(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単軌二輪車、特に自転車、電動式自転車、電動式スクータ、原動機付スクータ又は原動機付自転車であって、フロント部とリヤ部とからなり、車軸を基準に垂直に配置された旋回軸線（Ｏ）によってフロント部とリヤ部が旋回可能に互いに結合されており、フロント部が前輪（１１）を有するフロントサスペンション（３１、３３、３５、３７）と、継手配置（１〜４）よりも前方にずらされたハンドルバー（２１）と、ハンドルバーの結合要素（２１’）とを含み、リヤ部が後輪（１０）を有するリヤサスペンション（３０、３２、３４、３６）とサドル（２６）を担持するシートポスト（２６’）とを含み、フロント部又はリヤ部のいずれかに属する駆動ユニット（４０〜５０）が設けられているものにおいて、継手配置（１〜４）が前輪（１１）と後輪（１０）との間のほぼ中央の位置にあり、フロントサスペンション（３１、３３、３５、３７）とハンドルバー（２１）と結合要素（２１’）が、それ自体回動不可能な第１ユニットを形成し、このユニットが上側操縦梃子（ａ）を介して前方から継手配置（１〜４）の旋回軸線（Ｏ）に作用し、リヤサスペンション（３０、３２、３４、３６）とシートポスト（２６’）が、それ自体回動不可能な第２ユニットを形成し、このユニットが上側操縦梃子（ｂ）でもって後方から、そしてペダル（２０）又は剛性フットレスト（２２）として構成された下側操縦梃子（ｃ）でもって、継手配置（１〜４）の旋回軸線（Ｏ）に作用し、ハンドルバー（２１）とフロントサスペンション（３１、３３、３５、３７）とシートポスト（２６’）とリヤサスペンション（３０、３２、３４、３６）とペダル（２０）若しくはフットレスト（２２）が、旋回軸線（Ｏ）を限定する中央案内要素（６；図８、図１０、図１２）に直接作用することを特徴とする、単軌二輪車。
【請求項２】
駆動ユニットがリヤ部に割当てられて、クランク（４０）を有するボトムブラケット軸受（４２）とこのクランクに回転可能に配置されたペダル（２０）とを含み、ボトムブラケット軸受が継手配置の旋回軸線（Ｏ）に対して同軸で又はずらして配置されていることを特徴とする、請求の範囲１記載の単軌二輪車。
【請求項３】
第２ユニットがペダル（２０）の代わりに剛性フットレスト（２２）を含み、このフットレストが継手配置の旋回軸線（Ｏ）に対して同軸で又はずらして配置されていることを特徴とする、請求の範囲１記載の単軌二輪車。
【請求項４】
フロントユニットとリヤユニットが旋回軸線（Ｏ）内で少なくとも１つの回転継手（１〜４）を介して互いに結合されていることを特徴とする、請求の範囲１〜３のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項５】
定位置のとき旋回軸線（Ｏ）が車道に対して直立していることを特徴とする、請求の範囲４記載の単軌二輪車。
【請求項６】
定位置のとき旋回軸線（Ｏ）が長手方向で前方又は後方に傾いて、前輪（１１）及び後輪（１０）のトレッドの内部で車道との交点を持つことを特徴とする、請求の範囲４記載の単軌二輪車。
【請求項７】
回転継手（１、２）が車軸の高さに又は車軸の上方にあることを特徴とする、請求の範囲４〜６のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項８】
回転継手（３、４）が車軸の下方にあることを特徴とする、請求の範囲４〜６のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項９】
回転継手（１、２）が車軸の上方にあり、回転継手（３、４）が車軸の下方にあることを特徴とする、請求の範囲４記載の単軌二輪車。
【請求項１０】
回転継手（１〜４）が、２つのうちの一方のユニットに回動不可能に結合された案内管（６；図８、図１０、図１２）からなり、上側転がり軸受及び下側転がり軸受を介して第２ユニットに結合されていることを特徴とする、請求の範囲４〜９のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項１１】
回転継手（１〜４）が円板状に構成されており、フロントユニットとリヤユニットが環状転がり軸受を介して互いに結合されていることを特徴とする、請求の範囲４〜１０のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項１２】
フロントユニットとリヤユニットが継手配置内で折り畳可能であることを特徴とする、請求の範囲１〜１１のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項１３】
フロントユニットとリヤユニットが高さを相互にずらされて回転継手（１〜４）に作用することを特徴とする、請求の範囲４〜１２のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項１４】
フロントユニットとリヤユニットがそれぞれ横オフセットを有して継手配置に作用することを特徴とする、請求の範囲４〜１３のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項１５】
結節点を有する各１つのパイプフレームによってフロントサスペンション（３１、３３、３５、３７）とリヤサスペンション（３０、３２、３４、３６）が形成されているものにおいて、パイプフレームの結節点（７１、７２）が回転継手として構成されており、結節点（７３、７４）を外すことによってリヤユニットが継手配置内でコンパクトな包みへと折り畳可能であることを特徴とする、請求の範囲１〜１４のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項１６】
上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）との間に直接的結合部が存在しないことを特徴とする、請求の範囲９〜１５のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項１７】
ばね要素（６０、６１）が回転継手（１〜４）の上方でその軸（Ｏ）と同軸に配置されていることを特徴とする、請求の範囲４〜１６のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項１８】
回転継手とばね要素（６１；図２４）とを介してハンドルバー（２１）がフロントサスペンション（３１、３３、３５）に結合されていることを特徴とする、請求の範囲１〜１７のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項１９】
