JP4809565B2 - 自転車 - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1、30の序文に従った自転車に関連しています。
【０００１】
このような自転車はWO 99/03721によって知られています。ここでは、フォークアームが2本取り付けられた、空気圧でスプリング動作を行うフロントフォーク、および空気圧でスプリング動作を行うリヤホイール・サスペンションを備えた自転車について記述されています。双方とも複動の空気圧シリンダーを形成しています。シリンダー内部に位置するピストンは、それぞれの空気圧シリンダーを第1、第2のシリンダー室に分割します。第1のシリンダー室は第1のガス圧スプリングを形成し、フォークとリヤホイール・サスペンションの「スプリングの縮み」を防ぎます。また、第2のシリンダー室は第2のガス圧スプリングを形成し、「スプリングの伸び」を防ぎます。それぞれの空気圧シリンダーには、第1と第2のシリンダー室の空気の抽出入を個別に行うためのバルブが取り付けられています。このバルブは長さ調節が可能で、また「スプリングの強度」を調節することができます。
【０００２】
DE 298 10 431 U1は、特にアップダウンの激しい険しい地面を走行するのに適した、いわゆるマウンテンバイクを示しています。マウンテンバイクには、伸縮自在のフォークアームを備えたスプリング・フロントフォークが使用されており、その長さを段階的に調節することができます。それぞれのフォークアームには、調節した「フォークの長さ」と「フォークの高さ」をそれぞれ固定するためのロッキング・ピンが使用されています。伸縮自在のフォークアームの内部には、フロントホイールから引き起こされる衝撃を部分的に緩和するらせん状のスプリングが取り付けられています。そのため、快適な走行が可能です。リヤホイールは、ペダル軸の周囲の回転が可能なスイングアーム・リヤ・サスペンションが固定されています。これは、圧力吸収作用を持つ衝撃吸収レッグによって、フレームに向かって支えられています。衝撃吸収レッグは、クイックリリース式でフレームに固定されています。ここには、スイングアーム・リヤ・サスペンションとフレームの間の角度の段階的な調節（つまりリヤホイールの段階的な「高さ調節」）を可能にする複数の「固定ポイント」が使用されています。フロントホイール・サスペンションとリヤホイール・サスペンションの自由な「高さ調整」が可能なため、アップヒルとダウンヒルのどちらを走行していても、座る姿勢をほぼ水平に調節することができます。特に下り坂を走行する場合、フロントホイールが「伸びた」状態にあり、またリヤホイールが「縮んだ」状態にあると大きな利点があります。これは、重心が後方に移動することでフロントホイールのブレーキをかけた際に、ひっくり返る危険性が低くなるためですまた、上り坂を走行する場合にも、フロント・スプリングが縮んだ状態にあり、またリヤ・スプリングが伸びた状態にあるため、サイクリストの重心が更に前方に移動するという利点があります。そのため、サイクリストはよりゆったりした姿勢で走行することができ、かつアップヒルを走行する際の効率を上昇させることができます。
【０００３】
DE 41 01 745 A1は、弾力性のあるスプリングによって自転車のフレームに接続されているスプリング・スイングアーム・リヤサスペンションを備えた自転車を示しています。ここではロック装置にはサスペンションをロックするためのケーブル・プルが備わっています。
【０００４】
US 6,044,940、US 2,115,072およびUS 4,159,105は、スプリングまたはダンパーとして使用されている、空気圧または油圧のピストンとシリンダーのアセンブリーを示しています。
【０００５】
また、DE 198 55 161 C1では、シートピラーの高さを調節するための張力スプリングを備えた高さ調節装置を示しています。
【０００６】
US 5,086,866は、フロントホイールとリヤホイールのサスペンションの高さを油圧リフト装置で調節することができるオフロード・オートバイを示しています。油圧リフト装置には、油圧を生成するための圧力生成装置が使用されています。ここではフロントホイールとリヤホイールのサスペンションの高さ調節が同時に行われるため、フレームをほぼ水平に保つことができます。
【０００７】
US 4,735,276は、空気圧による高さ調節が可能なフロントフォークを備えたレース用オートバイを示しています。このフォークはスタート前に完全に下がるため、スタート時にフロントホイールが浮き上がることを防止できます。走行中、フロントホイールは空気圧により通常の高さまで伸ばされます。
【０００８】
本発明の目的は、容易で快適に調節することが可能で、また様々な場所に取り付けることが可能な調節装置を自転車（特に、フロントホイール・サスペンション、リヤホイール・サスペンション、サドル、ステアリングステム）に使用することにあります。
【０００９】
これは、請求項1、30の記述に示されています。この発明を取り入れた優れた実施例やさらなる開発はサブクレームを取得できる可能性があります。
【００１０】
本発明の基本原理は、「自動的に」伸ばすことができる複動のピストンとシリンダーのアセンブリーが少なくとも1つ以上使用されている機械式調節装置にあります。
【００１１】
この発明の第１の応用が、2つ以上の調節装置を取り付ける場合です。例えばフロントホイール・サスペンションとリヤホイール・サスペンションの高さ調節装置が、フロントホイールが「自動的に伸ばす」ときにリヤホイールが「縮む」（またはその逆）ように連結されている例が挙げられます。
【００１２】
フロントホイール及びリヤホイールのサスペンションの高さ調節装置には、複動のピストンとシリンダーのアセンブリーがそれぞれ1つ以上取り付けられています。このアセンブリーにはそれぞれ、加圧媒体管と１つ以上の遮断装置で連結された「プラス室」と「マイナス室」が備わっています。この遮断装置は走行角度を調節するために開きます。ハンドルバーを下に押す、またはサイクリストの体重が移動することによって、フロントホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーが縮むため、「フロントホイールの高さ」が下降し、リヤホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーが伸びます。このとき加圧媒体は、「フロント」のピストンとシリンダーのアセンブリーに備わっているプラス室から、「リヤ」のプラス室に流れます。また、「リヤ」のマイナス室からは「フロント」のマイナス室に流れます。これで「プラス回路」と「マイナス回路」の圧力はほぼ等しくなります。
【００１３】
逆に、フレームの後部を下に押すと、リヤホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーが縮み、フロントホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーが伸びるので、フロントフォークおよびスプリングの範囲が引き延ばされます。調節が完了すると遮断装置は再び閉まります。
【００１４】
この発明を更に発展させたのが、ピストンとシリンダーのアセンブリーおよび加圧媒体管が、空気などの気体で満たされているという場合です。すると、ピストンとシリンダのアセンブリーが更に「空気圧による衝撃吸収レッグ」の役割を果たすため、特にオフロードのアップヒルとダウンヒルでの走行が快適になります。
【００１５】
この発明を更に発展させたのが、リヤホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーをロックするためのロック装置を取り付けた場合です。このロック装置は、フロントホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーに取り付けることもできます。ロック装置には、高さ調整用のためのピストンとシリンダーのアセンブリーの筐体に内蔵された複動の油圧シリンダーも使用できます。この時、油圧シリンダーは油で満たされています。油圧シリンダーの小室2つは、遮断装置の停止により、「油圧の」遮断が可能な油圧管と遮断装置で互いに接続しています。複動の油圧シリンダーの代わりに機械式のロック装置を使用することもできます。また油圧シリンダーには、逆止め弁によって油圧リザーバと接続している小室1つを使用することもできます。
【００１６】
この発明を更に発展させたのが、ピストンとシリンダーのアセンブリーに接続している加圧媒体管2本に、それぞれ遮断装置を取り付けた場合です。この2つの遮断装置は共通のアクチュエーターで作動させることができます。また、シングル・アクチュエーター1台を遮断装置とロック装置用に使用することもできます。更に、遮断可能なバイパス管を使用して、双方の加圧媒体管を互いに接続することができます。これは、双方の圧力回路内部の圧力が同等になるように補正するためです。
【００１７】
この発明を更に発展させたのが、フロントホイール・サスペンションと（または）リヤホイール・サスペンションにスプリングを使用した場合です。スプリングには、空気圧のピストンとシリンダーのアセンブリーと（または）別々もしくは追加のスプリングを使用することができます。こうしてフロントホイール・サスペンションと（または）リヤホイール・サスペンションと調節装置の接続を「解除する」こともできます。このようにスプリングが「別々に」取り付けられている場合には、油圧による高さ調整も可能です。スプリングには、例えば圧縮スプリングやエラストマー素材を使用することができます。フロントホイール・サスペンションまたはリヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリーに、機械式のスプリングを内蔵することもできます。一例として、スプリングをピストンとシリンダーのアセンブリーのプラス室内部に取り付けることもできます。強い衝撃によって「空気圧による」スプリングが最大範囲まで使用されている場合、付属の機械式スプリングが使用されます。また、アセンブリーをピストンとシリンダーのアセンブリーの外側に取り付けることも可能です。
【００１８】
この発明を更に発展させたのが、空気の抽出入を行うために、ピストンとシリンダーのアセンブリーまたは加圧媒体管に抽出入バルブを取り付けた場合です。抽入バルブは、圧力が既定値である場合にのみ開く逆止め弁です。この圧力既定値は調整可能です。つまり「空気圧のスプリング強度」は、サイクリストの体重およびサイクリストが希望する快適な乗り心地に合わせて調整することができるのです。この際、小型で自転車のフレームに内蔵することが可能な圧縮空気リザーバ（例：圧縮空気シリンダー）の使用が推奨されます。また、圧縮空気ジェネレーターを取り付けることもできます。このとき、フロントホイールまたはリヤホイールの各スプリングが跳ね返ることで、圧縮空気リザーバまたはピストンとシリンダーのアセンブリーに空気が注入される機能を備えたジェネレーターが推奨されます。このとき、空気ポンプの原理で作動する圧縮空気ジェネレーターなどを使用することもできます。
【００１９】
この発明を更に発展させたのが、自転車にピストンとシリンダーのアセンブリーからなる2本のフォークアームを備えたフォークを取り付けた場合です。リヤホイールには、回転式ヒンジおよび、リヤホイールの高さ調整を行うピストンとシリンダーのアセンブリーに接続しているスイングアーム・リヤ・サスペンションを取り付けることができます。
【００２０】
この発明の第２の応用は、１本のピストンで「プラス室」と「マイナス室」などに分割されているピストンとシリンダーのアセンブリーのシリンダー室2つを、液路によって互いに接続することです。これにより、圧力の補正が可能になります。
【００２１】
2本のピストンの側面には、ピストンとシリンダーのアセンブリーから際立っているピストンロッドが固定されています。これは軸方向に動かすことができます。そのため、プラス室とマイナス室で使用されているピストンの面積（つまり双方のピストンロッドの断面積）は異なります。この面積の差により、両方のシリンダー室に同等の圧力がかかっている場合でも、ピストンとピストンロッドに「異なった大きさの力」がかかることになります。このため、調節装置を自動的に伸ばすことが可能になります。
【００２２】
この発明の第3の応用は、使用される面積がそれぞれ異なるピストンを2つのシリンダー室に使用することです。但し、この際2つのシリンダー室はピストンによって常に分断されています。また、ここではピストンをロックするためのロック装置が常に使用されています。この応用は、特に自転車のサドルやステアリング・ステムなど、機械式の調整が必ず必要な部分に調節装置として使用するのに最適です。
【００２３】
このような調節装置は多種多様に利用できます。例としてはフロントホイール・サスペンション、リヤホイール・サスペンション、サドル、ステアリング・ステムなどの高さ調整が挙げられます。その利点は、ピストンとシリンダーのアセンブリーに蓄えられた圧力エネルギーによって調節装置が自動的に伸びることができるというにあります。
【００２４】
以下のような図解により、この発明について更に詳しく具体的に説明されています。
【００２５】
図1は、ピストンとシリンダーのアセンブリー（14）からなる調節装置と、アセンブリーに「軸方向」に接続しているスプリングまたはダンパー(20)を示しています。ピストンシリンダーのアセンブリー(14)は、ピストンロッド（19）が組み込まれているシリンダーの筐体(38)を形成しています。ピストンロッド（19）は、空気圧ピストン(39)の開口型の先端と空気圧ピストン（39）と間隔を置いて位置する油圧ピストン(40)を形成しています。空気圧ピストン（39）はシリンダーの筐体(38)を、「プラス室」と呼ばれる第1の空気圧シリンダー室(41)と、「マイナス室」と呼ばれる第1の空気圧シリンダー室(42)に分割しています。このとき、空気圧ピストン(39)には、プラス室(41)とマイナス室(42)とを接続するための通過用開口部(55)が備わっています。そのため、プラス室(41)とマイナス室(42)の圧力は同等になります。第2の空気圧シリンダー室(42)には、ピストンロッド(19)が通っているピストンの開口部が備わっており、空気圧シリンダー(39)とシリンダーの筐体(38)と筐体の壁(38a)によって境界されています。
【００２６】
また、逆止め弁(15)により遮断が可能な抽入用接合部分(56)が備わっています。この逆止め弁(15)により、互いに接続しているプラス室(41)とマイナス室(42)それぞれに空気を抽入することができます。更に、シリンダーの筐体(38)の外側にはちょうつがい付ブラケットが使用されています。このブラケットにより、調節装置を例えば自転車のフレームなど、その他のコンポーネントとフレキシブルに接続することができます。
【００２７】
プラス室（41）とマイナス室(42)を比較すると、プラス室(41)は円形シリンダーの形をしており、マイナス室(42)は環状シリンダーの形をしていて、シリンダーの筐体(38)の内部とピストンロッド(19)によって境界されていることがわかります。言いかえれば、断面積においてプラス室(41)のピストン面積はマイナス室（42）のピストン面積より大きくなっているのです。プラス室(41)とマイナス室(42)に大気圧を超える圧力がかかる場合、プラス室(41)とマイナス室(42)のピストン面積の「断面積に差異が生じる」ため、プラス室(41)とマイナス室(42)内部で作られた圧力、およびピストンロッド(19)の断面積と等しいピストンの力が生じます。（この場合、摩擦力は考慮していません。）ピストンロッド(19)がシリンダーの筐体(38)の内部で自由に移動できる限り、ピストンロッド(19)は生じた圧力によって常に「伸びた状態」になるように押されます。つまり、シリンダーの筐体(38)の「右方向」に押されるのです。
【００２８】
油圧ピストン(40)は、シリンダーの筐体(38)を油などが入った第1の油圧シリンダー室(43)と第2の油圧シリンダー室(44)に分割しています。2つの油圧シリンダー室(43、44)は、逆止め弁(46)で遮断することができる油圧管(45)によって互いに接続しています。
【００２９】
ピストンロッド（19）は、第2の油圧シリンダー室(44)部分の筐体開口部によってシリンダーの筐体(38)から際立っており、反対側の開口型の先端部分には、スプリング(20)の筐体に組み込まれているスプリングピストン(47)が取り付けられています。そのため「調節装置」、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(14)はスプリング(20)から「離れて」います。筐体(48)の内部には、例えば機械式スプリングやエラストマー素材を使用することができます。筐体(48)には、例えば自転車のスイングアーム・リヤ・サスペンションなど、他のコンポーネントとのフレキシブルな接続を可能にするちょうつがい付ブラケット(58)が使用されています。
