潤滑隙間と上記懸架装置内部とを区画すると共に、上記アウターチューブ内周に摺接して上記懸架装置内部の圧力が上記潤滑隙間内に作用することを防ぐ第二シール部材と、上記潤滑隙間と連通されると共に上記懸架装置内部に区画される体積補償室とを備え、この体積補償室と上記潤滑隙間とからなる油溜室内に、潤滑流体からなる潤滑流体室と気室とが形成されることである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第二シール部材を備えることにより、懸架装置内部の圧力が第二シール部材よりも外側に作用せず、第一シール部材が損傷した場合においても潤滑用の作動油が潤滑隙間から噴出することを防ぐことが可能となる。
【００１４】
また、第二シール部材は、第一シール部材よりも内側に設けられ、外的要因によって損傷することがないアウターチューブ内周に摺接することから、第二シール部材が損傷する危険性を回避してフェールセーフとして確実に機能することが可能となる。
【００１５】
更には、懸架装置の伸縮に伴い容積変化する潤滑隙間と連通する体積補償室を設け、潤滑隙間と体積補償室とからなる油溜室内に潤滑流体室と気室とを設けることにより、潤滑隙間の体積変化を補償することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る懸架装置の最伸張状態を示す半断面図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係る懸架装置の最収縮状態を示す半断面図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態に係る懸架装置の最伸張状態を示す部分拡大半断面図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係る懸架装置の最伸張状態を示す半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第一の実施の形態を示す懸架装置におけるシール構造について、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。
【００１８】
本実施の形態は、本発明に係る懸架装置におけるシール構造を二輪車の前輪を懸架しながらその前輪に入力される路面振動を減衰する減衰力発生手段を内部に収容するフロントフォークに具現化したものである。
【００１９】
このフロントフォークは、二輪車の前輪の両側に起立する左右一対のフォーク部材からなり、このフォーク部材は、アウターチューブ１と、このアウターチューブ１内に出没自在に挿入されるインナーチューブ２と、上記アウターチューブ１内周と上記インナーチューブ２外周との間に形成される筒状の潤滑隙間３ａと、上記アウターチューブ１の上記インナーチューブ２挿入側の開口端部１０内周に設けられて上記潤滑隙間３ａ内に収容される潤滑流体を保持する第一シール部材１１とを備える。
【００２０】
そして、上記フォーク部材は、上記第一シール部材１１と直列に設けられて上記潤滑隙間３ａと上記フォーク部材内部とを区画すると共に、上記アウターチューブ１内周に摺接して上記フォーク部材内部の圧力が上記潤滑隙間３ａ内に作用することを防ぐ第二シール部材２１と、上記潤滑隙間３ａと連通されると共に上記フォーク部材内部に区画される体積補償室３ｂとを備え、この体積補償室３ｂと上記潤滑隙間３ａとからなる油溜室３内に、潤滑流体からなる潤滑流体室Ｌと気室Ｇとが形成される。
【００２１】
以下に、本実施の形態におけるフロントフォークの各構成部品についてそれぞれ説明する。
【００２２】
上記フロントフォークは、上記アウターチューブ１を二輪車の車体側に、インナーチューブ２を二輪車の車輪側に配置して、倒立型に設定される。
【００２３】
そして、図示しないが、アウターチューブ１の図中上端側は二輪車のハンドルに連結され、インナーチューブ２の図中下端側は二輪車の前輪の車軸に連結される。
【００２４】
更に、図示するところのフロントフォークは、フォーク部材内部に、気体が封入されてエアサスペンションとして機能すると共に、後述の減衰力発生手段を備えてダンパとしても機能する。
【００２５】
上記フォーク部材は、上下端をキャップ部材１２及びボトム部材２２で封止され、アウターチューブ１とインナーチューブ２との摺動面を本発明に係る第二シール部材２１で封止されることにより密閉される。
【００２６】
上記フォーク部材内部とは、アウターチューブ１及びインナーチューブ２の内側に形成される空間のうち、上記第二シール部材２１によって区画される油溜室３を除く空間をいうものである。
【００２７】
このフォーク部材内部は、下方に位置して作動油で満たされる作動油室と、作動油の油面Ｏを境に上方に位置して気体が封入されて昇圧傾向に維持されるリザーバ室Ｒとに区画される。
【００２８】
上記リザーバ室Ｒは、アウターチューブ１内に形成される上方気室Ｒ１と、インナーチューブ２内に形成される下方気室Ｒ２とからなり、これらの気室Ｒ１、Ｒ２は常に連通状態に保たれる。
【００２９】
上記作動油で満たされる作動油室は、インナーチューブ２内周に外周を摺接するピストン１５により、図中上方に位置する伸側作動油室Ｐ２と、図中下方に位置する圧側作動油室Ｐ１とに区画される。
【００３０】
そして、上記伸側作動油室Ｐ２は、上記リザーバ室Ｒ内に収容される気体により油面Ｏを介して加圧される。
【００３１】
上記作動油室Ｐ１、Ｐ２を区画するピストン１５は、アウターチューブ１の図中上端を封止するキャップ部材１２に基端部を固定されるロッド１３の先端部に、先端部材１４を介して保持されてなり、フォーク部材の伸縮に伴い作動油内を図中上下に移動する。
【００３２】
そして、上記ピストン１５は、図示しないが、ピストン１５の肉厚を貫通するポートを備え、このポートは、フォーク部材の収縮時に各作動油室Ｐ１、Ｐ２を連通する圧側ポートと、フォーク部材の伸張時に各作動油室Ｐ１、Ｐ２を連通する伸側ポートとからなる。
【００３３】
更に、上記ピストン１５は、減衰力発生手段を備え、この減衰力発生手段は、フォーク部材の収縮時にのみ圧側ポートの連通を許可して所定の減衰力を発生する圧側リーフバルブＶ１と、フォーク部材の伸張時にのみ伸側ポートの連通を許可して所定の減衰力を発生する伸側リーフバルブＶ２とからなる。
【００３４】
上記構成を備えることにより、上記リザーバ室Ｒは、フォーク部材の伸長時にピストン１５と共に伸側作動油室Ｐ２を加圧するため、伸側作動油室Ｐ２と圧側作動油室Ｐ１との差圧を増して伸側リーフバルブＶ２の開口を助け、圧側作動油室Ｐ１が減圧されてエアレーションが起こることを防止することが可能となる。
【００３５】
これにより、フロントフォークは、フォーク部材内にダンパシリンダやロッドガイド等を備えることなくダンパとしての機能を発揮することが可能となり、軽量に形成されることが可能となる。
【００３６】
更に、上記リザーバ室Ｒ内に封入された気体は、フォーク部材の伸縮によるリザーバ室Ｒの容積変化により圧縮比が変化して、この圧縮比に応じた所定のばね反力を生じてエアバネとして機能する。
【００３７】
従って、フロントフォークは、コイルスプリングからなる懸架ばねを使用することなくサスペンションとしての機能を発揮することが可能となり、更なる軽量化が図られるものである。
【００３８】
また、上記リザーバ室Ｒ内に封入された気体は、インナーチューブ２内へ出没するロッド１３の体積分増減するリザーバ室Ｒの体積変化も補償する。
【００３９】
尚、上記減衰力発生手段の構成は上記の限りではなく、ピストン１４を貫通するオリフィスとする等、周知の方法を適宜選択することが可能である。
【００４０】
また、周知の方法により減衰力発生手段における減衰力を調整可能としても良く、当該調整方法としては、図示しないが、減衰力発生手段を迂回してピストンを貫通するバイパス路を設け、このバイパス路の開度を変更する方法が知られている。
【００４１】
また、上記リザーバ室Ｒによる伸側作動油室Ｐ２の加圧とは、リザーバ室Ｒ内に封入される気体により、リザーバ室Ｒ内を昇圧傾向に維持し得る所定の内圧に設定することにより実現され、圧側作動油室Ｐ１のエアレーションを防止し得る限りにおいて、適宜設定することが可能である。
