JP3907248B2 - フロントフォーク - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動二輪車に架装されるフロントフォークに関し、特に、オフロードタイプの自動二輪車に架装するのに最適となるフロントフォークの改良に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
オフロードタイプの自動二輪車に架装されるフロントフォークとしては、従来から、種々の提案があるが、たとえば、実開平３−１３０９３１号公報に開示のフロントフォークにあっては、ハンドル側に対して車輪側の軽量化を図るべく、ハンドル側チューブとなる大径のアウターチューブの下端側内に車輪側チューブとなる細径のインナーチューブの上端側が出没可能に挿通される倒立型に設定されている。
【０００３】
一方、このフロントフォークは、内部にいわゆるダンパの態様に形成された減衰力発生部を有してなるが、この減衰力発生部を形成するシリンダをアウターチューブの軸芯部に配在させ、しかも、最伸長時にシリンダ内にピストンで区画されピストン側油室とも称されるヘッド側油室に供給される作動油が確保されるように、シリンダの外周にブラダで区画されてヘッド側油室に連通する油室を有するとしている。
【０００４】
それゆえ、この提案のフロントフォークによれば、これが自動二輪車に架装された状態で、たとえば、ジャンプ後の着地等で最圧縮されても、このとき、ヘッド側油室からの作動油がブラダで区画された油室に流入し、次に反転してフロントフォークが伸長作動するときに、ヘッド側油室に流入する作動油の不足現象を招来させないようにすることが可能なる。
【０００５】
しかしながら、上記した従来提案としてのフロントフォークにあっては、以下のような不都合が指摘されている。
【０００６】
すなわち、ヘッド側油室からの作動油がブラダで区画される油室に流入するときには、アウターチューブ内にインナーチューブが大きいストロークで没入される状態になる。
【０００７】
したがって、このとき、ブラダが作動油の流入で径方向に大きく膨張している場合には、ブラダの外周がインナーチューブの内周に摺接することになり、インナーチューブのアウターチューブに対する摺動性、すなわち、フロントフォークの伸縮性が阻害される危惧がある。
【０００８】
また、ブラダの外周へのインナーチューブの内周の摺接が繰り返される場合には、ブラダの破損を招来させる危惧があり、仮に破損される場合には、減衰力発生部に所定の減衰作用を期待できなくなる危惧がある。
【０００９】
そして、ブラダの径方向への大きい膨張を阻止するために、ブラダにおける剛性を高くする場合には、このブラダが撓み難くなり、結果として、このフロントフォークを架装する自動二輪車における乗り心地を悪化させることになる危惧がある。
【００１０】
さらに、上記したフロントフォークにあって、ブラダで形成される油室とヘッド側油室とで設定される油量は、言わば定量とされているが、インナーチューブのアウターチューブに対する出没が繰り返されているときには、シリンダに対するピストンロッドの出没が繰り返され、したがって、ピストンロッドの外周に付着したリザーバ室からの作動油がわずかながらシリンダ内に送り込まれることになる。
【００１１】
そして、作動油の送り込みの結果、いわゆる１Ｇ状態のときにもブラダが設定状態以上に膨張している傾向になり、したがって、この限りにおいて、自動二輪車における乗り心地が悪化されるのはもちろんであるが、この膨張傾向にあるときに、ジャンプ後の着地等で最圧縮されると、ブラダをいたずらに膨張させ、結果的には、ブラダに破損を招来させる危惧がある。
【００１２】
