JP2009137386A

JP2009137386A - Bicycle equipped with driving wheel acting as steering wheel

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Publication number: JP2009137386A
Application number: JP2007314565A
Authority: JP
Inventors: Tamio Murayama; 民生村山; Kimiya Kano; 公也稼農
Original assignee: Kawamura Cycle Co Ltd
Current assignee: Kawamura Cycle Co Ltd
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bicycle equipped with a driving wheel acting as a steering wheel showing a superior stable operating characteristic. <P>SOLUTION: This bicycle 2 includes a main frame 4, a driving wheel 6, a steering shaft 20 and a driving device 12. The steering shaft 20 is supported at the main frame 4 in such a way that it can be turned around its axis acting as a turning shaft. The driving wheel 6 is rotatably supported at the steering shaft 20. The driving device 12 includes a first gear with its turning axis being set in a horizontal direction, an intermediate gear with the steering shaft 20 being applied as a turning shaft and a second gear with its turning axis being set in a horizontal direction. This bicycle 2 is made such that the first gear and the intermediate gear are engaged to each other to convert a turning operation around an axis with the horizontal direction into a rotation around the steering shaft 20 as a turning axis and the intermediate gear and the second gear are engaged to each other to convert a turning operation around the steering shaft 20 as a turning axis into a rotation around an axis with the horizontal direction. Rotation of this second gear causes the driving wheel to be rotated through an endless continuous rope. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、駆動輪兼操舵輪を備えた自転車に関する。 The present invention relates to a bicycle provided with driving wheels and steering wheels.

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。 There are bicycles that use the front wheels, which are steering wheels, as drive wheels. The front wheel of the steered wheel can rotate 360 °. As a result, the driving force can be transmitted in an arbitrary direction of 360 °. This bicycle has a large degree of freedom in steering, such as moving backward and obliquely backward.

図５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。 FIG. 5 is a front view of a conventional bicycle 102 in which front wheels, which are steered wheels, are used as drive wheels. This bicycle 102 is described in JP-A-2002-337781. The bicycle 102 includes a head rack 106 in front of the main frame 104. The head rack 106 holds a steering shaft 108 having a handle so as to be able to rotate 360 °. The head rack 106 includes a drive transmission mechanism 114 that transmits the driving force of the first transmission chain 110 to the second transmission chain 112. A front wheel 122 is rotatably attached to the lower end of the steering shaft 108.

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。 When the driver strokes the crank 116, the first chain gear 118 rotates. The rotation of the first chain gear 118 is transmitted to the drive transmission mechanism 114 via the first transmission chain 110. The drive transmission mechanism 114 transmits this driving force to the lower portion of the head rack 106 by a reciprocating linear motion. This linear motion is converted into rotational motion below the head rack 106 and transmitted to the second transmission chain 112. The driving force is transmitted to the free wheel 120 via the second transmission chain 112. The front wheel 122 is rotated by the driving force transmitted to the free wheel 120.

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。
特開２００２−３３７７８１号公報 The drive transmission mechanism 114 of the bicycle 102 includes a portion that reciprocates linearly inside the head rack 106. The bicycle 102 is likely to generate vibration of the head rack 106 due to the reciprocating motion. The bicycle 102 is inferior in steering stability because the steering wheel is easily taken on an uneven road surface. Further, a load due to steering and driving is applied to the front wheel 122 which is a steering wheel and driving wheel. In the tire of the front wheel 122, troubles such as puncture are more likely to occur than a bicycle in which driving wheels and steering wheels are separated.
JP 2002-337781 A

図６は、図５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。 FIG. 6 is a side view showing a partial cross section of a drive transmission mechanism improved from the bicycle drive transmission mechanism 114 of FIG. In this drive transmission mechanism, the driving force of the first transmission chain 110 is transmitted to the front wheels 158 as a rotational motion. The bicycle 152 has a structure for transmitting a driving force as a rotational motion instead of the reciprocating linear motion portion of the drive transmission mechanism 114. The main frame includes a head pipe 154 on the front side. The head pipe 154 holds a steering shaft 156 having a handle so as to be able to rotate 360 °. A front wheel shaft 160 that rotates integrally with the front wheel 158 is rotatably supported at the lower end of the steering shaft 156. The front wheel shaft 160 is supported so as to be rotatable about its axis. When the steering shaft 156 is turned by the steering wheel, the front wheel shaft 160 is turned in that direction, and the traveling direction is changed.

