JP2016176487A - フロントフォーク - Google Patents

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Abstract

【課題】 減衰力の発生応答性を良好に維持できるフロントフォークの提供を課題とする。
【解決手段】 シリンダ1内に摺動自在に挿入されて、作動液で満たされる作用室Lと、作動液と気体が封入されるリザーバRとを区画するフリーピストン2と、シリンダ1内に摺動自在に挿入されて作用室Lを伸側室L1と圧側室L2に区画するピストン3と、一端がピストン3に連結されるとともに、他端側が反フリーピストン側に延びてシリンダ1外に突出するピストンロッド4と、作用室LとリザーバRとを連通する供給通路P31と、供給通路P31に設けられてリザーバRから作用室Lへ向かう作動液の流れのみを許容するリーフバルブV51とを備える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、フロントフォークの改良に関する。
従来、二輪車又は三輪車等の鞍乗型車両の前輪を懸架するフロントフォークの中には、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、一端がピストンに連結されて他端がシリンダ外に延びるフリーピストンとを備えたフロントフォークがある。そして、当該フロントフォークでは、伸側室と圧側室に差圧を生じさせて減衰力を発生する。
さらに、例えば、特許文献1に開示のフロントフォークでは、伸側室と圧側室とを含み、作動液が満たされる作用室と、作動液と気体が封入されるリザーバとをフリーピストンで区画するとともに、加圧ばねでフリーピストンを作用室側に向けて附勢する。当該構成によれば、フリーピストン及び加圧ばねで作用室を加圧でき、減衰力の発生応答性を良好にできる。
特開2006−329372号公報
ここで、フリーピストンが作用室に向けて動く場合を前進、反対方向に動く場合を後退とする。前記した加圧ばねを備えるフロントフォークでは、異音の発生を防止できる等の理由から、フリーピストンの所定量以上の前進を規制して、加圧ばねとフリーピストンが離れるのを防止する場合があるが、この場合、減衰力の発生応答性を悪化させる虞がある。
具体的に説明すると、例えば、温度低下により作動液の体積が減少した状態でフロントフォークが伸長を続けると、フリーピストンの前進が規制された状態でシリンダからピストンロッドが退出する場合がある。この場合において、拡大する圧側室が負圧となって気泡が生じると、続く圧縮行程で速やかに圧側室を昇圧できず、減衰力の発生に遅れが生じる虞がある。なお、当該不具合の発生は、加圧ばねを備える場合に限られず、作用室内で作動液が不足する場合において生じ得る。
そこで、本発明は、前記不具合を解消し、減衰力の発生応答性を良好に維持できるフロントフォークの提供を課題とする。
前記課題を解決する請求項1に記載の発明では、フロントフォークがフリーピストンで区画される作用室とリザーバを連通する通路と、当該通路をリザーバから作用室へ向かう作動液の流れのみを許容するチェック弁とを備える。したがって、作用室で作動液が不足する場合には、チェック弁が開いてリザーバから作用室に作動液を供給できる。このため、圧側室が負圧となって圧側室に気泡が生じるのを防止できる。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の構成を備えるとともに、前記フリーピストンを介して前記作用室を加圧する加圧ばねを備えている。この場合、減衰力の発生応用性を良好にできるとともに、前記した通路とチェック弁を設けた場合の有効性が高い。
請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の構成を備えるとともに、外周に前記フリーピストンが摺接するボトムロッドを備え、前記通路が前記ボトムロッドに形成されるとともに、前記チェック弁が前記ボトムロッドに取り付けられる。このため、通路及びチェック弁の設計自由度が高い。また、ボトムロッドにチェック弁とフリーピストンを取り付けた状態でまとめてシリンダに取り付けられるので、組付性を良好にできる。
請求項4に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の構成を備えるとともに、外周に前記フリーピストンがボトムロッドを備える。そして、前記通路が、前記ボトムロッドの外周に設けた凹みにより形成されている。また、前記チェック弁が、前記通路を開閉する前記フリーピストンと、前記フリーピストンを閉じ方向に附勢する附勢ばねとを備え、前記フリーピストンが前記凹みに達すると前記通路を開く。つまり、フリーピストンがチェック弁の弁体を兼ねるので、部品数を減らせる。また、ボトムロッドの外周に設けた凹みで通路を形成しているので、通路を形成するための加工が容易である。したがって、フロントフォークの製造コストを低減できる。
請求項5に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の構成を備えるとともに、前記通路が前記フリーピストンに形成されており、前記チェック弁が前記フリーピストンに取り付けられる。このため、フロントフォークがベース部材及びボトムロッドを備えない場合にも、作用室で作動液が不足するのを容易に防止できる。
請求項6に記載の発明では、請求項1から請求項5の何れか一項に記載の構成を備えるとともに、前記シリンダ内における前記ピストンと前記フリーピストンとの間に設けられ、前記作用室を前記圧側室と加圧室とに区画するベース部材を備えている。そして、前記通路は、前記加圧室と前記リザーバとを連通する。このため、通路をチェック弁で閉じたときに漏れがあっても減衰力に影響を及ぼし難い。したがって、チェック弁と、当該チェック弁が離着座するシート部分に、高精度な管理が要求されず、フロントフォークの製造コストを低減できる。
