JP7101496B2 - 自転車用折り畳み装置 - Google Patents

Description

この発明は、折り畳み式自転車に用いられる自転車用折り畳み装置に関するものである。

従来より、フレームやハンドルを折り畳むことによってコンパクトなサイズに変形できるようにした折り畳み式自転車として種々のものが提案されている。

この折り畳み式自転車は、自転車のフレーム等にヒンジを設け、このヒンジを回転軸としてフレーム等を回動させることにより折り畳み可能とするものが一般的である。すなわち、一般的な自転車用折り畳み装置は、フレームをヒンジを介して回動可能に連結し、このヒンジをフレームの外側方向に回動させてフレームの連結側端面同士を乖離させることによりフレームの折り畳みを行い、これとは逆に、ヒンジをフレームの内側方向に回動させてフレームの連結側端面同士を突き合わせることによりフレームの組み立てが行われるようになっている。
特開２０００－３２６８８４号公報

ここで、上記したような一般的な自転車用折り畳み装置にあっては、ヒンジをフレームの内側方向に回動させてフレームの連結側端面同士を突き合わせることによりフレームが組み立て状態となる機構を採用しているので、ヒンジをフレームの内側方向に回動させてフレームの連結側端面同士を突き合わせる際、対向するフレームの連結側端面同士の間に作業者の手や指などが挟まれ、作業者がけがをするおそれがある。

また、折り畳み式自転車の折り畳み方式には、フレームを水平方向に回動して折り畳むようにした水平展開式と、フレームを鉛直方向に回動して折り畳むようにした鉛直展開式とがあるところ、特に、鉛直展開式にあっては、折り畳んだ状態を解除してフレームを組み立てる際、フレームの自重によって一気にヒンジが回動してフレームの連結側端面同士が勢いよく突き合わされやすいため、作業者の手や指などが対向するフレームの連結側端面同士の間に挟まると、作業者が大けがを負う危険性がある。

この点、ヒンジ部に手が挟まれないよう安全性に配慮した折り畳み式自転車として、特開平１１－２０７６７号公報に記載された発明がある。この発明によれば、フロントフレームとメインフレームとが前後方向の軸線回りに回転可能に直接ヒンジ結合されている（回転可能に軸止されている）ため、フロントフレームを回転させて折り畳んだ際に両フレームの連結面が乖離して露出することがなく、折り畳み状態から組立状態にするためにフロントフレームを前方に回動させた際に、作業者の手や指が両フレームの連結面の間に挟まれるおそれはない。

しかしながら、この自転車の折り畳み構造は、フロントフレームがメインフレームに回転可能に軸止されたものであって、ヒンジを回動させてフレームの連結側端面同士を突き合わせたり乖離させたりすることによってフレームの組み立て、折り畳みを行う構造のものではない。
特開平１１－２０７６７号公報

この発明は、ヒンジを回動させてフレームの連結側端面同士を突き合わせたり乖離させたりすることによってフレームの組み立て及び折り畳みを行う自転車の折り畳み装置において、フレームの組み立て作業時に対向するフレームの連結側端面の間に作業者の手や指が挟まれることを防止する安全機構を備えた自転車用折り畳み装置を得ることを課題とする。

この発明の自転車用折り畳み装置は、ヒンジを介してフレームを回動可能に連結し、前記ヒンジを回動させて前記フレームの連結側端面同士を突き合わせたり乖離させたりすることにより前記フレームの組み立て及び折り畳みを行う自転車用折り畳み装置において、前記フレームの一のフレームの連結側端部内側に、外筒と、前記外筒内を前記一のフレームの軸方向に摺動可能な内筒とを配設し、前記外筒及び内筒の周壁には、前記内筒の一端が前記一のフレームの連結側端面より突出した状態のときに連通状態となる孔をぞれぞれ形成し、前記連通状態の孔にロックピンを挿脱可能に挿入することにより前記内筒の前記一のフレームの連結側端面からの突出状態が保持され、前記ヒンジを回動させて前記フレームを組み立てる際に、前記突出状態が保持された前記内筒の先端が他のフレームの連結側端面に当接することでそれ以上前記フレームの連結側端面同士が突き合わされる方向に回動しないようにする安全機構を備えるようにして構成する。

請求項２の発明は、請求項１の自転車用折り畳み装置において、内筒を弾性部材で支持し、前記弾性部材の弾性力によって前記内筒をフレームの連結側端面方向に付勢するようにしたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の自転車用折り畳み装置において、ロックピンを弾性部材で支持し、前記弾性部材の弾性力によって前記ロックピンを内筒方向に付勢するようにしたことを特徴とする。

