(57)【要約】【課題】操縦安定性に優れた駆動輪兼操舵輪を備えた自転車の提供。【解決手段】自転車２は、一対の駆動輪６と、操舵装置１０と、駆動装置１２とを備えている。操舵装置１０は、第一操舵軸２０と、一対の第二操舵軸２２を備えている。一対の第二操舵軸２２は、第一操舵軸２０の回転に連動して回転させられている。一対の駆動輪６は、それぞれ第二操舵軸２０に回転可能に支持されている。駆動装置１２は、一対の駆動機構４０を備えている。一方の駆動機構４０は、一方の第二操舵軸２２を回転軸とする一方の中間歯車６２と、回転軸を水平方向とする一方の従動歯車６４とを備えている。他方の駆動機構４０は、他方の第二操舵軸２２を回転軸とする他方の中間歯車６２と、回転軸を水平方向とする他方の従動歯車６４とを備えている。一方の中間歯車６２と他方の中間歯車６２とは互いに逆の回転向きに回転して、一対の駆動輪６が回転させられている。【選択図】図２
2009166575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主フレームと、一対の駆動輪と、操舵装置と、駆動装置とを備えており、
この操舵装置が第一操舵軸と、一対の第二操舵軸を備えており、
この第一操舵軸がその軸線を回転軸として回転可能に主フレームに支持されており、
それぞれの第二操舵軸がその軸線を回転軸として回転可能に主フレームに支持されており、
この第二操舵軸が第一操舵軸の回転に連動して回転させられており、
一方の駆動輪が一方の第二操舵軸に回転可能に支持されており、
他方の駆動輪が他方の第二操舵輪に回転可能に支持されており、
この駆動装置が水平回転体と、一対の駆動機構とを備えており、
この水平回転体が回転軸を水平方向として回転可能に主フレームに支持されており、
一方の駆動機構が一方の第二操舵軸を回転軸とする一方の中間歯車と、回転軸を水平方向とする一方の従動歯車とを備えており、
この水平回転体と一方の中間歯車との回転の伝達により、水平方向を回転軸とする回転を一方の第二操舵軸を回転軸とする回転に変換しており、
一方の中間歯車と一方の従動歯車との回転の伝達により、一方の第二操舵軸を回転軸とする回転を水平方向を回転軸とする回転に変換しており、
この一方の従動歯車の回転により一方の駆動輪を回転させており、
この他方の駆動機構が他方の第二操舵軸を回転軸とする他方の中間歯車と、回転軸を水平方向とする他方の従動歯車とを備えており、
この水平回転体と他方の中間歯車との回転の伝達により、水平方向を回転軸とする回転を他方の第二操舵軸を回転軸とする回転に変換しており、
他方の中間歯車と他方の従動歯車との回転の伝達により、他方の第二操舵軸を回転軸とする回転を水平方向を回転軸とする回転に変換しており、
この他方の従動歯車の回転により他方の駆動輪を回転させており、
この一方の中間歯車と他方の中間歯車とが互いに逆の回転向きに回転して一対の駆動輪が回転させられる自転車。
【請求項２】
上記一対の駆動輪である前輪と、従動輪である後輪とを備える請求項１に記載の自転車。
【請求項３】
上記一対の駆動輪である後輪と、従動輪である前輪とを備える請求項１に記載の自転車。
【請求項４】
上記主フレームの前方左右及び後方左右のそれぞれにキャスターを備えており、
この前方左右のキャスターと後方左右のキャスターとの中間に一対の駆動輪を備える請求項１に記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪兼操舵輪を備えた自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
操舵輪である前輪を駆動輪とした自転車がある。その操舵輪の前輪は３６０°回転可能とされている。これにより、３６０°の任意の向きに駆動力を伝えることができる。この自転車では、後ろ向き及び斜め後方向きへの移動等、操舵の自由度が大きい。
【０００３】
図６は、操舵輪である前輪を駆動輪とした従来の自転車１０２の正面図である。この自転車１０２が特開２００２−３３７７８１号公報に記載されている。この自転車１０２は、主フレーム１０４の前方にヘッドラック１０６を備えている。ヘッドラック１０６は、ハンドルを備えた操舵軸１０８を３６０°回転可能に保持している。このヘッドラック１０６は、第一伝動チェーン１１０の駆動力を第二伝動チェーン１１２に伝える駆動伝達機構１１４を備えている。操舵軸１０８の下方先端には、前輪１２２が回転可能に取り付けられている。
