(57)【要約】【課題】中心部でフレームを折畳むコア式折畳み自転車において、フレームの剛性、コンポーネントの折畳み機能、軽量化を更に進める必要がある。【解決手段】フレームの剛性向上と軽量化に空気圧を利用したフレーム、ケーブルによる収納式フレーム補強機構、ハンドルの片側折畳み機構、操縦軸の伸縮式折畳み機構、操作ケーブルの鋭角折り曲げユニット、操縦軸の折畳み機構、ペダルの回転式折畳み機構、空気容量を大きくした小径タイヤ等を付与することでコア式折畳み自転車の補強、収納性、携行性を向上を図ったモジュール群を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧を保持する中空ユニットを充填し強度を高めたフレームを特徴とする折畳み自転車。
【請求項２】
前輪側フレームと後輪側フレームを自在に変型できる引っ張り材で繋ぎフレームを補強することを特徴とする請求項１に記述する折畳み自転車。
【請求項３】
操縦フレームにあって、上部操縦軸１、下部操縦軸２、操縦軸中間伸縮部３、外装パイプ４、操縦軸伸縮調節固定操作部５から成り、３は１及び２の中間にあって１が材軸に沿って伸縮しても操縦旋回運動が２に連動可能な断面を有し４に格納され、５は４と旋回自在に固定しかつ１を固定解放できる機能を具備し自在に操縦軸を伸縮調節できることを特徴とする請求項１、２の折畳み自転車。
【請求項４】
操縦軸にあってハンドル側１、中間２、前輪側３のそれぞれにピン接合部があり、ハンドルを前輪方向へ折り曲げ収納する機構に於いて、操縦軸を接合部にて折り曲げて収納する構造を特徴とする請求項１、２の折り畳み自転車。
【請求項５】
左右それぞれのハンドルアーム１及び２を中間にてピン接合し、接合部３が操縦軸に固定した水平なパイプ４に挿入し固定操作部で固定できる構造を成し、必要に応じてパイプ４から引き出し露出した接合部３で折り曲げることができるハンドル収納機構を特徴とする請求項１、２の折畳み自転車。
【請求項６】
外部を弾性材で被覆した操作ケーブルにあって、回転軸に固定された回転盤の外周に動力伝達材を装着し、その端部に外部の操縦ケーブルを連結させ、外部ケーブルから引っ張り力が働くと動力伝達材によって回転盤が回転する機構を一つのユニットとし、回転盤の回転軸を共有し相互に連動する２つのユニットを組み合わせることで、ケーブルの軸力方向を鋭角に偏向できる構造を特徴とするケーブル操作機構を備えた請求項１、２の折畳み自転車。
【請求項７】
自転車の駆動部にあって、クランク１の先端に材軸と同軸の回転軸２を設け、ペダル軸３を２を軸として回転自在かつ脱落しない構造に装着し、１及び３の部分が同時に掛かる固定部４を装備し走行時に４の掛かりが外れないようようロック機構を有し、収納時に４の掛りを解放し３を２軸にて回転させペダルをクランクの回転面内に収納することを特徴とするペダル収納機構を付与する請求項１、２の折畳み自転車。
【請求項８】
タイヤ１を貫通する車軸に側面板を装着し、その対面には着脱できる側面板を車軸と軸を共有する締め付けナットによってタイヤを固定する構造を特徴とする車輪を装備した請求項１、２の折畳み自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
折畳み自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明はメインフレームを分割し中央で折畳みできるコア式折畳み自転車に関する発明である。
【０００３】
折畳み自転車は主フレームは勿論その他の部位の剛性、軽量化、収納性が不可欠である。
【０００４】
ハンドルの収納は意外に煩雑になりがちである。本発明モジュールＡはコースターブレーキの採用を念頭にハンドル部の簡素化を実現している。
【０００５】
