JP6636479B2 - 車両用サスペンション - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車両用サスペンションにおいて、簡単な構造でバネレートを変更可能にすることを目的とする。
また、上記発明において、前記第1のコイルスプリング(61)の巻き部のピッチ(P1)は、前記第2のコイルスプリング(62,362)の巻き部のピッチ(P2)よりも小さい構成としても良い。
さらに、上記発明において、前記係合凹部(71a,71b)は、第1の係合凹部(71a)と、前記第1の係合凹部(71a)よりも深さが浅い第2の係合凹部(71b)とが設けられ、前記係合凸部(75)が前記第1の係合凹部(71a)にセットされた状態では、複数の前記コイルスプリング(61,62)のバネレートを合成した合成バネレートは、前記車両用サスペンションのストローク範囲の全域に亘って一定であり、前記係合凸部(75)が前記第2の係合凹部(71b)にセットされた状態では、前記合成バネレートは多段階になる構成としても良い。
また、上記発明において、シリンダ(50)と、前記シリンダ(50)の内部を摺動するピストン(51)を支持するピストンロッド(52)とを備え、前記コイルスプリング(61,62,362)は、前記シリンダ(50)及び前記ピストンロッド(52)の周囲に巻装され、前記ストッパー部材(75)は、前記シリンダ(50)の外周側に設けられても良い。
さらに、上記発明において、スペーサーは、コイルスプリングの軸線周りに回転可能な筒部を備え、係合凹部は、筒部の周方向に複数設けられ、複数の係合凹部の深さは互いに異なる構成であっても良い。この構成によれば、スペーサーの筒部を回転させて、深さが異なる複数の係合凹部のいずれかに係合凸部を係合させることで、バネレートの変化特性を変更できる。
また、上記発明において、第1のコイルスプリングの巻き部のピッチは、第2のコイルスプリングの巻き部のピッチよりも小さい構成としても良い。この構成によれば、車両用サスペンションのストロークが増加すると、第1のコイルスプリングは、第2のコイルスプリングよりも先に巻き部が互いに密着する。第1のコイルスプリングは、密着長になるとそれ以上ストロークしないため、車両用サスペンションのバネレートは、第2のコイルスプリングのバネレートになる。このため、簡単な構造でバネレートを変更できる。
さらに、上記発明において、複数の前記コイルスプリングのバネレートを合成した合成バネレートは、車両用サスペンションのストローク範囲の全域に亘って一定であっても良い。この構成によれば、バネレートが一定の車両用サスペンションのバネレートを、多段階のバネレートに変更できる。
また、上記発明において、シリンダ(50)と、前記シリンダ(50)の内部を摺動するピストン(51)を支持するピストンロッド(52)とを備え、前記コイルスプリング(61,62,362)は、前記シリンダ(50)及び前記ピストンロッド(52)の周囲に巻装され、前記ストッパー部材(75)は、前記シリンダ(50)の外周側に設けられても良い。
この構成によれば、シリンダと、シリンダの内部を摺動するピストンを支持するピストンロッドとを備え、コイルスプリングは、シリンダ及びピストンロッドの周囲に巻装され、ストッパー部材は、シリンダの外周側に設けられる。これにより、シリンダの外周側のスペースを利用してストッパー部材を簡単に設けることができる。
また、上記発明において、ストッパー部材は、エアージャッキであっても良い。この構成によれば、簡単な構造でスペーサーの移動を規制して、バネレートを変更できる。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る自動二輪車の右側面図である。なお、図1では、左右一対で設けられるものは、右側のものだけが図示されており、左側のものは符号を含めて不図示である。
自動二輪車1(車両)は、車体フレームF(車体)にパワーユニットとしてのエンジン10が支持され、前輪2を操舵可能に支持する操舵系11が車体フレームFの前端に操舵可能に支持され、後輪3(車輪)を支持するスイングアーム12(車輪側の部材)が車体フレームFの後部側に設けられた車両である。自動二輪車1は、乗員が跨るようにして着座するシート13が車体フレームFの後部の上方に設けられた鞍乗り型の車両である。
メインフレーム15は、ヘッドパイプ14から後下がりに延びるメインフレーム前部15aと、メインフレーム前部15aの後端で下方に屈曲してピボットフレーム17まで延びるセンターフレーム部15bとを備える。
ピボットフレーム17には、ピボットフレーム17を車幅方向に貫通するピボット軸22が設けられ、スイングアーム12はその前端部をピボット軸22に軸支される。スイングアーム12は、ピボット軸22側から左右一対で延びるアーム部12a,12aを備え、後輪3は、アーム部12a,12aの後端部間に渡される後輪車軸3aに軸支される。
