JPH09221078A - 自転車用サスペンションフォーク及び自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サスペンションの固さを乗りながら簡単に調
整できるようにする。 【解決手段】 自転車用サスペンションフォーク１０
は、前輪１２を支持するフォーク部４０と第１フォーク
ステム４１と第２フォークステム４２とコイルバネ４３
と荷重調整部４４と連結部４５とを備えている。第１フ
ォークステム４１はヘッド部２１に回転自在に支持され
る。第２フォークステム４２は第１フォークステム４１
の内部に軸方向に移動可能に配置されている。コイルバ
ネ４３は、２つのフォークステム４１，４２を互いに離
反する方向に付勢する。荷重調整部４４は、軸方向に進
退してコイルバネ４３の初期長さを変更するための調整
ネジ４７と、調整ネジ４７と軸方向に相対移動可能かつ
相対回転不能に連結された回転部４８とを備えている。
連結部４５は、第１及び第２フォークステム４１，４２
を軸方向に相対移動可能かつ回転不能に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車のヘッド部
に回転自在に支持される自転車用サスペンションフォー
ク及びそれを装着した自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、オフロードを走行可能なマウ
ンテンバイクや市街地を走行するシティサイクル等の自
転車には、走行時の衝撃を吸収するためのサスペンショ
ンフォークをリジットフォークに代えて装着したものが
知られている。この種の前輪用のサスペンションフォー
クには、一般に、２本のサスペンションをフォーク足に
代えて装着したフォーク型のものと、ハンドルポストと
フォークステムとの間にサスペンションを配置したヘッ
ド装着型のものとがある。

【０００３】フォーク型のサスペンションフォークは、
オートバイに用いられるものと同様であり、２本のサス
ペンションを前輪を挟んで配置しているので、部品点数
が多く重量の増加や価格の上昇を招く。一方、ヘッド装
着型のサスペンションフォークは、１本のサスペンショ
ンをハンドルポストに配置すればよいので、部品点数が
少なくなり軽量化を図れかつ価格を抑えることができ
る。この種のヘッド装着型のサスペンションフォーク
は、一般に、前輪を支持するためのフォーク部と、ハン
ドルポストと一体で形成されヘッド部に回転自在に支持
された第１フォークステムと、フォーク部から第１フォ
ークステムの内部に延びる第２フォークステムと、２つ
のフォークステムを互いに離反する方向に付勢するため
のコイルバネやウレタンゴム等からなる付勢手段と、第
１フォークステムと第２フォークステムとを軸方向に相
対移動可能かつ相対回転不能に連結する連結手段とを備
えている。

【０００４】この種のサスペンションフォークでは、乗
り手の体重や路面の状態によりサスペンションの固さを
調整できるようになっている。サスペンションの固さは
付勢手段の初期荷重を変更することで調整できる。従来
のサスペンションフォークでは、付勢手段の初期荷重を
変更するために六角穴付ボルト等のネジを用いて付勢手
段の初期長さを変化させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のサスペンシ
ョンフォークでは、付勢手段の初期荷重をネジにより調
整しているので、ネジを回すための特殊な工具が必要に
なり、サスペンションの固さを調整するためには常に工
具を持ち歩く必要がある。また、工具を使って回すには
自転車を止めて行わなければならず、乗りながらサスペ
ンションの固さを調整することができない。このため、
サスペンションの固さ調整作業が煩わしくなり、体重や
路面に合わせてサスペンションの固さを調整するのが困
難である。

【０００６】本発明の課題は、ヘッド装着型のサスペン
ションフォークにおいて、サスペンションの固さを乗り
ながら簡単に調整できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る自転車用
サスペンションフォークは、自転車のヘッド部に回転自
在に支持されるフォークであって、フォーク部と、筒状
の第１フォークステムと、筒状の第２フォークステム
と、付勢手段と、荷重調整手段と、連結手段とを備えて
いる。フォーク部は、前輪を支持するためのものであ
る。第１フォークステムは、ハンドルポストと一体で形
成されヘッド部に回転自在に支持される。第２フォーク
ステムは、フォーク部から第１フォークステムの内部に
延び、第１フォークステムに相対移動自在に支持されて
いる。付勢手段は、２つのフォークステムを互いに離反
する方向に付勢するための手段である。荷重調整手段
は、回転につれて前記第１フォークステムの軸方向に進
退して付勢手段の初期長さを変更するための進退部材
と、進退部材と軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能
に連結され外部から回転させることができる回転部材と
を備え、付勢手段の初期荷重を調整するための手段であ
る。連結手段は、第１フォークステムと第２フォークス
テムとを軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に連結
する手段である。

