JP4107850B2

JP4107850B2 - 自動二輪車のフロントフォーク

Info

Publication number: JP4107850B2
Application number: JP2002031431A
Authority: JP
Inventors: 伸明藤田; 公俊佐藤
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2022-02-07
Also published as: JP2003232395A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動二輪車等のフロントフォークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動二輪車等のフロントフォークとして、実開昭60-157496号公報に記載の如く、車輪側のアウタチューブ内に、車体側のインナチューブを摺動自在に挿入し、アウタチューブの底部に中空パイプを立設し、中空パイプの上部に設けたピストン部をインナチューブの内周に摺設し、インナチューブの先端部に設けたピストンにより、中空パイプの外側に設けた油室を上下に仕切り、上記油室に連通する油溜室を中空パイプの内側に設け、インナチューブの内部に上記油溜室の上部の気体室を設けたものがある。
【０００３】
従来技術では、中空パイプの上部に、上記油溜室を上下に仕切る隔壁部材を設け、該隔壁部材に上下の油溜室を連通する圧側流路と伸側流路を並設している。そして、圧側流路には圧側スライドバルブを設け、ピストン速度の中速域で作動油が一定の流速に達したときに該スライドバルブを開弁させるスプリングを設け、圧側減衰力を発生させる。また、伸側流路には伸側チェックバルブを設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術には以下の問題点がある。
▲１▼隔壁部材に圧側流路と伸側流路を並設しているから、特に伸長行程から圧縮行程への切替わり時に、伸側チェックバルブが完全に閉じきらないまま、圧縮行程に切替わり、圧縮時に作動油が圧側流路を通らずに伸側流路から流れてしまう現象を生じ、伸縮切替わり時における減衰力の応答性が悪い。
【０００５】
▲２▼スライドバルブにより圧側減衰力を発生させるものであり、撓みバルブによるところがない。このため、ピストン速度の中速域で撓みバルブの撓み特性に基づく減衰力を得ることができず、中速域における減衰力に腰感（減衰感）がない。
【０００６】
▲３▼圧側減衰力の設定、変更は、スライドバルブを付勢するスプリングのばね定数、セット荷重の調整による他なく、減衰力の設定、変更の自由度がない。
【０００７】
本発明の課題は、自動二輪車等のフロントフォークにおいて、伸縮切替わり時における減衰力の応答性を向上し、中速域における圧側減衰力に腰感を持たせ、圧側減衰力の設定、変更の自由度を高めることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、車輪側のアウタチューブ内に、車体側のインナチューブを摺動自在に挿入し、アウタチューブの底部に中空パイプを立設し、中空パイプの上部に設けたピストン部をインナチューブの内周に摺設し、インナチューブの先端部に設けたピストンにより、中空パイプの外側に設けた油室を上下に仕切り、上記油室に連通する油溜室を中空パイプの内側に設け、インナチューブの内部に上記油溜室の上部の気体室を設けた自動二輪車のフロントフォークにおいて、中空パイプの上部の上に、上記油溜室を上下に仕切る隔壁部材を載置し、インナチューブの上端側に支持される懸架スプリングによりこの隔壁部材を中空パイプの上部との間に挟んで保持し、該隔壁部材に、上下の油溜室を連通するセンター孔と、該センター孔の周囲において上下の油溜室を連通する伸び圧共用の流路とを形成し、隔壁部材に形成した伸び圧共用の流路に、環状の撓みバルブを軸方向に移動可能にする内周支持状態で設けるとともに、環状のチェックバルブを外周支持状態で設け、該撓みバルブの外周と該チェックバルブの内周の一部が該撓みバルブを上油溜室の側に位置させる重なり状態で重なるように設け、撓みバルブを背面支持し、作動油が一定の流速に達したときに該撓みバルブを軸方向に移動させて開弁させる第１スプリングを隔壁部材に支持するとともに、チェックバルブを背面支持する第２スプリングを隔壁部材に支持し、撓みバルブとチェックバルブの重なり