(57)【要約】【課題】トップチューブの二つ折り部分の機械的強度を確保しつつ車体の軽量化を実現した折り畳み自転車を提供する。【解決手段】中空のトップチューブ２が二つ折り可能な構造になっている折り畳み自転車であり、二つ折り部分の一方の開放端に溶接される第１の鍔板部８と、他方の開放端に溶接され第１の鍔板部８に突き合わされる第２の鍔板部９とを備える。第１、第２の各鍔板部８，９には、周辺部分に対して肉厚が薄い薄肉部８４ａ，８４ｂ，９４ａ，９４ｂと板面を貫通する孔部８５，９５とが形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のトップチューブが二つ折り可能な構造になっている折り畳み自転車であって、前記二つ折り部分の一方の開放端に溶接される第１の鍔板部と、他方の開放端に溶接され第１の鍔板部に突き合わされる第２の鍔板部とを備え、第１の鍔板部と第２の鍔板部との少なくとも一方には、周辺部分に対して肉厚が薄い薄肉部と板面を貫通する孔部の少なくとも一方が形成されている折り畳み自転車。
【請求項２】
第１の鍔板部と第２の鍔板部の一方は、外周縁に沿って周設され他方の鍔板部が嵌まり込む突縁部を備えている請求項１に記載の折り畳み自転車。
【請求項３】
第１の鍔板部と第２の鍔板部とは、一側端がヒンジ機構により連結され、他側端が開閉可能となっている請求項１または２に記載の折り畳み自転車。
【請求項４】
前記薄肉部と孔部とは、中央部に孔部、孔部を挟む上下位置に薄肉部がそれぞれ配置されている請求項１に記載の折り畳み自転車。
【請求項５】
前記薄肉部は、薄肉部を貫通する孔部を有している請求項１または４に記載の折り畳み自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、折り畳み自転車に関し、この発明は特に、中空のトップチューブが二つ折り可能な構造になっている折り畳み自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
折り畳み自転車は、持ち運びを前提として製作され、そのために車体の軽量化が重要な課題となっている。自転車の車体フレームの素材として、従来よりクロムモリブデン鋼など、スチール（鋼）を主成分とした合金が用いられてきた。しかし、スチールは、機械的強度や振動吸収性など、自転車のフレーム素材として理想的な素材であるものの、錆が発生し、重量が嵩むという欠点があり、折り畳み自転車のフレーム素材としては不向きである。
【０００３】
機械的強度を確保しつつ車体の軽量化を実現するために、アルミニウム合金を車体フレームの素材として用いた自転車が普及している。アルミニウム合金は軽量かつ堅牢であり、錆びにくいうえに安価であるため、現在、あらゆる種類の自転車に用いられている。近年、車体のさらなる軽量化が求められ、車体フレームの素材としてマグネシウム合金を用いた自転車も提案されている（例えば特許文献１参照）。    
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８８１１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
折り畳み自転車の折り畳み構造には種々の態様がある。トップチューブの長さ中央部において二つ折りを可能とした構造の折り畳み自転車では、トップチューブの二つ折り部（ジョイント部分）の強度を維持するため、トップチューブを切断した一方の開放端に第１の鍔板部を溶接し、他方の開放端に第１の鍔板部に突き合わされる第２の鍔板部を溶接しているが、第１、第２の各鍔板部に厚い金属製の板材を用いているため、重量が嵩み、車体を軽量化することの妨げとなっている。
【０００６】