【００３０】
下記では、機能の詳細を説明しています。
【００３１】
逆止め弁(46)が閉まっている場合、油圧シリンダー(43,44)内の液体に圧縮性がないため、ピストンロッドは「遮断」されています。つまり、油圧シリンダーはロック装置の役割を果たしています。そのため、このアセンブリーは軸方向以外、つまりにスプリング(20)の弾性の縦方向以外には動かすことができません。
【００３２】
逆止め弁(46)が開いている場合、ピストンロッド（19）は筐体内で自由に移動できます。ちょうつがい付ブラケット(57,58)に「外側からの力」がかからない限り、上記の圧力によってピストンロッド(19)は自動的に伸びます。このとき、その圧力はプラス室(41)とマイナス室(42)内部の圧力に比例しています。ちょうつがい付ブラケット(57,58)に軸方向の圧力をかけることで、ピストンロッド(19)をシリンダーの筐体(38)の中に押し込むことができます。また、逆止め弁(46)を閉じることで、ピストンロッド(19)を段階的に油圧で「遮断する」ことができます。
【００３３】
そのため、この調節装置は一般的に使用することが可能です。特にホイールサスペンション、サドル、ステアリング・ステムなどの高さ調整を行う自転車に適しています。この詳細については後に記述されています。
【００３４】
図2は、図1の応用例を示しています。この場合、プラス室(41)とマイナス室(42)が、「外部の」空気圧管(59)と逆止め弁(60)によって互いに接続しています。油圧管(45)の逆止め弁(46)が開いていて、逆止め弁(60)が閉じている場合、空気圧ピストン(19)には力の均衡が生じます。この際、空気圧ピストン(39)はその両端の中間部分に位置しています。プラス室(41)またはマイナス室(42)の圧力補正を行うために、更に逆止め弁(46)が開いている場合、空気ピストンは完全に伸びた状態になります。つまり、空気ピストンは右端に位置していることになります。逆止め弁(60)または空気圧管(59)には、プラス室(41)またはマイナス室(42)に空気を抽入するための抽入用接合部分(図には表示されていません)を取り付けることもできます。
【００３５】
図3は、更にピストンとシリンダーのアセンブリー(14)とスプリング(20)を使用した具体例を示しています。この場合、シリンダーの筐体(38)とスプリングの筐体(48)は接続しており、1つに統合されています。また、代わりに接続用ジョイント（図には表示されていません）を使用することもできます。接続用ジョイントを使用した場合の具体例は図11に示されています。
【００３６】
シリンダーの筐体(38)は、ピストン部(62)のピストン(61)と合体しています。ピストン部(62)またはピストン(61)は、シリンダーの筐体(38)を環状のプラス室(41)と環状のマイナス室(42)に分断しています。この際、ピストンは図1と図2の具体例に類似していますが、シリンダー(61)の面積がプラス室(41)より小さくなっています。図1と同様、ピストン(61)にはプラス室(41)とマイナス室(42)を接続している通過用開口部(55)が使用されています。また、ここでも抽入用接合部分(56)と逆止め弁(15)が使用されています。
【００３７】
この場合、シリンダーの筐体(38)にはピストン型の部品(63)が使用されています。このピストン型の部品(63)はピストン部(62)と合体しており、第1の油圧シリンダー室(43)を備えた油圧ピストンと油圧シリンダーのアセンブリー、および第2の油圧シリンダー室(44)のコンポーネントに当たります。図1と図2と同様に、2つの油圧シリンダー室(43,44)は、油圧管と逆止め弁（図には表示されていません）によって接続しています。この油圧管と逆止め弁、例えばチェックバルブは垂直面などの図面に使用することができます。
【００３８】
第2の油圧シリンダー室(44)は、シリンダーの筐体(38)内部の油圧管(64)及び、ここでは浮き(67)が浮かんでいる筐体(66)として、概略的にしか示されていない補正リザーバと接続している油圧逆止め弁(65)の上に位置しています。油圧シリンダー室（43、44）にピストンの表面積が異なるピストン型の先端部分(63)が使用されているため、補正リザーバ(66)は必要です。つまり、ピストン部(62)が移動した場合、1つの油圧シリンダー室から流れ出す液体の量がもう1つの油圧シリンダー室に流れ込む量よりも多くなくてはなりません。この、「違った流出入量」が補正リザーバ(66)に流れ込みます。あるいは流れ出して補正リザーバ(66)からどちらかの油圧シリンダー室に流れ込みます。逆止め弁(65)を遮断すると、ピストン部(62)を「ロックする」ことができます。このとき、補正リザーバ(66)による「流出入量の補正」は実行されないようになっています。しかし、逆止め弁(65)が開いていると、自由な「長さ調整」が可能な状態になっています。つまりピストン部(62)の位置を、シリンダーの筐体(38)内部で移動することができるのです。この場合も、シリンダー室(41,42)内部の圧力が気圧よりも高く、また外部からの圧力がかかっていない場合（もしかかっている場合は非常に弱い圧力）に、ピストン部(62)は「自動的に」伸びます。
【００３９】
上記の具体例とは別に、2つのシリンダー室(43,44)は必ずしも油圧管によって接続されていなくても大丈夫である、という例があります。シリンダー室(43)にはガスや空気を抽入することもできます。このときシリンダー室(43)内のピストン部(62)が移動することで、超過圧と負圧が生じます。また、更に別の具体例ととして、自由な換気を行うため、シリンダー室(43)を外気が入るように開いた状態にすることができます。この2つの具体例においては、ピストン部(62)が移動すると、「違った流出入量」ではなく、すべての液体量が補正リザーバ(66)に流れ込み、更に補正リザーバ(66)からシリンダー室(44)に流れ込みます。この2例には、ピストン型の先端部分(63)の使用面積が前述の例よりも大きいという利点があります。言いかえれば、油圧を生成するピストンの面積が大きいため、小さな圧力でも強い力に耐えることができるのです。
【００４０】
図1と図2同様、調節装置を自転車の他のコンポーネントにフレキシブルに接続するためのちょうつがい付ブラケット(57,58)が、ここでも使用されています。
【００４１】
図4は図3の応用例です。ここではプラス室(41)とマイナス室(42)が、「外部の」空気圧管(59)と逆止め弁(60)によって互いに接続しています。
【００４２】
もちろんここでも、プラス室(41)とマイナス室(42)にガスや空気を抽入するための「抽入管」(図には表示されていません)が備わっています。
【００４３】
図5は、第1の油圧シリンダー室(43)と第2の油圧シリンダー室(44)の液量を「補正」するための補正装置(87)を使用した具体例を示しています。この環状のピストン(88)とスプリング(89)からなる補正装置(87)はピストン部(62)内での移動が可能です。シリンダー室(43)内部の圧力により、環状のピストン(88)が、ピストン部(62)の壁面(90)で支えられているスプリング(89)の圧力に対抗するように押されます。このためスプリングの力とシリンダー室(43)の圧力が均衡しているのです。またシリンダー室(43)は、油圧管(91)によって逆止め弁(65)と接続しています。逆止め弁(65)からシリンダー室(44)に向かって、もう1つの油圧管(92)が通っています。ここでもピストン型の先端部分(63)が、シリンダー室(43)をシリンダー室(44)から密閉しています。
【００４４】
逆止め弁(65)が開いていると、ピストン部(62)はシリンダーの筐体(38)内部で移動することができます。2つのシリンダー室(43,44)の断面積が異なるため、液量の補正が必要です。この補正は、環状のピストン(88)の移動により実行されます。このとき、図に示されている機械式スプリング(89)の代わりに、空気圧スプリングやその他の機械式スプリングを使用することもできます。
【００４５】
図6は上記の具体例とは異なり、空気圧ピストン(39)と油圧ピストン(40)を「並行」に取り付けた場合を図解しています。このとき2つのピストンは、軸方向への移動が可能なロッド(68)によって接続しており、またスプリング(20)とも接続しています。また、2つの油圧シリンダー室(43,44)を互いに接続することができる油圧逆止め弁(46)と、油圧シリンダー室(43)と補正リザーバ(66)を接続することができる油圧逆止め弁(65)を、1つの筐体(69)などの1つのユニットに取り付けることができます。
【００４６】
以下の図では、特に自転車に関連する発明について詳しく説明しています。
【００４７】
図7は、トップチューブ(2)、シートチューブ(3)、ダウンチューブ(4)を備えたフレームを使用した自転車の図解です。トップチューブ(2)とシートチューブ(3)の先端には、ヘッドチューブ(5)が使用されています。このヘッドチューブ(5)は、回転可能な状態でフロントフォーク(6)の片端部分、もしくはヘッドチューブ(5)と接続した形で、ハンドルバー(8)が備わっているステアリング・ステム(7)部分に取り付けられています。フロントフォーク(6)には2つのフォークアームが含まれます。図では、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)からなるフォークアーム1本のみが示されています。この詳細については図8で説明されています。この具体例の代わりに、フォークアームを1本だけ使用したフォークを使用することもできます。ピストンとシリンダーのアセンブリーの開口型のフレームエンド(10)部分には、フロントホイール(11)が回転可能な形で取り付けられています。
【００４８】
ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)からは、第1と第2の加圧媒体管(12,13)が第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)に向かって伸びています。第1の加圧媒体管(12)には第1の逆止め弁(15)が取り付けられており、第2の加圧媒体管(13)には第2の逆止め弁(16)が取り付けられています。
【００４９】
第2のピストンとシリンダのアセンブリー(14)の筐体先端部分(17)は、回転式ヒンジ(18)によってダウンチューブ(4)と接続しています。
【００５０】
スプリング(20)の片端(21)は、回転式ヒンジ(22)によってスイングアーム・リヤ・サスペンション(23)と接続しています。このスイングアーム・リヤ・サスペンション(23)は、3本のチューブ(24,25,26)が三角形につながって形成されて、回転可能のリヤホイール(27)が取り付けられています。スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)は、回転式ヒンジ(28)によってシートチューブ(3)と接続しています。サドル(3a)を取り付けるシートチューブの先端は、開口型となっています。この回転式ヒンジ(28)は、ボトムブラケット(29)の上に取り付けられています。このとき、回転式ヒンジ(28)の回転軸とボトムブラケット(29)の回転軸の位置を一緒にすることも可能です。
【００５１】
図8は、図7に示される自転車の拡大図です。
【００５２】
ピストンとシリンダのアセンブリー(9)は、ピストン(31)を備えた空気圧シリンダー(30)からなっています。ピストン(31)には、ピストンロッド室(33)を備えたピストンロッド(32)が使用されています。ピストン(31)は、空気圧シリンダー(30)を「プラス室」と呼ばれる第1のシリンダー室(34)と、空気圧シリンダー(30)とピストンロッド(32)により境界されている環状の第2のシリンダー室(35)とに分割しています。ピストン(31)は接続管(36)からなっています。この接続管(36)は、ピストンロッド室(33)と第2のシリンダー室(35)をつないでおり、スプリング時の減衰を行うノズルまたはスロットルポイントの役割を果たすこともできます。ピストンロッド室(33)と第2のシリンダー室(35)が一緒になって、ピストンとシリンダーのアセンブリーの「マイナス室」を形成しています。ピストンロッド(32)の断面積において、「プラス室」(34)のピストン部分は、ピストンロッド室(33)と第2のシリンダー室(35)で形成されている「マイナス室」よりも大きくなっています。
【００５３】
このマイナス室は、無段式調整が可能な逆スプリングの役割を果たします。
【００５４】
接続管(36)の断面は比較的小さく、スプリングが伸縮する際に「スロットル」または「ダンパー」として機能します。但し、この「スロットル」の機能は必ずしも必要なわけではないので、接続管(36)の断面が小さくなくても問題はありません。
【００５５】
ピストン(31)の反対側に位置するピストンロッド(32)の先端は、空気圧シリンダー(30)を誘導している誘導チューブ(37)に接続しています。このようにして、空気圧シリンダー(30)と誘導チューブ(37)が伸縮自在の衝撃吸収レッグ(ここではフォークアームとフロントフォーク)を形成しているのです。誘導チューブ(37)の開口型フレームエンド(10)には、フロントホイール(11)が取り付けられています。
【００５６】
第1の加圧媒体管(12)は第1のシリンダー室(34)に接続しており、第2の加圧媒体管(13)はピストンロッド室(33)に接続していますピストンロッド室(33)は、「長方形の加圧媒体管(13)」とみなすこともできます。逆止め弁(15,16)によって、加圧媒体管(12,13)は第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)に接続しています。
【００５７】
また、内部に逆止め弁(15')が備わっているバイパス管(12)によって、加圧媒体管(12,13)を互いに接続することができます。この場合、両方の圧力回路内部の圧力が同等になるよう調節することが可能になります。つまり圧力を生成する(空気を「汲む」)ために必要なバルブは、12、12'、13の管のどれかに接続しているバルブ(12'')1つだけとなるのです。
【００５８】
「アクチュエーター」およびバルブ15と15'は、例えばハンドルステム(5)やハンドルバー(8)など、走行中でもサイクリストの手が容易に届く位置に取り付けることができます。
【００５９】
第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)は、ピストンロッド(19)につながっているシリンダーの筐体(38)で形成されています。ピストンロッド(19)は、空気圧ピストン(39)と油圧ピストン(40)で形成されています。空気圧ピストン(39)は、シリンダーの筐体(38)を「プラス室」と呼ばれる第1の空気圧シリンダー室(41)と、「マイナス室」と呼ばれる第2の空気圧シリンダー室(42)とに分割しています。ここでもピストンロッド(19)の断面積に関して、「プラス室」(41)のピストン部分は「マイナス室」(42)のピストン部分よりも大きくなっています。2つの「プラス室」(34,41)のピストン面積が両方ともマイナス室よりも大きいので、「空気圧スプリング」は十分な強さを得ることができます。このときのスプリングの強さ、はそれぞれの室内の圧力に依存しています。
【００６０】
ピストンロッド(19)につながるピストンの開口部を備えた第2の空気圧シリンダー室(42)は、空気圧ピストン(39)とシリンダーの筐体(38)と筐体の壁(38a)によって境界されています。第1の空気圧シリンダー室(41)は第1の加圧媒体管(12)に接続しており、第2の空気圧シリンダー室(42)は、第2の加圧媒体管(13)に接続しています。
【００６１】
油圧ピストン(40)は、シリンダーの筐体(38)を油などが入った第1の油圧シリンダー室(43)第2の油圧シリンダー室(44)に分割しています。2つの油圧シリンダー室(43、44)は油圧管(45)によって接続していて、逆止め弁(46)で遮断することが可能です。
【００６２】
