JP2002337781A - 前車輪駆動自転車と従動体が軸周り方向へ回転自在のまま回転駆動力を伝動する機構。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 前車輪操舵部が軸周り方向に回転自在なまま
前記クランクギヤに付与された回転駆動力を前車輪の回
転駆動力として伝動し得るようになした前車輪駆動自転
車と、当該前車輪駆動自転車に用いて好適な従動体が軸
周り方向へ回転自在のまま回転駆動力を伝動する機構に
関する。 【解決手段】 主フレーム１の前部に設けたヘッドラッ
ク８に、操舵回転型駆動力伝動機構を設け、当該操舵回
転型駆動力伝動機構１３とクランクギヤ５とを第１伝動
チェーン１４で連結するとともに、前記前車輪の回転軸
にフリーホイール１５を設け、当該フリーホイールと前
記操舵回転型駆動力伝動機構とを第２伝動チェーン１６
で連結して、クランクギヤ５に付与された回転駆動力
を、前記第１伝動チェーン、前記操舵回転型駆動力伝動
機構、第２伝動チェーンを順次介して伝達し、前車輪操
舵部１２が軸周り方向に回転自在なまま前記クランクギ
ヤに付与された回転駆動力を前車輪の回転駆動力として
伝動し得るようになした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、前車輪操舵部が軸周り
方向に回転自在なまま前記クランクギヤに付与された回
転駆動力を前車輪の回転駆動力として伝動し得るように
なした前車輪駆動自転車と、当該前車輪駆動自転車に用
いて好適な従動体が軸周り方向へ回転自在のまま回転駆
動力を伝動する機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、広く普及している自転車は、
その殆どが前後車輪が同一の径で主フレームの下部のハ
ンガーラック部に設けたクランクギアのペダルを回転さ
せ、この駆動力を後車輪に伝動して前車輪を操舵するタ
イプのものである。自転車の発展途上においては前車輪
を駆動するタイプの自転車も各種試作されたことがある
が、従来のものは操作上、性能上、あるいは安全性の面
から問題があるため、一般向きとしては淘汰され、ファ
ッション性特を持たせたオーディナリータイプの自転
車、幼児用の三輪車、補助輪付き一輪車、曲芸用自転車
など特殊な用途にだけ使用されている。

【０００３】また、前車輪駆動タイプの一般用自転車で
ある場合の従来例としては、特開平９‐１０４３８５号
公報がある。それは、「自転車の動力伝達機構をフレー
ム側の一次駆動と、前車輪ホーク側の二次駆動に分け
て、その二つを自在軸継手を介して接続し、ハンドル側
の前車輪を駆動する自転車。」である。同公報に開示さ
れている自在軸継手については具体的な詳細説明がな
く、実施例の図２に、自在軸継手取付部の詳細図が示さ
れている。しかるに当該自在継手は、ごく一般的なもの
で、ハンドル側の前車輪を駆動することが出来るが、当
該前車輪をハンドル操作により水平方向への回動出来る
角度に制限があるうえ、クランク側の回転駆動力をハン
ドル側の回転駆動力に伝動する際、ハンドル操作により
自在軸継手の角度が頻繁に変化すると、角度により回転
駆動力の伝動が円滑ではなくなり、自転車の操作性や乗
り心地が良いものではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前車輪駆動自転車が、
前車輪部に駆動ペダルを設ける方式である場合、ハンド
ルの操舵と駆動ペダルを踏み回転されることが干渉しあ
って、当該ペダルを駆動しながらハンドルを操作して大
きな操舵角を与えることが困難になる。又、駆動する足
の場所が前車輪付近に限定されるため、全体の重量配分
が悪くなり前傾転倒しやすくなる欠点がある。

【０００５】前車輪駆動自転車が、引用公報（特開平９
‐１０４３８５号公報）のように駆動ペダルをフレーム
側に設ける方式である場合には、フレーム側にあるペダ
ルの駆動力をハンドル操舵のために水平方向へ回動自在
にする必要のある前車輪側に伝達せねばならず、駆動と
操舵機構の両立が困難である。つまり、ペダル駆動が良
好となるが、前車輪に十分な操舵角を与えることが出来
ないうえ、駆動継手によっては、駆動力が操舵に悪影響
を与えることがしばしば起こる。

【０００６】本願発明は、上記のような前車輪駆動自転
車の技術的課題を解決せんとするもので、新たに従動体
が軸周り方向へ回転自在のまま回転駆動力を伝動する機
構を開発し、この新しい回転駆動力伝動機構を利用する
ことにより、操舵角に悪影響をあたえることなく、フレ
ーム側の駆動力を前車輪に伝動し、限界の無い円滑なハ
ンドルの操舵性と、効率的な伝動性能をもった、乗り心
地の良い前車輪駆動自転車を具現化せんとしたものであ
る。

【０００７】又本発明者は、前車輪駆動自転車に用いて
好適な、従動体が軸周り方向へ回転自在のまま駆動力を
伝動する機構を開発し具現化せんとしたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記技術的課
題を解決するため、以下に示すような手段を構成するこ
ととした。

