JP4268843B2 - フロントフォーク - Google Patents

Description

この発明は、フロントフォークに関し、特に、ダンパ内蔵型のフロントフォークの改良に関する。

二輪車の前輪側に架装されて前輪に入力される路面振動を内蔵するダンパで吸収す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、その中に、最伸長状態のフロントフォークが収縮作動するときに、ダンパにおいて所定の減衰力が確実に発生されるように配慮した提案がある(たとえば、特許文献１参照)。

すなわち、このフロントフォークにあっては、車体側チューブにシリンダ体が連結されると共に車輪側チューブにロッド体が連結される倒立型のダンパを有してなるが、このダンパにおけるシリンダ体の上端部となるボトム端部内には圧側減衰バルブが配在されると共に、この圧側減衰バルブの下流側には背後から加圧スプリングで附勢されたフリーピストンが配在されてなるとしている。

それゆえ、このフロントフォークにあっては、ダンパにおいて、背後から加圧スプリングで附勢されたフリーピストンによる加圧作用がシリンダ体のボトム端部内に配在の圧側減衰バルブを介してシリンダ体内に波及することになり、それゆえ、最伸長状態のダンパが収縮作動するときに、その収縮開始時から圧側減衰バルブによる設定の減衰力発生が可能とされることになる。
特開平６‐１４７２４８号公報（特許請求の範囲 請求項１）

しかしながら、上記したフロントフォークにあっては、最収縮状態になったときに、ダンパが過大な反力を発生することになり、それゆえ、このフロントフォークを架装する二輪車における乗り心地が悪化されることになる危惧がある。

すなわち、上記したフロントフォークにおけるダンパにあっては、フリーピストンの背後側に画成されるエア室がシリンダ体外のいわゆるリザーバにおけるエア室に連通しているから、このエア室に依存するエアバネ力は、このエア室が大きく収縮される状況にならないと高いバネ力を発揮し得ない状況にある。

そこで、フリーピストンを附勢するについては、専らコイルスプリングからなる加圧スプリングのバネ力に依存することになるが、このコイルスプリングからなる加圧スプリングのバネ力は、言わばストロークに比例して大きくなる。

そこで、このコイルスプリングからなる加圧スプリングのバネ力を全体的に低く設定すると、ダンパ内における油圧保障を実現し得なくなることがあるから、いわゆる常用されるストロークの範囲内で、適正なバネ力を発生し得るように加圧スプリングのバネ力を選択することになる。

その結果、ダンパが最収縮される後半のストロークでは、上記したエア室におけるエアバネ力が急激に大きくなることに加えて、加圧スプリングのバネ力が大きくなり、それゆえ、このダンパを内蔵するフロントフォークにおいて過大な反力を発生することになり、このフロントフォークを架装する二輪車における乗り心地が悪化されることになる。

この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、軸芯部に収装されるダンパにおける設定の減衰力発生を可能にするのはもちろんのこと、ダンパにおいて過大な反力を発生し得ないようにして、二輪車に架装するのに最適となるフロントフォークを提供することである。

上記した目的を達成するために、この発明によるフロントフォークの構成を、請求項１では、シリンダ体が車体側チューブに連結されると共に上記のシリンダ体に出没可能に連繋するロッド体が車輪側チューブに連結される倒立型のダンパを有し、このダンパにおける上記のシリンダ体のボトム端部内に圧側減衰バルブを有し、上記の圧側減衰バルブの下流側となる上記のシリンダ体における上記のボトム端部を形成するケース部内に摺動可能に収装されて背後から加圧スプリングで附勢されながら背後側に上記のシリンダ体外のリザーバと遮断されるエア室を画成するフリーピストンを有してなるフロントフォークにおいて、上記のケース部がこのケース部の内外の連通を許容する連通孔を有し、この連通孔が上記のフリーピストンの上記の加圧スプリングのバネ力に抗しての最後退時にこのフリーピストンの上流側に開口してこのフリーピストンの上流側と上記のリザーバとの連通を許容する一方で、上記の連通孔が上記のフリーピストンの最前進時にこのフリーピストンの外周に配設されて上記のケース部の内周に摺接する上下のシール間に位置して上記のエア室および上記のフリーピストンの上流側と上記のリザーバとの連通を遮断してなるとする。

