JP2012526011A - 自転車のハンドル位置の調節機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドルの取り付け部がハンドルに垂直なパイプとフロントフォークとの間の固定部分と独立した、低コストで、耐用年数が長く、剛性が高く、良好な安全性能を備えた自転車のハンドル位置の調節機構を提供する。
【解決手段】自転車のハンドル位置調節機構は、ハンドルを固定する上部カバー（２）と下部カバー（３）と、保持機構によりフロントフォークに固定されたハンドルに垂直なパイプ（５）とを含む。ハンドルを固定するための上部カバーの一側部と下部カバーの一側部とは互いに接続されており、他の一側部は独立した保持機構により共に連結されている。ハンドルに垂直なパイプの頂部には段（６）が設けられ、下部カバーはハンドルに垂直なパイプの外側に嵌められ、ハンドルに垂直なパイプの頂部で当該段の下方に配置されている。下部カバーはハンドルに垂直なパイプの外側に嵌められてハンドルに垂直なパイプの頂部で段の下方に配置されているため、ハンドルに垂直なパイプは保持機構によりフロントフォークにしっかりと固定され、さらにハンドル位置はフロントフォークとハンドルとの間の剛性に影響を与えずに繰り返し調節ができ、故に自転車は快適性と安全性を向上させることができる。一方で保持機構を解除することにより、ハンドルシステム全体は垂直なパイプに相対的に回転可能になる。自転車を使用しない際には、ハンドルは自転車本体に平行な方向へ下方に回転されることができ、その結果自転車により占有される空間を低減させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、自転車のハンドル位置の調節機構に関する。

自転車のハンドルとパドルの間の距離は乗る人の快適性に大きな影響を与える。乗る人が異なればハンドルとパドルとの間に必要な距離も異なってくる。同一の自転車であっても様々な乗る人の快適性の要求を満たすために、自転車のハンドルは前後方向に調節可能に構成され、その結果ハンドルとパドルの間の距離は乗る人が変わった際の要求を満たすためにハンドルの角度を調節することにより変えることができる。折り畳み自転車は最近の２０年で大変有名になり、自転車を最小化するためにハンドルが折り畳めることは極めて重要な要件になった。

図１は先行技術における自転車のハンドル位置の調節機構の概略図である。ハンドル１ａの中央部分は、上部カバー２ａと下部カバー３ａにより強固に固定されている。上部カバーと下部カバーとはヒンジ軸４ａによって一側部に蝶番で回転できるように固定されている。下部カバーとハンドルに垂直なパイプ５ａは共に固定されている。引きねじ８ａは、上部カバー、下部カバー、及びハンドルに垂直なパイプを挿通し、ハンドルに垂直なパイプの底部において傾斜ナット９ａに螺合されている。引きねじで締結することにより、ハンドルに垂直なパイプと傾斜ナットとは締め付けられ、フロントフォークに垂直なパイプに固定され、上部カバーと下部カバーとはハンドルに強固に固定される。引きねじが緩められると、上部カバーと下部カバーとがハンドルを動けるようにする。今、自転車に乗る人の快適性の要求を満たすために、ハンドルを回転させてハンドルの傾斜角を調節する。その上、ハンドルは１８０度下方に回転させ、９０度左右に回転させてもよい。その結果、ハンドルは自転車のフレームにくっつき、自転車は部分的に折り畳まれる。しかし、折り畳まれたハンドルはフロントフォークに垂直なパイプに垂直でなければならず、これでは折り畳まれた自転車を最小にすることは到底できない。さらに、上部カバーと下部カバー、そしてハンドルに垂直なパイプと傾斜ナットとの締結は同じ引きねじにより実現されており、そのため引きねじが上部カバーと下部カバーとを緩めたり締め付けたりする際に、ハンドルに垂直なパイプとフロントフォークに垂直なパイプはそれに応じて緩められたり、締め付けられたりする。ハンドルに垂直なパイプと傾斜ナットとのフロントフォークに垂直なパイプでの確実な締め付けを確保するために、傾斜ナットの外壁には傾斜ナットの外壁とフロントフォークに垂直なパイプの内壁との間の摩擦を増加し得る縦の筋１５ａが設けられている。傾斜ナットがフロントフォークに垂直なパイプに固定される際に縦の筋は毎回フロントフォークに垂直なパイプの内壁を摩耗する。フロントフォークに垂直なパイプの内壁はハンドル角の数回調節後に激しくすり減らされ、これによりフロントフォークに垂直なパイプの剛性は影響を受け、その結果自転車の安全性にも影響を及ぼす。さらにボルト一本では一度に２つの接続を緩めたり締付けたりする必要があるため、ボルトは移動距離を長くとる必要があり、これにより手作業を一般的な迅速な締付け作業に置き換えることは不可能になる。

