JP2009281542A - フロントフォーク及び該フロントフォークを備えた自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】肉厚や径を変えることなく、車両の用途等に適した剛性にコントロールできるフロントフォークを提供する。
【解決手段】アウタチューブ１５ａの開口１５ｄ近傍に配設された第１スライド軸受２２は、インナチューブ１５ｂの摺動方向ａと直角の方向ｂに相対移動可能に配設されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、アウタチューブと、該アウタチューブ内に摺動自在に挿入されたインナチューブと、該インナチューブとアウタチューブとの間に配設された複数のスライド軸受とを備えたフロントフォーク及び該フロントフォークを備えた自動二輪車に関する。

自動二輪車では、走行中に作用するフロントフォークの曲げモーメントに対する剛性を高める観点から、例えば、アウタチューブとインナチューブとの間に大きな隙間を設けることによりアウタチューブの開口部分を大径化し、該開口部分の断面係数を大きくし、もってフロントフォークの曲げ剛性を高めたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２４１４８１号公報

ところで、前記従来のフロントフォークでは、アウタチューブの開口部分を大径化して断面係数を大きくする構造を採用しており、このため、曲げ剛性を高めるには有効であるものの、例えば制動時の曲げ振動や路面からの衝撃力に対する減衰効果は十分に得られない。

このような曲げ振動や減衰効果を高めるには、フロントフォークの曲げ剛性を低くすることにより可能であるが、そのためにはアウタチューブを小径化したり，薄肉化したりする必要がある。このため、車種ごとに肉厚や径の異なるフロントフォークを準備する必要があり、部品コストが上昇するという問題がある。

例えば、オフロードタイプの自動二輪車では、その用途からしてジャンプしたり，障害物を乗り越えたりする場合があることから、フロントフォークの曲げ剛性が高過ぎると、衝撃力がライダに直接伝わり易く、操縦安定性が損なわれるおそれがある。このような衝撃力を緩和するには、フロントフォークの曲げ剛性を必要最小限に抑えることが好ましく、コストの上昇を招くことなく、車両の用途等に適した剛性のフロントフォークが要請される。

本発明は、前記従来の実情に鑑みてなされたもので、肉厚や径を変えることなく、車両の用途等に適した剛性にコントロールできるフロントフォーク及び該フロントフォークを備えた自動二輪車を提供することを課題としている。

本発明は、車体フレーム又は前輪の何れか一方が取り付けられるアウタチューブと、該アウタチューブ内に摺動自在に挿入され、前記車体フレーム又は前輪の何れか他方が取り付けられるインナチューブと、該インナチューブとアウタチューブとの間に配設された複数のスライド軸受とを備えたフロントフォークであって、前記スライド軸受のうち、前記アウタチューブの開口近傍に配設された第１スライド軸受は、前記インナチューブの摺動方向と直角の方向に相対移動可能に配設されていることを特徴としている。

本発明に係るフロントフォークによれば、アウタチューブの開口近傍に配設された第１スライド軸受を摺動方向と直角方向に相対移動可能としたので、第１スライド軸受の相対移動量の分だけフロントフォークの開口近傍部分の曲げ剛性を小さくすることができ、制動時に作用する曲げ振動や路面からの衝撃力をフロントフォークが軸直角方向に撓ることにより吸収することとなる。これにより、アウタチューブやインナチューブの肉厚や径を変えることなく、第１スライド軸受の相対移動量を設定するだけの簡単な構造で、かつ低コストで、車両の用途等に応じた剛性にコントロールできる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図５は、本発明の一実施形態によるフロントフォークを備えた自動二輪車を説明するための図である。なお、本実施形態の説明のなかで前後，左右という場合は、特記なき限り、シートに着座した状態で見た場合の前後，左右を意味する。

図において、１はオフロードタイプの自動二輪車を示している。該自動二輪車１は、クレードル型の車体フレーム２と、該車体フレーム２のクレードル内に搭載されたエンジン３と、前記車体フレーム２の前端に位置するヘッドパイプ２ａにより左右操向自在に枢支されたフロントフォーク４と、前記車体フレーム２の後下端部に位置するリヤアームブラケット部２ｂにより上下揺動自在に支持されたリヤアーム５とを備えている。

