(57)【要約】【課題】  省スペースかつ軽量で車両への搭載性の向上を可能とする懸架装置およびフロントフォークを提供することである。【解決手段】  車体と車軸との間に介装される一対のフロントフォークＦｒ，Ｆｌを備えた懸架装置Ｓにおいて、各フロントフォークＦｒ，Ｆｌのリザーバ室Ｒｒ，Ｒｌ内に該リザーバ室Ｒｒ，Ｒｌに充填される作動油の油面Ｏｒ，Ｏｌを境として形成される各気室Ｇｒ，Ｇｌと、一方のフロントフォークＦｒの気室Ｇｒを仕切部材１０で仕切ることにより形成される一方室１２と他方室１３と、仕切部材１０に一方室１２と他方室１３とを連通する通路１４と、該通路１４の途中に設けた開閉弁１５とを備え、他方のフロントフォークＦｌの気室Ｇｌを一方室１２もしくは他方室１３のいずれか一方に連通したことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と車軸との間に介装される一対のフロントフォークを備えた懸架装置において、各フロントフォークのリザーバ室内に該リザーバ室に充填される作動油の油面を境として形成される各気室と、一方のフロントフォークの気室を仕切部材で仕切ることにより形成される一方室と他方室と、仕切部材に一方室と他方室とを連通する通路と、該通路の途中に設けた開閉弁とを備え、他方のフロントフォークの気室を一方室もしくは他方室のいずれか一方に連通したことを特徴とする懸架装置。
【請求項２】
フロントフォークが、アウターチューブと、アウターチューブ内に摺動自在に挿入されたインナーチューブと、アウターチューブとインナーチューブとの間に介装されるダンパとを備え、インナーチューブとアウターチューブとで形成される空間をリザーバ室としたことを特徴とする請求項１の懸架装置。
【請求項３】
一方室と他方室とを連通し開閉弁を迂回するバイパス路を設け、該バイパス路の途中に一方室から他方室へと向う気体の流れのみを許容する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の懸架装置。
【請求項４】
開閉弁は流量制御が可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の懸架装置。
【請求項５】
ダンパのリザーバ室内に該リザーバ室に充填される作動油の油面を境として形成される気室と、気室を仕切部材で仕切ることにより形成される一方室と他方室と、仕切部材に一方室と他方室とを連通する通路と、該通路の途中に設けた開閉弁とを備えたフロントフォーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、懸架装置およびフロントフォークの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種懸架装置にあっては、たとえば、車体と車輪間の上下変位に伴って容積が変化する第１のエアチャンバと、一定容積を保つ第２のエアチャンバと、第1のエアチャンバと第２のエアチャンバとを結ぶ連通路と、連通路の途中に設けたブレーキ操作と連動して切換動作される切換弁とを備えて構成され、ブレーキ操作時に第１エアチャンバと第２エアチャンバとが遮断されるようにされている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、具体的には、自動二輪車のフロントフォーク内に第１のエアチャンバが形成されるとともに、連通路が上記フロントフォークを軸支するブロックに内設され、さらに、第２のエアチャンバおよび切換弁は上記ブロックに連設して設けてある。
【０００４】
すなわち、この従来の懸架装置にあっては、第１エアチャンバと第２エアチャンバとの連通と遮断との切換によりエアバネとして機能するエアチャンバの容積を変化させて車体と車輪間の上下変位に伴う容積変化率を可変にすることでエアバネおよびエアバネを利用した懸架装置のバネ反力を２段階に調節することが可能である。
