JP2008247083A - 折り畳み式自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、後輪の回転を前輪に伝達する回転伝達機構がメインフレームに沿って設けられている場合でも、メインフレームの中間部を折り畳む構造を適用できるようにすることを目的とするものである。
【解決手段】第１の伝達ギヤ３１は、後輪側フレーム体２の前輪側フレーム体３との連結部１ａ近傍に設けられている。第２の伝達ギヤ３２は、前輪側フレーム体３の後輪側フレーム体２との連結部１ａ近傍に設けられている。後輪側フレーム体２に対して前輪側フレーム体３が伸展されると、第１及び第２の伝達ギヤ３１，３２が互いに噛合する。また、後輪側フレーム体２に対して前輪側フレーム体３が屈曲されると、第１及び第２の伝達ギヤ３１，３２の噛合が解除される。
【選択図】図２

Description

この発明は、メインフレームの中間部が折り畳み可能になっている折り畳み式自転車に関するものである。

従来の２輪駆動式自転車では、ペダルから入力された駆動力がメインチェーンを介して後輪に伝達される。また、後輪に伝達された駆動力は、複数の伝達スプロケット、伝達スプロケットに巻かれた複数の伝達チェーン、及びステアリング軸の旋回による干渉を除去する継手機構を介して、前輪に伝達される（例えば、特許文献１参照）。

ＷＯ２００６／１０６５９２

上記のような従来の２輪駆動式自転車においては、後輪の回転を前輪に伝達するための伝達チェーンがメインフレームに沿って張設されているため、メインフレームの中間部を折り畳む構造を適用することができなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、後輪の回転を前輪に伝達する回転伝達機構がメインフレームに沿って設けられている場合でも、メインフレームの中間部を折り畳む構造を適用することができる折り畳み式自転車を得ることを目的とする。

この発明に係る折り畳み式自転車は、後輪側フレーム体と、後輪側フレーム体に屈曲・伸展可能に連結されている前輪側フレーム体とを有するメインフレーム、後輪側フレーム体に回転可能に設けられている後輪、前輪側フレーム体に旋回可能に連結されているステアリング軸を有するフロントフレーム、フロントフレームに回転可能に設けられている前輪、及びメインフレームに設けられたメイン側伝達機構と、メインフレームとフロントフレームとの間に設けられた中間伝達機構と、フロントフレームに設けられたフロント側伝達機構とを有し、後輪の回転を上記前輪に機械的に伝達する回転伝達機構を備え、メイン側伝達機構は、後輪側フレーム体の前輪側フレーム体との連結部近傍に設けられ、後輪の回転が伝達されて回転される第１の伝達ギヤと、前輪側フレーム体の後輪側フレーム体との連結部近傍に設けられている第２の伝達ギヤとを有し、後輪側フレーム体に対して前輪側フレーム体が伸展されると、第１及び第２の伝達ギヤが互いに噛合し、後輪側フレーム体に対して前輪側フレーム体が屈曲されると、第１及び第２の伝達ギヤの噛合が解除される。

この発明の折り畳み式自転車は、後輪側フレーム体と前輪側フレーム体との連結部に跨って伝達チェーンを張設せず、メインフレームの伸展・屈曲により互いに接離される第１及び第２の伝達ギヤを、後輪側フレーム体及び前輪側フレーム体に振り分けて設けたので、後輪の回転を前輪に伝達する回転伝達機構がメインフレームに沿って設けられている場合でも、メインフレームの中間部を折り畳む構造を適用することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による折り畳み式自転車を示す斜視図である。図において、メインフレーム１は、後輪側フレーム体２と、後輪側フレーム体２に屈曲・伸展可能に連結されている前輪側フレーム体３とを有している。即ち、メインフレーム１は、その中間部に位置する後輪側フレーム体２と前輪側フレーム体３との連結部１ａで折り畳み可能となっている。

後輪側フレーム体２には、サドル軸４が設けられている。サドル軸４の上端部には、運転手が座るためのサドル（図示せず）が取り付けられている。

後輪側フレーム体２の後端部には、後輪５が回転可能に連結されている。また、後輪側フレーム体２には、後輪５を回転させるための一対のペダル６が設けられている。ペダル６に入力された駆動力は、メインチェーン７を介して後輪５に伝達される。

前輪側フレーム体３の前端部には、ステアリング軸（ハンドル軸）８が旋回可能に連結されている。ステアリング軸８の上端部には、ハンドル（図示せず）が取り付けられている。ステアリング軸８の下端部には、前輪アーム９が連結されている。前輪アーム９は、ステアリング軸８と一体に旋回される。前輪アーム９の軸心は、ステアリング軸８の軸心に対して横方向へオフセットされている。フロントフレーム１０は、ステアリング軸８及び前輪アーム９を有している。

