JP4704191B2 - 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、二輪車の前輪側に架装される油圧緩衝器たる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吸収する油圧緩衝器たるフロントフォークとしては、これまでに種々の提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１には、言わば標準的な仕様のフロントフォークが開示されている。

すなわち、この特許文献１に開示のフロントフォークは、車体側チューブと車輪側チューブとで形成されて反力手段たる懸架バネを有しながら伸縮可能とされるフォーク本体の軸芯部にダンパを有するダンパ内蔵型のフロントフォークであって、ダンパがシリンダ体内に収装のピストン部に減衰手段たる減衰バルブを有してなるとしている。

それゆえ、このフロントフォークにあっては、これが左右の一対とされながら二輪車の前輪側に架装されることで、その収縮作動時に懸架バネによる所定の反力と、その伸長作動時に減衰バルブによる所定の減衰力とを得ることが可能になり、二輪車における乗り心地を向上し得ることになる。

ちなみに、ダンパがシリンダ体内に減衰手段たるベースバルブ部を有する場合には、フォーク本体の収縮作動時にこのベースバルブ部における減衰バルブによって所定の減衰力を得ることも可能になる。
特開２００３‐２９４０７４公報（図１，図２，図５）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案によるフロントフォークに特別の不具合がある訳ではないが、このフロントフォークが利用される状況を鑑みると、些か問題があると指摘される可能性がある。

すなわち、二輪車の前輪側に架装される左右のフロントフォークは、収縮作動時に反力手段たる懸架バネによるバネ力、および、多くの場合に、油面を境にしてリザーバ室に画成される気室によるエアバネ力に起因する反力を発揮し、伸長作動時、あるいは、伸縮作動時に減衰手段たる減衰バルブで減衰力を発生するとしているが、このとき、左右のフロントフォークは、同じ作動をしてそれぞれが反力を発生し減衰力を発生していることになる。

このことは、言わばフロントフォークを左右で重複して使用していると看ることができ、したがって、これは無駄で、特許文献としては提示しないが、左右の一対とされるフロントフォークにあって、左右のいずれか一方は、反力手段による反力のみを制御するとし、他方は、減衰手段による減衰力のみを制御するとする提案がなされるに至っている。

そして、この提案の具体化は、このフロントフォークを架装する二輪車における製品コストの低廉化を可能にし、その二輪車の汎用性を期待できることになるが、これまでは、実施可能と言える具体的な提案がなく、その提案が望まれているのが実情である。

この発明は、このような実情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、二輪車の前輪側に架装されるフロントフォークにおける左右で重複した利用状況を解消することで、二輪車における製品コストの低廉化に寄与し、その二輪車の汎用性の向上を期待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。

上記の目的を達成するため、本発明の手段は、車体側チューブ内に車輪側チューブを出没自在に挿入し、上記車輪側チューブの軸芯部に開口端を軸受部材で閉塞したシリンダ体を起立し、上記車体側チューブの軸芯部に垂設したロッド体を上記軸受部材を貫通して上記シリンダ体内に挿入し、上記シリンダ体の上端と上記車体側チューブの内側上端との間に懸架バネを配在し、上記シリンダ体内に挿入した上記ロッド体の基端部と上記軸受部材との間に伸び切りバネを設けているフロントフォークにおいて、上記ロッド体の基端部にストッパ部材を設け、当該ストッパ部材の外周と上記シリンダ体の内周との間に作動油の自由通過を許容する隙間を形成したことを特徴とするものである。
この場合、ストッパ部材がロッド体の基端部に螺着されてなるのが好ましい。
同じく、ストッパ部材がロッド体の基端部に一体に形成されていても良い。
同じく、シリンダ体体内にストッパ部材で伸側油室と圧側油室とを画成し、各油室をシリンダ体のヘッド端部とボトム端部とにそれぞれ形成した連通孔を介してシリンダ体外側のリザーバに連通していても良い。

