(57)【要約】【課題】自転車の前ホーク部分を従来よりも簡易に着脱できるようにする。【解決手段】自転車のフレーム体に前ホーク部分２８を結合する自転車部品の結合ユニット１０は、第１の端部である下端部１４３Ｄが開口し、フレーム体前部に取り付けられる筒状ケースであるヘッドパイプ１４３と、ヘッドパイプ１４３内に軸支され、下端部１４３Ｄ側に第１の嵌合部である角軸部３０２Ｄを有する軸部材３０と、を含む。前ホーク部分２８は、角軸部３０２Ｄと嵌合される第１の被嵌合部である角穴３６２を有し、この角穴３６２に角軸部３０２Ｄが嵌合した状態で軸部材３０に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、軸部材３０と一体になって軸部材の軸心Ｃ２回りに回動可能に結合される。【選択図】図３
2018172066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車のフレーム体に前ホーク部分を結合する自転車部品の結合ユニットであって、
第１の端部が開口し、前記フレーム体前部に取り付けられる筒状ケースと、
前記筒状ケース内に軸支され、前記第１の端部側に第１の嵌合部を有する軸部材と、
を含み、
前記前ホーク部分は、前記第１の嵌合部と嵌合される第１の被嵌合部を有し、当該第１の被嵌合部に前記第１の嵌合部が嵌合した状態で前記軸部材に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、当該軸部材と一体になって当該軸部材の軸心回りに回動可能に結合されることを特徴とする自転車部品の結合ユニット。
【請求項２】
前記筒状ケースは、前記フレーム体に対して着脱可能に固定されることを特徴とする請求項１に記載の自転車部品の結合ユニット。
【請求項３】
自転車のハンガ部品を構成するクランク軸を前記軸部材として転用していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自転車部品の結合ユニット。
【請求項４】
さらに、前記フレーム体にハンドルステム部分を結合する自転車部品の結合ユニットであって、
前記筒状ケースは、前記第１の端部とは反対側にある第２の端部が開口し、
前記軸部材は、前記第２の端部側に第２の嵌合部を有し、
前記ハンドルステム部分は、前記第２の嵌合部と嵌合される第２の被嵌合部を有し、当該第２の被嵌合部に前記第２の嵌合部が嵌合した状態で前記軸部材に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、当該軸部材および前記前ホーク部分と一体になって当該軸部材の軸心回りに回動可能に結合されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の自転車部品の結合ユニット。
【請求項５】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の自転車部品の結合ユニットによって、前記フレーム体に前記前ホーク部分が結合されていることを特徴とする自転車。
【請求項６】
請求項４に記載の自転車部品の結合ユニットによって、前記フレーム体に前記前ホーク部分および前記ハンドルステム部分が結合されていることを特徴とする自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車部品の結合ユニットおよび自転車に関し、特に、フレーム体に取り付けられる自転車部品を結合する技術に関する。
【０００２】
自転車のフレームは、フレーム体、前ホークその他のフレーム部品を含む複数の自転車部品から構成されている。フレーム体は、前ホークが取り付けられるヘッドパイプを有する。前ホークは、一般的に、以下のような態様で、ヘッドパイプに回動可能に結合されている。
【０００３】
ヘッドパイプの上端開口部側には、上軸受が設けられている。この上軸受として、代表的には、複数の鋼球が上玉押しと上わんの間に挟持されてなる転がり軸受が用いられる。同様に、ヘッドパイプの下端開口部側には、下軸受が設けられている。この下軸受についても、代表的には、上軸受と同じく、複数の鋼球が下玉押しと下わんの間に挟持されてなる転がり軸受が用いられる。
【０００４】
前ホークは、一対のホーク足を繋ぐホーク肩から延出したホークステムを含む。このホークステムがヘッドパイプ内に挿通され、上記した上軸受および下軸受を介して軸支されることによって、ホークステムの軸心回りに前ホークが回動するように構成されている。
【０００５】
また、上記した態様でヘッドパイプに結合されたホークステムには、ハンドルステムが固定される。ハンドルステムは、ある一定の大きさのトルクが加わってもホークステムに対して動かないような固定強度でホークステムに固定される。これにより、自転車の乗り手は、前ホークを自身のハンドル操作に追従して回動させ、前ホークに取り付けられた前輪の向きを変えられるようになっている。
【０００６】
