JP3003784B2

JP3003784B2 - 自転車用緩衝装置

Info

Publication number: JP3003784B2
Application number: JP10127890A
Authority: JP
Inventors: 和浩藤井
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2018-05-11
Also published as: TW421632B; EP0957023B1; DE69931843T2; JPH11321762A; EP0957023A3; EP0957023A2; US6149176A; DE69931843D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緩衝装置、特に、
自転車の第１フレーム部材と第２フレーム部材との間に
装着される自転車用緩衝装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】サイクリングは、交通手段としてだけで
なくレクリエーションのひとつの形態としてより人気が
増加している。さらに、サイクルスポーツはプロ選手や
アマチュア選手にとって人気がある競技スポーツになっ
ている。近年、マウンテンバイクやシティサイクルにお
いて、フロントサスペンションやリアサスペンションを
装着してオフロードやオンロードでライダーに伝わる衝
撃を吸収するようにしたものが知られている。これらの
サスペンションは簡単な構造のものから複雑な構造のも
のまで数多く存在する。

【０００３】構造が簡単で安価な自転車用サスペンショ
ンとして特開平９−２９０７９０号に開示されたものが
ある。このサスペンションは、筒状の外側部材（第１部
材の一例）と外側部材に内装される内側部材（第２部材
の一例）と、外側部材と内側部材との間に装着され両部
材の相対回転により圧縮変形する弾性部材とを備えてい
る。外側部材は、たとえば自転車の前フレーム部材に、
内側部材は後フレーム部材にそれそれ一体で連結されて
いる。弾性部材は、ウレタンゴム等の弾性体製であり、
その弾性によりサスペンション特性が決定される。

【０００４】この自転車サスペンションでは、凹凸や段
差により路面から後フレームに衝撃が作用すると、内側
部材が外側部材に対して相対回転して衝撃を吸収する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
１種の弾性部材を装着しているだけであるので、その弾
性部材の弾性によりサスペンション特性が硬くなったり
柔らかくなったりする。たとえば、弾性部材の弾性を高
くするとサスペンション特性が柔らかくなり細かな凹凸
による弱い衝撃は吸収できるが、大きな段差等による強
い衝撃が自転車の車体に作用すると底突き現象が生じて
衝撃を十分に吸収できない。逆に弾性部材の弾性を低く
するとサスペンション特性が硬くなり、強い衝撃は吸収
できるが弱い衝撃は吸収できない。このように、弾性部
材の弾性によりサスペンション特性の硬軟が決定される
と路面から受ける種々の衝撃に柔軟に対応しにくい。

【０００６】本発明の課題は、簡素の構成の自転車用緩
衝装置において、種々の衝撃に柔軟に対応しやすくする
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明１に係る自転車用緩
衝装置は、自転車の第１フレーム部材と第２フレーム部
材との間に装着される装置であって、第１部材と、第２
部材と、弾性部材とを備えている。第１部材は、第１フ
レーム部材に固定可能であり、内部に形成された収納空
間と、収納空間の内周面から内方に突出する複数の第１
突出部とを有している。第２部材は、第２フレーム部材
に固定可能であり第１部材の収納空間内に第１部材と相
対回転自在に配置され、外周面から収納空間の内周面に
向けて外方に突出し第１突出部と交互に配置された複数
の第２突出部と、自転車のクランク軸を同芯に回転自在
に支持する回転支持部とを有している。弾性部材は、第
１弾性体と、第１弾性体に少なくとも一部が第１部材と
第２部材とが相対回転するときの回転方向に並べて配置
されかつ第１弾性体と弾性が異なる第２弾性体とを有
し、第１及び第２突出部の間に配置され両部材の相対回
転により伸縮して衝撃を吸収する部材である。

【０００８】このような弾性部材を第１部材と第２部材
との間に装着した緩衝装置では、自転車のフレームに衝
撃が作用すると、第１部材と第２部材とがクランク軸回
りに回転方向の一方向にのみ相対回転する。両部材がク
ランク軸回りに一方向に相対回転すると、両突出部の間
に配置された弾性部材の両弾性体が相対回転の回転方向
に並べて配置されているので、弾性が高い弾性体から徐
々に圧縮して衝撃を吸収する。このため、ストロークの
前半では柔らかなサスペンション特性が得られストロー
クの後半では硬いサスペンション特性が得られる。この
ように硬軟のサスペンション特性が得られるので、大小
の衝撃が作用してもその衝撃を吸収可能になる。このた
め、種々の衝撃に柔軟に対応しやすくなる。

