JP4141482B2 - 折り畳み自転車 - Google Patents

Description

本発明は、非使用時には折り畳んでコンパクトにすることが可能な折り畳み自転車に関するものである。

非使用時には折り畳んでコンパクトにできる折り畳み自転車は種々提供されている。
従来、折り畳み自転車としては、たとえば図１０に示される構成が提供されている。すなわち、前車輪６０を支持した前フレーム６１と、後車輪６２を支持した後フレーム６３とが連結軸６４により回動可能に連結され、前フレーム６１にハンドル６５などが設けられるとともに、後フレーム６３にはシートパイプ６６やサドル６７などが設けられている。そして前フレーム６１とシートパイプ６６との間にはリンク機構手段６８が設けられ、さらにシートパイプ６６と後フレーム６３との間には、ロック機能を有しかつ中折れリンク形式のシートステー６９が左右一対に設けられている。

このような従来構成によると、図１０に示す使用状態では、シートステー６９が直線状となって使用姿勢の維持を行う。そして折り畳み自転車を折り畳むときには、まず自転車の後に回り、そしてサドル６７などを介して自転車の姿勢を維持した状態で、左右一対のシートステー６９を、互いに近づけるように握り締める。これによりシートステー６９は、ロックが外れ、その中間部を中折れさせながら後方７０へ飛び出すことになり、以て図１１に示すように、シートパイプ６６やハンドル６５などを後側に倒して折り畳むことができる。

しかしながら上記の従来の構成では、ロック解除時にある程度の力（握力）を必要とし、またシートステー６９は、折れ曲がりだすと動きが早い（飛び出す感じ）ので、折れ曲がるシートステー６９に指を挟み込む可能性があり、さらに動きが急であるので自転車のバランスを取り難いことになり、したがって特に高齢者や婦女子は取り扱い難いという問題がある。

本発明は上記の従来の問題点を解決するもので、ハンドルなどを持って後押しや前押しを行うことで、車輪の移動回転力を利用して折り畳みを行える折り畳み自転車を提供することを目的とする。

この課題を解決するために本発明の折り畳み自転車は、前車輪および後車輪と、前ホークを介して前車輪軸が取り付けられた前フレームと、後車輪軸が取り付けられた後フレームと、後フレームに一体状に取り付けられた後フレーム固定リンクと、前フレームの後端部と後フレーム固定リンクの前端部とを連結する連結軸と、前フレームの後端部と後フレーム固定リンクの前端部とをロックして折り畳み自転車を使用状態に保持するロック手段とを備え、後車輪に向かって前車輪を、前記連結軸を介して、移動可能に構成し、後フレーム固定リンクの前端部に、後車輪に連動して回転する後車輪連動歯車を設け、前フレームの後端部に、部分的に歯車が設けられた部分歯車を固定し、前記ロック手段を解除した状態で、連結軸を介して、後フレーム固定リンクと前フレームとが所定角度に達するまで折り畳まれると、後車輪連動歯車が部分歯車に噛み合い、折り畳み自転車の後車輪を接地させながら前車輪を後方に移動させることで、前車輪が後車輪に相対的に近づいて折り畳み状態に移行するよう構成したことを特徴とする。

この構成によって、ハンドルなどを持って後押しを行うことで、後車輪の移動回転力を利用して、前車輪を後車輪に、例えば近づけて折り畳みを行え、これにより、折り畳み操作、すなわち後押しの移動は、軽く、かつ指を挟まれるようなことなく、しかも安定した姿勢で容易に行え、したがって高齢者や婦女子でも容易に取り扱える折り畳み自転車を提供することができる。

以上のように本発明は、ハンドルなどを持って後押しを行うことで、後車輪の移動回転力を利用して、前車輪を後車輪に近づけて折り畳みを行え、これにより、折り畳み操作、すなわち後押しの移動は、軽く、かつ指を挟まれるようなことなく、しかも安定した姿勢で容易に行え、したがって高齢者や婦女子でも容易に取り扱える折り畳み自転車を提供することができる。

