JP5268541B2

JP5268541B2 - フロントフォーク

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Publication number: JP5268541B2
Application number: JP2008257454A
Authority: JP
Inventors: 隆久望月
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-10-02
Also published as: JP2010084924A

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、これまでに種々の提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１には、フォーク本体内に収装の懸架バネにおけるバネ力の強弱を調整して、二輪車における車高を高低し得るとするフロントフォークの提案が開示されている。

すなわち、この特許文献１に開示のフロントフォークにあっては、車体側チューブと車輪側チューブとからなるフォーク本体内に収装の懸架バネにおける上端に当接されて直列されるピストンたるプランジャを有してなる。

そして、このフロントフォークにあって、上記のプランジャがフォーク本体外からの圧油の給排で懸架バネの軸線方向に摺動し、懸架バネの上端位置を昇降させて懸架バネのバネ力を調整する。

このとき、上記のプランジャは、車体側チューブの上端部側の軸芯部に配在のシリンダ内に摺動可能に収装され、シリンダから突出する下端が筒状のスペーサの上端を係止させ、このスペーサの下端が懸架バネの上端に担持される。

それゆえ、この特許文献１に開示のフロントフォークにあっては、たとえば、車体に設けた油圧給排源の駆動で上記のプランジャを摺動させ、懸架バネの上端位置を昇降させて懸架バネのバネ力を調整する、すなわち、二輪車における車高を高低調整し得ることになる。
特開平４‐８９３４号公報（明細書第３頁中左欄の上段の記載，同第４頁中左欄の下段の記載，第１図，第４図参照）

しかしながら、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、フォーク本体内に収装の懸架バネにおけるバネ力の強弱を調整して二輪車における車高を高低調整し得る点で、基本的に問題がある訳ではないが、利用の実際を勘案すると、些か不具合があると指摘される可能性がある。

すなわち、上記のフロントフォークにあっては、フォーク本体内に懸架バネの作動に呼応する減衰作用をするダンパを収装してなると解されるが、図面に開示されているところからすると、ダンパを構成するロッド体が上記のプランジャに連結されてなると解し得る。

しかし、凡そフォーク本体内にダンパが収装されるときには、フォーク本体の伸縮に同期してダンパが伸縮するように構成され、そのためには、ダンパを構成するシリンダ体およびこのシリンダ体に出没可能に挿通されるロッド体がフォーク本体に言わば固定的に連結されるのが好ましい。

そうだとすると、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、ロッド体がシリンダに摺動可能に収装されるプランジャに連結されて、フォーク本体に直接連結されていない。

その結果、上記のフロントフォークにおいては、ダンパにおける伸縮方向たる軸線方向とフォーク本体における伸縮方向たる軸線方向が一致しなくなり、したがって、伸縮するフォー本体に対するダンパの円滑な伸縮作動を保障し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、フォーク本体内に収装のダンパにおける伸縮作動を保障しながら懸架バネにおけるバネ力の調整を可能にして、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、本発明の手段は、車体側チューブとこの車体側チューブ内に挿通した車輪側チューブとからなるフォーク本体内にダンパと、懸架バネと、ジャッキ機構とを収装し、上記懸架バネの上端位置を上記ジャッキ機構の駆動で昇降させて当該懸架バネのバネ力を調整するフロントフォークにおいて、上記ダンパがシリンダ体と、このシリンダ体内に挿入したロッド体とを有し、上記ジャッキ機構が上記車体側チューブの上端開口を閉塞するキャップ部材と、このキャップ部材の下端側部に摺動可能に連繋されて上記下端側部との間に膨縮する圧力室を画成するピストン部材とを有し、上記ピストン部材が上記キャップ部材の下端側部の外周に摺接する上方筒部を有すると共にこの上方筒部の外径を上記車輪側チューブの内径より小さく設定し、さらに上記ロッド体の上端部を上記キャップ部材の下端部側ら下方に向けて突出する下端軸部に螺着させ、上記圧力室に対する圧油の給排でこの圧力室を膨縮させて上記ピストン部材を上記キャップ部材に対して昇降させて上記懸架バネにおける上端位置を昇降させてなることを特徴とするものである。

