(57)【要約】【課題】ノーズダイブの発生を防止することができ、さらに、走行時の衝撃や振動に対して優れた緩衝性能を発揮し得る前輪支持機構を提供すること。【解決手段】前輪６のフロントフォーク５に設けられ、前輪６を支持する懸架装置１００を備えた前輪支持機構であって、懸架装置は、一端部（軸部２３）がフロントフォーク５の下端位置に揺動自在に設けられ、他端部が前輪の車軸２２に回動自在に支持されており、前輪６の対する前後方向の振動を緩衝する前後動サスペンション（偏心保持体１０）と、フロントフォーク５に対する前後動サスペンションのなす角の角度の変化を抑制するように、前後動サスペンションとフロントフォーク５とを連結するように設けられた可動機構２５０を備えたことを特徴とする前輪支持機構。【選択図】      図４
2004352121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪のフロントフォークに設けられ、当該前輪を支持する懸架装置を備えた前輪支持機構であって、
前記懸架装置は、一端部が前記フロントフォークの下端位置に揺動自在に設けられ、他端部が前記前輪の車軸に回動自在に支持されており、前記前輪の対する前後方向の振動を抑制する前後動サスペンションと、
前記フロントフォークに対する前記前後動サスペンションのなす角の角度の変化を抑制するように、前記前後動サスペンションと前記フロントフォークとを連結するように設けられた可動機構を備えたことを特徴とする前輪支持機構。
【請求項２】
前記前後動サスペンションは、前記フロントフォークの下端位置に回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の前輪支持機構。
【請求項３】
前記前後動サスペンションには、制動装置が設けられている請求項１又は２に記載の前輪支持機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自転車、バイク等の二輪車等に用いられ、懸架装置を備えている前輪支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行している車輪には、例えば、タイヤの変形、路面の小さな凹凸、前後輪の速度差等が原因となって、前後方向の衝撃や振動が生じる。この前後力は、路面が悪くなり車速が大きくなる程その影響が大きくなるのであるが、従来の懸架装置は、高速化に伴うこのような前後方向の衝撃や振動に対して、充分な抑制性能を有していなかった。このような問題を解決すべく、本発明者により、車輪に前後方向の円運動を取り入れた偏心保持体を有する懸架装置（例えば、特許文献１〜３参照）が提案されている。特許文献１〜３に記載の懸架装置を前輪支持機構に採用した場合、走行時に路面の凹凸等により車輪に対して後方向への衝撃が加わったとき、前輪を後方へ円運動させて逃がすことができるため、前後方向の衝撃や振動に対して優れた抑制性能を発揮することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭４９−１７１６１号公報
【特許文献２】
特公昭５０−１３５２１号公報
【特許文献３】
特許第２５２４９０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように前輪の前後円運動を可能とすると、ハンドルが下方に下がる所謂ノーズダイブが発生して、乗員が前方に投げ出されるなど、ハンドルが前のめりになって走行時の安全性が非常に悪い。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、急激な走行を行った際にハンドルが前のめりになる状態を低減させることができ、さらに、走行時の衝撃や振動に対して優れた抑制性能を発揮し得る前輪支持機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
（１）前輪（例えば、前輪６）のフロントフォーク（例えば、フロントフォーク５）に設けられ、当該前輪を支持する懸架装置（例えば、懸架装置１００）を備えた前輪支持機構であって、
上記懸架装置は、一端部（例えば、軸部２３）が上記フロントフォークの下端位置に揺動自在に設けられ、他端部が上記前輪の車軸（例えば、車軸２２）に回動自在に支持されており、上記前輪の対する前後方向の振動を抑制する前後動サスペンション（例えば、偏心保持体１０）と、
上記フロントフォークに対する上記前後動サスペンションのなす角の角度の変化を抑制するように、上記前後動サスペンションと上記フロントフォークとを連結するように設けられた可動機構（例えば、可動機構２５０）を備えたことを特徴とする前輪支持機構（図３、４参照）。
【０００７】
（１）の発明によれば、フロントフォークに対する前後動サスペンションのなす角（以下、前輪支持角ともいう）の角度の変化を抑制するように、前後動サスペンションとフロントフォークとを連結するように設けられた可動機構を備えているため、前輪の制動が行われて車体の重心が前方に移動し、フロントフォークが一端部（以下、支持軸ともいう）を中心として上方へ回転して前輪支持角の角度を変化させる力が生じた際には、上記可動機構により当該変化に対して抵抗力が生じるため、前輪支持角の変化を抑制することができ、例えば、フロントフォークにつながるハンドルの前のめりを低減させるとともに、ノーズダイブの発生を防止することができる。
【０００８】
