JP2001280392A - 車輪サスペンション型フロントフォーク - Google Patents

車輪サスペンション型フロントフォーク

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JP2001280392A
JP2001280392A JP2000093828A JP2000093828A JP2001280392A JP 2001280392 A JP2001280392 A JP 2001280392A JP 2000093828 A JP2000093828 A JP 2000093828A JP 2000093828 A JP2000093828 A JP 2000093828A JP 2001280392 A JP2001280392 A JP 2001280392A
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pipe
support pipe
piston
front fork
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Miya Naganami
美也 長南
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SAKAE GIKEN KK
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SAKAE GIKEN KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K25/00Axle suspensions
    • B62K25/04Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork
    • B62K25/06Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork with telescopic fork, e.g. including auxiliary rocking arms
    • B62K25/08Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork with telescopic fork, e.g. including auxiliary rocking arms for front wheel

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Axle Suspensions And Sidecars For Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧サスペンションユニットの交換を容易に
行う。 【解決手段】 支持パイプに配する油圧サスペンション
ユニット20は、シリンダ21に配されるピストン2
4,ピストン24に連結されてシリンダ21から突出
し、摺動パイプ端部に取外し可能に連結されるピストン
ロッド27を備え、更にシリンダ21内に緩衝用コイル
スプリング36,38が組み込まれている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自転車、その他の
二輪車の車輪サスペンション型フロントフォークに関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種の車輪サスペンション型フロント
フォークとして、支持パイプ及び支持パイプに摺動可能
な摺動パイプを備え、支持パイプ内に交換可能な油圧サ
スペンションユニットが配される構造が知られている
(例えば、米国特許第5580075号)。この従来の
油圧サスペンションユニットは、オイルの充填されてい
るシリンダと、シリンダ内のピストンと、ピストンの対
向面にそれぞれ連結され、シリンダの両端から突出する
一対のピストンロッドとから成り、一方のピストンロッ
ドが摺動パイプの下端に固定され、他方のピストンロッ
ドが支持パイプの上方に配されるコイルスプリングやゴ
ム弾性体等の別体の緩衝手段にフランジを介して当接さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、油圧サスペン
ションユニットとして一対のピストンロッドを設ける
と、シリンダの両端にそれぞれオイルシール部を設ける
必要があるため、その分だけユニットが高価となってし
まう。また、摺動パイプを介する衝撃力が下方のピスト
ンロッドに加わると、上方の、ピストンロッド及びピス
トンもシリンダ内で上動するため、シリンダの容積に変
化がなく、このため、シリンダ内に空気を利用する空気
スプリングを設けることができない。ところで、支持パ
イプ内において油圧サスペンションユニットの上方に緩
衝手段を配すると、ユニットを支持パイプの上端から挿
入して位置決めすることが困難となるため、従来は摺動
