JPH0581546U - 自動二輪車用フロントフォーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 自動二輪車用フロントフォークにおいて、複
数のばね体からなるばねを用いるに際し、合成ばね定数
の設定を多様化でき、然もばねの倒れを容易に防止可能
とする。 【構成】 内筒と外筒を摺動自在に嵌合し、内筒と外筒
の間に緩衝用コイルばね３４を介装してなる自動二輪車
用フロントフォーク１０において、ばね３４複数のばね
体３４Ａ、３４Ｂを直列接続して構成し、各ばね体３４
Ａ、３４Ｂの素線を互いに螺着接合させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動二輪車用フロントフォークに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、自動二輪車用フロントフォークとして、特開昭57-167883 号公報に記載 のものがある。このフロントフォークは、内筒と外筒を摺動自在に嵌合し、内筒 と外筒の間に緩衝用コイルばねを介装してなるものであり、該ばねを複数のばね 体の直列接続によって構成している。このとき、各ばね体は接続片を挟み、それ らの座面を接続片の接続平面に着座させる状態で互いに直列接続されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

然しながら、従来技術には、下記、の問題点がある。 各ばね体のばね定数ｋは、 ｋ＝Ｇｄ⁴ ／８Ｄ³ ｎ （ｎは巻数、ｄは線径、Ｄはコイル径、Ｇは材料の横弾性係数） であり、巻数ｎの関数である。そして、ばね全体の合成ばね定数Ｋは、 １／Ｋ＝（１／ｋａ）＋（１／ｋｂ） （ｋａ、ｋｂは各ばね体のばね定数） である。従って、ばねの全長を一定とし、各ばね体の材料、ピッチ、線径、コイ ル径を同一とする限り、合成ばね定数の設定因子は、各ばね体の巻数（長さ）を 互いに変化させることのみとなり、合成ばね定数の設定の多様化に限界がある。

【０００４】 各ばね体がそれらの座面を接続片の接続平面に着座される状態で互いに直列 接続されている。従って、各ばね体の座面の軸直角加工を必要とするばかりでな く、該座面の軸直角精度によっては、各ばね体の軸線が接続片の接続平面に対し て傾き、ばね全体では各ばね体の接続部で折れの如くを生じて該ばねの倒れ、ひ いては作動不良を生ずる虞れがある。尚、フロントフォークでは、ばねの全長が 長く、線径が細いので、上述の倒れを生じ易い。

【０００５】 本考案は、自動二輪車用フロントフォークにおいて、複数のばね体からなるば ねを用いるに際し、合成ばね定数の設定を多様化でき、然もばねの倒れを容易に 防止可能とすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、内筒と外筒を摺動自在に嵌合し、内筒と外筒の間に緩衝用コイルば ねを介装してなる自動二輪車用フロントフォークにおいて、前記ばねが複数のば ね体を直列接続して構成され、各ばね体がそれらの素線を互いに螺着接合されて 接続されてなるようにしたものである。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、下記、の作用がある。 緩衝用ばねを例えば第１ばね体と第２ばね体との結合からなるものとすると き、ばね全体の合成ばね定数Ｋは、

【数１】 である。但し、ｋａ₁ は第１ばね体の非螺着結合部のばね定数、ｋａ₂ は第１ば ね体の螺着結合部のばね定数、ｋｂ₁ は第２ばね体の非螺着結合部のばね定数、 ｋｂ₂ は第２ばね体の螺着結合部のばね定数である。従って、ばねの全長を一定 とし、各ばね体の材料、ピッチ、線径、コイル径を同一とする場合に、合成ばね 定数の設定因子は、(a) 各ばね体の単品での巻数（長さ）を変化させること、(b ) 各ばね体の螺着結合部の巻数（長さ）を変化させることになり、合成ばね定数 の設定を多様化できる。

【０００８】 各ばね体を螺着結合することにより一軸化できる。従って、各ばね体の接続 端部の座面を軸直角加工する必要もなく、ばね全体を折れのないストレート状に て直列接続できる。これにより、ばねの倒れ、ひいては作動不良を容易に防止で きる。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案の一実施例に係る自動二輪車用フロントフォークを示す断面図、 図２は図１の要部断面図、図３はダンパーシリンダのピストンを示す模式図、図 ４は調整ロッドの回転構造を示す模式図、図５は調整ロッドとばね受駆動部材と の嵌合構造を示す模式図、図６は温度補償構造を示す模式図、図７は緩衝ばねを 示す模式図である。