アーム部12a,12aの後部とシートフレーム18,18との間には、左右一対のリアサスペンション24,24(車両用サスペンション)が掛け渡される。
エンジン10の排気管33は、シリンダ部32の前面から後下方に延出され、エンジン10の下方を通って後方に延び、スイングアーム12の右側方に配置されたマフラー34に接続される。
クランクケース31の後部の下部の左右の側方には、運転者が足を乗せるステップ40,40が左右一対で設けられる。
自動二輪車1の駐車状態で、自動二輪車1を車幅方向に傾斜した姿勢に支持するサイドスタンド45は、車体フレームFの下部に固定される。
リアサスペンション24は、スイングアーム12がピボット軸22を中心に上下に揺動することで、シートフレーム18とスイングアーム12との間で圧縮され、上下にストロークすることで路面からの衝撃を吸収する。
シリンダ50、ピストン51及びピストンロッド52は、コイルスプリング54の動作を減衰する減衰機構60を構成する。
コイルスプリング54は、直列に接続される複数のコイルスプリングによって構成される。ここでは、コイルスプリング54は、第1のコイルスプリング61と、第1のコイルスプリング61に対して直列に接続される第2のコイルスプリング62とを備える。
さらに、リアサスペンション24は、第1のコイルスプリング61と第2のコイルスプリング62との間に介装されるスペーサー70を備える。
ピストンロッド52の他端は、受け板部57の下面の中央のねじ穴に螺合され、ロックナット(不図示)で受け板部57に固定される。受け板部57の下面には、筒状のバンプラバー59が取り付けられる。
車体連結部58は、受け板部57の上面に結合されている。リアサスペンション24の一端(上端)は、車体連結部58に対して車幅方向に挿通される軸部材58aによってシートフレーム18に連結される。
なお、車体連結部58は、車体としてのエンジン側の部材に連結されても良い。
ロッド側受け部材55は、円筒部55aがコイルスプリング54の内周部に通され、フランジ部55bがコイルスプリング54の一端によって押圧されることで、ロッド支持部材53の受け板部57に当接させられている。
円筒部55aの下端部の内側には、シリンダ50の上端部が挿入される。これにより、ピストンロッド52が外側に露出しなくなる。
リアサスペンション24の他端(下端)は、車輪側連結部63に対して車幅方向に挿通される軸部材63aによってスイングアーム12の後部に連結される。
筒状部56aの下縁には、筒状部56aの周方向に並ぶ凹部56cが複数形成されている。凹部56cは、筒状部56aの下縁の斜面に形成されており、周方向に高さが変化する階段状に形成されている。
シリンダ50の外周部には、シリンダ側受け部材56の凹部56cに係合する凸部50aが形成されている。
シリンダ側受け部材56をシリンダ50に対し回転させることで、凸部50aを任意の凹部56cに係合させることができ、これにより、シリンダ側受け部材56のフランジ部56bは、コイルスプリング54の軸方向における位置が変更される。従って、シリンダ側受け部材56を回転操作することで、コイルスプリング54に付与されるプリロード(初期荷重)が変更される。すなわち、シリンダ側受け部材56及び凸部50aは、プリロード調整機構64を構成する。
図2及び図3に示すように、スペーサー70は、シリンダ側受け部材56の筒状部56a及びシリンダ50を外周側から覆う内側筒部71(筒部)と、内側筒部71を外周側から覆う外側筒部72と、内側筒部71の軸方向の一端と外側筒部72の軸方向の一端とを径方向に繋ぐスプリング受け部73とを備える。
内側筒部71は、外側筒部72の内側に位置するとともに、外側筒部72と同軸に設けられる。内側筒部71は、外側筒部72よりも軸方向に短く形成されておおり、外側筒部72の内側に隠れる。内側筒部71は、筒状部56aの外周部に嵌合している。
スプリング受け部73は、内側筒部71の一端と外側筒部72の一端とを径方向に繋ぐ環状の板部であり、内側筒部71と外側筒部72との間を塞ぐ。
外側筒部72の内周と内側筒部71の外周との間には、環状の空間であるスプリング収容部74が形成される。スプリング受け部73は、スプリング収容部74の底部を構成する。
第1の係合凹部71a、第2の係合凹部71b、及び、第3の係合凹部71cは、内側筒部71の周方向に互いに間隔をあけて設けられる。
第1の係合凹部71aは、内側筒部71の周上で互いに180°離れて対向する一対の凹部である。第2の係合凹部71bは、内側筒部71の周上で互いに180°離れて対向する一対の凹部である。第3の係合凹部71cは、内側筒部71の周上で互いに180°離れて対向する一対の凹部である。