それゆえ、この発明にあっては、フォーク本体内に収装のジャッキ機構において、懸架バネの上端位置を昇降させるピストン部材が車体側チューブの上端開口を閉塞するキャップ部材における下端側部に摺接しながらキャップ部材との間に圧力室を画成するから、この圧力室に対する圧油の給排でピストン部材を昇降させて、懸架バネの上端位置を昇降させることが可能になる。

そして、この発明にあって、ピストン部材がキャップ部材の下端側部の外周に摺接する上方筒部を有すると共にこの上方筒部の外径を車輪側チューブの内径より小さく設定し、さらにフォーク本体内に収装したダンパがシリンダ体と、シリンダ体内に挿入したロッド体を有し、このロッド体の上端部をキャップ部材の下端部側ら下方に向けて突出する下端軸部に螺着させているから、ジャッキ機構におけるピストン部材の昇降が保障されると共に、ダンパにおけるロッド体をフォーク本体に一体的に連結することが可能になる。特に、ダンパにおける伸縮方向たる軸線方向とフォーク本体における伸縮方向たる軸線方向が一致し、それゆえ、伸縮するフォー本体に対するダンパの円滑な伸縮作動を保障し得ることになる。

その結果、フォーク本体内に収装の懸架バネの上端位置を昇降させるジャッキ機構を有するフロントフォークにあって、フォーク本体内に収装のダンパにおける伸縮作動を保障しながら懸架バネにおけるバネ力の調整を可能にして、その汎用性の向上を期待するのに最適となる。

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は、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として機能する。

そして、このフロントフォークにあっては、図１に示すように、車体側チューブ１と車輪側チューブ２とからなるフォーク本体内に収装の懸架バネＳにおける上端位置をこのフォーク本体内に収装のジャッキ機構の駆動で昇降させて、懸架バネＳにおけるバネ力の調整を可能にしてなる。

なお、図示するところでは、フォーク本体が車体側チューブ１をアウターチューブにすると共に車輪側チューブ２をインナーチューブにする倒立型に設定されてなるが、この発明の具現化にあっては、図示しないが、上記と逆に、フォーク本体が車体側チューブ１をインナーチューブにすると共に車輪側チューブ２をアウターチューブにする正立型に設定されても良い。

図１に示すフロントフォークについて少し説明すると、このフロントフォークは、車体側チューブ１と車輪側チューブ２とからなるフォーク本体内に懸架バネＳと、ジャッキ機構と、ダンパとを収装してなる。

そして、このフロントフォークにあって、懸架バネＳは、下端が後述するダンパにおけるシリンダ体３側に担持され、上端が筒状に形成のスペーサＳ１を介してであるが、ダンパにおけるロッド体４ではなく、同じく後述するジャッキ機構に係止されて、車体側チューブ１内から車輪側チューブ２を突出させる方向に、すなわち、フォーク本体を伸長方向に附勢している。

具体的には、懸架バネＳの下端がシリンダ体３の上端に連設されるオイルロックケース５の上端に担持され、懸架バネＳの上端を係止させるスペーサＳ１の上端がシリンダ体３の上端開口を閉塞するキャップ部材１１と共にジャッキ機構を構成するピストン部材１２の下端に係止されている。

なお、上記のオイルロックケース５には、ダンパにおけるロッド体４に保持されたオイルロックピース４１が対向すると共に、このオイルロックピース４１がフォーク本体の最収縮作動時にオイルロックケース５内に嵌入して、クッション効果を発揮すると共にオイルロック現象を発現させる。

そして、ダンパは、車輪側チューブ２内に立設される下端側部材たるシリンダ体３と、車体側チューブ１内に垂設されて上端側部材とされると共に図中で下端部となる先端部がシリンダ体５内に出没可能に挿通されるロッド体４とを有してなる。