【００１０】 自動二輪車用フロントフォーク１０は、内筒１１を車軸側に配置する倒立式で あり、内筒１１と外筒１２とを摺動自在に嵌合し、内筒１１の内部にダンパーシ リンダ１３を配設し、ダンパーシリンダ１３の内部に減衰力発生装置１４を備え るピストン１５を摺動自在に嵌装し、ダンパーシリンダ１３の外部である内筒１ １と外筒１２の内部に油室１６Ａと気体室１６Ｂからなる反力室１６を構成して いる。

【００１１】 尚、外筒１２の下端部にはシール１７Ａ、１７Ｂを介してキャップ１７が螺着 され、キャップ１７には、内筒１１の外周面に接するシール１８及びベアリング １９が保持されている。また、外筒１２の上端部にはシール２１を介してフォー クボルト２２が螺着され、外筒１２の上端側中間部には内筒１１の外周面に接す るベアリング２３が保持されている。そして、内筒１１の下端部にはアクスルホ ルダ２４が螺着されている。２４Ａは車軸取付孔である。

【００１２】 また、内筒１１の下端部には据付ボルト２５によりシリンダ取付カラー２６が 固定され、カラー２６の上端内周部にはダンパーシリンダ１３の下端外周部が螺 着によって固定されている。２７はロックナットである。

【００１３】 また、外筒１２の上端部に設けたフォークボルト２２の内周部には、ばね調整 用ダイアル２８がシール２９を介して嵌着され、かつ該ばね調整用ダイアル２８ の外筒１２内に位置する下端小外径部にはダイアル係止部材３１が螺着され、ば ね調整用ダイアル２８を回動自在に連結している。そして、ばね調整用ダイアル ２８の外筒１２内に位置する上記下端小外径部には、更にばね受３２が螺着され 、このばね受３２と、ダンパーシリンダ１３の上端側の後述するばね受３３との 間には、緩衝ばね３４が介装されている。ばね受３２はフォークボルト２２の内 面軸方向に刻設されている回り止め溝３５に係合する突起３６を備えている。こ れにより、ばね調整用ダイアル２８が回転操作せしめられると、ダイアル２８の 下端小外径部に螺着されているばね受３２を軸方向に移動し、ばね３４の初期設 定長を調節可能とする。

【００１４】 フロントフォーク１０において、気体室１６Ｂの気体と、ばね３４とは、内筒 １１と外筒１２との収縮時に反発力を発生し、乗員等の車載重量、或いは車輪側 からの衝撃力を弾発的に支持する。

【００１５】 尚、内筒１１のダンパーシリンダ１３上端部より上方には、内外に貫通する油 孔３７が設けられており、油室１６Ａの油の一部を内筒１１と外筒１２との間に 導入可能とし、これによって前述したベアリング１９、２３を潤滑可能としてい る。

【００１６】 然るに、ダンパーシリンダ１３にあっては、ピストン１５を固設する中空状ピ ストンロッド４１をシール４２、４３を介して該シリンダ１３の外部に延出し、 ピストンロッド４１の下端部はシリンダ取付カラー２６内に延びる自由端とし、 ピストンロッド４１の上端部は外筒１２の側に固定されている。ここで、ピスト ンロッド４１の上端部は前述のばね調整用ダイアル２８の外筒１２内に位置する 下端内径部にシール４４を介して螺着固定されているロッド取付部材４５にシー ル４６を介して螺着固定されている。４７はロックナットである。これにより、 内筒１１と外筒１２とが伸縮するとき、ダンパーシリンダ１３は内筒１１側に静 止し、ピストンロッド４１は外筒１２とともに移動し、ピストン１５がシリンダ １３内を移動することとなる。

【００１７】 尚、ダンパーシリンダ１３の下端内径部にはシール４８を介してロッドガイド ４９が固定され、ロッドガイド４９にはピストンロッド４１の外周面に接する前 述のシール４２が保持されている。

