(57)【要約】【課題】チェーンにより駆動輪の車軸に動力を伝達する自転車やバイクにおいて、駆動輪に加わる前後方向の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮させつつ、簡単な構成によりチェーンからの動力を駆動輪に伝達することができる駆動輪支持機構を提供すること。【解決手段】フレーム１に設けられて駆動輪３を回転自在に支持する懸架機構と、動力伝達機構とを有する駆動輪支持機構２であって、上記懸架機構は、上記フレームに対して上記駆動輪を前後動可能に支持して上記駆動輪に対する衝撃を緩和する前後動サスペンション１０５を備え、上記動力伝達機構は、一方が上記前後動サスペンションの上記フレームへの取り付け部１と同じ高さに回転中心を有し、他方が上記駆動輪の車軸２２と同じ高さに回転中心を有する互いに噛合する内歯車２１１と外歯車２１２との組み合わせにより、チェーン４を通じて伝達された動力を上記車軸に伝達するように構成したものである駆動輪支持機構。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに設けられて駆動輪を回転自在に支持する懸架機構と、動力伝達機構とを有する駆動輪支持機構であって、
前記懸架機構は、前記フレームに対して前記駆動輪を前後動可能に支持して前記駆動輪に対する衝撃を緩和する前後動サスペンションを備え、
前記動力伝達機構は、一方が前記前後動サスペンションの前記フレームへの取り付け部と同じ高さに回転中心を有し、他方が前記駆動輪の車軸と同じ高さに回転中心を有する互いに噛合する内歯車と外歯車との組み合わせにより、チェーンを通じて伝達された動力を前記車軸に伝達するように構成したものであることを特徴とする駆動輪支持機構。
【請求項２】
前後動サスペンションは、２つの平行な軸を有し、下方の軸を駆動輪の車軸と共有させて、この軸を中心にして前記車軸を回転自在に支持するとともに、上方の軸を前記車軸の鉛直上方に位置させるように構成した偏心保持部と、フレームと前記偏心保持部との間に介在させて前記フレームに対して前記偏心保持部を回動可能に連結する可動連結部とからなり、
前記可動連結部は、弾性体を備えており、前記駆動輪に前記偏心保持部の２つの平行な軸間距離を半径とする前後円運動を可能にするように構成したものであり、
動力伝達機構は、チェーンを通じて伝達された動力により、前記偏心保持部の前記上方の軸まわりに回転可能な大径の内歯車、前記内歯車に噛合する小径の外歯車、及び、前記外歯車の中心に連結された前記車軸を連動させてそれぞれ同一方向に回転させるように構成したものである請求項１に記載の駆動輪支持機構。
【請求項３】
前後動サスペンションは、２つの平行な軸を有し、上方の軸を駆動輪の車軸と共有させて、この軸を中心にして前記車軸を回転自在に支持するとともに、下方の軸を前記車軸の鉛直下方に位置させるように構成した偏心保持部と、フレームと前記偏心保持部との間に介在させて前記フレームに対して前記偏心保持部を回動可能に連結する可動連結部とからなり、
前記可動連結部は、前記駆動輪に前記偏心保持部の２つの平行な軸間距離を半径とする前後円運動を可能にするように構成したものであり、
動力伝達機構は、チェーンを通じて伝達された動力により、前記偏心保持部の前記上方の軸まわりに回転可能な小径の外歯車、前記外歯車に噛合する大径の内歯車、及び、前記内歯車の中心に連結された前記車軸を連動させてそれぞれ同一方向に回転させるように構成したものである請求項１に記載の駆動輪支持機構。
【請求項４】
前後動サスペンションは、フレームに対する駆動輪の前後動に抵抗力を生じさせる減衰機構を備えている請求項１〜３のいずれか１に記載の駆動輪支持機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車及びバイク（三輪も含む）に用いられ、懸架機構と動力伝達機構とを備えた駆動輪支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行している車輪には、例えば、タイヤの変形、路面の小さな凹凸、前後輪の速度差等が原因となって、前後方向の衝撃や振動が生じる。この前後力は、路面が悪くなり車速が大きくなる程その影響が大きくなるのであるが、従来の懸架装置は、このような前後方向の衝撃や振動に対して、充分な抑制性能を有していなかった。このような問題を解決すべく、本発明者により、車輪に前後方向の円運動を取り入れた偏心保持部を有する懸架装置（例えば、特許文献１〜３参照）が提案されている。特許文献１〜３に記載の懸架装置を自転車やバイクの駆動輪でない車輪の支持機構に採用した場合、走行時に路面の凹凸等により車輪に対して後方向への衝撃が加わったとき、車輪を後方へ円運動させて逃がすことができるため、前後方向の衝撃や振動に対して優れた抑制性能を発揮することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特許第７７２２１３号明細書
【特許文献２】
特許第８０５７９４号明細書
【特許文献３】
