二輪車等のフロントフォーク装置
【課題】 二輪車等のシングルディスクタイプのフロントフォーク装置において、ブレーキング時のヨレ感を低減することのできるフロントフォーク装置を提供すること。
【解決手段】 前輪の左右両側に、摺動自在に嵌合する車体側チューブ１３、１３’と車輪側チューブ１４、１４’からなる左右のフロントフォーク１１、１２を備え、左右一側のフロントフォーク１２にのみブレーキ装置２５を装着した二輪車等のフロントフォーク装置１０において、ブレーキ装置２５を装着した一側のフロントフォーク１２の車輪側チューブ１４’の肉厚を、他側のフロントフォーク１１の車輪側チューブ１４の肉厚より厚くしたもの。
【解決手段】 前輪の左右両側に、摺動自在に嵌合する車体側チューブ１３、１３’と車輪側チューブ１４、１４’からなる左右のフロントフォーク１１、１２を備え、左右一側のフロントフォーク１２にのみブレーキ装置２５を装着した二輪車等のフロントフォーク装置１０において、ブレーキ装置２５を装着した一側のフロントフォーク１２の車輪側チューブ１４’の肉厚を、他側のフロントフォーク１１の車輪側チューブ１４の肉厚より厚くしたもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二輪車等のフロントフォーク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二輪車等のフロントフォーク装置には、前輪の左右一側のフロントフォークにのみディスクプレートを装着したシングルディスクタイプのものがある。このようなフロントフォーク装置では、ブレーキング時にフロントフォークが左右の一側によれる、つまりハンドルを一側に取られるというヨレ感をライダーが感じる。
【０００３】
特許文献１には、左右のフロントフォークのうち、一側（左側）のフロントフォークにのみ懸架スプリングを設け、懸架スプリングを設けない他側（右側）のフロントフォークのインナチューブの肉厚を、懸架スプリングを設けた一側（左側）のフロントフォークのインナチューブの肉厚より厚くした自動二輪車等の倒立型のフロントフォーク装置が開示されている。
【０００４】
このようなフロントフォーク装置では、ブレーキング時にフロントフォーク装置が圧縮すると、懸架スプリングの反力により、フロントフォーク装置は懸架スプリングを設けていない右側フロントフォークの方へ前輪の接地点回りに回転モーメントを発生する。
【０００５】
一方、ブレーキング時には前輪と路面との摩擦力により左右のフロントフォーク、特に車輪側チューブの下端部が進行方向の後方へ撓む。インナチューブの肉厚を厚くした右側フロントフォークは肉厚の薄い左側フロントフォークより撓み量が小さいので、フロントフォーク装置は肉厚の薄い左側フロントフォークの側（懸架スプリングを設けた側）への回転モーメントを前輪の接地点回りに発生する。
【０００６】
その結果、ブレーキング時に発生する２つのモーメント、即ち、懸架スプリングの有無に因る懸架スプリングを設けていない右側方向へのモーメントと、肉厚の違いに因る肉厚の薄い左側方向へのモーメントを相殺して、ブレーキング時における前輪のヨレ感を低減している。
【０００７】
しかしながら、前輪の片側にのみブレーキ装置を設けたシングルディスクタイプのフロントフォーク装置においては、懸架スプリングを片側のフロントフォークにのみ設けたか否かに関係なく、左右両側のフロントフォークに懸架スプリングを設けたものでも、ヨレ感を感じる。
【特許文献１】特開2004-224137
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
二輪車等のシングルディスクタイプのフロントフォーク装置において、ブレーキング時のヨレ感を低減することのできるフロントフォーク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、摺動自在に嵌合する車体側チューブと車輪側チューブからなるフロントフォークを前輪の左右両側に備え、左右一側のフロントフォークにのみブレーキ装置を装着した二輪車等のフロントフォーク装置において、前記ブレーキ装置を装着した一側のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚を、他側のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚より厚くしたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ブレーキ装置が前輪の左右一側に設けたディスクプレートを跨いで設けたブレーキキャリパからなり、前記左右一側のフロントフォークの車輪側チューブの下端の車軸部より上方に偏芯した位置に、車両の前後方向の後方に延出するアームを備えたブレーキブラケット部を一体に形成し、該ブレーキブラケット部のアームの先端部に前記ブレーキキャリパを取付けたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記左右のフロントフォークの車輪側チューブがインナチューブであり、前記車体側チューブがアウタチューブである倒立型のフロントフォークからなるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
（請求項１、２）
(a)ブレーキング時には、ブレーキキャリパがディクスプレートの回転方向（図３に矢印Ａで示す）へ引っ張られるので、ブレーキキャリパを取付ける車輪側チューブのブレーキブラケットの取付部を支点として、進行方向の後方へ車輪側チューブの車軸部を撓ませる曲げモーメント（図３に矢印Ｂで示す）が作用する。
【００１３】
