(57)【要約】  操舵動作とのトルク干渉を著しく減少させる自転車のための新規なトランスミッションが提供される。そのようなトランスミッションは、リカンベントサイクリング能力の改善を可能にする。例えば、本発明のデバイスは、トルクレベルを減少させる固定トランスミッションアセンブリと、トルクレベルを増倍させる可動トランスミッションアセンブリとの組合せを含み、車両の操舵軸による高トルク効果の回避を可能にする。それゆえ、自転車デバイスの全体は、そのようなトルク伝達プロトコルを実施しながら、適切にかつ中心からかなり広い角度まで操舵することができるので、独特なリカンベント自転車構成が可能になる。例えば、そのようなデバイスは、人力自転車車両、さらには１つまたは複数の後輪による自動駆動能力を可能にする電気構成要素をさらに含む自転車車両で利用することができる。様々な自転車デバイス内にそのようなトランスミッションを実装する方法も本発明内に包含される。【選択図】図１
2016516624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを減少させる固定トランスミッションアセンブリ構成要素と、
トルクを増倍させる後続の可動トランスミッションアセンブリ構成要素と
を備える車両トランスミッション。
【請求項２】
車両操舵とのトルク干渉を減少させることを可能にする、請求項１に記載のトランスミッション。
【請求項３】
直接および増速駆動の両方の能力を含む、請求項１に記載のトランスミッション。
【請求項４】
前記可動トランスミッションアセンブリが、遊星歯車アセンブリを含む、請求項１に記載のトランスミッション。
【請求項５】
請求項１に記載のトランスミッションを組み込んでいる車両。
【請求項６】
請求項２に記載のトランスミッションを組み込んでいる車両。
【請求項７】
請求項３に記載のトランスミッションを組み込んでいる車両。
【請求項８】
請求項４に記載のトランスミッションを組み込んでいる車両。
【請求項９】
フレームと、リカンベント座部と、前輪と、回転可能に取り付けられた少なくとも１つの後輪と、請求項１に記載のトランスミッションとを備え、
前輪駆動操作だけで移動する能力を有する、リカンベント自転車デバイス。
【請求項１０】
フレームと、リカンベント座部と、前輪と、少なくとも１つの後輪とを含むリカンベント自転車デバイスであって、
前記デバイスは、前記前輪単独の運動に直接的にパワーを供給するペダルクランクアセンブリによってマニュアルで動作し、
前記ペダルクランクアセンブリの操作は、前記車両の操舵とのいかなる顕著なトルク干渉をも生成しない、リカンベント自転車デバイス。
【請求項１１】
トルクを減少させる固定トランスミッションアセンブリ構成要素と、
トルクを増倍させる後続の可動トランスミッションアセンブリ構成要素と
を備えるトランスミッションを含む、請求項１０に記載の自転車。
【請求項１２】
両側の車輪と、前記自転車の移動中に物品を輸送するために配置されるトランク構成要素のための前記リカンベント座部の後方の空間とを有する後部構成要素を含む、請求項１０に記載の自転車。
【請求項１３】
両側の車輪と、前記自転車の移動中に物品を輸送するために配置されるトランク構成要素のための前記リカンベント座部の後方の空間とを有する後部構成要素を含む、請求項１１に記載の自転車。
【請求項１４】
２つの後輪を含む、請求項１０に記載の自転車。
【請求項１５】
前記前輪のマニュアル操作に加えて、前記２つの後輪の少なくとも一方を機関駆動するための電気的なパワー生成能力を含む、請求項１４に記載の自転車。
【請求項１６】
収納および輸送能力のためのトランク部分を含む、請求項１５に記載の自転車。
【請求項１７】
前記前輪が、取外し可能な前輪アセンブリの一部であり、
前記前輪アセンブリが、前記前輪、前記ペダルクランクアセンブリ、および前記トランスミッションを含む、請求項９に記載の自転車。
【請求項１８】
前記前輪が、ヒンジ接続された前輪アセンブリの一部であり、
前記前輪アセンブリが、前記前輪、前記ペダルクランクアセンブリ、および前記トランスミッションを含み、
前記ヒンジ接続構造体が、前記自転車のフレームに取り付けられている間、軸の回りの前記前輪アセンブリのマニピュレーションを可能にする、請求項９に記載の自転車。
【請求項１９】
前記前輪が、取外し可能な前輪アセンブリの一部であり、
前記前輪アセンブリが、前記前輪、前記ペダルクランクアセンブリ、および前記トランスミッションを含む、請求項１０に記載の自転車。
【請求項２０】
前記前輪が、ヒンジ接続された前輪アセンブリの一部であり、
前記前輪アセンブリが、前記前輪、前記ペダルクランクアセンブリ、および前記トランスミッションを含み、
