JPH061175U - 自転車用フレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】自転車用フレームの後輪軸受けを可動自在と
し、上パイプとの間に三角形のリンクを介してショック
アブソーバーを取り付けることにより、走行衝撃を十分
に吸収させるばかりでなく、プログレッシブ効果を発揮
させ、走行性能を向上させる。 【構成】自転車におけるフレーム後方のチェーンステー
は、その一端をハンガーラグに対して回動自在に保持さ
せるとともに、シートラグに長辺・中辺・短辺を有する
三角形リンクの長辺側をヘッドラグ側に向けてその長・
短辺角部を回動自在に支承させ、中・短辺角部を、上パ
イプに基部を保持させたショックアブソーバーシリンダ
ーの、常時突出方向に付勢させたシリンダーロッド先端
に回動自在にさせ、さらに長・中短辺角部と、前記中ス
テーの後輪軸受け付近との間に、バックフォーク部材を
介在させた。 これにより衝撃を吸収するとともに、プ
ログレッシブ効果を発揮し、十分なサスペンションと高
剛性を発揮させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自転車用フレームの改良に関し、とくに自転車走行における衝撃を吸 収して、乗車フィーリングを良好にするとともに、フレームの耐久性と走行性能 を向上させ、これにより走行の安全性を向上させることを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】

自転車の走行に伴う衝撃の吸収については、これまでフロントフォークのベン ド（曲げ）により衝撃を緩和するように設計されてきた。 自転車にサスペン ションがこれまで採用されなかったのは、自転車の基本的条件である軽量化と高 剛性の要求に相反するものであると考えられてきたからである。 しかし最近 では素材の軽量化に逐次成功し、しかもより優れた乗車フィーリングが求められ 、また特にマウンテンバイク（ＭＴＢ）の目覚ましい普及に伴い、オフロードや ダウンヒル走行をはじめとし、各種のレースが盛んとなり、また荒れた路面走行 の衝撃を吸収する必要性に迫られてきた。

【０００３】 最近では前輪側のフロントフォークで衝撃を吸収し、あるいはヘッド部内にウ レタン強化樹脂を組み込んだもの、あるいはサドル自体にサスペンションを施し たものなどが逐次研究されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記した各種のサスペンションは、いずれも前輪側あるいはサ ドル部での衝撃吸収であり、衝撃吸収能力に限界があるばかりでなく、走行中の 乗車フィーリングや機能性の面から最も重要視される後輪側の衝撃吸収機能を備 え、しかも高剛性を備えたものはこれまでになく、とくにオフロード走行に求め られる前後輪の衝撃吸収能力の面で著しく不完全であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 そこで本考案は軽量化の要請や、高剛性の要求に十分に対応でき、上記したこ れまでのサスペンションにはみられない画期的なサスペンション装置を開発する に至ったものであり、具体的にはハンガーラグ・シートラグ・ヘッドラグを中心 とし、これらを立てパイプ、下パイプ、上パイプで連結したフレームにおいて、 該フレーム後方のチェーンステーは、その一端をハンガーラグに対して回動自在 に保持させるとともに、シートラグに長辺・中辺・短辺を有する三角形リンクの 長辺側をヘッドラグ側に向けてその長・短辺角部を回動自在に支承させ、中・短 辺角部を、上パイプに基部を保持させたショックアブソーバーシリンダーの、常 時突出方向に付勢させたシリンダーロッド先端に回動自在に軸着させ、さらに長 ・中辺角部と、前記チェーンステーの後輪軸受け付近との間に、バックフォーク 部材を介在させてなることを特徴とした自転車用フレームに関する。

【０００６】

【作用】

ハンガーラグに長辺・中辺・短辺を有する三角形リンクの長辺側をヘッドラグ 側に向けてその長・短辺角部を回動自在に支承させ、中・短辺角部を、上パイプ に基部を保持させたショックアブソーバーシリンダーの、常時突出方向に付勢さ せたシリンダーロッド先端に回動自在に軸着させ、さらに長・中辺角部と、前記 チェーンステーの後輪軸受け付近との間に、バックフォーク部材を介在させた場 合、後輪が衝撃を受けるとチェーンステーが、ハンガーラグの保持部を支点に、 後輪軸受け部分が上方に跳ね上がる。

【０００７】 その際これに追従してバックフォーク部材が三角形のリンクの長・中辺角部を ショックアブソーバーシリンダー方向に押圧すると、三角形のリンクはシートラ グの支承部を中心に、シリンダーロッドの押圧力に抗して、その長・中辺角部を ショックアブソーバーシリンダー方向に向けて移動させる。 このとき長・中 辺角部とシートラグ支点部とを結ぶ線と、バックフォーク部材とのなす角度が直 角を過ぎたところから、バックフォーク部材によるリンクの振り角が増加し、こ れによりシリンダーロッドの移動量が増加する。 すなわちこれは車軸の移動 に対して車軸荷重が曲線状に変化する、いわゆるプログレッシブ効果をもつもの であり、これにより十分なサスペンションと高剛性を維持し、パワーロスのない 走行フィーリングを得る。