回転継手とばね要素（６０；図７）とを介してシートポスト（２６’）がリヤサスペンション（３０、３２、３４）に結合されていることを特徴とする、請求の範囲１〜１８のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項２０】
フロントユニット及び／又はリヤユニットが弾性結合部を介して回転継手（１〜４）に接続されていることを特徴とする、請求の範囲４〜１９のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項２１】
ばね要素（６１；図３１）が上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）との間に配置されていることを特徴とする、請求の範囲４〜２０のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項２２】
フロントサスペンション（３７；図１５、図３０）とリヤサスペンション（３６）がばね要素として構成されていることを特徴とする、請求の範囲１〜２１のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項２３】
少なくともフロントサスペンション（３１、３３、３５、３７）又はリヤサスペンション（３０、３２、３４、３６）がパイプフレームとして構成されていることを特徴とする、請求の範囲１〜２２のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項２４】
少なくともフロントサスペンション（３３）又はリヤサスペンション（３２）が応力外皮構造として構成されていることを特徴とする、請求の範囲１〜２３のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項２５】
少なくともフロントサスペンション（３１）又はリヤサスペンション（３２）がフォークとして構成されていることを特徴とする、請求の範囲１〜２４のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項２６】
少なくともフロントサスペンション（３５）又はリヤサスペンション（３４）が単腕フォークとして構成されていることを特徴とする、請求の範囲１〜２５のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項２７】
少なくともフロントサスペンション（３１、３３、３５、３７）又はリヤサスペンション（３０、３２、３４、３６）が車軸に対して−上、横又は下に−オフセットを有して前輪（１１）若しくは後輪（１０）に接続されていることを特徴とする、請求の範囲１〜２６のいずれか１項記載の単軌二輪車（図１〜図４）。
【請求項２８】
旋回軸線（Ｏ）と同軸に延びる軸（５０）がペダル（２０）を介して駆動され、この軸が上端に連結器を有し、少なくとも１つの他のカルダン軸を介して前輪（１１）及び／及は後輪（１０）が駆動されることを特徴とする、請求の範囲１〜２７のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項２９】
駆動装置（４０〜５０）が回転継手（１〜４）の下方にあることを特徴とする、請求の範囲４〜２８のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項３０】
駆動装置（４０〜５０）が上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）との間にあることを特徴とする、請求の範囲９〜２９のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項３１】
上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）とを互いに結合する中空形材（４１４）の内部に電動機（４３、４４）と蓄電池（４０４）があることを特徴とする、請求の範囲９〜３０のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項３２】
充電器に接続するための閉鎖可能なコンセント（４０６）が継手配置の上端に配置されていることを特徴とする、請求の範囲４〜３１のいずれか１項記載の単軌二輪車（図３０）。
【請求項３３】
少なくとも１つのリム又はホイールディスク（１２、１３）が、蓄電池（４０３、４０４）を収容するための容器として役立つことを特徴とする、請求の範囲１〜３２のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項３４】
少なくとも１つのハブモータ（４７、４８）を介して駆動が行われることを特徴とする、請求の範囲１〜３３のいずれか１項記載の単軌二輪車（図３０、図３１、図３２）。
【請求項３５】
車輪が、太陽電池セル（４０１、４０２）を組み込んだ円板（１２、１３）として構成されていることを特徴とする、請求の範囲１〜３４のいずれか１項記載の単軌二輪車（図３２）。
【請求項３６】
リヤユニットが閉鎖運転キャビネット（７０）として構成されていることを特徴とする、請求の範囲１〜３５のいずれか１項記載の単軌二輪車（図２４）。
【請求項３７】
発車ロックが回転継手（１〜４）をブロックすることを特徴とする、請求の範囲４〜３６のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項３８】
クランク（４０）、電動機（４３、４４）又は内燃機関（４５、４６）のいずれかを介して駆動が行われることを特徴とする、請求の範囲４〜３７のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項３９】
駆動装置（４０〜５０）が前輪（１１）及び／又は後輪（１０）に作用することを特徴とする、請求の範囲４〜３８のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項４０】
継手配置の内側又は外側にあるステアリングダンパがフロントサスペンション（３１、３３、３５、３７）とリヤサスペンション（３０、３２、３４、３６）との間に設けられていることを特徴とする、請求の範囲４〜３９のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項４１】
継手配置にばね要素が作用し、その復元力が各操縦運動のとき克服されねばならないことを特徴とする、請求の範囲４〜４０のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【請求項４２】
