JP2014525869A - ロック手段を備えた折り畳み装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自転車用の、ロック手段を備えた折り畳み装置に関し、該装置は、片側に折り畳みヒンジと、他方の側にロッキング群を含むロック機構を備え、ロッキング群は回転可能に支持要素（４ｂ）に接続されて、反対側に配置されたクランプ要素（５ｂ）のクランプ曲面（５ｄ）に対して締め付けられるものであり、クランプ面はロッキング群の回転軸に対して偏心して延在している。この種の既知の折り畳み装置は、締め付け距離が短すぎるもの、部品の位置決めのために追加の隆起部および凹部が中央に必要であるもの、および／またはクランプ接続が不安定であるか調整公差が小さいものである。本発明によれば、折り畳み装置のロック状態において、ロッキング群の回転軸の延長線は、クランプ面（５ｄ）の曲率半径で表される円の内部にあり、これによって、大きなクランプ距離が可能となる。調整ナットで、ロック状態においてロッキング群によりクランプ面が受ける圧力が調整される。簡単な安全手段によって、ロッキング群がロック状態に維持される。折り畳み装置は、同一の押出形材でコスト効率良く製造することができるという利点がある。
【選択図】図１

Description

本発明は、任意選択的に２つのフレーム部品または２つのステアリングロッド部を連結するための、請求項１の前文に係るロック手段を備えた折り畳み装置に関するものである。

従来技術の文献では、折り畳み装置に言及しており、該装置では、その片側で、以下でＡおよびＢと呼ぶ２つの部品が回転可能に相互接続されており、他方の側では、その側のみで作動して２つの部品ＡとＢを相互に固定するロック機構が設けられている。この場合、この構成では、ロックすることを目的として、以下で部品Ａと呼ぶ１つの部品の範囲内のロック機構の側に、ロック用の要素を含むロッキング群が回転可能にその上に配置された軸を提示し、それら２つの部品ＡとＢが、ロッキング群の一部であるロッキングレバーを回転させることにより相互に固定されるような実施形態に言及している。この場合、ロッキング群は、部品Ａに配置された軸に支持され、そこに回転可能に取り付けられており、部品Ａに対して部品Ｂを押したり引いたりする。最後に、この構成では、ロッキング群の回転軸に対して偏心して延在するクランプ面を提示しており、これに対して部品ＡとＢが相互に締め付けられる、あらゆる実施形態に言及している。

特許文献１、特許文献２、および特許文献３と、さらに特許文献４の第１の実施形態では、ロッキングレバーが、自身の回転軸に対して偏心して延在するクランプ面を有する。

これらの実施形態の欠点は、ロック機構が２つの異なる回転軸を、すなわち、ロッキングレバーの回転軸と、それとは異なるロッキング群の回転軸とを有することである。両方のロータリジョイントは、同等の強さを持つように構成されなければならず、また、多様な構成要素が必要となる。さらには、ロッキングレバーの偏心クランプ面が部品Ｂに及ぼす圧力を調整可能に設計されていないか、またはロッキングレバーの閉じ角度とは独立に狭い範囲内でのみ調整可能であるということも、欠点である。

また、特許文献３の実施形態では、偏心外周面によって加えられる力が、直接ではなく、追加のロック要素を介して側方から部品Ｂに作用するということも、欠点である。

特許文献５では、ロッキングレバーは、同様に、自身の回転軸に対して偏心して延在するクランプ面を有する。欠点は、ロック状態におけるロッキングレバーの回転軸とボルトとの間の距離を調整することができないということであり、従って、ロッキングレバーによって部品Ｂに作用する力は、ロッキングレバーの閉じ角度に直接依存する。

特許文献６では、丸ボルトによって部品Ｂに支持されて、丸ボルトの周りに回転するクランプ要素であって、その回転軸に対して偏心して延在するクランプ面を有するクランプ要素を、ロッキング群に含む。クランプ要素は、ロッキングレバーにおいて回転可能に配置されている。

欠点は、やはり、ロッキング群が２つの回転軸を、すなわち、クランプ要素の回転軸と、それとは異なるロッキング群の回転軸とを有し、その両方が同等の強さを持つように構成されなければならず、また、多様な構成要素が必要となるということである。

