JP2001018874A - 四輪自転車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実用的な四輪自転車を提供することを課題と
している。 【解決手段】 メインフレーム２における二叉に分岐せ
しめられた二叉部２ｂの両端側に後輪３を軸支し、直線
状のストレート部２ａに左右に延出する支持フレーム４
を介して前輪６を取付け、二叉部２ｂ側上方にサドル７
を支持せしめるとともに、ストレート部２ａの後方にペ
ダル８のクランク軸９を、前方にステアリング１１をそ
れぞれ軸支せしめ、二叉部２ｂ間に、入力側に変速用の
多段ギヤ２２を同芯的に取付けた差動装置１４を配置
し、該差動装置１４を介して両後輪３に駆動力を伝動し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は前後に二輪づつの
車輪を備えた四輪自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来比較
的手軽且つ安価な乗り物として自転車が知られており、
広く使用されているが、該自転車は一般的に前後１輪づ
つ備えた２輪車であり、乗車に際してバランスを取るこ
とが比較的難しく、乗車するためには一般的に若干の訓
練等を必要とする。このため自転車に乗車できない人は
少なくなく、また比較的高齢になり、自転車の乗車が困
難となった人も少なくはない。

【０００３】一方上記自転車の欠点を補うために、後輪
が２輪である三輪自転車や、前後に各２輪づつ車輪が配
置された四輪自転車等も発明されているが、三輪自転車
は左右のバランスが容易に崩れ、転倒する等の欠点があ
り、また四輪自転車は左右のバランスが容易に崩れるこ
とはなく、乗車は安全且つ容易であるが、路上走行等を
考慮して設計されたものはなく、フレーム重量が大きい
他、強度が比較的弱く、又カーブ等の走行性能が比較的
悪い（走行方向の変更等を容易且つ円滑に行うことがで
きない）等の欠点があり実用的なものはなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の四輪自転車は、直線状のストレート部２ａ
と、二叉に分岐せしめられた二叉部２ｂとを有する杆状
のメインフレーム２を備え、上記二叉部２ｂの両端側に
後輪３を軸支し、上記ストレート部２ａの前端側左右
に、左右に延出する支持フレーム４を介して前輪６を取
付け、二叉部２ｂ側上方にサドル７を支持せしめるとと
もに、ストレート部２ａの後方にペダル８のクランク軸
９を、前方にステアリング１１をそれぞれ軸支せしめた
ことを第１の特徴としている。

【０００５】第２に二叉部２ｂ間に差動装置１４を配置
し、該差動装置１４を介して両後輪３に駆動力を伝動す
ることを特徴としている。

【０００６】第３に差動装置１４の入力側に変速用の多
段ギヤ２２を同芯的に取付け、該多段ギヤ２２を介して
差動装置１４に駆動力を入力せしめることを特徴として
いる。

【０００７】第４に支持フレーム４をメインフレーム２
におけるストレート部２ａにローリング回動自在に、且
つストレート部２ａに軸方向への位置決め調整可能に支
持せしめたことを特徴としている。

【０００８】第５に支持フレーム４のローリング回動を
弾力的に規制する規制機構４３をメインフレーム２側に
設けたことを特徴としている。

【０００９】第６に支持フレーム４側にステアリング１
１の軸１１ａを回動自在に支持するステアリング支持部
３２を取り付けて設けたことを特徴としている。

【００１０】第７にクランク軸９をストレート部２ａ
に、ストレート部２ａの軸方向への位置決め調整が可能
に軸支せしめたことを特徴としている。

【００１１】第８に二叉部２ｂからサドル７を支持する
支持ステー４７を立設し、該支持ステー４７に対しサド
ル７を前後方向あるいは上下方向に位置決め調節が可能
に支持せしめたことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１，図２は本発明の四輪自転車
の側面図及び要部平面図であり、この四輪自転車の本体
１は、直線状のストレート部２ａと、二叉に分岐せしめ
られた二叉部２ｂとを有する平面視で略Ｙ字状をなす杆
状のメインフレーム２上に構成されており、二叉部の両
端側に後輪３が、ストレート部２ａの前端側左右に左右
方向に延出する支持フレーム４を介して前輪６が、二叉
部２ｂ側にサドル７が、ストレート部２ａ側にペダル８
のクランク軸９が、支持フレーム４側にステアリング１
１が各後述するように支持された構造となっている。

