JP4761475B2 - 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二輪車の前輪を懸架しながらその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二輪車の前輪を懸架しながらその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。

その中で、特許文献１には、自動二輪車用とされて、伸縮作動時に減衰作用をする構成を有するのはもちろんのこと、最収縮作動時に衝撃緩和作用をする構成を有するフロントフォークが開示されている。

すなわち、このフロントフォークは、太径のアウターチューブを車体側チューブにすると共に細径のインナーチューブを車輪側チューブにする倒立型に設定され、車体側チューブの軸芯部に垂設される中空ロッド体における下端ピストン部が車輪側チューブの上端側内に出没可能に挿通されている。

そして、このフロントフォークにあっては、車輪側チューブが上端部に常時油浸状態に維持されるオイルロックケースを有し、中空ロッド体がこのオイルロックケースに上方で対向するオイルロックピースを有し、このオイルロックピースは、車体側チューブ内から車輪側チューブが大きいストロークで突出する最伸長作動時に作動油中にないが、車輪側チューブが大きいストロークで車体側チューブ内に没入する最収縮作動時に作動油中に置かれる。

また、このフロントフォークにあっては、中空ロッド体内と車体側チューブ内のリザーバ室とが中空ロッド体に開穿の連通孔で連通可能とされ、この連通孔は、オイルロックピースより下方に設けられ、フロントフォークの最伸長時には油中にないが、フロントフォークの最収縮時には油中に置かれる。

それゆえ、この特許文献１に開示のフロントフォークによれば、いわゆる通常の作動領域での伸縮作動時には、車輪側チューブ内に臨在される中空ロッド体における下端ピストン部で構成される減衰部によって減衰作用が具現化される。

そして、フロントフォークが大きいストロークで収縮作動するとき、中空ロッド体が保持するオイルロックピースが車輪側チューブの上端部に保持されるオイルロックケース内に嵌入して衝撃緩和作用が具現化される。
実公平８‐８３６１号公報（実用新案登録請求の範囲 請求項１、第２頁右欄の第２２行から第３０行までの記載、同第４６行から次第３頁左欄第７行までの記載、図面参照）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、フロントフォークが大きいストロークで収縮作動するとき、衝撃緩和作用が具現化される点で問題はないが、フロントフォークにおけるいわゆる通常の作動領域での伸縮作動時の減衰作用の具現化について些か問題があると指摘される可能性がある。

すなわち、上記した特許文献１に開示のフロントフォークにあっては、中空ロッド体内とリザーバ室とが中空ロッド体に開穿された連通孔で連通可能とされ、この連通孔は、車体側チューブの軸芯部に垂設の中空ロッド体における下端ピストン部の作動領域内にあるように設定されている。

それゆえ、フロントフォークの収縮作動で下端ピストン部が連通孔を通過した状態から反転する伸長作動では、上記の連通孔から減衰力発生用の作動油がリザーバ室に流出し、所定の減衰作用を具現化できなくなる危惧がある。

そして、このフロントフォークにあって、最収縮状態で下端ピストン部が連通孔を閉塞するような構造に設計変更するとなると、設計上の制約が多くなる不具合がある。

一方、上記した特許文献１に開示のフロントフォークにあっては、下端ピストン部の作動領域内に油面が存在するため、エアを混入した作動油が減衰力発生用に作動油室に流入され易くなり、発生減衰力が安定され難くなる不具合がある。

この発明は、このような現状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、最収縮作動時における衝撃緩和作用を具現化し得ると共に、通常の伸縮作動時における減衰作用を安定させ、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、車体側チューブの下端側内に車輪側チューブの上端側が出没可能に挿通され、車体側チューブの軸芯部に垂設のロッド体における下端ピストン部が車輪側チューブの上端側内に出没可能に挿通されて車体側チューブの内側にリザーバ室を画成すると共に車輪側チューブ内にリザーバ室に連通するリザーバ側油室と圧側油室とを画成してなるフロントフォークにおいて、ロッド体における下端ピストン部が車輪側チューブ内を下降するときに圧側油室のリザーバ側油室への連通を阻止するチェック弁を有すると共にこのチェック弁に並列して圧側油室のリザーバ側油室への連通を許容する減衰部を有し、車体側チューブの下端側と車輪側チューブの上端側との間にロッド体における下端ピストン部が車輪側チューブ内を下降する収縮作動時に膨張する伸側油室を有し、この伸側油室がその膨張時にチェック弁を介してのリザーバ側油室の連通を許容する一方で、この伸側油室が車輪側チューブに開穿の伸オリフィスを介して車輪側チューブ内に連通してなるとする。

