JP5324496B2 - 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下端部で懸架する前輪に入力される路面振動を吸収する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下端部で懸架する前輪に入力される路面振動を吸収する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、たとえば、特許文献１に開示されるフロントフォークにあっては、凡そこの種のフロントフォークがそうであるように、車体側チューブと車輪側チューブとで伸縮可能とされるフォーク本体内にこのフォーク本体を伸長方向に附勢するコイルスプリングからなる懸架バネを有する。

それゆえ、この特許文献１に開示のフロントフォークにあっては、懸架バネを有する分、重量の好ましい軽減効果を得られない不具合があることを鑑みて、この出願の出願人は、先に、図１０に示すフロントフォークの提案をした。

すなわち、この図１０に示すフロントフォークは、大径のアウターチューブからなる車体側チューブ１と、細径のインナーチューブからなる車輪側チューブ２とで伸縮可能とされる倒立型に設定のフォーク本体内に同じく倒立型に設定のダンパを有する。

このとき、ダンパは、車体側チューブ１の軸芯部に垂設されるシリンダ体３と、このシリンダ体３内に図中で上端側となる先端側を出没可能に挿通させながら車輪側チューブ２の軸芯部に起立されるロッド体４とを有する。

そして、このフロントフォークにあっては、図示するフォーク本体の最伸長状態時に、フォーク本体内たるリザーバＲにおける気室Ａに、すなわち、リザーバＲにおいて作動流体と液面Ｏを境にして画成される気室Ａに大気圧以上となる気圧を封入させて、フォーク本体を伸長方向に附勢する反力を具有する。

それゆえ、このフロントフォークにあっては、フォーク本体が最伸長状態にあるときにも伸長方向の反力を具有して、懸架バネを有せずして伸長方向に附勢され、したがって、懸架バネを有しない分、フロントフォークにおける重量の軽減化を可能にする。

のみならず、このフロントフォークにあっては、ダンパが最伸長状態にあるときにもシリンダ体３内を加圧傾向にして、シリンダ体３内における負圧化に伴う作動流体中への気泡の発生を効果的に阻止する。

したがって、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、たとえば、シリンダ体３内に配設の圧側減衰手段において、作動流体中にある気泡が潰れるまでの間、減衰作用が具現化されない「減衰作用のサボり現象」を発現させずして、所定の圧側減衰作用を具現化し得る。

一方、図示するフロントフォークにあっては、フォーク本体が最伸長状態から収縮作動する所定のストローク領域内における伸長方向の反力を抑制する抑制手段を有してなる。

すなわち、図示するフロントフォークにあっては、フォーク本体が最伸長状態にあるときに、気室Ａに大気圧以上の気圧を封入するから、最伸長状態にあるときにも伸長方向の反力を具有し、したがって、このフロントフォークを前輪側に架装する二輪車に搭乗するライダーにあって、フロントフォークが最伸長状態から収縮作動を開始する当初から硬いと言う印象を抱く可能性がある。

そこで、図示するフロントフォークにあっては、最伸長状態にあるときに、下方配置となるシリンダ体３におけるヘッド端部３ａと、上方配置となる車輪側チューブ２における開口端部２ａとの間に挟持されて収縮する上記の抑制手段を構成するコイルスプリングからなるバランスバネＳを有する。

それゆえ、このフロントフォークにあっては、フォーク本体の最伸長状態時に抑制手段を構成するバランスバネＳが最収縮状態時にあって伸長力、すなわち、フォーク本体を収縮させる反力を具有し、その分、フォーク本体が最伸長状態から収縮作動を開始する当初から所定のストロークに至るまでの間、ライダーに硬いと言う印象を抱かせないことが可能になる。

特開平６‐１０９０５４号公報（明細書中の段落００２１から同００２３，図１参照）

しかしながら、上記した図１０に開示の提案にあっては、最伸長状態時に大気圧以上となる気圧を封入するフロントフォークが抑制手段を有することで、このフロントフォークを前輪側に架装する二輪車にあって、最伸長状態から収縮作動を開始する当初から所定のストロークに至るまでの間、ライダーに硬いと言う印象を抱かせない点で基本的に問題がある訳ではないが、その実施化にあって、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、前記した特許文献１に開示のフロントフォークを含めてだが、上記した図１０に示すフロントフォークにあっては、ダンパがシリンダ体３を上方部材にする倒立型に設定されるから、ダンパがシリンダ体３を下方部材にする正立型に設定される場合に比較して、ダンパの作動性を保障するためのシリンダ体３における液密性の確保が容易でない。

そして、液密性の確保には、図示しないが、摺動部に配設されるシール部材における液密性によるところが大きいが、だからと言って、摺動部におけるシール性を向上させる程にダンパにおける摺動性が低下され易くなることは周知の通りである。

そこで、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、最伸長状態時に大気圧以上となる気圧を封入しながら抑制手段を有するフロントフォークにあって、ダンパを正立型に設定して摺動性を向上させると共に、抑制手段の作動を保障できる提案をし、その汎用性の向上を期待でき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、車体側チューブと車輪側チューブとで伸縮可能とされるフォーク本体を有し、このフォーク本体内にこのフォーク本体内をリザーバにするダンパを有し、このダンパが車輪側チューブの軸芯部に起立されるシリンダ体と、車体側チューブの軸芯部に垂設されて先端側をシリンダ体内に挿通させるロッド体とを有し、フォーク本体が最伸長状態時にリザーバにあって作動流体と液面を境にする気室に大気圧以上となる気圧を封入されることで伸長方向の反力を具有し、フォーク本体が最伸長状態になるときに最収縮状態にされてフォーク本体を収縮方向に附勢する抑制手段を有し、この抑制手段が最伸長状態から収縮するフォーク本体における所定のストローク領域で上記の伸長方向の反力を抑制してなるフロントフォークにおいて、抑制手段がコイルスプリングからなりながらフォーク本体の最伸長状態時に最収縮状態にされてフォーク本体を収縮方向に附勢するバランスバネを有し、このバランスバネが保持手段に保持されながらフォーク本体の最収縮状態時に最収縮されてフォーク本体を伸長方向に附勢する反力を具有してなるとする。

