(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒンジ部の箇所が少なくて構造が簡単であり、折り畳み作業と折り畳んだ後の持ち運びが容易な、三輪または四輪の安全走行用自転車である。【解決手段】フレーム２には、水平部２１と傾斜部２２が形成されている。フレーム２には、水平部２１の後端にサドルポスト５が立設されている。サドルポスト５はフレーム２に、後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げ可能に立設されている。フレーム２には、水平部２１の前端にハンドルポスト６が立設されている。ハンドルポスト６は水平部２１の前端に、後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げ可能に立設されている。ハンドルポスト６を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げる。ハンドルポスト６は、サドルポスト５の上に重ねて折り曲げることができるため、コンパクトに折り畳むことができる。【選択図】図１
2012224186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車の進行方向と平行に延びる１個のフレームと、
前記フレームに自転車の進行方向の前端と後端に各々１個又は２個で、かつ合計で３個又は４個を回転可能に軸支された前輪及び後輪と、
前記フレームの前端と後端との間に、前記後輪側に鉛直ないし鉛直方向から傾斜して立設され、その上端にサドルが取りつけられたサドルポストと、
前記フレームの前端に立設され、上端にハンドルが取りつけられたハンドルポストと、
前記ハンドルポストを前記フレームに立設した時に、前記ハンドルの回転を前記前輪を操舵する操舵機構に伝達可能な伝達機構と
を備えた安全走行用自転車において、
前記フレームは、中空のパイプ状物であり、前記中空パイプ内に回転駆動機構、前記後輪に軸着された後輪回転駆動機構、及び前記回転駆動機構の回転を前記後輪回転駆動機構に伝達するための回転伝動機構を内蔵し、
前記歯車機構を駆動するクランク軸に連結され、前記安全走行用自転車をクランクを介して回転駆動するためのペタルと
を有することを特徴とする安全走行用自転車。
【請求項２】
自転車の進行方向と平行に延びる１個のフレームと、
前記フレームに自転車の進行方向の前端と後端に各々１個又は２個で、かつ合計で３個又は４個を回転可能に軸支された前輪及び後輪と、
前記フレームの前端と後端との間に、前記後輪側に鉛直ないし鉛直方向から傾斜して立設され、その上端にサドルが取りつけられたサドルポストと、
前記フレームの前端に、前記後輪側に折り曲げ可能に立設され、前記後輪側に折り曲げられた前記サドルポスト上に重ねて折り曲げ可能で、その上端にハンドルが取りつけられたハンドルポストと、
前記ハンドルポストを前記フレームに立設した時に、前記ハンドルの回転を前記前輪を操舵する操舵機構に伝達可能な伝達機構と、
乗車時に前記サドルポスト及び前記ハンドルポストを前記後輪側に折り曲げ不能にロックするとともに、折り畳み時にロックを解除することが可能なロック機構と
を備えたことを特徴とする安全走行用自転車。
【請求項３】
請求項２に記載された安全走行用自転車において、
前記フレームは、中空のパイプ状物であり、前記中空パイプ内に回転駆動機構、前記後輪に軸着された後輪回転駆動機構、及び前記回転駆動機構の回転を前記後輪回転駆動機構に伝達するための回転伝動機構を内蔵し、
前記歯車機構を駆動するクランク軸に連結され、前記安全走行用自転車をクランクを介して回転駆動するためのペタルと
を有することを特徴とする安全走行用自転車。
【請求項４】
請求項２又は３に記載された安全走行用自転車において、
前記サドルポストは、前記後輪側に折り曲げ可能に立設されおり、
前記伝達機構は、前記ハンドルポストを前記フレームに立設した時に、前記ハンドルの回転を前記操舵機構に伝達するとともに、前記ハンドルポストを前記後輪側に折り曲げ可能に前記操舵機構に連結されている
ことを特徴とする安全走行用自転車。
【請求項５】
請求項２又は３に記載された安全走行用自転車において、
前記フレームは、前記フレームの上面で、前記サドルポストの立設位置よりも前記後輪側に、後輪側に向かって下降する傾斜部が形成されている
ことを特徴とする安全走行用自転車。
【請求項６】
請求項２又は３に記載された安全走行用自転車において、
前記フレームの前端に形成され、前記ハンドルポスト及び前記サドルポストを前記後輪側に折り曲げた後、前記フレームの前端を下にして前記フレームを倒立した時に、前記前輪とともに地面に接地して前記安全走行用自転車を自立させる立置スタンドを備えている
ことを特徴とする安全走行用自転車。
【請求項７】
請求項２又は３に記載された安全走行用自転車において、
前記フレームは自転車の進行方向と直交する方向の断面が中空に形成され、
ペダルの回転を増速して後輪に伝達する増速機構が前記中空に内蔵されている
ことを特徴とする安全走行用自転車。
【請求項８】