広く一般に普及している自転車のハンドルステムは、ホークステムに差し込んで固定するものが大半を占める。この種のハンドルステムは、ホークステムに差し込まれるポスト部分の下端に、引上げうすと呼ばれる固定部材が設けられている。引上げうすには雌ねじが形成されており、この雌ねじに引上げボルトの雄ねじ部分が螺合されている。引上げボルトが締め込まれると、引上げうすが徐々に引き上げられてホークステム内面に当接し、当該内面を押圧する。この押圧力の作用により、ハンドルステムがホークステムに固定される。
【０００７】
また、その他の種類のハンドルステムとしては、例えば、ヘッドパイプの上端開口部から突出したホークステム部分をクランプして固定するもの、ホークステム上端部にスプライン嵌合させて固定するものなどが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭５９−９１９８５６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｄ ９３０１［一般用自転車］ 附属書ＪＡ［フレーム］
【非特許文献２】ＪＩＳ Ｄ ９４１２［自転車−ハンドル］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記した各種ハンドルステムは、いずれも、前ホークの一部であるホークステムに直接固定される。そのため、ハンドルステムのホークステムへの固定を解除しないと、前ホークをヘッドパイプから取り外すことはできない。一旦取り外した前ホークをヘッドパイプに取り付けるにしても、ホークステムにハンドルステムを固定し直す必要がある。このように、従来の自転車は、前ホーク部分をそう簡単には着脱できない構成になっており、そもそも前ホークを着脱すること自体を想定していない。
【００１１】
上記した課題に鑑み、本発明は、従来よりも簡易に前ホーク部分を着脱できる自転車部品の結合ユニットおよび自転車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明に係る自転車部品の結合ユニットは、自転車のフレーム体に前ホーク部分を結合する自転車部品の結合ユニットであって、第１の端部が開口し、前記フレーム体前部に取り付けられる筒状ケースと、前記筒状ケース内に軸支され、前記第１の端部側に第１の嵌合部を有する軸部材と、を含み、前記前ホーク部分は、前記第１の嵌合部と嵌合される第１の被嵌合部を有し、当該第１の被嵌合部に前記第１の嵌合部が嵌合した状態で前記軸部材に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、当該軸部材と一体になって当該軸部材の軸心回りに回動可能に結合されることを特徴とする。
【００１３】
上記自転車部品の結合ユニットにおいて、前記筒状ケースは、前記フレーム体に対して着脱可能に固定される構成としても構わない。
【００１４】
また、上記自転車部品の結合ユニットでは、自転車のハンガ部品を構成するクランク軸を前記軸部材として転用しても構わない。
【００１５】
上記自転車部品の結合ユニットは、さらに、前記フレーム体にハンドルステム部分を結合する自転車部品の結合ユニットであって、前記筒状ケースは、前記第１の端部とは反対側にある第２の端部が開口し、前記軸部材は、前記第２の端部側に第２の嵌合部を有し、前記ハンドルステム部分は、前記第２の嵌合部と嵌合される第２の被嵌合部を有し、当該第２の被嵌合部に前記第２の嵌合部が嵌合した状態で前記軸部材に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、当該軸部材および前記前ホーク部分と一体になって当該軸部材の軸心回りに回動可能に結合される構成としても構わない。
【００１６】
また、本発明に係る自転車は、上記自転車部品の結合ユニットの何れかによって、前記フレーム体に前記前ホーク部分が結合されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明に係る自転車は、上記自転車部品の結合ユニットの何れかによって、前記フレーム体に前記前ホーク部分および前記ハンドルステム部分が結合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上記した構成を有する自転車部品の結合ユニットおよび自転車によれば、自転車のフレーム体に結合される前ホーク部分は、当該前ホーク部分が有する第１の被嵌合部に、前記フレーム体前部に取り付けられる筒状ケース内に軸支された軸部材が有する第１の嵌合部が嵌合した状態で、当該軸部材に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、当該軸部材と一体になって当該軸部材の軸心回りに回動可能に結合される。よって、フレーム体に対する前ホーク部分の着脱が軸部材に対する着脱をもって完結するため、フレーム体に対して、従来よりも簡易に前ホーク部分を着脱できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る自転車の側面図である。
【図２】上記自転車のハンガ部を示す断面図である。
【図３】第１実施形態に係る自転車部品の結合ユニットを示す部分断面図である。
