JPH0781652A

JPH0781652A - 自転車前輪制御機構

Info

Publication number: JPH0781652A
Application number: JP23019293A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Motobe; ▲廣▼哲本部; 紘二 ▲吉▼岡; Koji Yoshioka; Masanobu Kita; 正信喜多; Akira Sugano; 昭菅野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-03-28
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: EP0644108A1; EP0644108B1; DE69401475T2; DE69401475D1; JP2771099B2

Abstract

(57)【要約】【構成】懸架装置１００と制動装置とを備え、懸架装
置１００は、車軸２２と２個のＬ型部材２１とからなる
偏心保持体１０を備え、軸部２３は車軸２２の鉛直上方
にて弾性体４１を介してハウジング３１で支持されてお
り、懸架装置１００は、前輪に対し、軸部２３の軸回り
に軸部２３と車軸２２との軸間距離を半径とする揺動運
動を、制限された所定の揺動角の範囲内で可能にするよ
うになっており、制動装置は、リムの側面が半径方向に
広く形成されており、該側面は略鉛直となっている。【効果】制動時又は走行時において、前輪に、前及び
真下から加わる衝撃を緩和でき、走行性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、懸架装置と制動装置を
備えた自転車前輪制御機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２５は従来一般の懸架装置の作動原理
を示す図である。１は車体、２は車輪、３はコイルばね
である。この懸架装置では、車体１及び車輪２が矢印Ａ
方向へ進行して路面の突起４を乗越える際に、コイルば
ね３が上下方向に縮むことによって車輪２を上方へ逃が
し車体１への衝撃を緩和するようになっている。

【０００３】ところで、これまで、日常用の自転車に
は、次の（１）〜（３）のような理由から、上記のよう
な懸架装置は必ずしも必要ではないと考えられてきた。（１）自転車は乗員がペダルを漕ぐものであるが、上記
のような懸架装置を採用すると、コイルばね３があるた
めに車体１が上下に振動することとなり、平坦な路面で
あっても乗員は力一杯漕ぐことができない。このような
現象は、「力が抜ける」と表現される。（２）乗員の発揮する走行エネルギーの一部が、懸架装
置に起因する振動エネルギーに奪われてしまい、乗員の
疲れを増大させてしまう。（３）日常用の自転車は、大きなスピードをだすもので
はないので、凹凸のある路面を走行しても、乗員の感じ
る衝撃は比較的小さく、懸架装置を設けるほどの必要性
に乏しい。従って、上記のような懸架装置は、野山を駆
回るのに趣味的に使用される「マウンテンバイク」と称
する自転車であって主にダウンヒルと呼ばれる急斜面下
降用の自転車に設けられているにすぎない。

【０００４】一方、航空機や自動車では、制動時におけ
る車輪のロックを防止するために、アンチスキッド装置
が設けられている。これは、制動時に車輪がロックする
と、制動距離が大きくなるだけでなく、制御不能になっ
て車体が乗員の意思とは全く別の方向に動く危険がある
からである。このような制動時における車輪のロックを
防止するための装置は、自転車にも必要であると考えら
れるが、現在において適当な装置は提案されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】近年、自転車の世界
もスピードアップの波が押し寄せている。これは日常用
の自転車においても例外ではない。即ち、超軽量の車体
や細くて高圧のタイヤの開発、多段変速機の進歩などに
より、自転車においても小型オートバイ並みのスピード
が可能になってきている。このようなスピードアップの
図られた自転車では、凹凸のある路面を走行する際に乗
員の感じる衝撃は大きなものとなるが、乗員はそのよう
な衝撃に耐えているのが現状である。従って、自転車に
おいても、懸架装置を設けることが強く要望されるよう
になってきている。

【０００６】しかし、図２５に示すような懸架装置をそ
のまま採用すると、前述した（１）、（２）のような問
題がある。また、保守、点検が面倒であるという問題も
ある。更に、次のような問題もある。即ち、自動車技術
会の１９７５年度春季学術講演会で本発明者の一人が報
告したように、車輪２が突起４を乗越えようとする時、
車輪２に対しては、真下からの衝撃だけでなく、車輪２
を後方へ動かそうとする前からの衝撃も加わるが、図２
２に示す懸架装置では、真下からの衝撃を緩和できるだ
けであって前からの衝撃を緩和することはできず、従っ
て、衝撃の緩衝効果が充分ではない。

