(57)【要約】      （修正有）【課題】自転車本来の走行能力を維持しながら可搬性と保管性を両立させた新しい発想による折りたたみ自転車を提供する。【解決手段】自転車の構成部品のうち前車輪ユニット５と、後車輪ユニット１１と、動力伝動機構１２といった部品を嵩張ることがない部品構造に改良し、リアフレーム１３と共に後車輪ユニット１１を９０度回転できるようにしたうえ、縦方向に折りたたむことにより、走行性能を維持しながら従来よりも狭く扁平な空間に収納できるようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントパイプとシートパイプと、両者の間を連結する連結フレームとからなるフレーム本体の前部を構成するフロントパイプの下部には前車輪ユニットを装着し、当該フロントパイプの上部にはハンドルを装着し、後部を構成するシートパイプの上部にはサドルを装着し、当該シートパイプの下部にはペダル付きクランクの回転力をドライブシャフトを通して後車輪に伝達する構造の動力伝動機構とリアフレームとを装着し、当該リアフレームの後部には後車輪ユニットが装着されてなる自転車において、
前車輪ユニットは、フロントパイプの下部に装着したフロントアームの先端部に設けた固定フレームに三角形状〜六角形状に複数の遊星歯車が配設し、当該複数の遊星歯車に、外周にタイヤの装着された輪状の前輪リムの内側に固定内歯車を設けてなる前車輪を噛合させて、前車輪を回転自在に装着し、
後車輪ユニットは、シートパイプの下部に設けたシートステイフレームにリアフレームを装着し、当該リアフレームの先端部に設けた固定フレームに三角形状〜六角形状に複数の遊星歯車を配設し、当該複数の遊星歯車には、外側にタイヤの装着された輪状の後輪リムの内側に固定内歯車を設けてなる後車輪を噛合させて、後車輪を回転自在なるように装着するとともに、前記固定フレームに配設された複数の遊星歯車のうちの１つの遊星歯車のシャフトに傘歯車を軸着して駆動用遊星歯車となし、
前記動力伝動機構は、当該シートパイプの下部に設けられたシートステイフレームにはペダル付きクランクとリアフレームを装着し、当該リアフレームにはドライブシャフトを装着し、ペダル付きクランクの回転力をドライブシャフトを通して後車輪ユニットの駆動用遊星歯車に伝達する構造となし、
前記リアフレームがシートステイフレーム上で９０度回転し得るように装着すると共に、当該リアフレームがシートステイフレームに固定し回転しないようにする固定手段を設け、当該リアフレームを回転するとその先端部に装着された後車輪ユニットも一緒に回転し、当該リアフレームを固定手段により固定すると後車輪ユニットも固定するようになし、
フロントパイプの下部に設けたフロントアームは回転自在に装着されていて、その先端部に装着された前車輪ユニットも一緒に回転自在となし、
前記連結フレームは、中間部で蝶番手段若しくはリンク構造により縦向きに折りたためるように構成するとともに、連結フレームの折りたたみができないようにする固定手段を設けて、
自転車として使用する際には、前記リアフレームを固定手段によりシートステイパイプに固定すると共に、前記連結フレームについても固定手段により折りたたみができないようにし、
折りたたむ際には、前車輪と後車輪とを９０度回転して、車軸に対して直交する向きに揃え、その上で前記連結フレームを縦向きに折りたたむことができるようにしたことを特徴とする折りたたみ自転車。
【請求項２】
フレーム本体を、フロントパイプとシートパイプと、両者の間を連結する連結フレームとで構成するが、当該連結フレームを前部リンクと後部リンクが折り曲げ自在に連結した構成となし、その中間連結部にて前部リンクと後部リンクとが縦方向に折り畳めるようにするとともに、固定手段により折りたたみが出来ないように固定したことを特徴とする請求項１に記載する折りたたみ自転車。
【請求項３】
前記動力伝動機構は、シートパイプの下部に設けられたシートステイフレームにペダル付きクランクと伝動歯車とリアフレームを装着し、クランクシャフトには駆動用歯車を軸着し、これに噛合する伝動歯車をシートステイフレームに配設してあり、当該伝動歯車シャフトには伝動傘歯車が軸着して、
前記リアフレームにはドライブシャフトを後車輪方向に向けて回転自在に装着し、当該ドライブシャフトの基部には第１傘歯車が固着してあるとともにその先端部には第２傘歯車が固着してあり、当該第１傘歯車は前記伝動傘歯車と噛合し、当該第２傘歯車は駆動用遊星歯車の傘歯車と噛合するように構成し、クランクアームのペダルに負荷された回転駆動力が、駆動用歯車から伝動歯車および伝動傘歯車に伝達され、更にその回転駆動力は当該伝動傘歯車からドライブシャフトの第１傘歯車、第２傘歯車を通して、駆動用遊星歯車の傘歯車に伝達されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載する折りたたみ自転車。