請求項7に記載の発明では、請求項3を引用する請求項6に記載の構成を備えるとともに、前記ボトムロッドが、外周に前記フリーピストンが摺接する軸部材と、前記軸部材の一端部外周に取り付けられて前記ベース部材を保持するバルブ保持部材とを有する。そして、前記軸部材には、前記軸部材の中心部を通る軸孔と、前記軸孔と前記リザーバとを連通する横孔が形成されている。また、前記バルブ保持部材には、前記軸孔と前記加圧室とを連通する連通孔が形成されている。そして、前記通路は、前記軸孔、前記横孔及び前記連通孔を含んで構成される。当該構成によれば、ベース部材を迂回して圧側室と加圧室を連通するバイパス通路の形状と、本発明に係る通路の形状を似せられる。したがって、前記バイパス通路を形成するための行程と、本発明に係る通路を形成するための行程の一部を共通化でき、フロントフォークの製造コストを低減できる。
加えて、請求項7に記載の発明では、軸部材とバルブ保持部材を個別に形成した後、これらを一体化してボトムロッドを形成している。このため、通路を形成し易く、軸部材とバルブ保持部材の形状をそれぞれ簡易にできる。したがって、ボトムロッドの形成が容易に可能となり、フロントフォークの製造コストを低減できる。
請求項8に記載の発明では、請求項7に記載の構成を備えるとともに、前記チェックが、リーフバルブであり、前記ベース部材の前記加圧室側に設けられている。また、前記バルブ保持部材は、前記軸部材の外周に螺合する連結部と、前記連結部から反フリーピストン側に延びて外径が前記連結部の外径よりも小さい取付部とを含む。そして、前記バルブ保持部材は、前記取付部を前記ベース部材と前記チェック弁の中心部に挿通し、前記取付部の先端部に螺合するナットと前記連結部との間に前記ベース部材と前記チェック弁を挟む。当該構成によれば、リーフバルブは薄い環状板であるので軸方向に嵩張らず、フロントフォークのストローク長が短くなったり、フロントフォークが軸方向に嵩張ったりするのを抑制できる。加えて、前記構成によれば、ベース部材をバルブ保持部材に取り付ける際に、一緒にリーフバルブを取り付けられるので組付性が良く、フロントフォークの製造コストを低減できる。
本発明のフロントフォークによれば、減衰力の発生応答性を良好に維持できる。
本発明の第一の実施の形態に係るフロントフォークの取付状態を簡略化して示した側面図である。 図1のフロントフォークの主要部を示した縦断面図である。 図2の一部を示した拡大図である。 本発明の第二の実施の形態に係るフロントフォークの主要部の一部を拡大して示した縦断面図である。 本発明の第三の実施の形態に係るフロントフォークの主要部の一部を拡大して示した縦断面図である。 本発明の第四の実施の形態に係るフロントフォークの主要部の一部を拡大して示した縦断面図である。
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。
<第一の実施の形態>
図2に示すように、本発明の第一の実施の形態に係るフロントフォークFは、筒状のシリンダ1と、前記シリンダ1内に摺動自在に挿入されて、作動液で満たされる作用室Lと、作動液と気体が封入されるリザーバRとを区画するフリーピストン2と、前記シリンダ1内に摺動自在に挿入されて前記作用室Lを伸側室L1と圧側室L2に区画するピストン3と、一端が前記ピストン3に連結されるとともに、他端側が反フリーピストン側に延びて前記シリンダ1外に突出するピストンロッド4と、前記作用室Lと前記リザーバRとを連通する供給通路(通路)P31と、前記供給通路P31に設けられて前記リザーバRから前記作用室Lへ向かう作動液の流れのみを許容するリーフバルブ(チェック弁)V51とを備える。
以下、詳細に説明すると、前記フロントフォークFは、図1に示すように、二輪車又は三輪車等の鞍乗型車両の前輪Wを懸架する。フロントフォークFは前輪Wを支えるとともに前述の構成を含む脚f1と、この脚f1を車体の骨格となる車体フレームに連結する車体側ブラケットB1と、脚f1を前輪Wの車軸に連結する車輪側ブラケットB2とを備える。脚f1は、当該脚f1の外殻となるアウターチューブt1と、このアウターチューブt1に出入りするインナーチューブt2とを含むチューブ部材Tを有する。そして、前記アウターチューブt1に車体側ブラケットB1が連結されるとともに、前記インナーチューブt2に車輪側ブラケットB2が連結されている。このため、路面凹凸による衝撃が前輪Wに入力されると、アウターチューブt1にインナーチューブt2が出入りしてフロントフォークFが伸縮する。
本実施の形態において、アウターチューブt1が車体側に連結されるとともに、インナーチューブt2が車輪側に連結されてフロントフォークFが倒立型に設定されている。しかし、フロントフォークFの構成は、図示する形態に限られず、任意に変更できる。例えば、アウターチューブt1が車輪側に連結されるとともに、インナーチューブt2が車体側に連結されてフロントフォークFが正立型に設定されていてもよい。
さらに、脚f1は、図2に示すように、前記したアウターチューブt1とインナーチューブt2を含むチューブ部材Tと、このチューブ部材Tの上側開口を塞ぐキャップ部材(図示せず)と、車輪側ブラケットB2に連結されてインナーチューブt2の軸心部に起立するシリンダ1と、このシリンダ1の図2中上側開口を塞ぐ環状のロッドガイド7と、図2中上端がキャップ部材に連結されるとともに図2中下側がロッドガイド7で支えられながらシリンダ1内に挿入されるピストンロッド4と、このピストンロッド4の図2中下端部外周に保持されてシリンダ1の内周面に摺接するピストン3と、シリンダ1の反ピストンロッド側の中心部に起立するボトムロッド6と、このボトムロッド6の図2中上端部外周に保持されるベース部材5と、ボトムロッド6の外周面とシリンダ1の内周面に摺接するフリーピストン2と、このフリーピストン2の図2中下側に設けられる加圧ばね8とを備える。
シリンダ1内には、ロッドガイド7とフリーピストン2との間に作用室Lが形成されており、当該作用室Lには作動液が満たされている。当該作用室Lは、ピストン3とベース部材5でそれぞれシリンダ1の軸方向に二分されており、ロッドガイド7とピストン3との間に形成される伸側室L1と、ピストン3とベース部材5との間に形成される圧側室L2と、ベース部材5とフリーピストン2との間に形成される加圧室L3に分かれている。つまり、本実施の形態において、伸側室L1と圧側室L2がピストン3で区画され、圧側室L2と加圧室L3がベース部材5で区画される。
