特許第6207035号(P6207035)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6207035
(24)【登録日】2017年9月15日
(45)【発行日】2017年10月4日
(54)【発明の名称】懸架装置
(51)【国際特許分類】
   B62K 25/20 20060101AFI20170925BHJP
   F16F 9/12 20060101ALI20170925BHJP
【FI】
   B62K25/20
   F16F9/12
【請求項の数】3
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2016-40008(P2016-40008)
(22)【出願日】2016年3月2日
(62)【分割の表示】特願2012-79840(P2012-79840)の分割
【原出願日】2012年3月30日
(65)【公開番号】特開2016-104631(P2016-104631A)
(43)【公開日】2016年6月9日
【審査請求日】2016年3月2日
(73)【特許権者】
【識別番号】000000929
【氏名又は名称】KYB株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100067367
【弁理士】
【氏名又は名称】天野 泉
(74)【代理人】
【識別番号】100122323
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 憲
(72)【発明者】
【氏名】北村 康弘
【審査官】 常盤 務
(56)【参考文献】
【文献】 特開2004−276877(JP,A)
【文献】 特開2004−352193(JP,A)
【文献】 特開平11−152071(JP,A)
【文献】 実開平07−035286(JP,U)
【文献】 米国特許第04926984(US,A)
【文献】 特開平08−025937(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62K 25/20
F16F 9/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体と前記車体に揺動可能に連結されて車輪を支持するスイングアームとの間に介装される懸架ばねと、
前記懸架ばねのばね荷重を調整するばね荷重調整機構と、
前記懸架ばねの一端を支えるばね受けと、
前記ばね受けを前記スイングアームにリンク機構を介して連結する車輪側取り付け部材と、
前記車輪側取り付け部材と前記リンク機構との揺動部、前記リンク機構の揺動部、又は、前記リンク機構と前記スイングアームとの揺動部に設けたロータリダンパとを備え、
前記ロータリダンパは、内側に部屋が形成されるハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に挿通されて前記スイングアームの揺動及び前記懸架ばねの伸縮に伴い回転するシャフトと、前記シャフトの外周から径方向へ起立して前記部屋を一方室と他方室とに区画するベーンと、前記一方室と前記他方室とを連通する流路と、前記流路を通過する作動流体に抵抗を与える減衰力発生手段とを備える
ことを特徴とする懸架装置。
【請求項2】
前記ハウジングが前記リンク機構に相対回転できないように取り付けられるとともに、
前記シャフトが前記車輪側取り付け部材に相対回転できないように取り付けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の懸架装置。
【請求項3】
前記リンク機構は、前記車体と前記車輪側取り付け部材にそれぞれ揺動可能に連結される第一リンク部材と、前記第一リンク部材と前記スイングアームにそれぞれ揺動可能に連結される第二リンク部材とを有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、懸架装置の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、自動車や自動二輪車等の輸送機器においては、車体と車輪との間に懸架装置を介装している。そして、この懸架装置は、車体を弾性支持し路面凹凸による衝撃を吸収する懸架ばねと、衝撃吸収に伴う懸架ばねの伸縮運動を抑制する緩衝器とを備えており、路面凹凸による衝撃が車体に伝達されることを抑制している。
