JP3889086B2 - 二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置 - Google Patents
二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントフォークにおける懸架スプリングのばね特性を調整する二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車のフロントフォークは、アウタチューブ内にインナチューブが摺動自在に挿通され、これらのアウタチューブ及びインナチューブ内に、懸架スプリング及びダンパ装置が配設されて構成される。アウタチューブ、インナチューブの一方が車体側に保持され、他方が車軸を保持する。このフロントフォークにより、路面からの衝撃が上記懸架スプリングにて吸収され、フロントフォークの伸縮振動が上記ダンパ装置にて抑制される。
【０００３】
上述のような自動二輪車のフロントフォークにあっては、懸架スプリングが、２つのばね体を直列配列し、各ばね体の相互に対向する端部が螺合して重ね合されて構成されたものがある（実開平5-81546 号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような懸架スプリングでは、 2本のばね体の重ね合せ部分のばね定数が他の部分のばね定数に比べ大きくなるので、上記 2本のばね体の重ね合せ長（重ね合せ巻数）を変更することにより、懸架スプリングのばね定数を調整できる。ところが、上記公報記載の自動二輪車のフロントフォークでは、懸架スプリングのばね定数を外部から調整する手段が開示されていない。
【０００５】
本発明の課題は、上述の事情を考慮してなされたものであり、フロントフォークにおける懸架スプリングのばね定数を外部から容易に変更して調整できる二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車体に支持される車体側チューブと車軸を支持する車軸側チューブとの間に懸架スプリングが配設され、この懸架スプリングは、２本のばね体が直列に配列され、各ばね体の相互に対向する端部が螺合して重ね合されて構成され、上記懸架スプリングの両端部が一対をなすアッパばね受けとロアばね受けを介して上記両チューブに支持された二輪車等のフロントフォークにおいて、上記車体側チューブの上端部内周にばね定数アジャスタが回転自在に配設され、このばね定数アジャスタとアッパばね受けとの間に２本のアジャストパイプを設け、両アジャストパイプを嵌合し、一方のアジャストパイプの軸方向に形成したスリットと他方のアジャストパイプに形成した凸部を嵌合して両アジャストパイプを一体回転可能に設け、このばね定数アジャスタの回転操作により、両アジャストパイプのいずれかに固定されているアッパばね受けが回転して上記ばね体の重ね合せ長を変更可能とするようにしたものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記車体側チューブには、ばね定数アジャスタの内周側にイニシャルアジャスタが回転自在に配設され、上記ばね定数アジャスタとアッパばね受けとの間に２本のアジャストパイプを設け、両アジャストパイプを嵌合し、一方のアジャストパイプの軸方向に形成したスリットと他方のアジャストパイプに形成した凸部を嵌合して両アジャストパイプを一体回転可能に設け、また、上記イニシャルアジャスタは、上記アッパばね受けが固定されているアジャストパイプの内周に螺合されたイニシャルアジャスト部材に連結され、上記イニシャルアジャスタの回転操作により、上記イニシャルアジャスト部材を介して上記アッパばね受けが固定されているアジャストパイプを軸方向に移動させて、上記アッパばね受けを懸架スプリングの軸方向に移動可能とし、更に、上記車体側チューブの上端部には、上記ばね定数アジャスタに係合可能なロック部材が設置され、上記イニシャルアジャスタの回転操作時に上記ロック部材により上記ばね定数アジャスタの回転が阻止されるよう構成されたものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、上記イニシャルアジャスト部材が、ダンパ装置におけるダンパシリンダであるようにしたものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載の発明において、上記懸架スプリングは、巻き方向が反対である 2本のばね体を相互に直列に配列して構成されたものである。
【００１０】
請求項１に記載の発明には、次の作用がある。
複数のばね体の重ね合せ部分は他の部分に比べばね定数が大きいので、ばね定数アジャスタの回転操作によって、一方のばね受けを介しばね体の重ね合せ長（重ね合せ巻数）を変更することにより、懸架スプリングのばね定数を変更できる。従って、フロントフォークにおける懸架スプリングのばね定数を、ばね定数アジャスタを操作することにより外部から容易に変更して調整できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明には、次の作用がある。
ばね定数アジャスタを回転操作することにより、アジャストパイプを介してばね受けの一方が回転し、懸架スプリングにおけるばね体の重ね合せ長（重ね合せ巻数）が変更されるので、懸架スプリングのばね定数を外部から容易に変更できる。
【００１２】
また、イニシャルアジャスタの回転操作時には、ロック部材によってばね定数アジャスタが固定（回転阻止）されるので、上記イニシャルアジャスタを回転操作することにより、イニシャルアジャスト部材を介してアジャストパイプが軸方向に移動する。これにより、ばね受けの一方が懸架スプリングの軸方向に移動して、懸架スプリングの初期荷重を外部から容易に変更して調整できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明には、次の作用がある。
イニシャルアジャスタに連結されるイニシャルアジャスト部材がダンパ装置のダンパシリンダにて兼用されることから、専用のイニシャルアジャスト部材が不要となり、部品点数が削減して、フロントフォークのコストを低減できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明には、次の作用がある。
懸架スプリングを構成する直列配列された複数のばね体の巻き方向が相互に反対であることから、懸架スプリングの伸縮時に発生するねじれを相殺でき、懸架スプリングを長寿命化できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置の一つの実施の形態が適用された自動二輪車のフロントフォークを示す縦断面図である。図２は、図１の上部を示す断面図である。図３は、図１の中央部を示す断面図である。図４は、図１の下部を示す断面図である。図５は、図１の懸架スプリングを示す正面図である。図６は、図５の懸架スプリングを構成するばね体を示し、（Ａ）が第１ばね体の正面図であり、（Ｂ）が図６（Ａ）のVIB 矢視図であり、（Ｃ）が第２ばね体の正面図であり、（Ｄ）が図６（Ｃ）のVID 矢視図である。図７は、図２のばね定数アジャスタを示し、（Ａ）が図７（Ｂ）のVIIA-VIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図７（Ａ）のVIIB矢視図である。図８は、図２のロック部材を示し、（Ａ）が図８（Ｂ）のVIIIA-VIIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図８（Ａ）のVIIIB 矢視図である。図９は、図２及び図３の第１アジャストパイプを示し、（Ａ）が縦半断面図であり、（Ｂ）が図９（Ａ）のIXB 矢視図であり、（Ｃ）が図９（Ａ）のIXC 矢視図である。図１０は、図３の第２アジャストパイプを示し、（Ａ）が縦半断面図であり、（Ｂ）が図１０（Ａ）のX 矢視図である。図１１は、図３のアッパばね受けを示し、（Ａ）が図１１（Ｂ）のXIA-XIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図１１（Ａ）のXIB 矢視図である。図１２は、図４のロアばね受けを示し、（Ａ）が図１２（Ｂ）のXIIA-XIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図１２（Ａ）のXIIB矢視図である。図１３は、図１の懸架スプリングの作動特性を示す作動図である。図１４は、比較例としての懸架スプリングの作動特性を示す作動図である。
【００１６】
図１に示すように、自動二輪車の倒立型のフロントフォーク１０は、車体側チューブとしてのアウタチューブ１１内に車軸側チューブとしてのインナチューブ１２が挿通され、両チューブ１１及び１２間に懸架スプリング１３及びダンパ装置１４が内蔵して構成されたものであり、アウタチューブ１１がアッパブラケット及びロアブラケット（ともに図示せず）を介して車体側に支持され、インナチューブ１２の車軸ブラケット１５に締付ボルト１６を用いて車軸が支持される。
【００１７】
アウタチューブ１１の開口端部１７の内周に第１ガイドブッシュ１８が、更に、この第１ガイドブッシュ１８と離間したアウタチューブ１１の内周に、第２ガイドブッシュ１９がそれぞれ固着される。これらの第１ガイドブッシュ１８及び第２ガイドブッシュ１９がインナチューブ１２の外周面に摺接して、アウタチューブ１１及びインナチューブ１２が摺動自在に構成される。図１のフロントフォーク１０は、最圧縮状態を示す。
【００１８】
懸架スプリング１３の下端部は、ロアばね受け２１、ロアメタル２２及び車軸ブラケット１５を介してインナチューブ１２に支持される。つまり、ロアメタル２２は、図４に示すように、センタボルト２３を介して車軸ブラケット１５に固定され、このロアメタル２２にロアばね受け２１の雌ねじ部２４（図１２）が螺合される。
【００１９】
また、図１に示すように、懸架スプリング１３の上端部は、アッパばね受け２０、第２アジャストパイプ２６、後述のダンパシリンダ２７、ジョイントピース２８及びフォークボルト２９を介してアウタチューブ１１に支持される。つまり、図３に示すように、アッパばね受け２０外周の雄ねじ部３０（図１１）が第２アジャストパイプ２６下端部内周の雌ねじ部３１（図１０）に螺合固定されてアッパばね受け２０が第２アジャストパイプ２６に一体化され、この第２アジャストパイプ２６の雌ねじ部３２とダンパシリンダ２７の雄ねじ部３３とが回転自在に螺合されて、第２アジャストパイプ２６がダンパシリンダ２７に支持される。第２アジャストパイプ２６の雌ねじ部３２とダンパシリンダ２７の雄ねじ部３３は左ねじに形成される。更に、ダンパシリンダ２７の上端部が、図２に示すようにジョイントピース２８の段部２８Ａに当接して支持され、このジョイントピース２８が、アウタチューブ１１の上端部内周に螺装されたフォークボルト２９の段部２９Ａに当接して支持される。
【００２０】
上述のように、懸架スプリング１３の上端部、下端部が、それぞれアッパばね受け２０を介してアウタチューブ１１に支持され、ロアばね受け２１を介してインナチューブ１２に支持されて、懸架スプリング１３は路面からの衝撃力を吸収する。