前輪アーム９の下端部には、前輪１１が回転可能に連結されている。前輪１１の回転軸は、前輪アーム９により片持ち支持されている。後輪５の回転は、回転伝達機構１２を介して前輪１１に機械的に伝達される。これにより、前輪１１は、後輪５と同じ速度で回転される。

回転伝達機構１２は、メインフレーム１に設けられたメイン側伝達機構１３と、メインフレーム１とフロントフレーム１０との間に設けられた中間伝達機構１４と、フロントフレーム１０に設けられたフロント側伝達機構１５とを有している。

メイン側伝達機構１３は、後輪スプロケット１６、第１ないし第４の伝達スプロケット１７〜２０、伝達ギヤ機構、及び第１ないし第３の伝達チェーン２１，２２，２３を有している。

後輪スプロケット１６は、後輪５と一体に回転される。第１の伝達スプロケット１７は、後輪側フレーム体２の側面に設けられている。第２の伝達スプロケット１８は、前輪側フレーム体３の側面に設けられている。第３の伝達スプロケット１９は、前輪側フレーム体３の側面の第２の伝達スプロケット１８よりもフロントフレーム１０側に設けられている。第４の伝達スプロケット２０は、第３の伝達スプロケット１９と同軸に設けられ、第３の伝達スプロケット１９と一体に回転する。

第１の伝達チェーン２１は、後輪スプロケット１６の回転を第１の伝達スプロケット１７に伝達する。伝達ギヤ機構は、メインフレーム１内に設けられ、第１の伝達スプロケット１７の回転を第２の伝達スプロケット１８に伝達する。

第２の伝達チェーン２２は、第２の伝達スプロケット１８の回転を第３の伝達スプロケット１９に伝達する。第３の伝達チェーン２３は、第４の伝達スプロケット１９の回転を中間伝達機構１４に伝達する。

フロント側伝達機構１５は、前輪１１と一体に回転される前輪スプロケット２４、及び中間伝達機構１４の出力側の回転を前輪スプロケット２４に伝達する第４の伝達チェーン２５を有している。

メインフレーム１の前端部には、中間伝達機構１４を取り付けるための取付アーム２６が固定されている。中間伝達機構１４は、ステアリング軸８を直進方向にしたとき、軸方向が水平かつ左右方向に平行となるように取付アーム２６と前輪アーム９との間に配置されている。取付アーム２６は、前輪アーム９と平行である。また、取付アーム２６の軸心は、ステアリング軸８の軸心に対して前輪アーム９とは反対側にオフセットされている。

中間伝達機構１４は、ステアリング軸８の旋回を許容しつつ、第３の伝達チェーン２３から入力された駆動力を第４の伝達チェーン２５に伝達する。また、中間伝達機構１４は、ステアリング軸８の旋回による干渉を受けずに、第３の伝達チェーン２３から第４の伝達チェーン２５に駆動力を伝達する。さらに、中間伝達機構１４は、駆動力の伝達による干渉を受けずに、ステアリング軸８の旋回を許容する。

図２は図１のメインフレーム１の要部を示す平面図、図３は図２のメインフレーム１を示す斜視図、図４は図２のメインフレーム１を折り畳んだ状態を示す斜視図である。図において、後輪側フレーム体２と前輪側フレーム体３とは、ヒンジ２７を介して連結されている。

後輪側フレーム体２及び前輪側フレーム体３の内側には、第１ないし第３の伝達ギヤ３１〜３３が設けられている。第１の伝達ギヤ３１は、後輪側フレーム体２の前輪側フレーム体３との連結部１ａ近傍に設けられている。第２の伝達ギヤ３２は、前輪側フレーム体３の後輪側フレーム体２との連結部１ａ近傍に設けられている。

後輪側フレーム体２に対して前輪側フレーム体３が伸展されると、第１及び第２の伝達ギヤ３１，３２が互いに噛合する。また、後輪側フレーム体２に対して前輪側フレーム体３が屈曲されると、第１及び第２の伝達ギヤ３１，３２の噛合が解除される。

第３の伝達ギヤ３３は、前輪側フレーム体３に設けられ、第２の伝達ギヤ３２と噛合している。第１の伝達スプロケット１７は、第１ないし第３の伝達ギヤ３１〜３３のうち最も後輪５側に位置する第１の伝達ギヤ３１と同軸に設けられ、第１の伝達ギヤ３１と一体に回転される。従って、第１の伝達ギヤ３１は、後輪５の回転が伝達されて回転される。

