(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームを有する乗り物の後輪に加えられた衝撃を吸収し、前記後輪の圧縮行程中の運動を制御するための懸架装置であって、
第１の連結点及び第２の連結点を備えたフレーム部材と、
後輪車軸を備えた後輪と、
２つの端部を備えたスイングアームとを有し、該スイングアームは、その一方の端部が前記後輪車軸に結合され、他方の端部に第３の連結点を備え、前記２つの端部間に第４の連結点を備え、
前記フレーム部材の前記第１の連結点を前記スイングアームの前記第３の連結点に結合する第１のリンクと、
前記フレーム部材の前記第２の連結点を前記スイングアームの前記第４の連結点に結合する第２のリンクと、
前記スイングアームと前記フレーム部材との間に連結された、前記後輪に対する衝撃によって引き起こされる前記スイングアームと前記フレーム部材との間の相対運動を生じにくくする緩衝器とを有し、
前記フレーム部材と、前記スイングアームと、第１のリンクと、第２のリンクとが四棒リンク機構を形成するよう構成され、該四棒リンク機構が、前記後輪の圧縮行程中の大部分、垂直方向下方に移動する瞬間中心を有し、前記第３の連結点と前記第４の連結点とが、前記後輪の圧縮行程中、前方に移動する、
懸架装置。
【請求項２】
前記フレーム部材と、前記スイングアームと、第１のリンクと、第２のリンクとは、前記瞬間中心が前記後輪の圧縮行程中の大部分、実質的に前方にも移動するように構成された、請求項１記載の懸架装置。
【請求項３】
前記フレーム部材と、前記スイングアームと、第１のリンクと、第２のリンクとは、前記瞬間中心が前記後輪の圧縮行程中の第１の部分の間、前記後輪よりも上方の垂直方向高さに位置するように構成されている、請求項２記載の懸架装置。
【請求項４】
前記フレーム部材と、前記スイングアームと、第１のリンクと、第２のリンクとは、前記瞬間中心が後輪の圧縮行程中の前記第１の部分の間、前方よりもより下向きの方向に運動するように構成されている、請求項３記載の懸架装置。
【請求項５】
フレームを有する乗り物の後輪に加えられた衝撃を吸収し、圧縮行程中の前記後輪の運動を制御するための懸架装置であって、
第１の連結点及び第２の連結点を備えたフレーム部材と、
後輪車軸を備えた後輪と、
２つの端部を備えたスイングアームとを有し、該スイングアームは、その一方の端部が前記後輪車軸に結合され、他方の端部に第３の連結点を備え、前記２つの端部間に第４の連結点を備え、
前記フレーム部材の前記第１の連結点を前記スイングアームの前記第３の連結点に結合する第１のリンクと、
前記フレーム部材の前記第２の連結点を前記スイングアームの前記第４の連結点に結合する第２のリンクと、
前記スイングアームと前記フレーム部材との間に連結された、前記後輪に対する衝撃によって引き起こされる前記スイングアームと前記フレーム部材との間の相対運動を生じにくくする緩衝器とを有し、
前記フレーム部材と、前記スイングアームと、第１のリンクと、第２のリンクとが四棒リンク機構を形成するよう構成され、該四棒リンク機構が、前記後輪の圧縮行程中の大部分、垂直方向下方に移動する瞬間中心を有し、
前記フレーム部材と、前記スイングアームと、第１のリンクと、第２のリンクとは、前記瞬間中心が前記後輪の圧縮行程中の第２の部分の間、下方よりもより前向きの方向に移動するように構成されている、
懸架装置。
【請求項６】
フレームを有する乗り物の後輪に加えられた衝撃を吸収し、圧縮行程中の前記後輪の運動を制御するための懸架装置であって、
第１の連結点及び第２の連結点を備えたフレーム部材と、
後輪車軸を備えた後輪と、
２つの端部を備えたスイングアームとを有し、該スイングアームは、その一方の端部が前記後輪車軸に結合され、他方の端部に第３の連結点を備え、前記２つの端部間に第４の連結点を備え、
前記フレーム部材の前記第１の連結点を前記スイングアームの前記第３の連結点に結合する第１のリンクと、
前記フレーム部材の前記第２の連結点を前記スイングアームの前記第４の連結点に結合する第２のリンクと、
前記スイングアームと前記フレーム部材との間に連結された、前記後輪に対する衝撃によって引き起こされる前記スイングアームと前記フレーム部材との間の相対運動を生じにくくする緩衝器とを有し、
前記フレーム部材と、前記スイングアームと、第１のリンクと、第２のリンクとが四棒リンク機構を形成するよう構成され、該四棒リンク機構が、前記後輪の圧縮行程中の大部分、垂直方向下方に移動する瞬間中心を有し、