本発明の請求項１記載の発明は、前車輪および後車輪と、前ホークを介して前車輪軸が取り付けられた前フレームと、後車輪軸が取り付けられた後フレームと、後フレームに一体状に取り付けられた後フレーム固定リンクと、前フレームの後端部と後フレーム固定リンクの前端部とを連結する連結軸と、前フレームの後端部と後フレーム固定リンクの前端部とをロックして折り畳み自転車を使用状態に保持するロック手段とを備え、後車輪に向かって前車輪を、前記連結軸を介して、移動可能に構成し、後フレーム固定リンクの前端部に、後車輪に連動して回転する後車輪連動歯車を設け、前フレームの後端部に、部分的に歯車が設けられた部分歯車を固定し、前記ロック手段を解除した状態で、連結軸を介して、後フレーム固定リンクと前フレームとが所定角度に達するまで折り畳まれると、後車輪連動歯車が部分歯車に噛み合い、折り畳み自転車の後車輪を接地させながら前車輪を後方に移動させることで、前車輪が後車輪に相対的に近づいて折り畳み状態に移行するよう構成したことを特徴とする折り畳み自転車であり、ハンドルなどを持って後押しを行うことで、後車輪の移動回転力を利用して、前車輪を後車輪に近づけて折り畳みを行え、折り畳み操作、すなわち後押しの移動は、軽く、かつ指を挟まれるようなことなく、しかも安定した姿勢で容易に行えるという作用を有する。

また、本発明によれば、ロック手段をロック作用した使用時では、前進ならびに後進を、何ら支障なく行え、またロック手段を解除した折り畳み操作時では、後車輪連動歯車が部分歯車に噛み合い、後押しによる折り畳みを行えるという作用を有する。

以下に、本発明の実施の形態について図１〜図９に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態を示す折り畳み自転車の使用状態での側面図、図６は同折り畳み補助手段部分の平面図、図７はロック手段部分の縦断側面図である。

図１、図６、図７において、前フレーム１の前端部分には、前ホーク２や前車輪軸３などを介して前車輪４が支持されており、さらにハンドルステム５などを介してハンドル６が設けられている。また後フレーム７の後端部分には、後車輪軸８などを介して後車輪９が支持されており、そして中間部分には、左右方向軸１０を介してシートパイプ１１が回動可能に設けられるとともに、このシートパイプ１１側にサドル１２が設けられている。

両フレーム１，７を連結して、前後の両車輪４，９を使用状態と折り畳み状態にするリンク機構手段１３が設けられる。このリンク機構手段１３は、前フレーム１の後端部分と後フレーム７に後フレーム固定リンクとしての一体状の第１リンク体１４の前端部分とが左右方向の連結軸１５を介して回動可能に連結されるとともに、前端が左右方向ピン１６を介して前フレーム１の中間部分に相対回動可能に連結されかつ後端が左右方向ピン１７を介してシートポスト１１の下端部分に相対回動可能に連結されたＬ字アーム状の第２リンク体１８が設けられることで構成される。

前フレーム１側の後端に一体に形成された上方突出部１Ａと、後フレーム７側となる第１リンク体１４の前端に一体に形成された上方突出部１４Ａとの間に、使用状態での両フレーム１，７の姿勢維持を行うロック手段２０が設けられる。このロック手段２０は、第１リンク体１４の上方突出部１４Ａに左右方向ピン２１を介して回動自在に設けられたロッド体２２と、このロッド体２２の遊端に設けられたカム体２３と、このカム体２３に設けられた操作具２４と、前フレーム１側の上方突出部１Ａに形成されかつロッド体２２が嵌入可能な凹部２５と、上方突出部１Ａの前面側に形成されたカム受け面２６などにより構成される。