それ故に、最近の２０年で従来の折り畳み自転車のハンドルの垂直パイプの接合部は図７に示すように構成されている。ハンドルの中央部分には下方に伸延する垂直パイプが設けられ、底部には接合部が設けられている。接合部には上部カバーと下部カバーとが設けられている。上部カバーと垂直パイプとは共にしっかりとリンクされ、下部カバーとフロントフォークに垂直なパイプは共にリンクしている。上部カバーと下部カバーとは共に一側部において蝶番で回転可能になっており、反対側にはカバーロック機構が設けられ、これにより工具なしで容易に操作ができる。従ってハンドルは乗る際には固定されることができ、また、占有するスペースを減少させる為に１８０度下方に折り畳めるように固定を解除することもできる。この種の折り畳み方法は約２５年に亘り評判がよく、重宝されており、折り畳まれたハンドルの最適位置は所望の蝶番の軸の角度により選択される。しかし、この種の自転車は次のような重大な問題を有する。第１に、乗用時の要求を満たすためにハンドルの前後の距離は調節ができない。第２に、必要とされる機械加工の精度があまりに高く、それ故にコスト、重量、耐用年数、及び安全性を満たすことができない。この自転車の折り畳み方法では接合部に高い強度と、折り畳み位置に高い精度が要求され、これにより接合部分は相当重くなり、コストは相当高くなってしまう（１つ３０−５０人民元）。折り畳まれた自転車により占有される空間を最小化するためには、自転車のブレーキハンドルの角度が０度付近の位置（水平面の角度）に調節されるが、これでは自転車の基準を満たさない。そして自転車の折り畳み時にはブレーキハンドルの角度が調節できるように他の機構が付加されなければならず、このようにすれば操作性は悪くなり、コストは約３０人民元増加し、重量は約０．２ｋｇ増加してしまう。

本発明はハンドルの取り付け部がハンドルに垂直なパイプとフロントフォークとの間の固定部分から独立した、低コストで、耐用年数が長く、剛性が高く、良好な安全性能を備えた自転車のハンドル位置の調節機構を提供することを目的とする。ハンドルは水平軸、垂直軸回りに便利に回転できる。

本発明の自転車のハンドル位置調節機構は、ハンドルを固定する上部カバーと下部カバーとハンドルに垂直なパイプとを包含する。ハンドルに垂直なパイプは、パイプをロックする機構によってフロントフォークに垂直なパイプに固定できる。ハンドルを固定する上部カバーと下部カバーとは、互いに一側部において接続され、別の一側部においてカバーをロックする機構により共にロックされる。ハンドルに垂直なパイプの頂部には段が設けられ、下部カバーはハンドルに垂直なパイプの外側に嵌められ、段の下方に配置される。

本発明の自転車のハンドル位置を調節及び折り畳む機構によれば、ハンドルに垂直なパイプはパイプロック機構によりフロントフォークに垂直なパイプにしっかり固定されることができる。ハンドルを固定する上部カバーと下部カバーとは互いに一側部において接続され、別の一側部において独立したカバーロック機構により共にロックされている。上部カバーと下部カバーとの固定及び固定の解除は、ハンドルに垂直なパイプとフロントフォークに垂直なパイプとの間の固定には干渉しない。ハンドルとサドルとの間の距離を調節している間、ハンドルに垂直なパイプとフロントフォークに垂直なパイプとの間のコネクターを締め付けたり緩めたりする必要はなく、単純に上部カバーと下部カバーのカバーロック機構の固定を直接解除し、ハンドルを水平軸回りに回転する。ハンドルに垂直なパイプとフロントフォークに垂直なパイプとの締結は全体のプロセスにおいて影響を受けない。現状の製品では緩みや締付けの積み重ね、傾斜ナットからの摩擦により、傾斜ナットの外側の筋がフロントフォークに垂直なパイプの内壁を傷つけ、フロントフォークに垂直なパイプの剛性に影響を与えることにつながる、といったことは起こらない。ハンドル位置を繰り返し調節してもフロントフォークに垂直なパイプの剛性にもはや影響を与えることはなく、自転車の安全性は良好である。その上、カバーロック機構が解除された場合、上部カバーと下部カバーとは垂直軸回りに回転することができ、これによりハンドルを当該ハンドルに垂直なパイプ周りに回転させることができる。自転車を使用していない場合には、自転車により占有されているスペースを減少させる為にハンドルは自転車本体に平行な方向に回転させることができる。調節機構は折り畳み自転車に折り畳み接合部を用いずに使用することができ、ハンドルは自転車により占有されるスペースを減少させる為に自転車のフレームの一側部に折り畳まれて、集められる。折り畳み接合部は自転車のハンドルに垂直なパイプに設けられてはおらず、これにより自転車の剛性や衝撃抵抗を高めることができる。