また、シリンダ1外には、チューブ部材Tとの間にリザーバRが形成されており、当該リザーバRには、作動液が貯留されるとともに、その液面を介して上側に気体が封入されている。当該リザーバRにおいて、作動液が貯留される部分を液溜室R1、気体が封入される部分を気室(図示せず)とする。加えて、本実施の形態において、シリンダ1には、フリーピストン2の摺動範囲よりも図2中下側に、シリンダ1内外を連通する孔1aが形成されている。当該孔1aは、絞りとならないように配慮されている。つまり、本実施の形態における液溜室R1は、シリンダ1外からシリンダ1内におけるフリーピストン2の図2中下側まで延びており、フリーピストン2で加圧室L3と区画される。
前記した伸側室L1と圧側室L2、圧側室L2と加圧室L3、加圧室L3と液溜室R1は、それぞれ、通路P1,P2,P31を介して連通されている。各通路P1,P2,P31を区別するため、以下、伸側室L1と圧側室L2とを連通する通路を第一通路P1、圧側室L2と加圧室L3とを連通する通路を第二通路P2、加圧室L3と液溜室R1を連通する通路を供給通路P31とする。前記第一通路P1は、伸側室L1と圧側室L2を行き交う作動液の双方向の流れを許容する。また、前記第二通路P2は、圧側室L2と加圧室L3を行き交う作動液の双方向流れを許容する。また、前記供給通路P31は、液溜室R1から加圧室L3へ向かう一方向の作動液の流れを許容する。
つづいて、伸側室L1と圧側室L2とを区画するピストン3には、前記第一通路P1を構成する伸側通路3aと圧側通路3bが形成されるとともに、伸側通路3aを開閉する伸側リーフバルブV1と、圧側通路3bを開閉する圧側リーフバルブV2が積層されている。本実施の形態において、伸側リーフバルブV1は、伸側通路3aを伸側室L1から圧側室L2へ向かう作動液の流れを許容し、当該流れに抵抗を与えるとともに、この反対方向の流れを阻止する減衰弁である。他方の圧側リーフバルブV2は、圧側通路3bを圧側室L2から伸側室L1へ向かう作動液の流れを許容し、この反対方向の流れを阻止するチェック弁である。
このように、本実施の形態においては、それぞれ一方通行に設定されるとともに逆向きの流れが許容される伸側通路3aと圧側通路3bとを備えて第一通路P1が構成されている。このため、第一通路P1を通過する作動液の方向に応じて、作動液の流れに与える抵抗を設定できる。しかし、第一通路P1の構成及び当該第一通路P1に設けるバルブの構成は、前記の限りではなく、所望の減衰力の特性に応じて任意に変更できる。例えば、第一通路P1が双方向流れを許容する一種類の通路とされ、バルブが前記通路に設けられるオリフィスとされてもよい。
つづいて、圧側室L2と加圧室L3とを区画するベース部材5には、第二通路P2を構成する伸側通路5aと圧側通路5bが形成されるとともに、伸側通路5aを開閉する伸側リーフバルブV3と、圧側通路5bを開閉する圧側リーフバルブV4が積層されている。本実施の形態において、伸側リーフバルブV3は、伸側通路5aを加圧室L3から圧側室L2へ向かう作動液の流れを許容し、この反対方向の流れを阻止するチェック弁である。他方の圧側リーフバルブV4は、圧側通路5bを圧側室L2から加圧室L3へ向かう作動液の流れを許容し、当該流れに抵抗を与えるとともに、この反対方向の流れを阻止する減衰弁である。
このように、本実施の形態においては、それぞれ一方通行に設定されるとともに逆向きの流れが許容される伸側通路5aと圧側通路5bとを備えて第二通路P2が構成されている。このため、第二通路P2を通過する作動液の方向に応じて、作動液の流れに与える抵抗を設定できる。しかし、第二通路P2の構成及び当該第二通路P2に設けるバルブの構成も、前記の限りではなく、所望の減衰力の特性に応じて任意に変更できる。例えば、第二通路P2が双方向流れを許容する一種類の通路とされ、バルブが前記通路に設けられるオリフィスとされてもよい。
つづいて、図3に示すように、前記ベース部材5を保持するボトムロッド6は、本実施の形態において、筒状の軸部材60と、この軸部材60の軸方向一方側端部外周に取り付けられるバルブ保持部材61と、軸部材60の軸方向他方側端部外周に取り付けられる支持部材62とを有する。
ボトムロッド6の軸部材60には、当該軸部材60の中心部を貫通する軸孔60aと、当該軸孔60aと液溜室R1とを連通する横孔60bが形成されている。この横孔60bは、フリーピストン2の摺動範囲よりも下側に設けられており、常に液溜室R1と軸孔60aとを連通する。なお、軸孔60aと液溜室R1とを連通できれば、支持部材62に孔又は溝を設けて横孔60bを廃するとしてもよい。
また、ボトムロッド6のバルブ保持部材61は、有頂筒状に形成されて軸部材60の外周に螺合する連結部61aと、この連結部61aから図3中上側に延びて外径が連結部61aの外径よりも小さい取付部61bとを含む。そして、取付部61bをベース部材5、伸側リーフバルブV3及び圧側リーフバルブV4の中心孔に挿通し、上側に突出した取付部61bの外周にナット63を螺合する。これにより、ボトムロッド6は、ナット63と、取付部61bから外側に張り出す連結部61aとの間にベース部材5、伸側リーフバルブV3及び圧側リーフバルブV4を挟んで保持できる。
前記バルブ保持部材61において、取付部61bから外側に張り出す連結部61aの頂部には、図3中上部に取付部61bを囲う環状の溝61cが形成されるとともに、前記溝61cと前記連結部61aの内側とを連通する連通孔61dが形成されている。連通孔61dの内側開口は、連結部61aに螺合する軸部材60の内側に連なり、溝61c、連通孔61d、軸孔60a及び横孔60bを備えて、加圧室L3と液溜室R1とを連通する供給通路P31が構成される。
前記したように、本実施の形態においては、軸部材60とバルブ保持部材61を個別に形成した後、これらを螺合により一体化してボトムロッド6を形成している。このため、供給通路P31を形成し易く、軸部材60とバルブ保持部材61の形状をそれぞれ簡易にできる。したがって、ボトムロッド6の形成が容易と可能となり、フロントフォークFの製造コストを低減できる。
