技術 自動二輪車のフロントフォーク

0001

本発明は、自動二輪車のフロントフォークに関する。

0002

図６は、一般的な自動二輪車のフロントフォークを示す斜視図である。このフロントフォーク100 は、伸縮可能な左右一対のフォークチューブ101 が、アッパーブラケット102 とロアーブラケット103 とにクランプされて平行に固定されている。上記両ブラケット102 ，103 間にはステアリングコラム104 が固定され、このステアリングコラム104 が自動二輪車の車体フレーム前頭部に回動自在に枢着される。また、左右のフォークチューブ101 の下部に設けられた車軸クランプ105 に前輪の車軸が固定される。一方、アッパーブラケット102 の上面に設けられた一対のハンドルクランプ106 には、フロントフォーク100 を左右に操向する図示しないハンドルバーが固定される。

0003

フォークチューブ101 は、それぞれアウターチューブ107 の内径部にインナーチューブ108 が上方から伸縮自在に挿入され、内蔵されたクッションスプリングによってインナーチューブ108 がアウターチューブ107 から伸びる方向に付勢されるように構成されている。ここで、フォークチューブ101 はストロークＳの長さに亘って伸縮可能とされ、自動二輪車の走行時に上下揺動する前輪のショックを吸収できるようになっている。

0004

上記ストロークＳは、市街地等を走行する自動二輪車のフロントフォークの場合には小さめに設定され、不整地等を走行可能な自動二輪車のフロントフォークの場合には大きめに設定される。しかし、ストロークＳを大きく取って不整地における走破性を向上させると、必然的に自動二輪車の車高、即ち着座シート高が高くなって足着き性が悪くなり、市街地等において乗車しにくいものとなる。

0005

そこで、フォークチューブの伸縮ストロークが大きな自動二輪車で市街地を走行する場合には、前記クッションスプリングを反力の弱いものに交換し、ライダー乗車時における車体の沈み込み量を大きくするか、または前記アッパーブラケット102 とロアーブラケット103 のクランプを緩めてインナーチューブ108 の上端をアッパーブラケット102 よりも上方に突出させて再び固定し、インナーチューブ108 の突出分だけ相対的に車高を下げて足着き性を良くした上で走行していた。

0006

しかしながら、上述の如くクッションスプリングを反力の弱いものに交換した場合には、フォークチューブ101 が縮んだ時の反力が不足し、サスペンション性能が低下するとともに、本来設計されていた自動二輪車の操縦性が損なわれてしまうおそれがある。

0007

また、インナーチューブ108 の上端をアッパーブラケット102 よりも上方に突出させて車高を下げても、フォークチューブ101 の伸縮ストロークＳは不変であるため、フォークチューブ101 の最圧時（フォークチューブ101 が最も縮んだ状態の時）に前輪がフロントフェンダやロアブラケット103 等に干渉する懸念がある。

0008

他方、フォークチューブ101 内部の油圧作動部を外部から制御可能にして車高を上げ下げすることも行われているが、この場合にはフロントフォークの重量が増加するばかりでなく、フロントフォーク100 の構造が複雑化して自動二輪車の価格が高くなるという難点がある。

0009

本発明は、上記問題点を解決するべくなされたもので、フォークチューブの伸縮ストロークを可変させて車高を調整可能にし、しかも、その車高に適合するクッションスプリング反力を選択可能にし、車高調整後も本来設計されているサスペンション性能や操縦性を維持することのできる自動二輪車のフロントフォークを提供することを目的とする。

0010

また、フロントフォークの重量増や構造の複雑化を招くことなく車高の調整が可能な自動二輪車のフロントフォークを提供することを目的とする。

0011

上記目的を達成するため、本発明に係る自動二輪車のフロントフォークは、請求項１に記載したように、左右一対のフォークチューブが、それぞれアウターチューブと、上記アウターチューブの内径部に伸縮自在に挿入されるインナーチューブと、上記インナーチューブをアウターチューブから伸ばす方向に付勢するクッションスプリングと、フォークチューブの伸縮ストロークを決定するストッパ機構とを備えて構成された自動二輪車のフロントフォークにおいて、上記ストッパ機構にフォークチューブの伸縮ストロークを可変させるストローク可変手段を設けるとともに、上記クッションスプリングの反力を調整可能にするスプリング反力調整手段を設けた。