空気圧ピストン(39)の反対側に位置するピストンロッド(19)の先端には、スプリング(20)の筐体(48)に内蔵されているスプリングピストンが取り付けられています。そのため、「調節装置」、つまりリヤホイール(27)のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)は、スプリング(20)から完全に離れています。このような分離はフロントフォークにおいても可能です。筐体(48)の内部では、機械式スプリング又はエラストマー素材などを使用することができます。筐体(48)は、先端部分(21)と回転式ヒンジ(22)によってスイングアーム・リヤ・サスペンション(23)に接続しています。
【００６３】
以下では機能の詳細について記述しています。
【００６４】
逆止め弁(46)が閉じていると、油圧シリンダー室(43,44)内部の液体によってピストンロッド(19)はロックされています。スプリング(20)により、スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)は「ばねの働き」をします。つまり、これはフレーム(1)と接続しており、回転式ヒンジ(28)の部分の回転が可能となっています。
【００６５】
ピストンロッド(32)は、空気圧シリンダー(30)および、第1のシリンダー室(34)と第1の加圧媒体管(12)内部のガスによって「空気圧スプリング」を形成しています。このとき逆止め弁(15)が開いている場合には、第1のシリンダー室(34)は第1の空気圧シリンダー室(41)と接続しています。ピストンロッド(32)の「スプリングが縮む」とき、第1のシリンダー室(34)、または第1の加圧媒体管(12)と第1の空気圧シリンダー室(41)の圧力が上昇します。これに従い、第2の加圧媒体管(13)とピストンロッド内(33)と第2のシリンダー室(35)の圧力は低下します。
【００６６】
逆止め弁(15,16,46)が開いていると、ピストンロッド(19)をサドルチューブ(3)の方向に移動することができます。このとき油圧シリンダー(44)から出る液体は、油圧管(45)を通って第1の油圧シリンダー室(43)に流れ込みます。ピストンロッド(19)の位置が移動すると、スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)は回転式ヒンジ(28)の部分で右方向に回転します。このとき、リヤホイールは「下に下がった」状態になっています。ピストンロッド(19)の位置が移動すると、空気圧ピストン(39)の位置も移動します。これにより、第2の空気圧シリンダー室(42)の空気が第2の加圧媒体管(13)を通って、ピストンロッド室(33)または第2のシリンダー室(35)に流れ込みます。すると、ピストン(31)が上方に押され、空気が第1のシリンダー室(34)から第1の空気圧シリンダー室(41)に流れ込みます。ピストン(31)あるいはピストンロッド(32)の位置が移動すると、空気圧シリンダー(31)が誘導チューブ(37)に押し込まれます。これによってフロントフォークの長さが短くなり、リヤホイールが「伸びた」状態になるのです。このようなフォークやリヤホイールの調節は、特にアップヒルの走行に適しています。
【００６７】
逆に、サドルチューブ(31)を下方に押すことで、ピストンロッド(19)の位置をダウンチューブ(4)の方向に移動することができます。このときスイングアーム・リヤ・サスペンションは左回りに回転し、フロントフォークの長さが伸びます。
【００６８】
フロントホイールとリヤホイールを必要な高さに調節した後、それぞれの逆止め弁(15,16,46)は閉じます。フロントフォーク(31)の「縮み」とリヤホイールの「伸び」によって、サイクリストがアップヒルを走行する際にできるだけ水平なシッティング・ポジションを得られるように調節することができます。つまり「ダウンヒルを走行する際のシッティング・ポジション」は、フロントフォークの伸びとリヤホイールの縮みによって調整されるのです。
【００６９】
ここで説明されている油圧シリンダー室(43,44)と逆止め弁(46)で形成される「ロック装置」の代わりに、「機械式固定装置」を使用してピストン(19)を固定することもできます。また、シリンダー室(34,35,41,42)と加圧媒体管(12,13)に液体を抽入することもできます。但し、この液体には圧縮性がないため、逆止め弁(15、16)が閉じているときにはピストンとシリンダーのアセンブリー(9)は一切動かないようになっています。この場合では、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)から「離れている」機械式スプリングを使用することもできます。一例としては、ばね作用が働く形でフロントフォークがハンドルステム(5)に取り付けられているスプリングが挙げられます。
【００７０】
逆止め弁15、16とバイパス管(12')内の逆止め弁15'を、共通のアクチュエーター1台(図には表示されていません)で作動させるように設計することも可能です。また、加圧媒体管(12,13)をフレーム(1)内部、つまりダウンチューブ(4)に内蔵することもできます。
【００７１】
図8の具体例の場合、フロントフォーク部分に位置するピストンとシリンダーのアセンブリー(9)の空気圧シリンダー(34,35)と、空気圧シリンダー室(41,42)とを、遮断装置を備えたそれぞれの加圧媒体管によって互いに接続することができます。遮断装置によって個別に、つまりそれぞれ独立したピストンとシリンダーのアセンブリー9と14の調整を行うことができます。遮断装置を使用すると、様々なレベルでシリンダーを支えることができます。この方法は、調節可能なフォークやリヤ・アセンブリー・ダンパーが1つしかない場合などに最適です。
【００７２】
図8の具体例に代わって、ロック装置に単動式シリンダーを使用することもできます。この単動式シリンダーは、例えばリヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリー(14)が取り付けられている筐体などに一緒に内蔵することができます。またこの単動式シリンダーは、遮断装置を備えた加圧媒体管によって補正リザーバに接続することもできます。この遮断装置によって、単動式シリンダーは補正リザーバから離反されます。つまり、単動式シリンダーと補正リザーバと遮断装置からなるロック装置を使用することも可能なのです。
【００７３】
また加圧媒体管12と13を、別の加圧媒体管と別の遮断装置を使用して接続することもできます。こうするとシステム全体が開くので、ピストンとシリンダーのアセンブリーの各室の調整が簡単にできるようになります。
【００７４】
図9では、図7と図8の応用例を示しています。
【００７５】
図9の具体例では、空気圧シリンダー(30)の長さが図6と図7の例よりも長いため、スプリングの範囲も長くなっています。空気圧シリンダー(30)の内部では、空気圧ピストン(31)の上部に弾力素材を使用した部品(49)と「浮き」(50)とが備わっています。この「浮き」(50)は、弾力素材(49)の入ったシリンダー室から第1のシリンダー室(34)を密閉しています。また、ピストンを固定するためのクランプを取り付けることもできます。このときピストンの長さは、下に向かって延長可能になっています。
【００７６】
弾力素材(49)はスプリングの機能を改善し、いわゆる「アップヒル・ポジション」、つまりアップヒルの走行中にスプリングの役割を果たします。アップヒルの走行中にはピストンとシリンダーのアセンブリー(9)は縮んでいます。つまり、第1のシリンダー室(34)内部の空気量は図9の場合よりも少ない、もしくはゼロになっているのです。このとき浮き(50)は空気圧シリンダー(30)のハンドルバー側の先端部分に位置しています。この場合、「空気圧のスプリング範囲」は比較的小さいかゼロになっています。それでも弾力素材(49)によってある程度の「スプリングの残留」は維持されます。
【００７７】
つまり、この「追加されたエラストマー室」は、特にピストンとシリンダーのアセンブリー(9)にリークがあって空気が漏出している際などに、主に安全スプリングの役割を果たします。そのため、サイクリストは自転車に破損がある場合でも安全に目的地に到達することができるのです。この「エラストマー室」はプラス室(34)と完全に等しいスプリング動作をします。アップヒル・ポジションの場合ではプラス室(34)の空気量は「ほとんど」ゼロになっています。そのため、フォークとリヤ・アセンブリーのプラス室とマイナス室の空気量は完全には一致していません。試験走行の結果、リヤ・アセンブリーが完全に伸びていてもフォーク内部、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(9)には微量の空気が残留していることが明らかになっています。
【００７８】
弾力素材(49)の代わりとして、もしくは弾力素材(49)に加えて、コイル型スプリングのような機械式スプリング、または簡単な取付けが可能な圧縮空気シリンダー（既に空気が抽入されている）などを取り付けることも可能です。図9に従い、コイル型スプリングはピストン(31)と浮き(50)との間、もしくは浮き(50)と空気圧シリンダー(30)のハンドルバー側の先端部分との間に取り付けることができます
また、弾力素材(49)の代わりに別の空気圧スプリングを使用こともできます。
【００７９】
図10はロック装置の改造例です。このロック装置の場合、逆止め弁(46)によってシリンダー室(43)だけが、ピストンロッド(19)の移動時に補正リザーバとして機能する油圧リザーバ(44)と接続しています。このロック装置の液体には圧縮性がないため、逆止め弁(46)が閉じていると、ピストンロッド(19)は完全に固定されています。
【００８０】
また、図6、7、9に記述されるピストンとシリンダーのアセンブリー(14)の代わりに上記のそれぞれの具体例を使用することもできます。
【００８１】
また、フロントホイール・サスペンションまたはリヤホイール・サスペンションのどちらかにだけに1つの調節装置を取り付けること、またはフロントホイール・サスペンションとリヤホイール・サスペンションの両方に空気圧や液体などによる接続が一切ない、まったく別々の調節装置を取り付けることもできます。
【００８２】
図11では図5の応用例を示しています。ここではシリンダーの筐体(38)とスプリング(20)とが、回転式ヒンジ(93)によってフレキシブルな状態で接続しています。シリンダーの筐体(38)は、ちょうつがい付ブラケット(58)によってダウンチューブ(4)の支持部分(94)に固定されています。また、スプリング(20)のちょうつがい付ブラケット(58)は、スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)にフレキシブルな状態で固定されています。このように調整ユニットとスプリングが「非直線形に配置」されているため、スプリング(20)の「迎え角」を増減させることができるようになっています。
【００８３】
調整ユニット、つまりシリンダーの筐体(38)は、バーなどを使用してダウンチューブに沿って取り付けることもできます。
【００８４】
図12では、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)と、図6の具体例にほぼ該当するもう1つの調節装置(70)という2つの調節装置を図解しています。ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)は、フロントホイール・サスペンションなどを調整し、調節装置(70)はリヤホイール・サスペンションを調整します。(図7参照) 第1のシリンダー室(34)、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(9)のプラス室は、第1の加圧媒体管(12)と遮断装置(15)によって、調節装置(70)のプラス室(41)に接続しています。また、第2のシリンダー室(35)、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(9)のマイナス室は、加圧媒体管(13)と遮断装置(16)によって、調節装置(70)のマイナス室(42)に接続しています。
【００８５】
図12の具体例では図9と異なり、空気圧ピストン(31)と浮き(50)の間に2つの弾力素材(49a、49b)が使用されています。この弾力素材49a、49bは、スプリングの特性を改善し、いわゆる「アップヒル・ポジション」、つまりアップヒル走行時にスプリングの役割を果たします。アップヒル走行時は、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)は「縮んだ」状態になっています。つまり、第1のシリンダー室(34)の空気量が非常に少ないかゼロになっているのです。このとき浮き(50)はハンドルバー側の先端、または空気圧シリンダー(30)上部の先端に位置しています。この場合、「空気圧スプリングの範囲」は非常に小さいかゼロになっています。このとき弾力素材49a、49bは、ある一定の「スプリングの残留効果」を保証します。弾力素材49a、49bに限っては異なったマテリアルを使用することもできます。つまり、双方のスプリングの強さが異なっても問題はありません。
【００８６】
ピストンロッド(32)には環状の弾力素材(71)が取り付けられており、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)が伸びた状態にある、いわゆる「ダウンヒル・ポジション」の際に反動素材の役割を果たします。弾力素材(71)は、ピストン(31)のスプリングが伸びる際に、空気圧シリンダー(30)の下端にぶつかるのを防ぎます。
【００８７】
図13では、2つの調節装置が連結している場合の具体例を示しています。第1の調節装置は、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)からなっており、図12の具体例に該当します。第2の調節装置(70)は、ピストン部(62)が移動可能な状態で組み込まれているシリンダーの筐体(38)からなっています。ピストン部(62)のピストン(61)は、シリンダーの筐体(38)の後退部(71)に摺動しており、後退部(71)を第一の油圧シリンダー室(43)と第二の油圧シリンダー室(44)に分割しています。このとき、双方のシリンダー室(43,44)は油圧管(45)または逆止め弁(46)によって接続することができます。
【００８８】
ピストン部(62)は、空気圧ピストン(39)が摺動している内部の後退部(72)で形成されています。この空気圧ピストン(39)はシリンダーの筐体(38)に不可欠なコンポーネントであり、後退部(72)を第1の空気圧シリンダー室(41)（「プラス室」）と第2の空気圧シリンダー室(42)（「マイナス室」）に分割しています。
【００８９】
また、ピストン部(62)はピストンロッド状の部品(73)部分、およびシリンダーの筐体(38)に備わっている別のシリンダー型の後退部(74)に摺動しています。後退部72と74のそれぞれの軸の先端部分には弾力素材(75,76)が備わっており、シリンダーの筐体(38)にピストン部(62)がぶつかるのを防ぎます。
【００９０】
プラス室(41)は、空気圧管(75)と弾力性のある空気圧加圧媒体管(12)と逆止め弁(15)によって、第1のシリンダー室(34)、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(9)のプラス室に接続しています。第2の空気圧シリンダー室(42)、つまりマイナス室は加圧媒体管(13)と逆止め弁(16)によって、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)のマイナス室に接続しています。調節装置(70)の片端には、図1〜7、および9の具体例と同様、スプリング(20)またはダンパーが取り付けられています。
【００９１】
この具体例においても、プラス室(41)のピストン面積はマイナス室(42)のピストン面積より大きくなっています。従ってここでも、逆止め弁(46)が開いていること、および「プラス回路」と「マイナス回路」が回路12と13によってそれぞれ接続しているという条件下で、ピストン部(62)を自動的に伸ばす軸方向の力が生じています。この場合、油圧補正リザーバは不要です。これは、油圧シリンダー室43と44の環状部分の断面積が同じだからです。つまり、一方の油圧シリンダー室から流出した液体量がもう一方の油圧シリンダー室に流れ込みます。（またはその逆）
図14では、加圧媒体管(12)と逆止め弁(46)によって、プラス室(34)をピストンとシリンダーのアセンブリー(9)に直接接続できる具体例を示しています。逆止め弁(15)が開くと、プラス室(34)とマイナス室(35)の圧力補正が行われます。
【００９２】