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。 This drive transmission mechanism transmits the driving force of the first transmission chain 110 to the gear 162. The gear 162 is integrated with the bevel gear 164 and is supported so as to be rotatable with respect to the head pipe 154. This driving force is transmitted from the bevel gear 164 that rotates integrally with the gear 162 to the bevel gear 166. The bevel gear 166 is integrated with the bevel gear 168 via the pipe 170. The bevel gear 166, the bevel gear 168 and the pipe 170 are supported by the steering shaft 156 so as to be rotatable about the axis of the steering shaft 156 as a rotation axis. The driving force transmitted from the bevel gear 166 to the bevel gear 168 is transmitted to the bevel gear 172. The bevel gear 172 is fixed integrally with the front wheel 158. By rotating the bevel gear 172, the front wheel 158 is rotated and driven.

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は、車体重量を軽量化されている。 In this drive transmission mechanism, the driving force is transmitted to the front wheel 158 by a vertical rotating body comprising a bevel gear 166, a bevel gear 168 and a pipe 170 instead of the reciprocating linear movement portion of the drive transmission mechanism 114 shown in the prior art. It has been. This drive transmission mechanism does not include a portion that reciprocates linearly. The head pipe 154 is not vibrated. The bicycle 152 provided with this drive transmission device is excellent in handling stability. The structure of the drive transmission mechanism is simple, and the bicycle 152 has a reduced body weight.

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。 In this drive transmission mechanism, the bevel gear 166, the bevel gear 168, and the pipe 170 rotate about the axis of the steering shaft 156 as a rotation axis. The steering shaft 156 rotates about its axis as a rotation axis by steering the steering wheel, and the traveling direction is changed. In the bicycle 152, the bevel gear 166, the bevel gear 168, and the pipe 170 are rotated, so that a force for rotating the steering shaft 156 works. In particular, when power is applied from a stationary state, the force for rotating the steering shaft 156 is likely to work. For this reason, a phenomenon occurs in which the handle is taken in the rotational direction of the bevel gear 166, the bevel gear 168, and the pipe 170 when the crank is pushed out while the handle is not firmly grasped. This drive transmission mechanism has room for improvement in handling stability at start-up.

従来の自転車に比べ駆動輪兼操舵輪の前輪１５８はパンクなどのトラブルが発生しやすい。この前輪１５８には、かさ歯車１７２が一体として取り付けられる。この前輪１５８の取り付け構造は、特殊な構造である。この自転車１５２では、この特殊な前輪１５８の交換が必要である。 Compared to a conventional bicycle, the front wheel 158, which is both a driving wheel and a steering wheel, is more susceptible to troubles such as puncture. A bevel gear 172 is integrally attached to the front wheel 158. The mounting structure of the front wheel 158 is a special structure. In this bicycle 152, this special front wheel 158 needs to be replaced.

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。 An object of the present invention is to provide a bicycle provided with driving wheels and steering wheels having excellent steering stability.

本発明に係る自転車は、主フレームと、駆動輪と、操舵軸と、駆動装置とを備えている。この操舵軸は、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。この駆動輪は、操舵軸に回転可能に支持されている。この駆動装置は、回転軸を水平方向とする第一歯車と、操舵軸を回転軸とする中間歯車と、回転軸を水平方向とする第二歯車を備えている。この自転車は、第一歯車と中間歯車が噛み合って、水平方向を回転軸とする回転を操舵軸を回転軸とする回転に変換している。この自転車は、中間歯車と第二歯車が噛み合って、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。この第二歯車の回転は、無端連条索を介して駆動輪を回転させる。 The bicycle according to the present invention includes a main frame, drive wheels, a steering shaft, and a drive device. The steering shaft is supported on the main frame so as to be rotatable about the axis thereof. The drive wheels are rotatably supported on the steering shaft. This drive device includes a first gear whose horizontal axis is the rotation axis, an intermediate gear whose rotation axis is the steering axis, and a second gear whose horizontal axis is the rotation axis. In this bicycle, the first gear and the intermediate gear mesh with each other, and the rotation with the horizontal axis as the rotation axis is converted into the rotation with the steering axis as the rotation axis. In this bicycle, the intermediate gear and the second gear mesh with each other, and the rotation with the steering shaft as the rotation axis is converted into the rotation with the horizontal direction as the rotation axis. The rotation of the second gear rotates the driving wheel through the endless continuous rope.

好ましくは、本発明に係る自転車は、前輪と、後輪とを備えている。この前輪又は後輪のいずれか一方を従動輪としており、他方を駆動輪とされている。 Preferably, the bicycle according to the present invention includes a front wheel and a rear wheel. Either the front wheel or the rear wheel is a driven wheel, and the other is a drive wheel.