【０００９】発明２に係る自転車用緩衝装置は、発明１
に記載の装置において、第２弾性体は第１弾性体に移動
不能に固定されている。この場合には、両弾性体が圧縮
されるときに両弾性体がずれないので、サスペンション
特性が変動しにくい。発明３に係る自転車用緩衝装置
は、発明２に記載の装置において、第２弾性体は第１弾
性体に接着により固定されている。この場合には２つの
弾性体を簡単に固定できる。

【００１０】発明４に係る自転車用緩衝装置は、発明２
に記載の装置において、第２弾性体は第１弾性体に係止
固定されている。この場合には、２つの弾性体が係止固
定されているだけであるので、一方の弾性体の圧縮が他
方の弾性体の圧縮に影響を与えにくい。発明５に係る自
転車用緩衝装置は、発明１から４のいずれかに記載の装
置において、第２弾性体は第１弾性体に回転方向に斜め
に並べて配置されている。この場合には、両部材が斜め
に並べて配置されているので、弾性体の弾性に加えて斜
めの度合いによりサスペンション特性を調整可能であ
り、種々の衝撃により柔軟に対応しやすくなる。

【００１１】発明６に係る自転車用緩衝装置は、発明１
から４のいずれかに記載の装置において、第２弾性体は
第１弾性体の両側に配置されている。この場合には、遅
い速度の衝撃の場合には両側の第２弾性体が同時に圧縮
するが、速い速度の衝撃の場合には第２弾性体のうち一
方が先に圧縮するので、種々の衝撃により柔軟に対応し
やすくなる。

【００１２】発明７に係る自転車用緩衝装置は、発明１
から４のいずれかに記載の装置において、第１弾性体は
内部に収納空間を有し、第２弾性体は収納空間に収納さ
れている。この場合には、第１弾性体と第２弾性体とが
回転方向だけではなく径方向にも並べて配置されるの
で、圧縮したときの急激な弾性の変化が少なくなり、サ
スペンション特性の急激な変化を抑えることができる。

【００１３】発明８に係る自転車用緩衝装置は、発明１
から７のいずれかに記載の装置において、第２弾性体に
少なくとも一部が回転方向に並べて配置されかつ第１及
び第２弾性体と弾性が異なる第３弾性体をさらに備え
る。この場合には、弾性が異なる３つの弾性体が圧縮方
向に並べて配置されるので、ストロークの途中で変化す
る３つのサスペンション特性を得ることができ、種々の
衝撃により柔軟に対応しやすくなる。発明９に係る自転
車用緩衝装置は、発明８に記載の装置において、第１弾
性体、第２弾性体、第３弾性体はこの順に弾性が低くな
り圧縮しにくくなる。この場合には、ストローク中に順
次硬くなるサスペンション特性を簡単に得られる。発明
１０に係る自転車用緩衝装置は、発明８又は９に記載の
装置において、第３弾性体は第２弾性体に移動不能に固
定されている。この場合には、第２弾性体と第３弾性体
とが圧縮されるときに両弾性体がずれないので、サスペ
ンション特性が変動しにくい。

【００１４】発明９に係る自転車用弾性部材は、発明８
に記載の部材において、第１弾性体、第２弾性体、第３
弾性体はこの順に弾性が低くなり圧縮しにくくなる。こ
の場合には、ストローク中に順次硬くなるサスペンショ
ン特性を簡単に得られる。発明１０に係る自転車用弾性
部材は、発明８又は９に記載の部材において、第３弾性
体は第２弾性体に移動不能に固定されている。この場合
には、第２弾性体と第３弾性体とが圧縮されるときに両
弾性体がずれないので、サスペンション特性が変動しに
くい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１及び図２において、本発明の
一実施形態を採用した自転車１０は、ＢＭＸ型の自転車
であり、フレーム１２とサスペンション組立体１４とを
備えている。フレーム１２は、主に主フレーム部材（第
１フレーム部材の一例）１６と主フレーム部材１６にサ
スペンション組立体１４を介して弾性的に連結された後
フレーム部材（第２フレーム部材の一例）１８とを有し
ている。