このとき、外部からの軸方向への力がピストンとシリンダーのアセンブリーにかからない限り、空気圧シリンダー(30)は誘導チューブ(37)から「自動的に」押し出されます。ここでもプラス室(34)の圧力で押されている浮き(50)の断面積は、マイナス室(35)の圧力で押されているピストン(31)の断面積より大きくなっています。このとき、この断面積の差はピストンロッド(32)の断面積と一致しています。逆止め弁(15)が開いた後のプラス室(34)とマイナス室(35)の圧力は等しいので、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)が伸びたときの力の大きさに相違が生じます。
【００９３】
図15は図8の応用例を示しています。誘導チューブ(37)と誘導チューブに接続しているピストンロッド(32)はここでは「上部」に位置しています。つまり、ステアリング・ステムに向かって取り付けられているのです。ピストンロッド「下部」の開口型の先端部分にはピストン(31)が取り付けられていて、空気圧シリンダー(30)に摺動しています。空気圧シリンダー(30)は、誘導チューブ(37)内で縦方向に移動できるように挿入されています
第1のシリンダー室(34)、つまり「プラス室」は空気圧シリンダー(34)とピストン(31)で形成されています。第2のシリンダー室(35)、つまり「マイナス室」は環状のシリンダー室で、空気圧シリンダー(30)とピストンロッド(32)とピストン(31)で形成されています。ピストン(31)には、プラス室(34)とマイナス室(35)を接続していて、バルブ(84)で開閉が可能な通過用開口部(55)が取り付けられています。バルブ(84)には、ピストン(31)またはピストンロッド(32)によって、ステアリング・ステム(7)の高さまで上げられている作動装置(85)が使用されています。ステアリング・ステム(7)の高さには、スイッチまたは引ボタンの形をしたアクチュエーター(86)が取り付けられています。作動装置(85)にはボーデン・ワイヤなどを使用することができます。もちろんバルブ(83)にも電動式、油圧式、空気圧式などの別の作動方式を使用することができます。
【００９４】
この具体例においては、ハンドルバーまたはステアリング・ステム(7)からフロントフォークの高さ調整を快適に行うことができます。もちろんプラス室(34)に更に別のスプリングを追加することもできます。
【００９５】
図16では、サドル(3a)の高さ調節に調節装置が使用される具体例を示しています。サドル(3a)には、フレームのサドルチューブ(3)に挿入されているシートピラー(75)が取り付けられています。また、サドルチューブ(3)と接続していて、上方向に突き出たピストンロッド(76)が使用されています。ピストンロッド(76)の開口型の上端部分には、シートピラー(75)に摺動しているピストン(77)が取り付けられています。更にピストンロッド(76)の開口型の下端部分には、ピストンロッド(76)を貫く後退部を備えたピストン(78)が取り付けられています。サドルチューブ(3)とピストンロッド(76)とピストン(78)は、抽入装置(図には表示されていません)を通って、ガスまたは空気を抽入することができるプラス室(79)を形成しています。ピストン(77,78)とピストンロッド(76)とシートピラー(75)は、環状のマイナス室(80)を形成しています。図1の具体例と同様、プラス室(79)とマイナス室(80)の間には、ピストン(78)内部の通過用開口部(図には表示されていません)によって空気圧接続が生じることもあります。プラス室(79)の圧力が気圧を上回る場合、サドル(3a)に向かって作用する軸方向の力が生じます。また、サドル(3a)とシートピラー(75)とピストン(77)で境界されている油圧シリンダー室(81)が備わっています。この油圧シリンダー室(81)は、油圧管(82)と逆止め弁(46)によって補正リザーバ(66)と空気圧接続しています。逆止め弁(46)が開くことにより、シートピラー(75)が上方に押されます。これにより油圧シリンダー室(81)の液量が増加し、補正リザーバ(66)の液体が中に流れ込みます。遮断装置(46)が閉じることにより、サドルは現在の高さで「ロック」されます。
【００９６】
また、サドルチューブに「ツイスト型安全装置」を取り付けることもできます。
【００９７】
シートピラーとサドルチューブには、例えば切断面が楕円形のものを使用することもできます。また、外付けの誘導用ロッドや誘導用グルーブやエッジプロファイルなども取り付け可能です。
【００９８】
図17では図16の応用例を示しています。ここでは、ピストンロッド(76)内の油圧管(83)および逆止め弁(46)によって、シートピラー(75)内の油圧シリンダー室(81)が補正リザーバ(66)に接続しています。逆止め弁(46)が開いている際の機能は、図16の具体例と同様です。
【００９９】
図18では、自転車のフロントホイール・サスペンションの高さ調整を行う調節装置において、本発明を更に発展させた例を示しています。空気圧シリンダー(30a)の下端はねじ(プラグ接続も可)によって誘導チューブ(37a)に取り付けられています。ステアリング・ステム(7a)にはチューブ(37b)およびチューブ(37b)と接続しているピストンロッド(32a)が固定されています。ピストンロッド(32a)の下端には、空気圧シリンダー(30a)に摺動しているピストン(31a)が取り付けられています。チューブ(37b)とピストンロッド(32a)は、誘導チューブ(37a)と空気圧シリンダー(30a)に相対しており、左右方向に移動することができます。
【０１００】
第1のシリンダー室(34a)、つまり「プラス室」は空気圧シリンダー(30a)からなっています。第2のシリンダー室(35a)、つまり「マイナス室」は、空気圧シリンダー(30a)とピストンロッド(32a)とピストン(31a)で形成される環状のシリンダー室です。ピストン内部には、第1のシリンダー室(34a)を第1のシリンダー室(35a)と接続していて、バルブで開閉することができる通過用開口部が備わっています。バルブは、ピストン(31a)とピストンロッド(32a)によって、ステアリング・ステム(7a)の高さまで上にのびている作動装置(85a)と接続しています。作動装置(85a)には、ステアリング・ステムの高さにアクチュエーター(86a)が取り付けられています。この作動によりバルブは開閉します。
【０１０１】
空気圧シリンダー(30a)の下端部分には、弾力素材(33a)が使用されています。その上には、第1のシリンダー室(34a)を弾力素材(33a)が備え付けられているシリンダー室から密閉している浮き(38a)が使用されています。この浮きには、空気浸透性のある素材など使用することもできます。また、浮きを削除するという例もあり得ます。
【０１０２】
また、ここでは述べられていない別の具体例として、図18において記述した調節装置内に更に2つの加圧媒体管を取り付けることができます。これらの加圧媒体管は、ステアリング・ステム(7a)の高さからピストンロッド(32a)を通ってピストン(31a)まで伸びています。第1の加圧媒体管はプラス室(34a)に接続しており、第2の加圧媒体管はマイナス室(35a)に接続しています。図18で示される調節装置からは、加圧媒体管が第2のピストンとシリンダーのアセンブリーにのびています。このアセンブリーには、例えば図7や図8で示されている第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)と同様の構造を採用することができます。第1の加圧媒体管はプラス室(41)に接続しており、第2の加圧媒体管は第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)のマイナス室(42)に接続しています。
【０１０３】
図19では上記の発明を更に発展させた例として、ピストンシリンダー装置(14a)で形成される調節装置を示しています。この調節装置は、特にリヤホイール・サスペンションの高さ調節に適しています。このピストンシリンダー装置(14a)には、内部に空気圧ピストン(39)を備えたピストンロッドが通っているシリンダーの筐体(38a)が備わっています。空気圧ピストン(39a)は、シリンダーの筐体(38a)をプラス室(41a)とマイナス室(42a)に分割しています。プラス室(41a)は第1の開口部(41b)によって、またマイナス室(42b)は第2の開口部(42b)によって「外部の」空気圧管(59a)に接続しています。この空気圧管(59a)は逆止め弁(60a)によって開閉することができます。開口部41bと42bは、シリンダーの筐体(38a)の中央の壁面に取り付けられています。このとき、シリンダーの左右両端からの最低距離は(例えば2cmや4cm以上などに)決まっています。
【０１０４】
逆止め弁(60a)が閉じていると、空気圧ピストン(19a)に力の均衡が生じます。このとき、空気圧ピストン(19a)は図19で示されるような第1の中立位置をとっています。調節装置を調節する際には、逆止め弁(60a)が開きます。
【０１０５】
これによりプラス室(41a)とマイナス室(42a)は接続され、室間の圧力補正を行うことができます。また、空気圧ピストン(19a)は左に移動します。この空気圧ピストン(19a)が第2の開口部(42b)を覆うと、プラス室(41a)とマイナス室(42a)は再び分離されます。すると、空気圧ピストン(19a)部分で新たな力の均衡が生じます。このとき、空気圧ピストン(19a)は第2の中立位置をとります。
【０１０６】
この位置の場合、空気圧ピストン(19a)はシリンダーの筐体(38a)の左側の壁から間隔を置いています。つまり、左方向への移動が制限されているため、逆止め弁(60a)が開いている場合でも、スプリングの範囲は非常に小さくなるのです。その後、逆止め弁(60a)が閉じます。
【０１０７】
調節装置が新たな調節を行うためには、逆止め弁(60a)が再び開き、空気圧ピストン(19a)が右に押されます。右方向に動いている間に、空気がプラス室(41a)からマイナス室(42a)に流れ込みます。空気圧ピストン(19a)が第1の開口部(41b)を覆うと、プラス室(41a)とマイナス室(42a)は再び分離されます。すると、ピストン(19a)これ以上右方向に押されることが不可能（またははほとんど不可能）になります。つまり、右方向への移動も制限されているのです。逆止め弁(60a)が閉じている場合、ピストン(19a)部分で新たな力の均衡が生じます。このときピストン(19a)は第3の中立位置をとります。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明された調節装置の具体例1です。
【図２】 発明された調節装置の具体例2です。
【図３】 油圧ロック装置と補正リザーバを備えた調節装置の具体例です。
【図４】 補正リザーバを備えた調節装置の別の具体例です。
【図５】 機械式の補正機能を備えた調節装置の具体例です。
【図６】 本発明の応用の概要です。
【図７】 発明された自転車の図解です。
【図８】 図7に示されるピストンとシリンダーのアセンブリーの拡大図です。
【図９】 本発明のその他の具体例です。
【図１０】 ロック装置の改造例です。
【図１１】 本発明のその他の具体例です。
【図１２】 本発明のその他の具体例です。
【図１３】 本発明のその他の具体例です。
【図１４】 本発明のその他の具体例です。
【図１５】 本発明のその他の具体例です。
【図１６】 サドル用の高さ調節装置です。
【図１７】 サドル用のその他の高さ調節装置です。
【図１８】 自転車のフロントホイール・サスペンションの高さ調整を行う調節装置において、本発明を更に発展させた例です。
【図１９】 ピストンシリンダー装置で形成される調節装置を示しています。
【０００１】
このような自転車はWO 99/03721によって知られています。ここでは、フォークアームが2本取り付けられた、空気圧でスプリング動作を行うフロントフォーク、および空気圧でスプリング動作を行うリヤホイール・サスペンションを備えた自転車について記述されています。双方とも複動の空気圧シリンダーを形成しています。シリンダー内部に位置するピストンは、それぞれの空気圧シリンダーを第1、第2のシリンダー室に分割します。第1のシリンダー室は第1のガス圧スプリングを形成し、フォークとリヤホイール・サスペンションの「スプリングの縮み」を防ぎます。また、第2のシリンダー室は第2のガス圧スプリングを形成し、「スプリングの伸び」を防ぎます。それぞれの空気圧シリンダーには、第1と第2のシリンダー室の空気の抽出入を個別に行うためのバルブが取り付けられています。このバルブは長さ調節が可能で、また「スプリングの強度」を調節することができます。
【０００２】
DE 298 10 431 U1は、特にアップダウンの激しい険しい地面を走行するのに適した、いわゆるマウンテンバイクを示しています。マウンテンバイクには、伸縮自在のフォークアームを備えたスプリング・フロントフォークが使用されており、その長さを段階的に調節することができます。それぞれのフォークアームには、調節した「フォークの長さ」と「フォークの高さ」をそれぞれ固定するためのロッキング・ピンが使用されています。伸縮自在のフォークアームの内部には、フロントホイールから引き起こされる衝撃を部分的に緩和するらせん状のスプリングが取り付けられています。そのため、快適な走行が可能です。リヤホイールは、ペダル軸の周囲の回転が可能なスイングアーム・リヤ・サスペンションが固定されています。これは、圧力吸収作用を持つ衝撃吸収レッグによって、フレームに向かって支えられています。衝撃吸収レッグは、クイックリリース式でフレームに固定されています。ここには、スイングアーム・リヤ・サスペンションとフレームの間の角度の段階的な調節（つまりリヤホイールの段階的な「高さ調節」）を可能にする複数の「固定ポイント」が使用されています。フロントホイール・サスペンションとリヤホイール・サスペンションの自由な「高さ調整」が可能なため、アップヒルとダウンヒルのどちらを走行していても、座る姿勢をほぼ水平に調節することができます。特に下り坂を走行する場合、フロントホイールが「伸びた」状態にあり、またリヤホイールが「縮んだ」状態にあると大きな利点があります。これは、重心が後方に移動することでフロントホイールのブレーキをかけた際に、ひっくり返る危険性が低くなるためですまた、上り坂を走行する場合にも、フロント・スプリングが縮んだ状態にあり、またリヤ・スプリングが伸びた状態にあるため、サイクリストの重心が更に前方に移動するという利点があります。そのため、サイクリストはよりゆったりした姿勢で走行することができ、かつアップヒルを走行する際の効率を上昇させることができます。
【０００３】
DE 41 01 745 A1は、弾力性のあるスプリングによって自転車のフレームに接続されているスプリング・スイングアーム・リヤサスペンションを備えた自転車を示しています。ここではロック装置にはサスペンションをロックするためのケーブル・プルが備わっています。
【０００４】
US 6,044,940、US 2,115,072およびUS 4,159,105は、スプリングまたはダンパーとして使用されている、空気圧または油圧のピストンとシリンダーのアセンブリーを示しています。
【０００５】
また、DE 198 55 161 C1では、シートピラーの高さを調節するための張力スプリングを備えた高さ調節装置を示しています。
【０００６】
US 5,086,866は、フロントホイールとリヤホイールのサスペンションの高さを油圧リフト装置で調節することができるオフロード・オートバイを示しています。油圧リフト装置には、油圧を生成するための圧力生成装置が使用されています。ここではフロントホイールとリヤホイールのサスペンションの高さ調節が同時に行われるため、フレームをほぼ水平に保つことができます。
【０００７】
US 4,735,276は、空気圧による高さ調節が可能なフロントフォークを備えたレース用オートバイを示しています。このフォークはスタート前に完全に下がるため、スタート時にフロントホイールが浮き上がることを防止できます。走行中、フロントホイールは空気圧により通常の高さまで伸ばされます。
【０００８】
本発明の目的は、容易で快適に調節することが可能で、また様々な場所に取り付けることが可能な調節装置を自転車（特に、フロントホイール・サスペンション、リヤホイール・サスペンション、サドル、ステアリングステム）に使用することにあります。
【０００９】
これは、請求項1、30の記述に示されています。この発明を取り入れた優れた実施例やさらなる開発はサブクレームを取得できる可能性があります。
【００１０】
本発明の基本原理は、「自動的に」伸ばすことができる複動のピストンとシリンダーのアセンブリーが少なくとも1つ以上使用されている機械式調節装置にあります。
