JP6377931B2 - Front fork - Google Patents
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Description
本発明は、フロントフォークに関し、特に、優れた反力特性を有するフロントフォークに関する。 The present invention relates to a front fork, and more particularly to a front fork having excellent reaction force characteristics.
従来、二輪車の緩衝装置には、特許文献1で開示される空気ばね式のものが知られている。これは、ケーシングをピストンにより上下2つの緩衝室に区画するものである。これによれば、ピストンによる押圧力が緩衝室側にかかり、緩衝室側の空気を圧縮し、このとき緩衝室側の空気が負圧状態となるので、結果として緩衝力を得るものである。
しかし、緩衝室側の空気が圧縮されたときに、緩衝室側に大きな内圧が繰り返し発生し、ピストン外周に通常設けられるエアパッキン等の封止部材にこの内圧が繰り返しかかるので、この封止部材に耐久性劣化を招く可能性を有し、緩衝性能劣化の要因となる可能性を有していた。また、圧側行程で単にピストンにより一方の緩衝室側の空気を押圧することにより反力を得る構成の為、反力特性が一義的となり、圧側行程におけるストローク奥での反力特性を得るのが容易ではないという欠点を有していた。さらに、制動時にストロークが長くなると反力による減衰力不足が生じる虞も有している。
Conventionally, an air spring type device disclosed in
However, when the air on the buffer chamber side is compressed, a large internal pressure is repeatedly generated on the buffer chamber side, and this internal pressure is repeatedly applied to a sealing member such as an air packing normally provided on the outer periphery of the piston. In addition, there is a possibility of causing deterioration of durability, which may cause deterioration of buffer performance. In addition, since the reaction force is obtained by simply pressing the air on the one buffer chamber side by the piston in the compression side stroke, the reaction force characteristic becomes unambiguous, and the reaction force characteristic at the back of the stroke in the compression side stroke is obtained. It had the disadvantage that it was not easy. Furthermore, if the stroke becomes longer at the time of braking, there is a possibility that the damping force is insufficient due to the reaction force.
本発明は、こうした問題を鑑みてなされたものであり、緩衝室に過度な圧力がかからないようにして緩衝性能の劣化を抑制し、加えて圧側行程での反力特性を調整可能なことを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and it is an object of the present invention to suppress the deterioration of the buffer performance so that excessive pressure is not applied to the buffer chamber and to adjust the reaction force characteristics in the compression side stroke. And
上記課題を解決するための本発明に係るフロントフォークの構成として、ホルダ部材と、このホルダ部材より突出するとともに緩衝室を形成する長手状の内シリンダと、ロッドに取り付けられ、かつ上記内シリンダ内に収容されるピストンと、上記内シリンダの外周とで間隙を形成するように上記ホルダ部材より突出する外シリンダと、上記外シリンダ及び上記ロッドと気密状態を維持するように、上記内シリンダ及び上記外シリンダの上端に設けられたロッドガイドと、上記外シリンダの外周とで一定間隔のスペースよりなる外緩衝室を形成するようにホルダ部材より突出するとともに、上記内シリンダ及び外シリンダよりも長さの長い最外シリンダと、上記最外シリンダの外周を被うとともに車体側より上記ホルダ部材方向に突出し、かつ上記最外シリンダの外周に摺動する摺動筒と、上記摺動筒の一端開口を封止するとともに上記ロッドの一端を保持する車体側のキャップ部材と、上記キャップ部材より突出し、かつ上記最外シリンダの内周と外シリンダの外周との間に位置する保持筒と、上記保持筒の先端側で保持されたリング状のリングピストン部材とを備え、上記外緩衝室内の底部側にリングピストン部材のリング体で圧縮される所定長の金属スプリングを収容し、上記緩衝室、上記間隙、及び、上記外緩衝室に、少なくとも空気が充填され、上記リング体は、半径方向の厚さが薄い薄肉部と上記厚さが厚い厚肉部とを有し、上記厚肉部内に、上側の上部空間と下側の下部空間との間の空気の流れを一定量に絞る絞り部材と、空気を上記下部空間から上記上部空間の方向に流れにくくするとともに反対方向に流れ易くするチェックバルブ部材と、を設けた構成としたので、フロントフォーク本体が圧側行程でストローク奥に達した時に、上記リング体に反力を与えることができ、ストローク奥での緩衝性能が硬化する虞を防止でき、しかも、リング体によりピストンに作用する反力を分配できて、ピストンパッキン等の劣化を抑えることができる。さらに、ストロークに対応した反力特性を得ることができるので、制動時の安定性を確保できる。
また、上記リング体には、空気を下部空間から上部空間方向に流れにくくするとともに反対方向に流れ易くするチェックバルブ部材を設けたので、伸側行程においてリング体等に作用した反力を迅速に解除できるため、伸長動作への応答性を向上できる。
As configuration of the front fork according to the present invention for solving the above problems, and the holder member, the elongate inner cylinder for forming a buffer chamber with protruding from the holder member, attached to Rod, and in the An outer cylinder protruding from the holder member so as to form a gap between a piston housed in the cylinder and an outer periphery of the inner cylinder; and the inner cylinder so as to maintain an airtight state with the outer cylinder and the rod. And the rod guide provided at the upper end of the outer cylinder and the outer periphery of the outer cylinder protrude