(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンパクトな折り畳み自転車であって、
前方フレーム部（１、６５、９１、１１３、１２５）と、後方フレーム部（２、６６、９２、１１４、１２６）と、前記前方フレーム部（１、６５、９１、１１３、１２５）と、前記後方フレーム部（２、６６、９２、１１４、１２６）とに連結して互いに回転可能になっている折り畳みヒンジ部（３、６７、９３、１１５）とを備えた自転車フレームと、
ヘッドチューブ（６、７７）と、
ハンドルバー（１６）と、
前記ハンドルバー（１６）に連結されるとともに、折り畳みヒンジ部（１１）を介して、前記ヘッドチューブ（６、７７）に回転可能に取り付けられたフォークステムに連結されるステアリングチューブ（１４、１５）と、
前輪（１０、８０、８８、１１６、１２９）と、
後輪（２４、７５、９７、１１７、１２８）と、
前記後輪（２４、７５、９７、１１７、１２８）を駆動するための自転車駆動装置であって、ボトムブラケット（１７、６８、９４、１１２、１２３、１３０）と、ペダル（２０）を備えたクランク（１９、８５、１１１、１２４）であって、前記ペダルが前記クランク（１９、８５、１１１、１２４）のみに連結されペダルアクスル回りを３６０°回転できるクランクと、前記クランク（１９、８５、１１１、１２４）によって駆動される駆動輪（６９）と、前記後輪アクスルと同軸の出力ホイール（７１）とを備え、前記出力ホイール（７１）が、連続的な牽引素子か中間ギアのいずれかを介して前記駆動輪（６９）によって駆動され、前記ボトムブラケットアクスルから前記後輪アクスルまでの距離が、前記後輪（２４、７５、９７、１１７、１２８）の外形の半分よりも長い、自転車駆動装置と、
前記フォークステムに連結される前輪フォーク（７８、８７、１３６）と、
を備え、
前記自転車を折り畳んだ状態では、横から見て、前記前輪（１０、８０、８８、１１６、１２９）および前記後輪（２４、７５、９７、１１７、１２８）は、大部分が一致して重なり合うように構成され、前記後方フレーム部（２、６６、９２、１１４、１２６）、前記前方フレーム部（１、６５、９１、１１３、１２５）および前記前輪フォーク（７８、８７、１３６）は、１つの三角形の辺を形成し、
前記自転車は立ち乗りするものであることと、前記自転車駆動装置の前記出力ホイール（７１）は、前記自転車駆動装置の前記駆動輪（６９）と同じ前記自転車フレームの側に構成されることと、前記ステアリングチューブは、下ステアリングチューブ（１４）および上ステアリングチューブ（１５）を有し、その両ステアリングチューブは、前記自転車を折り畳んだ状態では前記前輪（１０、８０、８８、１１６、１２９）の横に並んで折り畳まれ、
更に、前記後輪（２４、７５、９７、１１７、１２８）および前記前輪（１０、８０、８８、１１６、１２９）の平均外径は最大３８０ｍｍになり、前記自転車駆動装置の前記駆動輪（６９）は、前記ボトムブラケット（１７、６８、９４、１１２、１２３、１３０）の同じ側にクランク（１９、８５、１１１、１２４）と一緒に構成され、以下の計算による値は最大１．００になる：
値＝（クランク長を前記自転車の前記ホイールベースで除算したもの）＋（前記チェーンステー長の水平な部品を前記自転車の前記ホイールベースで除算したもの）＋（クランク長に５．４を乗算して前記後輪の前記外径で除算し、これに前記自転車駆動装置の変速比を乗算したものであって、前記変速比は前記クランクの回転数であり、これを前記後輪の回転数で除算したもので、自転車駆動装置が多速である場合は最も重いギアの変速比を代入する）
ことを特徴とする自転車。
【請求項２】
前記後輪（２４、７５、９７、１２８）は外径が４２５ｍｍ未満であり、上流の自転車駆動装置の前記出力ホイール（７１）から下流には遊星歯車装置（４６）が連結され、その遊星歯車装置は、前記自転車フレームに回転しない形で係合している円形歯車と、遊星歯車を有する前記出力ホイール（７１）によって駆動される遊星キャリアと、前記後輪（２４、７５、９７、１２８）を駆動する少なくとも１つの従動太陽歯車とを備える
請求項１に記載の自転車。
【請求項３】
前記後輪（１１７）は外径が４２５ｍｍ未満であり、前記自転車駆動装置はチェーンドライブを有し、そのチェーンドライブは、前記クランクによって駆動される駆動スプロケットと、出力スプロケット（１１９）を備え、その出力スプロケットは、前記自転車フレームの同じ側に前記駆動スプロケットとともに構成された１３本未満の歯と、前記自転車フレーム上に支持されている後輪シャフト（１１８）であって、前記後輪（１１７）が構成されている後輪シャフトと、力の流れから見て、前記出力スプロケット（１１９）と前記後輪シャフト（１１８）との間に構成されたフリーホイールクラッチとを有する
請求項１または２に記載の自転車。
【請求項４】
前記ハンドルバーの中心と前記ボトムブラケットアクスルとの間の距離の水平部分は、最大２８０ｍｍになる
請求項１ないし３のいずれかに記載の自転車。
【請求項５】
前記ハンドルバー（１６）の高さは調整可能である
請求項１ないし４のいずれかに記載の自転車。
【請求項６】
前記自転車は、ヘッド角の設定装置（３３）を有し、その設定装置を用いて、前記ヘッド角を少なくとも６５°から７５°の範囲内に設定できる
請求項１ないし５のいずれかに記載の自転車。
【請求項７】
前記自転車駆動装置の前記出力ホイール（７１）は、軸方向に見て、前記後輪（２４、７５、９７、１１７、１２８）と対向する前記自転車フレーム側に構成される
請求項１ないし６のいずれかに記載の自転車。
【請求項８】
前記遊星歯車装置（４６、８６、１０４）は、横から見て、前記自転車駆動装置の前記出力ホイール（７１）と同じ前記自転車フレーム側に構成される
請求項２ないし７のいずれかに記載の自転車。
【請求項９】
前記フレーム部（６５、６６；１２５、１２６）に対する前記折り畳みヒンジ部（６７、１２７）は、前記ボトムブラケットアクスルおよび前記ヘッドチューブ（６）の中心によって形成される直線よりも上に位置する
請求項１ないし８のいずれかに記載の自転車。
【請求項１０】
前記前方フレーム部（６５、１２５）は、地面と平行である
請求項９に記載の自転車。
【請求項１１】
前記後輪（７５、９７、１１７、１２８）および前記前輪（８０、８８、１１６、１２９）は、１本のアームで懸架され、前記後輪（７５、９７、１１７、１２８）および前記前輪（８０、８８、１１６、１２９）は、折り畳んだ際に、軸方向に見て、中間フレーム部なしに互いに直接隣り合う
請求項１ないし１０のいずれかに記載の自転車。
【請求項１２】
前記前方フレーム部（６５、９１、１１３、１２５）は、折り畳んだ際に、軸方向に見て、前記後方フレーム部（６６、９２、１１４、１２６）と前記クランク（８５、１１１、１２４）との間に位置し、そのクランクは、前記自転車駆動装置の前記駆動輪（６９）に対向する前記自転車フレーム側に構成される
請求項１ないし１１のいずれかに記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文に係るコンパクトな折り畳み自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道、自動車もしくは航空機などの（エンジン駆動の）輸送機関と組み合わせて、または船舶と組み合わせて、折り畳み自転車またはスクーターが人力駆動車両または電気駆動車両として使用されている。
【０００３】
このような車両は、通勤時間を最短に抑えようとするものである。さらに、折り畳み自転車は、２６／２８インチの自転車には十分なスペースがない場合の移動に使用される。
【０００４】
これらの目的を満たすため、目標は、折り畳みサイズができる限り小さく、できる限り軽く、大人にふさわしい快適な乗り心地の車両である。
【０００５】
この点に関して、市販されている公知の折り畳み自転車には以下の欠点がある。
ａ．  比較的重く（＞１０ｋｇ）、材料が軽いほど高価なために軽量版は高価である（例えばアルミニウムの代わりに炭素を用いるなど）。
ｂ．フレームの製作には、それぞれの自転車フレームのみを対象とする多くの特殊な部品を使用する必要があるため、非常に高価になる。
ｃ．  目標とする折り畳みサイズを達成するためには、ブレーキおよびシフト素子などの部品をそれぞれの折り畳み自転車に対して個別に製造しなければならない。
ｄ．  軸方向に見て、チェーン伝動装置の出力スプロケットは、自転車フレームと後輪との間に構成されている。この構成では、後輪からアクスルまでの幅を最短にする必要があるか、あるいは必要なチェーンステー長があるために、自転車を折り畳んだ状態での折り畳みサイズを長くする必要がある。
ｅ．  変速機（遊星歯車装置およびディレイラ）は、大きい車輪用に設計された変速比で使用される。その結果、駆動スプロケットは、車輪が大きい自転車よりも多くの歯を備えていなければならないため、サイクリストは、車輪が大きい自転車と同じペダリング回数で同じ距離を進む。最速ギアで７．５ｍという最適な展開を達成するために、これらの変速機は、２０インチ以下だが少なくとも１６インチの車輪のみを対象とする大きい駆動スプロケットにもふさわしい。
【０００６】
普通のスクーターには以下の欠点がみられる。
ａ．エネルギー消費が自転車の場合よりも遙かに大きい。
ｂ．スクーターで実現可能な速度は、自転車よりも遙かに遅い。
【０００７】
１６インチまたは２０インチよりも小さい車輪が使用されている場合、先行技術を評価するためにはサイクリング特性に関わるその他の局面を考慮する必要がある。
−  小さい前輪は、ステアリングの動きに対してより迅速に反応し、低速であってもわずかに起伏のある道路面を上下に振動しながら走る傾向にある。
−  小さい車輪で障害物（物体、穴、道路の隆起部）の上を走行するとき、ステアリングの動きが著しく損なわれることがある。
−  車輪が小さい自転車は、車輪が大きい自転車よりも後輪アクスルとボトムブラケットとの間の距離が短いことがある。走行方向に向かって、サイクリストの重心が後ろに位置しているほど、サイクリストが加速したときに前輪が浮くリスクが高くなる。
−  車輪が小さい場合に著しく低減するジャイロ効果により、サイクリストの慣性は、さらに大きい影響力でサイクリングの安定性に作用する。例えばサイクリストが小さい前輪で一方の方向からもう一方の方向へ急転換して運転する場合、サイクリストの質量は、ステアリングの動きに追従する慣性モーメントを生み出す。これが、車輪が小さい自転車の制御に影響を及ぼす。サイクリストの慣性モーメントは、ステアリングが動き始める際にサイクリストがカーブする動きを遅らせ、ステアリングが動き終わる際にサイクリストがカーブする動きを加速させる。変更頻度は一定のままであるため（例えばスラロームレースの最中）、この作用は自転車がスピンを始めるほどに確立される。進行方向に見て、サイクリストの重心が前寄りに位置しているほど、カーブをこいでいる間のサイクリストの慣性モーメントから受ける転倒モーメントの不安定さは大きくなる。
−  ジャイロ効果が著しく低減するため、立ったままのサイクリングは、原則として大きい車輪よりも小さい車輪の方が不安定である。
−  小さい車輪には、車輪が大きめの自転車と同じ利便性を自転車に対して達成するために、さらに多くの回転が必要である。
【０００８】
サイクリング特性には、ブレーキの挙動も重要である。減速中にハンドルバーにかかる自身の慣性モーメントを支持するため、座った姿勢になると、通常サイクリストの腕がハンドルバーと肩との間で必ず一直線を描く。特にコンパクト設計の自転車では腕が満足のいく一直線を描けないため、サイクリストは、高速から急激に減速した場合に、加速による自らの質量をハンドルバーで支えることができなくなり、ハンドルバーの上から前方に倒れるか、あるいは少なくとも自転車に対して前方へ向かう動きが生じ、この動きがサイクリングの安定性に影響を及ぼす。
【０００９】
したがって、車輪が小さい自転車の先行技術を評価するには以下の点が重要である。
−  サイクリング特性およびサイクリングの安定性
−  達成した折り畳みサイズ
−  車輪が小さい自転車に達成される展開
−  ブレーキの挙動
【００１０】
以下の車輪が小さい自転車の欠点は、急速にステアリングを動かした場合に、サイクリングの安定性が構造上の理由により前述の転倒モーメントによって損なわれ、これによってサイクリストが前方へ傾くという点である。例として以下に列挙した明細書には、構造上の理由により、水平に見てサイクリストの重心と後輪アクスルとの間に２５ｃｍ超の長い距離がある車輪の小さい自転車が記載されていて、この設計に関連する原因を括弧内に記載している。
独国特許第２０１１００１６Ｕ１号（特許文献１）、独国特許第２０１２００９２Ｕ１号（特許文献２）、米国特許第６，４３９，５９０Ｂ１号（特許文献３）（立ち乗り段階を有する駆動系）、米国特許第７，７８４，８０８Ｂ２号（特許文献４）、米国特許第６，７９９，７７１Ｂ２号（特許文献５）（２つのチェーン伝動装置を有する駆動系）、フランス・ビュールシュリヴェット所在のドリームスライド社による自転車、ドリームスライド（１速チェーンドライブのため、ボトムブラケットリンク機構および１６インチの後輪を使用）、フランス・ビュールシュリヴェット所在のドリームスライド社による自転車、マイクロスライダー（２つのチェーン伝動装置）、米国特許第５，１８６，４８２Ａ号（特許文献６）（２つのチェーン伝動装置）、２００６年までのＲｉｅｓｅ  ｕｎｄ  Ｍuｌｌｅｒ社による自転車、Ｂｉｒｄｙ  Ｆｒｏｇ（回転可能なフォークがボトムブラケットの部分でシートチューブに対して減衰し、後輪のフォーク状サスペンションとなる）、米国特許第３，９７９，１３６Ａ号（特許文献７）（ボトムブラケットにある平歯車が後輪の方向に構成されている）、欧州特許１９９５１６５Ａ２号（特許文献８）（フットプレートを用いた駆動系。サイクリストの重心はサイクリング方向に見てボトムブラケットアクスルの前方にある）、米国特許第２００７／０，０６９，４９９Ａ１号（特許文献９）（チェーンはフレームの下を通らなければならず、折り畳んだ状態では後輪はシートチューブの下に構成されたままで折り畳みサイズを満たすものでなければならない）、米国特許第４，５９８，９２３Ａ号（特許文献１０）（折り畳み原理）。
【００１１】
独国特許第２０１１００１６Ｕ１号（特許文献１）および独国特許第２０１２００９２Ｕ１号（特許文献２）の自転車は、立ち乗り段階が後輪アクスルに回転可能に連結され、チェーンステー長が、前述したサイクリングの安定性に関連する欠点を有するフロントセンターと少なくとも同じ大きさであるという欠点を有する。
【００１２】
逆に、例として以下に挙げる車輪が小さい自転車は、水平に見て、サイクリストの重心と後輪アクスルとの間の距離が比較的短い：独国特許第１９８０３４６２Ａ１号（特許文献１１）、米国特許第７，３０６，２４９Ｂ２号（特許文献１２）、独国特許第３２２５３４０Ａ１号（特許文献１３）、米国特許第３，９９０，７１７Ａ号（特許文献１４）、独国特許第２０３１１５１１Ｕ１号（特許文献１５）、米国特許第２００５／０，２６３，９７９Ａ１号（特許文献１６）、国際特許第２０１０／０５４５００Ａ１号（特許文献１７）、独国特許第２０１１２９６３Ｕ１号（特許文献１８）、米国特許第６，５９５，５３６Ｂ１号（特許文献１９）、国際特許第２００７／０５７９９２Ａ１号（特許文献２０）、米国特許第６，５９５，５３９Ｂ１号（特許文献２１）。
【００１３】
しかしながら、これらの自転車には、サドルを有して座って使用するのが好ましいという欠点がある。自転車を加速している間、サイクリストは、ハンドルバー上で自身の慣性を両手で吸収して自転車から転倒するのを防止する。前述の自転車の場合、シート位置が原因で、ペダルに作用する力はサイクリストの重心の前方に印加され、かつ／または腕が前方を指していることが原因で、ハンドルバーに作用する引っ張り力は後方へ向けられる。ハンドルバーで後方に向かって作用する引っ張り力と、サドルで後方に向かって作用する力であって、加速する際にサイクリストの慣性モーメントに誘導される力とが、水平に見て既に後輪アクスルに極めて接近して構成されているサイクリストの重心と合わさって、ハンドルバーに作用する引っ張り力が小さくても前輪を地面から浮かせる。
【００１４】
その他の公知の自転車では、強めの制動力で減速した場合に、サイクリストは自身の慣性をハンドルバーで支えることができない。ハンドルバーの位置が原因で、サイクリストは、腕に角度をつけて乗る必要があり、腕を伸ばすことができない。強めに減速すると、サイクリストには自転車に対して前方に向かって動きが生じ、前方に向かって、おそらくハンドルバーを超えて転倒する。これに対する例が、独国特許第３２２５３４０Ａ１号（特許文献１３）、米国特許第７，３０６，２４９Ｂ２号（特許文献１２）、米国特許第２００３／０，１１４，２７４Ａ１号（特許文献２２）および米国特許第１，３８１，２８１Ａ号（特許文献２３）に記載されている。
【００１５】
折り畳み自転車の折り畳みサイズおよび重量は、日々使用する上で極めて重要である。達成可能な折り畳みサイズに関連する先行技術を以下に記載する。
