JP4492999B2 - 二輪車等のフロントフォーク - Google Patents

Description

本発明は二輪車のフロントフォークに関する。

二輪車等のフロントフォークとして、特許文献１に記載の如く、車輪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、この中空パイプにはインナチューブ内周に摺接するピストン体を設けたものがある。

二輪車等のフロントフォークで一般に使用されていた中空パイプは、金属製のパイプ素材の塑性加工等により、先端のピストン体と基端の内周ネジ部を中空パイプ本体に一体に成形している。ところが、このような中空パイプでは、インナチューブが大径になると、ピストン体の成形ができなくなるため、中空パイプ本体とピストン体とを別体にする構造としていた。

尚、中空パイプ本体とピストン体の径差は、成形方法にもよるが、一般的には２倍弱までが一体成形の限度であり、それ以上は中空パイプ本体とピストン体を別体としている。また、中空パイプ本体のサイズを太くすれば、ピストン体の成形は可能になるが、今度は、アウタチューブの底部に立設する基端ネジ部の絞り加工が困難になり、ピストン体の大径化と基端ネジ部の寸法維持の両立は困難である。
特開平7-277262

中空パイプを中空パイプ本体とピストン体に別体化するときには、ピストン体の加工コスト、部品コストが高くなる。そこで、別体化されるピストン体を合成樹脂製としてコスト低減することが考えられる。

特許文献１では、直管パイプ（中空パイプ本体に相当）の上部に合成樹脂製のピストン（ピストン体に相当）を凹凸係着した中空パイプが開示されている。

この特許文献１では、アウタチューブ内周の上下に、２つの軸受部材を嵌着し、インナチューブの先端部外周と下部軸受部材１３との間に、最伸張時の衝撃を緩衝するクッション部材５１を嵌装し、最伸張時の緩衝をなすようにしている。

しかしながら、この特許文献１の構造では、インナチューブ先端部の外周を縮径してクッション部材５１、ばね受リング５３を嵌装する隙間をアウタチューブ内周との間に設ける必要があり、構造が複雑でコスト高になる。

また、この特許文献１の構造は、アウタチューブの内周の上下に、２つの軸受部材を嵌着したタイプのフロントフォークにしか適用できない。一方の軸受部材をインナチューブの先端側外周に嵌着したタイプのフロントフォークには適用できない。

第１の課題は、中空パイプを、中空パイプ本体と合成樹脂製ピストン体とから構成することにより、中空パイプを別体化しても、コスト高にならないフロントフォークを提供することにある。

第２の課題は、更に、ピストンリングを合成樹脂製のピストン体に一体に成形することにより、コストを低減することにある。

第３の課題は、懸架スプリングの圧縮に伴う懸架スプリングのよじれを防止することにある。

請求項１の発明は、車輪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、この中空パイプにはインナチューブ内周にピストンリングを介して摺接するピストン体を設け、中空パイプに設けたピストン体の上面にて懸架スプリングを支持する二輪車のフロントフォークにおいて、前記中空パイプを、アウタチューブの底部に取着される金属製の中空パイプ本体と、該中空パイプ本体に結合される合成樹脂製の環状のピストン体とから構成し、中空パイプ本体の上端部の外周に一体に形成した鍔部の下面にて、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリングを支承し、かつ該鍔部の上面にて、ピストン体を支持したものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記環状のピストン体の外周下部に、該ピストン体の外周より大外径をなすピストンリングの基端部を一体に成形し、該ピストンリングを該ピストン体の外周に沿うＣ字状の隙間を介して延在し、該ピストンリングの先端部を自由端とし、前記中空パイプ本体の鍔部と該ピストン体の下端面との間に、前記Ｃ字状の隙間の下端開口を閉じるワッシャを設けたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記環状のピストン体を前記中空パイプ本体に対して回転自在に結合したものである。

（請求項１）
ａ 「中空パイプ本体の上端部の外周に一体に形成した鍔部の下面にて、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリングを支承し、かつ該鍔部の上面にて、ピストン体を支持した」から、環状のピストン体は合成樹脂であるが、中空パイプ本体の鍔部は金属製であり、最伸張時における大きな引張荷重を受けることができる。その結果、合成樹脂製のピストン体は、懸架スプリングの圧縮荷重のみが作用することとなり、この圧縮荷重は、最伸張時における引張荷重に比べてはるかに小さく、ピストン体が合成樹脂製であっても支障を生じない。その結果、中空パイプにリバウンドスプリングを配置することができ、フロントフォークの構造を複雑にすることなく、コスト低減できる。