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。この自転車では、この主フレームに駆動輪を備えている。 Preferably, the bicycle according to the present invention includes casters on each of the front left and right and the rear left and right of the main frame. In this bicycle, the main frame is provided with drive wheels.

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。 In the bicycle according to the present invention, the rotation of the steering shaft is suppressed by the driving force. The rotation of the drive transmission mechanism prevents the steering shaft from rotating. This bicycle has excellent handling stability.

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。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with appropriate reference to the drawings.

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、前輪６と、後輪８と、操舵部１０と、駆動装置１２とを備えている。この自転車２では、前輪６が駆動輪として駆動されている。前輪６が操舵輪とされている。 FIG. 1 is a front view of a bicycle according to an embodiment of the present invention. The rightward direction in FIG. 1 is the forward direction of the bicycle 2. The left direction in FIG. 1 is the rear direction of the bicycle 2. The bicycle 2 includes a main frame 4, a front wheel 6, a rear wheel 8, a steering unit 10, and a drive device 12. In this bicycle 2, the front wheels 6 are driven as drive wheels. The front wheel 6 is a steering wheel.

後輪８は、主フレーム４の後方に回転可能に取り付けられている。この自転車２では、主フレーム４を挟んでこの自転車２の左右側面に一対の後輪８が回転可能に取り付けられている。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の前方には、ヘッドパイプ１６が備えられている。ヘッドパイプ１６は、その内部が空洞であり、円筒状である。 The rear wheel 8 is rotatably attached to the rear of the main frame 4. In the bicycle 2, a pair of rear wheels 8 are rotatably attached to the left and right side surfaces of the bicycle 2 with the main frame 4 interposed therebetween. The main frame 4 includes a saddle 14 on the upper side. A head pipe 16 is provided in front of the main frame 4. The head pipe 16 is hollow and has a cylindrical shape.

操舵部１０は、ハンドル１８、操舵軸２０、一対のホーク２２を備えている。ハンドル１８は、リング状である。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、操舵軸２０の上方端に固定されている。操舵軸２０の軸線は、リング状のハンドル１８の回転軸の軸線に一致させられて、固定されている。 The steering unit 10 includes a handle 18, a steering shaft 20, and a pair of forks 22. The handle 18 has a ring shape. The steering shaft 20 has a round bar shape. The center of the ring of the handle 18 is fixed to the upper end of the steering shaft 20. The axis of the steering shaft 20 is fixed so as to coincide with the axis of the rotating shaft of the ring-shaped handle 18.

図２は、図１の自転車の操舵輪兼駆動輪の部分断面が示された側面図である。操舵軸２０の下方端からは一対のホーク２２が、下方に延びている。この一対のホーク２２は、下方に向かって逆Ｕ字状に延びている。操舵軸２０は、ヘッドパイプ１６に操舵軸２０の軸線を回転軸として回転可能に支持されている。この自転車２では、操舵軸２０はヘッドパイプ１６にベアリングにより回転可能に支持されている。 FIG. 2 is a side view showing a partial cross section of the steering wheel and driving wheel of the bicycle shown in FIG. A pair of forks 22 extends downward from the lower end of the steering shaft 20. This pair of forks 22 extends in an inverted U shape downward. The steering shaft 20 is supported by the head pipe 16 so as to be rotatable about the axis of the steering shaft 20 as a rotation axis. In the bicycle 2, the steering shaft 20 is rotatably supported on the head pipe 16 by a bearing.

前輪６は、ホイール２４、タイヤ２６を備えている。ホイール２４は、前輪軸２８に回転可能に取り付けられている。この前輪軸２８の両端が、一対のホーク２２に支持されている。前輪６は一対のホーク２２の間に位置して、前輪軸２８の軸線を回転軸として回転可能に支持されている。 The front wheel 6 includes a wheel 24 and a tire 26. The wheel 24 is rotatably attached to the front wheel shaft 28. Both ends of the front wheel shaft 28 are supported by a pair of forks 22. The front wheel 6 is located between the pair of forks 22 and is supported rotatably about the axis of the front wheel shaft 28 as a rotation axis.

図１、図２に示されるように、駆動装置１２は、クランク３６、駆動ギア３８、無端連条索としての第一チェーン４２、第一ギア４４、第一歯車としての第一かさ歯車４６、中間歯車としての両面かさ歯車４８、第二歯車としての第二かさ歯車５０、第二ギア５２、無端連条索としての第二チェーン５８及び従動ギア６０を備えている。第一ギア４４は、フリーホイール４０を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the driving device 12 includes a crank 36, a driving gear 38, a first chain 42 as an endless continuous rope, a first gear 44, a first bevel gear 46 as a first gear, A double-sided bevel gear 48 as an intermediate gear, a second bevel gear 50 as a second gear, a second gear 52, a second chain 58 as an endless continuous rope, and a driven gear 60 are provided. The first gear 44 includes a free wheel 40.

