JP4133359B2 - フロントフォーク - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は自動二輪車、三輪車、自転車等のフロントフォークに関する。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1に記載の如く、フロントフォークとして、車軸側のアウタチューブ内に車体側のインナチューブを摺動自在に嵌合し、アウタチューブの底部に中空パイプを立設し、中空パイプに設けたピストン部をインナチューブの内周に摺接させ、中空パイプとインナチューブとの間に懸架スプリングを介装したものがある。
【0003】
このフロントフォークの作動時には、懸架スプリングが撓みに基づくねじり方向回転力を生じ、この回転力が懸架スプリングと中空パイプ側着座面との間の摩擦抵抗を受け、フロントフォークの作動初期にスプリングが硬い感じになる。
【0004】
そこで、懸架スプリングと中空パイプ側着座面との間の摩擦抵抗をキャンセルするため、特許文献2に記載の如く、中空パイプと懸架スプリングの間に板状ワッシャからなるベアリング部材を設けることが考えられる。
【0005】
図7(A)はこのようなフロントフォークを示す模式図であり、1はインナチューブ、2は中空パイプ、2Aはピストン部、2Bはピストンリング、3は懸架スプリング、4はベアリング部材である。
【0006】
【特許文献1】
特開昭61-10137(第3図)
【0007】
【特許文献2】
特開2001-330076(図10、[0019])
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
▲1▼しかしながら、図7(A)のものでは、フロントフォークの作動時に、ベアリング部材4がインナチューブ1の内面に干渉し、異音が発生したり、インナチューブ1の内面の偏磨耗によりピストンリング2Bにかじりを生じ、フロントフォークの性能が低下する。
【0009】
▲2▼ベアリング部材4の組付時に、ベアリング部材4がインナチューブ1の内部を落下中に傾転し、ベアリング部材4が中空パイプ2の上面に直立して組付けできないことがある(図7(B))。この場合、ベアリング部材4が機能しないし、懸架スプリング3のセット長が変化し、懸架スプリング3のセット荷重が変化してしまう虞がある。
【0010】
本発明の課題は、乗り心地性、緩衝性、経済性に優れたフロントフォークを提供するに際し、特に作動性と組付性を向上することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、車軸側のアウタチューブ内に車体側のインナチューブを摺動自在に嵌合し、アウタチューブの底部に中空パイプを立設し、中空パイプに設けたピストン部をインナチューブの内周に摺接させ、中空パイプとインナチューブとの間に懸架スプリングを介装したフロントフォークにおいて、中空パイプの上部に環状のベアリング部材を該ベアリング部材の自軸まわりに回転自在に設け、ベアリング部材には、懸架スプリングの下端部を支持する大径部と、中空パイプに挿入されて該中空パイプの内周との間で径方向の移動を規制する小径部を形成し、ベアリング部材の小径部の外周が中空パイプの内周に対してなす隙間を、ベアリング部材の大径部の外周がインナチューブの内周に対してなす隙間より小さくし、ベアリング部材の自軸を含む断面の輪郭が形成する多角形において、隣り合っていない2つの頂点を結ぶ距離のうちの最大長であるところの最大対角長を、インナチューブの内径より大きくしたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1はフロントフォークを示す断面図、図2は図1の要部拡大図、図3はベアリング部材の組付状態を示す断面図、図4は中空パイプを示す断面図、図5はベアリング部材を示し、(A)は正面図、(B)は断面図、図6は本発明の作動原理を示す模式図、図7は従来例を示す模式図である。
【0013】
フロントフォーク10は、自動二輪車等に用いられ、図1〜図3に示す如く、車輪側の、一端が閉じ、他端が開口するアウタチューブ11に、車体側のインナチューブ12を摺動自在に挿入している。アウタチューブ11のインナチューブ12が挿入される開口端には、ガイドブッシュ13、シールスペーサ14、オイルシール15、ストッパリング16、ダストシール17が設けられる。インナチューブ12のアウタチューブ11に挿入される下端外周部には、ガイドブッシュ19が設けられる。
【0014】
アウタチューブ11の底部には銅パッキン21Aを介してボルト21が挿入され、このボルト21により締結される中空パイプ22が立設している。インナチューブ12の上端部にはOリング23Aを介してキャップボルト23が螺着される。
【0015】
中空パイプ22の上端部に後述する如くに設けられるベアリング部材50と、キャップボルト23に支持されるスプリングジョイント24A、24B、スプリングカラー25との間に、懸架スプリング26が介装される。
