JP2003034283A - 折畳み自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小さく折り畳め通勤や通学にも電車やバスに容
易に持ち込める小型軽量の携行に適した折り畳み自転車
を提供する。 【解決手段】本発明はケーブル操縦モジュール、組み立
てコアモジュール、駆動モジュール、アクセラレータモ
ジュールそれに補助的に使用するハンドル格納モジュー
ルの提供により古典的自転車の概念を覆すものである。
柔軟性のある操縦伝達機構を装備することでボディフレ
ームをハンドル部、前輪部、サドル部、後輪部に４分割
し、各々の端部を一つの組み立てコアモジュールに結合
し組み立て又は折畳みを一度の操作で行え、更に自在に
曲げられる駆動ケーブル、車輪の小径化を可能にするコ
ンパクトアクセラレータ及びハンドルの折畳み機構を付
与することにより小型軽量の折畳み自転車を提供するも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】折畳み自転車の革新的な構造
の実現と小型軽量化に関する

【０００２】

【従来の技術】折畳み自転車に於いて、特開２００１−
１１４１７２号広報に開示されたようにハンドルは前輪
とハンドル軸と直結し折畳みはサドルフレームの前のほ
ぼ中央で折り曲げる形式となっている。また特開２００
０−２８９６７４号広報ではこれまでに見られない特徴
が見受けられるがハンドルと前輪はヘッドパイプ構造材
で直結され駆動装置なども従来の形式を踏襲する形式と
見受けられる。一般に折畳みの大きさはハンドルと前輪
を含む長さ或いはサドルフレームと後輪の長さに拘束さ
れている。更に折畳み効果を向上させるため、例えば特
許公開平１０−１１９８６１に開示されているようにハ
ンドルの旋回軸及びサドルポストなど数多の折畳み結節
点が提供されているが、返って折畳み操作の手数が掛か
るものとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の発明に見られる
古典的自転車のフレーム構成の基で行われる改良では、
誰でも気軽に携行できる折畳み自転車の提供は困難であ
る。これを解決する課題として（イ）ハンドルと車輪を
分離した新しいフレームの折畳み方式の実現。（ロ）構
造部材を使用しないで間接的にハンドル操作ができる新
しい操縦機構の付与。（ハ）細分化された折畳みフレー
ム単位を一ケ所で一度に組み立てられる装置の開発。
（ニ）駆動装置を柔軟にかつシンプルにする自在に曲げ
られる動力伝達装置の発明。（ホ）車輪径を小さくし駆
動装置の小型化を実現するコンパクトアクセラレータの
開発。（ヘ）簡単で信頼性の高いハンドル格納機構の提
供などである。本発明は（イ）〜（ヘ）全てを解決する
ものである。