一対のクランク３６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３８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３６の回転軸と駆動ギア３８との回転軸は、水平方向であり、同軸である。駆動ギア３８には、第一チェーン４２が架け渡されている。第一ギア４４及び第一かさ歯車４６は、ヘッドパイプ１６に支持されている。第一ギア４４及び第一かさ歯車４６は、回転軸を水平方向に回転可能に支持されている。第一チェーン４２は、この第一ギア４４と駆動ギア３８とに架け渡されている。第一ギア４４と第一かさ歯車４６とは、その回転中心を同軸上にして一体とされている。 The pair of cranks 36 are rotatably attached to the left and right sides of the main frame 4, respectively. A drive gear 38 is rotatably attached to the main frame 4. The rotation axis of the crank 36 and the rotation axis of the drive gear 38 are in the horizontal direction and are coaxial. A first chain 42 is bridged over the drive gear 38. The first gear 44 and the first bevel gear 46 are supported by the head pipe 16. The first gear 44 and the first bevel gear 46 are supported so that the rotation shaft can rotate in the horizontal direction. The first chain 42 is spanned between the first gear 44 and the drive gear 38. The first gear 44 and the first bevel gear 46 are integrated with each other with the center of rotation being coaxial.

両面かさ歯車４８は、上方のかさ歯５４と下方のかさ歯５６とを備えている。この両面かさ歯車４８は、操舵軸２０にその軸線を中心に回転可能に取り付けられている。この自転車２では、両面かさ歯車４８は、ベアリングを介して操舵軸２０に回転可能に支持されている。第一かさ歯車４６のかさ歯は、両面かさ歯車４８の上方のかさ歯５４と噛み合っている。 The double-sided bevel gear 48 includes an upper bevel tooth 54 and a lower bevel tooth 56. The double-sided bevel gear 48 is attached to the steering shaft 20 so as to be rotatable about its axis. In this bicycle 2, the double-sided bevel gear 48 is rotatably supported on the steering shaft 20 via a bearing. The bevel teeth of the first bevel gear 46 mesh with the bevel teeth 54 above the double-side bevel gear 48.

第二かさ歯車５０と第二ギア５２とは、その回転中心を同軸上にして一体とされている。第二かさ歯車５０及び第二ギア５２は、操舵軸２０に回転可能に支持されている。第二かさ歯車５０及び第二ギア５２は、水平方向を回転軸として回転可能に支持されている。第二かさ歯車５０のかさ歯は、両面かさ歯車４８の下方のかさ歯５６と噛み合っている。従動ギア６０は、ホイール２４に固定されている。従動ギア６０は、前輪軸２８の軸線を回転軸にホイール２４と一体に回転可能に固定されている。この自転車２では、特殊な前輪６が必要とされない。第二チェーン５８は、第二ギア５２と従動ギア６０に架け渡されている。 The second bevel gear 50 and the second gear 52 are integrated with each other with their rotational centers coaxial. The second bevel gear 50 and the second gear 52 are rotatably supported by the steering shaft 20. The second bevel gear 50 and the second gear 52 are rotatably supported with the horizontal direction as a rotation axis. The bevel teeth of the second bevel gear 50 mesh with the bevel teeth 56 below the double-side bevel gear 48. The driven gear 60 is fixed to the wheel 24. The driven gear 60 is fixed so as to be rotatable integrally with the wheel 24 with the axis of the front wheel shaft 28 as the rotation axis. In this bicycle 2, a special front wheel 6 is not required. The second chain 58 is stretched over the second gear 52 and the driven gear 60.

図１の自転車２では、クランク３６が運転者により漕がれ、クランク３６が回転させられる。クランク３６の回転により、駆動ギア３８が回転させられる。駆動ギア３８の回転は、第一チェーン４２により、第一ギア４４に伝えられる。第一ギア４４はフリーホイール４０を備えている。このフリーホイール４０のラチェット構造により、第一ギア４４の回転は一方の回転向きのみが第一かさ歯車４６に伝えられる。他方の回転向きはフリーホイール４０により第一かさ歯車４６に伝えられない。 In the bicycle 2 of FIG. 1, the crank 36 is wound by the driver, and the crank 36 is rotated. The drive gear 38 is rotated by the rotation of the crank 36. The rotation of the drive gear 38 is transmitted to the first gear 44 by the first chain 42. The first gear 44 includes a free wheel 40. Due to the ratchet structure of the free wheel 40, only one direction of rotation of the first gear 44 is transmitted to the first bevel gear 46. The other rotational direction is not transmitted to the first bevel gear 46 by the free wheel 40.