【０００７】一方、自転車のスピードアップが図られる
に伴なって制動時に車輪がロックすることによる危険は
増大する。このため、自転車においても、ロックを防止
する手段を講じることが強く要望されてきている。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、上述したような問題点を解消
し且つ要望を満足させるためになされたものであり、主
として次の（Ａ）〜（Ｅ）の条件を満たすことのできる
自転車前輪制御機構を提供することを目的とする。（Ａ）路面の突起を乗越える際において、真下からの衝
撃だけでなく、前からの衝撃も緩和することができる。（Ｂ）平坦な路面において、車体が上下動することはな
く、乗員は力一杯漕ぐことができる。（Ｃ）乗員の発揮する走行エネルギーの一部が懸架装置
に奪われることが殆んどない。（Ｄ）制動時における車輪のロックを防止できる。（Ｅ）構造が簡単であり、特別な保守、点検を必要とし
ない。

【０００９】

【目的を達成するための手段】本発明の自転車前輪制御
機構は、自転車のフロントフォークに取付けられて前輪
を支持する懸架装置と、その前輪を制動する制動装置と
を備えた自転車前輪制御機構であって、懸架装置は、軸
方向中央部の偏心軸とその両端にあって偏心軸と平行な
支持軸とを有してなるクランク軸構造の偏心保持体を備
えてなり、偏心保持体は、偏心軸が前輪の車軸と一致
し、支持軸が偏心軸の鉛直上方にて弾性体を介在させて
フロントフォークに支持されており、偏心保持体には、
支持軸を鉛直上方に支持するとともに支持軸回りの揺動
運動に復元力を与えるための弾性力が上記弾性体により
作用するようになっており、上記弾性体の弾性力は軸方
向に抑制されており、懸架装置は、前輪に対し、支持軸
と偏心軸との軸間距離を半径とする揺動運動を制限され
た所定の揺動角の範囲内で可能にするようになってお
り、制動装置は、前輪に設けられた制動面をフロントフ
ォークに固定された制動部材により軸方向に押圧して制
動を行なうものであり、制動面が、前輪が上記揺動運動
を行なっても常に制動部材に対して軸方向に対向する部
分があるような半径方向の広さを有するものであり、且
つ鉛直面に対して、平行であり又は＋１０°から−１０
°の範囲で傾斜していることを特徴としている。

【００１０】

【作用】図１は本発明の自転車前輪制御機構の懸架装置
の作動原理を示す図である。１０は懸架装置を構成する
偏心保持体を示し、１１は偏心軸、１２は支持軸、１３
はフォークである。図１に示すように、車輪２が突起４
を乗越える際においては、車輪２に前から加わる衝撃に
より、支持軸１２とフォーク１３との間にある弾性体が
捩れながら、車輪２は、偏心軸１１と支持軸１２との軸
間距離を半径とし支持軸１２を中心として後回り（矢印
Ｂ方向）に揺動する。これにより、車輪２に前から加わ
る衝撃は緩和される。しかも、車輪２は後回りに揺動す
ることによって上方へも移動しているので、車輪２に真
下から加わる衝撃も緩和される。即ち、路面の突起４を
乗越える際において、真下からの衝撃だけでなく前から
の衝撃も緩和され、緩衝効果は充分発揮されることとな
る。更に、支持軸１２とフォーク１３との間にある弾性
体の弾性力は軸方向に抑制されているので、車輪２が左
右に蛇行する際の安定性が向上する。

【００１１】図１の左右両側の状態に示すように、支持
軸１２は弾性体により偏心軸１１の鉛直上方にてフォー
ク１３に支持されている。即ち、通常の状態において
は、偏心保持体１０は上下方向に立っている。このた
め、平坦な路面において、乗員がペダルを力一杯漕いで
も車体１に上下動は殆んど生じない。

【００１２】突起４を乗越える際、車輪２は前後方向に
動く。このため、車輪２が揺動して弾性体に蓄えられた
エネルギーは、再び車輪２の回転に戻されることとな
る。従って、走行エネルギーの損失は大幅に減少する。

【００１３】制動部材により制動面を挾圧して制動をか
ける際において、車輪２は上述のように揺動する。この
ため、制動面は制動部材に対して半径方向に移動しなが
ら制動部材により押圧されることとなり、車輪２のロッ
クは防止される。なお、制動面は略鉛直の状態にあるの
で、制動の際に制動部材が余分の動きをすることはな
い。従って、制動は良好に行なわれることとなる。

【００１４】懸架装置は偏心保持体を備えてなり、制動
装置は制動面を半径方向に広くしているだけであるの
で、本発明の自転車前輪制御機構は構造が簡単であり、
保守、点検が容易である。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。（第１実施例）図２は本発明の第１実施例による自転車
前輪制御機構を備えた自転車を示す全体側面略図であ
る。１００はフロントフォーク５に取付けられて前輪６
を支持する懸架装置、２００は前輪６を制動する制動装
置である。