【００１６】自転車１０は、フレーム１２後部に後ハブ
１９ａ回りに回転自在に装着された後輪１９と、フレー
ム１２前部に前ハブ２０ａ回りに回転自在に連結された
前輪２０と、自転車を推進するための駆動部２２とをさ
らに備えている。駆動部２２は、図３に示すように、ク
ランク軸２３ａを有するボトムブラケット２３（図４）
と、クランク軸２３ａの右端に回転不能に装着された前
スプロケット２５付きの右クランクアーム２４と、クラ
ンク軸２３ａの左端に回転不能に装着された左クランク
アーム２６と、後ハブ１９ａに装着された後スプロケッ
ト２９と、両スプロケット２５，２９に掛け渡された駆
動チェーン２８とを有する従来と同様な構成のものであ
る。各クランクアーム２４，２６の先端にはペダル２７
が装着されている。

【００１７】主フレーム部材１６は、剛性を有し溶接さ
れた複数のチューブ部材で構成されている。すなわち、
主フレーム部材１６は、シートチューブ３０と、ヘッド
チューブ３２と、両チューブ３０，３２を連結するアッ
パーチューブ３３及びダウンチューブ３４とを有してい
る。主フレーム部材１６は、高張力鋼やクロムモリブデ
ン鋼やアルミニウム合金やチタン合金等の金属素材やカ
ーボンコンポジット等の繊維強化樹脂素材等の剛性を有
する素材を用いて製造するのが好ましい。

【００１８】シートチューブ３０には先端にサドル３７
が装着されたシートポスト３８が上下位置調節可能に固
定されている。ヘッドチューブ３２には、フロントフォ
ーク４０が回転自在に装着されている。フロントフォー
ク４０の下端に前輪２０が回転自在に装着され、上端に
操舵用のハンドル組立体４２が上下位置を調節可能に装
着されている。

【００１９】ダウンチューブ３４とシートチューブ３０
との連結部分には、サスペンション組立体１４を装着す
るための１対のブラケット５０が溶接固定されている。
ブラケット５０は、図２及び図３に示すように、ダウン
チューブ３４に溶接固定される第１固定部５０ａと、第
１固定部５０ａの斜め下方でシートチューブ３０に溶接
固定される第２固定部５０ｂと、両固定部５０ａ，５０
ｂを１／４円弧状に湾曲して連結する連結部５０ｃとを
有している。このようなブラケット５０は、サスペンシ
ョン組立体１４を装着するとともに、ダウンチューブ３
４とシートチューブ３０とを連結することで主フレーム
部材１６を補強することが可能になる。また、連結部５
０ｃを設けずにサスペンション組立体１４を個別にチュ
ーブ３４，３０に装着する場合には、サスペンション組
立体１４で２つのチューブ３４，３０を連結することに
より主フレーム部材１６を補強することが可能になる。

【００２０】サスペンション組立体１４は、１対のブラ
ケット５０の間に装着され、ボルト５６により固定され
る。それぞれのブラケット５０にはボルト５６が貫通す
る２つのボルト孔（図示せず）が形成されている。この
ようにサスペンション組立体１４をボルト５６により主
フレーム部材１６に着脱自在に装着することで、サスペ
ンション組立体１４や後フレーム部材１８の着脱が容易
になる。

【００２１】後フレーム部材１８は、図４に示すよう
に、実質的に同一の１対のアーム部材６０を有してい
る。各アーム部材６０は、基端に円形のサスペンション
装着部６２を有し、先端にハブ装着部６４を有してい
る。サスペンション装着部６２はサスペンション組立体
１４の内側部材（後述）に固定されている。１対のハブ
装着部６４の間には後ハブ１９ａが装着されハブ装着部
６４でハブ軸１９ｂが固定される。

【００２２】サスペンション装着部６２は、ボトムブラ
ケット２３が貫通可能な中心孔７０を有している。中心
孔７０の周囲にはボルト７４が装着される５つのボルト
孔７２が形成されている。ボルト７４は、サスペンショ
ン装着部６２をサスペンション組立体１４の内側部材に
固定するために使用される。ハブ装着部６４にはアーム
部材６０の長手方向に延びる長溝７６が形成されてお
り、この長溝７６に公知の方法で後ハブ１９ａのハブ軸
１９ｂが固定される。

