(57)【要約】  メインフレーム（１４）に弾性的に連結されて被駆動輪（１２）行程の第一の段階を可能にする第一段目（２２）及びメインフレーム（１４）に弾性的に連結されかつ第一段目に旋回可能に連結されて被駆動輪（１２）行程の第二の段階を可能にする第二段目（２８）を含む二段式被駆動輪サスペンション（１０）であり、ペダルを踏んでいるとき、第二段目（２８）は被駆動輪（１２）とペダルアセンブリ（１５）との間の可撓性連結（１７）の張力のため不活性化されるので、「ペダル誘発上下運動」が避けられる。
2007530345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペダルアセンブリが取付けられている自転車フレームに使用するための、被駆動輪が回転可能に取り付けられている二段式サスペンションアセンブリであり、該サスペンションアセンブリが前記フレームに旋回可能に取り付けられ、前記ペダルアセンブリと前記被駆動輪との間に可撓性エンドレス駆動連結があり、
該サスペンションアセンブリが、
被駆動輪行程の第一の段階を可能にするように前記メインフレームに弾性的に連結される第一段目であり、これによって、前記被駆動輪が、前記被駆動輪と前記ペダルアセンブリとの間の距離を実質的に増大することなく前記被駆動輪が走行する表面に対して相対的に上向きに移動することができる、第一段目と、
被駆動輪行程の第二の段階を可能にするように前記メインフレームに弾性的に連結されかつ前記第一段目に旋回可能に連結される第二段目であり、これによって、前記被駆動輪が、前記被駆動輪が乗っている表面に対して相対的に上向きにさらなる距離を移動することができ、かつこれによって、前記被駆動輪の回転軸と前記ペダルアセンブリとの間の距離を増大することができる、第二段目と、
を含み、
該サスペンションアセンブリにおいて、動作中、前記ペダルアセンブリにペダル踏みの力が加えられないとき、前記第一段目及び第二段目はアクティブであり、前記ペダルアセンブリにペダル踏みの力が加えられるとき、前記被駆動輪と前記ペダルアセンブリとの間の前記可撓性連結における張力のために、前記第二段目は実質的に不活性化される、
サスペンションアセンブリ。
【請求項２】
前記第一段目が、
ホイール端及びフレーム端を有するスウィングアームと、
サスペンション端及びフレーム端を有するサポートアームと、
第一の端と第二の端を有する第一の緩衝装置と、
を含み、
前記第一段目において、前記被駆動輪が前記スウィングアームの前記ホイール端に回転可能に取り付けられ、前記サポートアームの前記サスペンション端が前記スウィングアームの前記フレーム端に隣接しない第一の回転心で前記スウィングアームに旋回可能に取り付けられ、前記第一の緩衝装置の前記第一の端が前記スウィングアームの前記ホイール端に隣接しない位置で前記スウィングアームに取り付けられ、かつ前記第一段目において、前記サポートアームの前記フレーム端が、前記ペダルアセンブリに隣接する第二の回転心で前記メインフレームに旋回可能に取り付けられ、かつ前記第一段目において、前記第一の緩衝装置の前記第二の端が前記ペダルアセンブリに隣接しない位置で前記メインフレームに取り付けられる、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記第二段目が第一及び第二の端を有する第二の緩衝装置を含み、前記第二段目において前記第二の緩衝装置の前記第一の端が前記スウィングアームの前記フレーム端に取り付けられ、かつ前記第二の緩衝装置の前記第二の端と前記サポートアームの前記フレーム端が前記メインフレームに旋回可能に取り付けられて前記ペダルアセンブリに隣接する前記第二の回転心を形成する、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記第一の緩衝装置の前記第一の端が前記第一の回転心に取り付けられる、請求項２または３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記スウィングアームの前記フレーム端、前記第一の回転心及び前記第二の回転心がＶ字型配列であり、前記配列において、前記第二の回転心がＶ字の頂点を形成する、請求項２から４までのうちいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記第一の緩衝装置のばね定数が前記第二の緩衝装置のばね定数と異なる、請求項３から５までのうちいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記第一の緩衝装置のばね定数が前記第二の緩衝装置のばね定数と同じである、請求項