請求項２又は３に記載された安全走行用自転車において、
床面に置いたローラ台に回転可能に軸支された一対のローラ上に前記後輪を乗せ、前記安全走行用自転車が走行しないで、前記後輪の回転で前記ローラを回転駆動させる自転車型トレーニングマシンとして使用可能である
ことを特徴とする安全走行用自転車。
【請求項９】
請求項７に記載された安全走行用自転車において、
前記増速機構には遊星歯車機構で構成される変速機構が組み込まれ、前記ハンドルに設けられたシフトレバーで操作されるディレーラーワイヤによって変速する
ことを特徴とする安全走行用自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全走行用自転車に関し、特に折り畳みが可能で、折り畳んだ後の持ち運びが容易な三輪、又は四輪の安全走行用自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
公共交通機関を利用して持ち運び、目的地に着いたら乗車可能な状態に復元して使用する折り畳み自転車には、折り畳みが可能で、折り畳んだ後の持ち運びが容易であることが要求される。特に、二輪の折り畳み自転車と比較して構造が複雑な三輪または四輪の折り畳み自転車は、折り畳みを容易にし、折り畳んだ後の持ち運びを容易にするのが難しい。（特許文献１、特許文献２参照）
【０００３】
特許文献１、特許文献２の折り畳み自転車は、フレームを複数の部分フレームに分割してヒンジ部で接続するとともに、サドル軸を支持するサドルポスト及び前輪を有するハンドルポストを部分フレームにヒンジ部で接続した構造にしている。折り畳み時には、自転車の進行方向と直角で地面と平行な回転軸を中心として、部分フレームをヒンジ部で山形に折り曲げ、前輪と後輪を接近させる。
【０００４】
さらに、自転車の進行方向と直角で地面と平行な回転軸を中心として、サドルポスト及びハンドルポストをヒンジ部で折り曲げ、山形に折り曲げた部分フレームにサドルポスト及びハンドルポストを接近させる。これによって、折り畳み時の大きさが小さく、折り畳み時に自立し、車輪を接地させつつ転がすことができるため、持ち運びを容易にしている。
【０００５】
しかし、特許文献１、特許文献２の折り畳み自転車は、ヒンジ部の箇所が多くなるため構造が複雑で製造コストが上昇し、所定の強度を確保するためには、ヒンジ部、部分フレーム、サドルポスト、ハンドルポストの断面二次モーメントを大きくする必要が有り、軽量化するのが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０６７８０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１００１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ヒンジ部の箇所が少なくて構造が簡単であり、折り畳み作業と折り畳んだ後の持ち運びが容易な、三輪または四輪の安全走行用自転車を提供することにある。
本発明の他の目的は、車輪付き事務椅子のような感覚で安心して乗ることができる、三輪または四輪の安全走行用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】
【０００８】
前記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明の安全走行用自転車は、
自転車の進行方向と平行に延びる１個のフレームと、
前記フレームに自転車の進行方向の前端と後端に各々１個又は２個で、かつ合計で３個又は４個を回転可能に軸支された前輪及び後輪と、
前記フレームの前端と後端との間に、前記後輪側に鉛直ないし鉛直方向から傾斜して立設され、その上端にサドルが取りつけられたサドルポストと、
前記フレームの前端に立設され、上端にハンドルが取りつけられたハンドルポストと、
前記ハンドルポストを前記フレームに立設した時に、前記ハンドルの回転を前記前輪を操舵する操舵機構に伝達可能な伝達機構と
を備えた安全走行用自転車において、
前記フレームは、中空のパイプ状物であり、前記中空パイプ内に回転駆動機構、前記後輪に軸着された後輪回転駆動機構、及び前記回転駆動機構の回転を前記後輪回転駆動機構に伝達するための回転伝動機構を内蔵し、
前記歯車機構を駆動するクランク軸に連結され、前記安全走行用自転車をクランクを介して回転駆動するためのペタルとを有することを特徴とする。
【０００９】
第２番目の発明の安全走行用自転車は、
自転車の進行方向と平行に延びる１個のフレームと、
前記フレームに自転車の進行方向の前端と後端に各々１個又は２個で、かつ合計で３個又は４個を回転可能に軸支された前輪及び後輪と、
前記フレームの前端と後端との間に、前記後輪側に鉛直ないし鉛直方向から傾斜して立設され、その上端にサドルが取りつけられたサドルポストと、
前記フレームの前端に、前記後輪側に折り曲げ可能に立設され、前記後輪側に折り曲げられた前記サドルポスト上に重ねて折り曲げ可能で、その上端にハンドルが取りつけられたハンドルポストと、
前記ハンドルポストを前記フレームに立設した時に、前記ハンドルの回転を前記前輪を操舵する操舵機構に伝達可能な伝達機構と、