ハンドル軸の収納について、従来では分離して折り曲げる方法が一般的であった。本発明モジュールBは操縦軸を伸縮できる機構を提供する。
【０００６】
自転車に装着されている操作ケーブルは支障なく鋭角に曲げることは困難であった。本発明モジュールCはケーブルを鋭角に偏向できるコンポーネントを提供する。
【０００７】
自転車の中央に接合部を集中させてたコア式フレームにあって、走行面内にハンドル操縦軸を前輪方向に折り曲げるには、ケーブルステアリングシステムを用いなければならない。本発明モジュールDはフレームを折り曲げる方法で収納を可能にした発明である。
【０００８】
ペダルの収納はペダル踏みかけ部の改良によるものであった。これではやはりペダルはクランクの回転面の外側に突出し収納効果が少なかった。本発明モジュールＥは完全にクランク回転面内の収納を実現した。
【０００９】
自転車の中央に接合部を集中させてたコア式フレームにあって、前輪側のフレームと後輪側フレームは逆V字状になり強度が得られにくかった。本発明モジュールFはケーブルなど収納が容易な補強方法を提供する。
【００１０】
折畳み自転車の軽量化を困難にしている要素はタイヤである。一般にタイヤ性能は径の大きさが必要とされている。本発明モジュールGは小径でも空気量が多く、走行性の良い小径タイヤを提供する。
【００１１】
フレームの軽量化、補強はアルミなどの軽量パイプにカーボンシートの被覆によって行われている。本発明モジュールHはさらに内部の空気圧によって強度の向上を図る構造材を提供する。
【特許文献１】特願２００１−２５３６２６
【非特許文献１】（株）インタープレス  World's Folding/Compact Bikes（世界のフォールディングバイク／コンパトバイク）  Ｖｏｌ．６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする問題点として、折畳み自転車の収納性向上は構造が複雑になり収納操作手数が多くなり重量が増加する傾向が見られる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、シンプルな収納機構、軽量化構造の開発、強度の保持を念頭にモジュール群を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
モジュールＡは操作性、収納性、強度の信頼性に優れている。モジュールBは操作性に優れ得に収納形態がシンプルである。モジュールCは収納性の難点を一挙に解決できる効果が期待できる。モジュールDは最も困難とされるコア式フレームに於ける操縦軸の格納方法をフレームで可能にしている。モジュールＥは従来のペダル収納機構の概念を覆す最も収納性の高い方式の発明である。モジュールFは重量を増すことなく補強できる発明である。モジュールGは収納性、軽量化を飛躍的に向上させ部品数を少なくした発明である。モジュールHはフレームの画期的軽量化を実現できるフレームを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
モジュールＡにあって、ブレーキはコースターブレーキが望ましい。前輪ブレーキは引き出す側のハンドルにブレーキレバーを設置する。ブレーキレバーのケーブルはモジュールCと接合する。また収納ハンドルアームの軸回転を阻止し復元操作を容易にするために軸回転しない断面材を使用する。
【００１６】
モジュールBにあって、操縦軸の伸縮部は相関断面とし、２材の関係が軸方向に自在摺動かつ軸回転に連動機能を備える形状にする。２材のどちらかの先端には滑り軸受けを装着した形態。
【００１７】
モジュールCにあって、普通ユニットは２つとし、相互のケースの回転を固定する部分をケースの接触部に掛かりを設け機能させる。一般に折り曲げるフレームのヒンジ近くに固定するのが望ましい。