【００１８】 また、ダンパーシリンダ１３の上端内径部にはシール５２を介してロッドガイ ド５３が固定され、ロッドガイド５３にはピストンロッド４１の外周面に接する 前述のシール４３が保持されている。また、ダンパーシリンダ１３の上端外径部 にはシール５４を介して隔壁部材５５が固定され、隔壁部材５５には内筒１１の 内周面に接するシール５６が保持されている。これにより、フロントフォーク１ ０にあっては、ダンパーシリンダ１３の上端と内筒１１、外筒１２とを互いに密 封し、ダンパーシリンダ１３の上方に前述の油室１６Ａと気体室１６Ｂからなる 反力室１６を構成している。

【００１９】 尚、上述の隔壁部材５５の上端外周部にはカラー５７の下端部が装着され、カ ラー５７の上端部に前述したばね３４のばね受３３を支持している。

【００２０】 然るに、フロントフォーク１０の減衰力発生装置１４は、ピストンロッド４１ 回りにおいて以下の如くに構成されている。尚、ピストンロッド４１は、下中空 ロッド４１Ａと、下中空ロッド４１Ａの上端外径部に螺着されている油ロックピ ース４１Ｂと、油ロックピース４１Ｂの上端内径部に螺着されている雌ねじ部材 ４１Ｃと、雌ねじ部材４１Ｃの上端内径部に螺着されている上中空ロッド４１Ｄ の４部材の連結にて構成されている。５８はロックナットである。

【００２１】 減衰力発生装置１４は、ピストン１５を固設してあるピストンロッド４１の内 部に設けられて該ピストン１５の上下の油室５９Ａ、５９Ｂを連通する油路６１ 、６２、６３を備える。油路６１は雌ねじ部材４１Ｃに穿設され、油路６２は雌 ねじ部材４１Ｃの内径部にて構成され、油路６３は油ロックピース４１Ｂに穿設 されている。そして、油路６３の出口部に逆止弁６３Ａを設けている。これによ り、油路６１〜６３は引側流路を構成するものとなっている。

【００２２】 また、減衰力発生装置１４は、図３に示す如く、ピストンロッド４１の外周に 設けられて、該ピストン１５の引側流路６４、押側流路６５のそれぞれを開閉す る、引側ディスクバルブ６６、押側ディスクバルブ６７を備える。引側ディスク バルブ６６は油ロックピース４１Ｂに背面支持されるスペーサ６８により支持さ れており、押側ディスクバルブ６７は雌ねじ部材４１Ｃに背面支持されるスペー サ６９により支持されている。そして、押側ディスクバルブ６７は、雌ねじ部材 ４１Ｃの外周部に装着されているバルブスプリング受７１が支持するバルブスプ リング７２により押え部材７３を介して背面支持され、このバルブスプリング７ ２の取付長さ変化に基づくばね力の変化により開放圧を調整可能とされている。

【００２３】 このとき、ピストンロッド４１を構成する上中空ロッド４１Ｄの内部には、調 整ロッド７４が軸方向に移動自在及び回動自在に延設されており、(a) 調整ロッ ド７４の先端ニードル弁７４Ａの軸方向移動により前述の引側流路としてのピス トンロッド内油路６２の開口面積を調節し、ひいては引側減衰力を調整可能とす る。また(b) 調整ロッド７４の回動によるバルブスプリング受７１の移動により 上述のバルブスプリング７２の取付長さを調節し、押側ディスクバルブ６７の開 放圧を調節することにより、ひいては押側減衰力を調節可能とする。

【００２４】 尚、上記(b) のバルブスプリング受７１の移動構造は以下の如くである。即ち 、バルブスプリング受７１に一体化されているピン７５は雌ねじ部材４１Ｃに設 けてあるスリット７６の内部に突出している。他方、図５に示す如く、調整ロッ ド７４のスリ割端面部７４Ｂには軸方向にのみ移動可能な雄ねじ部材７７が嵌着 され、この雄ねじ部材７７は雌ねじ部材４１Ｃに螺着している。これにより、調 整ロッド７４が回転すると、これと一体に回転する雄ねじ部材７７が雌ねじ部材 ４１Ｃに対して螺動して軸方向に進み、雄ねじ部材７７の端面がバルブスプリン グ受７１のピン７５を押込み、ひいてはバルブスプリング受７１を移動せしめ、 結果としてバルブスプリング７２の取付長さを調節可能とする。

