JP2811322B2

JP2811322B2 - 自動二輪車用テレスコピック型フロントフォークの油圧緩衝器

Info

Publication number: JP2811322B2
Application number: JP1182458A
Authority: JP
Inventors: 平一伊藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH0351542A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は油圧緩衝器に関し、さらに詳しくは自動二輪
車の前輪支持用のフロントフォークに設けられるテレス
コピック型の油圧緩衝器に関する。

〔従来技術〕

一般に、自動二輪車のフロントフォークに設けられる
テレスコピック型の油圧緩衝器は、第４図に示すような
構造になっている。

すなわち、第４図に示すように、フロントフォークを
構成するアウターチューブ１とインナーチューブ２とを
内部に作動油Ｏを収容して互いに摺動自在に嵌合させ、
その内側にシリンダ３をアウターチューブ１に同軸に固
定すると共に、ピストン５を有するピストンロッド４を
インナーチューブ２に同軸に固定するようにしている。
上記シリンダ３はピストン５の嵌合によって内部が二つ
の油室8,9に区分され、かつその二つの油室8,9はピスト
ン５に設けられた二つの油通路6,6′によりそれぞれ連
通しているが、その一方の油通路６には油室８から油室
９への油移動だけを許容する弁板10が設けられ、他方の
油通路６′には油室９から油室８への油移動だけを抵抗
なく許容する弁板11が設けられている。また、シリンダ
３の底部には、油室９とシリンダ外の油室12との間に、
油室９から油室12への油移動のみを許容する弁板（一方
向弁）13と、油室12から油室９への油移動のみを抵抗な
く許容する弁板（一方向弁）14とが設けられている。

このような従来の油圧緩衝器は、圧縮行程では、ピス
トンロッド４がシリンダ３に対し実線矢印のように相対
移動し、油室９を圧縮すると共に油室８を拡張する。こ
の油室９で圧縮された作動油の一部はピストン５の弁板
11を抵抗なく押し開いて油室８に流入し、またピストン
ロッド４の体積分に相当する他の一部は弁板13を開い
て、シリンダ外側の油室12に流出する。このため、シリ
ンダ３内に高圧が発生することになるが、そのとき油室
９の油圧P₁と油室８の油圧P₂は略等しく（P₁≒P₂）な
る。

したがって、圧縮行程においてピストンロッド４に作
用する減衰力F₁は、そのピストンロッド４の横断面積を
ａとすると、略 F₁＝P₁×ａ ……（１）となる。したがって、この油圧緩衝器が必要な減衰力を
発生するには、上記圧力P₁を大きくするか、又はピスト
ンロッドの径を太くするような設計にしなければならな
い。

しかし、圧力P₁をあまり高くしすぎると、多数生産さ
れる油圧緩衝器毎に緩衝力を揃えることが難しくなり、
製品毎のバラツキを大きくするという欠点がある。ま
た、ピストンロッド径を太くすると、油室スペースを小
さくするため作動油量が少なくなり、そのため作用時の
作動油の温度上昇が大きくなって緩衝性能が安定しなく
なるという問題を生ずる。また、ピストンロッド径が太
くなると重量増加を招くようにもなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上述した圧縮行程時の減衰力を安定
化すると共に、ピストンロッド径の小径化を可能にする
自動二輪車用テレスコピック型フロントフォークの油圧
緩衝器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明は、内部に作動油を収容し
たアウターチューブとインナーチューブとを互いに上下
方向に摺動自在に嵌合し、下方に位置する一方のチュー
ブの底部にシリンダを該チューブと同軸に固定すると共
に、上方に位置する他方のチューブの上部にピストンロ
ッドを該チューブと同軸に固定して前記シリンダ内に挿
入し、前記ピストンロッドの下端に弁板によって開閉す
る油通路を有するピストンを固定すると共に前記シリン
ダに摺動自在に嵌合し、該シリンダ内を圧縮行程時に圧
縮される圧縮側油室と伸長行程時に圧縮される伸長側油
室とに前記ピストンで区画し、かつ前記シリンダの底部
に前記圧縮側油室と該シリンダ外側の油室とを連通し油
移動を規制する油通路を設けた油圧緩衝器において、前
記シリンダ上端の前記ピストンロッドのシリンダ内進入
部に、前記シリンダ外側の油室から前記伸長側油室への
油移動だけを許容する一方向弁を設けると共に、前記作
動油の油面を該一方向弁の上方所定位置に設定したこと
を特徴とする。

ピストンロッドのシリンダ内進入部に設けた一方向弁
は、シリンダ外側の油室から伸長側油室への油移動だけ
を抵抗なく許容するため、圧縮行程時において伸長側油
室の油圧をシリンダ外側の油室と略同じ圧力にする。そ
の結果として、油圧緩衝器が発生する減衰力F₁を、圧縮
側油室の油圧P₁とピストンの横断面積（シリンダの内径
面積）Ａとの積P₁×Ａに相当するものにし、これによっ
て油圧P₁を小さく設定したり、或いはピストンロッド径
を細くしたりすることが可能になる。

