JP2017035995A - 二輪車のフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】乗員が適切な乗車姿勢で運転することができ、かつ小回りの利く二輪車のフレームを提供する。【課題を解決するための手段】二輪車のフレームにおいて、ヘッドパイプと立パイプの間に中パイプを設ける。この中パイプに前ホークのホークステムを挿入する。前ホークのホーク足は中パイプの下方から前方に向かって延びている。このホーク足の延出長さを短くすることでホイールベースが短縮されて小回りが利くようになる。また、前ホークのホーク肩は一対のロッドを介してヘッドパイプの下方に設けられているアームに接続される。このアームはハンドルステムにクランプされているインナーパイプに固定されている。このようにハンドルステムの位置は従来と同じなので、乗員は適切な乗車姿勢で運転することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、自転車や自動二輪車などの二輪車に用いられるフレームに関する。

自転車のフレームは、フレーム体と、前ホークと、フレーム部品と、から構成されている。前ホークのホークステムは、フレーム体のヘッドパイプに挿入されており、フレーム部品の一つであるヘッド部品によりヘッドパイプに取り付けられている。この前ホークには前車輪の車輪軸が取り付けられ、フレーム体のチェーンステーには後車輪の車輪軸が取り付けられる。

このような構成の自転車において小回りを利かせるためには、例えば特許文献１に記載されているように、フレーム体においてヘッドパイプと立パイプの間隔を短くしてホイールベースを短くすることが考えられる。しかし、ヘッドパイプと立パイプの間隔を短くすると、サドルとハンドルバーの間隔も狭くなるので、乗員は窮屈な乗車姿勢で運転しなければならない。

特開平１１−４９０６８号公報

乗員が適切な乗車姿勢で運転することができ、かつ小回りの利く二輪車のフレームを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の二輪車のフレームは、ホーク足を支持するホーク足支持部が、ヘッドパイプの中心線よりも後方に設けられ、該ホーク足が該ホーク足支持部から前方に延出している前ホークと、前記ヘッドパイプに取り付けられるハンドルステムの回動に連動させて前記ホーク足支持部を回動させる連動手段と、を備えることを特徴とする。

本発明のフレームを用いた二輪車は、ホーク足がヘッドパイプよりも後方に在るホーク足支持部から前方に延出しているので、ホーク足の延出長さを短くすることで、ホイールベースを短くすることができる。よって、小回りの利く二輪車を実現することができる。このようなホーク足支持部は、連動手段により、従来と同様にヘッドパイプに取り付けられるハンドルステムの動きに連動する。したがって、サドルとハンドルバーの間隔は狭くならず、乗員は適切な乗車姿勢で運転することができる。

実施形態に係る自転車を平たんな地上面に直立させたときの側面図である。 実施形態に係る自転車の平面図である。 実施形態に係る自転車において、ハンドルを右にきったときの平面図である。

自転車を例にして本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図にわたって示される同じ符号は同一又は同様のものを示す。

図１および図２に示すように、本実施形態に係る自転車１は、前車輪３、後車輪５、駆動装置７、サドル９、及び操だ装置１１がフレーム１３に取り付けられて構成されている。このフレーム１３は、フレーム体１５、前ホーク１７、及びフレーム部品を備えている。

フレーム体１５は、立パイプ１９、上パイプ２１、下パイプ２３、ヘッドパイプ２５、左右のチェーンステー２７、及び左右のバックホーク２９を備えている。各々のパイプ１９，２１，２３，２５の中心線は同一平面に配置されており、この平面をフレーム体中心面３１（図２参照）という。また、これら各々のパイプ１９，２１，２３，２５、チェーンステー２７、及びバックホーク２９は、ろう付け、溶接、その他の方法によって接合されている。

フレーム体中心面３１の上下に延びている立パイプ１９には、フレーム部品の一つであるシート部品のシートポスト３３が挿入されている。このシートポスト３３は立パイプ１９の上端に設けられているシートラグ３５により保持される。シートポスト３３の上端にはサドル９が取り付けられている。

シートラグ３５から後方かつ下方に向かって左右のバックホーク２９が延在している。左右のバックホーク２９はフレーム体中心面３１を挟んで対称に配置されている。バックホーク２９各々の後端には後つめ（不図示）が設けられており、この後ろつめ（不図示）に後車輪５の車輪軸３７が取り付けられている。この後つめ（不図示）から立パイプ１９の下部に設けられたハンガラグ３９に向かって、左右のチェーンステー２７がフレーム体中心面３１を挟んで対称に延在している。

