JP5192282B2 - 共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車 - Google Patents

Description

本発明は、自転車に関し、特に、共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車に関する。

図１を参照する。図１に示すように、一般に、自転車１は、フレーム１１および衝撃吸収装置１２を含む。フレーム１１は、シートチューブ１１１と、シートチューブ１１１に接続され、前方へ延びた前三角１１２と、シートチューブ１１１と前三角１１２の間に枢支連結されたリンク１１３と、リンク１１３に枢支連結され、後方へ延びた後三角１１４と、前三角１１２に固着された１対の取付用耳部１１５とを有する。衝撃吸収装置１２は、シリンダ１２１および抜き差し可能なピストンロッド１２２を含む。シリンダ１２１およびピストンロッド１２２の両端は、それぞれ前三角１１２上でリンク１１３および取付用耳部１１５と枢動可能に接続されている。これにより、衝撃吸収装置１２は、前三角１１２と後三角１１４の間で相対移動可能に動作し、引込動作により振動振幅を吸収し、衝撃吸収効果を得ていた。

しかし、前三角１１２、後三角１１４および衝撃吸収装置１２をそれぞれ枢支連結させるには、リンク１１３を使用するだけでなく、後三角１１４、シートチューブ１１１およびリンク１１３にそれぞれ設けられた第１の軸支点Ａおよび第２の軸支点Ｂと、リンク１１３、衝撃吸収装置１２およびフレーム１１にそれぞれ設けられた第３の軸支点Ｃおよび第４の軸支点Ｄと、衝撃吸収装置１２と前三角１１２の間に設けられた第５の軸支点Ｅとを使用する必要があった。つまり、上述のコンポーネントでは、ＡからＥの５つの軸支点を有して多数の軸コネクタが必要となるため、製造工程が複雑となった。そのため、組立ておよび修理が困難となり、製造コストが高かった。

さらに、衝撃吸収装置１２のシリンダ１２１の一端がリンク１１３へ枢動可能に接続され、リンク１１３が衝撃吸収装置１２とシートチューブ１１１の間の退路をブロックし、シリンダ１２１が退路に沿って引き込まれると、衝撃吸収装置１２のシリンダ１２１がリンク１１３およびシートチューブ１１１と干渉してしまうことがあった。このように、サスペンションシステムは、ピストンストロークが制限されて衝撃吸収効果が低減され、ニーズを満たすことができないことがあった。

本発明の目的は、簡素化されたコンポーネントおよび組立工程を有する共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車を提供することにある。

（１）本発明は上記目的を達成するため、２つのアーム間に配置されたシートチューブを含むフロントフレームと、リアフレームと、前記フロントフレームおよび前記リアフレームと枢支連結された上部リンケージ装置と、前記フロントフレームおよび前記リアフレームと枢支連結され、前記２つのアームを含む下部リンケージ装置とを有する自転車フレームと、
前記上部リンケージ装置と枢支連結された第１の連結部材と、前記下部リンケージ装置と同軸的に枢支連結され、前記フロントフレームと枢支連結された第２の連結部材とを有する衝撃吸収装置とを備え、
前記２つのアームは、前記第２の連結部材および前記フロントフレームと同軸的に枢支連結されていることを特徴とする自転車を提供する。

（２）また、本発明は上記目的を達成するため、ボトム・ブラケットを含むフロントフレームと、リアフレームと、前記フロントフレームおよび前記リアフレームと枢支連結された上部リンケージ装置と、前記フロントフレームおよび前記リアフレームと枢支連結された下部リンケージ装置とを有する自転車フレームと、前記上部リンケージ装置と枢支連結された第１の連結部材と、前記下部リンケージ装置と同軸的に枢支連結し、前記ボトム・ブラケットと枢支連結された第２の連結部材とを有する衝撃吸収装置と、を備えることを特徴とする自転車を提供する。

（３）また、本発明は上記目的を達成するため、ダウンチューブと、トップチューブと、単管状を含むシートチューブとを有するフロントフレームと、リアフレームと、前記フロントフレームおよび前記リアフレームと枢支連結された上部リンケージ装置と、前記フロントフレームおよび前記リアフレームと枢支連結された下部リンケージ装置と、前記上部リンケージ装置と枢支連結された第１の連結部材と、前記下部リンケージ装置と同軸的に枢支連結し、前記フロントフレームと枢支連結された第２の連結部材とを有する衝撃吸収装置と、を備えることを特徴とする自転車を提供する。