【００１６】
車輪が小さい自転車に対する多くの公知の折り畳み原理の設計が原因で、折り畳んだ状態では、両車輪は一方がもう一方の後ろに位置していて、少なくとも互いに重なって隣合ってはいない。１つの欠点は、１２インチ以上の車輪を使用する場合に、このような折り畳み原理に対応する折り畳んだ際の長さが、少なくとも約６５ｃｍになるという点である。これに対する例が、欧州特許１６００３６８Ａ２号（特許文献２４）、国際特許第２０１０／０５４５００Ａ１号（特許文献１７）、米国特許第２００７／０，０６９，４９９Ａ１号（特許文献９）、米国特許第７，３０６，２４９Ｂ２号（特許文献１２）、独国特許第２０３１１５１１Ｕ１号（特許文献１５）、欧州特許０３８８５４０Ａ１号（特許文献２５）、国際特許第２００９／１４５５９９Ａ２号（特許文献２６）、国際特許第２００６／１１１５９０Ａ１号（特許文献２７）、米国特許第４，８２４，１３０Ａ号（特許文献２８）、独国特許第４００６０９５Ａ１号（特許文献２９）、米国特許第３，４１９，２８３Ａ号（特許文献３０）、米国特許第６，１９６，５６６Ｂ１号（特許文献３１）、米国特許第２００５／０，２３０，９３３Ａ１号（特許文献３２）、米国特許第２００７／０，０２４，０２３Ａ１号（特許文献３３）、米国特許第２００３／０，０５１，９３４Ａ１号（特許文献３４）に記載されている。
【００１７】
回転可能に連結した２つのフレームチューブを有するトップチューブを備えているいくつかの自転車が知られ、１つのフレームチューブはヘッドチューブに回転可能に連結し、トップチューブは別のフレーム部の中心に回転可能に連結し、このフレーム部には後輪およびボトムブラケットが装着されている。ヘッドチューブは、ステアリングコラムを前輪に連結している。これらの自転車の折り畳み原理により、トップチューブに連結している２つのフレーム部をハサミのように一緒に折り畳むことができる。これらの自転車の欠点は、折り畳みサイズの最長辺が少なくとも６５ｃｍであるという点、および自転車の折り畳みサイズＬ＋Ｗ＋Ｈが少なくとも１２０ｃｍであるという点にある。しかしながら、これよりも遙かに大きい欠点が、このような小さい折り畳みサイズは特に小さい６インチまたは７インチの車輪を使用することによってのみ達成され、これによって乗り心地および使用可能性が大幅に低減されるという点である。これに対する例が、米国特許第２００５／０，２６３，９７９Ａ１号（特許文献１６）および国際特許第２０１０／０５４５００Ａ１号（特許文献１７）に記載されている。
【００１８】
車輪が小さい自転車に対する折り畳み原理により、ステアリングコラムおよびシートチューブを同じ向きに一緒に折り畳むことが実現されることが多く、この場合、シートチューブおよびステアリングコラムは、折り畳みサイズの最長側におよそ平行になる。このような折り畳み原理の欠点は、この最長サイズが少なくとも７０ｃｍであるという点にある。これに対する例が、米国特許第４，８４４，４９４Ａ号（特許文献３５）、米国特許第６，０３２，９７１Ａ号（特許文献３６）、米国特許第６，５９５，５３６Ｂ１号（特許文献１９）、米国特許第７，０５５，８４２Ｂ１号（特許文献３７）、米国特許第２００５／０，２３０，９３３Ａ１号（特許文献３２）、米国特許第２００３／０，１１４，２７４Ａ１号（特許文献３８）、米国特許第２００７／０，０２４，０２３Ａ１号（特許文献３３）、米国特許第６，８８３，８１７Ｂ２号（特許文献３９）、独国特許第６０３０３８４２Ｔ２号（特許文献４０）、米国特許第６，６９５，３３４Ｂ２号（特許文献４１）、独国特許第２０３１１５１１Ｕ１号（特許文献１５）、独国特許第１９８０３４６２Ａ１号（特許文献１１）、米国特許第６，７９９，７７１Ｂ２号（特許文献５）、米国特許第７，２９０，７８０Ｂ２号（特許文献４２）、米国特許第４，７１８，６８８Ａ号（特許文献４３）、米国特許第４，８９５，３８６Ａ号（特許文献４４）、米国特許第３，９７９，１３６Ａ号（特許文献７）、米国特許第５，７８５，３３８Ａ号（特許文献４５）に記載されている。
【００１９】
その他の公知の自転車も、折り畳み原理により最長辺の長さは少なくとも６５ｃｍである。これに対する例が、米国特許第６，０３２，９７１Ａ号（特許文献３６）、米国特許第６，５９５，５３６Ｂ１号（特許文献１９）、米国特許第２００５／０，２３０，９３３Ａ１号（特許文献３２）、米国特許第２００７／０，０２４，０２３Ａ１号（特許文献３３）、米国特許第３，４１９，２８３Ａ号（特許文献３０）、米国特許第４，１３２，４２８Ａ号（特許文献４６）、米国特許第４，１１１，４４７Ａ号（特許文献４７）、米国特許第７，３６７，５７６Ｂ２号（特許文献４８）に記載されている。
【００２０】
本発明者は、大人が使用でき折り畳みサイズが極めて小さい次の３つの自転車のみを確認している：米国特許第４，５９８，９２３Ａ号（特許文献１０）、米国特許第６，５９５，５３９Ｂ１号（特許文献２１）および米国特許第７，３０６，２４９Ｂ２号（特許文献１２）。
【００２１】
米国特許第４，５９８，９２３Ａ号（特許文献１０）に関して：この自転車の重要な欠点は、２つの車輪が互いに隣り合って構成されている状態の折り畳み深さ、およびこれらの車輪を収容するケースにより、快適な乗り心地がもはや不可能であるようなケースの深さになるという点である。この設計に関連して後輪アクスルとサイクリストの重心との間の水平距離が長いという欠点を既に上記に指摘した。設計に関連してフロントセンターが長いために、サイクリストは自身の腕を前方へ比較的遠くに伸ばす必要があり、ヘッドチューブを有するステアリングチューブヘッドおよび前輪アクスルは一直線上にある。したがって、この自転車には、高速で乗っている間の前輪のぐらつきを制御するための適切な手段が欠けている。このほか、この自転車は、小さい車輪には１速のチェーンドライブしか設けられていないため、わずか数メートル展開するだけである。
【００２２】
米国特許第６，５９５，５３９Ｂ１号（特許文献２１）に関して：前述の欠点に加えて、この自転車は通常のクランクを備えていないこと、またはクランクを使用する場合に小さい折り畳みサイズを達成できないことと、多くのフレーム部とヒンジ部との連結により、自転車を安定した構造にすると自転車の重量が大きくなり、かつ／または乗る安定性が保証されないこととが不都合である。大きめの車輪を有する構造にすると、折り畳みサイズが大きくなってしまう。
【００２３】
米国特許第７，３０６，２４９Ｂ２号（特許文献１２）に関して：折り畳みサイズはおよそ５８ｘ３３ｘ２５ｃｍである。この自転車について既に言及した欠点に加えて、さらに別の欠点は、折り畳んだ状態では前輪が後輪とボトムブラケットとの間に構成されるため、大きめの車輪のチェーンステー長は設計が原因で大きくなるという点である。このように、言及した折り畳みサイズは、８インチの車輪でのみ達成できるものである。例えば１０インチの車輪であれば、折り畳んだ際の長さが既におよそＬ＝６８ｃｍである必要がある。折り畳んだ状態で前輪をボトムブラケットと後輪との間に収容し、チェーンを動作させるために、脆弱なチェーンステーが設計されていて、実際に使用したときのチェーンステーに必要な強度に関して合理的な疑いの余地がある。自転車のフロントセンターがチェーンステーと同じ長さであること、およびヘッド角が１０°未満であることがさらに別の欠点である。その結果、後輪を地面から浮かせずに３．４ｍ／Ｓ2のブレーキ減速という規格に沿って前輪を制動することができなくなる。このほか、乗る安定性およびサイクリング特性は、既に言及した理由により損なわれる。しかしながら、この設計により、改善に必要なフロントセンターの拡大は不可能である。なぜなら、フロントセンターを拡大すれば、この場合に提供されているように、折り畳みサイズの最長辺に平行なステアリングコラムを折り畳むことはもはや不可能になるからである。ヘッド角の拡大も、限定された程度でのみ可能である。なぜなら、フロントセンターを相当拡大する可能性がない状態でヘッド角を拡大した場合、ハンドルバーは後方へ移動し、立ったまま乗ることは不可能になるからである。
【００２４】
言及したこれらの自転車を除いて、本発明者が認識している大人が快適に使用する折り畳み自転車はすべて、折り畳みサイズの長い方の２辺の合計が１００ｃｍ超になるという欠点を有する。さらに、最も軽い通常の折り畳み自転車の重さは少なくとも６．５ｋｇだが、１０インチ以下の特に小さい車輪を受け入れた場合に限られる。車輪が大きめの通常の自転車の重さは少なくともほぼ１０ｋｇである。
【００２５】
座ったまま乗るように設計された大半の自転車では、ハンドルバーとサイクリストの胴との間の距離は、設計に関連して比較的大きい。座ったまま乗る場合、サイクリストの背中は直立していないため、サイクリストは、頭を後ろへ動かす必要があり、背中と首の筋肉を張る必要がある。このようにサイクリストは余分なエネルギーを費やし、このエネルギーを乗るために使用できない。背中／肩および首の領域は、常にぴんと張っている。サイクリストは立り乗りしている間、前屈みになる必要があり、屈曲した体では自身の全体重を推進のために使用できないというのが別の欠点である。一例が米国特許第４，５９８，９２３号（特許文献４９）に記載されている。
【００２６】
独国特許第４００６０９５Ａ１号（特許文献２９）、旧東独国第２８４２００Ａ５号（特許文献５０）、米国特許第４，３８９，０５５Ａ号（特許文献５１）に開示されているコンパクトな自転車は、前輪が駆動されるという欠点を有し、これによって自転車には座った姿勢で乗る必要があり、サイクリストの体重により従動輪と地面との間のわずかな部分でグリップ力が増すため、より大きく加速した場合は従動輪のスリップが頻繁に起こることが予想される。
【００２７】
独国特許第１９５２１０６４Ａ１号（特許文献５２）に開示されている自転車では、ボトムブラケットは、走行方向に見て前輪の前方に構成されているため、この自転車に立ったまま乗ることはできない。
【００２８】
さらに、特に横断方向のシートチューブおよび／またはトップチューブが設計上の理由により絶対的に必要な自転車が知られている。これには、足を伸ばせる空間がないために、この自転車が立ったまま乗るのにあまり適していないという欠点がある。このほか、折り畳めるトップチューブを有する構造を設計するのはさらに困難である。設計上の理由によりトップチューブを有し、かつ／または横断方向のシートチューブを備えた設計の自転車の例が、欧州特許１６００３６８Ａ２号（特許文献２４）、米国特許第５，１８６，４８２Ａ号（特許文献６）、国際特許第２０１０／０５４５００Ａ１号（特許文献１７）、独国特許第３２２５３４０Ａ１号（特許文献１３）、独国特許第１９８０３４６２Ａ１号（特許文献１１）、米国特許第４，８９５，３８６Ａ号（特許文献４４）、独国特許第６０３０３８４２Ｔ２号（特許文献４０）である。
【００２９】
米国特許第１，３８１，２８１Ａ号（特許文献２３）に記載の自転車では、強めに加速している最中に前輪が浮くという前述の作用は、サイクリストが乗っている際に座っていても生じない。ただし欠点は、座ったままでは自転車に快適に乗れないという点である。なぜなら、ペダルへの圧力点は、水平に見てサイクリストの中心に極めて接近しているからである。設計上の理由により、この自転車には立ったまま乗れず、そうするようになってもいない。女性用に想定された実施形態（米国特許第１，３８１，２８１Ａ号（特許文献２３）の図１）には、立ったまま乗れない。なぜなら、サドルの下でハンドルバーがフォークステムへの連結チューブに連結されていて、立ったままこぐのに必要な足を伸ばせる空間が存在しないからである。男性用に想定された実施形態（米国特許第１，３８１，２８１Ａ号（特許文献２３）の図３）には、立ったまま乗れない。なぜなら、サドルの下にあるハンドルバーステムが前方に向かって極めて平らに通っていて、これによって立ったままこぐ場合に足がハンドルバーの下を通るための十分な高さが確保されないからである。この実施形態でも、ハンドルバーのグリップはシート面よりも低く構成されているため、サイクリストは直立してこぐ場合にハンドルグリップの周囲に届くことができない。男性用に想定された実施形態では、強めに加速している最中に、サイクリストがハンドルバーを超えてまたはハンドルバーに対して前に転倒するという新たな欠点がある。どの実施形態にも、強めに加速している最中に、サイクリストが自身の慣性を支持できず、前に転倒するという欠点がある。両方の実施形態において、ボトムブラケットの上で垂直線上に構成されたサドルは、立ったままこぐのを妨げる。その他の欠点は、フレームを一緒に折り畳めないという点と、フレームがシングルビーム型として設計されていないという点、好適な実施形態しかおよそ３．８ｍ／クランク回転の展開を達成しないという点と（好適な実施形態の推定構造：５４歯の駆動スプロケットと９歯の出力スプロケットとを有する８インチの車輪）、極めて大きい駆動スプロケット、およびフレームと後輪との間に構成された出力スプロケットを有する１速チェーンドライブが備わっているという点とにあり、これによってフレームを内から外へ駆動スプロケットと出力スプロケットとの間に誘導する必要があり、よってチェーンステー長を確認できる最小値を下回るものにはできない。
【００３０】
既に言及した自転車およびこれ以外の公知の自転車の多くは、１速チェーンドライブおよび小さい車輪を使用すると、展開するメートルが極めて少なくなり、通常の速度を出すには適さない。このような自転車は日常の使用には適していないため、前述した欠点を超えた広義の欠点についての詳細な説明がここでは省略されている。例が、米国特許第２００７／０，０６９，４９９Ａ１号（特許文献９）、米国特許第４，８９５，３８６Ａ号（特許文献４４）、英国特許第２３７３７７１Ａ号（特許文献５３）、米国特許第２００４／０，１８０，７５８Ａ１号（特許文献５４）、独国特許第４３１６３６６Ａ１号（特許文献５５）、独国特許第２０１１２９６３Ｕ１号（特許文献１８）、米国特許第２００７／０，０２４，０２３Ａ１号（特許文献３３）、米国特許第２００５／０，２３０，９３３Ａ１号（特許文献３２）、米国特許第６，５９５，５３６Ｂ１号（特許文献１９）、米国特許第４，５９８，９２３Ａ号（特許文献１０）に記載されている。
【００３１】
さらに、ボトムブラケットアクスルおよび後輪アクスルが重なり、後輪が直接または中間ギアボックスを介して駆動されている自転車が知られている。このような自転車の欠点は、自転車駆動装置に対して達成できる変速比が極めて小さいため、適切な変速機を達成するためには大きい車輪が必要であり、よってコンパクトな折り畳みサイズを達成できないという事実にある。ペダルが必要な地上高を得るには、少なくとも２０インチの車輪が必要である。このほか、通常のボトムブラケットおよびクランクを使用できない。例が、国際特許第９８／００３３１Ａ１号（特許文献５６）、欧州特許００１０２０１Ａ１号（特許文献５７）、仏国特許第４１１６０７Ａ号（特許文献５８）、仏国特許第２３６６４９１Ａ１号（特許文献５９）、仏国特許第８７６６５７Ａ号（特許文献６０）、独国特許第１３８８２４Ａ号（特許文献６１）、仏国特許第４９３５０９Ａ号（特許文献６２）、国際特許第２００７／０５７９９２Ａ１号（特許文献２０）に記載されている。
【００３２】
国際特許第２００９／０５６０７８Ａ２号（特許文献６３）では、２つのチェーンドライブが後輪を駆動し、ボトムブラケットアクスルおよび後輪アクスルが重なる。したがって、第１の変速シャフトの駆動スプロケットは、同じシャフトに連結され、このシャフトに第２の変速シャフトの出力スプロケットが取り付けられる。第１の変速段の駆動スプロケットは、通常クランクに連結される。２つのチェーンドライブがあっても第１の変速段の適切なチェーンラインの間隔を達成するために、第２の変速段の自転車の中央基準面に対するチェーンラインの間隔はおよそ小さく設計されるため、その距離は後輪タイヤの幅の半分に相当する。そのため、この駆動系の欠点は、リムおよび車輪のタイヤが第２の変速段と衝突しないように２６インチの車輪を使用する必要がある点であり、同じく設計上の理由により、これではコンパクトな折り畳みサイズが達成されない。別の欠点は、ボトムブラケットも後輪を支持するため、使用できる市販のボトムブラケットがないという点にある。
【００３３】
