JPH01273779A - 自動二輪車のフロントフォーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、自動二輪車におけるフロントフォークに関す
るもので、特に、インナチューブがアウタチューブに相
対摺動可能に挿入されて伸縮自在とされたフォークパイ
プ内に緩衝ばねと衝撃吸収シリンダとが収容されている
テレスコピック形の自動二輪車のフロントフォークに関
するものである。

［従来の技術］ −Ｓに、自動二輪車のフロントフォークは、比較的低荷
重の通常状態においては、クツション能力を十分に発揮
させて乗心地を良好にするためにばね定数が小さく、荷
重が大きくなるにつれて最大荷重を確保しながら全スト
ローク量の増大を抑えて車体のピッチング運動を小さく
するために、ばね定数が大きくなるようなプログレツシ
ブなばね特性を有することが求められる。

このようなことから、ストロークの増大とともにばね定
数が連続的に増大するような非線形のばね特性の緩衝ば
ねが考えられている。この非線形のばね特性を得るため
に、−ａには、フロントフォークに用いられているコイ
ルばねの径や線材の径を変化させたり、コイルばねの巻
き数を変化させたりしている。

しかしながら、このようにばねの線径や巻き数を変える
ようにしたのでは線材を多く必要とするとともにばねの
構造が特殊なものとなって、コストが高くなるばかりで
なく、重量も増大してしまう。

そこで、穿通のコイルばねを用いて低荷重におけるクツ
ション能力を確保するとともに、高荷重におけるストロ
ークの増大を抑えるようにした緩衝ばねを備えたフロン
トフォークが考えられている。このようなフロントフォ
ークの一例として、従来、例えば実公昭５０−２１７２
０号公報に示されたものが知られている。

第５図から明らかなように、この公報に示されているフ
ロントフォークはフォークパイプ０１内に収容された緩
衝ばね０２を備え、このばね０２は上部ばね０２ａと下
部ばね０２ｂとに分割されて構成されている。二つのば
ね０２ａと０２ｂとの間にばばね受け座０３が介装され
ている。そして、上部ばね０２ａの圧縮量はばね座０３
がストッパ０４に当接することにより所定値以下に規制
されている。

このように構成されたフロントフォークは、ばね受け座
０３がストッパ０４に当接するまでは上部および下部ば
ね０２ａ、０２ｂがともに圧縮されるので比較的ばね定
数が小さく、ばね受け庄０３がストッパ０４に当接した
後は、下部ばね０２ｂのみが圧縮されるのでばね定数が
大きくなる。

すなわち、フロントフォークのばね特性は第３図に一点
鎖線で示されているようにばね定数がストロークの増大
に伴って変曲点ａで一段折れて増大する特性となる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この公報に示されたものでは、最大荷重
Ｆ、ＩＡ、Ｉを確保しながらストロークをｂからＣに短
くするために第３図に破線で示されているように変曲点
ａ以降のばね定数を変曲点ａ前のそれに比してかなり大
きくすると、変曲点ａにおいて荷重が滑らかに立ち上が
らなくなり、底付き惑が生して乗心地が悪くなってしま
う。このため、変曲点ａ以降のばね定数をそれほど大き
くすることはできない。このようにばね定数を太き（す
ることに限度があるので、ストロークを短（することに
も限度がある。

したがって、前述の公報に示されているようなフロント
フォークでは、前述のばね特性の要求に確実かつ十分に
応えることはできない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は乗心地を悪化させることなくストロークを
短くすることができ、しかも安価に製造することのでき
るフロントフォークを得ることである。

〔問題点を解決するための手段］ 前述の課題を解決するために、本発明は、インナチュー
ブ６ａがアウタチューブ６ｂに相対［Ｈ動可能に挿入さ
れて伸縮自在とされたフォークバイブロと、このフォー
クバイブロ内に収容された緩衝ばね２５および衝撃吸収
シリンダ７とを備え、前輪３が衝撃力を受けたときこれ
ら緩衝ばね２５と衝撃吸収シリンダ７とによってこの衝
撃力を吸収緩和するようにされている自動二輪車のフロ
ントフォーク２において、前記緩衝ばね２５は、前記フ
ロントフォーク２において、前記！１　ｄｊばね２５は
、前記フォークバイブロの上端に固定されたフォークポ
ル）１０と前記衝撃吸収シリンダ７との間に、ばね受け
座２２を介して直列に配設された上部ばね２０および下
部ばね２１と、これら上部ばね２０と下部ばね２１との
少なくとも一方の側に配設され、一端が前記ばね受け座
２２に支持され他端が他のばね受け座２４に支持された
補助ばね２３とからなり、前記側ばね受Ｕ座２２．２４
は一端が前記フォークポル）１０に固定され他端が前記
衝撃吸収シリンダ７内のピストン１３に連結されたピス
トンロッド１１に摺動自在に嵌合され、更に前記フォー
クボルト１０に前記両ばね受け座２２．２４のいずれか
一方に対向してばねストッパ１９が設けられていること
を特徴としている。