0012

好ましくは、請求項２に記載したように、上記ストッパ機構をアウターチューブ側に設けられたアウター側ストッパと、インナーチューブ側に設けられてフォークチューブの最伸時に上記アウター側ストッパに当接するインナー側ストッパとを備えて構成し、上記アウター側ストッパまたはインナー側ストッパの少なくとも一方の固定位置を、フォークチューブの軸方向沿いに移動できるように前記ストローク可変手段を構成する。

0013

さらに、請求項３に記載したように、前記スプリング反力調整手段を、クッションスプリングの端部に介装されてクッションスプリングの長さを調整可能にするスペーサとし、このスペーサを前記ストローク可変手段として上記アウター側ストッパとインナー側ストッパとの間に装着可能にした。

0014

自動二輪車のフロントフォークを請求項１に記載したように構成した場合、ストローク可変手段によりフォークチューブの伸縮ストロークを変化させて自動二輪車の車高を調整できるとともに、前記スプリング反力調整手段によりクッションスプリングの反力を調整後の車高に適合するよう調整することができる。したがって、車高調整後も本来設計されているサスペンション性能や操縦性を維持することができ、前輪がフロントフェンダ等に干渉する懸念もなくなる。

0015

また、ストローク可変手段を請求項２に記載したように構成すれば、アウター側ストッパまたはインナー側ストッパの内のどちらか一方の固定位置を移動することでフォークチューブの伸縮ストロークが変化し、自動二輪車の車高が変わる。このストローク可変手段は非常に簡素に構成できるため、フロントフォークの簡素化ならびに軽量化に大きく貢献することができる。

0016

さらに、請求項３に記載したようにフロントフォークを構成した場合、スプリング反力調整手段としてクッションスプリングの端部に介装されていたスペーサを、そのままストローク可変手段としてアウター側ストッパとインナー側ストッパとの間に装着すれば、フォークチューブの伸縮ストロークが短くなって自動二輪車の車高が下がり、同時にクッションスプリングの長さが長くなって本来の反力が得られるため、車高調整後も本来設計されたサスペンション性能や操縦性が損なわれない。しかも、上記スペーサがストローク可変手段およびスプリング反力調整手段として兼用されるので、フロントフォークの構造を非常に簡素化することができ、軽量化にも一層貢献することができる。

0017

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るフロントフォークが適用された自動二輪車の一例を示す左側面図である。この自動二輪車１は不整地を走行可能なモトクロッサータイプのもので、その前輪２と後輪３のサスペンションストロークが大きくとられている。

0018

車体フレーム４の前頭部には上記前輪２を支持するフロントフォーク５がハンドルバー６やフロントフェンダ７等とともに左右回動自在に枢着され、車体フレーム４の中央下部に架設されたピボット軸８には後輪３を支持するスイングアーム９が上下回動自在に軸支されている。

0019

車体フレーム４の前方下部にはエンジン１１が搭載されており、その動力はチェーン１２によって後輪３に伝達される。なお、エンジン１１の後部にはキャブレタ１３およびエアクリーナ１４が接続され、エンジン１１の上方には燃料タンク１５が設置され、その後方に着座シート１６が載置されている。

0020

さて、前記フロントフォーク５は、伸縮可能な左右一対のフォークチューブ２０がアッパーブラケット２１とロアブラケット２２によって平行に固定されたもので、左右のフォークチューブ２０の下部に設けられた車軸クランプ２３に前輪２の車軸が固定される。したがって、自動二輪車１の走行時に上下揺動する前輪２のショックがフォークチューブ２０の伸縮によって吸収される。

0021

図２(A) ，(B) は、本発明の第一実施例を示すフォークチューブ２０の縦断面図である。なお、この図はフォークチューブ２０が最も伸びた状態を示している。フォークチューブ２０は、アウターチューブ２４と、このアウターチューブ２４の内径部に上方から伸縮自在に挿入されるインナーチューブ２５とを備えており、上記アウターチューブ２４の内側にはシリンダパイプ２６が固定され、インナーチューブ２５の内側にはインナーロッド２７が固定され、上記インナーロッド２７が上記シリンダパイプ２６に上方から挿入されている。なお、インナーチューブ２５の上端はキャップ２８により閉塞される。