この発明は、前記した事情を鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、自動二輪車における乗り心地を悪化させないのはもちろんのこと、膨張したブラダの外周にインナーチューブの内周を摺接させず、また、伸縮作動に伴う作動油の送り込みによるブラダの破損の危惧をなくして、特に、オフロードタイプの自動二輪車への架装に最適となるフロントフォークを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、アウターチューブと、アウターチューブ内に摺動自在に挿入したインナーチューブと、アウターチューブの軸芯部にインナーチューブ内に向けて垂設したシリンダと、アウターチューブとシリンダとの間に隔成したリザーバ室と、シリンダの上端部内側に配設したブラダと、ブラダの内側に隔成されて上記リザーバ室に連通する気室と、同じくブラダによってシリンダの上部に区画されたヘッド側油室と、上記ブラダの外周に設けられて上記シリンダの内周に圧接するシール部とからなり、ヘッド側油室内の内圧がシール部）を形成するリップ部分の剛性で設定された圧力以上の高圧になるときに上記リップ部分がシリンダ３の内周から離脱されてリップ部分の外周とシリンダの内周との間に隙間が形成され、該隙間を介してヘッド側油室の上記高圧がリザーバ室に解放されるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
そして、より具体的には、シリンダの上端部が加圧成形によって拡径形成されてなると共に、シリンダの上端がアウターチューブの上端を閉塞するキャップ部材に連結保持されてなるとし、シール部の外周がブラダの上端部内周に隣設のバックアップ部材によってシリンダの内周に圧接されてなるとする。
【００１５】
また、好ましくは、ブラダの下端がアウターチューブの上端を閉塞するキャップ部材のセンターロッド部に保持されてなると共に、センターロッド部が圧側減衰バルブ構造を有してなるとする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図示したところに基づいてこの発明を説明する。この発明の一実施の形態によるフロントフォークの基本構造は、図１に示すように、車体側であるハンドル側のチューブたるアウターチューブ１と、アウターチューブ１内に摺動自在に挿入したインナーチューブ２と、アウターチューブ１の軸芯部に車輪側チューブたるインナーチューブ２内に向けて垂設したシリンダ３と、アウターチューブ１とシリンダ３との間に隔成したリザーバ室Ｒ１と、シリンダ３の上端部内側に配設したブラダ６と、ブラダ６の内側に隔成されて上記リザーバ室Ｒ１に連通する気室Ｒ４と、同じくブラダ６によってシリンダ３の上部に区画されたヘッド側油室Ｒ２と、上記ブラダ６の外周に設けられて上記シリンダ３の内周に圧接するシール部６１とからなっている。
この構造により、ヘッド側油室Ｒ２内の内圧がシール部６１を形成するリップ部分６３の剛性で設定された圧力以上の高圧、即ち異常高圧、になるときに上記リップ部分６３がシリンダ３の内周から離脱されてリップ部分６３の外周とシリンダ３の内周との間に隙間が形成され、該隙間を介してヘッド側油室Ｒ２の上記高圧がリザーバ室Ｒ１に解放される。
【００１７】
そして、図示しないが、アウターチューブ１の下端側内にインナーチューブ２の上端側が出没可能に挿通されてなり、該インナーチューブ２のアウターチューブ１に対する出没の際に、内部に配在の減衰力発生部で所定の減衰作用が実現されるとしている。
【００１８】
減衰力発生部は、この実施の形態では、アウターチューブ１とインナーチューブ２とで形成されリザーバ室Ｒ１とされる容室内に配在されるいわゆるダンパの態様に設定されてなるとしている。
【００１９】
そして、この減衰力発生部は、全部を図示しないが、アウターチューブ１の軸芯部に垂設されるシリンダ３内にインナーチューブ２の軸芯部に立設されたピストンロッド（図示せず）の上端側が懸架ばね（図示せず）の配在下に出没可能に挿通されてなるとしている。
【００２０】
なお、リザーバ室Ｒ１には、フロントフォークが最伸長されたときにも、シリンダ３の下端たるロッド出没端（図示せず）を油中から露出させないのに十分な量の作動油が収容されている。
【００２１】
また、減衰力発生部は、ピストンロッドの先端に連設されてシリンダ３内に摺動可能に収装されるピストン部（図示せず）を有してなり、ピストン部がシリンダ３内の上方側にヘッド側油室Ｒ２と下方側にロッド側油室（図示せず）を区画するとしている。