シリンダ体３の下端部は、図示しないが、車輪側チューブ２の下端開口を閉塞するボトム部材２１に結合され、ロッド体４の上端部は、車体側チューブ１の上端開口を閉塞するキャップ部材１１にロックナット４２の配在下に螺着されており、したがって、このダンパにあっては、フォーク本体に一体的に連結されてフォーク本体の伸縮作動に同期して伸縮作動する。

それゆえ、この発明によるフロントフォークにあっては、ダンパにおける伸縮方向たる軸線方向とフォーク本体における伸縮方向たる軸線方向が一致することになり、したがって、伸縮するフォーク本体に対するダンパの円滑な伸縮作動を保障し易くなる。

また、このダンパにあっては、ロッド体４の先端部に保持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部Ｐを有してなり、このピストン部Ｐは、図２に示すように、ロッド体４における先端部を構成する先端部材４３に保持されながらシリンダ体３内に摺動可能に収装されてこのシリンダ体３内に上方室Ｒ１と下方室Ｒ２を画成するピストン体６を有してなる。

そして、このピストン部Ｐにあって、ピストン体６は、伸側ポート６ａと圧側ポート６ｂとを有すると共に、各側のポート６ａ，６ｂの下流側端を開放可能に閉塞する伸側減衰バルブ６ｃと圧側減衰バルブ６ｄとを有してなる。

ちなみに、各側の減衰バルブ６ｃ，６ｄは、環状リーフバルブからなり、内周端固定で外周端自由の態様に配設され、外周端が撓むことでそこに出現する隙間を作動油が通過し得るとして、所定の減衰作用を具現化する。

一方、上記のダンパにあっては、図示しないが、シリンダ体３の下端部内にベースバルブ部を有すると共に、シリンダ体３の外側をリザーバ室Ｒ（図１参照）にしており、このリザーバ室Ｒにシリンダ体３内の下方室Ｒ２がベースバルブ部を介して連通可能とされている。

このとき、ベースバルブ部は、同じく図示しないが、シリンダ体３内の下方室Ｒ２の作動油がリザーバ室Ｒに向けて流出するのを許容する圧側減衰バルブを有すると共に、この圧側減衰バルブに並列してリザーバ室Ｒからの作動油のシリンダ体３内の下方室Ｒ２への流入を許容するチェック弁を有してなる。

それゆえ、上記のダンパにあっては、フォーク本体の収縮作動に同期してシリンダ体３内でピストン部Ｐが下降する収縮作動時に、シリンダ体３内の下方室Ｒ２の作動油がピストン部Ｐの圧側減衰バルブ６ｄを介して上方室Ｒ１に流入すると共に、下方室Ｒ２で余剰となるロッド侵入体積分に相当する量の作動油がベースバルブ部における圧側減衰バルブを介してリザーバ室Ｒに流出し、所定の圧側減衰作用を具現化する。

そして、上記のダンパにあっては、フォーク本体の伸長作動に同期してシリンダ体３内でピストン部Ｐが上昇する伸長作動時に、シリンダ体３内の上方室Ｒ１の作動油がピストン部Ｐの伸側減衰バルブ６ｃを介して下方室Ｒ２に流出すると共に、下方室Ｒ２で不足するロッド退出体積分に相当する量の作動油がベースバルブ部におけるチェック弁を介してリザーバ室Ｒから補充され、所定の伸側減衰作用を具現化する。

ちなみに、前記したロッド体４が、図中に仮想線図で示すように、軸芯部に透孔４ａを有するパイプ体で形成される場合には、このロッド体４における重量を軽減できると共に、断面係数を大きくでき、曲げ強度大きくできる点で有利となる。

また、前記した先端部材４３にあっても、図中に仮想線図で示すように、透孔からなる通路４３ａを有する場合には、このピストン部Ｐにおいて、この通路４３ａをバイパス路にして、上記の上方室Ｒ１と下方室Ｒ２との連通を許容すると共に、このバイパス路中にこのバイパス路における作動油の通過流量の多少を制御するコントロールバルブを配置して、上記の各側の減衰バルブ６ｃ，６ｄによる減衰作用の高低制御を可能にし得ることになる。

