JP2005076707A - フロントフォーク - Google Patents

Abstract

【課題】 大きなオイルロック圧が作用してもオイルロック機構の変形を防止でき、併せて部品点数が少なく、構造がコンパクトであり、最圧縮状態から伸び作動に切換った時急激な反力を受けないフロントフォークを提供すること。
【解決手段】 アウターチューブ１内にインナーチューブ２が摺動自在に挿入され、アウターチューブとインナーチューブ内にダンパー３とリザーバとを設け、インナーチューブ内にオイルロックケース７を設け、ダンパーシリンダの下端部に上記オイルロックケース内に対向するオイルロックピース８を設けているフロントフォークにおいて、インナーチューブ内端部にオイルロックケースを起立し、更にオイルロックケースの上方にインナーチューブに沿って起立する円筒状のカラー３３を上記オイルロックピースと対向させながら結合させたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動二輪車の車体側と車軸側との間に介装されて路面からの振動を減衰するフォークと緩衝器を兼ねたフロントフォークに関し、特に急激な底突きを防止するオイルロック機構を改良した倒立型のフロントフォークに関する。

この種フロントフォークとしては、アウターチューブ内にインナーチューブを摺動自在に挿入し、アウターチューブとインナーチューブとの間にダンパーを設けたダンパー内蔵型の正立型又は倒立型のフロントフォークが知られている。

そして、車輪側チューブたるアウターチューブ又はインナーチューブの下部にオイルロックケースを起立し、ダンパーシリンダ側にオイルロックケースに対向するオイルロックピースを設け、最圧縮時にオイルロックピースをオイルロックケース内に侵入させてオイルロックを効かせることにより急激な底突きを防止している。

例えば、この種倒立型フロントフォークの底突き防止用オイルロック機構としては特許文献１に開示されたものが開発されており、このオイルロック機構は、車輪側チューブたるインナーチューブの下端中央に弾性体を起立し、同じくインナーチューブの下部からばね受け筒を起立し、このばね受け筒の上部内側にオイルロック部材を上下移動自在に設け、ダンパーシリンダの下部に上記弾性体とオイルロック部材内に対向するオイルロックピースを設けたものである。

そして、圧縮時の中間ストローク域でオイルロック部材内にオイルロックピースを挿入してオイルロックピースとオイルロック部材との間の隙間を利用して減衰力を高めることにより圧縮速度を減速させ、更に最圧縮時にはオイルロックピースを弾性体に当接して急激な底突きを防止している。
特開平９−１７７８６３号公報（図１）

しかしながら、上記のように構成されたフロントフォークでは機能上特に欠陥があるわけではないが、次のような問題点の改善が望まれている。

第１に、従来のフロントフォークでは、最圧縮時にオイルロックピースが弾性体にこれを圧縮しながら当接するため、伸作動への切換え時にオイルロックピースが弾性体の復元力による反力を受けて衝撃を受けるため車体がつき上げられ乗心地を悪くする不具合がある。

第２に、従来のフロントフォークではばね受け筒と、オイルロック部材と弾性体とを必要としているから部品点数が多く、構造が複雑で加工性、経済性において不利である。

そこで、本発明の目的は、最圧縮状態から伸び作動に切換った時急激な反力を受けず、部品点数が少なく、構造がコンパクトであるフロントフォークを提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明の手段は、アウターチューブ内にインナーチューブが摺動自在に挿入され、アウターチューブとインナーチューブ内にダンパーとリザーバとを設け、インナーチューブ内にオイルロックケースを設け、ダンパーシリンダの下端部に上記オイルロックケース内に対向するオイルロックピースを設けているフロントフォークにおいて、インナーチューブ内端部にオイルロックケースを起立し、更にオイルロックケースの上方にインナーチューブに沿って起立する円筒状のカラーを上記オイルロックピースに対向させながら結合させたことを特徴とするものである。

