(57)【要約】 【課題】            モノレール上を脱輪することなく安全に走行することができ、また、上り坂を走行する場合でも、左右への揺れを防ぎ安心して踏み込み力を発揮することのできる自転車を提供する。【解決手段】  少なくとも上下又は左右２個以上の支持ローラとバネよりなる１以上の支持ローラ部を自転車の下部に備えることにより、バネの反発力が支持ローラの密着力を増し、脱輪を有効に防止すると共に、錘を自転車下方に設置することにより登坂時の支持ローラ間の位置関係を変化させ、軌道の挟み込み力を発生させて、車体を安定させ左右への揺れを防ぎ安心して踏み込み力を発揮することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者が座る乗車席部と、前記乗車席部の前方に設置された駆動車輪と、前記駆動車輪の車軸に連結されたペダル部と、モノレール軌道の上下各面に少なくとも１個のローラと該ローラを連結する連結部と該ローラとモノレールの接圧力を付与するためのバネからなる支持ローラ部と、前記駆動車輪がモノレールの軌道から外れないようローラにツバを設けたガイドローラ部とを少なくとも備えたことを特徴とするモノレール自転車。
【請求項２】
前記請求項１記載の駆動車輪のモノレール軌道との接触面が摩擦係数の高い弾性体であることを特徴とするモノレール自転車                
【請求項３】
補助バッテリーを備えたことを特徴とする前記請求項１又は２に記載のモノレール自転車。
【請求項４】
前記請求項１乃至３の支持ローラ部において、該バネを圧縮バネとし、さらに錘と楕円カ
ムと振り子とガイド棒を備え、登坂時に、錘の垂直維持作用により楕円カムを回転させ、モノレール軌道下面に接する支持ローラを前方に押し出すことにより上下支持ローラによる軌道挟み込み力を高めることを特徴とするモノレール自転車。
【請求項５】
前記請求項１乃至４に記載の支持ローラ部において、モノレール軌道下面側のローラが一対のローラで構成され、該一対のローラ間の間隔を少なくともモノレール軌道を支持する支柱の幅以上としたことを特徴とするモノレール自転車
【請求項６】
前記請求項１乃至４に記載の支持ローラ部において、支持ローラをモノレール軌道の左右の側面に配したことを特徴とするモノレール自転車。
【請求項７】
透明な材料により形成されるモノレール軌道と請求項１乃至６に記載のいずれかの
モノレール自転車とを組み合わせたことを特徴とする前記モノレール自転車システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモノレール上を走行する自転車に関するものである
【背景技術】
【０００２】
近年モータリゼーションの発達はめざましく、飛行機、新幹線、旅客船、自動車等の大量高速移動手段としての乗物は国民の経済・文化活動、生活を支える必須の存在となっている。一方、乗物は趣味的、遊戯的、福祉的活用を目的としたものとしても広がりを見せており、このような乗物の開発・改良も盛んに行われている。例えば新しいタイプの乗物として、キックボード、スケートボード等があり、改良された乗物として電動自転車、車椅子等がある。これらの新しくて手軽で面白い乗物、便利で楽な乗物、リハビリに有効な乗物は国民生活の多様性が進むに連れ、さらに多くのものが提案され、販売されている。
【０００３】
従来は自動車、二輪車等の乗物を利用するためには、先ず道路を整備しなければならず、大掛かりな先行投資が必要であった。二輪車の専用道路を建設するにしても、２ｍ程度の舗装道路が必要であることからかなりの建設費が必要であり、建設後も維持管理費用が必要である。又、狭い土地に道路を建設したり、障害物を回避して道路を建設するのは技術的に困難な場合があった。
【０００４】
このような問題を解消する乗物として、モノレールを利用した移動装置があるが、従来は道路上の空間を利用した都市型の大量輸送機関として用いられるものが多く、狭い土地を利用したり、障害物を回避して出発地と目的地を結ぶものとしては、山間部で貨物専用に用いられるタイプが大半であった。