第一チェーン４２により、第一ギア４４が一方の回転向きに回転させられると、第一かさ歯車４６が水平方向を回転軸として回転させられる。この第一かさ歯車４６の回転により、両面かさ歯車４８が回転させられる。両面かさ歯車４８は、操舵軸２０の軸線を回転軸として回転させられる。第一かさ歯車４６及び両面かさ歯車４８により、水平方向を回転軸とする回転が操舵軸２０を回転軸とする回転に変換される。両面かさ歯車４８の回転により、第二かさ歯車５０及び第二ギア５２が回転させられる。両面かさ歯車４８及び第二かさ歯車５０により、操舵軸２０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５２の回転は、第二チェーン５８を介して従動ギア６０に伝えられる。従動ギア６０の回転により、前輪６が回転させられる。従動ギア６０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。この前輪６の駆動により、自転車２は走行させられる。 When the first gear 44 is rotated in one rotational direction by the first chain 42, the first bevel gear 46 is rotated about the horizontal direction as the rotation axis. By the rotation of the first bevel gear 46, the double-sided bevel gear 48 is rotated. The double-sided bevel gear 48 is rotated about the axis of the steering shaft 20 as a rotation axis. By the first bevel gear 46 and the double-sided bevel gear 48, the rotation with the horizontal direction as the rotation axis is converted into the rotation with the steering shaft 20 as the rotation axis. The second bevel gear 50 and the second gear 52 are rotated by the rotation of the double-sided bevel gear 48. By the double bevel gear 48 and the second bevel gear 50, rotation about the steering shaft 20 is converted into rotation about the horizontal direction as the rotation axis. The rotation of the second gear 52 is transmitted to the driven gear 60 via the second chain 58. The front wheel 6 is rotated by the rotation of the driven gear 60. Driving force is transmitted to the driven gear 60 and the front wheel 6 as rotation in the horizontal direction. The bicycle 2 is caused to travel by driving the front wheels 6.

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の回転にともなって、操舵軸２０が回転する。操舵軸２０の回転により、前輪６の進行方向が変えられる。これにより、自転車２は走行向きが変えられる。 The handle 18 of FIG. 1 is rotated by the driver. As the handle 18 rotates, the steering shaft 20 rotates. The traveling direction of the front wheel 6 is changed by the rotation of the steering shaft 20. Thereby, the traveling direction of the bicycle 2 is changed.

この自転車２では、前輪６が駆動輪兼操舵輪である。ハンドル１８をまわして、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。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。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。 In this bicycle 2, the front wheels 6 are drive wheels and steering wheels. When the steering wheel 18 is turned and the traveling direction of the front wheel 6 is changed from the straight traveling direction to the diagonally forward direction, the bicycle 2 is turned while moving forward. When the traveling direction of the front wheel 6 is changed from the straight traveling direction to the diagonally rearward direction, the bicycle 2 is turned while retreating. When the traveling direction of the front wheel 6 is changed by 180 ° from the straight traveling direction, the bicycle 2 is moved backward. In this way, the bicycle 2 is suitable for small turns. The configuration of steering and driving of the bicycle 2 is also suitable for a wheelchair. The bicycle according to the present invention includes a wheelchair.

図３は、図２の自転車２の両面かさ歯車４８の断面図である。両矢印Ｐはこのかさ歯車４８のピッチ円を表している。両矢印Ｔは、この両面かさ歯車４８の操舵軸２０に通される中心孔の厚みを表している。この両面かさ歯車４８では、厚みＴが小さい。ピッチ円Ｐに対する厚みＴの比（Ｔ／Ｐ）は、１以下が好ましい。これにより、図６のかさ歯車１６６及び１６８に比べ、かさ歯車から操舵軸に加わる曲げモーメントが小さくされている。これにより、両面かさ歯車４８はより円滑に回転させられる。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the double-sided bevel gear 48 of the bicycle 2 of FIG. A double arrow P represents the pitch circle of the bevel gear 48. A double-headed arrow T represents the thickness of the central hole that passes through the steering shaft 20 of the double-sided bevel gear 48. The double-sided bevel gear 48 has a small thickness T. The ratio of the thickness T to the pitch circle P (T / P) is preferably 1 or less. As a result, the bending moment applied to the steering shaft from the bevel gear is made smaller than the bevel gears 166 and 168 in FIG. Thereby, the double-sided bevel gear 48 is rotated more smoothly.