【特許文献１】特公昭５７−２０４９８号公報（発明の詳細な説明欄，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した懸架装置にあっては、バネ反力をブレーキ操作に応じて調整することが可能であるので、非常に有用な技術ではあるが、以下の不具合があると指摘される可能性がある。
【０００６】
従来の懸架装置にあっては、切換弁および第２のエアチャンバを設ける必要があり、この切換弁および第２のエアチャンバは、フロントフォークの外方に設けられるため、搭載スペースが必要であり、また、その分エアバネおよびエアバネを利用した懸架装置が大型化し重量も重くなる。
【０００７】
さらに、特に自動二輪車に搭載される場合には、フロントフォークを固定するブロックの部位には、計器類やヘッドライトが備え付けられ、第２のエアチャンバの搭載が困難な場合もある。
【０００８】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、省スペースかつ軽量で車両への搭載性の向上を可能とする懸架装置およびフロントフォークを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明は、車体と車軸との間に介装される一対のフロントフォークを備えた懸架装置において、各フロントフォークのリザーバ室内に該リザーバ室に充填される作動油の油面を境として形成される各気室と、一方のフロントフォークの気室を仕切部材で仕切ることにより形成される一方室と他方室と、仕切部材に一方室と他方室とを連通する通路と、該通路の途中に設けた開閉弁とを備え、他方のフロントフォークの気室を一方室もしくは他方室のいずれか一方に連通したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の懸架装置によれば、従来の懸架装置に必要であった第２のエアチャンバを設ける必要がないばかりか開閉弁がフロントフォーク内に設けられるので、懸架装置が発生する力を変化させることができ、懸架装置を小型化することができ、懸架装置の車両への搭載性が向上し、重量も従来に比較して軽くなることになり、さらに、特に二輪車に搭載される際に二輪車の美観を損ねることもない。
【００１１】
また、本発明のフロントフォークにおいても、従来のフロントフォークに必要であった第２のエアチャンバを設けることなく、フロントフォークが発生する力をフロントフォーク単体で変化させることができ、これにより、フロントフォークを備えた懸架装置を小型化することができ、懸架装置の車両への搭載性が向上し、重量も従来に比較して軽くなることになり、さらに、特に二輪車に搭載される際に、第２のエアチャンバが不要であるから二輪車の美観を損ねることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。図1は、一実施の形態における懸架装置を概念的に示す図である。
【００１３】
一実施の形態における懸架装置Ｓは、図１に示すように、車体（図示せず）と車軸（図示せず）との間に介装される一対のフロントフォークＦｒ，Ｆｌと、各フロントフォークＦｒ，Ｆｌに夫々内蔵されるダンパＤｒ，Ｄｌとを備えている。
【００１４】
一方のフロントフォークＦｒは、アウターチューブ１と、アウターチューブ１内に摺動自在に挿入されるインナーチューブ２と、アウターチューブ１とインナーチューブ２との間に介装されるダンパＤｒとを備えている。
【００１５】
ダンパＤｒは、シリンダ３と、シリンダ３内に摺動自在に挿入されたピストン４と、ピストン４に連結されシリンダ３内に移動自在に挿入されたピストンロッド５と、アウターチューブ１と、インナーチューブ２とで作られる空間に形成されたリザーバ室Ｒｒとで形成されている。
【００１６】