前記ヒンジ接続構造体が、前記自転車のフレームに取り付けられている間、軸の回りの前記前輪アセンブリのマニピュレーションを可能にする、請求項１０に記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵操作とのトルク干渉を著しく減少させる、自転車のための新規なトランスミッションに関する。その上、そのようなトランスミッションは、リカンベントサイクリング能力の改善を可能にする。従って、本発明のデバイスは、トルクレベルを減少させる固定トランスミッションアセンブリと、トルクレベルを増倍させる可動トランスミッションアセンブリとの組合せを含み、それにより、車両の操舵軸を介した高トルク効果の回避を可能にする。そのようにして、あらゆる自転車デバイスが、そのようなトルク伝達プロトコルを実施しながら、適切にかつ中心からかなり広い角度まで操舵することができるので、独特なリカンベント自転車構成が可能になる。それゆえ、そのようなデバイスは、人力自転車車両または、さらには、１つまたは複数の後輪による自動駆動能力を可能にするための電気構成要素をさらに含む自転車車両で利用することができる。様々な自転車デバイス内にそのようなトランスミッションを実装する方法も本発明内に包含される。
【背景技術】
【０００２】
従来のマニュアル二輪車操作は、車両推進のための必要な回転エネルギーを供給するのにペダル歯車からのパワーを車輪歯車まで伝達できるようにするためにチェーンを利用することを含む。そのような標準のデバイスは、一般に、運動のための十分な力が生じるように好適なトルクをペダルに供給するのに、ユーザが車両上に「起立する」ことを必要とする。チェーン構成要素は、そのような操作で後輪を駆動し、一方、前輪は、制御用のハンドル構成を用いてバランスをとり、かつ操舵するために存在する。一輪車および三輪車は、一般に、車輪（一般的な三輪車では前輪）の両側のペダルクランクを利用し、ユーザの脚が車輪自体の中心を意味する軸を介してパワーを直接生成する。そのような動作を行うことは一般に困難であるが、その理由は、ある速度のために十分な力を生成すること、および／または勾配で車両を上方に操縦することが重要になるからである。加えて、そのようなペダルクランク構成は、ペダル踏みおよび操舵能力が同じ面に存在する必要があり、それにより、全体的な活動がユーザの重い負担になる。方向転換の間にペダル踏みが生じる場合、ユーザの脚は、方向が真っすぐになるまで、異なる角度および長さに調節しなければならない。その上、方向転換の途中にどちらかのペダルへの力を変える必要がある場合、操舵もやはりある程度損なわれることがあり、そのため、ユーザがそのような潜在的な困難を補償する必要がある。
【０００３】
現状は、より少ない力で二輪車の速度を増加させる（または勾配登攀能力を改善する）ことができるように、いくつかの開発、例えば、「低」トルク生成レベルと「高」トルク生成レベルとの間をシフトするために多数の歯車を利用することなどが行われている。しかしながら、これらの改善は、依然として、チェーンアセンブリの関与に依拠しており、さらには、自転車の乗用者が直立位置にとどまり、それによって、筋肉と重力との組合せにより力を生成することを必要とする。三輪車デバイスおよび一輪車デバイスもやはり、従来のタイプの自転車に戻ってしまういくつかの状況でのチェーンアセンブリの関与を除けば、顕著な程度には改善されていない。
【０００４】
リカンベント二輪車は、かなり前から業界内で入手可能であり、そのユーザのための結果として生じる潜在的な運動トレーニングの改善を伴う、直立サイクリングへの独特の代案を提供してきた。しかしながら、これらのデバイスは、依然として、本質的に、前方位置のペダルから後輪に好適な駆動パワーを伝えるためにチェーンを利用することを含む。いずれにしても、大部分が依然として古いチェーンベース技術に依存している状態のかなり限定した範囲の自転車デバイス構成に依然としてとどまっている。
【０００５】
前輪パワー供給チェーンアセンブリがサイクリング産業界内で同様に試みられている。しかしながら、これらの独特の構造は問題のある構成を必要とし、それによって、例えば、チェーンが操舵回転の面を横切ってよじられるか、または自在継手が移動駆動シャフト軸（操舵軸の回りに回転する）および非移動駆動シャフト軸の両方に橋渡しするために使用される。どちらの場合にも、結果として生じる操舵運動は、明らかに、従来の後輪駆動自転車と比較して特段に損なわれる。そのような問題は、そのようなデバイスの安定性に悪影響を与え、ならびに操縦性も厳しく制限することがある。このように、これらの構成は、利用されているパワー伝達技術の使い方が悪いために機能的に不十分である。特に、そのようなパワー駆動チェーンは、関連しているチェーン移動の奇妙な構成に起因して、有用なトルク伝達限界内の角度偏移の許容範囲が小さい。