【請求項４】
シートパイプの下部に設けられたシートステイフレームにリアフレームを９０度回転し得るように装着すると共に、当該リアフレームをシートステイパイプに固定し回転しないようにする固定手段を設け、当該リアフレームを回転するとその先端部に装着された後車輪ユニットも一緒に回転し、当該リアフレームを固定手段により固定すると後車輪ユニットも固定して回転できないようにしたことを特徴とする請求項１に記載する折りたたみ自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車本来の走行能力を維持しながら可搬性と保管性を両立させた新しい発想による折りたたみ自転車を提供せんとするものである。
【０００２】
自転車は、手軽で便利な人の移動手段として世界中で普及しているが、その自転車に、本来の走行能力だけでなく保管と携帯の容易性を持たせた折りたたみ自転車は１８９０年代から多方面で研究され、様々な方式や構造設計のものが開発され実用化している。
【０００３】
当該折りたたみ自転車の開発には、高度な工学デザインが必要であるため、多くの工業デザイナー達が様々な発想力を発揮してきたが、それを大別すると、（イ）折りたたむ際に工具を必要としないものと、（ロ）折りたたむ際に工具を必要とするものとに区分できる。前者は、狭義の折りたたみ自転車と称され、折りたたみ操作は容易であるが、小型化が難しく保管性と携帯性が満足できるものは少ない。これに対し、後者は、狭義で分割自転車と称されており、その折りたたみ操作に手間と時間がかかるが、小型化が比較的容易であり、走行性も維持されたものが多い傾向がある。
【０００４】
折りたたむ際に工具を必要としない折りたたみ自転車は、その設計に際して小型化して保管性と携帯性を追及すると、折りたたみ操作が面倒となったり自転車本来の走行能力も妥協しなければならなくなり、反対に折りたたみ操作の簡便性と走行性能を追及すると、小型化による保管性と携帯性を妥協しなければならなくなる。このように一般には、折りたたみ自転車に両方の性能を高度に持たせるようにするのは、技術的に難しいとされている。
【０００５】
そのため、折りたたみ自転車は、その使用目的によって使い分けられている。例えば、過去において折りたたみ自転車は、競技用や軍隊でも使用されたことがあるが、そのように業務用・プロ用として使用する場合は、主に工具を用いる分割自転車が使用されることが多かった。しかし、一般大衆がレジャー用として使用するような場合には、簡単に折りたたむことができ、積載や保管の際に場所をとらない折りたたみ自転車が望まれている。即ち、コンシューマ向けの折りたたみ自転車の場合には、持ち運び易くするため小径ホイールを用いるなどサイズを小さくし、軽量化を図ることが多いが、そうするとスピードを出しにくくなったり、乗り心地が低下するなど、走行性能が普通の自転車よりも制限されるようになる。
【０００６】
本発明は、自転車本来の走行能力を維持しながら可搬性と保管性を両立させた新しい発想による折りたたみ自転車を提供せんとするものである。
【背景技術】
【０００７】
前述したように従来より、多様な発想と設計による折りたたみ自転車が提案されている。例えば、先行例１は自転車のフレームの真ん中から横向きに折りたたむ方式のもの（特開２００７−２３８０８５号）であり、先行例２はフレームを縦向きに折りたたむ方式のもの（特開２０１１−１６２１６９号）であり、先行例３は交差型フレーム方式のもの（特開２００２−２４９０９１号）であり、先行例４は分割型方式のもの（特開２００８−２９０６８８号）などがある。
これらは、普及しているほとんどの自転車が採用しているペダル付きクランクの回転力をチェーンを用いて後車輪に伝達する構造方式のものである。
【０００８】
このような構造方式のなかで最も多く設計されている折りたたみ自転車は、先行例１のようなフレームを横折りする方式のものである。この横折り方式は車輪が横に並ぶため横幅がどうしても嵩張り、狭く扁平な空間に収納できるように小さくするには限界がある。
【０００９】
また、先行例２や先行例３のフレームが縦向きに折りたたむ方式のものや交差型フレーム方式のものは、前後の車輪が直列に並ぶことになるので、ホイールが小径のものでなければ小型化はできないなどの難点があり、その走行性が大幅に制限されることになる。
【００１０】
更に、先行例４の分割方式のものは、前述したように折りたたみ操作や、組み立て復元操作が面倒で、一般人のレジャー向けやスポーツ向けにはむいていない難点がある。
【００１１】