パイプを組み付ける前に、ユニットを支持パイプの下端
側から位置決めし、固定するようにしている。
【0004】しかし、支持パイプの下端側で位置決めす
る構造の場合、油圧サスペンションユニットを交換する
際には、支持パイプから摺動パイプを外す必要があり、
このためには摺動パイプから前車輪、ブレーキ機構及び
ブレーキ用ケーブルを外す作業も必要となり、交換作業
に多大な手間と時間を要してしまう。また、支持パイプ
と摺動パイプとの摺動対向面にはグリース等の潤滑剤が
塗布され、又水や埃の浸入を防止するためのダストシー
ル材が取付けられているため、摺動パイプを外すと、両
パイプに付着していた埃等が摺動対向面に付着し、作動
不良の原因となる虞れがある。
【0005】その他の油圧サスペンションユニットとし
て、実開昭63−199894号公報に記載のものが知
られている。この構造では、支持パイプと摺動パイプと
の間にユニットとは別体の緩衝用コイルスプリングが配
され、かつユニットのピストンロッドが摺動パイプ内で
連結、固定されている。このため、ユニットを交換する
際には、同様に支持パイプから摺動パイプを外す必要が
ある。
【0006】本発明は、安価で空気スプリング機能を保
持し、かつ交換作業を作業性よく行うことができる車輪
サスペンション型フロントフォークを提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ステアリング
パイプに取付けられる支持パイプと、この支持パイプに
摺動可能に嵌合されて端部に車軸受けを有する摺動パイ
プとを備える車輪サスペンション型フロントフォークに
おいて、支持パイプの端部の開口を着脱可能に閉塞する
キャップと、支持パイプ内に配される交換可能な油圧サ
スペンションユニットとを有し、該油圧サスペンション
ユニットは、支持パイプ内に開口を介して交換可能に配
されるオイル充填のシリンダと、シリンダ内で移動する
オイル通路を有するピストンと、ピストンに取付けられ
てシリンダから突出し、摺動パイプの端部に取外し可能
に連結されるピストンロッドと、シリンダ内に配されて
ピストンを介する衝撃力を緩衝するための緩衝手段とを
含むことを特徴とする。
【0008】〈作用〉シリンダ内にコイルスプリング等
の緩衝手段を組み込んでいるので、一つのピストンロッ
ドを設ければよく、又一つのピストンロッドを設ける場
合にはピストンロッドの上動でシリンダの容積が変化す
るので、シリンダ内に空気スプリングを設けても正常に
機能する。更に、支持パイプ内には、緩衝手段を組み込
んだ油圧サスペンションユニットのみが収容されるの
で、該ユニットを支持パイプの上端より出し入れして位
置決めすることが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図2は本発明に係る車輪サスペン
ション型フロントフォークを自転車の前輪に適用した例
を示し、その要部を断面して示す正面図である。図2に
おいて、10はステアリングパイプであり、このパイプ
10の上端には図示しないエクステンションシステムを
介してハンドルバーが取付けられる。ステアリングパイ
プ10の下端はアッパークラウン11の中央に圧入、固
定されている。アッパークラウン11の両腕部11a,
11aには、一対の支持パイプ12の上部が嵌入、固定
されている。各支持パイプ12の下部にはそれぞれ摺動
パイプ13の上部が摺動可能に嵌合されている。両摺動
パイプ13,13は、クロスメンバ14により相互に連
結されている。摺動パイプ13の上部には、支持パイプ
12の周面と摺接する弾性体から成るダストシール材1
5が取付けられている。そして、摺動パイプ13の上端
には防塵用の蛇腹16の下端が連結され、蛇腹16の上
端はアッパークラウン11の腕部11aに連結されてい
る。
【0010】支持パイプ12の上部内周面にはねじ溝1
2aが設けられ、このねじ溝12aにはキャップ17が
螺入される。このキャップ17は、ねじ溝12aに螺入
される本体17aと、本体17aの上面に回動操作可能
に取付けられている回動部17bと、回動部17bの筒
部にスプライン結合されている上下動可能な押圧部17
cを有し、押圧部の外周のねじ部が本体17aの内周ね
じ部に螺合されている。従って、回動部17bを回動操
作すると、押圧部17cが回動しながら本体17aに対
して上下動する。
【0011】支持パイプ12には油圧サスペンションユ
ニット20が配される。図1は油圧サスペンションユニ
ット20の拡大断面図である。このユニット20は、円
筒状のシリンダ21を備えている。このシリンダ21は
支持パイプ12内に収納可能な長さ寸法を有し、支持パ
イプ12に上方より交換可能に出し入れされる。
【0012】シリンダ21にはオイル22が充填され、
上部に空気室から成る空気スプリング23が形成されて
いる。シリンダ21の下方にはピストン24が上下動可
能に配されている。ピストン24にはその厚さ方向へ貫
通するオイルの通路24aが形成され、通路24aは、