そして、ピストンロッド５の図１中上端をインナーチューブ２の上端に結合し、シリンダ３の図１中下端をアウターチューブ１の下端内周側に結合することにより、ダンパＤｒをアウターチューブ１とインナーチューブ２との間に介装している。
【００１７】
また、シリンダ３内は、上記ピストン４によって上室ａと下室ｂとに区画されるとともに、作動油が充填され、さらに、上室ａと下室ｂとは、ピストン４に設けた通路６，３１を介して連通されるとともに、下室ｂは、シリンダ３の下端およびアウターチューブ１の下端に形成した通路７，３２を介してリザーバ室Ｒｒに連通されている。
【００１８】
さらに、上記通路６，７の途中にオリフィスやリーフバルブ等の減衰力発生要素８，９が夫々設けられるとともに、通路３１の途中には、上室ａから下室ｂへの作動油の流れを阻止する逆止弁３３が設けられ、また、通路３２の途中には、下室ｂからリザーバ室Ｒｒへの作動油の流れを阻止する逆止弁３４が設けられている。
【００１９】
また、上記リザーバ室Ｒｒ内には、上述の気室Ｇｒが上記油面Ｏｒを境にして形成されており、また、この気室Ｇｒは、ピストンロッド５の外周とインナーチューブ２の内周との間を封止する仕切部材１０により図１中上方に配置される一方室１２と図１中下方に配置される他方室１３とに区画されている。
【００２０】
またさらに、ダンパＤｒのシリンダ３の上端と、インナーチューブ２の内周に設けた環状の仕切部材１０との間には、懸架バネ１１が介装されており、この懸架バネ１１により、フロントフォークＦｒが車体と車軸との間に介装された際、車体重量を受けて車高を維持することができるようになっている。
【００２１】
そして、上記フロントフォークＦｒが伸縮して、アウターチューブ１とインナーチューブ２とが相対移動すると、ダンパＤｒも伸縮し、シリンダ２２に対しピストンロッド５が出没する。
【００２２】
特に、ダンパＤｒが収縮するときには、アウターチューブ１内にインナーチューブ２が侵入するのでリザーバ室Ｒｒの容積が減少し、また、このリザーバ室Ｒｒ内には、上述の気室Ｇｒが上記油面Ｏｒを境にして形成されているので、気室Ｇｒにおける容積は、フロントフォークＦｒの収縮によって減少することになる。
【００２３】
なお、作動油が減衰力発生要素９を通過する時に圧力損失が生じ、ダンパＤｒは、ピストン４の移動方向に対向する減衰力を発生する。
【００２４】
他方、フロントフォークＦｒが伸長するときには、アウターチューブ１内からインナーチューブ２が退出するのでリザーバ室Ｒｒの容積が増大し、また、このリザーバ室Ｒｒ内には、上述の気室Ｇｒが上記油面Ｏｒを境にして形成されているので、気室Ｇｒにおける容積は、フロントフォークＦｒの伸長によって増大することになる。
【００２５】
なお、作動油が減衰力発生要素８を通過する時に圧力損失が生じるため、上室ａ内と下室ｂ内の圧力に差が生じて、ダンパＤｒは、ピストン４の移動方向に対向する減衰力を発生する。
【００２６】
したがって、他方室１３における気体収用容積は、フロントフォークＦｒの伸縮に伴って増減することになる。
【００２７】
転じて、上記仕切部材１０には、一方室１２と他方室１３とを連通する通路１４が設けられ、さらに、仕切部材１０内であって通路１４の途中には開閉弁１５が設けられている。
【００２８】
上記開閉弁１５は、連通ポジション１６と、遮断ポジション１７と、ソレノイド１８と、ソレノイド１８に対向するバネ１９とを備えた電磁開閉弁として構成され、ソレノイド１８を励磁しない状態において開閉弁１５は、上記バネ１９に附勢されて連通ポジション１７をとり、他方、ソレノイド１８を励磁した状態では、ソレノイド１８の推力がバネ１９のバネ力に打ち勝って開閉弁１５を遮断ポジション１６に切換えることができ、また、ソレノイド１８への供給電流を調整することにより開閉弁１５の開度を調節して流量制御することが可能なようにしてもよい。
【００２９】
