JP4727980B2 - オートバイ用フロントサスペンション - Google Patents

Description

この発明は、オートバイ用フロントサスペンションに関する。しかしながら、本発明は、後車輪も、入れ子式のスライド装置を備えている場合には、オートバイのリアサスペンションにも適用してよい。

この発明に係るフロントサスペンション装置は、三輪車又は四輪バイクとして知られる、軽量の３輪車及び４輪車とともに、あらゆる種類のオートバイ、スクーター-及びサイドカーに適用可能である。

便宜上、本明細書は、オートバイに関して述べるが、本発明の範囲を限定して他の車両への適用を除外するものではない。

従来、オートバイのフロントサスペンションは、管体内で入れ子式にスライドする脚部を有する入れ子式フォークを備え、この部品が、弾性部材（通常は、コイルばね）と緩衝器とを収容する。

このタイプの形状は、ばねと緩衝器との選択を限定する、固有のサイズ制限を有し、これらは、フォークの脚部と管体とに適合できるように小さい必要がある。

さらに、フォークの脚部と管体とは、入れ子式にスライドするので、これらは、オートバイの走行方向に関して、長さ方向応力、横方向応力及びねじれ応力に対して良好な抵抗力をもたらす必要がある。

フォークの脚部と管体とからなる構造体は、これら全ての条件を考慮に入れる必要があり、このため、オートバイの車輪を入れ子式にスライドさせるためには、不必要でありながら、ばねと緩衝器とを適切に収容でき、十分な剛性構造をもたらす大きさである必要がある。

このため、過度の大きさと多数の部品とが必要となり、重量が増加し、価格が上昇し、構造が複雑化せざるを得ない。

このような従来の形状に対する変更が、下記特許文献１、特許文献２及び特許文献３に開示されている。
ＥＰ−Ａ１−０２４５２２１の公開公報 ＤＥ―Ｃ−８３７５０８の特許明細書 ＦＲ−Ａ−１０７６５９０の公開公報

これらの特許文献には、入れ子式フォークに基づく、オートバイ用フロントサスペンションが記載されており、これらのフロントサスペンションでは、ヘッドストックの正面に、脚部と管体自体に結合されたアーチ型ブラケットを介して車輪を支持する、脚部又は管体に作用する、ばね又はばね式の緩衝手段が設けられる。

こうしたやり方は、主として、大きな空間がオートバイの上端で必要となるため、完全には満足できないものであることが分かった。このことは、上部正面側の空間が、オートバイのエンジン用の精巧な燃料システム、大型なエアボックス（air-box）及び液体冷却システムの部品で大部分が占められている、現代のオートバイにとって特に重大な問題である。

本発明の目的は、従来の入れ子式フォークサスペンション装置と同じ利点及び性能を有するが、構造が全体的に簡易化し、重量が減少し、コストが低くなり、メンテナンスと部品交換手順を容易化できる、オートバイ用フロントサスペンションを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、オートバイの上部正面部で占める空間を小さくできる、オートバイ用フロントサスペンションを提供することにある。

本発明の一態様によれば、独立請求項に記載したように、ヘッドストックを有するフォークと、フォーク上を実質的に縦方向にスライドするスライド手段であって、オートバイの前車輪を支持する手段と、スライド手段に作用を及ぼす弾性緩衝手段とを備える、前車輪を有するオートバイ用のフロントサスペンションにおいて、弾性緩衝手段は、ヘッドストック内の中心に取り付けられ、迅速離脱結合器によりヘッドストックに結合されることにより、弾性緩衝手段が、ヘッドストックの上部又は下部から直接容易に取り外されることができる、フロントサスペンションが提供される。

