JP2016187999A

JP2016187999A - フロントフォーク

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Publication number: JP2016187999A
Application number: JP2015068433A
Authority: JP
Inventors: 静雄津山; Shizuo Tsuyama
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2016-11-04
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: JP6424127B2

Abstract

【課題】圧縮量の大きい場合でも、走行時の衝撃を吸収するフロントフォークを提供する。
【解決手段】車体側チューブ１１と、車軸側チューブ１２と、上端部が前記車体側チューブ１１の上端部側に取り付けられ、下端部が開口するガイドシリンダ２１と、下端部が前記車軸側チューブ１２の下端部側に取り付けられ、上端部が開口するガイドロッド２２と、前記ガイドシリンダ２１の開口部に設けられ、前記ガイドロッド２２を摺動自在に支持するロッドガイド２２と、前記ガイドロッド２２の開口部に設けられ、前記ガイドシリンダ２１に摺動自在に挿入される第１のピストン４１と、上端部が前記ガイドシリンダ２１内の上端部側に取り付けられるガイドパイプ３９と、前記ガイドパイプ３９に設けられ、前記ガイドシリンダ２１内の空間を第１の室５０Ａと第２の室５０Ｂとに区画し、前記ガイドシリンダ２１内に摺動自在に挿入される第２のピストン２３とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明の実施の形態は、フロントフォークに関する。

自動二輪車には、車両本体の前部に連結しているフロントフォークに、前輪が取り付けられ、車両本体の後部に連結しているリヤサスペンションに、後輪が取り付けられている。自動二輪車が走行すると、地面と接地している前輪及び後輪の上下動に起因する衝撃がフロントフォーク及びリヤサスペンションを介して車体本体に伝達される。自動二輪車の走行時における乗り心地を改善するためには、地面から車両本体に伝達される衝撃を減少させることが求められている。

従来のフロントフォークのスプリング脚には、金属ばねからなる懸架ばねを内蔵せず、空気ばねからなる懸架ばねを内蔵したものがある。このスプリング脚は、車体側チューブと車軸側チューブとを互いに挿入し、車軸側チューブの中央に設けたガイドロッドのガイド部材を車体側チューブに挿入している。そして、車体側チューブは、ガイドロッドのガイド部材により形成される正の空気ばね室を有する。また、車体側チューブは、車体側チューブに設けられてガイドロッドを挿入かつ支持するロッドガイドと、車体側チューブに挿入されたガイドロッドのガイド部材との間に形成される負の空気ばね室（以下、「リバウンド空気ばね室」ともいう）を有する。

そして、このスプリング脚は、圧側行程で圧縮される正の空気ばね室で生ずる正のばね力により、車体側チューブと車軸側チューブとを伸長させる方向に付勢する。また、スプリング脚は、伸側行程で圧縮される負の空気ばね室で生ずる負のばね力（リバウンド反力）により、車体側チューブと車軸側チューブとを収縮させる方向に付勢する。

特表２００１−５０１１５５号公報

従来の空気ばねからなる懸架ばねを内蔵したフロントフォークを構成するスプリング脚の圧側行程では、スプリング脚の圧縮量が増加するにつれて、スプリング脚の圧縮率は非常に小さくなる傾向がある。すなわち、圧縮量の大きい状態のスプリング脚においては、スプリング脚に付与される荷重が増加しても、スプリング脚はそれ以上圧縮されにくい。圧縮量の大きい圧側行程後期のスプリング脚の圧縮率は、圧側行程初期〜中期のスプリング脚の圧縮率に比べて小さい。そのため、スプリング脚の圧縮量が大きくなると、フロントフォークは自動二輪車の走行時に伝達される衝撃を吸収することが困難となり、自動二輪車の走行時の操縦安定化は困難となることがある。

本発明は、圧縮量の大きい場合であっても、自動二輪車の走行時に伝達される衝撃を吸収でき、自動二輪車の走行時の姿勢保持力を向上し、自動二輪車の走行時における乗り心地を改善することができるフロントフォークを提供することを目的とする。

実施形態のフロントフォークは、一対の第１脚と第２脚とを備えるフロントフォークであって、前記第１脚及び前記第２脚の少なくとも一方が、車体側に設けられ、上端側が閉鎖し、下端側が開口する車体側チューブと、車軸側に設けられ、上端側が開口し、下端側が閉鎖し、前記車体側チューブに接続し、前記車体側チューブに対して前記車体側チューブの軸方向に沿って相対的に移動する車軸側チューブと、前記軸方向に沿って延設され、上端部が前記車体側チューブの上端部側に取り付けられて閉鎖し、下端部が開口するガイドシリンダと、前記軸方向に沿って延設され、下端部が前記車軸側チューブの下端部側に取り付けられ、上端部が開口し、前記ガイドシリンダに対して前記軸方向に沿って相対的に移動する筒状のガイドロッドとを備える。さらに、フロントフォークの前記第１脚及び前記第２脚の少なくとも一方は、前記ガイドシリンダの開口部に設けられ、前記ガイドロッドを摺動自在に支持するロッドガイドと、前記ガイドロッドの開口部に開口を維持しつつ設けられ、前記ガイドシリンダ内に摺動自在に挿入される第１のピストンと、前記ガイドシリンダ内で前記軸方向に沿って延設され、上端部が前記ガイドシリンダの上端部側に取り付けられるガイドパイプと、前記ガイドパイプに設けられ、前記第１のピストンよりも上方の前記ガイドシリンダ内の空間を第１の室と前記第１の室の下方に配置される第２の室とに区画し、前記ガイドシリンダ内に摺動自在に挿入される第２のピストンとを備える。