前記第１リンクは、前記第３の連結点が前記後輪の圧縮行程中の大部分、下方前方に移動するように、前記フレーム部材に連結されている、
懸架装置。
【請求項７】
前記第２のリンクは、前記第４の連結点が前記後輪の圧縮行程中の大部分、上方前方に移動するように、前記フレーム部材に結合されている、請求項１記載の懸架装置。
【請求項８】
前記瞬間中心は、前記後輪車軸が前記後輪の圧縮行程中の第１の部分の間、後方上方に移動するように前記後輪車軸よりも上の位置にある、請求項１記載の懸架装置。
【請求項９】
前記瞬間中心は、前記後輪車軸が前記後輪の圧縮行程中の第２の部分の間、前方上方に移動するように、前記後輪車軸よりも下の位置にある、請求項８記載の懸架装置。
【請求項１０】
車輪を乗り物のフレームに結合する懸架装置であって、
車輪の車軸に結合されるスイングアームと、
該スイングアームを乗り物のフレームに回動自在に連結する継手と、
該継手により創成される可動等価ピボット点とを有し、該可動等価ピボット点は、前記車軸の上方移動中、前方下方に移動し、前記車軸がその上方移動中の初期部分の間、上方後方に移動するように配置され、
前記継手が２つのリンクを有し、該リンクが、前記フレーム及び前記スイングアームに回動自在に連結されて、前記スイングアーム及び前記フレームと共に四棒リンク機構を形成し、
前記スイングアームは、その第１端部が前記車軸に、その第２端部が前記２つのリンクのうちの第１のリンクに連結され、前記第１端部と前記第２端部との間の中間位置で前記２つのリンクのうちの前記第２のリンクに連結された、
懸架装置。
【請求項１１】
前記第１のリンクは、前記スイングアームの第２端部が前記車軸の上方移動中、下方前方に移動するように、前記フレーム部材及び前記スイングアームに連結された、請求項１０記載の懸架装置。
【請求項１２】
前記第２のリンクは、前記スイングアームの前記中間位置が、前記車軸の上方移動中、上方前方に移動するように、前記フレームに結合された、請求項１１記載の懸架装置。
【請求項１３】
前記フレームと、前記スイングアームと、前記第１のリンクと、前記第２のリンクとは、前記スイングアームの第１端部が、前記車軸の上方移動中の初期部分の間、下方上方に移動し、前記車軸の上方移動中の後半部分の間、前方上方に移動するように、構成された、請求項１０記載の懸架装置。
【請求項１４】
自転車であって、
クランク組立体が結合されたダウンチューブを備えたフレームと、
前輪と、
該前輪を前記フレームに結合するフロントフォーク組立体と、
後輪と、
前記後輪を前記フレームに結合する懸架装置組立体とを有し、
該懸架装置組立体は、
前記後輪に結合された第１端部と、第２端部とを備えたスイングアームを有し、前記第２端部は、前記第１の連結点と、第１端部と第２端部との間の中間の位置に第２の連結点とを持ち、
前記第１の連結点と前記フレームとに結合された第１のリンクと、
前記第２の連結点と前記フレーム部材とに結合された第２のリンクとを備え、
前記フレームと、前記スイングアームと、前記第１のリンクと、前記第２のリンクとが前記懸架装置組立体の等価ピボット点を形成し、該等価ピボット点は、前記クランク組立体よりも上に位置したままであり、前記後輪の上方行程の間中前方に移動する、
自転車。
【請求項１５】
前記フレームと、前記スイングアームと、前記第１のリンクと、前記第２のリンクとが前記懸架装置組立体の有効ピボット点を形成し、該有効ピボット点は、前記クランク組立体よりも上に位置し、前記後輪が上方に移動したときに下方に移動する、請求項１４記載の自転車。
【請求項１６】
前記第１のリンク、前記第２のリンクは、夫々、第３の連結点、第４の連結点で、前記ダウンチューブの上側で前記フレームに結合された、請求項１５記載の自転車。
【請求項１７】
前記スイングアームは、前記後輪の上方移動に先立って、前記後輪の車軸を含む水平面から１０°〜２０°角度が付けられている、請求項１６記載の自転車。
【請求項１８】
前記第１のリンクは、前記後輪が上方に移動しているときに前記第１の連結点が下方前方に移動するように、前記フレームに結合されている、請求項１４記載の自転車。
【請求項１９】
