JP4731003B2

JP4731003B2 - 分割フレームの接続構造

Info

Publication number: JP4731003B2
Application number: JP2000304446A
Authority: JP
Inventors: 信秋島田; 恒雄北川
Original assignee: ブリヂストンサイクル株式会社
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2020-10-04
Also published as: JP2002106521A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車の持ち運び時等に分割できるフレームの接続構造に関するものであり、特に、簡単かつ確実に接続及び分離ができるようにした分割フレームの接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自転車のフレーム等を分割可能とし、自動車等にコンパクトに収納して持ち運ぶことができるようにした分割フレームが知られている。そして、このような分割フレームの接続構造として、相互に連結され、断面が長円形である２つのフレームパイプの一方にジョイント部を設け、他方に設けた収納口に当該ジョイント部を挿入し、ジョイント部を拡幅することにより収納口のパイプ内面を圧迫して固定状態とする接続構造があった。
【０００３】
即ち、図３に示すように、相互に連結された２つのフレームパイプ２１，２２のうち、一方のフレームパイプ２１における収納口となっている開口端に、他方のフレームパイプ２２に固定されたジョイントパイプ３１を挿入する接続構造である。ここで、ジョイントパイプ３１は切り込み３２によって上下が拡幅可能となされており、上側３３にはナット３５が溶接され、下側３４にはボルト受３６が設けられている。
【０００４】
従って、ボルト３７を締め込むと、ナット３５によって上側３３が上昇するように力が作用すると共に、ボルト受３６によって下側３４が下降するように力が作用することとなるので、切り込み３２の間隔が拡大してフレームパイプ２１の内面を圧迫し、フレームパイプ２２と固定状態になる。一方、ボルト３７を緩めると、ジョイントパイプ３１自体のバネ作用によって切り込み３２の間隔が元の平衡状態に戻り、フレームパイプ２１内面の圧迫状態が解除されるので、フレームパイプ２１，２２の分割が可能になる。
【０００５】
しかしながら、このような従来の接続構造は、ジョイントパイプ３１の外径がフレームパイプ２１の内径とほぼ同一となっているので、フレームパイプ２１，２２の分割はできても、接続が難しいという問題があった。即ち、フレームの接続の際にはフレームパイプ２１の開口端にジョイントパイプ３１を挿入する必要があるが、両者の位置や角度を正確に合わせておかないと挿入できず、ある程度重量のあるフレームの位置合わせが難しかったのである。
【０００６】
また、ジョイントパイプ３１の外径をフレームパイプ２１の内径より十分小さくしておくことで挿入を容易にすると、今度は耐久性が著しく低下するという問題があった。即ち、ジョイントパイプ３１の外径をその分拡大しなければ固定状態にならないため、固定及び分離時における切り込み３２の間隔の増減幅が大きくなり、ジョイントパイプ３１とフレームパイプ２２との固定部が早期に破壊してしまうのである。
【０００７】
更に、従来の接続構造では、断面が長円形のフレームパイプ２１，２２に作用するねじり方向の荷重に対し、フレームパイプ２１とジョイントパイプ３１の圧縮摩擦のみによって受ける構造となっているため、大きなネジリ方向荷重の入力があった場合、フレームパイプ２１とジョイントパイプ３１とが回転ズレしてしまうという問題もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、耐久性を低下させることなく、接続が極めて簡単な分割フレームの接続構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、自転車のフレームを構成するフレームパイプを分割すると共に、相互に連結される２つのフレームパイプの一方にジョイント部を設け、他方に当該ジョイント部が挿入される収納口を設けてなる分割フレームの接続構造であって、ジョイント部が、フレームパイプの一方に固定された支持部材と、当該支持部材とは別個に設けられた締結部材と、前記支持部材と前記締結部材の離着機構とから構成され、離着機構により支持部材と締結部材とを密着させると締結部材の外面と収納口のパイプ内面との間に空間が形成されて２つのフレームパイプが接続又は分離可能となり、離着機構により支持部材から締結部材を離間させると締結部材の外面が収納口のパイプ内面を圧迫して固定状態となり、前記締結部材が前記支持部材の上側に設けられ、前記２つのフレームパイプの断面が上下方向に長い円形となっており、前記支持部材及び前記締結部材の外面に長手方向の溝が形成され、前記収納口のパイプ内面に当該溝と合致する凸帯が形成されていると共に、前記溝と前記凸帯とが前記２つのフレームパイプの上下でそれぞれ係合されており、前記離着機構が、前記支持部材に固定された雌ネジと、前記締結部材に形成された貫通孔に回転自在に設けられた雄ネジとからなると共に、前記雄ネジが逆ネジであり、前記締結部材の前記溝の位置に前記貫通孔が形成されている分割フレームの接続構造に係るものである。
【００１０】
そして好ましくは、前記支持部材における締結部材との密着面が、フレームパイプの長径の４０％以上７０％以下の位置にある分割フレームの接続構造に係るものである。また、前記支持部材における長手方向の少なくとも一端に突起が形成され、締結部材に当該突起と合致する窪みが形成されている分割フレームの接続構造に係るものである。
【００１１】
なお、雄ネジの頭部は、分割フレームの固定状態において、収納口側のフレームパイプに設けられた操作穴の内壁と重なって位置することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の接続構造は、自転車等の分割フレームの接続及び分離のためのものである。即ち、自転車には上パイプ、下パイプ、メインパイプ、立てパイプ等の各種のフレームパイプが存在し、必要に応じてこれらのフレームパイプを分割することで自転車をコンパクトに収納可能とするものであるが、本発明の接続構造はこのような分割フレームの接続及び分離に使用される。
【００１３】
そして、相互に連結される２つのフレームパイプの一方にジョイント部が設けられ、他方に当該ジョイント部の収納口が設けられている。ここで、ジョイント部は支持部材と締結部材と両部材の離着機構とから構成されており、離着機構によって支持部材から締結部材を離間させることにより、締結部材の外面が収納口のパイプ内面を圧迫して固定状態となる。従って、分割されたフレーム同士が簡単かつ確実に接続固定されるのである。
【００１４】
本発明の分割フレームの接続構造は、特徴的に、締結部材と支持部材とが別個に設けられている。即ち、ジョイント部が、一方のフレームパイプに固定されて動かない支持部材と、当該フレームパイプとは全く独立で、離着機構によって可動する締結部材とから構成されている。従って、フレームの接続及び分離に際して、従来の接続構造のようにジョイント部とそれが固定されているフレームパイプとの間に力が作用することが全くないので、耐久性に優れるのである。
【００１５】
また、締結部材と支持部材とが別個であることから、離着機構によって支持部材と締結部材とを密着させることができる。即ち、従来の接続構造のようにジョイント部のバネ作用によって切り込みの間隔が元の平衡状態に戻るのではなく、離着機構によって支持部材と締結部材とが積極的に密着させられる。従って、締結部材の外面と収納口のパイプ内面との間に空間が形成されて大きな隙間となるため、フレームパイプの収納口へのジョイント部の挿入が極めて容易になるのである。
【００１６】
