JP4972523B2 - 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二輪車の前輪を懸架しながらその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二輪車の前輪を懸架しながらその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、左右で一対となるフロントフォークがその構成を左右で異にする提案が開示されている。

すなわち、特許文献１に開示のフロントフォークにあっては、一方のフロントフォークが伸側および圧側の減衰バルブを有するのに対して、他方のフロントフォークが懸架バネのみを有するとして、左右のフロントフォークにおける構成を異にしている。

それゆえ、この特許文献１に開示の提案によれば、フロントフォークが左右で同じ構成とされる場合、すなわち、伸側および圧側の各減衰バルブを有する同一のフロントフォークを左右に配置する場合に比較して、たとえば、二輪車の前輪側における重量の軽減化に寄与する。
特開２００５‐２６５１２９号公報（明細書中の段落００２４、同００７６から同００８３、図１、図７、図８、図９．図１２、図１３参照）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、二輪車の前輪側における重量の軽減化に寄与する点で何等不都合はないが、好ましい減衰力の発生状態を具現化するとき、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、上記した一対となるフロントフォークの提案にあって、一方のフロントフォークは、伸側および圧側の減衰力を発生する減衰バルブを有する。

ところで、これまでに提案されている多くのフロントフォークがそうであるように、一般には、フロントフォークにあって、伸側減衰力の発生については、内蔵されるダンパにおけるシリンダ内のピストン部に配設の伸側の減衰バルブに依存し、圧側減衰力の発生については、同じくシリンダ内のベースバルブ部に配設の圧側の減衰バルブに依存することが周知されている。

そして、シリンダ内のピストン部について観察すると、シリンダの径は、インナーチューブの径より小さくなり、したがって、ピストン部に設けられる伸側減衰バルブにあっても、たとえば、リーフバルブの径が小さくなり、設計上での融通性に劣ることになる。

さらに、このような状況下に、ピストン部で発生される伸側減衰力について、ピストン速度が低速領域にあるときだけでなく高速領域にあるときまでを制御しようとすると、ピストン部における減衰バルブだけでなくその周辺にまで複雑な構成が要求され、その具現化を困難にし易くする危惧がある。

以上からすれば、一方のフロントフォークが減衰バルブを有し、他方のフロントフォークが懸架バネのみを有して、二輪車の前輪側における重量を軽減させても、一方のフロントフォークにおける減衰バルブが言わば狭い場所に複雑な構造で組み込まれ、全体として見るとき、二輪車の前輪側に架装されるフロントフォークおける全体コストの低減化を図るのが困難になり、また、バルブの交換や設定の変更などのメンテナス性が悪化される危惧もある。

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、二輪車の前輪側における重量の軽減および所望の減衰力の発生を可能にしながら全体コストのいたずらな高騰化を阻止して、そ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。

上記した目的を達成するために、この発明の手段は、車輪側チューブの軸芯部に立設のシートパイプ内に車体側チューブの軸芯部に垂設のロッドにおける下端側を出没可能に挿通させ、シートパイプの上端開口を軸芯部にロッドを貫通させる軸受で封止し、車輪側チューブの下端開口とシートパイプの下端開口とを閉塞するボトム部材がアクスルブラケットを形成してなるフロントフォークにおいて、ロッドにおける下端部にキャップを設け、当該キャップはシートパイプ内に上方の伸側容室と下方の圧側容室を隔成させ、更に上記キャップの外周に伸側容室と圧側容室とを連通させる隙間を設け、また、車輪側チューブとシートパイプとの間にシートパイプの上方に通じるリザーバを隔成し、このリザーバと圧側容室とを連通するボトム部材に形成の連通路中に圧側減衰バルブを設け、シートパイプ内をロッドが下降するときに圧側減衰バルブを介して圧側容室内の作動油をリザーバに流出させと共に上記隙間を介して伸側容室に流出させることを特徴とするものである。

それゆえ、この発明によるフロントフォークにあっては、圧側減衰バルブを有するから、このフロントフォークと一対となる他のフロントフォークにあっては、少なくとも、圧側減衰バルブを有しなくて済み、二輪車の前輪側に架装されるフロントフォーク全体として看るとき、構成の簡素化を可能にし、重量の軽減や製品コストの低減を可能にし得る。