その一方で、走行時に前輪の前方から衝撃が加わった際には、制動装置によって前輪が制動された際の慣性による前輪支持角の変化とは逆の方向に、前輪支持角を変化させる力が生じるため、上記可動機構により当該変化に対して抵抗力が生じることはなく、前進抵抗力の増加を抑制することができる。その結果、衝撃や振動による疲労を軽減して乗り心地を改善することができる。
【０００９】
さらに、前進抵抗力を軽減してさらなる高速化を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤの粉塵公害を防止することも可能になる。
【００１０】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（２）  上記（１）に記載の前輪支持機構であって、
上記前後動サスペンション（例えば、偏心保持体１０）は、上記フロントフォーク（例えば、フロントフォーク５）の下端位置に回転自在に支持されていることを特徴とする（図４参照）。
【００１１】
（２）の発明によれば、円運動により前輪をスムーズに後方へ逃がすことができるため、前進抵抗力の増加のさらなる抑制が可能になる。
【００１２】
（３）  上記（１）又は（２）に記載の前輪支持機構であって、
上記前後動サスペンション（例えば、偏心保持体１０）には、制動装置（例えば、制動装置２００）が設けられていることを特徴とする（図４参照）。
【００１３】
（３）の発明によれば、前後動サスペンションに、制動装置が設けられているため、別途に制動装置の取付部材等を用いることがなく、取付構造の簡略化が可能である。また、制動装置の構成部材（例えば、カバー２０１等）を可動機構の一部に利用することも可能であり、可動機構のための部品点数の減少を図ることも可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の前輪支持機構の第１実施形態について図面に基づいて説明する。
以下においては、本発明に係る前輪支持機構に好適な実施形態として、本発明を自転車に適用した場合を示す。
【００１５】
図１は、第１実施形態に係る前輪支持機構を備えた自転車を模式的に示す全体側面略図である。
自転車のフロントフォーク５の下端には、前輪６を支持する懸架装置１００が取り付けられている。また、前輪６の車軸には、前輪６を制動する制動装置２００が設けられている。
【００１６】
図２は、第１実施形態に係る前輪支持機構を模式的に示す側面図である。
フロントフォーク５の下端に取り付けられた懸架装置１００は、偏心保持体（前後動サスペンション）１０を備え、その鉛直下方に連結部材２１を垂下させており、さらに、連結部材２１の下端に前輪６の車軸が支持されている。また、前輪６の車軸には、内拡式ドラムブレーキからなる制動装置２００が、車軸を中心として回転可能に設けられている。さらに、制動装置２００のカバー２０１の後上部には、くの字状のトルクアーム７５の下端が回転可能に連結されており、トルクアーム７５の上端は、フロントフォーク５の後側面に回転可能に連結されている。連結部材２１には、ゴムからなるストッパ７３が設けられ、また、フロントフォーク５にも、その後側面に突設された取付台７１上に、ゴムからなるストッパ７２が設けられている。
これらの構造については、後で図３、図４を用いて詳述することにする。
【００１７】
また、フロントフォーク５の上端側には、円筒形状のヘッドパイプ３が設けられ、ヘッドパイプ３には、ハンドルを備えたハンドル支柱２が差し込まれている。このハンドル支柱２は、引上ボルト（図示せず）の先に付いた臼のくさび作用によって、ハンドル支柱２の芯線を中心にハンドルが旋回可能となるように、ヘッドパイプ３に連結されている。また、図中に示すように、ハンドル支柱２は、その芯線の下側を進行方向側へ向けて傾斜するように設けられている。さらに、ハンドルに設けられたブレーキ操作ワイヤ９は、制動装置２００に接続されている。
【００１８】
第１実施形態に係る前輪支持機構では、走行時の衝撃や振動を緩和するためのものとして、偏心保持体（前後動サスペンション）１０のみが設けられているが、さらに、フロントフォーク５に上下懸架装置が設けられていることが望ましい。上下方向の衝撃や振動に対する抑制性能を高め、走行時の衝撃や振動をより確実に緩和することができるからである。第１実施形態に係る前輪支持機構に適用可能な上下懸架装置としては、上下方向の振動や衝撃に対して抑制性能を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、コイルスプリング等の金属バネ、流体バネ、非金属バネ等を挙げることができる。また、流体バネとしては、空気バネや液体バネ等を挙げることができ、非金属バネとしては、ゴムバネ等を挙げることができる。
【００１９】
また、上述した上下懸架装置は、鉛直方向に設けられていることが望ましい。内外パイプ等が互いに接触することを防止して、上下懸架装置の衝撃や振動に対する抑制機能を充分に発揮させることが可能になるからである。
【００２０】
また、図１、図２に示したように、ハンドル支柱２は、その芯線の下側を進行方向へ向けて傾斜するように設けられていることが望ましい。ハンドルの操作性を確保することができるからである。なお、ハンドル支柱２の傾斜角度、すなわち、ハンドル支柱２の芯線と水平面（前輪接地面）とがなす角（キャスタ角）は、ハンドルの操作性を充分に確保する点から、６０〜７５°であることが望ましく、６６〜７４°であることがより望ましい。
【００２１】
次に、第１実施形態に係る前輪支持機構の前後動サスペンション、制動装置及び可動機構について説明する。