【００２１】
また、上記ダンパ装置１４は、図１及び図２に示すように、ジョイントピース２８及びフォークボルト２９を介してアウタチューブ１１に支持されたダンパシリンダ２７と、図１及び図４に示すように、ロアメタル２２に螺装されて車軸ブラケット１５を介しインナチューブ１２に支持された中空形状のピストンロッド３４と、ピストン３５及びニードル弁３６を備えたピストンバルブ機構３７と、ダンパシリンダ２７内の上方にベースピストン３８及びベースニードル弁３９を備えたベースバルブ機構４０と、を有して構成される。これらのピストンバルブ機構３７及びベースバルブ機構４０により発生する減衰力によって、懸架スプリング１３による衝撃力の吸収に伴い発生するアウタチューブ１１及びインナチューブ１２の伸縮運動が抑制される。尚、符号４１は、ピストンロッド３４の抜け止めを果たすロックナットである。
【００２２】
図１及び図３に示すように、ダンパシリンダ２７の先端部（下端部）には、先端側からシリンダロアキャップ４２、ブッシュハウジング４３、オイルシールハウジング４４及びばね受け４５が順次配設され、これらがストッパリング４６とキャップ押え４７間に挟まれてダンパシリンダ２７の先端部に固定される。上記ブッシュハウジング４３内に第３ガイドブッシュ４８が装着され、この第３ガイドブッシュ４８がピストンロッド３４の外周面に摺接可能とされる。オイルシールハウジング４４内には、ピストンロッド３４の外周面に摺接するオイルシール４９が収容され、このオイルシール４９により、ダンパシリンダ２７内に充填された作動油（油面Ｈ）の漏洩が防止される。尚、ばね受け４５にてリバウンドスプリング５０が支持される。
【００２３】
上記ダンパシリンダ２７内は、作動油の油面Ｈの上方に、図１及び図２に示すように、空気が充填されたガス室５１が形成される。このガス室５１内のガス圧がエアバルブ５５により調整される。また、ダンパシリンダ２７内の作動油が充填された領域は、ピストン３５及びベースピストン３８を隔てて、ロッド側室５２とピストン側室５３とベースバルブ室５４とに区画される。
【００２４】
ピストンバルブ機構３７におけるピストン３５は、ピストンロッド３４の上端部に螺装されたピストンホルダ５６に取り付けられる。このピストン３５には、伸側流路５７及び圧側流路（図示せず）が軸方向に貫通して形成され、又、軸方向両端面に伸側バルブ５８及び圧側バルブ（チェックバルブ）５９が配設される。伸側バルブ５８は伸側流路５７を、圧側バルブ５９は圧側流路をそれぞれ閉止可能とし、共に、ピストン３５とともにオイルロックカラー６０によりピストンホルダ５６に固定される。
【００２５】
また、ピストンバルブ機構３７におけるニードル弁３６は、図１及び図４に示すように、アジャストロッド６１及びアジャストボール６２を介してニードル弁アジャスト機構６３に連結される。このニードル弁アジャスト機構６３は、車軸ブラケット１５に回転自在に配設されたニードル弁アジャスタ６４と、このニードル弁アジャスタ６４と一体回転可能にロアメタル２２内に支持されたジョイントボルト６５と、このジョイントボルト６５に固定されロアメタル２２にクリック機構６６を介して支持されたアジャストプレート６７と、ジョイントボルト６５のねじ部に螺合されテーパ面６８がアジャストボール６２に当接するアジャストスライダ６９と、を有して構成される。
【００２６】
ニードル弁アジャスタ６４を回転操作することにより、ジョイントボルト６５がクリック機構６６にて微小角度間欠的に回転し、これによりアジャストスライダ６９がジョイントボルト６５の軸方向に移動して、アジャストスライダ６９のテーパ面６８がアジャストボール６２を介しアジャストロッド６１をその軸方向に移動可能とする。この結果、図２及び図３に示すように、ニードル弁３６は、ピストンホルダ５６との間に形成されるオリフィス７０の流路面積を変更する。このオリフィス７０とピストンホルダ５６の通路７１とを経て、ロッド側室５２とピストン側室５３とが連通可能とされる。
【００２７】
ピストンバルブ機構３７の伸側バルブ５８、圧側バルブ５９及びニードル弁３６によって、インナチューブ１２がアウタチューブ１１内に侵入するフロントフォーク１０の圧縮行程で、ピストン側室５３からの作動油が圧側流路を通り圧側バルブ５９を開弁してロッド側室５２内へ導かれる。
【００２８】
また、インナチューブ１２がアウタチューブ１１から突出するフロントフォーク１０の伸長行程では、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が低速のときに、ロッド側室５２内の作動油が通路７１及びオリフィス７０を通りピストン側室５３へ導かれ、作動油がオリフィス７０を通るときに伸側減衰力が発生する。また、フロントフォーク１０の伸長行程で、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が中高速であるときには、ロッド側室５２内の作動油が伸側流路５７を経て伸側バルブ５８を撓み変形させてピストン側室５３へ流れ、作動油が伸側バルブ５８を変形させるときに伸側減衰力が発生する。
【００２９】
ダンパシリンダ２７とピストン３５との相対速度が低速の場合オリフィス７０を作動油が通るときに発生する伸側減衰力は、ニードル弁アジャスト機構６３のニードル弁アジャスタ６４を回転操作して、オリフィス７０の流路面積を変更することにより調整される。
【００３０】
一方、ベースバルブ機構４０におけるベースピストン３８は、図１及び図２に示すように、中空形状のベースホルダ７２に固着される。このベースピストン３８には、軸方向に貫通して圧側流路７３及び伸側流路（図示せず）が形成され、又、軸方向両端面に圧側バルブ７４及び伸側バルブ（チェックバルブ）７５が配設される。圧側バルブ７４は圧側流路７３を、伸側バルブ７５は伸側流路をそれぞれ閉止可能として、共に、ベースホルダ７２の下端部に螺着されるオイルロックピース７６によりベースホルダ７２に固着される。
【００３１】
上記ベースホルダ７２は、中空形状の中空ロッド７２Ａの下端部に螺着固定される。前記アウタチューブ１１の上端部に、フォークボルト２９及びジョイントピース２８を介して支持されたダンパシリンダ２７の上端部には、イニシャルアジャスタ７７（後述）が一体に螺着固定される。このイニシャルアジャスタ７７の内周部に、ダンパシリンダ２７の上部つまりガス室５１を密閉するシリンダアッパキャップ７８が一体に螺着固定され、このシリンダアッパキャップ７８の下部内周に上記中空ロッド７２Ａの上端部が一体に螺着固定されて、ベースホルダ７２がアウタチューブ１１に支持される。
【００３２】
上記圧側バルブ７４の背面は、バルブ押え７９を介しバルブスプリング８０により支持される。このバルブスプリング８０の上端は、アジャストカラー８５に支持される。一方、上記シリンダアッパキャップ７８の軸方向中央部内周にアジャストケース８１の下部外周部が一体に螺着固定され、これらのシリンダアッパキャップ７８の上部とアジャストケース８１との間に圧側バルブアジャスタ８２が配設される。この圧側バルブアジャスタ８２は、アジャストケース８１に回転自在に螺合され、アジャストケース８１との間にクリック機構８３が介在されて、微小角度間欠回転可能に設けられる。この圧側バルブアジャスタ８２の下端面は、シリンダアッパキャップ７８に貫通配置されたアジャストピン８４に当接し、このアジャストピン８４が上記アジャストカラー８５の上端面に当接する。
【００３３】
従って、圧側バルブアジャスタ８２を回転操作することによりアジャストピン８４及びアジャストカラー８５が軸方向に移動し、バルブスプリング８０が伸縮して、バルブ押え７９を介し圧側バルブ７４へ付与されるばね力が変更され、これにより圧側バルブ７４の初期開弁圧が調整可能とされる。
【００３４】
また、ベースバルブ機構４０におけるベースニードル弁３９はベースホルダ７２内に収容され、中空ロッド７２Ａ内に収容されたアジャストロッド８６を介してアジャストピン８７に回転一体に、且つ軸方向に進退可能に連結される。アジャストピン８７は、アジャストケース８１内に回転自在に配設され、上端部にベースニードル弁アジャスタ８８を備える。このベースニードル弁アジャスタ８８を回転操作させることにより、アジャストピン８７及びアジャストロッド８６を介して、ベースニードル弁３９は、ベースホルダ７２との間に形成されたオリフィス８９の流路面積を変更する。このオリフィス８９、ベースホルダ７２の通路９０、及びオイルロックピース７６の通路９１を介してピストン側室５３とベースバルブ室５４とが連通可能とされる。ベースニードル弁アジャスタ８８は、アジャストケース８１との間に介在されたクリック機構９２により、微小角度間欠回転可能に設けられる。
【００３５】
フロントフォーク１０の圧縮行程では、図１に示すように、ダンパシリンダ２７のロッド側室５２内にピストンロッド３４が侵入するので、この侵入体積分の作動油がベースバルブ機構４０の作用でピストン側室５３からベースバルブ室５４へ排出される。つまり、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が低速のときには、ピストン側室５３内の作動油は、オイルロックピース７６の通路９１、オリフィス８９及びベースホルダ７２の通路９０を経てベースバルブ室５４へ流れる。作動油がオリフィス８９を流れる間に圧側減衰力が発生する。また、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が中高速のときには、ピストン側室５３内の作動油は、ベースピストン３８の圧側流路７３を通り圧側バルブ７４を撓み変形させてベースバルブ室５４内へ流れる。作動油が圧側バルブ７４を撓み変形させる間に圧側減衰力が発生する。
【００３６】
フロントフォーク１０の伸長行程では、ダンパシリンダ２７からピストンロッド３４が抜け出て、その分ピストン側室５３内の容積が増大するので、ベースバルブ室５４内の作動油がベースピストン３８の伸側流路を経て伸側バルブ７５を開きピストン側室５３内へ流れる。
【００３７】
ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が低速のときにオリフィス８９にて発生する圧側減衰力は、ベースニードル弁アジャスタ８８を回転操作し、ベースニードル弁３９によりオリフィス８９の流路面積を変更することによって調整される。また、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が中高速のときに圧側バルブ７４にて発生する圧側減衰力は、圧側バルブアジャスタ８２を回転操作し、バルブスプリング８０のばね力を変更して圧側バルブ７４の初期開弁圧を変えることにより調整される。
【００３８】
従って、図１に示すように、フロントフォーク１０の圧縮行程では、ベースバルブ機構４０において、ベースニードル弁３９のオリフィス８９或いは圧側バルブ７４を流れる作動油により圧側減衰力が発生し、ピストンバルブ機構３７においては減衰力が殆ど発生しない。また、フロントフォーク１０の伸長行程では、ピストンバルブ機構３７において、ニードル弁３６のオリフィス７０或いは伸側バルブ５８を流れる作動油により伸側減衰力が発生し、ベースバルブ機構４０においては減衰力が殆ど発生しない。これらの圧側及び伸側減衰力によって、フロントフォーク１０の伸縮運動が抑制される。