ピストン24の下面に波ワッシャ25を介して押し付け
られているバルブプレート26により閉塞されている。
【0013】ピストン24の中央穴部にはピストンロッ
ド27の上端が挿入、固定されている。ピストンロッド
27は下方に伸長してシリンダ21の下方から突出して
いる。シリンダ21の下部は、筒状の閉塞体28にてO
リングを介して液密を保持して閉塞されている。そし
て、閉塞体28の中央穴に嵌入したブッシュ29、Oリ
ング、オイルシール部30を介してピストンロッド27
が液密を保持してシリンダ21から突出している。
【0014】閉塞体28の上面にはゴム受台31が配さ
れ、この受台31にロッド27に装着されているリバウ
ンドコイルスプリング32の下端が当接され、該スプリ
ング32の上部は、ピストンの下面にばね受部33を押
圧している。ピストンの上面には、ばね台座34がボル
ト35にて固定されている。ボルト35はピストンロッ
ド27の上端に螺入されている。ばね台座34には緩衝
用のコイルスプリング36の下端が当接、嵌入されてい
る。このコイルスプリング36の上端は、シリンダ21
の略中央に位置するばね案内部材37の下方に当接、嵌
入されている。案内部材37の上面には他の緩衝用のコ
イルスプリング38の下端が当接、嵌入されている。
【0015】シリンダ21の上方の開口は、移動閉塞体
39にて閉塞されている。この移動閉塞体39はOリン
グ40を介してシリンダ21内で液密を保持して上下動
可能であり、下面に上記他のコイルスプリング36の上
端が当接、嵌入されている。シリンダ21の上端には、
トップワッシャ41が嵌合、固定され、トップワッシャ
41は支持パイプ12の内周面に嵌合してシリンダ21
を支持パイプ12内で同軸的に保持している。
【0016】再び図2に戻り、支持パイプ12の下端
は、徐々に縮径して案内部材18を支持している。この
案内部材18はシリンダ21の下部を案内するテーパ部
18aと、このテーパ部18aにて案内されてくるシリ
ンダ21下部を支持パイプの中心位置に位置決め、固定
する嵌合部18bと、ピストンロッド27を貫挿させる
穴部18cとを有している。
【0017】以上の構成を有する油圧サスペンションユ
ニット20が、図3に示すように、支持パイプ12の上
端開口より挿入されると、シリンダ21の下端は、案内
部材18にて支持パイプ12の中心位置に自動的に案内
され、保持される。そして、この状態でピストンロッド
27は支持パイプ12の下端開口を通って摺動パイプ1
3の下端開口13aまで伸び、該ロッド27の下端部が
開口13aに正確に入り込む。従って、その後はロッド
27下端部に設けたねじ穴27aに、固定ボルト19を
摺動パイプ13の下端開口13aに位置させて螺入する
ことにより、ピストンロッド27と摺動パイプ13の下
端とを取外し可能に連結できる。尚、摺動パイプ13の
下端には前輪の車軸を取付けるための取付部13bが突
設されている。
【0018】油圧サスペンションユニット20を支持パ
イプ12内に位置決め、配設した後は、支持パイプ12
の上端ねじ溝12aにキャップ17の本体17aを螺入
する。このように、本体17aを螺入すると、シリンダ
21の上部にはトップワッシャ41及び波ワッシャを介
して本体17aが入り込むので、シリンダ21が支持パ
イプ12内に上下動不能に支持される。そして、回動部
17bを回して押圧部17cを下動させる。これによ
り、ユニット20の移動閉塞体39は押圧部17cにて
押圧されてシリンダ21内で下動し、他方のコイルスプ
リング38を押圧する。従って、緩衝用コイルスプリン
グ36,38の緩衝力を調整することが可能である。
【0019】このように、油圧サスペンションユニット
20を支持パイプ12内に配置した場合に、摺動パイプ
13に図示しない前輪より衝撃力が加わると、摺動パイ
プ13の上動と共にピストンロッド27に押圧力が加わ
るので、ピストン24がオイル22を流動させつつシリ
ンダ21内で上動する。ピストン24が上動すると、緩
衝用コイルスプリング36,38がピストン24から受
ける衝撃力を吸収(緩衝)しながら収縮し、又シリンダ
21が定位置に保持されていることから空気スプリング
23もオイル22を介して収縮して衝撃力を吸収する。
従って、衝撃力を徐々に吸収できるので、摺動パイプ1
3を円滑に摺動させることができる。
【0020】油圧サスペンションユニット20を交換す
るためには、固定ボルト19をピストンロッド27のね
じ穴27aより外し、キャップ17を支持パイプ12よ
り外す。ユニット20には、緩衝用コイルスプリング3
6,38、リバウンドコイルスプリング32が組み込ま
れているので、ユニット20をそのまま支持パイプ12
の上端開口より取り出せばよい。従って、ユニット20
の交換を簡単かつ作業性よく行うことができる。
【0021】図4は本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。この実施例では、支持パイプ12Aは軽量化を図