この発明が目的とするところは、トップチューブの二つ折り部分の機械的強度を確保しつつ車体の一層の軽量化を実現した折り畳み自転車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による折り畳み自転車は、中空のトップチューブが二つ折り可能な構造になっている折り畳み自転車であって、二つ折り部分の一方の開放端に溶接される第１の鍔板部と、他方の開放端に溶接され第１の鍔板部に突き合わされる第２の鍔板部とを備えている。第１の鍔板部と第２の鍔板部との少なくとも一方には、周辺部分に対して肉厚が薄い薄肉部と板面を貫通する孔部の少なくとも一方が形成されている。
【０００８】
この発明によると、第１、第２の各鍔板部として厚い金属製の板材を用いることが可能である。また、第１の鍔板部と第２の鍔板部との少なくとも一方に薄肉部と孔部との少なくとも一方が形成されるので、各鍔板部は軽量となり、トップチューブの二つ折り部分の機械的強度が確保されつつ軽量化される。
【０００９】
この発明の一実施態様においては、第１の鍔板部と第２の鍔板部の一方は、外周縁に沿って周設され他方の鍔板部が嵌まり込む突縁部を備えているので、第１の鍔板部と第２の鍔板部とは互いに位置ずれすることがなく、確実に結合され、結合部分にがたつきが生じない。
【００１０】
第１の鍔板部と第２の鍔板部とは、好ましくは、一側端がヒンジ機構により連結され、他側端が開閉可能となっている。
この実施態様によると、ヒンジ機構を支点として第１、第２の各鍔板部の他側端を開くことにより、トップチューブが二つ折りされ、折り畳み自転車が折り畳まれる。ヒンジ機構を支点として第１、第２の各鍔板部の他側端を閉じることにより、トップチューブが直線状に繋がり、折り畳み自転車が組み立てられる。
【００１１】
一実施態様においては、薄肉部と孔部とは、中央部に孔部、孔部を挟む上下位置に薄肉部がそれぞれ配置されている。
この実施態様によると、第１、第２の各鍔板部は軽量となり、トップチューブの二つ折り部分の機械的強度が確保されつつ軽量化される。
【００１２】
好ましい実施態様においては、薄肉部は、薄肉部を貫通する孔部を有しているので、第１、第２の各鍔板部はさらに軽量となり、トップチューブの二つ折り部分が一層軽量化される。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、トップチューブの二つ折り部分の機械的強度を確保しつつ車体の軽量化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態の折り畳み自転車の外観を示す正面図である。
【図２】トップチューブの二つ折り部分を示す正面図である。
【図３】第１、第２の各鍔板部を開いた状態を示す正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（Ａ）は第１、第２の各鍔板部を開いた状態を示す図、（ｂ）は第１、第２の各鍔板部を閉じた状態を示す図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う第１の鍔板部の断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ線に沿う第２の鍔板部の断面図である。
【図７】ロック機構のハンドル操作部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、折り畳み自転車１の一実施形態を示している。この折り畳み自転車１は、車体フレーム１０を構成する水平なトップチューブ２のほぼ長さ中央部において二つ折りが可能な構造になっている。この二つ折り部分には、図１．２に示されるジョイント部２０が形成されており、このジョイント部２０には、ジョイント部２０の結合状態を保持したり解除したりするためのロック機構１００が組み付けられている。
【００１６】