from the holder member so as to form an outer buffer chamber consisting of a space of a constant interval, and more than the inner cylinder and the outer cylinder. The outermost cylinder having a long length and the outer circumference of the outermost cylinder are covered and protruded from the vehicle body side toward the holder member. A sliding cylinder that slides on the outer periphery of the outermost cylinder; a cap member on the vehicle body that seals one end opening of the sliding cylinder and that holds one end of the rod; and projects from the cap member, and a holding cylinder which is located between the outer circumference of the inner and outer cylinders of the outer cylinder, and a ring-shaped annular piston member held at the tip end of the holding tube, the ring on the bottom side of the upper Kigai buffer chamber A metal spring of a predetermined length that is compressed by the ring body of the piston member is accommodated, and the buffer chamber, the gap, and the outer buffer chamber are filled with at least air, and the ring body has a radial thickness. A throttle member that has a thin thin part and a thick part with a large thickness, and that restricts the flow of air between the upper space on the upper side and the lower space on the lower side within the thick part, and air From the lower space to the upper space Since the check valve member to facilitate the flow, a configuration in which a in the opposite direction as well as difficult to flow in, when the front fork body has reached the stroke back in the compression stroke, can give a reaction force to the ring body, It is possible to prevent the cushioning performance at the back of the stroke from being cured, and to distribute the reaction force acting on the piston by the ring body, thereby suppressing deterioration of the piston packing and the like. Furthermore, since the reaction force characteristic corresponding to the stroke can be obtained, stability during braking can be ensured.
In addition, since the ring body is provided with a check valve member that makes it difficult for air to flow from the lower space to the upper space direction and easily flows in the opposite direction, the reaction force acting on the ring body or the like during the extension side stroke can be quickly generated. Since it can be canceled, the responsiveness to the extension operation can be improved.
また、本発明に係るフロントフォークの他の構成として、上記金属スプリングは、圧側行程でのストローク奥においてリング体に圧縮力を与える長さに設定されているので、圧側行程でのストローク奥において確実に反力を与えることができる。 Further, as another configuration of the front fork according to the present invention, the metal spring is set to a length that gives a compression force to the ring body at the back of the stroke in the compression side stroke. Can give a reaction force.
また、本発明に係るフロントフォークの他の構成として、上記リング体は、外緩衝室を、上記上部空間と上記下部空間とに区画する構成としたので、適度な大きさの反力を得ることができる。 As another configuration of the front fork according to the present invention, the ring body, an outer buffer chamber, since a configuration in which divided into a said upper space and said lower space, to obtain a reaction force of appropriate size Can do.
また、本発明に係るフロントフォークの他の構成として、上記緩衝室又は外緩衝室内のいずれか一方又は両方に液体を注入可能とすることで、緩衝室又は外緩衝室の空気収容空間の大きさの変更が可能となるため、空気ばね室として機能する緩衝室又は外緩衝室による空気ばね力の調整が可能となる。 Further, as another configuration of the front fork according to the present invention, by allowing liquid to be injected into one or both of the buffer chamber and the outer buffer chamber, the size of the air accommodating space of the buffer chamber or the outer buffer chamber can be increased. Therefore, the air spring force can be adjusted by the buffer chamber functioning as the air spring chamber or the outer buffer chamber.
