(57)【要約】【課題】  チェーン式動力伝達装置と交換して、チェーン式自転車に搭載することを可能にする、自転車のチェーンレス動力伝達装置を提供する。【解決手段】  クランクに取り付けられたクランク歯車の回転が、前部回転軸１７及び後部回転軸１９を通じて、後輪とともに回転する後輪駆動歯車２９に伝えられる。前部回転軸１７には、歯車２１によりクランク歯車１の回転が伝えられる。前部回転軸１７の回転は、ベベル歯車２３、２５により、後部回転軸１９に伝えられる。後部回転軸１９の回転は、ベベル歯車２７により後輪駆動歯車２９に伝えられる。前部回転軸１７、後部回転軸１９、並びにそれらを収容する前部回転軸ケース１８及び後部回転軸ケース２２は、自転車のチェーンステイの上方に配置され、それにより、チェーンステイとの干渉が回避される。【選択図】  図３
2019001263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に配列された歯の列を有し、クランクに着脱可能に固定され、当該クランクとともに回転するクランク歯車と、
周方向に配列された歯の列を有して後輪の軸周りに回転する後輪駆動歯車を有し、当該後輪駆動歯車の回転を後輪のフリーハブボディに伝達する後輪駆動機構であって、当該フリーハブボディとともに回転するように、当該フリーハブボディに着脱可能に装着される後輪駆動機構と、
前記クランク歯車の回転を前記後輪駆動歯車に伝達する回転伝達機構と、
前記回転伝達機構を回転自在に軸支し、前記クランクのクランク軸受けに着脱可能に支持されるとともに、前記フリーハブボディの回転を妨げず当該フリーハブボディに、着脱可能に支持される支持体と、を備え、
前記回転伝達機構は、前記支持体に回転自在に軸支された前部及び後部回転軸と、それらの前部及び後部回転軸を、互いに回転を伝えるように連結する連結部材と、を有しており、
前記前部回転軸は前記クランク歯車の前記歯の列に噛み合う歯車を有し、前記後部回転軸は前記後輪駆動歯車の前記歯の列に噛み合う歯車を有し、それにより、前記クランク歯車の回転が前記後輪駆動歯車に伝達され、
前記前部回転軸は、クランク軸の径方向のうち後方斜め上方に沿うように配置され、前記後部回転軸は、前記後輪の軸の径方向のうち前方斜め上方に沿うように配置され、それによって、前記回転伝達機構と前記支持体は、チェーンステイとの干渉を回避する形状をなす、自転車のチェーンレス動力伝達装置。
【請求項２】
前記連結部は、前記前部及び後部回転軸に固定され、互いに噛み合う一組の歯車を有する、請求項１に記載の自転車のチェーンレス動力伝達装置。
【請求項３】
前記支持体は、前記回転伝達機構を実質的に収容するケース状である、請求項１又は２に記載の自転車のチェーンレス動力伝達装置。
【請求項４】
前記前部及び後部回転軸は、それらの仮想中心線が互いに直角に交差し、前記支持体のうち前記前部回転軸を軸支する部分と前記後部回転軸を軸支する部分は、互いに直交するように連結された実質的に管状である、請求項３に記載の自転車のチェーンレス動力伝達装置。
【請求項５】
前記前部回転軸は、シートチューブにおおよそ並ぶように直立に近い方向に沿う、請求項４に記載の自転車のチェーンレス動力伝達装置。
【請求項６】
前記前部回転軸、前記後部回転軸及び前記連結部のいずれかは、伸縮が可能なように互いにスプライン結合した一組の回転軸を有しており、
前記支持体は、前記一組の回転軸に沿って、伸縮が可能なように結合した複数部分に分割されており、それにより、前記クランク軸と前記後輪の軸との間隔の所定の範囲での違いに対応可能である、請求項１から５のいずれかに記載の自転車のチェーンレス動力伝達装置。
【請求項７】
前記複数部分は、前記一組の回転軸に沿って、伸縮及び固定が可能なように結合している、請求項６に記載の自転車のチェーンレス動力伝達装置。
【請求項８】
前記支持体をシートチューブに着脱可能に固定する部材を、さらに備える、請求項１から７のいずれかに記載の自転車のチェーンレス動力伝達装置。
【請求項９】
前記クランク歯車の前記歯の列は、回転角に応じて径が段階的又は連続的に異なっており、前記前部回転軸の前記歯車は、前記クランク歯車の前記歯の列の、径の異なるいずれの部分にも噛み合う部分を有しており、前記クランク歯車の前記歯の列は、前記クランクのペダルに加えられる踏力による前記クランクの回転力を、前記ペダルの回転位置に応じた変動を減殺して、前記前部回転軸に伝達するように、回転角に応じて径が異なっている、請求項１から８のいずれかに記載の自転車のチェーンレス動力伝達装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の自転車のチェーンレス動力伝達装置が搭載された自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車のチェーンレス動力伝達装置及び自転車に関し、特に、チェーン式動力伝達装置と交換して、チェーン式自転車に搭載することを可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝統的な自転車は、使用者（ユーザ）がペダルをこぐことによりクランクに付与される動力を後輪に伝える動力伝達装置として、チェーン機構を採用したチェーン式自転車が一般的である。