JPH076070U - 折り畳み自転車用フレーム体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行中において安全性を高くしかつ乗り心地
及び操作性をよくする。 【構成】 折り畳み自転車用フレーム体２は、ヘッドパ
イプ１０と第１クロスフレーム１１と第２クロスフレー
ム１２と立パイプ１３と第２スライド部材２０と固定ス
トッパ２６と後ホーク１４と後フレーム１５とを備えて
いる。第１クロスフレームは、一端がヘッドパイプに連
結されている。第２クロスフレームは、途中に第１クロ
スフレームを回動自在に連結する連結部を有している。
立パイプは、ハンガー部２１と、第２クロスフレームの
一端を回動自在に支持する支持部とを基端側に有してい
る。スライド部材は、立パイプに摺動可能に支持され、
かつ第１クロスフレームの他端を回動自在に支持する。
ストッパは、立パイプの基端側に設けられ、スライド部
材の下方への移動を規制する。後ホークと後フレームと
は連結されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自転車用フレーム体、特に、１回の折り畳み動作で折り畳み得る折 り畳み自転車用フレーム体に関する。

【０００２】

【従来の技術】

折り畳み自転車は、持ち運びの際や不要時に簡単かつ容易に折り畳むことがで きるものであり、コンパクトな収納が可能となるようにしたものである。この種 の折り畳み自転車のフレーム体として、実公昭５８−２８９５１号に開示された クロスメンバー構造のフレーム体がある。このフレーム体は、シートチューブと 、シートチューブとＸ字状に交差させた主フレームと、主フレームの下部とシー トチューブの上部とを連結する、互いに回動自在に上下に連結された上リンク及 び下リンクとを備えている。この上リンクには、シートチューブの上部を嵌入保 持する保持部と、保持部をロックするロック部とが設けられている。

【０００３】 前記フレーム体では、ロック部を解除すると２つのリンクが延ばせる状態にな る。そして、主フレームとシートチューブとを直立方向に回動させると、主フレ ームの上端がハンドルポストに沿って上昇し、主フレーム及びシートチューブの 両端が接近し折り畳み状態になる。逆に、主フレームとシートチューブとを押し 広げると、上下のリンクが折り畳まれ、上リンクがシートチューブの上部に接近 しシートチューブに嵌入し、主フレーム及びシートチューブが広がった状態に保 持される。このとき、シートチューブに加わる荷重は下リンクを介して主フレー ムで支持される。そしてロック装置で保持部をロックすることにより使用状態と なる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来のフレーム体では、荷重がシートチューブと主フレームとの間に配置 された下リンクに作用するので、下リンクに圧縮荷重が作用する。このため、リ ンクの剛性が低いと、走行時においてリンクが座屈しやすい。また、シートチュ ーブが使用状態において水平から少し上方に傾いた姿勢で維持されるため、乗り 手の体重により大きな曲げモーメントが作用する。このため、シートチューブの 曲げ剛性が低い場合にはシートチューブが撓み、乗り心地が悪くなる。また、段 差のある路面を走行するとシートチューブが振動して操作性が悪くなる。

【０００５】 本考案の目的は、走行中において安全性を高くしかつ乗り心地及び操作性をよ くすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る折り畳み自転車用フレーム体は、ヘッドパイプと第１クロスフレ ームと第２クロスフレームと立パイプとスライド部材とストッパと後ホークと後 フレームとを備えている。ヘッドパイプは、前輪を支持する前ホークが装着され るものである。第１クロスフレームは、一端がヘッドパイプに連結されている。 第２クロスフレームは、途中に第１クロスフレームを回動自在に連結する連結部 を有している。立パイプは、ハンガー部と、第２クロスフレームの一端を回動自 在に支持する支持部とを基端側に有している。スライド部材は、立パイプに摺動 可能に支持され、かつ第１クロスフレームの他端を回動自在に支持する。ストッ パは、立パイプの基端側に設けられ、スライド部材の下方への移動を規制する。 後ホークは、一端がスライド部材に回動自在に支持され、他端が後輪を支持する 。後フレームは、一端が立パイプの基端側に、他端が後ホークの途中に回動自在 に連結されている。