【０００９】特許を受けようとする第１発明は、主フレ
ームの立パイプ上部にシートを装着し、当該主フレーム
の下部に設けたハンガーラック部に、駆動力を付与し得
るクランクギヤを設け、当該主フレームの後部に設けた
バックホークに後車輪を装着し、当該主フレームの前部
に設けたヘッドラックに、ハンドルと連結したフロント
ホークを介して前車輪を装着してなる前車輪操舵部が、
その軸周り方向に回転自在なるように装着されてなる自
転車において、主フレームの前部に設けたヘッドラック
に、操舵回転型駆動力伝動機構を設け、当該操舵回転型
駆動力伝動機構とクランクギヤとを第１伝動チェーンで
連結するとともに、前記前車輪の回転軸にフリーホイー
ルを設け、当該フリーホイールと前記操舵回転型駆動力
伝動機構とを第２伝動チェーンで連結して、クランクギ
ヤに付与された回転駆動力を、前記第１伝動チェーン、
前記操舵回転型駆動力伝動機構、第２伝動チェーンを順
次介して伝達し、前車輪操舵部が軸周り方向に回転自在
なまま前記クランクギヤに付与された回転駆動力を前車
輪の回転駆動力として伝動し得るようになしたことを特
徴とする前車輪駆動自転車である。

【００１０】当該第１発明は、前車輪駆動自転車の基本
特許である。前記操舵回転型駆動力伝動機構は、本発明
者が開発した従動体が軸周り方向へ回転自在のまま駆動
力を伝動する機構（第４発明・第５発明）を用いて従動
体をハンドルと連結した前車輪操舵部体となし、当該前
車輪操舵部が軸周り方向に回転自在なまま前記クランク
ギヤに付与された回転駆動力を前車輪の回転駆動力とし
て伝動し得るようになした前車輪駆動自転車である。

【００１１】特許を受けようとする第２発明は、前記操
舵回転型駆動力伝動機構は、駆動体である前記クランク
ギヤから伝動された前記駆動力伝動ギヤの回転駆動力を
駆動力分割伝動ギヤと２個の分割ギヤとクランクと遊星
歯車機構とを組み合わせて分割された２個の直線方向へ
の往復運動へ変換するようになし、これを従動体である
前車輪操舵部が軸周り方向へ回転自在のまま、当該前車
輪操舵部のハンドルポストに設けた２本の従動用レバー
による分割された直線状の往復運動に変換し、その２本
の従動用レバー先端部で且つ従動体である前車輪操舵部
のホーク肩部において、遊星歯車機構とクランクと２個
の分割ギヤと駆動力合成伝動ギヤと組み合わせて２本の
従動用レバーによる分割された直線状の往復運動を駆動
力合成伝動ギヤの回転駆動力に復元し、これを前車輪の
回転駆動力として利用し得るようにしたことを特徴とす
る請求項１に記載する前車輪駆動自転車である。

【００１２】第２発明は、操舵回転型駆動力伝動機構の
構成を具体的に特定したことを特徴とする前車輪駆動自
転車である。前車輪操舵部が軸周り方向へ回転自在のま
ま、回転駆動力を２本の従動用レバーによる分割された
直線状の往復運動に変換し、それを従動用レバー先端部
で且つホーク肩部において、駆動力合成伝動ギヤの回転
駆動力に復元し、これを前車輪の回転駆動力として利用
した前車輪駆動自転車である。

【００１３】特許を受けようとする第３発明は、操舵回
転型駆動力伝動機構が、ヘッドラックに設けた駆動力分
割伝動ギヤと２個の分割ギヤとクランクと遊星歯車機構
とを組み合わせてなる回転駆動力を分割された２個の直
線方向への往復運動へ変換する機構に、ころがり軸受け
又はすべり軸受けを介して前車輪操舵部のハンドルポス
トに設けた２本の従動用レバーと連結し、駆動力分割伝
動ギヤに付与された回転駆動力を前車輪操舵部が軸周り
方向への回転自在のまま２本の従動用レバーの軸線方向
への往復運動として伝動されるようになし、当該２本の
従動用レバーの先端部には、夫々に前車輪操舵部のホー
ク肩部に設けた遊星歯車機構とクランクと分割ギヤと駆
動力合成伝動ギヤとからなる往復運動を回転運動に合成
変換する機構と連結構成して、２本の従動用レバーによ
る分割された直線状の往復運動を合成して前記駆動力合
成伝動ギヤの回転駆動力に復元するように構成し、駆動
体である前記クランクギヤに付与された駆動力が伝動さ
れる前記駆動力伝動ギヤの回転駆動力を、往復運動へ変
換する機構により２分割した直線方向への往復運動へ変
換し、従動体である前車輪操舵部が軸周り方向へ回転自
在のまま、当該前車輪操舵部のハンドルポストに設けた
２本の従動用レバーによる分割された直線状の往復運動
に変換し、その２本の従動用レバー先端部で且つ従動体
である前車輪操舵部のホーク肩部において、２本の従動
用レバーによる分割された直線状の往復運動を合成して
前記駆動力合成伝動ギヤの回転駆動力に復元し、これを
前車輪の回転駆動力として利用し得るようにしたことを
特徴とする第１発明に記載する前車輪駆動自転車であ
る。