Ｃ作用］ このような構成をした本発明による自動二輪車のフロン
トフォークにおいては、その緩衝ばねの高荷重における
ばね定数を低荷重におけるばね定数に比べて比較的太き
（設定してもこれらのばね定数の中間の大きさのばね定
数が設定されるので、各変曲点でばばね定数が太き（変
わることはない。

したがって、変曲点では荷重が滑らかに立ち上がり、フ
ロントフォークには底付き怒が生じないようになる。

そして、高荷重におけるばね定数が大きく設定されるよ
うになるので、フロントフォークの全ストロークがより
短くなる。

また、フロントフォークのストローク時、冬ばねを支持
するばね受け座は衝撃吸収シリンダのピストンのピスト
ンロッドに案内されて移動するようになる。したがって
、ばね受け座は横ふれすることな（スムーズに移動する
ので、ばね受け座や補助ばねが上部ばねや下部ばねに干
渉することはない。

Ｅ実施例コ 以下、図面を用いて本発明による自動二輪車のフロント
フォークの実施例を説明する。　第１図および第２図は
本発明の一実施例を示し、第１図は本発明によるフロン
トフォークの一実施例が適用されている自動二輪車の側
面図、第２図はこのフロントフォークの第１図における
■−■線に沿］て断面図である。

第１図に示されているように、自動二輪車はメインフレ
ーム１を備え、そのメインフレーム１の前端部にフロン
トフォーク２が支持され、このフロントフォーク２に前
輪３が支持されζいる。メインフレームｌの後端部寄り
にはリヤアーム４が上下方向に摺動自在に支持され、こ
のリヤアーム４に後輪５が支持されている。

第２図に示されているように、フロントフォーク２はイ
ンナチューブ６ａがアウタチューブ６ｂに相対摺動可能
に挿入されて伸縮自在とされたフォークバイブロを備え
ている。インナチューブ６ａとアウタチューブ６ｂとに
わたって衝撃吸収シリンダ７が収容されており、その下
端がアウタチューブ６ｂの底部にボルト９によって固定
されている。そして、・インナチューブ６ａはその下端
部に設けられた軸受８によりｆＪｉ撃吸収シリンダ７に
沿って相対摺動可能になっている。

インナチューブ６ａの上端に固定されたフォークボルト
１０にピストンロッド１１の上端が支持固定されており
、このピストンロッド１１の下端部は衝撃吸収シリンダ
７内に延出している。そして、ピストンロッド１１の中
途部は衝撃吸収シリンダ７の上端に設けられた軸受１２
に軸方向に摺動可能に支持されている。また、ピストン
ロッド１１の下端にはピストン１３が固定されている。

衝撃吸収シリンダ７内にはピストン１３の」−下にオイ
ルが充填された第１の室１４と第２の室」５とが形成さ
れている。これら両室Ｉ４、Ｉ５はピストンロッド１１
の下端の通路によって連通しているとともに、室１５は
図示されない周知のガス室を備えたリザーバタンクに連
通している。

ピストン１３には第１の室１４と第２の室１５とを連通
ずる通路１７が設けられているとともに、この通路１７
における第２の室１５がら第１の室１４に向かう流体の
流れを許容するが、その逆向きの流れを阻止するチエツ
ク弁１８が設けられている。したがって、フロントフォ
ーク２が縮むときにはオイルが通路１６と通路１７とを
通して第２の室１５から第１の室１４へ流れるので、オ
イルの流量は大きくなる。このため、フロントフォーク
２は比較的迅速に収縮するようになっている。

また、フロントフォーク２が伸びるときにはチエツク弁
１８が通路１７を閉じるのでオイルは通路１６のみを通
して第１の室１４から第２の室１５へ流れる。このため
、オイルの流量が小さくなり、フロントフォーク２は比
較的鈍速に伸張するようになっている。