また前記自動二輪車１は、前記車体フレーム２のヘッドパイプ２ａから後斜め下方に延びるタンクレール部２ｃ上に搭載された燃料タンク６と、該タンクレール２ｃから後方に延びるシートレール２ｄ上に搭載された鞍乗型のシート７とを備えている。

前記シート７は、車体フレーム２の前後方向略全長に渡る長さを有し、前部７ａが燃料タンク６の上壁部を覆うように配置されている。

前記リヤアーム５の後端部には後輪１０が軸支されており、該リヤアーム５と車体フレーム２との間には上下方向に延びるリヤクッション（不図示）が介設されている。

前記フロントフォーク４の下端部には前輪８が配設され、上端部には操向ハンドル９が配設されている。

前記フロントフォーク４は、左，右一対のフォーク本体１５，１５と、該左，右のフォーク本体１５の上端部，中間部を連結する上，下ブラケット１６，１７と、該上，下ブラケット１６，１７を連結する操向軸１８とを有する。

該操向軸１８が軸受（不図示）を介して前記ヘッドパイプ２ａにより軸支されている。これによりフロントフォーク４全体が操向軸１８を中心に左右回動自在となっている。また前記上ブラケット１６には、前記操向ハンドル９が取り付けられ、下ブラケット１７には、前記前輪８の上方を覆うフロントフェンダ１９が取り付けられている。

前記左，右のフォーク本体１５は、アウタチューブ１５ａと、該アウタチューブ１５ａ内に摺動自在に挿入されたインナチューブ１５ｂと、該インナチューブ１５ａとアウタチューブ１５ａとの間に摺動方向ａに所定の間隔をあけて配置された第１，第２スライド軸受２２，２３とを備えている。

前記フロントフォーク４は、アウタチューブ１５ａが車体フレーム２側に取り付けられ、インナチューブ１５ｂに前輪８に取り付けられた、いわゆる倒立タイプのものである。

前記左，右のインナチューブ１５ｂの下端部には、車軸支持ブラケット１５ｃが前方に突出するよう設けられ、該車軸支持ブラケット１５ｃに前記前輪８を回転自在に支持する車軸２１がボルト締め固定されている。

前記左，右のアウタチューブ１５ａは下端部が開口し、上端部が閉塞された円筒状のものであり、前記左，右のインナチューブ１５ｂは上端部が開口し、下端部が閉塞された円筒状のものである。

前記左，右のフォーク本体１５には、走行中に路面から前輪８を介して伝わる衝撃力を吸収するダンパ機構２５が内蔵されている。

該ダンパ機構２５は、図３に示すように、インナチューブ１５ｂ内に配置固定され、作動油が充填された円筒状のシリンダ２６を有する。該シリンダ２６内には減衰機構を有するピストン２７が摺動自在に挿入されている。該ピストン２７に連結されたピストンロッグ２８は、シリンダ２６から上方に延びてアウタチューブ１５ａに固定されている。前記ピストンロッド１８の上端部とシリンダ２６の開口縁部との間には、アウタチューブ１５ａ，インナチューブ１５ｂを相対的に伸び方向に付勢するコイルばね２９が介設されている。

前記アウタチューブ１５ａの下端開口部１５ｄの内周面には、開口縁から摺動方向ａの上側に延びるシール収容部１５ｅと、該シール収容部１５ｅに続いて上側に延び、シール収容部１５ｅより小径の軸受収容部１５ｈとが形成されている。

該シール収容部１５ｅ及び軸受収容部１５ｈは、アウタチューブ１５ａの下端部１５ｃの外径を他の部分より大径に形成し、機械加工により前記下端部１５ｃの内径を拡大することにより形成されたものである。これにより下端部１５ｃの肉厚は、他の部分の肉厚と略同等となっている。

前記アウタチューブ１５ａのシール収容部１５ｅの上側には、フォーク本体１５から作動油が外部に漏出するのを防止するオイルシール３０が挿入されている。該オイルシール３０の下側には、外部からダストがフォーク本体１５内に進入するのを防止するダストシール３１が挿入されている。