図３は、図２に示した偏心保持体（前後動サスペンション）１０及び制動装置２００のＩ−Ｉ線断面図であり、図４は、図３のＩＩ矢視図である。
【００２２】
偏心保持体１０は、２個の連結部材２１と、中空の車軸（偏心軸）２２とで構成されている。車軸２２には、前輪６のハブ６ａがボールベアリング（図示せず）を介して支持されており、前輪６は車軸２２に対して軸回り（図４に示す矢印Ｄ方向）に回転自在の状態となっている。
【００２３】
連結部材２１は、軸方向（図３における左右方向）に抜けた円筒形状のハウジング３１と平板状のアーム２４とからなっている。アーム２４の下端には溝２４ａが形成されており、車軸２２はその両端が溝２４ａに嵌合固定されている。一方、ハウジング３１内には、円筒形状の弾性体４１が設けられており、この弾性体４１内には、フロントフォーク５の下端から軸方向に延出された軸部（支持軸）２３が嵌挿される。なお、車軸（偏心軸）２２と、軸部（支持軸）２３とは平行となっており、アーム２４は、軸部２３に対して直角となっている。
【００２４】
また、ハウジング３１は、すり割り３２を備えており、締め付けが可能である。この締め付けは、すり割り３２を挟んでハウジング３１の外面に形成されたボス部３２ａ、３２ｂを六角穴付きボルト３２ｃで締め付けることにより行われる（図４参照）。
【００２５】
弾性体４１は、円筒状のものであり、ゴムからなる厚肉の本体４１ａと、本体４１ａの両面に固着された薄肉で金属製の外面部材４１ｂ及び内面部材４１ｃとからなる。本体４１ａは所定の角度範囲内での捻れを許容するものである。弾性体４１が有する穴に嵌挿された軸部２３は、キー４２により弾性体４１に対して軸回りに回転不能となっている。
なお、キー４２は、断面凸状のものである。内面部材４１ｃの内面には溝が形成されており、この溝にはキー４２の凸部が嵌合される。一方、軸部２３の外面にも溝が形成されており、この溝にはキー４２の基部が嵌合される。
【００２６】
４４は、弾性体４１の孔に嵌挿される円柱部を有する蓋である。蓋４４は、円柱部４４ａが弾性体４１の孔に軸部２３とは反対側から嵌挿され、軸部２３に六角穴付きボルト４５により固定されている。すなわち、連結部材２１は、蓋４４及び六角穴付きボルト４５により弾性体４１に対して軸方向移動不能に固定されている。４６は、フロントフォーク５と弾性体４１との間に配設された円環状の樹脂製の受け板である。連結部材２１は、ハウジング３１による弾性体４１の固定状態を調節することにより、アーム２４が鉛直に立った状態でハウジング３１に支持され、軸部２３が車軸２２の鉛直上方に位置する。
４８は、軸部２３とは反対側からハウジング３１を塞ぐカバーであり、カバー４８の内周面には、ハウジング３１の外面に嵌合するためのネジ（図示せず）が形成されている。また、フロントフォーク５には、ハウジング３１の上方を覆う円弧板形状のカバー３８が形成されている。なお、図４においては、説明の便宜上、カバー４８は図示していない。
【００２７】
このような偏心保持体（前後動サスペンション）１０では、自転車が平坦な路面を走行している際には、前輪６に対して真下からも前からも衝撃が加わることがないため、連結部材２１はアームが鉛直に立ったままの状態の維持する。すなわち、偏心保持体（前後動サスペンション）１０は、平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、乗員がペダルを力一杯漕いでも車体が上下動することは殆どなく、乗員が力を充分に発揮することができる。
【００２８】
一方、自転車が路面上の突起を乗り越える際には、前輪６には真下からも前からも衝撃が加わる。前輪６は、前からの衝撃を受けると、弾性体４１の本体４１ａを捻りながら、軸部２３と車軸２２との軸間距離Ｙ（図３参照）を半径とし軸部２３を中心として、後方向に所定の角度だけ揺動する。このように揺動することにより、前からの衝撃は後方へ逃がされる。しかも、上述したように揺動することにより、前輪６は、上方へも移動しているので、真下からの衝撃は上方へ逃がされる。このように偏心保持体（前後動サスペンション）１０によれば、前輪６に加わる前方からの衝撃や真下からの衝撃を緩和することができる。
【００２９】
また、連結部材２１に設けられたストッパ７３と、フロントフォーク５の取付台７１に設けられたストッパ７２とは（図４参照）、偏心保持体（前後動サスペンション）１０の作用によって前輪６が後方へ移動した際に互いに衝突するように構成されており、前輪６が所定範囲を超えて後方へ移動することを防止することができる。
【００３０】
また、図３に示すように、前輪６には、前輪６を制動する制動装置２００が設けられている。この制動装置２００は、内拡式ドラムブレーキであり、ハブ６ａにブレーキドラム２０２が固定される一方、車軸２２には、カバー２０１が車軸２２を中心として回転可能に設けられている。このカバー２０１内には、ライニングプレート２１６を備えたブレーキバンド２１９や、ブレーキ操作ワイヤ９（図２参照）を介してブレーキ操作が伝達されるレバー２１５等が備えられている。レバー２１５にブレーキ操作が伝達されると、ライニングプレート２１６の外周面に設けられたライニング２１７が、ブレーキドラム２０２の内周面に押し付けられ、ライニング２１７の全面とブレーキドラム２０２との間に摩擦制動力が生じ、前輪６を制動させることができる。
【００３１】
この制動装置２００のカバー２０１には、図４に示すように、連結軸７４により、くの字状のトルクアーム７５の下端が回転可能に連結されており、トルクアーム７５の上端は、フロントフォーク５の後側面に突設された連結部７７に、連結軸７６により回転可能に連結されている。