【００１３】まず後輪３の支持構造について説明する。
図３に示されるように二叉部２ｂの両端からは、それぞ
れ内側に向かって支持杆１２が固着されており、左右の
後輪車軸１３が、該支持杆１２の下方位置に支持杆１２
側に軸支されて設けられている。そして左右の後輪車軸
１３の端部に後輪３が軸支されているとともに、両後輪
車軸１３の対向端は差動機構１４を介して連結されてい
る。また該差動機構１４には後述するように駆動力が入
力されており、すなわち後輪３は差動機構１４を介して
駆動力が入力され駆動せしめられるように構成されてい
る。

【００１４】一方上記差動機構１４は回転駆動せしめら
れる外枠１６に４つのベベルギヤ１７，１８，１９，２
１が軸支された構造を有するものであり、外枠１６側に
支持される対向するベベルギヤ１７，１８に対して噛合
せしめられる対向するベベルギヤ１９，２１にそれぞれ
後輪車軸１３が軸支されている。そして上記外枠１６に
は自転車の変速に使用される多段ギヤ２２が同芯的に一
体的に取り付けられており、該ギヤ２２はチェーン及び
自転車に通常使用されている変速操作部を介してペダル
８側と連結されている。

【００１５】これによりペダル８を踏むことで多段ギヤ
２２に駆動力が伝動され、外枠１６が回転せしめられ、
両後輪３が駆動され本体１が走行するが、両後輪３は上
記差動機構１４を介して駆動されているため、例えばカ
ーブにさしかかるとカーブにおける内側の後輪３の回転
数が小さくなり円滑にカーブを通過することができる。
なおカーブ走行に際しての各ベベルギヤ１７，１８，１
９，２１の作動（差動機構の動作）は従来公知であるた
め、詳細については割愛する。

【００１６】このとき上記のように外枠１６に多段ギヤ
２２が一体的に固定されており、該多段ギヤ２２を介し
て駆動力を得る構造となっているため、通常の自転車と
同一の変速構造をとることができ、複雑な変速機構を採
用する必要が無く、比較的シンプルな変速構造に差動機
構１４を採用することができる。なお外枠１６を従来の
差動機構同様にベベルギヤ構造とし、多段ギヤ２２とベ
ベルギヤを介して伝動を行っても良い。

【００１７】次に前輪６の支持構造について説明する。
支持フレーム４はメインフレーム２のストレート部２ａ
に回転自在に外嵌せしめられる筒状の連結部２６に固着
されており、該支持フレーム４の両端部には上下方向の
筒状の縦フレーム２７が取り付けられている。そして前
記両縦フレーム２７の下端側からは車軸が突出せしめら
れており、該両車軸に前輪６が支持せしめられている。

【００１８】なお縦フレーム２７の上端には当該縦フレ
ーム２７の車軸を左右に揺動せしめるアーム２８が設け
られており、これら左右のアーム２８はロッド２９を介
して連結されている。また連結部２６には上方に突出す
るステー３１が固着（溶着）され、さらに該ステー３１
の上端には上下方向にステアリング軸１１ａを軸支せし
める筒状のステアリング支持筒３２が固着されており、
上記ステアリング軸１１ａの上端に取り付けられたステ
アリング１１は、ステアリング軸１１ａがステアリング
支持筒３２に回転自在に軸支されることで、支持フレー
ム４側に支持されている。

【００１９】そしてステアリング軸１１ａの下端側に
は、ステアリング支持筒３２からの突出部分において揺
動アーム３３がステアリング軸１１ａに一体的に取り付
けられているとともに、該揺動アーム３３と上記一方の
アーム２８とがロッド３４を介して連結されており、こ
れによりステアリング１１の揺動に伴い左右の前輪６が
揺動せしめられ、本体１の進行方向を変更せしめること
ができる。

【００２０】すなわちステアリング１１の左右揺動に伴
うステアリング軸１１ａの左右揺動により揺動アーム３
３が左右に揺動せしめられ、一方のアーム２８の揺動に
よりロッド２９を介して他方のアーム２８も揺動され、
左右の前輪６が同一方向に揺動せしめられる構造となっ
ている。

【００２１】一方メインフレーム２（ストレート部２
ａ）には図１，図２，図４に示されるようにプレート状
の位置決め板３６がスライド及び位置決め自在に軸支さ
れており、該位置決め板３６は連結部２６の前後両端を
挟持する位置に配置されている。そして両位置決め板３
６の下端部分はプレート３７により連結され、両位置決
め板３６は一体的に構成されて連結部２６の位置決め機
構３８を構成している。