【図４】第２実施形態に係る自転車部品の結合ユニットを示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る自転車部品の結合ユニットおよび自転車それぞれの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態に係る自転車１００は、いわゆる「ダイヤモンド形」と呼ばれる形状に区分されるフレーム１２を備える。フレーム１２は、複数のパイプを接続して形成されたフレーム体１４を有する。
【００２２】
フレーム体１４は、上パイプ１４１Ｕおよび下パイプ１４１Ｄを含む。上パイプ１４１Ｕおよび下パイプ１４１Ｄ各々の先端部は、ヘッドラグ１４２を介してヘッドパイプ１４３に接続されている。下パイプ１４１Ｄの後端部は、ハンガラグ１４４（図２）に接続されている。また、ハンガラグ１４４には、立パイプ１４５の下端部が接続されているとともに、左右一対のチェーンステー１４６それぞれの先端部が接続されている。立パイプ１４５の上端部には、シートラグ１４７が取り付けられている。そして、シートラグ１４７には、上パイプ１４１Ｕの後端部および左右一対のバックホーク１４８各々の先端部がそれぞれ接続されている。
【００２３】
左右のうち同じ側にあるチェーンステー１４６とバックホーク１４８各々の後端部は、それぞれ左右の後つめ（不図示）に接続されている。これら後つめの各々に、例えばハブナットなど公知の固定具（不図示）によって後輪１６Ｒの車輪軸（不図示）が固定され、後輪１６Ｒが、立パイプ１４５並びに左右のチェーンステー１４６およびバックホーク１４８で構成される左右の後三角部の間に保持されている。
【００２４】
図２に示すように、ハンガラグ１４４には、ハンガ部品１８が取り付けられている。このハンガ部品１８は、一般には、ボトムブラケット（略して「ＢＢ」）と呼ばれており、ハンガラグ１４４は、「ＢＢシェル」とも呼ばれている。ハンガラグ１４４は、中空筒形状をしており、ハンガラグ１４４の左右両端部側の内周面には、雌ねじ（不図示）が形成されている。
【００２５】
ハンガ部品１８は、クランク軸２０を含む。クランク軸２０は、中実の本体部分２０１の両端部側に、それぞれ、テーパの付いた角軸部２０２Ｌ，２０２Ｒを有する。さらに、角軸部２０２Ｌ，２０２Ｒ各々の先端には、それぞれクランク軸ボルト２０３Ｌ，２０３Ｒが設けられている。クランク軸２０は、また、本体部分２０１の各角軸部２０２Ｌ，２０２Ｒよりも中程の位置に、２つの拡径部２０４Ｌ，２０４Ｒを有する。これらの構成を有するクランク軸２０は、ハンガラグ１４４の左右両端部にそれぞれ設けられた左右一対の軸受２２，２４を介して、ハンガラグ１４４内に軸支されている。
【００２６】
左側の軸受２２（以下「左軸受２２」という。）は、左わん２２１を含む。左わん２２１の外周面には、雄ねじ（不図示）が形成されている。この雄ねじ部分がハンガラグ１４４の左側端部の雌ねじ部分に螺合した状態で締め込まれて、左わん２２１がハンガラグ１４４の左側端部に取り付けられている。左わん２２１とクランク軸２０の拡径部２０４Ｌとの間には、複数の鋼球２２２が介設されている。そして、ハンガラグ１４４の左端開口部から外側へ突出した左わん２２１の雄ねじ部分に、雌ねじ（不図示）が形成されたハンガリング２２３を螺合させて締め込むことによって、左軸受２２がハンガラグ１４４の左側端部に固定されている。
【００２７】
右側の軸受２４（以下「右軸受２４」という。）は、上記した左軸受２２と基本的には同様に構成されている。すなわち、右軸受２４は、右わん２４１を含む。右わん２４１の外周面には、雄ねじ（不図示）が形成されている。この雄ねじ部分がハンガラグ１４４の右側端部の雌ねじ部分に螺合した状態で締め込まれて、右わん２４１がハンガラグ１４４の右側端部に取り付けられている。右わん２４１とクランク軸２０の拡径部２０４Ｒとの間には、複数の鋼球２４２が介設されている。そして、ハンガラグ１４４の右端開口部から外側へ突出した右わん２４１の雄ねじ部分に、雌ねじ（不図示）が形成されたケース止めリング２４３を螺合させて締め込むことによって、右軸受２４がハンガラグ１４４の右側端部に固定されている。
【００２８】
このようなハンガ部品１８（ＢＢ）は、「カップアンドコーン形」と呼ばれる型式のものであり、クランク軸２０の２つの拡径部２０４Ｌ，２０４Ｒがそれぞれ玉押し部としての機能をもつ。すなわち、クランク軸２０の拡径部２０４Ｌ，２０４Ｒの各々は、それぞれ軸受２２，２４の構成の一部としての役割を担っている。
【００２９】
クランク軸２０の右側端部には、ギヤクランク２６が取り付けられている。ギヤクランク２６の根元にある厚肉部分２６１には、テーパ付きの角穴２６２および座繰り穴２６３が設けられている。角穴２６２と座繰り穴２６３は、相互に連通し、厚肉部分２６１の厚み方向に貫通している。この角穴２６２にクランク軸２０の角軸部２０２Ｒが嵌合した状態で、クランク軸ボルト２０３Ｒに螺合されたクランク軸ナット２０５Ｒが、座繰り面２６４に当接するまで締め込まれる。これにより、ギヤクランク２６は、くさび効果で、クランク軸２０に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、クランク軸２０と一体になってクランク軸２０の軸心Ｃ１回りに回動可能に結合されている。
