(57)【要約】【課題】凹凸路面走行時のキックバックを防止することができるダウンヒルに適した、１点ピボット式のリアサスペンション付き自転車を提供する。【解決手段】自転車のフレームに回転自在に取り付けられた駆動側回転部材７と、駆動側回転部材７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、駆動側回転部材と一体に回転するクランク８と、サスペンションピボット９を介してフレームに揺動可能に取り付けられたスイングアーム１０と、スイングアーム１０に回転自在に取り付けられ、後輪１１を回転させる従動側回転部材１２ａと、を備えたリアサスペンション付き自転車である。駆動側回転部材７の駆動力を、従動側回転部材１２ａを介して後輪１１に伝達する無端状部材１５が、駆動側回転部材７と、従動側回転部材１２ａと、サスペンションピボット９と同軸で回転する第２従動側回転部材１２ｂと、に巻き掛けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車のフレームに回転自在に取り付けられた駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材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、前記駆動側回転部材と一体に回転するクランクと、
サスペンションピボットを介して前記フレームに揺動可能に取り付けられたスイングアームと、
前記スイングアームに軸支された後輪を回転させる従動側回転部材と、
を備えたリアサスペンション付き自転車において、
前記駆動側回転部材で生じた駆動力を、前記従動側回転部材に伝達する無端状部材が、前記駆動側回転部材と、前記従動側回転部材と、前記サスペンションピボットと同軸で回転する第２従動側回転部材と、に巻き掛けら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】
前記サスペンションピボットの軸の高さ方向の位置が、前記駆動側回転部材の回転軸からシートパイプの上端までの高さ方向距離をＨとしたとき、前記回転軸から１／３Ｈ以上である請求項１記載のリアサスペンション付き自転車。
【請求項３】
前記駆動側回転部材の回転軸と前記後輪の回転軸との間の距離が４００ｍｍ未満である請求項１または２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）に関し、詳しくは、凹凸路面走行時のキックバックを防止することができるダウンヒルに適した、１点ピボット式のリアサスペンション付き自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダウンヒルはマウンテンバイク競技の一種であり、ダウンヒルレースで使用される自転車等にリアサスペンション付きのフレームが広く採用されている。一般に、リアサスペンション付きの自転車は、１点ピボット式と多点ピボット式とに分けられる。１点ピボット式及び多点ピポット式のリアサスペンションを有する自転車においては、凹凸の激しい路面の走行時にリアサスペンションが作動することにより、クランク軸と後輪軸との距離が変化して、チェーンを介してペダルに反動が働く、いわゆるキックバックが発生するという問題を有している。このような、リアサスペンションを有する自転車のキックバックを減衰させる技術としては、特許文献１等を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０２７３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多点ピボット式のリアサスペンションを備えた自転車は、設計の自由度は1点ピポット式より高いが、ピボットの数が多いため高価になってしまったり、構造が複雑になってしまったり、メンテナンスに手間が掛かったり、自転車の重量が増大してしまったり、というデメリットがある。一方、１点ピポット式は、メンテナンスが楽であり、安価で重量も軽いといったメリットを有しているが、設計自由度が多点ピポット式に比べて低いといったデメリットがあり、キックバックを解消しようとした場合にその他性能と両立することは、多点ピポット式より困難であった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、多点ピポット式より設計自由度低い1点ピポット式のリアサスペンション付きの自転車において、凹凸路面走行時のキックバックを防止しダウンヒルに適した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】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、駆動側回転部材と従動側回転部材とに加えて、サスペンションピボットと同軸で回転する第２従動側回転部材にチェーンを巻き掛けることにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明のリアサスペンション付き自転車は、自転車のフレームに回転自在に取り付けられた駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材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、前記駆動側回転部材と一体に回転するクランクと、
サスペンションピボットを介して前記フレームに揺動可能に取り付けられたスイングアームと、
前記スイングアームに軸支された後輪を回転させる従動側回転部材と、
を備えたリアサスペンション付き自転車において、
前記駆動側回転部材で生じた駆動力を、前記従動側回転部材に伝達する無端状部材が、前記駆動側回転部材と、前記従動側回転部材と、前記サスペンションピボットと同軸で回転する第２従動側回転部材と、に巻き掛けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の自転車においては、前記サスペンションピボットの軸の高さ方向の位置が、前記駆動側回転部材の回転軸からシートパイプの上端までの高さ方向距離をＨとしたとき、前記回転軸から１／３Ｈ以上であることが好ましい。また、本発明の自転車においては、前記駆動側回転部材の回転軸と前記後輪の回転軸との間の距離は４００ｍｍ未満であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、凹凸路面走行時のキックバックを防止することができる、特にダウンヒルに適した、１点ピボット式のリアサスペンション付き自転車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】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、（ｂ）と比較して相対的にサスペンションピボットが高い位置に設けられている場合であり、（ｂ）は、（ａ）と比較して相対的にサスペンションピボットが低い位置に設けられている場合である。