図1は、本発明に係るフロントフォークの一実施形態を示す断面図である。同図において1は車軸側(車輪側)に取付けられるホルダ部材であり、このホルダ部材1は、車軸取付孔1aに貫通される車軸を締め付ける締付けボルト1bを下部側に有し、ホルダ部材1の側部側に、所定容量の円柱状の空気室1c及びこの空気室1cを封止する栓部1dを有する。栓部1dには、空気室1cへの空気の出し入れを可能にするバルブ1kを備える。バルブ1kを介して出入りする空気は、栓部1dに取り付けられたチューブ保持部1fに接続されたチューブ1jを介して空気室1cとともに後述するフロントフォーク本体Sの内部への空気の出し入れを可能に構成される。
また、側部側にはブレーキキャリパ取付部1i及び車速センサ取付部1t、27は、ホルダ部材1の側部において突出するように上下一対に形成され、車輪外周の一部を被い保護するフェンダーを固定するためのフェンダー取付部などを備える。なお、1yは割部である。
このホルダ部材1と車体との間に、伸縮自在な長手状の緩衝装置としてのフロントフォーク本体Sが保持される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a front fork according to the present invention. In the figure,
Further, on the side portion, the brake
Between the
上記フロントフォーク本体Sの内部中央には、細筒体よりなるロッド2が位置される。このロッド2の先端側は、後述のシリンダ4の開口より挿通される。このロッド2の先端にはピストン3が固定される。シリンダ4は、下部がホルダ部材1に封止状態で固定され、先端側が上方向に突出するものでピストン3を収容する空間を形成する。上記ピストン3は、シリンダ4の内周を上下に摺動するように上部に設けられたロッド2で操作される。
In the center of the front fork body S, a
上記ピストン3は、下部にホルダ部材1方向(車軸方向)に開口する穴3aを有し、外周には上下に隣接して設けられたリング溝3b,3cを有し、このリング溝3b,3cにリングシール3dが嵌着される。これによりピストン3の外周はシリンダ4の内周との間で気密性を保持しつつ上下方向に摺動する。
The
ピストン3の天部3eの上面には、外周が上側に向けて先細りとなるテーパー状の凸部3hが形成される。凸部3hの天部3e側には、当該凸部3hの直径方向に貫通して凸部3hの側部に開口する開口孔3fが十字状に設けられる。また、凸部3hには、上端から中途部にかけて上下方向に延長し、ロッド2の下端側にピストン3を取付けるためのロッド取付穴3kを備える。ロッド取付穴3kの内周は、上述のロッド2の下端側外周が螺入し、ピストン3を固定するためのねじ穴として形成される。ロッド取付穴3kの底部には、開口孔3fに連通する孔3gを備える。したがって、ピストン3が取付けられた状態においてロッド2の貫通孔2aは、孔3g、凸部3hの側部より開口する開口孔3fから後述のばね25外周のスペース2b及びシリンダ4の上端の孔4bを介してシリンダ4の外周4aと後述の外シリンダ7の内周7bとの間隙5に連通する。凸部3hの外周は、後述のばね25が着座するばね座3mとして機能する。
On the upper surface of the
上記シリンダ4の底部、すなわちホルダ部材1側は、リング状のシリンダ取付枠1gにより気密を有して固定される。また、空気室1cは、ホルダ部材1の一部を加工してシリンダ4と平行するように形成され、シリンダ取付枠1gよりも下側に形成された連通路1hを介してシリンダ4の内部と連通する。空気室1c及びピストン3よりも下側のシリンダ4内のホルダ部材1との間で囲まれた空間31により緩衝室Bが形成される。上述の連通路1hには、空間31内に作動油の注入出を可能にする油入出部20がホルダ部材1の外部に露出するように取り付けられる。
The bottom of the
油入出部20は、外筒20aと開閉栓20bより構成される。油入出部20としては、例えばワンタッチカプラが挙げられる。Fは、油入出部20を介してシリンダ4内に所定量注入された作動油である。作動油Fは、図1に示すように、シリンダ4の底面から液面Hまでの高さが、空気室1cの液面高さと同じ高さが維持される範囲に設定される。すなわち、作動油Fの液面Hまでの高さを高く設定すれば、空間31における空気Aの収容容積は小さくなる。すなわち、この油入出部20を介して緩衝室B内に非圧縮性の作動油を注入することで緩衝室Bの容積が調節可能となる。
The oil inlet /
また、空気室1cの栓部1dに一端が接続されたチューブ1jの他端は、空気室1c、連通路1hを経由してシリンダ4の内部の所定高さに位置するように挿入される。このチューブ1jは、緩衝室B内の容積を変化させるために油入出部20から緩衝室B内に注入された作動油が、緩衝室B内の空気圧の調整時に、排出されないようにするために設けられている。
なお、1mは、Oリングである。上記シリンダ4は、ホルダ部材1側からフロントフォーク本体Sの全長のほぼ中央付近まで先端側が延長する長さの寸法となっている。
The other end of the tube 1j, one end of which is connected to the
Note that 1 m is an O-ring. The
ホルダ部材1には、内周がシリンダ4の根元外周よりやや離れる傾斜面1oとなって上方に突出する保持筒1nが設けられ、この保持筒1nの内側に外シリンダ7の根元側外周が嵌着される。この外シリンダ7は、シリンダ4と同軸を保って、かつ内周7bがシリンダ4の外周4aとで間隙5を保持しつつ上方に延長する。つまり、シリンダ4は、外シリンダ7の内周側に位置する内シリンダである。