【０００７】

【作用】

本考案に係る折り畳み自転車用フレーム体では、第１クロスフレームと第２ク ロスフレームとを直立方向に回動させると、立パイプに沿って第１クロスフレー ムの他端が上昇し、ヘッドパイプが立パイプに接近する。これに伴って、後ホー クの一端も上昇し、後ホークと後フレームとが直立方向に回動し後輪が立パイプ に接近する。これにより、フレーム体が折り畳まれる。逆に、第１クロスフレー ムと第２クロスフレームとを押し広げると、スライド部材が下降してストッパに 当接する。これに伴って立パイプとヘッドパイプ及び立パイプと後輪との間隔が 広がり、使用状態になる。

【０００８】 ここで、立パイプ上のサドルに人が乗って荷重がサドル及びハンガー部に作用 すると、第１クロスフレームと第２クロスフレームとの連結部及び後ホークと後 フレームの連結部とに下向きの力が作用し、これらを押し広げる力が作用する。 しかし、この力は、スライド部材に当接したストッパで受けられ、フレームがこ れ以上広がらない。

【０００９】 ここでは、リンクではなくストッパで力を受けているので座屈の心配がなく、 また、立パイプを設けているので曲げモーメントが小さく、乗車時に撓みが小さ い。このため、走行中において安全性が高く、かつ乗り心地及び操作性がよい。

【００１０】

【実施例】

図１において、本考案の一実施例を採用した自転車１は、折り畳み可能なフレ ーム体２を備えている。フレーム体２の前部は、ハンドルポスト３及びハンドル ポスト３に連結された前ホーク４に回動自在に装着されている。前ホーク４の先 端には、前輪５のハブ軸５ａが支持されている。フレーム体２の後部には、後輪 ６のハブ軸６ａが支持されている。また、フレーム体２の前部には折り畳み式の 前キャリア７が取り付けられている。

【００１１】 フレーム体２は、ヘッドパイプ１０と第１クロスフレーム１１と第２クロスフ レーム１２と立パイプ１３と後ホーク１４と後フレーム１５とから主に構成され ている。 ヘッドパイプ１０には、ハンドルポスト３及び前ホーク４が回動自在に連結さ れているとともに、下部には、水平軸回りのヒンジ部１０ａが設けられている。 ハンドルポスト３には、第１スライド部材８が軸方向に摺動自在に配置されてい る。第１スライド部材８には、ヒンジ８ａが設けられている。

【００１２】 第１クロスフレーム１１は、パイプ状の部材であり、前端がヘッドパイプ１０ のヒンジ１０ａに回動自在に連結されている。第２クロスフレーム１２は、２本 のパイプを平行に配置した構造であり、前端が第１スライド部材のヒンジ８ａに 回動自在に連結されている。また、第１クロスフレーム１１は、第２クロスフレ ーム１２の２本のパイプ間に挟まれて配置され、両クロスフレーム１１，１２の 中間部にはそれぞれヒンジ１１ａ，１２ａが形成されている。これらのヒンジ１ １ａ，１２ａにより両クロスフレーム１１，１２が回動自在に連結されている。

【００１３】 立パイプ１３は、ハンドルポスト３と非平行かつ上方にいくにしたがって広が る方向に配置されている。立パイプ１３には、第２スライド部材２０が摺動自在 に配置されている。この第２スライド部材２０には、ヒンジ２０ａ（図３参照） が設けられており、ヒンジ２０ａには、第１クロスフレーム１１の後端と後ホー ク１４の前端とが回動自在に連結されている。立パイプ１３の基端にはハンガー 部２１が形成されている。ハンガー部２１は、後輪６との間に掛け渡されたベル ト２５を駆動するギアクランク２２を回転自在に支持する。また、ハンガー部２ １には、スタンド３１が配置されている。