乗車時に前記サドルポスト及び前記ハンドルポストを前記後輪側に折り曲げ不能にロックするとともに、折り畳み時にロックを解除することが可能なロック機構とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
第３番目の発明の安全走行用自転車は、第２番目の発明の安全走行用自転車において、
前記フレームは、中空のパイプ状物であり、前記中空パイプ内に回転駆動機構、前記後輪に軸着された後輪回転駆動機構、及び前記回転駆動機構の回転を前記後輪回転駆動機構に伝達するための回転伝動機構を内蔵し、前記歯車機構を駆動するクランク軸に連結され、前記安全走行用自転車をクランクを介して回転駆動するためのペタルとを有することを特徴とする。
【００１１】
第４番目の発明の安全走行用自転車は、第２又は３番目の発明の安全走行用自転車において、前記サドルポストは、前記後輪側に折り曲げ可能に立設されおり、前記伝達機構は、前記ハンドルポストを前記フレームに立設した時に、前記ハンドルの回転を前記操舵機構に伝達するとともに、前記ハンドルポストを前記後輪側に折り曲げ可能に前記操舵機構に連結されていることを特徴とする。
【００１２】
第５番目の発明の安全走行用自転車は、第２又は３番目の発明の安全走行用自転車において、前記フレームは、前記フレームの上面で、前記サドルポストの立設位置よりも前記後輪側に、後輪側に向かって下降する傾斜部が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
第６番目の発明の安全走行用自転車は、第２又は３番目の発明の安全走行用自転車において、前記フレームの前端に形成され、前記ハンドルポスト及び前記サドルポストを前記後輪側に折り曲げた後、前記フレームの前端を下にして前記フレームを倒立した時に、前記前輪とともに地面に接地して前記安全走行用自転車を自立させる立置スタンドを備えていることを特徴とする。
【００１４】
第７番目の発明の安全走行用自転車は、第２又は３番目の発明の安全走行用自転車において、前記フレームは自転車の進行方向と直交する方向の断面が中空に形成され、ペダルの回転を増速して後輪に伝達する増速機構が前記中空に内蔵されていることを特徴とする。
【００１５】
第８番目の発明の安全走行用自転車は、第２又は３番目の発明の安全走行用自転車において、床面に置いたローラ台に回転可能に軸支された一対のローラ上に前記後輪を乗せ、前記安全走行用自転車が走行しないで、前記後輪の回転で前記ローラを回転駆動させる自転車型トレーニングマシンとして使用可能であることを特徴とする。
第９番目の発明の安全走行用自転車は、第７番目の発明の安全走行用自転車において、前記増速機構には遊星歯車機構で構成される変速機構が組み込まれ、前記ハンドルに設けられたシフトレバーで操作されるディレーラーワイヤによって変速することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の安全走行用自転車は、本発明の安全走行用自転車は、折り畳むためのヒンジ部の箇所が２箇所と少なく、構造が単純なため製造コストを低減することが容易である。また、構造が単純なため、主要部材の所定の強度を確保しつつ、軽量化することが可能となる。また、本発明の安全走行用自転車は、停止時や低速走行時でも自立し、倒れにくいため、高齢者や身体的弱者が使用するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態の安全走行用自転車を示す全体斜視図である。
【図２】図２は、図１の安全走行用自転車を折り畳んだ状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２の折り畳んだ安全走行用自転車の後輪側を持ち上げて倒立させ、前輪を接地させて、安全走行用自転車を持ち運び易い姿勢にした斜視図である。
【図４】図４は、図１の安全走行用自転車のフレームを示す斜視図である。
【図５】図５は、図１の安全走行用自転車の前輪の操舵機構を示す一部を断面した斜視図である。
【図６】図６は、図１の安全走行用自転車のクランク軸の回転を後輪に増速して伝える歯車機構を示す一部を断面した斜視図である。
【図７】図７は、図１の安全走行用自転車のサドルポストのヒンジ部を示し、図７（ａ）はサドルポストをフレームに立設した状態を示す斜視図、図７（ｂ）はサドルポストをフレームに対して折り曲げた状態を示す斜視図である。
【図８】図８は、図７（ａ）の状態のサドルポストのヒンジ部の縦断面図である。