【0003】
例えば、特許文献1に開示の懸架装置は、二輪車において、後輪を支持するスイングアームと車体との間に介装される後輪懸架用の懸架装置であり、上記懸架ばねと上記緩衝器に加えて、懸架ばねのばね荷重を調整するばね荷重調整機構を備えている。
【0004】
そして、緩衝器が車体若しくは車輪の一方側に連結されるシリンダと、車体若しくは車輪の他方側に連結されて上記シリンダ内に出没可能に挿入されるピストンロッドとを備えており、上記シリンダの外周に取り付けられる一方側ばね受けと、上記ピストンロッドの反シリンダ側に取り付けられる他方側ばね受けとの間にコイルスプリングからなる懸架ばねが介装されている。
【0005】
また、上記懸架装置のばね荷重調整機構は、上記シリンダの外周に配置されるとともに一方側ばね受けの反懸架ばね側に形成されるジャッキ室と、このジャッキ室に油を供給するポンプとを備え、このポンプでジャッキ室に油を供給することで上記一方側ばね受けをジャッキアップして、ばね荷重を大きくすることができる。
【0006】
また、特許文献2には、上記ポンプをモータで駆動したばね荷重調整機構を備える懸架装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】実公平7−12746号
【特許文献2】実開平5−45279号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記従来の懸架装置は、懸架ばねのばね荷重を調整できる点において有用であるが、以下の不具合を指摘される虞がある。
【0009】
即ち、上記従来の懸架装置は、シリンダの外周にジャッキ室を形成し、このジャッキ室に油を供給するためのポンプやモータをシリンダや懸架ばねの外側に設ける必要がある。このため、懸架装置が嵩張り、車体とスイングアームとの間の狭いスペースに懸架装置を取り付ける場合、レイアウトが難しい。
【0010】
そこで、本発明の目的は、懸架ばねのばね荷重を調整することが可能であるとともに、従来よりもレイアウトを自由にすることが可能な懸架装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解決するための手段は、車体と前記車体に揺動可能に連結されて車輪を支持するスイングアームとの間に介装される懸架ばねと、前記懸架ばねのばね荷重を調整するばね荷重調整機構と、前記懸架ばねの一端を支えるばね受けと、前記ばね受けを前記スイングアームにリンク機構を介して連結する車輪側取り付け部材と、前記車輪側取り付け部材と前記リンク機構との揺動部、前記リンク機構の揺動部、又は、前記リンク機構と前記スイングアームとの揺動部に設けたロータリダンパとを備え、前記ロータリダンパは、内側に部屋が形成されるハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に挿通されて前記スイングアームの揺動及び前記懸架ばねの伸縮に伴い回転するシャフトと、前記シャフトの外周から径方向へ起立して前記部屋を一方室と他方室とに区画するベーンと、前記一方室と前記他方室とを連通する流路と、前記流路を通過する作動流体に抵抗を与える減衰力発生手段とを備えることである。
【発明の効果】
【0012】
本発明の懸架装置によれば、懸架ばねのばね荷重を調整することが可能であるとともに、レイアウトの自由度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の一実施の形態に係る懸架装置の取り付け状態を示した正面図である。
図2】本発明の一実施の形態に係る懸架装置のばね荷重調整機構部分を示した縦断面図である。
図3】本発明の一実施の形態に係る懸架装置のロータリダンパ部分を原理的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に本発明の一実施の形態に係る懸架装置について、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、同じ部品を示す。
【0015】