これに対し、チェーンを用いない動力伝達装置を搭載した、チェーンレス自転車が近年において登場している。チェーンレス自転車は、クランクに付与される使用者の動力を、両端部に歯車の付いた長尺の回転軸により後輪に伝えるものである。チェーンレス自転車は、走行中にチェーンが外れる恐れがなく安全性が高い、動力のロスがチェーンに比べて低い、といった利点がある。また、大きな側面積を占めるチェーンカバーを要しないことから、すっきりとした外観を呈し、デザイン面においても優位性が認められる。
【０００３】
しかし、従来のチェーンレス自転車は、例えば特許文献１に開示されるように、クランク軸受けと後輪軸受けとを連結するチェーンステイの内部に、回転軸を内蔵する構造が採用されていることから、製造の段階において、自転車全体がチェーンレス自転車として製造されるほかなかった。ユーザは、チェーンレス自転車を所持しようとすれば、高価な商品を新たに購入することを要した。チェーンレス自転車は、チェーン式自転車に比べて、一般に高価である。また、製造者においても、既に設計及び製造されているチェーン式自転車のフレームその他の部品を転用することができず、その分、製造コストが高くなり、チェーンレス自転車が高価となる要因の一つともなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実登３０９２８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、チェーン式動力伝達装置と交換して、チェーン式自転車に搭載することを可能にする、自転車のチェーンレス動力伝達装置、及び当該チェーンレス動力伝達装置を搭載した自転車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様によるものは、自転車のチェーンレス動力伝達装置であって、クランク歯車と、後輪駆動機構と、回転伝達機構と、支持体と、を備えている。クランク歯車は、周方向に配列された歯の列を有し、クランクに着脱可能に固定され、当該クランクとともに回転する。後輪駆動機構は、周方向に配列された歯の列を有して後輪の軸周りに回転する後輪駆動歯車を有し、当該後輪駆動歯車の回転を後輪のフリーハブボディに伝達するものであって、当該フリーハブボディとともに回転するように、当該フリーハブボディに着脱可能に装着される。回転伝達機構は、前記クランク歯車の回転を前記後輪駆動歯車に伝達する。支持体は、前記回転伝達機構を回転自在に軸支し、前記クランクのクランク軸受けに着脱可能に支持されるとともに、前記フリーハブボディの回転を妨げず当該フリーハブボディに、着脱可能に支持される。そして、前記回転伝達機構は、前記支持体に回転自在に軸支された前部及び後部回転軸と、それらの前部及び後部回転軸を、互いに回転を伝えるように連結する連結部材と、を有している。また、前記前部回転軸は前記クランク歯車の前記歯の列に噛み合う歯車を有し、前記後部回転軸は前記後輪駆動歯車の前記歯の列に噛み合う歯車を有し、それにより、前記クランク歯車の回転が前記後輪駆動歯車に伝達される。さらに、前記前部回転軸は、クランク軸の径方向のうち後方斜め上方に沿うように配置され、前記後部回転軸は、前記後輪の軸の径方向のうち前方斜め上方に沿うように配置され、それによって、前記回転伝達機構と前記支持体は、チェーンステイとの干渉を回避する形状をなす。
【０００７】
この構成によれば、クランクの回転が、クランク歯車、前部及び後部回転軸を有する回転伝達機構、並びに後輪駆動歯車を有する後輪駆動機構を介して、後輪に伝達される。すなわち、チェーンを介することなくクランクの回転を後輪に伝達する、自転車のチェーンレス動力伝達装置が実現する。クランク歯車はクランクに着脱可能に固定され、後輪駆動機構はフリーハブボディに着脱可能に装着され、回転伝達機構を回転自在に支持する支持体は、クランク軸受けとフリーハブボディとに、フリーハブボディの回転を妨げないように着脱可能に支持され、しかも、回転伝達機構と支持体は、チェーンステイとの干渉を回避するように構成される。このため、本構成による自転車のチェーンレス動力伝達装置は、チェーンステイと干渉することなく、チェーン式動力伝達装置と交換して、チェーン式自転車に搭載することが可能である。なお、連結部材について、「前部及び後部回転軸を、互いに回転を伝えるように連結する」とは、例えば歯車、自在継手等の部材、あるいは変速機構を介して、回転を伝達するように連結する主旨であり、互いの回転比が１対１であることを必ずしも要しない。また、支持体が、フリーハブボディの回転を妨げることなく、フリーハブボディに着脱可能に支持される形態は、支持体が、後輪駆動機構の回転を妨げることなく、後輪駆動機構に支持される形態によっても達成される。後輪駆動機構は、フリーハブボディに着脱可能に装着されることから、後輪駆動機構が介在する後者の形態であっても、支持体が、フリーハブボディの回転を妨げることなく、フリーハブボディに支持されることに変わりはないからである。
