(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪を支持してステアリングチューブと連結されるフロントフォークを備える自転車用フロントフォーク連結構造であって、
前記ステアリングチューブに固定されて自転車の走行方向の後方に伸長する連結体と、
該連結体の先端に枢支されて前記ステアリングチューブに対し接近及び離間可能に揺動する揺動体と、
該揺動体に設けられて前記フロントフォークが固定されるクラウン部と、
前記ステアリングチューブと前記揺動体との間に配されている緩衝用弾性部材と、
前記揺動体の前記ステアリングチューブに対する離間距離を規制するリバウンド規制機構とを含むことを特徴とする自転車用フロントフォーク連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車のフロントフォークをステアリングチューブに連結するための構造に関し、特に、サスペンション機能を備えるフロントフォーク連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のサスペンション式フロントフォークの連結構造を示す図である。この図６において、１はヘッドチューブを示し、ヘッドチューブ１に回転可能に挿入されるステアリングチューブには連結軸２を介して左右のフロントフォーク３が揺動可能に枢支されている。各フロントフォーク３のフロントエンドには前輪４が回転自在に取付けられている。
【０００３】
各フロントフォーク３は連結軸２よりも上方に伸長する伸長部５を有し、伸長部５の上端には揺動式のサスペンション機構６が設けられている。このサスペンション機構６は左右の伸長部５を連結する略Ｕ字状の連結部材７と、連結部材７に押圧力を付与するコイルスプリング８と、このコイルスプリング８の受け部材９とを有し、受け部材９はヘッドチューブ１の上端のヘッドセット部１０に固定されている。
【０００４】
この従来の連結構造において、コイルスプリング８は伸長部５，５を自転車の走行方向に押圧しているので、フロントフォーク３，３は連結軸２を中心として時計方向に回動され、従って、前輪４は図示しない後輪側に弾性的に接近している。従って、自転車の走行中に前輪４が障害物に乗り上げると、その反力によりフロントフォーク３がコイルスプリング８の弾性力に抗して反時計方向に回動して前輪４を上動させる。よって、前輪４は障害物に乗り上げても自転車自体を上下動させることなく乗り越えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４は揺動式サスペンション機構の乗り上げ高さの限界説明図である。この図４において、上記した従来の連結構造における連結軸２は操舵軸Ｓ上の揺動中心「Ｌ１」の位置にあり、前輪４の車軸中心は「０」の位置にある。このような位置関係において、揺動中心Ｌ１と車軸中心０を結ぶ線分Ｍ１が前輪４外周と接する点をＫ１とすると、この接点Ｋ１と地面との間隔Ｈ１が上記サスペンション機構における障害物の乗り上げ限界値となる。
従って、障害物の高さがＨ１より大きくなると、その反力が自転車の走行方向とは逆方向に前輪に加わってしまうため、障害物の乗り越えが不能となってしまう。
このように、従来の連結構造では操舵軸Ｓ上に揺動中心Ｌ１が位置しているので、前輪の障害物を乗り越え得る高さが小さいという欠点があった。
【０００６】
次に、図５はハンドルの操作性を示すトレールの説明図である。即ち、操舵軸Ｓが地面と接する点を「Ｐ」、車軸中心０から垂線を降ろして地面と接する点を「Ａ」とすると、点Ｐと点Ａの距離をトレールＴと称し、ハンドルが最適に操作できるように車種毎に決められている値である。
さて、図５において、上記した従来の連結構造において、前輪４が高さＸの障害物に乗り上げると、揺動中心Ｌ１を中心として反時計方向に揺動し、車軸中心０が０１の位置まで変位する。この場合操舵軸Ｓが地面に代って障害物と接する点は「Ｐ１」に変位し、車軸中心は０１に変位するので、乗り上げ時のトレールＴ１は非常に小さくなってしまう。このため、従来の連結構造ではハンドル操作が極端に軽くなり、ハンドル操作を誤ってしまう虞れがあった。
更に、従来の連結構造ではサスペンション機構６が外装されているため、外観的にも好ましくない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような点を解決するために次の構成を備える。
即ち、本発明の自転車用フロントフォーク連結構造は、ステアリングチューブに固定されて自転車の走行方向の後方に伸長する連結体と、この連結体の先端に枢支されてステアリングチューブに対し接近及び離間可能に揺動する揺動体と、この揺動体に設けられてフロントフォークが固定されるクラウン部と、ステアリングチューブと揺動体との間に配される緩衝用弾性部材と、揺動体のステアリングチューブに対する離間距離を規制するリバウンド規制機構とを含むことを特徴とする。
【０００８】
〈説明〉
連結体はステアリングチューブに自転車の走行方向の後方で伸長して取付けられ、その先端に揺動体が枢支されている。従って、揺動体に取付けられたフロントフォークの揺動中心が操舵軸よりも自転車の走行方向の後方に位置する。よって、この揺動中心から前輪の車軸中心を通る線分が前輪外周に接する点は、地面よりも充分な高さに位置するので、乗り上げ限界値が大きくなり、高さの大きい障害物であっても乗り越えることができる。
【０００９】
また、フロントフォークの揺動中心が操舵軸よりも後方に位置すると、前輪が障害物に乗り上げて揺動した場合でも前輪の車輪中心は自転車の走行方向の前方にそれほど変位しないので、トレールの変化量が少なくて済む。よって、ハンドルの操作性をそのまま保持することができる。
