JP2017202817A - Ｘ型の補助フレームにて前後方向に寸法縮小する折畳み自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】補助フレームにより、フロントフレームとリアフレームを面外にぶれるのを防ぐとともに、特に力を入れてはめ込んだりすることなく車軸方向に近接させ、スムーズに正しい位置に収める。
【解決手段】ハンドル、フロントフレーム２と、サドル、リアフレーム３を、Ｘ字型に交わる補助フレームで引き付け車軸方向の寸法を縮小する。展開時はメインフレーム４が、ほぼ水平に展開し、補助フレームとともに、２，３間の距離を保持しフレームを形成する。また、ハンドルパイプを鞘管と、フロントフレームはヒンジで連結され、折畳み時はヒンジの周りにハンドルパイプを回動し、フロントフレームの横に移動させ前後輪同軸並列に位置させることで、引っ張って楽に移動できる。フロントフレーム２リアフレーム３メインフレーム４を束ねて、前後輪を下部に集約することで、全体を縮小でき、収納、移動、公共交通機関への持ち込みなどで扱いやすい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハンドルと前輪を持つフロントフレームと、サドルと後輪とを持つリアフレームを、両社の中間に配するＸ型の補助フレームにて所定の位置に折畳み、またのその時にハンドルパイプを車軸直角方向に横移動させることで前後輪を同軸並列に位置させ、車輪を転がして引っ張って容易に移動させることのできる折畳み自転車に関する。

自転車の中央部で２つ折りにする折り畳み自転車は広く普及している。
（文献１ 図１，２）
Ｘ型にフレームで車軸方向の寸法を縮小する機構の前例がある。
（文献２，３）
特殊な形態としてＸ型の金物の端部にあるヒンジ周りに回動することで前後輪を同軸平行に納める案がある。（文献４）
前後輪を端部に配するメインフレームにサドル機構、ハンドル機構をを倒して縮小する例がある。（文献５）

特開２００９−４６１０２号公報 特開２０１１−１６２１６９号公報 公開実用昭和５２−０７８２３７号公報 特開２００３−２９１８７６号公報 特開２００４−２５５９１７号公報

自転車の中央部で２つ折りにする折り畳み自転車は広く市中で見受けられるが、サドルやハンドルを折りたたんでも車体の半分の大きさより小さくはならない。さらに前後輪は平行にならずに角度があるため、車輪を転がして移動することはできず、持ち上げて移動することになり不便である。

Ｘ型フレームで前部と後部を引き付けて折りたたむタイプは、前輪と後輪が接するまで小さくするのが限界であり、小さくするには車輪の直径を小さくすることになり、凹凸のある道路の走行や縁石等の段差の乗上げなどには、危険が伴う。また特許文献３のＸフレームはサドルのあるフレームと駆動部及び後輪のあるメインフレームが、交叉部の一点のボルトで繋がっていて、凹凸のある道路の走行時の縦方向の衝撃や、運転者の体重が交叉部のボルト一点に集中することになり、耐久性に不安がある。さらに折り畳み時の移動は前項のように持ち上げる必要はなく、車輪を転がして引くことができるが、前後に並んだ車輪に依るので、直立させて正しく前進させる必要があり簡単ではない。

参考文献４の事例は、Ｘ型フレームの中央にあるヒンジでフロントフレームとリアフレームをねじって移動し、前後輪を平行配置するという特殊な工夫が施されているが、複雑な部材が多く製作上難点がある。また接合部が多数連続するため、動く接合部には多少の遊びがあることを勘案すると、走行時に微妙なブレが増幅して車体の安定性に疑問がある。

特許文献５の例では、折りたたんだ長手の両端に、前後の車輪が付き、公共交通機関に持ち込むには、汚れが他所に付着するなどの不安が伴う。また前後方向の縮小がないため、容積はかなり減るものの全体の容積を小さくするためには、自転車本体の車長、車輪形を小さくすることになり、一般道での中長距離の移動には困難と危険を伴う。

請求項１の発明では折畳み時に、上部にハンドル、下部に前輪を持つハンドルパイプを回動自由に支持する鞘管をヒンジ周りに展開可能に保持し、自転車展開時にバックルにより一体化させたフロントフレームと、上部にサドル，下部に後輪を持つリアフレームを、両者の間にある交叉部にて回動自由に交わる２本のＸ型の補助フレームにて、意図する位置関係にスムーズに正確に移動させることができる。