第1の係合凹部71a、第2の係合凹部71b、及び、第3の係合凹部71cの深さは互いに異なる。詳細には、第1の係合凹部71aは最も深く、第2の係合凹部71bは、第1の係合凹部71aよりも浅く、第3の係合凹部71cは、第2の係合凹部71bよりも浅い。
係合凸部75は、第1の係合凹部71a、第2の係合凹部71b、及び、第3の係合凹部71cのいずれかに選択的に係合する。
第1のコイルスプリング61は、他端61bがシリンダ側受け部材56のフランジ部56bに当接して受けられる。
第2のコイルスプリング62は、一端62aがロッド側受け部材55のフランジ部55bに当接して受けられる。
第2のコイルスプリング62は、他端62bが、スペーサー70のスプリング受け部73に第1のコイルスプリング61の反対側から当接して受けられる。
すなわち、第1のコイルスプリング61と第2のコイルスプリング62とは、スペーサー70を介して直列に接続されている。
スペーサー70は、リアサスペンション24がストロークすることによる第1のコイルスプリング61及び第2のコイルスプリング62の圧縮に伴い、コイルスプリング54の軸方向に移動する。
なお、本第1の実施の形態では、第1のコイルスプリング61及び第2のコイルスプリング62は、コイルの素材、コイルの線径及びコイルの巻き部の径Dが互いに同一である構成を例に挙げて説明するが、コイルの素材、コイルの線径及びコイルの巻き部の径Dは、第1のコイルスプリング61と第2のコイルスプリング62とで異なっていても良い。
第1のコイルスプリング61の巻き部のピッチP1は、第2のコイルスプリング62の巻き部のピッチP2よりも小さい。すなわち、第1のコイルスプリング61は、第2のコイルスプリング62よりも密に巻かれたコイルスプリングである。
第1のコイルスプリング61は、その全長に亘ってピッチP1で形成される。第2のコイルスプリング62は、その全長に亘ってピッチP2で形成される。
図2の状態では、係合凸部75は先端部のみがスペーサー70の第1の係合凹部71aに係合しており、係合凸部75の先端75aと第1の係合凹部71aの底部との間には隙間が形成されている。この状態では、スペーサー70の回転は、係合凸部75によって規制される。
リアサスペンション24がストロークすると、第1のコイルスプリング61及び第2のコイルスプリング62の両方が圧縮されて縮み、スペーサー70とシリンダ側受け部材56のフランジ部56bとの間の間隔が次第に小さくなる。これにより、リアサスペンション24が圧縮方向にストロークすると、係合凸部75が第1の係合凹部71aの底部側に移動する。
すなわち、図4の状態では、第1のコイルスプリング61は密着長に達することでそれ以上撓まない状態になっている。このため、図4の状態からリアサスペンション24が圧縮方向にさらにストロークすると、第1のコイルスプリング61は密着長のままで、第2のコイルスプリング62のみが撓む。
ここで、図4の状態では、係合凸部75の先端75aと第1の係合凹部71aの底部との間には隙間が残っており、スペーサー70の軸方向への移動は、密着長になった第1のコイルスプリング61によって規制されている。
ここで、図5では、係合凸部75を第1の係合凹部71aにセットした場合のコイルスプリング54のバネレート(ばね定数)の変化特性が線L1で示されている。
図5に示すように、リアサスペンション24は、ストローク量が0の状態では、プリロードの分だけ反力F0を発生させている。リアサスペンション24の反力は、ストローク量の増加とともに線形に増加する。ここで、線L1の傾きは、コイルスプリング54のバネレートを示している。
リアサスペンション24のストローク量が0からS1まで増加するまでのコイルスプリング54のバネレートK3は、第1のコイルスプリング61単体のバネレート(不図示)と、第2のコイルスプリング62単体のバネレートK2とを直列に合成した値である。
リアサスペンション24がストローク量S1までストロークすると、第1のコイルスプリング61が密着長になってそれ以上撓まなくなるため、ストローク量がS1よりも大きい領域では、コイルスプリング54のバネレートは、第2のコイルスプリング62のバネレートK2になる。
リアサスペンション24は、ストロークの前半では、バネレートK3であり、ストロークの後半では、バネレートK3よりも大きいバネレートK2になる。つまり、リアサスペンション24は、2段階のバネレートを有する。
このように、ストロークの後半でバネレートを大きくすることで、ストロークの前半では一人乗り用に適したバネレートにできるとともに、ストロークの後半では二人乗りや荷物の積載に適した大きなバネレートにできる。
図2の状態からスペーサー70をコイルスプリング54の反力に抗して約45°回転させると、係合凸部75は第2の係合凹部71bに係合した状態となる。
図6の状態では、係合凸部75は先端部のみがスペーサー70の第2の係合凹部71bに係合しており、係合凸部75の先端75aと第2の係合凹部71bの底部との間には所定量Gの隙間が形成されている。この状態では、スペーサー70の回転は、係合凸部75によって規制される。