特許第２５２４９０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、チェーンにより駆動輪の車軸に動力を伝達する自転車やバイクにおいて、偏心保持部を有する懸架機構を駆動輪の支持機構に採用した場合、チェーンと車軸とを直結して車軸を回転させる構造にすると、駆動輪が前後方向に円運動して、スプロケットホイール間の距離を大きく変化させるため、チェーンにたるみが発生してしまい、駆動輪に円滑に動力を伝達することができない。一方、チェーンと偏心保持部の偏心軸とを直結して偏心保持部の偏心軸を回転させる構造にすると、車軸の回転中心は、偏心軸の周囲を回転して上下方向に変動しようとするため、駆動輪に円滑に動力を伝達することができない。また、車軸と偏心保持部の偏心軸とをそれぞれ回転中心とする外歯車対を用いて回転トルク（動力）を伝達する構造にすると、回転トルクは回転方向を逆にされて伝達されるので、例えば、自転車では、駆動輪が後進方向に回転してしまうことになる。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、チェーンにより駆動輪の車軸に動力を伝達する自転車やバイクにおいて、偏心保持部を有する懸架機構を駆動輪の支持機構に採用した際に、駆動輪に加わる前後方向の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮させつつ、簡単な構成によりチェーンからの動力を駆動輪に伝達することができる駆動輪支持機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
（１）フレーム（例えば、リアエンド１）に設けられて駆動輪（例えば、後輪３）を回転自在に支持する懸架機構と、動力伝達機構とを有する駆動輪支持機構（例えば、駆動輪支持機構２）であって、
上記懸架機構は、上記フレームに対して上記駆動輪を前後動可能に支持して上記駆動輪に対する衝撃を緩和する前後動サスペンション（例えば、前後動サスペンション１０５）を備え、
上記動力伝達機構は、一方が上記前後動サスペンションの上記フレームへの取り付け部（例えば、リアエンド１）と同じ高さに回転中心を有し、他方が上記駆動輪の車軸（例えば、車軸２２）と同じ高さに回転中心を有する互いに噛合する内歯車（例えば、内歯車２１１）と外歯車（例えば、外歯車２１２）との組み合わせにより、チェーン（例えば、チェーン４）を通じて伝達された動力を上記車軸に伝達するように構成したものであることを特徴とする駆動輪支持機構。
【０００７】
（１）の発明によれば、前後動サスペンションの働きにより、駆動輪の車軸が前後動（前後円運動）した場合であっても、前後動（前後円運動）を行わない上記前後動サスペンションのフレームへの取り付け部と同じ高さに回転中心を有する内歯車又は外歯車にチェーンをかけ渡して回転させれば、チェーンにたるみが発生することを防止できる。また、上記内歯車又は外歯車を回転させることにより、これに噛合する駆動輪の車軸と同じ高さに回転中心を有する他の外歯車又は内歯車が回転するので、回転トルクは同一の回転方向で車軸に伝達される。
その結果、駆動輪に加わる前後方向の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮させつつ、簡単な構成によりチェーンからの動力を駆動輪に伝達することができる。
【０００８】
また、前後動サスペンションは、フレームに対して後輪を前後動（前後円運動）可能に支持しているので、走行時に駆動輪の前方から衝撃が加わり、車体の慣性による前方への移動に対して駆動輪の前方への移動が遅れる際には、スムーズに駆動輪を後方へ逃がすことにより、車体への衝撃を軽減することができるとともに、走行時のエネルギを無駄なく利用することができる。
その結果、衝撃や振動による疲労を軽減して乗り心地を改善することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、スピードの向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
【０００９】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（２）上記（１）に記載の駆動輪支持機構であって、
前後動サスペンション（例えば、前後動サスペンション１０５）は、２つの平行な軸を有し、下方の軸（例えば、孔２４ａ）を駆動輪（例えば、後輪３）の車軸（例えば、車軸２２）と共有させて、この軸を中心にして上記車軸を回転自在に支持するとともに、上方の軸（例えば、軸部２３）を上記車軸の鉛直上方に位置させるように構成した偏心保持部（例えば、偏心保持部１０）と、フレーム（例えば、リアエンド１）と上記偏心保持部との間に介在させて上記フレームに対して上記偏心保持部を回動可能に連結する可動連結部（例えば、可動連結部２０）とからなり、
上記可動連結部は、弾性体（例えば、弾性体４１）を備えており、上記駆動輪に上記偏心保持部の２つの平行な軸間距離を半径とする前後円運動を可能にするように構成したものであり、