そして、フロントフォークにおいて、圧側減衰バルブがボトム部材に配設されるから、車輪側チューブの内側に立設のシートパイプ内に同等の作用をする減衰バルブを配設する場合に比較して、圧側減衰バルブの構成部品をいたずらに微細に形成しなくて済み、組立作業を容易にする。

また、フロントフォークにおいて、圧側減衰バルブがボトム部材に配在されるから、従来の車輪側チューブの内側に立設のダンパにおけるシリンダ内に同等の作用をする圧側減衰バルブを配在する場合に比較して、圧側減衰バルブの構成部品をいたずらに微細に形成しなくて済み、設計上の融通性を増すと共に組立作業を容易にし、さらには、圧側減衰バルブにおける設定の調整や設定の変更などの作業を容易になし得る。

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、図１に示すように、前輪用のアクスルブラケットを形成するボトム部材Ｂに圧側減衰バルブＶを有してなる。

すなわち、図１の実施の形態に係わるフロントフォークは、車輪側チューブＴ１の軸芯部に立設のシートパイプ１内に車体側チューブＴ２の軸芯部に垂設のロッド２における下端側を出没可能に挿通させ、シートパイプ１の上端開口を軸芯部にロッド２を貫通させる軸受３で封止し、車輪側チューブＴ１の下端開口とシートパイプ１の下端開口とを閉塞するボトム部材Ｂがアクスルブラケットを形成してなるものである。
そして、このフロントフォークでは、ロッド２における下端部にキャップ２１を設け、当該キャップ２１はシートパイプ１内に上方の伸側容室Ｒ２と下方の圧側容室Ｒ１を隔成させ、更に上記キャップ２１の外周に伸側容室Ｒ２と圧側容室Ｒ１とを連通させる隙間を設けている。
また、車輪側チューブＴ２とシートパイプ１との間にシートパイプ１の上方に通じるリザーバＲを隔成し、このリザーバＲと圧側容室Ｒ１とを連通するボトム部材Ｂに形成の連通路Ｂ１中に圧側減衰バルブＶを設けている。
これにより、シートパイプ１内をロッド２が下降するときに圧側減衰バルブＶを介して圧側容室Ｒ１内の作動油をリザーバＲに流出させと共に上記隙間を介して伸側容室Ｒ２に流出させるようになっている。

また、このフロントフォークにおいて、上記の軸受３とロッド２の上端部との間にはコイルスプリングからなる懸架バネＳが配在され、この懸架バネＳの附勢力で車体側チューブＴ２内から車輪側チューブＴ１が突出する方向に、すなわち、シートパイプ１内からロッド２が突出する伸側方向に附勢されている。

さらに、このフロントフォークにおいて、車輪側チューブＴ１の下端開口とシートパイプ１の下端開口とが上記のボトム部材Ｂで閉塞されているが、この発明にあっては、このボトム部材Ｂがアクスルブラケットを形成しながら圧側減衰バルブＶを収装させるハウジング部Ｈを形成している。

一方、このフロントフォークは、ボトム部材Ｂに圧側減衰バルブＶを有することから、車輪側チューブＴ１とシートパイプ１の間がシートパイプ１の上方に通じるリザーバＲとしている。

そして、このフロントフォークにあって、車輪側チューブＴ１の下端開口とシートパイプ１の下端開口とを閉塞しながらアクスルブラケットを形成するボトム部材ＢがリザーバＲとシートパイプ１内とを連通する連通路に、すなわち、図示するところでは、連通路Ｂ１と連通路Ｂ２との間となるハウジング部Ｈに圧側減衰バルブＶを有している。

この圧側減衰バルブＶは、シートパイプ１内をロッド２が下降するフロントフォークの収縮作動時に、シートパイプ１内からリザーバＲに向けて流出する侵入ロッド体積分の作動油を通過させ、所定の圧側減衰力を発生する。

そして、このフロントフォークにあって、リザーバＲは、シートパイプ１の上方にあって、ロッド２の外に油面Ｏを境にする気室Ａを有するが、この油面Ｏの位置は、フロントフォークの最伸長時にも軸受３を気室Ａに露出させない高さ位置とされている。

ところで、このフロントフォークにあって、図示するところでは、ロッド２がパイプ体からなり、それゆえ、ロッド２における重量の軽減化が可能になるが、シートパイプ１内に臨在のロッド２における下端開口は、有底筒状に形成のキャップ２１で閉塞され、したがって、ロッド２の内側は、いわゆる空部とされて、作動油を臨在させない。