自転車展開時も、補助フレームがサドル、後輪、ハンドル 前輪等の自転車の主要部分を支持し、車体の中央部で車体のねじれを矯正する働きをして、安定した走行に寄与する。

請求項２の発明は、展開時にフロントフレームとリアフレームは、２本の補助フレームで前後に展開する。それぞれのフレームにとりつく間隔と補助フレームの長さが決まっているので、所定の間隔に展開するが、その間隔を保つために、後輪中央と、フロントフレームの間に、謂わばつっかえ棒のように駆動機構を持ったメインフレームをはめ込むことになる。

駆動機構はメインフレームに組み込んであるため、折畳みや展開の動作により相互の位置関係が変動することなく一体で移動するので、チェーンの緩み等がなく、折り畳み時と展開時にその都度の調整をする必要がなく快適な走行が約束される。

請求項３の発明において、走行時はフロントフレームとバックルで一体化しているハンドルパイプを保持する鞘管は、折畳み時にバックルを解除し、ハンドルパイプを保持する鞘管の脇のヒンジの周りに１８０度回動し、前輪のもとの車輪の位置に対して、車軸に対して横方向に移動する。ハンドル操作のために車輪中心がハンドルパイプ芯線より前方に出ていることを利用して、上記のように１８０°回動することにより、後輪と同軸平行にすることができる。

請求項４について、後傾補助フレームはフロントフレームの中間部とリアフレームの下端にボルトで回動自由に係止されている。Ｘフレームの交叉部は同様にボルトで回動自由に軸支されている。交叉部上方に折れ点を設けてフロントフレームとリアフレームが近づけるようにする。一方前傾補助フレームはフロントフレームの下端部とリアフレームの中間部に接続されているので、交叉部の上部に折れ点を設けて、上記と同様にフロントフレームとリアフレームが近づけるようにし、上下寸法を小さくする。

請求項５の発明は、ハンドルの折畳み機構に関する。ハンドルについても上下方向寸法を節約するために、ハンドルパイプの上部をＴ字型にしその先端にボルト穴を設け、左右両ハンドルを上部から下部に回転させて収納する。展開時はその逆であるが、ハンドルは瞬間的に大きな力が掛る可能性があるため、ハンドルとハンドルパイプの間に斜め材を設ける。展開時にハンドルを上にあげると係止部が上方に移動し、所定の位置に達した時にバックルにてハンドルパイプに斜め材下端支持材を固定する。

請求項６の発明は、ペダルの折り畳みに関する。展開時はペダルは足で踏めるように、車軸に対して垂直方向に飛び出している。折り畳み時にはそれが邪魔になるが、当該発明は特にフロントフレーム周りはフロントフレーム、補助フレーム、メインフレームなどでほぼ隙間がない状態となっている。そこで一方のペダルはクランクギアの中央で１８０度回転して、ペダルの飛び出しをリアフレームとメインフレームの隙間に収めるようにする。他方はペダルクランクと、ペダルを同一平面になるようにして、容積の縮小を図る。

請求項７は折り畳み時に車体のほぼ中央部に来る駆動機構の収納に関する。この部分は泥や油のつく部分であり、折畳み時に車のトランクに収めたり、電車などの公共交通機関に持ち込んだりする場合、周囲に泥、油の付着がないようにする必要がある。また、それぞれのフレームを束ねた場合、それがバラバラにならないようにすることが重要である。

そのため比較的スペースのあるリアフレームの前方にばね仕掛けで、巻き取れるロープと、シートのケースを装着する。ロープを巻付けることでフレームを束ねる。汚れの付着を防ぐためにはシートを巻きつけて、一周させてケースのところで止めるようにする。

以上まとめて展開している状態から折畳む手順を説明する。
１，補助フレームとリンクフレームの折り曲げ禁止のフックを解除する
２，フロントフレーム、メインフレーム、ハンドルパイプを保持する鞘管の係止クランプを解除する
３，ハンドルパイプをその脇のヒンジを中心に１８０度後方に回転する。
４，フロントフレームとリアフレームを車軸方向に近接させて折畳む。
５，ロープで仮止めする。
６，ハンドルの斜め材の下部支持金物の拘束を解除して、ハンドルを下方に倒す。
７，ペダルをギア中心から１８０度回転させて収納する
８，他方ペダルをペダル部分ギアとフラット化する
９，ロープを締める
１０，シートを本体にかぶせる
展開の場合は反対のことをすることになる。

補助フレームにより、前方のフロントフレームと後方のリアフレームを面外にぶれるのを防ぐとともに、特に力を入れてはめ込んだりすることなく車軸方向に近接させるだけでスムーズに正しい位置に収めることができる。