さらに、請求項２では、フリーピストンの背後側に画成されるエア室におけるエア圧が調圧弁を介しての外部からの調圧操作で高低調整可能とされてなるとする。

以上のように、請求項１の発明にあっては、フロントフォークに内蔵のダンパにあって、シリンダ体内がフリーピストンによって常時加圧されることになり、したがって、ダンパが最伸長状態から収縮作動を開始する当初から圧側減衰バルブによる所定の減衰力の発生が可能になる。

そして、フリーピストンの背後側に画成されるエア室がシリンダ体外と遮断されるから、フリーピストンに対する所定のエアバネ力を保障し易くなる。

このとき、エア室に起因するエアバネ力は、加圧スプリングと並列することになり、したがって、加圧スプリングに起因するバネ力を全体的に低く設定することで、ダンパにおける反力を全体的に適正に設定することが可能になる。

そして、この発明にあっては、ダンパにおいて伸縮作動が繰り返されるなどでシリンダ体内における作動油の油量が増え、したがって、シリンダ体内が高圧化されるときに、フリーピストンが最上昇して、フリーピストンの上流側となるシリンダ体内の高圧をリザーバに解放し、シリンダ体内の高圧化を回避できることになる。

このとき、フリーピストンを収装するケース部における開口端部を閉塞するキャップの軸芯部にガイドロッドが垂設されると共に、このガイドロッドにフリーピストンが摺動可能に介装される一方で、このガイドロッドの自由端にシリンダ体のボトム端部内に臨在されるベースバルブ部が保持されてなるとしても良く、この場合には、ケース部内で摺動するフリーピストンがケース部に齧る可能性が低減され、ベースバルブ部のシリンダ体内への配在がシリンダ体に対する加工などを要することなく可能になる利点がある。

さらに、請求項２の発明にあっては、フリーピストンの背後側に画成されるエア室におけるエア圧を高低調整することで、シリンダ体内を加圧するフリーピストンにおけるエアバネ力を高低調整することが可能になり、フリーピストンによって加圧されるシリンダ体内の圧力を適正に保障するのが容易になる。

その結果、この発明によれば、軸芯部に収装されるダンパにおける設定の減衰力発生を可能にするのはもちろんのこと、ダンパにおいて過大な反力を発生し得ないようにして、二輪車に架装するのに最適となる。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明によるフロントフォークは、軸芯部にダンパを有していて、最伸長状態から収縮作動を開始するときに、ダンパにおいてシリンダ体内の圧力が保障されて、収縮作動の当初から所定の圧側減衰力が確実に発生されるとしている。

すなわち、まず、フロントフォークは、アウターチューブを車体側チューブ１とすると共に、図示しないが、この車体側チューブ１内にインナーチューブからなる車輪側チューブを出没可能に挿通してなるとしている。

そして、このフロントフォークにあっては、車体側チューブ１に対して車輪側チューブが出没する伸縮作動時に後述するダンパによって所定の減衰作用が発現されるとしている。

なお、このフロントフォークにあっては、図示しないが、車体側チューブ１と車輪側チューブとの間に懸架バネを有していて、この懸架バネの附勢力によって車体側チューブ１内から車輪側チューブを抜き出す方向に、すなわち、伸長方向に附勢されてなるとしている。

また、このフロントフォークにあっては、ダンパの外周とフロントフォークを構成する車体側チューブ１および車輪側チューブの内周との間がリザーバＲ１に設定されていて、このリザーバＲ１の上方側には油面Ｏを境にするエア室Ａ１が画成されてなるとしている。

一方、ダンパは、シリンダ体２とこのシリンダ体２に対して出没可能に挿通されて連繋されるロッド体(図示せず)を有してなるが、シリンダ体２が車体側チューブ１に連結される、すなわち、車体側チューブ１の軸芯部に垂設されると共に、ロッド体が車輪側チューブに連結される、すなわち、車輪側チューブの軸芯部に立設される倒立型に設定されてなるとしている。

また、このダンパにあっては、図示しないが、シリンダ体２内に摺動可能に収装されながらロッド体の先端に連設されたピストンがシリンダ体２内に伸側油室と圧側油室Ｒとを画成している。

そして、このダンパにあっては、同じく図示しないが、シリンダ体２内でピストンが摺動するときに、ピストンに配在の、たとえば、伸側減衰バルブで、また、シリンダ体２のボトム端部内に配在のベースバルブ部３における圧側減衰バルブ３ａで所定の圧側減衰力が発生されるとしている。

ところで、このダンパにあっては、上記の圧側減衰バルブ３ａの下流側に背後から加圧スプリング４で附勢されたフリーピストン５を有してなると共に、このフリーピストン５の背後側に画成されるエア室Ａがシリンダ体２外に画成される前記したエア室Ａ１と遮断されてなるとしている。