しかしながら、本発明ではブレーキキャリパを取付けた一側（右側）のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚を、ブレーキキャリパを装着しない他側（左側）のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚より厚くしたので、ブレーキング時における一側（右側）のフロントフォークの車軸部の後方への撓みが小さくなり、前輪がブレーキ装置を設けた一側（右側）のフロントフォーク側へよれることを阻止する。
【００１４】
（請求項３）
(b)倒立型フロントフォークの場合、車輪側に取付けられるインナチューブは、車体側に取付けられるアウタチューブより直径が小さいこと、また、曲げ応力を受ける部分の長さが長いので、インナチューブの曲げ応力はアウタチューブより大きい。従って、倒立型フロントフォークのインナチューブの肉厚を厚くした場合における前輪のヨレ感の低減効果が大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１はフロントフォーク装置を最圧縮状態において示す全体断面図、図２は図１の左側フロントフォークを示す半断面図、図３はブレーキ装置を装着した右側フロントフォークにおける曲げモーメントの発生原理を示す模式図である。
【実施例】
【００１６】
図１に示す如く、フロントフォーク装置１０は、ライダーから見て、左側フロントフォーク１１と右側フロントフォーク１２からなる。左右のフロントフォーク１１、１２はアウタチューブ１３、１３’とインナチューブ１４、１４’からなる。
【００１７】
左右のアウタチューブ１３、１３’はアッパブラケット１５とアンダーブラケット１６を介して車体側の図示しないステアリングシャフトに連結される。ステアリングシャフトは車体フレームの先端の図示しないヘッドパイプ内に左右揺動自在に設けられる。左右のインナチューブ１４、１４’の下端部にそれぞれ車軸ブラケット１７、１７’が螺合固定される。左右の車軸ブラケット１７、１７’にはそれぞれ図３に示す車軸２３を挿通する車軸孔１８、１８’を備えた車軸部１７ａ、１７’ａが形成される。左側フロントフォーク１１の車軸孔１８には軸方向の摺り割り１９が形成されているが、右側の車軸孔１８’には摺り割り１９が形成されていない。これらの車軸孔１８、１８’に車軸２３を挿入し、左側フロントフォーク１１の車軸部１７ａの締め付け孔２０に、図示しないボルトを締め付けて車軸２３を固定する。車軸２３には図３に示す前輪２７が回転自在に設けられる。
【００１８】
左右の車軸ブラケット１７、１７’の前部には、それぞれフェンダー取付け用のステー１７ｂ、１７’ｂが一体に形成される。右側フロントフォーク１１の車軸ブラケット１７’の後部には、図３に示すブレーキキャリパ２５（ブレーキ装置）を取付けるブレーキブラケット部１７’ｃが一体に形成される。しかし、左側フロントフォーク１１の車軸ブラケット１７には、ブレーキブラケット部１７’ｃが形成されない。
【００１９】
以上の如く、右側フロントフォーク１２がブレーキキャリパ２５を取付けるブレーキブラケット部１７’ｃを形成した点及び車軸部１７ａ、１７’ａの形状が異なる点を除き、左右フロントフォーク１１、１２は同一の構造である。
【００２０】
次に、左右フロントフォーク１１、１２の内部の構造を説明する。左右フロントフォーク１１、１２の内部の構造は同一なので、左側フロントフォーク１１についてのみ説明する。
【００２１】
図２に示すように、車体側のアウタチューブ１３と車輪側のインナチューブ１４は、アウタチューブ１３の下端部の内周に嵌着されたブッシュ３０とインナチューブ１４の上端部の外周に嵌着されたスライドブッシュ３１を介して摺動する。アウタチューブ１３の先端部の内周は拡径され、この拡径された先端部の内周に環状のワッシャ３２、オイルシール３３、ストッパリング３４、ダストシール３５が順に設けられる。
【００２２】
インナチューブ１４の下端部の外周に車軸ブラケット１７が螺合されて固定される。車軸ブラケット１７の底部に、ダンパ３６のダンパシリンダ４６の下端部がカップ状部材４１の底部を挟んでボトムボルト４２により固定されている。
【００２３】
アウタチューブ１３の上端部には有底のキャップ４３が螺着されている。中空ピストンロッド４４の上端部に筒状ハウジング４４ａが螺着されロックナット４４ｂにより固定されている。筒状ハウジング４４ａはキャップ４３の底部に螺着固定されている。
【００２４】
ピストンロッド４４をダンパシリンダ４６の上端開口部に設けたロッドガイド組立体８０の内周に摺接案内させてダンパシリンダ４６の内部に挿入し、ピストンロッド４４の下端部にピストンバルブ装置５７（伸側減衰力発生装置）を備える。ピストンバルブ装置５７は、ピストンロッド４４の先端部に固定したピストン５８により、ダンパシリンダ４６の内部をピストン側油室Ｓ１とロッド側油室Ｓ２に区画する。ピストン５８はピストン側油室Ｓ１とロッド側油室Ｓ２を連絡可能にする伸側流路５８ａと図示しない圧側流路を備え、伸側流路５８ａに伸側ディスクバルブ４７を、圧側流路に圧側チェックバルブ４８を備える。
【００２５】
中空ピストンロッド４４内に減衰力調整装置４５が設けられる。減衰力調整装置４５は筒状ハウジング４４ａ内に回動自在に設けられた減衰力調整アジャスタ４５ａと、この減衰力調整アジャスタ４５ａの下端部に固定された中空ロッド４５ｂと、中空ロッド４５ｂの先端部に固定されたニードル弁４５ｃとからなる。
【００２６】
筒状ハウジング４４ａの外周にばね荷重調整アジャスタ５０が螺着され、ばね荷重調整アジャスタ５０の下端面に押動ピン組立体５１が設けられる。押動ピン組立体５１は、有底のキャップ４３の底部に挿通された３本の押動ピン５１ａと３本の押動ピン５１ａの上端部を一体にモールド成形した環状体５１ｂからなる。押動ピン組立体５１の下部には、スペーサ５２を介して、スプリングカラー５３の上端部に嵌着されたジョイントカラー５３ａが設けられる。