【００１１】
この発明の第１の応用が、2つ以上の調節装置を取り付ける場合です。例えばフロントホイール・サスペンションとリヤホイール・サスペンションの高さ調節装置が、フロントホイールが「自動的に伸ばす」ときにリヤホイールが「縮む」（またはその逆）ように連結されている例が挙げられます。
【００１２】
フロントホイール及びリヤホイールのサスペンションの高さ調節装置には、複動のピストンとシリンダーのアセンブリーがそれぞれ1つ以上取り付けられています。このアセンブリーにはそれぞれ、加圧媒体管と１つ以上の遮断装置で連結された「プラス室」と「マイナス室」が備わっています。この遮断装置は走行角度を調節するために開きます。ハンドルバーを下に押す、またはサイクリストの体重が移動することによって、フロントホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーが縮むため、「フロントホイールの高さ」が下降し、リヤホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーが伸びます。このとき加圧媒体は、「フロント」のピストンとシリンダーのアセンブリーに備わっているプラス室から、「リヤ」のプラス室に流れます。また、「リヤ」のマイナス室からは「フロント」のマイナス室に流れます。これで「プラス回路」と「マイナス回路」の圧力はほぼ等しくなります。
【００１３】
逆に、フレームの後部を下に押すと、リヤホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーが縮み、フロントホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーが伸びるので、フロントフォークおよびスプリングの範囲が引き延ばされます。調節が完了すると遮断装置は再び閉まります。
【００１４】
この発明を更に発展させたのが、ピストンとシリンダーのアセンブリーおよび加圧媒体管が、空気などの気体で満たされているという場合です。すると、ピストンとシリンダのアセンブリーが更に「空気圧による衝撃吸収レッグ」の役割を果たすため、特にオフロードのアップヒルとダウンヒルでの走行が快適になります。
【００１５】
この発明を更に発展させたのが、リヤホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーをロックするためのロック装置を取り付けた場合です。このロック装置は、フロントホイールのピストンとシリンダーのアセンブリーに取り付けることもできます。ロック装置には、高さ調整用のためのピストンとシリンダーのアセンブリーの筐体に内蔵された複動の油圧シリンダーも使用できます。この時、油圧シリンダーは油で満たされています。油圧シリンダーの小室2つは、遮断装置の停止により、「油圧の」遮断が可能な油圧管と遮断装置で互いに接続しています。複動の油圧シリンダーの代わりに機械式のロック装置を使用することもできます。また油圧シリンダーには、逆止め弁によって油圧リザーバと接続している小室1つを使用することもできます。
【００１６】
この発明を更に発展させたのが、ピストンとシリンダーのアセンブリーに接続している加圧媒体管2本に、それぞれ遮断装置を取り付けた場合です。この2つの遮断装置は共通のアクチュエーターで作動させることができます。また、シングル・アクチュエーター1台を遮断装置とロック装置用に使用することもできます。更に、遮断可能なバイパス管を使用して、双方の加圧媒体管を互いに接続することができます。これは、双方の圧力回路内部の圧力が同等になるように補正するためです。
【００１７】
この発明を更に発展させたのが、フロントホイール・サスペンションと（または）リヤホイール・サスペンションにスプリングを使用した場合です。スプリングには、空気圧のピストンとシリンダーのアセンブリーと（または）別々もしくは追加のスプリングを使用することができます。こうしてフロントホイール・サスペンションと（または）リヤホイール・サスペンションと調節装置の接続を「解除する」こともできます。このようにスプリングが「別々に」取り付けられている場合には、油圧による高さ調整も可能です。スプリングには、例えば圧縮スプリングやエラストマー素材を使用することができます。フロントホイール・サスペンションまたはリヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリーに、機械式のスプリングを内蔵することもできます。一例として、スプリングをピストンとシリンダーのアセンブリーのプラス室内部に取り付けることもできます。強い衝撃によって「空気圧による」スプリングが最大範囲まで使用されている場合、付属の機械式スプリングが使用されます。また、アセンブリーをピストンとシリンダーのアセンブリーの外側に取り付けることも可能です。
【００１８】
この発明を更に発展させたのが、空気の抽出入を行うために、ピストンとシリンダーのアセンブリーまたは加圧媒体管に抽出入バルブを取り付けた場合です。抽入バルブは、圧力が既定値である場合にのみ開く逆止め弁です。この圧力既定値は調整可能です。つまり「空気圧のスプリング強度」は、サイクリストの体重およびサイクリストが希望する快適な乗り心地に合わせて調整することができるのです。この際、小型で自転車のフレームに内蔵することが可能な圧縮空気リザーバ（例：圧縮空気シリンダー）の使用が推奨されます。また、圧縮空気ジェネレーターを取り付けることもできます。このとき、フロントホイールまたはリヤホイールの各スプリングが跳ね返ることで、圧縮空気リザーバまたはピストンとシリンダーのアセンブリーに空気が注入される機能を備えたジェネレーターが推奨されます。このとき、空気ポンプの原理で作動する圧縮空気ジェネレーターなどを使用することもできます。
【００１９】
この発明を更に発展させたのが、自転車にピストンとシリンダーのアセンブリーからなる2本のフォークアームを備えたフォークを取り付けた場合です。リヤホイールには、回転式ヒンジおよび、リヤホイールの高さ調整を行うピストンとシリンダーのアセンブリーに接続しているスイングアーム・リヤ・サスペンションを取り付けることができます。
【００２０】
この発明の第２の応用は、１本のピストンで「プラス室」と「マイナス室」などに分割されているピストンとシリンダーのアセンブリーのシリンダー室2つを、液路によって互いに接続することです。これにより、圧力の補正が可能になります。
【００２１】
2本のピストンの側面には、ピストンとシリンダーのアセンブリーから際立っているピストンロッドが固定されています。これは軸方向に動かすことができます。そのため、プラス室とマイナス室で使用されているピストンの面積（つまり双方のピストンロッドの断面積）は異なります。この面積の差により、両方のシリンダー室に同等の圧力がかかっている場合でも、ピストンとピストンロッドに「異なった大きさの力」がかかることになります。このため、調節装置を自動的に伸ばすことが可能になります。
【００２２】
この発明の第3の応用は、使用される面積がそれぞれ異なるピストンを2つのシリンダー室に使用することです。但し、この際2つのシリンダー室はピストンによって常に分断されています。また、ここではピストンをロックするためのロック装置が常に使用されています。この応用は、特に自転車のサドルやステアリング・ステムなど、機械式の調整が必ず必要な部分に調節装置として使用するのに最適です。
【００２３】
このような調節装置は多種多様に利用できます。例としてはフロントホイール・サスペンション、リヤホイール・サスペンション、サドル、ステアリング・ステムなどの高さ調整が挙げられます。その利点は、ピストンとシリンダーのアセンブリーに蓄えられた圧力エネルギーによって調節装置が自動的に伸びることができるというにあります。
【００２４】
以下のような図解により、この発明について更に詳しく具体的に説明されています。
【００２５】
図1は、ピストンとシリンダーのアセンブリー（14）からなる調節装置と、アセンブリーに「軸方向」に接続しているスプリングまたはダンパー(20)を示しています。ピストンシリンダーのアセンブリー(14)は、ピストンロッド（19）が組み込まれているシリンダーの筐体(38)を形成しています。ピストンロッド（19）は、空気圧ピストン(39)の開口型の先端と空気圧ピストン（39）と間隔を置いて位置する油圧ピストン(40)を形成しています。空気圧ピストン（39）はシリンダーの筐体(38)を、「プラス室」と呼ばれる第1の空気圧シリンダー室(41)と、「マイナス室」と呼ばれる第1の空気圧シリンダー室(42)に分割しています。このとき、空気圧ピストン(39)には、プラス室(41)とマイナス室(42)とを接続するための通過用開口部(55)が備わっています。そのため、プラス室(41)とマイナス室(42)の圧力は同等になります。第2の空気圧シリンダー室(42)には、ピストンロッド(19)が通っているピストンの開口部が備わっており、空気圧シリンダー(39)とシリンダーの筐体(38)と筐体の壁(38a)によって境界されています。
【００２６】
また、逆止め弁(15)により遮断が可能な抽入用接合部分(56)が備わっています。この逆止め弁(15)により、互いに接続しているプラス室(41)とマイナス室(42)それぞれに空気を抽入することができます。更に、シリンダーの筐体(38)の外側にはちょうつがい付ブラケットが使用されています。このブラケットにより、調節装置を例えば自転車のフレームなど、その他のコンポーネントとフレキシブルに接続することができます。
【００２７】
プラス室（41）とマイナス室(42)を比較すると、プラス室(41)は円形シリンダーの形をしており、マイナス室(42)は環状シリンダーの形をしていて、シリンダーの筐体(38)の内部とピストンロッド(19)によって境界されていることがわかります。言いかえれば、断面積においてプラス室(41)のピストン面積はマイナス室（42）のピストン面積より大きくなっているのです。プラス室(41)とマイナス室(42)に大気圧を超える圧力がかかる場合、プラス室(41)とマイナス室(42)のピストン面積の「断面積に差異が生じる」ため、プラス室(41)とマイナス室(42)内部で作られた圧力、およびピストンロッド(19)の断面積と等しいピストンの力が生じます。（この場合、摩擦力は考慮していません。）ピストンロッド(19)がシリンダーの筐体(38)の内部で自由に移動できる限り、ピストンロッド(19)は生じた圧力によって常に「伸びた状態」になるように押されます。つまり、シリンダーの筐体(38)の「右方向」に押されるのです。
【００２８】
油圧ピストン(40)は、シリンダーの筐体(38)を油などが入った第1の油圧シリンダー室(43)と第2の油圧シリンダー室(44)に分割しています。2つの油圧シリンダー室(43、44)は、逆止め弁(46)で遮断することができる油圧管(45)によって互いに接続しています。
【００２９】
ピストンロッド（19）は、第2の油圧シリンダー室(44)部分の筐体開口部によってシリンダーの筐体(38)から際立っており、反対側の開口型の先端部分には、スプリング(20)の筐体に組み込まれているスプリングピストン(47)が取り付けられています。そのため「調節装置」、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(14)はスプリング(20)から「離れて」います。筐体(48)の内部には、例えば機械式スプリングやエラストマー素材を使用することができます。筐体(48)には、例えば自転車のスイングアーム・リヤ・サスペンションなど、他のコンポーネントとのフレキシブルな接続を可能にするちょうつがい付ブラケット(58)が使用されています。
【００３０】
下記では、機能の詳細を説明しています。
【００３１】
逆止め弁(46)が閉まっている場合、油圧シリンダー(43,44)内の液体に圧縮性がないため、ピストンロッドは「遮断」されています。つまり、油圧シリンダーはロック装置の役割を果たしています。そのため、このアセンブリーは軸方向以外、つまりにスプリング(20)の弾性の縦方向以外には動かすことができません。
【００３２】
逆止め弁(46)が開いている場合、ピストンロッド（19）は筐体内で自由に移動できます。ちょうつがい付ブラケット(57,58)に「外側からの力」がかからない限り、上記の圧力によってピストンロッド(19)は自動的に伸びます。このとき、その圧力はプラス室(41)とマイナス室(42)内部の圧力に比例しています。ちょうつがい付ブラケット(57,58)に軸方向の圧力をかけることで、ピストンロッド(19)をシリンダーの筐体(38)の中に押し込むことができます。また、逆止め弁(46)を閉じることで、ピストンロッド(19)を段階的に油圧で「遮断する」ことができます。
【００３３】
そのため、この調節装置は一般的に使用することが可能です。特にホイールサスペンション、サドル、ステアリング・ステムなどの高さ調整を行う自転車に適しています。この詳細については後に記述されています。
【００３４】
図2は、図1の応用例を示しています。この場合、プラス室(41)とマイナス室(42)が、「外部の」空気圧管(59)と逆止め弁(60)によって互いに接続しています。油圧管(45)の逆止め弁(46)が開いていて、逆止め弁(60)が閉じている場合、空気圧ピストン(19)には力の均衡が生じます。この際、空気圧ピストン(39)はその両端の中間部分に位置しています。プラス室(41)またはマイナス室(42)の圧力補正を行うために、更に逆止め弁(46)が開いている場合、空気ピストンは完全に伸びた状態になります。つまり、空気ピストンは右端に位置していることになります。逆止め弁(60)または空気圧管(59)には、プラス室(41)またはマイナス室(42)に空気を抽入するための抽入用接合部分(図には表示されていません)を取り付けることもできます。
【００３５】
図3は、更にピストンとシリンダーのアセンブリー(14)とスプリング(20)を使用した具体例を示しています。この場合、シリンダーの筐体(38)とスプリングの筐体(48)は接続しており、1つに統合されています。また、代わりに接続用ジョイント（図には表示されていません）を使用することもできます。接続用ジョイントを使用した場合の具体例は図11に示されています。
【００３６】
シリンダーの筐体(38)は、ピストン部(62)のピストン(61)と合体しています。ピストン部(62)またはピストン(61)は、シリンダーの筐体(38)を環状のプラス室(41)と環状のマイナス室(42)に分断しています。この際、ピストンは図1と図2の具体例に類似していますが、シリンダー(61)の面積がプラス室(41)より小さくなっています。図1と同様、ピストン(61)にはプラス室(41)とマイナス室(42)を接続している通過用開口部(55)が使用されています。また、ここでも抽入用接合部分(56)と逆止め弁(15)が使用されています。
【００３７】
この場合、シリンダーの筐体(38)にはピストン型の部品(63)が使用されています。このピストン型の部品(63)はピストン部(62)と合体しており、第1の油圧シリンダー室(43)を備えた油圧ピストンと油圧シリンダーのアセンブリー、および第2の油圧シリンダー室(44)のコンポーネントに当たります。図1と図2と同様に、2つの油圧シリンダー室(43,44)は、油圧管と逆止め弁（図には表示されていません）によって接続しています。この油圧管と逆止め弁、例えばチェックバルブは垂直面などの図面に使用することができます。
【００３８】
第2の油圧シリンダー室(44)は、シリンダーの筐体(38)内部の油圧管(64)及び、ここでは浮き(67)が浮かんでいる筐体(66)として、概略的にしか示されていない補正リザーバと接続している油圧逆止め弁(65)の上に位置しています。油圧シリンダー室（43、44）にピストンの表面積が異なるピストン型の先端部分(63)が使用されているため、補正リザーバ(66)は必要です。つまり、ピストン部(62)が移動した場合、1つの油圧シリンダー室から流れ出す液体の量がもう1つの油圧シリンダー室に流れ込む量よりも多くなくてはなりません。この、「違った流出入量」が補正リザーバ(66)に流れ込みます。あるいは流れ出して補正リザーバ(66)からどちらかの油圧シリンダー室に流れ込みます。逆止め弁(65)を遮断すると、ピストン部(62)を「ロックする」ことができます。このとき、補正リザーバ(66)による「流出入量の補正」は実行されないようになっています。しかし、逆止め弁(65)が開いていると、自由な「長さ調整」が可能な状態になっています。つまりピストン部(62)の位置を、シリンダーの筐体(38)内部で移動することができるのです。この場合も、シリンダー室(41,42)内部の圧力が気圧よりも高く、また外部からの圧力がかかっていない場合（もしかかっている場合は非常に弱い圧力）に、ピストン部(62)は「自動的に」伸びます。
