(57)【要約】【課題】飛び石等の外的な衝撃への十分な対応を可能としつつ、低重心を実現したリアサスペンション付き自転車を提供する。【解決手段】サドル２を支持するシートチューブ３と、ハンドル４を支持するヘッドチューブ５と、シートチューブに対し交差する方向に延び、シートチューブおよびヘッドチューブにそれぞれ接合されるとともに下端部にボトムブラケットシェル７が設けられたフロントボディ６と、を有し、フロントボディの下部の車体前方側に沿ってリアサスペンション８を備え、リアサスペンションの下端が、ボトムブラケットシェルよりも低い位置に配置されているリアサスペンション付き自転車１である。【選択図】図２
2015089742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サドルを支持するシートチューブと、ハンドルを支持するヘッドチューブと、該シートチューブに対し交差する方向に延び、該シートチューブおよび該ヘッドチューブにそれぞれ接合されるとともに下端部にボトムブラケットシェルが設けられたフロントボディと、を有し、該フロントボディの下部の車体前方側に沿ってリアサスペンションを備え、該リアサスペンションの下端が、前記ボトムブラケットシェルよりも低い位置に配置されていることを特徴とするリアサスペンション付き自転車。
【請求項２】
前記リアサスペンションの、少なくとも下面および前面を覆う保護部材を備える請求項１記載のリアサスペンション付き自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリアサスペンション付き自転車（以下、単に「自転車」とも称する）に関し、詳しくは、特にダウンヒル用に好適な、後輪にサスペンションを備えるリアサスペンション付き自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、悪路の走行時における振動に対する緩衝作用を得るための緩衝装置付き自転車が普及している。中でも、ダウンヒル等の自転車競技においては、苛酷な環境での走行に伴う衝撃を吸収する目的で、後輪にサスペンションを装備したリアサスペンション付き自転車が使用されている。
【０００３】
リアサスペンション付き自転車に係る従来技術として、例えば、特許文献１には、シートポストの下方に、シートピラーの下部が突入可能な空間を形成して、シートの高さを低位置に調整できるようにしたリヤサスペンション付き自転車フレームおよびこのフレームを装備したリヤサスペンション付き自転車が開示されている。このリヤサスペンション付き自転車において、リヤサスペンションは、立フレームの上部前端から前方に向けて突出したブラケットと、その前方において、上フレームの途中箇所と下フレームの途中箇所に懸架した状態で設けられているブラケットとを接続する状態で設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１３６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているような自転車では、ある程度の重量を有するリアサスペンションの取付け位置が上フレームに近い高い位置となるため、重心が高くなってしまう難点があった。また、特に、ダウンヒル用の自転車では、悪路等の急斜面を高速で下る際に、サスペンションが飛び石等によって受ける可能性のある激しい衝撃にも対応することが必要とされる。よって、飛び石等の外的な衝撃への十分な対応を可能としつつ、低重心とした自転車とすることが望ましい。
【０００６】
そこで本発明の目的は、飛び石等の外的な衝撃への十分な対応を可能としつつ、低重心を実現したリアサスペンション付き自転車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は鋭意検討した結果、フレーム形状を改良するとともに、下端がボトムブラケットシェルよりも低い位置となるようリアサスペンションを配置することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のリアサスペンション付き自転車は、サドルを支持するシートチューブと、ハンドルを支持するヘッドチューブと、該シートチューブに対し交差する方向に延び、該シートチューブおよび該ヘッドチューブにそれぞれ接合されるとともに下端部にボトムブラケットシェルが設けられたフロントボディと、を有し、該フロントボディの下部の車体前方側に沿ってリアサスペンションを備え、該リアサスペンションの下端が、前記ボトムブラケットシェルよりも低い位置に配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の自転車は、前記リアサスペンションの、少なくとも下面および前面を覆う保護部材を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、飛び石等の外的な衝撃への十分な対応を可能としつつ、低重心を実現したリアサスペンション付き自転車を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一好適なリアサスペンション付き自転車を前方から見た場合における概略左側面図である。
【図２】本発明の一好適なリアサスペンション付き自転車を前方から見た場合における概略右側面図である。
【図３】本発明の一好適なリアサスペンション付き自転車のフレームの下部近傍の拡大部分左側面図である。
【図４】リアサスペンション作動の前後における後輪の位置を示す、図１に対応するリアサスペンション近傍の概略図であり、（ａ）は、無端状部材が、駆動側回転部材と従動側回転部材と第２従動側回転部材とに巻き掛けられている場合であり、（ｂ）は、無端状部材が、駆動側回転部材と従動側回転部材にのみ巻き掛けられている場合である。
【図５】リアサスペンション作動の前後における後輪の位置を示す、図１に対応するリアサスペンション近傍の概略図であり、（ａ）は、サスペンションピボットが（ｂ）と比較して相対的に高い位置に設けられている場合であり、（ｂ）は、サスペンションピボットが（ａ）と比較して相対的に低い位置に設けられている場合である。
【図６】トルクロッドをサスペンションピボットよりも下部に取り付けた場合における、サスペンションの沈み込み前後のキャリパーの位置を示す概略側面図であり、（ａ）はサスペンションが沈む前、（ｂ）は、サスペンションが沈んだ後である。
【図７】トルクロッドをサスペンションピボットよりも上部に取り付けた場合における、サスペンションの沈み込み前後のキャリパーの位置を示す概略側面図であり、（ａ）はサスペンションが沈む前の状態、（ｂ）はサスペンションが沈んだ後の状態である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一好適なリアサスペンション付き自転車を前方から見た場合における概略左側面図であり、図２は、同じく概略右側面図である。図示する自転車１は、サドル２を支持するシートチューブ３と、ハンドル４を支持するヘッドチューブ５とを有している。
【００１３】
図示するように、本発明の自転車１は、シートチューブ３に対し交差する方向に延び、シートチューブ３およびヘッドチューブ５にそれぞれ接合されるとともに、下端部にボトムブラケットシェル７が設けられた略Ｌ字形状を呈するモノコック構造（中空一体構造）のフロントボディ６を備えている。図３に、図１中のフロントボディ６の下部近傍を、一部部品を除外して示す拡大部分左側面図を示す。本発明の自転車１においては、フロントボディ６の下部の車体前方側６Ａに沿って、緩衝装置としてのリアサスペンション８が配置されており、リアサスペンション８の下端が、ボトムブラケットシェル７よりも低い位置に配置されている点が重要である。
【００１４】
本発明においては、シートチューブ３およびヘッドチューブ５をモノコック構造のフロントボディ６のみにより連結しているので、本発明の自転車１は、通常はヘッドチューブ５からボトムブラケットシェル７まで延在するダウンチューブを有しない。このため、フロントボディ６の下部の車体前方側に広い空間が確保されるので、この空間にリアサスペンション８を、十分なストロークを取りつつ配置することが可能となった。よって、図示するように、本発明の自転車１においては、リアサスペンション８の車体前方側には、自転車のフレームを構成するパイプやチューブ等の部材を有しない。また、本発明の自転車１においては、重量のあるリアサスペンション８を、その下端がボトムブラケットシェル７よりも低い位置となるような車体の比較的下方に配置しているので、従来構造と比較して、車体の重心を低くすることが可能である。
【００１５】