【００２３】サスペンション組立体１４は、図４〜図６
に示すように、主フレーム部材１６に固定される外側部
材（第１部材）８０と、外側部材８０の内周側に配置さ
れ後フレーム部材１８に固定される内側部材（第２部
材）８２と、外側部材８０及び内側部材８２の相対回転
により伸縮する第１及び第２弾性部材８３，８４と、外
側部材８０及び内側部材８２を同芯に配置するとともに
両部材８０，８２を相対回転自在かつ軸方向移動不能に
連結するための連結機構８６とを備えている。

【００２４】外側部材８０は、概ね円筒状の金属製の部
材であり、内部に自転車１０の左右に延びる中心軸を中
心とする円形の開口９０を有している。これに用いる金
属としては、アルミニウム合金、チタン合金、クロムモ
リブデン鋼、高張力鋼、ステンレス合金等が好ましい。
開口９０には、内側部材８２がボトムブラケット２３や
２つの弾性部材８３，８４とともに収納可能である。開
口９０は、その中心軸がボトムブラケット２３の中心軸
（クランク軸２３の軸芯）と一致するように形成されて
いる。開口９０には、径方向内方に延びる５つの第１突
出部９２が形成されている。図６に示すように、第１突
出部９２の基端部（根元部）の回転方向の一面側と外側
部材８０の外周面との境界部分には円弧状に面取りされ
た第１保持部９２ａが形成されている。

【００２５】外側部材８０は、外周側に径方向外方に突
出する２つの装着部９４を有している。各装着部９４の
先端には両端から所定深さのネジ孔９６がそれぞれ形成
されている。このネジ孔９６はブラケット５０のボルト
孔に対向した位置に形成されており、ブラケット５０の
ボルト孔を貫通させたボルト５６をこのネジ孔９６に螺
合させることでサスペンション組立体１４が主フレーム
部材１６に装着される。各装着部９４の基端部には両端
から切り欠かれた切欠き部９７が形成されており、外側
部材８０の両端外周面には円周面９８が形成されてい
る。内側部材８２は、概ね円筒状の金属製の部材であ
り、内部にボトムブラケット（回転支持部の一例）２３
が公知のネジによる装着法により装着される貫通孔１０
４が形成されている。これに用いる金属としては、アル
ミニウム合金、チタン合金、クロムモリブデン鋼、高張
力鋼、ステンレス合金等が好ましい。内側部材８２の外
周部には径方向外方に突出する５つの第２突出部１０２
が形成されている。第２突出部１０２は、第１突出部９
２と交互に配置される。この結果、第１突出部９２と第
２突出部１０２との間には、外側部材８０と内側部材８
２との相対回転により体積が変化する略矩形の２種の空
間を形成することができる。このうち、広い方の空間に
第１弾性部材８３が装着され、狭い方の空間に第２弾性
部材８４が装着される。第２突出部１０２の基端部の回
転方向の一面側と内側部材８２の外周面との境界部分に
は、円弧状に面取りされた第２保持部１０２ａが形成さ
れている。

【００２６】また、第１突出部９２の回転方向の他面９
２ｂと第２突出部１０２の回転方向の他面１０２ｂとは
両弾性部材８３，８４が装着された状態で略平行に対向
している。第２突出部１０２の先端側には、ボルト７４
が螺合するネジ孔１０６が形成されている。このネジ孔
１０６にアーム部材６０のボルト孔７２を貫通してボル
ト７４を螺合させることで、後フレーム部材１８がサス
ペンション組立体１４に固定され、主フレーム部材１６
に弾性的に連結される。

【００２７】第１弾性部材８３は、断面が変形矩形状の
棒状弾性体製の部材である。第１弾性部材８３は、第１
弾性体８３ａと第１弾性体８３ａと回転方向に並べて配
置されかつ第１弾性体８３ａより弾性が低い第２弾性体
８３ｂとを有している。両弾性体８３ａ，８３ｂはたと
えば接着剤により接着されて移動不能に固定されてい
る。この弾性体としては、ウレタンゴム，ニトリルゴ
ム、ポリエチレンエラストマー等の弾性体が好ましい。
第１弾性部材８３は、第１突出部９２と接触する外周側
の角部８３ｃと第２突出部１０２に接触する内周側の角
部８３ｄとが鋭角状に丸みをおびている。第１弾性部材
８３は、第１突出部９２と第２突出部１０２とで形成さ
れる空間の一方に予圧された状態で装着されており、両
端が第２ブッシュ部１１２に接触している。そして、第
１突出部９２との接触部において、外周側の第１保持部
９２ａで第２弾性体８３ｂの角部８３ｃが保持され、第
２突出部１０２との接触部において、第１保持部９２ａ
と対角に配置される内周側の第２保持部１０２ａで第１
弾性体８３ａの角部８３ｄが保持されている。このよう
に、２つの弾性体８３ａ，８３ｂを移動不能に固定した
第１弾性部材８３が対角線の方向に配置されたそれぞれ
の保持部９２ａ，１０２ａで保持されるので、第１弾性
部材８３が圧縮変形したときに圧縮による厚み方向（圧
縮方向と交差する方向）への膨張以外に第１弾性部材８
３がずれにくくなる。このため、緩衝性能を安定化させ
ることができる。