外シリンダ7の下端よりも下側のホルダ部材1の内周には、リング状に形成されたリング溝43の一部より孔1wがホルダ部材1の側部表面に延長する。孔1wには、ホルダ部材1の外部に露出するように例えばワンタッチカプラからなる油入出部21が取り付けられる。油入出部21は、上述の油入出部20と同様に、外筒21aと開閉栓21bとより構成される。これにより、油入出部21から孔1w及びリング溝43を介して間隙5、後述の内緩衝室Z内に作動油の注入出が可能となり、内緩衝室Z内に非圧縮性の作動油を注入することで内緩衝室Zの容積が調節可能となっている。
The
On the inner periphery of the
また、保持筒1nの外周には、外シリンダ7の外周7aとで一定間隙のスペース8を形成するように最外シリンダ9の根元側内周が嵌着される。上記スペース8は、本願の外緩衝室Mを形成する。なお、1qはOリング、1zはねじ部である。この場合、外シリンダ7はシリンダ4より上方が僅かだけ延長しているが、最外シリンダ9はシリンダ4及び外シリンダ7よりも相当程度長く設定されている。
Further, the inner circumference of the
11は、最外シリンダ9よりも大径の摺動筒であり、この摺動筒11は、最外シリンダ9の外周9aを囲むように車体側のキャップ部材12側からホルダ部材1方向に延長する。摺動筒11の内周には、最外シリンダ9との封止状態を維持しつつ摺動可能に互いを支持する軸受11a;11bが上部側及び下部側のそれぞれに設けられる。これによりホルダ部材1に取り付けられる車軸側チューブとしての最外シリンダ9、車体側に取り付けられる車体側チューブとしての摺動筒11とが互いに摺動自在に構成される。また、摺動筒11の先端側内周には、最外シリンダ9の外周9aとで気密を保持する封止部材10を有している。
11 is a sliding cylinder having a diameter larger than that of the
上記摺動筒11の上端開口が上記キャップ部材12で封止される。このキャップ部材12の上部側の筒状の基部12aの外周側には、摺動筒11の上部内周に螺合するねじ部12b及び封止部材としてのOリング12cを有する。この基部12aの下部側は小径に絞られて、この小径筒12dの内周にロッド保持体12eの上部外周が螺合される。このロッド保持体12eの内周にロッド2の上端外周がねじ部12yを介して螺着されて、ロッド2はホルダ部材1方向に延長している。また、小径筒12dの下端とロッド保持体12eのフランジ12xとの間には、ハット状の保持体12fが取り付けられ、この保持体12fの外周に保持筒13の上端側内周が螺着される。これにより、保持筒13は、ロッド2と同軸を保ってキャップ部材12側から突出し、ホルダ部材1方向に延長する。なお、保持筒13には、軽量化のための長孔13mが形成され、その下端は、ピストン3とほぼ同一位置まで延長するように寸法設定される。
The upper end opening of the sliding
また、キャップ部材12には、ロッド2の内周側空間(貫通孔2a)と連通し、後述の内緩衝室Zに空気を注入するためのバルブ12vと、後述の外緩衝室Mに空気を注入するためのバルブ12wが設けられて、内緩衝室Zの空気圧及び外緩衝室Mの空気圧が調整可能に構成される。
また、ホルダ部材1に設けられた保持筒13の先端側には外シリンダ7の外周7aと、最外シリンダ9の内周9bとの間には、リング状の座金1xが設けられる。
Further, the
Further, a ring-shaped
6は、ロッドガイドであり、筒状の上側基部6aの外周側より下方に突出する筒体6bを有する。このロッドガイド6は、筒体6bの外周が外シリンダ7の上端内周に螺着して外シリンダ7に取り付けられ、外周に設けられた封止部材により外シリンダ7との気密が保たれる。ロッドガイド6が外シリンダ7に取り付けられたときに、筒体6bの下端がシリンダ4の上端と当接してシリンダ4を上端側から支持をする。また、筒体6bの内周側には、ロッド2が貫通するリング状の仕切り片6cを内周中央に有するシール保持筒6dが装着される。このシール保持筒6dの内周側の仕切り片6cの上下のリング状溝にリング状のシール材6sがそれぞれ封止方向を逆向きにして嵌装される。これによりロッド2は、シール材6sにより気密を保った状態でロッドガイド6に対して上下方向に摺動自在になっている。このようにロッドガイド6が外シリンダ7及びロッド2と気密状態を維持するように取り付けられたことにより、外シリンダ7の内周とシリンダ4の外周とで形成される間隙5からなる空間と、ロッド2の貫通孔2aからなる空間と、ばね25が収容されるスペース2bからなる空間とにより1つの空気室を構成し、フロントフォーク本体Sの緩衝動作における内緩衝室Zとして形成される。
なお、シール保持筒6dの開口端面には、下方のシール材6sを保持するシール止め片6eが設けられる。このシール止め片6eの下面側には、ピストン3の凸部3hの外周に形成されたばね座3mと対をなすばね座6fが設けられる。
A
ばね座6fとばね座3mとの間には、2つのばね25;25が上下に設けられる。上側のばね25と、下側のばね25との間にはリング状の台部6mが設けられ、これにより上下のばね25の内周を保持して上下のばね25の型崩れを防止する。
上記ばね座6fには上側のばね25の上端が取り付けられ、ばね座3mには下側のばね25の下端が取り付けられる。これにより、ピストン3がキャップ部材12方向(上方向)に移動するのに伴いばね25は次第に圧縮されてピストン3を下方に押し戻す方向に力を付勢するリバウンドスプリングとして機能する。ロッド2の所定位置の外周にはストッパ2gが位置される。このストッパ2gは、固定具2nの外周にねじ止めされた止め具2mの下面に保持される。上記ストッパ2gは、ロッド2が下方に摺動する場合に、ピストン3が一定位置まで移動したときにロッドガイド6の上端に当接してピストン3及びロッド2及び保持筒13の下方への移動を規制する働きを有する。