【０００８】このサスペンションフォークを装着した自
転車の車輪に路面から衝撃が加わると、第２フォークス
テムが付勢手段の付勢力に抗して第１フォークステム内
に入り込み衝撃を吸収する。また、初期荷重を調整して
サスペンションの固さを調整する際には、回転部材を手
でつまんでどちらかの方向に回転させると、進退部材が
一緒に回転して軸方向に進退する。この結果、進退部材
の先端に接触した付勢手段の初期長さが変化し、初期荷
重が調整される。

【０００９】ここでは、外部から手で回転部材を回転さ
せるだけで初期荷重を調整できるので、サスペンション
の固さを乗りながら簡単に調整できる。請求項２に係る
自転車用サスペンションフォークは、請求項１に記載の
フォークにおいて、前記付勢手段は、第１フォークステ
ムの内部に圧縮状態で配置されたコイルバネである。こ
の場合には、ウレタンゴムや空気油圧式の付勢手段に比
べて衝撃に対する応答性が向上する。

【００１０】請求項３に係る自転車用サスペンションフ
ォークは、請求項１又は２に記載のフォークにおいて、
前記進退部材は、軸中心部に先端から形成された六角穴
を有し第１フォークステムの内部に軸方向に沿いかつ先
端が付勢部材に当接可能に配置され第１フォークステム
に螺合するネジ部材を有し、前記回転部材は、六角穴に
係合する六角棒と、六角棒の先端に取り付けられた回転
つまみとを有している。この場合には、回転つまみを回
すと六角棒とともにネジ部材が回転してネジ部材が軸方
向に進退し、付勢部材の初期長さを簡単に変更できる。

【００１１】請求項４に係る自転車は、請求項１から３
のいずれかに記載の自転車用サスペンションフォークが
フレーム体のヘッド部に装着されている。このサスペン
ションフォークは初期荷重の調整が容易であるので、路
面や体重に合わせて自由にサスペンションの固さを調整
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態によ
るサスペンションフォークを装着した自転車１を示して
いる。自転車１は、サスペンションフォーク１０を含む
フレーム２と、サスペンションフォーク１０の上端に固
定されたハンドル１１を含む操舵部３と、フレーム２の
中央部から後部にかけて配置された駆動部４と、フレー
ム２の前後に配置された前後輪１２，１３を含む走行部
５と、前後輪１２，１３を制動する前後のブレーキ１
４，１５を含む制動部６とを備えている。

【００１３】フレーム２は、サスペンションフォーク１
０の他に、概ね水平に配置され内部に空洞を有する変形
卵型断面の主フレーム２０と、ヘッド部２１と、バック
フォーク２２と、シート支持部２３とを主に備えてい
る。主フレーム２０の前部は折れ曲がって上方に延びて
おり、その先端にヘッド部２１が形成されている。ヘッ
ド部２１は、上部が後方にわずかに傾いた回転軸芯Ｘに
沿って斜めに配置されている。バックフォーク２２は、
主フレーム２０の後部から２股に分かれて斜め下方に延
びている。バックフォーク２２の後端に後輪１３が装着
されている。シート支持部２３は、主フレーム２０の後
部から斜め上方に延びている。シート支持部２３の内部
には、上部を斜め後方に傾けたパイプ材からなるシート
スティ２４が取り付けられている。シートスティ２４に
は、サドル２５が上端に固定されたシートポスト２６が
上下移動可能に固定されている。

【００１４】ヘッド部２１はサスペンションフォーク１
０を回転軸芯Ｘ回りに回動自在に支持する。ヘッド部２
１は、図２に拡大して示すように、主フレーム２０の前
部にたとえば溶接されたヘッドパイプ３１と、ヘッドパ
イプ３１を挟んで上下に配置されサスペンションフォー
ク１０を回転軸芯Ｘ回りに回動自在に支持する上下の軸
受部３２，３３とを有している。上軸受部３２は、ヘッ
ドパイプ３１の上端部に圧入された上わん３４と、上わ
ん３４の上方に対向配置されサスペンションフォーク１
０にねじ込まれた上玉押し３５と、上わん３４と上玉押
し３５との間に配置された鋼球３６とを有している。下
軸受部３２は、ヘッドパイプ３１の下端部に圧入された
下わん３７と、下わん３７の下方に対向配置されサスペ
ンションフォーク１０に圧入された下玉押し３８と、下
わん３７と下玉押し３８との間に配置された鋼球３９と
を有している。