転じて、他方のフロントフォークＦｌは、上記したフロントフォークＦｒと略同様の構成ではあるが、リザーバ室Ｒｌ内に仕切部材１０が設けられておらず、代わりにインナーチューブ２の内周に環状のストッパ２０を設けている。
【００３０】
このストッパ２０は、懸架バネ１１の上端に当接して、懸架バネ１１の上方への移動を規制しており、フロントフォークＦｌが車体と車軸との間に介装された際、この懸架バネ１１で車体重量を受けて車高を維持することができるようになっている。
【００３１】
そして、この他方のフロントフォークＦｌにおけるリザーバ室Ｒｌ内には、やはり、作動油が充填され、リザーバ室Ｒｌ内にこの作動油の油面Ｏｌを境として気室Ｇｌが形成されている。
【００３２】
他の部分については一方のフロントフォークＦｒと同様の構成となっており、上記気室Ｇｌは、一方のフロントフォークＦｒの一方室１２に通路２１を介して連通されている。
【００３３】
そして、上記のように構成されたフロントフォークＦｒ，Ｆｌは、図示しないブラケットで結合された状態で車体と車軸との間に介装され、詳しくは、一対で二輪車の前輪を懸架する。
【００３４】
したがって、上記したフロントフォークＦｒ，Ｆｌは、車体と車軸とが相対移動すると、それに伴って、各フロントフォークＦｒ，Ｆｌは同期して伸縮し、このフロントフォークＦｒ，Ｆｌの伸縮の際、ダンパ各部を同一部材で形成してあるので、リザーバ室Ｒｒ，Ｒｌに流入もしくは排出される作動油量は略同量となる。
【００３５】
ここで、開閉弁１５を連通ポジション１６に保つと、気室Ｇｌと気室Ｇｒとなる一方室１２および他方室１３とが連通状態となって、気室Ｇｌ、一方室１２および他方室１３の内圧は同圧となり、これら気室Ｇｌ、一方室１２および他方室１３内の気体が圧縮もしくは膨張させられることによる反発力、つまり、バネ力は各フロントフォークＦｌ，Ｆｒで同一となる。
【００３６】
つまり、懸架装置Ｓが車体と車軸との相対移動を抑制するバネ力は、各フロントフォークＦｒ，Ｆｌが並列配置されているので、各フロントフォークＦｒ，Ｆｌに作用するバネ力の総和となる。
【００３７】
他方、上記状況下で開閉弁１５を遮断ポジション１７に切換えると、気室Ｇｌと一方室１２との連通を保ったまま一方室１２と他方室１３との連通が断たれることとなる。
【００３８】
そして、各フロントフォークＦｒ，Ｆｌの夫々の油面Ｏｒ，Ｏｌの上昇ないし下降は同様となるため、気室Ｇｌと一方室１２の容積変化率は、他方室１３のみの容積変化率より小さいくなり、他方室１３内における気体圧縮もしくは膨張により発生するバネ力は、気室Ｇｌおよび一方室１２内における気体圧縮もしくは膨張により発生するバネ力に比較して大きくなる。
【００３９】
開閉弁１５が遮断ポジション１７を採る場合における気室Ｇおよび一方室１２の全体の容積変化率は、開閉弁１５が連通ポジション１６と採る場合における気室Ｇｌ、一方室１２および他方室１３の全体の容積変化率より低くなる。
【００４０】
これに対して、開閉弁１５が遮断ポジション１７を採る場合における他方室１３の容積変化率は、開閉弁１５が連通ポジション１６と採る場合における気室Ｇｌ、一方室１２および他方室１３の全体の容積変化率より高くなる。
【００４１】
ここで、遮断ポジション１７を採る場合に懸架装置Ｓ全体で発生するバネ力は、気室Ｇｌと一方室１２に対し他方室１３が並列配置されているので、各フロントフォークＦｒ，Ｆｌに作用するバネ力の総和であり、その総和としての力は、連通ポジション１６を採る場合のフロントフォークＦｒ，Ｆｌ全体が発生する力を上回ることになる。
【００４２】
したがって、懸架装置Ｓが気体バネとして発生する力は、開閉弁１５を操作して一方室１２と他方室１３とを連通遮断してやることで調節されることになる。
【００４３】
