JP2002295562A - フロントフォーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 急激な底付きを防止すると共に最圧縮時から
伸長作動に切換わる時、車体に急激なショックが発生す
るのを防止するフロントフォークを提供すること。 【解決手段】 ダンパーシリンダとアウターチューブ１
との間に懸架スプリング７を介装し、ピストンロッド４
の外周に懸架スプリング７を案内するばねガイド６を移
動自在に挿入し、ばねガイド６の上側又は下側にケーシ
ング５，５１を設け、これの内にばねガイド６と対向す
るクッション部材８を設けているフロントフォークに於
て、クッション部材８の外周又は内周をケーシング５，
５１の内周又はピストンロッド４の外周に摺接させ、圧
縮時にクッション部材８がばねガイド６で押圧されて拡
径し、クッション部材８のケーシング５，５１又はピス
トンロッド４に対するフリクションでヒステリシス特性
を発揮して伸長作動に切換った際に急激な反発力が発生
するのを防止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動二輪車，自転
車等の車体と前輪車軸との間に介装されて路面からの振
動を減衰する緩衝器とフォークを兼ねたフロントフォー
クに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動二輪車のフロントフォークにおいて
走行中にジャンプして着地する時急激な底付きを防止す
る構造として、例えば、特開平１０−１０３３９９号公
報に開示されたものが開発されている。

【０００３】このフロントフォークは、図７に示すよう
に車体側アウターチューブ７１内に車輪側インナーチュ
ーブを摺動自在に挿入し、インナーチューブの底部中央
にダンパーシリンダを起立し、ダンパーシリンダ内にピ
ストンを介してアウターチューブ７１と連動するピスト
ンロッド７２を移動自在に挿入し、ダンパーシリンダの
上端ヘッド部とアウターチューブ７１の上部との間にア
ウターチューブ７１を伸び方向に附勢する懸架スプリン
グ７３を介装しているものである。更にアウターチュー
ブの上端部内側に取付けたケーシング７４内にクッショ
ンラバー７５を設け、ピストンロッド７２の上部外周に
クッションラバー７５に対向するばねガイドを兼ねたプ
ッシュロッド７６を摺動自在に挿入している。

【０００４】このフロントフォークによれば、車両が走
行中に例えばジャンプして着地する時アウターチューブ
７１とインナーチューブとが相対的に圧縮作動をする。
この時、ダンパーシリンダのヘッド部がプッシュロッド
７６の下端に当接して当該プッシュロッド７６を押し上
げ、このプッシュロッド７６は最圧縮時近傍でクッショ
ンラバー７５をつき上げてこのクッションレバー７５を
圧縮する。この為クッションラバー７５の圧縮による緩
衝効果で底付きの衝撃を緩和し、車両のライダーに対す
る乗心地を向上させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のフロントフ
ォークにおける圧縮時のばね荷重は懸架スプリング７３
によるばね荷重に圧縮ストロークに応じて途中からアウ
ターチューブ７１内のリザーバにおける空気室のばね荷
重が加わり、更に最圧縮近傍から最圧縮時までの間にク
ッションラバー７５の圧縮によるばね荷重が加わり、圧
縮作動時には上記各ばね荷重の合成のばね荷重が作用し
て衝撃を順次吸収するようになっている。

【０００６】しかしながら、上記従来の底付き防止機構
では最圧縮時から伸長作動に切換わるとき、クッション
ラバー７５が復元力によるばね荷重特性を発揮して急激
にアウターチューブ７１を押し上げるため車体にショッ
クが発生し、乗心地に悪影響を及ぼす場合がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、急激な底付きを
防止すると共に最圧縮時から伸長作動に切換わる時、車
体に急激なショックが発生するのを防止するフロントフ
ォークを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の手段は、アウターチューブ内にインナーチ
ューブが摺動自在に挿入され、インナーチューブの中央
にダンパーシリンダを起立し、ダンパーシリンダに挿入
したピストンロッドがアウターチューブに連結され、ダ
ンパーシリンダとアウターチューブとの間に懸架スプリ
ングを介装し、ピストンロッドの外周に懸架スプリング
を案内するばねガイドを移動自在に挿入し、ばねガイド
の上側又は下側にケーシングを設け、このケーシング内
にばねガイドと対向するクッション部材を設けているフ
ロントフォークに於て、クッション部材の外周又は内周
をケーシングの内周又はピストンロッドの外周に摺接さ
せ、圧縮時にクッション部材がばねガイドで押圧されて
拡径し、当該クッション部材のケーシング又はピストン
ロッドに対するフリクションでヒステリシス特性を発揮
して伸長作動に切換った際に急激な反発力が発生するの
を防止させることを特徴とするものである。