【０００４】
運転者がクランク１１６を漕ぐと、第一チェーンギア１１８が回転する。第一チェーンギア１１８の回転は、第一伝動チェーン１１０を介して駆動伝達機構１１４に伝えられる。駆動伝達機構１１４は、この駆動力をヘッドラック１０６の下方に往復の直線運動で伝える。ヘッドラック１０６の下方でこの直線運動を回転運動に変換して、第二伝動チェーン１１２に伝える。駆動力は、第二伝動チェーン１１２を介してフリーホイール１２０に伝えられる。フリーホイール１２０に伝えられた駆動力で、前輪１２２が回転させられている。
【０００５】
この自転車１０２の駆動伝達機構１１４は、ヘッドラック１０６の内部に往復の直線運動をする部分を備えている。この自転車１０２は、この往復運動によりヘッドラック１０６の振動が発生しやすい。この自転車１０２は、凹凸のある路面ではハンドルが取られやすく操縦安定性に劣る。また、操舵輪兼駆動輪である前輪１２２には、操舵及び駆動による負荷が加わる。前輪１２２のタイヤでは、駆動輪と操舵輪を別々にされた自転車よりパンクなどのトラブルが発生しやすい。
【特許文献１】特開２００２−３３７７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７は、図６の自転車の駆動伝達機構１１４を改良した駆動伝達機構の部分断面が示された側面図である。この駆動伝達機構では、第一伝動チェーン１１０の駆動力を回転運動として前輪１５８に伝える。この自転車１５２では、駆動伝達機構１１４の往復直線運動する部分に代えて、回転運動として駆動力を伝える構造を備えている。主フレームは、前方にヘッドパイプ１５４を備えている。このヘッドパイプ１５４は、ハンドルを備えた操舵軸１５６を３６０°回転可能に保持している。この操舵軸１５６の下端には、前輪１５８と一体に回転する前輪軸１６０を回転可能に支持している。前輪軸１６０は、その軸線を回転軸として回転可能に支持されている。ハンドルにより操舵軸１５６がきられると、その方向に前輪軸１６０がきられて進行方向が変えられる。
【０００７】
この駆動伝達機構は、第一伝動チェーン１１０の駆動力をギア１６２に伝える。このギア１６２は、かさ歯車１６４と一体とされ、ヘッドパイプ１５４に対して回転可能に支持されている。この駆動力は、ギア１６２と一体に回転するかさ歯車１６４から、かさ歯車１６６に伝えられる。このかさ歯車１６６は、かさ歯車１６８とパイプ１７０を介して一体とされている。かさ歯車１６６、かさ歯車１６８及びパイプ１７０は、操舵軸１５６に操舵軸１５６の軸線を回転軸として回転可能に支持されている。かさ歯車１６６からかさ歯車１６８に伝えられた駆動力は、かさ歯車１７２に伝えられる。このかさ歯車１７２は、前輪１５８と一体に固定されている。かさ歯車１７２が回転することで、前輪１５８が回転させられ駆動される。
【０００８】
この駆動伝達機構では、従来技術で示された駆動伝達機構１１４の往復直線運動する部分に代えて、かさ歯車１６６、かさ歯車１６８及びパイプ１７０からなる縦回転体により、駆動力が前輪１５８に伝えられている。この駆動伝達機構は、往復直線運動をする部分を含まない。ヘッドパイプ１５４には、振動が発生しない。この駆動伝達装置を備えた自転車１５２は、操縦安定性に優れている。駆動伝達機構の構造がシンプルであり、この自転車１５２では、車体重量が軽量化されている。
【０００９】
この駆動伝達機構では、かさ歯車１６６、かさ歯車１６８及びパイプ１７０は操舵軸１５６の軸線を回転軸として回転する。操舵軸１５６は、ハンドルの操舵によりその軸線を回転軸として回転し、進行方向が変更される。この自転車１５２では、かさ歯車１６６、かさ歯車１６８及びパイプ１７０が回転することにより、操舵軸１５６を回転させる力が働く。特に静止状態から動力を加えられたときに操舵軸１５６を回転させる力が働きやすい。このため、ハンドルがしっかり握られていない状態で、クランクをこぎ出すとハンドルが、かさ歯車１６６、かさ歯車１６８及びパイプ１７０の回転方向に取られる現象が生じる。この駆動伝達機構は、始動時の操縦安定性に改良の余地がある。
