JP4898719B2 - 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としては、従来から種々の提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１には、位置依存の減衰力発生と最収縮時の衝撃緩和を可能にするフロントフォークの提案が開示されている。

この特許文献１に開示のフロントフォークは、車体側チューブ内に懸架バネの配在下に車輪側チューブを出没可能に挿通させる倒立型に設定のフォーク本体の軸芯部にダンパを有し、このダンパは、車体側チューブの軸芯部に垂設されるシリンダ体内に車輪側チューブの軸芯部に立設されるロッド体を出没可能に挿通させる倒立型に設定されている。

そして、このフロントフォークにあっては、車輪側チューブの軸芯部に起立してダンパにおけるロッド体を軸芯部に挿通させる筒体を有すると共に、この筒体内にダンパにおけるシリンダ体の下端部に配設したオイルロックピースを摺動可能に収装し、かつ、筒体の下端部をオイルロックピースの侵入を許容するオイルロックケースに看立てている。

また、このフロントフォークにあっては、筒体が車輪側チューブとの間に画成するリザーバ室と筒体内との連通を許容する複数の連通孔をその軸線方向に直列に有し、この複数の連通孔は、フォーク本体の収縮時に筒体内を下降するオイルロックピースで順番に閉塞される。

それゆえ、上記の特許文献１に開示のフロントフォークにあっては、フォーク本体の伸縮時にダンパで所定の減衰力を発生すると共に、フォーク本体の収縮時にオイルロックピースが筒体内を下降して筒体に開穿の連通孔を上方から順番に閉塞して、収縮位置に応じて発生減衰力を高くする。

そして、上記のフロントフォークにあっては、フォーク本体が最収縮近傍になると、オイルロックピースがオイルロックケース内に進入してクッション効果を発揮し、フォーク本体の最収縮時の衝撃を緩和する。
特開２００５‐２５７０６６号公報（要約、明細書中の段落００１８から同００２２、段落００３３、同００３４、同００３６、図１、図２参照）

しかしながら、上記した提案にあっては、位置依存の減衰力発生と最収縮時の衝撃緩和を可能にすること自体に基本的に問題はないが、発生減衰力について効果的な位置依存特性を得ようとするとき、些か不具合があると指摘される可能性がある。

すなわち、上記した文献開示の提案にあっては、筒体に開穿した連通孔を通過する作動油の流量たる制御流量は、筒体の内周とこの筒体の軸芯部を挿通するロッド体の外周との間に出現する環状の隙間における断面積とダンパにおけるストローク量との積に相当する。

それゆえ、環状隙間の断面積を大きくして受圧面積を大きくする方が上記の制御流量を多くして制御性を向上させ、発生圧力も低く抑えられる。

しかし、筒体の内径を大きくすると、これに関連して車輪側チューブや車体側チューブなどの大径化が招来され、フロントフォークが大型化され、量産性やコストの面で不利になる。

この発明は、上記した事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、位置依存の減衰力発生を可能にするについて、制御流量を多くして制御精度の向上を図ると共に制御幅を大きくし、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、この発明によるフロントフォークの構成を、基本的には、車輪側チューブが車体側チューブ内に出没可能に挿通するフォーク本体内にシリンダ体が下端側部材とされながらロッド体が上端側部材とされるダンパを有し、フォーク本体を伸長方向に附勢する懸架バネが下端を車輪側チューブの内底部に担持させながら上端を車輪側チューブの内周に摺動可能に隣接するバネ受に係止させ、このバネ受と車体側チューブの上端側との間に筒状に形成されながら上記のダンパにおけるロッド体を挿通させるスペーサを有してなるフロントフォークにおいて、スペーサが中間部に環状に形成の隔壁体を有し、この隔壁体がロッド体に摺接すると共に車輪側チューブに摺接しながらロッド体とスペーサとの間およびスペーサと車輪側チューブとの間を、車体側チューブの上端部寄りとなる上半側とシリンダ体のヘッド部寄りとなる下半側とに画成し、車輪側チューブがフォーク本体の最伸長時に車輪側チューブの軸線方向に直列しながら車体側チューブの内周に対向して車輪側チューブの内外の連通を許容する複数の連通孔を有し、この複数となる連通孔のうちの少なくとも最上方に位置する連通孔が上記の隔壁体より上方に位置してなるとする。