第２の伝達スプロケット１８は、第１ないし第３の伝達ギヤ３１〜３３のうち最もフロントフレーム１０側に位置する第３の伝達ギヤ３３と同軸に設けられ、第３の伝達ギヤ３３と一体に回転される。第２の伝達ギヤ３２は、第１の伝達ギヤ３１と第３の伝達ギヤ３３との間に配置され、第１の伝達ギヤ３１と第３の伝達ギヤ３３とに噛合している。従って、第１の伝達スプロケット１７と第２の伝達スプロケット１８とは、同方向に回転される。

後輪５の回転は、後輪スプロケット１６、第１の伝達チェーン２１、第１の伝達スプロケット１７、第１の伝達ギヤ３１、第２の伝達ギヤ３２、第３の伝達ギヤ３３、第２の伝達スプロケット１８、第２の伝達チェーン２２、第３の伝達スプロケット１９、第４の伝達スプロケット２０、第３の伝達チェーン２３、中間伝達機構１４、第４の伝達チェーン２５及び前輪スプロケット２４を介して前輪１１に伝達される。

このような折り畳み式自転車では、後輪側フレーム体２と前輪側フレーム体３との連結部１ａに跨って伝達チェーンを張設せず、メインフレーム１の伸展・屈曲により互いに接離される第１及び第２の伝達ギヤ３１，３２を、後輪側フレーム体２及び前輪側フレーム体３に振り分けて設けたので、後輪５の回転を前輪１１に伝達する回転伝達機構１２がメインフレーム１に沿って設けられている場合でも、メインフレーム１の中間部を折り畳む構造を適用することができる。

また、伝達ギヤ機構は、第１ないし第３の伝達ギヤ３１〜３３を有しており、伝達ギヤ機構の両端に位置する第１及び第３の伝達ギヤ３１，３３の回転軸に第１及び第２の伝達スプロケット１７，１８を固定したので、第１及び第２の伝達スプロケット１７，１８の回転方向を同じにすることができ、簡単な構成により、後輪５と同方向に前輪１１を回転させることができる。

さらに、図４に示すように、後輪側フレーム体２に対して前輪側フレーム体３を屈曲させたとき、第１及び第２の伝達スプロケット１７，１８がメインフレーム１の外側に位置しているので、第１及び第２の伝達スプロケット１７，１８が互いに干渉することがなく、折り畳んだときの自転車のサイズを小型化できる。

実施の形態２．
次に、図５はこの発明の実施の形態２による折り畳み式自転車の要部を示す平面図である。この例では、第３の伝達ギヤ３３は、後輪側フレーム体２に設けられており、第１の伝達ギヤ３１と噛合している。

第１の伝達スプロケット１７は、第１ないし第３の伝達ギヤ３１〜３３のうち最も後輪５側に位置する第３の伝達ギヤ３３と同軸に設けられ、第３の伝達ギヤ３３と一体に回転される。また、第２の伝達スプロケット１８は、第１ないし第３の伝達ギヤ３１〜３３のうち最もフロントフレーム１０側に位置する第２の伝達ギヤ３２と同軸に設けられ、第２の伝達ギヤ３２と一体に回転される。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような構成によっても、第１及び第２の伝達スプロケット１７，１８の回転方向を同じにすることができる。

実施の形態３．
次に、図６はこの発明の実施の形態３による折り畳み式自転車の要部を示す平面図である。この例では、第１の伝達スプロケット１７は、第１の伝達ギヤ３１と同軸に設けられ、第１の伝達ギヤ３１と一体に回転される。また、第２の伝達スプロケット１８は、第２の伝達ギヤ３２と同軸に設けられ、第２の伝達ギヤ３２と一体に回転される。従って、第１及び第２の伝達スプロケット１７，１８の回転方向は、互いに逆方向である。

前輪側フレーム体３には、第３の伝達スプロケット１９と一体に回転する第３の伝達ギヤ３４と、第３の伝達ギヤ３４と噛合し第４の伝達スプロケット２０と一体に回転する第４の伝達ギヤ３５とが設けられている。従って、第３及び第４の伝達スプロケット１９，２０の回転方向は、互いに逆方向である。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような構成では、第１の伝達スプロケット１７及び第４の伝達スプロケット２０の回転方向を同じにすることができ、簡単な構成により、後輪５と同方向に前輪１１を回転させることができる。

実施の形態４．
次に、図７はこの発明の実施の形態４による折り畳み式自転車を示す斜視図である。図７では、実施の形態１で示した回転伝達機構１２は示されていないが、回転伝達機構１２を搭載せずに後輪駆動の自転車とすることも、回転伝達機構１２を搭載して前後輪駆動の自転車とすることも可能である。

