JP4318208B2 - 二輪車等の倒立型フロントフォーク - Google Patents

Description

本発明は、二輪車等の倒立型フロントフォークに関する。

下記の特許文献１には、部品点数の削減を図るため、ダンパシリンダを備えることなく、インナチューブの内周にピストンを直接摺接させる倒立型のフロントフォーク（以下、倒立型の単筒式フロントフォークという。）が開示されている。

この倒立型の単筒式フロントフォーク１０では、インナチューブ１２の底部にオイルロックピース４６を設け、ピストン２６の下端面とインナチューブ１２の底部に設けた懸架スプリング３３の上端部との間にスプリングカラー３１を挟持し、このスプリングカラー３１の下端部をオイルロックカラー４７としている。

そして、このフロントフォーク１０の最圧縮時に、オイルロックカラー４７がオイルロックピース４６の外周に嵌合することにより、インナチューブ１２の内周とオイルロックピース４６とオイルロックカラー４７で囲まれる油を閉じ込め、最圧縮ストロークを規制している。

しかしながら、懸架スプリング３３を隔壁部材１９の下部に区画される油室２１中に設ける（以下、「スプリング下置き」と言う。）と、懸架スプリング３３の交換が容易でなくなる。従って、隔壁部材１９の上部の油溜室２２内に懸架スプリングを設けたい（以下、「スプリング上置き」と言う。）というニーズがある。

その結果、懸架スプリングを上置きにすると、従来のオイルロック機構は成立しなくなる。
特開2003-269515

本発明の課題は、車輪側のインナチューブの内周を、ピストンロッドの先端に取り付けたピストンが摺接する油室とし、アウタチューブとインナチューブ内に内装するダンパシリンダを廃止した二輪車等の倒立型の単筒式のフロントフォークにおいて、懸架スプリングを上置きにしても成立するオイルロック機構を提供することにある。

請求項１の発明は、車体側に取付けられるアウタチューブの内周の開口部と、車輪側に取付けられるインナチューブの外周の先端部のそれぞれに固定したブッシュを介して、アウタチューブ内にインナチューブを摺動自在に挿入し、アウタチューブの内周と、インナチューブの外周と、前記２つのブッシュとで囲まれる環状油室を区画し、前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、下部に油室を区画するとともに、上部に油溜室を区画し、前記アウタチューブに取付けたピストンロッドを、前記隔壁部材を介して摺動自在に挿入し、前記インナチューブに挿入したピストンロッドの先端部に該インナチューブの内周に摺接するピストンを固定し、前記油室を前記ピストンロッドが収容されるピストンロッド側油室と前記ピストンロッドが収容されないピストン側油室に区画し、前記環状油室を前記インナチューブに設けた油孔を介して前記ピストンロッド側油室に連通し、前記環状油室の断面積を前記ピストンロッドの断面積より大きく形成し、かつ、前記隔壁部材に伸側行程時に前記油室から前記油溜室内への流れを阻止するチェック弁を介装した補給流路を設けるとともに、前記隔壁部材に前記油室と前記油溜室を通過する微小流路を設けた二輪車等の倒立型フロントフォークにおいて、前記油溜室に臨む前記ピストンロッドの外周に、筒状のスプリングガイドを介して懸架スプリングを配設し、前記補給流路が底部に開口されるオイルロックカラーを前記隔壁部材に連設し、前記スプリングガイド下方の前記ピストンロッドの外周にストッパを設け、該ストッパに下端を係止するストップバルブを、該ピストンロッドの外周に摺動自在に設け、該ストップバルブと前記スプリングガイドとの間に、オイルロックピースを、該スプリングガイドの下面に付勢するスプリングを介して設け、該オイルロックピースが前記オイルロックカラーに嵌合する際に、該ストップバルブが前記補給流路を閉じるようにしたことものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ストップバルブが、前記ピストンロッド外周に摺接する円筒部と、該円筒部の下部外周に形成されたフランジ部からなり、前記オイルロックピースと該フランジ部との間に前記スプリングを介装したものである。

