JP3562805B2 - 折り畳み二輪車および折り畳み方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、折り畳み二輪車、特に20インチ未満の小径車輪の折り畳み二輪車および折り畳み方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
二輪車、特に動力源を用いない自転車は、地球に優しい乗り物、誰でも利用することができる乗り物として多用されている。しかし、自転車はそのままでは形状が大きく、利用者が乗用車、列車等に乗せて移動先に運ぶことが困難であり、通常は自宅周辺でしか利用しないのが現状である。また、持ち運びが不便、場所をとる等の理由で、いわゆる駅前不法駐輪、マンション等で室内余裕の少ない場合等における保管が困難等の問題がある。
【0003】
そこで、軽くてコンパクトで持ち運ぶことが苦にならない折り畳み二輪車が提案され、利用されるようになっている。図24は現在最も軽量かつ小型と称されている折り畳み二輪車を示す斜視図、図25はその要部を線図的に示す側面図である。
【0004】
図24、図25において、101はメインフレームであり、このメインフレーム101は両端部が前輪と後輪を結ぶ線上に位置し、その中間部は後輪径よりも高い位置となるように凸状に変位した形状となっている。そして、このメインフレーム101は前端にヘッドパイプ102、後端に立パイプ103を有し、前部において二分割され、蝶番104により折り畳み可能に連結されている。この立パイプ103の下端には、前後方向に突出して軸受け腕103aが接合されており、この軸受け腕103aの前方突出部には歯付きフロントプーリ105の軸105aが回転可能に軸受けされている。
【0005】
106は後輪フォークであり、この後輪フォーク106は3部材106a,106b,106cを三角形の形状に接合したものである。この後輪フォーク106の一対を少なくとも後輪の幅以上離して、その三角形状の一頂点部を上記軸受け部103aの後方突出部に軸107で回転可能に取り付け、この三角形状の他頂点部に一対の後輪フォーク間に設けた後輪108の軸108aを回転可能に軸受けしている。また、三角形状の残りの頂点部には、ゴム等の弾性部材109が取り付けられている。そして、後輪108の軸108aに歯付きリアプーリ110が取り付けられ、上記歯付きフロントプーリ105と歯付きリアプーリ110間には歯付きチエーン111が懸回されている。
【0006】
ヘッドパイプ102の下端には前輪フォーク112が回転可能に取り付けられ、この前輪フォーク112の二股ステー112a、112bの先端間に前輪113の軸114が回転可能に軸受けされている。また、このヘッドパイプ102の上端にはハンドルステムパイプ115が蝶番116で折り畳み可能に連結され、上記ヘッドパイプ102は90度回転できるようになっている。ハンドステムパイプ115の上端にはハンドルパイプ117が直交して設けられている。
【0007】
立パイプ103には、シートポスト118が伸縮自在に嵌合されているとともに、このシートポスト118を所定位置に保持する図示しないクイック式のシートピン、締め付けバンド等が設けられている。119はサドル、120は軸105aに取り付けたクランク、121はクランク120の一端に取り付けたペダルである。
【0008】
図26は蝶番116のロック機構を示すもので、ヘッドパイプ102の上端鍔部102aの一側縁に設けた凹部102b内に回動レバー121を軸122で回動自在に設け、この回動レバー121にロックレバー123を軸124で回動自在に取り付けた構成である。従って、ヘッドパイプ102の上端鍔部102a上にハンドルステムパイプ115の下端鍔部115aを重ね合わせて、この下端鍔部115aの一側縁に設けられた凹部115bを上記凹部102bと一致させ、回転レバー121をロックレバー123によって凹部115b内に移動させると、ロックレバー123の先端カム部123aが下端鍔部115aの上面を加圧して上端鍔部102aと強固に一体化する。ハンドルステムパイプ115と平行するように回動されたロックレバー123の上端部は、図27に示すように、ハンドルステムパイプ115に設けられた弾性保持部材125で保持する。なお、蝶番104のロック機構も上記蝶番116のロック機構と原理的は同一構成である。
【0009】
次に動作について説明する。
図示例は乗車できるように組み立てた状態を示すもので、この状態から折り畳むには、まず、後輪フォーク106を軸107を中心に矢印方向に回転させて、後輪108をメインフレーム101の下に折り畳む、そして、蝶番104のロック機構を解除して、メインフレーム101を蝶番104の位置において2つに折り畳むことにより、前輪113を後輪108の側方に位置させる。ついで、ハンドルステムパイプ115をヘッドパイプ102の位置で90度回転させた後、蝶番116の位置で折り畳み、しかる後、シートポスト118を立パイプ103内に収納し、折り畳みを完了する。
【0010】
図28は折り畳み完了状態を示す側面図であり、対向二辺を車輪直径とする長方形の領域126に対し、ヘッドパイプ102の一部およびサドル120をつけたシートポスト118の一部が上方に大きく出っ張る等のため、折り畳み後における側面投影面積は後記図13に示すように点a’,b’,c’,d’で囲まれた長方形の空間(領域)127となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来の折り畳み二輪車は以上のように構成されているので、20インチを越える、いわゆる一般車サイズの自転車の折り畳み時のコンパクトさを期待することは基本的に無理なことであるが、20インチ未満の(折り畳み)小径車の場合、市場製品では少なくともコンパクトさの観点から判断すると中途半端さが感じられ、小径であるが故に可能と思える設計検証の徹底さが不足している。
【0012】
つまり、図28に示すように、折り畳んだ状態において、車輪の直径を高さとする長方形の長方形領域126より上方に、ヘッドパイプ102、ハンドルステムパイプ115の一部およびサドル119をつけたシートポスト118の一部が出っ張るため、折り畳み後における側面形状は小型化が不十分であり、折り畳み二輪車でありながら、折り畳んで持ち運び利用することが積極的に行われていないという課題があった。
【0013】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、20インチ未満の車輪の折り畳み二輪車において、奇抜な機構とか、折り畳み・組み上げの手順に関して最初から思案してしまうようなメカニズムとか、工具(一般・専用)などは一切使用することなく、対向二辺を車輪の直径とする長方形領域内に折り畳みできる折り畳み二輪車および折り畳み方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る折り畳み二輪車は、両端部は前輪と後輪を結ぶ線上に位置し中間部は後輪の折り畳みを阻害しないように側方に変位させ、後端に上下に交差して支持部材を取り付け前端にヘッドパイプを取り付けたメインフレームと、前記支持部材に回動自在に取り付けた後輪を支持する後輪フォークと、前記ヘッドパイプの下端に回動自在に取り付けた前輪を支持する前輪フォークと、前記支持部材に取り付けたシートパイプと、上記ヘッドパイプに取り付けたハンドルステムパイプとを備え、前記後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳むように設けた第1折り畳み部と、前記前輪を前記折り畳んだ後輪と同一の水平位置に折り畳むように前記メインフレームの前部に設けた第2折り畳み部と、ハンドルパイプをハンドルステムパイプの上部において該ハンドルステムパイプと並行するように折り畳むように設けた第3折り畳み部と、前記ハンドルステムパイプを前記前輪フォークから分離して該ハンドルステムパイプを前記折り畳んだ前輪・後輪の側方に折り畳むように設けた第4折り畳み部と、前記シートパイプを前記折り畳んだ後輪の上に折り畳むように設けたものである。
【0015】
この発明に係る折り畳み二輪車は、両端部は前輪と後輪を結ぶ線上に位置し中間部は後輪の折り畳みを阻害しないように側方に変位させ、後端に上下に交差して支持部材を取り付け前端にヘッドパイプを取り付けたメインフレームと、前記支持部材に回動自在に取り付けた後輪を支持する後輪フォークと、前記ヘッドパイプの下端に回動自在に取り付けた前輪を支持する前輪フォークと、前記支持部材に取り付けたシートパイプと、上記ヘッドパイプに取り付けたハンドルステムパイプとを備え、前記後輪を地面側を経由して海老の尾の如く折り畳み地面より浮かせた状態に保持させるように設けた第1折り畳み部と、前輪を前記折り畳んだ後輪の側方であって該前輪が地面と接触する位置に折り畳むように前記メインフレームの前部に設けた第2折り畳み部と、ハンドルをハンドルステムパイプの上部において該ハンドルステムパイプと並行するように折り畳むように設けた第3折り畳み部と、前記ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して該ハンドルステムパイプを前記折り畳んだ前輪・後輪の側方に折り畳むように設けた第4折り畳み部と、前記地面と接する前輪を転動させて移動させた後、前記後輪の保持を解除して該後輪を前記前輪と同一の水平位置とし、前記シートパイプを前記後輪の上に折り畳むように設けた第5の折り畳み部とを備えたものである。
