JP2004286137A - フロントフォーク - Google Patents

Abstract

【課題】小さいストロークでの圧縮作動時にも充分な大きさの反力を得られるとしながら、大きいストロークでの圧縮作動時に大き過ぎない反力が得られるようにする。
【解決手段】圧縮作動時に内圧保障手段におけるバネ力で内蔵されるダンパ５における圧側油室Ｒ２の内圧を保障して所定の反力を生じさせるフロントフォークにあって、内圧保障手段におけるバネ力の発生要素がフロントフォークの端部の内側に収装され先端を移動可能にしてバネ力を発揮する加圧スプリング１と、この加圧スプリング１の上流あるいは下流に直列されてエアバネ力を発揮するエアバネ機構２とを有し、加圧スプリング１のバネ力とエアバネ機構２のバネ力とが優劣されてなる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フロントフォークに関し、特に、内圧保障手段を有して内蔵されるダンパにおける内圧を保障するフロントフォークの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二輪車の前輪側に架装されて前輪に入力される路面振動を吸収するフロントフォークとしては、従来から種々の提案があるが、ダンパを内蔵するフロントフォークにあっては、ダンパにおける内圧を保障して、たとえば、フロントフォークが小さいストロークで圧縮作動するときにも所定の大きさの反力を発生し得るように構成することが肝要になる。
【０００３】
そこで、ダンパを内蔵するフロントフォークにあって、ダンパに直列する内圧保障手段を有して内蔵されるダンパにおける内圧を保障する提案がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、この提案にあって、フロントフォークに内蔵される倒立型のダンパは、上端側部材となるシリンダ体内にピストンで画成される圧側油室からベースバルブ部を介して流出する油の収容先となるいわゆるリザーバに背後から附勢バネで附勢されたフリーピストンを収装するとしている。
【０００５】
それゆえ、このフロントフォークにあっては、ベースバルブ部を介してであるが、フリーピストンが附勢バネの附勢力で圧側油室を常時加圧することになり、したがって、小さいストロークでの圧縮作動時にも、ピストンあるいはベースバルブ部に配在の減衰バルブで所定の圧側の減衰力を発生して、適宜の反力を発生することが可能になる。
【０００６】
その結果、たとえば、平坦路を走行中の二輪車が路面の緩やかな凹凸を乗り越えるような場合に、上記したフロントフォークが小さいストロークで圧縮作動して、言わば大き過ぎない適宜の反力の発生状態になり、二輪車における乗り心地を良好に維持することが可能になる。
【０００７】
そして、走行中の二輪車が急制動するような場合には、上記したフロントフォークが大きいストロークで圧縮作動し、このとき、大きい反力が発生して、二輪車におけるノーズダイブを阻止することが可能になる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６‐１４７２４８号公報（特許請求の範囲 請求項１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したフロントフォークにあっては、フロントフォークの圧縮ストロークが大きくなるときに、過大な反力を生じ、その結果、二輪車における乗り心地を悪化することが危惧される。
【００１０】
すなわち、上記した内圧保障手段にあって、フリーピストンを附勢する附勢バネにおけるバネ力は、比例的に増大するから、フリーピストンが小さいストロークで圧縮作動するときに附勢バネが適宜の附勢力を生じ得るように設定すると、フリーピストンが大きいストロークで圧縮作動するときには附勢バネにおける附勢力が大き過ぎることになる。
【００１１】
それゆえ、フロントフォークが大きいストロークで圧縮作動する場合には、内圧保障手段において、フリーピストンが最大のバネ力で附勢されることになり、したがって、ダンパにおける反力が極めて大きくなり、たとえば、二輪車における乗り心地が悪化され易くなる。