どの公知の立ち乗り自転車においても、サイクリストは自転車の２点のみで、具体的にはペダル上の足およびハンドルバー上の手のみで自身を支持する。小さい前輪を使用する場合、上記の説明に従い、特に高速でこいでいる間および／または障害物の上をこいでいる間、方向安全性は深刻に妨げられる。どの公知の立ち乗り自転車においても、このほかに、強めに制動している間にサイクリストが自身の慣性により前に移動し、ハンドルバーに向かう方向への制御していない相対的な動きを最初に経験し、サイクリングの安定性がその過程で損なわれるという欠点がある。最後に、サイクリストの肩および背中の筋肉は腕を前に向けることで引っ張られ、同時にサイクリストはこいでいる間にわずかに前へ傾く傾向にあるという欠点がある。例が、日本国特許第２０１０２６０４５７Ａ号（特許文献６４）、仏国特許第２８７６６５７Ａ１号（特許文献６５）、欧州特許１９９５１６５Ａ２号（特許文献８）、国際特許第２００６／１１１５９０Ａ１号（特許文献２７）、韓国特許第１００７６８９６４Ｂ１号（特許文献６６）、米国特許第２００４／０，００４，３４１Ａ１号（特許文献６７）に記載されているほか、フランス・ビュールシュリヴェット所在のドリームスライド社による自転車、マイクロスライダーおよびドリームスライド、ならびにオーストリア・ウイーン所在のＭａｄｅｒｎａ  Ｃｙｃｌｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社による自転車、ＭＣＳ１６”およびＭＣＳ  ａｃｒｏｓｓ  ｃｉｔｙがある。仏国特許第２８７６６５７Ａ１号（特許文献６５）で使用されているフットストラップ、および足先から上向きに屈曲しているペダルは、強めに減速している間に足がサイクリストの慣性を支持できるとともに、屈曲したペダルに対して支持できるという点で、言及した欠点をわずかだけ緩和する。
【００３４】
言及した内容に関して、米国特許第２００４／０，００４，３４１Ａ１号（特許文献６７）の車両の欠点が、車輪が小さい場合に１速チェーンまたはギア駆動装置によって実現される変速比では、適切な展開ができないという点である。ボトムブラケットと前輪との間にあるベースの構成により、サイクリストは、前屈みでかつ／または腕を前に伸ばした状態でこがなければならない。ボトムブラケットと後輪タイヤとの間の短い距離は、別々の上向きのアームでボトムブラケットがフレームに固定されていることによって、かつそれに伴い変速部分（スプロケットおよびチェーンまたは歯車）すべてが支持フレームよりも上に構成されていることによってのみ、その車両で達成される。
【００３５】
このほか、オーストリア・ウイーン所在のＭａｄｅｒｎａ  Ｃｙｃｌｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社の自転車であるＭＣＳ１６”およびＭＣＳ  ａｃｒｏｓｓ  ｃｉｔｙには以下の欠点がある：この自転車は、体長面の差が小さい人々のみに適している。なぜなら、フォークステムに連結しているステアリングチューブは、高さが調節できるものではない。さらに、ステアリングチューブの上端には、ハンドルバーに連結している前向きのハンドルバーステムがあり、これによってハンドルバーはサイクリストから前方へさらに離れた所に位置する。したがって、これらの自転車のステアリングおよび制動概念から、制動中にサイクリストは、腕を伸ばすことによって自身の体重をハンドルバーで支え、このようにして制動する際に自転車に対する自身の姿勢を維持することが明らかになるが、これには前述した欠点がある。したがって、この自転車の折り畳み概念では、後輪軸と平行な回転軸を有するヒンジが提供されることで、前輪、前輪フォーク、ヘッドチューブ、およびハンドルバーからなるユニットが、後方フレーム部とともにハサミ状に折り畳まれるが、これには折り畳み寸法が極めて長いという前述した欠点がある。
【００３６】
フランス・ビュールシュリヴェット所在のドリームスライド社による自転車であるマイクロスライダーおよびドリームスライドのサイクリング／ステアリング概念および制動概念は、前方に傾斜したハンドルグリップの構成およびサイクリストの体に対するハンドルバーの位置（ハンドルバーの位置はサイクリストの中心よりもやや低く、ハンドルバーの位置はサイクリストの胴の遙か前方であり、サドルから離れて乗ることが可能）により、同じく、サイクリストは制動中に腕を伸ばすことによって自身の体重をハンドルバーで支え、このようにして自転車に対する自身の姿勢を維持するが、これには言及した欠点がある。ハンドルバーしか折り畳めないというのもこれらの自転車の欠点である。
【００３７】
特に小さい車輪を有する自転車にはすべて、乗り越えられない障害物の上を走っている際の駆動輪は必ず片側に押しやられ、これによってサイクリストも制御できずに片側に転倒するという欠点がある。
【００３８】
立ったままこぐ場合のクランク長が少なくとも１６５ｍｍである市販のクランクを使用する欠点は、米国特許第２００８／０，２１７，８８１Ａ１号（特許文献６８）に詳細に記載されている。ここでも同じく、米国特許第２００２／０，１６３，１５９Ａ１号（特許文献６９）および米国特許第２００３／０，０３０，２４５Ａ１号（特許文献７０）の欠点を詳細に考察する。しかしながら、立ち乗りするためのクランクについて米国特許第２００８／０，２１７，８８１Ａ１号（特許文献６８）からわかる実施形態の欠点は、ボトムブラケットを自転車フレームに対して駆動スプロケットとクランクとの間で支持する必要があるために、この場合は市販のボトムブラケットおよび駆動スプロケットを使用できないという点と、ボトムブラケットおよびクランクはどちらかといえば高価で特別な部品であるという点と、チェーンドライブはフレーム内部に構成されるため、メンテナンスのためのアクセスがさらに困難になり、これによって自転車フレームの製造コストがそれに伴い高くなるという点と、フレームを折り畳めるのは、相当な応力をかけた場合のみ可能になるという点と、同じように設計されたドリームスライド社の自転車について既に前述したように、設計上の理由によりチェーンステー長が２５ｃｍになるという点（フランス・ビュールシュリヴェット所在のドリームスライド社の自転車であるドリームスライドも参照）とにある。
【００３９】
フランス・ビュールシュリヴェット所在のドリームスライド社の自転車であるマイクロスライダーの場合、適切な変速機を達成するため、かつ車輪が小さくても後輪の地面に対する良好なグリップ力を達成するために、２つのチェーン伝動装置が使用されている。２つのチェーン伝動装置を、適切な幅を持たせるとともに軸方向のペダル間隔を短くして構成するために、チェーン伝動装置を後輪とボトムブラケットとの間で、２部からなる自転車フレーム内部に構成する必要がある。第１の変速段の出力ホイールに必要な構成により、設計に関連してチェーンステー長が長くなり、これにはサイクリングの安定性および達成可能な折り畳みサイズという点で前述した欠点がある。
【００４０】
仏国特許第２８７６６５７Ａ１号（特許文献６５）に紹介されている自転車には、楕円形に設計された駆動スプロケットが提供され、サイクリストのペダルへの落下速度を低減する。ここでも、通常のクランクを使用できないこと、および自転車を一緒に折り畳めないことが不都合である。
【００４１】
韓国特許第１００７６８９６４Ｂ１号（特許文献６６）に開示されている自転車には、各ペダルが後輪アクスルの高さでも自転車に回転可能に連結されているという欠点がある。したがって、これに対応する後輪アクスルおよび支持している自転車フレームを両側に設計する必要がある。
【００４２】
既に言及した欠点に加えて、欧州特許１９９５１６５Ａ２号（特許文献８）に記載されている自転車には、フレーム構造が複雑なために製造費が極めて高いという欠点がある。
【００４３】
国際特許第２００６／１１１５９０Ａ１号（特許文献２７）に開示されている立ち乗り自転車は、図示されているように８インチの車輪を使用した場合、水平に見たときのチェーンステー長が少なくとも２１ｃｍである。このチェーンステー長は、９インチの車輪を使用すると少なくとも２２．５ｃｍになる。ハンドルバーステムが前を向いているため、ハンドルバーは、走行方向に見てサイクリストの遙か前方に位置し、サイクリストは腕を十分に伸ばさなければならず、これには言及した欠点がある。この設計には、道路の隆起およびサイクリングの動きから生じる小さい８インチの車輪のぐらつきに対処するための手段が備わっていないという欠点もある。車輪が小さい上に前輪の制御に欠けているために、障害物を超えて走ることにも問題がある。１速チェーンドライブかつ小さい８インチの車輪であるために、この自転車ではおよそ５４／９＊８インチ＊π＝３．８３ｍ／Ｕしか展開されない。
【００４４】
設計上の理由により、およそ２１ｃｍのチェーンステー長は、中央基準面を通っている支持フレーム部が、８インチの後輪よりも上に延び、後輪に２つの端部を有し、この両端部がチェーンが張った側よりも上にある支持フレーム部に連結し、支持フレーム部がフレームから下へ延びて後輪およびチェーンドライブの出力スプロケットを後輪端部の内部に構成することによってのみ達成される。
【００４５】
この構成の欠点は、支持フレーム部が２つの車輪よりも上に構成され、その結果、構造上の理由により、支持フレーム部の直下に構成されたボトムブラケットの適切なボトムブラケット高さは、車輪サイズが最大１０インチまでの場合に限り達成できるという点である。これよりも大きい車輪の場合、ボトムブラケットを水平なフレームキャリアよりも遙か下でクロス状のフレームに構成する必要がある。
【００４６】
設計上の理由により、型にはまらない後輪ブレーキを備える必要があり、この場合このブレーキはペダルで操作され、ペダルの軸を後輪とボトムブラケットとの間に構成する必要があり、その結果、ブレーキ構造を構成できるように、水平に測定してボトムブラケットアクスルと後輪の外周との間が１０ｃｍ超でなければならないという別の欠点がある。そのため、およそ２１ｃｍのチェーンステー長は、設計上の理由により８インチの車輪に限って実現される。１０インチの車輪を有する自転車を設計すると、チェーンステー長が２５ｃｍ超になる。
【００４７】
ハンドルバーの構成および操作、ならびに８インチの車輪に対して実現できる２１ｃｍのチェーンステー長の構成および操作により、説明したおよそ７２ｃｍのホイールベースで、サイクリストの体重が後輪に最大７１％、前輪に少なくとも２９％分散される。
【００４８】
例えば１００ｋｇのサイクリストの場合、設計上の理由により以下の力の比率が後輪と地面との間に生じる：サイクリストは立ったまま乗るため、全体重をペダルにかける。これによって、言及した３．８ｍ／クランク回転の展開および少なくとも１３０ｍｍのクランク長である場合に、およそ１００ｘ９．８１ｘ１３０ｘ８インチｘｐｉ／３，８３０＝２１，２５０Ｎｍｍのトルクが８インチの後輪にかかる。これはつまり、２１，２５０／８インチ＊２＝２０９Ｎの接線力が後輪と地面との間に作用するということである。このとき、ペダルは、後輪アクスルから最も前の地点、すなわち２１０ｍｍ＋１３０ｍｍ＝３４０ｍｍにある。そのため、７２０ｍｍのホイールベースを考慮すると、１００ｘ９．８１ｘ（１−３４０／７２０）＝５１８Ｎという体重力が後輪にかかる。そのため、地面に対する後輪の十分な摩擦を達成するために、後輪と地面との間の摩擦係数を少なくとも０．４にして後輪が地面でスリップしないようにする必要がある。このほか、車輪が小さめであるために空気タイヤの使用は極めて不利であり、あるいは不可能でさえある。以上のことから、この自転車は、濡れている地面および／または土または砂利などのあまり硬くない地面を走るための限定した範囲にのみ適している。
【００４９】
フレームは、前方フレーム部および後方フレーム部からなり、このフレーム部は、一方をもう一方の中に嵌め込んで好ましい包装サイズにすることができ、よって設計上の理由により、一直線の構造になる。したがって、設計上の理由により、ボトムブラケットを後方フレーム部の下に構成して、フレーム部を互いに嵌め込めるようにするとともに、チェーンの緊張側を後輪端部の下に誘導できるようにする必要がある。所望の好ましい包装サイズを達成するために前方フレーム部に連結しているステアリングヘッドは、前輪のすぐ上に構成されていて、これによってハンドルバーをステアリングヘッドのすぐ上によけるか一緒に折り畳むことができるため、８インチの車輪とともに示されている設計では、高さがおよそ２２ｃｍのボトムブラケットしか達成できないという構造に関連する欠点がある。９インチの車輪を有する設計では、これに応じて高さが２４ｃｍのボトムブラケットしか達成できない。前方フレーム部と後方フレーム部との間には曲げモーメントが作用するため、両フレーム部を覆う最小挿入長が必要であるという欠点もある。
【００５０】
最後に、意図していたヘッド角は、標準の６５〜７５°の範囲内ではない。これには、自転車の操縦能力がさらに劣るという欠点がある。
【００５１】
立ち乗りできるチェーン伝動装置を備えた自転車および／または２０インチ未満の小さい車輪を有する自転車にはすべて、チェーン伝動装置の出力スプロケットが自転車フレームと後輪との間に構成され、後輪を支持している潜在的なチェーンカバーも自転車フレームの一部として計算に入れられるという別の欠点がある。
【００５２】
この構成には、構造に関連する以下の欠点がある。
−  １速チェーンドライブの場合に、出力スプロケットには少なくとも９歯なければならなず、よって、１２インチの車輪に対して適切な回転を達成するためには、駆動スプロケットには少なくとも５２歯なければならない。
−  フレームが後輪の外部にあるため、かつ後輪アクスルの固定ネジにより、後輪アクスルのサスペンションの幅には少なくとも１２０ｍｍの幅が必要である。
−  １速チェーン伝動装置および外部にある駆動スプロケットを備えている場合、チェーンステーは、ボトムブラケットから後輪アクスルまで湾曲部を形成する必要があるため、クランクと自転車フレームまたは後輪アクスルまたは後輪用の固定ネジとの間に十分な間隔を得るには、比較的広いペダル間隔およびこれに対応するチェーンステー長が必要である。
【００５３】
この実施形態の例を、オーストリア・ウイーン所在のＭａｄｅｒｎａ  Ｃｙｃｌｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社の自転車であるＭＣＳ１６”およびＭＣＳ  ａｃｒｏｓｓ  ｃｉｔｙに再度見ることができ、この場合チェーンステー長は２３ｃｍ超である。
【００５４】
独国特許第１５２６１６Ａ号（特許文献７１）には、以下の欠点を有するコンパクトな折り畳み自転車が記載されている。
【００５５】
構造上の理由により、ペダルはクランクに連結されずに、偏心のクランクシャフトにペダルの端部が回転可能に連結され、クランクシャフトとペダルアクスルとの間の偏心度合いは数センチメートルのみである。サイクリストの応力は、極めて小さい駆動トルクになるだけであるため、この自転車では適切な加速を達成できない。
【００５６】
構造上の理由により、前輪は、後輪のおよそ半分のサイズしかないため、目標とする小さい包装サイズを達成できる。大きめの前輪を使用した場合、発明性のある自転車の構想をもはや実現できなくなる。目標とする包装サイズを達成するため、構造上の理由により、クランクシャフトはおよそ後輪アクスルと同じ高さにある。必要なボトムブラケットの高さと関連して目標とする自転車の立体形状を実現するため、構造上の理由により１６インチの車輪を後輪として使用する。車輪のサイズに関わらず、必要なペダルの地上高と関連する自転車の立体形状により、適切なクランク長を達成できないという設計に関連する欠点がある。
【００５７】
内部に接地するチェーンホイールを使用するため、普通のクランクを使用はもはや使用できない。
【００５８】
より小さい包装サイズを達成するためには、ヘッドチューブの角度を８５°超にする必要がある。したがって、後輪を地面から持ち上げずに３．４ｍ／ｓ2のブレーキ減速という規格に従って前輪を減速することはできない。
【００５９】
自転車を折り畳むためには、前輪、ハンドルバーおよびヘッドチューブを分解しなければならない。
【００６０】
フレームの内部にはギアボックスが設置される。ギアボックスが妨害されることなく噛み合えるように、フレーム構造はそれ相当の剛性を備えていなければならない。
【００６１】
この自転車には、構造上の理由により後輪にも前輪にも両側にそれぞれサイドパネルがあるフレームが備わっているため、この自転車は、後輪の端部とボトムブラケットハウジングとの間、およびボトムブラケットハウジングと前輪のサスペンションとの間の少なくとも２つの部分からなる設計である。
【００６２】
折り畳んだ自転車を包装した最大サイズは、少なくとも６５ｃｍになる。
【００６３】
上記の先行技術の重要な局面を再度以下にまとめる。
ａ．公知の立ち乗り自転車にはすべて、進行方向に見て、前を向いているハンドルバーステムおよび／またはハンドルのほか、ボトムブラケットアクスルとステアリングチューブヘッドとの間に３００ｍｍ超の水平な間隔がある。自転車のステアリングおよび制動概念を基に、サイクリストは、可能ならば伸ばしている腕でハンドルバーに対して自身を支えるため、自転車に対して自身の姿勢を維持するが、これにはサイクリングの安定性および安全性に関して言及した欠点がある。
ｂ．最大１６インチの車輪を有するあらゆる公知の自転車は、チェーン伝動装置を備えた自転車駆動装置を有し、チェーン伝動装置は、軸方向に見て自転車フレームと後輪との間に構成された出力スプロケットを有するか、あるいは、軸方向に見て、自転車フレームに対向している後輪側に出力スプロケットを有し、後輪を支持している潜在的なチェーンカバーも自転車フレームの一部として計算に入れられ、これにはチェーンステーの幅および／または必要なチェーンステー長に関して言及した欠点がある。