補助フレームで基本的に部材の端部で止めているので、線材の途中で部材の断面に取り付けた接続金物で止めているよりは、ねじれや、曲げなどの外力に強い。その分部材のサイズの縮小ができ軽量化も図れる。

前輪を後輪と同軸並列に位置させることで、一般のキャスターのようにサドル後方あるいはハンドル支持材を取手にして車輪を転がして容易に移動できる。

折り畳み時に前輪、後輪が下部に位置し、上部構造は線材を束ねた状態に折りたたまれ、泥がついたり濡れたりしている車輪を下方に集約できる。さらに駆動部など汚れが心配される部分をシートで覆うことで収納に便利であるとともに、移動中の周囲の人への迷惑も最小限に抑えられる。

概念図 展開時側面図 折畳み時側面図 展開時線図 折畳み途中線図 折畳み時線図 Ｘフレーム部平面図 メインフレーム部平面図 正面図 折畳み時平面図 メインフレームガイド図 補助フレーム、リンクフレーム谷折止前傾リンクフレーム側笠木 補助フレーム、リンクフレーム谷折止前傾補助フレーム側笠木 補助フレーム、リンクフレーム谷折止合体図 折畳み時補助フレーム、リンクフレーム山折れ止め 展開時補助フレーム、リンクフレーム山折れ止め フロントフレーム、ハンドルパイプ断面図 フロントフレーム、ハンドルパイプ相関図 ペダルシャフト及び反対側ペダル回転前図 ペダルシャフト及び反対側ペダル回転後図 ペダルシャフト回転前図 ペダルシャフト回転途中図 ペダルシャフト正面図 ペダル回転前図 ペダル回転途中図 ペダル回転機構図 ペダル回転機構概念図 ハンドル折畳み図 ハンドル支持機構断面（折畳み時） ハンドル支持機構正面図（折畳み時） ハンドル展開図 ハンドル支持機構断面（展開時） ハンドル支持機構正面図（展開時） カバー側面図 カバー平面図 搬送図 ブレ止め見取り図 後傾補助フレーム７リアフレーム３交点（４６）ブレ止め側面図 同上平面図 前傾補助フレーム５フロントフレーム２交点（４１）ブレ止め側面図 同上平面図 前傾リンクフレーム６リアフレーム３交点（４３）ブレ止め側面図 同上平面図 後傾リンクフレーム８フロントフレーム２交点（４４）ブレ止め側面図 同上平面図 前傾補助フレーム５後傾補助フレーム７（４０）ブレ止め側面図 同上平面図 折畳み時ブレ止め図

全体的構成を説明する。図１に見られるように、車体前部にあるハンドルパイプ１はその上部にハンドル機構１７、下部に前輪２８を持つ。その中間部分で鞘管の中で回動自由に支持されている。鞘管６３はヒンジ（図１７、２１）に連続するプレート一体化され、ヒンジの他方の板はフロントフレーム２と一体化されている。自転車展開時にヒンジが閉じられ、一体化されているときでも、鞘管６３の中でハンドルパイプ１は自由に回動しハンドルが切れるようになっている。

上記に対して、車体後部には上部にサドル２０、下部に後輪３０を持つリアフレーム３がある。実際はサドルの高さの調節のためにサドル支持のパイプはリアフレームの内部に貫入してクランプで止められている。

前記フロントフレーム２の下端４１（図２参照）に前傾補助フレーム５が回動自由に軸支され、リアフレーム３の中央部４３に前傾リンクフレーム６が回動自由に軸支される。さらにその前傾補助フレーム５と前傾リンクフレーム６は折れ点４２にて自転車車軸方向、かつ鉛直面内で回動自由に連絡している。一方リアフレーム３の下方４６に後傾補助フレーム７が、同様にフロントフレーム２の中央部４４に後傾リンクフレーム８が回動自由に軸支されている。 後傾補助フレーム７と後傾リンクフレーム８は折れ点４５で自転車車軸方向、かつ鉛直面内で回動自由に連絡している。

前傾補助フレーム５と後傾補助フレーム７は車体のほぼ中央部４０でＸ字型に交叉している。図４から図６に見られるように、上記Ｘ字型に交叉する補助フレーム５，７（以下Ｘフレームと呼ぶ）がリンクフレーム６，８を伴って縦になるように折畳まれることで、フロントフレーム２とリアフレーム３の間隔が小さくなり、車体前後方向の寸法が縮小する。補助フレーム、リンクフレームは平面図７に示したようにフロントフレーム２、リアフレーム３の左右外側にあり折畳まれるときの支障とはならない。