図１はフロントフォークの全体を示す断面図、図２は図１の上部を拡大して示す断面図、図３は図１の中間部を拡大して示す断面図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図５は本発明の要部を拡大して示す断面図、図６は最圧縮時の状態を示す要部拡大断面図である。

フロントフォーク１０は、図１〜図３に示す如く、車体側に取付けられるアウタチューブ１１の下端開口部の内周に固定したブッシュ１１Ａと、車軸側に取付けられるインナチューブ１２の上端開口部の外周に固定したブッシュ１２Ａを介して、アウタチューブ１１の内部にインナチューブ１２を摺動自在に挿入する。１１Ｂはオイルシール、１１Ｃはダストシールである。アウタチューブ１１の上端開口部にはキャップ１３が液密に螺着される。アウタチューブ１１の外周には車体側取付部材１４Ａ、１４Ｂが設けられ、インナチューブ１２の下端開口部にはボトムブラケット１５が液密に螺着され、ボトムブラケット１５には車軸取付部１５Ａが設けられる。ボトムブラケット１５の後部にはキャリパブラケット１５Ｂが一体に形成される。

フロントフォーク１０は、アウタチューブ１１の内周と、インナチューブ１２の外周と、２つのブッシュ１１Ａ、１２Ａで囲まれる環状油室１７を区画する。

フロントフォーク１０は、インナチューブ１２の上端部内周に、凹状の隔壁部材１９を、上部の取付部１９Ａをインナチューブ１２に螺合して設け、取付部１９Ａの上端部外周はピストンリング２０を介してアウタチューブ１１の内周に摺接している。隔壁部材１９の下部には、オイルロックカラー部１９Ｂとロッドガイド部１９Ｃが、順に一体に形成される。これにより、ロッドガイド部１９Ｃより下部に油室２１を区画するとともに、上部に油溜室２２を区画する。油溜室２２の中でその下側領域は油室２２Ａ、上側領域は空気室２２Ｂである。ピストンリング２０は、隔壁部材１９の下部の油室２１を油溜室２２に対して液密に区画している。

フロントフォーク１０は、アウタチューブ１１に取付けたピストンロッド２３を隔壁部材１９のロッドガイド部１９Ｃに摺動自在に挿入する。具体的には、ピストンロッド２３の上端部に、スリーブ２４をロックナット２５にて固定し、このスリーブ２４を凹状のキャップ１３の底部１３Ａの貫通孔に、下方から螺合して、所定のトルクで段差部１３Ｂに当て止めして固定する。

スリーブ２４の外周のキャップ１３の底部１３Ａには、３つの穴１３Ｃが等間隔で形成される。この３つの穴１３Ｃには、３本のピン２６Ａの各上端部が樹脂製の環状のワッシャ２６Ｂで一体成形されたピン組立体２６を、３本のピン２６Ａが３つの穴１３Ｃにそれぞれ挿通した状態で挿入する。

スリーブ２４の外周にばね荷重調整アジャスタ２７を液密に螺着し、ピン組立体２６を昇降する。３本のピン２６Ａの下端面には、上スプリングシート２８が当接し、上スプリングシート２８と隔壁部材１９の上端面に設けた下スプリングシート２９との間に懸架スプリング３０を介装している。

フロントフォーク１０は、ばね荷重調整アジャスタ２７を螺動することにより、ピン組立体２６を上下動し、この上下動により懸架スプリング３０のばね荷重を調整する。これにより、フロントフォーク１０は、車両走行時に路面から受ける衝撃力を懸架スプリング３０の伸縮振動により吸収する。

また、フロントフォーク１０は、ピストンロッド２３の油溜室２２に臨む外周面に、筒状のスプリングガイド３３を介して上記懸架スプリング３０を配設している。即ち、ピストンロッド２３の外周に嵌着したストッパリング３２とロックナット２５との間にスプリングガイド３３を設け、スプリングガイド３３の上端とロックナット２５との間には、Ｏリング３４を介装して軸方向のガタを生じないようにしている。また、スプリングガイド３３は、外周に複数のリブ３３Ａを備え、懸架スプリング３０の座屈、曲がりを規制する。