図２に示されるようにこの自転車２では、第二かさ歯車５０の回転は、第二ギア５２から第二チェーン５８を介して従動ギア６０に伝えられている。この第二ギア５２及び従動ギア６０の間に第二チェーン５８が架け渡される。第二ギア５２から従動ギア６０にチェーンを介して回転を伝えることにより、回転方向の遊びが設けられている。第二ギア５２が回転し始めるときに従動ギア６０及び前輪６を回転させる負荷が直ちに加わらない。これにより、第二かさ歯車５０は、図６のかさ歯車１７２より静止状態から回転し始めるときの抵抗が小さい。 As shown in FIG. 2, in the bicycle 2, the rotation of the second bevel gear 50 is transmitted from the second gear 52 to the driven gear 60 via the second chain 58. A second chain 58 is bridged between the second gear 52 and the driven gear 60. By transmitting the rotation from the second gear 52 to the driven gear 60 via the chain, play in the rotational direction is provided. When the second gear 52 starts to rotate, a load for rotating the driven gear 60 and the front wheel 6 is not immediately applied. As a result, the second bevel gear 50 has a lower resistance when it starts rotating from the stationary state than the bevel gear 172 of FIG.

前述のように、両面かさ歯車４８が用いられること、第二かさ歯車５０が第二チェーン５８を介して前輪６を駆動することにより、第二かさ歯車５０の回転し始めるときの抵抗が、小さくされている。これにより、特に静止状態から動力を加えられた直後に操舵軸２０を回転させる力が抑制されている。ハンドル１８を握る力が弱くても、図６の伝達駆動機構を備えた自転車１５２に比べ、この自転車２ではハンドル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。 As described above, since the double bevel gear 48 is used and the second bevel gear 50 drives the front wheel 6 via the second chain 58, the resistance when the second bevel gear 50 starts to rotate is small. Has been. Thereby, especially the force which rotates the steering shaft 20 immediately after power is applied from a stationary state is suppressed. Even if the force for gripping the handle 18 is weak, the bicycle 2 is restrained from taking the handle 18 as compared with the bicycle 152 having the transmission drive mechanism of FIG. The bicycle 2 has a small turn, and the force to grip the handle 18 is reduced. The driving wheel / steering wheel of the bicycle 2 is suitable for a wheelchair for a disabled person and an elderly person.

フリーホイール４０は、クランク３６の一方の回転向きの回転のみかさ歯車４６に伝える。クランク３６の他方の回転向きの回転はフリーホイール４０によりかさ歯車４６に伝えられないように構成されている。これにより、前輪６が回転中にクランク３６を静止させた状態で、自転車２が走行させられる。 The free wheel 40 transmits only the rotation of the crank 36 in one rotational direction to the bevel gear 46. The rotation of the crank 36 in the other rotational direction is configured not to be transmitted to the bevel gear 46 by the free wheel 40. As a result, the bicycle 2 is allowed to run with the crank 36 stationary while the front wheel 6 is rotating.

自転車２では、無端連条索としてチェーン５８を用いている。チェーン５８は、第二ギア５２と従動ギア６０との間に若干の弛みを有して架け渡されている。チェーン５８には、第二ギア５２及び従動ギア６０の歯が隙間を有して噛み込んでいる。この弛み及び歯の隙間を有する噛み込みにより、チェーン５８、第二ギア５２及び従動ギア６０は回転可能になっている。これにより、第二かさ歯車５０及び第二ギア５２が静止状態から回転し始めるときに、前輪６及び従動ギア６０を駆動するための抵抗が小さくされている。この効果が得られる構成として、第二かさ歯車５０とチェーン５８との組み合わせに代えて、歯車とタイミングベルトとの組み合わせであってもよい。 In the bicycle 2, a chain 58 is used as an endless continuous rope. The chain 58 is bridged between the second gear 52 and the driven gear 60 with a slight slack. The teeth of the second gear 52 and the driven gear 60 are engaged with the chain 58 with a gap. The chain 58, the second gear 52, and the driven gear 60 are rotatable by this loosening and the biting with the tooth gap. Thereby, when the second bevel gear 50 and the second gear 52 start to rotate from the stationary state, the resistance for driving the front wheel 6 and the driven gear 60 is reduced. As a configuration for obtaining this effect, a combination of a gear and a timing belt may be used instead of the combination of the second bevel gear 50 and the chain 58.

