(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二輪又は三輪スクータのフロントステアリング軸をヘッドパイプに回転自在に支持するための支持装置であって、ヘッドパイプの一方の端部において、ヘッドパイプとフロントステアリング軸との軸方向間にアンギュラーボールベアリングが介在された支持装置に用いられる、軸受機能を備えた摩擦ダンパであって、ヘッドパイプの他方の端部におけるヘッドパイプとフロントステアリング軸との軸方向間に介在される摩擦ダンパは、下面に截頭円錐面を有する鋼製の上部レースと、鍔部を有すると共に当該鍔部上面に截頭円錐面を有する鋼製であって鍔付の下部レースと、上部及び下部レースの相対向する截頭円錐面間に配されていると共に当該截頭円錐面に接する截頭円錐面を有するすべり部材と、上部レースの上面に配されていると共に皿バネからなる弾性体とを具備しており、すべり部材は、鋼板と、この鋼板上に形成された銅合金からなる多孔質焼結金属層と、この多孔質焼結金属層に含浸被着された四ふっ化エチレン樹脂を主成分とするふっ素樹脂組成物からなるすべり面層とを有する複層摺動部材からなり、フロントステアリング軸の回転トルクの調整を行うことができるように、すべり部材には、フロントステアリング軸に螺合したロックナットにより押圧力が与えられるようになっている、軸受機能を備えた摩擦ダンパ。
【請求項２】
二輪又は三輪スクータのフロントステアリング軸をヘッドパイプに回転自在に支持するための支持装置であって、ヘッドパイプの一方の端部において、ヘッドパイプとフロントステアリング軸との軸方向間に介在されたアンギュラーボールベアリングと、ヘッドパイプの他方の端部におけるヘッドパイプとフロントステアリング軸との軸方向間に介在された摩擦ダンパと、フロントステアリング軸に螺合したロックナットとを具備しており、摩擦ダンパは、下面に截頭円錐面を有する鋼製の上部レースと、鍔部を有すると共に当該鍔部上面に截頭円錐面を有する鋼製であって鍔付の下部レースと、上部及び下部レースの相対向する截頭円錐面間に配されていると共に当該截頭円錐面に接する截頭円錐面を有するすべり部材と、上部レースの上面に配されていると共に皿バネからなる弾性体とを具備しており、すべり部材は、鋼板と、この鋼板上に形成された銅合金からなる多孔質焼結金属層と、この多孔質焼結金属層に含浸被着された四ふっ化エチレン樹脂を主成分とするふっ素樹脂組成物からなるすべり面層とを有する複層摺動部材からなっており、ロックナットは、フロントステアリング軸の回転トルクの調整を行うことができるように、摩擦ダンパのすべり部材に押圧力を与えるようになっている支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸受機能を備えた摩擦ダンパ及び該ダンパを用いた二輪又は三輪スクータ等のフロントステアリング軸の支持装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ダンパには、弾性体を用いるもの、粘性体を用いるもの、物質の塑性変形を利用するもの、そして二物体間のすべり摩擦を利用するもの等があり、これらダンパが乗物を含む機械、装置の可動部又は衝撃発生部の運動エネルギを吸収するために適用される場合、種々の手段をもってこれらに取付けられる。
【０００３】
二輪又は三輪スクータ等のフロントステアリング軸をヘッドパイプに回転自在に支持するための支持装置においては、走行面からのフロントステアリング軸方向の振動の問題もさることながら、フロントステアリング軸の回転方向のふらつき（通常、シミーと云われている）も問題である。この支持装置には、従来、ヘッドパイプの上部及び下部にアンギュラーボール軸受が用いられているが、このアンギュラーボール軸受では、特に、後部の荷台に重量の大きい荷を載荷した場合において前輪が浮き上り勝ちになると、上述のふらつきが顕著に生じる。
【０００４】
このふらつきを防止するために、粘性ダンパ等のダンパを取り付けることも考えられるが、このようなダンパを取り付けることは、二輪又は三輪スクータ等では、取付スペースが限られて、しかも低価格が本来的に要求されるため、必ずしも最適な手段ではない。