【００１４】特許を受けようとする第４発明は、駆動体
に設けた駆動力分割伝動ギヤと２個の分割ギヤとクラン
クと遊星歯車機構とを組み合わせてなる回転駆動力を分
割された２個の直線方向への往復運動へ変換する機構
と、ころがり軸受け又はすべり軸受けを介して従動体に
設けた２本の従動用レバーと連結し、駆動力分割伝動ギ
ヤに付与された回転駆動力を軸周り方向への回転自在の
まま２本の従動用レバーの軸線方向への往復運動として
伝動されるようになした２個の直線方向への往復運動を
伝動する機構と、当該２本の従動用レバーの先端部に
は、夫々に従動体に設けた遊星歯車機構とクランクと分
割ギヤと駆動力合成伝動ギヤとが組み合わされ往復運動
を回転運動に合成変換する機構とを連結構成して、２本
の従動用レバーによる分割された直線状の往復運動を合
成して前記駆動力合成伝動ギヤの回転駆動力に復元する
ように構成したことを特徴とする従動体が軸周り方向へ
回転自在のまま駆動力を伝動する機構である。

【００１５】当該第４発明は、従動体が軸周り方向へ回
転自在のまま駆動力を伝動する機構である。前車輪操舵
部が軸周り方向へ回転自在のまま、回転駆動力を２本の
従動用レバーによる分割された直線状の往復運動に変換
し、それをホーク肩部において、駆動力合成伝動ギヤの
回転駆動力に復元し、これを前車輪の回転駆動力として
利用する前車輪駆動自転車やロボット腕など種々に装置
に用いて好適である。

【００１６】特許を受けようとする第５発明は、駆動体
であるヘッドラックに設けた駆動力分割伝動ギヤと、こ
れに歯合する２個の分割ギヤと、当該分割ギヤの回転軸
には一側にクランクピンの突出形成したクランクを軸装
し、当該クランクピンには固定内歯歯車に歯合しながら
その内周を回転する遊星小歯車とが組み合わされたもの
で、当該遊星小歯車は、その外周が当該固定内歯歯車の
１／２で、且つ当該遊星小歯車の中心軸が前記クランク
ピンに枢支連結されており、更に当該遊星小歯車の他側
面には歯車ピンを突出形成しておき、当該遊星小歯車の
回転に伴って突設した歯車ピンが上下方向へ直線往復運
動するように構成してなる内転自在の直線往復運動機構
を、２組位相をずらして構成装着し、回転駆動力を分割
された２個の直線方向への往復運動へ変換する機構とな
し、軸周り方向Ｃへ回転自在な従動体には、ころがり軸
受け又はすべり軸受けを介して２本の従動用レバーと連
結し、駆動力分割伝動ギヤに付与された回転駆動力を軸
周り方向への回転自在のまま２本の従動用レバーの軸線
方向への往復運動として伝動されるようになした２個の
直線方向への往復運動を伝動する機構１８と、当該２本
の従動用レバーの先端部には、前記夫々に従動体に設け
た遊星歯車機構とクランクと分割ギヤと駆動力合成伝動
ギヤとが組み合わされ往復運動を回転運動に合成変換す
る機構とを連結構成して、その位相をずらして上下動す
る２本の従動用レバーによる分割された直線状の往復運
動を前記駆動力合成伝動ギヤの回転運動に合成復元する
ように構成したことを特徴とする従動体が軸周り方向へ
回転自在のまま回転駆動力を伝動する機構である。

【００１７】

【実施例】以下本発明を図示実施例に基づいて詳細に説
明する。図１は、本発明に係る前車輪駆動自転車の全体
構成を示す側面図であり、図２は、本発明に係る前車輪
駆動自転車の要部である操舵回転型駆動力伝動機構を示
す斜視図であり、図３は、当該操舵回転型駆動力伝動機
構の組み立て構造を示す縦断面図であり、図４は、同操
舵回転型駆動力伝動機構を構成する部品を展開した状態
の斜視図であり、図５は、操舵回転型駆動力伝動機構の
図３に示すＡ‐Ａ線断面図であるとともに、当該回転駆
動力を分割された２個の直線方向への往復運動へ変換す
る機構の横断平面図である。また、図６は、２個の直線
方向への往復運動を伝動する機構を示す透視斜視図であ
り、図７は、同操舵回転型駆動力伝動機構の図３に示す
Ｂ‐Ｂ線断面図であるとともに、往復運動を回転運動に
合成変換する機構の横断平面図である。また、図８は、
１個の駆動力分割伝動ギヤに同時に噛合する２個の分割
ギヤからなり回転駆動力の位相を分割する回転位相分割
部の構成を示す概略説明図であり、図９は、操舵回転型
駆動力伝動機構１３の基本構成を示す概略説明図であ
る。

【００１８】本発明は、図１に示すように、主フレーム
１の立パイプ２の上部にシート３を装着し、当該主フレ
ーム１の下部に設けたハンガーラック部４に、駆動力を
付与し得るクランクギヤ５を設け、当該主フレーム１の
後部に設けたバックホーク６に後車輪７を装着し、当該
主フレーム１の前部に設けたヘッドラック８に、ハンド
ル９と連結したフロントホーク１０を介して前車輪１１
を装着してなる前車輪操舵部１２が、その軸周り方向Ｃ
に回転自在なるように装着されてなる自転車を、ハンド
ル操作により前記前車輪操舵部１２が軸周り方向Ｃに回
転自在なまま、前記クランクギヤ５に付与された回転駆
動力を前車輪１１の回転駆動力として伝動し得るような
前車輪駆動自転車にしたものである。その特徴は、主フ
レーム１の前部に設けたヘッドラック８に、操舵回転型
駆動力伝動機構１３を設けたものである。当該操舵回転
型駆動力伝動機構１３とクランクギヤ５とを駆動力伝動
ギヤ１３ａを介して第１伝動チェーン１４で連結すると
ともに、前記前車輪１１の回転軸にフリーホイール１５
を設け、当該フリーホイール１５と前記操舵回転型駆動
力伝動機構１３とを第２伝動チェーン１６で連結して、
クランクギヤ５に付与された回転駆動力を、前記第１伝
動チェーン１４、前記操舵回転型駆動力伝動機構１３、
第２伝動チェーン１６を順次介して伝達し、前車輪操舵
部１２が軸周り方向Ｃに回転自在なまま前記クランクギ
ヤ５に付与された回転駆動力を前車輪１１の回転駆動力
として伝動し得るように構成した前車輪駆動自転車であ
る。