【００３２】
車軸（偏心軸）２２に回転可能に設けられた制動装置２００のカバー２０１と、カバー２０１に連結軸７４を介してその下端が回転可能に連結されるとともに、フロントフォーク５の後側面に突設された連結部７７に連結軸７６を介してその上端が回転可能に連結されたトルクアーム７５とにより、可動機構２５０が構成される。この可動機構２５０は、リンク機構を構成するものであり、制動装置２００によって前輪６が制動された際の慣性により生じる連結部材２１とフロントフォーク５とのなす角の角度の変化を抑制するように構成されている。
【００３３】
次に、このような可動機構２５０の作用について図面を用いて説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る前輪支持機構における可動機構の作用を模式的に示す図である。
図５においては、上述した図３、図４に示した構成要素と対応する構成要素には同一の符号を付した。白抜きの矢印は、各構成要素の動作を示している。
なお、以下においては、可動機構２５０の作用を理解しやすくするため、リンク機構を構成する線によってその作用を説明する。αは、軸部（支持軸）２３と連結軸７６とを結ぶ仮想の線であり、βは、軸部２３と車軸（偏心軸）２２とを結ぶ仮想の線であり、γは、車軸２２と連結軸７４とを結ぶ仮想の線であり、δは、連結軸７４、７６を結ぶ仮想の線である。Ｐは、線α、βのなす角、すなわち、前輪支持角を示している。
【００３４】
図５（ａ）は、平坦な路面を走行しているときの様子を示している。線βは、鉛直方向を向いている。走行時に前輪６の前方から衝撃が加わった際には、図５（ｂ）に示すように、車軸２２が後方へ移動するのに伴って、線βが軸部２３を中心として、図面上における反時計方向（以下、同様とする）へ回転するため、前輪支持角Ｐが狭くなる。前輪支持角Ｐが狭くなるとき、線γが車軸２２を中心として、図面上における時計方向（以下、同様とする）に回転して連結軸７４が後方へ移動するとともに、線δが連結軸７６を中心として反時計方向に回転する。このように、可動機構２５０は、線βが軸部２３を中心として反時計方向に回転したとき、線γ、δが回転して連結軸７４を後方へ移動させるように構成されているため、前輪支持角Ｐが狭くなる変化に対しては、抵抗力が生じることがない。従って、スムーズに前輪６を後方へ逃がすことができ、前進抵抗力の増加を抑制することができる。その結果、前進抵抗力を軽減してさらなる高速化を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤの粉塵公害を防止することも可能になる。
【００３５】
一方、図５（ｃ）に示すように、制動時、慣性によって車体の重心が前方へ移動し、軸部２３を中心として線αを反時計方向へ回転させる力が生じたとき、すなわち、前輪支持角Ｐを広くするように力が生じたときには、線γが車軸２２を中心として反時計方向に回転して連結軸７４が前方へ移動しようとし、さらに、線δが連結軸７６を中心として時計方向に回転しようとするのであるが、その際には線γ、δによって線α、βの動きが制限され、線αの軸部２３を中心とした回転が停止することになる。このように、可動機構２５０は、線αが軸部２３を中心として反時計方向へ回転する力が生じたとき、線γ、δによって線α、βの動きが制限され、前輪支持角Ｐが広くなる変化に対して、抵抗力が生じることになる。従って、前輪支持角Ｐが広くなる変化を抑制することができ、ノーズダイブの発生を防止することができる。
【００３６】
第１実施形態においては、可動機構２５０を構成する線α、βを含んだ線α〜δからなる４節リンク機構によって、前輪支持角Ｐが広くなる変化に対して抵抗力が生じる一方、前輪支持角Ｐが狭くなる変化に対しては抵抗力が生じることがない。このような４節リンク機構を構成する線の長さ、各線の比、固定位置、機素の形状等については、前輪支持角Ｐが広くなる変化に対して抵抗力が生じる一方、前輪支持角Ｐが狭くなる変化に対しては抵抗力が生じない範囲内で、任意に設定又は選択することができる。また、本発明においては、このような４節リンク機構に代えて、例えば、スライダークランク機構等の従来公知のリンク機構を採用することが可能である。スライダークランク機構を採用する場合、可動機構として、連結アームの一端を、偏心保持体（前後動サスペンション）に回転可能に連結するとともに、連結アームの他端を、フロントフォークの側面に所定範囲内で摺動可能に連結すればよい。
【００３７】
［第２実施形態］
図６は、第２実施形態に係る前輪支持機構を備えた自転車を模式的に示す全体側面略図である。
自転車のフロントフォーク３０５には、前輪３０６を支持する懸架装置４００が取り付けられている。また、前輪３０６の車軸には、前輪３０６を制動する制動装置５００が設けられている。
【００３８】
図７は、第２実施形態に係る前輪支持機構を模式的に示す側面図である。
フロントフォーク３０５は、鉛直方向に設けられた鉛直支持部材３０４と、鉛直支持部材３０４の側面から後上方へ向けて設けられた斜支持部材３１１とからなる。鉛直支持部材３０４の下端に取り付けられた懸架装置４００の偏心保持体（前後動サスペンション）３１０は、連結部材３２１を鉛直上方へ向けており、連結部材３２１の上端に前輪３０６の車軸３２２が支持されている。また、前輪３０６の車軸３２２には、内拡式ドラムブレーキからなる制動装置５００が、車軸３２２を中心として回転可能に設けられている。さらに、制動装置５００のカバー５０１の後上部には、くの字状のトルクアーム３７５の下端が連結軸３７４によって回転可能に連結されており、トルクアーム３７５の上端は、フロントフォーク３０５の後側面に突設された連結部３７７に、連結軸３７６によって回転可能に連結されている。