【００３９】
上記の具体例とは別に、2つのシリンダー室(43,44)は必ずしも油圧管によって接続されていなくても大丈夫である、という例があります。シリンダー室(43)にはガスや空気を抽入することもできます。このときシリンダー室(43)内のピストン部(62)が移動することで、超過圧と負圧が生じます。また、更に別の具体例ととして、自由な換気を行うため、シリンダー室(43)を外気が入るように開いた状態にすることができます。この2つの具体例においては、ピストン部(62)が移動すると、「違った流出入量」ではなく、すべての液体量が補正リザーバ(66)に流れ込み、更に補正リザーバ(66)からシリンダー室(44)に流れ込みます。この2例には、ピストン型の先端部分(63)の使用面積が前述の例よりも大きいという利点があります。言いかえれば、油圧を生成するピストンの面積が大きいため、小さな圧力でも強い力に耐えることができるのです。
【００４０】
図1と図2同様、調節装置を自転車の他のコンポーネントにフレキシブルに接続するためのちょうつがい付ブラケット(57,58)が、ここでも使用されています。
【００４１】
図4は図3の応用例です。ここではプラス室(41)とマイナス室(42)が、「外部の」空気圧管(59)と逆止め弁(60)によって互いに接続しています。
【００４２】
もちろんここでも、プラス室(41)とマイナス室(42)にガスや空気を抽入するための「抽入管」(図には表示されていません)が備わっています。
【００４３】
図5は、第1の油圧シリンダー室(43)と第2の油圧シリンダー室(44)の液量を「補正」するための補正装置(87)を使用した具体例を示しています。この環状のピストン(88)とスプリング(89)からなる補正装置(87)はピストン部(62)内での移動が可能です。シリンダー室(43)内部の圧力により、環状のピストン(88)が、ピストン部(62)の壁面(90)で支えられているスプリング(89)の圧力に対抗するように押されます。このためスプリングの力とシリンダー室(43)の圧力が均衡しているのです。またシリンダー室(43)は、油圧管(91)によって逆止め弁(65)と接続しています。逆止め弁(65)からシリンダー室(44)に向かって、もう1つの油圧管(92)が通っています。ここでもピストン型の先端部分(63)が、シリンダー室(43)をシリンダー室(44)から密閉しています。
【００４４】
逆止め弁(65)が開いていると、ピストン部(62)はシリンダーの筐体(38)内部で移動することができます。2つのシリンダー室(43,44)の断面積が異なるため、液量の補正が必要です。この補正は、環状のピストン(88)の移動により実行されます。このとき、図に示されている機械式スプリング(89)の代わりに、空気圧スプリングやその他の機械式スプリングを使用することもできます。
【００４５】
図6は上記の具体例とは異なり、空気圧ピストン(39)と油圧ピストン(40)を「並行」に取り付けた場合を図解しています。このとき2つのピストンは、軸方向への移動が可能なロッド(68)によって接続しており、またスプリング(20)とも接続しています。また、2つの油圧シリンダー室(43,44)を互いに接続することができる油圧逆止め弁(46)と、油圧シリンダー室(43)と補正リザーバ(66)を接続することができる油圧逆止め弁(65)を、1つの筐体(69)などの1つのユニットに取り付けることができます。
【００４６】
以下の図では、特に自転車に関連する発明について詳しく説明しています。
【００４７】
図7は、トップチューブ(2)、シートチューブ(3)、ダウンチューブ(4)を備えたフレームを使用した自転車の図解です。トップチューブ(2)とシートチューブ(3)の先端には、ヘッドチューブ(5)が使用されています。このヘッドチューブ(5)は、回転可能な状態でフロントフォーク(6)の片端部分、もしくはヘッドチューブ(5)と接続した形で、ハンドルバー(8)が備わっているステアリング・ステム(7)部分に取り付けられています。フロントフォーク(6)には2つのフォークアームが含まれます。図では、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)からなるフォークアーム1本のみが示されています。この詳細については図8で説明されています。この具体例の代わりに、フォークアームを1本だけ使用したフォークを使用することもできます。ピストンとシリンダーのアセンブリーの開口型のフレームエンド(10)部分には、フロントホイール(11)が回転可能な形で取り付けられています。
【００４８】
ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)からは、第1と第2の加圧媒体管(12,13)が第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)に向かって伸びています。第1の加圧媒体管(12)には第1の逆止め弁(15)が取り付けられており、第2の加圧媒体管(13)には第2の逆止め弁(16)が取り付けられています。
【００４９】
第2のピストンとシリンダのアセンブリー(14)の筐体先端部分(17)は、回転式ヒンジ(18)によってダウンチューブ(4)と接続しています。
【００５０】
スプリング(20)の片端(21)は、回転式ヒンジ(22)によってスイングアーム・リヤ・サスペンション(23)と接続しています。このスイングアーム・リヤ・サスペンション(23)は、3本のチューブ(24,25,26)が三角形につながって形成されて、回転可能のリヤホイール(27)が取り付けられています。スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)は、回転式ヒンジ(28)によってシートチューブ(3)と接続しています。サドル(3a)を取り付けるシートチューブの先端は、開口型となっています。この回転式ヒンジ(28)は、ボトムブラケット(29)の上に取り付けられています。このとき、回転式ヒンジ(28)の回転軸とボトムブラケット(29)の回転軸の位置を一緒にすることも可能です。
【００５１】
図8は、図7に示される自転車の拡大図です。
【００５２】
ピストンとシリンダのアセンブリー(9)は、ピストン(31)を備えた空気圧シリンダー(30)からなっています。ピストン(31)には、ピストンロッド室(33)を備えたピストンロッド(32)が使用されています。ピストン(31)は、空気圧シリンダー(30)を「プラス室」と呼ばれる第1のシリンダー室(34)と、空気圧シリンダー(30)とピストンロッド(32)により境界されている環状の第2のシリンダー室(35)とに分割しています。ピストン(31)は接続管(36)からなっています。この接続管(36)は、ピストンロッド室(33)と第2のシリンダー室(35)をつないでおり、スプリング時の減衰を行うノズルまたはスロットルポイントの役割を果たすこともできます。ピストンロッド室(33)と第2のシリンダー室(35)が一緒になって、ピストンとシリンダーのアセンブリーの「マイナス室」を形成しています。ピストンロッド(32)の断面積において、「プラス室」(34)のピストン部分は、ピストンロッド室(33)と第2のシリンダー室(35)で形成されている「マイナス室」よりも大きくなっています。
【００５３】
このマイナス室は、無段式調整が可能な逆スプリングの役割を果たします。
【００５４】
接続管(36)の断面は比較的小さく、スプリングが伸縮する際に「スロットル」または「ダンパー」として機能します。但し、この「スロットル」の機能は必ずしも必要なわけではないので、接続管(36)の断面が小さくなくても問題はありません。
【００５５】
ピストン(31)の反対側に位置するピストンロッド(32)の先端は、空気圧シリンダー(30)を誘導している誘導チューブ(37)に接続しています。このようにして、空気圧シリンダー(30)と誘導チューブ(37)が伸縮自在の衝撃吸収レッグ(ここではフォークアームとフロントフォーク)を形成しているのです。誘導チューブ(37)の開口型フレームエンド(10)には、フロントホイール(11)が取り付けられています。
【００５６】
第1の加圧媒体管(12)は第1のシリンダー室(34)に接続しており、第2の加圧媒体管(13)はピストンロッド室(33)に接続していますピストンロッド室(33)は、「長方形の加圧媒体管(13)」とみなすこともできます。逆止め弁(15,16)によって、加圧媒体管(12,13)は第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)に接続しています。
【００５７】
また、内部に逆止め弁(15')が備わっているバイパス管(12)によって、加圧媒体管(12,13)を互いに接続することができます。この場合、両方の圧力回路内部の圧力が同等になるよう調節することが可能になります。つまり圧力を生成する(空気を「汲む」)ために必要なバルブは、12、12'、13の管のどれかに接続しているバルブ(12'')1つだけとなるのです。
【００５８】
「アクチュエーター」およびバルブ15と15'は、例えばハンドルステム(5)やハンドルバー(8)など、走行中でもサイクリストの手が容易に届く位置に取り付けることができます。
【００５９】
第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)は、ピストンロッド(19)につながっているシリンダーの筐体(38)で形成されています。ピストンロッド(19)は、空気圧ピストン(39)と油圧ピストン(40)で形成されています。空気圧ピストン(39)は、シリンダーの筐体(38)を「プラス室」と呼ばれる第1の空気圧シリンダー室(41)と、「マイナス室」と呼ばれる第2の空気圧シリンダー室(42)とに分割しています。ここでもピストンロッド(19)の断面積に関して、「プラス室」(41)のピストン部分は「マイナス室」(42)のピストン部分よりも大きくなっています。2つの「プラス室」(34,41)のピストン面積が両方ともマイナス室よりも大きいので、「空気圧スプリング」は十分な強さを得ることができます。このときのスプリングの強さ、はそれぞれの室内の圧力に依存しています。
【００６０】
ピストンロッド(19)につながるピストンの開口部を備えた第2の空気圧シリンダー室(42)は、空気圧ピストン(39)とシリンダーの筐体(38)と筐体の壁(38a)によって境界されています。第1の空気圧シリンダー室(41)は第1の加圧媒体管(12)に接続しており、第2の空気圧シリンダー室(42)は、第2の加圧媒体管(13)に接続しています。
【００６１】
油圧ピストン(40)は、シリンダーの筐体(38)を油などが入った第1の油圧シリンダー室(43)第2の油圧シリンダー室(44)に分割しています。2つの油圧シリンダー室(43、44)は油圧管(45)によって接続していて、逆止め弁(46)で遮断することが可能です。
【００６２】
空気圧ピストン(39)の反対側に位置するピストンロッド(19)の先端には、スプリング(20)の筐体(48)に内蔵されているスプリングピストンが取り付けられています。そのため、「調節装置」、つまりリヤホイール(27)のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)は、スプリング(20)から完全に離れています。このような分離はフロントフォークにおいても可能です。筐体(48)の内部では、機械式スプリング又はエラストマー素材などを使用することができます。筐体(48)は、先端部分(21)と回転式ヒンジ(22)によってスイングアーム・リヤ・サスペンション(23)に接続しています。
【００６３】
以下では機能の詳細について記述しています。
【００６４】
逆止め弁(46)が閉じていると、油圧シリンダー室(43,44)内部の液体によってピストンロッド(19)はロックされています。スプリング(20)により、スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)は「ばねの働き」をします。つまり、これはフレーム(1)と接続しており、回転式ヒンジ(28)の部分の回転が可能となっています。
【００６５】
ピストンロッド(32)は、空気圧シリンダー(30)および、第1のシリンダー室(34)と第1の加圧媒体管(12)内部のガスによって「空気圧スプリング」を形成しています。このとき逆止め弁(15)が開いている場合には、第1のシリンダー室(34)は第1の空気圧シリンダー室(41)と接続しています。ピストンロッド(32)の「スプリングが縮む」とき、第1のシリンダー室(34)、または第1の加圧媒体管(12)と第1の空気圧シリンダー室(41)の圧力が上昇します。これに従い、第2の加圧媒体管(13)とピストンロッド内(33)と第2のシリンダー室(35)の圧力は低下します。
【００６６】
逆止め弁(15,16,46)が開いていると、ピストンロッド(19)をサドルチューブ(3)の方向に移動することができます。このとき油圧シリンダー(44)から出る液体は、油圧管(45)を通って第1の油圧シリンダー室(43)に流れ込みます。ピストンロッド(19)の位置が移動すると、スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)は回転式ヒンジ(28)の部分で右方向に回転します。このとき、リヤホイールは「下に下がった」状態になっています。ピストンロッド(19)の位置が移動すると、空気圧ピストン(39)の位置も移動します。これにより、第2の空気圧シリンダー室(42)の空気が第2の加圧媒体管(13)を通って、ピストンロッド室(33)または第2のシリンダー室(35)に流れ込みます。すると、ピストン(31)が上方に押され、空気が第1のシリンダー室(34)から第1の空気圧シリンダー室(41)に流れ込みます。ピストン(31)あるいはピストンロッド(32)の位置が移動すると、空気圧シリンダー(31)が誘導チューブ(37)に押し込まれます。これによってフロントフォークの長さが短くなり、リヤホイールが「伸びた」状態になるのです。このようなフォークやリヤホイールの調節は、特にアップヒルの走行に適しています。
【００６７】
逆に、サドルチューブ(31)を下方に押すことで、ピストンロッド(19)の位置をダウンチューブ(4)の方向に移動することができます。このときスイングアーム・リヤ・サスペンションは左回りに回転し、フロントフォークの長さが伸びます。
【００６８】
フロントホイールとリヤホイールを必要な高さに調節した後、それぞれの逆止め弁(15,16,46)は閉じます。フロントフォーク(31)の「縮み」とリヤホイールの「伸び」によって、サイクリストがアップヒルを走行する際にできるだけ水平なシッティング・ポジションを得られるように調節することができます。つまり「ダウンヒルを走行する際のシッティング・ポジション」は、フロントフォークの伸びとリヤホイールの縮みによって調整されるのです。
【００６９】
ここで説明されている油圧シリンダー室(43,44)と逆止め弁(46)で形成される「ロック装置」の代わりに、「機械式固定装置」を使用してピストン(19)を固定することもできます。また、シリンダー室(34,35,41,42)と加圧媒体管(12,13)に液体を抽入することもできます。但し、この液体には圧縮性がないため、逆止め弁(15、16)が閉じているときにはピストンとシリンダーのアセンブリー(9)は一切動かないようになっています。この場合では、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)から「離れている」機械式スプリングを使用することもできます。一例としては、ばね作用が働く形でフロントフォークがハンドルステム(5)に取り付けられているスプリングが挙げられます。
【００７０】
逆止め弁15、16とバイパス管(12')内の逆止め弁15'を、共通のアクチュエーター1台(図には表示されていません)で作動させるように設計することも可能です。また、加圧媒体管(12,13)をフレーム(1)内部、つまりダウンチューブ(4)に内蔵することもできます。
【００７１】
図8の具体例の場合、フロントフォーク部分に位置するピストンとシリンダーのアセンブリー(9)の空気圧シリンダー(34,35)と、空気圧シリンダー室(41,42)とを、遮断装置を備えたそれぞれの加圧媒体管によって互いに接続することができます。遮断装置によって個別に、つまりそれぞれ独立したピストンとシリンダーのアセンブリー9と14の調整を行うことができます。遮断装置を使用すると、様々なレベルでシリンダーを支えることができます。この方法は、調節可能なフォークやリヤ・アセンブリー・ダンパーが1つしかない場合などに最適です。