フロントフォーク１０は、隔壁部材１９のロッドガイド部１９Ｃからインナチューブ１２に挿入したピストンロッド２３の先端部に、インナチューブ１２の内周に摺接するピストン３５を固定し、油室２１をピストンロッド２３が収容されるピストンロッド側油室２１Ａと、ピストンロッド２３が収容されないピストン側油室２１Ｂに区画する。ピストン３５はナット３６によりピストンロッド２３に固定される。

フロントフォーク１０は、前記環状油室１７を、インナチューブ１２に設けた油孔３７を介して、ピストンロッド側油室２１Ａに連通する。

フロントフォーク１０は、ピストン３５に減衰力調整装置４０を備える。減衰力調整装置４０は、ピストン３５に圧側流路４１と伸側流路４２を備える。圧側流路４１は、バルブストッパ４１Ｂにバックアップされる圧側ディスクバルブ４１Ａにより開閉される。伸側流路４２は、バルブストッパ４２Ｂにバックアップされる伸側ディスクバルブ４２Ａにより開閉される。

減衰力調整装置４０は、スリーブ２４の中心部にアジャストロッド４３を液密に螺着し、アジャストロッド４３に固定したニードルバルブ４４をピストンロッド２３の中空部に挿入し、ピストンロッド２３に設けたバイパス路４５の開度をニードルバルブ４４の回転上下動により調整する。バイパス路４５は、ピストン３５をバイパスし、ピストンロッド側油室２１Ａとピストン側油室２１Ｂを連絡する。

減衰力調整装置４０は、圧側行程では、低速域で、ニードルバルブ４４により開度調整されたバイパス路４５の通路抵抗により圧側減衰力を発生し、中高速域で、圧側ディスクバルブ４１Ａの撓み変形により圧側減衰力を発生する。また、伸側行程では、低速域で、ニードルバルブ４４により開度調整されたバイパス路４５の通路抵抗により伸側減衰力を発生し、中高速域で、伸側ディスクバルブ４２Ａの撓み変形により伸側減衰力を発生する。この圧側減衰力と伸側減衰力により、前述した懸架スプリング３０の伸縮振動を制振する。

しかるに、フロントフォーク１０にあっては、図４に示す如く、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の環状隙間からなる環状油室１７の断面積Ｓ1を、ピストンロッド２３の断面積（外径に囲まれる面積）Ｓ2より大きく形成している。

フロントフォーク１０は、インナチューブ１２の上端側の隔壁部材１９のピストンロッド側油室２１Ａに臨む下端面に加締め固定したスプリングシート４６と、ピストン３５の上端面の側に設けたバルブストッパ４１Ｂとの間にリバウンドスプリング５０を介装してある。また、スプリングシート４６とピストンロッド２３の外周との間には、環状の隙間を設けている。そして、フロントフォーク１０の最伸長時に、隔壁部材１９がリバウンドスプリング５０を加圧することにより、最伸長ストロークを規制する。

図３、図５に示すように、隔壁部材１９のロッドガイド部１９Ｃの内周には、上部の油溜室２２と下部のピストンロッド側油室２１Ａを連通する環状の補給流路６１が設けられ、この補給流路６１に、圧側行程では油溜室２２からピストンロッド側油室２１Ａへの油の流れを許容し、伸側行程ではピストンロッド側油室２１Ａから油溜室２２への油の流れを阻止する環状のチェック弁６０を設けている。隔壁部材１９の内周にはバルブ室５９が設けられ、バルブ室５９の上端側の段差部５９Ａと、バルブ室５９の下端側に設けられた前述のスプリングシート４６との間にチェック弁６０が収容される。