３から５までのうちいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記第一段目によって与えられる変位が前記第二段目によって与えられる変位より小さい、以上の請求項のうちいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記第一段目によって与えられる変位が前記第二段目によって与えられる変位より大きい、請求項１から７までのうちいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記可撓性エンドレス駆動連結がかみ合わされる遊び歯車が前記サポートアームに配備される、請求項２から９までのうちいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
二段式被駆動輪サスペンションアセンブリ、自転車フレーム及び駆動アセンブリの組合せであり、
前記サスペンションアセンブリが、
ホイール端及びフレーム端を有するスウィングアームであり、該スウィングアームの前記ホイール端に被駆動輪のハブが取り付けられる、スウィングアームと、
サスペンション端及びフレーム端を有するサポートアームであり、そのフレーム端で前記自転車フレームに旋回可能に取り付けられ、かつそのサスペンション端でまたはこれに隣接して前記スウィングアームの前記ホイール端にも前記フレーム端にも隣接しない位置で前記スウィングアームに旋回可能に取り付けられる、サポートアームと、
一端が前記サポートアームの前記サスペンション端で前記サポートアームにあるいは前記スウィングアームに取り付けられ、他方の端が前記自転車フレームに取り付けられる、第一の緩衝装置と、
一端が前記サポートアームの前記フレーム端でまたはこれ隣接して前記フレームに取り付けられ、他方の端が前記スウィングアームの前記フレーム端に隣接して前記スウィングアームに取り付けられる、第二の緩衝装置と、
を含み、
前記駆動アセンブリが、
前記サポートアームの前記フレーム端が取り付けられる位置に隣接して前記自転車フレームに取り付けられるペダル駆動スプロケットまたはプーリと、
前記被駆動輪の前記ハブの一部を構成する受動スプロケットまたはプーリと、
前記ペダル駆動スプロケットまたはプーリと前記受動スプロケットまたはプーリとの間の可撓性エンドレス駆動連結と、
前記ペダル駆動スプロケットまたはプーリが駆動されていないとき前記エンドレス連結の緩みを可能にする前記ペダル駆動及び受動スプロケットまたはプーリと結合される手段と、
を含み、
該組合せによって、使用中、前記ペダル駆動スプロケットまたはプーリが停止しているとき、前記被駆動輪へのライディング面衝撃力を吸収する第一段目において、前記サポートアームが前記第一の緩衝装置を前記フレームに向けて圧縮する方向へ前記フレーム上で旋回し、かつ前記被駆動輪へのさらなるライディング面衝撃力を吸収する第二段目において、前記スウィングアームが、そのフレーム端が前記第二の緩衝装置を前記フレームに向けて圧縮するように前記サポートアームに対して相対的に旋回し、
前記ペダル駆動スプロケットまたはプーリが駆動されているとき、前記被駆動輪へのライディング面衝撃力を吸収する第一段目において、前記サポートアームが前記第一の緩衝装置を前記フレームに向けて圧縮する方向へ前記フレーム上で旋回し、かつ第二段目において、前記被駆動輪ハブに与えられる前記エンドレス連結における駆動張力が、前記第二の緩衝装置を前記フレームから伸ばしてその緩衝機能を非活性化する方向へ前記スウィングアームを前記サポートアームに対して相対的に旋回させる、
組合せ。
【請求項１２】
前記サポートアームがそのサスペンション端で取り付けられる、請求項１１に記載の組合せ。
【請求項１３】
前記第一の緩衝装置の一端が前記サポートアームのサスペンション端で前記サポートアームに取り付けられる、請求項１１または１２に記載の組合せ。
【請求項１４】
前記第一の緩衝装置の一端が前記スウィングアームに取り付けられる、請求項１１から１３までのうちいずれか一項に記載の組合せ。
【請求項１５】
前記駆動アセンブリにおいて、前記エンドレス連結がペダル駆動スプロケット及び受動スプロケットに取り付けられる二輪車チェーンである、請求項１１から１４までのうちいずれか一項に記載の組合せ。
【請求項１６】
前記第一の緩衝装置のばね定数が前記第二の緩衝装置のばね定数と異なる、請求項１１から１５までのうちいずれか一項に記載の組合せ。
【請求項１７】
前記第一の緩衝装置のばね定数が前記第二の緩衝装置のばね定数と同じである、請求項１１から１５までのうちいずれか一項に記載の組合せ。
【請求項１８】