【００４２】
ところが、上記リザーバ室Ｒを昇圧傾向に維持した場合において、フォーク部材の最伸張時近傍から収縮ストロークを開始する際、フォーク部材は、上記リザーバ室Ｒ内の気体によって伸張方向に附勢されているため収縮ストロークが速やかに開始されず、乗り心地を悪化させる虞がある。
【００４３】
そこで、本実施の形態においては、収縮ストロークの開始時においても良好な乗り心地を実現するため、フォーク部材を収縮方向に附勢するバランススプリング４を備えてなる。
【００４４】
上記バランススプリング４は、インナーチューブ側に固定される上側ばね受け４ａと、ピストン側に固定される下側ばね受け４ｂとの間に介装される。
【００４５】
上記上側ばね受け４ａは、インナーチューブ２におけるアウターチューブ１への挿入側、即ち、図中上方に位置する一方端部内側に重ねて取り付けられた隔壁部材５の下端に固定され、上記下側ばね受け４ｂは、ロッド１３の先端部外周に取り付けられる筒状のケース１６に固定される。
【００４６】
当該構成を備えることにより、バランススプリング４は、図１に示すように、フォーク部材が伸張状態にあるときに圧縮されて、インナーチューブ２の図中上端とロッド１３の先端とを離間させ、ロッド１３がインナーチューブ２内に侵入するよう附勢するため、フォーク部材は収縮する方向に附勢される。
【００４７】
従って、フォーク部材が最伸張時近傍にある場合においても、バランススプリング４がリザーバ室Ｒの内圧に抗してフォーク部材を収縮方向に附勢するため、収縮ストロークが速やかに開始されて乗り心地の悪化を招くことがない。
【００４８】
また、上記下側ばね受け４ｂを備えるケース１６は、当該ケース１６の上方と下方を連通する通孔１６ａを備え、作動油の移動を妨げることがなく、油面Ｏにかかるリザーバ室Ｒの圧力は、当該通孔１６ａを介してケース１６の下方に作用するため、伸側作動油室Ｐ２全体を加圧することが可能となる。
【００４９】
上記ピストン１５を保持するロッド１３は、その外周に取り付けられる上下一対のクッション部材１７ａ、１７ｂを備えてなり、上側クッション部材１７ａはロッド１３の基端部材近傍に、下側クッション部材１７ｂはロッド１３の略中央に取り付けられる。
【００５０】
これらのクッション部材１７ａ、１７ｂは弾性素材からなり、フォーク部材の最伸張時においては、図１に示すように、下側クッション部材１７ｂがインナーチューブ２に固定される隔壁部材５の内周片５ａ下面に当接し、フォーク部材の最収縮時においては、図２に示すように、上側クッション部材１７ａが上記隔壁部材５の内周片５ａ上面に当接する。
【００５１】
従って、各クッション部材１７ａ、１７ｂは、フォーク部材の最伸張時及び最収縮時の衝撃を吸収すると共に、それ以上の伸張及び収縮を防ぐ。
【００５２】
また、クッション部材１７ｂと隔壁部材５とが当接している場合においても、上下のリザーバ室Ｒ１、Ｒ２は連通しており、クッション部材１７ｂ及び隔壁部材５は、上下のリザーバ室Ｒ１、Ｒ２の連通を妨げないものである。
【００５３】
ところで、インナーチューブ２の図中下側には、硬質の合成樹脂からなるキャップ状のボトムケース２３がボトム部材２２に固定され、図示しないが、このボトムケース２３外周とボトム部材２２は液密に封止されており、上記ボトムケース２３の内側には外気と連通する空気室Ａが設けられている。
【００５４】
上記ボトムケース２３が図２に示すフォーク部材の最収縮時において、その上端とピストン１５とが接触しない長さに形成され、当該構成を備えることにより、フォーク部材のストローク長を確保すると共に作動油量を低減してフロントフォークを軽量化することが可能となる。
【００５５】
従って、ストローク長が確保される限りにおいては、上記ケース２３を設けずにフォーク部材の全長を短くするとしても良い。
【００５６】
以上の構成を備えることにより、本実施の形態におけるフロントフォークは、エアサスペンションやダンパとしての機能等、フロントフォークとしての基本的な性能を発揮することが可能となる。
【００５７】
また、上記フロントフォークは、アウターチューブ１内にインナーチューブ２を円滑に出没させるための構成を備え、当該構成に本発明に係る構成が具現化される。
【００５８】
フォーク部材は、図３に示すように、アウターチューブ１内周とインナーチューブ２外周との間に筒状の潤滑隙間３ａを形成し、この潤滑隙間３ａ内に潤滑用の作動油を収容すると共に、上下一対の環状軸受６ａ、６ｂを備えてなる。
【００５９】
そして、アウターチューブ１のインナーチューブ挿入側の開口端部１０、即ち、図中下方端部内周に、インナーチューブ２外周に摺接する環状の第一シール部材１１を備え、この第一シール部材１１は、潤滑用の作動油を潤滑隙間３ａ内に保持する。
【００６０】
上記第一シール部材１１は、外側に位置する環状のダストシール１１ａと、このダストシール１１ａの内側に直列に設けられる環状のオイルシール１１ｂとを備えてなり、従来周知の構成が採用される。
【００６１】
上記潤滑隙間３ａは、図中下端側を上記第一シール部材１１で封止され、図中上端側をインナーチューブ２に隔壁部材５を介して取り付けられた第二シール部材２１で封止されて、フォーク部材の伸縮に伴い膨縮する。
【００６２】
上記第二シール部材２１は、環状に形成されて上記隔壁部材５の外周に設けられ、第一シール部材１１よりも内側、即ち、フォーク本体内部側に位置するアウターチューブ１内周に外周を摺接させる。
【００６３】
つまり、図１に示すように、フォーク部材が伸張状態にある場合には、第一シール部材１１と第二シール部材２１とが接近して潤滑隙間３ａの容積が収縮し、図２に示すように、フォーク部材が収縮状態にある場合には、第一シール部材１１と第二シール部材２１とが離間して潤滑隙間３ａの容積が膨張する。
【００６４】
そして、上記潤滑隙間３ａは、インナーチューブ２の図中先端側に設けた油孔３０を介して体積補償室３ｂに連通し、この体積補償室３ｂと共に密閉された油溜室３を構成する。
【００６５】
当該油溜室３は、第二シール部材２１によってフォーク部材内部と区画されると共に、フォーク部材が伸張状態にある場合、その内部には、下方に位置して潤滑用の作動油で満たされた潤滑流体室Ｌと、この潤滑流体室Ｌの油面Ｏ１を境に上方に位置する気室Ｇとが形成される（図１、３）。
【００６６】
当該構成を備えることにより、フォーク部材が伸張した場合には、潤滑隙間３ａの体積が減少することにより、潤滑隙間３ａから溢れた作動油が油孔３０を介して体積補償室３ｂ内に流入する（図１）。
【００６７】
また、フォーク部材が収縮した場合には、潤滑隙間３ａの体積が増加することにより、潤滑隙間３ａ内で不足した作動油が油孔３０を介して体積補償室３ｂ内から潤滑隙間３ａ内に供給される（図２）。
【００６８】
そして、体積補償室３ｂ内における作動油の増減は、気室Ｇ内に収容される気体の膨縮によって補償される。
【００６９】
上記構成を備えることにより、フォーク部材内部におけるリザーバ室Ｒの圧力が第二シール部材２１よりも外側に位置する油溜室３内に作用せず、油溜室３をフォーク部材内部と区画することができる。
【００７０】
従って、第一シール部材１１が損傷した場合においても潤滑用の作動油が潤滑隙間３ａから噴出することを防ぐことが可能となる。
【００７１】
また、第二シール部材２１は、第一シール部材１１よりも内側に設けられ、例えば、飛び石等の外的要因によって損傷することがないアウターチューブ１内周に摺接することから、第二シール部材２１が損傷する危険性を回避してフェールセーフとして確実に機能することが可能となる。
【００７２】
更には、体積補償室３ｂを備え、潤滑隙間３ａと体積補償室３ｂとからなる油溜室３内に潤滑流体室Ｌと気室Ｇとを形成することにより、潤滑隙間３ａ内の油面低下を防ぎ、潤滑隙間３ａの体積変化を補償することが可能となる。
【００７３】
本実施の形態において、上記体積補償室３ｂは、インナーチューブ２におけるアウターチューブ１への挿入側、即ち、図中上側に位置する一方端部内側に設けた筒状の隔壁部材５によって形成される。