【図５】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６】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。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、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、シートチューブ３の下部とヘッドチューブ５の下部が、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、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と、を備え、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とで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。また、フロントボディ６は、モノコック構造に限られるものではない。
【００１２】
また、図示する自転車１においては、自転車のフレームに回転自在に取り付けられた駆動側回転部材７と、駆動側回転部材７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７と一体に回転するクランク８と、サスペンションピボット９を介してフレームに揺動可能に取り付けられたスイングアーム１０と、スイングアーム１０に軸支された後輪１１を回転させる従動側回転部材１２ａと、フロントボディ６の前方に緩衝装置としてのリアサスペンション１３と、を備えている。また、後述するが、図示する自転車は、後輪１１に、キャリパー１４ａおよびディスクロータ１４ｂを備えたディスクブレーキ１４を備えている。
【００１３】
本発明の自転車においては、駆動側回転部材７の駆動力を、従動側回転部材１２ａを介して後輪１１に伝達するチェーンやベルトのような無端状部材１５（図示例においては、チェーン１５）が、駆動側回転部材７と、従動側回転部材１２ａと、サスペンションピボット９と同軸で回転する第２従動側回転部材１２ｂと、に巻き掛けられている。図示例では、サスペンションピボット９と第２従動側回転部材１２ｂ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９に第２従動側回転部材の機能を担わせて、サスペンションピボット９に無端状部材１５を掛け回してもよい。図３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。
【００１４】
図３（ｂ）に示すように、チェーン１５が、駆動側回転部材７と従動側回転部材１２ａのみに巻き掛けられていると、サスペンション１３が作動して後輪１１が上下に移動したときに、駆動側回転部材７の回転中心であるクランク軸８ａと、従動側回転部材１２ａの回転中心である後輪１１の回転軸１１ａとの間の距離が長くなるため、チェーン１５のクランク軸８ａの上側には後ろ向きの力が、後輪１１の上側には前向きの力が生じ、いわゆる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３（ａ）に示すように、駆動側回転部材７および従動側回転部材１２ａに加えて、スイングアーム１０の回転軸であるサスペンションピボット９と同軸で回転する第２従動側回転部材１２ｂにもチェーン１５を巻き掛けているため、チェーン１５にかかる上記の力を最小限にすることができる。また、従動側回転部材１２ａと第２従動側回転部材１２ｂ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。
【００１５】
本発明の自転車においては、サスペンションピボット９が、駆動側回転部材７の回転軸であるクランク軸８ａ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、回転軸（クランク軸８ａ）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、（ｂ）と比較して相対的にサスペンションピボットが高い位置に設けられている場合であり、（ｂ）は、（ａ）と比較して相対的にサスペンションピボットが低い位置に設けられている場合である。
【００１６】
自転車が凹凸路面を走行すると、スイングアーム１０に軸支された後輪１１の回転軸１１ａは、サスペンションピボット９を回転軸とした円弧を描く。したがって、図４（ｂ）に示すように、サスペンションピボット９の位置が図４（ａ）に対して相対的に低い場合、後輪１１の回転軸１１ａは、垂直に近い角度で上方向に移動する。一方、図４（ａ）に示すように、サスペンションピボット９が、図４（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１１の回転軸１１ａ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９の位置がクランク軸８ａよりも高いほど、後輪１１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９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１１とシートチューブ３やサドル２とが接触しないため、シートチューブ３と後輪１１とを、従来よりも近接して配置することが可能になる。
【００１７】
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７の回転軸であるクランク軸８ａと後輪１１の回転軸１１ａとの間の水平方向（車両前後方向）の距離Ｌ（図４（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８ａと後輪の回転軸１１ａ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９を高い位置に配置することで、クランク軸８ａから後輪１１の回転軸１１ａまでの距離、すなわち、シートチューブ３と後輪１１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。
【００１８】
前述のとおり、図示する本発明の自転車においては、後輪１１に、キャリパー１４ａおよびディスクロータ１４ｂを備えたディスクブレーキ１４を備えており、このディスクブレーキ１４は、フレームに取り付けられたトルクロッド１６の一端と連接されている。フレームには、トルクロッド１６の他端を取り付ける取付部１７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１６の他端が、取付部１７の何れか（図示例においては取付部１７ａ）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５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６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。
【００１９】