【0016】
この発明に係る折り畳み二輪車は、折り畳んだ後輪を地面より浮いた位置に保持する保持部材を備えたものである。
【0017】
この発明に係る折り畳み二輪車は、2部材を車輪のタイヤを圧入する間隔だけ離して両端部を互いに接合して一体化し、後端に上下に交差して支持部材を取り付け前端にヘッドパイプを取り付けたメインフレームを備え、地面側を経由して海老の尾の如く折り畳んだ後輪のタイヤを、前記メインフレームの間隔内に圧入して地面より浮かせた状態に保持させるものである。
【0018】
この発明に係る折り畳み二輪車におけるヘッドパイプは、両端に鍔部を有し、一端の鍔部には前輪フォーク上部の受圧板を当接させ、他端の鍔部にはガイドパイプの鍔部を折り畳み可能に蝶番結合し、このガイドパイプにハンドルステムパイプの下部を抜け止め的に且つ軸線方向に移動可能に勘合させ、このハンドルステムパイプと前記ヘッドパイプに勘合させた前記受圧板の中央部の軸との対向部に互いに係合する回転力伝達用の凹凸係合部を設け、前記ハンドルステムパイプを常に係合方向に付勢する付勢部材を備えたものである。
【0019】
この発明に係る折り畳み二輪車におけるシートポストは、一定長さのチャンネル材である。
【0020】
この発明に係る折り畳み二輪車の折り畳み方法は、後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳む第1行程と、前記前輪を前記折り畳んだ後輪と同一の水平位置になるように前記メインフレームを前部において折り畳む第2行程と、ハンドルステムパイプと並行するようにハンドルパイプを折り畳む第3行程と、ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して、ハンドルステムパイプを前記折り畳んだ前輪・後輪の側方に折り畳む第4行程と、シートパイプを前記折り畳んだ後輪の上に被さるように折り畳む第5行程とからなるものである。
【0021】
この発明に係る折り畳み二輪車の折り畳み方法は、前記後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳み地面より浮かせた状態に保持させる第1行程と、前輪を地面と接触する位置に折り畳む第2行程と、ハンドルステムパイプと並行するようにハンドルパイプを折り畳む第3行程と、ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して、ハンドルステムパイプを折り畳む第4行程と、前記地面と接する前輪を転動させて移動させた後、前記後輪の保持を解除して該後輪を前記前輪と同一の水平位置とし、シートパイプを該後輪の上に被さるように折り畳む第5行程とからなるものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における折り畳み二輪車の前方から見た斜視図である。図1において、1はメインフレームであり、このメインフレーム1は2部材1a,1bを後輪8の車輪幅以上離して両端部を互いに接合して一体化し、前端にヘッドパイプ2を取り付け後端に上下方向に交差して支持部材3を取り付けている。そして、前端側において二分割され、蝶番4により折り畳み可能に連結されている。図示例は2部材1a,1bによりメインフレーム1を構成しているが、強度に耐えるのであれば、両端部は前輪と後輪を結ぶ線上に位置し中間部は後輪の折り畳みを阻害しないように側方に変位させた1部材であってもよい。
【0023】
上記支持部材3の下端には、後方に突出して軸受け腕3aが接合されるとともに、歯付きフロントプーリ5が軸5aで回転可能に軸受けされ、この軸5aの両端にクランク14を介してペダル15が取り付けられている。
【0024】
6は後輪フォークであり、この後輪フォーク6は図2に示すように、3部材6a、6b、6cの各端部を接合して三角形に構成したものである。この後輪フォーク6の一対を少なくとも後輪の車輪幅以上離して、その三角形状の一頂点部を上記軸受け部3aに軸7で回転可能に取り付け、一対の後輪フォーク間に配設した後輪8の軸8aを三角形状の他頂点部に回転可能に軸受けしている。また、三角形状の残りの頂点部には、ゴム等の弾性部材9が取り付けられており、この弾性部材9が支持部材3に当接するようになっている。そして、後輪8の軸8aに歯付きリアプーリ10が取り付けられ、上記歯付きフロントプーリ5と歯付きリアプーリ10間には歯付きチエーン11が懸回されている。
【0025】
12は後輪フォーク6を図1の状態に保持する保持部材であり、一端が軸13で回転可能に支持部材3に取り付けられ、先端爪部12aが後輪フォーク6の1つの頂点部と係合するようになっている。
【0026】
また、上記支持部材3の上面3aには、シートポスト31の下端31aが蝶番32で折り畳み可能に取り付けられている。このシートポスト31は、折り畳んだとき後輪8の上にかぶさるように、横断面C字型、コ字型、U字型等のチャンネル材を用いている。33はシートポスト31の上部に取付けたサドルであり、このサドル33はサドルポスト33aとシートポスト31との対向面に設けた凹凸係合部(図示せず)により、ワンタッチ方式で高さ調節可能、且つ取り外し可能になっている。
【0027】
上記ヘッドパイプ2の下端には、前輪フォーク16が取り付けられ、この前輪フォーク16の二股ステー16a、16bの先端間に前輪17の軸18が回転可能に軸受けされている。ヘッドパイプ2の上端には、ハンドルステムパイプ24が後述の構成により取り付けられ、このハンドルステムパイプ24の上端鍔部24bにはハンドルパイプ29の軸部29a下端に設けた鍔部29bが蝶番30で折り畳み可能に取り付けられている
【0028】
図3はヘッドパイプ部を詳細に示す縦断面図である。図3において、上記前輪フォーク16の上面に受圧板19を設け、この受圧板19の上面中央に立てた軸20をヘッドパイプ2に嵌め込み、このヘッドパイプ2の下端鍔部2bと受圧板19および該ヘッドパイプと軸20との間には、ボールベアリング21を介在させている。そして、ヘッドパイプ2の上端鍔部2aにはガイドパイプ22と一体の鍔部22aが蝶番23で折り畳み可能に連結され、このガイドパイプ22内にハンドルステムパイプ24が軸線方向に移動可能に挿入されている。そして、ガイドパイプ22とハンドルステムパイプ24との対接面には、ハンドルステムパイプ24の抜け止めのための凹凸係合部22b、24aが形成されている。なお、受圧板19は大径であり、その周縁部にボールベアリング21を設けているので、広い面積で圧力を受けることができ、スラスト圧力を十分受けることができる。
【0029】
このガイドパイプ22とハンドルステムパイプ24との間にもボールベアリング21が介在されている。前輪フォーク側の軸20とハンドルステムパイプ24との対接面には、対向的に係合凹凸部25、26と、ハンドルステムパイプ24の回転角度を規制する大径の横断面四角、Dカット等の係合凹凸部(スプライン継手)27,28が設けられ、この係合を外すことにより、ハンドルステムパイプ24はヘッドパイプ2に対し90度回転できるようになっている。
【0030】
図4は図1の折り畳み二輪車の折り畳み部を明確にするために線図的に示す側面図であり、地面側を経由して海老の尾の如く後輪8をペダル軸5aの直前の位置に折り畳む第1折り畳み部(軸9)と、前輪17を前記折り畳んだ後輪8と同一の水平位置となるように、メインフレーム1を所定角度をつけて折り畳むように設けた第2折り畳み部(蝶番4)と、ハンドルステムパイプをハンドルパイプ29をハンドルステムパイプ24と並行に折り畳むように設けた第3折り畳み部(蝶番30)と、ハンドルステムパイプ24を前輪フォーク16から分離して、ハンドルステムパイプ24を折り畳むように設けた第4折り畳み部(蝶番23)と、シートパイプ31を前記折り畳んだ後輪8の上に折り畳むように設けた第5の折り畳み部(蝶番32)とを備えたもので、上記第2から第5折り畳み部の蝶番4,30,23,32は、取り付け箇所によって多少形状は異なるが、原理的には前記図23に示した蝶番と同じであるから、具体的な説明は省略する。
【0031】
次に動作について説明する。
図1は乗車できるように組み立てた状態を示す概要図であり、この状態において、サドル33に人が座り加重がシートパイプ31を介して支持部材3の下端にかかると、この加重により後輪8が地面からの反力を受けて、後輪フォーク3は軸7を中心にして時計方向の回動力を受けるが、後輪フォーク3の1つの頂点部に設けた弾性部材9が支持部材3に圧接して上記の加重を受ける。