【００２７】
スプリングカラー５３の下端部には上ばね受けを兼ねる筒状のオイルロックカラー５４が嵌着されている。車軸ブラケット１７の下端部の内周に下ばね受け５５が設けられ、下ばね受け５５とオイルロックカラー５４の下端部との間に懸架スプリング５６が介装される。ばね荷重調整アジャスタ５０の回動操作により、押動ピン組立体５１が上下に進退し、次いで、スプリングカラー５３、オイルロックカラー５４が上下動し、懸架スプリング５６の初期荷重が調整される。
【００２８】
アウタチューブ１３とインナチューブ１４の内部で、ダンパシリンダ４６の外周部に油溜室Ｒ1と気体室Ｒ2が設けられる。油溜室Ｒ1の作動油はブッシュ３０、スライドブッシュ３１、オイルシール３３の潤滑に寄与する。懸架スプリング５６と気体室Ｒ2の気体ばねが路面から受ける衝撃力を吸収する。
【００２９】
ダンパシリンダ４６の底部にベースバルブ装置（圧側減衰力発生装置）６０を備える。ベースバルブ装置６０はダンパシリンダ４６を前述の如くにボトムボルト４２により車軸ブラケット１７の底部に固定するボトムホルダ６１を有する。ボトムホルダ６１の先端部にボルト６２が螺合され、ボルト６２の外周にボトムピストン６３が固定される。ボトムピストン６３はピストン側油室Ｓ1の下方にボトムバルブ室Ｓ3を区画形成する。ボトムピストン６３はピストン側油室Ｓ1とボトムバルブ室Ｓ3を連絡可能にする圧側流路６３ａと図示しない伸側流路を備え、圧側流路６３ａに圧側ディスクバルブ６７を、伸側流路６３ａに伸側ディスクバルブ６９を備える。ボトムバルブ室Ｓ3はダンパシリンダ４６に設けた油孔６４により油溜室Ｒ1に連通している。
【００３０】
また、ピストン側油室Ｓ1と油溜室Ｒ1を連通するバイパス路６５が、ベースバルブ装置６０のボルト６２、ボトムホルダ６１、ボトムボルト４２、及び、車軸ブラケット１７の底部に設けられている。そして、このバイパス路６５の流路面積を調整するニードル弁６６ａを備えた減衰力調整装置６６が車軸ブラケット１７の下端部の後部に設けられている。
【００３１】
ダンパ３６は、ピストンバルブ装置５７とベースバルブ装置６０が発生する減衰力により、懸架スプリング５６と気体ばねによる衝撃力の吸収に伴なうアウタチューブ１３とインナチューブ１４の伸縮振動を制振する。
従って、フロントフォーク１１は以下の如くに減衰作用を行なう。
【００３２】
（圧縮時）
フロンフォーク１１の圧縮時には、ベースバルブ装置６０において、圧側流路６３ａの圧側ディスクバルブ６７或いはニードル弁６６ａを流れる油により圧側減衰力を生じ、ピストンバルブ装置５７では殆ど減衰力を生じないか補助的に減衰力を生じる。
【００３３】
（伸張時）
フロントフォーク１１の伸張時には、ピストンバルブ装置５７において、伸側流路５８ａの伸側ディスクバルブ４７或いはニードル弁４５ｃを流れる油により伸側減衰力を生じ、ベースバルブ装置６０では殆ど減衰力を生じない。
【００３４】
尚、フロントフォーク１１の最圧縮時には、ダンパシリンダ４６の外側で、スプリングカラー５３の下端部に嵌着したオイルロックカラー５４がダンパシリンダ４６の上端部の外周に微小隙間を介して嵌合し、オイルロックカラー５４の下端部に油を閉じ込めることで最圧縮時の緩衝を行なう。
【００３５】
また、フロントフォーク１０の最伸張時には、ダンパシリンダ４６の上端内周部に配置したリバウンドスプリング７０を、ピストンロッド４４の先端部に設けたピストン５８の側のスプリングストッパ７１に衝合し、最伸張時の緩衝をなす。
【００３６】
次に、図１、３に示すように、右側フロントフォーク１２の車軸ブラケット１７’の後部には車軸２３を挿通する車軸部１７’ａより上方に偏芯した位置にブレーキブラケット部１７’ｃが一体に形成される。ブレーキブラケット部１７’ｃは上下のアーム２１ａ、２１ｂを備え、上下のアーム２１ａ、２１ｂの先端部にブレーキキャリパ（ブレーキ装置）２５をそれぞれボルト２２ａ、２２ｂにて固定している。
【００３７】
前輪２７の右側にのみ、ディスクプレート７３が前輪２７のリムに固定した６本のボルト７４にてフローティング支持されている。ブレーキキャリパ（ブレーキ装置）２５はディスクプレート７３の半径方向の内周側に位置し、ディスクプレート７３の内周部を跨いでディスクプレート７３の両側に図示しないブレーキパッドを備える。また、ブレーキキャリパ２５はブレーキパッドを押圧する図示しないピストンを備え、ブレーキ操作時にピストンがブレーキパッドを押圧して、ディスクプレート７３にブレーキパッドを摺接させる。
【００３８】
ところで、本課題の解決にあたり、左右フロントフォーク１１、１２のインナチューブの前側の車軸ブラケット１７、１７’の真上とアウタチューブ１３、１３’のアンダーブラケット１６の前側の真上のそれぞれに軸方向と径方向に歪ゲージを貼付して応力測定を行った。
【００３９】
その結果、インナチューブ１４、１４’の前側の車軸ブラケット１７、１７’の真上に軸方向に貼付した歪ゲージが大きな応力差を発生しており、ディスクプレート７３を取付けた右側フロントフォーク１１は、取付けていない左側フロントフォーク１１に比較して最大でインナチューブ１４、１４’で10倍、アウタチューブ１３、１３’で5倍の応力差を発生していることが確認された。左右フロントフォーク１１、１２での時間的な移相差は無いが歪量に前述の差異を生じており、ライダーが左右フロントフォーク１１、１２の前後方向の撓み量の違いを感じ取り、これがヨレ感の主要因となっていると考えられる。
【００４０】
特に、コーナー進入時のフルブレーキングの前に、瞬時のブレーキングをかけた場合、左右フロントフォーク１１、１２はストロークせず、図３に示すように、右側フロントフォーク１３’のブレーキブラケット部１７’ｃがディスクプレート７３に瞬間的に引っ張られる（図３に矢印Ａで示す）ような形でインナチューブ１４’に大きな歪が発生する。