前記第一段目によって与えられる変位が前記第二段目によって与えられる変位より小さい、請求項１１から１７までのうちいずれか一項に記載の組合せ。
【請求項１９】
前記可撓性エンドレス駆動連結がかみ合わされる遊び歯車が前記サポートアームに配備される、請求項１１から１８までのうちいずれか一項に記載の組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自転車用のサスペンションアセンブリに関するものである。より特定して言うと、本発明は二輪車用の二段式サスペンションアセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自転車のサスペンション設計においては、もっとも多くの場合自転車利用者の安定性及び平衡に重点が置かれる。従って、これを目標とするほとんどの設計は、自転車が走行する起伏のある地形にサスペンションが反応するように「ふかふか」なまたは柔軟なサスペンションを作る。また、これまでのサスペンションの設計は、サスペンション行程の度合いすなわちフレームに対して相対的に可能なホイールの変位の範囲を増すことを目標としてきた。
【０００３】
しかし、より柔軟なサスペンションの特性及び（または）高いサスペンション行程の設計は欠点があることが判っている。利用者が自転車を漕いでいるとき、理想を言えばペダルを踏む際に放散されるペダル踏みのエネルギー全てが自転車の後輪に伝えられなければならない。実際には、ある程度のエネルギーは、ペダルの回転がチェーンを通じて後輪の回転に変換される際に損失する。柔軟なサスペンションが後輪に隣接して配置される場合、サスペンションがペダル踏みエネルギーの下で圧縮して、さらにペダル踏みエネルギーを奪うことがよくある。柔軟なサスペンションの伸縮及びその結果生じるペダル踏み運動と同調する後輪の運動は、「ペダル誘発上下運動（ｐｅｄａｌ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｂｏｂｂｉｎｇ）」として一般に知られている。
【０００４】
Ｓｉｎｃｌａｉｒに対する米国特許第６，１３１，９３４号は、２つの緩衝装置を採用する二輪車後部サスペンションについて説明している。Ｓｉｎｃｌａｉｒの設計は、特に後部サスペンションが底に達するほどの大きな衝撃力を受ける滑降競技用自転車向けのものである。一方、より剛性の後部サスペンションは、大きな衝撃力を処理することができるが、より小さい不規則なこぶを辿る能力を失う。これに対処するために、Ｓｉｎｃｌａｉｒは２つのばねとダンパーのアセンブリを使用する。ここでは、柔軟な第一のばねとダンパーのアセンブリはほとんどの衝撃を吸収するように設計され、もっと剛性の第二のばねとダンパーのアセンブリはもっと大きい衝撃を処理するために有効となる。ばねとダンパーのアセンブリがペダル踏みの力の下で圧縮するのを防ぐ措置は講じられていないので、Ｓｉｎｃｌａｉｒの設計もペダル誘発上下運動を生じやすい。
【０００５】
発明者は、自転車利用者がペダルを踏んでいないとき最大サスペンション行程を与えることができかつペダル踏みの力が加えられるとき最小サスペンション行程を与えることができる緩衝装置など２つのサスペンション要素を用いる二段式サスペンション配列を設計した。これによって、サスペンションアセンブリは、普通のサスペンション設計の場合のようなペダル誘発上下運動を受けることなく、衝撃力を効果的に吸収することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、この切望の達成に近づくことまたは少なくとも効果的な代替形態を公衆に与えることが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、大まかに言えば、ペダルアセンブリが取り付けられている自転車フレームに使用するための、被駆動輪が回転可能に取り付けられている二段式サスペンションアセンブリから成る。サスペンションアセンブリはフレームに旋回可能に取り付けられ、ペダルアセンブリと被駆動輪との間には可撓性エンドレス駆動連結があり、サスペンションアセンブリは、
被駆動輪行程の第一の段階を可能にするようにメインフレームに弾性的に連結される第一段目であり、これによって、被駆動輪が、被駆動輪とペダルアセンブリとの間の距離を実質的に増大することなく被駆動輪が走行する表面に対して相対的に上向きに移動することができる、第一段目と、
被駆動輪行程の第二の段階を可能にするようにメインフレームに弾性的に連結されかつ第一段目に旋回可能に連結される第二段目であり、これによって、被駆動輪が、自身が乗っている表面に対して相対的に上向きにさらなる距離を移動することができ、かつこれによって、被駆動輪の回転軸とペダルアセンブリとの間の距離を増大することができる、第二段目と、
