JP2019534434A - 自転車用サスペンション - Google Patents

Abstract

弾性要素（２）と前記弾性要素（２）の遮断／解放装置（３）とを備える自転車（101）用サスペンション（１）である。前記遮断／解放装置（３）は、作動流体（５）を含む閉油圧回路（４）と；シリンダ（１０）と、前記シリンダ内で摺動可能なピストン（６）とを備えるシリンダ—ピストンアセンブリ（６０）であって、前記シリンダ—ピストンアセンブリ（６０）が前記油圧回路（４）内に挿入され、また、作動的に前記弾性要素と並行に配置される、シリンダ—ピストンアセンブリと；油圧回路（４）内に挿入されたアクチュエータ（９）によって指令されるバルブ（８）であって、前記ピストン（６）の前記シリンダ（１０）の内側での動きを可能にするよう、前記作動流体（５）が前記油圧回路を自由に流れるよう開構成に従って構成可能であり、かつ、前記作動流体（５）が前記油圧回路（４）内を流れることが防止され、また前記ピストン（６）が前記作動流体（５）によって遮断され続けるよう閉構成に従って構成可能な、バルブと；シリンダ−ピストンアセンブリ（６０）を内側で受ける主ハウジング（１１）と、を備え、油圧前記回路（４）は、前記主ハウジング（１１）の壁と前記シリンダ（１０）の壁との間に形成された空間内に形成される、自転車用サスペンションである。【選択図】図３

Description

本発明の目的とするところは、自転車用サスペンション、特に競技用自転車用サスペンションを提供することである。

特に競技用自転車の分野を参照すると、調整可能なサスペンションを自転車に設けることが知られている。一般に、レースの分野では、できるだけ硬い機構を得ることが望ましい。しかしながら、高低のある地形の場合には、自転車の姿勢の剛性を調節して、サイクリストに伝達される振動を減少させることにより、自転車の姿勢の剛性がそれらを吸収することができるようにする必要がある。したがって、自転車自体の挙動を地形の状態に適応させるために、弾性ばねと調整可能なダンパとを備えるフロントサスペンションおよび／またはリアサスペンションを設けることが知られている。

本発明の目的は、自転車自体の姿勢を修正することを可能にし、特に剛性構造から弾性構造へ、またその逆へと切り替えることを可能にする、構造的に単純な自転車用サスペンション、特に競技用自転用サスペンションを提供することである。

当該目的および他の目的は、請求項１に記載のサスペンションによって達成される。

部分的に想像線による自転車の概略側面図である。 本発明によるサスペンションの作動上の原理の概略図である。 本発明の可能な実施形態によるサスペンションの断面図である。

本発明をよりよく理解するため、また、その利点を評価するため、その例示的で非限定的な実施形態を、以下、添付図面を参照して説明する。

添付図面を参照すると、図１は、符号１０１によって示される自転車を概略的に示す。自転車１０１はフレーム１０２と、サドル１０３と、ハンドルバー１０４とを備える。さらに、自転車１は、フレーム１０２に関連付けられた第１の車輪１０５’と第２の車輪１０５’’とを備える。例えば、自転車自体の従来の進行方向に関して、第１の車輪１０５'は前輪であり、第２の車輪１０５’’は後輪である。

自転車１は、チェーン１１２によって車輪１０５’または１０５’’の一方、例えば後輪１０５’’に機械的に結合されたペダル１０７を備えたペダル群１０６を備える。そのような機械的結合では、フリーホイール機構１０８と、場合によっては、シフター１０９とを設けることができる。

フレーム１０２は、前輪１０５’を支持するフロントフォーク１１０’と、後輪１０５’’を支持するリアフォーク１１０’’とに接続される。本発明によるサスペンション１は、フレーム１０２とフロントフォーク１１０'との間、および／または、フレーム１０２とリアフォーク１１０’’との間に挿入される。サスペンション１が前方に位置する場合、これは特に、フレーム部分において回転可能に、ハンドルバー１０４に接続されたステアリングコラム１１１に接続されることができる。