それゆえ、この発明のフロントフォークにあっては、フォーク本体の収縮時に車輪側チューブの車体側チューブ内への没入およびダンパにおけるロッド体のシリンダ体内への没入で、隔壁体で画成される下半側にある作動油が車輪側チューブに開穿の複数の連通孔を介して車輪側チューブの外に流出するときに減衰力が発生し、このとき、隔壁体によって車輪側チューブの内外を連通する連通孔の数が減り、順次発生減衰力が高くなる。

そして、車輪側チューブの連通孔を通過する作動油の流量たる制御流量は、車輪側チューブの内径断面積と収縮ストロークの積となるので、前記した文献開示のように、制御流量が車輪側チューブの内側に配設される筒体の内径とロッド体との間に出現する環状の隙間の断面積と収縮ストロークの積に基づく場合に比較して、多くなる。

したがって、車輪側チューブに開穿する連通孔の径を大きく設定でき、制御性が向上すると共に、隔壁体より下方の圧力上昇を低く抑えることが可能になり、シール部の耐久性を向上し得る。

また、フォーク本体の伸縮作動時には、作動油が車輪側チューブと車体側チューブとの間に浸入するから、車体側チューブに対する車輪側チューブの摺動性、すなわち、フォーク本体における伸縮作動性が向上される。

なお、車輪側チューブの外に流出した作動油は、車輪側チューブに開穿の連通孔を介して隔壁体で画成される上半側に流入し、フォーク本体の最収縮時には、車輪側チューブの上端が車体側チューブの上端部に配設のクッション部材に当接して衝撃緩和が図られる。

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、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とされ、全体図たる図１に示すように、アウターチューブからなる車体側チューブ１の下端側内にインナーチューブからなる車輪側チューブ２の上端側が出没可能に挿通される倒立型に設定のフォーク本体を有してなる。

このフォーク本体の軸芯部にはダンパＤが収装され、このダンパＤは、シリンダ体３が下端側部材とされながらロッド体４が上端側部材とされる正立型に設定されている。

そして、このフォーク本体は、附勢バネＳによって車体側チューブ１内から車輪側チューブ２が抜け出るようになる伸長方向に附勢され、この懸架バネＳは、下端が車輪側チューブ２の内底部に担持され、上端が車輪側チューブ２の内周に摺動可能に隣接する環状に形成のバネ受５に係止されている。

このバネ受５は、図４に示すように、ダンパＤにおけるシリンダ体３の外に作動油の通過を許容する隙間を有して配設されると共に、外周に切り欠き通路５ａを有しながら車輪側チューブ２の内周に摺接している。

それゆえ、ダンパＤにおけるシリンダ体３の外は、上記の隙間を介してバネ受５の上方に連通すると共に、上記の切り欠き通路５ａを介してバネ受５の上方に連通し、フォーク本体の伸縮に伴ってダンパＤが伸縮するときのシリンダ体３の外における作動油の通過がスムーズになる。

また、このフォーク本体にあっては、最収縮時に、部分図たる図２中に仮想線図で示すように、車輪側チューブ２の上端が車体側チューブ１の上端部に配設のクッション部材１１に当接して、衝撃を緩和する。

ところで、図示しないが、ダンパＤは、シリンダ体３に摺動可能に収装されてロッド体４の先端部に保持されるピストン体を有し、このピストン体がシリンダ体３内に上方油室と下方油室とを画成し、上方油室と下方油室は、ピストン体に配在の減衰バルブを介して相互に連通されている。

そして、下方油室は、フォーク本体内のダンパＤの外たるリザーバ室Ｒに連通し、このリザーバ室Ｒは、図３にも示すように、後述する上半側Ｒ１に油面Ｏを境にする気室Ａを有してなる。

一方、このフロントフォークにあって、上記のバネ受５と車体側チューブ１との間に筒状に形成のスペーサ６が配在され、このスペーサの下端は、上記のバネ受５に担持され（図４参照）、上端が車体側チューブ１の開口を閉塞しながらロッド体４の上端部を連結させるキャップ１２における連結部１２ａに係止されている（図２参照）。

このように、懸架バネＳの上端と車体側チューブ１側との間にスペーサ６が配設されることで、懸架バネＳの長さをいたずらに大きくしないで済み、それゆえ、懸架バネＳの重量が削減されることによるフロントフォークの全体重量の軽減が可能になる。

スペーサ６は、この発明にあって、図３にも示すように、図中で上下方向となる軸線方向の中間部に隔壁体７を有し、この隔壁体７は、環状に形成されながら内周がロッド体４の外周に摺接すると共に、外周が車輪側チューブ２の内周に摺接している。