【００４１】
このような歪はブレーキング時に右側フロントフォーク１２のブレーキブラケット部１７’ｃに取り付けたブレーキキャリパ２５がディスクプレート７３の回転方向に引っ張られる（矢印Ａ）と、その反力としてブレーキブラケット部１７’ｃの車軸ブラケット１７’への取付部１７ｄを中心とする回転モーメント（矢印Ｂ）が車軸ブラケット１７’の車軸部１７’ａに発生し、ブレーキキャリパ２５を取付けた側のインナチューブ１４’に大きな歪が発生すると考えられる。また、ブレーキブラケット部１７’ｃのアーム２１ａ、２１ｂが長いほど、また、ブレーキブラケット部１７’ｃの取付部１７ｄの位置が車軸２３を挿通する車軸部１７’ａから上方へ偏心していればいるほど車軸部１７’ａの回転モーメント（矢印Ｂ）は大きい。
【００４２】
そこで、インナチューブ１４’の直径を大きくすることで応力値を低減することが考えられるが、左右差は依然として存在する。
【００４３】
上記の考察からブレーキ装置を装着した右側フロントフォーク１１の剛性を上げなければ大幅な改善は望めないことが判明した。
【００４４】
そこで、ブレーキキャリパ２５を取付けた右側フロントフォーク１２のインナチューブ１４’の肉厚を、ブレーキキャリパ２５を取付けていない左側のインナチューブ１１の肉厚より厚くすることにより、右側フロントフォーク１２の剛性を上げヨレ感を低減した。具体的には、左右フロントフォーク１１、１２の外径を同一としたまま右側フロントフォーク１２のインナチューブ１４’の内径を小径に形成することにより、右側フロントフォーク１２のインナチューブ１４’の肉厚のアップを図った。
【００４５】
本実施例によれば、以下の作用効果を奏する。
（請求項１、２）
(a)ブレーキング時には、ブレーキキャリパ２５がディクスプレート７３の回転方向（図３に矢印Ａで示す）へ引っ張られるので、ブレーキキャリパ２５を取付ける車軸ブラケット１７’のブレーキブラケット部１７’ｃの取付部１７ｄを支点として、進行方向の後方へ車軸ブラケット１７’の車軸部１７’ａを撓ませる曲げモーメント（図３に矢印Ｂで示す）が作用する。
【００４６】
しかしながら、本実施の形態ではブレーキキャリパを取付けた一側（右側）のフロントフォーク１２のインナチューブ１４’の肉厚を、ブレーキキャリパ２５を取付けない他側（左側）のフロントフォーク１１のインナチューブ１４の肉厚より厚くしたので、ブレーキング時における一側（右側）のフロントフォーク１２の車軸部１７’ａの後方への撓みが小さくなり、前輪２７がブレーキ装置を設けた一側（右側）のフロントフォーク１２側へよれることを阻止する。
【００４７】
（請求項３）
(b)倒立型フロントフォークの場合には、車輪側のインナチューブ１４’は車体側のアウタチューブ１３’より直径が小さいこと、また、曲げ応力を受ける部分の長さが長いので、インナチューブ１４’の曲げ応力はアウタチューブ１３’より大きい。従って、倒立型フロントフォークのインナチューブ１４’の肉厚を厚くした場合における前輪２７のヨレ感の低減効果が大である。
【００４８】
尚、本実施例ではアウタチューブが車体側に取付けられ、インナチューブが車輪側に取り付けられる倒立型のフロントフォークであるが、アウタチューブが車軸側に取付けられ、インナチューブが車体側に取付けられる正立方のフロントフォークであっても良い。
【００４９】
また、本実施例ではブレーキ装置はディスクプレートを挟むブレーキキャリパ装置からなるものであるが、ブレーキ装置が前輪に設けたブレーキドラムの内周に摺接するブレーキシュー装置からなり、ブレーキ反力を受けるストッパ部を左右一側のフロントフォークの車輪側チューブにのみ設け、このストッパ部をフロントフォークの車軸部より上方に偏芯した位置に設けたものであっても良い。
【００５０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１はフロントフォーク装置の全体を示し、右側フロントフォークは側面図で、左側フロントフォークは半断面図である。
【図２】図２は図１の左側フロントフォークを拡大して示す半断面図である。
【図３】図３は本フロントフォーク装置を装着した自動二輪車の前輪の右側部分を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ フロントフォーク装置
１１ 左側フロントフォーク
１２ 右側フロントフォーク
１３、１３’ アウタチューブ（車体側チューブ）
１４、１４’ インナチューブ（車輪側チューブ）
１７’ 車軸ブラケット
１７’ａ 車軸部
１７’ｃ ブレーキブラケット部
２１ａ、２１ｂ アーム
２３ 車軸
２５ ブレーキキャリパ（ブレーキ装置）
７３ ディスクプレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は二輪車等のフロントフォーク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二輪車等のフロントフォーク装置には、前輪の左右一側のフロントフォークにのみディスクプレートを装着したシングルディスクタイプのものがある。このようなフロントフォーク装置では、ブレーキング時にフロントフォークが左右の一側によれる、つまりハンドルを一側に取られるというヨレ感をライダーが感じる。
【０００３】
特許文献１には、左右のフロントフォークのうち、一側（左側）のフロントフォークにのみ懸架スプリングを設け、懸架スプリングを設けない他側（右側）のフロントフォークのインナチューブの肉厚を、懸架スプリングを設けた一側（左側）のフロントフォークのインナチューブの肉厚より厚くした自動二輪車等の倒立型のフロントフォーク装置が開示されている。
【０００４】
