サスペンションを有する自転車
【課題】簡単な構造で、フロントサスペンションとリアーサスペンションを設ける。
【解決手段】自転車は、前後の車輪１と、シートチューブ９と、フロントフォーク１０を連結しているヘッドチューブ１１と、クランク軸受１５と、前端をヘッドチューブ１１に、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに、中間をシートチューブ９に固定している弾性フレーム３０と、後端をクランク軸受１５に連結して前端をヘッドチューブ１１に固定しているフロントアンダーフレーム６と、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結して前端をクランク軸受１５に連結しているリアーアンダーフレーム８とを備える。弾性フレーム３０は２本の弾性ロッド３０Ａを備え、２本の弾性ロッド３０Ａをシートチューブ９の両側に配置して、中間をシートチューブ９に固定している。自転車は、シートチューブ９を、クランク軸受１５に固定している上下フレーム２９に、上下に移動できるように連結している。
【解決手段】自転車は、前後の車輪１と、シートチューブ９と、フロントフォーク１０を連結しているヘッドチューブ１１と、クランク軸受１５と、前端をヘッドチューブ１１に、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに、中間をシートチューブ９に固定している弾性フレーム３０と、後端をクランク軸受１５に連結して前端をヘッドチューブ１１に固定しているフロントアンダーフレーム６と、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結して前端をクランク軸受１５に連結しているリアーアンダーフレーム８とを備える。弾性フレーム３０は２本の弾性ロッド３０Ａを備え、２本の弾性ロッド３０Ａをシートチューブ９の両側に配置して、中間をシートチューブ９に固定している。自転車は、シートチューブ９を、クランク軸受１５に固定している上下フレーム２９に、上下に移動できるように連結している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンションを有する自転車に関し、特にフレーム自体を弾性変形させてサスペンションを実現する自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
サスペンションを有する自転車は開発されている。（特許文献１ないし３参照）
特許文献１に記載される自転車は、図１に示すように、上下に伸縮できるフロントフォーク１１０でフロントサスペンション１０３を構成し、さらにヘッドチューブ１１１に弾性変形するアンダーフレーム１０６を固定し、アンダーフレーム１０６の後端に後輪１０１を連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３０８６６号公報
【特許文献２】特許第２６３５４４２号公報
【特許文献３】特許第３０１８２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１の自転車は、アンダーフレーム１０６を弾性変形させてリアーサスペンション１０４を実現できる。しかしながら、フレームの弾性ではフロントサスペンションを実現できないので、フロントフォークを上下方向に伸縮できる複雑な構造とする必要がある。上下に伸縮できるフロントフォークは、シリンダ内にロッドを出し入れして伸縮できる構造とし、さらにコイルスプリングを内蔵して、弾性的に伸縮できる構造としている。この構造のフロントフォークは、シリンダとロッドとの摩擦抵抗がスムーズな上下動を阻害する。摩擦抵抗を小さくしてスムーズに上下に移動する快適なサスペンションを実現するには、シリンダとロッドに極めて高い加工精度が要求されて製造コストが高くなる。また、フロントフォークは、自転車の直進性を良くするためにキャスター角（α）を設けているが、このこともフロントフォークのスムーズな上下動を阻害する原因となる。フロントフォークが傾斜することで、シリンダとロッドとの面圧が増加し、面圧に比例して大きくなる摩擦抵抗が増加するからである。このため、微少振動をも効率よく吸収する衝撃吸収作用を向上させて、快適な乗り心地を実現するが極めて難しい欠点がある。
【０００５】
さらに、リアーサスペンションは、ヘッドチューブから後輪に延びる相当に長いアンダーフレームの弾性で実現するので、後輪の横方向の変形や捻れを阻止するのが難しい欠点がある。リアーサスペンションは、上下にスムーズに移動して、左右には移動せず、また捻れないのを理想とするが、長いアンダーフレームでは横方向の変位や捻れを少なくするのが難しい。とくに、１本のアンダーフレームでは横方向の変位や捻れを阻止するのが極めて難しい。さらに、長いアンダーフレームが横方向に変形すると、これがシートチューブに接触してスムーズな上下動を実現できなくなる。また、長いアンダーフレームの捻れは、ペタルを強い力で踏んで加速するときに、後輪が垂直姿勢から傾斜する欠点もある。
【０００６】
さらに、特許文献２及び３に記載される自転車は、後端にサドルを固定しているアームの先端を、傾動できるようにヘッドチューブに連結してサドルのサスペンションを実現している。この自転車は、傾動アームを傾動させてサドルのクッションを実現する。この構造は、アームの一端をヘッドチューブに連結して後端にサドルを固定するので、アームをしっかりとフレームに連結するのが難しく、サドルが横方向にずれやすい欠点がある。また、重い体重のかかるサドルをヘッドチューブで支持するので、アームとヘッドチューブとの連結部に極めて強い連結強度が要求される。
【０００７】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な構造でとしながら、サドルのサスペンションを実現でき、また必要であれば、サドルのサスペンションを実現する弾性体でもって、フロントサスペンションやリアーサスペンションを実現することもできるサスペンションを有する自転車を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、サドルの荷重をヘッドチューブと後輪とにバランスして支持でき、サドルの横方向の変位と捻れとを少なくしながら快適な乗り心地を実現できるサスペンションを有する自転車を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、サドルの上下の衝撃をフレームで吸収して快適な乗り心地を実現できるサスペンションを有する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及び発明の効果】
【０００８】
本発明のサスペンションを有する自転車は、前後の車輪１と、上端にサドル２を有するシートチューブ９と、下端に前輪１Ａを連結しているフロントフォーク１０を水平面内で回転できるように連結しているヘッドチューブ１１と、フロントフォーク１０にハンドルポスト１２を介して固定しているハンドルバー１３と、チェーン１６とスプロケット１７を介して後輪１Ｂを回転させるペタルクランク１４と、このペタルクランク１４を回転できるように支持しているクランク軸受１５と、前端をヘッドチューブ１１に、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに、中間をシートチューブ９に固定してなる弾性フレーム３０と、後端をクランク軸受１５に連結して前端をヘッドチューブ１１に固定しているフロントアンダーフレーム６と、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結して前端をクランク軸受１５に連結しているリアーアンダーフレーム８とを備えている。弾性フレーム３０は２本の弾性ロッド３０Ａを備え、２本の弾性ロッド３０Ａは、シートチューブ９の両側にあって、その前端をヘッドチューブ１１に、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに、中間をシートチューブ９に固定している。自転車は、シートチューブ９を、クランク軸受１５に固定している上下フレーム２９に、上下に移動できるように連結している。
【０００９】
以上の自転車は、極めて簡単な構造としながら、サドルのサスペンションを実現でき、また必要であれば、サドルのサスペンションを実現する弾性体でもって、フロントサスペンションやリアーサスペンションを実現することもできる特徴がある。
さらに、以上の自転車は、サドルの荷重をヘッドチューブと後輪とにバランスして支持でき、サドルの横方向の変位と捻れとを少なくしながら快適な乗り心地を実現できる特徴がある。また、サドルの上下の衝撃を弾性フレームで吸収しながら快適な乗り心地を実現できる特徴もある。