この発明によれば、ヒンジを介してフレームを回動可能に連結し、前記ヒンジを回動させて前記フレームの連結側端面同士を突き合わせたり乖離させたりすることにより前記フレームの組み立て及び折り畳みを行う自転車用折畳装置において、前記フレームの一のフレームの連結側端部内側に、外筒と、前記外筒内を前記一のフレームの軸方向に摺動可能な内筒とを配設し、前記外筒及び内筒の周壁には、前記内筒の一端が前記一のフレームの連結側端面より突出した状態のときに連通状態となる孔をそれぞれ形成し、前記連通状態の孔にロックピンを挿脱可能に挿入することにより前記内筒の前記一のフレームの連結側端面からの突出状態が保持され、前記ヒンジを回動させて前記フレームを組み立てる際に、前記突出状態が保持された前記内筒の先端が他のフレームの連結側端面に当接することでそれ以上前記フレームの連結側端面同士が突き合わされる方向に回動しないようにする安全機構を備えるようにしたので、ヒンジを回動させてフレームを組み立てる際、フレームの連結側端面同士が突き合わされるよりも前に一のフレームの連結側端面から突出した内筒の先端と他のフレームの連結側端面とが当接し、それ以上ヒンジをフレームの連結側端面を突き合わせる方向に回動させることができない。すなわち、折り畳み状態からフレームを展開して組み立てる際に、内筒が一時的なストッパーとして機能し、両フレームの連結側端面同士が一気に突き合わせ状態となることを防ぐことができる。しかも、内筒は一のフレームの連結側端部内側に配設されているので、作業者の手が入りにくく、内筒と他のフレームの連結側端面とが当接する際に手や指が挟まれる危険性も低い。
そして、ロックピンを内筒周壁に形成された孔から引き抜くことにより内筒が外筒内を摺動可能となるので、再びヒンジを回動させて両フレームの連結側端面同士を突き合わせることができる。

請求項２の発明によれば、内筒を弾性部材で支持し、前記弾性部材の弾性力によって前記内筒をフレームの連結側端面方向に付勢するようにしたので、フレームの組み立て状態が解除されてフレームの連結側端面同士が乖離すると、内筒がフレームの連結側端面方向に付勢され、自動的に内筒の先端がフレームの連結側端面から突出した状態とすることができる。

請求項３の発明によれば、ロックピンを弾性部材で支持し、前記弾性部材の弾性力によって前記ロックピンを内筒方向に付勢するようにしたので、内筒が外筒内を摺動して内筒及び外筒の周壁に形成された孔が連通状態となると自動的にロックピンがこの連通状態の孔に挿入されて内筒がロックされた状態となり、一のフレームの連結側端面からの内筒の突出状態を保持することができる。

また、請求項２の自転車用折り畳み装置に請求項３の発明の上記構成を適用した場合には、フレームの組み立て状態が解除されフレームの連結側端面同士が乖離すると、内筒が弾性部材の弾性力によりフレームの連結側端面方向に付勢されて自動的に外筒内を摺動し、内筒及び外筒の周壁に形成された孔が連通状態となると、自動的にロックピンが連通状態の孔に挿入されて内筒の連結側端面からの突出状態が保持される。すなわち、フレームの連結側端面同士が乖離された状態になると、自動的にロックピンが外筒及び内筒の周壁に形成された連通状態の孔に挿入されて内筒がロック状態となり、内筒の一のフレームの連結側端面からの突出状態が保持されるので、フレームの組み立て作業を行う際、内筒が一時的なストッパーとして確実に機能する状態とすることができる。

この発明の自転車用折り畳み装置を用いた自転車の組み立て状態を示す図 同じく折り畳み状態を示す図 この発明の自転車用折り畳み装置の折り畳み状態の概要を示す図 同じく安全機構が機能している状態を示す図 同じく安全機構を解除した状態を示す図 同じく組み立て状態を示す図 この発明の自転車用折り畳み装置の概要を示す分解斜視図

図１及び図２は、この発明の自転車用折り畳み装置を用いた折り畳み自転車の概要を示す図である。この発明の自転車用折り畳み装置は、折り畳み自転車のメインフレーム１を組み立てたり（図１）、折り畳んだり（図２）するために使用される装置であり、折り畳み自転車のメインフレーム１の内部（図中破線円部分）に組み込まれている。

図３ないし図６は、この発明の自転車用折り畳み装置の概要を示すとともに、折り畳み状態（図３）から組み立て状態（図６）への操作過程を説明する図である。なお、図３ないし図６の各図における［Ｂ］図は、各図における［Ａ］図のＸ線部分の断面図によってその内部構造を示している。また、図７はこの発明の自転車用折り畳み装置の内部構造を示すための分解斜視図である。