【００７４】
この隔壁部材５は、図３に示すように、上記インナーチューブ２の一方端部から突出して上記第二シール部材２１を外周に備える環状の突出部５０と、この突出部５０から延設されて外周が上記インナーチューブの一方端部内周に結合する環状の結合部５１と、この結合部５１から延設されて外周が縮径されてなる環状の縮径部５２と、この縮径部５２から延設されて外周が上記インナーチューブ２内周にシール部材５３ａを介して液密に当接する密接部５３とを備えてなる。
【００７５】
そして、縮径部５２外周とインナーチューブ２内周との間に体積補償室３ｂを形成し、この体積補償室３ｂは、インナーチューブ２における縮径部５２とのラップ部に上記油孔３０が開穿され、この油孔３０を介して潤滑隙間３ａと連通される。
【００７６】
上記構成を備えることにより、フロントフォークを組み立てる際、フォーク部材が最収縮状態に維持された状態で作動油を上端近傍まで満たし、次いで、隔壁部材５をインナーチューブ２に組み付けることにより、隔壁部材５内に気室が自然に形成されることがら、本発明における油溜室３を容易に具現化することが可能となる。
【００７７】
また、第二シール部材２１は、上記隔壁部材５に取り付けられることから、第二シール部材２１もまた容易に組み付けることが可能となる。
【００７８】
上記第二シール部材２１は、リザーバ室Ｒ側に対向する環状のエアシール２１ａと、このエアシール２１ａと直列に設けられる環状のオイルシール２１ｂとを備えてなり、このオイルシール２１ｂは潤滑隙間３ａに対向する。
【００７９】
当該構成を備えることにより、各シール２１ａ、２１ｂでリザーバ室Ｒの気体及び潤滑隙間３ａの作動油を確実にシールすることが可能となる。
【００８０】
尚、上記第二シール部材２１として使用するシールは、封止したい対象によって適宜選択することが可能である。
【００８１】
また、エアシール２１ａが潤滑隙間３ａの作動油をリザーバ室Ｒに掻き出さない程度に封止する機能を有していれば、必ずしもオイルシール２１ｂを備えなくても良い。
【００８２】
ところで、本実施の形態において、アウターチューブ１とインナーチューブ２との円滑な摺動を助ける上下一対の環状軸受６ａ、６ｂは、潤滑隙間３ａ内に設けられ、インナーチューブ２の図中上端部外周に位置決めされる上側環状軸受６ａと、アウターチューブ１の図中下端部内周に設けられスライド可能な下側環状軸受６ｂとからなる。
【００８３】
上記上側環状軸受６ａは、潤滑隙間３ａと体積補償室３ｂとを連通する油孔３０よりも上方に設けられ、インナーチューブ２外周に形成された溝２４に嵌合されて移動せず、外周をアウターチューブ１内周に摺接させてなり、当該構成を備えることにより、潤滑隙間３ａと体積補償室３ｂとを移動する作動油の妨げとなることがない。
【００８４】
一方、上記下側環状軸受６ｂは、アウターチューブ１の図中下側先端部１０内周に形成された溝１０ａ内にスライド自在に設けられ、インナーチューブ２外周に油膜を介して内周を摺接させてなり、インナーチューブ２の移動に伴い上下する。
【００８５】
当該構成を備えることにより、第一シール部材１１におけるオイルシール１１ｂに作動油を供給して当該オイルシール１１ｂの摺動性を確保することが可能となる。
【００８６】
次に、本実施の第二の実施の形態を示す懸架装置におけるシール構造について、図面を参照しながら説明する。
【００８７】
本実施の形態は、本発明に係る懸架装置におけるシール構造を二輪車の後輪と車体との間に介装されて後輪に入力される路面振動を減衰する減衰力発生手段を内部に収容するリアクッションユニットに具現化したものである。
【００８８】
本実施の形態におけるリアクッションユニットは、上述の第一の実施の形態を具現化するフロントフォークとその基本的な構造を同一にするため、対応する部品については同一符合を付するのみとして詳細な説明を省略する。
【００８９】
上記リアクッションユニットは、アウターチューブ１と、このアウターチューブ１内に出没自在に挿入されるインナーチューブ２と、上記アウターチューブ１内周と上記インナーチューブ２外周との間に形成される潤滑隙間３ａとを備える。
【００９０】
そして、上記リアクッションユニットは、上記アウターチューブ１を二輪車の車体側に、インナーチューブ２を二輪車の後輪側に配置される。
【００９１】
更に、図示するところのリアクッションユニットは、内部にエアが封入されてエアサスペンションとして機能すると共に、減衰力発生手段を備えてダンパとしても機能する。
【００９２】
上記リアクションユニットは、上下端をキャップ部材１２及びボトム部材２２で封止され、アウターチューブ１とインナーチューブ２との摺動面を本発明に係る第二シール部材２１で封止されることにより密閉される。
【００９３】
上記リアクッションユニットの内部とは、アウターチューブ１及びインナーチューブ２の内側に形成される空間のうち、上記第二シール部材２１によって区画される油溜室３を除く空間をいい、リアクッション内部とする。
【００９４】
このリアクッション内部の構成は、第一の実施の形態におけるフロントフォークのフォーク部材内部の構成と略等しく、上記フロントフォークと同様にしてエアサスペンションやダンパとしての機能を発揮することが可能となる。
【００９５】
尚、本実施の形態に係るリアクッションユニットは、上記フロントフォークと比較して伸縮ストロークが短いため、第一の実施の形態におけるボトムケース２３を設ける必要がない。
【００９６】
従って、リアクッション内部が上記フォーク部材内部と略等しい内部構成を備えることによりエアサスペンションやダンパとしての機能を発揮すると共に、リアクッションユニットの全長を短く形成して車両への搭載性能を向上させることが可能となる。
【００９７】
また、本実施の形態に係るリアクッションユニットも、アウターチューブ１内にインナーチューブ２を円滑に出没させるための構成を備え、当該構成に本願発明における構成が具現化される。
【００９８】
リアクッションユニットは、図４に示すように、アウターチューブ１内周とインナーチューブ２外周との間に潤滑隙間３ａを形成し、この潤滑隙間３ａ内に潤滑用の作動油を収容すると共に、上下一対の環状軸受６０ａ、６０ｂを備えてなる。
【００９９】
そして、アウターチューブ１のインナーチューブ挿入側に位置するシールケース１００に、インナーチューブ２外周に摺接する環状の第一シール部材１１を備え、この第一シール部材１１は、潤滑用の作動油を潤滑隙間３ａ内に保持する。
【０１００】
上記アウターチューブ１の上記シールケース１００には、インナーチューブ２の摺動面を覆う伸縮自在のベローズ１０１の上端が取り付けられており、上記第一シール部材１１はオイルシールからなる。
【０１０１】
上記潤滑隙間３ａは、図中下端を上記第一シール部材１１で封止され、図中上端側をインナーチューブ２に隔壁部材５００を介して取り付けられた第二シール部材２１で封止され、リアクッションユニットの伸縮に伴い膨縮する。
【０１０２】
そして、上記潤滑隙間３ａは、インナーチューブ２の図中先端側に設けた油孔３０を介して体積補償室３ｂに連通し、この体積補償室３ａと共に密閉された油溜室３を形成する。
【０１０３】
本実施の形態に係る第二シール部材１２及び油溜室３の作用効果は、上記第一の実施の形態における第二シール部材１２及び油溜室３と同様であることから、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１０４】
本実施の形態において、上記体積補償室３ｂは、インナーチューブ２におけるアウターチューブ１への挿入側、即ち、図中上側に位置する一方端部内側に設けた環状の隔壁部材５００によって形成される。
【０１０５】
この隔壁部材５００は、図４に示すように、筒状に形成される外壁５０１と、この外壁５０１の図中下端から内側に延設される環状の下壁５０２と、この下壁５０２から起立して上記外壁５０１と対向する内壁５０３と、この内壁５０３の上端から外側に延設されて上記外壁５０１に先端が密接する上壁５０４とを備えてなる。
【０１０６】
そして、上記外壁５０１は、上端部外周が拡径されてなる拡径部（符示せず）外周に上記第二シール部材２１を備え、この拡径部の下側に外壁５０１の肉厚を貫通する油孔３０を備える。