部に微小隙間を設けたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記隔壁部材に、センター孔を有するバルブガイドを設け、バルブガイドの外周に前記撓みバルブの内周を摺動自在に設け、撓みバルブの背面に該撓みバルブより小径のばね受を介して前記第１スプリングを設けたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記隔壁部材に設けた前記撓みバルブの前面側支持部と、該撓みバルブとの間にシムを介装し、該撓みバルブと前記チェックバルブの重なり部に微小隙間を設けたものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記隔壁部材に設けた前記撓みバルブの前面側支持部と、撓みバルブとの間に、前記伸び圧共用の流路の内周径より大外径のワッシャを介装したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はフロントフォークを伸長状態において示す全体断面図、図２はフロントフォークを圧縮状態において示す断面図、図３は図１の要部拡大図、図４は隔壁部材に設けた撓みバルブとチェックバルブを示す断面図、図５は図４の要部拡大図、図６は隔壁部材を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図である。
【００１３】
フロントフォーク１０は、自動二輪車等に用いられ、図１〜図３に示す如く、車輪側の、一端が閉じ、他端が開口するアウタチューブ１１に、車体側のインナチューブ１２を摺動自在に挿入している。アウタチューブ１１のインナチューブ１２が挿入される開口端には、ガイドブッシュ１３、シールスペーサ１４、オイルシール１５、ストッパリング１６、ダストシール１７、カバー１８が設けられる。インナチューブ１２のアウタチューブ１１に挿入される下端外周部には、ガイドブッシュ１９が設けられる。
【００１４】
アウタチューブ１１の底部には銅パッキン２１Ａを介してボルト２１が挿入され、このボルト２１により固定される中空パイプ２２が立設している。インナチューブ１２の上端部にはＯリング２３Ａを介してキャップボルト２３が螺着され、中空パイプ２２の上端部に後述する如くに設けられる隔壁部材５０と、キャップボルト２３に支持されるカラー２４、ワッシャ２５との間に、懸架スプリング２６が介装される。
【００１５】
中空パイプ２２の上端外周部にはピストン部３１が設けられ、中空パイプ２２の外側に油室２７を設けている。ピストン部３１は、中空パイプ２２の上端折曲部３２とストッパリング３３の間に保持され、ピストンリング３１Ａを備え、インナチューブ１２の内周に摺接する。
【００１６】
インナチューブ１２の下端内周部（先端部）にはピストン４１が設けられる。ピストン４１は、インナチューブ１２の内径段差部に係止された環状上ピース４２（通路４２Ａ）と、インナチューブ１２の下端かしめ部４４により上ピース４２に固定化された筒状下ピース４３とからなり、下ピース４３の上テーパ部４５Ａの内周にチェック弁４６を配置している。チェック弁４６は、上ピース４２により背面支持されるコイルスプリング４７により付勢され、そのテーパ面を上テーパ部４５Ａのテーパ面に着座せしめられるとともに、その内周と中空パイプ２２の外周との間に環状隙間４８を形成している。
【００１７】
ピストン４１は、中空パイプ２２の外側に設けた油室２７を上下に仕切る。即ち、インナチューブ１２と中空パイプ２２とピストン部３１とピストン４１により上油室２７Ａを、ピストン４１の下部のアウタチューブ１１と中空パイプ２２により下油室２７Ｂを形成している。また、中空パイプ２２の内側に油溜室２８を設け、中空パイプ２２の下端側で油室２７と油溜室２８を連通する複数の通孔３４と、中空パイプ２２の上端側で油室２７と油溜室２８を連通するオリフィス３５とを中空パイプ２２に設けている。油溜室２８には作動油が充填されており、インナチューブ１２の内部で油溜室２８の上部には気体室２９を設けてある。
【００１８】
尚、インナチューブ１２に設けたピストン４１の上ピース４２と、中空パイプ２２に設けたピストン部３１の間に、最大伸長時のリバウンドスプリング３６を設け、最伸長ストロークを規制する。また、中空パイプ２２の下端部とアウタチューブ１１の底部との間にオイルロックピース３７を挟持し、最大圧縮時にピストン４１の下ピース４３の下テーパ部４５Ｂによりオイルロックピース３７の周囲の作動油を加圧して最圧縮ストロークを規制する。