また、連結部61aとベース部材5との間には、当該ベース部材5と同様にしてリーフバルブV51が取り付けられており、当該リーフバルブV51で前記供給通路P31を開閉する。具体的に、リーフバルブV51は、内周側をナット63と連結部61aとの間に挟まれて固定され、外周部で溝61cの開口を塞ぐ。また、リーフバルブV51の図3中上側には、間座64が積層されており、リーフバルブV51は間座64よりも外周側を図3中上側に撓ませて溝61cを開放する。このため、リーフバルブV51は、液溜室R1から加圧室L3へ向かう作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止するチェック弁として機能する。
前記したようにボトムロッド6を通る供給通路P31をリーフバルブV51で開閉する場合、ベース部材5を迂回して加圧室L3と圧側室L2とを連通する減衰力調整用のバイパス通路と供給通路P31の形状が近い。したがって、前記バイパス通路を形成するための工程と、供給通路P31を形成するための工程の一部を共通化でき、フロントフォークFの製造コストを低減できる。しかし、供給通路P31の構成は、リザーバRと作用室Lとを連通できれば、任意に変更できる。
また、本実施の形態において、リーフバルブV51は、薄い環状板であり、軸方向に嵩張らない。したがって、リザーバRから作用室Lへ向かう作動液の流れのみを許容するチェック弁をボトムロッド6に取り付けたとしても、フロントフォークFのストローク長が短くなったり、フロントフォークFが軸方向に嵩張ったりするのを抑制できる。しかし、チェック弁の構成及び設ける位置は、任意に変更できる。
つづいて、軸部材60におけるバルブ保持部材61の反対側に取り付けられる支持部材62は、軸部材60の外周に螺合する有底筒状の連結部62aと、この連結部62aの図3中下端部から外側に張り出す環状のフランジ部62bとを備えている。当該フランジ部62bの外径は、シリンダ1の内径よりも大きく形成されている。このため、ボトムロッド6にベース部材5、伸側リーフバルブV3、圧側リーフバルブV4及びリーフバルブV51(以下、ベース部材等という)を取り付けた状態でシリンダ1内に図3中下側から挿入し、シリンダ1を車輪側ブラケットB2に螺合すると、シリンダ1と車輪側ブラケットB2との間にフランジ62bを挟み、ベース部材等をシリンダ1に固定できる。
なお、ベース部材等をシリンダ1に固定するための方法は、任意に変更できる。例えば、ボトムロッド6を車輪側ブラケットB2にボルトで固定し、これによりベース部材等をシリンダ1に固定してもよい。
つづいて、ボトムロッド6の外周面とシリンダ1の内周面に摺接するフリーピストン2は、環状に形成されており、シリンダ1の内周を塞ぐ環状の外周シール20と、ボトムロッド6の外周を塞ぐ環状の内周シール21とを含む。本実施の形態において、フリーピストン2は、ボトムロッド6における軸部材60の外周に摺接しており、ボトムロッド6のバルブ保持部材61に当接するまで前進できる。
また、本実施の形態において、加圧ばね8は、コイルばねとされており、圧縮されると反力を発揮してフリーピストン2を作用室L側に向けて附勢する。そして、この加圧ばね8による附勢力を受けてフリーピストン2が作用室Lを加圧する。このように、作用室Lがフリーピストン2及び加圧ばね8で加圧されているので、減衰力の発生応答性を良好にできる。また、加圧ばね8は、フリーピストン2が最も前進した状態で最伸長し、フリーピストン2と常に離れないようになっている。このため、フリーピストン2とフランジ62bとの間で加圧ばね8が遊び、フリーピストン2又はフランジ62bに接触する際の異音の発生を抑制できる。なお、当該異音の発生を搭乗者に知覚させない程度に抑制できれば、加圧ばね8の最伸長時に、フリーピストン2と加圧ばね8との間に多少の隙間が生じてもよい。また、本実施の形態において、加圧ばね8がコイルばねとされているが、皿ばね又はその他のばねで加圧ばね8が構成されていてもよい。
以下、本実施の形態におけるフロントフォークFの作動について説明する。
インナーチューブt2がアウターチューブt1から退出し、シリンダ1からピストンロッド4が退出するフロントフォークFの伸長行程では、ピストン3で伸側室L1が加圧されるとともに圧側室L2が減圧される。そして、伸側リーフバルブV1,V3が開き、作動液がピストン3の伸側通路3aを通って伸側室L1から圧側室L2に移動するとともに、ベース部材5の伸側通路5aを通って加圧室L3から圧側室L2に移動する。このとき、フロントフォークFは、主に、ピストン3の伸側通路3aを作動液が通過する際の抵抗に起因する伸側減衰力を発生する。
また、フロントフォークFの伸長行程においては、シリンダ1から退出したピストンロッド体積分シリンダ内容積が拡大すると、フリーピストン2が図2中上側に向けて前進し、シリンダ1外の作動液が孔1aを通ってシリンダ1内に移動する。このように、フロントフォークFの伸長によるシリンダ内容積の増加をリザーバRで補償できる。
反対に、インナーチューブt2がアウターチューブt1に進入し、シリンダ1にピストンロッド4が進入するフロントフォークFの圧縮行程では、ピストン3で圧側室L2が加圧されるとともに伸側室L1が減圧される。そして、圧側リーフバルブV2,V4が開き、作動液がピストン3の圧側通路3bを通って圧側室L2から伸側室L1に移動するとともに、ベース部材5の圧側通路5bを通って圧側室L2から加圧室L3に移動する。このとき、フロントフォークFは、主に、ベース部材5の圧側通路5bを作動液が通過する際の抵抗に起因する圧側減衰力を発生する。
また、フロントフォークFの圧縮行程においては、シリンダ1に進入したピストンロッド体積分シリンダ内容積が減少すると、フリーピストン2が図2中下側に向けて後退し、シリンダ1内の作動液が孔1aを通ってシリンダ1外に移動する。このように、フロントフォークFの圧縮によるシリンダ内容積の減少をリザーバRで補償できる。
つづいて、作動液の温度低下等の理由により、フリーピストン2がバルブ保持部材61に当接した状態でフロントフォークFが伸長した場合、フリーピストン2の前進が規制されているものの、リーフバルブV51の外周が上側に撓んで供給通路P31を開く。このため、リザーバRの作動液が加圧室L3に供給されて、作用室Lで作動液が不足するのを防止できる。また、圧縮行程に移行した場合には、リーフバルブV51が閉じて供給通路P31の連通を遮断する。