図２を参照すると、図２は本発明によるサスペンション１の作動上の概要図を示す。

サスペンション１は、例えばコイルばねまたは異なる種類の弾性体である弾性要素２を備える。さらに、サスペンション１は、弾性要素２が（この方法で懸架機能を得て）実質的に変形することのないように、または代わりに、これが実質的に遮断されるように、換言するとこれが実質的に剛性体として作用するように、後述するモードによって弾性要素２と相互作用することが可能な遮断／解放装置３を備える。

このため、遮断／解放装置３は、作動流体５、例えば油を含む閉油圧回路４を備える。油圧回路４は、シリンダ１０と、シリンダ１０の内部で移動可能な、ステム７を備える油圧ピストン６であって、作動流体５に浸漬された、特に複動式ピストンである油圧ピストンとを備える、油圧シリンダ−ピストン群６０を受け、これは油圧回路を2つの部分に分ける。

シリンダ−ピストンアセンブリ６０は弾性要素２と並行に作動的に配置されている。具体的には、シリンダ１０は弾性要素２の端部と作動的に接続され、一方ピストン６は、例えばそのステム７によって、弾性要素２の反対側の端部に作動的に接続される。そのような作動上の構成を得るために、例えば、ピストン６のステム７と弾性要素２の端部とがフロントフォーク１００'またはリアフォーク１１０’’に接続されることが可能である。一方、ピストン６を摺動可能に受けるシリンダ１０と弾性要素２の他端部は、フレーム１０２またはステアリングコラム１１１に接続されることが可能である。または、ピストン６のステム７と弾性要素２の端部とがフレーム１０２またはステアリングコラム１１１に接続されることが可能である。一方、ピストン６を摺動可能に受けるシリンダ１０と弾性要素２の他端部は、フロントフォーク１００'またはリアフォーク１１０’’に接続されることが可能である（viseversa）。ピストン６は、シリンダ１０によって画成されたチャンバを第１のチャンバ１０'と第２のチャンバ１０とに分け、その容積は、ピストン６自体の動きの影響によって変化する。

さらに、油圧回路４は、アクチュエータ９、例えば電気モータによって指令されるバルブ８を受ける。バルブ８は２つの構成をとることができ、それは開構成と閉構成とである。バルブ８が開構成にあるとき、作動流体５は油圧回路の内側を自由に摺動し、特にシリンダ１０のチャンバ１０’と１０’’との間を自由に移動する。したがって、サスペンション１の作動上の状態における弾性要素２の振動の影響により、ピストン６はそれと共にシリンダ１０の内側で振動し、また、ピストン６の振動は開放バルブ８を通る第1のチャンバ１０’と第２のチャンバ１０’’との間の流体移送によって整合される。第1のチャンバ１０'と第2のチャンバ１０’’との容積は逆に変化する。換言すると、一方のチャンバの容積が増加するにつれて、他方のチャンバの容積は減少する。

代わりに、バルブ８が閉構成にあるとき、第１のチャンバ１０１’とバルブ８との間と、第２のチャンバ１０２’’とバルブ８との間の部分のそれぞれの、油圧回路の２つの部分は、互いに連通しない。したがって、第１のチャンバ１０’と第２のチャンバ１０’’との間の作動流体の交換は不可能である。したがって、作動流体５の実質的な非圧縮性により、ピストン６は、バルブ８が閉じられていたときの位置において、２つの回路部分内の作動流体により遮断されたままとなる。ピストン６は弾性要素２に作動的に接続され、弾性要素２は前記モードにより、ピストン６を滑動可能に受けるシリンダ１０にも接続されるので、弾性要素２は遮断される。したがってサスペンションは実質的に剛性である。

図３を参照すると、図3は、本発明の可能な実施形態によるサスペンション１の、図２における構成を実現する構造的アプローチを示す。サスペンション１は、例えば接続孔２４によって、フレーム１０２またはステアリングコラム１１１に接続可能な主ハウジング１１であって、前述の弾性要素２を実現するエラストマー体またはばね１２に結合された主ハウジングを備えることができる。主ハウジング１１は、シリンダ−ピストンアセンブリ６０、特にシリンダ１０を内側に受け、また、弾性要素2の端部へのシリンダ10の作動上の結合を予め実現するため、エラストマー体またはばね１２の上端部にさらに固定される。