このようなフロントフォーク装置では、ブレーキング時にフロントフォーク装置が圧縮すると、懸架スプリングの反力により、フロントフォーク装置は懸架スプリングを設けていない右側フロントフォークの方へ前輪の接地点回りに回転モーメントを発生する。
【０００５】
一方、ブレーキング時には前輪と路面との摩擦力により左右のフロントフォーク、特に車輪側チューブの下端部が進行方向の後方へ撓む。インナチューブの肉厚を厚くした右側フロントフォークは肉厚の薄い左側フロントフォークより撓み量が小さいので、フロントフォーク装置は肉厚の薄い左側フロントフォークの側（懸架スプリングを設けた側）への回転モーメントを前輪の接地点回りに発生する。
【０００６】
その結果、ブレーキング時に発生する２つのモーメント、即ち、懸架スプリングの有無に因る懸架スプリングを設けていない右側方向へのモーメントと、肉厚の違いに因る肉厚の薄い左側方向へのモーメントを相殺して、ブレーキング時における前輪のヨレ感を低減している。
【０００７】
しかしながら、前輪の片側にのみブレーキ装置を設けたシングルディスクタイプのフロントフォーク装置においては、懸架スプリングを片側のフロントフォークにのみ設けたか否かに関係なく、左右両側のフロントフォークに懸架スプリングを設けたものでも、ヨレ感を感じる。
【特許文献１】特開2004-224137
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
二輪車等のシングルディスクタイプのフロントフォーク装置において、ブレーキング時のヨレ感を低減することのできるフロントフォーク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、摺動自在に嵌合する車体側チューブと車輪側チューブからなるフロントフォークを前輪の左右両側に備え、左右一側のフロントフォークにのみブレーキ装置を装着した二輪車等のフロントフォーク装置において、前記ブレーキ装置を装着した一側のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚を、他側のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚より厚くしたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ブレーキ装置が前輪の左右一側に設けたディスクプレートを跨いで設けたブレーキキャリパからなり、前記左右一側のフロントフォークの車輪側チューブの下端の車軸部より上方に偏芯した位置に、車両の前後方向の後方に延出するアームを備えたブレーキブラケット部を一体に形成し、該ブレーキブラケット部のアームの先端部に前記ブレーキキャリパを取付けたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記左右のフロントフォークの車輪側チューブがインナチューブであり、前記車体側チューブがアウタチューブである倒立型のフロントフォークからなるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
（請求項１、２）
(a)ブレーキング時には、ブレーキキャリパがディクスプレートの回転方向（図３に矢印Ａで示す）へ引っ張られるので、ブレーキキャリパを取付ける車輪側チューブのブレーキブラケットの取付部を支点として、進行方向の後方へ車輪側チューブの車軸部を撓ませる曲げモーメント（図３に矢印Ｂで示す）が作用する。
【００１３】
しかしながら、本発明ではブレーキキャリパを取付けた一側（右側）のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚を、ブレーキキャリパを装着しない他側（左側）のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚より厚くしたので、ブレーキング時における一側（右側）のフロントフォークの車軸部の後方への撓みが小さくなり、前輪がブレーキ装置を設けた一側（右側）のフロントフォーク側へよれることを阻止する。
【００１４】
（請求項３）
(b)倒立型フロントフォークの場合、車輪側に取付けられるインナチューブは、車体側に取付けられるアウタチューブより直径が小さいこと、また、曲げ応力を受ける部分の長さが長いので、インナチューブの曲げ応力はアウタチューブより大きい。従って、倒立型フロントフォークのインナチューブの肉厚を厚くした場合における前輪のヨレ感の低減効果が大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１はフロントフォーク装置を最圧縮状態において示す全体断面図、図２は図１の左側フロントフォークを示す半断面図、図３はブレーキ装置を装着した右側フロントフォークにおける曲げモーメントの発生原理を示す模式図である。
【実施例】
【００１６】
図１に示す如く、フロントフォーク装置１０は、ライダーから見て、左側フロントフォーク１１と右側フロントフォーク１２からなる。左右のフロントフォーク１１、１２はアウタチューブ１３、１３’とインナチューブ１４、１４’からなる。
【００１７】
左右のアウタチューブ１３、１３’はアッパブラケット１５とアンダーブラケット１６を介して車体側の図示しないステアリングシャフトに連結される。ステアリングシャフトは車体フレームの先端の図示しないヘッドパイプ内に左右揺動自在に設けられる。左右のインナチューブ１４、１４’の下端部にそれぞれ車軸ブラケット１７、１７’が螺合固定される。左右の車軸ブラケット１７、１７’にはそれぞれ図３に示す車軸２３を挿通する車軸孔１８、１８’を備えた車軸部１７ａ、１７’ａが形成される。左側フロントフォーク１１の車軸孔１８には軸方向の摺り割り１９が形成されているが、右側の車軸孔１８’には摺り割り１９が形成されていない。これらの車軸孔１８、１８’に車軸２３を挿入し、左側フロントフォーク１１の車軸部１７ａの締め付け孔２０に、図示しないボルトを締め付けて車軸２３を固定する。車軸２３には図３に示す前輪２７が回転自在に設けられる。