を含み、
このサスペンションアセンブリにおいて、動作中、ペダルアセンブリにペダル踏みの力が加えられないとき、第一段目及び第二段目はアクティブであり、ペダルアセンブリにペダル踏みの力が加えられるとき被駆動輪とペダルアセンブリとの間の可撓性連結における張力のために、第二段目は実質的に不活性化される。
【０００８】
１つの実施態様において、第一段目は、
ホイール端及びフレーム端を有するスウィングアームと、
サスペンション端及びフレーム端を有するサポートアームと、
第一及び第二の端を有する第一の緩衝装置と、
を含み、
第一段目において、被駆動輪はスウィングアームのホイール端に回転可能に取り付けられ、サポートアームのサスペンション端はスウィングアームのフレーム端に隣接しない第一の回転心でスウィングアームに旋回可能に取り付けられ、第一の緩衝装置の第一の端はスウィングアームのホイール端に隣接しない位置でスウィングアームに取り付けられ、かつ、サポートアームのフレーム端は、ペダルアセンブリに隣接する第二の回転心でメインフレームに旋回可能に取り付けられ、かつ、第一の緩衝装置の第二の端はペダルアセンブリに隣接しない位置でメインフレームに取り付けられる。
【０００９】
別の実施態様において、第二段目は、
第一及び第二の端を有する第二の緩衝装置を含み、
第二段目において、第二の緩衝装置の第一の端はスウィングアームのフレーム端に取り付けられ、かつ第二の緩衝装置の第二の端とサポートアームのフレーム端はメインフレームに旋回可能に取り付けられてペダルアセンブリに隣接する第二の回転心を形成する。
【００１０】
1つの実施態様において、第一の緩衝装置の第一の端は第一の回転心に取り付けられる。
【００１１】
1つの実施態様において、スウィングアームのフレーム端、第一の回転心及び第二の回転心は、Ｖ字型配列であり、第二の回転心はＶ字の頂点を形成する。
【００１２】
1つの代替形態において、第一の緩衝装置のばね定数は第二の緩衝装置のばね定数と異なる。
【００１３】
別の代替形態において、第一の緩衝装置のばね定数は第二の緩衝装置のばね定数と同じである。
【００１４】
別の代替形態において、第一のサスペンションアセンブリによって与えられる変位は第二のサスペンションアセンブリによって与えられる変位より小さい。
【００１５】
別の代替形態において、第一のサスペンションアセンブリによって与えられる変位は第二のサスペンションアセンブリによって与えられる変位より大きい。
【００１６】
本発明の別の実施態様は、二段式被駆動輪サスペンションアセンブリ、自転車フレーム及び駆動アセンブリの組合せであり、
サスペンションアセンブリは、
ホイール端及びフレーム端を有し、スウィングアームのホイール端に被駆動輪のハブが取り付けられている、スウィングアームと、
サスペンション端及びフレーム端を有し、そのフレーム端で自転車フレームに旋回可能に取り付けられ、かつそのサスペンション端でまたはこれに隣接してスウィングアームのホイール端にもフレーム端にも隣接しない位置でスウィングアームに旋回可能に取り付けられる、サポートアームと、
一端がサポートアームのサスペンション端でまたはこれに隣接してサポートアームにあるいはスウィングアームに取り付けられ、他方の端が自転車フレームに取り付けられる第一の緩衝装置と、
一端がサポートアームのフレーム端でまたはこれに隣接してフレームに取り付けられ、他方の端がスウィングアームのフレーム端に隣接してスウィングアームに取り付けられる第二の緩衝装置と、
を含み、
駆動アセンブリは、
サポートアームのフレーム端が取り付けられる位置に隣接して自転車フレームに取り付けられるペダル駆動スプロケットまたはプーリと、
被駆動輪のハブの一部を構成する受動スプロケットまたはプーリと、
ペダル駆動スプロケットまたはプーリと受動スプロケットまたはプーリとの間の可撓性エンドレス連結と、
ペダル駆動スプロケットまたはプーリが踏まれていないときエンドレス連結の緩みを許容する、ペダル駆動及び受動スプロケットまたはプーリと結合される手段と、
を含み、
使用中、ペダル駆動スプロケットまたはプーリが停止しているとき、被駆動輪へのライディング面衝撃力を吸収する第一段目において、サポートアームは第一の緩衝装置をフレームに向けて圧縮する方向へフレーム上で旋回し、被駆動輪へのさらなるライディング面衝撃力を吸収する第二段目において、スウィングアームはそのフレーム端が第二の緩衝装置をフレームに向けて圧縮するようにサポートアームに対して相対的に旋回し、