ピストン６のステム７は、シリンダ１０と主ハウジング１１とから出て、主ハウジング１１への連結部が設けられる端部と反対側の端部によってエラストマー体またはばね１２に接続される。このため、例えば、サスペンション１は、主ハウジング１１に関して摺動可能であり、またピストン６のステム７と一体である補助チャンバ１８であって、エラストマー体またはばね１２を内側に受ける補助チャンバを備えることができる。弾性体またはばね１２は、その弾性変形の影響により、補助チャンバ１８が主ハウジング１１へと向かう動きに対抗するようになっている。補助チャンバ１８は、スリット１７によって自転車のフォークに接続されることが可能である。この方法により、ピストン６と、弾性体１２によって形成された弾性要素２との間の前述の作動上の連結部が実現される。この配置によれば、主ハウジング１１上での補助チャンバ１８の相対運動は、弾性体またはばね12の変形に変換され、また、チャンバ１０の内側でのピストン６の動きに変換される。

有利には、油圧回路４は、主ハウジング１１の壁とシリンダ１０の壁との間に形成された空間内に形成される。シリンダ１０の壁は開口部１９を示し、第１のチャンバ１０'と第２のチャンバ１０’’との間の連通を、適切に構成された油圧回路４によって可能にする。図３の例示的な実施形態によれば、バルブ８は、シリンダ１０の壁と主ハウジング１１の壁との間で、シリンダ１０の上方で収容されることが可能である。

好ましくは、バルブ８は、油圧回路４に含まれる作動流体と同一であり得る作動流体、または他の流体を内側で受ける油圧トランスミッション１４によってバルブ８自体と連通する電気モータ１５によって作動される。例えば、電気モータ１５は、後退位置と伸長位置との間で並進運動することが可能なシャフト１６を備えることができる。シャフト１６の各位置は、電気モータ１５のシャフト１６によって、好ましくは膜２０によって、加圧され、また動かされる油圧トランスミッション１４内の作動流体によって作動される、バルブ８の位置と整合される。電気モータ１５と膜２０とは、油圧トランスミッション１４に接続されたモータハウジング２１内に収容されることができる。

可能な実施形態によれば、油圧トランスミッション１４は、例えば接続要素２６によってバルブ８のシート部に接続された、好ましくはモータハウジング２１によって形成された、例えば金属製の剛性チューブ２５を備える。

可能な実施形態によれば、油圧回路４は、好ましくはまた主ハウジング１１の壁とシリンダ１０の壁との間の空間内に形成されたバランスチャンバ２２と、好ましくは主ハウジング11の壁内に配置されたバルブ２３とを備える。バランスチャンバの目的は、シリンダ１０の内部に入るピストンによる、シリンダ１０内部の全体的な容積増加のバランスをとることである。バルブ２３は、シリンダ１０内に存在する流体を取り除き、また充填することを可能にする。

バルブ８の開閉、したがってサスペンションの遮断と解放とを手動または自動で指令することができる。第１のケースでは、例えばハンドルバー１０４上に位置決め可能な制御盤５０（図１）が設けられ、それにより、サイクリストが例えばプッシュボタンを操作することにより、サスペンションを遮断または解除する指令をする。第２のケースでは、自転車および／またはサイクリスト上に配置されたセンサに接続された制御ユニット、たとえば自転車が走行している地形の高低差、ならびに／または自転車および／もしくはサイクリストの動きのレベルを示す測定値を供給することが可能な加速度計および／またはジャイロスコープが設けられる。それらに応じて、制御ユニットは自動的にバルブを開閉し、その結果サスペンションは解放または遮断される。更なる変形によれば、制御ユニットは、好ましくは無線で、ＧＰＳセンサ、電力計、カーディオ周波数計、ペダル推力ケイデンスセンサ等の更なるセンサに接続されることが可能である。

記載された構成要素に確実に電気的供給を行うために、サスペンション１自体と、また、制御盤５０にも接続されたバッテリーパック５１が更に設けられる。好ましくは、バッテリーパック５１および／または、バッテリーパック５１をサスペンション１と制御盤５０とに接続するワイヤ５２は、好ましくは管状体を備えるフレームの内側に少なくとも部分的に収容される。