【0032】
また、ハンドルパイプ29の回転は、このハンドルパイプ29の軸部29aを蝶番30で連結したハンドルステムパイプ24と前輪側の軸20との凹凸係合部25,26および27,28の係合によって、前輪フォーク16に伝達される。この場合、スラスト加重は全て前輪フォーク16の上面に設けた受圧板19で受けられるため、安全に乗車することができる。
【0033】
次に折り畳みについて説明する。
まず、保持部材12の先端爪部12aと後輪フォーク3の1つの頂点部との係合を外し、車体後部を持ち上げると、後輪フォーク3は軸7を中心に後輪8の加重によって反時計方向に回動するので更に回動させて、後輪8を図5に示すように地面側を経由して海老の尾の如く約180°回動させ、メインフレーム1の側方に折り畳む。
【0034】
この場合、折り畳み後では、後輪軸心がCL線上(水平線)にくること、後輪のタイヤ外径とペダル軸受けとの隙間は5mm程度(最小限の余裕)になるようにすることが折り畳み後における形状を可能な限り小型化する上で必要である。
【0035】
次いで、蝶番4のロック機構(図示せず)を解除して、図6に示すようにメインフレーム1を蝶番4の位置において2つに折り畳むことにより、前輪17を後輪8の側方に位置させる。この場合、ペダル軸5aを通る水平面CL線上を折り畳み後の前輪軸心高さとすること、フロント歯付きプーリー5の後端から前輪タイヤの後端が突出るしないことが折り畳み後におけるハンドルステムパイプ24を図12に示す点a,b,c,dを結んだ長方形内に基本的に収めるために必要な条件である。
【0036】
つまり、折り畳み前の前輪軸心位置O2と折り畳み後のその位置O4を直線で結び、その直線の二等分の直交線面が、メインクレーム1を折り畳む蝶番4の求める折り畳み面となる。折り畳んだ後輪8と前輪17の下端同士を結んだGL2線が新たな接地面である。
【0037】
次いで、付勢部材34に抗してハンドルステムパイプ24を位置gから上方の位置g’へ引き上げ、ハンドルステムパイプ24と前輪側の軸20との凹凸係合部25,26および27,28の係合を外し、図7に示すようにハンドルステムパイプ29を90度回転させ後、図8に示すようにハンドルパイプ29の軸部29aを蝶番30の位置においてハンドルステムパイプ24と平行するように折り畳む。
【0038】
この場合、凹凸係合部(スプライン継手)27,28を切り離するための適量寸法の引き上げ(実施の形態では例えば2.6cmとした)を含み、ハンドルステムパイプ24の長さを決定する。そして、蝶番30による折り畳み位置は次式を満たす条件が要求される。
【0039】
しかる後、図8に示すように、ハンドルステムパイプ24を蝶番23の位置で折り畳む。この場合、蝶番30の位置において折り畳んだ上記ハンドルパイプ29の軸部29aが地面に当接しないように、上記j点をハンドルパイプ29の軸部29aの折り畳み位置として、あらかじめ決めておく必要がある。図6,8に示した記号に基づき、この関係式は、
ij=[(ig+gg’)一fi]/2+fi
【0040】
これにより、折り畳み位置、つまり、蝶番23,30とに関する寸法面では充分長さがとれるので、凹凸係合部(スプライン継手)27,28の係合を外すことに関しては何ら制限を受けない。
また、上記ハンドルにぎり(d点)の後方のc点とヘッドパイプ2を結ぶ線(並びにその延長線)は、折り畳みが完了すると、長方形a,b,c,dの対角線同士の交点eの近傍を通過して右上のハンドルに始まり、左下方に伸びる線となる(その線は右下がりの対角線acとは直交に近い条件で対角線の交点e近傍を通る)。
【0041】
最後に、図10に示すように、シートポスト31を蝶番32の位置で矢印の方向に折り畳んで、後輪8の上部に被せる。そして、サドル33を取り外して、例えば図11に示すように、メインフレーム1の一端側にできた空間内に収めることにより、図12に示すように、側面から見て車輪直径を2辺とする点a,b,c,dで囲まれた長方形の空間126内に折り畳むことができる。また、この折り畳み状態における幅Wも、一方のペダル15をクランク14に対して直角に折り畳むことにより、図11に示すように点S、S’,r、r’で囲まれた長方形の空間内に折り畳むことができる。
なお、折り畳み状態における幅Wをより短縮するために、例えば、板材をプレス加工、成形等により図21(a)に示すように横断面U字型に、且つ、後輪の入る部分は図21(b)に示すように高さ寸法Hを高く形成したメインフレーム1を用いるものである。またメインフレーム1が例え形状が楕円であっても1つのパイプ形状からプレス加工により変更することにより、折り畳み後の幅の減少を達成できる。
【0042】
以上のように、この実施の形態1によれば、図12、13に示すように、折り畳み状態は対向二辺を車輪直径とする点a,b,c,dで囲まれた長方形の空間126内とすることができ、ヘッドパイプ2の一部およびサドル33をつけたシートポスト31の一部が上方に大きく出っ張る従来例の折り畳み後における側面投影面積127に比べて相当小さな側面投影面積35とすることができたものである。
【0043】
実施の形態2.
実施の形態1では、後輪8の軸8aと前輪17の軸18を同じ高さ位置に折り畳んだものであるが、この実施の形態2は図14に示すように、後輪8を地面側を経由して海老の尾の如く折り畳んだとき、地面より浮かせた状態に保持させるものである。この保持は例えばメインフレーム1に設けた保持部材(図示せず)で保持させることもできるが、図示例は図15「(a)後輪の一部の側面図、(b)その横断面図」に示すように、後輪8のタイヤを弾性変形させて圧入する間隔だけ離して、2部材1a、1bの両端部を互いに接合して一体化したメインフレーム1を備え、地面側を経由して海老の尾の如く折り畳んだ後輪8のタイヤを、前記メインフレームの間隔内に圧入して地面より浮かせた状態に保持させたものである。
【0044】
しかる後、図16に示すように前輪17を地面に接触するように折り畳む。そして、図17に示すように、ハンドルステムパイプ24を上方へ引き上げて、ハンドルステムパイプ24と図3に示す前輪側の軸20との凹凸係合部25,26および27,28の係合を外し、ハンドルステムパイプ24を90度回転させ後、図18に示すように、蝶番30の位置で折り畳む。しかる後、図19に示すように、蝶番23の位置で折り畳む。
【0045】
この状態においては、図20に示すように、前輪17のみが地面についているので、折り畳み前のシートポスト31またはその上端に取付いているサドル33をつかんで、旅行バックを引きずって移動するのと同様に矢印の方向に移動することができる。そして、移動後、後輪8をメインフレーム1の間隔内から押し出して該後輪を前輪17と同一高さ、つまり、地面につくようにした後、シートポスト31を図20の鎖線示のように蝶番32の位置で折り畳むことにより、実施の形態1と同様の大きさに折り畳むことができる。
【0046】
以上のように、この実施の形態2によれば,移動時、前輪17を利用して引きずって移動することができ、距離のある移動が容易である。そして、収納時には、前記実施の形態1と同様に小型に折り畳むことができ、取り扱いがより簡単かつ容易となる。また、メインフレーム1を利用して、後輪8を地面より浮かせた状態に保持させることにより、特別に保持部材を設ける必要がなく、折り畳み操作を簡略化できるとともに、構成を簡略化できる。
なお、上記の各実施の形態1,2では、ハンドルパイプ軸部29aの蝶番軸(図26に示す蝶番軸116に相当)を、図22(a)に示すように、X軸またはY軸に対して直交させて折り畳むように構成し、ハンドルステムパイプ24を前輪フォーク16から分離して90度回転させるようになっているが、ハンドルパイプ軸部29aの蝶番軸を、図22(b)に示すように、X軸またはY軸に対し45度回転させたX’軸またはY’軸に対して直交させて折り畳むように構成すれば、実施の形態1のようにハンドルステムパイプ24を図8に示すように、位置gから上方の位置g’に引き上げて前輪フォーク16から分離させる必要がなく、90度回転させる必要がなくなり、折り畳み操作が簡略化される。
また、上記の各実施の形態1,2では、ハンドルパイプ軸部29aをハンドルステムパイプ24に対し平行に折り畳むように構成しているが、折り畳み後における高さ寸法を少しでも短くするためには、図23に示すように、ハンドルパイプ軸部29aをハンドルステムパイプ24に対しある角度傾けて折り畳むことにより、図12に示すe点にハンドルパイプ軸部29aの上端(ハンドルパイプ29との接続部)を重ねられるとかac線に直交となるステムライン線が構築できる効果となる。その結果、長方形a,b,c,d外にハンドル29が突出することを防止できる。
【0047】
実施の形態3.