本発明の好ましく有利な実施の形態は、従属項に記載してある。

添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態を、本発明概念の範囲を制限することなく、説明する。

添付図面を参照すると、符号１は、オートバイ用フロントサスペンションを示す。本発明に係るオートバイ用フロントサスペンションは、フォーク２と、フォーク２上を実質的に縦方向にスライドするスライド手段３であって、オートバイの前車軸４を支持するものと、スライド手段３に作用する弾性緩衝手段５であって、取り外しが容易なタイプのものとを主構成要素とする。

具体的に説明すると、弾性緩衝手段５は、コイルばね６とショックアブソーバ７とを備え、これらの部品は、少なくとも部分的にヘッドストック８内に収容される。

弾性緩衝手段５は、底部でスライド手段３に、上部で上部結合器９を介してヘッドストック８にそれぞれ結合される。

図６に示す実施の形態では、弾性緩衝手段５は、ヘッドストック８に側部結合器１０を介してヘッドストック８に結合される。上部結合器９と側部結合器１０の双方により、弾性緩衝手段５を、ヘッドストック８の上部又は底部のいずれかから直接スライドさせて、迅速かつ容易に取り外すことを可能にしている。

上部結合器９は、図７、図７Ａ及び図８に詳細に示してある。

図７に示す実施の形態では、上部結合器９は、上部プレート１１と、上部プレート１１の下に設けられた環状プレート１２と、割りリング１３（図７の上部）とを備える。図７から明らかなように、上部結合器９は、環状プレート１２と、割りリング１３とを、ヘッドストック８内に備える。

環状プレート１２は、複数本のボルト１５、たとえば、１２０度の等角度間隔に配置され、上部プレート１１に対応して形成したねじなし穴１６を貫通する、３本ボルトを収容する複数本のねじ穴１４を備える。

上部プレート１１と環状プレート１２とは、テーパが付いた、２個の周囲受け部１７及び１８であって、互いに向かい合い、割りリング１３を収容する環状空間をもたらすように互いに逆方向にテーパが付いたものを、縁に有する（図７Ａ）。割りリングは、ヘッドストック８の内壁に形成した受け部１９にも収容される。

上部プレート１１は、さらに、ショックアブソーバ７用に通常の取り付け具２０も備える。

ボルト１５を締め付けると、上部プレート１１と環状プレート１２とは、互いに近付き合い、テーパが付いた受け部１７及び１８の存在により、割りリング１３を押し広げ、ヘッドストック８に形成した受け部１９に強固に入り込むため、ヘッドストック８と上部プレート１１、ひいてはショックアブソーバ７と間に一体的な結合をもたらす。

ボルト１５を緩めると、上部プレート１１と環状プレート１２とは、互いに離れ、割りリング１３は、ヘッドストック８の受け部１９から出るまで、直径が減少するようになり、上部プレート１１と、弾性緩衝手段５と、コイルばね６と、ショックアブソーバ７とは、上から迅速に取り外すことができる。

図８は、上部プレート１１だけが存在し、ボルト１５が、ヘッドストック８に形成したねじ穴１４に直接ねじ止めされる、上部結合器９の変形態様を示すものである。

この変形態様では、上部プレート１１は、断面の一部が割りリング１３のトロイド形の外形に沿うアンダーカット２１を有する。

どんな場合にせよ、環状プレート１２があってもなくても、上部プレート１１と、ボルト１５とは、一体的結合をもたらすように、各受け部又はアンダーカット内に割りリング１３をもっぱら押し広げ固定するように設計される。

こうして、弾性緩衝手段５の応力に対する機械的抵抗の作用は、上部プレート１１と環状プレート１２と割りリング１３とが付いたヘッドストック８によりもたらされる。

図１及び図２に示す実施の形態では、フォーク２は、ヘッドストック８に通常のように強固に固定された２本の脚部２２を備える。

スライド手段３は、好ましくは形状が円筒形である脚部２２を覆うように嵌められる。スライド手段は、形状が円筒形である、２本のスリーブ２３であって、それぞれに、２個の減摩ブッシュ２４を上部と底部とに有するものを備える。