【００２２】
そして、ピストン部に配在の伸側減衰バルブ構造（図示せず）およびヘッド側油室Ｒ２に配在のいわゆるベースバルブ部の態様に形成された圧側減衰バルブ構造４で所定の各側の減衰作用が実現されるとしている。
【００２３】
圧側減衰バルブ構造４は、図示する実施の形態にあって、アウターチューブ１の上端を閉塞するキャップ部材５のセンターロッド部５１の先端インロー部５２に介装されたバルブシート部材としてのバルブボディ４１を有してなる。
【００２４】
即ち、バルブボディ４１は、上記したように、シリンダ３の上部にブラダ６で隔成したヘッド側油室Ｒ２内に配設され、その外周がシリンダ３の内周にいわゆる液密構造下に隣接されている。これにより、バルブボディ４１は、このヘッド側油室Ｒ２自体を上下に分割し、上方側の油室Ｒ３部分と下方側のヘッド側油室Ｒ２部分とに区画している。
【００２５】
また、バルブボディ４１は、油室Ｒ３とヘッド側油室Ｒ２との連通を許容する圧側ポート４１ａと伸側ポート４１ｂを有しており、圧側ポート４１ａの上端が圧側バルブ４２で開閉可能に閉塞され、伸側ポート４１ｂの下端が圧側チェックバルブ４３で開閉可能に閉塞されるとしている。
【００２６】
それゆえ、上記のように形成された圧側減衰バルブ構造４にあっては、ヘッド側油室Ｒ２が高圧側となるときに、作動油が圧側バルブ４２を介して油室Ｒ３側に流入することになり、このとき、ブラダ６が収縮して作動油の油室Ｒ３内への流入を許容すると共に、圧側バルブ４２を作動油が通過することによる所定の減衰力発生を実現することになる。
【００２７】
また、上記したところから反転して、ヘッド側油室Ｒ２が負圧傾向になるときには、ヘッド側油室Ｒ２で不足することになる量の作動油が油室Ｒ３側から圧側チェックバルブ４３を介してヘッド側油室Ｒ２に流入することになる。
【００２８】
なお、このときには、図示しないシリンダ３内のピストン部に配在の伸側減衰バルブ構造部分で所定の伸側減衰力が発生されることになる。
【００２９】
シリンダ３は、上端がアウターチューブ１の上端を閉塞するキャップ部材５の外周側に筒状に形成された連結部５３の内周に螺合されて連結保持されてなるとし、図示しないが、下端側がインナーチューブ２の内周側へと延在されてなるとしている。
【００３０】
なお、連結部５３の外周には、アウターチューブ１の上端内周が螺合されて連結保持されてなるとし、また、連結部５３の上端側の肉厚部には、径方向に開穿されて内外周の連通を可能にする連通孔５４を有してなると共に、連結部５３の外周側には、上端側で連通孔５４に連通し下端でリザーバ室Ｒ１に連通する切欠溝５５を有してなるとしている。
【００３１】
ところで、この実施の形態にあって、シリンダ３は、上端部が加圧成形によって拡径形成されてなるとしており、その内周側に配在されるブラダ６の径方向の寸法を大きく設定し得るように配慮している。
【００３２】
そして、ブラダ６の径方向の寸法を大きく設定する場合には、同じエアばね効果を得るについて、ブラダ６の寸法を軸線方向に、すなわち、フロントフォークの伸縮方向に大きく設定しなくて済むことになり、結果として、フロントフォークの有効ストロークを大きく設定し得て、減衰力発生部で発生される減衰力の大きさの設定に関して自由度を持たせることが可能になる点で有利となる。
【００３３】
なお、シリンダ３は、ブラダ６を内周側に収装させる上端部については、これが拡径形成されてなるとするが、その下方の圧側減衰バルブ構造４を内装する部位以下については、バルブシート部材としてのバルブボディ４１のいたずらな拡径化を阻止するためなどで、基本径を維持する細径に設定されている。
【００３４】
一方、シリンダ３の上端部の内周側に収装されるブラダ６は、油室Ｒ３内にリザーバ室Ｒ１に連通する気室Ｒ４を区画形成するために配在されるもので、繰り返しの収縮および復元を可能にするように、たとえば、ゴム材で適宜の肉厚に一体成形されてなるとしている。
【００３５】
そして、図示する実施の形態では、縦断面をほぼＵ字状にするように成形されてなり、上端部となる開口端部の外周にシール部６１を有すると共に、このシール部６１を対向するシリンダ３の上端部となる開口端部の内周に圧接するとしている。