本発明によるサスペンションの実施形態に対し、当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、偶発的な特定の必要性を満たすために、追加、変更または他の作動的に等価なものとの要素の置換を取り入れることができる。

Claims (10)

1. 弾性要素（２）と、前記弾性要素（２）の遮断／解放装置（３）とを備える自転車（101）用サスペンション（１）であって、前記遮断／解放装置（３）が、
   作動流体（５）を含む閉油圧回路（４）と、
   シリンダ（１０）、及び前記シリンダ内で摺動可能なピストン（６）を備え、前記油圧回路（４）内に挿入され、また作動的に前記弾性要素と並行に配置される、シリンダ−ピストンアセンブリ（６０）と、
   前記油圧回路（４）内に挿入されるアクチュエータ（９）によって指令され、前記ピストン（６）の前記シリンダ（１０）の内側での動きを可能にするため、前記作動流体（５）が前記油圧回路を自由に流れるよう開構成に従って構成可能であり、かつ、前記作動流体（５）が前記油圧回路（４）内を流れることが防止され、また前記ピストン（６）が前記作動流体（５）によって遮断され続けるよう閉構成に従って構成可能な、バルブと、
   シリンダ―ピストンアセンブリ（６０）を内側で受ける主ハウジング（１１）と、を備え、
   油圧前記回路（４）は、前記主ハウジング（１１）の壁と前記シリンダ（１０）の壁との間に形成された空間内に形成される、自転車用サスペンション。
2. 前記シリンダ（１０）が前記弾性要素（２）の端部に作動的に接続され、また前記ピストン（６）が前記弾性要素（２）の反対側の端部に接続される、請求項１に記載のサスペンション（１）。
3. 前記ピストン（６）が複動式ピストンである、請求項１または２に記載のサスペンション（１）。
4. 前記ピストン（６）が、前記ピストン（６）の位置に応じて変化する容積を有する第１チャンバ（１０’’）と第２チャンバ（１０’’）とに前記シリンダ（１０）を分割するサスペンション（１）であって、
   前記バルブ（８）が開構成にあるとき、前記ピストン（6）の前記動きにより、前記作動流体（5）が前記第１チャンバ(１０’）と前記第２チャンバ（１０’’）との間を前記油圧回路（４）内の前記バルブ（８）を通って流れ、前記バルブ（８）が閉構成にある場合に、第1チャンバ(１０’）と第２チャンバ（１０’’）との間の前記作動流体の移送が阻止され、それによって前記ピストン（６）を遮断する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサスペンション（１）。
5. 前記弾性要素（２）が弾性体またはばね（１２）を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のサスペンション（１）。
6. 前記主ハウジング（１１）が前記弾性要素（２）の第１の側で前記弾性要素（２）に結合され、
   前記ピストン（６）が前記シリンダ（１０）と前記主ハウジング（１１）とから突出するステム（７）を備え、また、前記ピストン（６）が前記弾性要素（２）の前記第１の側とは反対の第２の側で前記弾性要素（２）に接続される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のサスペンション（１）。
7. 内側で前記弾性要素（２）を受ける補助チャンバ（１８）を備え、
   前記補助チャンバ（１８）は前記主ハウジング（１１）に関して摺動可能であり、また前記補助チャンバ（１８）は前記ピストン（6）のステム（7）と一体であり、
   前記弾性要素（２）は、弾性的に変形することによって、前記主ハウジング（１１）へと向かう前記補助チャンバ（１８）の接近移動に対抗するよう位置決めされている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のサスペンション（１）。
8. 前記油圧回路（４）がバランスチャンバ（２２）とバルブ（２３）とを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のサスペンション（１）。
9. 前記アクチュエータ（９）が、油圧トランスミッション（１４）によって前記バルブ（８）と連通する電気モータ（１５）を備え、
   前記電気モータ（１５）が、前記電気モータ（１５）を前記油圧トランスミッション（１４）から流体的に分離する膜（２０）によって前記油圧トランスミッション（１４）に作用する、直線移動可能なシャフト（１６）を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のサスペンション（１）。
10. 請求項１〜９のいずれかに一項に記載のサスペンション（１）を備える自転車（１０１）。

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