前記第２のリンクは、前記後輪が上方に移動しているときに前記第２の連結点が上方前方に移動するように、前記フレームに結合されている、請求項１８記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、乗り物、例えば自転車に特に有用な懸架装置に関する。より詳細には、本発明は、自転車の後輪懸架装置に特に有用な改良型四棒リンク機構形懸架装置に関する。
発明の背景
多くの乗り物は、不整地を走行することより生じる衝撃を吸収する懸架装置を用いている。オフロード用の乗り物、例えばトラック、オートバイ及び自転車は一般に、大きな衝撃を吸収できるよう車輪向きに大きな行程を有する懸架装置を搭載している。自転車に搭載されている懸架装置は、軽量であって、重力の移動中心を有するシステム、即ち乗り手又はライダーにとっての適正な懸架特性を発揮するよう特別に設計されている。
自転車の後輪懸架装置は一般に単一のピボット点を有する。すなわち、自転車の後輪はスイングアームに結合され、スイングアームは単一のピボット点で自転車のフレームに結合されている。かくして、後輪は、その単一のピボット点の周りの弧に沿って動くことになる。
多くの後輪懸架装置は、後輪の車軸と同一の高さのところに位置すると共に、或いはクランク組立体の中心の周りに位置したピボット点を備えている。後輪の車軸がピボット点を越えるやいなや、懸架装置は、チェーンの力で引っ張られて一段と縮んだ状態になる傾向がある。これにより懸架装置の効きが強くなり過ぎ、ペダルを踏んでいるときに弛みが生じているように感じられる場合がある。弛みが感じられるだけでなく、ペダル踏みのエネルギが失われることにもなる。この種の懸架装置に関するもう一つの問題は、スイングアームが地面に平行であるということにある。後輪が隆起箇所にぶつかると、結果的に生じる力又は合力は一般に水平に対して１５°〜２０°の状態にある。かくして、合力の大部分はスイングアームを引っ張って乗り手をスローダウンさせる。
これらの問題を解決するため、多くの懸架装置のピボット点は、フロントチェーンリングよりも上に配置されている。このようにすることによって、弛みや懸架装置に対する引張作用が軽減され、又は無くなる。これらの装置では、隆起箇所にぶつかることによって後輪に働く合力は、スイングアームに対して一層垂直である。これにより、スイングアーム及び自転車に作用する後方への引張力が小さくなる。しかしながら、後輪の圧縮行程中、これら懸架装置は後輪を後方に押す傾向があり、これによりチェーンの張力が及ぼされる。かくして、チェーンの張力は、特に圧縮行程の上端において懸架装置の移動と競合する。
１９９５年９月２６日にトレバー・ハリス氏に付与された米国特許第５，４５２，９１０号は、スイングアームが２箇所で自転車のダウンチューブに連結されている四棒リンク機構形懸架装置を開示している。この懸架装置は、後輪の直線軌道が後輪の車軸を通る鉛直線に対して約２０°〜約３０°の角度で上向きの方向且つ後ろ向きの方向になるよう設計されている。上述したように、これは一般に、単一ピボット点の高いユニットと同様に、チェーン張力を生じさせる。上記米国特許は、この問題を解決するために、クランク組立体をスイングアームに直接固定している。この種の装置は、一体形リヤスイングアームと呼ばれ、クランク組立体はスイングアームと一緒に運動する。これにより、２つの非常に大きな問題が生じる。第１の問題として、後輪の車軸を後方に移動させるために、スイングアームはフレームに対して後方に運動する。クランク組立体は、スイングアームに取り付けられているので、これ又運動する。かくして、クランク組立体は、懸架装置の動作中、乗り手の下で前後に動いている。これにより乗っているときに奇妙な感覚を覚えるだけでなく、ペダルが最適位置にないときには乗り手がペダルに及ぼす動力は減少することにもなる。さらに、懸架装置がどのようなものであるにせよ、その主目的は、アンスプラング重量（ばね下重量）を小さくすることであり、即ち、大抵の場合には後輪及びスイングアームの重量のアンスプラング重量を小さくすることである。しかしながら、例えば上記のような一体形装置では、クランク組立体の重さが加わり、乗り手が立つと、乗り手が腰掛けてないときに乗り手の重量がアンスプラング重量に加わる。これにより実際問題として、懸架装置が全く応動しない。かくして、この種の懸架装置と関連して大きな問題がある。