動力伝達機構は、チェーン（例えば、チェーン４）を通じて伝達された動力により、上記偏心保持部の上記上方の軸まわりに回転可能な大径の内歯車（例えば、内歯車２１１）、上記内歯車に噛合する小径の外歯車（例えば、外歯車２１２）、及び、上記外歯車の中心に連結された上記車軸を連動させてそれぞれ同一方向に回転させるように構成したものであることを特徴とする。
【００１０】
（２）の発明によれば、上記（１）の発明と同様に、前後動サスペンションの働きにより、駆動輪の車軸が前後動（前後円運動）した場合であっても、前後動（前後円運動）を行わない上記偏心保持部の上方の軸まわりに設けた大径の内歯車にチェーンをかけ渡して回転させれば、チェーンにたるみが発生することを防止できる。また、上記内歯車を回転させることにより、これに噛合する小径の外歯車が回転するので、上記外歯車の中心に連結された車軸を回転させることになり、回転トルクは同一の回転方向で車軸に伝達される。さらに、上記内歯車は、上記偏心保持部の上方の軸（偏心軸）まわりに回転可能に設けられているので、偏心軸は回転しない。
その結果、駆動輪に加わる前後方向の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮させつつ、簡単な構成によりチェーンからの動力を駆動輪に伝達することができる。
【００１１】
また、可動連結部及び偏心保持部からなる前後動サスペンションを備えているので、走行時に駆動輪の前方から衝撃が加わった際には、偏心保持部が後方へ円運動してスムーズに駆動輪を後方へ逃がすことにより、車体への衝撃を軽減することができるとともに、走行時のエネルギを無駄なく利用することができる。
その結果、衝撃や振動による疲労を軽減して乗り心地を改善することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、スピードの向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
【００１２】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（３）前後動サスペンション（例えば、前後動サスペンション３０５）は、２つの平行な軸を有し、上方の軸（例えば、孔３２４ａ）を駆動輪（例えば、後輪８）の車軸（例えば、車軸３２２）と共有させて、この軸を中心にして上記車軸を回転自在に支持するとともに、下方の軸（例えば、軸部３２３）を上記車軸の鉛直下方に位置させるように構成した偏心保持部（例えば、偏心保持部３１０）と、フレーム（例えば、リアエンド６）と上記偏心保持部との間に介在させて上記フレームに対して上記偏心保持部を回動可能に連結する可動連結部（例えば、可動連結部３２０）とからなり、
上記可動連結部は、上記駆動輪に上記偏心保持部の２つの平行な軸間距離を半径とする前後円運動を可能にするように構成したものであり、
動力伝達機構は、チェーン（例えば、チェーン９）を通じて伝達された動力により、上記偏心保持部の上記上方の軸まわりに回転可能な小径の外歯車（例えば、外歯車４１１）、上記外歯車に噛合する大径の内歯車（例えば、内歯車４１２）、及び、上記内歯車の中心に連結された上記車軸を連動させてそれぞれ同一方向に回転させるように構成したものであることを特徴とする。
【００１３】
（３）の発明によれば、上記（１）の発明と同様に、前後動サスペンションの働きにより、駆動輪の車軸が前後動（前後円運動）した場合であっても、前後動（前後円運動）を行わない上記偏心保持部の下方の軸まわりに設けた小径の外歯車にチェーンをかけ渡して回転させれば、チェーンにたるみが発生することを防止できる。また、上記外歯車を回転させることにより、これに噛合する大径の内歯車が回転するので、上記内歯車の中心に連結された車軸を回転させることになり、回転トルクは同一の回転方向で車軸に伝達される。さらに、上記外歯車は、上記偏心保持部の下方の軸（偏心軸）まわりに回転可能に設けられているので、偏心軸は回転しない。
その結果、駆動輪に加わる前後方向の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮させつつ、簡単な構造によりチェーンからの動力を駆動輪に伝達することができる。
また、可動連結部及び偏心保持部からなる前後動サスペンションを備えているので、走行時に駆動輪の前方から衝撃が加わった際には、車体への衝撃を軽減することができるとともに、走行時のエネルギを無駄なく利用することができる。その結果、衝撃や振動による疲労を軽減して乗り心地を改善することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、スピードの向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
【００１４】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１に記載の駆動輪支持機構であって、
前後動サスペンション（例えば、前後動サスペンション３０５）は、フレーム（例えば、リアエンド１）に対する駆動輪（例えば、後輪８）の前後動に抵抗力を生じさせる減衰機構を備えていることを特徴とする。
【００１５】
