JPH06144338A - 自転車用フレ−ムの緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 軽量安価かつメンテナンスフリーの自転車用
フレ−ムの緩衝装置を提供する。 【構成】 柱状もしくは筒状のゴム状弾性体の一端か
ら、軸方向に筒部と筒座を有する筒体Ａを外嵌すると共
に、他端からも同じく筒部と筒座を有する筒体Ｂを遊嵌
し、前記筒体Ａとスライド可能な状態に嵌合し、両筒体
Ａ、Ｂにおける筒座の軸方向外側端面に取付部を形成
し、かつ内容積に対し、前記ゴム状弾性体の容積を小さ
くして空間部を形成し、弾性体の変形の際の逃げ部を備
えたことを特徴とする。 【効果】 緩衝装置自体のバネ定数は、小荷重から大荷
重まで対応でき、特にゴム状弾性体自体の減衰効果によ
り、ダンピング能を有する装置が提供でき、両筒座によ
り外部から密閉状態となっているため、防水、防塵効果
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車用フレ−ムの緩
衝装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自転車用フレ−ムの緩衝装置の主体は、
ゴム弾性を利用したクッションゴム形式、コイルバネ形
式、或いはオ−トバイ等で使用されているショックアブ
ソ−バ−形式等が挙げられる。しかるに、クッションゴ
ム形式は構造は単純であるが、ゴムの性質上変位長さ
（ストローク）が短く、バネ定数も比較的大きく、かつ
荷重開放時の残留歪（ヒステリシス）も大きいという傾
向にあった。

【０００３】又、コイルバネ形式としては、例えば、実
開昭５３−１０１６５０号公報に開示されているものが
知られており、チェ−ンステ−とバックホ−クを一体に
構成してリヤフレ−ムとなし、チェ−ンステ−の前端を
メインフレ−ムのハンガ部に回動自在に連結すると共
に、バックホ−クの上端とメインフレ−ムの立パイプと
の間に弾性体を配した構造のものである。

【０００４】かかるコイルバネ形式の緩衝装置は、一般
には悪路走行を考慮して大荷重に対応できるようにバネ
定数を予め大きく設定するので、微振動に対しては十分
な緩衝作用がなく、従って、一般走行時における振動に
対しては十分な緩衝効果を得ることができないという欠
点があった。又、コイルバネ自体には振動減衰（ダンピ
ング）効果が殆ど期待できず、振動の収束が悪く、乗り
心地も不安定なものとなっていた。

【０００５】これに対して、ショックアブソーバー形式
のものは、バネ定数及びダンピングが広い範囲で自在に
設定可能であるが、基本的にはシリンダーとピストンと
の組み合わせであり、このため、スペースに対するスト
ロークが限定され、又、構造も複雑なために高価なもの
となってしまうという欠点がある。更に、この形式のも
のは重量も重くなり、メンテナンスも必要となる等、自
転車用フレームの緩衝装置としては未だ十分なものでは
なかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術の欠点を解決し、この種の緩衝装置としての荷重−
変位特性は、小荷重から大荷重まで対応できるという特
徴を有しており、特にダンピング能を有する緩衝装置を
提供することを目的としている。そして、更に、部品点
数が少なくかつ構造も簡単な緩衝装置を提供するもので
あって、軽量かつ安価であり、メンテナンスフリーとな
る優れた緩衝装置を提供することができたものである。

【０００７】

【課題を解決しようとする手段】上記目的を達成させる
ために、本発明は次のような構成としている。即ち、柱
状もしくは筒状のゴム状弾性体の一端から、軸方向に筒
部と筒座を有する筒体Ａを外嵌すると共に、他端からも
同じく筒部と筒座を有する筒体Ｂを遊嵌し、前記筒体Ａ
とスライド可能な状態に嵌合した自転車用フレ−ムの緩
衝装置であって、両筒体Ａ、Ｂにおける筒座の軸方向外
側端面に取付部を形成し、かつ筒体Ａ及び筒体Ｂが形成
する内容積に対し、前記ゴム状弾性体の容積を小さくし
て空間部を形成し、前記ゴム状弾性体の変形の際の逃げ
部を備えたことを特徴とする自転車用フレ−ムの緩衝装
置である。

【０００８】そして、好ましくは、柱状もしくは筒状の
ゴム状弾性体が、発泡ポリウレタンであり、場合によっ
ては、ゴム状弾性体が発泡ポリウレタンとポリウレタン
等の高弾性体を重ね合せることも可能である。又、一般
には両筒体Ａ、Ｂが軸方向に抜けないような抜け止め手
段を設けるのが普通である。