自転車２では、第一かさ歯車４６，第二かさ歯車５０及び両面かさ歯車４８を用いられている。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。 In the bicycle 2, a first bevel gear 46, a second bevel gear 50, and a double-sided bevel gear 48 are used. As long as the rotation transmission means are orthogonal to each other, the bevel gear is not limited. The bevel gear may be any of a bevel gear, a bevel gear, a spiral bevel gear, and a hypoid gear. Spiral bevel gears are preferable because they are capable of quiet rotational movement at high speed.

図４は、本発明に係る他の自転車の操舵輪兼駆動輪の部分断面が示された側面図である。ここでは、図１の自転車２と異なる構成について説明される。図１の自転車２と同様の構成については、その説明が省略される。この自転車６２では、一対の前輪６４を用いている。自転車２は前輪６及び一対の後輪８を備えた三輪車であるが、この自転車６２は一対の前輪６４及び一対の後輪を備えた四輪車である。一対の前輪６４は、前輪軸６６の両端に固定されている。この前輪軸６６は、その中央部を操舵軸２０に回転可能に支持されている。この前輪軸６６には、従動ギア６８が一体に固定されている。 FIG. 4 is a side view showing a partial cross section of a steering wheel and driving wheel of another bicycle according to the present invention. Here, a configuration different from the bicycle 2 in FIG. 1 will be described. The description of the same configuration as the bicycle 2 in FIG. 1 is omitted. The bicycle 62 uses a pair of front wheels 64. The bicycle 2 is a tricycle including a front wheel 6 and a pair of rear wheels 8. The bicycle 62 is a four-wheel vehicle including a pair of front wheels 64 and a pair of rear wheels. The pair of front wheels 64 are fixed to both ends of the front wheel shaft 66. The center portion of the front wheel shaft 66 is rotatably supported by the steering shaft 20. A driven gear 68 is integrally fixed to the front wheel shaft 66.

この自転車６２では、第二チェーン５８により従動ギア６８が回転させられる。従動ギア６８と共に、前輪軸６６及び一対の前輪６４が回転させられる。一対の前輪６４が接地することにより、両面かさ歯車４８の回転によりハンドル１８が取られる現象が更に抑制される。一方の前輪６４が凸部に乗り上げても、他方の前輪６４の接地によりハンドルがとられることが抑制されている。一対の前輪６４が接地することにより、路面の凹凸により前輪６４がとられることが抑制される。一対の前輪６４を用いることで、より操縦安定性に優れる。 In the bicycle 62, the driven gear 68 is rotated by the second chain 58. The front wheel shaft 66 and the pair of front wheels 64 are rotated together with the driven gear 68. When the pair of front wheels 64 are grounded, the phenomenon that the handle 18 is taken by the rotation of the double-side bevel gear 48 is further suppressed. Even if one front wheel 64 rides on the convex portion, it is possible to prevent the handle from being taken due to the grounding of the other front wheel 64. When the pair of front wheels 64 are grounded, the front wheels 64 are prevented from being taken by road surface unevenness. By using the pair of front wheels 64, the steering stability is further improved.

図１の自転車２では、前輪６を駆動輪兼操舵輪としている。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。 In the bicycle 2 in FIG. 1, the front wheels 6 are drive wheels and steering wheels. The rear wheel 8 may be a drive wheel / steering wheel. A bicycle having the rear wheel 8 as a steering wheel is provided with a steering force transmission mechanism that transmits the steering of the front steering wheel to the rear steering wheel.

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、更に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、後方左右のキャスター及び駆動輪兼操舵輪を設けることで、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も可能である。 Casters may be provided at four locations on the front left and right and rear left and right of the main frame of the bicycle, and driving wheels and steering wheels may be further provided. This caster is a wheel whose traveling direction can be freely changed. For example, driving and steering wheels may be provided between the front left and right casters and the rear left and right casters of the main frame. This bicycle can move in any direction regardless of the front-rear direction of the main frame. This bicycle is more suitable for wheelchairs because it is more effective in turning. By providing front left and right casters, rear left and right casters, and driving and steering wheels, linear movement is possible in any direction of 360 ° in the traveling direction of the driving and steering wheels.

図１の自転車２は、クランク３６により駆動する。このクランク３６は、足で回転させられる。このクランク３６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３８がモータにより駆動されてもよい。 The bicycle 2 in FIG. 1 is driven by a crank 36. This crank 36 is rotated by a foot. The crank 36 may be installed above the main frame 4 and may be a manual crank. The drive gear 38 may be driven by a motor instead of driving by human power.

