JP2016194355A - フロントフォーク - Google Patents

Abstract

【課題】
シリンダが正立型に設定された場合であっても、フォーク本体にシリンダを組み付けた後にシリンダ内へ作動液を容易に注入できるフロントフォークを提供する。
【解決手段】
環状のアウターチューブ１と、アウターチューブ１内に軸方向移動自在に挿入される環状のインナーチューブ２とを有するフォーク本体３と、フォーク本体３内に設けられて、内部に作動液が充填される液室Ｌが形成されるシリンダ４と、シリンダ４内を軸方向移動自在に移動するピストンロッド５と、ピストンロッド５に装着されたシリンダ４内を伸側室Ｖ１と圧側室Ｖ２に区画するピストン６と、シリンダ端に装着されてピストンロッド５を案内するとともに、シリンダ外方を液室Ｌと連通させる注液口７ａを設けたロッドガイド７を有するダンパカートリッジＤと、注液口７ａから液室Ｌに作動液を注入後、ロッドガイド７に積層されて、注液口７ａを閉塞する栓部材８を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、フロントフォークに関し、特に、鞍乗車両の前輪側に取り付けられる走行中の振動を吸収するフロントフォークの改良に関する。

鞍乗車両の前輪と車体との間に改装されるフロントフォークにあっては、減衰力を発揮して、車体の振動を抑制するものがある。このようなフロントフォークは、環状のアウターチューブと、アウターチューブ内に軸方向移動自在に挿入される環状のインナーチューブとを備えたフォーク本体と、前記フォーク本体に、収容されるフォーク本体の伸縮時にともに伸縮して減衰力を発揮するダンパカートリッジを備えて構成される。ダンパカートリッジは、内部に作動液が充填される液室が形成されるシリンダと、このシリンダ端に装着され、液室の一方側を塞ぐ環状のロッドガイドと、このロッドガイドを貫通しシリンダに出入りするピストンロッドと、このピストンロッドに保持されて液室を伸側室と圧側室に区画するピストンと、このピストンに形成されて伸側室と圧側室を連通するピストン通路と、このピストン通路を通過する作動液に抵抗を与える減衰弁を備えて構成される。そして、前記フロントフォークは、ピストンロッドがシリンダに出入りする伸縮時に、ピストンで加圧された一方の室の作動液がピストン通路を通過して他方の室に移動する際の減衰弁の抵抗に起因する減衰力を発生するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２には、シリンダの内周面に摺接して液室の反ロッドガイド側を塞ぐフリーピストンと、このフリーピストンを液室側に附勢する附勢手段を備える液室加圧式のフロントフォークが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−１６７７８５ 特開２０１０−１８５５７１

このようなフロントフォークを組み立てる際、液室に作動液を封入してからダンパカートリッジをフォーク本体に組み付けると、部品数や組み立て工数が増えるので、ダンパカートリッジをフォーク本体に組み付けてから液室に作動液を注入する方が好ましい。しかしながら、特許文献１に開示のようなシリンダが車輪側に連結される正立型のフロントフォークでは、シリンダの車体側開口がロッドガイドで塞がれた状態となっているので、車体側からシリンダ内に作動液を注入し難い。

また、特許文献２に開示のようなフロントフォークでは、フリーピストンによって、反ロッド側が塞がれている上、ロッドガイドの内周にピストンロッドの外周面に摺接するシール部材が設けられている。そのため、このようなフロントフォークを正立型にすると、シリンダ内が密封され、車体側からの作動液注入がさらに困難になるとともに、車輪側からも作動液を注入し難くなる。

そこで、本発明の目的は、正立型に設定された場合であっても、フォーク本体にシリンダを組み付けた後にシリンダ内へ作動液を容易に注入できるフロントフォークの提供である。

前記課題を解決するための手段は、フォーク本体内に組み付けられたダンパカートリッジの端部を閉塞するロッドガイドにダンパカートリッジ外方と内方を連通させる注液口を備え、前記ロッドガイドに積層され、前記注液口を閉塞する栓部材を備えることを特徴とする。

また、前記フォーク本体内に前記フォーク本体と前記ロッドガイドとの間に介装されるメインスプリングを設け、前記メインスプリングが前記栓部材を押圧するようにしてもよい。