上記とは別に後輪３０の中央に同軸に軸支され、中央部に、クランクギア１１、クランクシャフト１２、ペダル１３等を有する駆動部があるメインフレーム４がある。メインフレーム４はフロントフレーム２、リアフレーム３と同一平面を後輪３０の後輪を中心に回動する。フロントフレームの後方にガイドレール（図１７，２４）があり、メインフレームの前端部にあるガイドがレールの沿って、折畳み時にはほぼ鉛直に立ち上がっているものが、自転車展開時には、ほぼ水平に近い状態まで先端が下がる（図１１）その状態で、前傾補助フレーム５と前傾リンクフレーム６、さらに後傾補助フレーム７と後傾リンクフレーム８はそれぞれ直線状になり、メインフレーム４はそれによって規定されたフロントフレーム２とリアフレーム３の間隔が小さくならないように、いわばつっかえ棒のように、両者の間隔を保持する。その状態で図１８のようにクランプで止めてフロントフレーム２とメインフレーム４の端部を固定する。

補助フレームとリンクフレーム（５，６あるいは７，８）は自転車展開時直線上である必要がある。図１３，１４は両者の谷折れを防ぐ仕組みを示している。前傾補助フレーム５と前傾リンクフレーム６は折れ点４２で回動自由に軸支されている。１２，１３に示したようにそれぞれの先端に、材料の側面と上部に、互いに重ならないように、かつ隙間の無いように金属製笠木を設け、自転車展開時にフレーム同士が谷折れしないようにする。他方も同様である。

図１５，１６は補助フレームとリンクフレームが山折れしないための機構を示す。それぞれに折り畳み時支障しないように、同軸の鞘管４９，５０を設ける。一方の鞘管にハンドル５２付の芯材５１を入れ、自転車展開時に芯材を移動し二つの鞘管を芯材をもって一体化させ山折れを防ぐ。他方も同様である。

ハンドルパイプ１は下部に鞘管６３の中を貫入し、回動自由に支持されている。図１７に見られるように、ハンドルパイプの鞘管はヒンジ２１に連続する２枚のプレートのうちの一枚に固定されている。一方他方のプレートはフロントフレーム２に固定されている。自転車展開時はクランプ２２で閉じられているため、ハンドルパイプ１及び鞘管６３、フロントフレーム２は一体化している。自転車折畳み時クランプ２２を外し、２１のヒンジで、鞘管６３が固定されたプレートが１８０°展開し、ハンドルパイプ１はフロントフレームの車軸方向鉛直横位置に移動する。

図２に見られるようにハンドル操作が容易になるように、前輪の車軸はハンドルパイプの前方に持ち出されている。

図１８にてハンドルパイプ２６の移動について説明する。ハンドルパイプ２６は上部にハンドル１７、下部に前輪２８を具備し中央で鞘管６３に回動自由に保持されている。その鞘管６３とフロントフレーム２は、ハンドルパイプの芯線に平行なヒンジ２１をもって回動自由に接続している。自転車展開時はハンドルパイプ１及び鞘管６３はフロントフレーム２の前方にクランプ２２をもって一体化している。折畳み時クランプ２２を解除して、ヒンジ２１の周りに１８０度回動して、ハンドルパイプ２６を展開時の車輪位置の右後方に移動させる。上記の操作で１８０度前輪を回転させることで、その分大きく後輪側に前輪の軸が移動することになり、折畳み時に前後輪を同軸平行にすることができる。

ハンドルの折畳みについて説明する。図２８に示すようにハンドルパイプ１の上端はＴ字型１７に分岐しており、その先端の折れ点に左右ハンドル１５，１６が回転可能に軸支されている。自転車展開時にはＴ字型バーを延長するように水平に位置するが、折畳み時には、折れ点を中心にハンドルパイプ１に沿うように垂直に収納される。

ハンドルは大きな力が掛るために、上記折れ点の外側に、斜め材を軸支他端をハンドルパイプに金具をもって係止する。図２８，２９，３０に示すように、支持材はハンドルパイプ１を囲むように２分割さればね６２で小さい間隔を隔てて連結されている。自転車折畳み時は支持材５８，５９がハンドルパイプ１に密着してないために、容易に上下に摺動することができる。展開時にはハンドルが展開される分、斜め材の位置が引き上げられ、支持材もハンドルパイプ上部に移動するため、その場所でクランプ６１を反転させて支持材の間隔をなくしハンドルパイプ１と一体化させて位置を固定する。ハンドルには図示されてないが、通常の自転車のように、ブレーキレバーや照明装置が設置される。その部分に支持材内側とハンドルパイプの外側に凹凸をつけても良い。