【００３９】
また、第１実施形態と同様に、フロントフォーク３０５の上端側には、円筒形状のヘッドパイプ３０３が設けられ、ヘッドパイプ３０３には、ハンドルを備えたハンドル支柱３０２が差し込まれ、ハンドル支柱３０２の芯線を中心にハンドルが旋回可能となるように連結されている。また、図中に示すように、ハンドル支柱３０２は、その芯線の下側を進行方向側へ向けて傾斜するように設けられている。なお、この傾斜角度（キャスタ角）については、第１実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。さらに、ハンドルに設けられたブレーキ操作ワイヤ３０９は、制動装置５００に接続されている。
【００４０】
第２実施形態に係る前輪支持機構においても、第１実施形態と同様に、偏心保持体（前後動サスペンション）３１０に加え、フロントフォーク３０５に上下懸架装置が設けられていることが望ましい。上下方向の衝撃や振動に対する抑制性能を高め、走行時の衝撃や振動をより確実に緩和することができるからである。また、上下懸架装置は、鉛直方向に設けられていることが望ましい。上下懸架装置の構成部品やフロントフォーク等が互いに接触することを防止して、上下懸架装置の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮させることが可能になるからである。
【００４１】
図８は、図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
偏心保持体３１０は、２個の連結部材３２１と、中空の車軸（偏心軸）３２２とで構成されている。車軸３２２には、前輪３０６のハブ３０６ａがボールベアリング（図示せず）を介して支持されており、前輪３０６は車軸３２２に対して軸回り（図７における矢印Ｆ方向）に回転自在の状態となっている。連結部材３２１は、軸部（支持軸）３２３と平板状のアーム３２４とからなっている。アーム３２４の上端部には孔３２４ａが形成されており、車軸３２２はその両端が孔３２４ａに嵌合固定されている。
なお、車軸（偏心軸）３２２と、軸部（支持軸）３２３とは平行となっており、アーム３２４は、軸部３２３に対して直角となっている。ハブ３０６ａはカム軸３０６ｂと調節ナット３０６ｃとによりアーム３２４に固定されている。一方、フロントフォーク３０５の下端には、ハウジング３３１が形成されている。
【００４２】
ハウジング３３１は、軸方向（図８における左右方向）に抜けた略円筒形状を有しており、ボールベアリング３３２、３３３を介して、連結部材３２１の軸部３２３が回転自在に支持されている。ボールベアリング３３３の外周面側には、Ｏリング３３４が配設されている。さらに、軸部３２３の先端には、ボルト３３６によってロータ３３５が固定されている。
３３８は、軸部３２３とは反対側からハウジング３３１を塞ぐカバーであり、カバー３３８の内周面には、ハウジング３３１の外面に嵌合するためのネジ（図示せず）が形成されている。
【００４３】
ハウジング３３１内において、ロータ３３５とカバー３３８との間には、室３３７が形成され、この室３３７内には、例えば、シリコンオイル等の粘性流体が充填される。室３３７の軸部３２３側はＯリング３３４によって封止され、粘性流体のボールベアリング３３３側への流出が防止される。軸部３２３の回転に伴って、その先端に固定されたロータ３３５が回転すると、室３３７に充填された粘性流体の粘性抵抗によって、ロータ３３５の回転に対して抵抗力を加えることができる。すなわち、フロントフォーク３０５と、偏心保持体３１０との間のハウジング３３１内に、回転減衰機構が設けられているのである。
【００４４】
図７、図８に示した偏心保持体（前後動サスペンション）３１０では、自転車が平坦な路面を走行している際には、前輪３０６に対して真下からも前からも衝撃が加わることがないため、連結部材３２１は、車体及び乗員の自重により、アーム３２４が垂下した状態を維持する。すなわち、偏心保持体（前後動サスペンション）３１０は、平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、乗員がペダルを力一杯漕いでも車体が上下動することは殆どなく、乗員が力を充分に発揮することができる。
【００４５】
一方、自転車が路面上の突起を乗り越える際には、前輪３０６には真下からも前からも衝撃が加わる。前輪３０６は、前からの衝撃を受けると、軸部３２３と車軸３２２との軸間距離Ｚ（図７参照）を半径とし軸部３２３を中心として、後方向に所定の角度だけ揺動する。このように揺動することにより、前からの衝撃は後方へ逃がされる。しかも、上述したように揺動することにより、前輪３０６は、上下方向へも移動しているので、真下からの衝撃は上方へ逃がされる。このように偏心保持体（前後動サスペンション）３１０によれば、前輪３０６に加わる前方からの衝撃や真下からの衝撃を緩和することができる。
【００４６】
また、本発明においては、上述したように、鉛直支持部材３０４（フロントフォーク３０５）と、偏心保持体３１０との間に、回転減衰機構が設けられていることが望ましい。軸部３２３の回転に対して抵抗力を加えることにより、自励振動や共振等の不都合な振動の発生を防止することができ、操作性を向上させるとともに安全性を高めることができるからである。