この場合、オイルロックケースの外周にカラーの基端を継手又はねじを介して結合しているのが好ましい。

同じく、カラーが懸架ばねを担持するばね受け筒を兼ねており、カラーの内径をオイルロックケースの内径より大きく成形するとともに上方から下方に向けて縮径させているのが好ましい。

同じく、オイルロックケースをアルミニュームその他の金属材料で成形し、カラーを合成樹脂材で成形しているのが好ましい。

本発明によれば、次の効果が得られる。

各請求項の発明によれば、圧縮作動時の中間ストローク域ではオイルロックピースがカラーの内周に侵入して両者の間の隙間による油の流動抵抗で減衰力をアップできる。更に、最圧縮時近傍ではオイルロックピースがオイルロックケース内に侵入してオイルロックによる急激な底突きを防止する。しかも、最圧縮時から伸作動に切換る時でもオイルロックケース側から急激な反力を受けないので車体側に衝撃が入力されず乗心地を向上できる。

同じく、オイルロック機構としてはオイルロックケースとこれに結合されたカラーのみであり、これらがインナーチューブに沿って直列に起立しているから、部品点数が少なく、構造がコンパクトであり、加工性、組付性、経済性にすぐれている。

請求項２の発明によれば、カラーがオイルロックケースの外周に結合されているから、カラーの内径が必然的にオイルロックケースの内径より大きくなり、圧縮ストローク位置に依存して順次減衰力を大きくすることができ、最圧縮時にはオイルロックケース７にオイルロックピースが嵌入してオイルロック効果を奏し、急激な底突きを防止することができる。

請求項３の発明によれば、カラーが懸架ばねを担持するから余分なばね受け部材が不要となり、構造の簡素化が図れ、経済性にすぐれている。

請求項４の発明によれば、オイルロックケースとカラーとが別部材で構成されているために、両者を別々の材料で成形できる。特に、オイルロックケースが金属材料で成形されているので最圧縮時にオイルロック圧で大きな圧力が作用しても耐久性が向上できる。又上記の圧力より小さい圧力が作用するカラーは合成樹脂で成形して耐久性精度、軽量化、寸法精度を落すことを可能にし、カラーの材料費を節約して生産性を向上できる。

以下、本発明の実施の形態を図にもとづいて説明するが、図１乃至図３には、本発明の一実施の形態に係る倒立型フロントフォークを示し、このフロントフォークにあっては、アウターチューブ１を車体側チューブとし、インナーチューブ２を車輪側チューブとして適用している。

そして、このフロントフォークは、従来と同じく、アウターチューブ１内にインナーチューブ２が摺動自在に挿入され、アウターチューブ１からインナーチューブ２内に向けてダンパーシリンダ４を設け、インナーチューブ２からダンパーシリンダ４内に向けてピストン５を介してピストンロッド６を移動自在に挿入し、インナーチューブ２内にオイルロックケース７を設け、ダンパーシリンダ４の下端部に上記オイルロックケース７内に対向するオイルロックピース８を設けているフロントフォークである。

本発明では、更に、インナーチューブ２内下端部にオイルロックケース７を起立し、更にオイルロックケース７の上方にインナーチューブ２に沿って起立する円筒状のカラー３３を上記オイルロックピース８に対向させながら結合させている。

そして、この場合、オイルロックケース７の外周にカラー３３の基端を継手３２又はねじを介して結合している。更に、カラー３３が懸架ばね３４を担持するばね受け筒を兼ねており、カラー３３の内径をオイルロックケース７の内径より大きく成形している。特にオイルロックケース７をアルミニュームその他の金属材料で成形し、カラー３３を合成樹脂材で成形している。

以下、更に詳しく説明すると、アウターチューブ１とインナーチューブ２内にダンパー３とリザーバＲとを設け、インナーチューブ２内端部にオイルロックケース７を起立し、ダンパーシリンダ４の下端小径部に上記オイルロックケース７内に対向するオイルロックピース８を設けている。

このオイルロックピース８はダンパーシリンダ４の下端小径部外周に移動自在に挿入された円筒体８ａと当該円筒体８ａの端部に形成した切欠き８ｂとで構成され、更にオイルロックピース８とダンパーシリンダ４の下端小径部との間にリザーバＲに連通する油の吸込み流路９を形成している。