それゆえ、このフロントフォークにあって、図示する最伸長状態からロッド２がシートパイプ１内に没入する収縮作動に反転すると、ロッド２の下方、すなわち、キャップ２１の下方となる圧側油室Ｒ１の作動油の一部が上記の隙間を介してキャップ２１の上方となる言わば伸側容室Ｒ２に流入する。

その一方で、このフロントフォークの収縮作動時には、シートパイプ１内からの侵入ロッド体積分に相当する量の作動油が圧側油室Ｒ１から圧側減衰バルブＶを介してリザーバＲに流出し、圧側減衰バルブＶが所定の圧側減衰力を発生する。

図１に示すところでは、キャップ２１の外周がシートパイプ１の内周に摺接せず、したがって、両者間に出現する隙間を作動油が通過し得るが、これに代えて、図２の参考例に示すように、キャップ２１の外周がシートパイプ１の内周に摺接しても良い。

そして、この図２に示す場合には、シートパイプ１における上端部の近傍部に、すなわち、図示するように、フロントフォークが最伸長状態になるときにキャップ２１で閉塞される位置にシートパイプ１の内外を連通させる通孔１ａを有している。

そして、キャップ２１の外周がシートパイプ１の内周に摺接するから、上記の収縮作動時への反転時には、リザーバＲの作動油が通孔１ａを介して上記の伸側容室Ｒ２に流入し、伸長作動時には、伸側容室Ｒ２の作動油が通孔１ａを介してリザーバＲに流出する。

この場合は、収縮作動における圧側減衰バルブＶを通過する油量がキャップ２１の侵入体積分に相当するから、図１に示す場合に比較して、油量が増加することになり、圧側減衰バルブＶにおける設計上での融通性が向上される。

すなわち、圧側減衰バルブＶにあっては、図１のロッド２の断面積を受圧面積にする場合に比較して、図２のキャップ２１の断面積を受圧面積にする場合には、圧側油室Ｒ１における発生圧力を低くできる。

したがって、リーフバルブにおける負担を軽減させてリーフバルブにおける耐久性を向上させ、圧側減衰バルブＶによる制御をより精緻に設定するなどが可能になり、圧側減衰バルブＶにおける設計上での融通性が向上される。

また、この図２に示すところによる場合には、シートパイプ１内をロッド２が最上昇するフロントフォークの最伸長作動時に、図示するように、キャップ２１が通孔１ａを閉塞することで、伸側容室Ｒ２に作動油を閉じ込めてオイルロック状態を実現し、最伸長時の衝撃緩和の効果を奏することになる。

以上のように形成されたフロントフォークにあって、圧側減衰バルブＶは、図３に示すように、アッセンブリ化されたいわゆる本体部がボトム部材Ｂに突出するように形成されたハウジング部Ｈに対して外部からの人為的な操作で着脱できる。

そのため、この圧側減衰バルブＶにあっては、図４に示すように、ハウジング部Ｈに螺着されるリングナット１０を有し、このリングナット１０は、シートパイプ１内へのロッド２の侵入速度が高速領域にあるときに作動するバルブ機構の作動を制御する高速用アジャスタ１１を軸芯部に螺装させている。

そして、この圧側減衰バルブＶにあって、高速用アジャスタ１１は、シートパイプ１内へのロッド２の侵入速度が低速領域にあるときに作動する絞り機構の作動を制御する低速用アジャスタ１２を軸芯部に螺装させている。

それゆえ、この圧側減衰バルブＶにあっては、リングナット１０を回動操作してハウジング部Ｈから分離することで、いわゆる本体部をハウジング部Ｈから抜き取れる（図３参照）。

ところで、高速用アジャスタ１１は、リングナット１０に対する回動操作でこのリングナット１０に対して出没し、この発明におけるバルブ機構を構成するリーフバルブ１３を附勢する附勢バネ１４を伸縮させて、リーフバルブ１３におけるクッラキング圧を調整する。

附勢バネ１４は、図示するところでは、図中で右端となる先端がリーフバルブ１３に当接されるのに対して、図中で左端となる基端がこの高速用アジャスタ１１に介装の環状に形成のバネ受１５に係止されている。

そして、このバネ受１５は、高速アジャスタ１１と縁が切れていながらその外周側端部がリングナット１０に担持されている。

このことから、図示する伸側減衰バルブＶにあっては、高速用アジャスタ１１を回動してリングナット１０から抜き出すようにするとき、附勢バネ１４に基端位置は変更されないが、その先端位置が移動されて収縮し、リーフバルブ１３におけるクラッキング圧を上げる。