【図９】図９は、ハンドルポストをフレームに立設した状態を示すヒンジ部の縦断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態を示し、安全走行用自転車のクランク軸の回転を後輪に増速して伝える歯付きベルト機構を示す一部を断面した斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０の歯付きプーリーに組み込まれた遊星歯車式変速機構を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施の形態を示し、本発明の安全走行用自転車を自転車型トレーニングマシンとして使用している状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の安全走行用自転車を示す全体斜視図、図２は図１の安全走行用自転車を折り畳んだ状態を示す斜視図である。図３は図２の安全走行用自転車の後輪側を持ち上げて倒立させ、前輪を接地させて、安全走行用自転車を持ち運び易い姿勢にした斜視図である。図４は図１の安全走行用自転車のフレームを示す斜視図、図５は図１の安全走行用自転車の前輪の操舵機構を示す一部を断面した斜視図である。
【００１９】
図６は図１の安全走行用自転車のクランク軸の回転を後輪に増速して伝える歯車機構を示す一部を断面した斜視図である。図７は図１の安全走行用自転車のサドルポストのヒンジ部を示し、図７（ａ）はサドルポストをフレームに立設した状態を示す斜視図、図７（ｂ）はサドルポストをフレームに対して折り曲げた状態を示す斜視図である。図８は図７（ａ）の状態のサドルポストのヒンジ部の縦断面図、図９はハンドルポストをフレームに立設した状態を示すヒンジ部の縦断面図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の安全走行用自転車１は、大まかには１個のフレーム２、フレーム２に自転車の進行方向の前端に回転可能に軸支された前輪３１Ｒ、３１Ｌ、フレーム２に自転車の進行方向の後端に回転可能に軸支された後輪４１Ｒ、４１Ｌ、フレーム２に立設されたサドルポスト５、ハンドルポスト６によって形成されている。図１、図４に示すように、フレーム２は、自転車の進行方向（図１、図２、図４、図５の矢印Ａ）と平行に延び、自転車の進行方向と直交する方向の断面が中空の矩形形状に形成されている。
【００２１】
フレーム２には、水平部２１と傾斜部２２が形成されている。水平部２１は、自転車の使用時に自転車の進行方向の前端から後端に向かって地面に平行になるような角度位置に形成され、フレーム２の全長の約１／３程度の長さに形成されている。傾斜部２２は、自転車の使用時に、水平部２１の後端から後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に向かって徐々に下降する角度位置になる形状に形成されている。傾斜部２２の後端には後輪支持部２３が形成されている。後輪支持部２３の中心軸線は、フレーム２の中心軸線と直交する方向に配置されており、即ち自転車の使用時には、自転車の進行方向に直角で、かつ地面と平行な位置になるように形成されている。水平部２１の前端下面から地面に向かって垂直に形成された垂直部２４の下端には、前輪支持部２５が形成されている。
【００２２】
前輪支持部２５の中心軸線は、フレーム２の中心軸線と直交する方向に配置されており、即ち自転車の使用時には、自転車の進行方向に直角で、かつ地面と平行な位置になるように形成されている。後輪支持部２３には、自転車の進行方向から見て左右両端に、後輪４１Ｒ、４１Ｌが回転可能に軸支されている。また、前輪支持部２５には、自転車の進行方向から見て左右両端に、前輪３１Ｒ、３１Ｌが回転可能に軸支されている。本発明の第１の実施の形態では、前輪３１Ｒ、３１Ｌ及び後輪４１Ｒ、４１Ｌの外径は同一に設定している。
【００２３】
フレーム２には、水平部２１の後端にサドルポスト５の下端が揺動自在に立設されている。このサドルポスト５の下端の位置は、フレーム２の前後の位置の全長のほぼ１／３である。サドルポスト５は、その長手方向と直交する方向の断面が中空の矩形形状に形成されている。上端にサドル５１が取り付けられたサドル軸５２が、サドルポスト５の上端の中空部に入れ子式に内嵌して、サドル５１の高さを調整可能にしている。乗車する人の身長に応じてサドル５１の高さを調整した後、図示しないクイックレリーズ式のカムレバーを操作して、サドル軸５２をサドルポスト５に締め付けてクランプする。
【００２４】
サドルポスト５はフレーム２に、後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げ可能に立設されている。すなわち、図７、図８に詳細に示すように、水平部２１にはヒンジブラケット５７がボルト５８で固定され、ヒンジブラケット５７には自転車の進行方向と直角で地面と平行な回転軸５３が取りつけられている。サドルポスト５の下端は、回転軸５３を中心として折り曲げ（揺動）可能にヒンジブラケット５７に軸支されている。ヒンジブラケット５７の上面には傾斜面５７１が形成されている。傾斜面５７１は、前輪３１Ｒ、３１Ｌ側から後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に向かって下降する形状に形成されている。
【００２５】