更に、後述するように、ダンパーシリンダ４の下端小径部に上記流路９と並列に他の油の吸込み流路９ａを形成し、各吸込み流路９，９ａが上記オイルロックピ−ス８の移動で選択的に開閉されるようになっている。

ダンパーシリンダ４の下端小径部はダンアパーシリンダ４自体を下方に延長して形成しても良いが、小径な筒部１２を備えたキャップ３ａを結合して構成しても良い。

ダンパー３においては、ダンパーシリンダ４がアウターチューブ１の上部中央から下方に向けて垂設され、ピストンロッド６がインナーチューブ２内中央から起立してダンパーシリンダ４内にピストン５を介して挿入されている。

このダンパー３は、ピストン５で区画された油室１３，１４と、ピストン５に設けたバルブ機構を備えており、この実施の形態では、ダンパーシリンダ４に一端がリザーバＲ側に開放された筒部１２を備えたキャップ３ａを設け、このキャップ３ａをダンパーシリンダ４の下端小径部として構成すると共にダンパーシリンダ４の油室を閉塞させている。

又、上記筒部１２の外周にオイルロックピース８を移動自在に挿入すると共に当該筒部１２に半径方向に向けて形成した吸込みポート１０と筒部１２の内周に沿う空間１２ａとで他の油の吸込み流路９ａを構成させている。

上記ポート１０は一方の吸込み流路９の入口と合流してリザーバＲに連通させている。この場合、図示のようにオイルロックピース８の内周端部にラッパ型のテ−パ面８ｃを形成しておけばオイルロックピース８が各流路９，９ａを開口させた時油の吸込み流量を増大できる。

図２に示すように、ダンパーシリンダ４内にはピストン５で区画された上下二つの油室１３，１４が区画され、二つの油室１３，１４はピストン５に設けた伸・圧二つのポート１５，１６と、各ポート１５，１６の出口端に設けたリーフバルブ１７，１８を介して開閉されている。

更に，ピストンロッド６に結合され、且つピストン５を保持するセンターロッド１９に縦横のポート２０，２１を形成して二つの油室１３，１４を連通させ、このポート２０，２１の途中にニードルバルブ２２を上下移動自在に挿入して減衰力調整をするようにしている。

ピストンロッド６内にはニードルバルブ２２に対向してコントロールロッド２３を挿入し、このコントロールロッド２３の下部はインナーチューブ２の下部ボトム２４に設けたアジャスタ２５に当接し、アジャスタ２５を回動してコントロールロッド２３を上下動することによりニードルバルブ２２が上下動してポート２０，２１の開口面積を調整するようになっている。

ダンパーシリンダ４の下部には上記したように下端小径部として中空なキャップブ３ａが結合されているが、このキャップ３ａの内部にはシールホルダ２６と、オイルシールＳと、ブッシュ２８とが挿入され、キャップ３ａの外周にはスプリングガイド３１が挿入され、その胴部には軸方向に沿う一つ又は複数の溝３１ａが形成されている。

キャップ３ａは，本体と、本体に一体に結合された筒部１２とからなり、筒部１２の空間１２ａの下部はインナーチューブ２内のリザ―バＲに開口し、同じく上記吸込みポート１０をリザ―バＲの上側に連通させている。

シールホルダ２６の上部にはばねシート２９が設けられ、このばねシート２９上にはクッションスプリング３０が着座し、最伸長近傍でクッションを効せるようになっている。

アクスルブラケット１１の基部１１ａ内にはボトム２４が螺合され、筒部１１ｂの内側にはインナーチューブ２の下部が螺合されており、アクスルブラケット１１の基部１１ａと筒部１１ｂの内周側にはオイルロックケース７の基端が保持され、上方に起立している。

このオイルロックケース７の下部外周にフランジを設け、このフランジをインナーチューブ２の下端と基部１１ａの上端とで挟持している。但し、オイルロックケース７の保持は圧入でも良く、ネジ結合でも良い。

