JP2007211878A - フロントフォーク - Google Patents

Abstract

【課題】 ブッシュを利用してのフォーク本体における伸縮作動性を恒久的に保障し得るようにする。
【解決手段】 インナーチューブ２を出没可能に挿通させるアウターチューブ１の開口端部１１に連設されるシールケース５の内側にインナーチューブ２の外周に摺接するダストシール６，オイルシール７およびブッシュ３を有してなるフロントフォークにおいて、シールケース５がアウターチューブ１の開口端部１１の外周に連結される連結部５１を有すると共にこの連結部５１からインナーチューブ２の閉塞側端部に向けて延長されながら内側にダストシールおよびオイルシールを収装させる拡径部５２を有してなり、ブッシュ３がシールケース５の内側にあってオイルシール７と直列するように配在されながらアウターチューブ１の開口端部１１の内側に臨むホルダ８の内周に保持されてなる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、フロントフォークに関し、特に、二輪車たる自転車の前輪側に架装されて油圧緩衝器として機能するフロントフォークの改良に関する。

近年の二輪車たる自転車にあっては、たとえば、長時間走行や長距離走行あるいはオフロード走行を有利にする上から、さらには、駐輪時や搬送時などのいわゆる取り扱い時の負担を軽減する上から、可能な限りの車体重量の軽減化を図るとしている。

そして、特に、オフロード仕様の自転車にあっては、乗り心地を改善するために、後輪側にダンパやバネなどのクッションユニットを架装するだけでなく、前輪側にも油圧緩衝器として機能するフロントフォークを架装するとしている。

ところで、このフロントフォークを架装するについてだが、同じ二輪車たる自動二輪車用として開発されているフロントフォークを単に小型化するだけで、自動二輪車と比較すれば車体重量が大幅に小さくなる自転車に架装する場合には、自転車における重量の軽減化には必ずしも寄与することにはならないと指摘される可能性がある。

そこで、たとえば、特許文献１に開示されているように、フロントフォークにおける構成部品、すなわち、フォーク本体を構成する部品たるアウターチューブやインナーチューブが炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰと略称する）パイプからなるとする提案がなされるに至っている。

それゆえ、この特許文献１に開示の提案によれば、ＣＦＲＰパイプからなる各チューブがフォーク本体を構成する部品として必要な強度を具有するのはもちろんであろうが、フォーク本体における重量の軽減化を通じて自転車における重量の軽減化に寄与することになる。

のみならず、この特許文献１に開示のフォーク本体にあっては、インナーチューブを出没可能に挿通させるアウターチューブの開口端部にシールケースを嵌着させ、このシールケースの内周側に保持されたブッシュをインナーチューブの外周に摺接させるとするから、ＣＦＲＰからなるアウターチューブの開口端部を拡径しなくて済む、すなわち、ＣＦＲＰでアウターチューブを形成する際に、ブッシュを配在させるための内側空部を確保するために開口端部を拡径しなくて済むと言い得ることになる。
特開平２００５‐２６５１３０号公報（特許請求の範囲 請求項１，段落０００７，同０００８，同００２１，同００５０，同００５１，図２，図５，図７）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、フォーク本体における重量の軽減化を図る観点からは問題はないが、ブッシュを利用してのフォーク本体における伸縮作動性を保障し難くなると指摘される可能性がある。

すなわち、上記した特許文献１に開示のフォーク本体にあっては、ＣＦＲＰからなる、特に、ＣＦＲＰパイプからなるアウターチューブの開口端部にシールケースを接着材利用で嵌着させ、このシールケースの内周側にブッシュを保持させるとしている。

それゆえ、このフォーク本体にあっては、インナーチューブがアウターチューブの開口端部に連設のシールケースに保持されているブッシュに摺接する態勢でアウターチューブ内に出没可能に挿通されることになる。

したがって、インナーチューブがアウターチューブに対して出没するときに、それぞれの軸線方向が一致する状態にある場合には、ブッシュによって両チューブ間における摺動性が保障されるが、それぞれの軸線方向が一致せずして傾斜して交差する状態にある場合には、両方のチューブがいわゆる連繋部分で折れ曲る状態になり、このとき、ブッシュがシールケースの内周側にあって、シールケースの径方向に強制的に移動されるようになる。

特に、ジャンプした自転車が着地するような場合には、フロントフォークを曲げようとする力が大きくなり、したがって、ブッシュがシールケースの内周側にあってシールケースの径方向に移動しようとする力も大きくなる。