【０００５】
ところで、移動装置がモノレール（単軌道）上を安全に運行するには、移動装置の車輪がモノレール上から脱輪しないことが不可欠である。この点について、従来はレールの上面を転動する上部ローラとレールの下面を転動する下部ローラとがそれぞれツバ部を有して脱落を防いでいるものもある（特許文献１）。又、それに関連して、上部ローラと下部ローラを一対としたローラ枠を架台に回転自在に設置することで、ローラの動きを架台の動きに追随しやすくしたものもある（特許文献１）。
しかし、これは重量貨物を想定した装置であり、又ツバ部との接触によるレールの損傷を防止することを主目的としたものである。
【０００６】
又、車輪に凹溝を設置して脱輪を防ぐこととしているものもある（特許文献２）。しかしながら、人間が安心してレール上を自転車で走行するものとしては十分ではない。
【０００７】
このような事情から、狭い土地や障害物を回避する必要のある土地でモノレール上を手軽にかつ人間が安全に運行できるような移動装置が求められているのである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１０６６１０
【特許文献２】特開２００３−２５０３０６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明に係るモノレール用自転車は、上記事情に着目して完成されたもので、狭い土地や障害物を回避しなければならない土地においても、モノレール上を自転車で移動でき、又、脱輪せずに安全に運行できることを目的とするものである。
【００１０】
また、傾斜地における走行では、登坂の際の自転車の左右への揺れを防止して、操作者が走行に集中できることを目的とする。
【００１１】
さらに、遊戯用としての効果を高めるために、空中を走行するような楽しさを自転車の操作者にもたらすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の発明者は、新しい乗物について長年の研究を積み重ね、本発明に係る知見を得るに至ったものである。
【００１３】
本発明の第１の観点からは、操作者が座る乗車席部と、前記乗車席部の前方に設置された駆動車輪と、前記駆動車輪の車軸に連結されたペダル部と、モノレールの上下各面に少なくとも１個のローラと該ローラを連結する連結部と該ローラとモノレールの接圧力を付与するためのバネからなる支持ローラ部と、前記駆動車輪がモノレールの軌道から外れないようローラにツバを設けたガイドローラ部とを少なくとも備えたことを特徴とするモノレール自転車が提供される。
【００１４】
本発明の第２の観点からは、駆動車輪のモノレール軌道との接触面が摩擦係数の高い弾性体であることを特徴とするモノレール自転車が提供される。
【００１５】
本発明の第３の観点からは、前記ローラ部を備え、かつ補助バッテリーを備えたことを特徴とするモノレール自転車が提供される。本発明に係る自転車は基本的には人力で走行するものであるが、傾斜地の場合等、福祉・リハビリ用として補助的にバッテリーを用いて、走行をアシストすることにより操作者の負担を軽くできるというメリットがある。補助バッテリーに代えてペダル逆転入力のバネエネルギー利用アシスト装置（特願２００３−２９３６４０号）を備えることも可能である。
【００１６】
本発明の第４の観点からは、錘を備えたモノレール自転車が提供される。登坂時等の場合には、錘の垂直維持作用により楕円カムを通じて支持ローラの軌道挟み込み力が高まり、モノレール自転車の左右への揺れを防止するというメリットがある。
【００１７】
本発明の第５の観点からは、支持ローラ部において、モノレール軌道下面側のローラが一対のローラで構成され、該一対のローラ間の間隔を少なくともモノレール軌道を支持する支柱の幅以上としたモノレール自転車が提供される。
【００１８】
さらに  本発明の第６の観点からは、支持ローラを軌道の左右に配置し、左右から軌道を挟持するモノレール自転車が提供される。軌道を真下から支持するタイプのモノレールシステムでは、支持ローラで軌道を左右から挟持することにより支持ローラと軌道を密着させることができる。すなわち、ローラ部のローラは上下から軌道を挟持するタイプの他に左右から軌道を挟持するタイプであっても、本発明の目的は達成できる。