特許文献７では、クランプ要素は、部品Ｂにおいて回転可能に配置されており、ロッキング群の回転軸に対して偏心して延在するクランプ面を有する。この場合も同様に、同等の強さを持つように構成されなければならない２つの回転軸が、すなわち、部品Ｂに配置されたクランプ要素の回転軸と、それとは異なる部品Ａに配置されたロッキング群の回転軸とが必要であることが、欠点である。

特許文献８および特許文献９と、さらに特許文献４の第２の実施形態では、部品Ｂが、ロッキング群の回転軸に対して偏心して延在するとともに部品Ｂに固定して配置されたクランプ面をロック機構の側に有し、ロック機構は回転軸を１つのみ有して、その軸の周りにロッキング群が回転することで、部品Ａと部品Ｂとの間の締め付けを増加させる、折り畳み装置が知られている。

米国特許第６５２３２２３号Ｂ２ 米国特許第７１９８２８１号Ｂ２ 国際公開第２００９／１５２７６８号 中国実用新案第２０１６２６５１７号 国際公開第２００７／１１３１７９号 中国実用新案第２０１５８０４９６号 中国実用新案第２０１５５９７６８号 中国実用新案第２０１６２６５１９号 中国実用新案第２０１２５４２４６号

しかし、これらの実施形態には以下の欠点がある。

ａ．クランプ面の曲率半径、および締め付けに利用することができるクランプ面の幅が、設計によって非常に小さいことと、利用できる締め付け距離、すなわちロッキングレバーが部品Ｂとの最初の接触から締め付け状態に達するまでに動く角度が極めて小さいことから、既存の調整ネジによる、ロッキングレバーの回転軸に対するクランプ面の径方向の正確な位置決めと、ロッキングレバーの締め付け位置の固定に関して、高い要件が課される。締め付け状態でのロッキングレバーの閉じ角度は、部品ＡとＢとの間の所要の締め付けを達成および維持するように、極めて正確に調整されて、安全手段とストップとによって固定されなければならない。その場合、ロッキングレバーは、最大の締め付け点を超えて動くことはできず、セルフロック位置が実現されるが、そうでなければ、締め付け力は大きく減少することになる。

ｂ．設計によって、部品ＡおよびＢは、それらの中央に、追加の隆起部、およびそれと逆で同等の凹部を有し、これにより、折り畳み状態での部品ＡとＢを互いに対して十分な精度で位置決めすることができ、また、部品ＡとＢが、それらに共通の回転軸に対して、さらに／またはそれらに共通の回転軸に対して垂直に、相互にずれることを防いでいる。この場合、部品ＡとＢが、設計によって、それぞれ、折り畳み装置の片側に配置された回転軸を反対側に配置されたクランプ要素に連結するプレートを有する必要がある、という欠点がある（これは、特許文献６、特許文献７の場合にも当てはまる）。

ｃ．設計によって、部品ＡとＢは、折り畳み状態で、ロック機構の側では互いに係合していないので、ロッキングレバーは、この側で部品ＡとＢがそれらに共通の回転軸方向に相互に変位可能となることを防ぐ必要があり、ロッキングレバーは、その両側に２つのアームを有して、その端面で部品Ｂの１つのアームを囲むことで、折り畳み装置のクランプ面の側で部品Ｂが部品Ａに向かってそれらに共通の回転軸方向に可動となることを防いでいるが、しかし、これによると、ロッキングレバーの支持における軸方向の公差が、クランプ接続の不安定さにつながり得る（これは、特許文献７の場合にも当てはまる）。

特許文献８と、さらに特許文献４の第２の実施形態では、クランプ面として機能する丸いヘッドを有する別個のクランプ要素が部品Ｂに配置されている。この実施形態では、部品ＡとＢとの間の締め付けが、クランプ要素の点接触によってのみ生じ、２つのクランプ要素は、側方にわずかに動くことによって締め付けを逃れる恐れがあることも、さらに別の欠点である。

特許文献４で例示される折り畳み装置の２つの実施形態は、断面が円形または少なくとも楕円形である管を接続するためのものである。従って、これらは、四角形状の部品を接続するのには適していない。特許文献４の両方の実施形態において、部品ＡおよびＢは、それらの周囲に、部品ＡとＢがそれらの回転軸に垂直に相互に動くことを制限する追加の直立壁を有する。この場合もやはり、設計によって、部品ＡとＢは、それぞれ、折り畳み装置の片側に配置された回転軸を反対側に配置されたクランプ要素に連結するプレートを有する必要がある。