そして、このとき、上記したように、ロッド体４が軸芯部の透孔４ａを有してなる場合には、この透孔４ａにコントロールバルブに連結されるコントロールロッドを収装し得ることになり、このコントロールロッドを車体側チューブ１の上端開口を閉塞するキャップ部材１１などに収装したアクチュエータで駆動することが可能になる。

ところで、この発明にあっては、前記したように、フォーク本体内に収装の懸架バネＳにおけるバネ力をジャッキ機構で調整し得るとしているが、以下には、このジャッキ機構について少し説明する。

先ず、ジャッキ機構は、図３に示すように、車体側チューブ１の上端開口を閉塞するキャップ部材１１における下端側部１１ａと、このキャップ部材１１における下端側部１１ａに摺動可能に連繋されてこの下端側部１１ａとの間に膨縮する圧力室Ｒ３を画成するピストン部材１２とを有してなる。

そして、このジャッキ機構にあっては、フォーク本体外に配設の圧油給排源（図中に符号Ｐ１でのみ示す）からの圧力室Ｒ３に対する圧油の給排でこの圧力室Ｒ３を膨縮させてピストン部材１２をキャップ部材１１に対して昇降させ、懸架バネＳにおける上端位置を昇降させる。

そのため、キャップ部材１１は、軸芯部に透孔１１ｂを有し、この透孔１１ｂが圧力室Ｒ３に連通すると共にフォーク本体外に配設の油圧給排源Ｐ１に連通してなる。

一方、このキャップ部材１１にあっては、上記の下端側部１１ａから下方に向けて突出する下端軸部１１ｃを有してなり、図示するところでは、この下端軸部１１ｃの軸芯部に前記したロッド体４の上端部をロックナット４２の配在下に螺着させている。

このことからも、前記したように、ダンパにあって、ロッド体４の上端部が車体側チューブ１の上端開口を閉塞するキャップ部材１１に螺着され、したがって、シリンダ体３が車輪側チューブ２に結合されることと併せて、フォーク本体に一体的に連結され、ダンパにおける伸縮方向たる軸線方向とフォーク本体における伸縮方向たる軸線方向が一致し、それゆえ、伸縮するフォー本体に対するダンパの円滑な伸縮作動を保障し得ることになる。

ちなみに、上記のキャップ部材１１における言わば本体部の外周にはシール１１ｄが介装されていて車体側チューブ１との間における液密性を保障している。

ところで、キャップ部材１１における下端側部１１ａとの間に圧力室Ｒ３を画成するピストン部材１２は、キャップ部材１１における下端側部１１ａの外周に摺接する上方筒部１２ａを有すると共に、上方筒部１２ａを上端に連設させる下方部１２ｂを有してなる。

そして、このピストン部材１２にあって、下方部１２ｂは、キャップ部材１１における下端側部１１ａから下方に向けて突出して、ロッド体４の上端部を軸芯部に螺着させる前記の下端軸部１１ｃの外周に摺接し、この状態で、その下端にバネシートＳ２を介して前記した筒状に形成のスペーサＳ１の上端を係止させている。

ちなみに、上記のキャップ部材１１における下端側部１１ａの外周にはシール１１ｅが介装されていて、ピストン部材１２における上方筒部１２ａとの間における液密性を保障し、ピストン部材１２における下方部１２ｂの内周にはシール１２ｃが介装されていて、上記のキャップ部材１１における下端軸部１１ｃとの間における液密性を保障している。

それゆえ、以上のように形成されたジャッキ機構にあっては、ピストン部材１２における外径がインナーチューブからなる車輪側チューブ２の内径より小さく設定されてなるとして、フォーク本体が最収縮するときに、車体側チューブ１内に侵入してくる車輪側チューブ２に干渉しないようにし得るから、ジャッキ機構の駆動が妨げられることを危惧しなくて済む。