【００２２】なお位置決め板３６はストレート部２ａと
嵌合する嵌合部３６ａにスリット３９が設けられ、該ス
リット３９間をボルト４０により絞めることでストレー
ト部２ａを抱き締めしてストレート部２ａに対して位置
決めを行う構造となっている。そして位置決め機構３８
をメインフレーム２（ストレート部２ａ）の任意の位置
に軸方向にスライドせしめて位置決めし、固定すること
で、両位置決め板３６間に配置された連結部２６がスト
レート部２ａをスライドせしめられて位置決めされ、固
定され、これにより前後車輪間のホイールベース及びス
テアリング１１の位置が設定調整される。

【００２３】また位置決め機構３８におけるプレート３
７の下面には左右方向に延出するプレート４１が固着さ
れているとともに、該プレート４１と支持フレーム４と
の間には左右にそれぞれスプリング等のクッション部材
４２が介設されており、これにより支持フレーム４（連
結部２６）のメインフレーム２に対する回動が規制され
る。すなわち上記プレート４１とクッション部材４２に
より支持フレーム４の回動を弾力的に規制する規制機構
４３が構成され、該規制機構４３が前輪６のサスペンシ
ョンを構成している。

【００２４】以上に示されるように連結部２６及び位置
決め機構３８により前輪６（サスペンション構造を含
む）及びステアリング１１が一体的に移動調節可能とな
っており、作業者の体格や自転車の性格に対応させた構
造とすることが容易に可能である。例えばホイルベース
を短くすることで回頭性を向上させスポーツ走行により
適した四輪自転車にしたり、ホイルベースを長くするこ
とで直進性を向上させより安定走行に適した四輪自転車
にしたり、乗車人の手足の長さ等に応じてステアリング
１１の位置を調節したりすることが容易にできる。

【００２５】なおステアリング１１が連結部２６に支持
せしめられているので、ホイルベース変更時においても
ハンドリング構造を変更する必要が無く、ハンドリング
構造をよりシンプルにすることができる。そして上記の
ように前輪６がメインフレーム２に対して回動するとと
もに、前輪６側には回動を弾力的に規制するサスペンシ
ョン機構が備えられているため、路上の凹凸に前輪６が
追従し、接地性が向上し、路上を安定して走行すること
ができる。

【００２６】またストレート部２ａにはペダル８のクラ
ンク軸９が、ストレート部２ａに対して軸方向にスライ
ド自在に外嵌する筒状のクランク軸支持部４４を介して
軸支されているが、該クランク軸支持部４４はストレー
ト部２ａに対してスライド自在であるとともに、ボルト
４６によりストレート部２ａを抱き締めすることでスト
レート部２ａに対する位置固定が自在となる構造をなし
ており、これによりペダル８（クランク軸９）の前後位
置調節が自在となっている。なおペダル８の位置調節に
よるチェーン２３の撓みは従来同様の自転車の変速構造
により吸収される。

【００２７】一方前述の左右の支持杆１２の上面側には
サドル７の支持ステー４７が固着されており、該支持ス
テー４７は支持杆１２及び支持ステー４７により背面視
で略三角形をなすように先端側が前後方向の支持筒４８
を介して固着されている。そして前記支持筒４８の先端
部分には支持筒４８に対して前後スライド及び位置固定
自在に前後杆４９が挿嵌せしめられており、さらに前後
杆４９の前端部分には前後杆４９に形成されたボス４９
ａを介して前後杆４９に対して上下スライド及び位置固
定自在に上下杆５１が挿嵌せしめられている。

【００２８】なお前後杆４９及び上下杆５１の位置固定
はそれぞれピンにより行われるように構成されている。
これによりサドル７及びペダル８（クランク軸９）を独
立して各位置調節することができるが、サドル７及びペ
ダル８の支持基端部分が比較的離反した位置に配される
ため、調節範囲を比較的大きく取れ、より容易に乗車人
の体格等に合わせることができる。

【００２９】以上に示されるように本発明の四輪自転車
は路上走行を容易に行うことができる他、自転車の各部
の設定を乗車人に合わせて自由に設定でき、且つホイル
ベースの調節も可能であるため、より容易に乗車するこ
とができ、特に高齢者等が容易に乗車することができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように構成される本発明の構造に
よると、自動車のようなＹ字状のメインフレーム上に構
成されているため、構造が簡単である他、フレームの重
量を軽量化すること、及び強度を比較的高くすることが
できるという利点があり、さらに後輪を差動装置を介し
て駆動する構造とすることで、走行方向の変更等を容易
且つ円滑に行うことができ、路上走行等を容易に行うこ
とができる。また差動装置への駆動力の入力が、差動装
置に同芯的に取り付けられた変速用の多段ギヤを介して
行われるため、変速機構を通常の自転車と同じ構造にす
ることができ、変速機構がシンプルとなる。