【００１０】
以上の特徴は、ヘッドチューブと後輪とに両端を連結して、中間にサドルを設けている弾性フレームを弾性変形させて、サドルのサスペンションを実現する独特の構造で実現する。この構造の自転車は、従来の自転車のようにアームの先端をヘッドチューブに連結してサドルのサスペンションを実現することなく、両端をフレームに連結している弾性フレームの中間を上下に弾性変形させて、サドルのクッションを実現できる。とくに、以上の自転車は、ヘッドチューブと後輪とに両端を固定している２本の弾性ロッドからなる弾性フレームの中間をシートチューブに連結し、この弾性ロッドを弾性変形させてサドルのクッションを実現するので、フレームの横方向の変位や捻れを少なくしながら、快適な乗り心地を実現できる。
【００１１】
また、以上の自転車は、クランク軸受に固定している上下フレームに上下に移動できるようにシートチューブを連結することで、上下フレームでシートチューブを上下方向にガイドしながら、弾性フレームを弾性変形させてシートチューブトを上下に移動させるので、サドルの横ずれを防止しながら、上下方向の衝撃を弾性フレームで吸収してより快適な乗り心地を実現できる特徴もある。
【００１２】
本発明のサスペンションを有する自転車は、シートチューブ９を、上下フレーム２９を上下に移動できるように挿入してなる円筒状とすることができる。
【００１３】
本発明のサスペンションを有する自転車は、フロントアンダーフレーム８を、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結することができる。
以上の自転車は、フロントアンダーフレームを傾動させると共に、弾性フレームを弾性変形させてフロントサスペンションを実現するので、前輪の衝撃をフロントサスペンションで吸収しながらサドルのクッションを実現して、より快適な乗り心地を実現できる。とくに、この自転車は、フロントサスペンションを支持する弾性を、サドルのクッションを実現する弾性フレームで支持するので、フロントサスペンションを支持するために専用のバネなどを設ける必要がなく、フレーム構造で簡単にフロントサスペンションとサドルのクッションとを実現できる特徴がある。
【００１４】
本発明のサスペンションを有する自転車は、リアーアンダーフレーム８を、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結することができる。
以上の自転車は、リアーアンダーフレームを傾動させると共に、弾性フレームを弾性変形させてリアーサスペンションを実現するので、後輪の衝撃をリアーサスペンションで吸収しながらサドルのクッションを実現して、より快適な乗り心地を実現できる。とくに、この自転車は、リアーサスペンションを支持する弾性を、サドルのクッションを実現する弾性フレームで支持するので、リアーサスペンションを支持するために専用のバネなどを設ける必要がなく、フレーム構造で簡単にリアーサスペンションとサドルのクッションとを実現できる特徴がある。
【００１５】
本発明のサスペンションを有する自転車は、フロントアンダーフレーム６を、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結すると共に、リアーアンダーフレーム８を、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結することができる。
以上の自転車は、フロントアンダーフレームとリアーアンダーフレームを傾動させると共に、弾性フレームを弾性変形させてフロントサスペンションとリアーサスペンションを実現するので、前輪の衝撃をフロントサスペンションで吸収し、また後輪の衝撃をリアーサスペンションで吸収しながらサドルのクッションを実現して、より快適な乗り心地を実現する。とくに、この自転車は、フロントサスペンションとリアーサスペンションを支持する弾性を、サドルのクッションを実現する弾性フレームで支持するので、フロントサスペンションとリアーサスペンションを支持するために専用のバネなどを設ける必要がなく、フレーム構造で簡単にフロントサスペンションとリアーサスペンションとサドルのクッションとを実現できる特徴がある。
【００１６】
本発明のサスペンションを有する自転車は、上下フレーム２９とシートチューブ９との間に弾性体３９を設けて、この弾性体３９で弾性的にシートチューブ９を押し上げることができる。
【００１７】
本発明のサスペンションを有する自転車は、弾性フレーム３０である２本の弾性ロッド３０Ａを金属ロッドとして、金属ロッドを、山形の連結ロッド３１を介してシートチューブ９に固定し、山形の連結ロッド３１は、両端を金属ロッドに固定して、突出部をシートチューブ９に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の自転車の側面図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるサスペンションを有する自転車の側面図である。
【図３】図２に示す自転車の要部拡大斜視図である。
【図４】図２に示す自転車の後輪の取付部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのサスペンションを有する自転車を例示するものであって、本発明はサスペンションを有する自転車を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２０】
図２に示すスペンションを有する自転車は、前後の車輪１と、上端にサドル２を有するシートチューブ９と、下端に前輪１Ａを連結しているフロントフォーク１０を水平面内で回転できるように連結しているヘッドチューブ１１と、フロントフォーク１０にハンドルポスト１２を介して固定しているハンドルバー１３と、チェーン１６とスプロケット１７を介して後輪１Ｂを回転させるペタルクランク１４と、このペタルクランク１４を回転できるように支持しているクランク軸受１５と、前端をヘッドチューブ１１に、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに、中間をシートチューブ９に固定してなる弾性フレーム３０と、後端をクランク軸受１５に連結して前端をヘッドチューブ１１に固定しているフロントアンダーフレーム６と、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結して前端をクランク軸受１５に連結しているリアーアンダーフレーム８とを備えている。
【００２１】
シートチューブ９は弾性変形しない円筒状の金属パイプで、上端にサドル２を固定しているシートポスト１９を挿入して連結している。シートチューブ９は、弾性フレーム３０の中間に固定している。この弾性フレーム３０は、前端をヘッドチューブ１１に固定して、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結している。シートチューブ１１は、弾性アーム３０の弾性変形によって上下に移動する。また、シートチューブ９は、クランク軸受１５に上向きに固定している上下フレーム２９を下端に挿入して、これに上下に移動できるように連結している。すなわち、円筒状のシートチューブ９の下端部には、上下フレーム２９を上下に移動できるように挿入している。シートチューブ１９は、自転車の進行方向に対して左右に傾斜することなくほぼ垂直姿勢を保持して上下に移動できるように、上下フレーム２９に連結し、かつ弾性フレーム３０の中間に固定している。シートチューブ９は、上端にシートポスト１９を連結している。シートポスト１９をシートチューブ９に固定するために、シートチューブ９は、上端部を後方に移動させる姿勢でわずかに傾斜している。シートチューブ９は、上端をシートポスト１９に固定するために締め付けバンド２１を設けている。この締め付けバンド２１で、シートチューブ９をシートポスト１９に固定するために、シートチューブ９は、その上端の開口部に、上下にスリット（図示せず）を設けている。このスリットを設けている部分に締め付けバンド２１を設けている。この締め付けバンド２１は、緩めてシートポスト１９を上下に移動でき、締め付けてシートチューブ９にシートポスト１９を固定する。
【００２２】
さらに、図２の自転車は、シートチューブ９の下端にストッパ４０を設けている。ストッパ４０は、シートチューブ９を上下フレーム２９に固定するロック状態で、シートチューブ９の弾性フレーム３０による弾性的な上下移動を停止させる。ストッパ４０は、通常の使用状態では、シートチューブ９を上下フレーム２９に固定しない、いわゆる解放状態に保持される。ストッパ４０の解放状態において、弾性フレーム３０は弾性変形するが、ストッパ４０のロック状態において、弾性フレーム３０は弾性変形しない。体重が極めて思いユーザーが使用するとき、あるいはサスペンションを必要としないユーザーを使用するときに限って、ストッパ４０はロック状態に保持される。