継手配置が左リードと右リードとを備えていることを特徴とする、請求の範囲４〜４１のいずれか１項記載の単軌二輪車。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求の範囲１の前提部分に記載された単軌二輪車に関するものである。このような二輪車が刊行物ＤＥ９８３６６Ｃにより公知である。
先行技術によれば、大抵の単軌二輪車は−自転車にしろ原動機付自転車にしろ原動機付スクータにしろ−前輪にキャスタを有する操縦幾何学を有する。フレーム後部とフロントフォーク及びハンドルバーとを結ぶ旋回軸線の延長線は車道との交点が前輪接地点の数センチメートル前にある。このキャスタが二輪車の安定した直進をもたらす。
単軌二輪車用の各操縦システムは前輪及び後輪の車輪接地面を介して車道に対して２つの接触面を有する。従来の二輪車では、フォークと前輪とに回動不可能に結合されたハンドルバーの操作を通して二輪車が操縦される。走行安定性に影響する他の安全措置は旋回軸線と前車軸との間のオフセットである。このオフセットは操縦旋回時にフォークヘッドの僅かな上昇を引き起こし、二輪車の安定した直進に寄与する復元力がこれによってもたらされる。カーブ走行時には、出発位置に対して新たな平衡状態を実現するために運転者の体重移動と二輪車の傾きが必要である。この平衡状態は後輪に対する前輪の操縦旋回と走行速度と運転者の体重とに左右される。前部及び後部フレームユニットに共通する旋回軸線を偏心に配置することで単軌二輪車の問題のない操縦性は確かに可能となるのではあるが、しかしこの配置には諸問題が伴っている。
従来形式の単軌二輪車において旋回軸線を非対称に配置することによって、カーブ走行時に前輪と後輪は車道に対して異なる傾きをとる。その結果、なかんずく、操縦時に無駄な摩擦損失が生じ、これらの摩擦損失は例えば前輪、後輪のトレッドの不均一な摩滅に現れる。走行安全性を損なう他の視点はカーブ内での車輪位置に関係している。カーブ内ではカーブ通過にとって理想的な位置を前輪も後輪も占めない。両方の車輪の傾きが同じで、湾曲に対して接線方向に延びる車輪位置が最適である。それ故に従来の二輪車でのカーブ走行は、特に、滑り易い車道では転倒の危険と結びついている。車輪と車道との間の静摩擦が不足する場合、前輪にのみ加わる操縦旋回が前輪の滑りをもたらし、従って転倒をもたらす。カーブでの加速及び制動は後輪の横滑りを誘発することがあり、やはり転倒の原因となることがある。従来の自転車の他の欠点は上り坂で現れる。この場合一層強いペダル力が必要であることからハンドルバーに補償反発が生じ、これらの補償反発によって前輪が交互に振られる。そのことから一方で軌道が直進から外れ、他方で前輪と車道との間の摩擦が強まることになる。従来の二輪車では非対称なフレーム構造によって前輪と後輪とに対する重量の分布が不均一であることからフレームが付加的に荷重を受けることになり、これらの荷重は例えば捩り剛性構造体によって吸収されねばならない。
請求の範囲１の前提部分に記載された種類の単軌二輪車がドイツ特許第９８３６６号公報により公知である。
そこに示された軌道二輪車は前輪と後輪との間に設けられる旋回軸線を有し、この旋回軸線は前方に傾き、中心から出発して前方にずらされている。この二輪車では、ハンドルバーを担持する結合要素が回転可能にフレーム前部内で支承されている。ハンドルバーの操縦運動は２つの円切片状セクタギヤを介してフレーム後部に伝達される。この配置では、フレーム前部とフレーム後部を均一に振ることが可能ではない。ハンドルバーがフレーム前部内で回転可能に支承されることで、操縦運動が直接にフレーム前部からフレーム後部へと伝達されることを排除する。
フランス特許第９８２６８３号公報により、簡単にカートに改造することのできる自転車が公知である。提起された課題に合わせてこの自転車はフレーム中央部の左右に配置される２つの垂直軸線を有し、これらの垂直軸線がフレーム前部とフレーム後部の９０°旋回を可能とし、こうして単軸複軌カートが得られる。ここでは中央旋回軸線の構成が排除されている。操縦は両方の車輪に均一には作用しない。
雑誌”ラートファーレン・エクストラ”４．９２に示されたＦＬＥＶＯバイクが現下の開発である。この車も前輪と後輪との間のほぼ中央の位置に継手を有する。しかしこの継手は後方に強く傾いており、旋回軸線は前輪の車輪接地点の前で車道と交差する。つまりこの車では走行安定性がキャスタを介してもたらされる。しかもペダルがフレーム前部とで回動不可能なユニットを形成しており、このような横置車の操縦性は極端に限定されている。
課題
前記先行技術を前提に、本発明の課題は、操縦が両方の車輪に均一に作用するように、請求の範囲１の前提部分に記載された単軌二輪車を改良することである。この課題は請求の範囲１の特徴によって解決される。本発明の二輪車では３つの操縦梃子の協動が必要であり、これらの操縦梃子を介して旋回軸線内で回転継手の運動は調節することができる。用語”操縦梃子”は下記操縦原理についてのものである：
−フロントサスペンションとでそれ自体回動不可能なユニットを形成し且つ前方から継手配置に作用する第１上側操縦梃子、
−リヤサスペンションとで回動不可能なユニットを形成し且つ後方から継手配置に作用する第２上側操縦梃子、
−やはりリヤサスペンションとで回動不可能なユニットを形成し且つ継手配置の前方、中又は後方のいずれかで有効な下側操縦梃子。
前部上側操縦梃子は継手配置に対するハンドルバーの前方オフセットによって形成される。後部上側操縦梃子は継手配置に対するシートポストの後方オフセットによって形成される。下側操縦梃子は継手配置に対するペダル若しくは剛性フットレストのオフセットによって形成される。下側操縦梃子の作用点は常にハンドルバーとシートポストとの間にある。
認められるように、操縦梃子の力の導入点が、頂点で立てた三角形を形成し、三角形の下角にペダルがあり、ハンドルバーとサドルが三角形の上角を示すとき、本発明は常に実現されている。継手配置の旋回軸線は上角の間でこの三角形と交差する。