ペダルの収納についての説明をする。ペダルは足で踏むため、展開時は当然車軸方向直角外側に飛び出しているが、これは折り畳み時に容積縮小することに支障する。

折り畳み時の自転車前方はハンドルパイプ１、フロントフレーム２、補助フレーム５、メインフレーム４が交錯しているため、ペダルを収納するスペースが少ない。そこで図１９に示すように一方のペダル１３（図上上部）についてはクランクシャフト１２の位置で１８０度回転させ、ペダルの飛び出しを自転車車軸方向に回して納める。

他方のペダル１３（図１９下部）はペダル部分のみペダルシャフトと同一面に倒せるようにする。

ペダルシャフト１２とペダル１３を合わせてシャフトごとギア１１の中心の周りに回転するために、正面図２３に示すようにシャフト１２の途中に横長の穴を作り、そこにレバー３５を通して固定していたものを自転車折り畳み時レバーを回して、外し中心の周りに回転してギアの裏側にペダルが回るように収納する。（図２１，２２）

他方のペダルについて、ペダルのみ車軸垂直方向から車軸方向に回転させるために、ペダルの芯材がペダルの付け根で回転できるようにするとともに、ペダルのシャフト方向に突起を作る。シャフト内を前後に動く先述の突起を先端で挟み込む金具３６（図２４、図２７）を引手３７でずらすことで突起を拘束から解除し、ペダルを折畳む。金具３６はばね３８で位置を規定されている。

固定ロープと、カバーについて説明する。折り畳み時に車軸後方には比較的スペースがあるので、図３４，３５に示すようにばねでケース５３に収納するロープ５４を設置し折畳んだ各フレームがバラバラにならないように束ねる。さらにチェーンやクランクギア、ペダル部分など、油や泥などの汚れを覆うようにシート５６でくるむようにする。シートもばねで収納するケース５５に収納する。

図３６に示すように前輪と後輪が同軸並列で収納できるため、一般のキャスターのように移動にあまり気を使うことなく引っ張って移動することができる。車体を単に２等分に折りたたんだものをバッグに入れて担ぐ手間がない。前後輪が前後に位置し折りたたまれる例のように前後輪がまっすぐ移動方向に向いていることを気にしながら移動する必要もない。

以降、車体のブレ防止について説明する。ボルトなどで軸支し回動する部分は動作のため必ず遊びがあり、そうした部分が多くなるとその分ブレや振動が増幅する。自転車は坂道などで高速で走る可能性があり、自転車の車体の振動やブレは不快感を伴い危険である。ブレ止めは今回発明の大きな課題となる。

今回可動部分は、フロントフレーム２と前傾補助フレーム５の交点４１、前傾リンクフレーム６とリアフレーム３との交点４３、フロントフレーム２と後傾リンクフレーム８の交点４４、後傾補助フレーム７とリアフレーム３の交点４６がある。これをＡグループと呼ぶ。ほかに前傾補助フレーム５と後傾補助フレーム７の交点４０がある。前傾補助フレーム５と前傾リンクフレーム６の交点４２、後傾補助フレーム７と後傾リンクフレーム８の交点４５のブレ止めは図１２〜１６で説明した。メインフレーム４とフロントフレーム２の固定方法は図１７，１８で説明した。

Ａグループのブレ止めについて、連絡するフレームを軸支している回動中心だけでなく、その周辺を自転車展開時に一体化することでブレを防ぐこととする。必要に応じてねじ止めなどで一体化の強さを増すようにする。

リアフレーム３と後傾補助フレーム７の交点４６について説明する。Ａグループの補助フレーム、リンクフレームのどれもフロントフレーム、リアフレームに対して、折り畳み時から自転車展開時に際して、結合点の上側から所定の位置に収まる。

リアフレームの側面に、展開時の補助フレーム下端を支える位置にフレーム保持材、それを挟み込むようにフロントフレーム２リアフレーム３を包絡する面内（自転車内側）に保持材内側支持材６５、保持材に対して自転車外側に保持材外側支持材６６を設ける。隙間なく擦るように納めるのが好ましい。他例も同様である。