【００１６】図３は図２の懸架装置１００の拡大図、図
４は図３のIV−IV断面図、図５は図４のＶ矢視図であ
る。この懸架装置１００は偏心保持体１０を備えてなる
ものであり、偏心保持体１０は２個のＬ型部材２１と中
空の車軸（偏心軸）２２とで構成されている。車軸２２
には前輪６のハブ６ａがボールベアリング（図示せず）
を介して支持されており、前輪６は車軸２２に対して軸
回り（図５の矢印Ｃ方向）に回転自在となっている。Ｌ
型部材２１は軸部（支持軸）２３と平板状のアーム２４
とからなっている。アーム２４の下端には溝２４ａが形
成されており、車軸２２はその両端が溝２４ａに嵌合固
定されている。なお、車軸２２と軸部２３とは平行とな
っており、アーム２４は軸部２３に対して直角となって
いる。ハブ６ａはカム軸６ｂと調節ナット６ｃとにより
アーム２４にしっかりと取付けられている。

【００１７】一方、フロントフォーク５の先端にはハウ
ジング３１が形成されており、ハウジング３１内には弾
性体４１及びＬ型部材２１の軸部２３が支持されてい
る。図６はその支持構造を示す分解斜視図である。ハウ
ジング３１は軸方向（図４の左右方向）に抜けた円筒状
に形成されており、すり割り３２を有し締付け可能とな
っている。この締付けは、すり割り３２を挾んでハウジ
ング３１の外面に形成されたボス部３２ａ、３２ｂを六
角穴付きボルト３２ｃで締めることにより行なわれるよ
うになっている。

【００１８】弾性体４１は、円筒状のものであり、ゴム
からなる厚肉の本体４１ａと、本体４１ａの両面に固着
された薄肉で金属製の外面部材４１ｂ及び内面部材４１
ｃとからなっている。本体４１ａは所定の角度範囲内で
の捩れを許容するものである。軸部２３は弾性体４１の
孔４１ｄに嵌挿されており、キー４２により弾性体４１
に対して軸回りに回転不能となっている。一方、弾性体
４１は、ハウジング３１をすり割り３２によって締付け
ることにより、ハウジング３１に対して回転不能即ち軸
回りに回転不能となっている。なお、キー４２は平板状
のものであり、内面部材４１ｃの内面にはキー４２が嵌
合する溝４３ａが形成されており、軸部２３の外面には
キー４２が嵌合する溝４３ｂが形成されている。

【００１９】４４は孔４１ｄに嵌挿される円柱部４４ａ
を有する蓋である。蓋４４は、円柱部４４ａが孔４１ｄ
にＬ型部材２１とは反対側から嵌挿され、軸部２３にボ
ルト４５により固定されている。即ち、Ｌ型部材２１は
蓋４４及び六角穴付きボルト４５により弾性体４１に対
して軸方向移動不能に固定されている。また、本体４４
ａにはキー４２の基部４２ｂが嵌合する溝４３ｂが形成
されており、蓋４４はキー４２により弾性体４１に対し
て軸回りに回転不能となっている。Ｌ型部材２１は、ハ
ウジング３１による弾性体４１の固定状態を軸回りに調
節することにより、アーム２４が鉛直に立った状態でハ
ウジング３１に支持されている。即ち、軸部２３は車軸
２２の鉛直上方に位置している。４８は車軸２２とは反
対側からハウジング３１を塞ぐカバーである。

【００２０】また、ハウジング３１のＬ型部材２１側に
は板状のストッパ部３１ａが設けられている。ストッパ
部３１ａはアーム２４の揺動運動を所定の範囲Ｘ（図
６）に制限するものである。ストッパ部３１ａの、アー
ム２４と衝突する側には、ゴム板３１ｂが設けられてお
り、また、アーム２４の、ゴム板３１ｂと衝突する部分
２４ｂは、丸味を帯びて形成されている。

【００２１】上記構成の懸架装置１００において、Ｌ型
部材２１をハウジング３１に支持させる組立は次のよう
に行なう。まず、すり割り３２を緩めた状態でハウジン
グ３１内に弾性体４１を収納させ、すり割り３２を締め
て固定する。軸部２３の溝４３ｂにキー４２を嵌合さ
せ、この軸部２３を、キー４２を溝４３ａに嵌合させな
がら孔４１ｄに嵌挿させる。そして、蓋４４をボルト４
５により軸部２３に固定する。

【００２２】アーム２４の、弾性体４１の本体４１ａに
接する部分には、突部２４ｃが形成されており、一方、
蓋４４の蓋部４４ｂの、本体４１ａに接する部分には、
突部４４ｃが形成されている。このため、上記のように
組立ると、弾性体４１の本体４１ａはアーム２４と蓋４
４とにより軸方向に圧縮される。即ち、弾性体４１の弾
性力は軸方向に抑制されることとなる。