図３はメインフレーム１の折り畳み状態におけるこの発明の自転車用折り畳み装置を示す図である。

メインフレーム１は前方フレーム１１と後方フレーム１２とがヒンジ２によって回動可能に連結されることにより構成されている。ヒンジ２は回転軸により回動可能に連結された前座２１と後座２２とを備え、前座２１が前方フレーム１１の後方側端部に、後座２２が後方フレーム１２の前方側端部にそれぞれ溶着されており、前座２１は前方フレーム１１の連結側端面１１１を、後座２２は後方フレーム１２の連結側端面１２１を構成している。このヒンジ２の前座２１は、折り畳み時に後座２２が内側にすっぽり収まるような凹陥状に形成されている。
また、このヒンジ２は、メインフレーム１を鉛直方向に折り畳む際に自転車の前後輪が干渉しないよう、ヒンジ２の回転軸の軸心が平面視におけるメインフレーム１の軸心に対して直角ではなく側面方向に僅かに傾くように設けてある。
さらに、ヒンジ２の後座２２の連結軸側と反対側の端縁には固定レバー３が回動可能に取り付けられており、この固定レバー３の下側（フレーム１側）にはジョイント４の一端が回動可能に取り付けられている。そして、ジョイント４の他端は前方フレーム１１の上面に回動可能に取り付けられている。また、固定レバー３の側面には係合ピン３１が設けられており、メインフレーム１の組み立て状態において前方フレーム１１の上面に設けられた係合レバー５に係合されるようにしてある。

ヒンジ２の後座２２（すなわち後方フレーム１２の連結側端面１２１）には円孔１２１ｈが形成されており、この円孔１２１ｈに安全機構６が取り付けられている。

この安全機構６は、両端に形成された開口部のうち一端側の開口部がキャップ６１によって閉塞された略円筒状の外筒６２の内部にスプリング６３と内筒６４とが配設されており、内筒６４をスプリング６３で弾性的に付勢しつつ外筒６２内を軸方向に摺動可能なものとして構成されている。この内筒６４の外周には段部６４１が設けられており、先端側の外径が他の部分の外径より一回り小さくなっているので、スプリング６３によって内筒６４が連結側端面１２１側に付勢されても、この段部６４１が外筒６２の開口部６２１の縁に引っかかり、それ以上内筒６４が外筒６２から飛び出さないようになっている。ここで、内筒６４が連結側端面１２１側に付勢されて外筒６２の開口部６２１の縁と当接した状態において、内筒６４の先端側は外筒６２の開口部６２１から突出して後方フレーム１２の連結側端面１２１から突出した状態となっている。また、内筒６４の先端部は凹曲面状に構成されている。

そして、外筒６２の周壁と内筒６４の周壁には、それぞれ外筒円孔６２２、内筒円孔６４２が設けられており、内筒６４が後方フレーム１２の連結側端面１２１側に付勢されて外筒６２の開口部６２１の縁と当接した状態において、外筒円孔６２２と内筒円孔６４２とが連通した連通孔となるようにしてある。内筒円孔６４２の外径は、外筒円孔６２２よりも一回り小さく形成されている。

さらに、後方フレーム１２側壁の外筒円孔６２２と対向する位置に円孔１２ｈが形成されており、この円孔１２ｈにロック機構７が取り付けられている。

このロック機構７は、円孔１２ｈに溶着された外カラー７１内に、両端に開口部を備えた略円筒状の内カラー７２をその一端側の先端が外筒円孔６２２に嵌挿されるようにして嵌合してあり、この内カラー７２の内部にスプリング７３とロックピン７４とを配設し、ロックピン７４をスプリング７３によって安全機構６側に弾性的に付勢しつつ内カラー７２内を軸方向に摺動可能なものとして構成されている。ロックピン７４の外径は内筒円孔７４２の内径よりも僅かに小さな大きさに形成され、その先端側には鍔７４１が形成されている。このロックピン７４はスプリング７３の内側に嵌挿された状態で内カラー７２内に配設されており、スプリング７３の先端がロックピン７４の鍔７４１の段部に当接してロックピン７４を常に安全装置６側に付勢するようにしてある。そして、内筒６４が後方フレーム１２の連結側端面１２１側に付勢されて外筒円孔６２２と内筒円孔６４２とが連通状態となっているとき、ロックピン７４は内筒円孔６４２に挿入された状態となる。このとき、ロックピン７４の外径は内筒円孔６４２よりも僅かに小さな径としてあるとともにその先端側には鍔７４１が設けられているので、スプリング７３の弾性力によってロックピン７４の先端が内筒円孔６４２に挿入されるとともに鍔７４１が内筒円孔６４２の縁に当接して引っかかり、それ以上ロックピン７４が内筒円孔６４２に挿入されることがない（鍔７４１がストッパーとして機能する）ようになっている。
また、ロックピン７４の他端にはロックピン７４を内筒円孔６４２から引き抜く際に使用するプルリング７５が回動可能に取り付けられている。