【００１９】
本発明の第７の観点からは、透明な材料により形成されるモノレール軌道とモノレール自転車とを組み合わせたことを特徴とするモノレール自転車システムが提供される。透明な軌道を走行することにより、自転車が空中を走行している印象をもたらすというメリットがある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るモノレール自転車は、支持ローラ部では上下のローラがバネの反発力により軌道表面と密着して回動する。また、ガイドローラ部はローラにツバを備えていることと支持ローラ部のモノレール軌道面への密着力の効果が相まって軌道から脱輪することなく回動することができる。したがって、駆動車輪も脱輪することなく、モノレール自転車は安全な走行を確保することができる。
【００２１】
本発明に係る自転車は基本的に人力で移動するので、構造がシンプルで、又、安価に製造可能であることから、遊戯施設、福祉施設、リハビリ施設などで手軽に利用することが可能である。
【００２２】
自転車が走行するモノレール軌道は例えば、幅５ｃｍ程度の角パイプで十分であり、極めて狭い土地に設置することができる。又、本発明に係るモノレール自転車は、曲率の小さなカーブ、少なくとも直径３ｍ程度のカーブまでは走行することが可能であり、モノレール軌道を真下から支持するモノレールシステムの場合には直径１ｍ程度のカーブまで走行可能である。したがって、障害物があっても極めて簡単に回避して軌道を設置することができる。
【００２３】
軌道の設置や撤去は数日程度で可能であるので、イベント用に設置することも可能である。又、災害の際、工事完成まで等の臨時通行手段として活用することも可能である。
また、山岳地帯において、工事時に労働者達が通勤等に、本発明によるモノレール自転車を使用することにより、安全に迅速に往来が可能である。
さらに、台風や地震のために大津波が発生した場合などで、高所の山頂に避難するのに勾配が急であっても、モノレール自転車を利用して、迅速に避難することが可能である。
【００２４】
駆動車輪をゴムタイヤ等の摩擦係数の高い弾性体にすることで、乗り心地を向上させ、スリップを防止することができる。
【００２５】
自転車に補助バッテリー又はペダル逆転入力のバネエネルギー利用アシスト装置（詳細については、特願２００３−２９３６４０号を参照のこと。）を設置することにより、傾斜地における走行、老人やリハビリ中の患者等の負担を軽減し、本発明に係るモノレール自転車の活用範囲を広げることができる。
【００２６】
補助バッテリーを備えたことにより、老人や病気・怪我の治療中の患者、子供等体力の弱い者も利用可能となり、例えば、老健施設、リハビリ施設等と駅等を繋ぐことでこれらの者の移動が便宜になる。
【００２７】
錘をさらに備えた自転車は、登坂時に、錘の垂直維持作用により楕円カムが回転することにより、軌道下面に接するローラが前方に移動し軌道を挟み込むこととなる。したがって、モノレール自転車の左右への揺れを防止することができる。その結果、操作者は車体の揺れを気にすることなく、安心して運行に専念できる。  
【００２８】
モノレール自転車システムにおいては、モノレール軌道を、軌道側面と軌道支柱を連結することにより支持するタイプ（図５）と軌道支柱を軌道の真下に設置して支持するタイプ（図９）等がある。
軌道を真下から支持するタイプのモノレール自転車システムでは、軌道の左右に配置された支持ローラがモノレール軌道を挟持することにより、又は、モノレール軌道下面側のローラが一対のローラで構成されていて、該一対のローラがモノレール軌道を挟持（図９）することにより、上下から挟持する場合と同等の効果を発揮させることができる。
従って、本発明により、支持ローラで軌道を挟持し脱輪を防止することは、様々なタイプのモノレールシステムにおいて実現可能であり、広く応用可能である。
【００２９】