ｃ．乗るためのクランクを使用する実現可能な公知の自転車はすべて、Ｈ＋Ｗ＋Ｄ＝１１５ｃｍ超の折り畳みサイズのみを達成する折り畳み概念を有する。あらゆる公知の自転車の折り畳んだ際の最も長い２辺の合計は、１００ｃｍ超になる。あらゆる公知の自転車の最長の折り畳みサイズの長さは、５５ｃｍ超になる。
ｄ．あらゆる公知の自転車には、１クランク回転あたり少なくとも４．５ｍという適切な展開も、許容できるペダリング回数に適した速度も達成していないか、あるいはこの展開を達成してはいるがチェーンステー長が２３ｃｍ超であるという欠点がある。
ｅ．平均車輪サイズが最大３８０ｍｍで、駆動輪を備えた自転車駆動装置が自転車フレームの外部に構成されているどの自転車でも、後輪と地面との組が起こす摩擦の摩擦係数は、少なくとも０．４である必要があり、このようにすると後輪は立ったまま加速した際に地面でスリップしない。これが主として土および／または濡れた地面でスリップする危険性を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】独国特許第２０１１００１６Ｕ１号
【特許文献２】独国特許第２０１２００９２Ｕ１号
【特許文献３】米国特許第６，４３９，５９０Ｂ１号
【特許文献４】米国特許第７，７８４，８０８Ｂ２号
【特許文献５】米国特許第６，７９９，７７１Ｂ２号
【特許文献６】米国特許第５，１８６，４８２Ａ号
【特許文献７】米国特許第３，９７９，１３６Ａ号
【特許文献８】欧州特許１９９５１６５Ａ２号
【特許文献９】米国特許第２００７／０，０６９，４９９Ａ１号
【特許文献１０】米国特許第４，５９８，９２３Ａ号
【特許文献１１】独国特許第１９８０３４６２Ａ１号
【特許文献１２】米国特許第７，３０６，２４９Ｂ２号
【特許文献１３】独国特許第３２２５３４０Ａ１号
【特許文献１４】米国特許第３，９９０，７１７Ａ号
【特許文献１５】独国特許第２０３１１５１１Ｕ１号
【特許文献１６】米国特許第２００５／０，２６３，９７９Ａ１号
【特許文献１７】国際特許第２０１０／０５４５００Ａ１号
【特許文献１８】独国特許第２０１１２９６３Ｕ１号
【特許文献１９】米国特許第６，５９５，５３６Ｂ１号
【特許文献２０】国際特許第２００７／０５７９９２Ａ１号
【特許文献２１】米国特許第６，５９５，５３９Ｂ１号
【特許文献２２】米国特許第２００３／０，１１４，２７４Ａ１号号
【特許文献２３】米国特許第１，３８１，２８１Ａ号
【特許文献２４】欧州特許１６００３６８Ａ２号
【特許文献２５】欧州特許０３８８５４０Ａ１号
【特許文献２６】国際特許第２００９／１４５５９９Ａ２号
【特許文献２７】国際特許第２００６／１１１５９０Ａ１号
【特許文献２８】米国特許第４，８２４，１３０Ａ号
【特許文献２９】独国特許第４００６０９５Ａ１号
【特許文献３０】米国特許第３，４１９，２８３Ａ号
【特許文献３１】米国特許第６，１９６，５６６Ｂ１号
【特許文献３２】米国特許第２００５／０，２３０，９３３Ａ１号
【特許文献３３】米国特許第２００７／０，０２４，０２３Ａ１号
【特許文献３４】米国特許第２００３／０，０５１，９３４Ａ１号
【特許文献３５】米国特許第４，８４４，４９４Ａ号
【特許文献３６】米国特許第６，０３２，９７１Ａ号
【特許文献３７】米国特許第７，０５５，８４２Ｂ１号
【特許文献３８】米国特許第２００３／０，１１４，２７４Ａ１号
【特許文献３９】米国特許第６，８８３，８１７Ｂ２号
【特許文献４０】独国特許第６０３０３８４２Ｔ２号
【特許文献４１】米国特許第６，６９５，３３４Ｂ２号
【特許文献４２】米国特許第７，２９０，７８０Ｂ２号
【特許文献４３】米国特許第４，７１８，６８８Ａ号
【特許文献４４】米国特許第４，８９５，３８６Ａ号
【特許文献４５】米国特許第５，７８５，３３８Ａ号
【特許文献４６】米国特許第４，１３２，４２８Ａ号
【特許文献４７】米国特許第４，１１１，４４７Ａ号
【特許文献４８】米国特許第７，３６７，５７６Ｂ２号
【特許文献４９】米国特許第４，５９８，９２３号
【特許文献５０】旧東独国第２８４２００Ａ５号
【特許文献５１】米国特許第４，３８９，０５５Ａ号
【特許文献５２】独国特許第１９５２１０６４Ａ１号
【特許文献５３】英国特許第２３７３７７１Ａ号
【特許文献５４】米国特許第２００４／０，１８０，７５８Ａ１号
【特許文献５５】独国特許第４３１６３６６Ａ１号
【特許文献５６】国際特許第９８／００３３１Ａ１号
【特許文献５７】欧州特許００１０２０１Ａ１号
【特許文献５８】仏国特許第４１１６０７Ａ号
【特許文献５９】仏国特許第２３６６４９１Ａ１号
【特許文献６０】仏国特許第８７６６５７Ａ号
【特許文献６１】独国特許第１３８８２４Ａ号
【特許文献６２】仏国特許第４９３５０９Ａ号
【特許文献６３】国際特許第２００９／０５６０７８Ａ２号
【特許文献６４】日本国特許第２０１０２６０４５７Ａ号
【特許文献６５】仏国特許第２８７６６５７Ａ１号
【特許文献６６】韓国特許第１００７６８９６４Ｂ１号
【特許文献６７】米国特許第２００４／０，００４，３４１Ａ１号
【特許文献６８】米国特許第２００８／０，２１７，８８１Ａ１号
【特許文献６９】米国特許第２００２／０，１６３，１５９Ａ１号
【特許文献７０】米国特許第２００３／０，０３０，２４５Ａ１号
【特許文献７１】独国特許第１５２６１６Ａ号
【特許文献７２】独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号
【特許文献７３】独国特許第１０２０１１０５１８５０Ｂ３号
【特許文献７４】独国特許第１０２０１１０５２１３４Ｂ４号
【特許文献７５】独国特許第１０２０１１０５２２７０Ｂ４号
【特許文献７６】独国特許第１０２０１１０５３７３３Ｂ４号
【特許文献７７】独国特許第１０２０１１０５３８７５Ｂ３号
【特許文献７８】独国特許第１０２０１０５２１３４Ｂ４号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００６５】
本発明の課題は、
ａ．軽量だがエネルギーを消費するスクーターと、重量だがエネルギー効率の高い折り畳み自転車との間のギャップを埋め、
ｂ．より小さい折り畳みサイズを可能にするとともに、公知の実現可能な自転車よりも軽量にできる
折り畳み自転車を提供することである。
【００６６】
請求項１の際立った特徴は、一般の自転車でこの目的を達成する役割を果たすものである。
【００６７】
さらに、本発明による自転車は、以下の有利な設計になっている。
ｃ．車輪が小さいにも関わらず、後輪のグリップ力が市販の２６／２８インチの自転車と同様である。
ｄ．少なくとも使用頻度がより高いギアで加速した際に、２６／２８インチの自転車と同様に前輪が浮かない。
ｅ．車輪が小さくても方向に対する安定性が良好である。
ｆ．小さい車輪で障害物を乗り越える際に、ハンドルバーの振幅が可能な限り最小になる。
ｇ．本自転車を使用すると、小さい車輪でステアリングを高速で動かしても、サイクリストの慣性によって引き起こされるオーバーステアリングにはならずに進路から反れる。
ｈ．サイクリストがハンドルバーを超えて前に転倒することなく容易に制動できる。
ｉ．駆動系は、車輪が小さめにも関わらず適切な展開をする。
ｊ．折り畳みサイズは、通常用の旅行用スーツケースのサイズ、好ましくは寸法がＷ＋Ｌ＋Ｈ＜＝１１５ｃｍの機内持ち込み手荷物のサイズに合致している。
ｋ．最大６から８ｋｇの空路移動用の機内持ち込み手荷物に関する規定を満たす変形例では、１０ｋｇを大幅に下回る重さである。
ｌ．クランク長が短いため、長距離であっても高いエネルギー効率で乗ることができる。
ｍ．乾燥した道路で（快感を高める）強いバンク傾斜を達成できるように、より小さいインチサイズの固形プラスチックホイールで設計してもよい。
ｎ．体長が異なるサイクリストらに適していて、好ましいサイクリング特性を維持している。
ｏ．８インチから１６インチまでの様々な車輪サイズで設計できる。
ｐ．容易に製造される１つの自転車フレームと、好ましくは押出成形によって容易に製造される少しのフレーム部とを有するため、費用対効果が高い。
ｑ．車輪サイズの異なるフレームに対しても同じ押出成形材を使用できる。
ｒ．ペダル間隔が狭く、人間工学的に好ましいサイクリングを可能にする。
ｓ．ブレーキ、クランク、ボトムブラケット、スプロケットなどの通常の部品が装備され、高い費用対効果で製造できる。
ｔ．均等に段階付けした６速の多速ギアを有する。
ｕ．規格に従って設計される。
ｖ．立ったまま加速している間に後輪の接地が最適になる。
【００６８】
発明性のある構想および際立った特徴の利点を以下に説明する。
【００６９】
まず、後輪のグリップ力を算出するための簡易な計算モデルを導入する。このモデルは、本発明の多くの際立った特性をうまく要約していることがわかった。特徴的な値として、後輪と地面との組が起こす摩擦の必要な摩擦係数を計算する必要がある。計算モデルを簡易にするため、小さい車輪の加速は立ったままこぐ間に行われると仮定する。
【００７０】
立ったまま加速する際の後輪と地面との力の比率は、以下の簡易モデルで検討して際立った特徴を表現する。
【００７１】
サイクリストは、立ったままこぐ際にペダルに全体重をかけ、その過程でペダルは最前の位置にある。次にサイクリストの体重力は、ペダルに直角に作用する。後輪に作用しているトルクは、クランクによって吸収されるトルクに自転車の駆動系の変速比を乗算したものから算出され、変速比は、クランクの回転数を後輪の回転数で除算した比であると定義する。簡易化のため、ここで以下のパラメータを設定する：自転車とサイクリストとを合わせた体重力は、サイクリストの体重力の１１５％になり（これは、重さ１２ｋｇの自転車に８０ｋｇのサイクリストが乗っているか、あるいは１０．５ｋｇの自転車に７０ｋｇのサイクリストが乗っているのに相当する）、自転車の重心は、立ったままこぐサイクリストの重心との垂線上にある。
【００７２】
後輪と地面との組が起こす摩擦に必要な摩擦係数に対して、以下のように簡易化する。
Ｇ＝サイクリストの体重力
ＴＫＬ＝クランク長
ＨＢＬ＝チェーンステー長、すなわち後輪アクスルとボトムブラケットアクスルとの間の水平距離
ＡＡ＝ホイールベース、すなわち後輪アクスルと前輪アクスルとの間の水平距離
Ｕｔ＝クランクの回転数
Ｕｈ＝後輪の回転数
U＝自転車駆動装置の変速機＝Ｕｔ／Ｕｈ
Ｄａ＝後輪の外径
Ｍ＝後輪に作用するトルク＝Ｇ＊ＴＫＬ＊Ｕ
Ｆｔ＝後輪と地面との間でＭから生じる接線力Ｆｔ＝Ｍ／Ｄａ＊２
Ｆｇ＝後輪に作用するサイクリストの体重力
Ｒｅｒｆ＝後輪と地面との組が起こす摩擦に必要な摩擦係数には以下を適用する：
Ｆｇ＝Ｇ＊（１−（ＴＫＬ＋ＨＢＬ）／ＡＡ）＊１．１５
Ｆｔ＝Ｍ／Ｄａ＊２＝ＴＫＬ＊Ｇ＊Ｕ／Ｄａ＊２
Ｒｅｒｆ＝Ｆｔ／Ｆｇ＝（ＴＫＬ＊Ｕ／Ｄａ＊２）／（１−（ＴＫＬ＋ＨＢＬ）／ＡＡ）／１．１５
【００７３】
これを用いると、必要な摩擦係数は、どの表面に対して、どの車輪を用いて、それによってそこから生じる後輪と表面とのどの摩擦の組であるかを明らかにし、立ったまま加速している際に後輪がスリップすることなく自転車に乗ることができる。
【００７４】
２６／２８インチの自転車の場合、上式から必要な摩擦係数Ｒｅｒｆがおよそ０．３２であるという結果になる。この値を上式に代入すると、本発明が果たす全般的な特徴を以下のように表すことができる。
定格値＝１・ＴＫＬ／ＡＡ＋ＨＢＬ／ＡＡ＋ＴＫＬ＊５．４＊Ｕ／Ｄａ
因子Ｆ＝５．４は、Ｆ＝２／０．３２／１．１５で計算。
【００７５】
この計算モデルにより、サイクリストとは無関係の定格値が形成されて、車輪サイズが様々な場合の本発明の際立った特徴を説明し、図面を用いて自転車の幾何学的値を求めることで様々な自転車を比較するという特定の利点が得られる。
【００７６】
平均車輪サイズが１６インチ未満で、費用対効果が高いように設計できる自転車駆動装置を備えた公知の自転車であって、牽引機構の駆動輪もクランクと一緒にボトムブラケットの同じ側に構成され、ボトムブラケットアクスルと後輪アクスルとの間の距離が後輪の外径の半分よりも長い自転車では、１．０２超の定格値を達成するだけである。本発明は、１．００以下の定格値を達成する。とりわけ、これは、平均車輪サイズが１６インチ未満のあらゆる公知の自転車に比して、濡れた表面および／または土のある表面および／またはさらには砂のある表面に対して後輪がスリップする挙動の改善につながる。
【００７７】
１．００未満の定格値を遵守することは、小さい車輪でも達成される。なぜなら、チェーンステー長およびクランクは十分に短く設計され、自転車駆動装置の変速機は、車輪が小さくても適切な変速機を達成できるように十分に小さいからである。
【００７８】
したがって、定格値は、本自転車に対して達成した適切な変速機と合わせて、ボトムブラケットと後輪との間で自転車をコンパクトにするのに適している際立った特徴でもあり、このような理由から、本発明に適した際立った特徴でもある。
【００７９】
１．００の定格値を満たした上で立ったままこぐために示した実施形態は、例えば上式でＦ＝５．４の値をＦ＝２／０．３／１．１５＝５．８に置き換えた場合、およそ０．３のＲｅｒｆでさらに一層改善したグリップ力が達成され、引き続き適切な変速機と合わせてさらにコンパクトな設計もまた達成される。
【００８０】
車輪が小さい自転車のサイクリング特性および安定性が良好であるということは、方向安定性が良好で、とりわけ障害物を乗り越えてこぐ場合に急速にステアリングが動くことがなくなり、カーブでの挙動が良好で、ブレーキの挙動が安全で、加速中に前輪が浮くのが回避されるということである。
【００８１】
これらの特性は、以下の理由により、どの自転車の場合でも達成される。
−  チェーンステー長が短いことにより、サイクリストの慣性による影響および急速にステアリングが動いている間の反れがそれぞれ軽減され、チェーンステー長が最大２５ｃｍである場合、ステアリングの動きに対してサイクリストの慣性が及ぼす影響はほとんどなくなり、これには方向安定性にプラスの効果があるため。
−  ハンドルバーがサイクリストの胴に近いことで、肘および／または下腕および／または手首をサイクリストの胴に近づけることができ、これによってハンドルバーがさらに安定するため。したがって、ぐらつく傾向にある小さい前輪の方向安定性は、障害物を乗り越えてこぐ場合でも安定する。ハンドルバーがサイクリストの胴に近いことには、さらに別の重要な利点がある：サイクリストの腕の位置により、立ち乗りできるあらゆる公知の自転車に起こる肩および背中の筋肉の張りが回避される。サイクリストの腕の位置は、どちらかと言えばランナーの腕の位置に一致する。したがって、サイクリストは、わずかであっても前屈みになる傾向がなくなる。サイクリストはむしろ、連続的にリラックスした直立のサイクリング姿勢を仮定できる。
−  サイクリストは、制動する際、胴をハンドルバーまたは下腕に押しつけて、手首をハンドルバーと胴との間の置いた状態で自身を支えることができるため。
−  自転車には立ち乗りするため、チェーンステー長が短くても、またハンドルバーからサイクリストの胴までの距離が短いことにより、加速中に前輪が浮くはずがないため。立ったままこいでいる間に、サイクリストが自身の体重のみを利用して推進する場合、サイクリストはハンドルバーに何ら引っ張り力をかけない。この理由により、後方に向かって作用する転倒モーメントは後輪アクスルの周囲に発生しない。サイクリストが、それ相応に体を張ってハンドルバーを引っ張り、ペダルにさらに圧力をかけて加速する場合、手の位置がサイクリストの胴に近いことにより、ハンドルバーに作用する引っ張り力と、ペダルに直角に下向きに作用する体重力との間の角度は極めて小さいため、ハンドルバーへの引っ張り力またはサイクリストの慣性によって引き起こされる後輪アクスルの周囲への転倒モーメントは、ペダルに直角に作用している後輪アクスルの周囲の重量モーメントよりも大きくなることはなく、その結果、前輪は自転車がより強く加速していても浮くことがない。
【００８２】
このような状況では：ハンドルバーとサイクリストの胴との間の距離が短いほど、かつ／またはチェーンステー長が短いほど、達成できるサイクリングの安定性は大きくなり、かつ達成可能な折り畳みサイズは小さくなる。
【００８３】
これによって、本自転車には、後輪のグリップ力と、適切な展開と、小さい折り畳みサイズと、サイクリングの安定性とができる限り最良の組み合わせで備わる。
【００８４】
市販のボトムブラケットおよびクランクを備えた自転車であって、車輪が小さく、適切な展開、短いチェーンステー長、できる限り小さい折り畳みサイズ、できる限り小さいリアサスペンションを備えた自転車を設計するために、まず、独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号（特許文献７２）および独国特許第１０２０１１０５１８５０Ｂ３号（特許文献７３）に記載の自転車の駆動系に関するさらに他の問題を解決する必要があった。開示した短いチェーンステー長および適切な展開は、独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号（特許文献７２）および／または独国特許第１０２０１１０５１８５０Ｂ３号（特許文献７３）に記載の同等の特徴により実現できるものである。ここで１つの重要な特徴は、自転車駆動装置の出力ホイールが、入力ホイールと同じ自転車フレーム側に構成されているという点である。そのため、チェーンステー長を極めて短く設計でき、チェーンステー長が短いにも関わらず、自転車駆動装置を多速にできる。
