(57)【要約】  詳細には、操舵車輪を１個のみ有する２輪もしくは３輪車両の前輪（２）において、もしくは自動車のような車両の操舵車輪において使用されるサスペンションは、非懸架部の重量を軽減し、特殊な材料を使用せずに屈曲作用に対する強度を増大するのに有効であり、また部材数および機械加工数が減少することにより省コストを可能にし、前記車輪（２）への圧力を吸収する変形可能な弾性部材（５）と、各々がフォークチューブ（３）が挿入されるスライダーチューブ（８）を有し、かつ振動を緩衝および緩和する緩衝部材（３、８）とを備え、前記サスペンションの前記スライダーチューブ（８）および前記フォークチューブ（３）は、前記車輪（２）の側方に略左右対称に配置され、かつ一対のブリッジ（７、６）の各々に強固に接続され、前記一対のブリッジ（７、６）の間に挿入される弾性部材（５）はステアリング軸に略平行な長さ方向の軸を有し、前記フォークチューブの軸に対して略中央に配置され、前記弾性部材（５）が変形する方向を定義する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
詳細には、操舵車輪を１個のみ有する２輪もしくは３輪車両の前輪（２）において、もしくは自動車のような車両の操舵車輪において使用されるサスペンション（１）であって、前記車輪（２）への圧力を吸収する変形可能な弾性部材（５）と、各々がフォークチューブ（３）が挿入されるスライダーチューブ（８）を有し、振動を緩衝および緩和する緩衝部材（３、８、９）とを備え、前記サスペンションの前記スライダーチューブ（８）および前記フォークチューブ（３）は、前記車輪（２）の側方に略左右対称に配置され、かつ一対のブリッジ（７、６）の各々に強固に接続され、前記一対のブリッジ（７、６）の間に挿入される弾性部材（５）はステアリング軸に略平行な長さ方向の軸を有し、前記フォークチューブの軸に対して略中央に配置され、前記弾性部材（５）が変形する方向を定義する、前記サスペンション（１）。
【請求項２】
前記弾性部材（５）は、前記ステアリング軸と略一致するばね軸を有するばねからなる、請求項１に記載のサスペンション（１）。
【請求項３】
前記スライダーチューブ（８）は前記車輪（２）のハブ（２０）に結合される、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のサスペンション（１）。
【請求項４】
中空の筒状形状からなる前記フォークチューブ（３）の各々は、ポンプ部材として動作する隔壁（４）を内部に有する、請求項３に記載のサスペンション（１）。
【請求項５】
前記フォークチューブ（３）内部中央を伸長し、前記前記フォークチューブ（３）の内表面に横方向において結合する前記隔壁（４）は、前記緩衝部材に必要な硬度を提供する、請求項４に記載のサスペンション（１）。
【請求項６】
前記隔壁（４）は、前記車輪（２）の面に平行な面の変形に対して、より高い硬度を保証するよう構成される、請求項５に記載のサスペンション（１）。
【請求項７】
前記ばね弾性部材は、下部固定部材（１０）から上部固定部材（１０ａ）まで伸長する、螺旋形状のばね（５）からなり、前記ばね（５）の固定部分は直線的および回転自在であり、前記固定部材（１０、１０ａ）は前記ばね（５）の回転を防ぐ停止装置を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のサスペンション（１）。
【請求項８】
前記ばね（５）は前記フォークチューブ（３）に対する前記スライダーチューブ（８）の伸長においてトラベルを終了させる、請求項７に記載のサスペンション（１）。
【請求項９】
前記ばねの螺旋の先端は、前記ばね（５）の軸に沿って変位してプリロードを調整するフェルールに固定される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のサスペンション（１）。
【請求項１０】
前記サスペンションを異なる用途に適用するために、異なる弾性定数を有する１組のばね（５）を備える、請求項１に記載のサスペンション（１）。