それゆえ、この発明にあっては、フォーク本体内に収装されるダンパが正立型に設定されるから、ダンパが倒立型に設定される場合に比較して、液密性の確保が絶対条件とされず、ダンパの摺動性の保障が容易になる。

そして、この発明にあっては、フォーク本体が最伸長状態にあるときに大気圧以上となる気圧を封入させて伸長方向の反力を具有する一方で、フォーク本体が最伸長状態から収縮する所定のストローク領域内における伸長方向の反力を抑制する抑制手段、すなわち、コイルスプリングからなるバランスバネを有するから、最伸長状態から所定のストローク領域の収縮作動時における伸長方向の反力を小さくすることが可能になる。

また、この発明にあっては、上記の抑制手段を構成するバランスバネがフォーク本体の最収縮状態時に最収縮状態にされて、フォーク本体が後半の収縮状態になるときの反力を大きくするから、バランスバネを有効に利用するのはもちろんのこと、フォーク本体が最収縮状態になるときの衝撃を効果的に緩和できる。

さらに、この発明にあっては、抑制手段を構成するバランスバネが保持手段で保持されるから、バランスバネが最伸長状態にあるときに自由端となる一端が遊動せずして、遊動に起因する騒音発生を回避できると共に、最収縮状態時におけるバックリング現象の発現を阻止できる。

そしてまた、この発明にあっても、フォーク本体が最伸長状態にあるときに大気圧以上の気圧を封入させて伸長方向の反力を具有するから、懸架バネを有せずしてフォーク本体を伸長方向に附勢でき、その限りにおいて、懸架バネを有しない分、重量の軽減と部品点数の削減を可能にする。

そしてさらに、この発明にあっても、フォーク本体が最伸長状態にあるときに大気圧以上の気圧を封入させて伸長方向の反力を具有するから、フォーク本体内を昇圧傾向に維持でき、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、開始当初から安定した収縮作動を可能にする。

この発明によるフロントフォークを原理的に示す図である。 この発明の一実施形態による最伸長状態のフロントフォークを一部破断して示す半截縦断面図である。 図２のフロントフォークの最収縮状態を図２と同様に示す図である。 抑制手段を構成するバランスバネが保持手段に保持されながら最収縮状態になった状態を拡大して示す部分半截縦断面図である。 図４のバランスバネが保持手段に保持されながら最伸長状態なった状態を図４と同様に示す図である。 図５のバランスバネが保持手段に保持されながら再度最収縮状態になった状態を図４と同様に示す図である。 他の実施形態による保持手段が抑制手段を構成するバランスバネを最収縮状態で保持する状態を図４と同様に示す図である。 図７の保持手段が最伸長状態のバランスバネを保持する状態を図７と同様に示す図である。 図８のバランスバネが保持手段に保持されながら再度最収縮状態になった状態を図７と同様に示す図である。 従来例としてのフロントフォークを図１と同様に示す図である。

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（図示せず）の前輪側に架装されて走行中の二輪車の前輪（図示せず）に入力される路面振動を吸収する油圧緩衝器として機能する。

ちなみに、この発明のフロントフォークは、二輪車の前輪側に架装されると言うが、二輪車と言うのは、言葉上の問題であって、三輪車の前輪側に架装されても良く、また、バギー車などの四輪車両における前輪側に架装されても良いことはもちろんである。

そして、このフロントフォークは、上端側が二輪車における車体側たるハンドル（図示せず）側に結合されながら下端部で前輪を懸架するフォーク本体（符示せず）と、このフォーク本体内に収装されてこのフォーク本体の伸縮時に同期して伸縮し所定の減衰作用をするダンパ（符示せず）とを有してなる。

ちなみに、フロントフォークを二輪車の前輪側に架装するについては、図示しないが、左右となる二本のフロントフォークの上端側部をあらかじめブリッジ機構で一体化し、各フロントフォークの下端部を前輪の車軸に連結させて前輪を挟むようにして懸架する。

そして、ブリッジ機構は、図示しないが、フロントフォークを構成する車体側チューブにおける上端部の上方側部に連結されるアッパーブラケットと、下方側部に連結されるアンダーブラケットとを有し、それぞれが両端部に形成の取り付け孔に車体側チューブにおける上端部を挿通させて一体的に把持する。

また、このブリッジ機構は、同じく図示しないが、アッパーブラケットとアンダーブラケットとを一体的に連結する一本のステアリングシャフトを両者の中央に有し、このステアリングシャフトが二輪車における車体の先端部を構成するヘッドパイプ内に回動可能に導通され、これによって、ハンドル操作による二本のフロントフォークを介しての前輪における左右方向への転舵が可能になる。

図１は、この発明によるフロントフォークを原理的に示すが、この図１にあって、フォーク本体は、大径のアウターチューブからなり上端側がハンドル側に結合される車体側チューブ１と、この車体側チューブ１の下端側に上端側が出没可能に挿通されながら下端部で前輪を懸架する小径のインナーチューブからなる車輪側チューブ２とでテレスコピック型に形成されて伸縮可能とされる。

ちなみに、図示するところでは、フォーク本体が大径のアウターチューブを車体側チューブ１にする倒立型に設定されるが、この発明の具現化の観点からすれば、フォーク本体が大径のアウターチューブを車輪側チューブ２にする正立型に設定されても良い。

そして、このフォーク本体は、軸芯部に筒型に形成されて正立型に設定のダンパを有するが、このダンパの外となる内側をリザーバＲにし、このリザーバＲは、作動流体たる作動油を収容すると共に、作動油の液面たる油面Ｏを境にする気室Ａを有する。

また、この発明にあって、フォーク本体内の気室Ａには、フォーク本体が最伸長状態にあるときに、大気圧以上となる気圧を封入するが、このことについては、後に詳しく説明する。

ダンパは、シリンダ体３と、このシリンダ体３内に図中で下端側となる先端側が出没可能に挿通されるロッド体４とを有し、図示するところでは、シリンダ体３を下端側部材にすると共にロッド体４を上端側部材にする正立型に設定され、シリンダ体３が車輪側チューブ２の軸芯部に起立されると共にロッド体４が車体側チューブ１の軸芯部に垂設されてなる。