【００３９】
尚、ピストンホルダ５６の上端に設置されたオイルロックカラー６０と、ベースホルダ７２の下端に設置されたオイルロックピース７６とは、フロントフォーク１０の最圧縮時に緊密状態で嵌合可能に設けられる。これにより、フロントフォーク１０の最圧縮時に、オイルロックカラー６０とオイルロックピース７６との間で圧縮された作動油によりオイルロック作用が発生し、フロントフォーク１０の圧縮ストローク端での緩衝が実施される。
【００４０】
また、ダンパシリンダ２７の下端部に配設されたリバウンドスプリング５０は、フロントフォーク１０の最伸長時にピストンホルダ５６のばね押え部９３に当接して圧縮される。これにより、フロントフォーク１０の伸長ストローク端での緩衝が実施される。
【００４１】
更に、アウタチューブ１１の開口端部１７には、図４に示すようにシールハウジング９４が螺着される。このシールハウジング９４内に、第１ガイドブッシュ１８に対し軸方向に隣接してオイルシール９５が装着され、このオイルシール９５に隣接してダストシール９６が装着される。
【００４２】
さて、上述のようなフロントフォーク１０においては、図５及び図６に示すように、上記懸架スプリング１３は、第１ばね体９７と第２ばね体９８とが直列に配列され、第１ばね体９７と第２ばね体９８との互いに対向するオープンエンド部９９が螺合し、一部が重ね合されて構成される。第１ばね体９７及び第２ばね体９８は巻き方向が共に右巻きであり、第１ばね体９７の巻数は第２ばね体９８の巻数よりも少なく設定される。
【００４３】
第１ばね体９７と第２ばね体９８とのオープンエンド部９９が螺合し得るように、第１ばね体９７の平均径Ｒ1 は第２ばね体９８の平均径Ｒ2 と同一に設定され、又、第１ばね体９７のピッチＰ1 も第２ばね体９８のピッチＰ2 と同一に設定される。また、第１ばね体９７の線径ｄ1 と第２ばね体９８の線径ｄ2 、並びに第１ばね体９７と第２ばね体９８の材質は、両ばね体９７及び９８のばね定数が大きく異ならない範囲で、異なって設定されてもよい。
【００４４】
懸架スプリング１３においては、上記第１ばね体９７と第２ばね体９８とが重ね合された重ね合せ部１０１は、第１ばね体９７の線径ｄ1 と第２ばね体９８の線径ｄ2 とを加算した線径となるので、重ね合せ部１０１以外の部分に比べばね定数が大きくなる。従って、懸架スプリング１３の圧縮時には、重ね合せ部１０１以外の部分が先に撓む（圧縮変形する）。また、同様の理由で、第１ばね体９７と第２ばね体９８との重ね合せ部１０１の長さ（重ね合せ長Ｌ）を変更することにより、懸架スプリング１３のばね定数が変更可能とされる。
【００４５】
図５及び図６に示すように、懸架スプリング１３を構成する第１ばね体９７及び第２ばね体９８のクローズドエンド１００は、平坦面に端面加工されるとともに、端末１０２から約 270°の位置に、凹部１０３が形成される。
【００４６】
図１、図３及び図４に示すように、懸架スプリング１３をアウタチューブ１１とインナチューブ１２との間に配設させたときには、第１ばね体９７のクローズドエンド１００がロアばね受け２１に支持され、第２ばね体９８のクローズドエンド１００がアッパばね受け２０に支持される。
【００４７】
アッパばね受け２０及びロアばね受け２１は、それぞれ図１１、図１２に示すように、フランジ部１０４を備えた略リング形状であり、これらのフランジ部１０４にて第１ばね体９７、第２ばね体９８のクローズドエンド１００が支持される。このフランジ部１０４に凸部１０５が形成され、第１ばね体９７、第２ばね体９８の凹部１０３が上記凸部１０５に係合可能とされる。尚、アッパばね受け２０の雌ねじ部１０６と、ロアばね受け２１の雄ねじ部１０７にばねガイド１０８、１０９（図１）がそれぞれ螺着固定される。また、これらの雌ねじ部１０６及び雄ねじ部１０７は左ねじに形成されている。
【００４８】
ところで、図１〜図３に示すように、アウタチューブ１１の上端部には、フォークボルト２９の内周側にばね定数アジャスタ１１０が回転自在に配設される。このばね定数アジャスタ１１０にジョイントピース２８を介して、第１アジャストパイプ２５及び第２アジャストパイプ２６が連結され、この第２アジャストパイプ２６に前述の如くアッパばね受け２０が螺着固定される。
【００４９】
ばね定数アジャスタ１１０は、図７に示すように、六角面１１１及び段部１１２を備える円筒形状であり、六角面１１１と反対側の端部に雄ねじ部１１３を有する。この雄ねじ部１１３にジョイントピース２８の上部が一体に螺着固定される。
【００５０】
また、第１アジャストパイプ２５は、図９に示すようにパイプ形状であり、上端部に雌ねじ部１１４が形成され、下部が若干縮径されるとともに、下端部の外周面に凸部１１５が形成される。雌ねじ部１１４に、ジョイントピース２８が一体に螺着固定される。
【００５１】
また、第２アジャストパイプ２６は、図１０に示すようにパイプ形状であり、上部が若干拡径されて、第１アジャストパイプ２５の縮径下部に嵌合されるとともに、この上部にスリット１１６が形成される。このスリット１１６は、軸方向に延在して形成され、第２アジャストパイプ２６の拡径上部が第１アジャストパイプ２５の縮径下部に嵌合された際に、第１アジャストパイプ２５の凸部１１５を嵌め込み可能とする。この凸部１１５とスリット１１６との嵌合により、第１アジャストパイプ２５と第２アジャストパイプ２６とが一体回転可能に設けられる。その他、この第２アジャストパイプ２６の内周面には、軸方向中央位置に雌ねじ部３２が、下端部に雌ねじ部３１が前述の如く刻設される。雌ねじ部３２がダンパシリンダ２７の雄ねじ部３３に回転自在に螺合され、雌ねじ部３１がアッパばね受け２０の雄ねじ部３０に一体に螺合され、アッパばね受け２０が第２アジャストパイプ２６に固定される。
【００５２】
図２及び図８に示すように、フォークボルト２９とばね定数アジャスタ１１０との間に、ロックスプリング１２１により上方に付勢された状態でロック部材１１７が装着される。このロック部材１１７はリング形状であり、上端部内周面にばね定数アジャスタ１１０の六角面１１１に嵌合可能な六角面１１８が形成されるとともに、下端部に挿通孔１１９が形成される。この挿通孔１１９は、ロック部材１１７の下端面に開口するとともに、フォークボルト２９に螺装されたボルト１２０を挿通可能とする。従って、ロック部材１１７は、ロックスプリング１２１に付勢されて六角面１１８がばね定数アジャスタ１１０の六角面１１１に嵌合した通常の状態では、ばね定数アジャスタ１１０の回転を阻止し、ロック部材１１７をロックスプリング１２１の付勢力に抗して下方へ押圧し、ロック部材１１７の六角面１１８をばね定数アジャスタ１１０の六角面１１１から外した状態では、ばね定数アジャスタ１１０を回転可能とする。
【００５３】
従って、ロック部材１１７を下方に押圧してばね定数アジャスタ１１０を回転可能とした状態で、このばね定数アジャスタ１１０を回転操作することにより、ジョイントピース２８を介して第１アジャストパイプ２５が一体に回転し、この第１アジャストパイプ２５の突部１１５と第２アジャストパイプ２６のスリット１１６との嵌合により、第２アジャストパイプ２６が第１アジャストパイプ２５と同期回転してアッパばね受け２０を回転させる。アッパばね受け２０、ロアばね受け２１の凸部１０５が懸架スプリング１３における第２ばね体９８、第１ばね体９７の凹部１０３にそれぞれ係合されているので、上記アッパばね受け２０の回転により、第２ばね体９８が第１ばね体９７に対し相対的に回転し、軸方向に移動して、第１ばね体９７と第２ばね体９８の重ね合せ部１０１の重ね合せ長Ｌ（重ね合せ巻数）が変更され、懸架スプリング１３のばね定数が調整される。
【００５４】
一方、図１及び図２に示すように、アウタチューブ１１の上端部には、ばね定数アジャスタ１１０の内周側に、このばね定数アジャスタ１１０の段部１１２上に係止された状態で、イニシャルアジャスタ７７が回転自在に配設される。このイニシャルアジャスタ７７は、上端部外周に六角面１２２が形成され、下端外周部が前述の如くダンパシリンダ２７の上端内周部に一体に螺着固定される。このダンパシリンダ２７は、イニシャルアジャスト部材として機能し、左ねじの雄ねじ部３３及び雌ねじ部３２を介して第２アジャストパイプ２６に回転自在に螺合される。
【００５５】
従って、イニシャルアジャスタ７７を回転操作することによりダンパシリンダ２７が一体に回転し、第２アジャストパイプ２６のスリット１１６に第１アジャストパイプ２５の突部１１５が嵌合して、後述のロック部材１１７の作用により第２アジャストパイプ２６が回転阻止されているので、雄ねじ部３３と雌ねじ部３２の螺合により第２アジャストパイプ２６が軸方向に移動する。この第２アジャストパイプ２６の軸方向の移動により、アッパばね受け２０が懸架スプリング１３の軸方向に移動して、懸架スプリング１３の初期荷重の設定が調整される。
【００５６】
尚、上記イニシャルアジャスタ７７の回転操作時には、ロック部材１１７がばね定数アジャスタ１１０に嵌合して、このばね定数アジャスタ１１０並びに第１及び第２アジャストパイプ２５、２６の回転が阻止される。また、イニシャルアジャスタ７７の外周部にはばね定数アジャスタ１１０との間にＯリング１２３が装着され、又、ダンパシリンダ２７の外周部には第１アジャストパイプ２５との間にＯリング１２３が装着されて、ばね定数アジャスタ１１０の回転操作時に、イニシャルアジャスタ７７及びダンパシリンダ２７が連れ回りするよう設けられる。
【００５７】
次に、上述のように、ばね定数アジャスタ１１０、第１アジャストパイプ２５、第２アジャストパイプ２６、アッパばね受け２０、ロアばね受け２１及びロック部材１１７にて構成されたばね定数アジャスト機構と、イニシャルアジャスタ７７、ダンパシリンダ２７、第１アジャストパイプ２５、第２アジャストパイプ２６、アッパばね受け２０及びロアばね受け２１により構成されたイニシャルアジャスト機構の作用をそれぞれ説明する。
【００５８】
懸架スプリング１３の初期荷重を変更するには、イニシャルアジャスト機構のイニシャルアジャスタ７７を回転操作する。ダンパシリンダ２７の雄ねじ部３３と第２アジャストパイプ２６の雌ねじ部３２とが左ねじであるため、イニシャルアジャスタ７７を右回転操作すれば、ダンパシリンダ２７を介し第２アジャストパイプ２６が軸方向下方へ移動して懸架スプリング１３が圧縮され、この懸架スプリング１３の初期荷重が高められる。また、イニシャルアジャスタ７７を左回転操作すれば、第２アジャストパイプ２６が軸方向上方へ移動して懸架スプリング１３が伸長し、この懸架スプリング１３の初期荷重が低められる。
【００５９】
懸架スプリング１３のばね定数を変更するには、ばね定数アジャスト機構のロック部材１１７をスパナ等の自重で押し下げて、このロック部材１１７の六角面１１８をばね定数アジャスタ１１０の六角面１１１から外し、この状態でばね定数アジャスタ１１０を回転操作する。このばね定数アジャスタ１１０を右回転操作することにより、ジョイントピース２８、第１アジャストパイプ２５及び第２アジャストパイプ２６を介してアッパばね受け２０が右回転し、懸架スプリング１３の第２ばね体９８が第１ばね体９７に対し相対的に右回転して、両ばね体９７及び９８が更に螺合し、これらのばね体９７及び９８の重ね合せ部１０１の重ね合せ長Ｌが増大して、懸架スプリング１３のばね定数が大きくなる。