ここで、締結部材と支持部材との位置関係は特に限定されるものではなく、上下左右のいずれであってもよいが、好ましくは締結部材を支持部材の上側に設ける。自転車のメインフレームを考えるとフレームパイプが座屈する方向に力が作用するので、フレームパイプの下側を強固にしておくべきだからである。また、フレームパイプの断面形状も特に限定されるものではないが、上記と同様の理由から、断面を上下方向に長い円形としておくことが好ましい。なお、上下方向に長い円形とは、長円及び楕円の他、長径と短径とを組み合わせた円形等、曲率を変化させて上下方向を長くした各種の円形をいう。
【００１７】
この場合、分割フレームの固定状態では、締結部材の上面が収納口のパイプ上内面を持ち上げるように圧迫するので、パイプの断面形状が上下方向に伸び左右方向に縮むように変形する。そのため、当該パイプの左右内面が支持部材の側面角部に圧着し、パイプの内面をかじったり損傷することも考えられる。従って、支持部材の側面角部は、パイプ断面半径がなるべく大きい部分に位置させることが好ましい。即ち、支持部材の角部となる締結部材との密着面をフレームパイプの長径の４０％以上７０％以下の範囲内に位置させるのである。ここで、４０％より下側では支持部材が小さくなって強度上の問題が生じ、７０％より上側ではパイプの曲げ半径が小さくなってパイプの内面を傷付ける可能性が高くなってしまう。
【００１８】
また、支持部材及び締結部材の外面に長手方向の溝を形成すると共に、収納口のパイプ内面に当該溝と合致する凸帯を形成することが好ましい。溝と凸帯とが合致してジョイント部とフレームパイプとのガタがなくなり、ネジリ方向の荷重に対しても強固な締結が可能となるからである。しかも、溝と凸帯がガイドレールになって、ジョイント部の挿入操作も容易になる。なお、溝と凸帯との位置関係及びその数は特に限定されるものではなく、上下左右のいずれであってもよい。即ち、一例として締結部材が支持部材の上部に位置する場合について考えれば、締結部材の上面だけか、支持部材の上面と締結部材の上面の両方に溝を形成した場合には、パイプ内面の上側のみに１本の凸帯を形成することとなり、支持部材の下面だけに溝を形成した場合には、パイプ内面の下側のみに１本の凸帯を形成することとなるが、好ましくは、フレームパイプの上下方向の曲げ剛性を考慮して、凸帯を上下に一組形成する。
【００１９】
更に、支持部材における長手方向の少なくとも一端に突起を形成すると共に、締結部材に当該突起と合致する窪みを形成することが好ましい。突起と窪みとが合致して締結部材が支持部材からあらぬ方向に移動したり回転したりすることがなくなるだけでなく、支持部材の断面係数を上げることができるからである。
【００２０】
また、支持部材と締結部材との離着機構も特に限定されるものではなく、ネジ機構、リンク機構、てこ機構等の種々のものが適用できるが、好ましくは支持部材に固定した雌ネジと締結部材に回転自在に設けた雄ネジとから構成する。構造が簡単で離着機構が確実に作動するからである。更に、雄ネジを逆ネジとしておくことが好ましい。本発明の接続構造では支持部材から締結部材を遠ざけることが固定となるので、通常のネジの締め付けと操作感を統一させるためである。
【００２１】
このように、雄ネジの回転操作によって分割フレームが固定状態になるが、回転操作は収納口側のフレームパイプに設けた操作穴を使用すればよい。ここで、締結部材を支持部材から離間させた固定状態において、雄ネジの頭部が操作穴の内壁と重なるようにすれば、多少雄ネジが緩んだとしても雄ネジの頭部が操作穴に引っ掛かるので、抜け防止に効果的となる。
【００２２】
なお、ジョイント部及びフレームパイプの構成材料も特に限定されるものではないが、好ましくはアルミ押出又は引抜製材とする。軽量であり、比較的複雑な形状であっても容易に得ることができるからである。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面により説明する。
図１は、本発明の分割フレームの接続構造を自転車のメインフレームに適用した状態を示す側面図であり、図１（Ａ）はその接続状態を示し、図１（Ｂ）はその分離状態を示している。図１に示すように、自転車のメインフレームは、収納性を考慮して中央部でフレームパイプ１，２に分割されている。そして、相互に連結されるこの２つのフレームパイプ１，２のうち、一方のフレームパイプ２にジョイント部３が設けられ、他方のフレームパイプ１の端部が開口してジョイント部３の収納口１Ａとなっている。なお、フレームパイプ１，２及びジョイント部３は、軽量化と生産性を考慮してアルミ押出製材を使用しており、強度面からその断面が上下方向に長い円形となるように、左右側面から上下面にかけて徐々に半径を小さくして構成している。なお、長径に対し短径は約６０％となっている。
