(57)【要約】【課題】  全体重量の軽減化を可能にしながらシール部材における耐久性を大幅に向上させる。【解決手段】  アウターチューブ１内にインナーチューブ２を出没可能に挿通し、インナーチューブ２内にピストン３を摺動可能に収装し、アウターチューブ１の軸芯部にロッド体４を垂設すると共にインナーチューブ２内に導入されるロッド体４の先端に上記のピストン３を連結させ、インナーチューブ２内にピストン３で画成されるロッド側室を気体室Ｂにし、アウターチューブ１内にインナーチューブ２の挿通で気体室Ａを画成し、インナーチューブ２内にピストン３で画成されるピストン側室Ｃを大気に連通し、アウターチューブ１内の気体室Ａがインナーチューブ２の外径を内圧の基準径にしてなる。【選択図】  図１
2008095824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車におけるハンドル側に連結されるアウターチューブ内に自転車における車輪側に連結されるインナーチューブを出没可能に挿通し、インナーチューブ内にピストンを摺動可能に収装し、アウターチューブの軸芯部にロッド体を垂設すると共にインナーチューブ内に導入されるロッド体の先端に上記のピストンを連結させ、インナーチューブ内にピストンで画成されるロッド側室を気体室にしてなるエアサスペンションにおいて、アウターチューブ内へのインナーチューブの挿通でアウターチューブ内に気体室を画成する一方で、インナーチューブ内にピストンで画成されるピストン側室を大気に連通すると共に、アウターチューブ内の気体室がインナーチューブの外径を内圧の基準径にしてなることを特徴とするエアサスペンション。
【請求項２】
アウターチューブ内に画成される気体室の断面積がインナーチューブの外径から導き出される断面積からロッド体の断面積を差し引いた値とされてなる一方で、ロッド体の断面積がインナーチューブの断面積より小さく設定されてなる請求項１に記載のエアサスペンション。
【請求項３】
ロッド体がインナーチューブ内にピストンで画成されるロッド側室たる気体室と外部との連通を許容する通路を有すると共に、この通路に外部からのエアの供給を許容するチェック弁が配設されてなる請求項１に記載のエアサスペンション。
【請求項４】
アウターチューブがアウターチューブ内の気体室と外部との連通を許容する通路を有すると共に、この通路に外部からのエアの供給を許容するチェック弁が配設されてなる請求項１に記載のエアサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エアサスペンションに関し、特に、自転車の前輪側に架装されて前輪に入力される路面振動を吸収する緩衝器としての利用に向くエアサスペンションの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車の前輪側に架装されて前輪に入力される路面振動を吸収する緩衝器としては、従来から種々の提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１には、反力を金属製のコイルバネの伸縮で得るのではなくエアの膨縮で得るとする提案がある。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、上端側部材とされるシリンダ体内に下端側部材とされるロッド体を出没可能に挿通し、シリンダ体内にピストンを摺動可能に収装すると共にこのピストンにシリンダ体内に導入されるロッド体の先端を連結し、シリンダ体内にピストンで画成されるロッド側室がエアを充満した気体室とされる緩衝器たるサスペンションが開示されている。
【０００４】
それゆえ、この特許文献１に開示のサスペンションにあっては、シリンダ体にピストンで画成されるロッド側室がエアを充満した気体室であるから、この気体室が膨縮されるときに反力たるエアバネ力を発揮することになり、また、シリンダ体内のピストン室に画成される気室部分を有するから、この気室部分の膨縮で同じく反力たるエアバネ力を発揮することになる。
【０００５】
その結果、この特許文献１に開示のサスペンションにあっては、伸長時の反力をエアの収縮で得ると共に、収縮時に反力を金属製のコイルバネではなく同じくエアの収縮で得ることが可能になるから、サスペンションにおける全体重量の軽減化が可能になり、このサスペンションを緩衝器として自転車の前輪側に架装する場合には、自転車の前輪側における質量を小さくしてハンドルの操縦性を改善し得ることになる。