なお、図示するところでは、フォーク本体がいわゆる中立状態にあるときのリザーバＲにおける油面Ｏの高さ位置を示すが、フォーク本体が最伸長状態になって油面Ｏが最下降する場合であっても、ダンパにおけるシリンダ体３の上端部たるヘッド端部３ａが作動油中にあって、シリンダ体３内への作動油の充満が容易になるように設定されるのが好ましい。

一方、このダンパは、ロッド体４の先端に連結されながらシリンダ体３内に摺動可能に収装されるピストン体５を有し、このピストン体５は、シリンダ体３内にピストン体５の上方となるロッド側室Ｒ１とピストン体５の下方となるピストン側室Ｒ２とを画成すると共にロッド側室Ｒ１のピストン側室Ｒ２への連通を許容する伸側減衰手段を有し、この伸側減衰手段は、伸側減衰バルブ５ａとこれに並列する伸側チェック弁５ｂとを有し、伸側減衰バルブ５ａを作動油が通過するときに所定の伸側減衰作用を具現化させる。

なお、伸側減衰手段にあって、伸側チェック弁５ｂについては、所定のチェック弁機能を果たす限りにおいて、任意の構成とされて良く、たとえば、吸い込みバルブとされても良く、また、圧側減衰バルブとされても良い。

また、このダンパにあっては、シリンダ体３の言わばボトム端部３ｂに設けられるベースバルブ部６に圧側減衰手段を有し、この圧側減衰手段は、圧側減衰バルブ６ａとこれに並列する圧側チェック弁６ｂとを有し、ピストン側室Ｒ２の作動油が圧側減衰バルブ６ａを通過してシリンダ体３の外となるリザーバＲに流出するときに所定の圧側減衰作用を具現化する。

それゆえ、以上のように形成されたダンパにあっては、シリンダ体３内にロッド体４が没入する収縮作動時に、ピストン側室Ｒ２の作動油が伸側チェック弁５ｂを通過してロッド側室Ｒ１に流入する。

そして、このとき、ピストン側室Ｒ２において余剰となるロッド侵入体積分に相当する量の作動油が圧側減衰手段６における圧側減衰バルブ６ａを通過してリザーバＲに流出し、圧側減衰バルブ６ａを作動油が通過することで所定の圧側減衰作用が具現化される。

一方、このダンパにあっては、上記と逆に、シリンダ体３内からロッド体４が突出する伸長作動時に、ロッド側室Ｒ１の作動油が伸側減衰バルブ５ａを通過してピストン側室Ｒ２に流出し、伸側減衰バルブ５ａを作動油が通過することで所定の伸側減衰作用が具現化される。

そして、このとき、ピストン側室Ｒ２において不足するロッド退出体積分に相当する量の作動油が圧側減衰手段６における圧側チェック弁６ｂを通過してリザーバＲから補充される。

ちなみに、前記したように、この発明にあっては、ダンパが正立型に設定されて、シリンダ体３が常に油面Ｏの下方にあるように位置決められるから、シリンダ体３内への作動油の充満に完全を期すことが可能になり、伸側減衰手段および圧側減衰手段による各側の減衰作用の具現化が設定通りに可能になる。

ダンパが以上のように形成されるこの発明のフロントフォークにあっては、上記したように、最伸長状態にあるフォーク本体内に、すなわち、リザーバＲに油面Ｏを境にして画成される気室Ａに大気圧以上となる気圧が封入され、また、この大気圧以上となる気圧の封入に伴う言わば弊害を除去するために抑制手段（符示せず）をフォーク本体内に有してなる。

少し説明すると、この発明によるフロントフォークにあっては、最伸長状態にあるフォーク本体内に油面Ｏを境にして画成される気室Ａに大気圧以上となる気圧を封入して伸長方向の反力を具有させる。

すなわち、出願人が確認したところでは、車輪側チューブ２の外径がほぼ４８ｍｍで収縮ストローク長さがほぼ３００ｍｍとなるフォーク本体が最伸長状態にあるときに、気室Ａに大気圧以上となるほぼ０．３ＭＰａの気体を封入すると、このフォーク本体の最収縮状態時の内圧がほぼ１．５ＭＰａとなる。

このことから、このフロントフォークにあっては、フォーク本体が最伸長状態にあるときに、フォーク本体内に大気圧以上となる気圧を封入することで、フォーク本体内を高圧傾向に維持でき、したがって、フォーク本体が収縮作動を開始するとき、すなわち、収縮作動の開始当初から安定した収縮作動を可能にする。

そして、このフロントフォークにあっては、フォーク本体内に大気圧以上の気圧を封入して伸長方向の反力を具有させるから、フォーク本体が常時伸長方向に附勢され、懸架バネを有せずしてフォーク本体を伸長方向に附勢し得ることになり、その限りにおいて、懸架バネを有しない分、懸架バネの配在のための容積を削減でき、また、重量の軽減と部品点数の削減を可能にする。

以上のように、この発明によるフロントフォークにあっては、最伸長状態にあるフォーク本体内に大気圧以上となる気圧を封入して伸長方向の反力を具有させ、これによって、懸架バネを有せずしてフォーク本体を伸長方向に附勢する。

それに対して、文献などを示さないが、これまでにも懸架バネを有せずして封入した気圧で、すなわち、エアバネのみでフォーク本体を伸長方向に附勢するフロントフォークの提案がある。

また、フロントフォークの組立の際には、フォーク本体内に封入される気圧が大気圧以上でないと、フロントフォークの組立が不可能に近いほど困難になることも周知されている。

ことからすると、この発明において、フォーク本体内に大気圧以上となる、たとえば、ほぼ０．３ＭＰａ以上となる気圧を封入することについては、何等特異性を有しないとされる余地がある。