【０００６】
サイクリング操作内でのパワー伝達に遊星歯車構成の能力を考慮に入れたいくつかの他の開発がある。その目的のために、そのようなデバイスは、操舵軸と同軸の太陽歯車を使用することによって、操舵回転の面を横切ってパワーを伝えるために歯車列を利用する傾向がある。原理的には、この配列は、高効率平歯車トランスミッションのさらなる利益とともに、比較的制限のない操舵を可能にすることができる。この構成は、二重逆回転太陽歯車を含むことによる遊星トランスミッション配列内の駆動トルク反作用によって引き起こされるマニュアル操舵との干渉のいくつかの問題を、限られた範囲で、克服することができる。このように、前輪ハブ軸への平行および反対のトランスミッション経路が可能にされ、それにより、理論上、付与された矯正反力が操舵フォークに付与されて、対向し相殺する構成要素に均等に分割される。しかしながら、実際には、そのような全設計は、ある経路を通るパワー伝達を別のものより偏重するように実際に働き、次に、そのような力の分割は、両方の利用可能な構造体によって行われる均等な分配の代わりに一方が他方に対して優勢であるように見えることになる。従って、結果として生じる相殺効果は、そのシナリオでは損なわれるかまたはさらに完全に失われることになる。例えば、遊星歯車とペダルクランクとの間のかなり大きいトルク減少によるそのような問題と、言うまでもなく、遊星歯車と駆動輪との間のトルク増倍の他の付随的補償によるそのような問題とへの救済策は存在しない。言い換えれば、そのような過去の遊星歯車構成に関して必要とされる高いトルクは、依然として、操作のために著しく高いトルクを必要とすることになり、そのようなパワー生成を行うことをユーザに委ねている。同様に、理論的なトルク反作用相殺に失敗すると、操舵フォークに作用するかなり大きい不平衡力がもたらされることがある。駆動輪の入力トルクおよび／または転がり抵抗の通常の変動は、そのような力に同様の変動をもたらすことになり、それは、運転者の制御反応によって十分に対抗されない限り操舵方向を変える傾向がある。そのような力はある条件下では十分大きくなって、運転者による制御の低下を引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、残されているのは、勾配を登ったり高速を達成したりしつつ、同時にそのような結果のために必要とされるトルクが自転車デバイスの操舵能力を妨げない自転車移動に適切な運動を生じさせるために、ユーザが低いパワー生成を利用することができる自転車デバイス（例えば、二輪車、三輪車）を提供するための明確な必要性である。現在まで、上記のように、この結果は、関係のある先行技術内でまだ実現されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の明確な１つの利点は、操舵コラムの前の独立したペダルクランク回しによって障害のない操舵を可能にする能力である。本発明の別の利点は、単一の前輪の直接的回転エネルギーによって自転車運動および推進のための十分なトルクを生成する能力である。本発明のさらなる別の利点は、要求に応じて本体部分から取外し、また本体部分に取り付けることができる前輪／ペダルクランクアセンブリを含むモジュール式自転車デバイスを提供する可能性である。本発明のさらなる別の利点は、物品の安全で確実な輸送を可能にするための後部トランクを含む自転車デバイスを含む、任意のタイプの後輪アセンブリと連結してそのような自転車デバイスを利用する可能性である。本発明のデバイスのさらなる別の利点は、移動のための独立した前輪エネルギーおよび後輪エネルギーの利用、または同時に両方の組合せを含むことができるハイブリッド車両のために、前輪ペダルクランク構成要素を電動後輪デバイスに組み合わせる能力である。次に、本発明のデバイスのさらなる別の利点は、電気構成要素がエネルギー供給を使い尽くしている場合、ユーザが好適な路面にデバイスを適切に輸送するために負担が少ないペダルクランク回しの利用を選択する能力である。さらなる別の利点は、分離された前部および後部駆動手段が、全車両のより高い機能効率のために両方の最適化を独立して別々に可能にすることである。
【０００９】
