JP2009532257A - フロントサスペンション搭載オートバイ - Google Patents

Abstract

・オートバイの前輪が軸受けされる二本のリジッドフォークアームを有するフォーク状のホイールキャリヤ（１）、・進行方向で見て前側の端部で上側ジョイント（２０）を介して前記ホイールキャリヤの上側領域に接続される、車輪支持力を支持するように構成された上側縦コントロールアーム（７）、・進行方向で見て前側の端部で下側ジョイント（２１）を介して前記ホイールキャリヤ（１）の下側領域に接続される、車輪支持力を支持するように構成された下側縦コントロールアーム（８）を有する、フロントサスペンション搭載オートバイにおいて、前記両ジョイント（２０、２１）の内少なくともいずれか一方が、これと組み合わされる前記上側ないしは下側縦コントロールアーム（７、８）および／または前記ホイールキャリヤ（１）に弾性接続される。

Description

本発明は、請求項１並びに請求項１１の上位概念（所謂おいて部分、プリアンブル部分）に係るフロントサスペンション搭載オートバイに関する。

ＢＭＷのオートバイ「Ｋ１２００Ｓ」は、「デュオレバー」という名称で知られるフロントサスペンションを有している。このデュオレバー・フロントサスペンションは、運動学的に見ると、いずれもフレームまたはエンジンハウジングに揺動自在に支承された、上下に配置される二つの縦コントロールアームにより形成される四節リンク機構である。それぞれの縦コントロールアームの前側端部は、いずれもボールジョイントを介して、Ｋ１２００Ｓでは一体型のアルミニウム金型重力鋳造鋳物から成るフォーク状のホイールキャリヤに接続されている。クッションと減衰は、それぞれの縦コントロールアームの下側に連接されるとともに、フレームに対して支持されているスプリングストラットが、受け持っている。「ステアリングヘッド」とホイールキャリヤとに支承される台形の二又ジョイントは、ハンドルに連結されて、ハンドル操作による操舵運動をホイールキャリヤに伝達する。

本発明の課題は、特に前輪からホイールキャリヤに入力される、例えば障害物に乗り上げた際に生じる「衝撃力」に関して、一段と向上した乗り心地をもたらす、フロントサスペンション、特に「デュオレバー・フロントサスペンション」または「テレレバー・フロントサスペンション」を搭載したオートバイを得ることにある。

この課題は、請求項１の特徴により解決される。本発明の有利な構成形態および展開構成例は、従属請求項から察知することができる。
本発明の出発点は、フロントサスペンション、特に「デュオレバー・フロントサスペンション」を搭載したオートバイである。以下では主にデュオレバー・フロントサスペンションに基づき本説明を説明するが、本発明は、ＢＭＷオートバイではかねてより知られている、下側の二本のフォークパイプが一つの縦コントロールアームを介してオートバイのフレームまたはエンジンハウジングにピボット式に支持されたテレスコピックフォークを特徴とする、所謂テレレバー・フロントサスペンションにも適用可能であることをここにはっきりと指摘しておく。

デュオレバー・フロントサスペンションは、二本のリジッドフォークアームを有するフォーク状のホイールキャリヤを有しており、オートバイの前輪はこれに軸受けされる。このホイールキャリヤは、例えばアルミニウム鋳物であるとよい。ホイールキャリヤは、上下に配置される二つの揺動自在な縦コントロールアームにより、オートバイに懸架される。それぞれのコンロールアームの後側端部は、例えばピボットジョイントを介してオートバイのフレームないしはエンジンハウジングに接続されるとよい。これら縦コントロールアームは、前輪からホイールキャリヤに入力される力を吸収するように構成され、ホイールキャリヤのバンプ・リバウンドを可能とする。縦コントロールアームは両方とも、後側の端部がオートバイの左側ないしは右側でオートバイフレームまたはエンジンハウジングに揺動自在に接続されるアームを二本ずつ有しているとよい。いずれの縦コントロールアームとも、両側のアームは前方に向かって延びて一つに交わり、そこでボールジョイントを介してホイールキャリヤに接続されている。

デュオレバー・フロントサスペンションの場合、本発明の核心は、上下のジョイントの内少なくともいずれか一方が、これと組み合わされる縦コントロールアームおよび／またはホイールキャリヤに弾性接続される点にある。この「弾性」という表現は、これとの関連では一義的に、例えば障害物に乗り上げた際に前輪を介してホイールキャリヤに進行方向に入力される衝撃を、ある程度まで「緩衝」することができる、すなわち衝撃が、ホイールキャリヤからジョイントを介して縦コントロールアーム、さらにはオートバイフレームないしはエンジンハウジングに、全く緩衝されないで入力されたりしないことを意味している。