【０００５】
以上のふらつきで代表されるダンパの不在の問題は、二輪又は三輪スクータ等のフロントステアリング軸の支持装置に限って生じるものではなく、回動自在な蓋を支持する機構、ドアノブの回転機構及びロールブラインド等のロールの支持機構においても生じるのである。
【０００６】
この発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、軸受の機能を有すると共にダンパの機能をも有し、取付スペースを別個に特に必要としなく、コストアップをもほとんど招来しない摩擦ダンパ及び該ダンパを組込んだ二輪又は三輪スクータ等のフロントステアリング軸の支持装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の摩擦ダンパは、下面に截頭円錐面を有する鋼製の上部レースと、上面に截頭円錐面を有する鋼製の下部レースと、この上部及び下部レースの相対向する截頭円錐面間に低摩擦係数を有し、耐摩耗性及び耐クリープ性にすぐれた截頭円錐面を有するすべり部材が配されてなる軸受機能を備えている。
【０００８】
この発明の摩擦ダンパでは、すべり部材が、鋼板と、この鋼板上に形成された銅合金からなる多孔質焼結金属層と、この多孔質焼結金属層に含浸被着された四ふっ化エチレン樹脂を主成分とするふっ素樹脂組成物からなるすべり面層とを有する複層摺動部材からなる。
【０００９】
この発明のダンパは、上部レースの上面及び下部レースの下面の少なくとも一方に配された弾性体を更に具備してもよい。
【００１０】
二輪又は三輪スクータ等のフロントステアリング軸をヘッドパイプに回転自在に支持するためのこの発明の支持装置は、ヘッドパイプの一方の端部において、ヘッドパイプとフロントステアリング軸との軸方向間に介在されたアンギュラーボールベアリングと、ヘッドパイプの他方の端部におけるヘッドパイプとフロントステアリング軸との軸方向間に介在された前記の摩擦ダンパとを具備している。
【００１１】
この発明の支持装置において、摩擦ダンパは、フロントステアリング軸に螺合したロックナットによって軸方向の押圧力を与えられ、すべり部材に高められた接触圧が与えられて、ヘッドパイプの一方の端部におけるヘッドパイプとフロントステアリング軸との軸方向間に介在されている。
【００１２】
軸受には、シャフト等の相手部材の回転、往復動等の動きを許容し、両者の相対位置関係を保持してこれを支えるという機能を有する。動きを許容する態様としては、鋼球やニードル等のころがりによるもの、そして低摩擦部材のすべりによるものがある。いずれにしても一般的には相手部材の動に対して支障を来すことがないよう、摩擦係数が可及的に小さいことが望まれる。また、相手部材を支えることについは、軸受自らは然る可き構造部等に固定され、相手部材の自重のみでなく、これに加わる負荷をも支えるということであるから、それ相当の機械的強度が要求され、また耐摩耗性、耐クリープ等にも勝れていることが要求される。
【００１３】
これらの性能が不足すると、そこにガタを生ずる等の問題、すなわち相対位置関係を保持するという機能が低下することになる。
【００１４】
一方、ダンパとくに摩擦ダンパとしては、本来的には相手部材を支えるという機能は要求されず、また相手部材との相対位置関係を保持するという機能も必要でない。しかし、相手部材の動きを許容せしめる点に関しては、軸受とは異るが、この動きに係わりを有している。すなわち、相手部材の動きに対しての▲１▼制動機能であり▲２▼回転、往復動等の動きに対してのトルクコントロール機能であり▲３▼衝撃、振動等のエネルギー吸収機能である。
【００１５】
このように、軸受とダンパとでは本質的にその機能を異にしているが、ダンパの中でも摩擦ダンパは、すべりという点ですべり軸受と共通性をもっているということができる。摩擦ダンパの性能は、すべり摩擦トルクが大きい程、一般的には効率がよいと言える。摩擦トルクＦを大きくする手段は、Ｆ＝μＰであるから、摩擦係数μの大きいすべり材料を使用することが先ず考えられる。また、負荷Ｐを大きくする、すなわち接触面圧を大きくすることによってもＦの増大は達せられる。またこれは理論的ではないが、実務上、接触面積を大きくする手段も採られることがある。