従って、サドルポスト５をヒンジブラケット５７に立設すると、サドルポスト５の下面５Ａが傾斜面５７１に当接し、サドルポスト５は後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に若干傾いて立設されている。即ち自転車の使用時に、サドルポスト５の中心軸線が鉛直から鋭角に傾いた方向となる。また、若干傾いて立設され、かつ片持ちで支持されているので撓みやすく、サドルポスト５は地面からの衝撃を吸収するばねの役目をする。サドルポスト５の下端には、自転車の進行方向と直角で地面と平行な回転軸５５が固定され、この回転軸５５を中心として係合爪５６が揺動可能に軸支されている。
【００２６】
図７（ａ）に示すように、サドルポスト５を水平部２１に立設すると、ヒンジブラケット５７に形成されたノッチ溝５４に係合爪５６が係合する。係合爪５６は、ばね（圧縮ばね）５９によって、ノッチ溝５４に係合する方向に常時付勢されている。係合爪５６とノッチ溝５４が、サドルポスト５を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げ不能にロックするとともに、折り畳み時にロックを解除することが可能なロック機構を構成している。従って、サドルポスト５を水平部２１に立設し、ノッチ溝５４に係合爪５６が係合すると、サドルポスト５は後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げ不能にロック、即ちサドルポスト５とサドルポスト５とは固定される。
【００２７】
サドルポスト５を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げる場合には、ばね５９の付勢力に抗して係合爪５６をノッチ溝５４から離脱させてロックを解除した後、サドルポスト５を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げる。なお、本実施の形態では、サドルポスト５を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げ可能であったが、軽量化のためにサドルポスト５をエンジニアリング樹脂、又はＣＦＲＰ、ＦＲＰ等の繊維強化樹脂を用いたとき、折り曲げ機構を用いると強度が弱くなるので、この場合はサドルポスト５を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に鉛直ないし鉛直方向から傾斜して固定して立設すると良い。この場合、折り畳んだときに大きくなると問題があるので、サドルポスト５が伸縮するように、直径が異なるパイプ材を多段に収納して伸縮するように構成すると、折り畳むときにコンパクトに収納できる利点がある。
【００２８】
図１、図２、図９に示すように、フレーム２には、水平部２１の前端にハンドルポスト６が立設されている。ハンドルポスト６の上端にはハンドル６１が固定されている。図示はしないが、上記サドルポスト５と同様に、ハンドルポスト６の上部を中空筒状に形成し、ハンドル６１が取りつけられたハンドル軸を、ハンドルポスト６に入れ子式に内嵌して、ハンドル６１の高さを身長に応じて調整可能にしてもよい。
【００２９】
ハンドルポスト６は水平部２１の前端に、垂直な軸線を中心として回転可能に、かつ、後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げ可能に立設されている。すなわち、水平部２１には中空円筒状の操舵軸７４の外周が、軸受６６によって、垂直な軸線を中心として揺動可能に軸支されている。ヒンジブラケット６５の下側に形成された円筒部６５１が、操舵軸７４の中空円筒部の内周面７４１に内嵌してねじ込まれ、円筒部６５１は操舵軸７４と一体的に揺動する。
【００３０】
ヒンジブラケット６５には自転車の進行方向と直角で地面と平行な回転軸６７が取りつけられている。ハンドルポスト６の下端は、回転軸６７を中心として折り曲げ可能にヒンジブラケット６５に軸支されている。ヒンジブラケット６５の上面には水平面６５２が形成されている。従って、ハンドルポスト６をヒンジブラケット６５に立設すると、ハンドルポスト６の下面６Ａが水平面６５２に当接し、ハンドルポスト６は垂直に立設する。ハンドルポスト６の下端には、自転車の進行方向と直角で地面と平行な回転軸６８が固定され、この回転軸６８を中心として係合爪６９が揺動可能に軸支されている。
【００３１】
図９に示すように、ハンドルポスト６を水平部２１に立設すると、ヒンジブラケット６５に形成されたノッチ溝６５３に係合爪６９が係合する。係合爪６９は、ばね（圧縮ばね）６５４によってノッチ溝６５３に係合する方向に常時付勢されている。係合爪６９とノッチ溝６５３が、ハンドルポスト６を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げ不能にロックするとともに、折り畳み時にロックを解除することが可能なロック機構を構成している。
【００３２】
従って、ハンドルポスト６を水平部２１に立設し、ノッチ溝６５３に係合爪６９が係合すると、ハンドルポスト６は後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げ不能にロックされ、ハンドルポスト６の回転が、ヒンジブラケット６５を介して操舵軸７４に伝達され、図５に示す操舵機構７を操作する。すなわち、回転軸６７、ヒンジブラケット６５、軸受６６、操舵軸７４が、ハンドルポスト６をフレーム２に立設した時に、ハンドル６１の回転を前輪３１Ｒ、３１Ｌを操舵する操舵機構７に伝達可能な伝達機構を構成している。
【００３３】
ハンドルポスト６を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げる場合には、ばね６５４の付勢力に抗して係合爪６９をノッチ溝６５３から離脱させてロックを解除した後、ハンドルポスト６を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げる。図９に示すように、水平部２１の前端には立置スタンド２９がボルト２９１によって固定され、水平部２１の前端を下にしてフレーム２を倒立した時に、立置スタンド２９が地面に接地し、前輪３１Ｒ、３１Ｌとともに地面に３点で接地し、安全走行用自転車１を安定して自立させることができる。
【００３４】
また、図示はしないが、上記サドルポスト５と同様に、フレーム２の水平部２１を中空の入れ子式にして、フレーム２の自転車の進行方向の長さを調整可能にすれば、折り畳んだ時の全長を短くすることができる。
【００３５】
図５に示す前輪３１Ｒ、３１Ｌの操舵機構７は、アッカーマン・ジャントー機構を採用している。すなわち、ハンドル６１の回転によって、ハンドルポスト６、ヒンジブラケット６５、操舵軸７４、レバー７３Ｒ、７３Ｌを介して、タイロッド７１Ｒ、７１Ｌが自転車の進行方向と直角で地面と平行な方向に動く。すると、左右のナックルアーム７２Ｒ、７２Ｌに開き角が付与されているため、ナックルアーム７２Ｒ、７２Ｌの動きに差が出て、コーナー内側の前輪３１Ｒ、３１Ｌの操向角がコーナー外側の前輪３１Ｒ、３１Ｌの操向角よりも大きくなり、前輪３１Ｒ、３１Ｌがスリップしないで旋回できる。
【００３６】
図１、図６に示すように、左右のペダル２６Ｒ、２６Ｌ、左右のクランク２７Ｒ、２７Ｌの回転を増速して後輪に伝達する歯車機構（増速機構）８１が、フレーム２の矩形形状の中空部に内蔵されている。すなわち、左右のクランク２７Ｒ、２７Ｌには、フレーム２に回転可能に軸支されたクランク軸２８が連結されている。クランク軸２８には、平歯車８１１が固定され、平歯車８１１の回転が、平歯車８１２、平歯車８１３、平歯車８１４、傘歯車８１５、傘歯車８１６、傘歯車８１７、傘歯車８１８を介して増速され、後輪４１Ｒ、４１Ｌの車軸（ハブ軸）４２に伝達されて、後輪４１Ｒ、４１Ｌが回転する。傘歯車８１６、傘歯車８１７は、伝達軸８１９の両端に各々固定されている。従って、左右のクランク２７Ｒ、２７Ｌ、クランク軸２８及び歯車８１１は、一般的な自転車でいうギヤクランクを構成する。
【００３７】
本発明の第１の実施の形態の歯車機構８１は、ペダル２６Ｒ、２６Ｌの１回転で後輪４１Ｒ、４１Ｌが１０回転するように歯数比を設定している。本発明の第１の実施の形態の前輪３１Ｒ、３１Ｌ及び後輪４１Ｒ、４１Ｌの外径は１５０ｍｍと小さく、安全走行用自転車１の重心を低くしているため、走行安定性が良好である。また、本発明の第１の実施の形態の歯車機構８１は、フレーム２の中空部に内蔵されて露出部が無いため、安全性が高い。
【００３８】
また、本発明の第１の実施の形態の安全走行用自転車１は、折り畳むためのヒンジ部の箇所が２箇所と少なく、構造が単純なため製造コストを低減することが容易である。また、構造が単純なため、主要部材の所定の強度を確保しつつ、軽量化することが可能となる。さらに、本発明の第１の実施の形態の安全走行用自転車１は、走行時の接地面積が３８０ｍｍ×６５０ｍｍと小さく、車輪の外径が１５０ｍｍで重心が低いため、小型で走行安定性が良く、キャスター付事務椅子に座った感覚で安全に乗車することができる。従って、大型病院、大型スーパー、展示場、飛行場等の大型施設で、来場者用の自転車として設置するのに適している。また、停止時や低速走行時でも自立し、倒れにくいため、高齢者や身体的弱者が使用するのに適している。このために車輪付き事務椅子のような感覚で安心して乗ることができる。
【００３９】
通常使用されるロードバイク等の自転車は、車輪の外径が約６５０ｍｍで、ペダルの１回転で後輪が約２．５回転するように前後のスプロケットホイールの歯数比を設定しているため、ペダルを１回転こぐと約５．１ｍ走行する。本発明の第１の実施の形態では、ペダル２６Ｒ、２６Ｌを１回転こぐと後輪４１Ｒ、４１Ｌが１０回転し、約４．７ｍ走行するため、通常使用される自転車と同等の走行性能を有している。
【００４０】
次に、第２の実施の形態の増速機構について説明する。図１０は本発明の第２の実施の形態を示し、安全走行用自転車のクランク軸の回転を後輪に増速して伝える歯付きベルト機構（増速機構）８２を示す一部を断面した斜視図である。第２の実施の形態は、第１の実施の形態の歯車を歯付きプーリーと歯付きベルトに変更した例である。以下の説明では、上記第１の実施の形態と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。
【００４１】