【００１５】サスペンションフォーク１０は、図３に示
すように、倒立Ｕ字状のフォーク部４０と、ヘッド部２
１に回転自在に支持される第１フォークステム４１と、
第１フォークステム４１の内部に軸方向に移動可能に配
置された第２フォークステム４２と、第１フォークステ
ム４１の内部に配置されたコイルバネ４３と、コイルバ
ネ４３の初期荷重を調整してサスペンションの固さを調
整するための荷重調整部４４と、第１及び第２フォーク
ステム４１，４２を軸方向に相対移動可能にかつ回転不
能に連結する連結部４５と、サスペンションフォーク１
０の下端での衝撃音を低減するための下端バンパー４６
（図２，図４参照）とを有している。

【００１６】フォーク部４０は、下端で前輪１２を支持
するとともに、途中でカンチレバー型の前ブレーキ１４
を回動自在に支持する。第１フォークステム４１は、図
４に拡大して示すように、ハンドル１１が固定される通
常のハンドルポストが一体で形成された筒状の部材であ
る。第１フォークステム４１は、上部が小径に絞られた
第１パイプ部５５と、ヘッド部２１の内部に配置される
ように第１パイプ５５の外周に嵌め込まれた２５．４ｍ
ｍ径の第２パイプ部５６とを有している。第１パイプ部
５５は、ハンドル１１が装着される位置から下方に延
び、ヘッド部２１の下端から突出する位置まで形成され
ており、その下端には外方に広がる鍔部５７が形成され
ている。第１パイプ部５５の上端内部には、荷重調整部
４４を構成するナット部５８が溶接されている。第２パ
イプ部５６の上端外周には、上玉押し３５に螺合する
Ｂ．Ｃ１山２４の雄ネジ６０がたとえば３５ｍｍの長さ
で形成されている。

【００１７】第１フォークステム４１の下部には、図２
に示すように連結部４５のキー孔となる長円形のスリッ
ト溝５２が、軸方向に沿ってたとえば３５ｍｍの長さで
形成されている。スリット溝５２の幅は、連結部４５を
構成する回り止めキー５１の幅より少し大きい。また、
スリット溝５２の上部には、下端バンパー４６を構成す
るストップピン６１が外周面を貫通して固定されてい
る。このストップピン６１は、第１フォークステム４１
の直径上に配置され、かつ伸長側の移動端の手前で後述
するストッパ６２に接触する位置に配置されている。第
１フォークステム４１の下端とフォーク部４０との間に
は、内部に異物が入ってサスペンションフォーク１０の
動きが悪くなるのを防止するために伸縮自在なジャバラ
ブーツ６４が配置されている。

【００１８】第２フォークステム４２は、フォーク部４
０の上端に基端が固定され、そこから上方に第１フォー
クステム４１の内部にまで延びている。第２フォークス
テム４２は、下部が上部より厚肉の筒状のパイプ部４２
ａと、パイプ部４２ａの上端を塞ぐリング状のバネ受け
部４２ｂとを有している。パイプ部４２ａの外径は、第
１フォークステム４１の第１パイプ部５５の内周面に摺
動可能な寸法である。このパイプ部４２ａの中間部に、
連結部４５の板状の回り止めキー５１が外周面を貫通し
て固定されている。回り止めキー５１は、パイプ部４２
ａの直径上に配置されており、その両端は第１フォーク
ステム４１の外周面と面一となるように外方に突出して
いる。パイプ部４２ａの上端内側には下端バンパー４６
を構成するウレタンゴム製のストッパ６２が装着されて
いる。また、パイプ部４２ａの上部周面には、図２に示
すように、ストップピン６１を挿通するための長円形の
逃がし孔６３が軸方向に沿って形成されている。このス
トップピン６１、ストッパ６２及び逃がし孔６３により
下端バンパー４６が構成される。なお、ストップピン６
１は、回り止めキー５１がスリット溝５２の下端に配置
される少し手前の位置でストッパ６２に当接するように
配置されている。

【００１９】コイルバネ４３は、第１フォークステム４
１と第２フォークステム４２とを離反する方向に付勢す
るためのバネであり、図４に示すように、第２フォーク
ステム４２の上端のバネ受け部４２ｂと荷重調整部４４
の下端に配置されたバネ受け板６５との間に圧縮状態で
配置されている。コイルバネ４３の初期荷重は、荷重調
整部４４のねじ込み量を変えることで所定の範囲で自由
に調整できる。

