JP3853808B2 - Bicycle with rear wheel suspension - Google Patents
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Description
本発明は、自転車に関し、特に後輪懸架装置がついていてこの後輪懸架装置に軸支されている後輪にかかる衝撃を減衰させることができる後輪懸架装置付き自転車に関する。 The present invention relates to a bicycle, and more particularly to a bicycle with a rear-wheel suspension device that has a rear-wheel suspension device and can attenuate an impact on a rear wheel that is pivotally supported by the rear-wheel suspension device.
凹凸の路面に良好な走行性を得るために、後輪懸架装置を備えた種々の自転車が開発され市販されている。後輪懸架装置付き自転車の型式は大別して、1点ピボット式と、多点ピボット式とに分類されている。多点ピボット式の後輪懸架装置付き自転車では、リアブレーキを作動する時に、良好な緩衝効果を得るために、後三角フレームの前三角フレームに対する瞬間中心(instant center)は、後輪が地面に対して生ずる摩擦力と支持力との合力が後輪の接地点に作用する合力作用線に近いことが望ましい。 In order to obtain good traveling performance on uneven road surfaces, various bicycles equipped with a rear wheel suspension device have been developed and marketed. The types of bicycles with a rear wheel suspension device are roughly classified into a one-point pivot type and a multi-point pivot type. In a bicycle with a multi-point pivot type rear wheel suspension system, when the rear brake is operated, the instant center of the rear triangular frame with respect to the front triangular frame is set so that the rear wheel is in contact with the ground. It is desirable that the resultant force of the frictional force and the supporting force generated is close to the resultant action line that acts on the ground contact point of the rear wheel.
多点ピボット式の後輪懸架装置自転車の一例としては、図1に示すように、米国特許第6386568号に開示されているものがある。この自転車の後輪懸架装置は4点のピボット点a,b,c,dを有し、後三角フレームの前三角フレームに対する瞬間中心は上の2のピボット点a,bを連結する直線と下の2つのピボット点c,dを連結する直線との交叉点となり、前輪より遥かな前方にあるので、リアブレーキ時に生ずる合力の作用線がこの瞬間中心に反時計方向のモーメントが生じて緩衝器を引っ張り、緩衝効果が悪くなる。 An example of a multipoint pivot type rear wheel suspension bicycle is disclosed in US Pat. No. 6,386,568 as shown in FIG. This bicycle rear wheel suspension system has four pivot points a, b, c and d, and the instantaneous center of the rear triangular frame with respect to the front triangular frame is a straight line connecting the upper two pivot points a and b and the lower Since this is the intersection of the straight line connecting the two pivot points c and d and far ahead of the front wheels, the action line of the resultant force generated at the time of the rear brake produces a counterclockwise moment at the center of this moment. The buffering effect will worsen.
上記に鑑みて、本発明はその後輪懸架装置が後輪にかかる衝撃を有効に減衰させることができる後輪懸架装置付き自転車を提供しようとすることを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a bicycle with a rear wheel suspension device that can effectively attenuate the impact applied to the rear wheel by the rear wheel suspension device.
前記目的を達成するために、本発明は、後輪懸架装置を有しこの後輪懸架装置に軸支されている後輪にかかる衝撃を減衰させることができる自転車であって、前後両端部を有する前三角フレームと、前記前三角フレームの前端部近くに軸支されている前輪と、前記前三角フレームの後端部近くに設けられている前記後輪懸架装置と、前記後輪懸架装置に軸支されて前記前輪とほぼ同一面上に配置されている後輪と、前記前後両輪の間の左右両側にそれぞれ回転踏動可能に軸支されているクランクペダル手段と、前記クランクペダル手段に連結されているスプロケットと、前記後輪に連結されているフリーホイールと、前記スプロケットと前記フリーホイールとに掛けられているチェーンとを有するチェーン駆動装置とを備えており、前記後輪懸架装置は、その後端部が前記後輪を支持しているとともに、前記前三角フレームの後方に設けられている後三角フレームと、そのピストンロッドの先端を一端とし、そのシリンダー体の末端を他端とし、前記一端と前記他端のうち一つが前記前三角フレームに枢支されており、他の一つが前記後三角フレームに枢支されていて前記ピストンロッドが最大変位値以下の距離範囲において前記シリンダ体に対して伸縮移動することができる流体圧シリンダとから構成されており、また、前記後輪懸架装置は、前記後輪が前記前三角フレームに対して移動する時、該後輪の中心の移動軌跡の回転中心を表すヴーチャルピボットポイントを有し、このヴーチャルピボットポイントは、走行中、前記ピストンロッドが前記シリンダ体に対して最大変位値の1/4〜1/3の移動範囲において移動する正常時に、前記チェーンと前記スプロケットとの接点に近く、且つ、前記後輪が上へ突っ張られる異常時に、後方へ移動することができるようにされており、また、前記後三角フレームは前記前三角フレームに対する瞬間中心を有し、この瞬間中心と前記後輪の前記地面に接触する接地点とを通る直線と水平線との間に挟まれた角度は、いつも40°〜50°の範囲にあるようになされていることを特徴とする後輪懸架装置付き自転車を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a