フォークボルト１０の突起ｌＯａに円筒状のばねストッ
パ１９が嵌合されており、このばねストッパ１９のフラ
ンジ部１９ａと衝撃吸収シリンダ７のフランジ部７ａと
の間にばね定数に１の上部ばね２０と、ばね定数に２の
下部ばね２１とが筒状のばね受け座２２を介して直列に
配設されている。これら上部ばね２０と下部ばね２１と
は、それらの初期荷重が運転者の体重や走行条件等によ
って所定の大きさに設定されている。

上部ばね２０側でばね受け座２２の内孔には、ばね定数
に、の補助ばね２３が配設されていて、この補助ばね２
３は一端かばね受け座２２に支持され、他端がばね受け
座２２の内孔内に相対的に摺動自在に配設された他のば
ね受け座２４に支持されている。ばね受け座２２と他の
ばね受け座２４とはピストンロッド１１に嵌合されてい
るとともにこのピストンロフト１１に案内されて軸方向
に摺動できるようになっている。また、通常時には、補
助ばね２３は自由長とされ°Ｃいるとともに、ばねス１
ソバ１９の下端と他のばね受け庄２４との間は所定の長
さｄに設定されている。そして、上部ぽね２０、下部ば
ね２１、および補助ばね２３とによって本発明のフロン
トフォーク２の緩衝ばね２５が構成されている。

次に、このように構成された本実施例の作用につい°ζ
説明する。ただし、上部ばね２０と下部ばね２１との初
期荷重は、第３図に示されるよ・うにＦｏに設定されて
いるものとする。

前輪３が髭面の凹凸等によってＵｊ撃力を受けると、上
部ばね２０と下部ばね２１とが圧縮されて衝撃力が緩和
されるとともに出撃吸収シリンダ７が収縮してそのとき
の振動が吸収される。その場合、ばね受け座２２はピス
トンロンＦｉｌに案内されて移動するので、上部ばね２
０と下部ばね２１とは横ぶれすることなくスムーズに圧
縮される。

このときのフロントフォーク２のＣ成ばね特性Ｉ（は、 ｋ”ｋ＋　　ｋｇ　／　（ｋ＋　　”ｋｌ　）で表され
る。したがって、フロントフォーク２の合成ばね特性は
第３図において直接Ｘに沿う特性となる。

上部ばね２０が所定量圧縮されてフロントフォーク２の
ストロークがｄになると、他のばね受け座２４がばねス
トッパ１９の下端に当接する。更に、フロントフォーク
２が収縮すると、補助ばね２３も圧縮されるようになる
。このとき、ばね受け座２２と他のばね受け座２４が、
ピストン口・ノド１１に案内されて移動するので、各ば
ね２０．２１．２３はともにスムーズに圧縮される。こ
のときの合成ばね定数には、 ｋ＝　（ｋ、に□十ｋｇ　ｋｇ　）／　（ｋ＋　　＋　
ｋｇ　＋ｋｓ）で表される。すなわち、この段階におけ
るばね定数は前の段階におけるばね定数よりも大きいも
のとなる。したがって、フロントフォーク２の合成ばね
特性は第３図において、直接Ｘの傾きよりも大きい傾き
を有する直ＭＹに沿うようになり、ストロークｄの点は
、ばね定数の第１の変曲点となる。

補助ばね２３が完全に圧縮されてフロントフォーク２の
スｉ・ローフがｅになると、上部ばね２０もそれ以上圧
縮されなくなる。したがって、更にフロントフォーク２
が収縮すると、下部ばね２１のみが続けて圧縮されるよ
うになる。このときのばね定数には、下部ばね２１のば
ね定数に２となって更に大きくなる。すなわち、フロン
トフォーク２のばね特性は、傾きが直線Ｙのそれよりも
大きな直線Ｚに沿うようになり、ストロークｅの点は第
２の変曲点となる。。

このようにフロントフォーク２の緩衝ばね２５のばね特
性は、ばね定数がストロークが増加するにつれて３段階
に増大する特性となる。この場合、各変曲点ｄ、ｅにお
けるばね定数の増大はそれほど大きくないが、直線Ｚで
表される高荷重におけるばね定数は、直線Ｘで表される
低荷重におけるばね定数に比べてかなり大きいものとな
る。