２個のスリーブ２３は、ブラケット２５により互いに結合され、ブラケットは、弾性緩衝手段５とコイルばね６とショックアブソーバ７とに、関節式継ぎ手２６を介して結合される。スリーブ２３は、底部には、前車輪４用に通常の結合器を有する。

図３及び図４に示す実施の形態では、フォーク２は、好ましくは円筒形である、２個のスリーブ２７であって、頂部ヨーク２９と底部ヨーク３０とを介して通常のようにヘッドストック８に固定されたものを備える。スライド手段３は、スリーブ２７内に設けられ、円筒形の、２個の管体２８を備え、管体は、前車輪４用に通常の結合器２８ａを備える。

全体として、図３及び図４に示すフォーク２は、商取引の専門用語では、「逆さまフォーク（upside-down fork）」構造として知られる構造を有する。

管体２８は、互いにアーチ型部材３１を介して結合され、アーチ型部材は、前車輪４用の結合部材２８ａに底部で、先に述べた実施の形態の場合におけるように、関節式継ぎ手２６を介して弾性緩衝手段５に頂部で、それぞれ結合される。図５及び図６は、弾性緩衝手段５の２種の異なる実施の形態を詳細に示すものである。

図５において、弾性緩衝手段５は、ショックアブソーバ７と部分的に中心を同じくするコイルばね６を備える。ショックアブソーバは、下端からのみ挿入され、上端に、補償タンク（図示せず）用の結合器３３を有する、軸３２付きの通常のタイプのものである。

弾性緩衝手段５は、ヘッドストック８内にも一部が収容され、ヘッドストックは、オートバイの動きを過度に妨げることなく、適切なサイズに形成される。従来のフォークの形状と比較して、ヘッドストック８と、フォークを取り付けるオートバイのフレームとは、サイズが大きくてもよいが、オートバイのその他の部品、たとえば、エアボックス、タンク、液体冷却システム等の配置に問題を生ずることがないようにする。

反対に、ヘッドストック８、関連する支持体及びフレームのサイズを大きくすると、オートバイ全体をより耐性があり頑丈にすることができる。

さらに、図1及び図2に示した形状では、フォークは、上部管体を有しないため、占有空間がかなり少なくなっている。

図6では、弾性緩衝手段５は、ショックアブソーバ７の下に設けたばね６を備える。ばねは、商取引の専門用語では、「貫通シャフトダンパー（through
shaft damper）」として知られるタイプのもので、貫通シャフト３４と側部結合器１０とを有する。この場合、ばね６は、コイルばねで、ばねは、ショックアブソーバの下に設けられるので、直径がかなり大きくてもよく、どんな場合でも、ヘッドストック８の内径よりも大きくてよい。

図９乃至１２に示す実施の形態では、フォーク２は、下部に、ほぼ楕円形断面をした２本の下部バー３５を備える。図１２に詳細に示すように、空気力学的形状をした断面が薄いバー３５を用いて、オートバイの空気抵抗を減少化するとよい。

スライド手段３は、ローラ３７によりバー３５上をスライドする取り付けフレーム３６を備える。図９乃至１２に示す実施の形態では、それぞれの側部に、４個のローラ３７がある。取り付けフレーム３６は、他の実施の形態のように、弾性緩衝手段５に関節式継ぎ手２６を介して結合された、ブラケット３８を上部に備える。

好ましくは、取り付けフレーム３６とブラケット３８とは、泥よけ３９と一体品として構成して、前車輪４をガードし構造的に支持するようにされた単一部品とするとよい。

この場合、泥よけ３９は、適当な抵抗力を持つ材料から形成する必要があり、たとえば、炭素繊維製とすることができる。

前車輪４の取り外しを容易化するため、下部バー３５には、スロット４０を形成して、前車輪４のピン４１を側部から取り外せるようにする。

図９は、フロントサスペンションの上部に設けられ、下部で下部バー３５に、両側部でオートバイの握りに結合された箱型部品４２を示すものである。箱型部品４２は、前面と背面とが開いていて、４辺が、オートバイが前進する時に、空気抵抗を減少できるように空気力学的断面を有する部品４３、４４、４５、４６及び４７からなる。