【0016】
中空パイプ22の上端部には拡径状のピストン部31が設けられ(図4)、中空パイプ22の外側に油室27を設けている。ピストン部31は、ピストンリング31Aを外周に備え、インナチューブ12の内周に摺接する。
【0017】
インナチューブ12の下端内周部(先端部)にはピストン41が設けられる。ピストン41は、インナチューブ12の内径段差部に係止された環状上ピース42と、インナチューブ12の下端かしめ部により固定化された環状下ピース43と、上ピース42と下ピース43に挟まれる筒状カラー44とからなる。
【0018】
ピストン41は、筒状カラー44の上テーパ部の内周にチェック弁46を配置している。チェック弁46は、上ピース42により背面支持されるスプリング47により付勢され、そのテーパ面を上テーパ部のテーパ面に着座せしめられるとともに、その内周と中空パイプ22の外周との間に環状隙間48を形成している。
【0019】
ピストン41は、筒状カラー44の下内周部にチェック弁49を配置している。
【0020】
ピストン41は、中空パイプ22の外側に設けた油室27を上下に仕切る。即ち、インナチューブ12と中空パイプ22とピストン部31とピストン41により上油室27Aを、ピストン41の下部のアウタチューブ11と中空パイプ22により下油室27Bを形成している。また、中空パイプ22の内側に油溜室28を設け、中空パイプ22の下端側で油室27と油溜室28を連通する複数の通孔34と、中空パイプ22の上端側で油室27と油溜室28を連通するオリフィス35とを中空パイプ22に設けている。油溜室28には作動油が充填されており、インナチューブ12の内部で油溜室28の上部には気体室29を設けてある。
【0021】
尚、インナチューブ12に設けたピストン41の上ピース42と、中空パイプ22に設けたピストン部31の間に、最大伸長時のリバウンドスプリング36を設け、最伸長ストロークを規制する。
【0022】
また、ボルト21により締結される中空パイプ22の下端部とアウタチューブ11の底部との間にオイルロックピース37を挟持し、最大圧縮時にピストン41のチェック弁49がオイルロックピース37の外周に嵌合し、アウタチューブ11とオイルロックピース37の間に区画されるオイルロック油室の作動油を加圧して最圧縮ストロークを規制する。
【0023】
また、ピストン41の筒状ピース44に孔44Aを設け、かつインナチューブ12のピストン41を設けた部分に孔12Aを設け、アウタチューブ11のガイドブッシュ13、インナチューブ12のガイドブッシュ19、及びそれらガイドブッシュ13、19に挟まれるチューブ間スペースに油室27の作動油を供給し、ガイドブッシュ13、19の潤滑、チューブ間スペースの容積補償を行なう。
【0024】
従って、フロントフォーク10にあっては、車両が受ける衝撃を懸架スプリング26と気体室29の空気ばねによって吸収して緩和し、この衝撃の吸収に伴なう懸架スプリング26の振動を以下の減衰作用により制振する。
【0025】
(圧縮行程)
フロントフォーク10の圧縮行程では、インナチューブ12が下降して下油室27Bの圧力が上昇し、ピストン41のチェック弁46が上向き移動して開くことにより下油室27Bの油が上油室27Aの側に置換するとともに、インナチューブ12の断面積×ストローク分の油が下油室27Bから通孔34を通って油溜室28へ移動する。このとき、通孔34で生ずる通路抵抗に起因する減衰力を生ずる。
【0026】
(伸長行程)
フロントフォーク10の伸長行程では、インナチューブ12が上昇して上油室27Aの圧力が上昇し、上油室27Aの油がピストン41の上テーパ部に着座せしめられるチェック弁46の環状隙間48から下油室27Bに移動する際に環状隙間48で生ずる通路抵抗、及び上油室27Aの油が中空パイプ22のオリフィス35から出て油溜室28、中空パイプ22の通孔34経由で下油室27Bに移動する際にオリフィス35で生ずる通路抵抗に起因する減衰力を生ずる。
【0027】
また、この伸長行程では、インナチューブ12の断面積×ストローク分の油が油溜室28から下油室27Bに補給される。
【0028】
しかるに、フロントフォーク10にあっては、中空パイプ22の上端部に設けたピストン部31の上部に環状のベアリング部材50を、該ベアリング部材50の自軸Lまわりに回転自在に設け、懸架スプリング26をベアリング部材50に着座させて支持する。
【0029】
ベアリング部材50は、図5に示す如く、筒状をなし、懸架スプリング26の下端部を支持する大径部51と、中空パイプ22に挿入されて中空パイプ22の内周との間で径方向の移動を規制する小径部52を備える。大径部51と小径部52は同一内径をなし、大径部51の外径を小径部52の外径より大きくし、大径部51の外周と小径部52の外周の段差部を中空パイプ22のピストン部31の上端面に載置する。
【0030】
