(57)【要約】【課題】快適な運転姿勢による運転位置を確保し、前輪と後輪との間隔ホイールベースを小さくし、自転車本体の全長を小さくした自転車を提供すること。【解決手段】  自転車の後輪タイヤ内、後輪の中心より前方位置にクランクギアを組み込んだクランクシャフトを左右両側に貫通して使用することなく、左右両側に設置し、左右両側のクランクギアの同期を取り、回転動力部のクランクギアを後輪ギアと直接もしくはチェーン、ベルトで接続し、回転動力を後輪に伝達し、快適な運転ポジションを与え、大きな後輪を使用し、前輪と後輪の間隔ホイールベースの小さい、自転車の全長が短い自転車の提供。【選択図】図１
2008290586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車の回転動力部クランク、クランクシャフト、クランクギアを後輪タイヤ内、後輪中心より前方に設けることを特徴とする自転車。
【請求項２】
自転車のクランクギアが組み込まれたクランクシャフトを左右両側に設置し、各クランクシャフトに、クランク、ペダルを組み込むことを特徴とする請求項１記載の自転車。
【請求項３】
自転車の左右両側に設けられたクランクギアを後輪円外に設けたギアに接続、もしくは後輪ギアに直接あるいはチェーン、ベルトで接続し連動させることにより左右両側のクランクギアの同期をとることを特徴とする請求項１記載の自転車。
【請求項４】
自転車の左右両側に設けられたクランクギアを後輪ハブの後輪ギアに直接もしくはチェーン、ベルトで接続することにより、動力を後輪に伝動することを特徴とする請求項１記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主に街乗り自転車として最適な構造を有する自転車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的自転車を図８に示すように自転車本体１のフレームは縦のシートチューブ1bに対しシートステイブリッジ1cとチェーンステイ1aが後方に向け三角な形状を成し、シートステイブリッジ1cとチェーンステイ1aとが結ばれたリアエンド1hに後輪ハブを支持させる構造になっている。シートチューブ1bとチェーンステイ1aが結ばれたボトルブラケットシェル1gの位置に回転部動力部は組み込まれ、左右両側に貫通した状態のクランクシャフト７aにクランクギア８、クランク7が結合され、リアエンド1hに設置された後輪ハブの後輪ギア９とフリーホイール１１が設けられ、クランクギア８と後輪ギア９との間にチェーン又はベルトを装着し、クランク７側の回転動力を後輪に伝達するようになっている。回転動力部のクランクシャフト７aはボトムブランケットシェル１gに左右両側に貫通した状態で設置されており、同構造上、クランクシャフト7aの設置位置は後輪内には成り得ず、自転車本体の全長（A）範囲内での設置可能最後尾は後輪円外前の従来からの自転車のボトムブラケットシェル1gの位置になる結果、前輪と後輪の間隔ホイールベースが広いくなり、自転車本体の全長（A）が長くなっている。同時に回転動力部のボトムブラケットシェル1gの位置は運転者の運転ポジションを限定し、運転者の楽な姿勢による運転を制限している。図９に示すように自転車の全長（A）を短くする為に小さな車輪を使用したコンパクト自転車もあるが、小さな車輪の使用は走行性を損ない、見栄えも悪くしている。図１０に示すように前輪と後輪の間隔を狭くし、自転車本体の全長を短くする目的で後輪の中心にクランク、クランクシャフト、クランクギアが設けられている自転車もあるが、サドルの重心位置が後輪の中心より後方になり、運転者が後ろに転倒する危険性がある。
【特許文献１】特開平７−８９４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