前記後フレーム７の前部寄りの位置には、左右方向のクランクシャフト３０が回動可能に設けられ、このクランクシャフト３０に取り付けられたフロントスプロケット３１と後車輪軸８に取り付けられたリヤスプロケット３２との間にチェーン３３が掛けられている。そしてクランクシャフト３０の両端にはクランク３４が設けられ、これらクランク３４にはペダル３５が設けられる。３６はチェーンケースである。

両車輪４，９のうち、後車輪（一方の車輪）９に向かって前車輪（他方の車輪）４を平行状に移動するように後押し移動させた際、後車輪９の移動回転力により、前車輪４を、後車輪９の移動よりも早く移動させて後車輪９に近づけて両フレーム１，７を上方へ中折れさせる折り畳み補助手段４０が備えられている。ここで折り畳み補助手段４０は、第１リンク体１４に設けられた左右方向の支え軸４１と前記クランクシャフト３０との間に設けられるチェーン伝動機構４２と、前フレーム１と第１リンク体１４の隣接端部間に設けられる歯車伝動機構４６とにより構成されている。

すなわちチェーン伝動機構４２は、クランクシャフト３０に取り付けられた第１スプロケット４３と、支え軸４１に回転可能に取り付けられた第２スプロケット４４と、両スプロケット４３，４４間に掛けられたチェーン４５とにより構成される。また歯車伝動機構４６は、支え軸４１に回転可能に取り付けられかつ第２スプロケット４４に一体化された歯車４７と、前フレーム１の後端に固定された部分歯車４８とにより構成される。なお部分歯車４８は、前記連結軸１５の軸心にその歯車中心が一致するように配設されている。４９はカバー体である。

これにより折り畳み補助手段４０には、第１スプロケット４３、チェーン４５、第２スプロケット４４、歯車４７、部分歯車４８と伝達される移動回転力伝達経路が構成される。そして、この移動回転力伝達経路は、ロック手段２０のロック作用時に断たれ、ロック手段２０のロック解除時に弾性付勢力により接続されるように構成されている。

すなわち、前フレーム１の上方突出部１Ａには、後方に開放される穴２７が形成され、この穴２７内に納められた圧縮ばね２８が、第１リンク体１４における上方突出部１４Ａの後端面に当接されている。そしてロック手段２０は、図７に示すように、圧縮ばね２８に抗してロック作用され、このとき歯車４７と部分歯車４８とは噛合されていない。またロック手段２０のロック解除時には、図８に示すように、圧縮ばね２８の弾性付勢力により両上方突出部１Ａ，１４Ａが互いに離間され、このとき歯車４７と部分歯車４８とは互いに噛合される。

以下に、上記した実施の形態において、折り畳み自転車の折り畳み作用を説明する。図１には使用状態が示されている。このときロック装置手段２０は図７に示すように、ロッド体２２が凹部２５内に位置されかつカム体２３がカム受け面２６に当接されており、以て圧縮ばね２８に抗してロック作用されている。これにより、歯車４７と部分歯車４８とは互いに離間動されて噛合されておらず、移動回転力伝達経路は断たれている。

したがって、折り畳み自転車の後進によってチェーン伝動機構４２が移動回転力伝達を行ったとしても、歯車伝動機構４６の部分で断たれていることから、実質的に、折り畳み補助手段４０は作用しないことになる。これにより折り畳み自転車の使用、すなわち前進ならびに後進は、何ら支障なく行える。

折り畳み自転車を折り畳むとき、まずロック手段２０を解除させる。この解除は、操作具２４を介しての操作によりカム受け面２６に対してカム体２３を外すことで行える。このロック手段２０を解除により、図８に示すように、圧縮ばね２８の弾性付勢力によって両上方突出部１Ａ，１４Ａが互いに離間されるとともに、連結軸１５が上昇されることになり、以て歯車４７と部分歯車４８とが互いに噛合されて移動回転力伝達経路が接続される。