【００３０】
なお、図示を省略しているが、クランク軸２０の左側端部にも、不図示のクランクが、その延在方向をギヤクランク２６の延在方向とは逆向きにして、ギヤクランク２６と同様の態様で取り付けられている。すなわち、当該クランクは、ギヤクランク２６と同様、くさび効果で、クランク軸２０に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、クランク軸２０およびギヤクランク２６と一体になってクランク軸２０の軸心Ｃ１回りに回動可能に結合されている。
【００３１】
また、ギヤクランク２６の厚肉部分２６１には、スプロケット２６５が取り付けられている。このスプロケット２６５と後輪１６Ｒ側のスプロケット（図１では不図示）との間にチェーンＣＨ（図１）が掛け渡されている。乗り手の踏力によってギヤクランク２６が回動されると、当該踏力が上記したスプロケット２６５および不図示のスプロケット並びにチェーンＣＨを含む動力伝達機構を介して後輪１６Ｒに伝達され、後輪１６Ｒが回転駆動される。このとき、クランク軸２０には相応の大きさのトルクが加わることとなるが、クランク軸２０は、このトルクに耐え得るだけの十分な強度を有している。
【００３２】
図１に戻り、自転車１００のフレーム１２は、前ホーク部分２８を有する。前ホーク部分２８は、左右一対のホーク足２８１を含む。ホーク足２８１各々の上端部同士は、ホーク肩２８２を介して相互につながっている。ホーク足２８１各々の下端部には、前ホークつめ（不図示）がそれぞれ設けられている。これら前ホークつめの各々に、例えばハブナットなど公知の固定具（不図示）によって前輪１６Ｆの車輪軸（不図示）が固定され、前輪１６Ｆが、左右のホーク足２８１の間に保持されている。
【００３３】
上記した前ホーク部分２８は、第１実施形態に係る自転車部品の結合ユニット１０（以下、単に「結合ユニット１０」という。）によって、フレーム体１４に結合されている。この結合ユニット１０について、図３を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図３と図２を並べて対比すると明らかなように、結合ユニット１０は、上記したハンガ部品１８（ＢＢ）の構造的特徴を転用し、その機能的特徴の一部を応用したものである。したがって、結合ユニット１０の構成自体は、基本的には、ハンガ部品１８の構成と同様である。
【００３５】
図３に示すように、結合ユニット１０は、フレーム体１４（図１）前部にあるヘッドラグ１４２に取り付けられている。本例では、このヘッドラグ１４２に固定されているヘッドパイプ１４３が、結合ユニット１０の構成部品である筒状ケースとしての役割を兼ねている。ヘッドパイプ１４３の第１の端部である下端部１４３Ｄは開口している。同じく、ヘッドパイプ１４３の第１の端部とは反対側にある第２の端部である上端部１４３Ｕも開口している。ヘッドパイプ１４３の上端部１４３Ｕ側の内周面および下端部１４３Ｄ側の内周面には、それぞれ雌ねじ（不図示）が形成されている。
【００３６】
結合ユニット１０は、軸部材３０を含む。本例では、上記したクランク軸２０と同じ形態のものを軸部材３０として転用している。軸部材３０は、中実の本体部分３０１の両端部側に、それぞれ、テーパの付いた角軸部３０２Ｄ，３０２Ｕを有する。さらに、角軸部３０２Ｄ，３０２Ｕ各々の先端には、それぞれボルト３０３Ｄ，３０３Ｕが設けられている。軸部材３０は、また、本体部分３０１の各角軸部３０２Ｄ，３０２Ｕよりも中程の位置に、２つの拡径部３０４Ｄ，３０４Ｕを有する。これらの構成を有する軸部材３０は、ヘッドパイプ１４３の上下両端部にそれぞれ設けられた上下一対の軸受３４，３２を介して、ヘッドパイプ１４３内に軸支されている。
【００３７】
なお、当然ながら、ヘッドパイプ１４３内に軸支された軸部材３０は、その両端部のうちの一方の端部が下側になって、他方の端部が上側になっている。よって、軸部材３０についても、ヘッドパイプ１４３同様、下側の端部を「第１の端部」といい、上側の端部を「第２の端部」ということとする。
【００３８】
下側の軸受３２（以下「下軸受３２」という。）は、上記した右軸受２４と同様の構成である。すなわち、下軸受３２は、下わん３２１を含む。下わん３２１の外周面には、雄ねじ（不図示）が形成されている。この雄ねじ部分がヘッドパイプ１４３の下端部１４３Ｄ側の雌ねじ部分に螺合した状態で締め込まれて、下わん３２１がヘッドパイプ１４３の下端部１４３Ｄに取り付けられている。下わん３２１と軸部材３０の拡径部３０４Ｄとの間には、複数の鋼球３２２が介設されている。そして、ヘッドパイプ１４３下端の開口部から外側へ突出した下わん３２１の雄ねじ部分に、雌ねじ（不図示）が形成された第１の止めリング３２３を螺合させて締め込むことによって、下軸受３２がヘッドパイプ１４３の下端部１４３Ｄに固定されている。
【００３９】