自転車の快適な走行性である安全性、乗り易さ、快適速度、見栄えの良さなどの点では大きな車輪の使用が適しているが、大きな車輪を使用した場合、回転運動部のクランクシャフト7aが左右両側に貫通された状態で使用されており、従来の自転車の回転動力部の構造上、クランク、クランクシャフト、クランクギア回転動力部の設置位置が前輪と後輪の間に設けられることになり、その分前輪と後輪の間隔ホイールベースが広いくなり、自転車本体の全長が長くなってしまい、自転車の取廻し、見栄えが損なわれ、駐車スペースも広く必要であった。前輪と後輪の間に設置された回転動力部の設置位置はペダルとサドル位置を限定し、更にその結果、運転者の運転姿勢をも限定している。一方で運転者の安全の為にはサドルの重心が後輪中心部より前方に位置させることにより運転者が後方へ転倒する危険性を避ける必要もある。全長を短くする為に小さな後輪の使用したコンパクト自転車もあるが、小さな後輪の使用は快適な走行性である乗り易さ、快適速度などが損なわれ、自転車全体のバランスを悪くし、見栄えも悪くしている。自転車の快適な走行性である安全性を確保し、快適な走行性を得る為に大きな後輪を使用し、自転車本体の全長を短くし、運転者に楽な運転姿勢になる運転ポジションを与え、取廻しが良く、見栄えの良い、駐車スペースが小さくて済む自転車を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以上の課題を解決するために、第一発明は、自転車の回転動力部クランク、クランクシャフト、クランクギアを後輪タイヤ内、後輪中心より前方に設けることを特徴とする自転車である。第二発明は、自転車のクランクギアが組み込まれたクランクシャフトを左右両側に設置し、各クランクシャフトに、クランク、ペダルを組み込むことを特徴とする請求項１記載の自転車である。第三発明は、自転車の左右両側に設けられたクランクギアを後輪円外に設けたギアに接続、もしくは後輪ギアに直接あるいはチェーン、ベルトで接続し連動させることにより左右両側のクランクギアの同期をとることを特徴とする請求項１記載の自転車。第四発明は自転車の左右両側に設けられたクランクギアを後輪ハブの後輪ギアに直接もしくはチェーン、ベルトで接続することにより、動力を後輪に伝動することを特徴とする請求項１記載の自転車。
【発明の効果】
【０００５】
第一発明によれば、運転者の後ろへの転倒の危険性を防ぎ、運転者に最も楽な運転ポジションを与え、大きな車輪の使用と自転車本体の全長を短くすることにより自転車の快適な走行性、乗り心地、安全な操作性、快適速度、より楽な姿勢での運転を与え、操縦性のし易さなどの効果をもたらし、自転車の取廻しを容易にし、駐車スペースを小さくし、見栄えの良い自転車をもたらした。第二発明によれば、回転動力部による容易な回転動力を得ることを可能にし、安全な快適走行をもたらした。第三発明によれば、常に左右両側に設置された回転動力部クランクに連動性と同期を与え、相互関係の一定位置を保持させ、快適走行をもたらし、全長の短い見栄えの良い自転車をもたらした。第四発明によれば、常に左右両側に設置された回転動力部クランクに連動性と同期を与え、動力を容易に後輪に伝え、快適な走行を自転車にもたらした。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
この発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１、図２は本発明に係る自転車の形態を示す側面図、図３は本発明に係る自転車の回転動力部クランク７、クランクシャフト７a、クランクギア８とクランクギア８、伝達ギア１０、後輪ギア９が直接連結し、自転車本体１に固定されたことを示す実施例の構造図、図４は本発明に係る自転車の動力部に組み込まれたクランク７、クランクシャフト７a、クランクギア８とクランクギア８に伝達ギア１０と後輪ギア９が直接結合され、自転車本体１aの内側に設置され、後輪ハブ１２を介して左右両側動力部からの回転動力が伝達されることを示す実施例の構造断面図、図５は本発明に係る自転車の回転動力部に組み込まれたクランク７、クランクシャフト７a、クランクギア８と左右両側に設置された回転動力部を連動させ、同期を取る為のギア１５にクランクギア８と後輪ギア９がチェーン１４で接続された実施形態を示す側面図及び、左右両側の回転動力部がギア１５を介して連結され、左右両側の回転動力部の動力が後輪ギア９に回転動力を伝達させることを示す実施例の上から見た透視図、図６は本発明に係る自転車の回転動力部クランク７、クランクシャフト７a、クランクギア８とクランクギア８と一体化したギア８aが左右両側回転動力部を連動させることを目的としたギア１５にチェーンで接続され、クランクギア８と後輪ギア９がチェーン１４で連結されることにより、左右両側の回転動力部の動力が後輪に伝達されることを示す実施例の上から見た透視図。