【００６０】
また、ばね定数アジャスタ１１０を左回転操作することにより、ジョイントピース２８、第１アジャストパイプ２５及び第２アジャストパイプ２６を介してアッパばね受け２０が左回転し、懸架スプリング１３の第２ばね体９８が第１ばね体９７に対して相対的に左回転し、両ばね体９７及び９８の重ね合せ部１０１の重ね合せ長Ｌが減少して、懸架スプリング１３のばね定数が小さくなる。
【００６１】
ばね定数アジャスタ１１０を右回転して懸架スプリング１３のばね定数を大きくしたときには、懸架スプリング１３の軸長が短くなり初期荷重が変更されるので、このばね定数アジャスタ１１０の右回転操作終了後ロック部材１１７にてばね定数アジャスタ１１０を回転阻止した後に、イニシャルアジャスタ７７を右回転操作してアッパばね受け２０を懸架スプリング１３の軸方向に下降させ、懸架スプリング１３の初期荷重を適正な値に調整する。また、ばね定数アジャスタ１１０を左回転して懸架スプリング１３のばね定数を小さくしたときには、この懸架スプリング１３の軸長が長くなるので、ばね定数アジャスタ１１０の左回転操作終了後ロック部材１１７にてばね定数アジャスタ１１０の回転を阻止した後に、イニシャルアジャスタ７７を左回転操作してアッパばね受け２０を懸架スプリング１３の軸方向に上昇させ、この場合も懸架スプリング１３の初期荷重を適正な値に調整する。
【００６２】
上記実施の形態によれば、次の▲１▼〜▲４▼の効果を奏する。
▲１▼ばね定数アジャスタ１１０を回転操作することにより、第１アジャストパイプ２５及び第２アジャストパイプ２６を介してアッパばね受け２０が回転操作し、懸架スプリング１３における第１ばね体９７及び第２ばね体９８の重ね合せ部１０１の重ね合せ長Ｌが変更されるので、フロントフォーク１０における懸架スプリング１３のばね定数を、ばね定数アジャスタ１１０を回転操作することにより外部から容易に変更して調整することができる。
【００６３】
▲２▼また、イニシャルアジャスタ７７の回転操作時には、ロック部材１１７によってばね定数アジャスタ１１０が回転阻止されるので、上記イニシャルアジャスタ７７を回転操作することにより、イニシャルアジャスト部材としてのダンパシリンダ２７を介して第２アジャストパイプ２６が軸方向に移動する。これにより、アッパばね受け２０が懸架スプリング１３の軸方向に移動して、懸架スプリング１３の初期荷重を外部から容易に変更して調整できる。
【００６４】
▲３▼更に、イニシャルアジャスタ７７に連結されるイニシャルアジャスト部材がダンパシリンダ装置１４のダンパシリンダ２７にて兼用されたことから、専用のイニシャルアジャスト部材が不要となり、部品点数が削減してフロントフォーク１０のコストを低減できる。
【００６５】
▲４▼懸架スプリング１３の重ね合せ部１０１は、図１に示すように、アッパばね受け２０及びロアばね受け２１にて支持されていない部分であるため、懸架スプリング１３の圧縮時に軸線が折れ曲る座屈現象を生じ易く、このとき、座屈した重ね合せ部１０１がインナチューブ１２の内周面に接触して、このインナチューブ１２の内周面に擦れてしまう。また、懸架スプリング１３における重ね合せ部１０１以外の部分は、この重ね合せ部１０１に比べばね定数が小さいので、懸架スプリング１３の圧縮時に、重ね合せ部１０１よりも先に撓む。
【００６６】
そこで、仮に、図１４に示すように、懸架スプリング１３を構成する第１ばね体９７と第２ばね体９８との軸長（つまり巻数）が同一であると、懸架スプリング１３の最伸長時に軸方向中央位置にあった重ね合せ部１０１のＡ点（このＡ点は図１４（Ａ）に示すように車軸ブラケット１５から距離Ｍの位置にある。）は、懸架スプリング１３の最圧縮時にも軸方向中央位置にあり（図１４（Ｂ）に示すように、Ａ点は車軸ブラケット１５から距離Ｎの位置にある。）、その移動距離Ｓは（Ｍ−Ｎ）となる。このため、フロントフォーク１０の圧縮行程で懸架スプリング１３の重ね合せ部１０１が座屈し、重ね合せ部１０１のＡ点が上記移動距離Ｓを移動する間にインナチューブ１２の内周面に擦れて、懸架スプリング１３のばね特性にスティック現象が生ずる。
【００６７】
これに対し、本実施の形態では、図１３に示すように、懸架スプリング１３を構成する第１ばね体９７及び第２ばね体９８のうち、第１ばね体９７の軸長（巻数）が第２ばね体９８よりも小さく形成されているので、懸架スプリング１３の圧縮時における第１ばね体９７の撓み量は、第２ばね体９８よりも小さい。このため、図１３（Ａ）に示す懸架スプリング１３の最伸長時に、車軸ブラケット１５から距離ｍの位置にあった重ね合せ部１０１のａ点は、図１３（Ｂ）に示す懸架スプリング１３の最圧縮時に車軸ブラケット１５から距離ｎの位置にきて、その移動距離ｓは（ｍ−ｎ）となる。このａ点の移動距離ｓは、図１４に示すＡ点の移動距離Ｓよりも小さいので、フロントフォーク１０の圧縮行程で懸架スプリング１３の重ね合せ部１０１が座屈し、この重ね合せ部１０１のａ点がインナチューブ１２の内周面に擦れる距離が短くなる。このため、懸架スプリング１３のばね特性においてスティック現象が抑制され、ばね特性を良好にすることができる。
【００６８】
尚、上記実施の形態では、懸架スプリング１３を構成する第１ばね体９７と第２ばね体９８とが共に右巻きのばね体であるものを述べたが、第１ばね体９７と第２ばね体９８の一方が左巻きで、他方が右巻きのばね体であってもよい。この場合には、懸架スプリング１３の伸縮時に発生するねじれを相殺でき、懸架スプリング１３を長寿命化できる。
【００６９】
また、上記実施の形態では、イニシャルアジャスト部材がダンパ装置１４におけるダンパシリンダ２７の場合を述べたが、イニシャルアジャスト部材をダンパシリンダ２７と別体に設けてこのダンパシリンダ２７の外側に配置し、イニシャルアジャスタ７７に連結してもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態では、ダンパ装置１４のダンパシリンダ２７が、ジョイントピース２８及びフォークボルト２９を介してアウタチューブ１１に支持され、ダンパ装置１４のピストンロッド３４がロアメタル２２及び車軸ブラケット１５を介してインナチューブ１２に支持されるものを述べたが、ダンパシリンダ２７を車軸ブラケット１５を介してインナチューブ１２にて支持させ、ピストンロッド３４をイニシャルアジャスタ７７の内側に配設してアウタチューブ１１にて支持させてもよい。
【００７１】
更に、懸架スプリング１３の巻き数の短い第１ばね体９７をアッパばね受け２０にて支持させ、巻き数の多い第２ばね体９８をロアばね受け２１にて支持させてもよい。また、本発明を、正立型のフロントフォークに適用してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置によれば、フロントフォークにおける懸架スプリングのばね定数を外部から容易に変更して調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置の一つの実施の形態が適用された自動二輪車のフロントフォークを示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の上部を示す断面図である。
【図３】図３は、図１の中央部を示す断面図である。
【図４】図４は、図１の下部を示す断面図である。
【図５】図５は、図１の懸架スプリングを示す正面図である。
【図６】図６は、図５の懸架スプリングを構成するばね体を示し、（Ａ）が第１ばね体の正面図であり、（Ｂ）が図６（Ａ）のVIB 矢視図であり、（Ｃ）が第２ばね体の正面図であり、（Ｄ）が図６（Ｃ）のVID 矢視図である。
【図７】図７は、図２のばね定数アジャスタを示し、（Ａ）が図７（Ｂ）のVIIA-VIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図７（Ａ）のVIIB矢視図である。
【図８】図８は、図２のロック部材を示し、（Ａ）が図８（Ｂ）のVIIIA-VIIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図８（Ａ）のVIIIB 矢視図である。
【図９】図９は、図２及び図３の第１アジャストパイプを示し、（Ａ）が縦半断面図であり、（Ｂ）が図９（Ａ）のIXB 矢視図であり、（Ｃ）が図９（Ａ）のIXC 矢視図である。
【図１０】図１０は、図３の第２アジャストパイプを示し、（Ａ）が縦半断面図であり、（Ｂ）が図１０（Ａ）のX 矢視図である。
【図１１】図１１は、図３のアッパばね受けを示し、（Ａ）が図１１（Ｂ）のXIA-XIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図１１（Ａ）のXIB 矢視図である。
【図１２】図１２は、図４のロアばね受けを示し、（Ａ）が図１２（Ｂ）のXIIA-XIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図１２（Ａ）のXIIB矢視図である。
【図１３】図１３は、図１の懸架スプリングの作動特性を示す作動図である。
【図１４】図１４は、比較例としての懸架スプリングの作動特性を示す作動図である。
【符号の説明】
１０ フロントフォーク
１１ アウタチューブ（車体側チューブ）
１２ インナチューブ（車軸側チューブ）
１３ 懸架スプリング
２０ アッパばね受け
２１ ロアばね受け
２５ 第１アジャストパイプ
２６ 第２アジャストパイプ
２７ ダンパシリンダ
２９ フォークボルト
７７ イニシャルアジャスタ
９７ 第１ばね体
９８ 第２ばね体
９９ オープンエンド部
１０１ 重ね合せ部
１１０ ばね定数アジャスタ
１１７ ロック部材
Ｌ 重ね合せ長
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントフォークにおける懸架スプリングのばね特性を調整する二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車のフロントフォークは、アウタチューブ内にインナチューブが摺動自在に挿通され、これらのアウタチューブ及びインナチューブ内に、懸架スプリング及びダンパ装置が配設されて構成される。アウタチューブ、インナチューブの一方が車体側に保持され、他方が車軸を保持する。このフロントフォークにより、路面からの衝撃が上記懸架スプリングにて吸収され、フロントフォークの伸縮振動が上記ダンパ装置にて抑制される。
【０００３】
上述のような自動二輪車のフロントフォークにあっては、懸架スプリングが、２つのばね体を直列配列し、各ばね体の相互に対向する端部が螺合して重ね合されて構成されたものがある（実開平5-81546 号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような懸架スプリングでは、 2本のばね体の重ね合せ部分のばね定数が他の部分のばね定数に比べ大きくなるので、上記 2本のばね体の重ね合せ長（重ね合せ巻数）を変更することにより、懸架スプリングのばね定数を調整できる。ところが、上記公報記載の自動二輪車のフロントフォークでは、懸架スプリングのばね定数を外部から調整する手段が開示されていない。