【００８５】
軽量な折り畳みフレームを達成するため、まず、折り畳みヒンジ部および自転車フレームに関して、独国特許第１０２０１１０５２１３４Ｂ４号（特許文献７４）、独国特許第１０２０１１０５２２７０Ｂ４号（特許文献７５）、独国特許第１０２０１１０５３７３３Ｂ４号（特許文献７６）および独国特許第１０２０１１０５３８７５Ｂ３号（特許文献７７）に記載のさらに他の問題を解決しなければならない。ここで、高い費用対効果で製造できるとともに、短いチェーンステー長を実現するために一体型の設計で、溶接の接合部を弱めることなく作られる自転車フレームを見つけることが極めて重要であった。独国特許第１０２０１１０５２１３４Ｂ４号（特許文献７４）、独国特許第１０２０１１０５２２７０Ｂ４号（特許文献７５）、独国特許第１０２０１１０５３７３３Ｂ４号（特許文献７６）および／または独国特許第１０２０１１０５３８７５Ｂ３号（特許文献７７）に記載の同等の特徴により、開示したコンパクトな折り畳みサイズ、目標とする軽量の自転車フレームおよび開示した短いチェーンステー長を実現できるように自転車フレームを設計できる。
【００８６】
本発明に備わっているが、それほど最適ではない駆動系のさらに他の変形例についての説明は省略した。
【００８７】
本発明は、別の駆動系であって、出力スプロケットが後輪と対向するフレーム側に構成され、フレームが後輪を１つのアームのように吊り下げている駆動系を備えている。しかしながら、この構成には、チェーンカバーが固定しにくいおそれがあり、後輪を自転車フレームに掛けると、重量および衝撃が原因でより大きい曲げモーメントに曝露されるという欠点がある。
【００８８】
以上に述べた理由により、以下の説明は、記載している特にコンパクトに設計できる好適な実施形態に限定したものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】両面装着のリアサスペンションと、ヘッド角設定装置と、１４インチの後輪に遊星歯車を備えた変速機を備えた６種類の速度を有する自転車駆動装置とを備える自転車であって、身長２．０ｍの人が乗っている自転車の第１の好適な実施形態の側面図
【図２】図１のサイクリストが乗っている自転車の正面図
【図３】図１の自転車の後部側面の拡大図であり、最大のチェーンホイールを切り替えている。
【図４】図１の自転車の後部を下から見た図
【図５】図１の自転車の側面図であり、ヘッド角が約６５°で、自転車に身長１．４ｍの人が乗っている説明図
【図６】図１の自転車の後部側面の拡大図であり、最小のチェーンホイールを切り替えている。
【図７】クランク、ボトムブラケットおよび後輪用のサイドプル式キャリパーブレーキを備える図１の自転車のトリプルチェーンホイールを示す図であり、サイドプル式キャリパーブレーキに対して利用できるスペースを示す説明図
【図８】図１の自転車のフレームの分解図であり、押出成形した断面を有し、ヘッドチューブ、前方フレーム部、折り畳みヒンジ部、後方フレーム部および後輪の端部を示す説明図
【図９】ヘッドチューブの設定機構の断面図であり、図１による７５°のヘッド角を図９に設定している。
【図１０】ヘッドチューブの設定機構の断面図であり、図５による６５°のヘッド角を図１０に設定している。
【図１１】図９および１０に対して垂直なもう１つの断面図であり、ヘッドチューブの設定機構が見える図
【図１２】ヘッドチューブの押出成形材を示す説明図
【図１３】ハンドルバーを折り畳んだ状態である図１の自転車の側面図
【図１４】折り畳んだ図１の自転車の側面図
【図１５】折り畳んだ図１の自転車の正面図
【図１６】折り畳んだ図１の自転車の上面図
【図１７】自転車の第２の好適な実施形態の側面図であり、片面装着のリアサスペンションと、下流の遊星歯車を備えたベルト駆動装置と、１０インチの固形プラスチックホイールと、ホイールガードブレーキとを有し、自転車に身長２．０の人が乗っている。
【図１８】図１７の自転車の側面図であり、自転車に身長１．４ｍの人が乗っている。
【図１９】ハンドルバーを折り畳んだ状態である図１７の自転車の別の説明図
【図２０】車輪カバーによるブレーキ用の戻りバネの構成を示す詳細図
【図２１】折り畳んだ図１７の自転車の側面図
【図２２】折り畳んだ図１７の自転車の反対側の側面図
【図２３】折り畳んだ図１７の自転車の上面図
【図２４】折り畳んだ図１７の自転車の正面図
【図２５】自転車の第３の好適な実施形態の側面図であり、片面装着のリアサスペンションと、下流の遊星歯車装置を有するチェーン伝動装置と、ディスクブレーキと、特に幅広いタイヤを有する１２インチの車輪とを備えている。
【図２６】図２５の自転車を車輪なしで下から見た図
【図２７】自転車の後部の後部の背面図であり、ディスクブレーキとフレームとがオフセットになっている構成を示す。
【図２８】ディスクブレーキの構成を示すために自転車の後部を拡大した図
【図２９】後輪フランジに関わるディスクブレーキのブレーキディスクを示す説明図
【図３０】設置状態のブレーキディスクおよび後輪フランジを示す説明図
【図３１】折り畳んだ図２５の自転車の側面図
【図３２】折り畳んだ図２５の自転車の反対側の側面図
【図３３】折り畳んだ図２５の自転車の正面図
【図３４】折り畳みサイズを示すために折り畳んだ図２５の自転車を上から見た図
【図３５】第４の好適な実施形態の側面図であり、１４インチの車輪と、特に小さい出力スプロケットを有する単一速度のチェーン伝動装置と、ドラムブレーキとを有する。
【図３６】図３５の自転車を車輪なしで下から見た図であり、後輪駆動装置およびドラムブレーキの構成を示す。
【図３７】折り畳んだ図３５の自転車の側面図
【図３８】折り畳んだ図３５の自転車の反対側の側面図
【図３９】折り畳みサイズを示すために折り畳んだ図３５の自転車を上から見た図
【図４０】第５の好適な実施形態の側面図であり、８インチの固形プラスチックホイールと、遊星歯車装置を有する後輪に連結している変速機とを備える。
【図４１】折り畳んだ図４０の自転車の側面図
【図４２】折り畳んだ図４０の自転車の反対側の側面図
【図４３】折り畳んだ図４０の自転車の正面図
【図４４】折り畳みサイズを示すために折り畳んだ図４０の自転車を上から見た図
【発明を実施するための形態】
【００９０】
図１は、両面装着のリアサスペンションと、ヘッド角設定装置と、１４インチの後輪に遊星歯車装置を備えた変速機を備えた６つの歯車を有する自転車駆動装置とを備える自転車であって、身長２．０ｍの人が乗っている自転車の第１の好適な実施形態の側面図を示している。
【００９１】
本自転車はフレームを備え、このフレームは、前方フレーム部１、後方フレーム部２、および折り畳みヒンジ部３を備えている。独国特許第１０２０１１０５３７３３Ｂ４号（特許文献７６）によれば、フレームは、３つのセグメント１ａ、１ｂ、１ｃおよび／または２ａ、２ｂ、２ｃを有する押出成形された断面で作製され、外セグメント２ａおよび２ｃはチェーンステーとして働く。
【００９２】
前方フレーム部１の外セグメント１ａおよび１ｃの中には端部４が挿入され、この端部は、アクスル５を介してヘッドチューブ６に回転可能に取り付けられる。ヘッドチューブ６にはフォーククラウン７のフォークステムが支持される。フォークブレード８はフォーククラウン７に連結され、同じようにフォーク端部９を受け入れ、このフォーク端部に自転車の前輪１０が固定される。自転車は、ヘッドチューブ６の上に、折り畳みヒンジ部１１と、この折り畳みヒンジ部の下ヒンジ部材１２とを備え、下ヒンジ部材は、クランプ連結部１３によってフォークステムに連結されている。上ヒンジ部材が下ステアリングチューブ１４の中に形成され、上ステアリングチューブ１５が、下ステアリングチューブ１４内を直線移動するように構成される。本発明の特定の特徴によれば、このようにハンドルバー１６の高さは、サイクリストの身長に合わせることができる。上ステアリングチューブ１５は、ハンドルバー１６にしっかりと連結される。
【００９３】
後方フレーム部２にはボトムブラケット１７が回転可能に構成される。ボトムブラケット１７は、トリプルチェーンホイール１８およびクランク１９に連結される。クランク１９には折り畳みペダル２０が連結される。トリプルチェーンホイール１８は、チェーン２１および出力スプロケット２２を介して後輪シャフト２３を駆動する。後輪２４、つまりこの例示的な実施形態では１４インチの空気タイヤを備えた車輪が、後輪シャフト２３に、後方フレーム部２の右チェーンステーから見て、２つのチェーンステーの間にある出力スプロケット２２と対向して構成される。
【００９４】
トリプルチェーンホイール１８の３つのチェーンホイールは、フロントディレイラ２５によって確実に切り替えられる。チェーン２１の弛緩側のチェーンの張りは、スウィングチェーンガイド２６によって同じく確実に維持される。
【００９５】
本発明の一特徴によれば、自転車は、サイクリストが立ったままで乗るものである。直立してこぐことで、サイクリストは進行に全体重をかけることができるとともに、背中を休める乗車姿勢を取ることができる。本発明の一特徴によれば、サイクリストの胴２７はハンドルバー１６に非常に接近して構成されているため、直立しているサイクリストはハンドルバー１６周りを握ることができると同時に、自身の胴２７と肘２８および／または下腕２９および／または手首３０および／または手３１および／またはハンドルバー１６との間の接触を確立することができる。ここでは、サイクリストの上腿３２がハンドルバー１６の下に十分なスペースを持てるように、ハンドルバー１６をステアリングチューブ１４から上方へ引き上げた。
【００９６】
ハンドルバー１６がサイクリストの胴２７に接近していることには、立ったままでの安全なサイクリングという点で前述した利点がある。
【００９７】
本発明の一特徴によれば、ハンドルバーの中心点は、サイクリストの胴２７の正面に直接構成される。これには、制動中にサイクリストが胴２７をハンドルバー１６に当てて自身の慣性を支えることができるという利点がある。
【００９８】
本発明の一特徴によれば、規格に従って必要な前輪ブレーキのブレーキ減速によってサイクリストが前輪の上を前方に倒れることがないように、正面の中心点およびハンドルバーの高さを設定する。正確に言えば、サイクリストは、標準的に前輪を減速させた場合であっても自転車を制御できる状態のままである。
【００９９】
本発明の一特徴によれば、ハンドルバー１６のサイクリストの胴２７に対する接近は、ヘッド角を設定する設定装置３３を用いて設定できる。図１では、自転車には、身長２．０ｍの人が乗っている。ここでは、標準角度７５°に合わせたヘッド角が設定されている。
【０１００】
本発明の一特徴によれば、チェーンステー長は、図１に示したように、最大２２ｃｍであり、これは、立ったままでの安全なサイクリングに関して既に前述した利点を備えている長さである。
【０１０１】
本発明の一特徴によれば、立ったままでサイクリングするためのクランク１９のクランク長は、２６／２８インチの自転車の通常のクランク長であり、座ったまま走行する際のクランク長１６５〜１７５ｍｍよりも短く設定する。
【０１０２】
この場合、クランク長が１５０ｍｍであるクランク１９を備えている市販のトリプルチェーンホイール１８を使用する。この短めのクランク長には、本発明の本質である以下の利点がある。
【０１０３】
−  サイクリストは、立ったままこぐとき、ペダル２０上の圧力点まで自身の体重を上方に繰り返し持ち上げて、駆動チェーンホイール１８を駆動しなければならないため、克服すべき高さの差、およびこれに伴いクランクの回転ごとにかけるサイクリストの力は、クランクが短めである場合の方が小さくなる。
【０１０４】
−  クランクが短めであるために、サイクリストの体重が駆動チェーンホイール１８にかかることによって伝達される駆動トルクは、１６５〜１７５ｍｍのクランクの場合よりも小さくなる。その結果、クランクの最大角速度も同じように小さくなり、同じ体重を支えるようにしてペダルの下点に到達するために、サイクリストは足をより長く伸ばすことになる。ペダルの下点でクランクによって達成される角速度も小さくなる。これには次の本質的な利点がある：立ったままでこぐ場合、これによってクランクの角速度はクランク回転中にあまり激しく変動しなくなり、サイクリストは、同一速度を達成するためにより均一的にペダルをこぐことができ、全体的に短いクランクは、サイクリストの少なくなったペダリング回数のみを伝達し、ペダルの下点でのサイクリストのエネルギー損失は、クランクの角速度が小さくなったために同じように小さくなる。このような理由から、立ったままこぐときの最大６０ｒｐｍの低速ペダリング回数は、通常座っているときのペダリング回数である９０ｒｐｍよりも快適に感じられる。立ったままこぐ場合のペダリング回数を減らすとともに、所望の同一速度で、かつそれに伴い同じ所望のサイクリストの力でさらに均一にペダリングするために、本発明の一特徴によれば、座ったままこぐ場合よりも短いクランクを使用する。
【０１０５】
通常のサイドプル式キャリパーブレーキ３４をフォーククラウン７に構成する。後輪２４を減速するために、本発明の一特徴によれば、サイドプル式キャリパーブレーキ３５を後方フレーム部２の下フレーム側に構成し、本発明の一特徴によれば、チェーン２１の弛緩側は、各々の切り替え位置の遙か下でスウィングチェーンガイド２６によって誘導されているため、サイドプル式キャリパーブレーキ３５のブレーキアームはチェーン２１に接触しない。
【０１０６】
キックスタンド３６の構成も図示したように実施してよい。
【０１０７】
図２は、図１のサイクリストが乗っている自転車の前輪を示している。ステアリングチューブヘッド３７が、サイクリストの胴２７の正面に直接構成されている。ステアリングチューブヘッド３７の両側には、ハンドルバー１６にグリップシフタ３８が連結され、このグリップシフタは、図示していないボーデンケーブルを介して、一方はフロントディレイラ２５およびこれに伴いトリプルチェーンホイール１８を、もう一方は後輪２４の２速変速機など任意の他の変速段階を別々に切り替え、この２速変速機は、この例示的な実施形態で使用するものであり、独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号（特許文献７２）に詳述されている。
【０１０８】
さらに、２つのブレーキレバー３９および４０がハンドルバー１６に連結され、両ブレーキレバーは、図示していないボーデンケーブルによって２つのサイドプル式キャリパーブレーキ３４および３５を別々に作動させる。
【０１０９】
本発明の一特徴によれば、２つの異なるブレーキレバー３９および４０を使用するため、ブレーキレバーが互いに極めて接近しているにもかかわらず、ケーブルを誘導することも依然として可能である。なぜなら、２つのブレーキレバー３９および４０のケーブル設定ネジは、ハンドルバー１６の軸から別々の距離に位置決めされるため、一方がもう一方の上に載るようになり、その結果、ボーデンケーブルを互いの隣に誘導できるからである。
【０１１０】
互いに対して線形に移動できるステアリングチューブのセクション１４および１５の長さは、信頼性のあるロック装置４１によって確立される。
【０１１１】
図３は、図１の自転車後部を拡大した側面図であり、トリプルチェーンホイール１８の大チェーンホイールを切り替えている様子を示している。スウィングチェーンガイド２６は、周りに回転できるように後方フレーム部２に固定された上案内ローラ４２と、螺旋バネ４４によって出力スプロケット２２の方向へ後部に向かって押されるアイドルローラ４３とを備えている。ここでは、螺旋バネ４４は、このバネの一方のアーム４４ａが後方フレーム部２に連結されたネジ４５に当接して支えられ、スウィングチェーンガイド２６の案内ローラ４３をもう一方のアーム４４ｂで出力スプロケット２２の方向へ押している。アイドルローラの周囲に誘導されるチェーン２１と、出力スプロケット２２の周囲に誘導されるチェーン２１との間でチェーンが衝突するのを防止するため、本発明の一特徴によれば、スウィングチェーンガイド２６は、直線エッジ２６ａを備え、この直線エッジは、アイドルローラ４３が出力スプロケット２２に接触する前にネジ４５に突き当たることで、後部に向かうスウィングチェーンガイド２６の回転を抑制する。
【０１１２】
図４は、図１の自転車後部を下から見た図である。
【０１１３】