オートバイが、油圧ブレーキと油圧クラッチとを備えている場合には、これらの部品用の油圧ポンプを、部品４３及び４７にそれぞれ直接組み込むことが好ましい。

図１１は、一方において、握り４８がヘッドストック８に直接結合される、ハンドルのタイプを示すものである。

箱型部品４２は、脚部２２を下部に設けて、図１の実施の形態で用いてもよい。このタイプの実施の形態は、図１３及び１４に示してある。

図１５乃至１９に示す実施の形態では、フォーク２は、下部に、空気力学的断面を有する２本の下部バー４９を備える（図１８）。

各下部バー４９は、後部に、スライド手段３がスライドできるガイド部材５０を有する。

ガイド部材５０は、比較的小径な管体５１として形成される。これは、構造的機能が、下部バー４９によりもたらされ、また、管体５１の両端が、強固に固定された継ぎ手５２を介して下部バー４９に結合されるためである。

スライド手段３は、管体５１上をスライドする、減摩ブッシュ５５を有する、２個のスライダー５３を備える。

詳しく見ると、管体５１の直径は、下部バー４９の断面よりも大きくない。２個のスライダー５３は、ブラケット２５により結合され、ブラケットは、上述した実施の形態のように、関節式継ぎ手２６を介して弾性緩衝手段５に結合される。好ましくは、スライダー５３は、ディスクブレーキキャリパー５４と一体的に構成される。

他の全ての実施の形態のように、握り４８は、上述した箱型部品４２（図１５及び１９）又はヘッドストック８に直接的に固定してよい。

本発明は、重要な技術的効果をもたらす。

本発明の全ての実施の形態において、本発明に係るオートバイ用フロントススペンションは、部品が少数で、単一の弾性緩衝手段と、構造が簡便化し許容誤差が厳しくない部品とを備える。部品が少数であり、構造が簡易化しているので、オートバイは、全体として嵩張らず、懸架されていない部品が軽い。

部品が原則的に中心に位置付けられているため、オートバイの操縦が、慣性の影響を受け難くなる。

部品を非熟練者でも形成できるので、製造コストが低下する。

握り４８が、ヘッドストック８に直接結合されている実施の形態では、ステアリング角が、フォークに基づく寸法問題を生ずることなく、広い。

この実施の形態では、オートバイの他の部品（エアボックス、電気・電子備品、燃料タンク等）用に、上部前面により大きなスペースをもたらす。

本発明による、オートバイ用フロントサスペンションは、長さ方向のねじれ強度を増大する。

油圧部のメンテナンスと交換は、迅速離脱結合器を備えた、単一の弾性緩衝手段により、著しく容易になる。弾性緩衝手段のシール寿命は、弾性緩衝手段が変形を受けないので、長くなる。

上述した本発明は、請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱することなく、種種の方法で修正及び適合化させることができる。