（請求項２）
ｂ 「環状のピストン体の外周下部に、ピストン体との間にＣ字状の隙間を介して、先端側を自由端とするとともに、ピストン体より大外径をなすピストンリングを一体に成形すること」、「中空パイプ本体の鍔部とピストン体の下端面との間に、Ｃ字状の隙間の下端開口を閉じるワッシャを設けた」により、
(1)ピストンリングがピストン体の外周との間に形成するＣ字状の隙間は、上下に開口する。その結果、成形時に金型を軸方向に抜くことができ、金型の製作が容易になる。
(2)ピストンリングは、Ｃ字状の隙間により、ピストン体の径方向の偏心を吸収する。
(3)環状のピストン体の外周にピストンリングを一体に成形したから、合成樹脂製のピストン体のコストを更に低減できる。

（請求項３）
ｃ 「環状のピストン体を中空パイプ本体に対して回転自在に結合した」により、懸架スプリングが着座している環状のピストン体が回転自在になり、懸架スプリングの圧縮に伴う懸架スプリングのよじれをキャンセルできる。

図１はフロントフォークの全体断面図、図２は図１の下部拡大断面図、図３は中空パイプの要部を示す断面図、図４はピストン体とピストンリングを示す平面図である。

自動二輪車用フロントフォーク１０は、車輪側に取付けられるアウタチューブ１１の内周に、上部軸受部材（ブッシュ）１２、下部軸受部材（ブッシュ）１３を介して、車体側に取付けられるインナチューブ１４を摺動自在に挿入している。１５は車軸支持部である。

このとき、上部軸受部材１２はアウタチューブ１１の上端側内周に設けられ、下部軸受１３はインナチューブ１２の下端側外周に設けられる。また、アウタチューブ１１の上端開口部にはオイルシール１６、ダストシール１７が嵌着されている。

フロントフォーク１０は、アウタチューブ１１の底部１１Ａにボルト１８にて固定される中空パイプ２０を起立させ、この中空パイプ２０にはインナチューブ１４の内周にピストンリング６０を介して摺接するピストン体５０を設けている。

フロントフォーク１０は、インナチューブ１４の下端側の内周にスプリングシート２１、オイルロックカラー２２、ワッシャ２３をこの順に挿入し、これらをかしめ部１４Ａにより保持する。オイルロックカラー２２のテーパ状上端面には環状フリーバルブ２４が着座し、スプリングシート２１によりバックアップ支持されるバルブスプリング２５がフリーバルブ２４をオイルロックカラー２２のテーパ状上端面に圧接し、フリーバルブ２４は中空パイプ２０の外周との間に若干の隙間２４Ａを形成可能にする。フロントフォーク１０は、中空パイプ２０の上端側に透孔２６Ａを、下端側に透孔２６Ｂを設けている。

これにより、フロントフォーク１０は、中空パイプ２０とピストン体５０とインナチューブ１４とフリーバルブ２４によって伸張時に加圧される油室２７Ａを形成し、中空パイプ２０の上側の透孔２６Ａとフリーバルブ２４の隙間２４Ａを伸び時の減衰力を発生させる油絞り通路とする。また、フロントフォーク１０は、中空パイプ２０とアウタチューブ１１とインナチューブ１４とフリーバルブ２４によって圧縮時に加圧される油室２７Ｂを形成し、中空パイプ２０の下側の透孔２６Ｂを圧縮時の減衰力を発生させる油絞り通路とする。

フロントフォーク１０は、中空パイプ２０の上端部に設けたピストン体５０の上面と、インナチューブ１４の上端部に設けたキャップ２８Ａ、スプリングカラー２８Ｂとの間で、懸架スプリング２９を支持している。

フロントフォーク１０は、アウタチューブ１１及びインナチューブ１４の内部の一定レベルの油室３１に作動油を装填し、中空パイプ２０の上端部のピストン体５０とインナチューブ１４のキャップ２８Ａ、スプリングカラー２８Ｂとの間に一定の初期荷重（最伸張時のばね荷重）を付与した懸架スプリング２９を縮装するものになる。尚、油室３１はインナチューブ１４の側から中空パイプ２０の中空部にまで延在し、前述の伸張時に加圧される油室２７Ａと透孔２６Ａを介して連通し、圧縮時に加圧される油室２７Ｂと透孔２６Ｂを介して連通する。また、アウタチューブ１１とインナチューブ１４の間で、上部軸受部材１２と下部軸受部材１３に挟まれる間隙は、オイルロックカラー２２に設けた横孔２２Ａ、インナチューブ１４に設けた横孔２２Ｂを介して油室２７Ｂに連通する。

フロントフォーク１０は、中空パイプ２０の上端部の外周に後述する如くに設けられる鍔部４２の下面と、インナチューブ１４の下端部に設けた前述のスプリングシート２１との間に、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリング３２を支承している。

