JP2005201345A - 自動二輪車等のフロントフォーク - Google Patents

Abstract

【課題】 自動二輪車等のフロントフォークにおいて、簡易な構成により、圧側減衰力特性の安定を図ること。
【解決手段】 車軸側チューブ１１の底部に中空パイプ２２を立設し、車体側チューブ１２の先端部に設けたピストン４１により、中空パイプ２２の外側に設けた油室２７を上下に仕切り、上記油室２７に連通する油溜室２８を中空パイプ２２の内側に設け、中空パイプ２２の上部に、油溜室２８を上下に仕切る隔壁部材５０を設け、隔壁部材５０に形成した流路に圧側減衰バルブ６０を設けた自動二輪車等のフロントフォーク１０において、隔壁部材５０の外周に、車体側チューブ１２の内周に摺接するシール部材５８を設けたもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は自動二輪車等のフロントフォークに関する。

従来、自動二輪車等のフロントフォークとして、特許文献１、２に記載の如く、車軸側チューブ内に車体側チューブを摺動自在に挿入し、車軸側チューブの底部に中空パイプを立設し、車体側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、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流路を形成し、該流路に圧側減衰バルブを設け、車体側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。

特許文献１のフロントフォークは、中空パイプの上部に隔壁部材を載置し、車体側チューブに内蔵される懸架スプリングにより隔壁部材を中空パイプの上部に押圧保持している。

特許文献２のフロントフォークは、中空パイプ（シートパイプ４）の上部に設ける隔壁部材（バルブケース１１）を、圧側減衰バルブが設けられる本体部と、本体部に結合した取付部とからなるものとし、取付部に設けた小径突部を中空パイプの上部内周に嵌合固設している。
特開2003-232395 実開昭60-157496

特許文献１のフロントフォークでは、隔壁部材が中空パイプの上部に載置されているだけなので、圧縮行程において中空パイプの外側の油室から中空パイプの内側の下油溜室に移動した油が、隔壁部材と中空パイプの上部との当接面、更には隔壁部材の外周と車体側チューブの内周との環状隙間を通り、上油溜室にリークする。また、隔壁部材が中空パイプの上部において径方向にずれて隔壁部材の外周と車体側チューブの内周との環状隙間の形状が変動し、その流路係数が変化する。従って、圧側減衰力特性が安定しない。

特許文献２のフロントフォークでは、隔壁部材を構成する取付部の小径突部が中空パイプの上部内周に嵌合し、隔壁部材の径方向へのずれが制止されて好ましいが、隔壁部材の部品点数、加工工数、組付工数が多く、コスト高になる。

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、簡易な構成により、圧側減衰力特性の安定を図ることにある。

請求項１の発明は、車軸側チューブ内に車体側チューブを摺動自在に挿入し、車軸側チューブの底部に中空パイプを立設し、車体側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、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流路を形成し、該流路に圧側減衰バルブを設け、車体側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等のフロントフォークにおいて、前記隔壁部材の外周に、車体側チューブの内周に摺接するシール部材を設けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記中空パイプの上部にも、車体側チューブの内周に摺接するシール部材を設けたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記中空パイプの上部に接する隔壁部材の端面を平坦面とするものである。

（請求項１）
(a)隔壁部材の外周に設けたシール部材が、中空パイプの内側の下油溜室から、隔壁部材と中空パイプの上部との当接面、更には隔壁部材の外周と車体側チューブの内周との環状隙間を通る油のリークを阻止する。この結果、圧側減衰力の発生に寄与する作動油量の損失がなくなり、圧側減衰力特性が安定する。

(b)隔壁部材の外周に設けたシール部材は、車体側チューブの内周に当接し、隔壁部材の径方向へのずれを制止する。この結果、隔壁部材が中空パイプの上部において径方向にずれて隔壁部材の外周と車体側チューブの内周との環状隙間の形状が変動することを防止し、圧側減衰力特性が安定する。