上側の軸受３４（以下「上軸受３４」という。）は、上記した下軸受３２（および左軸受２２）と基本的には同様に構成されている。すなわち、上軸受３４は、上わん３４１を含む。上わん３４１の外周面には、雄ねじ（不図示）が形成されている。この雄ねじ部分がヘッドパイプ１４３の上端部１４３Ｕ側の雌ねじ部分に螺合した状態で締め込まれて、上わん３４１がヘッドパイプ１４３の上端部１４３Ｕに取り付けられている。上わん３４１と軸部材３０の拡径部３０４Ｕとの間には、複数の鋼球３４２が介設されている。そして、ヘッドパイプ１４３上端の開口部から外側へ突出した上わん３４１の雄ねじ部分に、雌ねじ（不図示）が形成された第２の止めリング３４３を螺合させて締め込むことによって、上軸受３４がヘッドパイプ１４３の上端部１４３Ｕに固定されている。
【００４０】
上記構成を有する結合ユニット１０では、上記したハンガ部品１８と同様、軸部材３０の２つの拡径部３０４Ｄ，３０４Ｕがそれぞれ玉押し部としての機能をもつ。すなわち、軸部材３０の拡径部３０４Ｄ，３０４Ｕの各々は、それぞれ上下の軸受３４，３２の構成の一部としての役割を担っている。
【００４１】
ここで、結合ユニット１０は、水平方向に対して傾斜した起立姿勢でフレーム体１４に取り付けられることとなる（図１）。しかしながら、既述したように、結合ユニット１０は、軸部材３０をはじめ各構成部材が十分な強度を有するハンガ部品１８（ＢＢ）の構造的特徴を転用したものであるため、たとえ傾斜した姿勢でフレーム体１４に取り付けられていても、軸部材３０の変形や折損その他の破損といった問題は生じ難い。
【００４２】
また、結合ユニット１０が傾斜した姿勢だと、上軸受３４と下軸受３２との間で、受ける荷重の大きさに多少のアンバランスが生じることになる。本例では、結合ユニット１０にかかる荷重を主として上軸受３４側で受け、下軸受３２側は、主としてヘッドパイプ１４３に対する軸部材３０の位置ずれ（軸ぶれ）を抑制する調芯手段としての役割を担うことになる。このようなアンバランスが生じていても、ハンガ部品１８（ＢＢ）の機能的特徴である軸部材３０の軸心Ｃ２回りの回転が阻害されるようなことはない。
【００４３】
軸部材３０の第１の端部側には、前ホーク部分２８が取り付けられている。前ホーク部分２８は、ホーク肩２８２の中程に、軸部材３０に固定される被固定部３６１を有する。この被固定部３６１には、上記したギヤクランク２６同様、テーパ付きの角穴３６２および座繰り穴３６３が設けられている。角穴３６２と座繰り穴３６３は、相互に連通し、ホーク肩２８２の厚み方向に貫通している。そして、第１の被嵌合部である被固定部３６１の角穴３６２に、第１の嵌合部である軸部材３０の角軸部３０２Ｄが嵌合した状態で、ボルト３０３Ｄに螺合された止めナット３０５Ｄが、座繰り面３６４に当接するまで締め込まれる。これにより、前ホーク部分２８は、くさび効果で、軸部材３０に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、軸部材３０と一体になって軸部材３０の軸心Ｃ２回りに回動可能に結合されている。
【００４４】
また、軸部材３０の第２の端部側には、ハンドルステム３８が取り付けられている。ハンドルステム３８は、前ホーク部分２８同様、軸部材３０に固定される被固定部３８１を有する。この被固定部３８１には、上記したギヤクランク２６や前ホーク部分２８同様、テーパ付きの角穴３８２および座繰り穴３８３が設けられている。角穴３８２と座繰り穴３８３は、相互に連通し、ハンドルステム３８の厚み方向に貫通している。そして、第２の被嵌合部である被固定部３８１の角穴３８２に、第２の嵌合部である軸部材３０の角軸部３０２Ｕが嵌合した状態で、ボルト３０３Ｕに螺合された止めナット３０５Ｕが、座繰り面３８４に当接するまで締め込まれる。これにより、ハンドルステム３８は、くさび効果で、軸部材３０に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、軸部材３０および前ホーク部分２８と一体になって軸部材３０の軸心Ｃ２回りに回動可能に結合されている。
【００４５】
なお、図３では図示を省略しているが、ハンドルステム３８前部には、ハンドルバー固定部３８５（図１）が設けられている。このハンドルバー固定部３８５には、不図示のハンドルバーが、公知の固定方式（例えば、クランプ方式など）によって固定される。
【００４６】
上記した第１実施形態に係る結合ユニット１０によれば、止めナット３０５Ｄを緩めて、角軸部３０２Ｄと角穴３６２が相互に嵌合した固定状態を解除すれば、前ホーク部分２８をフレーム体１４から簡単に取り外すことができる。また、一旦取り外した前ホーク部分２８をフレーム体１４に取り付ける場合も、上記のように、角軸部３０２Ｄと角穴３６２を嵌合させ、止めナット３０５Ｄを締め込むだけで簡単に取り付けることができる。加えて、前ホーク部分２８のフレーム体１４に対するこの一連の着脱作業において、軸部材３０に結合されたハンドルステム３８に対する作業は何ら必要としない。
【００４７】