交点４０のブレ止めについて説明する。交点４０より前方はフロントフレーム２、メインフレーム４が錯綜してスペースが少ない。Ｘフレーム近辺の前傾補助フレーム５と後傾補助フレーム７ はそれぞれがフロントフレーム２の外側についているのでフロントフレームの幅以上の離隔がある。その内側スペースに後傾補助フレーム５側から材６７を張りだして、中央に穴６８を設ける。それに対して前傾補助フレーム７側から材を張り出して前記穴に貫入するような前傾補助フレーム雄型６９を作り貫入させブレを押さえる。

自動車や電車で目的地まで到達した後、小回りが利き、かつ駐車場の心配も少ない自転車を使用できれば、行動範囲も広がり、快適である。

１、ハンドルパイプ
２、フロントフレーム
３、リアフレーム
４、メインフレーム
５、前傾補助フレーム
６、前傾リンクフレーム
７、後傾補助フレーム
８、後傾リンクフレーム
９、前輪
１０、後輪
１１、クランクギア
１２、ペダルシャフト
１３、ペダル
１４、チェーン
１５、右ハンドル
１６、左ハンドル
１７、ハンドル支持バー
１８、右ハンドル戻り止め
１９、左ハンドル戻り止め
２０、サドル
２１、ヒンジ
２２、クランプ
２３、メインフレームガイド溝
２４、メインフレームガイド
２５、クランプ解除時クランプ位置
２６、展開時ハンドルパイプ位置
２７、折畳み時ハンドルパイプ位置
２８、展開時前輪位置
２９、折畳み時前輪位置
３０、展開時後輪位置
３１、折畳み時後輪位置
３２、メインフレーム終端止め
３３、クランプ止め
３４、ペダル軸
３５、ペダルシャフト回転解除タブ
３６、ペダル回転解除金具
３７、ペダル回転解除金具タブ
３８、ばね
３９、ペダル回転軸
４０、補助フレーム交叉部
４１、前傾補助フレーム、フロントフレーム交叉部
４２、前傾補助フレーム、前傾リンクフレーム交叉部
４３、前傾リンクフレーム、リアフレーム交叉部
４４、後傾リンクフレーム、フロントフレーム交叉部
４５、後傾リンクフレーム、後傾補助フレーム交叉部
４６、後傾補助フレーム、リアフレーム交叉部
４７、前傾補助フレーム側笠木
４８、前傾リンクフレーム側笠木
４９、前傾リンクフレーム側山折止パイプ
５０、前傾補助フレーム側山折止パイプ
５１、山折止芯材
５２、山折止芯材操作ハンドル
５３、ロープ収納ケース
５４、ロープ
５５、カバー収納ケース
５６、カバー
５７、ハンドル受けヒンジ
５８、右ハンドル斜材受け
５９、左ハンドル斜材受け
６０、締め付け金具
６１、締め付けクランプ
６２、ばね
６３、ハンドルパイプ鞘管
６４、フレーム下部保持材
６５、保持材内側支持材
６６、保持材外側支持材
６７、後傾補助フレーム内部部材
６８、後傾補助フレーム内部穴
６９、前傾補助フレーム雄型

本発明は、ハンドルと前輪を持つフロントフレームと、サドルと後輪とを持つリアフレームを、両社の中間に配するＸ型の補助フレームにて所定の位置に折畳み、またその時にハンドルパイプを車軸直角方向に横移動させることで前後輪を同軸並列に位置させ、車輪を転がして引っ張って容易に移動させることのできる折畳み自転車に関する。

自転車の中央部で２つ折りにする折り畳み自転車は広く普及している。（文献１ 図１，２）
Ｘ型の補助フレームで車軸方向の寸法を縮小する機構の前例がある。（文献２，３）
特殊な形態としてＸ型の金物の端部にあるヒンジ周りに回動することで前後輪を同軸平行に納める案がある。（文献４）
前後輪を端部に配するメインフレームにサドル機構、ハンドル機構を倒して縮小する例がある。（文献５）