【００２３】
ストッパ４０は、シートチューブ９の下端部を上下フレーム２９の外周面に締め付けて、シートチューブ９を上下フレーム２９に固定する。ストッパ４０を設けているシートチューブ９は、下端部にスリット（図示せず）を設けている。ストッパ４０は、シートチューブ９のスリット部分を外側から締め付けるＵ字状の締め付け具４１と、この締め付け具４１の両端に連結している挿入ピン４２と、この挿入ピン４２で締め付け具４１を締め付けるカムレバー４３とを備えている。カムレバー４３は、一端にカムを設けて、カムにレバーを連結する形状としている。カムは、挿入ピン４２の周囲に回転されて、締め付け具４１を締め付けするカムを設けている。このストッパ４０は、カムレバー４３を回転させて、締め付け具４１でシートチューブ９を上下フレーム２９に固定してロック状態とし、またカムレバー４３を回転させてカムで締め付け具４１を締め付けない解放状態とする。
【００２４】
弾性フレーム３０は、図３に示すように、２本の弾性ロッド３０Ａを備えており、２本の弾性ロッド３０Ａをシートチューブ９の両側に配置している。弾性ロッド３０Ａは、弾性を有する金属ロッドで、その前端をヘッドチューブ１１に溶接して固定して、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結すると共に、中間をシートチューブ９に固定している。
【００２５】
図４は、弾性フレーム３０の後端を後輪に連結する好ましい構造を示している。この図の弾性フレーム３０は、弾性ロッド３０Ａの後端に固定プレート３０Ｂを固定して、固定プレート３０Ｂを介して後輪の車軸１ｂに固定している。固定プレート３０Ｂは、後輪の車軸１ｂを挿入する長孔３０Ｃを設けている。長孔３０Ｃには車軸１ｂの両端が挿入され、車軸１ｂの両端部にねじ込まれるナット４４で車軸１ｂに固定される。この構造の弾性フレーム３０は、簡単に後輪の車軸１ｂに固定できると共に、前後に移動する後輪に無理なく簡単に固定できる特徴がある。自転車の後輪は、チェーンの張りを調整するために前後に移動できるようにリアーアンダーフレームに固定されるが、図４の弾性フレームは、後輪を前後に移動して、その車軸に簡単で確実に固定できる。
【００２６】
弾性ロッド３０Ａは、直線状の金属ロッドとしているが、弾性ロッドは、湾曲形状とし、あるいは弾性変形しやすい種々の形状とすることもできる。図３に示すように、２本の弾性ロッド３０Ａからなる弾性フレーム３０の中間をシートチューブ９の両側に固定する構造は、シートチューブ９に作用する下向きの荷重をシートチューブ９の両側に固定される左右の弾性ロッド３０Ａでバランスしながら支持するので、弾性変形する弾性フレーム３０の横方向の変位や捻れを少なくできる特徴がある。
【００２７】
図の弾性フレーム３０は、金属ロッドである弾性ロッド３０Ａの中間を、連結ロッド３１を介してシートチューブ９に溶接して固定している。図の連結ロッド３１は、金属ロッドを山形に折曲したもので、両端を弾性ロッド３０Ａに固定して、中間の突出部を上方に突出させてシートチューブ９に固定している。この構造の連結ロッド３１は、中間の突出部がシートチューブ９から受ける荷重を、両端の連結部を介して弾性ロッド３０Ａに作用させるので、シートチューブ９の荷重を分散しながら弾性ロッド３０Ａに作用させることができる。さらに、連結ロッド３１の両端と弾性ロッド３０Ａとの固定位置を調整することで、弾性変形する弾性ロッド３０Ａのストロークや変形方向をコントロールしている。ただ、連結ロッドは以上の構造には特定せず、弾性ロッドをシートチューブに固定できる他の全ての構造とすることができる。金属ロッドである連結ロッド３１は、溶着して弾性ロッド３０Ａとシートチューブ９に固定している。ただ、弾性ロッドは、連結ロッドを介することなく、直接にシートチューブに固定することもできる。さらに、図に示す弾性フレーム３０は、シートチューブ９の前後において、固定ロッド３２を介して２本の弾性ロッド３０Ａを連結している。この弾性フレーム３０は、２本の弾性ロッド３０Ａを一体構造として、さらに横方向の変位や捻れを少なくできる。
【００２８】
フロントフォーク１０は、先端に向かって次第に細くなる金属パイプ、又はカーボンチューブである。図のフロントフォーク１０は、所定のキャスター角（α）として直進性を向上するために、下端に向かって前方に湾曲する形状としている。さらに、フロントフォーク１０は、ヘッドチューブ１１に挿入される部分を円筒状とし、ヘッドチューブ１１から下方に突出する部分は、その上端部で左右に２分割して、下端を前輪１Ａの車軸１ａに固定している。
【００２９】
ヘッドチューブ１１は、上部に弾性フレーム３０の前端を固定して、下部にフロントアンダーフレーム６の前端を固定している。図のヘッドチューブ１１は、弾性フレーム３０とフロントアンダーフレーム６とを上下に離して固定している。ヘッドチューブ１１は、フロントフォーク１０の円筒部を回転できるように挿入している金属パイプで、弾性フレーム３０とフロントアンダーフレーム６の前端を固定している。ヘッドチューブ１１も、フロントフォーク１０を所定のキャスター角（α）とするように、前後に傾斜して、すなわち、上方に向かって後方に移動するように傾斜して、弾性フレーム３０とフロントアンダーフレーム６の前端に固定している。このヘッドチューブ１１には、フロントフォーク１０を回転できるが上下には移動しないように連結している。
【００３０】
ハンドルバー１３は、ハンドルポスト１２の上端にＴ字状に固定され、ハンドルポスト１２をフロントフォーク１０に固定することで、ハンドルポスト１２を介してフロントフォーク１０に連結している。ハンドルバー１３には、前後のブレーキレバー（図示せず）が設けられ、またその両端部には、ハンドルグリップ２２を設けている。
【００３１】
ペタルクランク１４は、クランク軸１４Ａの両端にクランクアーム１４Ｂを固定して、クランクアーム１４Ｂの先端に連結しているクランクピン１４Ｃにペタル２３を回転できるように連結している。ペタルクランク１４のクランク軸１４Ａは、クランク軸受１５に回転できるが軸方向には移動しないように連結している。さらに、ペタルクランク１４は、クランク軸受１５の外側にスプロケット１７Ａを固定している。スプロケット１７Ａは、チェーン１６を介して、後輪１Ｂの車軸１ｂに固定しているスプロケット１７Ｂにチェーン１６で連結しており、ペタルクランク１４を回転させて後輪１Ｂを駆動する構造としている。
なお、図３においては、クランク軸受１５とこれに連結されるフロントアンダーフレーム６及びリアーアンダーフレーム８の連結構造をわかりやすくするために、スプロケット１７Ａとチェーン１６を省略している。
【００３２】
フロントアンダーフレーム６は、金属パイプやカーボンチューブで、後端をクランク軸受１５に連結して、前端をヘッドチューブ１１に固定している。フロントアンダーフレーム６は、弾性変形しない金属パイプやカーボンチューブが使用できるが、多少は弾性変形する金属パイプやカーボンチューブとすることもできる。フロントアンダーフレーム６の後端は、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結している。図に示すフロントアンダーフレーム６は、その後端部を、クランク軸１４Ａに平行な姿勢で貫通する傾動軸３３を介してクランク軸受１５に連結している。図のクランク軸受１５は、垂直姿勢で前方に突出する一対の連結片３４を備えており、この一対の連結片３４の間にフロントアンダーフレーム６の後端部を配置している。フロントアンダーフレーム６は、一対の連結片３４とフロントアンダーフレーム６の後端部とを貫通する傾動軸３３を介して、クランク軸受１５に傾動自在に連結している。
【００３３】
以上の構造は、フロントアンダーフレーム６を傾動させると共に、弾性フレーム３０を弾性変形させてフロントサスペンション３を実現する。すなわち、この自転車は、前輪１Ａに衝撃が加えられると、弾性フレーム３０がヘッドチューブ１１を上下に移動させるように弾性変形すると共に、フロントアンダーフレーム６がヘッドチューブ１１を上下に移動させるように傾動してフロントサスペンション３を実現する。
【００３４】