（４）の発明によれば、前後動サスペンションに、さらに、減衰機構を設け、フレームに対する駆動輪の前後動（前後円運動）に対して抵抗力を生じさせるように構成しているため、後輪の前後動（前後円運動）を減衰機構の抵抗力により減衰させて、後輪の前後動（前後円運動）の過剰な振幅を抑えることができる。
その結果、後輪の前後動（前後円運動）により、例えば、他の部品との共振、自励振動等の不都合な振動や衝撃が発生することを防止することができ、操縦安定性、安全性、乗り心地及びスリップの防止効果をさらに向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下においては、本発明の駆動輪支持機構の実施形態として、自転車の後輪に適用した場合を示す。
【００１７】
［第１実施形態］
本発明の駆動輪支持機構の第１実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態に係る駆動輪支持機構を備えた自転車を模式的に示す全体側面略図である。
【００１８】
第１実施形態に係る自転車のフレームのリアエンド１には、駆動輪支持機構２を介して後輪３が取り付けられる。駆動輪支持機構２は、懸架機構と動力伝達機構とから構成され、懸架機構が後輪３を回転自在に支持し、動力伝達機構がチェーン４により伝達された動力を後輪３に伝達する。なお、リアエンド１は、後輪２の回転中心（車軸）Ｏよりも上方に位置している。
【００１９】
図２は、図１に示した駆動輪支持機構２のＩ−Ｉ線断面図であり、図３は、図２のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図４は、図２のＩＩＩ矢視図である。また、図５は、図２に示した駆動輪支持機構２の分解斜視図である。
【００２０】
第１実施形態に係る駆動輪支持機構２の懸架機構は、偏心保持部１０と可動連結部２０とからなる前後動サスペンション１０５を有する。また、第１実施形態に係る駆動輪支持機構２の動力伝達機構は、大径の内歯車２１１と小径の外歯車２１２とから構成される。
【００２１】
偏心保持部１０は、２個のＬ型部材２１から構成されている。Ｌ型部材２１は、軸部（上方の軸）２３と平板状のアーム２４とからなり、アーム２４の下端には孔（下方の軸）２４ａが設けられている。軸部（上方の軸）２３は、左右に設けられた可動連結部２０に挿嵌されており、孔（下方の軸）２４ａには、車軸２２がボールベアリングを介して軸回りに回転自在の状態となって貫通している。車軸（下方の軸）２２と、軸部（上方の軸）２３とは平行となっており、アーム２４は、車軸（下方の軸）２２及び軸部（上方の軸）２３に対して直角となっている。
【００２２】
車軸２２は、中央部に後輪３がスポークを介して軸回りに設けられており、両端近傍でボールベアリングを介してＬ型部材２１の孔（下方の軸）２４ａを軸回りに回転自在の状態となって貫通しており、一端には、中心軸を共有する小径の外歯車２１２が設けられている。小径の外歯車２１２は、大径の内歯車２１１に噛合している。大径の内歯車２１１は、中心に孔２１１ａが設けられ、偏心保持部の軸部（上方の軸）２３がボールベアリング２１３を介して軸回りに回転自在の状態となって孔２１１ａを貫通している。また、大径の内歯車２１１は、その外周にチェーンを架け渡すための外歯車２１１ｂが設けられており、スプロケットホイールとしての働きを有している。
なお、小径の外歯車２１２及び大径の内歯車２１１を構成する材質としては特に限定されないが、軽量化するために、プラスチックが好適に用いられる。
【００２３】
一方、可動連結部２０は、軸方向（図２における左右方向）に抜けた円筒形状を有するハウジング３１内に、弾性体４１及びＬ型部材２１の軸部２３が支持されて構成されている。
【００２４】
ハウジング３１は、すり割り３２を備えており、締め付けが可能である。この締め付けは、すり割り３２を挟んでハウジング３１の外面に形成されたボス部３２ａ、３２ｂを六角穴付きボルト３２ｃで締め付けることにより行われる。
【００２５】
弾性体４１は、円筒状のものであり、ゴムからなる厚肉の本体４１ａと、本体４１ａの両面に固着された薄肉で金属製の外面部材４１ｂ及び内面部材４１ｃとからなる。本体４１ａは所定の角度範囲内での捻れを許容するものである。軸部２３は、弾性体４１の孔４１ｄに嵌挿されており、キー４２により弾性体４１に対して軸回りに回転不能となっている。
なお、キー４２は、断面凸状のものである。内面部材４１ｃの内面には溝４３ａが形成されており、溝４３ａにはキー４２の凸部４２ａが嵌合される。また、軸部２３の外面には溝４３ｂが形成されており、溝４３ｂにはキー４２の基部４２ｂが嵌合される。
【００２６】
また、弾性体４１は、ハウジング３１をすり割り３２によって締め付けることにより、ハウジング３１に対して回転不能、すなわち、軸回りに回転不能となっている。Ｌ型部材２１は、ハウジング３１による弾性体４１の固定状態を調節することにより、アーム２４が鉛直に立った状態でハウジング３１に支持され、軸部２３が車軸２２の鉛直上方に位置する。
【００２７】