【請求項１１】
前記ばね（５）は円錐状の螺旋形状からなる、請求項１に記載のサスペンション（１）。
【請求項１２】
前記ばね（５）は円筒状の螺旋形状からなる、請求項１に記載のサスペンション（１）。
【請求項１３】
前記フォークチューブ（３）は、前記スライダーチューブ（８）内部で前記フォークチューブ（３）の摺動を誘導する上部および下部スライドブッシング（１１）および（１１ａ）を備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のサスペンション（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサスペンションに関し、詳細には、自転車、原動機付自転車、オートバイ等の、操舵車輪を１個のみ有する２輪もしくは３輪車両の前輪において、もしくは自動車等の車両の操舵車輪においても使用可能なサスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両のサスペンションは、シャーシを車輪に連動する部材からなる組立体である。
【０００３】
上記のようなサスペンションは、車輪に負荷される圧力を吸収する変形可能な弾性部材および振動を緩衝および緩和する緩衝部材により、シャーシの車輪に対する運動を制御する連結部材を備える。
【０００４】
本発明によるサスペンションは、有効性および安価性の比率が優先される自転車およびオートバイにおいて有効な利用策を提案する。
【０００５】
以下において、フォークという用語は伸縮式フロントサスペンションを指すこととする。
【０００６】
すなわち、本発明は、ステアリングチューブに接続されるフォークチューブ上を摺動するスライダーチューブを有する従来の伸縮式フォークに関し、問題点を軽減し軽量性および簡便性を向上させる。
【０００７】
伸縮式フォーク技術は統合されている。原動機付自転車のフロントサスペンションへの伸縮式フォークの適用に関し、共通の機械的解決方法というものはない。
【０００８】
今日の交通技術においては通常、車両のいわゆる懸架部（シャーシ、エンジン、およびそれらに強固に接続されたサスペンションの一部からなる組立体）、および非懸架部（車輪および、車輪に強固に接続されたサスペンションの一部）を区別する。車輪およびシャーシの間には中間手段、すなわちサスペンションが配置され、主要な役割として、車輪が道路に従って移動するために行う垂直運動からシャーシおよび負荷を遮断する。
【０００９】
最適条件とは、前記懸架部が仮定的に無反応状態を保つ一方、前記非懸架部が可能な限り高速で移動し、道路の凹凸を写し取って異なる運転条件に適用することを意味する。従って、前記非懸架部の重量を軽減することがサスペンションの動作に有益であることは明白である。
【００１０】
従来と異なる用途はそれほど珍しくないものの、従来のフォークの小型性および軽量性により、レーストラック用モデルから上級オフロード用モデルまで全ての分野において、好ましい。
【００１１】
その構造上の特徴に関わらず、サスペンションは、一方がシャーシ懸架部に結合され、他方が車輪の非懸架部に結合される、固定部分および移動部分の間で長さ方向の摺動が行われる場合、伸縮式と定義される。
【００１２】
運動学的観点から見ると、上記のような機構により単純な直動間接が可能となり、すなわち、固定部材は１段階の自由度（転位）のみ有する。最も一般的な用途においては、弾性部材（螺旋形状のばね）および緩衝部材は同軸上に配置され、これにより各フォークアーム全体の大きさを大幅に制限する。
【００１３】
従来、前記スライダーチューブは、フォークチューブと定義される内部部材の摺動を収容する外部部材と定義される。前記フォークチューブが懸架部の一部をなす場合、すなわちステアリングチューブに結合されている場合、そのような構成は従来のフォークチューブと呼ばれ、逆の構成の場合、そのフォークは倒立フォークチューブと呼ばれる。後者の解決方法は、ステアリングプレートを含むフレームの結合部分をより高い強度にし、同一の大きさにおいて極めて大きい曲げおよびねじれ硬度を可能にし、従って、最も専門性の高い用途に好ましい。この観点から、より正確な情報が必要となる。各アームは常に単独で屈曲作用を受け、この屈曲作用は、フォーク全体が屈曲作用を受ける場合、同じ方向に働く。一方、この屈曲作用はフォークがねじれを受ける場合は、反対方向に働く。