【０００８】
本発明のうち第２の態様によるものは、第１の態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置であって、前記連結部は、前記前部及び後部回転軸に固定され、互いに噛み合う一組の歯車を有する。
【０００９】
この構成によれば、前部回転軸の回転が、互いに噛み合う一組の歯車により、後部回転軸に伝えられるので、構造が簡素であるとともに、動力のロスが低く抑えられる。
【００１０】
本発明のうち第３の態様によるものは、第１又は第２の態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置であって、前記支持体は、前記回転伝達機構を実質的に収容するケース状である。
【００１１】
この構成によれば、回転伝達機構が外部から保護される。なお「回転伝達機構を実質的に収容する」とは、回転伝達機構を完全に覆うように収容する形態に限定されず、実質的に収容しておれば足り、回転伝達機構の一部が外部から見える形態をも含む主旨である。
【００１２】
本発明のうち第４の態様によるものは、第３の態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置であって、前記前部及び後部回転軸は、それらの仮想中心線が互いに直角に交差し、前記支持体のうち前記前部回転軸を軸支する部分と前記後部回転軸を軸支する部分は、互いに直交するように連結された実質的に管状である。
【００１３】
この構成によれば、支持体の構造が簡素であり、支持体の製造が容易となる。
【００１４】
本発明のうち第５の態様によるものは、第４の態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置であって、前記前部回転軸は、シートチューブにおおよそ並ぶように直立に近い方向に沿う。
この構成によれば、前部及び後部回転軸の高さを低く抑えることができる。
【００１５】
本発明のうち第６の態様によるものは、第１から第５のいずれかの態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置であって、前記前部回転軸、前記後部回転軸及び前記連結部のいずれかは、伸縮が可能なように互いにスプライン結合した一組の回転軸を有している。また、前記支持体は、前記一組の回転軸に沿って、伸縮が可能なように結合した複数部分に分割されており、それにより、前記クランク軸と前記後輪の軸との間隔の所定の範囲での違いに対応可能である。
【００１６】
この構成によれば、クランク軸と後輪の軸との間隔が所定の範囲で異なる自転車に、取り付け可能である。
【００１７】
本発明のうち第７の態様によるものは、第６の態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置であって、前記複数部分は、前記一組の回転軸に沿って、伸縮及び固定が可能なように結合している。
【００１８】
この構成によれば、支持体の複数部分が、一組の回転軸に沿って伸縮可能なだけでなく、伸縮を止めるように固定することも可能であるので、伸縮を止めるために、複数部分の一部を自転車フレームに固定する部材など、別途の部材を必ずしも要しない。
【００１９】
本発明のうち第８の態様によるものは、第１から第７のいずれかの態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置であって、前記支持体をシートチューブに着脱可能に固定する部材を、さらに備えている。
この構成によれば、支持体が更に安定して自転車本体に着脱可能に固定される。
【００２０】
本発明のうち第９の態様によるものは、第１から第８のいずれかの態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置であって、前記クランク歯車の前記歯の列は、回転角に応じて径が段階的又は連続的に異なっている。また、前記前部回転軸の前記歯車は、前記クランク歯車の前記歯の列の、径の異なるいずれの部分にも噛み合う部分を有している。そして、前記クランク歯車の前記歯の列は、前記クランクのペダルに加えられる踏力による前記クランクの回転力を、前記ペダルの回転位置に応じた変動を減殺して、前記前部回転軸に伝達するように、回転角に応じて径が異なっている。
