JP2012530643A - 自転車のためのフレーム - Google Patents

Abstract

自転車のためのフレームおよびそれが備えられた自転車であって、フレームは、上パイプとしたパイプと、上パイプを下パイプと接続する少なくとも１つの支持デバイスとを備える。支持デバイスは、意図されるよう使用された場合に、到達空気の少なくとも一部が流れる流通開口を備えている。

Description

本発明は、自転車のためのフレームおよび自転車に関するものである。

さまざまな種類の自転車のためのフレーム、例えばＸフレーム、台形フレーム、また特には強度および重量に関して最適な組み合わせを提供するダイアモンド形フレームなどが従来公知となっている。

典型的なダイアモンド形フレームの形状のデザインは、略台形および三角形からなる。台形部は、上パイプおよび下パイプと、ヘッドパイプと、上パイプを下パイプと接続するシートパイプとからなるフレーム本体、つまりメインフレームを形成する。後方三角形部と称されかつシートステイ、チェーンステイおよびシートパイプを有する略幾何学的三角形を備える後方領域が設けられる。ここで示された以外のフレームデザインがさらに存在するが、さらなるフレームデザインは構成および構造が異なる。

すべてのフレームが共通して有するものが、前方において見られる、自転車の乗用時に発生する空気流を側方へ向けて方向変化させるものである。この方向変化した(脇にそれた)空気流は自転車の乗り手の脚に当たる。この方法においては、空気流が乗り手の脚の領域に大きな乱流を引き起こすため、付加的な抵抗が生じる。

したがって、本発明の目的は、乗用時の抵抗を低減できる自転車のためのフレームを提供することである。

この目的は、請求項1に記載の特徴部を有するフレームによって、かつ請求項１８に記載の特徴部を有する自転車によって解決される。好ましい実施形態が各従属請求項の対象となっている。本発明のさらなる利点および特徴部は実施形態から明らかとなる。

本発明に基づくフレームは、自転車のために提供されかつフレーム本体を備える。フレーム本体は、少なくとも１つの上パイプと少なくとも１つの下パイプと、上パイプを下パイプに接続する少なくとも１つの支持デバイスとを備える。本発明によれば、少なくとも１つの支持デバイスは、到達空気流の少なくとも一部が、意図されたように使用される場合に流通する流通開口を備える。

本発明に基づくフレームはいくつかの利点を有する。本発明に基づくフレームの１つの大きな利点として、上パイプと下パイプとを接続する支持デバイスが流通開口を備えており、それにより、意図されるよう使用された場合に、前方からフレームにおいて到達する空気が、全体的にフレームの２つの側部へ向かって方向変化せられることなく、その少なくとも大部分がフレームの流通開口を通ってガイドされるようになっていることが挙げられる。これは、流通開口を通ってガイドされた空気は乗り手の脚に大きな抵抗を生じないため、著しい利点を与える。そうした抵抗は、従来のタイプのフレームにおいて、前方からフレームに到達した空気が側方に方向変化して、その結果、特に乗り手の脚に到達するために生じるものである。

簡単な構成において、本願発明に基づくフレームは自転車のために提供され、メインフレームと称されるフレーム本体から実質的に形成される。フレーム本体は、少なくとも１つの上パイプと、少なくとも１つの下パイプと、上パイプを下パイプに接続する１つのシートパイプと、上パイプを下パイプに接続する１つのヘッドパイプとを備える。少なくとも１つの流通開口が、ヘッドパイプおよび／またはシートパイプに設けられており、意図されるよう使用された場合に、乗用時に前方から到達する空気の少なくとも一部がこの流通開口を通って流れるようになる。シートパイプは、例えば高さが調節できるようシートポストを収容するよう機能してもよい。分岐部は、ヘッドパイプに回転可能に収容されていてもよい。