【００１０】
本発明の目的は、操縦安定性に優れた駆動輪兼操舵輪を備えた自転車の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る自転車は、主フレームと、一対の駆動輪と、操舵装置と、駆動装置とを備えている。この操舵装置は、第一操舵軸と、一対の第二操舵軸を備えている。この第一操舵軸は、その軸線を回転軸として回転可能に主フレームに支持されている。それぞれの第二操舵軸は、その軸線を回転軸として回転可能に主フレームに支持されている。この第二操舵軸は、第一操舵軸の回転に連動して回転させられている。一方の駆動輪は、一方の第二操舵軸に回転可能に支持されている。他方の駆動輪が他方の第二操舵輪に回転可能に支持されている。この駆動装置は、水平回転体と、一対の駆動機構とを備えている。この水平回転体は、回転軸を水平方向として回転可能に主フレームに支持されている。一方の駆動機構は、一方の第二操舵軸を回転軸とする一方の中間歯車と、回転軸を水平方向とする一方の従動歯車とを備えている。この水平回転体と一方の中間歯車との回転の伝達により、この駆動機構は、水平方向を回転軸とする回転を一方の第二操舵軸を回転軸とする回転に変換している。一方の中間歯車と一方の従動歯車との回転の伝達により、この駆動機構は、一方の第二操舵軸を回転軸とする回転を水平方向を回転軸とする回転に変換している。この一方の従動歯車の回転により一方の駆動輪を回転させている。この他方の駆動機構は、他方の第二操舵軸を回転軸とする他方の中間歯車と、回転軸を水平方向とする他方の従動歯車とを備えている。この水平回転体と他方の中間歯車との回転の伝達により、この駆動機構は、水平方向を回転軸とする回転を他方の第二操舵軸を回転軸とする回転に変換している。他方の中間歯車と他方の従動歯車との回転の伝達により、この駆動機構は、他方の第二操舵軸を回転軸とする回転を水平方向を回転軸とする回転に変換している。この他方の従動歯車の回転により他方の駆動輪を回転させている。この一方の中間歯車と他方の中間歯車とが互いに逆の回転向きに回転して一対の駆動輪が回転させられる。
【００１２】
好ましくは、本発明に係る自転車は、一対の駆動輪である前輪と、従動輪である後輪とを備えている。
【００１３】
好ましくは、本発明に係る自転車は、一対の駆動輪である後輪と、従動輪である前輪とを備えている
【００１４】
好ましくは、本発明に係る自転車は、主フレームの前方左右及び後方左右のそれぞれにキャスターを備えている。この自転車は、この前方左右のキャスターと後方左右のキャスターとの中間に一対の駆動輪を備えている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る自転車では、駆動力により操舵軸の回転が抑制されている。駆動伝達機構の回転により、操舵軸が回転させられることが抑制されている。この自転車は操縦安定性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る自転車２の正面図である。図１の右向きが、この自転車２の前方向きである。図１の左向きが、自転車２の後方向きである。この自転車２は、主フレーム４と、一対の前輪６と、一対の後輪８と、操舵装置１０と、駆動装置１２とを備えている。この自転車２では、一対の前輪６が、駆動輪として駆動されている。一対の前輪６が、操舵輪とされている。
【００１８】
一対の後輪８は、主フレーム４の後方に取り付けられている。一対の後輪８は、主フレーム４に回転可能に取り付けられている。一対の後輪８は、主フレーム４を挟んでこの自転車２の左右側面に位置させられている。この主フレーム４は、上方にサドル１４を備えている。主フレーム４は、第一ヘッドパイプ１６及び一対の第二ヘッドパイプ１７を備えている。主フレーム４の前方の中央には、第一ヘッドパイプ１６が備えられている。第一ヘッドパイプ１６は、中空パイプである。第一ヘッドパイプ１６は、その軸線に沿って孔が形成されている。第一ヘッドパイプ１６の左右斜め前方には一対の第二ヘッドパイプ１７が備えられている。第二ヘッドパイプ１７は、中空パイプである。第二ヘッドパイプ１７は、その軸線に沿って孔が形成されている。
【００１９】