【０００９】この場合、クッション部材が先細の弾性な
筒体と、筒体の外周又は内周の一方又は両方に形成した
複数の環状リブとからなり、上記環状リブをケーシング
の内周又はピストンロッドの外周に摺接させても良い。

【００１０】同じく、ケーシング内にクッション部材と
直列にフリーピストンを設け、フリーピストンの外周を
ケーシングの内周に摺接させても良い。

【００１１】同じく、ケーシングの内周にカラーを挿入
し、カラーの内周にテーパ面を形成し、クッション部材
の外周をテーパ面に摺接させても良い。

【００１２】同じく、クッション部材がばね特性を有し
ヒステリシス特性を持たない材料で成形されていても良
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
もとづいて説明する。

【００１４】各図のフロントフォークは、倒立型のフロ
ントフォークにおいて説明しているが、正立型のフロン
トフォークにも適用できることは言うまでもない。

【００１５】図１は本発明の一実施の形態を示す。

【００１６】このフロントフォークは図に示すように、
車体側アウターチューブ１内に車輪側インナーチューブ
２を摺動自在に挿入し、インナーチューブ２の底部中央
にダンパーシリンダを起立し、ダンパーシリンダ内にピ
ストンを介してアウターチューブ１と連動するピストン
ロッド４を移動自在に挿入し、ダンパーシリンダの上端
ヘッド部とアウターチューブ１の上部との間にアウター
チューブ１を伸び方向に附勢する懸架スプリング７を介
装している。更にアウターチューブ１の上端部にキャッ
プ３を設け、このキャップ３にケーシング５を取付け、
このケーシング５内にクッション部材８たるクッション
ラバーを設けている。又ピストンロッド４の上部外周に
クッションラバーと対向するプッシュロッドを兼ねたば
ねガイド６を摺動自在に挿入している。

【００１７】クッション部材８はばね特性を有しヒステ
リシス特性を持たないゴム等の材料で成形されている。

【００１８】クッション部材８は先細の弾性な略々円錐
状の筒体８ａと、筒体の基端側外周に形成した一つ又は
は複数の環状リブ８ｂとで構成され、環状リブ８ｂの外
周をケーシング５の内周に摺接させている。但し環状リ
ブ８ｂは無くても良く、又、環状リブ８ｂとケーシング
５との間には微少隙間を形成しておいても良い。

【００１９】ケーシング５はキャップ３に結合されてお
り、下端は内側に若干折り曲げてクッション部材８の落
下を防止している。

【００２０】ケーシング５内にはクッション部材８のみ
を挿入していても良いが、クッション部材８と直列にワ
ッシャ９を挿入し、ワッシャ９を介してばねガイド６が
クッション部材８を押圧するようにしていても良い。

【００２１】ケーシング５の下部は懸架スプリング７の
上端を担持してスプリングシートを兼ねさせても良い。

【００２２】ばねガイド６は筒体からなり、この筒体の
下部内側に大径部１０を形成し、ピストンロッド４の外
周に固定したスナップリング等の止め具１１が大径部１
０の端部に係止されることでばねガイド６の下降ストロ
ークを規制している。