前記構成によると、メインスプリングが、フォーク本体を伸長方向に附勢して、車体を弾性支持するとともに、栓部材が外れてしまうのを防止できる。

また、前記栓部材が、前記メインスプリングのスプリングシートを兼ねるようにしてもよい。

前記構成によると、メインスプリングと栓部材の間にスプリングシートを余計に設ける必要がないため、部品点数を少なくできる。

また、前記シリンダが、前記フォーク本体の前記インナーチューブ側に固定され、前記栓部材は、前記インナーチューブ内に配置されるようにしてもよい。

前記構成によると、フロントフォークの伸縮時には、シリンダとインナーチューブが相対移動しないため、シリンダに装着されたロッドガイドに積層された栓部材が、インナーチューブに干渉してもインナーチューブを傷つける恐れがない。

前記インナーチューブ内に配置される前記栓部材は、環状であって、前記栓部材の外径と前記インナーチューブの内径の差は、前記栓部材の内径と前記ピストンロッドの外径の差より小さく設定されてもよい。

前記構成によると、栓部材がインナーチューブ側に位置決めされるため、径方向に移動してもピストンロッド５に干渉せず、ピストンロッド５を傷つける恐れがない。

本発明のフロントフォークによれば、正立型に設定された場合であっても、フォーク本体にシリンダを組み付けた後にシリンダ内へ作動液を容易に注入できる。

本実施の形態に係るフロントフォークを部分的に切り欠いて示した正面図である。 図１の主要部を拡大して示した図である。

以下に、図示した本実施の形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

図１に示すように、本実施の形態に係るフロントフォークは、環状のアウターチューブ１と、アウターチューブ１内に軸方向移動自在に挿入される環状のインナーチューブ２とを有するフォーク本体３と、フォーク本体３内に、設けたダンパカートリッジＤと、ダンパカートリッジＤにおけるロッドガイド７に設けた注液口７ａを閉塞する栓部材８を備えて構成されている。

フロントフォークは、主に鞍乗車両の前輪側に取り付けられて、前輪を保持している。ちなみに、フロントフォークを鞍乗車両の前輪側に取り付ける方法については図示しないが、二本のフロントフォークを前輪の左右それぞれに配置して、上端側部を車体側ブラケットで連結して車体に装着する。そして、各フロントフォークのインナーチューブ２の下端部に設けた車輪側ブラケット２０を前輪の車軸にそれぞれ連結させて、フロントフォークを鞍乗車両の前輪側に取り付ける。

以下、フロントフォークの各部について詳細に説明する。フォーク本体３は、図１に示すように、アウターチューブ１とこのアウターチューブ１に出入りするインナーチューブ２を備えて伸縮可能なテレスコピック型に形成されている。このフォーク本体３内には、ダンパカートリッジＤが収容されており、フォーク本体３とダンパカートリッジＤの間には、フォーク本体３を伸長方向へ附勢するメインスプリングＳ２が介装されている。

また、フォーク本体３とダンパカートリッジＤとの間には、液溜Ｐが形成されている。この液溜Ｐには、作動液が貯留されるとともに、この作動液の液面を介して上側に気体が収容されている。

また、インナーチューブ２には、連通孔２ａが形成されているので、アウターチューブ１とインナーチューブ２との間に形成される筒状隙間Ｔと液溜Ｐとの間を作動液が自由に移動できるようになっている。

フォーク本体３の上側開口は、アウターチューブ１の上端部内周に螺合するキャップ部材１３で塞がれている。また、フォーク本体３の下側開口は、インナーチューブ２の下端部外周に螺合する車輪側ブラケット２０で塞がれている。さらに、アウターチューブ１の下端内周にはインナーチューブ２の外周面に摺接する環状のダストシールＣ１とオイルシールＣ２が装着されており、フォーク本体３内が密封状態に維持されている。本実施の形態においては、アウターチューブ１が車体側に連結されるとともにインナーチューブ２が車輪側に連結されてフロントフォークが倒立型に設定される。なお、アウターチューブ１が車輪側に連結されるとともにインナーチューブ２が車体側に連結されてフロントフォークが正立型に設定されてもよい。