図２は、図１の断面II−IIで示される自転車２の断面側面図である。図２は、自転車２の後方から見た側面図である。この図ではこの自転車は左右一対の前輪６を備えている。操舵装置１０は、ハンドル１８、第一操舵軸２０、左右一対の第二操舵軸２２及び操舵伝達装置２４を備えている。
【００２０】
ハンドル１８は、リング状である。第一操舵軸２０は、丸棒状の形状をしている。ハンドル１８のリングの中心が、第一操舵軸２０の上方端に固定されている。第一操舵軸２０の軸線が、リング状のハンドル１８の回転軸とされている。この第一操舵軸２０は、第一ヘッドパイプ１６の軸線に沿った孔に回転可能に支持されている。第一操舵軸２０は、第一操舵軸２０の軸線を回転軸として回転可能とされている。この自転車２では、第一操舵軸２０は第一ヘッドパイプ１６に図示されないベアリングにより回転可能に支持されている。
【００２１】
左右一対の第二操舵軸２２は、丸棒状の形状をしている。左右一対の第二操舵軸２２は、それぞれ第二ヘッドパイプ１７の軸線に沿った孔に回転可能に支持されている。第二操舵軸２２は、第二操舵軸２２の軸線を回転軸として回転可能とされている。この自転車２では、第二操舵軸２２は第二ヘッドパイプ１７に図示されないベアリングにより回転可能に支持されている。
【００２２】
操舵伝達装置２４は、第一操舵ギア２６、左右一対の第二操舵ギア２８、無端連条索としての操舵チェーン３０を備えている。第一操舵ギア２６は、第一操舵軸２０の下方に取り付けられている。第一操舵ギア２６は、第一操舵軸２０の軸線を回転軸として回転可能とされている。第一操舵ギア２６は、第一操舵軸２０と一体に回転可能とされている。第二操舵ギア２８は、左右一対の第二操舵軸２２の上端にそれぞれ取り付けられている。第二操舵ギア２８は、第二操舵軸２２の軸線を回転軸として回転可能とされている。第二操舵ギア２８は、第二操舵軸２２と一体に回転可能とされている。
【００２３】
図３は、図１の自転車２の第一操舵ギア２６、左右一対の第二操舵ギア２８および操舵チェーン３０の関係が示された平面図である。図３の右向きが自転車２の前方でり、図３の左向きが自転車２の後方である。第一操舵ギア２６と左右一対の第二操舵ギア２８とは、同一平面上に位置している。図３に示されるように、第一操舵ギア２６と左右一対の第二操舵ギア２８との間には操舵チェーン３０が架け渡されている。この自転車２では、第一操舵ギア２６の左右には、テンションプリー３２が取り付けられている。テンションプーリー３２により、第一操舵ギア２６及び第二操舵ギア２８の歯と操舵チェーン３０が確実に噛み合っている。
【００２４】
図１及び図２に示されるように、一対の前輪６は、ホイール３４、タイヤ３６及び前輪軸３８を備えている。この前輪６のホイール３４は、前輪軸３８の一端に固定されている。前輪軸３８の他端は、それぞれ第二操舵軸２２の下方端に支持されている。前輪軸３８は、その軸線を回転軸として回転可能とされている。
【００２５】
図１、図２に示されるように、駆動装置１２は、一対の駆動機構４０、クランク４２、駆動ギア４４、無端連条索としての駆動チェーン４６、水平回転体４７を備えている。この水平回転体４７は、第一ギア４８、デファレンシャル機構５０、右回転軸５２、左回転軸５４、かさ歯車５８を備えている。
【００２６】
右回転軸５２及び左回転軸５４は、第二操舵軸２２の間に位置させられている。右回転軸５２及び左回転軸５４は、主フレーム４に支持されている。右回転軸５２及び左回転軸５４は、水平方向に回転可能に支持されている。右回転軸５２及び左回転軸５４の回転軸は、同軸である。右回転軸５２と左回転軸５４との間には、デファレンシャル機構５０が配置されている。
【００２７】
右回転軸５２の一端は、デファレンシャル機構５０に連結されている。右回転軸５２の他端には、かさ歯車５８が取り付けられている。かさ歯車５８は右回転軸５２を回転軸として回転可能に取り付けられている。かさ歯車５８は、右回転軸５２と一体に回転可能とされている。左回転軸５４の一端は、デファレンシャル機構５０に連結されている。左回転軸５４の他端にも、かさ歯車５８が取り付けられている。かさ歯車５８は左回転軸５４を回転軸として回転可能に取り付けられている。かさ歯車５８は、左回転軸５４と一体に回転可能とされている。この自転車２では、右回転軸５２は、ユニバーサルジョイント機構６０を備えている。ユニバーサルジョイント機構６０は、右回転軸５２の一端と他端との間に位置させられている。同様にして、左回転軸５４は、ユニバーサルジョイント機構６０を備えている。ユニバーサルジョイント機構６０は、左回転軸５４の両端の間に位置させられている。