したがってテレレバー・フロントサスペンションの場合は、本発明の核心が、（ここでは一つだけ備えられる）縦コントロールアームとテレスコピックフォークの下側の二本のフォークパイプを互いに接続するフォークブリッジとの接続に利用されるボールジョイントが、縦コントロールアームおよび／またはそこに配置されるフォークブリッジに弾性接続される点にある。すなわち本発明にしたがった「テレレバー・フロントサスペンション」を搭載したオートバイは、少なくとも次の特徴を有することになる：
・上側の二本のフォークパイプと、これらに対して相対的に変位可能な下側の二本のフォークパイプとを有するテレスコピックフォーク
・下側の両フォークパイプを互いに接続するフォークブリッジ
・進行方向で見て前側の端部でジョイント（２０）を介してフォークブリッジに接続される縦コントロールアーム、その際にジョイントは、縦コントロールアームおよび／またはフォークブリッジに弾性接続される。

ここで明確に付言しておくが、以下で説明する、デュオレバーにおける一つまたは二つのボールジョイントと、これと組み合わされる縦コントロールアームないしはホイールキャリヤとの弾性結合部に関する様々な特徴並びに特徴の組み合わせは、上述のように下側の両フォークパイプを接続するフォークブリッジが、オートバイのフレームないしはエンジンハウジングに同様にピボット式に接続されている縦コントロールアームに、ボールジョイントを介して接続されるようになっている、テレレバー・フロントサスペンションのボールジョイントの弾性結合部についても、同じ設計構造で適用できるものである。

デュオレバー・フロントサスペンションの場合は、少なくとも上側縦コントロールアームとホイールキャリヤとの接続に利用されるジョイントが弾性「結合」されることが好ましい。既に言及したように、一方または両方のジョイントとホイールキャリヤとの間、および／または、一方または両方のジョイントと、それぞれと組み合わされる縦コントロールアームとの間には、選択により、オートバイの前後方向に弾性を示すように相応に構成された構成部品を用いた接続部が備えられるとよい。

そのような前後方向の弾性は、例えばばねシートにより達成されるとよい。あるいはその代わりに、またはそれに補足して、エラストマ要素を備えるようにしてもよい。

次に本発明を図面との関係で説明する。
図１には、所謂「デュオレバー原理」にしたがったオートバイ用のフロントサスペンションが示されている。そのようなフロントサスペンションは、フォーク状のフロントホイールキャリヤ１を有しているが、これは例えばアルミニウム合金製の鋳物の形態で製造されたものであるとよい。フロントホイールキャリヤ１は、左側のフォークアーム２と右側のフォークアーム３とを有するフォークの形状を有しており、それぞれのフォークアームの下側端部には、前輪（不図示）の車軸を受け入れるための軸受アイ４、５が備えられている。フロントホイールキャリヤ１の上３分の１のところで、左右のフォークアーム２、３はウェブ６により互いに接続されている。両フォークアーム２、３の上側端部は一つに交わり一体式に互いに接続されている。フロントホイールキャリヤ１は、上側縦コントロールアーム７と下側縦コントロールアーム８とにより、ここには示されないオートバイのフレームに揺動自在に支承されている。上側縦コントロールアーム７は、左側のサイドアーム９と右側のサイドアーム１０とを有しており、それぞれのサイドアームの後側端部には軸受アイ１１および１２が一つずつ備えられている。左右の軸受アイは、後側のクロスウェブ１３を介して互いに接続されている。上側縦コントロールアーム７は、これらの軸受アイ１１、１２のところでオートバイのフレーム（不図示）に揺動自在に支承されている。

図１並びに２から明らかであるように、上側縦コントロールアーム７の両側のサイドアーム９、１０は、前方に向かって延びて一つに交わり、前側のクロスウェブ１４により互いに接続されている。両側のサイドアーム９、１０は、図２に最もよく示されているように、そこからさらにもう少し前方に向かって延びて、前側のクロスウェブ１４の前方に達している。両側のサイドアーム９、１０の前側端部の間には、通し穴１６を有するジョイント受入れ要素１５が備えられている。ジョイント受入れ要素１５は、その左右両側にスリットを一つずつ有しており、そこに左側並びに右側の板ばね状のばね要素１７、１８がはめ込まれている。これらの板ばね状の要素は、それぞれと組み合わされるサイドアーム９ないしは１０とジョイント受入れ要素１５とにボルト締結されている。