したがって、第３図に一点鎖線で示されるばね定数を有
する従来のフロントフォークでは直Ｌ’ｌＺで表される
ばね定数を適用したとき変曲点ａで底付き感を生じてし
まうが、本発明によるフロントフォーク２では各変曲点
ｄ、ｅでこのような底付き感を生じることはない。そし
て、フロントフォーク２の高荷重におけるばね定数が大
きく設定されることにより、最大荷重Ｆ。、Ｘに対する
ストロークがｂからＣに短くなる。

なお、前述の実施例においては、補助ばね２３を上部ば
ね２０側に設けるものとしているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、第４図に示されているように、
補助ばね２３を下部ばね２１側に配置してばね受け座２
２に固定することもできる。この場合には、第２、第３
段階のばね定数が前述の実施例のばね定数とは異なるこ
とは言うまでもない。更に、補助ばね２３を上部ばね２
０側と下部ばね２１側との両側に設けることもできる。

この場合には、ばね特性はばね定数が４段階に増大する
特性となる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明による自動二輪
車のフロントフォークは荷重の増大に対して、ばね定数
を多段階的に増大させてばね定数が徐々に増大するばね
特性を有するようにしているので、高ｒ：１重における
ばね定数を低荷重におけるばね定数に比較して大きく設
定しても、各変曲点でのばね定数の変化が小さいので荷
重をスムーズに立ち上がらせることができるようにな゛
る。したがって、底付き悪が生じることもなく、きわめ
て良好なりノション能力を発揮させることが可能となる
。

また、高荷重におけるばね定数を大きくするごとができ
ることにより、フロントフォークのストロークを短縮す
ることができる。したがって、車体のピッチング運動を
小さくすることが可能となる。

更に、緩衝ばねを支持するばね受け座を衝撃吸収シリン
ダのピストンロッドに摺動自在に支持するようにしてい
るので、各ばねは横ぶれすることもなく確実に圧縮され
るようになる。したがって、緩衝ばねはクツション機能
を確実に発揮することができるものとなる。

更に、緩衝ばねを例えば普通のコイルばねにより構成す
ることが可能であるので、このようなコイルばねを用い
ることによりフロントフォークを安価に製造することが
できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が適用されている自動二輪車
の側面図、第２図はこの自動二輪車のフロントフォーク
の、第１図における■−■線に沿う断面図、第３図はこ
のフロントフォークのばね特性および従来のフロントフ
ォークのばね定数を説明する説明図、第４図は本発明に
よるフロントフォークの変形例を示す第２図に相当する
断面図、第５図は従来のフロントフォークを示す第２図
に相当する断面図である。 ２・・・フロントフォーク、３・・・前輪、６・・・フ
ォークパイプ、６ａ・・・インナチューブ、６ｂ・・・
アウタチューブ、７・・・衝撃吸収シリンダ、１０・・
・フォークボルト、１１・・・ピストンロッド、１９・
・・ばねストッパ、２０・・・上部ばね、２１・・・下
部ばね、２２・・・ばね受け座、２３・・・補助ばね、
２４・・・他のばね受け座、２５・・・緩衝ばね。 特許出願人　　　　ヤマハ発動機株式会社代理人弁理士
　　　白　　井　　博　　樹（外４名） 第１図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）インナチューブがアウタチューブに相対摺動可能
   に挿入されて伸縮自在とされたフォークパイプと、この
   フォークパイプ内に収容された緩衝ばねおよび衝撃吸収
   シリンダとを備え、前輪が衝撃力を受けたときこれら緩
   衝ばねと衝撃吸収シリンダとによってこの衝撃力を吸収
   緩和する自動二輪車のフロントフォークにおいて、前記
   緩衝ばねは、前記フォークパイプの上端に固定されたフ
   ォークボルトと前記衝撃吸収シリンダとの間にばね受け
   座を介して直列に配設された上部ばねおよび下部ばねと
   、これら上部ばねと下部ばねとの少なくとも一方の側に
   配設され一端が前記ばね受け座に支持され他端が他のば
   ね受け座に支持された補助ばねとから構成され、前記両
   ばね受け座は、一端が前記フォークボルトに固定され他
   端が前記衝撃吸収シリンダ内のピストンに連結されたピ
   ストンロッドに摺動自在に嵌合され、更に前記フォーク
   ボルトに前記両ばね受け座のいずれか一方に対向するば
   ねストッパが設けられていることを特徴とする自動二輪
   車のフロントフォーク。