【特許文献１】特表２００１‐５０１１５５（公報第１２頁第１６行から第２６行、同第１９頁第１６行から第２８頁第１行、図１乃至図５参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１に開示のサスペンションにあっては、全体重量の軽減化を可能にし得るとする点で、また、凡そ筒型の緩衝器とされることから、些かの不具合があると指摘される可能性がある。
【０００７】
すなわち、凡そ従来の周知の緩衝器がそうであるように、上記したサスペンションにあっても、収縮時の反力は、シリンダ体内のピストン側室における反力とされるが、サスペンションを収縮させるいわゆる車体荷重に対抗するものであるから、このサスペンションの伸長時の反力に比較すると極めて大きくなるのが通例である。
【０００８】
その結果、上記したサスペンションにあっても、ピストン側室における反力の基準となる内圧に対抗し得る構造を備え、また、シール部材がピストン側室における反力の基準となる内圧に対抗し得る高い耐久性を有することが要請されることになる不具合がある。
【０００９】
この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、全体重量の軽減化を可能にするのはもちろんのこと、シール部材における耐久性を大幅に向上させることを可能にして、その汎用性の向上を期待するのに最適となるエアサスペンションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、この発明によるエアサスペンションの構成を、基本的には、自転車におけるハンドル側に連結されるアウターチューブ内に自転車における車輪側に連結されるインナーチューブを出没可能に挿通し、インナーチューブ内にピストンを摺動可能に収装し、アウターチューブの軸芯部にロッド体を垂設すると共にインナーチューブ内に導入されるロッド体の先端に上記のピストンを連結させ、インナーチューブ内にピストンで画成されるロッド側室を気体室にしてなるエアサスペンションにおいて、アウターチューブ内へのインナーチューブの挿通でアウターチューブ内に気体室を画成する一方で、インナーチューブ内にピストンで画成されるピストン側室を大気に連通すると共に、アウターチューブ内の気体室がインナーチューブの外径を内圧の基準径にしてなるとする。
【発明の効果】
【００１１】
それゆえ、この発明によるエアサスペンションあっては、インナーチューブ内にピストンで画成されるロッド側室が気体室とされるから、これを以って、全体重量の軽減化に寄与し得ることになる。
【００１２】
そして、この発明によるエアサスペンションあっては、アウターチューブ内に画成される気体室がインナーチューブの外径を内圧の基準径にしてなるから、インナーチューブ内に収装されるピストンの外径を内圧の基準径にする場合に比較して、同一荷重に対する内圧を小さくすることを可能にし得ることになる。
【００１３】
その結果、この発明によれば、全体重量の軽減化を可能にするのはもちろんのこと、作用する荷重が同じとされる場合に、収縮時における内圧の低下を可能にし得ることになり、機械的構造やシール部材における耐久性を大幅に向上させることを可能にし得ることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明によるエアサスペンションは、図示するところでは、自転車の前輪側に架装されて前輪に入力される路面振動を吸収する緩衝器として具現化されるとしている。
【００１５】
そこで、この緩衝器について説明すると、まず、原理的には、図１に示すように、アウターチューブ１と、インナーチューブ２と、ピストン３と、ロッド体４とを有してなるとしている。
【００１６】
アウターチューブ１は、緩衝器における上端側部材とされるもので、具体的には、上端側が自転車におけるハンドル側（図示せず）に連結され、下端側にインナーチューブ２の上端側を出没可能に挿通させるとしている。
【００１７】
インナーチューブ２は、緩衝器における下端側部材とされるもので、具体的には、下端側が自転車における車輪側（図示せず）に連結され、上端側がアウターチューブ１内に出没可能に挿通されることで、このアウターチューブ１内に部屋たる気体室Ａを画成するとしている。
【００１８】
ピストン３は、インナーチューブ２内に摺動可能に収装されて、このインナーチューブ２内に図中でピストン３の上方側となるロッド側室たる気体室Ｂと図中でピストン３の下方側となり対器に連通するピストン側室Ｃを画成するとしている。