このように、結合ユニット１０は、軸部材３０に対して前ホーク部分２８が着脱可能な構成になっているため、従来の自転車では一体の構成部品として取り扱われていた「前ホーク」を、「ホークステム」に相当する軸部材３０と、「ホーク肩および左右一対のホーク足」に相当する前ホーク部分２８とに区分される別体の構成部品として取り扱うことが可能となる。これにより、フレーム体１４に対する前ホーク部分２８の着脱が軸部材３０に対する着脱をもって完結することとなるので、フレーム体１４に対して従来よりも簡易に前ホーク部分２８を着脱できるようになる。
【００４８】
また、前ホーク部分２８は、軸部材３０の角軸部３０２Ｄをホーク肩２８２に設けられた被固定部３６１の角穴３６２に嵌め合わせて固定されるため、軸部材３０に取り付ける際、自ずと軸部材３０に対して位置合わせされることになる。しかも、このように固定された前ホーク部分２８には、軸部材３０の軸心Ｃ２回り方向への位置ずれが生じない。
【００４９】
さらに、結合ユニット１０によれば、ハンドルステム３８についても、上記した前ホーク部分２８同様、軸部材３０の角軸部３０２Ｕを被固定部３８１の角穴３８２に嵌め合わせて固定されるため、ハンドルステム３８の軸部材３０に対する位置合わせは勿論、ハンドルステム３８に軸部材３０の軸心Ｃ２回り方向への位置ずれが生じることもない。これにより、従来の自転車と同様のハンドル操作が実現されることに加え、例えば転倒時に、過大なトルクがハンドルステム３８に作用しても、ハンドルステム３８の軸部材３０に対する相対的な位置ずれを確実に防ぐことができる。
【００５０】
加えて、結合ユニット１０は、ハンガ部品１８を構成するクランク軸２０と同じ形態の部品を軸部材３０として転用できるので、自転車１００の異なる部位を構成する部品同士に互換性を持たせることが可能となる。これにより、同じ自転車を構成する部品同士で、部品交換の取り回し（ローテーション）を実施できるようになる。あるいは、廃車される自転車の部品を取り出して、交換用部品として再利用することもできる。
【００５１】
また、第１実施形態に係る自転車１００によれば、上記の結合ユニット１０によって、フレーム体１４に前ホーク部分２８が結合されているため、従来よりも前ホーク部分２８の着脱が簡易になる。これにより、自転車１００を構成する前ホーク部分２８のモジュール化を実現できる。その結果、例えば、自転車１００の使用状況や目的に応じて、リジットホークからサスペンションホークに交換するといった具合に、前ホーク部分２８の仕様を乗り手が手軽に変更することが可能となる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
第１実施形態に係る結合ユニット１０では、自転車に組み込まれている回転軸の一つであるクランク軸を含むハンガ部品（ＢＢ）の構造的特徴を転用し、その機能的特徴の一部を応用した構成になっているが、図４に示す第２実施形態に係る自転車部品の結合ユニット４０（以下、単に「結合ユニット４０」という。）では、自転車に組み込まれている、クランク軸とは別の回転軸である車輪軸を軸支するハブの構造に着目し、その構造的特徴の一部を転用した構成になっている。
【００５３】
第２実施形態に係る結合ユニット４０は、筒状ケース内に上下一対の軸受を介して軸支された軸部材に上記した前ホーク部分２８とハンドルステム３８がそれぞれ結合される点で、基本的な構成が第１実施形態に係る結合ユニット１０と共通するが、軸部材および上下の軸受それぞれの形態は異なる。よって、図４に示す結合ユニット４０において、結合ユニット１０の構成と実質的に同じ構成には同じ符号を付して、その説明は必要に応じて言及するに止め、以下、相違する部分を中心に説明する。
【００５４】
結合ユニット４０では、筒状ケースであるヘッドパイプ１４３の外周面に、台形状をした金属板からなる台座４２が設けられている。この台座４２には、貫通孔４２１，４２２が２つ開設されている。これと同様の台座（不図示）が、フレーム体１４を構成する上パイプ１４１Ｕおよび下パイプ１４１Ｄ各々の先端部にも、当該先端部同士を接続する部品として設けられている。この不図示の台座に、台座４２を重ね合わせて、２つの台座の対応する貫通孔同士が連通した状態にする。そこへ不図示のボルト・ナットを取り付けて締め込むことで、台座４２と不図示の台座とが締結され、ヘッドパイプ１４３がフレーム体１４前部に取り付けられる。
【００５５】
結合ユニット４０は、軸部材４４を含む。軸部材４４は、中実の本体部分４４１を有する。本体部分４４１の外周面には、雄ねじ４４１Ｅが形成されている。この本体部分４４１の両端部側には、それぞれ、テーパの付いた角軸部４４２Ｄ，４４２Ｕが設けられている。これら角軸部４４２Ｄ，４４２Ｕ各々の先端部には、それぞれ雌ねじ（いずれも不図示）が開設されている。これらの構成を有する軸部材４４は、ヘッドパイプ１４３の上下両端部にそれぞれ設けられた上軸受４６および下軸受４８を介して、ヘッドパイプ１４３内に軸支されている。
【００５６】
上軸受４６は、上記した上軸受３４における玉押し部が、軸部材３０の拡径部３０４Ｕから上玉押しナット４６４に置換された構成になっている。上玉押しナット４６４の玉押し面４６４Ｐは、当接する鋼球３４２の表面部分に沿って湾曲したテーパ曲面形状をしている。上玉押しナット４６４の内周面には、雌ねじ（不図示）が形成されている。上玉押しナット４６４は、雌ねじ部分が軸部材４４の本体部分４４１に形成された雄ねじ４４１Ｅ部分に螺合した状態で、軸部材４４に取り付けられている。上玉押しナット４６４の下側には、緩み止めナット４６５が取り付けられている。