【０００５】
本発明の課題は、上述の事情を考慮してなされたものであり、フロントフォークにおける懸架スプリングのばね定数を外部から容易に変更して調整できる二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車体に支持される車体側チューブと車軸を支持する車軸側チューブとの間に懸架スプリングが配設され、この懸架スプリングは、２本のばね体が直列に配列され、各ばね体の相互に対向する端部が螺合して重ね合されて構成され、上記懸架スプリングの両端部が一対をなすアッパばね受けとロアばね受けを介して上記両チューブに支持された二輪車等のフロントフォークにおいて、上記車体側チューブの上端部内周にばね定数アジャスタが回転自在に配設され、このばね定数アジャスタとアッパばね受けとの間に２本のアジャストパイプを設け、両アジャストパイプを嵌合し、一方のアジャストパイプの軸方向に形成したスリットと他方のアジャストパイプに形成した凸部を嵌合して両アジャストパイプを一体回転可能に設け、このばね定数アジャスタの回転操作により、両アジャストパイプのいずれかに固定されているアッパばね受けが回転して上記ばね体の重ね合せ長を変更可能とするようにしたものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記車体側チューブには、ばね定数アジャスタの内周側にイニシャルアジャスタが回転自在に配設され、上記ばね定数アジャスタとアッパばね受けとの間に２本のアジャストパイプを設け、両アジャストパイプを嵌合し、一方のアジャストパイプの軸方向に形成したスリットと他方のアジャストパイプに形成した凸部を嵌合して両アジャストパイプを一体回転可能に設け、また、上記イニシャルアジャスタは、上記アッパばね受けが固定されているアジャストパイプの内周に螺合されたイニシャルアジャスト部材に連結され、上記イニシャルアジャスタの回転操作により、上記イニシャルアジャスト部材を介して上記アッパばね受けが固定されているアジャストパイプを軸方向に移動させて、上記アッパばね受けを懸架スプリングの軸方向に移動可能とし、更に、上記車体側チューブの上端部には、上記ばね定数アジャスタに係合可能なロック部材が設置され、上記イニシャルアジャスタの回転操作時に上記ロック部材により上記ばね定数アジャスタの回転が阻止されるよう構成されたものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、上記イニシャルアジャスト部材が、ダンパ装置におけるダンパシリンダであるようにしたものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載の発明において、上記懸架スプリングは、巻き方向が反対である 2本のばね体を相互に直列に配列して構成されたものである。
【００１０】
請求項１に記載の発明には、次の作用がある。
複数のばね体の重ね合せ部分は他の部分に比べばね定数が大きいので、ばね定数アジャスタの回転操作によって、一方のばね受けを介しばね体の重ね合せ長（重ね合せ巻数）を変更することにより、懸架スプリングのばね定数を変更できる。従って、フロントフォークにおける懸架スプリングのばね定数を、ばね定数アジャスタを操作することにより外部から容易に変更して調整できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明には、次の作用がある。
ばね定数アジャスタを回転操作することにより、アジャストパイプを介してばね受けの一方が回転し、懸架スプリングにおけるばね体の重ね合せ長（重ね合せ巻数）が変更されるので、懸架スプリングのばね定数を外部から容易に変更できる。
【００１２】
また、イニシャルアジャスタの回転操作時には、ロック部材によってばね定数アジャスタが固定（回転阻止）されるので、上記イニシャルアジャスタを回転操作することにより、イニシャルアジャスト部材を介してアジャストパイプが軸方向に移動する。これにより、ばね受けの一方が懸架スプリングの軸方向に移動して、懸架スプリングの初期荷重を外部から容易に変更して調整できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明には、次の作用がある。
イニシャルアジャスタに連結されるイニシャルアジャスト部材がダンパ装置のダンパシリンダにて兼用されることから、専用のイニシャルアジャスト部材が不要となり、部品点数が削減して、フロントフォークのコストを低減できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明には、次の作用がある。
懸架スプリングを構成する直列配列された複数のばね体の巻き方向が相互に反対であることから、懸架スプリングの伸縮時に発生するねじれを相殺でき、懸架スプリングを長寿命化できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置の一つの実施の形態が適用された自動二輪車のフロントフォークを示す縦断面図である。図２は、図１の上部を示す断面図である。図３は、図１の中央部を示す断面図である。図４は、図１の下部を示す断面図である。図５は、図１の懸架スプリングを示す正面図である。図６は、図５の懸架スプリングを構成するばね体を示し、（Ａ）が第１ばね体の正面図であり、（Ｂ）が図６（Ａ）のVIB 矢視図であり、（Ｃ）が第２ばね体の正面図であり、（Ｄ）が図６（Ｃ）のVID 矢視図である。図７は、図２のばね定数アジャスタを示し、（Ａ）が図７（Ｂ）のVIIA-VIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図７（Ａ）のVIIB矢視図である。図８は、図２のロック部材を示し、（Ａ）が図８（Ｂ）のVIIIA-VIIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図８（Ａ）のVIIIB 矢視図である。図９は、図２及び図３の第１アジャストパイプを示し、（Ａ）が縦半断面図であり、（Ｂ）が図９（Ａ）のIXB 矢視図であり、（Ｃ）が図９（Ａ）のIXC 矢視図である。図１０は、図３の第２アジャストパイプを示し、（Ａ）が縦半断面図であり、（Ｂ）が図１０（Ａ）のX 矢視図である。図１１は、図３のアッパばね受けを示し、（Ａ）が図１１（Ｂ）のXIA-XIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図１１（Ａ）のXIB 矢視図である。図１２は、図４のロアばね受けを示し、（Ａ）が図１２（Ｂ）のXIIA-XIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図１２（Ａ）のXIIB矢視図である。図１３は、図１の懸架スプリングの作動特性を示す作動図である。図１４は、比較例としての懸架スプリングの作動特性を示す作動図である。
【００１６】
図１に示すように、自動二輪車の倒立型のフロントフォーク１０は、車体側チューブとしてのアウタチューブ１１内に車軸側チューブとしてのインナチューブ１２が挿通され、両チューブ１１及び１２間に懸架スプリング１３及びダンパ装置１４が内蔵して構成されたものであり、アウタチューブ１１がアッパブラケット及びロアブラケット（ともに図示せず）を介して車体側に支持され、インナチューブ１２の車軸ブラケット１５に締付ボルト１６を用いて車軸が支持される。
【００１７】
アウタチューブ１１の開口端部１７の内周に第１ガイドブッシュ１８が、更に、この第１ガイドブッシュ１８と離間したアウタチューブ１１の内周に、第２ガイドブッシュ１９がそれぞれ固着される。これらの第１ガイドブッシュ１８及び第２ガイドブッシュ１９がインナチューブ１２の外周面に摺接して、アウタチューブ１１及びインナチューブ１２が摺動自在に構成される。図１のフロントフォーク１０は、最圧縮状態を示す。
【００１８】
懸架スプリング１３の下端部は、ロアばね受け２１、ロアメタル２２及び車軸ブラケット１５を介してインナチューブ１２に支持される。つまり、ロアメタル２２は、図４に示すように、センタボルト２３を介して車軸ブラケット１５に固定され、このロアメタル２２にロアばね受け２１の雌ねじ部２４（図１２）が螺合される。
【００１９】
また、図１に示すように、懸架スプリング１３の上端部は、アッパばね受け２０、第２アジャストパイプ２６、後述のダンパシリンダ２７、ジョイントピース２８及びフォークボルト２９を介してアウタチューブ１１に支持される。つまり、図３に示すように、アッパばね受け２０外周の雄ねじ部３０（図１１）が第２アジャストパイプ２６下端部内周の雌ねじ部３１（図１０）に螺合固定されてアッパばね受け２０が第２アジャストパイプ２６に一体化され、この第２アジャストパイプ２６の雌ねじ部３２とダンパシリンダ２７の雄ねじ部３３とが回転自在に螺合されて、第２アジャストパイプ２６がダンパシリンダ２７に支持される。第２アジャストパイプ２６の雌ねじ部３２とダンパシリンダ２７の雄ねじ部３３は左ねじに形成される。更に、ダンパシリンダ２７の上端部が、図２に示すようにジョイントピース２８の段部２８Ａに当接して支持され、このジョイントピース２８が、アウタチューブ１１の上端部内周に螺装されたフォークボルト２９の段部２９Ａに当接して支持される。
【００２０】
上述のように、懸架スプリング１３の上端部、下端部が、それぞれアッパばね受け２０を介してアウタチューブ１１に支持され、ロアばね受け２１を介してインナチューブ１２に支持されて、懸架スプリング１３は路面からの衝撃力を吸収する。
【００２１】
また、上記ダンパ装置１４は、図１及び図２に示すように、ジョイントピース２８及びフォークボルト２９を介してアウタチューブ１１に支持されたダンパシリンダ２７と、図１及び図４に示すように、ロアメタル２２に螺装されて車軸ブラケット１５を介しインナチューブ１２に支持された中空形状のピストンロッド３４と、ピストン３５及びニードル弁３６を備えたピストンバルブ機構３７と、ダンパシリンダ２７内の上方にベースピストン３８及びベースニードル弁３９を備えたベースバルブ機構４０と、を有して構成される。これらのピストンバルブ機構３７及びベースバルブ機構４０により発生する減衰力によって、懸架スプリング１３による衝撃力の吸収に伴い発生するアウタチューブ１１及びインナチューブ１２の伸縮運動が抑制される。尚、符号４１は、ピストンロッド３４の抜け止めを果たすロックナットである。
【００２２】
図１及び図３に示すように、ダンパシリンダ２７の先端部（下端部）には、先端側からシリンダロアキャップ４２、ブッシュハウジング４３、オイルシールハウジング４４及びばね受け４５が順次配設され、これらがストッパリング４６とキャップ押え４７間に挟まれてダンパシリンダ２７の先端部に固定される。上記ブッシュハウジング４３内に第３ガイドブッシュ４８が装着され、この第３ガイドブッシュ４８がピストンロッド３４の外周面に摺接可能とされる。オイルシールハウジング４４内には、ピストンロッド３４の外周面に摺接するオイルシール４９が収容され、このオイルシール４９により、ダンパシリンダ２７内に充填された作動油（油面Ｈ）の漏洩が防止される。尚、ばね受け４５にてリバウンドスプリング５０が支持される。