図１０に示すように、左右のペダル２６Ｒ、２６Ｌ、左右のクランク２７Ｒ、２７Ｌの回転を増速して後輪に伝達する歯付きベルト機構（増速機構）８２が、フレーム２の矩形形状の中空部に内蔵されている。すなわち、左右のクランク２７Ｒ、２７Ｌには、フレーム２に回転可能に軸支されたクランク軸２８が連結されている。クランク軸２８には、歯付きプーリー８２１が固定され、歯付きプーリー８２１の回転が、歯付きベルト８２２、図示しない歯付きプーリー、歯付きプーリー８２３、歯付きベルト８２４、歯付きプーリー８２５、歯付きプーリー８２６、歯付きベルト８２７、歯付きプーリー８２８を介して増速され、後輪４１Ｒ、４１Ｌの車軸４２に伝達されて、後輪４１Ｒ、４１Ｌが回転する。従って、クランク軸２８、歯付きプーリー８２１、及び左右のクランク２７Ｒ、２７Ｌは、一般的な自転車でいうギヤクランクを構成する。
【００４２】
本発明の第２の実施の形態の歯付きベルト機構８２は、第１の実施の形態の歯車機構８１と同様に、ペダル２６Ｒ、２６Ｌの１回転で後輪４１Ｒ、４１Ｌが１０回転するように歯数比を設定している。本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態の歯車機構８１と同様に、ペダル２６Ｒ、２６Ｌを１回転こぐと後輪４１Ｒ、４１Ｌが１０回転し、約４．７ｍ走行するため、通常使用される自転車と同等の走行性能を有している。
【００４３】
図１１は図１０の歯付きプーリー８２１に組み込まれた遊星歯車式変速機構８３を示す斜視図である。図１１の遊星歯車式変速機構８３は、内歯歯車８３１、太陽歯車８３２、３個の第１遊星歯車８３３、３個の第２遊星歯車８３４、遊星キャリア８３５で構成される。内歯歯車８３１は、歯付きプーリー８２１に一体的に形成されている。遊星歯車式変速機構８３は、クランク２７Ｒ、２７Ｌと共に一般的な自転車でいうギヤクランクを構成することになる。
【００４４】
太陽歯車８３２は、クランク軸２８の外周に一方向クラッチ（図示せず）を介して外嵌している。一方向クラッチを入れると、太陽歯車８３２はクランク軸２８と一体的に回転し、一方向クラッチを切ると、太陽歯車８３２はクランク軸２８の回転とは切り離される。図１のハンドル６１にはデュアルコントロールレバー６２が取りつけられ、デュアルコントロールレバー６２の操作方向を変えることで、ブレーキ操作と変速操作を選択的に行うことができる。
【００４５】
すなわち、デュアルコントロールレバー６２は、ブレーキレバー機能とシフトレバー機能の両方を有している。デュアルコントロールレバー６２の変速操作を行うと、図１０、図１１に示すディレーラーワイヤ６３、レバー６４Ａ、レバー６４Ｂ、レバー６４Ｃを介して一方向クラッチの入れ切れを行うことができる。
【００４６】
３個の第１遊星歯車８３３は太陽歯車８３２に各々噛み合い、３個の第２遊星歯車８３４は、第１遊星歯車８３３と内歯歯車８３１に同時に噛み合っている。円盤状の遊星キャリア８３５はクランク軸２８に固定されて、クランク軸２８と一体的に回転し、３個の第１遊星歯車８３３と３個の第２遊星歯車８３４の自転軸を保持するとともに、３個の第１遊星歯車８３３と３個の第２遊星歯車８３４を公転させる。
【００４７】
従って、デュアルコントロールレバー６２の変速操作を行い、ディレーラーワイヤ６３、レバー６４Ａ、レバー６４Ｂ、レバー６４Ｃを介して一方向クラッチの入れ切れを行うことで、遊星歯車式変速機構８３による変速操作を行い、多少の坂道ならペダルの踏み込み動作が楽に行えるようにしている。図１１の遊星歯車式変速機構８３を、図６の歯車機構８１の平歯車８１１に組み込んでもよい。
【００４８】
安全走行用自転車１に乗って目的地に着いたら、図２に示すように、ばねの付勢力に抗して係合爪５６をノッチ溝５４から離脱させてサドルポスト５のロックを解除した後、サドルポスト５を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げる。フレーム２には傾斜部２２が形成されているため、サドルポスト５を後輪４１Ｒ、４１Ｌに接近して深く折り曲げることができるため、コンパクトに折り畳むことができる。
【００４９】
次に、ばねの付勢力に抗して係合爪をノッチ溝から離脱させてハンドルポスト６のロックを解除した後、ハンドルポスト６を後輪４１Ｒ、４１Ｌ側に折り曲げる。ハンドルポスト６は、サドルポスト５の上に重ねて折り曲げることができるため、コンパクトに折り畳むことができる。
【００５０】
折り畳んだ後、図３に示すように、フレーム２の前端を下にしてフレーム２を倒立すると、フレーム２の前端に固定された立置スタンド２９が地面に接地し、前輪３１Ｒ、３１Ｌとともに地面に３点で接地し、安全走行用自転車１を安定して自立させることができる。折り畳んで倒立した安全走行用自転車１の縦（Ｌ）×横（Ｂ）×高さ（Ｈ）は、３８０ｍｍ×２９０ｍｍ×８００ｍｍである。倒立した時に安定して自立し、倒立した時の床面積が３８０ｍｍ×２９０ｍｍと小さいため、電車やバス等の公共交通機関で運ぶのに適している。ハンドル６１を手で持ち、前輪３１Ｒ、３１Ｌを地面に転がしながら、折り畳んだ安全走行用自転車１を、公共交通機関や建物内に容易に持ち込むことができる。
【００５１】