【００１２】
そこで、フロントフォークの大きいストロークでの最圧縮作動時に極めて大きい反力を生じないようにするために、内圧保障手段において、附勢バネのバネ力を全体的に低目に設定すると、フロントフォークの小さいストロークでの圧縮作動時に好ましい大きさの反力を得られなくなる危惧がある。
【００１３】
この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、内圧保障手段を有して内蔵されるダンパにおける内圧を保障し、小さいストロークでの圧縮作動時にも充分な大きさの反力を得られると共に、大きいストロークでの圧縮作動時に大き過ぎない反力が得られるようにして、二輪車における乗り心地を改善するのに最適となるフロントフォークを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、この発明によるフロントフォークの構成を、基本的には、圧縮作動時に内圧保障手段におけるバネ力で内蔵されるダンパにおける圧側油室の内圧を保障して所定の反力を生じさせるフロントフォークにあって、内圧保障手段におけるバネ力の発生要素がフロントフォークの端部の内側に収装され先端を移動可能にしてバネ力を発揮する加圧スプリングと、この加圧スプリングの上流あるいは下流に直列されてエアバネ力を発揮するエアバネ機構とを有し、加圧スプリングのバネ力とエアバネ機構のバネ力とが優劣されてなるとする。
【００１５】
それゆえ、フロントフォークの圧縮作動に追随するダンパの圧縮作動時には、内圧保障手段におけるバネ要素となる小さいバネ力の方が先にバネ力を発揮し、この小さいバネ力を発揮する側が最圧縮状態に近づくと、大きいバネ力の方がバネ力を発揮し出すことになる。
【００１６】
その結果、フロントフォークにおいては、小さいストロークでの圧縮作動時に充分な大きさの反力を得られるとしながら、大きいストロークでの圧縮作動時に大き過ぎない反力が得られることになる。
【００１７】
そして、上記した構成において、より具体的には、加圧スプリングがフロントフォークにおける端部外からの操作で基端を移動させてバネ力の大小調整を可能にしてなるとする。
【００１８】
それゆえ、加圧スプリングにあっては、いわゆる外部操作で、その基端位置を移動し得ることになり、このとき、バネ力の大小を調整し得ることになる。
【００１９】
また、加圧スプリングがコイルスプリングからなるのに対してエアバネ機構が上流からの油圧作用で容積を可変にしてバネ力を発揮する気室を有してなるとする。
【００２０】
それゆえ、気室の形成で上流からの油圧作用を確実に受けることが可能になると共に、コイルスプリングによるバネ力と気室によるバネ力とで異なったバネ特性下にしてバネ力の大小を優劣できることになる。
【００２１】
このとき、バネ機構は、フリーピストンの摺動で、あるいは、ブラダの膨縮で気室の容積を可変にするのが好ましい。
【００２２】
それゆえ、気室を形成するについて、長期に亙る耐久性を期待する上では、フリーピストン構造にするのが良く、コストパフォーマンスの上では、ブラダ構造にするのが良い。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明によるフロントフォークは、圧縮作動時に内圧保障手段におけるバネ力で内蔵されるダンパ５における圧側油室Ｒ２の内圧を保障して所定の反力を生じさせるとしている。
【００２４】
そして、このフロントフォークにあっては、内圧保障手段におけるバネ力の発生要素がフロントフォークの端部の内側に収装されて先端を移動可能にする加圧スプリング１と、この加圧スプリング１の上流あるいは下流に直列されてエアバネ力を発揮するエアバネ機構２とを有してなるとし、さらには、加圧スプリング１のバネ力とエアバネ機構２のバネ力とが優劣されてなるとしている。
【００２５】
このとき、このフロントフォークは、図１に示すように、下端側部材がアウターチューブ３とされると共に、上端側部材がインナーチューブ４とされ、このインナーチューブ４の図中で下端側となる先端側がアウターチューブ３内に出没可能に挿通される正立型に設定されてなるとしている。