【００２８】また、第１弾性部材８３は、保持された状
態で外側部材８０の内周面との間で、第２突出部１０２
との接触部分から時計方向に徐々に狭まるような隙間１
０８ａをあけて空間の一方に装着されている。また、内
側部材８２の外周面との間でも、第１突出部９２との接
触部分から反時計方向に徐々に狭まるような隙間１０８
ｂをあけて装着されている。

【００２９】このように徐々に狭まるような隙間１０８
ａ，１０８ｂをあけて第１弾性部材８３を配置すること
で、第１弾性部材８３が両突出部９２ａ，１０２ａに挟
まれて圧縮していくときに、圧縮方向と交差する方向に
膨らむことができ、両部材８０，８２の回動量が多くな
り衝撃を十分に吸収できる。しかも、内側部材８２が相
対回転して第１弾性部材８３が圧縮して隙間１０８ａ，
１０８ｂ側に膨張するとき、第１弾性部材８３が外側部
材８０の内周面及び内側部材８２の外周面に徐々に密着
していくので、密着により摩擦が発生する部分でのずれ
量が少なくなり、第１弾性部材８３が摩耗しにくくな
り、摩耗による緩衝性能の変動を抑えることができる。

【００３０】さらに、内側部材８２が相対回転して第１
弾性部材８３が圧縮するとき、弾性が高い第１弾性体８
３ａから徐々に圧縮し、第１弾性体８３ａがある程度圧
縮すると第２弾性体８３ｂが圧縮を開始する。このた
め、ストロークの途中（圧縮途中）でサスペンション特
性を柔らかい状態から硬い状態に変化させることができ
る。すなわち、細かな凹凸による弱い衝撃は第１弾性体
８３ａで吸収し、大きな段差等による強い衝撃は、第２
弾性体８３ｂで吸収可能になる。このため、路面から受
ける種々の衝撃に柔軟に対応しやすい。

【００３１】第２弾性部材８４は、ほぼ板状の弾性体製
であり、第１弾性部材８３に予圧を与えるとともに、２
つの突出部９２，１０２の接触による衝突音の発生を抑
えるために装着されている。この弾性体としては、ウレ
タンゴム，ニトリルゴム、ポリエチレンエラストマー等
の弾性体が好ましい。第２弾性部材８４が第１弾性部材
８３に予圧を与えた状態で、第１突出部９２の周方向の
他面９２ｂと第２突出部１０２の周方向の他面１０２ｂ
とは略平行に対向している。このため、第２弾性部材８
４が径方向にずれても第１突出部９２の周方向の他面９
２ｂと第２突出部１０２の周方向の他面１０２ｂとの隙
間が変化せず、第１弾性部材８３への予圧が変動しにく
い。ここでは、第１弾性部材８３に予圧を与えること
で、乗り手が自転車に乗ったときにサスペンション組立
体１４が乗り手の体重により動くことが抑えられる。

【００３２】連結機構８６は、外側部材８０に固定され
た合成樹脂製の第１ブッシュ部１１０と、第１ブッシュ
部１１０の外周側に配置され内側部材８２に固定された
金属製の第２ブッシュ部１１２とを有している。第１ブ
ッシュ部１１０に使用する合成樹脂としては、ポリアセ
タール樹脂やナイロンやテフロン（商標）等の合成樹脂
が好ましい。第２ブッシュ部１１２に使用する金属とし
ては、鉄系金属や銅及びしんちゅう系合金等の金属が好
ましい。第１ブッシュ部１１０は、外側部材８０の円周
面９８に接触する第１筒部１１４と、第１筒部１１４か
ら折れ曲がって外側部材８０の端面に接触する第１環状
部１１６とを有する鍔付きリング形状の部材である。第
１ブッシュ部１１０は、外側部材８０の円周面９８には
め込み固定されている。