【０００９】

【作用】本発明の自転車用フレームの緩衝装置は、上記
したように柱状もしくは筒状のゴム状弾性体と筒体とか
ら構成された簡単な構造のものであって、そのバネ特性
にあっては、荷重がかかると両筒座が押され始め、両筒
座内の体積が減少することによって、このゴム状弾性体
が圧縮されはじめるが、初期の段階ではゴム状弾性体は
形成された空間部に逃げることができるが、この空間部
が充満されるとバネ定数が立ち上がることになる。即
ち、かかるゴム状弾性体のバネ定数はその後徐々に立ち
上がるという特性を持つものである。従って、緩衝装置
全体としてのバネ定数は、この種の緩衝装置としては、
理想的な特性となり、更に、筒状のゴム状弾性体自体の
減衰効果により、緩衝装置としてダンピング効果も付与
されるものとなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）図１は本発明の緩衝装置の第１実施例を
示す軸方向断面図である。図中、１は発泡ポリウレタン
より形成された柱状のゴム状弾性体である。又、符号
３、３′は夫々筒体Ａ、Ｂを示し、これは柱状のゴム状
弾性体１の両端を支える筒座４、４′と、柱状のゴム状
弾性体１の外周表面２を覆う筒部５、５′とが一体的に
形成されている。そして、筒体Ａの内周面がほぼゴム状
弾性体１の外周表面２と合致しており、従って、筒体Ａ
とゴム状弾性体１とはその周面が接触し、一方、筒体Ｂ
はその周面はゴム状弾性体１の外周表面２に接触しない
状態、即ち環状の空間部６を形成して両筒体Ａ、Ｂが組
み合わされる。

【００１１】この図例にあって、筒体Ａの筒部５の外表
面と、筒体Ｂの筒部５′の内表面とが嵌合されてスライ
ド可能とされるものであって、このため、筒体Ａの筒部
５の先端には筒体Ｂ内を筒体５がスム−ズに摺動できる
ように大径部７を設け、緩やかな曲面、又は大きな面取
りが形成されている。一方、筒体Ｂの筒部５′の先端部
にはねじ部を形成し、そこにストッパ−８を螺合する。
尚、前記大径部７とストッパ−８との間には、Ｏ−リン
グ９を設けるとよい。符号１０、１０′は、筒座４、
４′の外方に備えられた取付部即ちピンジョイント部で
あり、図においては平板状のフランジ１１、１１′が筒
座４、４′の外方に備えられ、これにピン孔１２、１
２′が穿設されている。かかるピンジョイント部１０、
１０′は同一平面上にあり、かつピン孔１２、１２′の
向きは、挿通されるピンの向きを同一方向とするもので
あって、特に自転車用フレ−ム面に対して直角方向に向
けるのがよい。

【００１２】さて、かかる緩衝装置にあって、負荷のか
かった状態を説明すると、緩衝装置に組み込まれた筒座
４、４′の取付部１０、１０′間に、これを狭める方向
で負荷をかけると、初期の段階では両筒座４、４′内に
配置された柱状のゴム状弾性体１は、圧縮されて空間部
６へ逃げ込むために、荷重特性はほぼ一定のバネ定数で
立ち上がっていく。そして、更に負荷がかかると空間部
６が埋まり、ゴム状弾性体１の逃げ場がなくなりゴム状
弾性体１が圧縮されていく。

【００１３】かかる状態にあって、この柱状のゴム状弾
性体１の内圧は急激に増加していき、その反力が段々立
ち上がってくるため、緩衝装置全体として、圧縮の後半
ではバネ定数が徐々に立ち上がるという特性が得られ
る。従って、空間部６の体積をどれ位に設定するかで、
バネ定数の立ち上がるポイントを設定できる。

【００１４】（第２実施例）図２は本発明の緩衝装置の
第２実施例を示す軸方向断面図である。即ち、第１実施
例と異なる点は、ゴム状弾性体１の軸方向の両端に、筒
体３、３′との間に環状空間部６、６′を形成したもの
である。この空間部６、６′の大きさによってバネ定数
の立ち上がるポイントを選択できることになる。

【００１５】（第３実施例）図３は本発明の緩衝装置の
第３実施例を示す軸方向断面図である。即ち、第１実施
例においては、ゴム状弾性体１を発泡ポリウレタンで形
成したが、本実施例においては、発泡ポリウレタン１に
中空部１３を形成したものである。このようにゴム状弾
性体を構成すると、中空部１３即ちこの空間部の体積を
変化させることによってバネ定数やバネ定数の立ち上が
るポイントを設定することができ、その選択の幅がより
広くなる。