フォーク本体３とダンパカートリッジＤの間に介装されるメインスプリングＳ２は、フォーク本体３を伸長方向に附勢して、車体を弾性支持している。本実施の形態において、メインスプリングＳ２は、ロッドガイド７に積層される環状の栓部材８をスプリングシートとして、栓部材８で下端が支持されるとともに、筒状のばね受け１４で上端が支持されている。

また、アウターチューブ１とインナーチューブ２の間には、アウターチューブ１とインナーチューブ２の軸方向の移動を案内するブッシュＢ１，Ｂ２が設けられている。また、筒状隙間Ｔには、作動液が収容されるとともに、インナーチューブ２に形成される連通孔２ａから作動液が供給されるので、両ブッシュＢ１，Ｂ２の摺動面を作動液で潤滑できる。

ダンパカートリッジＤは、図１、２に示すように、内部に液室Ｌが形成されるシリンダ４と、このシリンダ４の上端に装着される環状のロッドガイド７と、このロッドガイド７を貫通しシリンダ４に出入りするピストンロッド５と、このピストンロッド５の先端部に保持されて、シリンダ４の内周面に摺接しながら、シリンダ４内を軸方向に移動可能なピストン６と、シリンダ４の反ピストンロッド側の軸心部に起立するベースロッド１０と、このベースロッド１０の先端部に保持されて、液室Ｌを作動室ＶとリザーバＲに区画するベース部材１１と、環状に形成されてベースロッド１０の外周に軸方向移動自在に装着されるとともに、シリンダ４の内周面に摺接するフリーピストン１２と、シリンダ４の下端を閉塞する有底筒状のボトム部材２１と、フリーピストン１２とボトム部材２１との間に介装されてフリーピストン１２を図１中上側に附勢する附勢ばねＳ１を備えている。

ロッドガイド７は環状であって、内周に挿通されるピストンロッド５の軸方向の移動を案内する。また、ピストンロッド５の図中下方は、ロッドガイド７の内周に設けたブッシュＢ３で軸方向に移動自在に支持されている。さらに、ロッドガイド７には、図２に示すように、シリンダ４内の液室ＬをダンパカートリッジＤ外へ連通する注液口７ａが設けられている。そのため、フォーク本体３にダンパカートリッジＤを収容した後であっても、ダンパカートリッジＤ外から、注液口７ａを通じて、液室Ｌに作動液を充填できる。

本実施の形態に係る注液口７ａは、ロッドガイド７の上端から開口してシリンダ４の軸方向に沿って下端へ通じて、前記したように液室ＬをダンパカートリッジＤ外へ通じさせている。なお、注液口７ａは、軸線に対して斜め、あるいは途中で曲がっていてもよいが、ロッドガイド７への注液口７ａの孔開加工がし難いので、軸方向に沿って開口する方が好ましい。

また、本実施の形態に係る注液口７ａは、途中で曲がっていないので、作動液を注入する際に作動液と入れ替わりに抜ける液室Ｌ内の気体を注液口７ａ内に残さずに注液できる。注液後、前記注液口７ａは、ロッドガイド７に積層される環状の栓部材８によって閉塞されて、液室Ｌは、密閉される。

ピストンロッド５は、図１に示すように、キャップ部材１３に吊下げられた状態に保持されて、キャップ部材１３、アウターチューブ１及び車体側ブラケットを介して車体側に連結されている。ピストンロッド５は、ブッシュＢ３で支持される筒状のロッド本体５ａと、ピストン６を保持する筒状のピストン保持部５ｂとを備える。

ピストン保持部５ｂに保持されるピストン６は、環状に形成されており、図１、２に示すように、液室Ｌの図中上側の作動室Ｖを伸側室Ｖ１と圧側室Ｖ２に区画するとともに、ナット６０でピストン保持部５ｂの外周に固定されている。さらに、ピストン６には、伸側室Ｖ１と圧側室Ｖ２とを連通する伸側のピストン通路６ａと圧側のピストン通路（伸側のピストン通路６ａのみを図示し、圧側のピストン通路を図示せず）が形成されている。また、ピストン６の図２中下端には、伸側のピストン通路６ａの出口を開閉する伸側減衰弁６１が設けられている。伸側減衰弁６１は、伸側のピストン通路６ａを伸側室Ｖ１から圧側室Ｖ２に移動する作動液の流れのみを許容してその反対方向の流れを阻止する。さらに、ピストン６の図２中上端には、図示しない圧側のピストン通路の出口を開閉する圧側逆止弁６２が設けられている。圧側逆止弁６２は、圧側室Ｖ２から伸側室Ｖ１に移動する作動液の流れのみを許容してその反対方向の流れを阻止する。