【００２１】
この構成によれば、後輪に伝えられる回転力の、ペダルの回転位置に応じた変動が減殺される。
【００２２】
本発明のうち第１０の態様によるものは、自転車であって、第１から第９のいずれかの態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置が搭載されている。
この構成によれば、本願発明の各態様による自転車のチェーンレス動力伝達装置の利点を有する自転車が得られる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によれば、チェーン式動力伝達装置と交換して、チェーン式自転車に搭載することを可能にする、自転車のチェーンレス動力伝達装置、及び当該チェーンレス動力伝達装置を搭載した自転車が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態によるチェーンレス動力伝達装置が取り付けられた自転車の外観を示す右側面図である。
【図２】図１の自転車のフレームの斜視図である。
【図３】図１のチェーンレス動力伝達装置の全体の概略を示す側面断面図である。
【図４】図１の自転車について、クランクの付近を示す左側面図である。
【図５】図１の自転車の、クランクとクランク歯車との分解斜視図である。
【図６】図１の自転車について、クランクの付近を示す背面断面図である。
【図７】図１のチェーンレス動力伝達装置の前方部分の側面断面図である。
【図８】図１のチェーンレス動力伝達装置の後方部分の平面断面図である。
【図９】図１の自転車のチェーンレス動力伝達装置の後方部分の分解斜視図である。
【図１０】図１の自転車の、フリーハブボディとチェーンレス動力伝達装置の後方部分との分解斜視図である。
【図１１】図１のチェーンレス動力伝達装置の前方部分の分解斜視図である。
【図１２】図１のチェーンレス動力伝達装置の前方部分の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明の一実施の形態によるチェーンレス動力伝達装置が取り付けられた、自転車の外観を示す右側面図である。また図２は、図１の自転車のフレームの斜視図である。この自転車１００は、本発明の一実施の形態によるチェーンレス動力伝達装置１０１が装着されている点を除いて、チェーン式自転車と変わりがない。すなわち、チェーンレス自転車である自転車１００は、チェーン式自転車において、チェーン式動力伝達装置がチェーンレス動力伝達装置１０１に置き換えられた構成をなしている。
【００２６】
図３は、チェーンレス動力伝達装置１０１の全体の概略を示す側面断面図である。また図４は、自転車１００について、クランクの付近を示す左側面図である。図示のように、チェーンレス動力伝達装置１０１（以下において適宜に「動力伝達装置１０１」とも略記する）は、クランク歯車１、後輪駆動機構３、回転伝達機構５、及びケース７を有している。自転車１００の使用者（ユーザ）がペダル１４をこぐことにより、クランク１１に加えられる回転力は、回転伝達機構５を通じて後輪駆動機構３に伝えられる。回転伝達機構５は、チェーンを用いることなく、前部回転軸１７及び後部回転軸１９により、クランク１１の回転力を後輪駆動機構３に伝える。後輪駆動機構３の回転力は、さらに後輪６（図１参照）に伝えられる。
【００２７】
既に参照した図２及び図３に示すように、後輪駆動機構３は、後輪６（図１参照）のフリーハブボディ１３に着脱可能に装着され、回転伝達機構５の回転をフリーハブボディ１３に伝える。すなわち、使用者が、ペダル１４（図４参照）をこぐことによりクランク１１に付与される回転力は、クランク歯車１、回転伝達機構５、後輪駆動機構３、及びフリーハブボディ１３を介して、後輪６に伝えられる。
【００２８】
ケース７は、回転伝達機構５及び後輪駆動機構３を収容し、これらを外部から保護するとともに、回転伝達機構５を回転自在に軸支する支持体としても機能する。ケース７は、その前端部がクランク軸受け１５に着脱可能に支持され、後端部がフリーハブボディ１３に着脱可能に支持されている。ケース７の後端部は、フリーハブボディ１３の回転を妨げないように、フリーハブボディ１３に着脱可能に支持される。図示の通り、回転伝達機構５及びケース７は、チェーンステイ２４との干渉を避けるように、チェーンステイ２４の上方に配置される。
【００２９】