この隔壁体７の配設で、ロッド体４とスペーサ６との間およびスペーサ６と車輪側チューブ２との間が、車体側チューブ１の上端部寄りとなる上半側Ｒ１とシリンダ体３のヘッド部３ａ（図３参照）寄りとなる下半側Ｒ２とに画成される。

なお、スペーサ６は、上半側部６１と下半側部６２とに分断されるが、この上半側部６１および下半側部６２は、それぞれ内外の連通を許容する連通孔６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａを有し（図１参照）、スペーサ６の内外を連通させて、油面Ｏに高低差を生じないようにしている。

上記の連通孔６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａは、スペーサ６の内外における油面Ｏに高低差を生じないようにするのが目的だから、孔径については、スペーサ６の上半側部６１および下半側部６２における機械的強度を損なわない限りにおいて自由に設定できる。

それゆえ、フロントフォークにあっては、フォーク本体の収縮時には、車輪側チューブ２が車体側チューブ１内に没入する状態になり、下半側Ｒ２が収縮されるからその分の作動油が上半側Ｒ１に流出し、リザーバ室Ｒにおいて油面Ｏが上昇して気室Ａが収縮し、この気室Ａの容積の収縮によるエアバネ力が発揮される。

ところで、このフロントフォークにあって、車輪側チューブ２は、フォーク本体の最伸長時に車輪側チューブ２の軸線方向に直列しながら車体側チューブ１の内周に対向して上記の隔壁体７の下方に車輪側チューブ２の内外の連通を許容する複数の連通孔２ａ，２ｂ，２ｃ，…を有し、隔壁体７の上方に同じく最上方となる連通孔２ｎを有してなる。

この連通孔２ａ，２ｂ，２ｃ，…は、ここを作動油が通過することによって減衰力を発生させるから、その孔径および孔間距離については、求める減衰力の大きさによって設定される。

それゆえ、このフロントフォークにあっては、車輪側チューブ２と車体側チューブ１との間が油通路Ｌとされて、作動油の浸入を積極的に許容し、したがって、後述する位置依存の減衰力発生を可能にするのはもちろんであるが、フォーク本体における伸縮時の潤滑性を保障する。

そして、前記した隔壁体７は、図２に示すように、分割体７１，７２からなり、ロッド体４の外周に対向する内周部に形成の環状溝７ａにチェック弁８を有し、車輪側チューブ２の内周に対向する外周部に形成の環状溝７ｂにチェック弁９を有している。

この各チェック弁８，９は、上記の環状溝７ａ，７ｂ内に浮動状態に収装されると共に下半側Ｒ２に対向する下端部に切り欠き通路８ａ，９ａを有し、図示する下降状態にあるときに、上半側Ｒ１からの作動油の下半側Ｒ２に向けての通過を許容し、図示しないが、上昇状態になるとき、上記の逆の流れを阻止する。

以上のように形成されたフロントフォークにあっては、フォーク本体が図示する最伸長状態から収縮すると、車輪側チューブ２が車体側チューブ１内に没入するから、隔壁体７より下方となる下半側Ｒ２の作動油が連通孔２ａ，２ｂ，２ｃ，…を介して油通路Ｌ内に流入し、隔壁体７より上方にある連通孔２ｎを介して隔壁体７より上方となる上半側Ｒ１に流出する。

このとき、隔壁体７の下方となる下半側Ｒ２は、これが高圧化されるから、隔壁体７に配設のチェック弁８，９によって隔壁体７の上方となる上半側Ｒ１への連連が遮断され、ロッド体４が隔壁体７より下方に没入した体積に相当する量の作動油がダンパＤ内を介して下半側Ｒ２に流入する。

したがって、フォーク本体の収縮時には、車輪側チューブ２の内径断面積とストローク量との積に相当する量の作動油が連通孔２ａ，２ｂ，２ｃ，…を介して油通路Ｌに流入した後、連通孔２ｆを介して上半側Ｒ１に流出し、作動油が連通孔２ａ，２ｂ，２ｃ…を通過することによる減衰力が発生する。

そして、フォーク本体の収縮量が大きくなってシリンダ体３の下半側Ｒ２内への没入量が大きくなると、車輪側チューブ２の内外を連通する連通孔２ａ，２ｂ，２ｃ…の数が減り、連通孔２ａ，２ｂ，２ｃ…を作動油が通過することによる発生減衰力が高くなる。