【００２４】
図２は、ジョイント部付近を拡大して示す斜視図であり、図２（Ａ）はその分解図を示し、図２（Ｂ）はその組立図を示している。図２（Ａ）に示すように、ジョイント部は、支持部材１１、その上部に取り付けられた締結部材１２、離着機構１３〜１８によって構成されている。ここで、離着機構１３〜１８について更に詳述すると、支持部材１１に特殊ナット１３が６角穴付き止めネジ１４で固定されている。一方、締結部材１２にはカラー１５を介してソケットボルト１６が挿入されている。このソケットボルト１６には、平座金１７，１７を通してＵナット１８，１８がねじ込まれており、締結部材１２からのソケットボルト１６の抜け出しを防止しつつ締結部材１２内で回転自在となっている。従って、特殊ナット１３にソケットボルト１６をねじ込めば支持部材１１と締結部材１２とが密着し、緩めれば両者が離間するようになっている。なお、接続時における操作方向を通常のネジの締め付けと統一させて違和感をなくすため、ソケットボルト１６は逆ネジとしてある。
【００２５】
このように、ソケットボルト１６の回転によって締結部材１２が上下するのであるが、その際、締結部材１２も一緒に回転することがないよう、実施例では、締結部材１２の下側両端部に窪み１２Ｂを形成すると共に、支持部材１１の上側両端部に窪み１２Ｂに合致する突起１１Ｂ，１１Ｂを形成してある。なお、突起１１Ｂ，１１Ｂの形成は、支持部材１１の断面係数を上げられるという効果もある。
【００２６】
また、支持部材１１の上下面には長手方向の溝１１Ａ，１１Ａが形成され、締結部材１２の上面にも溝１２Ａが形成されている。一方、フレームパイプ２の内面上下には支持部材１１の溝１１Ａ，１１Ａに合致する凸帯２Ａ，２Ａが形成されている。従って、図２（Ｂ）に示すように、ジョイント部３がフレームパイプ２にガタツキなく固着されることとなる。なお、フレームパイプ１の内面上下にも支持部材１１の溝１１Ａ及び締結部材１２の溝１２Ａに合致する凸帯が形成されており、ジョイント部３を収納口１Ａに挿入した際のガタをなくすと共にパイプ剛性を向上させている。
【００２７】
次に、図２に示す接続構造によって分割されたフレームパイプ１，２を接続・分離する手順について説明する。まず接続手順であるが、最初に、ソケットボルト１６がねじ込まれ、図２（Ｂ）に示すように、支持部材１１と締結部材１２とがある程度密着した状態にあることを確認する。この状態では、支持部材１１の上側溝１１Ａよりも締結部材１２の溝１２Ａが全体的に下がった状態となっているので、その分だけフレームパイプ１の収納口１Ａに対する隙間が大きい。従って、極めて容易にジョイント部を収納口１Ａに挿入することができる。
【００２８】
ジョイント部を挿入した後は、フレームパイプ１の操作穴１Ｂを使ってソケットボルト１６を回し、支持部材１１から締結部材１２を離間させる。すると、締結部材１２の上面がフレームパイプ１の上側内面を締め付けることとなるので、図１（Ａ）に示すようなフレームパイプ１，２の接続固定状態となる。ここで、フレームパイプ１は上下方向に伸び変形し、図２（Ｂ）に示すフレームパイプ１の左右両内面が支持部材１１の角部１１Ｃと接触する。しかしながら、支持部材１１における締結部材１２との密着面１１Ｄは、フレームパイプ１の長径に対して約６０％の位置にあり、従って、前記角部１１Ｃはフレームパイプ１の最も半径の大きい部分に接触し、また、締結部材１２はフレームパイプ１の断面半径の小さい部分（稜線）に十分接触するため、パイプの密着締結時にもパイプを不必要に変形させることがなく、フレームパイプ１と支持部材１１がかじったり損傷することはない。なお、この状態で仮にソケットボルト１６が多少緩んだとしても、ソケットボルト１６の頭部が、図２（Ｂ）に示す操作穴１Ｂの内壁を構成する凸帯の端部に引っ掛かるため、フレームパイプ１，２が不用意に分離することもない。
