(57)【要約】【課題】  ギア・チェーン駆動方式を備えた従来の自転車のような問題を生じることがなく、軽量化、コンパクト化が可能な自転車を提供する。【解決手段】  車体フレーム１に後輪支持軸７が回転自在に設けられるとともに、この後輪支持軸７に後輪３が回転自在に支持された自転車であって、後輪の駆動機構６が、車体フレーム１に回転自在に設けられた左右１対の駆動軸８と、この各駆動軸８に支持されたペダル機構部９と、前記各駆動軸８に固定された伝動ホイール１０ａと、前記後輪支持軸７の両端に各固定された伝動ホイール１０ｂと、前記伝動ホイール１０ａと伝動ホイール１０ｂの各間に巻回される伝動ベルト１１と、前記後輪支持軸７の回転を後輪３に伝達するための複数のギアを備えた伝動機構部１２とを備えている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレーム１と、該車体フレーム１に取り付けられる前輪２、後輪３、サドル４、ハンドル５及び前記後輪３の駆動機構６を備え、車体フレーム１に後輪支持軸７が回転自在に設けられるとともに、該後輪支持軸７に後輪３が回転自在に支持された自転車であって、
前記駆動機構６が、車体フレーム１に回転自在に設けられた左右１対の駆動軸８と、該各駆動軸８に支持されたペダル機構部９と、前記各駆動軸８に固定された伝動ホイール又は歯車１０ａと、前記後輪支持軸７の両端に各固定された伝動ホイール又は歯車１０ｂと、前記伝動ホイール又は歯車１０ａと前記伝動ホイール又は歯車１０ｂの各間に巻回される伝動ベルト１１と、前記後輪支持軸７の回転を後輪３に伝達するための複数のギアを備えた伝動機構部１２とを備えることを特徴とする自転車。
【請求項２】
伝動ホイール又は歯車１０ａ，１０ｂと伝動ベルト１１が車体フレーム１に内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の自転車。
【請求項３】
駆動機構６を構成する伝動機構部１２が、後輪支持軸７に固定された内ば歯車ａ１と、該内ば歯車ａ１に噛み合う歯車ａ２と、後輪支持部７を外囲した状態で後輪３のボス１３に固定されたリング状歯車ａ３と、前記歯車ａ２の回転を前記リング状歯車ａ３間に伝達する１又は２以上の伝動歯車ａｎとを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の自転車。
【請求項４】
後輪支持軸７の長手方向の一部に、一端が車体フレーム１に固定されたスリーブ体１４が外装され、該スリーブ体１４の外側に後輪３のボス１３が回転自在に支持されることを特徴とする請求項３に記載の自転車。
【請求項５】
スリーブ体１４にギア支持体１５が固定され、該ギア支持体１５に歯車ａ２及び伝動歯車ａｎが回転自在に支持されることを特徴とする請求項４に記載の自転車。
【請求項６】
後輪３が、左右１対のボス１３ｘ，１３ｙと、これらボス１３ｘ，１３ｙを各々リム１６と連結するスポーク１７ｘ，１７ｙとを備え、前記ボス１３ｘがスリーブ体１４の外側に回転自在に支持されるとともに、ボス１３ｙが後輪支持軸７に直接回転自在に支持されることを特徴とする請求項４又は５に記載の自転車。
【請求項７】
車体フレーム１、前輪２、後輪３、サドル４、ハンドル５及び駆動機構６を構成する金属が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自転車。
【請求項８】
車体フレーム１が少なくとも、前輪２を支持する車体フレーム部材１００ａと、後輪３を支持する車体フレーム部材１００ｂとを備え、該車体フレーム部材１００ａと車体フレーム部材１００ｂが直接又は他の車体フレーム部材を介して脱着可能に連結されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の自転車。
【請求項９】
車体が脱着可能な連結部を介して、少なくとも、前輪２及びこれを支持する車体フレーム部材１００ａを含むパーツと、後輪３及びこれを支持する車体フレーム部材１００ｂを含むパーツと、ハンドル５及びこれを支持する車体フレーム部材１００ｄを含むパーツと、サドル４及びこれを支持する車体フレーム部材１００ｅを含むパーツとに分離可能であり、各パーツは後輪３の径内に略収まるような大きさに構成されるか若しくは後輪３の径内に略収まるように変形可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の自転車。