るために、上部のみが肉厚を大きく形成され、その他が
小さく形成され、いわゆるバテッド加工が施されてい
る。このような支持パイプ12Aでは、シリンダ21の
外径はパイプ12Aの肉厚部の内径に対応させて小さく
設定されるので、シリンダ21の下部と支持パイプ12
Aの下部との間に大きな間隙が生じ、シリンダ21の位
置決めが困難となる。
【0022】そこで、この実施例では、図4に示すよう
に、縮径可能な案内部材18Aを用いている。この案内
部材18Aはシリンダ21下部を案内するテーパ部18
aと、シリンダ21下部を中心位置に位置決め、固定す
る嵌合部18bと、ピストンロッドを貫挿させる穴部1
8cとを有し、テーパ部18a及び嵌合部18bにこれ
らを連通する切り込み18dが形成されている。この案
内部材18Aは、支持パイプ12Aの肉厚部(上部)に
押し込まれる際には切り込み18dを介して縮径し、下
端位置では拡径してパイプ12Aの中心と整合して支持
される。従って、シリンダ21下部を正確に位置決め、
保持することができる。
【0023】図5は案内部材の変形例を示す。即ち、図
5(A)の例では、支持パイプ12の下部に、テーパ状
に縮径して端部が内方に折り曲げられて成る案内部材1
8が一体的に形成されている。また、図5(B)の例で
は、支持パイプ12の下部に、テーパ状に内方に膨ら
み、端部が折り曲げられて成る案内部材18が一体的に
形成されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧サスペンションユニットの断
面図である。
【図2】本発明に係る車輪サスペンション型フロントフ
ォークの一部を断面し、かつ分解して示す正面図であ
る。
【図3】本発明の油圧サスペンションユニットが収納さ
れたフロントフォークの断面図である。
【図4】本発明の他の実施例に係る断面図である。
【図5】(A)、(B)はそれぞれ本発明の変形例に係
る断面図である。
【符号の説明】
20 サスペンションユニット 21 シリンダ 22 オイル 23 空気スプリング 24 ピストン 24a 通路 25 波ワッシャ 26 バルブプレート 27 ピストンロッド 27a ねじ穴 28 閉塞体 29 ブッシュ 30 オイルシール部 31 ゴム受台 32 リバウンドコイルスプリング 33 ばね受部 34 ばね台座 35 ボルト 36 コイルスプリング 40 Oリング 41 トップワッシャ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリングパイプに端部が取付けられ
    る支持パイプと、該支持パイプに摺動可能に嵌合されて
    端部に車軸受けが設けられる摺動パイプとを備える車輪
    サスペンション型フロントフォークにおいて、 前記支持パイプの前記端部の開口を着脱可能に閉塞する
    キャップと、前記支持パイプ内に配される交換可能な油
    圧サスペンションユニットとを有し、 該油圧サスペンションユニットは、前記支持パイプ内に
    前記開口を介して交換可能に配されてオイルが充填され
    るシリンダと、該シリンダ内に移動可能に配されオイル
    通路を有するピストンと、該ピストンに一端が取付けら
    れ、前記シリンダから突出して他端が前記摺動パイプの
    端部に取外し可能に連結されるピストンロッドと、前記
    シリンダ内に配されて前記摺動パイプからの前記ピスト
    ンを介する衝撃力を緩衝するための緩衝手段とを含むこ
    とを特徴とする車輪サスペンション型フロントフォー
    ク。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車輪サスペンション型フ
    ロントフォークにおいて、 前記緩衝手段は、前記ピストンにより規定される前記シ
    リンダ内のチェンバに配されるコイルスプリングから成
    ることを特徴とする車輪サスペンション型フロントフォ
    ーク。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の車輪サスペンション型フ
    ロントフォークにおいて、 前記シリンダの前記支持パイプの端部側の開口を閉塞
    し、かつ前記緩衝手段の緩衝力を設定すべく該シリンダ
    内への突出量が調整可能な緩衝力調整部を更に備えるこ
    とを特徴とする車輪サスペンション型フロントフォー
    ク。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の車輪サスペンション型フ
    ロントフォークにおいて、 前記支持パイプの前記摺動パイプ内の他端部に、前記シ
    リンダの端部を位置決めし、保持する案内部が設けられ
    ていることを特徴とする車輪サスペンション型フロント
    フォーク。
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