(c)中空パイプの上部にシール部材を設ける必要がない。

（請求項２）
(d)伸張行程において、中空パイプの外側の上油室の圧力が上昇するとき、この昇圧油が隔壁部材の側に及ぶのを中空パイプの上部に設けたシール部材が遮断する。このため、隔壁部材に設けたシール部材の車体側チューブの内周に対する締め代を過度にきつくしなくても、隔壁部材を中空パイプの上部に安定配置できる。隔壁部材及びシール部材を、車体側チューブの内周に簡易に組込める。

（請求項３）
(e)隔壁部材の外周に設けたシール部材が、隔壁部材の径方向へのずれを制止するから、中空パイプの上部に接する隔壁部材の端面に位置決め突部を設ける必要がなく、隔壁部材の端面を平坦面にでき、隔壁部材の加工形状を簡易にし、加工コストを低減できる。

図１は実施例１のフロントフォークを伸張状態において示す全体断面図、図２は図１の下部断面図、図３は図２の要部拡大図、図４は圧側バルブユニットを示す断面図、図５は隔壁部材を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図、図６はシール部材を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、図７は実施例２のフロントフォークの要部半断面図である。

（実施例１）（図１〜図６）
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、車軸側の、一端が閉じ、他端が開口するアウタチューブ１１（車軸側チューブ）に、車体側のインナチューブ１２（車体側チューブ）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。

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との間に、懸架スプリング２６が介装される。キャップボルト２３にはプラグボルト２４が螺着される。

中空パイプ２２は、インナチューブ１２の内周に環状隙間を介する拡径部３１を上端部に備え、拡径部３１の下側部分の外側に油室２７を設けている。

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皿ばね状（コイルでも可）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。

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と拡径部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。

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に設けた拡径部３１の間に、最大伸張時のリバウンドスプリング３６を設け、最伸張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。

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。

しかるに、フロントフォーク１０にあっては、中空パイプ２２の上部に、圧側バルブユニット５０Ａ（図４）を構成する隔壁部材５０（図５）を設けている。隔壁部材５０は、中空パイプ２２の拡径部３１の上端面に載置され、前述の懸架スプリング２６により拡径部３１の上端面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を挿着孔５０Ａに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。

また、隔壁部材５０に形成した伸び圧共用流路５４に、圧側減衰バルブとしての環状の撓みバルブ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。

このとき、隔壁部材５０におけるバルブガイド５２の挿着孔５０Ａ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薄板状シム６２（不図示）を介して複数枚の板バルブの積層体である撓みバルブ６０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、第１スプリング６４はバルブガイド５２の上端部にかしめ固定されたばね受け６５に背面支持される。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の内周部を隔壁部材５０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。

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。

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。

しかるに、隔壁部材５０の外周には環状溝５７が設けられ、この環状溝５７にシール部材５８（図６）が嵌装される。シール部材５８は、図６に示す如くの、周方向の１ヵ所に斜めスリットをもつＣ字状ピストンリングからなり、インナチューブ１２の内周に摺接する。このとき、相互に接する、中空パイプ２２の拡径部３１の上端面と、隔壁部材５０の下端面はともに平坦面をなす。

隔壁部材５０のシール部材５８は、伸張行程で中空パイプ２２の外側の上油室２７Ａの圧力が後述する如くに上昇するとき、隔壁部材５０が中空パイプ２２の拡径部３１から押し上げられて離隔することのないように、一定の締め代をもってインナチューブ１２の内周に圧入状態で組込み保持される。即ち、懸架スプリング２６のばね力と、インナチューブ１２の内周に対するシール部材５８の摩擦力の和が、伸張行程の上油室２７Ａの最大油圧がインナチューブ１２の内周と中空パイプ２２の拡径部３１の外周との環状隙間を通ってシール部材５８の受圧面に作用する押上げ力を上回るように、シール部材５８の締め代を設定する。

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。

（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の伸張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２８Ａ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。