【０００８】

【実施例】

以下において本考案の具体的な内容を図示の実施例をもとに説明すると、１は ハンガーラグ、２はシートラグ、３はヘッドラグ、７はチェーンステー、１０は 三角形リンク、１１はショックアブソーバーシリンダー、１４はバックフォーク 部材を示す。 ハンガーラグ１およびシートラグ２とヘッドラグ３の相互間に は立パイプ４、上パイプ５、下パイプ６が介在され、これに後述するチェーンス テー７およびバックフォークを加えることによって自転車用のフレームが構成さ れる。

【０００９】 チェーンステー７は、一端をハンガーラグ１に軸９によって回動自在に保持さ せるとともに、他方の自由端には後輪軸受け（リヤフォークエンド）８が一体に 取り付けられ、しかも該後輪軸受け８には、軸８ａを介してバックフォーク部材 １４が回動自在に取り付けられている。 さらに三角形リンク１０は、一辺の 長さが最も長い長辺ａと、中間の長さの中辺ｂと、最も短い短辺ｃとからなり、 長辺ａ側をショックアブソーバーシリンダー１１側（ヘッドラグ側）に向けて、 その長辺ａと短辺ｃとの交差する長・短辺角部ｄをシートラグ２に対して軸によ り回動自在に支承させる。

【００１０】 ショックアブソーバーシリンダー１１はその基部を、上パイプ５に取り付け金 具１２を介して回動自在に保持させるとともに、シリンダーロッド１３は常時突 出方向に付勢されており、しかも該シリンダーロッド１３の先端を、前記した三 角形リンク１０の中辺ｂと、短辺ｃとの交差する中・短辺角部ｆに回動自在に軸 着させる。 そして長辺ａと中辺ｂとの交差する長・中辺角部ｅには、前記し たバックフォーク部材１４の先端が軸着され、これにより後車輪が衝撃を受けた 際に、図１の鎖線位置に示したように、チェーンステー７が上方に移動し、三角 形リンク１０の長・中辺角部ｅを、長・短辺角部ｄを中心に図において時計方向 に回動させ、同時に中・短辺角部ｆに連結されているシリンダーロッド１３をシ ョックアブソーバーシリンダー１１内に、その外方付勢力に抗して押し込むこと により衝撃を吸収する。

【００１１】 なおこの場合におけるシリンダーロッド１３の受ける押圧トルクについて説明 すると、後輪が衝撃を受けると、後輪軸受け８の移動に伴ってチェーンステー７ が、ハンガーラグ１の保持部の軸９を支点に、図において反時計方向に回動（図 １の鎖線位置参照）し、後輪軸受け８の部分が上方に跳ね上がる。 その際こ れに追従してバックフォーク部材１４が三角形リンク１０の長・中辺角部ｅをシ ョックアブソーバーシリンダー１１方向に押圧すると、三角形リンク１０はシー トラグ２の支承部（長・短辺角部ｄ）を中心に、シリンダーロッド１３の押圧力 に抗して、その長・中辺角部ｅをショックアブソーバーシリンダー１１方向に向 けてｅ−ｅ１−ｅ２−ｅ３と移動させる。

【００１２】 これに伴って、長辺ａはａ１−ａ２−ａ３と、中辺ｂはｂ１−ｂ２−ｂ３と、 短辺ｃはｃ１−ｃ２−ｃ３と、それぞれ移動する結果、中・短辺角部ｆもｆ１− ｆ２−ｆ３と、順次移動し、この中・短辺角部ｆの移動に伴ってシリンダーロッ ドの中心軸線１３ａに沿ってシリンダーロッド１３を押圧してショックアブソー バーシリンダー１１を次第に圧迫する。

【００１３】 このとき長・中辺角部ｅとシートラグ支点部（長・短辺角部ｄ）とを結ぶ線と 、バックフォーク部材１４の中心線とのなす角度が図１の実線位置に示すように 略直角であり、これを過ぎたところからバックフォーク部材１４によるリンクの 振り角が増加し、これによりシリンダーロッドの移動量が順次増加することにな る。 すなわち図３の後輪軸受け８の上方移動量（ホイールトラベル）と後輪 軸受け８の下方へ向けられた反力（ＡＸＬＥ−ＦＯＲＣＥ）との関係を示した曲 線グラフに示すように、いわゆるプログレッシブ効果によりチェーンステー７の 上方移動を制御し、これにより十分なサスペンションと高剛性を維持し、パワー ロスのない走行フィーリングを得る。