（４）また、本発明は上記目的を達成するため、１対の衝撃吸収マウントを有するフロントフレームと、リアフレームと、前記フロントフレームおよび前記リアフレームと枢支連結された上部リンケージ装置と、前記リアフレームと枢支連結され、前記フロントフレームと枢支連結された２つのアームを含む下部リンケージ装置と、前記上部リンケージ装置と枢支連結された第１の連結部材と、前記下部リンケージ装置と同軸的に枢支連結され、前記１対の衝撃吸収マウントと枢支連結された第２の連結部材とを有する衝撃吸収装置と、を備え、前記１対の衝撃吸収マウントは、前記２つのアーム間に配置され、前記第２の連結部材は、前記１対の衝撃吸収マウント間に配置されていることを特徴とする自転車を提供する。

（５）また、本発明は上記目的を達成するため、フロントフレームと、シートステーおよびチェーンステーをそれぞれ含む２つの後三角を含むリアフレームと、前記フロントフレームおよび前記後三角の前記シートステーと枢支連結された上部リンケージ装置と、前記上部リンケージ装置と枢支連結された第１の連結部材と、前記後三角の前記チェーンステーと同軸的に枢支連結し、前記フロントフレームと枢支連結された第２の連結部材とを有する衝撃吸収装置と、を備えることを特徴とする自転車を提供する。

本発明の共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車によれば、衝撃吸収装置、下部リンケージ装置およびフロントフレームが同軸的に枢支連結されるため、コンポーネントの組立て工程を簡素化させることができる。そのため、コンポーネントの組立ておよび修理の利便性が高まり、製造コストを下げることができる。

（第１実施形態）
図２、図３および図４を参照する。図２、図３および図４に示すように、本発明の第１実施形態による共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車は、自転車フレームおよび衝撃吸収装置６を含む。

自転車フレームは、フロントフレーム２、上部リンケージ装置３、下部リンケージ装置４およびリアフレーム５を含む。

フロントフレーム２は、シートチューブ２０と、シートチューブ２０の下端部に強固に取付けられたボトム・ブラケット２１と、前方へ延びた前三角２２とを含む。ボトム・ブラケット２１は、頂面に形成され、スロット２１１を有する１対の取付用耳部２１２と、Ｘ軸と平行に形成された軸方向貫通孔２１３と、側面に形成された連結面２１４とを含む。前三角２２は、シートチューブ２０に接続されたトップチューブ２２１と、ダウンチューブ２２２とを含む。ダウンチューブの端部は、ボトム・ブラケット２１の連結面２１４に接続されている。

上部リンケージ装置３は、実質的に三角形に配置された２つの上部リンク３１を含む。各上部リンク３１は、シートチューブ２０と枢支連結された第１の軸支点３１１と、後方に配置された第２の軸支点３１２と、前方に配置された第３の軸支点３１３とを有する。

下部リンケージ装置４は、下部リンク４１および締付け具４２を含む。下部リンク４１は、第１の端部に形成された１対の取付用アーム４１１と、軸Ｘに平行な第２の端部に形成された枢支連結部４１２とを含む。取付用アーム４１１は、実質上Ｕ字状であるため、ボトム・ブラケット２１の取付用耳部２１２を定位置に保持することができる。締付け具４２は、衝撃吸収装置６の第２の連結部材６２１へ同軸的に枢支連結されたアーム４１１を提供する。アーム４１１は、締付け具４２により耳部２１２と第２の連結部材６２１とを互いに枢支連結させる。これにより、耳部２１２がアーム４１１間に配置され、第２の連結部材６２１が耳部２１２間に配置されている。

図２、図３および図４に示すように、シートチューブ２０は、単管状に形成され、下部リンク４１のアーム間に配置されている。

リアフレーム５は、フロントフレーム２へ枢支連結されて後方に延ばされ、互いに平行に配列された２つの後三角５１を含む。各後三角５１は、上部リンク３１の第２の軸支点３１２へ枢支連結されたシートステー５１１と、回動中心あたりで下部リンク４１の枢支連結部４１２と枢支連結されたチェーンステー５１２とを含む。後三角５１と、下部リンク４１の枢支連結部４１２との間にある回動中心は、ボトム・ブラケット２１よりも低い位置にあり、リアフレーム５側に近い後方に配置されている。