ペダル駆動スプロケットまたはプーリが駆動されているとき、被駆動輪へのライディング面衝撃力を吸収する第一段目において、サポートアームは第一の緩衝装置をフレームに向けて圧縮する方向へフレーム上で旋回し、第二段目において、被駆動輪ハブに与えられるエンドレス連結における駆動張力は、第二の緩衝装置をフレームから伸ばしてその緩衝機能を非活性化する方向へスウィングアームをサポートアームに対して相対的に旋回させる。
【００１７】
1つの代替形態において、可撓性エンドレス駆動連結がかみ合わされる遊び歯車がサポートアームに取り付けられる。
【００１８】
本発明の1つの実施態様は、ほぼ図1及び９を参照しながら本明細書において説明されるとおりである。
【００１９】
本発明の別の実施態様は、ほぼ図２Ａから２Ｃ及び３Ａから３Ｃを参照しながら本明細書において説明されるとおりである。
【００２０】
本発明の別の代替形態は、ほぼ図４から８のうちいずれかを参照しながら本明細書において説明されるとおりである。
【００２１】
本発明は、大まかに言うと、明細書において個別にまたはまとめて言及される部品、要素及び機構及び２つ以上の部品、要素または機構のあらゆる組合せから成ると言うことができ、本明細書において本発明が属する技術分野において既知の等価物を有する特定の物が言及されている場合、この既知の等価物は、個別に示されているかのごとく本明細書に組み込まれるものと見なされる。
【００２２】
本発明に従った二段式サスペンションアセンブリの望ましい形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本出願において使用される場合「自転車」と言う用語はペダル駆動自転車を指す。この用語の中には二輪自転車、三輪自転車、四輪自転車などが含まれる。
【００２４】
本出願において使用される場合、「緩衝装置」と言う用語は、突然の急速な運動を減衰するための装置に限定されない。この用語は、自転車のサスペンションに使用される協働ばね及びばねアセンブリを含み、機械的コイルばね、ニューマティックチェンバ及び流体回路は個別にまたは組み合わせて使用される。
【００２５】
「可撓性エンドレス駆動連結」と言う用語は、ペダル駆動スプロケットからホイール駆動スプロケットへ駆動を伝える従来のエンドレスチェーンだけではなく、駆動及び被駆動プーリを有するその他の駆動伝達配列及び一方から他方へ駆動を伝えるエンドレスベルトも含む。
【００２６】
「ペダルアセンブリ」という用語は、自転車に一般的な従来のペダルとスプロケットのアセンブリだけでなく、エンドレスベルトを通じて被駆動プーリへ駆動を伝えることができるその他の滑車とペダルのアセンブリも含み、被駆動プーリは一方で自転車を駆動する。
【００２７】
図に示される本発明の実施態様は、メインフレーム及び二段式サスペンションアセンブリしか示していない。ペダルアセンブリ、ホイール及びチェーンは、点線または外形線で示される。被駆動輪を引っ張るためにチェーンに駆動力を伝えるペダルアセンブリの一部を構成するスプロケットホイール、チェーンから駆動力を受け取る被駆動輪上のスプロケット（シフティング機構を含めて）及びチェーンの緩みを引き締める装置は、従来のものであり、含まれていない。
【００２８】
〈構造〉
図１において、二段式サスペンションアセンブリは、全体が矢印１０によって示されている。後輪または被駆動輪１２はサスペンションアセンブリ１０に取り付けられる。サスペンションアセンブリ１０は、メインフレーム１４に旋回可能に取り付けられる。ペダルアセンブリ１５はフレーム１４に取り付けられる。被駆動スプロケット１３は後輪１２のハブの一部を構成する。チェーン１７はペダルアセンブリ１５のスプロケット１３に取り付けられる。スプロケット１３の回転軸は３２として示される。ペダルアセンブリ１５の回転軸は３４として示される。
【００２９】
図１の実施態様は、マウンテンバイクのフレーム１４のサスペンションアセンブリ１０を示している。サスペンションアセンブリ１０は、ロードバイク、タンデム車、フリースタイル自転車、モトクロス自転車（ＢＭＸ）および２つまたはそれ以上の車輪を持つ横臥車両など（ただし、これらに限定されない）他のペダル式自転車にも同様に設置できる。
【００３０】
サスペンションアセンブリ１０は、スウィングアーム２０、ボスリンクなどサポートアーム２６及び第一の緩衝装置２２を含む。スウィングアーム２０は、後輪が回転可能に取り付けられるホイール端１６及びフレーム端１８を有する。サポートアーム２６はサスペンション端１９及びフレーム端２１を有する。サポートアームのサスペンション端１９及び第一の緩衝装置２２の一端は、第一の回転心２４でスウィングアーム２０に取り付けられる。回転心２４は、ホイール端１６及びフレーム端１８の両方から遠いが、その正確な位置は第一及び第二の緩衝装置２２及び２８に希望する行程の長さに応じて変更することができる。第一の緩衝装置２２の他方の端は取付け点２５でメインフレーム１４に取り付けられる。サポートアーム２６のフレーム端は、ペダルアセンブリ１５に隣接する第二の回転心３０でメインフレーム１４に旋回可能に取り付けられる。