すなわち、この懸架装置Ｓにあっては、従来の懸架装置に必要であった第２のエアチャンバを設ける必要がないばかりか開閉弁１５がフロントフォークＦｒ内に設けられるので、懸架装置Ｓが発生する力を変化させることができ、懸架装置Ｓを小型化することができ、懸架装置Ｓの車両への搭載性が向上し、重量も従来に比較して軽くなることになり、さらに、特に二輪車に搭載される際に二輪車の美観を損ねることもない。
【００４４】
また、上記したところでは開閉弁１５を連通ポジション１６と遮断ポジション１７とした場合について説明したが、開閉弁１５を連通ポジション１６に維持し、かつ、流量制御する場合には、容積変化率が大きい他方室１３内の圧力は、容積変化率が小さい気室Ｇｌおよび一方室１２内の圧力より大きくなることから、気体は他方室１３から気室Ｇｌおよび一方室１２へ開閉弁１５による抵抗を受けながら流入することになる。
【００４５】
すなわち、気体が開閉弁１５を通過するときに所定の圧力損失が生じ、他方室１３内の圧力に対し気室Ｇｌおよび一方室１２内の圧力には所定の差を生じることになる。
【００４６】
この圧力差は、開閉弁１５が遮断ポジション１７を採る場合に生じる圧力差よりは小さくなるので、上記流量制御時における懸架装置Ｓが発生する力は、遮断ポジション１７を採る場合における懸架装置Ｓが発生する力より小さくなり、開閉弁１５を全開したときにおける懸架装置Ｓが発生する力より大きくなる。
【００４７】
つまり、開閉弁１５の弁開度を調節して流量制御を行えば、懸架装置Ｓが発生する力を最大から最小までの間で無段階に調節することが可能となる。
【００４８】
したがって、車両にこの懸架装置Ｓを搭載する場合に、懸架装置Ｓの発生する力を無段階に変化可能であるので、懸架装置Ｓが発生する力を最適となるように制御することができ、車両における乗り心地を向上することができ、また、エアバネが発生する力を空圧ポンプ等の空圧源を使用して変化させる必要がなくなるので、省エネルギ、省スペースとなり、車両への搭載性も向上する。
【００４９】
また、たとえば、搭乗者がブレーキ操作を行うような場面では、開閉弁１５を遮断ポジション１７に切換えれば、懸架装置Ｓが発生するバネ力を最大にすることができ、これによって車体が前のめりになる、いわゆるノーズダイブを抑制することが可能となり、他方、車両が平坦路を直進するような場面では、開閉弁１５を連通ポジション１６に切換えて、懸架装置Ｓが発生する力を最小にし、車両における乗り心地を向上することが可能となる。
【００５０】
さらに、この仕切部材１０には、この開閉弁１５を迂回し一方室１２と他方室１３とを連通するバイパス路２５が設けられ、このバイパス路２５の途中には、一方室１２から他方室１３への気体の流れのみを許容する逆止弁２２が設けられている。
【００５１】
この逆止弁２２は、開閉弁１５が遮断ポジション１７を採るときに作動し、開閉弁１５が遮断ポジション１６に切換えられたときよりもフロントフォークＦｒ，Ｆｌが伸長すると、気室Ｇｌおよび一方室１２の全体より他方室１３の容積変化率が大きい分、他方室１３内の圧力は気室Ｇｌおよび一方室１２の全体の圧力より小さくなり、気室Ｇｌおよび一方室１２から他方室１３へ気体が流入することになる。
【００５２】
すなわち、ノーズダイブ時に懸架装置Ｓで発生する力を大きくした後に、反動で車体が開閉弁１５の遮断ポジション１７への切換時よりも上昇するような場面では、逆止弁２２は、開放され、気室Ｇｌ、一方室１２および他方室１３内の圧力をバランスするように作用するので、懸架装置Ｓで発生する車体を上昇させるバネ力を緩和することができる。
【００５３】
したがって、ノーズダイブ後にあっても、車両における乗り心地を向上することができる。なお、ノーズダイブ後に開閉弁１５を連通ポジション１６に切換える事により上記した効果を得られるが、このノーズダイブの程度により切換えタイミングを変化させるなどの制御が必要となる場合もあるので、制御の必要がない逆止弁２２により懸架装置Ｓで発生する車体を上昇させる力を機械的に緩和することができる点で懸架装置Ｓを安価にすることができ、その応答性もよい。また、開閉弁１５の制御が不能な状態となっても、確実に上記力の緩和が可能である。