【０００４】

【課題を解決する手段】ハンドルの旋回力をケーブルの
軸力に置き換え再び車輪の旋回力として伝えるケーブル
操縦モジュールを提供する。この装置を付与することに
よりハンドルと車輪を分離したフレーム構成を実現す
る。ハンドルの旋回力を後輪に連動させるには、双方の
旋回軸に回転盤を装着し、ケーブルを繋ぎこれを連動さ
せる構造とする。本発明で最も重要な特徴は、従来ブレ
ーキに類似使用されているケーブル装置と外力の伝達形
態及び挙動が異なり、そのため新しく生じる応力の性質
を熟知しこれを解決している点にある。回転盤に装着す
るケーブルは一ケ所で点固定し滑りを確実に阻止してお
かなくてはならない。この固定点を境に引張力と圧縮力
が反復され圧縮力ではケーブルに挫屈ダメージを与え目
的通りの効果が得られなくなる。この解決手段として、
回転盤部分のケーブルがスムーズに動く程度に隙間無く
カバーで覆いケーブル露出部は弾性被覆管で被覆し双方
の回転盤に定着する方法で解決する。分割した複数のフ
レーム単位を一ケ所で組み立てるコアモジュールを提供
する。全体のフレームを前輪フレーム、後輪フレーム、
サドルフレーム、ハンドルフレームの４単位に分割し、
前輪フレームと後輪フレームの端部に接合材を装着しこ
の部分を回動自在に連結しこれを下部基本構造とする。
また該前輪フレームにはハンドルフレームを後輪フレー
ムにはサドルフレームを該下部基本構造と同様各々ピン
接合し、これら３支点を同時に閉じる時、全ての接合材
が併合一致する構造とし、この部分を締め付け固定する
ことで全体を安定した走行形状に組み立てる。動力伝達
部の駆動ケーブルが自在に曲げられる駆動モジュールを
提供する。駆動及び受動部に設けられる駆動ホイールの
外周にＶ字状断面の溝を巡らし、左右の側壁に交互に隆
起部を設け繰り込まれるケーブルを蛇行させ摩擦抵抗を
大きくしケーブルを動力伝達材として駆動装置とする。
併せて自在に曲げられる駆動力伝達ケーブルを提供す
る。双方のホイールを連動させるためのケーブルに回転
体で成形される材の底の中心にケーブルを貫通させる穿
孔を設け耐圧縮材とし、その内部に球体を配置しケーブ
ルの摩擦熱の軽減と滑動促進材とし、これらをケーブル
全体に連続挿貫させ続いて外周を弾性被覆管で被覆し両
端部をホイールカバーに定着させて駆動装置とする。こ
の装置は駆動軸と受動軸の位置関係を三次元的に可能な
範囲で自在にレイアウトを可能にするもので、折畳みを
柔軟にするほか前輪駆動を容易に実現するなど新しい用
途を生み出すものである。車輪径を小さくしても快適な
走行速度が得られるアクセラレータを提供する。本発明
の特徴は一本の主軸で駆動回転数を変えることが出来こ
とである。ペダルから何らかの経路で伝達された回転力
を主軸に装着した内周歯車により空転受動し、これに連
動する中間歯車を主軸とは別の本体フレームに関連固定
するカバー等のアームで同様に空転軸支し、更にこれと
連動する主軸歯車を主軸に装着する。これを終端とする
場合、主軸歯車は主軸に連動固定する。そうでない場合
は主軸歯車に内周歯車を固定しペア歯車とし空転させ。
中間歯車とペア歯車のセットを反復空転設置することが
可能である。終端歯車は主軸歯車を主軸に連動固定し該
回転力を変速し車輪に伝える。本発明の特徴は全体を単
一軸で構成できるためシンプルかつコンパクトに駆動装
置を構成できることである。また空転する歯車を薄くし
設置密度を高めることができる。歯車を薄くしても所定
の強度を保ち確実に噛み合うための解決策として、どち
らか一方の歯の両サイドに補強板を装着し補強板の間に
他の接触歯車が侵入する形態とする。ハンドルを折畳む
機構を提供する。ハンドルの両グリップを内側上方に第
一回転させるとサドル方向に倒すことのできる第二回転
のロックが自動的に外れるので、そのまま後方に回転さ
せてフレームと平行に格納できる。走行中にハンドルが
上方に回転しないよう第一回転阻止ロック機構を備え
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明を図面に沿って説明する。