【０１０７】
また、この外壁５０１の油孔３０よりも図中側は、上記インナーチューブ２の内周とシール部材（符示せず）を介して密接する。
【０１０８】
上記構成を備えることにより、上記各壁５０１、５０２、５０３、５０４で区画される空間に体積補償室３ｂを形成し、この体積補償室３ｂは、油孔３０を介して潤滑隙間３ａと連通し、この潤滑隙間３ａと共に油溜室３を構成する。
【０１０９】
本実施の形態において、上下一対の環状軸受６０ａ、６０ｂは、上記潤滑隙間３ａにおける油孔３０よりも下方に設けられ、アウターチューブ１のシールケース１００内周に位置決めされて、それぞれの内周をインナーチューブ２外周に摺接させてなる。
【０１１０】
従って、上側環状軸受６０ａよりも図中下方側に位置する潤滑隙間３ａの体積変化は起こらず、上側環状軸受６０ａと第二シール部材２１との間の空間３０ａの体積変化が起こり、この空間３０ａと上記体積補償室３ｂとを作動油が移動する。
【０１１１】
そして、リアクッションユニットの伸縮に伴い潤滑隙間３ａにおける上記空間３０ａ内に過不足する作動油を上記体積補償室３ｂで補償すると共に、この体積補償室３ｂ内における作動油の増減は、気室Ｇ内に収容される気体の膨縮によって補償される。
【０１１２】
上記構成を備えることにより、上下の環状軸受６０ａ、６０ｂが作動油の移動の妨げとなることがなく、また、これらの環状軸受６０ａ、６０ｂと第一シール部材１１におけるオイルシールとの間に収容される作動油によりこのオイルシールの摺動性が確保される。
【０１１３】
尚、本実施の形態において、図中には第二シール部材２１として一のシールのみを設けた状態を示すが、第一の実施の形態と同様にリザーバ室Ｒ側に対向するエアシールと、潤滑隙間３ａ側に対向するオイルシールからなるシール部材としても良いことは勿論である。
【０１１４】
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。
【０１１５】
例えば、上記実施の形態において、倒立型のフロントフォークを採用するとしたがこの限りではなく、正立型のフロントウォークとしても良いことは勿論である。
【０１１６】
また、本実施の形態においては、フォーク部材内部やリアクッション内部に作動油を収容するとしたが、この限りではなく、水系の作動流体としても良いことは勿論である。
【０１１７】
また、潤滑流体として作動油を用いるとしたが、フォーク部材内部に
収容する作動流体たる作動油と別のもの、例えば水系の作動流体や他の作動油を用いても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
Ａ 空気室
Ｇ 気室
Ｌ 潤滑流体室
Ｏ、Ｏ１ 油面
Ｐ１ 圧側作動油室
Ｐ２ 伸側作動油室
Ｒ リザーバ室
Ｖ１ 圧側リーフバルブ
Ｖ２ 伸側リーフバルブ
１ アウターチューブ
２ インナーチューブ
３ 油溜室
３ａ 潤滑隙間
３ｂ 体積補償室
４ バランススプリング
５、５００ 隔壁部材
６ａ、６ｂ、６０ａ、６０ｂ 環状軸受
１１ 第一シール部材
１２ キャップ部材
１３ ロッド
１４ 先端部材
１５ ピストン
１６ ケース
１７ クッション部材
２１ 第二シール部材
２２ ボトム部材
２３ ボトムケース
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鞍乗り用車両に利用される懸架装置のシール構造に関し、特に、自動二輪車におけるフロントフォークやリアクッションユニットのシール構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
鞍乗り用車両に利用される懸架装置、例えば、フロントフォークは、二輪車の前輪を懸架して路面振動を吸収するサスペンションとして機能すると共に、内部に緩衝器を収容して路面振動を減衰するダンパとしても機能するものが知られている。
【０００３】
上記フロントフォークは、車体側チューブと、この車体側チューブ内に出没自在に挿入される車輪側チューブと、上記車体側チューブ内周と上記車輪側チューブ外周との間に形成される筒状の潤滑隙間と、上記車体側チューブの上記車輪側チューブ挿入側の開口端部内周に設けられて上記潤滑隙間内に収容される潤滑流体を保持するシール部材とを備え、倒立型に設定される。
【０００４】
そして、上記潤滑隙間内には、車輪側チューブの上端開口部の近傍に開穿した油孔を介して潤滑用の作動油が流入する。
【０００５】
上記シール部材は、外側に位置するダストシールと、このダストシールに直列に設けられ内側に位置するオイルシールとからなる。
【０００６】
上記ダストシールは、車輪側チューブ外周に付着したダスト等の異物を掻き落として、フロントフォーク内部に異物が混入することを防ぎ、上記オイルシールは、上記潤滑隙間内に流入する潤滑用の作動油がフロントフォーク外に漏れ出すことを防ぐ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−６４１８０号 公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のフロントフォークは、上記シール部材からなるシール構造を備えることにより、オイルシールで上記潤滑隙間内に流入する潤滑用の作動油を保持して、車体側チューブに対する車輪側チューブの円滑な出没が可能となる点において有用である。
【０００９】
しかしながら、上記従来のフロントフォークは、例えば、車体側チューブと車輪側チューブとの間に介装されてフロントフォークを伸張方向に附勢する懸架ばねに替えて、車体側チューブ内にエアを封入し、フロントフォークをエアサスペンションとする等、フロントフォーク内が高圧傾向に維持される場合において、以下の不具合を指摘される虞がある。
【００１０】
即ち、フロントフォーク内が高圧となることにより、当該圧力が油孔を介して潤滑隙間に作用するため、このオイルシールがインナーチューブ外周の異物や傷等により損傷した場合には、オイルシールの損傷部から潤滑用の作動油がフロントフォークの内圧によりフロントフォーク外に噴出する虞がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上記オイルシールの他にフェールセーフ用の第二のシール部材を設け、例え上記オイルシールが損傷したとしても、潤滑隙間内の作動油がフロントフォーク外に噴出することを防ぐことが可能な懸架装置におけるシール構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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出没自在に挿入されるインナーチューブと、上記アウターチューブ内周と上記インナーチューブ外周との間に形成される筒状の潤滑隙間と、上記アウターチューブの上記インナーチューブ挿入側の開口端部内周に設けられて上記潤滑隙間内に収容される潤滑流体を保持する第一シール部材とを備える懸架装置において、上記第一シール部材と直列に設けられて上記潤滑隙間と上記懸架装置内部とを区画すると共に、上記アウターチューブ内周に摺接して上記懸架装置内部の圧力が上記潤滑隙間内に作用することを防ぐ第二シール部材と、上記潤滑隙間と連通されると共に上記懸架装置内部に区画される体積補償室とを備え、この体積補償室と上記潤滑隙間とからなる油溜室内に、潤滑流体からなる潤滑流体室と気室とが形成されることである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第二シール部材を備えることにより、懸架装置内部の圧力が第二シール部材よりも外側に作用せず、第一シール部材が損傷した場合においても潤滑用の作動油が潤滑隙間から噴出することを防ぐことが可能となる。
【００１４】
また、第二シール部材は、第一シール部材よりも内側に設けられ、外的要因によって損傷することがないアウターチューブ内周に摺接することから、第二シール部材が損傷する危険性を回避してフェールセーフとして確実に機能することが可能となる。
【００１５】