【請求項１０】
車体が、脱着可能な連結部を介して複数のパーツに分離可能であり、各パーツは後輪３の径内に略収まるような大きさに構成されるか若しくは後輪３の径内に略収まるように変形可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自転車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、放置自転車の数が急増しており、通行の妨げになることや処分対策などの面で社会問題となりつつある。自転車が放置される理由としては、もちろん現状の社会的背景も考えられるが、自転車そのものに起因した理由として、従来の自転車がリサイクルしにくい材質と構造を有していること、重量が大きくしかも収納や持ち運びする際に分解・折り畳みなどのコンパクト化が難しいこと、などが考えられる。すなわち、従来の自転車は、ペダルを漕いだ動力（回転力）をギアとチェーンを介して後輪に伝える駆動機構を採用しているため、簡単に分解・折り畳みできるようにすること（コンパクト化）が難しく、しかも、駆動機構はスチール製とする必要があるため、自転車の重量も大きなものとならざるを得ない。
【０００３】
また、上記のような従来の自転車の駆動方式は、変速機構を付加することができる等の利点がある一方で、チェーンがギアから脱落したりチェーンが破損する等の故障を生じやすい、運転者の衣服などの一部がチェーンに巻き込まれる等のトラブルを生じやすい、といった難点もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって本発明の目的は、ギア・チェーン駆動方式を備えた従来の自転車のような問題を生じることがなく、軽量化、コンパクト化が可能な自転車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
［1］ 車体フレーム１と、該車体フレーム１に取り付けられる前輪２、後輪３、サドル４、ハンドル５及び前記後輪３の駆動機構６を備え、車体フレーム１に後輪支持軸７が回転自在に設けられるとともに、該後輪支持軸７に後輪３が回転自在に支持された自転車であって、
前記駆動機構６が、車体フレーム１に回転自在に設けられた左右１対の駆動軸８と、該各駆動軸８に支持されたペダル機構部９と、前記各駆動軸８に固定された伝動ホイール又は歯車１０ａと、前記後輪支持軸７の両端に各固定された伝動ホイール又は歯車１０ｂと、前記伝動ホイール又は歯車１０ａと前記伝動ホイール又は歯車１０ｂの各間に巻回される伝動ベルト１１と、前記後輪支持軸７の回転を後輪３に伝達するための複数のギアを備えた伝動機構部１２とを備えることを特徴とする自転車。
［2］ 上記［1］の自転車において、伝動ホイール又は歯車１０ａ，１０ｂと伝動ベルト１１が車体フレーム１に内蔵されていることを特徴とする自転車。
［3］ 上記［1］又は［2］の自転車において、駆動機構６を構成する伝動機構部１２が、後輪支持軸７に固定された内ば歯車ａ１と、該内ば歯車ａ１に噛み合う歯車ａ２と、後輪支持部７を外囲した状態で後輪３のボス１３に固定されたリング状歯車ａ３と、前記歯車ａ２の回転を前記リング状歯車ａ３間に伝達する１又は２以上の伝動歯車ａｎとを備えることを特徴とする自転車。
［4］ 上記［3］の自転車において、後輪支持軸７の長手方向の一部に、一端が車体フレーム１に固定されたスリーブ体１４が外装され、該スリーブ体１４の外側に後輪３のボス１３が回転自在に支持されることを特徴とする自転車。
【０００６】
［5］ 上記［4］の自転車において、スリーブ体１４にギア支持体１５が固定され、該ギア支持体１５に歯車ａ２及び伝動歯車ａｎが回転自在に支持されることを特徴とする自転車。
［6］ 上記［4］又は［5］の自転車において、後輪３が、左右１対のボス１３ｘ，１３ｙと、これらボス１３ｘ，１３ｙを各々リム１６と連結するスポーク１７ｘ，１７ｙとを備え、前記ボス１３ｘがスリーブ体１４の外側に回転自在に支持されるとともに、ボス１３ｙが後輪支持軸７に直接回転自在に支持されることを特徴とする自転車。
［7］ 上記［1］〜［6］のいずれかの自転車において、車体フレーム１、前輪２、後輪３、サドル４、ハンドル５及び駆動機構６を構成する金属が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とする自転車。