そして、上記の附勢バネ１４で背後から附勢されるリーフバルブ１３は、ハウジング部Ｈの内側に位置決められてこの内側をいわゆる上流側たる連通路Ｂ１側と下流側たる連通路Ｂ２側とに画成するバルブシート部材１６に内周端固定で外周端自由の態様に着座し、バルブシート部材１６に開穿のポート１６ａをいわゆる下流側から閉塞している。

一方、低速用アジャスタ１２は、上記のリーフバルブ１３を迂回するバイパス路を構成すべく高速用アジャスタ１１における軸芯部に形成の流路１１ａに対して出没するニードル弁体１２ａを有し、高速用アジャスタ１１に対する出没時にニードル弁体１２ａと流路１１ａとの間に形成されてこの発明における絞り機構を構成する環状絞り（符示せず）を広狭調整する。

なお、図示するところでは、この低速用アジャスタ１２は、ディテント機構Ｄの配在下に高速用アジャスタ１１の軸芯部に介装されている。

そして、図示するところでは、圧側減衰バルブＶにあって、高速用アジャスタ１１は、これを押し込む方向に回動するとき、附勢バネ１４を収縮させてリーフバルブ１３におけるクラッキング圧を高くする設定とされている。

それゆえ、上記したフロントフォークにあっては、圧側減衰バルブＶによってロッド２がシートパイプ１内を下降する際の速度に依存して、所望の圧側減衰力を発生する。

すなわち、シートパイプ１内へのロッド２の侵入速度が高速領域に比較すれば低速となる速度領域にあるときには、上記した絞り機構を構成する環状絞りによって所望の圧側減衰力を調整する。

そして、シートパイプ１内へのロッド２の侵入速度が低速領域に比較すれば高速となる速度領域になるときには、バルブ機構を構成するリーフバルブ１３によって所望の圧側減衰力を調整する。

以上からすると、この発明によるフロントフォークにあって、ボトム部材Ｂが有する圧側減衰バルブＶは、速度領域に応じた減衰力発生を可能にするが、これまでにも、図示しないが、ボトム部材Ｂやこのボトム部材Ｂに接続されるアキュムレータのボディなどに上記の圧側減衰バルブＶと同等の構成を有し、同等の作動をする圧側の減衰バルブを有する提案については、従来から多々ある。

しかしながら、この発明においては、圧側減衰バルブＶをフロントフォークにおけるアクスルブラケットを形成するボトム部材Ｂに設けることで、以下のような利点がある。

すなわち、従来から提案されている多くのフロントフォークにあっては、図示しないが、まず、フロントフォークがダンパを内蔵することに始まって、圧側の減衰バルブについては、これがダンパを構成するシリンダにおける下端内部のベースバルブ部に配設される。

それに対して、この発明にあっては、フロントフォークにダンパを内蔵させないし、したがって、ダンパを構成するシリンダ内のベースバルブ部に圧側の減衰バルブを配設させないから、フロントフォーク本体における構成を簡素化しながら所望の減衰力の広域に亙る制御をなし得る。

一方、従来のフロントフォークにあっては、ダンパを形成するシリンダ内のベースバルブ部に配設の減衰バルブで広域となる速度領域における制御を実現するには、たとえば、メインの減衰バルブを迂回するバイパス路をベースバルブ部に形成し、このバイパス路に配設される制御バルブと、この制御バルブを作動させる構成とを要す。

このメインのバルブを有し、メインのバルブを迂回するバイパス路を有する構成については、この発明のフロントフォークにあっても同様と言い得るが、この発明のフロントフォークにあっては、ベースバルブ部を有せずしてボトム部材Ｂに圧側減衰バルブＶを有するがゆえに、このボトム部材Ｂに設けた圧側減衰バルブＶの言わば本体部をボトム部材Ｂから簡単な操作で分離できるところに特徴がある。

のみならず、図示するところから明らかなように、この発明のフロントフォークにあっては、圧側減衰バルブＶの軸線方向が斜めとされ、しかも、いわゆる本体部の後端が斜め上方に向けられているから、この本体部に対する操作を容易にする利点もある。