【００２３】圧縮作動時には、ダンパーシリンダのヘッ
ド部が上方に上昇してばねガイド６に当接し、ばねガイ
ド６も上昇する。この時ばねガイド６の先端がワッシャ
９を介してクッション部材８を押圧し、クッション部材
８を圧縮させることによりそのばね特性で急激な底付き
を防止する。クッション部材８が圧縮すると筒体８ａ自
体が半径方向に拡径し、環状リブ８ｂがケーシング５の
内周に圧接されながら摺動し摩擦抵抗が発生する。この
状態から伸長作動に切換わるとクッション部材８の復元
力でばねガイド６は下方に押圧されるが、この際クッシ
ョン部材８は環状リブ８ｂがケーシング５の内周と摺接
しており、その時のフリクションでヒステリシス特性を
発揮し、急激な復元力による反発力がばねガイド６に作
用しない。この為急激にアウターチューブ１とピストン
ロッド４が押し上げられず、車体にショックが発生せ
ず、乗心地を向上させる。

【００２４】ところで、上記のように本発明ではクッシ
ョン部材８の環状リブ８ｂにより固定摩擦抵抗が発生す
る。この固定摩擦抵抗が圧縮作動時には圧縮に抗する力
としてクッション部材８の反発力を大きくする方向に作
用し、逆に伸長時にはクッション部材８の反発力を小さ
くする方向に作用する。更に固定摩擦抵抗はクッション
部材８が正のポアソン比を持つ円錐形状の構造である限
りにおいては、圧縮ストロークの後方にいくぼどクッシ
ョン部材８の外径が大きくなることにより強くなり、減
衰的なヒステリシス特性を発揮することになる。

【００２５】図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の他の実
施の形態に係るフロントフォークを示す。

【００２６】この実施の形態はケーシング５１をピスト
ンロッド４の上端外周に設け、このケーシング５１内に
クッション部材８を圧入したものである。

【００２７】懸架スプリング７はスプリングシート１２
を介してキャップ３に担持されている。

【００２８】ケーシング５１は有底筒状に形成され、底
部側基端がピストンロッド４の上端外周に螺着されてい
る。

【００２９】クッション部材８は、図１の実施の形態と
同じく、先細の筒体８ａと、筒体の外周に形成した複数
の環状リブ８ｂとからなり、環状リブ８ｂをケーシング
５１の内周に摺接させている。

【００３０】クッション部材８の内周には複数のリブ８
ｃを形成し、このリブ８ｃの内周をピストンロッド４の
外周に摺接させても良い。

【００３１】ケーシング５１がピストンロッド４に結合
されていることによりケーシング５１内が油侵となる。
そこでばねガイド６がクッション部材８に当接した時ケ
ーシング５１内の油が流出できるようにばねガイド８の
上端に切欠き１３を形成し、この切欠き１３を油路とし
て利用できるようにしている。

【００３２】この実施の形態においても、図１の場合と
同じく、最圧縮時にばねガイド６がクッション部材８を
押圧してこれを拡径しながら圧縮することにより急激な
底付きを防止し、この時環状リブ８ｂによるフリクショ
ンが発生する。この状態から伸長作動に切換わるとクッ
ション部材８が自己の復元力で元の位置まで伸長して戻
るが、環状リブ８ｂのフリクションでヒステリシス特性
を発揮し、急激な復元力による反発力がばねガイド６に
作用するのが抑制される。

【００３３】この場合のヒステリシス特性ａは図２
（Ｂ）のグラフに示される。又ストロークに対する荷重
特性は図２（Ｃ）に示され、環状リブ８ｂのフリクショ
ンによる荷重特性はグラフｂ、クッション部材８の荷重
特性はグラフｃ、合成された圧縮時の荷重特性はグラフ
ｄ、伸長時の荷重特性はグラフｅで示される。

【００３４】その他の構造，作用，効果は、図１の実施
の形態と同じである。

【００３５】図３は本発明の他の実施の形態を示す。

【００３６】これはクッション部材８をばねガイド６の
下方に対向して設けたものである。即ち、ケーシング５
２をダンパーシリンダの上端部に設けて上方に起立させ
ている。ケーシング５２内には先細の先端を下方に向け
たクッション部材８と、このクッション部材８の基端に
対向して当接するフリーピストン１４とを直列に圧入し
ている。