【０００７】
［8］ 上記［1］〜［7］のいずれかの自転車において、車体フレーム１が少なくとも、前輪２を支持する車体フレーム部材１００ａと、後輪３を支持する車体フレーム部材１００ｂとを備え、該車体フレーム部材１００ａと車体フレーム部材１００ｂが直接又は他の車体フレーム部材を介して脱着可能に連結されることを特徴とする自転車。
［9］ 上記［1］〜［8］のいずれかの自転車において、車体が脱着可能な連結部を介して、少なくとも、前輪２及びこれを支持する車体フレーム部材１００ａを含むパーツと、後輪３及びこれを支持する車体フレーム部材１００ｂを含むパーツと、ハンドル５及びこれを支持する車体フレーム部材１００ｄを含むパーツと、サドル４及びこれを支持する車体フレーム部材１００ｅを含むパーツとに分離可能であり、各パーツは後輪３の径内に略収まるような大きさに構成されるか若しくは後輪３の径内に略収まるように変形可能であることを特徴とする自転車。
［10］ ［1］〜［8］のいずれかの自転車において、車体が、脱着可能な連結部を介して複数のパーツに分離可能であり、各パーツは後輪３の径内に略収まるような大きさに構成されるか若しくは後輪３の径内に略収まるように変形可能であることを特徴とする自転車。
【発明の効果】
【０００８】
従来の自転車のようなギア・チェーン駆動方式を用いないため、金属部分をアルミニウム又はアルミニウム合金などの軽量金属で構成することができ、これにより軽量化が可能であり、また、分解・折り畳み構造とすることも容易である。このため従来の自転車に比べて収納や持ち運びも容易となる。また、金属部分をアルミニウム又はアルミニウム合金など構成できるため、リサイクルもしやすい利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１〜図５は本発明の自転車の一実施形態を示すもので、図１は側面図、図２は平面図、図３は駆動機構を部分的に示す平面図、図４は駆動機構の水平断面図、図５は伝動機構部を構成する歯車のみを部分的に示す側面図である。
【００１０】
自転車は、車体フレーム１と、この車体フレーム１に取り付けられる前輪２、後輪３、サドル４、ハンドル５及び前記後輪３の駆動機構６を備えている。
前記車体フレーム１は、前輪２を支持する車体フレーム部材１００ａと、後輪３を支持する車体フレーム部材１００ｂと、これら両車体フレーム部材１００ａ，１００ｂを脱着可能に連結する連結用車体フレーム部材１００ｃと、前記車体フレーム部材１００ａに脱着可能に連結されるハンドル支持用車体フレーム部材１００ｄ（ハンドル支持柱）と、前記車体フレーム部材１００ｂに脱着可能に連結されるサドル支持用車体フレーム部材１００ｅ（サドル支持柱）とから構成されており、前記ハンドル支持用車体フレーム部材１００ｄの上端にはハンドル５が、前記サドル支持用車体フレーム部材１００ｅの上端にはサドル４が、それぞれ取り付けられている。また、前記ハンドル支持用車体フレーム部材１００ｄ（ハンドル支持柱）とサドル支持用車体フレーム部材１００ｅ（サドル支持柱）は、それぞれ２つの部材を脱着可能に連結して構成してある。
【００１１】
図において、１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ，１０１Ｆは、車体フレームの上記脱着可能な連結部である。これら脱着可能な連結部の構造は特に限定されないが、例えば、一方の車体フレーム部材の端部を他方の車体フレーム部材の端部（又はこれに設けられた連結座）に差し込み、締め具などにより締め付け固定するような構造が採用できる。
【００１２】
本実施形態では、上記脱着可能な連結部１０１Ａ〜１０１Ｆから車体フレーム１を分解した状態で、自転車の車体が、(1)前輪２及びこれを支持する車体フレーム部材１００ａを含むパーツ、(2)後輪３及びこれを支持する車体フレーム部材１００ｂを含むパーツ、(3)ハンドル５及びこれを支持する車体フレーム部材１００ｄを含むパーツ、(4)サドル４及びこれを支持する車体フレーム部材１００ｅを含むパーツ、に分離され、さらに前記(3)、(4)のパーツがそれぞれ２パーツに分離されるが、各車体フレーム部材を含むパーツは、後輪３の径（外径）内に略収まるように、それぞれのサイズを構成してある（若しくは、後輪３の径内に略収まるように、折り畳み式などの変形可能な構造としてもよい）。また、同様の理由から、後輪３を支持する車体フレーム部材１００ｂの切り離し端部（他の車体フレーム部材１０１ｃ，１０１ｅとの連結部）も、後輪３の略径内に位置するように構成されている。このような構造とすることにより、分解された自転車をコンパクト化でき、収納や持ち運びを容易にできる。