【００４７】
なお、図８に示したハウジング３３１内の室３３７に充填される粘性流体は、特に限定されるものではなく、回転減衰機構に用いられる従来公知の粘性流体を用いることができる。また、粘性流体に代えて、例えば、シリコンオイル等を混入させた樹脂板を成形し、室３３７に配設することも可能である。さらに、粘性流体を利用せずに、ロータ３３５とカバー３３８とを直接接触させて摩擦抵抗によってロータ３３５の回転に対して抵抗力を加えることとしてもよい。このようにする場合、ロータ３３５及び／又はカバー３３８を、例えばシリコンオイル等を混入させた樹脂を用いて成形してもよく、また、摩擦力を高めるために、ステアリン酸やオレイン酸アミド等のスリップ剤を混入させてもよい。
【００４８】
また、前輪支持機構に適用可能な回転減衰機構としては、粘性流体を利用したものに限定されず、例えば、フロントフォーク側と偏心保持体側とに、それぞれ対向するように永久磁石を固定し、永久磁石の吸着力と反発力とを利用して、軸部３２３の回転に抵抗力を加える回転減衰機構や、オリフィスを利用した回転減衰機構等を挙げることができる。勿論、このような回転減衰機構は、第１実施形態に係る前輪支持機構にも適用可能することが可能である。
【００４９】
また、前輪３０６には、前輪３０６を制動する制動装置５００が設けられている。この制動装置５００は、内拡式ドラムブレーキであり、ハブ３０６ａにブレーキドラム５０２が固定される一方、車軸３２２には、カバー５０１が車軸３２２を中心として回転可能に設けられている。このカバー５０１内には、ライニングプレート５１６を備えたブレーキバンド５１９や、ブレーキ操作ワイヤ３０９（図７参照）を介してブレーキ操作が伝達されるレバー５１５等が備えられている。レバー５１５にブレーキ操作が伝達されると、ライニングプレート５１６の外周面に設けられたライニング５１７が、ブレーキドラム５０２の内周面に押し付けられ、ライニング５１７の全面とブレーキドラム５０２との間に摩擦制動力が生じ、前輪３０６を制動させることができる。
【００５０】
この制動装置５００のカバー５０１には、図７、図８に示すように、連結軸３７４を介して、くの字状のトルクアーム３７５の下端が回転可能に連結されており、トルクアーム３７５の上端は、フロントフォーク３０５の後側面に突設された連結部３７７に、連結軸３７６を介して回転可能に連結されている。
【００５１】
車軸（偏心軸）３２２に回転可能に設けられた制動装置５００のカバー５０１と、カバー５０１に連結軸３７４を介してその下端が回転可能に連結されるとともに、フロントフォーク３０５の後側面に突設された連結部３７７に連結軸３７６を介してその上端が回転可能に連結されたトルクアーム３７５とにより、可動機構５５０が構成される。この可動機構５５０は、リンク機構を構成するものであり、制動装置５００によって前輪３０６が制動された際の慣性により生じる連結部材３２１とフロントフォーク３０５とのなす角の角度の変化を抑制する構成されている。
【００５２】
次に、可動機構５５０の作用について図面を用いて説明する。
図９（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係る前輪支持機構における可動機構の作用を模式的に示す図である。
図９においては、上述した図７、図８に示した構成要素と対応する構成要素には同一の符号を付した。白抜きの矢印は、各構成要素の動作を示している。
【００５３】
図９（ａ）は、平坦な路面を走行しているときの様子を示している。フロントフォーク５の鉛直支持部材３０４と連結部材３２１とのなす角、すなわち、前輪支持角は０°となっている。
走行時に前輪３０６の前方から衝撃が加わった際には、図９（ｂ）に示すように、車軸３２２が後方に移動するのに伴って、連結部材３２１が軸部３２３を中心として時計方向へ回転するため、前輪支持角が広くなる。
連結部材３２１の軸部３２３を中心とした時計方向への回転により前輪支持角が広くなったときには、カバー５０１が車軸３２２を中心として時計方向へ回転し、さらに、トルクアーム３７５が連結軸３７６を中心として反時計方向へ回転する。
このように、可動機構５５０は、連結部材３２１が軸部３２３を中心として時計方向へ回転したとき、カバー５０１及びトルクアーム３７５が回転して連結軸３７４を後方へ移動させるように構成されているため、連結部材３２１の軸部３２３を中心とした後方への回転により前輪支持角が広くなる変化に対しては、抵抗力が生じることがない。従って、スムーズに前輪３０６を後方へ逃がすことができ、前進抵抗力を軽減してさらなる高速化を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤの粉塵公害を防止することも可能になる。
【００５４】
一方、図９（ｃ）に示すように、制動時、慣性によって車体の重心が前方へ移動し、軸部３２３を中心としてフロントフォーク３０５を反時計方向へ回転させる力が生じたときには、カバー５０１が車軸３２２を中心として反時計方向へ回転して連結軸３７４が前方へ移動しようとし、さらに、トルクアーム３７５が連結軸３７６を中心として時計方向に回転しようとするのであるが、その際にはカバー５０１及びトルクアーム３７５によってフロントフォーク３０５と連結部材３２１との動きが制限され、軸部３２３を中心としたフロントフォーク３０５の反時計方向への回転が停止することになる。