Two springs 25; 25 are provided between the
The upper end of the
図2,図3において、保持筒13の下端側にリングピストン部材14が設けられる。上記リングピストン部材14は、上記外シリンダ7の外周7aと、最外シリンダ9の内周9bとの間のスペース8を上部空間16と、下部空間17とに区画するリング体15を備える。このリング体15には、上記上部空間16及び下部空間17の間の空気の流通を可能にするとともに、流通する空気の流量を一定に絞る絞り部材18が設けられている。なお、上記リング体15は、保持筒13の先端側内周のねじ部15xに、切欠き15yを有する薄肉の基部15cの外周が螺入されて取り付けられる。
2 and 3, a
このリング体15は、基部15cより下端側が上記保持筒13の下端より突出し、その外周15d側に最外シリンダ9の内周9bに摺接する外シール15eと、外シリンダ7の内周7b側に摺接する内シール15fとを備えている。これにより、保持筒13の上下動により、リング体15は、ピストン3と同じ位置関係を保って最外シリンダ9と外シリンダ7との間を上下に摺動する。
リング体15の半径方向の厚肉部分15aの外シール15eよりも保持筒13側には、厚肉部分15aを貫通する孔15pが設けられている。
The
A
上記絞り部材18は、図3に示すようにリング体15の半径方向の厚肉部分15aに形成され、かつ下部空間17から上部空間16方向に(フロントフォーク本体Sの中心軸に沿って)延長する取付孔15bと、この取付孔15bの内周のねじ部15gに螺入された筒体18aを備える。この筒体18aの内孔18bは、空気の流量に一定の絞りを付与する程度の内径を有する絞り孔として機能する。この場合、リング体15に絞り部材18を1個設けているが、複数の取付孔15bをリング体15に設けてそれぞれに筒体18aを取り付け、複数の絞り部材18をリング体15に設けるようにして良い。
As shown in FIG. 3, the
また、上記リング体15には、上記下部空間17からの上部空間16への空気の流れを制御するチェックバルブ部材19を設けている。すなわち、リング体15の厚肉部分15aに、取付孔15bと同様な取付孔15t(図示では3個)を設けて、これら取付孔15tのそれぞれにチェックバルブ部材19を挿入し、装着している。この場合、上記チェックバルブ部材19は、取付孔15tに螺入される保持筒体19a、ボール(弁)19b、制御筒19c、制御ばね19d、ばね押さえ19e等よりなる。
The
伸側行程において、上部空間16側から下部空間17方向に向かう空気K(図2中破線矢印で示す)によりボール19bが制御ばね19dに抗して押圧されてボール19bは開弁状態となり、空気Kの下部空間17方向への流れを許容する。
一方、圧側行程において、下部空間17側から上部空間16方向への空気Kの流れ(空気圧)に対しては、ボール19bは、制御ばね19dの押圧力で閉弁状態を維持するので、空気Kは、リングピストン部材14における筒体18aの内孔18bのみを通過し、一定の絞りが与えられて上部空間16方向に流れる。
このように、圧側行程では、下部空間17側の空気が僅かな空気の漏れ状態で圧縮されるので、リング体15に対して十分な反力を与え得る。
In the extension stroke, the
On the other hand, in the pressure side stroke, the
Thus, in the compression side stroke, the air on the
上述の取付孔15b,15tが開口するリング体15の厚肉部分15aの端面15kには、下部空間17内に収容されたスプリング60が当接する凸部15zが形成される。凸部15zは、端面15kにおいて、隣接する取付孔15b;15t間を端面15kからそれぞれ同一の高さで円弧状に突出するように形成される。これによりスプリング60の端面がリング体15の端面15kに直接当接しなくなるため、よりスプリング60の端面による取付孔15b;15tの閉塞が防止され、取付孔15b;15tに収容された絞り部材18やチェックバルブ部材19による空気の流れの制御を確保することができる。
On the
以上の構成において、フロントフォーク本体S内には、ロッド2の貫通孔2aの内周で形成される空間、スペース2b及び間隙5により内緩衝室Zが形成され、ピストン3を収容するシリンダ4内部の空間31及び空気室1cにより緩衝室Bが形成され、外シリンダ7と最外シリンダ9との間のリング状のスペース8及び摺動筒11と外シリンダ7との間の空間により外緩衝室Mが形成される。内緩衝室Z、緩衝室B及び外緩衝室Mは、例えばそれぞれ正圧に設定される。
In the above configuration, an inner buffer chamber Z is formed in the front fork main body S by the space formed by the inner periphery of the through
60は、外緩衝室Mのスペース8の下部空間17内の底部に収納された所定長さのスプリングであり、外シリンダ7の外周を巻回する如く設けられたコイルばね材より形成されるもので、スプリング60の下端は、ホルダ部材1の上端のリング状の座金1xに着座する。
本例では、リング体15の下端とスプリング60の上端側との間には距離Lのスペースが設定されており、これにより圧側行程でピストン3およびリング体15が下降し、下降時のストローク長が相当程度に長くなった時、すなわちストローク奥に達した時に距離Lが0となって、スプリング60の反力がリング体15に作用し始める。ここから、スプリングの圧縮による反力が作用する。よって、ストローク長、ストローク速度に依存した減衰力が得られ、制動時の安定性も確保できる。