図５は、自転車１００の、クランク１１とクランク歯車１との分解斜視図である。クランク軸１０の両端部には、クランク１１が固定される（図４）。図５には、右側のクランク１１のみを示し、左側のクランク１１については図示を略している。クランク１１には、チェーンを駆動する歯車であるチェーンリングを取り付けるための、スパイダーアーム又はクランクアームと称される、放射状腕部材８が連結している。自転車１００では、チェーンリングがクランク歯車１に置き換えられる。クランク歯車１は、中央に大きな孔が空いており、この孔にクランク１１を通すことにより、クランク歯車１は、クランク軸１０の軸方向外方（自転車１００の右側）から、放射状腕部材８に取り付けられる。図示の通り、クランク歯車１は、ネジとナットにより、放射状腕部材８に着脱可能に固定される。それにより、クランク歯車１は、クランク１１とともに回転する。
【００３０】
クランク歯車１の内側の主面（すなわち、クランク軸１０の軸方向中央部を向く主面）には、周方向に配列された歯列１６が刻設されている。図示の例では、歯列１６は、回転角に応じて径が段階的に異なる２列の歯列に分割されている。これは、ペダル１４に加えられる踏力によるクランク１１の回転力を、ペダル１４の回転位置に応じた変動を減殺して、回転伝達機構５に伝達するためである。
【００３１】
図６は、自転車１００について、クランク１１の付近を示す背面断面図である。回転伝達機構５の構成要素の１つである前部回転軸１７は、クランク歯車１の歯列１６に噛み合うことにより、クランク歯車１の回転力を受ける歯車２１を有している。歯列１６が、径の異なる２列に分割されていることに対応して、歯車２１は、２列の歯列１６のいずれにも噛み合うように、２段に形成されている。一例として、２段の歯車２１は、径、歯のピッチが、互いに同じであり、クランク歯車１の２列の歯列１６も同様に、歯のピッチが互いに同一に設定される。クランク歯車１の歯列１６は、ペダル１４が上死点の付近又は下死点の付近にあって、ペダル１４に加えられる踏力によるクランク１１の回転力が小さくなるときに、径の小さい部分が歯車２１に噛み合うように設定されている。
【００３２】
既に参照した図１〜図４から理解されるように、前部回転軸１７は、自転車１００のシートチューブ２０におおよそ並ぶように直立に近い姿勢であり、直立よりも幾分後方に傾斜している。これに対し、回転伝達機構５の構成要素の別の１つである後部回転軸１９は、水平に近い姿勢であり、水平よりは前方が幾分持ち上がるように傾斜している。図示の例では、前部回転軸１７と後部回転軸１９とは、それらの仮想中心線が互いに直交する位置関係にある。
【００３３】
ケース７は、前部回転軸１７を収容し、かつ回転自在に支持する前部回転軸ケース１８、及び後部回転軸１９を収容し、かつ回転自在に支持する後部回転軸ケース２２を有している。図示の例では、前部回転軸ケース１８及び後部回転軸ケース２２は、おおよそ全体にわたって管状であり、互いに直交する前部回転軸１７及び後部回転軸１９に沿って、互いに直交するように連結されている。前部回転軸ケース１８及び後部回転軸ケース２２は、チェーンステイ２４の上方に配置されるため、チェーンステイ２４との干渉が回避される。また、前部回転軸ケース１８が直立に近い姿勢で後方に傾斜しており、後部回転軸ケース２２が前部回転軸ケース１８に直交するので、回転伝達機構５の高さが低く抑えられる。
【００３４】
図７は、チェーンレス動力伝達装置１０１の前方部分の側面断面図である。図示の例では、前部回転軸１７は、ベアリング１７１，１７２，１７３により、前部回転軸ケース１８に回転自在に軸支される。一例として、ベアリング１７１，１７３はローラ型ベアリングであり、ベアリング１７２はボールベアリングである。前部回転軸１７の上部には、ベベル歯車（かさ歯車）２３が固定されており、後部回転軸１９の前端部には、ベベル歯車２３に噛み合うように、別のベベル歯車２５が固定されている。それにより、前部回転軸１７に伝えられたクランク１１の回転が、後部回転軸１９に伝達される。ベベル歯車２３及び２５は、本発明による連結部の一具体例に該当する。前部回転軸１７と後部回転軸１９とは、それらの仮想中心線が互いに直交する位置関係にあるので、ベベル歯車２３，２５の設計及び製造が容易である。また、それに伴い、前部回転軸ケース１８及び後部回転軸ケース２２も、互いに直交するように配置されるので、ケース７の設計及び製造が容易である。
【００３５】