【００２６】
そして、このフロントフォークは、図示するところでは、ダンパ内蔵型とされており、アウターチューブ３に対してインナーチューブ４が出没する伸縮作動時にダンパ５によって所定の減衰作用が発現されるとしている。
【００２７】
すなわち、このダンパ５は、図示するところでは、倒立型に設定されていて、インナーチューブ４の軸芯部に配在されるシリンダ体５１内にアウターチューブ３の軸芯部に配在のロッド体５２が出没可能に挿通されてなるとしている。
【００２８】
そして、このダンパ５にあっては、ロッド体５２の図中で上端となる先端に連設されたピストン５３がシリンダ体５１内に伸側油室Ｒ１と圧側油室Ｒ２とを画成している。
【００２９】
そしてまた、このダンパ５にあっては、シリンダ体５１内でピストン５３が摺動するときに、ピストン５３に配在の減衰バルブ５３ａで、また、シリンダ体５１内に配在のベースバルブ部５４における減衰バルブ５４ａで所定の減衰力が発生されるとしている。
【００３０】
ちなみに、インナーチューブ４とシリンダ体５１との間は、リザーバＲ側とされている。
【００３１】
それゆえ、このフロントフォークにあっては、アウターチューブ３に対してインナーチューブ４が出没する伸縮作動時にダンパ５が伸縮作動して、所定の減衰作用が実現されることになる。
【００３２】
のみならず、ダンパ５の圧縮作動時には、上記したベースバルブ部５４を介しての圧側油室Ｒ２からの作動油、すなわち、ダンパ５からの作動油がエアバネ機構２の上流に流出することになり、このとき、後述するエアバネ機構２が、あるいは、このエアバネ機構２の作動に連動して加圧スプリング１が作動することになる。
【００３３】
ところで、前記したバネ力の発生要素としての加圧スプリング１は、図示するところでは、コイルスプリングからなるとしており、フロントフォークにおける端部たる上端の外部からの操作で上端を上下動させてバネ力の大小調整を可能にしている。
【００３４】
すなわち、このフロントフォークにあっては、図２に示すように、インナーチューブ４の上端開口を閉塞するキャップ４１が水平回動可能に螺装されたアジャスタ４２を有していて、このアジャスタ４２の下端に加圧スプリング１の図中で上端となる基端を係止させるとしている。
【００３５】
このとき、加圧スプリング１は、上端が上記のキャップ４１に連結されながら下方に垂下されると共に下端が前記したダンパ５におけるシリンダ体５１の上端ヘッド部５１ａに液密状態に連結される筒状ガイド４３の内側に配在されるとしている。
【００３６】
ちなみに、この筒状ガイド４３は、加圧スプリング１の下方たる上流に配在されるエアバネ機構２を昇降可能に収装するハウジングを兼ねている。
【００３７】
それゆえ、この加圧スプリング１にあっては、アジャスタ４２を回動操作することで、その上端位置を筒状ガイド４３の内側で移動、すなわち、高低し得ることになり、バネ力の大小調整を可能にし得ることになる。
【００３８】
これに対して、エアバネ機構２は、下方たる上流からの油圧作用で、すなわち、前記したベースバルブ部５４（図１参照）を介しての圧側油室Ｒ２からの作動油が流出されるときの油圧で容積を可変にする気室Ａを有してなり、この気室Ａの容積が可変とされるときに、バネ力を発揮するとしている。
【００３９】
このとき、このエアバネ機構２は、図２に示すところでは、フリーピストン構造からなり、フリーピストン２１の摺動で気室Ａの容積を可変とし、図３に示すところでは、ブラダ構造からなり、ブラダ２２の膨縮で気室Ａの容積を可変とするとしている。
【００４０】
少し説明すると、図２に示すところでは、前記した筒状ガイド４３をハウジングとするほぼ筒状に形成のケース２３内にフリーピストン２１が摺動可能に収装されてなるとしている。
【００４１】
このとき、ケース２３の図中で上端となる開口端は、キャップ２４で封止されてフリーピストン２１と共に気室Ａを画成するとしており、また、このキャップ２４は、図示するところでは、気室Ａにおける気圧を可変にすべく、エア注入栓２５を有している。