更に、緩衝用弾性部材がステアリングチューブと揺動体との間に位置し、外部に直接的に現れることがないので、外観的にも優れている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るフロントフォーク連結構造の断面図、図２は同連結構造の平面図、図３は同連結構造の自転車への取付状態を示す正面図である。
先ず、図３において、１はヘッドチューブを示し、ヘッドチューブに挿入されているステアリングチューブに本発明のフロントフォーク連結構造２０を介して左右のフロントフォーク３，３が連結されている。フロントフォーク３，３のフロントエンドには前輪４が回転自在に取付けられている。
【００１１】
本発明のフロントフォーク連結構造２０は、図１及び図２に示すように、ステアリングチューブ２１の下端部に嵌合、固定されている連結体２２を備えている。この連結体２２は自転車の走行方向の後方であって、かつダウンチューブ１１（図３参照）及び泥除け１２と接触することがないように傾め下方に向かって伸長している。
【００１２】
連結体２２の先端には枢支軸２３を介して揺動体２４が上下方向に揺動可能に枢支されている。この揺動体２４は連結体２２の両側面を覆うように断面略コ字状に形成されてステアリングチューブ２１の下方まで伸長している。揺動体２４の先端両側には略筒状のクラウン部２５，２５が一体的に形成されている。そして、各クラウン部２５には左右のフロントフォーク３，３の上端部が嵌入、固定されている。尚、揺動体２４の両クラウン部２５の間には、図１に示すようにブレーキ装置（図示せず）を取付けるための装着穴２６が形成されている。
【００１３】
揺動体２４の先端とステアリングチューブ２１との間には緩衝用コイルスプリング２７が上下方向に沿って配されている。このコイルスプリング２７の下端は、揺動体２４の先端上面に傾斜して形成された凹部４Ａに係入され、その上端はステアリングチューブ２１内の受け部材２８に当接されている。
【００１４】
連結体２２の中央には厚さ方向に貫通する穴２９が形成され、この穴２９には揺動体２４の中央より上方に伸長するリバウンド規制用突起３０が入り込んでいる。この突起３０の先端の屈曲部は、穴２９に形成されている段部２２ａ上に配されているゴム製の弾性ロッド３１に係止されている。尚、穴２９、突起３０、弾性ロッド３１はリバウンド規制機構を形成している。
以上の構成を有するフロントフォーク連結構造において、前輪４が障害物に当接すると、揺動体２４が枢支軸２３を中心としてコイルスプリング２７の弾性力に抗して上方に揺動するので、前輪４が上動して障害物を乗り越える。
【００１５】
ところで、本発明の連結構造において、図４に示すように、枢支軸２３は操舵軸Ｓよりも自転車の走行方向の後方、即ち、揺動中心「Ｌ２」の位置にあり、この揺動中心Ｌ２と車軸中心０を結ぶ線分Ｍ２が前輪４外周と接する点は「Ｋ２」位置になる。従って、接点Ｋ２と地面の間隔Ｈ２は従来の間隔Ｈ１よりもおおきくなり、障害物の乗り上げ限界を示すので、高さの大きい障害物であってもＨ２の高さ範囲であれば乗り越えることができる。
【００１６】
また、図５に示すように、本発明の枢支軸２３は同様に揺動中心「Ｌ２」の位置にあるので、車輪４が高さＸの障害物に乗り上げた場合、前輪４が揺動中心Ｌ２を中心として揺動し、車軸中心０が「０２」の位置まで変位する。つまり、車軸中心０の自転車の走行方向前方への変位量が小さい。この場合操舵軸ＳがＸの高さ位置にある点Ｐ１に接するので、本発明に係るトレールはＴ２となる。従って、本発明に係るトレールＴ２は従来のトレールＴ１よりも大きく、予め設定したトレールＴと近い値となる。よって、障害物に前輪４が乗り上げてもハンドル操作が殆ど変化することがない。
【００１７】
更に、コイルスプリング２７がステアリングチューブ２１と揺動体２４との間に配されて外部に露呈していないので外観的に優れている。また、コイルスプリング２７は上下方向に沿って配され、かつ揺動体２４の凹部２４Ａを傾斜させているので、フロントフォーク３，３の上下変化を直接的に受けて伸縮することができ、これにより前輪４の上下動が円滑となる。従って、コイルスプリング２８として弾性力の小さいものを選定した場合に路面状態のよい場所で走行しても前輪４が円滑に上下動し、よって、市街地に適した安価なフロントフォーク連結構造を備える自転車を提供できる。
【００１８】
更に、自転車にブレーキ装置にて制動力を加えると、枢支軸２３が操舵軸Ｓよりも後方に位置しているので、フロントフォーク３に図３において時計方向に回動力が加わる。従って、急ブレーキを掛けた場合でも車体が前方に倒れることがなく、安全に停止することができる。そして、この場合リバウンド規制機構の突起３０の屈曲部が弾性ロッド３１を押し付けて変形させるので、ブレーキによる衝撃力を吸収することができる。
上記実施態様において、コイルスプリング２７に代えて筒状の弾性ゴムを用いてもよい。また、連結体２２に設けた穴２９にキャップを被着してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自転車用フロントフォーク連結構造の断面図である。
【図２】同連結構造の平面図である。
【図３】同連結構造を備える自転車の前輪側の正面図である。
【図４】本発明と従来構造との関係で示す乗り上げ高さ限界説明図である。
【図５】本発明と従来構造との関係で示すトレールの説明図である。
【図６】従来のフロントフォーク連結構造を備える自転車の前輪側の正面図である。
【符号の説明】
３  フロントフォーク
２１  ステアリングチューブ
２２  連結体
２３  枢支軸
２４  揺動体
２５  クラウン部
２７  緩衝用コイルスプリング
３０  リバウンド規制用突起
３１  弾性ロッド
【図１】
0003677532.tif 000002
【図２】
0003677532.tif 000003
【図３】
0003677532.tif 000004
【図４】
0003677532.tif 000005
【図５】
0003677532.tif 000006
【図６】
0003677532.tif 000007