相互に影響し合う操縦梃子によって、中心継手を有する単軌二輪車の確実な操縦性と極端に高い運動性が可能となる。提案されたこの屈曲・傾き・操縦システムは、冒頭に指摘した種類の類概念に係るすべての二輪車について、根本的に新しい走行挙動をもたらし、この走行挙動は二輪車の先行技術に対して一連の利点で優れており、これらの利点を以下に詳しく説明する。更に、単軌二輪車を製造するときの設計支出は先行技術に比べて著しく低減することができ、重量の節約が可能であり、折り畳式自転車の製造も著しく簡単となる。フロントユニットとリヤユニットが垂直方向か又は水平方向のいずれかで相互にずらして継手配置に後続されている自転車の特別の利点として、自転車をその半分の長さに折り畳むことができるように両方の部分は継手配置の周りで相互に旋回させることができ、両方の部分は互いに密に当接する。中央継手を有するフレーム内の逆踏みブレーキ、電気駆動装置又は原動機駆動装置と多段変速との統合によってその他の利点が得られる。
本発明のその他の有利な諸構成は従属請求の範囲に明示されている。
構造
継手配置が前輪と後輪との間の中央位置にあることで、運転者の体重を短い経路で車軸に誘導することが可能となる。しかも支持要素は従来のフレーム構造に比較して一層コンパクトに実施することができ、そのことで構造支出が減少し、重量の節約が可能となる。本発明による単軌二輪車のフレームは、例えば、旋回軸線と共通の辺を持つ２つの三角形からなる。幾つかの実施変種では両方の三角形が前輪、後輪を懸架するために同一に構成されており、そのことでフレームの製造が付加的に簡素になる。静荷重と動荷重とからなる荷重を２つの三角形からなるシステムを介して導き出すことは構造上の観点から最適であり、軽量構造体の構成を可能とする。
最も単純な実施態様では二輪車のフレームがサスペンションとしての２つの直線状曲げ形材又は湾曲曲げ形材からなり、曲げ形材は旋回可能に継手配置内で互いに結合されている。操縦梃子がフロントサスペンションとでそれ自体回動不可能なユニットを形成する一方、リヤサスペンションはシートポスト及び下側操縦梃子とでそれ自体回動不可能な他のユニットを形成する。継手配置の位置は、一方で本発明による二輪車を省スペースに中央で折り畳むことを可能とし、他方で折り畳可能なパイプフレームの実施を可能とする。フロントユニット及びリヤユニット用の曲げ荷重を受ける構造態様と引張・圧縮荷重を受ける立体的フレームワークは単一の継手内で互いに回転可能に支承することができ、そのことから設計支出が付加的に減少する。回転継手は２つのうちの一方のユニットに回動不可能に結合された案内管からなり、他方でそれは上側及び下側転がり軸受を介して第２ユニットに結合されている。継手配置内に上側及び下側関節点を構成することで、継手配置に作用する諸力が減少し、軽量構造態様が可能となる。特に回転継手が車軸の高さ又はその下方に配置された車両では、関節点で有効な捩り力は円板状に拡張された継手を介して排出することができる。このような継手は原動機付スクータにおいて車両の底を形成し、下側操縦梃子はその場合拡張されてステップとされる。最後に、リヤユニットは運転者を風雨から保護する部分透明又は完全透明カバーを収容することができる。
走行特性
単軌二輪車の継手配置が前輪のトレッドと後輪のトレッドとの間の中央位置に設けられると、二輪車の走行挙動は根本的に変化する。操縦梃子を操作することによって前輪が動かされるだけでなく、前輪及び後輪の縦中心軸線が直線上にある基本位置から前輪及び後輪が均一に振られる。その際に前輪の接地面と後輪の接地面との間の区間が短くなり、フレームは旋回軸線に沿って折れ曲がる。カーブ内での平衡状態は、カーブ湾曲に対して半径方向で旋回軸線が走行速度に合わせて傾くことによってのみ可能である。
カーブ走行時に両方の車輪は通過するカーブの湾曲に対して接線方向で整列している。これにより摩擦損失が最小となり、両方の車輪外面は均一に負荷される。運転者の体重は同じ割合で車輪の接地面に分布する。屈曲・傾き・操縦システムの他の決定的利点は、方向変更の角度寸法が両方の車輪に均一に分布するので、カーブ通過時にフロントステアリングに比べて半分の大きさの操縦旋回が必要であるにすぎないことにある。意図する方向変更に向き合う側で前側操縦梃子を引き寄せ若しくはそれを押圧することによって操縦は引き起こされる。直進を引き起こす復元力が体重移動によって克服され、二輪車が折れ曲がり、旋回軸線が傾き、新たな平衡状態が実現される。この不安定な平衡状態は走行時５つの力の導入点で、つまりハンドルバーの左右のグリップとサドルと左ペダルと右ペダルで、運転者が力を加えることによって安定にされる。前記すべての点で力が同時に導入されると、各走行状況において単軌二輪車が安定状態となる。５点で支えられた屈曲・傾き・操縦システムは、中央旋回軸線を有する単軌二輪車にとって確実で制御し易い操縦機構である。下側操縦梃子の有効性は変速によって本質的に向上する。というのも、ペダル力がこれによって制御可能となるからである。運転者はペダルを介して前側操縦梃子に加えられる操縦力の直観的平衡化によって静かで精確な直進を達成する。始動時、旋回軸線内でペダルによって引き起こされるトルクは操縦梃子の適宜な反作用によって補償される。即ち、振れが小さければ小さいほど、操縦に必要な力の支出は僅かとなる。サドルから体を起こし、立った状態で若しくはゆさぶって走行することも可能である。上り坂では下側操縦梃子のペダル力が強まることで精確で静かな直進がもたらされる。高速で走行される下り坂区間では逆踏みブレーキを軽く操作することによって旋回軸線にモーメントを持ち込むのが望ましく、こうして前側及び後側操縦梃子が応力を受けることになり、高速時に不快であることのある負荷交番反応が旋回軸線に生じる危険はこれによって完全に防止される。運転者が手足で操縦を調節することのできる原動機付自転車又は原動機付スクータにも同じことが妥当する。良好な着座を保証する殻状シートによって、極端な速度の場合にも全く確実な走行が可能である。
直進時、継手配置は下死点にある。各操縦運動によって軸距が短くなり、継手配置が持ち上がる。つまりカーブ走行時継手配置は一層高いレベルにある。安定した直進に必要な復元力は、システムが、再び出発状態を占めるように常に努めることから得られる。この強制的屈曲傾き機構の内部で走行特性の付加的調節は長手方向で旋回軸線が傾くことによって、又はフロントサスペンションとリヤサスペンションがオフセットを有して車軸に作用することによって、もたらすことができる。旋回軸線内での操縦運動は、例えばリヤ部をフロント部に結合するガス圧縮ばねの態様のステアリングダンパによって調節することができる。各操縦運動のときこの減衰要素の抵抗は克服されねばならない。操縦特性を調節するための他の可能性は継手配置に作用するばね要素であり、直進から外れた各操縦運動のときこれらのばね要素の復元力が克服されねばならない。最後に、継手配置を改良して、操縦時にフロントサスペンションとリヤサスペンションが逆方向の勾配を有する滑り面を介して旋回軸線に沿って離反するようにすることができ、これによってやはり付加的復元力を引き起こすことができる。