そして、このジャッキ機構にあっては、ピストン部材１２の上方筒部１２ａにおける外径を車輪側チューブ２の内径より小さくする一方で、車体側チューブ１の上端開口を閉塞するキャップ部材１１における下端側部１１ａの外周に摺接されるから、このキャップ部材１１と上記のピストン部材１２との間に画成される圧力室Ｒ３を、たとえば、前記した特許文献１に開示の提案の場合に比較して、たとえば、車輪側チューブ２の内径を同一にするとき、圧力室Ｒ３における受圧面積を大きくでき、供給油圧に対する作動効率を良くすることが可能になる。

また、このジャッキ機構にあっては、前記した特許文献１に開示の提案に比較して、車体側チューブ１の上端開口を閉塞するキャップ部材１１と、これに連繋するピストン部材１２とで構成されるから、部品点数を少なくすると共に、既存のキャップ部材１１に対する僅かな改変で足りるから、いたずらなコスト高を招来しない利点がある。

前記したところでは、ジャッキ機構における圧力室Ｒ３がフォーク本体の外に配設した圧油給排源に接続されてなるとしたが、この発明によるジャッキ機構が機能するところからすれば、上記した圧力室Ｒ３に対して給排されるのが油でなく、代替品たる水が利用されるとしても良く、また、流体との観点からすれば、気体が利用されるとしても良い。

そして、水が利用される場合には、素材として入手し易くなり、気体が利用される場合には、圧力室Ｒ３におけるエアバネ効果を期待できることになる利点がある。

そして、前記したところでは、この発明を具現化する油圧緩衝器が二輪車の前輪側に架装されて二輪車の前輪を懸架するフロントフォークとされる場合を例にしたが、この発明が意図するところからすると、上記に代えて、四輪車両における四輪各部に配設されて懸架装置とされるショックアブソーバに具現化されても良く、その場合に作用効果が異ならないこともちろんである。

この発明によるフロントフォークを一部破断して示す縦断面図である。図１のフロントフォークに内装されるダンパにおける減衰部たるピストン部を示す部分拡大縦断面図である。図１のフロントフォークにおける車体側チューブの上端部分を示す部分拡大縦断面図である。

符号の説明

１車体側チューブ
２車輪側チューブ
３シリンダ体
４ロッド体
１１キャップ部材
１１ａ下端側部
１１ｂ透孔
１１ｃ下端軸部
１２ピストン部材
１２ａ上方筒部
１２ｂ下方部
Ｐ１圧油給排源
Ｒ３圧力室
Ｓ懸架バネ
Ｓ１スペーサ

Claims

車体側チューブとこの車体側チューブ内に挿通した車輪側チューブとからなるフォーク本体内にダンパと、懸架バネと、ジャッキ機構とを収装し、上記懸架バネの上端位置を上記ジャッキ機構の駆動で昇降させて当該懸架バネのバネ力を調整するフロントフォークにおいて、上記ダンパがシリンダ体と、このシリンダ体内に挿入したロッド体とを有し、上記ジャッキ機構が上記車体側チューブの上端開口を閉塞するキャップ部材と、このキャップ部材の下端側部に摺動可能に連繋されて上記下端側部との間に膨縮する圧力室を画成するピストン部材とを有し、上記ピストン部材が上記キャップ部材の下端側部の外周に摺接する上方筒部を有すると共にこの上方筒部の外径を上記車輪側チューブの内径より小さく設定し、さらに上記ロッド体の上端部を上記キャップ部材の下端部側ら下方に向けて突出する下端軸部に螺着させ、上記圧力室に対する圧油の給排でこの圧力室を膨縮させて上記ピストン部材を上記キャップ部材に対して昇降させて上記懸架バネにおける上端位置を昇降させてなることを特徴とするフロントフォーク。
上記のキャップ部材が軸芯部に透孔を有し、この透孔が上記の圧力室に連通すると共に上記のフォーク本体外に配設の油圧給排源に連通されてなる請求項１に記載のフロントフォーク。
上記懸架バネが下端を車輪側チューブ側に担持させながら上端に筒状に形成のスペーサにおける下端を当接させ、このスペーサにおける上端が上記ピストン部材における上方筒部を連設させる下方部の下端に係止されてなる請求項１又は２に記載のフロントフォーク。