それゆえ、この発明にあっては、車輪側チューブの上端より上方となるロッド体の外側であって車体側チューブの内側をリザーバ室にするから、ロッド体をパイプ体で形成してロッド体の内側にもリザーバ室を形成する従来技術に比較して、ロッド体の形成が容易になると共に、下端ピストン部の作動領域にロッド体の内外を連通する連通孔の配設を要しないから、減衰力が安定し、設計的融通性がある。

さらに、下端ピストン部の作動領域内に油面がないから、減衰力発生用に油室における作動油中にエアを混入させる機会がなくなる。

そして、この発明にあっては、ロッド体における下端ピストン部が車輪側チューブ内を下降するときに、圧側油室からの作動油のリザーバ側油室への流出を許容する減衰部を有するから、この減衰部による圧側の減衰作用の発現が可能になる。

また、この発明にあっては、車体側チューブ内から車輪側チューブが突出する伸長作動時に伸側油室がその膨張時にチェック弁を介しての油室からの作動油の流入を許容する一方で、この伸側油室が車輪側チューブに開穿の伸オリフィスを介して車輪側チューブ内に連通するから、この伸オリフィスによる伸側の減衰作用の発現が可能になる。

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にあっても、凡そこの種の従来のフロントフォークと同様に、二輪車の前輪側に架装されて、走行中に二輪車の前輪に入力される路面振動を吸収する。

ちなみに、この発明にあって、二輪車としては、総じて排気量を多くする法規上の大型あるいは中型とされる自動二輪車ではなく、比較すれば排気量を少なくする小型とされる自動二輪車や自転車を対象にしている。

そして、このフロントフォークは、図示するところでは、上端側部材たる車体側チューブ１が太径のアウターチューブからなり、下端側部材たる車輪側チューブ２が細径のインナーチューブからなる倒立型に設定され、車体側チューブ１の下端側内に車輪側チューブ２の上端側を出没可能に挿通させてなる。

また、このフロントフォークにあって、車体側チューブ１の上端部は、この車体側チューブ１の上端を閉塞するキャップ部材１１を有し、このキャップ部材１１は、その軸芯部に後述するロッド体３の上端部をロックナット１２の配在下に連結させ、このロックナット１２は、この発明にあって、後述するオイルロック機構を構成するオイルロックピースとしても機能する。

さらに、このフロントフォークにあって、車輪側チューブ２の下端部には車軸ホルダＨが連結され、この車軸ホルダＨは、フロントフォークの下端部を前輪の車軸に連結させるブラケットとして機能する。

ところで、この発明のフロントフォークにあっては、車体側チューブ１の下端側と車輪側チューブ２の上端側との間に車体側チューブ１内に車輪側チューブ２が没入する収縮作動時に膨張する伸側油室Ｒ１を画成している。

そして、この伸側油室Ｒ１は、図示するところでは、車体側チューブ１の下端部の内周に保持されて車輪側チューブ２の外周に摺接する下方軸受部材１３と車輪側チューブ２の上端部の外周に保持されて車体側チューブ１の内周に摺接する上方軸受部材２１とで車体側チューブ１と車輪側チューブ２との間に画成されている。

また、この発明にあって、フロントフォークは、車体側チューブ１の軸芯部にロッド体３を垂設させ、このロッド体３における下端ピストン部４が車輪側チューブ２の上端側内に出没可能に挿通されて車体側チューブ１の内側にリザーバ室Ｒを画成すると共に車輪側チューブ２内にリザーバ室Ｒに連通するリザーバ側油室Ｒ３と圧側油室Ｒ２とを画成している。

このリザーバ室Ｒは、油面Ｏを境にする気室Ａを有するが、油面Ｏは、車体側チューブ１内から車輪側チューブ２が大きいストロークで突出して図示する最伸長状態となる伸び切り作動時にも、車輪側チューブ２の上端部を油浸状態にするように位置決められる。

なお、懸架バネＳは、上端たる先端が上記の下端ピストン部４に係止されると共に、下端たる基端が車輪側チューブ２の下端を閉塞するボトム部材として機能する前記した車軸ホルダＨの内底に担持されて、車輪側チューブ２を車体側チューブ１内から突出させる伸長方向に附勢する。

また、リザーバ側油室Ｒ３にはロッド体３に介装された状態に伸び切りバネＳ１が収装され、この伸び切りバネＳ１は、車輪側チューブ２が車体側チューブ１内から大きいストロークで突出して伸び切り状態になるときに、オイルロック機構を構成する後述のオイルロックケース６と下端ピストン部４との間に挟まれて収縮し、下端ピストン部４のオイルロックケース６に対する衝撃を緩和する。