実施の形態の第１のフロントフォークを備えた自動二輪車の概略構成を模式的に示す側面図である。実施の形態の第１のフロントフォークの概略構成を模式的に示す縦断面図である。実施の形態の第１のフロントフォークの上端部の概略構成を拡大して模式的に示す縦断面図である。実施の形態の第１のフロントフォークの概略構成を模式的に示す上面図である。

以下に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、実施の形態の第１のフロントフォーク１０を備えた自動二輪車２の概略構成を模式的に示す側面図である。自動二輪車２は、車両本体の一部を構成する車体フレーム３と、車体フレーム３の前端部に取り付けられたヘッドパイプ４と、ヘッドパイプ４に設けられたフロントフォーク１と、フロントフォーク１の下端部に車軸５を介して取り付けられた前輪６Ａとを有している。フロントフォーク１は、第１脚としての第１のフロントフォーク１０及び第２脚としての不図示の第２のフロントフォークを有している。図１では、進行方向に向かって前輪６Ａの右側に配置されている第１のフロントフォーク１０のみを示し、進行方向に向かって前輪６Ａの左側に配置されている第２のフロントフォークを示していない。なお、ここでは、進行方向に向かって右側に第１のフロントフォーク１０を備えた一例を示したが、進行方向に向かって左側に第１のフロントフォーク１０を備えてもよい。

また、自動二輪車２は、フロントフォーク１の上部に取り付けられたハンドル７と、車体フレーム３の下部にスイング自在に取り付けられたスイングアーム８と、スイングアーム８の後端部に取り付けられた後輪６Ｂと、スイングアーム８と車体フレーム３との間に取り付けられたリヤサスペンション９とを有している。リヤサスペンション９は、第１のリヤサスペンション９Ａ及び不図示の第２のリヤサスペンションを有している。図１では、進行方向に向かって後輪６Ｂの右側に配置されている第１のリヤサスペンション９Ａのみを示し、進行方向に向かって後輪６Ｂの左側に配置されている第２のリヤサスペンションを示していない。なお、ここでは、進行方向に向かって右側に第１のリヤサスペンション９Ａを備えた一例を示したが、進行方向に向かって左側に第１のリヤサスペンション９Ａを備えてもよい。

ヘッドパイプ４の内部には、ハンドル７及びフロントフォーク１と一体として設けられる不図示のハンドル回転軸が挿入され、ヘッドパイプ４は、このハンドル回転軸を回転可能に支持する。前輪６Ａは、車体フレーム３の進行方向に向かって前側に配置された車輪である。ハンドル７は、車体フレーム３の進行方向に向かって前側に配置され、自動二輪車２の操舵のために運転者が握る部材である。フロントフォーク１は、地面の凹凸等により走行時に前輪６Ａの受ける衝撃を車体フレーム３へ伝達することを抑制する緩衝装置である。

スイングアーム８は、進行方向に向かって前側の端部が車体フレーム３に回転可能に支持され、進行方向に向かって後側の端部が後輪６Ｂを支持する部材である。スイングアーム８は、後輪６Ｂの動きに追従するように進行方向に向かって前側の端部を中心に回転する。後輪６Ｂは、車体フレーム３の進行方向に向かって後側に配置された車輪である。リヤサスペンション９は、地面の凹凸等により走行時に後輪６Ｂの受ける衝撃を車体フレーム３へ伝達することを抑制する緩衝装置である。

次に、第１のフロントフォーク１０の構成について説明する。図２は、実施の形態の第１のフロントフォーク１０の概略構成を模式的に示す縦断面図である。図３は、実施の形態の第１のフロントフォークの上端部の概略構成を拡大して模式的に示す縦断面図である。図４は、実施の形態の第１のフロントフォーク１０の概略構成を模式的に示す上面図である。第１のフロントフォーク１０は、ダンパなどの減衰機構を内蔵しない、いわゆるスプリング脚である。第１のフロントフォーク１０は、金属ばねからなる懸架ばねを内蔵せず、空気ばねからなる懸架ばね４０を内蔵する。また、第２のフロントフォークは、ダンパなどの減衰機構を内蔵する、いわゆるダンパ脚である。ただし、第２のフロントフォークは、第１のフロントフォーク１０と同様の構成を有してもよい。

第１のフロントフォーク１０は、同軸的に配置された車体側チューブ１１及び車軸側チューブ１２を備えている。車体側チューブ１１は、車体側に配置したヘッドパイプ４にステムブラケットを介して支持される。車軸側チューブ１２は、車軸５に結合され、車体側チューブ１１に対して車体側チューブ１１の軸方向に沿って相対的に移動する。車体側チューブ１１及び車軸側チューブ１２は、略円筒状の部材である。車体側チューブ１１の上端側は閉鎖し、下端側は開口している。車軸側チューブ１２の上端側は開口し、下端側は閉鎖している。以下では、車体側チューブ１１及び車軸側チューブ１２の中心線の方向を、「上下方向」と称し、車体フレーム３側を「上側」、前輪６Ａ側を「下側」と称する場合がある。