チェック弁６０は、ロッドガイド部１９Ｃの内周の段差部５９Ａとスプリングシート４６の間隔より短尺とされ、下端面に横溝６０Ａを形成される。チェック弁６０は、隔壁部材１９のロッドガイド部１９Ｃに設けたバルブ室５９の内周に摺接して上下変位可能に設けられ、ピストンロッド２３を摺動自在に支持する。

圧側行程では、チェック弁６０はインナチューブ１２に進入するピストンロッド２３に連れ移動して図３の下方に移動し、スプリングシート４６に衝合するとともに、段差部５９Ａとの間に隙間を形成し、油溜室２２の油を横溝６０Ａからその外周経由で段差部５９Ａとの隙間を通ってピストンロッド側油室２１Ａへ補給可能とする。

伸側行程では、チェック弁６０はインナチューブ１２から退出するピストンロッド２３に連れ移動して図３の上方に移動し、段差部５９Ａに衝合して段差部５９Ａとの間の隙間を閉じて補給流路６１を閉鎖し、ピストンロッド側油室２１Ａの油が油溜室２２へ排出されることを阻止する。

フロントフォーク１０は、前述の補給流路６１が底部に開口するオイルロックカラー部１９Ｂを、隔壁部材１９のロッドガイド部１９Ｃの上部に一体に連設している。

フロントフォーク１０は、図５に示すように、スプリングガイド３３の下方のピストンロッド２３の外周にストッパリング６５（ストッパ）を嵌着し、ピストンロッド２３の外周に、このストッパリング６５に下端を係止するストップバルブ６３を摺動自在に設けている。ストップバルブ６３は、ピストンロッド２３の外周に摺接する円筒部６３Ａと、円筒部６３Ａの下部外周に形成されたフランジ部６３Ｂからなる。

また、ストップバルブ６３のフランジ部６３Ｂとスプリングガイド３３の下面との間にオイルロックピース３１を設け、オイルロックピース３１の下面とストップバルブ６３のフランジ部６３Ｂとの間にスプリング６４を介装して、オイルロックピース３１をスプリングガイド３３の下面に付勢している。

オイルロックピース３１の内周にはストップバルブ６３の円筒部６３Ａが上下に摺動する環状の隙間６７が設けられている。

図５、図６に示すように、オイルロックピース３１がオイルロックカラー部１９Ｂに嵌合する際に、ストップバルブ６３のフランジ部６３Ｂが隔壁部材１９のロッドガイド部１９Ｃの上面に当接して、ストップバルブ６３がロッドガイド部の内周に形成した環状の補給流路６１を閉じ、油溜室２２からピストンロッド側油室２１Ａへの作動油の流れを閉じ、オイルロックカラー部１９Ｂ内に作動油を満たす。

また、キャップ１３の下端面には、図２に示すように、インナチューブ１２に取り付けた隔壁部材１９の上端部が最圧縮ストロークで衝合するストッパラバー６６が固着されており、このストッパラバー６６によって最圧縮ストロークを規制する。

図３に示す如く、隔壁部材１９のオイルロックカラー部１９Ｂの上端部に、オイルロックカラー部１９Ｂと並列に、ピストンロッド側油室２１Ａと油溜室２２を連通する微小流路（オリフィス）７０を設けている。

フロントフォーク１０の動作は以下の如くになる。
（圧側行程）
圧側行程でインナチューブ１２に進入するピストンロッド２３の進入容積分の作動油がインナチューブ１２の内周の油室２１Ａからインナチューブ１２の油孔３７を介して環状油室１７に移送される。このとき、環状油室１７の容積増加分ΔＳ1（補給量）がピストンロッド２３の容積増加分ΔＳ2より大きいから、環状油室１７への油の必要補給量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の不足分が油溜室２２からチェック弁６０を介して補給される。

この圧側行程では、前述した通り、低速域で、ニードルバルブ４４により開度調整されたバイパス路４５の通路抵抗により圧側減衰力を発生し、中高速域で、圧側ディスクバルブ４１Ａの撓み変形により圧側減衰力を発生する。