本発明の自転車においては、シートチューブ３、ヘッドチューブ５およびフロントボディ６が互いに接合されてフレームを構成している。なお、図示例においては、シートチューブ３の後方にシートチューブ３を補強する補強部材３ａが設けられており、併せてフレームを構成しているが、本発明においては、このような構成には限定されない。例えば、シートチューブ３と補強部材３ａとが一体的な構造であってもよく、また、補強部材３ａを設けなくてもよい。フレームは、軽量化の観点から中空構造とすることが好ましいが、部分的に中実構造をとってもよく、図示する例では板状部材とパイプとの組合せよりなる。
【００１６】
本発明においては、リアサスペンション８の周囲に、少なくともリアサスペンション８の下面および前面を覆う保護部材９を設けることが好ましい。本発明の自転車１においてはリアサスペンション８を車体下方に配置しており、リアサスペンション８より下方に他の部品が存在しないので、リアサスペンション８の周囲に保護部材９を設けることで、自転車の走行時において、飛び石等の外的な衝撃からリアサスペンション８を保護して、リアサスペンション８が損傷を受けることを抑制することができる。かかる保護部材９は、図示するように、フレーム６の下端部に、例えば、ねじ止めなどの固定手段により取り付けることができる。
【００１７】
また、図示する自転車１は、フレームに回転自在に取り付けられた駆動側回転部材１０と、駆動側回転部材１０の回転軸の両端に連結され、先端にペダルが取り付けられると共に駆動側回転部材１０と一体に回転するクランク１１と、サスペンションピボット１２を介してフレームに対し揺動可能に取り付けられたスイングアーム１３と、スイングアーム１３に軸支された後輪１４を回転させる従動側回転部材１５ａと、を備えている。また、後述するが、図示する自転車は、後輪１４に、キャリパー１７ａおよびディスクロータ１７ｂを備えたディスクブレーキ１７を備えている。図中の符号１１ａはクランク軸を示し、１４ａは後輪の回転軸を示す。
【００１８】
本発明の自転車においては、図示するように、駆動側回転部材１０の駆動力を、従動側回転部材１５ａを介して後輪１４に伝達する、チェーンやベルトのような無端状部材１６（図示例においては、チェーン１６）が、駆動側回転部材１０と、従動側回転部材１５ａと、サスペンションピボット１２と同軸で回転する第２従動側回転部材１５ｂと、に巻き掛けられていることが好ましい。図示例では、サスペンションピボット１２と第２従動側回転部材１５ｂはそれぞれ別体として形成されているが、両者を一体的に形成してサスペンションピボット１２に第２従動側回転部材１５ｂの機能を担わせて、サスペンションピボット１２に無端状部材１６を掛け回してもよい。図４は、リアサスペンション作動の前後における後輪の位置を示す、図１に対応するリアサスペンション近傍の概略図であり、（ａ）は、無端状部材が、駆動側回転部材と従動側回転部材と第２従動側回転部材とに巻き掛けられている場合であり、（ｂ）は、無端状部材が、駆動側回転部材と従動側回転部材にのみ巻き掛けられている場合である。図中、実線で描かれている部分は後輪が通常の位置に配置されている場合であり、点線で描かれた部分は、凹凸路面走行時等により、サスペンション機構が作動した場合を示す。
【００１９】
図４（ｂ）に示すように、チェーン１６が、駆動側回転部材１０と従動側回転部材１５ａのみに巻き掛けられていると、リアサスペンション８が作動して後輪１４が上下に移動したときに、駆動側回転部材１０の回転中心であるクランク軸１１ａと、従動側回転部材１５ａの回転中心である後輪１４の回転軸１４ａとの間の距離が長くなるため、チェーン１６の、クランク軸１１ａの上側には後ろ向きの力が、後輪１４の上側には前向きの力が生じ、キックバックが生じる。しかしながら、本発明の自転車においては、図４（ａ）に示すように、駆動側回転部材１０および従動側回転部材１５ａに加えて、スイングアーム１３の回転軸であるサスペンションピボット１２と同軸で回転する第２従動側回転部材１５ｂにもチェーン１６を巻き掛けることで、チェーン１６に掛かる上記の力を最小限にすることができる。また、この場合、従動側回転部材１５ａと第２従動側回転部材１５ｂとの間の最短距離が変化しないので、キックバックを最小限にすることができる。
【００２０】