車体側チューブ１１の上端部は、キャップ３０及びフォークボルト３１により閉塞密封されている。キャップ３０の下端部には、ガイドシリンダ２１の上端部が連結されている。一例として、図２〜図３には、上シリンダ２１Ｕの下端内周面に下シリンダ２１Ｌの上端外周面を嵌合してなるガイドシリンダ２１とキャップ３０とが一体である構成を示している。ガイドシリンダ２１は、上端部が閉鎖されており、車体側チューブ１１の軸方向に沿って下方に延設されている。ガイドシリンダ２１の下端部に形成された開口部には、ロッドガイド３６が螺着している。ガイドシリンダ２１の下端側外周部には、車軸側チューブ１２の内周面と環状間隙を介する振れ止めカラー２５が取着されている。

車軸側チューブ１２は、ブッシュ１３Ａ、ブッシュ１３Ｂ、シール部材１３Ｃを介し、密封して、車体側チューブ１１の内周面に摺動自在に挿入される。車軸側チューブ１２の下端部は、車軸ブラケット３２の嵌合部３２Ａにより螺着密封されている。車軸側チューブ１２の下端面は、嵌合部３２Ａの内周面と底面に設けられたボトムピース３３の外周面とによって挟み止めされている。

車軸側チューブ１２の内部で車軸ブラケット３２の中央部には、ガイドロッド２２の下端部が連結されている。筒状のガイドロッド２２は、車軸側チューブ１２の軸方向に沿って上方に延設されている。ガイドロッド２２の上端部は開口している。ガイドロッド２２の下端部は、車軸ブラケット３２の底部に設けられて車軸側チューブ１２を密封しているボトムボルト３４に螺着されるとともに、上方からロックナット３５で固定されている。車軸ブラケット３２には、前輪６Ａの車軸５を取り付け可能な車軸支持孔３２Ｂが形成されている。

ガイドロッド２２は、ガイドシリンダ２１の開口部に設けられるロッドガイド３６に備えられたブッシュ３７に摺動自在に支持され、ガイドシリンダ２１に対して車体側チューブ１１の軸方向に沿って相対的に移動する。ガイドシリンダ２１の内部に挿入されたガイドロッド２２の開口部には、ガイドロッド２２の開口を維持しつつ、ピストン２３が螺着されている。ピストン２３は、ガイドシリンダ２１の開口部に設けられたロッドガイド３６とガイドシリンダ２１の上端部との間で、ガイドシリンダ２１の内周面に摺動自在に挿入される。ピストン２３の外周には、ガイドシリンダ２１の内周面に摺接するピストンリング２４が被着されている。ロッドガイド３６は、シール押え７２Ａ、及びシール押え７２Ａに保持されたゴムストッパ７２Ｂを備える。

第１のフロントフォーク１０は、ガイドシリンダ２１の内部で、ガイドロッド２２の上端部に設けられたピストン２３とガイドシリンダ２１の上端部に設けられたフォークボルト３１との間に形成される内側空気ばね室５０を有する。また、第１のフロントフォーク１０は、車体側チューブ１１及び車軸側チューブ１２と、ガイドシリンダ２１及びガイドロッド２２との間に形成される環状の空間である外側空気ばね室６０を有する。また、第１のフロントフォーク１０は、ガイドシリンダ２１の内部で、ガイドシリンダ２１の開口部に設けられてガイドロッド２２を挿入かつ摺動自在に支持するロッドガイド３６と、ガイドシリンダ２１に挿入されるガイドロッド２２の開口部に設けられたピストン２３との間に形成されるリバウンド空気ばね室７０を有する。リバウンド空気ばね室７０は、内側空気ばね室５０よりも下方に位置する。内側空気ばね室５０の空気ばね、外側空気ばね室６０の空気ばね、及びリバウンド空気ばね室７０の空気ばねは、第１のフロントフォーク１０の懸架ばね４０を構成する。

内側空気ばね室５０は、ガイドロッド２２の存在しないガイドシリンダ２１の内部で、フォークボルト３１と、ピストン２３とに挟まれる空間である。内側空気ばね室５０は、ガイドシリンダ２１の内周面に対して設けられたピストン２３のシール部材５１，７１と、キャップ３０の内周面に対して設けられたフォークボルト３１のシール部材５２とにより、気密に封止される。さらに、内側空気ばね室５０は、上シリンダ２１Ｕと下シリンダ２１Ｌとの嵌合部に介装されるシール部材２１Ｓによっても気密に封止される。

また、上シリンダ２１Ｕの上端部に螺着されているフォークボルト３１の下端部には、ガイドパイプ３９の上端部が、例えば嵌合し支持されている。ガイドパイプ３９は、ガイドシリンダ２１の内部を車体側チューブ１１の軸方向に沿って下方に延設されている。ガイドパイプ３９の下端部には、ピストンホルダ４４が備えられている。ガイドパイプ３９には、ガイドパイプ３９の外周面を車体側チューブ１１の軸方向に沿って上下方向に摺動自在なピストン４１が挿設されている。ピストン４１の外周面は、ガイドシリンダ２１の内周面に自在に摺動する。すなわち、ピストン４１は、フリーピストンタイプのピストンである。