【００１９】
ロッド体４は、上端がアウターチューブ１の上端部の軸芯部に連設された状態でアウターチューブ１の軸芯部に垂設されてなると共に、下端側がインナーチューブ２内に出没可能に挿通され、インナーチューブ２内に導入される図中で下端となる先端に上記のピストン３を連結させている。
【００２０】
それゆえ、以上のように形成された緩衝器にあっては、アウターチューブ１内に気体室Ａが画成され、インナーチューブ２内にも気体室Ｂが画成されると共に、同じくインナーチューブ２内に画成されるピストン側室Ｃが大気に連通されてなるとするから、全体重量の軽減化に寄与し得ることになる。
【００２１】
そして、この緩衝器にあっては、伸長時にインナーチューブ２内の気体室Ｂが収縮してエア反力を生じることになり、収縮時にはアウターチューブ１内の気体室Ａが収縮して同じくエア反力を生じることになる。
【００２２】
上記したところがこの緩衝器の基本的な構成であるが、さらには、まず、緩衝器にあって、アウターチューブ１は、上端部１ａにチェック弁１ｂを有してなるとしており、このチェック弁１ｂによって、アウターチューブ１内の気体室Ａに対する外部からのエアの補給的供給を許容するとしている。
【００２３】
つぎに、この緩衝器にあって、ロッド体４は、気体室Ｂと外部との連通を許容する通路４ａを有すると共に、この通路４ａにチェック弁４ｂを有してなるとしており、このチェック弁４ｂによって、気体室Ｂに対する外部からのエアの補給的供給を許容するとしている。
【００２４】
ところで、上記した緩衝器にあって、アウターチューブ１内の気体室Ａは、原理的には、インナーチューブ２の外径を内圧の基準径にしてなるもので、具体的には、ロッド体４が存在するから、図１中に符号ａで示す環状となる断面積がインナーチューブ２の外径によって導き出される断面積からロッド体４の断面積を差し引いた値とされて、気体室Ａにおける内圧が設定されるとしている。
【００２５】
それゆえ、この緩衝器にあって、アウターチューブ１内にインナーチューブ２が没入することになる収縮時には、上記の環状の断面積ａに基づいた内圧が発生されることになる。
【００２６】
すなわち、凡そこの種の緩衝器が収縮するのはいわゆる車体荷重が作用するときであり、このときの荷重は、緩衝器が伸長するときの荷重に比較すると、比較にならないほどに大きいのは、経験則の示すところである。
【００２７】
ちなみに、図示する緩衝器の伸長時における気体室Ｂの内圧は、図１中に符号ｂで示す環状となる断面積がピストン３の断面積からロッド体４の断面積を差し引いた値を基準値にして設定される。
【００２８】
一方、この緩衝器にあって、インナーチューブ２内にピストン４の収装で画成されるピストン側室Ｃが閉塞された気体室とされていると仮定すると、この緩衝器の収縮時におけるピストン側室Ｃの内圧は、ピストン３の断面積、すなわち、図１中に符号ｃで示す円形となる断面積を基準値にすることになる。
【００２９】
それに対して、この発明にあって、緩衝器の収縮時に発生される内圧は、アウターチューブ１内の気体室Ａにおける内圧とされるとしており、このとき、図中に符号ａで示す環状の断面積が基準面積となるのは上述した通りである。
【００３０】
したがって、この緩衝器にあっては、ロッド体４の断面積がインナーチューブ２の断面積を超えない設定にある限りにおいて、ピストン側室Ｃの断面積ｃに対してアウターチューブ内の気体室Ａにおける断面積ａの方が大きくなるから、この緩衝器に作用する車体からの荷重が同じ場合に、断面積ｃに基づく内圧より断面積ａに基づく内圧の方が低くなると言い得ることになる。
【００３１】
その結果、この緩衝器にあっては、収縮時の内圧をピストン３の径に依存する設定に比較して、同じ機械的構造やシール部材を採用する場合に比較して、インナーチューブ２の外径に依存する設定の方が機械的構造やシール部材にいわゆる余裕を持たせることが可能になり、耐久性を向上させることが可能になると言い得ることになる。
【００３２】
図２乃至図４は、上記した緩衝器を具体的に形成する場合の一例を示すものであり、以下には、これについて少し説明するが、まず、図２に示すように、緩衝器は、上端側部材たるアウターチューブ１内に下端側部材たるインナーチューブ２を出没可能に挿通してなるとしており、このとき、インナーチューブ２の上端部２ｃの外周には、軸受け部材２１が介装されていて、この軸受け部材の外周をアウターチューブ１の内周に摺接させるとしている。
【００３３】