【００３３】第２ブッシュ部１１２は、第１ブッシュ部
１１０の第１筒部１１４に接触する第２筒部１１８と、
第２筒部１１８から折れ曲がって第１ブッシュ部１１０
の第１環状部１１６に接触する第２環状部１２０とを有
する鍔付きリング形状の部材である。第２環状部１２０
には、５つのボルト孔７２に対向する位置に５つのボル
ト孔１２２が形成されている。第２ブッシュ部１１２
は、ボルト７４により後フレーム部材１８とともに内側
部材８２に固定されている。

【００３４】次にサスペンション組立体１４の衝撃吸収
動作について説明する。後輪１９に路面の凹凸や段差に
より衝撃や荷重が作用すると、後フレーム部材１８が内
側部材８２とともに図１のクランク軸２３ａの時計回り
に回転する。このようにクランク軸２３ａ回りに回転す
るので、他の部分で回転させたときに生じるような駆動
チェーン２８の緊張や弛緩等の駆動チェーン２８に対す
る悪影響が生じなくなる。このため、ペダリングロス等
を抑えることができる。自転車に衝撃や荷重が加わる
間、両突出部９２，１０２の間で第１弾性部材８３が圧
縮変形してその衝撃や荷重を吸収する。このとき、第１
弾性部材８３と外側部材８０及び内側部材８２との隙間
１０８ａ，１０８ｂが徐々に狭くなり、図８に示すよう
に、隙間がなくなるまで圧縮すると全ての接触面で第１
弾性部材８３が拘束されるのでストロークエンドにな
る。衝撃や荷重が取り除かれると、第１弾性部材８３が
弾性復元力により膨張し内側部材８２が初期位置まで戻
る。

【００３５】このときの内側部材８２のストロークと荷
重との関係（サスペンション特性）を図９に示す。ここ
では、ストロークの前半では弾性が高く柔らかい第１弾
性体８３ａが圧縮し衝撃を吸収する。この際には、スト
ロークに対する荷重の傾きが緩くなり柔らかなサスペン
ション特性が得られるので、細かな凹凸を吸収できる。
さらに強い衝撃が作用すると、第１弾性体８３ａがある
程度圧縮した時点（ストロークＳ１）で第２弾性体８３
ｂが圧縮を開始する。この状態を図７に示す。このスト
ロークＳ１以降のストロークの後半では、弾性が低くて
硬い第２弾性体８３ｂも圧縮を開始し衝撃を吸収するの
で、ストロークに対する荷重の傾きがきつくなり、硬い
サスペンション特性が得られ大きな衝撃を底突きするこ
となく吸収できる。

【００３６】また、第１弾性部材８３と外側部材８０及
び内側部材８２の間に隙間１０８ａ，１０８ｂを設けた
ので、第１弾性部材８３が膨張しやすくなり荷重に対し
て大きなストロークを得ることができ、衝撃吸収範囲が
大きくなる。この隙間１０８ａ，１０８ｂ形成されてい
ない場合には、膨張しづらいので荷重に対してストロー
クが小さくなる。

【００３７】また、第１弾性部材８３を圧縮時に食い込
む対角方向の２カ所で保持しているとともに２つの弾性
体８３ａ，８３ｂを移動不能に固定しているので、圧縮
時に第１弾性部材８３が径方向に移動しにくくなる。こ
のため、図９に示すサスペンション特性が常に一定に変
化し、安定した緩衝性能が得られる。また、外側部材８
０と内側部材８２とが連結機構８６により軸方向移動不
能にかつ相対回転自在に連結されているので、両部材８
０，８２が径方向にずれにくくなる。このため衝撃作用
時の両部材８０，８２の接触を防止でき、衝撃が作用し
ても両部材８０，８２が傷つきにくくなる。

【００３８】〔他の実施形態〕（ａ）前記実施形態では、第１弾性部材８３を第１及
び第２弾性体８３ａ，８３ｂで構成したが、図１０に示
すように、たとえば、第２弾性体８３ｂの両側に第１弾
性体８３ａを配置してもよい。この場合には、衝撃の速
度が速いと２つの第１弾性体８３ａ，８３ａのうち一方
のみが先に圧縮し、遅いと両方の第１弾性体８３ａ，８
３ａが圧縮するようになる。このため、衝撃の速度によ
ってサスペンション特性が変化し、種々の衝撃により対
応しやすくなる。