【００２３】上記構成の懸架装置１００では、自転車が
平坦な路面を走行している際には、前輪６に対して真下
からも前からも衝撃がないため、Ｌ型部材２１はアーム
２４が鉛直に立ったままの状態を維持する。即ち、懸架
装置１００は平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用
を発揮しない。従って、乗員がペダルを力一杯漕いでも
車体が上下動することは殆んどなく、乗員が力を充分発
揮することが可能となる。

【００２４】一方、自転車が路面の突起４（図１）を乗
越える際には、前輪６には真下からも前からも衝撃が加
わる。前輪６は、前からの衝撃を受けると、弾性体４１
の本体４１ａを捩りながら、軸部２３と車軸２２との軸
間距離Ｙを半径とし軸部２３を中心として図７に示すよ
うに後回り（矢印Ｂ方向）に所定の角度だけ揺動する。
このように揺動することにより、前からの衝撃は後方へ
逃がされる。しかも、前輪６は上記のように揺動するこ
とにより、上方へも移動しているので、真下からの衝撃
は上方へ逃がされる。このように懸架装置１００によれ
ば、前輪６が路面の突起４を乗越える際において、前輪
６に加わる真下からの衝撃及び前からの衝撃が共に充分
緩和される。

【００２５】また、路面を走行する際に危険を避けるた
め急激なハンドル操作を行なうと、前輪６には前からの
衝撃が少し加わるが、この際にも前輪６は上記のように
揺動し、前からの衝撃は後方へ逃がされる。しかも、弾
性体４１の弾性力は軸方向に抑制されているので、前輪
６が左右に蛇行する際の安定性が向上する。従って、ハ
ンドル操作時の前からの衝撃も緩和され、ハンドル操作
が軽快となり、走行性が向上する。

【００２６】図８ないし図１２は走行性が向上したこと
を示すための図である。図８は走行した路面の形状を示
す。図９及び図１０は本実施例の懸架装置１００を装備
していない自転車で走行した場合の結果を示し、図１１
及び図１２は本実施例の自転車で走行した場合の結果を
示す。なお、図９及び図１１は、乗り心地の良さを表す
「ばね上加速度」を示し、図１０及び図１２は、フロン
トフォークに加わる力を表す「曲げ応力」を示す。本実
施例の場合の方が、いずれも小さい値を示しており、走
行性の良いことがわかる。

【００２７】また、前輪６が突起４を乗越える際、前輪
６は上記のように揺動して後方へ移動した後、弾性体４
１の捩れの反動により反対方向へ揺動して前方へ戻る。
このため、前輪６が揺動して弾性体４１に蓄えられたエ
ネルギーは再び前輪６の回転に戻されることとなる。従
って、走行エネルギーの損失は大幅に減少することとな
る。

【００２８】一方、前輪６があまりに大きく揺動する
と、前輪６の上方への移動が大きくなるために前輪６が
フロントフォーク５のクラウン（図示せず）を突き上げ
る恐れがある。しかし、懸架装置１００では、ハウジン
グ３１にストッパ部３１ａが設けられているため、前輪
６が上記のように後回りや前回りに揺動する際に大きく
揺動しても、Ｌ型部材２１のアーム２４がストッパ部３
１ａのゴム板３１ｂに衝突して上記回動が範囲Ｘ（図
６）内に制御される。一方、範囲Ｘは、アーム２４がス
トッパ部３１ａに衝突する所まで揺動しても前輪６がク
ラウンに衝突しない大きさに設定されている。従って、
懸架装置１００によれば、前輪６が突起４を乗越える際
に、前輪６がクラウンを突き上げることはない。しか
も、アーム２４とストッパ部３１ａとの衝突による衝撃
は、ゴム板３１ｂとアーム２４の丸味を帯びた部分２４
ｂとにより緩和されるので、乗り心地の良さは維持され
る。

【００２９】図１３及び図１４は制動装置２００を示す
図であり、図１３は部分断面正面図、図１４は側面図で
ある。この制動装置２００は、タイヤ６１の内周に設け
られたリム６２の側面（制動面）６２ａをブレーキシュ
ー（制動部材）６３により挾圧することにより、制動を
行なうようになっている。ところで、前輪６に制動をか
けると、突起４を乗越える際と同様に前輪６に前からの
衝撃が加わる。しかし、この衝撃は、前輪６が突起４を
乗越える際と同様に揺動することによって後方へ逃がさ
れる。そして、制動装置２００において、リム６２の側
面６２ａは、前輪６が上記のように揺動してブレーキシ
ュー６３に対して相対的に半径方向に移動しても、常に
ブレーキシュー６３に対して軸方向に対向する部分があ
るような半径方向の広さＺ１（図１４）を有するよう設
定されている。しかも、側面６２ａは図１３に示すよう
に鉛直面となっている。