本発明の目的は、上記の欠点を示すことなく、ロッキング群の回転軸に対して偏心して配置されたクランプ面を有し、ロッキング群がその回転軸の周りに回転されると、部品Ａと部品Ｂとの間の締め付けを増加させる、折り畳み装置を開発することである。すなわち、折り畳み装置は、
ａ．最大限の締め付け距離を有し、
ｂ．ロッキングレバーの閉じ角度と、偏心クランプ面で締め付けを生じさせる力とを、互いに独立に調整可能であり、
ｃ．ロック機構は、回転軸を１つのみ有し、
ｄ．部品ＡとＢを互いに対して位置決めするために、追加の隆起部および凹部が部品ＡとＢの中央に必要ではなく、
ｅ．部品ＡとＢを互いに対して正確に位置決めすることは、ロッキングレバーの設計および位置決めに依存しない、折り畳み装置である。

請求項１の特徴的側面は、この種の折り畳み装置において、本目的を達成するために供するものである。

本発明のさらなる効果的な構成は、従属請求項によって明らかとなる。

本発明のさらなる主要な効果は、
ａ．部品ＡとＢを同一の設計にすることが可能であること、
ｂ．部品ＡとＢを同一の押出形材で構成することが可能であること、
ｃ．製造が容易な少数の部品で、折り畳み装置が構成されること、
ｄ．連結される部品が互いに平行である必要はなく、さらには、折り畳み装置の回転軸に対して垂直である必要もないこと、
ｅ．円形の管の接続と、矩形の管の接続と、その両方に折り畳み装置を用いることが可能であること、にある。

図１は、折り畳みヒンジにより相互接続された２つの管状ステアリングロッド部１および２のための、ロック手段を備えた折り畳み装置の開状態にある例示的な実施形態を、平面図および投影図で示している。 図２は、閉じた折り畳み装置をロックするための、図２．１のロッキング群が開いた状態から図２．５のロックされた状態までのステップを、平面図で示している。 図３は、図１の折り畳み装置の、閉じてロックされた状態のいくつかの異なる図を示している。 図４は、ロック手段を備えた折り畳み装置の別の好ましい実施形態の投影図を示しており、２つの別々のヒンジ要素と、支持要素と、クランプ要素とを有し、これらは２つのフレーム部品に接続されており、それら２つのフレーム部品は、折り畳みヒンジの回転軸に対して垂直に揃っていない。

図１は、折り畳みヒンジにより相互接続された２つの管状ステアリングロッド部１および２のための、ロック手段を備えた折り畳み装置の開状態にある例示的な実施形態を、平面図および投影図で示している。

折り畳み装置は、回転軸３によって回転可能に連結された２つの要素４、５を有し、
これらは、ステアリングロッド部の片側では、ヒンジ要素４ａおよび５ａとして構成されており、ヒンジ要素と反対のステアリングロッド部１および２の側では、支持要素４ｂおよびクランプ要素５ｂとして構成されている。この例示的な実施形態では、ヒンジ要素４ａと５ａのそれぞれ、および支持要素４ｂとクランプ要素５ｂのそれぞれが、プレート４ｃと５ｃのそれぞれと共に、それぞれ一体に製造された要素４と５を形成して、それぞれのステアリングロッド部１と２に接続されている。ロッキング群が、回転可能に支持要素４ｂに接続されており、それは以下の構成要素を含むものである。
ａ．クランプ支持要素４ｂの円形凹部に回転可能に配置された丸ナット６、
ｂ．丸ナット６に螺入され、その両端部にそれぞれネジ部を有するネジ棒７、
ｃ．ネジ棒７上に接続され、ネジ棒７のための凹部を有する押圧片８、
ｄ．ネジ棒７上に螺合された調整ナット９。

図２は、折り畳み装置をロックするための、図２．１の開状態から図２．５のロック状態までのステップを、平面図で示している。より明確に示すため、丸ナット６とネジ棒７との間のネジ部は、図２．１においてのみ示している。