【００１４】
実際問題として、各アームは単独で考慮した場合、破損しやすい内部油圧部を関連する外圧から実質的に保護するスライダーチューブおよびフォークチューブ間の各回転に対し、何ら強度を与えない。
【００１５】
用途によっては、組立体のねじれ強度を、以下においてはブリッジと呼ぶ横方向の連結部材を２個のアーム間に備えることにより強化し、前記連結部材は自由長、更にはたわみ度を制限する。このような構造は、ブレーキディスクを１個のみ有する場合のように、車輪に対する制動力が不安定な場合に非常に有効である。これに関連して、車輪軸が適切な硬度を有することも、フォークに対するねじれ負荷を制限するのに有効であることは明らかである。指向性を有する慣性の点からすると、伸縮式フォークは他のフロントサスペンションシステムに比べてより優れている。ステアリング軸に対する軸トルクは、軸および懸架部の間の距離を短くすることにより大幅に制限される（一方、例えばアールスフォークの場合、軸および懸架部の間の距離は最小値を取る）。
【００１６】
ばねは負荷を受けると変形し、これにより、負荷された力と同等の力を押し返すことができる。変形の大きさは、材料および形状に依存するばね定数に比例する。この比例度は弾性定数と呼ばれる係数により定義される。ばねは、圧縮された状態、およびけん引された状態で動作可能である。
【００１７】
重ねて、弾性動作において、てこ方式により任意の段階性を実現することが可能であるが、伸縮式フォークにおいては無効である。唯一の解決方法は、可変ピッチばねもしくは、異なる弾性定数を有するばねを更にいくつか採用することである。なお、ばねが１個のみの場合の方が、整備がより容易である。
【００１８】
サスペンションにおいて段階的な反応曲線を実現するための他の方法は、スライダーチューブ内部にガス（最も単純な構成においては空気）を採用することであり、ガスが存在することにより、機械的ばねに並行して空気圧によるばねを実現する。
【００１９】
空気圧によるばねの反応は空気圧に比例、すなわち前記サスペンションの降下に比例し、螺旋形状を有する定数ピッチばねの反応を適切に調節することが可能となる。
【００２０】
より正確には、比例度は直線的ではなく、従って実現可能な段階性は、連続して、もしくは並行に配置される１個以上の機械的ばねの段階性より常に高い。
【００２１】
組立体もしくは較正装置において、静止状態にあるスライダー内の空気体積を変化させることにより、サスペンションにおける全体的な弾性反応を適切に設定することが可能である。より高度な用途においては、非常に高度に開発されたシステムが使用される。適切な指数に基づいて正しく変更される圧力を有するガスが充填されたカートリッジが用いられる。品質の点からすると、高性能の伸縮式フォークにおいては、いわゆる、ばねプリロードという調整を常に行い、当該プリロードにおいては静止状態における圧縮を増大もしくは低減する調整ねじが用いられる。これに関連して、そのような動作が、ばねの構造に対する専用関数である弾性定数（Ｋ）にのみ依存する、サスペンションの硬度を増大することは一切ないことを強調することが大切である。いかなる場合も、異なる負荷条件（運転者の重量、乗員もしくは荷物）に対し、サスペンションの自由長のみが適用される。
【００２２】
１つの例外は、可変ピッチばねが前記スライダーチューブ内に配置される場合である。この場合、所定の数を有する螺旋の圧縮がばねの余剰弾性定数を実際に変化させる。従って、その反応は動的である。
【００２３】