それゆえ、この発明にあっては、左右一対で使用されるようなフロントフォークの場合、一方のフロントフォークとして本発明のフロントフォークを使用すると、ロッド体の基端部には減衰手段を設けていないので、部品点数の削減が可能になると共に製品コストの低減が可能になり、そして、このフロントフォークを言わば標準仕様のフロントフォークと一対にして二輪車の前輪側に架装するときには、その二輪車における製品コストの低減化に寄与することになる。
更に、本発明のフロントフォークでは、ストッパ部材は、その外周をシリンダ体の内周に摺接させていないので、シリンダ体の内周を摺動面仕上げしなくて済み、したがって、シリンダ体における部品コストの低減に寄与することになる。

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、まず、この発明によるフロントフォークは、図１に示すように、左右で一対とされて二輪車の前輪側（図示せず）に架装されるときのいずれか一方、すなわち、図示するところでは、右側に配在されるフロントフォークを構成するとしている。
このフロントフォークは、車体側チューブたるアウターチューブ１内に車輪側チューブたるインアーチューブ２を出没自在に挿入し、上記車輪側チューブの軸芯部に開口端を軸受部材３１で閉塞したシリンダ体３を起立し、上記車体側チューブの軸芯部に垂設したロッド体４を上記軸受部材３１を貫通して上記シリンダ体３内に挿入し、上記シリンダ体３の上端と上記車体側チューブの内側上端との間に懸架バネＳを配在し、上記シリンダ体３内に挿入した上記ロッド体４の基端部と上記軸受部材３１との間に伸び切りバネＳ１を設けているものである。
そして、上記ロッド体４の基端部にストッパ部材７を設け、当該ストッパ部材７の外周と上記シリンダ体３の内周との間に作動油の自由通過を許容する隙間を形成している。
以下更に詳しく説明する。

ちなみに、図１中の左側に配在されるフロントフォークは、言わば標準仕様のフロントフォークであって、少し説明すると、車体側チューブたるアウターチューブ１と車輪側チューブたるインナーチューブ２とを出没可能に連繋してなるフォーク本体の軸芯部にダンパを有するダンパ内蔵型に形成されている。

このとき、フォーク本体は、内部に有する反力手段たる懸架バネＳのバネ力に起因する反力でインナーチューブ２がアウターチューブ１内から抜け出る方向たる伸長方向に附勢されてなるとしている。

ちなみに、上記の反力手段は、懸架バネＳからなるとしているが、反力を発生するとの見地からすれば、フォーク本体の内側となるリザーバ室Ｒに油面Ｏを境にして画成される気室Ａもエアバネ力を発揮することからして反力手段と言い得ることになる。

一方、フォーク本体の軸芯部に配在されるダンパは、シリンダ体３内にロッド体４が出没可能に挿通されてなると共に、ロッド体４がシリンダ体３に対して出没するときに、減衰手段によって所定の減衰力を発生するように形成されてなるとしている。

このとき、シリンダ体３は、インナーチューブ２の軸芯部に起立し、ロッド体４は、アウターチューブ１の軸芯部に垂設されてなるとし、ロッド体４が挿通するシリンダ体３の図中で上端となる開口端は、軸受部材３１で封止されてなるとし、この軸受部材３１の軸芯部をロッド体４が貫通するとしている。

ちなみに、図示するフォーク本体は、インナーチューブが下端側部材とされると共にアウターチューブ１が上端側部材とされるいわゆる倒立型に設定されてなるとしているが、凡そ標準仕様のフロントフォークを形成するフォーク本体にあっては、インナーチューブ２が上端側部材とされると共にアウターチューブ１が下端側部材とされる正立型に設定されてなるとしても良いことはもちろんである。

ところで、この標準仕様のフロントフォークに内蔵されるダンパにあって、シリンダ体３内にはロッド体４の図中で下端部となる基端部（符示せず）に連設のピストン部５が摺動可能に収装されてなるとし、このピストン部５によってシリンダ体３内に伸側油室Ｒ１と圧側油室Ｒ２とが画成されてなるとしている。