【００５７】
下軸受４８は、一般に知られているハブの構造的特徴の一部が転用された構成になっている。図示は省略するが、ハブは、ホイール中心部を形成する部品であり、図２に示すハンガ部品１８同様、中空筒形状をしたボディ内に、左右一対の軸受を介して車輪軸を軸支するものである。このハブとハンガ部品１８が相違する点は、軸受を構成するわんと玉押しの配置である。すなわち、ハブは、左右のわんがボディ内に設けられ、ボディ両側から左右の玉押しが締め込まれるように構成されている。このことを踏まえて、以下、下軸受４８について説明する。
【００５８】
下軸受４８は、下玉押しナット４８４を含む。下玉押しナット４８４は、上記した上玉押しナット４６４と同じ構成であるため、その説明は省略する。下軸受４８は、また、下わん４８１を含む。下わん４８１は、複数の鋼球３２２が当接する側の当たり面４８１Ｐを下側にして、下端部１４３Ｄ側のヘッドパイプ１４３内に嵌め込まれている。そして、下玉押しナット４８４の玉押し面４８４Ｐと下わん４８１の当たり面４８１Ｐとの間に、複数の鋼球３２２が介設された状態で、ヘッドパイプ１４３の下端部１４３Ｄ側から下玉押しナット４８４を締め込むことによって、下軸受４８がヘッドパイプ１４３の下端部１４３Ｄに固定されている。
【００５９】
なお、結合ユニット４０において、軸部材４４の下側端部（第１の端部）に前ホーク部分２８を取り付ける態様は、締結部材が異なる以外、基本的には、上記した結合ユニット１０と同じである。結合ユニット４０では、角軸部４４２Ｄ先端の雌ねじ部分に、締結部材である低頭六角ボルト４４５Ｄを締め込むことによって、軸部材４４の下側端部に前ホーク部分２８が固定されている。低頭六角ボルト４４５Ｄの頭部４４５ＤＨと座繰り面３６４との間には、ばね座金４４６Ｄが設けられている。
【００６０】
軸部材４４の上側端部（第２の端部）にハンドルステム３８を取り付ける態様についても、前ホーク部分２８同様、締結部材が異なる以外、基本的には、上記した結合ユニット１０と同じである。また、結合ユニット４０では、前ホーク部分２８と同じ態様で、軸部材４４の上側端部にハンドルステム３８が固定されている。すなわち、結合ユニット４０では、角軸部４４２Ｕ先端の雌ねじ部分に、締結部材である低頭六角ボルト４４５Ｕを締め込むことによって、軸部材４４の上側端部にハンドルステム３８が固定されている。低頭六角ボルト４４５Ｕの頭部４４５ＵＨと座繰り面３８４との間には、ばね座金４４６Ｕが設けられている。
【００６１】
上記した第２実施形態に係る結合ユニット４０によれば、下軸受４８を構成する下わん４８１が当たり面４８１Ｐを下側にして、ヘッドパイプ１４３内に、上わん３４１と同じ向きで取り付けられているため、結合ユニット４０にかかる荷重を上軸受４６と下軸受４８の両方で分担して受けられる。これにより、上記した結合ユニット１０と同じ効果が得られることは勿論、上軸受４６と下軸受４８が受ける荷重のアンバランスが軽減される。
【００６２】
また、結合ユニット４０では、筒状ケースであるヘッドパイプ１４３がフレーム体１４に対して着脱可能に構成されているため、前ホーク部分２８が軸部材４４に固定されたままの状態であっても、上記したような前ホーク部分２８の仕様変更が可能となる。これにより、前ホーク部分２８と結合ユニット４０とで構成される「前ホーク」のモジュール化を実現できる。
【００６３】
以上、本発明に係る自転車部品の結合ユニットおよび自転車を、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のように変形した形態で実施されても構わない。
【００６４】
＜変形例＞
（１）上記実施形態では、第１の嵌合部と第１の被嵌合部との嵌め合いとして、軸部材３０，４４側の角軸部３０２Ｄ，４４２Ｄと前ホーク部分２８側の角穴３６２との嵌め合いを用いたが、その他の形態の嵌め合いを用いても構わない。例えば、角軸部３０２Ｄ，４４２Ｄと角穴３６２による嵌め合いに替えて、スプライン嵌合を採用してもよい。この場合、軸部材のスプライン軸および前ホーク部分のスプライン穴それぞれのスプライン形状として、例えば、角形スプライン、インボリュートスプライン、インボリュートセレーションといった公知のものを採用することが可能である。
【００６５】
また、上記したスプライン嵌合を採用する場合、前ホーク部分の被固定部には、角穴３６２に替えてスプライン穴が設けられることになるが、当該前ホーク部分が、上記した前ホーク部分２８同様、ホークステムを有しない構成であれば、ホーク肩の中程に被固定部を設けるとよい。さらに、ホークステムを有する前ホークであっても、例えば、当該ホークステムを短縮し、その上端部にスプライン穴を有する被固定部を設けるといった変形を加えれば、本発明を適用することは可能になる。
【００６６】