図７は本発明に係る自転車の回転動力部クランク７、クランクシャフト７a、クランクギア８とクランクギア８と一体化したギア８aが両側回転動力部を連動させることを目的としたギア１５に直接接続され、クランクギア８と後輪ギア９がチェーン１４で連結されることにより、左右両側の回転動力部の動力が後輪に伝達されることを示す実施例の上から見た透視図。図８、図９、図１０は背景技術の実施を示す側面図で、図１０は後輪の中心にクランク、クランクシャフト、クランクギアが設けられた実施形態を示す側面図である。
【０００７】
図１に示す自転車は回転動力部クランク７、クランクシャフト７a、クランクギア８を後輪３円内で後輪３の中心より前方に設け、サドル４の重心を後輪３中心より前方に位置させ、大きな後輪３を使用した全長(A)の短い自転車の側面図である。クランクギア８と後輪ギア９が直接連結され、回転動力が後輪３に伝達されている。回転動力部、伝達ギアはこの図ではチェーンステイに設置されているが、設置場所は後輪３タイヤ内で後輪３の中心より前方であればどこでも良い。左右両側の回転動力部の連動は後輪ハブを介してなされ、同時に左右両側のクランクギア８の同期も得られている。フリーホイール機能は後輪ハブ側、クランクギア８側どちら側でも良い。
【０００８】
図２に示す自転車は回転動力部クランク７、クランクシャフト７a、クランクギア８を後輪３円内で後輪３の中心より前方に設け、サドル４の重心を後輪３中心より前方に位置させ、大きな後輪３を使用した全長(A)の短い自転車の側面図である。図５に示す左右両側の回転動力部を連動させる為のギア１５を後輪円外に設け、ギア１５にクランクギア８と後輪ギア９がチェーン１４もしくはベルトで接続され、回転動力が後輪に伝達され、同時に左右両側のクランクギア８の同期が得られている。
【０００９】
図３に示す自転車の回転動力部に組み込まれたクランクシャフト７a、クランク７、クランクギア８とクランクギア８と伝達ギア１０が後輪ギア９に直接連結し、自転車本体１に固定されたことを示す実施例の構造図であり、3つのギアの取り付けはチェーンステイ１aの内側、外側どちらでも良く、又、自転車本体１との取り付け方法は脱着式などの方法も考えられる。
【００１０】
図４に示す自転車のクランクシャフト7aは左右に設置されたクランク７を連結する為に左右両側を貫通して使用することでは無く、クランクシャフト７aの両端にはクランク７とクランクギア８が組み込まれている。クランクギア８と伝達ギア１０と後輪ギアの連結により、回転動力は後輪３に伝達され、後輪ハブ１２を介して左右両側のクランクギア８に同期を与えている。フリーホイール機能は後輪ハブ側でもクランクギア８側でもどちら側でも良い。クランクギア８、伝達ギア１０、後輪ギア９は直結を成し、自転車本体チェーンステイ１aの内側に設置を示しているが、クランクギア８、伝達ギア１０、後輪ギア９の設置はチェーンステイ１aの内外どちら側でも良い。
【００１１】
図５に示す本発明に係る自転車の左右両側の回転動力部を連動させる為に設けたギア１５にクランクギア８と後輪ギア９をチェーン１４もしくはベルトで接続し、回転動力を後輪ギア９に伝達させ、同時に左右両側に設けられたギア１５は左右両側のクランクギア８の同期を得る役割を成している。図ではチェーンステイ１aの内側に三つのギアとチェーンの設置が示されているが、チェーンステイ１aの外側での設置でも良い。フリーホイール機能は後輪ハブ側でもクランクギア８側でもどちら側でも良い。
【００１２】
図６に示す本発明に係る自転車はクランクギア８にクランクギア８と一体化を成すギア８aを設け、左右両側回転動力部を連動させることを目的としたギア１５とギア８aとをチェーンもしくはベルトで接続させ、クランクギア８と後輪ギア９をチェーン１４もしくはベルトで連結されることにより、左右両側の回転動力を後輪ギア９に伝達し、同時に左右両側のクランクギア８の同期を得ることを成している。チェーンステイ１aの内側にギアとチェーンの設置を図は示しているが、チェーンステイ１aの外側への設置でも良い。フリーホイール機能は後輪ハブ側でもクランクギア８側でもどちら側でも良い。
【００１３】