衝撃吸収装置６は、シートチューブ２０に隣接した箇所で、前三角２２のトップチューブ２２１とダウンチューブ２２２との間に取り付けられている。衝撃吸収装置６は、シリンダ６１と、シリンダ６１に出退可能に装着されたピストンロッド６２とを含む。シリンダ６１は、頂面に形成され、上部リンク３１の第３の軸支点３１３と枢支連結された第１の連結部材６１１を有する。ピストンロッド６２は、ボトム・ブラケット２１のスロット２１１中に保持された第２の連結部材６２１と、これらにより締付け具４２が下部リンク４１の取付用アーム４１１に貫設され、下部リンク４１、ボトム・ブラケット２１およびピストンロッド６２を軸Ｘに沿って同軸的に枢支連結させるボトム・ブラケット２１の取付用耳部２１２と、ピストンロッド６２の第２の連結部材６２１とを有する。ピストンロッド６２の第２の連結部材６２１は、ボトム・ブラケット２１の上方および前方に配置され、前三角２２側に配置されている。

悪路を通過する際、この自転車は、フロントフレーム２とリアフレーム５との間と、上部リンク３１と下部リンク４１との間にピボット効果を相対的に発生させる。衝撃吸収装置６は、ピストンロッド６２と同軸的に連結された上部リンク３１、下部リンク４１およびボトム・ブラケット２１を介して伝達される前三角２２および後三角５１の作用力により動作する。このように、衝撃吸収装置６の動作により、移動中の自転車の衝撃を抑え、衝撃吸収効果を得ることができる。

（第２実施形態）
図５を参照する。図５に示すように、本発明の第２実施形態は、第１実施形態と略同様であり、以下、異なる点やその特徴について説明する。

前三角２２は、ダウンチューブ２２２上に形成された１対の取付用耳部２２４をさらに含み、取付用耳部２２４間にスロット２２３が形成されている。ピストンロッド６２の第２の連結部材６２１は、スロット２２３中に枢支連結して保持されることにより、下部リンク４１の取付用アーム４１１と、ダウンチューブ２２２の取付用耳部２２４と、ピストンロッド６２の第２の連結部材６２１とを締付け具４２に貫設させる。これにより、下部リンク４１、ダウンチューブ２２２およびピストンロッド６２は、共通軸線に沿って同軸的に枢支連結される。

上部リンク３１の第３の軸支点３１３は、衝撃吸収装置６のシリンダ６１の下端部６１２へ枢支連結されている。

上部リンク３１の第３の軸支点３１３は、シリンダ６１の下端部６１２の両側に枢支連結されているため、上部リンク３１の第３の軸支点３１３は、衝撃吸収装置６の引っ込み動作と干渉せず、衝撃吸収装置６の退路が確保される。これにより、上部リンク３１とトップチューブ２２１の間や、シリンダ６１の第１の連結部材６１１とトップチューブ２２１の間に大きな空間的な余裕が生まれる。この空間的な余裕により、衝撃吸収装置６の引込動作をスムーズに行うことができ、この動作を行う際に衝撃吸収装置６または上部リンク３１がトップチューブ２２１と干渉することを防ぐことができる。

（第３実施形態）
図６を参照する。図６に示すように、本発明の第３実施形態は第２実施形態と似ている。第３の実施形態は、同様に下部リンク４１、ピストンロッド６２の第２の連結部材６２１およびダウンチューブ２２２の間で共通軸枢支連結されているが、上部リンク３１の第３の軸支点３１３が衝撃吸収装置６のシリンダ６１の第１の連結部材６１１と枢支連結されている点が異なる。

（第４実施形態）
図７を参照する。図７に示すように、本発明の第４実施形態は、第２実施形態と似ているが、自転車フレームから後連結装置が除去されている点が異なる。第４実施形態において、後三角５１のチェーンステー５１２およびピストンロッド６２の第２の連結部材６２１は、共通軸に沿ってダウンチューブ２２２と共に同軸的に枢支連結されている。そのため、ピボット効果がフロントフレーム２とリアフレーム５との間に相対的に発生し、上部リンク３１は、軸支点が除去された衝撃吸収装置６を動作させて、衝撃吸収効果を得ることができる。