【００１８】
左右の車軸ブラケット１７、１７’の前部には、それぞれフェンダー取付け用のステー１７ｂ、１７’ｂが一体に形成される。右側フロントフォーク１１の車軸ブラケット１７’の後部には、図３に示すブレーキキャリパ２５（ブレーキ装置）を取付けるブレーキブラケット部１７’ｃが一体に形成される。しかし、左側フロントフォーク１１の車軸ブラケット１７には、ブレーキブラケット部１７’ｃが形成されない。
【００１９】
以上の如く、右側フロントフォーク１２がブレーキキャリパ２５を取付けるブレーキブラケット部１７’ｃを形成した点及び車軸部１７ａ、１７’ａの形状が異なる点を除き、左右フロントフォーク１１、１２は同一の構造である。
【００２０】
次に、左右フロントフォーク１１、１２の内部の構造を説明する。左右フロントフォーク１１、１２の内部の構造は同一なので、左側フロントフォーク１１についてのみ説明する。
【００２１】
図２に示すように、車体側のアウタチューブ１３と車輪側のインナチューブ１４は、アウタチューブ１３の下端部の内周に嵌着されたブッシュ３０とインナチューブ１４の上端部の外周に嵌着されたスライドブッシュ３１を介して摺動する。アウタチューブ１３の先端部の内周は拡径され、この拡径された先端部の内周に環状のワッシャ３２、オイルシール３３、ストッパリング３４、ダストシール３５が順に設けられる。
【００２２】
インナチューブ１４の下端部の外周に車軸ブラケット１７が螺合されて固定される。車軸ブラケット１７の底部に、ダンパ３６のダンパシリンダ４６の下端部がカップ状部材４１の底部を挟んでボトムボルト４２により固定されている。
【００２３】
アウタチューブ１３の上端部には有底のキャップ４３が螺着されている。中空ピストンロッド４４の上端部に筒状ハウジング４４ａが螺着されロックナット４４ｂにより固定されている。筒状ハウジング４４ａはキャップ４３の底部に螺着固定されている。
【００２４】
ピストンロッド４４をダンパシリンダ４６の上端開口部に設けたロッドガイド組立体８０の内周に摺接案内させてダンパシリンダ４６の内部に挿入し、ピストンロッド４４の下端部にピストンバルブ装置５７（伸側減衰力発生装置）を備える。ピストンバルブ装置５７は、ピストンロッド４４の先端部に固定したピストン５８により、ダンパシリンダ４６の内部をピストン側油室Ｓ１とロッド側油室Ｓ２に区画する。ピストン５８はピストン側油室Ｓ１とロッド側油室Ｓ２を連絡可能にする伸側流路５８ａと図示しない圧側流路を備え、伸側流路５８ａに伸側ディスクバルブ４７を、圧側流路に圧側チェックバルブ４８を備える。
【００２５】
中空ピストンロッド４４内に減衰力調整装置４５が設けられる。減衰力調整装置４５は筒状ハウジング４４ａ内に回動自在に設けられた減衰力調整アジャスタ４５ａと、この減衰力調整アジャスタ４５ａの下端部に固定された中空ロッド４５ｂと、中空ロッド４５ｂの先端部に固定されたニードル弁４５ｃとからなる。
【００２６】
筒状ハウジング４４ａの外周にばね荷重調整アジャスタ５０が螺着され、ばね荷重調整アジャスタ５０の下端面に押動ピン組立体５１が設けられる。押動ピン組立体５１は、有底のキャップ４３の底部に挿通された３本の押動ピン５１ａと３本の押動ピン５１ａの上端部を一体にモールド成形した環状体５１ｂからなる。押動ピン組立体５１の下部には、スペーサ５２を介して、スプリングカラー５３の上端部に嵌着されたジョイントカラー５３ａが設けられる。
【００２７】
スプリングカラー５３の下端部には上ばね受けを兼ねる筒状のオイルロックカラー５４が嵌着されている。車軸ブラケット１７の下端部の内周に下ばね受け５５が設けられ、下ばね受け５５とオイルロックカラー５４の下端部との間に懸架スプリング５６が介装される。ばね荷重調整アジャスタ５０の回動操作により、押動ピン組立体５１が上下に進退し、次いで、スプリングカラー５３、オイルロックカラー５４が上下動し、懸架スプリング５６の初期荷重が調整される。
【００２８】
アウタチューブ１３とインナチューブ１４の内部で、ダンパシリンダ４６の外周部に油溜室Ｒ1と気体室Ｒ2が設けられる。油溜室Ｒ1の作動油はブッシュ３０、スライドブッシュ３１、オイルシール３３の潤滑に寄与する。懸架スプリング５６と気体室Ｒ2の気体ばねが路面から受ける衝撃力を吸収する。
【００２９】
ダンパシリンダ４６の底部にベースバルブ装置（圧側減衰力発生装置）６０を備える。ベースバルブ装置６０はダンパシリンダ４６を前述の如くにボトムボルト４２により車軸ブラケット１７の底部に固定するボトムホルダ６１を有する。ボトムホルダ６１の先端部にボルト６２が螺合され、ボルト６２の外周にボトムピストン６３が固定される。ボトムピストン６３はピストン側油室Ｓ1の下方にボトムバルブ室Ｓ3を区画形成する。ボトムピストン６３はピストン側油室Ｓ1とボトムバルブ室Ｓ3を連絡可能にする圧側流路６３ａと図示しない伸側流路を備え、圧側流路６３ａに圧側ディスクバルブ６７を、伸側流路６３ａに伸側ディスクバルブ６９を備える。ボトムバルブ室Ｓ3はダンパシリンダ４６に設けた油孔６４により油溜室Ｒ1に連通している。
【００３０】
また、ピストン側油室Ｓ1と油溜室Ｒ1を連通するバイパス路６５が、ベースバルブ装置６０のボルト６２、ボトムホルダ６１、ボトムボルト４２、及び、車軸ブラケット１７の底部に設けられている。そして、このバイパス路６５の流路面積を調整するニードル弁６６ａを備えた減衰力調整装置６６が車軸ブラケット１７の下端部の後部に設けられている。
【００３１】