トップチューブ２の後端部には、上下方向を向くシートチューブ３を介して左右対をなすバックフォーク４ａ，４ｂが設けられている。トップチューブ２とシートチューブ３との間およびシートチューブ３と左右のバックフォーク４ａ，４ｂとの間は溶接により一体に連結されている。トップチューブ２の前端部には、上下方向を向くヘッドチューブ５を介して左右対をなすフロントフォーク６ａ，６ｂが設けられている。トップチューブ２とヘッドチューブ５との間およびヘッドチューブ５と左右のフロントフォーク６ａ，６ｂとの間は溶接により一体に連結されている。
【００１７】
シートチューブ３にはシートポスト３０が高さ調節が可能に支持されている。シートポスト３０の上端部にはサドル３１が取り付けられている。ヘッドチューブ５にはステム５０が高さ調節が可能に支持されている。ステム５０の上端部にはハンドル５１が設けられている。左右のバックフォーク４ａ，４ｂは斜め下方へ延びており、後端部間には後車輪４０が回転自由に支持されている。左右のフロントフォーク６ａ，６ｂはほぼ真下へ延びており、下端部間に前車輪６０が回転自由に支持されている。
【００１８】
シートチューブ３は、下方へ延びる延長部３２を一連に備えている。トップチューブ２の後部の下面には支持パイプ２２が溶着され、延長部３２の下端部と支持パイプ２２の下端部との間に軸受筒７が溶接により取り付けられている。軸受筒７は駆動軸７０を回転自由に支持する。駆動軸７０の両端部にはクランクアーム７１がそれぞれ取り付けられている。各クランクアーム７１の先端にはペダル７２が装着されている。駆動軸７０およびクランクアーム７１の回転はフロントギヤ７３およびチェン７４を介して後車輪４０に伝えられる。
【００１９】
トップチューブ２、シートチューブ３、バックフォーク４ａ，４ｂ、ヘッドチューブ５、およびフロントフォーク６ａ，６ｂは自転車１の骨格をなす車体フレーム１０を構成している。車体フレーム１０の構成部材のうち、少なくともトップチューブ２およびバックフォーク４ａ，４ｂ、望ましくは車体フレーム１０の全ての構成部材はアルミニウム合金やマグネシウム合金の展伸材により構成される。また、例えば、トップチューブ２およびバックフォーク４ａ，４ｂをマグネシウム合金の展伸材により構成し、他のフレーム構成部材をアルミニウム合金の展伸材により構成することもできる。
【００２０】
バックフォーク４ａ，４ｂは、上面側が凸状に湾曲する形状になっており、前端部から後端部にかけて両者の間隔が次第に広がりつつ斜め下方へ延びている。各バックフォーク４ａ，４ｂの下面は、シートチューブ３の延長部３２に溶接により連結された支えフレーム４１によりそれぞれ支持されている。バックフォーク４ａ，４ｂの長さ中央部間は図示しない連結パイプで連結されている。
【００２１】
トップチューブ２は、内部が中空であり、長さ方向に対して垂直方向の縦断面形状が縦に長い楕円形状である。なお、トップチューブ２の内周面の下部位置に、図１において一点鎖線で示すように、補強用のリブ２１を全長にわたって一体に形成してもよい。
【００２２】
トップチューブ２は、長さ方向の中央部が左右に分断され、分断された開放端２３，２４間に二つ折りが可能なジョイント部２０が形成されている。ジョイント部２０は、図３〜図６に示されるように、切断端面であるトップチューブ２の一方の開放端２３に開放端縁に沿って一周にわたり溶接される第１の鍔板部８と、他方の開放端２４に開放端縁に沿って一周にわたり溶接され第１の鍔板部８に突き合わされる第２の鍔板部９とを備えている。第１、第２の各鍔板部８，９は、トップチューブ２の縦方向の断面積より大きな面積を有し、それぞれの外周部はトップチューブ２の外周面より外側へ張り出している。図５および図６において、８０，９０はトップチューブ２の各開放端２３，２４の周囲を一周する溶接部を示す。
【００２３】