また、図２に示すように、ピストン保持部５ｂとロッドガイド７の間に規制ばねＳ３が介装されており、規制ばねＳ３により、フロントフォークの最収縮時にピストン保持部５ｂの上端がロッドガイド７に勢いよく衝突してしまうのを規制している。

なお、図示しないが、ピストン保持部５ｂには、伸側のピストン通路６ａと圧側のピストン通路を迂回して伸側室Ｖ１と圧側室Ｖ２とを連通するバイパス路（図示せず）が形成されている。このバイパス路内には、例えばニードル弁などの減衰弁が収容されており、この減衰弁が流路面積を調整して、減衰力を調整できる。

図１に示すように、シリンダ４の下部分には、内径が他の部分の内径と比較して大径に形成される大内径部４ａが形成されるとともに、この大内径部４ａの肉厚を貫通する連通孔４ｂが形成されている。また、シリンダ４の下端には、有底筒状のボトム部材２１が、シリンダ４の大内径部４ａ外周に螺合されて装着されている。このボトム部材２１の中部分には、外径が他の部分の外径と比較して小径に形成された小外径部２１ａが形成されており、ボトム部材２１は、小外径部２１ａと他の部分とで、外周に段差部２１ｂが設けられている。

図１に示すように、ベースロッド１０の下端にはフランジ部材２２が設けられており、フランジ部材２２がボトム部材２１とシリンダ４によって、挟み込まれてベースロッド１０は、シリンダ４内で固定される。

また、ベース部材１１は、ベースロッド１０の先端部にナット３０で固定されるとともに、液室Ｌを作動室ＶとリザーバＲに区画している。このベース部材１１には、作動室ＶとリザーバＲとを連通する伸側のベース通路１１ａと圧側のベース通路（伸側のベース通路１１ａのみを図示し、圧側のベース通路を図示せず）が形成されている。また、ベース部材１１の図１中上端には、伸側のベース通路１１ａの出口を開閉する伸側逆止弁３１が設けられている。伸側逆止弁３１は、伸側のベース通路１１ａをリザーバＲから作動室Ｖに移動する作動液の流れのみを許容してその反対方向の流れを阻止する。さらに、ベース部材１１の図１中下端には図示しない圧側のベース通路の出口を開閉する圧側減衰弁３２が設けられている。圧側減衰弁３２は、作動室ＶからリザーバＲに移動する作動液の流れのみを許容してその反対方向の流れを阻止する。

そして、環状に形成されてベースロッド１０の外周面とシリンダ４の内周面に摺接しシリンダ４内を軸方向に移動可能なフリーピストン１２は、リザーバＲを補償室Ｒ１と背面室Ｒ２に区画している。

また、フリーピストン１２を図１中上側に附勢する附勢ばねＳ１は、背面室Ｒ２に収容されるとともに、ボトム部材２１とフリーピストン１２との間に圧縮されながら介装されている。そして、附勢ばねＳ１は、フリーピストン１２を介して作動室Ｖと補償室Ｒ１を加圧し、本実施の形態に係るフロントフォークの減衰力発生の応答性を良好にしている。

さらに、液室Ｌ内の作動液が熱膨張等して、液室Ｌ内の圧力が過剰になってしまった場合に、フリーピストン１２が図１中下方へ後退し、シリンダ４の大内径部４ａに達すると、シリンダ４との間に隙間が生じ、連通孔４ｂを通して圧力を液溜Ｐに逃がせるようになっている。