４４は、孔４１ｄに嵌挿される円柱部４４ａを有する蓋である。蓋４４は、円柱部４４ａが孔４１ｄにＬ型部材２１とは反対側から嵌挿され、軸部２３に六角穴付きボルト４５により固定されている。すなわち、Ｌ型部材２１は、蓋４４及び六角穴付きボルト４５により弾性体４１に対して軸方向移動不能に固定されている。４６は、大径の内歯車２１１と弾性体４１との間に配設された円環状の樹脂製の受け板である。４８は、軸部２３とは反対側からハウジング３１を塞ぎ、ハウジング３１をフレームのリアエンド１に取り付けるためのカバーであり、カバー４８の内周面には、ハウジング３１の外面に嵌合するためのネジ（図示せず）が形成されている。なお、説明の便宜上、図４において、カバー４８は図示していない。
【００２８】
なお、駆動輪支持機構２において、Ｌ型部材２１をハウジング３１に支持させる組立ては以下のように行う（図５参照）。
まず、すり割り３２を緩めた状態でハウジング３１内に、弾性体４１を収納させ、すり割りを締めて固定する。Ｌ型部材の孔（下方の軸）２４ａに、一端に小径の外歯車が設けられた車軸２２を通し、軸部（上方の軸）２３に、小径の外歯車２１２と噛合するように大径の内歯車２１１を通し、次に受け板４６を通し、軸部２３の溝４３ｂにキー４２を嵌合させる。そして、軸部２３を、キー４２を溝４３ａに嵌合させながら孔４１ｄに嵌挿させ、蓋４４をボルト４５により軸部２３に固定する。
【００２９】
上記構成の懸架機構の前後動サスペンション１０５では、自転車が平坦な路面を走行している際には、後輪３に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、Ｌ型部材２１はアーム２４が鉛直に立ったままの状態を維持する。すなわち、前後動サスペンション１０５は平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、乗員がペダルを力一杯漕いでも車体が上下動することは殆どなく、乗員が力を充分に発揮することができる。
【００３０】
一方、自転車が路面上の突起を乗り越える際には、後輪３には真下からも前方からも衝撃が加わる。後輪３は、前方からの衝撃を受けると、弾性体４１の本体４１ａを捻りながら、軸部２３と車軸２２との軸間距離Ｙ（図２参照）を半径とし軸部２３を中心として、後方向に所定の角度だけ揺動する。このように揺動することにより、前方からの衝撃は後方へ逃がされる。しかも、上述したように揺動することにより、後輪３は、上方へも移動しているので、真下からの衝撃は上方へ逃がされる。このように前後動サスペンション１０５によれば、後輪３に加わる前方からの衝撃や真下からの衝撃を緩和することができる。
【００３１】
また、上記構成の動力伝達機構では、前後動サスペンション１０５の働きにより、車軸２２が前後動（前後円運動）した場合であっても、前後動（前後円運動）を行わない偏心保持部１０の軸部まわりに回転可能に設けた大径の内歯車２１１にチェーン４をかけ渡して回転させるので、チェーン４にたるみが発生することを防止できる。さらに、内歯車２１１を回転させることにより、これに噛合する小径の外歯車２１２が回転するので、外歯車２１２の中心に連結された車軸２２を回転させることになり、チェーン４を通じて伝達された回転トルクを同一の回転方向で後輪３の車軸２２に伝達して、後輪３を駆動輪として機能させることができる。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、本発明の駆動輪支持機構の第２実施形態について図面に基づいて説明する。
図６は、第２実施形態に係る駆動輪支持機構を備えた自転車を模式的に示す全体側面略図である。
【００３３】
第２実施形態に係る自転車のフレームのリアエンド６には、駆動輪支持機構７を介して後輪８が取り付けられる。駆動輪支持機構７は、懸架機構と動力伝達機構とから構成され、懸架機構が後輪８を回転自在に支持し、動力伝達機構がチェーン９により伝達された動力を後輪８に伝達する。なお、リアエンド６は、後輪８の回転中心（車軸）Ｏよりも下方に位置している。
【００３４】
図７は、図６に示した駆動輪支持機構７のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００３５】
第２実施形態に係る駆動輪支持機構７の懸架機構は、偏心保持部３１０と可動連結部３２０とからなる前後動サスペンション３０５を有する。また、第２実施形態に係る駆動輪支持機構７の動力伝達機構は、小径の外歯車４１１と大径の内歯車４１２とから構成される。
【００３６】
偏心保持部３１０は、２個のＬ型部材３２１から構成されている。Ｌ型部材３２１は、軸部（下方の軸）３２３と平板状のアーム３２４とからなり、アーム３２４の上端には孔（上方の軸）３２４ａが設けられている。軸部（下方の軸）３２３は、左右に設けられた可動連結部３２０に挿嵌されており、孔（上方の軸）３２４ａには、車軸３２２がボールベアリングを介して軸回りに回転自在の状態となって貫通している。車軸（上方の軸）３２２と、軸部（下方の軸）３２３とは平行となっており、アーム３２４は、車軸（上方の軸）３２２及び軸部（下方の軸）３２３に対して直角となっている。
【００３７】