【００３９】（ｂ）前記実施形態では、弾性体の全て
を並べて配置したが、弾性部材の一部を並べて配置して
もよい。図１１では、第１弾性体８３ａの中心部に収納
空間８３ｊを形成し、その収納空間８３ｊに第２弾性体
８３ｂを収納している。この場合には、第１弾性体８３
ａと第２弾性体８３ｂとが回転方向だけではなくそれと
交差する径方向にも並べて配置されるので、圧縮したと
きの急激な弾性の変化が少なくなり、サスペンション特
性の急激な変化を抑えることができる。また、２つ弾性
体８３ａ，８３ｂを接着剤等の固定手段で固定しなくて
も第２弾性体８３ｂが第１弾性体８３ａに移動不能に保
持される。

【００４０】（ｃ）前記実施形態では、弾性体８３
ａ，８３ｂを回転方向と交差する方向に境界線が形成さ
れるように並べて配置したが、図１２に示すように、弾
性体８３ａ，８３ｂを境界線が斜めに形成されるように
並べて配置してもよい。この場合には、斜めの度合いに
より全体的な弾性が変化し、種々の衝撃により対応しや
すくなる。

【００４１】（ｄ）前記実施形態では、弾性体８３
ａ，８３ｂを接着剤により移動不能に固定したが、図１
３及び図１４に示すように、弾性体８３ａ，８３ｂを係
止固定するようにしてもよい。図１３では、弾性体８３
ｂに突起８３ｆを設け、弾性体８３ａに突起８３ｆに係
止されるあり溝８３ｇを設けている。また図１４では、
弾性体８３ａ，８３ｂに丸溝８３ｈを設け、その丸溝８
３ｈにひょうたん型の係止部材８３ｉを装着している。
このような係止構造は、前記２つの実施形態に限定され
ず、複数の弾性体を係止固定できる構造であればどのよ
うな構造でもよい。この場合には、弾性体８３ａ，８３
ｂが係止固定されているだけであるので、一方の弾性体
の圧縮が他方の弾性体の圧縮に影響を与えにくい。

【００４２】（ｅ）前記実施形態では、弾性が異なる
２種の弾性体８３ａ，８３ｂにより第１弾性部材８３を
構成したが、弾性が異なる３種以上の弾性体により第１
弾性部材８３を構成してもよい。図１５では、回転方向
に並べて配置された３種の弾性体８３ａ，８３ｂ，８３
ｅにより第１弾性部材８３を構成している。ここで、弾
性は、たとえば第１弾性体８３ａ，第２弾性体８３ｂ，
第３弾性体８３ｅの順に低くなる。このように構成され
た第１弾性部材８３では、図１６に示すように、第１弾
性体８３ａがある程度圧縮した時点（ストロークＳ１）
までサスペンション特性が柔らかになり、細かな凹凸を
吸収できる。そしてそれより大きな衝撃が作用すると第
２弾性体８３ｂが圧縮を始め、サスペンション特性がや
や硬くなり、中ぐらいの衝撃に対応できるようになる。
さらに大きな衝撃が作用すると、第２弾性体８３ｂがあ
る程度圧縮した時点（ストロークＳ２）で第３弾性体８
３ｅが圧縮を始め、サスペンション特性がさらに硬くな
り、大きな衝撃にも対応できるようになる。ここでは、
さらに種々の衝撃に柔軟に対応できるようになる。

【００４３】（ｆ）前記実施形態では、第２弾性部材
８４を装着して第１弾性部材８３を予圧しているが、第
２弾性部材８４を装着しなくてもよい。また、第２弾性
部材８４を装着する場合に、第１弾性部材８３に予圧を
与えない程度の柔らかい弾性体製のものを装着してもよ
い。このような第２弾性部材８４は、予圧を与えること
はできないが、両突出部９２，１０２の衝突による騒音
の発生を防止できるとともに、復元時の衝撃を吸収でき
る。

【００４４】（ｇ）前記実施形態では、両突出部９
２，１０２で形成された５つの空間に同じ弾性を有する
を装着したが、５つの空間の少なくとも一つに別の弾性
を有する第１弾性部材及び／又は第２弾性部材をそれぞ
れ装着してもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、衝撃が作用して第１部
材と第２部材とが相対回転すると、両弾性体が回転方向
に並べて配置されているので、弾性が高い弾性体から徐
々に圧縮して衝撃を吸収する。このため、ストロークの
前半では柔らかなサスペンション特性が得られストロー
クの後半では硬いサスペンション特性が得られる。この
ように硬軟のサスペンション特性が得られるので、大小
の衝撃が作用してもその衝撃を吸収可能になる。このた
め、種々の衝撃に柔軟に対応しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を採用した自転車の側面
図。