【００１９】当該操舵回転型駆動力伝動機構１３は、本
発明者が先に開発した従動体が軸周り方向へ回転自在の
まま駆動力を伝動する機構（特願平１１‐２５５７６６
号）の原理を応用して前車輪駆動自転車の回転駆動力の
伝動機構となるよう開発したものである。即ち従動体を
ハンドル９と連結した前車輪操舵部１２となし、当該前
車輪操舵部１２が軸周り方向Ｃに回転自在なまま前記ク
ランクギヤ５に付与された回転駆動力を前車輪１１の回
転駆動力として伝動し得るようになしたものである。

【００２０】当該操舵回転型駆動力伝動機構１３は、図
２、図９に示すように自転車の主フレーム１の前部に設
けたヘッドラック８に装着するものとなし、その基本的
構成は、図３，図４，図８，図９に示すように、回転駆
動力を分割された２個の直線方向への往復運動へ変換す
る機構１７と、２個の直線方向への往復運動を伝動する
機構１８と、２個の往復運動を回転駆動力に合成変換し
復元する機構１９とからなる。

【００２１】当該操舵回転型駆動力伝動機構１３の具体
的構成を更に詳細に説明すると、図３、図４に示すよう
に、前記回転駆動力を分割された２個の直線方向への往
復運動へ変換する機構１７は、前記ヘッドラック８に設
けた駆動力分割伝動ギヤ２０と２個の分割ギヤ２１ａ，
２１ｂとからなる回転位相分割部と、クランク２２ａ，
２２ｂと遊星歯車機構２３ａ，２３ｂとからなる内転サ
イクロイド直線運動部とが組み合わされた構成が、前記
ヘッドラック８の左右に一対配設されている。図５は、
当該回転駆動力を分割された２個の直線方向への往復運
動へ変換する機構１７の横断平面図である。

【００２２】これら図３、図４、図５に基づき詳細に説
明する。まず、当該回転駆動力を分割された２個の直線
方向への往復運動へ変換する機構１７は、１個の駆動力
分割伝動ギヤ２０に同時に噛合する２個の分割ギヤ２１
ａ，２１ｂからなり回転駆動力の位相を分割する回転位
相分割部１７ａと、前記分割ギヤ２１ａ，２１ｂの中心
軸に軸着された円板状のクランク２２ａ，２２ｂと、当
該クランク２２ａ，２２ｂのクランクピン２６ａ，２６
ｂを回転中心軸として軸着された遊星歯車２３ａ‐１，
２３ｂ‐１が２倍の径の固定内歯車２３ａ‐２，２３ｂ
‐２に噛合されるとともに、当該遊星歯車２３ａ‐１，
２３ｂ‐１の外周部他側面に歯車ピン２７ａ，２７ｂが
突設されている遊星歯車機構２３ａ，２３ｂとから構成
されている内転サイクロイド直線運動部１７ｂとからな
る。当該内転サイクロイド直線運動は、遊星歯車の径と
固定内歯車の径とが１：２であること、遊星歯車の回転
中心軸が回転自在なクランクのクランクピンとなって枢
支されていること、遊星歯車の他側面の歯部に歯車ピン
が突設されていること、という条件を具備するように遊
星歯車機構とクランク装置とを組み合わせることにより
起こるもので、クランクの回転運動を安定した歯車ピン
の直線方向への往復運動へ変換することが出来る機構の
動きである。この原理を応用した装置としては、例えば
特開平９‐１１９３０１号公報がある。尚、図中２８
ａ，２８ｂは、前記ヘッドラック８に固着した前記回転
駆動力を分割された２個の直線方向への往復運動へ変換
する機構１７を内装し保護するための保護カバーであ
る。

【００２３】次に、２個の直線方向への往復運動を伝動
する機構１８は、２本の従動用レバー１８ａ，１８ｂ
と、その上部に装着されたころがり軸受け又はすべり軸
受けからなる回転自在軸受け２４ａ，２４ｂとからな
り、当該回転自在軸受け２４ａ，２４ｂの外側軸受け２
４ａ‐１，２４ｂ‐１には歯車ピン２７ａ，２７ａが連
結されており、内側軸受け２４ａ‐２，２４ｂ‐２は従
動用レバー１８ａ，１８ｂと連結されており、これらは
前車輪操舵部１２のヘッドラック８とハンドルポスト２
５に穿設された長溝８ａ，２５ａを介して上下動自在な
るように内装されている。尚、図６は、当該２個の直線
方向への往復運動を伝動する機構１８の構成を示す斜視
図である。すなわち当該２本の従動用レバー１８ａ，１
８ｂの基端部には回転自在軸受け２４ａ，２４ｂを介し
て分割された２個の直線方向への往復運動へ変換する機
構１７と連結されており、前記２本の従動用レバー１８
ａ，１８ｂの位相の異なる上下方向への往復運動を伝動
する。このような当該２本の従動用レバー１８ａ，１８
ｂの先端部には、夫々に前記往復運動を回転運動に合成
変換する機構１９が装着されている。