従って、本発明は、トルクを減少させる固定トランスミッションアセンブリ構成要素と、トルクを増倍させる後続の可動トランスミッションアセンブリ構成要素とを含む車両トランスミッションを包含する。同じトランスミッションであって、車両操舵とのトルク干渉の減少を可能にするものも本明細書に包含される。上述のトランスミッションを含むリカンベント自転車デバイスも本明細書に包含され、当該自転車は、前輪駆動操作だけで移動できる。本発明は、さらに、前輪と少なくとも１つの後輪とを含むリカンベント自転車デバイスを包含する。上記のデバイスは、ペダルクランクアセンブリによりマニュアルで動作して、前輪のみの運動にパワーを直接供給する。ペダルクランクアセンブリの動作は、車両の操舵とのいかなる顕著なトルク干渉も生成しない。本発明には、両側に車輪を有する後部構成要素と、トランク構成要素が自転車の移動の間にその中の物品を輸送するために配置されている、リカンベント座部の後ろの空間とを含むリカンベント自転車デバイスがさらに包含される。前輪のマニュアル操作に加えて２つの後輪の少なくとも一方を機関駆動するための電気パワー生成を含むそのような自転車デバイスは、やはり、本発明の範囲内にある。
【００１０】
例えば、本発明の自転車デバイスは、実際の操作中の操舵能力との干渉を減少させるのに十分な量だけ、ペダルクランクによって生成されるトルクを減少させるために、歯車アセンブリを通して位置合わせされているペダルクランクによって有効にされる独特のマニュアル操作トランスミッションを含む。そのようなトランスミッションは、歯車デバイスにより生成された運動エネルギーが遊星歯車アセンブリに伝達され、続いて遊星歯車アセンブリがトルクを増加させて車輪に送り出すまで、トルクを減少させることができる。このように、ユーザによって生成されるトルクが比較的高くても、このようなレベルの操舵効果は、自転車デバイスの操舵適応力に悪い影響をもたらさないであろう。一般に、車両によって生成されるより大きいトルクは、マニュアルで供給されたか、機械的に供給されたかにかかわらず、潜在的に操舵効果を引き起こすことになると、長い間理解されてきた。その理由は、そのようなトルク印加によって生成された力ベクトルが、トルクの大きさが一定のままになりやすい状態を作り出しているからとされている。車両は、その瞬間に効力のある力ベクトルに関連する方向に当然とどまろうとするので、いかなる過大なトルク印加も人の操舵に対して困難を引き起こすことがある。従って、そのような状況を克服するのに必要とされるパワーはかなり重要でありうる（同等に生成されるパワーが、印加されたトルクと車両に生じた速度の積であることに起因する）。他のデバイス（例えば、そのような自動車）は、適切な技術開発によりそのような現象を補償することができる。しかしながら、ペダルクランク自転車では、これらの問題は、全くではないにせよ、そのような程度までは考慮されていない。そこで、本発明のトランスミッションは、ユーザによって生成されたトルクからの干渉が、たとえあるにしても、最小の状態で、ユーザが適切に操舵することができるリカンベント自転車デバイスを可能にする。
【００１１】
従って、本発明のトランスミッションは、必要なレベルの低トルク操舵効果を与えるために好適な歯車技術を利用する。チェーンアセンブリは、必要に応じて高いトルクの生成を可能にするのに一般に効率的であるが、この目的で必要とされるような、かなり大きいトルク減少を可能にはしない。そこで、本発明のデバイスは、好適な歯車の利用を含む。好適な歯車の利用は、適切に連続したサイズ減少によるトルク減衰、パワーの損失なしに劇的なトルク減少を伴う下流の遊星歯車アセンブリへの伝達、そして次にトルクおよびパワーを車輪に伝達するまでの連続的な歯車サイズの増加によるトルクの増倍、を可能にする。トルク減少の比は、最小の操舵干渉のための必要な要件を満たすために、少なくとも１／１０であることが好ましく、１／２４と同じぐらいか、またはそれよりもさらに高いことが好ましい。
【００１２】
例えば、そのような比は、ペダルクランクアセンブリから最初の調整可能な歯車アセンブリまでに、トルクレベルを少なくとも１０分の１、好ましくは２４分の１（またはそれより小さく）減少させ、次に、好適なトルクを自転車デバイスの前輪に送出するために、トルクレベルを少なくとも実質的に最初に供給されたレベルの近くに戻す能力に関係する。これを達成するために適切な歯車群が供給され、トルクレベルを低下させながら歯車アセンブリにエネルギーを伝達する。歯車アセンブリは、最初のペダルクランク歯車では直径がより小さい、異なる平歯車を適切な位置に有する複数の駆動シャフトを含み、これによって最初に印加されたトルクを減少させることが可能になる。このシステムは、さらに、複数の平歯車を介してより下流にある駆動される車輪（操舵シャフトまたはコラムの直下を意味するのではない）にパワーを伝達する能力を備える。