（２）上記実施形態では、一般に「カップアンドコーン形」と呼ばれる型式のハンガ部品（ＢＢ）の構造的特徴を転用したが、「カートリッジ形」と呼ばれる型式のハンガ部品（ＢＢ）を転用することも勿論可能である。カートリッジ形のハンガ部品（ＢＢ）は、筒状ケースである本体内に一対の軸受およびクランク軸が収納されて一体化されたアッセンブリである。カートリッジ形のハンガ部品（ＢＢ）を転用する場合、フレーム体のヘッドパイプとハンガラグの筒状部分の規格を共通化しておけばよい。あるいは、筒状ケースの両端外部にそれぞれ軸受を取り付ける型式のハンガ部品（ＢＢ）の構造的特徴を転用することとしても構わない。
【００６７】
また、上記した各種ハンガ部品（ＢＢ）に限らず、ハブの構造的特徴をそのまま転用した構成を採用できることは言うまでもない。すなわち、上下両端部側の筒状ケース内に、上わんおよび下わんがそれぞれ設けられた構成であっても構わない。この場合、上軸受と下軸受の役割が上記実施形態とは逆になって、結合ユニットにかかる荷重を主として下軸受側で受け、上軸受側は、主として軸ぶれを抑制する調芯手段としての役割を担うことになるが、上記した結合ユニット１０同様、ハブの機能的特徴である軸部材の軸心回りの回転が阻害されるようなことはない。
【００６８】
（３）上記実施形態では、上下の軸受として、わんと玉押しの間に複数の鋼球が介設されてなる転がり軸受の一種である玉軸受が用いられているが、その他の形態の転がり軸受である、ころ軸受を用いても構わない。また、鋼球やころを保持するリテーナ（保持器）を含む構成の軸受が用いられていてもよい。
【００６９】
（４）上記実施形態では、何れも、一般用自転車に分類される自転車のフレーム体に前ホーク部分を結合する結合ユニットを例示しているが、本発明に係る自転車部品の結合ユニットは、一般用自転車に限らず、例えば、三輪自転車、キックスケーターなどの特殊自転車といった、その他の分類の自転車にも適用することができる。
【００７０】
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いて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１０，４０  自転車部品の結合ユニット
１４        フレーム体
１８        ハンガ部品
２０        クランク軸
２８        前ホーク部分
３０，４４  軸部材
３８        ハンドルステム
１００        自転車
１４３        ヘッドパイプ（筒状ケース）
３０２Ｄ      角軸部（第１の嵌合部）
３０２Ｕ      角軸部（第２の嵌合部）
３６２        角穴（第１の被嵌合部）
３８２        角穴（第２の被嵌合部）
【図１】
2018172066.tif 000003
【図２】
2018172066.tif 000004
【図３】
2018172066.tif 000005
【図４】
2018172066.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月6日(2017.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車のフレーム体に前ホーク部分を結合する自転車部品の結合ユニットであって、
第１の端部が開口し、前記フレーム体前部に取り付けられる筒状ケースと、
前記筒状ケース内に軸支され、前記第１の端部側に第１の嵌合部を有する軸部材と、
を含み、
自転車のハンガ部品を構成するクランク軸を前記軸部材として転用していて、
前記前ホーク部分は、前記第１の嵌合部と嵌合される第１の被嵌合部を有し、当該第１の被嵌合部に前記第１の嵌合部が嵌合した状態で前記軸部材に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、当該軸部材と一体になって当該軸部材の軸心回りに回動可能に結合されることを特徴とする自転車部品の結合ユニット。
【請求項２】
前記筒状ケースは、前記フレーム体に対して着脱可能に固定されることを特徴とする請求項１に記載の自転車部品の結合ユニット。
【請求項３】
さらに、前記フレーム体にハンドルステム部分を結合する自転車部品の結合ユニットであって、
前記筒状ケースは、前記第１の端部とは反対側にある第２の端部が開口し、
前記軸部材は、前記第２の端部側に第２の嵌合部を有し、
前記ハンドルステム部分は、前記第２の嵌合部と嵌合される第２の被嵌合部を有し、当該第２の被嵌合部に前記第２の嵌合部が嵌合した状態で前記軸部材に相対回転不能かつ着脱可能に固定され、当該軸部材および前記前ホーク部分と一体になって当該軸部材の軸心回りに回動可能に結合されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自転車部品の結合ユニット。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の自転車部品の結合ユニットによって、前記フレーム体に前記前ホーク部分が結合されていることを特徴とする自転車。
【請求項５】
請求項３に記載の自転車部品の結合ユニットによって、前記フレーム体に前記前ホーク部分および前記ハンドルステム部分が結合されていることを特徴とする自転車。