更にまた、ペダル付きクランクの回転力をドライブシャフトを通して後車輪に伝達する構造方式を採用した折りたたみ自転車の先行例５として特許第３２９３３１５号がある。当該先行例５の特許は、ドライブシャフトを通して後車輪に伝達する構造の自転車において、軽量化と柔軟化を図ろうとするのが目的であり、狭く扁平な空間に収納できるように小型化することについては考慮されていない。当該発明の特徴は、前輪及び後輪の中心部にシャフトが取り付けられる円盤状のホイールが用いられており、しかもその円盤状のホイールは、外側に湾曲する曲面としている。また、本体フレームはその中間部に蝶番手段を設け、当該蝶番手段を介して横向きに折りたたみ出来るように構成されている。そのため、当該自転車を折りたたむ際、前輪と後輪のホイールがほぼ球状となるように構成されている。その結果、狭く扁平な空間に収納できるような小型化ができないものである。
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２３８０８５号
【特許文献２】特開２０１１−１６２１６９号
【特許文献３】特開２００２−２４９０９１号
【特許文献４】特開２００８−２９０６８８号
【特許文献５】特許第３２９３３１５号（特開平７−２７７２５７号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
自転車の基本構造は、フレームの前方下部に前輪が設けられ、その上部にはハンドルが設けられており、フレームの中央部の下部にはクランクペダル部が設けられ、その上部にはサドルが設けられており、フレームの後方下部には後輪が設けられており、更に前記クランクペダル部と後輪との間には回転伝達機構が設けられている。当該自転車の基本構造を構成する部品は、車軸となるフレームに沿って前後方向にほぼ直列状に配設されているため、自転車を折り畳もうとした場合どうしても「嵩張る」構造になっている。このような構造の自転車を本来の走行能力を維持しながら折り畳んでコンパクトにし可搬性と保管性を両立させた折りたたみ自転車を具現化するのは非常に困難である。従来例をみると、その多くはフレームを横向きに折りたたむ方式のものが主流となっているためどうしても横幅が嵩張ることになり、狭く扁平な空間に収納できるように折りたたむのは困難である。また、フレームを縦向きに折りたたむ方式のものは、前後の車輪が直列に並ぶため前後方向への小型化が難しく、狭い空間へ収納できない難点がある。
【００１４】
そこで、本発明者は、更衣室のロッカーのような狭く扁平な空間に収納できるようにするため研究したが、従来のままの部品構造では小型化には限界があると発想し、自転車を構成する部品を、下記のように嵩張ることがない部品構造に改良することにした。
（１）車輪の軸方向の嵩張りを改良する。
（２）クランク部の嵩張りを改良する。
（３）回転伝達機構部の嵩張りを改良する。
【００１５】
このように本発明は、構成部品を改良するという新しい発想により自転車本来の走行能力を維持しながら可搬性と保管性を両立させる折りたたみ自転車を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
特許を受けようとする第１発明は、フロントパイプとシートパイプと、両者の間を連結する連結フレームとからなるフレーム本体の前部を構成するフロントパイプの下部には前車輪ユニットを装着し、当該フロントパイプの上部にはハンドルを装着し、後部を構成するシートパイプの上部にはサドルを装着し、当該シートパイプの下部にはペダル付きクランクの回転力をドライブシャフトを通して後車輪に伝達する構造の動力伝動機構と９０度回転自在なリアフレームとを装着し、当該リアフレームの後部には後車輪ユニットが装着されてなる自転車において、前車輪ユニットと、後車輪ユニットと、前記動力伝動機構を嵩張ることがない部品構造に改良すると共に、フレーム本体の連結フレームを縦向きに折りたたむようにしたものである。
【００１７】
即ち、前車輪ユニットは、フロントパイプの下部に装着したフロントアームの先端部に設けた固定フレームに三角形状〜六角形状に複数の遊星歯車が配設し、当該複数の遊星歯車に、外周にタイヤの装着された輪状の前輪リムの内側に固定内歯車を設けてなる前車輪を噛合させて、前車輪を回転自在に装着する。
【００１８】
後車輪ユニットは、シートパイプの下部に設けたシートステイフレームにリアフレームを装着し、そのリアフレームの先端部に設けた固定フレームに三角形状〜六角形状に複数の遊星歯車を配設し、当該複数の遊星歯車には、外周にタイヤの装着された輪状の後輪リムの内側に固定内歯車を設けてなる後車輪を噛合させて、後車輪を回転自在なるように装着するとともに、前記固定フレームに配設された複数の遊星歯車のうちの１つの遊星歯車のシャフトに傘歯車を軸着して駆動用遊星歯車となす。