図７に示す本発明に係る自転車はクランクギア８にクランクギア８と一体化を成すギア８aを設け、左右両側回転動力部を連動させることを目的としたギア１５とギア８aとを直接接続させ、クランクギア８と後輪ギア９をチェーン１４もしくはベルトで連結されることにより、左右両側の回転動力を後輪ギア９に伝達し、同時に左右両側のクランクギア８の同期を得ることを成している。チェーンステイ１aの内側にギアとチェーンの設置を図は示しているが、チェーンステイ１aの外側への設置でも良い。フリーホイール機能は後輪ハブ側でもクランクギア８側でもどちら側でも良い。又、後輪ギア９、伝達ギア１０、クランクギア８、クランクギア８a、ギア１５を直接接続させることも、チェーン、ベルトで接続する他の組み合わせも可能である。
【００１４】
図８に示す自転車は背景技術の実施例としての一般的な大きな車輪を使用した自転車の側面図である。前輪と後輪との間隔のホイールベースが長く、自転車の全長（A）が長い為、取廻しも悪く、駐車スペースも広く必要であり、見栄えも劣る。回転動力部のクランク機構の構造上の設置位置の関係から運転者の運転ポジションを限定し、運転姿勢に無理を与えている。
【００１５】
図９に示す自転車は背景技術の実施例としての小さな車輪を使用したコンパクト自転車の側面図である。自転車の全長（A）は短くはなるが、使用車輪は小さくなり、走行性、見栄えが損なわれる。
【００１６】
図１０に示す自転車は背景技術の実施例としての前輪と後輪の間隔を小さくした自転車の側面図である。サドル、運転者の重心が後輪の中心より後方になり、運転者が後方へ転倒する危険性がある。
【００１７】
「実施形態の効果」
本来、人間工学上、跨って座り、背筋を伸ばした姿勢での足の位置は座ったお尻の重心の真下あたりに来るのであるが、従来の自転車は回転動力部であるクランクギア８の位置が後輪３円内には構造上設置することが出来ない為、サドル４とペダル６の位置関係で足を置くペダル６の位置は重心よりかなり前方になってしまい、自然、運転姿勢は前かがみになっている。この実施形態によれば、背筋を伸ばした楽な運転姿勢による操縦性を可能にし、大きな後輪３を使用した自転車の全長を短くする効果をもたらした。大きな車輪の使用は快適走行である安全性、乗り心地、安全な操作性、快適速度、見栄えなどの効果をもたらし、自転車本体１の全長(A)が短くなることにより自転車の取扱を容易にし、駐車スペースを小さくし、見栄えを良くする効果をもたらした。クランクギア８と後輪ギア９を直接連結することにより故障を減少させ、見栄えを良くし、軽量化を実現する効果をもたらした。自転車の全長を短くする効果は同じでも、従来ある自転車の構造、部品など既存品及び既存技術を出来るだけ使用する方法は、ギア１５を設け、チェーン、ベルトを使用することにより従来の自転車製造設備を全面的に活用でき、生産設備投資コストを削減させ、開発コスト、開発時間の削減を同時にもたらした。
【００１８】
図１に示す回転動力部に組み込まれたクランク７、クランクシャフト７a、クランクギア８を後輪３円内、後輪３中心より前方に設置することによりサドル４とペダル６との関係の運転ポジションは運転者の運転姿勢を楽にさせる効果をもたらし、同時に運転者の重心を後輪中心より前方に位置させても、自転車の全長を短くする効果をもたらした。大きな後輪３の使用は快適走行である安全性、乗り心地、快適速度、楽な姿勢での操縦性などの効果をもたらし、自転車本体１の全長（A）が短くなることにより自転車の取廻しを容易にし、駐車スペースを短くし、見栄えを良くする効果をもたらした。図９に示す一般的な自転車に比べてもサドル４とペダル６の位置関係は自然な背筋が伸びた姿勢でのより楽な運転をもたらした。
【００１９】
図２に示す回転動力部が後輪３円内、後輪３中心より前方に設置することによりサドル４とペダル６の関係の運転ポジションは運転者の運転姿勢を楽にさせるなどの効果は図１と同様であるが、ギア１５を設け、チェーン、ベルトを使用する図２に示す方法は従来の自転車の構造、部品、技術など既存にあるものを出来るだけ使用する方法であり、従来の自転車製造設備を全面的に活用でき、生産設備投資コストを削減し、開発コスト、開発時間の低減をもたらした。
【００２０】