ハンガラグ３９には、フレーム部品の一つであるハンガ部品が取り付けられている。このハンガ部品のクランク軸４３に駆動装置７のギヤクランク４５が取り付けられている。このギヤクランク４５と後車輪５の車輪軸３７に設けられた小ギヤ４９にチェーン５１が掛け渡されている。

シートラグ３５から前方に向かって上パイプ２１が延在し、ハンガラグ３９から前方に向かって下パイプ２３が延在している。上パイプ２１および下パイプ２３の前端にはヘッドパイプ２５が接合されている。なお、上パイプ２１および下パイプ２３の途中には、後述する中パイプ５３が接合されている。

ヘッドパイプ２５にはインナーパイプ５５が挿入されている。このインナーパイプ５５は、ヘッドパイプ２５のパイプ長よりも長く、その上部および下端部がヘッドパイプ２５から出た状態で設けられている。このインナーパイプ５５の上部はヘッドパイプ２５の上端に取り付けられたヘッド部品５７に位置決めされており、インナーパイプ５５の下端部はヘッドパイプ２５の下端に取り付けられたヘッド部品５９により位置決めされている。これによりインナーパイプ５５は、そのパイプ軸がヘッドパイプ２５の中心線Ｌ１と同軸となる。また、インナーパイプ５５の上部はハンドルステム６１にクランプされている。ハンドルステム６１のハンドルバークランプ部６３にはハンドルバー６５が取り付けられている。このハンドルバー６５を左右に動かすと、ハンドルステム６１およびインナーパイプ５５がハンドルバー６５の動きに従って回る。インナーパイプ５５の上端部にはスターナット（不図示）が内蔵されており、このスターナット（不図示）に対してボルト付きキャップ６７が螺子止めされる。これによりハンドルステム６１の抜けが防止される。

インナーパイプ５５の下端はヘッドパイプ２５の下方に設けられたアーム６９に、溶接などにより固定されている。アーム６９は、インナーパイプ５５との固定部分からフレーム体中心面３１の左右に均等な長さで延出しており、ハンドルステム６１のハンドルバークランプ部６３の中心線Ｌ２と平行に設けられている。このようなアーム６９はインナーパイプ５５の動きに連動してインナーパイプ５５を中心に回る。

アーム６９の両側には、一対のロッド７１がジョイント部材７３により連結されている。一対のロッド７１は、フレーム体中心面３１を挟んで互いに平行に設けられており、アーム６９から後方に向かって延在している。ジョイント部材７３は、例えば、ロッド７１各々の前端に接続されたロッドエンド７５と、アーム６９の両側に植込まれ、アーム６９から突出している軸部分がロッドエンド７５の内輪に組み込まれているスタッド（不図示）と、ロッドエンド７５をスタッド（不図示）に取り付けるナット９１と、を含んでいる。このスタッド（不図示）の軸部分はヘッドパイプ２５の中心線Ｌ１と平行に設けられている。一対のロッド７１の後端は、前端と同様にジョイント部材７９により前ホーク１７のホーク肩８１（ホーク足支持部）の両端部に連結されている。なお、ジョイント部材７９のスタッド（不図示）は、その軸部分が後述する中パイプ５３の中心線Ｌ３と平行な姿勢で、ホーク肩８１の両端部に植込まれている。このような一対のロッド７１はアーム６９に連動させてホーク肩８１を回動させる。よって、上記のインナーパイプ５５、アーム６９、及び一対のロッド７１は、前ホーク１７のホーク肩８１をハンドルステム６１の動きに連動させる連動手段として機能している。

ホーク肩８１は、下パイプ２３よりも下方に、かつ立パイプ１９よりも前方に在り、ハンドルバークランプ部６３の中心線Ｌ２と平行に配置されている。ホーク肩８１の中央からヘッドパイプ２５の中心線Ｌ１と平行に上向きにホークステム８５が延出している。このホークステム８５はフレーム体１５の中パイプ５３に挿入されている。中パイプ５３の中心線Ｌ３は、フレーム体中心面３１に含まれており、ヘッドパイプ２５の中心線Ｌ１と平行である。ホークステム８５の上端部および下端部は、中パイプ５３から出ており、中パイプ５３の上端および下端の両方に取り付けられたベアリング８３によって位置決めされている。このため、中パイプ５３の中心線Ｌ３とホークステム８５のステム軸は同軸となっている。また、ホークステム８５の上端部にはスターナット（不図示）が内蔵されており、このスターナット（不図示）に対してボルト付きキャップ６７が螺合される。これにより前ホーク１７は中パイプ５３に取り付けられ、ホーク肩８１が中パイプ５３の中心線Ｌ３を中心にして回動可能となっている。このホーク肩８１から前方かつ下方に左右のホーク足８７が延在している。ホーク足８７各々の先端には前つめ（不図示）が設けられており、左右の前つめ（不図示）に前車輪３の車輪軸８９が取り付けられている。