米国特許第４，６７１，５２５号に開示された懸架装置も又、スイングアームを後方に運動させて後ろ向きの方向且つ上向きの方向の後輪軌道が得られるようになった四棒リンク機構を有している。上述したように、この種のユニットの懸架装置の運動はチェーン張力により抑制される。上述のチェーン張力に関する問題を回避するために、この装置は多数のチェーンを利用している。小さなチェーン７，１０（当該米国特許明細書参照）が用いられ、これらチェーンは、ピボット点の回りに回転する。多数のチェーンを介してクランク組立体に結合されている駆動チェーン１１後輪に動力を供給する。
発明の概要
本発明は、フレームを有する乗り物の後輪に加わる衝撃を吸収する改良型懸架装置に関する。この懸架装置は、それほど大きなチェーン張力を生じさせることなく、或いは弛みを生じさせないで後輪が隆起箇所を乗り越えるのを助ける効率のよい機構を提供するよう設計されている。
より詳細には、本発明は、有利な後輪の移動態様を生じさせる四棒リンク機構で構成された乗り物用、例えば自転車用の懸架装置に関する。より詳細には、懸架装置は、後輪が、最初に隆起箇所からの衝撃に対して順調に応動し、次にクランク組立体の中心の周りの弧から大幅には変化しない経路をたどることができるようにする後輪の移動を生じさせ、従って懸架装置がチェーン張力をそれほど発生させないようになっている。
懸架装置は本質的に、第１の連結点及び第２の連結点を有するフレーム部材と、後輪車軸を有する後輪と、２つの端部を有し、該端部のうち一端部が後輪車軸に結合され、他端部に第３の連結点、前記端部相互間に第４の連結点をそれぞれ有するスイングアームと、フレーム部材の第１の連結点をスイングアームの第３の連結点に結合する第１のリンクと、フレーム部材の第２の連結点をスイングアームの第４の連結点に結合する第２のリンクと、スイングアームとフレーム部材との間に設けられていて、後輪に対する衝撃により引き起こされるスイングアームとフレーム部材の相対運動を生じにくくする緩衝器とから成る。フレーム部材、スイングアーム、第１のリンク及び第２のリンクは、後輪の圧縮行程の大部分の間、垂直方向下方に運動する瞬間中心を有する四棒リンク機構を形成するよう構成されている。さらに、懸架装置は、上記瞬間中心が後輪の圧縮行程の大部分の間、実質的に前方にも運動するよう構成されている。このように、懸架装置は、衝突力に実質的に垂直であるが、それほど大きなチェーン張力を生じさせないスイングアームを有している。
また、本発明は、車輪を乗り物のフレームに結合する懸架装置であって、車輪の車軸に結合されるスイングアームと、スイングアームを乗り物のフレームに回動自在に連結する継手と、継手により創成され、車輪の車軸の上方移動中、前向きの方向且つ下向きの方向に運動する可動有効ピボット点とから成ることを特徴とする懸架装置に関する。
本発明は又、クランク組立体が結合されたフレームと、前輪と、前輪をフレームに結合するフロントフォーク組立体と、後輪と、後輪をフレームに結合する懸架装置組立体とを有する自転車に関する。懸架装置組立体は、後輪に結合された第１の端部及び第１の連結点を有する第２の端部を有すると共に第１の端部と第２の端部との間に位置していて、第２の連結点を有する中間点を含むスイングアームと、第１の連結点に結合されると共にフレームに結合されている第１のリンクと、第２の連結点に結合されると共にフレームに結合されている第２のリンクとから成る。フレーム、スイングアーム、第１のリンク及び第２のリンクは、クランク組立体よりも上に位置していて、後輪が上方に動くと前方に運動する懸架装置組立体の有効ビポット点を構成している。かくして、後輪は、車輪が障害物を越えるのを助けるために第１及び第２のリンクによって前方に引かれる。より詳細には、懸架装置は、後輪の圧縮行程の初期の部分が、上向きの方向且つ後ろ向きの方向であり、即ち、クランクアーム組立体の周りの弧から遠ざかる方向に向いており、従って初期の衝撃力に起因するスイングアームへの後方引張力が減少するようになっている。しかしながら、懸架装置は又、圧縮行程の後の部分の間、後輪が実質的にクランク組立体の周りの弧をたどってチェーン張力が最小限に抑えられるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の後輪懸架装置を備えた自転車の側面図である。
図２は、値は野懸架装置の部分斜視図である。
図３は、本発明の懸架装置の別の部分斜視図である。
図４ａは、本発明の懸架装置を行程が０の場合で示す略図である。
図４ｂは、本発明の懸架装置を行程が１．５インチ（約３８mm）の場合で示す略図である。