その結果、この発明によるフロントフォークにあっては、その構成を簡素化しながら所望の減衰力の発生およびその広域に亙る制御を可能にすると共に、二輪車の前輪側における重量の軽減化を可能にするから、全体コストのいたずらな高騰化を阻止して、その汎用性の向上を期待するのに最適となる。

前記したところでは、この発明のフロントフォークが圧側減衰力の発生を主眼にする構成とされているから、伸側減衰力の発生を主眼にするフロントフォークについては、このフロントフォークと一対とされる他方のフロントフォークに依存するとしても良い。

そして、前記したところでは、圧側減衰バルブＶは、図示する状態から高速用アジャスタ１１がリングナット１０内から抜き出されるとき、附勢バネ１４を収縮させてリーフバルブ１３におけるクラッキング圧を上げる設定とされているが、要は、高速用アジャスタ１１を回動するとき、リーフバルブ１３のクラッキング圧が変更されれば良く、したがって、図示しないが、高速用アジャスタ１１をリングナット１０内に押し込むことでクラッキング圧が上がり、あるいは、定位置での回動でクラッキング圧が変更されても良い。

この発明の実施の一例に係わる一方のフロントフォークを一部破断して示す部分縦断面図である。 参考例に係わるフロントフォークを部分的に示す拡大半截縦断面図である。 フロントフォークから圧側減衰バルブが抜き出された状態を示す部分半截縦断面図である。 圧側減衰バルブを拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１ シートパイプ
１ａ 通孔
２ ロッド
３ 軸受
１０ リングナット
１１ 高速用アジャスタ
１１ａ 絞り機構を構成する流路
１２ 低速用アジャスタ
１２ａ 絞り機構を構成するニードル弁体
１３ バルブ機構を構成するリーフバルブ
１４ 附勢バネ
Ｂ ボトム部材
Ｂ１，Ｂ２ 連通路
Ｈ ハウジング部
Ｒ リザーバ
Ｒ２ 伸側容室
Ｔ１ 車輪側チューブ
Ｔ２ 車体側チューブ
Ｖ 圧側減衰バルブ

Claims (4)

1. 車輪側チューブの軸芯部に立設のシートパイプ内に車体側チューブの軸芯部に垂設のロッドにおける下端側を出没可能に挿通させ、シートパイプの上端開口を軸芯部にロッドを貫通させる軸受で封止し、車輪側チューブの下端開口とシートパイプの下端開口とを閉塞するボトム部材がアクスルブラケットを形成してなるフロントフォークにおいて、ロッドにおける下端部にキャップを設け、当該キャップはシートパイプ内に上方の伸側容室と下方の圧側容室を隔成させ、更に上記キャップの外周に伸側容室と圧側容室とを連通させる隙間を設け、また、車輪側チューブとシートパイプとの間にシートパイプの上方に通じるリザーバを隔成し、このリザーバと圧側容室とを連通するボトム部材に形成の連通路中に圧側減衰バルブを設け、シートパイプ内をロッドが下降するときに圧側減衰バルブを介して圧側容室内の作動油をリザーバに流出させと共に上記隙間を介して伸側容室に流出させることを特徴とするフロントフォーク。
2. ボトム部材に連通路中となるハウジング部が突出形成されると共にこのハウジング部に圧側減衰バルブが外部からの操作で着脱可能に配設されてなる請求項１に記載のフロントフォーク。
3. 圧側減衰バルブがボトム部材に突出形成されるハウジング部に螺着されるリングナットと、このリングナットの軸芯部に螺装される高速用アジャスタと、この高速用アジャスタの軸芯部に螺装される低速用アジャスタとを有し、高速アジャスタが外部からの回動操作時にリーフバルブを背後側から附勢する附勢バネのバネ力を変更してリーフバルブにおけるクラッキング圧を変更し、低速用アジャスタが外部からの回動操作時に上記のリーフバルブを迂回するバイパス路を構成すべく高速用アジャスタにおける軸芯部に形成の流路に対してニードル弁体を出没させてニードル弁体と流路との間に形成される環状絞りを広狭してなる請求項１又は２に記載のフロントフォーク。
4. 圧側減衰バルブがシートパイプ内へのロッドの侵入速度が高速領域に比較すれば低速となる速度領域にあるときに調整する絞り機構と、シートパイプ内へのロッドの侵入速度が低速領域に比較すれば高速となる速度領域になるときに調整するバルブ機構とを有してなる請求項１、２又は３に記載のフロントフォーク。

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