【００４２】
ちなみに、この図２に示すところにあっては、ケース２３の下端は、フリーピストン２１のケース２３内からの抜け出しを阻止しながらフリーピストン２１の下端に油圧が作用し得るように配慮されている。
【００４３】
そして、上記のエア注入栓２５にあっては、図中で、後端側がキャップ２４の上端から突出するから、キャップ２４が対向することになる前記したアジャスタ４２の下底面には、この後端側が退避できる凹部４２ａが形成されてなるとしている（図２参照）。
【００４４】
一方、図３に示すところでも、前記したところと同様に、筒状ガイド４３をハウジングとするほぼ筒状に形成のケース２３内にブラダ２２が収装されてなるとしている。
【００４５】
ただ、この図３に示すところでは、ブラダ２２の図中で上端となる基端がケース２３の開口端を封止するキャップ２４に固定的に保持されるとしており、このキャップ２４に保持された状態で内側に気室Ａを画成するとしている。
【００４６】
ちなみに、この図３に示すところにあっても、キャップ２４には、気室Ａにおける気圧を可変にし得るエア注入栓２５を有している。
【００４７】
それゆえ、上記のバネ機構２にあっては、気室Ａの形成で下方からの油圧作用を確実に受けることが可能になると共に、コイルスプリングとエアバネとで異なったバネ特性下にしてバネ力の大小を優劣できることになる。
【００４８】
このとき、このエアバネ機構２における気室Ａの形成にあって、フリーピストン構造とする場合には、長期に亙る耐久性を期待でき、ブラダ構造とする場合には、コストパフォーマンスを期待できることになる。
【００４９】
ところで、加圧スプリング１が最圧縮してエアバネ機構２が最上昇するときには、エアバネ機構２の下方の油圧がこのエアバネ機構２の外周に沿ってこのエアバネ機構２の上方側からリザーバＲ（図１参照）側に流出し得るとしている。
【００５０】
すなわち、図２および図３に示すように、まず、ケース２３の外周には図中で上下方向となるケース２３の摺動方向に沿うように縦溝２３ａが形成されてなるとしている。
【００５１】
ちなみに、この縦溝２３ａは、ケース２３の下半側にのみ形成されていて、それゆえ、ケース２３の上半側が筒状ガイド４３の内周に摺接する状態のとき、このエアバネ機構２の上方に連通し得ないとしている。
【００５２】
その一方で、図２に示すように、上記のケース２３を昇降可能に収装する筒状ガイド４３は、上半側を拡径していて、この拡径された部分の内側にケース２３が上昇してきたときに、上記の縦溝２３ａに連通する言わば油の逃げ道をこのケース２３と筒状ガイド４３との間に形成するとしている。
【００５３】
そして、上記の筒状ガイド４３における拡径された部分には、この筒状ガイド４３の内側と外側たるリザーバＲ側との連通を可能にする連通孔４３ａが開穿されてなるとしている。
【００５４】
それゆえ、このエアバネ機構２にあっては、下方からの油圧が作用するときに、ケース２３内でフリーピストン２１が後退するように上昇し、あるいは、ケース２３内でブラダ２２が収縮し、このとき、気室Ａが収縮してバネ力が発揮されることになる。
【００５５】
そして、ケース２３内でのフリーピストン２１の上昇あるいはブラダ２２の収縮がいわゆるエンド状態に、あるいは、その近傍状態になるときに、ケース２３が加圧スプリング１を収縮させて筒状ガイド４３内を上昇し、このとき、加圧スプリング１の収縮によるバネ力が発揮されることになる。
【００５６】
ちなみに、上記したバネ力の発生状況は、加圧スプリング１のバネ力の方が気室Ａの収縮時に発揮されるバネ力に優る場合である。
【００５７】
それゆえ、上記と逆に、加圧スプリング１のバネ力の方が気室Ａの収縮時に発揮されるバネ力に劣る場合には、先に加圧スプリング１が収縮し、この加圧スプリング１の収縮がエンド状態に、あるいは、その近傍状態になると、バネ機構２によるバネ力が発揮されることになる。
【００５８】