図８は、チェーンレス動力伝達装置１０１の後方部分の平面断面図である。後部回転軸１９は、その後端部に、さらに別のベベル歯車２７を有している。後輪駆動機構３は、後輪６（図１参照）と共に回転するフリーハブボディ１３に着脱可能に装着される後輪駆動歯車２９を有しており、ベベル歯車２７は、この後輪駆動歯車２９に噛み合うことにより、後部回転軸１９の回転をフリーハブボディ１３に伝達する。後輪駆動歯車２９も、ベベル歯車である。フリーハブボディ１３は、従来のチェーン式自転車にも用いられる周知の部材であり、周面には、後輪６を駆動するスプロケットと噛み合う凹凸が形成されており、それによりスプロケットの回転力が、フリーハブボディ１３を通じて後輪６に伝えられる。チェーン式ではない自転車１００においても、後輪駆動歯車２９の回転力を後輪６に伝えるために、フリーハブボディ１３がそのまま使用される。フリーハブボディ１３は、後輪６の車軸４９に回転自在に軸支されており、車軸４９から脱落しないように、ナット３０により留められている。フリーハブボディ１３それ自体は、従来周知の部材であるので、フリーハブボディ１３について、それ以上の詳細な説明は略する。
【００３６】
図７及び図８に示す例では、後部回転軸１９は、前部回転軸１７に近い側から順に、前部軸要素３９、中間軸要素４１、後部軸要素４３を有しており、ベアリング１９６，１９７，１９８，１９９により、後部回転軸ケース２２に、回転自在に軸支されている。一例として、ベアリング１９６，１９９はボールベアリングであり、ベアリング１９７，１９８はローラ型ベアリングである。前部軸要素３９及び後部軸要素４３は、棒状であり、管状の中間軸要素４１の前端部及び後端部に、それぞれ結合している。後に詳述するように、前部軸要素３９と管状の中間軸要素４１の前端部とは、軸方向に互いに摺動可能なようにスプライン結合している。
【００３７】
図９は、チェーンレス動力伝達装置１０１の後方部分の分解斜視図である。また図１０は、フリーハブボディ１３とチェーンレス動力伝達装置１０１の後方部分との分解斜視図である。図８〜図１０に例示するように、後輪駆動歯車２９には、フリーハブボディ１３の周面の凹凸に係合する筒状体３１が、一体に連結している。この筒状体３１には、別の筒状体３２が螺合する。これにより、後輪駆動歯車２９及び筒状体３１，３２は、一体となって、フリーハブボディ１３とともに回転する。筒状体３２の端部は、フリーハブボディ１３に螺合する環状のロックリング３３に当接する。それにより、後輪駆動歯車２９は筒状体３１，３２と共に、フリーハブボディ１３から抜け出ることなく、フリーハブボディ１３と共に回転するように拘束される。
【００３８】
ケース７のうち、後輪駆動機構３を収容する部分である後輪駆動機構ケース３５は、図示の例では、一端部が開放され他端部に環状の底部を有する筒状部３４と、筒状部３４の一端部及び他端部に、それぞれネジ止めされるキャップ３６、４０とを有している。後輪駆動機構ケース３５は、ベアリング３７を介して、筒状体３２に支持されている。ベアリング３７の内周側は、筒状体３２の端部付近の外周面において、後輪６（図１参照）の車軸４９の方向に固定されており、後輪駆動機構ケース３５の筒状部３４は、自身にネジ止めされるキャップ４０と共に、ベアリング３７の外周側を挟み込むことにより、車軸４９の方向に固定されている。それにより、後輪駆動機構ケース３５は、後輪駆動歯車２９及び筒状体３１，３２の回転を妨げず、フリーハブボディ１３に対し、軸方向及び径方向への動きが拘束される。後輪駆動機構ケース３５は、後部回転軸１９を収容する後部回転軸ケース２２に螺合している。
【００３９】
既に参照した図７及び図８に明瞭に例示するように、後部回転軸１９は、スプライン構造を有しており、それにより伸縮可能となっている。すなわち、前部軸要素３９と中間軸要素４１とがスプライン構造を成している。一方の前部軸要素３９の周面には、軸方向に延在する線状凸部４２が形成されている。管状である他方の中間軸要素４１は、その前端からある深さにわたる前端部において、前部軸要素３９の挿入を受け入れ可能であり、その内周面には、線状凸部４２に係合する線状凹部４４が形成されている。それにより、前部軸要素３９と中間軸要素４１とは、周方向には互いに拘束され、軸方向には互いに伸縮可能となっている。管状の中間軸要素４１と後部軸要素４３とは、周方向だけでなく軸方向の動きも拘束されるように、互いに連結されている。
【００４０】
後部回転軸１９が伸縮可能であることに対応して、後部回転軸１９を収容する後部回転軸ケース２２も、伸縮可能となるように、テレスコープ（望遠鏡）形式で結合した前部ケース要素４５と後部ケース要素４７とを有している。すなわち、前部回転軸ケース１８に螺合により連結する前部ケース要素４５は、後輪駆動機構ケース３５に螺合により連結する後部ケース要素４７の挿入を可能にするように、径が大きく設定されている。後部ケース要素４７の前端部は、前部ケース要素４５の後端部の内側に挿入され、前部ケース要素４５に対して摺動可能である。
【００４１】