【００１８】
モジュールDにあって、操縦軸を繋ぐヒンジは走行軸面内の旋回としピンの中心は操縦軸と一致している。ハンドル側のヒンジの回転は後方にのみとし、中間では前方に、車輪側のヒンジは後方に回転する構造にすると収納時に好ましい初期動作が得られる。
【００１９】
モジュールＥにあって、駆動トルクには比較的大きい力が働く。したがってペダルの収納回転のロック機構には可成りの強度が求められる。クランク材の断面を方形としペダル軸受け部もクランクの断面に合せて方形にし、ペダルの回転を阻止する固定部は方形管状でクランクとペダルの端部を共に覆うように挿入することが望ましい。またロック機構はレバーを回転させることでクランクに摩擦を与え固定する方法とする。
【００２０】
モジュールＦにあって、ケーブルによる方法は収納性がよく補強効果もある。
【００２１】
モジュールGにあって、車軸部に気密性を持たせチューブレスタイヤとするとよりシンプルな構造が可能となる。
【００２２】
モジュールHにあって、複数の空気圧ユニットを使用するとフレーム内部に隔壁の効果が生まれ、曲げ強度は一層高まる。
【実施例１】
【００２３】
図１はコア式基本フレーム及び本発明に於けるモジュール群Ａ〜Hを示すものである。１〜４はメインフレーム、Ｘはフレームを中心部で組み立て収納コアである。図２、３は基本フレームが折畳まれる状況説明図である。
【００２４】
図２、３に於いてx６を外すとフレーム１、２はそれぞれフレーム３、４に平行にピンx４、x５にて折り曲げられ更に縦ピンx１を軸に接合板x２、x３を１８０度に開ことで全てのフレームはほぼ平行に収納できる。
【００２５】
図４、５、６はモジュールＡの実施例である。アームａ１とアームａ２に各々欠き取りａ７１を設け片方にネジを切り組み立てボルトａ７２でピン接合し、アーム収納パイプａ３に挿入する。さらにアームａ２に収納ストッパーａ４を装着し走行形を確定できるようにし、ハンドル固定部ａ６にて締め付け固定する。
【００２６】
締め付け操作部ａ６はａ３に欠き取り部ａ３２を設け、取り付け材ａ６１を装着、ロックレバーａ６３を取り付け軸ａ６２にて回転するとａ６３の端部がａ３２を通しａ１に当たり摩擦による締め付けが可能となる。収納時はハンドルａ６３を緩めａ２を引き出せばアームは接合部ａ７（図４）で折り曲げることができる。
【００２７】
ａ２側には前輪のブレーキレバーａ０１が装着できる（図５）。この場合、ハンドルの軸回転を固定する必要がある。ａ１に摺動溝ａ１１（図５）を設け突起部ａ３１をａ３に設ける。
【００２８】
モジュールBの実施例は図８、９に示す通りである。上部操縦軸b１に伸縮操縦軸ｂ３を固定しかつ下部操縦軸b２に嵌合した軸受けb２１によりb３が軸方向に摺動かつb２が連動回転する構造をなし。フロントパイプb４には操縦軸固定部b５を回転自在に嵌合し端部に切り込みb５１を施しb１を内部に挿入する。
【００２９】
b５１を覆うように固定リングb５２を装着し、リングの一部に開口部b５５（図８）がありロックレバーb５３を回転すると回転軸の偏心効果によりb５５の間隔が狭まりb１が締め付けられ固定する。その結果ハンドルを旋回させるとb１及びb５は自在に回転しb３からb２に連動し車輪が旋回する。また、ハンドルが不用意に上方に抜けないようにストッパーb３１を取り付けるには、予め取り付け穿孔b２２とb４２を設け後付けとする。
【００３０】
モジュールCの実施例を図１１、１２で説明する。ブレーキなど外装ケーブルc２の芯ケーブルc１はケーブル操作力伝達材c３に連結しc１の引っ張り力に応じて連動旋回部c４を回転させることができc４は回転軸c６に緊結している。全体をケースで覆い一つのユニットを構成する。ユニットはc６を共有するもう一つのユニットを組み合わせることでケーブルの引っ張り力をもう一つのユニットにて鋭角に偏向させることが可能となる。