しかしながら、この発明にあっては、フォーク本体内に大気圧以上の気圧を封入して伸長方向の反力を具有させることによる言わば弊害の除去として抑制手段を有する、すなわち、このフォーク本体が最伸長状態から収縮する所定のストローク領域内における伸長方向の反力を抑制する抑制手段を有することで特異性がある。

すなわち、この発明のフロントフォークにあっては、最伸長状態にあるフォーク本体が封入される気圧に起因する伸長方向の反力を具有するから、最伸長状態から収縮作動を開始するときには、この封入された気圧に起因する伸長方向の反力を有しない場合に比較して、たとえば、このフロントフォークを前輪側に架装する二輪車に搭乗するライダーにあっては、フロントフォークが硬いと言う印象を抱くことがあるが、この最伸長状態時に封入された気圧に起因する伸長方向の反力を抑制することで、二輪車に搭乗するライダーにあって、フロントフォークが硬いと言う印象を抱かなくなる。

そして、上記の所定のストローク領域は、最伸長状態から開始される収縮ストロークの領域で、好ましくは、最伸長状態から最収縮状態になるまでの全ストロークの前側のほぼ１／３のストローク領域であるが、これは絶対的なものでなく、多少の差があっても、この発明における抑制手段の意図するところが異なるものではない。

そしてまた、この抑制手段は、図示するところでは、コイルスプリングからなるバランスバネＳを有し、このバランスバネＳは、シリンダ体３の外に配設されて、収縮状態になるときに伸長力を具有し、シリンダ体３内にロッド体４を没入させる方向に、すなわち、フォーク本体を収縮方向に附勢する。

このフォーク本体を収縮方向に附勢する意味からすると、このバランスバネＳは、凡そこの種のダンパに収装される伸び切りバネ５３（図２，図３参照）と同様のバネ、すなわち、次なる伸び切りバネとも称される余地がある。

しかし、このバランスバネＳは、最伸長状態にあるフォーク本体における伸長方向の言わば初期反力を相殺する観点からすると、ダンパにおける最伸長作動時における作用力を吸収する伸び切りバネ５３とは、異なった働きをする。

ところで、このバランスバネＳは、図示するところでは、ダンパにおけるシリンダ体３の外に配設される、すなわち、シリンダ体３の外周に巻装されて、ダンパが図示する中立状態にあるときに、最伸長状態になって、下端がロッド体４に連結の有頭筒状に形成のケース体７における筒部７１の下端部に担持され、上端がシリンダ体３のヘッド端部３ａを構成するロッドガイド２３（図２，図３参照）におけるフランジ部２３ａ（図２，図３参照）に係止される。

そして、このバランスバネＳにあっては、図示しないが、ダンパが最伸長状態になるときに、上端が上記のフランジ部２３ａに係止された状態のまま上記の筒部７１における下端部が上昇することで最収縮状態になり、自身が伸長しようとする力、すなわち、ダンパを収縮しようとする反力を具有する。

そして、このバランスバネＳは、収縮時にその伸長力によって、ダンパ、すなわち、フォーク本体を収縮方向に附勢するもので、フォーク本体が伸長作動して最伸長状態になる手前から始まる上記のストローク領域にあって、このバランスバネＳが収縮し、伸長するフォーク本体における動きを抑制する傾向になり、特に、最伸長状態にあるフォーク本体における伸長方向の反力を言わば零にする。

その結果、このフロントフォークを前輪側に架装する二輪車に搭乗するライダーに対して、最伸長状態から収縮作動を開始するフロントフォークが硬いと言う印象を抱かせないことが可能になる。

そして、上記のバランスバネＳにあっては、これがシリンダ体３の外周に巻装されるから、最収縮状態になるときのバックリング現象の発現があらかじめ阻止される。

そして、この実施形態による場合には、バランスバネＳがシリンダ体３の外に配設されて、シリンダ体３の内側に配設されないから、バランスバネＳの配設が容易になり、また、シリンダ体３の内周を傷付けない点で有利となる。

また、この実施形態による場合には、バランスバネＳを配設するについて、フォーク本体を構成する車体側チューブ１および車輪側チューブ２に対するいわゆる部品加工が不要になり、既存のフロントフォークに具現化できる点で有利となる。

なお、上記したケース体７についてであるが、要は、頭部７２がロッド体４に一体的に連結されていれば良く、また、頭部７２の形成で筒部７１の内側が上方に開放されないので、筒部７１に縦方向に複数となる連通孔７１ａ（図２，図３参照）を設け、あるいは、頭部７２に絞り７２ａを設けるなどして、筒部７１の内側をリザーバＲに連通させ、油面Ｏの位置を安定させるのが良い。

また、上記したケース体７にあっては、相対的に見て、筒部７１の内側でシリンダ体３のヘッド端部３ａを構成するロッドガイド２３におけるフランジ部２３ａが昇降するので、特に、このフランジ部２３ａが上昇するときに、このフランジ部２３ａの外周と筒部７１の内周との間に出現する環状隙間を作動油が通過することによる減衰作用が具現化されるとしても良い。

また、上記したケース体７は、図示するところでは、ロッド体４に連結されるが、要は、ロッド体４、つまり、車体側チューブ１と同期して昇降すれば足りるから、この観点からすれば、図示しないが、たとえば、車体側チューブ１の上端開口を閉塞するキャップ部材１４（図２，図３参照）に連結されても良い。

図２乃至図５は、この発明によるフロントフォークの具体的な実施形態について示すもので、以下には、これについて説明するが、このフロントフォークにあっても、符示しないが、フォーク本体を有し、このフォーク本体内に作動流体たる作動油を収容すると共にダンパを収装し、さらに、フォーク本体内に大気圧以上の気圧を封入し、抑制手段を有する。

ちなみに、以下に説明するについて、図２乃至図５において、その構成が前記した図１に示すところと同様となるところについては、図中に同一の符号を付するのみとして、要する場合を除き、その詳しい説明を省略する。

先ず、図２および図３に示すように、このフロントフォークにあって、フォーク本体は、車体側チューブ１内に対して車輪側チューブ２が出没可能とされるテレスコピック型に形成されて伸縮可能とされる。