車軸３２２は、中央部に後輪８がスポークを介して軸回りに設けられており、両端でボールベアリングを介してＬ型部材３２１の孔（上方の軸）３２４ａを軸回りに回転自在の状態となって貫通しており、一端の近傍には、中心軸を共有する大径の内歯車４１２が設けられている。大径の内歯車４１２は、小径の外歯車４１１に噛合している。小径の外歯車４１１は、中心に孔４１１ａが設けられ、偏心保持部の軸部（下方の軸）４２３がボールベアリング４１３を介して軸回りに回転自在の状態となって孔４１１ａを貫通している。また、小径の外歯車４１２は、その外周にチェーンを架け渡すための外歯車４１１ｂがさらに設けられており、スプロケットホイールとしての働きを有している。
なお、小径の外歯車４１１及び大径の内歯車４１２を構成する材質としては特に限定されないが、軽量化するために、プラスチックが好適に用いられる。
【００３８】
一方、可動連結部４２０は、軸方向（図７における左右方向）に抜けた円筒形状を有するハウジング３３１内に、ボールベアリング３３２、３３３を介して、Ｌ型部材３２１の軸部３２３が回転自在に支持されて構成されている。ボールベアリング３３３の外周面側には、Ｏリング３３４が配設されている。さらに、軸部３２３の先端には、ボルト３３６によってロータ３３５が固定されている。３３８は、軸部３２３とは反対側からハウジング３３１を塞ぎ、ハウジング３３１をフレームのリアエンド６に取り付けるためのカバーであり、カバー３３８の内周面には、ハウジング３３１の外面に嵌合するためのネジ（図示せず）が形成されている。
【００３９】
ハウジング３３１内において、ロータ３３５とカバー３３８との間には、室３３７が形成され、この室３３７内には、例えば、シリコンオイル等の粘性流体が充填される。室３３７の軸部３２３側はＯリング３３４によって封止され、粘性流体のボールベアリング３３３側への流出が防止される。軸部３２３の回転に伴って、その先端に固定されたロータ３３５が回転すると、室３３７に充填された粘性流体の粘性抵抗によって、ロータ３３５の回転に対して抵抗力を加えることができる。すなわち、リアエンド６と偏心保持部３１０との間のハウジング３３１内に、減衰機構が設けられているのである。
【００４０】
上記構成の懸架機構の前後動サスペンション３０５では、自転車が平坦な路面を走行している際には、後輪８に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、Ｌ型部材３２１は、車体及び乗員の自重により、アーム３２４が垂下した状態を維持する。すなわち、前後動サスペンション３０５は平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、乗員がペダルを力一杯漕いでも車体が上下動することは殆どなく、乗員が力を充分に発揮することができる。
【００４１】
一方、自転車が路面上の突起を乗り越える際には、後輪８には真下からも前方からも衝撃が加わる。後輪８は、前方からの衝撃を受けると、軸部３２３と車軸３２２との軸間距離Ｚ（図７参照）を半径とし軸部３２３を中心として、後方向に所定の角度だけ揺動する。このように揺動することにより、前方からの衝撃は後方へ逃がされる。しかも、上述したように揺動することにより、後輪８は、上方へも移動しているので、真下からの衝撃は上方へ逃がされる。このように前後動サスペンション３０５によれば、後輪８に加わる前方からの衝撃や真下からの衝撃を緩和することができる。
【００４２】
また、上記構成の動力伝達機構では、前後動サスペンション３０５の働きにより、車軸３２２が前後動（前後円運動）した場合であっても、前後動（前後円運動）を行わない偏心保持部３１０の軸部３２３まわりに回転可能に設けた小径の外歯車４１１にチェーン９をかけ渡して回転させるので、チェーン９にたるみが発生することを防止できる。さらに、外歯車４１１を回転させることにより、これに噛合する大径の内歯車４１２が回転するので、内歯車４１２の中心に連結された車軸３２２を回転させることになり、チェーン９を通じて伝達された回転トルクを同一の回転方向で後輪８の車軸３２２に伝達して、後輪８を駆動輪として機能させることができる。
【００４３】
本発明においては、上述したように、リアエンド６と偏心保持部３１０との間に、減衰機構が設けられていることが望ましい。軸部３２３の回転に対して抵抗力を加えることにより、自励振動や共振等の不都合な振動の発生を防止することができ、操作性を向上させるとともに安全性を高めることができるからである。
【００４４】
なお、図７に示したハウジング３３１内の室３３７に充填される粘性流体は、特に限定されるものではなく、減衰機構に用いられる従来公知の粘性流体を用いることができる。また、粘性流体に代えて、例えば、シリコンオイル等を混入させた樹脂板を成形し、室３３７に配設することも可能である。さらに、粘性流体を利用せずに、ロータ３３５とカバー３３８とを直接接触させて摩擦抵抗によってロータ３３５の回転に対して抵抗力を加えることとしてもよい。このようにする場合、ロータ３３５及び／又はカバー３３８を、例えばシリコンオイル等を混入させた樹脂を用いて成形してもよく、また、摩擦力を高めるために、ステアリン酸やオレイン酸アミド等のスリップ剤を混入させてもよい。