すなわち、係合凸部75がスペーサー70を介して第1のコイルスプリング61の圧縮方向の変形を規制することで、コイルスプリング54のスプリングとしての有効巻数が減ぜられる。
ここで、第2の係合凹部71bが第1の係合凹部71aよりも浅いため、係合凸部75は、第1のコイルスプリング61が密着長(図4参照)になる前に第2の係合凹部71bの底部に当接する。
係合凸部75が第2の係合凹部71bにセットされた状態では、第1のコイルスプリング61の圧縮方向へのスペーサー70の移動は、ストローク量S1よりも小さいストローク量S2で規制される。
これにより、コイルスプリング54のバネレートは、ストローク量が0からS2まではバネレートK3となり、ストローク量がS2よりも大きな領域ではバネレートK2になる。
すなわち、係合凸部75のセット位置を第1の係合凹部71aから第2の係合凹部71bに変更することで、バネレートがバネレートK3からバネレートK2に変化する起点となるストローク量が小さくなる。
また、プリロード調整機構64によってプリロードを変更してもバネレートを変更することはできないが、スペーサー70を操作することでバネレートK2に変化する起点を変更でき、バネレートの変化特性を変更できる。このため、乗員の好みに応じてバネレートを変更できる。
これに対し、本第1の実施の形態の線L2の特性では、小さなストローク量S2からバネレートK2にすることで最大反力F1を得るため、最大反力及び乗り心地の両方を向上できる。
図2の状態からスペーサー70をコイルスプリング54の反力に抗して約90°回転させると、係合凸部75は第3の係合凹部71cに係合した状態となる。
図7の状態では、係合凸部75の先端75aは、第3の係合凹部71cの底部に当接している。このため、第1のコイルスプリング61を縮ませる方向のスペーサー70の移動が係合凸部75によって規制され、第1のコイルスプリング61は圧縮方向に撓むことはできない。係合凸部75は、スペーサー70の移動可能量を0(所定量)に規制している。
すなわち、図7のリアサスペンション24は、プリロードのみが付された初期状態において、第1のコイルスプリング61の圧縮方向の変形が係合凸部75によって規制されており、コイルスプリング54のスプリングとしての有効巻数が減ぜられている。
係合凸部75が第3の係合凹部71cにセットされた状態では、リアサスペンション24のストロークの全域において、コイルスプリング54のバネレートはバネレートK2になる。
すなわち、係合凸部75のセット位置を第1の係合凹部71aから第3の係合凹部71cに変更することで、バネレートがバネレートK3となる領域がなくなり、バネレートは、ストロークの全域において線形のバネレートK2となる。ストロークに対して反力が線形に変化する特性は、サーキット走行等のスポーツ走行で好まれる。
ここで、サイドスタンド45(図1)によって自動二輪車1を駐車した状態では、自動二輪車1の重量の一部がサイドスタンド45によって受けられるため、リアサスペンション24は通常の走行時よりも伸び、コイルスプリング54の反力は小さくなる。また、係合凸部75は、サイドスタンド45で自動二輪車1を駐車した状態において、スペーサー70の回転操作に必要な力が最も小さくなる位置に配置されている。
このため、サイドスタンド45よって自動二輪車1を駐車した状態でスペーサー70を回転操作することで、操作力を小さくでき、バネレートを容易に変更できる。
なお、自動二輪車1を直立状態で駐車させるメインスタンド(不図示)を備える場合、係合凸部75は、メインスタンドで自動二輪車1を駐車した状態において、スペーサー70の回転操作に必要な力が最も小さくなる位置に配置されても良い。
さらに、スペーサー70は、第1のコイルスプリング61及び第2のコイルスプリング62の軸線54a周りに回転可能な内側筒部71を備え、第1の係合凹部71a、第2の係合凹部71b及び第3の係合凹部71cは、内側筒部71の周方向に複数設けられ、第1の係合凹部71a、第2の係合凹部71b及び第3の係合凹部71cの深さは互いに異なる。これにより、スペーサー70の内側筒部71を回転させて、深さが異なる複数の第1の係合凹部71a、第2の係合凹部71b及び第3の係合凹部71cのいずれかに係合凸部75を係合させることで、バネレートの変化特性を変更できる。
また、第1のコイルスプリング61の巻き部のピッチP1は、第2のコイルスプリング62の巻き部のピッチP2よりも小さい。これにより、リアサスペンション24のストロークが増加すると、第1のコイルスプリング61は、第2のコイルスプリング62よりも先に巻き部が互いに密着する。第1のコイルスプリング61は、密着長になるとそれ以上ストロークしないため、リアサスペンション24のバネレートは、第2のコイルスプリング62のバネレートK2になる。このため、簡単な構造でバネレートを変更できる。