【００２０】荷重調整部４４は、ナット部５８と、全長
に渡りナット部５８に螺合するネジが形成された調整ネ
ジ４７と、調整ネジ４７に軸方向に相対移動可能かつ相
対回転不能に連結された回転部４８とを有している。調
整ネジ４７の軸中心部には、先端から内部に向けて六角
穴５９が形成されている。回転部４８は、六角穴５９に
係合する六角棒４９と、六角棒４９の先端に取り付られ
た回転つまみ５０とを有している。この回転つまみ５０
は、外周面に滑り止め用のローレット５０ａが形成され
た円板部材であり、第１フォークステム４１の第１パイ
プ部５５の上端に配置されている。このため、サスペン
ション外部から指を使って簡単に回すことができる。

【００２１】このように構成されたサスペンションフォ
ーク１０は、連結部４５が回り止めキー５１及びスリッ
ト溝５２という簡単な部材で構成されているので、連結
部４５の価格が安くなり、サスペンションフォーク１０
全体の価格も安くなる。このため、価格が安い普及品の
自転車にもサスペンションフォーク１０を装着できる。
また、第１フォークステム４１と第２フォークステム４
２との間に第２フォークステム４２が第１フォークステ
ム４１の内部を移動できるだけのわずかな隙間を確保す
るだけでよく、このため、第１フォークステム４１の外
径を通常のリジットフォークの外径と同一寸法（２５．
４ｍｍ）にすることができる。したがって、通常の２
５．４ｍｍ径のフォークステムを有するリジットフォー
クとの互換性を維持できる。

【００２２】また、サスペンションフォーク１０がハン
ドルポストを含めて一体で構成されているので、ヘッド
部２１への装着が上玉押し３５をねじ込むだけで簡単に
行え、メンテナンスや着脱が容易である。さらに、伸長
時に、ストップピン６１が下降端手前でストッパ６２に
接触して衝撃が吸収されるので、伸長時の衝撃音を低減
できる。

【００２３】また、回転つまみ５０を手でつまんで回す
だけで調整ネジ４７を軸方向に進退させることができる
ので、サスペンションの固さ調整を自転車に乗りながら
簡単に行える。操舵部３は、図１に示すように、サスペ
ンションフォーク１０の上端に固定されたハンドル１１
を有している。ハンドル１１の両端部には、制動部６を
構成する前後用の１対のブレーキレバー６６が取り付け
られている。各ブレーキレバー６５は、ブレーキワイヤ
６７により前後のブレーキ１４，１５に連結されてい
る。

【００２４】駆動部４は、ペダル７１が先端に回転自在
に装着された左右１対のクランク７０と、クランク７０
の回転を増速する増速部７２と、増速部７２で増速され
た駆動力を後輪１３に伝達するチェーン７３とを有して
いる。増速部７２は、上部を後方に傾けて主フレーム２
０の下面後部に取り付けられている。増速部７２は、図
５に詳しく説明するように、主フレーム２０に中央部が
取り付けられたギアケース８０を有している。ギアケー
ス８０は左右に分割可能な２つ割り構造の筐体であり、
その上端面には上方に突出する取付突起８１が形成され
ている。この突起８１は、シートスティ２４の下端から
内部に嵌め込まれている。

【００２５】ギアケース８０の下部には、左右に延びる
クランク軸８２が左右１対の玉軸受８３により回転自在
に支持されている。また、ギアケース８０の中央部に
は、上下に延びる中空の中間軸８４が上下１対の玉軸受
８５により回転自在に支持されている。また、ギアケー
ス８０の図５左側面上部には、筒状の出力ベベルギア８
６が玉軸受８７により回転自在に支持されている。クラ
ンク軸８２の図５左側の軸受８３の内側には、入力ベベ
ルギア８８が取り付けられている。中間軸８４の下端に
は、入力ベベルギア８８に噛み合う第１中間ベベルギア
８９が取り付けられている。入力ベベルギア８８と第１
中間ベベルギア８９との歯数比は、たとえば２：１であ
る。中間軸８４の上端には出力ベベルギア８６に噛み合
う第２中間ベベルギア９０が取り付けられている。第２
中間ベベルギア９０と出力ベベルギア８７との歯数比
は、たとえば２：１である。この結果、増速部７２は、
クランク７０の回転を４倍に増速する。出力ベベルギア
８７にはチェーン７３に噛み合うスプロケット９１が取
り付けられている。

【００２６】このような構成の駆動部４は、駆動部分が
すべてフレーム２内に収納されるので、見栄えがよくか
つチェーンカバー等を設けなくても衣服が汚れたり噛み
込むことがない。また、ベベルギアを用いて増速してい
るのでコンパクトな構成で増速できる。次に、上記実施
形態のサスペンションフォーク１０の衝撃吸収動作につ
いて説明する。