ピストン４１は、内側空気ばね室５０を、車体側チューブ１１の軸方向に沿って、ガイドシリンダ２１の上部側に配置される第１の内側空気ばね室５０Ａと、ガイドシリンダ２１の下部側に配置される第２の内側空気ばね室５０Ｂとに区画する。図３に示すように、ピストン４１の外周環状溝４１Ａには、Ｏリングなどの外側シール部材４５が装填される。ピストン４１は、外側シール部材４５を介して、ガイドシリンダ２１の内周面を上下方向に自在に摺動する。ピストン４１の内周凹部４１Ｂには、オイルシールなどの内側シール部材４６が装填される。ピストン４１は、内側シール部材４６を介して、ガイドパイプ３９の外周面を上下方向に自在に摺動する。

第１のフロントフォーク１０は、ガイドロッド２２に設けられたピストン２３の外周に、ピストン２３の軸方向に沿って上方から順に、内向きシール部材５１、外向きシール部材７１、ピストンリング２４を備える。外向きシール部材７１は、第１の外向きシール部材７１Ａ及び第２の外向きシール部材７１Ｂからなり、第１の外向きシール部材７１Ａ及び第２の外向きシール部材７１Ｂは、ピストン２３の外周の軸方向２位置に設けられている。内向きシール部材５１、第１の外向きシール部材７１Ａ、第２の外向きシール部材７１Ｂ、及びピストンリング２４は、ピストン２３の外周の軸方向４位置のそれぞれに設けた環状溝に装填されている。なお、外向きシール部材７１は、３個の外向きシール部材からなるものでもよいし、１個の外向きシール部材からなるものでもよい。また、内向きシール部材５１は、２個以上の内向きシール部材からなるものでもよい。

内向きシール部材５１は、ガイドシリンダ２１の内周面に摺接するリップＬを上方である内側空気ばね室５０側に向けている。また、第１の外向きシール部材７１Ａ及び第２の外向きシール部材７１Ｂは、ガイドシリンダ２１の内周面に摺接するリップＬを下方であるリバウンド空気ばね室７０側に向けている。

また、ガイドパイプ３９は、第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力を検出する第１の検出部４２Ａと、第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力を検出する第２の検出部４２Ｂとを備える。また、図４に示すように、フォークボルト３１は、第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力を調整する第１の内側圧調整部６７と、第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力を調整する第２の内側圧調整部４３Ｂとを備える。

図３に示すように、第１の検出部４２Ａは、第１の内側空気ばね室５０Ａの内部に露出するように設けられて、第１の内側空気ばね室５０Ａ内の圧力を検出する。第１の検出部４２Ａは、例えば、ガイドパイプ３９の上方に位置する傾斜外周面に設けられる。第２の検出部４２Ｂは、第２の内側空気ばね室５０Ｂの内部に露出するように設けられて、第２の内側空気ばね室５０Ｂ内の圧力を検出する。第２の検出部４２Ｂは、例えば、ガイドパイプ３９の底面に設けられる。第１の検出部４２Ａ及び第２の検出部４２Ｂは、例えば電子式の半導体圧力センサなどから構成される。ガイドパイプ３９に設けられる第１の検出部４２Ａ及び第２の検出部４２Ｂは、フォークボルト３１内に設けられた不図示の配線を介して、第１のフロントフォーク１０の外部に設置された不図示のディスプレイに接続される。

第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力は、第１の内側圧調整部６７により調整される。第１の内側圧調整部６７は、フォークボルト３１の上方である外界に臨む位置に取着された空気バルブで構成される。第１の内側圧調整部６７は、フォークボルト３１内に設けられた不図示の流路を介して第１の内側空気ばね室５０Ａに連通している。また、第１の内側圧調整部６７は、例えば加圧注入器の注射針を刺通できるゴム膜部を備える。そして、例えば専用の機器を第１の内側圧調整部６７のゴム膜部に貫通し挿入して、該機器から第１の内側空気ばね室５０Ａに空気を注入または第１の内側空気ばね室５０Ａの空気を排出することによって、第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力が調整される。また、第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力は、第２の内側圧調整部４３Ｂにより調整される。第２の内側圧調整部４３Ｂは、フォークボルト３１の上方である外界に臨む位置に取着された空気バルブで構成される。第２の内側圧調整部４３Ｂは、フォークボルト３１内に設けられた不図示の流路及びガイドパイプ３９の中空部３９Ａを介して第２の内側空気ばね室５０Ｂに連通している。また、第２の内側圧調整部４３Ｂは、第１の内側圧調整部６７と同様に、例えば加圧注入器の注射針を刺通できるゴム膜部を備える。そして、例えば専用の機器を第２の内側圧調整部４３Ｂのゴム膜部に貫通し挿入して、該機器から第２の内側空気ばね室５０Ｂに空気を注入または第２の内側空気ばね室５０Ｂの空気を排出することによって、第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力が調整される。