【００１６】
軸受の場合、所謂、接触面圧は相手部材からの負荷で決るが、本発明では相手部材からの負荷とは直接関係なく、相手部材とは別の部材を用いてすべり面に接触面圧を加え、この部材に相手部材を取付けるという態様をとる。もちろん、設計上、相手部材をそのまま利用してすべり面の接触面圧を高めるという手段も採り得る。換言すれば、相手部材の自重、該部材に加わる負荷の合計以上の負荷が接触面圧としてすべり部材に加わえられるということである。すべり部材として、摩擦係数の大きな材料を使用すれば、上述した接触面圧は小さくて済む。
【００１７】
しかし、本発明では、すべり部材として摩擦係数の小さい四ふっ化エチレン樹脂を主成分とするふっ素樹脂組成物のすべり面を有する複層摺動材を使用する。したがって、摩擦係数の大きな材料を使う場合に比較して、同じ摩擦トルクのすべりを得るのにより大きな接触面圧を与えておく必要がある。
【００１８】
これは一見、合理的でない手段のようであるが、その理由は操作フィーリングの問題に帰結する。すなわち、人力による操作の場合、摩擦係数の大きな材料を使用した場合に比較して、手等に受ける感触が違うのである。前者がただ単にトルクが大きい、操作力が重いという感触であるのに対して、後者は操作力がシットリとした感触となっている。
【００１９】
本発明では、このような軸受機能を備えた摩擦ダンパを二輪又は三輪スクータ等のフロントステアリング軸の支持装置に使用するものである。特に、上下一対のアンギュラーボール軸受のうちいずれか一方を、好ましくは上部の軸受を、軸受機能を備えた摩擦ダンパによって置き換え、軸を支えるとともにダンパ機能をも発揮せしめるのである。すなわち軸受系から切離して別途にダンパを設けるのではなく、軸受系に組込んだ態様で用いられ、ダンパ取付けスペースが確保し難いような場合でも効果的に使用することができる。
【００２０】
なお、本発明の軸受機能を備えた摩擦ダンパは、回動自在な蓋を支持する機構、ドアノブの回転機構及びロールブラインド等のロールの支持機構等のダンパにも用いてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の軸受機能を備えた摩擦ダンパ及び該ダンパを組込んだ二輪又は三輪スクータ等のフロントステアリング軸の支持装置を図に示す好ましい実施例に基づいて更に説明する。
【００２２】
【実施例】
図１及び２において、本例の摩擦ダンパＡは、おおむね円環状の鋼製の上部レース１と、鍔付ブッシュ状の鋼製の下部レース２と、すべり部材３とを具備している。
【００２３】
上部レース１は、その下面に截頭円錐面４を有しており、下部レース２は、その鍔部上面に同様の截頭円錐面５を有している。
【００２４】
すべり部材３は、その上下面が截頭円錐面４及び５と同様に截頭円錐面６及び７に形成されて、当該截頭円錐面６及び７が相対向する截頭円錐面４及び５に接して、配されている。すべり部材３は、特にその摩擦係数が小さく、かつ接触面圧を大きくして使用される関係で、特に耐摩耗性、耐クリープ性にすぐれた材料構成のものから選定される。本例では、すべり部材３は、鋼等からなる裏金としての鋼板８と、鋼板８上に形成された銅合金からなる多孔質焼結金属層９と、多孔質焼結金属層９に含浸被覆された四ふっ化エチレン樹脂を主成分とするふっ素樹脂組成物からなるすべり面層１０とを有する複層摺動部材からなり、すべり面層１０の露出面が、一様に焼成されてすべり面１１を形成している。
【００２５】
すべり部材３は、全体の厚さ２ｍｍ前後に形成することができ、すべり面層１０の厚さはおおむね１０-2〜１０-1ｍｍである。
【００２６】
すべり部材３は、板状の素材にプレス加工が施されて截頭円錐状に造形される。すべり部材３は、その上面若しくは下面のいずれか一方の截頭円錐面がすべり面１１とされる。なお、多孔質焼結金属層９及びすべり面層１０と同等の多孔質焼結金属層及びすべり面層を鋼板８の他方の面にも形成し、この他方の面側にもすべり面層の露出面からなるすべり面を形成してもよく、また、本発明におけるすべり部材３は、低摩擦係数を有し、かつ耐摩耗性及び耐クリープ性に勝れるものであれば、これら複層摺動部材以外のものであってもよい。