また、リアサスペンション24は、シリンダ50と、シリンダ50の内部を摺動するピストン51を支持するピストンロッド52とを備え、第1のコイルスプリング61及び第2のコイルスプリング62は、シリンダ50及びピストンロッド52の周囲に巻装され、係合凸部75は、シリンダ50の外周側に設けられる。これにより、シリンダ50の外周側のスペースを利用して係合凸部75を簡単に設けることができる。
なお、筒状部56aを設けない場合、シリンダ50の外周部に係合凸部75を設けても良い。
以下、図8を参照して、本発明を適用した第2の実施の形態について説明する。この第2の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
本第2の実施の形態は、コイルスプリング54のバネレートの基本設定が一直線の線形である点が上記第1の実施の形態と異なる。
ここで、図8では、係合凸部75を第1の係合凹部71aにセットした場合(図2参照)のコイルスプリング54のバネレートの変化特性が線L4で示されている。また、図8では、係合凸部75を第2の係合凹部71bにセットした場合(図6参照)のコイルスプリング54のバネレートの変化特性が線L5で示されている。
すなわち、通常時はスポーツ走行に適した線形の合成バネレートK4にしておき、必要に応じて、二人乗り等に適した多段階のバネレートに変更できる。
以下、図9及び図10を参照して、本発明を適用した第3の実施の形態について説明する。この第3の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
本第3の実施の形態は、第2のコイルスプリング362が小ピッチ部362cを備える点が上記第1の実施の形態と異なる。
リアサスペンション324は、第1のコイルスプリング61と第2のコイルスプリング362とで構成されるコイルスプリング354を備える。
第2のコイルスプリング362は、巻き部のピッチがピッチP2よりも小さいピッチP3に形成された小ピッチ部362cを、ロッド支持部材53側の端部に備える。ピッチP3は、第1のコイルスプリング61のピッチP1よりも大きい。
ここで、図10では、係合凸部75を第1の係合凹部71aにセットした場合(図9参照)のコイルスプリング354のバネレートの変化特性が線L6で示されている。また、図10では、係合凸部75を第3の係合凹部71cにセットした場合(図7参照)のコイルスプリング354のバネレートの変化特性が線L7で示されている。
リアサスペンション324のストローク量が0からS3になると、第1のコイルスプリング61が密着長となる。この状態からリアサスペンション324がさらにストロークしてストローク量がS4になると、第2のコイルスプリング362は、小ピッチ部362cの巻き部が互いに密着し、密着長になる。ここからリアサスペンション324が圧縮方向にさらにストロークすると、第2のコイルスプリング362は、ピッチP2の部分のみが圧縮方向に撓む。
ストローク量がS3からS4に増加するまでのコイルスプリング354のバネレートは、第1のコイルスプリング61が撓まなくなるため、第2のコイルスプリング362のバネレートK6である。
ストローク量がS4よりも大きい領域では、コイルスプリング354のバネレートK7は、ピッチP2の部分のみから得られる大きさとなり、バネレートK6よりも大きい。
すなわち、コイルスプリング354は、係合凸部75が第1の係合凹部71aにセットされた状態では、3段階のバネレートを有する。
これにより、図10の線L6の特性でストローク量S3にあったバネレートK6の開始の起点が、線L7の特性では、ストローク量0にシフトする。
すなわち、スペーサー70を操作して第1のコイルスプリング61のストロークを規制することで、バネレートが3段階のリアサスペンション324のバネレートを、2段階のバネレートに変更できる。
以下、図11を参照して、本発明を適用した第4の実施の形態について説明する。この第4の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
本第4の実施の形態は、スペーサー70がロッド支持部材53側に設けられる点が、上記第1の実施の形態と異なる。
リアサスペンション424は、第1のコイルスプリング61がロッド支持部材53側に設けられ、第2のコイルスプリング62がシリンダ50側に設けられる。
スペーサー70は、第1のコイルスプリング61と第2のコイルスプリング62との間に介装される。
第2のコイルスプリング62の一端62aはシリンダ側受け部材56のフランジ部56bに当接し、第2のコイルスプリング62の他端62bはスペーサー70のスプリング受け部73に当接する。