bicycle having a rear wheel suspension device and capable of dampening an impact applied to a rear wheel pivotally supported by the rear wheel suspension device. A front triangular frame having a front wheel pivotally supported near the front end of the front triangular frame, the rear wheel suspension device provided near the rear end of the front triangular frame, and the rear wheel suspension device. A rear wheel that is pivotally supported and arranged on substantially the same plane as the front wheel, a crank pedal means that is pivotally supported on both the left and right sides between the front and rear wheels so as to be able to rotate, and a crank pedal means; A sprocket that is connected, a freewheel that is connected to the rear wheel, and a chain drive device that includes a chain that is hung on the sprocket and the freewheel, and the rear wheel The rack device has a rear end supporting the rear wheel, a rear triangular frame provided at the rear of the front triangular frame, and a piston rod tip as one end, and a cylinder body at the other end. One of the one end and the other end is pivotally supported by the front triangular frame, and the other is pivotally supported by the rear triangular frame, and the piston rod is within a maximum displacement value range. The rear wheel suspension device is configured such that when the rear wheel moves with respect to the front triangular frame, the rear wheel suspension device can be expanded and contracted relative to the cylinder body. It has a virtual pivot point that represents the center of rotation of the center movement trajectory, and this pivot point is the maximum displacement of the piston rod relative to the cylinder body during travel. So that it can move backward in the event of an abnormal condition in which it is close to the contact point between the chain and the sprocket and the rear wheel is pushed upward during normal movement in a movement range of 1/4 to 1/3 of In addition, the rear triangular frame has an instantaneous center with respect to the front triangular frame, and is sandwiched between a horizontal line and a straight line that passes through the instantaneous center and a grounding point that contacts the ground of the rear wheel. Provided is a bicycle with a rear wheel suspension device, characterized in that the angle is always in the range of 40 ° to 50 °.
上記構成によると、本発明の自転車では、前記後三角フレームは前記前三角フレームに対する瞬間中心を有し、この瞬間中心と前記後輪の前記地面に接触する接地点とを通る直線と水平線との間に挟まれた角度は、いつも40°〜50°の範囲にあるようにされており、リアブレーキを作動する時に生ずる合力の作用線と水平線との間に挟まれた角度とほぼ同じであるので、リアブレーキ作動時に、後輪懸架装置の作動に対する悪影響を低減することができ、良好な緩衝効果が得られる。 According to the above configuration, in the bicycle according to the present invention, the rear triangular frame has an instantaneous center with respect to the front triangular frame, and a straight line and a horizontal line passing through the instantaneous center and a grounding point that contacts the ground of the rear wheel. The angle between them is always in the range of 40 ° to 50 °, and is almost the same as the angle between the action line of the resultant force generated when the rear brake is operated and the horizontal line. Therefore, when the rear brake is operated, an adverse effect on the operation of the rear wheel suspension device can be reduced, and a good buffering effect can be obtained.