そして、ディスプレイに表示される第１の検出部４２Ａ及び第２の検出部４２Ｂで検出した第１の内側空気ばね室５０Ａ内の圧力及び第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力を基に、第１の内側圧調整部６７及び第２の内側圧調整部４３Ｂを操作することによって、第１の内側空気ばね室５０Ａ内の圧力及び第２の内側空気ばね室５０Ｂ内の圧力を適宜調整することができる。

また、第１の内側空気ばね室５０Ａの内部であって、ピストン４１とフォークボルト３１との間には、例えばピストン４１を車軸側チューブ１２側に向けて付勢するばね部材を介装してもよい。

また、外側空気ばね室６０の上部は、車体側チューブ１１の内周面に対して設けられたキャップ３０のシール部材６１Ａと、キャップ３０の内周面に対して設けられたフォークボルト３１のシール部材６１Ｂとにより、気密に封止される。外側空気ばね室６０の下部は、車軸側チューブ１２の内周面に対して設けられたボトムピース３３のシール部材６３Ａと、車軸ブラケット３２の底面に対して設けられたボトムピース３３のシール部材６３Ｂと、車軸ブラケット３２の内周面に対して設けられたボトムボルト３４のシール部材６４Ａ、６４Ｂとにより、気密に封止される。さらに、外側空気ばね室６０は、ガイドロッド２２の外周面に対して設けられたロッドガイド３６のシール部材６５によっても気密に封止される。

外側空気ばね室６０の圧力は、図４に示す外側圧調整部４３Ａにより調整される。外側圧調整部４３Ａは、フォークボルト３１の外界に臨む位置に取着された空気バルブで構成される。外側圧調整部４３Ａは、フォークボルト３１内に設けられた不図示の流路を介して外側空気ばね室６０に連通している。また、外側圧調整部４３Ａは、例えば加圧注入器の注射針を刺通できるゴム膜部を備える。そして、例えば専用の機器を外側圧調整部４３Ａのゴム膜部に貫通し挿入して、該機器から外側空気ばね室６０に空気を注入または外側空気ばね室６０の空気を排出することによって、外側空気ばね室６０の圧力が調整される。

また、図２に示すように、リバウンド空気ばね室７０は、ガイドシリンダ２１の内周面に対して設けられたピストン２３のシール部材７１と、ガイドロッド２２の外周面に対して設けられたロッドガイド３６のシール部材７２と、ガイドシリンダ２１の内周面に対して設けられたロッドガイド３６のシール部材７３とにより、気密に封止される。さらに、リバウンド空気ばね室７０は、ボトムボルト３４の内周面に対して設けられたガイドロッド２２のシール部材によっても気密に封止される。

図２に示すように、第１のフロントフォーク１０には、車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２の外部に、リバウンド空気ばね室７０に連通する空気室８１を備えたサブタンク８０が設けられる。サブタンク８０は、車軸側チューブ１２の下端部に螺着される車軸ブラケット３２の嵌合部３２Ａと一体成形されて設けられる。

サブタンク８０は、縦室８１Ａと横室８１ＢとをＬ字状に結合した空気室８１を有する。縦室８１Ａの上方に臨む開口部には、キャップ８２がシール部材を介して設けられて、縦室８１Ａが密封される。キャップ８２の中央部には、後述する容積調整装置９０のアジャスタボルト９１がシール部材を介して設けられる。横室８１Ｂの側方に臨む開口部には、プラグボルトがシール部材を介して設けられて、横室８１Ｂが密封される。

サブタンク８０は、横室８１Ｂの軸方向に直交し、横室８１Ｂの底部内周面に配置される不図示の連通口を備える。この連通口は、車軸ブラケット３２におけるボトムボルト３４の頭部３４Ｈを挿通しているボルト挿通孔３２Ｃに開口している。

また、ボトムボルト３４は、ガイドロッド２２の中空部２２Ａの下端部が連通している有底状の中心孔３４Ａを中心部に備え、中心孔３４Ａから半径方向に延びる複数の放射孔３４Ｂを備え、放射孔３４Ｂの外方端の開口部と連通している環状溝３４Ｃを外周部に備える。そして、サブタンク８０の連通口は、ボトムボルト３４の環状溝３４Ｃに連通する。ボトムボルト３４の頭部３４Ｈが挿通している車軸ブラケット３２のボルト挿通孔３２Ｃにおいて、環状溝３４Ｃの上部及び下部にはシール部材６４Ａ、６４Ｂが封着されている。また、ガイドロッド２２の中空部２２Ａの上端部は、ガイドロッド２２のピストン２３に穿設された連通孔２３Ａを介して、リバウンド空気ばね室７０に連通されている。

以上のように構成された第１のフロントフォーク１０において、サブタンク８０の空気室８１は、サブタンク８０の連通口、ボトムボルト３４の環状溝３４Ｃ、放射孔３４Ｂ、中心孔３４Ａ、ガイドロッド２２の中空部２２Ａ、ピストン２３の連通孔２３Ａを介して、リバウンド空気ばね室７０に連通する。なお、連通口、環状溝３４Ｃ、放射孔３４Ｂ、中心孔３４Ａ、連通孔２３Ａは、ガイドロッド２２の中空部２２Ａと同等又はそれ以上の通路面積を有する。