従って、このより上流の歯車アセンブリ（ペダルクランク歯車およびアセンブリ自体に非常に近い上流の）によってもたらされたトルクの減少を用いて、より下流の遊星歯車アセンブリにパワーを伝達することによって、連続する歯車サイズの漸進的増加が、各位置でのトルクを上昇させて、最終的に、ペダルクランク歯車で生成されたものと実質的に同じトルクを自転車デバイス前輪にインタフェース接続された歯車に伝達できるようにする。加えて、より上流のトランスミッション構成要素（すなわち、実質的にペダルクランクアセンブリと同じレベルの）は、トランスミッション構成要素の中で利用されている複数の駆動シャフトのうちの１つの少なくとも１つの平歯車を選択的に動かすことにより、少なくとも２つの異なる速度を可能にするように構成することができる。そのような平歯車を適切に運動させることより、高速または低速に噛み合う可能性が与えられて、ユーザはいくつかの状況でマニュアル操作が非常に容易になる。従って、全体として、この驚くほど有効なマニュアル操作トランスミッションシステムは、高いトルク生成が生じている場合さえ、使用中に操舵に関するユーザによるより優れた制御を可能にする。実際のトランスミッション構成は、以下で、さらに深く論じられる。
【００１３】
この有用な構成が実施されている場合、自転車デバイスはリカンベント操作を可能にし、マニュアル起動の前輪駆動が可能になる。その結果として、自転車車両の残りの部分は、そのような利用可能な空間の最も効率的な全体的利用のために、それ自体を任意の好適な構造に構成することができる。例えば、１つの潜在的に好ましい実施形態では、収納と輸送のため、またはさらには可能性のある乗客乗車のためのユーザの座部の後ろにかなり大きい区画を含む３輪車両を提供することができる。同様に、リカンベントペダルクランクアセンブリによって与えられるマニュアル操作への補助として後輪駆動を可能にするバッテリ、燃料電池、または他のタイプの発電機を、そのような空間に含めることができる。このようにして、単一の車輪がそのような電気生成の性能のために構成されてもよいし、所望であれば両方をそうしてもよい。加えて、このタイプの車両では、任意の所望の理由（例えば、登坂、重量物の輸送など）のために、マニュアル駆動および後輪機関駆動の両方の同時利用が可能でありうる。その上、万一発電機構成要素が操作中に使い尽くされても、リカンベントペダルクランクアセンブリは依然として有効であるので、ユーザは、マニュアル操作能力を用いることによって、車両を操縦するために助けを待つ他ない事態には陥らないであろう。
【００１４】
例えば、そのようなデバイスは、動力化されたデバイスの利用を求めるだけでなく、運動負荷目的のために人力駆動車両を必要とする個々人にとって好適でありうる。リカンベント技術を用いて、従来の二輪車に大抵は関連付けられていたストレスは低減され、結果的に、活動が非常に効果的になると考えられる。それゆえ、さらに、発電構成要素のみで、またはマニュアル操作と組み合わせて好適な高速車両（例えば、毎時２５マイルに達する）を実現する能力は、人によっては自宅周辺の所用のために魅力的であろう。特に、上記のような後輪の上方の収納の性能および容量は、自動車を必要とすることなく、電動カート（一例としての）よりもはるかによい方法で、ある一定の距離について容易に物品または製品を輸送する方法をユーザに与えるであろう。電動カートのようなカートは、かなりゆっくり進み、大きい収納容量を有しておらず、運動負荷能力のための手段を含んでいない。従って、本発明の自転車デバイスは、最小のカート関連速度を超えることになる安定した操舵デバイスによりこの分野におけるかなりの改善を可能にすることができ、その上、収納および／または乗客輸送を可能にすることができる。
【００１５】
所望であれば、リカンベント自転車デバイスは、一般的な二輪車外観のために（少なくともリカンベント設計のために）単一の後輪を含むように構成することができる。この場合、前輪操作は、上記のように、ユーザによって生成されるペダルクランクトルクにより、限定的な操舵干渉をもつ操縦を可能にすることになる。その上、前輪／トランスミッション／ペダルクランクアセンブリ全体は、実際には、必要に応じて取外し、異なるリカンベント構造体に装着することを容易にするモジュール形式で用意することができる。例えば、そのような方法での本発明のトランスミッションアセンブリの交換可能性は、リカンベント自転車デバイスの場合における高いトルク／低い操舵干渉の性質の利点を享受するために、より大きい多用性をユーザに与える。加えて、前輪／トランスミッション／ペダルクランクアセンブリ（すなわち、前輪アセンブリ）は、フレームへのヒンジ接続を可能にする方法で配設することもできる。このようにして、前輪アセンブリは、輸送、収納などを容易にするよりコンパクトな構造を可能にする方法で操縦することができる。