調節可能な折り畳みハンドルは百年以上もの間、本技術分野の発明者たちにとっての主要な研究テーマの１つであった。今や何百もの特許が存在するが、これら全ては多かれ少なかれ問題を有している。本発明ではコストが最小限に（１５人民元）低減され、重量は非常に軽く（０．３ｋｇ）、安全な解決が達成されている。本発明は単純ではあるものの、輸送手段にとっての２輪又は３輪の乗り物においての重要な進歩である。

従来技術における自転車のハンドル位置の調節機構を説明する概略図である。 本発明における自転車のハンドル位置の調節機構を説明する概略図である。 本発明における自転車のハンドル位置の調節機構を説明する分解図である。 フロントフォークに垂直なパイプにハンドルに垂直なパイプの取付けを説明する概略図である。 本発明の１実施形態における自転車のハンドルを説明する概略図である。 本発明の他の実施形態における自転車のハンドルを説明する概略図である。 従来技術における自転車のハンドルの一般的な折り畳み機構を説明する概略図である。

自転車のハンドル位置の調節機構は、図２、図３に示すように、ハンドル１を固定するための上部カバー２と下部カバー３とを包含し、上部カバー２と下部カバー３とは回転軸４によって一側部で蝶番により動けるようにされており、上部カバーと下部カバーとを共に締結するために別の一側部にカバーロック機構が設けられている。上部カバーと下部カバーとを締結するカバーロック機構は、偏心した引き棒機構１４であってもよく、折り畳み自転車に一般に使用され、取り外しが迅速にできるものとして一般に知られている。図２に示すように、取り外しが迅速にできれば上部カバーと下部カバーとを迅速かつ簡便に締結し、締結を解除することができる。カバーロック機構は代替的に不図示のボルトであってもよい。下部カバー３の上面には凹部７が設けられており、ハンドルに垂直なパイプ５の頂部には段６が設けられている。下部カバー３はハンドルに垂直なパイプ５の外側に嵌められており、段の下方に配置されている。下部カバーの凹部はハンドルに垂直なパイプの段と一致する。ハンドルに垂直なパイプは、パイプロック機構によってフロントフォークに垂直なパイプ１０に強固に固定できる。パイプロック機構は、図３に示すように、ハンドルに垂直なパイプの底部に配置された傾斜ナット９とハンドルに垂直なパイプの内側に配置された第１引きボルト８とを含む。第１引きボルト８は、ハンドルに垂直なパイプを挿通し、ハンドルに垂直なパイプの底部で傾斜ナット９に螺合されている。傾斜ナットとハンドルに垂直なパイプとは、第１引きボルトの螺合によりフロントフォークに垂直なパイプ１０の内部で締め付けられている。

ハンドルに垂直なパイプは、パイプロック機構によってフロントフォークに垂直なパイプ１０の内部で強固に固定されている。パイプロック機構は、図４に示すように、ハンドルに垂直なパイプにたがをかけるパイプ取付け金具２ｅ、パイプ取付け金具の締付けボルト３ｅ、第２引きボルト４ｅおよび引きナット１ｅを含んでもよい。ハンドルに垂直なパイプの底部には、矩形の切込みが設けられている。第２引きボルト４ｅは、ハンドルに垂直なパイプに挿通し、フロントフォークに垂直なパイプに固定されている引きナットに螺合され、これによりハンドルに垂直なパイプが確実にヘッドパイプのベアリングに対して適切な圧力で押圧するようにしている。そしてハンドルに垂直なパイプは、パイプ取付け金具の締付けボルトを螺合することによって変形し、フロントフォークに垂直なパイプにしっかりと固定される。