0022

上記アウターチューブ２４上端の内周部にはオイルシール３１が設けられ、インナーチューブ２５下端の外周部にはオイルシール３２が設けられていて、これらのオイルシール３０，３１によって両チューブ２４，２５間の摺動部が液密にシールされる。

0023

シリンダパイプ２６の上端は拡径されてスプリング受け３３が形成され、その外周に設けられたオイルシール３４がインナーチューブ２５の内周面との間を液密にシールしている。一方、インナーロッド２７の下端にはピストン３５が設けられ、このピストン３５に環装されたオイルシール３６がシリンダパイプ２６の内周面との間を液密にシールしている。

0024

アウターチューブ２４とインナーチューブ２５とシリンダパイプ２６の内部には、それぞれ油室３７，３８，３９が画成されており、前記キャップ２８が取り外されて一定量のオイルがフォークチューブ２０内に注ぎ込まれる。また、アウターチューブ２４の下部には、上記油室３８，３９間のオイルの流れを制御する弁機構４１が設けられている。

0025

自動二輪車１の走行時に前輪２が路面の凹凸に突き上げられ、インナーチューブ２５がアウターチューブ２４内に押し込まれると、インナーロッド２７下端のピストン３５が油室３８内のオイルを圧縮し、油室３８内のオイルは油室３９側に流動する。その際、オイルの流れが前記弁機構４１によって絞られるため、その流動抵抗によって減衰力が発生し、前輪２の揺動ショックが緩衝される。

0026

インナーチューブ２５上端のキャップ２８と、シリンダパイプ２６上端のスプリング受け３３との間にはクッションスプリング４２が弾装されている。このクッションスプリング４２はインナーチューブ２５をアウターチューブ２４から伸ばす方向に付勢し、縮められたフォークチューブ２０を伸ばす働きをする。なお、クッションスプリング４２の上端（下端でもよい）には、スプリング反力調整手段Ａとなる管状のスペーサ４３が着脱可能に介装されている。

0027

さらに、フォークチューブ２０内には、フォークチューブ２０の伸縮ストロークを決定するストッパ機構４４が設けられている。このストッパ機構４４は、アウターチューブ２４側、例えばシリンダパイプ２６に設けられたアウター側ストッパ４５と、インナーチューブ２５側に設けられたインナー側ストッパ４６と、リバウンドスプリング４７とを備えて構成されている。

0028

上記アウター側ストッパ４５は、例えば筒状に形成されてシリンダパイプ２６の周面に固定され、上記インナー側ストッパ４６は、例えばインナーチューブ２５下端の内径を一段狭めることによって形成されている。

0029

前記クッションスプリング４２の反力によってアウターチューブ２４が押し下げられると、アウター側ストッパ４５がリバウンドスプリング４７を介してインナー側ストッパ４６に当接し、フォークチューブ２０がそれ以上伸びなくなる。リバウンドスプリング４７は、上記両ストッパ４５，４６が当接する際の衝撃を緩和し、破損を阻止する。

0030

フォークチューブ２０の伸縮ストロークは、ストッパ機構４４に設けられているストローク可変手段Ｂによって可変することができる。このストローク可変手段Ｂは、アウター側ストッパ４５またはインナー側ストッパ４６の少なくとも一方の固定位置を、フォークチューブ２０の軸方向沿いに移動可能にすることによって構成される。

0031

例えば図３に示すように、上記ストローク可変手段Ｂはシリンダパイプ２６の周面に一定間隔で刻設された数本の溝５０と、これらの溝５０に環装される２本のＣリング５１，５２によって構成されており、アウター側ストッパ４５は上記Ｃリング５１，５２間に両端を保持されてシリンダパイプ２６に固定される。このため、Ｃリング５１，５２の位置を他の溝５０に組み替えれば、アウター側ストッパ４５の固定位置を４５ａの位置まで段階的に変更することができる。

0032

図２(A) の状態では、アウター側ストッパ４５の固定位置が段階位置の最上部に設定されており、フォークチューブ２０の伸縮ストローク、即ちフォークチューブ２０が最も伸びた時の長さが最大となっている。このため、自動二輪車１の車高は最も高くなる。一方、図２(B) あるいは図３の状態では、アウター側ストッパ４５の固定位置が段階位置の最下部に設定されているため、フォークチューブ２０の伸縮ストロークがＬだけ縮んで最小となり、自動二輪車１の車高は最も低くなる。