【００２４】更に、当該往復運動を回転運動に合成変換
する機構１９は、図２、図３、図４に示すように、夫々
に前車輪操舵部１２のホーク肩部１０ａに設けた２組の
遊星歯車機構３０ａ，３０ｂとクランク３１ａ，３１ｂ
と、分割ギヤ３２ａ，３２ｂと駆動力合成伝動ギヤ３３
ａ，３３ｂとからなり、これらの部材が連結構成されて
いる。図７は、往復運動を回転運動に合成変換する機構
１９の横断平面図である。これを更に詳細に説明する
と、遊星歯車機構３０ａ，３０ｂは、遊星歯車３０ａ‐
１，３０ｂ‐１が２倍の径の固定内歯車３０ａ‐２，３
０ｂ‐２に噛合されるとともに、当該遊星歯車３０ａ‐
１，３０ｂ‐１の外周部他側面に歯車ピン３４ａ，３４
ｂが突設構成されている。尚、図中３５は、ハンドルポ
スト２５の下端に固定された合成変換機構保護カバ‐で
あり、３６は、第２伝動チェーン１６と噛合して復元し
た回転駆動力を伝動するスプロケットギヤである。位相
の異なる上下往復運動を行う２本の従動用レバー１８
ａ，１８ｂと連結伝動されている歯車ピン３４ａ，３４
ｂの上下往復運動を、遊星歯車機構３０ａ，３０ｂ、ク
ランク３１ａ，３１ｂ、分割ギヤ３２ａ，３２ｂと順次
伝達されることにより分割ギヤ３２ａ，３２ｂの回転力
に変換される。これが、駆動力合成伝動ギヤ３３ａ，３
３ｂと噛合されて回転駆動力として復元される。

【００２５】叙上のように当該操舵回転型駆動力伝動機
構１３は、駆動体である前記クランクギヤ５から伝動さ
れた前記駆動力伝動ギヤ１３ａを介しての回転駆動力を
駆動力分割伝動ギヤ２０と２個の分割ギヤ２１ａ，２１
ｂとクランク２２ａ，２２ｂと遊星歯車機構２３ａ，２
３ｂとを組み合わせてなる回転駆動力を分割された２個
の直線方向への往復運動へ変換する機構１７により分割
された２個の直線方向への往復運動へ変換するようにな
し、これを２個の直線方向への往復運動を伝動する機構
１８により従動体である前車輪操舵部が軸周り方向へ回
転自在のまま、２本の従動用レバーが位相の異なる直線
状の往復運動に変換し、更にその２本の従動用レバー先
端部で且つ従動体である前車輪操舵部のホーク肩部に設
けた前記往復運動を回転運動に合成変換する機構１９に
より、２本の従動用レバーによる分割された直線状の上
下往復運動を駆動力合成伝動ギヤの回転駆動力に復元
し、これを前車輪の回転駆動力として利用し得るように
作用するのである。このような作用をなす操舵回転型駆
動力伝動機構１３が開発されることにより、初めて実用
性のある前車輪駆動自転車を具現化できることとなった
のである。

【００２６】前記操舵回転型駆動力伝動機構１３は、前
述したような前車輪駆動自転車を具現化できるだけでな
く、そのまま従動体が軸周り方向へ回転自在のまま駆動
力を伝動する機構としてロボット腕や、彫刻や掘削装置
などさまざまな装置に応用できる可能性がある。従っ
て、これを本件第４発明として、駆動体（ヘッドラック
８）に固着した駆動力伝動ギヤ１３ａに設けた駆動力分
割伝動ギヤ２０ａ，２０ｂと、２個の分割ギヤ２１ａ，
２１ｂと、クランク２２ａ，２２ｂと遊星歯車機構２３
ａ，２３ｂとを組み合わせてなる回転駆動力を分割され
た２個の直線方向への往復運動へ変換する機構１７に、
ころがり軸受け又はすべり軸受けを介して従動体である
ハンドルポスト２５に設けた２本の従動用レバー１８
ａ，１８ｂと連結し、駆動力分割伝動ギヤ２０ａ，２０
ｂに付与された回転駆動力を軸周り方向へ回転自在のま
ま２本の従動用レバー１８ａ，１８ｂの軸線方向への往
復運動として伝動される２個の直線方向への往復運動を
伝動する機構１８と、当該２本の従動用レバー１８ａ，
１８ｂの先端部には、夫々に従動体に設けた遊星歯車機
構３０ａ，３０ｂとクランク３１ａ，３１ｂと分割ギヤ
３２ａ，３２ｂと駆動力合成伝動ギヤ３３ａ，３３ｂと
が組み合わされ往復運動を回転運動に合成変換する機構
１９とを連結構成して、２本の従動用レバー１８ａ，１
８ｂによる分割された直線状の往復運動を合成して前記
駆動力合成伝動ギヤ３３ａ，３３ｂの回転駆動力に復元
するように構成した従動体が軸周り方向へ回転自在のま
ま駆動力を伝動する機構として、技術認識したものであ
る。