【００１９】
また、ピストン４１の下ピース４３に孔４３Ａを設け、かつインナチューブ１２のピストン４１を設けた部分に孔１２Ａを設け、アウタチューブ１１のガイドブッシュ１３、インナチューブ１２のガイドブッシュ１９、及びそれらガイドブッシュ１３、１９に挟まれるチューブ間スペースに油室２７の作動油を供給し、ガイドブッシュ１３、１９の潤滑、チューブ間スペースの容積補償を行なう。
【００２０】
しかるに、フロントフォーク１０にあっては、図３〜図５に示す如く、中空パイプ２２の上部に隔壁部材５０を設けている。隔壁部材５０は、中空パイプ２２の上端折曲部３２の上に載置され、前述の懸架スプリング２６によりフランジ部５１を上端折曲部３２との間に挟まれて保持される。隔壁部材５０は、前述の油溜室２８を上下に仕切り、上油溜室２８Ａと下油溜室２８Ｂを連通するセンター孔５２Ａを有するバルブガイド５２をナット５３により固定的に供えるとともに、センター孔５２Ａの周囲において上下の油溜室２８Ａ、２８Ｂを連通する伸び圧共用流路５４を備える。
【００２１】
また、隔壁部材５０に形成した伸び圧共用流路５４に、環状の撓みバルブ６０を内周支持状態で、環状のチェックバルブ７０を外周支持状態で、撓みバルブ６０の外周とチェックバルブ７０の内周の一部が、該撓みバルブ６０を上油溜室２８Ａの側に位置させる重なり状態で互いに重なるように設ける。
【００２２】
このとき、隔壁部材５０におけるバルブガイド５２の挿着孔まわりの撓みバルブ前面側支持部５５の上端面に、伸び圧共用流路５４の内周径より大外径の厚板状ワッシャ６１、薄板状シム６２を介して複数枚の板バルブの積層体である撓みバルブを載せ、この撓みバルブ６０の背面（上油溜室２８Ａの側）に、該撓みバルブ６０より小径のばね受け６３を介して第１スプリング６４を設ける。尚、ワッシャ６１は、隔壁部材５０に挿着されたバルブガイド５２のまわりで、隔壁部材５０の前面側支持部５５とバルブガイド５２の段差部との間に挟まれて固定され、第１スプリング６４とばね受け６３と撓みバルブ６０とシム６２は、バルブガイド５２のまわりで、バルブガイド５２の上端フランジ部５２Ｂとワッシャ６１の間に第１スプリング６４のばね力で保持される。即ち、バルブガイド５２の外周に撓みバルブ６０の内周を軸方向移動自在に設け、第１スプリング６４は撓みバルブ６０の内周部をワッシャ６１との間に挟持して背面支持し、下油溜室２８Ｂの作動油が一定の流速に達したときに該撓みバルブ６０を開弁させる。
【００２３】
また、隔壁部材５０における伸び圧共用流路５４の外周側の上端部には、チェックバルブ７０を納め得るガイド孔５６が設けられ、このガイド孔５６にはチェックバルブ７０の外周が軸方向に摺動自在に嵌め込まれ、ガイド孔５６の開口部にはバルブストッパ７１が固定される。チェックバルブ７０の背面（下油溜室２８Ｂの側）には第２スプリング７２が設けられる。即ち、第２スプリング７２は隔壁部材５０のガイド孔５６の内部に収容され、チェックバルブ７０の外周部をバルブストッパ７１との間に挟持して背面支持する。
【００２４】
更に、撓みバルブ６０とチェックバルブ７０の重なり部には微小隙間８０が設けられる。本実施形態では、前述のシム６２の存在により微小隙間８０を設け、かつシム６２の厚み調整によって微小隙間８０の隙間の大きさを設定替え可能とする。
【００２５】
しかるに、フロントフォーク１０にあっては、車両が受ける衝撃を懸架スプリング２６と気体室２９の空気ばねによって吸収して緩和し、この衝撃の吸収に伴なう懸架スプリング２６の振動を以下の減衰作用により制振する。
【００２６】
（圧縮行程）
フロントフォーク１０の圧縮行程では、インナチューブ１２が図１の伸長状態から下降して下油室２７Ｂの圧力が上昇し、ピストン４１のチェック弁４６が上向き移動して開くことにより下油室２７Ｂの油が上油室２７Ａの側に置換するとともに、インナチューブ１２の断面積×ストローク分の油が下油室２７Ｂから通孔３４を通って下油溜室２８Ｂへ移動する。そして、下油溜室２８Ｂへ移動した油が上油溜室２８へ移動する際に、隔壁部材５０のセンター孔５２Ａ、伸び圧共用流路５４の撓みバルブ６０とチェックバルブ７０の間の微小隙間８０、撓みバルブ６０の撓みに基づく減衰力を発生する。
【００２７】