図６に示すように、最圧縮行程で、オイルロックピース３１がオイルロックカラー部１９Ｂ内に嵌合する際には、ストップバルブ６３のフランジ部６３Ｂが隔壁部材１９のロッドガイド部１９Ｃの上面に当接して、ストップバルブ６３が補給流路６１を閉じ、油溜室２２からピストンロッド側油室２１Ａへの作動油の流れを閉じる。また、オイルロックピース３１がスプリングガイド３３の下面に当接して、オイルロックピース３１の下部の作動油がオイルロックピース３１の内周の環状の隙間６７から油溜室２２へ流出することを遮断して、オイルロックカラー部１９Ｂ内に作動油を満たす。更に、圧縮が進むと、スプリング６４が撓んで、オイルロックカラー部１９Ｂ内の作動油は、オイルロックピース３１の外周とオイルロックカラー部１９Ｂの内周の間の微小隙間を介して油溜室２２に流れ、この流出の際の絞り抵抗で最圧縮近辺での緩衝をなす。

（伸側行程）
伸側行程でピストンロッド２３が上動すると、オイルロックピース３１の下側の作動油が負圧となるので、オイルロックピース３１がスプリング６４を撓めてスプリングガイド３３の下面より離座して下動し、油溜室２２からオイルロックピース３１の内周の環状隙間６７、更に、ストップバルブ６３の円筒部６３Ａの摺動隙間を介して、オイルロックピース３１の下部内に作動油を補給する。その結果、オイルロックピース３１がオイルロックカラー部１９Ｂから抜け出る際の抜け音の発生を防止する。

また、伸側行程でインナチューブ１２から退出するピストンロッド２３の体積容積分の作動油が環状油室１７からインナチューブ１２の油孔３７を介してインナチューブ１２の内周の油室２１Ａに移送される。このとき、環状油室１７の容積減少分ΔＳ1（排出量）がピストンロッド２３の容積減少分ΔＳ2より大きいから、環状油室１７からの油の排出量のうち、（ΔＳ1−ΔＳ2）の余剰分が微小流路７０を介して油溜室２２へ排出される。

この伸側行程では、前述した通り、低速域で、ニードルバルブ４４により開度調整されたバイパス路４５の通路抵抗により伸側減衰力を発生し、中高速域で、伸側ディスクバルブ４２Ａの撓み変形により伸側減衰力を発生する。また、上述の微小流路７０の通路抵抗による伸側減衰力も発生する。

尚、インナチューブ１２の内部の油の温度変化による容積変化量は、微小流路７０を介して油溜室２２に排出され、又は油溜室２２から補給されて補償される。

従って、本実施形態によれば以下の作用がある。
（請求項１及び２に対応する作用）
最圧縮行程で、オイルロックピース３１がオイルロックカラー部１９Ｂに嵌合する際に、ストップバルブ６３のフランジ部６３Ｂが、隔壁部材１９のロッドガイド部１９Ｃの上面に当接して、ロッドガイド部１９Ｃの内周に設けた補給流路６１を閉じるので、オイルロックカラー部１９Ｂ内の作動油が補給流路６１を介してピストンロッド側油室２１Ａ内へ流出することが阻止され、オイルロックカラー部１９Ｂ内に作動油を満たすことができる。次いで、オイルロックピース３１が、オイルロックカラー部１９Ｂ内をストロークして最圧縮時の緩衝をなす。

以上のように本発明によれば、隔壁部材１９に補給流路６１を形成し、圧縮時に隔壁部材６１の上部の油溜室２２から隔壁部材１９の下部の油室２１内に作動油を補給するようにした倒立型の単筒式フロントフォークにおいて、最圧縮時におけるオイルロック作用を奏することができる。

また、隔壁部材１９の上部におけるインナチューブ１２とアウタチューブ１１との間に、懸架スプリング３０を介装（スプリング上置き）することができるので、懸架スプリング３０の交換を容易にすることができる。