【００２８】
第一ギア４８は、デファレンシャル機構５０に連結されている。第一ギア４８は、右回転軸５２と左回転軸５４との間に位置させられている。第一ギア４８は、右回転軸５２及び左回転軸５４と同軸の回転軸上に回転可能とされている。第一ギア４８は、このデファレンシャル機構５０に回転を伝えるリングギアである。
【００２９】
一対のクランク４２は、それぞれ主フレーム４の左右両側に回転可能に取り付けられている。駆動ギア４４が、主フレーム４に対して回転可能に取り付けられている。クランク４２の回転軸と駆動ギア４４との回転軸は、水平方向であり同軸である。駆動ギア４４とと第一ギア４８とには、駆動チェーン４６が架け渡されている。
【００３０】
図４は、図１の自転車２の左側の前輪６及び駆動機構４０の側面図である。駆動機構４０は、中間歯車６２及び従動歯車としてのかさ歯車６４を備えている。この中間歯車６２は、かさ歯車６６、パイプ６８及びかさ歯車７０を備えている。このかさ歯車６６、パイプ６８及びかさ歯車７０は、一体とされている。パイプ６８の上方には、かさ歯車６６が固定されている。パイプ６８の下方には、かさ歯車７０が固定されている。かさ歯車６６は、かさ歯車５８の下方に位置している。かさ歯車６６はかさ歯車５８に噛み合っている。このパイプ６８の中空には第二操舵軸２２が通されている。この中間歯車６２は、第二操舵軸２２に回転可能に支持されている。中間歯車６２は、第二操舵軸２２を回転軸として回転可能とされている。
【００３１】
かさ歯車６４は、前輪軸３８に固定されている。かさ歯車６４は、前輪軸３８と一体で回転する。かさ歯車６４の回転軸は前輪軸３８の回転軸と同軸である。このかさ歯車６４は、かさ歯車７０と噛み合っている。ここでは、自転車２の左側の前輪について説明がされた。図２に示されるように、この自転車２は、右側の前輪６にも駆動機構４０を備えている。この右側の前輪６の駆動機構４０は、左側の前輪６と同様の構造であり、その説明が省略される。
【００３２】
図１の自転車２では、クランク４２が運転者により漕がれ、クランク４２が回転させられる。クランク４２の回転により、駆動ギア４４が回転させられる。駆動ギア４４の回転は、駆動チェーン４６により、第一ギア４８に伝えられる。図２に示されるように、第一ギア４８の回転はデファレンシャル機構５０に伝えられる。このデファレンシャル機構５０により、右回転軸５２及び左回転軸５４に回転が伝えられる。
【００３３】
左回転軸５４と一体のかさ歯車５８が回転させられる。このかさ歯車５４の回転により、左側の前輪６の駆動機構４０が駆動される。
【００３４】
図４に示されるように、この駆動機構４０では、かさ歯車５８により、かさ歯車６６が回転させられる。かさ歯車６６が回転すると、一体のパイプ６８及びかさ歯車７０が回転させられる。かさ歯車６６、パイプ６８及びかさ歯車７０からなる中間歯車６２は、第二操舵軸２２を回転軸として回転させられる。かさ歯車７０の回転により、かさ歯車６４が回転させられる。かさ歯車６４の回転により、前輪軸３８及び前輪６が回転させられる。
【００３５】
かさ歯車５８及び中間歯車６２により、水平方向を回転軸とする回転が第二操舵軸２２を回転軸とする回転に変換される。中間歯車６２のかさ歯車７０の回転により、かさ歯車６４が回転させられる。中間歯車６２及びかさ歯車６４により、第二操舵軸２２を回転軸とする回転が水平方向を回転軸とする回転に変換される。前輪６には、駆動力は水平方向の回転として伝えられている。ここでは、自転車２の左側の前輪６の駆動について説明がされた。この右側の前輪６の駆動機構４０の駆動も同様であり、その説明が省略される。
【００３６】