図1に示すように、本実施の形態に係る懸架装置Sは、車体Bとこの車体Bに揺動可能に連結されて図示しない後輪(車輪)を支持するスイングアームAとの間に介装される懸架ばね1と、この懸架ばね1のばね荷重を調整するばね荷重調整機構2とを備えている。
【0016】
さらに、上記懸架装置Sは、中空なハウジング30(図3)と、このハウジング30内に回転可能に挿通されて上記スイングアームAの揺動及び上記懸架ばね1の伸縮に伴い回転するシャフト31(図3)と、このシャフト31の回転を抑制する減衰力発生手段V(図3)とを備えたロータリダンパ3を備えている。
【0017】
また、上記懸架装置Sにおいて、上記懸架ばね1がコイルスプリングからなり、上記ばね荷重調整機構2が上記懸架ばね1の内側に挿入されている。
【0018】
以下、詳細に説明すると、本実施の形態に係る懸架装置Sは、自動二輪車に搭載される後輪懸架用の懸架装置である。尚、上記自動二輪車の構成は、周知であるため、詳細に図示しないが、原動機(エンジン)を保持するとともに車体の骨格となるフレームB1と、このフレームB1にピボット軸4を介して揺動可能に連結されるスイングアームAと、このスイングアームAに回転可能に支持されて上記原動機で回転駆動される図示しない後輪とを備えている。
【0019】
つづいて、車体BとスイングアームAとの間に介装される懸架ばね1は、上記したようにコイルスプリングからなり、車体側ばね受け5と車輪側ばね受け6との間に介装されている。そして、上記車体側ばね受け5が車体側取り付け部材8を介して車体側に連結されるとともに、車輪側ばね受け6が車輪側取り付け部材9を介して車輪側(スイングアーム側)に連結されている。
【0020】
また、本実施の形態の懸架装置Sは、上記車輪側取り付け部材9とスイングアームAとの間に介装されるリンク機構7を備えている。そして、このリンク機構7は、フレームB1及び車輪側取り付け部材9にそれぞれ揺動可能に連結されて略扇状に形成される第一リンク部材70と、この第一リンク部材70及びスイングアームAにそれぞれ揺動可能に連結されて棒状に形成される第二リンク部材71とからなる。
【0021】
このため、路面凹凸による衝撃が後輪(図示せず)に入力されると、スイングアームAが図1中上下に揺動し、これに伴い第二リンク部材71を介して第一リンク部材70が揺動する。そして、第一リンク部材70の揺動に伴い車輪側ばね受け6が図1中上下に移動するため、懸架ばね1が伸縮して所定の反力を発生し、路面凹凸による衝撃を懸架ばね1で吸収することができる。
【0022】
また、懸架装置Sは、懸架ばね1の伸長量を制限する伸び切り規制部材10を備えており、二輪車がジャンプしたときに懸架ばね1が車体側ばね受け5及び車輪側ばね受け6から外れないようになっている。
【0023】
つづいて、上記懸架ばね1のばね荷重を調整するばね荷重調整機構2は、上記したように、コイルスプリングからなる上記懸架ばね1の内側に挿入されており、懸架ばね1の内側から上記車体側ばね受け5を図1中上下に移動させることができる。
【0024】
尚、ばね荷重調整機構2として、種々の構成を採用することが可能であるが、上記ばね荷重調整機構2の一例を図2に示す。このばね荷重調整機構2は、有天筒状に形成されて内周面に上記車体側ばね受け5が摺接する第一ケース20と、懸架ばね1の内側に挿入されるとともに第一ケース20にロッド21を介して吊設される筒状の第二ケース22と、この第二ケース22の内周面に摺接するピストン23と、上記第二ケース22の反ロッド側に保持されるとともに上記ピストン23を軸方向に駆動する駆動装置24とを備えている。
【0025】
そして、上記車体側ばね受け5の反懸架ばね側(図2中上側)に油を収容するジャッキ室Jが形成されるとともに、上記ピストン23の反駆動装置側(図2中上側)に同じく油を収容する作動室Rが形成されており、ジャッキ室J及び作動室Rの油は、上記ロッド21に形成される流路21aを介してジャッキ室Jと作動室Rとの間を自由に移動することができる。
【0026】
また、上記車体側ばね受け5は、環状に形成されて、内周に取り付けられる環状のシール5aを介して上記ロッド21の外周面に摺接するとともに、外周に取り付けられる環状のシール5bを介して上記第一ケース20の内周面に摺接している。さらに、上記ピストン23は、円板状に形成されて、外周に取り付けられる環状のシール23aを介して上記第二ケース22の内周面に摺接している。このため、ジャッキ室J及び作動室Rに油を密閉することができる。