【００１９】
前記動力伝動機構は、当該シートパイプの下部に設けられたシートステイフレームにはペダル付きクランクとリアフレームを装着し、当該リアフレームにはドライブシャフトを装着し、ペダル付きクランクの回転力をドライブシャフトを通して後車輪ユニットの駆動用遊星歯車に伝達する構造となし、前記リアフレームは、シートステイパイプ上で９０度回転し得るように装着すると共に、当該リアフレームをシートステイパイプに固定し回転しないようにする固定手段を設け、当該リアフレームを回転するとその先端部に装着された後車輪ユニットも一緒に回転し、当該リアフレームを固定手段により固定すると後車輪ユニットも固定するようになし、フロントパイプの下部に設けたフロントアームは回転自在に装着されていて、その先端部に装着された前車輪ユニットも一緒に回転自在となす。
【００２０】
更に、フレーム本体の前記連結フレームは、中間部で蝶番手段若しくはリンク構造により縦向きに折り畳めるように構成するとともに、連結フレームの折りたたみができないようにする固定手段を設けてあり、自転車として使用する際には、前記リアフレームを固定手段によりシートステイパイプに固定すると共に、前記連結フレームについても固定手段により折りたたみができないようにし、折りたたむ際には、前車輪と後車輪とを９０度回転して、車軸に対して直交する向きに揃え、その上で前記連結フレームを縦向きに折りたたむことができるようにしたことを特徴とする折りたたみ自転車である。
【００２１】
当該第１発明は、前述したように前車輪ユニットと、後車輪ユニットと、前記動力伝動機構といった部品を嵩張ることがない部品構造に改良したものである。
【００２２】
従来の前車輪ユニット及び後車輪ユニットは、フレーム本体に装着する際に車輪の中心部に左右方向に突出する回転軸を設け、その突出する回転軸の両側をフォークやシートステイなどで支持する両持ち構造になっているうえ、後輪の回転軸には、後つめやリアディレイラーやアジャスターなどが付設されているので、横幅が嵩張ったものになっている。そこで本発明者は、車輪の回転を三角形状〜六角形状に配設された遊星歯車で確保しながら固定フレームで片側保持する構造にした。即ち、自転車では前車輪と後車輪との支持構造を従来の両持ち構造から片持ち構造にすることにより横幅の嵩張りを改良したのである。
また、動力伝動機構は、ペダル付きクランクの回転力をドライブシャフトを通して後車輪に伝達する構造にして、ギヤクランクやチェーンなどによる嵩張りをなくし、クランク部を含む動力伝動機構を小型化すると共に、ドライブシャフトを装着するリアフレームとその先端部に装着された後車輪ユニットを９０度回転したり、固定したりできるように改良したのである。
【００２３】
更に、フレーム本体の前記連結フレームを中間部で縦向きに折りたためるようにして、車軸方向に嵩張っているフレーム本体を大幅に縮小するように改良した。
【００２４】
このように本発明は、自転車の構成部品である前車輪ユニットと後車輪ユニットの横幅を縮小するとともに、前車輪ユニットと後車輪ユニットを９０度回転して車軸方向と直交するように揃えたうえ、当該連結フレームを縦向きに折りたたむことにより車軸方向への嵩張りを大幅に縮小したものである。従って本発明は、車輪のホイールサイズが大きくて自転車本来の走行能力を維持していながら小型化することができたので携帯に便利であり、狭い空間へ収納できる折りたたみ自転車を具現化したものである。
【００２５】
特許を受けようとする第２発明は、フレーム本体を、フロントパイプとシートパイプと、両者の間を連結する連結フレームとで構成するが、当該連結フレームを前部リンクと後部リンクが折り曲げ自在に連結した構成となし、その中間連結部にて前部リンクと後部リンクとが縦方向に折り畳めるようにするとともに、固定手段により折りたたみが出来ないように固定したことを特徴とする第１発明に記載する折りたたみ自転車である。
【００２６】
第２発明は、第１発明におけるフレーム本体の構造の実施例を示すものであり、連結フレームを前部リンクと後部リンクとが折り曲げ自在に連結した構成となし、その中間連結部にて前部リンクと後部リンクとが縦方向に折りたためるようにして、車軸方向に列設する車体の嵩張りを大幅に縮小せんとするものである。
【００２７】