そして、この緩衝器にあって、インナーチューブ２の上端部２ｃの内周にはヘッドキャップ部材２２が螺着されていて、このヘッドキャップ部材２２によってインナーチューブ２の上端開口を閉塞するとしている。
【００３４】
また、このヘッドキャップ部材２２は、軸芯部にロッド体４を貫通させており、このとき、ロッド体４の外周に摺接するブッシュ部材２３とシール部材２４とを軸芯部に有してなるとしている。
【００３５】
一方、インナーチューブ２内に収装されるピストン３は、外周にピストンリング３１とピストンシール３２とを有してなるとしており、このピストンリング３１およびピストンシール３２の外周がインナーチューブ２の内周に摺接するとしている。
【００３６】
そして、このピストン３は、ロッド体４の図中で下端部となる先端螺条部４ｃに螺着されてロッド体４の先端に連結されてなるとしており、このとき、前記した通路４ａを形成するロッド体４の軸芯部に開穿の透孔４ｄにおける下端開口を閉塞するとしている。
【００３７】
ロッド体４は、通路４ａたる軸芯部の透孔４ｄとインナーチューブ２内のロッド側室たる気体室Ｂの連通を許容する連通孔４ｅを有してなるとしており、前記したチェック弁４ｂを介しての外部からのエアの気体室Ｂへの補給的供給を可能にするとしている。
【００３８】
一方、図３に示すように、アウターチューブ１の上端部１ｃの内周には、上端キャップ部材１１が螺着されていて、この上端キャップ部材１１によってアウターチューブ１の上端開口を閉塞するとしている。
【００３９】
そして、この上端キャップ部材１１は、軸芯部にロッド体４の上端部４ｆを螺着させており、このとき、ロッド体４の上端部４ｆには、弛み止めのナット４１が螺着されてなると共に、上端部４ｆの近傍下方部にバンプクッション４２をホルダ４３の利用下に介装させてなるとしている。
【００４０】
また、上端キャップ部材１１は、前記したチェック弁１ｂ，４ｂ（図１参照）を構成するゴム体１２，１３を有すると共に、前記した通路１ａ，４ａ（図１参照）構成する連通孔１１ａ，１１ｂを有してなるとしている。
【００４１】
それゆえ、このゴム体１２，１３と連通孔１１ａ，１１ｂとからなるチェック弁にあっては、いわゆる注射針構造の注入治具を利用して、すなわち、連通孔１１ａ，１１ｂを介して注入治具でゴム体１２，１３を貫通し、外部からのエア、たとえば、空気入れからのエアを気体室Ａに供給し得ることになる。
【００４２】
なお、上記のチェッ弁を有する、すなわち、上端キャップ部材１１に連通孔１１ａ，１１ｂを有するアウターチューブ１にあっては、たとえば、図中に仮想線図で示すように、防塵キャップ１４が嵌着されてなるとしても良いだろう。
【００４３】
さらに、図４に示すように、インナーチューブ２は、下端部２ｃにボトム部材２５を螺着させていて、このボトム部材２５の軸芯部に前記した連通孔２ｂ（図１参照）を構成する連通孔２５ａを有するとしている。
【００４４】
ちなみに、このボトム部材２５には、図示しないが、多くの場合に、この緩衝器を自転車の前輪に枢着するための各種ブラケットが一体に設けられるとされている。
【００４５】
前記したところは、この発明のエアサスペンションが自転車の前輪側に架装される緩衝器としての利用に向くとして説明したが、この発明が意図するところからすれば、このエアサスペンションの基本構想が自動二輪車の前輪側に架装される緩衝器たるフロントフォークに具現かされるとしても良いことはもちろんであり、その場合にこの発明の効果の発揮が可能とされるのももちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明によるエアサスペンションを原理的に示す縦断面図である。
【図２】この発明の一実施形態によるエアサスペンションの要部を一部破断して示す部分正面縦断面図である。
【図３】図２のエアサスペンションの上端部を図２と同様に示す図である。
【図４】図２のエアサスペンションの下端部を図２と同様に示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  アウターチューブ
１ａ，４ａ  通路
２ｂ，４ｂ  チェック弁
２  インナーチューブ
３  ピストン
４  ロッド体
６  チェック弁を構成するゴム体
Ａ  アウターチューブ内の気体室
Ｂ  ロッド側室たる気体室
Ｃ  ピストン側室
ａ  気体室Ａの断面積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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