【００５４】
なお、上述したところでは、気室Ｇｌを一方室１２に連通しているが、これを他方室１３に連通するとしてもよい。この場合にも、開閉弁１５を操作して一方室１２と他方室１３との連通遮断をすることにより、バネ力を得るための気体収用容積を変化させることによってこの気体収用容積の容積変化率を異なるものとすることができるので、懸架装置Ｓが発生するバネ力を変化させることができ、第２のエアチャンバの搭載の必要がないので上記した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
また、上記したところでは、一方のフロントフォークＦｒの一方室１２あるいは他方室１３に他方のフロントフォークＦｌの気室Ｇｌを連通しているが、気室Ｇｌを一方室１２および他方室１３から独立させて、すなわち、気室Ｇｌを一方室１２および他方室１３のいずれにも連通せず、開閉弁１５を開閉しても同様にバネ力を得るための気体収用容積を変化させることによってこの気体収用容積の容積変化率を異なるものとすることができ、フロントフォークＦｒのバネ力を変化させることが可能である。
【００５６】
そして、従来のフロントフォークに必要であった第２のエアチャンバを設けることなく、フロントフォークが発生する力をフロントフォーク単体で変化させることができ、これにより、フロントフォークを備えた懸架装置を小型化することができ、懸架装置の車両への搭載性が向上し、重量も従来に比較して軽くなることになり、さらに、特に二輪車に搭載される際に、第２のエアチャンバが不要であるから二輪車の美観を損ねることもない。
【００５７】
このように、一方のフロントフォークＦｒでもフロントフォークＦｒのバネ力を変化させ得ることから、たとえば、他方のフロントフォークＦｌを一方のフロントフォークＦｒと同様の構成として、各々のフロントフォークＦｒ，Ｆｌに気室内に予め異なる圧力の気体を封入するとしておけば、特別に開閉弁を制御することなく開閉弁の開閉動作だけで４つの異なるバネ力を得ることができ、運転者の感覚に適合する乗り心地を実現することが可能である。
【００５８】
ちなみに、上記した実施の形態にあっては、インナーチューブ２にピストンロッド５を連結し、アウターチューブ１にシリンダ３を連結するとしているが、逆にしてもよく、アウターチューブ１とインナーチューブ２のどちらを車体に連結しても、本発明の作用効果は失われない。
【００５９】
また、一方室１２と他方室１３は、仕切部材１０でフロントフォークＦｒの図１中途なる上下に仕切られて区画されているが、本発明の効果をそうする限りにおいて上下に区画されなくともよい。
【００６０】
さらに、上記した各実施の形態において、通路を開閉する際にソレノイドを備えた電磁式の開閉弁を用いているが、手動で切換える開閉弁を使用してもよい。
【００６１】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】一実施の形態におけるエアバネを概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  アウターチューブ
２  アウターチューブ
３  シリンダ
４  ピストン
５  ピストンロッド
６，７ 通路
８，９  減衰力発生要素
１０  仕切部材
１１  懸架バネ
１２  一方室
１３  他方室
１４，２１  通路
１５  開閉弁
１６  連通ポジション
１７  遮断ポジション
１８  ソレノイド
１９  バネ
２０  ストッパ
２２  逆支弁
２５  バイパス路
ａ  上室
ｂ  下室
Ｄｒ，Ｄｌ  ダンパ
Ｆｒ  一方のフロントフォーク
Ｆｌ  他方のフロントフォーク
Ｇｌ，Ｇｒ  気室
Ｏｒ，Ｏｌ  油面
Ｓ  懸架装置
Ｒｒ，Ｒｌ  リザーバ室
【図１】
2006151162.tif 000003