Ｘ型の補助フレームを有する折り畳み自転車であって、
フロントフレームと
上部にサドル、下部に後輪を有するリアフレームと
前記リアフレームと後輪中心を共有し、略中央にクランク、ペダル、チェーンなど駆動部を有するメインフレームが、前記Ｘ型の補助フレームにて引き寄せられ、前後方向に縮小し、
前記フロントフレームと、上部にハンドル、下部に前輪を有するハンドルパイプを回動自由に保持する鞘管６３がヒンジにて連結されると共に、前記フロントフレーム２と鞘管６３と前記メインフレーム先端部は、自転車の展開時にクランプにて結合されることで相互の位置関係を固定し、
２本のＸ型の補助フレームは、端部がフロントフレームとリアフレームに回動自由に係止されているものを、折り畳み 可能にするためにその交差部の近傍に山型上向きの折れ点を有するが、展開時に折れ点を形成する一方の材にある笠木４７，４８が他方の材の上部を押圧し、２材が谷型の変形がなきようにし、
また同様に一方の材にある鞘管４９に摺動可能な芯材５１が、展開時にはその鞘管４９内にありながら、他方の材にある鞘管５０に貫入するように移動し、２材が山型の変形なきようにした、
折り畳み時には、前記ハンドルパイプを保持する鞘管６３がフロントフレーム２に対して回動し、自転車の前後方向に縮小しながら、前後輪を同軸並置することで、引っ張って容易に移動させることができることを特徴とする折り畳み自転車を提供する。

Ｘ型の補助フレームにて、フロントフレームとリアフレームをひきつけ、前後方向の寸法を縮小するが、駆動部を有するメインフレームの後端はリアフレームと後輪中心を共有して、折り畳み時はフロントフレームとリアフレームの間に挟まれて格納されているものが、展開時にはフロントフレームに設けられたガイドに沿って、先端が下方に誘導され、おおむね水平方向にまで下降して、Ｘ型の補助フレームが展開して形成した間隔が縮小されないように、謂わばつっかえ棒のように位置し、前記２フレームとともに略コの字型の全体フレームを形成し、保持する。

フロントフレームの下端には、ヒンジで連結された鞘管６３と、メインフレームの先端部が位置し、前記３者はクランプで結合されることで、それぞれの相互の位置関係を固定する。

２本のＸ型の補助フレームの４つの端部はフロントフレームとリフレームに回動自由に係止されているため、折り畳み可能なように交点の近傍で折れ点を設けている。それに対して、自転車の展開時には、前方縦方向のフロントフレームと、下部略水平方向のメインフレームと後方縦方向のリアフレームが形作る外形が縮小しないようにＸフレームはそれぞれ１本の材のようにふるまう必要があり、笠木４７，４８、鞘管４９，５０と芯材５１などの部品を設け変形を防いでいる。

フロントフレーム２と、ハンドルパイプ２６を保持する鞘管６３はヒンジ２１にて連結されている。ハンドル操作の容易のために前輪はハンドルパイプの芯線より前方に位置している。一方、後輪は全体にコンパクトにするためリアフレームの芯線より前に設定されている。フロントフレームに対して鞘管６３が回動するため、前輪は後輪の横隣に移動し、同軸並置させることができる。

Ｘ型の補助フレームの一部である後傾補助フレームと後傾リンクフレームは折れ点で連結し、フロントフレームの中間部とリアフレームの下端にボルトで回動自由に係止されている。同様に前傾補助フレームと前傾リンクフレームは折れ点で連結し、フロントフレームの下端部とリアフレームの中間部に接続されている。Ｘ型の補助フレームの交点は同様にボルトで回動自由に軸支されている。折り畳み時には、折れ点で屈折することで前後の材をひきつけ、更にそれに連続するフロントフレームとリアフレームが近づけるようにしている。

ハンドルもハンドルパイプの上部で折りたためるようにしてある。ハンドルについても寸法を節約するために、ハンドルパイプの上部をＴ字型にし、その先端にボルト穴を設け、左右両ハンドルを水平から下部に回転させて収納する。展開時はその逆であるが、ハンドルは瞬間的に大きな力が掛る可能性があるため、ハンドルとハンドルパイプの間に斜め材を設ける。展開時にハンドルを上にあげると係止部が上方に移動し、所定の位置に達した時にバックルにてハンドルパイプに斜め材下端支持材を固定する。

ペダルも折り畳めるようにした。ペダルは足で踏めるように、車軸に対して垂直方向に飛び出している。折り畳み時にはそれが邪魔になるが、当該発明は特にフロントフレーム周りはフロントフレーム、補助フレーム、メインフレームなどでほぼ隙間がない状態となっている。そこで一方のペダルはクランクギアの中央で１８０度回転して、ペダルの飛び出しをリアフレームとメインフレームの隙間に収めるようにする。他方はペダルクランクと、ペダルを同一平面になるようにして、容積の縮小を図る。

上記のように折り畳んだ車体のほぼ中央部に来る駆動機構の収納を説明する。この部分は泥や油のつく部分であり、折畳み時に車のトランクに収めたり、電車などの公共交通機関に持ち込んだりする場合、周囲に泥、油の付着がないようにする必要がある。また、それぞれのフレームを束ねた場合、それがバラバラにならないようにすることが重要である。