ロッド側受け部材55の円筒部55aの外周部には、スペーサー70の第1の係合凹部71a、第2の係合凹部71b、及び、第3の係合凹部71cのいずれかに選択的に係合する係合凸部475が設けられる。
係合凸部475を、第1の係合凹部71a、第2の係合凹部71b、及び、第3の係合凹部71cのいずれかに係合させてスペーサー70の移動可能量を変更することで、リアサスペンション424のバネレートの特性を変更できる。
以下、図12〜図14を参照して、本発明を適用した第5の実施の形態について説明する。この第5の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
本第5の実施の形態は、エアージャッキ580でスペーサー570の移動を規制する点、及び、減衰特性調整部560aを備える点等が、上記第1の実施の形態と異なる。
リアサスペンション524は、減衰用の作動油が封入された筒状のシリンダ550と、シリンダ550の内部を摺動するピストン551と、ピストン551をその一端に支持するピストンロッド552と、ピストンロッド552の他端を支持するロッド支持部材553と、ピストンロッド552及びシリンダ550の周囲に巻装されてピストンロッド552を伸張方向に付勢するコイルスプリング554とを備える。
シリンダ550、ピストン551、ピストンロッド552、及び、ロッド支持部材553は、コイルスプリング554の動作を減衰する減衰機構560を構成する。
コイルスプリング554は、直列に接続される複数のコイルスプリングによって構成される。ここでは、コイルスプリング554は、第1のコイルスプリング561と、第1のコイルスプリング561に対して直列に接続される第2のコイルスプリング562とを備える。
さらに、リアサスペンション524は、第1のコイルスプリング561と第2のコイルスプリング562との間に介装されるスペーサー570と、第1のコイルスプリング61の圧縮方向へのストロークを規制するエアージャッキ580(ストッパー部材)とを備える。
なお、リアサスペンション524はプリロード調整機構64(図2)と同様のプリロード調整機構を、ロッド側受け部材555近傍またはシリンダ側受け部材556近傍に備えても良い。
ロッド支持部材553は、ピストンロッド552の中空部552aを介してシリンダ550内に連通する油室553aと、スイングアーム12に連結される車輪側連結部563とを備える。
車輪側連結部563は、軸部材63aによってスイングアーム12の後部に連結される。
シリンダ550の上端には、車体連結部558が結合されている。車体連結部558は、軸部材58aによってシートフレーム18に連結される。
図12及び図13を参照し、ベース部材581は、ロッド側受け部材555に当接して支持される円環状のベースプレート581aと、ベースプレート581aの中心部からリアサスペンション524のストローク方向に延出する円筒状の軸部581bとを備える。
ピストンロッド552(図12)は、ベース部材581及び可動部材582の筒内に通される。
ベース部材581は、空気室583を外部の大気に連通させる空気通路584と、空気通路584を開閉するバルブ585とを備える。
空気通路584の一端584aは、軸部581bの外周部に設けられ、空気室583に連通する。空気通路584の他端584bは、ベースプレート581aに設けられる。空気通路584は、一端584aから軸部581b内及びベースプレート581a内を通って他端584bに繋がる。
バルブ585が開かれた状態では、空気は、空気通路584を介し、空気室583と外部(大気側)との間で自由に出入り可能である。
バルブ585が閉じられた状態では、空気室583の空気は外部に出られなくなる。
バルブ585は、自動二輪車1の制御部65が電気的に制御するモーターやソレノイド等の駆動部によって開閉される。制御部65は、例えば、ハンドル21に設けられた操作部への運転者の入力操作を検知すると、バルブ585を駆動する。なお、バルブ585は、所望のタイミングで運転者等が手動で開閉する構成であっても良い。
第2のコイルスプリング562は、シリンダ側受け部材556とスペーサー570との間で圧縮される。
第1のコイルスプリング561の巻き部のピッチP1は、第2のコイルスプリング562の巻き部のピッチP2よりも小さい。
バルブ585が開かれた状態では、可動部材582は、第1のコイルスプリング561の圧縮方向にストローク可能である。このため、リアサスペンション524の圧縮方向のストロークに伴って、スペーサー570も圧縮方向に移動し、第1のコイルスプリング561及び第2のコイルスプリング562の両方が撓む。
リアサスペンション524がストローク量S1までストロークすると、第1のコイルスプリング561が密着長になってそれ以上撓まなくなるため、ストローク量がS1よりも大きい領域では、コイルスプリング554のバネレートは、第2のコイルスプリング562のバネレートK2になる。