【００１４】 立パイプ１３においてハンガー部２１の上方には、ヒンジ１３ａ（図３参照） が設けられている。ヒンジ１３ａには、第２クロスフレーム１２の後端及び後フ レーム１５の前端が回動自在に連結されている。立パイプ１３の先端にはサドル ２３を固定したシートポスト２４が摺動可能に固定されている。立パイプ１３の ヒンジ１３ａの上方には、固定ストッパ２６が形成されている。固定ストッパ２ ６は、立パイプ１３の外径より大きい部材であり、第２スライド部材２０のそれ より下方への移動を規制する。また、立パイプ１３において、固定ストッパ２６ の上方には、第２スライド部材２０の上方への移動を規制するストッパ部２７が 配置されている。ストッパ部２７は、第２スライド部材２０が固定ストッパ２６ に当接しているときに第２スライド部材２０の上端を規制できる位置に配置され ている。

【００１５】 ストッパ部２７は、図２に示すように、立パイプ１３内に径方向に移動自在に 支持された出没ピン２８と、出没ピン２８の後端と立パイプ１３の内壁との間に 圧縮状態で配置されたバネ２９とを有している。出没ピン２８の先端２８ａは小 径であり、立パイプ１３には、先端２８ａに係合する孔３０が形成されている。 この結果、出没ピン２８の先端２８ａは、バネ２９に付勢されて常に立パイプ１ ３から突出している。

【００１６】 スタンド３１は、図３に示すように、ハンガー部２１に固定されたスタンド取 付金具３２と、スタンド取付金具３２に基端が旋回自在に支持されたスタンド足 ３３とを有している。スタンド足３３は、２本の丸棒３３ａ，３３ｂから構成さ れている。図３右側の丸棒３３ａは、取付金具３２に支持された基端から下方に 伸びて途中で外側にＳ字状に湾曲し、先端で内側に折れ曲がっている。左側の丸 棒３３ｂは、基端が丸棒３３ａの途中に溶接され、丸棒３３ａと対称的に形成さ れている。丸棒３３ｂの折れ曲がり部分より手前側は、ベルト２５の下方に位置 し、ここにはブラケット３４が溶接されている。ブラケット３４には、ローラ３ ５が水平軸回りに回動自在に取り付けられている。また、スタンド足３３と取付 金具３２との間には、バネ３６が伸長状態で配置されている。バネ３６によりス タンド足３３は、図３に示す駐輪姿勢及び図１に示す走行姿勢において両旋回方 向に付勢される。特に、走行姿勢において、図１に示すように、ローラ３５がベ ルト２５を緊張する方向に付勢される。この結果、スタンドとベルト緊張機構と を兼用できる。

【００１７】 後ホーク１４は、二股に別れた部材であり、その後端にはハブ軸６ａが支持さ れている。後ホーク１４の中間部及び後フレーム１５の後端には、それぞれヒン ジ１４ａ，１５ａが設けられており、ヒンジ１４ａ，１５ａにより後ホーク１４ 及び後フレーム１５が回動自在に連結されている。これらの結果、第２クロスフ レーム１２の前端がハンドルポスト３を上下に移動可能であり、第１クロスフレ ーム１１の後端及び後ホーク１４の前端が立パイプ１３を上下に移動可能である 。

【００１８】 後ホーク１４の後端側には、フレーム折り畳み時におけるベルト外れを防止す るための緊張機構３７が配置されている。緊張機構３７は、後ホーク１４に一端 が旋回自在に支持されたアーム３８と、アーム３８の先端に回転自在に支持され たローラ３９と、アーム３８を上方に付勢するバネ４０とを有している。このロ ーラ３９がベルト２５の外周に接触しベルト２５を緊張させる。

【００１９】 後輪６のハブ軸６ａには、後キャリア４１が回転自在に設けられている。後キ ャリア４１は、ハブ軸６ａを中心に回転する構造であり、走行時にはキャリアと して、折り畳み収納時にはスタンドとしてそれぞれ使用可能である。 前キャリア７は折り畳み可能であり、図４に示すように、第１スライド部材８ に回転自在に固定された上取付金具４８と、ハンドルポスト３と直交する方向に 上取付金具に固定された棒状の上部材４２と、下取付金具４９と、下部材４３と 、１対のアーム部材４４ａ，４４ｂと、１対の湾曲部材４５ａ，４５ｂと、前部 材４６とを有している。下取付金具４９は、ヘッドパイプ１０に回動自在に固定 されている。下部材４２は棒状の部材であり、下取付金具４９に上部材４２と平 行に固定されている。アーム部材４４ａ，４４ｂは、上部材４２の両端にそれぞ れ一端が回動自在に支持されている。湾曲部材４５ａ，４５ｂは、一端が下部材 ４３の両端に回動自在に支持され、他端がアーム部材４４ａ，４４ｂの他端に回 動自在に支持されている。前部材４６は、湾曲部材４５ａ，４５ｂ間に固定され ている。また、前キャリア７内には、上方に開口する布袋４７が取り付けられて いる。