以上からすれば、この発明にあっては、加圧スプリング１たるコイルスプリングと気室Ａによるエアバネとで異なった特性のバネ力の発揮を期待できるのはもちろんのこと、コイルスプリングにおけるバネ力の選択に、また、気室Ａにおけるエア圧の選択に幅があることになり、その結果、このフロントフォークを架装する二輪車の仕様に応じ易くなる。
【００５９】
なお、ケース２３が筒状ガイド４３内を上昇して、ケース２３の外周に形成の縦溝２３ａが筒状ガイド４３に開穿の連通孔４３ａに連通する状況になると、このエアバネ機構２の上流側の油圧がリザーバＲに解放される。
【００６０】
しかし、正常な油圧下での圧縮作動時には、図示するところにあっては、図中に符号Ｌで示すストロークの範囲内でケース２３が移動することになり、したがって、下方の圧側油室Ｒ２からの油が常時リザーバＲ側へ通常の流出される訳ではない。
【００６１】
そして、ダンパ５内の油量が何らかの理由で増えたときに、この増えた分の油がケース２３の上昇による流路たる縦溝２３ａの開放でリザーバＲに流出されることになる。
【００６２】
そしてまた、加圧スプリング１が最収縮してエアバネ機構２が最上昇状態になり、その結果、バネ機構２を形成するキャップ２４の上端に保持されたエア注入栓２５が上方で加圧スプリング１の上端を係止するアジャスタ４２の下底面に干渉する状況になるときにも、図示する実施形態では、アジャスタ４２の下底面に凹部４２ａが形成されているから、上記の干渉が回避されることになる。
【００６３】
ところで、前記したところは、エアバネ機構２が加圧スプリング１の上流側に配在されているとしたが、この発明が意図するところからすれば、これが逆になるとしても良い。
【００６４】
すなわち、図４に示すところは、加圧スプリング１に直列するエアバネ機構２が加圧スプリング１の図中で上端となる基端に、すなわち、加圧スプリング１の下流側に配列されてなるとしている。
【００６５】
ちなみに、この図４に示すところにおいて、その構成が前記した各図に示すところと同様となるところについては、要する場合を除き、図中に同一の符号を付するのみとして、その説明を省略する。
【００６６】
少し説明すると、図示するところでは、エアバネ機構２を構成するフリーピストン２１が加圧スプリング１の基端に担持され、このとき、フリーピストン２１は、筒状ガイド４３における拡径された上端側に摺動可能に収装されていて、上方のキャップ４１との間に気室Ａを画成している。
【００６７】
このとき、筒状ガイド４３の言わば縮径された下端側には、加圧スプリング１の下端を担持するバネ受１１が同じく摺動可能に収装されており、このバネ受１１は、前記した図２および図３に示すケース２３と同様にダンパ５におけるシリンダ体の上端ヘッド部５１ａに対向しながら外周に縦溝１１ａを有している。
【００６８】
そして、このバネ受１１にあっては、筒状ガイド４３の縮径された下端側の内周に摺接する状態のとき、このバネ受１１の上方に連通し得ないとしている。
【００６９】
その一方で、このバネ受１１が上昇して筒状ガイド４３の拡径された上端側に位置するときに、上記の縦溝１１ａに連通する言わば油の逃げ道をこのバネ受１１と筒状ガイド４３との間に形成するとしている。
【００７０】
すなわち、このバネ受１１は、前記したケース２３と同様に作動し、機能することになる。
【００７１】
それゆえ、この実施形態による場合には、バネ受１１は、下方からの油圧が作用するときに、筒状ガイド４３内で後退するように上昇し、このとき、加圧スプリング１が収縮されることになり、この加圧スプリング１の収縮によるバネ力が発揮されることになる。
【００７２】
ちなみに、上記したバネ力の発生状況は、加圧スプリング１のバネ力の方が気室Ａの収縮時に発揮されるバネ力に劣る場合である。
【００７３】
それゆえ、上記と逆に、加圧スプリング１のバネ力の方が気室Ａの収縮時に発揮されるバネ力に優る場合には、先に気室Ａが収縮して、すなわち、バネ機構２によるバネ力が発揮されることになる。
【００７４】
以上のように、この実施形態にあっても、加圧スプリング１たるコイルスプリングと気室Ａによるエアバネとで異なった特性のバネ力の発揮を期待できることになる。
【００７５】