図５（ａ）、（ｂ）から、トルクロッド１６の他端をサスペンションピボット９よりも低い取付部１７に取り付けた場合（図示例では取付部１７ｄ）、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１４ａがディスクロータ１４ｂ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１４ａがディスクロータ１４ｂ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１３に大きな沈み込みが生じる。この状態においては、図５（ｂ）に示すように、図５（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６（ａ）、（ｂ）から、トルクロッド１６の他端をサスペンションピボット９よりも上部の取付部１７（図示例では取付部１７ａ）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１４ａ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１４ａがディスクロータ１４ｂ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１３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。その為、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。
【００２０】
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１６の他端の取付部１７を複数設けてトルクロッド１６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１６の他端の取付位置を選択し、リアサスペンション１３の沈み込み量を調整可能にしている。本発明の自転車１においては、取付部１７の高さ方向の位置は、サスペンションピボット９より高い位置であって、トルクロッド１６と、スイングアーム１０の、サスペンションピボット９から後輪１１の回転軸１１ａに向かって延びるチューブ１０ａと、が平行となる位置以下（図示例においては１６ａ、１６ｂ）に少なくとも１つ、かつ、サスペンションピボット９以下に少なくとも１つ設けられていることが好ましい。なお、トルクロッド１６の他端の取付部１７がトルクロッド１６と、スイングアーム１０の、サスペンションピボット９から後輪１１の回転軸１１ａに向かって延びるチューブ１０ａと、が平行となる位置（図示例における取付部１７ａ）よりも高いと、ブレーキング時にサスペンション１３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、好ましくないからである。
【００２１】
図示する本発明の自転車１においては、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が設けられたモノコック構造（中空一体構造）のフロントボディ６を備えている。図７は、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。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、リアサスペンション１３が配置されており、リアサスペンション１３の下端が、ボトムブラケットシェル１８よりも低い位置に配置されていることが好ましい。
【００２２】
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１８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１３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１３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１３を、その下端がボトムブラケットシェル１８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。
【００２３】
図示するフレームは、車体前方端でヘッドチューブ５に接合されるとともに車体後方部でシートチューブ３に接合されており、シートチューブ３に接合された補強部材３ａと、からなるが、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。
【００２４】
また、本発明においては、リアサスペンション１３の周囲に、少なくともリアサスペンション１３の下面および前面を覆う保護部材１９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１３を車体下方に配置しており、リアサスペンション１３より下方に他の部品が存在しないので、その周囲に保護部材１９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１３を保護して、リアサスペンション１３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１９は、図示するように、フレームの下端部に、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。
【００２５】
本発明のリアサスペンション付き自転車は、駆動側回転部材７と、従動側回転部材１２ａと、サスペンションピボット９と同軸で回転する第２従動側回転部材１２ｂと、に無端状部材１５が巻き掛けられていることのみが重要であり、その他の構造には特に制限はない。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１０の形状、リアサスペンション１３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１５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、凹凸路面走行時のキックバックを防止することができるため、ダウンヒル用の自転車に好適である。
【符号の説明】
【００２６】
１  リアサスペンション付き自転車（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  トップチューブ
６  フロントボディ
７  駆動側回転部材
８  クランク
８ａ  クランク軸
９  サスペンションピボット
１０  スイングアーム
１１  後輪
１２ａ  従動側回転部材
１２ｂ  第２従動側回転部材
１３  リアサスペンション
１４  ディスクブレーキ
１４ａ  キャリパー
１４ｂ  ディスクロータ
１５  無端状部材（チェーン）
１６  トルクロッド
１７  取付部
１８  ボトムブラケットシェル
１９  保護部材
２０  フロントフォーク
２１  前輪
【図１】
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【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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