なお、前記したように、フリーピストン2の前進が規制された状態でフロントフォークFが伸長した場合であって、リザーバRから作用室Lへ作動液を供給できない場合、圧側室L2が負圧となって気泡が生じる虞がある。この場合、続く圧縮行程で圧側室L2が速やかに昇圧されず、圧側減衰力の発生応答性が低下する。しかしながら、本実施の形態に係るフロントフォークFにおいては、前記した供給通路P31及びリーフバルブV51を備えているので、圧側室L2が負圧とならず、減衰力の発生応答性を良好に維持できる。
また、例えば、作用室Lの圧力が過大となるのを防ぐため、フリーピストン2が所定量後退したときに作用室Lの作動液をリザーバRに逃がすリリーフ機能をフロントフォークが有する場合、本発明に係る通路及びチェック弁(本実施の形態における供給通路P31及びリーフバルブV51)を設けるのが特に有効である。具体的に説明すると、フロントフォークFが伸縮を繰り返して作動液の温度が高温となり、作動液の体積が膨張した状態でフロントフォークFが最圧縮すると、前記リリーフ機能により作用室Lの液体がリザーバRに流出して作用室Lの液量が減少する場合がある。そして、この後の温度低下により、作動液の体積が減った状態でフロントフォークFが最伸長すると、フリーピストン2の前進が規制された状態でフロントフォークFが伸長する場合が考えられる。このため、リリーフ機能を有するフロントフォークに供給通路(通路)P31及びリーフバルブ(チェック弁)V51を設けた場合の有効性が高い。
また、本実施の形態においては、供給通路P31が加圧室L3と液溜室R1とを連通する。このため、例えば、リーフバルブV51で供給通路P31を閉じたときに漏れがあっても、減衰力に影響を及ぼし難い。したがって、リーフバルブV51と、当該リーフバルブV51が離着座するシート部分に、高精度な管理が要求されず、フロントフォークFの製造コストを低減できる。しかし、供給通路P31は、リザーバRから作用室Lに作動液を供給できるように構成されていればよく、圧側室L2と液溜室R1とを連通するとしてもよい。
以下、本実施の形態に係るフロントフォークFの作用効果について説明する。
本実施の形態において、チェック弁は、リーフバルブV51であり、ベース部材5の加圧室L3側に設けられている。また、バルブ保持部材61は、軸部材60の外周に螺合する連結部61aと、前記連結部61aから図3中上側(反フリーピストン側)に延びて外径が前記連結部61aの外径よりも小さい取付部61bとを含む。そして、バルブ保持部材61は、前記取付部61bを前記ベース部材5と前記リーフバルブV51の中心部に挿通し、前記取付部61bの先端部に螺合するナット63と前記連結部61aとの間に前記ベース部材5と前記リーフバルブV51を挟む。
前記構成によれば、リーフバルブV51は、薄い環状板であるので軸方向に嵩張らず、フロントフォークFのストローク長が短くなったり、フロントフォークFが軸方向に嵩張ったりするのを抑制できる。加えて、前記構成によれば、ベース部材5をバルブ保持部材61に取り付ける際に、一緒にリーフバルブV51を取り付けられるので、組付性が良く、フロントフォークFの製造コストを低減できる。
なお、供給通路P31を開閉するチェック弁は、リーフバルブV51以外で構成されるとしてもよく、当該チェック弁の構成は任意に変更できる。例えば、本実施の形態のリーフバルブV51に替えて、後述する第二の実施の形態の弁体V52、または、第四の実施の形態のチェック弁V54を利用してもよい。また、利用するチェック弁の形態に応じて供給通路P31の構成と、チェック弁を設ける位置等を適宜変更できる。
また、本実施の形態において、ボトムロッド6は、外周にフリーピストン2が摺接する軸部材60と、前記軸部材60の一端部外周に取り付けられて前記ベース部材5を保持するバルブ保持部材61とを有する。そして、前記軸部材60には、前記軸部材60の中心部を通る軸孔60aと、前記軸孔60aと前記リザーバRとを連通する横孔60bが形成されている。また、前記バルブ保持部材61には、前記軸孔60aと前記加圧室L3とを連通する連通孔61dが形成されている。そして、供給通路P31は、前記軸孔60a、前記横孔60b及び前記連通孔61dを含んで構成される。
前記構成によれば、ベース部材5を迂回して圧側室L2と加圧室L3とを連通するバイパス通路の形状と、供給通路P31の形状を似せられる。したがって、前記バイパス通路を形成するための工程と、供給通路P31を形成するための工程の一部を共通化でき、フロントフォークFの製造コストを低減できる。
加えて、前記構成によれば、軸部材60とバルブ保持部材61を個別に形成した後、これらを螺合により一体化してボトムロッド6を形成している。このため、供給通路P31を形成し易く、軸部材60とバルブ保持部材61の形状をそれぞれ簡易にできる。したがって、ボトムロッド6の形成が容易に可能となり、フロントフォークFの製造コストを低減できる。
なお、供給通路P31の構成及びボトムロッド6の構成は、任意に変更できる。例えば、軸部材60とバルブ保持部材61が一体形成されて、つなぎ目の無い一つの部品とされていてもよい。
また、本実施の形態において、フロントフォークFは、シリンダ1内におけるピストン3とフリーピストン2との間に設けられ、作用室Lを圧側室L2と加圧室L3とに区画するベース部材5を備えている。そして、供給通路(通路)P31は、前記加圧室L3と前記リザーバRとを連通する。
前記構成によれば、供給通路(通路)P31をリーフバルブ(チェック弁)V51で閉じたときに漏れがあっても減衰力に影響を及ぼし難い。したがって、リーフバルブ(チェック弁)V51と、当該リーフバルブV51が離着座するシート部分に、高精度な管理が要求されず、フロントフォークFの製造コストを低減できる。なお、供給通路P31は、作用室LとリザーバRとを連通できれば、任意に変更できる。例えば、供給通路P31で圧側室L2と液溜室R1とを連通するようにしてもよい。また、ベース部材5を廃して作用室Lに加圧室L3を形成せず、フリーピストン2が圧側室L2に面するようにしてもよい。この場合、図3に示す形態のまま、供給通路P31で圧側室L2と液溜室R1とを連通できる。
また、本実施の形態において、フロントフォークFは、シリンダ1内に起立してフリーピストン2が外周に摺接するボトムロッド6を備えている。そして、供給通路(通路)P31が前記ボトムロッド6に形成されるとともに、リーフバルブ(チェック弁)V51が前記ボトムロッド6に取り付けられている。