さらに、ヒンジ２の前座２１（すなわち前方フレーム１１の連結側端面１１１）には突起８が形成されている。この突起８は、メインフレーム１の組み立て時に後方フレーム１２内に設けられた安全機構６の内筒６４の先端側の受け部に突き合わされるものであり、その表面は凸曲面状に形成されている。
この発明の自転車用折り畳み装置において、前方フレーム連結側端面１１１の突起は必ずしも必須ではないが、前方フレーム連結側端面１１１に突起８を設けておくことにより、内筒６４の後方フレーム１２の連結側端面１２１からの突出量を抑えることができる。すなわち、 折り畳み状態からメインフレーム１を展開して組み立てる際、前方フレーム１１の連結側端面１１１と後方フレーム１２の連結側端面１２１との間に指を挟まないようにするために、両フレームの連結側端面間に「Ｖ」字状に所定間隔を介在させた状態を一時的に維持する必要があるところ、両フレームの連結側端面間に同じ間隔の「Ｖ」字状の所定間隔を得ようとした場合、前方フレーム１１の連結側端面１１１に内筒６４と突き合わされる突起８を設けた場合と設けない場合とでは、後者においては、内筒６４の後方フレーム連結側端面１２１からの突出量を大きくしなければならず、折り畳み時に邪魔になるおそれがある。

以下、図３ないし図６により、この発明の自転車用折り畳み装置の操作過程を説明する。

図３は、メインフレーム１を折り畳んだ状態を示す図である。メインフレーム１を折り畳んだ状態において、後方フレーム１２に設けられた安全機構６の内筒６４は、スプリング６３により外筒６２内において後方フレーム連結側端面１２１側に付勢されており、その先端部が後方フレーム連結側端面１２１から突出した状態となっている。そして、ロック機構７のロックピン７４が、スプリング７３により内カラー７２内において内筒６４側に付勢されており、その先端部が内筒円孔６４２に挿入されている。

図４は、折り畳み状態のメインフレーム１を展開して組み立てる際、安全機構６が機能している状態を示す図である。
メインフレーム１を組み立てようとして展開すると、各フレームの連結側端面同士が突き合わされる状態となる前に、前方フレーム連結側端面１１１に設けられた突起８が後方フレーム連結側端面１２１から突出した安全機構６の内筒６４の先端部に突き当たる。このとき、ロック機構７のロックピン７４が内筒円孔６４２に挿入されていることにより内筒６４がロック状態となっているため、内筒６４の先端に突起８が突き当たって内筒６４を押圧する力が加わっても内筒６４は外筒６２内を摺動することができない。したがって、このままの状態ではメインフレーム１がこれ以上展開されることはない。
これにより、メインフレーム１を展開した際、前方フレーム連結側端面１１１と後方フレーム連結側端面１２１とが突き合わされる状態となる前に必ず各フレームの連結側端面間には「Ｖ」字状の所定間隔が介在した状態が維持されることとなるので、メインフレーム１の組み立て作業中に各フレームの連結側端面間に作業者の手や指が挟まれるおそれがない。そして、内筒６４は作業者の手の入りにくい連結側端面の内側で突起８と突き当たっているので、内筒６４が突起８に突き当たる際にも作業者の手や指が挟まれる可能性が低く、安全性が確保されている。

図５は、折り畳み状態のメインフレーム１を展開して組み立てる際、安全機構６が機能している状態から安全機構６を解除した状態を示す図である。
安全機構６が機能している状態にあっては、ロック機構７のロックピン７４の先端が内筒６４の内筒円孔６４２に挿入された状態となっているところ、プルリング７５を立ち上げてロックピン７４を内筒円孔６４２から引き抜くことにより内筒６４のロック状態が解除され、内筒６４を外筒６２内で摺動可能な状態とすることができる。このようにして内筒６４のロック状態が解除されると、メインフレーム１をさらに展開して前方フレーム連結側端面１１１と後方フレーム連結側端面１２１とを完全に突き合わせることが可能となる。