【００３１】
メインフレーム１４の第二の回転心３０の取り付け位置は、必要とされる緩衝の程度に合わせてまたはサスペンションアセンブリ１０を様々なフレーム構造を有する多様な自転車フレームに適合させるために、変えることができる。
【００３２】
第二の緩衝装置２８は、一端で第二の回転心３０でメインフレーム１４に旋回可能に取り付けられる。第二の緩衝装置２８の他方の端は、スウィングアーム２０のフレーム端１８に隣接する回転心２９でスウィングアーム２０に旋回可能に取り付けられる。
【００３３】
図２Ａ−２Ｃ及び３Ａ−３Ｃに示される本発明の第二の実施態様の構造は、図１に示される構造と実質的に同じである。緩衝装置２２及び２８は、この実施態様においてはコイルばねで示されている。メインフレーム１４の構造も図１に示されるものとは異なる。サスペンションアセンブリ１０をこのフレーム１４に適合させるために、第一の緩衝装置のメインフレーム１４への取付け点２５は、自転車フレーム１４のさらに上に移動されている。これは、サスペンションアセンブリ１０を他のペダル駆動自転車に適合させる際当業者が実施できる典型的な調整またはチューニングの一例である。
【００３４】
上述のとおり、二段式サスペンションアセンブリには様々なチューニングの選択肢がある。1つの選択肢は、第一の緩衝装置の耐衝撃性を第二の緩衝装置の耐衝撃性と異なるものとにすることである。別の選択肢は、耐衝撃性を実質的に同様にすることができる。第一及び第二段目の各々に異なるタイプの緩衝装置を利用することができる。一対組合せでまたは不一致組合せでコイルまたはエア緩衝ユニットを使用することができる。さらに、必要とされる場合には第一段目においてペダル踏みエネルギーがペダル誘発上下運動を通じて放散される可能性をさらに減少できるように、第一段目において短行程緩衝装置を採用することができる。
【００３５】
図４に示される実施態様において、第一の緩衝装置２２の第一の端を元通り回転心２４に取り付けたままで第一の緩衝装置２２を代替位置へ配置し直すことができるように延長ストラット３５が使用される。これによってスウィングアームをより細く設計することができ、メインフレーム１４の代替設計が可能になる。延長ストラット３５を分岐させると、必要な場合には中断のない立てパイプをメインフレーム１４の設計に組み込むこともできる。
【００３６】
図５に示される通り、回転心３０及び２４は、それぞれの可変的な制約エリア内のどこにでも配置し直すことができる。第一段目のピボット３０はペダルアセンブリ１５に隣接する点線の長方形エリア３６内のどこにでも配置し直すことができ、第二段目のピボット２４は点線の楕円形エリア３８内のどこにでも配置し直すことができる。
【００３７】
回転心の配置を変えることによって、図６から８までに示される通り特定のサスペンション特性を得るために様々な代替連鎖比が可能になる。
【００３８】
図６の実施態様は、回転心及び緩衝装置取付け点が配置し直されている本発明の１つの変形例である。この設計においては、第二段目の回転心２４は、スウィングアーム２０に沿ってさらに後ろに配置し直されている。サポートアーム２６は後輪１２に触れないように分岐される。第一の緩衝装置２２の第一の端はその元々の取付け点２４から取り除かれて、再構成されたスウィングアーム２０の上前端の新しいポイント３７へ配置し直されている。この形態の連鎖比は低くなり、第一の緩衝ユニット２２と第二の緩衝ユニット２８との間の関係は、動作が同時であると言うよりは順次的になる。この実施態様は、ホイールの全体行程を小さくするが、ペダル踏み効率をさらに強化する。この変形は、図１から３に示される実施態様と全く同様に機能する。
【００３９】
図７の実施態様は本発明の別の変形である。サポートアーム２６は、他の実施態様においてはサポートアームの終点となる回転心２４の先まで伸びる。第一の緩衝装置２２の第一の端は、その元々の取付け点２４（図１−４に示される通り）から取り外されて、サポートアーム２６の延長上部の新しい取付け点３９に配置し直されている。
【００４０】
図８の実施態様においては、第二の緩衝装置２８の底端は、その元々の取付け点３０（図１-７に示される通り）から取り外されて、サポートアーム２６の取付け点３０に隣接してメインフレーム１４の新しい取付け点４０に配置し直されている。