即ち、フロントフォーク１０のピストン速度の低速時には、下油溜室２８Ｂの油が隔壁部材５０のセンター孔５２Ａ、伸び圧共用流路５４の微小隙間８０経由で上油溜室２８Ａに移動する際のセンター孔５２Ａ、微小隙間８０の通路抵抗に起因する減衰力を生ずる。この減衰力の大きさは、センター孔５２Ａの径、微小隙間８０の大きさにより設定替えできる。
【００２８】
フロントフォーク１０のピストン速度の中速時には、撓みバルブ６０が撓み特性に基づく撓み変形により開弁し、この撓みバルブ６０の開き流路を通って下油溜室２８Ｂから上油溜室２８Ａへ移動する油の通路抵抗に起因の減衰力を生ずる。この減衰力の大きさは、撓みバルブ６０の板厚、径により設定替えできる。
【００２９】
フロントフォーク１０のピストン速度の高速時には、撓みバルブ６０を背面支持している第１プスリング６４の撓みにより撓みバルブ６０がスライドして大きく開き、下油溜室２８Ｂから上油溜室２８Ａへ移動する油に作用する通路抵抗が減少する。この減衰力の大きさは、第１スプリング６４のばね定数、セット荷重により設定替えできる。これにより、フロントフォーク１０は大きくストロークし、振動の吸収性が良くなる。
【００３０】
（伸長行程）
フロントフォーク１０の伸長行程では、インナチューブ１２が図２の圧縮状態から上昇して上油室２７Ａの圧力が上昇し、上油室２７Ａの油がピストン４１の上テーパ部４５Ａに着座せしめられるチェック弁４６の環状隙間４８から下油室２７Ｂに移動する際に環状隙間４８で生ずる通路抵抗、及び上油室２７Ａの油が中空パイプ２２のオリフィス３５から出て下油溜室２８Ａ、中空パイプ２２の通孔３４経由で下油室２７Ｂに移動する際にオリフィス３５で生ずる通路抵抗に起因する減衰力を生ずる。
【００３１】
また、この伸長行程では、インナチューブ１２の断面積×ストローク分の油が上油溜室２８Ａから下油溜室２８Ｂ経由で下油室２７Ｂに補給される。このとき、上油溜室２８Ａの油は、隔壁部材５０のセンター孔５２Ａを通り、更にチェックバルブ７０を開弁して下油溜室２８Ｂに移動する。
【００３２】
尚、フロントフォーク１０の製造段階での組立手順は、ピストン４１を組付けたインナチューブ１２、リバウンドスプリング３６をアウタチューブ１１に挿入し、ピストン部３１を組付けた中空パイプ２２をオイルロックピース３７とともにボルト２１でアウタチューブ１１に立設し、アウタチューブ１１とインナチューブ１２の内部に作動油を充填し、その後、隔壁部材５０に撓みバルブ６０、チェックバルブ７０を組付けたサブ組立体をインナチューブ１２に挿入し、更に懸架スプリング２６、ワッシャ２５、カラー２４をインナチューブ１２に挿入して該インナチューブ１２にキャップボルト２３を螺着することにてなされる。本実施形態の隔壁部材５０は、図６に示す如く、懸架スプリング２６を担持するフランジ部５１の周方向複数箇所に切欠き５１Ａを設け、この隔壁部材５０が上述の組立過程でインナチューブ１２の内部に充填されている油中を中空パイプ２２の上部にまで挿入される際の油の抵抗の軽減を図っている。
【００３３】
本実施形態によれば以下の作用がある。
（請求項１に対応する作用）
▲１▼隔壁部材５０に伸び圧共用流路５４を設けたから、特に伸長行程から圧縮行程への切替わり時に、チェックバルブ７０が直ちに閉じるとともに、撓みバルブ６０が開いて圧縮行程に切替わる。これにより、伸縮切替わり時における減衰力の応答性が向上する。
【００３４】
▲２▼撓みバルブ６０を設けたので、ピストン速度の中速時に、撓みバルブ６０の撓み特性に基づく減衰力が発生する。従って、従来のスライドバルブをスプリングで背面支持するだけのものに比し、中速域における減衰力が高くなり、中速域における減衰力に腰感が出る。このことは、例えば大きなうねり路を車両が走行し、フロントフォーク１０が低周波大振幅で振動する際に、その振動を効果的に吸収する上で役立つ。
【００３５】
尚、ピストン速度の高速時には、撓みバルブ６０を背面支持している第１スプリング６４が撓んで撓みバルブ６０がスライドして大きく開くから、油の流路抵抗が減少してフロントフォーク１０が大きくストロークし、振動の吸収性が良くなる。このことは、１段高くなった段差面に前輪が乗り上げたとき、又は１段高くなった段差面を前輪が通過するときに発生する大入力による振動を吸収する上で役立つ。
【００３６】
▲３▼撓みバルブ６０とチェックバルブ７０の重なり部に微小隙間８０を設けたから、減衰力の設定、変更の自由度が高くなる。例えば、隔壁部材５０に設けたセンター孔５２Ａを拡径して減衰力を設定調整しようとするとき、隔壁部材５０やバルブガイド５２の寸法形状の制約からセンター孔５２Ａの拡径化に限界がある。このようなとき、撓みバルブ６０とチェックバルブ７０の間に微小隙間８０を設けることにより、隔壁部材５０のセンター孔５２Ａを拡径することに比して容易に、該センター孔５２Ａを拡径したと同様の効果を得ることができる。