また、本実施形態では、前輪２は後輪３よりも小径に構成されている。
【００１３】
車体フレーム１（車体フレーム部材１００ｂ）には後輪支持軸７がベアリング１８ａを介して回転自在に取り付けられ、後述するように、この後輪支持軸７に後輪３（後輪３のボス１３）が回転自在に支持されている。
前記駆動機構６は、車体フレーム１（車体フレーム部材１００ｂ）に回転自在に設けられた左右１対の駆動軸８と、この各駆動軸８に支持されたペダル機構部９と、前記各駆動軸８に固定された伝動ホイール１０ａ（又は歯車１０ａ）と、前記後輪支持軸７の両端に各固定された伝動ホイール１０ｂ（又は歯車１０ｂ）と、前記伝動ホイール１０ａと伝動ホイール１０ｂの各間に巻回される伝動ベルト１１と、前記後輪支持軸７の回転を後輪３に伝達するための複数のギアを備えた伝動機構部１２とを備えている。
【００１４】
前記左右１対の駆動軸８は、自転車の搭乗者が足で漕ぐペダル機構部９の回転により回転駆動するもので、ベアリング（図示せず）を介して車体フレーム１に取り付けられている。
前記各ペダル機構部９は、一端が前記駆動軸８に固定されたペダルアーム９０と、このペダルアーム９０の先端に回転自在に取り付けられたペダル９１で構成されている。
また、本実施形態では、上述したように車体フレーム１を分解した際にすべての構成部材が後輪３の径内に略収まるようにするため、ペダルアーム９０についても、その基端部分９００と本体９０１とが脱着可能に連結された構造となっており、本体９０１を基端部分９００から取り外した状態で、基端部分９００が後輪３の径内に略収まるようにしてある。上記脱着可能な連結部の構造は、車体フレーム部材どうしの連結部の構造と同様としてよい。
なお、上記本体９０１は、ヒンジ機構などを利用して基端部分９００に対して折り曲げ（折り畳み）可能に構成し、ペダルアーム９０の全体が後輪３の径内に略収まるようにしてもよい。
【００１５】
前記伝動ホイール１０ａは、中空の車体アーム１内部の各駆動軸８の部分に固定されている。また、前記伝動ホイール１０ｂは、中空の車体アーム１内部の後輪支持軸７の部分に固定されている。両伝動ホイール１０ａ，１０ｂの構成は特に限定されず、平滑な外周面を有するものであってもよいが、一般には、伝動ベルトの内周部に形成されたラックなどの凹凸と噛み合うための歯を外周部に備えたものが好ましい。
前記伝動ベルト１１は金属、高強度プラスチック、高強度繊維又は金属繊維若しくはそれらの２種以上の複合材料などで構成されるベルトであって、その構成は特に問わないが、一般には、内周部にラックなどのような凹凸を有し、この凹凸が前記伝動ホイール１０ａ，１０ｂと噛み合うようなものが好ましい。
以上の構成において、伝動ホイール１０ａ，１０ｂと伝動ベルト１１は中空の車体フレーム１（車体フレーム部材ｂ）に内蔵された構造となっている。
【００１６】
前記後輪３は、左右１対のボス１３ｘ，１３ｙと、これらボス１３ｘ，１３ｙを各々リム１６と連結するスポーク１７ｘ，１７ｙとを備えている。
この後輪３を支持する後輪支持軸７の長手方向の一部（長手方向の約半分）には、一端が車体フレーム１（左右の車体フレーム部材１００ｂのうちの一方の部材）に固定されたスリーブ体１４が外装され、このスリーブ体１４の外側に、前記ボス１３ｘ，１３ｙのうちの一方のボス１３ｘがベアリング１８ｂを介して回転自在に支持されている。また、他方のボス１３ｙは、後輪支持軸７にベアリング１８ｃを介して直接回転自在に支持されている。
前記スリーブ体１４の先端近傍（後輪支持軸７の長手方向の略中央位置）にはギア支持体１５（フレーム材）が固定され、このギア支持体１５には後述する歯車ａ２及び伝動歯車ａｎが回転自在に支持される。
【００１７】
前記伝動機構部１２は、後輪支持軸７に固定された内ば歯車ａ１と、この内ば歯車ａ１に噛み合う歯車ａ２（ピニオン）と、後輪支持部７を外囲した状態で一方のボス１３ｘに固定されたリング状歯車ａ３と、前記歯車ａ２の回転を前記リング状歯車ａ３に伝達する伝動歯車ａｎとを備えている。