【００４１】
図６、７及び８の実施態様は、図５に示される可変的制約エリアのさらなる例である。回転心の位置に関係なく図４に示される通りストラット３５を使用することを含めて図６、７及び８から２つまたはそれ以上の変形例を組み合わせることも、本発明の範囲内である。
【００４２】
図９に示される実施態様において、遊び歯車４１がサポートアーム２６に回転可能に取り付けられる。これは、サポートアーム２６の両端の回転心の間に取り付けられるが、正確な位置は可変的である。チェーン１７の上部ラップは遊び歯車４１上方を通る。さらなる実施態様において、遊び歯車は、ペダルアセンブリ１５において複数のチェーンリングが使用される場合前部変速機構として機能するためにそのベアリング軸に沿って内側または外側に動く。
【００４３】
〈作動〉
サスペンションアセンブリの２段階の動作について、図２Ａから３Ｃまでに示される第二の実施態様を参考にしながら、説明する。他の実施態様も同様に作用する。
【００４４】
図２Ａに示される形態において、自転車利用者は自転車を漕いでおらず、自転車を自由に回転させている。自転車は、平らな地形の上にあるので、第一段目の緩衝装置２２も第二段目の緩衝装置２８もアクティブではない。すなわち圧縮されていない。
【００４５】
図２Ｂの形態において、自転車利用者は起伏のある地形に遭遇し、Ａ方向の衝撃力が後輪１２に作用する。この力は第一の緩衝装置２２を圧縮する。その結果、後輪１２は上方へ移動する。サポートアーム２６は第二の回転心３０を軸としてフレーム１４に対して相対的に右回りに旋回している。同時に、スウィングアーム２０は矢印Ｂの方向に移動したが、回転心２４を軸としてサポートアームに対して相対的に右回りには旋回していない。その結果、後輪中心３２とペダルアセンブリ中心３４との間の距離に実質的な増大は生じていない。図に示される望ましい実施態様において、これは、第二の回転心３０をペダルアセンブリ１３の中心３４の比較的近くにかつ理想を言えば（ただし必ずしも必要ではない）チェーン１７の軌道の上部ラップに沿って同じ高さに配置することによって可能になる。
【００４６】
図２Ｂに示される形態において、第一の緩衝装置２２は残りの衝撃力を第二段目に移動する前に衝撃のほとんどを吸収する。順次的ではなく同時に第一段目及び第二段目の緩衝装置が圧縮されるように設計することが可能である。
【００４７】
図２Ｃに示される第二段目の形態において、第二の緩衝装置２８は、完全に圧縮される。こぶまたは隆起障害物によって図２Ｂに示される衝撃より大きな衝撃（図２Ｃにおいて矢印Ａ１によって示される）が後輪１２に加えられると、第一の緩衝装置２２が完全に圧縮された後、サポートアーム２６は回転心３０を軸として右回りにそれ以上旋回できない。この時点で、スウィングアーム２０は第一の回転心２４を軸にして右回りに旋回し始め、そのフレーム端１８は第二の緩衝装置２８を圧縮する（矢印Ｃによって示される通り）。この旋回のもう１つの効果は、後輪の中心３２がペダルアセンブリ１５の中心３４から離れることである。この相対的移動は、チェーン１７の緩みによって及び後輪のハブアセンブリまたはペダルアセンブリに結合されるディレーラー機構によって調整することができる。この第二の動作段階中の後輪の後方移動は、前部サスペンション（図には示されていない）が完全に圧縮される（すなわち前輪を相対的に後方に動かす）極端な状況において自転車のホイールベースの長さを維持するので、安定性を増す。後輪１２もその行程の後期にサドル（及び自転車利用者）からさらに離れるように動くので、従来の多くの長行程サスペンション設計に生じる可能性のある自転車利用者との危険な接触を避ける。
【００４８】
図３Ａにおいて、サスペンションアセンブリ１０は、自転車のペダルが踏まれているときの動作が示されている。チェーン１７は矢印Ｄの方向に駆動されている。この図の形態において衝撃力は吸収されておらず、第一の緩衝装置２２も第二の緩衝装置２８も圧縮されていない。
【００４９】
図３Ｂに示される形態は図２Ａの形態と同じである。矢印Ａの方向の衝撃力はサポートアーム２６を矢印Ｂの方向に旋回させる。緩衝装置２２がその行程の終点に達すると、サポートアーム２６はそれ以上回転心３０を軸にして右回りに旋回できない。緩衝装置２８は伸びたままである。
【００５０】
図３Ｃは、自転車利用者がペダルを踏むとき上下運動対抗機構がどのように作用するかを示している。自転車利用者がペダルを踏むと、チェーン１７の上部ラップの緩みが引き締められる。ペダル踏みの力は、矢印Ｅ及びＦによって示される通り後輪の中心３２をペダルアセンブリ１５の中心３４の方向へ引っ張る。これは、回転心２４を軸としてスウィングアーム２０を左回りに旋回させる効果を有する。これは、同時に、第二の緩衝装置２８の端をその行程の限界まで引っ張って離す効果を有する（矢印Ｇ−Ｈによって示される通り）。これによって、サスペンションアセンブリの第二段目は不活性化される。