図４ｃは、本発明の懸架装置を行程が３．０インチ（約７６mm）の場合で示す略図である。
図４ｄは、本発明の懸架装置を行程が４．５インチ（約１１４mm）の場合で示す略図である。
図４ｅは、本発明の懸架装置を行程が６．０インチ（約１５２mm）の場合で示す略図である。
図５ａは、本発明の懸架装置を行程が０の場合で示す略図である。
図５ｂは、本発明の懸架装置を行程が３．０インチ（約７６mm）の場合で示す略図である。
図５ｃは、本発明の懸架装置を行程が６．０インチ（約１５２mm）の場合で示す略図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
上述したように、本発明は、乗り物、例えば図１に示した自転車の懸架装置に関する。自転車１０は、フレーム１２で構成され、このフレーム１２はこの場合ダウンチューブ１４、ヘッドチューブ１６、フロントトップチューブ１７及びバックトップチューブ１８を有している。フロント懸架装置２０及び前輪２２がヘッドチューブ１６に取り付けられている。後輪２４が、本発明の懸架装置組立体３０を介して自転車のフレームに取り付けられている。自転車１０はかくして、前輪２２及び後輪２４の懸架手段を有している点においてフル懸架装置式自転車である。自転車１０はさらに、動力をチェーン（図示せず）を介して後輪に供給するプライマリフロントスプロケット２６を備えたクランク組立体を有している。
懸架装置組立体３０は、フレーム１２の一部、特にダウンチューブ１４の一部、スイングアーム３２及びフレームから延びる２つのリング３４，３６で構成されている。最後に、懸架装置組立体は、スイングアーム３２とフレーム１２との間に設けられた緩衝器（ショックアブソーバ）３８を有している。上述したように、従来型懸架装置は、自転車のダウンチューブに取り付けられた四棒リンク機構形懸架装置を有していた。しかしながら、これら装置は、ダウンチューブの下側に取り付けられていて、後ろ向きの方向且つ上向きの方向に移動する可動ピボット点を生じるよう構成されていた。本発明による懸架装置３０は、ダウンチューブ１４の上側に取り付けられている。さらに、懸架装置３０は、圧縮行程の前半の間、クランク組立体の中心の周りの弧から実質的に外れる最適な後輪圧縮行程を生じさせるが、圧縮行程の後半の間はクランク組立体の中心の周りの弧を一層厳密にたどるよう構成されており、これについては以下に詳細に説明する。
次に、図２及び図３を参照すると、懸架装置３０が一層明確に示されている。懸架装置３０は、ダウンチューブ１４及びダウンチューブ１４の上側から延びてこれに剛結されている２つの部材４０，４２を有している。取付け部材４０，４２の端部には、第１及び第２のピボット位置又は連結点４４，４６がある。２つのリンク部材３４，３６は、スティクションを減少させるよう支承部材を介してピボット位置４４，４６のところに取り付けられている。取付け部材４０，４２は剛性なので、リンク部材３４，３６は、ピボット位置又は連結点４４，４６の回りに回転する。
第３のピボット位置又は連結点４８がリンク部材３４の他端にあり、リンク部材３６の他端には、第４のピボット位置又は連結点５０がある。スイングアーム３２は、スティクションを減少するよう支承部材によってピボット位置４８，５０のところでリンク部材３４，３６の両方に回動自在に連結されている。かくして、フレーム１２（ダウンチューブ１４及び取付け部材４０，４２）、リンク部材３４，３６及びスイングアーム３２は、懸架装置３０の四棒リンク機構を構成している。これら部材は、懸架装置３０及び後輪２４の経路を定める。
第１のリンク３４は、スイングアーム３２にその一端、即ちピボット位置４８で連結され、第２のリンク３６は、スイングアーム３２に、第１のリンク３４との連結点と後輪車軸６０との間で、即ち第４のピボット位置５０で連結されている。リンク３４は、下向きの方向且つ前向きの方向に回転するよう第１のピボット位置４４のところでフレーム１２に結合されている。第２のリンク３６は、上向きの方向且つ前向きの方向に回転するよう第２のピボット位置４６のところでフレーム１２に結合されている。
緩衝器３８は、２つのピボット位置５２，５４によってスイングアーム３２とフレーム１２との間に結合されている。緩衝器は、ダンパ５６及びバネ５８を含む。緩衝器３８は、好ましくは、空気バネ５８によって抵抗を生じさせると共に好ましくは油圧ダンパ５６によってエネルギの消散を行う。かかる緩衝器は、Fox Shocks（登録商標）又はRock Shox（登録商標）として容易に入手できる。