特許を受けようとする第３発明は、前記動力伝動機構の構成をシートパイプの下部に設けられたシートステイフレームにペダル付きクランクと伝動歯車とリアフレームを装着し、クランクシャフトには駆動用歯車を軸着し、これに噛合する伝動歯車をシートステイフレームに配設してあり、当該伝動歯車シャフトには伝動傘歯車が軸着してあり、前記リアフレームにはドライブシャフトを後車輪方向に向けて回転自在に装着し、当該ドライブシャフトの基部には第１傘歯車が固着してあるとともにその先端部には第２傘歯車が固着してあり、当該第１傘歯車は前記伝動傘歯車と噛合し、当該第２傘歯車は駆動用遊星歯車の傘歯車と噛合するように構成し、クランクアームのペダルに負荷された回転駆動力が、駆動用歯車から伝動歯車および伝動傘歯車に伝達され、更にその回転駆動力は当該伝動傘歯車からドライブシャフトの第１傘歯車、第２傘歯車を通して、駆動用遊星歯車の傘歯車に伝達されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載する折りたたみ自転車である。
【００２８】
当該第３発明は、動力伝動機構の構成を、ペダル付きクランクの回転力をドライブシャフトを通して後車輪ユニットの駆動用遊星歯車に伝達する構造を具体的に特定したものである。
【００２９】
特許を受けようとする第４発明は、シートパイプの下部に設けられたシートステイフレームにリアフレームを９０度回転し得るように装着すると共に、当該リアフレームをシートステイパイプに固定し回転しないようにする固定手段を設け、当該リアフレームを回転するとその先端部に装着された後車輪ユニットも一緒に回転し、当該リアフレームを固定手段により固定すると後車輪ユニットも固定して回転できないようにしたことを特徴とする第１発明に記載する折りたたみ自転車である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、自転車の前車輪と後車輪とを複数の遊星歯車で回転自在に保持できるようにすると共に、これらを固定フレームで片持ちする構造にすることにより、前車輪ユニットと後車輪ユニットの横幅の嵩張りを改良した。また、動力伝動機構をペダル付きクランクの回転力をドライブシャフトを通して後車輪ユニットの駆動用遊星歯車に伝達する構造にすることによりその構造を簡素化して嵩張りを改良した。更に、ドライブシャフトの装着されたリアフレームを９０度回転し得るようにするとともに固定手段により固定して回転できないようにして、後車輪ユニットも一緒に回転したり固定したりできるように改良した。
【００３１】
このように自転車の嵩張る主要構成部品を嵩張ることがない部品構造に改良すると共に、後車輪ユニットを９０度回転して前車輪ユニットと後車輪ユニットが揃ってフレーム本体と直交する方向を向いて並ぶようにし、更に当該フレーム本体をその中間部から縦向きに折りたたむことができるので、ロッカーのような狭く扁平な空間にでも収納できるようになった。
【００３２】
また本発明は、前車輪ユニットと後車輪ユニットが揃ってフレーム本体と直交する方向を向いて並ぶようにしたうえで、当該フレーム本体をその中間部から縦向きに折りたたむことができるようにしたので、前車輪と後車輪のホイール径を小さくする必要がない。そのため走行性能を制限する必要がなく、自転車本来の乗り心地を維持できる折りたたみ自転車を具現化することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明は、フロントパイプとシートパイプと、両者の間を連結する連結フレームとからなるフレーム本体の前部を構成するフロントパイプの下部には前車輪ユニットを装着し、当該フロントパイプの上部にはハンドルを装着し、後部を構成するシートパイプの上部にはサドルを装着し、当該シートパイプの下部にはペダル付きクランクの回転力をドライブシャフトを通して後車輪に伝達する構造の動力伝動機構とリアフレームとを装着し、当該リアフレームの後部には後車輪ユニットが装着されてなる自転車において、前車輪ユニットと、後車輪ユニットと、前記動力伝動機構といった部品を嵩張ることがない部品構造に改良すると共に、後車輪ユニットを９０度回転できるようにして、従来にない折りたたみ方を実現し、走行性能を維持しながら従来よりも狭く扁平な空間に収納できるようにしたものである。
【００３４】
前車輪ユニットは、フロントパイプの下部に装着したフロントアームの先端部に設けた固定フレームに三角形状に複数の遊星歯車が配設し、当該複数の遊星歯車に、外周にタイヤを装着した輪状の前輪リムの内側に設けた固定内歯車を噛合させて前車輪を回転自在に装着できるようにする。
【００３５】
後車輪ユニットは、シートパイプの下部に装着されたリアフレームの先端部に設けた固定フレームに三角形状に遊星歯車を配設し、当該複数の遊星歯車には、外側にタイヤの装着された輪状の後輪リムの内側に設けた固定内歯車に後車輪を噛合させて、後車輪を回転自在に装着するとともに、前記固定フレームに配設された複数の遊星歯車のうちの１つの遊星歯車のシャフトに傘歯車を軸着して駆動用遊星歯車となす。