【００２７】これを更に具体的な実施態様例として、図
３，図４，図５，図６，図７に基ずいて説明する。駆動
体であるヘッドラック８に設けた駆動力分割伝動ギヤ２
０ａ，２０ｂと、これに歯合する２個の分割ギヤ２１
ａ，２１ｂと、当該分割ギヤ２１ａ，２１ｂの回転軸に
は１側にクランクピン２６ａ，２６ｂの突出形成したク
ランク２２ａ，２２ｂを軸装し、当該クランクピン２６
ａ，２６ｂには固定内歯歯車２３ａ‐２，２３ｂ‐２に
歯合しながらその内周を回転する遊星歯車２３ａ‐１，
２３ｂ‐１とが組み合わされたもので、当該遊星歯車２
３ａ‐１，２３ｂ‐１は、その外周が当該固定内歯歯車
２３ａ‐２，２３ｂ‐２の１／２で、且つ当該遊星歯車
２３ａ‐１，２３ｂ‐１の中心軸が前記クランクピン２
６ａ，２６ｂに枢支連結されており、更に当該遊星歯車
２３ａ‐１，２３ｂ‐１の他側面には歯車ピン２７ａ，
２７ｂを突出形成しておき、当該遊星歯車２３ａ‐１，
２３ｂ‐１の回転に伴って突設した歯車ピン２７ａ，２
７ｂが上下方向へ位相をすらして直線往復運動するよう
に構成してなる内転自在な直線往復運動機構を、左右対
称に構成装着し、回転駆動力を分割された２個の直線方
向への往復運動へ変換するようになし、軸周り方向Ｃへ
回転自在な従動体（ハンドルポスト２５）には、ころが
り軸受け又はすべり軸受けなどの回転自在軸受け２４
ａ，２４ｂを介して２本の従動用レバー１８ａ，１８ｂ
と連結し、駆動力分割伝動ギヤ２０ａ，２０ｂに付与さ
れた回転駆動力を軸周り方向Ｃへの回転自在のまま２本
の従動用レバー１８ａ，１８ｂの軸線方向への往復運動
として伝動されるようになした２個の直線方向への往復
運動を伝動する機構１８と、当該２本の従動用レバー１
８ａ，１８ｂの先端部には、前記夫々に従動体（ハンド
ルポスト２５）に設けた遊星歯車機構３０ａ，３０ｂと
クランク３１ａ，３１ｂと分割ギヤ３２ａ，３２ｂと駆
動力合成伝動ギヤ３３ａ，３３ｂとが組み合わされ往復
運動を回転運動に合成変換する機構１９とを連結構成し
て、その位相をずらして上下動する２本の従動用レバー
１８ａ，１８ｂによる分割された直線状の往復運動を前
記駆動力合成伝動ギヤ３３ａ，３３ｂの回転運動に合成
復元するように構成したことを特徴とする従動体が軸周
り方向へ回転自在のまま回転駆動力を伝動する機構であ
る。尚、図３の中の２９は、ヘッドラック８に対しハン
ドルポスト２５が軸周り方向へ回転自在に装着するため
のハンドルポスト軸受けである。

【００２８】

【効果】本件第１発明乃至第３発明は、発明者が開発し
た従動体が軸周り方向へ回転自在のまま回転駆動力を伝
動する機構を応用して前車輪駆動自転車用の実用的な操
舵回転型駆動力伝動機構を開発し、これを用いて前車輪
操舵部が軸周り方向に回転自在なまま前記クランクギヤ
に付与された回転駆動力を前車輪の回転駆動力として伝
動し得るようになした前車輪駆動自転車を具現化したも
のである。

【００２９】このように前車輪操舵の場合には、駆動輪
と、操舵輪が同一になるため、操舵角が９０度以上の角
度でも舵の方向に自転車を動かすことができる。特に本
発明では、機構的に操舵角が１８０度前後の角度にすれ
ば、駆動輪を逆回転しなくても自転車を後進させること
ができる

【００３０】また、本件第１発明乃至第３発明は、後車
輪に駆動機構を必要としないので、車輪の配置の自由度
が増す。たとえば、複数の後車輪を設けることができた
り、複数の後車輪に作動装置などを設けることができた
り、極端に小さい後車輪とすることができたり、後車輪
部分を分離形式とすることができ、後車輪部をリヤカ
‐、台車など荷役車両と代用することができたり、他の
車椅子などに連結して牽引する機構として応用したりす
るなど、種々のレイアウトができる。

【００３１】本件第４発明乃至第５発明は、当該前車輪
駆動自転車用に開発された操舵回転型駆動力伝動機構の
部分を、前車輪駆動自転車用以外の用途の各種装置に用
いることが出来る、一般的な従動体が軸周り方向へ回転
自在のまま回転駆動力を伝動する機構を具現化したもの
である。回転駆動力を位相の異なるように分割された直
線状の往復運動に変換して離れた場所に伝動し、その先
で再び回転駆動力に変換復元する伝動機構でありなが
ら、伝動方向と直交する周回方向への回転はフリーな状
態を維持できるようにした伝動機構である。このような
周回方向への回転をフリーにした回転駆動力の伝動機構
は、従来より難しく、その方法は限られていたが、本発
明は、これを従来にない構成にて実現したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る前車輪駆動自転車の全体構成を示
す側面図である。