【００１４】

【考案の効果】

本考案は上記したように、ハンガーラグ・シートラグ・ヘッドラグを中心とし 、これらを立パイプ、下パイプ、上パイプで連結した自転車用のフレームにおい て、該フレーム後方のチェーンステーは、その一端をハンガーラグに対して回動 自在に保持させるとともに、シートラグに長辺・中辺・短辺を有する三角形リン クの長辺側をヘッドラグ側に向けてその長・短辺角部を回動自在に支承させ、中 ・短辺角部を、メインパイプまたは上パイプに基部を保持させたショックアブソ ーバーシリンダーの、常時突出方向に付勢させたシリンダーロッド先端に回動自 在に軸着させ、さらに長・中辺角部と、前記チェーンステーの後輪軸受け付近と の間に、バックフォーク部材を介在させてなるものであるために、以下に示す本 願考案特有の作用効果を奏する。

【００１５】 すなわち、走行中後輪が衝撃を受けるとチェーンステーが、ハンガーラグの保 持部を支点に、後輪軸受け部分が上方に跳ね上がる。 その際これに追従して バックフォーク部材が三角形のリンクの長・中辺角部をショックアブソーバーシ リンダー方向に押圧すると、三角形のリンクはシートラグの支承部を中心に、シ リンダーロッドの押圧力に抗して、その長・中辺角部をショックアブソーバーシ リンダー方向に向けて移動させ、長・中辺角部とシートラグ支点部とを結ぶ線と 、バックフォーク部材とのなす角度が直角を過ぎたところから、バックフォーク 部材によるリンクの振り角が増加し、これによりシリンダーロッドの移動量が増 加する、いわゆるプログレッシブ効果によりチェーンステーの上方移動を制御し 、これにより十分なサスペンションと高剛性を維持し、パワーロスのない走行フ ィーリングを得ることができる。

【００１６】 また三角形リンクを用いるものであるために後輪荷重を効率的に分散できるほ か、該リンクの支点を、立パイプと上パイプとの交点付近、すなわちシートラグ に形成したものであるために、不安定な自転車の横剛性を十分に確保でき、これ によって耐久性と安定性を向上させることができる。

【提出日】平成４年１０月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】 ショックアブソーバーシリンダー１１は、油圧シリンダー１１ａと、その外側 に配したところのコイル状のスプリング１１ｂとにより、シリンダーロッド１３ を常時外方向（突出先端方向）に向けて付勢させるとともに、その基部を、上パ イプ５に取り付け金具１２を介して回動自在に保持させ、さらに上記シリンダー ロッド１３の先端を、前記した三角形リンク１０の中片ｂと、短片ｃとの交差す る中・短辺角部ｆに回動自在に軸着させる。 そして長辺ａと中辺ｂとの交差 する長・中辺角部ｅには、前記したバックフォーク部材１４の先端が軸着され、 これにより後車輪が衝撃を受けた際に、図１の鎖線位置に示したように、チェー ンステー７が上方に移動し、三角形リンク１０の長・中辺角部ｅを、長・短辺角 部ｄを中心に図において時計方向に回動させ、同時に中・短辺角ｆに連結されて いるシリンダーロッド１３をショックアブソーバーシリンダー１１内に、その外 方付勢力に抗して押し込むことにより衝撃を吸収する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である自転車用フレームの側
面図。

【図２】図１の三角形リンクの移動軌跡を表した要部拡
大側面図。

【図３】後輪軸受けの上方移動量（ホイールトラベル）
と後輪軸受けの下方へ向けられた反力（ＡＸＬＥ−ＦＯ
ＲＣＥ）との関係を示したグラフ。

【符号の説明】

１ ハンガーラグ ２ シートラグ ３ ヘッドラグ ４ 立パイプ ５ 上パイプ ６ 下パイプ ７ チェーンステー ８ 後輪軸受け ９ 軸 １０ 三角形リンク ａ 長辺 ｂ 中辺 ｃ 短辺 ｄ 長・短辺角部 ｅ 長・中辺角部 ｆ 中・短辺角部 １１ ショックアブソーバーシリンダー １２ 取り付け金具 １３ シリンダーロッド １４ バックフォーク部材

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月１４日

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンガーラグ・シートラグ・ヘッドラグ
   を中心とし、これらを立パイプ、上パイプ、下パイプで
   連結したフレームにおいて、該フレーム後方のチェーン
   ステーは、その一端をハンガーラグに対して回動自在に
   保持させるとともに、シートラグに長辺・中辺・短辺を
   有する三角形リンクの長辺側をヘッドラグ側に向けてそ
   の長・短辺角部を回動自在に支承させ、中・短辺角部
   を、上パイプに基部を保持させたショックアブソーバー
   シリンダーの、常時突出方向に付勢させたシリンダーロ
   ッド先端に回動自在に軸着させ、さらに長・中辺角部
   と、前記チェーンステーの後輪軸受け付近との間に、バ
   ックフォーク部材を介在させてなることを特徴とした自
   転車用フレーム。