【００１６】
トランスミッション自体は、かなりの期間にわたる適切な操作を最良に保証するために、十分に丈夫な金属構成要素から構築されることが好ましい。歯車構成要素の維持費は、例えばチェーンデバイスと比較して比較的低く、トランスミッションを覆う保護カバーの存在は、外側要素を損傷する可能性を効果的に除外することができる。その上、車輪は、構造が膨張性か固体かにかかわらず、任意のタイプのものとすることができる。前輪は、その中の中心軸の回りに組み込まれたかさ歯車を含み、かさ歯車は、操作の間、操舵シャフト直下の遊星歯車アセンブリから適切に配設されたかさ歯車とのインタフェース接続を介して、適切な回転運動を与えることになる。ユーザは、リカンベント位置にいる間、ペダルクランクアセンブリに届くように調節が可能な適切なリクライニング座部を、利用可能な状態で有することになる。そのような座部は、例えば心地よさのためのパディングを含み、その上、心地よさのために適切な背骨、臀部などの形状に整合することができる任意のタイプのものとすることができる。座部は、安全な方法で前輪操舵／トランスミッション／ペダルクランク構成要素に取外し可能に接続することができるフレームに配置されることが好ましい。次に、フレームは、上記で論じたように、単一または２輪構成のための適切な区画を与えるように座部の後ろに延びることができる。その上、フレームは、収納構造または同様の構成要素（例えば、チャイルドシート）を受け入れるように構成することもできる。従って、操舵構成要素は、ペダルクランクアセンブリおよびトランスミッションのレベルより上に延びる好適なフォークハンドル構造体（または他のリカンベントで適用可能な操舵デバイス）をさらに含むであろう。例えば、操舵デバイスは、操作中の操舵デバイスの車輪の自由な運動を可能にするために、前輪の両側で下方に延び、かつ前輪の軸の両側で取付けデバイスに接続されるアームを含む好適な方向転換アセンブリに直接接続されているコラム（またはシャフト）を含むであろう。電力駆動の運動能力が有効化されている（従って、ユーザが、ある時間にマニュアル操作を行わないことを選んだ）場合、前輪は、好適なクラッチアセンブリの存在により運動および／または回転を示さないであろう。
【００１７】
例えば、この全構成は、さらに、前輪駆動および後輪駆動に対するそれぞれの最大効率を可能にする。前輪アセンブリは、運転者の座部の後ろにある物から全く独立しているので、詳細な設計およびエンジニアリングは、これらの独立した駆動セクションに集中して、両方を分離して最適化することができる。それゆえ、自転車車両（完全にマニュアル操作かハイブリッド式かにかかわらず）全体は、前輪および後輪の相互作用のために必要なことまたは考慮事項に起因する設計上の制限に固有の妥協を有さない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】自転車デバイス内に組み込まれた本発明のマニュアル操作トランスミッションの好ましい可能性がある実施形態の側面図である。
【図２】図１と同じトランスミッションの反対側の側面図である。
【図３】マニュアル前輪構成要素および電動後輪をもつ三輪自転車を示す本発明の１つの可能性がある実施形態の斜視図である。
【図４】トランスミッションのカバーを取り外した状態での図３と同じものの斜視図である。
【図５】トランクアセンブリが閉じた位置で含まれている、本発明の自転車デバイスの好ましい可能性がある実施形態の後側斜視図である。
【図６】トランクが開いた位置にある、図５のデバイスの後側斜視図である。
【図７】前輪アセンブリが座部および後輪アセンブリから分離された状態の本発明の自転車の好ましい可能性がある実施形態の前側斜視図である。
【図８】図７のデバイスの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、本明細書において、添付図面の利用によりさらに詳細に説明される。当業者は、本明細書で論じられる本発明のデバイスの広がりを十分に理解するはずであるため、これらの図面および添付の説明は、いかなる意味においても本発明の範囲を限定することを意図されていない。
【００２０】