軌道を透明な材料で形成することにより、自転車走行時には、操作者は勿論、周囲で見物している者からも、自転車が空中を走行している印象をもつことになる。このことは、本発明による自転車に楽しさを与えてくれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は図示の構成に限定されるわけではない。
【実施例１】
【００３１】
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参考にして詳細に説明する。
【００３２】
図１はローラ部を操作者の後方に配置し,駆動車輪の前方にガイドローラを配置したものである。図１によるモノレール用自転車は、本体フレーム１と、操作者の乗車席部２と、ペダル３と、駆動車輪４と、ガイドローラ部５と、支持ローラ部６とからなっている。
【００３３】
駆動車輪は空気を注入したゴムタイヤと金属で構成されている。空気入りゴムタイヤを採用したことにより、乗り心地を向上させ、軌道把持力を強化することができる。また、駆動車輪はコースターブレーキを内蔵している。
【００３４】
図６は支持ローラ部の詳細図である。支持ローラ部は、上面前部支持ローラ（挟み込みローラ）６１ａと、下面前部支持ローラ（挟み込みローラ）６２ａと、上面後部支持ローラ（挟み込みローラ）６１ｂと、下面後部支持ローラ（挟み込みローラ）６２ｂと、上面前部支持ローラと下面前部支持ローラとを連結する連結部６７ａと、上面後部支持ローラと下面後部支持ローラとを連結する連結部６７ｂと、下面ローラ６２ａ及び６２ｂと連結している調節バネ６６を有したガイド棒部６９と、本体と上面前部支持ローラ及び上面後部支持ローラとを連結するスイベル６８を含む連結部とからなる。なお、ガイドローラ５の構成は図８の支持ローラ部と同一である。
【００３５】
操作者がペダル３を回転させ、回転力が駆動車輪４に伝達されて駆動車輪が回動し、モノレール用自転車が軌道上の走行を開始する。このとき、ガイド棒部６９の調節バネ（圧縮バネ）の反発力により、棒部に固定された下面前部ローラ６２ａが相対的に後方に移動し、上面前部ローラ６１ａの真下であった位置が後方に変化することとなる。そうすると、下面前部ローラ６２ａと上面前部ローラ６１ａとの距離は連結手段６７ａにより一定に保たれているので、上下の支持ローラ６１ａと６２ａによる軌道挟み込み力が発生することとなり、支持ローラは軌道と一層強力に密着して回動する。なお、スイベルはカーブ時における車体方向と軌道方向との差異の調整を行っている。
【００３６】
軌道挟み込み力を発生させるためには、本実施例による調節バネに限定されるものではなく、他の方法によるバネを用いることができることは勿論である。
【００３７】
一方、駆動車輪の前方に設置されたガイドローラ５は支持ローラと同一の構造になっており、回動しつつ駆動車輪をリードする。
【００３８】
支持ローラが軌道に密着して回動することにより、ガイドローラ５も軌道上面との密着性をさらに増しつつ回動する。この結果、ガイドローラ自体の構造と相まって、ガイドローラは脱輪することなく回動することとなる。したがって、駆動車輪４も脱輪することなくモノレール自転車は安定して走行することが可能となる。
【実施例２】
【００３９】
図２は、ガイドローラ部２０を上下２個のローラを有するものとことにより、該２個のローラと駆動車輪でモノレール軌道を挟み込む構造のものとし、ガイドローラの軌道接地力を高め、駆動車輪の脱輪防止力をさらに高めたものである。ガイドローラ部は図１同様にスイベルを含む。
【実施例３】
【００４０】
図３、図４は、ガイドローラ部が軌道下面に接触する２個のガイドローラよりなり、軌道下面の２個のガイドローラと駆動車輪で軌道を挟みこむ構造のものとしたことにより、駆動車輪の脱輪防止力をさらに高めたものである。
【実施例４】
【００４１】
本発明は、モノレールの支柱がモノレール軌道の側面からモノレールを支持するタイプのモノレールシステム（図５）においても、モノレールの下面からモノレールを支持するタイプのモノレールシステム（図９）においても、いずれにおいても実施することが可能である。モノレールの下面から支持するタイプの実施例を図７、図８、図９に基づいて説明する。