【図２】本発明に係る前車輪駆動自転車の要部である操
舵回転型駆動力伝動機構を示す斜視図である。

【図３】本発明に係る当該操舵回転型駆動力伝動機構の
組み立て構造を示す縦断面図である。

【図４】本発明に係る同操舵回転型駆動力伝動機構を構
成する部品を展開した状態の斜視図である。

【図５】操舵回転型駆動力伝動機構の図３に示すＡ‐Ａ
線断面図であるとともに、当該回転駆動力を分割された
２個の直線方向への往復運動へ変換する機構の横断平面
図である。

【図６】２個の直線方向への往復運動を伝動する機構を
示す透視斜視図である。

【図７】同操舵回転型駆動力伝動機構の図３に示すＢ‐
Ｂ線断面図であるとともに、往復運動を回転運動に合成
変換する機構の横断平面図である

【図８】１個の駆動力分割伝動ギヤに同時に噛合する２
個の分割ギヤからなり回転駆動力の位相を分割する回転
位相分割部の構成を示す概略説明図である。

【図９】操舵回転型駆動力伝動機構１３の基本構成を示
す概略説明図である。

【符号の説明】

１…主フレーム ２…立パイプ ３…シート ４…ハンガーラック部 ５…クランクギヤ ６…バックホーク ７…後車輪 ８…ヘッドラック ８ａ…長溝 ９…ハンドル １０…フロントホーク １０ａ…ホーク肩部 １１…前車輪 １２…前車輪操舵部 １３…操舵回転型駆動力伝動機構 １４…第１伝動チェーン １５…フリーホイール １６…第２伝動チェーン １７…回転駆動力を分割された２個の直線方向への往復
運動へ変換する機構 １７ａ…回転位相分割部 １７ｂ…内転サイクロイド直線運動部 １８…２個の直線方向への往復運動を伝動する機構 １８ａ…従動用レバー １８ｂ…従動用レバー １９…往復運動を回転運動に合成変換する機構 ２０ａ…駆動力分割伝動ギヤ ２０ｂ…駆動力分割伝動ギヤ ２１ａ…分割ギヤ ２１ｂ…分割ギヤ ２２ａ…クランク ２２ｂ…クランク ２３ａ…遊星歯車機構 ２３ｂ…遊星歯車機構 ２３ａ‐１…遊星歯車 ２３ｂ‐１…遊星歯車 ２３ａ‐２…固定内歯車 ２３ｂ‐２…固定内歯車 ２４ａ…回転自在軸受け ２４ｂ…回転自在軸受け ２４ａ‐１…外側軸受け ２４ｂ‐１…外側軸受け ２４ａ‐２…内側軸受け ２４ｂ‐２…内側軸受け ２５…ハンドルポスト ２５ａ…長溝 ２６ａ…クランクピン ２６ｂ…クランクピン ２７ａ…歯車ピン ２７ｂ…歯車ピン ２８ａ…保護カバ‐ ２８ｂ…保護カバ‐ ２９…ハンドルポスト軸受け ３０ａ…遊星歯車機構 ３０ｂ…遊星歯車機構 ３０ａ‐１…遊星歯車 ３０ｂ‐１…遊星歯車 ３０ａ‐２…固定内歯車 ３０ｂ‐２…固定内歯車 ３１ａ…クランク ３１ｂ…クランク ３２ａ…分割ギヤ ３２ｂ…分割ギヤ ３３ａ…駆動力合成伝動ギヤ ３３ｂ…駆動力合成伝動ギヤ ３４ａ…歯車ピン ３４ｂ…歯車ピン ３５…合成変換機構保護カバ‐ ３６…スプロケットギヤ Ｃ…軸周り方向