以下、本実施の形態に係るダンパカートリッジＤの伸長時と圧縮時に減衰力が発揮される仕組みについて、簡単に説明する。ダンパカートリッジＤのピストンロッド５がシリンダ４から退出するフロントフォークの伸長時には、ピストン６で加圧された伸側室Ｖ１の作動液が伸側のピストン通路６ａとバイパス通路（符示せず）を通過して圧側室Ｖ２に移動する。さらに、シリンダ４から退出したピストンロッド体積分の作動液が伸側のベース通路１１ａを通過して補償室Ｒ１から圧側室Ｖ２に移動する。そのため、本実施の形態に係るフロントフォークは、伸側減衰弁６１及びバイパス路に設けられた減衰弁の抵抗に起因する伸側減衰力を発揮する。

反対に、ダンパカートリッジＤのピストンロッド５がシリンダ４に進入するフロントフォークの圧縮時には、ピストン６で加圧された圧側室Ｖ２の作動液が図示しない圧側のピストン通路とバイパス路（符示せず）を通過して伸側室Ｖ１に移動する。さらに、シリンダ４に進入したピストンロッド体積分の作動液が図示しない圧側のベース通路を通過して圧側室Ｖ２から補償室Ｒ１に移動する。そのため、フロントフォークは、バイパス路（符示せず）に設けられた減衰弁及び圧側減衰弁３２の抵抗に起因する圧側減衰力を発揮する。

これらの部品を備えるダンパカートリッジＤは予め組み立てられてからフォーク本体３に収容される。そのため、フロントフォークの組み立てを簡易にし、部品の取り付け漏れを防止できる。

ダンパカートリッジＤの収容方法を具体的に説明すると、車輪側ブラケット２０は、車軸に連結される連結部２０ａと、この連結部２０ａから起立する筒状部２０ｂとを備えている。ダンパカートリッジＤのボトム部材２１は、筒状部２０ｂの内周に形成される段差面２０ｃに位置決めされる。そして、筒状部２０ｂの内周に螺合するインナーチューブ２と段差面２０ｃとでボトム部材２１の段差部２１ｂが挟まれて、ボトム部材２１は、車輪側ブラケット２０に固定される。

以下、本実施の形態のフロントフォークの組み立て時における作動液の注入方法について説明する。フォーク本体３にダンパカートリッジＤが収容され、キャップ部材１３及びメインスプリングＳ２を未装着の状態で、フォーク本体３の車体側開口から作動液を注ぐ。液溜ＰとダンパカートリッジＤ内の液室Ｌとを区画しているロッドガイド７には、シリンダ４の内外を連通する注液口７ａが設けられているため、注液口７ａから、液室Ｌ内に作動液が充填される。

充填後、環状の栓部材８をロッドガイド７に積層し、その上から栓部材８をスプリングシートにして、メインスプリングＳ２をキャップ部材１３とともに装着する。栓部材８の内径は、ピストンロッド５の外径より大きく設定されている。栓部材８の外径はインナーチューブ２の内径よりも小径に設定されている。また、栓部材８の内径とピストンロッド５の外径の間には隙間があるため、栓部材８は径方向に移動できる。ただし、栓部材８の内周端と注液口７ａの開口端との距離が、栓部材８の外径とインナーチューブ２の内径との差よりも小さく設定されているため、栓部材８が径方向へ移動してもインナーチューブ２の内周により径方向への移動量が規制されて、必ず注液口７ａを閉塞できる。

さらに、栓部材８の外径とインナーチューブ２の内径との差は、栓部材８の内径とピストンロッド５の外径との差よりも小さくなっている。よって、本実施の形態に係る栓部材８は、図２に示すように、内径がピストンロッド５の外径よりも大きく設定されており、インナーチューブ２側で位置決めされるため、径方向に移動してもピストンロッド５に干渉せず、ピストンロッド５を傷つける恐れがない。

そして、メインスプリングＳ２が、栓部材８を押圧するため、栓部材８はロッドガイド７に強く押し付けられて密着して、注液口７ａを密閉する。

このように、栓部材８が、ロッドガイド７の注液口７ａを閉塞するため、フロントフォークの作動中に注液口７ａを通じて、シリンダ４内からの作動液の漏れを防止できる。

さらに、本実施の形態に係る栓部材８は、メインスプリングＳ２のスプリングシートの役割も兼ねているため、別途スプリングシートを設ける必要がなく、部品点数を減らし、組立ての手間を省略できる。