【００４２】
図７は、乗車席部１，２と、ペダル３と、上面前部支持ローラ８０と、下面前部支持ローラ８２と、ペダルの回転力を上面前部支持ローラに伝達するチェーン８１と、後部挟み込みローラ１００よりなる。図７においては、上面前部支持ローラ８０は、ガイドローラの機能と駆動車輪の機能をも併せ持つ。
【００４３】
図８は、乗車席部の平面図である。座席が透過され、座席の下部にある後部挟み込みローラが示されている。後部挟み込みローラ１００，１０１は連結部１０２により斜交して連結され、さらに調節バネ１０３により軌道との密着力を高めるように構成されている。
【００４４】
図９は、乗車席部と支持ローラ部の正面図である。下面支持ローラは６２Ｒと６２Ｌに分かれて一対のものとなっている。また、錘が６３Ｒと６３Ｌに分かれて一対のものとなっている。このような構造にすることで、支柱がレールの真下から接続されるタイプの場合に対応することができるのである。
【００４５】
操作者がペダル３を回転させ、回転力が上面前部ローラ８０に伝達されて上面前部ローラ８０が回動し、モノレール用自転車が軌道上の走行を開始する。このとき、ガイド棒部６９の調節バネ（圧縮バネ）の反発力により、棒部に固定された下面前部ローラ８２（図９では６２Ｒと６２Ｌ）が相対的に後方に移動し、上面前部ローラ８０（図９では６１）の真下であった位置が後方に変化することとなる。そうすると、下面前部ローラ８２と上面前部ローラ８０との距離は連結手段により一定に保たれているので、上下の支持ローラ８０と８２による軌道挟み込み力が発生することとなり、支持ローラは軌道と一層密着性を増して回動する。
【００４６】
また、後部に設置している挟み込みローラが調節バネの圧縮力により、軌道左右との密着性を一層増すことによりモノレール自転車の走行安定性をさらに高めることとなる。
【実施例５】
【００４７】
次に、図１と図６に基づき、錘を設置した場合の実施形態を詳細に説明する。
図１はローラ部を後方に配置し,駆動車輪の前方にガイドローラを配置したものである。図１によるモノレール用自転車は、本体フレーム１と、操作者の乗車席部２と、ペダル３と、駆動車輪４と、ガイドローラ部５と、支持ローラ部６とからなっている。
【００４８】
また、図６はローラ部の詳細図である。ローラ部は、上面前部支持ローラ（挟み込みローラ）６１ａと、下面前部支持ローラ（挟み込みローラ）６２ａと、上面後部支持ローラ（挟み込みローラ）６１ｂと、下面後部支持ローラ（挟み込みローラ）６２ｂと、上面前部支持ローラと下面前部支持ローラとを連結する連結部６７ａと、上面後部支持ローラと下面後部支持ローラとを連結する連結部６７ｂと、下面ローラ６２ａ及び６２ｂと連結している調節バネ６６を有したガイド棒部６９と、本体と上面前部支持ローラ及び上面後部支持ローラとを連結するスイベル６８を有する連結部とからなる。ガイド棒部の最後部には楕円カム６４が嵌合されており、楕円カムには振り子６５を介して錘６３が垂下している。
【００４９】
連結部のうち、下面後部支持ローラ６２ｂは、後部連結部６７ｂによって上面後部支持ローラ６１ｂと連結され、他方でガイド棒部６９と左右移動自在に連結されている。楕円カムの後部にはガイド棒に固着されたダブルナット（図示していない）が設置されている。楕円カムには下垂する振り子が繋がり、振り子の下部には重量１０ｋｇの錘が連結されている。
【００５０】
本発明に係る自転車が走行中に傾斜地に差し掛かかったとき、自転車が軌道面の傾斜に沿って傾斜すると、錘が引力により後方に移動し、振り子は垂直を維持することとなる。そうすると、楕円カムが回転して、下面後部ローラを前方に押し出し、下面後部ローラ６２ｂが上面後部ローラ６１ｂより前方に位置することとなる。下面後部ローラ６２ｂと上面後部ローラ６１ｂとを連結する６７ｂは一定の長さなので、下面後部ローラ６２ｂの前方への移動は、軌道の挟み込み力となり、自転車が左右に揺れることを防止することができる。
【００５１】