このとき、車輪側チューブ２の連通孔２ａ，２ｂ，２ｃ…を通過する作動油の量たる制御油量は、車輪側チューブ２の内径断面積に依存するので、前記した文献開示のように、車輪側チューブ２の内側に配設される筒体の内径とロッド体との間に形成される環状の隙間の断面積に依存する場合に比較して、制御油量を多くできる。

それゆえ、フォーク本体の収縮速度が速くなる場合にも、受圧面積が大きいから、下半側Ｒ２の圧力上昇が低くなり、シール部などへの負担が軽減される。

なお、車輪側チューブ２外たる油通路Ｌに流出した作動油は、隔壁体７の通過によって順次上半側Ｒ１に開口する連通孔２ｃあるいは２ｄさらには２ｅ，…を介して上半側Ｒ１に流入する。

そして、上半側Ｒ１および下半側Ｒ２にあってスペーサ６における上半部６１および下半部６２が内外の連通を許容する連通孔６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６２ａを有するから、ストローク６の内外に圧力差が生じない．
なお、フォーク本体が収縮作動から反転して伸長作動する場合には、下半側Ｒ２が低圧化されるから隔壁体７が有するチェック弁８，９は、溝７ａ，７ｂ内で下降して上半側Ｒ１からの作動油の下半側Ｒ２への流入を許容する。

この発明によるフロントフォークを一部縦断面図で示す全体図である。 この発明によるフロントフォークの上端部を示す部分半截縦断面図である。 図２に続きこの発明によるフロントフォークにおける要部を図１と同様に示す図である。 図３に続きこの発明によるフロントフォークにおける要部を図１と同様に示す図である。

符号の説明

１ 車体側チューブ
２ 車輪側チューブ
２ａ，２ｂ，２ｃ，…，２ｎ 連通孔
３ シリンダ体
４ ロッド体
５ バネ受
６ スペーサ
７ 隔壁体
８，９ チェック弁
Ａ 気室
Ｄ ダンパ
Ｏ 油面
Ｒ リザーバ室
Ｒ１ 上半側
Ｒ２ 下半側
Ｓ 懸架バネ

Claims (6)

1. 車輪側チューブが車体側チューブ内に出没可能に挿通するフォーク本体内にシリンダ体が下端側部材とされながらロッド体が上端側部材とされるダンパを有し、フォーク本体を伸長方向に附勢する懸架バネが下端を車輪側チューブの内底部に担持させながら上端を車輪側チューブの内周に摺動可能に隣接するバネ受に係止させ、このバネ受と車体側チューブの上端側との間に筒状に形成されながら上記のダンパにおけるロッド体を挿通させるスペーサを有してなるフロントフォークにおいて、スペーサが中間部に環状に形成の隔壁体を有し、この隔壁体がロッド体に摺接すると共に車輪側チューブに摺接しながらロッド体とスペーサとの間およびスペーサと車輪側チューブとの間を、車体側チューブの上端部寄りとなる上半側とダンパにおけるシリンダ体のヘッド部寄りとなる下半側とに画成し、車輪側チューブがフォーク本体の最伸長時に車輪側チューブの軸線方向に直列しながら車体側チューブの内周に対向して車輪側チューブの内外の連通を許容する複数の連通孔を有し、この複数となる連通孔のうちの少なくとも最上方に位置する連通孔が上記の隔壁体より上方に位置してなることを特徴とするフロントフォーク。
2. スペーサが内外の連通を許容する連通孔を有してなる請求項１に記載のフロントフォーク。
3. 隔壁体が内周部および外周部にそれぞれチェック弁を有し、この各チェック弁が上半側からの作動油の下半側に向けての通過を許容するがその逆流を阻止してなる請求項１に記載のフロントフォーク。
4. バネ受が環状に形成されながらダンパにおけるシリンダ体の外に隙間を有して配設されると共に外周に切り欠き通路を有しながら車輪側チューブに摺接してなる請求項１に記載のフロントフォーク。
5. フォーク本体内のダンパ外がダンパ内に連通するリザーバ室とされると共に上半側に油面を境にする気室を有してなる請求項１に記載のフロントフォーク。
6. フォーク本体の収縮時にダンパにおけるシリンダ体のヘッド部がスペーサの内側に没入すると共にフォーク本体の最収縮時に車輪側チューブの上端が車体側チューブの上端部に配設のクッション部材に当接してなる請求項１に記載のフロントフォーク。

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