【図２】その駆動部の側面拡大図。

【図３】駆動部の平面拡大図。

【図４】サスペンション組立体及び後フレーム部材の分
解斜視図。

【図５】サスペンション組立体の縦断面図。

【図６】図５のIV−IV断面図。

【図７】サスペンション組立体がストローク途中にある
ときの図６に相当する図。

【図８】サスペンション組立体がストロークエンドにあ
るときの図６に相当する図。

【図９】サスペンション組立体のサスペンション特性を
示すグラフ。

【図１０】他の実施形態の第１弾性部材の模式図。

【図１１】他の実施形態の第１弾性部材の模式図。

【図１２】他の実施形態の第１弾性部材の模式図。

【図１３】他の実施形態の第１弾性部材の模式図。

【図１４】他の実施形態の第１弾性部材の模式図。

【図１５】他の実施形態の第１弾性部材の模式図。

【図１６】図１５に示す実施形態のサスペンション組立
体のサスペンション特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１２フレーム１４サスペンション組立体１６主フレーム部材１８後フレーム部材２３ボトムブラケット２３ａクランク軸８０外側部材８２内側部材８３第１弾性部材８３ａ第１弾性体８３ｂ第２弾性体８３ｅ第３弾性体８４第２弾性部材８６連結機構９２第１突出部１０２第２突出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62K 25/00 - 25/32 F16F 15/00 - 15/32 B60G 1/00 - 25/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自転車の第１フレーム部材と第２フレーム
部材との間に装着される自転車用緩衝装置であって、前記第１フレーム部材に固定可能であり、内部に形成さ
れた収納空間と、前記収納空間の内周面から内方に突出
する複数の第１突出部とを有する第１部材と、前記第２フレーム部材に固定可能であり前記第１部材の
前記収納空間内に前記第１部材と相対回転自在に配置さ
れ、外周面から前記収納空間の内周面に向けて外方に突
出し前記第１突出部と交互に配置された複数の第２突出
部と、前記自転車のクランク軸を同芯に回転自在に支持
する回転支持部とを有する第２部材と、第１弾性体と、前記第１弾性体に少なくとも一部が前記
第１部材と第２部材とが相対回転するときの回転方向に
並べて配置されかつ前記第１弾性体と弾性が異なる第２
弾性体とを有し、前記第１及び第２突出部の間に配置さ
れ前記両部材の相対回転により伸縮して衝撃を吸収する
弾性部材と、を備えた自転車用緩衝装置。
【請求項２】前記第２弾性体は前記第１弾性体に移動不
能に固定されている、請求項１に記載の自転車用緩衝装
置。
【請求項３】前記第２弾性体は前記第１弾性体に接着に
より固定されている、請求項２に記載の自転車用緩衝装
置。
【請求項４】前記第２弾性体は前記第１弾性体に係止固
定されている、請求項２に記載の自転車用緩衝装置。
【請求項５】前記第２弾性体は前記第１弾性体に前記回
転方向に斜めに並べて配置されている、請求項１から４
のいずれかに記載の自転車用緩衝装置。
【請求項６】前記第２弾性体は前記第１弾性体の両側に
配置されている、請求項１から４のいずれかに記載の自
転車用緩衝装置。
【請求項７】前記第１弾性体は内部に収納空間を有し、
前記第２弾性体は前記収納空間に収納されている、請求
項１から４のいずれかに記載の自転車用緩衝装置。
【請求項８】前記第２弾性体に少なくとも一部が前記回
転方向に並べて配置されかつ前記第１及び第２弾性体と
弾性が異なる第３弾性体をさらに備える、請求項１から
７のいずれかに記載の自転車用緩衝装置。
【請求項９】前記第１弾性体、第２弾性体、第３弾性体
はこの順に弾性が低くなり圧縮しにくくなる、請求項８
に記載の自転車用緩衝装置。
【請求項１０】前記第３弾性体は前記第２弾性体に移動
不能に固定されている、請求項８又は９に記載の自転車
用緩衝装置。