【００３７】クッション部材８の構造は図２に示すもの
と同じであり、フリーピストン１４は内周に切欠き１５
からなる油路が形成されている。ケーシング５２が油侵
できることから、切欠き１５がケーシング５１内に油を
流入，流出を許容するようにしている。

【００３８】ばねガイド６はピストンロッド４に挿入さ
れると共に上部が段部１９を介してピストンロッド４に
係止され、下部はピストンロッド４に嵌着したスナップ
リング１７を挾み込むようにナット１６とストッパ１８
を螺合して構成した止め具２０で保持されている。

【００３９】最圧縮にはダンパシリンダに連動してケー
シング５２が上昇する。そして、クッション部材８はフ
リーピストン１４を介してストッパ１８に衝合すること
により拡径しながら圧縮する。この為、環状リブ８ｂに
よるフリクションが発生すると共にクッション部材８の
ばね特性で急激な底付きを防止する。伸長作動に切換っ
た時はクッション部材８は自己の復元力によるばね特性
を出すが環状リブ８ｂ又は環状リブ８ｂとフリーピスト
ン１４のフリクションでヒステリシス特性を発揮し急激
なつき上げ力がピストンロッド４に作用するのを抑制す
る。その他の構造，作用，効果は、図１，図２の実施の
形態と同じである。

【００４０】図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の他の実
施の形態を示し、これは図２の実施の形態を一部変更し
たものである。

【００４１】即ち、これはケーシング５１の内周に奥方
向に拡径するテーパ面２１を形成し、又はケーシング５
１の内側にカラーを挿入し、このカラーの内周にテーパ
面２１を形成したものである。この場合クッション部材
８の環状リブ８ｂはテーパ面２１に摺接する。ケーシン
グ５１内にカラーを設け、このカラーにテーパ面２１を
形成した場合には組み立て性を確保しながらより大きな
固定摩擦力を発生させるために有利である。

【００４２】テーパ面２１を形成することでストローク
に依存した固定摩擦力をストローク量に関係してより強
く、又はより弱く発生させることも可能である。

【００４３】ヒステリシス特性は図４（Ｂ）のグラフａ
で示され、荷重特性ｂ，ｃ，ｄ，ｅは図４（Ｃ）で示さ
れ、ヒステリシス特性からわかるように、ケーシング５
１の奥の方でヒステリシスが大きく、大入力のときのは
ねかえりをなくすことができる。その他の構造，作用，
効果は、上記の各実施の形態と同じである。

【００４４】図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の他の実
施の形態に係り、これは図４の実施の形態を更に変更し
たものである。

【００４５】即ち、ケーシング５１内にクッション部材
８とフリーピストン１４を直列に挿入し、クッション部
材８は先細の先端をフリーピストン１４に当接してい
る。フリーピストン１４はその外周をケーシング５１の
内周に摺接してフリクションを発生させるようにしてい
る。フリーピストン１４の内周には切欠き１５による油
路を形成し、ばねガイド６の上端にも切欠き１３による
油路が形成されている。

【００４６】この実施の形態ではクッション部材８によ
るフリクションの付加と、これに独立したフリーピスト
ン１４によるフリクションの固定摩擦力を発生させるも
のであり、両者を協働させても良く、フリーピストン１
４のフリクションを利用しても良い。

【００４７】固定摩擦発生部位をフリーピストン１４の
ように、ポアソン比の低い部材となることでストローク
に依存しない固定摩擦力を発生させることが可能であ
る。

【００４８】この実施の形態におけるヒステリシス特性
と荷重特性は、図５（Ｂ）（Ｃ）に示される。

【００４９】図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の他の
実施の形態を示す。

【００５０】これは、図２の実施の形態を変更したもの
である。即ち、ケーシング５１内のクッション部材８を
図２のものに比べて逆に圧入したものである。クッショ
ン部材８は先細の先端を下向きにして圧入し、上方の環
状リブ８ｂをケーシング５１の内周に摺接し、クッショ
ン部材８の内周リブ８ｃをピストンロッド４の外周に摺
接させている。