【００３１】
一般にモジュールCはフレームなどに取り付けて使用するが、自由端で使用する場合はユニット連結材c８を相互のケースに固定ボルトc８１で固定し安定を計る。
【００３２】
モジュールDの実施例を図１３、１４、１５に示す。図１３は走行形を表し図１４、１５は収納形を表したものである。操縦軸d１、d２に設けられた３ケ所のピンは軸線上にあり、ハンドル側接合部d３は後方に、中間接合部d４は前方に、車輪側接合部d５は後方に各々回転方向に制限を加えた構造を有し、折り曲げの初期動作が自動的に好ましい形になる。d２はフレーム１及びBに接触しないよう２つに分かれた形状となっている。全体の端部をB及び後輪側フロントパイプd３１にピン接合しハンドルの回転力のみを車輪に伝える構造となっている。本発明の特徴はメインフレームがコア部Ｘで十分な強度を保っていることを前提にしている。
【００３３】
モジュールＥの実施例は図１６、１７の通りである。クランクｅ０１の端部にペダル取り付け軸ｅ１を設け、そこにペダル軸ｅ０２に設けた取り付け材ｅ２を挿入し脱落防止ナットｅ３にて固定する。この結果ｅ０２はｅ１を軸とし自在に回転できる。予めｅ０１に通しておいたペダル軸回転防止金具ｅ４はｅ０１及びｅ２双方に掛かる状況で走行可能となり、ｅ２から上方に外すことでｅ０１の駆動回転面内に収納できる。
【００３４】
走行時にはペダル軸ロック部ｅ５のロック操作部ｅ５１はバネの働きでｅ４がｅ２から外れなくなり、ｅ０２はクランクのペダルからの荷重がどのように働いても安定してペダルの力をクランクに伝えることが出来る。ペダルを収納するにはｅ５１を押し込んでｅ４をｅ２から外せばよい。
【００３５】
モジュールＦの実施例は図１９、２０の通りである。フレーム３及び４を補強し、かつ収納できる機構を提供する。４の接合部f１、３に装着した収納ドラム固定軸f２、補強ケーブルf３、ケーブル収納ドラムf４にて構成する。f３はケーブル収納ホイールに巻取られるよう装着し、f４２はf２を軸に自在に回転する構造である。フレーム３、４が走行状態に開かれた時f１及びf２を支点にf３が緊張し補強材として働く。フレームが収納される時はコイルスプリングf４３がf４２を回転させf３が自動的に巻取られる構造となっている。
【００３６】
モジュールGの実施例は図２２、２３、２４の通りである。軸受けを備えた車軸ｇ１、空気タイヤｇ２、締め付け側板ｇ３から成っている。車軸ｇ１には側板ｇ１１が有りｇ２、ｇ２１を貫通させｇ３は締め付けナットｇ３１で締め付け固定できる。ｇ１１にはバルブ用穿孔ｇ１２を設けチューブｇ２１のバルブｇ２３を出すことができる。ｇ１１、ｇ３にはｇ２の側壁突起部ｇ２２に嵌合する部分があり強度の向上を図る。またチューブレスタヤの場合も同様に使用できる。
【００３７】
モジュールHの実施例は図２５の通りである。管状フレームh１の内部に空気圧を保持する充填ユニットh２を挿入しh１１にてh１の端部を封鎖し補強軽量化を図る。
【実施例２】
【００３８】
モジュールＡにおいて、前輪ブレーキレバーａ０１を装着する場合、図７のようにａ１、ａ２、ａ３を方形など軸回転しない断面にすることもできる。
【００３９】
モジュールBの図１０において、b１とb２が自在に摺動しかつ軸回転が連動する構造にあって、b１、b２の端部を相互に欠き取った部分が相関的に組み合わさる部分b３を設けb１の端部の外周に滑り軸受けb１１を装着した構造。b１のストッパーb２１をb２に装着するため穿孔b４２を予め設ける。
【００４０】
モジュールCの実施例なし。
【００４１】
モジュールDの実施例なし。
【００４２】