【0027】
そして、駆動装置24は、詳細に図示しないが、モータと、このモータの回転運動を上記ピストン23の直線運動に変換する運動変換機構とからなり、この駆動装置24でピストン23を図2中上側に移動させると、作動室Rの油が上記流路21aを介してジャッキ室Jに移動し、車体側ばね受け5を押し下げて、ジャッキ室Jの容積を拡大させるため、ばね荷重調整機構2は、懸架ばね1のばね荷重を大きくすることができる。
【0028】
また、駆動装置24でピストン23を図2中下側に移動させると、ジャッキ室Jの油が流路21aを介して作動室Rに移動し、懸架ばね1が車体側ばね受け5を押し上げて、ジャッキ室Jの容積を縮小させるため、ばね荷重調整機構2は、懸架ばね1のばね荷重を小さくすることができる。
【0029】
また、本実施の形態においては、上記第一ケース20に車体側取り付け部材8が固定されて、この車体側取り付け部材8がフレームB1に回転可能に連結されている(図1)。これにより、懸架ばね1は、その伸縮の際に車体Bに対して揺動することができる。
【0030】
つづいて、上記懸架ばね1の伸長量を制限する伸び切り規制部材10も、ばね荷重調整機構2と同様に、懸架ばね1の内側に挿入されており、図2に示すように、車輪側ばね受け6の中心に起立するとともに筒状に形成されて懸架ばね1の伸縮に伴い内側に第二ケース22が出没可能に挿入される支持筒11を備えている。そして、この支持筒11の先端には、内周側に張り出す環状の一方側伸び切りばね受け11aが形成されている。
【0031】
さらに、伸び切り規制部材10は、一方側伸び切りばね受け11aの内周に保持されて第二ケース22の外周面に摺接する環状の軸受け12と、第二ケース22の外周側に張り出して形成されるとともに一方側伸び切りばね受け11aよりも車輪側ばね受け側(図2中下側)に配置され上記支持筒11の内周面に対向する環状の他方側伸び切りばね受け22aと、一方側伸び切りばね受け11aと他方側伸び切りばね受け22aとの間に配置される伸び切りばね13とを備えている。
【0032】
そして、懸架ばね1が伸長して一方側伸び切りばね受け11aと他方側伸び切りばね受け22aが接近すると、伸び切りばね13が圧縮されて反力を発生することから、懸架ばね1の伸長量を制限することができ、伸び切り時の衝撃を伸び切りばね13で吸収することができる。
【0033】
さらに、懸架ばね1の伸縮時に、第二ケース22が軸受け12で支持されながら支持筒11内に出没することから、懸架ばね1のバックリングを防止することができる。
【0034】
また、本実施の形態において、支持筒11の内側には、第二ケース22の底部と対向してバンプラバー14が配置されている。そして、懸架ばね1が圧縮されて第二ケース22と車輪側ばね受け6が接近すると、バンプラバー14が圧縮されて反力を発生することから、懸架ばね1の圧縮量が制限されるとともに、最圧縮時の衝撃をバンプラバー14で吸収することができる。
【0035】
また、本実施の形態においては、上記車輪側ばね受け6に車輪側取り付け部材9が固定されて、この車輪側取り付け部材9がリンク機構7に回転可能に連結されている(図1)。これにより、懸架ばね1は、その伸縮の際にリンク機構7に対して揺動することができる。
【0036】
つづいて、上記懸架ばね1の衝撃吸収に伴う伸縮運動を抑制する緩衝器は、ロータリダンパ3からなり、本実施の形態において、ロータリダンパ3は、車輪側取り付け部材9と第一リンク部材70との揺動部に具現化されている(図1)。
【0037】
尚、ロータリダンパ3として、種々の構成を採用することが可能であるが、上記ロータリダンパ3の一例を図3に示す。このロータリダンパ3は、上記したように、中空に形成されるハウジング30と、このハウジング30内に回転可能に挿通されるシャフト31とを備えている。
【0038】
そして、本実施の形態において、上記ハウジング30が第一リンク部材70に相対回転できないように取り付けられるとともに、上記シャフト31が車輪側取り付け部材9に相対回転できないように取り付けられている。このため、スイングアームAの揺動に伴い、ハウジング30に対してシャフト31が回転する。