本発明の自転車においては、サスペンションピボット１２の軸が、駆動側回転部材１０の回転中心であるクランク軸（回転軸）１１ａとシートチューブ３の上端までの高さ方向距離をＨとしたとき、クランク軸１１ａから１／３Ｈ以上の位置に設けられていることが好ましい。図５は、リアサスペンション作動の前後における後輪の位置を示す、図１に対応するリアサスペンション近傍の概略図であり、（ａ）は、サスペンションピボットが（ｂ）と比較して相対的に高い位置に設けられている場合であり、（ｂ）は、サスペンションピボットが（ａ）と比較して相対的に低い位置に設けられている場合である。
【００２１】
自転車が凹凸路面を走行すると、スイングアーム１３に軸支された後輪１４の回転軸１４ａは、サスペンションピボット１２を回転軸とした円弧を描く。したがって、図５（ｂ）に示すように、サスペンションピボット１２の位置が図５（ａ）に対して相対的に低い場合、後輪１４の回転軸１４ａは、垂直に近い角度で上方向に移動する。一方、図５（ａ）に示すように、サスペンションピボット１２が図５（ｂ）に対して相対的に高い位置に設けられている場合、後輪１４の回転軸１４ａは、斜め後方に移動することになる。すなわち、サスペンションピボット１２の位置がクランク軸１１ａよりも高いほど、後輪１４は斜め後方に移動することになる。そのため、サスペンションピボット１２の位置を従来よりも高い位置に設けることで、リアサスペンション作動時に、後輪１４がシートチューブ３やサドル２と接触しないため、シートチューブ３と後輪１４とを、従来よりも近接して配置することが可能になる。
【００２２】
かかる場合において、本発明の自転車１においては、人が乗車していない状態における駆動側回転部材１０の回転中心であるクランク軸１１ａと後輪１４の回転軸１４ａとの間の水平方向（車両前後方向）の距離Ｌ（図５（ａ）参照）が４００ｍｍ未満であることが好ましい。従来のリアサスペンション付き自転車においては、クランク軸１１ａと後輪の回転軸１４ａとの距離は４００ｍｍ以上であるが、上述のとおり、サスペンションピボット１２を高い位置に配置することで、クランク軸１１ａから後輪１４の回転軸１４ａまでの距離、すなわち、シートチューブ３と後輪１４との間隔を狭めることができる。これにより、コーナリング時の旋回性能を向上させることができる。
【００２３】
前述のとおり、図示する本発明の自転車は、後輪１４に、キャリパー１７ａおよびディスクロータ１７ｂを含むディスクブレーキ１７を備え、このディスクブレーキ１７が、フレームに取り付けられたトルクロッド１８の一端に連接されているものとすることができる。図示例においては、フレームに、トルクロッド１８の他端を取り付ける取付部１９が、高さ方向の異なる位置に複数（図示例では４個）設けられており、トルクロッド１８の他端が、取付部１９の何れか（図示例においては取付部１９ａ）に取り付けられた、いわゆる、フローティングブレーキ構造を有している。図６は、トルクロッドをサスペンションピボットよりも下部に取り付けた場合における、サスペンションの沈み込み前後のキャリパーの位置を示す概略側面図であり、（ａ）はサスペンションが沈む前、（ｂ）はサスペンションが沈んだ後の状態を示す。また、図７は、トルクロッドをサスペンションピボットよりも上部に取り付けた場合における、サスペンションの沈み込み前後のキャリパーの位置を示す概略側面図であり、（ａ）はサスペンションが沈む前の状態、（ｂ）はサスペンションが沈んだ後の状態を示す。
【００２４】
図６（ａ）、（ｂ）から、トルクロッド１８の他端をサスペンションピボット１２よりも低い取付部１９に取り付けた場合（図示例では取付部１９ｄ）、サスペンションが沈む前と比較して、サスペンションが沈んだ後は、キャリパー１７ａがディスクロータ１７ｂの回転方向に大きく傾斜していることがわかる。すなわち、ブレーキング時においてキャリパー１７ａがディスクロータ１７ｂに回転方向に引っ張られている状態にあり、リアサスペンション８に大きな沈み込みが生じる。この状態においては、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）と比較して車体が低重心化されることになり、安定性が増し、前のめりになりにくいという利点を得ることができる。これに対して、図７（ａ）、（ｂ）から、トルクロッド１８の他端をサスペンションピボット１２よりも上部の取付部１９（図示例では取付部１９ａ）で取り付けた場合、サスペンションが沈む前と後（ブレーキング前後）において、キャリパー１７ａは略平行である。すなわち、ブレーキング時においてキャリパー１７ａがディスクロータ１７ｂに回転方向に引っ張られていない状態にある。この場合、リアサスペンション８は、ブレーキングによる沈み込みの力を受けずに自由に動くことができる。そのため、ブレーキング時においても悪路に対する後輪の追従性が悪化しない。