モジュールＥの図１８に於いて、ペダルのロック機構の実施例である。ｅ４をロックするレバーｅ５１の回転部は回転軸の偏心機能によりｅ０１とｅ５１の回転軸部分の摩擦が強く働く構造を有し、ｅ５１を上方に回転させると摩擦抵抗が解除され上方にスライドできｅ０２をクランクの回転面内に収納できる。
【００４３】
モジュールFの実施例は図２１の通りである。フレーム接合部f１、f２にてフレーム３、４に固定し補強材f５、f６垂直回転ピン接合部f７及び水平回転ピン接合部f８にて連結し３次元に収納できる引っ張り材によりフレームを補強した構造。
【００４４】
モジュールＧの実施例なし。
【００４５】
モジュールＨの実施例なし。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
モジュールＡはシンプルな収納方法かつ折畳み携行の適正サイズが得られる。製造方法も簡単なためハンドルの収納方法で広く普及することが期待される。
【００４７】
モジュールＢは折り曲げ方式より収納操作がシンプルかつスムースであり、デザイン性も優れ利用価値を向上させる。
【００４８】
モジュールＣは従来にないユニークな発想による発明であり、折畳み自転車のインナーケーブルの収納性を著しく向上でき利用価値は極めて高い。
【００４９】
モジュールＤはＸ型フレームが関心を呼んだ経緯があり、ケーブルステアリングより信頼性を高める方法として利用価値は極めて高い。
【００５０】
モジュールＥは折畳み自転車の課題の一つであったペダルの収納をこれまでにないユニークかつ確実に収納できるはじめての発明でり、これまでの複雑なペダルの折畳み方式に代わるものと思われる。
【００５１】
モジュールＦはコア式折畳みに於けるＸ型フレームの剛性を合理的に向上させるものである。コア式折畳み自転車は携行できる自転車として最も優れた製品であり、本発明を付与することで信頼性の高いフレームが可能となり、放置自転車など駐輪場問題の解決に貢献できる。
【００５２】
モジュールＧは比較的空気量の多い小径タイヤが提供できる。空気量はタイヤの維持、性能を向上させかつ部品数が少ないので市場性も高い。
【００５３】
モジュールＨは軽く強いフレームの新しい構造を提供する。炭素繊維やナノカーボンを利用したフレームに将来携行可能な高性能な折畳み自転車を可能にする。  
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】折畳み自転車の基本フレームを示した説明図である。（実施例共通）
【図２】基本フレームの折畳み状況の説明図である。（実施例共通）
【図３】同上
【図４】ハンドル部モジュールＡの全体説明図である。（実施例共通）
【図５】モジュールＡの構造説明図である。（実施例１）
【図６】同上、断面図、斜視図である。（実施例１）
【図７】モジュールＡの構造説明図である。（実施例２）
【図８】ハンドル軸収納モジュールＢの概観説明図である。（実施例共通）
【図９】同断面図。（実施例１）
【図１０】同上、構造説明図である。（実施例２）
【図１１】ケーブル偏向ユニットモジュールＣの説明図。（実施例１）
【図１２】同上。（実施例１）
【図１３】折畳み操縦軸モジュールＤの全体説明図である。（実施例１）
【図１４】モジュールＤの折畳み状況側面図である。（実施例１）
【図１５】同上平面図。（実施例１）
【図１６】収納ペダルモジュールＥの構造説明図である。（実施例１）
【図１７】モジュールＥのロック及び収納説明図である。（実施例１）
【図１８】モジュールＥのロック方法説明図である。（実施例２）
【図１９】フレーム補強モジュールＦの全体説明図である。（実施例１）
【図２０】同上詳細説明図である。（実施例１）
【図２１】同上（実施例２）