このように、後部回転軸１９及び後部回転軸ケース２２が、伸縮可能であるので、チェーンレス動力伝達装置１０１は、クランク軸１０と後輪６の車軸４９との間隔が、ある範囲内で異なる自転車１００に、取り付け可能である。チェーンレス動力伝達装置１０１を適用する自転車１００が定まった後には、後部回転軸ケース２２の長さを一定に保持するように、後部回転軸ケース２２の伸縮を制止する機構を付加しても良い。図２及び図７の例では、前部ケース要素４５の後端部の外周に巻かれた帯状体４６を、ネジ４８により締め付けることにより、前部ケース要素４５と後部ケース要素４７との間の摺動を、摩擦力により制止する。その詳細な構造については後述する。他の例として、前部ケース要素４５と後部ケース要素４７とを、螺合により結合するように構成してもよい。
【００４２】
前部回転軸１７が歯車２１を通じてクランク歯車１から回転力を受けることにより、前部回転軸１７及び前部回転軸ケース１８には、前方へ傾斜させる力が作用する。前述の通り、ケース７は、後輪駆動機構ケース３５において、フリーハブボディ１３に対する径方向への動きが拘束される。このため、前部回転軸１７及び前部回転軸ケース１８の前傾は、後輪駆動機構ケース３５に連結する後部回転軸ケース２２を通じて、制止される。図７に例示するように、後部回転軸１９及び後部回転軸ケース２２が、伸縮可能である場合であっても、例えば帯状体４６のように、後部回転軸ケース２２の伸縮を制止する機構があれば、同じく、前部回転軸１７及び前部回転軸ケース１８の前傾は制止される。一方、後部回転軸ケース２２の伸縮を制止する機構がなく、チェーンレス動力伝達装置１０１が自転車１００に適用された後も、後部回転軸ケース２２を伸縮可能な状態に保持することも可能である。この場合には、後述するように、前部回転軸ケース１８の前傾を制止する部材を、別途に設けることにより、前部回転軸ケース１８の前傾、及び後部回転軸ケース２２の伸縮を、共に制止することが可能となる。
【００４３】
図１１は、チェーンレス動力伝達装置１０１の前方部分の分解斜視図である。図６及び図１１から理解されるように、おおよそ全体的に管状である前部回転軸ケース１８は、その下部５１においては、前部回転軸１７の歯車２１がクランク歯車１に噛み合うことが可能となるように、略半割りの形状、すなわち略半円筒形をなしている。略半円筒形である下部５１は有底であり、その底部には、前後一対のネジ孔５２が形成され、さらにネジ孔５２に連通し、底面に開口するスリット５５が形成されている。このスリット５５に、環状の固定部材５７の突出した頭部５９が挿入され、この頭部５９が、一対のネジ孔５２に螺合する係止部材６０により、スリット５５内に係止される。この状態で固定部材５７に、クランク軸受け１５のキャップ６１を挿通し、キャップ６１をクランク軸受け１５に螺合させることにより、固定部材５７がクランク軸受け１５に固定される。このようにして、前部回転軸ケース１８が、クランク軸受け１５に着脱可能に固定される。
【００４４】
クランク１１の回転力が、前部回転軸１７及び後部回転軸１９（図２参照）を通じて、後輪駆動歯車２９に伝達されるときに、後輪駆動歯車２９から受ける反作用により、後部回転軸１９には起立する方向に回転力が印加される。これに対し、クランク軸受け１５に固定される前部回転軸ケース１８により、後部回転軸１９及び後部回転軸ケース２２の起立は制止される。
【００４５】
図１１は、後部回転軸ケース２２の前部ケース要素４５の後端部の形状をも、詳細に例示している。帯状体４６が巻かれる前部ケース要素４５の後端部には、後端面に開口し軸方向に延びるスリット７３が、周方向に沿った４箇所に形成されている。すなわち、前部ケース要素４５の後端部は、周方向に沿って４分割され、かつ分割された部分は、互いの間にスリット状の間隙を有している。これら分割された部分の外周に、帯状体４６を巻き、ネジ４８（図７参照）により締め付けることにより、前部ケース要素４５と後部ケース要素４７（図７参照）との間の摺動を、摩擦力により制止することが可能となる。
【００４６】
図１２は、チェーンレス動力伝達装置１０１の前方部分の拡大斜視図である。図２、図６及び図１２から理解されるように、前部回転軸ケース１８の上端部は、別の固定部材６３により、シートチューブ２０に着脱可能に固定される。図示の例では、固定部材６３は、締結用の環状の帯状体をシートチューブ２０に締め付けることにより、シートチューブ２０に着脱可能に固定される。固定部材６３にはネジ棒６５が付随しており、このネジ棒６５を、前部回転軸ケース１８の蓋部６７の頂部に設けられる環状部材６９の貫通孔に挿通させ、かつ円盤状のナット７１をネジ棒６５に螺合させることにより、前部回転軸ケース１８を固定部材６３に着脱可能に固定することができる。
【００４７】
固定部材６３は、何らかの外力により、前部回転軸ケース１８が前後左右に傾斜することを防止し、ケース７の姿勢及び形状を安定させる機能を果たす。固定部材６３は、また、後部回転軸ケース２２が、図７に例示したように伸縮自在である一方で、図７の例示とは異なり、伸縮を制止する帯状体４６等が設けられない場合において、クランク歯車１から受ける回転力による前部回転軸ケース１８の前傾、及び後部回転軸ケース２２の伸張を、共に制止する機能をも果たす。