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図2及び図3に示すように、本実施形態における自転車は、前後両端部を有する前三角フレーム200と、前記前三角フレーム200の前端部近くに軸支されている前輪300と、前記前三角フレーム200の後端部近くに設けられている後輪懸架装置100と、前記後輪懸架装置100に軸支されて前記前輪300とほぼ同一面上に配置されている後輪400と、前記前後両輪300、400の間の左右両側にそれぞれ回転踏動可能に軸支されているクランクペダル手段500と、前記クランクペダル手段500に連結されているスプロケット610と、前記後輪400に連結されているフリーホイール620と、前記スプロケット610と前記フリーホイール620に掛けられているチェーン630とを有するチェーン駆動装置600とを備えている。それにより、前記後輪懸架装置100によって、前記後輪400にかかる衝撃を減衰させることができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 2 and 3, the bicycle according to this embodiment includes a front
前記クランクペダル手段500はクランク軸510を有する。前記前三角フレーム200は、前記クランク軸510に連結されていて斜めに後下方へ延伸している下連結ロッド220と、前記クランク軸510に連結されていて斜めに後上方へ延伸している上連結ロッド230とを有する。
The crank pedal means 500 has a
また、前記後輪懸架装置100は、その後端部が前記後輪400を支持しているとともに、前記前三角フレーム200の後方に設けられている後三角フレーム10と、前記前三角フレーム200と前記後三角フレーム10とに軸支されている下リンク20と、前記下リンク20の上方に設けられ、前記前三角フレーム200と前記後三角フレーム10とに軸支されている上リンク30と、前記前三角フレーム200と前記上リンク30とに枢支されている流体圧シリンダ40とから構成されている。
The rear
前記後三角フレーム10は、前後両端部を有する下フォーク11と、該下フォーク11の上に設けられている上フォーク12とを有する。
The rear
前記下リンク20はその第1の端部が第1のピン21によって回転可能に前記前三角フレーム100の前記下連結ロッド220に軸支されており、その第2の端部が第2のピン22によって回転可能に前記下フォーク11の前端部111に軸支されている。そして、前記第1のピン21はその軸線が前記クランク軸510の後方及び下方にあるように、前記下リンク20及び前記前三角フレーム200に挿入されている。
The
また、前記上リンク30は、その第1の端部が第3のピン31によって回転可能に前記前三角フレーム200の前記上連結ロッド230に軸支されており、その第2の端部が第4のピン32によって回転可能に前記上フォーク12の前端部121に軸支されている。
The
前記流体圧シリンダ40は、そのピストンロッド42の先端を一端とし、そのシリンダ体41の末端を他端とし、前記他端が前記前三角フレーム200に枢支されており、前記一端が前記上リンク30の前記第3のピン31と前記第4のピン32との間の処に枢支されている。そして、流体シリンダ40は、前記ピストンロッド42が最大変位値以下の距離範囲において前記シリンダ体41に対して伸縮移動することができる。
The
また、図3に示すように、リアブレーキを作動する時に、合力の作用線Bに沿って前記後輪400にかけられるブレーキ力Fが前記後輪懸架装置100の緩衝性に影響を来たす。前記合力の作用線Bと水平線Hとの間に挟まれた角度θはいつも40°〜50°の範囲にある。本実施形態において、前記角度θはほぼ45°である。前記後三角フレーム10は前記前三角フレーム200に対する瞬間中心Oを有する。この瞬間中心Oとは、前記第1のピン21と前記第2のピン22とを連結する第1の直線L1と、前記第3のピン31と前記第4のピン32とを連結する第2の直線L2との交差点である。本実施形態において、この瞬間中心Oと前記後輪400の地面に接触する接地点Pとを通る直線と水平線Hとの間に挟まれた角度は、いつも40°〜50°の範囲にあるようにされている。つまり、この瞬間中心Oと前記後輪400の地面に接触する接地点Pとを通る直線と前記合力の作用線とは同一であるので、前記ブレーキ力Fが前記後輪懸架装置100に対する影響を低減することができる。
Further, as shown in FIG. 3, when the rear brake is operated, the braking force F applied to the
そして、図4に示すように、前記後輪400が路面の凹凸に応じて上(図示のY方向)へ突っ張られる時に、前記下リンク20の前記第2のピン22が前記下リンク20の前記第1のピン21を中心として前記前三角フレーム200から前記後輪400への方向(反時計方向)に回転し、前記上リンク30の前記第4のピン32が前記上リンク30の前記第3のピン31を中心として前記後輪300から前記前三角フレーム200への方向(時計方向)に回転する。この場合、前記流体圧シリンダ40の前記ピストンロッド42が前記シリンダ体(41)内に収縮されることにより、前記後輪400にかけられる衝撃を減衰することができる。
As shown in FIG. 4, when the
また、図5に示すように、前記後輪懸架装置100は、前記後輪400が前記前三角フレーム200に対して移動する時、該後輪400の中心の移動軌跡の回転中心を表すヴーチャルピボットポイント(VPP)を有する。このヴーチャルピボットポイントは、走行中、前記ピストンロッド42が前記シリンダ体41に対して最大変位値の1/4〜1/3の移動範囲において移動する正常時に、前記チェーン630と前記スプロケット610との接点に近く、且つ、前記後輪400が例えば路面の凹凸などに応じて上へ突っ張られる異常時に、後方へ移動することができるようにされている。それにより、ライダーのペダルを踏むパワーロス(power loss)を低減することができるのみならず、チェーン630がスプロケット610の逆方向に引っ張れるキックバック現象(kickback)を減少することもできる。
Also, as shown in FIG. 5, the rear