【００２３】
上記ダンパシリンダ２７内は、作動油の油面Ｈの上方に、図１及び図２に示すように、空気が充填されたガス室５１が形成される。このガス室５１内のガス圧がエアバルブ５５により調整される。また、ダンパシリンダ２７内の作動油が充填された領域は、ピストン３５及びベースピストン３８を隔てて、ロッド側室５２とピストン側室５３とベースバルブ室５４とに区画される。
【００２４】
ピストンバルブ機構３７におけるピストン３５は、ピストンロッド３４の上端部に螺装されたピストンホルダ５６に取り付けられる。このピストン３５には、伸側流路５７及び圧側流路（図示せず）が軸方向に貫通して形成され、又、軸方向両端面に伸側バルブ５８及び圧側バルブ（チェックバルブ）５９が配設される。伸側バルブ５８は伸側流路５７を、圧側バルブ５９は圧側流路をそれぞれ閉止可能とし、共に、ピストン３５とともにオイルロックカラー６０によりピストンホルダ５６に固定される。
【００２５】
また、ピストンバルブ機構３７におけるニードル弁３６は、図１及び図４に示すように、アジャストロッド６１及びアジャストボール６２を介してニードル弁アジャスト機構６３に連結される。このニードル弁アジャスト機構６３は、車軸ブラケット１５に回転自在に配設されたニードル弁アジャスタ６４と、このニードル弁アジャスタ６４と一体回転可能にロアメタル２２内に支持されたジョイントボルト６５と、このジョイントボルト６５に固定されロアメタル２２にクリック機構６６を介して支持されたアジャストプレート６７と、ジョイントボルト６５のねじ部に螺合されテーパ面６８がアジャストボール６２に当接するアジャストスライダ６９と、を有して構成される。
【００２６】
ニードル弁アジャスタ６４を回転操作することにより、ジョイントボルト６５がクリック機構６６にて微小角度間欠的に回転し、これによりアジャストスライダ６９がジョイントボルト６５の軸方向に移動して、アジャストスライダ６９のテーパ面６８がアジャストボール６２を介しアジャストロッド６１をその軸方向に移動可能とする。この結果、図２及び図３に示すように、ニードル弁３６は、ピストンホルダ５６との間に形成されるオリフィス７０の流路面積を変更する。このオリフィス７０とピストンホルダ５６の通路７１とを経て、ロッド側室５２とピストン側室５３とが連通可能とされる。
【００２７】
ピストンバルブ機構３７の伸側バルブ５８、圧側バルブ５９及びニードル弁３６によって、インナチューブ１２がアウタチューブ１１内に侵入するフロントフォーク１０の圧縮行程で、ピストン側室５３からの作動油が圧側流路を通り圧側バルブ５９を開弁してロッド側室５２内へ導かれる。
【００２８】
また、インナチューブ１２がアウタチューブ１１から突出するフロントフォーク１０の伸長行程では、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が低速のときに、ロッド側室５２内の作動油が通路７１及びオリフィス７０を通りピストン側室５３へ導かれ、作動油がオリフィス７０を通るときに伸側減衰力が発生する。また、フロントフォーク１０の伸長行程で、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が中高速であるときには、ロッド側室５２内の作動油が伸側流路５７を経て伸側バルブ５８を撓み変形させてピストン側室５３へ流れ、作動油が伸側バルブ５８を変形させるときに伸側減衰力が発生する。
【００２９】
ダンパシリンダ２７とピストン３５との相対速度が低速の場合オリフィス７０を作動油が通るときに発生する伸側減衰力は、ニードル弁アジャスト機構６３のニードル弁アジャスタ６４を回転操作して、オリフィス７０の流路面積を変更することにより調整される。
【００３０】
一方、ベースバルブ機構４０におけるベースピストン３８は、図１及び図２に示すように、中空形状のベースホルダ７２に固着される。このベースピストン３８には、軸方向に貫通して圧側流路７３及び伸側流路（図示せず）が形成され、又、軸方向両端面に圧側バルブ７４及び伸側バルブ（チェックバルブ）７５が配設される。圧側バルブ７４は圧側流路７３を、伸側バルブ７５は伸側流路をそれぞれ閉止可能として、共に、ベースホルダ７２の下端部に螺着されるオイルロックピース７６によりベースホルダ７２に固着される。
【００３１】
上記ベースホルダ７２は、中空形状の中空ロッド７２Ａの下端部に螺着固定される。前記アウタチューブ１１の上端部に、フォークボルト２９及びジョイントピース２８を介して支持されたダンパシリンダ２７の上端部には、イニシャルアジャスタ７７（後述）が一体に螺着固定される。このイニシャルアジャスタ７７の内周部に、ダンパシリンダ２７の上部つまりガス室５１を密閉するシリンダアッパキャップ７８が一体に螺着固定され、このシリンダアッパキャップ７８の下部内周に上記中空ロッド７２Ａの上端部が一体に螺着固定されて、ベースホルダ７２がアウタチューブ１１に支持される。
【００３２】
上記圧側バルブ７４の背面は、バルブ押え７９を介しバルブスプリング８０により支持される。このバルブスプリング８０の上端は、アジャストカラー８５に支持される。一方、上記シリンダアッパキャップ７８の軸方向中央部内周にアジャストケース８１の下部外周部が一体に螺着固定され、これらのシリンダアッパキャップ７８の上部とアジャストケース８１との間に圧側バルブアジャスタ８２が配設される。この圧側バルブアジャスタ８２は、アジャストケース８１に回転自在に螺合され、アジャストケース８１との間にクリック機構８３が介在されて、微小角度間欠回転可能に設けられる。この圧側バルブアジャスタ８２の下端面は、シリンダアッパキャップ７８に貫通配置されたアジャストピン８４に当接し、このアジャストピン８４が上記アジャストカラー８５の上端面に当接する。
【００３３】
従って、圧側バルブアジャスタ８２を回転操作することによりアジャストピン８４及びアジャストカラー８５が軸方向に移動し、バルブスプリング８０が伸縮して、バルブ押え７９を介し圧側バルブ７４へ付与されるばね力が変更され、これにより圧側バルブ７４の初期開弁圧が調整可能とされる。
【００３４】
また、ベースバルブ機構４０におけるベースニードル弁３９はベースホルダ７２内に収容され、中空ロッド７２Ａ内に収容されたアジャストロッド８６を介してアジャストピン８７に回転一体に、且つ軸方向に進退可能に連結される。アジャストピン８７は、アジャストケース８１内に回転自在に配設され、上端部にベースニードル弁アジャスタ８８を備える。このベースニードル弁アジャスタ８８を回転操作させることにより、アジャストピン８７及びアジャストロッド８６を介して、ベースニードル弁３９は、ベースホルダ７２との間に形成されたオリフィス８９の流路面積を変更する。このオリフィス８９、ベースホルダ７２の通路９０、及びオイルロックピース７６の通路９１を介してピストン側室５３とベースバルブ室５４とが連通可能とされる。ベースニードル弁アジャスタ８８は、アジャストケース８１との間に介在されたクリック機構９２により、微小角度間欠回転可能に設けられる。
【００３５】
フロントフォーク１０の圧縮行程では、図１に示すように、ダンパシリンダ２７のロッド側室５２内にピストンロッド３４が侵入するので、この侵入体積分の作動油がベースバルブ機構４０の作用でピストン側室５３からベースバルブ室５４へ排出される。つまり、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が低速のときには、ピストン側室５３内の作動油は、オイルロックピース７６の通路９１、オリフィス８９及びベースホルダ７２の通路９０を経てベースバルブ室５４へ流れる。作動油がオリフィス８９を流れる間に圧側減衰力が発生する。また、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が中高速のときには、ピストン側室５３内の作動油は、ベースピストン３８の圧側流路７３を通り圧側バルブ７４を撓み変形させてベースバルブ室５４内へ流れる。作動油が圧側バルブ７４を撓み変形させる間に圧側減衰力が発生する。
【００３６】
フロントフォーク１０の伸長行程では、ダンパシリンダ２７からピストンロッド３４が抜け出て、その分ピストン側室５３内の容積が増大するので、ベースバルブ室５４内の作動油がベースピストン３８の伸側流路を経て伸側バルブ７５を開きピストン側室５３内へ流れる。
【００３７】
ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が低速のときにオリフィス８９にて発生する圧側減衰力は、ベースニードル弁アジャスタ８８を回転操作し、ベースニードル弁３９によりオリフィス８９の流路面積を変更することによって調整される。また、ダンパシリンダ２７に対するピストン３５の相対速度が中高速のときに圧側バルブ７４にて発生する圧側減衰力は、圧側バルブアジャスタ８２を回転操作し、バルブスプリング８０のばね力を変更して圧側バルブ７４の初期開弁圧を変えることにより調整される。
【００３８】
従って、図１に示すように、フロントフォーク１０の圧縮行程では、ベースバルブ機構４０において、ベースニードル弁３９のオリフィス８９或いは圧側バルブ７４を流れる作動油により圧側減衰力が発生し、ピストンバルブ機構３７においては減衰力が殆ど発生しない。また、フロントフォーク１０の伸長行程では、ピストンバルブ機構３７において、ニードル弁３６のオリフィス７０或いは伸側バルブ５８を流れる作動油により伸側減衰力が発生し、ベースバルブ機構４０においては減衰力が殆ど発生しない。これらの圧側及び伸側減衰力によって、フロントフォーク１０の伸縮運動が抑制される。
【００３９】
尚、ピストンホルダ５６の上端に設置されたオイルロックカラー６０と、ベースホルダ７２の下端に設置されたオイルロックピース７６とは、フロントフォーク１０の最圧縮時に緊密状態で嵌合可能に設けられる。これにより、フロントフォーク１０の最圧縮時に、オイルロックカラー６０とオイルロックピース７６との間で圧縮された作動油によりオイルロック作用が発生し、フロントフォーク１０の圧縮ストローク端での緩衝が実施される。
【００４０】
また、ダンパシリンダ２７の下端部に配設されたリバウンドスプリング５０は、フロントフォーク１０の最伸長時にピストンホルダ５６のばね押え部９３に当接して圧縮される。これにより、フロントフォーク１０の伸長ストローク端での緩衝が実施される。
【００４１】
更に、アウタチューブ１１の開口端部１７には、図４に示すようにシールハウジング９４が螺着される。このシールハウジング９４内に、第１ガイドブッシュ１８に対し軸方向に隣接してオイルシール９５が装着され、このオイルシール９５に隣接してダストシール９６が装着される。
【００４２】
さて、上述のようなフロントフォーク１０においては、図５及び図６に示すように、上記懸架スプリング１３は、第１ばね体９７と第２ばね体９８とが直列に配列され、第１ばね体９７と第２ばね体９８との互いに対向するオープンエンド部９９が螺合し、一部が重ね合されて構成される。第１ばね体９７及び第２ばね体９８は巻き方向が共に右巻きであり、第１ばね体９７の巻数は第２ばね体９８の巻数よりも少なく設定される。