ピストンロッド６の基端外周にはナット３８が挿入して起立し、このナット３８はダンパーシリンダ４側の筒部１２内に対向し、最圧縮時にはこのナット３８は筒部１２の空間１２ａ内に嵌入するようになっている。

オイルロックケース７の外周とインナーチューブ２の下部内周との間には中空なカラー３３の基端が挿入され、このカラー３３は、オイルロックケース７の外周とインナーチューブ２の内周との間に嵌合して設けた継手３２を介してオイルロックケース７に保持されている。

継手３２は、左右一対に分割されて半割状に形成され、両側からカラー３３とオイルロックケース７にあてがって嵌合させ、その外周をインナーチューブ２の内周で拘束して横方向の分離を規制している。

この場合、継手３２は、内周に上下二つの環状突起を設け、下側の突起がオイルロックケース７側の外周環状溝に、上側の突起がカラー３３側の外周環状溝にそれぞれ嵌合してカラー３３がオイルロックケース７に結合されている。

カラー３３は、インナーチューブ２に沿って起立し、このカラー３３の上端には懸架ばね３４の下端が担持され、カラー３３の内部空間３６はリザーバＲに開放されていて、中間ストローク域において、その内周とオイルロックピース８との間の隙間による流動抵抗で減衰力をアップできるようにしている。

好ましくは、この減衰力を圧縮ストロークに依存させて順次大きくして乗り心地の向上を図るため、カラー３３の内周は上方から下方に向けて除々に縮径してテーパー面として形成するか、又はこの内周に下方に向けて縮径された溝を軸方向に沿って一つ又は複数形成するか、もしくは、同様の目的で、カラー３３に軸方向の孔を複数連設し、その孔の間隔を順次小さくする様にしても良い。

懸架ばね３４の上端はダンパーシリンダ４の上部外周又はアウターチューブ１の上部に設けたばねシートに保持され、これにより懸架ばね３４は常時アウターチューブ１を伸び方向に付勢している。

カラー３３とインナーチューブ２との間にはリザーバＲに開口する隙間３５が形成され、この隙間３５はカラー３３に形成した上方の切欠き３７と下方のポート３３ａを介してカラー３３の内部３６に連通している。

カラー３３の外周に設けた環状溝内にはチェック弁２７が上下移動自在に挿入それ、このチェック弁２７は隙間３５の上方の油を下方にのみに流れを許容している。

次に作動について説明するが、フロントフォークの伸長作動時には、アウターチューブ１とダンパーシリンダ４が上昇し、この時、ダンパー３内の下部油室１４の油がポート１５とリーフバルブ１７及びポート２１，２０を介して上部油室１３に流出し、リーフバルブ１７とニードルバルブ２２により伸側減衰力を発生する。

逆に、圧縮作動時にはダンパーシリンダ４とアウターチューブ１が下降し、この時上部油室１３の油がポート１６とリーフバルブ１８及びポート２０，２１を介して下部油室１４に流出し、リーフバルブ１８とニードルバルブ２２により圧側減衰力を発生する。

更に、圧縮作動において、オイルロックピース８がカラー３３内に侵入するとオイルロックピース８はカラー３３内の圧力上昇によって上方に移動し、各吸込み流路９，９ａの上部入口を閉じる。この時オイルロックピース８の外周とカラー３３の内周との間の隙間を介してカラー３３の内部３６の油が上方のリザーバＲに流出し、カラー３３のテーパー状の内周面又はテーパー状の溝により順次減衰力が大きくなり、位置依存の減衰力特性が得られ、圧縮速度を減速する。

更に深く圧縮作動すると、オイルロックピース８はオイルロックケース７内に侵入し、両者の間の嵌合隙間が小さい為流動抵抗が大きくなり、ダンパーシリンダ４の急激な底突きを防止する。

この状態から伸作動に切換わってダンパーシリンダ３が上昇するとオイルロックケース７の下方の室が負圧となり、オイルロックピース１２が下降し、各吸込み流路９、９ａをリザーバＲに開口させる。