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。

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。

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。

（伸張行程）
フロントフォーク１０の伸張行程では、インナチューブ１２が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。

また、この伸張行程では、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。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)隔壁部材５０の外周に設けたシール部材５８が、中空パイプ２２の内側の下油溜室２８Ｂから、隔壁部材５０と中空パイプ２２の上部との当接面、更には隔壁部材５０の外周とインナチューブ１２の内周との環状隙間を通る油のリークを阻止する。この結果、圧側減衰力の発生に寄与する作動油量の損失がなくなり、圧側減衰力特性が安定する。

(b)隔壁部材５０の外周に設けたシール部材５８は、インナチューブ１２の内周に当接し、隔壁部材５０の径方向へのずれを制止する。この結果、隔壁部材５０が中空パイプ２２の上部において径方向にずれて隔壁部材５０の外周とインナチューブ１２の内周との環状隙間の形状が変動することを防止し、圧側減衰力特性が安定する。

(c)中空パイプ２２の上部にシール部材を設ける必要がない。

(d)隔壁部材５０の外周に設けたシール部材５８が、隔壁部材５０の径方向へのずれを制止するから、中空パイプ２２の上部に接する隔壁部材５０の端面に位置決め突部を設ける必要がなく、隔壁部材５０の端面を平坦面にでき、隔壁部材５０の加工形状を簡易にし、加工コストを低減できる。

（実施例２）（図７）
実施例２が実施例１と実質的に異なる点は、中空パイプ２２の上部の拡径部３１の外周にも環状溝３１Ａを設け、この環状溝３１Ａにシール部材３２を嵌装したことにある。シール部材３２は、ピストンリングからなり、インナチューブ１２の内周に摺接する。

実施例２によれば、実施例１の作用効果(a)、(b)、(d)に加え、以下の作用効果を奏する。即ち、伸張行程において、中空パイプ２２の外側の上油室２７Ａの圧力が上昇するとき、この昇圧油が隔壁部材５０の側に及ぶのを中空パイプ２２の上部に設けたシール部材３２が遮断する。このため、隔壁部材５０に設けたシール部材５８のインナチューブ１２の内周に対する締め代を過度にきつくしなくても、隔壁部材５０を中空パイプ２２の上部に安定配置できる。隔壁部材５０及びシール部材５８を、インナチューブ１２の内周に簡易に組込める。

以上、本発明の実施例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例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。

図１は実施例１のフロントフォークを伸張状態において示す全体断面図である。 図２は図１の下部断面図である。 図３は図２の要部拡大図である。 図４は圧側バルブユニットを示す断面図である。 図５は隔壁部材を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 図６はシール部材を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 図７は実施例２のフロントフォークの要部半断面図である。

符号の説明

１０ フロントフォーク
１１ アウタチューブ（車軸側チューブ）
１２ インナチューブ（車体側チューブ）
２２ 中空パイプ
２７、２７Ａ、２７Ｂ 油室
２８、２８Ａ、２８Ｂ 油溜室
２９ 気体室
３１ 拡径部
３２ シール部材
４１ ピストン
５０ 隔壁部材
５４ 伸び圧共用流路
５８ シール部材
６０ 撓みバルブ（圧側減衰バルブ）

Claims (3)

1. 車軸側チューブ内に車体側チューブを摺動自在に挿入し、
   車軸側チューブの底部に中空パイプを立設し、
   車体側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、
   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流路を形成し、該流路に圧側減衰バルブを設け、
   車体側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等のフロントフォークにおいて、
   前記隔壁部材の外周に、車体側チューブの内周に摺接するシール部材を設けたことを特徴とする自動二輪車等のフロントフォーク。
2. 前記中空パイプの上部にも、車体側チューブの内周に摺接するシール部材を設けた請求項１に記載の自動二輪車等のフロントフォーク。
3. 前記中空パイプの上部に接する隔壁部材の端面を平坦面とする請求項１又は２に記載の自動二輪車等のフロントフォーク。

Images