それゆえ、上記のダンパにあっては、シリンダ体２内がフリーピストン５によって常時加圧されていることになり、したがって、ダンパが最伸長状態から収縮作動を開始する当初から圧側減衰バルブ３ａによる所定の減衰力の発生が可能になる。

そして、このダンパにあっては、フリーピストン５の背後側に画成されるエア室Ａがシリンダ体２外のリザーバＲ１におけるエア室Ａ１と遮断されて独立するから、フリーピストン５に対する所定のエアバネ力を保障し易くなる。

この点について詳述すると、前記した特許文献１に開示のフロントフォークでは、背後側がシリンダ体外に連通しているフリーピストンを加圧スプリングで附勢しているから、フリーピストンが通常ストロークで摺動するときには、エアバネ力の発揮を殆ど期待できず、専ら加圧スプリングのバネ力に依存することになる。

それゆえ、上記の文献に開示の提案では、フリーピストンが大きく後退するフロントフォークの最収縮作動時には、加圧スプリングのバネ力が極めて大きくなり、したがって、フロントフォークにおける反力が大きくなり、このフロントフォークを架装する二輪車における乗り心地を悪くする不具合がある。

それに対して、この発明では、フリーピストン５の背後側のエア室Ａがシリンダ体２外のエア室Ａ１に連通しないから、フリーピストン５が通常ストロークで摺動するときに、このエア室Ａにおけるエアバネ力の発揮を期待できる。

それゆえ、このエアバネ力に合成される加圧スプリング４のバネ力を全体に低く設定することが可能になり、したがって、フリーピストン５が大きく後退するフロントフォークの最収縮作動時に、全体のバネ力が適正に維持されて、フロントフォークにおける反力が適正になり、このフロントフォークを架装する二輪車における良好な乗り心地を維持できることになる。

一方、上記のフリーピストン５は、前記したように、ケース部２１内に、すなわち、ダンパにおけるシリンダ体２のボトム端部を形成して閉鎖された空間を画成するケース部２１内に摺動可能に収装されると共に、加圧スプリング４のバネ力に抗してケース部２１内で最後退したときにフリーピストン５の上流側をケース部２１に開穿の連通孔２１ａを介してシリンダ体２外に画成のリザーバＲ１におけるエア室Ａ１に連通し得るとしている。

それゆえ、ダンパにおいて伸縮作動が繰り返されるなどでシリンダ体２内における作動油の油量が増え、したがって、シリンダ体２内が高圧化されるときに、このシリンダ体２内の高圧化に起因してフリーピストン５が最上昇し、フリーピストン５の上流側をリザーバＲ１側に連通して、シリンダ体２内の高圧を解放することが可能になる。

以上がこの発明の特徴とするところであるが、図示するところでは、以下のような配慮もしている。

すなわち、まず、前記したベースバルブ部３は、ガイドロッド６の図中で下端となる自由端に保持された状態にしてシリンダ体２のボトム端部内に臨在されるとしている。

このとき、ガイドロッド６は、シリンダ体２のボトム端部を形成するケース部２１における開口端部を閉塞するキャップ７の軸芯部に垂設されてなるとしており、このとき、ケース部２１の開口端部が車体側チューブ１の上端部内周に螺着され、結果的に、ケース部２１の開口端部を介してであるが、キャップ７で車体側チューブ１の上端が閉塞されるとしている。

そして、このガイドロッド６の軸部には、フリーピストン５がシール構造Ｓの配在下に摺動可能に介装されると共に、このフリーピストン５と上記のキャップ７との間に配在される加圧スプリング４が介装されるとしている。

以上のように、フリーピストン５がガイドロッド６の軸部に介装された状態でケース部２１内を摺動する設定とされることで、フリーピストン５がケース部２１内を安定した状態で摺動し易くなり、ケース部２１やガイドロッド６に対する齧り現象の発生を抑制し得ることになる点で有利となる。

そして、加圧スプリング４がガイドロッド６に介装されるから、その最収縮時に座屈してフリーピストン５のいわゆる後端に干渉する不具合の招来を回避できる点で有利となる。

また、ベースバルブ部３がガイドロッド６の先端に保持されるとすることで、ベースバルブ部３をシリンダ体２内の所定位置に配在するについて、シリンダ体２などに対する加工などを不要にする点で有利となる。