また、伸長行程には、上記一方向弁が伸長側油室から
シリンダ外の油室への油移動を許容しないから、その減
衰力を従来の油圧緩衝器と何ら変わらないものにする。

〔実施例〕

第１図〜第３図は本発明の実施例からなる油圧緩衝器
であって、自動二輪車のフロントフォークに設けられる
ものを示す。

第１図中において、第４図と同一の番号で示すものは
同一部品を指している。この実施例において、アウター
チューブ１は不図示の前輪の軸支持部に固定され、また
インナーチューブ２は不図示のハンドル側の上下ブラケ
ットに固定されている。内部に作動油を収容したアウタ
ーチューブ１とインナーチューブ２とが互いに上下方向
に摺動自在に嵌合し、下方に位置するアウターチューブ
１の底部にシリンダ３がアウターチューブ１と同軸に固
定されている。上方に位置するインナーチューブ２の上
部にピストンロッド４がインナーチューブ２と同軸に固
定されてシリンダ３内に挿入されている。そのピストン
ロッド４の下端に弁板10,11によって開閉する油通路6,
6′を有するピストン５を固定されると共に、シリンダ
３に摺動自在に嵌合している。シリンダ３内はピストン
５によって二つの油室8,9に区画されているが、そのう
ちの一方の油室８は伸長行程時に圧縮される側となる伸
長側油室であり、他方の油室９は圧縮行程時に圧縮され
る側となる圧縮側油室に相当する。

シリンダ３の伸長側油室８とその外側の油室12との間
には、第2,3図に示すような一方向弁15が設けられてい
る。この一方向弁15は、シリンダ３上端のピストンロッ
ド４のシリンダ内進入部Ｘに設けられ、シリンダ外側の
油室12からシリンダ内側の油室８への油移動だけを抵抗
なく許容し、その反対側の流れを阻止する構成になって
いる。作動油Ｏの油面は一方向弁15の上方所定位置に設
定されている。また、シリンダ３の底部には絞り孔16が
設けられ、シリンダ内側の油室９と外側の油室12との間
を連通し、かつ油移動を規制する油通路として作用する
ようになっている。或いは、本発明ではこの絞り孔16と
伴に、油室12から油室９への油移動のみを抵抗なく許容
する一方向弁17を併設するようにしてもよい。

このような本発明の自動二輪車用テレスコピック型フ
ロントフォークの油圧緩衝器において、圧縮行程でピス
トンロッド４がシリンダ３に対し実線矢印のように相対
移動すると、油室９が圧縮されると共に油室８が拡張す
る。油室９で圧縮された作動油の一部はピストン５の弁
板11を押し開いて油室８に流入し、他の一部はシリンダ
底部の絞り孔16からシリンダ外側の油室12に流出する。
また、弁板11により油室９から油室８への油移動に抵抗
が与えられると油室８の拡張に応じてシリンダ３上端の
一方向弁15が開き、油室12から作動油が空気を巻き込む
ことなく流入する。

このように作動する圧縮行程において、油室９の油圧
P₁は上昇するが、油室８の油圧P₂は油室12の作動油が抵
抗なく流入するため、油室12の油圧P₃とほぼ同じ状態に
なる。したがって、この圧縮行程で発生する減衰力F
₁は、ピストン５の横断面積（シリンダ３の内径面積）
をＡとすると、略 F₁＝P₁×Ａ ……（２）で表されることになる。

ピストン５の横断面積Ａはピストンロッド４の横断面
積ａよりも十分に大きなＡ＞ａの関係になっているか
ら、上記式（２）に従って必要な減衰力F₁を発生させる
ために油室９に発生させるべき油圧P₁は、従来の油圧緩
衝器における油圧P₁に比べて小さなものでよいことにな
る。実際、この実施例では、シリンダ３の油室８に、油
室12から油室８側だけに抵抗なく油移動する一方向弁15
を設けるようにしているため、圧縮行程時の油圧P₁が第
４図の油圧緩衝器に比べ小さくなっている。

このように小さな油圧P₁によって必要な減衰力を発生
させるようにするから、ピストンのシール性能やシリン
ダ底部の油通路の絞りのバラツキ等により作動油の圧縮
量にバラツキが生じても、作動油の圧縮性が油圧に与え
る影響を小さくし、圧縮行程時の減衰力を安定したもの
にすることができる。また、その結果として、多数生産
する製品毎に大きなバラツキを生ずることがないように
することができる。

また、上記油圧緩衝器の圧縮行程時の減衰力F₁は、上
記式（２）の通りピストンロッド４の横断面積ａとは無
関係であるので、そのピストンロッド径を可及的に細く
することができる。その結果として、油室の容積を大き
くし、作動油量を多くすることができる。また、作動油
が多いことによって作動時の作動油の温度上昇を抑制
し、安定した減衰力を発生させることができるようにな
る。また、伸長行程時のピストンロッドのシリンダ内で
の容積変化を小さくすることで、シリンダ内への油の入
出量を少なくでき、圧縮減衰力を安定させることができ
る。また、油室上部の空間スペースも大きくできるの
で、空気圧の変動幅を小幅にし、オイルシールに対する
負担を軽減することができる。また、ピストンロッド径
を細くすることによって、軽量化が可能になる。