このとき、フォーク本体にあって、車体側チューブ１と車輪側チューブ２との間に上下となって離間配置とされる上方の軸受２１と下方の軸受１１とを有し、この離間配置される上下の軸受２１，１１が車体側チューブ１と車輪側チューブ２との間における同芯となる摺動性を保障する。

また、このフォーク本体にあっては、離間配置される上方の軸受２１と下方の軸受１１とで車体側チューブ１と車輪側チューブ２との間に潤滑隙間（符示せず）を出現させ、この潤滑隙間に車輪側チューブ２に開穿の連通孔２ａ（図３参照）を通過させて車輪側チューブ２の内方の作動油を流入させ、この作動油を潤滑油にして車体側チューブ１と車輪側チューブ２との間における潤滑を保障する。

さらに、このフォーク本体にあっては、車体側チューブ１の下端部となる開口端部の内周に下方の軸受１１に直列してオイルシール１２とダストシール１３とを有し、オイルシール１２の配設でフォーク本体内を密封空間にし、ダストシール１３の配設で車輪側チューブ２の外周に付着する微小な砂粒などのダストを掻き落し、このダストがオイルシール１２側に侵入することを阻止して、オイルシール１２におけるシール機能を保障する。

また、このフォーク本体にあって、車体側チューブ１の上端開口は、キャップ部材１４の螺着で閉塞され、このキャップ部材１４は、エアバルブＶを有し、このエアバルブＶは、フォーク本体内への気圧の封入および封入された気圧の変更調整を可能にする。

そして、このフォーク本体にあっては、車体側チューブ１内に車輪側チューブ２が大きいストロークで没入する最収縮作動時に、それ以上の収縮を阻止するべく、図３に示すように、車輪側チューブ２の上端が上記のキャップ部材１４の下端側に当接される。

なお、フォーク本体は、図示しないが、オイルロック機構を有し、このオイルロック機構によって最収縮作動時にクッション効果を発揮してフォーク本体の収縮速度を遅速化させると共に、オイルロック効果を発揮してフォーク本体の最収縮作動時における衝撃を緩和しても良い。

さらに、フォーク本体についてであるが、図示するところでは、大径のアウターチューブが車体側チューブ１にされると共に、細径のインナーチューブが車輪側チューブ２とされる倒立型に設定されるが、この発明が意図するところからすると、これに代えて、図示しないが、アウターチューブが車輪側チューブ２とされると共に、インナーチューブが車体側チューブ２とされる正立型に設定されても良い。

ただ、後述するダンパは、この発明にあって、倒立型に設定されるのを旨とするので、フォーク本体が正立型に設定されても、ダンパが正立型から倒立型に変更されない。

一方、このフォーク本体は、リザーバＲとされる内方に作動油を収容すると共にダンパを有し、このダンパは、下端部がインナーチューブ１のボトム部材２２に結合されながら車輪側チューブ２の軸芯部に起立されて下端側部材とされるシリンダ体３と、このシリンダ体３内に下端側が出没可能に挿通されて上端側部材とされるロッド体４とを有して正立型に設定される。

そして、ロッド体４は、上端部がロックナット４１の配設下に車体側チューブ１の上端開口を閉塞するキャップ部材１４に結合されて、車体側チューブ１の軸芯部に垂下される。

そして、このダンパにあっては、作動油を充満するシリンダ体３内にピストン体５が摺動可能に収装され、このピストン体５にはロッド体４の図中で下端部となる先端部が連結される。

そしてまた、ピストン体５は、シリンダ体３内にピストン体５の上方となるロッド側室Ｒ１とピストン体５の下方となるピストン側室Ｒ２とを画成すると共に、ロッド側室Ｒ１のピストン側室Ｒ２への連通を許容する伸側減衰手段を有する。

そして、この伸側減衰手段は、ロッド側室Ｒ１の作動油のピストン側室Ｒ２への通過を許容する伸側減衰バルブ５１と、この伸側減衰バルブ５１に並列してピストン側室Ｒ２からの作動油のロッド側室Ｒ１への流入を許容する伸側チェック弁５２とを有してなる。

一方、シリンダ体３は、図中で上端とる開口端をロッドガイド２３の螺着で閉塞すると共に、このロッドガイド２３の配設でシリンダ体３の上端部たるヘッド端部３ａ（図１参照）を形成している。

そして、このヘッド端部３ａを形成するロッドガイド２３の下端部と、このロッドガイド２３の軸芯部を貫通するロッド体４におけるピストン体５に近隣するシート部４ａとの間に伸び切りバネ５３が配設され、この伸び切りバネ５３は、図２に示すように、ダンパが最伸長状態になるときに、ロッドガイド２３の下端部とシート部４ａとの間に挟持されて最収縮され、ダンパにおける最伸長作動時の作用力を吸収する。

なお、シリンダ体３の下端部たるボトム端部（符示せず）の内側には、図示しないが、圧側減衰手段を有するベースバルブ部（図１中の符号６参照）が配設され、このベースバルブ部は、圧側減衰手段を構成する圧側減衰バルブ（図１中の符号６ａ参照）を有すると共に、この圧側減衰バルブに並列する圧側チェック弁（図１中の符号６ｂ参照）を有してなる。

ところで、この発明によるフロントフォークにあって、フォーク本体は、最伸長状態にあるときに、大気圧以上となる気圧を封入し、したがって、伸長方向の反力を具有し、懸架バネの配設なくして、伸長方向に附勢される。

すなわち、このフォーク本体にあっては、内側たるリザーバＲにおいて油面Ｏを境にする気室Ａは、基本的には、フォーク本体の伸縮作動時に膨縮して、その膨縮の際に所定のエアバネ力、すなわち、チューブ反力を発生するが、この発明にあっては、フォーク本体の最伸長作動時に、大気圧以上となる、たとえば、ほぼ０．３ＭＰａとなる気圧が封入される。

