JP4898386B2 - 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については、従来から種々の提案があり、その中に、特許文献１に開示の提案のように、ハンドル側チューブと車輪側チューブとからなるフォーク本体の軸芯部にダンパを有していて、このダンパによってフォーク本体の伸縮時における減衰作用を具現化するものがある。

すなわち、特許文献１に開示のフロントフォークは、ハンドル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内となるボトム端部内にはコイルスプリングからなる加圧バネで背後から附勢されたフリーピストンが配設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、加圧バネで背後から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、その作動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２００５‐３０５３４（特許請求の範囲における請求項１、明細書中の段落００１４、同００２９、同００３０、図１参照）

しかしながら、上記した特許文献１に開示のフロントフォークにあっては、最伸長状態のフォーク本体が収縮作動するときに、その作動開始時からダンパによって設定通りの圧側減衰力を発生し得るとする点で格別の問題がある訳ではないが、些かの不具合があると指摘される可能性がある。

すなわち、上記したフロントフォークにおいて、加圧バネにあらかじめ初期荷重が付与される場合には、ダンパにあっては、最伸長状態から収縮作動を開始するときに、シリンダ体内が所定の圧力になるまでフリーピストンが後退しないことになる。

このことは、最伸長状態のフォーク本体が収縮作動を開始するとしてもダンパが収縮作動せず、したがって、フロントフォークがいわゆる棒状になってスムーズな収縮作動が開始されず、このフロントフォークを架装する二輪車のライダにあっては、いわゆるゴツゴツ感が体感されることになる危惧がある。

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、フォーク本体内にあって、最伸長状態にあるダンパが収縮作動を開始するときから設定通りの圧側減衰力を発生し得るのはもちろんのこと、その際に乗り心地の悪化を招かないようにして、二輪車の前輪側に架装される油圧緩衝器としての利用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、基本的には、ハンドル側チューブと車輪側チューブとで伸縮可能に形成されたフォーク本体内に配設のダンパがシリンダ体をハンドル側チューブに連結すると共にこのシリンダ体に出没可能に連繋するロッド体を車輪側チューブに連結する倒立型に設定されてなるフロントフォークにおいて、ハンドル側チューブに連結されるダンパにおけるシリンダ体のボトム端部内にベースバルブ部が配設されると共にこのベースバルブ部の下流側にあってベースバルブ部に対向しながら加圧手段で背後から附勢されるフリーピストンを有する一方で、このフリーピストンとベースバルブ部との間に配設されながらベースバルブ部に担持されてフリーピストンを後退方向に附勢することを可能にするサブバネを有してなるとする。

そして、より具体的には、フォーク本体の最伸長時にサブバネのバネ力がフリーピストンを挟んで加圧手段のバネ力と釣り合う一方で、最伸長状態にあるフォーク本体が収縮作動を開始するときにサブバネのバネ力がフリーピストンの後退を促し、フォーク本体における収縮が所定量になるときにサブバネが先端をフリーピストンから離座させてなるとする。

それゆえ、この発明によるフロントフォークにあっては、フォーク本体内のダンパにおいて、シリンダ体のボトム端部内に加圧手段で背後から附勢されたフリーピストンを有してなるとするから、シリンダ体内を高圧化傾向に維持することが可能になり、最伸長状態にあるフォーク本体が収縮作動を開始するときに圧側減衰バルブによる所定の大きさとなる減衰力の発生を可能にし得ることになる。

そして、この発明によるフロントフォークにあって、最伸長状態にあるフォーク本体が収縮作動を開始するときには、加圧手段のバネ力とサブバネとのバネ力とが釣り合った状態から収縮作動を開始することになるから、スムーズな収縮作動が実現されることになり、このフロントフォークを架装する二輪車のライダにあっては、いわゆるゴツゴツ感を体感し得なくなる。

そしてまた、この発明によるフロントフォークにあって、フォーク本体が所定量収縮すると、サブバネが先端をフリーピストンから離座させるから、以降は、フリーピストンが加圧手段のバネ力でのみ附勢されることになり、この加圧手段で設定されたバネ力に基づいて、シリンダ体内を加圧傾向に維持することになる。