【００３６】
そしてまた、シール部６１のシリンダ３の内周への圧接は、図示する実施の形態では、ブラダ６の上端部内周に隣設されるバックアップ部材７によるとしており、このバックアップ部材７は、全体に浅いほぼＵ字状となる縦断面を有するように形成され、底部の軸芯部がキャップ部材５におけるセンターロッド部５１に嵌装されてその所定位置への定着が図られるとしている。
【００３７】
なお、このバックアップ部材７には、ブラダ６内の気室Ｒ４をリザーバ室Ｒ１に連通可能にする連通孔７１，７２を有している。
【００３８】
また、ブラダ６の外周側は、油室Ｒ３であって、これが圧側減衰バルブ構造４を介してヘッド側油室Ｒ２に連通されていることもちろんである。
【００３９】
ブラダ６のシール部６１は、図示する実施の形態にあっては、図２に示すように、油の漏れを許容するが実質的にシール機能を発揮するシール部分６２と、リザーバ室Ｒ１側からのいわゆる逆流を阻止するチェック弁として機能するリップ部分６３とを有してなり、このシール部分６２とリップ部分６３の外周がシリンダ３の上端部の内周に圧接されてなるとしている。
【００４０】
ちなみに、ブラダ６の下端は、キャップ部材５のセンターロッド部５１に、正確には、センターロッド部５１と先端インロー部５２との境界部分に形成される段差部５６に配在された状態で圧側減衰バルブ構造４を形成するバルブストッパ４４の押圧によって保持されてなるとしている。
【００４１】
なお、図示する実施の形態にあっては、ブラダ６の下端にフック部６４が形成されていて、このフック部６４が段差部５６に嵌装される構造とされて、ブラダ６の下端のセンターロッド部５１からの離脱が阻止されるとしている。
【００４２】
それゆえ、このブラダ６にあっては、これがシリンダ３の上端部内に収装されてなるから、フロントフォークが大きいストロークで圧縮されてアウターチューブ１内にインナーチューブ２が大きく没入される際に、仮にブラダ６が膨径するように膨張されるとしても、外周がインナーチューブ２の内周に干渉することがなく、したがって、その繰り返しによるブラダ６の破損を危惧しなくて済むことになる（図１中の仮想線図参照）。
【００４３】
そして、このブラダ６におけるシール部６１にあっては、シリンダ３内のヘッド側油室Ｒ２側、すなわち、油室Ｒ３側が異常高圧になると、シール部分６２の外周とシリンダ３の内周との間を介しての高圧がリップ部分６３に作用することになり、このとき、リップ部分６３がシリンダ３の内周から離脱されてリップ部分６３の外周とシリンダ３の内周との間に隙間が形成され、この隙間を介して高圧がシリンダ３外のリザーバ室Ｒ１に解放されるようになる（図２中の矢印ａ参照）。
【００４４】
また、当然のことながら、ヘッド側油室Ｒ２が通常状態での高圧側となるときには、ブラダ６が収縮してブラダ６外の油室Ｒ３への作動油の流入を許容し、反転して、ヘッド側油室Ｒ２が負圧傾向になるときには、ヘッド側油室Ｒ２で不足することになる量の作動油がブラダ６の復元によって油室Ｒ３側からヘッド側油室Ｒ２に流入されることになる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明にあっては、ブラダがシリンダの拡径形成された上端部内に配在されるから、ブラダが拡径方向に大きく膨張することになっても、このブラダの外周がインナーチューブの内周に摺接することがなく、したがって、インナーチューブの摺接によるブラダの破損やフロントフォークにおける摺動性の低下を危惧しなくて済むことになる。
【００４６】
そして、膨張するブラダにおける破損の危惧がなくなるから、ブラダの剛性を上げて破損し難くする配慮を不要にし、したがって、ブラダの剛性を上げることによる乗り心地の悪化を招来させなくて済むことにもなる。
【００４７】
また、この発明にあっては、ヘッド側油室が異常高圧になるとき、この異常高圧をブラダのシール部を交わすようにしてリザーバ室に解放し得るから、ブラダの破損の弊害発生も未然に阻止できるのはもちろんのこと、ダンパ態様に形成された減衰力発生部における内圧を安定させることが可能になる。