この為、リザ―バＲの油がテ−パ面８ｃから各吸込み流路９、９ａに吸込まれ、この油は吸込み流路９から直接オイルロックケース７の下方内部に流出すると共に一部は吸込みポート１０と筒部１２の内側空間１２ａを介してオイルロックケース７の下方内部に流出し、これにより負圧が防止され、ダンパーシリンダ４がスムースに上昇できる。

即ち、オイルロックピース８の内側には吸込み流路９に加えて吸込みポート１０と空間１２ａとによる他の流路９ａが並列に形成されているので流路面積が大きく、各流路９ａからの油の供給が十分となり、油の吸込み不足が防止され、スムースな伸び作動が達成される。又ラッパ型のテ−パ面８ｃは上方に拡径して流路の入口を大きくしいているので油の吸込みが良好となる。

更に、オイルロックピース８がカラー３３内を上昇する途中においても、チェック弁２７が下降し、隙間３５内の油がこのチェック弁２７を通過し、ポート３３ａよりカラー３３の内部３３ａに供給されるので負圧の発生が防止でき、ダンパーシリンダ４がスムースに上昇して伸長できる。切欠き３７は無くても使用可能であるが、懸架ばね３４やカラー３３の上端フランジで隙間３５が閉じられている場合には油の吸込みを良好にするため有効である。

上記のように最圧縮近傍のストロークではオイルロックピース８とオイルロックケース７とでオイルロックを効せるが、オイルロックピース８がカラー３３内を上下動する中間ストローク域ではこのカラー３３とオイルロックピース８との間の隙間による油の流動抵抗で減衰力をアップできる。

しかも、この中間ストローク域で圧縮行程から伸び行程に切換った時切欠き３７とチェック弁２７とポート３６を介してカラー３３の内側に油が供給されるので、この中間域でも油の吸い込み不足が防止され、スムースな伸長作動が達成される。

この際、カラー３３を合成樹脂材で成形し、オイルロックケース７をアルミニューム等の金属材で分割して成形した場合には、オイルロック時に内圧が上昇してもオイルロックケース７の形状変化が防止でき、その耐久性を向上できる。又、カラー３３は、寸法精度を落すことができ、生産性が向上し、材料費の節約も図れる。

本発明の一実施の形態に係るフロントフォークの一部切欠き縦断正面図である。 図１の一部拡大正面図である。 図１の一部拡大正面図である。

符号の説明

１ アウターチューブ
２ インナーチューブ
４ ダンパーシリンダ
５ ピストン
６ ピストンロッド
７ オイルロックケース
８ オイルロックピース
８ａ 円筒体
８ｂ 切欠き
８ｃ テ−パ面
９，９ａ 吸込み流路
１０ 吸込みポート
１２ 筒部
１２ａ空間
３ａ キャップ
３２ 継手
３３ カラー

Claims (4)

1. アウターチューブ内にインナーチューブが摺動自在に挿入され、アウターチューブとインナーチューブ内にダンパーとリザーバとを設け、インナーチューブ内にオイルロックケースを設け、ダンパーシリンダの下端部に上記オイルロックケース内に対向するオイルロックピースを設けているフロントフォークにおいて、インナーチューブ内端部にオイルロックケースを起立し、更にオイルロックケースの上方にインナーチューブに沿って起立する円筒状のカラーを上記オイルロックピースと対向させながら結合させたことを特徴とするフロントフォーク。
2. オイルロックケースの外周にカラーの基端を継手又はねじを介して結合している請求項１に記載のフロントフォーク。
3. カラーが懸架ばねを担持するばね受け筒を兼ねており、カラーの内径をオイルロックケースの内径より大きく成形するとともに上方から下方に向けて縮径させている請求項１又は２に記載のフロントフォーク。
4. オイルロックケースをアルミニュームその他の金属材料で成形し、カラーを合成樹脂材で成形している請求項１，２又は３に記載のフロントフォーク。
   

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