次に、図４ａ〜図４ｅを参照すると、四棒リンク機構形の懸架装置３０の仕組みが示されている。より詳細には、四棒リンク機構形懸架装置３０は、２つのリンク部材３４，３６の接線３５，３７の交点である瞬間中心ＩＣを生じさせる。瞬間中心ＩＣは、スイングアーム３２の等価ピボット点、即ち後輪の車軸が弧をなして移動する場合の中心となる点である。しかしながら、瞬間中心はリンク部材３４，３６の接線なので、瞬間中心ＩＣは、後輪の圧縮行程全体を通じて動く。かくして、懸架装置は、後輪の最適圧縮行程が得られるよう懸架装置の行程全体にわたって動く等価ピボット点を有するが、これについては以下に詳細に説明する。
図４ａに示すように、懸架装置組立体３０は、衝撃に先立ってその休止位置にある。懸架装置３０の瞬間中心ＩＣは、クランク組立体の中心ＣＣよりも距離Ｄ1上の位置で示されている。かくして、懸架装置３０は、クランク組立体の中心ＣＣよりも上に位置した当初の等価ピボット点を有している。さらに、瞬間中心ＩＣは、クランク組立体の中心ＣＣの前方距離Ｄ２のところに位置している。スイングアームは、線３２として示され、リンク部材３４，３６から、後輪の車軸の中心である点６０まで後方に延びている。さらに、スイングアーム３２は、水平の方向に対し角度θ1をなして後輪の車軸６０からリンク部材３４，３６まで延びている。好ましくは、角度θ1は、約１０°〜２０°であり、より好ましくは約１５°である。これは重要なことであり、従って衝突力ＦBはスイングアーム３２に対して全体として垂直である。上述したように、これは、スイングアームがスイングアーム３２及び自転車１０に相当大きな引張力を及ぼさないで上方に移動するのを助ける。
最後に、弧６２が示されている。弧６２は、後輪の車軸６０を通って延びるクランク組立体の中心ＣＣの回りの弧である。この弧６２は、もし懸架装置組立体がクランク組立体の中心ＣＣと同一位置にあるピボット点の回りに取り付けられていれば、後輪の車軸がたどる経路である。換言するとこの弧６２は、発明の背景の部分で説明したように単一ピボット懸架装置組立体にチェーン張力を及ぼさないようにする後輪の圧縮行程経路である。しかしながら、スイングアーム３２は、水平線に対し角度θ1をなし、等価ピボット点ＩＣがクランク組立体の中心ＣＣよりも上に位置しているので、後輪が隆起箇所にぶつかると、合力ＦBがスイングアームに対する垂直な方向に近くなり、瞬間的なスイングアームの移動方向に平行になる。瞬間的なスイングアームの移動方向は、等価ピボット点ＩＣ及び後輪車軸６０を通って引かれた線に垂直な方向である（図５ａでは、符号６１を参照）。
次に図４ｂを参照すると、後輪は、約１．５インチ（約３．８１cm）又は懸架装置の行程の約１／４の上向きの方向に移動している。この例からわかるように、瞬間中心ＩＣとクランク組立体の中心ＣＣとの間の垂直方向距離ｄ1は減少し、瞬間中心ＩＣとクランク組立体の中心ＣＣとの間の水平方向距離ｄ2は増加している。換言すると、２つのリンク部材３６，３４によって生じる瞬間中心ＩＣは、下向き且つ前向きの方向に移動している。さらに、弧と車軸の中心との間の距離ｄ3は、約０．２５インチ（約６．３５mm）に増大している。換言すると、後輪車軸の懸架装置の行程は、クランク組立体の中心ＣＣの回りに生じた弧６２と比較して後ろ向きの方向である。たとえ等価ピボット点ＩＣが前方に移動したとしても、これは、後輪の圧縮行程が弧６２と比較して後ろ向きの方向であるように開始するほど十分クランク組立体の中心の上に位置している。
次に、図４ｃを参照すると、後輪は、約３インチ（約７．６２cm）又は懸架装置の行程の約半分の上向きの方向に移動している。この場合もまた、クランク組立体の中心ＣＣと瞬間中心ＩＣとの間の垂直方向距離ｄ1は減少し、水平方向距離ｄ2は増大している。かくして、瞬間中心ＩＣは、下向き且つ前向きの方向に移動している。しかしながら、この点における前向き方向における行程の量は、後ろ向きの方向における行程とほぼ同一である。かくして、リンク３４，３６は今や、スイングアーム３２及び後輪の車軸６０を一層前向きの方向に引いており、図４ａ及び図４ｂに示した初期圧縮行程における片持ち効果が減少する。