【００３０】上記構成の制動装置２００によれば、制動
をかける際において、前輪６が上記のように揺動するた
め、リム６２の側面６２ａはブレーキシュー６３に対し
て半径方向に移動しながらブレーキシュー６３により押
圧される。このため、前輪６のロックは防止される。こ
のとき、リム６２の側面６２ａは上記のように半径方向
に広く形成されているので、リム６２の側面６２ａはブ
レーキシュー６３により確実に挾圧される。しかも、側
面６２ａは鉛直面となっているので、ブレーキシュー６
３等に余分な動きは生じない。従って、制動は良好に行
なわれる。なお、図１５は、制動面が鉛直に対して大き
く傾斜しているために制動部材に制動の際に余分な動き
が生じた場合を示す。なお、側面６２ａは、鉛直に対し
て＋１０°〜−１０°の範囲であれば傾斜していてもよ
いが、その場合は、２〜３°程度が好ましい。

【００３１】上記構成の懸架装置１００は偏心保持体１
０を備えてなり、制動装置２００はリム６２の側面６２
ａを半径方向に広くしているだけである。従って、本実
施例の自転車前輪制御機構は構成が簡単であり、保守、
点検が容易である。

【００３２】（第２実施例）本実施例の懸架装置は、図
１６に示すように、フランジ部４１０ａを有する弾性体
４１を用いたものである。この実施例によれば、フラン
ジ部４１０ａも軸方向に挾まれているため、弾性体４１
の弾性力は軸方向により確実に抑制されることとなる。

【００３３】（第３実施例）本実施例の懸架装置では、
図１７及び図１７のＸVIII−ＸVIII断面図である図１８
に示すように、本体４１ａのみからなる弾性体４１を用
いている。弾性体４１は、外面の凸部１４１ａをハウジ
ング３１の内面の凹部１３１ａに嵌合させることにより
ハウジング３１に対して軸回りに回転不能に固定されて
おり、且つ内面の凸部１４１ｂを軸部２３の外面の凹部
１２３ａに嵌合させることにより軸部２３に対して軸回
りに回転不能に固定されている。１２４ｃはリング体で
あり、第１実施例の突部２４ｃがアーム２４とは別部材
として構成されたものである。

【００３４】上記構成の懸架装置では、ハウジング３１
に弾性体４１及びＬ型部材２１を支持するのに、単なる
円筒状のハウジング３１を用い、弾性体４１も本体４１
ａのみからなるものを用い、更に、第１実施例のキー４
２が不要であるので、第１実施例の懸架装置に比して構
成が非常に簡単であり、安価であるという利点がある。
なお、懸架装置としての基本的な作用効果は第１実施例
の懸架装置と同じである。

【００３５】（第４実施例）本実施例の懸架装置では、
図１９に示すように、本体４１ａ及び外面部材４１ｂか
らなる弾性体４１を用いている。弾性体４１は、ハウジ
ング３１の開口を部分１３１のように絞り加工すること
により、外面部材４１ｂのフランジ４１０ｂとの間に軸
方向に挾まれており、これにより弾性力が軸方向に抑制
されている。

【００３６】（第５実施例）本実施例の懸架装置では、
図２０に示すように、アーム２４の上端部に、本体４１
ａのみからなる弾性体４１がアーム２４に対して軸回り
に回転不能に内蔵されている。アーム２４は、弾性体４
１を軸方向に貫通した軸部２３（ボルト９０及び突部９
１）によりフロントフォーク５に片持ち構造で固定支持
されている。弾性体４１は、フロントフォーク５とカバ
ー４８とにより第３実施例と同じリング体１２４ｃを介
して軸方向に挾まれており、これにより弾性力が軸方向
に抑制されている。図２１は図２０のＸＸＩ矢視図であ
る。ストッパ部３１ａ及びゴム板３１ｂは、フロントフ
ォーク５の先端に、第１実施例と同様に設けられてい
る。

【００３７】（第６実施例）本実施例の懸架装置では、
図２２に示すように、アーム２４の上端部に、本体４１
ａのみからなる弾性体４１がアーム２４に対して軸回り
に回転不能に内蔵されている。フロントフォーク５の先
端にはアーム２４の上端部を収容する下に開いた二股状
のハウジング３１が形成されている。アーム２４は、弾
性体４１を軸方向に貫通した軸部２３によりハウジング
３１の軸方向両側面に両持ち構造で固定支持されてい
る。弾性体４１は、ハウジング３１を軸方向両側から締
付けることにより、弾性力が軸方向に抑制されている。
図２３は図２２のＸＸIII 矢視図である。ストッパ部３
１ａ及びゴム板３１ｂは、フロントフォーク５の先端
に、第１実施例と同様に設けられている。

