JP2020040640A - 自転車前ホーク分割式ヘッドセットの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】自転車の前ホークを抜き取る、自転車用ヘッドセットにおいて、ハンドルの左右の位置決め、及びガタ付きの無い円滑回転する、固定位置を最初に設定すれば分解・組立する時にネジ１本の操作で分解前と同じに組立が出来る【解決手段】本発明の自転車用ヘッドセットではホークステム２０に上端より斜めに切断された面を作り、この切断面に対象な斜めウスキャップ６はホークステムの外形に挿入する円筒形の内管５を固定ボルト６１がホークステム内ネジ２１と螺合してクサビ状に固定する。最初に適切な位置でステム７を固定すれば、以後、固定ボルト６１を緩めると、ホークステムと斜めウスキャップ６の固定が解除され、前ホークが抜き取れる、組立では斜めウスキャップ６と内管５はステム７により固定されているので固定ボルト６１を締めると同じ位置で固定される。【選択図】図１

Description

本考案は、自転車のホーク分割式ヘッドセットの構造に関する、前ホーク（２）のホークステム（２０）を自転車車体フレーム（１）のヘッドパイプに回転自在に取付ける、ヘッドセットにおいてハンドルの左右の位置決め、及び軸方向の力を最初に設定すれば分解して組立る時はネジ１本の操作で分解前と同じに組立が出来る自転車用ヘッドセット構造に関する。

自転車のレクリエーション利用はますます普及し、他の交通機関である車、電車、航空機にも積載して遠距離の旅行にも利用されている。
この場合交通機関の指定する大きさに収納する必要があり、前ホーク（２）を簡単に抜き取る自転車用ヘッドセット構造が必要になる、この実施例としては実用新案公告昭和３７−１３５０３や公開特許公報特開平１１−２６８６７９が公開されている。

実用新案公告 昭和３７−１３５０３ 特開平１１−２６８６７９

自転車車体のヘッドパイプ（１０）と前ホーク（２）回転自在に結合する一般的なヘッドセットを図３により説明すれば、自転車車体フレーム（１）の部材であるヘッドパイプ（１０）に前ホーク（２）と一体のホークステム（２０）が挿通されており、該ホークステム（２０）のは上記ヘッドパイプ（１０）の両端に設けられた上部玉軸受（３）と下部玉軸受（４）で回動自在に保持されている。

下部玉軸受（４）はヘッドパイプ（１０）に取付け固定される下わん（４２）と前ホーク（２）に一体のホークステム（２０）とに固定される下玉受け（４４）と更に、これらの間に介装された下玉押（４１）及び下転動ボール（４３）から構成されている。

上部玉軸受（３）は、ヘッドパイプ（１０）に回り止め状態に取り付け固定され、上わん（３２）及びこれに収容された上転動ボール（３３）の上に重ねられる、上玉押（３１）を適正な位置に固定してガタ付きの無い円滑回転に調整可能とする構造で、上玉押（３１）を図示はしないが雌ネジとして内側にネジを設け、ホークステム（２０）を雄ネジとして外側にネジ山を設けネジにより調整可能としているヘッドセットこれを以降ネジ式ヘッドセットと呼ぶ。

他に、ホークステム（２０）の素材により外側に雄ネジのネジ山を設けることが困難な場合は上玉押（３１）の内側に上方に広がる円錐形で、ホークステム（２０）を貫通して移動可能な内径で上玉押（３１）の内側の円錐形に嵌合する角度のコーンリング（５Ｓ）をハンドルステム（７）の上端に挿入されたトップキャップ（６Ｓ）を貫通する調整ボルト（６５Ｓ）を締め、下向き適切な圧力で加圧してからステム固定ネジ郡（７１）で直径収縮し固定するヘッドセット、これを以降Ａヘッド式ヘッドセットと呼ぶ。

これらの構造により、ハンドル操作によってホークステム（２０）が回転されると、上玉押（３１）はヘッドパイプ（１０）に取付けられた上わん（３２）と及び転動ボール（３３）、下わん（４２）と下玉受け（４４）と更にこれらの間に介装された下玉押（４１）及び下転動ボール（４３）（４３）の作用で円滑に相対回転する。

実用新案公告 昭和３７−１３５０３に開示された考案では、ネジ式ヘッドセットを使用した自転車のホークステム（２０）の内側に挿入されたハンドルステムを抜き取るには、連結バンドのネジを緩め取り外してから、上玉押（３１）を緩み方向に回転させ前ホーク（２）を取り外す必要がある、ホークステム（２０）のネジ部はハンドルステムを固定する取り付け長さが必要になり、抜き取るまでの回転数が多くなり時間が掛かる。

特開平１１−２６８６７９に開示された機構はネジ式のヘッドセット使用してホークステム（２０）を２重構造として前ホーク（２）の抜き取りを簡単に行う考案であるが、重量が増加して、固定する構造が複雑になる。