【００２５】
したがって、トルクロッド１８の取付位置を適宜変更することで、ブレーキング時におけるリアサスペンション８の沈み込みを調整することができる。リアサスペンション８の沈み込みが小さいほど、ブレーキング時においても悪路に対する後輪の追従性を確保することができ、一方、リアサスペンション８の沈み込みが大きいほど、自転車の重心が低くなるため、安定性が増し、前のめりになりにくい。そこで、本発明の自転車１においては、フレームにトルクロッド１８の他端の取付部１９を複数設けてトルクロッド１８の他端の取付位置を選択できるようにし、走行条件や運転者の好みに応じてトルクロッド１８の他端の取付位置を選択し、ブレーキング時におけるリアサスペンション８の沈み込み量を調整可能にしている。
【００２６】
本発明の自転車１においては、取付部１９の高さ方向の位置は、サスペンションピボット１２より高い位置であって、トルクロッド１８と、スイングアーム１３の、サスペンションピボット１２から後輪１４の回転軸１４ａに向かって延びるチューブ１３ａと、が平行となる位置以下（図示例においては１９ａ、１９ｂ）に少なくとも１つ、かつ、サスペンションピボット１２以下に少なくとも１つ設けられていることが好ましい。トルクロッド１８の他端の取付部１９がトルクロッド１８と、スイングアーム１３の、サスペンションピボット１２から後輪１４の回転軸１４ａに向かって延びるチューブ１３ａと、が平行となる位置（図示例における取付部１９ａ）よりも高いと、ブレーキング時にリアサスペンション８が引っ張られて伸びる方向に力が働き、その結果、より前のめりになるため、好ましくない。
【００２７】
本発明のリアサスペンション付き自転車は、フロントボディ６の下部の車体前方側に沿って、その下端がボトムブラケットシェル７よりも低い位置となるようリアサスペンション８を配置した点のみが重要であり、これにより、飛び石等の外的な衝撃への十分な対応を可能としつつ、低重心化を図ることができるものであって、その他の構造については、特に制限されるものではない。図１、２に示す例においては、トップチューブ５から前方斜め下向きに延びるフロントフォーク２０を有し、このフロントフォーク２０の下端部には、前輪２１が回転自在に装着されている。また、シートチューブ３の形状、スイングアーム１３の形状、リアサスペンション８の緩衝形態等については、公知のものを適宜採用できる。また、無端状部材１６としては、チェーンの他、ベルトを用いることができる。本発明の自転車は、飛び石等の外的な衝撃への十分な対応が可能であり、かつ、低重心であることから、ダウンヒル用の自転車に好適である。
【符号の説明】
【００２８】
１  自転車
２  サドル
３  シートチューブ
３ａ  補強部材
４  ハンドル
５  ヘッドチューブ
６  フロントボディ
６Ａ  フレームの下部の車体前方側
７  ボトムブラケットシェル
８  リアサスペンション
９  保護部材
１０  駆動側回転部材
１１  クランク
１１ａ  クランク軸
１２  サスペンションピボット
１３  スイングアーム
１４  後輪
１４ａ  後輪の回転軸
１５ａ  従動側回転部材
１５ｂ  第２従動側回転部材
１６  無端状部材（チェーン）
１７  ディスクブレーキ
１７ａ  キャリパー
１７ｂ  ディスクロータ
１８  トルクロッド
１９ａ〜１９ｄ  取付部
２０  フロントフォーク
２１  前輪
【図１】
2015089742.tif 000003
【図２】
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【図３】
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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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