更には、懸架装置の伸縮に伴い容積変化する潤滑隙間と連通する体積補償室を設け、潤滑隙間と体積補償室とからなる油溜室内に潤滑流体室と気室とを設けることにより、潤滑隙間の体積変化を補償することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る懸架装置の最伸張状態を示す半断面図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係る懸架装置の最収縮状態を示す半断面図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態に係る懸架装置の最伸張状態を示す部分拡大半断面図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態に係る懸架装置の最伸張状態を示す半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第一の実施の形態を示す懸架装置におけるシール構造について、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。
【００１８】
本実施の形態は、本発明に係る懸架装置におけるシール構造を二輪車の前輪を懸架しながらその前輪に入力される路面振動を減衰する減衰力発生手段を内部に収容するフロントフォークに具現化したものである。
【００１９】
このフロントフォークは、二輪車の前輪の両側に起立する左右一対のフォーク部材からなり、このフォーク部材は、アウターチューブ１と、このアウターチューブ１内に出没自在に挿入されるインナーチューブ２と、上記アウターチューブ１内周と上記インナーチューブ２外周との間に形成される筒状の潤滑隙間３ａと、上記アウターチューブ１の上記インナーチューブ２挿入側の開口端部１０内周に設けられて上記潤滑隙間３ａ内に収容される潤滑流体を保持する第一シール部材１１とを備える。
【００２０】
そして、上記フォーク部材は、上記第一シール部材１１と直列に設けられて上記潤滑隙間３ａと上記フォーク部材内部とを区画すると共に、上記アウターチューブ１内周に摺接して上記フォーク部材内部の圧力が上記潤滑隙間３ａ内に作用することを防ぐ第二シール部材２１と、上記潤滑隙間３ａと連通されると共に上記フォーク部材内部に区画される体積補償室３ｂとを備え、この体積補償室３ｂと上記潤滑隙間３ａとからなる油溜室３内に、潤滑流体からなる潤滑流体室Ｌと気室Ｇとが形成される。
【００２１】
以下に、本実施の形態におけるフロントフォークの各構成部品についてそれぞれ説明する。
【００２２】
上記フロントフォークは、上記アウターチューブ１を二輪車の車体側に、インナーチューブ２を二輪車の車輪側に配置して、倒立型に設定される。
【００２３】
そして、図示しないが、アウターチューブ１の図中上端側は二輪車のハンドルに連結され、インナーチューブ２の図中下端側は二輪車の前輪の車軸に連結される。
【００２４】
更に、図示するところのフロントフォークは、フォーク部材内部に、気体が封入されてエアサスペンションとして機能すると共に、後述の減衰力発生手段を備えてダンパとしても機能する。
【００２５】
上記フォーク部材は、上下端をキャップ部材１２及びボトム部材２２で封止され、アウターチューブ１とインナーチューブ２との摺動面を本発明に係る第二シール部材２１で封止されることにより密閉される。
【００２６】
上記フォーク部材内部とは、アウターチューブ１及びインナーチューブ２の内側に形成される空間のうち、上記第二シール部材２１によって区画される油溜室３を除く空間をいうものである。
【００２７】
このフォーク部材内部は、下方に位置して作動油で満たされる作動油室と、作動油の油面Ｏを境に上方に位置して気体が封入されて昇圧傾向に維持されるリザーバ室Ｒとに区画される。
【００２８】
上記リザーバ室Ｒは、アウターチューブ１内に形成される上方気室Ｒ１と、インナーチューブ２内に形成される下方気室Ｒ２とからなり、これらの気室Ｒ１、Ｒ２は常に連通状態に保たれる。
【００２９】
上記作動油で満たされる作動油室は、インナーチューブ２内周に外周を摺接するピストン１５により、図中上方に位置する伸側作動油室Ｐ２と、図中下方に位置する圧側作動油室Ｐ１とに区画される。
【００３０】
そして、上記伸側作動油室Ｐ２は、上記リザーバ室Ｒ内に収容される気体により油面Ｏを介して加圧される。
【００３１】
上記作動油室Ｐ１、Ｐ２を区画するピストン１５は、アウターチューブ１の図中上端を封止するキャップ部材１２に基端部を固定されるロッド１３の先端部に、先端部材１４を介して保持されてなり、フォーク部材の伸縮に伴い作動油内を図中上下に移動する。
【００３２】
そして、上記ピストン１５は、図示しないが、ピストン１５の肉厚を貫通するポートを備え、このポートは、フォーク部材の収縮時に各作動油室Ｐ１、Ｐ２を連通する圧側ポートと、フォーク部材の伸張時に各作動油室Ｐ１、Ｐ２を連通する伸側ポートとからなる。
【００３３】
更に、上記ピストン１５は、減衰力発生手段を備え、この減衰力発生手段は、フォーク部材の収縮時にのみ圧側ポートの連通を許可して所定の減衰力を発生する圧側リーフバルブＶ１と、フォーク部材の伸張時にのみ伸側ポートの連通を許可して所定の減衰力を発生する伸側リーフバルブＶ２とからなる。
【００３４】
上記構成を備えることにより、上記リザーバ室Ｒは、フォーク部材の伸長時にピストン１５と共に伸側作動油室Ｐ２を加圧するため、伸側作動油室Ｐ２と圧側作動油室Ｐ１との差圧を増して伸側リーフバルブＶ２の開口を助け、圧側作動油室Ｐ１が減圧されてエアレーションが起こることを防止することが可能となる。
【００３５】
これにより、フロントフォークは、フォーク部材内にダンパシリンダやロッドガイド等を備えることなくダンパとしての機能を発揮することが可能となり、軽量に形成されることが可能となる。
【００３６】
更に、上記リザーバ室Ｒ内に封入された気体は、フォーク部材の伸縮によるリザーバ室Ｒの容積変化により圧縮比が変化して、この圧縮比に応じた所定のばね反力を生じてエアバネとして機能する。
【００３７】
従って、フロントフォークは、コイルスプリングからなる懸架ばねを使用することなくサスペンションとしての機能を発揮することが可能となり、更なる軽量化が図られるものである。
【００３８】
また、上記リザーバ室Ｒ内に封入された気体は、インナーチューブ２内へ出没するロッド１３の体積分増減するリザーバ室Ｒの体積変化も補償する。
【００３９】
尚、上記減衰力発生手段の構成は上記の限りではなく、ピストン１４を貫通するオリフィスとする等、周知の方法を適宜選択することが可能である。
【００４０】
また、周知の方法により減衰力発生手段における減衰力を調整可能としても良く、当該調整方法としては、図示しないが、減衰力発生手段を迂回してピストンを貫通するバイパス路を設け、このバイパス路の開度を変更する方法が知られている。
【００４１】
また、上記リザーバ室Ｒによる伸側作動油室Ｐ２の加圧とは、リザーバ室Ｒ内に封入される気体により、リザーバ室Ｒ内を昇圧傾向に維持し得る所定の内圧に設定することにより実現され、圧側作動油室Ｐ１のエアレーションを防止し得る限りにおいて、適宜設定することが可能である。
【００４２】
ところが、上記リザーバ室Ｒを昇圧傾向に維持した場合において、フォーク部材の最伸張時近傍から収縮ストロークを開始する際、フォーク部材は、上記リザーバ室Ｒ内の気体によって伸張方向に附勢されているため収縮ストロークが速やかに開始されず、乗り心地を悪化させる虞がある。
【００４３】
そこで、本実施の形態においては、収縮ストロークの開始時においても良好な乗り心地を実現するため、フォーク部材を収縮方向に附勢するバランススプリング４を備えてなる。
【００４４】
上記バランススプリング４は、インナーチューブ側に固定される上側ばね受け４ａと、ピストン側に固定される下側ばね受け４ｂとの間に介装される。
【００４５】
上記上側ばね受け４ａは、インナーチューブ２におけるアウターチューブ１への挿入側、即ち、図中上方に位置する一方端部内側に重ねて取り付けられた隔壁部材５の下端に固定され、上記下側ばね受け４ｂは、ロッド１３の先端部外周に取り付けられる筒状のケース１６に固定される。