駆動装置は前輪か又は後輪のいずれかに、又は両方の車輪にも、作用することができる。駆動装置が旋回軸線に対していかなる位置を占めるのかが本発明の枠内では重要である。内燃機関、電動機及び蓄電池を配置するために、本発明によれば、図面の説明のなかで詳しく説明される新規で有利な可能性が得られる。
両方の車輪を均一に調節する操縦装置を有する単軌二輪車は車道に対する理想的支えに基づいて従来の解決策を凌駕している、と要約して述べることができる。あらゆる走行状況においてこのような二輪車の確実で申し分のない操縦性は従来未解決の問題であった。この問題は、本発明で提案された操縦梃子及びそれらの具体化の配置及び協動によって簡単に解決される。
図面に略示されたさまざまな実施例に基づいて本発明を詳しく説明する。
図１は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の等角図である。
図２ａは、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図２ｂは、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の平面図である。
図２ｃは、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車を折り畳んで示す平面図である。
図３は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図４は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図５ａは、フロント駆動装置と垂直旋回軸線とを有する本発明による電動式スクータの側面図である。
図５ｂは、フロント駆動装置と垂直旋回軸線とを有する本発明による電動式スクータの平面図である。
図６は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による原動機付スクータの側面図である。
図７は、フロント駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による原動機付スクータの等角図である。
図８は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図９は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図１０は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図１１は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図１２は、後輪駆動装置と後方に傾いた継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図１３は、後輪駆動装置と前方に傾いた継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図１４は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図１５は、後輪駆動装置と後方に傾いた継手配置とを有する本発明による自転車の側面図である。
図１６は、前輪・後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による電動式自転車の側面図である。
図１７は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による折り畳式自転車の等角図である。
図１８は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による折り畳式自転車の側面図である。
図１９ａは、本発明による折り畳式自転車用のパイプフレームを展開位置で示す。
図１９ｂは、本発明による折り畳式自転車用のパイプフレームを折り畳位置で示す。
図２０ａは、本発明による折り畳式自転車を走行可能状態で示す側面図である。
図２０ｂは、本発明による折り畳式自転車を折り畳位置で示す。
図２１は、フロント駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による電動式自転車の側面図である。
図２２は、フロント駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による電動式スクータの側面図である。
図２３は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による原動機付自転車の側面図である。
図２４は、閉鎖キャビネットと補助輪とを有する本発明による電動式スクータの側面図である。
図２４ａは、図２４の電動式スクータをキャビネットなしに示す等角図である。
図２５は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による折り畳式自転車の側面図である。
図２５ａは、図２５の折り畳式自転車の斜視図である。
図２６は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による折り畳式自転車の側面図である。
図２６ａは、図２６の折り畳式自転車の斜視図である。
図２７は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による折り畳式自転車の側面図である。
図２７ａは、図２７の折り畳式自転車の斜視図である。
図２８は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による婦人用自転車の側面図である。
図２８ａは、図２８の婦人用自転車の斜視図である。
図２９は、後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による婦人用自転車の等角図である。
図３０は、前輪駆動装置と後方に傾いた継手配置とを有する本発明による電動式自転車の等角図である。
図３１は、前輪・後輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による電動式自転車の等角図である。
図３２は、前輪駆動装置と垂直継手配置とを有する本発明による電動式自転車の等角図である。