図面は図１に示す（Ａ）ケーブル操縦モジュール、
（Ｂ）ハンドル格納モジュール、（Ｘ）組み立てコアモ
ジュール、（Ｙ）駆動モジュール、（Ｚ）アクセラレー
タモジュールで構成する。ケーブル操縦モジュール
（Ａ）は図１、２の概念図と図３の共通三面図に沿って
説明する。（Ａ）は請求項１を具体化する本発明の基本
概念となった機構で、ハンドル旋回ホイール部（１）、
前輪旋回ホイール部（２）それに旋回力伝達ケーブル部
（３）で構成されている。（１）はヘッドパイプ（５）
に固定し（２）は前輪フレーム（９）に固定し、旋回力
伝達ケーブル（３）によって連動することでハンドル操
縦を可能にするものである。図３に於いて、ハンドル側
と前輪側双方の旋回ホイール部（１）（２）を共通に描
いている。フレーム材（ａ５）に回転軸（ａ４）を回動
自在に挿貫し、ぶれ止め（ａ６）を該軸に旋回自在固定
し、旋回軸止め座金（ａ７）を挟むようにフレーム材
（ａ５）と上部カバー（ａ１０）で固定、更に旋回軸
（ａ４）に旋回ホイール（ａ１１）を連動固定しハンド
ル操作に従って旋回する構造とする。（ａ１１）には芯
ケーブル（ａ１）を巡らすための溝を施し、ハンドルの
旋回を確実に反映させるため旋回域の中央で滑り止め
（ａ３）により摺動旋回に支障の無いよう点固定する。
（ａ３）の固定方法には凹部掛かりを設ける図示方法の
他、点溶接やボルトの締めが可能である。続いて下部カ
バー（ａ１２）を上部カバー（ａ１０）に装着し摺動可
能かつ密着構造とする。露出する芯ケーブル（ａ１）は
弾性被覆チューブ（ａ２）で隙間なく覆い、双方のカバ
ーにケーブル固定金具（ａ９）によって定着させ、ハン
ドル側にあっては旋回軸終端ボルト（ａ８）を、また車
輪側にあっては前輪（１３）を各々操縦旋回軸の端部に
取り付ける。組み立てコアモジュール（Ｘ）を図４、
５、６、７及び図８、９、１０、１１の各別法を交えて
説明する。組み立てコアモジュールはフレームを４つの
単位に分割した折畳み自転車において、接合材（ｘ４）
〜（ｘ７）及び軸支点（ｘ１）〜（ｘ３）及びロック装
置で構成されている。前輪フレーム接合材（ｘ５）と後
輪フレーム接合材（ｘ７）は主接合部（ｘ１）にて回動
自在に接合しコアを二分する材をなし、ハンドルフレー
ム接合材（ｘ４）は（ｘ５）にサドルフレーム接合材
（ｘ６）は（ｘ７）と各々回動自在に接合する。各々の
接合材には４分割したフレームの端部を固定し全体のフ
レームを構成する。組み立てコアは各支点を回動させ閉
じると接合版の一端が併合する構造とし、この部分を固
定することで安定した走行形状とすることができる。図
７は締め付け装置の説明図である。締め付け装置は接合
版の一部に設けた締めつけ用欠き取り部（ｘ１０）に固
定アーム（ｘ９）を挿貫させコア締め付けハンドル（ｘ
８）で締め付け（ｘ１０）の締め付け側には上方に外れ
るのを防止するロックホールを設け安全性を確保してい
る。図８、９は（Ｘ）の別法である。この方法は主接合
部（ｘ１）の回動軸を縦にアレンジしたもので折畳み旋
回方向が縦横二方向となっている。また図１０は締め付
け部分の別法である。コア部分はそのままに各々のフレ
ームを関連付けて組み立てる方法である。フレーム支持
材（ｘ１１）をハンドル、前輪双方のフレーム（８）
（９）に支持材固定軸（ｘ１２）で軸支し端部に設けた
着脱フック部（ｘ１３）で（８）に仮固定する。（ｘ１
１）には締め付けアーム（ｘ９）を固定アーム支点（ｘ
１４）にてピン接合し他端にアームフック（ｘ１５）を
設けている。サドル、後輪側にも同様（ｘ１１）を装着
しハンドル取り付け軸（ｘ１９）にて締め付けハンドル
（ｘ８）を設置しそこには支持材軸（ｘ１６）と偏位す
るアーム軸（ｘ１７）に締め付け偏位軸（ｘ１８）を
（ｘ１１）に固定し締め付けに際し前記（ｘ１５）を
（ｘ１８）にセットする。締め付けアーム（ｘ８）を上
方から下方に回転させると（ｘ１８）が（ｘ９）を緊張
させ締め付け走行形状を成立させる。折畳みは（ｘ８）