油圧部に関連して、最も単純なシステムにおいて、ばねに対して同軸のスピンドルが用いられ、当該スピンドルは作動液体のための、通常、ノズル形状からなる一連の経路を備えるポンプ部材に結合される。サスペンションのトラベルにおいて、液体は強制的に通過させられることにより体積を変化し、これにより流動速度に多少なりとも比例する抵抗を発生させ、その比例定数は第一には液体の粘度特性に依存する。単純なフォークの反応を変更する唯一の方法は、実際のところ、オイルを異なる粘度を有する他のオイルに変更することである。
【００２４】
技術的により高度なモデルにおいては、降下動作（圧縮）および復帰動作（伸長）の両方において、強制的に通過させられることにより発生させた抵抗を所定の制限内で調整することが可能であり、また、このような高度に専門度が高い用途においては、凹凸に対するオートバイの挙動と強い制動動作が原因の縦揺れとを略区別するため、高速および低速両方の流動速度において上記調整に干渉することも可能である。
【００２５】
重ねて、最後の緩衝部材はいわゆるカートリッジにより完全に収容され、これにより機械的な弾性部分を、間違いなく最も破損しやすい油圧部分から完全に分離する。ダンパーの作動液体は外部物質による汚染リスクがなく、適時で一定な動作を保証する。伸縮式フォークにおいては、その構成は変更されていないものの、近年、内部部材が非常に進歩している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明の技術的課題は、上記した点を考慮して、公知のサスペンションの過度に複雑な構造における問題点を改善し、更に高性能を保証する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】
【００２７】
上記のような問題は、上述のサスペンションにより解決可能であり、前記サスペンションにおいては、スライダーチューブおよびフォークチューブは車輪の側方に略左右対称に配置され、かつ一対のブリッジの各々に強固に接続され、前記一対のブリッジの間に挿入される弾性部材はステアリング軸に略平行な長さ方向の軸を有し、前記フォークチューブの軸に対して略中央に配置され、前記弾性部材が変形する方向を定義する。
【００２８】
本発明によるフォークは、非懸架部の重量を軽減するため、および屈曲作用に対する抵抗を特別な材料を使用せずに増大するために特に有効であり、とりわけ、部材数および組立動作数の減少により経費を削減することが可能である。
【００２９】
以下に、非制限的範例の提示を目的として、本発明を添付の図面を参照して好ましい２個の実施の形態により開示する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、原動機付自転車の前輪に実装された、本発明の第１の実施の形態によるサスペンションの概略斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示すサスペンションの垂直平面における断面の正面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１に示すサスペンションの垂直平面における断面の側面図である。
【図３】図３は、本発明によるサスペンションを実装したオートバイの正面図である。
【図４】図４は、原動機付自転車の前輪に実装された、本発明の第２の実施の形態によるサスペンションの概略斜視図である。
【図５】図５は、図４に示すサスペンションの垂直平面における断面の正面図である。
【図６】図６は、図４に示すサスペンションの詳細断面図である。
【００３１】
図１から図５を参照して、サスペンションは全体を通して１で表示される。前記サスペンションはフォーク型サスペンションであり、例えば原動機付自転車等の２輪車の前部操舵車輪２に実装される。
【００３２】
前記サスペンション１は、前記前輪２のハブ２０に接続される一対のスライダーチューブ８を備え、前記スライダーチューブにはフォークチューブ３が咬合する。
【００３３】
本実施の形態において、前記結合するスライダーチューブ８およびフォークチューブ３は、以下に詳細に説明する油圧部により前記サスペンション１の緩衝部材を実現する。
【００３４】