それゆえ、このフロントフォークにあっては、最伸長状態時にもダンパ内を昇圧傾向に維持することが可能になり、また、ダンパにおけるシリンダ体３内を昇圧化させる。

それゆえ、ダンパにあっては、ダンパが伸長作動するときにピストン側室Ｒ２において負圧化現象が発現されずして作動油中への気泡の発生が阻止され、したがって、ダンパが最伸長状態から反転して収縮作動を開始するときに、ピストン側室Ｒ２において作動油中の気泡が潰れるまでの間、所定の圧側減衰作用の発現を期待できなくなる「減衰作用のサボリ」現象の発現を阻止し得る。

一方、このフロントフォークにあっては、フォーク本体が最伸長状態にあるときに、大気圧以上となる気圧を封入するから、この気圧に起因するエアバネ力でフォーク本体を伸長方向に附勢することが可能になり、したがって、特許文献1に開示などの従前からのフロントフォークにあって当然のようにフォーク本体内に収装されている懸架バネの配設を省略できる。

ところで、この発明のフロントフォークにあって、フォーク本体が最伸長状態にあるときに、リザーバＲ内の気室Ａに大気圧以上となる気圧を封入するから、 前記したように、最伸長状態から収縮作動を開始するときには、この封入された気圧に起因する伸長方向の反力を有しない場合に比較して、たとえば、このフロントフォークを前輪側に架装する二輪車に搭乗するライダーにあっては、フロントフォークが硬いと言う印象を抱くことがある。

そこで、同じく前記したが、この発明にあっては、この最伸長状態時に封入された気圧に起因する伸長方向の反力を抑制手段によって抑制することで、二輪車に搭乗するライダーにあって、フロントフォークが硬いと言う印象を抱かせないようにする。

そして、抑制手段が抑制する領域は、最伸長状態から開始される収縮ストロークの領域で、好ましくは、最伸長状態から最収縮状態になるまでの全ストロークの前側のほぼ１／３のストローク領域となる所定のストローク領域であるが、これは絶対的なものでなく、多少の差があっても、この発明における抑制手段の意図するところが異なるものではない。

そしてまた、この抑制手段は、図示するところでは、コイルスプリングからなるバランスバネＳを有し、このバランスバネＳは、シリンダ体３の外に配設されて、収縮状態時に伸長力によってシリンダ体３内にロッド体４を没入させる方向に、すなわち、フォーク本体を収縮方向に附勢する。

一方、このバランスバネＳは、図示するところにあって、シリンダ体３の外周に巻装されて、下端がロッド体４に連結されたケース体７における筒部７１の下端部７１ａに担持される。

そして、このバランスバネＳにあっては、図２に示すフォーク本体の最伸長作動時には、上端がシリンダ体３のヘッド端部３ａを形成するロッドガイド２３におけるフランジ部２３ａに係止されて最収縮状態になる。

そしてまた、このバランスバネＳにあっては、図３に示すフォーク本体の最収縮作動時には、上端が上記のロッドガイド２３におけるフランジ部２３ａから離脱していわゆる自由端となる。

なお、上記したケース体７にあって、頭部７２は、適宜の手段でロッド体４に一体的に連結されるが、このとき、頭部７２が筒部７１の内側のリザーバＲへの連通を阻止するとき、筒部７１の内側に作動油が溜まる弊害を除去するために、筒部７１に縦方向に複数となる連通孔７１ａを設け、あるいは、頭部７２に絞り７２ａを設けるなどして、筒部７１の内側をリザーバＲに連通させるのが良い。

そして、この場合には、筒部７１内にあって、油面Ｏの位置が安定され、頭部７２に開穿された絞り７２ａを作動油が通過することで、また、図示しないが、上記のロッドガイド２３におけるフランジ部２３ａが筒部７１内を上昇するようになるとき、筒部７１の内周とフランジ部２３ａの外周との間に環状隙間が出現し、この環状隙間を作動油が通過することで、絞り効果による減衰作用の具現化が可能になる。

以上のように、この発明における抑制手段たるバランスバネＳにあっては、これがシリンダ体３の外周に巻装されるから、これが最収縮するときのバックリング現象の発現が阻止されて、設定通りの伸縮が具現化される。

そして、このバランスバネＳは、最収縮状態にあるときに伸長方向の反力で最伸長状態にあるフォーク本体を収縮方向に附勢して、最伸長状態にあるフォーク本体が具有する伸長方向の反力を言わば零にするから、このフロントフォークを前輪側に架装する二輪車に搭乗するライダーにあっては、最伸長状態にあるフロントフォークが硬いと言う印象を抱かないことになる。

図４乃至図６および図７乃至図９に示すところは、たとえば、前記した図３に示すように、バランスバネＳが最伸長状態にあるときに、上端がロッドガイド２３におけるフランジ部２３ａから離脱して、あるいは、図示しないが、下端がケース体７の下端部たるバネ受部７１ｃから離脱して、いわゆる自由端となるのを阻止する保持手段を示す。

すなわち、保持手段は、基本的には、最伸長状態にあるバランスバネＳの上端あるいは下端における自由状態の発現を阻止して、バランスバネＳのシリンダ体３の外周やロッド体４の外周におけるいわゆる遊動による騒音発生を効果的に阻止する。

その一方で、図示する保持手段は、フォーク本体が最伸長状態から収縮状態に反転し、引き続きフォーク本体が最収縮状態になるときに、一旦伸長したバランスバネＳを再度最収縮させることを可能にする。

そして、フォーク本体が最収縮状態になるときに、最収縮されるバランスバネＳが伸長方向の反力を具有することで、最収縮状態になるフォーク本体において伸長方向の反力を大きくし、最収縮作動時における衝撃吸収を効果的に実現可能にする。

ちなみに、このように、フォーク本体の最伸長状態時に、最収縮状態になって、フォーク本体を収縮方向に附勢するバランスバネＳが一旦伸長してから引き続き収縮する設定とする場合には、フォーク本体における最収縮作動時における衝撃を効果的に緩和させるために、フォーク本体内に封入される気圧を著しく高く設定しなくても済む点で有利となる。

先ず、図４に示すところは、フォーク本体が最収縮状態にあるときに、バランスバネＳも最収縮状態にあり、図５に示すところは、フォーク本体が最収縮状態から伸長状態に反転することで、バランスバネＳが伸長状態になり、図６に示すところは、フォーク本体が最伸長状態になって、バランスバネＳが再度最収縮状態になったところを示す。