上述した実施形態から分かるように、本発明の後輪懸架装置付き自転車は、後三角フレームの前三角フレームに対する瞬間中心と前記後輪の前記地面に接触する接地点とを通る直線と水平線との間に挟まれた角度が、いつも40°〜50°の範囲にあるようにされており、リアブレーキを作動する時に生ずる合力の作用線と水平線との間に挟まれた角度とほぼ同じであるので、リアブレーキを作動する時に、後輪懸架装置の作動に対する悪影響を低減することができ、良好な緩衝効果が得られる。 As can be seen from the above-described embodiments, the bicycle with a rear wheel suspension device of the present invention includes a straight line and a horizontal line passing through the instantaneous center of the rear triangular frame with respect to the front triangular frame and the grounding point of the rear wheel contacting the ground. The angle between them is always in the range of 40 ° to 50 °, which is almost the same as the angle between the action line of the resultant force generated when the rear brake is operated and the horizontal line. Therefore, when the rear brake is operated, an adverse effect on the operation of the rear wheel suspension device can be reduced, and a good buffering effect can be obtained.
なお、ヴーチャルピボットポイントは、走行中、ピストンロッドが前記シリンダ体41に対して最大変位値の1/4〜1/3の移動範囲内において移動する正常時に、前記チェーンと前記スプロケットとの接点に近いので、ライダーのペダルを踏むパワーロスを低減することができる。それに、前記ヴーチャルピボットポイントは前記後輪400が例えば路面の凹凸などに応じて上へ突っ張られる異常時に、後方へ移動することができるので、キックバック現象を減少することができる。
The virtual pivot point is a point of contact between the chain and the sprocket when the piston rod moves normally within a movement range of ¼ to 3 of the maximum displacement value with respect to the
上記のように、本発明は、その後輪懸架装置が後輪にかかる衝撃を有効に減衰することができる後輪懸架装置付き自転車を提供することができる。 As described above, the present invention can provide a bicycle with a rear wheel suspension device in which the rear wheel suspension device can effectively attenuate the impact applied to the rear wheel.
10 後三角フレーム
11 下フォーク
111 前端部
12 上フォーク
121 前端部
20 下リンク
21 第1のピン
22 第2のピン
30 上リンク
31 第3のピン
32 第4のピン
40 流体圧シリンダ
41 シリンダ体
42 ピストンロッド
100 後輪懸架装置
200 三角フレーム
220 下連結ロッド
230 上連結ロッド
300 前輪
400 後輪
500 クランクペダル手段
510 クランク軸
600 チェーン駆動装置
610 スプロケット
620 フリーホイール
630 チェーン
B 合力の作用線
F ブレーキ力
H 水平線
L1 第1の直線
L2 第2の直線
O 瞬間中心
P 接地点
10 rear
Claims (4)
前後両端部を有する前三角フレームと、
前記前三角フレームの前端部近くに軸支されている前輪と、
前記前三角フレームの後端部近くに設けられている前記後輪懸架装置と、
前記後輪懸架装置に軸支されて前記前輪とほぼ同一面上に配置されている後輪と、
前記前後両輪の間の左右両側にそれぞれ回転踏動可能に軸支されているクランクペダル手段と、
前記クランクペダル手段に連結されているスプロケットと、前記後輪に連結されているフリーホイールと、前記スプロケットと前記フリーホイールに掛けられているチェーンとを有するチェーン駆動装置とを備えており、
前記後輪懸架装置は、
その後端部が前記後輪を支持しているとともに、前記前三角フレームの後方に設けられている後三角フレームと、
そのピストンロッドの先端を一端とし、そのシリンダー体の末端を他端とし、前記一端と前記他端のうち一つが前記前三角フレームに枢支されており、他の一つが前記後三角フレームに枢支されていて前記ピストンロッドが最大変位値以下の距離範囲において前記シリンダ体に対して伸縮移動することができる流体圧シリンダとから構成されており、
また、前記後輪懸架装置は、前記後輪が前記前三角フレームに対して移動する時、該後輪の中心の移動軌跡の回転中心を表すヴーチャルピボットポイントを有し、
このヴーチャルピボットポイントは、走行中、前記ピストンロッドが前記シリンダ体に対して最大変位値の1/4〜1/3の移動範囲内において移動する正常時に、前記チェーンと前記スプロケットとの接点に近く、且つ、前記後輪が上へ突っ張られる異常時に、後方へ移動することができるようにされており、
また、前記後三角フレームは前記前三角フレームに対する瞬間中心を有し、この瞬間中心と前記後輪の前記地面に接触する接地点とを通る直線と水平線との間に挟まれた角度は、いつも40°〜50°の範囲にあるようになされていることを特徴とする後輪懸架装置付き自転車。 A bicycle having a rear wheel suspension device and capable of dampening an impact on a rear wheel pivotally supported by the rear wheel suspension device,
A front triangular frame having front and rear ends,
A front wheel pivotally supported near the front end of the front triangular frame;
The rear wheel suspension device provided near the rear end of the front triangular frame;
A rear wheel that is pivotally supported by the rear wheel suspension device and arranged on substantially the same plane as the front wheel;
Crank pedal means that is pivotally supported on both the left and right sides between the front and rear wheels so as to be able to rotate and step.