本実施形態の自転車１によると、ホーク足８７の延出長さを短くすることで、ホイールベースＷＢを短くすることができる。よって、小回りの利く自転車１を実現できる。さらに、サドル９とハンドルバー６５の間隔は従来の自転車と同様である。よって、乗員は適切な乗車姿勢で運転することができる。

また、図３に示すように、乗員が操だ装置１１を右方向にきると、連動手段により前ホーク１７のホーク肩８１が中パイプ５３の中心線Ｌ３を中心にして右回りに回る。これによりホーク足８７および前車輪３はホークステム８５のつけ根を中心として右側にスイングし、前車輪３は右側に傾斜する。このように前車輪３が操だ装置１１の操作方向にスイングして、さらに傾斜するので、本実施形態に係る自転車１は操だ装置１１操作による小回りがよく効くこととなる。

本実施形態のフレーム体１５、インナーパイプ５５、アーム６９、及びロッド７１に用いられる素材は、アルミニウム合金などの金属素材や、炭素繊維強化プラスチックなどの樹脂素材などを用いることができる。

また、上パイプ２１および下パイプ２３に代えて、メインパイプを有するフレーム体であってもよい。このとき、メインパイプの途中に中パイプを設けてもよい。

また、中パイプ５３は、その中心線Ｌ３がヘッドパイプ２５の中心線Ｌ１と平行でなくてもよい。このときジョイント部材として、例えば、アーム６９に取り付けられたボールスタッドと、ロッド７１の先端に取り付けられ、ボールスタッドに球面接触するロッドエンドと、を用いることができる。

また、一対のロッド７１は、互いに平行に配置されている態様に限定されず、フレーム体中心面３１を挟んで対称に配置されていればよい。例えば、一対のロッド７１の後側が互いに対称に外側に向かって広がるハの字状に配置されてもよい。

また、ジョイント部材７３，７９に用いられるスタッドは、中パイプ５３の中心線Ｌ３と平行な姿勢に限定されない。

また、連動手段は、インナーパイプ５５と、ヘッドパイプ２５から出ているインナーパイプ５５の下端部に設けられ、インナーパイプ５５の周方向に回動する駆動プーリーと、ホークステム８５の下端部に設けられ、ホークステム８５の周方向に回動する受動プーリーと、各プーリーに掛け渡された無端ベルトと、を用いてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の範囲に属するものである。

例えば、フレーム体１５の中パイプ５３および前ホーク１７のホークステム８５は本発明の必須の構成ではない。すなわち、一対のロッド７１とホーク肩８１の連結強度を十分に確保すれば、中パイプ５３およびホークステム８５を省略してもよい。

また、本発明は自転車１に限定されず、自動二輪車に用いることもできる。すなわち本発明のホーク足支持部は、代表的には、自動二輪車のフォークアッパホルダである。また、ホーク足８７は、代表的には、フォークアッパホルダから前車輪軸が取り付けられるインナーチューブおよびアウターチューブである。

１ 自転車
１３ フレーム
１７ 前ホーク
２５ ヘッドパイプ
５５ インナーパイプ
６１ ハンドルステム
６３ ハンドルバークランプ部
６９ アーム
７１ ロッド
７３ ジョイント部材
７５ ロッドエンド
８１ ホーク肩
８７ ホーク足

Claims (2)

1. ホーク足を支持するホーク足支持部が、ヘッドパイプの中心線よりも後方に設けられ、該ホーク足が該ホーク足支持部から前方に延出している前ホークと、
   前記ヘッドパイプに取り付けられるハンドルステムの回動に連動させて前記ホーク足支持部を回動させる連動手段と、
   を備える二輪車のフレーム。
2. 前記連動手段は、
   前記ヘッドパイプの内側に該ヘッドパイプの中心線と同軸上に在り、上部が前記ハンドルステムにクランプされる回動軸部材と、
   前記ハンドルステムのハンドルバークランプ部の中心線と平行な姿勢で、前記回動軸部材の下端部に固定されるアームと、
   前側がジョイントを介して前記アームの側方に接続され、後側がジョイントを介して前記ホーク足支持部に接続されるロッドと、
   を備える請求項１に記載の二輪車のフレーム。

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