【００１６】（第４実施例）図４は本発明の緩衝装置の
第４実施例を示す軸方向断面図である。即ち、第１実施
例においてはゴム状弾性体１を発泡ポリウレタン単体で
形成したが、本実施例においては、発泡ポリウレタンに
中空部１３を形成し、その中空部１３にポリウレタン等
の高弾性体１４を挿入してゴム状弾性体１としたもので
ある。このようにゴム状弾性体１を構成すると、発泡ポ
リウレタンと高弾性体の体積比を適度に設定することに
よって、ゴム状弾性体の体積や断面積を変えなくともそ
のバネ定数を異なった値に設定することができる。つま
り、バネ定数を変化させるためには、筒体Ａ、Ｂの大き
さや形状を変更する必要がないという特徴をもつもので
ある。尚、当然のことながら、ポリウレタン等の高弾性
体に中空部を設け、そこに発泡ポリウレタンを挿入して
ゴム状弾性体１とすることもできる。

【００１７】（第５実施例）図５は本発明の緩衝装置の
第５実施例に用いられる、特にゴム状弾性体１のみを取
出した軸方向における一部切断断面図である。この例に
あっては、ゴム状弾性体１の外周表面は筒体Ａ、Ｂの内
面に接触するように構成されており、これに複数のリン
グ状の空間部６₀ が形成された例である。尚、この空間
部６₀ は断続的に構成されていてもよく、更に、筒体Ａ
或いはＢとの間に既に説明したような空間部６、６′を
形成したものであってもよいことは勿論である。

【００１８】（第６実施例）図６は本発明の緩衝装置の
第６実施例に用いられるゴム状弾性体１のみを取出した
側面図である。この例にあっては、ゴム状弾性体１の外
周表面は前例と同様に筒体Ａ、Ｂの内面に接触するよう
に構成されており、これに複数の孔が貫通して空間部６
₀ が形成された例である。尚、この空間部６₀ は、筒体
Ａ或いはＢとの間に既に説明したような空間部６、６′
を形成したものであってもよいことは勿論である。

【００１９】（第７実施例）図７は本発明の緩衝装置の
第７実施例に用いられる、ゴム状弾性体１のみを取出し
た軸方向における一部切断断面図である。この例にあっ
ては、ゴム状弾性体１の外周表面は前例と同様に筒体
Ａ、Ｂの内面に接触するように構成されており、この体
内に複数の気孔６₀ が形成された例である。尚、この空
間部６₀ は、筒体Ａ或いはＢとの間に既に説明したよう
な空間部６、６′を形成したものであってもよいことは
勿論である。

【００２０】図８は本発明の緩衝装置を自転車フレ−ム
に装着した状態を示す。図中、２０は自転車用フレ−ム
の前半部であるメインフレ−ムであり、２１はヘッドパ
イプ、２２は上パイプ、２３は下パイプ、２４は立パイ
プ、２５はハンガ部である。又、３０は自転車用フレ−
ムの後半部であるリアフレ−ムであり、３１はチエ−ン
ステ−、３２は爪、３３はバックホ−クであり、チエン
ステ−３１はハンガ部２５に連結されている。一方、揺
動ア−ム４０がバックホ−ク３３の上部及び立パイプ２
４に軸支されている。

【００２１】さて、本発明の緩衝装置は、その両端のピ
ンジョイント部１０、１０′が各々連結具４１、４２に
ピン４３、４４にて軸支され、この連結具４１、４２が
立パイプ２４の上端及び揺動ア−ム４０に固着される。
特に、揺動ア−ム４０に固着される連結具４１は、固定
位置が変更できるように、例えばスライド機構（図示せ
ず）とするのが好ましい。この際、ピン４３、４４にお
けるピン軸方向は共に同一方向をなし、特に自転車用フ
レ−ム２０、３０の面に対して直角方向に向けられてい
る。これらはいずれも緩衝すべき外力を、極力ゴム状弾
性体の軸方向に合致させようとするものである。このよ
うにされた自転車にあって、後輪５０より入力された外
力は、後輪軸５１からバックホ−ク３３へ伝わり、この
バックホ−ク３３の延長上にある緩衝装置により吸収さ
れることとなる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の緩衝装置は、以上説明したよう
に構成されているので、以下に記載されるような効果を
奏する。即ち、緩衝装置自体のバネ定数は、変位量の増
加に伴い、徐々に立ち上がる特性を持つため、小荷重か
ら大荷重まで対応できるという特徴を有しており、特に
ゴム状弾性体自体の減衰効果により、ダンピング能を有
する緩衝装置が提供でき、緩衝装置は両筒座により外部
から密閉状態となっているため、防水、防塵効果が得ら
れる。そして、密閉状態であることにより、荷重負荷、
解放時のストローク変動に対して、僅かな隙間より出入
りする空気がエアーダンピングの効果も生み、更に、両
筒座が荷重負荷、解放時のストローク変動に対して、互
いにスライドするガイドとなるように重なり合っている
ので、緩衝装置に片荷重がかかっても安定した特性が得
られるものである。