１４インチの後輪２４を使用して適切な展開を実現するために、本発明の一特徴によれば、独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号（特許文献７２）に詳細に示されている、２つの歯車を有する遊星駆動装置４６が、出力スプロケット２２と後輪シャフト２３との間に構成され、後輪シャフトには、自転車フレームに直接または間接的に連結している静止した円形歯車と、出力スプロケット２２によって駆動される遊星キャリアと、円形歯車と噛み合う遊星歯車と、遊星歯車と噛み合う２つの駆動太陽歯車とが備わっている。いずれの場合も、太陽歯車のうちの１つが、結合部材によって、または間に挿入される切り替え可能な自由ホイールクラッチを介して、後輪シャフト２３を駆動する。サイクリストの体重および様々な上り坂および下り坂の条件に適応する走行を実現するため、本発明の一特徴によれば、歯が４２本のチェーンホイール１８ａと、歯が３２本のチェーンホイール１８ｂと、歯が２４本のチェーンホイール１８ｃと、出力スプロケット２２とを備えるトリプルチェーンホイール１８を有するチェーン伝動装置が、遊星歯車装置の上流に構成される。本発明の一特徴によれば、２速の遊星歯車装置４６と組み合わせて、自転車に対する歯車が増加したとしても６速の変速機を実現する。遊星歯車装置４６を備える後輪駆動装置は、固定手段４８および固定ネジ４９を介して、後方フレーム部２の端部４７で後方フレーム部２に連結される。後輪駆動装置を終了させるシフトチェーン５０が、遊星歯車装置４６にある２つの歯車を切り替える。
【０１１４】
スウィングチェーンガイド２６の２つのローラである案内ローラ４２およびアイドルローラ４３は、自転車の中央基準面に対して一定の距離を置いて構成される。なぜなら、チェーン伝動装置は、複数の切り替え可能な出力スプロケットを具備せず、１つの出力スプロケット２２のみを具備しているからである。チェーン２１の弛緩側は、トリプルチェーンホイール１８の大チェーンホイール１８ａを切り替えたときに最短になるため、出力スプロケット２２、大チェーンホイール１８ａ、案内ローラ４２、およびアイドルローラ４３は、ほとんど一直線上に構成され、これによってチェーンがこの切り替え状態でゆがむのを回避する。この例示的な実施形態では、図４に示したように、４９．５ｍｍという通常のチェーンラインの距離が実現される。
【０１１５】
案内ローラ４２と同じ軸の周囲に構成された螺旋バネ４４は、一方のアーム４４ａでネジ４５に当接して支えられ、もう一方のアーム４４ｂでアイドルローラ４３を出力スプロケット２２の方向に押している。
【０１１６】
本発明の一特徴によれば、後方フレーム部２は、図４に示したように、市販のボトムブラケットの寸法と一致する幅であり、この例示的な実施形態では幅６８ｍｍである。これに応じて簡易な方法で、ボトムブラケットのハウジングおよびボトムブラケット１７もこのように後方フレーム部２に構成してよい。
【０１１７】
本発明の一特徴によれば、サイドプル式キャリパーブレーキ３５は、クランク１９どうしの間に構成され、本発明のもう１つの特徴によれば、ボトムブラケット１７に非常に接近して構成されるため、言及した短いチェーンステー長を実現できる。
【０１１８】
図５は、図１の自転車の側面図である。ハンドルバー１６は、最低の高さに設定されている。ヘッド角の設定装置３３を使用して、標準の快適なヘッド角である約６５°に設定する。このように、本発明の一特徴によれば、図１の自転車には、図５に示したように、既に言及した有利なサイクリング特徴を維持した状態で、身長２．０ｍの人も身長１．４ｍの人も乗ることができる。あるいはさらに一般的には、本発明の一特徴によれば、本自転車には、体長差が６０ｃｍある人達が同じように載ることができる。ヘッド角の設定装置３３を使用して、さらに著しく背の低いサイクリストもハンドルバー１６を握れると同時に、自身の胴２７と肘２８および／または下腕２９および／または手首３０および／または手３１および／またはハンドルバー１６との間の接触を確立できる。
【０１１９】
さらに、図５は、小チェーンホイール１８ｃを切り替えるときの切り替え状態を示している。
【０１２０】
図６は、図５の自転車後部を拡大した側面図であり、小チェーンホイール１８ｃを切り替えている図である。この図から、スウィングチェーンガイド２６の直線エッジ２６ａは、アイドルローラ４３が出力スプロケット２２と衝突する前にネジ４５に当接して押されることがわかる。この切り替え状態でも、チェーン２１の弛緩側２１ａは、サイドプル式キャリパーブレーキ３５のブレーキアームの下に安全に誘導される。サイドプル式キャリパーブレーキ３５は、横から見て、ボトムブラケット１７に非常に接近して構成されるため、大部分がトリプルチェーンホイール１８に隠れる。
【０１２１】
この切り替え状態でも、チェーン２１の緊張側２１ｂは、フロントディレイラ２５から十分な距離を保持している。一方、フロントディレイラ２５は、後方フレーム部２の上側よりも上に構成されているため、自転車の中央基準面の方向に、小チェーンホイール１８ｃを切り替えるのに必要なスペースを有する。
【０１２２】
図７は、クランク１９、ボトムブラケット１７および後輪２４のサイドプル式キャリパーブレーキ３５を備える図１の自転車のトリプルチェーンホイール１８の図であり、ブレーキアーム３５ａを備えるサイドプル式キャリパーブレーキ３５に対して利用できるスペースを示す図である。ネジ部分の長いナット５１が、サイドプル式キャリパーブレーキ３５の固定ネジと共にねじ締めされる。制動力を支持するため、押圧片５２が固定ネジ５１を介して後方フレーム部２に対して締め付けられる。
【０１２３】
本発明の一特徴によれば、ボトムブラケットハウジング５３が、後方フレーム部２の２つのセグメント２ａおよび２ｃの壁に連結されている。
【０１２４】
図８は、図１の自転車のフレームでの分解図であり、本発明の一特徴によれば、独国特許第１０２０１１０５３７３３Ｂ４号（特許文献７６）に記載の押出成形材を有し、ヘッドチューブ６、前方フレーム部１、折り畳みヒンジ部３、後方フレーム部２および後輪２４の端部４７を示す図である。本発明の一特徴によれば、独国特許第１０２０１０５２１３４Ｂ４号（特許文献７８）に従い設計された折り畳みヒンジ部３のヒンジ部材は、前方フレーム部１の２つの外セグメント１ａおよび１ｃの中に挿入されるとともに、これに対応する後方フレーム部２のセグメント２ａおよび２ｃの中に挿入されて、この両セグメントにしっかりと連結される。
【０１２５】
後輪２４の領域では、押出成形された断面の内セグメント２ｂは、２つの外セグメント２ａおよび２ｃによって形成された２つのチェーンステー２ｄおよび２ｅが残るように取り除かれる。この例示的な実施形態では、２つの端部４７は、チェーンステー２ｄまたは２ｅの中に押し込まれて、この両チェーンステーにしっかりと連結される。後輪駆動装置は、固定手段４８および固定ネジ４９を介して後方フレーム部２の端部４７に連結される。後方フレーム部２は、言及した部品を後方フレーム部２に固定するための様々な凹み２ｆ、２ｇ、２ｈおよび２ｉを有する。フレームについて、または片面装着のリアサスペンションを有する遊星歯車装置４６について独国特許第１０２０１１０５３７３３Ｂ４号（特許文献７６）または独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号（特許文献７２）に記載されている変形例も、この例示的な実施形態で使用できるものであり、本発明の範囲に含まれる。
【０１２６】
本発明の一特徴によれば、ヘッドチューブ６のヘッド角は、設定装置３３で設定できる。設定装置３３は、好ましくはヘッド角を利用可能な標準範囲である６５°から７５°内に設定する。本発明の他の特徴によれば、ヘッド角の設定は以下に説明するように行う。
【０１２７】
前方フレーム部１では、端部は、前方フレーム部１のセグメント１ａおよび１ｃの中へ前方から押し込められ、両セグメントにしっかりと連結される。端部４では、ヘッドチューブ６は、アクスル５を介して回転できるように取り付けられる。ヘッドチューブ６は、他の端部なしで２つの外セグメント１ａおよび１ｃに直接連結されることも可能であり、これも本発明の範囲に含まれる。ヘッドチューブ６は、前方フレーム部１の内部に延びる２つのアーム６ａを有する。２つのアーム６は、互いにフレーム部１の内部へ向かって誘導され、円形ナット５４を凹み内に収容する。
【０１２８】
本発明の一特徴によれば、円形ナット４５は、設定ネジ５５に対するねじを切った連結部を有する。設定ネジ５５は、前方フレーム部１の上側より上および下側より下に突出している。設定ネジ５５は、前方フレーム部１の上側および下側に固定部材５６、図８の場合は固定板を誘導し、この固定部材は、前方フレーム部１の上側または下側で支えられる。本発明の一特徴によれば、固定部材５６と前方フレーム部１との間に緩衝部材または弾性部材を設けて、ステアリングチューブ１４を所望の可動性も持たせられるように、または設定ネジ５５または円形ナット５４に作用する力を軽減するようにすることができる。本発明の一特徴によれば、設定ネジ５５は、設定ネジ５５、円形ナット５７、ロックナット５８、ロックレバー５９およびワッシャ６０で構成されている市販のクイックリリース装置の一部であり、２つの固定部材５６は、前方フレーム部１に対して締め付けられる。
【０１２９】
締め付けられた状態では、すなわち、クイックリリース装置のロックレバー５９を閉じた場合、アーム６８の位置およびこれに伴いヘッド角は、設定ネジ５５上の円形ナット５４の位置によって確立される。図９は、この状態を示し、図１に示した７５°のヘッド角に設定されている。
【０１３０】
図１０は、解放状態を示す。この解放状態では、すなわち、ロックレバー５９を開いた場合、ロックレバー５９を回転させることで設定ネジ５５を回転させることができ、これによって設定ネジ５５上の円形ナット５４の位置を変更する。本発明の一特徴によれば、このように位置を変化させることで、アーム６ａと前方フレーム部１との間の角度が変化し、ヘッドチューブ６はアクスル５周りに動き、その結果ヘッド角が変化する。図１０では、図５に示した６５°のヘッド角に設定している。得られた位置は、ロックレバー５９を閉じることで再び固定する。
【０１３１】
この構成の利点は、前輪１０に作用する垂直力がアクスル５を介して前方フレーム部１に伝達される一方で、前輪１０に作用する水平力は、ヘッドチューブ６がアクスル５周りに回転する動きを引き起こそうとし、この水平力は最終的に、固定部材５６を介して前方フレーム部１上に都合よく分散されるという点である。さらに、これ以上曲げモーメントが引き起こされることがなく、このようにするには、他の実施形態ではヘッドチューブと前方フレーム部との連結をそれに応じて安定した設計にする必要がある。
【０１３２】
ヘッドチューブ６のアーム６ａの長さ、およびこれに伴いアクスル５と円形ナット５４との間の距離は、円形ナット５４および前方フレーム部１にかかる力を決定する。このようにして、設定可能なヘッドチューブ６の角度範囲も確立される。
【０１３３】
図１１は、設定装置を上から見た断面図である。本発明の一特徴によれば、ヘッドチューブ６のアーム６ａは、端部４に極めて接近した所でアクスル５に回転可能に取り付けられ、これによってアクスル５にかかる高い曲げモーメントが回避される。本発明の一特徴によれば、アーム６ａは、円形ナット５４への経路に向けて互いに向かって誘導されるため、ここで発生する力は設定ネジ５４によって前方フレーム部１へ分散される。アクスル５はスチールナット６１で形成され、このスチールナットはスチールネジ６２と共にねじ締めされる。スチールネジ６１は、スチールブッシュ６３内で支えられ、両ブッシュに回転可能に連結される。一方、ブッシュ６３は、アルミニウム製の端部４にしっかりと連結される。アルミニウム製のヘッドチューブ６もスチールブッシュ６４にしっかりと連結され、両ブッシュも同じくアクスル５またはスチールナット６１に回転可能に取り付けられる。スチールブッシュ６３および６４のこの使用に関して有利な点は、ヘッドチューブ６の支持および回転に必要な中間嵌めが、アルミニウムとスチールとの組よりも遙かに高い接触圧力に耐える２つのスチール部材の間で行われるとともに、アルミニウム製端部４またはヘッドチューブ６との確実な嵌め合わせによって、ブッシュ６３および６４を外部で連結できるという点である。そのため、ブッシュ６３または６４はこのほか、アルミニウムに対する許容接触圧力未満で起こる力から生じる接触圧力をアルミニウムとスチールとの組で保持するのに十分大きい外径を有する。
【０１３４】
一体製造型のヘッドチューブ６は、押出成形材から費用対効果が高い方法で製造できる。図１２は、図１に示した好適な実施形態に相当する断面図である。押出成形を実行している最中であっても、ヘッドチューブ６内の設定ネジ５５に必要な凹み６ｂを設けることができる。
【０１３５】
図１３は、ハンドルバー１６を折り畳んだ状態である図１の自転車の側面図である。本発明の一特徴によれば、折り畳みヒンジ部１１は、ステアリングチューブ１４が、横から見てサイドプル式キャリパーブレーキ３４と前輪アクスルとの間にきて、そのときハンドルバー１６が、自転車の中央基準面に対して概ね平行または最大１０°の角度に位置決めされるように設計・適応される。
【０１３６】
図１４は、折り畳んだ図１の自転車の側面図である。折り畳んだ状態では、本発明の一特徴によれば、前輪１０および後輪２４は、横から見て概ね一致するように互いに重なり合って置かれる。ここでは、ステアリングチューブ１４は、本発明の一特徴によれば、前輪１０のサイドプル式キャリパーブレーキ３４と後方端部４７または出力スプロケット２２との間で正確に利用できるスペースを利用している。この例示的な実施形態における折り畳みサイズは、折り畳んだ際の２箇所の最長の長さが最大５３ｃｍおよび最大４４ｃｍになる。本発明の一特徴によれば、このように、折り畳んだ際のこの２箇所の長さの合計は、最大１００ｃｍになる。この小さい折り畳みサイズは、本発明の一特徴により、折り畳みヒンジ部１１を介してステアリングチューブ１４を前輪フォークのフォークブレード８側に折り畳むことにより達成されるとともに、本発明の一特徴により、前方フレーム部１、後方フレーム部２、および前輪フォークのフォークブレード８が自転車を折り畳んだ状態では三角形を描き、前輪アクスルおよび後輪アクスル、折り畳みヒンジ部３およびヘッドチューブ６がこの三角形の頂点要素を形成することにより達成される。
【０１３７】
図１５は、折り畳んだ図１の自転車の正面図である。
【０１３８】
サイドプル式キャリパーブレーキ３４および３５を使用することで、前輪１０と後輪２４との間の所定の最短距離が折り畳んだ状態で維持されるようになる。本発明の一特徴によれば、このようにして前輪１０と後輪２４との間に生じるスペースは、ステアリングチューブ１４およびハンドルバー１６が前輪１０と後輪２４との間に構成されることで満たされる。同じように、ブレーキレバー３９および４０ならびにグリップシフタ３８は、必要なスペースを図１６にも示したように確保する。図１６は、折り畳んだ図１の自転車の上面図である。
【０１３９】
このような理由から、折り畳みサイズの深さは２８ｃｍ未満になる。そのため、本発明の一特徴によれば、折り畳みサイズの長さ、高さおよび幅の合計は、最大１２５ｃｍになる。
【０１４０】
本発明の一特徴によれば、図１から図１６に示したこの例示的な実施形態では、小さい折り畳みサイズを達成できるとはいえ、市販されていて入手しやすい多くの自転車用部品を使用し、特に前輪１０および後輪２４のホイールリムおよびホイールタイヤ、ボトムブラケット１７、クランク１９、折り畳みペダル２０、トリプルチェーンホイール１８、出力スプロケット２２、フロントディレイラ２５、ステアリングチューブ１４および１５、ハンドルバー１６、サイドプル式キャリパーブレーキ３４および３５、グリップシフタ３８、ブレーキレバー３９および４０、設定装置３３およびロック装置４１、アイドルローラ４３および案内ローラ４２を使用している。そのため、これらの市販の自転車用部品を使用することで、確実で実証済みの技術を基に費用対効果の高い生産が可能になる。
【０１４１】
本発明の一特徴によれば、あらゆる点で規格を満たす自転車の設計が実現されるように、つまり、ヘッド角が６５°から７５°であり、前輪１０への体重配分が少なくとも２５％であり、前輪１０の減速が、規格に準拠した方法で、身長２．０ｍかつ１００ｋｇという重いサイクリストであっても前方に転倒することなく３．４ｍ／ｓ２のブレーキ減速を可能にするものであり、ペダル２０の地上高およびこれに伴い自転車が横へ２５°傾斜するのに必要なボトムブラケットの高さが最低位置にあり、ペダルアクスルと前輪１０または前輪１０の車輪カバーとの間の距離が１００ｍｍであり、空気タイヤを使用することで高さ２５ｍｍ×１２ｍｍの面取りした角材を安全に通過させる可能性があるように、自転車の立体値を設計する。
【０１４２】
最後に、図１から１６に示した好適な実施形態では、本質的な特徴の維持を他の車輪サイズ、特に１２インチ×１０インチという車輪サイズにも設計できるが、一特徴によれば、同じ自転車フレームを使用することも可能であることがわかる。これらの実施形態も本発明の範囲内である。
【０１４３】
図１７は、自転車の第２の好適な実施形態の側面図であり、片面装着のリアサスペンションと、下流の遊星歯車装置を備え、この遊星歯車が後輪シャフトを駆動する歯付ベルト駆動装置と、１０インチの固形プラスチックホイールと、車輪カバーブレーキとを備え、自転車に身長２．０ｍの人が乗っている図である。