図に示した単軌二輪車、特に自転車、電動式自転車、電動式スクータ又は原動機付スクータはフロント部とリヤ部とからなり、前輪と後輪との間のほぼ中央の位置に配置される継手配置によってフロント部とリヤ部は旋回可能に互いに結合されており、フロント部は前輪を有するフロントサスペンションと、継手配置よりも前方にずらされたハンドルバーと、ハンドルバーの結合要素とを含み、リヤ部は後輪を有するリヤサスペンションとサドルを担持するシートポストとを含み、フロント部又はリヤ部のいずれかに属する駆動ユニットが設けられている。各図に認めることができるように、フロントサスペンション（３１、３３、３５、３７）と、ハンドルバー（２１）を担持する結合要素（２１’）が、それ自体回動不可能な第１ユニットを形成し、リヤサスペンション（３０、３２、３４、３６）とシートポスト（２６’）はそれ自体回動不可能な第２ユニットを形成し、サドル（２６）が継手配置（１〜４）よりも後方にずらされており、駆動ユニット（４０〜５０）が前輪（１１）又は後輪（１０）のいずれかに作用する。
図１は本発明による自転車の等角図である。この場合フロントユニットはハンドルバー（２１）と結合要素（２１’）とフォーク（３１）とからなり、リヤユニットはサドル（２６）とシートポスト（２６’）とフォーク（３０）とボトムブラケット軸受（４２）を収容するためのカンチレバーとで構成されている。それ自体回動不可能な両方のユニットが継手配置内で互いに回転可能に支承されている。この継手配置は、前輪（１１）及び後輪（１０）の車軸の上方に配置された上側回転継手（１、２）によって限定される。ペダル（２０）は車軸の下方にあり、旋回軸線（Ｏ）で下側操縦梃子（ｃ）として働く。駆動は従来どおりクランク（４０）を介して行われる。特別の利点はフロントユニットとリヤユニットが同一に構成されていることにある。ハンドルバー（２１）とサドル（２６）は高さ調整可能にフロントサスペンション（３１）若しくはリヤサスペンション（３０）内に嵌め込まれている。
図２ａの自転車ではフロントサスペンション（３１）とリヤサスペンション（３０）が車軸の下方で前輪（１１）と後輪（１０）とに作用する。それらは二又状パイプフレームとして構成されている。垂直継手配置の延長上にある円形中空形材が後輪（１０）の方に湾曲している。その末端にクランク（４０）がある。後部車軸とクランク（４０）との間の補助ステー（３８）が下側操縦梃子（ｃ）のペダル力を吸収する。この自転車でも回転継手（１、２）が車軸の上方に配置されている。
図２ｂは、一部折り畳んだ本発明による自転車の平面図であり、走行可能な旋回角が図示されている。
図２ｃは、フロントユニットとリヤユニットが旋回軸線（Ｏ）の周りで折り畳まれた輸送位置における本発明による自転車を示す。
図３に示す本発明による自転車では二又状フロントサスペンション（３１）と二又状リヤサスペンション（３０）とシートポスト（２６’）とハンドルバー（２１）とクランク（４０）が共通の案内管に接続されており、この案内管が旋回軸線（Ｏ）を限定する。クランク（４０）を収容するためのボトムブラケット軸受は継手配置の下端にあり、直管片を介してリヤユニット（３０）に接続されている。ボトムブラケット軸受を有するペダル（２０）の継手配置内での位置が自転車の直進を安定させる。二又状サスペンション（３０、３１）は応力外皮構造体として構成されて、車軸の下方でガセットプレートを介して前輪及び後輪の車軸に結合されている。
図４は図３に図示した本発明による自転車を示しており、フロントサスペンション（３１）とリヤサスペンション（３０）は車軸の上方で前輪及び後輪に作用する。
図５ａは、ハブモータ（４７）によって前輪を駆動する本発明による電動式スクータを示す。このスクータは共通の旋回軸線（Ｏ）の周りで回転可能な２つのユニットからなり、回転継手（３、４）は車軸の下方にある。フロントサスペンション（３３）は外皮構造体として構成され、リヤサスペンション（３０）はパイプフレームとして構成されている。ハンドルバー（２１）を引き寄せ若しくは押圧し、同時に、下側操縦梃子として働くフットレスト（２２）で足を支えることを介して、操縦は行われる。
図５ｂは本発明による電動式スクータの平面図であり、走行可能な旋回角が図示されている。
図６に示す本発明による電動式スクータは図５に示したスクータにその構造が一致しており、両方のサスペンション（３２、３３）は外皮構造体として構成されている。
本発明による原動機付スクータが図７に等角図で示してある。フロントサスペンション（３３）は応力外皮構造からなり、リヤサスペンション（３０）は二又状に構成されている。フロントユニットとリヤユニットは車軸の下方で円板状回転継手（３、４）を介して回転可能に互いに結合されている。操縦のとき操縦梃子（ａ）は前方から、操縦梃子（ｂ）は後方から、そして下側操縦梃子（ｃ）は前方からも、旋回軸線（Ｏ）に作用する。操縦用の力の導入点のこの配置は、屈曲・傾き・操縦システムの容易且つ確実な操作を可能とする。車軸の高さ若しくはそのすぐ下方に配置された回転継手（３、４）はフロント駆動装置と合わせて好ましい走行挙動を期待させることができる。継手配置の領域内でのスクータの幅は、場合によっては、回転継手（３、４）で有効となる振動減衰器の取付けを可能とする。回転継手（３、４）が中央にあることからフロントユニット（３３）が従来の構造に比べて本質的に簡素となっているので、この場合内燃機関（４５）は、運転に必要なあらゆる組立体と共に、外皮構造体によって形成される空気力学的包絡形状の内部に組み込むことができる。それ故にリヤユニット（３０）は、荷物を輸送するために拡張してプラットホームとされたフットレスト（２２）を有する１名乃至２名用のばね上シート（２６）として利用することができる。
図８は垂直継手配置と後輪駆動装置とを有する本発明による自転車を示す。この場合上側回転継手（１、２）は車軸の上方にあり、下側回転継手（３、４）は車軸の下方にある。中空形材（６）を結合する回転継手（１〜４）の間にクランク（４０）が取付けられている。フロント及びリヤサスペンション（３０、３１）はそれぞれ湾曲パイプフレームとして構成されている。フレーム下部がクランク（４０）の下死点よりも低く、クランク（４０）は極端な操縦旋回時にもパイプフレームに接触することがない。このシステムでは重心が低いことから、フレームの支持部材が下及び上から車軸に引き寄せられるので、安定した直進が得られる。この場合にもクランク（４０）は直接に旋回軸線（Ｏ）内で作用し、下側操縦梃子（ｃ）としてサドル（２６）とハンドルバー（２１）との間にある。それらの結合要素（２６’若しくは２１’）が上側操縦梃子（ａ、ｂ）を形成する。
図９に示す自転車ではフロント及びリヤサスペンション（３０、３１）がそれぞれ三角形パイプフレームとして構成されて、上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）とを介して互いに結合されている。