サブタンク８０に備えられた容積調整装置９０は、キャップ８２の中央部に挿入されるアジャスタボルト９１をシール部材により設けられ、空気室８１を密封する。アジャスタボルト９１は、外界に臨む上端部で外周に張り出した上向きの操作グリップを備え、空気室８１に挿入されたアジャスタボルト９１の先端部にシール部材を介して挿着された不図示のピストンを備える。このピストンは、止め輪により固定され、縦室８１Ａの内周面に摺接するシール部材を備える。アジャスタボルト９１の中央孔部には、不図示の給排気バルブがシール部材を介して設けられ、空気室８１が密封される。アジャスタボルト９１の中央開口部には、給排気バルブを被うバルブカバーがシール部材を介して設けられる。バルブカバーは、外面の中心まわりに放射状に刻設された回転操作溝を備える。

容積調整装置９０は、アジャスタボルト９１を螺動してピストンを進退することにより、空気室８１の容積を調整できる。また、容積調整装置９０は、給排気バルブを用いて空気室８１の圧力を給排して調整できる。

また、第１のフロントフォーク１０は、車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２の摺動部、ガイドシリンダ２１とガイドロッド２２の摺動部を潤滑するために、潤滑オイルを装填した油室を備えている。潤滑オイルは、第１のフロントフォーク内の空気と混ざって潤滑機能を発揮する。

次に、第１のフロントフォーク１０の圧側行程及び伸側行程について説明する。

第１のフロントフォーク１０の圧側行程では、ガイドロッド２２がガイドシリンダ２１に挿入する。ガイドロッド２２がガイドシリンダ２１に挿入すると、第２の内側空気ばね室５０Ｂは加圧される。そして、第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力が第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力よりも大きくなると、ピストン４１は、第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力によって、第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力に抗して、第２の内側空気ばね室５０Ｂから第１の内側空気ばね室５０Ａの方向に移動する。ピストン４１が第１の内側空気ばね室５０Ａの方向に移動しているときにも、ガイドロッド２２はガイドシリンダ２１に挿入する。ピストン４１が第２の内側空気ばね室５０Ｂを膨張する方向に移動することによって、ガイドシリンダ２１へのガイドロッド２２の挿入による第２の内側空気ばね室５０Ｂへの加圧が抑制されることから、第１のフロントフォーク１０の圧縮量が大きい場合に生じる第１のフロントフォーク１０の圧縮率の低下は抑制することができる。一方で、第１のフロントフォーク１０がピストン４１を備えない場合、ガイドシリンダ２１へのガイドロッド２２の挿入による第２の内側空気ばね室５０Ｂへの加圧は抑制されないことから、第１のフロントフォーク１０の圧縮量が増加すると、第１のフロントフォーク１０の圧縮率は非常に小さくなる。このため、ピストン４１を備える第１のフロントフォーク１０は、第１のフロントフォーク１０の圧縮量が大きい場合でも、走行時に生じる衝撃を吸収することができる。

ピストン４１が第２の内側空気ばね室５０Ｂから第１の内側空気ばね室５０Ａの方向に移動すると、第１の内側空気ばね室５０Ａは加圧される。そして、第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力が第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力よりも大きくなると、ピストン４１は、第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力によって、第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力に抗して、第１の内側空気ばね室５０Ａから第２の内側空気ばね室５０Ｂの方向に移動する。ピストン４１がガイドシリンダ２１の下方へ異常に大きく移動した場合には、ピストン４１の下端面４１Ｃがガイドパイプ３９の下端部に備えられているピストンホルダ４４に衝合される。

そして、第１のフロントフォーク１０は、圧側行程で圧縮される内側空気ばね室５０と外側空気ばね室６０とにより、空気ばねを形成する。内側空気ばね室５０の空気ばねのばね力Ｆ_１と外側空気ばね室６０の空気ばねのばね力Ｆ_２は、車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２を伸長させる方向に付勢する。

第１のフロントフォーク１０の伸側行程では、ガイドロッド２２がガイドシリンダ２１から退出する方向に摺動する。なお、第１のフロントフォーク１０の最伸長時には、ガイドシリンダ２１に設けられたゴムストッパ７２Ｂがガイドロッド２２に設けられたピストン２３と衝合する。こうして、第１のフロントフォーク１０の最伸長時のストローク端が規制される。

そして、第１のフロントフォーク１０は、伸側行程で圧縮されるリバウンド空気ばね室７０により、空気ばねを形成する。リバウンド空気ばね室７０の空気ばねのばね力Ｆ_３は、車体側チューブ１１及び車軸側チューブ１２が内側空気ばね室５０及び外側空気ばね室６０の空気ばねのばね力Ｆ_１、Ｆ_２により付勢された後に、内側空気ばね室５０の空気ばねのばね力Ｆ_１と外側空気ばね室６０の空気ばねのばね力Ｆ_２とに抗して車体側チューブ１１及び車軸側チューブ１２を収縮させる方向に付勢する。