Ａヘッドセットではコーンリング（５Ｓ）を下向き適切な圧力で加圧してからハンドルステム（７）を固定するの必要があり、前ホーク（２）を抜き取るにはハンドルステム（７）の固定を解除すると、次に組込む時にはその都度調整ボルト（６５Ｓ）でコーンリング（５Ｓ）の下向き圧力を適切に加圧する調整してステム固定ネジ郡（７１）で固定する調整が必要になる。

本発明では前ホーク（２）に一体に固定されるホークステム（２０）に上端より斜めに切断された面を作り、この切断面に対象な斜めウスキャップ（６）は中心に固定ボルトが貫通する、

固定ボルト（６１）はホークステム中心に設けたホークステム内ネジ（２１）と螺合してホークステム（２０）と斜めウスキャップ（６）が接しホークステムの外形に挿入する円筒形の内管（５）をクサビ状に固定する。

内管（５）はＡヘッド式ヘッドセットのコーンリング（５Ｓ）と同様に上玉押（３１）に下向き適切な圧力で加圧してガタ付きの無い円滑回転する調整する位置でステム固定ネジ郡（７１）をしめ、直径収縮してハンドルステム（７）を固定するとその内側の内管（５）も固定される。

固定ボルト（６１）を緩めるとウスキャップ（６）とホークステム（２０）との固定が解除され前ホーク（２）ヘッドパイプ（１０）から抜く事が出来る。

次に前ホーク（２）を通し、ステム（７）を挿入し組立ると斜めウスキャップ（６）と内管（５）は固定されているので、固定ボルト（６１）を締めると抜き取り前と同じ位置で固定され、ガタ付き無く円滑回転する。

本発明では固定ボルト（６１）の螺合を解除すると、ステム（７）と前ホーク（２）分解され、自転車車体フレーム（１）のヘッドパイプ（１０）より簡単に抜き取れる、次に組立るにはヘッドパイプ（１０）に前ホーク（２）を通しハンドルステム（７）を挿入して固定ボルト（６１）を締めれば分解前と同じに組立が出来る自転車用ヘッドセットを得る事が出来る。

本発明では前ホーク（２）に一体に固定される円筒形のホークステム（２０）に上端より斜めに切断された面を作る、以降これを斜断面と呼ぶ、ホークステム（２０）の内側中心に機械的接合又は溶接・接着により確実に固定されたホークステム内ネジ（２１）を設ける。

内管（５）の内径はホークステム（２０）の外径よりわずかに大きく、下端は上玉押（３１）の内側の逆円錐形に嵌合する角度の円錐状とし、この内管（５）の下側端には一箇所以上の締付スリットを有し、下向きに加圧されると上玉押（３１）円錐形により圧縮されホークステム（２０）外形と上玉押（３１）の間に、くさび状に入り込みホークステム（２０）と上玉押（３１）を固定する、当然、内管（５）の内径とホークステム（２０）の外径の勘合精度を高くして、この部分のガタ付きを無くせば締付スリットは無くても良い。

この内管（５）はステム（７）のホークステム（２０）との 勘合長さと同じか、より長い円筒部で、この上端から締付スリットを設け、ステム固定ネジ郡（７１）に締付けにより、ステム（７）と内管（５）さらに斜めウスキャップ（６）が固定される。

次に、本考案での前ホーク（２）を車体車体フレーム（１）に組付ける作業について説明すると、ヘッドパイプ（１０）上端に上ワン（３２）の下端に下部玉軸受郡（４）を装着した状態で該ヘッドパイプ（１０）内に前ホーク（２）のホークステム（２０）をその下方から挿入しホークステム（２０）の上部をヘッドパイプ（１０）の上端から突出させる。
次に、ホークステム（２０）の上端から更に、上転動ボール（３３）を装填した後に、上玉押（３１）次に内管（５）を装填して、この上端から斜めウスキャップ（６）を挿入する順に組付け。

内管（５）を上玉押（３１）に接触する位置に押入れ、内管（５）の上端からステム（７）を外挿して内管（５）の上端よりステム（７）の上端が低くなる位置で調整長さを持たせステム固定ネジ郡（７１）を仮止め態度に締付ける

次に内管（５）の上端から斜めウスキャップ（６）を挿入し固定ボルト（６１）をホークステム内ネジ（２１）して、ホークステム（２０）の斜断面と斜めウスキャップ（６）の斜断面が接触螺入し、さらに締付けると内管（５）の内径に、くさび状に入り込み内管（５）と斜めウスキャップ（６）が固定される、同時に斜めウスキャップ（６）はステム（７）で仮止め状態に固定されているので、内管（５）は上玉押（３１）を下向きに加圧しながら適切な固定力を得られる位置まで下がる。

この下向きの移動はステム固定ネジ郡（７１）を仮止めした締付けによる固定力より内管（５）は伝わる、つまり、ステム固定ネジ郡（７１）を強く仮止めすると上玉押（３１）への下向きに加圧は大きくなる。