そして、バランスバネＳを保持する保持手段であるが、図示するところでは、ロッド体４に一体的に連結されたケース体７における筒部７１の内周に形成の環状溝７１ｂと、同じく筒部７１の下端部たるバネ受部７１ｃと、シリンダ体３の外周に形成の環状溝３ｃに嵌装されたストップリング２４と、シリンダ体３のヘッド端部３ａを構成するロッドガイド２３におけるフランジ部２３ａとからなる。

すなわち、図示するところにあって、バランスバネＳは、図５に示すように、最伸長状態にあるときには、ケース体７における筒部７１の内周に形成の環状溝７１ｂに収装され、この状態で上端がこの環状溝７１ｂにおける上端部に係止されると共に、下端が上記のバネ受部７１ｃに担持され、それゆえ、上下端におけるいわゆる遊びが阻止される。

そして、このバランスバネＳは、図４に示す最収縮状態にあるときには、上端が上記の環状溝７１ｂにおける上端部に係止され、下端が上記のストップリング２４に担持される。

そしてまた、このバランスバネＳは、図６に示す最収縮状態にあるときには、上端が上記のロッドガイド２３におけるフランジ部２３ａに係止され、下端が上記のストップリング２４に担持される。

ちなみに、この図４乃至図６に示すところにあって、バランスバネＳは、シリンダ体３の外周に巻装され、したがって、最収縮作動時におけるバックリング現象の発現が効果的に阻止される。

それゆえ、上記した保持手段にあっては、バランスバネＳが最伸長状態になるときに、上端あるいは下端が自由端となって遊動することを阻止し、遊動に起因する騒音発生を招来させない。

そして、この保持手段が利用される場合には、車体側チューブ１や車輪側チューブ２にいわゆる部品加工をしなくて済み、既存のフロントフォークをそのまま利用できる点で有利となる。

一方、バランスバネＳにあっては、前述したように、フォーク本体が最伸長状態になるときに最収縮状態になって、その伸長力で、つまり、負の反力でフォーク本体を収縮方向に附勢する。

それゆえ、最伸長状態にあるフォーク本体は、具有する伸長方向の反力が言わば零にされて、このフロントフォークを前輪側に架装する二輪車に搭乗するライダーにあって、最伸長状態にあるフロントフォークが硬いと言う印象を抱かせないことになる。

そして、このバランスバネＳにあっては、フォーク本体が収縮作動に転じて、たとえば、最伸長状態から最収縮状態になるまでの全ストロークの前側のほぼ１／３のストローク領域で収縮すると、最伸長状態に、すなわち、いわゆる伸び切り状態になり、負の附勢力を具有しなくなる。

そしてまた、このバランスバネＳにあっては、フォーク本体がさらに収縮作動を継続してさらに収縮状態になるときには、再び収縮するようになって、言わば正の反力を具有するようになり、フォーク本体が最収縮状態になると、最収縮状態になって、フォーク本体を伸長方向に附勢する。

ちなみに、バランスバネＳが最伸長した状態から再度収縮作動を開始する領域は、たとえば、最収縮状態から最伸長状態になるまでの全ストロークの後側のほぼ１／３のストローク領域とされて良い。

その結果、最伸長状態にあるフォーク本体が全ストロークの前側のほぼ１／３のストローク領域で収縮すると、収縮状態にあって負の反力を具有していたバランスバネＳが一旦最伸長状態になった後、再び収縮状態になって、今度は正の反力を具有する。

つまり、この実施形態によるバランスバネＳにあっては、前記した図１および図２，図３に示す実施形態によるバランスバネＳに比較して、フォーク本体の伸縮作動時に正負の反力を具有することになって、いわゆるフル利用され、フォーク本体の伸縮作動を効果的に実現する。

図７乃至図９に示すところは、前記した図４乃至図６に示す保持手段に代えて他の実施形態による保持手段を示すもので、以下にはこれについて少し説明するが、その作用効果は、図４乃至図６に示すところと異なるものでない。

すなわち、先ず、図７に示すところは、フォーク本体が最収縮状態にあって、したがって、バランスバネＳも最収縮状態にあるところを示し、図８に示すところは、フォーク本体が伸縮の中間状態にあって、したがって、バランスバネＳが最伸長状態にあるところを示し、図９に示すところは、フォーク本体が最伸長状態にあって、したがって、バランスバネＳが最収縮状態にあるところを示す。

そして、この実施形態にあっても、バランスバネＳが保持手段に保持され、保持手段は、ロッド体４を軸芯部に挿通させるようにロッド体４の外側に配設されてロッド体４に副って上下動するほぼ筒状に形成の内側スライダ８と、この内側スライダ８と同芯でありながらこの内側スライダ８の外側に配設されて車輪側チューブ２の軸線方向に沿うように上下動するほぼ筒状に形成の外側スライダ９と、インナーチューブ１の上端部の内周に連結される環状ストッパ部２５と、ロッド体４の外周に形成の環状溝４ｂに嵌装のストップリング１０とを有してなる。

そして、内側スライダ８は、下端部にフランジ状に形成されたバネ受部８ａを有すると共に、上端部に内側に折り曲げ状態に形成の係止部８ｂを有し、また、外側スライダ９は、下端側部の内周部を切削するようにして形成された環状段部９ａを有すると共に、下端部にフランジ上に形成の係止部９ｂを有し、内側スライダ８のバネ受部８ａにバランスバネＳの下端を担持させ、外側スライダ９の環状段部９ａにバランスバネＳの上端を係止させて、いわゆる挟むように配設させる。

それゆえ、バランスバネＳは、前記した実施形態の場合と異なり、ロッド体４の外側に、すなわち、内側スライダ８の外側に巻装される状態になり、最伸長状態時における上下端の遊動が効果的に阻止され、また、最収縮状態におけるバックリング現象の発現が効果的に阻止される。