前記オイルシール３０は、板金製リング状の圧入嵌合部材３０ａと、該圧入嵌合部材３０ａの外周部を囲むように焼き付けて形成されたゴム部材３０ｂとを有する。

前記圧入嵌合部材３０ａは、アウタチューブ１５ａのシール収容部１５ｅの内周面に油密に圧入され、ゴム部材３０ｂは、インナチューブ１５ｂの外周面に摺接している。またゴム部材３０ｂには、該ゴム部材３０ｂをインナチューブ１５ｂの外周面に押圧する２つのリングばね３０ｃ，３０ｃが装着されている。なお、前記リングばね３０ｃは、必ずしも設けなくてもよい。

前記シール収容部１５ｅの、オイルシール３０の開口部側端部には、環状溝１５ｆが形成され、該環状溝１５ｆ内には、オイルシール３０の軸方向移動を阻止するサークリップ３２が装着されている。

前記ダストシール３１は、板金製でリング状の圧入部材３１ａと、該圧入部材３１ａの外周部を囲むように焼き付けて形成されたゴム部材３１ｂとを有する。なお、圧入部材３１ａの内周側にゴム部材を形成してもよい。

前記圧入部材３１ａは、アウタチューブ１５ａのシール収容部１５ｅの内周面に着脱可能に圧入され、ゴム部材３１ｂは、アウタチューブ１５ａの下端開口部１５ｄから外方に露出しており、前記インナチューブ１５ｂの外周面に摺接している。

前記第１スライド軸受２２は、前記軸受収容部１５ｈに配置されている。該第１スライド軸受２２は、インナチューブ１５ｂの外周面に摺接しており、かつ該インナチューブ１５ｂの摺動方向ａと直角の方向ｂに、以下の構造により相対移動可能に配設されている。

前記第１スライド軸受２２とアウタチューブ１５ａの軸受収容部１５ｈとの間には、バックアップリング２４が配置されている。該バックアップリング２４及び第１スライド軸受２２は、アウタチューブ１５ａのシール収容部１５ｅのオイルシール３０の上側に配置されたストッパ板３６により軸方向移動不能に支持されている。

前記バックアップリング２４は、第１スライド軸受２２の径方向外側にて前記直角方向ｂに重なるよう配置されており、軸線を含む面で断面して見たとき、摺動方向ａの寸法が直角方向ｂの寸法より長い概ね楕円形状を有する（図４参照）。

前記バックアップリング２４とアウタチューブ１５ａの軸受収容部１５ｈとの間には、前記第１スライド軸受２２、ひいてはインナチューブ１５ｂの相対移動を許容する隙間ｔ２が形成されている。この隙間ｔ２は、フロントフォーク４に要求される曲げ剛性が小さくなるほど大きな値に設定ており、具体的には、５０〜１００μｍとなっている。

また前記バックアップリング２４と軸受収容部１５ｈとの間には、弾性体からなるシールリング３７が介設されている。該シールリング３７は、第１スライド軸受２２の直角方向ｂへの移動によりバックアップリング２４が軸受収容部１５ｈに当たることにより生じる接触音を防止するとともに、低負荷状態でバックアップリング２４をセンタリングさせる機能を有する。

また前記第２スライド軸受２３は、前記第１スライド軸受２２から上側に離れた位置に配置されている。詳細には、第２スライド軸受２３は、最伸び時のインナチューブ１５ｂの上端部に摺接する位置に配置されている。

前記第２スライド軸受２３は、アウタチューブ１５ａの内周面に摺動方向ａに移動不能に支持されており、インナチューブ１５ｂの外周面に摺接している。

前記第２スライド軸受２３の摺動面には、軸線を含む平面で断面したとき円弧状をなす面取部２３ａ，２３ａが形成されている。この面取部２３ａは、第２スライド軸受２３の上端部及び下端部の内径を開口側にいくほど拡大することにより形成されたものである。これにより上，下の面取部２３ａとインナチューブ１５ｂの外周面との間には、隙間ｔ１，ｔ１が形成されている。なお、前記面取部２３ａの上，下の何れか一方にのみ設けてもよい。