要素５は、ロッキング群の回転軸に対して偏心して配置されたクランプ曲面５ｄを有し、これは、図１および図２では、円筒外周面として構成されている。開状態では、押圧片８は、支持要素４ｂの円筒外周面４ｄへの接触を維持している（図２．１）。ロッキング群を回転させることにより、この接触は解消される（図２．２）。ロッキング群をさらに回転させると、押圧片８は、クランプ要素５ｂのクランプ面５ｄと接触する（図２．３）。さらに回転させると、押圧片８はクランプ面５ｄに対して締め付けられ、図２．４は最大限の締め付けを示している。このとき、ネジ棒は、ロッキング群の回転軸とクランプ面５ｄの中心軸とを結ぶ直線上にある。その後、図２．５にあるように、さらにもう少しロッキング群を回転させると、ロッキング群の動きは、ステアリングロッド部に当たるように内側に向かう傾向があり、このようにして、セルフロック式のロックが得られる。

この構成の利点は、支持要素４ｂとクランプ要素５ｂの円筒外周面の中心軸間の距離が極めて小さいということであり、このため、押圧片８が非常に早い段階でクランプ要素５ｂに接触するので、長いクランプ距離を締め付けのために利用することができる。

図３は、閉状態の折り畳み装置のいくつかの異なる図を示している。さらにロッキング群を意図しない回転から保護するため、本発明のさらなる特別な特徴によって、ネジ棒７が一部の領域で露出して見えるように、押圧片８はボア８ａを有し、これにより、この場合はその端部がフック状に設計されるとともにステアリングロッド部２に接続されたリーフスプリングである安全要素１０によって、ネジ棒７を把持することができ、ロッキング群が回転から保護される。

本発明の特別な特徴により、開状態での押圧片８と丸ナット６との間の望ましい距離を、ひいてはロック状態での押圧片８とクランプ要素５ｂとの間の望ましい締め付けを、調整ナット９によって調整することができる。

本発明のさらなる特別な特徴により、要素５は、ネジ棒７の両側に配置される２つのクランプ面５ｄを有しており、従って、調整ナット９に支持された押圧片８は、クランプ要素５ｂに両側で圧力をかける。

本発明の特別な特徴により、要素４と５は、同一の押出形材で構成され、この場合、押出形材は、ヒンジ軸および丸ナット６を収容するための円形凹部と、円筒外周面として形成されるとともにヒンジ軸に対して偏心して配置されるクランプ面５ｄと、それに対応して形成される円筒外周面４ｄと、を既に有するものである。これによって、折り畳み装置を、特にコスト効率良く製造することが可能となる。

折り畳み装置を製造するための押出形材のコスト効率の良いさらなる処理は、図３から明らかである。押出形材を所定の長さに切断した後に、対応する相手部品に適合する凹部が設けられる。

適切に切断することによって、面４ｅと５ｅをそれぞれ、押出方向に対して、ひいてはヒンジ軸３に対して非平行に形成することができ、これらは、（必要に応じて、面４ｅと５ｅにそれぞれ形成された中心孔による支援を受けて）その軸に対して垂直なステアリングロッド部に堅固に接続される。望ましい折り畳み方向は、傾斜面４ｅと５ｅのそれぞれの向きによって設定される。

図４は、ロック手段を備えた折り畳み装置の別の好ましい実施形態の投影図を示しており、２つのヒンジ要素１１、１２と、別個の支持要素１３と、別個のクランプ要素１４とを有し、これらは２つのフレーム部品に接続されており、そのうち１つのフレーム部品１５を同図に示している。

また、本実施形態においても、支持要素１３、クランプ要素１４、およびヒンジ要素１１、１２は、同一の押出形材で構成される。本発明のさらなる特別な特徴により、図４において、押出支持１３、クランプ１４、およびヒンジ要素１１、１２は、折り畳み装置の回転軸３に対して非垂直な角度で切断される。フレーム部品１５の上側は、押出要素の切断面に平行に延在している。本発明の別の特別な特徴によれば、フレーム部品も、折り畳みヒンジの回転軸３に対して非垂直に延在するように配置することができる。折り畳みヒンジの回転軸３は、ネジ頭と雌ネジとを備えたボルト２０によって形成され、これはネジ２１に螺合される。回転軸に対して傾斜したヒンジ要素１１および１２の平面の回転が可能となるように、傾斜面とボルト２０およびネジ２１のそれぞれとの間に、対応した傾斜ワッシャ２２が配置される。

Claims (9)