下部カバーの上面の凹部とハンドルに垂直なパイプの頂部の段は環状でもよい。環状の段と環状の凹部とは互いに回転可能に係合し、その結果、ハンドルはカバーロック機構が解除された後に回転でき、これにより操作がより簡易かつ便利になる。

弓状の溝１１は、ハンドル１の固定部分と一致するようになっており、ハンドルに垂直なパイプの環状の段６の上面に配置され、ハンドル１の固定部分は環状の段６と当該溝部分で接触している。カバーロック機構によって上部カバーと下部カバーとにより固定されると、ハンドルは弓状の溝に保持され、これによりハンドルを確実かつ安定して固定させ、ハンドルが外力の下で滑るのを防止できる。

２つの弓状の溝１１は、ハンドル１の固定部分と一致し、ハンドルに垂直なパイプの環状の段６の上面に配置されてもよく、ハンドル１の固定部分は当該部分で環状の段６と接触する。１つの弓状の溝は、自転車のフレームの平面に対して９０度であり、これによりユーザーが自転車に乗る前に適切にハンドルの位置を調節可能にできる。他の弓状の溝は、自転車のフレームの平面に対しておよそ平行であり、これにより折り畳み後のハンドルが占有する空間を最小にすることができる。２つの弓状の溝によりハンドルの使用時又は折り畳みの際にハンドルは確実に固定され、ハンドルが外力の下で滑るのを確実に防止することができる。

ハンドル１が調節した角度に維持され、変化しないように確保するために、滑り止め機構が上部カバーとハンドルに垂直なパイプの固定部分との間、および下部カバーとハンドルに垂直なパイプの固定部分との間に配置されている。図３に示すように、弓状の溝１１は、ハンドルに垂直なパイプの環状の段６の上面に配置され、弓状の溝１１には凸状の歯１２が設けられている。ハンドル１の固定部分には、凸状の歯１２と係合する凹状の歯１３が設けられている。凹状と凸状の歯の拘束により、固定されたハンドルは、調節された角度で回転せずに確実に保持されることができ、たとえ相当な外力が与えられたとしてもぐらつかない。ハンドルはより安定して確実に固定される。上部カバーとハンドルに垂直なパイプの固定部分との間、および下部カバーとハンドルに垂直なパイプの固定部分との間の滑り止め機構は、代替的に弓状の溝の表面とハンドルの固定部分の表面のギザギザの構造であってもよい。上部カバーとハンドルに垂直なパイプの固定部分との間、および下部カバーとハンドルに垂直なパイプの固定部分との間の滑り止め機構は、代替的に弓状の溝とハンドルの固定部分との間に配置された滑り止めのゴムパッドであってもよい。

ハンドルの強度と剛性を増大させる為に、ハンドルは、図５に示すように、ハンドルの左右にそれぞれ剛体２ｃを包含してもよい。２つの剛体は調節機構の左右へ下方にそれぞれ伸延し、おおよそ環状か多角形の断面を有する水平部分により接続される。その上、２つの剛体は、当該２つの剛体と自転車の構成要素（特に自転車のフレーム）との間での干渉を回避するために、共に前方又は後方のいずれかに曲げられていてもよく、これにより自転車は占有する空間を少なくでき、折り畳み後の安全性を向上させることができる。

ハンドルが垂直方向にも調節できるようにするために、ハンドルは、図６に示すように、Ｔ型のハンドル１ｄ、スタンドパイプ２ｄ、および迅速な取り外しができるものとして一般に知られている偏心した引き棒機構でもよいハンドルロック機構３ｄを代替的に包含してもよい。Ｔ型ハンドルは、スタントパイプに挿入され、Ｔ型ハンドルとスタンドパイプはハンドルロック機構により共に固定される。ハンドルはスタンドパイプ内のＴ型ハンドルの挿入深さの調節により垂直方向に調節でき、これにより自転車をより快適にすることができる。