この実施の形態3は、ペタルの収納を工夫して、折り畳み後における形状をより小さくなるようにしたもので、図29はペタル取り付け部の拡大図、図30は一部を切り欠いた側面図である。図29,図30において、41は中間軸受けであり、歯付きフロントプーリ5の軸5aの一端に取り付けられている。この中間軸受け41に取り付けるクランク14は、取り付け側が二股に形成されており、この二股取り付け片14a,14bで中間軸受け41を挟持し、回転軸42で回転可能に取り付けている。43はクランク14を中間軸受け41に対し所定の状態に取り付けたとき係合するクリックストップ機構であり、中間軸受け41に形成された凹部44内に圧縮して収容したバネ45と該バネによって常時押圧されている係合部材46から成り、二股取り付け片14aの内面に係合凹部47が形成されている。
上記の構成において、回転軸42で取り付けたクランク14をクリックストップ機構の係合部材46が係合凹部47に係合する位置に移して、左右のペタル15を図29の状態にして使用する。そして、自転車を折り畳み収納するときには、クリックストップ機構の係合部材46を係合凹部47から外し、クランク14を回転軸42を中心に図29に鎖線で示すように約180°回転させて、ペダル15を他方のペタル15の片側に並置させる。これにより、図11に示したように、ペタル15をクランク14に対し平行に折り畳む場合よりも更に、折り畳み後における自転車の厚み方向の寸法を薄くすることができる。この場合、図示例のように、ペタル15の周縁にもう一方側のクランク14を収納する凹部15aを形成しておけば、折りたたみのコンパクト化を狙った種々の改良の1つとして軸5aの軸長(現今の通常的長さ)を相当量(数cmのオーダー)短縮できる場合に専有的にコンパクト効果が得られる。つまり、図29で縦の中心線Oより左側に配置の部品、軸5a、クランク14、ペタル15が自転車全折畳み後で中心線左側域への出っ張りを積極的に少なくしようと意図している具体例である。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳み、前輪を前記折り畳んだ後輪と同一の水平位置になるように前記メインフレームを前部において折り畳み、ハンドルステムパイプの上部にハンドルパイプ軸部を折り畳み、ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して、ハンドルステムパイプを折り畳み、シートパイプを前記折り畳んだ後輪の上に折り畳むように構成したので、車輪の直径を高さとする長方形の空間内に折り畳むことができ、極めてコンパクトにすることができる。この結果、小スペースの公共施設又は商店等のロッカーに収納することができ、いわゆる駅前不法駐輪等を解消することができる。また、住宅・マンション等で室内余裕の少ない場合においても、小スペース保管ができ、盗難のおそれも無くなる。また、列車による旅行においては、手荷物として手軽に持ち運びができるため、旅行先に携帯することにより二輪車の利用範囲を広げることができるという効果がある。
【0049】
また、この発明によれば、後輪を地面側を経由して海老の尾の如く地面より浮かせた状態に保持させるように折り畳み、前輪を地面と接触する位置に折り畳み、ハンドルステムパイプの上部にハンドルを折り畳み、ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して、ハンドルステムパイプを折り畳み、前記後輪を前記前輪と同一の水平位置とした後シートパイプを該後輪の上に折り畳むように構成したので、このシートパイプを折り畳む前の状態においては前輪のみが地面に接触しているため、サドルを握り、折り畳み二輪車を前輪を回転させながら引っ張って移動することができ、折り畳み二輪車を持っての移動がより容易となるという効果がある。
【0050】
また、この発明によれば、折り畳んだ後輪を地面より浮いた位置に保持するように構成したので、クランクが回転することなく、前輪のみを確実に地面に接触させておくことができ、上記の引っ張り移動を安定に行うことができるという効果がある。
【0051】
また、この発明によれば、メインフレームは前輪・後輪を結ぶセンタラインを避けて少なくともタイヤ幅の寸法分だけ側方に逃げた構成としたので、メインフレームを折り畳んだ車輪の側面に位置させることができ、コンパクトな折り畳みに極めて有効であるという効果がある。
【0052】
また、この発明によれば、2部材を後輪のタイヤを圧入する間隔だけ離して両端部を互いに接合して一体化たメインフレームを備え、地面側を経由して海老の尾の如く折り畳んだ後輪のタイヤを弾性変化させて、前記メインフレームの間隔内に圧入して地面より浮かせた状態に保持させるように構成したので、特別に保持部材を設ける必要がなく、折り畳み操作を簡略化できるとともに、コンパクトな折り畳みと二輪車の強度を高めることができるという効果がある。
【0053】
また、この発明によれば、両端に鍔部を有し、一端の鍔部には前輪フォーク上部の受圧板を当接させ、他端の鍔部にはガイドパイプの鍔部を折り畳み可能に蝶番結合し、このガイドパイプにハンドルステムパイプの下部を抜け止め的に且つ軸線方向に移動可能に勘合させ、このハンドルステムパイプと前記ヘッドパイプに勘合させた前記受圧板の中央部の軸との対向部に互いに係合する回転力伝達用の凹凸係合部を設け、前記ハンドルステムパイプを常に係合方向に付勢する付勢部材を備えるように構成したので、ヘッドパイプを短く構成することができ、折り畳んだとき、車輪の直径を高さとする長方形の空間内からの出っ張りをなくす、あるいは出っ張りを極めて少なくすることができ、コンパクトな折り畳みに極めて有効であるという効果がある。
【0054】
また、この発明によれば、シートパイプを一定長さのチャンネル材で構成したので、折り畳んだとき、車輪の上面に被さり、車輪の直径を高さとする長方形の空間内から肉厚分だけが出っ張ることになり、コンパクトな折り畳みに極めて有効であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1における折り畳み二輪車の斜視図である。
【図2】後輪支持部の構成を示す側面図である。
【図3】ヘッドパイプ部の縦断面図である。
【図4】この発明の実施の形態1における折り畳み二輪車を乗車状態に組み立てた要部を示す側面図である。
【図5】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図6】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図7】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図8】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図9】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図10】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図11】この折り畳み二輪車の折り畳み状態における平面図である。
【図12】この折り畳み二輪車の折り畳み状態における側面図である。
【図13】折り畳み状態における大きさを従来の折り畳み状態の大きさと対比させた説明図である。
【図14】この発明の実施の形態2における折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図15】メインフレームで折り畳み後の後輪を地面より浮かせた状態に保持させている状態を示す図である。
【図16】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図17】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図18】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図19】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図20】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す側面図である。
【図21】メインフレームの他の構成の説明図である。
【図22】ハンドルパイプ軸部の蝶番軸取り付け方向の変形例の説明図である。
【図23】ハンドルパイプ軸部をハンドルステムパイプに対し角度をつけて折り畳む説明図である。
【図24】従来の折り畳み二輪車の斜視図である。
【図25】この折り畳み二輪車の概要を示す側面図である。
【図26】蝶番のロック機構を示す斜面図である。
【図27】そのロック機構におけるロックレバーの保持状態を示す平面図である。
【図28】この折り畳み二輪車の折り畳み状態を示す側面図である。
【図29】ペタル取り付け部の拡大図である。
【図30】ペタル取り付け部の一部を切り欠いた側面図である。
【符号の説明】
1 メインフレーム
2 ヘッドパイプ
2a,2b,22a 鍔部
3 支持部材
4,23,30,32 蝶番
6 後輪フォーク
7 後輪フォークの回転軸
8 後輪
16 前輪フォーク
17 前輪
19 受圧板
20 軸
21 ガイドパイプ
24 ハンドルステムパイプ
25,26および27,28 係合凹凸部
29 ハンドルパイプ
31 シートポスト
33 サドル
34 付勢部材
【発明の属する技術分野】
この発明は、折り畳み二輪車、特に20インチ未満の小径車輪の折り畳み二輪車および折り畳み方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
二輪車、特に動力源を用いない自転車は、地球に優しい乗り物、誰でも利用することができる乗り物として多用されている。しかし、自転車はそのままでは形状が大きく、利用者が乗用車、列車等に乗せて移動先に運ぶことが困難であり、通常は自宅周辺でしか利用しないのが現状である。また、持ち運びが不便、場所をとる等の理由で、いわゆる駅前不法駐輪、マンション等で室内余裕の少ない場合等における保管が困難等の問題がある。
【0003】
そこで、軽くてコンパクトで持ち運ぶことが苦にならない折り畳み二輪車が提案され、利用されるようになっている。図24は現在最も軽量かつ小型と称されている折り畳み二輪車を示す斜視図、図25はその要部を線図的に示す側面図である。
【0004】
図24、図25において、101はメインフレームであり、このメインフレーム101は両端部が前輪と後輪を結ぶ線上に位置し、その中間部は後輪径よりも高い位置となるように凸状に変位した形状となっている。そして、このメインフレーム101は前端にヘッドパイプ102、後端に立パイプ103を有し、前部において二分割され、蝶番104により折り畳み可能に連結されている。この立パイプ103の下端には、前後方向に突出して軸受け腕103aが接合されており、この軸受け腕103aの前方突出部には歯付きフロントプーリ105の軸105aが回転可能に軸受けされている。