この一対の前輪６の回転により、この自転車２は走行させられる。図１のハンドル１８が、運転者により回転させられる。ハンドル１８の回転に連動して、第一操舵軸２０が回転する。図３に示されるように、第一操舵軸２０と一体の第一操舵ギア２６が回転させられる。第一操舵ギア２６の回転は、操舵チェーン３０を介して一対の第二操舵ギア２８を回転させる。この一対の第二操舵ギア２８の回転により、一対の前輪６の進行方向が変えられる。一対の第一操舵軸２０は、ハンドル１８の回転向きと同じ向きに回転させられる。これにより、自転車２は走行向きが変えられる。この自転車２では、一対の前輪６は、並列に並んでいる。この自転車２では、一対の前輪６は走行方向を平行に保持して走行向きが変えられる。この自転車２では、チェーンとギアにより回転が伝えられているが、これに限られない。第一操舵軸２０と一対に操舵軸２０を連動して回転させる手段であればよい。他の例として、ベルトとプーリー若しくはタイミングベルトと歯車が例示される。
【００３７】
図３の両矢印Ｌは、第一操舵ギア２６、第二操舵ギア２８及び操舵チェーン３０の前後方向の長さを表している。この自転車２では、テンションプーリー３２が取り付けられている。このテンションプーリー３２は、第一操舵ギア２６と第二操舵ギア２８との間に位置させられている。このテンションプーリー３２には、操舵チェーン３０が第一操舵ギア２６及び第二操舵ギア２８の歯と噛み合う方向に押し付けられている。これにより、長さＬが短くされている。この自転車２は操舵伝達装置２４の長さは、短い。この自転車２は、その全長を短くできる。
【００３８】
この自転車２の旋回では、一対の前輪６に走行距離に差が生じる。内周側に位置する前輪６は、外周側に位置する前輪６より走行距離が短い。この自転車２はデファレンシャル機構５０を備えている。このデファレンシャル機構５０により、一対の前輪６はその走行距離に合わせた回転が伝えられる。一対の前輪６の走行距離に差が生じる旋回でも、この自転車２はスムーズに旋回することができる。
【００３９】
この自転車２は、図示されていないがフリーホイール機構を備えることが望ましい。フリーホイール機構は、ラチェット構造を備えている。例えば、第一ギア４８にフリーホイール機構が取り付けられる。このフリーホイール機構により、一方の回転向きのみ回転がデファレンシャル機構５０に伝えられる。他方の回転向きの回転は、デファレンシャル機構５０に伝えられない。これにより、駆動装置１０の駆動向きと逆向きの回転には、フリーホイールで滑りが生じる。これにより、自転車２ではクランク４２を停止させた状態で走行が可能となる。この自転車２は、乗車した人がペダルを漕がない状態で、他の人が押して走行させることができる。
【００４０】
この自転車２では、一対の前輪６が駆動輪兼操舵輪である。ハンドル１８をまわして、一対の前輪６の進行向きが直進向きから斜め前方に変えられると、自転車２は前進しながら旋回させられる。一対の前輪６の進行向きが直進向きから斜め後方に変えられると、自転車２は後退しながら旋回させられる。一対の前輪６の進行向きが直進向きから１８０°変えられると、自転車２は後退させられる。この様にこの自転車２は小回りに適している。この自転車２の操舵及び駆動の構成は車椅子にも適している。本発明に係る自転車には車椅子も含まれる。
【００４１】
この自転車２では、一対の中間歯車６２の回転向きは、互いに逆向きである。一方の中間歯車６２の回転により、一方の第二操舵軸２２を一方に回転させる力が発生する。他方の中間歯車６２の回転により、他方の第二操舵軸２２を他方に回転させる力が発生する。一方の第二操舵軸２２を一方に回転させようとする力と、他方の第二操舵軸２２を他方に回転させようとする力とが打ち消し合う。これにより第二操舵軸２２が回転させられることが抑制されている。静止状態から動力を加えられたときに第二操舵軸２２が回転させられることが抑制されている。この自転車２は、それぞれ逆向きに回転させられる中間歯車６２を備えている。これにより、第二操舵軸２２を回転させる力が抑制されている。
【００４２】
第二操舵軸２２を回転させる力が抑制されることで、第一操舵軸２０を回転させる力が抑制されている。この自転車２では、ハンドル１８を握る力が弱くてもハンドル１８がとられることが抑制されている。この自転車２は、小回りが効き、ハンドル１８を握る力が軽減されている。この自転車２の駆動輪兼操舵輪は、身障者及び高齢者のための車椅子に好適である。
【００４３】