【００５１】この実施の形態は主として内周側リブ８ｃ
とピストンロッド４との間のフリクションで固定摩擦力
を発生させているが、環状リブ８ｂのフリクションと協
働させても良い。この実施の形態では伸側作動初期にお
いて大きなヒステリシス特性を有し、ダンパー全体の機
能としてより中間ストローク域の特性改善を行いたい場
合に効果が期待できる。

【００５２】ヒステリシス特性と荷重特性は、図６
（Ｂ）（Ｃ）にそれぞれ示されている。尚、上記各実施
の形態におけるケーシングにはブリード穴が形成される
のが好ましい。

【００５３】

【発明の効果】各請求項の発明によれば、クッション部
材によって最圧縮時に急激な底付きを抑制できると共
に、伸長作動に切換った時クッション部材のフリクショ
ンがクッション部材の反発力を妨げる方向に作用し、そ
の結果クッション部材には減衰的なヒステリシス特性が
発生して急激なピストンロッドとアウターチューブとを
押上げる力が抑制され、車体の安定性を保ち、乗心地を
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るフロントフォークの一
部縦断正面図である。

【図２】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は他の実施の形態に係るフ
ロントフォークの一部縦断正面図と特性グラフである。

【図３】他の実施の形態に係るフロントフォークの一部
縦断正面図である。

【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は他の実施の形態に係るフ
ロントフォークの一部縦断正面図と特性グラフである。

【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は他の実施の形態に係るフ
ロントフォークの一部縦断正面図と特性グラフである。

【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は他の実施の形態に係るフ
ロントフォークの一部縦断正面図と特性グラフである。

【図７】従来のフロントフオークの一部縦断正面図であ
る。

【符号の説明】

１ アウターチューブ ２ インナーチューブ ４ ピストンロッド ５，５１ ケーシング ６ ばねガイド ７ 懸架スプリング ８ クッション部材 ８ｂ，８ｃ 環状リブ １４ フリーピストン ２１ テーパ面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アウターチューブ内にインナーチューブ
   が摺動自在に挿入され、インナーチューブの中央にダン
   パーシリンダを起立し、ダンパーシリンダに挿入したピ
   ストンロッドがアウターチューブに連結され、ダンパー
   シリンダとアウターチューブとの間に懸架スプリングを
   介装し、ピストンロッドの外周に懸架スプリングを案内
   するばねガイドを移動自在に挿入し、ばねガイドの上側
   又は下側にケーシングを設け、このケーシング内にばね
   ガイドと対向するクッション部材を設けているフロント
   フォークに於て、クッション部材の外周又は内周をケー
   シングの内周又はピストンロッドの外周に摺接させ、圧
   縮時にクッション部材がばねガイドで押圧されて拡径
   し、当該クッション部材のケーシング又はピストンロッ
   ドに対するフリクションでヒステリシス特性を発揮して
   伸長作動に切換った際に急激な反発力が発生するのを防
   止させることを特徴とするフロントフォーク。
2. 【請求項２】 クッション部材が先細の弾性な筒体と、
   筒体の外周又は内周の一方又は両方に形成した複数の環
   状リブとからなり、上記環状リブをケーシングの内周又
   はピストンロッドの外周に摺接させたことを特徴とする
   請求項１のフロントフォーク。
3. 【請求項３】 ケーシング内にクッション部材と直列に
   フリーピストンを設け、フリーピストンの外周をケーシ
   ングの内周に摺接させたことを特徴とする請求項１又は
   ２のフロントフォーク。
4. 【請求項４】 ケーシングの内周にカラーを挿入し、カ
   ラーの内周にテーパ面を形成し、クッション部材の外周
   をテーパ面に摺接させたことを特徴とする請求項１，２
   又は３のフロントフォーク。
5. 【請求項５】 クッション部材がばね特性を有しヒステ
   リシス特性を持たない材料で成形されていることを特徴
   とする請求項１，２，３又は４のフロントフォーク。