【００４８】
そして、ブラダによってシリンダ内で油室と気室とが分離されているので、シリンダ内の作動油にエアが混入される危惧がなくなり、仮にシリンダにおけるピストンロッドの出没端部からの作動油の送り込み現象に伴ってエアを混入する作動油がシリンダ内に浸入される事態になっても、エアがブラダの上端部たるシール部の下方に集積され、シール部を介しての異常高圧の解放の際にリザーバ室に放出され得ることになり、したがって、ダンパ態様に形成された減衰力発生部における減衰作用が安定化されることになる。
【００４９】
また、拡径形成されたシリンダの上端部内にブラダが配在されるとするから、ブラダにおける径方向の寸法を大きく設定でき、したがって、同じ容積のものを設けるについて、ブラダの寸法をフロントフォークの伸縮方向に大きく設定しなくて済み、結果として、フロントフォークの有効ストロークを大きく設定し得ることにして、減衰力発生部で発生される減衰力の大きさの設定に関して自由度を持たせることが可能になる。
【００５０】
さらに、ヘッド側油室からの作動油がブラダのシール部を交わしてリザーバ室に流出されるから、作動油の循環が実現されることになり、油温の上昇防止が可能になり、作動油の劣化を阻止できることになる。
【００５１】
その結果、この発明によれば、作動油とエアとの分離が可能になり所定の大きさの減衰力の発生を安定的に可能にして自動二輪車における乗り心地を悪化させないのはもちろんのこと、ブラダの膨張時にその外周にインナーチューブの内周を摺接させず、また、伸縮作動に伴う作動油の送り込みによるブラダの破損の危惧をなくして、特に、オフロードタイプの自動二輪車への架装に最適となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態によるフロントフォークの上方部分を示す縦断面図である。
【図２】ブラダのシール部を交わしてシリンダ内の異常高圧がリザーバ室に解放される状態を示す部分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 シリンダ
４ 圧側減衰バルブ構造
５ キャップ部材
６ ブラダ
７ バックアップ部材
５１ センターロッド部
６１ シール部
６３ リップ部分
Ｒ１ リザーバ室
Ｒ２ ヘッド側油室
Ｒ４ 気室

Claims (4)

1. アウターチューブ（１）と、アウターチューブ（１）内に摺動自在に挿入したインナーチューブ（２）と、アウターチューブ（１）の軸芯部にインナーチューブ（２）内に向けて垂設したシリンダ（３）と、アウターチューブ（１）とシリンダ（３）との間に隔成したリザーバ室（Ｒ１）と、シリンダ（３）の上端部内側に配設したブラダ（６）と、ブラダ（６）の内側に隔成されて上記リザーバ室（Ｒ１）に連通する気室（Ｒ４）と、同じくブラダ（６）によってシリンダ（３）の上部に区画されたヘッド側油室（Ｒ２）と、上記ブラダ（６）の外周に設けられて上記シリンダ（３）の内周に圧接するシール部（６１）とからなり、ヘッド側油室（Ｒ２）内の内圧がシール部（６１）を形成するリップ部分（６３）の剛性で設定された圧力以上の高圧になるときに上記リップ部分（６３）がシリンダ（３）の内周から離脱されてリップ部分（６３）の外周とシリンダ（３）の内周との間に隙間が形成され、該隙間を介してヘッド側油室（Ｒ２）の上記高圧がリザーバ室（Ｒ１）に解放されるようにしたことを特徴とするフロントフォーク
2. シリンダの上端部が加圧成形によって拡径形成されてなると共に、シリンダの上端がアウターチューブの上端を閉塞するキャップ部材に連結保持されてなる請求項１のフロントフォーク
3. シール部の外周がブラダの上端部内周に隣設したバックアップ部材によってシリンダの内周に圧接されてなる請求項１又は２のフロントフォーク
4. ブラダの下端がアウターチューブの上端を閉塞するキャップ部材のセンターロッド部に保持されてなると共に、センターロッド部が圧側減衰バルブ構造を有してなる請求項１又は２のフロントフォーク

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