前記スライダーチューブ８は、第１の結合ブリッジ７によりタイヤの略上部で（図３）強固に結合される。更にその上部では、前記フォークチューブ３が第２の結合ブリッジ６により強固に結合される。第３の結合ブリッジ２１は、ステアリングチューブもしくは操舵車輪の略近傍で前記フォークチューブ３を結合する。
【００３５】
前記第１および第２の結合ブリッジ７および６の間には変形可能な弾性部材５が咬合され、本実施の形態においては、ステアリング軸に略平行な長さ方向の軸を有するばねの形状からなり、前記フォークチューブ３に対して中央に、すなわち前記車輪からなる中間平面と略同一平面上に配置される。本実施の形態において、前記中間平面は前記緩衝部材の横方向の面に略一致し、前記弾性部材５が変形する方向を常に決定する。
【００３６】
前記サスペンション１の油圧部に関して、前記フォークチューブは略中空の筒状構造を有する。
【００３７】
前記緩衝部材内部の液体は一般的にはある種のオイルからなり、前記フォークチューブ３内部においてばねを用いない場合に、より好条件で動作する。詳細には、前記スライダーチューブ８内におけるばねの機械的運動によりオイルが乳化する可能性があるため、好ましくない。
【００３８】
前記フォークチューブ３は、前記フォークチューブ３を強固にするよう前記液体内に配置される隔壁４を収容する。前記隔壁４の形状、詳細には断面は、前記緩衝部材において任意の強度を実現するよう決定されてもよい。
【００３９】
前記隔壁４は前記フォークチューブ３内部中央を伸長し、前記フォークチューブ３の内部表面に横方向において接続される。
【００４０】
詳細には、前記隔壁４は、前記前輪２の面に平行な面に対応する変形に連動してより高い強度を確保できるよう構成される。
【００４１】
前記隔壁４は、適切な咬合力を印加する機械的干渉により前記フォークチューブ３の内壁に接続していてもよい。これにより、着脱可能な隔壁、例えば、より強固もしくはより軟弱な隔壁と交換可能な隔壁が可能となる。
【００４２】
また、前記隔壁４は、前記フォークチューブ３内部の側壁に半田付けにより固定されてもよい。このような接続方法は元には戻せないものの、製造過程において断面測定を過度に制御する必要がないという利点を有する。
【００４３】
他の解決方法によれば、最も効率的に大量生産するため、隔壁およびフォークチューブを例えば押出により１個の部材に形成してもよい。
【００４４】
同一構造においては、フォークチューブ直径が小さい程、より大きいステアリング角を保証し、倒立型フォークと比べてより感度が高い。
【００４５】
前記サスペンションは更に、加圧ガスによる支持作用を実現する外部タンク１８を備えていてもよい。
【００４６】
前記ばね５は前記第１の結合ブリッジ７から伸長し、前記２個のスライダーチューブ８を互いに対して一体化し、前記ばね５の下部陥凹１０を収容する。前記第２の結合ブリッジ６、すなわち前記第３のブリッジ２１である上部平板に対向する下部ステアリングプレートは、前記ばねの上部陥凹１０ａを収容する。前記ばねの先端は前記陥凹内で固定される。
【００４７】
前記ばね５の結合部は、ブッシングが介在することにより回転自在ではない。前記陥凹は、前記ばね５の回転を防ぐリテーナを有する。
【００４８】
なお、前記ばね５は、外部に配置されていることにより、異なる弾性を実現するために容易に交換できると考えられる。従って前記サスペンション１に異なる弾性定数を有する１組のばね５を備えることにより、前記サスペンションを異なる用途（オンロード用、オフロード用等）に適用してもよい。
【００４９】
前記ばね５は、異なる形状を有していてもよく、本好ましい実施の形態においては前記ばねは、円錐状の螺旋形状を有し、前記サスペンションがトラベルの終端位置において圧縮される際より省スペースであり、前記ばねのアタッチメント、すなわち前記固定部材１０および１０ａに可能な限り近接し、可変ピッチばねとしても作用し、非懸架部に欠かせない、より柔軟性の高い部分を有するという利点を有する。
【００５０】
ハウジングプラグおよび前記緩衝部材のポンプ部材内部の機械加工については、同一であってもよい。
【００５１】