この自転車２では、一対の前輪６が接地する。一方の前輪６が路面の凸部に乗り上げても、他方の前輪６の接地によりハンドル１８がとられることが抑制されている。一対の前輪６が接地することにより、路面の凹凸によりハンドル１８がとられることが抑制される。一対の前輪６を用いることで、より操縦安定性に優れる。
【００４４】
図５は、本発明の他の実施形態にかかる自転車７２の駆動機構７４が示された側面図である。この自転車７２には、駆動機構として自転車２と異なる駆動機構７４を備えている。この自転車７２は、他の構成については自転車２と同様であり、その説明は省略される。
【００４５】
この駆動機構７４は、中間歯車７６、従動歯車としてのかさ歯車７８、第二ギア８０、第二チェーン８２及び従動ギア８４を備えている。中間歯車７６は、かさ歯８６、かさ歯８８を備えている。中間歯車７６は、対向する二面にかさ歯８６及び８８を備えている。中間歯車７６は、両面かさ歯車である。中間歯車７６は、上方にかさ歯８６を備えている。中間歯車７６は、下方にかさ歯８８を備えている。中間歯車７６は、第二操舵軸２２に支持されている。中間歯車７６は、第二操舵軸２２を回転軸にして回転可能にされている。上方のかさ歯８６はかさ歯５８と噛み合っている。
【００４６】
かさ歯車７８は、中間歯車７６の下方に位置している。かさ歯車７８は、第二操舵軸２２に支持されている。かさ歯車７８は、水平方向を回転軸に回転可能に支持されている。かさ歯車７８は、中間歯車７６の下方のかさ歯８８と噛み合っている。かさ歯車７８と第二ギア８０とは、その回転中心を同軸上にして一体とされている。従動ギア８４は、ホイール９０に固定されている。従動ギア８４の回転軸は、前輪軸９２の軸線と同軸である。第二チェーン８２は、第二ギア８０と従動ギア８４に架け渡されている。
【００４７】
駆動機構７４では、かさ歯車５８により、中間歯車７６が回転させられる。中間歯車７６は、第二操舵軸２２を回転軸として回転する。かさ歯車５８及び中間歯車７６により、水平方向を回転軸とする回転が第二操舵軸２２を回転軸とする回転に変換される。中間歯車７６のかさ歯８８の回転により、かさ歯車７８及び第二ギア８０が回転させられる。中間歯車７６及びかさ歯車７８により、第二操舵軸２２を回転軸とする回転が水平方向を回転軸とする回転に変換される。第二ギア８０の回転は、第二チェーン８２を介して従動ギア８４に伝えられる。従動ギア８４の回転により、ホイール９０が回転させられる。これにより前輪６が回転させられる。従動ギア８４及び前輪６には、駆動力は水平方向の回転として伝えられている。
【００４８】
この自転車７２では、かさ歯車５８及び中間歯車７６により、水平方向を回転軸とする回転が第二操舵軸２２を回転軸とする回転に変換される。中間歯車７６の回転により、かさ歯車７８及び第二ギア８０が回転させられる。中間歯車７６及びかさ歯車７８により、第二操舵軸２２を回転軸とする回転が水平方向を回転軸とする回転に変換される。前輪６には、駆動力は水平方向の回転軸として伝えられている。この自転車７２の左右一対の中間歯車７６が逆向きに回転させられる。これにより、第二操舵軸２２を回動させようとする力が打ち消し合う。これにより、図１の自転車２と同様にハンドル１８がとられることが抑制されている。この自転車７２には、操縦安定性がよい。
【００４９】
この前輪６は駆動輪兼操舵輪であり、負荷が大きい。この自転車７２では、前輪６はチェーン駆動されている。この前輪６は、ホイール９０に従動ギア８４を備えた一般的な車輪が用いられている。前輪６の交換に特殊な車輪を必要としない。この前輪６の交換は、一般の自転車と同様であり容易である。
【００５０】
自転車２及び自転車７２では、互いに回転軸が直交する回転の伝達手段としてかさ歯車を用いている。互いに回転軸が直交する回転の伝達手段であれば、かさ歯車に限られない。かさ歯車では、すぐばかさ歯車、はすばかさ歯車、まがりばかさ歯車及びハイポイドギアのいずれであってもよい。まがりばかさ歯車は、高速度で静かな回転運動が可能であり、好ましい。
【００５１】
図１の自転車２では、一対の前輪６が駆動輪兼操舵輪とされている。後輪８を駆動輪兼操舵輪としてもよい。後輪８を操舵輪とする自転車では、前方のハンドル１８の操舵を後方の操舵輪に伝える操舵力伝達機構が設けられる。