図３に示す自転車の回転動力に組み込まれたクランク７、クランクシャフト７a、クランクギア８を自転車本体１に設置し、クランクギア８と後輪ギア９を直接連結したことにより、従来の自転車に使用されている長いチェーンから起きるチェーンの弛み、切断などの故障を減少させ、見栄えを良くし、軽量化を実現する効果をもたらした。
【００２１】
図４に示すクランクギア８側の回転動力を後輪３に伝達する機構はクランクギア８が後輪３円内の設置を可能にし、サドル４とペダル６の関係に最良の運転ポジション与え、運転者により自然な運転姿勢を与える効果をもたらし、同時に自転車の全長（A）を短くする効果をもたらし、自転車の取廻しを容易にし、駐車スペースを小さくし、見栄えを良くした。又、この動力伝達機構は回転動力部からの動力伝達により快適な走行をもたらした。
【００２２】
図５、図６、図７に示す左右両側の動力部クランクギア８側の動力を後輪ギア９に伝達し、同時に左右両側のクランクギア８との同期を得る為に設けたギア１５により、回転動力部クランクギア８を後輪円内に設置を可能にし、サドル４とペダル６との関係の最良の運転ポジション与え、運転者により自然な運転姿勢を与える効果をもたらし、同時に自転車の全長を短くする効果は同じでも、従来ある自転車の構造、部品、技術など既存にあるものを出来るだけ使用する方法は開発コストと開発時間を減少させ、従来の自転車製造設備を全面的に活用ができ、生産設備投資コストの削減をもたらした。
【００２３】
「他の実施形態」
図１に示すギアの直接接続による回転動力伝達機構と図２に示すギア間をチェーン、ベルトによる接続の回転動力伝達機構も、回転動力部クランクギア８の設置位置が後輪３円内にあり、快適な運転ポジションであるサドル４とペダル６の位置関係を得ることと自転車本体の全長（A）を小さくすることが目的であり、どちらの実施形態も目的を達成しており有効である。
【００２４】
図４、図５、図６、図７に示す回転動力伝達機構でのフリーホイール機能は後輪ハブ側でもクランクギア８側のどちら側にあっても有効である。クランクギア８、伝達ギア１０、ギア１５、後輪ギア９、チェーン１４の設置位置は自転車本体チェーンステイ１aの内側でも外側でもどちらでも可能である。
【００２５】
図５、図６、図７に示す動力伝達機構でのクランクギア８、伝達ギア１０、ギア１５、後輪ギア９、チェーン１４などの組み合わせ、取り付け位置などの多少の違いは有効範囲と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】は本発明に係る自転車の形態を示す側面図である。
【図２】は本発明に係る自転車の形態を示す側面図である。
【図３】は本発明に係る実施の形態を示す構造図である。
【図４】は本発明に係る実施の断面図である。
【図５】は本発明に係る実施の側面図と上から見た構造透視図である。
【図６】は本発明に係る実施の上から見た構造透視図である。
【図７】は本発明に係る実施の上から見た構造透視図である。
【図８】は本発明に係る背景技術の自転車の実施例としての側面図である。
【図９】は本発明に係る背景技術の自転車の実施例としての側面図である。
【図１０】は本発明に係る背景技術の自転車の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１自転車本体
１a自転車本体チェーンステイ
１b 自転車本体シートチューブ
１c 自転車本体シートステイブリッジ
１d 自転車本体トップチューブ
１e 自転車本体ダウンチューブ
１f 自転車本体ヘッドチューブ
１g 自転車本体ボトムブランケットシェル
１h 自転車本体リアエンド
２前輪
３後輪
４サドル
５ハンドル
６ペダル
７クランク
７aクランクシャフト
８クランクギア
８aギア
９後輪ギア
１０伝達ギア
１１フリーホイール
１２ハブ
１３ハブ軸受け溝
１４チェーン
１５ギア
１６ブレーキ
１７軸受けブランケット
１８軸受けベアリング
（Ａ）自転車本体全長
【図１】
2008290586.tif 000003
【図２】
2008290586.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008290586.tif 000008
【図７】
2008290586.tif 000009
【図８】
2008290586.tif 000010
【図９】
2008290586.tif 000011
【図１０】
2008290586.tif 000012