前記アウタチューブ１５ａとインナチューブ１５ｂとの、前記第２スライド軸受２３の上側部分には隙間ｓが確保されている。この隙間ｓは、第２スライド軸受２３を中心に第１スライド軸受２２、ひいてはインナチューブ１５ｂが軸直角方向に相対移動したときに、インナチューブ１５ｂがアウタチューブ１５ａに干渉しないよう設定されている。

本実施形態によれば、左，右のアウタチューブ１５ａの開口部１５ｄに配設された第１スライド軸受２２を摺動方向ａと直角の方向ｂに相対移動可能としたので、第１スライド軸受２２の相対移動量の分だけフロントフォーク４の開口部１５ｄ近傍の曲げ剛性を小さくでき、制動時に作用する曲げ振動や路面からの衝撃力をフロントフォーク４が軸直角方向ｂに撓ることにより吸収することが可能となる。これにより、アウタチューブやインナチューブの肉厚や径を変えることなく、第１スライド軸受２２の相対移動量を設定するだけの簡単な構造でかつ低コストで、車両に応じた剛性にコントロールできる。

本実施形態では、前記第１スライド軸受２２とアウタチューブ１５ａとの間にバックアップリング２４を配設し、該バックアップリング２４とアウタチューブ１５ａとの間に、第１スライド軸受２２の相対移動を許容する隙間ｔ２を設けたので、バックアップリング２４の径方向板厚を変えることにより、前記隙間ｔ２を所望の値に設定することができ、コスト上昇を抑制できる。なお、アウタチューブ側の内径を拡大することにより隙間を形成することも可能であるが、この場合には機械加工を要する。

本実施形態では、第１スライド軸受２２から摺動方向ａの上側に離れた位置に第２スライド軸受２３を配置し、該第２スライド軸受２３のインナチューブ１５ｂとの摺動面に面取部２３ａを形成したので、第１スライド軸受２２と第２スライド軸受２３との間の部分に渡って曲げ剛性を小さくすることができ、制動時の曲げ振動や路面からの衝撃力をより効果的に吸収できる。

また、前記面取部２３ａを形成して隙間ｔ１を設ける構造を採用したので、第１スイライド軸受２２、ひいてはインナチューブ１５ｂが軸直角方向に相対移動したときに、第２スライド軸受２３に局部的な圧力が作用するのを防止でき、動作の悪化を防止できる。

本実施形態では、アウタチューブ１５ａとインナチューブ１５ｂとの第２スライド軸受２３より上側部分に隙間ｓを確保したので、第２スライド軸受２３を中心に第１スライド軸受２２が隙間ｔ２の分だけ相対移動した場合の、インナチューブ１５ｂの第２スライド軸受端部がアウタチューブ１５ａに干渉するのを防止できる。

なお、前記実施形態では、バックアップリング２４とアウタチューブ１５ａとの間の隙間ｔ２を全周に渡って均一になるように構成したが、図８に示すように、車両前後方向における隙間ｔ２′と車幅方向における隙間ｔ２′′を異なる値に設定してもよい。具体的には、例えば前記バックアップリング２４の車両前後方向における前，後縁部２４ａの厚さを、車幅方向における左，右縁部２４ｂの厚さより大きく形成することにより、車両前後方向における隙間ｔ２′を小さくし、車幅方向における隙間ｔ２′′を大きくする。なお、これと逆に、車両前後方向における隙間ｔ２′を大きくし、車幅方向における隙間ｔ２′′を小さくしてもよい。

このような構成を採用した場合、フロントフォークの車両前後方向における剛性と車幅方向における剛性を独立してコントロールできる。前記例では、車両前，後方向における剛性が車幅方向における剛性より大きくなる。

また、前記実施形態では、バックアップリング２４とアウタチューブ１５ａとの間に隙間ｔ２を設けることで、第１スライド軸受２２の相対移動を許容したが、本発明は、図６に示すように、バックアップリング２４とアウタチューブ１５ａとの間に、第１スライド軸受２２の相対移動を許容するゴム等からなる弾性部材４０を介在させてもよい。