ダンパ３６は、ピストンバルブ装置５７とベースバルブ装置６０が発生する減衰力により、懸架スプリング５６と気体ばねによる衝撃力の吸収に伴なうアウタチューブ１３とインナチューブ１４の伸縮振動を制振する。
従って、フロントフォーク１１は以下の如くに減衰作用を行なう。
【００３２】
（圧縮時）
フロンフォーク１１の圧縮時には、ベースバルブ装置６０において、圧側流路６３ａの圧側ディスクバルブ６７或いはニードル弁６６ａを流れる油により圧側減衰力を生じ、ピストンバルブ装置５７では殆ど減衰力を生じないか補助的に減衰力を生じる。
【００３３】
（伸張時）
フロントフォーク１１の伸張時には、ピストンバルブ装置５７において、伸側流路５８ａの伸側ディスクバルブ４７或いはニードル弁４５ｃを流れる油により伸側減衰力を生じ、ベースバルブ装置６０では殆ど減衰力を生じない。
【００３４】
尚、フロントフォーク１１の最圧縮時には、ダンパシリンダ４６の外側で、スプリングカラー５３の下端部に嵌着したオイルロックカラー５４がダンパシリンダ４６の上端部の外周に微小隙間を介して嵌合し、オイルロックカラー５４の下端部に油を閉じ込めることで最圧縮時の緩衝を行なう。
【００３５】
また、フロントフォーク１０の最伸張時には、ダンパシリンダ４６の上端内周部に配置したリバウンドスプリング７０を、ピストンロッド４４の先端部に設けたピストン５８の側のスプリングストッパ７１に衝合し、最伸張時の緩衝をなす。
【００３６】
次に、図１、３に示すように、右側フロントフォーク１２の車軸ブラケット１７’の後部には車軸２３を挿通する車軸部１７’ａより上方に偏芯した位置にブレーキブラケット部１７’ｃが一体に形成される。ブレーキブラケット部１７’ｃは上下のアーム２１ａ、２１ｂを備え、上下のアーム２１ａ、２１ｂの先端部にブレーキキャリパ（ブレーキ装置）２５をそれぞれボルト２２ａ、２２ｂにて固定している。
【００３７】
前輪２７の右側にのみ、ディスクプレート７３が前輪２７のリムに固定した６本のボルト７４にてフローティング支持されている。ブレーキキャリパ（ブレーキ装置）２５はディスクプレート７３の半径方向の内周側に位置し、ディスクプレート７３の内周部を跨いでディスクプレート７３の両側に図示しないブレーキパッドを備える。また、ブレーキキャリパ２５はブレーキパッドを押圧する図示しないピストンを備え、ブレーキ操作時にピストンがブレーキパッドを押圧して、ディスクプレート７３にブレーキパッドを摺接させる。
【００３８】
ところで、本課題の解決にあたり、左右フロントフォーク１１、１２のインナチューブの前側の車軸ブラケット１７、１７’の真上とアウタチューブ１３、１３’のアンダーブラケット１６の前側の真上のそれぞれに軸方向と径方向に歪ゲージを貼付して応力測定を行った。
【００３９】
その結果、インナチューブ１４、１４’の前側の車軸ブラケット１７、１７’の真上に軸方向に貼付した歪ゲージが大きな応力差を発生しており、ディスクプレート７３を取付けた右側フロントフォーク１１は、取付けていない左側フロントフォーク１１に比較して最大でインナチューブ１４、１４’で10倍、アウタチューブ１３、１３’で5倍の応力差を発生していることが確認された。左右フロントフォーク１１、１２での時間的な移相差は無いが歪量に前述の差異を生じており、ライダーが左右フロントフォーク１１、１２の前後方向の撓み量の違いを感じ取り、これがヨレ感の主要因となっていると考えられる。
【００４０】
特に、コーナー進入時のフルブレーキングの前に、瞬時のブレーキングをかけた場合、左右フロントフォーク１１、１２はストロークせず、図３に示すように、右側フロントフォーク１３’のブレーキブラケット部１７’ｃがディスクプレート７３に瞬間的に引っ張られる（図３に矢印Ａで示す）ような形でインナチューブ１４’に大きな歪が発生する。
【００４１】
このような歪はブレーキング時に右側フロントフォーク１２のブレーキブラケット部１７’ｃに取り付けたブレーキキャリパ２５がディスクプレート７３の回転方向に引っ張られる（矢印Ａ）と、その反力としてブレーキブラケット部１７’ｃの車軸ブラケット１７’への取付部１７ｄを中心とする回転モーメント（矢印Ｂ）が車軸ブラケット１７’の車軸部１７’ａに発生し、ブレーキキャリパ２５を取付けた側のインナチューブ１４’に大きな歪が発生すると考えられる。また、ブレーキブラケット部１７’ｃのアーム２１ａ、２１ｂが長いほど、また、ブレーキブラケット部１７’ｃの取付部１７ｄの位置が車軸２３を挿通する車軸部１７’ａから上方へ偏心していればいるほど車軸部１７’ａの回転モーメント（矢印Ｂ）は大きい。
【００４２】
そこで、インナチューブ１４’の直径を大きくすることで応力値を低減することが考えられるが、左右差は依然として存在する。
【００４３】
上記の考察からブレーキ装置を装着した右側フロントフォーク１１の剛性を上げなければ大幅な改善は望めないことが判明した。
【００４４】
そこで、ブレーキキャリパ２５を取付けた右側フロントフォーク１２のインナチューブ１４’の肉厚を、ブレーキキャリパ２５を取付けていない左側のインナチューブ１１の肉厚より厚くすることにより、右側フロントフォーク１２の剛性を上げヨレ感を低減した。具体的には、左右フロントフォーク１１、１２の外径を同一としたまま右側フロントフォーク１２のインナチューブ１４’の内径を小径に形成することにより、右側フロントフォーク１２のインナチューブ１４’の肉厚のアップを図った。
【００４５】
本実施例によれば、以下の作用効果を奏する。
（請求項１、２）
(a)ブレーキング時には、ブレーキキャリパ２５がディクスプレート７３の回転方向（図３に矢印Ａで示す）へ引っ張られるので、ブレーキキャリパ２５を取付ける車軸ブラケット１７’のブレーキブラケット部１７’ｃの取付部１７ｄを支点として、進行方向の後方へ車軸ブラケット１７’の車軸部１７’ａを撓ませる曲げモーメント（図３に矢印Ｂで示す）が作用する。