【００２７】自転車が路面を走行中に歩道の縁石や段差
に乗り上げ、前輪１２に上向きの衝撃荷重が作用する
と、フォーク部４０を介して衝撃力が第２フォークステ
ム４２に伝達される。すると第２フォークステム４２
は、回り止めキー５１がスリット溝５２に案内され、コ
イルバネ４３の付勢力に抗して第１フォークステム４１
内を上方に移動し、コイルバネ４３を圧縮する。これに
より、第２フォークステム４２に伝達された衝撃がコイ
ルバネ４３により吸収される。衝撃が吸収されるとコイ
ルバネ４３に力が作用しなくなるので、コイルバネ４３
は第２フォークステム４２を急激に下方に移動させる。
そして、回り止めキー５１がスリット溝５２の下端に到
達するより前にストップピン６１の周面がストッパ６２
に接触してストッパ６２がへこみ、衝撃が吸収される。
そして、第２フォークステム４２のそれより下方への移
動が規制される。このため、回り止めキー５１がスリッ
ト溝５２の下端に当接しにくくなり、当接時に生じる金
属同士の打音や衝撃音がほとんどしなくなる。

【００２８】また、乗り手の体重や路面の状況等に応じ
てサスペンションの固さを調整する際には、回転つまみ
５０を回して調整ネジを回わせばよい。たとえば、体重
に合わせてサスペンション固さを調整する場合には、体
重が軽いときには反時計回りに回し、重いときには時計
回りに回し、サスペンションフォーク１０が僅かに縮む
ぐらいに調整すればよい。

【００２９】〔他の実施形態〕荷重調整部において調整
ネジ４７と回転部４８との連結を六角穴と六角棒とで行
ったが、これは例示であり、２つの部材を回転不能かつ
軸方向に移動自在に連結するものであればどのような形
態のもので連結してもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る自転車用サスペンションフ
ォークでは、外部から手で回転部材を回転させるだけで
初期荷重を調整できるので、サスペンションの固さを乗
りながら簡単に調整できる。

【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一
部断面図

【図２】ヘッド部の断面拡大図。

【図３】サスペンションフォークの縦断面図。

【図４】その断面部分図。

【図５】増速部の断面図。

【符号の説明】

１ 自転車 １０ サスペンションフォーク １２ 前輪 ２１ ヘッド部 ４０ フォーク部 ４１ 第１フォークステム ４２ 第２フォークステム ４３ コイルバネ ４４ 荷重調整部 ４５ 連結部 ４７ 調整ネジ ４８ 回転部 ４９ 六角棒 ５０ 回転つまみ ５８ ナット部 ５９ 六角穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自転車のヘッド部に回転自在に支持される
   自転車用サスペンションフォークであって、 前輪を支持するためのフォーク部と、 ハンドルポストと一体で形成され、前記ヘッド部に回転
   自在に支持される筒状の第１フォークステムと、 前記フォーク部から前記第１フォークステムの内部に延
   び、前記第１フォークステムの内周部に相対移動自在に
   支持される筒状の第２フォークステムと、 前記２つのフォークステムを互いに離反する方向に付勢
   するための付勢手段と、 回転につれて前記第１フォークステムの軸方向に進退し
   て前記付勢手段の初期長さを変更するための進退部材
   と、前記進退部材と軸方向に相対移動可能かつ相対回転
   不能に連結され外部から回転させることができる回転部
   材とを備え、前記付勢手段の初期荷重を調整するための
   荷重調整手段と、 前記第１フォークステムと第２フォークステムとを軸方
   向に相対移動可能かつ軸回りに相対回転不能に連結する
   連結手段と、を備えた自転車用サスペンションフォー
   ク。
2. 【請求項２】前記付勢手段は、第１フォークステムの内
   部に圧縮状態で配置されたコイルバネである、請求項１
   に記載の自転車用サスペンションフォーク。
3. 【請求項３】前記進退部材は、軸中心部に先端から形成
   された六角穴を有し前記第１フォークステムの内部に軸
   方向に沿いかつ先端が前記付勢部材に当接可能に配置さ
   れ前記第１フォークステムに螺合するネジ部材を有し、 前記回転部材は、前記六角穴に係合する六角棒と、前記
   六角棒の先端に取り付けられた回転つまみとを有してい
   る、請求項１又は２に記載の自転車用サスペンションフ
   ォーク。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の自転車
   用サスペンションフォークがフレーム体のヘッド部に装
   着された自転車。