このようにした場合には、制動時の曲げ振動や路面からの衝撃力を吸収しつつ、バックアップリング２４がアウタチューブ１５ａに当たることによる干渉音を確実に防止できる。

また前記実施形態では、第２スライド軸受２３に面取部２３ａを形成したが、本発明は、図７に示すように、第２スライド軸受２３をフローティングさせて直角方向ｂに相対移動可能としてもよい。この場合には、第２スライド軸受２３とアウタチューブ１５ａとの間にバックアップリング４１を配設し、該バックアップリング４１とアウタチューブ１５ａとの間に、前記第２スライド軸受２３の相対移動を許容する隙間ｔ３を設けることとなる。

さらにまた前記実施形態では、アウタチューブ１５ａが車体フレーム２側に取付られ、インナチューブ１５ｂに前輪８が取り付けられた、いわゆる倒立タイプのフロントフォーク４を例に説明したが、本発明は、インナチューブが車体フレーム側に取り付けられ、アウタチューブに前輪側が取り付けられた、いわゆる正立タイプのフロントフォークにも適用できる。

また前記実施形態では、オフロードタイプの自動二輪車を例にとって説明したが、本発明は、オンロードタイプの自動二輪車，不整地走行用の小型自動三輪車等のフロントフォークにも適用できる。

本発明の一実施形態によるフロントフォークを備えた自動二輪車の側面図である。 前記フロントフォークの正面図である。 前記フロントフォークのフォーク本体の断面図である。 前記フォーク本体の第１スライド軸受部分の拡大断面図である。 前記フォーク本体の第２スライド軸受部分の拡大断面図である。 前記実施形態のフロントフォークの変形例示す第１スライド軸受部分の拡大断面図である。 前記実施形態のフロントフォークの他の変形例を示す第２スライド軸受部分の断面図である。 前記実施形態の第１スライド軸受部分の変形例を示す断面図(図４のVIII−VIII断面図）である。

符号の説明

１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
４ フロントフォーク
８ 前輪
１５ フォーク本体
１５ａ アウタチューブ
１５ｂ インナチューブ
１５ｄ 開口部
２２ 第１スライド軸受
２３ 第２スライド軸受
２３ａ 面取部
２４ バックアップリング
４０ 弾性部材
ａ 摺動方向
ｂ 直角方向
ｔ２ 隙間
ｓ アウタチューブとインナチューブとの隙間

Claims (7)

1. 車体フレーム又は前輪の何れか一方が取り付けられるアウタチューブと、該アウタチューブ内に摺動自在に挿入され、前記車体フレーム又は前輪の何れか他方が取り付けられるインナチューブと、該インナチューブとアウタチューブとの間に配設された複数のスライド軸受とを備えたフロントフォークであって、
   前記スライド軸受のうち、前記アウタチューブの開口近傍に配設された第１スライド軸受は、前記インナチューブの摺動方向と直角の方向に相対移動可能に配設されていることを特徴とするフロントフォーク。
2. 請求項１に記載のフロントフォークにおいて、
   前記第１スライド軸受とアウタチューブとの間には、バックアップリングが配設されていることを特徴とするフロントフォーク。
3. 請求項２に記載のフロントフォークにおいて、
   前記アウタチューブと前記バックアップリングとの間には、前記第１スライド軸受の前記相対移動を許容する隙間が設けられていることを特徴とするフロントフォーク。
4. 請求項２に記載のフロントフォークにおいて、
   前記アウタチューブと前記バックアップリングとの間には、前記第１スライド軸受の前記相対移動を許容する弾性部材が介在されていることを特徴とするフロントフォーク。
5. 請求項１に記載のフロントフォークにおいて、
   前記スライド軸受のうち、前記アウタチューブの開口から離れた位置に配設された第２スライド軸受の、前記インナチューブとの摺動面には、面取部が形成されていることを特徴とするフロントフォーク。
6. 請求項５に記載のフロントフォークにおいて、
   前記インナチューブとアウタチューブとの前記第２スライド軸受を挟んで第１スライド軸受と反対側部分の隙間を拡大したことを特徴とするフロントフォーク。
7. 請求項１ないし６の何れかに記載のフロントフォークを備えたことを特徴とする自動二輪車。

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