【００２０】 次に上述の実施例の折り畳み時及び展開時の動作について説明する。 自転車１を折り畳む際には、まず、スタンド３１及び後キャリア４１を駐輪姿 勢にする。続いて、ストッパ部２７の出没ピン２８を立パイプ１３内に押し込み 、第１クロスフレーム１１と第２クロスフレーム１２とを直立方向に回動させる 。すると、立パイプ１３に沿って第２スライド部材２０が上昇し、さらにハンド ルポスト３に沿って第１スライド部材８が上昇する。この結果、ヘッドパイプ１ ０、ハンドルポスト３及び前ホーク４を含むフレーム前部が立パイプ１３に接近 する。これに伴って、後ホーク１４の前端も上昇して後ホーク１４と後フレーム １５とが直立方向に回動し、後輪６も立パイプ１３に接近する。これにより、図 ５に示すようにフレーム体２が折り畳まれる。このとき、第１スライド部材８の 上昇に伴ってアーム部材４４ａ，４４ｂと湾曲部材４５ａ，４５ｂとが上下方向 に直線状になるように回動し、前キャリア７がコンパクトな収納姿勢になる。な お、後輪６と立パイプ１３との接近によりハンガー部２１と後輪６とが接近し、 ベルト２５が緩むが、緊張機構３７によりベルト２５は緊張状態に維持され、ギ アクランク２２からベルト２５が外れない。

【００２１】 逆に、第１クロスフレーム１１と第２クロスフレーム１２とを押し広げると、 スライド部材８，２０が下降してストッパ２６に当接する。これに伴って立パイ プ１３とヘッドパイプ１０及び立パイプ１３と後輪６との間隔が広がり、使用状 態になる。このとき、第１スライド部材８が下降するので、前キャリア７も図１ に示すように、使用可能状態になる。そして後キャリア４１を回動させてキャリ アとして使用可能にする。なお、通常の駐輪時には、後キャリア４１を使用せず スタンド３１を使用して自転車を支持する。

【００２２】 次に、フレーム体２の特性を図６に示すフレーム体２の模式図により説明する 。 使用時に、乗り手が全体重Ｆをペダルあるいはサドルにかけると、フレーム体 ２のハンガー部２１に荷重Ｆが作用する。この場合には、前輪５及び後輪６の中 間にハンガー部２１が位置していれば前輪５及び後輪６に抗力Ｆ／２が作用する （図６（Ａ））。また、第１クロスフレーム１１と第２クロスフレーム１２との なす角度をθとすると、外向きに力Ｆｓ（＝Ｆ／２・ｓｉｎ（θ／２）・ｃｏｓ （θ／２））が作用する（図６（Ｂ））。このため、荷重が作用した状態ではフ レーム体２は、常に開き方向に力が作用し折り畳まれない。

【００２３】 フレーム体２の各部に歪みゲージを取り付けて実際に荷重を作用させ、各部に 作用する力を調べた。この結果を図７，図８に示す。なお、図７，図８では、歪 の方向を「＋」，「−」で、また歪の値をμｍ単位で示している。 立パイプ１３上のサドルに１３６ｋｇｆの荷重が作用すると、図７に示すよう に、第１クロスフレーム１１の前部において、上側が圧縮され下側が引っ張られ る。また、第２クロスフレーム１２では、同様に下側が圧縮され上側が引っ張ら れる。この結果、サドル２３に荷重が作用するとこれらのクロスフレーム１１， １２には正の曲げモーメントが作用していることが確認できた。また、後フレー ム１５は、上下共に引っ張りが作用していることが確認できた。このことから、 このフレーム体２では、荷重がサドル２３に作用すると両スライド部材８，２０ に下向きの力が作用し、フレーム体２は開き方向になり使用姿勢に維持される。