【０１４４】
この例示的な実施形態でも、ハンドルバー１６は、サイクリストの胴２７に極めて接近して構成されているため、直立してこいでいる身長２．０ｍの人は、肘２８および下腕２９も、そしておそらく手首３０を自身の胴２７に付けることができる。
【０１４５】
本発明の一特徴によれば、独国特許第１０２０１１０５３８７５Ｂ３号（特許文献７７）による図１７に示した例示的な実施形態では、前方フレーム部６５および後方フレーム部６６を使用し、前者は自転車の中央基準面に平行に、後者は同中央基準面から外側に延び、フレーム部は押出成形材で製造される。一方、２つのフレーム部６５および６６は、折り畳みヒンジ部６７に連結される。本発明の一特徴によれば、この例示的な実施形態では、ボトムブラケット６８が、市販されている歯付ベルト駆動措置の駆動輪６９に連結される。歯付ベルト駆動装置の駆動輪６９は、歯付ベルト７２を介して、歯付ベルト駆動装置の出力ホイール７１を駆動し、この出力ホイールは、変速機を用いて後輪シャフト７２を駆動する。変速機について詳述するために独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号（特許文献７２）を再度参照する。必要なベルトの張りは、歯付ベルト７０の弛緩側に構成されたベルト締め具７３によって生じ、ベルト締め具７３は、後方フレーム部６６に連結した誘導部材７４によって歯付ベルト７０の緊張側方向へ引っ張られる。後輪７５としての１０インチの固形プラスチックホイールが、この例示的な実施形態では、出力ホイール７１に対向する後方フレーム部６６側の後輪シャフト７２に連結される。本発明の一特徴によれば、後輪７５は、自転車フレームに回転可能に連結している車輪カバー７６によって減速できる。自転車には立ったままで乗るため、後輪７５を減速するためにサイクリストは、フレームに回転可能に構成された車輪カバー７６の上に自身の足を押しつけることができ、車輪カバー７６を用いて後輪７５の上にこれに相当する圧力をかけることができる。サイクリストは慣性によってハンドルバー１６の方へ押され、これによってサイクリストは、この圧力に対抗するように身体を緊張させることで後輪７５にさらに力をかける体勢になり、安全かつ迅速に自転車を減速する姿勢になる。
【０１４６】
本発明の一特徴によれば、前輪部分６５にヘッドチューブ７７を横に連結する。このようにするために、本発明の一特徴によれば、ヘッドチューブ７７は、２つのアームを有し、一方は前方フレーム部６５の上側に、もう一方は前方フレーム部６５の下側に連結される。アームを形成しているヘッドチューブ７７の凹みは、押出成形材で製造され、前方フレーム部６５の延長部と平行に作られる必要があり、ヘッドチューブ７７の突出方向に対してどのような角度で作られてもよい。最小の折り畳みサイズを達成するために、この例示的な実施形態では、前方フレーム部６５は、本発明の一特徴によれば水平方向に平行に通っているため、ヘッドチューブ７７のアームを形成している押出成形材の凹みは、ヘッドチューブ７７の突出方向に対して７５°の角度で通っている。
【０１４７】
本発明のもう１つの特徴によれば、前輪フォーク７８が押出成形材から製造され、前輪フォーク７８の形材の突出方向は、ヘッドチューブ７７の突出方向に対して直角に通っている。前輪フォーク７８には、固定ネジ７９を介して、フランジが前輪アクスルに連結され、アクスルには前輪８０が回転可能に支持されている。本発明の一特徴によれば、前輪フォーク７８に、電気モータを有する前輪を構成することも可能であり、固定ネジ７９を介してモータトルクを前輪フォーク７８に押しつけて支えることができる。これらの実施形態も本発明の範囲内である。
【０１４８】
使用している前輪ブレーキは、金属製、好ましくはスチールまたはアルミニウム製のブレーキパッド８１であって、固形プラスチックホイールに直接作用するブレーキパッドを有するブレーキであってよく、このブレーキについてはここでしか記載しない。このブレーキの原理は、長年知られているものであるため、これ以上説明しない。ここでの本質的な要点は、ブレーキが車輪自体よりも大きい幅を必要としないため、目標の小さいが達成されるという点である。
【０１４９】
図１７から明らかなように、１０インチの車輪を使用するには、最大１４ｃｍという特に小さいチェーンステー長を実装する。この小さいチェーンステー長にすることで、さらに多くのサイクリストの体重が後輪７５に伝達され、これによってこの小さい車輪サイズで加速する際でも後輪７５が地面をとらえる力が向上するという利点が生じる。
【０１５０】
本発明の一特徴によれば、この例示的な実施形態であっても、ほとんどあらゆる点で規格を満たす自転車の設計が実現されるように、つまり、ヘッド角が７５°であり、前輪８０の減速が、規格に準拠した方法で、身長２．０ｍかつ１００ｋｇという重いサイクリストであっても前方に転倒することなく３．４ｍ／ｓ２のブレーキ減速を可能にするものであり、ペダル２０の地上高およびこれに伴い自転車が横へ２５°傾斜するのに必要なボトムブラケットの高さが最低位置にあり、ペダルアクスルと前輪８０または前輪８０の車輪カバーとの間の必要距離が１００ｍｍであるように、自転車の立体値を設計する。チェーンステーが短いため、サイクリストの体重の７５％超が後輪７５に残る。
【０１５１】
体重配分に対して規範となる要件は、主に高速加速中に前輪８０が浮かないようにするために掲げられる。図１７の自転車は立ったまま運転されるため、チェーンステーが小さいとはいえ、サイクリストの胴２７からハンドルバー１６までの距離が短いために、前輪８０が加速中に浮かないと保証される。
【０１５２】
図１８は、図１７の自転車の側面図であり、自転車に身長１．４ｍの人が乗っている図である。
【０１５３】
このようにするために、上ステアリングチューブ１５および下ステアリングチューブ１４は、同じく入れ子になっていて、ハンドルバー１６を低くしている。ヘッド角の設定装置がこの例示的な実施形態にはないことから、ハンドルバー１６は、高さが減るにつれてサイクリストの胴２７から離れていく。それでも図１８に示したサイクリストは、安定してこぐために依然として肘２８を胴２７に当てて置くことができ、ステアリングを動かしハンドルバーを誘導するための新たな支点を得る。このように、ヘッド角が一定であるこの例示的な実施形態は、体長差が少なくとも６０ｃｍあるサイクリストらに同じようにふさわしいものであるとともに、本発明を特徴付ける特性を保持している。
【０１５４】
図１９は、ハンドルバーを折り畳んだ状態である図１７の自転車の図である。
【０１５５】
本発明の一特徴によれば、フレーム部６５および６６は、自転車の中央基準面の外を通っている。図１９から、本発明の一特徴によれば、他の本質的なフレーム部品、すなわちヘッドチューブ７７、ボトムブラケットハウジング８２および回転可能な車輪カバー７６のホルダー８３は、フレーム部６５、６６の片側に位置していて、両フレーム部に連結していることがわかる。
【０１５６】
本発明の一特徴によれば、ステアリングチューブ１４および１５ならびにハンドルバー１６は、前方フレーム部６５側に下向きに折り畳まれ、ヘッドチューブ７７の向かいにある。代わりに、折り畳みヒンジ部１１を回転させる部分は、フレーム部６５に対して約４５°回転し、さらに折り畳みヒンジ部１１の回転軸は、ヘッドチューブの軸に対して厳密に直角ではなく、その結果、本発明の一特徴によれば、ハンドルバー１６は同じく、図示したように、自転車の中央基準面と概ね平行な状態になる。
【０１５７】
詳細図である図２０には、後輪７５のブレーキとしての役割を果たす車輪カバー７６用の戻りバネ８４の構成を示している。車輪カバー７６のホルダー８３は、ボトムブラケットハウジング８２にしっかりと連結されている。戻りバネ８４は、このバネのアーム８４ａを介してボトムブラケットハウジング８２の下側に支えられ、アーム８４ｂを用いて車輪カバー７６をボトムブラケットハウジング８２の方へ押すものであり、ホルダー８３内に装着されている。本発明の一特徴によれば、ボトムブラケットハウジング８２がこの設計でであり、後輪７５とボトムブラケットハウジング８２との間にあるホルダー８３、車輪カバー７６および戻りバネ８４に必要なのは小さなスペースであることから、後輪７５の外周とボトムブラケットアクスルとの間で約４ｃｍという特に短い距離を実現できる。
【０１５８】
図２１は、折り畳んだ図１７の自転車の側面図である。本発明の一特徴によれば、前方フレーム部６５は地面に対しておよそまたは厳密に平行に延びているのに対し、後方部６６は後輪アクスルから上向きに延び、地面に対してある角度をなして、本発明の一特徴によればボトムブラケットが、横から見て後方フレーム部６６の上側と下側との間に構成され、地面よりも上の規格に準拠した高さになる。この実施形態の利点は、後方フレーム部６６が急峻な角度である結果、チェーンステー長が短く、ボトムブラケットの高さが規格に準じたものであるという点のほか、前方フレーム部６５が極めて短く、このように設計できるという点にある。本発明の一特徴によれば、このように極めてコンパクトな折り畳みサイズが達成され、このサイズは、航空会社の通常の機内持ち込み手荷物サイズを支障なく満たしている。この場合の折り畳んだ際の２箇所の最長の長さは、最大５３ｃｍおよび３５ｃｍである。フレームが極めて軽量なため、自転車の重量も航空会社の通常の機内持ち込み規定を満たしている。
【０１５９】
チェーンステーが短い上に、後方フレーム部６６が地面に対して急峻な角度をなしていることのもう１つの利点は、後方フレーム部６６が、細い設計にも関わらず、自転車フレームに対するこれらの安定性要件を満たせる点であり、これは自転車フレームに作用する曲げモーメントおよびトルクに起因する。
【０１６０】
図２２は、折り畳んだ図１７の自転車の反対側の側面図である。図２３は、折り畳んだ図１７の自転車の上面図である。本発明の一特徴によれば、軸方向に見て折り畳んだ自転車の前方フレーム部６５は、後方フレーム部６６とペダル２０を備えたクランク８５との間に構成される。本発明のもう１つの特徴によれば、自転車を折り畳んだ状態では、前方フレーム部６５は、ボトムブラケットハウジング８２の上に位置している。この２つの特徴により、折り畳んだ自転車の２つの車輪が概ね一致した位置になり、互いの隣に中間スペースがない、または横から見て重なり合っているという利点が生じる。要約すると、２つの車輪が互いに直接隣接して位置し、ハンドルバーが中央基準面に対して平行に延びているという構成により、図２３に表記した２４ｃｍという極めて小さい折り畳み幅になる。
【０１６１】
小さい折り畳みサイズを実現できるこの例示的な実施形態では、同じく多くの市販の自転車用部品を使用している。この例示的な実施形態には、同じように、図１の例示的な実施形態のように市販の駆動スプロケットおよび出力スプロケットを具備することができる。これらの実施形態も本発明の範囲内である。本発明の一特徴によれば、立ったままこぐときの方がサイクリング特性が有利になるため、クランク８４は同じく、座ったまま乗る２６／２８インチの自転車の場合の通常のクランクよりも短い。この例示的な実施形態では、クランク長は、すでに前述した利点を備えた状態でも１３０ｍｍにしかならない。
【０１６２】
１０インチの後輪７５で適切な展開を実現するために、本発明の一特徴によれば、出力スプロケット７１と後輪シャフト７２との間にある力の流れの中に、独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号（特許文献７２）に詳細に示されている遊星歯車装置８６が構成され、この遊星歯車装置は、自転車フレームに直接または間接的に連結されている静止した円形歯車を備える少なくとも１つの歯車と、出力スプロケット７１で駆動され、円形歯車と噛み合う遊星歯車を備える遊星キャリアと、後輪シャフト７２を直接または中間フリーホイールクラッチを介して駆動する遊星歯車と噛み合う少なくとも１つの太陽歯車とを有する。
【０１６３】
図２４は、折り畳んだ図１７の自転車の正面図である。本発明の一特徴によれば、前方フレーム６５および後方フレーム部６６は、押出成形材から製造される。これらの形材は、組み立て力を支持できる、安定性を保つ横壁を有する。
【０１６４】
本発明の一特徴によれば、フォーククラウン、フォークブレードおよび前輪フォーク７８のフォーク端部は、同じように押出成形材から一体的に製造された部品として製造され、その突出方向は、ヘッドチューブ軸に対して概ねまたは厳密に直角に延びている。利点は、フォーククラウンとフォークブレードとの間には力を軽減する連結が必要ないという点にある。
【０１６５】
図２５は、自転車の第３の好適な実施形態の側面図であり、片面装着のリアサスペンションと、下流の遊星歯車装置を備えたチェーン伝動装置と、ディスクブレーキと、特に幅広のタイヤを備えた１２インチの車輪とを有する図である。
【０１６６】
身長２．０ｍのサイクリストを描いている。この図では、両ペダル２０は同じ高さにあり、サイクリストは両脚を伸ばしていて、さらに何ら問題なくハンドルバー１６を握ることができる。この実施形態では、最大１７ｃｍのチェーンステー長を実現し、本発明の一特徴によれば１２インチの車輪を使用している。
【０１６７】
本発明の一特徴によれば、この実施形態でも、あらゆる点で規格を満たす自転車の設計が実現されるように、つまり、ヘッド角が７５°であり、前輪８８への体重配分が少なくとも２５％であり、前輪８８の減速が、規格に準拠した方法で、身長２．０ｍかつ１００ｋｇという重いサイクリストであっても前方に転倒することなく３．４ｍ／ｓ２のブレーキ減速を可能にするものであり、ペダル２０の地上高およびこれに伴い自転車が横へ２５°傾斜するのに必要なボトムブラケットの高さが最低位置にあり、ペダルアクスルと前輪８８または前輪８８の車輪カバーとの間の必要距離が１００ｍｍであり、空気タイヤを使用することで高さ２５ｍｍ×１２ｍｍの面取りした角材を安全に通過させる可能性があるように、自転車の立体値を設計する。
【０１６８】
説明に用いた符号は、以下の図面に関して記載したものである。
【０１６９】
図２６は、図２５の自転車を車輪なしで下から見た図である。図２７は、後輪を取り除いた自転車後部の背面図である。
【０１７０】
１本のアームを有する前輪フォーク８７は、幅広い１２インチの車輪を有する前輪８８に適応した形状である。前輪フォークの端部８９は、前輪８８を取り付けるためのアクスルを有するフランジ９０に連結している。
【０１７１】
本発明の一特徴によれば、前方フレーム部９１および／または後方フレーム部９２は、独国特許第１０２０１１０５２２７０Ｂ４号（特許文献７５）に記載されているような押出成形材から製造され、その突出方向は、フレーム部の上側からフレーム部の下側へ延びている。２つのフレーム部９１および９２は、折り畳みヒンジ部９３、例えば独国特許第１０２０１１０５２１３４Ｂ４号（特許文献７４）に詳しく説明されている折り畳みヒンジ部を介して互いに連結されている。このフレーム形状の利点は、この場合、押出成形材を設計・切断することでフレームを立体形状および強度要件に適応させることができるという点にある。そのため、後方フレーム部９２は、図２６および図２７から明らかである以下の特徴を有する：
ａ．後方フレーム部９２は、ボトムブラケット９４の高さで、ボトムブラケット９４のクランプ幅に必要な幅である。これに対応するボトムブラケットハウジング９５は、フレーム部９２と同じ高さである。
ｂ．後方を見ると、本発明の一特徴によれば、後方フレーム部９２は、外側に突き出ている湾曲部９２ａを有するため、タイヤ幅の広い１２インチの車輪を自転車の中央基準面に対して中央に構成することができる。湾曲部９２は、外側方向にあるチェーン９６から必要距離を保ち、ボトムブラケット９４の方に広く設計され、これに伴いさらに安定性があるように設計されている。
ｃ．さらに後輪９７の後方アクスルの方を見ると、本発明の一特徴によれば、後方フレーム部９２は、凹みまたは押出成形チャンバ９２ｂを有し、この凹みにアイドルローラ９９用の線形ガイド９８が構成され、凹み内に構成された設定ネジ１００は、アイドルローラ９９を引っ張り、これに伴いチェーン９６を上向きに引っ張って、両者を緊張させる。
ｄ．さらに後輪９７の後方アクスルの方を見ると、後方フレーム部９２は、後方フレーム部９２に連結した後輪駆動装置に対してスペースを作るために、自転車の中央基準面から離れている。１２インチの後輪９７で適切な走行を実現できるように、本発明の一特徴によれば、出力スプロケット１０２と後輪シャフト１０３との間に見られる力の流れの中に、独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号（特許文献７２）に詳細に示されている、少なくとも１つの速度を持つ遊星歯車装置１０４が構成され、この遊星歯車装置は、自転車フレームに直接または間接的に連結されている静止した円形歯車と、出力スプロケット１０２で駆動され、円形歯車と噛み合う遊星歯車を備える遊星キャリアと、後輪シャフト１０３を直接または中間フリーホイールクラッチを介して駆動する遊星歯車と噛み合う少なくとも１つの太陽歯車とを有する。