【0039】
さらに、上記ロータリダンパ3は、上記ハウジング30とシャフト31との間に形成される筒状の隙間(符示せず)を備えており、この隙間が上記ハウジング30の内周面から径方向に起立して相対向する一対の隔壁部30a,30bで二つの部屋R1,R2に区画されている。また、これらの部屋R1,R2は、上記シャフト31の外周面から径方向に起立する一対のベーン31a,31bで一方室r1と他方室r2にそれぞれ区画されている。つまり、ハウジング30とシャフト31との間に形成される隙間は、隔壁部30a,30bとベーン31a,31bで四つ(r1,r1,r2,r2)に区画されている。
【0040】
また、各部屋R1,R2の一方室r1,r1及び他方室r2,r2は、一方室r1,r1同士及び他方室r2,r2同士が隣り合わないように交互に配置されている。そして、各部屋R1,R2の一方室r1,r1及び他方室r2,r2には、水や油等の液体や気体からなる作動流体がそれぞれ充填されている。
【0041】
また、上記各ベーン31a,31bには、一方室r1と他方室r2とを連通する流路Lがそれぞれ形成されており、これらの流路L,Lには、この流路Lを通過する作動流体に抵抗を与える減衰力発生手段Vがそれぞれ設けられている。
【0042】
そして、シャフト31がハウジング30に対して一方側(図3中右側)に回転し、各部屋R1、R2の一方室r1,r1がベーン31a,31bでそれぞれ加圧されると、この一方室r1,r1の作動流体が流路L,Lを通過して他方室r2,r2に移動する。また、シャフト31がハウジング30に対して他方側(図3中左側)に回転し、各部屋R1,R2の他方室r2,r2がベーン31a,31bでそれぞれ加圧されると、この他方室r2,r2の作動流体が流路L,Lを通過して一方室r1,r1に移動する。
【0043】
このため、ロータリダンパ3は、作動流体が上記流路Lを通過する際の減衰力発生手段Vの抵抗に起因する減衰力を発生し、シャフト31がハウジング30に対して回転することを抑制する。そして、車輪側取り付け部材9がシャフト31と相対回転できず、第一リンク部材70がハウジング30と相対回転できないため、車輪側取り付け部材9と第一リンク部材70の相対回転が抑制される。したがって、ロータリダンパ3は、スイングアームAの揺動を抑制し、衝撃吸収に伴う懸架ばね1の伸縮運動を抑制することができる。
【0044】
以下、本実施の形態に係る懸架装置Sの作用効果について説明する。本実施の形態の懸架装置Sは、中空なハウジング30と、このハウジング30内に回転可能に挿通されてスイングアームAの揺動及び懸架ばね1の伸縮に伴い回転するシャフト31と、このシャフト31の回転を抑制する減衰力発生手段Vとを備えたロータリダンパ3を備えている。
【0045】
つまり、本実施の形態においては、従来の緩衝器をロータリダンパ3としてコイルスプリングからなる懸架ばね1の外側に配置させていることから、懸架ばね1の内側にばね荷重調整機構2を挿入し、懸架ばね1の内側から懸架ばね1のばね荷重を調整することができる。
【0046】
したがって、ばね荷重調整機構2を備えて、懸架ばね1のばね荷重を調整可能にしたとしても、懸架装置Sが嵩張らず、従来の懸架装置よりもレイアウトを自由にすることが可能となる。
【0047】
また、本実施の形態においては、懸架ばね1がリンク機構7を介してスイングアームAに取り付けられており、レバー比を上げている。そして、上記ロータリダンパ3が、上記懸架ばね1を担持する車輪側ばね受け6に固定される車輪側取り付け部材9とリンク機構7との揺動部に具現化されている。このため、ハウジング30とシャフト31との相対回転角度が大きくなり、確実に減衰力を発生させることが可能となる。
【0048】
また、本実施の形態においては、懸架ばね1の伸長量を制限する伸び切り規制部材10が上記懸架ばね1の内側に挿入されていることから、懸架装置Sが伸び切り規制部材10を備えていたとしても嵩張らず、懸架ばね1が車体側ばね受け5及び車輪側ばね受け6から外れることを防止することができる。
【0049】
また、本実施の形態においては、懸架ばね1が車体側ばね受け5と車輪側ばね受け6の間に介装されるとともに、上記ばね荷重調整機構2が上記懸架ばね1の内側に挿入されて車体側ばね受け側(図1,2中上側)に配置される第二ケース22を備えている。