図において、ステアリング軸８は、前輪側フレーム体３に連結された下部ステアリング軸体４１と、下部ステアリング軸体４１の上端部に回動可能（屈曲・伸展可能）に連結された上部ステアリング軸体４２とを有している。即ち、ステアリング軸８は、その中間部に位置する連結部８ａで折り畳み可能となっている。上部ステアリング軸体４２には、ハンドル４８（図８、図９）が支持されている。

後輪側フレーム体２は、前輪側フレーム体３に連結された後輪側メインチューブ４３と、後輪側メインチューブ４３に固定されサドル軸４が連結されたシートチューブ４４と、シートチューブ４４に固定され後輪５が連結された後輪アーム４５と、後輪側メインチューブ４３とシートチューブ４４の下端部との間に固定されたダウンチューブ４６と、後輪側メインチューブ４３の側面と後輪アーム４５の側面との間に固定された棒状の取っ手（把持部材）４７とを有している。

後輪アーム４５のシートチューブ４４との接続部は湾曲されており、後輪アーム４５の軸心は、後輪側メインチューブ４３の軸心に対して前輪アーム９と同じ側にオフセットされている。後輪５の回転軸は、後輪アーム４５により片持ち支持されている。取っ手４７は、折り畳まれた自転車を持ち運ぶ際に把持される把持部と、後輪側フレーム体２の補強材とを兼ねている。

図８は図７のステアリング軸８を折り畳んだ状態を示す平面図である。ステアリング軸８を真上から見たとき、下部ステアリング軸体４１に対する上部ステアリング軸体４２の回動軸は、自転車の前後方向に直角な直線に対して角度θ１だけ傾斜している。この傾斜角度θ１は、例えば４５°が好適である。

図９は図８のステアリング軸８を矢印ＩＸ方向から見た側面図である。下部ステアリング軸体４１に対する上部ステアリング軸体４２の回動軸は、下部ステアリング軸体４１に対して上部ステアリング軸体４２を屈曲させたときのハンドル４８の前輪アーム９への干渉を避けるように、水平面に対して角度θ２だけ傾斜している。この傾斜角度θ２は、１０°〜１５°が好適であり、例えば１２°である。

図１０は図７の後輪側フレーム体２を示す平面図、図１１は図１０の後輪側フレーム体２を矢印ＸＩ方向から見た正面図である。ダウンチューブ４６は、その中間部が湾曲されており、これにより下端部が自転車の幅方向の中心から後輪アーム４５と同じ側へオフセットされている。

このような折り畳み式自転車では、下部ステアリング軸体４１に対する上部ステアリング軸体４２の回動軸が水平面に対して所定の角度だけ傾斜されているので、ステアリング軸８を折り畳んだ際に、ハンドル４８が前輪アーム９に干渉するのが防止され、折り畳んだときの自転車のサイズを小型化できる。

また、後輪側メインチューブ４３の側面と後輪アーム４５の側面との間に取っ手４７が固定されているので、取っ手４７に補強材としての機能と把持部としての機能とを兼ね備えさせることができる。
さらに、ダウンチューブ４６の中間部を湾曲させたことにより、ダウンチューブ４６の圧縮方向への剛性を低減し、振動や衝撃の吸収力を高めることができる。これにより、後輪側フレーム体２に発生する応力を適宜分散し、応力集中による破損を防止することができる。

この発明の実施の形態１による折り畳み式自転車を示す斜視図である。 図１のメインフレームの要部を示す平面図である。 図２のメインフレームを示す斜視図である。 図２のメインフレームを折り畳んだ状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２による折り畳み式自転車の要部を示す平面図である。 この発明の実施の形態３による折り畳み式自転車の要部を示す平面図である。 この発明の実施の形態４による折り畳み式自転車を示す斜視図である。 図７のステアリング軸を折り畳んだ状態を示す平面図である。 図８のステアリング軸を矢印ＩＸ方向から見た側面図である。 図７の後輪側フレーム体を示す平面図である。 図１０の後輪側フレーム体を矢印ＸＩ方向から見た正面図である。