フロントサスペンション３がヘッドチューブ１１を上下に移動させるサスペンションストロークは、弾性フレーム３０の弾性と、フロントアンダーフレーム６の全長（正確には、フロントアンダーフレーム６の前端から傾動軸３３までの直線距離）でコントロールできる。フロントサスペンション３のサスペンションストロークは、前輪１Ａに加えられる衝撃やユーザーの体重により変化するが、たとえば、１ｃｍ〜５ｃｍ、好ましくは２ｃｍ〜３ｃｍとなるように、弾性フレーム３０の弾性とフロントアンダーフレーム６の全長を設定する。フロントサスペンション３は、弾性フレーム３０を弾性変形させると共に、フロントアンダーフレーム６を傾動させて、ヘッドチューブ１１、すなわち前輪１Ａを上下に移動させる。弾性フレーム３０の弾性変形によるフロントサスペンション３は、従来の摩擦抵抗による弊害を皆無にできる。このため、前輪１Ａが衝撃を受けるときには、極めてスムーズに前輪１Ａを上下にストロークできる。したがって、本発明の自転車は、フロントサスペンション３のストロークを小さくしながら、極めて快適な乗り心地を実現する。
【００３５】
リアーアンダーフレーム８も、金属パイプやカーボンチューブで、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結して、前端をクランク軸受１５に連結している。リアーアンダーフレーム８も、弾性変形しない金属パイプやカーボンチューブが使用できるが、多少は弾性変形する金属パイプやカーボンチューブとすることもできる。リアーアンダーフレーム８の前端は、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結している。図のリアーアンダーフレーム８は、２本の金属パイプを後輪１Ｂの両側に配置しており、各々の後端を後輪１Ｂの車軸１ｂの両端に連結すると共に、その前端を、クランク軸１４Ａに平行な傾動軸３５を介してクランク軸受１５に連結している。図３のリアーアンダーフレーム８は、２本の金属パイプの前端部を連結パイプ８Ａで互いに連結すると共に、連結された２本の金属パイプの前端部の間には、クランク軸受１５の後方に突出する連結部３６を配置している。リアーアンダーフレーム８は、２本の金属パイプの前端部とクランク軸受１５の連結部３６とを貫通する傾動軸３５を介して、クランク軸受１５に傾動自在に連結している。
【００３６】
以上の構造は、リアーアンダーフレーム８を傾動させると共に、弾性フレーム３０を弾性変形させてリアーサスペンション４を実現する。すなわち、この自転車は、後輪１Ｂに衝撃が加えられる状態で、弾性フレーム３０が弾性変形すると共に、リアーアンダーフレーム８が後輪１Ｂを上下に移動させるように、いいかえるとクランク軸受１５を上下に移動させるように傾動してリアーサスペンション４を実現する。
【００３７】
リアーサスペンション４が後輪１Ｂを上下に移動させるサスペンションストロークは、弾性フレーム３０の弾性と、リアーアンダーフレーム８の全長（正確には、後輪１Ｂの車軸１ｂから傾動軸３５までの直線距離）でコントロールできる。リアーサスペンション４のサスペンションストロークは、後輪１Ｂに加えられる衝撃やユーザーの体重により変化するが、たとえば、２ｃｍ〜１０ｃｍ、好ましくは３ｃｍ〜５ｃｍとなるように弾性フレーム３０の弾性とリアーアンダーフレーム８の全長を設定する。リアーサスペンション４は、弾性フレーム３０を弾性変形させると共に、リアーアンダーフレーム８を傾動させて、後輪１Ｂを上下に移動させる。弾性フレーム３０の弾性変形によるリアーサスペンション４も、フロントサスペンション３と同じように、従来の摩擦抵抗による弊害を皆無にできる。このため、後輪１Ｂが衝撃を受けるときには、極めてスムーズに後輪１Ｂを上下にストロークできる。したがって、本発明の自転車は、リアーサスペンション４のストロークを小さくしても、極めて快適な乗り心地を実現することができる。
【００３８】
上下フレーム２９は金属パイプで、クランク軸受１５に固定している。図３に示す上下フレーム２９は、クランク軸受１５から上方に突出する起立姿勢で、クランク軸受１５の上面に固定している。この上下フレーム２９は、シートチューブ９の下端部に、上下に移動できるように挿入している。上下フレーム２９とシートチューブ９は、低抵抗な状態で相対的に移動できるように、シートチューブ９と同軸に配置している。さらに、図２に示す自転車は、図の鎖線で示すように、上下フレーム２９とシートチューブ９との間に弾性体３９を設けて、この弾性体３９で弾性的にシートチューブ９を押し上げるようにしている。図に示す弾性体３９は、コイルスプリングからなる押しバネで、シートチューブ９の内部に配置されて、下端から挿入される上下フレーム３０を押し出す方向に付勢するようにしている。この自転車は、サドル２にかかる荷重を弾性体３９と弾性フレーム３０の両方で支持するので、体重の重いユーザーにも使用できる。ただ、弾性体は、シートチューブを弾性的に押し上げる他の全ての構造とすることができる。さらに、本発明の自転車は、必ずしも弾性体を備えることなく、弾性体を省略することもできる。
【符号の説明】
【００３９】
１…車輪 １Ａ…前輪
１ａ…車軸
１Ｂ…後輪
１ｂ…車軸
２…サドル
３…フロントサスペンション
４…リアーサスペンション
６…フロントアンダーフレーム
８…リアーアンダーフレーム ８Ａ…連結パイプ
９…シートチューブ
１０…フロントフォーク
１１…ヘッドチューブ
１２…ハンドルポスト
１３…ハンドルバー
１４…ペタルクランク １４Ａ…クランク軸
１４Ｂ…クランクアーム
１４Ｃ…クランクピン
１５…クランク軸受
１６…チェーン
１７…スプロケット １７Ａ…スプロケット
１７Ｂ…スプロケット
１９…シートポスト
２１…締め付けバンド
２２…ハンドルグリップ
２３…ペタル
２９…上下フレーム
３０…弾性フレーム ３０Ａ…弾性ロッド
３０Ｂ…固定プレート ３０Ｃ…長孔
３１…連結ロッド
３２…固定ロッド
３３…傾動軸
３４…連結片
３５…傾動軸
３６…連結部
３９…弾性体
４０…ストッパ
４１…締め付け具
４２…挿入ピン
４３…カムレバー
４４…ナット
１０１…後輪
１０３…フロントサスペンション
１０４…リアーサスペンション
１０６…アンダーフレーム
１１０…フロントフォーク
１１１…ヘッドチューブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンションを有する自転車に関し、特にフレーム自体を弾性変形させてサスペンションを実現する自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
サスペンションを有する自転車は開発されている。（特許文献１ないし３参照）
特許文献１に記載される自転車は、図１に示すように、上下に伸縮できるフロントフォーク１１０でフロントサスペンション１０３を構成し、さらにヘッドチューブ１１１に弾性変形するアンダーフレーム１０６を固定し、アンダーフレーム１０６の後端に後輪１０１を連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３０８６６号公報
【特許文献２】特許第２６３５４４２号公報
【特許文献３】特許第３０１８２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１の自転車は、アンダーフレーム１０６を弾性変形させてリアーサスペンション１０４を実現できる。しかしながら、フレームの弾性ではフロントサスペンションを実現できないので、フロントフォークを上下方向に伸縮できる複雑な構造とする必要がある。上下に伸縮できるフロントフォークは、シリンダ内にロッドを出し入れして伸縮できる構造とし、さらにコイルスプリングを内蔵して、弾性的に伸縮できる構造としている。この構造のフロントフォークは、シリンダとロッドとの摩擦抵抗がスムーズな上下動を阻害する。摩擦抵抗を小さくしてスムーズに上下に移動する快適なサスペンションを実現するには、シリンダとロッドに極めて高い加工精度が要求されて製造コストが高くなる。また、フロントフォークは、自転車の直進性を良くするためにキャスター角（α）を設けているが、このこともフロントフォークのスムーズな上下動を阻害する原因となる。フロントフォークが傾斜することで、シリンダとロッドとの面圧が増加し、面圧に比例して大きくなる摩擦抵抗が増加するからである。このため、微少振動をも効率よく吸収する衝撃吸収作用を向上させて、快適な乗り心地を実現するが極めて難しい欠点がある。
【０００５】
さらに、リアーサスペンションは、ヘッドチューブから後輪に延びる相当に長いアンダーフレームの弾性で実現するので、後輪の横方向の変形や捻れを阻止するのが難しい欠点がある。リアーサスペンションは、上下にスムーズに移動して、左右には移動せず、また捻れないのを理想とするが、長いアンダーフレームでは横方向の変位や捻れを少なくするのが難しい。とくに、１本のアンダーフレームでは横方向の変位や捻れを阻止するのが極めて難しい。さらに、長いアンダーフレームが横方向に変形すると、これがシートチューブに接触してスムーズな上下動を実現できなくなる。また、長いアンダーフレームの捻れは、ペタルを強い力で踏んで加速するときに、後輪が垂直姿勢から傾斜する欠点もある。