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主フレームの立パイプ上部にシートを装着
   し、当該主フレームの下部に設けたハンガーラック部
   に、駆動力を付与し得るクランクギヤを設け、当該主フ
   レームの後部に設けたバックホークに後車輪を装着し、
   当該主フレームの前部に設けたヘッドラックに、ハンド
   ルと連結したフロントホークを介して前車輪を装着して
   なる前車輪操舵部が、その軸周り方向に回転自在なるよ
   うに装着されてなる自転車において、主フレームの前部
   に設けたヘッドラックに、操舵回転型駆動力伝動機構を
   設け、当該操舵回転型駆動力伝動機構とクランクギヤと
   を第１伝動チェーンで連結するとともに、前記前車輪の
   回転軸にフリーホイールを設け、当該フリーホイールと
   前記操舵回転型駆動力伝動機構とを第２伝動チェーンで
   連結して、クランクギヤに付与された回転駆動力を、前
   記第１伝動チェーン、前記操舵回転型駆動力伝動機構、
   第２伝動チェーンを順次介して伝達し、前車輪操舵部が
   軸周り方向に回転自在なまま前記クランクギヤに付与さ
   れた回転駆動力を前車輪の回転駆動力として伝動し得る
   ようになしたことを特徴とする前車輪駆動自転車。
2. 【請求項２】前記操舵回転型駆動力伝動機構は、駆動体
   である前記クランクギヤから伝動された前記駆動力伝動
   ギヤの回転駆動力を駆動力分割伝動ギヤと２個の分割ギ
   ヤとクランクと遊星歯車機構とを組み合わせて分割され
   た２個の直線方向への往復運動へ変換するようになし、
   これを従動体である前車輪操舵部が軸周り方向へ回転自
   在のまま、当該前車輪操舵部のハンドルポストに設けた
   ２本の従動用レバーによる分割された直線状の往復運動
   に変換し、その２本の従動用レバー先端部で且つ従動体
   である前車輪操舵部のホーク肩部において、遊星歯車機
   構とクランクと２個の分割ギヤと駆動力合成伝動ギヤと
   組み合わせて２本の従動用レバーによる分割された直線
   状の往復運動を駆動力合成伝動ギヤの回転駆動力に復元
   し、これを前車輪の回転駆動力として利用し得るように
   したことを特徴とする請求項１に記載する前車輪駆動自
   転車。
3. 【請求項３】前記操舵回転型駆動力伝動機構は、ヘッド
   ラックに設けた駆動力分割伝動ギヤと２個の分割ギヤと
   クランクと遊星歯車機構とを組み合わせてなる回転駆動
   力を分割された２個の直線方向への往復運動へ変換する
   機構に、ころがり軸受け又はすべり軸受けを介して前車
   輪操舵部のハンドルポストに設けた２本の従動用レバー
   と連結し、駆動力分割伝動ギヤに付与された回転駆動力
   を前車輪操舵部が軸周り方向への回転自在のまま２本の
   従動用レバーの軸線方向への往復運動として伝動される
   ようになし、当該２本の従動用レバーの先端部には、夫
   々に前車輪操舵部のホーク肩部に設けた遊星歯車機構と
   クランクと分割ギヤと駆動力合成伝動ギヤとからなる往
   復運動を回転運動に合成変換する機構と連結構成して、
   ２本の従動用レバーによる分割された直線状の往復運動
   を合成して前記駆動力合成伝動ギヤの回転駆動力に復元
   するように構成し、駆動体である前記クランクギヤに付
   与された駆動力が伝動される前記駆動力伝動ギヤの回転
   駆動力を、往復運動へ変換する機構により２分割した直
   線方向への往復運動へ変換し、従動体である前車輪操舵
   部が軸周り方向へ回転自在のまま、当該前車輪操舵部の
   ハンドルポストに設けた２本の従動用レバーによる分割
   された直線状の往復運動に変換し、その２本の従動用レ
   バー先端部で且つ従動体である前車輪操舵部のホーク肩
   部において、２本の従動用レバーによる分割された直線
   状の往復運動を合成して前記駆動力合成伝動ギヤの回転
   駆動力に復元し、これを前車輪の回転駆動力として利用
   し得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載する
   前車輪駆動自転車。
4. 【請求項４】駆動体に設けた駆動力分割伝動ギヤと２個
   の分割ギヤとクランクと遊星歯車機構とを組み合わせて
   なる回転駆動力を分割された２個の直線方向への往復運
   動へ変換する機構と、ころがり軸受け又はすべり軸受け
   を介して従動体に設けた２本の従動用レバーと連結し、
   駆動力分割伝動ギヤに付与された回転駆動力を軸周り方
   向への回転自在のまま２本の従動用レバーの軸線方向へ
   の往復運動として伝動される２個の直線方向への往復運
   動を伝動する機構と、当該２本の従動用レバーの先端部
   には、夫々に従動体に設けた遊星歯車機構とクランクと
   分割ギヤと駆動力合成伝動ギヤとが組み合わされ往復運
   動を回転運動に合成変換する機構とを連結構成して、２
   本の従動用レバーによる分割された直線状の往復運動を
   合成して前記駆動力合成伝動ギヤの回転駆動力に復元す
   るように構成したことを特徴とする従動体が軸周り方向
   へ回転自在のまま駆動力を伝動する機構。
5. 【請求項５】駆動体であるヘッドラックに設けた駆動力
   分割伝動ギヤと、これに歯合する２個の分割ギヤと、当
   該分割ギヤの回転軸には一側にクランクピンの突出形成
   したクランクを軸装し、当該クランクピンには固定内歯
   歯車に歯合しながらその内周を回転する遊星小歯車とが
   組み合わされたもので、当該遊星小歯車は、その外周が
   当該固定内歯歯車の１／２で、且つ当該遊星小歯車の中
   心軸が前記クランクピンに枢支連結されており、更に当
   該遊星小歯車の他側面には歯車ピンを突出形成してお
   き、当該遊星小歯車の回転に伴って突設した歯車ピンが
   上下方向へ直線往復運動するように構成してなる内転直
   線運動機構を、２組位相をずらして構成装着し、回転駆
   動力を分割された２個の直線方向への往復運動へ変換す
   る機構となし、軸周り方向へ回転自在な従動体には、こ
   ろがり軸受け又はすべり軸受けを介して２本の従動用レ
   バーと連結し、駆動力分割伝動ギヤに付与された回転駆
   動力を軸周り方向への回転自在のまま２本の従動用レバ
   ーの軸線方向への往復運動として伝動されるようになし
   て２個の直線方向への往復運動を伝動する機構１８とな
   し、当該２本の従動用レバーの先端部には、夫々に従動
   体に設けた遊星歯車機構とクランクと分割ギヤと駆動力
   合成伝動ギヤとが組み合わされ往復運動を回転運動に合
   成変換する機構とを連結構成して、位相のずれた上下動
   をする２本の従動用レバーによる分割された直線状の往
   復運動を、前記駆動力合成伝動ギヤの回転運動に合成復
   元するように構成したことを特徴とする従動体が軸周り
   方向へ回転自在のまま回転駆動力を伝動する機構。