そして、ブッシュがシールケースの内周側にあってシールケースの径方向に移動するのは、シールケースの破断やこの破断に伴うあるいは破断を伴わなくてもアウターチューブの開口端部からのシールケースの剥がれが発現される場合であって、このとき、両チューブ間における摺動性、すなわち、フォーク本体における伸縮作動性が保障されないことになる。

この発明は、このような事情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、ブッシュを利用してのフォーク本体における伸縮作動性を恒久的に保障し得て、その汎用性の向上を期待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。

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、インナーチューブを出没可能に挿通させるアウターチューブの開口端部に連設されるシールケースの内側にインナーチューブの外周に摺接するダストシール，オイルシールおよびブッシュを有してなるフロントフォークにおいて、シールケースがアウターチューブの開口端部の外周に連結される連結部を有すると共にこの連結部からインナーチューブの閉塞側端部に向けて延長されながら内側にダストシールおよびオイルシールを収装させる拡径部を有してなり、ブッシュがシールケースの内側にあってオイルシールと直列するように配在されながらアウターチューブの開口端部の内側に臨むホルダの内周に保持されてなるとする。

それゆえ、この発明にあっては、アウターチューブに対してインナーチューブが出没するときの摺動性を保障するブッシュがシールケースと分離形成されるホルダの内周に保持され、しかも、このホルダがアウターチューブの開口端部の内側に臨むとされるから、ブッシュがシールケースの径方向に移動するようになるときに、このブッシュを移動させる力をアウターチューブにおける開口端部に波及させることがあっても、シールケースに波及させないようにすることが可能になる。

その結果、この発明によれば、フロントフォークが折れ曲るようになるときの強い力でブッシュがシールケースの内側でシールケースの径方向に移動するようになる場合にも、シールケースの破断やこの破断に伴うあるいは破断を伴わなくてもシールケースのアウターチューブにおける開口端部の外周からの剥がれが阻止されることになり、アウターチューブに対してインナーチューブが出没することになる伸縮作動性が恒久的に保障されることになる。

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、二輪車たる自転車の前輪側に架装されて走行中の自転車の前輪に入力される路面振動を吸収する油圧緩衝器として機能する。

ところで、この種の自転車の前輪側に架装されるフロントフォークは、多くの場合に左右で一対となるように配在されるとし、しかも、左右のフロントフォークが同じ構成からなるとすることが多い。

その一方で、たとえば、前記した特許文献１にも開示されているように、この種の自転車の前輪側に架装されるフロントフォークにあって、左右で一対とされるフロントフォークの構成が左右で異なるとされることがある。

すなわち、左右で一対とされる場合の一方のフロントフォークにあっては、アウターチューブとインナーチューブとからなるフォーク本体が軸芯部にダンパを有していて、フォーク本体の伸縮作動時にダンパが伸縮作動して減衰機能を発揮するとし、それに対して、他方のフロントフォークにあっては、フォーク本体がダンパを有せずしてこのフォーク本体を伸長方向に附勢するバネ要素、すなわち、懸架バネを有してなるとすることがある。

そして、このように、左右で一対とされて自転車の前輪側に架装されるフロントフォークの一方が減衰機能を発揮し、他方がバネ作用をする設定の場合には、左右に同じ構成のフロントフォークを利用しなくて済むことになるから、自転車における軽量化に寄与するのはもちろんのこと、自転車における製品コストの低廉化にも寄与することになる。

このような前提の下に、図示したところに基づいて、この発明を説明するが、図示するフロントフォークは、アウターチューブ１内にインナーチューブ２を出没可能に挿通させてなるフォーク本体がいわゆる倒立型に設定されてなるとしている。

すなわち、図示するフォーク本体にあっては、アウターチューブ１が自転車におけるハンドル側に連結される車体側部材とされ、このアウターチューブ１内に出没可能に挿通されるインナーチューブ２が自転車における車輪を連結させる車輪側部材とされるとしている。

ただ、この発明が意図するところは、フォーク本体における伸縮作動性を、すなわち、アウターチューブ１に対してインナーチューブ２が出没されるときに摺動性を恒久的に保障することにあり、したがって、この観点からすると、フォーク本体がアウターチューブ１を車輪側部材にすると共にインナーチューブを車体側部材にするいわゆる正立型に設定されてなるとしても良いことはもちろんである。