このように、可動機構５５０は、フロントフォーク３０５が軸部３２３を中心として反時計方向へ回転する力が生じたとき、カバー５０１及びトルクアーム３７５によってフロントフォーク３０５と連結部材３２１との動きが制限され、フロントフォーク３０５の軸部３２３を中心とした反時計方向への回転により前輪支持角が広くなる変化に対しては、抵抗力が生じることになり、その結果、フロントフォークにつながるハンドルの前のめりを低減させることができる。
【００５５】
第２実施形態においては、可動機構５５０を含んだ４節リンク機構によって、フロントフォーク３０５の軸部３２３を中心とした反時計方向への回転により前輪支持角が広くなる変化に対して抵抗力が生じる一方、連結部材３２１の軸部３２３を中心とした時計方向への回転により前輪支持角が広くなる変化に対しては抵抗力が生じることがない。このような作用を可動機構５５０が奏する範囲内で、４節リンク機構を構成する線の長さ、各線の比、固定位置、機素の形状等を任意に設定又は選択することができる。また、第１実施形態と同様に、このような４節リンク機構に代えて、例えば、スライダークランク機構等の従来公知のリンク機構を採用することが可能である。
【００５６】
以上、第１、２実施形態について説明したが、さらに、本発明の前輪支持機構においては、以下のような構成を採用することが可能である。
（Ａ）第１、２実施形態では、可動機構が、偏心軸（車軸）とフロントフォークとに連結されているが、本発明の前輪支持機構においては、可動機構が、連結部材とフロントフォークとに連結されていてもよい。
（Ｂ）第１、２実施形態では、可動機構がリンク機構により構成されているが、可動機構として、例えば、チェーンや紐等の可撓部材や、コイルスプリング等の弾性体等を採用することも可能である。これらのものを用いて可動機構を構成する場合には、その撓み量を調節して、偏心軸又は連結部材と、フロントフォークとを連結すればよい。
【００５７】
（Ｃ）第１、２実施形態では、内拡式ドラムブレーキからなる制動装置が車軸に設けられていたが、例えば、ディスクブレーキや、キャリパブレーキ等の従来公知の制動装置を採用することが可能である。また、本発明においては、必ずしも、車軸に制動装置が設けられている必要はない。
（Ｄ）第１、２実施形態に係る前輪支持機構では、偏心保持体が、クランク軸構造を有していたが、本発明の前輪支持機構に係る偏心保持体は、偏心円筒であってもよい。
【００５８】
（Ｅ）第２実施形態に係る前輪支持機構では、図８に示すように、ハウジング３３１内に、ボールベアリング３３２、３３３を介して、軸部３２３が回転自在に支持されているが、第１実施形態に係る前輪支持機構のように、弾性体を介して軸部が回転可能に支持されるようにしてもよい。また、弾性体とベアリングとが並列に配設され、弾性体及びベアリングを介して軸部が回転可能に支持されるようにしてもよい。剛性を高めて、弾性体の軸方向への捻れを防止し、共振や自励振動等の不都合な振動の発生を抑制することができる。
【００５９】
また、本発明は、以下のようなものを提供する。
（Ｉ）二輪車のフロントフォーク（例えば、フロントフォーク５）の下端に取り付けられて前輪（例えば、前輪６）を支持する懸架装置（例えば、懸架装置１００）と、上記前輪を制動する制動装置（例えば、制動装置２００）とを備えた二輪車前輪制御機構であって、
上記懸架装置は、上記前輪の車軸（例えば、車軸２２）と軸を共有する偏心軸と、当該偏心軸に対して平行な支持軸（例えば、軸部２３）と、上記偏心軸及び上記支持軸に対して直角に位置して上記偏心軸の一端及び上記支持軸の一端を連結する連結部材（例えば、連結部材２１）とからなる偏心保持体（例えば偏心保持体１０）を備え、上記支持軸は、上記偏心軸の鉛直上方に弾性体（例えば、弾性体４１）を介して上記フロントフォークの下端に支持されており、
上記偏心軸又は上記連結部材と、上記フロントフォークとは、可動機構（例えば、可動機構２５０）によって連結され、上記可動機構は、上記制動装置によって前輪が制動された際の慣性により生じる上記連結部材と上記フロントフォークとのなす角の角度の変化に対して、抵抗力が生じるように構成されていることを特徴とする二輪車前輪支持機構（図３、４参照）。
【００６０】
（Ｉ）の発明によれば、偏心軸又は連結部材と、フロントフォークとは、可動機構によって連結されており、制動装置によって前輪が制動された際の慣性により生じる上記連結部材と上記フロントフォークとのなす角（前輪支持角）の角度の変化に対して、抵抗力が生じるように構成されているため、前輪の制動が行われて車体の重心が前方に移動し、フロントフォークが支持軸を中心として上方へ回転して前輪支持角の角度を変化させる力が生じた際には、上記可動機構により当該変化に対して抵抗力が生じるため、前輪支持角の変化を抑制することができ、ノーズダイブの発生を防止することができる。
【００６１】
その一方で、走行時に前輪の前方から衝撃が加わった際には、制動装置によって前輪が制動された際の慣性による前輪支持角の変化とは逆の方向に、前輪支持角を変化させる力が生じるため、上記可動機構により当該変化に対して抵抗力が生じることはなく、スムーズに前輪を後方へ逃がすことができ、前進抵抗力の増加を抑制することができる。その結果、衝撃や振動による疲労を軽減して乗り心地を改善することができ、さらに、前進抵抗力を軽減してさらなる高速化を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤの粉塵公害を防止することも可能になる。