１、１ａ…ハンドル、
１ｄ… Ｔ型ハンドル、
１ｅ… 引きナット、
２、２ａ…上部カバー、
２ｃ… 剛体、
２ｄ… スタンドパイプ、
２ｅ… パイプ取付け金具、
３、３ａ…下部カバー、
３ｄ… ハンドルロック機構、
３ｅ… 締付けボルト、
４… 回転軸、
４ａ… ヒンジ軸、
４ｅ… 第２引きボルト、
５、５ａ…ハンドルに垂直なパイプ、
６… 環状の段、
７… 凹部、
８… （第１）引きボルト、
８ａ… 引きボルト、
９、９ａ…傾斜ナット、
１０… フロントフォークに垂直なパイプ、
１１… 弓状の溝、
１２… 凸状の歯、
１３… 凹状の歯、
１４… 引き棒機構、
１５ａ… 縦の筋。

ハンドル１が調節した角度に維持され、変化しないように確保するために、滑り止め機構が上部カバー２とハンドルとの間、および環状の段６とハンドルとの間に配置されている。ハンドルの固定部分に一致する上部の溝は、上部カバー２の内側に配置されている。図３に示すように、弓状の溝１１は、ハンドルに垂直なパイプの環状の段６の上面に配置され、弓状の溝１１には凸状の歯１２が設けられている。ハンドル１の固定部分には、凸状の歯１２と係合する凹状の歯１３が設けられている。凹状と凸状の歯の拘束により、固定されたハンドルは、調節された角度で回転せずに確実に保持されることができ、たとえ相当な外力が与えられたとしてもぐらつかない。ハンドルはより安定して確実に固定される。上部カバー２とハンドルとの間、および環状の段６とハンドルとの間の滑り止め機構は、代替的に弓状の溝の表面とハンドルの固定部分の表面のギザギザの構造であってもよい。上部カバー２とハンドルとの間、および環状の段６とハンドルとの間の滑り止め機構は、代替的に弓状の溝とハンドルの固定部分との間に配置された滑り止めのゴムパッドであってもよい。

Claims (9)

1. 自転車のハンドル位置の調節機構であって、ハンドルを固定するための上部カバーと、下部カバーと、ハンドルに垂直なパイプとを有し、前記ハンドルに垂直なパイプはパイプロック機構によりフロントフォークに垂直なパイプに固定されるよう適合し、前記ハンドルを固定するための前記上部カバーと前記下部カバーとは互いに一側部において接続され、前記上部カバーと前記下部カバーとは別の一側部において独立したカバーロック機構により共に締結され、前記ハンドルに垂直なパイプの頂部には段が設けられ、前記下部カバーは前記ハンドルに垂直なパイプの外側に嵌められ、前記段の下方に配置されていることを特徴とする自転車のハンドル位置の調節機構。
2. 前記上部カバーと前記下部カバーとのカバーロック機構は、偏心した引き棒による機構であることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハンドル位置の調節機構。
3. 前記ハンドルに垂直なパイプの前記段の上面には、ハンドルの固定部分に一致する溝が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハンドル位置の調節機構。
4. 前記ハンドルに垂直なパイプの前記段の上面には前記ハンドルの固定部分に一致する２つの溝が設けられ、１つの弓状の溝は前記自転車のフレームの平面に対して９０度であって、もう一方の弓状の溝は前記自転車のフレームの平面に対しておよそ平行になっており、これにより前記ハンドルが前記自転車のフレームに当接して折り畳み後の占有空間が最小化されることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハンドル位置の調節機構。
5. 前記ハンドルの固定部分に一致する上部溝は、前記上部カバーの内部に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自転車のハンドル位置の調節機構。
6. 前記上部カバーと前記ハンドルに垂直なパイプの固定部分との間、および前記下部カバーと前記ハンドルに垂直なパイプの固定部分との間に滑り止め機構が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハンドル位置の調節機構。
7. 前記滑り止め機構は、互いに係合する凸状の歯と凹状の歯であることを特徴とする請求項６に記載の自転車のハンドル位置の調節機構。
8. 前記ハンドルは当該ハンドルの左右に剛体をそれぞれ包含し、２つの前記剛体は前記調節機構の左右へ下方にそれぞれ伸延し、概して環状又は多角形の断面形状を有する水平部分により接続され、２つの前記剛体は共に前方又は後方のいずれかに曲がっていることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハンドル位置の調節機構。
9. 前記ハンドルは、Ｔ型ハンドルと、スタンドパイプと、ハンドルロック機構と、を包含し、前記Ｔ型ハンドルは前記スタンドパイプ内部に挿入され、前記Ｔ型ハンドルと前記スタンドパイプとが前記ハンドルロック機構により共に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の自転車のハンドル位置の調節機構。

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