【００２３】そして緩衝装置の主体をなすゴム状弾性体
に、所望の空間部を形成することによって、筒体の大き
さや形状を変更することなく、バネ定数やバネ定数の立
ち上がるポイントを必要に応じ設定することができ、そ
の選択の幅もより広くなる。

【００２４】更に、本発明の緩衝装置にあっては、それ
を構成する部品点数が少なくかつ構造を簡単なため、軽
量且つ安価であり、メンテナンスフリ−となる優れた緩
衝効果を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の緩衝装置の第１実施例を示す軸
方向断面図である。

【図２】図２は本発明の緩衝装置の第２実施例を示す軸
方向断面図である。

【図３】図３は本発明の緩衝装置の第３実施例を示す軸
方向断面図である。

【図４】図４は本発明の緩衝装置の第４実施例を示す軸
方向断面図である。

【図５】図５は本発明の緩衝装置の第５実施例に使用さ
れるゴム状弾性体の一部切断断面図である。

【図６】図６は本発明の緩衝装置の第６実施例に使用さ
れるゴム状弾性体の側面図である。

【図７】図７は本発明の緩衝装置の第７実施例に使用さ
れるゴム状弾性体の一部切断断面図である。

【図８】図８は本発明の緩衝装置を自転車フレ−ムに装
着した側面図である。

【符号の説明】

１‥‥ゴム状弾性体、 ２‥‥ゴム状弾性体外周表面、 ３‥‥筒体Ａ、 ３′‥‥筒体Ｂ、 ４、４′‥‥筒座、 ５、５′‥‥筒部、 ６、６′、６₀ ‥‥空間部、 ７‥‥大径部、 ８‥‥ストッパ−、 ９‥‥Ｏ−リング、 １０、１０′‥‥取付部（ピンジョイント部）、 １１、１１′‥‥フランジ、 １２、１２′‥‥ピン孔、 １３‥‥中空部（空間部）、 １４‥‥高弾性体、 ２０‥‥メインフレーム、 ２１‥‥ヘッドパイプ、 ２２‥‥上パイプ、 ２３‥‥下パイプ、 ２４‥‥立パイプ、 ２５‥‥ハンガ部、 ３０‥‥リアフレーム、 ３１‥‥チェーンステー、 ３２‥‥爪、 ３３‥‥バックホーク、 ４０‥‥揺動フレ−ム、 ４１、４２‥‥連結具、 ４３、４４‥‥ピン、 ５０‥‥後輪、 ５１‥‥後輪軸。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱状もしくは筒状のゴム状弾性体の一端
   から、軸方向に筒部と筒座を有する筒体Ａを外嵌すると
   共に、他端からも同じく筒部と筒座を有する筒体Ｂを遊
   嵌し、前記筒体Ａとスライド可能な状態に嵌合した自転
   車用フレ−ムの緩衝装置であって、両筒体Ａ、Ｂにおけ
   る筒座の軸方向外側端面に取付部を形成し、かつ筒体Ａ
   及び筒体Ｂが形成する内容積に対し、前記ゴム状弾性体
   の容積を小さくして空間部を形成し、前記ゴム状弾性体
   の変形の際の逃げ部を備えたことを特徴とする自転車用
   フレ−ムの緩衝装置。
2. 【請求項２】 両筒体Ａ、Ｂが軸方向に抜けないような
   抜け止め手段を設けた請求項第１項記載の自転車用フレ
   −ムの緩衝装置。
3. 【請求項３】 柱状もしくは筒状のゴム状弾性体が、発
   泡ポリウレタンである請求項第１項記載の自転車用フレ
   −ムの緩衝装置。
4. 【請求項４】 柱状もしくは筒状のゴム状弾性体が、発
   泡ポリウレタンとポリウレタン等の高弾性体を重合させ
   たものである請求項第１項記載の自転車用フレ−ムの緩
   衝装置。