【００３６】
前記動力伝動機構は、シートパイプの下部に設けられたシートステイフレームにペダル付きクランクと伝動歯車とリアフレームを装着し、クランクシャフトには駆動用歯車を軸着し、これに噛合する伝動歯車をシートステイフレームに配設してあり、当該伝動歯車シャフトには伝動傘歯車が軸着してあり、前記リアフレームにはドライブシャフトを後車輪方向に向けて回転自在に装着し、当該ドライブシャフトの基部には第１傘歯車が固着してあるとともにその先端部には第２傘歯車が固着してあり、当該第１傘歯車は前記伝動傘歯車と噛合し、当該第２傘歯車は駆動用遊星歯車の傘歯車と噛合するように構成する。このような構造にすることによりクランクアームのペダルに負荷された回転駆動力が、駆動用歯車から伝動歯車および伝動傘歯車に伝達され、更にその回転駆動力は当該伝動傘歯車からドライブシャフトの第１傘歯車、第２傘歯車を通して、駆動用遊星歯車の傘歯車に伝達されるようになるのである。
【００３７】
また、前記リアフレームは、シートステイフレーム上で９０度回転し得るように装着すると共に、当該リアフレームがシートステイフレームに固定し回転しないようにする固定手段が設けられている。その結果、当該リアフレームを回転するとその先端部に装着された後車輪ユニットも一緒に回転し、当該リアフレームを固定手段により固定すると後車輪ユニットも固定するようになる。
【００３８】
また、フロントパイプの下部に設けたフロントアームは回転自在に装着されていて、その先端部に装着された前車輪ユニットも一緒に回転自在な構造になっている。
【００３９】
更に、フレーム本体は、フロントパイプとシートパイプと、両者の間を連結する連結フレームとで構成するが、当該連結フレームを前部リンクと後部リンクとが折り曲げ自在に連結した構成となし、その中間連結部にて前部リンクと後部リンクとが縦方向に折り畳めるようにするとともに、固定手段により連結フレームの折りたたみが出来ないように固定することもできるように構成する。
【００４０】
その結果、自転車として使用する際には、固定手段により前記リアフレームをシートステイフレームに固定すると共に、前記連結フレームについても固定手段により折りたたみができないようにして、自転車の車体として維持できるようにする。
【００４１】
次に、自転車を携帯・保管するために折りたたむ際には、前車輪と後車輪とを９０度回転して、車軸に対して直交する向きに揃え、その上で前記連結フレームを縦向きに折りたたむことが出来るようにしたものである。
【実施例】
【００４２】
本発明に係る折りたたみ自転車について図示実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例を示す斜視図であり、図２は、本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例を示す正面図であり、図３は、前記動力伝動機構とクランクとリアフレームの構成を示す要部背面図であり、図４は、本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例において前車輪ユニットと、リアフレーム及び後車輪ユニットを車軸と直交する方向に９０度回転した状態を示す斜視図であり、図５は本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例において前車輪ユニットと、リアフレーム及び後車輪ユニットを車軸と直交する方向に９０度回転した状態を示す正面図であり、図６は、本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例においてフレーム本体の連結フレームをその中間部にて縦方向に折りたたみつつある状態を示す正面図であり、図７は、本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例を完全に折りたたんだ状態を示す正面図である。
【００４３】
図１、図２に示すように、本発明に係る自転車の基本構成は、フロントパイプ２とシートパイプ３と、両者の間を連結する連結フレーム４とからフレーム本体１が構成されている。当該の前部を構成するフロントパイプ２の下部には前車輪ユニット５が装着されており、当該フレーム本体１のフロントパイプ２の上部にはハンドル６が装着されており、後部を構成するシートパイプ３の上部にはサドル７が装着されており、当該シートパイプ３の下部には動力伝動機構１２とリアフレーム１３とが装着されており、当該リアフレーム１３の後部には後車輪ユニット１１が装着されている。当該動力伝動機構１２は、ペダル８付きクランク９の回転力をドライブシャフト１０を通して後車輪ユニット１１に伝達する構造になっている。