を緩めることで（ｘ１５）（ｘ１３）が解放されコアが
展開できフレーム全体が車輪の方向に格納される。図１
１ではをヘッドパイプ（５）に前輪フレームをピン接合
しハンドルまでを前輪フレーム単位に含めた折り畳み自
転車において、ハンドルフレームの端部に設けた締め付
け操作部（ｘ２１）にてヘッドパイプ（５）を固定する
とコア側のコア締め付けフック（ｘ２０）が噛み合い走
行形状を保つことができる。駆動モジュール（Ｙ）を図
１２、１３及び１４で説明する。（Ｙ）は駆動部（ｙ
１）、受動部（ｙ２）、動力伝達ケーブル部（ｙ３）か
らなっている。駆動ホイール（ｙ４）の外周に駆動ケー
ブル（ｙ６）を巡らすためのＶ字状断面の溝を施し、該
Ｖ字の綾面に隆起部（ｙ５）を両サイド交互に設け繰り
込む（ｙ６）の摩擦抵抗を大きくし駆動ケーブルの動力
伝達能力を高めている。（ｙ３）は駆動ケーブル（ｙ
６）、滑動促進球（ｙ１１）、耐圧縮材（ｙ１２）及び
弾性被覆管（ｙ７）で構成され、（ｙ１２）は容器状回
転体をなし、材の底に相当する部分の中心に（ｙ６）を
通すための穿孔部を設け、（ｙ６）の摺動による摩擦熱
の軽減などを目的とする（ｙ１１）を周囲に装填し、外
部を弾性被覆管（ｙ７）で覆い端部を回転部カバー（ｙ
９）にケーブル部取り付け金具（ｙ１０）により定着
し、駆動軸（ｙ８）の回転に連動する駆動ホイール（ｙ
４）によて駆動する構造とする。動力伝達ケーブル部は
耐圧縮材（ｙ１２）と弾性被覆管（ｙ７）の作用により
自在な駆動線形を得ることができ前輪駆動をも容易に実
現出来る。アクセラレータモジュール（Ｚ）を図１５、
１６、１７に沿って説明する。アクセラレータ（ｚ１）
は外部からの回転力をフォーク（ｚ１４）に装着した駆
動軸（ｚ８）に受動し同軸で空転する加速機構によって
変速し終端駆動歯車（ｚ１２）で駆動軸（ｚ８）に反映
させ車輪（ｚ１３）に動力を伝える機構である。受動力
を空転する内周歯車（ｚ４）で受け、別途軸支しこれに
噛み合う中間歯車（ｚ５）を介して軸歯車（ｚ６）に軸
回転を伝える。（ｚ６）が終端歯車の場合、主軸に変速
結果を反映するため軸固定しそのまま車輪に伝達する。
終端とせず反復変速するなら（ｚ６）に（ｚ４）を合体
させたペア歯車（ｚ１１）を空転させ、（ｚ５）と（ｚ
１１）のセットを反復させて変速比率を高めることがで
きる。またハンドル部の操作をケーブルでアクセラレー
タに連動させ、複数の軸歯車（ｚ６）を駆動軸（ｚ８）
から連動掛かり部を切り離しまたは嵌合させることで走
行時任意に走行速度を変更するための回転数操作も可能
である。極薄型歯車を可能にする実施の形態を図１８、
１９にて説明する。上記アクセラレータにおいて、極薄
い材からなる凹歯車（ｃ１）凸歯車（ｃ２）が嵌合する
とき、（ｃ１）に二枚の補強材（ｃ３）で挟むことによ
り歯部の強度を向上させ他の接触する歯車（ｃ２）の繰
り込みを確実にする。（ｃ３）は結合ピン（ｃ６）によ
って結合し併せて回転軸（ｃ５）への装着を容易にす
る。従って凸歯車（ｃ２）にも同様軸補強板（ｃ４）を
装着する。この発明は該アクセラレータのように歯車が
反復装着される装置の省スペースを可能にし軽量化に資
するものである。ハンドル格納モジュール（Ｂ）を図２
０及び図２１別法により説明する。左右のハンドルアー
ム（ｂ１）の端部に双方連動歯車（ｂ１３）で嵌合し回
動自在に各々のグリップが上方に移動するよう（ｂ３）
で軸支し、上記の部分全体が後方に回動するよう操縦軸
天板（ｂ７）に固定した第二回動基板（ｂ８）に軸支
し、走行時にハンドルアーム（ｂ１）の第二回動止め
（ｂ５）が（ｂ７）に接していることでハンドル全体の
後方回転を阻止する構造となっている。また走行時に
（ｂ１）の回転を阻止する為のロック装置は（ｂ４）に
装着した回動ロック板（ｂ１０）を閉じ押圧することで
突起部（ｂ１１）とロックバー（ｂ１２）が嵌合し不用
意な回転がロックされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】概念図