好ましくは、流通開口は、フレームの長手方向に少なくとも実質的に延在している。

フレーム本体は、最適な到達空気の通過に加えて全体的に低い抵抗が得られるように、特にその形状がおおむね空気力学的なものとなっている。

フレーム本体の前方領域において支持デバイスとしてのヘッド支持デバイスのための好ましい実施形態が提供される。それは、特に好ましくは、ヘッド支持デバイスの流通開口を介して前方からフレームに到達する空気の少なくとも一部を案内するために、ヘッド支持デバイスに流通開口を提供する。

さらに好ましい実施形態では、フレーム本体の後方領域において支持デバイスとしての少なくとも１つのシート支持デバイスが設けられ、この場合、少なくとも１つの流通開口に関しては、シート支持デバイスに設けられることが好ましい。

構成のすべてにおいて、１つの支持デバイスにおいて１つ以上の流通開口を設けることが可能である。例えば、並列にあるいは対照的なパターンで配置された２つ、３つまたは４つの流通開口が設けられてもよい。例えば、安定性が理由となって流通開口の全体のサイズを制限することが有効となるかまたは必要となる。このとき、２つ、３つもしくはさらに別の、小さな流通開口が、十分な安定性を提供すると同時におおむね最適化された空気力学的効果を達成する。

好ましくは、ヘッド支持デバイスにおける流通開口およびシート支持デバイスにおける流通開口は、互いに対して整列させられている。そうした構成は、
ヘッド支持デバイスにおける流通開口を通ってガイドされた空気がシート支持デバイスにおける流通開口へ向けてガイドされるという点において大きな利点を提供する。この方法においては、流通する空気が特に小さな抵抗を生じるように前方から到達した空気がまずヘッド支持デバイスにおける流通開口にガイドされ続いてさらにシート支持デバイスにおける流通開口にガイドされるため、特に最適な空気力学的形状が実現される。

さらに好ましい特定の実施形態において、ヘッド支持デバイスはその形状が空気力学的なものとなっており、かつ、少なくとも２つの側方ヘッドパイプまたはヘッド部分を備えており、このものにおいて、これらヘッドパイプまたはヘッド部分の少なくとも１つが流通開口の側方のそれぞれに配置されている。例えば、ヘッド支持デバイスは、断面において略円形のヘッド形状となるようおおむね形成されていてもよく、このものにおいて、ヘッドパイプまたはヘッド部分が、ヘッド支持デバイスの下部とヘッド支持デバイスの上部とを接続する流通開口の側方に対して横方向に上昇されるように、流通開口は、流通開口の領域においてフレームの長手方向に延在している。

好ましくは、ヘッド支持部材における流通開口の一断面が、略楕円形または円形に構成されている。流通開口の高さは、１０または２０センチメートルなどであってもよく、一方で流通開口の幅は、フレームの幅に追従するものであり、かつ通常は数センチメートルとなる。例えば好ましくは、２から約１０センチメートルの断面幅とすることもできる。

側方ヘッドパイプは、好ましくは断面において円形となっており、これら側方ヘッドパイプは、フレームの横方向よりもフレームの長手方向において、より長大に延在している。

好ましくは、流通開口は、到達空気流が計算された様式でガイドされるように、おおむねノズル状に構成されている。

実施形態のすべてにおいて、ヘッド支持デバイスにおける流通開口に関して、ヘッド支持デバイスには、上側ベアリングおよび下側ベアリングあるいは支持部の下側ポイントおよび上側ポイントが設けられていることが好ましい。好ましくは分岐部の操縦部はさらに少なくとも１つの流通開口備えている。このものにおいて、操縦部の流通開口に到達する空気が確実に移動させられるように、操縦部の流通開口はヘッド支持デバイスの流通開口と整列させられている。

操縦部の流通開口は操縦パイプなどによって横方向に規定されている。

好ましくは、意図されるよう使用された場合に、まずヘッド支持デバイスを通してガイドされた空気が続いてシート支持デバイスの流通開口を通してガイドされるように、シート支持デバイスの流通開口はヘッド支持デバイスの流通開口と整列させられる。

ヘッド支持デバイスの流通開口、操縦部の流通開口、およびシート支持デバイスの流通開口は、特に、前方から操縦部の流通開口に到達する空気が計算された様式でシート支持デバイスの流通開口を通じて案内されるように構成されている。