ちなみに、図示するように、フォーク本体が倒立型に設定される場合には、これが逆の正立型に設定される場合に比較して、フロントフォークにおけるいわゆる下端側の質量を小さくすることによるバネ下荷重の軽減を可能にし得ることになり、自転車におけるハンドルの操作性を向上させる上で有利となる。

つぎに、図示するフォーク本体を構成するアウターチューブ１は、ＣＦＲＰからなる、特に、ＣＦＲＰパイプからなるとして、フォーク本体の軽量化を図るとしている。

そして、このアウターチューブ１にあっては、ＣＦＲＰパイプの内周に金属パイプ１２を連設させてなるとして、この金属パイプ１２の内周へのインナーチューブ２の上端部の摺接を、すなわち、具体的には、インナーチューブ２の上端部の外周に保持されるブッシュの摺接を保障し得るように、アウターチューブ１の内周に施されるべき加工を金属パイプの内周に施し得るようにしている。

このとき、この発明にあって、インナーチューブ２は、その構成材料について特別に限定される訳ではないが、上記のように、フォーク本体の軽量化に寄与するためにアウターチューブ１をＣＦＲＰパイプで構成することに呼応して、図示するところでは、インナーチューブ２もＣＦＲＰパイプからなるとしている。

そして、このインナーチューブ２にあって、ＣＦＲＰパイプの外周に金属パイプを有していて、アウターチューブ1の開口端部１１の内側に配在されるブッシュ３がこの金属パイプの外周に摺接されるとしても良いことはもちろんである。

また、インナーチューブ２の内周に、たとえば、フリーピストンなどを摺接させる構成の場合には、アウターチューブ１と同様に、ＣＦＲＰパイプの内周に金属パイプを連設させてなるとしても良いことはもちろんである。

なお、アウターチューブ１の上端部は、このフォーク本体の自転車のハンドル側への連結を可能にするブラケットの連結を許容するように形成されてなるのが常態で、多くの場合に、エポキシ樹脂などからなる接着材の利用下に金属パイプが外装されるなどとして、必要な機械的強度が得られるとしている。

また、インナーチューブ２の下端部は、いわゆるボトム端部と称されて、多くの場合に、同じくエポキシ樹脂などからなる接着材の利用下に金属材からなるアクスルブラケットを外装させ、このアクスルブラケットを介しての自転車における前輪の懸架の他に、このアクスルブラケットを利用しての、たとえば、ブレーキ機構の保持などを可能にしている。

以上からすると、フォーク本体の軽量化を意図してアウターチューブ１およびインナーチューブ２をＣＦＲＰパイプで構成するときに、アウターチューブ１の内周やインナーチューブ２の外周に金属パイプを連設することは、軽量化に逆行するのではとも考えられるが、アウターチューブ１およびインナーチューブ２が全く金属パイプからなる、特に、鉄材からなる場合と比較すれば、金属パイプを有するとしても軽量化には貢献することになり、特に、金属パイプがアルミ材からなる場合には、顕著な軽量化を望めることになる。

以上のように形成されたフォーク本体は、図示するところでは、その軸芯部にダンパを有してなるが、この発明が意図するところがアウターチューブ１とインナーチューブ２との間における摺動性の保障であることからすれば、フォーク本体が軸芯部にダンパを有しなくても良く、その場合には、ダンパに代える懸架バネを有することになるであろう。

そして、ダンパは、図示するところでは、正立型に設定されてなる、すなわち、構成部品たるシリンダ体４がフォーク本体において車輪側部材とされるインナーチューブ２に下端が連結されながらこのインナーチューブ２の軸芯部に立設されると共に、シリンダ体４に出没可能に挿通される同じく構成部品たるロッド体４がフォーク本体において車体側部材とされるアウターチューブ１に上端が連結されながらこのアウターチューブ１の軸芯部に垂設されてなるとしている。

それゆえ、このダンパは、フォーク本体が伸縮作動するときに併せて伸縮作動することになり、このとき、たとえば、ロッド体に連設されてシリンダ体４内に収装されたピストンが減衰部を有してなることで、所望の減衰機能を発揮するなど、任意に構成されて良い。

また、上記したところでは、ダンパは、これが正立型に設定されてなるとしたが、これに代えて、シリンダ体４が上端側部材とされると共に、ロッド体が下端側部材とされる倒立型に設定されてなるとしても良いこともちろんである。