また、本発明は、メインスプリングＳ２で押圧して栓部材８を固定しているため、栓部材８を固定するためだけに使用される部材が不要である。

また、本発明は、作動液を注入後に、フロントフォーク内に別途固定用工具を入れる必要がないため、固定用工具を出し入れする際に、固定用工具に作動液が付着して作動液が外部に持ち出されないので、注液作業後にフロントフォーク内の液量が狂わない。

さらに、この構成によると、フロントフォーク内の作動液を入れ替える際などに、メインスプリングＳ２を取り外すだけで、栓部材８も簡単に取り外しできる。

なお、注液口７ａの開口面積が大きい方が作動液の注入が容易となるが、伸側室Ｖ１の圧力の作用で栓部材８をロッドガイド７から離間させる力は大きくなる。ダンパカートリッジＤの伸側室Ｖ１の圧力が実用上最大となる場合に、栓部材８が受ける力がメインスプリングＳ２のばね力を上回らないように注液口７ａの開口面積を決定すればよい。

また、メインスプリングＳ２で栓部材８のロッドガイド７からの離間の阻止が難しい場合には、注液口７ａの途中に絞りを設けて、栓部材８にかかる圧力を小さくして前記離間を阻止してもよい。または、作動液の注入後に、オリフィスが設けられたプラグを注液口７ａに装着して、栓部材８にかかる圧力を小さくするようにしてもよい。このようにすれば、メインスプリングＳ２のばね力を調整しなくても、栓部材８をロッドガイド７にしっかりと固定できる。

なお、本実施の形態においては、栓部材８は、メインスプリングＳ２によって、ロッドガイド７に固定されているが、取付方法はこれに限定されない。例えば、メインスプリングＳ２に代えて、エアばねを使用した場合には、別途固定具を設けて栓部材８を固定したり、栓部材８の下面に環状の突起を設けて、ロッドガイド７の注入口７ａに突起を嵌めこみ、栓部材８をロッドガイド７に固定してもよい。あるいは、栓部材をボルトとして、注液口７ａに螺子締結して注液口７ａを塞いでもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱なく改造、変形及び変更ができるのは当然である。

１・・・アウターチューブ、２・・・インナーチューブ、３・・・フォーク本体、４・・・シリンダ、５・・・ピストンロッド、６・・・ピストン、７・・・ロッドガイド、７ａ・・・注液口、８・・・栓部材、Ｄ・・・ダンパカートリッジ、Ｌ・・・液室、Ｖ１・・・伸側室、Ｖ２・・・圧側室、Ｓ２・・・メインスプリング

Claims (5)

1. 環状のアウターチューブと、前記アウターチューブ内に軸方向移動自在に挿入される環状のインナーチューブとを有するフォーク本体と、
   前記フォーク本体内に設けられて、内部に作動液が充填される液室が形成されるシリンダと、前記シリンダ内を軸方向移動自在に移動するピストンロッドと、前記ピストンロッドに装着された前記シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、前記シリンダ端に装着されて前記ピストンロッドを案内するとともに、前記シリンダ外方を前記液室と連通させる注液口を設けたロッドガイドとを有するダンパカートリッジと、
   前記ロッドガイドに積層されて、前記注液口を閉塞する栓部材を備えた
   ことを特徴とするフロントフォーク。
2. 前記フォーク本体内に前記フォーク本体と前記ロッドガイドとの間に介装されるメインスプリングを設け、
   前記メインスプリングが前記栓部材を押圧することを特徴とする請求項１に記載のフロントフォーク。
3. 前記栓部材が、前記メインスプリングのスプリングシートを兼ねることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフロントフォーク。
4. 前記シリンダが、前記フォーク本体の前記インナーチューブ側に固定され、前記栓部材は、前記インナーチューブ内に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフロントフォーク。
5. 前記栓部材は、環状であって、前記栓部材の外径と前記インナーチューブの内径の差は、前記栓部材の内径と前記ピストンロッドの外径の差より小さいことを特徴とする請求項４に記載のフロントフォーク。
   

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