【００２７】
摩擦ダンパＡでは、上部レース１及び下部レース２のいずれか一方のレースで、軸受系としてのハウジング（図示してない）等に固定され、他方のレースが相手部材（図示してない）を支持する。すべり部材３には、相手部材の負荷以外に、別途の手段をもって上下部レースへの接触圧が加えられ、相手材の回転トルクの調整がなされる。
【００２８】
図３は、図１に示す摩擦ダンパＡに皿バネ等の弾性体１２を更に配した摩擦ダンパＢを示し、１３は皿バネ１２を押圧する座金である。図３に示す摩擦ダンパＢは、弾性体１２を用いない図１に示す摩擦ダンパＡに比較してトルク調整が容易でかつそれを精度よく行なうことができる。
【００２９】
図４は、軸受機能を備えた摩擦ダンパＢを組込んだ三輪スクータのフロントステアリング軸１４の支持装置Ｃを示し、図４において、１４はフロントステアリング軸、１５はヘッドパイプ、１６はヘッドパイプ１５の下端部に取付けられたアンギュラーボール軸受で、摩擦ダンパＢは、ヘッドパイプ１５の上端部に取付けられている。１８、１９はそれぞれロックナットである。
【００３０】
本例の支持装置Ｃは、ヘッドパイプ１５の一方の端部において、ヘッドパイプ１５とフロントステアリング軸１４との軸方向間に介在されたアンギュラーボールベアリング１６と、ヘッドパイプ１５の他方の端部におけるヘッドパイプ１５とフロントステアリング軸１４との軸方向間に介在された摩擦ダンパＢとを具備しいる。
【００３１】
従来は、ヘッドパイプ１５の上下両端部にアンギュラーボール軸受が配されていたが、既に述べたとおりハンドルにシミーと呼ばれるふら付きを生ずるので、支持装置Ｃでは、上部のアンギュラーボール軸受に代えて、そこに摩擦ダンパＢを配することにより問題を解決し得たのである。
【００３２】
軸受機能を備えた摩擦ダンパＢは、その下部レース２においてヘッドパイプ１５に固定される。すべり部材３は、その截頭円錐面６がすべり面１１として形成してあるので、上部レース１の下面４とすべり部材３の截頭円錐面６との間で摺動がなされる。このような態様であるから、図４に示す実施例においては、下部レース２とすべり部材３とがヘッドパイプ１５側に属して取付けられ、上部レース１と弾性体１２と座金１３とがフロントステアリング軸１４側に属して取付けられる。
【００３３】
ヘッドパイプ１５は、アンギュラーボール軸受１６及び軸受機能を備えた摩擦ダンパＢを介してフロントステアリング軸１４に係合し、ロックナット１８及び１９によってその軸方向の所定位置に固定される。
【００３４】
ロックナット１９により、軸受機能を備えた摩擦ダンパＢのすべり部材３に押圧力を与え、上部レース１との接触面圧を高め、フロントステアリング軸１４の回転トルクの調整を行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軸受機能を備えた摩擦ダンパは、構造が簡単でかつ堅牢であり、また、取付スペースを別個に特に必要としなく、コストアップをもほとんど招来しなく、そしてその操作感にすぐれているという特長もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の軸受機能を備えた摩擦ダンパの好ましい一実施例の縦断面図である。
【図２】本発明に使用されるすべり部材の好ましい一実施例を示すもので、その肉厚方向の拡大断面図である。
【図３】図１に示した例に皿バネ等の弾性体を配した実施例の縦断面図である。
【図４】本発明の支持装置の好ましい一実施例の縦断面図である。
【符号の説明】
１  上部レース
２  下部レース
３  すべり部材
【図１】
0004120029.tif 000002
【図２】
0004120029.tif 000003
【図３】
0004120029.tif 000004
【図４】
0004120029.tif 000005