【０００６】
さらに、特許文献２及び３に記載される自転車は、後端にサドルを固定しているアームの先端を、傾動できるようにヘッドチューブに連結してサドルのサスペンションを実現している。この自転車は、傾動アームを傾動させてサドルのクッションを実現する。この構造は、アームの一端をヘッドチューブに連結して後端にサドルを固定するので、アームをしっかりとフレームに連結するのが難しく、サドルが横方向にずれやすい欠点がある。また、重い体重のかかるサドルをヘッドチューブで支持するので、アームとヘッドチューブとの連結部に極めて強い連結強度が要求される。
【０００７】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な構造でとしながら、サドルのサスペンションを実現でき、また必要であれば、サドルのサスペンションを実現する弾性体でもって、フロントサスペンションやリアーサスペンションを実現することもできるサスペンションを有する自転車を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、サドルの荷重をヘッドチューブと後輪とにバランスして支持でき、サドルの横方向の変位と捻れとを少なくしながら快適な乗り心地を実現できるサスペンションを有する自転車を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、サドルの上下の衝撃をフレームで吸収して快適な乗り心地を実現できるサスペンションを有する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及び発明の効果】
【０００８】
本発明のサスペンションを有する自転車は、前後の車輪１と、上端にサドル２を有するシートチューブ９と、下端に前輪１Ａを連結しているフロントフォーク１０を水平面内で回転できるように連結しているヘッドチューブ１１と、フロントフォーク１０にハンドルポスト１２を介して固定しているハンドルバー１３と、チェーン１６とスプロケット１７を介して後輪１Ｂを回転させるペタルクランク１４と、このペタルクランク１４を回転できるように支持しているクランク軸受１５と、前端をヘッドチューブ１１に、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに、中間をシートチューブ９に固定してなる弾性フレーム３０と、後端をクランク軸受１５に連結して前端をヘッドチューブ１１に固定しているフロントアンダーフレーム６と、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結して前端をクランク軸受１５に連結しているリアーアンダーフレーム８とを備えている。弾性フレーム３０は２本の弾性ロッド３０Ａを備え、２本の弾性ロッド３０Ａは、シートチューブ９の両側にあって、その前端をヘッドチューブ１１に、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに、中間をシートチューブ９に固定している。自転車は、シートチューブ９を、クランク軸受１５に固定している上下フレーム２９に、上下に移動できるように連結している。
【０００９】
以上の自転車は、極めて簡単な構造としながら、サドルのサスペンションを実現でき、また必要であれば、サドルのサスペンションを実現する弾性体でもって、フロントサスペンションやリアーサスペンションを実現することもできる特徴がある。
さらに、以上の自転車は、サドルの荷重をヘッドチューブと後輪とにバランスして支持でき、サドルの横方向の変位と捻れとを少なくしながら快適な乗り心地を実現できる特徴がある。また、サドルの上下の衝撃を弾性フレームで吸収しながら快適な乗り心地を実現できる特徴もある。
【００１０】
以上の特徴は、ヘッドチューブと後輪とに両端を連結して、中間にサドルを設けている弾性フレームを弾性変形させて、サドルのサスペンションを実現する独特の構造で実現する。この構造の自転車は、従来の自転車のようにアームの先端をヘッドチューブに連結してサドルのサスペンションを実現することなく、両端をフレームに連結している弾性フレームの中間を上下に弾性変形させて、サドルのクッションを実現できる。とくに、以上の自転車は、ヘッドチューブと後輪とに両端を固定している２本の弾性ロッドからなる弾性フレームの中間をシートチューブに連結し、この弾性ロッドを弾性変形させてサドルのクッションを実現するので、フレームの横方向の変位や捻れを少なくしながら、快適な乗り心地を実現できる。
【００１１】
また、以上の自転車は、クランク軸受に固定している上下フレームに上下に移動できるようにシートチューブを連結することで、上下フレームでシートチューブを上下方向にガイドしながら、弾性フレームを弾性変形させてシートチューブトを上下に移動させるので、サドルの横ずれを防止しながら、上下方向の衝撃を弾性フレームで吸収してより快適な乗り心地を実現できる特徴もある。
【００１２】
本発明のサスペンションを有する自転車は、シートチューブ９を、上下フレーム２９を上下に移動できるように挿入してなる円筒状とすることができる。
【００１３】
本発明のサスペンションを有する自転車は、フロントアンダーフレーム８を、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結することができる。
以上の自転車は、フロントアンダーフレームを傾動させると共に、弾性フレームを弾性変形させてフロントサスペンションを実現するので、前輪の衝撃をフロントサスペンションで吸収しながらサドルのクッションを実現して、より快適な乗り心地を実現できる。とくに、この自転車は、フロントサスペンションを支持する弾性を、サドルのクッションを実現する弾性フレームで支持するので、フロントサスペンションを支持するために専用のバネなどを設ける必要がなく、フレーム構造で簡単にフロントサスペンションとサドルのクッションとを実現できる特徴がある。
【００１４】
本発明のサスペンションを有する自転車は、リアーアンダーフレーム８を、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結することができる。
以上の自転車は、リアーアンダーフレームを傾動させると共に、弾性フレームを弾性変形させてリアーサスペンションを実現するので、後輪の衝撃をリアーサスペンションで吸収しながらサドルのクッションを実現して、より快適な乗り心地を実現できる。とくに、この自転車は、リアーサスペンションを支持する弾性を、サドルのクッションを実現する弾性フレームで支持するので、リアーサスペンションを支持するために専用のバネなどを設ける必要がなく、フレーム構造で簡単にリアーサスペンションとサドルのクッションとを実現できる特徴がある。
【００１５】
本発明のサスペンションを有する自転車は、フロントアンダーフレーム６を、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結すると共に、リアーアンダーフレーム８を、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結することができる。
以上の自転車は、フロントアンダーフレームとリアーアンダーフレームを傾動させると共に、弾性フレームを弾性変形させてフロントサスペンションとリアーサスペンションを実現するので、前輪の衝撃をフロントサスペンションで吸収し、また後輪の衝撃をリアーサスペンションで吸収しながらサドルのクッションを実現して、より快適な乗り心地を実現する。とくに、この自転車は、フロントサスペンションとリアーサスペンションを支持する弾性を、サドルのクッションを実現する弾性フレームで支持するので、フロントサスペンションとリアーサスペンションを支持するために専用のバネなどを設ける必要がなく、フレーム構造で簡単にフロントサスペンションとリアーサスペンションとサドルのクッションとを実現できる特徴がある。
【００１６】
本発明のサスペンションを有する自転車は、上下フレーム２９とシートチューブ９との間に弾性体３９を設けて、この弾性体３９で弾性的にシートチューブ９を押し上げることができる。
【００１７】