【００４３】
第１ばね体９７と第２ばね体９８とのオープンエンド部９９が螺合し得るように、第１ばね体９７の平均径Ｒ1 は第２ばね体９８の平均径Ｒ2 と同一に設定され、又、第１ばね体９７のピッチＰ1 も第２ばね体９８のピッチＰ2 と同一に設定される。また、第１ばね体９７の線径ｄ1 と第２ばね体９８の線径ｄ2 、並びに第１ばね体９７と第２ばね体９８の材質は、両ばね体９７及び９８のばね定数が大きく異ならない範囲で、異なって設定されてもよい。
【００４４】
懸架スプリング１３においては、上記第１ばね体９７と第２ばね体９８とが重ね合された重ね合せ部１０１は、第１ばね体９７の線径ｄ1 と第２ばね体９８の線径ｄ2 とを加算した線径となるので、重ね合せ部１０１以外の部分に比べばね定数が大きくなる。従って、懸架スプリング１３の圧縮時には、重ね合せ部１０１以外の部分が先に撓む（圧縮変形する）。また、同様の理由で、第１ばね体９７と第２ばね体９８との重ね合せ部１０１の長さ（重ね合せ長Ｌ）を変更することにより、懸架スプリング１３のばね定数が変更可能とされる。
【００４５】
図５及び図６に示すように、懸架スプリング１３を構成する第１ばね体９７及び第２ばね体９８のクローズドエンド１００は、平坦面に端面加工されるとともに、端末１０２から約 270°の位置に、凹部１０３が形成される。
【００４６】
図１、図３及び図４に示すように、懸架スプリング１３をアウタチューブ１１とインナチューブ１２との間に配設させたときには、第１ばね体９７のクローズドエンド１００がロアばね受け２１に支持され、第２ばね体９８のクローズドエンド１００がアッパばね受け２０に支持される。
【００４７】
アッパばね受け２０及びロアばね受け２１は、それぞれ図１１、図１２に示すように、フランジ部１０４を備えた略リング形状であり、これらのフランジ部１０４にて第１ばね体９７、第２ばね体９８のクローズドエンド１００が支持される。このフランジ部１０４に凸部１０５が形成され、第１ばね体９７、第２ばね体９８の凹部１０３が上記凸部１０５に係合可能とされる。尚、アッパばね受け２０の雌ねじ部１０６と、ロアばね受け２１の雄ねじ部１０７にばねガイド１０８、１０９（図１）がそれぞれ螺着固定される。また、これらの雌ねじ部１０６及び雄ねじ部１０７は左ねじに形成されている。
【００４８】
ところで、図１〜図３に示すように、アウタチューブ１１の上端部には、フォークボルト２９の内周側にばね定数アジャスタ１１０が回転自在に配設される。このばね定数アジャスタ１１０にジョイントピース２８を介して、第１アジャストパイプ２５及び第２アジャストパイプ２６が連結され、この第２アジャストパイプ２６に前述の如くアッパばね受け２０が螺着固定される。
【００４９】
ばね定数アジャスタ１１０は、図７に示すように、六角面１１１及び段部１１２を備える円筒形状であり、六角面１１１と反対側の端部に雄ねじ部１１３を有する。この雄ねじ部１１３にジョイントピース２８の上部が一体に螺着固定される。
【００５０】
また、第１アジャストパイプ２５は、図９に示すようにパイプ形状であり、上端部に雌ねじ部１１４が形成され、下部が若干縮径されるとともに、下端部の外周面に凸部１１５が形成される。雌ねじ部１１４に、ジョイントピース２８が一体に螺着固定される。
【００５１】
また、第２アジャストパイプ２６は、図１０に示すようにパイプ形状であり、上部が若干拡径されて、第１アジャストパイプ２５の縮径下部に嵌合されるとともに、この上部にスリット１１６が形成される。このスリット１１６は、軸方向に延在して形成され、第２アジャストパイプ２６の拡径上部が第１アジャストパイプ２５の縮径下部に嵌合された際に、第１アジャストパイプ２５の凸部１１５を嵌め込み可能とする。この凸部１１５とスリット１１６との嵌合により、第１アジャストパイプ２５と第２アジャストパイプ２６とが一体回転可能に設けられる。その他、この第２アジャストパイプ２６の内周面には、軸方向中央位置に雌ねじ部３２が、下端部に雌ねじ部３１が前述の如く刻設される。雌ねじ部３２がダンパシリンダ２７の雄ねじ部３３に回転自在に螺合され、雌ねじ部３１がアッパばね受け２０の雄ねじ部３０に一体に螺合され、アッパばね受け２０が第２アジャストパイプ２６に固定される。
【００５２】
図２及び図８に示すように、フォークボルト２９とばね定数アジャスタ１１０との間に、ロックスプリング１２１により上方に付勢された状態でロック部材１１７が装着される。このロック部材１１７はリング形状であり、上端部内周面にばね定数アジャスタ１１０の六角面１１１に嵌合可能な六角面１１８が形成されるとともに、下端部に挿通孔１１９が形成される。この挿通孔１１９は、ロック部材１１７の下端面に開口するとともに、フォークボルト２９に螺装されたボルト１２０を挿通可能とする。従って、ロック部材１１７は、ロックスプリング１２１に付勢されて六角面１１８がばね定数アジャスタ１１０の六角面１１１に嵌合した通常の状態では、ばね定数アジャスタ１１０の回転を阻止し、ロック部材１１７をロックスプリング１２１の付勢力に抗して下方へ押圧し、ロック部材１１７の六角面１１８をばね定数アジャスタ１１０の六角面１１１から外した状態では、ばね定数アジャスタ１１０を回転可能とする。
【００５３】
従って、ロック部材１１７を下方に押圧してばね定数アジャスタ１１０を回転可能とした状態で、このばね定数アジャスタ１１０を回転操作することにより、ジョイントピース２８を介して第１アジャストパイプ２５が一体に回転し、この第１アジャストパイプ２５の突部１１５と第２アジャストパイプ２６のスリット１１６との嵌合により、第２アジャストパイプ２６が第１アジャストパイプ２５と同期回転してアッパばね受け２０を回転させる。アッパばね受け２０、ロアばね受け２１の凸部１０５が懸架スプリング１３における第２ばね体９８、第１ばね体９７の凹部１０３にそれぞれ係合されているので、上記アッパばね受け２０の回転により、第２ばね体９８が第１ばね体９７に対し相対的に回転し、軸方向に移動して、第１ばね体９７と第２ばね体９８の重ね合せ部１０１の重ね合せ長Ｌ（重ね合せ巻数）が変更され、懸架スプリング１３のばね定数が調整される。
【００５４】
一方、図１及び図２に示すように、アウタチューブ１１の上端部には、ばね定数アジャスタ１１０の内周側に、このばね定数アジャスタ１１０の段部１１２上に係止された状態で、イニシャルアジャスタ７７が回転自在に配設される。このイニシャルアジャスタ７７は、上端部外周に六角面１２２が形成され、下端外周部が前述の如くダンパシリンダ２７の上端内周部に一体に螺着固定される。このダンパシリンダ２７は、イニシャルアジャスト部材として機能し、左ねじの雄ねじ部３３及び雌ねじ部３２を介して第２アジャストパイプ２６に回転自在に螺合される。
【００５５】
従って、イニシャルアジャスタ７７を回転操作することによりダンパシリンダ２７が一体に回転し、第２アジャストパイプ２６のスリット１１６に第１アジャストパイプ２５の突部１１５が嵌合して、後述のロック部材１１７の作用により第２アジャストパイプ２６が回転阻止されているので、雄ねじ部３３と雌ねじ部３２の螺合により第２アジャストパイプ２６が軸方向に移動する。この第２アジャストパイプ２６の軸方向の移動により、アッパばね受け２０が懸架スプリング１３の軸方向に移動して、懸架スプリング１３の初期荷重の設定が調整される。
【００５６】
尚、上記イニシャルアジャスタ７７の回転操作時には、ロック部材１１７がばね定数アジャスタ１１０に嵌合して、このばね定数アジャスタ１１０並びに第１及び第２アジャストパイプ２５、２６の回転が阻止される。また、イニシャルアジャスタ７７の外周部にはばね定数アジャスタ１１０との間にＯリング１２３が装着され、又、ダンパシリンダ２７の外周部には第１アジャストパイプ２５との間にＯリング１２３が装着されて、ばね定数アジャスタ１１０の回転操作時に、イニシャルアジャスタ７７及びダンパシリンダ２７が連れ回りするよう設けられる。
【００５７】
次に、上述のように、ばね定数アジャスタ１１０、第１アジャストパイプ２５、第２アジャストパイプ２６、アッパばね受け２０、ロアばね受け２１及びロック部材１１７にて構成されたばね定数アジャスト機構と、イニシャルアジャスタ７７、ダンパシリンダ２７、第１アジャストパイプ２５、第２アジャストパイプ２６、アッパばね受け２０及びロアばね受け２１により構成されたイニシャルアジャスト機構の作用をそれぞれ説明する。
【００５８】
懸架スプリング１３の初期荷重を変更するには、イニシャルアジャスト機構のイニシャルアジャスタ７７を回転操作する。ダンパシリンダ２７の雄ねじ部３３と第２アジャストパイプ２６の雌ねじ部３２とが左ねじであるため、イニシャルアジャスタ７７を右回転操作すれば、ダンパシリンダ２７を介し第２アジャストパイプ２６が軸方向下方へ移動して懸架スプリング１３が圧縮され、この懸架スプリング１３の初期荷重が高められる。また、イニシャルアジャスタ７７を左回転操作すれば、第２アジャストパイプ２６が軸方向上方へ移動して懸架スプリング１３が伸長し、この懸架スプリング１３の初期荷重が低められる。
【００５９】
懸架スプリング１３のばね定数を変更するには、ばね定数アジャスト機構のロック部材１１７をスパナ等の自重で押し下げて、このロック部材１１７の六角面１１８をばね定数アジャスタ１１０の六角面１１１から外し、この状態でばね定数アジャスタ１１０を回転操作する。このばね定数アジャスタ１１０を右回転操作することにより、ジョイントピース２８、第１アジャストパイプ２５及び第２アジャストパイプ２６を介してアッパばね受け２０が右回転し、懸架スプリング１３の第２ばね体９８が第１ばね体９７に対し相対的に右回転して、両ばね体９７及び９８が更に螺合し、これらのばね体９７及び９８の重ね合せ部１０１の重ね合せ長Ｌが増大して、懸架スプリング１３のばね定数が大きくなる。
【００６０】
また、ばね定数アジャスタ１１０を左回転操作することにより、ジョイントピース２８、第１アジャストパイプ２５及び第２アジャストパイプ２６を介してアッパばね受け２０が左回転し、懸架スプリング１３の第２ばね体９８が第１ばね体９７に対して相対的に左回転し、両ばね体９７及び９８の重ね合せ部１０１の重ね合せ長Ｌが減少して、懸架スプリング１３のばね定数が小さくなる。
【００６１】
ばね定数アジャスタ１１０を右回転して懸架スプリング１３のばね定数を大きくしたときには、懸架スプリング１３の軸長が短くなり初期荷重が変更されるので、このばね定数アジャスタ１１０の右回転操作終了後ロック部材１１７にてばね定数アジャスタ１１０を回転阻止した後に、イニシャルアジャスタ７７を右回転操作してアッパばね受け２０を懸架スプリング１３の軸方向に下降させ、懸架スプリング１３の初期荷重を適正な値に調整する。また、ばね定数アジャスタ１１０を左回転して懸架スプリング１３のばね定数を小さくしたときには、この懸架スプリング１３の軸長が長くなるので、ばね定数アジャスタ１１０の左回転操作終了後ロック部材１１７にてばね定数アジャスタ１１０の回転を阻止した後に、イニシャルアジャスタ７７を左回転操作してアッパばね受け２０を懸架スプリング１３の軸方向に上昇させ、この場合も懸架スプリング１３の初期荷重を適正な値に調整する。