簡単な構成においては、このシート支持デバイスは、シートパイプとして構成されていてもよく、かつヘッド支持デバイスは、対応する流通開口が設けられたヘッドパイプであってもよい。

他の好ましい構成においては空気ガイド開口が分岐パイプに設けられており、分岐パイプは前方ドロップアウトに接続されており、前方からドロップアウト部とともに設けられた分岐パイプへ到達した空気が乗り手の足の側方を通り過ぎるようにガイドされる。

空気力学的に最適に構成することができる空気ガイドデバイスには、ハンドルバーが設けられていてもよい。

本発明に基づく自転車は、少なくとも１つの上パイプと、少なくとも１つの下パイプと、上パイプと下パイプとを接続数少なくとも１つの支持デバイスとを備える。少なくとも１つの支持デバイスは、意図されるよう使用されたときに、到達空気流の少なくとも一部が通る流通開口を備える。

フレームは好ましくは上述したように構成される。特に分岐部および／ハンドルバーが少なくとも１つの流通開口とともに設けられてもよい。

本発明の他の有利な特徴部および構成は添付された図面を参照して説明される以下の実施形態から明らかとなる。

本発明に基づくフレームを備える自転車の側面図である。 図１に基づく自転車の前方斜視図である。 前方フレーム領域の斜視図である。 図１に基づく自転車の部分的な後方斜視図である。 フレームのフォークの接続部の概略側面図である。

図１〜図５を参照して、フレーム１を備える本発明に基づく自転車１００の実施形態について説明する。

図１に示されるように自転車１００の側面図において、自転車１００は、前輪２０と、後輪２１と、フレーム本体２を備えるフレーム１とを有する。このフレーム本体２は、上パイプ３と、下パイプ４と、２つの支持デバイス５とによって形成される。このものにおいて、前方支持デバイス５はヘッド支持デバイス７として構成され、かつ後方支持デバイス５はシート支持デバイス９として構成されている。簡単な例においては。ヘッド支持デバイス７はヘッドパイプとして構成され、かつ後方シート支持デバイス９はシートパイプとして構成される。

ヘッド支持デバイス７およびシート支持デバイス９のいずれもがその断面において回転可能に対称的なものとされる必要はないが、これらは一般的には特に空気力学的な形状のものとなっている。ヘッド支持デバイス７およびシート支持デバイス９のいずれも直線的に整列されている必要はないが、これらは、たとえば図１においてシート支持デバイス９に関して明確に示されるように、そのデザインが屈曲されてもあるいは角度が付けられていてもよい。

その上端において、シート支持デバイス９は、シートポスト２７内に、好ましくは後方領域８内に、移動させられる。

フレーム１の後方領域８において、チェーンステイ１８とシートステイ１７とが、シートステイ１７とチェーンステイ１８との接続ポイントにおけるドロップアウト部において、シート支持デバイス９のうち後輪２１を受容する部分とともに適切に三角構造を形成する。

フレーム１の前方領域６において、ヘッド支持デバイス７には、空気力学的な形状のハンドルバー２２が設けられており、かつハンドルバー２２は空気ガイドデバイス２４を備えていてもよい。ハンドルバー２２には、空気支持部２３と、使用者が空気支持部２３を把持しかつ支持部２６に使用者の前腕が位置させられた際に空気力学的に最適な乗車ポジションを呈する支持部２６が設けられてもよい。

前輪２９は、ヘッド支持デバイス７に回転可能に受容される分岐部１９によって支持されている。

図２には自転車１００の部分的な正面図が示されているが、当該図面においては空気ガイドデバイス２４および支持部２６を備えるハンドルバー２２、ならびに空気支持部２３が上側領域に示されており、分岐部１９が下側領域において延在している。ヘッド支持デバイス７として構成された支持デバイス５が流通開口１０を備えていることが明確に示されており、前方からフレーム１に達した空気は当該開口１０を通じてガイドされる。これは、前方におけるフレームに到達した空気がフレームの周囲の側面に対してガイドされる点において従来とは異なるものである。