前記構成によれば、供給通路P31及びチェック弁(本実施の形態においては、リーフバルブV51)の設計自由度が高い。また、ボトムロッド6にリーフバルブ(チェック弁)V51及びフリーピストン2を取り付けた状態で、これらをまとめてシリンダ1に取り付けられるので、組付性が良好である。
加えて、本実施の形態のように、フロントフォークFがベース部材5を備える場合、ベース部材5を保持するボトムロッド6を利用して、供給通路P31を形成し、リーフバルブ(チェック弁)V51を取り付けられるので、部品数の増加を抑制できる。なお、供給通路P31を形成し、リーフバルブ(チェック弁)V51を取り付けるための部材は、ボトムロッド6に限られず、任意に変更できる。例えば、前記部材をフリーピストン2としてもよい。
また、本実施の形態において、フロントフォークFは、フリーピストン2を介して作用室Lを加圧する加圧ばね8を備えている。
このように、フロントフォークFが加圧ばね8を備える場合、減衰力の発生応答性を良好にできる。加えて、フロントフォークFが加圧ばね8を備える場合、異音の発生を防止できる等の理由から、フリーピストン2が所定以上前進するのを規制してフリーピストン2と加圧ばね8の離間を抑制するのが好ましい。しかしながら、フリーピストン2の前進が規制された状態でシリンダ1からピストンロッド4が退出すると、作用室L内で作動液が不足して、減衰力の発生応答性を低下させる原因となる。したがって、フロントフォークFが加圧ばね8を備える場合には、特に、本発明に係る通路(本実施の形態においては供給通路P31)とチェック弁(本実施の形態においてはリーフバルブV51)が有効である。しかし、加圧ばね8を設ける以外の理由により、フリーピストン2の前進が規制されるフロントフォークに本発明が利用されるとしてもよい。
また、本実施の形態に係るフロントフォークFは、筒状のシリンダ1と、前記シリンダ1内に摺動自在に挿入されて、作動液で満たされる作用室Lと、作動液と気体が封入されるリザーバRとを区画するフリーピストン2と、前記シリンダ1内に摺動自在に挿入されて前記作用室Lを伸側室L1と圧側室L2に区画するピストン3と、図2中下端(一端)が前記ピストン3に連結されるとともに、図2中上側(他端側)が反フリーピストン側に延びて前記シリンダ1外に突出するピストンロッド4と、前記作用室Lと前記リザーバRとを連通する供給通路(通路)P31と、前記供給通路(通路)P31に設けられて前記リザーバRから前記作用室Lへ向かう作動液の流れのみを許容するリーフバルブ(チェック弁)V51とを備える。
前記構成によれば、フリーピストン2の前進が規制された状態でシリンダ1からピストンロッド4が退出したとしても、供給通路P31を介してリザーバRから作用室Lに作動液を供給し、作用室Lで作動液が不足するのを防止できる。したがって、減衰力の発生応答性を良好に維持できる。
<第二の実施の形態>
以下、図4を参照しながら本発明の第二の実施の形態のフロントフォークについて説明する。本実施の形態のフロントフォークの基本的な構成は、第一の実施の形態のフロントフォークFと同様である。そして、本実施の形態のフロントフォークでは、主に、第一の実施の形態における作用室LとリザーバRを連通する通路(供給通路P31)と、当該通路に設けられるチェック弁(リーフバルブV51)を変更している。このため、主に前記変更部分について詳細に説明し、第一の実施の形態と同じ部材及び対応する部材は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、作用室LとリザーバRとを連通する供給通路P32は、ボトムロッド6に形成されており、圧側室L2と液溜室R1とを連通する。具体的に、本実施の形態において、バルブ保持部材61には、連結部61aの頂部にバルブ収容室61eが形成されるとともに、取付部61bにバルブ収容室61eと圧側室L2とを連通する連通孔61fが形成されている。軸孔60aと連通孔61fの径は、バルブ収容室61eの径よりも小さく形成されている。また、バルブ保持部材61において、連通孔61fが形成される部分のバルブ収容室61e側の境界には、切欠61gが形成されている。そして、本実施の形態における供給通路P32は、連通孔61f、切欠61g、バルブ収容室61e、軸孔60a及び横孔60bを備えて構成されている。
つづいて、前記供給通路P32を開閉するチェック弁は、球状の弁体V52であり、バルブ収容室61eに収容される。当該弁体V52の直径は、連通孔61f及び軸孔60aを通らず、バルブ収容室61eを軸方向(図4中上下)に移動できる長さに設定されている。そして、弁体V52は、図4中下側に移動して軸部材60に当接すると、軸孔60aの図4中上側開口を塞いて供給通路P32を閉じる。反対に、弁体V52が図4中上側に移動した場合には、軸孔60aが開放されて供給通路P32を開く。また、弁体V52がバルブ保持部材61に当接しても、切欠61gによってバルブ保持部材61と弁体V52との間に隙間ができるので、当該隙間によって供給通路P32が開いた状態に維持される。したがって、本実施の形態における弁体V52は、液溜室R1から圧側室L2へ向かう作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止するチェック弁として機能する。
次に、本実施の形態に係るフロントフォークの作動について、第一の実施の形態と異なる点について説明する。
作動液の温度低下等の理由により、フリーピストン2がバルブ保持部材61に当接した状態でシリンダ1からピストンロッド4が退出した場合、フリーピストン2の前進が規制されているものの、弁体V52が図4中上側に移動して供給通路P32を開く。このため、リザーバRの作動液が圧側室L2に供給されて、作用室Lで作動液が不足するのを防止できる。また、圧縮行程に移行した場合には、弁体V52が図4中下側に移動して軸部材60に当接するので、供給通路P32の連通が遮断される。
次に、本実施の形態に係るフロントフォークの作用効果について、一実施の形態と異なる点について説明する。
本実施の形態において、チェック弁が球状の弁体V52であり、ボトムロッド6に形成されるバルブ収容室61eに収容される。したがって、弁体(チェック弁)V52をボトムロッド6に取り付けたとしても、フロントフォークFのストローク長が短くなったり、フロントフォークFが軸方向に嵩張ったりするのを抑制できる。