本発明のサスペンションを有する自転車は、弾性フレーム３０である２本の弾性ロッド３０Ａを金属ロッドとして、金属ロッドを、山形の連結ロッド３１を介してシートチューブ９に固定し、山形の連結ロッド３１は、両端を金属ロッドに固定して、突出部をシートチューブ９に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の自転車の側面図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるサスペンションを有する自転車の側面図である。
【図３】図２に示す自転車の要部拡大斜視図である。
【図４】図２に示す自転車の後輪の取付部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのサスペンションを有する自転車を例示するものであって、本発明はサスペンションを有する自転車を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２０】
図２に示すスペンションを有する自転車は、前後の車輪１と、上端にサドル２を有するシートチューブ９と、下端に前輪１Ａを連結しているフロントフォーク１０を水平面内で回転できるように連結しているヘッドチューブ１１と、フロントフォーク１０にハンドルポスト１２を介して固定しているハンドルバー１３と、チェーン１６とスプロケット１７を介して後輪１Ｂを回転させるペタルクランク１４と、このペタルクランク１４を回転できるように支持しているクランク軸受１５と、前端をヘッドチューブ１１に、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに、中間をシートチューブ９に固定してなる弾性フレーム３０と、後端をクランク軸受１５に連結して前端をヘッドチューブ１１に固定しているフロントアンダーフレーム６と、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結して前端をクランク軸受１５に連結しているリアーアンダーフレーム８とを備えている。
【００２１】
シートチューブ９は弾性変形しない円筒状の金属パイプで、上端にサドル２を固定しているシートポスト１９を挿入して連結している。シートチューブ９は、弾性フレーム３０の中間に固定している。この弾性フレーム３０は、前端をヘッドチューブ１１に固定して、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結している。シートチューブ１１は、弾性アーム３０の弾性変形によって上下に移動する。また、シートチューブ９は、クランク軸受１５に上向きに固定している上下フレーム２９を下端に挿入して、これに上下に移動できるように連結している。すなわち、円筒状のシートチューブ９の下端部には、上下フレーム２９を上下に移動できるように挿入している。シートチューブ１９は、自転車の進行方向に対して左右に傾斜することなくほぼ垂直姿勢を保持して上下に移動できるように、上下フレーム２９に連結し、かつ弾性フレーム３０の中間に固定している。シートチューブ９は、上端にシートポスト１９を連結している。シートポスト１９をシートチューブ９に固定するために、シートチューブ９は、上端部を後方に移動させる姿勢でわずかに傾斜している。シートチューブ９は、上端をシートポスト１９に固定するために締め付けバンド２１を設けている。この締め付けバンド２１で、シートチューブ９をシートポスト１９に固定するために、シートチューブ９は、その上端の開口部に、上下にスリット（図示せず）を設けている。このスリットを設けている部分に締め付けバンド２１を設けている。この締め付けバンド２１は、緩めてシートポスト１９を上下に移動でき、締め付けてシートチューブ９にシートポスト１９を固定する。
【００２２】
さらに、図２の自転車は、シートチューブ９の下端にストッパ４０を設けている。ストッパ４０は、シートチューブ９を上下フレーム２９に固定するロック状態で、シートチューブ９の弾性フレーム３０による弾性的な上下移動を停止させる。ストッパ４０は、通常の使用状態では、シートチューブ９を上下フレーム２９に固定しない、いわゆる解放状態に保持される。ストッパ４０の解放状態において、弾性フレーム３０は弾性変形するが、ストッパ４０のロック状態において、弾性フレーム３０は弾性変形しない。体重が極めて思いユーザーが使用するとき、あるいはサスペンションを必要としないユーザーを使用するときに限って、ストッパ４０はロック状態に保持される。
【００２３】
ストッパ４０は、シートチューブ９の下端部を上下フレーム２９の外周面に締め付けて、シートチューブ９を上下フレーム２９に固定する。ストッパ４０を設けているシートチューブ９は、下端部にスリット（図示せず）を設けている。ストッパ４０は、シートチューブ９のスリット部分を外側から締め付けるＵ字状の締め付け具４１と、この締め付け具４１の両端に連結している挿入ピン４２と、この挿入ピン４２で締め付け具４１を締め付けるカムレバー４３とを備えている。カムレバー４３は、一端にカムを設けて、カムにレバーを連結する形状としている。カムは、挿入ピン４２の周囲に回転されて、締め付け具４１を締め付けするカムを設けている。このストッパ４０は、カムレバー４３を回転させて、締め付け具４１でシートチューブ９を上下フレーム２９に固定してロック状態とし、またカムレバー４３を回転させてカムで締め付け具４１を締め付けない解放状態とする。
【００２４】
弾性フレーム３０は、図３に示すように、２本の弾性ロッド３０Ａを備えており、２本の弾性ロッド３０Ａをシートチューブ９の両側に配置している。弾性ロッド３０Ａは、弾性を有する金属ロッドで、その前端をヘッドチューブ１１に溶接して固定して、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結すると共に、中間をシートチューブ９に固定している。
【００２５】
図４は、弾性フレーム３０の後端を後輪に連結する好ましい構造を示している。この図の弾性フレーム３０は、弾性ロッド３０Ａの後端に固定プレート３０Ｂを固定して、固定プレート３０Ｂを介して後輪の車軸１ｂに固定している。固定プレート３０Ｂは、後輪の車軸１ｂを挿入する長孔３０Ｃを設けている。長孔３０Ｃには車軸１ｂの両端が挿入され、車軸１ｂの両端部にねじ込まれるナット４４で車軸１ｂに固定される。この構造の弾性フレーム３０は、簡単に後輪の車軸１ｂに固定できると共に、前後に移動する後輪に無理なく簡単に固定できる特徴がある。自転車の後輪は、チェーンの張りを調整するために前後に移動できるようにリアーアンダーフレームに固定されるが、図４の弾性フレームは、後輪を前後に移動して、その車軸に簡単で確実に固定できる。
【００２６】
弾性ロッド３０Ａは、直線状の金属ロッドとしているが、弾性ロッドは、湾曲形状とし、あるいは弾性変形しやすい種々の形状とすることもできる。図３に示すように、２本の弾性ロッド３０Ａからなる弾性フレーム３０の中間をシートチューブ９の両側に固定する構造は、シートチューブ９に作用する下向きの荷重をシートチューブ９の両側に固定される左右の弾性ロッド３０Ａでバランスしながら支持するので、弾性変形する弾性フレーム３０の横方向の変位や捻れを少なくできる特徴がある。
【００２７】
図の弾性フレーム３０は、金属ロッドである弾性ロッド３０Ａの中間を、連結ロッド３１を介してシートチューブ９に溶接して固定している。図の連結ロッド３１は、金属ロッドを山形に折曲したもので、両端を弾性ロッド３０Ａに固定して、中間の突出部を上方に突出させてシートチューブ９に固定している。この構造の連結ロッド３１は、中間の突出部がシートチューブ９から受ける荷重を、両端の連結部を介して弾性ロッド３０Ａに作用させるので、シートチューブ９の荷重を分散しながら弾性ロッド３０Ａに作用させることができる。さらに、連結ロッド３１の両端と弾性ロッド３０Ａとの固定位置を調整することで、弾性変形する弾性ロッド３０Ａのストロークや変形方向をコントロールしている。ただ、連結ロッドは以上の構造には特定せず、弾性ロッドをシートチューブに固定できる他の全ての構造とすることができる。金属ロッドである連結ロッド３１は、溶着して弾性ロッド３０Ａとシートチューブ９に固定している。ただ、弾性ロッドは、連結ロッドを介することなく、直接にシートチューブに固定することもできる。さらに、図に示す弾性フレーム３０は、シートチューブ９の前後において、固定ロッド３２を介して２本の弾性ロッド３０Ａを連結している。この弾性フレーム３０は、２本の弾性ロッド３０Ａを一体構造として、さらに横方向の変位や捻れを少なくできる。
【００２８】
フロントフォーク１０は、先端に向かって次第に細くなる金属パイプ、又はカーボンチューブである。図のフロントフォーク１０は、所定のキャスター角（α）として直進性を向上するために、下端に向かって前方に湾曲する形状としている。さらに、フロントフォーク１０は、ヘッドチューブ１１に挿入される部分を円筒状とし、ヘッドチューブ１１から下方に突出する部分は、その上端部で左右に２分割して、下端を前輪１Ａの車軸１ａに固定している。