Ｘ型の補助フレームにより、フロントフレーム、リアフレーム、メインフレームが、折り畳み時、展開時に不測の方向にブレることなく、 所定の位置に誘導することができる。また前方縦方向のフロントフレーム、下方略水平のメインフレーム、後方縦方向のリアフレームの車体が、その間にあるＸ型の補助フレームがその中に所定の間隔を確定することで安定した車体が形成される。

フロントフレーム２と鞘管６３とメインフレーム４の先端部がクランプで相互に連結されることで、少ない操作で車体の相互関係を確定できる。

全体的構成を説明する。図１に見られるように、車体前部にあるハンドルパイプ１はその上部にハンドル機構１７、下部に前輪２８を持つ。その中間部分で鞘管の中で回動自由に支持されている。鞘管６３はヒンジ（図１７、２１）に連続するプレートと一体化され、ヒンジの他方の板はフロントフレーム２と一体化されている。自転車展開時にヒンジが閉じられ、一体化されているときでも、鞘管６３の中でハンドルパイプ１は自由に回動しハンドルが切れるようになっている。

上記とは別に後輪３０の中央に同軸に軸支され、中央部に、クランクギア１１、クランクシャフト１２、ペダル１３等を有する駆動部があるメインフレーム４がある。メインフレーム４はフロントフレーム２、リアフレーム３と同一平面を後輪３０の後輪を中心に回動する。フロントフレームの後方にガイドレール（図１７，２４）があり、メインフレームの前端部にあるガイドのレールに沿って、折畳み時にはほぼ鉛直に立ち上がっているものが、自転車展開時には、ほぼ水平に近い状態まで先端が下がる（図１１）。その状態で、前傾補助フレーム５と前傾リンクフレーム６、さらに後傾補助フレーム７と後傾リンクフレーム８はそれぞれ直線状になり、メインフレーム４はそれによって規定されたフロントフレーム２とリアフレーム３の間隔が小さくならないように、いわばつっかえ棒のように、両者の間隔を保持する。その状態で図１８のようにクランプで止めてフロントフレーム２とメインフレーム４の端部を固定する。

Claims (7)

1. 上部にハンドル、下部に前輪を持つハンドルパイプを回動自由に支持する鞘管をヒンジにより展開可能に保持したフロントフレームと、上部にサドル，下部に後輪を持つリアフレームを、両者の間にある、交叉部にて回動自由に交わる２本の補助フレームにて、車軸前後方向に引き付け、縮小する折畳み自転車
2. 展開時には、後端を後輪中心に回動自由に軸支し、中央にクランクギア、ペダル、チェーンなどの駆動部分が配置されたメインフレームが、フロントフレームに着脱可能に係止されることで安定したフレーム形状を保つ請求項１の折畳み自転車。
3. 自転車展開時には、上部にハンドル、下部に前輪を持つハンドルパイプを回動自由に支持する鞘管は、Ｘ字型補助フレームが取りつくフロントフレームにハンドルパイプの芯線に平行なヒンジにて一体化されているが、折畳み時には、そのヒンジ周りに１８０度回転することで後輪と並行同軸に位置させることのできる請求項１ないし２の折畳み自転車。
4. 略Ｘ字型に交わる補助フレームをその交叉部より上部にて折れ点を作り，回動自由に軸支することで上下方向の寸法を縮小させた請求項１から４の折畳み自転車。
5. ハンドルパイプの上部にＴ字型金物を固定し、Ｔ字の先端部に左右ハンドル別々に、回動自由にボルト締めすることで、Ｔ字型金物の両脇下方に収納する。展開時にハンドルが前後に搖動することのないように、ハンドルを途中で補助補強する斜め材を設置する。ハンドルパイプの周りを斜め材下端支持の金物が上下に摺動するがハンドルが所定の位置に来た時に下端支持材をバックルにて締め内径を縮小することでパイプに固定する請求項１〜４の折畳み自転車。
6. ペダルをクランクシャフトの中心の周りに１８０度回転しペダルの突出部分を折り畳みの内側方向に回動させ、他方のペダル部分を、クランクシャフトと同平面上になるようにして、車軸垂直方向の寸法を減らした請求項１〜５の折畳み自転車。
7. 折畳み時に、折畳まれたフレーム類を束ねるために、ばねで巻き取って収納するロープと、他に汚れが付着するのを防ぎ、ばねで巻き取って収納するシートをリアフレームに取り付けた請求項１から６の折り畳み自転車。

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