0033

このようにアウター側ストッパ４５の固定位置を下げた場合、その分だけクッションスプリング４２が圧縮されて反力が強くなってしまうため、前記スペーサ４３を取り払うことによってクッションスプリング４２の長さを伸ばし、その反力を元の状態に戻す。こうすれば、フォークチューブ２０の伸縮ストロークが変化してもクッションスプリング４２の反力が不変であるため、本来設計されているサスペンション性能や操縦性が損なわれない。

0034

なお、本実施例ではスペーサ４３の長さがアウター側ストッパ４５の固定位置の最大移動量（即ちＬ）と同長にされているが、この長さに限らず数種類の長さのスペーサ４３を用意すれば、伸縮ストロークや走行路面、あるいはライダーの体重等に合わせてクッションスプリング４２の反力を容易に変更可能となり、きめ細かなサスペンションセッティングを施すことができる。

0035

また、スペーサ４３の代わりに、インナーチューブ２５上端のキャップ２８の捩じ込み量に応じてクッションスプリング４２の長さを変化させるようにしてもよい。なお、フォークチューブ２０内に注入されるオイルの量は、各車高に合わせて設定される。

0036

ところで、図４はストローク可変手段Ｂの別な実施例を示している。この例では、シリンダパイプ２６の周面に形成されたねじ部５５がストローク可変手段Ｂとされており、このねじ部５５にアウター側ストッパ５６とロックナット５７が螺合される。したがって、アウター側ストッパ５６の固定位置を上記ねじ部５５に沿って無段階に移動できるようになっている。そして、上記ロックナット５７を締め込んでアウター側ストッパ５６を固定する。

0037

なお、本実施例のストローク可変手段Ｂはアウター側ストッパ４５または５６の固定位置を可変させるものであるが、例えばインナー側ストッパ４６をインナーチューブ２５に対し別体に形成し、その固定位置を可変させるようにしてもよい。あるいは、アウター、インナー両方のストッパの固定位置を可変させてもよい。

0038

以上のようにフロントフォーク５を構成した場合、ストローク可変手段Ｂによりフォークチューブ２０の伸縮ストロークを変化させて自動二輪車１の車高を調整可能であるとともに、スプリング反力調整手段Ａによりクッションスプリング４２の反力を調整後の車高に適合するよう調整することができるので、車高調整後も本来設計されているサスペンション性能や操縦性を維持することができ、しかもフォークチューブ２０の最圧時における前輪２の位置が車高調整によって変化しないため、前輪２がフロントフェンダ７等に干渉する懸念がない。

0039

また、ストローク可変手段Ｂは、図３のようにシリンダパイプ２６に刻設されているＣリング用の溝５０を増設するか、あるいは図４のようにシリンダパイプ２６にねじ部５５を設けるなどの手法によって非常に簡単に設けることができるので、フロントフォーク５の複雑化や重量増を招くおそれが一切ない。

0040

さて、図５(A) ，(B) は、本発明の第二実施例を示すフォークチューブ２０の縦断面図である。この実施例の場合、アウター側ストッパ４５の固定位置はシリンダパイプ２６上の一か所に限定されている。そして、ストローク可変手段Ａとしてクッションスプリング４２の端部に介装されている管状のスペーサ５８が、そのままストローク可変手段Ｃとしてアウター側ストッパ４５とインナー側ストッパ４６との間に装着可能になっている。上記スペーサ５８は、その外径がインナーチューブ２５の内径に合わせられ、内径がシリンダパイプ２６の外径に合わせられている。

0041

図５(A) の状態では、スペーサ５８がストローク可変手段Ａとしてクッションスプリング４２の端部に介装されている。一方、ストッパ機構４４を構成するアウター側ストッパ４５とインナー側ストッパ４６の相対位置は、図２(A) の状態と同様であり、フォークチューブ２０の伸縮ストロークは最大となっている。