【００７２】
図8の具体例に代わって、ロック装置に単動式シリンダーを使用することもできます。この単動式シリンダーは、例えばリヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリー(14)が取り付けられている筐体などに一緒に内蔵することができます。またこの単動式シリンダーは、遮断装置を備えた加圧媒体管によって補正リザーバに接続することもできます。この遮断装置によって、単動式シリンダーは補正リザーバから離反されます。つまり、単動式シリンダーと補正リザーバと遮断装置からなるロック装置を使用することも可能なのです。
【００７３】
また加圧媒体管12と13を、別の加圧媒体管と別の遮断装置を使用して接続することもできます。こうするとシステム全体が開くので、ピストンとシリンダーのアセンブリーの各室の調整が簡単にできるようになります。
【００７４】
図9では、図7と図8の応用例を示しています。
【００７５】
図9の具体例では、空気圧シリンダー(30)の長さが図6と図7の例よりも長いため、スプリングの範囲も長くなっています。空気圧シリンダー(30)の内部では、空気圧ピストン(31)の上部に弾力素材を使用した部品(49)と「浮き」(50)とが備わっています。この「浮き」(50)は、弾力素材(49)の入ったシリンダー室から第1のシリンダー室(34)を密閉しています。また、ピストンを固定するためのクランプを取り付けることもできます。このときピストンの長さは、下に向かって延長可能になっています。
【００７６】
弾力素材(49)はスプリングの機能を改善し、いわゆる「アップヒル・ポジション」、つまりアップヒルの走行中にスプリングの役割を果たします。アップヒルの走行中にはピストンとシリンダーのアセンブリー(9)は縮んでいます。つまり、第1のシリンダー室(34)内部の空気量は図9の場合よりも少ない、もしくはゼロになっているのです。このとき浮き(50)は空気圧シリンダー(30)のハンドルバー側の先端部分に位置しています。この場合、「空気圧のスプリング範囲」は比較的小さいかゼロになっています。それでも弾力素材(49)によってある程度の「スプリングの残留」は維持されます。
【００７７】
つまり、この「追加されたエラストマー室」は、特にピストンとシリンダーのアセンブリー(9)にリークがあって空気が漏出している際などに、主に安全スプリングの役割を果たします。そのため、サイクリストは自転車に破損がある場合でも安全に目的地に到達することができるのです。この「エラストマー室」はプラス室(34)と完全に等しいスプリング動作をします。アップヒル・ポジションの場合ではプラス室(34)の空気量は「ほとんど」ゼロになっています。そのため、フォークとリヤ・アセンブリーのプラス室とマイナス室の空気量は完全には一致していません。試験走行の結果、リヤ・アセンブリーが完全に伸びていてもフォーク内部、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(9)には微量の空気が残留していることが明らかになっています。
【００７８】
弾力素材(49)の代わりとして、もしくは弾力素材(49)に加えて、コイル型スプリングのような機械式スプリング、または簡単な取付けが可能な圧縮空気シリンダー（既に空気が抽入されている）などを取り付けることも可能です。図9に従い、コイル型スプリングはピストン(31)と浮き(50)との間、もしくは浮き(50)と空気圧シリンダー(30)のハンドルバー側の先端部分との間に取り付けることができます
また、弾力素材(49)の代わりに別の空気圧スプリングを使用こともできます。
【００７９】
図10はロック装置の改造例です。このロック装置の場合、逆止め弁(46)によってシリンダー室(43)だけが、ピストンロッド(19)の移動時に補正リザーバとして機能する油圧リザーバ(44)と接続しています。このロック装置の液体には圧縮性がないため、逆止め弁(46)が閉じていると、ピストンロッド(19)は完全に固定されています。
【００８０】
また、図6、7、9に記述されるピストンとシリンダーのアセンブリー(14)の代わりに上記のそれぞれの具体例を使用することもできます。
【００８１】
また、フロントホイール・サスペンションまたはリヤホイール・サスペンションのどちらかにだけに1つの調節装置を取り付けること、またはフロントホイール・サスペンションとリヤホイール・サスペンションの両方に空気圧や液体などによる接続が一切ない、まったく別々の調節装置を取り付けることもできます。
【００８２】
図11では図5の応用例を示しています。ここではシリンダーの筐体(38)とスプリング(20)とが、回転式ヒンジ(93)によってフレキシブルな状態で接続しています。シリンダーの筐体(38)は、ちょうつがい付ブラケット(58)によってダウンチューブ(4)の支持部分(94)に固定されています。また、スプリング(20)のちょうつがい付ブラケット(58)は、スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)にフレキシブルな状態で固定されています。このように調整ユニットとスプリングが「非直線形に配置」されているため、スプリング(20)の「迎え角」を増減させることができるようになっています。
【００８３】
調整ユニット、つまりシリンダーの筐体(38)は、バーなどを使用してダウンチューブに沿って取り付けることもできます。
【００８４】
図12では、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)と、図6の具体例にほぼ該当するもう1つの調節装置(70)という2つの調節装置を図解しています。ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)は、フロントホイール・サスペンションなどを調整し、調節装置(70)はリヤホイール・サスペンションを調整します。(図7参照) 第1のシリンダー室(34)、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(9)のプラス室は、第1の加圧媒体管(12)と遮断装置(15)によって、調節装置(70)のプラス室(41)に接続しています。また、第2のシリンダー室(35)、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(9)のマイナス室は、加圧媒体管(13)と遮断装置(16)によって、調節装置(70)のマイナス室(42)に接続しています。
【００８５】
図12の具体例では図9と異なり、空気圧ピストン(31)と浮き(50)の間に2つの弾力素材(49a、49b)が使用されています。この弾力素材49a、49bは、スプリングの特性を改善し、いわゆる「アップヒル・ポジション」、つまりアップヒル走行時にスプリングの役割を果たします。アップヒル走行時は、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)は「縮んだ」状態になっています。つまり、第1のシリンダー室(34)の空気量が非常に少ないかゼロになっているのです。このとき浮き(50)はハンドルバー側の先端、または空気圧シリンダー(30)上部の先端に位置しています。この場合、「空気圧スプリングの範囲」は非常に小さいかゼロになっています。このとき弾力素材49a、49bは、ある一定の「スプリングの残留効果」を保証します。弾力素材49a、49bに限っては異なったマテリアルを使用することもできます。つまり、双方のスプリングの強さが異なっても問題はありません。
【００８６】
ピストンロッド(32)には環状の弾力素材(71)が取り付けられており、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)が伸びた状態にある、いわゆる「ダウンヒル・ポジション」の際に反動素材の役割を果たします。弾力素材(71)は、ピストン(31)のスプリングが伸びる際に、空気圧シリンダー(30)の下端にぶつかるのを防ぎます。
【００８７】
図13では、2つの調節装置が連結している場合の具体例を示しています。第1の調節装置は、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)からなっており、図12の具体例に該当します。第2の調節装置(70)は、ピストン部(62)が移動可能な状態で組み込まれているシリンダーの筐体(38)からなっています。ピストン部(62)のピストン(61)は、シリンダーの筐体(38)の後退部(71)に摺動しており、後退部(71)を第一の油圧シリンダー室(43)と第二の油圧シリンダー室(44)に分割しています。このとき、双方のシリンダー室(43,44)は油圧管(45)または逆止め弁(46)によって接続することができます。
【００８８】
ピストン部(62)は、空気圧ピストン(39)が摺動している内部の後退部(72)で形成されています。この空気圧ピストン(39)はシリンダーの筐体(38)に不可欠なコンポーネントであり、後退部(72)を第1の空気圧シリンダー室(41)（「プラス室」）と第2の空気圧シリンダー室(42)（「マイナス室」）に分割しています。
【００８９】
また、ピストン部(62)はピストンロッド状の部品(73)部分、およびシリンダーの筐体(38)に備わっている別のシリンダー型の後退部(74)に摺動しています。後退部72と74のそれぞれの軸の先端部分には弾力素材(75,76)が備わっており、シリンダーの筐体(38)にピストン部(62)がぶつかるのを防ぎます。
【００９０】
プラス室(41)は、空気圧管(75)と弾力性のある空気圧加圧媒体管(12)と逆止め弁(15)によって、第1のシリンダー室(34)、つまりピストンとシリンダーのアセンブリー(9)のプラス室に接続しています。第2の空気圧シリンダー室(42)、つまりマイナス室は加圧媒体管(13)と逆止め弁(16)によって、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)のマイナス室に接続しています。調節装置(70)の片端には、図1〜7、および9の具体例と同様、スプリング(20)またはダンパーが取り付けられています。
【００９１】
この具体例においても、プラス室(41)のピストン面積はマイナス室(42)のピストン面積より大きくなっています。従ってここでも、逆止め弁(46)が開いていること、および「プラス回路」と「マイナス回路」が回路12と13によってそれぞれ接続しているという条件下で、ピストン部(62)を自動的に伸ばす軸方向の力が生じています。この場合、油圧補正リザーバは不要です。これは、油圧シリンダー室43と44の環状部分の断面積が同じだからです。つまり、一方の油圧シリンダー室から流出した液体量がもう一方の油圧シリンダー室に流れ込みます。（またはその逆）
図14では、加圧媒体管(12)と逆止め弁(46)によって、プラス室(34)をピストンとシリンダーのアセンブリー(9)に直接接続できる具体例を示しています。逆止め弁(15)が開くと、プラス室(34)とマイナス室(35)の圧力補正が行われます。
【００９２】
このとき、外部からの軸方向への力がピストンとシリンダーのアセンブリーにかからない限り、空気圧シリンダー(30)は誘導チューブ(37)から「自動的に」押し出されます。ここでもプラス室(34)の圧力で押されている浮き(50)の断面積は、マイナス室(35)の圧力で押されているピストン(31)の断面積より大きくなっています。このとき、この断面積の差はピストンロッド(32)の断面積と一致しています。逆止め弁(15)が開いた後のプラス室(34)とマイナス室(35)の圧力は等しいので、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9)が伸びたときの力の大きさに相違が生じます。
【００９３】
図15は図8の応用例を示しています。誘導チューブ(37)と誘導チューブに接続しているピストンロッド(32)はここでは「上部」に位置しています。つまり、ステアリング・ステムに向かって取り付けられているのです。ピストンロッド「下部」の開口型の先端部分にはピストン(31)が取り付けられていて、空気圧シリンダー(30)に摺動しています。空気圧シリンダー(30)は、誘導チューブ(37)内で縦方向に移動できるように挿入されています
第1のシリンダー室(34)、つまり「プラス室」は空気圧シリンダー(34)とピストン(31)で形成されています。第2のシリンダー室(35)、つまり「マイナス室」は環状のシリンダー室で、空気圧シリンダー(30)とピストンロッド(32)とピストン(31)で形成されています。ピストン(31)には、プラス室(34)とマイナス室(35)を接続していて、バルブ(84)で開閉が可能な通過用開口部(55)が取り付けられています。バルブ(84)には、ピストン(31)またはピストンロッド(32)によって、ステアリング・ステム(7)の高さまで上げられている作動装置(85)が使用されています。ステアリング・ステム(7)の高さには、スイッチまたは引ボタンの形をしたアクチュエーター(86)が取り付けられています。作動装置(85)にはボーデン・ワイヤなどを使用することができます。もちろんバルブ(83)にも電動式、油圧式、空気圧式などの別の作動方式を使用することができます。
【００９４】
この具体例においては、ハンドルバーまたはステアリング・ステム(7)からフロントフォークの高さ調整を快適に行うことができます。もちろんプラス室(34)に更に別のスプリングを追加することもできます。
【００９５】
図16では、サドル(3a)の高さ調節に調節装置が使用される具体例を示しています。サドル(3a)には、フレームのサドルチューブ(3)に挿入されているシートピラー(75)が取り付けられています。また、サドルチューブ(3)と接続していて、上方向に突き出たピストンロッド(76)が使用されています。ピストンロッド(76)の開口型の上端部分には、シートピラー(75)に摺動しているピストン(77)が取り付けられています。更にピストンロッド(76)の開口型の下端部分には、ピストンロッド(76)を貫く後退部を備えたピストン(78)が取り付けられています。サドルチューブ(3)とピストンロッド(76)とピストン(78)は、抽入装置(図には表示されていません)を通って、ガスまたは空気を抽入することができるプラス室(79)を形成しています。ピストン(77,78)とピストンロッド(76)とシートピラー(75)は、環状のマイナス室(80)を形成しています。図1の具体例と同様、プラス室(79)とマイナス室(80)の間には、ピストン(78)内部の通過用開口部(図には表示されていません)によって空気圧接続が生じることもあります。プラス室(79)の圧力が気圧を上回る場合、サドル(3a)に向かって作用する軸方向の力が生じます。また、サドル(3a)とシートピラー(75)とピストン(77)で境界されている油圧シリンダー室(81)が備わっています。この油圧シリンダー室(81)は、油圧管(82)と逆止め弁(46)によって補正リザーバ(66)と空気圧接続しています。逆止め弁(46)が開くことにより、シートピラー(75)が上方に押されます。これにより油圧シリンダー室(81)の液量が増加し、補正リザーバ(66)の液体が中に流れ込みます。遮断装置(46)が閉じることにより、サドルは現在の高さで「ロック」されます。
【００９６】
また、サドルチューブに「ツイスト型安全装置」を取り付けることもできます。
【００９７】
シートピラーとサドルチューブには、例えば切断面が楕円形のものを使用することもできます。また、外付けの誘導用ロッドや誘導用グルーブやエッジプロファイルなども取り付け可能です。
【００９８】
図17では図16の応用例を示しています。ここでは、ピストンロッド(76)内の油圧管(83)および逆止め弁(46)によって、シートピラー(75)内の油圧シリンダー室(81)が補正リザーバ(66)に接続しています。逆止め弁(46)が開いている際の機能は、図16の具体例と同様です。
【００９９】
図18では、自転車のフロントホイール・サスペンションの高さ調整を行う調節装置において、本発明を更に発展させた例を示しています。空気圧シリンダー(30a)の下端はねじ(プラグ接続も可)によって誘導チューブ(37a)に取り付けられています。ステアリング・ステム(7a)にはチューブ(37b)およびチューブ(37b)と接続しているピストンロッド(32a)が固定されています。ピストンロッド(32a)の下端には、空気圧シリンダー(30a)に摺動しているピストン(31a)が取り付けられています。チューブ(37b)とピストンロッド(32a)は、誘導チューブ(37a)と空気圧シリンダー(30a)に相対しており、左右方向に移動することができます。