また、ピストン部５には減衰手段が配在されてなるとし、この減衰手段は、伸側油室Ｒ１の作動油の圧側油室Ｒ２への流出を可能にしながら所定の大きさの伸側減衰力を発生する伸側減衰バルブ５ａと、この伸側減衰バルブ５ａに並列して伸側油室Ｒ１の作動油の圧側油室Ｒ２への流出を阻止する伸側チェック弁５ｂとを有してなるとしている。

一方、軸芯部にダンパを配在させるフォーク本体の内側、すなわち、ダンパの外側は、前述したところでもあるが、油面Ｏを境にする気室Ａを画成するリザーバ室Ｒとされていて、このリザーバ室Ｒがシリンダ体３内の圧側油室Ｒ２に連通するとしている。

このとき、図示するところでは、シリンダ体３の図中で下端部となるボトム端部３ａの内側に減衰手段としてのベースバルブ部６を有してなるとしており、このベースバルブ部６は、圧側油室Ｒ２の作動油のリザーバ室Ｒへの流出を可能にしながら所定の大きさの圧側減衰力を発生する圧側減衰バルブ６ａと、この圧側減衰バルブ６ａに並列して圧側油室Ｒ２の作動油のリザーバ室Ｒへの流出を阻止する圧側チェック弁６ｂとを有してなるとしている。

それゆえ、以上のように形成されたフロントフォークにあっては、たとえば、フォーク本体が反力手段たる懸架バネＳのバネ力、および、気室Ａのエアバネ力でアウターチューブ１内からインナーチューブ２が抜け出るように伸長作動するとき、ダンパにおいて、シリンダ体３内からロッド体４が抜け出るようになり、したがって、減衰手段たるピストン部５に配在の伸側減衰バルブ５ａで所定の大きさの伸側減衰力が発生されると共に、最伸長作動時には、ピストン部５と軸受部材３１との間に配在された伸び切りバネＳ１によってそれ以上の伸長作動が阻止されることになる。

そして、上記したところから反転してフォーク本体が反力手段たる懸架バネＳの反力に抗して収縮作動するときには、ダンパにおいて、シリンダ体３内にロッド体４が没入するようになり、したがって、図示するところでは、減衰手段たるベースバルブ部６に配在の圧側減衰バルブ６ａで所定の大きさの圧側減衰力が発生されると共に、最収縮作動時には、たとえば、反力手段たる懸架バネＳの最収縮によって、あるいは、インナーチューブ２がアウターチューブ１に衝突することによってそれ以上の収縮作動が阻止されることになる。

以上のように、図１中の左側に示す標準仕様のフロントフォークにあっては、フォーク本体の伸縮作動時に反力手段による所定の反力発生と減衰手段による所定の減衰力発生を可能にするように形成されてなるとするのに対して、図１中の右側に示すこの発明によるフロントフォークにあっては、基本的には、上記した減衰手段を有しないところに特徴があると言い得る。

すなわち、前述したところであるが、この発明が意図するところは、二輪車に前輪側に架装されて左右で一対とされるフロントフォークが同じ仕様からなり、したがって、左右のフロントフォークがその伸縮作動時に同じ作動をして、それぞれが反力手段による反力発生と、減衰手段による減衰力発生とを実現することになる不具合を解消しようとすることにある。

その意味からすると、この発明によるフロントフォークにあっては、減衰手段を有せずして、反力手段たる懸架バネＳおよび気室Ａを有するのみで、所期の目的を達成できることになる。

ところで、この所期の目的を達成するとの観点からすると、前記した標準仕様のフロントフォークにあっては、減衰手段を有することが必須となるが、反力手段については、この発明によるフロントフォークが反力手段を有することが必須とされるから、標準仕様のフロントフォークにあっては、反力手段たる懸架バネＳの配在および気室Ａの画成が省略されても良いと解し得ることになる。

ただ、フロントフォークを二輪車の前輪側に架装する際、あるいは、架装するためにブラケットに連結させる際に、フォーク本体がその自重で自然収縮することが考えられ、そして、フォーク本体が自然収縮する場合には、フロントフォークを二輪車の前輪側に架装する作業、あるいは、架装するためにブラケットに連結させる作業が面倒になる不具合がある。