そして、フロントフォーク１は、第１のフロントフォーク１０の伸縮ストロークにおいて、車体側チューブ１１及び車軸側チューブ１２を伸長させる方向に付勢する内側空気ばね室５０の空気ばねのばね力Ｆ_１及び外側空気ばね室６０の空気ばねのばね力Ｆ_２と、車体側チューブ１１及び車軸側チューブ１２を収縮させる方向に付勢するリバウンド空気ばね室７０の空気ばねのばね力Ｆ_３との総和である合成ばね力Ｆ（Ｆ_１＋Ｆ_２＋Ｆ_３）を生ずる。

以上のように構成されたフロントフォーク１において、第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力と第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力との大小関係によって、ピストン４１は第１の内側空気ばね室５０Ａと第２の内側空気ばね室５０Ｂとを往復移動することができる。第１のフロントフォーク１０が圧縮して、つまり、ガイドロッド２２がガイドシリンダ２１に挿入して、第２の内側空気ばね室５０Ｂの圧力が第１の内側空気ばね室５０Ａの圧力よりも大きくなると、ピストン４１は第２の内側空気ばね室５０Ｂを膨張する方向に移動する。これにより、第１のフロントフォーク１０の圧側行程における第２の内側空気ばね室５０Ｂへの加圧が抑制されることから、第１のフロントフォーク１０の圧縮量が大きい場合における、第１のフロントフォーク１０の圧縮率の低下は抑制することができる。そのため、フロントフォーク１は、第１のフロントフォーク１０の圧側行程における圧縮量が大きい場合であっても、自動二輪車の走行時に伝達される衝撃を吸収することができるようになり、自動二輪車の走行時の姿勢保持力を向上し、自動二輪車の走行時における乗り心地を改善することができる。

さらに、第１のフロントフォーク１０は、圧側行程で圧縮される内側空気ばね室５０及び外側空気ばね室６０により空気ばねを形成する。内側空気ばね室５０の空気ばねのばね力Ｆ_１及び外側空気ばね室６０の空気ばねのばね力Ｆ_２は、車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２を伸長させる方向に付勢する。また、第１のフロントフォーク１０は、伸側行程で圧縮されるリバウンド空気ばね室７０により空気ばねを形成する。リバウンド空気ばね室７０の空気ばねのばね力Ｆ_３は、内側空気ばね室５０の空気ばねのばね力Ｆ_１に抗して車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２を収縮させる方向に付勢する。したがって、第１のフロントフォーク１０の伸縮ストロークに対して、車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２を伸長させる方向に付勢する内側空気ばね室５０の空気ばねのばね力Ｆ_１及び外側空気ばね室６０の空気ばねのばね力Ｆ_２と、車体側チューブ１１と車軸側チューブ１２を収縮させる方向に付勢するリバウンド空気ばね室７０の空気ばねのばね力Ｆ_３との総和となる合成ばね力Ｆを生ずる。

上記した実施の形態のフロントフォーク１を構成する第１のフロントフォーク１０において、車軸側チューブ１２は、車体側チューブ１１の内周面に摺動自在に挿入されることを説明したが、車体側チューブ１１が、車軸側チューブ１２の内周面に摺動自在に挿入されてもよい。

上記した実施の形態のフロントフォーク１を構成する第１のフロントフォーク１０において、車体側チューブ１１は、ロッドガイド３６を設けたガイドシリンダ２１を備え、車軸側チューブ１２は、ピストン２３を設けたガイドロッド２２を備えることを説明したが、車体側チューブ１１がピストン２３を設けたガイドロッド２２を備え、車軸側チューブ１２がロッドガイド３６を設けたガイドシリンダ２１を備えてもよい。車体側チューブ１１がガイドロッド２２を備え、車軸側チューブ１２がガイドシリンダ２１を備える場合、上記した第１のフロントフォーク１０に設けられた構成は、適宜上下反対に配置される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…フロントフォーク、２…自動二輪車、３…車体フレーム、４…ヘッドパイプ、５…車軸、６Ａ…前輪、６Ｂ…後輪、７…ハンドル、８…スイングアーム、９…リヤサスペンション、９Ａ…第１のリヤサスペンション、１０…第１のフロントフォーク、１１…車体側チューブ、１２…車軸側チューブ、１３Ａ，１３Ｂ…ブッシュ、１３Ｃ…シール部材、２１…ガイドシリンダ、２１Ｌ…下シリンダ、２１Ｓ…シール部材、２１Ｕ…上シリンダ、２２…ガイドロッド、２２Ａ…中空部、２３…ピストン、２３Ａ…連通孔、２４…ピストンリング、２５…振れ止めカラー、３０…キャップ、３１…フォークボルト、３２…車軸ブラケット、３２Ａ…嵌合部、３２Ｂ…車軸支持孔、３２Ｃ…ボルト挿通孔、３３…ボトムピース、３４…ボトムボルト、３４Ａ…中心孔、３４Ｂ…放射孔、３４Ｃ…環状溝、３４Ｈ…頭部、３５…ロックナット、３６…ロッドガイド、３７…ブッシュ、３９…ガイドパイプ、３９Ａ…中空部、４０…架橋ばね、４１…ピストン、４１Ａ…外周環状溝、４１Ｂ…内周凹部、４１Ｃ…下端面、４２Ａ…第１の検出部、４２Ｂ…第２の検出部、４３Ａ…外側圧調整部、４３Ｂ…第２の内側圧調整部、４４…ピストンホルダ、４５…外側シール部材、４６…内側シール部材、５０…内側空気ばね室、５０Ａ…第１の内側空気ばね室、５０Ｂ…第２の内側空気ばね室、５１，５２…シール部材、６０…外側空気ばね室、６１Ａ，６１Ｂ…シール部材、６３Ａ，６３Ｂ…シール部材、６４Ａ，６４Ｂ…シール部材、６５…シール部材、６７…第１の内側圧調整部、７０…リバウンド空気ばね室、７１…外向きシール部材、７１Ａ…第１の外向きシール部材、７１Ｂ…第２の外向きシール部材、７２…シール部材、７２Ａ…シール押え、７２Ｂ…ゴムストッパ、７３…シール部材、８０…サブタンク、８１…空気室、８１Ａ…縦室、８１Ｂ…横室、８２…キャップ、９０…容積調整装置、９１…アジャスタボルト。