図１０に示す自転車ではフロント及びリヤサスペンション（３０、３１）が一緒に１つの三角形を形成し、上側回転継手（１、２）はこの三角形の上角にあり、前輪（１１）の車軸と後輪（１０）の車軸は三角形の２つの下角を限定し、下側回転継手（３、４）は車道に向き合う三角形の辺を半分にする。両方の回転継手（１〜４）は中空形材（６）によって互いに結合されている。この自転車は１８インチの車輪（１０、１１）を有する。シートポスト（２６’）と、ハンドルバー（２１）の結合要素（２１’）は、高さ調整可能にサスペンション（３０、３１）に固着されている。
図１１に示す本発明による自転車は二又状の湾曲サスペンション（３０、３１）を有し、車軸によって限定された軸距の内部でサスペンションは前輪（１１）及び後輪（１０）に結合されている。２つの補助ステーがボトムブラケット軸受（４２）を後側車軸に結合し、ペダル力若しくは操縦力をリヤユニットに導入する。
図１２に示す自転車は後方に傾いた継手配置を有する。この場合にもステーがボトムブラケット軸受（４２）の安定化に役立つ。大きい方のフロントユニットは補助ステーによって安定される。この場合シートポスト（２６’）は継手配置と同軸で延びて、案内管（６）に接続されている。リヤサスペンション（３０）とフロントユニットはこの案内管で回転可能に互いに結合されている。
図１３は前方に傾いた継手配置を有する本発明による自転車を示す。サスペンション（３２、３３）は薄板又は合成樹脂からなる応力外皮構造として構成されている。サドル（２６）とハンドルバー（２１）は継手配置から突出している。結合要素（２１’、２６’）の弾性変形はサドル（２６）及びハンドルバー（２１）をばね懸架するのに利用される。
図１４の自転車は、二又状中空箱断面体として構成された２つの同一のサスペンション（３０、３１）を有する。シートポスト（２６’）と、ハンドルバーの結合要素（２１’）は高さ調整可能にサスペンション（３０、３１）に固着されている。ボトムブラケット軸受（４２）は継手配置よりも僅かに後方にずらされて、車軸の下方にあり、上側回転継手（１、２）に作用する二又状コンソールによって保持される。
図１５の自転車ではサスペンション（３６、３７）がばね要素として構成されている。上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）は設計上結合されてはいない。これにより、フロントユニットとリヤユニットは関連し合ったばね要素として働く。この実施変種では衝撃的荷重を受けると軸距が延長される。リヤサスペンション（３６）の補強部分はボトムブラケット軸受（４２）が収容する。
図１６に示す本発明による電動式自転車はその構造が図１５の自転車に一致しており、駆動は前輪（１１）及び後輪（１０）内の２つのハブモータ（４７、４８）によって行われる。取出し可能な容器（４１４）が上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）との間に嵌め込まれており、蓄電池（４０４）を収容するのに役立つ。蓄電池（４０４）は車両から簡単に取り外して充電することができる。下り坂区間でハブモータ（４７、４８）は発電に利用することができる。フットレスト（２２）は車軸の下方に配置されている。
図１７に示す本発明による二輪車ではサスペンション（３４、３５）が単腕フォークとして構成されている。構造体の対称構造が最小体積への折り畳みを可能とする。
図１８に折り畳式自転車が示してある。フロント及びリヤサスペンション（３０、３１）の結節点（７０〜７３）がここでは回転継手として構成されている。継手配置の鎖錠部を外すことによってこの自転車は折り畳んでコンパクトな包みとすることができる。
図１９ａと図１９ｂは図１８の自転車のパイプフレームを展開位置と折り畳み位置とで示す。
図２０ａは走行可能状態の折り畳式自転車を示し、図２０ｂには折り畳まれた自転車が図示されている。継手配置の下端に鎖錠部（７４）があり、ボトムブラケット軸受（４２）とフロント及びリヤサスペンション（３０、３１）の下側ステーがこの鎖錠部に接続されている。継手配置の下端に設けられた鎖錠部（７４）を外すことによってこの自転車は折り畳んでコンパクトな包みとすることができる。ボトムブラケット軸受（４２）と後輪（１０）の軸との距離は折り畳操作の間一定しており、駆動ベルトが外れることはない。シートポスト（２６’）とハンドルバー（２１）は傾斜コンソールとして構成されており、フロント及びリヤサスペンション（３０、３１）で高さを調整することができる。この折り畳式自転車はきわめて軽量であり、折り畳んだ位置で何処にでも携行することができる。
図２１の電動式自転車ではハブモータ（４７）によって前輪が駆動され、継手配置内にあるクランク（４０）を介して付加的に後輪が駆動される。
図２２の電動式スクータでは継手配置内に蓄電池（４０４）用容器（４１４）が配置されている。充電器に接続するためのコンセント（４０６）が継手配置の上端にある。駆動は継手配置の下端にある電動機（４４）を介して行われる。車軸の駆動はカルダン軸（５０）を介して行われる。フットレスト（２２）が下側操縦梃子（ｃ）として働く。
図２３は本発明による原動機付自転車を示す。この場合内燃機関（４６）が上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）との間にある。タンク（４０７）がリヤユニットに組み込まれている。後輪はカルダン軸（５０）を介して駆動される。この場合にもフットレスト（２２）は操縦を支援するための下側操縦梃子（ｃ）として役立つ。上側操縦梃子（ａ、ｂ）と共に運転者は３つの力の導入点によって旋回軸線（Ｏ）内の平衡を調節することができる。
図２４に図示された本発明によるキャビネット付き電動式スクータではリヤサスペンション（３２）が応力外皮構造からなり、アクリルガラスカバー付きの運転キャビネット（７０）へと改良されている。このキャビネット（７０）の下端に回転継手（３、４）があり、この回転継手に設けられたフロントサスペンション（３３）は付加的に、前側領域内で円環切片状のリヤサスペンション（３４）の上縁で回転可能に支承されている。停止時に安定させるためにこの電動式スクータは２つの旋回進入可能な補助輪（９６）を有する。駆動は前輪（１１）のハブモータ（４７）を介して行われる。
図２５に示す本発明による折り畳式自転車ではフロントサスペンション（３１）とリヤサスペンション（３０）がパイプフレームとして構成されている。それらは相互にずらして上側回転継手（１、２）に配置されており、この自転車はその長さの半分に折り畳むことができる。