【００３８】（第７実施例）本実施例の懸架装置では、
図２４に示すように、本体４１ａのみからなる弾性体４
１がフロントフォーク５の先端に内蔵されている。アー
ム２４の上端は二股１２４となっている。アーム２４
は、二股１２４により弾性体４１を軸方向に挾み且つ軸
部２３を二股１２４及び弾性体４１に貫通させることに
より、フロントフォーク５に固定支持されている。弾性
体４１は、アーム２４の二股１２４を軸方向両側から締
付けることにより、弾性力が軸方向に抑制されている。

【００３９】なお、上記各実施例については、次のよう
な技術的要素を付加してもよい。（１）弾性体として、適切なばね特性のものを用いる。
弾性体のばね特性は乗心地を左右するものであるから、
自転車の走行条件に応じて適切なばね特性を持たせるの
が望ましい。例えば、最初は柔かく、次第に硬さが急増
するようなばね特性でもよい。

【００４０】（２）偏心保持体の静止状態の位置を、鉛
直より少し後に傾けて設定すると、懸架装置は作動し易
くなり、弾性体が柔かくなったような効果が生じる。し
かし、力一杯漕いだ場合に上下動が生じ易くなる。偏心
保持体の静止状態での傾き角は、図１８に示すスプライ
ンにより調節してもよい。

【００４１】（３）周知のように、オイルダンパや摩擦
力などの減衰力を作用させて、懸架装置の性能を改善す
ることができる。

【００４２】（４）リムに窪みを設けるなどして、タイ
ヤに空気を入れ易くできる。例えば、７００Ｃサイズの
チューブラー・リムにおいては、リムの高さが大きい
と、リムからのバルブの突き出し寸法が小さくなり、空
気を入れにくくなるが、上記のようにして対応できる。

【００４３】（５）急制動時、フロントフォークの沈み
込みが大きいと、後輪にかかる荷重が減少して、ロック
し易くなる。これを防止するには、前輪への荷重移動を
抑制するか、後輪側のブレーキシューの摩擦係数を小さ
くするなどの公知の制動力調整の対策を講じればよい。

【００４４】（６）アーム２４等の形状は、軽量化等を
図るため、デザイン変更可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明の自転車前輪制御機
構によれば、次のような効果を奏する。（１）請求項１記載の自転車前輪制御機構によれば、次
のような効果を奏する。

【００４６】前輪６が路面の突起４を乗越える際にお
いて、前輪６を、偏心保持体１０の作用により、後回り
に回動させ、しかも上方へも移動させることができる。
従って、前輪６に加わる真下からの衝撃だけでなく前か
らの衝撃も緩和して、緩衝効果を充分発揮することがで
きる。また、急激なハンドル操作時に前輪６に加わる前
からの衝撃も緩和でき、更には、前輪６が左右に蛇行す
る際の安定性を向上できるので、操作性も向上させるこ
とができる。

【００４７】通常の状態においては、偏心保持体１０
を上下方向に立った状態で維持できる。従って、平坦な
路面において、乗員がペダルを力一杯漕いでも車体に上
下動が殆んど生じることはなく、乗員は力一杯漕ぐこと
ができる。

【００４８】前輪６は、突起４を乗越える際、前後方
向に移動するようになっている。従って、前輪６が揺動
して弾性体４１に蓄えられたエネルギーを再び前輪６の
回転に戻して、走行エネルギーの損失を大幅に減少させ
ることができる。

【００４９】制動面は制動部材に対して半径方向に移
動しながら制動部材により押圧されるようになってい
る。従って、実験では前輪６のロックが生じることはな
かった。しかも、制動時において制動部材に余分な動き
は生じないので、制動を良好に行なうことができる。

【００５０】懸架装置は偏心保持体を備えてなり、制
動装置は制動面を半径方向に広くしているだけであるの
で、本発明の自転車前輪制御機構は構造が簡単であり、
保守、点検が容易である。

【００５１】（２）請求項２記載の自転車前輪制御機構
によれば、構成を簡単なものにできる。

【００５２】（３）請求項３、４、８、１０、又は１２
に記載の自転車前輪制御機構によれば、組立構造を簡単
なものにできる。

【００５３】（４）請求項５、９、１１、又は１３に記
載の自転車前輪制御機構によれば、組立部材を用いるの
で、確実に弾性力を抑制できる。

【００５４】（５）請求項６記載の自転車前輪制御機構
によれば、フランジ部も挾むので、より確実に弾性力を
抑制できる。

【００５５】（６）請求項７記載の自転車前輪制御機構
によれば、弾性力を抑制するための部材を少なくでき
る。

【００５６】（７）請求項１４記載の自転車前輪制御機
構によれば、制動装置の構成を簡単なものにできる。

【００５７】（８）請求項１５記載の自転車前輪制御機
構によれば、フロントフォークのクラウンに前輪が衝突
する衝撃を回避できる。

【００５８】（９）請求項１６記載の自転車前輪制御機
構によれば、簡単な構成で且つ衝撃がないように、揺動
運動を制限できる。

【００５９】（１０）請求項１７記載の自転車前輪制御
機構によれば、簡単な構成で且つより衝撃がないよう
に、揺動運動を制限できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自転車前輪制御機構の懸架装置の作
動原理を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例による自転車前輪制御機
構を備えた自転車を示す全体側面略図である。