【００４４】
本発明は、当該自転車の構成部品のうち前車輪ユニット５と、後車輪ユニット１１と、前記動力伝動機構１２といった部品を嵩張ることがない部品構造に改良したのと、リアフレーム１３と共に後車輪ユニット１１を９０度回転できるようにして、従来にない折りたたみ方を実現し、走行性能を維持しながら従来よりも狭く扁平な空間に収納できるようにした点に特徴がある。
【００４５】
前車輪ユニット５は、前記フロントパイプ２の下部に装着したフロントアーム１４の先端部に設けた固定フレーム１５に三角形状に３個の遊星歯車１６ａが配設されており、当該３個の遊星歯車１６ａは、外周にタイヤ１７ａを装着した輪状の前輪リム１８ａの内側に設けた固定内歯車１９ａに噛合されており前車輪２０を回転自在に装着できるようにする。当該前車輪ユニット５は、３個の遊星歯車１６ａが前車輪２０の輪状の前輪リム１８ａの内側に配設されているので、タイヤ１７ａの幅より嵩張ることがないうえ、固定内歯車１９ａと固定アーム１５との支持構造は片持ち構造となっているので、左右方向への嵩張りが少ない構造になっている。尚、本実施例では、前車輪ユニット５の固定フレーム１５に三角形状に３個の遊星歯車１６ａが配設されているが、本発明においてはこれに限る必要はなく四角形状若しくは五角形状又は六角形状にそれぞれ４個、５個、６個の遊星歯車１６ａを配設するようにしても良いことは勿論である。
【００４６】
後車輪ユニット１１は、シートパイプ３の下部に設けたシートステイフレーム２１に装着したリアフレーム１３の先端部に固定フレーム２２に三角形状に３個の遊星歯車１６ｂを配設されており、当該複数の遊星歯車１６ｂには、外周にタイヤ１７ｂの装着された輪状の後輪リム１８ｂの内側に設けた固定内歯車１９ｂに後車輪２３を噛合させて、後車輪２３を回転自在に装着するとともに、前記固定フレーム２２に配設された３個の遊星歯車１６ｂのうちの１つの遊星歯車１６ｂのシャフトに傘歯車２９を軸着して駆動用遊星歯車１６ｃとなしている。当該後車輪ユニット１１についても、３個の遊星歯車１６ｂが後車輪２３の輪状の後輪リム１８ｂの内側に配設されているので、タイヤ１７ｂの幅より嵩張ることがないうえ、固定内歯車１９ｂと固定アーム２２との支持構造は片持ち構造となっているので、左右方向への嵩張りが少ない構造になっている。尚、本実施例では、後車輪ユニット１１の固定フレーム２２に三角形状に３個の遊星歯車１６ａが配設されているが、本発明においてはこれに限る必要はなく、四角形状若しくは五角形状又は六角形状にそれぞれ４個、５個、６個の遊星歯車１６ｂを配設するようにしても良いことは勿論である。
【００４７】
前記動力伝動機構１２は、図１、図２、図３に示すように、シートパイプ３の下部に設けられたシートステイフレーム２１にペダル８付きクランク９と伝動歯車２４とリアフレーム１３が装着されており、そのクランクシャフト９aには駆動用歯車２５が軸着してあり、更に駆動用歯車２５に噛合する伝動歯車２４もシートステイフレーム２１に配設してある。当該伝動歯車２４の伝動シャフト２４aには伝動傘歯車２６が軸着してあり、前記リアフレーム１３にはドライブシャフト１０が後車輪方向に向けて回転自在に装着してある。当該ドライブシャフト１０の基部には第１傘歯車２７が軸着されておりその先端部には第２傘歯車２８が固着してあり、当該第１傘歯車２７は前記伝動傘歯車２６と噛合し、当該第２傘歯車２８は駆動用遊星歯車１６ｃのシャフトに軸着されている傘歯車２９と噛合するように構成されている。
【００４８】
前記動力伝動機構１２をこのように構造にすることによりクランクアーム９のペダル８に負荷された回転駆動力が、駆動用歯車２５から伝動歯車２４および伝動傘歯車２６に伝達され、更にその回転駆動力は当該伝動傘歯車２６からドライブシャフト１０の第１傘歯車２７、第２傘歯車２８を通して、駆動用遊星歯車１６ｃの傘歯車２９に伝達されるように構成されている。
【００４９】
また、前記リアフレーム１３は、シートステイフレーム２１上で９０度回転し得るように装着すると共に、当該リアフレーム１３がシートステイフレーム２１に固定し回転しないようにする固定手段３０が設けられている。その結果、当該リアフレーム１３を回転するとその先端部に装着された後車輪ユニット１１も一緒に回転し、当該リアフレーム１３を固定手段３０により固定すると後車輪ユニット１１も自転車を組み立てた状態で固定するようになる。
【００５０】
また、フロントパイプ２の下部に設けたフロントアーム１４は回転自在に装着されていて、その先端部に装着された前車輪ユニット５も一緒に回転自在な構造になっている。
【００５１】