図２５ａはこの折り畳式自転車を斜視図で示す。
図２６に示す本発明による折り畳式自転車ではフロントサスペンション（３１）とリヤサスペンション（３０）は曲げ荷重を受ける矩形中空形材からなり、相互にずらして上側回転継手（１、２）に配置されており、この自転車はその長さの半分に折り畳むことができる。
図２６ａはこの折り畳式自転車を斜視図で示す。
図２７に示す本発明による折り畳式自転車ではフロントサスペンション（３１）とリヤサスペンション（３０）は曲げ荷重を受ける矩形中空形材からなり、相互にずらして上側回転継手（１、２）に配置されており、この自転車はその長さの半分に折り畳むことができる。
図２７ａはこの折り畳式自転車を斜視図で示す。
図２８に示す本発明による折り畳可能な婦人用自転車では、シートポスト（２６’）と継手配置に対する結合要素（２１’）を有するハンドルバー（２１）との間にＶ形昇降開口部が設けられており、フロントサスペンション（３１）とリヤサスペンション（３０）は車軸の下方にある下側回転継手（３、４）内で回転可能に互いに結合されている。
図２８ａはこの婦人用自転車を斜視図で示す。
図２９に図示された本発明による婦人用自転車ではフロントサスペンション（３３）とリヤサスペンション（３２）が応力外皮構造として構成されている。フロントユニットとリヤユニットは車軸の下にある下側回転継手（３、４）を介して結合されている。ボトムブラケット軸受（４２）は継手配置よりも後方にずらされて、やはり車軸の下方にある。駆動ユニットと、Ｕ形昇降開口部に向き合う車輪面は、クランク（４０）に至るまで非耐荷保護フェアリング（１５、１４）によって取り囲まれている。この実施態様の特別の利点は、前輪と後輪との間で低い位置で昇降が行われ、前部及び後部保護フェアリング（１５、１４）によって車輪表面が遮蔽されることにある。この自転車でも、２つの上側操縦梃子（ａ、ｂ）と、旋回軸線（Ｏ）に作用する１つの下側操縦梃子（ｃ）が図示されている。
本発明による電動式自転車が図３０に等角図で図示されている。継手配置は７°だけ後方に傾いている。蓄電池（４０４）を収容するための取出し可能容器（４１４）が上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）との間に嵌め込まれている。上側回転継手（１、２）と下側回転継手（３、４）は環状に構成されている。充電器に接続するためのコンセント（４０６）が上側回転継手（１、２）に設けられて、蓋によって閉鎖可能である。フロントユニットとリヤユニットは上側及び下側回転継手（１〜４）に弾性結合されている。フロント及びリヤサスペンション（３６、３７）はばね要素として構成されている。駆動は前輪（１１）の軸内のハブモータ（４７）を介して行われる。シートポスト（２６’）と、ハンドルバーの結合要素（２１’）は弾性フォークとしてリヤ若しくはフロントサスペンション（３６、３７）に結合されている。フットレスト（２２）は車軸のかなり下にあり、下側操縦梃子として最適に有効である。
図３１に示す本発明による電動式自転車では前輪（１１）と後輪（１０）が円板（１２、１３）として構成されている。これらの円板に円形蓄電池（４０３、４０４）が嵌め込まれている。駆動は前輪（１１）及び後輪（１０）内のハブモータ（４７、４８）を介して行われる。継手配置内にばね要素（６１）が組み込まれている。
図３２は、炭素繊維強化円板（１２、１３）として構成されて太陽電池セル（４０１、４０２）を装備した極端に大きな前輪（１１）及び後輪（１０）を有する本発明による電動式自転車を示す。集電器面を拡大するために車輪表面は波形又はひだ付きに構成することができる。車輪の直径を１．２５ｍと仮定した場合、集電器表面積は少なくとも４．９ｑｍとなる。出力を集電器面積１平方メートル当たり約０．５ＰＳと仮定すると、フロントハブモータ（４７）用駆動出力は約２．５ＰＳとなる。屈曲・傾き・操縦システムはこの比較的長い単軌二輪車にとって特別有利である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
0003830166.tif 000004
【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003830166.tif 000012
【図９】
0003830166.tif 000013
【図１０】
0003830166.tif 000014
【図１１】
0003830166.tif 000015
【図１２】
0003830166.tif 000016
【図１３】
0003830166.tif 000017
【図１４】
0003830166.tif 000018
【図１５】
0003830166.tif 000019
【図１６】
0003830166.tif 000020
【図１７】
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【図１８】
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【図１９ａ】
0003830166.tif 000023
【図１９ｂ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２４ａ】
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【図２５】
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【図２５ａ】
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【図２６】
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【図２６ａ】
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【図２７】
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【図２７ａ】
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【図２８】
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【図２８ａ】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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