【００２４】 また、体重７８ｋｇの人がサドル２３に座ってペダルをこいでいる状態では、 図８に示すように、第１クロスフレーム１１の前部において、上側が圧縮され下 側が引っ張られる。また、第２クロスフレーム１２では、同様に上側が圧縮され 下側が引っ張られる。この結果、ペダルをこいでいる状態では、これらのクロス フレーム１１，１２には同様に正の曲げモーメントが作用していることが確認で きた。また、後フレーム１５は、上下共に引っ張りが作用していることが判った 。このことから、このフレーム体２では、ペダルをこいでいる状態では両スライ ド部材８，２０に下向きの力が作用し、フレーム体２は開き方向になり使用姿勢 に維持される。

【００２５】 つまり、乗車している場合には、図９に示すように、第１クロスフレーム１１ と第２クロスフレーム１２との連結部及び後ホーク１４と後フレーム１５の連結 部とに下向きの力が作用し、これらを押し広げる力が作用する。しかし、この力 は、スライド部材２０に当接した固定ストッパ２６で受けられ、フレーム体２が 必要以上に広がるのを規制している。

【００２６】 ここでは、リンクではなく固定ストッパ２６で力を受けているので座屈の心配 がなく、また、立パイプ１３を設けているので曲げモーメントが小さく、乗車時 に撓みが小さい。このため、走行中において安全性が高く、かつ乗り心地及び操 作性がよい。 一方、衝突時には、図１０に示すように、前輪５に荷重が作用する。この負荷 をハンドル部で受けたとするとハンドル部に右向きの力が作用し、第１スライド 部材８及び第２スライド部材２０に共に下向きの力が作用する。このため、衝突 してもフレーム体２が折り畳まれにくく安全である。

【００２７】

【考案の効果】

本考案に係る折り畳み自転車用フレーム体では、リンクではなくストッパで力 を受けているので座屈の心配がなく、また、立パイプを設けているので曲げモー メントが小さく、乗車時に撓みがちいさい。このため、走行中において安全性が 高く、かつ乗り心地及び操作性がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を採用した自転車の側面図。

【図２】ストッパ部の側断面部分図。

【図３】スタンドの正面拡大図。

【図４】前キャリアの構造を示す斜視図。

【図５】折り畳み時の収納姿勢を示す側面図。

【図６】フレーム体の特性を説明する模式図。

【図７】サドルに荷重を作用させたときの各部の伸縮を
示す側面図。

【図８】ペダルをこいでいるときの各部の伸縮を示す側
面図。

【図９】荷重が作用したときの各部に作用する力の方向
を示す側面図。

【図１０】衝突したときの各部に作用する力の方向を示
す側面図。

【符号の説明】

１ 自転車 ２ フレーム体 ４ 前ホーク １０ ヘッドパイプ １１ 第１クロスフレーム １２ 第２クロスフレーム １３ 立パイプ １４ 後ホーク １５ 後フレーム ２０ 第２スライド部 ２１ ハンガー部 ２６ 固定ストッパ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪を支持する前ホークが装着されるヘッ
   ドパイプと、 一端が前記ヘッドパイプに連結された第１クロスフレー
   ムと、 途中に前記第１クロスフレームを回動自在に連結する連
   結部を有する第２クロスフレームと、 ハンガー部と前記第２クロスフレームの一端を回動自在
   に支持する支持部とを基端側に有する立パイプと、 前記立パイプに摺動可能に支持され、かつ前記第１クロ
   スフレームの他端を回動自在に支持するスライド部材
   と、 前記立パイプの基端側に設けられ、前記スライド部材の
   下方への移動を規制するストッパと、 一端が前記スライド部材に回動自在に支持され、他端が
   後輪を支持する後ホークと、 一端が前記立パイプの基端側に、他端が前記後ホークの
   途中に回動自在に連結された後フレームと、 を備えた折り畳み式自転車用フレーム体。