さらに連結軸１５が上昇されることにより、図２に示すように、両車輪４，９が接近動されてハンドルステム５が前倒れの状態、すなわち前車輪４よりもハンドル６が前方に位置された状態になる。

この状態で、ハンドル６を把持したまま折り畳み自転車を後押し（後進）させる。すなわち後車輪９に向かって前車輪４を平行状に一定時間内で後押し移動させる。すると、この後押し移動によって後車輪９が回転され、この後車輪９の移動回転力は、後車輪軸８、リヤスプロケット３２、チェーン３３、フロントスプロケット３１を介してクランクシャフト３０に伝達されて、このクランクシャフト３０を回転させる。

そしてクランクシャフト３０の回転力は、第１スプロケット４３、チェーン４５、第２スプロケット４４、歯車４７と伝達されたのち、この歯車４７に噛合されている部分歯車４８に伝達される。これにより部分歯車４８が、連結軸１５の軸心の周りに回動されることになり、このとき部分歯車４８は前フレーム１に一体であることから、連結軸１５の軸心の周りに一体に回動され、かつ連結軸１５を上昇させて両フレーム１，７を上方へ中折れさせることになる。

すなわち折り畳み補助手段４０により、前車輪４を後車輪９の移動よりも早く移動させて後車輪９に近づけることになり、これにより図３に示すように、ハンドルステム５はさらに前倒れの状態になり、そしてリンク機構手段１３を介して、シートパイプ１１側も前倒れの状態になる。このような折り畳み動作は、図４に示すように、両車輪４，９の一部が左右方向において重合されるまで行われる。

次いで、前ホーク２側に対してハンドルステム５側を折り曲げると、折り曲げ軸は斜めに形成されているので、ハンドル６は９０度回転しながら折り畳まれ、図５に示すように、完全に折り畳みを行ってケース５０に収納できる。

このように完全に折り畳みを行った状態では、前述したように両車輪４，９の一部が左右方向において重合されることから、その車長方向は非常に短くなり、コンパクトにし得る。

なお、折り畳まれてケース５０に収納されている折り畳み自転車は、両車輪４，９が互いに離間されるように展開させたのち、ロック手段２０をロック作用させることで、使用状態に組み立てることができる。

上記した実施の形態では、折り畳み自転車を後押しして折り畳む形式を示したが、たとえばクランクシャフト３０へのフリーホイール採用形式では後押し（後進）させることで折り畳み状態に、前押し（前進）により、すなわち両車輪４，９のうち、前車輪（一方の車輪）４に向かって後車輪（他方の車輪）９を平行状に前押し移動させることにより、（実施の形態１）と同様に使用状態に組み立てることができる。

（実施の形態２）
前述したクランクシャフト３０へのフリーホイール採用形式であって、リヤスプロケット３２内のフリーホイール構造をクランクシャフト３０の中に移動させている。

図９において、後押し（後進）させることで折り畳み状態になる移動回転力の伝達経過について説明する。クランクシャフト３０にはアウターシャフト５５が相対回転可能に外嵌され、このアウターシャフト５５は、ベアリング５６を介してハンガラッグ５７に軸支されている。前記アウターシャフト５５の一端には第１スプロケット４３が、また他端にはフロントスプロケット３１が一体化され、そしてフロントスプロケット３１は、フリーホイール５８を介してクランクシャフト３０に軸支されている。

この実施の形態によると、クランク３４とともにクランクシャフト３０を正回転させると、フリーホイール５８を介してフロントスプロケット３１も一体となって正回転する。なお、クランク３４側の逆回転は、フリーホイール５８のフリー機構が働き、フロントスプロケット３１は回転しない。