更に、フレーム本体１は、フロントパイプ２とシートパイプ３と、両者の間を連結する連結フレーム４とで構成するが、当該連結フレーム４を前部リンク４aと後部リンク４bが折り曲げ自在に連結した構成となし、その中間連結部４cにて前部リンク４aと後部リンク４bとが縦方向に折り畳めるようにするとともに、固定手段３１により連結フレーム４の折りたたみが出来ないように固定することもできるように構成する。尚、４ｄは、前部リンク４aと後部リンク４bの縦方向に折りたたみを行うためのＴ字型の折りたたみ連節バーである。
【００５２】
尚、フレーム本体１を、フロントパイプ２とシートパイプ３と、両者の間を連結する連結フレーム４とで構成するが、当該連結フレーム４をパイプ状となし、その中間部に蝶番手段を設けて連結フレーム４が縦方向に折り畳めるようにするとともに、固定手段３１により連結フレームの折りたたみが出来ないように固定することもできるようにした構造にしてもよいことは勿論である。
【００５３】
その結果、本発明に係る折りたたみ自転車を使用する際には、固定手段３０により前記リアフレーム１３をシートステイフレーム２１に固定すると共に、前記連結フレーム４についても固定手段３１により折りたたみができないようにさえすれば、簡単に自転車の車体として組み立てた状態となり乗車することができるものとなる。
【００５４】
次に、当該折りたたみ自転車を携帯・保管するために折りたたむ際には、固定手段３０を解除して、リアフレーム１３を９０度回転すると図４、図５に示すように、後車輪ユニット１１を車軸に対して直交する向きにすることができる。そこで同時にフロントアーム１４を車軸と直交する向きにすることにより、前車輪ユニット５と後車輪ユニット１１とを車軸と直交する向きに揃えることができる。その上で図６に示すようにフレーム本体１の固定手段３１を解除して前記連結フレーム４を縦向きに折りたたむようにする。
【００５５】
本発明に係る折りたたみ自転車を完全に折りたたみができると図７に示すように狭く扁平な空間に収納できるように小型化ができる。実施例として車輪直径４００ミリメートルの前車輪と後車輪とを有する大人が普通に乗車できる折りたたみ自転車を作製して折りたたんでみたところ、折りたたみ完了時においては、幅１７０ミリメートル、奥行き４５０ミリメートル、高さ９００ミリメートル程度に折りたたむことが出来た。この折りたたみ寸法は更衣室のロッカーのような狭く扁平な空間に収納できるほどの小型化ができる折りたたみ自転車である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例を示す正面図である。
【図３】前記動力伝動機構とクランクとリアフレームの構成を示す要部背面図である。
【図４】本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例において前車輪ユニットと、リアフレーム及び後車輪ユニットを車軸と直交する方向に９０度回転した状態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例において前車輪ユニットと、リアフレーム及び後車輪ユニットを車軸と直交する方向に９０度回転した状態を示す正面図である。
【図６】本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例においてフレーム本体の連結フレームをその中間部にて縦方向に折りたたみつつある状態を示す正面図である。
【図７】本発明に係る折りたたみ自転車の一実施例を完全に折り畳んだ状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：フレーム本体
２：フロントパイプ
３：シートパイプ
４：連結フレーム
４ａ：前部リンク
４ｂ：後部リンク
４ｃ：中間連結部
４ｄ：折りたたみ連節バー
５：前車輪ユニット
６：ハンドル
７：サドル
８：ペダル
９：クランク
１０：ドライブシャフト
１１：後車輪ユニット
１２：動力伝動機構
１３：リアフレーム
１４：フロントアーム
１５：固定フレーム
１６ａ：遊星歯車
１６ｂ：遊星歯車
１６ｃ：傘歯車付遊星歯車
１７ａ：タイヤ
１７ｂ：タイヤ
１８ａ：前輪リム
１８ｂ：後輪リム
１９ａ：固定内歯車
１９ｂ：固定内歯車
２０：前車輪
２１：シートステイフレーム
２２：固定フレーム
２３：後車輪
２４：伝動歯車
２４ａ：伝動シャフト
２５：駆動用歯車
２６：伝動傘歯車
２７：第１傘歯車
２８：第２傘歯車
２９：傘歯車
３０：固定手段
３１：固定手段
【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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