そこで、標準仕様のフロントフォークにあっても、理論上は、反力手段の配在を必須とはしないが、実際に二輪車に架装される場面を鑑みると、反力手段たる懸架バネＳを内装し、さらには、気室Ａを画成している方が好ましいと言い得ることになる。

のみならず、この標準仕様のフロントフォークにあっては、元来、これが標準仕様とされていることからしても、フォーク本体が反力手段たる懸架バネＳと気室Ａを有することに必然性があると言い得る。

ちなみに、標準仕様のフロントフォークにおけるダンパにあっては、伸び切りバネＳ１の配在は、必須であることもちろんである。

以上のように形成された標準仕様のフロントフォークに対して、この発明によるフロントフォークは、前記したように、いわゆるダンパとされる部分において、減衰手段を有しないことに特徴があるが、そのため、このフロントフォークは、以下のように形成されてなるとしている。

ちなみに、この発明によるフロントフォークを図１中に示すについて、また、図２に具体的に示すについて、その構成が標準仕様のフロントフォークと同一となるところについては、要する場合を除き、図中に同一の符号を符示するのみとして、その詳しい説明を省略する。

すなわち、まず、この発明によるフロントフォークにあっては、フォーク本体が反力手段たる懸架バネＳのバネ力に起因する反力で伸長されてなるとし、また、フォーク本体の内部は、リザーバ室Ｒとされていて、このリザーバ室Ｒには、油面Ｏを境にして同じく反力手段と言い得る気室Ａが画成されてなるとしている（図１中の右側図参照）。

ところで、この発明によるフロントフォークは、後述するように、減衰手段を有せずして反力手段を有することが必須とされており、このことからして、反力手段たる懸架バネＳを有すればそれで足りるが、その一方で、リザーバ室Ｒに画成される気室Ａもそのエアバネ力たる反力を発生することからすれば、上記の懸架バネＳを有することに代えて、すなわち、懸架バネＳの配在を省略して、気室Ａのみを反力手段とするとしても良いことになる。

ちなみに、このフロントフォークにおいて、むしろ作動油を収容することで、フォーク本体の伸縮作動を円滑に実現し得るから、この意味からも図示したように作動油が収容されるリザーバ室Ｒにおいて油面Ｏを境にする気室Ａが画成される方が好ましいと言い得るし、この気室Ａが画成されることからすると、フォーク本体が反力手段として懸架バネＳを有しないとしても良いことになる。

そして、このフロントフォークにおいて、気室Ａを有する場合には、この気室Ａが懸架バネＳに代わる反力を負担することが可能になるから、ロッド体４がストッパ部材７を有して、このストッパ部材７に伸び切りバネＳ１が連繋される限りには、いわゆる標準仕様のフロントフォークとの同期しての二輪車の前輪側への連結作業、あるいは、ブラケットへの連結作業を容易にし得ることになる。

また、このフロントフォークにあって、気室Ａのみを反力手段とする場合には、懸架バネＳを有しない分、このフロントフォークにおける重量の軽減化に寄与することになる。

つぎに、この発明によるフロントフォークにあっては、シリンダ体３内に臨在されるロッド体４における基端部（符示せず）に減衰手段を形成するピストン部５（図１中の左側図参照）を有しないのはもちろんのこと、さらに、図示するところでは、減衰手段を形成するベースバルブ部６も有しないとしている（図１中の右側図参照）。

このとき、ロッド体４の基端部がストッパ部材７を有してなると共に、このストッパ部材７の外周がシリンダ体３の内周との間に隙間（符示せず）を有して対向しながら隙間における作動油の自由通過を許容してなるとしている。

ところで、ストッパ部材７は、その外周をシリンダ体３の内周に摺接させないとしているが、これによって、シリンダ体３の内周を摺動面仕上げしなくて済み、したがって、シリンダ体３における部品コストの低減に寄与することになる。

一方、標準仕様のフロントフォークにおけるダンパにあって、シリンダ体３の内周に外周を摺接させるピストン部５は、シリンダ体３の開口端を閉塞する軸受部材３１と共に軸受として機能して、ダンパにおける折れ曲りを阻止していることを鑑みると、この発明によるフロントフォークにあっても、シリンダ体３とロッド体４との間における折れ曲りを阻止する上からは、ストッパ部材７の外周がシリンダ体３の内周に摺接するようにして軸受部材３１と共に軸受として機能させるとしても良いことになる。