上記のような構造による高い硬度により、前記フォークチューブ３の壁厚を薄くすることが可能である。
【００５２】
前記フォークチューブ３は更に、前記スライダーチューブ８内における前記フォークチューブ３の摺動を誘導する上部および下部スライドブッシングＤＵ１１および１１ａを備える。
【００５３】
本発明による前記サスペンションによれば、単純な方法により製造可能であり、省コストで大量生産できる。
【００５４】
図４から図６を参照して、図４から図６は前記サスペンションの第２の実施の形態を示し、同等の部材は同一の参照番号にて示す。
【００５５】
本実施例において、前記ばね５は円筒状の螺旋形状を有する可変ピッチばねからなり、これにより弾性定数が段階性を有し、すなわち圧縮の開始からトラベルの終端に向かって、柔軟な状態から硬度が増加していく。
【００５６】
前記第１の下部結合ブリッジ７に配置される螺旋は前記ブリッジ７の上面に形成される溝に咬合し、前記ブリッジ７は略平板形状からなり、前記ばね５の軸に対して垂直になるよう配置される。
【００５７】
一方、螺旋上部は、前記上部ブリッジ６に接続されるベル部２４に挿入されるねじ型フェルール２３に略収容され、一方、前記上部ブリッジ６は対応するねじ受けを備え、前記フェルール２３が前記ばね５の軸に対応して変位させ、これにより前記ばね５の前記螺旋の位置および、常にゼロより大きい数値からなるプリロードを調整する。
【００５８】
本実施例および先の実施例は基本的な安全対策として、前記ばね５が弾力により台座から離脱することを防ぐ手段を備えていても良い。例えば、この場合、前記ベル部２５および前記平板からなる下部ブリッジ７に接続され、前記ばね５の内部で伸長する安全ケーブルを備えていてもよい。
【００５９】
なお、前記平板からなる下部ブリッジ７、および前記ベル部２４の支持体は、前方もしくは後方、あるいは側方に向かって変位することにより、内部に緩衝部材を有さず動作に制限を受けない前記ばねを最も効果的に配置するものと理解される。
【００６０】
上述の実施の形態においては、前記フォークチューブ３内部に前記隔壁４を採用しているため、前記フォークチューブの硬度を変更することによりオートバイの最適な運転バランスを簡単に確認することが可能である。
【００６１】
調整する可能性があるのは前記隔壁の外形寸法のみであるため、媒介硬度を容易に最適化できる。
【００６２】
これにより、より快適な運転および生産の最適化という２つの利点が可能となる。
【００６３】
長さ方向に沿って硬度を増大することに加え、所定の横方向の柔軟性により、より正確な運転条件を設定することも可能である。
【００６４】
更に、前記ブッシングＤＵの直径がより小さいこと、およびブレーキングに対してより効果的に配置されることにより、前記フォークチューブのより高い硬度により保証されて、より大きい摺動が可能である。
【００６５】
最適設定のため、プリロードが硬度に影響しないことを考慮し、使用者は更に異なるばね係数を有するばねを利用してもよい。
【００６６】
前記ばねは単純な特定の工具により簡単に交換可能である。とりわけ、前記弾性部材のオイルに触れる必要がない。このような構造により、当該部材における緩衝作用および弾性作用に影響を与える可能性のある、前記緩衝部材内部におけるオイル体積の変化を防ぐ。
【００６７】
油圧部の構造により、フォークチューブ内にばねを用いないことによりオイルの乳化を軽減し、また、ガスを使用した構造体においても製造が容易であるという利点を提供する。
【００６８】
当業者が、付随する更なる必要性に応じて上述のサスペンションに対していかなる変更および変型を加えたとしても、当該変更および変型は全て添付の特許請求の範囲により定義される本発明の保護範囲内であるとする。
【図１】
2010516561.tif 000003
【図２Ａ】
2010516561.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010516561.tif 000009
【国際調査報告】
2010516561.tif 000010
2010516561.tif 000011