【００３７】
（請求項２に対応する作用）
▲４▼撓みバルブ６０は小径のばね受け６３を支点として安定的に撓み変形できるし、バルブガイド５２に沿ってスムースにスライドできる。
【００３８】
（請求項３に対応する作用）
▲５▼シム６２の厚み調整により、撓みバルブ６０とチェックバルブ７０の微小隙間８０を簡易に設定、変更でき、減衰力を簡易に設定、変更できる。
【００３９】
（請求項４に対応する作用）
▲６▼伸長行程で、撓みバルブ６０の逆反り（下油溜室２８Ｂの側への変位）を大外径のワッシャ６１により阻止し、撓みバルブ６０、シム６２の割れを防止できる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、自動二輪車等のフロントフォークにおいて、伸縮切替わり時における減衰力の応答性を向上し、中速域における圧側減衰力に腰感を持たせ、圧側減衰力の設定、変更の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はフロントフォークを伸長状態において示す全体断面図である。
【図２】図２はフロントフォークを圧縮状態において示す断面図である。
【図３】図３は図１の要部拡大図である。
【図４】図４は隔壁部材に設けた撓みバルブとチェックバルブを示す断面図である。
【図５】図５は図４の要部拡大図である。
【図６】図６は隔壁部材を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図である。
【符号の説明】
１０フロントフォーク
１１アウタチューブ
１２インナチューブ
２２中空パイプ
２７、２７Ａ、２７Ｂ油室
２８、２８Ａ、２８Ｂ油溜室
２９気体室
３１ピストン部
４１ピストン
５０隔壁部材
５２Ａセンター孔
５４伸び圧共用流路
５５前面側支持部
６０撓みバルブ
６１ワッシャ
６２シム
６４第１スプリング
７０チェックバルブ
７２第２スプリング
８０微小隙間

Claims

車輪側のアウタチューブ内に、車体側のインナチューブを摺動自在に挿入し、
アウタチューブの底部に中空パイプを立設し、中空パイプの上部に設けたピストン部をインナチューブの内周に摺設し、
インナチューブの先端部に設けたピストンにより、中空パイプの外側に設けた油室を上下に仕切り、上記油室に連通する油溜室を中空パイプの内側に設け、
インナチューブの内部に上記油溜室の上部の気体室を設けた自動二輪車のフロントフォークにおいて、
中空パイプの上部の上に、上記油溜室を上下に仕切る隔壁部材を載置し、インナチューブの上端側に支持される懸架スプリングによりこの隔壁部材を中空パイプの上部との間に挟んで保持し、該隔壁部材に、上下の油溜室を連通するセンター孔と、該センター孔の周囲において上下の油溜室を連通する伸び圧共用の流路とを形成し、
隔壁部材に形成した伸び圧共用の流路に、環状の撓みバルブを軸方向に移動可能にする内周支持状態で設けるとともに、環状のチェックバルブを外周支持状態で設け、該撓みバルブの外周と該チェックバルブの内周の一部が該撓みバルブを上油溜室の側に位置させる重なり状態で重なるように設け、
撓みバルブを背面支持し、作動油が一定の流速に達したときに該撓みバルブを軸方向に移動させて開弁させる第１スプリングを隔壁部材に支持するとともに、チェックバルブを背面支持する第２スプリングを隔壁部材に支持し、
撓みバルブとチェックバルブの重なり部に微小隙間を設けたことを特徴とする自動二輪車のフロントフォーク。
前記隔壁部材に、センター孔を有するバルブガイドを設け、バルブガイドの外周に前記撓みバルブの内周を摺動自在に設け、撓みバルブの背面に該撓みバルブより小径のばね受を介して前記第１スプリングを設けた請求項１に記載の自動二輪車のフロントフォーク。
前記隔壁部材に設けた前記撓みバルブの前面側支持部と、該撓みバルブとの間にシムを介装し、該撓みバルブと前記チェックバルブの重なり部に微小隙間を設けた請求項１又は２に記載の自動二輪車のフロントフォーク。
前記隔壁部材に設けた前記撓みバルブの前面側支持部と、撓みバルブとの間に、前記伸び圧共用の流路の内周径より大外径のワッシャを介装した請求項１〜３のいずれかに記載の自動二輪車のフロントフォーク。