ただ、この場合には、シリンダ体３の内周を摺動面仕上げすることになるから、その分、部品コストの低減を期待できなくなり、また、ストッパ部材７で画成される伸側油室Ｒ１と圧側油室Ｒ２との間の連通性を保障し難くなる不具合があるが、両油室Ｒ１，Ｒ２の連通性を確保するためには、ストッパ部材７の外周に切り欠きなどからなる流路７ａを形成するのが得策と言えるだろう。

また、このフロントフォークにあって、ロッド体４における基端部とシリンダ体３の開口端を閉塞しながら軸芯部にロッド体４を貫通させる軸受部材３１との間に伸び切りバネＳ１を有してなるとしている。

ちなみに、ストッパ部材７は、図示するところでは、ロッド体４の基端部に螺着されてなる（図２参照）として、このフロントフォークにおける組み立ての際に便宜となるように配慮しているが、このストッパ部材７の機能するところからすれば、上記の螺着以外の自由な構成の連結手段が選択されて良いことはもちろんである。

のみならず、このストッパ部材７が機能するところを勘案すると、要は、ロッド体４の基端部に伸び切りバネＳ１の下端を担持する部位が形成されていれば足りるから、このストッパ部材７の連結に代えて、ロッド体４の基端部に相応のストッパ部が一体に形成されるとしても良いことになり、ストッパ部が一体に形成されるとする場合には、部品点数の削減に寄与することになる。

なお、上記の軸受部材３１は、その軸芯部に筒状に形成のブッシュ部材３１ａを有していて、このブッシュ部材３１ａの内周にロッド体４の外周を摺接させるとしている（図２参照）。

以上からすれば、このフロントフォークにあっては、減衰手段を有しないから、伸縮作動時に減衰手段の作動による抵抗を生じないことになり、したがって、円滑な伸縮作作動を望める、すなわち、反力手段たる懸架バネＳのバネ力、あるいは、同じく反力手段たる気室Ａによるエアバネ力に基づく反力発生のみを期待し得ることになる。

このとき、このフロントフォークにあっては、減衰手段たるベースバルブ部６も有しない（図１中の右側図参照）とするから、部品点数の削減による製品コストの低廉化と全体重量の軽減化に寄与することになる。

ちなみに、上記のダンパが最伸長作動するときには、伸び切りバネＳ１によって衝撃の発生が阻止されることになるが、この伸び切りバネＳ１の本来的な機能は、前記した標準仕様のフロントフォークに装備されるダンパにあって、その最伸長作動時に、ピストン部５がシリンダ体３の開口端を閉塞する軸受部材３１に衝突することを阻止するために配在されると解される。

だとすれば、この発明によるフロントフォークにあっては、減衰手段となるピストン部５を有しないから、この伸び切りバネＳ１を配在することを要しないとも言い得るが、仮にこの伸び切りバネＳ１、すなわち、標準仕様のフロントフォークにおけるダンパに収装されるのと同じ基本長の伸び切りバネＳ１を収装しないとすると、このフロントフォークを二輪車の前輪側に架装する前や架装するためにブラケットへ連結する前の自然状態では、伸び切りバネＳ１を有しない分フロントフォークがより伸長していることになり、二輪車の前輪側への架装作業やブラケットへの連結作業を面倒にすることが予想される。

のみならず、この発明のフロントフォークにあって、反力手段が気室Ａによるエアバネ力にのみによるとするとき、フォーク本体の最伸長時にエアバネ力たる反力が零になることが考えられるが、この場合にも伸び切りバネＳ１を有することで少なくとも反力が零になることを回避できることになる利点がある。

それゆえ、このことを勘案すると、この減衰手段を有せずして反力手段たる懸架バネＳあるいは気室Ａを有することを必須とする場合にあっても、この伸び切りバネＳ１の配在を省略することは好ましくないと言い得る。