第１、第２の各鍔板部８，９は、アルミニウム合金の板材により構成されているが、強度に優れたものであれば、他の金属製の板材を用いることもできる。第１の鍔板部８は第２の鍔板部９より一回り大きな縦長の形状を有する。図４（Ａ）に示されるように、第１の鍔板部８の外周縁に沿って板面を囲むように突縁部８１が周設されており、図４（Ｂ）に示されるように、第１の鍔板部８の突縁部８１の内側に第２の鍔板部９が嵌まり込むようになっている。
【００２４】
第１の鍔板部８と第２の鍔板部９とは、図３および図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、一側端がヒンジ機構１１０によって連結されており、ヒンジ機構１１０の枢軸１１１を支点として他側端が開閉可能である。第１，第２の各鍔板部８，９の他側端には、ロック機構１００のハンドル操作部１０１を組み付けるための矩形状の切欠部８２，９２が形成されている。
【００２５】
第１の鍔板部８は、図３および図５に示すように、周辺部分の厚肉部８３ａに対して肉厚が薄い２つの薄肉部８４ａ，８４ｂと、板面が刳り貫かれて貫通している円形の孔部８５とを備えている。各薄肉部８４ａ，８４ｂは、孔部８５を挟む上下位置に設けられている。各薄肉部８４ａ，８４ｂと孔部８５との間には周辺の厚肉部８３ａと連続する厚肉部８３ｂ，８３ｃが介在しており、薄肉部８４ａ，８４ｂおよび孔部８５は厚肉部８３ａ〜８３ｃにより囲まれている。各薄肉部８４ａ，８４ｂには、周辺部を残して円形の孔部８６ａ，８６ｂが形成されている。各孔部８６ａ，８６ｂは各薄肉部８４ａ，８４ｂを貫通する。
【００２６】
第２の鍔板部９は第１の鍔板部８と同様の構成であり、図４および図６に示すように、周辺の厚肉部９３ａに対して肉厚が薄い２つの薄肉部９４ａ，９４ｂと、板面が刳り貫かれて貫通する円形の孔部９５とを備えている。各薄肉部９４ａ，９４ｂは、孔部９５を挟む上下位置に設けられている。各薄肉部９４ａ，９４ｂと孔部９５との間には周辺の厚肉部９３ａと連続する厚肉部９３ｂ，９３ｃが介在しており、薄肉部９４ａ，９４ｂおよび孔部９５は厚肉部９３ａ〜９３ｃにより囲まれている。各薄肉部９４ａ，９４ｂには、周辺部を残して円形の孔部９６ａ，９６ｂが形成されている。各孔部９６ａ，９６ｂは各薄肉部９４ａ，９４ｂを貫通する。
【００２７】
この実施例では、第１、第２の各鍔板部８，９を軽量化するために、各鍔板部８，９に薄肉部８４ａ，８４ｂ，９４ａ，９４ｂと孔部８５，８６ａ，８６ｂ，９５，９６ａ，９６ｂとを形成し、一方、強度低下を抑えるために、薄肉部および孔部が厚肉部８３ａ〜８３ｃ、９３ａ〜９３ｃにより囲まれるように配置するとともに、薄肉部および孔部の面積、形状、個数を強度試験に基づいて適宜設定している。なお、薄肉部と孔部は、鍔板部８，９の片方にだけ設けてもよく、さらに、鍔板部８，９の少なくとも一方に薄肉部と孔部の一方だけを設けてもよい。
【００２８】
また、この実施例の第１、第２の各鍔板部８，９は、薄肉部８４ａ，８４ｂ，９４ａ，９４ｂを有するものをアルミのダイカストにより成形した後、孔部８５，９５，８６ａ，８６ｂ，９６ａ，９６ｂを切削加工により形成しているが、必ずしもこのような製法に限定されない。
【００２９】
ロック機構１００は、図２に示すように、ハンドル操作部１０１およびハンドル保持部１０２よりなる。ハンドル操作部１０１は、図７に示すように、人手により開閉操作されるハンドル１０３と、第１の鍔板部８の切欠部８２に位置し上下端が第１の鍔板部８に軸回動自由に支持される第１の支持軸１０４と、第２の鍔板部９の切欠部９２に位置し上下端が第２の鍔板部９に支持される第２の支持軸１０５とを含んでいる。ハンドル１０３は第２の鍔板部９の第２の支持軸１０５に基端部が支持されており、第１、第２の各鍔板部８，９が突き合わされた状態のとき、第２の支持軸１０５を支点としてトップチューブ２の外周面に対して起伏動作が可能である。
【００３０】