【００６２】
上記実施の形態によれば、次の▲１▼〜▲４▼の効果を奏する。
▲１▼ばね定数アジャスタ１１０を回転操作することにより、第１アジャストパイプ２５及び第２アジャストパイプ２６を介してアッパばね受け２０が回転操作し、懸架スプリング１３における第１ばね体９７及び第２ばね体９８の重ね合せ部１０１の重ね合せ長Ｌが変更されるので、フロントフォーク１０における懸架スプリング１３のばね定数を、ばね定数アジャスタ１１０を回転操作することにより外部から容易に変更して調整することができる。
【００６３】
▲２▼また、イニシャルアジャスタ７７の回転操作時には、ロック部材１１７によってばね定数アジャスタ１１０が回転阻止されるので、上記イニシャルアジャスタ７７を回転操作することにより、イニシャルアジャスト部材としてのダンパシリンダ２７を介して第２アジャストパイプ２６が軸方向に移動する。これにより、アッパばね受け２０が懸架スプリング１３の軸方向に移動して、懸架スプリング１３の初期荷重を外部から容易に変更して調整できる。
【００６４】
▲３▼更に、イニシャルアジャスタ７７に連結されるイニシャルアジャスト部材がダンパシリンダ装置１４のダンパシリンダ２７にて兼用されたことから、専用のイニシャルアジャスト部材が不要となり、部品点数が削減してフロントフォーク１０のコストを低減できる。
【００６５】
▲４▼懸架スプリング１３の重ね合せ部１０１は、図１に示すように、アッパばね受け２０及びロアばね受け２１にて支持されていない部分であるため、懸架スプリング１３の圧縮時に軸線が折れ曲る座屈現象を生じ易く、このとき、座屈した重ね合せ部１０１がインナチューブ１２の内周面に接触して、このインナチューブ１２の内周面に擦れてしまう。また、懸架スプリング１３における重ね合せ部１０１以外の部分は、この重ね合せ部１０１に比べばね定数が小さいので、懸架スプリング１３の圧縮時に、重ね合せ部１０１よりも先に撓む。
【００６６】
そこで、仮に、図１４に示すように、懸架スプリング１３を構成する第１ばね体９７と第２ばね体９８との軸長（つまり巻数）が同一であると、懸架スプリング１３の最伸長時に軸方向中央位置にあった重ね合せ部１０１のＡ点（このＡ点は図１４（Ａ）に示すように車軸ブラケット１５から距離Ｍの位置にある。）は、懸架スプリング１３の最圧縮時にも軸方向中央位置にあり（図１４（Ｂ）に示すように、Ａ点は車軸ブラケット１５から距離Ｎの位置にある。）、その移動距離Ｓは（Ｍ−Ｎ）となる。このため、フロントフォーク１０の圧縮行程で懸架スプリング１３の重ね合せ部１０１が座屈し、重ね合せ部１０１のＡ点が上記移動距離Ｓを移動する間にインナチューブ１２の内周面に擦れて、懸架スプリング１３のばね特性にスティック現象が生ずる。
【００６７】
これに対し、本実施の形態では、図１３に示すように、懸架スプリング１３を構成する第１ばね体９７及び第２ばね体９８のうち、第１ばね体９７の軸長（巻数）が第２ばね体９８よりも小さく形成されているので、懸架スプリング１３の圧縮時における第１ばね体９７の撓み量は、第２ばね体９８よりも小さい。このため、図１３（Ａ）に示す懸架スプリング１３の最伸長時に、車軸ブラケット１５から距離ｍの位置にあった重ね合せ部１０１のａ点は、図１３（Ｂ）に示す懸架スプリング１３の最圧縮時に車軸ブラケット１５から距離ｎの位置にきて、その移動距離ｓは（ｍ−ｎ）となる。このａ点の移動距離ｓは、図１４に示すＡ点の移動距離Ｓよりも小さいので、フロントフォーク１０の圧縮行程で懸架スプリング１３の重ね合せ部１０１が座屈し、この重ね合せ部１０１のａ点がインナチューブ１２の内周面に擦れる距離が短くなる。このため、懸架スプリング１３のばね特性においてスティック現象が抑制され、ばね特性を良好にすることができる。
【００６８】
尚、上記実施の形態では、懸架スプリング１３を構成する第１ばね体９７と第２ばね体９８とが共に右巻きのばね体であるものを述べたが、第１ばね体９７と第２ばね体９８の一方が左巻きで、他方が右巻きのばね体であってもよい。この場合には、懸架スプリング１３の伸縮時に発生するねじれを相殺でき、懸架スプリング１３を長寿命化できる。
【００６９】
また、上記実施の形態では、イニシャルアジャスト部材がダンパ装置１４におけるダンパシリンダ２７の場合を述べたが、イニシャルアジャスト部材をダンパシリンダ２７と別体に設けてこのダンパシリンダ２７の外側に配置し、イニシャルアジャスタ７７に連結してもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態では、ダンパ装置１４のダンパシリンダ２７が、ジョイントピース２８及びフォークボルト２９を介してアウタチューブ１１に支持され、ダンパ装置１４のピストンロッド３４がロアメタル２２及び車軸ブラケット１５を介してインナチューブ１２に支持されるものを述べたが、ダンパシリンダ２７を車軸ブラケット１５を介してインナチューブ１２にて支持させ、ピストンロッド３４をイニシャルアジャスタ７７の内側に配設してアウタチューブ１１にて支持させてもよい。
【００７１】
更に、懸架スプリング１３の巻き数の短い第１ばね体９７をアッパばね受け２０にて支持させ、巻き数の多い第２ばね体９８をロアばね受け２１にて支持させてもよい。また、本発明を、正立型のフロントフォークに適用してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置によれば、フロントフォークにおける懸架スプリングのばね定数を外部から容易に変更して調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置の一つの実施の形態が適用された自動二輪車のフロントフォークを示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の上部を示す断面図である。
【図３】図３は、図１の中央部を示す断面図である。
【図４】図４は、図１の下部を示す断面図である。
【図５】図５は、図１の懸架スプリングを示す正面図である。
【図６】図６は、図５の懸架スプリングを構成するばね体を示し、（Ａ）が第１ばね体の正面図であり、（Ｂ）が図６（Ａ）のVIB 矢視図であり、（Ｃ）が第２ばね体の正面図であり、（Ｄ）が図６（Ｃ）のVID 矢視図である。
【図７】図７は、図２のばね定数アジャスタを示し、（Ａ）が図７（Ｂ）のVIIA-VIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図７（Ａ）のVIIB矢視図である。
【図８】図８は、図２のロック部材を示し、（Ａ）が図８（Ｂ）のVIIIA-VIIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図８（Ａ）のVIIIB 矢視図である。
【図９】図９は、図２及び図３の第１アジャストパイプを示し、（Ａ）が縦半断面図であり、（Ｂ）が図９（Ａ）のIXB 矢視図であり、（Ｃ）が図９（Ａ）のIXC 矢視図である。
【図１０】図１０は、図３の第２アジャストパイプを示し、（Ａ）が縦半断面図であり、（Ｂ）が図１０（Ａ）のX 矢視図である。
【図１１】図１１は、図３のアッパばね受けを示し、（Ａ）が図１１（Ｂ）のXIA-XIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図１１（Ａ）のXIB 矢視図である。
【図１２】図１２は、図４のロアばね受けを示し、（Ａ）が図１２（Ｂ）のXIIA-XIIA 線に沿う断面図であり、（Ｂ）が図１２（Ａ）のXIIB矢視図である。
【図１３】図１３は、図１の懸架スプリングの作動特性を示す作動図である。
【図１４】図１４は、比較例としての懸架スプリングの作動特性を示す作動図である。
【符号の説明】
１０ フロントフォーク
１１ アウタチューブ（車体側チューブ）
１２ インナチューブ（車軸側チューブ）
１３ 懸架スプリング
２０ アッパばね受け
２１ ロアばね受け
２５ 第１アジャストパイプ
２６ 第２アジャストパイプ
２７ ダンパシリンダ
２９ フォークボルト
７７ イニシャルアジャスタ
９７ 第１ばね体
９８ 第２ばね体
９９ オープンエンド部
１０１ 重ね合せ部
１１０ ばね定数アジャスタ
１１７ ロック部材
Ｌ 重ね合せ長
Claims (4)
- 車体に支持される車体側チューブと車軸を支持する車軸側チューブとの間に懸架スプリングが配設され、この懸架スプリングは、２本のばね体が直列に配列され、各ばね体の相互に対向する端部が螺合して重ね合されて構成され、上記懸架スプリングの両端部が一対をなすアッパばね受けとロアばね受けを介して上記両チューブに支持された二輪車等のフロントフォークにおいて、
上記車体側チューブの上端部内周にばね定数アジャスタが回転自在に配設され、このばね定数アジャスタとアッパばね受けとの間に２本のアジャストパイプを設け、両アジャストパイプを嵌合し、一方のアジャストパイプの軸方向に形成したスリットと他方のアジャストパイプに形成した凸部を嵌合して両アジャストパイプを一体回転可能に設け、このばね定数アジャスタの回転操作により、両アジャストパイプのいずれかに固定されているアッパばね受けが回転して上記ばね体の重ね合せ長を変更可能とすることを特徴とする二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置。 - 上記車体側チューブには、ばね定数アジャスタの内周側にイニシャルアジャスタが回転自在に配設され、
上記ばね定数アジャスタとアッパばね受けとの間に２本のアジャストパイプを設け、両アジャストパイプを嵌合し、一方のアジャストパイプの軸方向に形成したスリットと他方のアジャストパイプに形成した凸部を嵌合して両アジャストパイプを一体回転可能に設け、
また、上記イニシャルアジャスタは、上記アッパばね受けが固定されているアジャストパイプの内周に螺合されたイニシャルアジャスト部材に連結され、上記イニシャルアジャスタの回転操作により、上記イニシャルアジャスト部材を介して上記アッパばね受けが固定されているアジャストパイプを軸方向に移動させて、上記アッパばね受けを懸架スプリングの軸方向に移動可能とし、
更に、上記車体側チューブの上端部には、上記ばね定数アジャスタに係合可能なロック部材が設置され、上記イニシャルアジャスタの回転操作時に上記ロック部材により上記ばね定数アジャスタの回転が阻止されるよう構成された請求項１に記載の二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置。 - 上記イニシャルアジャスト部材が、ダンパ装置におけるダンパシリンダである請求項２に記載の二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置。
- 上記懸架スプリングは、巻き方向が反対である 2本のばね体を相互に直列に配列して構成された請求項１〜３のいずれか一に記載の二輪車等のフロントフォークにおけるばね特性調整装置。
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