本発明の第１の実施の形態の安全走行用自転車１では、フレーム２、サドルポスト５、ハンドルポスト６、歯車機構８１、歯付きプーリー８２１、８２３、８２５、８２６、８２８等の主要部材が、Ｓ４５ＣやＳＳ４０等の鉄系の材料で形成されている。この主要部材をチタン合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金を用いて形成すれば、軽量化できるため、高齢者や身体的弱者が、折り畳んだ状態で運ぶのに適している。軽合金の材料は、板材の状態で穴加工やねじ加工をし、レーザ加工で採寸した後、プレス加工で折曲て成形すれば製造コストを低減することができるため、好ましい。
【００５２】
また、主要部材を、ガラス繊維や、カーボン繊維を混入したエンジニアリングプラスチックで成形すれば、一段と軽量化することができる。ガラス繊維、カーボン繊維を１０〜５０％混入したエンジニアリングプラスチック特有の弾性が、地面からの衝撃を吸収するばねの役目をし、硬いゴム系の車輪の衝撃を緩和するため、滑らかな走行を可能にする。
【００５３】
次に、第３の実施の形態の安全走行用自転車について説明する。図１２は本発明の第３の実施の形態を示し、本発明の安全走行用自転車１を自転車型トレーニングマシンとして使用している状態を示す斜視図である。以下の説明では、上記実施の形態と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。
【００５４】
図１２に示すように、地面や床面に置いた矩形板状のローラ台４３の上面には、自転車の進行方向の前後二箇所にローラ４３１、４３２が回転可能に軸支されている。ローラ台４３の後側の上面には、ローラ４３２の外周に接触する抵抗調整機構（ブレーキ）４３３が取りつけられ、抵抗調整機構４３３を調整して、ローラ４３２の回転に抵抗を付与し、ペダル２６Ｒ、２６Ｌの負荷を、乗車する人に最適な値に調整する。
【００５５】
ハンドルポスト６の上端近傍には、モニター４３４が取りつけられている。安全走行用自転車１の後輪４１Ｒ、４１Ｌをローラ４３１、４３２の上に乗せれば、自転車型トレーニングマシンが完成する。サドル５１に乗車し、ペダル２６Ｒ、２６Ｌをこげば、安全走行用自転車１は停止したままで、後輪４１Ｒ、４１Ｌの回転でローラ４３１、４３２が回転して、モニター４３４に、走行距離、走行時間、消費カロリー等が表示され、足腰、心臓、肺の強化に役立てることができる。すなわち、通常は日常の買い物等に使用し、病気治療後等には、体力回復訓練にも使用できるため、用途が広くなる。
【００５６】
本発明の実施の形態では、折り畳み用自転車として説明したが、折り畳み構造ではなく、ハンドルポスト６、及びサドルポスト５を折り畳み構造ではなく、固定型としたものであっても良い。この固定構造は、ハンドルポスト６、及びサドルポスト５の根元をパイプ継手、又は溶接等でフレーム２と一体に固定するものである。更に、本発明の実施の形態では、前輪及び後輪が２輪の４輪自転車に適用した例について説明したが、前輪または後輪のいずれか一方が２輪で、前輪または後輪のいずれか他方が１輪の３輪自転車に適用してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…安全走行用自転車
２…フレーム
２１…水平部
２２…傾斜部
２３…後輪支持部
２４…垂直部
２５…前輪支持部
２６Ｒ、２６Ｌ…ペダル
２７Ｒ、２７Ｌ…クランク
２８…クランク軸
２９…立置スタンド
２９１…ボルト
３１Ｒ、３１Ｌ…前輪
４１Ｒ、４１Ｌ…後輪
４２…車軸
４３…ローラ台
４３１、４３２…ローラ
４３３…抵抗調整機構（ブレーキ）
４３４…モニター
５…サドルポスト
５Ａ…下面
５１…サドル
５２…サドル軸
５３…回転軸
５４…ノッチ溝
５５…回転軸
５６…係合爪
５７…ヒンジブラケット
５７１…傾斜面
５８…ボルト
５９…ばね
６…ハンドルポスト
６Ａ…下面
６１…ハンドル
６２…デュアルコントロールレバー
６３…ディレーラーワイヤ
６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ…レバー
６５…ヒンジブラケット
６５１…円筒部
６５２…水平面
６５３…ノッチ溝
６５４…ばね
６６…軸受
６７…回転軸
６８…回転軸
６９…係合爪
７…操舵機構
７１Ｒ、７１Ｌ…タイロッド
７２Ｒ、７２Ｌ…ナックルアーム
７３Ｒ、７３Ｌ…レバー
７４…操舵軸
７４１…内周面
８１…歯車機構（増速機構）
８１１、８１２、８１３、８１４…平歯車
８１５、８１６、８１７、８１８…傘歯車
８１９…伝達軸
８２…歯付きベルト機構（増速機構）
８２１、８２３、８２５、８２６、８２８…歯付きプーリー
８２２、８２４、８２７…歯付きベルト
８３…遊星歯車式変速機構
８３１…内歯歯車
８３２…太陽歯車
８３３…第１遊星歯車
８３４…第２遊星歯車
８３５…遊星キャリア
【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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