さらに、この発明にあって、フロントフォークは、ロッド体３における下端ピストン部４が車輪側チューブ２内を下降するときに圧側油室Ｒ２からの作動油のリザーバ側油室Ｒ３への通過を阻止するチェック弁５を有すると共に、このチェック弁５に並列して圧側油室Ｒ２からの作動油のリザーバ側油室Ｒ３への通過を許容する減衰部を有している。

そして、この減衰部は、下端ピストン部４に開穿された圧オリフィス４ａからなり、この圧オリフィス４ａに並列するチェック弁５は、図示するところでは、下端部に切り欠き通路５ａを有する環状のバルブ体からなる。

そして、この環状のバルブ体は、上記の下端ピストン部４の外周部に形成された環状溝４ｂ内に遊嵌されながら外周を車輪側チューブ２の内周に摺接させ、図示する環状溝４ｂ内での下降時には、圧側油室Ｒ２からの作動油のリザーバ側油室Ｒ３への流入を許容するが、図示しない環状溝４ｂ内での上昇時には、圧側油室Ｒ２の作動油のリザーバ側油室Ｒ３への流入を阻止する。

ところで、車輪側チューブ２は、上端部の内側にオイルロック機構を構成するオイルロックケース６を連結させ、このオイルロックケース６は、車体側チューブ１内から車輪側チューブ２が大きいストロークで突出して図示する最伸長状態となるときにも、リザーバ室Ｒの油面Ｏより下方に位置決められる。

それに対して、このオイルロック機構を構成するオイルロックピースは、図示するところにあっては、前記したロックナット１２で代替されており、それゆえ、このロックナット１２にあっては、オイルロック機構を形成するために、オイルロックピースを別途に配設させず、すなわち、ロックナット１２とオイルロックピースとを別部品で形成させず、部品点数の削減の上で有利になる。

なお、オイルロックピースは、ロックナット１２とは独立して、たとえば、ロッド体３の先端部の下方となる軸部に連設されても良いことはもちろんである。

上記のオイルロックケース６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オイルロックピースの内側への嵌合を許容するのはもちろんで、このとき、オイルロックピースがオイルケース６内に作動油を閉じ込めるようになり、オイルロック現象を発現させ、フロントフォークにおけるそれ以上の収縮作動を阻止する。

それゆえ、このオイルロック機構にあっては、オイルロックピースがオイルロックケース６内に嵌合し始めると、両者間に形成される環状隙間における作動油の通過流量が徐々に制限され、したがって、突発的にオイルロック現象が発現されるのではなく、徐々にオイルロック現象を発現させるクッション効果を得られ、好ましい衝撃緩和が可能とされる。

一方、上記のオイルロックケース６は、車輪側チューブ２の上端部の内側に連結され、その軸芯部にロッド体３を挿通させて、ロッド体３との間に流路としての隙間６ａを出現させ、この隙間６ａを介してのリザーバ側油室Ｒ３とリザーバ室Ｒとの連通を許容している。

さらに、前記したように、この発明にあっては、このフロントフォークが収縮作動するときに膨張する伸側油室Ｒ１を車体側チューブ１と車輪側チューブ２との間に画成しているが、この伸側油室Ｒ１は、車輪側チューブ２内を下端ピストン部４が上昇する伸長作動時に、リザーバ側油室Ｒ３からの作動油が車輪側チューブ２に開穿の連通孔２ａを介して流入することをチェック弁７の閉塞で阻止している。

この連通孔２ａは、伸側油室Ｒ１側からの流出に対してチェック弁７で閉塞され、このチェック弁７は、環状リーフバルブからなり、内周側端を車輪側チューブ２の外周に固定して外周側端を撓み端にして、リザーバ側油室Ｒ３から伸側油室Ｒ１への流に対して開放自由にしている。

そして、この伸側油室Ｒ１は、図示する実施形態では、車輪側チューブ２に開穿の伸オリフィス２ｂを介して車輪側チューブ１内に連通し、収縮しているフロントフォークが伸長するとき、伸側油室Ｒ１が収縮するから、この伸側油室Ｒ１からの作動油が上記の伸オリフィス２ｂを介して車輪側チューブ１内に流入し、このとき伸側の減衰作用が発現される。

伸長作動に伴い膨張する圧側油室Ｒ２にはリザーバ室Ｒに連通するリザーバ側油室Ｒ３からチェック弁５と圧オリフィス４ａを介して作動油が流入する。

そしてまた、この伸側油室Ｒ１にあっては、フロントフォークが図示するように最伸長状態になるとき、上記の伸オリフィス２ｂが車体チューブ１で閉塞されて、伸側油室Ｒ１をオイルロック状態にすることで、伸び切りバネＳ１と協働して最伸長作動時の衝撃を緩和する。