符号の説明

１ メインフレーム、１ａ 連結部、２ 後輪側フレーム体、３ メインフレーム、５ 後輪、８ ステアリング軸、９ 前輪アーム、１０ フロントフレーム、１１ 前輪、１２ 回転伝達機構、１３ メイン側伝達機構、１４ 中間伝達機構、１５ フロント側伝達機構、１７ 第１の伝達スプロケット、１８ 第２の伝達スプロケット、１９ 第３の伝達スプロケット、２１ 第１の伝達チェーン、２２ 第２の伝達チェーン、３１ 第１の伝達ギヤ、３２ 第２の伝達ギヤ、３３ 第３の伝達ギヤ、４１ 下部ステアリング軸体、４２ 上部ステアリング軸体、４３ 後輪側メインチューブ、４５ 後輪アーム、４７ 取っ手、４８ ハンドル。

Claims (4)

1. 後輪側フレーム体と、上記後輪側フレーム体に屈曲・伸展可能に連結されている前輪側フレーム体とを有するメインフレーム、
   上記後輪側フレーム体に回転可能に設けられている後輪、
   上記前輪側フレーム体に旋回可能に連結されているステアリング軸を有するフロントフレーム、
   上記フロントフレームに回転可能に設けられている前輪、及び
   上記メインフレームに設けられたメイン側伝達機構と、上記メインフレームと上記フロントフレームとの間に設けられた中間伝達機構と、上記フロントフレームに設けられたフロント側伝達機構とを有し、上記後輪の回転を上記前輪に機械的に伝達する回転伝達機構
   を備え、
   上記メイン側伝達機構は、上記後輪側フレーム体の上記前輪側フレーム体との連結部近傍に設けられ、上記後輪の回転が伝達されて回転される第１の伝達ギヤと、上記前輪側フレーム体の上記後輪側フレーム体との連結部近傍に設けられている第２の伝達ギヤとを有し、
   上記後輪側フレーム体に対して上記前輪側フレーム体が伸展されると、上記第１及び第２の伝達ギヤが互いに噛合し、上記後輪側フレーム体に対して上記前輪側フレーム体が屈曲されると、上記第１及び第２の伝達ギヤの噛合が解除されることを特徴とする折り畳み式自転車。
2. 上記メイン側伝達機構は、
   上記後輪側フレーム体及び上記前輪側フレーム体のいずれか一方に設けられ、上記第１の伝達ギヤ及び上記第２の伝達ギヤのいずれか一方と噛合する第３の伝達ギヤと、
   上記第１ないし第３の伝達ギヤのうち、最も上記後輪側に位置する伝達ギヤと一体に回転される第１の伝達スプロケットと、
   上記後輪の回転を上記第１の伝達スプロケットに伝達する第１の伝達チェーンと、
   上記第１ないし第３の伝達ギヤのうち、最も上記フロントフレーム側に位置する伝達ギヤと一体に回転される第２の伝達スプロケットと、
   上記前輪側フレーム体の上記第２の伝達スプロケットよりも上記フロントフレーム側に設けられている第３の伝達スプロケットと、
   上記第２の伝達スプロケットの回転を上記第３の伝達スプロケットに伝達する第２の伝達チェーンと
   をさらに有していることを特徴とする請求項１記載の折り畳み式自転車。
3. 後輪側フレーム体と、上記後輪側フレーム体に屈曲・伸展可能に連結されている前輪側フレーム体とを有するメインフレーム、
   上記後輪側フレーム体に回転可能に設けられている後輪、
   上記前輪側フレーム体に旋回可能に連結されている下部ステアリング軸体と、上記下部ステアリング軸体に屈曲・伸展可能に連結されている上部ステアリング軸体と、上記下部ステアリング軸の軸心に対して横方向にオフセットされた前輪アームとを有するフロントフレーム、
   上記前輪アームにより回転軸が片持ち支持されている前輪、及び
   上記上部ステアリング軸体に支持されているハンドル
   を備え、
   上記下部ステアリング軸体に対する上記上部ステアリング軸体の回動軸は、上記下部ステアリング軸体に対して上記上部ステアリング軸体を屈曲させたときの上記ハンドルの上記前輪アームへの干渉を避けるように、水平面に対して所定の角度だけ傾斜されていることを特徴とする折り畳み式自転車。
4. 後輪側フレーム体と、上記後輪側フレーム体に屈曲・伸展可能に連結されている前輪側フレーム体とを有するメインフレーム、
   上記後輪側フレーム体に回転可能に設けられている後輪、
   上記前輪側フレーム体に旋回可能に連結されているステアリング軸を有するフロントフレーム、及び
   上記フロントフレームに回転可能に設けられている前輪
   を備え、
   上記後輪側フレーム体は、上記前輪側フレーム体に連結された後輪側メインチューブと、上記後輪側メインチューブの軸心に対して横方向にオフセットされた後輪アームと、上記後輪側メインチューブの側面と上記後輪アームの側面との間に固定された取っ手とを有していることを特徴とする折り畳み式自転車。

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