【0005】
106は後輪フォークであり、この後輪フォーク106は3部材106a,106b,106cを三角形の形状に接合したものである。この後輪フォーク106の一対を少なくとも後輪の幅以上離して、その三角形状の一頂点部を上記軸受け部103aの後方突出部に軸107で回転可能に取り付け、この三角形状の他頂点部に一対の後輪フォーク間に設けた後輪108の軸108aを回転可能に軸受けしている。また、三角形状の残りの頂点部には、ゴム等の弾性部材109が取り付けられている。そして、後輪108の軸108aに歯付きリアプーリ110が取り付けられ、上記歯付きフロントプーリ105と歯付きリアプーリ110間には歯付きチエーン111が懸回されている。
【0006】
ヘッドパイプ102の下端には前輪フォーク112が回転可能に取り付けられ、この前輪フォーク112の二股ステー112a、112bの先端間に前輪113の軸114が回転可能に軸受けされている。また、このヘッドパイプ102の上端にはハンドルステムパイプ115が蝶番116で折り畳み可能に連結され、上記ヘッドパイプ102は90度回転できるようになっている。ハンドステムパイプ115の上端にはハンドルパイプ117が直交して設けられている。
【0007】
立パイプ103には、シートポスト118が伸縮自在に嵌合されているとともに、このシートポスト118を所定位置に保持する図示しないクイック式のシートピン、締め付けバンド等が設けられている。119はサドル、120は軸105aに取り付けたクランク、121はクランク120の一端に取り付けたペダルである。
【0008】
図26は蝶番116のロック機構を示すもので、ヘッドパイプ102の上端鍔部102aの一側縁に設けた凹部102b内に回動レバー121を軸122で回動自在に設け、この回動レバー121にロックレバー123を軸124で回動自在に取り付けた構成である。従って、ヘッドパイプ102の上端鍔部102a上にハンドルステムパイプ115の下端鍔部115aを重ね合わせて、この下端鍔部115aの一側縁に設けられた凹部115bを上記凹部102bと一致させ、回転レバー121をロックレバー123によって凹部115b内に移動させると、ロックレバー123の先端カム部123aが下端鍔部115aの上面を加圧して上端鍔部102aと強固に一体化する。ハンドルステムパイプ115と平行するように回動されたロックレバー123の上端部は、図27に示すように、ハンドルステムパイプ115に設けられた弾性保持部材125で保持する。なお、蝶番104のロック機構も上記蝶番116のロック機構と原理的は同一構成である。
【0009】
次に動作について説明する。
図示例は乗車できるように組み立てた状態を示すもので、この状態から折り畳むには、まず、後輪フォーク106を軸107を中心に矢印方向に回転させて、後輪108をメインフレーム101の下に折り畳む、そして、蝶番104のロック機構を解除して、メインフレーム101を蝶番104の位置において2つに折り畳むことにより、前輪113を後輪108の側方に位置させる。ついで、ハンドルステムパイプ115をヘッドパイプ102の位置で90度回転させた後、蝶番116の位置で折り畳み、しかる後、シートポスト118を立パイプ103内に収納し、折り畳みを完了する。
【0010】
図28は折り畳み完了状態を示す側面図であり、対向二辺を車輪直径とする長方形の領域126に対し、ヘッドパイプ102の一部およびサドル120をつけたシートポスト118の一部が上方に大きく出っ張る等のため、折り畳み後における側面投影面積は後記図13に示すように点a’,b’,c’,d’で囲まれた長方形の空間(領域)127となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来の折り畳み二輪車は以上のように構成されているので、20インチを越える、いわゆる一般車サイズの自転車の折り畳み時のコンパクトさを期待することは基本的に無理なことであるが、20インチ未満の(折り畳み)小径車の場合、市場製品では少なくともコンパクトさの観点から判断すると中途半端さが感じられ、小径であるが故に可能と思える設計検証の徹底さが不足している。
【0012】
つまり、図28に示すように、折り畳んだ状態において、車輪の直径を高さとする長方形の長方形領域126より上方に、ヘッドパイプ102、ハンドルステムパイプ115の一部およびサドル119をつけたシートポスト118の一部が出っ張るため、折り畳み後における側面形状は小型化が不十分であり、折り畳み二輪車でありながら、折り畳んで持ち運び利用することが積極的に行われていないという課題があった。
【0013】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、20インチ未満の車輪の折り畳み二輪車において、奇抜な機構とか、折り畳み・組み上げの手順に関して最初から思案してしまうようなメカニズムとか、工具(一般・専用)などは一切使用することなく、対向二辺を車輪の直径とする長方形領域内に折り畳みできる折り畳み二輪車および折り畳み方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る折り畳み二輪車は、両端部は前輪と後輪を結ぶ線上に位置し中間部は後輪の折り畳みを阻害しないように側方に変位させ、後端に上下に交差して支持部材を取り付け前端にヘッドパイプを取り付けたメインフレームと、前記支持部材に回動自在に取り付けた後輪を支持する後輪フォークと、前記ヘッドパイプの下端に回動自在に取り付けた前輪を支持する前輪フォークと、前記支持部材に取り付けたシートパイプと、上記ヘッドパイプに取り付けたハンドルステムパイプとを備え、前記後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳むように設けた第1折り畳み部と、前記前輪を前記折り畳んだ後輪と同一の水平位置に折り畳むように前記メインフレームの前部に設けた第2折り畳み部と、ハンドルパイプをハンドルステムパイプの上部において該ハンドルステムパイプと並行するように折り畳むように設けた第3折り畳み部と、前記ハンドルステムパイプを前記前輪フォークから分離して該ハンドルステムパイプを前記折り畳んだ前輪・後輪の側方に折り畳むように設けた第4折り畳み部と、前記シートパイプを前記折り畳んだ後輪の上に折り畳むように設けたものである。
【0015】
この発明に係る折り畳み二輪車は、両端部は前輪と後輪を結ぶ線上に位置し中間部は後輪の折り畳みを阻害しないように側方に変位させ、後端に上下に交差して支持部材を取り付け前端にヘッドパイプを取り付けたメインフレームと、前記支持部材に回動自在に取り付けた後輪を支持する後輪フォークと、前記ヘッドパイプの下端に回動自在に取り付けた前輪を支持する前輪フォークと、前記支持部材に取り付けたシートパイプと、上記ヘッドパイプに取り付けたハンドルステムパイプとを備え、前記後輪を地面側を経由して海老の尾の如く折り畳み地面より浮かせた状態に保持させるように設けた第1折り畳み部と、前輪を前記折り畳んだ後輪の側方であって該前輪が地面と接触する位置に折り畳むように前記メインフレームの前部に設けた第2折り畳み部と、ハンドルをハンドルステムパイプの上部において該ハンドルステムパイプと並行するように折り畳むように設けた第3折り畳み部と、前記ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して該ハンドルステムパイプを前記折り畳んだ前輪・後輪の側方に折り畳むように設けた第4折り畳み部と、前記地面と接する前輪を転動させて移動させた後、前記後輪の保持を解除して該後輪を前記前輪と同一の水平位置とし、前記シートパイプを前記後輪の上に折り畳むように設けた第5の折り畳み部とを備えたものである。
【0016】
この発明に係る折り畳み二輪車は、折り畳んだ後輪を地面より浮いた位置に保持する保持部材を備えたものである。
【0017】
この発明に係る折り畳み二輪車は、2部材を車輪のタイヤを圧入する間隔だけ離して両端部を互いに接合して一体化し、後端に上下に交差して支持部材を取り付け前端にヘッドパイプを取り付けたメインフレームを備え、地面側を経由して海老の尾の如く折り畳んだ後輪のタイヤを、前記メインフレームの間隔内に圧入して地面より浮かせた状態に保持させるものである。
【0018】
この発明に係る折り畳み二輪車におけるヘッドパイプは、両端に鍔部を有し、一端の鍔部には前輪フォーク上部の受圧板を当接させ、他端の鍔部にはガイドパイプの鍔部を折り畳み可能に蝶番結合し、このガイドパイプにハンドルステムパイプの下部を抜け止め的に且つ軸線方向に移動可能に勘合させ、このハンドルステムパイプと前記ヘッドパイプに勘合させた前記受圧板の中央部の軸との対向部に互いに係合する回転力伝達用の凹凸係合部を設け、前記ハンドルステムパイプを常に係合方向に付勢する付勢部材を備えたものである。
【0019】
この発明に係る折り畳み二輪車におけるシートポストは、一定長さのチャンネル材である。
【0020】
この発明に係る折り畳み二輪車の折り畳み方法は、後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳む第1行程と、前記前輪を前記折り畳んだ後輪と同一の水平位置になるように前記メインフレームを前部において折り畳む第2行程と、ハンドルステムパイプと並行するようにハンドルパイプを折り畳む第3行程と、ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して、ハンドルステムパイプを前記折り畳んだ前輪・後輪の側方に折り畳む第4行程と、シートパイプを前記折り畳んだ後輪の上に被さるように折り畳む第5行程とからなるものである。
【0021】
この発明に係る折り畳み二輪車の折り畳み方法は、前記後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳み地面より浮かせた状態に保持させる第1行程と、前輪を地面と接触する位置に折り畳む第2行程と、ハンドルステムパイプと並行するようにハンドルパイプを折り畳む第3行程と、ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して、ハンドルステムパイプを折り畳む第4行程と、前記地面と接する前輪を転動させて移動させた後、前記後輪の保持を解除して該後輪を前記前輪と同一の水平位置とし、シートパイプを該後輪の上に被さるように折り畳む第5行程とからなるものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における折り畳み二輪車の前方から見た斜視図である。図1において、1はメインフレームであり、このメインフレーム1は2部材1a,1bを後輪8の車輪幅以上離して両端部を互いに接合して一体化し、前端にヘッドパイプ2を取り付け後端に上下方向に交差して支持部材3を取り付けている。そして、前端側において二分割され、蝶番4により折り畳み可能に連結されている。図示例は2部材1a,1bによりメインフレーム1を構成しているが、強度に耐えるのであれば、両端部は前輪と後輪を結ぶ線上に位置し中間部は後輪の折り畳みを阻害しないように側方に変位させた1部材であってもよい。