一方、この保持手段の作動であるが、車輪側チューブ２が車体側チューブ１内を最上昇するフォーク本体の最収縮作動時には、車輪側チューブ２の上端部に連結された環状ストッパ部２５が車体側チューブ１の開口端を閉塞するキャップ部材１４の下端側に当接される。

そして、このとき、シリンダ体３内にロッド体４が没入する、相対的に見ると、シリンダ体３のヘッド端部３ａが上昇するようになって、下端部たるバネ受部８ａがヘッド端部３ａに担持される内側スライダ８を上昇させる。

それゆえ、バランスバネＳの下端が上昇されるようになって、バランスバネＳが収縮されるようになり、その際の反力で外側スライダ９を上昇させるが、このとき、外側スライダ９の上端が上記の環状ストッパ部２５に当接されて、外側スライダ９のそれ以上の上昇が阻止される。

その結果、バランスバネＳは、図７に示すように、最収縮状態になって、最収縮しているフォーク本体を伸長する方向に附勢する正の反力を具有する。

上記の状態から、フォーク本体が伸長作動すると、バランスバネＳが伸長作動でき、したがって、内側スライダ８がバランスバネＳの伸長作動に呼応するようにロッド体４の外周で下降し、さらなるバランスバネＳの伸長作動で内側スライダ８の下降がこの内側スライダにおける上端係止ブラケット８ｂのロッド体４の環状溝４ｂに嵌装のストップリング１０への当接で阻止される。

このとき、車輪側チューブ２が車体側チューブ１内を下降するから、車輪側チューブ２の上端部に連結された環状ストッパ部２５がシリンダ体３に合せて下降するようになり、したがって、環状ストッパ部２５が外側スライダ９の下端係止部９ｂに係止され、このとき、バランスバネＳが最伸長状態になる（図８参照）。

そして、フォーク本体の伸長作動がさらに継続されると、車輪側チューブ２の上端部に連結の環状ストッパ部２５が外側スライダ９の下端係止部９ｂに係止されたままさらに下降することになり、したがって、外側スライダ９の段部９ａに上端が係止されたバランスバネＳが収縮作動する。

そしてまた、車輪側チューブ２が車体側チューブ１内から大きく突出する最伸長状態時になると、外側スライダ９のそれ以上の下降が停止されて、バランスバネＳのそれ以上の収縮が阻止される。

以上のように、この発明にあっては、バランスバネＳが保持手段に保持されるから、最伸長状態にあるバランスバネＳにおける端部の自由が拘束され、したがって、バランスバネＳの端部のいわゆる遊動による騒音発生が効果的に阻止される。

前記したところでは、フォーク本体が懸架バネを有しないとしたが、この発明における抑制手段たるバランスバネＳが機能するところからすると、フォーク本体が懸架バネを有してなるとしても、この発明の具現化が可能になるのはもちろんであり、その場合の作用効果も異なるところはない。

そして、前記したところでは、抑制手段を構成するバランスバネＳがダンパの外に配設されるとしたが、このバランスバネＳが機能するところを勘案すると、このバランスバネＳがシリンダ体３内に配設されても良い。

二輪車の前輪側に架装されて下端部で懸架する前輪に入力される路面振動を吸収する緩衝器としての利用に向く。

１ 車体側チューブ
２ 車輪側チューブ
３ シリンダ体
４ ロッド体
５ ピストン体
６ ベースバルブ部
７ ケース体
８ 内側スライダ
９ 外側スライダ
１０，２４ ストップリング
１１，２１ 軸受
１２ オイルシール
１３ ダストシール
２３ ロッドガイド
２３ａ フランジ部
７１ 筒部
７１ｂ 環状溝
Ａ 気室
Ｏ 油面
Ｒ リザーバ
Ｓ バランスバネ

Claims (4)

1. 車体側チューブと車輪側チューブとで伸縮可能とされるフォーク本体を有し、このフォーク本体内にこのフォーク本体内をリザーバにするダンパを有し、このダンパが車輪側チューブの軸芯部に起立されるシリンダ体と、車体側チューブの軸芯部に垂設されて先端側をシリンダ体内に挿通させるロッド体とを有し、フォーク本体が最伸長状態時にリザーバにあって作動流体と液面を境にする気室に大気圧以上となる気圧を封入されることで伸長方向の反力を具有し、フォーク本体が最伸長状態になるときに最収縮状態にされてフォーク本体を収縮方向に附勢する抑制手段を有し、この抑制手段が最伸長状態から収縮するフォーク本体における所定のストローク領域で上記の伸長方向の反力を抑制してなるフロントフォークにおいて、抑制手段がコイルスプリングからなるバランスバネを有し、このバランスバネがフォーク本体の最収縮状態時に途中の最伸長状態を経て最収縮されてフォーク本体を伸長方向に附勢する反力を具有してなることを特徴とするフロントフォーク。
2. 上記のダンパが最伸長状態から最収縮状態になるまでの全ストロークにおける前側のほぼ１／３以上のストロークを収縮するときに、上記のバランスバネが上記のフォーク本体における伸長方向の反力を抑制するバネ力を具有してなる請求項１に記載のフロントフォーク。
3. 上記のバランスバネが保持手段に保持されると共に、この保持手段が上記の車体側チューブ側に連結されるケース体を有し、このケース体がシリンダ体の外側に配設される筒部を有し、この筒部が内周に形成の環状溝を有し、この環状溝に上記のバランスバネが最伸長状態で収装され、このバランスバネの上端が上記の環状溝の上端部に係止されると共に下端が上記の筒部における下端部に担持されてなる請求項１または請求項２に記載のフロントフォーク。
4. 上記のバランスバネが保持手段に保持されると共に、この保持手段が上記のロッド体に摺動可能に配設される内側スライダと、この内側スライダに同芯に配設される外側スライダと、車輪側チューブの上端に連結される環状ストッパ部と、ロッド体の外周に嵌装されるストップリングとを有し、上記のバランスバネが上記の内側スライダと上記の外側スライダとの間にありながら上端を上記の外側スライダにおける段部に係止させると共に下端を上記の内側スライダにおけるバネ受部に担持させてなる請求項１または請求項２に記載のフロントフォーク。

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