【図２】正面図

【図３】ケーブル操縦モジュール三面図

【図４】組み立てコアモジュール概念図

【図５】組み立てコアモジュールによる折畳み状況図

【図６】組み立てコア詳細三面図

【図７】締め付け固定装置斜視図

【図８】組み立てコア詳細三面図（別法）

【図９】組み立てコアモジュール折畳み状況図（別法）

【図１０】締め付け固定装置概念図（別法）

【図１１】締め付け固定装置概念図（別法）

【図１２】駆動モジュール概念図

【図１３】回動部断面図

【図１４】駆動ケーブル分解斜視図

【図１５】アクセラレータモジュール概念図

【図１６】アクセラレータ駆動部概念図

【図１７】アクセラレータ断面図

【図１８】薄型歯車概念図

【図１９】薄型歯車断面図

【図２０】ハンドルモジュール概念斜視図

【図２１】ハンドルモジュール概念斜視図（別法）

【符号の説明】

（Ａ）ケーブル操縦モジュール （Ｂ）ハンドル格納モジュール （Ｘ）組み立てコアモジュール （Ｙ）駆動モジュール （Ｚ）アクセラレータモジュール （１）ハンドル旋回ホイール部 （２）前輪旋回ホイール部 （３）旋回力伝達ケーブル部 （４）ハンドル （５）ヘッドパイプ （６）前輪 （７）前輪軸 （８）ハンドルフレーム （９）前輪フレーム （１０）サドルフレーム （１１）後輪フレーム （１２）ペダル （１３）後輪（ａ１）芯ケーブル （ａ１）芯ケーブル （ａ２）弾性被覆チューブ （ａ３）ケーブルの滑り止め （ａ４）旋回軸 （ａ５）フレーム材 （ａ６）ぶれ止め （ａ７）旋回軸止め座金 （ａ８）旋回軸終端ボルト （ａ９）ケーブル固定金具 （ａ１０）上カバー （ａ１１）旋回ホイール （ａ１２）下カバー （ｂ１）ハンドルアーム （ｂ２）ハンドル取り付け材 （ｂ３）第一回動軸 （ｂ４）第一回動基板 （ｂ５）第二回動止め （ｂ６）第二回動軸 （ｂ７）操縦軸天板 （ｂ８）第二回動基板 （ｂ９）操縦軸 （ｂ１０）回動ロック板 （ｂ１１）突起部 （ｂ１２）ロックバー （ｂ１３）連動歯車 （ｃ１）凹歯車 （ｃ２）凸歯車 （ｃ３）歯部補強板 （ｃ４）軸補強板 （ｃ５）回転軸 （ｃ６）結合ピン （ｘ１）主回動部 （ｘ２）ハンドルフレーム回動部 （ｘ３）サドルフレーム回動部 （ｘ４）ハンドルフレーム接合材 （ｘ５）前輪フレーム接合材 （ｘ６）サドルフレーム接合材 （ｘ７）後輪フレーム接合材 （ｘ８）コア締め付けハンドル （ｘ９）固定アーム （ｘ１０）締め付け用欠取り部 （ｘ１１）フレーム支持材 （ｘ１２）支持材固定軸 （ｘ１３）着脱フック部 （ｘ１４）固定アーム支点 （ｘ１５）アームフック （ｘ１６）支持材軸 （ｘ１７）アーム軸 （ｘ１８）締め付け偏位軸 （ｘ１９）ハンドル取り付け軸 （ｘ２０）コア締め付けフック （ｘ２１）締め付け操作部 （ｙ１）駆動部 （ｙ２）従動部 （ｙ３）動力伝達ケーブル部 （ｙ４）駆動ホイール （ｙ５）隆起部 （ｙ６）駆動ケーブル （ｙ７）弾性被覆管 （ｙ８）回動軸 （ｙ９）回転部カバー （ｙ１０）ケーブル定着金具 （ｙ１１）滑動促進球 （ｙ１２）耐圧縮材 （ｚ１）アクセラレータ （ｚ２）カバー （ｚ３）カバーボルト （ｚ４）内周歯車 （ｚ５）中間歯車 （ｚ６）軸歯車 （ｚ７）中間歯車軸支材 （ｚ８）駆動軸 （ｚ９）空転受動軸 （ｚ１０）受動内接歯車 （ｚ１１）空転ペア歯車 （ｚ１２）終端駆動歯車 （ｚ１３）車輪 （ｚ１４）フォーク