【0023】
上記支持部材3の下端には、後方に突出して軸受け腕3aが接合されるとともに、歯付きフロントプーリ5が軸5aで回転可能に軸受けされ、この軸5aの両端にクランク14を介してペダル15が取り付けられている。
【0024】
6は後輪フォークであり、この後輪フォーク6は図2に示すように、3部材6a、6b、6cの各端部を接合して三角形に構成したものである。この後輪フォーク6の一対を少なくとも後輪の車輪幅以上離して、その三角形状の一頂点部を上記軸受け部3aに軸7で回転可能に取り付け、一対の後輪フォーク間に配設した後輪8の軸8aを三角形状の他頂点部に回転可能に軸受けしている。また、三角形状の残りの頂点部には、ゴム等の弾性部材9が取り付けられており、この弾性部材9が支持部材3に当接するようになっている。そして、後輪8の軸8aに歯付きリアプーリ10が取り付けられ、上記歯付きフロントプーリ5と歯付きリアプーリ10間には歯付きチエーン11が懸回されている。
【0025】
12は後輪フォーク6を図1の状態に保持する保持部材であり、一端が軸13で回転可能に支持部材3に取り付けられ、先端爪部12aが後輪フォーク6の1つの頂点部と係合するようになっている。
【0026】
また、上記支持部材3の上面3aには、シートポスト31の下端31aが蝶番32で折り畳み可能に取り付けられている。このシートポスト31は、折り畳んだとき後輪8の上にかぶさるように、横断面C字型、コ字型、U字型等のチャンネル材を用いている。33はシートポスト31の上部に取付けたサドルであり、このサドル33はサドルポスト33aとシートポスト31との対向面に設けた凹凸係合部(図示せず)により、ワンタッチ方式で高さ調節可能、且つ取り外し可能になっている。
【0027】
上記ヘッドパイプ2の下端には、前輪フォーク16が取り付けられ、この前輪フォーク16の二股ステー16a、16bの先端間に前輪17の軸18が回転可能に軸受けされている。ヘッドパイプ2の上端には、ハンドルステムパイプ24が後述の構成により取り付けられ、このハンドルステムパイプ24の上端鍔部24bにはハンドルパイプ29の軸部29a下端に設けた鍔部29bが蝶番30で折り畳み可能に取り付けられている
【0028】
図3はヘッドパイプ部を詳細に示す縦断面図である。図3において、上記前輪フォーク16の上面に受圧板19を設け、この受圧板19の上面中央に立てた軸20をヘッドパイプ2に嵌め込み、このヘッドパイプ2の下端鍔部2bと受圧板19および該ヘッドパイプと軸20との間には、ボールベアリング21を介在させている。そして、ヘッドパイプ2の上端鍔部2aにはガイドパイプ22と一体の鍔部22aが蝶番23で折り畳み可能に連結され、このガイドパイプ22内にハンドルステムパイプ24が軸線方向に移動可能に挿入されている。そして、ガイドパイプ22とハンドルステムパイプ24との対接面には、ハンドルステムパイプ24の抜け止めのための凹凸係合部22b、24aが形成されている。なお、受圧板19は大径であり、その周縁部にボールベアリング21を設けているので、広い面積で圧力を受けることができ、スラスト圧力を十分受けることができる。
【0029】
このガイドパイプ22とハンドルステムパイプ24との間にもボールベアリング21が介在されている。前輪フォーク側の軸20とハンドルステムパイプ24との対接面には、対向的に係合凹凸部25、26と、ハンドルステムパイプ24の回転角度を規制する大径の横断面四角、Dカット等の係合凹凸部(スプライン継手)27,28が設けられ、この係合を外すことにより、ハンドルステムパイプ24はヘッドパイプ2に対し90度回転できるようになっている。
【0030】
図4は図1の折り畳み二輪車の折り畳み部を明確にするために線図的に示す側面図であり、地面側を経由して海老の尾の如く後輪8をペダル軸5aの直前の位置に折り畳む第1折り畳み部(軸9)と、前輪17を前記折り畳んだ後輪8と同一の水平位置となるように、メインフレーム1を所定角度をつけて折り畳むように設けた第2折り畳み部(蝶番4)と、ハンドルステムパイプをハンドルパイプ29をハンドルステムパイプ24と並行に折り畳むように設けた第3折り畳み部(蝶番30)と、ハンドルステムパイプ24を前輪フォーク16から分離して、ハンドルステムパイプ24を折り畳むように設けた第4折り畳み部(蝶番23)と、シートパイプ31を前記折り畳んだ後輪8の上に折り畳むように設けた第5の折り畳み部(蝶番32)とを備えたもので、上記第2から第5折り畳み部の蝶番4,30,23,32は、取り付け箇所によって多少形状は異なるが、原理的には前記図23に示した蝶番と同じであるから、具体的な説明は省略する。
【0031】
次に動作について説明する。
図1は乗車できるように組み立てた状態を示す概要図であり、この状態において、サドル33に人が座り加重がシートパイプ31を介して支持部材3の下端にかかると、この加重により後輪8が地面からの反力を受けて、後輪フォーク3は軸7を中心にして時計方向の回動力を受けるが、後輪フォーク3の1つの頂点部に設けた弾性部材9が支持部材3に圧接して上記の加重を受ける。
【0032】
また、ハンドルパイプ29の回転は、このハンドルパイプ29の軸部29aを蝶番30で連結したハンドルステムパイプ24と前輪側の軸20との凹凸係合部25,26および27,28の係合によって、前輪フォーク16に伝達される。この場合、スラスト加重は全て前輪フォーク16の上面に設けた受圧板19で受けられるため、安全に乗車することができる。
【0033】
次に折り畳みについて説明する。
まず、保持部材12の先端爪部12aと後輪フォーク3の1つの頂点部との係合を外し、車体後部を持ち上げると、後輪フォーク3は軸7を中心に後輪8の加重によって反時計方向に回動するので更に回動させて、後輪8を図5に示すように地面側を経由して海老の尾の如く約180°回動させ、メインフレーム1の側方に折り畳む。
【0034】
この場合、折り畳み後では、後輪軸心がCL線上(水平線)にくること、後輪のタイヤ外径とペダル軸受けとの隙間は5mm程度(最小限の余裕)になるようにすることが折り畳み後における形状を可能な限り小型化する上で必要である。
【0035】
次いで、蝶番4のロック機構(図示せず)を解除して、図6に示すようにメインフレーム1を蝶番4の位置において2つに折り畳むことにより、前輪17を後輪8の側方に位置させる。この場合、ペダル軸5aを通る水平面CL線上を折り畳み後の前輪軸心高さとすること、フロント歯付きプーリー5の後端から前輪タイヤの後端が突出るしないことが折り畳み後におけるハンドルステムパイプ24を図12に示す点a,b,c,dを結んだ長方形内に基本的に収めるために必要な条件である。
【0036】
つまり、折り畳み前の前輪軸心位置O2と折り畳み後のその位置O4を直線で結び、その直線の二等分の直交線面が、メインクレーム1を折り畳む蝶番4の求める折り畳み面となる。折り畳んだ後輪8と前輪17の下端同士を結んだGL2線が新たな接地面である。
【0037】
次いで、付勢部材34に抗してハンドルステムパイプ24を位置gから上方の位置g’へ引き上げ、ハンドルステムパイプ24と前輪側の軸20との凹凸係合部25,26および27,28の係合を外し、図7に示すようにハンドルステムパイプ29を90度回転させ後、図8に示すようにハンドルパイプ29の軸部29aを蝶番30の位置においてハンドルステムパイプ24と平行するように折り畳む。
【0038】
この場合、凹凸係合部(スプライン継手)27,28を切り離するための適量寸法の引き上げ(実施の形態では例えば2.6cmとした)を含み、ハンドルステムパイプ24の長さを決定する。そして、蝶番30による折り畳み位置は次式を満たす条件が要求される。
【0039】
しかる後、図8に示すように、ハンドルステムパイプ24を蝶番23の位置で折り畳む。この場合、蝶番30の位置において折り畳んだ上記ハンドルパイプ29の軸部29aが地面に当接しないように、上記j点をハンドルパイプ29の軸部29aの折り畳み位置として、あらかじめ決めておく必要がある。図6,8に示した記号に基づき、この関係式は、
ij=[(ig+gg’)一fi]/2+fi
【0040】
これにより、折り畳み位置、つまり、蝶番23,30とに関する寸法面では充分長さがとれるので、凹凸係合部(スプライン継手)27,28の係合を外すことに関しては何ら制限を受けない。
また、上記ハンドルにぎり(d点)の後方のc点とヘッドパイプ2を結ぶ線(並びにその延長線)は、折り畳みが完了すると、長方形a,b,c,dの対角線同士の交点eの近傍を通過して右上のハンドルに始まり、左下方に伸びる線となる(その線は右下がりの対角線acとは直交に近い条件で対角線の交点e近傍を通る)。
【0041】
最後に、図10に示すように、シートポスト31を蝶番32の位置で矢印の方向に折り畳んで、後輪8の上部に被せる。そして、サドル33を取り外して、例えば図11に示すように、メインフレーム1の一端側にできた空間内に収めることにより、図12に示すように、側面から見て車輪直径を2辺とする点a,b,c,dで囲まれた長方形の空間126内に折り畳むことができる。また、この折り畳み状態における幅Wも、一方のペダル15をクランク14に対して直角に折り畳むことにより、図11に示すように点S、S’,r、r’で囲まれた長方形の空間内に折り畳むことができる。
なお、折り畳み状態における幅Wをより短縮するために、例えば、板材をプレス加工、成形等により図21(a)に示すように横断面U字型に、且つ、後輪の入る部分は図21(b)に示すように高さ寸法Hを高く形成したメインフレーム1を用いるものである。またメインフレーム1が例え形状が楕円であっても1つのパイプ形状からプレス加工により変更することにより、折り畳み後の幅の減少を達成できる。
【0042】
以上のように、この実施の形態1によれば、図12、13に示すように、折り畳み状態は対向二辺を車輪直径とする点a,b,c,dで囲まれた長方形の空間126内とすることができ、ヘッドパイプ2の一部およびサドル33をつけたシートポスト31の一部が上方に大きく出っ張る従来例の折り畳み後における側面投影面積127に比べて相当小さな側面投影面積35とすることができたものである。
【0043】
実施の形態2.