1. 任意選択的に２つのフレーム部品（１５）もしくは２つのステアリングロッド部（１）と（２）を連結するための、自転車用の、ロック手段を備えた折り畳み装置であって、
   ａ．共通軸（３）の周りに回転可能な２つのヒンジ要素（４ａ，５ａ；１１，１２）を有するロータリジョイントと、
   ｂ．前記ジョイントと反対の前記フレーム部品（１５）もしくは前記ステアリングロッド部（１，２）の側に配置されたクランプ接続であって、支持要素（４ｂ）と、前記支持要素（４ｂ）に回転可能に接続されたロッキング群と、クランプ要素（５ｂ）とを含み、前記ヒンジ要素（１２）、前記支持要素、および前記クランプ要素（１４）のいずれかが、別個の部品として前記フレーム部品（１５）もしくは前記ステアリングロッド部に接続されているか、または、前記支持要素（４ｂ）と前記クランプ要素（５ｂ）とが、それぞれ前記ヒンジ要素（４ａ，５ａ）およびプレート（４ｃ，５ｃ）と共に、一体に製造されて、前記フレーム部品（１５）もしく前記ステアリングロッド部（１，２）に接続された構成要素（４，５）をそれぞれ形成している、クランプ接続と、を備え、
   前記クランプ要素（５ｂ）は、ロック状態において、前記ロッキング群の回転軸に対して偏心した少なくとも１つの円筒凸曲面状のクランプ面（５ｄ）を有し、前記クランプ面の曲面形状によって、結果的に、前記支持要素（４ｂ）に支持された前記ロッキング群がそれを回転させて閉じる動きの結果として前記クランプ面（５ｄ）に接触し、また、ロック状態において、前記クランプ面（５ｄ）に力を作用させて、これにより、両方の前記フレーム部品もしくは前記ステアリングロッド部を互いに対して締め付けるものであり、
   当該折り畳み装置のロック状態において、前記ロッキング群の回転軸の延長線は、前記クランプ面（５ｄ）の曲率半径によって表される円の内部にあることを特徴とする、折り畳み装置。
2. 前記ロッキング群は、
   ａ．前記支持要素（４ｂ）の円形凹部に回転可能に配置された丸ナット（６）と、
   ｂ．前記丸ナットに螺入され、その両端部にそれぞれネジ部を有するネジ棒（７）と、
   ｃ．前記ネジ棒（７）上に接続され、前記ネジ棒（７）のための凹部を有する押圧片（８）と、
   ｄ．前記ネジ棒（７）上に螺合された調整ナット（９）と、を含み、
   前記クランプ要素（５ｂ）は２つのクランプ面（５ｄ）を有し、そのうち一方は前記ネジ棒（７）の上方に、もう一方は下方に配置され、ロック状態において、前記調整ナット（９）は前記押圧片（８）に力を及ぼし、これによって、前記クランプ要素（５ｂ）の前記クランプ面（５ｄ）に力が作用することで、前記２つのフレーム部品もしくは前記ステアリングロッド部（１，２）は互いに対して締め付けられることを特徴とする、請求項１に記載の折り畳み装置。
3. 前記押圧片（８）は、前記ロッキング群の回転軸に垂直かつ前記ネジ棒（７）の軸に垂直なボア（８ａ）を有し、これにより、前記ネジ棒（７）が前記ボア（８ａ）の領域で露出して、ロック状態において安全要素（１０）が前記ネジ棒（７）を把持することで、前記ロッキング群がロック状態に保持されることを特徴とする、請求項２に記載の折り畳み装置。
   ようになっている。
4. 前記安全要素（１０）は、フック状であることを特徴とする、請求項３に記載の折り畳み装置。
5. 前記安全要素（１０）は、リターンスプリングを有することを特徴とする、請求項３または４に記載の折り畳み装置。
6. 前記支持要素（４ｂ）と前記クランプ要素（５ｂ）は、同一の押出形材で構成されることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の折り畳み装置。
7. 両方の前記ヒンジ要素は、同一の押出形材で構成されることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の折り畳み装置。
8. 前記ヒンジ要素（１１，１２）、前記支持要素（１３）、および前記クランプ要素（１４）は、同一の押出形材で構成されることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の折り畳み装置。
9. 一体に形成され、少なくとも前記ヒンジ要素（４ａ，５ａ）、前記支持要素または前記クランプ要素（４ｂ，５ｂ）、および前記プレート（４ｃ，５ｃ）で構成される２つの構成要素（４，５）が、同一の押出形材で構成されることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の折り畳み装置。

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