Claims

一対の第１脚と第２脚とを備えるフロントフォークであって、
前記第１脚及び前記第２脚の少なくとも一方が、
車体側に設けられ、上端側が閉鎖し、下端側が開口する車体側チューブと、
車軸側に設けられ、上端側が開口し、下端側が閉鎖し、前記車体側チューブに接続し、前記車体側チューブに対して前記車体側チューブの軸方向に沿って相対的に移動する車軸側チューブと、
前記軸方向に沿って延設され、上端部が前記車体側チューブの上端部側に取り付けられて閉鎖し、下端部が開口するガイドシリンダと、
前記軸方向に沿って延設され、下端部が前記車軸側チューブの下端部側に取り付けられ、上端部が開口し、前記ガイドシリンダに対して前記軸方向に沿って相対的に移動する筒状のガイドロッドと、
前記ガイドシリンダの開口部に設けられ、前記ガイドロッドを摺動自在に支持するロッドガイドと、
前記ガイドロッドの開口部に開口を維持しつつ設けられ、前記ガイドシリンダ内に摺動自在に挿入される第１のピストンと、
前記ガイドシリンダ内で前記軸方向に沿って延設され、上端部が前記ガイドシリンダの上端部側に取り付けられるガイドパイプと、
前記ガイドパイプに設けられ、前記第１のピストンよりも上方の前記ガイドシリンダ内の空間を第１の室と前記第１の室の下方に配置される第２の室とに区画し、前記ガイドシリンダ内に摺動自在に挿入される第２のピストンと
を備えることを特徴とするフロントフォーク。
一対の第１脚と第２脚とを備えるフロントフォークであって、
前記第１脚及び前記第２脚の少なくとも一方が、
車体側に設けられ、上端側が閉鎖し、下端側が開口する車体側チューブと、
車軸側に設けられ、上端側が開口し、下端側が閉鎖し、前記車体側チューブに接続し、前記車体側チューブに対して前記車体側チューブの軸方向に沿って相対的に移動する車軸側チューブと、
前記軸方向に沿って延設され、上端部が前記車体側チューブの上端部側に取り付けられ、下端部が開口するガイドロッドと、
前記軸方向に沿って延設され、下端部が前記車軸側チューブの下端部側に取り付けられて閉鎖し、上端部が開口し、前記ガイドロッドに対して前記軸方向に沿って相対的に移動する筒状のガイドシリンダと、
前記ガイドシリンダの開口部に設けられ、前記ガイドロッドを摺動自在に支持するロッドガイドと、
前記ガイドロッドの開口部に開口を維持しつつ設けられ、前記ガイドシリンダ内に摺動自在に挿入される第１のピストンと、
前記ガイドシリンダ内で前記軸方向に沿って延設され、下端部が前記ガイドシリンダの下端部側に取り付けられるガイドパイプと、
前記ガイドパイプに設けられ、前記第１のピストンよりも下方の前記ガイドシリンダ内の空間を第１の室と前記第１の室の上方に配置される第２の室とに区画し、前記ガイドシリンダ内に摺動自在に挿入される第２のピストンと
を備えることを特徴とするフロントフォーク。
前記第１脚及び前記第２脚の少なくとも一方が、さらに、
前記車体側チューブ及び前記車軸側チューブと、前記ガイドシリンダ及び前記ガイドロッドとの間に形成される第３の室と、
前記ガイドシリンダに設けられた前記ロッドガイドと前記ガイドロッドに設けられた前記第１のピストンとの間に形成される第４の室と
を備えることを特徴とする請求項１または２記載のフロントフォーク。
前記第２のピストンは、前記第２の室の圧力が前記第１の室の圧力よりも大きいときに、前記第１の室の圧力に抗して、前記第１の室の方向に移動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のフロントフォーク。
前記第２のピストンは、前記第１の室の方向に移動した後で、かつ、前記第１の室の圧力が前記第２の室の圧力よりも大きいときに、前記第１の室の圧力によって、前記第２の室の方向に移動することを特徴とする請求項４項記載のフロントフォーク。
前記第１脚及び前記第２脚の少なくとも一方が、さらに、
前記第１の室の圧力を調整する第１の調整部と、
前記第２の室の圧力を調整する第２の調整部と
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のフロントフォーク。