以上のように形成されたフォーク本体にあっては、アウターチューブ１内にインナーチューブ２が出没されるときの摺動性が前記したブッシュ３によって、すなわち、アウターチューブ１の開口端部１１の内側に配在されたブッシュ３によって保障されるとしている。

すなわち、まず、図示するフォーク本体にあっては、インナーチューブ２を出没可能に挿通させるアウターチューブ１の開口端部１１にシールケース５が連結されてなるとし、このシールケース５が内側にダストシール６とオイルシール７およびホルダ８の配在下にブッシュ３を有してなるとしている。

このとき、シールケース５は、たとえば、金属材たるアルミ材からなるとしてこれが樹脂材からなる場合に比較して容易に破断しないように配慮されると共に、ダストシール６およびオイルシール７の収装のための加工やホルダ８の配在のための加工などを実施し易くするように配慮されている。

そして、このシールケース５は、アウターチューブ１の開口端部１１の外周に連結されてこの開口端部１１を補強する筒状に形成の連結部５１を有すると共に、この連結部５１からインナーチューブ２の閉塞側端部たるボトム端部に向けて延長されながら内側にダストシール６およびオイルシール７を収装させる筒状に形成の拡径部５２を有し、さらには、連結部５１と拡径部５２の境界部となるフランジ状に形成の段差部５３を有してなるとしている。

このとき、ダストシール６，オイルシール７およびブッシュ３は、インナーチューブ１の外周にあってインナーチューブ２の軸線方向に直列されてなるとしており、それぞれの内周がインナーチューブ２の外周に摺接するとしている。

その結果、ダストシール６は、図中で下方部となる外部のダストがこのダストシール６を交わしてシールケース５の内側に侵入するのを阻止することになり、オイルシール７は、ブッシュ３部分を介してであるが、アウターチューブ１の内側にある潤滑油などの油がダストシール６側に漏出するのを阻止することになり、ブッシュ３は、言わばアウターチューブ１の開口端部１１に対するインナーチューブ２の円滑な摺動を保障することになる。

また、図示するところにあって、ダストシール６は、シールケース５の言わば開口端部の内側に圧入され、オイルシール７は、シールケース５の内側にあって、ブッシュ３を内周に保持するホルダ８を介してであるが、上記の段差部５３に係止された状態で、拡径部５２の内周に嵌装されたストッパ７１で所定位置に定着されるとしている。

ところで、ブッシュ３は、この発明にあって、シールケース５の内側にあってオイルシール７と直列するように配在されながらアウターチューブ１の開口端部１１の内側に臨むホルダ８の内周に保持されてなるとしている。

このとき、ホルダ８は、シールケース５における段差部５３に係止されるフランジ状に形成の基端部８１に連設されてアウターチューブ１の開口端部１１の内側に臨在される筒状に形成の先端挿し込み部８２を有してなると共に、基端部８１から先端挿し込み部８２にかけての内周に筒状に形成のブッシュ３を保持してなるとしている。

それゆえ、ブッシュ３は、上記の態勢下にアウターチューブ１の開口端部１１の内側に位置決められることで、インナーチューブ２がアウターチューブ１に対して出没することになるときの摺動性を保障し得ることになる。

ただ、上記の態勢下にあるブッシュ３は、インナーチューブ２の動きに追従してインナーチューブ２の軸線方向に移動し、ホルダ８における先端挿し込み部８２の内周から移動する、すなわち、位置ズレすることになる危惧がある。

そこで、図示するところでは、ホルダ８における先端挿し込み部８２が内周にインナーチューブ２の外周を周回することになるリブ８３を有するとし、しかも、このリブ８３にブッシュ３の図中で上端となる一端を突き当てさせる一方で、ブッシュ３の他端をオイルシール７に突き当てさせるとしている。

その結果、このブッシュ３を有するホルダ８にあっては、アウターチューブ１に対してインナーチューブ２が出没するときの摺動性を保障するブッシュ３がシールケース５と分離形成されるホルダ８の内周に保持され、しかも、このホルダ８がアウターチューブ２の開口端部１１の内側に臨むとされるから、ブッシュ３がシールケース５の径方向に移動するようになるときにも、このブッシュ３を移動させる力をアウターチューブ１における開口端部１１に波及させることがあっても、シールケース５には直接波及させないようにすることが可能になる。

その結果、フォーク本体が折れ曲るようになるときの強い力でブッシュ３がシールケース５の内側でシールケース５の径方向に移動するようになる場合にも、シールケース５の破断やシールケース５のアウターチューブ１における開口端部１１の外周からの剥がれが阻止されることになり、アウターチューブ１に対してインナーチューブ２が出没することになる伸縮作動性が恒久的に保障されることになる。