これにより、本発明の共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車は、以下の長所を有する。

第１に、下部リンク４１、ボトム・ブラケット２１（またはダウンチューブ２２２）およびピストンロッド６２を共通軸Ａに沿って、同軸的に枢支連結させることができるため、従来の自転車と異なり枢支部分および関連する枢支コンポーネントを使用する必要がない。そのため、コンポーネントの組立て工程を簡略化させることができる。これにより、コンポーネントの組立ておよび修理の利便性を向上させ、製造コストを低減させることができる。

第２に、衝撃吸収装置６の引込方向は、枢支部分により上部リンク３１の第３の軸支点３１３を枢支連結させるため、上部リンク３１とトップチューブ２２１の間やシリンダ６１の第１の連結部材６１１とトップチューブ２２１の間に、大きな空間的余裕が発生する。そのため、この空間的余裕により、衝撃吸収装置６の引込動作が前三角２２と干渉することを防ぐことができ、作動運動をスムーズに行うことができる。さらに、衝撃吸収装置６の剛性と、衝撃吸収装置６と自転車フレームの間にあるレバーアームが柔らかいため、衝撃吸収効果を得ることができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

従来技術の共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車を示す正面図である。 本発明の第１実施形態による共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車を示す正面図である。 本発明の第１実施形態による共通枢支衝撃吸収装置を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による共通枢支衝撃吸収装置を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車を示す正面図である。 本発明の第３実施形態による共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車を示す正面図である。 本発明の第４実施形態による共通枢支衝撃吸収装置を有する自転車を示す正面図である。

符号の説明

１…自転車、２…フロントフレーム、３…上部リンケージ装置、４…下部リンケージ装置、５…リアフレーム、６…衝撃吸収装置、１１…フレーム、１２…衝撃吸収装置、２０…シートチューブ、２１…ボトム・ブラケット、２２…前三角、３１…上部リンク、４１…下部リンク、４２…締付け具、５１…後三角、６１…シリンダ、６２…ピストンロッド、１１１…シートチューブ、１１２…前三角、１１３…リンク、１１４…後三角、１１５…取付用耳部、１２１…シリンダ、１２２…ピストンロッド、２１１…スロット、２１２…取付用耳部、２１３…軸方向貫通孔、２１４…連結面、２２１…トップチューブ、２２２…ダウンチューブ、２２３…スロット、２２４…取付用耳部、３１１…第１の軸支点、３１２…第２の軸支点、３１３…第３の軸支点、４１１…取付用アーム、４１２…枢支連結部、５１１…シートステー、５１２…チェーンステー、６１１…第１の連結部材、６１２…下端部、６２１…第２の連結部材

Claims (6)

1. ２つのアーム間に配置されたシートチューブを含むフロントフレームと、リアフレームと、前記フロントフレームおよび前記リアフレームと枢支連結された上部リンケージ装置と、前記フロントフレームおよび前記リアフレームと枢支連結され、前記２つのアームを含む下部リンケージ装置とを有する自転車フレームと、
   前記上部リンケージ装置と枢支連結された第１の連結部材と、前記下部リンケージ装置と同軸的に枢支連結され、前記フロントフレームと枢支連結された第２の連結部材とを有する衝撃吸収装置とを備え、
   前記２つのアームは、前記第２の連結部材および前記フロントフレームと同軸的に枢支連結されていることを特徴とする自転車。
2. 前記下部リンケージ装置は、前記シートチューブに接続されていないことを特徴とする請求項１に記載の自転車。
3. 前記フロントフレームは、ダウンチューブを含み、
   前記フロントフレームは、前記シートチューブおよび前記ダウンチューブの端部に設けられたボトム・ブラケットを含み、
   前記２つのアームおよび前記第２の連結部材は、前記ボトム・ブラケットの箇所において前記フロントフレームと接続されていることを特徴とする請求項１に記載の自転車。
4. 前記シートチューブは、単管状を含むことを特徴とする請求項１に記載の自転車。
5. 前記フロントフレームは、１対の衝撃吸収マウントを含み、
   前記第２の連結部材は、前記２つのアームおよび前記１対の衝撃吸収マウントに接続され、
   前記１対の衝撃吸収マウントは、前記２つのアーム間に配置され、
   前記第２の連結部材は、前記１対の衝撃吸収マウント間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自転車。
6. 前記フロントフレームは、取付部材が頂面に設けられたダウンチューブを含み、
   前記第２の連結部材は、前記２つのアームと、前記ダウンチューブの頂面に設けられた取付部材とに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の自転車。

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