上述で言及されているように、本発明のマニュアル操作トランスミッションは、固定トランスミッションアセンブリ構成要素を含み、固定トランスミッションアセンブリ構成要素は、続いて、可動トランスミッションアセンブリ構成要素につながり、その結果、固定構成要素はかなり大きいトルク減少を可能にし、可動構成要素（例えば、遊星歯車構成の利用による）は、トルク出力を増加させる。これは、操舵適応力への影響を最小にしつつ、マニュアル操作のためのかなり大きいトルク生成を可能にし、それにより、任意の速度でかなり大きい範囲の安定な角運動を可能にする自転車デバイスを効果的に提供する。その上、構成がリカンベントであるので、ユーザは、操作のために望ましくない、横方向の脚部筋肉の動きを必要としないことになる。
【００２１】
従って、以下でさらに詳細に論じるように、剛体の軽量トランスミッションハウジング内の基本軸受によって装着されたシャフトに固定されている平歯車を利用するトルク減速歯車列が提供される。本発明のトランスミッションは、必要なトルク減衰および最終的な増加を与えるために、固定（入力）段と可動（出力）段との間に整然と分割される。固定段は、対象の車両フレームに適切に取り付けられ、可動（例えば、回転可能）段は、同時に起こる操舵と、マニュアル操作である場合の車両前輪の駆動とを与えるフォークアセンブリ内に組み込まれる。それゆえ、この構成は、操作中の操舵軸による高トルク効果に反応するために必要な補償力を減少させることができ、制御のためのより大きい可能性を運転者に与える。従って、この全システムによる低い入出力パワーレベルは、高トルク効果を補償するのにグレードの高い強度を必要としない商業的に標準の部品を可能にする。その上、パワー伝達に単一のトランスミッション経路を利用するので、必要とされる限られた数の構成要素部品を利用すればよく、それによって、かなり容易に維持することができる、全体として費用効率の高い結果が可能になる。例えば、選択可能な駆動比の内部遊星歯車セットをもつ車輪ハブが、フォーク構成要素に取り付けられた可動トランスミッションアセンブリとのインタフェース接続のために利用され、一方、多数の減速比の別個の選択可能な歯車列が、固定トランスミッションに組み込まれる。そのような設計は、標準の１０段変速二輪車のチェーン駆動トランスミッションと類似していると見なされうるが、それにあるようなチェーンシステムを必要としない。このようにして、そのような新規なトランスミッション構成の利用によって与えられる全機能は、通常の二輪車トランスミッションと等価になる。
【００２２】
また、上記で言及しているように、本発明の重要な態様は、操舵軸の回りの遊星歯車のインタフェースによって伝えられる比較的低いトルクである。トランスミッションの操舵可能部分（出力側）の太陽歯車と遊星歯車との間の作用線上の接触力は、２つのあり得る重要な効果を有する。それは軸の回りの遊星歯車の回転を引き起こすか、太陽歯車軸の回りの遊星歯車の回転を引き起こすか、またはそれはそれら効果の何らかの組合せを引き起こしうる。太陽歯車は操舵軸と同軸であるので、後者の効果は、特に、駆動されている前輪の回転が外力によって突然、またはいつもと違って、損なわれるか、または抵抗される場合、車両を一方の側に操舵するように作用する望ましくない力として現われる。太陽歯車と遊星歯車との間で伝えられるトルクを大幅に減少させると、歯車間の接触力も減少し、それゆえ車両操舵および制御に潜在的に影響を与える力が最小になる。そこで、出力遊星歯車と車輪軸との間のトルク増倍歯車は、そのような潜在的な操舵困難を克服するために最終駆動トルクを所望の大きさまで回復させ、それにより、本発明のデバイスで与えられる全効果をさらに増強する。
【００２３】
このように、本発明のトランスミッションはリカンベント自転車デバイスに驚くべきおよび有用な特性、すなわち、高い機械効率を与える能力を与える。それゆえ、運転者は実際の操作の間に過度のエネルギーを消費せず、同時に、ほとんど無制限の操舵機能およびかなり大きい操舵運動範囲が可能になり、ペダルで作り出されたトルクによる操舵制御効果がほとんどないか全くない。
【００２４】
本発明のトランスミッション、そして本発明のマニュアル操作リカンベント自転車デバイスによって与えられるもののすべてについて、必ずしも必要とされないが、潜在的に好ましい実施形態が、図面内にさらに与えられる。図１は、カバーを外した発明のトランスミッション１０アセンブリの図を提供し、一方、図２は、同じアセンブリであるが、反対の視点でのアセンブリを示す。クランク駆動シャフト１２は、ペダルクランク歯車１４（ペダル８への回転力により回転される）の回転を、適切に配設されたかさ歯車１１８を通して、２つのインタフェース接続用かさ歯車１８、２０経由で中間シャフト１６に伝える。次に、さらなるトルク減少が、中間シャフト１６からの回転を平歯車２４の利用を介して第２の中間シャフト２２に伝えることにより選択的に達成される。