【0050】
さらに、伸び切り規制部材10は、車輪側ばね受け側(図1,2中下側)に配置されて上記懸架ばね1の内側に挿入されるとともに内側に上記懸架ばね1の伸縮に伴い上記第二ケース22が出没可能に挿入される筒状の支持筒11と、この支持筒11の先端に内周側に張り出して形成される環状の一方側伸び切りばね受け11aと、上記第二ケース22の外周側に張り出して形成されて上記支持筒11の内周面に対向する環状の他方側伸び切りばね受け22aと、上記一方側伸び切りばね受け11aと上記他方側伸び切りばね受け22aとの間に配置される伸び切りばね13と、上記一方側伸び切りばね受け11aの内周に保持されて上記第二ケース22の外周面に摺接する環状の軸受け12とを備えている。
【0051】
上記構成を備えることにより、懸架ばね1が伸長して一方側伸び切りばね受け11aと他方側伸び切りばね受け22aが接近すると、伸び切りばね13が圧縮されて反力を発生することから、懸架ばね1の伸長量を制限するとともに、伸び切り時の衝撃を伸び切りばね13で吸収することができる。
【0052】
また、懸架ばね1の伸縮時に第二ケース22が軸受け12で支持されて支持筒11内に出没することから、懸架ばね1のバックリングを防止することができる。
【0053】
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。
【0054】
例えば、上記実施の形態に係る懸架装置Sは、自動二輪車の後輪を懸架しているが、この限りではなく、他の輸送機器用の懸架装置であるとしてもよい。
【0055】
また、上記実施の形態において、ばね荷重調整機構2が車体側ばね受け5を移動させているがこの限りではなく、車輪側ばね受け6を移動させるとしてもよい。
【0056】
また、上記実施の形態において、ばね荷重調整機構2が油圧を利用して車体側ばね受け5を移動させているが、モータのみの力により車体側ばね受け5若しくは車輪側ばね受け6を移動させるとしてもよい。
【0057】
また、懸架ばね1の伸長量を制限する伸び切り規制部材10の構成も上記の限りではなく、適宜構成を採用することが可能である。例えば、ばね荷重調整機構2の第二ケース22が車輪側ばね受け側(図2中下側)に配置され、支持筒11が車体側ばね受け側(図2中上側)に配置されていてもよい。また、伸び切り規制部材10が軸受け12を備えているが、この軸受け12に替えて他方側伸び切りばね受け22aの外周に保持されて支持筒11の内周面に摺接する環状の軸受けを備えるとしても、この軸受けと上記軸受け12の両方を備えていてもよい。
【0058】
また、懸架ばね1の圧縮量を制限するための構成も上記の限りではなく、バンプラバー15以外の構成を採用するとしてもよい。
【0059】
また、上記実施の形態において、ロータリダンパ3が車輪側取り付け部材9と第一リンク部材70の揺動部に具現化されているがこの限りではなく、スイングアームAの揺動の際に相対回転する何れの部分に具現化されていてもよい。例えば、第一リンク部材70と第二リンク部材71の揺動部、第一リンク部材70とフレームB1の揺動部、スイングアームAと第二リンク部材71の揺動部、スイングアームAとフレームB1の揺動部等に設けることができる。
【0060】
また、スイングアームAの揺動の際に相対回転する二つの部材(例えば、車輪側取り付け部材9と第一リンク部材70、第一リンク部材70と第二リンク部材71の揺動部等)の一方にハウジング30が取り付けられ、他方にシャフト31が取り付けられていればよい。
【0061】
また、リンク機構7の構成も上記の限りではなく、第一リンク部材70と第二リンク部材71の揺動中心を図1中左右にずらすレバー比調整機構を備え、レバー比を可変にするとしてもよい。
【符号の説明】
【0062】
A・・・スイングアーム、B・・・車体、S・・・懸架装置、V・・・減衰力発生手段、1・・・懸架ばね、2・・・ばね荷重調整機構、3・・・ロータリダンパ、6・・・車輪側ばね受け(ばね受け)、7・・・リンク機構、9・・・車輪側取り付け部材、30・・・ハウジング、31・・・シャフト、70・・・第一リンク部材、71・・・第二リンク部材
図1
図2
図3