図２に最もよく示されているように、板ばね状の要素１７、１８は、それぞれの主面、すなわち図２においてはそれぞれの前面が、サイドアーム９、１０の端部に対して垂直となる、ないしは上側縦コントロールアーム７の左右両側の軸受アイ１１、１２を通る横軸に対して平行となるように配置されている。それによりジョイント受入れ要素１５は、横方向に、すなわち両側の軸受アイ１１、１２を通る横軸に対して平行な向きに比較的剛性を示すように、上側縦コントロールアーム７に接続されている。ジョイント受入れ要素１５は、通し穴１６の縦軸の向きにも比較的剛性を示すように、上側縦コントロールアーム７に接続されている。

これに対し、オートバイの前後方向、ないしはサイドアーム９、１０の長手方向については、板ばね状の要素１７、１８によりある程度の弾性が確保されている。すなわちジョイント受入れ要素１５は、サイドアーム９、１０の長手方向にある程度まで変位できるようになっている。ほかにもジョイント受入れ要素１５は、上側縦コントロールアーム７に対して、両側の軸受アイ１１、１２を通る横軸に対して平行な一つの横軸まわりに、ある程度までねじれることができるようになっている。

図１から明らかであるように、ジョイント受入れ要素１５には、上側ボールジョイント２０の軸受ピンがはめ込まれている。ホイールキャリヤ１の上側領域は、この上側ボールジョイント２０を介して上側縦コントロールアーム７に自由に運動できるように接続されている。

図１には一部だけしか認めることができない下側縦コントロールアーム８は、上側縦コントロールアーム７と実質的に同一に構成されたものであるとよい。この下側縦コントロールアーム８は、前側の領域でボールジョイント２１を介してホイールキャリヤ１に、正確にはホイールキャリヤ１のクロスウェブ６に自由に運動できるように接続されている。

図３には、ボールジョイント２０がはめ込まれた上側縦コントロールアーム７の詳細図が示されている。
図４には、上側縦コントロールアーム７の縦断面図が示されている。この図では、ボールジョイント２０の細部を窺うことができる。ボールジョイント２０は、ジョイントボール２３に接続されたジョイントピン２２を有している。このジョイントボール２３はさらに、ボールソケット２４にはめ込まれている。ボールソケット２４は、これに対して配置される、ホイールキャリヤ１の上側領域（図１）に設けられたねじ穴の中にねじ込まれている。

ジョイントピン２２は、ジョイント受入れ要素１５（図２も参照）にはめ込まれて、ロックナット２５により固定されている。
前側および後側のクロスウェブ１３並びに１４により形成される開口部の寸法には、ジョイント受入れ要素の外周部の寸法に対して「ある程度の余裕」を持たせている。両者間に残された環状隙間には、エラストマ２６ａ、２６ｂがはめ込まれている。そこではこれらが二つの半円環状のエラストマ要素であるとよく、板ばね状の要素１７、１８は、それらの間から側方に突出するようになっている。その場合、板ばね状の要素１７、１８は、図２の実施例にならってジョイント受入れ要素１５に接続されている。

図５には、ボールジョイント２０がはめ込まれたジョイント受入れ要素１５の詳細図が示されている。図５から明らかであるように、ジョイント受入れ要素１５は側部にスリット２７、２８を有しており、そこに板ばね状の要素１７、１８がはめ込まれている。板ばね状の要素１７、１８は、ジョイント受入れ要素とリベット接合、ボルト締結、またはその他の方法で接続されるとよい。

図６には、ジョイント受入れ要素１５を横から見た詳細図が示されている。この図では、板ばね状の両要素１７、１８を受け入れる両側の受入れスリット２７、２８をはっきりと確認することができる。

再度明確に指摘するが、上側縦コントロールアーム７とホイールキャリヤ１との接続部に関する上述の特徴は全て、下側縦コントロールアーム８をホイールキャリヤに接続する接続部にも備えることができるものである。

デュオレバー原理にしたがったフロントサスペンションの透視図である。 ボールジョイントブラケットが前後方向に弾性を示すように縦コントロールアームに接続されている、上側縦コントロールアームを示す図である。 ボールジョイントがはめ込まれている、図２の縦コントロールアームを示す図である。 図３の縦コントロールアームの縦断面図である。 ジョイントブラケットがはめ込まれている、ジョイントブラケットの詳細図である。 ジョイントブラケットの詳細図である。

符号の説明

１ ホイールキャリヤ
２ フォークアーム
３ フォークアーム
４ 軸受アイ
５ 軸受アイ
６ ウェブ
７ 上側縦コントロールアーム
８ 下側縦コントロールアーム
９ サイドアーム
１０ サイドアーム
１１ 軸受アイ
１２ 軸受アイ
１３ クロスウェブ
１４ クロスウェブ
１５ ジョイントブラケット／ジョイント受入れ要素
１６ 通し穴
１７ ばね要素／ばね鋼シート
１８ ばね要素／ばね鋼シート
２０ 上側ボールジョイント
２１ 下側ボールジョイント
２２ ジョイントピン
２３ ジョイントボール
２４ ボールソケット
２５ ロックナット
２６ａ エラストマ
２６ｂ エラストマ