以上のように形成されたこの発明のフロントフォークにあっては、車輪側チューブ２が車体側チューブ１内に没入する収縮作動時には、ロッド体３における下端ピストン部４が車輪側チューブ２内を下降し、したがって、圧側油室Ｒ２からの作動油が減衰部たる圧オリフィス４ａを介してリザーバ側油室Ｒ３に流入すると共に、伸オリフィス２ｂを介して圧側油室Ｒ２に流入することによって、圧側の減衰作用が具現化される。

そして、このときには、車体側チューブ１と車輪側チューブ２との間に画成される伸側油室Ｒ１が膨張するから、リザーバ側油室Ｒ３に連通するリザーバ側油室Ｒ３からチェック弁７を介しての作動油が伸側油室Ｒ１に流入する。

以上のように、この発明のフロントフォークにあっては、下端ピストン部４や上方軸受部材２１の作動領域中にオリフィス以外のリザーバ室Ｒに連通する連通孔や油面が存在しないので、伸縮作動時に作動油中にエアが混入する危惧がなく、ロッド体３の下端ピストン部４における減衰部にあっても、エアの混入で減衰作用が安定されなくなることを危惧しなくて済むことになる。

そしてまた、このフロントフォークが最収縮状態になると、オイルロックケース６内にオイルロックピースが嵌入され、このときクッション効果とその後のオイルロック効果が得られて、最収縮作動時における衝撃が緩和される。

その結果、この発明のフロントフォークにあっては、最収縮作動時における衝撃緩和作用を具現化し得ると共に、通常の伸縮作動時における減衰作用を安定させ、その汎用性の向上を期待するのに最適となる。

この発明による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。

符号の説明

１ 車体側チューブ
２ 車輪側チューブ
３ ロッド体
４ 下端ピストン部
４ａ 減衰部たる圧オリフィス
５，７ チェック弁
６ オイルロックケース
６ａ 隙間
１２ オイルロックピースとされるロックナット
Ｒ リザーバ室
Ｒ１ 伸側油室
Ｒ２ 圧側油室
Ｒ３ 油室

Claims (6)

1. 車体側チューブの下端側内に車輪側チューブの上端側が出没可能に挿通され、車体側チューブの軸芯部に垂設のロッド体における下端ピストン部が車輪側チューブの上端側内に出没可能に挿通されて車体側チューブの内側にリザーバ室を画成すると共に車輪側チューブ内にリザーバ室に連通するリザーバ側油室と圧側油室とを画成してなるフロントフォークにおいて、ロッド体における下端ピストン部が車輪側チューブ内を下降するときに圧側油室のリザーバ側油室への連通を阻止するチェック弁を有すると共にこのチェック弁に並列して圧側油室のリザーバ側油室への連通を許容する減衰部を有し、車体側チューブの下端側と車輪側チューブの上端側との間にロッド体における下端ピストン部が車輪側チューブ内を下降する収縮作動時に膨張する伸側油室を有し、この伸側油室がその膨張時にチェック弁を介してのリザーバ側油室の連通を許容する一方で車輪側チューブに開穿の伸オリフィスを介して車輪側チューブ内に連通してなることを特徴とするフロントフォーク。
2. ロッド体における下端ピストン部が有するチェック弁が外周を車輪側チューブの内周に摺接させて収縮作動時に圧側油室のリザーバ側油室への連通を阻止すると共にこのチェック弁に並列する減衰部が圧側油室のリザーバ側油室への連通を許容する圧オリフィスからなる請求項1に記載のフロントフォーク。
3. 伸側油室の膨張時にこの伸側油室へのリザーバ側油室の連通を許容するチェック弁が環状リーフバルブからなり、内周側端を車輪側チューブの外周に固定して外周側端を撓み端にしてなる請求項１または請求項２に記載のフロントフォーク。
4. 車輪側チューブの車体側チューブに対する伸び切り作動時に伸オリフィスが車体側チューブ側から閉塞されてなる請求項１、請求項２または請求項３に記載のフロントフォーク。
5. 車輪側チューブがリザーバ室における油中に臨在されて軸芯部に隙間を有してロッド体を挿通させるオイルロックケースを上端部に有し、このオイルロックケースとロッド体との間の隙間を介してリザーバ側油室がリザーバ室に連通してなる請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載のフロントフォーク。
6. ロッド体が車輪側チューブの上端部に配設のオイルロックケースに嵌合するオイルロックピースを有してなる請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５に記載のフロントフォーク。

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