【００４６】
しかしながら、本実施の形態ではブレーキキャリパを取付けた一側（右側）のフロントフォーク１２のインナチューブ１４’の肉厚を、ブレーキキャリパ２５を取付けない他側（左側）のフロントフォーク１１のインナチューブ１４の肉厚より厚くしたので、ブレーキング時における一側（右側）のフロントフォーク１２の車軸部１７’ａの後方への撓みが小さくなり、前輪２７がブレーキ装置を設けた一側（右側）のフロントフォーク１２側へよれることを阻止する。
【００４７】
（請求項３）
(b)倒立型フロントフォークの場合には、車輪側のインナチューブ１４’は車体側のアウタチューブ１３’より直径が小さいこと、また、曲げ応力を受ける部分の長さが長いので、インナチューブ１４’の曲げ応力はアウタチューブ１３’より大きい。従って、倒立型フロントフォークのインナチューブ１４’の肉厚を厚くした場合における前輪２７のヨレ感の低減効果が大である。
【００４８】
尚、本実施例ではアウタチューブが車体側に取付けられ、インナチューブが車輪側に取り付けられる倒立型のフロントフォークであるが、アウタチューブが車軸側に取付けられ、インナチューブが車体側に取付けられる正立方のフロントフォークであっても良い。
【００４９】
また、本実施例ではブレーキ装置はディスクプレートを挟むブレーキキャリパ装置からなるものであるが、ブレーキ装置が前輪に設けたブレーキドラムの内周に摺接するブレーキシュー装置からなり、ブレーキ反力を受けるストッパ部を左右一側のフロントフォークの車輪側チューブにのみ設け、このストッパ部をフロントフォークの車軸部より上方に偏芯した位置に設けたものであっても良い。
【００５０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１はフロントフォーク装置の全体を示し、右側フロントフォークは側面図で、左側フロントフォークは半断面図である。
【図２】図２は図１の左側フロントフォークを拡大して示す半断面図である。
【図３】図３は本フロントフォーク装置を装着した自動二輪車の前輪の右側部分を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ フロントフォーク装置
１１ 左側フロントフォーク
１２ 右側フロントフォーク
１３、１３’ アウタチューブ（車体側チューブ）
１４、１４’ インナチューブ（車輪側チューブ）
１７’ 車軸ブラケット
１７’ａ 車軸部
１７’ｃ ブレーキブラケット部
２１ａ、２１ｂ アーム
２３ 車軸
２５ ブレーキキャリパ（ブレーキ装置）
７３ ディスクプレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動自在に嵌合する車体側チューブと車輪側チューブからなるフロントフォークを前輪の左右両側に備え、左右一側のフロントフォークにのみブレーキ装置を装着した二輪車等のフロントフォーク装置において、
前記ブレーキ装置を装着した一側のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚を、他側のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚より厚くしたことを特徴とする二輪車等のフロントフォーク装置。
【請求項２】
前記ブレーキ装置が前輪の左右一側に設けたディスクプレートを跨いで設けたブレーキキャリパからなり、前記左右一側のフロントフォークの車輪側チューブの下端の車軸部より上方に偏芯した位置に、車両の前後方向の後方に延出するアームを備えたブレーキブラケット部を一体に形成し、該ブレーキブラケット部のアームの先端部に前記ブレーキキャリパを取付けたものである請求項１に記載の二輪車等のフロントフォーク装置。
【請求項３】
前記左右のフロントフォークの車輪側チューブがインナチューブであり、前記車体側チューブがアウタチューブである倒立型のフロントフォークからなる請求項１又は２に記載の二輪車等のフロントフォーク装置。
【請求項１】
摺動自在に嵌合する車体側チューブと車輪側チューブからなるフロントフォークを前輪の左右両側に備え、左右一側のフロントフォークにのみブレーキ装置を装着した二輪車等のフロントフォーク装置において、
前記ブレーキ装置を装着した一側のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚を、他側のフロントフォークの車輪側チューブの肉厚より厚くしたことを特徴とする二輪車等のフロントフォーク装置。
【請求項２】
前記ブレーキ装置が前輪の左右一側に設けたディスクプレートを跨いで設けたブレーキキャリパからなり、前記左右一側のフロントフォークの車輪側チューブの下端の車軸部より上方に偏芯した位置に、車両の前後方向の後方に延出するアームを備えたブレーキブラケット部を一体に形成し、該ブレーキブラケット部のアームの先端部に前記ブレーキキャリパを取付けたものである請求項１に記載の二輪車等のフロントフォーク装置。
【請求項３】
前記左右のフロントフォークの車輪側チューブがインナチューブであり、前記車体側チューブがアウタチューブである倒立型のフロントフォークからなる請求項１又は２に記載の二輪車等のフロントフォーク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１８２１８３（Ｐ２００６−１８２１８３Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７７７５６（Ｐ２００４−３７７７５６）
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
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