ｅ．後輪駆動装置の高さでは、本発明の一特徴によれば、後方フレーム部９２は、ディスクブレーキのブレーキキャリパ１０５を設置する役割を果たす凹みをさらに有し、本発明のもう１つの特徴によれば、ブレーキディスク１０６が、後方フレーム部９２から見て後輪９７側かつこの後輪内部に構成される。固定ネジ１０７および１０８を介して、ブレーキキャリパ１０５は後方フレーム部９２に直接連結される。
【０１７２】
図２８は、ディスクブレーキの構成を明らかにするために自転車の後部を拡大した図である。
【０１７３】
図２９は、後輪フランジに連結しているディスクブレーキのブレーキディスクを示す図であり、ブレーキディスクが後輪フランジに固定され、設置位置にある図である。
【０１７４】
図３０は、設置状態のブレーキディスクおよび後輪フランジを示す図である。
【０１７５】
後輪９７に面している後方フレーム部９２側で、後輪シャフト１０３は、後輪フランジ１０３ａとして形成される。本発明の一特徴によれば、ブレーキディスク１０６は、後輪シャフト１０３の後輪フランジ１０３ａに固定され、軸方向に見ると、ブレーキディスク１０６が後方フレーム部９２と後輪フランジ１０３ａとの間で後輪フランジ１０３ａに連結されている。このようにするために、ブレーキディスク１０６および後輪フランジ１０３ａは、突起部１０３ｂおよび１０６ａを有し、両突起部を交互に互いに向かって押してブレーキディスク１０６を後輪フランジ１０３ａの後ろにし、ブレーキディスクを後輪フランジ１０３ａと共に設置することができる。１つの選択肢として、ブレーキディスク１０６から後輪フランジ１０３ａへ、ブレーキディスク１０６の突起部１０６ａに向かって密着した制動力を伝動するために、後輪フランジ１０３ａは、エッジ１０３ｃを有することができ、ブレーキディスク１０６の突起部１０６ａは、自転車を減速する際にこのエッジに当接して後輪フランジ１０３ａの方へ支えられる。
【０１７６】
図３１は、折り畳んだ図２５の自転車の側面図であり、ディスクブレーキの構成を別の視点から見た図である。本発明の一特徴によれば、後方フレーム部９２は、独国特許第１０２０１１０５２２７０Ｂ４号（特許文献７５）に記載されているように、ブレーキキャリパ１０５の形状に沿った凹みと、ブレーキキャリパ１０５を後方フレーム部９２に連結する固定ネジ１０７および１０８を誘導するための別の凹みとを有する。後方フレーム部９２は、中に円形ナット１０９を配置する別の横側の凹みを有し、この円形ナットも同じく固定ネジ１０８で固定される。同じようにボーデンケーブル１１０が示され、後輪９７とチェーン９６との間で前方に向かって誘導されている。
【０１７７】
図３２は、折り畳んだ図２５の自転車の反対側の側面図であり、図３３は、折り畳んだ図２５の自転車の正面図である。
【０１７８】
図１７と同じく、この例示的な実施形態でも、本発明の一特徴によれば、前方フレーム部９１は、横から見て折り畳んだ自転車の後方フレーム部９２とペダル２０を備えたクランク１１１との間に構成される。本発明のもう１つの特徴によれば、自転車を折り畳んだ状態では、前方フレーム部９１は、ボトムブラケット１１２の上の位置になる。両方の特徴からみられる利点により、折り畳んだ自転車では、後輪９７および前輪８８は、概ね重なり、中間スペースなしで互いに隣り合った状態になる。これに加えて、この例示的な実施形態では、単一のアームを有する前輪フォーク８７は、タイヤ幅が広いためにチューブ形状であり、その結果、折り畳んだ自転車ではステアリングチューブ１４および前輪フォーク８７は、横から見てタイヤの高さで互いに隣り合って位置している。このように、本発明の一特徴によれば、この構成により２つの車輪、つまり前輪８８および後輪９７が直接互いに隣り合って位置し、前輪フォーク８７およびステアリングチューブ１４が横から見て互いに隣り合って位置し、ハンドルバー１６が中央基準面に平行になるために、極めて小さい折り畳みサイズになる。
【０１７９】
本発明の一特徴によれば、図３２に示したような幅広い１２インチの車輪を備え、折り畳んだ際の一方の最長の長さが５４ｃｍであるこの例示的な実施形態でも、航空会社の通常の機内持ち込み手荷物サイズを満たしている。
【０１８０】
図３４は、別の折り畳みサイズを示すために折り畳んだ図２５の自転車を上から見た図である。本発明のもう１つの特徴によれば、自転車の折り畳みサイズは、５４ｃｍ＋３６ｃｍ＋２４ｃｍ＝１１４ｃｍになるため、Ｌ＋Ｈ＋Ｄ＝１１５ｃｍという航空会社の通常の機内持ち込み手荷物サイズを十分満たしている。この例示的な実施形態では、市販の折り畳みペダル２０を使用している。さらに小さい折り畳み幅を達成している市販の折り畳みペダルであれば、自転車の折り畳みサイズをさらに一層縮小できることが図３４から直接わかる。
【０１８１】
図３５は、第４の好適な実施形態の側面図であり、１４インチの車輪と、ドラムブレーキと、特に小さい出力スプロケットを有する単一速度のチェーン伝動装置とを備えている図である。
【０１８２】
前方フレーム部１１３は、折り畳みヒンジ部１１５を介して後方フレーム部１１４に連結されている。前輪１１６および後輪１１７は、１４インチの車輪である。本発明の一特徴によれば、後輪１１７は、上流のチェーン伝動装置の出力スプロケット１１９を介して、後輪アクスル１１８を有する後輪駆動装置（例えば独国特許第１０２０１１０５１８５０Ｂ３号（特許文献７３）に記載されているもの）によって駆動される。後輪１１７は、出力スプロケット１１９とは反対側にある後方フレーム部１１４側で後輪シャフト１１８に連結している。本発明の一特徴によれば、横から見て、後方フレーム部１１４と後輪１１７との間にはドラムブレーキ１２０が構成され、ドラムブレーキは、後方フレーム部１１４に回転可能に構成されたブレーキアーム１２１を介して作動し、ブレーキケーブルは、市販のドラムブレーキのように、前方ステーブリッジ１２２に支えられている。
【０１８３】
この実施形態の標準的な設計、および多くの市販の自転車用部品を使用する点については既に上記に指摘した。
【０１８４】
この実施形態では、本発明の一特徴によれば、１４インチの車輪を使用して最大１８ｃｍのチェーンステー長を実現する。
【０１８５】
図３６は、図３５の自転車を車輪なしで下から見た図であり、後輪駆動装置およびドラムブレーキ１２０の構成を示す図である。
【０１８６】
本発明の一特徴によれば、前方フレーム部１１３および後方フレーム部１１４は、この例示的な実施形態でも同じく、独国特許第１０２０１１０５３７３３Ｂ４号（特許文献７６）に従って２つの外セグメント１１３ａまたは１１４ａおよび１１３ｂまたは１１４ｂを備えて設計され、本発明の一特徴によれば、前方フレーム部１１３の外セグメント１１３ａおよび後方フレーム部１１４の外セグメント１１４ａは、自転車の中央基準面に構成される。本発明の一特徴によれば、支持フレーム部１１３および１１４は、幅の異なる押出成形材を有する。これには、折り畳んだ状態で前方フレーム部を図３７にみられるようにボトムブラケット１２３の上に構成し、かつ横から見て同じく後方フレーム部１１４とペダル２０との間に構成できるように、前方フレーム部１１３を十分細く設計できるという利点があるほか、実現可能な折り畳みサイズに関して既に記載した利点もある。
【０１８７】
図３７は、折り畳んだ図３５の自転車の側面図である。図３８は、折り畳んだ図３５の自転車の反対側の側面図である。
【０１８８】
本発明の一特徴によれば、図３７に示したように、折り畳んだ際の最長の長さが５４ｃｍである１４インチの車輪を有するこの例示的な実施形態は、航空会社の通常の機内持ち込み手荷物サイズを十分に満たしている。
【０１８９】
図３９は、折り畳みサイズを示すために折り畳んだ図３５の自転車を上から見た図である。
【０１９０】
本発明のもう１つの特徴によれば、自転車の折り畳みサイズは、５４ｃｍ＋３８ｃｍ＋２３ｃｍ＝１１５ｃｍになるため、Ｌ＋Ｈ＋Ｄ＝１１５ｃｍという航空会社の通常の機内持ち込み手荷物サイズを十分満たしている。この例示的な実施形態でも、市販の折り畳みペダル２０を使用している。さらに小さい折り畳み幅を達成している市販の折り畳みペダルであれば、自転車の折り畳みサイズがさらに一層縮小されることが図３９から直接わかる。
【０１９１】
本発明の一特徴によれば、左クランク１２４が、前方フレーム部１１３およびこれに伴い前輪１１６を後輪１１７に当接させて支える役割を果たし、同じくさらに小さい折り畳みサイズを達成することが可能である。このようにするために、折り畳んだ状態では、クランク１２４は前輪１１６の方へ回転し、これによってクランク１２４は、前方フレーム部１１３によってできる傾斜面を介して前方フレーム部１１３にこれに相当する力をかけることができる。
【０１９２】
図４０は、第５の好適な実施形態の側面図であり、８インチの固形プラスチックホイールと、遊星歯車装置を備えた後輪に連結している変速機とを有する図である。前方フレーム部１２５は、同じく折り畳みヒンジ部１２７を介して後方フレーム部１２６に連結されている。この実施形態は、８インチの後輪１２８および８インチの前輪１２９を備えている。
【０１９３】
この小さい車輪であっても必要なボトムブラケットの高さを実現するため、本発明の一特徴によれば、ボトムブラケット１３０が、横から見て後方フレーム部１２６の上エッジよりも上に、後方フレーム部１２６に連結したボトムブラケットハウジング１３１を介して構成される。これによって、８ｃｍという極めて短いチェーンステー長を実現する。２段階の自転車駆動装置を実現し、第１の段階はチェーンドライブであり、第２の段階は、静止した円形歯車を備えた遊星歯車装置と、駆動される太陽歯車とを有する変速機であって、例えば独国特許第１０２０１１０５０４４７Ｂ４号（特許文献７２）に記載の変速機である。短いチェーンステー長および自転車駆動装置を備えていれば、本発明の一特徴によれば、この場合に使用する８インチの後輪１２８で、粗悪な地面であっても後輪１２８の良好な接地を実現する。
【０１９４】
この例示的な実施形態で自転車を減速するために、本発明の一特徴によれば、後輪１２８の車輪カバー１３２を介する図１７で既に記載した減速のみが行われるため、ハンドルバーに別の付属品、特にブレーキレバーを省略して、軽量かつ極めてコンパクトな折り畳みサイズを達成することができる
【０１９５】
チェーンステー長が小さく、フレーム部１２７および１２８が短いため、この実施形態に対して硬材でできたフレーム部を使用することを構想することも可能に思われる。本発明は、木材またはその他の適切な材料でできたフレーム部を有する実施形態も範囲に含める。この場合、折り畳みヒンジ部は、フレーム部に接続するためにわずかに修正しなければならなくなる。
【０１９６】
図４１は、折り畳んだ図４０の自転車の側面図である。
【０１９７】
本発明の一特徴によれば、図４１に示したように、折り畳んだ際の最長の長さが４７ｃｍである８インチの車輪を備えたこの例示的な実施形態は、航空会社の通常の機内持ち込み手荷物サイズを支障なく満たしている。
【０１９８】
この実施形態では、アイドルローラ１３３が、後方フレーム部１２６に固定されたクランプレール１３４およびアイドルローラ１３３を支持しているクランプネジ１３５によって、後方フレーム部１２６上を線形移動できるように固定される。
【０１９９】
図４２は、折り畳んだ図４０の自転車の図４１とは反対側の側面図である。
【０２００】
本発明の一特徴によれば、自転車を折り畳んだ状態では、ボトムブラケット１３０は、前方フレーム部１２５、後方フレーム部１２６および前輪フォーク１３６で形成される三角形内に構成される。
【０２０１】
ハンドルバー１６およびステアリングチューブ１５は、ステアリングチューブ１５をステアリングチューブ１４の反対側の端部から押し出せる程度にまで、ステアリングチューブ１４の中にさらに押し込まれる。
【０２０２】
ボトムブラケット１３０およびステアリングチューブ１５をさらに押し込んだ構成を用いることで、本発明の一特徴によれば、最終的に極めてコンパクトな折り畳みサイズが達成される。
【０２０３】
図４３は、折り畳んだ図４０の自転車の正面図である。図４３から、折り畳んだ状態では、前方フレーム部１２５と後方フレーム部１２６との間には、図２５および／または図３５フレーム部を挿入し、引き続きコンパクトな折り畳みサイズを満たすための十分なスペースが利用できることがわかる。
【０２０４】
図４４は、折り畳みサイズを明瞭にするために折り畳んだ図４０の自転車を上から見た図である。
【０２０５】
極めてコンパクトな折り畳みサイズを達成するため、車輪カバー１３２は、前輪１２９および後輪１２８が、自転車を折り畳んだ状態で、可能な限り互いに接近して隣合わせになるように、凹み１３２ａを有する。
【０２０６】
本発明の一特徴によれば、自転車の折り畳みサイズは、４７ｃｍ＋３２ｃｍ＋２４ｃｍ＝１０２ｃｍになるため、Ｌ＋Ｈ＋Ｄ＝１１５ｃｍという通常の機内持ち込み手荷物サイズを十分満たしている。
【０２０７】
この実施形態のその他の特徴については、ここでは既に記載した実施形態を参照する。
【０２０８】
以下の表は、事前に規定した次式による定格値の算出を示し、
定格値＝１≧ＴＫＬ／ＡＡ＋ＨＢＬ／ＡＡ＋ＴＫＬ＊Ｆ＊Ｕ／Ｄａ
因子Ｆ＝５．４およびＦ＝５．８である本発明および説明した好適な実施形態の特徴を示している。示されているいずれの実施形態も、結果の値は・１であり、本発明の本質的特徴が確認されている。
【０２０９】
【表１】
0005812553.tif 000002
【０２１０】
以下の表には、その他の実施形態に対する値を列記し、クランクの回転ごとに約５．３ｍ（８インチの車輪の場合は４．６ｍ）の展開を達成するクランク長１３０ｍｍの１速の変形例と、クランクの回転ごとに最も硬いギアでおよそ７．４ｍ（１０インチの車輪の場合は６．２ｍ）の展開を達成するクランク長１５０ｍｍの多速の変形例とが区別されている。
【０２１１】
【表２】
0005812553.tif 000003
【０２１２】
表は、定格値がチェーンステー長の水平部分２５ｃｍを依然として支障なく満たせていることを示している。１速および多速の変形例はすべて、因子をＦ＝５．８に設定すれば定格値１．０さえも満たしている。
【０２１３】
特許請求の範囲では、言及した出力スプロケット２２、１０２、１１９の歯数は、自転車チェーンに一般的なチェーンピッチ１２．７ｍｍのものである。
【図１】
0005812553.tif 000004
【図２】
0005812553.tif 000005
【図３】
0005812553.tif 000006
【図４】
0005812553.tif 000007
【図５】
0005812553.tif 000008
【図６】
0005812553.tif 000009
【図７】
0005812553.tif 000010
【図８】
0005812553.tif 000011
【図９】
0005812553.tif 000012
【図１０】
0005812553.tif 000013
【図１１】
0005812553.tif 000014
【図１２】
0005812553.tif 000015
【図１３】
0005812553.tif 000016
【図１４】
0005812553.tif 000017
【図１５】
0005812553.tif 000018
【図１６】
0005812553.tif 000019
【図１７】
0005812553.tif 000020
【図１８】
0005812553.tif 000021
【図１９】
0005812553.tif 000022
【図２０】
0005812553.tif 000023
【図２１】
0005812553.tif 000024
【図２２】
0005812553.tif 000025
【図２３】
0005812553.tif 000026
【図２４】
0005812553.tif 000027
【図２５】
0005812553.tif 000028
【図２６】
0005812553.tif 000029
【図２７】
0005812553.tif 000030
【図２８】
0005812553.tif 000031
【図２９】
0005812553.tif 000032
【図３０】
0005812553.tif 000033
【図３１】
0005812553.tif 000034
【図３２】
0005812553.tif 000035
【図３３】
0005812553.tif 000036
【図３４】
0005812553.tif 000037
【図３５】
0005812553.tif 000038
【図３６】
0005812553.tif 000039
【図３７】
0005812553.tif 000040
【図３８】
0005812553.tif 000041
【図３９】
0005812553.tif 000042
【図４０】
0005812553.tif 000043
【図４１】
0005812553.tif 000044
【図４２】
0005812553.tif 000045
【図４３】
0005812553.tif 000046
【図４４】
0005812553.tif 000047