実施の形態1では、後輪8の軸8aと前輪17の軸18を同じ高さ位置に折り畳んだものであるが、この実施の形態2は図14に示すように、後輪8を地面側を経由して海老の尾の如く折り畳んだとき、地面より浮かせた状態に保持させるものである。この保持は例えばメインフレーム1に設けた保持部材(図示せず)で保持させることもできるが、図示例は図15「(a)後輪の一部の側面図、(b)その横断面図」に示すように、後輪8のタイヤを弾性変形させて圧入する間隔だけ離して、2部材1a、1bの両端部を互いに接合して一体化したメインフレーム1を備え、地面側を経由して海老の尾の如く折り畳んだ後輪8のタイヤを、前記メインフレームの間隔内に圧入して地面より浮かせた状態に保持させたものである。
【0044】
しかる後、図16に示すように前輪17を地面に接触するように折り畳む。そして、図17に示すように、ハンドルステムパイプ24を上方へ引き上げて、ハンドルステムパイプ24と図3に示す前輪側の軸20との凹凸係合部25,26および27,28の係合を外し、ハンドルステムパイプ24を90度回転させ後、図18に示すように、蝶番30の位置で折り畳む。しかる後、図19に示すように、蝶番23の位置で折り畳む。
【0045】
この状態においては、図20に示すように、前輪17のみが地面についているので、折り畳み前のシートポスト31またはその上端に取付いているサドル33をつかんで、旅行バックを引きずって移動するのと同様に矢印の方向に移動することができる。そして、移動後、後輪8をメインフレーム1の間隔内から押し出して該後輪を前輪17と同一高さ、つまり、地面につくようにした後、シートポスト31を図20の鎖線示のように蝶番32の位置で折り畳むことにより、実施の形態1と同様の大きさに折り畳むことができる。
【0046】
以上のように、この実施の形態2によれば,移動時、前輪17を利用して引きずって移動することができ、距離のある移動が容易である。そして、収納時には、前記実施の形態1と同様に小型に折り畳むことができ、取り扱いがより簡単かつ容易となる。また、メインフレーム1を利用して、後輪8を地面より浮かせた状態に保持させることにより、特別に保持部材を設ける必要がなく、折り畳み操作を簡略化できるとともに、構成を簡略化できる。
なお、上記の各実施の形態1,2では、ハンドルパイプ軸部29aの蝶番軸(図26に示す蝶番軸116に相当)を、図22(a)に示すように、X軸またはY軸に対して直交させて折り畳むように構成し、ハンドルステムパイプ24を前輪フォーク16から分離して90度回転させるようになっているが、ハンドルパイプ軸部29aの蝶番軸を、図22(b)に示すように、X軸またはY軸に対し45度回転させたX’軸またはY’軸に対して直交させて折り畳むように構成すれば、実施の形態1のようにハンドルステムパイプ24を図8に示すように、位置gから上方の位置g’に引き上げて前輪フォーク16から分離させる必要がなく、90度回転させる必要がなくなり、折り畳み操作が簡略化される。
また、上記の各実施の形態1,2では、ハンドルパイプ軸部29aをハンドルステムパイプ24に対し平行に折り畳むように構成しているが、折り畳み後における高さ寸法を少しでも短くするためには、図23に示すように、ハンドルパイプ軸部29aをハンドルステムパイプ24に対しある角度傾けて折り畳むことにより、図12に示すe点にハンドルパイプ軸部29aの上端(ハンドルパイプ29との接続部)を重ねられるとかac線に直交となるステムライン線が構築できる効果となる。その結果、長方形a,b,c,d外にハンドル29が突出することを防止できる。
【0047】
実施の形態3.
この実施の形態3は、ペタルの収納を工夫して、折り畳み後における形状をより小さくなるようにしたもので、図29はペタル取り付け部の拡大図、図30は一部を切り欠いた側面図である。図29,図30において、41は中間軸受けであり、歯付きフロントプーリ5の軸5aの一端に取り付けられている。この中間軸受け41に取り付けるクランク14は、取り付け側が二股に形成されており、この二股取り付け片14a,14bで中間軸受け41を挟持し、回転軸42で回転可能に取り付けている。43はクランク14を中間軸受け41に対し所定の状態に取り付けたとき係合するクリックストップ機構であり、中間軸受け41に形成された凹部44内に圧縮して収容したバネ45と該バネによって常時押圧されている係合部材46から成り、二股取り付け片14aの内面に係合凹部47が形成されている。
上記の構成において、回転軸42で取り付けたクランク14をクリックストップ機構の係合部材46が係合凹部47に係合する位置に移して、左右のペタル15を図29の状態にして使用する。そして、自転車を折り畳み収納するときには、クリックストップ機構の係合部材46を係合凹部47から外し、クランク14を回転軸42を中心に図29に鎖線で示すように約180°回転させて、ペダル15を他方のペタル15の片側に並置させる。これにより、図11に示したように、ペタル15をクランク14に対し平行に折り畳む場合よりも更に、折り畳み後における自転車の厚み方向の寸法を薄くすることができる。この場合、図示例のように、ペタル15の周縁にもう一方側のクランク14を収納する凹部15aを形成しておけば、折りたたみのコンパクト化を狙った種々の改良の1つとして軸5aの軸長(現今の通常的長さ)を相当量(数cmのオーダー)短縮できる場合に専有的にコンパクト効果が得られる。つまり、図29で縦の中心線Oより左側に配置の部品、軸5a、クランク14、ペタル15が自転車全折畳み後で中心線左側域への出っ張りを積極的に少なくしようと意図している具体例である。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳み、前輪を前記折り畳んだ後輪と同一の水平位置になるように前記メインフレームを前部において折り畳み、ハンドルステムパイプの上部にハンドルパイプ軸部を折り畳み、ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して、ハンドルステムパイプを折り畳み、シートパイプを前記折り畳んだ後輪の上に折り畳むように構成したので、車輪の直径を高さとする長方形の空間内に折り畳むことができ、極めてコンパクトにすることができる。この結果、小スペースの公共施設又は商店等のロッカーに収納することができ、いわゆる駅前不法駐輪等を解消することができる。また、住宅・マンション等で室内余裕の少ない場合においても、小スペース保管ができ、盗難のおそれも無くなる。また、列車による旅行においては、手荷物として手軽に持ち運びができるため、旅行先に携帯することにより二輪車の利用範囲を広げることができるという効果がある。
【0049】
また、この発明によれば、後輪を地面側を経由して海老の尾の如く地面より浮かせた状態に保持させるように折り畳み、前輪を地面と接触する位置に折り畳み、ハンドルステムパイプの上部にハンドルを折り畳み、ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して、ハンドルステムパイプを折り畳み、前記後輪を前記前輪と同一の水平位置とした後シートパイプを該後輪の上に折り畳むように構成したので、このシートパイプを折り畳む前の状態においては前輪のみが地面に接触しているため、サドルを握り、折り畳み二輪車を前輪を回転させながら引っ張って移動することができ、折り畳み二輪車を持っての移動がより容易となるという効果がある。
【0050】
また、この発明によれば、折り畳んだ後輪を地面より浮いた位置に保持するように構成したので、クランクが回転することなく、前輪のみを確実に地面に接触させておくことができ、上記の引っ張り移動を安定に行うことができるという効果がある。
【0051】
また、この発明によれば、メインフレームは前輪・後輪を結ぶセンタラインを避けて少なくともタイヤ幅の寸法分だけ側方に逃げた構成としたので、メインフレームを折り畳んだ車輪の側面に位置させることができ、コンパクトな折り畳みに極めて有効であるという効果がある。
【0052】
また、この発明によれば、2部材を後輪のタイヤを圧入する間隔だけ離して両端部を互いに接合して一体化たメインフレームを備え、地面側を経由して海老の尾の如く折り畳んだ後輪のタイヤを弾性変化させて、前記メインフレームの間隔内に圧入して地面より浮かせた状態に保持させるように構成したので、特別に保持部材を設ける必要がなく、折り畳み操作を簡略化できるとともに、コンパクトな折り畳みと二輪車の強度を高めることができるという効果がある。
【0053】
また、この発明によれば、両端に鍔部を有し、一端の鍔部には前輪フォーク上部の受圧板を当接させ、他端の鍔部にはガイドパイプの鍔部を折り畳み可能に蝶番結合し、このガイドパイプにハンドルステムパイプの下部を抜け止め的に且つ軸線方向に移動可能に勘合させ、このハンドルステムパイプと前記ヘッドパイプに勘合させた前記受圧板の中央部の軸との対向部に互いに係合する回転力伝達用の凹凸係合部を設け、前記ハンドルステムパイプを常に係合方向に付勢する付勢部材を備えるように構成したので、ヘッドパイプを短く構成することができ、折り畳んだとき、車輪の直径を高さとする長方形の空間内からの出っ張りをなくす、あるいは出っ張りを極めて少なくすることができ、コンパクトな折り畳みに極めて有効であるという効果がある。