したがって操作者は、自転車の左右への揺れがなくなり、踏み込み力を正確に入力できることとなり、安心してペダルを踏むことができる。
【００５２】
なお、楕円カムの上半分を楕円形状とし、下半分を円形とした特殊な形状（「変形楕円カム」という）にし、ダブルナットの径を該変形楕円カムの長径より小さくとすることにより、錘設置による効果を登坂時に限定することも可能である。すなわち、登坂時には、変形楕円カムが傾斜して上部楕円部が下面後部ローラを押し、軌道挟み込み力が発生するが、下り坂の時には、変形楕円カムが傾斜しても上部楕円部がダブルナットに接触しないので、変形楕円カムは下面後部ローラを押すことはなく、上下ローラによる軌道挟み込み力は発生しない。
【００５３】
図５は、乗車席部の正面図である。錘６３はモノレール軌道７の真下に位置し、登坂時に上面後部ローラ６１と下面後部ローラ６２による軌道挟み込み力を発生させる。  
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によるモノレール自転車は、新しい簡便な乗物、安全で楽しい乗物として新分野の需要を創造するものと考えられる。
また、山岳地帯において、工事時に労働者達が通勤等に、本発明によるモノレール自転車を利用することにより、安全に迅速に行き通うことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係るモノレール自転車で、ガイドローラ部を支持ローラ部と同一の構造としたものである。
【図２】本発明に係るモノレール自転車で、ガイドローラ部のローラを上下２個としたものである。
【図３】本発明に係るモノレール自転車で、ガイドローラ部のローラを軌道下面に２個設置したものである。
【図４】本発明によるモノレール自転車で、ガイドローラ部のローラを軌道下面に２個設置したものである。
【図５】モノレール軌道を側面から支持するタイプのモノレールシステムで、乗車席部、支持ローラ部を正面から見たものである。
【図６】支持ローラ部の詳細図である。
【図７】本発明によるモノレール自転車で支持ローラが駆動車輪を兼用しているものである。支持ローラ後部に後部挟み込みローラを設置している。
【図８】乗車席部の平面図である。
【図９】モノレールを真下から支持するタイプのモノレールシステムで、乗車席部、支持ローラ部を正面から見たものである。
【符号の説明】
【００５６】
１    本体フレーム部
２    座席部
３    ペダル部
４    駆動車輪
５    ガイドローラ部
６    支持ローラ部
７    レール        
８    操縦者
９    乗車者
１０    収納かご
１１，１２，１３    スイベル
２０    ガイドローラ部Ａ
３０    ガイドローラ部Ｂ
４０    ガイドローラ部Ｃ
５０    ハンドル部
６１ａ，６１ｂ    挟み込みローラＡ
６２ａ，６２ｂ    挟み込みローラＢ
６２Ｌ，６２Ｒ    一対の挟み込みローラ
６３    錘（ウェイト）
６３Ｌ，６３Ｒ    一対の錘（ウェイト）
６４    接圧調整カム（楕円カム）
６５    ふりこ
６６    調節バネ
６７ａ，６７ｂ    連結部
６８    スイベル
７０    支柱（サイド接続タイプ）
７１，７２    支柱
８０    駆動ホイル
８１    チェーン
８２    挟み込みローラ
８３    錘（ウェイト）
９０    ブレーキレバー
１００，１０１    挟み込みローラ
１０２    連結部
１０３    調節バネ
【図１】
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【図２】
2006111149.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006111149.tif 000008
【図７】
2006111149.tif 000009
【図８】
2006111149.tif 000010
【図９】
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