【００２５】 また、上記(b) の押側減衰力調節のための調整ロッド７４の回動は以下の構造 によりなされる。即ち、前述のばね調整用ダイアル２８の外端側内径部には固定 リング７８が螺着され、押側用ダイアル８１と係止部材８２とがボルト８３によ り一体化された状態で上記固定リング７８を両側から挟み、押側用ダイアル８１ 及び係止部材８２を回転のみ可能としている。そして、図４に示す如く、係止部 材８２の先端にはスリット８４が設けられ、調整ロッド７４の基端にはピン８５ が設けられ、スリット８４とピン８５とを常時係合せしめている。これにより、 押側用ダイアル８１を回転操作すると、スリット８４とピン８５の係合を介して 、調整ロッド７４が回動せしめられることとなる。

【００２６】 また、上記(a) の引側減衰力調節のための調整ロッド７４の軸方向移動は以下 の構造によりなされる。即ち、上述の押側用ダイアル８１と一体の係止部材８２ にはねじ軸８６が螺着され、ねじ軸８６の外方突出端には引側用ダイアル８７が 止めねじ８８により固定されている。他方、調整ロッド７４の前述ロッド取付部 材４５を貫通した外方端部回りに止め輪９１を係止するとともに、ロッド取付部 材４５の端面と止め輪９１との間にロッド戻しばね９２を介装し、ばね９２の弾 発力により調整ロッド７４の外方端面を常時ねじ軸８６の内方端面に圧接せしめ ている。これにより、引側用ダイアル８７を回転操作すると、ねじ軸８６が係止 部材８２に螺動して移動し、ひいては調整ロッド７４を軸方向に移動せしめるこ ととなる。尚、係止部材８２のねじ軸８６回りにはディテントボール９３が内蔵 されており、このディテントボール９３がねじ軸８６の外周部の周方向に設けら れている多数の凹溝のいずれかに順次係合し、引側用ダイアル８７の回転操作位 置を多段階的に可変せしめる。

【００２７】 更に、フロントフォーク１０にあっては、ピストンロッド４１の内部に温度補 償機能を備える補償室９４を備える。即ち、前述した油路６１〜６３に連通する 下中空ロッド４１Ａの上端側内径部には、図６に示す如く、シール９５を介して オリフィス体９６が嵌合され、オリフィス体９６の上端面には直径方向に刻設さ れるスリット９７を備え、更にばね９８に背面支持されている逆止弁９９をこの スリット端面に圧接せしめている。９６Ａはオリフィスである。そして、下中空 ロッド４１Ａのオリフィス体９６より下端側内径部を油室１００とし、補償室９ ４の最奥部にはプランジャ１０１が軸方向移動可能に装入されている。このとき 、下中空ロッド４１Ａの下端内径部にはキャップ１０２が封着され、キャップ１ ０２とプランジャ１０１との間を上述の補償室９４とし、この補償室９４内に気 体と圧縮ばね１０３を内蔵している。これにより、ダンパーシリンダ１３内の油 温上昇により膨張する油は、油路６１〜６３からオリフィス体９６のスリット９ ７、オリフィス９６Ａを経て油室１００に逃げ込み、補償室９４を圧縮すること にて吸収される。その後、ダンパーシリンダ１３内の油温が低下すれば、補償室 ９４が膨張して、油室１００内に逃げ込んでいた上述の油をダンパーシリンダ１ ３側に戻すのである。

【００２８】 尚、フロントフォーク１０にあっては、ダンパーシリンダ１３の下室５９Ｂの 最下端部にオイルロックハウジング１１１を固定しており、内筒１１と外筒１２ との再収縮時に、ピストンロッド４１の油ロックピース４１Ｂ先端部をこのオイ ルロックハウジング１１１に入り込ませることにて両者間の油圧を上昇せしめ、 押側ストローク端での緩衝を行なう。

【００２９】 また、フロントフォーク１０にあっては、ダンパーシリンダ１３の上室５９Ａ の最上端部にリバウンドスプリング１１２を配設しており、内筒１１と外筒１２ との再伸長時に、ピストンロッド４１の雌ねじ部材４１Ｃ上端面をこのリバウン ドスプリング１１２に衝突させてこのスプリング１１２を圧縮せしめ、引側スト ローク端での緩衝を行なう。