そしてロック手段２０を解除（図２）した状態で自転車を後押しすると、後車輪９の回転移動力は、後車輪軸８、リヤスプロケット３２、チェーン３３、フロントスプロケット３１、アウターシャフト５５、第１スプロケット４３、チェーン４５、第２スプロケット４４に伝達され、（実施の形態１）と同様に折り畳んだ状態となる。また、この折り畳んだ状態から前押し（前進）をさせると、移動回転力は逆方向に伝達され、使用状態に組み立てることができる。

上記した実施の形態１および２では、折り畳み補助手段４０として、チェーン伝動機構４２と歯車伝動機構４６との組み合わせ構造を採用しているが、これはチェーン伝動機構４２を別な歯車伝動機構に変えた形式やドライブシャフト形式などであってもよい。

上記した実施の形態１および２では、クランクシャフト３０と後車輪軸８との伝動にチェーン伝動機構を採用しているが、これはシャフトドライブ形式など、別な歯車伝動機構を採用してもよい。

本発明の実施の形態１を示し、折り畳み自転車の使用状態での側面図 同折り畳み自転車のロック手段解除時での側面図 同折り畳み自転車の折り畳み作業中での側面図 同折り畳み自転車の折り畳み終り近くでの側面図 同折り畳み自転車の折り畳み完了時での側面図 同折り畳み自転車の折り畳み補助手段の部分の平面図 同折り畳み自転車におけるロック手段部分のロック作用時での縦断側面図 同折り畳み自転車におけるロック手段部分のロック解除時での縦断側面図 本発明の実施の形態２を示し、折り畳み自転車の折り畳み補助手段の部分の平面図 従来例を示し、折り畳み自転車の使用状態での側面図 同折り畳み自転車の折り畳み完了時での側面図

符号の説明

１ 前フレーム
１Ａ 上方突出部
４ 前車輪
６ ハンドル
７ 後フレーム
８ 後車輪軸
９ 後車輪
１１ シートパイプ
１３ リンク機構手段
１４ 第１リンク体
１４Ａ 上方突出部
１５ 連結軸
１８ 第２リンク体
２０ ロック手段
２２ ロッド体
２３ カム体
２６ カム受け面
２８ 圧縮ばね
３０ クランクシャフト
４０ 折り畳み補助手段
４１ 支え軸
４２ チェーン伝動機構
４３ 第１スプロケット
４４ 第２スプロケット
４５ チェーン
４６ 歯車伝動機構
４７ 歯車
４８ 部分歯車

Claims (2)

1. 前車輪および後車輪と、
   前ホークを介して前車輪軸が取り付けられた前フレームと、
   後車輪軸が取り付けられた後フレームと、
   後フレームに一体状に取り付けられた後フレーム固定リンクと、
   前フレームの後端部と後フレーム固定リンクの前端部とを連結する連結軸と、
   前フレームの後端部と後フレーム固定リンクの前端部とをロックして折り畳み自転車を使用状態に保持するロック手段とを備え、
   後車輪に向かって前車輪を、前記連結軸を介して、移動可能に構成し、
   後フレーム固定リンクの前端部に、後車輪に連動して回転する後車輪連動歯車を設け、
   前フレームの後端部に、部分的に歯車が設けられた部分歯車を固定し、
   前記ロック手段を解除した状態で、連結軸を介して、後フレーム固定リンクと前フレームとが所定角度に達するまで折り畳まれると、後車輪連動歯車が部分歯車に噛み合い、折り畳み自転車の後車輪を接地させながら前車輪を後方に移動させることで、前車輪が後車輪に相対的に近づいて折り畳み状態に移行するよう構成した
   ことを特徴とする折り畳み自転車。
2. 前フレームの後端部と後フレーム固定リンクの前端部との間に介装されて、前フレームと後フレームとを互いに折り畳み状態となる側に付勢する弾性付勢手段を設け、ロック手段のロック解除時に、弾性付勢手段の付勢力によって後車輪連動歯車と部分歯車とが噛み合う姿勢に前フレームと後フレームとを互いに移動させる構成としたことを特徴とする請求項１に記載の折り畳み自転車。

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