【００４６】
当該構成を備えることにより、バランススプリング４は、図１に示すように、フォーク部材が伸張状態にあるときに圧縮されて、インナーチューブ２の図中上端とロッド１３の先端とを離間させ、ロッド１３がインナーチューブ２内に侵入するよう附勢するため、フォーク部材は収縮する方向に附勢される。
【００４７】
従って、フォーク部材が最伸張時近傍にある場合においても、バランススプリング４がリザーバ室Ｒの内圧に抗してフォーク部材を収縮方向に附勢するため、収縮ストロークが速やかに開始されて乗り心地の悪化を招くことがない。
【００４８】
また、上記下側ばね受け４ｂを備えるケース１６は、当該ケース１６の上方と下方を連通する通孔１６ａを備え、作動油の移動を妨げることがなく、油面Ｏにかかるリザーバ室Ｒの圧力は、当該通孔１６ａを介してケース１６の下方に作用するため、伸側作動油室Ｐ２全体を加圧することが可能となる。
【００４９】
上記ピストン１５を保持するロッド１３は、その外周に取り付けられる上下一対のクッション部材１７ａ、１７ｂを備えてなり、上側クッション部材１７ａはロッド１３の基端部材近傍に、下側クッション部材１７ｂはロッド１３の略中央に取り付けられる。
【００５０】
これらのクッション部材１７ａ、１７ｂは弾性素材からなり、フォーク部材の最伸張時においては、図１に示すように、下側クッション部材１７ｂがインナーチューブ２に固定される隔壁部材５の内周片５ａ下面に当接し、フォーク部材の最収縮時においては、図２に示すように、上側クッション部材１７ａが上記隔壁部材５の内周片５ａ上面に当接する。
【００５１】
従って、各クッション部材１７ａ、１７ｂは、フォーク部材の最伸張時及び最収縮時の衝撃を吸収すると共に、それ以上の伸張及び収縮を防ぐ。
【００５２】
また、クッション部材１７ｂと隔壁部材５とが当接している場合においても、上下のリザーバ室Ｒ１、Ｒ２は連通しており、クッション部材１７ｂ及び隔壁部材５は、上下のリザーバ室Ｒ１、Ｒ２の連通を妨げないものである。
【００５３】
ところで、インナーチューブ２の図中下側には、硬質の合成樹脂からなるキャップ状のボトムケース２３がボトム部材２２に固定され、図示しないが、このボトムケース２３外周とボトム部材２２は液密に封止されており、上記ボトムケース２３の内側には外気と連通する空気室Ａが設けられている。
【００５４】
上記ボトムケース２３が図２に示すフォーク部材の最収縮時において、その上端とピストン１５とが接触しない長さに形成され、当該構成を備えることにより、フォーク部材のストローク長を確保すると共に作動油量を低減してフロントフォークを軽量化することが可能となる。
【００５５】
従って、ストローク長が確保される限りにおいては、上記ケース２３を設けずにフォーク部材の全長を短くするとしても良い。
【００５６】
以上の構成を備えることにより、本実施の形態におけるフロントフォークは、エアサスペンションやダンパとしての機能等、フロントフォークとしての基本的な性能を発揮することが可能となる。
【００５７】
また、上記フロントフォークは、アウターチューブ１内にインナーチューブ２を円滑に出没させるための構成を備え、当該構成に本発明に係る構成が具現化される。
【００５８】
フォーク部材は、図３に示すように、アウターチューブ１内周とインナーチューブ２外周との間に筒状の潤滑隙間３ａを形成し、この潤滑隙間３ａ内に潤滑用の作動油を収容すると共に、上下一対の環状軸受６ａ、６ｂを備えてなる。
【００５９】
そして、アウターチューブ１のインナーチューブ挿入側の開口端部１０、即ち、図中下方端部内周に、インナーチューブ２外周に摺接する環状の第一シール部材１１を備え、この第一シール部材１１は、潤滑用の作動油を潤滑隙間３ａ内に保持する。
【００６０】
上記第一シール部材１１は、外側に位置する環状のダストシール１１ａと、このダストシール１１ａの内側に直列に設けられる環状のオイルシール１１ｂとを備えてなり、従来周知の構成が採用される。
【００６１】
上記潤滑隙間３ａは、図中下端側を上記第一シール部材１１で封止され、図中上端側をインナーチューブ２に隔壁部材５を介して取り付けられた第二シール部材２１で封止されて、フォーク部材の伸縮に伴い膨縮する。
【００６２】
上記第二シール部材２１は、環状に形成されて上記隔壁部材５の外周に設けられ、第一シール部材１１よりも内側、即ち、フォーク本体内部側に位置するアウターチューブ１内周に外周を摺接させる。
【００６３】
つまり、図１に示すように、フォーク部材が伸張状態にある場合には、第一シール部材１１と第二シール部材２１とが接近して潤滑隙間３ａの容積が収縮し、図２に示すように、フォーク部材が収縮状態にある場合には、第一シール部材１１と第二シール部材２１とが離間して潤滑隙間３ａの容積が膨張する。
【００６４】
そして、上記潤滑隙間３ａは、インナーチューブ２の図中先端側に設けた油孔３０を介して体積補償室３ｂに連通し、この体積補償室３ｂと共に密閉された油溜室３を構成する。
【００６５】
当該油溜室３は、第二シール部材２１によってフォーク部材内部と区画されると共に、フォーク部材が伸張状態にある場合、その内部には、下方に位置して潤滑用の作動油で満たされた潤滑流体室Ｌと、この潤滑流体室Ｌの油面Ｏ１を境に上方に位置する気室Ｇとが形成される（図１、３）。
【００６６】
当該構成を備えることにより、フォーク部材が伸張した場合には、潤滑隙間３ａの体積が減少することにより、潤滑隙間３ａから溢れた作動油が油孔３０を介して体積補償室３ｂ内に流入する（図１）。
【００６７】
また、フォーク部材が収縮した場合には、潤滑隙間３ａの体積が増加することにより、潤滑隙間３ａ内で不足した作動油が油孔３０を介して体積補償室３ｂ内から潤滑隙間３ａ内に供給される（図２）。
【００６８】
そして、体積補償室３ｂ内における作動油の増減は、気室Ｇ内に収容される気体の膨縮によって補償される。
【００６９】
上記構成を備えることにより、フォーク部材内部におけるリザーバ室Ｒの圧力が第二シール部材２１よりも外側に位置する油溜室３内に作用せず、油溜室３をフォーク部材内部と区画することができる。
【００７０】
従って、第一シール部材１１が損傷した場合においても潤滑用の作動油が潤滑隙間３ａから噴出することを防ぐことが可能となる。
【００７１】
また、第二シール部材２１は、第一シール部材１１よりも内側に設けられ、例えば、飛び石等の外的要因によって損傷することがないアウターチューブ１内周に摺接することから、第二シール部材２１が損傷する危険性を回避してフェールセーフとして確実に機能することが可能となる。
【００７２】
更には、体積補償室３ｂを備え、潤滑隙間３ａと体積補償室３ｂとからなる油溜室３内に潤滑流体室Ｌと気室Ｇとを形成することにより、潤滑隙間３ａ内の油面低下を防ぎ、潤滑隙間３ａの体積変化を補償することが可能となる。
【００７３】
本実施の形態において、上記体積補償室３ｂは、インナーチューブ２におけるアウターチューブ１への挿入側、即ち、図中上側に位置する一方端部内側に設けた筒状の隔壁部材５によって形成される。
【００７４】
この隔壁部材５は、図３に示すように、上記インナーチューブ２の一方端部から突出して上記第二シール部材２１を外周に備える環状の突出部５０と、この突出部５０から延設されて外周が上記インナーチューブの一方端部内周に結合する環状の結合部５１と、この結合部５１から延設されて外周が縮径されてなる環状の縮径部５２と、この縮径部５２から延設されて外周が上記インナーチューブ２内周にシール部材５３ａを介して液密に当接する密接部５３とを備えてなる。
【００７５】
そして、縮径部５２外周とインナーチューブ２内周との間に体積補償室３ｂを形成し、この体積補償室３ｂは、インナーチューブ２における縮径部５２とのラップ部に上記油孔３０が開穿され、この油孔３０を介して潤滑隙間３ａと連通される。
【００７６】
上記構成を備えることにより、フロントフォークを組み立てる際、フォーク部材が最収縮状態に維持された状態で作動油を上端近傍まで満たし、次いで、隔壁部材５をインナーチューブ２に組み付けることにより、隔壁部材５内に気室が自然に形成されることがら、本発明における油溜室３を容易に具現化することが可能となる。