A sprocket connected to the crank pedal means, a freewheel connected to the rear wheel, and a chain drive device having the sprocket and a chain hung on the freewheel,
The rear wheel suspension is
A rear end frame supporting the rear wheel and a rear triangular frame provided behind the front triangular frame;
The end of the piston rod is one end, the end of the cylinder body is the other end, one of the one end and the other end is pivotally supported by the front triangular frame, and the other is pivoted by the rear triangular frame. A fluid pressure cylinder that is supported and capable of extending and contracting with respect to the cylinder body in a distance range of a maximum displacement value or less,
Further, the rear wheel suspension device has a virtual pivot point that represents a rotation center of a movement locus of the center of the rear wheel when the rear wheel moves relative to the front triangular frame,
This virtual pivot point is located at the contact point between the chain and the sprocket during normal operation when the piston rod moves within a movement range of ¼ to 3 of the maximum displacement value with respect to the cylinder body during traveling. It is designed to be able to move rearward in the event of an abnormality that is close and the rear wheel is thrust upward,
Further, the rear triangular frame has an instantaneous center with respect to the front triangular frame, and the angle between the straight line passing through the instantaneous center and the ground contact point that contacts the ground of the rear wheel and the horizontal line is always A bicycle with a rear wheel suspension device, characterized in that it is in a range of 40 ° to 50 °.
前記後三角フレームは、前後両端部を有する下フォークと、前後両端部を有し、該下フォークの上に設けられている上フォークとを有し、
前記後輪懸架装置は、第1のピンによって回転可能に前記前三角フレームの前記クランク軸に隣接する処に軸支されている第1の端部と、第2のピンによって回転可能に前記下フォークの前端部に軸支されている第2の端部を有する下リンクと、
前記下リンクの上方に設けられており、且つ、第3のピンによって回転可能に前記前三角フレームの前記クランク軸の上方にある処に軸支されている第1の端部と、第4のピンによって回転可能に前記上フォークの前端部に軸支されている第2の端部とを有する上リンクとを有し、
前記流体圧シリンダの前記一端と前記他端とのうち一つが前記前三角フレームに枢支されており、他のひとつが前記上リンクの前記第3のピンと前記第4のピンとの間の処に枢支されていることを特徴とする請求項1に記載の後輪懸架装置付き自転車。 The crank pedal means has a crankshaft;
The rear triangular frame has a lower fork having front and rear ends, and an upper fork having front and rear ends and provided on the lower fork,
The rear wheel suspension device has a first end pivotally supported at a position adjacent to the crankshaft of the front triangular frame so as to be rotatable by a first pin, and the lower end rotatably by a second pin. A lower link having a second end pivotally supported on the front end of the fork;
A first end portion provided above the lower link and rotatably supported by a third pin at a position above the crankshaft of the front triangular frame; and a fourth end An upper link having a second end pivotally supported by a front end of the upper fork rotatably by a pin;
One of the one end and the other end of the fluid pressure cylinder is pivotally supported by the front triangular frame, and the other one is located between the third pin and the fourth pin of the upper link. The bicycle with a rear wheel suspension device according to claim 1, wherein the bicycle is pivotally supported.
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US8382136B2 (en) | 2008-04-17 | 2013-02-26 | Sotto Group LLC | Bicycle rear suspension system linkage |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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