【００３１】一方前輪を支持する支持フレームをストレ
ート部に対して回動自在とすることで、前輪が回動し、
接地性が向上し走行性能が向上するが、さらに支持フレ
ームをストレート部の軸心に対してスライドせしめるこ
とで、ホイールベースの変更が可能であり、自転車の性
格を容易に変更することができる。なお支持フレームの
回動を弾力的に規制する規制機構材をメインフレーム側
に設けることにより該規制機構材が前輪のサスペンショ
ンとなり走行性はさらに高くなる。

【００３２】またステアリングを支持フレーム側に支持
せしめることで、ホイルベース変更時においてもハンド
リング構造を変更する必要が無く、ハンドリング構造を
よりシンプルにすることができる。さらにサドルを二叉
部側に、ペダル（クランク軸）をストレート部側に各位
置調節自在に配置することで、自転車の各部の配置を乗
車人の体格等に容易に合わせることができるという利点
があるが、特にペダルとサドルの位置調節を独立して行
うことができるため、調節範囲が大きく取れるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】四輪自転車の側面図である。

【図２】四輪自転車の要部平面図である。

【図３】四輪自転車の要部背面断面図である。

【図４】支持フレームの支持構造を示す要部正面図であ
る。

【符号の説明】

２ メインフレーム ２ａ ストレート部 ２ｂ 二叉部 ３ 後輪 ４ 支持フレーム ６ 前輪 ７ サドル ８ ペダル ９ クランク軸 １１ ステアリング １１ａ 軸（ステアリング軸） １４ 差動装置 ２２ 多段ギヤ ４３ 規制機構 ４７ 支持ステー

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状のストレート部（２ａ）と、二叉
   に分岐せしめられた二叉部（２ｂ）とを有する杆状のメ
   インフレーム（２）を備え、上記二叉部（２ｂ）の両端
   側に後輪（３）を軸支し、上記ストレート部（２ａ）の
   前端側左右に、左右に延出する支持フレーム（４）を介
   して前輪（６）を取付け、二叉部（２ｂ）側上方にサド
   ル（７）を支持せしめるとともに、ストレート部（２
   ａ）の後方にペダル（８）のクランク軸（９）を、前方
   にステアリング（１１）をそれぞれ軸支せしめた四輪自
   転車。
2. 【請求項２】 二叉部（２ｂ）間に差動装置（１４）を
   配置し、該差動装置（１４）を介して両後輪（３）に駆
   動力を伝動する請求項１の四輪自転車。
3. 【請求項３】 差動装置（１４）の入力側に変速用の多
   段ギヤ（２２）を同芯的に取付け、該多段ギヤ（２２）
   を介して差動装置（１４）に駆動力を入力せしめる請求
   項２の四輪自転車。
4. 【請求項４】 支持フレーム（４）をメインフレーム
   （２）におけるストレート部（２ａ）にローリング回動
   自在に、且つストレート部（２ａ）に軸方向への位置決
   め調整可能に支持せしめた請求項１又は２又は３の四輪
   自転車。
5. 【請求項５】 支持フレーム（４）のローリング回動を
   弾力的に規制する規制機構（４３）をメインフレーム
   （２）側に設けた請求項４の四輪自転車。
6. 【請求項６】 支持フレーム（４）側にステアリング
   （１１）の軸（１１ａ）を回動自在に支持するステアリ
   ング支持部（３２）を取り付けて設けた請求項１又は２
   又は３又は４又は５の四輪自転車。
7. 【請求項７】 クランク軸（９）をストレート部（２
   ａ）に、ストレート部（２ａ）の軸方向への位置決め調
   整が可能に軸支せしめた請求項１又は２又は３又は４又
   は５又は６の四輪自転車。
8. 【請求項８】 二叉部（２ｂ）からサドル（７）を支持
   する支持ステー（４７）を立設し、該支持ステー（４
   ７）に対しサドル（７）を前後方向あるいは上下方向に
   位置決め調節が可能に支持せしめた請求項１又は２又は
   ３又は４又は５又は６又は７の四輪自転車。