【００２９】
ヘッドチューブ１１は、上部に弾性フレーム３０の前端を固定して、下部にフロントアンダーフレーム６の前端を固定している。図のヘッドチューブ１１は、弾性フレーム３０とフロントアンダーフレーム６とを上下に離して固定している。ヘッドチューブ１１は、フロントフォーク１０の円筒部を回転できるように挿入している金属パイプで、弾性フレーム３０とフロントアンダーフレーム６の前端を固定している。ヘッドチューブ１１も、フロントフォーク１０を所定のキャスター角（α）とするように、前後に傾斜して、すなわち、上方に向かって後方に移動するように傾斜して、弾性フレーム３０とフロントアンダーフレーム６の前端に固定している。このヘッドチューブ１１には、フロントフォーク１０を回転できるが上下には移動しないように連結している。
【００３０】
ハンドルバー１３は、ハンドルポスト１２の上端にＴ字状に固定され、ハンドルポスト１２をフロントフォーク１０に固定することで、ハンドルポスト１２を介してフロントフォーク１０に連結している。ハンドルバー１３には、前後のブレーキレバー（図示せず）が設けられ、またその両端部には、ハンドルグリップ２２を設けている。
【００３１】
ペタルクランク１４は、クランク軸１４Ａの両端にクランクアーム１４Ｂを固定して、クランクアーム１４Ｂの先端に連結しているクランクピン１４Ｃにペタル２３を回転できるように連結している。ペタルクランク１４のクランク軸１４Ａは、クランク軸受１５に回転できるが軸方向には移動しないように連結している。さらに、ペタルクランク１４は、クランク軸受１５の外側にスプロケット１７Ａを固定している。スプロケット１７Ａは、チェーン１６を介して、後輪１Ｂの車軸１ｂに固定しているスプロケット１７Ｂにチェーン１６で連結しており、ペタルクランク１４を回転させて後輪１Ｂを駆動する構造としている。
なお、図３においては、クランク軸受１５とこれに連結されるフロントアンダーフレーム６及びリアーアンダーフレーム８の連結構造をわかりやすくするために、スプロケット１７Ａとチェーン１６を省略している。
【００３２】
フロントアンダーフレーム６は、金属パイプやカーボンチューブで、後端をクランク軸受１５に連結して、前端をヘッドチューブ１１に固定している。フロントアンダーフレーム６は、弾性変形しない金属パイプやカーボンチューブが使用できるが、多少は弾性変形する金属パイプやカーボンチューブとすることもできる。フロントアンダーフレーム６の後端は、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結している。図に示すフロントアンダーフレーム６は、その後端部を、クランク軸１４Ａに平行な姿勢で貫通する傾動軸３３を介してクランク軸受１５に連結している。図のクランク軸受１５は、垂直姿勢で前方に突出する一対の連結片３４を備えており、この一対の連結片３４の間にフロントアンダーフレーム６の後端部を配置している。フロントアンダーフレーム６は、一対の連結片３４とフロントアンダーフレーム６の後端部とを貫通する傾動軸３３を介して、クランク軸受１５に傾動自在に連結している。
【００３３】
以上の構造は、フロントアンダーフレーム６を傾動させると共に、弾性フレーム３０を弾性変形させてフロントサスペンション３を実現する。すなわち、この自転車は、前輪１Ａに衝撃が加えられると、弾性フレーム３０がヘッドチューブ１１を上下に移動させるように弾性変形すると共に、フロントアンダーフレーム６がヘッドチューブ１１を上下に移動させるように傾動してフロントサスペンション３を実現する。
【００３４】
フロントサスペンション３がヘッドチューブ１１を上下に移動させるサスペンションストロークは、弾性フレーム３０の弾性と、フロントアンダーフレーム６の全長（正確には、フロントアンダーフレーム６の前端から傾動軸３３までの直線距離）でコントロールできる。フロントサスペンション３のサスペンションストロークは、前輪１Ａに加えられる衝撃やユーザーの体重により変化するが、たとえば、１ｃｍ〜５ｃｍ、好ましくは２ｃｍ〜３ｃｍとなるように、弾性フレーム３０の弾性とフロントアンダーフレーム６の全長を設定する。フロントサスペンション３は、弾性フレーム３０を弾性変形させると共に、フロントアンダーフレーム６を傾動させて、ヘッドチューブ１１、すなわち前輪１Ａを上下に移動させる。弾性フレーム３０の弾性変形によるフロントサスペンション３は、従来の摩擦抵抗による弊害を皆無にできる。このため、前輪１Ａが衝撃を受けるときには、極めてスムーズに前輪１Ａを上下にストロークできる。したがって、本発明の自転車は、フロントサスペンション３のストロークを小さくしながら、極めて快適な乗り心地を実現する。
【００３５】
リアーアンダーフレーム８も、金属パイプやカーボンチューブで、後端を後輪１Ｂの車軸１ｂに連結して、前端をクランク軸受１５に連結している。リアーアンダーフレーム８も、弾性変形しない金属パイプやカーボンチューブが使用できるが、多少は弾性変形する金属パイプやカーボンチューブとすることもできる。リアーアンダーフレーム８の前端は、上下に傾動できるようにクランク軸受１５に連結している。図のリアーアンダーフレーム８は、２本の金属パイプを後輪１Ｂの両側に配置しており、各々の後端を後輪１Ｂの車軸１ｂの両端に連結すると共に、その前端を、クランク軸１４Ａに平行な傾動軸３５を介してクランク軸受１５に連結している。図３のリアーアンダーフレーム８は、２本の金属パイプの前端部を連結パイプ８Ａで互いに連結すると共に、連結された２本の金属パイプの前端部の間には、クランク軸受１５の後方に突出する連結部３６を配置している。リアーアンダーフレーム８は、２本の金属パイプの前端部とクランク軸受１５の連結部３６とを貫通する傾動軸３５を介して、クランク軸受１５に傾動自在に連結している。
【００３６】
以上の構造は、リアーアンダーフレーム８を傾動させると共に、弾性フレーム３０を弾性変形させてリアーサスペンション４を実現する。すなわち、この自転車は、後輪１Ｂに衝撃が加えられる状態で、弾性フレーム３０が弾性変形すると共に、リアーアンダーフレーム８が後輪１Ｂを上下に移動させるように、いいかえるとクランク軸受１５を上下に移動させるように傾動してリアーサスペンション４を実現する。
【００３７】
リアーサスペンション４が後輪１Ｂを上下に移動させるサスペンションストロークは、弾性フレーム３０の弾性と、リアーアンダーフレーム８の全長（正確には、後輪１Ｂの車軸１ｂから傾動軸３５までの直線距離）でコントロールできる。リアーサスペンション４のサスペンションストロークは、後輪１Ｂに加えられる衝撃やユーザーの体重により変化するが、たとえば、２ｃｍ〜１０ｃｍ、好ましくは３ｃｍ〜５ｃｍとなるように弾性フレーム３０の弾性とリアーアンダーフレーム８の全長を設定する。リアーサスペンション４は、弾性フレーム３０を弾性変形させると共に、リアーアンダーフレーム８を傾動させて、後輪１Ｂを上下に移動させる。弾性フレーム３０の弾性変形によるリアーサスペンション４も、フロントサスペンション３と同じように、従来の摩擦抵抗による弊害を皆無にできる。このため、後輪１Ｂが衝撃を受けるときには、極めてスムーズに後輪１Ｂを上下にストロークできる。したがって、本発明の自転車は、リアーサスペンション４のストロークを小さくしても、極めて快適な乗り心地を実現することができる。
【００３８】
上下フレーム２９は金属パイプで、クランク軸受１５に固定している。図３に示す上下フレーム２９は、クランク軸受１５から上方に突出する起立姿勢で、クランク軸受１５の上面に固定している。この上下フレーム２９は、シートチューブ９の下端部に、上下に移動できるように挿入している。上下フレーム２９とシートチューブ９は、低抵抗な状態で相対的に移動できるように、シートチューブ９と同軸に配置している。さらに、図２に示す自転車は、図の鎖線で示すように、上下フレーム２９とシートチューブ９との間に弾性体３９を設けて、この弾性体３９で弾性的にシートチューブ９を押し上げるようにしている。図に示す弾性体３９は、コイルスプリングからなる押しバネで、シートチューブ９の内部に配置されて、下端から挿入される上下フレーム３０を押し出す方向に付勢するようにしている。この自転車は、サドル２にかかる荷重を弾性体３９と弾性フレーム３０の両方で支持するので、体重の重いユーザーにも使用できる。ただ、弾性体は、シートチューブを弾性的に押し上げる他の全ての構造とすることができる。さらに、本発明の自転車は、必ずしも弾性体を備えることなく、弾性体を省略することもできる。
【符号の説明】
【００３９】
１…車輪 １Ａ…前輪
１ａ…車軸
１Ｂ…後輪
１ｂ…車軸
２…サドル