なお、圧側室L2と液溜室R1とを連通する供給通路(通路)P32の構成、及び、当該供給通路P32に設けるチェック弁の構成も任意に変更できる。例えば、弁体V52に替えて、第一の実施の形態のようなリーフバルブを利用してもよく、後述する第四の実施の形態のチェック弁を利用してもよい。また、利用するチェック弁の形態に応じて供給通路P32の構成と、チェック弁を設ける位置等を適宜変更できる。
さらに、本実施の形態に係る弁体V52が加圧室L3と液溜室R1とを連通する供給通路に設けられてもよい。
<第三の実施の形態>
以下、図5を参照しながら本発明の第三の実施の形態のフロントフォークについて説明する。本実施の形態のフロントフォークの基本的な構成は、第一の実施の形態のフロントフォークFと同様である。そして、本実施の形態のフロントフォークでは、主に、第一の実施の形態における作用室LとリザーバRを連通する通路(供給通路P31)と、当該通路に設けられるチェック弁(リーフバルブV51)を変更している。このため、主に前記変更部分について詳細に説明し、第一の実施の形態と同じ部材及び対応する部材は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、作用室LとリザーバRとを連通する供給通路P33は、軸部材60の外周に設けた凹み60dにより形成されており、加圧室L3と液溜室R1とを連通する。前記凹み60dは、軸部材60において、フリーピストン2の内周シール21が摺接する摺動部よりも低くなっている。そして、内周シール21が凹み60dに達するまでフリーピストン2が前進すると、内周シール21と軸部材60との間に隙間が生じ、当該隙間が供給通路P33となって加圧室L3と液溜室R1とを連通する。
また、本実施の形態において、フリーピストン2とバルブ保持部材61との間には附勢ばね65が設けられており、フリーピストン2が凹み60dに達すると、圧縮されて反力を発揮し、フリーピストン2を後退させる方向に附勢する。そして、附勢ばね65の附勢力を受けてフリーピストン2が後退すると、内周シール21が凹み60dから脱して摺動部に摺接し、供給通路P33を閉じる。つまり、本実施の形態において、フリーピストン2は、供給通路P33を開閉するチェック弁V53の弁体として機能し、附勢ばね65により前記供給通路P33を閉じる方向に附勢される。
次に、本実施の形態に係るフロントフォークの作動について、第一の実施の形態と異なる点について説明する。
内周シール21が凹み60dに達するまでフリーピストン2が前進すると、フリーピストン2のこれ以上の前進が規制されるものの、フリーピストン2が供給通路P33を開く。このため、作動液の温度低下等の理由により、フリーピストン2の前進が規制された状態でシリンダ1からピストンロッド4が退出したとしても、リザーバRの作動液が供給通路P33を介して加圧室L3に供給されて、作用室Lで作動液が不足するのを防止できる。また、圧縮行程に移行した場合には、フリーピストン2が附勢ばね65により図5中下側に移動して、内周シール21が摺動部に接触するので、供給通路P33の連通が遮断される。
次に、本実施の形態に係るフロントフォークの作用効果について、一実施の形態と異なる点について説明する。
本実施の形態において、フロントフォークはシリンダ1内に起立してフリーピストン2が外周に摺接するボトムロッド6を備える。また、供給通路(通路)P33は、前記ボトムロッド6の外周に設けた凹み60dにより形成されている。また、チェック弁V53は、前記供給通路(通路)P33を開閉する前記フリーピストン2と、前記フリーピストン2を閉じ方向に附勢する附勢ばね65とを備え、前記フリーピストン2が前記凹み60dに達すると前記供給通路(通路)P33を開く。
前記構成によれば、フリーピストン2がチェック弁V53の弁体を兼ねるので、部品数を減らせる。また、ボトムロッド6の外周に設けた凹み60dにより供給通路P33が形成されるので、供給通路P33を形成するための加工が容易である。したがって、フロントフォークの製造コストを低減できる。
また、本実施の形態において、凹み60dは、軸部材60の外周に周方向に沿って形成されており、当該凹み60dが形成される部分の外径が摺動部の外径よりも小径となっている。また、凹み60dが形成される部分の図5中下端部外周は、摺動部に向けて凹み60dが徐々に浅くなるように傾斜するテーパとなっており、内周シール21の傷付きを抑制している。しかし、凹み60dの形状は、ボトムロッド6とフリーピストン2との間に作動液が通過可能な隙間を形成できる限りにおいて、任意に変更できる。例えば、凹み60dが軸部材60の軸方向に延びる縦長の溝であるとしてもよい。
<第四の実施の形態>
以下、図6を参照しながら本発明の第四の実施の形態のフロントフォークについて説明する。本実施の形態のフロントフォークの基本的な構成は、第一の実施の形態のフロントフォークFと同様である。そして、本実施の形態のフロントフォークでは、主に、第一の実施の形態における作用室LとリザーバRを連通する通路(供給通路P31)と、当該通路に設けられるチェック弁(リーフバルブV51)を変更している。このため、主に前記変更部分について詳細に説明し、第一の実施の形態と同じ部材及び対応する部材は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、作用室LとリザーバRとを連通する供給通路P34は、フリーピストン2を図6中上下に貫通する孔2aにより形成されている。
また、フリーピストン2の図6中上部には、孔2aの図6中上側開口よりも内周から上側に起立する環状の取付部2bが設けられている。加えて、フリーピストン2には、取付部2bに沿って軸方向に移動するディスクバルブ22と、このディスクバルブ22をフリーピストン2に向けて附勢する附勢ばね23とを備えて構成されるチェック弁V54が取り付けられている。前記ディスクバルブ22は、附勢ばね23の附勢力によりフリーピストン2に押し付けられると、孔2aの開口を塞いで供給通路P34を閉じる。反対に、附勢ばね23の附勢力に抗してフリーピストン2から離れると、孔2aが開放されて供給通路P34が開く。