また、シリンダ３の底部に絞り孔16を設けたもので
は、第４図の一方向弁を設けた従来のものに比べて圧縮
行程時の作用速度を大きくすることができ、路面の凸部
に乗り上げたときなどに俊敏な応答を可能にする。

一方、伸長行程では、ピストンロッド４はシリンダ３
に対して破線矢印のように相対移動し、油室８が圧縮さ
れると共に油室９が拡張する。このとき油室８の一方向
弁15は閉塞状態になっているので、油室８の油圧P₂は上
昇し、ここで圧主された作動油はピストン５の弁板10を
押し開いて油室９に流れ込む。しかし、この油室９に
は、絞り孔16を介してシリンダ外側の油室12からも作動
油が抵抗なく流入するので、油室９の油圧P₁は油室12の
油圧P₃とほぼ等しい状態になる。

したがって、この伸長行程時にピストンロッド４に作
用する減衰力F₂は、略 F₂＝P₂×（Ａ−ａ） ……（３）になる。このときの減衰力F₂は、一方向弁15が閉塞した
状態で発生するので、このような一方向弁15を設けてい
ない第４図の油圧緩衝器と同じ作用で発生することにな
る。したがって、従来の油圧緩衝器も伸長行程時の減衰
力は上記（３）式で表され、本発明の油圧緩衝器は従来
と何ら変わらない伸長行程時の減衰力を発揮することが
できる。

また、実施例では、インナーチューブを上側（ハンド
ル側）に配置し、アウターチューブを下側（車輪側）に
したが、これを上下逆の関係に配置するようにしてもよ
い。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明の自動二輪車用テレスコピッ
ク型フロントフォークの油圧緩衝器は、シリンダ上端の
ピストンロッドのシリンダ内進入部に、シリンダ外側の
油室から伸長側油室への油移動だけを許容する一方向弁
を設け、かつ作動油の油面を一方向弁の上方所定位置に
設定したので、圧縮行程時に作動湯が空気を巻き込むこ
となくシリンダ外側の油室から伸長側油室に流入し、こ
の油室の油圧をシリンダ外側の油室の圧力と略同じ大き
さにして圧縮側油室の油圧P₁を小さく設定することがで
きるため、ピストンのシール性能やシリンダ底部の油通
路の絞りのバラツキ等により作動油の圧縮量にバラツキ
が生じても、作動油の圧縮性が油圧に与える影響を小さ
くし、圧縮行程程時の減衰力を安定化することができ
る。

また、圧縮行程時の減衰力が、ピストンロッドの断面
積とは無関係になるため、ピストンロッドの径を細くす
ることができ、それによって、油室のスペースを広げ、
作動油量を多くして温度上昇を抑制し、減衰力を一層安
定化することができ、かつ油圧緩衝器の重量を軽減する
ことができる。

また、伸長行程では、上記一方向弁が伸長側油室から
シリンダ外側の油室への油移動を阻止するから、そのと
きの減衰力を、このような一方向弁を設けない従来の油
圧緩衝器と何ら変わらないものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例からなる自動二輪車用テレスコ
ピック型フロントフォークの油圧緩衝器の縦断面図、第
２図は同油圧緩衝器の要部を示す縦断面図、第３図は第
２図のIII−III矢視図である。第４図は従来の油圧緩衝
器の縦断面図である。１……アウターチューブ、２……インナーチューブ、３
……シリンダ、４……ピストンロッド、５……ピスト
ン、6,6′……油通路、８……伸長側の油室、９……圧
縮側の油室、10,11……弁板、12……シリンダ外側の油
室、15……一方向弁、16……絞り孔、17……一方向弁、
Ｘ……シリンダ内進入部。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16F 9/00 - 9/54 B62K 25/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に作動油を収容したアウターチューブ
とインナーチューブとを互いに上下方向に摺動自在に嵌
合し、下方に位置する一方のチューブの底部にシリンダ
を該チューブと同軸に固定すると共に、上方に位置する
他方のチューブの上部にピストンロッドを該チューブと
同軸に固定して前記シリンダ内に挿入し、前記ピストン
ロッドの下端に弁板によって開閉する油通路を有するピ
ストンを固定すると共に前記シリンダに摺動自在に嵌合
し、該シリンダ内を圧縮行程時に圧縮される圧縮側油室
と伸長行程時に圧縮される伸長側油室とに前記ピストン
で区画し、かつ前記シリンダの底部に前記圧縮側油室と
該シリンダ外側の油室とを連通し油移動を規制する油通
路を設けた油圧緩衝器において、前記シリンダ上端の前記ピストンロッドのシリンダ内進
入部に、前記シリンダ外側の油室から前記伸長側油室へ
の油移動だけを許容する一方向弁を設けると共に、前記
作動油の油面を該一方向弁の上方所定位置に設定した自
動二輪車用テレスコピック型フロントフォークの油圧緩
衝器。