【図２２】小径タイヤモジュールＧの概観説明図である。（実施例１）
【図２３】同上断面図。（実施例１）
【図２４】同上分解説明図。（実施例１）
【図２５】フレームモジュールＨの断面説明図である。（実施例１）
【符号の説明】
【００５５】
１    ハンドル側フレーム
２    サドル側フレーム
３    前輪側フレーム
４    後輪側フレーム
Ｘ    基本フレームコアモジュール
ｘ１  折畳みコア縦軸ピン
ｘ２  フレーム３接合版
ｘ３  フレーム４接合版  
ｘ４  フレーム１、３接合ピン
ｘ５  フレーム２、４接合ピン
ｘ６  コアロック部
Ａ    ハンドルモジュール
Ｂ    伸縮操縦軸モジュール
Ｃ    ケーブル偏向モジュール
Ｄ    折畳み操縦モジュール
Ｅ    収納ペダルモジュール
Ｆ    フレーム補強モジュール
Ｇ    小径タイヤモジュール
Ｈ    軽量化フレームモジュール
ａ０１  前輪ブレーキレバー
ａ１    左側ハンドルアーム
ａ１１  アーム摺動溝
ａ２    右側ハンドルアーム
ａ３    アーム収納パイプ
ａ３１  軸回転阻止突起部
ａ３２  アーム収納パイプ欠き取り部  
ａ４    収納ストッパー
ａ５    操縦軸
ａ６    ハンドル固定部
ａ６１  固定部取り付け材
ａ６２  ロックレバー取り付け軸
ａ６３  ロックレバー
ａ６４  アーム収納パイプ欠き取り部
ａ７    ハンドルアームヒンジ
ａ７１  アーム欠き取り部
ａ７２  アームヒンジ組み立てボルト
b１    上部操縦軸
b２    下部操縦軸
b２２  取り付け穿孔
b２１  摺動自在かつ連動回転軸受け
b３    伸縮操縦軸
b３１  伸縮軸ストッパー
b４    ハンドル側フロントパイプ  
b４１  操縦軸下部軸受け
b４２  取り付け穿孔
b５    操縦軸固定部
b５１  締め付け部切り込み
b５２  操縦軸固定リング
b５３  操縦軸ロックレバー
b５４  操縦軸固定軸受け
b５５  b５２開口部
c１    芯ケーブル
c２    外装ケーブル
c３    ケーブル操作力伝達材
c４    連動回転部
c５    芯ケーブル及びケーブル操作力伝達材の接合部
c６    連動回転軸
c７    ユニットカバー
c８    ユニット連結材
c８１  ユニット固定ボルト
Ｍ     連結ユニット
d１    上部操縦軸
d２    下部操縦軸
d３    ハンドル側接合部
d３１  前輪側フロントパイプ
d４    中間接合部
d５    車輪側接合部
ｅ０１ 駆動部クランク
ｅ０２ ペダル軸
ｅ１   ペダル取り付け軸    
ｅ２   ペダル取り付け材
ｅ３   ペダル脱落防止ナット 
ｅ４   ペダル軸回転防止金具
ｅ５   ペダル軸ロック部
ｅ５１ 同ロック操作部（バネ、レバーの例を含む）
f１    フレーム接合部
f２    ケーブル収納ドラム固定軸
f３    フレーム補強ケーブル
f４    ケーブル収納ドラム
f４１  ドラム内ケーブルピン接合部
f４２  ケーブル収納ホイール
f４３  ケーブル巻取りコイルスプリング
f５    後方補強材
f６    前方補強材
f７    垂直回転ピン接合部
f８    水平回転ピン接合部
ｇ１   車軸
ｇ１１ 側板
ｇ１２ バルブ用穿孔
ｇ２   空気タイヤ 
ｇ２１ チューブ
ｇ２２ タイヤ側面突起部
ｇ２３ バルブ
ｇ３   締め付け側板    
ｇ３１ 締め付けナット
h１    フレーム材
h１１  端部補強材
h２    空気圧保有挿入ユニット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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