【００７７】
また、第二シール部材２１は、上記隔壁部材５に取り付けられることから、第二シール部材２１もまた容易に組み付けることが可能となる。
【００７８】
上記第二シール部材２１は、リザーバ室Ｒ側に対向する環状のエアシール２１ａと、このエアシール２１ａと直列に設けられる環状のオイルシール２１ｂとを備えてなり、このオイルシール２１ｂは潤滑隙間３ａに対向する。
【００７９】
当該構成を備えることにより、各シール２１ａ、２１ｂでリザーバ室Ｒの気体及び潤滑隙間３ａの作動油を確実にシールすることが可能となる。
【００８０】
尚、上記第二シール部材２１として使用するシールは、封止したい対象によって適宜選択することが可能である。
【００８１】
また、エアシール２１ａが潤滑隙間３ａの作動油をリザーバ室Ｒに掻き出さない程度に封止する機能を有していれば、必ずしもオイルシール２１ｂを備えなくても良い。
【００８２】
ところで、本実施の形態において、アウターチューブ１とインナーチューブ２との円滑な摺動を助ける上下一対の環状軸受６ａ、６ｂは、潤滑隙間３ａ内に設けられ、インナーチューブ２の図中上端部外周に位置決めされる上側環状軸受６ａと、アウターチューブ１の図中下端部内周に設けられスライド可能な下側環状軸受６ｂとからなる。
【００８３】
上記上側環状軸受６ａは、潤滑隙間３ａと体積補償室３ｂとを連通する油孔３０よりも上方に設けられ、インナーチューブ２外周に形成された溝２４に嵌合されて移動せず、外周をアウターチューブ１内周に摺接させてなり、当該構成を備えることにより、潤滑隙間３ａと体積補償室３ｂとを移動する作動油の妨げとなることがない。
【００８４】
一方、上記下側環状軸受６ｂは、アウターチューブ１の図中下側先端部１０内周に形成された溝１０ａ内にスライド自在に設けられ、インナーチューブ２外周に油膜を介して内周を摺接させてなり、インナーチューブ２の移動に伴い上下する。
【００８５】
当該構成を備えることにより、第一シール部材１１におけるオイルシール１１ｂに作動油を供給して当該オイルシール１１ｂの摺動性を確保することが可能となる。
【００８６】
次に、本実施の第二の実施の形態を示す懸架装置におけるシール構造について、図面を参照しながら説明する。
【００８７】
本実施の形態は、本発明に係る懸架装置におけるシール構造を二輪車の後輪と車体との間に介装されて後輪に入力される路面振動を減衰する減衰力発生手段を内部に収容するリアクッションユニットに具現化したものである。
【００８８】
本実施の形態におけるリアクッションユニットは、上述の第一の実施の形態を具現化するフロントフォークとその基本的な構造を同一にするため、対応する部品については同一符合を付するのみとして詳細な説明を省略する。
【００８９】
上記リアクッションユニットは、アウターチューブ１と、このアウターチューブ１内に出没自在に挿入されるインナーチューブ２と、上記アウターチューブ１内周と上記インナーチューブ２外周との間に形成される潤滑隙間３ａとを備える。
【００９０】
そして、上記リアクッションユニットは、上記アウターチューブ１を二輪車の車体側に、インナーチューブ２を二輪車の後輪側に配置される。
【００９１】
更に、図示するところのリアクッションユニットは、内部にエアが封入されてエアサスペンションとして機能すると共に、減衰力発生手段を備えてダンパとしても機能する。
【００９２】
上記リアクションユニットは、上下端をキャップ部材１２及びボトム部材２２で封止され、アウターチューブ１とインナーチューブ２との摺動面を本発明に係る第二シール部材２１で封止されることにより密閉される。
【００９３】
上記リアクッションユニットの内部とは、アウターチューブ１及びインナーチューブ２の内側に形成される空間のうち、上記第二シール部材２１によって区画される油溜室３を除く空間をいい、リアクッション内部とする。
【００９４】
このリアクッション内部の構成は、第一の実施の形態におけるフロントフォークのフォーク部材内部の構成と略等しく、上記フロントフォークと同様にしてエアサスペンションやダンパとしての機能を発揮することが可能となる。
【００９５】
尚、本実施の形態に係るリアクッションユニットは、上記フロントフォークと比較して伸縮ストロークが短いため、第一の実施の形態におけるボトムケース２３を設ける必要がない。
【００９６】
従って、リアクッション内部が上記フォーク部材内部と略等しい内部構成を備えることによりエアサスペンションやダンパとしての機能を発揮すると共に、リアクッションユニットの全長を短く形成して車両への搭載性能を向上させることが可能となる。
【００９７】
また、本実施の形態に係るリアクッションユニットも、アウターチューブ１内にインナーチューブ２を円滑に出没させるための構成を備え、当該構成に本願発明における構成が具現化される。
【００９８】
リアクッションユニットは、図４に示すように、アウターチューブ１内周とインナーチューブ２外周との間に潤滑隙間３ａを形成し、この潤滑隙間３ａ内に潤滑用の作動油を収容すると共に、上下一対の環状軸受６０ａ、６０ｂを備えてなる。
【００９９】
そして、アウターチューブ１のインナーチューブ挿入側に位置するシールケース１００に、インナーチューブ２外周に摺接する環状の第一シール部材１１を備え、この第一シール部材１１は、潤滑用の作動油を潤滑隙間３ａ内に保持する。
【０１００】
上記アウターチューブ１の上記シールケース１００には、インナーチューブ２の摺動面を覆う伸縮自在のベローズ１０１の上端が取り付けられており、上記第一シール部材１１はオイルシールからなる。
【０１０１】
上記潤滑隙間３ａは、図中下端を上記第一シール部材１１で封止され、図中上端側をインナーチューブ２に隔壁部材５００を介して取り付けられた第二シール部材２１で封止され、リアクッションユニットの伸縮に伴い膨縮する。
【０１０２】
そして、上記潤滑隙間３ａは、インナーチューブ２の図中先端側に設けた油孔３０を介して体積補償室３ｂに連通し、この体積補償室３ａと共に密閉された油溜室３を形成する。
【０１０３】
本実施の形態に係る第二シール部材１２及び油溜室３の作用効果は、上記第一の実施の形態における第二シール部材１２及び油溜室３と同様であることから、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１０４】
本実施の形態において、上記体積補償室３ｂは、インナーチューブ２におけるアウターチューブ１への挿入側、即ち、図中上側に位置する一方端部内側に設けた環状の隔壁部材５００によって形成される。
【０１０５】
この隔壁部材５００は、図４に示すように、筒状に形成される外壁５０１と、この外壁５０１の図中下端から内側に延設される環状の下壁５０２と、この下壁５０２から起立して上記外壁５０１と対向する内壁５０３と、この内壁５０３の上端から外側に延設されて上記外壁５０１に先端が密接する上壁５０４とを備えてなる。
【０１０６】
そして、上記外壁５０１は、上端部外周が拡径されてなる拡径部（符示せず）外周に上記第二シール部材２１を備え、この拡径部の下側に外壁５０１の肉厚を貫通する油孔３０を備える。
【０１０７】
また、この外壁５０１の油孔３０よりも図中側は、上記インナーチューブ２の内周とシール部材（符示せず）を介して密接する。
【０１０８】
上記構成を備えることにより、上記各壁５０１、５０２、５０３、５０４で区画される空間に体積補償室３ｂを形成し、この体積補償室３ｂは、油孔３０を介して潤滑隙間３ａと連通し、この潤滑隙間３ａと共に油溜室３を構成する。
【０１０９】
本実施の形態において、上下一対の環状軸受６０ａ、６０ｂは、上記潤滑隙間３ａにおける油孔３０よりも下方に設けられ、アウターチューブ１のシールケース１００内周に位置決めされて、それぞれの内周をインナーチューブ２外周に摺接させてなる。
【０１１０】
従って、上側環状軸受６０ａよりも図中下方側に位置する潤滑隙間３ａの体積変化は起こらず、上側環状軸受６０ａと第二シール部材２１との間の空間３０ａの体積変化が起こり、この空間３０ａと上記体積補償室３ｂとを作動油が移動する。