【００３０】 ここで、フロントフォーク１０にあっては、前述の緩衝ばね３４が第１と第２ の２つのばね体３４Ａ、３４Ｂを直列接続して構成され、各ばね体３４Ａ、３４ Ｂがそれらの素線を互いに一部螺着結合されて接続されている。

【００３１】 このとき、ばね３４の全体の合成ばね定数Ｋは、

【数２】 である。但し、ｋａ₁ は第１ばね体の非螺着結合部のばね定数、ｋａ₂ は第１ば ね体の螺着結合部のばね定数、ｋｂ₁ は第２ばね体の非螺着結合部のばね定数、 ｋｂ₂ は第２ばね体の螺着結合部のばね定数である。ばね体３４Ａ、３４Ｂが同 一の材料、ピッチ、線径、コイル径であればｋａ₂ ＝ｋｂ₂ 、更に同一の長さで あればｋａ₁ ＝ｋｂ₁ となる。

【００３２】 以下、フロントフォーク１０の動作について説明する。 (1) フロントフォーク１０の内筒１１、外筒１２が圧縮作動すると、ダンパー シリンダ１３の下室５９Ｂが収縮し、その油はピストン１５の押側流路６５から 押側ディスクバルブ６７を押し開いて上室５９Ａに移動し、押側減衰力を発生す る。このとき、気体室１６Ｂの気体と、ばね３４とは、反発力を発生し、乗員等 の車載重量、或いは車輪側からの衝撃力を弾発的に支持する。

【００３３】 (2) フロントフォーク１０の内筒１１、外筒１２が伸長動作すると、上室５９ Ａが収縮し、その油の一部はピストン１５の引側流路６４から引側ディスクバル ブ６６を押し開いて下室５９Ｂに移動するとともに、他の一部はピストンロッド ４１内で油路６１、ニードル弁７４Ａに絞られている油路６２、６３、逆止弁６ ３Ａを経て下室５９Ｂに移動し、引側減衰力を発生する。

【００３４】 次に、本実施例の作用について説明する。 緩衝ばね３４において、ばね３４の全長を一定とし、各ばね体３４Ａ、３４ Ｂの材料、ピッチ、線径、コイル径を同一とする場合に、合成ばね定数Ｋの設定 因子は、(a) 各ばね体３４Ａ、３４Ｂの単品での巻数（長さ）を変化させること 、(b) 各ばね体３４Ａ、３４Ｂの螺着結合部ｋａ₂ 、ｋｂ₂ の巻数（長さ）を変 化させることになり、合成ばね定数Ｋの設定を多様化できる。

【００３５】 各ばね体３４Ａ、３４Ｂを螺着結合することにより一軸化できる。従って、 各ばね体３４Ａ、３４Ｂの接続端部の座面を軸直角加工する必要もなく、ばね３ ４の全体を折れのないストレート状にて直列接続できる。これにより、ばね３４ の倒れ、ひいては作動不良を容易に防止できる。

【００３６】 尚、本考案の実施においては、外筒を車軸側に配置する正立式フロントフォー クとし、下側となる外筒にダンパーシリンダを固定し、ダンパーシリンダのピス トンロッドを上側となる内筒に固定するものであっても良い。

【００３７】

【発明の効果】

以上のように本考案によれば、自動二輪車用フロントフォークにおいて、複数 のばね体からなるばねを用いるに際し、合成ばね定数の設定を多様化でき、然も ばねの倒れを容易に防止可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例に係る自動二輪車用フ
ロントフォークを示す断面図である。

【図２】図２は図１の要部断面図である。

【図３】図３はダンパーシリンダのピストンを示す模式
図である。

【図４】図４は調整ロッドの回転構造を示す模式図であ
る。

【図５】図５は調整ロッドとばね受駆動部材との嵌合構
造を示す模式図である。

【図６】図６は温度補償構造を示す模式図である。

【図７】図７は緩衝ばねを示す模式図である。

【符号の説明】

１０ フロントフォーク １１ 内筒 １２ 外筒 ３４ ばね ３４Ａ、３４Ｂ ばね体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内筒と外筒を摺動自在に嵌合し、内筒と
   外筒の間に緩衝用コイルばねを介装してなる自動二輪車
   用フロントフォークにおいて、前記ばねが複数のばね体
   を直列接続して構成され、各ばね体がそれらの素線を互
   いに螺着接合されて接続されてなることを特徴とする自
   動二輪車用フロントフォーク。