つぎに、前記したフリーピストン５の背後側に画成されるエア室Ａにおけるエア圧は、キャップ７に保持された調圧弁７１を介しての外部からの調圧操作で高低調整可能とされている。

それゆえ、エア室Ａにおけるエア圧が高低調整されることで、シリンダ体２内を加圧するフリーピストン５におけるエアバネ力を高低調整することが可能になり、フリーピストン５によって加圧されるシリンダ体２内の圧力を、たとえば、フロントフォークの架装される二輪車の仕様に応じて適正に選択して保障することが可能になる。

ちなみに、上記のキャップ７には、作動油注入栓７２が併設されていて、この作動油注入栓７２介して所定量の作動油を前記したリザーバＲ１に注入できるとしている。

一方、シリンダ体２におけるボトム端部にケース部２１を形成するとき、図示するところでは、シリンダ体２の径を拡径するようにして段差部２ａを形成し、この段差部２ａにフリーピストン５の下端を担持させるとしている。

これによって、シリンダ体２の内周にストップリングなどの部品を利用せずしてフリーピストン５の停止位置を具現化できることになる点で有利となる。

また、フリーピストン５の下端を上記の段差部２ａに担持させるについて、図示するところでは、フリーピストン５の下端に下方に向けて延びるスカート部５１を連設するとし、このスカート部５１に開穿された連通孔５１ａがフリーピストン５の最上昇時に前記したケース部２１に開穿の連通孔２１ａに照準されるとしている。

このように、フリーピストン５の下端にスカート部５１を連設することで、フリーピストン５の全長が長くなり、したがって、ケース部２１内での摺動性が保障され易くなる。

さらに、上記のフリーピストン５にあっては、その外周にいわゆる上下となるシール５２，５３を有してなるとし、このシール５２，５３の介在で、ケース部２１の内周との間における液密性を保障するとしている。

その一方で、上記のケース部２１は、上下方向の中間部で下方側の径に対して上方側の径を大きくし、上記の上方のシール５２が径を大きくする上方側の内周に摺接し、上記の下方のシール５３が径を小さくする下方側の内周に摺接するとし、しかも、前記した連通孔２１ａが径を大きくする上方側に形成されてなるとしている。

その結果、フリーピストン５がケース部２１内で最上昇して、フリーピストン５の図中で下方側となる上流側が連通孔２１ａを介してシリンダ体２外に連通するとき、下方のシール５３が連通孔２１ａによって齧られなくなり、シール５３の耐久性を恒久的に保障し得ることになる。

この発明の一実施形態によるフロントフォークにおける要部を示す部分縦断面図である。

符号の説明

１ 車体側チューブ
２ シリンダ体
２ａ 段差部
３ ベースバルブ部
３ａ 圧側減衰バルブ
４ 加圧スプリング
５ フリーピストン
６ ガイドロッド
７ キャップ
２１ ケース部
２１ａ，５１ａ 連通孔
５１ スカート部
５２，５３ シール
７１ 調圧弁
７２ 作動油注入栓
Ａ，Ａ１ 気室
Ｒ 圧側油室
Ｒ１ リザーバ
Ｓ シール構造

Claims (2)

1. シリンダ体が車体側チューブに連結されると共に上記のシリンダ体に出没可能に連繋するロッド体が車輪側チューブに連結される倒立型のダンパを有し、このダンパにおける上記のシリンダ体のボトム端部内に圧側減衰バルブを有し、上記の圧側減衰バルブの下流側となる上記のシリンダ体における上記のボトム端部を形成するケース部内に摺動可能に収装されて背後から加圧スプリングで附勢されながら背後側に上記のシリンダ体外のリザーバと遮断されるエア室を画成するフリーピストンを有してなるフロントフォークにおいて、上記のケース部がこのケース部の内外の連通を許容する連通孔を有し、この連通孔が上記のフリーピストンの上記の加圧スプリングのバネ力に抗しての最後退時にこのフリーピストンの上流側に開口してこのフリーピストンの上流側と上記のリザーバとの連通を許容する一方で、上記の連通孔が上記のフリーピストンの最前進時にこのフリーピストンの外周に配設されて上記のケース部の内周に摺接する上下のシール間に位置して上記のエア室および上記のフリーピストンの上流側と上記のリザーバとの連通を遮断してなることを特徴とするフロントフォーク
2. フリーピストンの背後側に画成されるエア室におけるエア圧が調圧弁を介しての外部からの調圧操作で高低調整可能とされてなる請求項１に記載のフロントフォーク

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