そして、図示するところでは、シールケース５は、金属材たるアルミ材からなるとしているが、上記したことからすると、すなわち、この発明では、フォーク本体が折れ曲るようになるときにブッシュ３に作用する力がシールケース５には作用しないから、シールケース５を金属材たるアルミ材で形成する必要性がなくなり、したがって、シールケース５を、たとえば、アウターチューブ１と同様にＣＦＲＰで形成することが可能になり、その分、フォーク本体における重量の軽減化に寄与し得ることになる。

前記したところでは、ホルダ８は、シールケース５における拡径部５２側から所定位置に挿し込まれるようにして配在されるとしているが、これに代えて、ＣＦＲＰパイプからなるアウターチューブ１が内周に金属パイプ１２を有してなるとする場合に、図中に仮想線図で示すように、この金属パイプ１２にこのホルダ８が連設されてなる、すなわち、一体に形成されてなるとしても良いと言い得ることになる。

そして、ホルダ８がアウターチューブ１の内周に連設される金属パイプ１２に一体に連設されてなるとする場合には、ホルダ８における基端部８１の形成を省略し得ることになり、結果として、シールケース５のいわゆる長さ寸法を小さくすることを可能にすることになる。

また、前記したところでは、ブッシュ３をホルダ８における先端挿し込み部８２の内周に定着させるについて、先端挿し込み部８２の内周にリブ８３を有するとしたが、要は、ブッシュ３が所定位置たる先端挿し込み部８２の内周から移動しないようにすることであるから、これが実現される限りには、先端挿し込み部８２の内周が疎面に形成されるなど任意の構成が採用されるとしても良いことはもちろんである。

そして、前記したところは、この発明のフロントフォークが二輪車たる自転車の前輪側に架装される場合を、すなわち、フロントフォークが自転車用とされる場合を例にして説明したが、この発明の構成からすれば、フロントフォークが二輪車たる自動二輪車の前輪側に架装されるものとされても良く、その場合の作用効果も異なるもでないこともちろんである。

この発明によるフロントフォークにおける車体側チューブと車輪側チューブの連繋部分を一部破断して示す拡大縦断面図である。

符号の説明

１ アウターチューブ
２ インナーチューブ
３ ブッシュ
４ シリンダ体
５ シールケース
８ ホルダ
１１ 開口端部
５１ 連結部
５２ 拡径部
５３ 段差部
８１ 基端部
８２ 先端挿し込み部
８３ リブ

Claims (6)

1. インナーチューブを出没可能に挿通させるアウターチューブの開口端部に連設されるシールケースの内側にインナーチューブの外周に摺接するダストシール，オイルシールおよびブッシュを有してなるフロントフォークにおいて、シールケースがアウターチューブの開口端部の外周に連結される連結部を有すると共にこの連結部からインナーチューブの閉塞側端部に向けて延長されながら内側にダストシールおよびオイルシールを収装させる拡径部を有してなり、ブッシュがシールケースの内側にあってオイルシールと直列するように配在されながらアウターチューブの開口端部の内側に臨むホルダの内周に保持されてなることを特徴とするフロントフォーク。
2. ホルダがシールケースにおける拡径部と連結部との境界部たる段差部に係止される基端部に連設されてアウターチューブの開口端部の内側に臨在される先端挿し込み部を有してなると共に基端部から先端挿し込み部にかけての内周にブッシュを保持してなる請求項１に記載のフロントフォーク。
3. シールケースにおける連結部および拡径部がそれぞれ筒状に形成されると共に段差部がフランジ状に形成され、ホルダにおける基端部がフランジ状に形成されると共に先端挿し込み部が筒状に形成されてなる請求項１に記載のフロントフォーク。
4. ホルダが先端挿し込み部の内周にインナーチューブの外周を周回することになるリブを有してこのリブにブッシュの一端を突き当てさせる一方で、ブッシュの他端をオイルシールに突き当てさせてなる請求項１に記載のフロントフォーク。
5. アウターチューブが炭素繊維強化プラスチックパイプからなると共にホルダが金属材からなる請求項１に記載のフロントフォーク。
6. アウターチューブが炭素繊維強化プラスチックパイプの内周に金属パイプを連設させてなると共に、この金属パイプにホルダが連設されてなる請求項５に記載のフロントフォーク。
   

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