ベアリング部材50は、小径部52の外周が中空パイプ22の内周に対してなす隙間Bを、大径部51の外周がインナチューブ12の内周に対してなす隙間Aより小さくし、ベアリング部材50が中空パイプ22に対して移動しても、大径部51がインナチューブ12の内面に干渉しない。尚、Aは大径部51の両側の隙間A1、A2の総計値、Bは小径部52の両側の隙間B1、B2の総計値である(図6(A))。
【0031】
ベアリング部材50は、自軸Lを含む縦断面の最大対角長Cを、インナチューブ12の内径Dより大きくし、ベアリング部材50が組付時にインナチューブ12の内部を落下中に傾転しない。尚、対角長とは、ベアリング部材50の上述の断面の輪郭が形成する多角形において、隣り合っていない2つの頂点を結ぶ距離をいう。そして、Cはベアリング部材50の自軸Lに対する一側における大径部51の上端角と他側における大径部51の下端角との距離により規定される場合(図6(B))、又は一側における大径部51の上端角と他側における小径部52の下端角との距離により規定される場合(図6(C))とがある。
【0032】
本実施形態によれば以下の作用効果がある。
▲1▼ベアリング部材50が中空パイプ22のピストン部31に対して回転するから、懸架スプリング26の撓みに基づくねじり方向回転力起因の摩擦抵抗が、ベアリング部材50とピストン部31との間の回転によりキャンセルされ、懸架スプリング26が撓んでも、ピストン部31の上面との間に摩擦が発生しない。従って、フロントフォーク10の作動時(懸架スプリング26の撓み時)、ベアリング部材50による常時安定したスラストベアリング効果を得ることができ、良好なストローク初期の作動性維持が可能になる。
【0033】
尚、ベアリング部材50をアルミニウム焼入材にて構成し、軽量化することにより、ベアリング部材50の慣性質量を小さくし、上述▲1▼の回転性を向上できる。
【0034】
▲2▼ベアリング部材50の小径部52の外周が中空パイプ22の内周に対してなす隙間Bを、大径部51の外周がインナチューブ12の内周に対してなす隙間Aより小さくしたから、ベアリング部材50が小径部52により径方向の移動を規制され、インナチューブ12の内周に干渉することがなく、異音の発生がない。また、インナチューブ12の内面にベアリング部材50の接触に起因する偏磨耗の発生がなく、中空パイプ22のピストン部31の外周に嵌装したピストンリング31Aにかじりを生ずることがなく、減衰性能の低下がない。
【0035】
▲3▼ベアリング部材50の自軸Lを含む断面の最大対角長Cを、インナチューブの内径Dより大きくしたから、ベアリング部材50の組付時に、ベアリング部材50がインナチューブ12の内部を落下中に傾転することがなく、ベアリング部材50が中空パイプ22のピストン部31の上面に直立したり、裏返し状に組付くことがない。ベアリング部材50は前述▲1▼の機能を全うし、懸架スプリング26のセット長、セット荷重を変化させることもない。
【0036】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、乗り心地性、緩衝性、経済性に優れたフロントフォークを提供するに際し、特に作動性と組付性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はフロントフォークを示す断面図である。
【図2】図2は図1の要部拡大図である。
【図3】図3はベアリング部材の組付状態を示す断面図である。
【図4】図4は中空パイプを示す断面図である。
【図5】図5はベアリング部材を示し、(A)は正面図、(B)は断面図である。
【図6】図6は本発明の作動原理を示す模式図である。
【図7】図7は従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
10 フロントフォーク
11 アウタチューブ
12 インナチューブ
22 中空パイプ
26 懸架スプリング
31 ピストン部
50 ベアリング部材
51 大径部
52 小径部
Claims (1)
- 車軸側のアウタチューブ内に車体側のインナチューブを摺動自在に嵌合し、
アウタチューブの底部に中空パイプを立設し、中空パイプに設けたピストン部をインナチューブの内周に摺接させ、
中空パイプとインナチューブとの間に懸架スプリングを介装したフロントフォークにおいて、
中空パイプの上部に環状のベアリング部材を該ベアリング部材の自軸まわりに回転自在に設け、
ベアリング部材には、懸架スプリングの下端部を支持する大径部と、中空パイプに挿入されて該中空パイプの内周との間で径方向の移動を規制する小径部を形成し、
ベアリング部材の小径部の外周が中空パイプの内周に対してなす隙間を、ベアリング部材の大径部の外周がインナチューブの内周に対してなす隙間より小さくし、
ベアリング部材の自軸を含む断面の輪郭が形成する多角形において、隣り合っていない2つの頂点を結ぶ距離のうちの最大長であるところの最大対角長を、インナチューブの内径より大きくしたことを特徴とするフロントフォーク。
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