また、ストップバルブ６３が、ピストンロッド２３の外周に摺接する円筒部６３Ａと円筒部６３Ａの下部外周に形成されたフランジ部６３Ｂからなり、オイルロックピース３１とストップバルブ６３のフランジ部６３Ｂとの間にスプリング６４を介装した簡単な構成で、オイルロック作用を奏することができる。

尚、本実施例では、隔壁部材１９の取付部１９Ａ、オイルロックカラー部１９Ｂは、ロッドガイド部１９Ｃと一体に形成されているが、取付部１９Ａ、オイルロックカラー部１９Ｂはロッドガイド部１９Ｃと別体に形成して、ねじ等の適宜の締結手段を介してロッドガイド部１９Ｃに結合するようにしても良い。

以上、本発明の実施例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例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。

図１はフロントフォークの全体を示す断面図である。 図２は図１の上端部を拡大して示す断面図である。 図３は図１の中間部を拡大して示す断面図である。 図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図５は本発明の要部を拡大して示す断面図である。 図６は最圧縮時の状態を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１０ フロントフォーク
１１ アウタチューブ
１１Ａ、１２Ａ ブッシュ
１２ インナチューブ
１７ 環状油室
１９ 隔壁部材
１９Ｂ オイルロックカラー部
２１ 油室
２１Ａ ピストンロッド側油室
２１Ｂ ピストン側油室
２２ 油溜室
２３ ピストンロッド
３０ 懸架スプリング
３１ オイルロックピース
３３ スプリングガイド
３５ ピストン
３７ 油孔
６０ チェック弁
６１ 補給流路
６３ ストップバルブ
６３Ａ 円筒部
６３Ｂ フランジ部
６４ スプリング
６５ ストッパリング（ストッパ）
７０ 微小流路

Claims (2)

1. 車体側に取付けられるアウタチューブの内周の開口部と、車輪側に取付けられるインナチューブの外周の先端部のそれぞれに固定したブッシュを介して、アウタチューブ内にインナチューブを摺動自在に挿入し、
   アウタチューブの内周と、インナチューブの外周と、前記２つのブッシュとで囲まれる環状油室を区画し、
   前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、下部に油室を区画するとともに、上部に油溜室を区画し、
   前記アウタチューブに取付けたピストンロッドを、前記隔壁部材を介して摺動自在に挿入し、
   前記インナチューブに挿入したピストンロッドの先端部に該インナチューブの内周に摺接するピストンを固定し、前記油室を前記ピストンロッドが収容されるピストンロッド側油室と前記ピストンロッドが収容されないピストン側油室に区画し、
   前記環状油室を前記インナチューブに設けた油孔を介して前記ピストンロッド側油室に連通し、
   前記環状油室の断面積を前記ピストンロッドの断面積より大きく形成し、かつ、前記隔壁部材に伸側行程時に前記油室から前記油溜室内への流れを阻止するチェック弁を介装した補給流路を設けるとともに、前記隔壁部材に前記油室と前記油溜室を通過する微小流路を設けた二輪車等の倒立型フロントフォークにおいて、
   前記油溜室に臨む前記ピストンロッドの外周に、筒状のスプリングガイドを介して懸架スプリングを配設し、
   前記補給流路が底部に開口されるオイルロックカラーを前記隔壁部材に連設し、
   前記スプリングガイド下方の前記ピストンロッドの外周にストッパを設け、
   該ストッパに下端を係止するストップバルブを、該ピストンロッドの外周に摺動自在に設け、
   該ストップバルブと前記スプリングガイドとの間に、オイルロックピースを、該スプリングガイドの下面に付勢するスプリングを介して設け、
   該オイルロックピースが前記オイルロックカラーに嵌合する際に、該ストップバルブが前記補給流路を閉じるようにしたことを特徴とする二輪車等の倒立型フロントフォーク。
2. 前記ストップバルブが、前記ピストンロッド外周に摺接する円筒部と、該円筒部の下部外周に形成されたフランジ部からなり、前記オイルロックピースと該フランジ部との間に前記スプリングを介装したものである請求項１に記載の二輪車等の倒立型フロントフォーク。

Images