In this example, a space of a distance L is set between the lower end of the
このような構成におけるフロントフォーク本体Sの圧側行程及び伸側行程の動作は次のとおりである。
[圧側行程]
まず、車体,車軸間に取り付けられるフロントフォーク本体Sに縮む方向の力が作用し相対的に、キャップ部材12側から下方向(ホルダ部材1方向)の押圧力が作用する場合を考える。
この場合、車体側のキャップ部材12の下方向の移動によりロッド2、ピストン3が下方向(車軸方向)に移動し、同時に摺動筒11、保持筒13も下方向に移動する。これによりピストン3で緩衝室B内の所定量の空気Aが圧縮されることにより、ピストン3等の動きに反力が作用して制動が与えられる。なお、空気Aによる反力の大きさは、バルブ1kを介して調整された緩衝室Bの空気圧により調整可能となっている。また、作動油Fの上面までの高さIを調整することで、外緩衝室Mや内緩衝室Zとの圧縮比が調整可能となっている。
また、ピストン3の下降によりピストン3の上部側のスペース2b圧力は小さくなり、内緩衝室Zの空気が減圧されるため、ピストン3の下降を促す反力となる。
The operation of the compression side stroke and the extension side stroke of the front fork main body S in such a configuration is as follows.
[Pressure side stroke]
First, consider a case in which a force in the contracting direction is applied to the front fork main body S attached between the vehicle body and the axle, and a downward pressing force (in the direction of the holder member 1) is applied from the
In this case, the downward movement of the
In addition, the pressure of the
また、ピストン3の移動にともなって保持筒13もロッド2、ピストン3等と同方向に移動し、リングピストン部材14のリング体15によって、外緩衝室Mの下部空間17内の空気が圧縮されるため、リング体15にも下部空間17内の空気による反力が作用するので、リングピストン部材14の動きに制限が加えられる。このとき、リング体15を挟んだ下部空間17側から上部空間16方向への空気の圧力差により、チェックバルブ部材19のボール19bが取付孔15tを塞ぐので、閉弁状態が維持され、リングピストン部材14のリング体15の内孔18bのみを介して下部空間17側から上部空間16方向に一部の空気が漏れるように移動する。この上部空間16方向へ移動する一部の空気は、リングピストン部材14の内孔18bにあらかじめ設定された内径寸法にもとづき一定の絞り、すなわちオリフィスにより、ロッド2には一定に制限された制動力(減衰力)が与えられる。
As the
本実施形態では、リング体15がピストン3に連動して下降し、距離Lだけ下降した時点、すなわち圧側行程でのストローク奥に達すると、スプリング60がリング体15で圧縮され始めるので、ストローク奥での圧縮力による反力によりキャップ部材12側の下降にさらに制限を加えることができ、ストローク奥でも緩衝性能を得ることができる。
In the present embodiment, when the
このように、リングピストン部材14のリング体15による下部空間17内の空気の圧縮により筒体18aの内孔18bで所定量に設定された一部の漏れ空気の絞り量に基づき調整された反力が与えられることにより、圧側行程では所望の減衰性能、緩衝性能が与えられる。
As described above, the air pressure in the
よって、上述したようにロッド2等の下方向への動きに反力を与えて圧側行程での緩衝性能を減少させることがなく一定に保つことができ、所期の性能が得られる。特に、緩衝室Bでの緩衝性能を外緩衝室Mにも分担できるので、ピストン3の外周の封止部材にかかる力を軽減でき、耐久性を向上できる。
Therefore, as described above, a reaction force can be applied to the downward movement of the
[伸側行程]
フロントフォーク本体Sに伸び方向の力が作用し、相対的にホルダ部材1に対し、キャップ部材12側が上方向に移動する場合を考える。
この場合、ピストン3及びリングピストン部材14のリング体15には上方向の力が作用し、ロッド2及びピストン3は、上方に移動すると同時に保持筒13の移動に伴ってリングピストン部材14のリング体15も上方に移動する。
このリング体15の上方への移動により、外緩衝室Mの上部空間16の空気圧がリング体15により圧縮されて、上部空間16の空気圧が下部空間17の空気圧よりも高くなるため、上部空間16の空気圧と下部空間17の空気圧との圧力差により、リング体15に設けられたチェックバルブ部材19のボール19bを上部空間16側の空気圧で押圧して開弁させる。これにより上部空間16内の空気は、このチェックバルブ部材19及びリングピストン部材14を介して下部空間17側に流れて、上部空間16内の空気圧が低下するので、リング体15が上方向への移動に作用する反力が小さくなる。
[Stretching process]