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６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。この自転車２は、特殊な駆動輪を必要としない。 As shown in this embodiment, the bicycle according to the present invention is superior in steering stability as compared with the bicycle provided with the drive transmission mechanism of FIG. Thus, since it is excellent in steering stability, it is suitable also for the drive steering of a wheelchair. This bicycle 2 does not require special drive wheels.

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。 The present invention can be applied to a bicycle including a wheelchair provided with driving wheels and steering wheels.

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。FIG. 1 is a front view of a bicycle according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１の自転車の操舵輪兼駆動輪の部分断面が示された側面図である。FIG. 2 is a side view showing a partial cross section of the steering wheel and driving wheel of the bicycle shown in FIG. 図３は、図２の自転車の両面かさ歯車の断面図である。3 is a cross-sectional view of a double-sided bevel gear of the bicycle of FIG. 図４は、本発明に係る他の自転車の操舵輪兼駆動輪の部分断面が示された側面図である。FIG. 4 is a side view showing a partial cross section of a steering wheel and driving wheel of another bicycle according to the present invention. 図５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。FIG. 5 is a front view of a conventional bicycle using the front wheels, which are steered wheels, as drive wheels. 図６は、図５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。6 is a side view showing a partial cross section of a drive transmission mechanism obtained by improving the drive transmission mechanism of the bicycle shown in FIG.

Explanation of symbols

２・・・自転車
４・・・主フレーム
６・・・前輪
８・・・後輪
１０・・・操舵部
１２・・・駆動装置
１４・・・サドル
１６・・・ヘッドパイプ
１８・・・ハンドル
２０・・・操舵軸
２２・・・ホーク
２４・・・ホイール
２６・・・タイヤ
２８・・・前輪軸
３６・・・クランク
３８・・・駆動ギア
４０・・・フリーホイール
４２・・・第一チェーン
４４・・・第一ギア
４６・・・第一かさ歯車
４８・・・両面かさ歯車
５０・・・第二かさ歯車
５２・・・第二ギア
５４・・・かさ歯
５６・・・かさ歯
５８・・・第二チェーン
６０・・・従動ギア
６２・・・自転車
６４・・・前輪
６６・・・前輪軸
６８・・・従動ギア
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Bicycle 4 ... Main frame 6 ... Front wheel 8 ... Rear wheel 10 ... Steering part 12 ... Driving device 14 ... Saddle 16 ... Head pipe 18 ... Handle 20 ... steering shaft 22 ... hawk 24 ... wheel 26 ... tyre 28 ... front wheel shaft 36 ... crank 38 ... drive gear 40 ... free wheel 42 ... first Chain 44 ... first gear 46 ... first bevel gear 48 ... double-side bevel gear 50 ... second bevel gear 52 ... second gear 54 ... bevel teeth 56 ... bevel teeth 58 ... second chain 60 ... driven gear 62 ... bicycle 64 ... front wheel 66 ... front wheel shaft 68 ... driven gear 102 ... bicycle 104 ... main frame 106 ... Head rack 108 ... steering shaft 110 ... One transmission chain 112 ... Second transmission chain 114 ... Drive transmission mechanism 116 ... Crank 118 ... First chain gear 120 ... Free wheel 122 ... Front wheel 152 ... Bicycle 154 ... Head pipe 156 ... Steering shaft 158 ... Front wheel 160 ... Front wheel shaft 162 ... Gear 164 ... Bevel gear 166 ... Bevel gear 168 ... Bevel gear 170 ... Pipe 172 ..Bevel gear

Claims

It has a main frame, drive wheels, a steering shaft, and a drive device,
This steering shaft is supported by the main frame so as to be rotatable about its axis.
This drive wheel is rotatably supported on the steering shaft,
The drive device includes a first gear having a rotation axis as a horizontal direction, an intermediate gear having a steering shaft as a rotation axis, and a second gear having a rotation axis as a horizontal direction,
The first gear and the intermediate gear mesh with each other, and the rotation with the horizontal axis as the rotation axis is converted into the rotation with the steering axis as the rotation axis.
The intermediate gear and the second gear mesh with each other, and the rotation with the steering shaft as the rotation axis is converted into the rotation with the horizontal direction as the rotation axis.
A bicycle in which the rotation of the second gear rotates the driving wheel through an endless continuous rope.

It has a front wheel and a rear wheel,
Either the front wheel or the rear wheel is a driven wheel,
The bicycle according to claim 1, wherein the other is a drive wheel.

Casters are provided on each of the front left and right and rear left and right of the main frame,
The bicycle according to claim 1, wherein the main frame is provided with driving wheels.