【００４５】
また、駆動輪支持機構に適用可能な減衰機構としては、粘性流体を利用したものに限定されず、例えば、ハウジング側と軸部側とに、それぞれ対向するように永久磁石を固定し、永久磁石の吸着力と反発力とを利用して、軸部の回転に抵抗力を加える減衰機構や、オリフィスを利用した減衰機構等を挙げることができる。勿論、このような減衰機構は、第１実施形態に係る駆動輪支持機構２にも適用可能することが可能である。
【００４６】
以上、第１、２実施形態について説明したが、さらに、本発明の駆動輪支持機構においては、以下のような構成を採用することが可能である。
（Ａ）第１、２実施形態に係る駆動輪支持機構は、自転車の後輪に適用されていたが、本発明の駆動輪支持機構は、バイクの後輪や電動自転車の後輪に好適に適用することができる。本発明の駆動輪支持機構の動力伝達機構では、内歯車と外歯車との組み合わせを用いているので、内歯車と外歯車とのギア比に応じて、チェーンを通じて伝達されたトルクの回転数は変化することになる。一方、バイクや電動自転車の動力源となるエンジンやモータからは、通常、高回転数のトルクが出力されており、変速機（トランスミッション）により回転数を下げる方向で調整して駆動輪にトルクを伝達している。従って、バイクや電動自転車では、本発明の駆動輪支持機構の動力伝達機構と変速機（トランスミッション）とを併用することにより、変速機（トランスミッション）だけでなく、動力伝達機構によっても駆動輪に伝達するトルクの回転数を調整することができる。
【００４７】
（Ｂ）第１、２実施形態に係る駆動輪支持機構では、偏心保持部が、クランク軸構造を有していたが、本発明の駆動輪支持機構に係る偏心保持部は、偏心円筒であってもよい。
【００４８】
（Ｃ）第２実施形態に係る駆動輪支持機構７では、図７に示すように、ハウジング３３１内に、ボールベアリング３３２、３３３を介して、軸部３２３が回転自在に支持されているが、第１実施形態に係る駆動輪支持機構２のように、弾性体を介して軸部３２３が回動可能に支持されるようにしてもよい。
また、本発明の駆動輪支持機構においては、弾性体とベアリングとが並列に配設され、弾性体及びベアリングを介して軸部が回動可能に支持されるようにすることが可能である。このようにした場合、剛性を高め、共振や自励振動等の不都合な振動の発生を抑制することができる。
【００４９】
図８は、本発明の駆動輪支持機構の他の実施形態を模式的に示す断面図である。懸架機構は、偏心保持部５１０と可動連結部５２０とからなる前後動サスペンション５０５を有する。また、動力伝達機構は、小径の外歯車６１２と大径の内歯車６１１とから構成される。
【００５０】
偏心保持部５１０は、２個のＬ型部材５２１から構成されている。Ｌ型部材５２１は、軸部（上方の軸）５２３と平板状のアーム５２４とからなり、アーム５２４の下端には孔（下方の軸）５２４ａが設けられている。軸部（上方の軸）５２２は、左右に設けられた可動連結部５２０に挿嵌されており、孔（下方の軸）５２４ａには、車軸５２２がボールベアリングを介して軸回りに回転自在の状態となって貫通している。車軸（下方の軸）５２２と、軸部（上方の軸）５２３とは平行となっており、アーム５２４は、車軸（下方の軸）５２２及び軸部５２３に対して直角となっている。
【００５１】
車軸５２２は、中央部に後輪がスポークを介して軸回りに設けられており、両端近傍でボールベアリングを介してＬ型部材５２１の孔（下方の軸）５２４ａを軸回りに回転自在の状態となって貫通しており、一端には、中心軸を共有する小径の外歯車６１２が設けられている。小径の外歯車６１２は、大径の内歯車６１１に噛合している。大径の内歯車６１１は、中心に孔６１１ａが設けられ、偏心保持部の軸部（上方の軸）５２３がボールベアリング６１３を介して軸回りに回転自在の状態となって孔６１１ａを貫通している。また、大径の内歯車６１１は、その外周にチェーンを架け渡すための外歯車６１１ｂが設けられており、スプロケットホイールとしての働きを有している。
なお、小径の外歯車６１２及び大径の内歯車６１１を構成する材質としては特に限定されないが、軽量化するために、プラスチックが好適に用いられる。
【００５２】
一方、可動連結部５２０は、軸方向（図８における左右方向）に抜けた円筒形状を有するハウジング５３１内に、弾性体５４１及びベアリング５３２、５３３を介して、Ｌ型部材５２１の軸部５２３が支持されて構成されている。
ハウジング５３１の中央部分には、弾性体５４１が設けられている。
弾性体５４１は、円筒状のものであり、ゴムからなる厚肉の本体と、本体の両面に固着された薄肉で金属製の外面部材及び内面部材とからなるものである。本体は、所定の角度範囲内での捻れを許容するものである。また、弾性体５４１の左右の両側には、ベアリング５３２、５３３が設けられている。
【００５３】
軸部５２３は、ベアリング５３２、５３３及び弾性体５４１に嵌合され、さらに、キー（図示せず）により弾性体５４１に対して軸回りに回転不能となるように支持される。５３８は、軸部５２３とは反対側からハウジング５３１を塞ぐカバーであり、このカバー５３８の内周面には、ハウジング５３１の外面に嵌合するためのネジが形成されている。また、軸部５２３の先端側には、ハウジング５３１をフレームのリアエンドに取り付けるための蓋５３５がボルト５３６によって固定されている。すなわち、Ｌ型部材５２１は、蓋５３５及びボルト５３６により弾性体５４１に対して軸方向移動不能に固定されている。