【0054】
また、この発明によれば、シートパイプを一定長さのチャンネル材で構成したので、折り畳んだとき、車輪の上面に被さり、車輪の直径を高さとする長方形の空間内から肉厚分だけが出っ張ることになり、コンパクトな折り畳みに極めて有効であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1における折り畳み二輪車の斜視図である。
【図2】後輪支持部の構成を示す側面図である。
【図3】ヘッドパイプ部の縦断面図である。
【図4】この発明の実施の形態1における折り畳み二輪車を乗車状態に組み立てた要部を示す側面図である。
【図5】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図6】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図7】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図8】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図9】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図10】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を説明する側面図である。
【図11】この折り畳み二輪車の折り畳み状態における平面図である。
【図12】この折り畳み二輪車の折り畳み状態における側面図である。
【図13】折り畳み状態における大きさを従来の折り畳み状態の大きさと対比させた説明図である。
【図14】この発明の実施の形態2における折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図15】メインフレームで折り畳み後の後輪を地面より浮かせた状態に保持させている状態を示す図である。
【図16】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図17】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図18】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図19】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す斜視図である。
【図20】この折り畳み二輪車の折り畳み工程を示す側面図である。
【図21】メインフレームの他の構成の説明図である。
【図22】ハンドルパイプ軸部の蝶番軸取り付け方向の変形例の説明図である。
【図23】ハンドルパイプ軸部をハンドルステムパイプに対し角度をつけて折り畳む説明図である。
【図24】従来の折り畳み二輪車の斜視図である。
【図25】この折り畳み二輪車の概要を示す側面図である。
【図26】蝶番のロック機構を示す斜面図である。
【図27】そのロック機構におけるロックレバーの保持状態を示す平面図である。
【図28】この折り畳み二輪車の折り畳み状態を示す側面図である。
【図29】ペタル取り付け部の拡大図である。
【図30】ペタル取り付け部の一部を切り欠いた側面図である。
【符号の説明】
1 メインフレーム
2 ヘッドパイプ
2a,2b,22a 鍔部
3 支持部材
4,23,30,32 蝶番
6 後輪フォーク
7 後輪フォークの回転軸
8 後輪
16 前輪フォーク
17 前輪
19 受圧板
20 軸
21 ガイドパイプ
24 ハンドルステムパイプ
25,26および27,28 係合凹凸部
29 ハンドルパイプ
31 シートポスト
33 サドル
34 付勢部材
Claims (8)
- 両端部は前輪と後輪を結ぶ線上に位置し中間部は後輪の折り畳みを阻害しないように側方に変位させ、後端に上下に交差して支持部材を取り付け前端にヘッドパイプを取り付けたメインフレームと、前記支持部材に回動自在に取り付けた後輪を支持する後輪フォークと、前記ヘッドパイプの下端に回動自在に取り付けた前輪を支持する前輪フォークと、前記支持部材に取り付けたシートパイプと、上記ヘッドパイプに取り付けたハンドルステムパイプとを備え、前記後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳むように設けた第1折り畳み部と、前記前輪を前記折り畳んだ後輪と同一の水平位置に折り畳むように前記メインフレームの前部に設けた第2折り畳み部と、ハンドルパイプをハンドルステムパイプの上部において該ハンドルステムパイプと並行するように折り畳むように設けた第3折り畳み部と、前記ハンドルステムパイプを前記前輪フォークから分離して該ハンドルステムパイプを前記折り畳んだ前輪・後輪の側方に折り畳むように設けた第4折り畳み部と、前記シートパイプを前記折り畳んだ後輪の上に折り畳むように設けた第5の折り畳み部とを備えた折り畳み二輪車。
- 両端部は前輪と後輪を結ぶ線上に位置し中間部は後輪の折り畳みを阻害しないように側方に変位させ、後端に上下に交差して支持部材を取り付け前端にヘッドパイプを取り付けたメインフレームと、前記支持部材に回動自在に取り付けた後輪を支持する後輪フォークと、前記ヘッドパイプの下端に回動自在に取り付けた前輪を支持する前輪フォークと、前記支持部材に取り付けたシートパイプと、上記ヘッドパイプに取り付けたハンドルステムパイプとを備え、前記後輪を地面側を経由して海老の尾の如く折り畳み地面より浮かせた状態に保持させるように設けた第1折り畳み部と、前輪を前記折り畳んだ後輪の側方であって該前輪が地面と接触する位置に折り畳むように前記メインフレームの前部に設けた第2折り畳み部と、ハンドルパイプをハンドルステムパイプの上部において該ハンドルステムパイプと並行するように折り畳むように設けた第3折り畳み部と、前記ハンドルステムパイプを前記前輪フォークから分離して該ハンドルステムパイプを前記折り畳んだ前輪・後輪の側方に折り畳むように設けた第4折り畳み部と、前記地面と接する前輪を転動させて移動させた後、前記後輪の保持を解除して該後輪を前記前輪と同一の水平位置とし、前記シートパイプを前記後輪の上に折り畳むように設けた第5の折り畳み部とを備えた折り畳み二輪車。
- 折り畳んだ後輪を地面より浮いた位置に保持する保持部材を備えたことを特徴とする請求項2記載の折り畳み二輪車。
- 2部材を車輪のタイヤを圧入する間隔だけ離して両端部を互いに接合して一体化し、後端に上下に交差して支持部材を取り付け前端にヘッドパイプを取り付けたメインフレームを備え、地面側を経由して海老の尾の如く折り畳んだ後輪のタイヤを、前記メインフレームの間隔内に圧入して地面より浮かせた状態に保持させることを特徴とする請求項2記載の折り畳み二輪車。
- ヘッドパイプは両端に鍔部を有し、このヘッドパイプの一端の鍔部には前輪フォーク上部の受圧板を当接させ該ヘッドパイプの他端の鍔部には、ガイドパイプの鍔部を折り畳み可能に蝶番結合し、このガイドパイプにハンドルステムパイプの下部を抜け止め的に且つ軸線方向に移動可能に勘合させ、このハンドルステムパイプと前記ヘッドパイプに勘合させた前記受圧板の中央部の軸との対向部に互いに係合する回転力伝達用の凹凸係合部を設け、前記ハンドルステムパイプを常に係合方向に付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項記載の折り畳み二輪車。
- シートポストは、一定長さのチャンネル材であることを特徴とする請求項1または請求項2項記載の折り畳み二輪車。
- 後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳む第1行程と、前記前輪を前記折り畳んだ後輪と同一の水平位置になるように前記メインフレームを前部において折り畳む第2行程と、ハンドルステムパイプと並行するようにハンドルパイプを折り畳む第3行程と、ハンドルステムパイプを前輪フォークにから分離して、ハンドルステムパイプを前記折り畳んだ前輪・後輪の側方に折り畳む第4行程と、シートパイプを前記折り畳んだ後輪の上に被さるように折り畳む第5行程とからなることを特徴とする折り畳み二輪車の折り畳み方法。
- 前記後輪を地面側を経由して海老の尾の如く前記メインフレームの側方に折り畳み地面より浮かせた状態に保持させる第1行程と、前輪を地面と接触する位置に折り畳む第2行程と、ハンドルステムパイプと並行するようにハンドルパイプを折り畳む第3行程と、ハンドルステムパイプを前輪フォークから分離して、ハンドルステムパイプを折り畳む第4行程と、前記地面と接する前輪を転動させて移動させた後、前記後輪の保持を解除して該後輪を前記前輪と同一の水平位置とし、シートパイプを該後輪の上に被さるように折り畳む第5行程とからなることを特徴とする折り畳み二輪車の折り畳み方法。
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