そのような第２の中間シャフト２２は調整可能平歯車２６を含み、調整可能な平歯車２６は、第１の中間シャフト１６の平歯車２４とのマニュアル選択式インタフェース接続により直接駆動機能を可能にすることができる。あるいは、次に、第１の中間シャフト１６は、さらに、減速歯車段をさらに備える別の小径平歯車３２を介して第３の中間シャフト３９にパワーを伝達してもよい。次に、第３の中間シャフト３９の上部の大径平歯車４７は、第４の中間シャフト３４の平歯車５９にインタフェース接続する。次に、第４の中間シャフト３４は、第２の中間シャフト２２の調整可能平歯車２６とのインタフェース接続に利用可能であるさらなる大径平歯車５７を含む。このようにして調整可能平歯車２６を作動させると、より高速を達成できるようにする増速駆動機能が作り出される。従って、固定トランスミッションアセンブリ１１は、一度に１つの経路で、直接または増速駆動のどちらかの選択肢を通して第２の中間シャフト２２に至る。第２の中間シャフト２２は、次に、下部可動トランスミッションアセンブリ１１Ａまで下方に延び、第２の中間シャフト２２は、平歯車３６を通して太陽歯車３８にインタフェース接続する。次に、最終のトルク減少が、そのような太陽歯車３８と平歯車３６のインタフェースで行われる。太陽歯車３８は、操舵シャフト４０と同軸に配置され、その同軸の操舵シャフト４０の移動とは独立して歯車回転を可能にする軸受を含む。従って、太陽歯車３８は、回転駆動シャフト４６に付けられたトルク増倍遊星歯車４２の駆動を可能にし、回転駆動シャフト４６は、最終のトルク増倍を行うための最終平歯車４９とインタフェース接続するさらなる平歯車４４を回転させる。そして次に、最終平歯車４９は、前輪５８の駆動ハブ５６に付けられたハブかさ歯車５４とインタフェース接続するかさ歯車５２に至る駆動トランスミッション軸５０を回転させる。
【００２５】
図３は、ペダルクランクアセンブリ１１０と、カバーを外した固定トランスミッション構成要素１１２および可動トランスミッション構成要素（図１および図２の１２）とを含む三輪車デバイス１００を示す。操舵シャフト１１５は、フォークアセンブリ１２１を通して接続されている前輪１１８の操舵を可能にするためのハンドル棒１１６を含む。全体での前輪アセンブリ１０５は、フレーム１２２に取り付けるためのコネクタプレート１２０をさらに含む。座部１２４は、リカンベント位置における前輪アセンブリ１０５の後ろの場所である。フレーム１２２は支持構成要素１２６を含み、両側の後輪１２８、１３０が座部位置１２４の外側で支持構成要素１２６に配設される。この図において、後輪１２８、１３０は、前輪アセンブリ１０５のマニュアル操作に対して独立して動く。
【００２６】
図４は、トランスミッションアセンブリ（例えば、図３の１１２、１１４）の上にカバー１３２がある三輪車を示す。この図において、後輪１２８Ａ、１３２Ａは、マニュアル操作の必要なしにまたはマニュアル操作への補足で自動運動を可能にするために、発電機１３４に接続される。
【００２７】
図５は、上述の図４と同じ構造体を含むが、ドア２２０を含む輸送能力のための好適なトランクデバイス２１０をさらに含む収納輸送自転車デバイス２００の図を提供する。そして、図６は、図５と同じであるが、トランク２１０内を利用するためにドア２２０が開けられた状態のデバイス２００を示す。
【００２８】
図７は、フレーム１２２が前輪アセンブリ１０５から切り離され、次に、前輪アセンブリ１０５を別の同様のデバイス（図示せず）に再装着できる自転車デバイス１００全体のモジュール化可能性の図を提供する。同じ結果が、図８において異なる角度で与えられる。
【００２９】
従って、結果として生じた発明のデバイスは、大きな多用性と、運転者が高いトルク条件下で大きい操舵安定性で操縦する能力とを与える。加えて、様々な短い旅行目的のための輸送促進および全体的な利用しやすさの可能性が、すべて、マニュアルおよび電気運動プロトコルの両方を利用することだけでなく、さらに運動負荷活動力のための可能性を伴って、すべて、そのような新規なデバイスが適切なユーザに与える予想外に効果的な結果を示している。
【００３０】
ここまでの例は、本発明の原理と、本発明の動作の特定の実施形態を示すために記載されている。その例は、本方法の範囲を限定するように意図されていない。請求する発明の範囲内の追加の実施形態および利点は、当業者には明らかであろう。
【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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【国際調査報告】
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