【００２９】
一方、分離の際には、ソケットボルト１６を逆に回してフレームパイプ１から締結部材１２の締め付けを解除してやればよい。そして、フレームパイプ２を引き抜けば簡単に分離でき、図１（Ｂ）に示すような分割状態となる。なお、本発明の接続構造では、このように、分離時に支持部材１１と締結部材１２とを密着させているので、次に接続する際は、既にジョイント部と収納口との大きな隙間ができている。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分割フレームの接続構造は、ジョイント部における締結部材と支持部材とを別個に設け、離着機構により支持部材と締結部材とを積極的に密着させて収納口に対する大きな隙間を形成するものであるので、フレームパイプの収納口へのジョイント部の挿入が極めて容易になる。しかも、接続及び分離に際してジョイント部に無理な力が作用することがないので、耐久性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の分割フレームの接続構造を自転車のメインフレームに適用した例を示す側面図である。
【図２】図２は、図１のジョイント部付近を拡大して示す斜視図である。
【図３】図３は、従来の分割フレームの接続構造を示す側面図である。
【符号の説明】
１‥フレームパイプ
１Ａ‥収納口
１Ｂ‥操作穴
２‥フレームパイプ
２Ａ‥凸帯
３‥ジョイント部
１１‥支持部材
１１Ａ‥溝
１１Ｂ‥突起
１１Ｃ‥角部
１１Ｄ‥密着面
１２‥締結部材
１２Ａ‥溝
１２Ｂ‥窪み
１３‥特殊ナット
１４‥６角穴付き止めネジ
１５‥カラー
１６‥ソケットボルト
１７‥平座金
１８‥Ｕナット
２１‥フレームパイプ
２２‥フレームパイプ
３１‥ジョイントパイプ
３２‥切り込み
３３‥上側
３４‥下側
３５‥ナット
３６‥ボルト受
３７‥ボルト

Claims

自転車のフレームを構成するフレームパイプを分割すると共に、相互に連結される２つのフレームパイプの一方にジョイント部を設け、他方に当該ジョイント部が挿入される収納口を設けてなる分割フレームの接続構造であって、
ジョイント部が、フレームパイプの一方に固定された支持部材と、当該支持部材とは別個に設けられた締結部材と、前記支持部材と前記締結部材の離着機構とから構成され、
離着機構により支持部材と締結部材とを密着させると締結部材の外面と収納口のパイプ内面との間に空間が形成されて２つのフレームパイプが接続又は分離可能となり、離着機構により支持部材から締結部材を離間させると締結部材の外面が収納口のパイプ内面を圧迫して固定状態となり、
前記締結部材が前記支持部材の上側に設けられ、前記２つのフレームパイプの断面が上下方向に長い円形となっており、
前記支持部材及び前記締結部材の外面に長手方向の溝が形成され、前記収納口のパイプ内面に当該溝と合致する凸帯が形成されていると共に、前記溝と前記凸帯とが前記２つのフレームパイプの上下でそれぞれ係合されており、
前記離着機構が、前記支持部材に固定された雌ネジと、前記締結部材に形成された貫通孔に回転自在に設けられた雄ネジとからなると共に、前記雄ネジが逆ネジであり、
前記締結部材の前記溝の位置に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする分割フレームの接続構造。
前記支持部材における前記締結部材との密着面が、フレームパイプの長径の４０％以上７０％以下の位置にあることを特徴とする請求項１に記載の分割フレームの接続構造。
前記支持部材における長手方向の少なくとも一端に突起が形成され、前記締結部材に当該突起と合致する窪みが形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分割フレームの接続構造。
前記離着機構の雄ネジ頭部が、分割フレームの固定状態において、収納口側のフレームパイプに設けられた操作穴の内壁と重なって位置することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の分割フレームの接続構造。