その結果、この発明のフロントフォークによれば、最伸長状態にあるフォーク本体が収縮作動を開始するとき、ダンパにおいて、設定通りの圧側減衰力を発生し得るのはもちろんのこと、このフロントフォークを前輪側に架装する二輪車における乗り心地を悪化させないことになる。

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、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、図示するフロントフォークは、アウターチューブをハンドル側チューブ１にすると共に、図示しないが、このハンドル側チューブ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するフォーク本体を有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、フォーク本体の軸芯部にダンパを有してなるとしていて、フォーク本体において、ハンドル側チューブ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、ハンドル側チューブ１と車輪側チューブとの間に懸架バネを有していて、この懸架バネのバネ力たる附勢力によってハンドル側チューブ１内から車輪側チューブを抜き出す方向に、すなわち、フォーク本体を伸長方向に附勢してなるとしている。

また、このフロントフォークにあっては、ダンパの外周とフォーク本体を構成するハンドル側チューブ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を境にする気体室Ａ１が画成されるとしている。

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がハンドル側チューブ１に連結される、すなわち、ハンドル側チューブ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内に摺動可能に配設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内に伸側油室と図示する圧側油室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、たとえば、ピストンに配設の伸側減衰バルブで、また、図示するように、シリンダ体２のボトム端部内に配設のベースバルブ部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の図中で上方側となる下流側に一定の伸縮量を具有する加圧手段、例えば、コイルスプリングからなる加圧バネ４で背後から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の図中で上方側となる背後側に画成される気体室Ａがシリンダ体２外に画成される前記した気体室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内が加圧バネ４で背後から附勢されたフリーピストン５によって常時加圧されていることになり、したがって、最伸長状態にあるフォーク本体が収縮作動を開始するとき、すなわち、最伸長状態にあるダンパが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を可能にし得ることになる。

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気体室Ａがシリンダ体２外のリザーバＲ１における気体室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。

一方、上記のフリーピストン５は、前記したように、ダンパにおけるシリンダ体２のボトム端部内に、すなわち、図示するところでは、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内に摺動可能に配設されるとしている。

そして、このフリーピストン５は、加圧バネ４のバネ力に抗してケース部２１内にあって図中で最上昇するように最後退したときに、フリーピストン５の配設でケース部２１内に画成される油室Ｒ２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における気体室Ａ１に連通させるとしている。

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が言わば大きく後退し、上記の油室Ｒ２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。

以上のように形成されたフロントフォークにあって、この発明では、上記したフリーピストン５と圧側減衰バルブ３ａ側との間にフリーピストン５を図中で上昇方向となる後退方向に附勢することを可能にするサブバネ６を有してなるとしている。

そこで、以下にはこのサブバネ６およびこのサブバネ６を有することの意義について少し説明するが、まず、このサブバネ６は、前記した加圧バネ４と同様に、一定の伸縮量を具有するコイルスプリングからなるとしている。

そして、このサブバネ６は、図示するところでは、前記した油室Ｒ２、すなわち、前記したケース部２１内へのフリーピストン５の配設でこのケース部２１内にあって圧側減衰減バルブ３ａとの間に画成される油室Ｒ２に配設されてなるとしている。

そしてまた、図示するところでは、このサブバネ６は、圧側減衰バルブ３ａにいわゆる背後側から隣接するバルブストッパ３ｂに直列するように配設されたバネ受け６ａに図中で下端となる基端が担持されるとしている。

さらに、サブバネ６は、たとえば、図示するように、フォーク本体が最伸長状態にあるときに、そのバネ力がフリーピストン５を挟んで加圧バネ４のバネ力と釣り合うとしている。

その一方で、このサブバネ６は、最伸長状態にあるフォーク本体が収縮作動を開始するときにそのバネ力によってフリーピストン５の後退を促し、フォーク本体における収縮が所定量になるときにその先端をフリーピストン５から離座させるとしている。