第１の鍔板部８の第１の支持軸１０４とハンドル１０３の中間部に軸回動自由に支持された第３の支持軸１０６との間にロッド１０７が掛け渡されている。ハンドル１０３を引いて、開かれた第１、第２の鍔板部８，９を閉じるとき、ロッド１０７によって第２の鍔板部９が第１の鍔板部８に引き寄せられて、第１、第２の各鍔板部８，９が密接状態で突き合わされる。
【００３１】
ハンドル保持部１０２は、トップチューブ２の外周面に回動自由に軸支された撮み１０８と、ハンドル１０３の第３の支持軸１０６の位置に上方へ突設された突軸１０９とを含んでいる。ハンドル１０３をトップチューブ２上に倒した状態で、撮み１０８をハンドル１０３の側に回すと、突軸１０９が撮み１０９の内側の凹部（図示せず）に係合し、ハンドル１０３の起立操作が規制される。撮み１０９を反対方向へ回すと、突軸１０９と撮み１０８との係合が外れ、ハンドル１０３は拘束状態から解除される。
【００３２】
なお、ロック機構１００は、ジョイント部２０の結合状態、すなわち、第１の鍔板部８と第２の鍔板部９とが突き合わさった状態を保持できる構成のものであれば、上記した実施態様のものに限られるものではない。
【００３３】
上記した折り畳み自転車１において、トップチューブ２の二つ折り部分の一方の開放端２３に第１の鍔板部８を溶接し、他方の開放端２４に第２の鍔板部９を溶接してジョイント部２０を構成するので、ジョイント部２０の結合強度が高められ、トップチューブ２の二つ折り部分の機械的強度が高められる。
一方、第１の鍔板部８には薄肉部８４ａ，８４ｂおよび孔部８５が、第２の鍔板部９に薄肉部９４ａ，９４ｂおよび孔部９５が、それぞれ形成されているので、第１、第２の各鍔板部８，９は軽量となり、ジョイント部２０の軽量化がはかられる。さらに、第１の鍔板部８の薄肉部８４ａ，８４ｂに孔部８６ａ，８６ｂが、第２の鍔板部９の薄肉部９４ａ，９４ｂに孔部９６ａ，９６ｂが、それぞれ形成されているので、各鍔板部８，９は一層軽量となり、ジョイント部２０の軽量化がより高められている。
【００３４】
第１の鍔板部８では、孔部８５が中央部に、薄肉部８４ａ，８４ｂが孔部８５を挟む上下位置に、また、第２の鍔板部９では、孔部９５が中央部に、薄肉部９４ａ，９４ｂが孔部９５を挟む上下位置に、それぞれ設けられ、周囲が厚肉部８３ａ，８３ｂにより囲まれるとともに、孔部８５と薄肉部８４ａ，８４ｂとの間、および孔部９５と薄肉部９４ａ，９４ｂとの間に、それぞれ厚肉部８３ｂ，８３ｃ、９３ｂ，９３ｃが存在するので、ジョイント部２０の機械的強度が損なわれず車体が軽量化される。
【００３５】
折り畳み自転車１を折り畳むには、ロック機構１１０のハンドル操作部１０１およびハンドル保持部１０２を操作してロック解除した後、ヒンジ機構１１０を支点として第１、第２の各鍔板部８，９の他側端を開くことにより、トップチューブ２が二つ折りされ、折り畳みが可能である。
【００３６】
つぎに、折り畳まれた自転車１を組み立てるには、ヒンジ機構１１０を支点として第１、第２の各鍔板部８，９の他側端を閉じ、第２の鍔板部９を第１の鍔板部８の突縁部８１内に嵌め込むことにより、トップチューブ２が直線状に繋がり、さらに、ロック機構１１０のハンドル操作部１０１およびハンドル保持部１０２を操作してロックすることにより、折り畳み自転車の組み立てが完了する。
【符号の説明】
【００３７】
１    折り畳み自転車
２    トップチューブ
８    第１の鍔板部
９    第２の鍔板部
２３，３４  開放端
８０，９０  溶接部
８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，９３ａ，９３ｂ，９３ｃ  厚肉部
８４ａ，８４ｂ，９４ａ，９４ｂ  薄肉部
８５，８６ａ，８６ｂ，９５，９６ａ，９６ｂ  孔部
１１０  ヒンジ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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