【００５１】
図３Ｃに示される形態においては、自転車利用者によって与えられるペダル踏みの力は後輪１２を駆動するためにチェーン１７に加えられることが判るだろう。ペダル踏みの作用は上述のとおり第二の緩衝装置２８を不活性化するので、ペダル踏みの力はサスペンションの第二段目には与えられない。
【００５２】
図９に示される遊び歯車４１の目的はチェーンの伸びを最小限に抑えることである。チェーンの伸びは、同時にサスペンション運動を経ながら自転車のペダルが踏まれるとき荷重を受けるチェーン１７の上部の長さの変化である。車輪回転軸３２とペダルアセンブリの回転軸３４との間の距離はそれでも第二段目の動作中増大するが、遊び歯車４１がチェーンの伸びを最小限に抑える。チェーンの伸びた場合１つの結果として、第二段目がその完全収縮ポジションに向かって動いているとき（図２Ｃに示されるように）乗っている人がペダルを踏むと、ペダルからバックペダルの感じが生じる。これは望ましくないと一部の利用者は考える。
【００５３】
本発明のサスペンションの主要な利点は、車輪の行程及び自転車の後部サスペンションの緩衝性を増大することであるが、同時に、自転車利用者が座位でも立位でも高い実用的レベルのペダル踏み効率をもたらすことである。これは、各々がそれぞれの緩衝ユニット及び連結運動を持ち、それによりペダル駆動力を加えることによってまたは引っ込めることによってどちらかの段の優勢動作を選択することができる、２つの共依存関係のサスペンション段の混合特性を利用することによって可能になる。第一段目と第二段目の間の過渡期は継目がなくかつ基本的に自動的であり、使用中利用者がそれ以上の決定または切り替え操作を行う必要はない。本発明は、非常に長いサスペンション行程を必要とする自転車に最も有益である（ただし、これに限定されない）。
【００５４】
上述のとおり二段式サスペンションアセンブリには様々なチューニングの選択肢がある。１つの選択肢においては、第一の緩衝装置の耐衝撃性は第二の緩衝装置の耐衝撃性と異なってもよい。別の選択肢においては、耐衝撃性を実質的に同じにすることができる。さらに、第一及び第二段目の各々において、緩衝装置の異なる形態を利用することができる。例えば、第一段目において短行程の緩衝装置を採用して、第一段目においてペダル踏みエネルギーがペダル誘発上下運動によって放散される可能性を減少することができる。
【００５５】
以上は、本発明の望ましい形態を含めて本発明を説明している。当業者には自明の変更及び修正は本発明の範囲内に組み込まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第一の実施態様に従った二段式サスペンションアセンブリを組み込む自転車フレームの側面図である。
【図２Ａ】本発明の別の実施態様に従った二段式サスペンションアセンブリを組み込む自転車の側面図であり、ペダル踏みの力が加えられないとき可能な行程を示している。
【図２Ｂ】本発明の別の実施態様に従った二段式サスペンションアセンブリを組み込む自転車の側面図であり、ペダル踏みの力が加えられないとき可能な行程を示している。
【図２Ｃ】本発明の別の実施態様に従った二段式サスペンションアセンブリを組み込む自転車の側面図であり、ペダル踏みの力が加えられないとき可能な行程を示している。
【図３Ａ】図２Ａ−２Ｃの実施態様の二段式サスペンションアセンブリの側面図であり、ペダル踏みの力が加えられるとき可能な行程を示している。
【図３Ｂ】図２Ａ−２Ｃの実施態様の二段式サスペンションアセンブリの側面図であり、ペダル踏みの力が加えられるとき可能な行程を示している。
【図３Ｃ】図２Ａ−２Ｃの実施態様の二段式サスペンションアセンブリの側面図であり、ペダル踏みの力が加えられるとき可能な行程を示している。
【図４】本発明に従った別の代替構造の側面図を示している。
【図５】図２Ａ−２Ｃ及び３Ａ−３Ｃに示される実施態様の側面図であり、代替回転心エリアを示す。
【図６】本発明に従った他の代替構造の側面図である。
【図７】本発明に従った他の代替構造の側面図である。
【図８】本発明に従った他の代替構造の側面図である。
【図９】図1に示される実施態様の修正の側面図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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