それゆえ、最伸長状態にあるフォーク本体が収縮作動を開始するときには、加圧バネ４とサブバネ６とのバネ力が釣り合った状態からフリーピストン５が後退することになるから、フォーク本体においてスムーズな収縮作動が実現されることになる。

そしてまた、このサブバネ６にあっては、フォーク本体が所定量収縮すると、その先端をフリーピストン５から離座させるから、以降は、フリーピストン５が加圧バネ４のバネ力によってのみ附勢されることになり、それゆえ、この加圧バネ４で設定されたバネ力に基づいて、シリンダ体２内を加圧傾向に維持することになる。

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ので、それについて説明すると、まず、前記したベースバルブ部３は、ケース部２１の軸芯部に垂設されたガイドロッド７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のボトム端部内に配設されてなるとしている。

このとき、ガイドロッド７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８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の開口端部がハンドル側チューブ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８でハンドル側チューブ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７の軸部には、フリーピストン５がシール構造Ｓの配設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８との間に配設される前記した加圧バネ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７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７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、加圧バネ４がガイドロッド７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７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内の所定位置に配設するについて、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。

ところで、図示しないが、前記したフリーピストン５の背後側に画成される気体室Ａにおけるエア圧は、キャップ８に保持された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るとしても良い。

そして、気体室Ａにおけるエア圧が高低調整される設定の場合には、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し得ることになり、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、フロントフォークが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を可能にすることになる。

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５ａ，５ｂを有してなるとし、このシール５ａ，５ｂの介装で、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５ａ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５ｂ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５ｂが連通孔２１ａによって齧られなくなり、シール５ｂの耐久性を恒久的に保障し得ることになる。

なお、図示しないが、上記のキャップ８には、作動油注入栓が併設されていて、この作動油注入栓を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も良い。

ちなみに、シリンダ体２におけるボトム端部をケース部２１で形成するとき、図示するところでは、ケース部２１がシリンダ体２の径より大径になるように形成されてなるとし、この大径に形成されたエース部２１の縮径された下端部の内周にシリンダ体２の上端部の外周を螺着させてなり、かつ、ロックナット９でこの螺着状態、すなわち、連結状態を維持するとしている。

前記したところでは、この発明によるフロントフォークが前輪側に架装される二輪車については、格別言及していないが、多くの場合に自動二輪車とされるであろう。

ただ、この発明が意図するところからすれば、二輪車が自動二輪車に限定される必要はなく、二輪車が自転車とされるとしても良いことはもちろんであり、その場合における作用効果が異ならないことももちろんである。

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半截縦 断面図である。

符号の説明

１ ハンドル側チューブ
２ シリンダ体
３ａ 圧側減衰バルブ
４ 加圧バネ
５ フリーピストン
６ サブバネ
Ｒ２ 油室

Claims (3)

1. ハンドル側チューブと車輪側チューブとで伸縮可能に形成されたフォーク本体内に配設のダンパがシリンダ体をハンドル側チューブに連結すると共にこのシリンダ体に出没可能に連繋するロッド体を車輪側チューブに連結する倒立型に設定されてなるフロントフォークにおいて、
   ハンドル側チューブに連結されるダンパにおけるシリンダ体のボトム端部内にベースバルブ部が配設されると共にこのベースバルブ部の下流側にあってベースバルブ部に対向しながら加圧手段で背後から附勢されるフリーピストンを有する一方で、
   このフリーピストンとベースバルブ部との間に配設されながらベースバルブ部に担持されてフリーピストンを後退方向に附勢することを可能にするサブバネを有してなることを特徴とするフロントフォーク。
2. サブバネのバネ力がフォーク本体の最伸長時にフリーピストンを挟んで加圧手段のバネ力と釣り合う一方で、フォーク本体が最伸長状態から収縮作動を開始するときにフリーピストンの後退を促し、フォーク本体における収縮が所定量になるときに先端がフリーピストンから離座されてなる請求項１に記載のフロントフォーク。
3. シリンダ体のボトム端部内に圧側減衰バルブを有すると共に、この圧側減衰バルブの下流側にフリーピストンが配設されて油室が画成され、この油室にサブバネが配設されてなる請求項1に記載のフロントフォーク。

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