後輪の車軸６０とクランク組立体の中心回りの弧６２との間の距離ｄ3は、約０．４４インチ（約１１．２mm）に増大している。この時点において、瞬間中心ＩＣは依然として後輪の車軸６０よりも上にあるが、水平線に対する角度θ1は、約５°未満であり、したがって後輪の移動方向は実質的に上向きの方向である。かくして、懸架装置の移動方向は、図４ａに示した懸架装置の移動の開始時において上向きの方向に対して約２０°の状態から懸架装置が最大圧縮行程の約半分のところにある場合の約５°未満の状態に変化している。
図４ｄは、後輪が約４．５インチ（約１１．４cm）又は最大圧縮行程の約３／４のところに移動した後の懸架装置３０を示している。この時点において、四棒リンク機構の瞬間中心は、後輪の車軸よりも僅か上方に位置し、したがって後輪の瞬間的な移動方向は実質的に上向きの方向である。瞬間中心ＩＣとクランク組立体の中心ＣＣとの間の垂直方向距離ｄ1はこの場合も減少し、水平方向距離ｄ2はこの場合も増大している。さらに、弧６２と後輪の車軸６０との間の距離ｄ3は、約０．５６インチ（約１４．２mm）に増大している。しかしながら、リンク３４，３６は、ピボット点４８，５０を下向きの方向よりも前向きの方向に一層回転させている。かくして、この時点において、後輪の瞬間的な移動方向は実質的に上向きの方向であり、リンク３４，３６は、スイングアーム３２及び後輪の車軸６０を前向きの方向に移動させている。
次に、図４ｅを参照すると、後輪は約６インチ（約１５．２cm）又は圧縮行程のほぼ一杯に移動している。四棒リンク機構の瞬間中心ＩＣは、後輪の車軸６０の垂直方向位置よりも下に位置している。瞬間中心の移動方向は、ｄ1が減少しているので依然として下向きの方向であり、そしてｄ2が増大しているので依然として前向きの方向である。しかしながら、瞬間中心ＩＣの行程は、下向きの方向よりも前向きの方向のほうが実質的に大きい。さらに、後輪の車軸６０は、クランク組立体の中心の周りに生じた弧６２から依然として約０．５６インチ遠ざかっているに過ぎない。かくして、後輪の車軸６０は今や、弧６２に非常に近く、しかも上向き且つ前向きの方向である経路をたどっている。これは、実質的なチェーン張力が後輪圧縮行程の最後の部分の間、回避されることを意味し、このことは、一貫して後ろ向き且つ上向きの方向をたどる移動方向を有するような形式の懸架装置に関しては当てはまらない。
かくして、本発明の懸架装置組立体３０は、上向きの方向に延びるが、これは又、後輪の車軸を、乗り越えている障害物上を上向き且つ前向きの方向に移動させる。かくして、懸架装置組立体は、従来型懸架装置よりも一層迅速且つ効率的に衝撃力に打ち勝つ。したがって、懸架装置の作用が衝突力に平行な方向に開始するだけでなく、懸架装置の移動は、クランク組立体の中心の周りに生じる弧にほぼ平行な経路で終わり、それにより相当大きなチェーン張力を回避すると共に後輪が障害物を越えるのを助ける。かくして、懸架装置組立体は、負の効果を全く生じさせないで、発明の背景の部分で説明した単一のピボット位置の利点を有している。
懸架装置組立体３０は、圧縮行程の大部分の間、下向き且つ前向きの方向に移動する瞬間中心ＩＣを有する四棒リンク機構を実現している。瞬間中心ＩＣの運動は、懸架装置の最大圧縮行程の最初の半分の間は下向きの方向であり、最大圧縮行程の残りの半分の間は前向きの方向である。瞬間中心ＩＣは、後輪の車軸６０よりも実質的に上方で衝撃を開始し、したがって後輪の車軸６０の初期移動方向は後向き且つ上向きの方向であって、スイングアームに対する負の引張力を小さくするのに役立つが、瞬間中心ＩＣが前向きの方向に移動してスイングアーム３２及び後輪車軸６０を前方へ引っ張るので、スイングアームは迅速に障害物を乗り越える。これにより、後輪２４は、障害物を乗り越えやすくなると共に後方に移動する後輪車軸からのチェーン引張力がそれほど大きくない懸架装置組立体を形成しやすくする。
以下の表は、上述の懸架装置の行程の好ましいパラメータを記載している。
0003819939.tif 000002
ＳＴ  ＝懸架装置の行程（インチ）
ｄ1    ＝瞬間中心とクランク組立体の中心との間の垂直方向距離（インチ）
ｄ2    ＝瞬間中心とクランク組立体の中心との間の水平方向距離（インチ）
ｄ3    ＝後輪車軸とクランク組立体の中心の周りの弧との間の距離（インチ）
Δｄ3  ＝先の測定値からの変化量
次に、図５ａ〜図５ｃを参照すると、懸架装置３０は、後輪の圧縮行程を通じての瞬間中心ＩＣと後輪の車軸６０との関係を表すよう概略的に示されている。クランク組立体の中心の周りの弧６２はこの場合も又、参考までに示されている。