Consider a case where a force in the extending direction acts on the front fork body S and the
In this case, an upward force acts on the
By the upward movement of the
すなわち、フロントフォーク本体Sの伸側行程では、ロッド2、ピストン3、リング体15が上昇方向に移動することにより下部空間17側の圧力が上部空間16側より低くなるので、チェックバルブ部材19が開弁し、上部空間16側に下部空間17側から漏れた作動油Fあるいは空気は絞り部材18及びチェックバルブ部材19を介して上部空間16側に大量に移行するので、スプリング60による復元力でフロントフォーク本体Sは伸長方向に迅速に復旧することになり、応答性に優れたフロントフォークが得られる。
That is, in the extension side stroke of the front fork main body S, the pressure on the
また、上部空間16の圧力を低下させることにより、外緩衝室Mの上部空間16を封止する封止部材10にかかる空気圧が小さくなるため、封止部材10からの空気漏れを抑制することができる。これにより、外緩衝室Mからの空気漏れにより緩衝性能の低下が防止されるとともに、封止部材10への高圧での空気圧の印加がなくなることで、封止部材10の劣化が防止され、封止部材10の長寿命化、つまり耐久性を向上させることができる。
Moreover, since the air pressure concerning the sealing
また、内緩衝室Zでは、ピストン3の上昇により、ピストン3の上部側のスペース2bの容積が小さくなるため、空気圧が高まり、この空気圧がピストン3の上昇の反力となって、ピストン3の上昇を妨げる制動力が作用する。さらに、緩衝室Bでは、ピストン3の上昇により空間31の容積が大きくなるため、ピストン3の上昇促すように作用する。
したがって、伸側行程では、内緩衝室Zによる制動力が作用する。
Further, in the inner buffer chamber Z, the volume of the
Therefore, the braking force by the inner buffer chamber Z acts in the extension stroke.
図4は、本発明によるフロントフォークの他の実施形態を示す断面図であり、同図において、40は作動油であり、この作動油40はスペース8より成る外緩衝室Mに注入される油であり、作動油40は、上述の油入出部20と同様に、外筒42aと開閉栓42bより成る油入出部42を介して注入される。この作動油40の高さIについても空気Aの量を所定の量に設定する程度に保たれる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the front fork according to the present invention, in which 40 is hydraulic oil, and this
このような構成によれば、フロントフォーク本体Sが圧側行程となり、ロッド2、ピストン3が下降する場合に、作動油40の上部に溜まった小容量の空気Aが圧縮され、これにより、ロッド2、ピストン3の下降時にストローク奥で一定の反力を加えることができる。
したがって、作動油40の注入量を調整することにより、フロントフォーク本体Sの緩衝性能を所期の性能に設定できる。
例えば、圧側行程におけるスプリング60の最圧縮長さよりも高く作動油40をスペース8に注入することにより、圧側行程において絞り部材18を空気が通過したのちに作動油40が通過することになるため、空気が絞り部材18を通過するときの空気による減衰力と作動油40が絞り部材18を通過するときの作動油40による減衰力との両方が得られる。つまり、初期の圧縮行程では小さな減衰力、ストローク奥では大きな減衰力を得ることができる。
また、フロントフォーク本体Sを車両に取り付けた状態におけるリングピストン部材14よりも高くなるように作動油40をスペース8に注入することにより、絞り部材18及びチェックバルブ部材19を通過する作動油40のみによる減衰力を得ることができる。
According to such a configuration, when the front fork main body S becomes the compression side stroke and the
Therefore, the buffer performance of the front fork main body S can be set to the expected performance by adjusting the injection amount of the
For example, by injecting the
Further, only the
なお、本発明は図4および図1に示す緩衝性能を調整する為の構成を必要とする緩衝性能に合わせていずれかを選択的又は組み合わせて採用するようにしてもよい。
また、本発明のフォーク本体Sは、二輪車において左右一対で用いても良く、一方に本発明のフォーク本体Sを適用し、他方に従来の作動油による減衰機構を有するものを用いても良い。
In addition, according to the present invention, either or a combination thereof may be adopted according to the buffer performance that requires the configuration for adjusting the buffer performance shown in FIGS. 4 and 1.