【００６２】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（ＩＩ）二輪車のフロントフォーク（例えば、フロントフォーク３０５）の下端に取り付けられて前輪（例えば、前輪３０６）を支持する懸架装置（例えば、懸架装置４００）と、上記前輪を制動する制動装置（例えば、制動装置５００）とを備えた二輪車前輪支持機構であって、
上記懸架装置は、上記前輪の車軸（例えば、車軸３２２）と軸を共有する偏心軸と、当該偏心軸に対して平行な支持軸（例えば、軸部３２３）と、上記偏心軸及び上記支持軸に対して直角に位置して上記偏心軸の一端及び上記支持軸の一端を連結する連結部材（例えば、連結部材３２４）とからなる偏心保持体（例えば、偏心保持体３１０）を備え、上記支持軸は、回転可能に上記フロントフォークの下端に支持されており、
上記偏心軸又は上記連結部材と、上記フロントフォークとは、可動機構（例えば、可動機構５５０）によって連結され、上記可動機構は、上記制動装置によって前輪が制動された際の慣性により生じる上記連結部材と上記フロントフォークとのなす角の角度の変化に対して、抵抗力が生じるように構成されていることを特徴とする二輪車前輪支持機構（図７、８参照）。
【００６３】
（ＩＩ）の発明によれば、上記（Ｉ）の発明と同様に、前輪の制動が行われて車体の重心が前方に移動し、フロントフォークが支持軸を中心として上方へ回転して前輪支持角の角度を変化させる力が生じた際には、上記可動機構により当該変化に対して抵抗力が生じるため、前輪支持角の変化を抑制することができ、フロントフォークにつながるハンドルの前のめりを低減させることができる。その一方で、走行時に前輪の前方から衝撃が加わった際には、スムーズに前輪を後方へ逃がすことができ、前進抵抗力の増加を抑制することができる。その結果、衝撃や振動による疲労を軽減して乗り心地を改善することができ、さらに、前進抵抗力を軽減してさらなる高速化を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤの粉塵公害を防止することも可能になる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、前輪支持角の角度の変化を抑制するように、前後動サスペンションとフロントフォークとを連結するように設けられた可動機構を備えているため、前輪の制動が行われて車体の重心が前方に移動し、フロントフォークが一端部を中心として上方へ回転して前輪支持角の角度を変化させる力が生じた際には、上記可動機構により当該変化に対して抵抗力が生じるため、前輪支持角の変化を抑制することができ、例えば、フロントフォークにつながるハンドルの前のめりを低減させるとともに、ノーズダイブの発生を防止することができる。
【００６５】
その一方で、走行時に前輪の前方から衝撃が加わった際には、制動装置によって前輪が制動された際の慣性による前輪支持角の変化とは逆の方向に、前輪支持角を変化させる力が生じるため、上記可動機構により当該変化に対して抵抗力が生じることはなく、前進抵抗力の増加を抑制することができる。その結果、衝撃や振動による疲労を軽減して乗り心地を改善することができる。
【００６６】
さらに、前進抵抗力を軽減してさらなる高速化を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤの粉塵公害を防止することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る前輪支持機構を備えた自転車を模式的に示す全体側面略図である。
【図２】第１実施形態に係る前輪支持機構を模式的に示す側面図である。
【図３】図２に示した偏心保持体（前後動サスペンション）１０及び制動装置２００のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】図３のＩＩ矢視図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る前輪支持機構における可動機構の作用を模式的に示す図である。
【図６】第２実施形態に係る前輪支持機構を備えた自転車を模式的に示す全体側面略図である。
【図７】第２実施形態に係る前輪支持機構を模式的に示す側面図である。
【図８】図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係る前輪支持機構における可動機構の作用を模式的に示す図である。
【符号の説明】
２、３０２  ハンドル支柱
３、３０３  ヘッドパイプ
３０４  鉛直支持部材
５、３０５  フロントフォーク
６、３０６  前輪
１０、３１０  偏心保持体（前後動サスペンション）
２１、３２１  連結部材
２２、３２２  車軸（偏心軸）
２３、３２３  軸部（支持軸）
２４、３２４  アーム
３１、３３１  ハウジング
４１  弾性体
７５、３７５  トルクアーム
７４、７６、３７４、３７６  連結軸
１００、４００  懸架装置
２００、５００  制動装置
２０１、５０１  カバー
２５０、５５０  可動機構
【図１】
2004352121.tif 000003
【図２】
2004352121.tif 000004
【図３】
2004352121.tif 000005
【図４】
2004352121.tif 000006
【図５】
2004352121.tif 000007
【図６】
2004352121.tif 000008
【図７】
2004352121.tif 000009
【図８】
2004352121.tif 000010
【図９】
2004352121.tif 000011