【０１１１】
そして、リアクッションユニットの伸縮に伴い潤滑隙間３ａにおける上記空間３０ａ内に過不足する作動油を上記体積補償室３ｂで補償すると共に、この体積補償室３ｂ内における作動油の増減は、気室Ｇ内に収容される気体の膨縮によって補償される。
【０１１２】
上記構成を備えることにより、上下の環状軸受６０ａ、６０ｂが作動油の移動の妨げとなることがなく、また、これらの環状軸受６０ａ、６０ｂと第一シール部材１１におけるオイルシールとの間に収容される作動油によりこのオイルシールの摺動性が確保される。
【０１１３】
尚、本実施の形態において、図中には第二シール部材２１として一のシールのみを設けた状態を示すが、第一の実施の形態と同様にリザーバ室Ｒ側に対向するエアシールと、潤滑隙間３ａ側に対向するオイルシールからなるシール部材としても良いことは勿論である。
【０１１４】
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。
【０１１５】
例えば、上記実施の形態において、倒立型のフロントフォークを採用するとしたがこの限りではなく、正立型のフロントウォークとしても良いことは勿論である。
【０１１６】
また、本実施の形態においては、フォーク部材内部やリアクッション内部に作動油を収容するとしたが、この限りではなく、水系の作動流体としても良いことは勿論である。
【０１１７】
また、潤滑流体として作動油を用いるとしたが、フォーク部材内部に
収容する作動流体たる作動油と別のもの、例えば水系の作動流体や他の作動油を用いても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
Ａ 空気室
Ｇ 気室
Ｌ 潤滑流体室
Ｏ、Ｏ１ 油面
Ｐ１ 圧側作動油室
Ｐ２ 伸側作動油室
Ｒ リザーバ室
Ｖ１ 圧側リーフバルブ
Ｖ２ 伸側リーフバルブ
１ アウターチューブ
２ インナーチューブ
３ 油溜室
３ａ 潤滑隙間
３ｂ 体積補償室
４ バランススプリング
５、５００ 隔壁部材
６ａ、６ｂ、６０ａ、６０ｂ 環状軸受
１１ 第一シール部材
１２ キャップ部材
１３ ロッド
１４ 先端部材
１５ ピストン
１６ ケース
１７ クッション部材
２１ 第二シール部材
２２ ボトム部材
２３ ボトムケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターチューブと、このアウターチューブ内に出没自在に挿入されるインナーチューブと、上記アウターチューブ内周と上記インナーチューブ外周との間に形成される筒状の潤滑隙間と、上記アウターチューブの上記インナーチューブ挿入側の開口端部内周に設けられて上記潤滑隙間内に収容される潤滑流体を保持する第一シール部材とを備える懸架装置において、
上記第一シール部材と直列に設けられて上記潤滑隙間と上記懸架装置内部とを区画すると共に、上記アウターチューブ内周に摺接して上記懸架装置内部の圧力が上記潤滑隙間内に作用することを防ぐ第二シール部材と、
上記潤滑隙間と連通されると共に上記懸架装置内部に区画される体積補償室とを備え、
この体積補償室と上記潤滑隙間とからなる油溜室内に、潤滑流体からなる潤滑流体室と気室とが形成されることを特徴とする懸架装置におけるシール構造。
【請求項２】
上記インナーチューブにおける上記アウターチューブへの挿入側に位置する一方端部内側に筒状の隔壁部材を重ねて取り付け、
この隔壁部材外周と上記インナーチューブ内周との間に上記体積補償室を形成すると共に、上記インナーチューブにおける上記隔壁部材とのラップ部に油孔を設け、この油孔を介して上記潤滑隙間と上記体積補償室とを連通することを特徴とする請求項１に記載の懸架装置におけるシール構造。
【請求項３】
上記隔壁部材は、上記インナーチューブの一方端部から突出して上記第二シール部材を外周に備える環状の突出部と、この突出部から延設されて外周が上記インナーチューブの一方端部内周に結合する環状の結合部と、この結合部から延設されて外周が縮径されてなる環状の縮径部と、この縮径部から延設されて外周が上記インナーチューブ内周に液密に当接する密接部とを備え、
上記第二シール部材は、上記隔壁部材を介して上記インナーチューブに取り付けられ、
上記体積補償室は、上記縮径部外周と上記インナーチューブ内周との間に形成されると共に、上記インナーチューブにおける上記縮径部とのラップ部に設けられる上記油孔を介して上記潤滑隙間と連通されることを特徴とする請求項２に記載の懸架装置におけるシール構造。
【請求項４】
上記懸架装置は、内部に気体が封入されて高圧傾向に維持されてなり、上記第二シール部材が上記気体を封止するエアシールを備えてなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の懸架装置におけるシール構造。
【請求項５】
上記第二シール部材が上記エアシールと、このエアシールと直列に設けられて上記潤滑隙間に対向するオイルシールとを備えてなることを特徴とする請求項４の何れかに記載の懸架装置におけるシール構造。
【請求項１】
アウターチューブと、このアウターチューブ内に出没自在に挿入されるインナーチューブと、上記アウターチューブ内周と上記インナーチューブ外周との間に形成される筒状の潤滑隙間と、上記アウターチューブの上記インナーチューブ挿入側の開口端部内周に設けられて上記潤滑隙間内に収容される潤滑流体を保持する第一シール部材とを備える懸架装置において、
上記第一シール部材と直列に設けられて上記潤滑隙間と上記懸架装置内部とを区画すると共に、上記アウターチューブ内周に摺接して上記懸架装置内部の圧力が上記潤滑隙間内に作用することを防ぐ第二シール部材と、
上記潤滑隙間と連通されると共に上記懸架装置内部に区画される体積補償室とを備え、
この体積補償室と上記潤滑隙間とからなる油溜室内に、潤滑流体からなる潤滑流体室と気室とが形成されることを特徴とする懸架装置におけるシール構造。
【請求項２】
上記インナーチューブにおける上記アウターチューブへの挿入側に位置する一方端部内側に筒状の隔壁部材を重ねて取り付け、
この隔壁部材外周と上記インナーチューブ内周との間に上記体積補償室を形成すると共に、上記インナーチューブにおける上記隔壁部材とのラップ部に油孔を設け、この油孔を介して上記潤滑隙間と上記体積補償室とを連通することを特徴とする請求項１に記載の懸架装置におけるシール構造。
【請求項３】
上記隔壁部材は、上記インナーチューブの一方端部から突出して上記第二シール部材を外周に備える環状の突出部と、この突出部から延設されて外周が上記インナーチューブの一方端部内周に結合する環状の結合部と、この結合部から延設されて外周が縮径されてなる環状の縮径部と、この縮径部から延設されて外周が上記インナーチューブ内周に液密に当接する密接部とを備え、
上記第二シール部材は、上記隔壁部材を介して上記インナーチューブに取り付けられ、
上記体積補償室は、上記縮径部外周と上記インナーチューブ内周との間に形成されると共に、上記インナーチューブにおける上記縮径部とのラップ部に設けられる上記油孔を介して上記潤滑隙間と連通されることを特徴とする請求項２に記載の懸架装置におけるシール構造。
【請求項４】
上記懸架装置は、内部に気体が封入されて高圧傾向に維持されてなり、上記第二シール部材が上記気体を封止するエアシールを備えてなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の懸架装置におけるシール構造。
【請求項５】
上記第二シール部材が上記エアシールと、このエアシールと直列に設けられて上記潤滑隙間に対向するオイルシールとを備えてなることを特徴とする請求項４の何れかに記載の懸架装置におけるシール構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１２７７４３（Ｐ２０１１−１２７７４３Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８９４３７（Ｐ２００９−２８９４３７）
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]