現在のところヘッド支持デバイス７の前方において、操縦部２８が、操縦部２８およびヘッド支持デバイス７を通り前方から到達する空気を空気力学的にガイドするように、ヘッド支持デバイス７の流通開口１０と整列させられた流通開口２９を備えるよう構成されている。

現在は長手方向１２に延在する流通開口１０の領域において、ヘッド支持デバイス７は、ヘッド支持デバイス７の所望の強度を確実なものとするために側方ヘッドパイプ１３および１４あるいはヘッド部分を備えている。同様に操縦部２８には流通開口２９が設けられており、このものにおいて、操縦部２８が、流通開口２９の領域内において、左側では操縦パイプ３１によってかつ右側では操縦パイプ３２によって支持されている。

正面図において、ヘッド支持デバイス７の流通開口１０および操縦部２８の流通開口２９の両方が、空気力学的に最適に空気をガイドできるようにするために、細長円形形状になされるかあるいは略楕円形に構成されている。

図３には、ヘッド支持デバイス７における分岐部１９の概略斜視図が示されており、ヘッド支持デバイス７の流通開口１０および分岐部１９の流通開口２９が明確に図示される。操縦部２８はヘッド支持部７に回転可能に支持されている。これは、分岐部１９の流通開口２９が続いて変化することを意味している。この方法においては前方から到達した空気が流通開口２９を通じてさらには流通開口１０を介してガイドされ、それにより前方領域からこの領域に到達した空気が、抵抗を増大させるように乗り手の脚へ向けて方向転換することがないため、これは有利となる。

上側ベアリング２５および下側ベアリング３０が自転車分岐部１９を回転可能に支持するべく設けられている。

分岐サスペンションの簡単化された概略断面図が図５に示されている。図５には、例えば、分岐部１９が回転軸３３の周囲で回転可能なようにベアリング２５または３０に受容されるように、分岐部１９がフォーク状のまたはＹ字状のヘッド支持デバイス７を取り囲んだ状態で示されている。同時に、流通開口２９および１０は、到達した空気が２つの開口を通じて空気力学的にガイドされるように、互いに整列されている。

シート支持デバイス９として構成された後方支持デバイス５もまた流通開口１１を備える。これが図４に明瞭に示されており、図４には、自転車１の部分的な後方斜視図が示されている。後方流通開口１１は、後輪２１とシート支持デバイス９の上端との間の実質的な領域つまり実質的な広がり部にわたって延在していてもよい。中閏開口１１の前において前方の開口を通ってガイドされた空気は、乱流を大きく避けると同時に、離れて移動させられる中央空気流を発生させるため、さらに流通開口１１を介して移動させられ、従来のものと比べて著しく低い小さな抵抗力しか生じしないようになる。

シート支持デバイス９は、流通開口１１を横方向において規定するために、流通開口の領域において側壁またはシートパイプ１５および１６を有している。

本発明は、概して、フレーム１に空気力学的な流通開口を備える自転車１００を提供する。分岐部の上側操縦部における流通開口および分岐ブレードの流通開口に関してより詳細な実施形態が提供され、かつハンドルバーが同様の空気ガイド開口を備えていてもよい。大まかには、空気力学的な自転車が提供される。

１ フレーム
２ フレーム本体
３ 上パイプ
４ 下パイプ
５ 支持デバイス
６ 前方領域
７ ヘッド支持デバイス
８ 後方領域
９ シート支持デバイス」
１０ 流通開口
１１ 流通開口
１２ 長手方向
１３ ヘッドパイプ
１４ ヘッドパイプ
１５ シートパイプ
１６ シートパイプ
１７ シートステイ
１８ チェーンステイ
１９ 分岐部
２０ 前輪
２１ 後輪
２２ ハンドルバー
２３ 空気支持部
２４ 空気ガイドデバイス
２５ ベアリング
２６ 支持部
２７ シートポスト
２８ 操縦部
２９ 流通開口
３０ ベアリング
３１ 左操縦パイプ
３２ 右操縦パイプ
３３ 回転軸
１００ 自転車