一方、上記のフロントフォークにあって、シリンダ体３は、軸受部材３１を有するヘッド端部３ｂにシリンダ体３の内外の連通を許容する連通孔３ｃを有してなると共に、シリンダ体３のボトム端部３ａにシリンダ体３の内外の連通を許容する連通孔３ｄ（図１中の右側図参照）を有してなるとしている。

このシリンダ体３の内外の連通を許容する連通孔３ｃ，３ｄをシリンダ体３に有することについてだが、上記したストッパ部材７がシリンダ体３との間に有する隙間を介しての作動油の自由通過を許容していることからすれば、必ずしも必須とされることにならない。

しかしながら、前記したようにストッパ部材７が軸受部材３１と共に軸受機能を発揮するとする場合に、流路７ａを形成するとしても、また、当初からストッパ部材７の外周が隙間を有してシリンダ体３の内周に対向するとしても、伸側油室Ｒ１における作動油の吸入不足によるバキューム現象や圧側油室Ｒ２における油圧の篭り現象を絶対的に発現させずしてダンパのより一層円滑な伸縮作動を可能にする上では、上記の連通孔３ｃ，３ｄのシリンダ体３への形成は、有利な構成となる。

前記したところでは、減衰手段を有しないフロントフォークにおけるリザーバ室Ｒが油面Ｏを境にする気室Ａを有してなるとしたが、このフロントフォークが機能するところを鑑みると、リザーバ室Ｒに作動油が収容されずして、油面Ｏを境にする気室Ａが形成されなくても良いと言い得る一方で、この減衰手段を有しないフロントフォークにあっては、反力手段を有することが必須とされるから、反力手段としての気室Ａが形成されるべく適宜の構成が採用されるとしても良いことはもちろんである。

また、前記したところでは、標準仕様のフロントフォークにおけるダンパにおいて、減衰手段たるベースバルブ部６を有するとき、このベースバルブ部６がシリンダ体３におけるボトム端部３ａの内側に配在されるのに代えて、図示しないが、減衰手段が所定の機能を発揮する限りには、たとえば、シリンダ体３の外側に配在されるとしても、この発明の成立を妨げないこともちろんである。

この発明によるフロントフォークが標準仕様のフロントフォークと左右の一対とされた状態を原理的に示す図である。 この発明のフロントフォークの一実施形態における要部を拡大して示す部分半截縦断面図である。

符号の説明

１ 車体側チューブたるアウターチューブ
２ 車輪側チューブたるインナーチューブ
３ シリンダ体
３ａ ボトム端部
３ｂ ヘッド端部
３ｃ，３ｄ 連通孔
４ ロッド体
７ ストッパ部材
３１ 軸受部材
Ｓ 懸架バネ
Ｓ１ 伸び切りバネ

Claims (4)

1. 車体側チューブ内に車輪側チューブを出没自在に挿入し、上記車輪側チューブの軸芯部に開口端を軸受部材で閉塞したシリンダ体を起立し、上記車体側チューブの軸芯部に垂設したロッド体を上記軸受部材を貫通して上記シリンダ体内に挿入し、上記シリンダ体の上端と上記車体側チューブの内側上端との間に懸架バネを配在し、上記シリンダ体内に挿入した上記ロッド体の基端部と上記軸受部材との間に伸び切りバネを設けているフロントフォークにおいて、上記ロッド体の基端部にストッパ部材を設け、当該ストッパ部材の外周と上記シリンダ体の内周との間に作動油の自由通過を許容する隙間を形成したことを特徴とするフロントフォーク。
2. ストッパ部材がロッド体の基端部に螺着されてなる請求項１に記載のフロントフォーク。
3. ストッパ部材がロッド体の基端部に一体に形成されている請求項１に記載のフロントフォーク
4. シリンダ体体内にストッパ部材で伸側油室と圧側油室とを画成し、各油室をシリンダ体のヘッド端部とボトム端部とにそれぞれ形成した連通孔を介してシリンダ体外側のリザーバに連通している請求項１、２又は３に記載のフロントフォーク

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