伸び側の減衰力及び圧縮側の減衰力は、ストロークスピードが高いほど、大きくなる。
ここでは、制御部65は、バルブ585の開閉状態によってスペーサー570の移動の規制状態を判定するが、リアサスペンション524に設けられるセンサ(不図示)によってスペーサー570の位置を検出することでスペーサー570の移動の規制状態を判定しても良い。
制御部65は、バルブ585が閉じられた状態では、減衰特性調整部560aの調整により、伸び側の減衰力を特性R1よりも高い特性R2にし、圧縮側の減衰力を特性C1よりも高い特性C2にする。
すなわち、制御部65は、バルブ585が閉じられて第2のコイルスプリング562のバネレートが高くなると、減衰特性調整部560aを操作して、伸び側の減衰力及び圧縮側の減衰力を高くする。このため、バネレートの大きさに応じた減衰力を得ることができ、リアサスペンション524のストロークを適切に減衰できる。
また、リアサスペンション524は、第1のコイルスプリング561及び第2のコイルスプリング562の動作を減衰する減衰機構560を備え、減衰機構560は、減衰特性を調整可能な減衰特性調整部560aを備える。減衰特性調整部560aは、エアージャッキ580によるスペーサー570の移動の規制状態に同期して調整可能である。これにより、リアサスペンション524のバネレートの変更に合わせて適正な減衰特性を得ることができる。
上記第1の実施の形態では、コイルスプリング54は、第1のコイルスプリング61及び第2のコイルスプリング62を備えるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図2を参照し、第2のコイルスプリング62とロッド側受け部材55との間に第3のコイルスプリング(不図示)を設け、第2のコイルスプリング62と第3のコイルスプリングとの間に、図11のスペーサー70のような態様で、第2のスペーサーを介装しても良い。この構成では、ロッド側受け部材55に設けられた係合凸部(図11の係合凸部475が相当)で、第2のスペーサーの移動が規制される。このように、スペーサー70に加えて、第2のスペーサーを設けても良い。第2のスペーサーは、スペーサー70の移動が規制されるストロークよりも大きなストロークで移動を規制される。スペーサーは、複数直列に設けられるコイルスプリングの間に少なくとも1つ介装されていれば良い。
また、上記第1の実施の形態では、ストッパー部材として係合凸部75を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図2において、係合凸部75を設けずに、リアサスペンション24が所定のストロークに達するとスペーサー70の下端がシリンダ側受け部材56のフランジ部56bに当接するように構成し、スペーサー70の移動を規制しても良い。この場合、フランジ部56bがストッパー部材である。
また、上記第1の実施の形態では、図4に示すように係合凸部75が第1の係合凹部71aにセットされた状態では、第1のコイルスプリング61が密着長になるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものでなない。例えば、第1のコイルスプリング61が密着長になる前に、係合凸部75がスペーサー70の移動を規制する構成としても良い。この場合、第1のコイルスプリング61の巻き部同士の密着を避けることができる。
また、第5の実施の形態の減衰機構560及び減衰特性調整部560aを、第1〜第4の実施の形態のリアサスペンションに設けた構成としても良い。
さらに、上記実施の形態では車両として自動二輪車1を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、前輪または後輪を2つ備えた3輪の鞍乗り型車両、4輪以上を備えた鞍乗り型車両、及び、スクーターなどの鞍乗り型車両に適用可能である。
3 後輪(車輪)
24,324,424,524 リアサスペンション(車両用サスペンション)
12 スイングアーム(車輪側の部材)
50 シリンダ
51 ピストン
52 ピストンロッド
54a 軸線
60,560 減衰機構
61,561 第1のコイルスプリング
61a 一端
61b 他端
62,362,562 第2のコイルスプリング
64 プリロード調整機構
70,570 スペーサー
71 内側筒部(筒部)
71a 第1の係合凹部
71b 第2の係合凹部
71c 第3の係合凹部
75,475 係合凸部 係合凸部(ストッパー部材)
362c 小ピッチ部
560a 減衰特性調整部
580 エアージャッキ(ストッパー部材)
F 車体フレーム(車体)
K4 合成バネレート
P1 ピッチ
P2 ピッチ
P3 ピッチ
Claims (8)
- 車輪(3)側の部材(12)と車体(F)との間で圧縮されるコイルスプリング(61,62,362)を備える車両用サスペンションにおいて、