したがって、本実施の形態におけるチェック弁V54は、液溜室R1から加圧室L3へ向かう作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止する。
次に、本実施の形態に係るフロントフォークの作動について、第一の実施の形態と異なる点について説明する。
作動液の温度低下等の理由により、フリーピストン2がバルブ保持部材61に当接した状態でシリンダ1からピストンロッド4が退出した場合、フリーピストン2の前進が規制されているものの、ディスクバルブ22が図6中上側に移動する。つまり、チェック弁V54が供給通路P34を開くので、リザーバRの作動液が加圧室L3に供給されて、作用室Lで作動液が不足するのを防止できる。また、圧縮行程に移行した場合には、ディスクバルブ22が図6中下側に移動して孔2aを塞ぐので、供給通路P34の連通がチェック弁V54で遮断される。
次に、本実施の形態に係るフロントフォークの作用効果について、一実施の形態と異なる点について説明する。
本実施の形態において、供給通路(通路)P34がフリーピストン2に形成されるとともに、チェック弁V54がフリーピストン2に取り付けられる。
前記構成によれば、ベース部材5及びボトムロッド6を廃する場合にも、作用室Lで作動液が不足するのを容易に防止できる。
また、本実施の形態において、フリーピストン2に取り付けられるチェック弁V54は、ディスクバルブ22と附勢ばね23とを備えて構成されているが、チェック弁V54の構成は、任意に変更できる。例えば、当該チェック弁V54を図3に示すようなリーフバルブとしても、図4に示すような球状の弁体としてもよい。また、本実施の形態のチェック弁V54の構造を、第一、第二の実施の形態のフロントフォークに利用してもよい。
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形及び変更が可能である。
F・・・フロントフォーク、L・・・作用室、L1・・・伸側室、L2・・・圧側室、L3・・・加圧室、P31,P32,P33,P34・・・供給通路(通路)、R・・・リザーバ、V51・・・リーフバルブ(チェック弁)、V52・・・弁体(チェック弁)、V53,V54・・・チェック弁、1・・・シリンダ、2・・・フリーピストン、3・・・ピストン、4・・・ピストンロッド、5・・・ベース部材、6・・・ボトムロッド、8・・・加圧ばね、60・・・軸部材、60a・・・軸孔、60b・・・横孔、60d・・・凹み、61・・・バルブ保持部材、61a・・・連結部、61b・・・取付部、61d・・・連通孔、63・・・ナット、65・・・附勢ばね、

Claims (8)

  1. 筒状のシリンダと、
    前記シリンダ内に摺動自在に挿入されて、作動液で満たされる作用室と、作動液と気体が封入されるリザーバとを区画するフリーピストンと、
    前記シリンダ内に摺動自在に挿入されて前記作用室を伸側室と圧側室に区画するピストンと、
    一端が前記ピストンに連結されるとともに、他端側が反フリーピストン側に延びて前記シリンダ外に突出するピストンロッドと、
    前記作用室と前記リザーバとを連通する通路と、
    前記通路に設けられて前記リザーバから前記作用室へ向かう作動液の流れのみを許容するチェック弁とを備えることを特徴とするフロントフォーク。
  2. 前記フリーピストンを介して前記作用室を加圧する加圧ばねを備えることを特徴とする請求項1に記載のフロントフォーク。
  3. 前記シリンダ内に起立して前記フリーピストンが外周に摺接するボトムロッドを備え、
    前記通路が前記ボトムロッドに形成されるとともに、
    前記チェック弁が前記ボトムロッドに取り付けられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフリントフォーク。
  4. 前記シリンダ内に起立して前記フリーピストンが外周に摺接するボトムロッドを備え、
    前記通路は、前記ボトムロッドの外周に設けた凹みにより形成されており、
    前記チェック弁は、前記通路を開閉する前記フリーピストンと、前記フリーピストンを閉じ方向に附勢する附勢ばねとを備え、前記フリーピストンが前記凹みに達すると前記通路を開くことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフロントフォーク。
  5. 前記通路が前記フリーピストンに形成されるとともに、
    前記チェック弁が前記フリーピストンに取り付けられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフロントフォーク。
  6. 前記シリンダ内における前記ピストンと前記フリーピストンとの間に設けられ、
    前記作用室を前記圧側室と加圧室とに区画するベース部材を備え、
    前記通路は、前記加圧室と前記リザーバとを連通することを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載のフロントフォーク。
  7. 前記ボトムロッドは、
    外周に前記フリーピストンが摺接する軸部材と、
    前記軸部材の一端部外周に取り付けられて前記ベース部材を保持するバルブ保持部材とを有し、
    前記軸部材には、前記軸部材の中心部を通る軸孔と、前記軸孔と前記リザーバとを連通する横孔が形成されており、
    前記バルブ保持部材には、前記軸孔と前記加圧室とを連通する連通孔が形成されており、
    前記通路は、前記軸孔、前記横孔及び前記連通孔を含んで構成されることを特徴とする請求項3を引用する請求項6に記載のフロントフォーク。
  8. 前記チェック弁は、リーフバルブであり、前記ベース部材の前記加圧室側に設けられており、
    前記バルブ保持部材は、
    前記軸部材の外周に螺合する連結部と、
    前記連結部から反フリーピストン側に延びて外径が前記連結部の外径よりも小さい取付部とを含み、
    前記取付部を前記ベース部材と前記チェック弁の中心部に挿通し、前記取付部の先端部に螺合するナットと前記連結部との間に前記ベース部材と前記チェック弁を挟むことを特徴とする請求項7に記載のフロントフォーク。
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