フロントフォーク１０は、アウタチューブ１１の底部１１Ａにボルト１８で固定される中空パイプ２０の下端面と、底部１１Ａとの間に、有底カップ状をなすオイルロックピース３３の底部を挟持している。オイルロックピース３３は中空パイプ２０の外周に被着され、最圧縮時の下降してくるインナチューブ１４のオイルロックカラー２２の下端側内周に設けたチェックバルブ３４がオイルロックピース３３の外周に嵌合する過程で、アウタチューブ１１とインナチューブ１４とオイルロックピース３３により囲まれるオイルロック室を閉塞加圧し、最圧縮時の緩衝をなす。チェックバルブ３４はワッシャ２３に支持される。尚、最圧縮後の伸張開始時には、チェックバルブ３４が開き、油室３１の油を中空パイプ２０の透孔２６Ｂ経由でオイルロック室に供給し、オイルロック室の負圧を直ちに解消する。

従って、フロントフォーク１０は以下の如くに動作する。
(1)車輪が路面の凹凸に起因する衝撃を受けると、フロントフォーク１０は懸架スプリング２９の伸縮とともに伸縮してこの衝撃を緩和する。

(2)上述(1)でフロントフォーク１０の伸張時には、伸張時に加圧される油室２７Ａの作動油が透孔２６Ａと、フリーバルブ２４の隙間２４Ａから流出することにより減衰力を発生し、懸架スプリング２９の圧縮後の伸びを抑えて、懸架スプリング２９の共振を防止する。

そして、フロントフォーク１０の最伸張時には、リバウンドスプリング３２が中空パイプ２０の鍔部４２の下面とインナチューブ１４のスプリングシート２１との間で圧縮され伸切りの衝撃を吸収する。

(3)上述(1)で、フロントフォーク１０の圧縮時には、圧縮時に加圧される油室２７Ｂ内の作動油が透孔２６Ｂから流出することにより減衰力を発生し、懸架スプリング２９の圧縮速度をコントロールする。

そして、フロントフォーク１０の最圧縮時には、オイルロックカラー２２のチェックバルブ３４がオイルロックピース３３に嵌合してオイルロック室を圧縮し、底付きの衝撃を吸収する。

しかるに、フロントフォーク１０は、中空パイプ２０、ピストン体５０、ピストンリング６０を以下の如くに構成する。

中空パイプ２０は、アウタチューブ１１の底部１１Ａに前述のオイルロックピース３３を介してボルト１８で取着される金属製の中空パイプ本体４０と、中空パイプ本体４０の上端部に回転自在（但し、回転不能であっても可）に結合される合成樹脂製の環状のピストン体５０とから構成される。

中空パイプ本体４０の下端部は小径絞り部４１とされ、この小径絞り部４１の内径にはネジ部４１Ａが設けられる。中空パイプ本体４０の下端側の外周にはオイルロックピース３３が嵌着され、アウタチューブ１１の底部１１Ａの外面側からオイルロックピース３３の底部を貫通して挿着されたボルト１８が中空パイプ本体４０のネジ部４１Ａに螺着される。ボルト１８は、中空パイプ本体４０の下端面とアウタチューブ１１の底部１１Ａとの間にオイルロックピース３３の底部を挟む状態で、中空パイプ本体４０をアウタチューブ１１の底部１１Ａに取着する。

中空パイプ本体４０の上端部には外周に拡径した鍔部４２が設けられる。ピストン体５０は、大外径の環状本体部５１の下端面の内周側に小外径の環状突部５２を突設して備え、環状突部５２を中空パイプ本体４０の上端側の内周に挿入し、環状突部５２の先端側外周に設けた爪５２Ａを中空パイプ本体４０の上端側の内周に設けた環状凹部４３に係着する。これにより、ピストン体５０は抜け止め状態で、中空パイプ本体４０の内周に結合され、環状本体部５１の下端面は中空パイプ本体４０の鍔部４２の上面に当接して支持される。

中空パイプ２０を構成する中空パイプ本体４０の鍔部４２の下面にて前述のリバウンドスプリング３２を支承するに際し、中空パイプ本体４０は鍔部４２の直下（首下部）の外周に小径部４４Ａと大径部４４Ｂを順に並設し、鍔部４２の下面と大径部４４Ｂに挟まれる小径部４４Ａにコイルスプリングからなるリバウンドスプリング３２の上端内径部を係着可能にする。大径部４４Ｂは、リバウンドスプリング３２の自由状態における内径よりも大径をなす。