【０１００】
第1のシリンダー室(34a)、つまり「プラス室」は空気圧シリンダー(30a)からなっています。第2のシリンダー室(35a)、つまり「マイナス室」は、空気圧シリンダー(30a)とピストンロッド(32a)とピストン(31a)で形成される環状のシリンダー室です。ピストン内部には、第1のシリンダー室(34a)を第1のシリンダー室(35a)と接続していて、バルブで開閉することができる通過用開口部が備わっています。バルブは、ピストン(31a)とピストンロッド(32a)によって、ステアリング・ステム(7a)の高さまで上にのびている作動装置(85a)と接続しています。作動装置(85a)には、ステアリング・ステムの高さにアクチュエーター(86a)が取り付けられています。この作動によりバルブは開閉します。
【０１０１】
空気圧シリンダー(30a)の下端部分には、弾力素材(33a)が使用されています。その上には、第1のシリンダー室(34a)を弾力素材(33a)が備え付けられているシリンダー室から密閉している浮き(38a)が使用されています。この浮きには、空気浸透性のある素材など使用することもできます。また、浮きを削除するという例もあり得ます。
【０１０２】
また、ここでは述べられていない別の具体例として、図18において記述した調節装置内に更に2つの加圧媒体管を取り付けることができます。これらの加圧媒体管は、ステアリング・ステム(7a)の高さからピストンロッド(32a)を通ってピストン(31a)まで伸びています。第1の加圧媒体管はプラス室(34a)に接続しており、第2の加圧媒体管はマイナス室(35a)に接続しています。図18で示される調節装置からは、加圧媒体管が第2のピストンとシリンダーのアセンブリーにのびています。このアセンブリーには、例えば図7や図8で示されている第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)と同様の構造を採用することができます。第1の加圧媒体管はプラス室(41)に接続しており、第2の加圧媒体管は第2のピストンとシリンダーのアセンブリー(14)のマイナス室(42)に接続しています。
【０１０３】
図19では上記の発明を更に発展させた例として、ピストンシリンダー装置(14a)で形成される調節装置を示しています。この調節装置は、特にリヤホイール・サスペンションの高さ調節に適しています。このピストンシリンダー装置(14a)には、内部に空気圧ピストン(39)を備えたピストンロッドが通っているシリンダーの筐体(38a)が備わっています。空気圧ピストン(39a)は、シリンダーの筐体(38a)をプラス室(41a)とマイナス室(42a)に分割しています。プラス室(41a)は第1の開口部(41b)によって、またマイナス室(42b)は第2の開口部(42b)によって「外部の」空気圧管(59a)に接続しています。この空気圧管(59a)は逆止め弁(60a)によって開閉することができます。開口部41bと42bは、シリンダーの筐体(38a)の中央の壁面に取り付けられています。このとき、シリンダーの左右両端からの最低距離は(例えば2cmや4cm以上などに)決まっています。
【０１０４】
逆止め弁(60a)が閉じていると、空気圧ピストン(19a)に力の均衡が生じます。このとき、空気圧ピストン(19a)は図19で示されるような第1の中立位置をとっています。調節装置を調節する際には、逆止め弁(60a)が開きます。
【０１０５】
これによりプラス室(41a)とマイナス室(42a)は接続され、室間の圧力補正を行うことができます。また、空気圧ピストン(19a)は左に移動します。この空気圧ピストン(19a)が第2の開口部(42b)を覆うと、プラス室(41a)とマイナス室(42a)は再び分離されます。すると、空気圧ピストン(19a)部分で新たな力の均衡が生じます。このとき、空気圧ピストン(19a)は第2の中立位置をとります。
【０１０６】
この位置の場合、空気圧ピストン(19a)はシリンダーの筐体(38a)の左側の壁から間隔を置いています。つまり、左方向への移動が制限されているため、逆止め弁(60a)が開いている場合でも、スプリングの範囲は非常に小さくなるのです。その後、逆止め弁(60a)が閉じます。
【０１０７】
調節装置が新たな調節を行うためには、逆止め弁(60a)が再び開き、空気圧ピストン(19a)が右に押されます。右方向に動いている間に、空気がプラス室(41a)からマイナス室(42a)に流れ込みます。空気圧ピストン(19a)が第1の開口部(41b)を覆うと、プラス室(41a)とマイナス室(42a)は再び分離されます。すると、ピストン(19a)これ以上右方向に押されることが不可能（またははほとんど不可能）になります。つまり、右方向への移動も制限されているのです。逆止め弁(60a)が閉じている場合、ピストン(19a)部分で新たな力の均衡が生じます。このときピストン(19a)は第3の中立位置をとります。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明された調節装置の具体例1です。
【図２】 発明された調節装置の具体例2です。
【図３】 油圧ロック装置と補正リザーバを備えた調節装置の具体例です。
【図４】 補正リザーバを備えた調節装置の別の具体例です。
【図５】 機械式の補正機能を備えた調節装置の具体例です。
【図６】 本発明の応用の概要です。
【図７】 発明された自転車の図解です。
【図８】 図7に示されるピストンとシリンダーのアセンブリーの拡大図です。
【図９】 本発明のその他の具体例です。
【図１０】 ロック装置の改造例です。
【図１１】 本発明のその他の具体例です。
【図１２】 本発明のその他の具体例です。
【図１３】 本発明のその他の具体例です。
【図１４】 本発明のその他の具体例です。
【図１５】 本発明のその他の具体例です。
【図１６】 サドル用の高さ調節装置です。
【図１７】 サドル用のその他の高さ調節装置です。
【図１８】 自転車のフロントホイール・サスペンションの高さ調整を行う調節装置において、本発明を更に発展させた例です。
【図１９】 ピストンシリンダー装置で形成される調節装置を示しています。
Claims (33)
- フレームおよびフロントホイールとリヤホイールのサスペンションの高さを調節することができる第1および第2の調節装置を備えた自転車であって、
第1および第2の調節装置に複動のピストンとシリンダーのアセンブリー(9,14)が1つ以上使用されており、このとき各アセンブリーには、第1のシリンダー室(34,41)と第2のシリンダー室(35,42)が備わっており、
第1のシリンダー室(34,41)と第2のシリンダー室(35,42)とに、それぞれガスが注入されており、
第１の調節装置の第１のシリンダー室（34）と第２の調節装置の第１のシリンダー室（41）とは、第１の加圧媒体管（12）によって互いに接続されており、
第１の調節装置の第２のシリンダー室（35）と第２の調節装置の第２のシリンダー室（42）とは、第２の加圧媒体管（13）によって互いに接続されており、
１つ以上の第１および第２の加圧媒体管(12,13)には遮断装置(15)が備わっており、
第１の調節装置が自転車のフロントホイール（11）に接続されており、第２の調節装置が自転車のリヤホイール（27）に接続されていることを特徴とする自転車。 - 双方のピストンとシリンダーのアセンブリー(9,14)と加圧媒体管(12,13)にガスが抽入されていることを特徴とする請求項1に記載の自転車。
- リヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリーをロックするためのロック装置(40,43〜46)が備わっていることを特徴とする請求項1または2に記載の自転車。
- ロック装置(40,43〜46)が複動のピストンとシリンダーのアセンブリーであり、このとき2つのシリンダー室(43,44)は、加圧媒体管(45)および加圧媒体管(45)内に備わっている遮断装置(46)によって互いに接続されることができることを特徴とする請求項3に記載の自転車。
- シリンダー室(43,44)がガスまたは空気で満たされていることを特徴とする請求項4に記載の自転車。
- ロック装置(40,43〜46)が複動の油圧シリンダーであり、このとき2つのシリンダー室(43,44)は、リヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリー(14)に接続している油圧ピストン(40)によって分割されており、また、2つの油圧室(43,44)は、油圧管(45)および油圧管(45)に備わっている遮断装置(46)によって接続することが可能であることを特徴とする請求項4に記載の自転車。
- ロック装置が単動式のピストンとシリンダのアセンブリーであり、このときアセンブリーのシリンダー室(43)は、加圧媒体管と遮断装置(46)によって補正リザーバ(44')に接続されていることを特徴とする請求項3に記載の自転車。
- リヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリー(14)とロック装置(40,43〜46)が、1つのシリンダーの筐体(38)共有していることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の自転車。
- ロック装置(40,43〜46)が機械式、かつ鍵型で（もしくは）摩擦型の固定装置であることを特徴とする請求項3に記載の自転車。
- 2本の加圧媒体管(12,13)にそれぞれ遮断装置(15,16)が1つずつ使用されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の自転車。
- 2つの遮断装置(15,16)を共通のアクチュエーターで作動することができることを特徴とする請求項10に記載の自転車。
- 加圧媒体管(12,13)がフレーム(1)の内部で少なくとも断片的に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の自転車。
- フロントホイール・サスペンションと（または）リヤホイール・サスペンションに、衝撃吸収を行う弾力素材(20,49)付加的に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の自転車。
- フロントホイール・サスペンションと（または）リヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリー(9,14)が、スプリングを形成していることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の自転車。
- スプリング(20,49)が機械式の圧縮スプリングであることを特徴とする請求項13に記載の自転車。
- スプリング(20,49)にエラストマー素材または鋼ばね、または別々の圧縮空気シリンダーを使用していることを特徴とする請求項13に記載の自転車。
- フロントホイール・サスペンションまたはリヤホイール・サスペンションに取り付けられているピストンとシリンダーのアセンブリー(9)のシリンダー室(34)に、スプリング(20,49)が備わっていることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の自転車。
- フロントホイール・サスペンションまたはリヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリー(9,14)によって、1つのスプリングが形成されていることを特徴とする請求項18に記載の自転車。
- フロントホイール・サスペンションまたはリヤホイール・サスペンションのスプリング(20,49)が、ピストンとシリンダーのアセンブリー(9,14)の外側に取り付けられていることを特徴とする請求項13,15〜17のいずれか1項に記載の自転車。
- 第1または第2のシリンダー室(34,35,41,42)と加圧媒体管(12,13)に空気を抽入するための抽入バルブ(12'')が1つ以上備わっていることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の自転車。
- 別の加圧媒体管(12')と別の遮断装置(15')によって、2本の加圧媒体管(12,13)を互いに接続することができることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の自転車。
- 注入バルブを通して、シリンダー室(34,35,41,42)に空気を注入するための圧縮空気リザーバが備わっていることを特徴とする請求項20または21に記載の自転車。
- 圧縮空気リザーバがフレームに内蔵されていることを特徴とする請求項22に記載の自転車。
- シリンダー室(34,35、41,42)または圧縮空気リザーバに空気を抽入するための圧縮空気ジェネレーターが備わっていることを特徴とする請求項20〜23のいずれか1項に記載の自転車。
- フロントホイール・サスペンションと（または）リヤホイール・サスペンションのスプリングが縮むことによって圧縮空気ジェネレーターが作動することを特徴とする請求項24に記載の自転車。
- フレームに回転可能なフォークが取り付けられていて、そのフォークの1本以上のフォークアームがピストンとシリンダーのアセンブリー(9)で形成されていることを特徴とする請求項1〜25のいずれか1項に記載の自転車。
- スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)が回転式ヒンジ(28)とリヤホイールのピストンとシリンダーのアセンブリー(14)によって、フレーム(1)にフレキシブルな形で接続しており、このとき、リヤホイール・サスペンションのピストンとシリンダーのアセンブリーは、スイングアーム・リヤ・サスペンション(23)とフレーム（1）の間の回転角度を調節する役割を果たすことを特徴とする請求項1〜26のいずれか1項に記載の自転車。
- スイングアーム・リヤ・サスペンション部分に取り付けられている回転式ヒンジ(22)とフレーム(1)に取り付けられている回転式ヒンジ(18)の間にスイング・スプリング(20)が備わっていることを特徴とする請求項27に記載の自転車。
- 1つ以上のピストンとシリンダーのアセンブリーにおける第1と第2のシリンダー室(34,35,41,42)が、加圧媒体管と遮断装置によって互いに接続しており、このとき、1つ以上のピストンとシリンダーのアセンブリー(9,14)は、遮断装置が開くことによって他のピストンとシリンダーのアセンブリー(9,14)に関係なく調節することができるようになっていることを特徴とする請求項1〜28のいずれか1項に記載の自転車。
- 1つのフレームと、特にフロントホイール・サスペンションやリヤホイール・サスペンションやサドルやステアリング・ステムの高さを調節するための1つ以上の調節装置を備えた自転車であって、ピストン(78)を固定するためのロック装置(46,66,81)が備わっており、このとき、調節装置には第1と第2のシリンダー室を備えた複動のピストンとシリンダーのアセンブリーが備わっており、この2つのシリンダー室はピストンによって離れており、第1のシリンダー室のピストン面積は、第2のシリンダー室のそれよりも大きくなっていることを特徴とする自転車。
- 油圧管(82)と逆止め弁(46)によって、ロック装置が液体リザーバ(66)と接続している単動の油圧シリンダー(81)であることを特徴とする請求項30に記載の自転車。
- 第1のシリンダー室(79)が自転車のフレームのチューブによって形成されており、サドル(3a)やハンドルバーやステアリング・ステムに固定されているピストンロッド(75)が、ピストン(78)に備わっており、ピストンロッド(75)をチューブ(3)内部で移動することができることを特徴とする請求項30または31に記載の自転車。
- 1つのフレームと、特にフロントホイール・サスペンションやリヤホイール・サスペンションやサドルやステアリング・ステムの高さを調節するための1つ以上の調節装置を備えた自転車であって、ピストンを固定するためのロック装置(44,66,81)が取り付けられており、このとき、調節装置には第1と第2のシリンダー室を備えた、複動のピストンとシリンダーのアセンブリーが備わっており、この2つのシリンダー室はピストンによって離れており、第1のシリンダー室のピストン面積は、第2のシリンダー室のそれよりも大きくなっていることを特徴とする自転車。
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