図６はメインフレーム１を完全に展開して組み合わせた状態を示す図である。
ロックピン７４を内筒円孔６４２から引き抜いて内筒６４のロック状態が解除された状態において、メインフレーム１を組み立てるべくこれをさらに展開すると、前方フレーム連結側端面１１１に設けられた突起８が内筒６４を押圧し、前方フレーム連結側端面１１１と後方フレーム連結側端面１２１とが突き合わせ状態となるまで内筒６４はスプリング６３の付勢力に抗しながら外筒６２内を軸方向に摺動する。
そして、前方フレーム連結側端面１１１と後方フレーム連結側端面１２１とが突き合わせ状態となったところで、固定レバー３を前方フレーム１１側に倒し、固定レバー３に設けられたロックピン３１をロックレバー５に係合して固定レバー３が外れないようにすることで、メインフレーム１の組み立てが完了する。

メインフレーム１の組み立て状態において、内筒６４は外筒６２内においてスプリング６３により後方フレーム連結側端面１２１方向に常時付勢されているとともに、ロック機構７のロックピン７４は内カラー７２内においてスプリング７３により内筒６４方向に常時付勢されているので、メインフレーム１の組み立て状態を解除して折り畳むと、内筒６４がスプリング６３の弾性力により後方フレーム連結側端面１２１方向に付勢され、内筒６４の段部６４１が外筒６２の開口部６２１の縁に当接するまで外筒６２内を摺動する。そして、内筒６４の段部６４１が外筒６２の開口部６２１の縁に当接すると、内筒円孔６４２が外筒円孔６２２と連通してロック機構７のロックピン７４が内カラー７２内を内筒６４方向に摺動可能な状態となるので、ロック機構７のスプリング７３の弾性力によって常時付勢されているロックピン７４が内カラー７２内を内筒６４方向に摺動し、その先端が内筒円孔６４２に挿入されて内筒６４がロック状態となる。
以上のように、メインフレーム１を折り畳むと内筒６４が自動的にロックされるので、作業者が何ら特別の作業を要することなく、メインフレーム１を組み立てる際に必ず安全機構６が機能する状態とすることができる。したがって、メインフレーム１の組み立て作業時に作業者が前方フレーム連結側端面１１１と後方フレーム連結側端面１２１との間に手や指を挟んでけがをするおそれがない。

上記実施例にあっては、この発明の自転車用折り畳み装置を折り畳み自転車のメインフレームに組み込んだ例として説明したが、メインフレームに組み込むだけでなく、例えば、折り畳み可能なハンドルフレームに組み込むことも可能である。

この発明は、折り畳み式自転車に用いられる自転車用折畳装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。

１ メインフレーム
１１ 前方フレーム
１１１ 前方フレーム連結側端面
１２ 後方フレーム
１２ｈ 円孔
１２１ 後方フレーム連結側端面
１２１ｈ 円孔
２ ヒンジ
２１ 前座
２２ 後座
３ 固定レバー
３１ 係合ピン
４ ジョイント
５ 係合レバー
６ 安全機構
６１ キャップ
６２ 外筒
６２１ 開口部
６２２ 外筒円孔
６３ スプリング
６４ 内筒
６４１ 段部
６４２ 内筒円孔
７ ロック機構
７１ 外カラー
７２ 内カラー
７３ スプリング
７４ ロックピン
７４１ 鍔
７５ プルリング
８ 突起

Claims (3)

1. ヒンジを介してフレームを回動可能に連結し、前記ヒンジを回動させて前記フレームの連結側端面同士を突き合わせたり乖離させたりすることにより前記フレームの組み立て及び折り畳みを行う自転車用折り畳み装置において、
   前記フレームの一のフレームの連結側端部内側に、外筒と、前記外筒内を前記一のフレームの軸方向に摺動可能な内筒とを配設し、
   前記外筒及び内筒の周壁には、前記内筒の一端が前記一のフレームの連結側端面より突出した状態のときに連通状態となる孔がそれぞれ形成され、
   前記連通状態の孔にロックピンを挿脱可能に挿入することにより前記内筒の前記一のフレームの連結側端面からの突出状態が保持され、
   前記ヒンジを回動させて前記フレームを組み立てる際に、前記突出状態が保持された前記内筒の先端が他のフレームの連結側端面に当接することでそれ以上前記フレームの連結側端面同士が突き合わされる方向に回動しないようにする安全機構を備えた、
   自転車用折り畳み装置。
2. 内筒は弾性部材によって支持され、前記弾性部材の弾性力によってフレームの連結側端面方向に付勢されるようにした、請求項１記載の自転車用折り畳み装置。
3. ロックピンは弾性部材によって支持され、前記弾性部材の弾性力によって内筒方向に付勢されるようにした、請求項１又は２記載の自転車用折り畳み装置。
   

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