【図３】図２の懸架装置の拡大図である。

【図４】図３のIV−IV断面図である。

【図５】図４のＶ矢視図である。

【図６】第１実施例の弾性体及びＬ型部材をハウジン
グで支持する構造を示す分解斜視図である。

【図７】第１実施例の懸架装置の一作動状態を示す拡
大側面図である。

【図８】第１実施例の懸架装置をテストした路面の形
状を示す断面図である。

【図９】第１実施例の懸架装置を装備していない自転
車で走行した場合のテスト結果を示す図であり、「ばね
上加速度」を示している。

【図１０】第１実施例の懸架装置を装備していない自
転車で走行した場合のテスト結果を示す図であり、「曲
げ応力」を示している。

【図１１】第１実施例の懸架装置を装備した自転車で
走行した場合のテスト結果を示す図であり、「ばね上加
速度」を示している。

【図１２】第１実施例の懸架装置を装備した自転車で
走行した場合のテスト結果を示す図であり、「曲げ応
力」を示している。

【図１３】第１実施例の制動装置を示す部分断面正面
図である。

【図１４】第１実施例の制動装置を示す側面図であ
る。

【図１５】第１実施例の制動装置の比較例を示す部分
断面正面図である。

【図１６】第２実施例の懸架装置を示す図であり、図
４に相当する断面部分図である。

【図１７】第３実施例の懸架装置を示す図であり、図
４に相当する断面部分図である。

【図１８】図１７のＸVIII−ＸVIII断面図である。

【図１９】第４実施例の懸架装置を示す図であり、図
４に相当する断面部分図である。

【図２０】第５実施例の懸架装置を示す図であり、図
４に相当する断面部分図である。

【図２１】図２０のＸＸＩ矢視図である。

【図２２】第６実施例の懸架装置を示す図であり、図
４に相当する断面部分図である。

【図２３】図２２のＸＸIII 矢視図である。

【図２４】第７実施例の懸架装置を示す図であり、図
４に相当する断面部分図である。

【図２５】従来一般の懸架装置の作動原理を示す図で
ある。

【符号の説明】

５フロントフォーク６前輪１０偏心保持体１１偏心軸１２支持軸４１弾性体６２ａ側面（制動面）６３ブレーキシュー（制動部材）１００懸架装置２００制動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 593173334 菅野昭京都府京都市伏見区桃山町泰長老24番地の 18 (72)発明者本部 ▲廣▼哲京都府京都市伏見区桃山筒井伊賀西町21番地 (72)発明者 ▲吉▼岡紘二奈良県奈良市西大寺南町１番19−506号 (72)発明者喜多正信奈良県大和郡山市塩町７番地 (72)発明者菅野昭京都府京都市伏見区桃山町泰長老24番地の 18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自転車のフロントフォークに取付けられて
前輪を支持する懸架装置と、その前輪を制動する制動装
置とを備えた自転車前輪制御機構であって、懸架装置は、軸方向中央部の偏心軸とその両端にあって
偏心軸と平行な支持軸とを有してなるクランク軸構造の
偏心保持体を備えてなり、偏心保持体は、偏心軸が前輪
の車軸と一致し、支持軸が偏心軸の鉛直上方にて弾性体
を介在させてフロントフォークに支持されており、偏心
保持体には、支持軸を鉛直上方に支持するとともに支持
軸回りの揺動運動に復元力を与えるための弾性力が上記
弾性体により作用するようになっており、上記弾性体の
弾性力は軸方向に抑制されており、懸架装置は、前輪に
対し、支持軸と偏心軸との軸間距離を半径とする揺動運
動を制限された所定の揺動角の範囲内で可能にするよう
になっており、制動装置は、前輪に設けられた制動面をフロントフォー
クに固定された制動部材により軸方向に押圧して制動を
行なうものであり、制動面が、前輪が上記揺動運動を行
なっても常に制動部材に対して軸方向に対向する部分が
あるような半径方向の広さを有するものであり、且つ鉛
直面に対して、平行であり又は＋１０°から−１０°の
範囲で傾斜していることを特徴とする自転車前輪制御機
構。
【請求項２】偏心保持体は、偏心軸を構成する棒体と、
支持軸を構成する２個のＬ型部材とからなり、Ｌ型部材
は、棒体と平行な軸部と、棒体と直角なアームとからな
り、棒体はその両端にてアーム下端の溝に嵌合固定され
ており、偏心保持体はＬ型部材の軸部にてフロントフォ