Further, the fork main body S of the present invention may be used in a pair of left and right in a two-wheeled vehicle, or one having the fork main body S of the present invention applied to one and a conventional hydraulic oil damping mechanism on the other may be used.
1 ホルダ部材、2 ロッド、3 ピストン、4 シリンダ、7 外シリンダ、
9 最外シリンダ、11 摺動筒、12 キャップ部材、13 保持筒、
14 リングピストン部材、15 リング体、16 上部空間、17 下部空間、
18 絞り部材、19 チェックバルブ部材、60 スプリング、B 緩衝室、
F 作動油、M 外緩衝室、S フロントフォーク本体。
1 holder member, 2 rod, 3 piston, 4 cylinder, 7 outer cylinder,
9 outermost cylinder, 11 sliding cylinder, 12 cap member, 13 holding cylinder,
14 ring piston member, 15 ring body, 16 upper space, 17 lower space,
18 throttle member, 19 check valve member, 60 spring, B buffer chamber,
F hydraulic oil, M outer buffer chamber, S front fork body.
Claims (4)
このホルダ部材より突出するとともに緩衝室を形成する長手状の内シリンダと、
ロッドに取り付けられ、かつ上記内シリンダ内に収容されるピストンと、
上記内シリンダの外周とで間隙を形成するように上記ホルダ部材より突出する外シリンダと、
上記外シリンダ及び上記ロッドと気密状態を維持するように、上記内シリンダ及び上記外シリンダの上端に設けられたロッドガイドと、
上記外シリンダの外周とで一定間隔のスペースよりなる外緩衝室を形成するようにホルダ部材より突出するとともに、上記内シリンダ及び外シリンダよりも長さの長い最外シリンダと、
上記最外シリンダの外周を被うとともに車体側より上記ホルダ部材方向に突出し、かつ上記最外シリンダの外周に摺動する摺動筒と、
上記摺動筒の一端開口を封止するとともに上記ロッドの一端を保持する車体側のキャップ部材と、
上記キャップ部材より突出し、かつ上記最外シリンダの内周と外シリンダの外周との間に位置する保持筒と、
上記保持筒の先端側で保持されるリング状のリングピストン部材とを備え、
上記外緩衝室内の底部側にリングピストン部材のリング体で圧縮される所定長の金属スプリングを収容し、
上記緩衝室、上記間隙、及び、上記外緩衝室に、少なくとも空気が充填され、
上記リング体は、半径方向の厚さが薄い薄肉部と上記厚さが厚い厚肉部とを有し、
上記厚肉部内に、
上側の上部空間と下側の下部空間との間の空気の流れを一定量に絞る絞り部材と、
空気を上記下部空間から上記上部空間の方向に流れにくくするとともに反対方向に流れ易くするチェックバルブ部材と、を設けたことを特徴とするフロントフォーク。 A holder member;
A long inner cylinder that protrudes from the holder member and forms a buffer chamber ;
Attached to Rod, and a piston housed in the cylinder,
An outer cylinder protruding from the holder member so as to form a gap with the outer periphery of the inner cylinder;
A rod guide provided at the upper ends of the inner cylinder and the outer cylinder so as to maintain an airtight state with the outer cylinder and the rod;
An outer cylinder that protrudes from the holder member so as to form an outer buffer chamber consisting of a space at a constant interval with the outer periphery of the outer cylinder, and is longer than the inner cylinder and the outer cylinder;
A sliding cylinder that covers the outer periphery of the outermost cylinder and protrudes toward the holder member from the vehicle body side and slides on the outer periphery of the outermost cylinder;
A cap member on the vehicle body side that seals one end opening of the sliding cylinder and holds one end of the rod;
A holding cylinder protruding from the cap member and positioned between the inner circumference of the outermost cylinder and the outer circumference of the outer cylinder;
A ring-shaped ring piston member held on the tip side of the holding cylinder ,
Accommodating a predetermined length of the metal spring that is compressed on the bottom side of the upper Kigai buffer chamber at a ring body of the ring piston member,
The buffer chamber, the gap, and the outer buffer chamber are filled with at least air,
The ring body has a thin portion with a small radial thickness and a thick portion with a large thickness,
In the thick part,
A throttle member that restricts the flow of air between the upper space on the upper side and the lower space on the lower side to a certain amount;
And a check valve member that makes it difficult for air to flow from the lower space to the upper space and to flow in the opposite direction .
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