そして、コイルスプリングにおけるバネ力の自由な選択に加えて、この実施形態では、エア注入栓２５が外部に露出しているから、気室Ａにおけるエア圧の選択も自在になる利点がある。
【００７６】
前記したところでは、フロントフォークが正立型に設定されてなるとしているが、この発明が意図するところからすれば、フロントフォークが倒立型に設定されてなるとしても良く、その場合の作用効果も同様となることもちろんである。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明にあっては、フロントフォークが圧縮作動する際に、内圧保障手段において小さいバネ力が生じることに基づいて小さい反力が先に発揮し、この小さい反力が限界になると、内圧保障手段において大きいバネ力が生じることに基づいて大きい反力を発揮し出すことになる。
【００７８】
その結果、小さいストロークでの圧縮作動時に充分な大きさの反力を得られるとしながら、大きいストロークでの圧縮作動時に大き過ぎない反力が得られることになる。
【００７９】
そして、請求項２の発明にあっては、加圧スプリングにあっては、いわゆる外部操作で、その上端位置を高低し得ることになり、バネ力の大小を調整し得ることになる。
【００８０】
また、請求項３の発明にあっては、気室の形成で上流側からの油圧作用を確実に受けることが可能になると共に、コイルスプリングとエアバネとで異なったバネ特性下にしてバネ力の大小を優劣できることになる。
【００８１】
さらに、請求項４の発明にあっては、気室を形成するについて、フリーピストン構造とすることで、長期に亙る耐久性を期待するのに最適となり、ブラダ構造にすることで、コストパフォーマンスを期待するのに最適となる。
【００８２】
その結果、この発明によれば、小さいストロークでの圧縮作動時にも充分な大きさの反力を得られるとしながら、大きいストロークでの圧縮作動時に大き過ぎない反力が得られるようにして、二輪車における乗り心地を改善するのに最適となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるフロントフォークを原理的に示す図である。
【図２】この発明の一実施形態によるフロントフォークにおける要部を示す部分縦断面図である。
【図３】他の実施形態によるバネ機構を示す部分図である。
【図４】他の実施形態によるフロントフォークを図２と同様に示す図である。
【符号の説明】
１ 加圧スプリング
２ エアバネ機構
３ アウターチューブ
４ インナーチューブ
５ ダンパ
１１ バネ受
１１ａ，２３ａ
２１ フリーピストン
２２ ブラダ
２３ ケース
２４，４１ キャップ
２５ エア注入栓
４２ アジャスタ
４２ａ 凹部
４３ 筒状ガイド
４３ａ 連通孔
５１ シリンダ体
５１ａ 上端ヘッド部
５２ ロッド体
５３ ピストン
５３ａ，５４ａ 減衰バルブ
５４ ベースバルブ部
Ａ 気室
Ｒ リザーバ
Ｒ１ 伸側油室
Ｒ２ 圧側油室

Claims (4)

1. 圧縮作動時に内圧保障手段におけるバネ力で内蔵されるダンパにおける圧側油室の内圧を保障して所定の反力を生じさせるフロントフォークにあって、内圧保障手段におけるバネ力の発生要素がフロントフォークの端部の内側に収装され先端を移動可能にしてバネ力を発揮する加圧スプリングと、この加圧スプリングの上流あるいは下流に直列されてエアバネ力を発揮するエアバネ機構とを有し、加圧スプリングのバネ力とエアバネ機構のバネ力とが優劣されてなることを特徴とするフロントフォーク
2. 加圧スプリングがフロントフォークにおける端部外からの操作で基端を移動させてバネ力の大小調整を可能にしてなる請求項１に記載のフロントフォーク
3. 加圧スプリングがコイルスプリングからなるのに対してエアバネ機構が上流からの油圧作用で容積を可変にしてバネ力を発揮する気室を有してなる請求項１に記載のフロントフォーク
4. エアバネ機構がフリーピストンの摺動で、あるいは、ブラダの膨縮で気室の容積を可変にしてなる請求項３に記載のフロントフォーク

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