前記内ば歯車ａ１は、他方のボス１３ｙに隣接して設けられている。前記ギア支持体１５の先端部と長手方向間中間部には、各々ベアリング１８ｅ，１８ｆを介してギア保持軸１９ａ，１９ｂが回転自在に設けられている。これらのうちギア支持体１５の先端部のギア保持軸１９ａは、その両端がギア支持体１５の両側に突出しており、その一端に前記歯車ａ２が固定され、他端に伝動歯車ａｎ１が固定されている。また、ギア支持体１５の中間部のギア保持軸１９ｂには、前記リング状歯車ａ３と伝動歯車ａｎ１に各々噛み合う伝動歯車ａｎ２が固定されている。
【００１８】
以上の構成により、ペダル機構部９により回転する左右１対の駆動軸８の回転駆動力は、駆動軸８→伝動ホイール１０ａ→伝動ベルト１１→伝動ホイール１０ｂ→後輪支持軸７→内ば歯車ａ１→歯車ａ２（ピニオン）→伝動歯車ａｎ１→伝動歯車ａｎ２→リング状歯車ａ３→ボス１３ｘ、という動力伝達経路で後輪３に伝えられる。また、この動力伝達経路では、途中に伝動歯車ａｎ２が介在するため駆動軸８の回転方向とボス１３ｘ（後輪３）の回転方向は同じになる。
ここで、上記ギアとホイールの径の関係は、伝動ホイール１０ｂ＜内ば歯車ａ１、内ば歯車ａ１＞歯車ａ２の関係であるため、駆動軸８の回転から大きな駆動力を得ることができる。また、同様の観点から、伝動ホイール１０ａと伝動ホイール１０ｂの径は、伝動ホイール１０ａ＞伝動ホイール１０ｂとすることが好ましい。
【００１９】
図６は、本発明の自転車の他の実施形態を示す側面図であり、この実施形態では、サドル支持用車体フレーム部材１００ｅ（サドル支持柱）を、前輪２を支持する車体フレーム部材１００ａに対して脱着可能に連結したものであり、その他の構造は図１〜図５に示す実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
自転車をなるべく軽量化するために、車体フレーム１、前輪２、後輪３、サドル４、ハンドル５及び駆動機構６を構成する金属は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成することが好ましく、このため上記図１〜図６の各実施形態でも、金属で構成される部分（通常、前輪２及び後輪３のタイヤ、サドル皮、ハンドルの把持部などは非金属で構成される）はアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。
【００２０】
以上述べた実施形態は、車体フレーム１及びこれが支持する部材を、脱着可能な連結部を介して複数のパーツに分離可能としたものであるが、本発明の自転車は上記実施形態に限定されるものではなく、要は、車体が脱着可能な連結部を介して複数の任意のパーツに分離可能とすればよい。そして、この分離された各パーツは、後輪３の径内に略収まるような大きさに構成されるか、若しくは後輪３の径内に略収まるように変形可能（例えば、部材の一部を折り畳み構造とするなどの変形可能な構造）であることが特に望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の自転車の一実施形態を示す側面図
【図２】図１の実施形態の自転車の平面図
【図３】図１の実施形態における駆動機構を部分的に示す平面図
【図４】図１の実施形態における駆動機構の水平断面図
【図５】図１の実施形態における伝動機構部を構成する歯車のみを示す側面図
【図６】本発明の自転車の他の実施形態を示す側面図
【符号の説明】
【００２２】
１…車体フレーム
２…前輪
３…後輪
４…サドル
５…ハンドル
６…駆動機構
７…後輪支持軸
８…駆動軸
９…ペダル機構部
１０ａ，１０ｂ…伝動ホイール
１１…伝動ベルト
１２…伝動機構部
１３，１３ｘ，１３ｙ…ボス
１４…スリーブ体
１５…ギア支持体
１６…リム
１７ｘ，１７ｙ…スポーク
１８ａ〜１８ｆ…ベアリング
１９ａ，１９ｂ…ギア保持軸
９０…ペダルアーム
９１…ペダル
１００ａ〜１００ｅ…車体フレーム部材
１０１Ａ〜１０１Ｆ…連結部
９００…基端部分
９０１…本体
ａ１…内ば歯車
ａ２…歯車
ａ３…リング状歯車
ａｎ１，ａｎ２…伝動歯車
【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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