0042

また、図５(B) の状態では、スペーサ５８がストローク可変手段Ｃとしてアウター側ストッパ４５とインナー側ストッパ４６との間に装着されている。このため、フォークチューブ２０の最伸時にはアウター側ストッパ４５がスペーサ５８とリバウンドスプリング４７を介してインナー側ストッパ４６に当接し、スペーサ５８の長さの分（Ｌ）だけフォークチューブ２０の伸縮ストロークが短くなって自動二輪車１の車高が低くなる。同時に、スペーサ５８の長さの分だけクッションスプリング４２の長さが伸びため、クッションスプリング４２の反力が図５(A) の状態と変わらなくなり、本来設計されているサスペンション性能や操縦性が維持される。

0043

この実施例によれば、スペーサ５８がスプリング反力調整手段Ａとストローク調整手段Ｂとを兼用するため、上記両手段Ａ，Ｂを非常に簡素化でき、フロントフォーク５の構造簡素化および軽量化に一層貢献することができる。しかも、フロントフォーク５の組立が従来と同様であり、組立の複雑化によるコストアップもない。

0044

なお、本実施例のフロントフォーク５は、アッパーブラケット２１とロアブラケット２２にインナーチューブ２５が固定された正立型のものであるが、アッパーブラケット２１とロアブラケット２２にアウターチューブ２４が固定される倒立型のフロントフォークにも本発明を適用することができる。

0045

以上説明したように、本発明に係る自動二輪車のフロントフォークは、フォークチューブの伸縮ストロークを決定するストッパ機構に、フォークチューブの伸縮ストロークを可変させるストローク可変手段を設けるとともに、クッションスプリングの反力を調整可能にするスプリング反力調整手段を設けたものである。

0046

このため、上記ストローク可変手段によりフォークチューブの伸縮ストロークを変化させて車高を調整できるとともに、上記スプリング反力調整手段によりクッションスプリングの反力を調整後の車高に適合するよう調整することができる。したがって、車高調整後も本来設計されているサスペンション性能や操縦性を維持することができ、前輪がフロントフェンダ等に干渉する懸念もなくなる。

0047

また、本発明に係る自動二輪車のフロントフォークは、上記ストッパ機構を構成するアウター側ストッパまたはインナー側ストッパの少なくとも一方の固定位置をフォークチューブの軸方向沿いに移動できるように前記ストローク可変手段を構成したので、ストローク可変手段を非常に簡素な構成とすることができ、フロントフォークの簡素化および軽量化に大きく貢献することができる。

0048

さらに、本発明に係る自動二輪車のフロントフォークは、前記スプリング反力調整手段を、クッションスプリングの端部に介装されてクッションスプリングの長さを調整可能にするスペーサとし、このスペーサを前記ストローク可変手段として上記アウター側ストッパとインナー側ストッパとの間に装着可能にしたので、上記スペーサがスプリング反力調整手段とストローク可変手段とに兼用される。したがって、フロントフォークの構造を非常に簡素化することができ、軽量化にも一層貢献することができる。

0049

図１本発明が適用された自動二輪車の一例を示す左側面図。
図２本発明の第一実施例を示すフロントフォークの縦断面図で、(A) はフォークチューブの伸縮ストロークが伸ばされた状態を示す図、(B) はフォークチューブの伸縮ストロークが縮められた状態を示す図。
図３ストッパ機構ならびにストローク可変手段を拡大した縦断面図。
図４ストローク可変手段の別な実施例を示す縦断面図。
図５本発明の第二実施例を示すフロントフォークの縦断面図で、(A) はフォークチューブの伸縮ストロークが伸ばされた状態を示す図、(B) はフォークチューブの伸縮ストロークが縮められた状態を示す図。
図６従来の技術を示すフロントフォークの斜視図。

0050

１自動二輪車
２前輪
５フロントフォーク
２０フォークチューブ
２４アウターチューブ
２５インナーチューブ
２６シリンダパイプ
２７インナーロッド
２８キャップ
４２クッションスプリング
４３スペーサ
４４ストッパ機構
４５，５６アウター側ストッパ
４６インナー側ストッパ
４７リバウンドスプリング
５０ストローク可変手段を構成する溝
５１，５２ ストローク可変手段を構成するＣリング
５５ ストローク可変手段としてのねじ部
Ａスプリング反力調整手段
Ｂ，Ｃ ストローク可変手段