上玉押（３１）への下向きに加圧が大きく前ホーク（２）が円滑に相対回転しない場合はステム固定ネジ郡（７１）の仮止めした締付け力を緩めると内管（５）とウスキャップ（６）の締付けによる固定力が弱くなり、位置が上にずれて上玉押（３１）への下向きに加圧は小さくなる。

逆に上玉押（３１）への下向きに加圧が無い、又は、小さく前ホーク（２）にガタツキが有る場合は、最初に戻り、内管（５）を上玉押（３１）に確実に接触する位置に押入れ、ステム固定ネジ郡（７１）の仮止めする締付け力を強くし、内管（５）と斜めウスキャップ（６）の締付けによる固定力強まるので固定ボルト（６１）の締付けにより上玉押（３１）への下向きに加圧は大きくなる。

この手順で円滑な相対回転に調整してから、ステム固定ネジ郡（７１）を締付け、ステム（７）と前ホーク（２）を適切に固定して組付けは完了する。

前ホーク（２）を自転車車体フレーム（１）のヘッドパイプ（１０）より抜き取るには、固定ボルト（６１）の螺入を緩め外すと、斜めウスキャップ（６）の斜断面とホークステム（２０）の斜断面とのくさび状連結が解除される。ステム固定ネジ郡（７１）で固定されたステム（７）および斜めウスキャップ（６）と内管（５）は連結さたままホークステム（２０）から分割される。

抜き取られた前ホーク（２）の自転車車体フレーム（１）への取り付けでは、ヘッドパイプ（１０）内にホークステム（２０）をその下方から挿入して、上にステム（７）を入れ固定ボルト（６１）を螺入して締付けると、ステム（７）および斜めウスキャップ（６）と内管（５）は固定されているので、抜き取り前と同じ位置で固定され、ガタ付き無く円滑回転する。

別の形態して、図面では斜めウスキャップ（６）上端はステムの勘合径より大きく段付きに加工されているが、図示は無いが、段付きに加工が無くてもステム固定ネジ郡（７１）で斜めウスキャップ（６）と内管（５）は固定されるので円滑な相対回転に調整可能である、この場合は断面を隠すキャップを取付けるのが好ましい。

図２に表すスペーサークランプ（８）を追加するとステム（７）のステム固定ネジ郡（７１）の締付けによる固定とは別に、内管（５）さらに斜めウスキャップ（６）を締付け固定する、これによりステム（７）の位置を下げる事も可能となる

図１に表す固定ボルト輪止め（６２）を追加すると、固定ボルト（６１）の螺入を緩めると斜めウスキャップ（６）の下面に固定ボルト輪止め（６２）が接触し斜めウスキャップ（６）を上向きに押し上げ、この斜断面とホークステム（２０）の斜断面とのくさび状連結が容易に解除される。

別の実施例では図示はしないが斜断面を用いずに、変えて円錐形の勘合や、キー溝などによりホークステム（２０）と斜めウスキャップ（６）を固定しても同様の効果が期待できる。

本発明の実施形態によるヘッドセットを備える自転車の断面図。 図１に示した全体の斜視図。 従来のＡヘッド式ヘッドセットを備える自転車の断面図。

１ 車体フレーム
１０ ヘッドパイプ
２ 前ホーク
２０ ホークステム
２１ ホークステム内ネジ
２５Ｓ 内ナット
３ 上部玉軸受郡
３１ 上玉押
３２ 上わん
３３ 上転動ボール
４ 下部玉軸受郡
４１ 下玉押
４２ 下わん
４３ 下転動ボール
４４ 下玉受け
５ 内管
５Ｓ コーンリング
６ 斜めウスキャップ
６Ｓ トップキャップ
６１ 固定ボルト
６２ 固定ボルト輪留めリング
６５Ｓ 調整ボルト
７ ステム
７１ ステム固定ネジ郡
７１Ａ ステム固定ネジ上
７１Ｂ ステム固定ネジ下
８ クランプスペーサー

Claims (2)

1. 自転車用ヘッドセットでホークステムに上端より斜めに切断された面を作り、中心に設けたホークステム内ネジは固定ボルトと螺合して、この切断面に対象な斜めウスがホークステムの外形に挿入する円筒形の内管をクサビ状に固定する、固定ボルト螺合の解除・締付けにより、ステムと前ホークが分解・組立が出来るヘッドセットとホークステムの構造。
2. 内管は上玉押に下向きに適切な圧力で加圧してガタ付きの無い円滑回転する位置に調整してから、ステム固定ボルトの締付けによりステムクランプが直径収縮して内管も固定されるので、固定ボルト螺合の解除・締付けにより、ステムと前ホークを分解・組立してもステムおよび内管の位置は同じで円滑回転する、ヘッドセットとホークステムの構造。

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