前記コイルスプリング(61,62,362)は複数設けられるとともに、複数の前記コイルスプリング(61,62,362)が直列に接続され、
複数の前記コイルスプリング(61,62,362)の間には、複数の前記コイルスプリング(61,62,362)の反力を受けるスペーサー(70)が少なくとも1つ介装され、
前記コイルスプリング(61,62,362)の圧縮に伴う前記スペーサー(70)の移動を所定量に規制するストッパー部材(75,475)を備え、
前記ストッパー部材(75,475)は、1つの前記コイルスプリング(61)の一端(61a)と他端(61b)との間の位置に設けられる係合凸部(75,475)であり、
前記スペーサー(70)は、前記コイルスプリング(61,62)の圧縮方向に移動して前記係合凸部(75,475)に係合する係合凹部(71a,71b)を備え、
前記スペーサー(70)は、前記コイルスプリング(61)の軸線(54a)周りに回転可能な筒部(71)を備え、
前記係合凹部(71a,71b)は、前記筒部(71)の周方向に複数設けられ、
複数の前記係合凹部(71a,71b)の深さは互いに異なり、
前記係合凸部(75,475)は、複数の前記係合凹部(71a,71b)のいずれかに選択的に係合し、
前記係合凸部(75,475)は、前記車両用サスペンションのストローク量が0の状態では、前記係合凹部(71a,71b)の底部と前記係合凸部(75,475)の先端(75a)との間に隙間を開けた状態で前記係合凹部(71a,71b)に係合し、前記スペーサー(70)の回転を規制し、
複数の前記係合凹部(71a,71b)の少なくとも1つは、前記ストローク量が大きくなると、前記底部が前記係合凸部(75,475)の先端(75a)に当接することを特徴とする車両用サスペンション。 - 前記コイルスプリング(61,62,362)は、第1のコイルスプリング(61)と、前記第1のコイルスプリング(61)よりも全長が長い第2のコイルスプリング(62,362)とが直列に接続され、
前記ストッパー部材(75,475)は、前記第1のコイルスプリング(61)の側に設けられていることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション。 - 前記第1のコイルスプリング(61)の巻き部のピッチ(P1)は、前記第2のコイルスプリング(62,362)の巻き部のピッチ(P2)よりも小さいことを特徴とする請求項2記載の車両用サスペンション。
- 前記第2のコイルスプリング(362)は、巻き部のピッチ(P3)が前記第2のコイルスプリング(362)の他の部分よりも小さい小ピッチ部(362c)を備えることを特徴とする請求項2または3記載の車両用サスペンション。
- 前記係合凹部(71a,71b)は、第1の係合凹部(71a)と、前記第1の係合凹部(71a)よりも深さが浅い第2の係合凹部(71b)とが設けられ、
前記係合凸部(75)が前記第1の係合凹部(71a)にセットされた状態では、複数の前記コイルスプリング(61,62)のバネレートを合成した合成バネレートは、前記車両用サスペンションのストローク範囲の全域に亘って一定であり、
前記係合凸部(75)が前記第2の係合凹部(71b)にセットされた状態では、前記合成バネレートは多段階になることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション。 - 前記コイルスプリング(61,62,362)に付与されるプリロードを調整可能なプリロード調整機構(64)を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の車両用サスペンション。
- シリンダ(50)と、前記シリンダ(50)の内部を摺動するピストン(51)を支持するピストンロッド(52)とを備え、前記コイルスプリング(61,62,362)は、前記シリンダ(50)及び前記ピストンロッド(52)の周囲に巻装され、
前記ストッパー部材(75)は、前記シリンダ(50)の外周側に設けられることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の車両用サスペンション。 - 前記コイルスプリング(61,62,362)の動作を減衰する減衰機構(60)を備え、前記減衰機構(60)は、減衰特性を調整可能な減衰特性調整部(560a)を備え、
前記減衰特性調整部(560a)は、前記ストッパー部材(75,475)による前記スペーサー(70)の移動の規制状態に同期して調整可能であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の車両用サスペンション。
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