図５ａでは、懸架装置３０は、休止位置にある。角度θ2は、ピボット位置４８，５０相互間に延びる第１の部分と、ピボット位置５０と後輪の車軸６０との間に延びる第２の部分との間のスイングアーム３２の角度である。好ましくは、スイングアームは、１８０°未満、より好ましくは１６５°である角度θ2を有している。
図示のように、瞬間中心ＩＣは、高さｄ4だけ後輪の車軸６０よりも上方に位置している。後輪車軸の移動方向６１は瞬間中心ＩＣの位置によって定まるので、後輪の車軸６０の初期移動方向６１は、実質的に後向き且つ上向きの方向である。好ましくは、初期移動方向６１は、図示のように上向きの方向に対して後向きに約２０°である。かくして、初期移動方向６１は、車輪に加わる衝突力ＦBに対して実質的に平行である（図４ａ参照）。
さらに、第１のリンク３４の接線３５の示すところによれば、ピボット位置４４の回りにおける第１のリンク３４の初期回転は、実質的に下向き且つ前向きの方向である。第２のリンク３６の接線３７の示すところによれば、ピボット位置４６の回りの第２のリンク３６の初期回転は、実質的に上向き且つ前向きの方向である。かくして、リンク３４，３６は、スイングアーム３２が第２のリンク３６の周りに片持ちされるように構成されている。即ち、第３のピボット位置４８の下向き運動及び第４のピボット位置５０の上向きの運動は、後輪車軸６０が上向きの方向に移動するのを助ける。これは後輪が障害物を越えるのを助ける。
次に、図５ｂを参照すると、懸架装置３０は、最大圧縮行程の約半分の箇所又は約３インチ（約７．６cm）の行程のところに示されている。この時点では、後輪の移動方向６１は一層上向きの方向である。さらに、ピボット位置４８，５０は今や、実質的に一層前向きの方向に運動している。かくして、リンク３４，３６は今や、スイングアーム３２を一層絵向きの方向に移動させている。
図５ｃを参照すると、懸架装置は、最大圧縮行程に近い箇所又は約６インチ（約１５．２cm）のところに示されている。この時点では、後輪の車軸の移動方向６１は実質的に上向きの方向であって、且つ僅かに前向きの方向である。しかしながら、ピボット位置４８，５０は、実質的に前向きの方向に運動しており、スイングアーム３２及び後輪を、障害物を越えて前方に引っ張っている。
以下の表は、上述した懸架装置の行程の好ましいパラメータを記載している。
0003819939.tif 000003
ＳＴ＝懸架装置の行程（インチ）
ｄ4  ＝後輪車軸６０からの瞬間中心ＩＣの垂直方向上方距離（インチ）
θ2  ＝スイングアーム３２の曲げ角度
θ3  ＝第２のリンク３６の原位置に対するスイングアーム３２の角度
θ4  ＝第１のリンク３４の瞬間位置に対するスイングアーム３２の角度
上記の表を参照すると、角度θ3は、４５°よりも大きく９０°よりも小さい角度で始まっているので、第２のリンク３６の回転方向は、実質的に前向き且つ上向きの方向であり、即ち、ピボット位置５０は、前向き且つ上向きの方向に運動していて、スイングアーム３２を前方に引っ張っている。角度θ4は、９０°〜１８０°の間で開始するので、第１のリンク３４の回転方向は、下向き且つ前向きの方向であり、即ちピボット位置４８は下向き且つ前向きの方向に運動している。角度θ4は、休止位置では１４５°〜１８０°なので、第１のピボットの初期回転方向は、第１のピボットの初期回転は、前向きの方向といいうよりはむしろ下向き方向であり、これによりスイングアーム３２はピボット位置５０の周りに片持ちされる。さらに、角度θ4は、最大圧縮行程の約半分の箇所では約１５５°〜１３５°なので、第１のリンク３４の回転方向は、下向きの方向と前向きの方向においてほぼ等しい。最後に、θ4はほぼ最大圧縮行程の箇所では約１２５°〜１００°なので、第１のリンク３４の回転方向は実質的に、下向きの方向というよりはむしろ前向きの方向である。
本明細書で説明した本発明は、上記目的を達成するよう十分に計算されていることは明らかであるが、当業者であれば、数多くの設計変更例及び変形例を想到できることは理解されよう。請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲に属するような全ての設計変更例及び変形例を包含するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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