３…フロントサスペンション
４…リアーサスペンション
６…フロントアンダーフレーム
８…リアーアンダーフレーム ８Ａ…連結パイプ
９…シートチューブ
１０…フロントフォーク
１１…ヘッドチューブ
１２…ハンドルポスト
１３…ハンドルバー
１４…ペタルクランク １４Ａ…クランク軸
１４Ｂ…クランクアーム
１４Ｃ…クランクピン
１５…クランク軸受
１６…チェーン
１７…スプロケット １７Ａ…スプロケット
１７Ｂ…スプロケット
１９…シートポスト
２１…締め付けバンド
２２…ハンドルグリップ
２３…ペタル
２９…上下フレーム
３０…弾性フレーム ３０Ａ…弾性ロッド
３０Ｂ…固定プレート ３０Ｃ…長孔
３１…連結ロッド
３２…固定ロッド
３３…傾動軸
３４…連結片
３５…傾動軸
３６…連結部
３９…弾性体
４０…ストッパ
４１…締め付け具
４２…挿入ピン
４３…カムレバー
４４…ナット
１０１…後輪
１０３…フロントサスペンション
１０４…リアーサスペンション
１０６…アンダーフレーム
１１０…フロントフォーク
１１１…ヘッドチューブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後の車輪(1)と、上端にサドル(2)を有するシートチューブ(9)と、下端に前輪(1A)を連結しているフロントフォーク(10)を水平面内で回転できるように連結しているヘッドチューブ(11)と、フロントフォーク(10)にハンドルポスト(12)を介して固定しているハンドルバー(13)と、チェーン(16)とスプロケット(17)を介して後輪(1B)を回転させるペタルクランク(14)と、このペタルクランク(14)を回転できるように支持しているクランク軸受(15)と、
前端を前記ヘッドチューブ(11)に、後端を後輪(1B)の車軸(1b)に、中間を前記シートチューブ(9)に固定してなる弾性フレーム(30)と、後端を前記クランク軸受(15)に連結して前端を前記ヘッドチューブ(11)に固定しているフロントアンダーフレーム(6)と、後端を後輪(1B)の車軸(1b)に連結して前端を前記クランク軸受(15)に連結しているリアーアンダーフレーム(8)とを備え、
前記弾性フレーム(30)は２本の弾性ロッド(30A)を備え、２本の弾性ロッド(30A)は前記シートチューブ(9)の両側にあって、その先端を前記ヘッドチューブ(11)に、後端を後輪(1B)の車軸(1b)に、中間を前記シートチューブ(9)に固定しており、
前記シートチューブ(9)が前記クランク軸受(15)に固定している上下フレーム(29)に上下に移動できるように連結してなるサスペンションを有する自転車。
【請求項２】
前記シートチューブ(9)が、前記上下フレーム(29)を上下に移動できるように挿入してなる円筒状である請求項１に記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項３】
前記フロントアンダーフレーム(6)が、上下に傾動できるように前記クランク軸受(15)に連結されてなる請求項１または２に記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項４】
前記リアーアンダーフレーム(8)が、上下に傾動できるように前記クランク軸受(15)に連結されてなる請求項１または２に記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項５】
前記フロントアンダーフレーム(6)が、上下に傾動できるように前記クランク軸受(15)に連結されると共に、前記リアーアンダーフレーム(8)が、上下に傾動できるように前記クランク軸受(15)に連結されてなる請求項１または２に記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項６】
前記上下フレーム(29)と前記シートチューブ(9)との間に弾性体(39)を設けており、この弾性体(39)が弾性的にシートチューブ(9)を押し上げてなる請求項１ないし５のいずれかに記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項７】
前記弾性フレーム(30)である２本の弾性ロッド(30A)が金属ロッドであって、金属ロッドが、山形の連結ロッド(31)を介してシートチューブ(9)に固定され、山形の連結ロッド(31)は両端を金属ロッドに固定して、突出部をシートチューブ(9)に固定してなる請求項１ないし６のいずれかに記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項１】
前後の車輪(1)と、上端にサドル(2)を有するシートチューブ(9)と、下端に前輪(1A)を連結しているフロントフォーク(10)を水平面内で回転できるように連結しているヘッドチューブ(11)と、フロントフォーク(10)にハンドルポスト(12)を介して固定しているハンドルバー(13)と、チェーン(16)とスプロケット(17)を介して後輪(1B)を回転させるペタルクランク(14)と、このペタルクランク(14)を回転できるように支持しているクランク軸受(15)と、
前端を前記ヘッドチューブ(11)に、後端を後輪(1B)の車軸(1b)に、中間を前記シートチューブ(9)に固定してなる弾性フレーム(30)と、後端を前記クランク軸受(15)に連結して前端を前記ヘッドチューブ(11)に固定しているフロントアンダーフレーム(6)と、後端を後輪(1B)の車軸(1b)に連結して前端を前記クランク軸受(15)に連結しているリアーアンダーフレーム(8)とを備え、
前記弾性フレーム(30)は２本の弾性ロッド(30A)を備え、２本の弾性ロッド(30A)は前記シートチューブ(9)の両側にあって、その先端を前記ヘッドチューブ(11)に、後端を後輪(1B)の車軸(1b)に、中間を前記シートチューブ(9)に固定しており、
前記シートチューブ(9)が前記クランク軸受(15)に固定している上下フレーム(29)に上下に移動できるように連結してなるサスペンションを有する自転車。
【請求項２】
前記シートチューブ(9)が、前記上下フレーム(29)を上下に移動できるように挿入してなる円筒状である請求項１に記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項３】
前記フロントアンダーフレーム(6)が、上下に傾動できるように前記クランク軸受(15)に連結されてなる請求項１または２に記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項４】
前記リアーアンダーフレーム(8)が、上下に傾動できるように前記クランク軸受(15)に連結されてなる請求項１または２に記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項５】
前記フロントアンダーフレーム(6)が、上下に傾動できるように前記クランク軸受(15)に連結されると共に、前記リアーアンダーフレーム(8)が、上下に傾動できるように前記クランク軸受(15)に連結されてなる請求項１または２に記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項６】
前記上下フレーム(29)と前記シートチューブ(9)との間に弾性体(39)を設けており、この弾性体(39)が弾性的にシートチューブ(9)を押し上げてなる請求項１ないし５のいずれかに記載されるサスペンションを有する自転車。
【請求項７】
前記弾性フレーム(30)である２本の弾性ロッド(30A)が金属ロッドであって、金属ロッドが、山形の連結ロッド(31)を介してシートチューブ(9)に固定され、山形の連結ロッド(31)は両端を金属ロッドに固定して、突出部をシートチューブ(9)に固定してなる請求項１ないし６のいずれかに記載されるサスペンションを有する自転車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−８６７７６（Ｐ２０１３−８６７７６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２２９７（Ｐ２０１１−２３２２９７）
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（３９２０３２０８５）睦技研株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（３９２０３２０８５）睦技研株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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