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【手続補正書】

【提出日】平成１４年１月１０日（２００２．１．１
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドルと車輪を分離し、構造フレームを
   介することなく自在に回動または変型する伝達材にてハ
   ンドル操作を車輪に伝える構造を特徴とする折畳み自転
   車。
2. 【請求項２】ハンドルと車輪双方の操縦回転軸に連動す
   る回転盤を装着し、その外周に溝を施しそこにケーブル
   を巡らし旋回域の中央で点固定し、ケーブルが摺動自在
   かつ密着一致するよう外周をカバーで覆い露出ケーブル
   は弾性被覆材で覆いその両端を双方の回転盤のカバーに
   定着させることでハンドルの旋回力を車輪に伝える操縦
   装置を特徴とする請求項１に記載の折畳み自転車。
3. 【請求項３】フレームを（イ）前輪部（ロ）後輪部
   （ハ）サドル部（ニ）ハンドル部の単位にに分割し
   （イ）と（ロ）を回動自在に結合し（イ）と（ニ）及び
   （ロ）と（ハ）を同様各々軸支し、これらを閉合する時
   各々の端部が併合一致する構造をなし該一致部を締め付
   け固定することで全体を安定した走行形状に組み立てる
   ことを特徴とする請求項１及び２に記載する折畳み自転
   車。
4. 【請求項４】ホイールの外周にＶ字状の溝を巡らし溝の
   側面に左右交互に隆起部分を設け回転運動により繰り込
   まれる駆動ケーブルの巻取り摩擦抵抗を大きくしたホイ
   ールとケーブルを用いた駆動装置を特徴とする請求項
   １、２、及び３に記載した折畳み自転車。
5. 【請求項５】１つの開口部を有する回転体からなる材の
   底に相当する部分の中心に貫通孔を穿ち内側の外周に球
   状材を配し、これらをケーブルにより連続挿貫し全体を
   弾性管で覆い該ケーブルを繰り込む駆動ホイールの近傍
   に定着させた動力伝達装置を特徴とする請求項４に記載
   した折畳み自転車。
6. 【請求項６】外部から伝達される回転力を主軸にて空転
   軸支する内周歯車（イ）にて受動し、（イ）の内周で嵌
   合する別途支持アームに回動自在軸支する中間歯車
   （ロ）を介して主軸上で連動する歯車（ハ）に（イ）と
   同等の歯車を同軸結合したペア歯車（ニ）を空転設置す
   る装置において、上記歯車（ロ）と（ニ）のセットを一
   つ或いは複数反復連動設置し終端部に限り（ハ）を主軸
   に連動固定し従前の動力が主軸にもたらされる動力伝達
   装置を特徴とする請求項１、２、３又は５に記載する折
   畳み自転車。
7. 【請求項７】極薄い板からなる噛み合う二枚の歯車にお
   いて一方の歯車の部分を二枚の補強板で挟みこれに接す
   る他歯車は該補強板の間に侵入嵌合する構造を特徴とす
   る請求項６に記述する折畳み自転車。
8. 【請求項８】左右のハンドルアームの端部を双方歯車で
   嵌合し回動自在に各々のグリップが上方に移動するよう
   軸支し、上記の部分全体が後方に回動するよう操縦旋回
   軸頂部に軸支し、走行時にハンドルアームの一端が操縦
   旋回軸の頂部に接していることでハンドル全体の後方回
   転を阻止すると共にハンドルアームにロック装置を有す
   ることを特徴とする請求項１、２及び３に記述した折畳
   み自転車。