【００５４】
図８に示すように、ベアリング５３２、５３３と弾性体５４１とを併用して軸部（上方の軸）５２３を支持することにより、剛性を高め、弾性体５４１の軸方向（図８における左右方向）への捻れを防止することができるため、共振や自励振動等の不都合な振動の発生を防止することができる。また、このような構成は、第２実施形態のように、軸部が車軸の下側に位置する場合であっても、採用することが可能である。
【００５５】
なお、本発明の駆動輪支持機構を適用した自転車では、上述したような懸架機構の作用によって、後輪が前後方向に円運動をすることとなるため、後輪を制動するキャリパーブレーキは、後輪の移動距離が最も短い後輪の車軸の鉛直上方に設けられることが望ましい。これにより、後輪のタイヤの内周に設けられたリムの側面（制動面）を広くしたり、ブレーキシュー（制動部材）の形状を調整したりするというように、専用品を製造する必要がなく、従来から用いられているキャリパーブレーキを用いることができ、製造コストを低減することができる。
また、ブレーキ用ワイヤーに張力を与える装置を用いることにより、キャリパーブレーキを後輪の車軸の鉛直上方以外の場所に設けたり、ディスクブレーキを適用したりすることも可能となる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、前後動サスペンションの働きにより、駆動輪の車軸が前後動（前後円運動）した場合であっても、前後動（前後円運動）を行わない上記前後動サスペンションのフレームへの取り付け部と同じ高さに回転中心を有する内歯車又は外歯車にチェーンをかけ渡して回転させれば、チェーンにたるみが発生することを防止できる。また、上記内歯車又は外歯車を回転させることにより、これに噛合する駆動輪の車軸と同じ高さに回転中心を有する他の外歯車又は内歯車が回転するので、回転トルクは同一の回転方向で車軸に伝達される。
その結果、駆動輪に加わる前後方向の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮させつつ、簡単な構成によりチェーンからの動力を駆動輪に伝達することができる。
【００５７】
また、前後動サスペンションは、フレームに対して後輪を前後動（前後円運動）可能に支持しているので、走行時に後輪の前方から衝撃が加わった際には、スムーズに後輪を後方へ逃がすことにより、車体への衝撃を軽減することができるとともに、走行時のエネルギを無駄なく利用することができる。
その結果、衝撃や振動による疲労を軽減して乗り心地を改善することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、スピードの向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
【００５８】
また、本発明によれば、前後動サスペンションに、さらに、減衰機構が設けられた構成とすると、駆動輪の前後動（前後円運動）を減衰機構の抵抗力により減衰させて、駆動輪の前後動（前後円運動）の過剰な振幅を抑えることができる。
その結果、駆動輪の前後動（前後円運動）により、例えば、他の部品との共振、自励振動等の不都合な振動や衝撃が発生することを防止することができ、操縦安定性、安全性、乗り心地及びスリップの防止効果をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る駆動輪支持機構を備えた自転車を模式的に示す全体側面略図である。
【図２】図１に示した駆動輪支持機構のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＩＩ矢視図である。
【図５】図２に示した駆動輪支持機構の分解斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る駆動輪支持機構を備えた自転車を模式的に示す全体側面略図である。
【図７】図６に示した駆動輪支持機構のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図８】本発明の自転車後輪支持機構の他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１、６  リアエンド
２、７  駆動輪支持機構
３、８  後輪
４、９  チェーン
１０、３１０  偏心保持部
２０、３２０  可動連結部
２２、３２２  車軸
２３、３２３  軸部
２４ａ、３２４  孔
４１  弾性体
１０５、３０５  前後動サスペンション
２１１、４１１  内歯車
２１２、４１２  外歯車
【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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