本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの１実施の形態を、部品の一部を断面で示す正面図である。 図１に示したモータバイク用フロントサスペンションの、部品の一部を断面で示す側面図である。 本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの別の実施の形態の正面図である。 本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの、さらに別の実施の形態の正面図である。 上記図に示したモータバイク用フロントサスペンションの、さらに別の実施の形態の詳細図である。 上記図に示したモータバイク用フロントサスペンションの、さらに別の実施の形態の詳細図である 図１乃至４に示したモータバイク用フロントサスペンションの、一部を断面で示す、詳細図である。 図１乃至４に示したモータバイク用フロントサスペンションの、一部を断面で示す、詳細図である。 本発明に係るサスペンションに用いる割りリングの一例の正面図である。 図１乃至４に示したモータバイク用フロントサスペンションの、一部を断面で示す、詳細図である。 本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの別の実施の形態の正面斜視図である。 図９に示した、モータバイク用フロントサスペンションの実施の形態の側面図である。 本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの、さらに別の実施の形態の正面斜視図である。 図９乃至１１に示した実施の形態の詳細を示す断面図である。 本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの、さらに別の実施の形態を示す図である。 図１３に示した実施の形態を示す図である。 本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの、さらに別の実施の形態を示す図である。 本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの、さらに別の実施の形態を示す図である。 本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの、さらに別の実施の形態を示す図である。 図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける矢視図である。 本発明による、モータバイク用フロントサスペンションの、さらに別の実施の形態を示す図である。

Claims (7)

1. ヘッドストック（８）を有するフォーク（２）と、フォーク（２）上を実質的に縦方向にスライドするスライド手段（３）であって、オートバイの前車輪（４）を支持する手段（３）と、スライド手段（３）に作用を及ぼす弾性緩衝手段（５）とを備える、前車輪（４）を有するオートバイ用のフロントサスペンション（１）において、前記弾性緩衝手段（５）は、ヘッドストック（８）内の中心に取り付けられ、前記弾性緩衝手段（５）は、底部で前記スライド手段（３）に、上部で上部結合器（９）を介してヘッドストック（８）に結合され、上部結合器（９）は、上部プレート（１１）と、上部プレートの下に設けられた環状プレート（１２）と、割りリング（１３）とをヘッドストック（８）内に備え、上部プレート（１１）と環状プレート（１２）とは、周囲受け部（１７、１８）であって、互いに向かい合い、割りリングを収容する環状空間をもたらすように互いに逆方向にテーパが付いた周囲受け部を縁に有し、ヘッドストック（８）は、割りリング（１３）が入り込む受け部（１９）を内壁に備え、上部プレート（１１）と環状プレート（１２）とは、互いに近付けられると、上部プレート（１１）及び環状プレート（１２）に形成されたテーパが付いた受け部（１７及び１８）の存在により、割りリング（１３）は、押し広げられてヘッドストック（８）に形成した受け部（１９）に強固に入り込み、ヘッドストック（８）と上部プレート（１１）、ひいては、弾性緩衝手段（５）との間に一体的な結合をもたらすように構成されていることを特徴とするフロントサスペンション。
2. 前記フォーク（２）は、前記ヘッドストック（８）に結合された２本の脚部（２２）を備え、前記スライド手段（３）は、脚部（２２）の上をスライドする２本のスリーブを備えることを特徴とする、請求項１に記載のオートバイ用のフロントサスペンション（１）。
3. 前記スライド手段（３）は、関節式継ぎ手（２６）により、前記弾性緩衝手段（５）に結合されることを特徴とする、請求項１に記載のオートバイ用のフロントサスペンション（１）。
4. 前記２本のスリーブ（２３）は、前記弾性緩衝手段（５）に接続されるブラケット（２５）により、結合されることを特徴とする、請求項２に記載のオートバイ用のフロントサスペンション（１）。
5. 前記上部プレート（１１）は、一組のボルト（１５）により、前記割りリング（１３）に近付けられることを特徴とする、請求項１に記載のオートバイ用のフロントサスペンション（１）。
6. 前記上部プレート（１１）は、前記ボルト用の穴（１６）と、前記弾性緩衝手段（５）用の取り付け具（２０）とを備えることを特徴とする、請求項５に記載のオートバイ用のフロントサスペンション（１）。
7. 前記上部プレート（１１）は、一組のボルト（１５）であって、前記ヘッドストック（８）又は前記環状プレート（１２）に形成した、対応するねじ穴（１４）に挿入されるものにより、前記割りリング（１３）に近付けられることを特徴とする、請求項５に記載のオートバイ用のフロントサスペンション（１）。

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