Claims (20)

1. フレーム本体(２)を備える自転車(１００)のためのフレーム(１)であって、
   前記フレーム本体(２)は、少なくとも１つの上パイプ(３)と、少なくとも１つの下パイプ(４)と、前記上パイプ(３)を前記下パイプ(４)に接続する少なくとも１つの支持デバイス(５)と、を具備してなり、
   前記少なくとも１つの支持デバイス(５)は、意図されたよう使用される時に、到達空気の少なくとも一部が流通する流通開口(１０，１１)を具備してなることを特徴とするフレーム(１)。
2. 前記流通開口(１０，１１)は、長手方向(１２)に延在することを特徴とする請求項１に記載のフレーム(１)。
3. 前記フレーム本体(２)はその形状が空気力学的なものとなっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフレーム(１)。
4. ヘッド支持デバイス(７)が、支持デバイス(５)として、前記フレーム本体(２)の前方領域(６)に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
5. シート支持デバイス(９)が、支持デバイス(５)として、前記フレーム本体(２)の後方領域(８)に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
6. 少なくとも１つの流通開口(１０，１１)が、前記ヘッド支持デバイス(７)に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
7. 少なくとも１つの流通開口(１０，１１)が、前記シート支持デバイス(９)に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
8. 前記ヘッド支持デバイス(７)におけるかつ前記シート支持デバイス(９)における流通開口(１０，１１)は、互いに対して整列させられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
9. 前記支持デバイス(７)は、その形状が空気力学的なものとなっており、かつ、少なくとも２つの側方ヘッドパイプ(１３，１４)を具備してなり、前記側方ヘッドパイプ(１３，１４)の少なくとも１つが、前記流通開口(１０)の各側部に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
10. 各ヘッドパイプ(１３，１４)は、その断面(１)において円形のものであることを特徴とする請求項９に記載のフレーム(１)。
11. 少なくとも１つの流通開口(１０，１１)は、通過する到達空気流をガイドするようノズル状に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
12. 前記ヘッド支持デバイスは、上側ベアリング(２５)と下側ベアリング(３０)とを具備してなることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
13. 上側操縦部(２８)を備える分岐デバイス(１９)が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
14. 前記操縦部(２８)は、少なくとも１つの流通開口(２９)を具備してなることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
15. 前記流通開口(２９)は、前記分岐デバイス(１９)の操縦パイプ(３１，３２)によって横方向において規定されていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
16. 前記操縦部(２８)および前記ヘッド支持デバイス(７)の前記流通開口(２９，１０)を通る到達空気の少なくとも一部が、意図されるように使用される場合に、ガイドさせられるよう、前記操縦部(２８)の前記流通開口(２９)は、前記ヘッド支持デバイス(７)の前記流通開口(１０)と整列させられていることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
17. 前記ヘッド支持デバイス(７)を通ってガイドされた空気の少なくとも一部が、前記シート支持デバイス(９)の前記流通開口(１１)を通して、意図されるように使用される場合に、ガイドさせられるよう、前記シート支持デバイス(９)の前記流通開口(１１)は、前記ヘッドデバイス(７)の前記流通開口(１０)と整列させられていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載のフレーム(１)。
18. 少なくとも１つの上パイプ(３)と、少なくとも１つの下パイプ(４)と、前記上パイプ(３)を前記下パイプ(４)に接続する少なくとも１つの支持デバイス(５)と、を具備してなるフレーム(１)を備える自転車(１００)であって、
    前記少なくとも１つの支持デバイス(５)は、到達空気の少なくとも一部が、意図されるよう使用された場合に流通する流通開口(１０，１１)を具備してなることを特徴とする自転車(１００)。
19. 請求項１ないし請求項１７のいずれか一項に記載のフレームが設けられていることを特徴とする請求項１８に記載の自転車(１００)。
20. 少なくとも１つの流通開口が分岐部および／またはハンドルバーに設けられていることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の自転車。

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