【００５２】
自転車の主フレームの前方左右及び後方左右の４箇所にキャスターを備えて、この発明に係る駆動輪兼操舵輪を設けてもよい。このキャスターは、進行方向が自由に変えられる車輪である。例えば、主フレームの前方左右のキャスターと後方左右のキャスターとの中間に駆動輪兼操舵輪を設けてもよい。この自転車は、主フレームの前後方向の向きに関わらず、どの方向へも移動できる。この自転車は更に小回りが効き、車椅子に好適である。前方左右のキャスターと後方左右のキャスターとの中央に駆動輪を設けた自転車では、駆動輪兼操舵輪の進行方向に３６０°いずれの方向にも直線的な移動が可能である。
【００５３】
図１の自転車２は、クランク４２により駆動する。このクランク４２は、足で回転させられる。このクランク４２は、主フレーム４の上方に設置されて手動クランクとしてもよい。人力の駆動に代えて駆動ギア４４がモータにより駆動されてもよい。
【００５４】
この実施形態で示されるように、本発明に係る自転車では、図７の駆動伝達機構を備えた自転車に比べ、操縦安定性に優れている。このように、操縦安定性に優れることから、車椅子の駆動操舵にも適している。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、駆動輪兼操舵輪を備えた、車椅子を含む自転車に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る自転車の正面図である。
【図２】図２は、図１の断面II−IIで示される自転車の断面側面図である。
【図３】図３は、図１の自転車の第一ギア、左右一対の第二操舵ギアおよび操舵チェーンの関係が示された平面図である。
【図４】図４は、図１の自転車の左側の前輪及び駆動機構の側面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係る自転車の駆動機構が示された側面図である。
【図６】図６は、操舵輪である前輪を駆動輪とした従来の自転車の正面図である。
【図７】図７は、図６の自転車の駆動伝達機構を改良した駆動伝達機構の部分断面が示された側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
２・・・自転車
４・・・主フレーム
６・・・前輪
７・・・前輪
８・・・後輪
１０・・・操舵装置
１２・・・駆動装置
１４・・・サドル
１６・・・第一ヘッドパイプ
１７・・・第二ヘッドパイプ
１８・・・ハンドル
２０・・・第一操舵軸
２２・・・第二操舵軸
２４・・・操舵伝達装置
２６・・・第一操舵ギア
２８・・・第二操舵ギア
３０・・・操舵チェーン
３２・・・テンションプリー
３４・・・ホイール
３６・・・タイヤ
３８・・・前輪軸
４０・・・駆動機構
４２・・・クランク
４４・・・駆動ギア
４６・・・駆動チェーン
４７・・・水平回転体
４８・・・第一ギア
５０・・・デファレンシャル機構
５２・・・右回転軸
５４・・・左回転軸
５８・・・かさ歯車
６０・・・ユニバーサルジョイント機構
６２・・・中間歯車
６４・・・かさ歯車
６６・・・かさ歯車
６８・・・パイプ
７０・・・かさ歯車
７２・・・自転車
７４・・・駆動機構
７６・・・中間歯車
７８・・・かさ歯車
８０・・・第二ギア
８２・・・第二チェーン
８４・・・従動ギア
８６・・・かさ歯
８８・・・かさ歯
９０・・・ホイール
９２・・・前輪軸
１０２・・・自転車
１０４・・・主フレーム
１０６・・・ヘッドラック
１０８・・・操舵軸
１１０・・・第一伝動チェーン
１１２・・・第二伝動チェーン
１１４・・・駆動伝達機構
１１６・・・クランク
１１８・・・第一チェーンギア
１２０・・・フリーホイール
１２２・・・前輪
１５２・・・自転車
１５４・・・ヘッドパイプ
１５６・・・操舵軸
１５８・・・前輪
１６０・・・前輪軸
１６２・・・ギア
１６４・・・かさ歯車
１６６・・・かさ歯車
１６８・・・かさ歯車
１７０・・・パイプ
１７２・・・かさ歯車
【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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