Claims (11)

1. フロントサスペンション搭載オートバイであって、
   オートバイの前輪が軸受けされる二本のリジッドフォークアーム（２、３）を有するフォーク状のホイールキャリヤ（１）と、
   進行方向で見て前側の端部で上側ジョイント（２０）を介して前記ホイールキャリヤ（１）の上側領域に接続されており、車輪担持力を支持するように構成された上側縦コントロールアーム（７）と、
   上記上側縦コントローラアーム（７）の下方に配され進行方向で見て前側の端部で下側ジョイント（２１）を介して前記ホイールキャリヤ（１）の下側領域に接続されており、車輪担持力を支持するように構成された下側縦コントロールアーム（８）と、
   を有するオートバイにおいて、
   前記両ジョイント（２０、２１）の少なくともいずれか一方が、これと組み合わされる前記上側ないしは下側縦コントロールアーム（７、８）および／または前記ホイールキャリヤ（１）に弾性接続されていることを特徴とする、オートバイ。
2. 請求項１に記載のオートバイにおいて、少なくとも一つの上側ないしは下側ジョイント（２０、２１）が、ジョイントピン（２２）と、これに接続され、ボールソケット（２４）にはめ込まれたジョイントボール（２３）とを有するボールジョイントであることを特徴とする、オートバイ。
3. 請求項１または２に記載のオートバイにおいて、前記ボールジョイント（２０）が、これと組み合わされる縦コントロールアーム（７、８）および／または前記ホイールキャリヤ（１）に、ジョイントピン側および／またはボールソケット側で弾性接続されていることを特徴とする、オートバイ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のオートバイにおいて、前記ジョイントピン（２２）ないしは前記ボールソケット（２４）が、ジョイントブラケット（１５）にはめ込まれるか、ボルト締結されること、またその際には前記ジョイントブラケット（１５）が、これと組み合わされる縦コントロールアーム（７、８）に、少なくとも一つのばね要素（１７、１８）を介して弾性接続されていることを特徴とする、オートバイ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のオートバイにおいて、前記少なくとも一つのばね要素（１７、１８）が、実質的にオートバイの前後方向を指し且つ前記ジョイントピンに対して垂直である第１の向きに弾性を示すとともに、前記第１の向きに対して垂直な向きには実質的に非弾性であることを特徴とする、オートバイ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のオートバイにおいて、前記ボールジョイントと組み合わされる縦コントロールアーム（７、８）が二本のサイドアーム（９、１０）を有しており、これらサイドアーム（９、１０）の端部間の中央に前記ジョイントブラケット（１５）が配置されることを特徴とする、オートバイ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のオートバイにおいて、前記ジョイントブラケット（１５）が、前記両サイドアーム（９、１０）の端部にばねシート（１７、１８）を介して接続されていることを特徴とする、オートバイ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のオートバイにおいて、前記ジョイントブラケット（１５）が、第１のばねシート（１７）を介して一方のサイドアーム（９）の端部に、第２のばねシート（１８）を介して第２のサイドアーム（１０）の端部に接続されていることを特徴とする、オートバイ。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のオートバイにおいて、前記一つまたは複数のばねシート（１７、１８）により規定される主面が、これと組み合わされる上側ないしは下側縦コントロールアーム（７、８）の端部に対して実質的に垂直であることを特徴とする、オートバイ。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のオートバイにおいて、前記ジョイントブラケット（１５）が、これと組み合わされる縦コントロールアーム（７、８）の前記両サイドアーム（９、１０）の端部領域に設けられた環状穴にはめ込まれていること、またその際には前記ジョイントブラケット（１５）の外周部と前記環状穴によって形成される環状隙間にエラストマ（２６ａ、２６ｂ）がはめ込まれていることを特徴とする、オートバイ。
11. フロントサスペンション搭載オートバイであって、
    上側の二本のフォークパイプと、これらに対して変位可能な下側の二本のフォークパイプとを有するテレスコピックフォーク、
    前記下側の両フォークパイプを互いに接続するフォークブリッジ、並びに
    進行方向で見て前側の端部で前記フォークブリッジにジョイントを介して接続されている縦コントロールアーム、
    を有するオートバイにおいて、
    前記ジョイントが、前記縦コントロールアームおよび／または前記フォークブリッジに弾性接続されていることを特徴とする、オートバイ。

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