（その他の実施の形態）
【００４８】
例示したチェーンレス動力伝達装置１０１では、クランク歯車１の歯列１６は、回転角に応じて径が段階的に異なる２列の歯列に分割されていた。これに対して、歯列１６は、回転角に応じて径が段階的に異なる３列以上の歯列に分割されてもよい。逆に、歯列１６は、径が一定の一列に形成されてもよい。また、歯列１６は、段階的に径が異なる代わりに、回転角に応じて径が連続的に変化するように配置されても良い。例えば、歯列１６は、楕円形状に配置されても良い。このとき、歯列１６に噛み合う歯車２１は、変動する歯列１６の全ての径に対応可能なように、軸方向に長い歯車とすることができる。
【００４９】
例示したチェーンレス動力伝達装置１０１では、後部回転軸１９及び後部回転軸ケース２２が伸縮可能に構成された。これに対して、後部回転軸１９及び後部回転軸ケース２２を伸縮可能に構成することなく、長さが一定になるように構成することも、当然に可能である。それにより、後部回転軸１９及び後部回転軸ケース２２を、簡素に構成することができる。様々な長さの後部回転軸１９及び後部回転軸ケース２２を準備することにより、チェーンレス動力伝達装置１０１は、クランク軸１０と後輪６の車軸４９との間隔が様々に異なる自転車１００に、対応することができる。
【００５０】
例示したチェーンレス動力伝達装置１０１では、前部回転軸１７と後部回転軸１９とが、ベベル歯車２３、２５により、回転を伝達するように結合する、簡素な構造をなしていた。これに対して、ベベル歯車２３、２５以外の何らかの連結部材により、回転を伝えるように、前部回転軸１７と後部回転軸１９とが結合してもよい。例えば、自在継手により結合する形態も採用可能である。
【００５１】
例示したチェーンレス動力伝達装置１０１では、前部回転軸ケース１８及び後部回転軸ケース２２は、おおよそ全体が管状となるように、すなわち実質的に管状に構成された。これに対し、前部回転軸ケース１８及び後部回転軸ケース２２は、チェーンステイ２４との干渉を回避する範囲内で、実質的に管状の形態以外の形態を採ることも可能である。また、ケース７は、回転伝達機構５を実質的に収容するものではなく、あるいは後輪駆動機構３を実質的に収容するものでもなく、回転伝達機構５を回転自在に単に軸支する支持部材に置き換えることも可能である。
【００５２】
変速機構あるいは発電装置を、例えば、後輪駆動機構３、後部回転軸１９などに組み込むことも可能である。例えば、後輪駆動機構３あるいは後部回転軸１９に変速機構が組み込まれた場合には、当該変速機構は、後輪駆動機構３あるいは後部回転軸１９の一部であることは、当業者に容易に理解されるところである。従って、変速機構が組み込まれた形態であっても、本願発明の範囲に含まれることに、注意が払われるべきである。  
【符号の説明】
【００５３】
１  クランク歯車、  ３  後輪駆動機構、  ５  回転伝達機構、  ６  後輪、  ７  ケース（支持体）、  ８  放射状腕部材（スパイダーアーム）、  １０  クランク軸、  １１  クランク、  １３  フリーハブボディ、  １４  ペダル、  １５  クランク軸受け、  １６  歯列、  １７  前部回転軸、  １８  前部回転軸ケース、  １９  後部回転軸、  ２０  シートチューブ、  ２１  歯車、  ２２  後部回転軸ケース、  ２３  ベベル歯車、  ２４  チェーンステイ、  ２５  ベベル歯車、  ２７  ベベル歯車、  ２９  後輪駆動歯車、  ３０  ナット、  ３１，３２  筒状体、  ３３  ロックリング、  ３４  筒状部、  ３５  後輪駆動機構ケース、  ３６  キャップ、  ３７  ベアリング、  ３９  前部軸要素、  ４０  キャップ、  ４１  中間軸要素、  ４２  線状凸部、  ４３  後部軸要素、  ４４  線状凹部、  ４５  前部ケース要素、  ４６  帯状体、  ４７  後部ケース要素、  ４８  ネジ、  ４９  車軸、  ５１  下部、  ５２  ネジ孔、  ５５  スリット、  ５７  固定部材、  ５９  頭部、  ６０  係止部材、  ６１  キャップ、  ６３  固定部材、  ６５  ネジ棒、  ６７  蓋部、  ６９  環状部材、  ７１  ナット、  ７３  スリット、  １００  自転車、  １０１  チェーンレス動力伝達装置、  １７１，１７２，１７３  ベアリング、  １９６，１９７，１９８，１９９  ベアリング。
【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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