ピストンリング６０は、ピストン体５０の環状本体部５１の外周より大外径を形成する概ねリング状をなし、基端部６１Ａをピストン体５０の環状本体部５１の外周下部に一体に成形される。ピストンリング６０は、ピストン体５０の環状本体部５１の外周に沿うＣ字状の隙間６２を介して、環状本体部５１の周囲に延在し、先端部６１Ｂを自由端にする。ピストンリング６０は、自由状態で図４の破線で示す如くに、インナチューブ１４の内周径よりも大外径をなす、弾性的な拡径習性を備える。

ピストン体５０の環状本体部５１の下端面が前述の如くに中空パイプ本体４０の鍔部４２に当接して支持されるとき、環状本体部５１の下端面と鍔部４２との間に、ピストンリング６０のＣ字状の隙間６２の下端開口を閉じるワッシャ６３の内周部が挟み設けられる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
ａ 「中空パイプ本体４０の上端部の外周に一体に形成した鍔部４２の下面にて、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリング３２を支承し、かつ該鍔部４２の上面にて、ピストン体５０を支持した」から、環状のピストン体５０は合成樹脂であるが、中空パイプ本体４０の鍔部４２は金属製であり、最伸張時における大きな引張荷重を受けることができる。その結果、合成樹脂製のピストン体５０は、懸架スプリング２９の圧縮荷重のみが作用することとなり、この圧縮荷重は、最伸張時における引張荷重に比べてはるかに小さく、ピストン体５０が合成樹脂製であっても支障を生じない。その結果、中空パイプ２０にリバウンドスプリング３２を配置することができ、フロントフォーク１０の構造を複雑にすることなく、コスト低減できる。

ｂ 「環状のピストン体５０の外周下部に、ピストン体５０との間にＣ字状の隙間６２を介して、先端側を自由端とするとともに、ピストン体５０より大外径をなすピストンリング６０を一体に成形すること」、「中空パイプ本体４０の鍔部４２とピストン体５０の下端面との間に、Ｃ字状の隙間６２の下端開口を閉じるワッシャ６３を設けた」により、
(1)ピストンリング６０がピストン体５０の外周との間に形成するＣ字状の隙間６２は、上下に開口する。その結果、成形時に金型を軸方向に抜くことができ、金型の製作が容易になる。
(2)ピストンリング６０は、Ｃ字状の隙間６２により、ピストン体５０の径方向の偏心を吸収する。
(3)環状のピストン体５０の外周にピストンリング６０を一体に成形したから、合成樹脂製のピストン体５０のコストを更に低減できる。

ｃ 「環状のピストン体５０を中空パイプ本体４０に対して回転自在に結合した」により、懸架スプリング２９が着座している環状のピストン体５０が回転自在になり、懸架スプリング２９の圧縮に伴う懸架スプリング２９のよじれをキャンセルできる。

以上、本発明の実施例を図面により記述したが、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。例えば、環状のピストン体の外周に設けられるピストンリングは、ピストン体と別体にされ、ピストン体の外周溝に嵌着されて設けられるものでも良い。

図１はフロントフォークの全体断面図である。 図２は図１の下部拡大断面図である。 図３は中空パイプの要部を示す断面図である。 図４はピストン体とピストンリングを示す平面図である。

符号の説明

１０ フロントフォーク
１１ アウタチューブ
１４ インナチューブ
２０ 中空パイプ
２９ 懸架スプリング
３２ リバウンドスプリング
４０ 中空パイプ本体
４２ 鍔部
５０ ピストン体
６０ ピストリング
６２ Ｃ字状の隙間
６３ ワッシャ

Claims (3)

1. 車輪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、この中空パイプにはインナチューブ内周にピストンリングを介して摺接するピストン体を設け、
   中空パイプに設けたピストン体の上面にて懸架スプリングを支持する二輪車のフロントフォークにおいて、
   前記中空パイプを、アウタチューブの底部に取着される金属製の中空パイプ本体と、該中空パイプ本体に結合される合成樹脂製の環状のピストン体とから構成し、
   中空パイプ本体の上端部の外周に一体に形成した鍔部の下面にて、最伸張時の緩衝をなすリバウンドスプリングを支承し、かつ該鍔部の上面にて、ピストン体を支持したことを特徴とする二輪車のフロントフォーク。
2. 前記環状のピストン体の外周下部に、該ピストン体の外周より大外径をなすピストンリングの基端部を一体に成形し、該ピストンリングを該ピストン体の外周に沿うＣ字状の隙間を介して延在し、該ピストンリングの先端部を自由端とし、
   前記中空パイプ本体の鍔部と該ピストン体の下端面との間に、前記Ｃ字状の隙間の下端開口を閉じるワッシャを設けた請求項１に記載の二輪車のフロントフォーク。
3. 前記環状のピストン体を前記中空パイプ本体に対して回転自在に結合した請求項１又は２に記載の二輪車のフロントフォーク。

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