ークに支持されている請求項１記載の自転車前輪制御機
構。
【請求項３】フロントフォークの先端には軸方向に抜け
た筒状のハウジングが形成されており、Ｌ型部材の軸部
はハウジング内に筒状の弾性体を介して保持されてお
り、ハウジングはすり割りを有し締付け可能に形成され
ており、弾性体は、ハウジングを締付けることによりハ
ウジングに対して回り止めされており、且つ軸部との間
にキーを差込むことにより軸部に対して回り止めされて
いる請求項２記載の自転車前輪制御機構。
【請求項４】フロントフォークの先端には軸方向に抜け
た筒状のハウジングが形成されており、Ｌ型部材の軸部
はハウジング内に筒状の弾性体を介して保持されてお
り、弾性体は、外周面に形成した凹凸部をハウジング内
周面に形成した凹凸部に嵌合させることによりハウジン
グに対して回り止めされており、且つ内周面に形成した
凹凸部を軸部外周面に形成した凹凸部に嵌合させること
により軸部に対して回り止めされている請求項２記載の
自転車前輪制御機構。
【請求項５】弾性体は、Ｌ型部材のアームと蓋部材とで
軸方向に挾まれることにより、弾性力が軸方向に抑制さ
れている請求項３又は４に記載の自転車前輪制御機構。
【請求項６】弾性体はフランジ部を有しており、該フラ
ンジ部も軸方向に挾まれている請求項５記載の自転車前
輪制御機構。
【請求項７】弾性体は、Ｌ型部材とは反対側のハウジン
グの開口端を絞り加工することにより、軸方向に圧縮さ
れ、弾性力が軸方向に抑制されている請求項３又は４に
記載の自転車前輪制御機構。
【請求項８】偏心保持体は、偏心軸を構成する棒体と、
棒体の両端にて棒体と直角なアームと、アーム上端部に
あって支持軸を構成する軸体とからなり、棒体はその両
端にてアーム下端の溝に嵌合固定されており、アームの
上端部には弾性体がアームに対して軸回りに回転不能に
内蔵されており、アームは、弾性体を軸方向に貫通した
軸体によりフロントフォークに片持ち構造で固定支持さ
れており、弾性体は軸体に対して軸回りに回転不能とな
っている請求項１記載の自転車前輪制御機構。
【請求項９】弾性体は、フロントフォークと蓋部材とで
軸方向に挾まれることにより、弾性力が軸方向に抑制さ
れている請求項８記載の自転車前輪制御機構。
【請求項１０】偏心保持体は、偏心軸を構成する棒体
と、棒体の両端にて棒体と直角なアームと、アーム上端
部にあって支持軸を構成する軸体とからなり、棒体はそ
の両端にてアーム下端の溝に嵌合固定されており、アー
ムの上端部には弾性体がアームに対して軸回りに回転不
能に内蔵されており、フロントフォークの先端にはアー
ムの上端部を収容する下に開いた二股状のハウジングが
形成されており、アームは、弾性体を軸方向に貫通した
軸体によりハウジングの軸方向両側面に両持ち構造で固
定支持されており、弾性体は軸体に対して軸回りに回転
不能となっている請求項１記載の自転車前輪制御機構。
【請求項１１】弾性体は、ハウジングを軸方向両側から
締付けることにより、弾性力が軸方向に抑制されている
請求項１０記載の自転車前輪制御機構。
【請求項１２】弾性体はフロントフォークの先端に内蔵
されており、偏心保持体は、偏心軸を構成する棒体と、
棒体の両端にて棒体と直角なアームと、アーム上端部に
あって支持軸を構成する軸体とからなり、アームの上端
は二股となっており、アームは、アームの二股により弾
性体を軸方向に挾み且つ軸体を二股及び弾性体に貫通さ
せることにより、フロントフォークに固定支持されてい
る請求項１記載の自転車前輪制御機構。
【請求項１３】弾性体は、アームの二股を軸方向両側か
ら締付けることにより、弾性力が軸方向に抑制されてい
る請求項１２記載の自転車前輪制御機構。
【請求項１４】制動面はリムの側面であり、制動部材は
ブレーキシューである請求項１記載の自転車前輪制御機
構。
【請求項１５】揺動運動が制限される所定の揺動角の範
囲は、フロントフォークのクラウンを前輪が突き上げな
い範囲である請求項１記載の自転車前輪制御機構。
【請求項１６】揺動運動を制限するものとして、偏心保
持体のアームが衝突するストッパ部をフロントフォーク
の先端に設け、更に、ストッパ部の衝突する側にゴム部
材を設けた請求項２記載の自転車前輪制御機構。
【請求項１７】アームの、ストッパ部に衝突する部分
に、丸味を帯びさせた請求項１６記載の自転車前輪制御
機構。